CN108051733A - 一种多电池簇的继电器粘连检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种多电池簇的继电器粘连检测系统及方法，包括：主控单元和若干电池控制单元，电池控制单元的第一通讯端与主控单元的第一通讯控制端连接，第二通讯端与主控单元的第二通讯控制端连接，电池控制单元包括电池组、第一继电器、第二继电器、第三继电器和预充电阻。本发明通过设置主控单元，在系统需要进行高压上电前，主控单元发送指令依次对若干电池控制单元进行继电器粘连检测，有且仅有当所有的电池控制单元完成继电器粘连检测后，主控单元再下发指令至每一电池控制单元进行继电器进行闭合操作，完成高压上电，提高系统的安全性以及可靠性，避免因第N个电池控制单元的高压上电对第N+1个电池控制单元的继电器粘连检测造成影响。

Description

一种多电池簇的继电器粘连检测系统及方法

技术领域

本发明涉及继电器粘连检测领域，特别是涉及一种多电池簇的继电器粘连检测系统及方法。

背景技术

在储能系统中，为了提高功率回路的安全性以及可靠性，单个电池簇需要进行粘连检测，以防止继电器粘连对储能系统的造成的危害。如图1所示为现有技术中单电池簇的继电器粘连检测电路的电路原理示意图，包括电池组、预充继电器RL1、预充电阻RL、总正继电器RL2和总负继电器RL3，电池组的总正端依次串联预充继电器RL1和预充电阻RL后与负载的总正端连接，总负端串联总负继电器RL3后与负载的总负端连接，总正继电器RL2的一端与电池组的总正端连接，另一端与负载的总正端连接。虽然此储能系统可以通过现有技术中的两路电压检测方法进行对继电器的粘连检测，但还是存在问题。由于实际应用中，储能系统通常都存在多个电池簇，由多个电池簇组成大型储能系统以满足实际的电力输出需求。由于继电器是机械功率器件，继电器的闭合和断开都存在较大的延时，同时又因为各继电器的个体差异使得每一继电器的闭合和吸合的动作时间都存在一定的差异。上述原因就导致了一个问题发生，当对大型储能系统进行高压上电时，各电池簇会各自分别进行继电器的粘连检测，当第N个电池簇中的继电器完成粘连检测时而第N+1个电池簇还未完成继电器的粘连检测时，第N个电池簇的高压上电会对第N+1个电池簇的继电器粘连检测结果造成严重影响，会造成误判，从而影响了整个大型储能系统的安全性以及可靠性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种多电池簇的继电器粘连检测系统及检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多电池簇的继电器粘连检测系统，包括：主控单元和若干电池控制单元，所述电池控制单元的第一通讯端与所述主控单元的第一通讯控制端连接，第二通讯端与所述主控单元的第二通讯控制端连接，所述电池控制单元包括电池组、第一继电器、第二继电器、第三继电器和预充电阻，所述第一继电器的一端与所述电池组的总正端连接，另一端串联所述预充电阻后与负载的总正端连接，所述第三继电器的一端与所述电池组的总负端连接，另一端与负载的总负端连接，所述第二继电器的一端与所述电池组的总正端连接，另一端与负载的总正端连接；

所述电池控制单元还包括用于控制所述第一继电器、所述第二继电器和所述第三继电器断开和闭合的控制芯片以及用于采集电压的电压采集电路。

在其中一个实施例中，所述电池组包括若干单体电芯。

在其中一个实施例中，所述第一继电器为电磁继电器。

在其中一个实施例中，所述第二继电器为电磁继电器。

在其中一个实施例中，所述第三继电器为电磁继电器。

一种多电池簇的继电器粘连检测方法，包括以下步骤：

步骤S01、主控单元下发指令依次对若干电池控制单元进行粘连检测；

步骤S02、电压采集电路采集第二继电器的后端电压值、内总压值和外总压值，根据后端电压值、内总压值以及外总压值判断第二继电器和第三继电器的粘连状态；

步骤S03、电池控制单元将粘连状态依次反馈至主控单元，当主控单元判定所有电池控制单元中的第二继电器和第三继电器均未粘连时，控制系统进行高压上电；否则，返回执行步骤S02。

在其中一个实施例中，所述步骤S02具体为：

步骤S021、电池控制单元断开第一继电器、第二继电器和第三继电器，若后端电压值等于内总压值，则第二继电器粘连；否则，第二继电器不粘连；

步骤S022、电池控制单元闭合第一继电器、断开第二继电器和第三继电器，若内总压值等于外总压值，则第三继电器粘连；否则，第三继电器不粘连。

本次技术方案相比于现有技术有以下有益效果：

通过设置主控单元，在系统需要进行高压上电前，主控单元发送指令依次对若干电池控制单元进行继电器粘连检测，有且仅有当所有的电池控制单元完成继电器粘连检测后，主控单元再下发指令至每一电池控制单元进行继电器进行闭合操作，完成高压上电，提高系统的安全性以及可靠性，避免因第N个电池控制单元的高压上电对第N+1个电池控制单元的继电器粘连检测造成影响。

附图说明

图1为现有技术中中的单电池簇的继电器粘连检测电路的电路原理示意图；

图2为本实施例中的多电池簇的继电器粘连检测系统的电路原理示意图；

图3为本实施例中的多电池簇的继电器粘连检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图2所示为多电池簇的继电器粘连检测系统的电路原理示意图，包括：主控单元100和若干电池控制单元200，所述电池控制单元200的第一通讯端与所述主控单元100的第一通讯控制端连接，第二通讯端与所述主控单元100的第二通讯控制端连接，所述电池控制单元200包括电池组210、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3和预充电阻R，所述第一继电器K1的一端与所述电池组210的总正端连接，另一端串联所述预充电阻R后与负载的总正端连接，所述第三继电器K3的一端与所述电池组210的总负端连接，另一端与负载的总负端连接，所述第二继电器K2的一端与所述电池组210的总正端连接，另一端与负载的总正端连接；

所述电池控制单元200还包括用于控制所述第一继电器K1、所述第二继电器K2和所述第三继电器K3断开和闭合的控制芯片以及用于采集电压的电压采集电路。

进一步地，所述电池组210包括若干单体电芯。

进一步地，所述第一继电器K1为电磁继电器。

进一步地，所述第二继电器K2为电磁继电器。

进一步地，所述第三继电器K3为电磁继电器。

如图3所示为多电池簇的继电器粘连检测方法的流程示意图，包括以下步骤：

步骤S01、主控单元100下发指令依次对若干电池控制单元200进行粘连检测；

步骤S02、电压采集电路采集第二继电器K2的后端电压值、内总压值和外总压值，根据后端电压值、内总压值以及外总压值判断第二继电器K2和第三继电器K3的粘连状态；

步骤S03、电池控制单元200将粘连状态依次反馈至主控单元100，当主控单元100判定所有电池控制单元200中的第二继电器K2和第三继电器K3均未粘连时，控制系统进行高压上电；否则，返回执行步骤S02。

具体地，所述步骤S02具体为：

步骤S021、电池控制单元200断开第一继电器K1、第二继电器K2和第三继电器K3，若后端电压值等于内总压值，则第二继电器K2粘连；否则，第二继电器K2不粘连；

步骤S022、电池控制单元200闭合第一继电器K1、断开第二继电器K2和第三继电器K3，若内总压值等于外总压值，则第三继电器K3粘连；否则，第三继电器K3不粘连。

具体工作原理如下：

需要说明的是，请再次参照图1，第二继电器K2的后端电压值即为端点A的对地电压值，内总压值为图1中端点A与端点B的压差值，外总压值为端点A与端点C的压差值。

请再次参照图2，当系统需要进行高压上电时，主控单元100发送继电器粘连检测信号至第N个电池控制单元200中，第N个电池控制单元200接收到继电器粘连检测信号后，利用内置的控制芯片(附图未标识)控制第一继电器K1、第二继电器K2和第三继电器K3的断开和闭合，再利用电压采集电路(附图未标识)采集第二继电器K2的后端电压值、内总压值以及外总压值，利用后端电压值、内总压值以及外总压值来判断第二继电器K2和第三继电器K3的粘连状态。当需要判断第二继电器K2的粘连状态时，控制芯片发送信号断开第一继电器K1、第二继电器K2和第三继电器K3，若第二继电器K2的后端电压值等于内总压值，则判断第二继电器K2粘连；否则，第二继电器K2不粘连。当需要判断第三继电器K3的粘连状态时，控制芯片发送信号闭合第一继电器K1、断开第二继电器K2和第三继电器K3，当内总压值等于外总压值，则第三继电器K3粘连；否则，第三继电器K3不粘连。需要特别强调的是，由于第一继电器K1的一端串联着预充电阻R，预充电阻R的存在使得流过第一继电器K1的电流很小，第一继电器K1发生粘连的概率很低，因此，可不对第一继电器K1进行粘连检测。

当第N个电池控制单元200中的继电器判断均不存在粘连时，将检测结果反馈至主控单元100中，主控单元100记录并保存第N个电池控制单元200中继电器的粘连检测结果并发生粘连检测信号至第N+1个电池控制单元200进行粘连检测。有且仅有所有的电池控制单元200中的继电器均不存在粘连时，主控单元100控制系统高压上电。

需要特别强调的是，倘若同时对第N个电池控制单元200和第N+1个电池控制单元200进行继电器粘连检测时，由于继电器的本身的差异性，会使得第N个电池控制单元200完成继电器粘连检测的时间与第N+1个电池控制单元200完成继电器粘连检测的时间有差异性。假设当第N个电池控制单元200完成粘连检测但第N+1个电池控制单元200还正在进行粘连检测时，此时，主控单元100控制系统进行高压上电，会使得第N个电池控制单元200的总电压接至第N+个电池控制单元200的外总压值检测端口。即端点A和端点C，使得第N+1个电池控制单元200在进行对第三继电器K3的粘连检测时，始终认为内总压值等于外总压值，即使第三继电器K3不存在粘连的情况下，误判第三继电器K3存在粘连状态，造成系统无法正常高压上电。

本发明通过设置主控单元100，在系统需要进行高压上电前，主控单元100发送粘连检测指令依次对若干电池控制单元200进行继电器粘连检测，有且仅有当所有的电池控制单元200完成继电器粘连检测后，主控单元100再下发指令至每一电池控制单元200进行继电器进行闭合操作，完成高压上电，提高系统的安全性以及可靠性，避免因第N个电池控制单元200的高压上电对第N+1个电池控制单元200的继电器粘连检测造成影响。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种多电池簇的继电器粘连检测系统，其特征在于，包括：主控单元(100)和若干电池控制单元(200)，所述电池控制单元(200)的第一通讯端与所述主控单元(100)的第一通讯控制端连接，第二通讯端与所述主控单元(100)的第二通讯控制端连接，所述电池控制单元(200)包括电池组(210)、第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3和预充电阻(R)，所述第一继电器K1的一端与所述电池组(210)的总正端连接，另一端串联所述预充电阻R后与负载的总正端连接，所述第三继电器K3的一端与所述电池组(210)的总负端连接，另一端与负载的总负端连接，所述第二继电器K2的一端与所述电池组(210)的总正端连接，另一端与负载的总正端连接；

所述电池控制单元(200)还包括用于控制所述第一继电器K1、所述第二继电器K2和所述第三继电器K3断开和闭合的控制芯片以及用于采集电压的电压采集电路。

2.根据权利要求1所述的多电池簇的继电器粘连检测系统，其特征在于，所述电池组(210)包括若干单体电芯。

3.根据权利要求1所述的多电池簇的继电器粘连检测系统，其特征在于，所述第一继电器K1为电磁继电器。

4.根据权利要求1所述的多电池簇的继电器粘连检测系统，其特征在于，所述第二继电器K2为电磁继电器。

5.根据权利要求1所述的多电池簇的继电器粘连检测系统，其特征在于，所述第三继电器K3为电磁继电器。

6.一种多电池簇的继电器粘连检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S01、主控单元(100)下发指令依次对若干电池控制单元(200)进行粘连检测；

步骤S02、电压采集电路采集第二继电器K2的后端电压值、内总压值和外总压值，根据后端电压值、内总压值以及外总压值判断第二继电器K2和第三继电器K3的粘连状态；

步骤S03、电池控制单元(200)将粘连状态依次反馈至主控单元(100)，当主控单元(100)判定所有电池控制单元(200)中的第二继电器K2和第三继电器K3均未粘连时，控制系统进行高压上电；否则，返回执行步骤S02。

7.根据权利要求6所述的多电池簇的继电器粘连检测方法，其特征在于，所述步骤S02具体为：

步骤S021、电池控制单元(200)断开第一继电器K1、第二继电器K2和第三继电器K3，若后端电压值等于内总压值，则第二继电器K2粘连；否则，第二继电器K2不粘连；

步骤S022、电池控制单元(200)闭合第一继电器K1、断开第二继电器K2和第三继电器K3，若内总压值等于外总压值，则第三继电器K3粘连；否则，第三继电器K3不粘连。