CN108365277A - 动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法、装置及系统 - Google Patents

动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法、装置及系统，其中的方法包括如下步骤：获取当前时刻第一铜排的电压值Un和第二铜排的电压值Un+1，所述第一铜排与所述第二铜排通过同一螺栓连接在一起，其中1≤n≤N‑1，N为电池模组的总数；获取所述第一铜排与所述第二铜排的电压差△U：△U＝|Un+1‑Un|；若所述电压差小于预设阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接稳定。上述方案中，直接通过连接在一起的两个铜排的电压值来判断两个铜排的连接是否稳定，方法简单易行，并且由于检测电压具有很高的实时性，能够在铜排连接异常时及时发现。

Description

动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及新能源汽车中动力系统的应用，具体涉及一种动力电池系统中连接铜排松动检测方法及系统。
背景技术
动力电池系统一般由数个电池模组串联而成。电池模组间用铜排连接，在铜排连接处用螺栓固定。如图1所示，第n个电池模组与铜排11电连接，第n+1个电池模组与铜排12电连接，铜排11和铜排12通过螺栓13固定，从而实现第n个电池模组与第n+1个电池模组串联连接。车辆在行驶过程中，由于车体震动，有一定概率导致模组间铜排连接处松动或断路。连接铜排的松动或断路将导致动力电池包不能正常工作。甚至连接处松动有可能导致很大的发热，使电池燃烧、爆炸，危及人身财产安全。
现有的动力电池系统中，主要监测铜排连接处温度异常的方法来判断是否松动。但是这种方法在使用过程中，由于温度上升有一定滞后性，不能及时发现铜排连接松动的发生，仍有可能导致一定的潜在风险。
发明内容
本发明旨在提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法、装置及系统，以解决现有技术中无法及时发现铜排连接松动或断开的问题。
为此，本发明提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法，包括如下步骤：
获取当前时刻第一铜排的电压值Un和第二铜排的电压值Un+1，所述第一铜排与所述第二铜排通过同一螺栓连接在一起，其中1≤n≤N-1，N为电池模组的总数；获取所述第一铜排与所述第二铜排的电压差△U：△U＝|Un+1-Un|；若所述电压差小于预设阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接稳定。上述方案中，直接通过连接在一起的两个铜排的电压值来判断两个铜排的连接是否稳定，方法简单易行，并且由于检测电压具有很高的实时性，能够在铜排连接异常时及时发现。
可选地，上述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法中，还包括如下步骤：若所述电压差大于或等于所述预设阈值并且小于上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接松动。上述方案中，将铜排连接松动作为铜排连接异常的一种形式单独进行检测，因为当两个铜排连接稳固时，两个铜排之间的电阻非常小，所以两个铜排上的电压值非常接近，电压差的值也会处于预设阈值范围内；而当两个铜排连接松动时，两个铜排之间的电阻会有所增大，相应的两个铜排上的电压差的值会有所增大，通过将两个铜排之间的电压差与预先设定的上限阈值进行比较能够对铜排连接松动进行准确、及时的检测。
可选地，上述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法中，还包括如下步骤：若所述电压差大于或等于所述上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接断开。上述方案中，通过将两个铜排之间的电压差与预先设定的上限阈值进行比较能够对铜排连接断开的情况进行准确、及时的检测。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有指令信息，计算机读取所述指令信息后可执行以上任一项所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法。上述方案中，直接通过连接在一起的两个铜排的电压值来判断两个铜排的连接是否稳定，方法简单易行，并且由于检测电压具有很高的实时性，能够在铜排连接异常时及时发现。并且通过合理设置上限阈值，能够在铜排连接松动或断开时，在第一时间准确、及时的发现。
本发明还提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控装置，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有指令信息，至少一个所述处理器读取所述指令信息后可执行以上任一项所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法。上述方案中，直接通过连接在一起的两个铜排的电压值来判断两个铜排的连接是否稳定，方法简单易行，并且由于检测电压具有很高的实时性，能够在铜排连接异常时及时发现。并且通过合理设置上限阈值，能够在铜排连接松动或断开时，在第一时间准确、及时的发现。
本发明还提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统，包括第一采样线、第二采样线和检测器，其中：所述第一采样线的一端与第一铜排电连接，另一端与所述检测器的第一输入端连接；所述第二采样线的一端与第二铜排电连接，另一端与所述检测器的第二输入端电连接；所述第一铜排与所述第二铜排通过同一螺栓连接在一起，其中1≤n≤N-1，N为电池模组的总数；所述检测器，分别通过所述第一采样线和所述第二采样线获取当前时刻所述第一铜排的电压值Un和所述第二铜排的电压值Un+1，获取所述第一铜排与所述第二铜排的电压差△U：△U＝|Un+1-Un|；若所述电压差小于预设阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接稳定。上述方案中，通过采样线将铜排与检测器连接在一起，能使检测器非常简单方便地接收到铜排的电压值，之后通过连接在一起的两个铜排的电压值来判断两个铜排的连接是否稳定，整个过程不需要复杂的工艺或者算法，简单准确，并且由于检测电压具有很高的实时性，能够在铜排连接异常时及时发现。
可选地，上述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统中，所述检测器还用于：若所述电压差大于或等于所述预设阈值并且小于上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接松动。上述方案中，通过将两个铜排之间的电压差与预先设定的上限阈值进行比较能够对铜排连接松动进行准确、及时的检测。
可选地，上述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统中，所述检测器还用于：若所述电压差大于或等于所述上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接断开。上述方案中，通过将两个铜排之间的电压差与预先设定的上限阈值进行比较能够对铜排连接断开的情况进行准确、及时的检测。
可选地，上述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统中，所述第一采样线和所述第二采样线为铜线；所述第一采样线的一端通过激光焊固定于所述第一铜排上；所述第二采样线的一端通过激光焊固定于所述第二铜排上。上述方案中，采样线选择与铜排具有相同材料的铜线，能够保证采样线具有很小的电阻，不会造成电压损失。通过激光焊的方式将铜线与铜排固定连接，激光束能聚焦在很小的范围内，热影响区间非常小，不会对铜排上的其他位置产生影响。
可选地，上述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统中，所述检测器还配置有报警提示组件，所述报警提示组件根据所述检测器的检测结果输出不同的提示信息，以将所述第一铜排与所述第二铜排的连接状态提示给监控人员。上述方案，在监控到铜排连接异常时，能够及时将异常的信息提示给监控人员，以使监控人员能够采取相应的措施，避免铜排连接异常带来的其他损失或者影响行车安全。
本发明提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下有益效果：直接通过连接在一起的两个铜排的电压值来判断两个铜排的连接是否稳定，方法简单易行，并且由于检测电压具有很高的实时性，能够在铜排连接异常时及时发现。并且通过合理设置上限阈值，能够在铜排连接松动或断开时，在第一时间准确、及时的发现。
附图说明
图1为动力电池系统中铜排连接的结构示意图；
图2为本发明一个实施例所述动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法的流程图；
图3为本发明另一个实施例所述动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法的流程图；
图4为本发明一个实施例所述动力电池系统中铜排连接稳定性监控装置的原理框图；
图5为本发明一个实施例所述动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
实施例1
本实施例提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法，可应用于新能源汽车的电池管理系统中，如图2所示，其包括如下步骤：
S11：获取当前时刻第一铜排的电压值Un和第二铜排的电压值Un+1，所述第一铜排与所述第二铜排通过同一螺栓连接在一起，其中1≤n≤N-1，N为电池模组的总数；如前所述，动力电池系统包括多个电池模组，每一电池模组均与一铜排电连接，相邻电池模组的铜排通过螺栓进行固定连接。本步骤中的第一铜排和第二铜排是用于表征用螺栓进行连接的两个铜排，实际在应用时，其可以用于任意符合上述条件的两个铜排上。可以理解，某一铜排可能同时与两个铜排电连接，此时测量该铜排与两个铜排连接的稳定性时，其可作为第一组检测中的第一铜排，同时作为第二组检测中的第二铜排。
S12：获取所述第一铜排与所述第二铜排的电压差△U：△U＝|Un+1-Un|。
S13：判断所述电压差是否小于预设阈值，若是则执行步骤S14，否则执行步骤S15。所述预设阈值可以通过标定得到，因为正常情况下，两个铜排连接，两个铜排的电阻值都非常小，所以如果两个铜排连接稳定，则检测到两个铜排上的电压差应该是很小的。预先通过大量实验得到连接稳定情况下的两个铜排之间的理论电压差，之后设置一定的冗余误差(如上下浮动20％)，便可得到预设阈值。
S14：判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接稳定。也即，此时两个铜排之间电压差很小，相应的两个铜排间的电阻非常小，能够确定两个铜排是连接稳定的。
S15：判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接异常。也即此时两个铜排之间的电阻比较大，极有可能出现了连接松动甚至可能是连接断开的异常情况。
本实施例提供的上述方案，直接通过连接在一起的两个铜排的电压值来判断两个铜排的连接是否稳定，方法简单易行，并且由于检测电压具有很高的实时性，能够在铜排连接异常时及时发现。
实施例2
本实施例提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法，可应用于新能源汽车的电池管理系统中，如图3所示，其包括如下步骤：
S21：获取当前时刻第一铜排的电压值Un和第二铜排的电压值Un+1，所述第一铜排与所述第二铜排通过同一螺栓连接在一起，其中1≤n≤N-1，N为电池模组的总数；
S22：获取所述第一铜排与所述第二铜排的电压差△U：△U＝|Un+1-Un|。
S23：判断所述电压差是否小于预设阈值，若是则执行步骤S24，否则执行步骤S25；
S24：判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接稳定。也即，此时两个铜排之间电压差很小，相应的两个铜排间的电阻非常小，能够确定两个铜排是连接稳定的。
S25：所述电压差是否大于或等于所述预设阈值并且小于上限阈值；若是则执行步骤S26，否则执行步骤S27；
S26：判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接松动。
S27：判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接断开。
本实施例提供的上述方案，将铜排连接松动和断开作为铜排连接异常的形式单独进行检测。因为当两个铜排连接稳固时，两个铜排之间的电阻非常小，所以两个铜排上的电压值非常接近，电压差的值也会处于预设阈值范围内；而当两个铜排连接松动时，两个铜排之间的电阻会有所增大，相应的两个铜排上的电压差的值会有所增大，而具体的电阻值的增大范围与两个铜排之间的接触面积具有关联性，一定是两个铜排之间的接触面积越大，两个铜排间的电阻越小；当两个铜排断开连接时，此时两个铜排之间的电阻应该是连接两个铜排的螺栓的电阻值，此时对应的两个铜排之间的电压值可以作为上限阈值预先存储。在具体检测时，通过将两个铜排之间的电压差与预先存储的上限阈值进行比较能够对铜排连接松动情况或者断开情况进行准确、及时的检测。
实施例3
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质可作为所述电池管理系统的一部分，也可以直接借用所述电池管理系统的存储介质来实现，所述可读存储介质中存储有指令信息，计算机读取所述指令信息后可执行实施例1或2中任意的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法。本实施例提供的方案，直接通过连接在一起的两个铜排的电压值来判断两个铜排的连接是否稳定，方法简单易行，并且由于检测电压具有很高的实时性，能够在铜排连接异常时及时发现。并且通过合理设置上限阈值，能够在铜排连接松动或断开时，在第一时间准确、及时的发现。
实施例4
本实施例提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控装置，如图4所示，一个或多个处理器10以及存储器20，图4中以一个处理器10为例。还可以包括：输入装置30和输出装置40。处理器10、存储器20、输入装置30和输出装置40可以通过总线或者其他方式连接。
存储器20作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，处理器10通过运行存储在存储器20中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行实施例1或2中所述的各种方法。输入装置30可接收输入的数字或字符信息，以及产生与上述方法相关的用户设置以及功能控制有关的关键信号输入。输出装置40可包括显示屏等显示设备。
上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。
实施例5
本实施例提供一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统，如图5所示，包括第一采样线21、第二采样线22和检测器4，其中：所述第一采样线21的一端与第一铜排11电连接，另一端与所述检测器4的第一输入端连接；所述第二采样线22的一端与第二铜排12电连接，另一端与所述检测器4的第二输入端电连接；所述第一铜排11与所述第二铜排12通过同一螺栓13连接在一起，其中1≤n≤N-1，N为电池模组的总数。
以上，所述第一采样线21和所述第二采样线22为铜线；所述第一采样线21的一端通过激光焊固定于所述第一铜排11上，形成第一焊点31；所述第二采样线22的一端通过激光焊固定于所述第二铜排12上，形成第二焊点32。显然，第一焊点31和第二焊点32位于螺栓13的两侧，并且较佳地可以设置两个焊点与螺栓之间的距离是相等的，且第一采样线和第二采样线的长度也优选为等长的。
另外，可以理解的是，本实施例中仅是通过两个铜排连接的稳定性监控为例进行说明。在实际应用时，在电池系统中的每一个铜排上都可以连接采样线。需要进行连接稳定性监控的两个铜排，其对应的采样线的另一端可以连接至同一检测器的不同输入端上。而检测器本身可以采用PLC器件、单片机器件、DSP等。其只要能够实现：接收到两个采样线传输的电压值之后，获取两个电压值的电压差并判断电压差的范围即可。
所述检测器4分别通过所述第一采样线21和所述第二采样线22获取当前时刻所述第一铜排11的电压值Un(也即获得第一焊点处的电压值)和所述第二铜排12的电压值Un+1(也即获得第二焊点处的电压值)，获取所述第一铜排11与所述第二铜排12的电压差△U：△U＝|Un+1-Un|；若所述电压差小于预设阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排11与所述第二铜排12的连接稳定。若所述电压差大于或等于所述预设阈值并且小于上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排11与所述第二铜排12的连接松动。若所述电压差大于或等于所述上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排11与所述第二铜排12的连接断开。
当两个铜排连接稳固时，两个铜排之间的电阻非常小，所以两个铜排上的电压值非常接近，电压差的值也会处于预设阈值范围内(可预先通过大量实验得到连接稳定情况下的两个铜排之间的理论电压差，之后设置一定的冗余误差，如上下浮动20％，便可得到预设阈值)；而当两个铜排连接松动时，两个铜排之间的电阻会有所增大，相应的两个铜排上的电压差的值会有所增大；当两个铜排断开连接时，此时两个铜排之间的电阻应该是连接两个铜排的螺栓的电阻值，此时对应的两个铜排之间的电压值可以作为上限阈值预先存储。在具体检测时，通过将两个铜排之间的电压差与预先存储的预设阈值和上限阈值进行比较能够对铜排连接松动情况或者断开情况进行准确、及时的检测。
优选地，上述系统中，所述检测器4还配置有报警提示组件，所述报警提示组件根据所述检测器4的检测结果输出不同的提示信息，以将所述第一铜排11与所述第二铜排12的连接状态提示给监控人员。例如，可以通过不同颜色的警示灯表示两个铜排的不同连接状态，绿色表示连接稳定，黄色表示连接松动，红色表示连接断开。又或者，通过设置显示屏直接显示文字报警信息等。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取当前时刻第一铜排的电压值Un和第二铜排的电压值Un+1，所述第一铜排与所述第二铜排通过同一螺栓连接在一起，其中1≤n≤N-1，N为电池模组的总数；
获取所述第一铜排与所述第二铜排的电压差△U：△U＝|Un+1-Un|；
若所述电压差小于预设阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接稳定。
2.根据权利要求1所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法，其特征在于，还包括如下步骤：
若所述电压差大于或等于所述预设阈值并且小于上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接松动。
3.根据权利要求2所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法，其特征在于，还包括如下步骤：
若所述电压差大于或等于所述上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接断开。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有指令信息，计算机读取所述指令信息后可执行权利要求1-3任一项所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法。
5.一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控装置，其特征在于，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有指令信息，至少一个所述处理器读取所述指令信息后可执行权利要求1-3任一项所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控方法。
6.一种动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统，其特征在于，包括第一采样线、第二采样线和检测器，其中：
所述第一采样线的一端与第一铜排电连接，另一端与所述检测器的第一输入端连接；所述第二采样线的一端与第二铜排电连接，另一端与所述检测器的第二输入端电连接；所述第一铜排与所述第二铜排通过同一螺栓连接在一起，其中1≤n≤N-1，N为电池模组的总数；
所述检测器，分别通过所述第一采样线和所述第二采样线获取当前时刻所述第一铜排的电压值Un和所述第二铜排的电压值Un+1，获取所述第一铜排与所述第二铜排的电压差△U：△U＝|Un+1-Un|；若所述电压差小于预设阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接稳定。
7.根据权利要求6所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统，其特征在于，所述检测器还用于：
若所述电压差大于或等于所述预设阈值并且小于上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接松动。
8.根据权利要求7所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统，其特征在于，所述检测器还用于：
若所述电压差大于或等于所述上限阈值，则判定当前时刻下所述第一铜排与所述第二铜排的连接断开。
9.根据权利要求6-8任一项所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统，其特征在于：
所述第一采样线和所述第二采样线为铜线；
所述第一采样线的一端通过激光焊固定于所述第一铜排上；所述第二采样线的一端通过激光焊固定于所述第二铜排上。
10.根据权利要求9所述的动力电池系统中铜排连接稳定性监控系统，其特征在于：
所述检测器还配置有报警提示组件，所述报警提示组件根据所述检测器的检测结果输出不同的提示信息，以将所述第一铜排与所述第二铜排的连接状态提示给监控人员。
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