CN111537913A - 一种利用预放电回路诊断短路的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池安全防护领域，特别涉及一种利用预放电回路诊断短路的方法。该利用预放电回路诊断短路的方法，包括以下操作步骤，其中：第一步利用短路时，电池P+的电压会在瞬间被拉到P‑，此时Vp‑＝Vbat，真短路时Vp‑电压一直都能Vbat+，利用此电压关闭主回路。第二步负载电容太大也会有类似的瞬间Vp‑＝Vbat+，通过开启预放电回来，随着电池对负载电容充电，Vp‑会逐渐催于Vbat‑。该利用预放电回路诊断短路的方法，通过预放电回路每次供电给外部负载时，预放电回路与负载检测回路采集得到的ΔVp‑，准确的获取外部负载模型，拟合RC曲线，判断是否真短路，在诊断后及时作出保护动作，关闭主回路，关闭预放电回路，获得外部负载是否移除，恢复BMS正常工作。

Description

一种利用预放电回路诊断短路的方法
技术领域
本发明涉及电池安全防护的技术领域，具体为一种利用预放电回路诊断短路的方法。
背景技术
近年来，随着电动自行车行业锂电换铅酸电池的趋势越来越明确，锂电池的起火爆炸事件也越来越多。电动车起火事件也越发引起社会各界的关注。锂电池使用的安全性可靠性也引起了越来越多使用者的关注。其中BMS短路保护功能的失效是导致锂电起火爆炸的其中一个很关键的原因。因此如果BMS能正确的诊断出锂电负载是否真短路，并且及时作出短路保护的处理，对提高电池的安全可靠性起了至关重要的作用。
目前，常用的短路保护的方法主要有利用外置比较器、AFE前端芯片的短路保护功能、单片机AD采样结合软件算法、短路检测芯片等。当前的短路保护需要对采样电阻，短路时间做不同车型匹配，极其不便，成本高，响应时间难匹配，上电有火花，在负载电容很大的情况下容易误触发短路。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低成本，就能正确对短路进行诊断，短路延时更短，更加可靠安全，还能减少上电打火现象的利用预放电回路诊断短路的方法。
(二)技术方案
为实现上述过程简单和检测结果明显的目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用预放电回路诊断短路的方法，包括Sample点、R1、R2、R4和C1，所述诊断短路的方法分为以下步骤，其中：第一步利用短路时，电池P+的电压会在瞬间被拉到P-，此时Vp-＝Vbat，真短路时Vp-电压一直都能Vbat+，利用此电压关闭主回路。
第二步负载电容太大也会有类似的瞬间Vp-＝Vbat+，通过开启预放电回来，随着电池对负载电容充电，Vp-会逐渐催于Vbat-。
第三步利用AD采样获得不同负载电压Vp-响应曲线，根据曲线拟合的方法，计算辨识模型参数。
第四步利用AD采样获得负载电压Vp-响应曲线，根据ΔVp-，通过ΔVp-与S3计算出来的模型参数进行匹配。
第五步真短路直接锁死主回路与预放电回路。
第六步假短路通过第一次获得的ΔVp-，重复S2～S4步骤2～3次利用预放电回路对负载电容放电。
第七步根据正常负载时Vp-，判断当前负载是否还存在，获得是否恢复正常状态。
优选的，所述Sample点的电压由单片机AD采样获得为Vsample。
优选的，所述Vp-为P-点的电压值。
优选的，所述R1和R2为直流电阻，且R1和R2的总电阻值远大于R4的电阻值。
优选的，所述C1为等效电容，当电池发生外部短路或者接入很大的容性负载时，P-电位瞬间被拉至到P+一样，无论外部等效电容C1多大Vt0都是一样的。
本发明提供了一种利用预放电回路诊断短路的方法方法，具备以下有益效果：
1、该利用预放电回路诊断短路的方法，通过预放电回路每次供电给外部负载时，预放电回路与负载检测回路采集得到的ΔVp-，准确的获取外部负载模型，拟合RC曲线，判断是否真短路，在诊断后及时作出保护动作，关闭主回路，关闭预放电回路，获得外部负载是否移除，恢复BMS正常工作。
2、该利用预放电回路诊断短路的方法，通过预放电回路给负载上电时限制瞬间短路电流，匹配负载的容值多次开启预放电回路，能够大大减小了打火，火花四溅的现象。
附图说明
图1为本发明主回路与预放电回路电路图；
图2为本发明参数模型曲线图。
具体实施方式
本发明涉及一种利用预放电回路诊断短路的方法，包括Sample点、R1、R2、R4和C1，其中：第一步利用短路时，电池P+的电压会在瞬间被拉到P-，此时Vp-＝Vbat，真短路时Vp-电压一直都能Vbat+，利用此电压关闭主回路。
第二步负载电容太大也会有类似的瞬间Vp-＝Vbat+，通过开启预放电回来，随着电池对负载电容充电，Vp-会逐渐催于Vbat-。
第三步利用AD采样获得不同负载电压Vp-响应曲线，根据曲线拟合的方法，计算辨识模型参数。
第四步利用AD采样获得负载电压Vp-响应曲线，根据ΔVp-，通过ΔVp-与S3计算出来的模型参数进行匹配。
第五步真短路直接锁死主回路与预放电回路。
第六步假短路通过第一次获得的ΔVp-，重复S2～S4步骤2～3次利用预放电回路对负载电容放电。
第七步根据正常负载时Vp-，判断当前负载是否还存在，获得是否恢复正常状态。
Sample点的电压由单片机AD采样获得为Vsample，推算Vp-＝((R1+R2)*Vsam)/R1。
Vp-为P-点的电压值，每隔固定时间Δt获得Vt1,Vt2,Vt3,Vt4....，计算ΔVp-，根据获得的ΔVp-，生成当前负载充电曲线，判断是真短路还是大电容负载。
R1和R2为直流电阻，且R1和R2的总电阻值远大于R4的电阻值。
C1为等效电容，当负载短路时，电容C1相当于无穷大，当电池发生外部短路或者接入很大的容量负载时，P-电位瞬间被拉至到P+一样，无论外部等效电容C1多大Vt0都是一样的。
该利用预放电回路诊断短路的方法，通过预放电回路每次供电给外部负载时，预放电回路与负载检测回路采集得到的ΔVp-，准确的获取外部负载模型，拟合RC曲线，判断是否真短路，在诊断后及时作出保护动作，关闭主回路，关闭预放电回路，获得外部负载是否移除，恢复BMS正常工作。
其次，通过预放电回路给负载上电时限制瞬间短路电流，匹配负载的容值多次开启预放电回路，能够大大减小了打火，火花四溅的现象。

Claims (5)

1.一种利用预放电回路诊断短路的方法，包括Sample点、R1、R2、R4和C1，其特征在于，所述诊断短路的方法分为以下步骤：
S1、利用短路时，电池P+的电压会在瞬间被拉到P-，此时Vp-＝Vbat，真短路时Vp-电压一直都能Vbat+，利用此电压关闭主回路；
S2、负载电容太大也会有类似的瞬间Vp-＝Vbat+，通过开启预放电回来，随着电池对负载电容充电，Vp-会逐渐催于Vbat-；
S3、利用AD采样获得不同负载电压Vp-响应曲线，根据曲线拟合的方法，计算辨识模型参数；
S4、利用AD采样获得负载电压Vp-响应曲线，根据ΔVp-，通过ΔVp-与S3计算出来的模型参数进行匹配；
S5、真短路直接锁死主回路与预放电回路；
S6、假短路通过第一次获得的ΔVp-，重复S2～S4步骤2～3次利用预放电回路对负载电容放电；
S7、根据正常负载时Vp-，判断当前负载是否还存在，获得是否恢复正常状态。
2.根据权利要求1所述的一种利用预放电回路诊断短路的方法，其特征在于：所述Sample点的电压由单片机AD采样获得为Vsample。
3.根据权利要求1所述的一种利用预放电回路诊断短路的方法，其特征在于：所述Vp-为P-点的电压值。
4.根据权利要求1所述的一种利用预放电回路诊断短路的方法，其特征在于：所述R1和R2为直流电阻，且R1和R2的总电阻值远大于R4的电阻值。
5.根据权利要求1所述的一种利用预放电回路诊断短路的方法，其特征在于：所述C1为等效电容，当电池发生外部短路或者接入很大的容性负载时，P-电位瞬间被拉至到P+一样，无论外部等效电容C1多大Vt0都是一样的。
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