CN111619403A - 一种新能源串联电池模组屏蔽系统及其工作方法 - Google Patents

一种新能源串联电池模组屏蔽系统及其工作方法 Download PDF

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张行峰
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Abstract

本发明公开了一种新能源串联电池模组屏蔽系统，包括驱动系统、与驱动系统相连的主正继电器和主负继电器、与主负继电器相连的MSD以及位于主正继电器和MSD之间的相串联连接的n个电池模组，在每个电池模组中均串联有一个继电器，同时在每个电池模组中还并联有一个备用继电器了。本发明过新增继电器与电池模组有规律的结合方式对电路进行新布置，通过此布置方式，可有效解决电路中电池单块或多块模组故障造成车辆动力源无法输出，车辆迫停的问题，同时提高了行车安全性以及电池的利用率。

Description

一种新能源串联电池模组屏蔽系统及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种新能源串联电池模组屏蔽系统及其工作方法，其属于电动汽车动力电池模组排布及电路设计技术领域。
背景技术：
现阶段，纯电动汽车发展尚未完全成熟，整车系统掉高压造成不能行使是目前电动汽车的高发故障。问题在于电动汽车电池模组中会由于单体电压过高/过低，单体温度过高/过低等状况，造成串联电路中的电池模组出于自我保护而切断电源输出，从而影响汽车动力源输出，造成汽车强制停驶，给驾驶员带来不便甚至危险。
因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
发明内容：
为避免由于单个模组故障从而影响到整车行驶，本发明提出一种新能源串联电池模组屏蔽系统及其工作方法，其通过新增继电器与电池模组有规律的结合方式对电路进行新布置，通过此布置方式，可有效解决电路中电池单块或多块模组故障造成车辆动力源无法输出，车辆迫停的问题，同时提高了行车安全性以及电池的利用率。
本发明采用如下技术方案：一种新能源串联电池模组屏蔽系统，包括驱动系统、与驱动系统相连的主正继电器和主负继电器、与主负继电器相连的MSD以及位于主正继电器和MSD之间的相串联连接的n个电池模组，在每个电池模组中均串联有一个继电器，同时在每个电池模组中还并联有一个备用继电器。
本发明还采用如下技术方案：一种新能源串联电池模组屏蔽系统的工作方法，其特征在于：步骤如下：
(1)、动力电池系统中电池模组故障，BMS电池管理系统监测异常；
(2)、当动力电池发生故障，达到故障不同程度设定值时，BMS电池管理系统会在第一时间通过CAN信号将故障信息传递给VCU；
(3)、VCU做出判断故障等级处理异常，先报警提示驾驶员再通过继电器的布置形式改变电流流通方式，屏蔽损坏模组，若达到最高级别故障程度，则直接切断主正/主负继电器，阻止动力源输出停止车辆行驶；
(4)、在屏蔽故障模组后满足行驶条件，车辆继续安全行驶，同时给驾驶员充足时间行驶至维修点处理故障。
本发明具有如下有益效果：
1、继电器与电池模组结合
通过串并联的继电器，可随时切断电路中的故障模组，保证电路正常工作。
2、BMS、VCU和继电器相互协调
通过BMS和VCU的辅助，时刻监测动力电池模组的工作状态，并及时对继电器工作传递指令。
3、故障模组切断后，给与驾驶员充足准备去处理异常，类似于常规车的跛行模式。
4、优化电池管理系统，提高了电池安全性，电路不会因为部分电池模组故障从而发生连锁反应。
附图说明：
图1为本发明新能源串联电池模组屏蔽系统的示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明新能源串联电池模组屏蔽系统，通过新的布置方式有效解决因串联电路中模块故障导致车辆迫停的问题。其包括驱动系统、与驱动系统相连的主正继电器和主负继电器、与主负继电器相连的MSD(手动维护开关)以及位于主正继电器和MSD(手动维护开关)之间的相串联连接的n个电池模组。
在每个模组中均串联有一个继电器即整个电路主路中串联有n个继电器，同时在每个电池模组中还并联有一个备用继电器，即整个新能源串联电池模组屏蔽系统共需要2n个继电器完成电路布置。
当第一电池模组发生故障时，第一电池模组与第二电池模组之间压差大至设定值，切断主路中的第一继电器，同时闭合并联的第一备用继电器，保证整个电路回路整车工作。
当多个模组发生故障时，例如第二电池模组与第四电池模组故障造成电路回路异常，此时切断第二继电器闭合并联的第二备用继电器，切断第四继电器，闭合并联的第四备用继电器。此时电路回路正常，电路总电压不变，若电量仍满足车辆行驶条件，则可采取此套方案使车辆保持正常行驶；若切断的电池模组过多，电量损耗严重，驾驶者明显察觉到车辆行驶异常，应在报警提醒驾驶员后，切断主正/主负继电器，阻止动力源输出，停止车辆行驶。
本发明新能源串联电池模组屏蔽系统在具有n个电池模组的电路中新增n个继电器与n个备用继电器，与BMS(电池管理系统)电池管理系统和VCU(纯电动汽车整车控制器)的相互协调下，屏蔽电路中的故障模组。具体步骤如下：
(1)、动力电池系统中电池模组故障，BMS电池管理系统监测异常；
(2)、当动力电池发生故障(比如单体电压过高/过低，单体温度过高/过丢)达到故障不同程度(可分为三级)设定值时，BMS电池管理系统会在第一时间通过CAN信号将故障信息传递给VCU；
(3)、VCU做出判断故障等级处理异常，先报警提示驾驶员再通过继电器的布置形式改变电流流通方式，屏蔽损坏模组(若达到最高级别故障程度，则直接切断主正/主负继电器，阻止动力源输出停止车辆行驶)；
(4)、在屏蔽故障模组后满足行驶条件，车辆可继续安全行驶，同时给驾驶员充足时间行驶至维修点处理故障。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种新能源串联电池模组屏蔽系统，其特征在于：包括驱动系统、与驱动系统相连的主正继电器和主负继电器、与主负继电器相连的MSD以及位于主正继电器和MSD之间的相串联连接的n个电池模组，在每个电池模组中均串联有一个继电器，同时在每个电池模组中还并联有一个备用继电器。
2.一种新能源串联电池模组屏蔽系统的工作方法，其特征在于：步骤如下：
(1)、动力电池系统中电池模组故障，BMS电池管理系统监测异常；
(2)、当动力电池发生故障，达到故障不同程度设定值时，BMS电池管理系统会在第一时间通过CAN信号将故障信息传递给VCU；
(3)、VCU做出判断故障等级处理异常，先报警提示驾驶员再通过继电器的布置形式改变电流流通方式，屏蔽损坏模组，若达到最高级别故障程度，则直接切断主正/主负继电器，阻止动力源输出停止车辆行驶；
(4)、在屏蔽故障模组后满足行驶条件，车辆继续安全行驶，同时给驾驶员充足时间行驶至维修点处理故障。
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