CN111751742B - 一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置，包括电池包进水漏液检测装置、电池包进水漏液检测电路和电池包；电池包进水漏液检测装置和电池包进水漏液检测电路设置在电池包；电池包进水漏液检测装置包括电容C1和电池与装置之间的等效绝缘阻抗Riso；电容C1和等效绝缘阻抗Riso串联；电池包进水漏液检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、信号处理模块、电压检测模块和数字处理器；信号处理模块和电压检测模块均连接到数字处理器，电容C1和等效绝缘阻抗Riso串联在信号处理模块和电压检测模块之间；本发明具有自检功能，可有效可靠的实现电池包进水与漏液故障检测。

Description

一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置及控制方法

技术领域

本发明属于电池包检测技术领域，特别涉及一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置及控制方法。

背景技术

目前电池漏液检测的常规做法是：将漏液传感器放入电池底部，当电池发生漏液时，泄漏的电解液会使漏液传感器的阻抗会发生变化，再利用信号检测和处理进行判定，便可得到电池漏液情况。

目前电池漏液检测的常规做法存在三个不足：

1：一个电池需要配合一个漏液传感器，在一个数量巨大的电池系统中，需要布置数量繁多的漏液传感器，而漏液传感器本身成本并不低，会导致整体成本高昂。

2：漏液传感器在安装完成后期无法判定其是否正常工作，无自我检测功能，对产品的长期可靠性有很大的影响。

3.传感器本身成本高

目前电池进水检测的常规做法有两种：

1：使用湿度传感器。将湿度传感器放入电池组底部，当电池组发生进水时，湿度传感器发出信号，再利用信号检测和处理进行判定，便可得到电池进水情况。然而此方案有不足，湿度传感器本身成本较高，而一个大型的电池系统中，往往要用数量较多的湿度传感器，系统成本高昂，同时湿度传感器只有在湿度异常才会报错，对传感器自身无自我检测功能，对后期的产品可靠性有很大的影响。

2：使用进水检测端子。将进水检测端子放入电池组内部，当电池组发生进水时，检测端子阻抗发生变化，信号处理单元对其信号进行判定，便可得到电池进水情况。然而此方案有不足，进水检测端子只有在湿度异常才会报错，无自我检测功能，对后期的产品可靠性有很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置及控制方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置，包括电池包进水漏液检测装置、电池包进水漏液检测电路和电池包；电池包进水漏液检测装置和电池包进水漏液检测电路设置在电池包；电池包进水漏液检测装置包括电容C1和电池与装置之间的等效绝缘阻抗Riso；电容C1和等效绝缘阻抗Riso串联；电池包进水漏液检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、信号处理模块、电压检测模块和数字处理器；信号处理模块和电压检测模块均连接到数字处理器，电容C1和等效绝缘阻抗Riso串联在信号处理模块和电压检测模块之间；电容C1和信号处理模块之间设置有电阻R1，等效绝缘阻抗Riso上并联有电阻R3，电阻R1和电压检测模块之间串联有电阻R2。

进一步的，信号处理模块与数字处理器的数字IO接口连接，电压检测模块与数字处理器的ADC采样接口连接。

进一步的，一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，系统上电之后，处理器通过信号发生模块发出一长高电平，并保持一定的时间T1；

步骤2，处理器读取电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的自检保护阈值比较，判断检测装置时候可靠运行；

步骤3，处理器按照功能设置顺序轮流进行进水检测或漏液检测判断，决定将决定执行漏液检测还是进水检测；

步骤4，当程序判断此时执行进水检测时，处理器发射脉冲，并持续时间T2，处理器读取此时电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的进水保护阈值比较，判断时候发生进水故障；

步骤5，当程序判断此时执行漏液检测时，处理器发出足够低频或者长高电平，并持续时间T2，处理器读取此时电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的漏液保护阈值比较，判断是否发生漏液故障；

步骤6，当发生自检，进水，漏液故障时，上报系统，发出故障报警信号。

进一步的，进水漏液自检模式：

数字处理器发送一个长高电平，电容具有通交流隔直流的能力，此时电容C1理想模型等价于断路，U1的电压等价于R2与R1分压，此时数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的自检保护阈值比较，如果在所设定的范围内，自检通过，否则自检有问题，系统报警。

进一步的，进水故障检测模式：

数字处理器通过发送一长高电平，由于电容的通交流隔直流的特性，此时检测装置中C1的理想等效模型为断路，当发生进水故障时，C1的等效模型变成了电阻Rw，既水的阻抗，此时U1的采样值为(Rw+R3//Riso)//R2与R1分压，数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的保护阈值比较，以此来判断是否发生进水故障。

进一步的，漏液故障检测模式：

数字处理器发送脉冲，此时电容C1的理想等效模型为短路，此时U1的采样值为R3//Riso1//R2与R1分压,当发生漏液故障时等效绝缘阻抗Riso的值变为Riso1，其中Riso1远小于Riso，数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的保护阈值比较，以此来判断是否发生漏液故障。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明通过信号处理器发出脉冲变化，配合采样模块返回的采样值，可通过处理器实现检测装置的自检，从而可以有效可靠的实现电池包进水与漏液的故障检测。

本发明通过程序的循环，实时有效的实现电池包进水与漏液绝缘故障检测。

本发明通过程序的自动循环切换，可分时有效的实现电池包进水与漏液绝缘故障检测，共用一套硬件电路，成本低，实现简单。

附图说明

图1本发明电池包进水漏液检测装置示意图。

图2本发明电池包进水漏液自检电路等效示意图。

图3本发明电池包进水故障检测电路等效示意图。

图4本发明电池包漏液故障检测等效电路示意图。

图5本发明电池进水与漏液检测软件流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1至图5，一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置，包括电池包进水漏液检测装置、电池包进水漏液检测电路和电池包；电池包进水漏液检测装置和电池包进水漏液检测电路设置在电池包；电池包进水漏液检测装置包括电容C1和电池与装置之间的等效绝缘阻抗Riso；电容C1和等效绝缘阻抗Riso串联；电池包进水漏液检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、信号处理模块、电压检测模块和数字处理器；信号处理模块和电压检测模块均连接到数字处理器，电容C1和等效绝缘阻抗Riso串联在信号处理模块和电压检测模块之间；电容C1和信号处理模块之间设置有电阻R1，等效绝缘阻抗Riso上并联有电阻R3，电阻R1和电压检测模块之间串联有电阻R2。

信号处理模块与数字处理器的数字IO接口连接，电压检测模块与数字处理器的ADC采样接口连接。

一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，系统上电之后，处理器通过信号发生模块发出一长高电平，并保持一定的时间T1；

步骤2，处理器读取电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的自检保护阈值比较，判断检测装置时候可靠运行；

步骤3，处理器按照功能设置顺序轮流进行进水检测或漏液检测判断，决定将决定执行漏液检测还是进水检测；

步骤4，当程序判断此时执行进水检测时，处理器发射脉冲，并持续时间T2，处理器读取此时电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的进水保护阈值比较，判断时候发生进水故障；

步骤5，当程序判断此时执行漏液检测时，处理器发出足够低频或者长高电平，并持续时间T2，处理器读取此时电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的漏液保护阈值比较，判断是否发生漏液故障；

步骤6，当发生自检，进水，漏液故障时，上报系统，发出故障报警信号。

进水漏液自检模式：

数字处理器发送一个长高电平，电容具有通交流隔直流的能力，此时电容C1理想模型等价于断路，U1的电压等价于R2与R1分压，此时数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的自检保护阈值比较，如果在所设定的范围内，自检通过，否则自检有问题，系统报警。

进水故障检测模式：

数字处理器通过发送一长高电平，由于电容的通交流隔直流的特性，此时检测装置中C1的理想等效模型为断路，当发生进水故障时，C1的等效模型变成了电阻Rw，既水的阻抗，此时U1的采样值为(Rw+R3//Riso)//R2与R1分压，数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的保护阈值比较，以此来判断是否发生进水故障。

漏液故障检测模式：

数字处理器发送脉冲，此时电容C1的理想等效模型为短路，此时U1的采样值为R3//Riso1//R2与R1分压,当发生漏液故障时等效绝缘阻抗Riso的值变为Riso1，其中Riso1远小于Riso，数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的保护阈值比较，以此来判断是否发生漏液故障。

进水漏液检测软件流程：

自检过程：如图5所示为电池包进水漏液检测软件流程图，系统上电之后，处理器通过信号发生模块发出一长高电平，并保持一定的时间T1，T1时间处理器读取电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的自检保护阈值比较，如果采样值不在保护阈值范围内，则自检不通过，系统报错，否则自检通过，程序继续执行。

模式判断：自检结束之后，处理器按照功能设置顺序轮流进行进水检测或漏液检测判断，此时将决定执行漏液检测还是进水检测；

进水检测：当程序判断此时执行进水检测时，处理器一定频率一定占空比的脉冲，并持续一定时间T2，处理器读取此时电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的进水保护阈值比较，如果采样值大于保护阈值，表明此时无进水故障，程序再次进入检测模式判断，否则，表明有进水故障发生，系统报错。

漏液检测：当程序判断此时执行漏液检测时，处理器发出足够低频或者长高电平，并持续一定时间T2，处理器读取此时电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的漏液保护阈值比较，如果采样值大于保护阈值，表明此时无漏液故障，程序再次进入检测模式判断，否则，表明有漏液故障发生，系统报错。

Claims (1)

1.一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置的控制方法，其特征在于，基于一种带有自检功能的电池包进水漏液检测装置，包括电池包进水漏液检测装置、电池包进水漏液检测电路和电池包；电池包进水漏液检测装置和电池包进水漏液检测电路设置在电池包；电池包进水漏液检测装置包括电容C1和电池与装置之间的等效绝缘阻抗Riso；电容C1和等效绝缘阻抗Riso串联；电池包进水漏液检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、信号处理模块、电压检测模块和数字处理器；信号处理模块和电压检测模块均连接到数字处理器，电容C1和等效绝缘阻抗Riso串联在信号处理模块和电压检测模块之间；电容C1和信号处理模块之间设置有电阻R1，等效绝缘阻抗Riso上并联有电阻R3，电阻R1和电压检测模块之间串联有电阻R2；

信号处理模块与数字处理器的数字IO接口连接，电压检测模块与数字处理器的ADC采样接口连接；

包括以下步骤：

步骤1，系统上电之后，处理器通过信号发生模块发出一长高电平，并保持一定的时间T1；

步骤2，处理器读取电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的自检保护阈值比较，判断检测装置时候可靠运行；

步骤3，处理器按照功能设置顺序轮流进行进水检测或漏液检测判断，决定将决定执行漏液检测还是进水检测；

步骤4，当程序判断此时执行进水检测时，处理器发射脉冲，并持续时间T2，处理器读取此时电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的进水保护阈值比较，判断时候发生进水故障；

步骤5，当程序判断此时执行漏液检测时，处理器发出足够低频或者长高电平，并持续时间T2，处理器读取此时电压检测模块反馈回来的U1采样电压值，将采样电压值与程序内所设定的漏液保护阈值比较，判断是否发生漏液故障；

步骤6，当发生自检，进水，漏液故障时，上报系统，发出故障报警信号；

进水漏液自检模式：

数字处理器发送一个长高电平，电容具有通交流隔直流的能力，此时电容C1理想模型等价于断路，U1的电压等价于R2与R1分压，此时数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的自检保护阈值比较，如果在所设定的范围内，自检通过，否则自检有问题，系统报警；

进水故障检测模式：

数字处理器通过发送一长高电平，由于电容的通交流隔直流的特性，此时检测装置中C1的理想等效模型为断路，当发生进水故障时，C1的等效模型变成了电阻Rw，既水的阻抗，此时U1的采样值为(Rw+R3//Riso)//R2与R1分压，数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的保护阈值比较，以此来判断是否发生进水故障；

漏液故障检测模式：

数字处理器发送脉冲，此时电容C1的理想等效模型为短路，此时U1的采样值为R3//Riso1//R2与R1分压,当发生漏液故障时等效绝缘阻抗Riso的值变为Riso1，其中Riso1远小于Riso，数字处理器通过比较U1的采样电压与程序内所设定的保护阈值比较，以此来判断是否发生漏液故障。

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