CN111751743A - 一种带有自检功能的电池包进水检测装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种带有自检功能的电池包进水检测装置及其控制方法，包括电池检测装置的等效电容C1、电池进水检测等效电路和电池包；电池检测装置的等效电容C1和电池进水检测等效电路均设置在电池包上，电池检测装置设置在电池包上，电池检测装置上串联有等效电容C1；电池进水检测等效电路包括电阻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，电阻R1、等效电容C1和电阻R3依次串联在信号处理模块和电压检测模块之间，电阻R2连接在电阻R1和电阻R3之间，电压检测模块的一端连接到电阻R1和电阻R2之间，电阻R2的一端接地。本发明成本低，实现简单。

Description

一种带有自检功能的电池包进水检测装置及其控制方法

技术领域

本发明属于电池检测技术领域，特别涉及一种带有自检功能的电池包进水检测装置及其控制方法。

背景技术

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检测装置及其控制方法，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检测装置，包括电池检测装置的等效电容C1、电池进水检测等效电路和电池包；电池检测装置的等效电容C1和电池进水检测等效电路均设置在电池包上，电池检测装置设置在电池包上，电池检测装置上串联有等效电容C1；电池进水检测等效电路包括电阻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，电阻R1、等效电容C1和电阻R3依次串联在信号处理模块和电压检测模块之间，电阻R2连接在电阻R1和电阻R3之间，电压检测模块的一端连接到电阻R1和电阻R2之间，电阻R2的一端接地。

进一步的，信号处理模块通过数字IO接口与数字处理器连接，电压检测模块通过ADC采样接口连接数字处理器。

进一步的，一种带有自检功能的电池包进水检测装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，系统上电，程序启动，处理器发送长高电平，保持时间T1，并检测U1的电压值；

步骤2，程序内U1采样值与设定的第一自检保护阈值比较，如果采样值小于第一自检保护阈值，自检不成功，程序结束，并向系统报错，如果采样值大于第一自检保护阈值，程序继续执行；

步骤3，处理器发出脉冲波形，保持一定时间T1，并检测U1的电压值；

步骤4，程序内U1采样值与设置的第二检保护测阈值进行比较，如果采样值大于第二自检保护阈值，自检不成功，程序结束，并向系统报错，如果采样值小于第二自检阈值，自检通过；

步骤5，处理器发出长高电平信号，并实时读取检测电压U1的采样值；

步骤6，程序内实时判断U1检测值是否大于保护阈值，如果大于保护阈值，无故障，如果小于保护阈值，检测有故障，上报系统故障信号。

进一步的，自检模式一：

数字处理器首先发送一长高电平，此时正常情况下，检测电路的C1等价于断路，此时U1电压为R1与R2的分压，电压模块实时检测U1的电压，并反馈给处理器，处理器在程序内将采样值与第一自检保护阈值比较，如果采样值小于第一自检阈值，则自检不通过，程序结束，并向系统报错，否则第一自检通过，开始执行第二自检测程序。

进一步的，自检模式二：

数字处理器通过发送脉冲，由于电容的通交流隔直流的特性，此时检测装置中C1的理想等效模型为短路，此时U1的采样值为R2与R3并联之后与R1分压，电压模块实时检测U1的电压，并反馈给处理器，处理器在程序内将采样值与第二自检保护阈值比较，如果采样值大于第二自检阈值，则自检不通过，程序结束，并向系统报错，否则，自检通过，进水检测装置可以正常可靠工作。

进一步的，故障实时检测模式：

字处理器发送一个长高的电平由于电容C1具有通交流隔直流的能力，此时C1的理想模型等价于断路，此时U1的电压采样为R2与R1的分压，如果此时发生进水故障，检测装置C1的等效模型等价于一个低阻值的电阻RW，其中为水的等效阻抗RW，此时U1的电压变成了R3与RW串联然后与R3并联之后与R1分压，通过检测U1的电压采样与处理器内部设定的检测阈值来比较，从而可以判断整个电池包是否有进水故障。

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故障检测。

本发明通过程序的循环，可实时有效的实现电池包进水故障检测。

本发明主要硬件等效电路为电容以及电阻的串并联，成本低，实现简单。

附图说明

图1本发明电池包进水检测装置及其等效电路示意图。

图2本发明电池包进水自检模式一等效示意图。

图3本发明电池包进水自检模式二等效示意图。

图4本发明电池包进水故障实时检测模式等效示意图。

图5本发明电池包进水检测软件流程图。

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，如图1所示，为本发明针对电池包进水检测的等效示意图，有一个安装在电池包进水检测需求位置的进水检测装置，其等效模型为一个电容，此处命名为C1,有一个进水检测电路，包括信号处理模块，电压检测模块，数字处理器，以及电阻R1,R2,R3组成。

一种带有自检功能的电池包进水检测装置，包括电池检测装置的等效电容C1、电池进水检测等效电路和电池包；电池检测装置的等效电容C1和电池进水检测等效电路均设置在电池包上，电池检测装置设置在电池包上，电池检测装置上串联有等效电容C1；电池进水检测等效电路包括电阻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，电阻R1、等效电容C1和电阻R3依次串联在信号处理模块和电压检测模块之间，电阻R2连接在电阻R1和电阻R3之间，电压检测模块的一端连接到电阻R1和电阻R2之间，电阻R2的一端接地。

信号处理模块通过数字IO接口与数字处理器连接，电压检测模块通过ADC采样接口连接数字处理器。

一种带有自检功能的电池包进水检测装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，系统上电，程序启动，处理器发送长高电平，保持时间T1，并检测U1的电压值；

步骤2，程序内U1采样值与设定的第一自检保护阈值比较，如果采样值小于第一自检保护阈值，自检不成功，程序结束，并向系统报错，如果采样值大于第一自检保护阈值，程序继续执行；

步骤3，处理器发出脉冲波形，保持一定时间T1，并检测U1的电压值；

步骤4，程序内U1采样值与设置的第二检保护测阈值进行比较，如果采样值大于第二自检保护阈值，自检不成功，程序结束，并向系统报错，如果采样值小于第二自检阈值，自检通过；

步骤5，处理器发出长高电平信号，并实时读取检测电压U1的采样值；

步骤6，程序内实时判断U1检测值是否大于保护阈值，如果大于保护阈值，无故障，如果小于保护阈值，检测有故障，上报系统故障信号。

自检模式一：

数字处理器首先发送一长高电平，此时正常情况下，检测电路的C1等价于断路，此时U1电压为R1与R2的分压，电压模块实时检测U1的电压，并反馈给处理器，处理器在程序内将采样值与第一自检保护阈值比较，如果采样值小于第一自检阈值，则自检不通过，程序结束，并向系统报错，否则第一自检通过，开始执行第二自检测程序。

自检模式二：

数字处理器通过发送脉冲，由于电容的通交流隔直流的特性，此时检测装置中C1的理想等效模型为短路，此时U1的采样值为R2与R3并联之后与R1分压，电压模块实时检测U1的电压，并反馈给处理器，处理器在程序内将采样值与第二自检保护阈值比较，如果采样值大于第二自检阈值，则自检不通过，程序结束，并向系统报错，否则，自检通过，进水检测装置可以正常可靠工作。

故障实时检测模式：

字处理器发送一个长高的电平由于电容C1具有通交流隔直流的能力，此时C1的理想模型等价于断路，此时U1的电压采样为R2与R1的分压，如果此时发生进水故障，检测装置C1的等效模型等价于一个低阻值的电阻RW，其中为水的等效阻抗RW，此时U1的电压变成了R3与RW串联然后与R3并联之后与R1分压，通过检测U1的电压采样与处理器内部设定的检测阈值来比较，从而可以判断整个电池包是否有进水故障。

软件流程：

其软件的具体流程图如图5所示，系统上电，程序启动，处理器发送长高电平，并保持时间T1，在此阶段检测U1的电压值，并于程序内设定的第一自检保护阈值比较，如果采样值小于第一自检保护阈值，自检不成功，程序结束，并向系统报错，如果采样值大于第一自检保护阈值，程序继续执行，之后处理器发出具有一定频率一定占空比的脉冲波形，保持一定时间T1，读取采样电压U1的数值，并于程序内设置的第二检测阈值进行比较，如果采样值大于第二自检保护阈值，自检不成功，程序结束，并向系统报错，如果采样值小于第二自检保护阈值，自检通过，程序继续执行，之后处理器发出长高电平信号，并实时读取检测电压U1的采样值，实时判断检测值是否大于保护阈值，如果大于保护阈值，无故障，如果小于保护阈值，检测有进水故障，上报系统故障信号。

Claims (6)

1.一种带有自检功能的电池包进水检测装置，其特征在于，包括电池检测装置的等效电容C1、电池进水检测等效电路和电池包；电池检测装置的等效电容C1和电池进水检测等效电路均设置在电池包上，电池检测装置设置在电池包上，电池检测装置上串联有等效电容C1；电池进水检测等效电路包括电阻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，电阻R1、等效电容C1和电阻R3依次串联在信号处理模块和电压检测模块之间，电阻R2连接在电阻R1和电阻R3之间，电压检测模块的一端连接到电阻R1和电阻R2之间，电阻R2的一端接地。

2.根据权利要求1所述的一种带有自检功能的电池包进水检测装置，其特征在于，信号处理模块通过数字IO接口与数字处理器连接，电压检测模块通过ADC采样接口连接数字处理器。

3.一种带有自检功能的电池包进水检测装置的控制方法，其特征在于，基于权利要求1至2任意一项所述的一种带有自检功能的电池包进水检测装置，包括以下步骤：

步骤1，系统上电，程序启动，处理器发送长高电平，保持时间T1，并检测U1的电压值；

步骤2，程序内U1采样值与设定的第一自检保护阈值比较，如果采样值小于第一自检保护阈值，自检不成功，程序结束，并向系统报错，如果采样值大于第一自检保护阈值，程序继续执行；

步骤3，处理器发出脉冲波形，保持一定时间T1，并检测U1的电压值；

步骤4，程序内U1采样值与设置的第二检保护测阈值进行比较，如果采样值大于第二自检保护阈值，自检不成功，程序结束，并向系统报错，如果采样值小于第二自检阈值，自检通过；

步骤5，处理器发出长高电平信号，并实时读取检测电压U1的采样值；

步骤6，程序内实时判断U1检测值是否大于保护阈值，如果大于保护阈值，无故障，如果小于保护阈值，检测有故障，上报系统故障信号。

4.根据权利要求3所述的一种带有自检功能的电池包进水检测装置的控制方法，其特征在于，自检模式一：

数字处理器首先发送一长高电平，此时正常情况下，检测电路的C1等价于断路，此时U1电压为R1与R2的分压，电压模块实时检测U1的电压，并反馈给处理器，处理器在程序内将采样值与第一自检保护阈值比较，如果采样值小于第一自检阈值，则自检不通过，程序结束，并向系统报错，否则第一自检通过，开始执行第二自检测程序。

5.根据权利要求3所述的一种带有自检功能的电池包进水检测装置的控制方法，其特征在于，自检模式二：

数字处理器通过发送脉冲，由于电容的通交流隔直流的特性，此时检测装置中C1的理想等效模型为短路，此时U1的采样值为R2与R3并联之后与R1分压，电压模块实时检测U1的电压，并反馈给处理器，处理器在程序内将采样值与第二自检保护阈值比较，如果采样值大于第二自检阈值，则自检不通过，程序结束，并向系统报错，否则，自检通过，进水检测装置可以正常可靠工作。

6.根据权利要求3所述的一种带有自检功能的电池包进水检测装置的控制方法，其特征在于，故障实时检测模式：

字处理器发送一个长高的电平由于电容C1具有通交流隔直流的能力，此时C1的理想模型等价于断路，此时U1的电压采样为R2与R1的分压，如果此时发生进水故障，检测装置C1的等效模型等价于一个低阻值的电阻RW，其中为水的等效阻抗RW，此时U1的电压变成了R3与RW串联然后与R3并联之后与R1分压，通过检测U1的电压采样与处理器内部设定的检测阈值来比较，从而可以判断整个电池包是否有进水故障。

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