CN113707955B - 一种电池系统配电盒内部继电器控制方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池系统配电盒内部继电器控制方法、装置和系统，其中方法包括：接收外部控制信号，并判断外部控制信号的控制类型，控制类型包括：上电和下电；若控制类型为上电，则先闭合预充继电器，再闭合主负继电器，以对电池前端的电容进行预充；当预充结束时先闭合主正继电器再断开预充继电器。本发明提供的技术方案解决了因为电池系统配电盒内部继电器使用寿命不均衡导致的电池系统配电盒损坏过快的问题。

Description

一种电池系统配电盒内部继电器控制方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及电池系统配电盒保护领域，具体涉及一种电池系统配电盒内部继电器控制方法、装置和系统。

背景技术

继电器作为电池系统配电盒(Battery system distribution unit，BDU)中较为重要的电气元件，合理的使用以及对其闭合/切断寿命的掌握尤其重要。继电器在使用过程中，能否正常上下电，尤其在电动汽车领域对整车的功能安全起着至关重要的作用。而继电器的闭合/切断寿命作为其中重要的评估指标，在电池管理系统(Battery managementsystem，BMS)的控制策略中有相应的体现。电池系统配电盒中包括设置于电池正极的主正继电器和预充继电器，以及在电池负极设置的主负继电器。目前各企业对于电池系统配电盒的上电过程控制方法为先无负载闭合主负继电器，随后带载闭合预充继电器进行预充，BMS检测到预充完成后带载闭合主正继电器，随后断开预充继电器。目前的控制方法使得继电器的寿命损耗主要集中在主正继电器和预充继电器两处，而现实大多数情况只要在BDU内部出现一个继电器损坏时就会更换整个BDU，若继电器经常损坏，使得更换成本大大增加。

发明内容

有鉴于此，本发明实施方式提供了一种电池系统配电盒内部继电器控制方法、装置和系统，从而解决了因为电池系统配电盒内部继电器使用寿命不均衡导致的电池系统配电盒损坏过快的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种电池系统配电盒内部继电器控制方法，所述方法包括：接收外部控制信号，并判断所述外部控制信号的控制类型，所述控制类型包括：上电和下电；若所述控制类型为上电，则先闭合预充继电器，再闭合主负继电器，以对电池前端的电容进行预充；当预充结束时先闭合主正继电器，再断开所述预充继电器。

可选地，在所述接收外部控制信号，并判断所述控制信号的控制类型之后，所述方法还包括：若所述控制类型为下电，先断开所述主负继电器，再断开所述主正继电器。

可选地，在所述当预充结束时先闭合主正继电器再断开所述预充继电器之前，所述方法还包括：若预充失败，则先断开主负继电器，再断开预充继电器。

可选地，所述方法还包括：统计所述主负继电器的累计断开次数；若所述累计断开次数达到预设次数，则在下一次接收到下电信号或预充失败时先断开主正继电器，并将所述累计断开次数归零。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种电池系统配电盒内部继电器控制装置，所述装置包括：信号接收模块，用于接收外部控制信号，并判断所述控制信号的控制类型，所述控制类型包括：上电和下电；预充模块，用于若所述控制类型为上电，则先闭合预充继电器再闭合主负继电器对电池前端的电容进行预充；上电模块，用于当预充结束时先闭合主正继电器再断开所述预充继电器。

可选地，所述装置还包括：下电模块，用于若所述控制类型为下电，先断开所述主负继电器再断开所述主正继电器。

可选地，所述装置还包括：预充保护模块，用于若预充失败，则先断开主负继电器再断开预充继电器。

可选地，所述装置还包括：计数模块，用于统计所述主负继电器的累计断开次数；第二下电模块，用于若所述累计断开次数达到预设次数，则在下一次接收到下电信号或预充失败时先断开主正继电器。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种电池系统配电盒内部继电器控制系统，所述系统包括：电池系统配电盒，所述电池系统配电盒内部包括设置于电池正极的主正继电器和预充继电器，以及设置电池负极的主负继电器，所述所述电池系统配电盒用于控制电池与负载组成回路的通断；电池管理系统控制板，与所述电池系统配电盒通信连接，用于控制所述电池系统配电盒内部继电器执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制方法、装置和系统。该方法具体包括：在上电过程中先闭合预充继电器再闭合主负继电器使得预充回路中的电流不对预充继电器造成损害，从而将回路导通的电流损害转移到耐受能力更强的主负继电器上，预充继电器的耐受能力远远低于主负继电器，从而上述操作大幅度延长了预充继电器的寿命，保证了BDU的质量。之后在预充完成时，先闭合主正继电器再断开预充继电器，预充继电器断开时其两端已无电流，不会产生降低寿命的损害。

此外，在下电过程中，采用先断开主负继电器后断开主正继电器的方式，使主负继电器分担主正继电器的一部分损耗。相比于传统使用主正继电器在正常工作回路中的进行闭合断开的操作，降低了工作大电流对主正继电器的急剧损耗，延长了BDU整体使用寿命。当预充失败时，采用断开主负继电器的方式断开预充回路。相比传统断开预充继电器的方式大大增加了预充继电器的使用寿命。从而通过上述方式均衡了电池系统配电盒内部继电器之间的使用情况，延长了继电器平均使用寿命，提高了BDU整体质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的电池系统配电盒的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种电池系统配电盒内部继电器控制方法的步骤示意图；

图3为本发明实施例的一种电池系统配电盒内部继电器控制装置的结构示意图；

图4为本发明实施例的一种电池系统配电盒内部继电器控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

继电器的吸合与切断的次数均是有限的，继电器每带载吸合或断开一次都将损伤继电器的触点，因此在使用过程中合理的对工况进行分配尤为重要。如图1所示，预充回路和主正继电器并联，主要作用是在主正继电器闭合前降低压主正继电器两端的压差，防止主正继电器直接接通工作回路被大电流烧毁。现有技术进行上电时，通常先闭合主负继电器，随后闭合预充继电器进行预充，此时主负继电器是空载闭合，不受任何影响，预充继电器闭合会受到预充回路电流的影响减少寿命。BMS检测到预充完成后闭合主正继电器，随后断开预充继电器，主正继电器的闭合会受到工作电路的大电流影响从而降低寿命，在工作电路接通之后，预充继电器两端不再有电流，断开无影响。现有技术在下电过程，先断主正继电器后断主负继电器，使得主正继电器在带载情况下断开，使其寿命再次减少。现有技术在进行预充过程中，若预充失败，则要求预充继电器进行切断，随后再进行主负继电器切断，从而使得预充继电器的寿命减少，预充继电器是三个继电器中耐受能力最低的，因此也最容易损坏，若其闭合断开次数过多，会使的整个BDU报废速度大大加快。

请参阅图2，本发明实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制方法，具体包括如下步骤：

步骤S101：接收外部控制信号，并判断控制信号的控制类型，控制类型包括：上电和下电。

步骤S102：若控制类型为上电，则先闭合预充继电器再闭合主负继电器对电池前端的电容进行预充。

步骤S103：当预充结束时先闭合主正继电器再断开预充继电器。

具体地，当BMS检测到用户发出的控制信号是上电时，控制预充继电器先闭合，此时预充继电器闭合处于空载状态，没有产生电流，从而不会降低其使用寿命。之后闭合主负继电器，导通预充回路，对电池前端的电容开始预充。将预充电流对继电器的损耗转移到主负继电器上，常用的预充继电器在预充电流下能够承受的最大切换寿命在3千次左右，而主负继电器在7万次左右，避免了预充继电器寿命先到达极限，从而整体延长了BDU的使用寿命。

具体地，在一实施例中，步骤S101之后，还包括如下步骤：

步骤S104：若控制类型为下电，先断开主负继电器再断开主正继电器。具体地，当BMS检测到用户发送的下电信号时，控制主负继电器先断开退出工作回路。与现有技术相比，使得主正继电器的切断操作改为使用主负继电器进行切断操作，避免了主正继电器既吸合又切断快速损耗的情况，从而均衡了主负继电器和主正继电器的使用，提高了整体BDU的使用寿命。

具体地，在一实施例中，在步骤S103之前，还包括如下步骤：

步骤S105：若预充失败，则先断开主负继电器再断开预充继电器。具体地，在预充失败时，现有技术采用先断开预充继电器再断开主负继电器的操作，使得耐久度本身很低的预充继电器更加容易损坏，使得BDU整体报废。因此在预充失败时先断开耐受能力更强的主负继电器，再断开预充继电器，达到延长BDU寿命的目的。

具体地，在一实施例中，一种电池系统配电盒内部继电器控制方法，还包括如下步骤：

步骤S106：统计主负继电器的累计断开次数。

步骤S107：若累计断开次数达到预设次数，则在下一次接收到下电信号或预充失败时先断开主正继电器，并将累计断开次数归零。

具体地，虽然继电器带载情况下吸合与断开均会影响其寿命，但是继电器断开时会产生电弧，电弧对继电器触点的破坏性跟大，往往单纯使用继电器吸合的寿命要长于继电器断开的寿命。从而在上述步骤中，将主正继电器和预充继电器的断开操作转移到主负继电器，虽然均衡了主正继电器和主负继电器的损耗，增加了整体BDU的寿命，但同时使得主负继电器的寿命要短于主正继电器。因此BMS在每一次操作主负继电器进行断开时均将其累计的断开次数加1。当累计断开次数达到预设次数时(本发明实施例采用的预设次数为10次)再下一次需要进行主负继电器断开时变为主正继电器先断开，从而均衡主负继电器的断开次数，使得主正继电器和主负继电器的使用次数更加均衡。保证了BDU的使用寿命。

通过执行上述各个步骤，本发明实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制方法具体包括：在上电过程中先闭合预充继电器再闭合主负继电器使得预充回路中的电流不对预充继电器造成损害，从而将回路导通的电流损害转移到耐受能力更强的主负继电器上，预充继电器的耐受能力远远低于主负继电器，从而上述操作大幅度延长了预充继电器的寿命，保证了BDU的质量。之后在预充完成时，先闭合主正继电器再断开预充继电器，预充继电器断开时其两端已无电流，不会产生降低寿命的损害。

此外，在下电过程中，采用先断开主负继电器后断开主正继电器的方式，使主负继电器分担主正继电器的一部分损耗。相比于传统使用主正继电器在正常工作回路中的进行闭合断开的操作，降低了工作大电流对主正继电器的急剧损耗，延长了BDU整体使用寿命。当预充失败时，采用断开主负继电器的方式断开预充回路。相比传统断开预充继电器的方式大大增加了预充继电器的使用寿命。从而通过上述方式均衡了电池系统配电盒内部继电器之间的使用情况，延长了继电器平均使用寿命，提高了BDU整体质量。

如图3所示，本实施例还提供一种电池系统配电盒内部继电器控制装置，该装置包括：

信号接收模块101，用于接收外部控制信号，并判断控制信号的控制类型，控制类型包括：上电和下电。详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述，在此不再进行赘述。

预充模块102，用于若控制类型为上电，则先闭合预充继电器再闭合主负继电器对电池前端的电容进行预充。详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述，在此不再进行赘述。

上电模块103，用于当预充结束时先闭合主正继电器再断开预充继电器。详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述，在此不再进行赘述。

具体地，在一实施例中，本实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制装置，该装置还包括：

下电模块104，用于若控制类型为下电，先断开主负继电器再断开主正继电器。详细内容参见上述方法实施例中步骤S104的相关描述，在此不再进行赘述。

具体地，在一实施例中，本实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制装置，该装置还包括：

预充保护模块105，用于若预充失败，则先断开主负继电器再断开预充继电器。详细内容参见上述方法实施例中步骤S105的相关描述，在此不再进行赘述。

具体地，在一实施例中，本实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制装置，该装置还包括：

计数模块106，用于统计主负继电器的累计断开次数。详细内容参见上述方法实施例中步骤S106的相关描述，在此不再进行赘述。

第二下电模块107，用于若累计断开次数达到预设次数，则在下一次接收到下电信号或预充失败时先断开主正继电器。详细内容参见上述方法实施例中步骤S107的相关描述，在此不再进行赘述。

本发明实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制装置，用于执行上述实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制方法，其实现方式与原理相同，详细内容参见上述方法实施例的相关描述，不再赘述。

通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的一种电池系统配电盒内部继电器控制装置，在上电过程中先闭合预充继电器再闭合主负继电器使得预充回路中的电流不对预充继电器造成损害，从而将回路导通的电流损害转移到耐受能力更强的主负继电器上，预充继电器的耐受能力远远低于主负继电器，从而上述操作大幅度延长了预充继电器的寿命，保证了BDU的质量。之后在预充完成时，先闭合主正继电器再断开预充继电器，预充继电器断开时其两端已无电流，不会产生降低寿命的损害。

此外，在下电过程中，采用先断开主负继电器后断开主正继电器的方式，使主负继电器分担主正继电器的一部分损耗。相比于传统使用主正继电器在正常工作回路中的进行闭合断开的操作，降低了工作大电流对主正继电器的急剧损耗，延长了BDU整体使用寿命。当预充失败时，采用断开主负继电器的方式断开预充回路。相比传统断开预充继电器的方式大大增加了预充继电器的使用寿命。从而通过上述方式均衡了电池系统配电盒内部继电器之间的使用情况，延长了继电器平均使用寿命，提高了BDU整体质量。

图4示出了本发明实施例的一种电池系统配电盒内部继电器控制系统，该设备包括：电池系统配电盒1和电池管理系统2。

其中，电池系统配电盒1内部包括设置于电池正极的主正继电器和预充继电器，以及设置电池负极的主负继电器，电池系统配电盒1用于控制电池与负载组成回路的通断。电池系统配电盒1的构成为现有技术，本发明不再赘述。

其中电池管理系统2，与电池系统配电盒1通信连接，用于控制电池系统配电盒1内部继电器执行上述方法实施例中的方法。电池管理系统的具体构成和实现方式为现有技术，本发明不再赘述。

上述电池系统配电盒内部继电器控制系统具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种电池系统配电盒内部继电器控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收外部控制信号，并判断所述外部控制信号的控制类型，所述控制类型包括：上电和下电；

若所述控制类型为上电，则先闭合预充继电器，再闭合主负继电器，以对电池前端的电容进行预充；

若预充失败，则先断开主负继电器，再断开预充继电器；

当预充结束时先闭合主正继电器再断开所述预充继电器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接收外部控制信号，并判断所述控制信号的控制类型之后，所述方法还包括：

若所述控制类型为下电，先断开所述主负继电器，再断开所述主正继电器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

统计所述主负继电器的累计断开次数；

若所述累计断开次数达到预设次数，则在下一次接收到下电信号或预充失败时先断开主正继电器，并将所述累计断开次数归零。

4.一种电池系统配电盒内部继电器控制装置，其特征在于，所述装置包括：

信号接收模块，用于接收外部控制信号，并判断所述控制信号的控制类型，所述控制类型包括：上电和下电；

预充模块，用于若所述控制类型为上电，则先闭合预充继电器再闭合主负继电器对电池前端的电容进行预充；

预充保护模块，用于若预充失败，则先断开主负继电器再断开预充继电器；

上电模块，用于当预充结束时先闭合主正继电器再断开所述预充继电器。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

下电模块，用于若所述控制类型为下电，先断开所述主负继电器再断开所述主正继电器。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

计数模块，用于统计所述主负继电器的累计断开次数；

第二下电模块，用于若所述累计断开次数达到预设次数，则在下一次接收到下电信号或预充失败时先断开主正继电器。

7.一种电池系统配电盒内部继电器控制系统，其特征在于，所述系统包括：

电池系统配电盒，所述电池系统配电盒内部包括设置于电池正极的主正继电器和预充继电器，以及设置电池负极的主负继电器，所述电池系统配电盒用于控制电池与负载组成回路的通断；

电池管理系统，与所述电池系统配电盒通信连接，用于控制所述电池系统配电盒内部继电器执行如权利要求1-3任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如权利要求1-3任一项所述的方法。

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