CN114619915A - 电池包的控制方法、控制系统以及故障检测方法 - Google Patents

电池包的控制方法、控制系统以及故障检测方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电池包的控制方法、控制系统以及故障检测方法，所述电池包的上电过程为：先闭合主负接触器，再闭合预充接触器；预充接触器闭合超过第一时间阈值后，断开预充接触器并闭合主正接触器；所述控制方法包括：闭合主负接触器前，获取主负接触器与预充电阻之间的第一电压值V1；如果V1＞第一电压阈值或V1＝0；继续所述上电过程。由此，一方面，在用户需要使用车辆，但主负接触器出现故障时，车辆可以暂时使用，提高了使用便利性；另一方面，避免主负接触器故障导致车辆无法行驶，用户可以将出现故障的车辆驾驶至修理处，不需要拖车对车辆进行拖运，可以降低维修成本。

Description

电池包的控制方法、控制系统以及故障检测方法
技术领域
本发明涉及电池包技术领域，尤其是涉及一种电池包的控制方法、控制系统以及故障检测方法
背景技术
相关技术中，电动车辆通过电池包的主正接触器、主负接触器以及预充接触器的通断实现上电过程和下电过程。
然而，在上电过程中，如果出现主负接触器黏连、预充接触器黏连，在下电过程中，出现主正接触器和主负接触器黏连，电池管理单元均会控制车辆无法上电，导致车辆无法行驶，需要通过拖车将车辆拖运至修理处，无谓的增加了维修成本。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池包的控制方法，所述控制方法在主负接触器出现故障时，仍然可以上电，以使车辆可以上电行驶，无需采用拖车拖运车辆，可以降低维修成本，还会降低电池包故障对用户的出行影响。
本申请进一步提出了采用上述控制方法的电池包的控制系统。
本申请还提出了一种与上述控制方法相适配的故障检测方法。
根据本申请第一方面实施例的电池包的控制方法，所述电池包的上电过程为：先闭合主负接触器，再闭合预充接触器；预充接触器闭合超过第一时间阈值后，断开预充接触器并闭合主正接触器；所述控制方法包括：闭合主负接触器前，获取主负接触器与预充电阻之间的第一电压值V1；如果V1＞第一电压阈值或V1＝0；继续所述上电过程。
根据本申请实施例的电池包的控制方法，基于上述上电过程控制电池包为负载供电，且在上电过程中，如果主负接触器出现故障，仍然可以继续上电过程，以确保车辆可以启动，一方面，在用户需要使用车辆，但主负接触器出现故障时，车辆可以暂时使用，提高了使用便利性；另一方面，避免主负接触器故障导致车辆无法行驶，用户可以将出现故障的车辆驾驶至修理处，不需要拖车对车辆进行拖运，可以降低维修成本。
根据本申请的一些实施例，所述控制方法还包括：预充接触器闭合前，获取主正接触器与主负接触器之间的第二电压值V2；如果第二电压值V2＝0，继续所述上电过程；如果第二电压值V2＞0，则停止所述上电过程。
在一些实施例中，所述控制方法还包括：预充接触器闭合前，获取等时间间隔下的三个第一电压值V1a、V1b、V1c；如果V1a＜V1b＜V1c，继续所述上电过程。
在一些实施例中，所述控制方法还包括：预充接触器闭合前，获取等时间间隔下的三个第二电压值V2a、V2b、V2c；如果V2a＜V2b＜V2c，继续所述上电过程。
根据本申请的一些实施，所述控制方法还包括：当所述电池包完成下电过程并再次执行所述上电过程时；获取电池包电压V3；如果V3＝V2或V2＝0，则继续所述上电过程。
根据本申请第二方面实施例的电池包的控制系统，包括：电池包；主正接触器，所述主正接触器设置在所述电池包的主正输出端；主负接触器，所述主负接触器设置在所述电池包的主负输出端；预充电路，所述预充电路设置在所述电池包的主正输出端，所述预充电路包括：预充电阻以及预充接触器，且所述预充电路可被所述主正接触器短接；第一电压表，所述第一电压表用于检测所述预充电阻和所述主负接触器两端的电压；第二电压表，所述第二电压表用于检测所述主正接触器与所述主负接触器两端的电压或检测所述预充电阻和所述主负接触器两端的电压；第三电压表，所述第三电压表用于检测所述电池包的电压；电池管理单元，所述电池管理单元适于根据控制方法控制所述主正接触器、所述主负接触器以及所述预充接触器。
根据本申请第三方面实施例的故障检测方法，所述故障检测方法用于检测电池包的故障信息并上传至控制系统的电池管理单元，所述故障检测方法包括：闭合主负接触器前，获取主负接触器与预充电阻之间的第一电压值V1；如果V1＞第一电压阈值，则所述主负接触器故障，发出故障信息。
进一步地，所述故障检测方法还包括：预充接触器闭合前，获取主正接触器与主负接触器之间的第二电压值V2；如果第二电压值V2＞0，则所述主正接触器故障，发出故障信息。
进一步地，所述故障检测方法还包括：，获取等时间间隔下的三个第一电压值V1a、V1b、V1c；如果V1a＜V1b＜V1c，则预充接触器故障，发出故障信息。
进一步地，所述故障检测方法还包括：获取等时间间隔下的三个第二电压值V2a、V2b、V2c；如果V2a＜V2b＜V2c，则预充接触器故障，发出故障信息。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请电池包的控制方法的流程图；
图2是根据本申请电池包的故障检测方法的流程图；
图3是根据本申请电池包的工作电路的示意图。
附图标记：
电池包10，主正接触器20，主负接触器30，预充电阻41，预充接触器42，第一电压表50，第二电压表60，第三电压表70。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
首先，参照图3所示，本申请电池包10的工作电路包括：电池包10、位于电池包10正极输出端的预充电路、可选择地短接预充电路的主正接触器20、位于电池包10负极输出端的主负接触器30、设置在预充电阻41与主负接触器30之间的第一电压表50、设置在电池包10两端的第三电压表70以及设置在主负接触器30与主正接触器20之间的第二电压表60。
可以理解的是，电池包10的上电过程为，闭合主负接触器30→闭合预充接触器42→预充电阻41上电第一时间阈值后(例如：30ms)→闭合主正接触器20→关闭预充接触器42。
这样，在上电过程中，可以通过预充电阻41将电压缓慢的加载到负载(即用电设备)上，避免用电设备瞬时电压过高，并在电压稳定后，通过主正接触器20短掉预充电阻41或关闭预充电阻41实现直接供电，且在上电过程中，可以通过第一电压表50、第二电压表60以及第三电压表70的示数判断工作电路故障。
进而，基于上述工作电路，本申请提出了一种控制方法，以在工作电路出现故障时，进行对应控制，确保车辆可以维持行驶状态。
下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的电池包10的控制方法、控制系统以及故障检测方法。
如图1所示，根据本申请第一方面实施例的电池包10的控制方法。
如上述，电池包10的上电过程为：先闭合主负接触器30，再闭合预充接触器42；预充接触器42闭合超过第一时间阈值后，断开预充接触器42并闭合主正接触器20。
具体而言，控制方法包括：闭合主负接触器30前，获取主负接触器30与预充电阻41之间的第一电压值V1；如果V1＞第一电压阈值或V1＝0；继续上电过程。
其中，在图3所示的工作电路中，在主负接触器30闭合前，如果检测到第一电压表50具有电压，且V1大于第一电压阈值，则代表主负接触器30出现故障(黏连)，导致电池包10的负极输出端导通。但是，该状态下，即便继续上述上电过程，主负接触器30的故障也不会对电池包10的工作造成影响。
在V1＝0时，表征为主负接触器30良好，此时处于断开状态。
进而，本申请的控制方法，在主负接触器30出现黏连故障或无故障时，均可以控制电池包10在电池管理单元的控制下，以上述上电过程为负载提供电能，避免主负接触器30出现黏连故障时车辆无法启动。
需要说明的是，第一电压阈值可以根据电池包10的规格进行设定，例如：100V等。
根据本申请实施例的电池包10的控制方法，基于上述上电过程控制电池包10为负载供电，且在上电过程中，如果主负接触器30出现故障，仍然可以继续上电过程，以确保车辆可以启动，一方面，在用户需要使用车辆，但主负接触器30出现故障时，车辆可以暂时使用，提高了使用便利性；另一方面，避免主负接触器30故障导致车辆无法行驶，用户可以将出现故障的车辆驾驶至修理处，不需要拖车对车辆进行拖运，可以降低维修成本。
在图1所示的具体的实施例中，根据本申请的一些实施例，控制方法还包括：预充接触器42闭合前，获取主正接触器20与主负接触器30之间的第二电压值V2；如果第二电压值V2＝0，继续上电过程；如果第二电压值V2＞0，则停止上电过程。
具体而言，在检测到主负接触器30存在黏连故障或主负接触器30良好后，继续上电过程，但是在预充接触器42闭合前，获取主正接触器20与主负接触器30之间的第二电压值V2，如果第二电压值V2＝0，表征为主正接触器20良好，此时可以继续上电过程，如果第二电压值V2＞0，表征为主正接触器20出现了黏连故障，此时如果继续上电过程，会导致电池包10的高电压直接作用到负载上，具有用电危险，此时停止上电过程。
这样，使本申请的控制方法更加合理，可以有效地保护电池包10以及负载，提高使用安全性。
在一些实施例中，控制方法还包括：预充接触器42闭合前，获取等时间间隔下的三个第一电压值V1a、V1b、V1c；如果V1a＜V1b＜V1c，继续上电过程。
也就是说，上电过程中，完成主负接触器30以及主正接触器20的检测后，进一步检测预充接触器42的状态，如果在预充接触器42闭合前，第一电压表50两端的电压便逐渐上升，表征为预充接触器42黏连，但是预充接触器42黏连即便继续上电过程，加在负载两端的电压也是逐渐上升的，并不会出现用电危险，基于此，本申请控制方法，在预充接触器42出现黏连故障时，控制电池包10可以继续上电，以在预充接触器42出现故障后，确保车辆可以启动，实现与主负接触器30故障相同的技术效果，这里不再赘述。
可以理解的是，预充接触器42还可以通过第二电压表60的示数判断状态，在一些实施例中，控制方法还包括：预充接触器42闭合前，获取等时间间隔下的三个第二电压值V2a、V2b、V2c；如果V2a＜V2b＜V2c，继续上电过程，判断过程与第一电压表50的判断过程一致，不再赘述。
需要说明的是，预充接触器42的状态检测不限于此，在另一些实施例中，还可以根据电路特性参数进行设置和标定，即设置等时间间隔内第一电压表50所检测到的电压的变量A1、A2等，进而将V1a、V1b、V1c做差并分别与A1、A2比较，以判断预充接触器42状态；或者设置等时间间隔内第二电压表60检测到的电压的变量B1、B2等，进而将V2a、V2b、V2c做差并分别与B1、B2比较，以判断预充接触器42状态。
进一步地，根据本申请的一些实施，控制方法还包括：当电池包10完成下电过程并再次执行上电过程时；获取电池包10电压V3；如果V3＝V2或V3＝0，则继续上电过程。
可以理解的是，下电后，如果主正接触器20和主负接触器30均存在故障，即V3＝V2，此时负载两端初始状态下即赋予了高电压，且不存在瞬间升压的过程，不会出现用电危险，此时可以正常上电，同时在V3＝0时，负载两端无电压，继续根据上述上电过程中的控制方法控制进行上电即可。
由此，在主负接触器30和主正接触器20均出现黏连故障时，使车辆可以启动行驶，提高使用便利性并降低维修成本。
综上，本申请控制方法，在只有主负接触器30出现黏连故障、只有预充接触器42出现黏连故障、主负接触器30和预充接触器42均出现黏连故障、主负接触器30和主正接触器20均出现黏连故障、主负接触器30和主正接触器20和预充接触器42三者均出现黏连故障的情况下，确保车辆可以上电。
根据本申请第二方面实施例的电池包10的控制系统，包括：电池包10；主正接触器20，主正接触器20设置在电池包10的主正输出端；主负接触器30，主负接触器30设置在电池包10的主负输出端；预充电路，预充电路设置在电池包10的主正输出端，预充电路包括：预充电阻41以及预充接触器42，且预充电路可被主正接触器20短接；第一电压表50，第一电压表50用于检测预充电阻41和主负接触器30两端的电压；第二电压表60，第二电压表60用于检测主正接触器20与主负接触器30两端的电压或检测预充电阻41和主负接触器30两端的电压；第三电压表70，第三电压表70用于检测电池包10的电压；电池管理单元，电池管理单元适于根据控制方法控制主正接触器20、主负接触器30以及预充接触器42。
根据本申请实施例的控制系统，通过第一电压表50、第二电压表60以及第三电压表70分别获取V1、V2、V3，并根据V1、V2、V3确定主正接触器20、主负接触器30以及预充接触器42状态，进而根据对应状态控制上电过程，使电池包10的上电过程更加安全、可靠，使车辆在一些电池包10故障下，可以启动，提高车辆的使用便利性，并降低维修成本。
如图2所示，根据本申请第三方面实施例的故障检测方法，故障检测方法用于检测电池包10的故障信息并上传至控制系统的电池管理单元，故障检测方法包括：闭合主负接触器30前，获取主负接触器30与预充电阻41之间的第一电压值V1；如果V1＞第一电压阈值，则主负接触器30故障，发出故障信息。
进一步地，故障检测方法还包括：预充接触器42闭合前，获取主正接触器20与主负接触器30之间的第二电压值V2；如果第二电压值V2＞0，则主正接触器20故障，发出故障信息。
进一步地，故障检测方法还包括：获取等时间间隔下的三个第一电压值V1a、V1b、V1c；如果V1a＜V1b＜V1c，则预充接触器42故障，发出故障信息。
进一步地，故障检测方法还包括：获取等时间间隔下的三个第二电压值V2a、V2b、V2c；如果V2a＜V2b＜V2c，则预充接触器42故障，发出故障信息。
也就是说，本申请的检测方法，可以在预充接触器42、主正接触器20、主负接触器30出现故障后，发出故障信息，故障信息可以在车辆仪表盘、与车辆互联的终端上显示，便于用户获悉故障，及时提醒用户进行维修。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池包(10)的控制方法，其特征在于，所述电池包(10)的上电过程为：先闭合主负接触器(30)，再闭合预充接触器(42)；预充接触器(42)闭合超过第一时间阈值后，断开预充接触器(42)并闭合主正接触器(20)；所述控制方法包括：
闭合主负接触器(30)前，获取主负接触器(30)与预充电阻(41)之间的第一电压值V1；
如果V1＞第一电压阈值或V1＝0；
继续所述上电过程。
2.根据权利要求1所述的电池包(10)的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
预充接触器(42)闭合前，获取主正接触器(20)与主负接触器(30)之间的第二电压值V2；
如果第二电压值V2＝0，继续所述上电过程；
如果第二电压值V2＞0，则停止所述上电过程。
3.根据权利要求2所述的电池包(10)的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
预充接触器(42)闭合前，获取等时间间隔下的三个第一电压值V1a、V1b、V1c；如果V1a＜V1b＜V1c，继续所述上电过程。
4.根据权利要求2所述的电池包(10)的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
预充接触器(42)闭合前，获取等时间间隔下的三个第二电压值V2a、V2b、V2c；如果V2a＜V2b＜V2c，继续所述上电过程。
5.根据权利要求1所述的电池包(10)的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当所述电池包(10)完成下电过程并再次执行所述上电过程时；
获取电池包(10)电压V3；
如果V3＝V2或V2＝0，则继续所述上电过程。
6.一种电池包(10)的控制系统，其特征在于，包括：
电池包(10)；
主正接触器(20)，所述主正接触器(20)设置在所述电池包(10)的主正输出端；
主负接触器(30)，所述主负接触器(30)设置在所述电池包(10)的主负输出端；
预充电路，所述预充电路设置在所述电池包(10)的主正输出端，所述预充电路包括：预充电阻(41)以及预充接触器(42)，且所述预充电路可被所述主正接触器(20)短接；
第一电压表(50)，所述第一电压表(50)用于检测所述预充电阻(41)和所述主负接触器(30)两端的电压；
第二电压表(60)，所述第二电压表(60)用于检测所述主正接触器(20)与所述主负接触器(30)两端的电压或检测所述预充电阻(41)和所述主负接触器(30)两端的电压；
第三电压表(70)，所述第三电压表(70)用于检测所述电池包(10)的电压；
电池管理单元，所述电池管理单元适于根据权利要求1-5中任一项所述的控制方法控制所述主正接触器(20)、所述主负接触器(30)以及所述预充接触器(42)。
7.一种电池包(10)的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法用于检测电池包(10)的故障信息并上传至权利要求6所述的控制系统的电池管理单元，所述故障检测方法包括：
闭合主负接触器(30)前，获取主负接触器(30)与预充电阻(41)之间的第一电压值V1；
如果V1＞第一电压阈值，则所述主负接触器(30)故障，发出故障信息。
8.根据权利要求7所述的电池包(10)的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法还包括：
预充接触器(42)闭合前，获取主正接触器(20)与主负接触器(30)之间的第二电压值V2；
如果第二电压值V2＞0，则所述主正接触器(20)故障，发出故障信息。
9.根据权利要求8所述的电池包(10)的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法还包括：
获取等时间间隔下的三个第一电压值V1a、V1b、V1c；
如果V1a＜V1b＜V1c，则预充接触器(42)故障，发出故障信息。
10.根据权利要求8所述的电池包(10)的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法还包括：
获取等时间间隔下的三个第二电压值V2a、V2b、V2c；
如果V2a＜V2b＜V2c，则预充接触器(42)故障，发出故障信息。
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