CN115267604A - 一种储能电池温度调节系统检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能电池温度调节系统检测方法，包括以下步骤：S1、通过温度采样电路检测电池温度Tb；S2、当电池温度Tb大于电池高温保护点温度Th时，电池温度过高，并设置电池状态标志Flag为1，否则，电池温度正常，设置电池状态标志Flag为0；S3、启动P1检测程序，根据电池状态标志Flag判断开关S2是否短路；S4、启动P2检测程序，根据P1检测结果判断开关S2是否开路。本发明提前判断是否出现了加热控制电路的故障，从而及时停止加热膜工作，并给出故障报警提示用户或维护人员及时进行维修。

Description

一种储能电池温度调节系统检测方法

技术领域

本发明涉及储能电池温度调节技术领域，具体涉及一种储能电池温度调节系统检测方法。

背景技术

储能电池，尤其是磷酸铁锂电池在环境温度较低时，充电和放电性能都会收到明显的影响。尤其是当环境低于-10℃，大部分磷酸铁锂电池都无法实现充电功能。因此储能电池在气温较低的地区应用时，传统的方案会在系统中集成加热装置，用于在电芯温度较低时加热电芯，当电芯温度被加热高于一定温度时，电池可以正常实现充放电功能。此后停止加热装置，利用电池充电或者放电自身发热保持电池的活性。

其中一种常用的加热装置为加热膜，加热膜在电路中可以等效为一个阻抗,通过在加热膜两端接入电压，在加热膜上产生功耗提高加热膜以及加热膜附近的电池温度。常见的方案如图1，加热膜的一端通过开关S2连接电池模组的正端B+。加热膜的另一端通过开关S1连接电池模组的负端B-。开关B1连接电池正端和PCS正端接入点P+，开关B2连接加热膜和开关S1的公共端以及PCS负端接入点P-。

其中开关S1、开关S2、开关B1/B2均由微处理器MCU1通过驱动电路控制通断，此外MCU1通过温度传感器和温度采样电路实时采集电池温度。储能功率变流器(PCS)由MCU2控制，MCU1和MCU2之间通过通讯线路连接，并保持数据通讯。

其中开关S1也可以位于B+引出线。其中开关S2也可以串联与加热膜另一端。其中开关B1和B2可以二选一保留，另一个开关进行短接，不影响电路断开的功能。

传统加热电路中，当开关S2因为故障导致器件失效形成短路时，只要开关S1导通且电池仍有电量，或者开关B1、B2导通，则会导致加热膜持续加热电池直到电池温度超过保护限值，触发高温保护。因为加热膜在这种状况下无法有效切除，因此导致系统的损耗大幅增加，此外还会频繁触发过温保护。

另一种故障模式是加热膜加热功能失效，当需要加热电池组时无法加热，导致电池温度不够，无法正常充放电运行。因此需要有效快速的检测出这种故障。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种储能电池温度调节系统检测方法解决了无法及时检测出加热电路损坏故障的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种储能电池温度调节系统检测方法，包括以下步骤：

S1、通过温度采样电路检测电池温度Tb；

S2、当电池温度Tb大于电池高温保护点温度Th时，电池温度过高，并设置电池状态标志Flag为1，否则，电池温度正常，设置电池状态标志Flag为0；

S3、启动P1检测程序，根据电池状态标志Flag判断开关S2是否短路；

S4、启动P2检测程序，根据P1检测结果判断开关S2是否开路。

进一步地：所述P1检测程序具体为：

S31、关断开关S1、S2、B1和B2；

S32、当电池状态标志Flag为0时，进入步骤S33，当电池状态标志Flag为1时，进入步骤S36；

S33、通过温度采样电路检测电池温度Tb_0，当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，电池温度较高，并设置电池状态标志Flag为1，返回步骤S31，否则收集电池电量状态SOC；

S34、当电池电量状态SOC小于阈值EL_th时，导通开关B1和B2，通过MCU1通知MCU2启动PCS充电功能，否则导通开关S1；

S35、延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，当电池温度Tb_1大于电池温度Tb_0时，开关S2短路故障报警，并设置故障码Err1，并进入步骤S38，否则开关S2无短路故障，并进入步骤S38；

S36、通过温度采样电路检测电池温度Tb_0，当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，否则收集电池电量状态SOC，并进入步骤S34；

S37、当电池温度Tb_1大于电池温度Tb_0时，电池温度异常故障报警，并设置故障码Err0，否则令Tb_0＝Tb_1，并返回步骤S36；

S38、关断开关S1、S2、B1及B2。

进一步地：当电池状态标志Flag为0时，系统为正常自检状态，当电池状态标志Flag为1时，系统为高温故障状态。

进一步地：所述阈值EL_th为电池电量状态SOC下限保护值。

进一步地：所述电池高温保护解除点温度T1_th小于电池高温保护点温度Th。

进一步地：所述P2检测程序具体为：

S41、关断开关S1、S2、B1及B2；

S42、当存在故障码时，进入步骤S45，否则通过温度采样电路检测电池温度Tb_0；

S43、当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，电池温度较高，设置Flag＝1，并返回步骤S41，否则导通开关S2、B1及B2；

S44、通过MCU1通知MCU2启动PCS充电功能，延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，当电池温度Tb_1小于电池温度Tb_0时，加热功能失效故障报警，并设置故障码Err2，否则，加热控制电路正常；

S45、关断开关S1、S2、B1及B2。

本发明的有益效果为：本发明由P1检测程序检测加热控制电路是否存在短路故障，由P2检测程序检测加热控制电路是否存在开路故障，本发明提前判断是否出现了加热控制电路的故障，从而及时停止加热膜工作，并给出故障报警提示用户或维护人员及时进行维修。

附图说明

图1为背景技术中传统电池管理系统示意图；

图2为本发明流程图；

图3为本发明中P1检测程序的流程图；

图4为本发明中P2检测程序的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图2所示，一种储能电池温度调节系统检测方法，包括以下步骤：

S1、通过温度采样电路检测电池温度Tb；

S2、当电池温度Tb大于电池高温保护点温度Th时，电池温度过高，并设置电池状态标志Flag为1，否则，电池温度正常，设置电池状态标志Flag为0；

S3、启动P1检测程序，根据电池状态标志Flag判断开关S2是否短路；

当开关S2因为故障导致短路时，即使在没有控制加热膜启动的条件下，开关S2仍呈现短路特性。当系统在开启启动时或者定期自检时，开关S1、开关B1、开关B2初始状态均为断开状态。此时即使S2短路，不会有电压加载在加热膜两端，因此加热膜不工作。此时需要控制整个系统切换不同的状态来判断S2是否短路。

P1检测程序流程见图3，具体为：

S31、关断开关S1、S2、B1和B2；

S32、当电池状态标志Flag为0时，系统为正常自检状态，进入步骤S33，当电池状态标志Flag为1时，系统为高温故障状态，进入步骤S36；

S33、通过温度采样电路检测电池温度Tb_0，当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，电池温度较高，并设置电池状态标志Flag为1，返回步骤S31，否则收集电池电量状态SOC；

S34、当电池电量状态SOC小于阈值EL_th时，导通开关B1和B2，通过MCU1通知MCU2启动PCS充电功能，否则导通开关S1；

S35、延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，当电池温度Tb_1大于电池温度Tb_0时，开关S2短路故障报警，并设置故障码Err1，并进入步骤S38，否则开关S2无短路故障，并进入步骤S38；

S36、通过温度采样电路检测电池温度Tb_0，当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，否则收集电池电量状态SOC，并进入步骤S34；

S37、当电池温度Tb_1大于电池温度Tb_0时，电池温度异常故障报警，并设置故障码Err0，否则令Tb_0＝Tb_1，并返回步骤S36；

S38、关断开关S1、S2、B1及B2。

S4、启动P2检测程序，根据P1检测结果判断开关S2是否开路。

当开关因为故障导致S2开路时，加热系统无法实现加热功能。即使系统给出S2开通信号，S2仍然呈现开路断开的状态。

P2检测程序检测流程见图4，具体为：

P2检测程序具体为：

S41、关断开关S1、S2、B1及B2；

S42、当存在故障码时，进入步骤S45，否则通过温度采样电路检测电池温度Tb_0；

S43、当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，电池温度较高，设置Flag＝1，并返回步骤S41，否则导通开关S2、B1及B2；

S44、通过MCU1通知MCU2启动PCS充电功能，延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，当电池温度Tb_1小于电池温度Tb_0时，加热功能失效故障报警，并设置故障码Err2，否则，加热控制电路正常；

S45、关断开关S1、S2、B1及B2。

通过P1、P2检测流程后，可以判断加热电路是否存在短路或者开路故障导致的功能失效。

Claims (6)

1.一种储能电池温度调节系统检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过温度采样电路检测电池温度Tb；

S2、当电池温度Tb大于电池高温保护点温度Th时，电池温度过高，并设置电池状态标志Flag为1，否则，电池温度正常，设置电池状态标志Flag为0；

S3、启动P1检测程序，根据电池状态标志Flag判断开关S2是否短路；

S4、启动P2检测程序，根据P1检测结果判断开关S2是否开路。

2.根据权利要求1所述的储能电池温度调节系统检测方法，其特征在于，所述P1检测程序具体为：

S31、关断开关S1、S2、B1和B2；

S32、当电池状态标志Flag为0时，进入步骤S33，当电池状态标志Flag为1时，进入步骤S36；

S33、通过温度采样电路检测电池温度Tb_0，当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，电池温度较高，并设置电池状态标志Flag为1，返回步骤S31，否则收集电池电量状态SOC；

S34、当电池电量状态SOC小于阈值EL_th时，导通开关B1和B2，通过MCU1通知MCU2启动PCS充电功能，否则导通开关S1；

S35、延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，当电池温度Tb_1大于电池温度Tb_0时，开关S2短路故障报警，并设置故障码Err1，并进入步骤S38，否则开关S2无短路故障，并进入步骤S38；

S36、通过温度采样电路检测电池温度Tb_0，当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，否则收集电池电量状态SOC，并进入步骤S34；

S37、当电池温度Tb_1大于电池温度Tb_0时，电池温度异常故障报警，并设置故障码Err0，否则令Tb_0＝Tb_1，并返回步骤S36；

S38、关断开关S1、S2、B1及B2。

3.根据权利要求2所述的储能电池温度调节系统检测方法，其特征在于，当电池状态标志Flag为0时，系统为正常自检状态，当电池状态标志Flag为1时，系统为高温故障状态。

4.根据权利要求2所述的储能电池温度调节系统检测方法，其特征在于，所述阈值EL_th为电池电量状态SOC下限保护值。

5.根据权利要求2所述的储能电池温度调节系统检测方法，其特征在于，所述电池高温保护解除点温度T1_th小于电池高温保护点温度Th。

6.根据权利要求1所述的储能电池温度调节系统检测方法，其特征在于，所述P2检测程序具体为：

S41、关断开关S1、S2、B1及B2；

S42、当存在故障码时，进入步骤S45，否则通过温度采样电路检测电池温度Tb_0；

S43、当电池温度Tb_0大于电池高温保护解除点温度T1_th时，电池温度较高，设置Flag＝1，并返回步骤S41，否则导通开关S2、B1及B2；

S44、通过MCU1通知MCU2启动PCS充电功能，延时T后，通过温度采样电路检测电池温度Tb_1，当电池温度Tb_1小于电池温度Tb_0时，加热功能失效故障报警，并设置故障码Err2，否则，加热控制电路正常；

S45、关断开关S1、S2、B1及B2。

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