CN115792718A

CN115792718A - 一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统及检测方法

Info

Publication number: CN115792718A
Application number: CN202211585928.1A
Authority: CN
Inventors: 戴子钧; 金梅君
Original assignee: Zhenjiang Chenyi Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Zhenjiang Chenyi Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2023-03-14

Abstract

本发明提供了一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统及检测方法，属于锂电池电压均衡系统断线检测技术领域。它解决了现有的变压器线圈飞渡均衡方式下的断线检测方法无法检测到实际断线情况的问题。本检测方法包括：S1、控制器输出断线检测信号，控制检测电路导通并与滤波电容形成闭合检测回路；S2、电压采集滤波电容两端的检测电压，并将检测电压反馈至控制器；S3、控制器判断检测电压，经一定检测时间后，若检测电压远低于待检测电池的正常电压，则判定为断线状态；反之，则没有断线；S4、继续依次按步骤S1～S3完成对其他待检测电池的断线检测。本检测方法具有能准确检测出变压器线圈飞渡均衡方式下的电池实际断线情况的优点。

Description

一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统及检测方法

技术领域

本发明属于锂电池电压均衡系统断线检测技术领域，涉及一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统及检测方法。

背景技术

在锂电池行业中，目前电池组主要采用各个电池单元串联的方式进行供电，但在实际工作中，会出现某单个电池容量低或者某单个电池荷电容量低从而导致整个电池组中各电池单元之间电压不均衡，长时间电压不均衡会导致整个电池组损坏、寿命低甚至烧毁。为了解决这个问题，现有技术采用均衡器来对电池组中的各电池单元进行电压均衡以消除电压不均衡现象从而保护整个电池组。但现有均衡器大多只是单纯的做电池的电压均衡修复，并不能反馈当前均衡器的连接状态，造成很多电池组装了均衡器但是无法达到电池电压均衡效果，往往大部分原因集中在因为不确定的使用工况和安装方式导致电池线路接触不良而断线，造成的无法检测，导致实际上无法实现均衡，却无法提示用户和情况，长时间不均衡状态造成电池的损坏，甚至出现烧毁的现象。

为了解决电池断线不能检测的问题，现有采用在均衡器中增加断线检测系统，其通过采集单个电池的单体电压上有无正常范围内的电压来判断是否断线。但其仍存在着一些问题：特别是在均衡器采用的是变压器线圈飞渡均衡方式的情况下，由于变压器线圈飞渡均衡方式是将所有电池虚拟并联的方式以实现每个电池的电压端电压均衡，那么即使某个电池单元两端因接触不良断线该方式也能检测到来自其他电池单元感应过来的正常范围内的电压，从而无法检测到实际断线情况。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出了一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统及检测方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、控制器输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路，控制检测电路导通并与并联在待检测电池上的滤波电容形成闭合检测回路；

S2、电压采集模块采集上述步骤S1中滤波电容两端的检测电压，并将检测电压反馈至上述控制器；

S3、控制器判断上述步骤S2的检测电压，经一定检测时间后，若所述检测电压远低于所述待检测电池的正常电压，则判定该待检测电池为断线状态；反之，则该待检测电池没有断线；

S4、继续依次按上述步骤S1～S3完成对其他待检测电池的断线检测。

在上述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法中，所述的断线检测信号为电流信号。

在上述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法中，所述的步骤S1中控制器输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路具体为：

控制器按电池组中的各电池连接位置关系按前后顺序单独逐个输出对应的断线检测信号；或者是，控制器按电池组中的各电池连接位置关系先对位于奇数位置的所有电池同时输出断线检测信号，然后再对位于偶数位置的所有电池同时输出断线检测信号。

在上述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法中，所述的一定检测时间为5～10S。

一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统，包括控制器、电压采集模块和由多个电池串联形成的电池组，每个所述电池两端并联连接有滤波电容，所述电压采集模块用于采集滤波电容两端的检测电压并反馈给控制器，其特征在于：还包括检测电路系统，所述检测电路系统包括数量与电池个数相同的检测电路，每个检测电路分别一一对应一个电池且能分别与对应电池并联的滤波电容形成闭合检测回路，每个检测电路具有断线检测信号控制端且断线检测信号控制端与控制器连接。

在上述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统中，所述的控制器用于输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路，控制检测电路导通并与并联在待检测电池上的滤波电容形成闭合检测回路，并接收电压采集模块采集反馈的该待检测电池对应滤波电容上的检测电压，然后判断经一定检测时间后若其检测电压远低于所述待检测电池的正常电压，则判定该待检测电池为断线状态；反之，则该待检测电池没有断线。

在上述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统中，所述的控制器输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路可采用如下策略：

在上述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统中，所述的电池组的电池为3～10个，相应的所述检测电路系统包括对应的3～10个检测电路。

在上述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统中，所述的检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和三极管Q1，所述三极管Q1的c极接电阻R3一端，电阻R3另一端和三极管Q1的e极分别接并联在对应电池上的滤波电容两端，所述电阻R1一端和电阻R2一端连接后接断线检测信号控制端，电阻R1另一端和电阻R2另一端分别接三极管Q1的e极和b极。

在上述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统中，所述的断线检测信号为电流信号。

与现有技术相比，本断线检测系统及方法具有如下优点：

1、通过检测电路短接单节电池的正负极，并对单节电池两端的电容和虚拟电压进行放电，如果对应单节电池连接断开的话，随着放电时间的进行，其检测的电压会下降远低于电池电压直至到达0V；如果对应单节电池没有断开，随着电容等放电，单节电池会继续维持电容上的电压，一定时间内不会出现电压大幅下降；以此可以达到变压器线圈飞渡均衡方式的电池断线准确检测，能够及时发现线路问题，避免造成电池组及设备的损坏；

2、控制器采用对单节电池依次逐个短接方式逐个断线检测，或者是采用先对奇数位置的电池进行断线检测，再对偶数位置的电池进行断线检测，可以根据实际情况选择两种方式中的一种进行具体的断线检测方式，其在检测时相邻电池不会对正在检测的电池造成影响，以提高检测准确性。

附图说明

图1是本智能锂电池电压均衡系统断线检测系统中检测电路系统的电路图。

图2是本智能锂电池电压均衡系统断线检测方法的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本智能锂电池电压均衡系统断线检测系统包括控制器、电压采集模块、检测电路系统和由多个电池串联形成的电池组，每个电池两端并联连接有滤波电容，电压采集模块用于采集滤波电容两端的检测电压并反馈给控制器，其电压采集模块和电池组以及并联在电池上滤波电容均为现有技术，其具体工作原理及具体连接方式不再具体赘述。

具体的，检测电路系统包括数量与电池个数相同的检测电路，每个检测电路分别一一对应一个电池且能分别与对应电池并联的滤波电容形成闭合检测回路，每个检测电路具有断线检测信号控制端且断线检测信号控制端与控制器连接。电池组的电池可以为3～10个，相应的检测电路系统包括对应的3～10个检测电路。具体到本实施例，本实施例中由4个电池串联形成电池组，相应的其检测电路也为4个。如图1所示，每个检测电路均包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和三极管Q1，三极管Q1的c极接电阻R3一端，电阻R3另一端和三极管Q1的e极分别接并联在对应电池上的滤波电容两端，电阻R1一端和电阻R2一端连接后接断线检测信号控制端，电阻R1另一端和电阻R2另一端分别接三极管Q1的e极和b极。

其断线检测的具体工作原理如下：

当要进行断线检测时，控制器输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路，控制检测电路导通并与并联在待检测电池上的滤波电容形成闭合检测回路。控制器输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路可采用如下两种策略：控制器按电池组中的各电池连接位置关系按前后顺序单独逐个输出对应的断线检测信号，该种方式控制逻辑清晰，控制简单；或者是，控制器按电池组中的各电池连接位置关系先对位于奇数位置的所有电池同时输出断线检测信号，然后再对位于偶数位置的所有电池同时输出断线检测信号，该种方式检测效率高，只要进行两次检测就可完成全部检测，但不管哪种方式，其在检测时相邻电池都不会对正在检测的电池造成影响，以提高检测准确性。

具体到本实施例，如图1所示，其断线检测信号为电流信号，我们以逐个输出对应的断线检测信号举例说明，图中断线检测信号控制端C1、C2、C3和C4分别与控制器连接，右侧的B0和B1是连接在第一个电池对应滤波电容的两端上，同理，B1和B2、B2和B3、B3和B4分别依次连接在第二电池、第三电池和第四电池对应的滤波电容两端上。控制器输出检测电流给C1端，控制三极管Q1导通，从而使三极管Q1、电阻R3和第一电池上的并联滤波电容之间形成闭合检测回路，第一电池上的并联滤波电容通过该闭合检测回路进行放电，如果第一电池两端为断开的话，第一电池不再对滤波电容维持电压，那么经过一定时间(比如5～10S)的放电，电容上的电压会下降厉害，采集模块采集反馈该电容上的检测电压给控制器，控制器判定第一电池是断线状态；反之，第一电池会维持滤波电容两端电压基本不变，那么检测电压基本不变，第一电池两端为连接不断线状态。通过该种检测方式，可以对其他电池同理进行一一检测(比如当对第二电池进行断线检测时，控制器输出检测电流给C2端，并停止对C1端输入检测电流，C1端对应的三极管Q1断开从而不再对第一电池进行断线检测)，以此可以达到变压器线圈飞渡均衡方式的电池断线准确检测，能够及时发现线路问题，避免造成电池组及设备的损坏。

实施例二

本实施例提供了一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法，如图2所示，包括如下几个步骤：

其断线检测信号为电流信号；且控制器输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路具体为：

一定检测时间可以为5～10S；

其断线检测原理及断线检测过程与实施例一相同，在此不再赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法，其特征在于，所述的断线检测信号为电流信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法，其特征在于，所述的步骤S1中控制器输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路具体为：

4.根据权利要求3所述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测方法，其特征在于，所述的一定检测时间为5～10S。

5.一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统，包括控制器、电压采集模块和由多个电池串联形成的电池组，每个所述电池两端并联连接有滤波电容，所述电压采集模块用于采集滤波电容两端的检测电压并反馈给控制器，其特征在于：还包括检测电路系统，所述检测电路系统包括数量与电池个数相同的检测电路，每个检测电路分别一一对应一个电池且能分别与对应电池并联的滤波电容形成闭合检测回路，每个检测电路具有断线检测信号控制端且断线检测信号控制端与控制器连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统，其特征在于，所述的控制器用于输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路，控制检测电路导通并与并联在待检测电池上的滤波电容形成闭合检测回路，并接收电压采集模块采集反馈的该待检测电池对应滤波电容上的检测电压，然后判断经一定检测时间后若其检测电压远低于所述待检测电池的正常电压，则判定该待检测电池为断线状态；反之，则该待检测电池没有断线。

7.根据权利要求5或6所述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统，其特征在于，所述的控制器输出断线检测信号给待检测电池对应的检测电路可采用如下策略：

8.根据权利要求7所述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统，其特征在于，所述的电池组的电池为3～10个，相应的所述检测电路系统包括对应的3～10个检测电路。

9.根据权利要求8所述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统，其特征在于，所述的检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和三极管Q1，所述三极管Q1的c极接电阻R3一端，电阻R3另一端和三极管Q1的e极分别接并联在对应电池上的滤波电容两端，所述电阻R1一端和电阻R2一端连接后接断线检测信号控制端，电阻R1另一端和电阻R2另一端分别接三极管Q1的e极和b极。

10.根据权利要求5所述的一种智能锂电池电压均衡系统断线检测系统，其特征在于，所述的断线检测信号为电流信号。