一种电池系统及其微短路故障检测方法和电池管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电池系统及其微短路故障检测方法和电池管理系统，属于电池系统的故障诊断领域，本发明专利技术的检测方法仅通过检测并判断动力电池的总正极与加热回路中总正接触器的第二端之间的电压，和/或检测并判断动力电池的总负极与加热回路中总负接触器的第二端之间的电压，能够快速及时的检测出动力电池与加热回路之间发生的微短路故障。相对现有技术而言，本发明专利技术的微短路故障检测方法在电池的温度和电压发生较大变化之前，就能够更快、更早的检测出微短路故障的发生，并且，本发明专利技术的微短路故障检测方法的原理简单、实用，可利用现有的电池管系统硬件资源进行短路故障诊断，降低功能开发成本，具有市场应用价值。具有市场应用价值。具有市场应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种电池系统及其微短路故障检测方法和电池管理系统


[0001]本专利技术属于电池系统的故障诊断领域，具体涉及一种电池系统及其微短路故障检测方法和电池管理系统。

技术介绍

[0002]目前，新能源汽车的电池系统中一般均设置有加热回路，解决电池在低温性能方面不足的问题，如图1所示，该加热回路中依次串设有总正接触器Kp、加热丝R1、
…
、Rj-1、Rj和总负接触器Kn，总正接触器Kp连接动力电池的总正极，总负接触器Kn连接动力电池的总负极。当电池系统中存在异物，造成电池防护蓝膜LM和加热膜防护层对应位置同时刺穿时，使动力电池与加热膜中的加热丝之间发生微短路故障(用Rs表示短路故障位置)。
[0003]现有技术中，无法检测出动力电池与加热回路之间的微短路故障，只能在微短路故障发展成短路故障后，进行短路故障的检测，针对该短路故障的检测，现有技术主要依靠单体电池的电压、温差和温升速率等进行判断，只能在电池系统中发生拉弧、烧蚀等失效故障后，通过电池的温度检测和电池电压变化才能判断故障是否已经发生，严重情况下会造成电池系统短路烧蚀故障，甚至整车大面积火灾事故，对公共财产和人身安全造成不可逆的损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电池系统的微短路故障检测方法，用于解决现有技术无法及发现动力电池与加热回路间的微短路故障问题；还提出一种电池系统，用于解决现有技术无法及发现动力电池与加热回路间的微短路故障问题，同时，还提出一种电池管理系统，用于解决现有技术无法及发现动力电池与加热回路间的微短路故障问题。
[0005]基于上述目的，一种电池系统的微短路故障检测方法的技术方案如下：
[0006]1)断开电池系统的加热回路中的总正接触器和总负接触器，所述总正接触器的第一端与电池系统中动力电池的总正极连接，所述总正接触器的第二端与加热回路上的加热元件连接，所述总负接触器的第一端与电池系统中动力电池的总负极连接，所述总负接触器的第二端与加热回路上的加热元件连接；
[0007]2)检测动力电池的正极短路电压和/或负极短路电压，所述正极短路电压为所述动力电池的总正极与所述总正接触器的第二端之间的电压；所述负极短路电压为动力电池的总负极与所述总负接触器的第二端之间的电压；
[0008]3)当所述正极短路电压和/或负极短路电压大于设定的电压阈值时，判定动力电池与加热回路之间存在微短路故障。
[0009]上述技术方案的有益效果是：
[0010]本专利技术的微短路故障检测方法，不需要检测单体电池的电压、温差和温升速率，仅通过检测并判断动力电池的总正极与加热回路中总正接触器的第二端之间的电压，和/或检测并判断动力电池的总负极与加热回路中总负接触器的第二端之间的电压，能够快速及
时的检测出动力电池与加热回路之间发生的微短路故障。相对现有技术通过电池的温度检测和电池电压变化才能判断出短路故障而言，本专利技术的微短路故障检测方法在电池的温度和电压发生较大变化之前，就能够更快、更早的检测出微短路故障的发生，并且，本专利技术的微短路故障检测方法的原理简单、实用，可利用现有的电池管系统硬件资源进行短路故障诊断，降低功能开发成本，具有市场应用价值。
[0011]基于上述目的，一种电池管理系统的技术方案如下：
[0012]包括处理器，所述处理器分别控制连接电池系统的加热回路中的总正接触器和总负接触器，所述处理器分别检测连接电池系统中动力电池的总正极与所述总正接触器的第二端，所述总正接触器的第二端用于与加热回路上的加热元件连接，所述总正接触器的第一端用于与电池系统中动力电池的总正极连接；
[0013]所述处理器分别检测连接电池系统中动力电池的总负极与所述总负接触器的第二端，所述总负接触器的第二端用于与加热回路上的加热元件连接，所述总负接触器的第一端用于与电池系统中动力电池的总负极连接；
[0014]所述处理器用于在执行计算机程序时实现如上述的电池系统的微短路故障检测方法。
[0015]基于上述目的，一种电池系统的技术方案如下：
[0016]包括动力电池、加热回路和电池管理系统，其中，动力电池由若干单体电池组成，加热回路中依次串设有总正接触器、加热元件和总负接触器，所述总正接触器连接所述动力电池的总正极，所述总负接触器连接所述动力电池的总负极，所述电池管理系统包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的电池系统的微短路故障检测方法。
[0017]上述两个技术方案的有益效果是：
[0018]本专利技术的电池系统和电池管理系统，由于采用了上述的微短路故障检测方法，相对现有技术，能够更快、更早的检测出微短路故障的发生，并且，本专利技术的微短路故障检测原理简单、实用，可利用现有的电池管系统硬件资源进行短路故障诊断，降低功能开发成本，具有较高的市场应用价值。
[0019]为了提高定位精度，还包括以下步骤：
[0020]比较所述正极短路电压和所述负极短路电压，在所述正极短路电压和所述负极短路电压中选择电压值较高的短路电压，计算该短路电压与动力电池中的单体电池电压之间的比值，对该比值取整数k，进行短路故障定位。
[0021]作为故障定位的其他实施方式，还包括以下步骤：
[0022]求取所述正极短路电压和动力电池中的单体电池电压之间的比值，对该比值取整数i，进行动力电池中的短路故障位置定位，将该短路故障位置定位在从动力电池的总正极开始算起的第i个单体电池。
[0023]作为故障定位的其他实施方式，还包括以下步骤：
[0024]求取所述负极短路电压和电池系统中的单体电池电压之间的比值，对该比值取整数i
′
，进行电池系统中的短路故障位置定位，将该短路故障位置定位在从动力电池的总负极开始算起的第i
′
个单体电池。
[0025]为了防止微短路故障的误判，判断存在短路故障后，还包括以下步骤：
[0026]对所述电池系统的正极短路电压和负极短路电压进行求和处理，比较所述求和处理得到的电压与动力电池的总电压之间的电压偏差，当所述电压偏差在设定电压范围内时，确认动力电池与加热回路之间确实存在微短路故障；
[0027]当所述电压偏差不在所述设定电压范围内时，则所述微短路故障的判定有误，并按照步骤2)和步骤3)中的内容，重新进行检测和判断。
[0028]为了可靠确定短路故障位置，所述电池系统中的单体电池电压为单体电池的平均电压，确定步骤如下：
[0029]检测动力电池的总正极和总负极之间的总电压，根据所述总电压和动力电池中单体电池的数量之间的比值，得到所述单体电池的平均电压。
[0030]为了确定步骤3)中的电压阈值，步骤3)中所述电压阈值的取值范围为5V～2000V。
附图说明
[0031]图1是本专利技术现有技术中动力电池与加热回路之间发生短路故障的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池系统的微短路故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)断开电池系统的加热回路中的总正接触器和总负接触器，所述总正接触器的第一端与电池系统中动力电池的总正极连接，所述总正接触器的第二端与加热回路上的加热元件连接，所述总负接触器的第一端与电池系统中动力电池的总负极连接，所述总负接触器的第二端与加热回路上的加热元件连接；2)检测动力电池的正极短路电压和/或负极短路电压，所述正极短路电压为所述动力电池的总正极与所述总正接触器的第二端之间的电压；所述负极短路电压为动力电池的总负极与所述总负接触器的第二端之间的电压；3)当所述正极短路电压和/或负极短路电压大于设定的电压阈值时，判定动力电池与加热回路之间存在微短路故障。2.根据权利要求1所述的电池系统的微短路故障检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：比较所述正极短路电压和所述负极短路电压，在所述正极短路电压和所述负极短路电压中选择电压值较高的短路电压，计算该短路电压与动力电池中的单体电池电压之间的比值，对该比值取整数k，进行短路故障定位。3.根据权利要求1所述的电池系统的微短路故障检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：求取所述正极短路电压和动力电池中的单体电池电压之间的比值，对该比值取整数i，进行动力电池中的短路故障位置定位，将该短路故障位置定位在从动力电池的总正极开始算起的第i个单体电池。4.根据权利要求1所述的电池系统的微短路故障检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：求取所述负极短路电压和电池系统中的单体电池电压之间的比值，对该比值取整数i
′
，进行电池系统中的短路故障位置定位，将该短路故障位置定位在从动力电池的总负极开始算起的第i
′
个单体电池。5.根据权利要求1所述的电池系统的微短路故障检测方法，其特征在于，判断存在短路故障后，还包括以下步骤：对所述电池系统的正极短路电压和负极短路电压进行求和处理，比较所述求和处理得到的电压与动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：高万兵，赵宇斌，邵玉龙，游祥龙，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：