电池包内电池单体短路检测系统、检测方法及新能源汽车技术方案

本申请实施例提供了一种电池包内电池单体的短路检测系统、其检测方法及新能源汽车。该短路检测系统包括电池包、可变负载模块、信号采集模块以及控制器；电池包包括多个电池单体，信号采集模块被配置为以特定时间间隔采集电池包的电信号和频率信号，可变负载模块被配置为根据控制器的控制调节负载阻值，控制器被配置为根据电信号和电池单体的数量计算出电池单体的平均电信号，并根据频率信号的变化情况以及负载阻值调节前后的平均电信号的变化情况，判断电池包内是否有电池单体发生短路。本实施例利用平均电信号作为判断电池包内的电池单体是否发生短路，能够避免电池单体的差异对短路检测误判的影响，提升短路检测的准确度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
电池包内电池单体短路检测系统、检测方法及新能源汽车


[0001]本申请涉及新能源汽车
，具体而言，本申请涉及一种电池包内电池单体短路检测系统、检测方法及新能源汽车。

技术介绍

[0002]电池管理系统(Battery Management System，BMS)是新能源汽车的重要组成部分，为新能源汽车提供动力。BMS包括电池包，目前，国内外对电池内短路问题的检测是通过电池容量变化的实测值和理论值进行差值计算得出因内部短路消耗的容量，从而判断是否发生内部短路问题。但是新能源汽车电池包是由许多电池单体连接(串联或并联或串并联)组成，每个电池单体存在性能差异，当前检测方法容易造成误判，不仅增加了工作人员的操作复杂度，而且容易造成电池包的使用寿命的降低。

技术实现思路

[0003]本申请针对现有方式的缺点，提出一种电池包内电池单体短路检测系统、检测方法及新能源汽车，用以解决现有技术存在的BMS系统对电池包内短路检测容易造成误判的技术问题。
[0004]第一个方面，本申请实施例提供了一种电池包内电池单体的短路检测系统，包括电池包、可变负载模块、连接在所述电池包和所述可变负载模块之间的信号采集模块、以及分别与所述信号采集模块和所述可变负载模块电连接的控制器；所述电池包包括多个电池单体；所述信号采集模块被配置为以特定时间间隔采集所述电池包的电信号和频率信号；所述可变负载模块被配置为根据所述控制器的控制调节负载阻值；所述控制器被配置为根据所述电信号和所述电池单体的数量计算出所述电池单体的平均电信号，并根据所述频率信号的变化情况以及负载阻值调节前后的所述平均电信号的变化情况，判断所述电池包内是否有所述电池单体发生短路。
[0005]可选地，所述的电池包内电池单体的短路检测系统还包括：报警模块，与所述控制器电连接，被配置为当所述控制器判定所述电池包内的所述电池单体发生短路时发出警报。
[0006]可选地，所述信号采集模块包括电压传感器和电流传感器；所述电压传感器被配置为以所述特定时间间隔采集所述电池包的输出电压和电压频率；所述电流传感器被配置为以所述特定时间间隔采集所述电池包的输出电流和电流频率；所述控制器具体被配置控制所述可变负载模块的负载阻值由初始值调节至m倍的初始值，根据调节前后的所述负载阻值、所述输出电压、所述输出电流以及所述电池单体的数量分别计算所述负载阻值调节前后的累加变化功率，当所述电压频率大于所述电流频率，且当所述负载阻值调节后的累加变化功率小于m倍的所述负载阻值调节的累加变化功率时，判断所述电池包内电池单体发生短路，其中，1<m<5。
[0007]可选地，所述控制器被配置为按照以下公式计算所述累加变化功率：
[0008][0009][0010]P0＝R(I
0-I0')2；
[0011]其中，n为所述电池包所包括的电池单体的数量；U0和U0′
为特定时间间隔前后采集的电压信号；I0和I0′
为特定时间间隔前后采集的电流信号；λ为积分常数；R为所述可变负载模块的当前负载阻值；P0为所述电池单体在所述特定时间间隔的中间时刻的功率；t0为所述特定时间间隔的时长。
[0012]可选地，所述可变负载模块为电子数字变阻器，所述电子数字变阻器的阻值的可调节范围至少为200Ω～1000Ω。
[0013]第二个方面，本申请实施例提供了一种新能源汽车，该新能源汽车包括上述的电池包内电池单体的短路检测系统。
[0014]第三个方面，本申请实施例提供了一种电池包内电池单体的短路检测方法，所述电池包包括多个电池单体，所述短路检测方法包括多个检测周期，每个检测周期包括：
[0015]控制可变负载模块的负载阻值为初始值，并控制信号采集模块以特定时间间隔采集两次的电信号和频率信号；
[0016]控制可变负载模块的负载阻值为初始值的m倍，并控制信号采集模块以所述特定时间间隔采集两次的电信号和频率信号，其中，1<m<5；
[0017]根据所述电信号和所述电池单体的数量计算出所述电池单体的平均电信号，并根据所述频率信号的变化情况以及负载阻值调节前后的所述平均电信号的变化情况，判断所述电池包内是否有所述电池单体发生短路。
[0018]可选地，所述的电池包内电池单体的短路检测方法还包括：当所述控制器判定所述电池包内的所述电池单体发生短路时，控制报警模块发出警报。
[0019]可选地，所述信号采集模块包括电压传感器和电流传感器；所述短路检测方法具体包括：
[0020]控制可变负载模块的负载阻值为初始值，并控制所述电压传感器以所述特定时间间隔采集两次所述电池包的输出电压和电压频率，控制所述电流传感器以所述特定时间间隔采集两次所述电池包的输出电流和电流频率；
[0021]控制可变负载模块的负载阻值为初始值的m倍，并控制所述电压传感器以所述特定时间间隔采集两次所述电池包的输出电压和电压频率，控制所述电流传感器以所述特定时间间隔采集两次所述电池包的输出电流和电流频率；
[0022]根据调节前后的所述负载阻值、所述输出电压、所述输出电流以及所述电池单体的数量分别计算所述负载阻值调节前后的累加变化功率，当所述电压频率大于所述电流频率，且当所述负载阻值调节后的累加变化功率小于m倍的所述负载阻值调节的累加变化功率时，判断所述电池包内电池单体发生短路。
[0023]可选地，按照以下公式计算所述累加变化功率：
[0024][0025][0026]P0＝R(I
0-I0')2；
[0027]其中，n为所述电池包所包括的电池单体的数量；U0和U0′
为特定时间间隔前后采集的电压信号；I0和I0′
为所述特定时间间隔前后采集的电流信号；λ为积分常数；R为所述可变负载模块的当前负载阻值；P0为所述电池单体在所述特定时间间隔的中间时刻的功率；t0为所述特定时间间隔的时长。
[0028]本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
[0029]本申请实施例中提供的电池包内电池单体的短路检测系统、检测方法及新能源汽车，利用信号采集模块对电池包的电信号及频率信号进行检测，并计算出平均电信号作为判断电池包内的电池单体是否发生短路，能够避免电池单体的差异对短路检测误判的影响，提升短路检测的准确度。
[0030]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0031]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0032]图1为本申请实施例提供的一种电池包内电池单体的短路检测系统的框架结构示意图；
[0033]图2为本申请实施例提供的一种电池包内电池单体的短路检测系统内电池包的框架结构示意图；
[0034]图3为本申请实施例提供的另一种电池包内电池单体的短路检测系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池包内电池单体的短路检测系统，其特征在于，包括电池包、可变负载模块、连接在所述电池包和所述可变负载模块之间的信号采集模块、以及分别与所述信号采集模块和所述可变负载模块电连接的控制器；所述电池包包括多个电池单体；所述信号采集模块被配置为以特定时间间隔采集所述电池包的电信号和频率信号；所述可变负载模块被配置为根据所述控制器的控制调节负载阻值；所述控制器被配置为根据所述电信号和所述电池单体的数量计算出所述电池单体的平均电信号，并根据所述频率信号的变化情况以及负载阻值调节前后的所述平均电信号的变化情况，判断所述电池包内是否有所述电池单体发生短路。2.根据权利要求1所述的电池包内电池单体的短路检测系统，其特征在于，还包括：报警模块，与所述控制器电连接，被配置为当所述控制器判定所述电池包内的所述电池单体发生短路时发出警报。3.根据权利要求1或2所述的电池包内电池单体的短路检测系统，其特征在于，所述信号采集模块包括电压传感器和电流传感器；所述电压传感器被配置为以所述特定时间间隔采集所述电池包的输出电压和电压频率；所述电流传感器被配置为以所述特定时间间隔采集所述电池包的输出电流和电流频率；所述控制器具体被配置控制所述可变负载模块的负载阻值由初始值调节至m倍的初始值，根据调节前后的所述负载阻值、所述输出电压、所述输出电流以及所述电池单体的数量分别计算所述负载阻值调节前后的累加变化功率，当所述电压频率大于所述电流频率，且当所述负载阻值调节后的累加变化功率小于m倍的所述负载阻值调节的累加变化功率时，判断所述电池包内电池单体发生短路，其中，1<m<5。4.根据权利要求3所述的电池包内电池单体的短路检测系统，其特征在于，所述控制器被配置为按照以下公式计算所述累加变化功率：被配置为按照以下公式计算所述累加变化功率：P0＝R(I
0-I0')2；其中，n为所述电池包所包括的电池单体的数量；U0和U0′
为特定时间间隔前后采集的电压信号；I0和I0′
为特定时间间隔前后采集的电流信号；λ为积分常数；R为所述可变负载模块的当前负载阻值；P0为所述电池单体在所述特定时间间隔的中间时刻的功率；t0为所述特定时间间隔的时长。5.根据权利要求4所述的电池包内电池单体的短路检测系统，其特征在于，所述可变负载模块为电子数字变阻器，所述电子数字变阻器的阻值的可调节范围至少为200Ω～1000Ω。6.一种新能源汽车，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗石，
申请(专利权)人：威马智慧出行科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：