一种动力电池系统状态检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种动力电池系统状态检测装置及方法，包括第一采样电路、第二采样电路、第一运算单元和控制单元MCU，第一采样电路采样电池模组正极的电位V1；第二采样电路采样负载电路输入端的电位V2；第一运算单元根据电位V1和电位V2的采样值进行运算，得到电位V2和电位V1的采样值的比值N；控制单元MCU根据主供电电路和预充电电路断开状态下、电位V2和电位V1的采样值的比值N判断主供电电路和/或预充电电路中的开关器件触点是否粘连。本发明专利技术通过简单的逻辑电路即可实现对主供电电路以及预充电电路中开关器件是否粘连的检测，且检测结果准确、检测过程简便、方案实现难度低。方案实现难度低。方案实现难度低。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池系统状态检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及汽车动力电池系统
，更具体地，涉及一种动力电池系统状态检测装置及方法。

技术介绍

[0002]电动车动力电池系统外接许多电容性负载电路，电容性负载在瞬时接通的情况下是近似短路的，为了对这一情况进行控制，减小瞬时过电流造成的损害，需要对电容性负载电路进行预充电保护。如图1所示为当前电动车动力电池系统对于电容性负载进行预充电的原理图。在动力电池系统的主供电电路的正极与负极分别设置主正继电器S1和主副继电器S3，通过MCU控制主正继电器S1和主副继电器S3的通断，实现主供电电路的通断控制；在主正继电器S1上并联设置一条预充电电路，预充电电路包括串联的预充继电器S2以及充电电阻R，在主正继电器S1断开的状态下，通过MCU控制预充继电器S2提前接通，从而使电容性负载电路在主正继电器S1接通之前为电容性负载电路进行预充电；预充电完成之后，再接通主正继电器S1，则不会发生接通瞬间的过电流现象，从而实现对动力电池系统的保护。
[0003]行业内目前对于未上高压前状态的主正继电器S1和预充继电器S2的粘连还不能完全区分，导致排查问题需要拆解电池包和拆解包含主正继电器S1和预充继电器S2的BDU(电池能量分配单元)等才可以进行判断，对于排查问题有很大的阻碍。若不能及时检测到主正继电器S1和/或预充继电器S2的粘连状态，可能会对动力电池系统造成损害。例如，若主正继电器S1不能有效断开，导致高压负载电路不能有效断电；若预充继电器S2不能有效断开，接通主供电电路后，在负载电路正常工作状态下，导致预充电电路长期处于大电流通过状态，预充电阻R大量发热，导致动力电池系统温度过高，引发危险状况。
[0004]因此，有必要设计一种能够快速分辨主正继电器和/或预充继电器是否发生粘连的方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种动力电池系统状态检测装置及方法，其通过简单的逻辑电路即可实现对主供电电路以及预充电电路中开关器件是否粘连的检测，且检测结果准确、检测过程简便、方案实现难度低。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种动力电池系统状态检测装置，包括第一采样电路、第二采样电路、第一运算单元和控制单元MCU，
[0007]所述第一采样电路的采样点设置在主供电电路、预充电电路与电池模组正极的公共节点，所述第一采样电路的输出端连接第一运算单元的第一输入端，用于采样电池模组正极的电位V1；
[0008]所述第二采样电路的采样点设置在主供电电路、预充电电路与负载电路输入端的公共节点，所述第二采样电路的输出端连接第一运算单元的第二输入端，用于采样负载电路输入端的电位V2；
[0009]所述第一运算单元的输出端连接所述控制单元MCU的第一输入端，用于根据电位V1和电位V2的采样值进行运算，得到电位V2和电位V1的采样值的比值N；
[0010]所述控制单元MCU用于根据主供电电路和预充电电路断开状态下、电位V2和电位V1的采样值的比值N判断主供电电路和/或预充电电路中的开关器件触点是否粘连。
[0011]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0012]可选的，所述第二采样电路中串联设有第一开关单元U2，所述第一开关单元U2的控制端与所述控制单元MCU的第一输出端连接，用于通过所述控制单元MCU控制第二采样电路的通断。
[0013]可选的，所述第一采样电路包括分压电阻R1和分压电阻R3，所述分压电阻R1和分压电阻R3串联，分压电阻R1上背离分压电阻R3的一端连接主供电电路、预充电电路与电池模组正极的公共节点，分压电阻R3上背离分压电阻R1的一端接地，分压电阻R1和分压电阻R3的公共端作为第一采样电路的输出端，输出将电位V1转换后得到的电位采样值V5；
[0014]所述第二采样电路包括分压电阻R2和分压电阻R4，所述分压电阻R2和分压电阻R4串联，分压电阻R2上背离分压电阻R4的一端连接主供电电路、预充电电路与负载电路输入端的公共节点，分压电阻R4上背离分压电阻R2的一端接地，分压电阻R2和分压电阻R4的公共端作为第二采样电路的输出端，输出将电位V2转换后得到的电位采样值V6。
[0015]可选的，所述第一运算单元为除法器U1，所述除法器U1的第一输入端连接分压电阻R1和分压电阻R3的公共端，所述除法器U1的第二输入端连接分压电阻R2和分压电阻R4的公共端，所述除法器U1的输出端连接所述控制单元MCU的第一输入端，用于将电位采样值V6和电位采样值V5进行相除运算，得到并输出电位采样值V6和电位采样值V5的比值N。
[0016]可选的，所述控制单元MCU用于将所述电位采样值V6和电位采样值V5的比值N进行分类并判断：
[0017]当比值N为0时，判定主供电电路和预充电电路中的开关器件触点未发生粘连；
[0018]当比值N为1时，判定主供电电路中的开关器件触点发生粘连；
[0019]当比值N介于0和1之间时，判定预充电电路中的开关器件触点发生粘连。
[0020]可选的，该检测装置还包括第二运算单元和第二开关单元U4；
[0021]所述第二运算单元的第一输入端连接所述第一运算单元的输出端，所述第二运算单元的第二输入端连接控制单元MCU，第二运算单元的输出端连接所述第二开关单元U4的控制端，用于在主供电电路断开状态、且预充电电路导通状态下，将电位V2和电位V1的采样值的比值N与参考值进行比较，根据得到的比较结果控制第二开关单元U4的通断；
[0022]所述第二开关单元U4的输入端连接工作电源，所述第二开关单元U4的输出端连接所述控制单元MCU的第二输入端，用于将所述比较结果反馈到控制单元MCU；
[0023]所述控制单元MCU用于输出所述参考值，还用于根据所述比较结果判断预充电是否完成。
[0024]可选的，所述第二运算单元为比较器U3，所述比较器U3用于将所述比值N与所述参考值进行比较，当所述比值N大于所述参考值时，所述比较器U3输出高电平以控制所述第二开关单元U4导通。
[0025]可选的，所述电池模组负极与负载电路输出端之间串联设有主负开关器件，该检测装置还包括第三开关单元U5和第三运算单元，
[0026]所述第三开关单元U5的一端连接主负开关器件与负载电路输出端的公共节点，第三开关单元U5的另一端连接第一运算单元的第一输入端，第三开关单元U5的控制端连接控制单元MCU：
[0027]所述第三运算单元的第一输入端连接主负开关器件与负载电路输出端的公共节点，第三运算单元的第二输入端连接主负开关器件与电池模组负极的公共节点，第三运算单元的输出端连接控制单元MCU的第三输入端，所述第三运算单元用于分别采样主负开关器件断开时、其触点两端的电位V3和电位V4，并将电位V3和电位V4进行比较；
[0028]所述控制单元MCU用于根据电位V3和电位V4的比较结果判断主负开关器件的触点是否粘连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池系统状态检测装置，其特征在于，包括第一采样电路、第二采样电路、第一运算单元和控制单元MCU，所述第一采样电路的采样点设置在主供电电路、预充电电路与电池模组正极的公共节点，所述第一采样电路的输出端连接第一运算单元的第一输入端，用于采样电池模组正极的电位V1；所述第二采样电路的采样点设置在主供电电路、预充电电路与负载电路输入端的公共节点，所述第二采样电路的输出端连接第一运算单元的第二输入端，用于采样负载电路输入端的电位V2；所述第一运算单元的输出端连接所述控制单元MCU的第一输入端，用于根据电位V1和电位V2的采样值进行运算，得到电位V2和电位V1的采样值的比值N；所述控制单元MCU用于根据主供电电路和预充电电路断开状态下、电位V2和电位V1的采样值的比值N判断主供电电路和/或预充电电路中的开关器件触点是否粘连。2.根据权利要求1所述的一种动力电池系统状态检测装置，其特征在于，所述第二采样电路中串联设有第一开关单元U2，所述第一开关单元U2的控制端与所述控制单元MCU的第一输出端连接，用于通过所述控制单元MCU控制第二采样电路的通断。3.根据权利要求1或2所述的一种动力电池系统状态检测装置，其特征在于，所述第一采样电路包括分压电阻R1和分压电阻R3，所述分压电阻R1和分压电阻R3串联，分压电阻R1上背离分压电阻R3的一端连接主供电电路、预充电电路与电池模组正极的公共节点，分压电阻R3上背离分压电阻R1的一端接地，分压电阻R1和分压电阻R3的公共端作为第一采样电路的输出端，输出将电位V1转换后得到的电位采样值V5；所述第二采样电路包括分压电阻R2和分压电阻R4，所述分压电阻R2和分压电阻R4串联，分压电阻R2上背离分压电阻R4的一端连接主供电电路、预充电电路与负载电路输入端的公共节点，分压电阻R4上背离分压电阻R2的一端接地，分压电阻R2和分压电阻R4的公共端作为第二采样电路的输出端，输出将电位V2转换后得到的电位采样值V6。4.根据权利要求3所述的一种动力电池系统状态检测装置，其特征在于，所述第一运算单元为除法器U1，所述除法器U1的第一输入端连接分压电阻R1和分压电阻R3的公共端，所述除法器U1的第二输入端连接分压电阻R2和分压电阻R4的公共端，所述除法器U1的输出端连接所述控制单元MCU的第一输入端，用于将电位采样值V6和电位采样值V5进行相除运算，得到并输出电位采样值V6和电位采样值V5的比值N。5.根据权利要求4所述的一种动力电池系统状态检测装置，其特征在于，所述控制单元MCU用于将所述电位采样值V6和电位采样值V5的比值N进行分类并判断：当比值N为0时，判定主供电电路和预充电电路中的开关器件触点未发生粘连；当比值N为1时，判定主供电电路中的开关器件触点发生粘连；当比值N介于0和1之间时，判定预充电电路中的开关器件触点发生粘连。6.根据权利要求2、4或5任一项所述的一种动力电池系统状态检测装置，其特征在于，还包括第二运算单元和第二开关单元U4；所述第二运算单元的第一输入端连接所述第一运算单元的输出端，所述第二运算单元的第二输入端连接控制单元MCU，第二运算单元的输出端连接所述第二开关单元U4的控制端，用于在主供电电路断开状态、且预充电电路导通状态下，将电位V2和...

【专利技术属性】
技术研发人员：董福田，宋成，郭彩，周维维，刘振勇，
申请(专利权)人：岚图汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：