检测线束中的故障制造技术

电池组中的电池单元电压和传送到负载或驱动系统的电压以及传送到该系统的电流被监视，并且被用于检测线束的可能的异常状况。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及对大型电动设备中的电互连的监视。
技术介绍
诸如电动车辆和各种类型的电动装置之类的电动设备在许多应用中变得越来越重要。与本公开相关的这种设备通常包含有相对较大的电池组和诸如驱动系统之类的负载。这种电动设备的示例是电动汽车。电动汽车通常包括相对较大的电池或通常由大量的单个电池单元所形成的电池组。电池可由车中的装置或外置(off-board)装置充电，并且一般通过向驱动系统和其他与汽车相关联的系统提供电力来放电。在这种应用中，通常使用超过40KW(并且高至并超过150KW)的高功率水平，因此，安全和可靠是重要的问题。通常，电动车辆的电池和驱动系统与能够在电池组和驱动系统之间传输数十或数百千瓦电功率的功能高压线束(wiring harness)相耦合。现代电动车辆包含再生制动(regenerative braking)系统，并且因此，该功率可在任意给定时刻在任意方向(到电池或从电池)传输。高压线束通常包括如下组件中的一个或多个：电线或电缆；连接器或耦合器(具有机械的、焊接的或折绉的连接点)；电池单元到电池单元的连接；熔丝和其支持物；以及接触器。这些组件中的任一个中的任意故障可在其它低电阻路径中产生相对较大的电阻，从而由于大电流和电压的存在，其可导致在电动车辆的小区域内生成大量不希望的热量。非常希望对这种故障进行早期检测和响应。
技术实现思路
用于诸如电动车辆或电动装置件之类的电动设备的监视电路(1)比较(a)向设备提供电力的电池组中的电池单元的电压之和与(b)施加到设备的负载的电压，并且(2)测量该电路中电流。系统(包括电池组、负载和线束)的标称电阻最初被指定或确定，并且定期地与新近测得值相比较，以便检测线束故障。从以下给出的详细描述、附图和权利要求中，本专利技术的其它特征和益处将变得显然。附图说明包含在本说明书中并组成本说明的一部分的附图图示出了实施例的一个或多个示例，并且与对示例实施例的描述一起用来说明实施例的原理和实现方式。在附图中：图1是根据一个实施例的故障检测系统的电原理图。图2是示出了根据一个实施例的故障检测形式的电压电流散点图。图3是示出了根据一个实施例的线束故障检测方法的处理流程图。具体实施方式此处将在将故障检测包含到其线束中的电动车辆的上下文中描述示例实施例。本领域技术人员将意识到，以下的描述仅是示意性的，并绝不意欲是限制性的。其他实施例将容易地将其自身暗示给享受本公开的益处的本领域技术人员。将不对如附图中所示的示例实施例的实现方式进行详细参考。将在遍及附图和以下描述的可能范围中使用相同的参考指示符来指代相同或相似的项目。出于简明的目的，并未示出和描述此处所描述的实现方式的所有例程特征。当然，将理解，在开发任意这种实际的实现方式时，必须做出众多的特定于实现方式的决定，以便达到开发者的具体目标，例如符合应用和商业相关的限制，并且这些具体的目标将依实现方式和开发者的不同而不同。另外，将理解，这种开发努力可能是复杂和耗时的，但是，对于享受本公开的益处的本领域技术人员来说将是例行公事的工程实践。根据本公开，此处所描述的组件、处理步骤和/或数据结构可用各种手段实现，包括计算机实现的手段和硬连线手段。计算机实现的手段可包括各种类型的操作系统、计算平台、计算机程序和/或通用机器。另外，本领域技术人员将意识到，在不偏离此处所公开的专利技术概念的范围和精神的前提下，诸如硬连线设备、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等之类的不太具有通用特质的设备也可被使用。当包括一系列处理步骤的方法由计算机或机器实现并且那些处理步骤可被存储为机器可读的一系列指令时，其可被存储在有形介质上，诸如，计算机存储设备(例如，ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦写只读存储器)、闪存、跳跃驱动器等)、磁存储介质(例如，磁带，磁盘驱动器等)、光存储介质(例如，CD-ROM、DVD-ROM、纸卡、纸带等)和其他类型的程序存储器。图1是根据本专利技术的一个实施例的故障检测系统的电原理图。转向图1，所示出的故障检测系统检测诸如电动车辆驱动系统的高压线束之类的电池线束中的危险故障。相同或类似的检测方法可被应用到各种类型的电动系统中，例如包括用于为其他类型的电动车辆和装置提供电力的示例系统。根据图1的系统，电池B通过线束H被连接到负载L，电池B可通过将大量电池单元串联耦合(每个电池单元可包括一个或多个并联连接的子单元)来构成。在所示出的示例中，线束H包括接触器K、连接器C、配线W、熔丝F、以及通往N个相邻串联连接电池单元并位于其间的多个(N+1个)串联导向的电池单元互连S1到SN+1(总称为S)，每个电池单元互连具有与之相关联的电阻(即，RK、RC、RW、RF和RS，每个电阻产生对应的电压降VK、VC、VW、VF和VS，其中VS＝VS1+VS2+...+VSN+1并且RS＝RS1+RS2+...+RSN+1)。在电动车辆的情形中，负载例如可以是该电动车辆的驱动系统。设置了监视电路M。其监视电池单元两端的电压V1、V2，...，VN以及负载电压VSYS。其还监视由电流测量电路IM所测量的负载电流IL。电流测量电路IM仅被示意性地示出，并且可以采取各种形式，例如包括分流器、感应电流感测器或霍尔效应电流感测器。监视电路M例如可包括用于将电压转换成数字值的模数转换电路，以及数字处理器、存储器、I/O电路等。在所示出的实施例中，当异常状况被检测到时，监视电路M在线A上生成警报信号。可以以多种方式中的任意方式来生成警报信号。在电动车辆的情形中，警报信号可被传送到车辆控制单元，以使得代码被存储其中以用于以后的诊断运用。车辆控制单元还可以使电动车辆的乘客舱内的仪表板指示器显示或通告该警报，以便提醒驾驶员潜在的问题。除了记录错误代码或产生视觉的和/或可听的警告之外或者替代记录错误代码或产生视觉的和/或可听的警告，系统还可以对车辆操作进行限制，诸如，减少电力、减少再生(在利用再生制动等的车辆中)或再充电限制。出于安全原因而需要这种限制，并且其用作对于正确服务极其重要的可视指示。依旧参照图1，系统电压VSYS可由以下等式描述：VSYS＝VLOSSES(I)+VCELLS    (等式1)其中：VLOSSES(I)＝[VK(I)+VC(I)+VW(I)+V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.17 US 12/426,1831.一种用于检测电池的线束的可能的异常状况的方法，包括：
确定所述线束的标称电阻值；
监视所述电池的多个电池单元的电压以确定第一电压值；
监视所述线束中的点处的第二电压；
监视通过所述电池的负载电流；
利用所监视到的所述第一电压和所述第二电压以及负载电流的值来确
定所述线束的操作电阻值；以及
将所述线束的操作电阻值和所述线束的标称电阻相比较，并且如果所
述操作电阻值超过所述标称电阻值多于预定阈值，则采取动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述动作包括设置警报状况，还
包括：
向车辆的驾驶员警报所述警报状况。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动作包括设置警报状况，
还包括：
向维修车辆的诊断技术人员警报所述警报状况。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动作包括限制车辆的操
作。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，限制车辆的操作包括以下中的
至少一者：减少提供给所述车辆的电力、减少通过再生获得的电流，以及
限制对电池组的充电。
6.一种用于检测电池或电池组的线束的可能的异常状况的方法，包
括：
监视所述电池或电池组的电压；
监视线束端接点处的系统电压；
监视通过所述电池或电池组的电流；
在一时间段中跟踪数据点，每个数据点以所述电流为一个坐标并且以
所述电池或电池组的电压与所述系统电压之间的电压差为另一坐标；以及
基于所述数据点的分布来检测所述线束的可能的异常状况。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：当近零电流区域中的数据点
表现出异常蔓延时，检测到异常状况。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述异常状况是不牢固连接。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括向车辆的驾驶员警报所述异常
状况。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括向维修车辆的诊断技术人员
警报所述异常状况。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，动作包括限制车辆的操作。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，限制车辆的操作包括以下中
的至少一者：减少提供给所述车辆的电力、减少通过再生获得的电流，以
及限制对电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·威廉·斯维尔森，
申请(专利权)人：AC动力公司，
类型：发明
国别省市：