一种户外用锂电池包的进水检测方法技术

一种户外用锂电池包的进水检测方法，设置一个电路，每一个锂电池组中有一个锂电池连接锂电池组正端、有一个锂电池连接锂电池组负端，所述的锂电池组正端连接一个电阻R1到Earth端，所述的Earth端连接一个电阻R2到锂电池组负端，同时，锂电池包正端与Earth之间连接一个S1与R3的串联体，Earth与锂电池包负端之间也连接一个S2与R4的串联体并且该串联体的高电平端连接到一个电压检测模块的输入端，电压检测模块的输出端连接到采样运放的输入端，采样运放的输出端连接数字处理器，数字处理器可输出告警信号；前述S1、S2的开关作用都用一个MOS管取代，两个MOS管的栅极分别与数字处理器设有的相应控制脚连接。该方法简单可靠、灵敏度高、实时性好。实时性好。实时性好。

【技术实现步骤摘要】
一种户外用锂电池包的进水检测方法


[0001]本专利技术涉及锂电池防护
，具体是一种户外用锂电池包的进水检测方法。

技术介绍

[0002]锂电池包指的是多个乃至几十个锂电池电芯的串联和并联连接、封装，也被称为锂电池pack。锂电池pack在消费类电子市场的应用广泛，涵盖了手机、笔记本电脑、游戏机、数码相机、便携式设备等等。锂电池pack工艺是指将电芯、保护板、锂电池线、锂电池镍片、锂电池辅料、锂电池盒、锂电池膜等通过焊接的方式组装成成品锂电池，很多锂电池包外壳是金属壳。比如，新能源汽车动力电池的承载件电池包壳体也通常由传统车用电池箱体采用钢板、铝合金等材料铸造。
[0003]锂电池包在户外使用时，壳体内进水是严重的电气事故之一，会引发锂电池内漏电乃至短路诱发火灾。目前锂电池的状态主要通过锂电池管理系统BMS实现，但是当前BMS并不具有进水监测的功能，不能实时和动态的检测锂电池包的绝缘情况的变化，不利于锂电池包的安全使用，因此，有必要提供用于锂电池包的进水检测及告警提示方法。
[0004]我们知道比亚迪公司有这样的一款专利设计《一种锂电池箱体的进水检测方法》(CN201510074351.1)，其中“设置在锂电池箱体内的导线组，所述导线组包括第一导线和第二导线，所述第一导线和第二导线不相交设置，所述第一导线与电源连接；检测单元，用于检测第二导线的电压；锂电池管理器，用于预设不同的电压区间，并接收检测单元发送的第二导线的电压，判断所述第二导线电压在某个电压区间内且形成相应的判断信号；整车控制器，用于接收锂电池管理器发送的判断信号，并形成相应的警报级别。当锂电池箱体进水后，所述第一导线和第二导线通过水流连接，因为第一导线与电源连接，所以第二导线也有电压输入，第二导线的电压大小和进水量的大小有关系，当进水量较大时，第二导线的电压越大，当进水量较小时，第二导线的电压越小，这样就将进水量的大小通过第二导线电压反映，整车控制器形成相应的警报级别”。
[0005]以上所述的在多处设置线圈来感应进水水位，并显示出进水量以及报警，这是一种很好的进水检测方法，但，一是该设计针对的是大电瓶，包括铅酸锂电池的箱体，二是这样的设计，布置线圈形成了装置的冗杂，占用较多空间、增加了成本，也不适用于小体积的锂电池包的情况。另外，需要水作为导体形成所述的第一导线和第二导线的连接，如果依靠进水之后的湿度进行检测，相对湿度上升具有一段滞后时间，相当大程度的空气湿度后才可能形成前述连接，告警具有滞后性，实时性不够。
[0006]在我们看来，锂电池包进水量多少不是报警需要首先关注的事项，只要是有漏电了，哪怕只是一定湿度的潮湿空气或某一个锂电池对外壳漏电，都值得第一时间去处理。因此我们设计产品要求有更简约的构造、更灵敏准确速地发出进水报警，为锂电池包的可靠使用提供安全保护。

技术实现思路

[0007]为了达到上述的目的，本专利技术提供了一种户外用锂电池包的进水检测方法，该方法是，利用锂电池包中各个锂电池正极与金属壳体存在绝缘电阻的情况设置一个检测电路，该电路中每一个锂电池组有一个锂电池连接锂电池组正端、有一个锂电池连接锂电池组负端，所述的锂电池组正端连接一个电阻R1到金属壳体Earth端，所述的Earth端连接一个电阻R2到锂电池组负端，同时，锂电池包正端与Earth之间连接一个S1与R3的串联体，Earth与锂电池包负端之间也连接一个S2与R4的串联体并且该串联体的高电平端连接到一个电压检测模块的输入端，电压检测模块的输出端连接到采样运放的输入端，采样运放的输出端连接数字处理器，数字处理器输出告警信息。
[0008]作为上述技术方案的进一步描述，所述的S1、S2的开关作用都用一个MOS管取代，对应S1的MOS管的源极和漏极分别连接在锂电池组正端和Earth端，对应S2的MOS管的源极和漏极分别连接在Earth端和锂电池包的负端；两个MOS管的栅极分别与数字处理器的两个控制脚连接。
[0009]作为上述技术方案的进一步描述，所述的检测报警电路工作步骤为：S1、S2的初始状态为断开，当数字处理器开启自检功能之后，首先闭合S1，断开S2，此时Earth对锂电池组负端的电压采样值为Ue1，之后断开S1，闭合S2，此时Earth对锂电池组负端的电压采样值为Ue2；开启绝缘监测之后，先闭合S1、S2保持断开状态，状态保持时间为T1，在这段时间内，数字处理器会采样到Ue1，以及锂电池组正端对锂电池组负端的电压采样值Ubat+，之后断开S1、闭合S2，同样保持T1时间，此时数字处理器会采样到Ue2，之后断开S1、S2，数字处理器通过公式调用，算出最终的等效电阻，当小于设定的保护阈值即启动告警。本专利技术的主要优点是：本专利技术通过监测锂电池包壳体内绝缘电阻的方法间接实现壳体的进水监测，成本低、电路简单可靠、灵敏度高、实时性好。
附图说明
[0010]图1为本专利技术的绝缘监测电路及锂电池包壳体作为其中Earth端的示意图。
[0011]图2为本专利技术中等效于S1、S2的两个MOS管的等效工作电路示意图。
[0012]图3为本专利技术中电压检测模块、采样运放、数字处理器及其供电连接示意图。
[0013]图4为本专利技术中S1闭合S2断开时的绝缘阻抗检测状态示意图。
[0014]图5为本专利技术中S1断开S2闭合时的绝缘阻抗检测状态示意图。
[0015]图6为本专利技术的绝缘监测的软件流程图。
具体实施方式
[0016]所有物体都有绝缘电阻，绝缘电阻是阻止漏电流通过的能力，阻值愈大愈好，通常以 M欧姆计。绝缘电阻会因材质劣化、表面附着之有机物、尘埃及水滴等而减小。检测该绝缘电阻，就能检测出锂电池包内是否进水漏电，包括潮湿空气所造成的湿度漏电。
[0017]本专利技术采用利用一个数字处理器计算锂电池对外壳绝缘电阻的方法设计锂电池包的进水检测方法，采用本方案实现的设备有：各类户外用的锂电池包。
[0018]采用金属壳体的锂电池包，它们的壳体导电可作为一个电子电路的组成部分。本专利技术中，锂电池包金属壳体作为一个电路中的GND_Earth，本专利技术附图简示的电路中标示为
“
Earth”。各个锂电池电芯的电极特别是正极都对金属壳体Earth端形成一个绝缘电阻，此为本专利技术书中特别是其中电路所涉及的绝缘电阻。
[0019]当绝缘电阻变化，特别是锂电池包水灌进水之后绝缘电阻急剧变为水的电阻几百K左右甚至更低，某些锂电池的正极施加在金属盒子的电位对锂电池组负端的电位差就会发生改变，有时通过电压检测模块就能检测出来。很多时候进入的正只是潮湿空气，对某些锂电池的绝缘电阻改变不是如几百K，而是大得多。当绝缘电阻为几兆欧左右时，通过检测前述电位差准确度大为降低，或者会检测不出来，此时仍然不能忽视此时绝缘电阻对锂电池包的影响，锂电池组电压较高，当漏电程度达到一定值一样会引起问题，至少也会无端消耗锂电池电能。
[0020]本专利技术检测方法不是基于测量锂电池漏电在Earth端产生的一个持续电压的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种户外用锂电池包的进水检测方法，其特征是：利用锂电池包中各个锂电池正极与金属壳体存在绝缘电阻的情况设置一个检测电路，该电路中每一个锂电池组有一个锂电池连接锂电池组正端、有一个锂电池连接锂电池组负端，所述的锂电池组正端连接一个电阻R1到金属壳体Earth端，所述的Earth端连接一个电阻R2到锂电池组负端，同时，锂电池包正端与Earth之间连接一个S1与R3的串联体，Earth与锂电池包负端之间也连接一个S2与R4的串联体并且该串联体的高电平端连接到一个电压检测模块的输入端，电压检测模块的输出端连接到采样运放的输入端，采样运放的输出端连接数字处理器，数字处理器输出告警信息。2.根据权利要求1所述的一种户外用锂电池包的进水检测方法，其特征是：所述的S1、S2的开关作用都用一个MOS管取代，对应S1的MOS管的源极和漏极分别连接在锂电池组正端和Earth端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓业林，陈志锋，
申请(专利权)人：福建耀荣能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：