电池单元之间联接可靠性判断、保护方法与保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电池单元之间联接可靠性判断、保护方法与保护装置，对串联的至少两个电池单元，测量每个电池单元的端电压；比较所有的相邻两个电池单元的端电压，如果有任一对相邻电池单元的端电压之差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池单元之间的联接出现故障，反之，则判断联接正常。这种判断方法所依赖的判断手段简单易行，不需要很多电气量，而且判据可靠性高，所需要的判断时间较短。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动力电池组，特别是电池单元之间联接可靠性判断、保护方法，以及防动力电池组、串联电池箱联接故障的保护装置。
技术介绍
动力电池组，特别是电动汽车的动力电池组由若干个动力电池箱串联构成，每个动力电池箱中装配若干个串联的单体电池，各动力电池箱之间的极柱联接点在电动车运行过程中，电池箱的联结点容易出现联结电阻增大问题，引起具备过热，导致联结点烧毁。引起联结点电阻异常增大的情况有电动车电机启动前极柱联结点接触不良；电动车运行过程中，联结点出现松动；联结点极柱及接触部分元器件氧化。 电动汽车动力电池箱是关键核心设备，一旦发生故障，直接关系到汽车的安全运行。但现有技术，判断故障的手段较为复杂、可靠性低，而且判断时间较长。因此，必须针对电动汽车动力电池箱回路的特点和要求，提出相应的保护设计方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电池单元之间联接可靠性的判断与保护方法，简便、可靠地判断电池单元之间联接故障的发生，以便进一步的保护，从而解决了现有故障判断手段复杂、可靠性低、判断时间长的问题。本专利技术在上述方法的基础上，还提出了一种防电动汽车动力电池箱联接故障的保护装置和防动力电池组联接故障的保护装置。为实现上述目的，本专利技术的判断方法方案是一种电池单元之间联接可靠性的判断方法，步骤如下对串联的至少两个电池单元，测量每个电池单元的端电压；比较所有的相邻电池单元的端电压，如果有任一对相邻电池单元的端电压之差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池单元之间的联接出现故障，反之，则判断联接正常。所述电池单元为单体电池或电池箱。本专利技术的保护方法方案一种电池单元之间联接故障的保护方法，对串联的至少两个电池单元，测量每个电池单元的端电压；比较所有的相邻电池单元的端电压；如果有任一对相邻电池单元的端电压之差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池单元之间的联接出现故障，反之，则判断联接正常；联接出现故障时，进行保护，切断串联电池单元的供电输出。所述电池单元为单体电池或电池箱。下面从电池组入手分析本专利技术的保护方法。电池组中电池n的等效电路如图2 :其中En，R_为电池n的内电势，内电阻；R2lri，R2n为电池n的两个极柱接触电阻;U, n为电池n的端电压，Un为逻辑单元测量到的电池端电压；当电池极柱接触良好时，接触电阻R2lri，R2n可以忽略，有U' n Un。当电池极柱接触不良时，R2n增大为Rf，如图3 :接触电阻民㈠可以忽略，有Un ^ n+Uf。Uf为弧光压降。理论上，如果现场条件允许，能够实际测量出U' 和1，则可以计算出弧光压降uf，从而识别出极柱的接触不良情况。实际中，受条件限制，很难测量到U' n。所以，本专利技术采用测量相邻电池电压的方式等效求解u' n，从而得到弧光电压UfO具体的实现方法为，如图4 :假设1#电池接触电阻为R2的极柱接触不良，导致弧光电阻为Rf，弧光电压为Uf;正常情况下，两个电池的特性非常接近，即电池端电压近似相等，有U, PU, 2。2#电池极柱接触良好，有U' 2 ^ U2，因此弧光电压Uf ^U1-U' !^U1-Uy当弧光电压Uf大于定值Uset且持续时间大于定值tset时，则说明动力电池组中发生故障。 上述推导指出测量两电池的端电压，并求出端电压差，如果端电压差很小，则说明两相邻电池表现出的特性相同(都正常或都出现接触不良)，如果端电压差较大，就能断定两相邻电池表现出特性相异，其中至少有一个电池出现接触不良的问题，即动力电池组中发生故障。这种判断方法所依赖的判断手段简单易行，不需要很多电气量，而且判据可靠性高，所需要的判断时间较短。上述推导的对象是性能相同的单体电池和单体电池极柱之间的接触问题，推而广之，也可以是由相同个数单体电池串联而成的电池单元(电池单元中的单体电池之间的接触电阻忽略)和相邻电池单元之间的接触问题；还可以推广到电动汽车领域中电池箱和电池箱之间的联接点接触问题——电动汽车电源由若干个动力电池箱串联构成，每个动力电池箱中装配若干个串联的单体电池(电池箱中的单体电池之间的接触电阻可以忽略),各动力电池箱之间的极柱联接点在电动汽车启动前和在运行过程中，联结点容易出现松动、联结点极柱及接触部分元器件氧化等问题，导致联结点结电阻增大，使联结点烧毁，影响电源供电。依据本专利技术的方法，本专利技术还提供了一种防动力电池组联接故障的保护装置，所述保护装置包括用于测量每个单体电池端电压的逻辑单元，测量相邻单体电池的两个逻辑单元通讯连接；每个逻辑单元驱动控制一个对应的开关接点,所有的开关接点串联在动力回路电源开关的控制回路中，所述动力回路电源开关用于通断动力电池组的供电输出；每个逻辑单元比较对应单体电池与相邻单体电池之间的端电压差，如果端电压差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断动力电池组中联接出现故障，反之，则判断联接正常；判断联接出现故障，逻辑单元则驱动控制对应的开关接点断开，判断联接正常，逻辑单元则驱动控制对应的开关接点闭合。所述相邻电池箱之间通过光纤通讯连接。本专利技术还提供了一种防电动汽车动力电池箱联接故障的保护装置，所述保护装置包括用于测量每个电池箱端电压的逻辑单元，测量相邻电池箱的两个逻辑单元通讯连接；每个逻辑单元驱动控制一个对应的开关接点，所有的开关接点串联在动力回路电源开关的控制回路中，所述动力回路电源开关用于通断串联电池箱的供电输出；每个逻辑单元比较对应电池箱与相邻电池箱之间的端电压差，如果端电压差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池箱之间联接出现故障，反之，则判断联接正常；判断联接出现故障，逻辑单元则驱动控制对应的开关接点断开，判断联接正常，逻辑单元则驱动控制对应的开关接点闭合。所述相邻电池箱之间通过光纤通讯连接。保护装置中，每个逻辑单元仅需要进行比较判据，控制本身对应的开关接点即可，控制简练。由于采用了冗余设计，保护动作的可靠性高。本专利技术的保护装置能有效防止硬件损坏导致的问题，解决了恶劣环境下的硬件故障影响保护可靠运行的问题。附图说明图I是本专利技术的保护装置的电路原理图；图2是电池组中电池n的等效电路图；图3是电池n —极柱接触不良时的等效电路图；图4是1#电池和2#电池的等效电路图；图5是电池箱保护装置实施例的电路原理图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。判断方法实施例如图I所示，电动汽车的动力电池箱，从电池箱I、电池箱2到电池箱n，各电池箱内安装同样数量、型号的单体电池。测量每个电池箱的端电压；比较所有的相邻两个电池箱的端电压，如果有任一对相邻电池箱的端电压之差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池单元之间的联接出现故障，反之，则判断联接正常。判断理论依据在
技术实现思路
部分进行了详尽的分析，设定电压即为所述的定值Usrt，设定时间为所述的定值tset。通常，电池箱内的单体电池之间联接都很可靠，接触电阻忽略不计，所以上述实施例所关心的是电池箱之间的联接问题。作为其他实施方式，上述方法也可以应用到动力电池组中的各个单体电池之间，以考察各个单体电池之间的联接可靠性，判断整个动力电池组的联接可靠情况。保护方法实施例在上述判断方法的基础上，根据判断结果，联接出现故障时，进行保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池単元之间联接可靠性的判断方法，其特征在于，步骤如下对串联的至少两个电池単元，測量每个电池単元的端电压；比较所有的相邻电池単元的端电压，如果有任一对相邻电池单元的端电压之差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池单元之间的联接出现故障，反之，则判断联接正常。2.根据权利要求I所述的ー种电池単元之间联接可靠性的判断方法，其特征在于，所述电池单元为单体电池或电池箱。3.—种电池单元之间联接故障的保护方法，其特征在于，对串联的至少两个电池单元，測量每个电池単元的端电压；比较所有的相邻电池単元的端电压；如果有任ー对相邻电池単元的端电压之差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池単元之间的联接出现故障，反之，则判断联接正常；联接出现故障时，进行保护，切断串联电池単元的供电输出。4.根据权利要求3所述的ー种电池単元之间联接故障的保护方法，其特征在于，所述电池单元为单体电池或电池箱。5.一种防动カ电池组联接故障的保护装置，其特征在于，所述保护装置包括用于测量每个单体电池端电压的逻辑单元，測量相邻单体电池的两个逻辑单元通讯连接；每个逻辑単元驱动控制一个对应的开关接点，所有的开关接点串联在动力回路电源开关的控制回路中，所述动カ回路电源开关用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张项安，余高旺，张新昌，杨恢宏，吴双惠，杨凯，李贞，李建敏，樊占峰，陈钢，张岗，任杰，纪勇杰，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，许昌许继软件技术有限公司，山东电力集团公司，山东电力集团公司青岛供电公司，
类型：发明
国别省市：