一種動(dòng)力電池系統(tǒng)對(duì)采樣線束故障的判定和處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)力電池系統(tǒng)對(duì)采樣線束故障的判定和處理方法。本發(fā)明電池管理系統(tǒng)分別判定和處理單體電壓采樣線束、溫度采樣線束、電流采樣線束和絕緣檢測(cè)線束；對(duì)單體電壓采樣線束的判定為：首先監(jiān)控到單體電池間壓差大、單體電池電壓高或單體電池電壓低；接下來(lái)判斷電池壓差是否大于ΔVf且不存在電壓小于Vf.2，對(duì)溫度采樣線束的判定步驟為：首先監(jiān)控到單體電池間溫差大、局部溫度高或溫度低；對(duì)電流采樣線束的判定步驟為：首先監(jiān)控到電池系統(tǒng)的電流極高或極低，對(duì)絕緣檢測(cè)線束的判定步驟為：首先監(jiān)測(cè)到不能獲取完整的絕緣檢測(cè)電壓。本發(fā)明能夠保證在各個(gè)階段均能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理動(dòng)力電池系統(tǒng)對(duì)采樣線束故障的判斷和處理方法。
【專利說(shuō)明】一種動(dòng)力電池系統(tǒng)對(duì)采樣線束故障的判定和處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)力電池系統(tǒng)中的電池管理系統(tǒng)，更具體的說(shuō)，是涉及在使用中出現(xiàn)的由于電池單體電壓、溫度、系統(tǒng)電流、絕緣檢測(cè)等采樣線束故障導(dǎo)致的數(shù)值異常的判定和處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今社會(huì)，隨著工業(yè)發(fā)展和社會(huì)需求的增加，環(huán)境污染、能源短缺等問(wèn)題日益突出，而鋰離子電池由于其綠色無(wú)污染、電壓高、容量大、體積小、質(zhì)量輕、工作溫度范圍寬、循環(huán)性能優(yōu)越等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，尤其是電動(dòng)車(chē)輛和儲(chǔ)能。
[0003]為了保證電池的安全，對(duì)于每個(gè)單體電池的電壓、電池模塊和高壓連接等處的溫度、電池系統(tǒng)的工作電流和絕緣性，都需要由電池管理系統(tǒng)(BMS)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。然而，產(chǎn)品在使用過(guò)程中，由于安裝可靠性、振動(dòng)、磨損、老化等，會(huì)造成線束故障，不僅不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，電池系統(tǒng)的相關(guān)部分也可能處于失控，還會(huì)引發(fā)BMS的誤動(dòng)作，影響產(chǎn)品使用，甚至造成安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種保證在各個(gè)階段均能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理動(dòng)力電池系統(tǒng)對(duì)采樣線束故障的判斷和處理方法。
[0005]本發(fā)明動(dòng)力電池系統(tǒng)對(duì)采樣線束故障的判定和處理方法，電池管理系統(tǒng)分別判定和處理單體電壓采樣線束、溫度采樣線束、電流采樣線束和絕緣檢測(cè)線束；
[0006]對(duì)單體電壓采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到單體電池間壓差大、單體電池電壓高或單體電池電壓低；接下來(lái)判斷電池壓差是否大于AVf且不存在電壓小于Vf.2，如果是，則對(duì)包含該兩串電池在內(nèi)的中間串聯(lián)的各電池進(jìn)行均衡，然后判斷電壓是否驟降到Vf.1，如果驟降到Vf.1則處理為:電壓線束故障報(bào)警；電池當(dāng)前剩余容量比例(SOC)參考濾掉相應(yīng)電池電壓；在SOC到達(dá)充電或放電使用的各限值時(shí)，逐步限功率，直至切斷高壓；如果電壓沒(méi)有驟降到Vf.1則處理為進(jìn)行通常操作；如果存在電池電壓小于Vf.2，則判斷是否為突變，如果是，則處理為:電壓線束故障報(bào)警；S0C參考濾掉相應(yīng)電池電壓；在300到達(dá)充電或放電使用的各限值時(shí)，逐步限功率，直至切斷高壓；如果電池電壓沒(méi)有小于Vf.2或不是突變，則處理為進(jìn)行通常操作；
[0007]對(duì)溫度采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到單體電池間溫差大、局部溫度高或溫度低；接下來(lái)判斷是否存在溫度大于Tf.1或小于Tf.2，如果是，則處理為:溫度線束故障報(bào)警，同時(shí)SOC參考濾掉相應(yīng)電池溫度；如果不是則處理為進(jìn)行通常操作；
[0008]對(duì)電流采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到電池系統(tǒng)的電流極高或極低，接下來(lái)判斷電流是否持續(xù)大于If.1、或持續(xù)小于If.2，同時(shí)電壓有變化，如果是，則處理為:電流線束故障報(bào)警；S0C縮小電流參考比例，如果不是則處理為進(jìn)行通常操作；
[0009]對(duì)絕緣檢測(cè)線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)測(cè)到不能獲取完整的絕緣檢測(cè)電壓，接下來(lái)判斷相應(yīng)絕緣檢測(cè)電壓是否小于VISOf，如果是，則處理為:絕緣檢測(cè)線束故障報(bào)警，如果不是則處理為進(jìn)行通常操作。
[0010]AVf表示電壓采樣線束故障引起的單體電池壓差異常判定值，Vf.1表示電壓采樣線束故障引起的均衡后單體電壓異常判定值，Vf.2表示電壓采樣線束故障引起的單體電壓異常判定值，Tf.1表示溫度采樣線束故障引起的溫度高異常判定值，Tf.2表示溫度采樣線束故障引起的溫度低異常判定值，If-1表示電流采樣線束故障引起的電流大異常判定值，If.2表示電流采樣線束故障引起的電流小異常判定值，VISOf表示絕緣檢測(cè)線束故障引起的絕緣檢測(cè)電壓異常判定值。
[0011]本發(fā)明一種BMS對(duì)于米樣線束故障的判定和處理方法,不但能夠方便地對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行初期的成品檢驗(yàn)、以及投入使用后的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，而且能夠指導(dǎo)形成完善合理的在線故障診斷協(xié)議，準(zhǔn)確反應(yīng)產(chǎn)品狀況，從而保證在各個(gè)階段均能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理線束故障，保證產(chǎn)品性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明BMS判定和處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]BMS判定和處理流程請(qǐng)參見(jiàn)圖1，具體按照下述步驟進(jìn)行:電池管理系統(tǒng)分別判定和處理單體電壓采樣線束、溫度采樣線束、電流采樣線束和絕緣檢測(cè)線束故障。
[0015]對(duì)單體電壓采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到單體電池間壓差大、單體電池電壓高或單體電池電壓低；接下來(lái)判斷電池壓差是否大于AVf且不存在電壓小于Vf.2，如果是，則對(duì)包含該兩串電池在內(nèi)的中間串聯(lián)的各電池進(jìn)行均衡，然后判斷電壓是否驟降到Vf.1，如果驟降到Vf.1則處理為:電壓線束故障報(bào)警；電池當(dāng)前剩余容量比例(SOC)參考濾掉相應(yīng)電池電壓；在SOC到達(dá)充電或放電使用的各限值時(shí)，逐步限功率，直至切斷高壓；如果電壓沒(méi)有驟降到Vf.1則處理為進(jìn)行通常操作；如果存在電池電壓小于Vf.2，則判斷是否為突變，如果是，則處理為:電壓線束故障報(bào)警；SOC參考濾掉相應(yīng)電池電壓；在SOC到達(dá)充電或放電使用的各限值時(shí)，逐步限功率，直至切斷高壓；如果電池電壓沒(méi)有小于Vf.2或不是突變，則處理為進(jìn)行通常操作；
[0016]對(duì)溫度采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到單體電池間溫差大、局部溫度高或溫度低；接下來(lái)判斷是否存在溫度大于Tf.1或小于Tf.2，如果是，則處理為:溫度線束故障報(bào)警，同時(shí)SOC參考濾掉相應(yīng)電池溫度；如果不是則處理為進(jìn)行通常操作；
[0017]對(duì)電流采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到電池系統(tǒng)的電流極高或極低，接下來(lái)判斷電流是否持續(xù)大于If.1、或持續(xù)小于If.2 (同時(shí)電壓有變化)，如果是，則處理為:電流線束故障報(bào)警；S0C縮小電流參考比例，如果不是則處理為進(jìn)行通常操作；
[0018]對(duì)絕緣檢測(cè)線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)測(cè)到不能獲取完整的絕緣檢測(cè)電壓，接下來(lái)判斷相應(yīng)絕緣檢測(cè)電壓是否小于VISOf，如果是，則處理為:絕緣檢測(cè)線束故障報(bào)警，如果不是則處理為進(jìn)行通常操作。[0019]其中如果以力神動(dòng)力電池系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的國(guó)家電網(wǎng)換電大巴為例，Λ Vf取
0.5伏特、Vf.1取I伏特、Vf.2取0.1伏特、Tf.1取200攝氏度、Tf.2取-40攝氏度、If.1取600安培、If.2取2安培、VISOf取0.1伏特。
[0020]注意:線束故障處理方法，僅為臨時(shí)方案，不可長(zhǎng)時(shí)間使用，線束故障需要及時(shí)檢修。
[0021]單體電壓采樣線束，用于各單體電池兩端的連接和電壓采樣；溫度采樣線束，用于各模塊、高壓連接、系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境溫度的采樣(如NTC、PTC接線使用、測(cè)溫芯片連接);電流采樣線束，用于電池系統(tǒng)高壓電流的采樣(如霍爾器件、SHUNT連接);絕緣檢測(cè)線束，用于電池高壓與殼體間電壓的米樣。
[0022]由上述可知，采樣線束故障，采樣到的數(shù)值必然顯示出異常，BMS可根據(jù)特定現(xiàn)象判斷線束是否故障和故障的類型，從而進(jìn)行報(bào)警，并采用相對(duì)應(yīng)的方法，在保證產(chǎn)品安全的前提下，進(jìn)行臨時(shí)處理，維持產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的正常使用或限功率使用。此點(diǎn)對(duì)電動(dòng)車(chē)輛運(yùn)行的意義在于，可避免不必要的拋錨，使其正?；蝓诵谢爻蹋辽倏赊D(zhuǎn)移到不影響交通和他人、且方便操作的地帶等待救援；而對(duì)于需要電池系統(tǒng)儲(chǔ)能后緊急供電的情況，也可避免不必要的斷電，降低安全風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。
[0023]采樣線束故障的具體內(nèi)容參見(jiàn)下表1，包括多根線束故障的情況。為形成對(duì)比，表中列出了在不進(jìn)行線束故障判斷和處理情況下，對(duì)于異常采樣數(shù)值的通常操作?？紤]到不同動(dòng)力電池系統(tǒng)(包括BMS)的差異，以及應(yīng)用產(chǎn)品和環(huán)境的不同，圖中不進(jìn)行具體數(shù)值定義，而使用符號(hào)代替:V表示單體電壓，T表示溫度，I表示電流，VISO表示絕緣檢測(cè)電壓，后綴的字母f表示fault，即線束故障引起的異常。
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力電池系統(tǒng)對(duì)采樣線束故障的判定和處理方法，其特征是，電池管理系統(tǒng)分別判定和處理單體電壓采樣線束、溫度采樣線束、電流采樣線束和絕緣檢測(cè)線束， 對(duì)單體電壓采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到單體電池間壓差大、單體電池電壓高或單體電池電壓低；接下來(lái)判斷電池壓差是否大于AVf且不存在電壓小于Vf.2，如果是，則對(duì)包含該兩串電池在內(nèi)的中間串聯(lián)的各電池進(jìn)行均衡，然后判斷電壓是否驟降到Vf.1，如果驟降到Vf.1則處理為:電壓線束故障報(bào)警；電池當(dāng)前剩余容量比例SOC參考濾掉相應(yīng)電池電壓；在300到達(dá)充電或放電使用的各限值時(shí)，逐步限功率，直至切斷高壓；如果電壓沒(méi)有驟降到Vf.1則處理為進(jìn)行通常操作；如果存在電池電壓小于Vf.2，則判斷是否為突變，如果是，則處理為:電壓線束故障報(bào)警；S0C參考濾掉相應(yīng)電池電壓；在SOC到達(dá)充電或放電使用的各限值時(shí)，逐步限功率，直至切斷高壓；如果電池電壓沒(méi)有小于Vf.2或不是突變，則處理為進(jìn)行通常操作； 對(duì)溫度采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到單體電池間溫差大、局部溫度高或溫度低；接下來(lái)判斷是否存在溫度大于Tf.1或小于Tf.2，如果是，則處理為:溫度線束故障報(bào)警，同時(shí)SOC參考濾掉相應(yīng)電池溫度；如果不是則處理為進(jìn)行通常操作； 對(duì)電流采樣線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)控到電池系統(tǒng)的電流極高或極低，接下來(lái)判斷電流是否持續(xù)大于If.1、或持續(xù)小于If.2，同時(shí)電壓有變化，如果是，則處理為:電流線束故障報(bào)警；S0C縮小電流參考比例，如果不是則處理為進(jìn)行通常操作； 對(duì)絕緣檢測(cè)線束的判定和處理步驟為:首先監(jiān)測(cè)到不能獲取完整的絕緣檢測(cè)電壓，接下來(lái)判斷相應(yīng)絕緣檢測(cè)電壓是否小于VISOf，如果是，則處理為:絕緣檢測(cè)線束故障報(bào)警，如果不是則處理為進(jìn)行通常操作； 上述AVf表示電壓采樣線束故障引起的單體電池壓差異常判定值，Vf.1表示電壓采樣線束故障引起的均衡后單體電壓異常判定值，Vf.2表示電壓采樣線束故障引起的單體電壓異常判定值，Tf.1表示溫度采樣線束故障引起的溫度高異常判定值，Tf.2表示溫度采樣線束故障引起的溫度低異常判定值，If.1表示電流采樣線束故障引起的電流大異常判定值，If.2表示電流采樣線束故障引起的電流小異常判定值，VISOf表示絕緣檢測(cè)線束故障引起的絕緣檢測(cè)電壓異常判定值。
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK103730700SQ201310554654
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】劉青, 李盤(pán)忠 申請(qǐng)人:天津力神電池股份有限公司