CN108859762A - 一种新能源车用动力电池继电器的控制***及检测方法 - Google Patents

一种新能源车用动力电池继电器的控制***及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新能源车用动力电池继电器控制***，预充继电器与预充电阻串联，再与总正继电器并联，接在动力电池的正极，总负继电器接在动力电池的负极，第一电压测量装置里的电压表测量动力电池两端电压；第二电压测量装置里的电压表测量总正继电器与总负继电器之间电压；动力电池向外输出电压，电压值的范围取决于电池设计值与当前电池状态，车辆负载接在输出电压之间，本发明的优点是能能够正确响应整车的闭合与断开继电器的请求，并且当继电器本身出现故障时，该***能够在特定工况下识别故障并进行上报。

Description

一种新能源车用动力电池继电器的控制***及检测方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车电子控制技术领域，具体地说，是涉及一种新能源汽车动力电池管理***继电器的控制***及检测方法。
背景技术
新能源汽车逐步从研发向批产状态过渡，因此对各零部件的合理使用以及出现故障后及时发现提出了更高的要求。新能源汽车主要包括纯电动汽车和混合动力汽车，无论哪种车型都需要动力电池作为储能装置，用作动能回收及能量优化。动力电池的继电器与传统汽车所使用的继电器不同，它具有承载电压高、载流负荷大、控制逻辑复杂等特点，因此如何能够合理控制继电器的打开与闭合，并对继电器的故障状态进行检测便显得尤为重要。
继电器的开关状态与故障诊断涉及到汽车的高压电气安全，而有反馈的继电器可靠性差，经常误报故障，因此目前国内绝大多数企业采用无反馈状态的高压继电器。在高压电池控制方面，企业对动力电池管理***的研究较多，但是对于无状态反馈的继电器的控制与故障检测尚无深入研究，有些研究人员对继电器的故障检测进行了一些研究，但都处于理论研究阶段。本专利针对现有某种动力电池的高压架构，开发了一套控制***，使其能够正确响应整车的闭合与断开继电器的请求，并且当继电器本身出现故障时，该***能够在特定工况下识别故障并进行上报。
发明内容
本发明提供了一种动力电池继电器的控制***及检测方法新能源汽车动力电池管理***继电器的控制***及检测方法，根据整车控制策略的需求，控制各继电器进行打开、关闭操作。在车辆或动力电池发生严重故障时及时断开继电器，保证动力电池使用寿命，最大程度保证车内人员不发生触电危险。当继电器本身发生故障时能够在不同工况下对其进行辨识，上报各继电器的粘连故障或无法吸合故障。
为达到上述的目的，本发明涉及一种新能源汽车动力电池管理***继电器的控制***，它包括动力电池、总正继电器、总负继电器、预充继电器、第一电压测量装置和第二电压测量装置，其技术要点是：还包括有预充电阻，预充继电器与预充电阻串联，再与总正继电器并联，接在动力电池的正极，总负继电器接在动力电池的负极，第一电压测量装置里的电压表测量动力电池两端电压；第二电压测量装置里的电压表测量总正继电器与总负继电器之间电压；动力电池向外输出电压，电压值的范围取决于电池设计值与当前电池状态，车辆负载接在输出电压之间，总正继电器与总负继电器中间还连接有一个电机控制器，电机控制器内部含有1微法的电容。
本发明针对新能源汽车动力电池结构制定了一种继电器的控制***，综合考虑了插枪充电模式、行驶模式、下电模式，制定出满足***需求的继电器控制策略，并且能够实现在特定条件下检测各继电器无法闭合或是粘连的故障，提高了新能源汽车高压电管理的安全性与功能完备性。
附图说明
附图1是本发明的动力电池电路示意图。
附图2是本发明的继电器控制逻辑判断示意图。
附图3是本发明的插枪充电模式继电器控制逻辑与故障判断方法示意图。
附图4是本发明的行驶模式继电器控制逻辑与故障判断方法示意图。
附图5是本发明的下电模式继电器控制逻辑与故障判断方法示意图。
下面将结合附图通过实例，对本发明作进一步详细说明，但下述实例仅仅是本发明的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施原理作具体的描述：图1是一种新能源汽车车用动力电池主要电路架构示意图，在行业中具有代表性，本发明基于此电路进行设计。如图1所示，预充继电器与预充电阻串联，再与总正继电器并联，接在动力电池的正极；总负继电器接在动力电池的负极；第一电压测量装置电压表V1测量动力电池两端电压；第二电压测量装置电压表V2测量总正继电器与总负继电器之间电压；动力电池向外输出电压为Vout，值的范围取决于电池设计值与当前电池状态；车辆负载接在Vout之间，其中与本发明相关的为电机控制器M，内部电路含有约1微法的电容。
图2是根据本发明的一个实施例，用于显示继电器控制逻辑判断的示意图。
判断整车模式，如果处于插枪充电模式，则按照充电模式继电器时序来进行继电器控制，在此期间，对总负或预充继电器是否能够正常闭合进行检测，对总正继电器是否能够正常闭合进行检测，对总负继电器是否粘连进行检测，并且对高压回路中的负载情况进行检测。如果整车处于行驶模式，则按照行驶模式继电器时序来进行继电器控制，在此期间，对总负或预充继电器是否能够正常闭合进行检测，对总正继电器是否能够正常闭合进行检测，对总负或预充继电器是否能够正常闭合进行检测，对预充继电器是否粘连进行检测，对总正继电器是否粘连进行检测，并且对高压回路中的负载情况进行检测。此外，如果检测车辆有下电需求，则进入下电状态，如果是紧急下电，则立刻切断所有继电器，如果是正常下电，则按下电流程逐个切断继电器，在此过程中如果检测到总负继电器粘连，则上报总负继电器粘连故障。
图3是根据本发明的一个实施例，用于表示插枪充电模式继电器控制逻辑与故障判断方法的示意图。在本专利中，当检测到整车处于插枪充电模式，则先闭合预充继电器，读取V2电压，如果其下降或保持不变，则认为***正常，闭合总负继电器，否则上报总负继电器粘连故障；第二，0.1秒后读取V1与V2电压差，如果二者相差小于40伏特，则认为***正常，进入下一步，否则打开预充继电器，将预充次数加1，再次闭合预充继电器，在***不正常情况下重复第二步直至预充次数达到3次，如果V2值在总负继电器与充电继电器均闭合的情况下电压不上升，则上报总负继电器或预充继电器无法闭合故障，如果V2值上升但无法在0.1秒内上升至符合条件，则上报高压回路有负载故障；第三，闭合总正继电器，0.5秒后打开预充继电器，读取V1与V2电压，如果V1-V2>20伏，则上报总正继电器无法闭合故障，否则认为***正常，进行正常充电模式。
图4是根据本发明的一个实施例，用于表示行驶模式继电器控制逻辑与故障判断方法的示意图。在本专利中，当检测到整车处于行驶模式，则先闭合总负继电器，读取V2电压，如果其下降或保持不变，则认为***正常，闭合预充继电器，否则上报预充继电器粘连故障；第二，0.1秒后读取V1与V2电压差，如果二者相差小于40伏特则认为***正常，进入下一步，否则打开预充继电器，将预充次数加1，再次闭合预充继电器，在***不正常情况下重复第二步直至预充次数达到3次，如果V2值在总负继电器与充电继电器均闭合的情况下电压不上升，则上报总负继电器或预充继电器无法闭合故障，如果V2值上升但无法在0.1秒内上升至符合条件，则上报高压回路有负载故障；第三，闭合总正继电器，0.5秒后打开预充继电器，读取V1与V2电压，如果V1-V2>20伏，则上报总正继电器无法闭合故障，否则认为***正常，进行正常充电模式。
图5是根据本发明的一个实施例，用于表示下电模式继电器控制逻辑与故障判断方法的示意图。在本专利中，当检测到整车处于下电模式，则进入下电状态，首先对下电原因进行判断，如果是紧急下电，则为了保证乘员安全，立刻打开所有继电器，否则进入下一步即正常下电；第二，如果是正常下电，则先打开总负继电器，读取V2电压，如果V2电压下降，则认为***正常，0.1秒后打开总正继电器，否则上报总负继电器粘连故障，并在1秒后打开总正继电器。
当然，本发明还可能有其他多种实施实例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种新能源汽车动力电池管理***继电器的控制***，它包括动力电池、总正继电器、总负继电器、预充继电器、第一电压测量装置和第二电压测量装置，其特征在于：还包括有预充电阻，预充继电器与预充电阻串联，再与总正继电器并联，接在动力电池的正极，总负继电器接在动力电池的负极，第一电压测量装置里的电压表测量动力电池两端电压；第二电压测量装置里的电压表测量总正继电器与总负继电器之间电压；动力电池向外输出电压，电压值的范围取决于电池设计值与当前电池状态，车辆负载接在输出电压之间，总正继电器与总负继电器中间还连接有一个电机控制器，电机控制器内部含有1微法的电容。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池管理***继电器的控制***的检测方法，其特征在于：第一电压测量装置测量动力电池总正、总负之间的电压，第二电压测量装置测量动力电池总正继电器、总负继电器之间的电压，动力电池向外输出电压为Vout，值的范围取决于电池设计值与当前电池状态；车辆负载接在Vout之间。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池管理***继电器的控制***的检测方法，其特征在于：当检测到整车处于插枪充电模式，则先闭合预充继电器，读取第二电压测量的电压表装置电压，如果其下降或保持不变，则认为***正常，闭合总负继电器，否则上报总负继电器粘连故障；第二，0.1秒后读取第一电压测量的电压表与第二电压测量的电压表电压差，如果二者相差小于40伏特，则认为***正常，进入下一步，否则打开预充继电器，将预充次数加1，再次闭合预充继电器，在***不正常情况下重复第二步直至预充次数达到3次，如果第二电压测量的电压表值在总负继电器与充电继电器均闭合的情况下电压不上升，则上报总负继电器或预充继电器无法闭合故障，如果第二电压测量的电压表值上升但无法在0.1秒内上升至符合条件，则上报高压回路有负载故障；第三，闭合总正继电器，0.5秒后打开预充继电器，读取第一电压测量的电压表与第二电压测量的电压表电压，如果二者相差大于20伏特，则上报总正继电器无法闭合故障，否则认为***正常，进行正常充电模式。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池管理***继电器的控制***的检测方法，其特征在于：当检测到整车处于行驶模式，则先闭合总负继电器，读取第二电压测量的电压表电压，如果其下降或保持不变，则认为***正常，闭合预充继电器，否则上报预充继电器粘连故障；第二，0.1秒后读取第一电压测量的电压表与第二电压测量的电压表电压差，如果二者相差小于40伏特则认为***正常，进入下一步，否则打开预充继电器，将预充次数加1，再次闭合预充继电器，在***不正常情况下重复第二步直至预充次数达到3次，如果第二电压测量的电压表值在总负继电器与充电继电器均闭合的情况下电压不上升，则上报总负继电器或预充继电器无法闭合故障，如果第二电压测量的电压表值上升但无法在0.1秒内上升至符合条件，则上报高压回路有负载故障；第三，闭合总正继电器，0.5秒后打开预充继电器，读取第一电压测量的电压表与第二电压测量的电压表电压，如果二者相差大于20伏特，则上报总正继电器无法闭合故障，否则认为***正常，进行正常行驶模式。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池管理***继电器的控制***的检测方法，其特征在于：当检测到整车处于下电模式，则进入下电状态，首先对下电原因进行判断，如果是紧急下电，则为了保证乘员安全，立刻打开所有继电器，否则进入下一步即正常下电；第二，如果是正常下电，则先打开总负继电器，读取第二电压测量的电压表电压，如果第二电压测量的电压表电压下降，则认为***正常，0.1秒后打开总正继电器，否则上报总负继电器粘连故障，并在1秒后打开总正继电器。
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Application publication date: 20181123

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