CN109884525B - 一种电池组接触器粘连检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池组接触器粘连检测装置及方法，所述装置包括电池组、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre、电容和电压为Vs的恒压信号源，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接；所述方法包括：步骤一：电池组不接入，并断开接触器K2和接触器K3；步骤二：注入恒压信号源；步骤三：若V2＝Vs，则所述接触器K2和所述接触器K3中至少有一个粘连；步骤四：若V2＝0，则接触器K2和接触器K3均未粘连。本发明能够在不闭合任何一个接触器的前提下，准确地判断电池组***中的接触器是否发生粘连。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池组接触器粘连检测装置，以及采用该装置的电池组接触器粘连检测方法。
背景技术
电池组***电路中通常包括电池模块、BMS、各种接触器和保险丝，电池组通过各种接触器连接。在需要给用电设备提供电能时，BMS控制相应的接触器闭合，使得电池组接入供电电路；当不需要向用电设备供能时，BMS控制相应的接触器断开，使得电池组与供电电路断开。
但是，由于接触器在长期的工作过程中需要经过成千上万次的开合，并且接触器触点产生的热和电弧容易造成接触器触点产生粘连，从而造成电池组回路的控制失效，对电池组***的稳定性造成负面影响。
目前，电池组接触器粘连检测方法主要是通过具有如图1所示电路的电池组接触器粘连检测装置来实现的。在断开K1接触器的前提下，通过V1的电压来判断K1接触器的粘连情况；在闭合K1接触器的前提下，通过V1和V2的电压来判断K2和K3接触器的粘连情况。在实际工程应用中可以发现，如果在启动上电前K2接触器已处于粘连状态，通过上述方法是无法判断出来的，在这种情况下，再闭合K1接触器将导致其也会粘连，甚至出现安全事故。
发明内容
本发明提供一种电池组接触器粘连检测装置，包括电池组、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre和电容，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，还包括电压为Vs的恒压信号源，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接。
传统的接触器粘连检测装置需要接入电池组来判断接触器K2和K3的粘连情况，但由于电池组输出电流较大，可能导致未粘连的接触器发生粘连甚至导致安全事故，因此设置恒压信号源来模拟电池组，并且所述恒压信号源的电压Vs取值在安全电压范围内，通过注入恒压信号源能够安全有效地判断接触器K2和K3的粘连情况。
在本发明的一种实施方式中，还包括限流电阻R，所述限流电阻R与恒压信号源串联。所述限流电阻R用于保护所述恒压信号源，防止意外情况下大电流对所述恒压信号源造成损害。
在本发明的一种实施方式中，所述恒压信号源的电压Vs选自6～24V之间的任一数值。
所述恒压信号源在安全电压范围内，即使发生接触器粘连的情况，也不会损害所述电池组***的元器件而导致严重的安全事故。
在本发明的一种实施方式中，所述恒压信号选自10V、12V和15V中的任意数值。
在本发明的一种实施方式中，还包括恒压信号源保护模块，所述恒压信号源保护模块与所述恒压信号源串联。用于保护所述恒压信号源。
在本发明的一种实施方式中，所述恒压信号源保护模块包括使能开关、保险丝和反向二极管中至少一种。
所述恒压信号源保护模块用于保护所述恒压信号源，当所述接触器K1未发生粘连且处于断开的状态下，所述使能开关才会闭合从而注入所述恒压信号源，在检测过程中，若发生意外情况，例如所述接触器K1发生粘连，由于所述电池组额定电压远大于所述恒压信号源，容易发生大电流倒灌至恒压信号源而对其造成损害，因此需设置恒压信号源保护模块进行保护，通过所述保险丝熔断保护，断开所述恒压信号源，或者通过所述反向二极管不允许所述电流倒灌，均能有效保护恒压信号源。
在本发明的一种实施方式中，还包括接触器K1，所述接触器K1串联于电池单体之间或电池组两端。
本发明的另一个目的在于提供一种电池组接触器粘连检测方法，采用上述任一所述的电池组接触器粘连检测装置，检测电容的实际电压为V2，并包括如下步骤：
步骤一：电池组不接入，并断开接触器K2和接触器K3；
步骤二：注入电压为Vs的恒压信号源；
步骤三：若V2＝Vs，则所述接触器K2和所述接触器K3中至少有一个粘连；
步骤四：若V2＝0，则接触器K2和接触器K3均未粘连。
其中，V2＝Vs是指理论上的理想情况，实际操作中存在误差，因此只要“V2与Vs之间的差值”与“V2与Vs中较大值”的比值小于等于10％即可认为符合“V2＝Vs”的条件。
在电池组***中，所述电容是指用电设备的电机控制器输入端的大电容，在对所述电容进行预充电时，首先所述接触器K3闭合，所述接触器K2断开，所述电池组为所述电容预充电，所述电阻Rpre能够保护所述预充接触器K3不发生粘连，当所述电容两端的电压到达稳定值后，所述接触器K2闭合，所述接触器K3断开。相比于传统的电池组***接触器粘连检测方法，通过接入所述恒压信号源模拟电池组电压供电，且恒压信号源在安全电压范围内，无需闭合任何一个接触器即可检测接触器的粘连情况，避免在不明情况下因检测需要而闭合某一接触器导致可能发生的粘连甚至安全事故。
所述步骤三中若V2＝Vs，则所述接触器K2和所述接触器K3中至少有一个粘连，在具体的工程应用中，无需精准判断出所述接触器K2和所述接触器K3中哪一个发生粘连，但通过分析电压V2的上升曲线可以判断出来：在所述接触器K2未粘连而所述接触器K3粘连的情况下，所述恒压信号源、电阻Rpre和电容构成了一个RC充放电路，所述电压V2将无限接近Vs，且V2随时间t的变化曲线表达式为：
其中，C为电容的电容量，Rpre为电阻的阻值，因此在步骤三的前提下，若电压V2随时间t的变化曲线符合上述表达式，则仅有所述接触器K3发生粘连，否则所述接触器K2粘连但无法确定所述接触器K3是否粘连。
在本发明的一种实施方式中，电池组接触器粘连检测装置还包括接触器K1，所述接触器K1串联于电池单体之间或电池组两端，所述电池组的额定电压为V，且Vs，检测电池组的实际电压为V1，进一步包括如下步骤：
步骤五：断开恒压信号源、接触器K1、接触器K2和接触器K3，再将电池组接入；
步骤六：若V1＝V，则所述接触器K1粘连；
步骤七：若V1＝0，则判断所述接触器K1未粘连。
其中，Vs是指选取的Vs远小于V且在安全电压范围内的电压值，即使存在未知的粘连情况也不会导致严重的事故发生，V1＝V是指理论上的理想情况，实际操作中存在误差，因此只要“V1与V之间的差值”与“V1与V中较大值”的比值小于等于10％即可认为符合“V1＝V”的条件。为了进一步保证安全，避免发生因检测需要而导致的粘连，本发明应在判断接触器K2和接触器K3均未粘连的情况下再接入电池组来判断接触器K1是否粘连。
使用本发明提供的技术方案之后，能够在不闭合任何一个接触器的前提下，准确地判断电池组***中的接触器是否发生粘连，避免因接触器粘连带来的危害。能够防止因高压非正常输出导致无法正常工作的情况发生，更重要的是，能够防止充电异常时出现过充现象对电池造成损害，以及防止在行驶过程中出现异常情况时不能有效的切断高压，导致安全事故和电池组的过放现象。
附图说明
图1所示为现有技术中电池组***的接触器粘连检测电路示意图；
图2所示为本发明的一种实施方式的示意图；
图3所示为本发明另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的实施例，然而本发明并不限制于以下实施例。
实施例1
如图2所示，本实施例提供一种电池组接触器粘连检测装置，包括电池组、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre和电容，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，还包括电压为Vs的恒压信号源，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接。
实施例2
如图2所示，本实施例提供一种电池组接触器粘连检测装置，包括电池组、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre和电容，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，还包括电压为Vs＝6V的恒压信号源和限流电阻R，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接，所述限流电阻R与恒压信号源串联。
实施例3
如图2、图3所示，本实施例提供一种电池组接触器粘连检测装置，包括电池组、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre和电容，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，还包括电压为Vs＝12V的恒压信号源和恒压信号源保护模块，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接，所述恒压信号源保护模块与所述恒压信号源串联。
实施例4
如图3所示，本实施例提供一种电池组接触器粘连检测装置，包括电池组、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre和电容，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，还包括电压为Vs＝20V的恒压信号源和使能开关，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接，所述使能开关与所述恒压信号源串联。
实施例5
如图3所示，本实施例提供一种电池组接触器粘连检测装置，包括电池组、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre和电容，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，还包括电压为Vs的恒压信号源、保险丝和反向二极管，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接，所述保险丝和反向二极管与所述恒压信号源串联。
实施例6
如图2所示，本实施例提供一种电池组接触器粘连检测装置，包括电池组、接触器K1、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre和电容，所述接触器K1串联于电池单体之间或电池组两端，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，还包括电压为Vs的恒压信号源，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接。
实施例7
如图2所示，本实施例提供一种电池组接触器粘连检测方法，采用如实施例1-6任一所述的电池组接触器粘连检测装置，检测电容的实际电压为V2；并包括如下步骤：
步骤一：电池组不接入，并断开接触器K2和接触器K3；
步骤二：注入恒压信号源的电压Vs＝18V；
步骤三：若V2＝Vs，则所述接触器K2和所述接触器K3中至少有一个粘连；
步骤四：若V2＝0，则接触器K2和接触器K3均未粘连。
实施例8
如图2所示，本实施例提供一种电池组接触器粘连检测方法，采用如实施例6所述的电池组接触器粘连检测装置，所述电池组的额定电压为V，且Vs，检测电池组的实际电压为V1，并包括如下步骤：
步骤一：电池组不接入，并断开接触器K2和接触器K3；
步骤二：注入恒压信号源的电压Vs＝15V；
步骤三：若V2＝Vs，则所述接触器K2和所述接触器K3中至少有一个粘连；
步骤四：若V2＝0，则接触器K2和接触器K3均未粘连；
步骤五：断开恒压信号源、接触器K1、接触器K2和接触器K3，再将电池组接入；
步骤六：若V1＝V，则所述接触器K1粘连；
步骤七：若V1＝0，则所述接触器K1未粘连。
Claims (6)
1.一种电池组接触器粘连检测方法，其特征在于：采用一种电池组接触器粘连检测装置，包括电池组、接触器K2、接触器K3、电阻Rpre和电容，所述接触器K2一端连接电池组正极，另一端连接电容，所述接触器K3与所述电阻Rpre串联连接后与接触器K2并联连接，所述电池组负极与电容连接，其特征在于：还包括电压为Vs的恒压信号源，所述恒压信号源的正极与所述电池组的正极连接，负极与所述电池组的负极连接，还包括接触器K1，所述接触器K1串联于电池单体之间或电池组两端，检测电容的实际电压为V2，并包括如下步骤：
步骤一：电池组不接入，并断开接触器K2和接触器K3；
步骤二：注入电压为Vs的恒压信号源；
步骤三：若V2＝Vs，则所述接触器K2和所述接触器K3中至少有一个粘连；
步骤四：若V2＝0，则接触器K2和接触器K3均未粘连。
2.根据权利要求1所述的电池组接触器粘连检测方法，其特征在于：所述电池组的额定电压为V，且V＞Vs，检测电池组的实际电压为V1，进一步包括如下步骤：
步骤五：断开恒压信号源、接触器K1、接触器K2和接触器K3，再将电池组接入；
步骤六：若V1＝V，则所述接触器K1粘连；
步骤七：若V1＝0，则所述接触器K1未粘连。
3.根据权利要求1所述的电池组接触器粘连检测方法，其特征在于：还包括限流电阻R，所述限流电阻R与恒压信号源串联。
4.根据权利要求1所述的电池组接触器粘连检测方法，其特征在于：所述恒压信号源的电压Vs选自6～24V之间的任一数值。
5.根据权利要求1所述的电池组接触器粘连检测方法，其特征在于：还包括恒压信号源保护模块，所述恒压信号源保护模块与所述恒压信号源串联。
6.根据权利要求5所述的电池组接触器粘连检测方法，其特征在于：所述恒压信号源保护模块包括使能开关、保险丝和反向二极管中至少一种。
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