專利名稱：一種動力電池組其連接導(dǎo)線連接狀態(tài)的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力電池組(本申請中電池組指動力電池組，后述簡稱電池組)中連接導(dǎo)線連接狀態(tài)檢測技術(shù)，特別涉及到一種連接導(dǎo)線連接狀態(tài)檢測方法。
背景技術(shù)：
動力電池組作為電動汽車的能源供給設(shè)備，其輸出電流在某些工況下可能達到幾百安培。如果電池組中連接導(dǎo)線松動，那么連接導(dǎo)線與電池接線柱之間的接觸電阻阻值將增大，電阻增大將損耗電池能量，降低電動汽車的驅(qū)動性能；在大電流的情況下，松動或接觸不良的導(dǎo)線會產(chǎn)生大量的熱量，在某些環(huán)境條件下會引燃接線柱周圍材料，導(dǎo)致燒車的情況發(fā)生。因此，對電池組中連接導(dǎo)線的連接狀態(tài)的檢測十分重要，也是電動汽車能可靠運行的根本保證。目前，對電池組中連接導(dǎo)線的檢測所采用的電路要么結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要么功耗較大，例如，日本特開平10-150721號專利公報公開的技術(shù)方案，提出了預(yù)先將中間接頭與電壓檢測單元的連接導(dǎo)線經(jīng)過上拉阻抗或者下拉阻抗連接到電源線上，如果上述中間接頭脫落，連接導(dǎo)線的電壓上升至電池充電禁止電壓值，以此來防止過電壓或者過充電情況發(fā)生。 但是，在上述技術(shù)中存在穩(wěn)定狀態(tài)下因上拉阻抗或下拉阻抗產(chǎn)生損耗的問題。松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社于2007年申請的——電池組件及其斷路檢測方法，雖然其功耗較低，但是采用了大量的外圍電路，使其實現(xiàn)困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種功耗低、可靠性高、智能化的電池組連接導(dǎo)線連接狀態(tài)的檢測方法，實現(xiàn)電池組連接導(dǎo)線的連接狀態(tài)的檢測，并將檢測狀態(tài)通過CAN總線發(fā)出。實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種動力電池組連接導(dǎo)線連接狀態(tài)檢測方法，其特征在于電池組中每節(jié)電池都配置一個單片機；單片機(i+ι)的兩路模擬輸入通道的輸入信號一路接到電池(i+Ι)的正極，另一路接到相鄰電池(i)的負極，而連接導(dǎo)線將電池(i+1)的正極接線柱和相鄰電池(i )的負極接線柱連接在一起；此時，單片機的兩路模擬輸入信號存在電壓差，這個電壓差包含了電池(i+1)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間的電壓、連接導(dǎo)線上的電壓、連接導(dǎo)線與電池負極(i)接線柱之間的電壓三部分之和，通過該電壓差判定連接導(dǎo)線的連接狀態(tài)。其中，i取值為1，…，N-I ;N為電池組串聯(lián)單節(jié)電池的節(jié)數(shù)。進一步，該方法具體包括以下步驟
1)單片機(i+ι)由電池(i+ι)供電，單片機(i)由電池(i)供電，單片機(i+ι)的供電電源正極接到電池(i+Ι)的正極，單片機(i+1)的供電電源負極接到電池(i+1)的負極，單片機(i)的供電電源正極接到電池(i)的正極，單片機(i)的供電電源負極接到電池(i)的負極，以此類推；而單片機可以低功耗工作，消耗功率為納瓦級。2)用電池(i+Ι)供電電壓引到單片機(i+Ι)的一個模擬輸入端，檢測出電池 (i+1)的正極電壓值，同時將相鄰電池(i)的負極引到單片機(i+Ι)的另一個模擬輸入端， 檢測相鄰電池(i)的負極的電壓值，這兩個電壓值之差包含了電池(i+Ι)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間的電壓、連接導(dǎo)線上的電壓、連接導(dǎo)線與電池負極(i)接線柱之間的電壓三部分之和；
(1)當電池(i+Ι)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間發(fā)生松動或者電阻變大時，電流流過此電壓將增大、連接導(dǎo)線上發(fā)生松動和接觸不可靠時，電壓將增大、連接導(dǎo)線與電池負極 (i)接線柱之間發(fā)生松動或者電阻變大時，電壓將增大，以上三部分電壓之和大于閾值時， 可以判定接線不可靠和發(fā)生了松動；
(2)當電池(i+Ι)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間的電壓、連接導(dǎo)線的電壓、連接導(dǎo)線與電池負極(i)接線柱之間的電壓，這三部分電壓之和在連接正常情況下應(yīng)該低于閾值； 依據(jù)導(dǎo)線流過的電流大小來選取閾值(閾值取值范圍為0. OlV 0. 3V，視電池之間的連接導(dǎo)線的長度、材質(zhì)和導(dǎo)電面積導(dǎo)線流過電流的情況進行實驗設(shè)定)。本發(fā)明采用每節(jié)電池配一個單片機檢測該節(jié)電池的情況，電池組的整個連接情況就都可以檢測得到了。單節(jié)電池配置的一片單片機不僅要完成連接導(dǎo)線連接狀態(tài)的檢測方法的實施，還要檢測電池電壓和溫度并進行電池荷電狀態(tài)的計算。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)電池組連接檢測結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗大的缺點，用簡單的一個單片機就完成了對電池組連接導(dǎo)線的檢測。本方法單片機數(shù)與電池組中的電池節(jié)數(shù)相同，可以區(qū)分出電池組連線導(dǎo)線松動和接觸不良的位置。


圖1是本發(fā)明電池組連接導(dǎo)線連接狀態(tài)檢測方法的檢測電路原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明
一種動力電池組連接導(dǎo)線連接狀態(tài)檢測方法，在串聯(lián)的電池組中，每節(jié)電池都并聯(lián)一個采集電壓的單片機，單片機通過隔離的CAN總線與外部進行數(shù)據(jù)通信，單片機完成電池電壓的檢測，同時完成連接導(dǎo)線的電壓差檢測。本發(fā)明通過對連接導(dǎo)線電壓差的大小與連接導(dǎo)線通過的電流來判斷連接導(dǎo)線的連接狀態(tài)。該方法的具體步驟包括
1)采用Freescale公司生產(chǎn)的MC9S08DZ16微控制器作為本發(fā)明的單片機。MC9S08DZ16 微控制器由對應(yīng)單節(jié)電池供電，經(jīng)過軟件濾波算法可以檢測電壓準確度達到lmV。2)電池組流過大電流時，兩個電池連接電壓降大于在100 mV 200 mV，一旦連接導(dǎo)線發(fā)生松動和接觸不良，兩個電池連接電壓降一一電池(i+Ι)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間的電壓、連接導(dǎo)線的電壓、連接導(dǎo)線與電池負極(i)接線柱之間的電壓，這三部分電壓之和將遠遠大于200 mV。單片機采集的電壓精度足以分辨出連接導(dǎo)線的連接狀態(tài)。
具體實施例
電路連接電池組中每節(jié)電池都用連接導(dǎo)線連接形成串聯(lián)電池組。每節(jié)電池都配備一片MC9S08DZ16微控制器，微控制器由該節(jié)電池供電，微控制器工作電壓在2. 5V 5. 5V 之間，在動力電池的正常電壓變化范圍內(nèi)。如果所用電池組有N節(jié)電池，那么就需要N片MC9S08DZ16微控制器。連接導(dǎo)線檢查原理如果檢測第i+Ι和第i節(jié)電池之間的連接導(dǎo)線，那么利用第i+Ι節(jié)電池的MC9S08DZ16微控制器電路進行檢測，可以檢測出第i+Ι節(jié)電池的正極電壓值與第i節(jié)電池的負極電壓值之差，這個電壓差大于閾值為連接導(dǎo)線接觸不良或者松脫。 如圖1所示。在正常情況下，連接導(dǎo)線上電阻小于幾個毫歐，所以即使通過電流，其電壓降小于200mV。當連接導(dǎo)線松動時，連接導(dǎo)線與電池接線柱之間的接觸變差，電阻增大，如果有電流通過連接導(dǎo)線時，連接導(dǎo)線上將有電壓降，當電壓降大于200 mV就能判斷連接導(dǎo)線的松動程度。電池電壓校正由于電池電壓采樣精度以及分壓電阻精度等原因，對電池電壓采樣存在一定的偏差，所以必須對計算后的電池電壓進行校正才能更加接近實際值。本發(fā)明采用多次采樣計算平均值來提高采樣精度。MC9S08DZ16每個周期對電池電壓采樣64次，通過多次采樣求平均值的方法，可以有效減小采樣誤差，從而提高采樣精度。連接導(dǎo)線連接狀態(tài)顯示當MC9S08DZ16微控制器判斷出連接導(dǎo)線是否連接正常，松動還是接觸不良后，通過隔離CAN總線將信息發(fā)送出去，整車控制器和其他顯示設(shè)備收到信息并將其顯示出來。以上內(nèi)容在本連接導(dǎo)線檢測的前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于上述的這些說明。對于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，可以做出各種可能的等同改變或替換，這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種動力電池組連接導(dǎo)線連接狀態(tài)檢測方法，其特征在于電池組中每節(jié)電池都配置一個單片機；單片機(i+ι)的兩路模擬輸入通道的輸入信號一路接到電池(i+ι)的正極， 另一路接到相鄰電池(i)的負極，而連接導(dǎo)線將電池(i+ι)的正極接線柱和相鄰電池(i) 的負極接線柱連接在一起；此時，單片機的兩路模擬輸入信號存在電壓差，這個電壓差包含了電池(i+ι)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間的電壓、連接導(dǎo)線上的電壓、連接導(dǎo)線與電池負極 (i)接線柱之間的電壓三部分之和，通過該電壓差判定連接導(dǎo)線的連接狀態(tài)；其中，i取值為1，…，N-I ;N為電池組串聯(lián)單節(jié)電池的節(jié)數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述動力電池組連接導(dǎo)線連接狀態(tài)檢測方法，其特征在于該方法具體包括以下步驟1)單片機(i+Ι)由電池(i+1)供電，單片機(i)由電池(i)供電，單片機(i+Ι)的供電電源正極接到電池(i+Ι)的正極，單片機(i+1)的供電電源負極接到電池(i+1)的負極，單片機(i )的供電電源正極接到電池(i )的正極，單片機(i )的供電電源負極接到電池(i )的負極，以此類推；2)用電池(i+Ι)供電電壓引到單片機(i+Ι)的一個模擬輸入端，檢測出電池(i+1)的正極電壓值，同時將相鄰電池(i)的負極引到單片機(i+Ι)的另一個模擬輸入端，檢測相鄰電池(i )的負極的電壓值，這兩個電壓值之差包含了電池(i+1)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間的電壓、連接導(dǎo)線上的電壓、連接導(dǎo)線與電池負極(i)接線柱之間的電壓三部分之和；(1)當電池(i+Ι)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間發(fā)生松動或者電阻變大時，電流流過此電壓將增大、連接導(dǎo)線上發(fā)生松動和接觸不可靠時，電壓將增大、連接導(dǎo)線與電池負極 (i)接線柱之間發(fā)生松動或者電阻變大時，電壓將增大，以上三部分電壓之和大于閾值時， 可以判定接線不可靠和發(fā)生了松動；(2)當電池(i+Ι)正極接線柱與連接導(dǎo)線之間的電壓、連接導(dǎo)線的電壓、連接導(dǎo)線與電池負極(i)接線柱之間的電壓，這三部分電壓之和在連接正常情況下應(yīng)該低于閾值； 依據(jù)導(dǎo)線流過的電流大小來選取閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述動力電池組連接導(dǎo)線連接狀態(tài)檢測方法，其特征在于所述單片機通過隔離的CAN總線與外部進行數(shù)據(jù)通信，單片機完成電池電壓的檢測，同時完成連接導(dǎo)線的電壓差檢測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動力電池組其連接導(dǎo)線連接狀態(tài)的檢測方法。本檢測方法用一片單片機檢測電池組中每相鄰電池之間其連接導(dǎo)線上的電壓和對應(yīng)接線柱上的電壓之和，依據(jù)連接導(dǎo)線上的電壓和接線柱上的電壓之和與連接導(dǎo)線流過電流的函數(shù)關(guān)系判定連接導(dǎo)線的連接狀態(tài)，本檢測方法使用單片機檢測電路、檢測軟件、電壓差與電流的函數(shù)關(guān)系、連接狀態(tài)判據(jù)完成了對電池組連接導(dǎo)線的連接狀態(tài)的檢測。本檢測方法可以檢測出連接導(dǎo)線連接電阻的變化和連接導(dǎo)線異常。
文檔編號G01R31/02GK102508096SQ20111033437
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者余陽, 劉和平, 徐偉, 徐巧巧, 胡銀全, 袁閃閃, 鄧力, 邱斌斌, 鄭群英, 郭軍, 郭強 申請人:重慶大學(xué), 重慶百轉(zhuǎn)電動汽車電控系統(tǒng)有限責任公司