用于车辆的电池管理系统以及车辆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于车辆的电池管理系统以及车辆，其中电池管理系统包括：用于在动力电池组运行之前，测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与电池箱体之间的第一绝缘电阻值的第一绝缘电阻测量模块；用于将预先设定的第一绝缘电阻阈值与测量得到第一绝缘电阻值进行比较的第一绝缘电阻比较模块，与第一绝缘电阻测量模块连接；用于在第一绝缘电阻比较模块比较得到第一绝缘电阻值小于预先设定的第一绝缘电阻阈值的情况下，通知车辆产生并发送用于减少电池箱体内的凝结水的控制指令的第一监测模块，与第一绝缘电阻比较模块连接。通过本实用新型的实施例可以避免因电池箱体内的凝结水引起的绝缘故障，防止意外漏电情况的发生。
【专利说明】用于车辆的电池管理系统以及车辆
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电池组技术，尤其涉及一种用于车辆的电池管理系统以及包括该系统的车辆。
【背景技术】
[0002]通常情况下，混合动力汽车的高电压系统与车辆底盘之间绝缘。电池箱体和不属于任何电路的组成部分的内部金属可通过车辆底盘接地。动力电池组故障检测是一种基本的安全保护机制，其可以检测高电压系统中的带电元器件与车辆底盘之间的绝缘等级。
[0003]动力电池组绝缘故障检测是一种在动力电池组运行时的持续放电检测。当绝缘故障被触发时，将导致动力电池组停止运行，以避免动力电池组进一步的漏电风险。电池箱体内具有暴露在箱体内的气体中的电气端子和连接件，这些电气端子和连接件与车辆底盘之间依靠一定的距离保持绝缘。
[0004]然而，在利用冷却空气进入到电池箱体内，作为冷却介质对动力电池组进行冷却的方式中，该冷却空气中可能从外部携带灰尘和水汽(以湿气形式)。例如，冷却空气来自乘客舱(电池更喜欢在接近人体温度的环境下运行)，由于乘客舱中的乘客的衣服上携带的水分和乘客呼气时产生的水汽，该冷却空气可能比较潮湿。
[0005]当冷却空气进入到具有高湿度条件的电池箱体内部时，这些水汽可能会在电池箱体的内表面凝结形成凝结水。由于凝结水可能导通高电压系统和车辆底盘之间的导电路径，导致高电压系统向车辆底盘放电，引起绝缘故障。
[0006]然而，发明人发现在现有技术还没有实现在混合动力汽车中对凝结水进行监测。实用新型内容
[0007]鉴于上述问题，提出了本实用新型，以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于车辆的电池管理系统以及车辆，能够有效减少电池箱体内的凝结水，避免因电池箱体内的凝结水引起的绝缘故障。
[0008]依据本发明的一个方面，提供一种用于车辆的电池管理系统，包括:用于在动力电池组运行之前,测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与所述电池箱体之间的第一绝缘电阻值的第一绝缘电阻测量模块；用于将预先设定的第一绝缘电阻阈值与所述第一绝缘电阻测量模块测量得到第一绝缘电阻值进行比较的第一绝缘电阻比较模块，与所述第一绝缘电阻测量模块连接；用于在所述第一绝缘电阻比较模块比较得到第一绝缘电阻值小于预先设定的第一绝缘电阻阈值的情况下，通知车辆产生并发送用于减少所述电池箱体内的凝结水的控制指令；以及用于在所述第一绝缘电阻比较模块比较得到第一绝缘电阻值大于或等于预先设定的第一绝缘电阻阈值的情况下，通知车辆产生并发送用于提示所述动力电池组的正极或负极可以与车辆的电动机的接线端子导通连接的提示信号的第一监测模块，与所述第一绝缘电阻比较模块连接。
[0009]可选地，其中，所述电池管理系统还包括:用于在电池箱体内的动力电池组运行的情况下，测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的第二绝缘电阻值的第二绝缘电阻测量模块；用于将预先设定的第二绝缘电阻阈值与所述第二绝缘电阻测量模块测量得到的第二绝缘电阻值进行比较，得到预先设定的第二绝缘电阻阈值与测量得到的第二绝缘电阻值之间的绝缘电阻差值的第二绝缘电阻比较模块，与所述第二绝缘电阻测量模块连接；用于在所述第二绝缘电阻比较模块比较得到的预先设定的第二绝缘电阻阈值与测量得到的第二绝缘电阻值之间的绝缘电阻差值大于预先设定的绝缘电阻差值阈值的情况下，通知车辆产生并发送用于减少所述电池箱体内的凝结水的控制指令的第二监测模块，与所述第二绝缘电阻比较模块连接。
[0010]可选地，其中，所述第一监测模块或所述第二监测模块包括:用于通知车辆向所述电池箱体内的加热元件发送用于提高所述电池箱体内的温度的控制指令，以减少所述电池箱体内的凝结水的第一通知单元。
[0011 ] 可选地，其中，所述第一监测模块或所述第二监测模块还包括:用于通知车辆向供热通风与空气调节控制系统发送用于降低进入所述电池箱体内的气体的湿度，或提高进入所述电池箱体内的气体的温度的控制指令，以减少所述电池箱体内的凝结水的第二通知单
J Li ο
[0012]可选地，所述电池管理系统还包括:用于在所述电池箱体内的动力电池组运行的情况下，测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的初始绝缘电阻值，并将所述初始的绝缘电阻值记录为预先设定的第二绝缘电阻阈值的第三绝缘电阻测量模块，与所述第二绝缘电阻比较模块连接。
[0013]依据本实用新型的另一个方面，还提供了一种油电混合动力车辆或者电动车辆，其包括如上所述的电池管理系统。
[0014]本实用新型提供了上述用于车辆的电池管理系统以及包括该系统的车辆。根据本实用新型的实施例，在动力电池组运行之前，在电池箱体内动力电池组的正极或负极与电池箱体之间的绝缘电阻值不满足要求时，可以通知车辆产生并发送用于减少电池箱体内的凝结水的控制指令。当电池箱体内动力电池组的正极或负极与电池箱体之间的绝缘电阻值满足要求时，可以提示动力电池组的正极或负极可以与车辆的电动机的接线端子导通连接，从而避免因电池箱体内动力电池组的正极或负极与电池箱体之间的绝缘电阻值较低，导致动力电池组的正极或负极向电池箱体放电的问题。
[0015]在电池箱体内的动力电池组运行的情况下，在电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的绝缘电阻值不满足要求时，可以通知车辆产生并发送用于减少电池箱体内的凝结水的控制指令，避免因电池箱体内的凝结水引起的绝缘故障，防止意外漏电情况的发生。
[0016]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的【具体实施方式】。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0018]图1示意性地示出了根据本实用新型的实施例的电池管理系统的框图；
[0019]图2示意性地示了根据本实用新型的实施例的绝缘电阻测量模块的电路示意图；以及
[0020]图3示意性地示出了根据本实用新型的实施例的电动汽车的电路示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0022]应当理解，本领域技术人员能够设想出尽管没有在本说明书中明确描述或者记载、但是实现了本实用新型并且包含在本实用新型精神、原理与范围内的各种结构。
[0023]本说明书中引述的所有例子与条件性语言都是出于说明和教导的目的，以帮助读者理解发明人对现有技术作出贡献的原理与概念，并且应该被理解为不限于这些具体引述的例子与条件。
[0024]此外，本说明书中引述本实用新型的原理、各方面以及各实施例及其具体例子的所有描述和说明都意在涵盖其结构上与功能上的等价物或等效物。另外，这样的等价物或等效物应当包含当前已知的、以及将来开发的等价物或等效物，即，不管结构如何、都执行相同功能的研发成果。
[0025]本领域技术人员应该理解，说明书附图中呈现的框图表示实现本实用新型的结构或电路的示意性图示。类似地，应该理解，说明书附图中呈现的任何流程图等表示实际可以由各种计算机或者处理器执行的各种处理，而不管在图中是否明确显示了此类计算机或者处理器。
[0026]在权利要求书中，用来执行指定功能的模块意在涵盖执行该功能的任何方式，包括例如执行该功能的电路元件的组合。由各种模块提供的功能被以权利要求所主张的方式组合在一起，由此应当认为，可以提供这些功能的任何模块、部件、或元件都等价于权利要求中限定的模块。
[0027]说明书中的术语“实施例”意味着结合该实施例描述的具体特征、结构等等被包含在本实用新型的至少一个实施例中，因此，在说明书各处出现的术语“在实施例中”不一定都指相同的实施例。
[0028]如图1所示，根据本实用新型的实施例的电池管理系统100可以主要包括:第一绝缘电阻测量模块101、第一绝缘电阻比较模块103和第一监测模块105。应当理解，图1中所表示的各个模块的连接关系仅为示例，本领域技术人员完全可以采用其他的连接关系，只要在这样的连接关系下各个模块也能够实现本实用新型的功能即可。
[0029]在本说明书中，各个模块的功能可以通过使用专用硬件。这样的硬件或专用硬件可以包括专用集成电路(ASIC)、各种其它电路、各种处理器等。当由处理器实现时，该功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器、或者多个独立的处理器(其中某些可能被共享)来提供。直大于或等于预先设定的第一绝缘电阻阈电池组的正极或负极可以与车辆的电动机
阻测量模块101可采用如图2所示的绝缘泛或负极与电池箱体之间的绝缘电阻值。当限定第一绝缘电阻测量模块101测量电池0的绝缘电阻值的具体方式。
111016)的直流系统电压(即动力电池电压)1间的绝缘电阻分别为4、％，正极、负极与3充的等效模型如图2的虚线框内所示。
I量用的已知阻值的标准电阻。工作原理如
毛池的正极、负极与电池箱体之间的电压分[0043]同样，绝缘电阻在以下两种情况也可以得到:
[0044](I) S1、S2全部断开和SI断开、S2闭合；
[0045](2) SI闭合、S2断开和SI断开、S2闭合。
[0046]可选地，在本实用新型的实施例中，第一绝缘电阻比较模块103可以首先将动力电池组的正极与电池箱体之间的绝缘电阻值与动力电池组的负极与电池箱体之间的绝缘电阻值进行大小比较，然后将其中较小的绝缘电阻值与预先设定的第一绝缘电阻阈值进行比较。
[0047]在本实用新型的实施例中，预先设定的第一绝缘电阻阈值的取值可以按照下述方式设定:电动汽车的国际标准规定:绝缘电阻值除以电动汽车直流系统标称电压U，结果应大于100 Ω/V，才符合安全的要求。因此，在本实用新型的实施例中，上述预先设定的第一绝缘电阻阈值可根据上述电动汽车的国际标准的规定进行设定，即:(预先设定的绝缘电阻阈值/电动汽车直流系统标称电压U) > ΙΟΟΩ/V。当然可以理解的是，在本实用新型的实施例中并不限定该预先设定的第一绝缘电阻阈值的具体取值。
[0048]在本实用新型的实施例中，在电池箱体内的动力电池组运行时，还可以测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的绝缘电阻值，当电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的绝缘电阻值不满足要求时，可以通知车辆产生并发送用于减少电池箱体内的凝结水的控制指令，从而避免因电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的绝缘电阻值较低，导致动力电池组的正极或负极向车辆底盘放电的问题。
[0049]在本实用新型的实施例中，电池管理系统100还包括:第二绝缘电阻测量模块107、第二绝缘电阻测量模块109和第二监测模块111，其中第二绝缘电阻测量模块107用于在电池箱体内的动力电池组运行的情况下，测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的第二绝缘电阻值。在本实用新型的实施例中，如图3所示，电池箱体301内的动力电池组运行可以是指:电池箱体301内的动力电池组303通过接触器305与换流器307和车辆的电动机309导通连接后，动力电池组303向车辆的电动机309输送电能的工作状态。
[0050]在本实用新型的实施例中，第二绝缘电阻测量模块107可采用类似如图2所示的绝缘电阻测量电路测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的绝缘电阻值。当然可以理解的是，在本实用新型的实施例中并不限定第二绝缘电阻测量模块107测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的绝缘电阻值的具体方式。
[0051]在本实用新型的实施例中，第二绝缘电阻比较模块109，与第二绝缘电阻测量模块107连接，该第二绝缘电阻比较模块109用于将预先设定的第二绝缘电阻阈值与第二绝缘电阻测量模块测量得到的第二绝缘电阻值进行比较，得到预先设定的第二绝缘电阻阈值与测量得到的第二绝缘电阻值之间的绝缘电阻差值。当然可以理解的是，在本实用新型的实施例中并不限定预先设定的第二绝缘电阻阈值的具体取值。
[0052]在本实用新型的实施例中，第二监测模块111，与第二绝缘电阻比较模块109连接，该第二监测模块111用于在第二绝缘电阻比较模块109比较得到的预先设定的第二绝缘电阻阈值与测量得到的第二绝缘电阻值之间的绝缘电阻差值大于预先设定的绝缘电阻差值阈值的情况下，通知车辆产生并发送用于减少电池箱体内的凝结水的控制指令。当然可以理解的是，在本实用新型的实施例中并不限定预先设定的绝缘电阻差值阈值的具体取值。
[0053]可选地，在本实用新型的实施例中，第二绝缘电阻比较模块109可以首先将动力电池组的正极与车辆底盘之间的绝缘电阻值与动力电池组的负极与车辆底盘之间的绝缘电阻值进行大小比较，然后将其中较小的绝缘电阻值与预先设定的第二绝缘电阻阈值进行比较。
[0054]在本实用新型的实施例中，预先设定的第二绝缘电阻阈值可以采用以下方式设定:电动汽车的国际标准规定:绝缘电阻值除以电动汽车直流系统标称电压U，结果应大于100 Ω/V，才符合安全的要求。因此，在本实用新型的实施例中，上述预先设定的第二绝缘电阻阈值可根据上述电动汽车的国际标准的规定进行设定，即:(预先设定的绝缘电阻阈值/电动汽车直流系统标称电压U) > 100 Ω/V。当然可以理解的是，在本实用新型的实施例中并不限定该预先设定的第二绝缘电阻阈值的具体取值。
[0055]在本实用新型的实施例中，当需要通知车辆产生并发送用于减少电池箱体内的凝结水的控制指令时，可以采用如下两种方式:
[0056]方式一、第一监测模块105和/或第二监测模块111包括:第一通知单元，用于通知车辆向电池箱体内的加热元件发送用于提高电池箱体内的温度的控制指令，以减少电池箱体内的凝结水。当然可以理解的是，在本实用新型的实施例中第一通知单元可以采用现有的通知电路来实现。
[0057]方式二、第一监测模块105和/或第二监测模块111还包括:第二通知单元，用于通知车辆向供热通风与空气调节控制系统(Heating Ventilation and Air Conditioning,HVAC)发送用于降低进入电池箱体内的气体的湿度，或提高进入电池箱体内的气体的温度的控制指令，以减少电池箱体内的凝结水。当然可以理解的是，在本实用新型的实施例中第二通知单元可以采用现有的通知电路来实现。
[0058]当然可以理解的是，在本实用新型的实施例中，对于纯电动车辆，第一监测模块105或第二监测模块111还可以通知车辆产生并发送用于对电池箱体进行通风的通风信号，以减少电池箱体内的凝结水。
[0059]可选地，在本实用新型的实施例中，电池管理系统100还包括:第三绝缘电阻测量模块113，与第二绝缘电阻比较模块109连接，第三绝缘电阻测量模块113用于在动力电池组运行的情况下，测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的初始绝缘电阻值，并将测量得到的初始的绝缘电阻值记录为预先设定的第二绝缘电阻阈值。
[0060]也就是，在本实用新型的实施例中，预先设定的第二绝缘电阻值也可以是由在动力电池组的正极或负极与车辆的电动机的接线端子导通连接后，即动力电池组刚开始运行的情况下，测量动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的初始绝缘电阻值，并将测量得到的初始绝缘电阻值作为后续进行绝缘电阻比较的基准值，当后续测量的第二绝缘电阻与该初始绝缘电阻值之间的差值大于预先设定的绝缘电阻差值阈值，表明电池箱体内可能有较多的凝结水，导致第二绝缘电阻值降低量超过阈值，为了避免绝缘故障，需要采取措施以减少电池箱体内的凝结水。
[0061]根据本实用新型的实施例，电池管理系统100还可以包括一个或者多个可选模块，以实现额外或者附加的功能，然而这些可选模块对于实现本实用新型的目的而言并非是不可或缺的，根据本实用新型的实施例的电池管理系统100完全可以在没有这些可选模块的情况下，实现本实用新型的目的。这些可选模块尽管未在图1中示出，但它们与上述各模块之间的连接关系可以由本领域技术人员根据下述教导而容易地得出。
[0062]根据本实用新型的第二方面，还提供了一种油电混合动力车辆或者电动车辆，所述油电混合动力车辆或者电动车辆包括如上所述的根据本实用新型的各实施例的电池管理系统，在电池箱体内动力电池组的正极或负极与电池箱体之间的第一绝缘电阻值小于预先设定的第一绝缘电阻阈值的情况下，或者，在电池箱体内的动力电池组运行的情况下，电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的第二绝缘电阻值相对于预先设定的第二绝缘电阻阈值的差值大于预先设定的绝缘电阻差值阈值的情况下，可以通知车辆产生并发送用于减少电池箱体内的凝结水的控制指令，使得可以在电池箱体内的凝结水可能引起绝缘故障之前，对电池箱体内的凝结水进行处理，有效提高电池组的绝缘性能，避免因电池箱体内的凝结水引起的绝缘故障，防止意外漏电情况的发生。
[0063]在本说明书中，说明了大量的具体细节。然而，应当理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些实施例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不使读者混淆对本说明书的原理的理解。
[0064]本领域技术人员可以理解，可以对各实施例中的装置中的模块进行自适应性地改变，并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的若干模块组合成一个模块或单元或组件，还可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。
[0065]本实用新型的各个装置实施例可以以硬件实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本实用新型实施例的装置中的一些或者全部模块的一些或者全部功能。
[0066]应当注意，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可设计出各种替代实施例。在权利要求书中，特征的排序并不意味着特征的任何特定顺序。同样，装置权利要求中各模块执行处理的顺序也不应受权利要求中各模块的排序限制，而是可以以任何适当的顺序执行处理。在权利要求书中，不应将位于括号内的任何参考标记理解成对权利要求的限制。术语“包括”或“包含”不排除存在未列在权利要求中的模块。位于模块之前的术语“一”或“一个”不排除存在多个这样的模块。本实用新型可以借助于包括若干不同模块的硬件或者借助于适当编程的计算机或处理器来实现。在列举了若干模块的装置权利要求中，这些模块中的若干项可以通过同一个硬件模块来实现。术语“第一”、“第二”、以及“第三”等的使用不表示任何顺序，可将这些术语解释为名称。
【权利要求】
1.一种用于车辆的电池管理系统，包括: 用于在动力电池组运行之前，测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与所述电池箱体之间的第一绝缘电阻值的第一绝缘电阻测量模块； 用于将预先设定的第一绝缘电阻阈值与所述第一绝缘电阻测量模块测量得到第一绝缘电阻值进行比较的第一绝缘电阻比较模块，与所述第一绝缘电阻测量模块连接； 用于在所述第一绝缘电阻比较模块比较得到第一绝缘电阻值小于预先设定的第一绝缘电阻阈值的情况下，通知车辆产生并发送用于减少所述电池箱体内的凝结水的控制指令；以及用于在所述第一绝缘电阻比较模块比较得到第一绝缘电阻值大于或等于预先设定的第一绝缘电阻阈值的情况下，通知车辆产生并发送用于提示所述动力电池组的正极或负极可以与车辆的电动机的接线端子导通连接的提示信号的第一监测模块，与所述第一绝缘电阻比较模块连接。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述电池管理系统还包括: 用于在电池箱体内的动力电池组运行的情况下，测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的第二绝缘电阻值的第二绝缘电阻测量模块； 用于将预先设定的第二绝缘电阻阈值与所述第二绝缘电阻测量模块测量得到的第二绝缘电阻值进行比较，得到预先设定的第二绝缘电阻阈值与测量得到的第二绝缘电阻值之间的绝缘电阻差值的第二绝缘电阻比较模块，与所述第二绝缘电阻测量模块连接； 用于在所述第二绝缘电阻比较模块比较得到的预先设定的第二绝缘电阻阈值与测量得到的第二绝缘电阻值之间的绝缘电阻差值大于预先设定的绝缘电阻差值阈值的情况下，通知车辆产生并发送用于减少所述电池箱体内的凝结水的控制指令的第二监测模块，与所述第二绝缘电阻比较模块连接。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其中， 所述第一监测模块或所述第二监测模块包括:用于通知车辆向所述电池箱体内的加热元件发送用于提高所述电池箱体内的温度的控制指令，以减少所述电池箱体内的凝结水的第一通知单元。
4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其中 所述第一监测模块或所述第二监测模块还包括:用于通知车辆向供热通风与空气调节控制系统发送用于降低进入所述电池箱体内的气体的湿度，或提高进入所述电池箱体内的气体的温度的控制指令，以减少所述电池箱体内的凝结水的第二通知单元。
5.根据权利要求3所述的电池管理系统，所述电池管理系统还包括: 用于在所述电池箱体内的动力电池组运行的情况下，测量电池箱体内动力电池组的正极或负极与车辆底盘之间的初始绝缘电阻值，并将所述初始的绝缘电阻值记录为预先设定的第二绝缘电阻阈值的第三绝缘电阻测量模块，与所述第二绝缘电阻比较模块连接。
6.一种油电混合动力车辆或者电动车辆，其包括如权利要求1至5中的任一项所述的用于车辆的电池管理系统。
【文档编号】B60L11/18GK203623395SQ201320700390
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】狄彼德, 彦斯·肯, 丁力·伯特 申请人:观致汽车有限公司