一种用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法
【专利摘要】本发明涉及电动汽车动力电池技术领域，提供一种用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法，包括快换支架、快换接插件、快换电池及控制器，所述快换电池通过吊点安装在快换支架上，其特征在于：所述快换支架电池安装点上设有位置传感器，该位置传感器监控快换电池安装位置，所述快换接插件上设有温度传感器，该温度传感器监控快换接接插件其连接端子的温度。本发明通过位置传感器、温度传感器可实现对电池安装位置、快换接插件连接情况的实时监控，可以实时诊断快换电池连接状态和高压端子接触状态，当出现快换电池安装不到位或端子连接不可靠时，控制系统会禁止车辆行驶或采取降低电池放电功率的措施，避免了各种的电安全问题。
【专利说明】
一种用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法
技术领域
[0001]本发明涉及电动汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法。
【背景技术】
[0002]电动汽车充电时间长、续驶里程短、使用不方便是影响电动汽车大规模商业化运营的主要因素，通常采用电池快充技术或电池快换技术，实现对电池电量的快速补充。
[0003]电池快充技术是指使用超过1C(C为电池容量)倍率对动力电池持续充电，电池快充时间通常在I小时以内，且电池快充受电池温度、电池单体电压影响较大，更为严重的是，大规模电池快充对电网造成巨大冲击，且快充过程中电池发热较大，电池加速老化，快充技术不仅增加了电池的使用成本，还将增加电池和电网的维护改造成本。
[0004]电动汽车采用快换电池技术，可有效降低电池充电时间及电池快充导致的容量快速衰减的问题。快换电池安装在快换机构上，快换机构由快换电池支架、快换接插件、电池安装悬挂机构、电池锁止机构等组成。
[0005]为实现电池的快速更换及电池安装后的锁固，要求快换机构的结构强度满足电池振动及冲击要求、电池安装和拆卸快捷和方便。
[0006]现有技术是通过机械自锁方式，实现对快换电池安装及固定。由于快换电池与快换支架之间存在安装间隙，当电池经过多次更换和道路长时间振动时，快换电池和快换支架间隙增大，快换电池出现机械安装不可靠和电气连接不可靠的情况，现有技术由于不是实时诊断这类故障，导致机械和电气安全问题。这类快换电池技术存在一定的安全隐患问题，如对快换电池安装位置和高压连接情况不能实时监控，因安装不到位导致快换电池脱落或高压端子发热从而发生各种电安全问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是针对以上技术问题，提供一种用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法，实现了对快换电池安装位置和高压连接情况实时监控，避免了安装不到位导致了快换电池脱落或高压端子发热产生的电安全问题。
[0008]本发明的技术问题主要通过下述技术方案得以解决:
[0009]—种用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法，包括快换支架、快换接插件、快换电池及控制器，所述快换电池通过吊点安装在快换支架上，其特征在于:所述快换支架电池安装点上设有位置传感器，该位置传感器监控快换电池安装位置，所述快换接插件上设有温度传感器，该温度传感器监控快换接接插件其连接端子的温度，所述吊点上设有磁性材料；
[0010]所述吊点与电池安装点距离小于或等于设定距离时，前述位置传感器输出低电平给前述控制器，该控制器判断电池安装正常，允许车辆联通高压;所述吊点与电池安装点距离大于设定距离时，前述位置传感器输出高电平给前述控制器，该控制器判断电池安装异常，上报电池安装异常故障；
[0011]所述快换接插件由安装在快换支架上的插座和安装在快换电池上的插头组成，所述快换接插件其连接端子由低压信号端子和高压端子组成，高压正端和高压负端分别安装有温度传感器，当电压端子件连接不可靠时，高压端子通过大电流时，端子会发热，通过判断高压端子的温度是否超过设定阈值，实现对高压连接可靠性的判断。
[0012]具体的，所述控制器完成初始化后，读取霍尔传感器输出信号Vout，当Vout为低电平，则判断电池安装到位，当Vout为高电平，则判断电池未安装到位，控制器上报电池未安装到位故障，不允许行车，当判断电池安装到位后，控制器读取温度传感器信号，当温度超过设定的阈值，则判断高压连接端子接触不可靠，采取降功率策略。
[0013]作为优选，所述位置传感器为霍尔传感器。
[0014]作为优选，所述控制器为电池管理系统。
[0015]本发明的工作原理是:
[0016]1.通过安装在快换支架电池安装点的霍尔传感器感应电池吊点的位置信息，实现对快换电池安装是否到位的实时诊断，该诊断方法不仅适用于电池安装或拆卸过程的诊断，也适用于车辆行驶过程中，对快换电池安装位置的实时诊断。
[0017]2.通过对安装在高压端子温度传感器信号采集，实现对高压端子连接可靠性的诊断。该方法是基于当连接端子接触不可靠性，接触电阻增加，当电流经过时，端子产生大量的热量，通过温度传感器感知端子热量，实现对连接可靠性的判断。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]本发明提出的一种实时监控快换电池安装位置的方法，避免了因电池安装不到位导致的电池脱落或高压端子发热从而产生各种的电安全问题。本发明通过位置传感器、温度传感器可实现对电池安装位置、快换接插件连接情况的实时监控，可以实时诊断快换电池连接状态和高压端子接触状态，当出现快换电池安装不到位或端子连接不可靠时，控制系统会禁止车辆行驶或采取降低电池放电功率的措施。
【附图说明】
[0020]图1是本发明快换电池和快换支架连接原理图；
[0021 ]图2是本发明快换接插件温度采集原理图；
[0022]图3是本发明电池安装位置感应原理图；
[0023]图4是本发明位置传感器输出信号与感应距离的曲线图；
[0024]图5是本发明快换电池安装位置诊断流程图。
[0025]图中:1.快换支架、2.插座、3.插头、4.快换电池、5.吊点、6.电池安装点、7.位置传感器、8.温度传感器、9.低压信号端子、10.高压正端、11.高压负端。
【具体实施方式】
[0026]下面通过实施例，并结合附图1-5，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0027]本发明提供了一种用于电动汽车快换电池安装到位和高压连接状态的实时监控方法，该方法是通过安装在快换支架I电池安装点6上的位置传感器7和快换接插件的温度传感器8，分别监控快换电池4安装位置和快换接插件其连接端子的温度，实现对快换电池4安装位置的实时监控。
[0028]图1为快换电池4和快换支架I原理图，如图1所示，快换电池4通过吊点5安装在快换支架I上，快换支架I的电池安装点6安装了位置传感器7，本实施例位置传感器7采用霍尔传感器，快换电池4通过吊点5安装到快换支架I上，吊点5上有磁性材料，当快换电池4安装到位后，如果电池吊点5与电池安装点6距离小于等于设定距离，位置传感器7输出低电平，控制器判断电池安装到位，允许车辆上高压。如果安装点大于设定距离，霍尔传感器输出高电平，控制器判断电池安装没到位，上报电池安装不到位故障；当电池安装到位后，还存在高压快换接插件接触不可靠的情况，通过安装在高低压接触端子上的温度传感器8，可以实现对安装点的诊断，当高压连接不可靠时，高压端子会发热，通过采集端子的温度，可判断高压端子连接故障。
[0029]图2为快换电池4快换接插件温度采集原理图。快换接插件由安装在快换支架I上的插座2和安装在快换电池4上的插头3组成，快换接插件端子由低压信号端子9和高压端子组成，高压正端10和高压负端11分别安装温度传感器8，当电压端子件连接不可靠时，高压端子通过大电流时，端子会发热，通过判断高压端子的温度是否超过某个阈值，实现对高压连接可靠性的判断。
[0030]图3为电池安装位置感应原理，电池安装吊点5由磁性材料组成，当吊点5与电池安装点6距离达到感应设定距离时，霍尔传感器输出低电平，控制器判断电池安装到位。当电池没有被正确安装，霍尔传感器没有感应到吊点6的磁性，霍尔传感器输出高电平，控制器发出电池安装不到位信息。
[0031]图4为位置传感器7输出信号与感应距离的曲线。当电池吊点5与快换支架I电池安装点6距离小于感应设定距离Xmm，霍尔传感器输出低电平；当电池安装点6距离大于感应设定距离Xmm，霍尔传感器输出高电平。
[0032]图5为快换电池4安装位置诊断流程图。控制器本实施例采用电池管理系统，当电池管理系统完成初始化后，读取霍尔传感器输出信号Vout，如果Vout为低电平，则判断电池安装到位，如果Vout为高电平，则电池未安装到位，控制器上报电池未安装到位，不允许行车。当判断电池安装到位后，控制器读取温度传感器8信号，当温度超过设定的阈值，则判断高压连接端子接触不可靠，采取降功率策略。
[0033]本实施例只是本发明示例的实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述【具体实施方式】所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选方案，而并不具有限制性的意义，凡是依本发明所作的等效变化与修改，都在本发明权利要求书的范围保护范围内。
【主权项】
1.一种用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法，包括快换支架、快换接插件、快换电池及控制器，所述快换电池通过吊点安装在快换支架上，其特征在于:所述快换支架电池安装点上设有位置传感器，该位置传感器监控快换电池安装位置，所述快换接插件上设有温度传感器，该温度传感器监控快换接接插件其连接端子的温度，所述吊点上设有磁性材料； 所述吊点与电池安装点距离小于或等于设定距离时，前述位置传感器输出低电平给前述控制器，该控制器判断电池安装正常，允许车辆联通高压;所述吊点与电池安装点距离大于设定距离时，前述位置传感器输出高电平给前述控制器，该控制器判断电池安装异常，上报电池安装异常故障； 所述快换接插件由安装在快换支架上的插座和安装在快换电池上的插头组成，所述快换接插件其连接端子由低压信号端子和高压端子组成，高压正端和高压负端分别安装有温度传感器，当电压端子件连接不可靠时，高压端子通过大电流时，端子会发热，通过判断高压端子的温度是否超过设定阈值，实现对高压连接可靠性的判断。2.根据权利要求1所述的用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法，其特征在于:所述控制器完成初始化后，读取位置传感器输出信号Vout，当Vout为低电平，则判断电池安装到位，当Vout为高电平，则判断电池未安装到位，控制器上报电池未安装到位故障，不允许行车，当判断电池安装到位后，控制器读取温度传感器信号，当温度超过设定的阈值，则判断高压连接端子接触不可靠，采取降功率策略。3.根据权利要求1所述的用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法，其特征在于:所述位置传感器为霍尔传感器。4.根据权利要求1所述的用于电动汽车快换电池连接状态的实时监控方法，其特征在于:所述控制器为电池管理系统。
【文档编号】B60L11/18GK106080203SQ201610395856
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月7日 公开号201610395856.2, CN 106080203 A, CN 106080203A, CN 201610395856, CN-A-106080203, CN106080203 A, CN106080203A, CN201610395856, CN201610395856.2
【发明人】李亚辉, 刘杏华
【申请人】臻昊(北京)新能源科技有限公司