一种防爆锂电池系统短路保护控制模块的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种防爆锂电池系统短路保护控制模块。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展和应用普及，防爆车辆正在快速推进电动化，甚至智能化的技术路线。根据相关防爆规范要求，防爆锂电池系统应有短路保护功能，以保证防爆车辆的运行安全和矿区生产安全。
3.因此，亟需一种防爆锂电池系统短路保护控制模块，可以有效解决防爆锂电池的运行短路保护问题。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型提供了一种防爆锂电池系统短路保护控制模块，所述模块包括锂电池组bats、防反检测单元以及接触器km1，其中，
5.所述防反检测单元包括二极管d1，所述接触器km1的前端连接于锂电池组bats的一端，接触器km1的后端连接于二极管d1的前端，所述二极管d1的后端通过连接器cp1连接于负载rl的一端。
6.进一步地，所述模块还包括预充控制单元，所述预充控制单元包括接触器km3和电阻r1，其中，
7.所述接触器km3与电阻r1串联。
8.进一步地，所述接触器km3的前端连接于接触器km1的前端，所述电阻r1的后端连接于二极管d1的后端。
9.进一步地，所述模块还包括接触器km2，所述接触器km2的前端连接于锂电池组bats的另一端，所述接触器km2的后端通过连接器cp2连接于负载rl的另一端。
10.进一步地，所述模块还包括锂电池监测和管理单元，所述锂电池监测和管理单元包括电池管理系统bms，其中，
11.所述电池管理系统bms与锂电池组bats连接；
12.所述电池管理系统bms用于控制接触器km1、接触器km2以及接触器km3的闭合与断开。
13.进一步地，所述防反检测单元还包括热传感器hb及检测导线，其中，
14.所述二极管d1的散热面与热传感器hb的检测面固定在一起，并通过检测导线与电池管理系统bms相连接。
15.进一步地，所述模块还包括绝缘监测和管理单元，所述绝缘监测和管理单元包括绝缘监测仪imd，其中，
16.所述绝缘监测仪imd的检测线by-与接触器km2的后端相连接；
17.所述绝缘监测仪imd的检测线by1+与接触器km1的前端相连接；
18.所述绝缘监测仪imd的检测线by2+与二极管d1的后端相连接。
19.进一步地，所述绝缘监测仪imd和电池管理系统bms之间通过通信导线canh以及通信导线canl相连接。
20.本实用新型的有益效果在于：
21.本实用新型提供的一种防爆锂电池系统短路保护控制模块，可分别检测防爆锂电池系统运行前、运行中的短路故障，并及时中止启动或断开负载rl，及时告警或直接解除故障，确保模块的运行安全。
22.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1示出了根据本实用新型实施例的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.如图1所示的，本实用新型提供了一种防爆锂电池系统短路保护控制模块，模块包括锂电池组bats、防反检测单元、接触器km1以及接触器km2，其中，
27.防反检测单元包括二极管d1，接触器km1的前端连接于锂电池组bats的一端，接触器km1的后端连接于二极管d1的前端(阳极)，二极管d1的后端通过连接器cp1连接于负载rl的一端(正极)。
28.接触器km2的前端连接于锂电池组bats的另一端，接触器km2的后端通过连接器cp2连接于负载rl的另一端(负极)。
29.在本实施例中，所述模块还包括预充控制单元、锂电池监测和管理单元以及绝缘监测和管理单元。下面对预充控制单元、锂电池监测和管理单元以及绝缘监测和管理单元进行一个详细的说明。
30.对于预充控制单元，具体的，预充控制单元包括接触器km3和电阻r1，其中，接触器km3与电阻r1串联，并且接触器km3的前端连接于接触器km1的前端，电阻r1的后端连接于二极管d1的后端(阴极)。
31.对于锂电池监测和管理单元，具体的，锂电池监测和管理单元包括电池管理系统bms(battery management system，电池管理系统)，电池管理系统bms与锂电池组bats连
接，且电池管理系统bms可以控制接触器km1、接触器km2以及接触器km3的闭合与断开。
32.对于绝缘监测和管理单元，具体的，绝缘监测和管理单元包括绝缘监测仪imd，其中：
33.绝缘监测仪imd的检测线by-与接触器km2的后端相连接；
34.绝缘监测仪imd的检测线by1+与接触器km1的前端相连接；
35.绝缘监测仪imd的检测线by2+与二极管d1的后端相连接。
36.绝缘监测仪imd和电池管理系统bms之间通过通信导线canh以及通信导线canl相连接，实现数据交互。
37.另外，在本实施例中，防反检测单元还包括热传感器hb及检测导线，二极管d1的散热面与热传感器hb的检测面固定在一起，并通过检测导线与电池管理系统bms相连接。
38.下面对本实施例整个模块的工作原理进行一个说明。
39.当用户操作信号输入为开机动作时，电池管理系统bms对锂电池组bats的状态进行监测，状态正常时，绝缘监测仪imd在检测线by-和by2+之间向负载rl注入脉冲信号，并根据检测反馈值(绝缘监测仪imd向负载rl注入一个脉冲信号(电压脉冲信号)时，负载rl的等效电容在脉冲顶端和底部产生充电和放电效应，而绝缘监测仪imd正是通过检测这个电压变化量来计算负载rl及其与地之间的等效电阻值，即检测反馈值)进行阻抗计算，当检测线by-和by2+之间的阻抗计算值低于预定阈值时，判定输出端(负载rl的两端)或负载rl有短路发生，立即告警，并不再响应用户的开机(负载rl的开机)操作。
40.检测反馈值的阻抗计算如果正常，则使电池管理系统bms控制接触器km2和km3均闭合，则此时会预充控制单元启动，对负载rl端进行预充(由于负载rl端通常会设有容性器件，比如容量较大的电容。电容的特性是通知初始瞬间呈短路特性，通过预充，把电容的电压充上来，减小电容的端电压与锂电池组的高压之间的差值)。当绝缘监测仪imd通过检测线by1+、by2+检测到的电压差值在预先设定的预充阈值范围内时，则判定预充成功。此时，使电池管理系统bms控制接触器km1闭合，然后断开接触器km3，通过二极管d1向负载提供动力。
41.模块在运行过程中，如果负载rl端发生短路，则二极管d1将流过此短路电流，其快速上升的发热量被热传感器hb监测到，当温度达到预先设定的阈值时，则判定运行短路，此时，使电池管理系统bms控制接触器km1和km2均立即断开，切断负载rl的通路，解除短路故障。
42.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。