一种动力电池高压回路控制电路及保护方法、车辆、存储介质与流程

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池高压回路控制电路及保护方法、车辆、存储介质。

背景技术：

随着电动汽车的增多，动力电池的短路情况时有发生，特别是在发生交通事故时，出现短路等情况的概率更大了。在这种情况下，如果电池能够在极短的时间内切断高压，就可以防止起火事故的发生。但是目前通常的做法仅是增加熔断器来保护电池的高压回路断开，这种方式仅在短路电流足够大的时候有效，所以当短路电流没有足够大的时候，熔断器的熔断时间会增长，在这段时间里如果放电电流超过了电池的放电极限，就会导致电池内部温度迅速升高出现热失控，给车内人员以及车辆带来极高的安全风险。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种动力电池高压回路控制电路及保护方法、车辆、存储介质，能够提高发现短路的可能性与准确性。

本发明实施例第一方面公开了一种动力电池高压回路控制电路，所述电路包括：

动力电池，所述动力电池包括正极与负极，所述动力电池正极通过正极高压直流继电器连接负载的一端，所述动力电池的负极通过负极高压直流继电器连接负载的另一端；

正极高压直流继电器与负极高压直流继电器，所述正极高压直流继电器连接在动力电池正极与负载之间，所述负极高压直流继电器连接在动力电池负极与负载之间，所述正极高压直流继电器与负极高压直流继电器还分别与电池管理系统控制器连接并接受电池管理系统控制器发来的控制信号；

正极电压采样端与负极电压采样端，所述正极电压采样端连接在动力电池正极与正极高压直流继电器之间，所述负极电压采样端连接在动力电池负极与负极高压直流继电器之间，所述正极电压采样端与负极电压采样端还分别与电池管理系统控制器连接；

电流传感器，所述电流传感器用于获取高压回路电流，所述电流传感器还与电池管理系统控制器连接，用于将获取的所述高压回路电流向电池管理系统控制器发送；

电池管理系统控制器：

所述电池管理系统控制器用于与所述正极电压采样端与负极电压采样端连接并根据获得的信号计算高压回路正负极之间的电压；

所述电池管理系统控制器还用于与电流传感器连接获得高压回路电流；

所述电池管理系统控制器还用于判断所述高压回路电流是否在预设数量的连续监控周期内超过预设电流上限；

所述电池管理系统控制器还用于当判断所述电流在预设数量的连续监控周期内超过预设电流上限时，再判断在所述连续监控周期中是否存在高压回路正负极之间的电压骤降；

所述电池管理系统控制器还用于当判断在所述连续监控周期中存在高压回路正负极之间的电压骤降，则控制同时断开所述正极高压直流继电器与负极高压直流继电器。

本发明实施例第二方面公开了一种动力电池高压回路保护方法，所述方法包括：

监控动力电池中的高压回路的电流，判断所述电流是否在预设数量的连续监控周期内超过预设电流上限；

若判断所述电流在预设数量的连续监控周期内超过预设电流上限，则判断在所述连续监控周期中是否存在高压回路正负极之间的电压骤降；

若判断在所述连续监控周期中存在高压回路正负极之间的电压骤降，则断开所述高压回路。

本发明实施例第三方面公开一种车辆，所述车辆包括本发明实施例第一方面公开的动力电池高压回路控制电路。

本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第二方面公开的动力电池高压回路保护方法。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：解决了在小电流短路的情况下，未达到熔断器的熔断电流，短路会持续很长时间，甚至不容易断开，易造成电池过热失控起火的问题；

高压回路在出现短路的情况下更快的断开，可以解决当熔断器不能快速响应时，电池管理系统可快速切断高压回路，以防止电池出现热失控而起火。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明实施例公开的一种动力电池高压回路控制电路的电路示意图；

图2是本发明实施例公开的一种动力电池高压回路保护方法的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

电池的短路可以一般分为小电流短路以及大电流短路，通常小电流短路例如数值在几百安培到三千安培，大电流短路例如可以是大于三千安培的电流。

本发明实施例公开了一种动力电池高压回路控制电路及保护方法、车辆、存储介质，解决了在小电流短路的情况下，未达到熔断器的熔断电流，短路会持续很长时间，甚至不容易断开，易造成电池过热失控起火的问题。以下进行结合附图进行详细描述。

如图1所示，为本发明实施例一种动力电池高压回路控制电路的电路示意图，如图所示，该控制电路包括：动力电池10、正极高压直流继电器k1、负极高压直流继电器k2、负载20、电池管理系统控制器30、正极电压采样端hb1、负极电压采样端hb2、电流传感器h1和主回路熔断器fu，其中：

所述动力电池10包括正极与负极，所述动力电池10的正极通过正极高压直流继电器k1连接负载20的一端，所述动力电池10的负极通过负极高压直流继电器k2连接负载20的另一端；

所述正极高压直流继电器k1连接在动力电池10的正极与负载20之间，所述负极高压直流继电器k2连接在动力电池10的负极与负载20之间，所述正极高压直流继电器k1与负极高压直流继电器k2还分别与电池管理系统控制器30连接并接受电池管理系统控制器30发来的控制信号；

所述正极电压采样端hb1连接在动力电池10的正极与正极高压直流继电器k1之间，所述负极电压采样端hb2连接在动力电池10的负极与负极高压直流继电器k2之间，所述正极电压采样端hb1与负极电压采样端hb2还分别与电池管理系统控制器30连接；

所述电流传感器h1用于获取高压回路电流，所述电流传感器h1还与电池管理系统控制器30连接，用于将获取的所述高压回路电流向电池管理系统控制器30发送；

所述电池管理系统控制器30用于与所述正极电压采样端hb1与负极电压采样端hb2连接并根据获得的信号计算高压回路正负极之间的电压；

所述电池管理系统控制器30还用于与电流传感器h1连接获得高压回路电流；

所述电池管理系统控制器30还用于判断所述高压回路电流是否在预设数量的连续监控周期内超过预设电流上限；较佳地，所述预设数量的连续监控周期具体是3个周期，所述预设电流上限为正常最大电流的1.5倍；

出现上述高压回路电流超过预设电流上限的原因有很多，例如在车辆运行中，电机控制器、空调压缩机等高压器件出现异常，或者高压母线、高压连接器等出现破损导致短路，这些都会造成电流突然增大，瞬间功率超出正常功率数倍，在这些情况下，需要电池管理系统在极短时间内做出响应，保护高压动力电池的安全；

所述电池管理系统控制器30还用于当判断所述高压回路电流在预设数量的连续监控周期内超过预设电流上限时，再判断在所述连续监控周期中是否存在高压回路正负极之间的电压骤降；较佳地，所述电压骤降具体指的是高压回路正负极之间的电压跌落超过50伏特；

通过上述先判断复合判断电流与电压信号来判断是否短路的方式，与其他故障诊断方式相比，速度更快更准，另外通过双重校验的方式使得判断更准确，误判的可能性极低；

所述电池管理系统控制器30还用于当判断在所述连续监控周期中存在高压回路正负极之间的电压骤降，则控制同时断开所述正极高压直流继电器k1与负极高压直流继电器k2；

在本发明实施例中，优选采用同时断开所述正极高压直流继电器k1与负极高压直流继电器k2的方式断开电路，这样可以减小继电器在切断过程中带来的粘连风险，让每个继电器分担带载切断时所产生的拉弧能量，确保在短路的时候能够安全断开高压。

所述主回路熔断器fu位于动力电池中，用于当电流超过预设大电流值时熔断，以保护动力电池。

通过以上实施例的技术方案，可以使得高压回路在出现短路的情况下更快的断开，说明如下：

高压回路电流的采样周期是10毫秒，当出现异常情况后，会在3个周期后确认，另外高压回路正负极之间的电压的采样周期也是10毫秒，再加上软件启动故障诊断需要10毫秒，一共可以在40毫秒内完成故障的确认，然后电池管理系统再发指令断高压约10毫秒，再到正极和负极继电器同时断开约15毫秒，整个过程约65毫秒可以完全切断高压。而同样的条件下，按照普通的故障诊断程序则需要至少500毫秒完成诊断。

通过以上对本发明实施例的说明，可以看出本发明实施例至少具有以下有益效果：

解决了在小电流短路的情况下，未达到熔断器的熔断电流，短路会持续很长时间，甚至不容易断开，易造成电池过热失控起火的问题；

通过上述复合电流与电压信号来判断是否短路的方式，与其他故障诊断方式相比，速度更快更准，另外通过双重校验的方式使得判断更准确，误判的可能性极低；

高压回路在出现短路的情况下更快的断开，可以解决当熔断器不能快速响应时，电池管理系统可快速切断高压回路，以防止电池出现热失控而起火；

采用同时断开所述正极高压直流继电器k1与负极高压直流继电器k2的方式断开电路，这样可以减小继电器在切断过程中带来的粘连风险，让每个继电器分担带载切断时所产生的拉弧能量，确保在短路的时候能够安全断开高压。

如图2所示为本发明实施例提出的一种动力电池高压回路保护方法的一实施例的流程示意图，所述方法包括：

201、监控动力电池中的高压回路的电流，判断所述电流是否在预设数量的连续监控周期内超过预设电流上限；

优选地，判断所述电流是否在三个周期内电流都超过正常最大电流的1.5倍；

202、若判断所述电流在预设数量的连续监控周期内超过预设电流上限，则判断在所述连续监控周期中是否存在高压回路正负极之间的电压骤降；

优选地，判断在所述连续监控周期中是否存在任意一个周期高压回路正负极之间的电压跌落超过50伏特；

203、若判断在所述连续监控周期中存在高压回路正负极之间的电压骤降，则断开所述高压回路；

优选地，同时断开所述高压回路中的多个高压直流继电器。

通过上述方法，至少可以实现以下有益效果：

解决了在小电流短路的情况下，未达到熔断器的熔断电流，短路会持续很长时间，甚至不容易断开，易造成电池过热失控起火的问题；

通过上述复合电流与电压信号来判断是否短路的方式，与其他故障诊断方式相比，速度更快更准，另外通过双重校验的方式使得判断更准确，误判的可能性极低；

高压回路在出现短路的情况下更快的断开，可以解决当熔断器不能快速响应时，电池管理系统可快速切断高压回路，以防止电池出现热失控而起火；

采用同时断开多个高压直流继电器的方式断开电路，这样可以减小继电器在切断过程中带来的粘连风险，让每个继电器分担带载切断时所产生的拉弧能量，确保在短路的时候能够安全断开高压。

本发明实施例还公开一种车辆，该车辆包括如以上实施例中的任意一种动力电池高压回路控制电路。

本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行如以上实施例中任意一种动力电池高压回路保护方法。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存储器(randomaccessmemory，ram)、可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-timeprogrammableread-onlymemory，otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

以上对本发明实施例公开的一种动力电池高压回路控制电路及保护方法、车辆、存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。