[发明专利]电车动力电池高压回路电阻的在线监测控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电车动力电池高压回路电阻的在线监测控制方法及装置，属于电动汽车技术领域。

背景技术

随着环境污染和能源匮乏等问题对地球生态和人类生活带来越来越大的影响，调整汽车产业结构，开发新能源汽车替代传统的燃油车成为现今社会发展的必然趋势。随着锂离子电池技术的发展，电动汽车目前已成为各国政府开展新能源汽车研发生产的主流方向。我国十二五规划明确提出要大力发展电动汽车，实现汽车产业的转型和可持续发展。

而动力电池系统是电动汽车的心脏，是电动汽车中唯一的高压储能及高压输出电气单元。动力电池系统的安全性直接影响着电动汽车的安全使用，也直接决定着电动汽车是否能够走出试制车间，走向市场。因此，保证动力电池系统的安全是电动汽车生产企业需要把握的关键。动力电池系统高压回路连接组件的电阻值是直接判定动力电池系统高压回路安全性的参数，依据该值可以判断高压回路的连接是否松脱虚接。电动汽车用动力电池系统在行车过程中一直处于振动状态，长期运行时高压回路的连接组件容易发生松脱现象，导致放电时高压回路发热严重，甚至产生火花。因此，实时监测动力电池系统高压回路连接组件的电阻值十分必要。

作为电动汽车使用的高压储能及高压输出单元，动力电池系统的安全性能尤为重要。动力电池系统高压回路连接组件的电阻值能有效反应出电芯/模组的连接状态是否正常可靠，是表征动力电池系统安全性能的关键参数。2008年6月发生的丰田普锐斯插电式混合电动汽车(PHEV)的燃烧事件以及2011年4月份出现的众泰朗悦纯电动汽车燃烧事件的调查结果表明，高压回路上的连接出现故障是造成这两次重大事故的主要原因。

测量电池组内阻的方法有两种：(1)让电池组短时间内通过一个大电流，通过监测电池组两端的电压U以及通过的电流I，使用欧姆定律测得电池组的内阻R(R＝U/I)；(2)给电池组施加一个固定频率和固定电流(目前一般使用1kHz频率，50mA小电流)，然后对其电压进行采样，经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池组的内阻值。

现在大多数电池组生产厂商(尤其是电动汽车动力电池系统厂商)并未在动力电池系统中添加在线监测高压回路内阻的功能，仅仅通过判断电芯的电压值以及动力电池系统的总电压值来判断动力电池系统是否正常。

为此，中国专利CN1975444A提到一种蓄电池内阻及劣化状态在线监测方法及系统，包括激励单元和检测单元。对蓄电池分段，蓄电池组的总正极、总负极以及各分段点通过激励信号线与激励单元连接，每只单体蓄电池与检测单元连接，激励单元中的信号发生器与恒流源对分段内的蓄电池注入一定频率的、恒流的矩形波或正弦波信号，利用检测单元测试每只单体蓄电池对于激励信号的电压响应，计算出蓄电池的内阻，并分析出蓄电池的劣化状态，此种方法需要安装激励单元，检测单元以及复杂的电路，这会占用动力电池系统的内部空间，影响动力电池系统的布置电量，并且会提高动力电池系统的造价。中国专利CN101943743A采用高压光继电器作为前端采用输入的切换，直接测量电池组中每个电池内阻电压和连接条电阻电压，并配合双高进度的模数转换电路，实现高精度采集采样，测量连接条电阻与电池内阻，采集数据的处理也采用分布式控制及数据处理单元硬件构架，实现多任务实时处理功能，但是需要安装高压光继电器对采样数据进行切换，增加了控制的复杂度，提高了制造成本。

上述电动汽车上的动力电池系统并不直接对电芯内阻以及动力电池系统内部的连接电阻是否正常进行判断，仅判断电芯电压以及动力电池系统的总电压是否正常，这种方式让非专业人员难以理解；其次，动力电池系统测试电压的接线方式均为单线方式，测得的电压涵盖了连接条上的电压，使得测得的电压值不精确，出现问题是无法分清是电芯的问题还是电芯连接的问题；并且，现有的接线方式测量动力电池系统总电压时并不包含分流器、正极继电器以及负极继电器带来的压差，这样得到的动力电池系统电压是不准确的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动化程度高、操作简单、成本低廉、使用安全、可信度高的电车动力电池高压回路电阻的在线监测控制方法及装置。

本发明的电车动力电池高压回路连接组件电阻的在线监测控制方法，包括以下步骤：