[发明专利]电池单元之间联接可靠性判断、保护方法与保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及动力电池组，特别是电池单元之间联接可靠性判断、保护方法，以及防动力电池组、串联电池箱联接故障的保护装置。

背景技术

动力电池组，特别是电动汽车的动力电池组由若干个动力电池箱串联构成，每个动力电池箱中装配若干个串联的单体电池，各动力电池箱之间的极柱联接点在电动车运行过程中，电池箱的联结点容易出现联结电阻增大问题，引起具备过热，导致联结点烧毁。引起联结点电阻异常增大的情况有：电动车电机启动前极柱联结点接触不良；电动车运行过程中，联结点出现松动；联结点极柱及接触部分元器件氧化。

电动汽车动力电池箱是关键核心设备，一旦发生故障，直接关系到汽车的安全运行。但现有技术，判断故障的手段较为复杂、可靠性低，而且判断时间较长。因此，必须针对电动汽车动力电池箱回路的特点和要求，提出相应的保护设计方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池单元之间联接可靠性的判断与保护方法，简便、可靠地判断电池单元之间联接故障的发生，以便进一步的保护，从而解决了现有故障判断手段复杂、可靠性低、判断时间长的问题。本发明在上述方法的基础上，还提出了一种防电动汽车动力电池箱联接故障的保护装置和防动力电池组联接故障的保护装置。

为实现上述目的，本发明的判断方法方案是：一种电池单元之间联接可靠性的判断方法，步骤如下：对串联的至少两个电池单元，测量每个电池单元的端电压；比较所有的相邻电池单元的端电压，如果有任一对相邻电池单元的端电压之差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池单元之间的联接出现故障，反之，则判断联接正常。

所述电池单元为单体电池或电池箱。

本发明的保护方法方案：一种电池单元之间联接故障的保护方法，对串联的至少两个电池单元，测量每个电池单元的端电压；比较所有的相邻电池单元的端电压；如果有任一对相邻电池单元的端电压之差超过设定电压、且持续时间大于设定时间，则判断串联的电池单元之间的联接出现故障，反之，则判断联接正常；联接出现故障时，进行保护，切断串联电池单元的供电输出。

所述电池单元为单体电池或电池箱。

下面从电池组入手分析本发明的保护方法。

电池组中电池n的等效电路如图2：其中E_n，R_eqn为电池n的内电势，内电阻；R_2n-1，R_2n为电池n的两个极柱接触电阻；U′_n为电池n的端电压，U_n为逻辑单元测量到的电池端电压；当电池极柱接触良好时，接触电阻R_2n-1，R_2n可以忽略，有U′_n≈U_n。

当电池极柱接触不良时，R_2n增大为R_f，如图3：接触电阻R_2n-1可以忽略，有U_n≈U′_n+U_f。U_f为弧光压降。理论上，如果现场条件允许，能够实际测量出U′_n和U_n，则可以计算出弧光压降U_f，从而识别出极柱的接触不良情况。实际中，受条件限制，很难测量到U′_n。所以，本发明采用测量相邻电池电压的方式等效求解U′_n，从而得到弧光电压U_f。具体的实现方法为，如图4：假设1#电池接触电阻为R₂的极柱接触不良，导致弧光电阻为R_f，弧光电压为U_f；正常情况下，两个电池的特性非常接近，即电池端电压近似相等，有U′₁≈U′₂。2#电池极柱接触良好，有U′₂≈U₂，因此弧光电压U_f≈U₁-U′₁≈U₁-U₂。

当弧光电压U_f大于定值U_set且持续时间大于定值t_set时，则说明动力电池组中发生故障。