專利名稱：一種電池組主回路接口保護電路及保護方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣接ロ保護裝置和方法，屬于功率電路接ロ保護技術領域。
背景技術：
電動汽車作為新能源汽車的代表，由于其清潔、經濟性受到越來越多的關注。電動車使用高壓的電池組提供直流電源驅動車輛行駛，例如電動轎車使用的動カ電池組一般約有20kWh的電能，多采用串聯方式組成的總電壓300V左右的電池組，輸出電流可達300A。電動汽車的高壓電池組在電氣安全和開關器件方面都提出了更高的要求。特別是換電式電池組，在整個工作周期中有很多的時間處于離開車輛的存儲和充電過程，經常交替接入車輛電氣系統和充電電氣系統，而且需要在不同車輛甚至車型之間交叉使用，外部負載條件 變化較大，主回路接ロ的安全性、適應性和耐濫用性能突出重要。圖I所示為傳統電池組內的高壓電氣原理圖，缺乏接ロ保護功能，安全性和耐濫用性能很差。
發明內容
本發明的目的在于提供ー種電池組主回路接ロ保護電路，在電池組主回路接ロ未正確接入負載的情況下，識別出負載狀態錯誤，防止直流接觸器和外部負載的損壞。為實現以上目的，本發明的技術方案為在電池組內安裝回路保護電阻、回路保護開關和測量電路，通過檢測回路保護過程的電壓或電流變化，判斷負載的大小和性質，進而判斷直流接觸器閉合的安全性。本發明可以有效的保護電池組在接入短路負載時不輸出，接入容性負載時不燒蝕直流接觸器。
下面將參照附圖更加詳細地描述本發明的實施方案，附圖中相同的附圖標記表示相同或相似的部件，其中圖I是傳統電池組內兩種高壓電氣原理2是本發明實施例一的電池組內高壓電氣原理3是本發明實施例ニ的電池組內高壓電氣原理圖附圖標記說明I、電池單體2、熔斷器3、直流接觸器4、被保護接觸器5、電流傳感器6、電壓傳感器
7、電子控制器8、回路保護電阻9、回路保護開關10、主回路接ロ I 11、主回路接ロ 具體實施例方式為更進ー步闡述本發明為達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明的具體實施方式
、結構、特征及其功效詳細說明如后，并在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現。然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發明加以限制。實施例一ー種電池組主回路接ロ保護電路，包括回路保護電阻8、回路保護開關9、電流傳感器5和電子控制器7四部分。其中回路保護電阻8與回路保護開關9串聯，回路保護電阻8和回路保護開關9串聯后并聯在ー個直流接觸器(稱為被保護接觸器4)兩端，回路保護開關9由電子控制器7控制，電流傳感器5與回路保護電阻9串聯，電流傳感器5 的輸出端與電子控制器7相連。該保護電路的保護方法為使用被保護接觸器4作為電池組主回路上輸出電カ時最后ー個閉合的接觸器，在電池組主回路接ロ 10和11連接到負載后，在電池組主回路上僅有被保護接觸器4斷開的狀態下，閉合回路保護開關9，根據電流傳感器5測量的電流信號判斷負載的狀態，再根據負載的狀態判斷被保護接觸器4閉合的安全性如果電流值在回路保護開關9閉合瞬間不為零，且逐漸減小至小于某ー值，則判斷為正常，允許被保護接觸器4閉合；如果電流值持續為零，則判斷為負載斷路，允許被保護接觸器4閉合；如果電流持續為某一定值，且該值接近電池組總電壓除以回路保護電阻8的阻值所得的電流值，則判斷為短路，不允許被保護接觸器4閉合；如果電流逐漸増大至超過某一定值，且該值接近電池組總電壓除以回路保護電阻8的阻值所得的電流值，則判斷為短路，不允許被保護接觸器4閉合。實施例ニ ー種電池組主回路接ロ保護電路，包括回路保護電阻8、回路保護開關9、電壓傳感器6和電子控制器7四部分。其特征在于其中回路保護電阻8與回路保護開關9串聯，回路保護電阻8和回路保護開關9串聯后并聯在ー個直流接觸器(稱為被保護接觸器4)兩端，回路保護開關9由電子控制器7控制，電壓傳感器6與回路保護電阻9并聯，電壓傳感器6的輸出端與電子控制器7相連。該保護電路的保護方法為使用被保護接觸器4作為電池組主回路上輸出電カ時最后ー個閉合的接觸器，在電池組主回路接ロ 10和11連接到負載后，在電池組主回路上僅有被保護接觸器4斷開的狀態下，閉合回路保護開關9，根據電壓傳感器6測量的電流信號判斷負載的狀態，再根據負載的狀態判斷被保護接觸器4閉合的安全性如果電壓值在回路保護開關9閉合瞬間不為零，且逐漸減小至小于某ー值，則判斷為正常，允許被保護接觸器4閉合；如果電壓值持續為零，則判斷為負載斷路，允許被保護接觸器4閉合；如果電壓值持續為某一定值，且該值接近電池組總電壓，則判斷為短路，不允許被保護接觸器4閉合；如果電壓逐漸増大至超過某一定值，且該值接近電池組總電壓，則判斷為短路，不允許被保護接觸器4閉合。
權利要求
1.ー種電池組主回路接ロ保護電路，包括回路保護電阻、回路保護開關、電流傳感器和電子控制器；其特征在干其中回路保護電阻與回路保護開關串聯，回路保護電阻和回路保護開關串聯后并聯在ー個直流接觸器兩端，該直流接觸器為被保護接觸器，回路保護開關由電子控制器控制，電流傳感器與回路保護電阻串聯，電流傳感器的輸出端與電子控制器相連。
2.—種電池組主回路接ロ保護電路，包括回路保護電阻、回路保護開關、電壓傳感器和電子控制器；其特征在于其中回路保護電阻與回路保護開關串聯，回路保護電阻和回路保護開關串聯后并聯在ー個直流接觸器兩端，該直流接觸器為被保護接觸器，回路保護開關由電子控制器控制，電壓傳感器與回路保護電阻并聯，電壓傳感器的輸出端與電子控制器相連。
3.根據權利要求I所述的ー種電池組主回路接ロ保護電路，其特征在于電流傳感器串聯在電池組主回路上能夠測量流經被保護接觸器和回路保護電阻的總電流的位置。
4.根據權利要求2所述的ー種電池組主回路接ロ保護電路，其特征在干電壓傳感器并聯到被保護接觸器兩端。
5.根據權利要求I和2所述的ー種電池組主回路接ロ保護電路，其特征在于電子控制器為電池管理系統。
6.根據權利要求I和2所述的ー種電池組主回路接ロ保護電路，其特征在于電子控制器可以為獨立的控制器，也可以為由多個子控制器組成的控制系統。
7.根據權利要求I和2所述的ー種電池組主回路接ロ保護電路，其特征在于回路保護開關為接觸器、IGBT、固態繼電器或MOSFET。
8.根據權利要求I和2所述的ー種電池組主回路接ロ保護電路，其特征在于被保護接觸器串聯在電池組兩個主回路接ロ中的任意ー個。
9.ー種電池組主回路接ロ保護方法，使用如權利要求I所述的電池組主回路接ロ保護電路，，其特征在干使用被保護接觸器作為電池組主回路上輸出電力時最后一個閉合的接觸器，在電池組主回路接ロ連接到負載后，在電池組主回路上被保護接觸器斷開的狀態下，閉合回路保護開關，根據電流傳感器測量的電流信號判斷負載的狀態，再根據負載的狀態判斷被保護接觸器閉合的安全性。
10.根據權利要求9所述的ー種電池組主回路接ロ保護方法，其特征在于所述的根據電流傳感器測量的電流信號判斷負載的狀態，再根據負載的狀態判斷被保護接觸器閉合的安全性的方法是如果電流信號在回路保護開關閉合瞬間不為零，且逐漸減小至小于某ー值，則判斷為正常，允許被保護接觸器閉合；如果電流信號持續為零，則判斷為負載斷路，允許被保護接觸器閉合；如果電流信號持續為某一定值，且該定值接近電池組總電壓除以回路保護電阻阻值所得的電流值，則判斷為短路，不允許被保護接觸器閉合；如果電流信號逐漸増大至超過某一定值，且該定值接近電池組總電壓除以回路保護電阻阻值所得的電流值，則判斷為短路，不允許被保護接觸器閉合。
11.ー種電池組主回路接ロ保護方法，使用如權利要求2所述的電池組主回路接ロ保護電路，，其特征在干使用被保護接觸器作為電池組主回路上輸出電力時最后一個閉合的接觸器，在電池組主回路接ロ連接到負載后，在電池組主回路上僅有被保護接觸器斷開的狀態下，閉合回路保護開關，根據電壓傳感器測量的電壓信號判斷負載的狀態，再根據負載的狀態判斷被保護接觸器閉合的安全性。
12.根據權利要求11所述的ー種電池組主回路接ロ保護方法，其特征在于所述的根據電壓傳感器測量的電壓信號判斷負載的狀態，再根據負載的狀態判斷被保護接觸器閉合的安全性的方法是如果電壓信號在回路保護開關閉合瞬間不為零，且逐漸減小至小于某ー值，則判斷為正常，允許被保護接觸器閉合；如果電壓信號持續為零，則判斷為負載斷路，允許被保護接觸器閉合；如果電壓信號持續為某一定值，且該定值接近電池組總電壓，則判斷為短路，不允許被保護接觸器閉合；如果電壓信號逐漸増大至超過某一定值，且該定值接近電池組總電壓，則判斷為短路，不允許被保護接觸器閉合。
全文摘要
一種電池組主回路接口保護電路及保護方法，包括回路保護電阻8、回路保護開關9、測量電路和電子控制器7。其特征在于回路保護電阻8和回路保護開關9串聯后并聯在被保護接觸器4兩端，回路保護開關9由電子控制器7控制，測量電路可以為與回路保護電阻8串聯的電流傳感器5，或為與回路保護電阻8或被保護接觸器4并聯的電壓傳感器6，測量電路的輸出端與電子控制器7相連。在被保護接觸器4斷開的狀態下，接通回路保護開關9，電子控制器7根據測量電路輸出的電流或電壓信號，判斷主回路外部負載是否滿足電池組的需求。能夠防止外部短路造成的過流、防止回路初始電流過大造成的被保護接觸器4燒蝕等，提高電池組的安全性和耐濫用性。
文檔編號H02H7/18GK102646960SQ201110042248
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月22日 優先權日2011年2月22日
發明者華劍鋒, 李立國, 田碩 申請人:北京科易動力科技有限公司