[實用新型]一種鋰電池電源模塊故障處理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620657843.3
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN206389108U
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 劉峰嶺
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙)11311
• 代理人: 田明,任曉航

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于鋰電池充放電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰電池電源模塊故障處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)進(jìn)步和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電動汽車開始出現(xiàn)普及化的趨勢。在此過程中，鋰電池成為了主要的動力源技術(shù)。但是實際使用過程中不可避免會出現(xiàn)各種故障，一旦發(fā)生，輕者造成系統(tǒng)性能下降，重者引發(fā)事故，造成人員和財產(chǎn)的巨大損失。

在電池系統(tǒng)中，從故障發(fā)生的部位看，有傳感器故障、執(zhí)行器故障(接觸器故障)和元部件故障(電芯故障)等。現(xiàn)有的鋰電池管理系統(tǒng)由于復(fù)雜度和成本控制的原因，對于故障處理系統(tǒng)考慮不多，導(dǎo)致管理系統(tǒng)一旦出現(xiàn)異常即造成事故發(fā)生。例如媒體報道的電動汽車在充電時起火的事故，事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)原因即與系統(tǒng)故障有關(guān)。因此故障處理需要考慮系統(tǒng)冗余的因素，避免鋰電池管理系統(tǒng)自身故障導(dǎo)致失控的危險。

另一方面，電動汽車存在著特有的高壓電動力安全性隱患：電動汽車的動力電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人體的安全電壓，出現(xiàn)事故時有可能出現(xiàn)人員觸電的危險；出現(xiàn)碰撞等破壞時電池系統(tǒng)的高電壓易產(chǎn)生火花而導(dǎo)致火災(zāi)。因此當(dāng)檢測到高壓系統(tǒng)故障時，需要及時作出響應(yīng)并采取措施，以確保高壓動力安全性以及整車碰撞安全性。

鑒于上述原因，為了提高可靠性，提供單獨的鋰電池模塊故障處理系統(tǒng)是非常必要的選擇。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種故障處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠作為鋰電池電源管理系統(tǒng)(鋰電池的主要管理系統(tǒng))在安全管理方面的備份，在主要管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者無法正常處理電源模塊(由若干個電池組組成)出現(xiàn)的異常情況時，及時接管對電源模塊的管理，保證電源模塊不出現(xiàn)危險情況。

為達(dá)到以上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種鋰電池電源模塊故障處理系統(tǒng)，設(shè)置在由若干個電池組構(gòu)成的、帶有電源模塊管理系統(tǒng)的電源模塊上；所述電源模塊管理系統(tǒng)包括設(shè)置在所述電源模塊的主回路上的主正接觸器、主負(fù)接觸器、第一溫度傳感器、第一電壓測量器、第一電流傳感器、第一絕緣電阻測量器以及連接并控制上述部件的模塊管理單元；所述鋰電池電源模塊故障處理系統(tǒng)包括若干個轉(zhuǎn)換開關(guān)組成的、能夠?qū)⒏邏旱乃鲭娫茨K截斷為若干個低壓的所述電池組的轉(zhuǎn)換開關(guān)陣列和若干個第二溫度傳感器組成的溫度傳感器陣列，一個所述轉(zhuǎn)換開關(guān)與一個所述電池組并聯(lián)，一個所述第二溫度傳感器對應(yīng)一個所述電池組，還包括與所述模塊管理單元、轉(zhuǎn)換開關(guān)陣列、溫度傳感器陣列相連的故障處理單元；其中，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)為轉(zhuǎn)換型，采用磁保持繼電器。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)換開關(guān)包含由一個動觸點與兩個靜觸點構(gòu)成的單刀雙擲機(jī)械開關(guān)，所述單刀雙擲機(jī)械開關(guān)包括“常閉”和“轉(zhuǎn)換”兩種狀態(tài)，每個所述轉(zhuǎn)換開關(guān)的所述磁保持繼電器均通過專用的繼電器驅(qū)動電路連接所述故障處理單元。

更進(jìn)一步，所述磁保持繼電器為多線圈的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，包含通過磁力保持所述動觸點、靜觸點開合狀態(tài)的永久磁鐵或高剩磁特性銜鐵；所述磁保持繼電器的所述動觸點、靜觸點間距大于1.3mm。

進(jìn)一步，還包括設(shè)置在所述電源模塊的所述主回路上的第二電壓測量器、第二電流傳感器，所述第二電壓測量器、第二電流傳感器連接所述故障處理單元。

進(jìn)一步，故障處理單元還連接并能夠控制所述電源模塊的主回路上的主正接觸器、主負(fù)接觸器。

進(jìn)一步，還包括與所述故障處理單元連接的加速度傳感器。

進(jìn)一步，還包括與所述故障處理單元連接的第二絕緣電阻測量器。

進(jìn)一步，所述第二溫度傳感器、第二電壓測量器、第二電流傳感器、第二絕緣電阻測量器與所述電源模塊管理系統(tǒng)的所述第一溫度傳感器、第一電壓測量器、第一電流傳感器、第一絕緣電阻測量器不設(shè)置在同一位置。

更進(jìn)一步，所述鋰電池電源模塊故障處理系統(tǒng)的電源供應(yīng)采用獨立電源。

本實用新型的有益效果有以下幾點：

1.為電源模塊的管理提供了冗余備份(包括傳感器、執(zhí)行器、控制器等主要部分的故障備份)，能夠在主管理系統(tǒng)失效的情況下接管對電源模塊的控制，避免發(fā)生危險；

2.能夠與主管理系統(tǒng)相互補(bǔ)充，為主管理系統(tǒng)提供更多的傳感數(shù)據(jù)，幫助主管理系統(tǒng)更有效的管理電源模塊，同時提高對電源模塊的管理的可靠性；

3.能夠?qū)崿F(xiàn)對電源模塊的高壓系統(tǒng)故障的安全響應(yīng)，避免進(jìn)水故障等因素導(dǎo)致的高壓觸電危險。

附圖說明

圖1是本實用新型具體實施方式中所述鋰電池電源模塊故障處理系統(tǒng)的電路原理框圖；

圖2是本實用新型具體實施方式中所述轉(zhuǎn)換開關(guān)陣列與所述電池組的連接關(guān)系示意圖；