[發(fā)明專利]用于診斷開關(guān)元件的故障的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780002456.3
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN107850643B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許勤會(huì);李鐘喆
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社LG化學(xué)
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01R31/385;G01R19/165
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 穆森;戚傳江

公開了診斷用來導(dǎo)通或斷開電池外部連接的開關(guān)元件的故障的裝置和方法。根據(jù)本公開的裝置是用于診斷設(shè)置在第一外部端子和電池的第一電極間的第一線路上的開關(guān)元件的故障的裝置，該裝置包括：電流測量單元，配置為測量流過電池的第二電極和第二外部端子間的第二線路的電流；診斷電阻器和診斷開關(guān)，設(shè)置在連接開關(guān)元件的外部節(jié)點(diǎn)和電流測量單元的外部節(jié)點(diǎn)的第三線路上并且互相串聯(lián)連接；以及控制器，配置為對開關(guān)元件施加導(dǎo)通或斷開開關(guān)元件的控制信號，以在控制信號被施加之后導(dǎo)通診斷開關(guān)且隨后從電流測量單元接收測量的電流值，通過使用測量的電流值確定流過第二線路的電流水平，以及通過將電流水平與基準(zhǔn)電流水平相比較診斷開關(guān)元件的故障。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種用于診斷用來導(dǎo)通或斷開電池的外部連接的開關(guān)元件的故障的裝置和方法。

本申請要求于2016年02月19在韓國提交的韓國專利申請No.10-2016-0019936的優(yōu)先權(quán)，其公開通過引用并入到本文中。

背景技術(shù)

不僅在移動(dòng)設(shè)備(例如，移動(dòng)電話、膝上計(jì)算機(jī)、智能電話和智能平板)中，電池在電力驅(qū)動(dòng)汽車(例如，電動(dòng)汽車(EV)、混合電動(dòng)汽車(HEV)和插電式混合電動(dòng)汽車(PHEV))、高容量能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ESS)等中也迅速普及。

電池通過開關(guān)元件連接至外部電力線。開關(guān)元件通過控制信號被導(dǎo)通或斷開。

當(dāng)開關(guān)元件被導(dǎo)通時(shí)，使得能夠關(guān)聯(lián)于電力線進(jìn)行電池的充電或放電。否則，當(dāng)開關(guān)元件被斷開時(shí)，與電力線的系統(tǒng)連接被切斷并且充電或放電因此被中斷。

當(dāng)開關(guān)元件出現(xiàn)故障時(shí)，電池的外部連接可能無法被正確控制。開關(guān)元件的故障分為短路故障和開路故障。

短路故障是指其中開關(guān)元件無論控制信號如何都始終保持在導(dǎo)通狀態(tài)的故障。另一方面，開路故障則是指其中開關(guān)元件無論控制信號如何都始終保持在斷開狀態(tài)的故障。

在以上所描述的開關(guān)元件的故障中，短路故障更加嚴(yán)重。短路故障由各種原因所導(dǎo)致。例如，在諸如繼電器的機(jī)械開關(guān)元件中，短路故障可能會(huì)在接觸點(diǎn)被熔融從而形成相互接觸時(shí)發(fā)生。作為另一個(gè)示例，在諸如固態(tài)繼電器(SSR)的半導(dǎo)體開關(guān)中，短路故障可能會(huì)在絕緣由于半導(dǎo)體材料的特性退化而永久性地被破壞并且閾值電壓因此過度下降時(shí)發(fā)生。

短路故障導(dǎo)致電池的過度充電或過度放電。過度充電和過度放電不僅使得電池的性能退化而且還導(dǎo)致過熱，以及在更壞的情況下導(dǎo)致電池爆炸。

因此，需要一種檢測開關(guān)元件的短路故障并且適當(dāng)解決短路故障的技術(shù)。

開關(guān)元件的短路故障可以通過測量開關(guān)元件的兩個(gè)端子末端的電壓而輕易地診斷。也就是說，雖然斷開控制信號被應(yīng)用于開關(guān)元件，但是如果開關(guān)元件的兩個(gè)端子末端之間的電壓接近于零，則可以診斷開關(guān)元件存在短路故障。

開關(guān)元件的兩個(gè)端子末端之間的電壓接近于零的事實(shí)意味著開關(guān)元件并未對斷開控制信號作出響應(yīng)并且始終保持在導(dǎo)通狀態(tài)。

以上所描述的故障診斷方法可以具有簡單的算法，但是在電池被連接至直流(DC)并聯(lián)鏈路節(jié)點(diǎn)并且DC并聯(lián)鏈路節(jié)點(diǎn)的電壓與電池的電壓基本相同時(shí)的情況下卻可能無法應(yīng)用。

DC并聯(lián)鏈路節(jié)點(diǎn)的示例包括在不同類型的兩個(gè)電池并聯(lián)連接時(shí)兩個(gè)電池之間的并聯(lián)連接節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)電池通過開關(guān)元件連接至DC并聯(lián)鏈路節(jié)點(diǎn)時(shí)，雖然開關(guān)元件在正常情況下被斷開，但是DC并聯(lián)鏈路節(jié)點(diǎn)的電壓被施加于開關(guān)元件的外部節(jié)點(diǎn)并且電池的電壓被施加到開關(guān)元件的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。然而，由于DC并聯(lián)鏈路節(jié)點(diǎn)的電壓和電池的電壓之間沒有或者幾乎沒有差異，所以開關(guān)元件的兩個(gè)端子末端之間的電壓差基本上具有接近于零的數(shù)值。因此，即使在開關(guān)元件并不存在短路故障時(shí)，它也可能被不正確地診斷為已經(jīng)發(fā)生了短路故障。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題