高压配电控制系统及高压配电控制方法与流程

1.本发明涉及高压配电技术领域，具体而言，涉及一种高压配电控制系统及高压配电控制方法。


背景技术：

2.现有技术中，高压配电系统存在零部件载流能力不足的风险，现有的高压配电盒内部零件温度升高时，无法准确检测到高压配电系统内元器件的异常并采取相应的措施，导致高压配电系统存在安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种高压配电控制系统及高压配电控制方法，以实现综合冷却液温度、电流以及各元器件电连接点的温度判定高压回路是否出现异常，从而确保高压回路安全的效果。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高压配电控制系统，包括：电池包断路单元，包括继电器、熔断器、电流传感器以及冷却回路，电流传感器用于检测电池模组的电流；温度检测单元，用于检测冷却回路内的冷却液温度以及继电器、熔断器、传感器的电连接点温度；电池控制器，与温度检测单元和电流传感器均连接，电池控制器用于对继电器回路、高压回路和冷却回路进行控制。
5.根据本发明的另一个方面，提供了一种高压配电控制方法，采用上述的高压配电控制系统进行控制，高压配电控制方法包括：检测电池包断路单元的冷却回路内的冷却液温度；获取电池模组的电流；获取电池包断路单元内元器件的电连接点温度，元器件包括继电器、熔断器和电流传感器；根据冷却液温度、电流和元器件的电连接点温度，对继电器回路、高压回路和冷却回路进行控制。
6.进一步地，高压配电控制方法还包括判断元器件上不同位置处的两个电连接点温度是否均大于第一阈值，如果是，则进行第一判断步骤；如果否，则重复执行获取电池包断路单元内元器件的电连接点温度的步骤，其中，元器件包括继电器、熔断器和电流传感器中至少之一。
7.进一步地，第一判断步骤包括判断两个电连接点温度之间的差值是否大于或等于a℃，当元器件上两个电连接点温度均超过第一阈值时，高压配电控制方法还包括检测冷却液温度和流量是否正常的步骤。
8.进一步地，检测冷却液温度和流量是否正常需要满足的前提条件是：继电器、熔断器和电流传感器中的任何一个的两个电连接点温度之间的差值大于或等于a℃；当冷却液温度和流量中至少之一不正常时，则执行增大冷却回路内冷却液流量的步骤，并重复执行获取各元器件的电连接点温度的步骤。
9.进一步地，当冷却液温度处于-40℃-40℃，冷却液流量处于5-15l/min，且继电器、熔断器和传感器中至少之一的两个电连接点温度均大于第一阈值时，则上报电池管理系统
并执行减小回路内电流的步骤。
10.进一步地，在减小回路内电流的步骤之后，高压配电控制方法还包括：判断继电器、熔断器和传感器中至少一个的两个电连接点温度是否均大于第二阈值，如果是，则执行切断继电器回路的步骤，其中，第二阈值大于第一阈值。
11.进一步地，当继电器、熔断器和传感器中一个器件上不同位置的两个电连接点温度之间的差值大于或等于a℃，则认为是采样传感器出现故障或器件的电连接处异常；当继电器、熔断器和传感器中至少两个器件上不同位置的两个电连接点温度之间的差值均大于或等于a℃，则认为是温升异常。
12.进一步地，在切断继电器回路的步骤之后，高压配电控制方法还包括检测电池模组回路内电流是否大于预设值的步骤，如果是，则激活熔断器。
13.进一步地，高压配电控制方法还包括将温升异常、采样传感器异常以及元器件的电连接处异常的步骤形成故障码进行存储的步骤。
14.应用本发明的技术方案，高压配电控制系统采用水冷的形式，通过设置冷却回路，能够实现对电池包断路单元内的元器件和电池模组进行冷却的效果，从而可以避免高压配电控制系统内的元器件由于载流能力不足导致温度过高的问题；温度检测单元包括多个温度检测件，多个温度检测件能够分别检测冷却液温度、继电器电连接点的温度、熔断器电连接点的温度以及传感器电连接点的温度，其中，继电器电连接点、熔断器电连接点以及传感器电连接点各设置了两个温度检测件，这样，当其中一个用于检测温度的采样传感器发生故障时，可以避免温度检测的结果不准确。电池控制器能够根据采集到温度检测单元检测到的温度以及电流传感器检测到的电流综合判断高压回路是否出现异常以及出现哪种异常，电池控制器能够控制激励熔断器切断继电器回路，从而确保继电器回路的安全。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
16.图1示出了根据本发明的高压配电控制系统的实施例的拓扑原理图；
17.图2示出了根据本发明的图1的高压配电控制系统的电池包断路单元的结构示意图；
18.图3示出了根据本发明的高压配电控制方法的实施例的逻辑图；以及
19.图4示出了根据本发明的图3的高压配电控制方法的实施例的流程图。
20.其中，上述附图包括以下附图标记：
21.1、bdu主体；2、冷却回路；3、电池模组；4、熔断器；5、电池管理系统(bms)；6、整车控制器。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
23.如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种高压配电控制系统。高压配电控制系统包括电池包断路单元、温度检测单元和电池控制器，其中，电池包断路单元包括继电
2。这样，可以分别检测不同器件上的两个电连接点的温度，方便进行后续的控制方法。
35.如图4所示，在本发明的实施例中，高压配电控制方法还包括判断元器件上不同位置处的两个电连接点温度是否均大于第一阈值，如果是，则进行第一判断步骤；如果否，则重复执行获取电池包断路单元内元器件的电连接点温度的步骤，其中，元器件包括继电器、熔断器和电流传感器中至少之一。
36.需要说明的是，元器件指的是电池包断路单元内的继电器、熔断器和电流传感器，多个元器件分别同时进行上述判断步骤。以上就是说，高压配电控制方法包括：
37.s10:判断继电器上不同位置处的两个电连接点温度是否均大于第一阈值(即继电器第一阈值)，如果是，则执行继电器判断步骤，如果否，则重复执行继电器上的电连接点温度的步骤；
38.s20:判断熔断器上不同位置处的两个电连接点温度是否均大于第一阈值(熔断器第一阈值)，如果是，则执行熔断器判断步骤，如果否，则重复执行熔断器上的电连接点温度的步骤；
39.s30:判断电流传感器上不同位置处的两个电连接点温度是否均大于第一阈值(电流传感器第一阈值)，如果是，则执行电流传感器判断步骤，如果否，则重复执行电流传感器上的电连接点温度的步骤；
40.上述三个步骤s10、s20和s30是并行进行的，相互之间没有先后顺序关系。
41.需要说明的是，每个元器件均具有对应的第一阈值，各个元器件对应的第一阈值的大小不同。
42.在上述技术方案中，当元器件的两个电连接点温度中的至少一个小于或等于第一阈值时，元器件电连接点的温度没有异常，此时，只需重复执行获取电池包断路单元内元器件的电连接点温度的步骤；当元器件的两个电连接点温度均大于第一阈值时，元器件电连接点的温度出现异常，执行第一判断步骤。
43.如图4所示，在本发明的实施例中，当元器件上两个电连接点温度均超过第一阈值时，第一判断步骤包括判断两个电连接点温度之间的差值是否大于或等于a℃，如果是，则执行检测冷却液温度和流量是否正常的步骤。
44.在上述技术方案中，当元器件的两个电连接点的温度之间的差值大于或等于a℃时，也就是说元器件的两个电连接点的温度均超过第一阈值，并且两个电连接点的温度相差较大时，说明该元器件电连接点出现异常，为了进一步判断出现异常的原因并采取相应的保护措施，高压配电控制方法执行检测冷却液温度和流量是否正常的步骤。
45.可选地，a℃大于4℃且小于或等于7℃。
46.优选地，a℃为5℃。
47.需要说明的是，在上述技术方案中，多个元器件分别进行上述判断步骤，也就是说，当继电器、熔断器和电流传感器中的任何一个的两个电连接点温度之间的差值大于或等于a℃时，均需要执行检测冷却液温度和流量是否正常的步骤。
48.如图4所示，在本发明的实施例中，当冷却液温度和流量中至少之一不正常时，则执行增大冷却回路内冷却液流量的步骤，并重复执行获取各元器件的电连接点温度的步骤。
49.需要说明的是，当冷却液温度大于-40℃且小于40℃时为正常，冷却液流量大于
5l/min且小于15l/min时为正常。
50.优选地，冷却液流量为10l/min。
51.在上述技术方案中，当某一元器件(比如，继电器或者熔断器或者电流传感器)的两个电连接点的温度之间的差值小于a℃时，并且冷却液温度和流量不正常时(即冷却液温度小于-40℃或者大于40℃，或者冷却液流量小于5l/min或者大于15l/min时)，也就是说元器件的两个电连接点的温度均超过第一阈值，但两个电连接点的温度相近时，说明冷却液出现异常导致该元器件温度过高，此时只需增大冷却回路内冷却液流量以对元器件进行降温，从而即可实现确保继电器回路安全的效果。
52.如图4所示，在本发明的实施例中，当冷却液温度处于-40℃-40℃，冷却液流量处于5-15l/min，且继电器、熔断器和传感器中至少之一的两个电连接点温度均大于第一阈值时，则上报电池管理系统并执行减小回路内电流的步骤。
53.通过上述设置，当冷却液温度和流量均正常，而至少一个器件电连接点的温度仍高于第一阈值时，首先上报电池管理系统，并且执行减小回路电流的步骤，以限制回路的功率，从而实现保护继电器回路的效果。
54.如图4所示，在本发明的实施例中，在减小回路内电流的步骤之后，高压配电控制方法还包括：判断继电器、熔断器和传感器中至少一个的两个电连接点温度是否均大于第二阈值，如果是，则执行切断继电器回路的步骤，其中，第二阈值大于第一阈值。
55.在上述技术方案中，当冷却液温度和流量正常时，高压配电控制方法对继电器、熔断器和传感器的电连接点的温度再次进行综合判断，具体地，分别判断上述三个元器件中的两个电连接点的温度是否大于第二阈值。
56.若继电器的两个电连接点温度在短时间内(比如，5s内)上升到大于其的第二阈值，或者继电器的两个电连接点温度以及熔断器的两个电连接点温度均在短时间内(比如，5s内)上升到大于各自对应的第二阈值，高压配电控制方法执行切断继电器回路的步骤；若在减小回路电流后，继电器、熔断器和传感器中的至少一个器件的两个电连接点温度还在持续上升(比如，温度上升的速率大于或等于0.5℃/s)至大于第二阈值，也需要执行切断继电器回路的步骤，从而实现保护高压回路的效果。
57.如图4所示，在本发明的实施例中，当继电器、熔断器和传感器中一个器件上不同位置的两个电连接点温度之间的差值大于或等于a℃，则认为是采样传感器出现故障或器件的电连接处异常；当继电器、熔断器和传感器中至少两个器件上不同位置的两个电连接点温度之间的差值均大于或等于a℃，则认为是温升异常。
58.在上述技术方案中，“至少两个”指的是两个或者三个器件，比如，当继电器的两个电连接点的温度之间的差值大于或等于a℃，并且熔断器和传感器的两个电连接点的温度之间的差值均小于a℃时，可以认为是继电器的采样传感器出现故障或者继电器的电连接处出现异常；当继电器和熔断器的两个电连接点的温度之间的差值均大于或等于a℃，此时，无论电流传感器的两个电连接点的温度之间的差值是否大于或等于a℃，可以认为是继电器回路出现温升异常，需要上报bms，由bms限制功率并增大冷却流量，如果在一定的时间内(比如，5秒内)，继电器和熔断器的温度仍未下降，则需要执行切断继电器回路的步骤，以保护高压回路的安全。
59.如图4所示，在本发明的实施例中，在切断继电器回路的步骤之后，高压配电控制
方法还包括检测电池模组回路内电流是否大于预设值的步骤，如果是，则激活熔断器。
60.在上述技术方案中，电池模组回路内电流的预设值范围为-500a～1500a，高压回路电流大于1500a时，执行激活熔断器的步骤，从而确保高压配电控制系统的安全。
61.由上述可知，本发明及本发明的实施例中，高压配电控制方法具有以下优点：
62.1、电池管理系统可通过检测冷却液温度、电池电流以及三个元器件(继电器、熔断器和电流传感器)的电连接点温度，综合判定处元器件或电连接异常，并可通过激活激励熔断器实现高压回路切断，保证高压电连接回路安全；
63.2、可实时检测熔断器和继电器的电连接点温度并存储至存储单元，综合判断相同工况下是否出现温度上升的情况，实现熔断器和继电器的寿命监测功能。
64.如图4所示，在本发明的实施例中，高压配电控制方法还包括将温升异常、采样传感器异常以及元器件的电连接处异常的步骤形成故障码进行存储的步骤。
65.在上述技术方案中，高压配电控制方法能够将各种故障情况下对应的电流值和温度值以及故障形式形成数据库，其中，故障形式还包括元器件温度升高(即，只需增大冷却液流量时对应的元器件的电连接点温度的情况)。这样，便于工作人员进行信息调用，以判断故障形式或者监测高压配电控制系统中元器件的使用寿命。
66.本发明的实施例还包括一种混合动力车辆，混合动力车辆用于执行上述的高压配电控制方法。
67.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：高压配电控制系统采用水冷的形式，通过设置冷却回路，能够实现对电池包断路单元内的元器件和电池模组进行冷却的效果，从而可以避免高压配电控制系统内的元器件由于载流能力不足导致温度过高的问题；温度检测单元包括多个温度检测点，多个温度检测点能够分别检测冷却液温度、继电器电连接点的温度、熔断器电连接点的温度以及传感器电连接点的温度，其中，继电器电连接点、熔断器电连接点以及传感器电连接点各设置了两个温度检测点，这样，当其中一个用于检测温度的采样传感器发生故障时，可以避免温度检测的结果不准确。电池控制器能够根据采集到温度检测单元检测到的温度以及电流传感器检测到的电流判断继电器回路是否出现异常以及出现哪种异常，当继电器回路出现异常时，电池控制器能够控制激励熔断器切断继电器回路，从而确保继电器回路的安全。当元器件上两个电连接点温度均超过第一阈值时，第一判断步骤包括判断两个电连接点温度之间的差值是否大于或等于a℃，如果是，则执行检测冷却液温度和流量是否正常的步骤。当冷却液温度和流量不正常时，则执行增大冷却回路内冷却液流量的步骤，并重复执行获取各元器件的电连接点温度的步骤；当冷却液温度和流量正常时，分别判断三个元器件中的两个电连接点的温度是否大于第二阈值。当继电器、熔断器和传感器中一个器件上不同位置的两个电连接点温度之间的差值大于或等于a℃，则认为是采样传感器出现故障或器件的电连接处异常；当继电器、熔断器和传感器中至少两个器件上不同位置的两个电连接点温度之间的差值均大于或等于a℃，则认为是温升异常。
68.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。