一种动力电池系统电连接可靠性检测装置、系统和方法与流程

1.本发明涉及电动汽车动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池系统电连接可靠性检测装置、系统和方法。


背景技术：

2.随着新能源行业的高速发展，电动汽车销量在2020年达到了136.7万辆，在汽车销量逐步提升的过程中，新能源汽车的安全问题也随着体量的增大被逐步暴露出来。其中动力电池作为电动汽车最核心的三大零部件之一，作为电动汽车的动力源，其组成方式多由锂离子电池串联或并联组成，因锂离子电池安全性能较低，因此动力电池的安全性能基本决定了整车电动汽车的安全性能。
3.当前动力电池的组成方案有“电芯-模组-pack”、“ctp”等，为了满足电动汽车高电压需求，动力电池多由模组串联组成通过铜排或铝牌连接。因此在正常状态下，动力电池个高压连接点处应保持较高一致性，避免松动带来拉弧、连接内阻过大等问题。在动力电池的实际使用工况中，车辆长期处于颠簸、振动等恶劣工况，动力电池高压连接处很容易发生连接松动的失效现象，严重时可能导致安全风险。
4.关于动力电池系统的电连接可靠性检测，目前检测手段有：1)在电池生产过程中，通过对每一个高压连接点的扭力控制来把握电连接可靠性；2)电池成组后，对动力电池系统进行总直流内阻进行检测。以上两种检测方式完全依赖于制作时固定扭矩工装的一致性水平，无法保证在整车运行过程中出现电连接的可靠性问题，及时发现并采取相应的措施。


技术实现要素：

5.针对现有技术中动力电池连接点失效位置无法检测问题，本发明提出一种动力电池系统电连接可靠性检测装置、系统和方法，通过薄片压力传感器对电池高压连接电进行监测，能有效监测高压连接点可靠性，弥补了动力电池系统在使用过程中对高压连接可靠性的实时监测，避免了因高压连结松动带来的安全隐患。
6.为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
7.一种动力电池系统电连接可靠性检测装置，动力电池系统由多个电池模组串联形成，每两个电池模组通过高压连接铜排进行连接，在所述每个电池模组的极耳处集成有压力传感器。
8.优选的，所述压力传感器具有唯一编号。
9.优选的，所述电池模组极耳的面积大于导流面积和压力传感器的面积，高压连接铜排的横截面积大于导流面积和压力传感器的面积。
10.本发明还提供一种动力电池系统电连接可靠性检测系统，包括压力采集模块、故障等级判断模块、报警模块；
11.所述压力采集模块，用于采集每个压力传感器的压力数据；
12.所述故障等级判断模块，用于根据压力数据判断动力电池系统是否出现故障以及
故障等级；
13.所述报警模块，用于根据故障等级发出对应的报警提示。
14.优选的，当压力数据大于第一预设值时，动力电池系统为正常状态；当压力数据小于或等于第一预设值且大于第二预设值时，报警模块上报一级故障；当压力数据小于或等于第二预设值时，报警模块上报二级故障。
15.优选的，还包括调整模块，用于根据故障等级对动力电池系统进行对应调整；若故障等级为一级，则根据动力电池当前的输出功率和预先存储的功率调整对照表，调整动力电池系统的输出功率，并提醒用户到最近维修点进行检修；故障等级为二级，则断开动力电池系统，整车下电。
16.本发明提供一种动力电池系统电连接可靠性检测方法，包括以下步骤：
17.s1：对动力电池系统进行低压上电，动力电池系统开始自检，若自检不通过则下电，若自检通过则进入s2；
18.s2：对动力电池系统进行高压上电，采集压力传感器的压力数据，并判断和输出动力电池系统的状态。
19.优选的，所述s2中，动力电池系统的状态的判断为：
20.当压力数据大于第一预设值时，动力电池系统为正常状态；
21.当压力数据小于或等于第一预设值且大于第二预设值时，动力电池系统存在失效风险，上报一级故障，故障指示灯亮黄色，提醒用户进行检测；
22.当压力数据小于或等于第二预设值时，动力电池系统已失效，上报二级故障，故障指示灯亮红色，提醒用户进行整车下电。
23.优选的，还包括s3：
24.若为一级故障，则根据动力电池当前的输出功率和预先存储的功率调整对照表，调整动力电池系统的输出功率，并提醒用户到最近维修点进行检修；
25.若为二级故障，则向电池管理系统请求断开动力电池系统，整车下电。
26.综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
27.1.使用压力传感器对动力电池系统高压连接可靠性进行监测，通过螺栓松动带来压力的变化判断动力电池系统的状态，能准确找到出现故障的位置；
28.2.通过压力检测，结合有效的诊断策略对动力电池系统进行相应调整，确保动力电池系统和用户的安全。
附图说明：
29.图1为根据本发明示例性实施例的一种动力电池系统电连接可靠性检测装置示意图。
30.图2为根据本发明示例性实施例的一种动力电池系统电连接可靠性检测系统示意图。
31.图3为根据本发明示例性实施例的一种动力电池系统电连接可靠性检测方法示意图。
具体实施方式
32.下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.如图1所示，本发明提供一种动力电池系统电连接可靠性检测装置，包括n个压力传感器，每个压力传感器具有唯一编号。
35.本实施例中，动力电池系统由多个电池模组串联形成，每两个电池模组通过高压连接铜排2进行连接。为检测可靠性，本发明在每个电池模组汇流极耳处激光焊接有压力传感器1(可采用薄片压力传感器)，即将压力传感器1和电池模组汇流极耳集成在一起。
36.当高压连接铜排和电池模组极耳处的螺栓出现松动时，压力会变小，当压力达到报警阈值时，上报相应故障，指引客户对动力电池系统进行调整。
37.本实施例中，电池模组极耳的面积大于导流面积和压力传感器1的面积，高压铜排2的面积大于导流面积和压力传感器1的面积(即电池模组极耳和高压铜排的接触位置为导流面积)，这样不影响高压铜排和模组极耳的电流传输能力。
38.当然，本实施例中，也可采用温度传感器，通过温度的变化对高压连接铜排的连接可靠性进行检测。
39.如图2所示，本发明提供一种动力电池系统电连接可靠性检测系统，包括一种动力电池系统电连接可靠性检测装置，还包括压力采集模块、故障等级判断模块、报警模块、调整模块和通信模块。
40.压力采集模块，用于采集每个压力传感器的压力数据并通过通信模块上传到整车控制器，便于发生故障时的问题排查；
41.故障等级判断模块，用于根据压力数据判断是否出现故障以及故障等级；
42.报警模块，用于根据故障等级发出对应的报警提示；
43.本实施例中，当压力数据大于第一预设值时，认为电连接情况为正常状态；当压力数据小于或等于第一预设值且大于第二预设值时，认为电连接存在失效风险，报警模块上报一级故障，；当压力数据小于或等于第二预设值(第二预设值小于第一预设值)时，认为电连接已失效，报警模块上报二级故障。
44.本实施例中，还包括调整模块，用于根据故障等级对动力电池系统进行对应调整。若故障等级为一级，则根据动力电池当前的输出功率和预先存储的功率调整对照表，调整动力电池系统的输出功率，并提醒用户到最近维修点进行检修；故障等级为二级，则向电池管理系统请求断开动力电池系统，整车下电。
45.如图3所示，本发明提供一种动力电池系统电连接可靠性检测方法，包括以下步骤：
46.s1：对动力电池系统进行低压上电，动力电池系统开始自检(例如动力电池系统电
压是否正常、动力电池系统通讯是否正常等)，若自检不通过(例如电压低于预设值)则下电，若自检通过则进入s2。这样先低压上电，可以提高动力电池系统的安全性，避免动力电池系统存在故障时高压上电出现重大事故(例如动力电池爆炸等)。
47.s2：对动力电池系统进行高压上电，采集压力传感器的压力数据，并判断和输出动力电池系统的状态：
48.当压力数据大于第一预设值时，动力电池系统为正常状态；
49.当压力数据小于或等于第一预设值且大于第二预设值时，动力电池系统存在失效风险，上报一级故障，故障指示灯亮黄色，提醒用户进行检测；
50.当压力数据小于或等于第二预设值(第二预设值小于第一预设值)时，动力电池系统已失效，上报二级故障，故障指示灯亮红色，提醒用户进行整车下电。
51.本实施例中还包括s3：
52.若故障等级为一级，则根据动力电池当前的输出功率和预先存储的功率调整对照表，调整动力电池系统的输出功率，并提醒用户到最近维修点进行检修；
53.若故障等级为二级，则向电池管理系统请求断开动力电池系统，整车下电。
54.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。