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    • 一、关于网络变压器断线检测的专利
    • 二、关于负极继电器粘连检测的专利
    • 三、关于绝缘检测的专利
    • 四、关于低成本高压采样的方案
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一些最近几年有意思的BMS相关专利学习分析

09/05 12:50
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最近开学季,家里的娃也上幼儿园了,白天工作溜号时总是惦记娃在学校里怎么怎么样,晚上一回到家里又互相嫌弃,日子挺充实的哈。

最近一段时间工作内容挺丰富的,电流采样精度提高继续在调试,另外又弄了几天专利分析,从中发现了一些新的东西或有意思的地方,今天分享出来一起看下。

一、关于网络变压器断线检测的专利

众所周知,用于AFE之间通信的器件叫做网络变压器,其失效模式主要为断线,原因可能有多种,例如变压器生产过程中的绕线方式、拉力控制、或者热冲击情况下的应力拉扯,其失效后影响比较严重,造成车辆不能正常运行。

宁德时代的专利《CN115825794 电芯采样电路、电路故障预警方法及电池管理系统》中,提到了一个用于菊花链网络变压器的断线检测方法,通过检测变压器的线圈电阻来判断其是否有断线的风险;具体方法倒比较简要,类似于NTC检测电路,通过上拉电源与电阻分压,让AFE去采集这个分压值,进而计算出线圈电阻大小,然后做一些诊断策略。

二、关于负极继电器粘连检测的专利

之前总结过负极继电器粘连检测的一些专利方案,这次看几个不同的,在上汽通用五菱的专利《CN107942243A 继电器粘连检测电路和检测方法》中介绍了一种利用绝缘电阻来检测继电器粘连的故障,方案如下图:简要讲就是在继电器后端布置了固定阻值的电阻桥,然后人为将其并联到绝缘电阻的位置,当某个继电器粘连时,这个电阻桥就会影响电池端的绝缘检测结果。

在深蓝汽车的专利《CN116540087 一种继电器检测电路及方法》中介绍了这样一种方法,具体方案如下图:简要讲是利用一串电阻同时连接到电池正负极以及继电器的后端,这样主正、主负继电器闭合后就会参与分压,会影响观测点的电压大小,从根本上讲是一种有源注入法;关于负极继电器粘连诊断的有源注入方法,我后面会单独总结一章,因为我发现里面有些事情是值得探讨的。

在苏州时代的专利《CN117590217A 用于电动车辆的主负继电器粘连检测系统及检测方法》中,此负极继电器粘连检测方案为通过控制继电器的时序来实现,如下图:简要讲就是通过闭合预充继电器,然后采集X电容两端的电压值,通过此电压值来判断负极继电器是否粘连,这种类似方案其实一直存在,主负可以诊断出来,但是快充负比较困难。

三、关于绝缘检测的专利

在专利《CN117250529A 动力电池绝缘检测装置、系统、方法及电池包》中,其方案框图如下:简要讲这个电阻桥使用一个开关就可以满足两种状态切换,如图中的S1断开时,电阻R1与R2作为上桥臂,R4与R4作为下桥臂;当S1闭合时,电阻R1连接到了电池正负极两端,而负桥臂变成了R2与R3+R4的并联值,正桥臂悬空。

这种架构在BJB芯片的手册中也有类似的应用,这种方案主要好处就是可以节省开关。

当然,也有一些变形方案,例如在专利《CN112285500A 一种绝缘检测电路及其控制方法》中,将开关布置在R2两端。

四、关于低成本高压采样的方案

在宁德时代的专利《CN107526041A 电池检测电路和电池管理系统》中,有一种极致降本的方案,方案框图如下:将高压采样、绝缘检测、粘连检测都集成到了一起,并且参考平面放置到低压地上,在前面有篇文章《BMS上使用低压地作为参考平面的高压采样方案分析》中介绍过这种方案的优点,感兴趣可以看下。

总结:

我发现天赋不够,靠数量也可以取胜;以上所有,仅供参考。

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公众号“新能源BMS”主笔,从事新能源汽车电池系统设计工作,具体为BMS硬件设计工作将近10年,在几个大的主机厂都工作过;希望通过文字,把一些设计经验和总结分享给大家,共同成长。