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一些最近几年有意思的BMS相关专利学习分析

1月前浏览2260

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。

在宁德时代的专利《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,其具体方案如下图: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,如下图。

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。

来源:新能源BMS
电源电路通用汽车芯片通信控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-11
最近编辑:1月前
胡摇扇
新能源BMS
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BMS上的小信号继电器拆解学习与分析(上)HFD3-VI拆解

今天一起学习下小信号继电器的知识。BMS上面使用的开关器件有几种,典型的是PHOTOMOS、干簧管等,现在逐渐把小信号继电器也用了起来,主要目的是为了降本,所以有必要仔细了解下小信号继电器的结构组成;目前常见的小信号继电器来自于宏发,具体应用在车载BMS的型号是HFD3-VI和HFD39两个系列,今天就准备拆一下它们。下面先看下HFD3-VI系列产品,具体型号为HFD3-VI/4.5,它有6个引脚,除去线圈2个引脚外,另外4个引脚为触点,共有2组常开触点,属于单稳态继电器,即线圈激励时触点动作,去掉激励时触点恢复原状。因其整体都是密封的,我们用工具将其上端剪开,露出了内部结构如下图:虽然整体是密封的,但内部不是抽真空的,也不是充惰性气体,而是充空气的。露出部分包括了衔铁、铜片以及固定焊接点;其中铜片分为独立的上下两个,动触点在铜片的背面;固定的焊接点一是起到固定作用,二是将动触点通过铜片与固定焊接点形成电气导通;铜片除了连接触点外,还起到了弹簧的作用。这个继电器在线圈未通电状态下,其衔铁是左低右高的,这样来保持一个触点常开的状态,如下图。接着,我们将上部的衔铁部分整体拆下来,露出了下面的静触点与注塑起来的铁芯,其中衔铁左右端部与下面的铁芯两侧垂直对齐。我们继续看衔铁部分,其背面如下图所示:在铜片的背面焊接了动触点,其触点材料为AgNi+镀金,一共有8处;在衔铁背面还布置了一个永磁铁,二者通过胶水粘在一起;另外,在衔铁的右侧会发现单独有一个金属片,这个金属片作用是用来隔磁。所以这样的结构就解释了在线圈未通电时,为什么衔铁是一边低一边高,可能是这样的原理:即永磁铁的磁场将衔铁磁化,使衔铁带了磁性,这样就会吸引下方的铁芯,因为衔铁右侧端部上面布置了金属片,其将永磁铁产生的磁性隔绝了,所以只有衔铁的左侧端部对下面的铁芯有吸引作用,设计很巧妙。我们继续看看剩下的铁芯、静触点部分,可以看到四周的外壳是可分离的,但是内部包括线圈、铁芯都注塑在了一起。用工具将四周的外壳剥离后,如下图:黑色部分为密封胶,它将外壳与注塑件部分密封在一起,从侧壁还可以观察到引脚连接到了触点和焊接点位置。进一步将其破坏后,可以把铁芯与线圈拆出来,如下图。总结:以上所有,仅供参考。来源:新能源BMS

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