電壓采集線開路故障檢測設備和方法及電池管理系統技術方案

本發明專利技術提供一種電壓采集線開路故障檢測設備和方法及電池管理系統。該設備包括：N個電池均衡電路，每一個電池均衡電路與每一電池并聯，N個診斷電阻器，分別安裝在每一電池均衡電路與對應的電池的陽極之間，電壓測量單元，與電壓測量單元通信連接的電池管理單元，電池管理單元根據電壓測量單元測量的待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通或斷開時對應的電池電壓診斷待檢測電壓采集線是否發生異常，實現了電壓采集線是否出現開路故障的有效診斷，從而提高了電池使用壽命及電池管理系統的工作可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電池管理
，尤其涉及一種電壓采集線開路故障檢測設備和方法及電池管理系統。
技術介紹
面對資源緊缺與環境保護問題，電動汽車作為新一代的交通工具，在節能減排、減少人類對傳統化石能源的依賴方面具備傳統汽車不可比擬的優勢。發展電動汽車成為汽車工業發展的主流趨勢。電池管理系統性能的優劣會嚴重影響電池安全和整車控制策略的執行，因此必須對電池管理系統進行故障診斷，以便整車控制系統根據當前的電池管理系統的狀態優化整車控制策略，提高整車的動力性和行車安全性。電池管理系統一般包括串聯連接的多個電池組成的電池組、用于測量每一個電池電壓的電壓測量單元以及控制單元等，電池之間以及電池與電源之間均通過電壓采集線連接，電壓采集線開路故障是電池管理系統故障中的一種。如何對電壓采集線開路故障進行診斷，是一個需要解決的問題。
技術實現思路
本專利技術提供一種電壓采集線開路故障檢測設備和方法及電池管理系統，可實現有效地對電壓采集線開路故障進行診斷，確定電壓采集線是否存在異常，提高電池使用壽命及電池管理系統的工作可靠性。本專利技術提供一種電壓采集線開路故障檢測設備，包括：N個電池均衡電路，每一個電池均衡電路與每一電池并聯，N為正整數；N個診斷電阻器，分別安裝在每一電池均衡電路與對應的電池的陽極之間；電壓測量單元，用于測量電池電壓并與電池管理系統通信，接收電池管理單元發送的控制命令，根據接收的控制命令測量待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通或斷開時對應的電池電壓；與所述電壓測量單元通信連接的所述電池管理單元，用于向所述電壓測量單元發送接通或斷開所述待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路的控制命令，接收所述電壓測量單元測量的所述待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通和斷開時分別對應的電池電壓，并根據兩次測量的電池電壓確定所述待檢測電壓采集線是否異常。如上所述的設備，所述電池均衡電路包括：第一電阻、第二電阻和場效應晶體管，所述第一電阻連接所述場效應晶體管的源級，所述第二電阻連接所述場效應晶體管的柵極。如上所述的設備，所述待檢測電壓采集線為第二個電壓采集線CV1時，所述電池管理單元具體用于：向所述電壓測量單元發送Q1導通、Q2截止的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Q1導通、Q2截止時的第一個電池兩端的電壓Vcell1-1和第二個電池兩端的電壓Vcell2-1，其中，Q1為第一個電池均衡電路中的場效應晶體管，Q2為第二個電池均衡電路中的場效應晶體管；向所述電壓測量單元發送Q1截止、Q2導通的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Q1截止、Q2導通時的第一個電池兩端的電壓Vcell1-2和第二個電池兩端的電壓Vcell2-2；計算第一個電池兩端的兩次電壓變化值Rcell1＝(Vcell1_2-Vcell1_1)/Vcell1_1，當Rcell1大于第一預設閾值時，判定CV1開路故障，否則判定CV1正常。如上所述的設備，所述待檢測電壓采集線為第n個電壓采集線CVn時，n＞1，所述電池管理單元具體用于：確定CVn-1是否正常，若CVn-1正常，則采用與檢測CV1相同的方法檢測CVn；若CVn-1開路，則按照如下方法檢測CVn：依次檢查CVn-2至CV0中的電壓采集線直到檢查到第一個正常的電壓采集線CVn-1-a，向所述電壓測量單元發送Qn+1截止、Qn～Qn-a導通的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Qn+1截止、Qn～Qn-a導通時的第n-a個至第n個電池兩端的電壓，其中，Qn+1為第n+1個電池均衡電路中的場效應晶體管，Qn為第n個電池均衡電路中的場效應晶體管，Qn-a為第n-a個電池均衡電路中的場效應晶體管；向所述電壓測量單元發送Qn+1導通、Qn～Qn-a截止的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Qn+1導通、Qn～Qn-a截止時的第n-a個至第n個電池兩端的電壓；計算兩次測量電壓變化值：當Rcelln大于第二預設閾值時，判定CVn開路故障，否則判定CVn正常。本專利技術還提供一種電壓采集線開路故障檢測方法，用于電壓采集線開路故障檢測設備中，所述電壓采集線開路故障檢測設備至少包括N個電池均衡電路、N個診斷電阻器和電壓測量單元，所述方法包括：向所述電壓測量單元發送接通或斷開待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路的控制命令，以使所述電壓測量單元測量所述待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通或斷開時分別對應的電池電壓；接收所述電壓測量單元測量的所述待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通和斷開時分別對應的電池電壓；根據兩次測量的電池電壓確定所述待檢測電壓采集線是否異常。如上所述的方法，所述電池均衡電路包括：第一電阻、第二電阻和場效應晶體管，所述第一電阻連接所述場效應晶體管的源級，所述第二電阻連接所述場效應晶體管的柵極。如上所述的方法，所述待檢測電壓采集線為第二個電壓采集線CV1時，所述向電壓測量單元發送接通或斷開待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路的控制命令，包括：向所述電壓測量單元發送Q1導通、Q2截止的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Q1導通、Q2截止時的第一個電池兩端的電壓Vcell1-1和第二個電池兩端的電壓Vcell2-1，其中，Q1為第一個電池均衡電路中的場效應晶體管，Q2為第二個電池均衡電路中的場效應晶體管；向所述電壓測量單元發送Q1截止、Q2導通的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Q1截止、Q2導通時的第一個電池兩端的電壓Vcell1-2和第二個電池兩端的電壓Vcell2-2；所述根據兩次測量的電池電壓確定所述待檢測電壓采集線是否異常，包括：計算第一個電池兩端的兩次電壓變化值Rcell1＝(Vcell1_2-Vcell1_1)/Vcell1_1，當Rcell1大于第一預設閾值時，判定CV1開路故障，否則判定CV1正常。如上所述的方法，所述待檢測電壓采集線為第n個電壓采集線線CVn時，n＞1，所述向電壓測量單元發送接通或斷開待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路的控制命令之前，還包括：確定CVn-1是否正常，若CVn-1正常，則采用與檢測CV1相同的方法檢測CVn；若CVn-1開路，則依次檢查CVn-2至CV0中的電壓采集線直到檢查到第一個正常的電壓采集線CVn-1-a；所述向電壓測量單元發送接通或斷開待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路的控制命令，包括：向所述電壓測量單元發送Qn+1截止、Qn～Qn-a導通的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Qn+1截止、Qn～Qn-a導通時的第n-a個至第n個電池兩端的電壓，其中，Qn+1為第n+1個電池均衡電路中的場效應晶體管，Qn為第n個電池均衡電路中的場效應晶體管，Qn-a為第n-a個電池均衡電路中的場效應晶體管；向所述電壓測量單元發送Qn+1導通、Qn～Qn-a截止的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Qn+1導通、Qn～Qn-a截止時的第n-a個至第n個電池兩端的電壓；所述根據兩次測量的電池電壓確定所述待檢測電壓采集線是否異常，包括：計算兩次測量電壓變化值：當Rcelln大于第二預設閾值時，判定CVn開路故障，否則判定CVn正常。本專利技術還提供一種電池管理系統，包括如上所述的電壓采集線開路故障檢測設備。本專利技術提供的電壓采集線開路故障檢測設備和方法及電池管理系統，該設備包括N個電池均衡電路，每一個本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電壓采集線開路故障檢測設備，其特征在于，包括：N個電池均衡電路，每一個電池均衡電路與每一電池并聯，N為正整數；N個診斷電阻器，分別安裝在每一電池均衡電路與對應的電池的陽極之間；電壓測量單元，用于測量電池電壓并與電池管理系統通信，接收電池管理單元發送的控制命令，根據接收的控制命令測量待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通或斷開時對應的電池電壓；與所述電壓測量單元通信連接的所述電池管理單元，用于向所述電壓測量單元發送接通或斷開所述待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路的控制命令，接收所述電壓測量單元測量的所述待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通和斷開時分別對應的電池電壓，并根據兩次測量的電池電壓確定所述待檢測電壓采集線是否異常。

【技術特征摘要】
1.一種電壓采集線開路故障檢測設備，其特征在于，包括：N個電池均衡電路，每一個電池均衡電路與每一電池并聯，N為正整數；N個診斷電阻器，分別安裝在每一電池均衡電路與對應的電池的陽極之間；電壓測量單元，用于測量電池電壓并與電池管理系統通信，接收電池管理單元發送的控制命令，根據接收的控制命令測量待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通或斷開時對應的電池電壓；與所述電壓測量單元通信連接的所述電池管理單元，用于向所述電壓測量單元發送接通或斷開所述待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路的控制命令，接收所述電壓測量單元測量的所述待檢測電壓采集線對應的電池均衡電路接通和斷開時分別對應的電池電壓，并根據兩次測量的電池電壓確定所述待檢測電壓采集線是否異常。2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述電池均衡電路包括：第一電阻、第二電阻和場效應晶體管，所述第一電阻連接所述場效應晶體管的源級，所述第二電阻連接所述場效應晶體管的柵極。3.根據權利要求2所述的設備，其特征在于，所述待檢測電壓采集線為第二個電壓采集線CV1時，所述電池管理單元具體用于：向所述電壓測量單元發送Q1導通、Q2截止的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Q1導通、Q2截止時的第一個電池兩端的電壓Vcell1-1和第二個電池兩端的電壓Vcell2-1，其中，Q1為第一個電池均衡電路中的場效應晶體管，Q2為第二個電池均衡電路中的場效應晶體管；向所述電壓測量單元發送Q1截止、Q2導通的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Q1截止、Q2導通時的第一個電池兩端的電壓Vcell1-2和第二個電池兩端的電壓Vcell2-2；計算第一個電池兩端的兩次電壓變化值Rcell1＝(Vcell1_2-Vcell1_1)/Vcell1_1，當Rcell1大于第一預設閾值時，判定CV1開路故障，否則判定CV1正常。4.根據權利要求2所述的設備，其特征在于，所述待檢測電壓采集線為第n個電壓采集線CVn時，n＞1，所述電池管理單元具體用于：確定CVn-1是否正常，若CVn-1正常，則采用與檢測CV1相同的方法檢測CVn；若CVn-1開路，則按照如下方法檢測CVn：依次檢查CVn-2至CV0中的電壓采集線直到檢查到第一個正常的電壓采集線CVn-1-a，向所述電壓測量單元發送Qn+1截止、Qn～Qn-a導通的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Qn+1截止、Qn～Qn-a導通時的第n-a個至第n個電池兩端的電壓，其中，Qn+1為第n+1個電池均衡電路中的場效應晶體管，Qn為第n個電池均衡電路中的場效應晶體管，Qn-a為第n-a個電池均衡電路中的場效應晶體管；向所述電壓測量單元發送Qn+1導通、Qn～Qn-a截止的控制命令，以使所述電壓測量單元測量Qn+1導通、Qn～Qn-a截止時的第n-a個至第n個電池兩端的電壓；計算兩次測量電壓變化值：當Rcelln大于第二預設閾值時，判定CVn開路故障，否則判定CVn正常。5.一種電壓采集線開路故障檢測方法，其特征在于，用于電壓采集線開路故障檢測設備中，所述電壓采集線開路故障檢測設備至少包括N個電池均衡電路、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜科，林勇剛，王海龍，
申請(專利權)人：北京海博思創科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11