均衡电路的状态诊断电路及方法技术

本申请提供了一种均衡电路的状态诊断电路，调节电路的两端与电芯的正负极连接，检测电路与调节电路连接，控制模块两端分别与调节电路、信号处理电路连接，信号处理模块两端分别与检测电路、电源连接，将检测电路的输出信号调理为控制模块所能识别的对应检测信号。在状态诊断过程中，控制模块控制均衡电路开启或关闭，电池管理系统获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态，然后根据第一电压和第二电压之间的电压差、第一电平状态、第二电平状态，与预先设置的阈值以及对应均衡电路开闭状态的电平状态进行比对，从而识别均衡电路的具体状态，有效实现对均衡电路的状态监控。

State diagnosis circuit and method of equalization circuit

【技术实现步骤摘要】
均衡电路的状态诊断电路及方法
本申请涉及电池管理
，特别涉及一种均衡电路的状态诊断电路及方法。
技术介绍
由于锂离子电池具有体积小、高能量密度、高内阻、高电压、高循环次数和低自放电率等特性，因此，近几年来锂离子电池已广泛应用于电动车、交通轨道等场合。在应用中由于电池是由多节单体锂离子电池组合形成一个电池组，考虑到各个单体电池的不一致性，因此采取均衡措施使锂离子电池单体电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态。现有的电池管理系统没有对均衡电路本身做额外的诊断，只是依赖模拟采集前端(AFE)进行检测。而AFE本身的诊断功能并不能具体的诊断出均衡电路的异常状态，只能判断出均衡电路是否开启或关闭，无法有效实现对均衡电路的状态监控。
技术实现思路
本申请的主要目的为提供一种均衡电路的状态诊断电路及方法，旨在解决现有电池管理系统无法诊断出均衡电路的具体状态的弊端。为实现上述目的，本申请提供了一种均衡电路的状态诊断电路，包括信号处理电路、控制模块、至少两组检测电路和至少两组调节电路，一组所述检测电路和所述调节电路对应一个电芯；所述调节电路的两端与所述电芯的正负极连接，用于调节所述电芯的电压；所述检测电路与所述调节电路连接，用于判断所述调节电路的导通状态；所述控制模块一端与所述调节电路连接，另一端与所述信号处理电路连接，用于控制所述调节电路的调节动作和接收所述信号处理电路传输的检测信号；所述信号处理电路一端与所述检测电路连接，另一端与电源连接，用于将所述检测电路的输出信号调理为所述控制模块对应的所述检测信号。进一步的，所述调节电路包括诊断电阻、均衡开关管、第一二极管和均衡电阻；所述诊断电阻一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述均衡开关管连接，用于诊断所述均衡开关管是否发生动作；所述均衡开关管、所述第一二极管、所述均衡电阻、所述电芯的负极依次连接，所述均衡开关管和所述均衡电阻用于降低所述电芯的电压，所述第一二极管用于防止所述电芯的负极电流反灌。进一步的，所述均衡开关管为MOS管或三极管；所述均衡开关管为MOS管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的S极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的D极连接，所述控制模块与所述均衡开关管的G极连接；所述均衡开关管为三极管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的E极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的C极连接，所述控制模块与所述均衡开关管的B极连接。进一步的，所述检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、诊断开关管和第二二极管；所述诊断开关管为MOS管或三极管；所述诊断开关管为MOS管时，所述诊断开关管的D极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的G极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的S极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；所述诊断开关管为三极管时，所述诊断开关管的C极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的B极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的E极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；所述第一电阻的另一端与所述第二电阻连接；所述第二电阻的另一端与所述均衡开关管连接；所述第二二极管的负极与所述信号处理电路连接。进一步的，信号处理电路包括第四电阻、第五电阻、第一开关管和电容；所述第一开关管为MOS管或三级管；所述第一开关管为MOS管时，所述第一开关管的G极与所述第二二极管的负极连接，所述第一开关管的D极与所述第五电阻的一端、所述控制模块连接，所述第一开关管的S极接地；所述第一开关管为三极管时，所述第一开关管的B极与所述第二二极管的负极连接，所述第一开关管的C极与所述第五电阻的一端、所述控制模块连接，所述第一开关管的E极接地；所述第四电阻一端与所述第二二极管的负极连接，另一端接地；所述电容的一端与所述第二二极管的负极连接，另一端接地；所述第五电阻另一端与所述电源连接。进一步的，所述控制模块包括AFE和MCU，所述AFE和所述MCU信号连接；所述均衡开关管、所述第一开关管均为MOS管时，所述AFE与所述均衡开关管的G极连接，所述MCU与所述第一开关管的D极连接；所述均衡开关管、所述第一开关管均为三极管时，所述AFE与所述均衡开关管的B极连接，所述MCU与所述第一开关管的C极连接。本申请还提供了一种均衡电路的状态诊断方法，基于上述任一项中的均衡电路的状态诊断电路，所述方法包括：分别获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态；计算所述第一电压和所述第二电压之间的电压差；以所述电压差、所述第一电平状态和/或所述第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，得到所述均衡电路的状态。进一步的，所述以所述电压差、所述第一电平状态和/或所述第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，得到所述均衡电路的状态的步骤，包括：判断所述电压差是否小于阈值；若所述电压差小于阈值，则判断所述第一电平状态是否为高电平，或所述第二电平状态是否为低电平；若所述第一电平状态为高电平，则判定所述均衡电路的状态为开路；若所述第二电平状态为低电平，则判定所述均衡电路的状态为漏电。进一步的，所述判断所述电压差是否小于阈值的步骤之后，包括：若所述电压差不小于阈值，则判断所述第一电平状态和/或所述第二电平状态是否为低电平；若所述第一电平状态为低电平，则判定所述均衡电路的状态为正常开启；若所述第二电平状态为高电平，则判定所述均衡电路的状态为正常关闭。优选的，所述阈值为50mv。本申请中提供的一种均衡电路的状态诊断电路及方法，调节电路的两端与电芯的正负极连接，在开启均衡时对电芯的电量进行消耗。检测电路与调节电路连接，能够对调节电路内部的导通状态进行诊断。控制模块两端分别与调节电路、信号处理电路连接，实现对调节电路动作的控制，并接收信号处理电路传输的检测信号。信号处理模块两端分别与检测电路、电源连接，将检测电路的输出信号调理为控制模块所能识别的对应检测信号。在状态诊断过程中，控制模块控制均衡电路开启或关闭，电池管理系统获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态，然后根据第一电压和第二电压之间的电压差、第一电平状态、第二电平状态，与预先设置的阈值以及对应均衡电路开闭状态的电平状态进行比对，从而识别均衡电路的具体状态，有效实现对均衡电路的状态监控。附图说明图1是本申请一实施例中均衡电路的状态诊断电路具体的电路图；图2是本申请一实施例中均衡电路的状态诊断电路的功能模块图；图3是本申请一实施例中均衡电路的状态诊断方法的流程示意图。本申请目的的实现、功能特点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，包括信号处理电路、控制模块、至少两组检测电路和至少两组调节电路，一组所述检测电路和所述调节电路对应一个电芯；/n所述调节电路的两端与所述电芯的正负极连接，用于调节所述电芯的电压；/n所述检测电路与所述调节电路连接，用于判断所述调节电路的导通状态；/n所述控制模块一端与所述调节电路连接，另一端与所述信号处理电路连接，用于控制所述调节电路的调节动作和接收所述信号处理电路传输的检测信号；/n所述信号处理电路一端与所述检测电路连接，另一端与电源连接，用于将所述检测电路的输出信号调理为所述控制模块对应的所述检测信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，包括信号处理电路、控制模块、至少两组检测电路和至少两组调节电路，一组所述检测电路和所述调节电路对应一个电芯；
所述调节电路的两端与所述电芯的正负极连接，用于调节所述电芯的电压；
所述检测电路与所述调节电路连接，用于判断所述调节电路的导通状态；
所述控制模块一端与所述调节电路连接，另一端与所述信号处理电路连接，用于控制所述调节电路的调节动作和接收所述信号处理电路传输的检测信号；
所述信号处理电路一端与所述检测电路连接，另一端与电源连接，用于将所述检测电路的输出信号调理为所述控制模块对应的所述检测信号。


2.根据权利要求1所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，所述调节电路包括诊断电阻、均衡开关管、第一二极管和均衡电阻；
所述诊断电阻一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述均衡开关管连接，用于诊断所述均衡开关管是否发生动作；
所述均衡开关管、所述第一二极管、所述均衡电阻、所述电芯的负极依次连接，所述均衡开关管和所述均衡电阻用于降低所述电芯的电压，所述第一二极管用于防止所述电芯的负极电流反灌。


3.根据权利要求2所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，所述均衡开关管为MOS管或三极管；
所述均衡开关管为MOS管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的S极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的D极连接，所述控制模块与所述均衡开关管的G极连接；
所述均衡开关管为三极管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的E极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的C极连接，所述控制模块与所述均衡开关管的B极连接。


4.根据权利要求3所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，所述检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、诊断开关管和第二二极管；
所述诊断开关管为MOS管或三极管；
所述诊断开关管为MOS管时，所述诊断开关管的D极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的G极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的S极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；
所述诊断开关管为三极管时，所述诊断开关管的C极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的B极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的E极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；
所述第一电阻的另一端与所述第二电阻连接；
所述第二电阻的另一端与所述均衡开关管连接；
所述第二二极管的负极与所述信号处理电路连接。


5.根据权利要求4所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，信号处理电路包括第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁俊红，周双军，周云，
申请(专利权)人：欣旺达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44