电池管理系统中的异常检测方法及电池管理系统技术方案

提供了电池管理系统中的异常检测方法及电池管理系统。该方法包括：控制单元控制第一开关依次断开第一时间段，导通第二时间段，断开第三时间段；控制单元控制测量单元在第一时间段结束时测量第一电容上的电压值作为测得的第一单体电池的电压值；控制单元控制测量单元在第三时间段内的至少一个时间点测量第一电容上的电压值作为测得的电容电压值，并根据测得的电容电压值中的至少一个和测得的第一单体电池的电压值得到测得的时间常数；若测得的时间常数超过理论时间常数的预设范围，则控制单元判断出电池管理系统发生异常。以第一电容上的电压值的变化曲线(时间常数)为比较对象，可准确检测出电池管理系统发生的多种异常，进而提高检测精度。进而提高检测精度。进而提高检测精度。

【技术实现步骤摘要】
电池管理系统中的异常检测方法及电池管理系统


[0001]本专利技术涉及电池管理
，尤其涉及一种电池管理系统中的异常检测方法。

技术介绍

[0002]在实际应用中，通常采用镍带或者电线作为连接线将电池管理系统与各单体电池相连接，以实现电池管理系统测量各单体电池的电压并执行相应的保护操作。可见，当连接线或者电池管理系统中的相关元件发生异常时，所测量的各单体电池的电压不准确，进而导致电池管理系统执行一些错误的保护操作。目前，传统方法采用将电池管理系统中的电容上的电压值与断线阈值V
CTO
相比较，以判断所测量的各单体电池的电压是否正确。但是，该传统方法仅能检测到连接异常所引起的测量的各单体电池的电压不正确，存在误判，从而还会导致电池管理系统执行一些错误的保护操作。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种电池管理系统中的异常检测方法。电池管理系统包括测量单元、控制单元、第一监测电阻、第二监测电阻、第一电容、第一开关及第一均衡电阻，其中，电池组中的第一单体单池耦合于第一监测电阻、第二监测电阻、第一电容、第一开关及第一均衡电阻。该方法包括：在电池管理系统未发生异常时计算第一单体电池对应的理论时间常数；根据理论时间常数确定理论时间常数的预设范围；以及执行以下步骤对第一单体电池进行检测以判断电池管理系统是否发生异常：控制单元控制第一开关依次断开第一时间段，导通第二时间段，断开第三时间段；控制单元控制测量单元在第一时间段结束时测量第一电容上的电压值作为测得的第一单体电池的电压值；控制单元控制测量单元在第三时间段内的至少一个时间点测量第一电容上的电压值作为测得的电容电压值，并根据测得的电容电压值中的至少一个和测得的第一单体电池的电压值得到测得的时间常数；以及若测得的时间常数超过理论时间常数的预设范围，则控制单元判断出电池管理系统发生异常。
[0004]本专利技术提供了一种电池管理系统。该系统包括：测量单元、耦合于测量单元的控制单元、耦合于测量单元的第一监测电阻、耦合于测量单元的第二监测电阻、耦合于测量单元的第一电容、耦合于测量单元的第一开关；及耦合于测量单元的第一均衡电阻，其中，电池组中的第一单体单池耦合于第一监测电阻、第二监测电阻、第一电容、第一开关及第一均衡电阻；其中，电池管理系统被配置成执行包括以下步骤的方法：在电池管理系统未发生异常时计算第一单体电池对应的理论时间常数；根据理论时间常数确定理论时间常数的预设范围；控制单元控制第一开关依次断开第一时间段，导通第二时间段，断开第三时间段；控制单元控制测量单元在第一时间段结束时测量第一电容上的电压值作为测得的第一单体电池的电压值；控制单元控制测量单元在第三时间段内的至少一个时间点测量第一电容上的电压值作为测得的电容电压值，并根据测得的电容电压值中的至少一个和测得的所述第一单体电池的电压值得到测得的时间常数；及若测得的时间常数超过理论时间常数的预设范围，控制单元判断出电池管理系统发生异常。
[0005]本专利技术在电池管理系统未发生异常时确定理论时间常数的预设范围，再通过控制第一开关的导通与断开，并计算得到测得的时间常数。将该测得的时间常数与理论时间常数的预设范围进行比较，以确定电池管理系统是否发生异常。该方法以第一电容上的电压值的变化曲线(时间常数)为比较对象，可准确检测出电池管理系统发生的多种异常，进而提高检测精度。
附图说明
[0006]以下通过结合本专利技术的一些实施例及其附图的描述，可以进一步理解本专利技术的目的、具体结构特征和优点。
[0007]图1所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统的方框图；
[0008]图2所示为根据本专利技术一个实施例的对单体电池CELLj进行检测以判断电池管理系统是否发生异常的电路图；
[0009]图3所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统未发生异常时的电容CFj上的电压变化曲线；
[0010]图4所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的异常检测方法的流程图；
[0011]图5所示为根据本专利技术一个实施例的电容CFj上的电压变化曲线；
[0012]图6所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的异常检测方法的流程图；
[0013]图7所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的异常检测方法的流程图；
[0014]图8所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的异常检测方法的流程图；
[0015]图9所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的异常检测方法的流程图；
[0016]图10所示根据本专利技术一个实施例的电容CFj上的电压变化曲线；
[0017]图11所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的异常检测方法的流程图；及
[0018]图12所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的异常检测方法的流程图。
具体实施方式
[0019]以下将对本专利技术的实施例给出详细的说明。尽管本专利技术通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本专利技术并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本专利技术涵盖所附权利要求所定义的专利技术精神和专利技术范围内的所有替代物、变体和等同物。
[0020]另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。
[0021]图1所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统100的方框图。在一实施例中，利用该电池管理系统100进行的异常检测方法为：首先，在电池管理系统100未发生异常时确定理论时间常数的预设范围。其次，确定测得的时间常数。最后，将该测得的时间常数与理论时间常数的预设范围进行比较，以确定电池管理系统100是否发生异常。
[0022]在一实施例中，电池组包括依次串联耦合的单体电池CELL1、CELL2、
……
、CELLn。该电池管理系统100包括监测电阻RF0、RF1、
……
、RFn，电容CF1、CF2、
……
、CFn，均衡电阻RB1、RB2、
……
、RBn，开关SW1、SW2、
……
、SWn，测量单元120及控制单元110。
[0023]监测电阻RFj(j＝1，2，
……
，n)耦合于单体电池CELLj的正极或单体单池CELL(j+1)的负极。监测电阻RF1耦合于单体电池CELLj的负极。监测电阻RF0耦合于单体电池CELL1的负极。电容CFj(j＝1，2，
……
，n)连接于监测电阻RF(j
‑
1)与监测电阻RFj之间。监测电阻RF0、RF1、
……
、RFn与电容CF1、CF2、
……
、CFn构成RC(Resistor
‑
Capacitance，电阻
‑
电容)滤波器，共同用于滤除各单体电池所提供的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池管理系统中的异常检测方法，其中，所述电池管理系统包括测量单元、控制单元、第一监测电阻、第二监测电阻、第一电容、第一开关及第一均衡电阻，其中，电池组中的第一单体单池耦合于所述第一监测电阻、所述第二监测电阻、所述第一电容、所述第一开关及所述第一均衡电阻，其特征在于，所述方法包括：在所述电池管理系统未发生异常时计算所述第一单体电池对应的理论时间常数；根据所述理论时间常数确定所述理论时间常数的预设范围；以及执行以下步骤对所述第一单体电池进行检测以判断所述电池管理系统是否发生异常：所述控制单元控制所述第一开关依次断开第一时间段，导通第二时间段，断开第三时间段；所述控制单元控制所述测量单元在所述第一时间段结束时测量所述第一电容上的电压值作为测得的所述第一单体电池的电压值；所述控制单元控制所述测量单元在所述第三时间段内的至少一个时间点测量所述第一电容上的电压值作为测得的电容电压值，并根据所述测得的电容电压值中的至少一个和所述测得的所述第一单体电池的电压值得到测得的时间常数；以及若所述测得的时间常数超过所述理论时间常数的预设范围，所述控制单元判断出所述电池管理系统发生异常。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电池管理系统未发生所述异常时计算所述第一单体电池对应的理论时间常数的步骤包括：所述控制单元控制所述第一开关依次断开第四时间段，导通第五时间段，断开第六时间段，其中，所述第四时间段的时间长度等于所述第一时间段的时间长度，所述第五时间段的时间长度等于所述第二时间段的时间长度，所述第六时间段的时间长度等于所述第三时间段的时间长度；所述控制单元控制所述测量单元在所述第四时间段结束时测量所述第一电容上的电压值作为测得的所述第一单体电池的第二电压值；以及所述控制单元控制所述测量单元在所述第六时间段内的至少一个时间点测量所述第一电容上的电压值作为测得的第二电容电压值，并根据所述测得的第二电容电压值中的至少一个和所述测得的所述第一单体电池的第二电压值得到所述理论时间常数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制单元控制所述测量单元在所述第三时间段内的至少一个时间点测量所述第一电容上的电压值作为测得的电容电压值，并根据所述测得的电容电压值中的至少一个和所述测得的所述第一单体电池的电压值得到测得的时间常数的步骤包括：所述测量单元在所述第三时间段内的第一时间点测量所述第一电容上的第一电压值V1，其中，从所述第三时间段起始时刻至所述第一时间点之间的时间长度为Δt1；根据等式τ＝Δt1/ln[K/(V
CELL1
–
V1)]，所述控制单元得到所述测得的时间常数，其中，τ为所述测得的时间常数，V
CELL1
为所述测得的所述第一单体单池的电压值，K为系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，K＝V
CELL1
‑
V
E
，其中，V
E
是在所述第二时间段结束时测量的所述第一电容上的电压值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制单元控制所述测量单元在所述第三时间段内的至少一个时间点测量所述第一电容上的电压值作为测得的电容电压值，并根
据所述测得的电容电压值中的至少一个和所述测得的所述第一单体电池的电压值得到测得的时间常数的步骤包括：所述测量单元在所述第三时间段内的第一时间点测量所述第一电容上的第一电压值V1，其中，从所述第三时间段起始时刻至所述第一时间点之间的时间长度为Δt1；所述测量单元在所述第三时间段内的第二时间点测量所述第一电容上的第二电压值V2，其中，从所述第三时间段起始时刻至所述第二时间点之间的时间长度为Δt2，所述第二时间点不同于所述第一时间点；以及根据等式τ＝(Δt2‑
Δt1)/ln[(V1‑
V
CELL1
)/(V2‑
V
CELL1
)]，所述控制单元得到所述测得的时间常数，其中，τ为所述测得的时间常数，V
CELL1
为所述测得的所述第一单体单池的电压值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述控制单元控制所述第一开关依次导通第四时间段，断开第五时间段，其中，所述第四时间段的时间长度等于所述第二时间段的时间长度，所述第五时间段的时间长度等于所述第三时间段的时间长度；所述测量单元在所述第三时间段内的第一时间点测量所述第一电容上的第一电压值V1，其中，从所述第三时间段起始时刻至所述第一时间点之间的时间长度为Δt1；所述测量单元在所述第五时间段内的第二时间点测量所述第一电容上的第二电压值V2，其中，从所述第五时间段起始时刻至所述第二时间点之间的时间长度为Δt2，其中，Δt1≠Δt2；及根据等式τ＝(Δt2‑
Δt1)/ln[(V1‑
V
CELL1
)/(V2‑
V
CELL1
)]，所述控制单元得到所述测得的时间常数，其中，τ为所述测得的时间常数，V
CELL1
为所述测得的所述第一单体单池的电压值。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制单元控制所述测量单元在所述第三时间段内的至少一个时间点测量所述第一电容上的电压值作为测得的电容电压值，并根据所述测得的电容电压值中的至少一个和所述测得的所述第一单体电池的电压值得到所述测得的时间常数的步骤包括：所述测量单元在所述第三时间段内的第一时间点测量所述第一电容上的第一电压值V1，其中，从所述第三时间段起始时刻至所述第一时间点之间的时间长度为Δt1；所述测量单元在所述第三时间段内的第二时间点测量所述第一电容上的第二电压值V2，其中，从所述第三时间段起始时刻至所述第二时间点之间的时间长度为Δt2，所述第二时间点不同于所述第一时间点；所述测量单元在所述第三时间段内的第三时间点测量所述第一电容上的第三电压值V3，其中，从所述第三时间段起始时刻至所述第三时间点之间的时间长度为Δt3，所述第三时间点不同于所述第一时间点及所述第二时间点；根据等式τ1＝(Δt2‑
Δt1)/ln[(V1‑
V
CELL1
)/(V2‑
V
CELL1
)]，所述控制单元得到第一时间常数τ1，其中，V
CELL1
为所述测得的所述第一单体单池的电压值；根据等式τ2＝(Δt3–
Δt2)/ln[(V2‑
V
CELL1
)/(V3‑
V
CELL1
)]，所述控制单元得到第二时间常数τ2；及根据所述第一时间常数和所述第二时间常数，所述控制单元得到所述测得的时间常数。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述第一时间常数和所述第二时间常
数，所述控制单元得到所述测得的时间常数的步骤包括：所述控制单元对所述第一时间常数和所述第二时间常数求平均值，以得到所述测得的时间常数。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述控制单元利用最小二乘法对(V1，Δt1)、(V2，Δt2)、(V3，Δt3)进行处理，以得到所述测得的时间常数。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述控制单元控制所述第一开关依次导通第四时间段，断开第五时间段，导通第六时间段，断开第七时间段；其中，所述第四时间段的时间长度和所述第六时间段的时间长度均等于所述第二时间段的时间长度，所述第五时间段的时间长度和所述第七时间段的时间长度均等于所述第三时间段的时间长度；所述测量单元在所述第三时间段内的第一时间点测量所述第一电容上的第一电压值V1，其中，从所述第三时间段起始时刻至所述第一时间点之间的时间长度为Δt1；所述测量单元在所述第五时间段内的第二时间点测量所述第一电容上的第二电压值V2，其中，从所述第五时间段起始时刻至所述第二时间点之间的时间长度为Δt2；所述测量单元在所述第七时间段内的第三时间点测量所述第一电容上的第三电压值V3，其中，从所述第七时间段起始时刻至所述第三时间点之间的时间长度为Δt3，其中，Δt1≠Δt2，Δt2≠Δt3；根据等式τ1＝(Δt2‑
Δt1)/ln[(V1‑
V
CELL1
)/(V2‑
V
CELL1
)]，所述控制单元得到第一时间常数τ1，其中，V
CELL1
为所述测得的所述第一单体单池的电压值；根据等式τ2＝(Δt3‑
Δt2)/ln[(V2‑
V
CELL1
)/(V3‑
V
CELL1
)]，所述控制单元得到第二时间常数τ2；及根据所述第一时间常数和所述第二时间常数，所述控制单元得到所述测得的时间常数。11.一种电池管理系统，其特征在于，包括：测量单元；耦合于所述测量单元的控制单元；耦合于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗国星，曾晓军，张迎国，
申请(专利权)人：凹凸电子武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：