CN105606950A - 一种电池管理***电压采样线故障诊断方法及诊断*** - Google Patents

一种电池管理***电压采样线故障诊断方法及诊断*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池管理***电压采样线故障诊断方法及诊断***，该故障诊断方法包括下述步骤：(1)保持所有检测开关断开，读取此时每一电压检测点电压并记录对应的每单体电压的电压值；(2)依次检测每节单体电池的电压采样线是否断开，得到相应的故障信息。诊断***包括电压检测模块和电压采样线检测模块。通过本发明的技术方案，本发明能够进行采集线故障的诊断，在确认采样线断开后，能够恢复单体电池的电压，使得***运行过程中不至于因为电压的突然跌落马上进入异常处理模式，有利于用户提高***稳定性，具有较好的用户体验。

Description

一种电池管理***电压采样线故障诊断方法及诊断***
技术领域
本发明涉及电动汽车的技术领域，更具体地说，是涉及一种电池管理***电压采样线故障诊断方法及诊断***。
背景技术
随着工业化的发展，电动汽车被广泛应用到人们的日常生活领域中，其安全问题也是人们关注的焦点之一，为了保证电池的安全，对于每个单体电池的电压、电池模块和高压连接等处的温度、电池***的工作电流和绝缘性，都需要由电池管理***(BMS)进行实时监控。然而，产品在使用过程中，由于安装可靠性、振动、磨损、老化等，会造成线束故障，不仅不易被及时发现，电池***的相关部分也可能处于失控，还会引发BMS的误动作，影响产品使用，甚至造成安全隐患。
目前电池管理***进行电压采样的时候多使用采样线连接的方式进行电池电压采集，在某一节电池采样线断开的情况下，***将检测不到该节电池的电压，或检测到的值为错误值。该情况下，如果没有可靠手段能诊断出采样线的连接情况，将有可能误认为电池电压出现异常；或者进行断线检测后未对异常采样电压进行处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种电池管理***电压采样线故障诊断方法及诊断***，从而有效判断是否存在故障。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供的一种电池管理***电压采样线故障诊断方法，电池组中每节单体电池的正极分别通过一电压采样线接至对应的正极电压检测点，第n节单体电池的正极电压检测点同时作为第n+1节单体电池的负极电压检测点，最低节单体电池的负极通过一参考电压采样线接至参考电压检测点，且每节单体电池的正极输出端与其负极电压检测点之间串联诊断支路，该诊断支路包括依次串联连接的检测电阻及检测开关，该方法包括下述步骤：
(1)保持所有检测开关断开，读取此时每一电压检测点电压并记录对应的每单体电压的电压值；
(2)依次检测每节单体电池的电压采样线是否断开，得到相应的故障信息，判断第n节单体电池的电压采样线是否断开的过程如下：
闭合第n+1节单体电池对应的检测开关，检测第n节单体电池电压是否上升和/或第n+1节单体电池电压是否下降，若第n节单体电池电压上升和/或第n+1节单体电池电压下降，则认为第n节单体电压采样线断开。
作为优选的技术方案，还包括步骤(3)：若第n节单体电池的电压采样线断开，则对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复。
作为优选的技术方案，在步骤(3)中，对电压进行恢复采用如下电压恢复机制：
(3-1)对第n节单体电池的检测电压及第n+1节单体电池的检测电压求平均值，该平均值分别作为第n节单体电池及第n+1节单体电池的电压恢复值。
作为优选的技术方案，在执行步骤(3)后，还包括判断被恢复的单体电池的电压恢复值是否低于预设的故障报警阈值，若低于故障报警阈值则进行异常报警，并进入异常处理模式的步骤(4)。
作为优选的技术方案，在得出相应的故障信息后，还包括通过上位机或者显示终端显示故障信息的步骤(5)。
作为优选的技术方案，还包括通过VCU以无线通信方式发送故障信息到无线手持终端进行显示的步骤(6)。
作为优选的技术方案，在步骤(5)中，显示终端将所接收的故障信息通过特定协议进行解析，最终在显示界面上显示解析后的信息。
本发明还提供了一种电池管理***电压采样线故障诊断***，电池组中每节单体电池的正极分别通过一电压采样线接至对应的正极电压检测点，第n节单体电池的正极电压检测点同时作为第n+1节单体电池的负极电压检测点，最低节单体电池的负极通过一参考电压采样线接至参考电压检测点，且每节单体电池的正极输出端与其负极电压检测点之间串联诊断支路，该诊断支路包括依次串联连接的检测电阻及检测开关，该诊断***还包括：
电压检测模块，用于保持所有检测开关断开，读取此时每一电压检测点电压并记录对应的每单体电压的电压值；
电压采样线检测模块，用于依次检测每节单体电池的电压采样线是否断开，得到相应的故障信息；判断第n节单体电池的电压采样线是否断开的过程如下：
闭合第n+1节单体电池对应的检测开关，检测第n节单体电池电压是否上升和/或第n+1节单体电池电压是否下降，若第n节单体电池电压上升和/或第n+1节单体电池电压下降，则认为第n节单体电压采样线断开。
作为优选的技术方案，该***还包括：
电压恢复模块，用于在第n节单体电池的电压采样线断开时，对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复；
异常报警模块，用于判断被恢复的单体电池的电压恢复值是否低于预设的故障报警阈值，若低于故障报警阈值则进行异常报警，并进入异常处理模式；
显示模块，用于在得出相应的故障信息后，还包括通过上位机或者显示终端显示故障信息；
故障信息发送模块，用于通过VCU以无线通信方式发送故障信息到无线手持终端进行显示。
作为优选的技术方案，在电压恢复模块中，对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复采用如下电压恢复机制：
对第n节单体电池的检测电压及第n+1节单体电池的检测电压求平均值，该平均值分别作为第n节单体电池及第n+1节单体电池的电压恢复值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明能够进行采集线故障的诊断，在确认采样线断开后，能够恢复相应单体电池的电压，使得***运行过程中不至于因为电压的突然跌落马上进入异常处理模式，有利于用户提高***稳定性，具有较好的用户体验。
2、本发明在电池采样线断开时对其进行有效判断并对该节单体电池进行电压恢复和实时故障显示，在***出现采样故障，而用户又必须使用的情况下，基于保护电池的原则上提供更好的用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明采样检测电路的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的电池管理***电压采样线故障诊断方法的流程图；
图3是本发明实施例二提供的电池管理***电压采样线故障诊断方法的流程图；
图4是本发明实施例三提供的电池管理***电压采样线故障诊断***的结构方框图；
图5是本发明实施例四提供的电池管理***电压采样线故障诊断***的结构方框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明的实施例一提供了一种电池管理***电压采样线故障诊断方法，图2是本发明实施例一的方法流程图，请参考图2，再结合图1的采样检测电路的结构示意图，本实施例中，电池组中每节单体电池的正极分别通过一电压采样线接至对应的正极电压检测点，第n节单体电池的正极电压检测点同时作为第n+1节单体电池的负极电压检测点，最低节单体电池的负极通过一参考电压采样线接至参考电压检测点，且每节单体电池的正极输出端与其负极电压检测点之间串联诊断支路，该诊断支路包括依次串联连接的检测电阻及检测开关，本发明实施例的方法包括以下步骤：
步骤S101、保持所有检测开关断开，读取此时每一电压检测点电压并记录对应的每单体电压的电压值；
步骤S102、依次检测每节单体电池的电压采样线是否断开，得到相应的故障信息，判断第n节单体电池的电压采样线是否断开的过程如下：
闭合第n+1节单体电池对应的检测开关，检测第n节单体电池电压是否上升和/或第n+1节单体电池电压是否下降，若第n节单体电池电压上升和/或第n+1节单体电池电压下降，则认为第n节单体电压采样线断开。
通过上述技术方案能够进行采集线故障的诊断，在确认采样线断开后，能够恢复相应的单体电池的电压，使得***运行过程中不至于因为电压的突然跌落马上进入异常处理模式，有利于用户提高***稳定性，具有较好的用户体验。
实施例二
本发明的实施例二提供了一种电池管理***电压采样线故障诊断方法，是在实施例一的基础之上进行的改进。图3是本发明实施例二的方法流程图，请参考图3，本发明实施例的方法包括以下步骤：
步骤S201、保持所有检测开关断开，读取此时每一电压检测点电压并记录对应的每单体电压的电压值；
步骤S202、依次检测每节单体电池的电压采样线是否断开，得到相应的故障信息，判断第n节单体电池的电压采样线是否断开的过程如下：
闭合第n+1节单体电池对应的检测开关，检测第n节单体电池电压是否上升和/或第n+1节单体电池电压是否下降，若第n节单体电池电压上升和/或第n+1节单体电池电压下降，则认为第n节单体电压采样线断开。
步骤S203、若第n节单体电池的电压采样线断开，则对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复；
对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复采用如下电压恢复机制：
步骤S2301、对第n节单体电池的检测电压及第n+1节单体电池的检测电压求平均值，该平均值分别作为第n节单体电池及第n+1节单体电池的电压恢复值。
步骤S204、判断被恢复的单体电池的电压恢复值是否低于预设的故障报警阈值，若低于故障报警阈值则进行异常报警，并进入异常处理模式；
步骤S205、在得出相应的故障信息后，通过上位机或者显示终端显示故障信息；
在步骤S205中，显示终端将所接收的故障信息通过特定协议进行解析，最终在显示界面上显示解析后的信息。
步骤S206、通过VCU以无线通信方式发送故障信息到无线手持终端进行显示。
通过上述技术方案能够进行采集线故障的诊断，在确认采样线断开后，能够恢复单体电池的电压，使得***运行过程中不至于因为电压的突然跌落马上进入异常处理模式，有利于用户提高***稳定性，具有较好的用户体验。
通过本实施例的技术方案，本发明在电池采样线断开时对其进行有效判断并对该节单体电池进行电压恢复和实时故障显示，在***出现采样故障，而用户又必须使用的情况下，基于保护电池的原则上提供更好的用户体验。
实施例三
本发明的实施例三提供了一种电池管理***电压采样线故障诊断***，图4是本发明实施例三的结构框图，请参考图4，再结合图1的采样检测电路的结构示意图，本发明实施例的电池组中每节单体电池的正极分别通过一电压采样线接至对应的正极电压检测点，第n节单体电池的正极电压检测点同时作为第n+1节单体电池的负极电压检测点，最低节单体电池的负极通过一参考电压采样线接至参考电压检测点，且每节单体电池的正极输出端与其负极电压检测点之间串联诊断支路，该诊断支路包括依次串联连接的检测电阻及检测开关，该诊断***还包括：电压检测模块1和电压采样线检测模块2，下面将对各功能模块的原理进行详细的说明。
电压检测模块1，用于保持所有检测开关断开，读取此时每一电压检测点电压并记录对应的每单体电压的电压值；
电压采样线检测模块2，用于依次检测每节单体电池的电压采样线是否断开，得到相应的故障信息；判断第n节单体电池的电压采样线是否断开的过程如下：
闭合第n+1节单体电池对应的检测开关，检测第n节单体电池电压是否上升和/或第n+1节单体电池电压是否下降，若第n节单体电池电压上升和/或第n+1节单体电池电压下降，则认为第n节单体电压采样线断开。
通过上述技术方案能够进行采集线故障的诊断，在确认采样线断开后，能够恢复单体电池的电压，使得***运行过程中不至于因为电压的突然跌落马上进入异常处理模式，有利于用户提高***稳定性，具有较好的用户体验。
实施例四
本发明的实施例四提供了一种电池管理***电压采样线故障诊断***，请参考图5，本发明实施例的障诊断***与上述实施例三的障诊断***的区别在于，该***还包括电压恢复模块3、异常报警模块4、显示模块5和故障信息发送模块6；
电压恢复模块3，用于在第n节单体电池的电压采样线断开时，对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复；
异常报警模块4，用于判断被恢复的单体电池的电压恢复值是否低于预设的故障报警阈值，若低于故障报警阈值则进行异常报警，并进入异常处理模式；
显示模块5，用于在得出相应的故障信息后，还包括通过上位机或者显示终端显示故障信息；
故障信息发送模块6，用于通过VCU以无线通信方式发送故障信息到无线手持终端进行显示。
在电压恢复模块3中，对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复采用如下电压恢复机制：
对第n节单体电池的检测电压及第n+1节单体电池的检测电压求平均值，该平均值分别作为第n节单体电池及第n+1节单体电池的电压恢复值。
在此需要说明的是，上述实施例提供的一种电池管理***电压采样线故障诊断***，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将***的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池管理***电压采样线故障诊断方法，其特征在于，电池组中每节单体电池的正极分别通过一电压采样线接至对应的正极电压检测点，第n节单体电池的正极电压检测点同时作为第n+1节单体电池的负极电压检测点，最低节单体电池的负极通过一参考电压采样线接至参考电压检测点，且每节单体电池的正极输出端与其负极电压检测点之间串联诊断支路，该诊断支路包括依次串联连接的检测电阻及检测开关，该方法包括下述步骤：
(1)保持所有检测开关断开，读取此时每一电压检测点电压并记录对应的每单体电压的电压值；
(2)依次检测每节单体电池的电压采样线是否断开，得到相应的故障信息，判断第n节单体电池的电压采样线是否断开的过程如下：
闭合第n+1节单体电池对应的检测开关，检测第n节单体电池电压是否上升和/或第n+1节单体电池电压是否下降，若第n节单体电池电压上升和/或第n+1节单体电池电压下降，则认为第n节单体电压采样线断开。
2.根据权利要求1所述的电池管理***电压采样线故障诊断方法，其特征在于，还包括步骤(3)：若第n节单体电池的电压采样线断开，则对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复。
3.根据权利要求2所述的电池管理***电压采样线故障诊断方法，其特征在于，在步骤(3)中，对电压进行恢复采用如下电压恢复机制：
(3-1)对第n节单体电池的检测电压及第n+1节单体电池的检测电压求平均值，该平均值分别作为第n节单体电池及第n+1节单体电池的电压恢复值。
4.根据权利要求2所述的电池管理***电压采样线故障诊断方法，其特征在于，在执行步骤(3)后，还包括判断被恢复的单体电池的电压恢复值是否低于预设的故障报警阈值，若低于故障报警阈值则进行异常报警，并进入异常处理模式的步骤(4)。
5.根据权利要求1所述的电池管理***电压采样线故障诊断方法，其特征在于，在得出相应的故障信息后，还包括通过上位机或者显示终端显示故障信息的步骤(5)。
6.根据权利要求1所述的电池管理***电压采样线故障诊断方法，其特征在于，还包括通过VCU以无线通信方式发送故障信息到无线手持终端进行显示的步骤(6)。
7.根据权利要求5所述的电池管理***电压采样线故障诊断方法，其特征在于，在步骤(5)中，显示终端将所接收的故障信息通过特定协议进行解析，最终在显示界面上显示解析后的信息。
8.一种电池管理***电压采样线故障诊断***，其特征在于，电池组中每节单体电池的正极分别通过一电压采样线接至对应的正极电压检测点，第n节单体电池的正极电压检测点同时作为第n+1节单体电池的负极电压检测点，最低节单体电池的负极通过一参考电压采样线接至参考电压检测点，且每节单体电池的正极输出端与其负极电压检测点之间串联诊断支路，该诊断支路包括依次串联连接的检测电阻及检测开关，该诊断***还包括：
电压检测模块，用于保持所有检测开关断开，读取此时每一电压检测点电压并记录对应的每单体电压的电压值；
电压采样线检测模块，用于依次检测每节单体电池的电压采样线是否断开，得到相应的故障信息；判断第n节单体电池的电压采样线是否断开的过程如下：
闭合第n+1节单体电池对应的检测开关，检测第n节单体电池电压是否上升和/或第n+1节单体电池电压是否下降，若第n节单体电池电压上升和/或第n+1节单体电池电压下降，则认为第n节单体电压采样线断开。
9.根据权利要求8所述的电池管理***电压采样线故障诊断***，其特征在于，该***还包括：
电压恢复模块，用于在第n节单体电池的电压采样线断开时，对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复；
异常报警模块，用于判断被恢复的单体电池的电压恢复值是否低于预设的故障报警阈值，若低于故障报警阈值则进行异常报警，并进入异常处理模式；
显示模块，用于在得出相应的故障信息后，还包括通过上位机或者显示终端显示故障信息；
故障信息发送模块，用于通过VCU以无线通信方式发送故障信息到无线手持终端进行显示。
10.根据权利要求9所述的电池管理***电压采样线故障诊断***，其特征在于，在电压恢复模块中，对第n节及第n+1节单体电池的电压进行恢复采用如下电压恢复机制：
对第n节单体电池的检测电压及第n+1节单体电池的检测电压求平均值，该平均值分别作为第n节单体电池及第n+1节单体电池的电压恢复值。
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