CN106371031B - 一种电池组断线检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种电池组断线检测方法，所述方法包括：判断电池单体采集线是否断开连接，若是，则微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW；选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上；采集电池单体电压，根据所述电池单体电压判断是否电池组断线。通过该方法，可以准确无误的判断电池组是否断线，从而对电池组的断线进行检测。

Description

一种电池组断线检测方法和装置
技术领域
本发明涉及电池管理领域，尤其涉及一种电池组断线检测方法和装置。
背景技术
断线检测主要用于多串数锂电池，包括两个或两个以上相互串联的电池单体，电池单体串联组成电池组，在相邻的电池单体之间设有信号采集线，对电池组单体的电压监测，电池均衡等必需保证采集线安全可靠连接，一旦出现采集线断开，对电池组单体的电压监测就会出现异常，错误的信息会导致损伤电池组的事件等。安全可靠的断线检测必不可少。目前现有的电池保护板大多数没有进行电池组断线检测，即使有断线检测也多是利用电压放大器、多路选择器等复杂电路，形成断线检测网络来实现的。而电池组断线检测方法是一种简单可行的，不会单独消耗串联电池中各节电池的电流，无需增加电路元件，简单新颖，实现了低成本、高性能，因此具有很高的应用价值。
发明内容
基于此，本发明提供了一种电池组断线检测方法和装置。
一种电池组断线检测方法，所述方法包括：
S1判断电池单体采集线是否断开连接，若是，则微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW；
S2选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上；
S3采集电池单体电压，根据所述电池单体电压判断是否电池组断线。
优选地，所述方法还包括：
若在S3中判断所述电池单体电压接近于零，则判断所述电池组断线；
若判断所述电池单体电压不接近于零，则判断所述电池组不断线。
优选地，所述采集电池单体电压的具体方式为：
微控制器MCU通过模拟/数字转换器ADC采集电池单体电压。
优选地，所述S2步骤包括：
当开关SW闭合，电池单体被选择，也就是开启了当前电池单体采集线断线检测，否则，开关SW打开；
当微控制器MCU通过通信控制信号开启电池单体断线检测功能，即均衡开关SW闭合；
通过高压模拟前端AFE的内部通道选择器选择对应的电池单体。
优选地，电阻Rin为高压模拟前端AFE的内部均衡电阻；开关SW为高压模拟前端AFE的均衡开关。
一种电池组断线检测装置，所述装置包括：
判断模块，用于判断电池单体采集线是否断开连接，若是，则微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW；
选择模块，用于选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上；
采集模块，用于采集电池单体电压，根据所述电池单体电压判断是否电池组断线。
优选地，所述装置还包括：
判断模块，用于判断电池组是否断线，若判断所述电池单体电压接近于零，则判断所述电池组断线；
若判断所述电池单体电压不接近于零，则判断电池组不断线。
优选地，所述采集模块具体用于：微控制器MCU通过模拟/数字转换器ADC采集电池单体电压。
优选地，所述选择模块具体用于：
当开关SW闭合，电池单体被选择，也就是开启了当前电池单体采集线断线检测，否则，开关SW打开；
当微控制器MCU通过通信控制信号开启电池单体断线检测功能，即均衡开关SW闭合；
通过高压模拟前端AFE的内部通道选择器选择对应的电池单体。
优选地，电阻Rin为高压模拟前端AFE的内部均衡电阻；开关SW为高压模拟前端AFE的均衡开关。
有益效果：
本发明具有实用性强，充分利用具有均衡功能的高压模拟前端AFE，通过微控制器MCU简单测量来实现，不会单独消耗串联电池中各节电池的电流，无需增加电路元件，简单简洁，实现了低成本、提高性能，且通过该方法，可以准确无误的判断电池组是否断线，从而对电池组的断线进行检测。
附图说明
图1是本发明的一种电池组断线检测方法的方法流程图。
图2为电池单体电压采集工作原理图。
图3为电池单体断线检测的电路原理图。
图4为电池单体采集线正常连接的电路原理图。
图5为电池单体采集线断开连接的电路原理图。
图6是本发明的一种电池组断线检测装置的装置框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种电池组断线检测方法，所述方法包括：
S100：判断电池单体采集线是否断开连接，若是，则微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW；
S200：选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上；
S300：采集电池单体电压，根据所述电池单体电压判断是否电池组断线。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
若判断所述电池单体电压接近于零，则判断所述电池组断线；
若判断所述电池单体电压不接近于零，则判断所述电池组不断线。
在其中一个实施例中，
所述采集电池单体电压的具体方式为：
微控制器MCU通过模拟/数字转换器ADC采集电池单体电压。
在其中一个实施例中，所述选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上的步骤包括：
当开关SW闭合，电池单体被选择，也就是开启了当前电池单体采集线断线检测，否则，开关SW打开；
当微控制器MCU通过通信控制信号开启电池单体断线检测功能，即均衡开关SW闭合；
通过高压模拟前端AFE的内部通道选择器选择对应的电池单体。
在其中一个实施例中，电阻Rin为高压模拟前端AFE的内部均衡电阻；开关SW为高压模拟前端AFE的均衡开关。
需要具体说明的是，断线检测主要用于多串数锂电池，包括两个或两个以上相互串联的电池单体，电池单体串联组成电池组，在相邻的电池单体之间设有信号采集线，对电池组单体的电压监测，电池均衡等必需保证采集线安全可靠连接，一旦出现采集线断开，对电池组单体的电压监测就会出现异常，错误的信息会导致损伤电池组的事件等。因此，安全可靠的断线检测必不可少。
电池组断线检测方法应用于多串数锂电池一种断线检测方法，基本的电池单体电压采集工作原理示意图，如附图2所示。电池组两端并联有高压模拟前端AFE，在相邻的电池单体之间设有信号采集线，该信号采集线均与高压模拟前端AFE的信号检测端连接，高压模拟前端AFE通过模拟输出端口VAO输出电池单体电压，微控制器MCU通过通信控制信号，选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，通过模拟/数字转换器ADC采集电池单体电压。
现在来分析电池单体断线检测原理，如图3所示，电阻Rin为高压模拟前端AFE的内部均衡电阻。开关SW为高压模拟前端AFE的均衡开关。当开关SW闭合，电池单体被选择，也就是开启了当前电池单体采集线断线检测，否则，开关SW打开。当微控制器MCU通过通信控制信号开启电池单体断线检测功能，即均衡开关SW闭合，通过高压模拟前端AFE的内部通道选择器选择对应的电池单体，微控制器MCU可以通过模拟输出端口VAO来判断采集线连接情况。
当所选择的电池单体采集线正常连接时，电池单体电压是在正常的范围内，以电池单体电压3.2V为例，如图4所示。假设模拟输出端口VAO与电池单体的电压比例Kn为0.5，微控制器通过模拟/数字转换器ADC采集到的电池单体电压为
Figure 137306DEST_PATH_IMAGE001
当所选择的电池单体采集线断开连接时，电池单体电压是在正常的范围内，以电池单体电压3.2V为例，如图5所示。微控制器通过模拟/数字转换器ADC采集到的电池单体电压接近于零。
从上分析可知，电池组断线检测方法，当电池单体采集线断开连接，微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW，并且选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口VAO上，微控制器MCU通过模拟/数字转换器ADC采集到的电池单体电压接近于零。当电池单体采集线正常连接时，微控制器MCU采集到的电池单体电压不会出现近似于零的情况，从而判断电池组断线情况。
如图6所示，一种电池组断线检测装置，所述装置包括：
判断模块10，用于判断电池单体采集线是否断开连接，若是，则微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW；
选择模块20，用于选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上；
采集模块30，用于采集电池单体电压，根据所述电池单体电压判断是否电池组断线。
在其中一个实施例中，所述装置还包括：
判断模块，用于判断电池组是否断线，若判断所述电池单体电压接近于零，则判断所述电池组断线；
若判断所述电池单体电压不接近于零，则判断所述电池组不断线。
在其中一个实施例中，所述采集模块具体用于：微控制器MCU通过模拟/数字转换器ADC采集电池单体电压。
在其中一个实施例中，所述选择模块具体用于：
当开关SW闭合，电池单体被选择，也就是开启了当前电池单体采集线断线检测，否则，开关SW打开；
当微控制器MCU通过通信控制信号开启电池单体断线检测功能，即均衡开关SW闭合；
通过高压模拟前端AFE的内部通道选择器选择对应的电池单体。
在其中一个实施例中，电阻Rin为高压模拟前端AFE的内部均衡电阻；开关SW为高压模拟前端AFE的均衡开关。
本发明的一种电池组断线检测方法，所述方法包括：判断电池单体采集线是否断开连接，若是，则微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW；选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上；采集电池单体电压，根据所述电池单体电压判断是否电池组断线。通过该方法，可以准确无误的判断电池组是否断线，从而对电池组的断线进行检测。
以上对本发明运行原理进行了详细介绍，上述运行原理的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种电池组断线检测方法，其特征在于，所述方法包括：
S1判断电池单体采集线是否断开连接，若是，则微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW，均衡 开关SW为高压模拟前端AFE的均衡开关；
S2选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上；
S3利用电阻Rin采集电池单体电压，根据所述电池单体电压判断是否电池组断线，所述电阻Rin为高压模拟前端AFE的内部均衡电阻；
所述S2步骤包括：
当均衡 开关SW闭合，电池单体被选择，也就是开启了当前电池单体采集线断线检测，否则，均衡 开关SW打开；
当微控制器MCU通过通信控制信号开启电池单体断线检测功能，即均衡开关SW闭合；
通过高压模拟前端AFE的内部通道选择器选择对应的电池单体。
2.根据权利要求1所述的电池组断线检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
若在S3中判断所述电池单体电压接近于零，则判断所述电池组断线；
若判断所述电池单体电压不接近于零，则判断所述电池组不断线。
3.根据权利要求1所述的电池组断线检测方法，其特征在于，所述采集电池单体电压的具体方式为：
微控制器MCU通过模拟/数字转换器ADC采集电池单体电压。
4.一种电池组断线检测装置，其特征在于，所述装置包括：
判断模块，用于判断电池单体采集线是否断开连接，若是，则微控制器MCU通过通信控制信号开启均衡开关SW，均衡 开关SW为高压模拟前端AFE的均衡开关；
选择模块，用于选择高压模拟前端AFE内部通道选择器，高压模拟前端AFE将电池单体电压经过转换后，输出到模拟输出端口上；
采集模块，用于利用电阻Rin采集电池单体电压，根据所述电池单体电压判断是否电池组断线，所述电阻Rin为高压模拟前端AFE的内部均衡电阻；
所述选择模块具体用于：
当均衡 开关SW闭合，电池单体被选择，也就是开启了当前电池单体采集线断线检测，否则，均衡 开关SW打开；
当微控制器MCU通过通信控制信号开启电池单体断线检测功能，即均衡开关SW闭合；
通过高压模拟前端AFE的内部通道选择器选择对应的电池单体。
5.根据权利要求4所述的电池组断线检测装置，其特征在于，所述装置还包括：
判断模块，用于判断电池组是否断线，若判断所述电池单体电压接近于零，则判断所述电池组断线；
若判断所述电池单体电压不接近于零，则判断电池组不断线。
6.根据权利要求4所述的电池组断线检测装置，其特征在于，所述采集模块具体用于：微控制器MCU通过模拟/数字转换器ADC采集电池单体电压。
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