CN108732448A - 电池管理***中的断线检测方法及断线解除检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池管理***中的断线检测方法及断线解除检测方法。其中，断线检测方法包括：(a)由控制单元发出控制信号以接通第一均衡开关并且持续第一时间段；(b)由控制单元发出控制信号以断开第一均衡开关并且持续第二时间段；(c)由测量单元测量第一电容上的电压值；(d)如果第一电容上的电压值低于断线阈值，则由控制单元判断第一电池单元存在断线故障；(e)对多个电池单元中的每个电池单元，重复步骤(a)‑(d)；(f)如果多个电池单元中的至少一个电池单元存在断线故障，则由控制单元判断电池管理***存在断线故障。本发明能够快速检测电池管理***中的断线故障和检测断线故障是否解除，并且有效避免漏判和误判。

Description

电池管理***中的断线检测方法及断线解除检测方法
技术领域
本发明涉及一种电池管理***中的断线检测方法及断线解除检测方法，用于快速检测电池管理***中的断线故障和检测断线故障是否解除，并且有效避免漏判和误判。
背景技术
多节串联电池单元是由多个电池单元(例如，锂电池)串联构成的电池组，常用作电动车、家电产品等的供电电源。为监测电池组的运行状态并且实现电池均衡，电池组通常还具有电池管理***(Battery Management System)，其包括：能够从多个电池单元选择任意电池单元的多路选择器(Multiplexer，MUX)；对选择出的电池单元的两端的电压进行测量的电压测量模块，该电压测量模块可实时检测电池电压值并且检测是否出现过压(OverVoltage，OV)或欠压(Under Voltage，UV)状况；以及进行电池单元均衡的电池单元均衡模块，该均衡模块通过产生从对应电池单元流到电阻的电流来均衡各个电池单元的电能。例如，当多个电池单元中的某一特定电池单元电压值高于其它电池单元时，闭合开关来接通与该特定电池单元并联的对应电阻并且对该特定电池单元进行放电操作，从而实现电池均衡功能。
电池单元的电压测量正确与否取决于电池管理***与电池单元之间的连接线是否牢固，通常采用镍带(nickel strap)或电线作为连接线。在电池单元的一端，镍带或电线被焊接到电池单元的接线头(cell tap)。在电池管理***的一端，镍带被直接焊接到印刷电路板(PCB)，而电线通常是经由连接器(connector)而间接连接至PCB。然而，电池管理***与电池单元之间的连接线可能出现连线故障，即断线故障(Cell Tap Open或OpenCell)。一旦存在这种断线故障，则电池单元的电压测量不再准确，因此也无法实现及时准确的电池管理功能。例如，在一种情况下，当某个电池单元的电压高于过压阈值时，电池管理***应该执行过压保护操作，但实际由于断线故障而无法检测到出现过压并且执行过压保护措施。例如，在另一种情况下，所有电池单元电压都正常，但由于断线故障，电池管理***错误地执行过压或欠压保护操作。这些情况都是用户所不期望的。因此，亟需一种改进的电池管理***中的断线检测方法，用于快速检测电池管理***中的断线故障，以及在检测到断线故障后，进一步检测断线故障是否解除，并且有效避免漏判和误判。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池管理***中的断线检测方法，其中所述电池管理***包括对应于多个电池单元的多个监测电阻、多个电容、多个均衡开关和多个均衡电阻，其中所述多个电池单元中的第一电池单元对应于第一监测电阻、第二监测电阻、第一电容、第一均衡开关和第一均衡电阻，其特征在于，所述断线检测方法包括以下步骤：(a)由控制单元发出控制信号以接通所述第一均衡开关并且持续第一时间段；(b)由所述控制单元发出所述控制信号以断开所述第一均衡开关并且持续第二时间段；(c)由耦合于所述控制单元的测量单元测量所述第一电容上的电压值；(d)如果所述第一电容上的电压值低于断线阈值，则判断所述第一电池单元存在断线故障；(e)对所述多个电池单元中的每个电池单元，重复步骤(a)-(d)；(f)如果所述多个电池单元中的至少一个电池单元存在断线故障，则由所述控制单元判断所述电池管理***存在断线故障。
本发明还提供了一种电池管理***中的检测断线故障是否解除的方法，其中所述电池管理***包括对应于多个电池单元的多个监测电阻、多个电容、多个均衡开关和多个均衡电阻，其中所述多个电池单元中的第一电池单元对应于第一监测电阻、第二监测电阻、第一电容、第一均衡开关和第一均衡电阻，其特征在于，所述断线解除检测方法包括以下步骤：(a)由控制单元发出控制信号以接通所述第一均衡开关并且持续第一时间段；(b)由所述控制单元发出所述控制信号以断开所述第一均衡开关并且持续第二时间段；(c)由耦合于所述控制单元的测量单元测量所述第一电容上的电压值；(d)如果所述第一电容上的电压值高于或等于断线阈值，则由所述控制单元判断所述第一电池单元不存在断线故障；(e)对所述多个电池单元中的每个电池单元，重复步骤(a)-(d)；(f)如果所述多个电池单元中的所有电池单元都不存在断线故障，则由所述控制单元判断所述电池管理***的断线故障已经解除。
有利地，本发明所提供的电池管理***中的断线检测方法及断线解除检测方法能够快速检测电池管理***中的断线故障和检测断线故障是否解除，并且有效避免漏判和误判。
附图说明
以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点，其中相似的符号代表相似的组件。
图1所示为根据本发明的一个实施例的电池管理***的方框图；
图2所示为图1中的电池管理***中的一个电池单元的断线检测电路图；
图3所示为未发生断线以及发生断线时的电压变化过程示意图；
图4A和图4B所示为根据本发明的一个实施例的断线检测方法的流程图；以及
图5A和图5B所示为根据本发明的一个实施例的检测断线故障是否解除的方法的流程图。
具体实施方式
以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
另外，为了更好的说明本发明，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，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
图1所示为根据本发明的一个实施例的电池管理***120的方框图。如图1所示，电池管理***120配置为管理N个(N是2以上的整数)电池单元110_1～110_N，包括实时监测每个电池单元的电压值并且监测是否出现过压(OV)或欠压(UV)状况。在一个实施例中，将电池单元110_1称为最下级的电池单元(即，离电池管理***120的参考地(以下简称为“参考地”最近的电池)并且将电池单元110_N称为最上级的电池单元(即，离参考地最远的最末端电池)，反之亦可，其并非本发明的限制。
电池管理***120可包括N+1个监测电阻RF_0～RF_N，分别耦合于电池单元110_1～110_N中的对应一个的正极或负极，用于监测电池单元110_1～110_N中的对应一个的正极或负极的电压值。例如，监测电阻RF_0耦合于电池单元110_1的负极，监测电阻RF_1耦合于电池单元110_1的正极以及电池单元110_2的负极，以此类推。
电池管理***120还可包括N个电容CF_1～CF_N，电容CF_1连接于监测电阻RF_0与RF_1之间，电容CF_2连接于监测电阻RF_1与RF_2之间，电容CF_N连接于监测电阻RF_N-1与RF_N之间，以此类推。上述多个监测电阻RF_0～RF_N与电容CF_1～CF_N构成RC滤波器，用于消除电压测量所不需要的噪声成分。
电池管理***120可包括测量单元122，耦合于监测电阻RF_0～RF_N，配置为实时监测电池单元110_1～110_N的电池电压。例如，测量单元122可根据监测电阻RF_0和RF_1所监测到的电池两端的节点电压(即，电池单元110_1的正极和负极的电压值)来计算得到电池单元110_1的电池电压。耦合于测量单元122的控制单元124配置为从测量单元122接收测量的电池单元110_1～110_N的电池电压，根据所述N个电池电压判断其中的某一电池单元(例如，电池单元110_1)是否发生不均衡，并对相应的均衡开关(例如，SW_1)发出控制信号以控制所述均衡开关(例如，SW_1)接通/断开状态的切换。如图1所示，电池管理***120可包括N个均衡开关SW_1～SW_N以及N个均衡电阻RB_1～RB_N。均衡开关与均衡电阻作为电池单元均衡电路而起作用。具体地，例如，测量单元122测量出电池单元110_1和110_2的电池电压分别为V1和V2(例如，12.4V和12V)。由于电池单元110_1和110_2之间的电压差ΔV1-2(例如，0.4V)大于阈值VTH(例如，0.1V)，控制单元124判断出在电池单元110_1和110_2之间发生了不均衡。在控制单元124的控制下，均衡开关SW_1、SW_2和均衡电阻RB_1、RB_2一起工作来调整并且均衡两个电池单元110_1和110_2的电压值，使电池单元110_1和110_2之间的电压差ΔV1-2不再大于阈值VTH。在一个实施例中，控制单元124发出控制信号以接通均衡开关SW_1并且断开均衡开关SW_2。在放电过程中，放电电流会流经均衡电阻RB_1并且对电池单元110_1进行放电，直至电池单元110_1和110_2之间达到均衡(例如，电池单元110_1和110_2之间的电压差ΔV1-2小于阈值VTH)。在充电过程中，旁路电流会流经电阻RB_1并且旁路电池单元110_1，直至电池单元110_1和110_2之间达到均衡。
在一个实施例中，如果多个电池单元之间都发生不均衡，控制单元124可计算这些电池单元之间的电压差，并给电压差设定优先级。例如，将具有最大值的电压差设为最高的优先级，将具有最小值的电压差设为最低的优先级。如果两个或多个电压差具有同样的值，则将这些电压差设为同一优先级。控制单元124根据优先级来调节不均衡的电池单元。在一个实施例中，如果两个或多个电压差具有同一优先级，控制单元124同时控制相应的均衡开关和均衡电阻来调节不均衡的电池单元。在另一个实施例中，如果电池管理***120采用冷却器或风扇来解决热量问题，则控制单元124无需判断和/或设定电压差的优先级，而是同时调节所有不均衡的电池单元。以上方式仅为示例性说明，而并非本发明的限制。
有利地，电池管理120中的控制单元124实时地监测电池单元110_1～110_N之间的不均衡，并控制相应的均衡电路调节不均衡的电池单元的电压。因此，可采取上述措施来防止电池单元电容量下降过快。
图2所示为图1中的电池管理***120中的一个电池单元110_J(J为1～N之间的任一整数)的断线检测电路图。图3所示为未发生断线以及发生断线时的电容两端的节点D_J和电容节点D_J-1之间的电压变化过程示意图。如图2和图3所示，将电池单元110_J的电池电压标为VJ，将节点D_J-1处的电压值标为VDJ-1，并且将节点D_J处的电压值标为VDJ。此外，将电阻RB_J的电阻值表示为r1，电阻RF_J-1的电阻值表示为r2，电阻RF_J的电阻值表示为r3，并且电容CF_J的电容值表示为c1。
(1)在未发生断线时
在0-t1的时间段内，均衡开关SW_J处于断开状态，电容CF_J上的电压值(即，VDJ-VDJ-1)等于电池电压VJ。
在t1时刻，接通均衡开关SW_J，电容CF_J开始放电，并且电容CF_J上的电压逐渐下降。此时，电阻RB_J与电阻RF_J和RF_J-1形成分压电路。
在t1’至t2的时间段内，该分压电路进入稳定状态，此时电容CF_J上的电压恒定为K*VJ，K为电阻RB_J的电阻值与电阻RB_J、电阻RF_J、RF_J-1的电阻值之比，即K＝r1/(r1+r2+r3)。
在t2时刻，断开均衡开关SW_J，电池单元110_1为电容CF_J充电，并且电容CF_J上的电压逐渐上升。
在t3时刻，电容CF_J上的电压上升至电池电压VJ，进入稳定状态。
由图可见，在t1与t2之间的时间段TON内，均衡开关SW_J处于接通状态。在t2与t3之间的时间段TOFF内，均衡开关SW_J处于断开状态。
(2)在发生断线时(如虚线所示，电池VJ与右侧电路之间有断线)
由于在出厂时对电池管理***120进行过断线检测，可以假设：在出厂时，电池管理***120不存在断线故障，并且在发生断线故障之前，电池110_J已经对电容CF_J充电。
在0-t1的时间段内，均衡开关SW_J处于断开状态，电容CF_J上的电压(即，VDJ-VDJ-1)等于电池电压VJ。
在t1时刻，接通均衡开关SW_J，电容CF_J开始放电，并且电容CF_J上的电压逐渐下降。不同于上述(1)未发生断线的情况，由于电池VJ与右侧电路之间有断线，电阻RB_J与电阻RF_J和RF_J-1无法形成分压电路并且进入稳定状态。因此，电容CF_J上的电压会不断下降。如果t1与t2之间的时间段TON足够长，则电容CF_J上的电压可能会降至0。
在t2时刻，断开均衡开关SW_J。不同于上述(1)未发生断线的情况，由于电池VJ与右侧电路之间有断线，电池单元110_1无法再次为电容CF_J充电。因此，电容CF_J上的电压不会上升。即，在t3时刻的电容CF_J上的电压依旧等于在t2时刻的电容CF_J上的电压。比较情况(1)未发生断线和情况(2)发生断线的电压变化过程示意图可以看出，可比较在t3时刻的电容CF_J上的电压与预设的断线阈值VCTO来判断电池单元110_J是否存在断线故障。例如，如果在t3时刻的电容CF_J上的电压低于断线阈值VCTO，则判断电池单元110_J存在断线故障。相反地，如果在t3时刻的电容CF_J上的电压高于或等于断线阈值VCTO，则判断电池单元110_J不存在断线故障。
请注意：
对于接通时间段TON的设置，将考虑到在发生断线时，尽可能使电容CF_J在接通时间段TON内充分放电，即在t2时刻的电容CF_J上的电压值(VDJ-VDJ-1)接近于0。在发生断线时，由电容CF_J和电阻RB_J构成的放电回路的时间常数为τ1＝r1*c1。接通时间段TON优选设置为时间常数τ1的三倍至五倍，即TON＝(3～5)*τ1。
对于断开时间段TOFF的设置，将考虑到在未发生断线时，在t3时刻的电容CF_J上的电压值(VDJ-VDJ-1)应该已经高于预设的断线阈值VCTO，；并且在发生断线时，在t3时刻的电容CF_J上的电压值尚未恢复到断线阈值VCTO之上。也就是说，在t3时刻，如果未发生断线，则VDJ-VDJ-1≥VCTO；如果发生断线，则VDJ-VDJ-1<VCTO。以此方式，根据在t3时刻的电容CF_J上的电压值来判断是否发生断线。在未发生断线时，由电容CF_J和电阻RF_J和RF_J-1构成的充电回路的时间常数为τ2＝(r2+r3)*c1。断开时间段TOFF优选设置为时间常数τ2的三倍至五倍，即TOFF＝(3～5)*τ2。
对于断线阈值VCTO的设置，将考虑到断线的漏判和误判。例如，在发生断线的情况(2)下，如果忽略电池管理***120中的漏电通路向电容CF_J的微小充电，在时间段TOFF期间的电容CF_J上的电压理想化示为恒定不变。然而，在实际情况中，由于存在漏电通路，电容CF_J上的电压会缓慢上升。如果断线阈值VCTO设置过低，则可能会出现断线的漏判。此外，断线阈值VCTO应该小于每个电池单元可能出现的的电池电压(VCTO<VJ)，否则在电池电压较低时，可能会出现断线的误判。在实际应用中，电池组中的每个电池单元都设置有低电量保护阈值VMIN，以防止由于电池电压过低(例如，0)而导致的不可恢复损害。综合考虑，断线阈值VCTO优选设置为低电量保护阈值的3/5至9/10倍之间，即VCTO＝(3/5～9/10)*VMIN。
图4A和图4B所示为根据本发明的一个实施例的断线检测方法400的流程图，包括以下步骤：
步骤402：电池管理***(例如，电池管理***120)开始工作。
步骤404：控制单元124清除断线检测计时器(例如，计时器归零)。
步骤406：控制单元124判断断线检测计时器是否结束(例如，时间段期满)。
步骤408：如果断线检测计时器已经结束，则控制单元124进一步判断是否出现过温问题。如果出现过温问题，则控制单元124停止进行断线检测，返回到步骤404。
步骤410：如果没有出现过温问题，则控制单元124进一步判断电池(例如，多个电池单元110_1至110_N)是否在充电。如果电池正在充电(例如，充电器已被***)，则进入步骤416。
步骤412：如果电池没有在充电(例如，充电器已被拔出)，则控制单元124进一步判断电池是否出现欠压状况。如果没有出现欠压，则进入步骤416。
步骤414：如果电池出现欠压状况，则控制单元124进一步判断电池是否是在充电器被拔出之后第一次出现欠压状况。如果不是第一次出现欠压状况，则表示电池一直存在欠压状况，停止进行断线检测，返回到步骤404。同时，电池管理***120会发出欠压报警，用来提示操作员重新***充电器对电池充电(即，在步骤410中判断结果变成“是”，进入步骤416)。如果是第一次出现欠压状况，则可能是由于断线故障而导致的“假欠压”状况，则进入步骤416。
步骤416：控制单元124发出控制信号以接通均衡开关SW_J并且持续时间段TON。例如，在图3的t1至t2的时间段TON内，控制单元124发出处于高电平(例如，逻辑“1”)的控制信号来接通均衡开关SW_J。接通时间段TON优选设置为时间常数τ1的三倍至五倍之间，即TON＝(3～5)*τ1，其中由电容CF_J和电阻RB_J构成的放电回路的时间常数为τ1＝r1*c1。
步骤418：控制单元124发出控制信号以断开均衡开关SW_J并且持续时间段TOFF。例如，在图3的t2至t3的时间段TOFF内，控制单元124发出处于低电平(例如，逻辑“0”)的控制信号来断开均衡开关SW_J。断开时间段TOFF优选设置为时间常数τ2的三倍至五倍之间，即TOFF＝(3～5)*τ2，其中由电容CF_J和电阻RF_J和RF_J-1构成的充电回路的时间常数为τ2＝(r2+r3)*c1。
步骤420：测量单元122测量均衡电容CF_J上的电压值，即VDJ-VDJ-1。
步骤422：控制单元124判断测量的电压是否低于断线阈值VCTO。断线阈值VCTO优选设置为低电量保护阈值的3/5至9/10倍之间，即VCTO＝(3/5～9/10)*VMIN。例如，在图3的t3时刻，如果未发生断线，则VDJ-VDJ-1≥VCTO。此时，判断结果为否，进入步骤426。
步骤424：如果测量的电压低于断线阈值VCTO，则控制单元124判断电池单元110_J存在断线故障，转到步骤426。例如，在图3的t3时刻，如果发生断线，则VDJ-VDJ-1<VCTO。
步骤426：控制单元124判断电池单元110_J是否是最末端电池。在一个实施例中，将电池单元110_1称为最下级的电池单元(即，离参考地最近的电池)并且将电池单元110_N称为最上级的电池单元(即，离参考地最远的最末端电池)。在另一个实施例中，将电池单元110_1称为最上级的电池单元(即，离参考地最远的电池)并且将电池单元110_N称为最下级的电池单元(即，离参考地最近的最末端电池)，反之亦可，其并非本发明的限制。其并非本发明的限制。
步骤428：如果电池单元110_J不是最末端电池(例如，J不等于N)，则控制单元124转至检测下一电池单元。
例如，将电池单元110_1称为最下级的电池单元(即，离参考地最近的电池)并且将电池单元110_N称为最上级的电池单元(即，离参考地最远的最末端电池)。从最下级的电池单元110_1开始检测，依次向上转至110_2、110_3等等，重复步骤416至428的检测过程，直至在步骤426中判断电池单元110_J是最末端电池(例如，J等于N)，则进入步骤430。又例如，在未图示的实施例中，将电池单元110_1称为最上级的电池单元(即，离参考地最远的电池)并且将电池单元110_N称为最下级的电池单元(即，离参考地最近的最末端电池)。从最上级的电池单元110_1开始检测，依次向下转至110_2、110_3等等，重复步骤416至428的检测过程，直至在步骤426中判断电池单元110_J是最末端电池(例如，J等于N)，则进入步骤430。
步骤430：控制单元124判断在电池单元110_1至110_N之间，是否有任何电池单元存在断线故障。如果全部电池单元都不存在断线故障，则返回到步骤404。
步骤432：如果至少一个电池单元存在断线故障，则控制单元124判断电池管理***120存在断线故障。
对应地，在判断存在断线故障之后，电池管理***120可向MCU(未示出)发出断线报警，用来提示操作员重新焊接镍带或更换连接器，从而解除现有断线故障。图5A和图5B所示为根据本发明的一个实施例的检测断线故障是否解除的方法500的流程图，包括以下步骤：
步骤502：控制单元124判断存在断线故障。此时，电池管理***120禁能对电池(例如，多个电池单元110_1至110_N)的充电并且提示将充电器拔出。
步骤504：控制单元124检测是否有充电器***。
步骤506：如果有充电器***，则控制单元124进一步检测是否是自从上次拔出充电器后第一次检测到充电器。如果不是，则回到步骤504，而不继续判断断线故障是否已经解除。
步骤508：如果是自从上次拔出充电器后第一次检测到充电器，则控制单元124进一步判断是否出现过温问题。如果出现过温问题，则控制单元124停止进行断线解除检测，返回到步骤504。
在断线解除检测方法中，电池管理***120会禁能对电池的充电。如果进一步检测出电池出现欠压状况，电池管理***120会禁能对电池的放电。一旦电池不能被放电，也不能被充电，将无法再使用。为避免这种情况，在一个实施例中，断线解除检测方法500不包含进一步检测电池是否出现欠压状况。
步骤510：控制单元124发出控制信号以接通均衡开关SW_J并且持续时间段TON。例如，在图3的t1至t2的时间段TON内，控制单元124发出处于高电平(例如，逻辑“1”)的控制信号来接通均衡开关SW_J。接通时间段TON优选设置为时间常数τ1的三倍至五倍之间，即TON＝(3～5)*τ1，其中由电容CF_J和电阻RB_J构成的放电回路的时间常数为τ1＝r1*c1。
步骤512：控制单元124发出控制信号以断开均衡开关SW_J并且持续时间段TOFF。例如，在图3的t2至t3的时间段TOFF内，控制单元124发出处于低电平(例如，逻辑“0”)的控制信号来断开均衡开关SW_J。断开时间段TOFF优选设置为时间常数τ2的三倍至五倍之间，即TOFF＝(3～5)*τ2，其中由电容CF_J和电阻RF_J和RF_J-1构成的充电回路的时间常数为τ2＝(r2+r3)*c1。
步骤514：测量单元122测量均衡电容CF_J上的电压值，即VDJ-VDJ-1。
步骤516：控制单元124判断测量的电压是否低于断线阈值VCTO。断线阈值VCTO优选设置为低电量保护阈值的3/5至9/10倍之间，即VCTO＝(3/5～9/10)*VMIN。
步骤518：如果测量的电压高于断线阈值VCTO，则控制单元124判断电池单元110_J不存在断线故障，并转到步骤522。例如，在图3的t3时刻，如果未发生断线，则VDJ-VDJ-1≥VCTO。
步骤520：如果测量的电压低于断线阈值VCTO，则控制单元124判断电池单元110_J仍然存在断线故障并转到步骤522。例如，在图3的t3时刻，如果发生断线，则VDJ-VDJ-1<VCTO。
步骤522：控制单元124判断电池单元110_J是否是最末端电池。在一个实施例中，将电池单元110_1称为最下级的电池单元(即，离参考地最近的电池)并且将电池单元110_N称为最上级的电池单元(即，离参考地最远的最末端电池)，反之亦可，其并非本发明的限制。
步骤524：如果电池单元110_J不是最末端电池(例如，J不等于N)，则控制单元124转至检测下一电池单元。
例如，将电池单元110_1称为最下级的电池单元(即，离参考地最近的电池)并且将电池单元110_N称为最上级的电池单元(即，离参考地最远的最末端电池)。从最下级的电池单元110_1开始检测，依次向上转至110_2、110_3等等，重复步骤510至524的检测过程，直至在步骤522中判断电池单元110_J是最末端电池(例如，J等于N)，则进入步骤526。又例如，在未图示的实施例中，将电池单元110_1称为最上级的电池单元(即，离参考地最远的电池)并且将电池单元110_N称为最下级的电池单元(即，离参考地最近的最末端电池)。从最上级的电池单元110_1开始检测，依次向下转至110_2、110_3等等，重复步骤510至524的检测过程，直至在步骤522中判断电池单元110_J是最末端电池(例如，J等于N)，则进入步骤526。
步骤526：控制单元124判断在电池单元110_1至110_N之间，是否所有电池单元都不存在断线故障。如果任何电池单元存在断线故障，则返回到步骤504。
步骤528：如果所有电池单元都不存在断线故障，则控制单元124判断电池管理***120的断线故障已经解除。
有利地，本发明所提供的电池管理***中的断线检测方法能够快速检测电池管理***中的断线故障，并在检测到断线故障后，能进一步检测断线故障是否已经解除，并且有效避免漏判和误判。
以下的具体描述中的某些部分是以流程、逻辑块、处理过程和其它对计算机存储器中数据位的操作的象征性表示来呈现的。这些描述和表示法是数据处理领域内的技术人员最有效地向该领域内的其它技术人员传达他们工作实质的方法。在本申请中，流程、逻辑块、处理过程、或相似的事物，被构思成有条理的步骤或指令的序列以实现想要的结果。所述的步骤是需要对物理量进行物理操作的步骤。通常，但不是必然的，这些物理量的形式可为电或磁信号，可在计算机***中被存储、传输、合并和比较等等。主要出于普遍使用的缘故，有时便于将上述信号视为事物处理、位元、数值、元件、符号、字符、取样、像素、或其它。
上文根据本发明的示例实施例参照***、方法、器件和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本发明。本领域技术人员将理解，框图和流程图中的一个或多个框以及框图和流程图中的框的组合，分别可以由计算机可执行程序指令实现。同样地，根据本发明的一些实施例，框图和流程图中的一些框可以不必要以呈现的顺序进行，或可以不必要进行。
上文具体实施方式和附图仅为本发明之常用实施例。显然，在不脱离后附权利要求书所界定的本发明精神和保护范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露之实施例仅用于说明而非限制，本发明之范围由后附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。

Claims (17)

1.一种电池管理***中的断线检测方法，其中所述电池管理***包括对应于多个电池单元的多个监测电阻、多个电容、多个均衡开关和多个均衡电阻，其中所述多个电池单元中的第一电池单元对应于第一监测电阻、第二监测电阻、第一电容、第一均衡开关和第一均衡电阻，其特征在于，所述断线检测方法包括以下步骤：
(a)由控制单元发出控制信号以接通所述第一均衡开关并且持续第一时间段；
(b)由所述控制单元发出所述控制信号以断开所述第一均衡开关并且持续第二时间段；
(c)由耦合于所述控制单元的测量单元测量所述第一电容上的电压值；
(d)如果所述第一电容上的电压值低于断线阈值，则由所述控制单元判断所述第一电池单元存在断线故障；
(e)对所述多个电池单元中的每个电池单元，重复步骤(a)-(d)；
(f)如果所述多个电池单元中的至少一个电池单元存在断线故障，则由所述控制单元判断所述电池管理***存在断线故障。
2.根据权利要求1所述的断线检测方法，其特征在于：
所述第一时间段设置为第一时间常数的三倍至五倍之间，所述第一时间常数等于所述第一电容的电容值与所述第一均衡电阻的电阻值的乘积；以及
所述第二时间段设置为第二时间常数的三倍至五倍之间，所述第一时间常数等于所述第一电容的电容值与所述第一监测电阻以及所述第二监测电阻的电阻值之和的乘积。
3.根据权利要求1所述的断线检测方法，其特征在于：
所述多个电池单元中的每一个都设置有低电量保护阈值，所述断线阈值设置为所述低电量保护阈值的3/5至9/10倍之间。
4.根据权利要求1所述的断线检测方法，其特征在于：在步骤(a)之前还包括：
由所述控制单元清除断线检测计时器；
由所述控制单元判断所述断线检测计时器是否结束；
如果所述断线检测计时器已经结束，由所述控制单元进一步判断是否出现过温问题；以及
如果出现过温问题，则由所述控制单元停止进行断线检测，再次清除所述断线检测计时器。
5.根据权利要求2所述的断线检测方法，还包括：
如果没有出现过温问题，则由所述控制单元进一步判断所述多个电池单元是否正在充电；
如果没有在充电，则由所述控制单元进一步判断所述电池是否出现欠压状况；
如果所述电池出现欠压状况，则由所述控制单元进一步判断所述电池是否是第一次出现欠压状况；以及
如果所述电池不是第一次出现欠压状况，则由所述控制单元停止进行断线检测，再次清除所述断线检测计时器。
6.根据权利要求1所述的断线检测方法，其特征在于，所述第一电池单元为最下级的电池单元，步骤(e)包括：
依次向上重复步骤(a)-(d)，直至对所述多个电池单元中的最上级的电池单元执行步骤(a)-(d)。
7.根据权利要求1所述的断线检测方法，其特征在于，所述第一电池单元为最上级的电池单元，步骤(e)包括：
依次向下重复步骤(a)-(d)，直至对所述多个电池单元中的最下级的电池单元执行步骤(a)-(d)。
8.根据权利要求1所述的断线检测方法，其特征在于，步骤(d)还包括：
如果所述第一电容上的电压值高于或等于所述断线阈值，则由所述控制单元判断所述第一电池单元不存在断线故障。
9.根据权利要求1所述的断线检测方法，其特征在于，在步骤(f)之后还包括：
由所述控制单元禁能对所述多个电池单元的充电并且提示将充电器拔出。
10.一种电池管理***中的检测断线故障是否解除的方法，其中所述电池管理***包括对应于多个电池单元的多个监测电阻、多个电容、多个均衡开关和多个均衡电阻，其中所述多个电池单元中的第一电池单元对应于第一监测电阻、第二监测电阻、第一电容、第一均衡开关和第一均衡电阻，其特征在于，所述断线解除检测方法包括以下步骤：
(a)由控制单元发出控制信号以接通所述第一均衡开关并且持续第一时间段；
(b)由所述控制单元发出所述控制信号以断开所述第一均衡开关并且持续第二时间段；
(c)由耦合于所述控制单元的测量单元测量所述第一电容上的电压值；
(d)如果所述第一电容上的电压值高于或等于断线阈值，则由所述控制单元判断所述第一电池单元不存在断线故障；
(e)对所述多个电池单元中的每个电池单元，重复步骤(a)-(d)；
(f)如果所述多个电池单元中的所有电池单元都不存在断线故障，则由所述控制单元判断所述电池管理***的断线故障已经解除。
11.根据权利要求10所述的检测断线故障是否解除的方法，其特征在于：
所述第一时间段设置为第一时间常数的三倍至五倍之间，所述第一时间常数等于所述第一电容的电容值与所述第一均衡电阻的电阻值的乘积；以及
所述第二时间段设置为第二时间常数的三倍至五倍之间，所述第一时间常数等于所述第一电容的电容值与所述第一监测电阻以及所述第二监测电阻的电阻值之和的乘积。
12.根据权利要求10所述的检测断线故障是否解除的方法，其特征在于：
所述多个电池单元中的每一个都设置有低电量保护阈值，所述断线阈值设置为所述低电量保护阈值的3/5至9/10倍之间。
13.根据权利要求10所述的检测断线故障是否解除的方法，其特征在于：在步骤(a)之前还包括：
由所述控制单元检测是否有充电器***；
如果有所述充电器***，则由所述控制单元进一步检测是否是自从上次拔出所述充电器后第一次检测到所述充电器；以及
如果不是第一次检测到所述充电器，则由所述控制单元停止进行断线解除检测，再次检测是否有充电器***。
14.根据权利要求13所述的检测断线故障是否解除的方法，还包括：
如果是第一次检测到所述充电器，由所述控制单元进一步判断是否出现过温问题；以及
如果出现过温问题，则由所述控制单元停止进行断线解除检测，再次检测是否有充电器***。
15.根据权利要求10所述的检测断线故障是否解除的方法，其特征在于，所述第一电池单元为最下级的电池单元，步骤(e)包括：
依次向上重复步骤(a)-(d)，直至对所述多个电池单元中的最上级的电池单元执行步骤(a)-(d)。
16.根据权利要求10所述的检测断线故障是否解除的方法，其特征在于，所述第一电池单元为最上级的电池单元，步骤(e)包括：
依次向下重复步骤(a)-(d)，直至对所述多个电池单元中的最下级的电池单元执行步骤(a)-(d)。
17.根据权利要求10所述的检测断线故障是否解除的方法，其特征在于，步骤(d)还包括：
如果所述第一电容上的电压值低于所述断线阈值，则由所述控制单元判断所述第一电池单元仍然存在断线故障。
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