CN109313232B - 使用电压分配诊断开关的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于使用电压分配诊断开关的装置和方法，为了诊断位于连接电池和负载的负极电源线上的开关的状态，其将串联连接的一个或多个电阻器并联连接到开关并且使用电压分配计算被施加到一个或多个电阻器中的一个电阻器的电压，以基于所计算的电压来诊断开关的状态。

Description

使用电压分配诊断开关的装置和方法
技术领域
此申请要求于2016年10月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0135813的优先权和权益，其全部内容通过引用被合并在此。
本发明涉及用于使用电压分配诊断开关的装置和方法，并且更具体地，涉及如下的用于使用电压分配诊断开关的装置和方法，其将串联连接的一个或多个电阻器与开关并联连接，并且通过使用电压分配计算施加到一个或多个电阻器中的要测量的一个电阻器的电压，以基于所计算的电压来诊断开关的状态，以便于诊断被定位在连接电池和负载的负极(cathode)电源线上的开关的状态。
背景技术
根据产品组的应用容易性高并且具有包括高能量密度的电特性等的二次电池普遍应用于由电驱动源驱动的电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)或用于房屋或工业的使用中型/大型电池的能量存储***(ESS)或不间断电源(UPS)***，以及便携式设备。
二次电池作为促进环保性能和能源效率的新能源已经受到公众的关注，因为根据能源的使用根本不会产生副产品以及大幅减少使用化石燃料的主要优点。
当二次电池被实现为便携式终端的电池等时，可能不是特别地如上所述地应用，但是应用于电动车辆或能量存储源的电池以其中多个单元二次电池单体通常被聚合以增加对高容量环境的适应性的类型使用。
当如上所述聚合单元二次电池单体时，在发生诸如过电流的流动等的操作异常的情况下，单元单体可能由于过热而膨胀和破裂。由电池异常引起的过电流和过热可能不利地影响连接到电池的负载，这可能损坏负载。
在现有技术中，为了解决这样的问题，在电池和负载之间安装至少一个开关元件，并且当在电池中发生异常时，通过开关的接通/断开控制来保护负载的损坏。例如，接触器被安装在电池和负载之间，并且从电池施加的电压和电流通过接触器被供应给负载。然而，当另外安装诸如接触器的开关元件时，有必要通过检查开关元件的状态来检查从电池施加的电压和电流是否正常地施加给负载。例如，当接触器和电源线未正确焊接时或当使用期间焊接部分磨损或损坏时，从电池施加的电力可能不会正常地施加到负载。缺点在于，当提供用于测量和诊断诸如接触器的开关元件的状态的单独的***和附加部件以解决现有技术中的这样的问题时，电池组和电池管理***的体积和价格增加。因为这种体积和价格的增加不利地影响二次电池的高效率和高能量密度，所以存在减小开关诊断装置的体积和价格的需求。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供一种用于使用电压分配诊断开关的装置和方法，其将串联连接的一个或多个电阻器与开关并联连接，并且通过使用电压分配计算施加到一个或多个电阻器中的一个电阻器的电压，以基于所计算的电压诊断开关状态，以便于诊断被定位在连接电池和负载的负极电源线上的开关的状态。
此外，本发明的另一目的是提供一种用于使用电压分配诊断开关的装置和方法，其通过使用一个ADC转换器和被定位在外部的一个控制单元接收分配的电压，并且基于所接收到的电压诊断一个或多个开关的状态，以降低体积和价格。
技术解决方案
根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置可以包括：负极开关，该负极开关被定位在连接电池和负载的负极电源线上并且连接或断开电池和负载；一个或多个电阻器，所述一个或多个电阻器与负极开关并联连接；以及控制单元，该控制单元通过使用电压分配从被施加到串联连接的一个或多个电阻器的电池的电压计算被施加到一个或多个电阻器的要测量的一个电阻器的电压，并且基于计算的电压来诊断负极开关的状态。
该装置还可以包括参考电压产生单元，该参考电压产生单元产生用于诊断电池的状态的参考电压，并且控制单元可以基于参考电压来计算要施加到一个电阻器的电压，并且将施加到一个电阻器的电压与所计算的电压进行比较以诊断负极开关的状态。
装置还可包括：ADC转换单元，该ADC转换单元将施加到一个电阻器的电池的电压转换成数字信号，并且控制单元可以基于所转换的数字信号来诊断负极开关的状态。
该装置还可以包括开关单元，该开关单元被定位在一个或多个电阻器之间并且连接或断开一个或多个电阻器，并且控制单元可以通过控制开关单元的断路/闭合将电池的电压施加到一个电阻器，并且基于所施加的电压来诊断负极开关的状态。
该装置还可以包括校正电压产生单元，该校正产生单元将校正电压施加到一个或多个电阻器，并且控制单元可以将施加到一个电阻器的电压和校正电压相加，并且基于所相加的电压来诊断负极开关的状态。
该装置还可以包括：正极开关，该正极开关被定位在连接电池和负载的正极(anode)电源线上并且连接或断开电池和负载；诊断电阻器，该诊断电阻器诊断正极开关；以及电阻器单元，其一侧与正极开关相连接并且另一侧与诊断电阻器相连接。
控制单元可以通过使用电压分配从被施加到电阻器单元和诊断电阻器的电池的电压计算被施加到诊断电阻器的电压，并且基于计算的电压来诊断正极开关的状态。
负极开关和一个或多个电阻器可以由一个负极开关诊断单元构成，并且控制单元可以被定位在负极开关诊断单元的外部。
正极开关、电阻器和诊断电阻器可以由一个正极开关诊断单元构成，并且控制单元可以被定位在正极开关诊断单元的外部。
根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的方法可以包括：将负极开关定位在连接电池和负载的负极电源线上并且连接或断开电池和负载；将一个或多个电阻器与负极开关并联连接；以及通过使用电压分配，通过控制单元，从被施加到串联连接的一个或多个电阻器的电池的电压计算被施加到一个或多个电阻器的要测量的一个电阻器的电压，并且基于计算的电压来诊断负极开关的状态。
该方法还可以包括，通过参考电压产生单元，产生用于诊断电池的状态的参考电压，并且诊断可以包括基于参考电压计算要施加到一个电阻器的电压，并且将施加到一个电阻器的电压和所计算的电压进行比较以诊断负极开关的状态。
该方法还可以包括通过ADC转换单元，将施加到一个电阻器的电池的电压转换成数字信号，并且诊断还可以包括基于所转换的数字信号来诊断负极开关的状态。
该方法还可以包括将开关单元定位在一个或多个电阻器之间并且连接或断开一个或多个电阻器，并且诊断还可以包括通过控制开关单元的断路/闭合将电池的电压施加到一个电阻器，并且基于施加的电压来诊断负极开关的状态。
该方法还可以包括通过校正电压产生单元，将校正电压施加到一个或多个电阻器，并且诊断还可以包括将施加到一个电阻器的电压和校正电压相加，并且基于所相加的电压来诊断负极开关的状态。
该方法还可以包括：将正极开关定位在连接电池和负载的正极电源线上并且连接或断开电池和负载；通过诊断电阻器，诊断正极开关；以及将电阻器单元的一侧与正极开关相连接并且将电阻器单元的另一侧与诊断电阻器相连接。
诊断还可以包括：通过使用电压分配从被施加到电阻器单元和诊断电阻器的电池的电压计算被施加到诊断电阻器的电压，并且基于所计算的电压来诊断正极开关的状态。
该方法还可以包括：通过一个负极开关诊断单元，构成负极开关和一个或多个电阻器；和将控制单元定位在负极开关诊断单元的外部。
技术效果
根据本发明的一个方面，能够提供一种用于使用电压分配诊断开关的装置和方法，其将串联连接的一个或多个电阻器和开关并联连接，并且通过使用电压分配计算施加到一个或多个电阻器当中的要测量的一个电阻器的电压，以基于所计算的电压诊断开关的状态。
此外，能够提供一种使用电压分配诊断开关的装置和方法，其通过使用一个ADC转换器和被定位在外部的一个控制单元接收分配的电压，并且基于所接收到的电压诊断一个或多个开关的状态，以降低体积和价格。
附图说明
图1是示意性地图示根据本发明的实施例的可以应用用于使用电压分配诊断开关的装置的电动车辆的图。
图2和3是示意性地图示根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置的图。
图4是用于描述根据本发明的实施例的通过使用用于使用电压分配诊断开关的方法来诊断负极开关的方法的流程图。
图5是用于描述根据本发明的实施例的通过使用用于使用电压分配诊断开关的方法来诊断正极开关的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本发明。这里，将省略可能使本发明的要点不必要地模糊的公知功能和配置的重复描述和详细描述。提供本发明的实施例，以向本领域的技术人员更完整地描述本发明。因此，为了更清楚地解释，可能夸大附图中的元件的形状、尺寸等。
在整个说明书中，除非明确地相反描述，否则任何部分“包括”任何组件的情况将被理解为隐含包括所陈述的组件但不排除任何其他组件。
此外，说明书中公开的术语“单元”意指处理至少一个功能或操作的单元，并且该单元可以通过硬件或软件或硬件和软件的组合来实现。
图1是示意性地图示根据本发明的实施例的可以应用用于使用电压分配诊断开关的装置的电动车辆的图。
在图1中，图示了其中根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置被应用于电动车辆1的示例，但是除了电动车辆之外，根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置可以被应用于可以应用二次电池的所有技术领域，诸如家庭或工业能量存储***(ESS)或不间断电源(UPS)***。
电动车辆1可以被配置成包括电池10、电池管理***(BMS)20、电子控制单元(ECU)30、逆变器40和电动机50。
电池10是通过向电动机50提供驱动力来驱动电动车辆1的电能源。电池10可以通过驱动电动机50和/或内燃机(未示出)由逆变器40充电或放电。
这里，电池10的类型没有特别限制，并且电池10可以由例如锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等等构成。
此外，电池10由其中多个电池单体串联和/或并联连接的电池组形成。此外，电池10可以包括一个或多个电池组。
BMS 20估计电池10的状态并通过使用估计的状态信息来管理电池10。例如，BMS20估计和管理电池10的状态信息，其包括电池10的充电状态(SOC)、健康状态(SOH)、最大输入/输出功率允许量、输出电压等。另外，BMS 20可以通过使用状态信息来控制电池10的充电或放电，并且还估计电池10的更换时间。
BMS 20包括根据下面将描述的本发明实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置100，或被连接到用于使用电压分配来诊断开关的装置100以进行操作。BMS 20将一个或多个电阻器与负极开关并联连接，以便于诊断被定位在连接电池10和负载的负极电源线上的负极开关110，并且测量施加到一个或多个电阻器130当中的要测量的一个电阻器130-1的电压，以诊断负极开关110的状态。
ECU 30是控制电动车辆1的状态的电子控制装置。例如，ECU 30基于诸如加速器、制动器、速度等的信息确定转矩度，并且根据转矩信息控制电动机50的输出。
此外，ECU 30将控制信号发送到逆变器40，使得电池10由BMS 20充电或放电。
逆变器40基于ECU 30的控制信号允许电池10充电或放电。
电动机50通过使用电池10的电能基于从ECU 30传输的控制信息(例如，转矩信息)来驱动电动车辆1。
在下文中，将参考图2和图3描述根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置。
图2和3是示意性地图示根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置的图。
参考图2和图3，根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置100可以包括负极开关110、一个或多个电阻器120、开关单元130、参考电压产生单元140、ADC转换单元150、控制单元160和校正电压生成单元170。
图2和图3中所图示的用于使用电压分配来诊断开关的装置100遵循实施例，并且其构成元件不限于图2和3中所图示的实施例并且如有必要，可以添加、修改或删除构成元件。
负极开关110可以被定位在连接电池10和负载的负极电源线上，并且可以连接或断开电池10和负载。例如，负极开关110可以是诸如继电器、接触器或晶体管以及晶闸管的开关元件。取决于使用环境、用户的需要和所需的安全性，负极开关110可以包括一个或多个开关元件。
可以使用一个或多个电阻器120-1和120-2以诊断负极开关110。一个或多个电阻器120-1和120-2可以彼此串联连接并且与负极开关110并联连接。因此，可以通过施加到一个或多个电阻器120-1和120-2的电池10的电压来计算施加到负极开关110的电压。基于所计算的电压，下面将描述的控制单元160可以诊断负极开关110的状态。
可以取决于电池10的电压和控制单元160的类型来不同地设置一个或多个电阻器120-1和120-2的大小。例如，下面将描述的控制单元160可以是微控制器单元(MCU)。MCU可以支持4到5V的大小的电压值。然而，因为电池10具有400至500V的大小的相对高的电压，所以难以立即施加从电池10输出的功率并使用所施加的功率。因此，通过使用电压分配定律降低从电池10施加的电压，可以将电压调节到由MCU支持的程度的电压大小。例如，一个或多个电阻器120-1和120-2的大小可以分别是5kΩ和1MΩ。当电池10的电压为400V时，当电池10的电压被施加到5kΩ时，可以通过(400V*5kΩ)/1005k来计算出1.99V。计算施加到第一电阻器120-1的电压以在由MCU支持的电平提供电压。
开关单元130可以被定位在一个或多个电阻器120-1和120-2之间，并且可以连接或断开一个或多个电阻器120-1和120-2。开关单元130可以包括一个或多个开关元件，诸如类似于负极开关110的继电器、接触器或晶体管、以及晶闸管。在通过下面描述的控制单元160的接通/断开控制下，仅当意图诊断负极开关110时，操作开关单元130，从而防止发生不必要的功率损耗和漏电流。
参考电压产生单元140可以产生用于诊断电池10的状态的参考电压。这里，参考电压可以是当电池10正常操作时测量的电压值，并且可以是用于通过下面将描述的控制单元160诊断电池10的状态或诊断负极开关110的状态的参考值。例如，参考电压可以是400V，并且当由电池10测量的电压是400V或更高时，可以通过下面将描述的控制单元160将电池10的状态诊断为异常状态。此外，当通过控制单元160施加参考电压时，可以计算要施加到一个或多个电阻器120-1和120-2当中的要测量的一个电阻器120-1的电压，并且可以通过比较所计算的电压和实际测量的电压来诊断负极开关110的状态。
参考电压产生单元140可以包括一个或多个电阻器，并且一个或多个电阻器与电池10并联连接以测量电池10的电压，并且通过所测量的电压产生参考电压。例如，参考电压产生单元140可以包括具有1MΩ大小的电阻器和具有10kΩ大小的电阻器。当电池10的电压为400V时，当400V的电压施加到1MΩ和10kΩ并且根据电压分配定律，400V的电压变成(400V*10kΩ)/1010kΩ，并且结果，产生3.96V的参考电压。
另外，参考电压产生单元140可以包括一个或多个电阻器之间的一个或多个开关。仅当意图通过一个或多个开关产生参考电压时操作开关，以防止不必要的功率损耗和漏电流。
ADC转换单元150可以将施加到一个或多个电阻器120-1和120-2的一个电阻器120-1的电池10的电压转换成数字信号。此外，ADC转换单元150可以将从参考电压产生单元120产生的参考电压转换成数字信号。ADC转换单元150将参考电压和所测量的电压的模拟值转换成数字信号，并将数字信号输出到下面将描述的控制单元160，以允许控制单元160以诊断负极开关110的状态。
控制单元160可以通过使用电压分配从被施加到被串联连接的一个或多个电阻器120-1和120-2的电池10的电压计算被施加到一个或多个电阻器120-1和120-2当中的要测量的一个电阻器120-1的电压，并且基于计算的电压诊断负极开关110的状态。
控制单元160基于参考电压计算要施加到一个电阻器120-1的电压，并将施加到一个电阻器120-1的电压与所计算的电压进行比较，以诊断负极开关110的状态。
例如，参考表1和图3，当电池10的电压为500V时，可以将通过从-500V变化到500V所测量的电池10的电压设置成参考电压，从而计算要施加到第一电阻器120-1的预测电压。当控制单元160意图诊断负极开关110的状态时，控制单元160可以操作包括在开关单元130和参考电压产生单元140中的开关以施加电池10的电压。当电池10的电压为500V时，参考电压产生单元140可以将电池的参考电压设置为500V，并且结果，控制单元140可以将要施加到第一电阻器120-1的预测电压计算为2.48V。这里，当通过分压施加到第一电阻器120-1和第二电阻器120-2的电池10的电压来测量施加到第一电阻器120-1的电压时，控制单元160可以当测量到2.48V时诊断负极开关110的状态是正常状态。在另一实施例中，控制单元160可以将容差范围设置在预定范围内，并且当施加到第一电阻器120-1的电压在参考电压的容差范围内时，控制单元160可以诊断负极开关110的状态是正常状态。当电池10的电压可以是300V时，基于300V的电压所计算的预测电压可以是1.48V。然而，当通过电压分配所计算的施加到第一电阻器120-1的电压是2.54V时，施加到第一电阻器120-1的电压不同于参考电压。在这种情况下，控制单元160可以诊断负极开关110的状态是异常的。此外，在另一实施例中，当施加到第一电阻器120-1的电压不在参考电压的容差范围内时，控制单元160可以诊断负极开关110的状态是异常的。
[表1]
电池电压 第一电阻器 第二电阻器 预测电压 测量电压
-500 5kΩ 1MΩ -2.48V -2.48V
-300 5kΩ 1MΩ -1.48V -1.48V
-100 5kΩ 1MΩ -0.49V -0.49V
0 5kΩ 1MΩ 0V 0V
100 5kΩ 1MΩ 0.49V 0.49V
300 5kΩ 1MΩ 1.48V 2.54V
500 5kΩ 1MΩ 2.48V 2.48V
这里，当电池10的电压为大于等于-500V且小于等于0V时，反向电压被施加到第一电阻器120-1。因此，可能将施加到第一电阻器120-1的反向电压提供给MCU。反向电压可能导致MCU的故障和误诊。因此，为了防止故障和误诊，根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置100可以包括校正电压产生单元170。
校正电压产生单元170可以将校正电压施加到一个或多个电阻器120-1和120-2。这里，校正电压可以是将施加到一个或多个电阻器120-1和120-2当中的要测量的一个电阻器120-1的反向电压转换成恒定电压的电压。例如，参考表1，当电池10的电压为-500V时，从电池10施加到第一电阻器120-1的电压可以是-2.48V。因此，通过向第一电阻器120-1施加2.5V的校正电压，可以施加0.02V的恒定电压。此外，当电池10的电压为500V时，施加到第一电阻器120-1的电压可以是2.48V，并且当施加校正电压时，电压可以是4.98V。电压可以是即使当控制单元160是MCU时也可以支持的电压的大小。如上所述，校正电压可以将要测量的第一电阻器120-1的反向电压转换成恒定电压，并且可以设置成可以具有可以由控制单元160支持的大小的值。在这种情况下，控制单元160将通过将校正电压加算到参考电压而获得的值与通过将在第一电阻器120-1所测量的电压和校正电压相加而获得的值彼此相比较，以诊断负极开关110是否异常。
如上所述，控制单元160可以通过比较通过如上所述的ADC转换单元150数字信号化的电压值来诊断负极开关110的状态。
根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的装置100还可包括正极开关180、电阻器单元190、诊断电阻器200和开关210。
正极开关180可以被定位在连接电池10和负载的正极电源线上，并且可以连接或断开电池10和负载。正极开关180可以是类似于负极开关110的诸如继电器、接触器或晶体管以及晶闸管的开关元件。由于使用环境、用户需求和所需的安全性，正极开关180可以包括一个或多个开关元件。
电阻器单元190的一侧可以连接到正极开关180，并且其另一侧可以连接到下面将描述的诊断电阻器200。
诊断电阻器200可以连接到电阻器190，以便于诊断正极开关180的状态。这里，电阻器单元190和诊断电阻器200是被用于电压分配的电阻器，并且电阻器190的大小可以大于诊断电阻器140的大小。例如，电阻器单元190的大小可以是1MΩ，并且诊断电阻器的大小可以是10kΩ。
开关210可以被定位在电阻器单元190和诊断电阻器200之间，并且可以连接或断开电阻器单元130和诊断电阻器140。开关210在控制单元160的控制下执行接通/断开操作以连接或断开电阻器单元190和诊断电阻器200。仅当意图通过连接或断开来诊断正极开关180的状态时，通过控制开关210的操作连接电阻器单元190和诊断电阻器200，以防止发生不必要的功率损耗和漏电流。
控制单元160可以通过使用电压分配从施加到电阻器单元190和诊断电阻器200的电池10的电压计算被施加到诊断电阻器200的电压，并且基于所计算的电压来诊断正极开关180的状态。
另外，负极开关110和一个或多个电阻器120-1和120-2可以由一个负极开关诊断单元220构成。此外，正极开关180、电阻器单元190和诊断电阻器200可以通过一个正极开关诊断单元230构成。另外，ADC转换单元150和控制单元160可以被定位在负极开关诊断单元220和正极开关诊断单元230的外部。当通过ADC转换单元150和控制单元160意图监控和诊断多个开关中的每一个时，为多个开关中的每一个配置负极开关诊断单元220或正极开关诊断单元230，并且可以通过被定位在外部的一个ADC转换单元150和一个控制单元160来诊断多个开关。
在另一实施例中，负极开关110和正极开关180可以被使用同时被替换成要被诊断的其它组件。例如，为了诊断熔断器的状态，在上述方法中将一个或多个电阻器120-1和120-2连接到熔断器，并且测量施加到一个或多个电阻器120-1和120-2的要测量的一个电阻器120-1的电池的电压，以诊断熔断器的状态。
通过一个外部ADC转换单元150和一个控制单元160测量诸如负极开关110、正极开关180和熔断器的被定位在电池组10或BMS内部的多个组件的状态并且不使用用于诊断的附加组件，或不构造单独的***，从而减小电池组10和BMS的体积和价格。
在下文中，将参考图4和图5描述根据本发明的实施例的通过使用用于使用电压分配诊断开关的方法(S100)来诊断负极开关和正极开关的方法。
图4是用于描述根据本发明的实施例的通过使用用于使用电压分配诊断开关的方法来诊断负极开关的方法的流程图。
参考图4，当公开通过使用根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的方法来诊断负极开关的方法时，将电池的电压施加到一个或多个电阻器(S101)。然后，通过使用电压分配计算施加到一个或多个电阻器当中的要测量的一个电阻器的电池的电压(S102)。参考电压产生单元产生参考电压(S103)并且基于产生的参考电压计算要施加到要测量的一个电阻器的电池的电压(S104)。将步骤S102中计算的电压和步骤S104中计算的参考电压与校正电压产生单元产生的校正电压相加(S105)。通过ADC转换单元对相加的电压进行ADC转换(S106)，并将转换后的值提供给控制单元以诊断负极开关(S107)。当与在步骤S107中诊断的结果校正电压相加的、施加到电阻器之一的电压等于与校正电压相加的参考电压时，负极开关被诊断为正常的并且执行正常操作(S108)。然而，当与校正电压相加的、施加到一个电阻器的电压不等于与校正电压相加的参考电压时，负极开关被诊断为异常(S109)并且负极开关的操作被控制或负极开关是否异常被输出到外部(S110)。
图5是用于描述根据本发明的实施例的通过使用用于使用电压分配诊断开关的方法来诊断正极开关的方法的流程图。
参考图5，当公开通过使用根据本发明的实施例的用于使用电压分配诊断开关的方法诊断正极开关的方法时，将电池的电压施加到一个或多个电阻器(S201)。其后，计算通过使用电压分配施加到电阻器单元和诊断电阻器的电池的电压的被施加到诊断电阻器的电池电压(S202)。此外，参考电压产生单元产生参考电压(S203)，并且基于产生的参考电压计算要施加到诊断电阻器的电池的电压(S204)。在步骤S202中计算的施加到诊断电阻器的电压和在步骤S204中计算的要施加到诊断电阻器的参考电压被ADC转换(S205)。在步骤S205中转换的电压值被提供给控制单元，并且控制单元将施加到诊断电阻器的电压和要施加到诊断电阻器的参考电压进行比较(S206)。当通过步骤S206，施加到诊断电阻器的电压和要施加到诊断电阻器的参考电压彼此相等时，正极开关被诊断为处于正常状态并且执行正常操作(S207)。相反，当通过步骤S206，施加到诊断电阻器的电压和要施加到诊断电阻器的参考电压彼此不相等时，正极开关被诊断为异常(S208)，并且正极开关的操作被控制(S209)。此外，正极开关是否异常被输出到外部。
已经参考附图中呈现的流程图描述用于使用电压分配诊断开关的前述方法。为了简化的目的，已经通过一系列框图示出和描述该方法，但是要理解的是，本发明不限于块的顺序，并且可以以与在本说明书中示出和描述的其它块不同的顺序并且与在本说明书中示出和描述的其它块同时引用一些块，并且可以实现各种其他分支、流路径和块的顺序以实现相同或相似的结果。另外，可能不需要所有图示的块来实现本说明书中描述的方法。
在上文中，已经图示和描述本发明的特定实施例，但是本发明的技术精神不限于附图和所描述的内容，并且对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够在不脱离本发明的精神的范围内做出本发明的各种修改，并且将会被认为这些修改被包括在不脱离本发明的精神的本发明的权利要求中。

Claims (10)

1.一种用于使用电压分配诊断开关的装置，所述装置包括：
负极开关，所述负极开关被定位在连接电池和负载的负极电源线上并且连接或断开所述电池和所述负载；
多个电阻器，所述多个电阻器串联连接并且与所述负极开关并联连接；
正极开关，所述正极开关被定位在连接所述电池和所述负载的正极电源线上并且连接或断开所述电池和所述负载；
诊断电阻器，所述诊断电阻器诊断所述正极开关；
电阻器单元，所述电阻器单元的一侧与所述正极开关相连接并且另一侧与所述诊断电阻器相连接；
参考电压产生单元，所述参考电压产生单元产生用于诊断所述电池的状态的参考电压，所述参考电压产生单元包括串联连接的多个参考电压产生电阻器，并且所述多个参考电压产生电阻器与所述电池并联连接，由此所述参考电压是通过分配电池的电压产生的，并且是当所述电池正常操作时测量的所述电池的电压值；以及
控制单元，所述控制单元通过使用电压分配从被施加到所述多个电阻器的所述电池的电压计算被施加到所述多个电阻器的要测量的一个电阻器的负极开关测量电压，所述控制单元从所述参考电压产生单元接收所述参考电压，基于所述参考电压来计算要施加到所述一个电阻器的负极开关预测电压，并且将所述负极开关测量电压与所述负极开关预测电压进行比较来诊断所述负极开关的状态，并且
所述控制单元通过使用电压分配从被施加到所述电阻器单元和所述诊断电阻器的所述电池的电压计算被施加到所述诊断电阻器的正极开关测量电压，基于所述参考电压计算要施加到所述诊断电阻器的正极开关预测电压，并且将所述正极开关测量电压与所述正极开关预测电压进行比较来诊断所述正极开关的状态。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括:
ADC转换单元，所述ADC转换单元将施加到所述一个电阻器的所述电池的电压转换成数字信号，
其中，所述控制单元基于所转换的数字信号来诊断所述负极开关的状态。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括：
开关单元，所述开关单元被定位在所述多个电阻器之间并且连接或断开所述多个电阻器，
其中，所述控制单元通过控制所述开关单元的断路/闭合将所述电池的电压施加到所述一个电阻器，并且基于所施加的电压来诊断所述负极开关的状态。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括：
校正电压产生单元，所述校正产生单元将校正电压施加到所述多个电阻器，
其中，所述控制单元将施加到所述一个电阻器的电压和所述校正电压相加，并且基于所相加的电压来诊断所述负极开关的状态。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述负极开关和所述多个电阻器由一个负极开关诊断单元构成，并且所述控制单元被定位在所述负极开关诊断单元的外部。
6.一种用于使用电压分配诊断开关的方法，所述方法包括：
将负极开关定位在连接电池和负载的负极电源线上并且连接或断开所述电池和所述负载；
将串联连接的多个电阻器与所述负极开关并联连接；
将正极开关定位在连接所述电池和所述负载的正极电源线上并且连接或断开所述电池和所述负载；
通过诊断电阻器，诊断所述正极开关；
将电阻器单元的一侧与所述正极开关相连接并且将所述电阻器单元的另一侧与所述诊断电阻器相连接；
通过参考电压产生单元，产生用于诊断所述电池的状态的参考电压，所述参考电压产生单元包括串联连接的多个参考电压产生电阻器，并且所述多个参考电压产生电阻器与所述电池并联连接，由此所述参考电压是当所述电池正常操作时测量的所述电池的电压值；
通过使用电压分配，通过控制单元，从被施加到所述多个电阻器的所述电池的电压计算被施加到所述多个电阻器的要测量的一个电阻器的负极开关测量电压，从所述参考电压产生单元接收所述参考电压，基于所述参考电压来计算要施加到所述一个电阻器的负极开关预测电压，并且将所述负极开关测量电压与所述负极开关预测电压进行比较来诊断所述负极开关的状态，并且
通过使用电压分配，通过所述控制单元，从被施加到所述电阻器单元和所述诊断电阻器的所述电池的电压计算被施加到所述诊断电阻器的正极开关测量电压，基于所述参考电压计算要施加到所述诊断电阻器的正极开关预测电压，并且将所述正极开关测量电压与所述正极开关预测电压进行比较来诊断所述正极开关的状态。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
通过ADC转换单元，将施加到所述一个电阻器的所述电池的电压转换成数字信号，
其中，所述诊断还包括基于所转换的数字信号来诊断所述负极开关的状态。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括：
将开关单元定位在所述多个电阻器之间并且连接或断开所述多个电阻器，
其中，所述诊断还包括通过控制所述开关单元的断路/闭合将所述电池的电压施加到所述一个电阻器，并且基于所施加的电压来诊断所述负极开关的状态。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括：
通过校正电压产生单元，将校正电压施加到所述多个电阻器，
其中，所述诊断还包括将施加到所述一个电阻器的电压和所述校正电压相加，并且基于所相加的电压来诊断所述负极开关的状态。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括：
通过一个负极开关诊断单元，构成所述负极开关和所述多个电阻器；和
将所述控制单元定位在所述负极开关诊断单元的外部。
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