CN109975711A - 电池组故障检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池组故障检测方法及装置，涉及电池领域，所述方法包括获取电池组内相关状态信息和所述电池组中检测点当前时刻的检测温度；根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述检测点的估算温度；根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常；根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障。从而能够根据电池组热模型来实时地估算电池组中各检测点可能的温度，并以该温度为标准，对在各检测点实际检测得到的温度进行比较，从而判断各检测点的温度是否出现异常，这样就避免了门限值判断条件过于单一，不能根据车辆工况进行调整的问题，且能够根据出现异常的检测点来判定故障点，从而能够准确判断出现故障的位置。

Description

电池组故障检测方法及装置

技术领域

本公开涉及电池组领域，具体地，涉及一种电池组故障检测方法及装置。

背景技术

电池组在多行业多领域都有应用，尤其在新能源汽车成为汽车行业发展的新趋势和重要方向的前提下，新能源汽车中的纯电动汽车和混合动力汽车中，多采用动力电池组作为主要的电能存储装置。然而动力电池组受温度的影响较大，因此在应用中常利用电池组热管理***来对动力电池组进行温度控制。通常，针对电池组的温度检测通常通过逻辑门限值来实现，通过采集电池组中各电芯或者电池模组的温度、电压、电流等数值，与标准的逻辑门限值进行对比，如果超过门限值则认为电池出现故障等。但是由于汽车行驶过程中的工况复杂，通过设置一个或者几个门限值并不能保证精确地识别电池组故障，可能发生漏诊断或者过度保护的情况。

发明内容

本公开的目的是提供一种电池组故障检测方法及装置，该方法能够利用电池组热模型在电池组内未出现温度超过门限值的情况下检测到出现异常的检测点，并根据出现异常的检测点进行故障定位。

为了实现上述目的，本公开提供一种电池组故障检测方法，所述方法包括：

获取电池组内相关状态信息和所述电池组中检测点当前时刻的检测温度；

根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述检测点的估算温度；

根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常；

根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障。

可选地，所述检测点包括：

多个电芯检测点、冷却液出水口和冷却液入水口。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述电池组的剩余电量、所述电池组的健康度、所述电池组的输入输出电流、所述多个电芯检测点中任意一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述电池组的剩余电量和所述电池组的健康度在所述电池组热模型中得到所述电池组中平均每个电芯的发热内阻；

根据所述发热内阻和所述电池组的输入输出电流在所述电池组热模型中得到平均每个所述电芯的发热量；

根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点所在的电芯与所述冷却液之间的热交换量；

根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述平均每个电芯的发热量、所述热交换量以及电池组热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述多个电芯检测点中每一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述每一个电芯检测点上一时刻的检测温度在所述电池组热模型中得到每一个电芯在上一时刻的平均检测温度；

根据所述平均检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电池组中所有电芯与所述冷却液之间的总热交换量；

根据所述总热交换量、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述冷却液出水口当前时刻的估算温度，其中，所述冷却液热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过散热器与外部进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、风扇转速、当前环境温度、冷却液出水口上一时刻的检测温度；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型输出所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述风扇转速、所述当前环境温度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过热交换器与制冷剂进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、制冷剂水泵转速、制冷剂水阀开度；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型输出所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、所述制冷剂水泵转速、所述制冷剂水阀开度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过电加热装置来进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型输出所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常包括：

当所述估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于预设阈值，且所述估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于预设阈值的持续时间大于预设时长时，判定所述检测点出现异常。

可选地，所述根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障包括：

当所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数小于预设个数时，检测出现异常的电芯检测点的电压是否异常，若所述出现异常的电芯检测点的电压也异常，判定所述电芯检测点所在的电芯故障，若所述出现异常的电芯检测点的电压正常，判定所述电芯检测点的温度传感器故障；

当任意一条冷却液管路上的多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于预设比例时，判定所述冷却液管路故障；

当出现以下状态中的任意一者或多者时，判定所述电池组整体热管理***故障：

所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于或等于所述预设个数；

所述冷却液出水口检测点异常；以及

所述冷却液入水口检测点异常。

本公开还提供一种电池组故障检测装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取电池组内相关状态信息和所述电池组中检测点当前时刻的检测温度；

温度估算模块，用于根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述检测点的估算温度；

异常判断模块，用于根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常；

故障判断模块，用于根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障。

可选地，所述检测点包括：

多个电芯检测点、冷却液出水口和冷却液入水口。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述电池组的剩余电量、所述电池组的健康度、所述电池组的输入输出电流、所述多个电芯检测点中任意一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度；

所述温度估算模块包括：

电芯内阻估算子模块，用于根据所述电池组的剩余电量和所述电池组的健康度在所述电池组热模型中得到所述电池组中平均每个电芯的发热内阻；

电芯发热量估算子模块，用于根据所述发热内阻和所述电池组的输入输出电流在所述电池组热模型中得到平均每个所述电芯的发热量；

电芯热交换量估算子模块，用于根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点所在的电芯与所述冷却液之间的热交换量；

电芯检测点温度估算子模块，用于根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述平均每个电芯的发热量、所述热交换量以及电池组热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述多个电芯检测点中每一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度；

所述温度估算模块包括：

电芯平均温度估算子模块，用于根据所述每一个电芯检测点上一时刻的检测温度在所述电池组热模型中得到每一个电芯在上一时刻的平均检测温度；

电芯总热交换量估算子模块，用于根据所述平均检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电池组中所有电芯与所述冷却液之间的总热交换量；

冷却液出水口温度估算子模块，用于根据所述总热交换量、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述冷却液出水口当前时刻的估算温度，其中，所述冷却液热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过散热器与外部进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、风扇转速、当前环境温度、冷却液出水口上一时刻的检测温度；

所述温度估算模块包括：

冷却液入水口温度估算子模块，用于根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述风扇转速、所述当前环境温度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过热交换器与制冷剂进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、制冷剂水泵转速、制冷剂水阀开度；

所述温度估算模块包括：

冷却液入水口温度估算子模块，用于根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、所述制冷剂水泵转速、所述制冷剂水阀开度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过电加热装置来进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率；

所述温度估算模块包括：

冷却液入水口温度估算子模块，用于根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

可选地，所述异常判断模块还用于：

当所述估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于预设阈值，且所述估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于预设阈值的持续时间大于预设时长时，判定所述检测点出现异常。

可选地，所述故障判断模块还用于：

当所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数小于预设个数时，检测出现异常的电芯检测点的电压是否异常，若所述出现异常的电芯检测点的电压也异常，则判定所述电芯检测点所在的电芯故障，若所述出现异常的电芯检测点的电压正常，判定所述电芯检测点的温度传感器故障；

当任意一条冷却液管路上的多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于预设比例时，判定所述冷却液管路故障；

当出现以下状态中的任意一者或多者时，判定所述电池组整体热管理***故障：

所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于或等于所述预设个数；

所述冷却液出水口检测点异常；以及

所述冷却液入水口检测点异常。

通过上述技术方案，能够根据电池组热模型来实时地估算电池组中各检测点可能的温度，并以该温度为标准，对在各检测点实际检测得到的温度进行比较，从而判断各检测点的温度是否出现异常，这样就避免了门限值判断条件过于单一，不能根据车辆工况进行调整的问题，且能够根据出现异常的检测点来判定故障点，从而能够准确判断出现故障的位置。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开一示例性实施例的一种电池组故障检测方法的流程图。

图2是根据本公开又一示例性实施例的一种电池组故障检测方法中获取电芯检测点估算温度的流程图。

图3是根据本公开又一示例性实施例的一种电池组故障检测方法中获取冷却液出水口估算温度的流程图。

图4是根据本公开又一示例性实施例的一种电池组故障检测方法中获取冷却液入水口估算温度的流程图。

图5是根据本公开一示例性实施例的一种电池组故障检测装置的示意框图。

图6是根据本公开又一示例性实施例的一种电池组故障检测装置中温度估算模块的示意框图。

附图标记说明

10获取模块 20温度估算模块

30异常判断模块 40故障判断模块

201电芯内阻估算子模块 202电芯发热量估算子模块

203电芯热交换量估算子模块 204电芯检测点温度估算子模块

205电芯平均温度估算子模块 206电芯总热交换量估算子模块

207冷却液出水口温度估算子模块 208冷却液入水口温度估算子模块

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本公开一示例性实施例的一种电池组故障检测方法的流程图。如图1所示，所述方法包括步骤101至步骤104。

在步骤101中，获取电池组内相关状态信息和所述电池组中检测点当前时刻的检测温度。电池组内相关信息可以包括能够描述电池组状态的任意相关信息，例如，可以是电池组中各检测点在其他时刻的检测温度，也可以是电池组在任意时刻的输入输出电流、电压或者是电池组的剩余电量(State of Charge，SOH)、健康度(State of Health，SOH)等，还可以是电池组热管***中各部件的工作状态，例如各水泵的转速、各水阀的开度、风扇的转速、电加热装置的功率等。

电池组内的检测点可以根据实际应用情况进行个数以及位置的调整，例如，检测点可以设置于电池组中各电芯处，也可以仅设置在电池组中的部分电芯处，用于检测电池组中电芯的温度，这样能够直接反映电池组中的温度情况，另外，还可以对电池组中冷却液的出水口或者入水口设置检测点，通过对冷却液的温度的检测来间接对电池组内的温度情况进行判断。

在步骤102中，根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述检测点的估算温度。电池组热模型可以在离线的情况下通过仿真或者实验等方法来建立，其建立方法是本领域技术人员所熟知的技术，此处就不再赘述。其中，电池组热模型中可以包括例如电池组热容、冷却液热容、电池热管理***在单位时间内的管路损耗等固定参数，以在获取检测点的估算温度时进行调用，还能包括根据电池组中的相关状态信息来获取各检测点估算温度的相关公式或者表格等信息。

在根据电池组的相关状态信息获取各检测点的估算温度时，可以根据检测点位置的不同，选取不一样的相关状态信息。

在步骤103中，根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常。

在一种可能的实施方式中，判断检测点是否异常的条件可以是例如当检测点的估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于某一个预设阈值时，判断该检测点出现温度异常，还可以是例如当检测点估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于某一个预设阈值，且所述估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于某一个预设阈值的持续时间大于预设时长时，判定所述检测点出现温度异常。

在步骤104中，根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障。

根据出现异常的检测点的个数以及其位置关系，能够判断出电池组的具体故障情况。

在一种可能的实施方式中，电芯处的检测点温度出现异常时：如果检测点位置分散且少于一定预设数量，可以进一步对电池组内的电压进行判断，若电池组内各处电压都无异常，则可以判断出现异常的检测点的温度传感器故障；电池组内的电压也出现异常，则可以判断出现异常的检测点所检测的电芯出现故障。另外，还可以通过异常检测点的其他特征来对电池组中的其他故障进行判断，例如当任意一条冷却液管路上的多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于预设比例时，可以判定所述冷却液管路故障；当以下状态中的任意一者或多者出现时，可以判定所述电池组整体热管理***故障：(1)所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于或等于所述预设个数；(2)所述冷却液出水口检测点异常；(3)所述冷却液入水口检测点异常。

步骤101至步骤104可以一直循环执行，以实时地对电池组的进行检测，避免电池组中出现故障无法检测到的问题，该循环的时间间隔可以与电池组所在电池控制器的一个控制循环时间间隔相同，也可以是该电池控制器的一个控制循环时间间隔的倍数，这样，当步骤101至步骤104的执行者是该电池控制器时，能够降低电池控制器的运行负荷。

通过上述技术方案，获取电池组各温度检测点的温度信息以及电池组内相关状态信息，然后就能够根据电池组热模型来实时地估算电池组中各检测点可能的温度，并以该温度为标准，对在各检测点实际检测得到的温度进行比较，从而判断各检测点的温度是否出现异常，这样就避免了门限值判断条件过于单一，不能根据车辆工况进行调整的问题，且能够根据出现异常的检测点来判定故障点，从而能够准确判断出现故障的位置。

在一种可能的实施方式中，所述检测点包括：多个电芯检测点、冷却液出水口和冷却液入水口。多个电芯检测点可以是以一定的规律分布在电池组中，也可以是随机的分布在电池组中。

图2是根据本公开又一示例性实施例的一种电池组故障检测方法中获取电芯检测点估算温度的流程图。在获取电芯检测点估算温度时，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述电池组的剩余电量、所述电池组的健康度、所述电池组的输入输出电流、所述多个电芯检测点中任意一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度。如图2所示，该方法包括步骤201至步骤204。

在步骤201中，根据所述电池组的剩余电量(State of Charge，SOH)和所述电池组的健康度(State of Health，SOH)在所述电池组热模型中得到所述电池组中平均每个电芯的发热内阻。

在步骤202中，根据所述发热内阻和所述电池组的输入输出电流在所述电池组热模型中得到平均每个所述电芯的发热量。该发热量是指在单位时间内的平均每个所述电芯的发热量，该单位时间即为执行图1中所示的步骤101至步骤104循环的时间间隔。发热量的计算公式可以为如公式(1)所示，其中，I表示电池组的输入输出电流，R表示平均每个电信的发热内阻，Q表示平均每个所述电芯的发热量。

Q＝I²R (1)

在步骤203中，根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点所在的电芯与所述冷却液之间的热交换量。该热交换量是指在单位时间内该电芯与冷却液之间的热交换量。该热交换量可以根据上述的信息通过在电池组热模型中查表所得，也可以根据上述的信息通过在电池组热模型中的计算公式来得到。电芯检测点上一时刻的检测温度即为一个单位时间之前该检测点的检测温度。

在步骤204中，根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述平均每个电芯的发热量、所述热交换量以及电池组热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。单位时间步长即为执行图1中所示的步骤101至步骤104的循环的时间间隔。

该估算温度可以根据上述的信息通过在电池组热模型中查表所得，也可以根据上述的信息通过在电池组热模型中的计算公式来得到，例如，可以根据公式(2)进行计算，其中，T_电芯1表示电芯检测点当前时刻的估算温度，T_电芯0表示电芯检测点上一时刻的检测温度，Q为在上一时刻到当前时刻之间平均每个电芯的发热量，P_{电芯/冷却液}为单位时间内电芯与冷却液之间的热交换量，C_电池组是电池组热容，d是单位时间步长。

T_电芯1＝T_电芯0+(Q-P_{电芯/冷却液})/C_电池组×d (2)

在根据图2中所示的步骤201至步骤204估算电芯检测点的当前温度时，电池组内相关状态信息中包括的信息可以通过该信息相应的传感器进行获取，也可以间接从电池组中相应的管理***中进行获取，例如电池组热管理***等。

通过上述技术方案，能够根据电池组内相关状态信息基于电池组热模型来对电芯上的温度检测点进行温度的估算，从而能够根据估算出的温度与当前时刻的检测温度进行对比判断该检测点的温度是否异常，从而对电池组是否故障以及何处进行判断。

图3是根据本公开又一示例性实施例的一种电池组故障检测方法中获取冷却液出水口估算温度的流程图。所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述多个电芯检测点中每一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度。

如图3所示，该方法包括步骤301至步骤303。

在步骤301中，根据所述每一个电芯检测点上一时刻的检测温度在所述电池组热模型中得到每一个电芯在上一时刻的平均检测温度。

在一种可能的实施方式中，也可以根据部分电芯检测点上一时刻的检测温度来计算平均每个电芯在上一时刻的平均检测温度，其中，部分电芯检测点应该至少为2个。

在步骤302中，根据所述平均检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电池组中所有电芯与所述冷却液之间的总热交换量。该热量交换量是指在单位时间内电池组中所述电芯与冷却液之间的总热交换量。该总热交换量可以根据上述的信息通过在电池组热模型中查表所得，也可以根据上述的信息通过在电池组热模型中的计算公式来得到。冷却液入水口上一时刻的检测温度即为一个单位时间之前该检测点的检测温度。

在步骤303中，根据所述总热交换量、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述冷却液出水口当前时刻的估算温度，其中，所述冷却液热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。单位时间步长的定义与如图2中所示的实施例中的描述的单位时间步长定义相同。

该冷却液出水口当前时刻的估算温度可以根据上述的信息通过在电池组热模型中查表所得，也可以根据上述的信息通过在电池组热模型中的计算公式来得到，例如，可以根据公式(3)进行计算，其中，T_{冷_出1}表示冷却液出水口检测点当前时刻的估算温度，T_{冷_入0}表示冷却液入水口检测点上一时刻的检测温度，P_{总_电芯/冷却液}为单位时间内电池组中所有电芯与冷却液之间的总热交换量，C_冷却液是冷却液热容，d是单位时间步长。

T_{冷_出1}＝T_{冷_入0}+∑P_{总_电芯/冷却液}/C_冷却液×d (3)

在根据图3中所示的步骤301至步骤303估算冷却液出水口检测点的当前温度时，电池组内相关状态信息中包括的信息可以通过该信息相应的传感器进行获取，也可以间接从电池组中相应的管理***中进行获取，例如电池组热管理***等。

通过上述技术方案，能够根据电池组内相关状态信息基于电池组热模型来对冷却液出水口的温度检测点进行温度的估算，从而能够根据估算出的温度与当前时刻的检测温度进行对比判断该检测点的温度是否异常，从而对电池组是否故障以及何处进行判断。

图4是根据本公开又一示例性实施例的一种电池组故障检测方法中获取冷却液入水口估算温度的流程图。所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式。

如图4所示，该方法包括步骤401至步骤404。

在步骤401中，判断冷却液进行热交换的方式。当所述冷却液进行热交换的方式是通过散热器与外部进行热交换时，转至步骤402；当所述冷却液进行热交换的方式是通过热交换器与制冷剂进行热交换时，转至步骤403；当所述冷却液进行热交换的方式是通过电加热装置来进行热交换时，转至步骤404。

在步骤402中，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、风扇转速、当前环境温度、冷却液出水口上一时刻的检测温度；且根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述风扇转速、所述当前环境温度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度。

在步骤403中，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、制冷剂水泵转速、制冷剂水阀开度；且根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、所述制冷剂水泵转速、所述制冷剂水阀开度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度。

在步骤404中，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率；且根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度。

其中，上述步骤402至步骤404中的电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。在步骤402至步骤404中的冷却液入水口当前时刻的估算温度可以分别根据上述的信息通过在电池组热模型中查表所得，也可以分别根据上述的信息通过在电池组热模型中的计算公式来得到。

步骤401中的冷却液进行热交换的方式以及步骤402至步骤404中的电池组内相关状态信息中包括的信息可以通过该信息相应的传感器进行获取，也可以间接从电池组中相应的管理***中进行获取，例如电池组热管理***等。

通过上述技术方案，能够根据电池组内相关状态信息基于电池组热模型来对冷却液入水口的温度检测点进行温度的估算，从而能够根据估算出的温度与当前时刻的检测温度进行对比判断该检测点的温度是否异常，从而对电池组是否故障以及何处进行判断。

图5是根据本公开一示例性实施例的一种电池组故障检测装置的示意框图。如图5所示，所述装置包括：获取模块10，用于获取电池组内相关状态信息和所述电池组中检测点当前时刻的检测温度；温度估算模块20，用于根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述检测点的估算温度；异常判断模块30，用于根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常；故障判断模块40，用于根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障。

在一种可能的实施方式中，所述检测点包括：多个电芯检测点、冷却液出水口和冷却液入水口。

图6是根据本公开又一示例性实施例的一种电池组故障检测装置中温度估算模块20的示意框图。

在一种可能的实施方式中，如图6所示，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述电池组的剩余电量、所述电池组的健康度、所述电池组的输入输出电流、所述多个电芯检测点中任意一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度；所述温度估算模块20包括：

电芯内阻估算子模块201，用于根据所述电池组的剩余电量和所述电池组的健康度在所述电池组热模型中得到所述电池组中平均每个电芯的发热内阻；

电芯发热量估算子模块202，用于根据所述发热内阻和所述电池组的输入输出电流在所述电池组热模型中得到平均每个所述电芯的发热量；

电芯热交换量估算子模块203，用于根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点所在的电芯与所述冷却液之间的热交换量；

电芯检测点温度估算子模块204，用于根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述平均每个电芯的发热量、所述热交换量以及电池组热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。

在一种可能的实施方式中，如图6所示，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述多个电芯检测点中每一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度；所述温度估算模块20还可以包括：

电芯平均温度估算子模块205，用于根据所述每一个电芯检测点上一时刻的检测温度在所述电池组热模型中得到每一个电芯在上一时刻的平均检测温度；

电芯总热交换量估算子模块206，用于根据所述平均检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电池组中所有电芯与所述冷却液之间的总热交换量；

冷却液出水口温度估算子模块207，用于根据所述总热交换量、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述冷却液出水口当前时刻的估算温度，其中，所述冷却液热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。

在一种可能的实施方式中，如图6所示，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式。

当所述冷却液进行热交换的方式是通过散热器与外部进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、风扇转速、当前环境温度、冷却液出水口上一时刻的检测温度；所述温度估算模块还可以包括：冷却液入水口温度估算子模块208，用于根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述风扇转速、所述当前环境温度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

当所述冷却液进行热交换的方式是通过热交换器与制冷剂进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、制冷剂水泵转速、制冷剂水阀开度；所述冷却液入水口温度估算子模块208还可以用于根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、所述制冷剂水泵转速、所述制冷剂水阀开度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

当所述冷却液进行热交换的方式是通过电加热装置来进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率；所述冷却液入水口温度估算子模块208还可以用于根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

在一种可能的实施方式中，所述异常判断模块30还用于：

当所述估算温度与所述实际测量温度偏差大于预设阈值，且所述估算温度与所述实际测量温度偏差大于预设阈值的持续时间大于预设时长时，判定所述检测点出现异常。

在一种可能的实施方式中，所述故障判断模块40还用于：

当所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数小于预设个数时，检测出现异常的电芯检测点的电压是否异常，若所述出现异常的电芯检测点的电压也异常，则判定所述电芯检测点所在的电芯故障，若所述出现异常的电芯检测点的电压正常，判定所述电芯检测点的温度传感器故障；

当任意一条冷却液管路上的多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于预设比例时，判定所述冷却液管路故障；

当出现以下状态中的任意一者或多者时，判定所述电池组整体热管理***故障：

所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于或等于所述预设个数；

所述冷却液出水口检测点异常；以及

所述冷却液入水口检测点异常。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电池组故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取电池组内相关状态信息和所述电池组中检测点当前时刻的检测温度；

根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述检测点的估算温度；

根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常；

根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测点包括：

多个电芯检测点、冷却液出水口和冷却液入水口。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述电池组的剩余电量、所述电池组的健康度、所述电池组的输入输出电流、所述多个电芯检测点中任意一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述电池组的剩余电量和所述电池组的健康度在所述电池组热模型中得到所述电池组中平均每个电芯的发热内阻；

根据所述发热内阻和所述电池组的输入输出电流在所述电池组热模型中得到平均每个所述电芯的发热量；

根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点所在的电芯与所述冷却液之间的热交换量；

根据所述电芯检测点上一时刻的检测温度、所述平均每个电芯的发热量、所述热交换量以及电池组热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述电芯检测点当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池组内相关状态信息包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、所述多个电芯检测点中每一个电芯检测点上一时刻的检测温度、冷却液入水口上一时刻的检测温度；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型获取所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述每一个电芯检测点上一时刻的检测温度在所述电池组热模型中得到每一个电芯在上一时刻的平均检测温度；

根据所述平均检测温度、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液水泵转速和所述冷却液水阀开度在所述电池组热模型中得到所述电池组中所有电芯与所述冷却液之间的总热交换量；

根据所述总热交换量、所述冷却液入水口上一时刻的检测温度、所述冷却液热容和单位时间步长在所述电池组热模型中得到所述冷却液出水口当前时刻的估算温度，其中，所述冷却液热容和所述单位时间步长是所述电池组热模型中的固定参数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过散热器与外部进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、风扇转速、当前环境温度、冷却液出水口上一时刻的检测温度；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型输出所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述风扇转速、所述当前环境温度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过热交换器与制冷剂进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、制冷剂水泵转速、制冷剂水阀开度；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型输出所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述上一时刻制冷剂出水口和入水口的温度差、所述制冷剂水泵转速、所述制冷剂水阀开度、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池组内相关状态信息包括：所述冷却液进行热交换的方式；

当所述冷却液进行热交换的方式是通过电加热装置来进行热交换时，所述电池组内相关状态信息还包括：冷却液水泵转速、冷却液水阀开度、冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率；

所述根据所述相关状态信息基于电池组热模型输出所述电池组中检测点的估算温度包括：

根据所述冷却液水泵转速、所述冷却液水阀开度、所述冷却液出水口上一时刻的检测温度、所述电加热装置的功率、所述电池组热管理***中的管路热损耗在所述电池组热模型中得到所述冷却液入水口当前时刻的估算温度，其中，所述电池组热管理***中的管路热损耗是所述电池组热模型中的固定参数。

8.根据权利要求1所述的权利要求，其特征在于，所述根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常包括：

当所述估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于预设阈值，且所述估算温度与所述当前时刻的检测温度偏差大于预设阈值的持续时间大于预设时长时，判定所述检测点出现异常。

9.根据权利要求1所述的权利要求，其特征在于，所述根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障包括：

当所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数小于预设个数时，检测出现异常的电芯检测点的电压是否异常，若所述出现异常的电芯检测点的电压也异常，判定所述电芯检测点所在的电芯故障，若所述出现异常的电芯检测点的电压正常，判定所述电芯检测点的温度传感器故障；

当任意一条冷却液管路上的多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于预设比例时，判定所述冷却液管路故障；

当出现以下状态中的任意一者或多者时，判定所述电池组整体热管理***故障：

所述多个电芯检测点中出现异常的检测点个数大于或等于所述预设个数；

所述冷却液出水口检测点异常；以及

所述冷却液入水口检测点异常。

10.一种电池组故障检测装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取电池组内相关状态信息和所述电池组中检测点当前时刻的检测温度；

温度估算模块，用于根据所述相关状态信息基于电池组热模型得到所述检测点的估算温度；

异常判断模块，用于根据所述估算温度与所述当前时刻的检测温度判断所述检测点是否出现异常；

故障判断模块，用于根据出现异常的检测点判断所述电池组的故障。