CN110931899B - 锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法 - Google Patents

锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110931899B
CN110931899B CN201911259702.0A CN201911259702A CN110931899B CN 110931899 B CN110931899 B CN 110931899B CN 201911259702 A CN201911259702 A CN 201911259702A CN 110931899 B CN110931899 B CN 110931899B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
judging
fault
battery
judging whether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911259702.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110931899A (zh
Inventor
邓坚
于鲁娜
谢长君
石英
黄亮
房伟
熊斌宇
刘芙蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201911259702.0A priority Critical patent/CN110931899B/zh
Publication of CN110931899A publication Critical patent/CN110931899A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110931899B publication Critical patent/CN110931899B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及电动汽车的锂离子动力电池技术领域，提供了一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***，包括电压/温度采集模块、底层MCU、总电压测量模块以及主控器。还提供一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理方法，包括S1‑S3三个步骤。本发明将动力电池组的故障根据其严重程度分为三个等级，根据采集到的电池组电压、温度等信号的取值范围判断其属于哪一级故障，对每一级不同的故障采用不同的处理措施，从而实现对动力电池组的失效处理。

Description

锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车的锂离子动力电池技术领域，具体为一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法。
背景技术
近年来，锂离子电池因为其能量密度高、使用寿命长等特点，收到了广大的关注，应用于手机、储能、电动汽车等诸多领域。但是作为一类涉及到复杂的化学反应的储能装置，锂离子电池本身就存在较高的安全隐患，在实际使用时可能会由于外部环境以及电力技术发展水平限制等因素导致过热、过充、过放等故障，尤其是在电动汽车领域，由于电动汽车对功率、电压、电流、能量等的高要求，需要通过电池单体串联组成电池包，增加了***的复杂程度，加大了电池组出现故障的概率。
因此急需一种能够对故障进行诊断并进行对应处理的***和方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法，将动力电池组的故障根据其严重程度分为三个等级，根据采集到的电池组电压、温度等信号的取值范围判断其属于哪一级故障，对每一级不同的故障采用不同的处理措施，从而实现对动力电池组的失效处理。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***，包括电压/温度采集模块、底层MCU、总电压测量模块以及主控器；
所述电压/温度采集模块，用于采集锂离子动力电池的单体电压和单体温度；
所述底层MCU，用于收集所述电压/温度采集模块采集到的信息；
所述总电压测量模块，用于测量锂离子动力电池组的总电压；
所述主控器，用于将锂离子动力电池组的故障预先分为三个等级并给每个等级一一对应失效处理措施，还用于接收所述底层MCU反馈的信息和所述总电压测量模块测量的信息后通过分析，然后将分析的结果与三个等级进行比对，以确定故障的等级，进而将确定的结果发送至整车控制***做出与其所处等级对应的失效处理措施。
进一步，还包括均衡模块，所述均衡模块用于改变锂离子动力电池单体的不一致性，防止电池出现过充，提升电池的整体性能；所述底层MCU也收集所述均衡模块采集到的信息并将该信息发送至所述主控器。
进一步，所述均衡模块包括均衡电路，所述均衡电路为在电池组中的每节单体电池两端并联一个电阻，并在此回路中设置模拟开关。
进一步，所述电压/温度采集模块包括单体电池电压采集电路，当需要采集某路电压时，所述底层MCU由I/O口选择需要采集的电池组的两端的电压，将采集的电压信号经差运放电路引入所述单体电池电压采集电路中，再经过隔离处理后直接送入所述底层MCU的内置A/D模块中，以获得电压数据。
进一步，所述电压/温度采集模块包括温度采集电路，将热敏电阻放置于电池组中，在所述温度采集电路中，通过测量热敏电阻的阻值，获得电池组的环境温度。
本发明实施例提供另一种技术方案：一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理方法，包括如下步骤：
S1，将锂离子动力电池组的故障预先分为三个等级并给每个等级一一对应失效处理措施；
S2，采集锂离子动力电池的单体电压和单体温度，同时测量锂离子动力电池组的总电压；
S3，根据采集到的信息和测量到的信息进行分析，将分析的结果与三个等级进行比对，以确定故障的等级，进而将确定的结果发送至整车控制***做出与其所处等级对应的失效处理措施。
进一步，在所述S1步骤中，预设单体电压过压阈值V1、V2、V3，单体电压欠压阈值V4、V5，总电压过压阈值U1、U2、U3，总电压欠压阈值U4、U5，电池组温度阈值C1，C2。
进一步，在所述S3步骤中，比对的过程具体为：
先判断车辆是否在行驶状态，
若车辆不在行驶状态，则判断电池单体是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对于的失效处理措施；否，则判断电池单体是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对于的失效处理措施；否，则判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C2；是，则判断为一级故障并禁止高压上电；否，则返回；
若车辆在行驶状态，则判断电池单体是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池单体是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池是否过温；是，则判断电池温度是否大于电池组温度阈值C1；是，则判断为一级故障并断开锂电池正负端继电器；否，判断为二级故障并线性限制电机输出功率至0。
进一步，在车辆为非行驶状态时，判断具体的故障等级的方式和做出对应的失效处理措施为：判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V1，是，则判断为一级故障，禁止高压上电；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V2，是，则判断为二级故障，并停止充电；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V3，是，则判断为三级故障，并将充电电流下降到50％；判断单体电压V是否小于单体电压欠压阈值V4，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断单体电压V是否小于单电压阈值V5；是，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至50％以下；判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U1，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断电压总电压U是否大于总电压过压阈值U2；是，则判断为二级故障，并停止充电；否，则判断电压总电压U是否大于总电压过压阈值U3；是，则判断为三级故障，并将充电电流下降到50％；判断电池总电压是否小于电池总电压欠压阈值U4，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断电池总电压是否小于电池总电压欠压阈值U5，是，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至50％以下；若电池总电压不欠压，则判断电池温度是否大于电池组温度阈值C2，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电，否，则返回。
进一步，在车辆为非行驶状态时，判断具体的故障等级的方式和做出对应的失效处理措施为：判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V1，是，则判断一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V3；是，则判断为二级故障，并禁止回馈制动；判断单体电压V是否小于单体电压欠压阈值V4，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断单体电压V是否小于单电压欠压阈值V5；是，则判断为二级故障，并线性限制电机输出功率至0；判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U1，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器，否，则判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U2，是，则判断为二级故障，并禁止回馈制动；判断电池总电压U是否小于总电压欠压阈值U4，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断电池总电压U是否小于总电压欠压阈值U5；是，则判断为二级故障，并线性限制电机输出功率至0；判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C1，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C2，则，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至0。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：将动力电池组的故障根据其严重程度分为三个等级，根据采集到的电池组电压、温度等信号的取值范围判断其属于哪一级故障，对每一级不同的故障采用不同的处理措施，从而实现对动力电池组的失效处理。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***的控制框图；
图2为本发明实施例提供的一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理方法的逻辑流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1，本发明实施例提供一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***，包括电压/温度采集模块、底层MCU、总电压测量模块以及主控器；所述电压/温度采集模块，用于采集锂离子动力电池的单体电压和单体温度；所述底层MCU，用于收集所述电压/温度采集模块采集到的信息；所述总电压测量模块，用于测量锂离子动力电池组的总电压；所述主控器，用于将锂离子动力电池组的故障预先分为三个等级并给每个等级一一对应失效处理措施，还用于接收所述底层MCU反馈的信息和所述总电压测量模块测量的信息后通过分析，然后将分析的结果与三个等级进行比对，以确定故障的等级，进而将确定的结果发送至整车控制***做出与其所处等级对应的失效处理措施。在本实施例中，通过将动力电池组的故障根据其严重程度分为三个等级，根据采集到的电池组电压、温度等信号的取值范围判断其属于哪一级故障，对每一级不同的故障采用不同的处理措施，从而实现对动力电池组的失效处理。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1，本***还包括均衡模块，所述均衡模块用于改变锂离子动力电池单体的不一致性，防止电池出现过充，提升电池的整体性能；所述底层MCU也收集所述均衡模块采集到的信息并将该信息发送至所述主控器。优选的，所述电压/温度采集模块和所述均衡模块组成一组且有多组，其数量与电池组的数量相同，每个电池组包括m节锂电池组；所述底层MCU也有多个，其数量也与电池组的数量相同。如图1所示，电池组有n组，每组电池组都包括m节锂电池组，一个电压/温度采集模块和所述均衡模块对应一个电池组，同时一个电压/温度采集模块和所述均衡模块也对应一个底层MCU。多个底层MCU均通过CAN总线将信息反馈至主控器，而主控器也通过CAN总线将分析出的结果发送至整车控制***来进行动作。
作为本发明实施例的优化方案，所述均衡模块包括均衡电路，所述均衡电路为在电池组中的每节单体电池两端并联一个电阻，并在此回路中设置模拟开关。在本实施例中，其均衡原理是通过对电阻放电降低单体电池电压，从而能将电池组内单体电池之间电压控制在一定的范围内。
作为本发明实施例的优化方案，所述电压/温度采集模块包括单体电池电压采集电路，当需要采集某路电压时，所述底层MCU由I/O口通过选通网络选择需要采集的电池组的两端的电压，将采集的电压信号经差运放电路引入所述单体电池电压采集电路中，再经过隔离处理后直接送入所述底层MCU的内置A/D模块中，以获得电压数据。在本实施例中，所述底层MCU通过轮流选通I/O端口，可采集模块内部的电池单体电压。
作为本发明实施例的优化方案，所述电压/温度采集模块包括温度采集电路，将热敏电阻经过简单处理放置于电池组中，在所述温度采集电路中，通过测量热敏电阻的阻值，获得电池组的环境温度。在本实施例中，为方便采集电池组的环境温度，减小主控模块与测控模块之间的连接线，同时考虑到测控模块更加贴近电池组，所以将温度采集电路设置在测控单元中，总路数设置为1路，用来检测测控单元控制的电池组环境温度。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1，本***还包括故障报警模块，用于根据不同等级的故障进行不同情形的报警。在本实施例中，故障报警模块设置了指示灯和蜂鸣器来表示不同的电池故障。指示灯选用发光二极管***将故障分为三级，一般故障，严重故障和危险故障。当发生一般故障时，障指示灯闪烁。发生严重故障时，故障指示灯常亮。当发生危险故障时，故障指示灯常亮并伴随蜂鸣器报警。无故障发生时，故障指示灯灭掉。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1，本***还包括总电流测量模块、高压管理模块以及充放电模块。在图1中，除了均衡模块带了“模块”二字，以外，其他各模块均采用省略式表述，将“模块”省略了。其中，总电流测量模块用来锂离子动力电池组的总电流，也能够作为判断故障等级的依据之一，另外的高压管理模块和充放电模块，也均是如此。
实施例二：
本实施例与上述的实施例一互相引用彼此。
请参阅图2，本发明实施例提供一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理方法，包括如下步骤：S1，将锂离子动力电池组的故障预先分为三个等级并给每个等级一一对应失效处理措施；S2，采集锂离子动力电池的单体电压和单体温度，同时测量锂离子动力电池组的总电压；S3，根据采集到的信息和测量到的信息进行分析，将分析的结果与三个等级进行比对，以确定故障的等级，进而将确定的结果发送至整车控制***做出与其所处等级对应的失效处理措施。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2，在所述S1步骤中，预设单体电压过压阈值V1、V2、V3，单体电压欠压阈值V4、V5，总电压过压阈值U1、U2、U3，总电压欠压阈值U4、U5，电池组温度阈值C1，C2。
进一步优化上述方案，请参阅图2，在所述S3步骤中，比对的过程具体为：
先判断车辆是否在行驶状态，
若车辆不在行驶状态，则判断电池单体是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对于的失效处理措施；否，则判断电池单体是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对于的失效处理措施；否，则判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C2；是，则判断为一级故障并禁止高压上电；否，则返回；
若车辆在行驶状态，则判断电池单体是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池单体是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池是否过温；是，则判断电池温度是否大于电池组温度阈值C1；是，则判断为一级故障并断开锂电池正负端继电器；否，判断为二级故障并线性限制电机输出功率至0。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2，在车辆为非行驶状态时，判断具体的故障等级的方式和做出对应的失效处理措施为：判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V1，是，则判断为一级故障，禁止高压上电；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V2，是，则判断为二级故障，并停止充电；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V3，是，则判断为三级故障，并将充电电流下降到50％；判断单体电压V是否小于单体电压欠压阈值V4，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断单体电压V是否小于单电压阈值V5；是，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至50％以下；判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U1，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断电压总电压U是否大于总电压过压阈值U2；是，则判断为二级故障，并停止充电；否，则判断电压总电压U是否大于总电压过压阈值U3；是，则判断为三级故障，并将充电电流下降到50％；判断电池总电压是否小于电池总电压欠压阈值U4，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断电池总电压是否小于电池总电压欠压阈值U5，是，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至50％以下；若电池总电压不欠压，则判断电池温度是否大于电池组温度阈值C2，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电，否，则返回。
作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2，在车辆为非行驶状态时，判断具体的故障等级的方式和做出对应的失效处理措施为：判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V1，是，则判断一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V3；是，则判断为二级故障，并禁止回馈制动；判断单体电压V是否小于单体电压欠压阈值V4，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断单体电压V是否小于单电压欠压阈值V5；是，则判断为二级故障，并线性限制电机输出功率至0；判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U1，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器，否，则判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U2，是，则判断为二级故障，并禁止回馈制动；判断电池总电压U是否小于总电压欠压阈值U4，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断电池总电压U是否小于总电压欠压阈值U5；是，则判断为二级故障，并线性限制电机输出功率至0；判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C1，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C2，则，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至0。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***，其特征在于：包括电压/温度采集模块、底层MCU、总电压测量模块以及主控器；
所述电压/温度采集模块，用于采集锂离子动力电池的单体电压和单体温度；
所述底层MCU，用于收集所述电压/温度采集模块采集到的信息；
所述总电压测量模块，用于测量锂离子动力电池组的总电压；
所述主控器，用于将锂离子动力电池组的故障预先分为三个等级并给每个等级一一对应失效处理措施，还用于接收所述底层MCU反馈的信息和所述总电压测量模块测量的信息后通过分析，然后将分析的结果与三个等级进行比对，以确定故障的等级，进而将确定的结果发送至整车控制***做出与其所处等级对应的失效处理措施；
预设单体电压过压阈值V1、V2、V3，单体电压欠压阈值V4、V5，总电压过压阈值U1、U2、U3，总电压欠压阈值U4、U5，电池组温度阈值C1，C2；
先判断车辆是否在行驶状态，
若车辆不在行驶状态，则判断电池单体是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对于的失效处理措施；否，则判断电池单体是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对于的失效处理措施；否，则判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C2；是，则判断为一级故障并禁止高压上电；否，则返回；
若车辆在行驶状态，则判断电池单体是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池单体是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池是否过温；是，则判断电池温度是否大于电池组温度阈值C1；是，则判断为一级故障并断开锂电池正负端继电器；否，判断为二级故障并线性限制电机输出功率至0。
2.如权利要求1所述的一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***，其特征在于：还包括均衡模块，所述均衡模块用于改变锂离子动力电池单体的不一致性，防止电池出现过充，提升电池的整体性能；所述底层MCU也收集所述均衡模块采集到的信息并将该信息发送至所述主控器。
3.如权利要求2所述的一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***，其特征在于：所述均衡模块包括均衡电路，所述均衡电路为在电池组中的每节单体电池两端并联一个电阻，并在此回路中设置模拟开关。
4.如权利要求1所述的一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***，其特征在于：所述电压/温度采集模块包括单体电池电压采集电路，当需要采集某路电压时，所述底层MCU由I/O口选择需要采集的电池组的两端的电压，将采集的电压信号经差运放电路引入所述单体电池电压采集电路中，再经过隔离处理后直接送入所述底层MCU的内置A/D模块中，以获得电压数据。
5.一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将锂离子动力电池组的故障预先分为三个等级并给每个等级一一对应失效处理措施；
S2，采集锂离子动力电池的单体电压和单体温度，同时测量锂离子动力电池组的总电压；
S3，根据采集到的信息和测量到的信息进行分析，将分析的结果与三个等级进行比对，以确定故障的等级，进而将确定的结果发送至整车控制***做出与其所处等级对应的失效处理措施；
在所述S1步骤中，预设单体电压过压阈值V1、V2、V3，单体电压欠压阈值V4、V5，总电压过压阈值U1、U2、U3，总电压欠压阈值U4、U5，电池组温度阈值C1，C2；
在所述S3步骤中，比对的过程具体为：
先判断车辆是否在行驶状态，
若车辆不在行驶状态，则判断电池单体是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对于的失效处理措施；否，则判断电池单体是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对于的失效处理措施；否，则判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C2；是，则判断为一级故障并禁止高压上电；否，则返回；
若车辆在行驶状态，则判断电池单体是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池单体是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否过压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池总电压是否欠压；是，则判断其为几级故障并采取对应的失效处理措施；否，则判断电池是否过温；是，则判断电池温度是否大于电池组温度阈值C1；是，则判断为一级故障并断开锂电池正负端继电器；否，判断为二级故障并线性限制电机输出功率至0。
6.如权利要求5所述的一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理方法，其特征在于，在车辆为非行驶状态时，判断具体的故障等级的方式和做出对应的失效处理措施为：判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V1，是，则判断为一级故障，禁止高压上电；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V2，是，则判断为二级故障，并停止充电；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V3，是，则判断为三级故障，并将充电电流下降到50％；判断单体电压V是否小于单体电压欠压阈值V4，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断单体电压V是否小于单电压阈值V5；是，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至50％以下；判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U1，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断电压总电压U是否大于总电压过压阈值U2；是，则判断为二级故障，并停止充电；否，则判断电压总电压U是否大于总电压过压阈值U3；是，则判断为三级故障，并将充电电流下降到50％；判断电池总电压是否小于电池总电压欠压阈值U4，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电；否，则判断电池总电压是否小于电池总电压欠压阈值U5，是，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至50％以下；若电池总电压不欠压，则判断电池温度是否大于电池组温度阈值C2，是，则判断为一级故障，并禁止高压上电，否，则返回。
7.如权利要求5所述的一种锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理方法，其特征在于，在车辆为行驶状态时，判断具体的故障等级的方式和做出对应的失效处理措施为：判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V1，是，则判断一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断单体电压V是否大于单体电压过压阈值V3；是，则判断为二级故障，并禁止回馈制动；判断单体电压V是否小于单体电压欠压阈值V4，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断单体电压V是否小于单电压欠压阈值V5；是，则判断为二级故障，并线性限制电机输出功率至0；判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U1，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器，否，则判断电池总电压U是否大于总电压过压阈值U2，是，则判断为二级故障，并禁止回馈制动；判断电池总电压U是否小于总电压欠压阈值U4，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断电池总电压U是否小于总电压欠压阈值U5；是，则判断为二级故障，并线性限制电机输出功率至0；判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C1，是，则判断为一级故障，并断开锂电池组正负端继电器；否，则判断电池组温度是否大于电池组温度阈值C2，则，则判断为三级故障，并限制电机输出功率至0。
CN201911259702.0A 2019-12-10 2019-12-10 锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法 Active CN110931899B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911259702.0A CN110931899B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911259702.0A CN110931899B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110931899A CN110931899A (zh) 2020-03-27
CN110931899B true CN110931899B (zh) 2021-08-24

Family

ID=69858672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911259702.0A Active CN110931899B (zh) 2019-12-10 2019-12-10 锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110931899B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111873853B (zh) * 2020-07-30 2022-05-10 广州小鹏汽车科技有限公司 电池管理方法、装置、电池管理***、车辆以及存储介质
CN112986839B (zh) * 2021-02-25 2021-12-03 北京理工大学 基于置信区间的锂离子动力电池组的故障诊断方法与***
CN114899511B (zh) * 2022-05-20 2023-03-31 电子科技大学 一种基于分布式传感器的锂离子电池热失控预警***
CN115902673A (zh) * 2022-12-28 2023-04-04 惠州市乐亿通科技有限公司 电池模组总电压及单体电池电压检测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1037063A1 (en) * 1999-03-12 2000-09-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fault determination apparatus and fault determination method for a battery set
CN105730243A (zh) * 2016-02-04 2016-07-06 金龙联合汽车工业（苏州）有限公司 一种电池参数触发故障的处理方法和装置
CN106274498A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 奇瑞商用车（安徽）有限公司 电动汽车电池管理***的控制方法
CN108177525A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 上汽通用五菱汽车股份有限公司 电动汽车及动力蓄电池安全管理控制方法
CN108674191A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 北斗航天汽车（北京）有限公司 电动汽车故障诊断方法、装置和电动汽车
CN109995102A (zh) * 2019-03-01 2019-07-09 中国第一汽车股份有限公司 一种电动汽车用动力电池均衡***及控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109525019A (zh) * 2018-12-24 2019-03-26 长沙安靠电源有限公司 一种电池动力***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1037063A1 (en) * 1999-03-12 2000-09-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fault determination apparatus and fault determination method for a battery set
CN105730243A (zh) * 2016-02-04 2016-07-06 金龙联合汽车工业（苏州）有限公司 一种电池参数触发故障的处理方法和装置
CN106274498A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 奇瑞商用车（安徽）有限公司 电动汽车电池管理***的控制方法
CN108177525A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 上汽通用五菱汽车股份有限公司 电动汽车及动力蓄电池安全管理控制方法
CN108674191A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 北斗航天汽车（北京）有限公司 电动汽车故障诊断方法、装置和电动汽车
CN109995102A (zh) * 2019-03-01 2019-07-09 中国第一汽车股份有限公司 一种电动汽车用动力电池均衡***及控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"电动汽车整车控制器基础软件开发及控制策略研究";吴敏;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20141015(第10期);I140-337 *
"电动车电池管理***软件设计与SOC预测研究";邓坚等;《仪表技术》;20101231(第12期);第12-15页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110931899A (zh) 2020-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110931899B (zh) 锂离子动力电池组的故障诊断及失效处理***以及方法
CN202749476U (zh) 智能电动车电池管理***
CN103208828B (zh) 一种串联电池组管理***
CN105711434B (zh) 一种电动汽车动力电池管理***
CN202696179U (zh) 一种电池管理***
CN102205800B (zh) 一种智能电动车电池管理***
Garche et al. Battery management systems (BMS) for increasing battery life time
US20100190041A1 (en) System and method for balancing battery cells
CN104297691A (zh) 电池组健康状态诊断***和方法
CN203481890U (zh) 通信用锂电池管理***
CN113466701A (zh) 基于fbg的储能电池内部多参量一体化在线监测***及方法
CN111025168A (zh) 一种电池健康状态监控装置及电池荷电状态智能估算方法
CN103972869A (zh) 电池的双重保护***及方法
CN105620304A (zh) 电池组热失稳监测装置以及电动汽车
CN112349981A (zh) 一种电池管理***
KR102632629B1 (ko) 배터리 셀 진단 장치 및 방법
CN116224075A (zh) 动力电池单体异常预警方法、装置、电子设备和存储介质
CN113419185B (zh) 一种锂离子动力蓄电池的单体容量检测方法和***
CN117577975A (zh) 一种锂电池bms远程管理***
Kilic et al. Design of master and slave modules on battery management system for electric vehicles
CN109149699A (zh) 储能电池管理***和方法
CN205292321U (zh) 电池组热失稳监测装置以及电动汽车
CN116418054A (zh) 一种新型多通道智能锂离子电池管理模块
CN203056653U (zh) 铅酸蓄电池管理***
CN201051662Y (zh) 具有数字讯号接口的电池保护装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant