CN111371139A - 均衡电路的状态诊断电路及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种均衡电路的状态诊断电路，调节电路的两端与电芯的正负极连接，检测电路与调节电路连接，控制模块两端分别与调节电路、信号处理电路连接，信号处理模块两端分别与检测电路、电源连接，将检测电路的输出信号调理为控制模块所能识别的对应检测信号。在状态诊断过程中，控制模块控制均衡电路开启或关闭，电池管理***获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态，然后根据第一电压和第二电压之间的电压差、第一电平状态、第二电平状态，与预先设置的阈值以及对应均衡电路开闭状态的电平状态进行比对，从而识别均衡电路的具体状态，有效实现对均衡电路的状态监控。

Description

均衡电路的状态诊断电路及方法

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，特别涉及一种均衡电路的状态诊断电路及方法。

背景技术

由于锂离子电池具有体积小、高能量密度、高内阻、高电压、高循环次数和低自放电率等特性，因此，近几年来锂离子电池已广泛应用于电动车、交通轨道等场合。在应用中由于电池是由多节单体锂离子电池组合形成一个电池组，考虑到各个单体电池的不一致性，因此采取均衡措施使锂离子电池单体电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时保持相同状态。

现有的电池管理***没有对均衡电路本身做额外的诊断，只是依赖模拟采集前端(AFE)进行检测。而AFE本身的诊断功能并不能具体的诊断出均衡电路的异常状态，只能判断出均衡电路是否开启或关闭，无法有效实现对均衡电路的状态监控。

发明内容

本申请的主要目的为提供一种均衡电路的状态诊断电路及方法，旨在解决现有电池管理***无法诊断出均衡电路的具体状态的弊端。

为实现上述目的，本申请提供了一种均衡电路的状态诊断电路，包括信号处理电路、控制模块、至少两组检测电路和至少两组调节电路，一组所述检测电路和所述调节电路对应一个电芯；

所述调节电路的两端与所述电芯的正负极连接，用于调节所述电芯的电压；

所述检测电路与所述调节电路连接，用于判断所述调节电路的导通状态；

所述控制模块一端与所述调节电路连接，另一端与所述信号处理电路连接，用于控制所述调节电路的调节动作和接收所述信号处理电路传输的检测信号；

所述信号处理电路一端与所述检测电路连接，另一端与电源连接，用于将所述检测电路的输出信号调理为所述控制模块对应的所述检测信号。

进一步的，所述调节电路包括诊断电阻、均衡开关管、第一二极管和均衡电阻；

所述诊断电阻一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述均衡开关管连接，用于诊断所述均衡开关管是否发生动作；

所述均衡开关管、所述第一二极管、所述均衡电阻、所述电芯的负极依次连接，所述均衡开关管和所述均衡电阻用于降低所述电芯的电压，所述第一二极管用于防止所述电芯的负极电流反灌。

进一步的，所述均衡开关管为MOS管或三极管；

所述均衡开关管为MOS管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的S极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的D极连接，所述控制模块与所述均衡开关管的G极连接；

所述均衡开关管为三极管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的E极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的C极连接，所述控制模块与所述均衡开关管的B极连接。

进一步的，所述检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、诊断开关管和第二二极管；

所述诊断开关管为MOS管或三极管；

所述诊断开关管为MOS管时，所述诊断开关管的D极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的G极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的S极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；

所述诊断开关管为三极管时，所述诊断开关管的C极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的B极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的E极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；

所述第一电阻的另一端与所述第二电阻连接；

所述第二电阻的另一端与所述均衡开关管连接；

所述第二二极管的负极与所述信号处理电路连接。

进一步的，信号处理电路包括第四电阻、第五电阻、第一开关管和电容；

所述第一开关管为MOS管或三级管；

所述第一开关管为MOS管时，所述第一开关管的G极与所述第二二极管的负极连接，所述第一开关管的D极与所述第五电阻的一端、所述控制模块连接，所述第一开关管的S极接地；

所述第一开关管为三极管时，所述第一开关管的B极与所述第二二极管的负极连接，所述第一开关管的C极与所述第五电阻的一端、所述控制模块连接，所述第一开关管的E极接地；

所述第四电阻一端与所述第二二极管的负极连接，另一端接地；

所述电容的一端与所述第二二极管的负极连接，另一端接地；

所述第五电阻另一端与所述电源连接。

进一步的，所述控制模块包括AFE和MCU，所述AFE和所述MCU信号连接；

所述均衡开关管、所述第一开关管均为MOS管时，所述AFE与所述均衡开关管的G极连接，所述MCU与所述第一开关管的D极连接；

所述均衡开关管、所述第一开关管均为三极管时，所述AFE与所述均衡开关管的B极连接，所述MCU与所述第一开关管的C极连接。

本申请还提供了一种均衡电路的状态诊断方法，基于上述任一项中的均衡电路的状态诊断电路，所述方法包括：

分别获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态；

计算所述第一电压和所述第二电压之间的电压差；

以所述电压差、所述第一电平状态和/或所述第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，得到所述均衡电路的状态。

进一步的，所述以所述电压差、所述第一电平状态和/或所述第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，得到所述均衡电路的状态的步骤，包括：

判断所述电压差是否小于阈值；

若所述电压差小于阈值，则判断所述第一电平状态是否为高电平，或所述第二电平状态是否为低电平；

若所述第一电平状态为高电平，则判定所述均衡电路的状态为开路；

若所述第二电平状态为低电平，则判定所述均衡电路的状态为漏电。

进一步的，所述判断所述电压差是否小于阈值的步骤之后，包括：

若所述电压差不小于阈值，则判断所述第一电平状态和/或所述第二电平状态是否为低电平；

若所述第一电平状态为低电平，则判定所述均衡电路的状态为正常开启；

若所述第二电平状态为高电平，则判定所述均衡电路的状态为正常关闭。

优选的，所述阈值为50mv。

本申请中提供的一种均衡电路的状态诊断电路及方法，调节电路的两端与电芯的正负极连接，在开启均衡时对电芯的电量进行消耗。检测电路与调节电路连接，能够对调节电路内部的导通状态进行诊断。控制模块两端分别与调节电路、信号处理电路连接，实现对调节电路动作的控制，并接收信号处理电路传输的检测信号。信号处理模块两端分别与检测电路、电源连接，将检测电路的输出信号调理为控制模块所能识别的对应检测信号。在状态诊断过程中，控制模块控制均衡电路开启或关闭，电池管理***获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态，然后根据第一电压和第二电压之间的电压差、第一电平状态、第二电平状态，与预先设置的阈值以及对应均衡电路开闭状态的电平状态进行比对，从而识别均衡电路的具体状态，有效实现对均衡电路的状态监控。

附图说明

图1是本申请一实施例中均衡电路的状态诊断电路具体的电路图；

图2是本申请一实施例中均衡电路的状态诊断电路的功能模块图；

图3是本申请一实施例中均衡电路的状态诊断方法的流程示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参照图1、2，本申请一实施例中提供了一种均衡电路的状态诊断电路，包括信号处理电路3、控制模块4、至少两组检测电路2和至少两组调节电路1，一组所述检测电路2和所述调节电路1对应一个电芯；

所述调节电路1的两端与所述电芯的正负极连接，用于调节所述电芯的电压；

所述检测电路2与所述调节电路1连接，用于判断所述调节电路1的导通状态；

所述控制模块4一端与所述调节电路1连接，另一端与所述信号处理电路3连接，用于控制所述调节电路1的调节动作和接收所述信号处理电路3传输的检测信号；

所述信号处理电路3一端与所述检测电路2连接，另一端与电源连接，用于将所述检测电路2的输出信号调理为所述控制模块4对应的所述检测信号。

本实施例中，状态诊断电路包括信号处理处理电路、控制模块4、至少两组检测电路2和至少两组调节电路1，一组检测电路2和调节电路1对应一个电芯，而多组检测电路2和多组调节电路1可以共同连接一组信号处理电路3、控制模块4。具体地，调节电路1的两端与电芯的正负极连接，用于对电芯进行放电，从而实现对电芯电压的调节。检测电路2与调节电路1连接，用于诊断调节电路1内的开关状态。控制模块4一端与调节电路1连接，另一端与信号处理电路3连接，从而实现通过信号控制调节电路1的调节动作，比如开关的开闭变换。信号处理电路3一端与检测电路2连接，另一端与外部的电源连接。由于检测电路2直接输出的检测信号可能为高电压，不允许送入控制模块4中进行识别，否则可能导致控制模块4损坏。因此，需要通过信号处理电路3将检测电路2输出的检测信号进行相应的调理，使得检测信号能够被检测模块进行检测后再输入控制模块4中，从而得到检测信号对应的检测结果。参照图1，电池中一般包含多组电芯，每组电芯的状态诊断电路均包括一组检测电路2和调节电路1，而控制模块4、信号处理电路3可以只有一组，其电路的连接关系如上所述。以其中一节电芯为例进行说明，在进行检测时，控制模块4中的MCU通过通信将信号发送到AFE，开启电池中第n节电芯的均衡，此时调节电路1中的均衡开关管Q1将导通，通过均衡电阻R1来消耗第n节电芯的电量。同时，当均衡开关管Q1导通后，诊断开关管Q2、第一开关管Q5将依次导通，电平信号S1被拉低，状态为“0”。当均衡开关管Q1断开时，即第n节电芯对应的状态诊断电路中的开关管均断开，此时电平信号S1状态为“1”。同时，控制模块4监控均衡开闭时，第n节电芯分别对应的第一电压和第二电压，后续根据电芯均衡开闭时的电压差以及对应电平信号状态，从而诊断得到第n节电芯对应的均衡电路的状态。参照图1，当均衡开启时，诊断电阻R3、R4、R7上将产生一个压降，MCU可以通过该压降来判断均衡是否开启或关闭。诊断电阻阻值的选取参考条件：当均衡动作时，诊断电阻上的压降V_D应发生明显的变化。根据计算公式：

R3＝V_D*R1/(V_cell-V_CE–V_F-V_D)

式中，V_F为D1正向导通压降，V_CE为均衡开关管Q1导通压降。

假定：V_D＝100mV；V_cell＝3V；V_F＝0.8V；V_CE＝0.2V；均衡电阻阻值为50欧，则该诊断电阻阻值可取3欧。

第四电阻R10的取值要求：考虑Q2的CE漏电流I_leak__CE2；

则R10的最大值：R10_max＝V_{Q5_th}/(n*I_{leak_CE2})；

式中：V_{Q5_th}为Q5临界导通时的驱动电压；n为电池串数；

第三电阻R12的取值要求：参考D1反向漏电流I_{leak_D1}和Q1的CE漏电流I_{leak_CE1}；

则R12的最大值：R12_max＝V_{Q2_th}/(I_{leak_D1}+I_{leak_CE2})；

式中：V_{Q2_th}为Q2临界导通时的驱动电压；

R8与R2的取值则需要参考R12和R10的阻值，计算出在R12和R10上的电压值，满足能使Q2和Q5正常导通。

进一步的，所述调节电路1包括包括诊断电阻、均衡开关管、第一二极管和均衡电阻；

所述诊断电阻一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述均衡开关管连接，用于诊断所述均衡开关管是否发生动作；

所述均衡开关管、所述第一二极管、所述均衡电阻、所述电芯的负极依次连接，所述均衡开关管和所述均衡电阻用于降低所述电芯的电压，所述第一二极管用于防止所述电芯的负极电流反灌。

参照图1，本实施例中，调节电路1包括诊断电阻R3、均衡开关管Q1、第一二极管D1和均衡电阻R1、具体地，诊断电路R3一端与电芯的正极连接，另一端与均衡开关管Q1连接，当均衡电路开启，即均衡开关管Q1导通时，诊断电阻R3上将产生一个压降，因此控制模块4可以根据诊断电阻R3上的压降变化来诊断均衡开关管Q1是否发生开闭动作。但是，诊断电阻R3只能用于诊断均衡开关管Q1是否发生动作，而无法判定均衡开关管Q1时无法导通还是无法断开。均衡开关管Q1未与诊断电阻R3连接的一端与第一二极管D1的正极连接，第一二极管D1的负极与均衡电阻R1的一端连接，而均衡电阻R1的另一端和电芯的负极依次连接。其中，当调节电路1连通的电芯电压偏高，需要消耗电能时，均衡开关管Q1导通，均衡电阻R1消耗电能，给电芯放电，从而实现对电芯的降压。二级管D1能够防止电芯负极的电压反灌会调节电路1，如果没有第一二极管D1，电芯负极的电压也能使诊断开关管Q2导通，无法实现对均衡电路的状态诊断。

进一步的，所述均衡开关管为MOS管或三极管；

所述均衡开关管为MOS管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的S极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的D极连接，所述控制模块4与所述均衡开关管的G极连接；

所述均衡开关管为三极管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的E极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的C极连接，所述控制模块4与所述均衡开关管的B极连接。

本实施例中，均衡开关管可以为MOS管或三极管。具体地，当均衡开关管Q1为MOS管时，均衡开关管Q1的S极与诊断电阻R3的输出端连接；均衡开关管Q1的D极与第一二极管D1的正极连接；均衡开关管Q1的G极与控制模块4连接。当均衡开关管Q1为三极管时，均衡开关管Q1的E极与诊断电阻R3的输出端连接，C极与第一二极管D1的正极连接，B极与控制模块4连接。均衡开关管Q1接收控制模块4的控制信号进行相应的开闭动作，从而实现电芯对应的均衡电路的开闭。

进一步的，所述检测电路2包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、诊断开关管和第二二极管；

所述诊断开关管为MOS管或三极管；

所述诊断开关管为MOS管时，所述诊断开关管的D极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的G极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的S极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；

所述诊断开关管为三极管时，所述诊断开关管的C极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的B极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的E极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；

所述第一电阻的另一端与所述第二电阻连接；

所述第二电阻的另一端与所述均衡开关管连接；

所述第二二极管的负极与所述信号处理电路3连接。

参照图1，本实施例中，检测电路2包括第一电阻R2、第二电阻R8、第三电阻R12、诊断开关管Q2和第二二极管D2，其中，诊断开关管Q2可以为MOS管或三极管。具体地，诊断开关管Q2为MOS管时，诊断开关管Q2的D极与第一电阻R2的一端连接，诊断开关管Q2的G极与第二电阻R8的一端、第三电阻R12的一端连接，诊断开关管Q2的S极与第二二极管D2的正极、第三电阻R12的另一端连接。诊断开关管Q2为三极管时，诊断开关管Q2的C极与第一电阻R2的一端连接，诊断开关管Q2的B极与第二电阻R8的一端、第三电阻R12的一端连接，诊断开关管Q2的E极与第二二极管D2的正极、第三电阻R12的另一端连接。第一电阻R2的另一端与第二电阻R8连接；第二电阻R8的另一端与均衡开关管Q2连接；第二二极管D2的负极与信号处理电路3连接。当均衡开关管Q1导通时，电流会经均衡开关管Q1流向第二电阻R8，使诊断开关管Q2导通，电流经第二二极管D2使第一开关管Q5导通，从而使输出的电平信号S1发生状态转变。在此过程中，控制模块4通过第一电阻R2、第三电阻R12在检测电路2的电流流通状态，实现对均衡开关管Q1的导通状态进行诊断，从而判定均衡开关管Q1当前是导通还是断开。

进一步的，信号处理电路3包括第四电阻、第五电阻、第一开关管和电容；

所述第一开关管Q5为MOS管或三级管；

所述第一开关管为MOS管时，所述第一开关管的G极与所述第二二极管的负极连接，所述第一开关管的D极与所述第五电阻的一端、所述控制模块4连接，所述第一开关管的S极接地；

所述第一开关管为三极管时，所述第一开关管的B极与所述第二二极管的负极连接，所述第一开关管的C极与所述第五电阻的一端、所述控制模块4连接，所述第一开关管的E极接地；

所述第四电阻一端与所述第二二极管的负极连接，另一端接地；

所述电容的一端与所述第二二极管的负极连接，另一端接地；

所述第五电阻另一端与所述电源连接。

本实施例中，信号处理电路3包括第四电阻R10、第五电阻R11、第一开关管Q5和电容C1，其中，第一开关管Q5可以为MOS管或三极管。具体地，Q5第一开关管为MOS管时，第一开关管Q5的G极与第二二极管D2的负极连接，第一开关管Q5的D极与第五电阻R11的一端、控制模块4连接，第一开关管Q5的S极接地。第一开关管Q5为三极管时，第一开关管Q5的B极与第二二极管D2的负极连接，第一开关管Q5的C极与第五电阻R11的一端、控制模块4连接，第一开关管Q5的E极接地。第四电阻R10一端与第二二极管D1的负极连接，另一端接地。电容C1的一端与第二二极管D2的负极连接，另一端接地；第五电阻R11另一端与电源连接。诊断开关管Q2输出电压可能是较高电压，不允许直接送入控制模块4进行检测，因此必须进行电压转换，转换为安全电压。具体地，当均衡开关管Q1导通后，诊断开关管Q2的基极会有一个电压，该电压使诊断开关管Q2导通.同时，第一开关管Q5的基极也会有一个电压，使得第一开关管Q5也随着导通，此时电平信号S1发生状态的变化，状态为“0”，即输出电压小于第一预设阈值，比如0.3V。而当均衡开关管Q1断开时，则诊断开关管Q2、第一开关管Q5也随着断开，电平信号随着发生变换，为状态“1”，即输出电压高于第二预设阈值，并小于第三预设阈值。优选的，第二预设阈值为0.7V，第三预设阈值为1.0V。第四电阻R10是第一开关管Q5的基极下拉电阻，电容C1为第一开关管Q5的基极下拉电容，均用于防止Q5误导通。第五电阻R11是电平信号S1的上拉电阻，当第一开关管Q5导通，电平信号S1被Q5拉低，呈现状态“0”；当第一开关管Q5断开，电平信号S1被第五电阻R11拉高，呈现状态“1”。

进一步的，所述控制模块4包括AFE和MCU，所述AFE和所述MCU信号连接；

所述均衡开关管、所述第一开关管均为MOS管时，所述AFE与所述均衡开关管的G极连接，所述MCU与所述第一开关管的D极连接；

所述均衡开关管、所述第一开关管均为三极管时，所述AFE与所述均衡开关管的B极连接，所述MCU与所述第一开关管的C极连接。

本实施例中，控制模块4包括AFE和MCU，其中，AFE和MCU信号连接。均衡开关管Q1、第一开关管Q5均为MOS管时，AFE与均衡开关管Q1的G极连接，MCU与第一开关管Q5的D极连接。均衡开关管Q1、第一开关管Q5均为三极管时，AFE与均衡开关管Q1的B极连接，MCU与第一开关管Q5的C极连接。在状态诊断过程中，MCU通过通信将控制信号发送到AFE，从而通过AFR开启或关闭电池中第n节电芯的均衡电路。并且，MCU接收到信号处理电路3调理后的输出电压后，得到第n节电芯的均衡电路开启或关闭后对应的电平信号，从而便于后续对均衡电路的状态诊断。

本实施例提供的一种均衡电路的状态诊断电路，调节电路1的两端与电芯的正负极连接，在开启均衡时对电芯的电量进行消耗。检测电路2与调节电路1并联，能够对调节电路1内部的开关状态进行诊断。控制模块4两端分别与调节电路1、信号处理电路3连接，实现对调节电路1动作的控制，并接收信号处理电路3传输的检测信号。信号处理模块两端分别与检测电路2、电源连接，将检测电路2的输出信号调理为控制模块4所能识别的对应检测信号。在状态诊断过程中，控制模块4控制均衡电路开启或关闭，电池管理***获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态，然后根据第一电压和第二电压之间的电压差、第一电平状态、第二电平状态，与预先设置的阈值以及对应均衡电路开闭状态的电平状态进行比对，从而识别均衡电路的具体状态，有效实现对均衡电路的状态监控。

参照图2，本申请一实施例中还提供了一种均衡电路的状态诊断方法，基于上述任一项中的均衡电路的状态诊断电路，所述方法包括：

S1：分别获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态；

S2：计算所述第一电压和所述第二电压之间的电压差；

S3：以所述电压差、所述第一电平状态和/或所述第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，得到所述均衡电路的状态。

本实施例中，控制模块4中的MCU通过通信将控制信号发送到AFE，AFE在接收到控制信号后，对第n节电芯的均衡进行相应的开启和/或关闭。在均衡电路开启/和关闭过程中，分别获取电芯在开启均衡时的第一电压以及第一电平状态。并且，在第n节电芯关闭均衡时，获取电芯当前的第二电压以及第二电平状态。其中，第一、第二电压通过对调节电路1两端进行监测即可得到，具体可通过内置或外置的电压监测仪器测量得到。而第一、第二电平状态，则可以通过检测电路2检测得到，并经过信号处理电路3进行相应的信号调理，从而转化为控制模块4可以识别的检测信号，从而使得控制模块4可以得到均衡电路开启、关闭时分别对应的电平状态。具体的电平信号检测、调理过程如上所述，在此不做详述。控制模块4内部设置有状态诊断的预设算法，需要根据第一电压和第二电压之间的电压差、第一电平状态以及第二电平状态从而诊断得到均衡电路的状态，该预设算法由设计人员录入。控制模块4首先根据第一电压以及第二电压计算得到两者之间的电压差。然后，控制模块4一电压差、开启均衡时的第一电平状态和/或关闭均衡时的第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，从而诊断得到均衡电路的状态。具体地，控制模块4首先判断电压差是否小于阈值。若电压差小于阈值，则判断第一电平状态或第二电平状态是否为高电平。若第一电平状态为高电平，则判定均衡电路的状态为开路。若第二电平状态为低电平，则判定均衡电路的状态为漏电。若电压差不小于阈值，则判断第一电平状态或第二电平状态是否为低电平。若第一电平状态为低电平，则判定均衡电路的状态为正常开启。若第二电平状态为高电平，则判定均衡电路的状态为正常关闭。控制模块4根据上述预设算法以及诊断参数，从而完成对第n节电芯对应的均衡电路的状态诊断。

进一步的，所述以所述电压差、所述第一电平状态和/或所述第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，得到所述均衡电路的状态的步骤，包括：

S301：判断所述电压差是否小于阈值；

S302：若所述电压差小于阈值，则判断所述第一电平状态是否为高电平，或所述第二电平状态是否为低电平；

S303：若所述第一电平状态为高电平，则判定所述均衡电路的状态为开路；

S304：若所述第二电平状态为低电平，则判定所述均衡电路的状态为漏电。

本实施例中，控制模块4首先判断第一电压与第二电压之间的电压差是否小于阈值。其中，阈值优选为50mv，由设计人员预先根据电路进行相应的计算后录入。如果电压差小于阈值，则控制模块4判断均衡电路开启时对应的第一电平状态是否为高电平，或关闭时对应的第二电平状态是否为低电平。若第一电平状态为高电平，则判定均衡电路对应的状态为开路，此时不能开启均衡，最可能的异常是均衡开关管断路失效。如果第二电平状态为低电平，则判定均衡电路的状态为漏电，此时不能关闭均衡，最可能的异常是均衡开关管短路失效。

进一步的，所述判断所述电压差是否小于阈值的步骤之后，包括：

S305：若所述电压差不小于阈值，则判断所述第一电平状态和/或所述第二电平状态是否为低电平；

S306：若所述第一电平状态为低电平，则判定所述均衡电路的状态为正常开启；

S307：若所述第二电平状态为高电平，则判定所述均衡电路的状态为正常关闭。

本实施例中，控制模块4将电压差与阈值进行比对后，若判定电压差不小于阈值，则对第一电平状态和/或第二电平状态进行相应的检测，判断两者分别是否为低电平。如果此时第一电平状态为低电平，则判定均衡电路的状态为正常开启。而如果第二电平状态为高电平，则判定均衡电路的状态为正常关闭。即在这两种情况下，可以诊断到第n节电芯对应的均衡电路正常运行。

本实施例提供的一种均衡电路的状态诊断方法，调节电路1的两端与电芯的正负极连接，在开启均衡时对电芯的电量进行消耗。检测电路2与调节电路1并联，能够对调节电路1内部的开关状态进行诊断。控制模块4两端分别与调节电路1、信号处理电路3连接，实现对调节电路1动作的控制，并接收信号处理电路3传输的检测信号。信号处理模块两端分别与检测电路2、电源连接，将检测电路2的输出信号调理为控制模块4所能识别的对应检测信号。在状态诊断过程中，控制模块4控制均衡电路开启或关闭，电池管理***获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态，然后根据第一电压和第二电压之间的电压差、第一电平状态、第二电平状态，与预先设置的阈值以及对应均衡电路开闭状态的电平状态进行比对，从而识别均衡电路的具体状态，有效实现对均衡电路的状态监控。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，包括信号处理电路、控制模块、至少两组检测电路和至少两组调节电路，一组所述检测电路和所述调节电路对应一个电芯；

所述调节电路的两端与所述电芯的正负极连接，用于调节所述电芯的电压；

所述检测电路与所述调节电路连接，用于判断所述调节电路的导通状态；

所述控制模块一端与所述调节电路连接，另一端与所述信号处理电路连接，用于控制所述调节电路的调节动作和接收所述信号处理电路传输的检测信号；

所述信号处理电路一端与所述检测电路连接，另一端与电源连接，用于将所述检测电路的输出信号调理为所述控制模块对应的所述检测信号。

2.根据权利要求1所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，所述调节电路包括诊断电阻、均衡开关管、第一二极管和均衡电阻；

所述诊断电阻一端与所述电芯的正极连接，另一端与所述均衡开关管连接，用于诊断所述均衡开关管是否发生动作；

所述均衡开关管、所述第一二极管、所述均衡电阻、所述电芯的负极依次连接，所述均衡开关管和所述均衡电阻用于降低所述电芯的电压，所述第一二极管用于防止所述电芯的负极电流反灌。

3.根据权利要求2所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，所述均衡开关管为MOS管或三极管；

所述均衡开关管为MOS管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的S极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的D极连接，所述控制模块与所述均衡开关管的G极连接；

所述均衡开关管为三极管时，所述诊断电阻的输出端与所述均衡开关管的E极连接，所述第一二极管的正极与所述均衡开关管的C极连接，所述控制模块与所述均衡开关管的B极连接。

4.根据权利要求3所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，所述检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、诊断开关管和第二二极管；

所述诊断开关管为MOS管或三极管；

所述诊断开关管为MOS管时，所述诊断开关管的D极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的G极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的S极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；

所述诊断开关管为三极管时，所述诊断开关管的C极与所述第一电阻的一端连接，所述诊断开关管的B极与所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端连接，所述诊断开关管的E极与所述第二二极管的正极、所述第三电阻的另一端连接；

所述第一电阻的另一端与所述第二电阻连接；

所述第二电阻的另一端与所述均衡开关管连接；

所述第二二极管的负极与所述信号处理电路连接。

5.根据权利要求4所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，信号处理电路包括第四电阻、第五电阻、第一开关管和电容；

所述第一开关管为MOS管或三级管；

所述第一开关管为MOS管时，所述第一开关管的G极与所述第二二极管的负极连接，所述第一开关管的D极与所述第五电阻的一端、所述控制模块连接，所述第一开关管的S极接地；

所述第一开关管为三极管时，所述第一开关管的B极与所述第二二极管的负极连接，所述第一开关管的C极与所述第五电阻的一端、所述控制模块连接，所述第一开关管的E极接地；

所述第四电阻一端与所述第二二极管的负极连接，另一端接地；

所述电容的一端与所述第二二极管的负极连接，另一端接地；

所述第五电阻另一端与所述电源连接。

6.根据权利要求5所述的均衡电路的状态诊断电路，其特征在于，所述控制模块包括AFE和MCU，所述AFE和所述MCU信号连接；

所述均衡开关管、所述第一开关管均为MOS管时，所述AFE与所述均衡开关管的G极连接，所述MCU与所述第一开关管的D极连接；

所述均衡开关管、所述第一开关管均为三极管时，所述AFE与所述均衡开关管的B极连接，所述MCU与所述第一开关管的C极连接。

7.一种均衡电路的状态诊断方法，其特征在于，基于如权利要求1-6中任一项所述的均衡电路的状态诊断电路，所述方法包括：

分别获取电芯在开启均衡时的第一电压、第一电平状态，以及在关闭均衡时的第二电压、第二电平状态；

计算所述第一电压和所述第二电压之间的电压差；

以所述电压差、所述第一电平状态和/或所述第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，得到所述均衡电路的状态。

8.根据权利要求7所述的均衡电路的状态诊断方法，其特征在于，所述以所述电压差、所述第一电平状态和/或所述第二电平状态为诊断参数，分别代入预设算法中，得到所述均衡电路的状态的步骤，包括：

判断所述电压差是否小于阈值；

若所述电压差小于阈值，则判断所述第一电平状态是否为高电平，或所述第二电平状态是否为低电平；

若所述第一电平状态为高电平，则判定所述均衡电路的状态为开路；

若所述第二电平状态为低电平，则判定所述均衡电路的状态为漏电。

9.根据权利要求8所述的均衡电路的状态诊断方法，其特征在于，所述判断所述电压差是否小于阈值的步骤之后，包括：

若所述电压差不小于阈值，则判断所述第一电平状态和/或所述第二电平状态是否为低电平；

若所述第一电平状态为低电平，则判定所述均衡电路的状态为正常开启；

若所述第二电平状态为高电平，则判定所述均衡电路的状态为正常关闭。

10.根据权利要求8所述的均衡电路的状态诊断方法，其特征在于，所述阈值为50mv。

Images