CN115166523B - 移动式电池状态检测设备、***和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种移动式电池状态检测设备、***和方法。其中，该移动式电池状态检测设备包括：电性能检测模块，信号模拟模块，继电器模块和通信模块；所述电性能检测模块，用于基于所述通信模块向待测电池包发送电性能检测参数，并接收所述电性能检测参数对应的响应参数；所述信号模拟模块，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送模拟信号检测参数，并接收所述模拟信号检测参数对应的响应参数；所述继电器模块，用于基于通信模块向所述待测电池包发送继电器检测参数，并接收所述继电器检测参数对应的响应参数。本发明实施例可以解决动力电池***的电池包发生故障时，电池包的数据读取和故障分析的效率较低的技术问题。

Description

移动式电池状态检测设备、***和方法

技术领域

本申请涉及电池检测技术领域，具体涉及一种移动式电池状态检测设备、***和方法。

背景技术

动力电池***作为新能源汽车的核心组成部分，其性能优劣直接影响到整车的使用性能。当动力电池***的电池包发生故障时，相关技术中通常基于电池管理***（Battery Management System，BMS）存储的电池参数信息并通过人工经验进行分析，或通过万用表来读取电池包的数据进行分析，上述方式会导致电池包的数据读取和故障分析的效率较低。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池通信装置、状态检测设备、***和方法，能够解决动力电池***的电池包发生通信类或者BMS故障时，电池包的数据读取和故障分析的效率较低的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种电池通信装置，包括：电性能检测模块，信号模拟模块，继电器模块和通信模块；所述电性能检测模块，用于基于所述通信模块向待测电池包发送电性能检测参数，并接收所述电性能检测参数对应的响应参数；所述信号模拟模块，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送模拟信号检测参数，并接收所述模拟信号检测参数对应的响应参数；所述继电器模块，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送继电器检测参数，并接收所述继电器检测参数对应的响应参数。

本发明实施例的技术方案中，通过将电性能检测模块，信号模拟模块继电器模块和通信模块集成为电池通信装置，基于电池通信装置向待测电池包发送检测参数，并接收检测参数对应的响应参数来判断电池包或BMS是否出现故障，无需占用产线的专用电池包分析通道即可读取电池包的数据和故障代码，提高电池包的数据读取和故障检测的效率。

在一些实施例中，所述电性能检测模块包括高压接口和高压互锁接口；所述高压接口，用于将高压电源接入所述待测电池包；所述高压互锁接口，用于诊断所述待测电池包所在的用电装置的高压互锁功能状态是否正常。在该实施例中，通过设置高压接口可以为待测电池包提供高压测试环境，通过设置高压互锁接口可以判断电池包中的电池管理***的高压互锁检测是否正常，检测方法的局限性小，普适性高。

在一些实施例中，所述电性能检测模块包括：电流检测单元，用于根据所述响应参数中的电流参数信息，诊断所述待测电池包中的电流传感器工作是否正常；和/或，温度检测单元，用于监控所述待测电池包中的温度。在该实施例中，通过设置电流检测单元可以有效判断待测电池包中的电流传感器工作是否正常，通过设置温度检测单元可以实时监控待测电池包中的温度。

在一些实施例中，所述信号模拟模块包括以下至少之一：上下电模拟单元，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送上下电模拟信号，并接收所述上下电模拟信号对应的响应参数；唤醒模拟单元，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送唤醒模拟信号，并接收所述唤醒模拟信号对应的响应参数；碰撞模拟单元，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送碰撞模拟信号，并接收所述碰撞模拟信号对应的响应参数；在该实施例中，通过设置上下电模拟单元可以有效判断待测电池包的上下电功能是否正常，通过设置唤醒模拟单元可以有效待测电池包的用电唤醒功能是否正常，通过设置碰撞模拟单元可以有效判断待测电池包所在的用电装置发生碰撞时的功能是否正常。

在一些实施例中，所述继电器模块包括继电器接口和继电器驱动控制接口；所述继电器接口，用于检测继电器接入所述待测电池包；所述继电器驱动控制接口，用于控制所述待测电池包中继电器驱动电路的导通和关断；其中，所述继电器驱动电路用于控制所述检测继电器的闭合和断开。在该实施例中，通过设置继电器接口和继电器驱动控制接口可以有效判断待测电池包中的BMS是否可以正常控制继电器（如高压继电器）的闭合。

在一些实施例中，上述电池通信装置还包括控制模块；所述控制模块分别与所述电性能检测模块，信号模拟模块，继电器模块相连接；所述控制模块，用于控制所述检测参数的参数输入值。在该实施例中，通过在电池通信装置中设置控制模块，可以灵活便捷的调整检测参数的参数输入值，能够对多种工况下的待测电池包进行测试，提高电池包的故障检测和分析效率以及兼容性。

第二方面，本发明实施例了一种移动式电池状态检测设备，包括电池包模拟装置和上述实施例中的电池通信装置；所述电池包模拟装置通过所述通信模块与所述电池通信装置相连接；所述电池包模拟装置，用于接收所述电池通信装置发送的检测参数，输出所述检测参数对应的响应参数。

在该实施例中，通过电池包模拟装置来模拟待测电池包，并输出待测电池包的各种电性参数，无需移动待测电池包即可完成对待测电池的性能及故障检测，降低了检测成本且提高了检测效率、缩短了检测周期。

在一些实施例中，所述电池包模拟装置包括电池管理***和电池等效电路模型，所述电池管理***的一端连接所述电池等效电路模型，所述电池管理***的另一端连接所述通信模块；所述电池管理***，用于接收所述电池通信装置发送的检测参数，将所述检测参数传输给所述电池等效电路模型；接收所述电池等效电路模型返回的响应参数，并将所述响应参数传输给所述通信模块；所述电池等效电路模型，用于基于所述检测参数进行响应，并输出响应参数给所述电池管理***。

在该实施例中，通过电池等效电路模型来模拟待测电池包的各种电性参数，能够全面准确的模拟待测电池包的性能，降低了检测成本且能提高电池包检测效率、缩短检测周期。

在一些实施例中，所述电池等效电路模型包括以下至少之一：荷电状态SOC管理模块，用于模拟并输出所述待测电池包中各个单体电池的SOC值；电压管理模块，用于模拟并输出所述待测电池包中各个单体电池的电压；温度管理模块，用于模拟并输出所述待测电池包中各个单体电池的温度；均衡模块，用于调整一个或多个所述单体电池的状态参数，其中，所述状态参数包括SOC值、电压和温度中的至少之一。在该实施例中，通过设置SOC管理模块、电压管理模块、温度管理模块和均衡模块可以模拟并调整待测电池包的各种状态参数，提升故障分析的质量与效率。

第三方面，本发明实施例了一种电池状态检测***，包括上位机以及上述实施例中的电池状态检测设备；所述上位机与所述电池状态检测设备中的所述通信模块相连接；所述上位机，用于向所述电池状态检测设备发送检测控制指令，以及接收所述待测电池包的状态参数。在该实施例中，通过上位机能够根据直观便捷的获取待测电池包的各种电性参数以及判断电池包或BMS的故障，而且便于对电池状态检测设备中的各个模块进行统一操作和管理。

第四方面，本发明实施例了一种电池状态检测方法，应用于上述实施例中的电池状态检测***，所述方法包括：发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数；接收所述电池通信装置发送的所述状态参数，基于所述状态参数判断所述电池包模拟装置是否存在异常；在确定存在异常的情况下，确定并显示所述电池包模拟装置当前的故障类型。在该实施例中，通过上位机控制电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数，根据接收到的响应参数判断电池是否存在故障，当出现故障时可以显示对应的故障类型，大大提升了电池包的数据读取和故障分析效率。

在一些实施例中，所述发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数，包括：发送目标检测工况对应的检测指令至所述电池包模拟装置，以使所述电池包模拟装置确定与所述目标检测工况对应的目标电路模型；接收所述目标电路模型的状态参数。在该实施例中，通过确定并检测不同检测工况下的电池等效电路模型，可以模拟检测多种类型的检测工况，提升故障分析的质量与效率。

在一些实施例中，确定并显示所述电池包模拟装置当前的故障信息之后，还包括：确定所述电池包模拟装置的当前故障代码；从预设的故障代码与故障信息的映射关系中，获取与所述当前故障代码对应的当前故障信息；显示所述当前故障信息。在该实施例中，通过故障代码获取待测电池包的当前故障信息，能够自动便捷的获取到待测电池包的故障信息，大大提升了电池包的故障分析效率。

第五方面，本发明实施例了一种电池状态检测装置，包括：

发送单元，用于发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数；

接收单元，用于接收所述电池通信装置发送的所述状态参数，基于所述状态参数判断所述电池包模拟装置是否存在异常；

确定显示单元，用于在确定存在异常的情况下，确定并显示所述电池包模拟装置当前的故障类型。

第六方面，本发明实施例了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如第四方面所述的方法。

第七方面，本发明实施例了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第四方面所述的方法。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种电池通信装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种电池通信装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种电池通信装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种电池通信装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种电池通信装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种电池通信装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电池状态检测设备的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种电池状态检测设备的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种电池状态检测***的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种电池状态检测***的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种电池状态检测方法的流程图；

图12是本发明实施例提供的一种电池状态检测装置的结构示意图；

图13为是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本发明实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本发明实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本发明实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本发明实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源***，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。在电动交通供给、军事装备、航空航天等领域中，通常通过电池来提供动力。

相关技术中，对于加工完毕的电池包在测试其性能是否达标时需要获取该电池包的数据参数，或者在电池包在使用过程中发生通信类或者BMS类的故障时，也需要实时读取电池包数据和故障代码来识别电池包故障类型，为下一步的分析提供信息参考与分析方向。目前电池包数据读取需要占用电池产线生产的专用分析通道，且需要占用较多的人力和物力成本，且在进行高压测试等环节中还存在一定的安全风险。除此之外，还直接影响企业的生产产能与效率，并且由于电池包本身重量与体积较大，使得在整包层级对电池包进行数据读取与分析的效率较低。

为了解决对电池包进行数据读取与分析的效率较低的问题，发明人经过深入研究发现，可以通过对电池包进行数据检测的多个模块或接口进行集成组成电池通信装置。具体通过包括电性能检测模块，信号模拟模块，继电器模块和通信模块的电池通信装置向待测电池包发送电性能检测参数，并接收所述电性能检测参数对应的响应参数。上述的设计方案不仅无需占用产线的专用电池包分析通道，不仅提升了电池包的数据读取和故障分析的效率，还能提高了电池包检测设备的移动性。

本发明实施例提供的电池通信装置，可以应用于检测任意电池，该电池可以为单体电芯，也可以为多个单体电芯组成的电池组或电池包等。可以应用本发明实施例提供的电池通信装置来检测的电池所处的用电设备可以为但不限于，具有电池的电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以电池通信装置10为例，来说明本申请一实施例的一种电池通信装置。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的电池通信装置10的结构示意图。如图1所示，电池通信装置10包括：电性能检测模块102，信号模拟模块104，继电器模块106和通信模块108。其中，电性能检测模块102，用于基于通信模块向待测电池包发送电性能检测参数，并接收电性能检测参数对应的响应参数；信号模拟模块104，用于基于通信模块108向待测电池包发送模拟信号检测参数，并接收模拟信号检测参数对应的响应参数；其中，模拟信号检测参数包括上下电模拟信号、唤醒模拟信号和碰撞模拟信号中的至少一种；继电器模块106，用于基于通信模块108向待测电池包发送继电器检测参数，并接收继电器检测参数对应的响应参数。

具体地，电性能检测参数包括电池温度、电流、电压、荷电状态（State of Charge，SOC）、质量、尺寸和比热容，以及空气的对流换热系数等参数，例如电池包内部各单体电芯电压、电池包内部各温度采集点温度以及电池包总压、绝缘阻值、冷却装置进出水口温度和电池包真实SOC等电池包健康状态信息。这里的上下电模拟信号包括但不限于例如待测电池包所在的车辆的上下电信号，唤醒模拟信号包括但不限于例如待测电池包所在的车辆的唤醒模拟信号，碰撞模拟信号包括但不限于例如待测电池包所在的车辆的碰撞后产生的信号。这里的通信模块108包括但不限于为控制单元区域网络（Controller Area Network，CAN）模块。

CAN是为解决现代汽车中众多电控单元之间的数据交换而开发的一种多主机局部网络串行通信协议。CAN总线将多个控制单元原本独立的处理过程通过双绞线、光缆等相互联系起来，从而实现在两条CAN总线上实现各个控制单元的信息共享，各个子单元在同一条CAN总线上实现信息交互与传递。其中，CAN模块由CAN控制器、CAN收发器、数据传输线和数据传输终端组成，

CAN控制器集成在CAN模块内部，接收由控制单元微处理器传来的数据，CAN控制器对控制单元微处理器传输的数据进行处理并将其传给CAN收发器；而且CAN控制器也能接收收发器传来的数据，处理后传控制单元微处理器，从而实现CAN总线上差分信号与微处理器内部数字信号之间的转换。

CAN收发器集成在CAN模块内部，同时具备接收、发送和数据转化的功能，它将CAN控制器发送来的数字信号转化为总线差分信号并通过数据传输线以广播的方式发送出去。同时，它接收数据传输线发送来的总线差分信号并将其转化为CAN控制能识别的数字信号后发送给CAN控制器。

数据传输线采用双绞线以减小传输线上信号干扰，即CAN_H和CAN_L数据线。

数据传输终端为电阻器，其防止数据传输过程中由于发送端和接收端阻抗不匹配而造成的信号反射影响总线信号质量，该电阻通常为120Ω的终端电阻。

需要说明的是，通信模块108例如还包括本地内联网（Local InterconnectNetwork，LIN）模块，RS232通信模块或者RS485通信模块等，本发明实施例对此不作任何限定。

LIN是低成本网络中的汽车通讯协议标准，是现有多种汽车网络在功能上的补充，LIN标准包括传输协议规范、传输媒体规范、开发工具接口规范和用于软件编程的接口，LIN提升了***结构的灵活性，LIN在硬件和软件上保证了网络节点的互操作性，并可以预测获得更好的电磁兼容EMC特性。LIN补充了当前的车辆内部多重网络，并且为实现车内网络的分级提供了条件，有助于车辆获得更好的性能并降低成本。

RS-232是电子工业联盟制定的串行数据通信接口标准，原始编号全称是EIA-RS-232（简称RS232），它被广泛用于数据通信端（Data Communication Equipment，DCE）和数据终端（Data Terminal Equipment，DTE）之间的连接。RS232接口常用于仪器仪表设备，PLC以及嵌入式领域当作调试口来使用。RS485又名TIA-485-A，ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。是一个定义平衡数字多点***中的驱动器和接收器的电气特性的标准。该标准保证了数字通信网络即使在远距离、电子噪声较大的情况下也可以有效传输信号。RS485可以配置低成本的本地网络以及多支路通信链路。

本申请实施例通过将电性能检测模块102，信号模拟模块104，继电器模块106和通信模块108集成为电池通信装置10，基于电池通信装置10向待测电池包发送检测参数，并接收检测参数对应的响应参数来判断电池包或BMS是否出现故障，无需占用电池产线生产的专用分析通道即可读取电池包的数据和故障代码，提高电池包的数据读取和故障检测的效率。

根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图2。如图2所示，电性能检测模块102包括高压接口1022和高压互锁接口1024；所述高压接口1022用于将高压电源接入所述待测电池包；所述高压互锁接口1024用于诊断所述待测电池包所在的用电装置的高压互锁功能状态是否正常。

具体地，在本发明实施例中，通过设置高压接口1022可以根据检测需要将不同伏数的高压电源接入到待测电池包，为待测电池包提供高压检测参数。高压互锁接口1024可以诊断例如待测电池包所在车辆的高压互锁功能状态是否正常。

本发明实施例通过设置高压接口可以为待测电池包提供高压测试环境，通过设置高压互锁接口可以判断电池包中的电池管理***的高压互锁检测是否正常，检测方法的局限性小，普适性高。

根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图3。如图3所示，电池通信装置10中，电性能检测模块102包括：电流检测单元1026和温度检测单元1028。电流检测单元1026，用于根据所述响应参数中的电流参数信息，诊断所述待测电池包中的电流传感器工作是否正常；温度检测单元1028，用于监控所述待测电池包中的温度。

具体地，电流检测单元1026包括但不限于电流-电压-温度（Current-Voltage-Temperature，IVT）传感器接口，在本发明实施例中其主要用于电池包充放电过程中的电流检测，以及检测电池包内部的电压和温度的监测功能是否正常。温度检测单元1028包括但不限于负温度系数热敏电阻（Negative Temperature Coefficient，NTC），通过NTC监控待测电池包内部温度，其中，NTC的阻值随温度的上升而下降。接入NTC可以模拟待测电池包所在的车辆温度监控功能。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图4所示，电池通信装置10中，电性能检测模块102包括：高压接口1022、高压互锁接口1024、电流检测单元1026和温度检测单元1028。

在本发明实施例中，通过设置电流检测单元1026可以精准判断待测电池包中的电流传感器工作是否正常，通过设置温度检测单元1028可以实时监控待测电池包中的温度。

根据本申请的一些实施例，信号模拟模块104包括以下至少之一：上下电模拟单元（图未示），用于基于通信模块向待测电池包发送上下电模拟信号，并接收上下电模拟信号对应的响应参数；唤醒模拟单元（图未示），用于基于通信模块向待测电池包发送唤醒模拟信号，并接收唤醒模拟信号对应的响应参数；碰撞模拟单元（图未示），用于基于通信模块向待测电池包发送碰撞模拟信号，并接收碰撞模拟信号对应的响应参数。在本发明实施例中，通过设置上下电模拟单元可以有效判断待测电池包的上下电功能是否正常，通过设置唤醒模拟单元可以有效判断待测电池包的用电唤醒功能是否正常，通过设置碰撞模拟单元可以有效判断待测电池包所在的用电装置发生碰撞时的功能是否正常。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图5所示，所述继电器模块106包括继电器接口1062和继电器驱动控制接口1064；所述继电器接口1062，用于将检测继电器接入所述待测电池包；所述继电器驱动控制接口1064，用于控制所述待测电池包中继电器驱动电路的导通和关断；其中，所述继电器驱动电路用于控制所述检测继电器的闭合和断开。

具体地，本发明实施例中的继电器驱动电路包括BMS内部高低边继电器驱动电路，继电器接口1062通过接入外部继电器完成待测电池包的继电器功能是否正常。继电器驱动控制接口1064用于控制电池包内的BMS内部高低边继电器驱动电路的导通和关断，从而实现外部继电器的闭合和断开。本发明实施例通过设置继电器接口和继电器驱动控制接口可以有效判断待测电池包中的BMS是否可以正常控制继电器（如高压继电器）的闭合。

根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图6。如图6所示，上述的电池通信装置10还包括控制模块110；所述控制模块110分别与所述电性能检测模块102，信号模拟模块104，继电器模块106相连接；所述控制模块110用于控制检测参数的参数输入值。

具体地，在该实施例中，例如通过控制模块110可以输入电性能检测模块102或信号模拟模块104向待测电池包发送的检测参数的参数值，在电池通信装置10中设置控制模块110，可以灵活便捷的调整检测参数的参数值，能够对多种工况下的待测电池包进行测试，提高电池包的故障检测和分析效率以及兼容性。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图7所示，本申请还提供了一种电池状态检测设备1，包括电池包模拟装置20和以上任一方案中的电池通信装置10。所述电池包模拟装置20通过所述电池通信装置10中的通信模块108相连接，电池包模拟装置20用于接收所述电池通信装置10发送的检测参数，输出所述检测参数对应的响应参数。

具体地，电池包模拟装置20用于模拟待测电池包的各种电性参数，例如模拟待测电池包中的各单体电池的SOC值、电压和温度等；需要说明的是电池包模拟装置20包括但不限于为电化学模型或等效电路模型。电化学模型从原理上解释了锂电池正负电极之间的动态传质过程，准确度较高。等效电路模型原理清晰、计算简便和具备线性特性，以及便于估计和预测电池的状态，易于实时***中实现。在本发明实施例中，通过电池包模拟装置来模拟待测电池包，并输出待测电池包的各种电性参数，无需移动待测电池包即可完成对待测电池的性能及故障检测，降低了检测成本且提高了检测效率、缩短了检测周期。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图8所示，所述电池包模拟装置20包括电池管理***202和电池等效电路模型204，所述电池管理***202的一端连接所述电池等效电路模型204，所述电池管理***202的另一端连接所述通信模块108；所述电池管理***202，用于接收所述电池通信装置10发送的检测参数，将所述检测参数传输给所述电池等效电路模型204，接收所述电池等效电路模型204返回的响应参数，并将所述响应参数传输给所述通信模块108；电池等效电路模型204，用于基于所述检测参数进行响应，并输出响应参数给所述电池管理***202。

具体地，电池管理***202包括电池监控单元(Cell Monitor Unit，CMU)和电池管理单元(Battery Management Unit，BMU)；其中，CMU负责测量电池的电压、电流和温度等参数，同时还有均衡等功能，当CMU测量到这些数据后，将数据传送给BMU。BMU负责评估CMU传送的数据，如果数据异常，则对电池进行保护，发出降低电流的要求，或者切断充放电通路，以避免电池超出许可的使用条件，同时还对电池的电量、温度进行管理。例如根据预先设计的控制策略，判断需要警示的参数和状态，并且将警示发给待测电池包所处的车辆控制器，最终可以传达给驾驶人员。电池等效电路模型204是基于端电压、内阻、电容以及电流之间的关系而构建的电池等效***。通过对电池等效电路模型204的建立，可直接模拟电池外部电压随时间变化曲线。电池等效电路模型204中的等效电路模型可写成状态空间方程形式，利于在线实时估计。根据内部器件组成及电路结构的不同，可细分为内阻模型、Thevenin模型、PNGV模型、Massimo Geralol模型等，内阻模型是所有等效电路模型中较简单的模型，该模型将电池看作理想电压源和电阻的串联组成，内阻模型适用于对精度没有很高要求的电池仿真分析。Thevenin模型又叫作一阶RC模型，是在内阻模型的基础上增加了一个RC并联回路，可以很好地表现电池的非线性特性。PNGV电池模型是在Thevenin模型的基础上多串联了一个电容，该电容用于表示在电池运行过程中开路电压随着电流的累积而累计的误差，拥有更高的精准度。Massimo Geraolo模型是在Thevenin模型的基础上改进的，充分考虑了电池模型的非线性，该模型由开路电压E、欧姆内阻R0以及多节RC并联回路组成。Massimo Geraolo模型通过增加RC并联回路的阶数进一步提高了模拟电池动态和静态特性时的精确度，同时也考虑到了电池放电过程中的极化反应、欧姆以及电流积累效应，该模型串联的RC并联回路越多，所得到的模型阶数也就越高，可更高精度地模拟电池的动静态特性。

电池等效电路模型204包括但不限于：内阻模型、Thevenin模型、PNGV模型以及Massimo Geraolo等多阶RC等效电路模型等。电池等效电路模型204可以模拟例如待测电池包中的各单体电池的SOC值、电压和温度等多个电性参数。

在该实施例中，通过电池等效电路模型来模拟待测电池包的各种电性参数，能够全面准确的模拟待测电池包的性能，降低了检测成本且能提高电池包检测效率、适用的应用场景广泛且准确性高。

根据本申请的一些实施例，电池等效电路模型包括以下至少之一：

荷电状态SOC管理模块，用于模拟并输出待测电池包中各个单体电池的SOC值；

电压管理模块，用于模拟并输出待测电池包中各个单体电池的电压；

温度管理模块，用于模拟并输出待测电池包中各个单体电池的温度；

均衡模块，用于调整一个或多个单体电池的状态参数，其中，状态参数包括SOC值、电压和温度中的至少之一。

在本发明实施例中，通过电池等效电路模型来模拟和调整待测电池包的各种SOC值、电压和温度等性能参数，能够准确便捷的模拟待测电池包的性能，降低了检测成本且能提高电池包检测效率。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图9所示，本申请还提供了一种电池状态检测***3，包括上位机2以及上述实施例中的电池状态检测设备1；所述上位机2与所述电池状态检测设备1中的通信模块108相连接；上位机2用于向所述电池状态检测设备1发送检测控制指令，以及接收待测电池包的状态参数。通过上位机2能够根据直观便捷的获取待测电池包的各种电性参数以及判断电池包或BMS的故障，而且便于对电池状态检测设备1中的各个模块进行统一操作和管理。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图11所示，本申请还提供了一种电池状态检测方法，应用于上述实施例中的电池状态检测***，包括如下步骤：

S1102，上位机2发送检测控制指令至所述电池通信装置10，以使所述电池通信装置10从所述电池包模拟装置20获取待测电池包的状态参数。

S1104，上位机2接收所述电池通信装置10发送的所述状态参数，基于所述状态参数判断所述电池包模拟装置20是否存在异常。

S1106，上位机2在确定存在异常的情况下，确定并显示电池包模拟装置当前的故障类型。

具体地，例如，上位机2发送检测控制指令至所述电池通信装置10，电池通信装置10响应于该检测控制指令发送检测参数至电池包模拟装置20，电池包模拟装置20基于检测参数反馈响应参数至电池通信装置10，电池通信装置10从上述电池包模拟装置20获取待测电池包的状态参数发送给上位机2，上位机2基于所述状态参数判断所述电池包模拟装置20是否存在异常。在确定存在异常的情况下，确定并显示电池包模拟装置当前的故障类型。

本发明实施例中的故障类型包括但不限于通过诊断故障代码 (DiagnosticTrouble Code，DTC)进行辨识，为待测电池包所在的车辆上故障类型的唯一身份标识，是在不拆解电池包的情况下，对电池包内部各零部件进行检查的判断依据。为保证电池包处于健康工作状态，BMU能够进行故障自检，DTC是不同故障所对应的“数字码”，当产生故障后，可以通过上位机2向BMU发送读取DTC指令，通过BMU返回地DTC故障代码可以判断具体的故障类型和具体信息。标准DTC故障显示码包含指示符前缀和三个数字，如“P0~P3”(动力故障码)和“U0~U3”(网络故障码)，其中“P0”和“U0”被标准统一分配使用或保留待用，不能由主机厂等自行分配，如表1所示，Code categories为故障显示码，Hex value为16进制格式的故障代码，例如故障码P1757对应为电池包的预充电路故障，故障码P0131为电池包所在的车辆的电流电压过低故障，U3003-62为电池电压的信号比较故障。

表1

***(System)	代码类别 （Code categories）	故障代码 （Hex value）	DTC 前缀
				车身***（Body）	B0xxx-B3xxx	8xxx-Bxxx	B
底盘***(Chassis)	C0xxx-B3xxx	4xxx-7xxx	C
				动力***(Powertrain)	P0xxx-B3xxx	0xxx-3xxx	P
网络***(Network)	U0xxx-B3xxx	Cxxx-Fxxx	U

根据本申请的一些实施例，可选地，所述发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数，包括：

上位机2发送目标检测工况对应的检测指令至所述电池包模拟装置20，以使所述电池包模拟装置20确定与所述目标检测工况对应的目标电路模型；上位机2接收所述目标电路模型的状态参数。

具体地，这里的目标检测工况例如包括但不限于电芯跳水现象或电池超过预设时长未进行电池健康度（State Of Health，SOH）检测等不同工况；假设在模拟电池电芯出现跳水现象对电池包进行检测时，上位机2发送电芯出现跳水对应的检测指令至所述电池包模拟装置20，以使所述电池包模拟装置20确定与所述目标检测工况对应的目标电路模型；目标电路模型将自身的状态参数通过电池通信装置10发送至上位机2，通过上述方式，能够快捷准确的模拟检测不同工况下的电池包的状态参数。

根据本申请的一些实施例，可选地，确定并显示电池包模拟装置当前的故障类型之后，还包括：确定所述电池包模拟装置的当前故障代码；从预设的故障代码与故障信息的映射关系中，获取与所述当前故障代码对应的当前故障信息；显示所述当前故障信息。

具体地，例如上位机2确定所述电池包模拟装置的当前故障码为P1757，上位机2从上述表1中获取与所述当前故障代码对应的当前故障信息，对应为电池包的预充电路故障。在上位机2显示所述当前故障信息。

在该实施例中，通过故障代码获取待测电池包的当前故障信息，能够自动便捷的获取到待测电池包的故障信息，大大提升了电池包的故障分析效率。

在电池包发生通信类或者BMS故障时，需要实时读取电池包数据和故障代码识别电池包故障类型，为下一步的分析提供信息参考与分析方向。电池包本身重量与体积大的特点使得在整包层级进行数据读取与分析效率低下，需要占用多余的时间、空间、人力和物力资源，并且还存在一定的安全风险。电池包整包进行整包分析读取数据时需占用专用分析通道、移动性差、便捷性与效率较低。

为了解决上述问题，根据本申请的一些实施例，可选地，如图10所示，本申请还提供了一种电池状态检测***，包括包含上位机的终端设备、通信工装和待测电池包，通信工装与电池包内部BMU、CMU可组成电池包数据采集***，再利用多路可调的外部供电模块其即可组成完整上位机监控与数据采集***；其中，通信工装内继承有多个子模块接口，包括：

数据通信CAN模块，用于和BMU进行数据通信交互，获取BMU内存储的电池包的状态信息、故障码和数据信息。

供电、唤醒和碰撞信号模拟接口，用于模拟待测电池包所在车辆正常上下电、唤醒和碰撞信号功能。

高低边继电器驱动信号模拟接口，用于控制BMU内部高低边继电器驱动电路的导通和关断实现继电器的闭合和断开。

高压互锁接口，可用于模拟诊断待测电池包所在车辆高压互锁功能状态。

高压接口，通过外部高压电源接入待测电池包实现待测电池包的高压检测功能。

继电器接口，用于为待测电池包接入外部继电器以完成继电器功能的验证。

IVT接口，用于通过读取数据通信CAN模块发送报文信息诊断待测电池包内地电流传感器功能是否正常。

NTC接口，用于为待测电池包接入NTC模拟待测电池包所在车辆的温度监控功能。

需要说明的是，如图10所示，电芯模拟串组和外部供电模块可以组成不同类型的电池等效电路模型，可模拟多种整车工况或故障工况。无需移动待测电池包，即可达到与待测电池包整包分析时相同的效果，且不占用产线的专用电池包分析通道，可移动性与分析效率得到了很大提升，且数据分析与采集更灵活，可模拟工况种类也更加丰富。

通过通信工装可将待测电池包整包分析简化为子零部件的组合分析，在实验室和售后端均可完成电池包数据分析与故障代码读取，且不占用产线的专用电池包分析通道，为电池包整包分析提供了便捷的方式，提升了电池包分析的质量与效率。

本发明实施例还提供了一种电池状态检测装置，该装置用于执行上述各实施例提供的电池状态检测方法，如图12所示，该装置包括：

发送单元1202，用于发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数；

接收单元1204，用于接收所述电池通信装置发送的所述状态参数，基于所述状态参数判断所述电池包模拟装置是否存在异常；

确定显示单元1206，用于在确定存在异常的情况下，确定并显示所述电池包模拟装置当前的故障类型。

本申请实施例通过上位机2控制电池通信装置10向待测电池包发送检测参数，并接收检测参数对应的响应参数来判断电池包或BMS是否出现故障，无需占用产线专用分析通道即可读取电池包的数据和故障代码，提高电池包的数据读取和故障检测的效率，检测方法的局限性小，普适性高。

在本申请的另外一种实施方式中，上述发送单元1202，包括：

发送模块，用于发送目标检测工况对应的检测指令至所述电池包模拟装置，以使所述电池包模拟装置确定与所述目标检测工况对应的目标电池等效电路模型；

接收模块，用于接收所述目标电池等效电路模型的状态参数。

本申请的上述实施例提供的电池状态检测装置与本发明实施例提供的电池状态检测方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

图13是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的逻辑结构框图。例如，电子设备1300可以是包含上位机的车载控制器、电机控制器、域控制器等设置在用电装置内部的电子设备，或通过有线或无线网络与电池通信装置10相连接的终端。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由电池处理器执行以完成上述电池的充电方法，该方法包括：发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数；接收所述电池通信装置发送的所述状态参数，基于所述状态参数判断所述电池包模拟装置是否存在异常；在确定存在异常的情况下，确定并显示所述电池包模拟装置当前的故障类型。可选地，上述指令还可以由电池的处理器执行以完成上述示例性实施例中所涉及的其他步骤。例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在示例性实施例中，还提供了一种应用程序/计算机程序产品，包括一条或多条指令，该一条或多条指令可以由电池的处理器执行，以完成上述电池的充电方法，该方法包括：发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数；接收所述电池通信装置发送的所述状态参数，基于所述状态参数判断所述电池包模拟装置是否存在异常；在确定存在异常的情况下，确定并显示所述电池包模拟装置当前的故障类型。可选地，上述指令还可以由电池的处理器执行以完成上述示例性实施例中所涉及的其他步骤。

图13为电子设备1300的示例图。本领域技术人员可以理解，示意图13仅仅是电子设备1300的示例，并不构成对电子设备1300的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子设备1300还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器1302可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器1302也可以是任何常规的处理器等，处理器1302是电子设备1300的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备1300的各个部分。

存储器1301可用于存储计算机可读指令，处理器1302通过运行或执行存储在存储器1301内的计算机可读指令或模块，以及调用存储在存储器1301内的数据，实现电子设备1300的各种功能。存储器1301可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据电子设备1300的使用所创建的数据等。此外，存储器1301可以包括硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或其他非易失性/易失性存储器件。

电子设备1300集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成的计算机可读指令可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机可读指令在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种移动式电池状态检测设备，其特征在于，所述移动式电池状态检测设备用于对多种工况下的待测电池包进行检测；所述移动式电池状态检测设备包括电池通信装置和电池包模拟装置，所述电池通信装置包括：电性能检测模块，信号模拟模块，继电器模块、通信模块；

所述电性能检测模块，用于基于所述通信模块向待测电池包发送电性能检测参数，并接收所述电性能检测参数对应的响应参数；

所述信号模拟模块，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送模拟信号检测参数，并接收所述模拟信号检测参数对应的响应参数；

所述信号模拟模块包括以下至少之一：

上下电模拟单元，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送上下电模拟信号，并接收所述上下电模拟信号对应的响应参数；

唤醒模拟单元，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送唤醒模拟信号，并接收所述唤醒模拟信号对应的响应参数；

碰撞模拟单元，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送碰撞模拟信号，并接收所述碰撞模拟信号对应的响应参数；

所述继电器模块，用于基于所述通信模块向所述待测电池包发送继电器检测参数，并接收所述继电器检测参数对应的响应参数；

所述继电器模块包括继电器接口和继电器驱动控制接口；

所述继电器接口，用于将检测继电器接入所述待测电池包；

所述继电器驱动控制接口，用于控制所述待测电池包中继电器驱动电路的导通和关断；其中，所述继电器驱动电路用于控制所述检测继电器的闭合和断开；

所述电池包模拟装置与所述通信模块相连接；

所述电池包模拟装置，用于接收所述电池通信装置发送的检测参数，输出所述检测参数对应的响应参数；

所述电池包模拟装置包括电池管理***和电池等效电路模型，所述电池管理***的一端连接所述电池等效电路模型，所述电池管理***的另一端连接所述通信模块；

所述电池管理***，用于接收所述电池通信装置发送的检测参数，将所述检测参数传输给所述电池等效电路模型；接收所述电池等效电路模型返回的响应参数，并将所述响应参数传输给所述通信模块；

所述电池等效电路模型，用于基于所述检测参数进行响应，并输出响应参数给所述电池管理***。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电性能检测模块包括高压接口和高压互锁接口；

所述高压接口，用于将高压电源接入所述待测电池包；

所述高压互锁接口，用于诊断所述待测电池包所在的用电装置的高压互锁功能状态是否正常。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述电性能检测模块包括：

电流检测单元，用于根据所述响应参数中的电流参数信息，诊断所述待测电池包中的电流传感器工作是否正常；和/或，

温度检测单元，用于监控所述待测电池包中的温度。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：控制模块；

所述控制模块分别与所述电性能检测模块，信号模拟模块，继电器模块相连接；

所述控制模块，用于控制所述检测参数的输入值。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电池等效电路模型包括以下至少之一：

荷电状态SOC管理模块，用于模拟并输出所述待测电池包中各个单体电池的SOC值；

电压管理模块，用于模拟并输出所述待测电池包中各个单体电池的电压；

温度管理模块，用于模拟并输出所述待测电池包中各个单体电池的温度；

均衡模块，用于调整一个或多个所述单体电池的状态参数，其中，所述状态参数包括SOC值、电压和温度中的至少之一。

6.一种电池状态检测***，其特征在于，包括上位机以及如权利要求1-5任一项所述的移动式电池状态检测设备；

所述上位机与所述电池通信装置中的所述通信模块相连接；

所述上位机，用于向所述电池状态检测设备发送检测控制指令，以及接收所述待测电池包的状态参数。

7.一种电池状态检测方法，其特征在于，应用于权利要求6所述的电池状态检测***，所述方法包括：

发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数；

接收所述电池通信装置发送的所述状态参数，基于所述状态参数判断所述电池包模拟装置是否存在异常；

在确定存在异常的情况下，确定并显示所述电池包模拟装置当前的故障信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述发送检测控制指令至所述电池通信装置，以使所述电池通信装置从所述电池包模拟装置获取待测电池包的状态参数，包括：

发送目标检测工况对应的检测指令至所述电池包模拟装置，以使所述电池包模拟装置确定与所述目标检测工况对应的目标电路模型；

接收所述目标电路模型的状态参数。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定并显示所述电池包模拟装置当前的故障信息，包括：

确定所述电池包模拟装置的当前故障代码；

从预设的故障代码与故障信息的映射关系中，获取与所述当前故障代码对应的当前故障信息；

显示所述当前故障信息。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序以实现如权利要求7-9任一项所述的方法。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行实现如权利要求7-9中任一项所述的方法。

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