CN116344987B - 电池包以及熔丝故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池包以及熔丝故障检测方法。电池包包括：电池模块，电源端子，充放电开关模块和熔丝，充放电开关模块包括充电开关模块和放电开关模块，充放电开关模块和熔丝连接在电池模块和电源端子之间的充放电路径中；第一故障检测模块，第一故障检测模块包括与电池负极端连接的第一连接端以及与电源负极端子连接的第二连接端，第一故障检测模块用于根据电池负极端和电源负极端子之间的电位差输出第一检测信号；控制模块，控制模块被配置为用于控制充放电开关模块的导通或关断，以及控制模块被配置为在充电开关模块处于导通状态下，响应于获取到电池负极端和电源负极端子之间的电位差大于或等于第一阈值的第一检测信号，确定熔丝存在故障。

Description

电池包以及熔丝故障检测方法

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，特别是涉及一种电池包以及熔丝故障检测方法。

背景技术

为了防止电池包出现过电流异常导致烧毁外部设备、减少电池寿命，甚至引起安全性事故的情况，常在电池保护***设有多级过流保护装置。前级过流保护装置常设有使用MOS管等器件以实现可恢复形式的保护，而末级过流保护装置往往会在主回路中串入主动或者被动熔丝，当发生过电流异常时熔丝发生不可恢复的熔断以保护外部设备和电池的安全。

熔丝保护后相关故障需要以一定方式检出以便维修，目前锂电池BMS中熔丝熔断状态一般以人工检测为主，相关技术中也存在通过增加额外的硬件电路来实现熔断自检。然而在备电***中由于应用的特殊性，目前自检的条件多数比较苛刻，即便增加了专用的辅助检测电路，在许多不同的电池工况下熔断状态都无法被有效地检出。

发明内容

为此，有必要提供一种简便有效检测熔丝状态的电池包、熔丝故障检测方法以及电池管理***。

为了实现上述目的，一方面，本申请提供一种电池包，所述电池包包括：

电池模块，所述电池模块包括电池正极端和电池负极端；

电源端子，所述电源端子包括电源正极端子和电源负极端子；

充放电开关模块和熔丝，所述充放电开关模块包括充电开关模块和放电开关模块，所述充放电开关模块和所述熔丝连接在所述电池模块和所述电源端子之间的充放电路径中；

第一故障检测模块，所述第一故障检测模块包括与所述电池负极端连接的第一连接端以及与所述电源负极端子连接的第二连接端，所述第一故障检测模块用于根据所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差输出第一检测信号；

控制模块，所述控制模块被配置为用于控制所述充放电开关模块的导通或关断，以及所述控制模块被配置为在所述充电开关模块处于导通状态下，响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差大于或等于第一阈值的第一检测信号，确定所述熔丝存在故障。

在一个实施例中，所述充放电路径中还包括：电流传感器，所述电流传感器用于检测所述充放电路径中的充放电电流，所述控制模块还被配置为响应于所述充放电路径中存在充放电电流，确定所述熔丝不存在故障。

在一个实施例中，所述第一故障检测模块包括：

第一检测开关单元，包括所述第一连接端、所述第二连接端以及第三连接端；

第二检测开关单元，包括第四连接端、第五连接端以及第一输出端，所述第四连接端连接所述第三连接端，所述第五连接端连接所述电池正极端，所述第一输出端输出所述第一检测信号。

在一个实施例中，所述第一检测开关单元包括三极管，所述第二检测开关单元包括第一场效应管。

在一个实施例中，所述电池包还包括：

卸电模块，所述卸电模块连接在所述电源正极端子和所述电源负极端子之间，包括串联设置的卸电开关和卸电电阻；

第二故障检测模块，所述第二故障检测模块包括与所述电源负极端子连接的第六连接端和与接地点连接的第七连接端，用于根据所述电源负极端子和所述接地点之间的电位差输出第二检测信号；

所述控制模块被配置为在所述充电开关模块以及所述卸电开关处于导通状态下，响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的第二检测信号，确定所述熔丝存在故障。

在一个实施例中，所述电池包还包括：

卸电模块，所述卸电模块连接在所述电源正极端子和所述电源负极端子之间，包括串联设置的卸电开关和卸电电阻；

第二故障检测模块，所述第二故障检测模块包括与所述电源负极端子连接的第六连接端和与接地点连接的第七连接端，用于根据所述电源负极端子和所述接地点之间的电位差输出第二检测信号；

预充模块，所述预充模块连接在所述电源负极端子和所述电池负极端之间，包括串联连接的预充电阻和预充开关；

所述控制模块被配置为在所述预充开关以及所述卸电开关处于导通状态下，响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的第二检测信号，确定所述熔丝存在故障。

另一方面，本申请提供一种熔丝故障检测方法，所述方法应用于电池包，所述电池包包括：具有电池正极端和电池负极端的电池模块，具有电源正极端子和电源负极端子的电源端子，连接在所述电池模块和所述电源端子之间的充放电路径中的充放电开关模块和熔丝，所述充放电开关模块包括充电开关模块和放电开关模块，以及用于根据所述电源负极端子和所述电池负极端之间的电位差输出第一检测信号的第一故障检测模块，所述方法包括：

控制所述充电开关模块导通，获取所述第一检测信号；

响应于获取到所述电源负极端子和所述电池负极端之间的电位差大于或等于第一阈值的所述第一检测信号，确定所述熔丝存在故障。

在一个实施例中，所述控制所述充电开关模块导通之前，包括：

控制所述充电开关模块断开，获取所述第一检测信号；

响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差大于或等于第一阈值的第一检测信号，控制所述充电开关模块导通。

在一个实施例中，所述电池包还包括：

卸电模块，所述卸电模块连接在所述电源正极端子和所述电源负极端子之间，包括串联设置的卸电开关和卸电电阻；

第二故障检测模块，所述第二故障检测模块包括与所述电源负极端子连接的第六连接端和与接地点连接的第七连接端，用于根据所述电源负极端子和所述接地点之间的电位差输出第二检测信号；

所述控制所述充电开关模块断开，获取所述第一检测信号之后，包括：

响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差小于第一阈值的所述第一检测信号，控制所述放电开关模块和所述卸电开关导通，获取第二检测信号；

响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的所述第二检测信号，确定所述熔丝存在故障。

在一个实施例中，所述电池包还包括：

卸电模块，所述卸电模块连接在所述电源正极端子和所述电源负极端子之间，包括串联设置的卸电开关和卸电电阻；

第二故障检测模块，所述第二故障检测模块包括与所述电源负极端子连接的第六连接端和与接地点连接的第七连接端，用于根据所述电源负极端子和所述接地点之间的电位差输出第二检测信号；

预充模块，所述预充模块连接在所述电源负极端子和所述电池负极端之间，包括串联连接的预充电阻和预充开关；

所述控制模块被配置为在所述预充开关以及所述卸电开关处于导通状态下，响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的第二检测信号，确定所述熔丝存在故障；

所述控制所述充电开关模块断开，获取所述第一检测信号之后，包括：

响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差小于第一阈值的所述第一检测信号，控制所述卸电开关和所述卸电开关导通，获取所述第二检测信号；

响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的所述第二检测信号，确定所述熔丝存在故障。

再一方面，本申请还提供一种电池管理***，所述电池管理***包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序并执行上述任意实施例所述的熔丝故障检测方法。

上述电池包、熔丝故障检测方法以及电池管理***，通过第一故障检测模块判断获取到电源负极端子和电池负极端之间的电位差与第一阈值之间的关系，从而确定熔丝是否存在故障，实现了电池包中对熔丝状态的简便有效检测。

提供上述发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步详细描述。上述发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。本申请所要求保护的主题不限于解决背景技术中指出的任何或所有缺点的实施方式。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

图1为一实施例提供的电池包示意图；

图2为一实施例提供的电池包电路示意图；

图3为一实施例提供的熔丝故障检测方法流程图；

图4为另一实施例提供的熔丝故障检测方法流程图；

图5为一实施例提供的熔丝故障检测方法逻辑图；

图6为另一实施例提供的熔丝故障检测方法逻辑图。

附图标记说明：电池包-10；电池模块-11；电池正极端-112；电池负极端-113；电源端子-12；电源正极端子-121；电源负极端子-122；充放电开关模块-13；放电开关模块-131；充电开关模块-132；熔丝-14；第一故障检测模块-15；第一检测开关单元-15a；第二检测开关单元-15b；第一连接端-151；第二连接端-152；第三连接端-153；第四连接端-154；第五连接端-155；第一输出端-156；三极管-157；第一场效应管-158；控制模块-16；卸电模块-17；卸电开关-171；卸电电阻-172；第二故障检测模块-18；第六连接端-181；第七连接端-182；第八连接端-183；第二场效应管-184；第二输出端-185；预充模块-19；预充电阻-191；预充开关-192。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他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、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。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、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。应当进一步理解，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。再者，本文中使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种参数或模块，但这些参数或模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的参数或模块彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一参数也可以被称为第二参数，类似地，第二参数也可以被称为第一参数。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应该理解，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

应当理解，此处所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的权利范围。

相关技术中，电池包内常包括电池、电池保护板以及熔丝等零部件。当电池包内电流过大时，熔丝会熔断以保护电池包。熔丝熔断后，电池包内无充放电电流。同时，电池包内其他异常状况也会触发电池保护板的保护导致电池包禁止充放电。因此，仅通过电池包内有无充放电电流来判断熔丝是否熔断并不准确。进一步地，增设熔丝熔断专用检测电路会增加电池包的成本和体积，同时只能在电池包处于某些特定工况下才能准确识别熔丝状态，应用场景受限。为此，本申请发明人通过对电池包内部电路进行研究和分析，提出以下电池包、熔丝故障检测方法和电池管理***。

在一个实施例中，请参阅图1，提供一种电池包10，电池包10包括电池模块11，电源端子12，充放电开关模块13、熔丝14、第一故障检测模块15以及控制模块16。

请参阅图2，电池模块11包括电池正极端112和电池负极端113。电池模块11可以包括多个电池。作为示例，电池模块11可以包括多个串联或者并联的单体电芯，如锂电池、钠电池等。

电源端子12包括电源正极端子121和电源负极端子122。电源端子12可以与外部设备连接。作为示例，电源端子12可以与用电设备连接，此时，电池模块11可以为用电设备提供电能。在另一个示例中，电源端子12可以与充电设备连接，此时，充电设备可以为电池模块11充电。

电池正极端112可以与电源正极端子121直接或间接连接，同时，电池负极端113可以与电源负极端子122直接或间接连接。

充放电开关模块13可以包括放电开关模块131和充电开关模块132。作为示例，放电开关模块131和充电开关模块132均可以包括场效应晶体管（Metal OxideSemiconductor，MOS管）。作为示例，放电开关模块131可以包括MOS管K1，充电开关模块132可以包括MOS管K2。

放电开关模块131用于对电池包10回路的放电控制与保护，充电开关模块132用于对电池包10回路的充电控制与保护。作为示例，当放电开关模块131导通时，电池包10回路为放电回路，此时，电池模块11可以为电源端子12连接的用电设备提供电能。当充电开关模块132导通时，电池包10回路为充电回路，此时，电源端子12连接的充电设备可以为电池模块11充电。

熔丝14可以串联在电池模块11的电池负极端侧，作为示例，熔丝14连接在电池负极端113与电源负极端子122之间。当然，熔丝14也可以连接在其他位置。

熔丝14可以采用三端主动熔丝，也可以采用被动熔丝，本实施例并不限定熔丝14的具体类型。当电池包10回路的电流过大时，熔丝14可以熔断以保护电路。此时，电池包的充放电回路为断路。

第一故障检测模块15包括第一连接端151和第二连接端152。第一连接端151可以与电池负极端113连接，第二连接端152可以与电源负极端子122连接。本领域的技术人员应当知道，第一连接端151的电位相当于电池负极端113的电位，第二连接端152的电位相当于电源负极端子122的电位。

第一故障检测模块15还可以包括第一输出端156，第一输出端156可以根据电池负极端113和电源负极端子122之间的电位差输出第一检测信号。通常而言，第一故障检测模块15在电池包10中用作充电设备在线检测模块，当电源端子12未连接外部充电设备时，电池负极端113和电源负极端子122为等电位，第一检测信号为低电平信号（根据电路设计的不同也可以是高电平信号）；当电源端子12连接外部充电设备时，充电开关模块132保持在关断状态，由于充电设备的输出电压高于电池模块11的电压，因此电源负极端子122的电位将低于电池负极端113的电位，导致第一检测信号出现电平翻转，由此控制模块16识别出电池包已经连接了外部充电设备。

控制模块16还用于根据第一检测信号来确定熔丝14是否存在故障。控制模块16可以内嵌于电池管理***（Battery Management System，BMS）中，也可以单设于电池包10内部或外部。

当采用第一故障检测模块15来判断电池包10内的熔丝14是否熔断时，控制模块16可以执行图3所示的熔丝故障检测方法，包括以下步骤：

步骤S30：控制充电开关模块132导通，获取第一检测信号。

步骤S40：响应于获取到电源负极端子122和电池负极端113之间的电位差大于或等于第一阈值的第一检测信号，确定熔丝14存在故障。

在步骤S30中，控制模块16可以控制充电开关模块132导通，同时，放电开关模块131可以导通，也可以断开。作为示例，请参阅图2，MOS管K2导通，MOS管K1可以导通，也可以断开，优选控制MOS管K1导通。

在步骤S40中，第一连接端151的电位相当于电池负极端113的电位，第二连接端152的电位相当于电源负极端子122的电位。此时，第一输出端156依据电源负极端子122和电池负极端113之间的电位差输出第一检测信号。

具体的，以图2所示的电池包为例，在电源负极端子122和电池负极端113之间的电位差大于或等于第一阈值的情况下，第一故障检测模块15的第一输出端156输出的第一检测信号为高电平。在电源负极端子122和电池负极端113之间的电位差小于第一阈值的情况下，第一故障检测模块15的第一输出端156输出的第一检测信号为低电平。例如，第一阈值可以为0.7V。当然，本领域技术人员可以理解，根据电路设计和元器件选型的不同，第一阈值也可以为其他数值。

当熔丝14正常时，可以认为熔丝14两端的没有电压差，或者仅有很小的电压差。同时，第一故障检测模块15的第一连接端151和第二连接端152可以认为分别连接在熔丝14的两端。因而，当熔丝14正常时第一连接端151和第二连接端152之间的电位差小于第一阈值，并且第一检测信号为低电平，确认熔丝14正常。

当熔丝14熔断时，若此时电池包与充电设备连接，由于熔丝14熔断导致充放电路径断开，熔丝14两端会出现压差，即第一连接端151和第二连接端152出现电位差。具体的，熔丝14一端的电位接近电池负极端113的电压电位，另一端的电压电位则接近电源负极端子122的电位。此时，当熔丝14熔断时第一连接端151和第二连接端152之间的电位差大于或等于第一阈值的情况下，第一检测信号为高电平，此时可以认为熔丝14熔断。

作为一个示例，假设电池模块112的电压为12.8V，充电设备的输出电压为14.5V，当电池包检测确定充电设备在线时，控制充电开关模块132导通，并获取第一故障检测模块15输出的第一检测信号。

若熔丝14正常，则充电设备的输出电压会被拉低至等于或接近电池模块112的电压，电源负极端子122和电池负极端113之间的电位差等于或接近为零，低于0.7V的第一阈值，由此第一故障检测模块15将会输出低电平信号。

若熔丝14发生了熔断，则电源负极端子122的电位会被拉低到低于电池负极端113的电位，两者的电位差大约为14.5-12.8=1.7V，高于0.7V的第一阈值，由此第一故障检测模块15将会输出高电平信号。因此，通过第一故障检测模块15输出的第一检测信号即可识别出当前工况下熔丝14的状态。

在本实施例中，在电池包连接有外部充电设备的工况条件下，由于熔丝14正常时与熔丝14熔断时其两端的电位差不同，因而通过获取连接至电池负极端和电源负极端子的第一故障检测模块15输出的第一检测信号，即可快速判断熔丝14是否存在故障。此外，第一故障检测模块15可以复用相关技术中的充电设备在线监测模块，不需要重新设计特定的硬件检测电路，通过控制模块的软件控制策略即可有效识别熔丝的状态，降低了电池包的成本和体积，实现了电池包中对熔丝状态的简便有效检测。

在一个可选的实施例中，请参阅图1和图2，第一故障检测模块15包括：第一检测开关单元15a和第二检测开关单元15b。

第一检测开关单元15a包括第一连接端151、第二连接端152以及第三连接端153。

第二检测开关单元15b包括第四连接端154、第五连接端155以及第一输出端156。第四连接端154连接第三连接端153，第五连接端155连接电池正极端112，第一输出端156输出第一检测信号。

此时，第一检测开关单元15a可以包括三极管157，第二检测开关单元包括第一场效应管158。

作为示例，三极管157的基极可以连接第一连接端151，发射极可以连接第二连接端152，集电极可以连接第三连接端153。第一场效应管158的栅极可以为第四连接端154，与三极管157的集电极连接。第一场效应管158的源极可以为第五连接端155，漏极可以连接第一输出端156。

如图2所示，三极管157采用NPN三极管，第一场效应管158采用P型MOS管。当电池负极端113和电源负极端子122之间的电位差大于或等于三极管157的导通电压（即第一阈值）时，第一故障检测模块15的第一输出端156会输出高电平信号；反之，则输出低电平信号。利用该结构的电路，即可用于识别电源端子12是否连接外部充电设备以及当外部充电设备在线时熔丝14是否发生故障。

具体的，当熔丝14熔断时，三极管157第一连接端151和第二连接端152之间会出现电位差，可以理解，三极管157的基极与发射极之间出现电位差。当电位差大于第一阈值（即三极管157的导通电压）时，三极管157导通，第一场效应管158的栅极电压随之变化，从而第一场效应管158导通，使得第一输出端156输出高电平的第一检测信号。

当然，本领域技术人员可以理解，第一检测开关单元15a与第二检测开关单元15b也可以为其他形式的开关。第一检测开关单元15a与第二检测开关单元15b中也可以包括其他电子元器件。例如，漏极也可以连接稳压二极管与接地端，在此不多做赘述。

在本实施例中，对于充电设备在线的电池包工况，由于熔丝14熔断时，熔丝14两端出现电压差。在第一故障检测模块15设置第一检测开关单元15a和第二检测开关单元15b，利用电压差控制第一检测开关单元15a和第二检测开关单元15b的导通或者断开，即可在第一输出端156接收熔丝14是否熔断的结果。这可以简单便捷地接收判断结果，缩短了判断时间，提高了判断效率，判断熔丝14状态时，不需要另设硬件电路，降低了电池包的成本和体积。

在一个可选的实施例中，电池模块11，电源端子12，充放电开关模块13和熔丝14共同构成充放电路径，充放电路径中还可以包括电流传感器R，电流传感器R用于检测充放电路径中的充放电电流。请参阅图4，在步骤S30之前，还可以包括：

步骤S10：获取电流传感器检测的充放电电流。

此时，当充放电路径中存在充放电电流时，确定熔丝14不存在故障。或者，步骤S30包括：当充放电路径中不存在充放电电流时，控制充电开关模块导通。

具体的，在步骤S10中，可以通过电流传感器确认有无充放电电流。当充放电路径中存在充放电电流时，认为充放电路径是完整且导通的，此时，熔丝14正常。

当充放电路径中不存在充放电电流时，可能是熔丝14熔断，也可能是触发了充放电路径中的其他保护（例如，电池模块11异常触发放电开关模块关断等），需要进一步判断。但是，当充放电路径中存在充放电电流时，熔丝14正常，不需要进行后续步骤。

示例性的，电池包10的充放电路径中还可以包括检流电阻R，检流电阻R的两端可以连接在电池负极端113与冲放电开关模块13之间。具体的，当检流电阻R采样确定充放电路径中存在充放电电流时，可以认为充放电路径正常，熔丝14正常。

在本实施例中，在获取第一检测信号前，可以先判断充放电路径是否正常。当充放电路径正常时，熔丝14必然正常，无需进行后续步骤，节约检测时间，提高检测效率。

在一个可选的实施例中，步骤S30之前，还包括：

步骤S20：控制充电开关模块132断开，获取第一检测信号。

此时，步骤S30包括：响应于获取到电池负极端和电源负极端子之间的电位差大于或等于第一阈值的第一检测信号，控制充电开关模块132导通。

具体的，在步骤S30之前，需要先确定当前电池包10是否连接有外部充电设备，对于连接有外部充电设备的电池包10工况，则可以继续通过第一故障检测模块15来确定熔丝14是否存在故障；对于未连接有外部充电设备的电池包10工况，则需要采用在其他实施例中描述的方式来确定熔丝14是否存在故障。

为了确定当前电池包是否连接有外部充电设备，在步骤S20中，先控制断开充电开关模块132，并获取第一故障检测模块15输出的第一检测信号，同时根据第一检测信号来判断此时电池包是否连接有外部充电设备。

本领域的技术人员应当知道，连接充电设备的电源正极端子121和电源负极端子122之间的电压需大于电池正极端112和电池负极端113之间的电压，这样充电设备才可以向电池模块11充电。电源正极端子121与电池正极端112连接，可以认为二者电位相同。因此，若通过第一故障检测模块15输出的第一检测信号确定电源负极端子122的电位小于电池负极端113的电位，则表明此时电源端子12处的电压大于电池模块11的电压，即表明电池包连接了外部充电设备。反之，若通过第一故障检测模块15输出的第一检测信号确定电源负极端子122的电位与电池负极端113的电位相等或接近，则表明此时仍未连接外部充电设备。可以理解，当充电设备连接正常时，电源负极端子122和电池负极端113之间的电位差大于或等于第一阈值。当确定电池包10连接有外部充电设备后，执行步骤S30，控制模块16控制充电开关模块132导通，并进而判断熔丝是否存在故障。

以图2所示的电池包为例，当控制模块6获取到第一故障检测模块15输出的第一检测信号为高电平信号，表明第一连接端151和第二连接端152之间出现大于或者等于第一阈值的电压差，即电源负极端子122和电池负极端113之间出现大于或者等于第一阈值的电压差，这说明外接充电设备正常。同理，当第一检测信号为低电平信号，则说明外接充电设备不在线。

进一步地，在控制充电开关模块132导通之前，还可以确认电池包10是否处于禁充状态。若电池包10处于禁充状态，则无法控制充电开关模块132导通，可以待电池模块11状态正常后，再次进行上述判断流程。若电池包10处于非禁充状态，则控制充电开关模块132导通，进行熔丝状态的判断。

在一个可选的实施例中，响应于获取到电池负极端113和电源负极端子122之间的电位差小于第一阈值的第一检测信号，则表明此时电池包10未连接有外部充电设备。对于此种工况，本申请还提供了进一步的熔丝故障检测方案。

具体的，在一个可选的实施例中，电池包10还包括：卸电模块17和第二故障检测模块18。

参见图2，卸电模块17连接在电源正极端子121和电源负极端子122之间。卸电模块17可以包括串联设置的卸电开关171和卸电电阻172。卸电开关171可以包括开关K3。作为示例，卸电电阻172可以为2W100Ω小功率电阻，卸电开关171可以为MOS管。通常而言，卸电模块17常用于对充放电路径中多余电量进行卸电，或者用于多个电池包组成的电池***进行电量均衡。

第二故障检测模块18包括与电源负极端子122连接的第六连接端181和与接地点连接的第七连接端182。第二故障检测模块18用于根据电源负极端子122和接地点之间的电位差输出第二检测信号。第二故障检测模块18还可以包括第八连接端183与第二输出端185，第八连接端183连接3.3V基准电源，第二输出端185输出第二检测信号。

第二故障检测模块18还可以包括第二场效应管184，第二场效应管184可以采用N型MOS管，其栅极连接第六连接端181，源极连接第七连接端182，漏极可以连接第八连接端183和第二故障检测模块18的第二输出端185。此时，第二场效应管184依据第六连接端181传入的电压导通或者断开，第二输出端185随之对应输出不同的第二检测信号。作为示例，当第六连接端181传入高电压（例如，大于1.2V）时，第二输出端185输出的第二检测信号为高电平。反之，当第六连接端181传入低电压时，第二输出端185输出的第二检测信号为低电平。

根据不同的第二检测信号，可以确定熔丝14是否熔断，具体的，请参阅图4，步骤S20之后，还包括：

步骤S21：响应于获取到电池负极端113和电源负极端子122之间的电位差小于第一阈值的第一检测信号，控制放电开关模块131和卸电开关171导通，获取第二检测信号。

步骤S22：响应于获取到电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的第二检测信号，确定熔丝14存在故障。

具体的，在步骤S21中，如果控制模块16获取到电池负极端113和电源负极端子122之间的电位差小于第一阈值的第一检测信号，表明此时电池包没有连接充电设备，则此时需要利用第二故障检测模块18来判断熔丝是否存在故障。具体过程为，先确认电池包10此时是否处于禁放状态。在某些工况下，例如电池包温度低于放电温度阈值，或者电池包的电池模块欠压等，控制模块16会控制电池包10进入禁放状态，此时放电开关模块131被禁止导通。

请参阅图2，当电池模块11处于非禁放状态，导通卸电开关171以导通卸电模块17。同时，控制放电开关模块131导通。卸电模块17、放电开关模块131以及电池模块11构成完整回路。

在步骤S22中，请参阅图2、图5和图6，第二故障检测模块18的第二输出端185会根据获取到的电源负极端子和接地点之间的电位差的不同输出第二检测信号。在熔丝14正常的情况下，第六连接端181的电位维持恒定，第二场效应管184断开，第二输出端185输出低电平。在熔丝14熔断的情况下，熔丝两端电压发生变化，第六连接端181的电压被拉高，导致第二场效应管184的栅极电压升高，从而使得第二场效应管184导通，进而在第二输出端185输出高电平的第二检测信号。换言之，当电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二场效应管184的导通电压（即第二阈值）时，第二故障检测模块18输出高电平的第二检测信号，此时表明熔丝14出现故障。作为示例，第二阈值可以为1.2V或其他数值。

本实施例中，在外接充电设备不在线时，通过复用卸电模块17和第二故障检测模块18来检测熔丝14是否出现故障，使得在不同工况下都能准确识别熔丝的状态，减少了误判的可能性。

在一个可选的实施例中，电池包10还包括：预充模块19。

具体的，预充模块19连接在电源负极端子122和电池负极端113之间，且与充放电开关模块13并联。预充模块19包括串联连接的预充电阻191和预充开关192。可以理解，预充模块19可以与充放电开关模块13并联。作为示例，预充电阻191可以为5W5Ω的小功率电阻。预充电阻191用于对接入电源端子12的外部容性充电设备的瞬时规避对主电路的冲击。以图2所示的实施方式为例，预充开关192可以包括预充放电开关和预充充电开关。预充放电开关和预充充电开关可以为MOS管。例如，预充放电开关可以包括MOS管K4，预充充电开关可以包括MOS管K5。

请参阅图4，步骤S20之后，还包括：

步骤S210：响应于获取到电池负极端113和电源负极端子122之间的电位差小于第一阈值的第一检测信号，控制预充开关192和卸电开关171导通，获取第二检测信号。

步骤S220：响应于获取到电源负极端子122和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的第二检测信号，确定熔丝14存在故障。

具体的，在步骤S210中，请参阅图2、图5和图6，通过BMS确认电池模块11处于禁放状态后，由于无法导通放电开关模块131，此时需要一种判断充放电路径的熔丝14是否出现熔断的替代方案。此时，通过导通卸电模块17与预充模块19，即导通卸电开关171以及预充开关192，此时电池模块11、卸电模块17和预充模块19构成新的放电回路，进而利用第二故障检测模块18来判断熔丝14的状态。可选的，作为示例，可以仅导通卸电开关171以及预充放电开关，预充充电开关可以导通或断开，利用预充充电开关的体二极管依然能够实现放电电流的通过。

在步骤S220中，在新的放电回路中，当熔丝14正常时，第六连接端181的电压为预充电阻191和卸电电阻172的分压，由于预充电阻191的阻值远小于卸电电阻172的阻值，因此第六连接端181的电压（即电源负极端子122和接地点之间的电位差）低于第二场效应管184的导通电压（即第二阈值），此时第二输出端185输出低电平信号。在熔丝14熔断的情况下，熔丝两端电压发生变化，此时，第六连接端181的电压被拉高，导致第二场效应管184的栅极电压升高，从而使得第二场效应管184导通，进而在第二输出端185输出高电平的第二检测信号。换言之，当电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二场效应管184的导通电压（即第二阈值）时，第二故障检测模块18输出高电平的第二检测信号，此时表明熔丝14出现故障。

在本实施例中，当电池包既没有连接外部充电设备，同时又处于禁放状态的工况下，通过复用卸电模块17与预充模块19，为电池模块11提供新的放电回路，同时利用第二故障检测模块18即可识别出熔丝14的状态。

至此，综合在上述实施例，本申请无需增加额外的硬件电流设计，分别通过复用电池包中的充电设备在线检测模块、卸电模块、预充模块，实现了电池包在不同工况下（覆盖了放电、充电、禁放、非禁放等全部工况）对熔丝状态的简便有效检测，不仅可以减小电池包的体积，同时能够快速有效地识别出熔丝状态。

示例性的，请参阅图5和图6，其示出了可选的完整熔丝故障检测流程。需要说明的是，在某些情况下，当BMS检测到电池包10处于不良状态时，会对应控制电池包10处于禁充或者禁放状态，此时，充放电路径也没有电流。作为示例，当BMS判定电池包10发生短路、电芯温度过高、电芯电压不足、电量不足、各个电池压差过大或者各个电池电量不均衡等情况下，会控制电池包10禁放，即电池包10无法释放电流。同理，当电池包10禁充时，外接充电设备无法向电池包10充电。

因此，在熔丝14故障检测方法中，可以加入对电池包10状态的判定。通过BMS判定电池包10是否处于禁充或者禁放状态，以排除由于电池包10故障导致充放电路径没有电流的可能性。同时，本申请对检测有无充放电电流、检测外接设备是否在线或者检测电池是否处于禁充或者禁放状态的顺序并无明确限定。

上述电池包10可以应用于诸如汽车、储能设备、个人便携设备等其他终端或者服务器等电子装置的电源设备或类似设备的***中。

在一个可选的示例中，请参阅图2和图5，在一个完整的熔丝故障检测流程中，先启动***，开启BMS，对BMS初始化后，再进行后续步骤。首先，可以利用检流电阻R检测充放电路径中是否有电流。若充放电路径中存在电流，说明充放电路径为通路，熔丝14正常。若充放电路径中没有电流，再依次检查各模块。

当进入熔丝故障检测周期后，先检测当前电池包10是否处于连接有外部充电设备的工况中。为此，控制模块16可以控制断开充电开关模块132，利用第一故障检测模块15来输出第一检测信号。若第一检测信号为高电平，即电池负极端113和电源负极端子122之间的电位差大于或等于第一阈值，表明此时电池包10连接有外部充电设备。当外接充电设备在线时，可以排除由外接设备出现故障的导致充放电路径中没有电流的状况。此时，可以继续检查电池包10是否处于禁充状态。当电池包10处于禁充状态，充电设备无法为电池包10充电，可以等待电池包10处于正常状态再次检查。当电池包10没有处于禁充状态，可以导通充电开关模块132。当第一故障检测模块15输出仍为高电平时，则说明熔丝14处于熔断状态。

当外接充电设备不在线时，此时需要利用第二故障检测模块18来检测熔丝14是否存在故障。首先，可以检查电池包10是否处于禁放状态。当电池包10处于禁放状态，可以导通卸电模块17和预充模块19以与电池模块11构成放电回路。此时，若第二故障检测模块18输出高电平，说明熔丝14熔断。当第二故障检测模块18输出低电平时，说明熔丝14正常，此时可以断开卸电模块17和预充模块19以进入备电状态。

当电池包10处于非禁放状态，可以导通卸电模块17和放电开关模块131。此时，当第二故障检测模块18输出高电平，说明熔丝14熔断。当第二故障检测模块18输出低电平时，说明熔丝14正常，此时可以断开卸电模块17以进入备电状态。至此，熔丝故障检测流程可以结束。

在另一个可选的示例中，请参阅图2和图6，在一个完整的熔丝故障检测流程中，同样，先启动***，开启BMS，对BMS初始化。然后，可以检测充放电路径中是否有电流。当充放电路径中存在电流，说明充放电路径为通路，熔丝14正常。当充放电路径中没有电流，再依次检查各模块。

首先判断电池包10是否连接有外部充电设备，控制模块16可以获取第一故障检测模块15输出的第一检测信号，若第一检测信号为高电平，表明电池包10的外部充电设备在线。此时，进一步判断充电开关模块132是否处于导通状态，如果充电开关模块132是导通的，则可以确认熔丝14处于熔断状态。若充电开关模块132处于关断状态，则不能确认熔丝14的状态，返回上级流程继续判断。需要说明的是，判断第一检测信号是否为高电平的步骤和判断充电开关模块是否导通的步骤可以是同时或者先后进行，其均能实现准确识别熔丝是否存在故障的目的，其均应在本申请的保护范围内。

进一步地，若第一检测信号为低电平，表明电池包10的外部充电设备不在线，此时需要利用第二故障检测模块18来检测熔丝14是否存在故障。具体地，熔丝故障检测周期后，先检查电池包10是否处于禁放状态。当电池包10处于禁放状态，可以导通卸电模块17和预充模块19。当第二故障检测模块18输出高电平，说明熔丝14熔断。当第二故障检测模块18输出低电平时，说明熔丝14正常。当电池包10处于非禁放状态，可以导通卸电模块17。此时，当第二故障检测模块18输出高电平，说明熔丝14熔断。当第二故障检测模块18输出低电平时，说明熔丝14正常。

至此，熔丝故障检测可以结束。

可以理解，上述电池包10还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够达到完成电池包10的功能即可。

作为本申请的另一方面，还提供了一种电池管理***，所述电池管理***包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序并执行上述任意实施例所述的熔丝故障检测方法。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请中，对于相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述，一般只在第一次出现时进行详细描述，后面再重复出现时，为了简洁，一般未再重复阐述，在理解本申请技术方案等内容时，对于在后未详细描述的相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述等，可以参考其之前的相关详细描述。

在本申请中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本申请技术方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本申请记载的范围。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得电池包执行本申请每个实施例的方法。

以上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他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括：

电池模块，所述电池模块包括电池正极端和电池负极端；

电源端子，所述电源端子包括电源正极端子和电源负极端子；

充放电开关模块和熔丝，所述充放电开关模块包括充电开关模块和放电开关模块，所述充放电开关模块和所述熔丝连接在所述电池模块和所述电源端子之间的充放电路径中；

第一故障检测模块，所述第一故障检测模块包括与所述电池负极端连接的第一连接端以及与所述电源负极端子连接的第二连接端，所述第一故障检测模块用于根据所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差输出第一检测信号；

控制模块，所述控制模块被配置为用于控制所述充放电开关模块的导通或关断，以及所述控制模块被配置为在所述充电开关模块处于断开状态下，响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差大于或等于第一阈值的第一检测信号，控制所述充电开关模块导通；以及所述控制模块被配置为在所述充电开关模块处于导通状态下，响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差大于或等于第一阈值的第一检测信号，确定所述熔丝存在故障。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述充放电路径中还包括：电流传感器，所述电流传感器用于检测所述充放电路径中的充放电电流，所述控制模块还被配置为响应于所述充放电路径中存在充放电电流，确定所述熔丝不存在故障。

3.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述第一故障检测模块包括：

第一检测开关单元，包括所述第一连接端、所述第二连接端以及第三连接端；

第二检测开关单元，包括第四连接端、第五连接端以及第一输出端，所述第四连接端连接所述第三连接端，所述第五连接端连接所述电池正极端，所述第一输出端输出所述第一检测信号。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述第一检测开关单元包括三极管，所述第二检测开关单元包括第一场效应管。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括：

卸电模块，所述卸电模块连接在所述电源正极端子和所述电源负极端子之间，包括串联设置的卸电开关和卸电电阻；

第二故障检测模块，所述第二故障检测模块包括与所述电源负极端子连接的第六连接端和与接地点连接的第七连接端，用于根据所述电源负极端子和所述接地点之间的电位差输出第二检测信号；

所述控制模块被配置为在所述充电开关模块以及所述卸电开关处于导通状态下，响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的第二检测信号，确定所述熔丝存在故障。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括：

卸电模块，所述卸电模块连接在所述电源正极端子和所述电源负极端子之间，包括串联设置的卸电开关和卸电电阻；

第二故障检测模块，所述第二故障检测模块包括与所述电源负极端子连接的第六连接端和与接地点连接的第七连接端，用于根据所述电源负极端子和所述接地点之间的电位差输出第二检测信号；

预充模块，所述预充模块连接在所述电源负极端子和所述电池负极端之间，包括串联连接的预充电阻和预充开关；

所述控制模块被配置为在所述预充开关以及所述卸电开关处于导通状态下，响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的第二检测信号，确定所述熔丝存在故障。

7.根据权利要求5或6所述的电池包，其特征在于，所述第二故障检测模块包括第二场效应管。

8.一种熔丝故障检测方法，其特征在于，所述方法应用于电池包，所述电池包包括：具有电池正极端和电池负极端的电池模块，具有电源正极端子和电源负极端子的电源端子，连接在所述电池模块和所述电源端子之间的充放电路径中的充放电开关模块和熔丝，所述充放电开关模块包括充电开关模块和放电开关模块，以及用于根据所述电源负极端子和所述电池负极端之间的电位差输出第一检测信号的第一故障检测模块，所述方法包括：

控制所述充电开关模块断开，获取所述第一检测信号；

响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差大于或等于第一阈值的所述第一检测信号，控制所述充电开关模块导通，获取所述第一检测信号；

响应于获取到所述电源负极端子和所述电池负极端之间的电位差大于或等于第一阈值的所述第一检测信号，确定所述熔丝存在故障。

9.根据权利要求8所述的熔丝故障检测方法，其特征在于，所述电池包还包括：

卸电模块，所述卸电模块连接在所述电源正极端子和所述电源负极端子之间，包括串联设置的卸电开关和卸电电阻；

第二故障检测模块，所述第二故障检测模块包括与所述电源负极端子连接的第六连接端和与接地点连接的第七连接端，用于根据所述电源负极端子和所述接地点之间的电位差输出第二检测信号；

所述控制所述充电开关模块断开，获取所述第一检测信号之后，包括：

响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差小于第一阈值的所述第一检测信号，控制所述放电开关模块和所述卸电开关导通，获取所述第二检测信号；

响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的第二检测信号，确定所述熔丝存在故障。

10.根据权利要求8所述的熔丝故障检测方法，其特征在于，所述电池包还包括：

卸电模块，所述卸电模块连接在所述电源正极端子和所述电源负极端子之间，包括串联设置的卸电开关和卸电电阻；

第二故障检测模块，所述第二故障检测模块包括与所述电源负极端子连接的第六连接端和与接地点连接的第七连接端，用于根据所述电源负极端子和所述接地点之间的电位差输出第二检测信号；

预充模块，所述预充模块连接在所述电源负极端子和所述电池负极端之间，包括串联连接的预充电阻和预充开关；

所述控制所述充电开关模块断开，获取所述第一检测信号之后，包括：

响应于获取到所述电池负极端和所述电源负极端子之间的电位差小于第一阈值的所述第一检测信号，控制所述预充开关和所述卸电开关导通，获取所述第二检测信号；

响应于获取到所述电源负极端子和接地点之间的电位差大于或等于第二阈值的所述第二检测信号，确定所述熔丝存在故障。