本發(fā)明涉及發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域特別涉及一種電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法、一種電池管理系統(tǒng)以及一種電動(dòng)汽車。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)通過采樣線束與電池連接以獲取電池的相關(guān)信息，連接線束的可靠性直接關(guān)系到電池監(jiān)控、管理策略以及電池安全，當(dāng)線束連接發(fā)生故障時(shí)可能導(dǎo)致電池的過充，過放。

相關(guān)技術(shù)通過檢測(cè)線束是否斷線進(jìn)行可靠性的判斷，并在發(fā)現(xiàn)斷線故障后限制整車使用電池的電量區(qū)間和功率。但是，由于只有當(dāng)線束斷開時(shí)才能發(fā)現(xiàn)故障，所以檢測(cè)到斷線故障后，將會(huì)導(dǎo)致相關(guān)電池信息丟失，并且通過限制整車性能以避免發(fā)生電池安全問題，大大降低了用戶體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法，該方法能夠在故障發(fā)生前期提前進(jìn)行告警，并在故障發(fā)生后避免整車性能突變。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種電池管理系統(tǒng)。本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提出一種電動(dòng)汽車。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法，所述電池管理系統(tǒng)包括N個(gè)電池單體、N個(gè)均衡單元和N個(gè)采樣單元，所述N個(gè)電池單體依次串聯(lián)連接，所述N個(gè)均衡單元中的每個(gè)均衡單元通過線束與相應(yīng)的電池單體并聯(lián)以構(gòu)成均衡回路，相鄰的兩個(gè)均衡回路之間具有共用的所述線束，所述N個(gè)采樣單元中的每個(gè)采樣單元對(duì)應(yīng)地采樣每個(gè)電池單體的電壓信息，其中，N為大于1的整數(shù)，所述方法包括以下步驟：在每個(gè)檢測(cè)周期，控制所述每個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元均處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取所述每個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓；控制第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元處于開啟狀態(tài)，并獲取所述第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，以及獲取所述第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的輔助電壓，并根據(jù)所述第1個(gè)電池單體 和所述第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓、所述第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓、所述第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的輔助電壓和所述第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流計(jì)算所述第1個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻、以及所述第1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻；依次控制第2至第N個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元處于開啟狀態(tài)，其中，在第2至第N個(gè)電池單體中第i個(gè)電池單體開啟時(shí)獲取所述第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，并根據(jù)所述第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓、所述第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓、所述第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流以及第i-1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻計(jì)算所述第i個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻，其中，i＝2、3、……、N；獲取任意兩個(gè)檢測(cè)周期每個(gè)連接電阻的變化率，并在任意一個(gè)連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法，通過檢測(cè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻來判斷線束連接可靠性，并在連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息，從而可在線束連接可靠性變差的初期發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出告警信息。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種電池管理系統(tǒng)，包括：N個(gè)電池單體，所述N個(gè)電池單體依次串聯(lián)連接；N個(gè)均衡單元，所述N個(gè)均衡單元中的每個(gè)均衡單元通過線束與相應(yīng)的電池單體并聯(lián)以構(gòu)成均衡回路，其中，相鄰的兩個(gè)均衡回路之間具有共用的所述線束；N個(gè)采樣單元，所述N個(gè)采樣單元中的每個(gè)采樣單元對(duì)應(yīng)地采樣每個(gè)電池單體的電壓信息，其中，N為大于1的整數(shù)；控制單元，所述控制單元用于在每個(gè)檢測(cè)周期控制所述每個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元均處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取所述每個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓，以及先控制第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元處于開啟狀態(tài)，并獲取所述第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，以及獲取所述第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的輔助電壓，并根據(jù)所述第1個(gè)電池單體和所述第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓、所述第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓、所述第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的輔助電壓和所述第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流計(jì)算所述第1個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻、以及所述第1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻，再依次控制第2至第N個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元處于開啟狀態(tài)，其中，在第2至第N個(gè)電池單體中第i個(gè)電池單體開啟時(shí)獲取所述第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，并根據(jù)所述第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電 壓、所述第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓、所述第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流以及第i-1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻計(jì)算所述第i個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻，以及獲取任意兩個(gè)檢測(cè)周期每個(gè)連接電阻的變化率，并在任意一個(gè)連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息，其中，i＝2、3、……、N。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池管理系統(tǒng)，控制單元通過檢測(cè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻來判斷線束連接可靠性，并在連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息，從而可在線束連接可靠性變差的初期發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出告警信息。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的又一方面實(shí)施例提出了一種電動(dòng)汽車，包括所述的電池管理系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電動(dòng)汽車，通過上述電池管理系統(tǒng)，可在線束連接可靠性變差的初期發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出告警信息。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的方框示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的方框示意圖，其中包括控制單元；

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的方框示意圖，其中N＝2；

圖5-6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面結(jié)合附圖來描述本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法、電池管理系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車。

根據(jù)圖2的示例，電池管理系統(tǒng)100包括N個(gè)電池單體10、N個(gè)均衡單元20和N個(gè)采樣單元30，N個(gè)電池單體10依次串聯(lián)連接；N個(gè)均衡單元20中的每個(gè)均衡單元20通過線束L與相應(yīng)的電池單體10并聯(lián)以構(gòu)成均衡回路，相鄰的兩個(gè)均衡回路之間具有共用的線束L，均衡單元20用于對(duì)相應(yīng)的電池單體10進(jìn)行均衡處理，以使電池單體電壓偏差保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；N個(gè)采樣單元30中的每個(gè)采樣單元30對(duì)應(yīng)地采樣每個(gè)電池單體10的電壓信息，其中，N為大于1的整數(shù)。如圖4-6所示，以N＝2為例，N個(gè)電池單體10包括第一 電池單體10-1和第二電池單體10-2，N個(gè)均衡單元20包括第一均衡單元20-1和第二均衡單元20-2，N個(gè)采樣單元30包括第一采樣單元30-1和第二采樣單元30-2。

其中，第一電池單體10-1的正極通過第一線束L1與第一均衡單元20-1的一端相連，第一電池單體10-1的負(fù)極通過第二線束L2與第一均衡單元20-1的另一端相連，由此，第一電池單體10-1與第一均衡單元20-1構(gòu)成第一均衡回路；

第二電池單體10-2的正極與第一電池單體10-1的負(fù)極相連，第二電池單體10-2的正極還通過第二線束L2與第二均衡單元20-2的一端相連，第二電池單體10-2的負(fù)極通過第三線束L3與第二均衡單元20-2的另一端相連，由此，第二電池單體10-2與第二均衡單元20-2構(gòu)成第二均衡回路，且第二均衡回路與第一均衡回路共用第二線束L2；

第一采樣單元30-1的一端通過第一線束L1與第一電池單體10-1的正極相連，第一采樣單元30-1的的另一端通過第二線束L2分別與第一電池單體10-1的負(fù)極和第二電池單體10-2的正極相連，第二采樣單元30-2的另一端通過第三線束L3與第二電池單體10-2的負(fù)極相連。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，每個(gè)均衡單元20可包括電阻和開關(guān)，還可包括DC-DC轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

S1：在每個(gè)檢測(cè)周期，控制每個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元均處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取每個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓。

S2：控制第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元處于開啟狀態(tài)，并獲取第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，以及獲取第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的輔助電壓，并根據(jù)第1個(gè)電池單體和第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓、第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓、第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的輔助電壓和第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流計(jì)算第1個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻、以及第1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻。

S3：依次控制第2至第N個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元處于開啟狀態(tài)，其中，在第2至第N個(gè)電池單體中第i個(gè)電池單體開啟時(shí)獲取第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，并根據(jù)第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓、第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓、第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流以及第i-1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻計(jì)算第i個(gè)電池單體的另 一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻，其中，i＝2、3、……、N。

其中，第i個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻等于第i-1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻。

具體地，可通過第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元計(jì)算或采樣得到第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流。并且可通過第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元計(jì)算或采樣得到第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流。

需要說明的是，連接電阻可包括線束與電池極片連接點(diǎn)之間的電阻、線束的電阻、線束與接插件的電阻和接插件間的電阻等。

具體地，當(dāng)控制第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元處于開啟狀態(tài)時(shí)，第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路滿足以下關(guān)系：U₁＝U_1-1+I₁×R_1-1+I₁×R_1-2，另外還有以下關(guān)系：U₂＝U_2-2-I₁×R_1-2，由此，通過推導(dǎo)可知，可根據(jù)以下公式計(jì)算第1個(gè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻：

其中，R_1-1為第1個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻，R_1-2為第1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻，U₁為第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓，U₂為第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓，U_1-1為第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，U_2-2為第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的輔助電壓，I₁為第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流。

并且，當(dāng)控制第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元處于開啟狀態(tài)時(shí)，第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路滿足以下關(guān)系：U_i＝U_i-1+I_i×R_i-1+I_i×R_i-2，并且，R_i-1＝R_(i-1)-2，由此，通過推導(dǎo)可知，可根據(jù)以下公式計(jì)算第i個(gè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻：

其中，R_i-1為第i個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻，R_(i-1)-2為第i-1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻，R_i-2為第i個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電 阻，U_i為第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓，U_i-1為第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，I_i為第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流。

S4：獲取任意兩個(gè)檢測(cè)周期每個(gè)連接電阻的變化率，并在任意一個(gè)連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息。

也就是說，在每個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)均可通過步驟S1-S3獲取每個(gè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻，由此在任意兩個(gè)檢測(cè)周期都計(jì)算出連接電阻之后，即可計(jì)算出每個(gè)連接電阻的變化率，并將每個(gè)連接電阻的變化率與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較以生成比較結(jié)果，以及根據(jù)比較結(jié)果判斷連接線束的可靠性，即言在連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值即可靠性變差時(shí)生成預(yù)警信息。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法還包括：根據(jù)預(yù)警信息判斷任意一個(gè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間是否發(fā)生連接故障。

其中，預(yù)設(shè)閾值K_limit可根據(jù)不同的產(chǎn)品工藝合理地進(jìn)行設(shè)定。

具體的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，任意兩個(gè)檢測(cè)周期分別為第一檢測(cè)周期和第二檢測(cè)周期，需要說明的是，第二檢測(cè)周期t₁與第一檢測(cè)周期t₀之間的時(shí)間差可為預(yù)設(shè)時(shí)間t_cycle，第一檢測(cè)周期和第二檢測(cè)周期可優(yōu)選為相鄰的兩個(gè)檢測(cè)周期，即言，可以預(yù)設(shè)時(shí)間t_cycle為周期對(duì)連接電阻的連接故障進(jìn)行測(cè)試。其中，t_cycle可根據(jù)電池管理系統(tǒng)的處理能力和工藝水平靈活地選取。

可根據(jù)以下公式計(jì)算連接電阻的變化率：

其中，K為連接電阻的變化率，t₀為第一檢測(cè)周期內(nèi)檢測(cè)連接電阻的第一檢測(cè)時(shí)刻，t₁為第二檢測(cè)周期內(nèi)檢測(cè)連接電阻的第二檢測(cè)時(shí)刻，R₀為第一檢測(cè)時(shí)刻檢測(cè)到的連接電阻的阻值，R'為第個(gè)檢測(cè)時(shí)刻檢測(cè)到的連接電阻的阻值。

具體而言，假設(shè)第一檢測(cè)時(shí)刻為t₀，t₀時(shí)刻測(cè)量到的任一個(gè)電池單體的某一端與對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻為R₀，第二檢測(cè)時(shí)刻為t₁，t₁時(shí)刻測(cè)量到的任一個(gè)電池單體的某一端與對(duì)應(yīng)的均衡單元的之間的連接電阻為R',那么，任一個(gè)電池單體的某一端與該均衡單元之間的連接電阻的變化率即為當(dāng)K>K_limit時(shí)，可發(fā)出預(yù)警信息，進(jìn)而可 判斷發(fā)生了導(dǎo)致連接電阻異常的故障，即相應(yīng)的線束發(fā)生連接故障。

由此，本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法，通過檢測(cè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻即可判斷線束連接的可靠性，并在連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息，從而可在線束連接可靠性變差的初期發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出告警信息。

另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法還包括：在判斷發(fā)生了導(dǎo)致連接電阻異常的故障之后，可記錄相應(yīng)電池單體例如第i個(gè)電池單體的充放電電壓信息和溫度信息，以為之后可能發(fā)生的完全斷線故障提供歷史信息和預(yù)估，從而可避免正常性能發(fā)生突變，提升用戶的體驗(yàn)。

下面結(jié)合圖4-6，以N＝2為例來詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例的故障檢測(cè)方法。

首先控制第一均衡單元和第二均衡單元均處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取第一電池單體對(duì)應(yīng)的第一采樣單元所采樣的初始電壓U₁，以及獲取第二電池單體對(duì)應(yīng)的第二采樣單元所采樣的初始電壓U₂。

當(dāng)檢測(cè)第一電池單體與第一均衡單元之間的連接可靠性時(shí)，控制第一均衡單元處于開啟狀態(tài)且第二均衡單元處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取第一電池單體對(duì)應(yīng)的第一采樣單元所采樣的均衡電壓U_1-1，以及獲取第二電池單體對(duì)應(yīng)的第二采樣單元所采樣的輔助電壓U_2-2，此時(shí)流過第一電池單體和第一均衡單元之間的均衡回路的電流記為I₁；根據(jù)初始電壓U₁、初始電壓U₂、均衡電壓U_1-1、輔助電壓U_2-2以及第一電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流I₁計(jì)算第一電池單體的一端與第一均衡單元的一端之間的連接電阻R_1-1以及第一電池單體的另一端與第一均衡單元的另一端之間的連接電阻R_1-2。

具體地，可根據(jù)以下公式計(jì)算第一電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻：

當(dāng)檢測(cè)第二電池單體與第二均衡單元之間的連接可靠性時(shí)，控制第二均衡單元處于開啟狀態(tài)且第一均衡單元處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取第二電池單體對(duì)應(yīng)的第二采樣單元所采樣的均衡電壓U_2-1，此時(shí)流過第二電池單體和第二均衡單元之間的均衡回路的電流記為I₂；根據(jù)初始電壓U₂、均衡電壓U_2-1、電流I₂以及第一電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均 衡單元的另一端之間的連接電阻R_1-2計(jì)算第二電池單體的另一端與第二均衡單元的另一端之間的連接電阻R_2-2。其中，第二電池單體的一端與第二均衡單元的一端之間的連接電阻R_2-1即為第一電池單體的另一端與第一均衡單元的另一端之間的連接電阻，即

具體地，可根據(jù)以下公式計(jì)算第二電池單體的另一端與第二均衡單元的另一端之間的連接電阻：

同理，當(dāng)N>2時(shí)，也可監(jiān)測(cè)其他電池單體與對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻以判斷連接可靠性。

在獲取連接電阻R_1-1、R_1-2和R_2-2之后，計(jì)算每個(gè)連接電阻的變化率K，并且當(dāng)K>K_limit時(shí)，可發(fā)出預(yù)警信息，進(jìn)而可根據(jù)預(yù)警信息判斷發(fā)生了導(dǎo)致連接電阻異常的故障。另外，可記錄相應(yīng)電池單體的充放電電壓信息和溫度信息，以為之后可能發(fā)生的完全斷線故障提供歷史信息和預(yù)估。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池管理系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法，通過檢測(cè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻來判斷線束連接可靠性，并在連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息，從而可在線束連接可靠性變差的初期發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出告警信息。

本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)可判斷電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間是否發(fā)生連接故障，即檢測(cè)電池單體與均衡單元之間的線束的連接可靠性。

根據(jù)圖2-3所示，電池管理系統(tǒng)100包括N個(gè)電池單體10、N個(gè)均衡單元20、N個(gè)采樣單元30和控制單元40。

其中，N個(gè)電池單體10依次串聯(lián)連接；N個(gè)均衡單元20中的每個(gè)均衡單元20通過線束L與相應(yīng)的電池單體10并聯(lián)以構(gòu)成均衡回路，相鄰的兩個(gè)均衡回路之間具有共用的線束；N個(gè)采樣單元30中的每個(gè)采樣單元30對(duì)應(yīng)地采樣每個(gè)電池單體10的電壓信息，其中，N為大于1的整數(shù)。

控制單元40用于在每個(gè)檢測(cè)周期控制每個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20均處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取每個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的初始電壓，以及先控制第1個(gè) 電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20處于開啟狀態(tài)，并獲取第1個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的均衡電壓，以及獲取第2個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的輔助電壓，并根據(jù)第1個(gè)電池單體10和第2個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的初始電壓、第1個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的均衡電壓、第2個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的輔助電壓和第1個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流計(jì)算第1個(gè)電池單體10的一端與該電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20的一端之間的連接電阻、以及第1個(gè)電池單體10的另一端與該電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20的另一端之間的連接電阻，再依次控制第2至第N個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20處于開啟狀態(tài)，其中，在第2至第N個(gè)電池單體10中第i個(gè)電池單體10開啟時(shí)獲取第i個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的均衡電壓，并根據(jù)第i個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的初始電壓、第i個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的采樣單元30所采樣的均衡電壓、第i個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流以及第i-1個(gè)電池單體10的另一端與該電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20的另一端之間的連接電阻計(jì)算第i個(gè)電池單體10的另一端與該電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20的另一端之間的連接電阻，以及獲取任意兩個(gè)檢測(cè)周期每個(gè)連接電阻的變化率，并在任意一個(gè)連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息，其中，i＝2、3、……、N。

其中，第i個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻等于第i-1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻。

其中，控制單元40可通過第1個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20計(jì)算或采樣得到第1個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流，并且可通過第i個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20計(jì)算或采樣得到第i個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流。

需要說明的是，連接電阻可包括線束與電池極片連接點(diǎn)之間的電阻、線束的電阻、線束與接插件的電阻和接插件間的電阻等。

具體地，當(dāng)控制第1個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20處于開啟狀態(tài)時(shí)，第1個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡回路滿足以下關(guān)系：U₁＝U_1-1+I₁×R_1-1+I₁×R_1-2，另外還有以下關(guān)系：U₂＝U_2-2-I₁×R_1-2，由此，通過推導(dǎo)可知，控制單元40可根據(jù)以下公式計(jì)算第1個(gè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻：

其中，R_1-1為第1個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻，R_1-2為第1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電 阻，U₁為第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓，U₂為第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓，U_1-1為第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，U_2-2為第2個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的輔助電壓，I₁為第1個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流。

并且，當(dāng)控制第i個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡單元20處于開啟狀態(tài)時(shí)，第i個(gè)電池單體10對(duì)應(yīng)的均衡回路滿足以下關(guān)系：U_i＝U_i-1+I_i×R_i-1+I_i×R_i-2，并且，R_i-1＝R_(i-1)-2，由此，通過推導(dǎo)可知，控制單元40可根據(jù)以下公式計(jì)算第i個(gè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻：

其中，R_i-1為第i個(gè)電池單體的一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的一端之間的連接電阻，R_(i-1)-2為第i-1個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻，R_i-2為第i個(gè)電池單體的另一端與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元的另一端之間的連接電阻，U_i為第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的初始電壓，U_i-1為第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的采樣單元所采樣的均衡電壓，I_i為第i個(gè)電池單體對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流。

也就是說，在每個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)均可獲取每個(gè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻，由此控制單元40在任意兩個(gè)檢測(cè)周期都計(jì)算出連接電阻之后，即可計(jì)算出每個(gè)連接電阻的變化率，并將每個(gè)連接電阻的變化率與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較以生成比較結(jié)果，以及根據(jù)比較結(jié)果判斷連接線束的可靠性，即言在連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值即可靠性變差時(shí)生成預(yù)警信息。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，控制單元40可進(jìn)一步根據(jù)預(yù)警信息判斷任意一個(gè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間發(fā)生連接故障。

其中，預(yù)設(shè)閾值K_limit可根據(jù)不同的產(chǎn)品工藝合理地進(jìn)行設(shè)定。

具體的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，任意兩個(gè)檢測(cè)周期分別為第一檢測(cè)周期和第二檢測(cè)周期，需要說明的是，第二檢測(cè)周期t₁與第一檢測(cè)周期t₀之間的時(shí)間差可為預(yù)設(shè)時(shí)間t_cycle，第一檢測(cè)周期和第二檢測(cè)周期可優(yōu)選為相鄰的兩個(gè)檢測(cè)周期，即言，控制單元40可以預(yù)設(shè)時(shí)間t_cycle為周期對(duì)連接電阻的連接故障進(jìn)行測(cè)試。其中，t_cycle可根據(jù)電池管理系統(tǒng)的處理能力和工藝水平靈活地選取。

控制單元40可根據(jù)以下公式計(jì)算連接電阻的變化率：

其中，K為連接電阻的變化率，t₀為第一檢測(cè)周期內(nèi)檢測(cè)連接電阻的第一檢測(cè)時(shí)刻，t₁為第二檢測(cè)周期內(nèi)檢測(cè)連接電阻的第二檢測(cè)時(shí)刻，R₀為第一檢測(cè)時(shí)刻檢測(cè)到的連接電阻的阻值，R'為第個(gè)檢測(cè)時(shí)刻檢測(cè)到的連接電阻的阻值。

具體而言，假設(shè)第一檢測(cè)時(shí)刻為t₀，t₀時(shí)刻測(cè)量到的任一個(gè)電池單體的某一端與對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻為R₀，第二檢測(cè)時(shí)刻為t₁，t₁時(shí)刻測(cè)量到的任一個(gè)電池單體的某一端與對(duì)應(yīng)的均衡單元的之間的連接電阻為R',那么，任一個(gè)電池單體的某一端與該均衡單元之間的連接電阻的變化率即為當(dāng)K>K_limit時(shí)，控制單元40可發(fā)出預(yù)警信息，進(jìn)而可判斷發(fā)生了導(dǎo)致連接電阻異常的故障，即相應(yīng)的線束發(fā)生連接故障。

由此，本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)，通過檢測(cè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻即可判斷線束連接的可靠性，并在連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息，從而可在線束連接可靠性變差的初期發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出告警信息。

另外，控制單元40還用于在判斷發(fā)生了導(dǎo)致連接電阻異常的故障之后，控制電池管理系統(tǒng)記錄相應(yīng)電池單體例如第i個(gè)電池單體的充放電電壓信息和溫度信息，以為之后可能發(fā)生的完全斷線故障提供歷史信息和預(yù)估，從而可避免正常性能發(fā)生突變，提升用戶的體驗(yàn)

下面結(jié)合圖4-6，以N＝2為例來詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)。

控制單元40控制第一均衡單元20-1和第二均衡單元20-2均處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取第一電池單體10-1對(duì)應(yīng)的第一采樣單元30-1所采樣的初始電壓U₁，以及獲取第二電池單體10-2對(duì)應(yīng)的第二采樣單元30-2所采樣的初始電壓U₂；

控制單元40可按照以下方式檢測(cè)第一電池單體10-1與第一均衡單元20-1之間的連接可靠性：控制單元40控制第一均衡單元20-1處于開啟狀態(tài)且第二均衡單元20-2處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取第一電池單體10-1對(duì)應(yīng)的第一采樣單元30-1所采樣的均衡電壓U_1-1，以及獲取第二電池單體10-2對(duì)應(yīng)的第二采樣單元30-2所采樣的輔助電壓U_2-2，此時(shí)流過第一電池單體10-1和第一均衡單元20-1之間的均衡回路的電流記為I₁；控制單元40可根據(jù)初始電 壓U₁、初始電壓U₂、均衡電壓U_1-1、輔助電壓U_2-2以及第一電池單體10-1對(duì)應(yīng)的均衡回路的電流I₁計(jì)算第一電池單體10-1的一端與第一均衡單元20-1的一端之間的連接電阻R_1-1以及第一電池單體10-1的另一端與第一均衡單元20-1的另一端之間的連接電阻R_1-2。

具體地，控制單元40可根據(jù)以下公式計(jì)算第一電池單體10-1與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元20-2之間的連接電阻：

控制單元40根據(jù)以下方式檢測(cè)第二電池單體10-2與第二均衡單元20-2之間的連接可靠性：控制單元40控制第二均衡單元20-2處于開啟狀態(tài)且第一均衡單元20-1處于關(guān)閉狀態(tài)，并獲取第二電池單體10-2對(duì)應(yīng)的第二采樣單元30-2所采樣的均衡電壓U_2-1，此時(shí)流過第二電池單體10-2和第二均衡單元20-2之間的均衡回路的電流記為I₂；控制單元40根據(jù)初始電壓U₂、均衡電壓U_2-1、電流I₂以及第一電池單體10-1的另一端與第一均衡單元20-1的另一端之間的連接電阻R_1-2計(jì)算第二電池單體10-2的另一端與第二均衡單元20-2的另一端之間的連接電阻R_2-2。其中，第二電池單體10-2的一端與第二均衡單元20-2的一端之間的連接電阻R_2-1即為第一電池單體10-1的另一端與第一均衡單元20-1的另一端之間的連接電阻R_1-2，即

具體地，控制單元40可根據(jù)以下公式計(jì)算第二電池單體的另一端與第二均衡單元的另一端之間的連接電阻：

同理，當(dāng)N>2時(shí)，控制單元40也可監(jiān)測(cè)其他電池單體與對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻以判斷連接可靠性。

在獲取連接電阻R_1-1、R_1-2和R_2-2之后，控制單元40計(jì)算每個(gè)連接電阻的變化率K，并且當(dāng)K>K_limit時(shí)，控制單元40可發(fā)出預(yù)警信息，進(jìn)而判斷發(fā)生了導(dǎo)致連接電阻異常的故障。另外，控制單元40可控制電池管理系統(tǒng)記錄相應(yīng)電池單體的充放電電壓信息和溫度信息，以為之后可能發(fā)生的完全斷線故障提供歷史信息和預(yù)估。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池管理系統(tǒng)，控制單元通過檢測(cè)電池單體與該電池單體對(duì)應(yīng)的均衡單元之間的連接電阻來判斷線束連接可靠性，并在連接電阻的變化率大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)生成預(yù)警信息，從而可在線束連接可靠性變差的初期發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出告警信息。

本發(fā)明的又一方面實(shí)施例提出了一種電動(dòng)汽車，該電動(dòng)汽車包括上述實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電動(dòng)汽車，通過上述電池管理系統(tǒng)，可在線束連接可靠性變差的初期發(fā)現(xiàn)問題，提前發(fā)出告警信息。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，

術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。