CN104348193A - 电池管理系统和方法、以及包括该系统的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池管理系统和方法、以及包括该电池管理系统的油电混合动力车辆或电动车辆。其中，电池管理系统包括：故障检测模块，用于检测电池组中出现故障的电池单元；电池荷电状态设置模块，用于在所述故障检测模块检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值；充电模块，用于根据所述电池荷电状态设置模块设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值；以及循环控制模块，用于在所述充电模块将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环。

Description

电池管理系统和方法、以及包括该系统的车辆

技术领域

本发明涉及动力电池技术，尤其涉及一种电池管理系统和方法、以及包括该系统的车辆。

背景技术

近年来，由于能源危机、环境污染以及能源安全问题等诸多因素，油电混合动力车辆和电动车辆成为了车辆技术研发的热点，而在这些类型的车辆中，电池无疑是最重要的部件之一。

对于车辆所采用的动力电池，电池组中的电子部件（例如金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）开关）有时会出现故障。在正常使用中，这些电子开关是用于控制电池组中各个电池单元或者并联的电池单元组合的单元均衡电流。以MOSFET为例，一种典型的故障是短路，这会导致其所在的电池单元产生永久的放电电流，于是，该电池单元与其它电池单元相比，会越来越不均衡，并将持续放电。如果该电池单元放电到其电池荷电状态（State of Charge，SOC）下限阈值以下，出于安全考虑，该电池单元不能再被使用，需要进行修理。

在现有技术中，一旦发生此类故障，一般会在较短时间内关断或者禁用电池组，从而导致车辆无法继续使用，即行驶中途故障（walk-homefailure），而出现故障的电池单元或电池组将需要修理或更换。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明，以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电池管理系统和方法、以及包括该系统的车辆。

依据本发明的一个方面，提供了一种电池管理系统，包括：故障检测模块，用于检测电池组中出现故障的电池单元；电池荷电状态设置模块，用于在所述故障检测模块检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值；充电模块，用于根据所述电池荷电状态设置模块设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值；以及循环控制模块，用于在所述充电模块将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环。

可选地，在根据本发明的实施例的电池管理系统中，所述电池荷电状态设置模块还用于在所述故障检测模块检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值。

可选地，在根据本发明的实施例的电池管理系统中，还包括：均衡控制模块，用于对电池组中未出现故障的电池单元进行均衡控制。

可选地，在根据本发明的实施例的电池管理系统中，所述故障检测模块通过测量电池单元的电压或者电池单元的金属氧化物半导体场效应晶体管的反馈电流，来检测电池组中出现故障的电池单元。

可选地，在根据本发明的实施例的电池管理系统中，所述均衡控制模块通过接通电池组中未出现故障的电池单元的开关金属氧化物半导体场效应晶体管，来对所述未出现故障的电池单元进行均衡控制。

可选地，在根据本发明的实施例的电池管理系统中，还包括：通信模块，用于在所述故障检测模块检测到出现故障的电池单元的情况下，向驾驶员通知电池单元的故障。

可选地，在根据本发明的实施例的电池管理系统中，还包括：功率控制模块，用于使电池组在引擎启动模式下工作，并且在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值的情况下，将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率。

可选地，在根据本发明的实施例的电池管理系统中，将电池组充电到100%的电池荷电状态。

依据本发明的另一方面，还提供了一种油电混合动力车辆或者电动车辆，其包括根据本发明的各实施例的电池管理系统。

依据本发明的又一方面，还提供了一种电池管理方法，包括步骤：检测电池组中出现故障的电池单元；在检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值；根据所设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值；以及在将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环。

可选地，在根据本发明的实施例的方法中，还包括步骤：在检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值。

可选地，在根据本发明的实施例的方法中，还包括步骤：对电池组中未出现故障的电池单元进行均衡控制。

可选地，在根据本发明的实施例的方法中，在所述检测电池组中出现故障的电池单元的步骤中，通过测量电池单元的电压或者电池单元的金属氧化物半导体场效应晶体管的反馈电流，来检测电池组中出现故障的电池单元。

可选地，在根据本发明的实施例的方法中，在所述对电池组中未出现故障的电池单元进行均衡控制的步骤中，通过接通电池组中未出现故障的电池单元的开关金属氧化物半导体场效应晶体管，来对所述未出现故障的电池单元进行均衡控制。

可选地，在根据本发明的实施例的方法中，还包括步骤：在检测到出现故障的电池单元的情况下，向驾驶员通知电池单元的故障。

可选地，在根据本发明的实施例的方法中，还包括步骤：使电池组在引擎启动模式下工作，并且在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值的情况下，将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率。

可选地，在根据本发明的实施例的方法中，在检测到出现故障的电池单元的情况下，将电池组充电到100%的电池荷电状态。

本发明提供了上述电池管理系统和方法、以及包括该系统的车辆。根据本发明的实施例，在所述电池管理系统中，故障检测模块可以检测电池组中出现故障的电池单元，而在所述故障检测模块检测到出现故障的电池单元的情况下，电池荷电状态设置模块可以将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值，充电模块可以根据所述电池荷电状态设置模块设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值，而循环控制模块可以在所述充电模块将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环。由此，可以使得电池组的可用操作时间最大化，为驾驶者争取到尽可能多的时间，以便抵达修理网点，从而避免行驶中途故障（walk-home failure）问题。另外，可选的循环控制模块可以在所述充电模块将电池组充电到高于预先定义的电池荷电状态的正常上限的情况下，停止电池组的充放电循环，使得最终将被包括故障MOSFET的电池单元耗尽的可用能量最大化，从而进一步延长可用的电池操作时间；在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值的情况下，可选的功率控制模块可以将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率，从而可以避免出现故障的电池单元在过低的电池荷电状态下过热或者过压，以便保护电池。

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

附图说明

通过阅读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，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的电池管理系统以及电池组的框图；

图2示意性地图示了在电池组中的电池单元出现故障的情况下、根据本发明的实施例的电池管理系统的处理得到的电池荷电状态曲线图与根据现有技术的处理得到的电池荷电状态曲线图的对比；以及

图3示意性地示出了根据本发明的实施例的电池管理方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应当理解，本领域技术人员能够设想出尽管没有在本说明书中明确描述或者记载、但是实现了本发明并且包含在本发明精神、原理与范围内的各种结构。

本说明书中引述的所有例子与条件性语言都是出于说明和教导的目的，以帮助读者理解发明人对现有技术作出贡献的原理与概念，并且应该被理解为不限于这些具体引述的例子与条件。

此外，本说明书中引述本发明的原理、各方面以及各实施例及其具体例子的所有描述和说明都意在涵盖其结构上与功能上的等价物或等效物。另外，这样的等价物或等效物应当包含当前已知的、以及将来开发的等价物或等效物，即，不管结构如何、都执行相同功能的研发成果。

本领域技术人员应该理解，说明书附图中呈现的框图表示实现本发明的结构或电路的示意性图示。类似地，应该理解，说明书附图中呈现的任何流程图等表示实际可以由各种计算机或者处理器执行的各种处理，而不管在图中是否明确显示了此类计算机或者处理器。

在权利要求书中，用来执行指定功能的模块意在涵盖执行该功能的任何方式，包括例如（a）执行该功能的电路元件的组合、或者（b）任何形式的软件，因此包括固件、微代码等等，其与适当电路组合，用来执行实现功能的软件。由各种模块提供的功能被以权利要求所主张的方式组合在一起，由此应当认为，可以提供这些功能的任何模块、部件、或元件都等价于权利要求中限定的模块。

说明书中的术语“实施例”意味着结合该实施例描述的具体特征、结构等等被包含在本发明的至少一个实施例中，因此，在说明书各处出现的术语“在实施例中”不一定都指相同的实施例。

参见图1，其中示意性地示出了根据本发明的实施例的电池管理系统100以及电池组1000的框图。根据本发明一种实施例，如图1所示，电池管理系统（Battery Management System,BMS）100与包括多个电池单元B₁、B₂、…、B_n的电池组1000分离。这种结构仅为根据本发明的原理的一种示例，在根据本发明的另一种实施例中，包括多个电池单元B1、B2、…、Bn的电池组1000还可以位于所述电池管理系统100的内部，即，电池管理系统100包括电池组1000。

如图1所示，根据本发明的实施例的电池管理系统100可以主要包括故障检测模块110、电池荷电状态设置模块120、充电模块130、以及循环控制模块140。应当理解，图1中所表示的各个模块的连接关系仅为示例，本领域技术人员完全可以采用其它的连接关系，只要在这样的连接关系下各个模块也能够实现本发明的功能即可。

在本说明书中，各个模块的功能可以通过使用专用硬件、或者能够与适当的软件相结合来执行处理的硬件来实现。这样的硬件或专用硬件可以包括专用集成电路（ASIC）、各种其它电路、各种处理器等。当由处理器实现时，该功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器、或者多个独立的处理器（其中某些可能被共享）来提供。另外，处理器不应该被理解为专指能够执行软件的硬件，而是可以隐含地包括、而不限于数字信号处理器（DSP）硬件、用来存储软件的只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、以及非易失存储设备。

根据本发明的实施例，所述故障检测模块110用于检测电池组中出现故障的电池单元。可选地，所述故障检测模块110可以通过测量电池单元的电压或者电池单元的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的反馈电流，来检测电池组中出现故障的电池单元。这里所指的故障例如可以是MOSFET的短路，这会导致其所在的电池单元产生永久的放电电流，该电池单元与其它电池单元相比，会越来越不均衡，并将持续放电。可选地，所述故障检测模块110还可以检测各电池单元之间的均衡状况，如果出现越来越不均衡的情况，也可以认定存在出现故障的电池单元。

根据本发明的实施例，在所述故障检测模块110检测到出现故障的电池单元的情况下，所述电池荷电状态设置模块120可以将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值。

根据本发明的实施例，随后，充电模块130可以根据所述电池荷电状态设置模块120设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值。可选地，例如，所述充电模块130可以将电池组充电到预先定义的最高可能的电池荷电状态，例如100%的电池荷电状态。

在正常情况下，出于电池寿命的考虑，所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值会低于100%，例如，对于典型的混合电池来说，预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值一般为80%左右。根据本发明的实施例，可以将电池组充电到高于该正常上限，例如100%的电池荷电状态，这样可以增加电池组的可用操作时间，为驾驶者争取到更多的时间，以便抵达修理网点。由于电池无论如何都需要进行修理或更换，因此可以忽略高于正常上限的电池荷电状态对于电池寿命的影响。

本领域技术人员应当理解，上述100%的电池荷电状态仅为一个示例，本发明的范围不限于此，可以根据实际需要选择具体的电池荷电状态，只要该状态高于预先定义的电池荷电状态的上限阈值即可，这样就能增加电池组的可用操作时间。而将电池组充电到最高可能的电池荷电状态可以最大程度地延长电池组的可用操作时间。

根据本发明的实施例，所述电池荷电状态设置模块120还可以用于将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值。

在正常情况下，出于电池寿命以及后续充电时安全性的考虑，在放电时，电池单元的电池荷电状态不应低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值，例如30%的电池荷电状态。

根据本发明的实施例，所述电池荷电状态设置模块120可以将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置低于该正常下限阈值，例如可以设置为最低可能的下限阈值，比如10%的电池荷电状态。

本领域技术人员应当理解，此10%的电池荷电状态仅为一个示例，本发明的范围不限于此，可以根据实际需要选择具体的电池荷电状态，只要低于所述预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值即可，这样就能够起到增加电池组的可用操作时间的目的，为驾驶者争取到更多的时间，以便抵达修理网点。

根据本发明的实施例，所述循环控制模块150用于在所述充电模块130将电池组充电到高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环。即，通过循环控制模块150的操作，使得电池组保持的电池荷电状态保持在高于正常上限阈值的状态下（例如，100%的电池荷电状态），这点类似于启动电池的用途，将使得最终将被包括故障MOSFET的电池单元耗尽的可用能量最大化，从而延长可用的电池操作时间，为驾驶者争取到更多的时间，以便抵达修理网点。

由于停止了电池组的充放电循环，未出现故障的电池单元的电池荷电状态保持在高于正常上限的状态下，而出现故障的电池单元无论如何都需要更换或者修理，因此，可以忽略上述电池荷电状态设置模块120将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值这一操作对于电池组寿命带来的影响。

图2示意性地图示了在电池组中的电池单元出现故障的情况下、根据本发明的实施例的电池管理系统的处理得到的电池荷电状态曲线图与根据现有技术的处理得到的电池荷电状态曲线图的对比。如图2所示，假定预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值和正常下限阈值分别为80%和30%的电池荷电状态，而经过根据本发明的实施例的电池荷电状态设置模块120设置后的电池荷电状态的上限阈值和下限阈值分别为100%和10%的电池荷电状态。本领域技术人员应当理解，上述80%、30%、100%、以及10%的电池荷电状态仅为示例，用于帮助读者理解本发明的原理，而不是要将本发明的范围限制于此，本领域技术人员完全可以采用其它的上下限阈值，同样可以实现本发明的目的。

如图2所示，电池组一开始进行常规的充放电循环，故障检测模块110于电池荷电状态曲线上的点E处检测到电池组中有电池单元出现故障，如果此时采用现有技术的处理，电池组就会沿着路径S₁继续进行充放电循环，到时间点t₁就无法继续工作，造成了中途故障（walk-homefailure）问题。而根据本发明的实施例，则会沿着路径S₂进行处理，电池荷电状态设置模块120可以在点E处将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值，例如图2中所示的100%的电池荷电状态，并且可选地，还可以将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值，例如图2中所示的10%的电池荷电状态；并且，从点E处开始，充电模块130会根据所述电池荷电状态设置模块120设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值，例如图2中所示的100%的电池荷电状态，循环控制模块140还会停止电池组的充放电循环。由此，可以使电池组一直工作到时间点t₂，使得电池组的可用操作时间最大化，为驾驶者争取到尽可能多的时间，以便抵达修理网点。

根据本发明的实施例，所述电池管理系统100还可以包括一个或者多个可选模块，以实现额外或者附加的功能，然而这些可选模块对于实现本发明的目的而言并非是不可或缺的，根据本发明的实施例的电池管理系统100完全可以在没有这些可选模块的情况下，实现本发明的目的。这些可选模块尽管未在图1中示出，但它们与上述各模块之间的连接关系可以由本领域技术人员根据下述教导而容易地得出。

可选地，所述电池管理系统100还可以包括均衡控制模块150，用于对电池组中未出现故障的电池单元进行均衡控制。可选地，所述均衡控制模块150可以通过接通电池组中未出现故障的电池单元的开关金属氧化物半导体场效应晶体管，来对所述未出现故障的电池单元进行均衡控制，即，所述均衡控制模块150可以接通所有未出现故障的电池单元中的各个开关MOSFET，来对这些电池单元进行均衡控制。这样的均衡控制可以使得出现故障的电池单元与未出现故障的电池单元之间不断增加的电池荷电状态差异最小化，从而增加电池组的可用操作时间，为驾驶者争取到更多的时间，以便抵达修理网点。

可选地，所述电池管理系统100还可以包括通信模块160，用于在所述故障检测模块110检测到出现故障的电池单元的情况下，向驾驶员通知电池单元的故障。这样，驾驶者就能及时了解到电池单元故障的信息，以便驾驶车辆前往修理网点。

可选地，所述电池管理系统100还可以包括功率控制模块170，用于使电池组在引擎启动模式（engine starter mode）下工作，并且在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值的情况下，将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率。所述功率控制模块170使得电池组在引擎启动模式下工作，能够延长电池的可用操作时间。而在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值（安全阈值，例如30%的电池荷电状态）的情况下，所述功率控制模块170将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率，可以避免出现故障的电池单元在过低的电池荷电状态下过热或者过压，以便保护电池。

本发明公开了上述电池管理系统。根据本发明的实施例，在所述电池管理系统中，故障检测模块110可以检测电池组中出现故障的电池单元，而在所述故障检测模块检测到出现故障的电池单元的情况下，电池荷电状态设置模块120可以将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值，充电模块130可以根据所述电池荷电状态设置模块设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值，而循环控制模块140可以在所述充电模块将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环。由此，可以使得电池组的可用操作时间最大化，为驾驶者争取到尽可能多的时间，以便抵达修理网点，从而避免行驶中途故障（walk-home failure）问题。另外，可选的循环控制模块可以在所述充电模块将电池组充电到高于预先定义的电池荷电状态的正常上限的情况下，停止电池组的充放电循环，使得最终将被包括故障MOSFET的电池单元耗尽的可用能量最大化，从而进一步延长可用的电池操作时间；在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值的情况下，可选的功率控制模块可以将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率，从而可以避免出现故障的电池单元在过低的电池荷电状态下过热或者过压，以便保护电池。

根据本发明的第二方面，还提供了一种油电混合动力车辆或者电动车辆，所述油电混合动力车辆或者电动车辆包括如上所述的根据本发明的各实施例的电池管理系统，利用所述电池管理系统，在油电混合动力车辆或者电动车辆的电池组中的一个或者多个电池单元出现故障的情况下，可以使得电池组的可用操作时间最大化，为驾驶者争取到尽可能多的时间，以便抵达修理网点。

根据本发明的第三方面，与如上所述的根据本发明的实施例的电池管理系统100相对应，本发明还提供了一种电池管理方法200。

参考图3，其中示意性地示出了根据本发明的实施例的电池管理方法200的流程图。如图3所示，所述方法200包括步骤S210、S220、S230、S240，方法200始于步骤S210，其中，检测电池组中出现故障的电池单元。

可选地，可以通过测量电池单元的电压或者电池单元的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的反馈电流，来检测电池组中出现故障的电池单元。这里所指的故障例如可以是MOSFET的短路，这会导致其所在的电池单元产生永久的放电电流，该电池单元与其它电池单元相比，会越来越不均衡，并将持续放电。可选地，还可以检测各电池单元之间的均衡状况，如果出现越来越不均衡的情况，也可以认定存在出现故障的电池单元。

根据本发明的实施例，当在步骤S210中检测到出现故障的电池单元的情况下，接下来，在步骤S220中，可以将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值。

根据本发明的实施例，随后，执行步骤S230，其中，可以根据所设置的上限阈值，可以将电池组充电到高于所示预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值。可选地，例如，可以将电池组充电到预先定义的最高可能的电池荷电状态，例如100%的电池荷电状态。

在正常情况下，出于电池寿命的考虑，所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值会低于100%，例如，对于典型的混合电池来说，预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值一般为80%左右。根据本发明的实施例，可以将电池组充电到高于该正常上限，例如100%的电池荷电状态，这样可以增加电池组的可用操作时间，为驾驶者争取到更多的时间，以便抵达修理网点。由于电池无论如何都需要进行修理或更换，因此可以忽略高于正常上限的电池荷电状态对于电池寿命的影响。

本领域技术人员应当理解，上述100%的电池荷电状态仅为一个示例，本发明的范围不限于此，可以根据实际需要选择具体的电池荷电状态，只要该状态高于预先定义的电池荷电状态的上限阈值即可，这样就能增加电池组的可用操作时间。而将电池组充电到最高可能的电池荷电状态可以最大程度地延长电池组的可用操作时间。

根据本发明的实施例，所述用于电池管理系统的方法200还可以包括一个或者多个可选步骤，以实现额外或者附加的功能，然而这些可选步骤对于实现本发明的目的而言并非是不可或缺的，根据本发明的实施例的用于电池管理系统的方法200完全可以在没有这些可选步骤的情况下，实现本发明的目的。这些可选步骤未在图3中示出，但它们与上述各步骤之间的先后执行可以由本领域技术人员根据下述教导而容易地得出。需要指出的是，只要没有特别说明，这些可选步骤连同上述步骤的执行顺序可以根据实际需要进行选择。

可选地，根据本发明的实施例，所述方法200可以包括可选步骤S221，其中，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值。

在正常情况下，出于电池寿命以及后续充电时安全性的考虑，在放电时，电池单元的电池荷电状态不应低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值，例如30%的电池荷电状态。

根据本发明的实施例，在步骤S221中，可以将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置低于该正常下限阈值，例如可以设置为最低可能的下限阈值，比如10%的电池荷电状态。

本领域技术人员应当理解，此10%的电池荷电状态仅为一个示例，本发明的范围不限于此，可以根据实际需要选择具体的电池荷电状态，只要低于所述预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值即可，这样就能够起到增加电池组的可用操作时间的目的，为驾驶者争取到更多的时间，以便抵达修理网点。

根据本发明的实施例，在步骤S240中，可以在所述步骤S230中将电池组充电到高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环。即，通过执行步骤S240，使得电池组保持的电池荷电状态保持在高于正常上限阈值的状态下（例如，100%的电池荷电状态），这点类似于启动电池的用途，将使得最终将被包括故障MOSFET的电池单元耗尽的可用能量最大化，从而延长可用的电池操作时间，为驾驶者争取到更多的时间，以便抵达修理网点。

由于停止了电池组的充放电循环，未出现故障的电池单元的电池荷电状态保持在高于正常上限的状态下，而出现故障的电池单元无论如何都需要更换或者修理，因此，可以忽略上述步骤S221中将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值这一操作对于电池组寿命带来的影响。

图2示意性地图示了在电池组中的电池单元出现故障的情况下、根据本发明的实施例的电池管理系统的处理得到的电池荷电状态曲线图与根据现有技术的处理得到的电池荷电状态曲线图的对比。如图2所示，假定预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值和正常下限阈值分别为80%和30%的电池荷电状态，而经过根据本发明的实施例的电池荷电状态设置模块120设置后的电池荷电状态的上限阈值和下限阈值分别为100%和10%的电池荷电状态。本领域技术人员应当理解，上述80%、30%、100%、以及10%的电池荷电状态仅为示例，用于帮助读者理解本发明的原理，而不是要将本发明的范围限制于此，本领域技术人员完全可以采用其它的上下限阈值，同样可以实现本发明的目的。

如图2所示，电池组一开始进行常规的充放电循环，于电池荷电状态曲线上的点E处检测到电池组中有电池单元出现故障，如果此时采用现有技术的处理，电池组就会沿着路径S₁继续进行充放电循环，到时间点t₁就无法继续工作，造成了中途故障（walk-home failure）问题。而根据本发明的实施例，则会沿着路径S₂进行处理，在点E处，执行步骤S220，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值，例如图2中所示的100%的电池荷电状态，并且可选地，还可以执行步骤S221，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值，例如图2中所示的10%的电池荷电状态；并且，从点E处开始，可以执行步骤S230，可以根据在步骤S220中设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值，例如图2中所示的100%的电池荷电状态，并且可以执行步骤S240，停止电池组的充放电循环。由此，可以使电池组一直工作到时间点t₂，使得电池组的可用操作时间最大化，为驾驶者争取到尽可能多的时间，以便抵达修理网点。

可选地，根据本发明的实施例，所述方法还可以包括可选步骤S250，其中可以对电池组中未出现故障的电池单元进行均衡控制。可选地，可以通过接通电池组中未出现故障的电池单元的开关金属氧化物半导体场效应晶体管，来对所述未出现故障的电池单元进行均衡控制，即，可以接通所有未出现故障的电池单元中的各个开关MOSFET，来对这些电池单元进行均衡控制。这样的均衡控制可以使得出现故障的电池单元与未出现故障的电池单元之间不断增加的电池荷电状态差异最小化，从而增加电池组的可用操作时间，为驾驶者争取到更多的时间，以便抵达修理网点。

可选地，所述方法200还可以包括可选步骤S260，其中，在检测到出现故障的电池单元的情况下，向驾驶员通知电池单元的故障。这样，驾驶者就能及时了解到电池单元故障的信息，以便驾驶车辆前往修理网点。

可选地，所述方法200还可以包括可选步骤S270，其中，使电池组在引擎启动模式下工作，并且在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值的情况下，将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率。使得电池组在引擎启动模式下工作，能够延长电池的可用操作时间。而在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值（安全阈值，例如30%的电池荷电状态）的情况下，将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率，可以避免出现故障的电池单元在过低的电池荷电状态下过热或者过压，以便保护电池。

由于上述各方法实施例与前述各装置实施例相对应，因此不再对各方法实施例进行详细描述。

在本说明书中，说明了大量的具体细节。然而，应当理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不使读者混淆对本说明书的原理的理解。

本领域技术人员可以理解，可以对各实施例中的装置中的模块进行自适应性地改变，并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的若干模块组合成一个模块或单元或组件，还可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了特征和/或处理相互排斥的情况之外，可以采用任何组合，对本说明书中公开的任何方法的所有步骤或者任何装置的所有模块进行组合。除非另外明确陈述，本说明书中公开的每个特征都可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

本发明的各个装置实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现根据本发明实施例的装置中的一些或者全部模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的装置程序（例如，计算机程序和计算机程序产品）。

应当注意，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可设计出各种替代实施例。在权利要求书中，特征的排序并不意味着特征的任何特定顺序，并且特别地，方法权利要求中各步骤的顺序并不意味着这些步骤必须按照该顺序来执行。相反地，这些步骤可以以任何适当的顺序执行。同样，装置权利要求中各模块执行处理的顺序也不应受权利要求中各模块的排序限制，而是可以以任何适当的顺序执行处理。在权利要求书中，不应将位于括号内的任何参考标记理解成对权利要求的限制。术语“包括”或“包含”不排除存在未列在权利要求中的模块或步骤。位于模块或步骤之前的术语“一”或“一个”不排除存在多个这样的模块或步骤。本发明可以借助于包括若干不同模块的硬件或者借助于适当编程的计算机或处理器来实现。在列举了若干模块的装置权利要求中，这些模块中的若干项可以通过同一个硬件模块来实现。术语“第一”、“第二”、以及“第三”等的使用不表示任何顺序，可将这些术语解释为名称。术语“连接”、“耦接”等在本说明书中使用时定义为以任何期望形式进行可操作地连接，例如，机械地、电子地、数字地、模拟地、直接地、间接地、通过软件、通过硬件等方式进行连接。

Claims (17)

1.一种电池管理系统（100），包括：

故障检测模块（110），用于检测电池组中出现故障的电池单元；

电池荷电状态设置模块（120），用于在所述故障检测模块（110）检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值；

充电模块（130），用于根据所述电池荷电状态设置模块（120）设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值；以及

循环控制模块（140），用于在所述充电模块（130）将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环。

2.如权利要求1所述的电池管理系统，其中所述电池荷电状态设置模块（120）还用于在所述故障检测模块（110）检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值。

3.如权利要求1所述的电池管理系统，还包括：

均衡控制模块（150），用于对电池组中未出现故障的电池单元进行均衡控制。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的电池管理系统，其中所述故障检测模块（110）通过测量电池单元的电压或者电池单元的金属氧化物半导体场效应晶体管的反馈电流，来检测电池组中出现故障的电池单元。

5.如权利要求3所述的电池管理系统，其中所述均衡控制模块（150）通过接通电池组中未出现故障的电池单元的开关金属氧化物半导体场效应晶体管，来对所述未出现故障的电池单元进行均衡控制。

6.如权利要求1至3中的任一项所述的电池管理系统，还包括：

通信模块（160），用于在所述故障检测模块（110）检测到出现故障的电池单元的情况下，向驾驶员通知电池单元的故障。

7.如权利要求1至3中的任一项所述的电池管理系统，还包括：

功率控制模块（170），用于使电池组在引擎启动模式下工作，并且在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值的情况下，将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率。

8.如权利要求1至3中的任一项所述的电池管理系统，其中所述充电模块（130）在所述故障检测模块（110）检测到出现故障的电池单元的情况下，将电池组充电到100%的电池荷电状态。

9.一种油电混合动力车辆或者电动车辆，其包括如权利要求1至8中的任一项所述的电池管理系统。

10.一种电池管理方法（200），包括步骤：

检测电池组中出现故障的电池单元（S210）；

在检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的上限阈值设置为高于预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值（S220）；

根据所设置的上限阈值，将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值（S230）；以及

在将电池组充电到高于所述预先定义的电池荷电状态的正常上限阈值的情况下，停止电池组的充放电循环（S240）。

11.如权利要求10所述的方法，还包括步骤：

在检测到出现故障的电池单元的情况下，将所述出现故障的电池单元的电池荷电状态的下限阈值设置为低于预先定义的电池荷电状态的正常下限阈值（S221）。

12.如权利要求10所述的方法，还包括步骤：

对电池组中未出现故障的电池单元进行均衡控制（S250）。

13.如权利要求10至12中的任一项所述的方法，其中在所述检测电池组中出现故障的电池单元的步骤（S210）中，通过测量电池单元的电压或者电池单元的金属氧化物半导体场效应晶体管的反馈电流，来检测电池组中出现故障的电池单元。

14.如权利要求12所述的方法，其中在所述对电池组中未出现故障的电池单元进行均衡控制的步骤（S250）中，通过接通电池组中未出现故障的电池单元的开关金属氧化物半导体场效应晶体管，来对所述未出现故障的电池单元进行均衡控制。

15.如权利要求10至12中的任一项所述的方法，还包括步骤：在检测到出现故障的电池单元的情况下，向驾驶员通知电池单元的故障（S260）。

16.如权利要求10至12中的任一项所述的方法，还包括步骤：使电池组在引擎启动模式下工作，并且在出现故障的电池单元的电池荷电状态低于预先定义的阈值的情况下，将引擎启动功率设置为预先定义的最小功率（S270）。

17.如权利要求9或10所述的方法，其中在检测到出现故障的电池单元的情况下，将电池组充电到100%的电池荷电状态。