CN105527583B

CN105527583B - 电池组自放电检测方法、电池组控制器及系统

Info

Publication number: CN105527583B
Application number: CN201610082989.4A
Authority: CN
Inventors: 王保全; 黄秋桦; 王昌友; 周鹏
Original assignee: Hua Ting (changzhou) Power Technology Co Ltd
Current assignee: Power source (Hefei) Power Technology Co., Ltd
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2018-08-03
Anticipated expiration: 2036-02-05
Also published as: CN105527583A

Abstract

本发明实施例提供一种电池组自放电检测方法，用于检测所述电池组的自放电，所述电池组包括若干个电池单体，该方法包括：当所述电池组满足第一条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第一基准电压；当所述电池组满足第二条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第二基准电压；通过计算得到所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障。可以保证在电池出现自放电故障后，尽快确定发生故障的电池单体，保证整个电池组的工作安全。

Description

电池组自放电检测方法、电池组控制器及系统

技术领域

本发明涉及电池检测领域，具体而言，涉及一种电池组自放电检测方法、电池组控制器及系统。

背景技术

由于锂电池具有对环境污染小、无噪音、能量高等优点，已经作为动力能源在新能源汽车上被广泛使用。新能源汽车上的动力能源是由多个电池单体经过串、并联起来组成大容量的电池组。虽然锂电池在充放电循环无记忆效应，但是锂电池在制造过程中正极材料中可能混有铁粒子杂质。在充、放电过程中铁粒子杂质可能刺穿隔膜导致单体正负极短路，进而导致电池单体自放电增大电压降低，如不及时停止充、放电可能导致电池组爆炸、起火，造成人身伤害或财产损失。因此，亟需一种能够检测电池自放电故障的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种电池组自放电检测方法、电池组控制器及系统，可以确定电池的自放电故障。

本发明提供的技术方案如下：

一种电池组自放电检测方法，用于检测所述电池组的自放电，所述电池组包括若干个电池单体，该方法包括：

当所述电池组满足第一条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第一基准电压；

当所述电池组满足第二条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第二基准电压；

分别计算所述电池单体第一基准电压与第二基准电压的差值作为电压变化值；

计算所有所述电压变化值的平均值作为平均电压变化值；

分别计算所述电池单体的电压变化值与所述平均电压变化值的差值，作为第一检测结果；

当所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障。

优选地，所述第一条件为当所述电池组结束放电后第一时间间隔内没有重新放电；

所述第二条件为当所述电池组在结束放电的第一时间间隔之后再次重新放电。

优选地，所述方法还包括：

预先确定经不同时间间隔的放电后所述电池单体的预设电压降阈值；及

确定所述电池组第一基准电压和第二基准电压之间的第二时间间隔，确定与所述第二时间间隔对应的预设电压降阈值作为所述第一预设值。

本申请还提供了一种电池组控制器，包括：

检测模块，用于当所述电池组满足第一条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第一基准电压；并且当所述电池组满足第二条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第二基准电压；

计算模块，用于分别计算所述电池单体第一基准电压与第二基准电压的差值作为电压变化值，计算所有所述电压变化值的平均值作为平均电压变化值，及计算所述电池单体的电压变化值与所述平均电压变化值的差值作为第一检测结果；

判断模块，用于当所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障。

优选地，所述计算模块还用于预先确定经不同时间间隔的放电后所述电池单体的预设电压降阈值；及

确定所述电池组第一基准电压和第二基准电压之间的第二时间间隔，确定与所述第二时间间隔对应的预设电压降阈值作为第一预设值。

本申请还提供了一种电池组检测系统，用于检测电动汽车的电池组的自放电，该系统包括电动汽车和远程终端，所述电动汽车包括上面所述的电池组控制器，所述电动汽车还包括整车控制器和电池组，其中：

所述远程终端用于在所述电池组满足第一条件时，向所述整车控制器发送检测所述第一基准电压的唤醒信号；

所述整车控制器用于接收到所述唤醒信号后，控制所述电池组控制器分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第一基准电压；

当所述电池组满足第二条件时，所述整车控制器控制所述电池组控制器分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第二基准电压；

计算所有所述电压变化值的平均值作为平均电压变化值；

当所述第一检测结果大于第一预设值时，所述电池组控制器确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障。

优选地，当所述电池组控制器确定所述电池组中有电池单体存在自放电故障时，所述整车控制器控制所述电池组停止输入充电电流。

优选地，当所述电池组控制器确定所述电池组中有电池单体存在自放电故障时，所述整车控制器生成报警信息。

在本申请中，通过分别检测电池单体的不同时刻的电压值，并通过计算后与预设值比较，可以判断得到电池单体是否存在自放电故障，可以保证在电池出现自放电故障后，尽快确定发生故障的电池单体，保证整个电池组的工作安全。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的电池组自放电检测方法的流程示意图；

图2为本发明较佳实施例提供的电池组控制器的模块示意图；

图3本发明较佳实施例提供的电动汽车与远程终端的交互示意图；

图4是本发明较佳实施例提供的电动汽车的模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

电动汽车使用电池组作为动力来源，电池的稳定和安全显得尤为重要，电池组是多个电池单体经过串并组合形成的。由于电池单体其中的铁粒子杂质会导致电池单体出现自放电故障，如果对已经出现自放电故障的电池继续进行充放电操作，就可能造成故障电池的过热、起火，甚至爆炸，给电动汽车的使用带来危险。

有鉴于此，如图1所示，本申请实施例提供了一种电池组自放电检测方法，用于检测所述电池组的自放电，所述电池组包括若干个电池单体，该方法包括：

步骤101，当所述电池组满足第一条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为第一基准电压。

在本申请实施例中，所述电池一般是指锂电池，该检测方法同样适用于其他类型的电池组的检测。检测第一基准电压时需要满足第一条件，第一条件可以是电池组停止放电的时刻，即电池组停止放电时，满足第一条件，此时就可以检测第一基准电压。

由于电池组在进行放电工作时，其电压处于时刻变化的过程中，工作时进行自放电的检测，检测结果往往会出现偏差。优选的，当所述电池组结束放电后，且第一时间间隔内没有重新放电时，满足第一条件。即电池组在结束放电后，搁置了第一时间间隔，此时再进行电池单体的电压检测，其检测结果较稳定，也能更准确的判断电池单体是否出现自放电故障。第一时间间隔优选为一小时，即电池组结束放电间隔一小时后，检测所有电池单体的电压，记录作为第一基准电压。当然第一时间间隔的长短可以根据实际情况设定，本申请并不限定其具体数值。

电动汽车在停止行驶后，通过控制总开关等操作结束电池组的放电，电池组也就结束了工作，此时，可以检测电池单体的电压，并作为第一基准电压，每个电池单体对应的第一基准电压可能不同。

由于电池组在刚刚结束放电时，电池单体由于刚刚脱离放电状态，此时如果立刻检测电池单体的电压，检测结果可能不够准确。因此，优选的，所述电池组结束放电后，搁置第一时间间隔后检测所述第一基准电压。

在本申请实施例中，电池组中的电池单体可以预先进行编号，在检测第一基准电压的过程中，将检测结果根据电池单体的各自编号进行存储，存储的格式可以采用一个无符号字符unsigned char类型字节数据存储在闪存Flash中。

步骤102，当所述电池组满足第二条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第二基准电压。

在本申请实施例中，优选的，当所述电池组在结束放电后，第一时间间隔内没有重新放电，并再次重新放电时，满足第二条件。此时，再分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为第二基准电压。

第二基准电压的检测是在第一基准电压的基础上进行的，即检测完第一基准电压之后，电池组再次重新放电时，进行第二基准电压的检测。此时进行第二基准电压的检测是处于这样的考虑：电池单体的自放电现象必须通过一定的时间内的连续检测才能确定，在检测得到一个时间点的一个电压后，必须采集一定时间间隔后的另一个电压，再通过计算才能判断电池单体是否出现了自放电故障。电池组在满足第二条件后重新放电的时刻，由于已经计算得到了第一基准电压，重新放电的时刻如果不进行自放电故障的检测，如果继续进入后续的放电过程，已经出现自放电故障的电池单体就可能因继续工作而产生更大的故障，造成一系列不良反应。所以在重新放电的时刻，进行第二基准电压的检测，以检测电池单体是否存在自放电故障，为故障的检修和排除提供帮助。

步骤103，分别计算所述电池单体第一基准电压与第二基准电压的差值作为电压变化值；

步骤104，计算所有所述电压变化值的平均值作为平均电压变化值；

步骤105，分别计算所述电池单体的电压变化值与所述平均电压变化值的差值，作为第一检测结果；

步骤103至105为计算过程，具体的，第一基准电压记为U1、U2…Un，1至n为所有电池单体的编号，第二基准电压记为U1’、U2’…Un’。

计算电池单体的电压变化值△Un，即用第一基准电压减去第二基准电压，具体公式为△Un＝Un-Un’。

再计算出所有△U的平均值△Uavg。

计算所述电压变化值与所述平均电压变化值的差值△Un’，具体公式为△Un’＝△Un-△Uavg，△Un’即为第一检测结果。

步骤106，当所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障。

通过上述步骤计算得到了第一检测结果，最后将第一检测结果同第一预设值比较，如果所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障。

在本申请实施例中，第一预设值的确定过程如下：预先计算不同时间间隔后所述电池单体对应的预设电压降阈值；并且确定所述电池组第一基准电压和第二基准电压之间的第二时间间隔，确定与所述第二时间间隔对应的预设电压降阈值作为第一预设值。

正常的电池单体经过一定时间的搁置后，计算得到的第一检测结果都是小于或者等于第一预设值的，而存在自放电故障的电池单体其计算得到的第一检测结果就是大于第一预设值的，第一预设值可以根据不同电池的实际情况不同，具体数值跟搁置时间的长短有一定关系。因此预先通过确定预设电压降阈值，不同时间间隔后的预设电压降阈值不同，因此，根据第一基准电压和第二基准电压之间的时间间隔确定相应的预设电压降阈值作为第一预设值，方便计算判断。

在本申请实施例中，通过分别检测电池单体的不同时刻的电压值，并通过计算后与预设值比较，可以判断得到电池单体是否存在自放电故障，可以保证在电池出现自放电故障后，尽快确定发生故障的电池单体，保证整个电池组的工作安全。

本申请实施例还提供了一种电池组控制器101，如图2所示，包括：检测模块1011、计算模块1012和判断模块1013。

检测模块1011用于当所述电池组满足第一条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第一基准电压；及当所述电池组满足第二条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第二基准电压。

计算模块1012用于分别计算所述电池单体第一基准电压与第二基准电压的差值作为电压变化值，计算所有所述电压变化值的平均值作为平均电压变化值，及计算所述电池单体的电压变化值与所述平均电压变化值的差值作为第一检测结果。

判断模块1013用于当所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障。

具体的检测和计算过程和上述方法流程相似，这里不再赘述。

应用本申请实施例提供的电池组控制器，可以检测判断出电池组中电池单体是否存在自放电故障，保证电池组的工作安全。

其中，所述第一条件为当所述电池组结束放电后第一时间间隔内没有重新放电；所述第二条件为当所述电池组在结束放电的第一时间间隔之后再次重新放电。

进一步的，所述计算模块1012还用于预先确定经不同时间间隔的放电后所述电池单体的预设电压降阈值；及确定所述电池组第一基准电压和第二基准电压之间的第二时间间隔，确定与所述第二时间间隔对应的预设电压降阈值作为第一预设值。

本申请实施例还提供了一种电池组检测系统，如图3、图4所示，用于检测电动汽车的电池组的自放电，该系统包括电动汽车100和远程终端200，所述电动汽车包括前面所述的电池组控制器101，所述电动汽车还包括整车控制器102和电池组103。

所述远程终端200用于在所述电池组103满足第一条件时，向所述整车控制器102发送检测所述第一基准电压的唤醒信号。

所述整车控制器102用于接收到所述唤醒信号后，控制所述电池组控制器101分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第一基准电压。

当所述电池组103满足第二条件时，所述整车控制器控制所述电池组控制器101分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第二基准电压；分别计算所述电池单体的电压变化值，具体为计算第一基准电压与第二基准电压的差值；计算所有所述电池单体的平均电压变化值，具体为计算所有所述电压变化值的平均值；计算所述电压变化值与所述平均电压变化值的差值，作为第一检测结果；当所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障。

在本申请实施例中，远程终端200可以远程发送唤醒信号，由于第一基准电压的测量是在放电结束后第一时间间隔后进行的。唤醒信号可以远程唤醒整车控制器102，控制电池组控制器101进行电池的检测。整车控制器102在接收到唤醒信号后，吸合控制电池组控制器101的电源继电器，使电池组控制器101上电工作，进行后续的检测工作。

具体的检测计算过程与上述方法实施例的流程相似，这里不再赘述。

另外，当所述电池组控制器101确定所述电池组103中有电池单体存在自放电故障时，所述整车控制器102禁止所述电池组103的充电功能。通过电池组控制器101检测判断某一电池单体存在自放电故障后，由于出现自放电故障的电池单体，如果继续充放电使用的话，很可能引发更大的故障。因此，在检测确定有电池单体出现了自放电故障，整车控制就可以禁止电池组103的充电功能，保证电池组103的安全。

同样的，当所述电池组控制器101确定所述电池组103中有电池单体存在自放电故障时，所述整车控制器102生成报警信息。通过报警信息向用户发出报警提醒，使用户了解到电池组103中有电池单体出现了自放电故障，需要进行检修排查。报警提醒信息还可以保存出现故障的电池单体的具体编号，可以更方便维修人员快速确定故障点，第一时间进行更换维修。

在本申请实施例中，在电池组103出现电池单体自放电故障时，可以使用控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)标准帧中的数据帧1个字节将故障码上传给整车控制器102，使用2个标准帧中的数据帧共16个字节将故障标志位上传给远程终端200，远程终端200还可以将故障信息发送到终端服务器。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电池组自放电检测方法，其特征在于，用于检测所述电池组的自放电，所述电池组包括若干个电池单体，该方法包括：

分别计算所述电池单体第一基准电压与第二基准电压的差值作为电压变化值；计算所有所述电压变化值的平均值作为平均电压变化值；

当所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障；

其中，所述第一条件为当所述电池组结束放电后第一时间间隔内没有重新放电；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.一种电池组控制器，其特征在于，用于检测电池组的自放电，所述电池组包括若干个电池单体，所述电池组控制器包括：

检测模块，用于当所述电池组满足第一条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第一基准电压；及当所述电池组满足第二条件时，分别检测所有所述电池单体各自的电压，作为所述电池单体各自的第二基准电压；

判断模块，用于当所述第一检测结果大于第一预设值时，确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障；

4.根据权利要求3所述的电池组控制器，其特征在于，所述计算模块还用于预先确定经不同时间间隔的放电后所述电池单体的预设电压降阈值；及

5.一种电池组检测系统，其特征在于，用于检测电动汽车的电池组的自放电，该系统包括电动汽车和远程终端，所述电动汽车包括权利要求3至4任意一项所述的电池组控制器，所述电动汽车还包括整车控制器和电池组，其中：

计算所有所述电压变化值的平均值作为平均电压变化值；分别计算所述电池单体的电压变化值与所述平均电压变化值的差值，作为第一检测结果；

当所述第一检测结果大于第一预设值时，所述电池组控制器确定所述第一检测结果对应的电池单体存在自放电故障；

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述电池组控制器确定所述电池组中有电池单体存在自放电故障时，所述整车控制器控制所述电池组停止输入充电电流。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述电池组控制器确定所述电池组中有电池单体存在自放电故障时，所述整车控制器生成报警信息。