CN106602649A - 一种电池管理系统的断线检测电路和检测方法 - Google Patents

一种电池管理系统的断线检测电路和检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电池管理系统的断线检测电路和检测方法。所述断线检测方法包括：断开所述被动均衡电路与所述检测电路的连接，采集所述滤波电路两端的电压，作为参考电压；将所述被动均衡电路接入所述检测电路，采集所述滤波电路两端的电压，作为比较电压；通过比较所述参考电压和所述比较电压，判断与所述滤波电路并联的电池是否与所述采集电路断开。本发明赋予被动均衡电路新的用途，配合滤波电路对电池的电压进行采样，能够通过滤波电路中电容的分压大小来判断电池是否与采集电路断开，无需增加额外的电路来实现断线检测，能够及时发现电池的连接异常，并且被动均衡电路能够同时进行电池的电压均衡，与断线检测互不干扰。

Description

一种电池管理系统的断线检测电路和检测方法
技术领域
本发明涉及电动汽车的电池管理系统技术领域，尤其涉及一种电池管理系统的断线检测电路和检测方法。
背景技术
电池管理系统(Battery Management System，BMS)是连接动力电池组与车辆控制器的重要桥梁，需要根据电池组的状态信息作出相应的准确的判断，并及时反馈到车辆控制器。目前动力电池组主要采用串联的方式为整车供电，因此需要BMS对电池组的单体电池电压进行精确采样，而对于非集成式芯片，需要检测单体电池与BMS的连接是否有异常，避免采集到的实际数据出错。
传统的BMS掉线检测电路如图1，首先，判断总正端4和总负端5是否出现断线；其次，分别采集总正端4和总负端5采集到的总电压与各单体电池3两端采集的电压相加总和，若各单体电池3的电压相加总和等于总电压，则判断各单体电池3均无断线；若各单体电池3的电压相加总和小于总电压，则判断出现断线，同时根据某两节单体电池3出现采集电压为0，而其他节采集正常，从而判断出断线位置为这两节电池之间与BMS的连接线路。该方案的缺点是断线情况下，因为存在电容8而形成分压，采集单体电池3的电压时，需要等待电容8放电完毕才能采集到电压为0，由此导致实际采集判断会有延迟。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电池管理系统的断线检测电路和检测方法，能够及时检测到电动汽车的电池组与采集电路的连接是否出现断线，避免电池管理系统对电池电压的采集出现异常。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种电池管理系统的断线检测电路，包括多个串联的电池、多个滤波电路、采集电路和控制电路，还包括：多个被动均衡电路；
每个所述被动均衡电路分别与每个所述电池并联；
每个滤波电路分别与每个所述电池并联，且滤波电路的阻抗大于所述被动均衡电路的阻抗；
所述控制电路用于控制所述被动均衡电路接入所述检测电路，使所述电池与相邻的电池、相邻的电池的滤波电路形成回路。
其中，所述被动均衡电路包括串联的均衡开关和第一电阻，所述均衡开关闭合时，所述被动均衡电路接入所述检测电路。
其中，所述滤波电路包括滤波电容，所述滤波电容的两端分别通过电阻与所述电池的正极和负极相连。
进一步的，所述采集电路用于采集所述滤波电路两端的电压，将采集到的所述电压提供给所述控制电路；
所述控制电路还用于根据所述电压判断所述电池是否与所述采集电路断开。
另一方面，本发明还提供一种电池管理系统的断线检测方法，采用上述的断线检测电路执行，所述断线检测方法包括：
断开所述被动均衡电路与所述检测电路的连接，采集所述滤波电路两端的电压，作为参考电压；
将所述被动均衡电路接入所述检测电路，采集所述滤波电路两端的电压，作为比较电压；
通过比较所述参考电压和所述比较电压，判断与所述滤波电路并联的电池是否与所述采集电路断开。
其中，通过比较所述参考电压和所述比较电压，判断与所述滤波电路并联的电池是否与所述采集电路断开，包括：
计算参考电压减去比较电压的电压差；
若所述电压差大于预设阈值，则所述电池与所述采集电路断开。
其中，所述预设阈值由断线检测期间所述电池的电量损耗决定。
进一步的，相邻两个电池所并联的被动均衡电路至少有一个为断开状态。
本发明的有益效果为：
在一般的动力电池系统中，被动均衡电路通过对电压较高的电路进行放电来达到均衡电池电压的目的，本发明赋予被动均衡电路新的用途，配合滤波电路对电池的电压进行采样，能够通过滤波电路中电容的分压大小来判断电池是否与采集电路断开。本发明无需增加额外的电路来实现断线检测，能够及时发现电池的连接异常，并且被动均衡电路能够同时进行电池的电压均衡，与断线检测互不干扰。
附图说明
图1是现有技术中的掉线检测电路。
图2是本发明实施例一提供的电池管理系统的断线检测电路。
图3是本发明实施例二提供的电池管理系统的断线方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。
实施例一
图2是本发明实施例一提供的电池管理系统的断线检测电路。如图2所示，本实施例提供一种电池管理系统的断线检测电路，用于判断动力电池与BMS的连接是否正常。
所述断线检测电路，包括多个串联的电池11、多个滤波电路13、采集电路14和控制电路15，还包括：多个被动均衡电路12。
每个所述被动均衡电路12分别与每个所述电池11并联。
每个滤波电路13分别与每个所述电池11并联，且滤波电路13的阻抗大于所述被动均衡电路12的阻抗。
所述控制电路15用于控制所述被动均衡电路12接入所述检测电路，使所述电池11与相邻的电池11、相邻的电池11的滤波电路13形成回路。
所述被动均衡电路12包括串联的均衡开关和第一电阻，所述均衡开关闭合时，所述被动均衡电路12接入所述检测电路。
所述滤波电路13包括滤波电容，所述滤波电容的两端分别通过电阻与所述电池11的正极和负极相连。
所述采集电路14中包括采集芯片，所述采集电路14用于采集所述滤波电路13两端的电压，将采集到的所述电压提供给所述控制电路15。
所述控制电路15还用于根据所述电压判断所述电池11是否与所述采集电路14断开。
如图2所示，以K1处出现断路为例：被动均衡电路12未接入的状态下，形成电池B1→电池B2→电阻R3→滤波电容C2→滤波电容C1→电阻R5的回路，此时，滤波电容C2和滤波电容C1上形成分压，它们电容量相同，因此分压大小相近，采集得到滤波电容C1两端的电压U1；控制电路15控制电池B1的被动均衡电路12的均衡开关S1闭合，即接入被动均衡电路12，则形成电池B1→电池B2→电阻R3→滤波电容C2→电阻R4→均衡开关S1→第一电阻R1的回路，并且滤波电容C1、电阻R5的串联电路，与电阻R4、均衡开关S1、第一电阻R1的串联电路并联，由于滤波电路13的阻抗大于被动均衡电路12的阻抗，及滤波电容C2的阻抗远大于电阻R4和第一电阻R1的阻值之和，所以，滤波电容C2的分压远大于滤波电容C1的分压，采集得到滤波电容C1两端的电压U2；因被动均衡电路12会对电池B1进行放电，所以，此时U1-U2＞电池B1放电量。
在一般的动力电池系统中，被动均衡电路通过对电压较高的电路进行放电来达到均衡电池电压的目的，本实施例利用已经存在的被动均衡电路，赋予其新的用途，配合滤波电路对电池的电压进行采样，能够通过滤波电路中电容的分压大小来判断电池是否与采集电路断开。本实施例无需增加额外的电路来实现断线检测，能够及时发现电池的连接异常，并且被动均衡电路能够同时进行电池的电压均衡，与断线检测互不干扰。
实施例二
本实施例提供一种电池管理系统的断线检测方法，采用上述实施例所述的断线检测电路执行，适用于判断动力电池与BMS的连接是否正常。
图3是本发明实施例二提供的电池管理系统的断线方法的流程图。如图3所示，所述断线检测方法包括如下步骤：
S21，断开所述被动均衡电路与所述检测电路的连接，采集所述滤波电路两端的电压，作为参考电压。
以图2的断线检测电路为例，断开所有被动均衡电路与检测电路的连接，先采集滤波电路两端的电压U1，作为参考电压。所有电池的参考电压可以同时采集。
S22，将所述被动均衡电路接入所述检测电路，采集所述滤波电路两端的电压，作为比较电压。
要检测电池B1是否断开与采集电路14的连接，将电池B1的被动均衡电路12接入检测电路，即闭合均衡开关S1，采集滤波电路13两端的电压U2，作为比较电压。
相应的，要检测哪一个电池是否断线，就接入哪一个电池的被动均衡电路，但是，相邻两个电池所并联的被动均衡电路至少有一个为断开状态。作为一种优选的实施方式，单数序号的电池可以同时接入被动均衡电路进行步骤S22的采集，采集完毕断开相应的被动均衡电路，再由双数序号的电池同时进行步骤S22的采集。
S23，通过比较所述参考电压和所述比较电压，判断与所述滤波电路并联的电池是否与所述采集电路断开。
计算参考电压减去比较电压的电压差，电压差＝U1-U2；若所述电压差大于预设阈值，则所述电池与所述采集电路断开。
其中，所述预设阈值由断线检测期间所述电池的电量损耗决定。由于被动均衡电路的接入会对电池进行放电，且电池还要输出能量供各用电设备使用，因此检测期间电池会有正常的电量损耗，根据电池的正常损耗且设置一定的误差范围，估算出预设阈值，当电压差大于预设阈值时，判断电池与采集电路的连接出现异常，即电池断线。
本实施例通过在被动均衡电路接入检测电路前后，分别采样与电池并联的滤波电路两端的电压，计算出电压差，即可及时判断电池与采集电路是否断开，步骤简单易操作，且利用了现有的被动均衡电路，电路结构更精简。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池管理系统的断线检测电路，包括多个串联的电池、多个滤波电路、采集电路和控制电路，其特征在于，还包括：多个被动均衡电路；
每个所述被动均衡电路分别与每个所述电池并联；
每个滤波电路分别与每个所述电池并联，且滤波电路的阻抗大于所述被动均衡电路的阻抗；
所述控制电路用于控制所述被动均衡电路接入所述检测电路，使所述电池与相邻的电池、相邻的电池的滤波电路形成回路。
2.根据权利要求1所述的断线检测电路，其特征在于：
所述被动均衡电路包括串联的均衡开关和第一电阻，所述均衡开关闭合时，所述被动均衡电路接入所述检测电路。
3.根据权利要求1或2所述的断线检测电路，其特征在于：
所述滤波电路包括滤波电容，所述滤波电容的两端分别通过电阻与所述电池的正极和负极相连。
4.根据权利要求3所述的断线检测电路，其特征在于：
所述采集电路用于采集所述滤波电路两端的电压，将采集到的所述电压提供给所述控制电路；
所述控制电路还用于根据所述电压判断所述电池是否与所述采集电路断开。
5.一种电池管理系统的断线检测方法，采用权利要求1至4任一项所述的断线检测电路执行，其特征在于，所述断线检测方法包括：
断开所述被动均衡电路与所述检测电路的连接，采集所述滤波电路两端的电压，作为参考电压；
将所述被动均衡电路接入所述检测电路，采集所述滤波电路两端的电压，作为比较电压；
通过比较所述参考电压和所述比较电压，判断与所述滤波电路并联的电池是否与所述采集电路断开。
6.根据权利要求5所述的断线检测方法，其特征在于，通过比较所述参考电压和所述比较电压，判断与所述滤波电路并联的电池是否与所述采集电路断开，包括：
计算参考电压减去比较电压的电压差；
若所述电压差大于预设阈值，则所述电池与所述采集电路断开。
7.根据权利要求6所述的断线检测方法，其特征在于：
所述预设阈值由断线检测期间所述电池的电量损耗决定。
8.根据权利要求5所述的断线检测方法，其特征在于：
相邻两个电池所并联的被动均衡电路至少有一个为断开状态。
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