CN109541471A - 一种电池采样线松动故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池采样线松动故障诊断方法，BMS读取电池最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin、最高单体电压序号Nmax、最低单体电压序号Nmin、电池所有单体平均电压V平均，并根据车辆处于放电模式或充电模式，及根据放电模式的设定时间，通过设定不同诊断时间、不同压差阈值、不同模式，不仅可将异常单体电压剔除，还可避免车辆发生频繁SOC跳变、提前发生动力中断等现象。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车电池管理技术领域，特别是指一种电池采样线松动故障诊断方法。
背景技术
在电池管理系统中，电池单体电压的采集与上报是BMS的一个重要环节，精确的单体电压值能有助于控制电池在安全的范围内工作，以及提升电池寿命；采样线松动故障，会导致电池单体电压异常(现象表现为：松动的采样线的相邻两节单体电压一个特别高，另一个特别低)，因此采样线松动故障的诊断方法是电池管理系统的关键算法之一。
目前市场上对采样线松动故障的诊断多是以压差标准作为判断，即当相邻两节单体电压满足一定的压差阈值，且持续一段时间后，即上报采样线松动故障码；整车控制器识别到采样线松动故障码后，即对异常的单体电压值进行剔除(即该两节单体电压不用于电池管理系统相关的运算与判断)，即可避免异常电压对电池管理系统算法运行的影响。
现有技术故障诊断时间、电压阈值均为定值，且充电与放电模式故障诊断条件均相同，可能会导致故障已经真实发生，但故障码没有上报的现象，进而造成车辆发生以下现象：
1、车辆静置一段时间后上电，异常单体电压未被剔除，导致上电时刻发生OCV误修正，SOC向下跳变。
2、车辆在运行过程中，异常单体未被剔除，会误触发车辆动力中断诊断条件，造成车辆提前发生动力中断。
3、车辆在充电时刻，异常单体未被剔除，会误触发电池充满诊断条件，造成车辆在SOC值较低时，跳变至100％。
车辆频繁发生SOC跳变、或动力中断等故障，会严重影响客户驾乘感受，甚者会引起客户对产品的抱怨与投诉。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池采样线松动故障诊断方法，以解决现有技术的电池采样线松动故障诊断方法不能准确、及时上报故障码的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电池采样线松动故障诊断方法，包括：
BMS上电后，读取电池最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin、最高单体电压序号Nmax、最低单体电压序号Nmin及电池所有单体平均电压V平均；
计算：Vmax-Vmin的值ΔV；
Nmax-Nmin的值ΔN；
Vmax-V平均的值ΔV平1及V平均-Vmin的值ΔV平2；
BMS判断车辆为放电模式，所述BMS上电在设定时间内，则判断：
(1)ΔV≥ΔV1是否成立；
(2)ΔN＝设定值是否成立；
(3)ΔV平1＞ΔV1/2-ΔVn及ΔV平2＞ΔV1/2-ΔVn是否成立；其中ΔV1为第一压差阀值，ΔVn为冗余压差值；
若上述(1)、(2)及(3)全部成立，且持续第一设定持续时间，则上报采样线松动故障码。
所述第一设定持续时间为0。
一种电池采样线松动故障诊断方法，包括：
BMS上电后，读取电池最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin、最高单体电压序号Nmax、最低单体电压序号Nmin及电池所有单体平均电压V平均；
计算：Vmax-Vmin的值ΔV；
Nmax-Nmin的值ΔN；
Vmax-V平均的值ΔV平1及V平均-Vmin的值ΔV平2；
BMS判断车辆为放电模式，所述BMS上电在设定时间外，则判断：
(4)ΔV≥ΔV2是否成立；
(5)ΔN＝设定值是否成立；
(6)ΔV平1＞ΔV2/2-ΔVn及ΔV平2＞ΔV2/2-ΔVn是否成立；其中ΔV2为第二压差阀值，ΔVn为冗余压差值；
若上述(4)、(5)及(6)全部成立，且持续第二设定持续时间，则上报采样线松动故障码。
所述第二设定持续时间为500ms。
所述设定时间为3s。
一种电池采样线松动故障诊断方法，包括：
BMS上电后，读取电池最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin、最高单体电压序号Nmax、最低单体电压序号Nmin及电池所有单体平均电压V平均；
计算：Vmax-Vmin的值ΔV；
Nmax-Nmin的值ΔN；
Vmax-V平均的值ΔV平1及V平均-Vmin的值ΔV平2；
BMS判断车辆为充电模式，则判断：
(7)ΔV≥ΔV3是否成立；
(8)ΔN＝设定值是否成立；
(9)ΔV平1＞ΔV3/2-ΔVn及ΔV平2＞ΔV3/2-ΔVn是否成立；其中ΔV3为第三压差阀值，ΔVn为冗余压差值；
若上述(7)、(8)及(9)全部成立，且持续第三设定持续时间，则上报采样线松动故障码。
所述第三设定持续时间为500ms。
所述设定值等于1。
上述任一项所述的上报采样线动故障码同时，所述BMS剔除Vmin与Vmax，不用做电池管理系统相关运算与判断。
本发明的有益效果是：
本技术方案在保证采样线松动故障不发生误报、漏报的前提下，可有效避免故障导致SOC跳变、车辆动力中断等问题。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请提供一种采样线松动故障的诊断方法，通过设定不同诊断时间、不同压差阈值、不同模式，不仅可将异常单体电压剔除，还可避免车辆发生频繁SOC跳变、提前发生动力中断等现象。
本实施例以某型号发生采样线松动现象三元电池纯电动轿车为例，该电池ΔV1＝0.08V、ΔV2＝0.3V、ΔV3＝0.08V、ΔVn＝0.01V、t1＝0ms、t2＝500ms，t3＝500ms，
其中，ΔV1为放电模式下，BMS上电3秒内的第一设定压差阀值，该第一设定压差阀值根据不同型号的电池及需要等可以进行相应的调整。
ΔV2为放电模式下，BMS上电3秒后的第二设定压差阀值，该第二设定压差阀值根据不同型号的电池及需要等可以进行相应的调整。
ΔV3为充电模式下的第三设定压差阀值，该第三设定压差阀值根据不同型号的电池及需要等可以进行相应的调整。
对该技术进行详细说明：
一、车辆处于放电模式，BMS上电3s内：
1)BMS读取电池最高单体电压Vmax＝3.725V、最低单体电压Vmin＝3.615V、最高单体电压序号Nmax＝81、最低单体电压序号Nmin＝80、电池所有单体平均电压V平均＝3.670V；
2)BMS上电3s内，做如下判断：
①Vmax-Vmin＝3.725-3.615＝0.11V；ΔV1＝0.08V；
Vmax-Vmin≥ΔV1成立；
②Nmax-Nmin＝81-80＝1成立；
③Vmax-V平均＝3.725-3.670＝0.055V； 成立；
V平均-Vmin＝3.670-3.615＝0.055V； 成立；
3)由于第2)条①②③全部成立，滤波时间t1＝0ms，则即刻上报采样线松动故障，且同时剔除Vmin与Vmax，不用做电池管理系统相关运算与判断。
若①②③有其一不成立，则不上报采样线松动故障。
当2)的故障诊断条件全部满足条件后，即刻剔除异常电压，即故障的滤波时间为0，可保证自BMS上电至剔除异常单体电压，耗时不超过3s；而该车辆OCV修正发生在上电3.5s时刻，即可避免异常单体电压导致OCV误修正，进而发生SOC向下跳变现象；且由于ΔV1值较小，可有效避免故障发生漏报。
二、车辆处于放电模式，BMS上电3s后：
1)BMS读取电池最高单体电压Vmax＝3.825V、最低单体电压Vmin＝3.521V、最高单体电压序号Nmax＝81、最低单体电压序号Nmin＝80、电池所有单体平均电压V平均＝3.670V；
2)BMS上电3s内，做如下判断：
①Vmax-Vmin＝3.825-3.521＝0.304V；ΔV2＝0.3V；
Vmax-Vmin≥ΔV2成立；
②Nmax-Nmin＝81-80＝1成立；
③Vmax-V平均＝3.825-3.670＝0.155V； 成立；
V平均-Vmin＝3.670-3.521＝0.149V； 成立；
3)由于第2)条①②③全部成立，且持续了t2＝500ms，则上报采样线松动故障，且同时剔除Vmin与Vmax，不用做电池管理系统相关运算与判断。
若①②③有其一不成立，则不上报采样线松动故障。
当2)的故障诊断条件全部满足条件后，持续500ms即剔除异常电压，而该车辆发生动力中断确诊时间为1s，即可避免异常电压导致车辆提前发生动力中断；且t2时间比t1较长，ΔV2比ΔV1值较大，可有效避免故障发生误报。
三、车辆处于充电模式：
1)BMS读取电池最高单体电压Vmax＝3.765V、最低单体电压Vmin＝3.675V、最高单体电压序号Nmax＝81、最低单体电压序号Nmin＝80、电池所有单体平均电压V平均＝3.720V；
2)BMS做如下判断：
①Vmax-Vmin＝3.765-3.675＝0.09V；ΔV3＝0.08V；
Vmax-Vmin≥ΔV3成立；
②Nmax-Nmin＝81-80＝1成立；
③Vmax-V平均＝3.765-3.720＝0.045V； 成立；
V平均-Vmin＝3.720-3.675＝0.045V； 成立；
3)若第2)条①②③全部成立，且持续了t3＝500ms，则上报采样线松动故障，且同时剔除Vmin与Vmax，不用做电池管理系统相关运算与判断。
若①②③有其一不成立，则不上报采样线松动故障。
当2)的故障诊断条件全部满足条件后，持续500ms即剔除异常电压，而该车辆充满状态确诊时间为1s，即可避免在充电时异常电压导致车辆误充满，进而发生SOC从较低值瞬间跳变至100％的现象；且由于ΔV3值较小，可有效避免故障发生漏报。
放电模式下根据上电时间不同，诊断条件不同：
车辆在上电时刻，会发生OCV修正，故诊断条件中滤波时间设为0，压差阈值设置较低，可最短时间上报故障、最大程度防止故障漏报，从而避免异常单体电压导致车辆发生OCV误修正，发生SOC跳变；
车辆上电后，正常行驶过程中，滤波时间与压差阈值设置稍高，可有效防止故障误报，降低车辆故障率；又滤波时间设计低于动力中断确诊时间，可避免异常单体电压导致车辆提前发生动力中断；
充电模式下，诊断条件与放电模式不同：
车辆在充电时，滤波时间设计低于车辆充满状态确诊时间，压差阈值设计较低，可最大程度防止漏报，从而避免异常单体电压导致车辆误充满，发生SOC从较低值跳变至100％的现象。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。
Claims (9)
1.一种电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，包括：
BMS上电后，读取电池最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin、最高单体电压序号Nmax、最低单体电压序号Nmin及电池所有单体平均电压V平均；
计算：Vmax-Vmin的值ΔV；
Nmax-Nmin的值ΔN；
Vmax-V平均的值ΔV平1及V平均-Vmin的值ΔV平2；
BMS判断车辆为放电模式，所述BMS上电在设定时间内，则判断：
(1)ΔV≥ΔV1是否成立；
(2)ΔN＝设定值是否成立；
(3)ΔV平1＞ΔV1/2-ΔVn及ΔV平2＞ΔV1/2-ΔVn是否成立；其中ΔV1为第一压差阀值，ΔVn为冗余压差值；
若上述(1)、(2)及(3)全部成立，且持续第一设定持续时间，则上报采样线松动故障码。
2.根据权利要求1所述的电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，所述第一设定持续时间为0。
3.一种电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，包括：
BMS上电后，读取电池最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin、最高单体电压序号Nmax、最低单体电压序号Nmin及电池所有单体平均电压V平均；
计算：Vmax-Vmin的值ΔV；
Nmax-Nmin的值ΔN；
Vmax-V平均的值ΔV平1及V平均-Vmin的值ΔV平2；
BMS判断车辆为放电模式，所述BMS上电在设定时间外，则判断：
(4)ΔV≥ΔV2是否成立；
(5)ΔN＝设定值是否成立；
(6)ΔV平1＞ΔV2/2-ΔVn及ΔV平2＞ΔV2/2-ΔVn是否成立；其中ΔV2为第二压差阀值，ΔVn为冗余压差值；
若上述(4)、(5)及(6)全部成立，且持续第二设定持续时间，则上报采样线松动故障码。
4.根据权利要求3所述的电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，所述第二设定持续时间为500ms。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，所述设定时间为3s。
6.一种电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，包括：
BMS上电后，读取电池最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin、最高单体电压序号Nmax、最低单体电压序号Nmin及电池所有单体平均电压V平均；
计算：Vmax-Vmin的值ΔV；
Nmax-Nmin的值ΔN；
Vmax-V平均的值ΔV平1及V平均-Vmin的值ΔV平2；
BMS判断车辆为充电模式，则判断：
(7)ΔV≥ΔV3是否成立；
(8)ΔN＝设定值是否成立；
(9)ΔV平1＞ΔV3/2-ΔVn及ΔV平2＞ΔV3/2-ΔVn是否成立；其中ΔV3为第三压差阀值，ΔVn为冗余压差值；
若上述(7)、(8)及(9)全部成立，且持续第三设定持续时间，则上报采样线松动故障码。
7.根据权利要求6所述的电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，所述第三设定持续时间为500ms。
8.根据权利要求1、3及6所述的电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，所述设定值等于1。
9.根据权利要求1、3及6所述的电池采样线松动故障诊断方法，其特征在于，上报采样线动故障码同时，所述BMS剔除Vmin与Vmax，不用做电池管理系统相关运算与判断。
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