CN110994047B - 电池系统及用于电池系统的电池管理方法 - Google Patents

电池系统及用于电池系统的电池管理方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种电池系统、用于电池系统的电池管理方法、装置及计算机可读存储介质，涉及电池技术领域。其中的电池系统包括：多个电池单元；电池监控单元，用于检测多个电池单元的性能参数；电源间开关，位于各个电池单元之间；控制器，与电池监控单元电连接，用于根据电池监控单元检测的性能参数，控制电源间开关的开关状态。本公开能够提高电池的安全性和可靠性，避免电池失效对负载造成的负面影响。

Description

电池系统及用于电池系统的电池管理方法
技术领域
本公开涉及电池技术领域，特别涉及一种电池系统、用于电池系统的电池管理方法、用于电池系统的电池管理装置及计算机可读存储介质。
背景技术
电动汽车属于新能源汽车。在电动汽车快速发展的同时，需要考虑电动汽车的安全问题。
关于电动汽车功能安全的开发，可参考ISO26262功能安全标准。电池作为电动汽车运行动力的来源，其安全性能直接影响到电动汽车的安全。由于整车的运行依附于电池的能量，因此电池整体的电压及电池单体之间的电压差直接关系到整车是否能正常运行。电池出现过充、过放的情况会影响到电池的寿命，因此监控电池以避免出现过充、过放的情况，是实现电动汽车功能安全的重要因素。
传统的电池系统可以实现电动汽车功能安全等级A或者B。但是伴随着电动汽车的发展，对电动汽车功能安全的需求已经逐渐提升到功能安全等级D。因此，需要开发新的电池管理方案来满足电动汽车对功能安全的需求。
发明内容
发明人研究发现，如果仅采用一个电池监控单元，对电池整体的电压及电池单体之间的电压差进行监控，并对存在较大偏差的电池单体进行电压均衡，难以充分保证电池的工作性能和安全性。
本公开解决的一个技术问题是，如何提高电池的安全性和可靠性，避免电池失效对负载造成的负面影响。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种电池系统，包括：多个电池单元；电池监控单元，用于检测多个电池单元的性能参数；电源间开关，位于各个电池单元之间；控制器，与电池监控单元电连接，用于根据电池监控单元检测的性能参数，控制电源间开关的开关状态。
在一些实施例中，电池监控单元为多个电池监控单元；其中，每个电池单元对应至少两个电池监控单元，至少两个电池监控单元中的每个电池监控单元用于检测所对应电池单元的性能参数，至少两个电池监控单元中的至少一个电池监控单元用于控制所对应电池单元的性能参数。
在一些实施例中，至少两个电池监控单元用于检测所对应电池单元中各个电芯的电压；至少一个电池监控单元用于通过电压均衡电路控制所对应电池单元中的目标电芯放电，或控制所对应电池单元中的目标电芯对其它电芯充电，以实现对所对应电池单元中各个电芯的电压均衡控制。
在一些实施例中，电源间开关为第一主动熔断器；电池系统还包括驱动电路，用于在控制器的控制下驱动第一主动熔断器熔断。
在一些实施例中，驱动电路包括第一供电电源、第一稳压电路、第一变压器、第二稳压电路以及接口电路；第一稳压电路与第一供电电源并联，用于将稳定的供电电压输出至第一变压器；第二稳压电路与第一主动熔断器并联，用于将稳定的感应电压输出至第一主动熔断器；控制器用于控制第一供电电源进行供电，以使驱动电路将稳定的感应电压输出至第一主动熔断器，促使第一主动熔断器熔断。
在一些实施例中，驱动电路包括第二供电电源、电容器、供电开关以及第二变压器；第二供电电源用于为电容器充电；第二变压器的输出端与第一主动熔断器并联；控制器用于控制供电开关闭合，以使电容器通过第二变压器向第一主动熔断器输出感应电压，促使第一主动熔断器熔断。
在一些实施例中，还包括：电源总开关，位于电池单元与负载之间；第二主动熔断器，位于电池单元与负载之间，与电源总开关串联；负载监控单元，用于检测负载两端的电压；控制器还用于：在控制电源总开关断开后，根据电池监控单元检测的性能参数以及负载两端的电压，控制第二主动熔断器熔断。
在一些实施例中，负载监控单元包括光MOS管和检测子电路，用于在负载两端的电压高于第一阈值时，通过光MOS管导通检测子电路，输出高于第二阈值的电压。
在一些实施例中，还包括多个通信单元；其中，每个电池单元对应至少一个通信单元；每个电池监控单元还用于：通过相同或不同的通信单元，将性能参数发送至控制器。
根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种用于电池系统的电池管理方法，电池系统包括：多个电池单元；电池监控单元，用于检测多个电池单元的性能参数；电源间开关，位于各个电池单元之间；控制器，与电池监控单元电连接，用于根据电池监控单元检测的性能参数，控制电源间开关的开关状态；电池管理方法包括：控制电池监控单元检测多个电池单元的性能参数；在性能参数超出预设参数范围的情况下，控制断开电源间开关。
在一些实施例中，电池监控单元为多个电池监控单元；其中，每个电池单元对应至少两个电池监控单元，至少两个电池监控单元中的每个电池监控单元用于检测所对应电池单元的性能参数，至少两个电池监控单元中的至少一个电池监控单元用于控制所对应电池单元的性能参数；电池管理方法还包括：控制每个电池单元对应的至少两个电池监控单元，检测所对应电池单元的性能参数；根据性能参数，控制至少两个电池监控单元中的至少一个电池监控单元，对所对应电池单元的性能参数进行控制。
在一些实施例中，检测所对应电池单元的性能参数包括：检测所对应电池单元中各个电芯的电压；对所对应电池单元的性能参数进行控制包括：通过电压均衡电路控制所对应电池单元中的目标电芯放电，或控制所对应电池单元中的目标电芯对其它电芯充电，以实现对所对应电池单元中各个电芯的电压均衡控制。
在一些实施例中，电源间开关为第一主动熔断器；电池系统还包括驱动电路，用于在控制器的控制下驱动第一主动熔断器熔断；控制断开电源间开关包括：控制驱动电路驱动第一主动熔断器熔断。
在一些实施例中，还包括：控制断开电源间开关后，在性能参数依然超出预设参数范围的情况下，再次控制断开电源间开关。
在一些实施例中，电池系统还包括：电源总开关，位于电池单元与负载之间；第二主动熔断器，位于电池单元与负载之间，与电源总开关串联；负载监控单元，用于检测负载两端的电压；控制器还用于：在控制电源总开关断开后，根据各个电池监控单元检测的性能参数以及负载两端的电压，控制第二主动熔断器熔断；电池管理方法还包括：控制电源总开关断开；控制负载监控单元检测负载两端的电压；根据电池监控单元检测的性能参数以及负载两端的电压，控制第二主动熔断器熔断。
在一些实施例中，电池系统还包括多个通信单元；每个电池单元对应至少一个通信单元；每个电池监控单元还用于：通过相同或不同的通信单元，将性能参数发送至控制器；电池管理方法还包括：控制至少两个电池监控单元中的每个电池监控单元通过相同或不同的通信单元，将性能参数发送至控制器，以便控制器对所对应电池单元的性能参数进行控制。
根据本公开实施例的又一个方面，提供了一种用于电池系统的电池管理装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述的电池管理方法。
根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现前述的电池管理方法。
本公开能够提高电池的安全性和可靠性，避免电池失效对负载造成的负面影响。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本公开电池系统的一些实施例的结构示意图。
图2示出了电压均衡电路的示意图。
图3示出了一种驱动电路的结构示意图。
图4示出了另一种驱动电路的结构示意图。
图5示出了负载监控单元的结构示意图。
图6A示出了电池监控单元与控制器之间的一种通信链路的结构示意图。
图6B示出了电池监控单元与控制器之间的另一种通信链路的结构示意图。
图7示出了本公开用于电池系统的电池管理方法的一些实施例的流程示意图。
图8示出了本公开用于电池系统的电池管理方法的一些应用例的流程示意图。
图9示出了本公开用于电池系统的电池管理方法的另一些应用例的流程示意图。
图10示出了本公开一些实施例的用于电池系统的电池管理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
首先结合图1描述本公开电池系统的一些实施例。
图1示出了本公开电池系统的一些实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例中的电池系统10包括：多个电池单元101；电池监控单元102，用于检测所述多个电池单元的性能参数；电源间开关103，位于各个电池单元之间；控制器104，与电池监控单元电连接，用于根据电池监控单元检测的所述性能参数，控制所述电源间开关的开关状态。其中，电源间开关的数量可以为一个或更多个，控制器的数量也可以为一个或更多个。控制器具体可以为主控芯片，能够实现相关信息的采集，并对相关信息进行处理反馈。
多个电池单元进行串联后，能够为负载提供需要的能量。如果电池单元之间不增设开关，则此串联电池的能量是持续存在的。上述实施例中，为了保证在监控到电池单元异常时可以及时断开异常的电池单元，在电池单元之间设置可控制的电源间开关。在电池单元异常的情况下，断开异常电池单元与正常电池单元间的连接；在不使用电池单元提供的高压、检测到电池单元出现故障、或者检测到诸如电动汽车的负载出现故障时，将电池单元提供的总能量降到最低，降低电池单元的故障给负载带来负面影响的风险，提高电池单元的安全性和可靠性。
在一些实施例中，电池监控单元102为多个电池监控单元102。其中，每个电池单元101对应至少两个电池监控单元102，至少两个电池监控单元102中的每个电池监控单元102用于检测所对应电池单元101的性能参数，至少两个电池监控单元102中的至少一个电池监控单元102用于控制所对应电池单元101的性能参数。
电池单元的性能参数例如可以包含电压信息和温度信息。电压信息可以包括每个电池单元的单体电压、部分电池单元的总电压以及所有电池单元的总电压。温度信息可以包括每个电池单元的单体温度、部分电池单元的温度以及所有电池单元的温度。
上述实施例中，通过不同的电池监控单元同时对相同的电池单元进行监控，能够提高电池监控的准确性，降低监控时发生误检的概率，从而提高电池的安全性和可靠性，避免电池失效对负载造成的负面影响。
在一些实施例中，至少两个电池监控单元102用于检测所对应电池单元101中各个电芯的电压；至少一个电池监控单元102用于通过电压均衡电路控制所对应电池单元101中的目标电芯放电，或控制所对应电池单元101中的目标电芯对其它电芯充电，以实现对所对应电池单元101中各个电芯的电压均衡控制。
例如，电池单元对应的两个电池监控单元能够同步监控电池单元的电压，其中的一个或两个电池监控单元可以对电池单元中电压偏差较大的电芯进行电压均衡。电压均衡是指，通过充放电的形式对电池单元中电压偏差较大的电芯进行均衡，将电压高的电芯进行放电，对电压低的电芯进行充电，使得各个电芯的电压保持在预设的正常电压范围，且保证电池单元的电芯间电压差不超过预设值，从而保证电池单元的功能及性能。图2示出了电压均衡电路的示意图。如图2所示，电压均衡电路中含有均衡开关控制单元、电芯C0～Cn-1、电阻R、电容C。当电芯Cn的电压远大于电芯Cn-1的电压时，可以通过均衡开关控制电芯Cn对应的MOS管导通，以使电芯Cn通过电阻R放电，进一步达到与其它电芯电压一致的目的。
通过至少一个监控单元实现对电池单元的电压均衡，能够在电池单元中的单体电压差较大时，通过电压均衡功能调整电池单元的电压，保证电池单元能够正常工作，避免电池单元出现过度放电导致无法正常充电，从而更高程度的保证电池单元的安全性能，降低负载的失效率。
此外，至少两个电池监控单元102可以进行分开走线，确保不会因为线束造成电池监控的共因失效。
在一些实施例中，电源间开关103为第一主动熔断器103；电池系统10还包括驱动电路105，用于在控制器104的控制下驱动第一主动熔断器熔断。
图3示出了一种驱动电路的结构示意图。如图3所示，驱动电路105包括第一供电电源1051、第一稳压电路1052、第一变压器1053、第二稳压电路1054以及接口电路1055。其中，第一稳压电路1052与第一供电电源1051并联，用于将稳定的供电电压输出至第一变压器1053；第二稳压电路1054与第一主动熔断器103并联，用于将稳定的感应电压V1输出至第一主动熔断器103，以使得第一供电电源1051能够将稳定的电压输出至第一主动熔断器103，并具有远程隔离的效果；控制器104用于控制第一供电电源1051进行供电，以使驱动电路105将稳定的感应电压输出至第一主动熔断器103，促使第一主动熔断器103熔断。第一稳压电路1052包括稳压二极管D1、二极管D2、电容器C1、电阻R1，第二稳压电路1054包括二极管D3、电容器C2、电容器C3。图3中第一供电电源能够在接收到控制器发出的断开指令后输出供电电压，从而通过隔离驱动控制主动熔断器熔断。
图4示出了另一种驱动电路的结构示意图。如图4所示，驱动电路105包括第二供电电源1058、电容器1059、供电开关1056、第二变压器1057以及接口电路1055。第二供电电源1058用于为电容器1059充电；第二变压器1057的输出端与第一主动熔断器103并联；控制器104可以在接收到触发信号后控制供电开关1056闭合，以使电容器1059通过第二变压器1057向第一主动熔断器103输出感应电压，促使第一主动熔断器103熔断。图4中在电池单元正常的情况下对电容进行充电，当接收控制器发出的断开指令时闭合供电开关，将电容器中存储的能量释放后断开第一主动熔断器。
为了保证电池单元和负载的安全，上述实施例在电池单元之间增加的可控制开关为第一主动熔断器，第一主动熔断器为主控器件。通过控制器、驱动电路、第一主动熔断器之间的配合，采用相关的控制策略驱动电路能够为第一主动熔断器提供相关的熔断能量，能够断开电池单元间的连接。从而保证在电池单元异常的情况下，断开异常电池单元与正常电池单元间的连接；在不使用电池单元提供的高压、检测到电池单元出现故障、或者检测到诸如电动汽车的负载出现故障时，将电池单元提供的总能量降到最低，降低电池单元的故障给负载带来负面影响的风险，提高电池单元的安全性。
在一些实施例中，电池系统10还包括：电源总开关106，位于电池单元101与负载之间；第二主动熔断器112，位于电池单元101与负载之间，与电源总开关106串联；负载监控单元107，用于检测负载两端的电压；控制器104还用于在控制电源总开关106断开后，根据各个电池监控单元102检测的性能参数以及负载两端的电压，控制第二主动熔断器112熔断。本领域技术人员应理解，第二主动熔断器112位于电池单元101与负载之间，既包含第二主动熔断器112位于电池单元101的电池包内的情况，也包含第二主动熔断器112位于电池单元101的电池包外的情况。
以负载为电动汽车为例，电池单元在电动汽车行车过程中提供能量。在停车时，需要断开电池单元对整车的能量提供。如果无法及时断开电池单元与整车的连接，也会影响电动汽车的安全性能。发明人研究发现，伴随着对安全的要求的提升，如果仅在电池单元的正端、负端设置电源总开关，通过控制指令控制电源总开关与整车的连接与断开，无法在特定条件下完成电池单元与整车的通断，难以保证整车的行驶安全。
为了更加准确的获得电池单元以及整车的状态信息，本实施例增设了负载监控单元，以便在不同情况下监控负载的高压状态，并判断当前电池单元与整车连接状态是否正常，从而实现对电池单元和整车的监控和保护。在电动汽车正常行驶、停车充电的情况下，整车端存在高压；在电动汽车停车且不充点的情况下，断开电池单元与整车的连接一段时间后，如果电池单元与整车之间正常断开，整车端应该不存在高压。图5示出了负载监控单元的结构示意图。如图5所示，负载监控单元107可以包括光MOS管和检测子电路，用于在负载两端的电压高于第一阈值时，通过光MOS管导通检测子电路，输出高于第二阈值的电压VO。
电源总开关106具体可以是继电器。除了采用负载监控单元对整车的电压进行监控之外，还可以采用电流监控单元108、电压监控电源109对整车两端进行监控。其中，通过电压监控单元和电流监控单元实现对所有电池单元所组成的高压回路的信息监控。当负载监控单元、电流监控单元、电压监控电源中的至少一个采集到的信息出现异常时，控制器控制断开电池与整车的连接，保证整车的行车安全。
为了对电池单元与整车的通断状态进行及时控制，本实施例在整车端与电池单元的连接线路上增设了第二主动熔断器和相应的开关控制。第二主动熔断器的数量和位置都可以根据实际需要来确定。例如，主动熔断器的数量可以为一个或更多个；主动熔断器的位置可以在电池单元与电池总开关之间，也可以位于电池总开关与负载之间。
本实施例增设的通断设计，能够通过对电源总开关、第二主动熔断器的控制，使得在电池单元或负载发生异常的情况下，保证及时断开电池单元与负载之间的连接。通过各个单元之间配合使用，提高了电池单元与整车的连接安全。
在一些实施例中，电池系统10还包括多个通信单元110。其中，每个电池单元101对应至少一个通信单元110；每个电池监控单元102还用于：通过相同或不同的通信单元110，将性能参数发送至控制器104。
例如，每个电池单元对应两个电池监控单元，每个电池监控单元可以通过相同或不同的通信单元将性能参数发送至控制器，即，每个电池监控单元可以通过相同或不同的通信路径与控制器进行通信。具体通信时，电池监控单元可以采用UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)收发信号，采用菊花链的通信结构，采用CAN总线、SPI总线进行信号传输。图6A、图6B示出了电池监控单元与控制器之间的通信链路示意图。其中，电池单元与控制器之间的可以采用串行通信方式；控制器与通信单元的连接可以选择通过隔离，也可以将控制器与电池都设置在电池单元附近(电动汽车领域俗称高压侧)。
本实施例中，通过多种通信方式的选择，通信单元能够及时完成电池监控单元与控制器之间的信息交互，确保控制器能够及时、准确的获取电池单元的相关信息，从而实现对电池单元的实时监控及实时控制。
本领域技术人员应理解，上述实施例中控制器还可以包括通信解析功能、GPIO(General-purpose input/output，通用型之输入输出)功能等等。电池系统10还可以包括模拟数字转换电路111，以便读取相关的数字信号或者模拟信号。具体功能需要根据实际需求确认。
下面结合图7描述本公开用于电池系统的电池管理方法的一些实施例。
图7示出了本公开用于电池系统的电池管理方法的一些实施例的流程示意图。如图7所示，应用于在本公开提供的电池系统上，本实施例中的用于电池系统的电池管理方法包括步骤S702～步骤S712。
在步骤S702中，控制电池监控单元检测多个电池单元的性能参数。
在一些实施例中，可以控制每个电池单元对应的至少两个电池监控单元，检测所对应电池单元的性能参数。然后，根据性能参数，控制至少两个电池监控单元中的至少一个电池监控单元，对所对应电池单元的性能参数进行控制。
例如，检测所对应电池单元中各个电芯的电压。然后，通过电压均衡电路控制所对应电池单元中的目标电芯放电，或控制所对应电池单元中的目标电芯对其它电芯充电，以实现对所对应电池单元中各个电芯的电压均衡控制。
在步骤S704中，在性能参数超出预设参数范围的情况下，控制断开电源间开关。
例如，在电池单元的电压超出预设电压范围的情况下，控制断开电源间开关。如果电源间开关的个数为多个，则可以断开与该电池单元相邻或不相邻的电源间开关。
在一些实施例中，电源间开关为第一主动熔断器。此时，控制驱动电路驱动第一主动熔断器熔断。
在一些实施例中，电池管理方法还包括步骤S706。
在步骤S706中，控制断开电源间开关后，在性能参数依然超出预设参数范围的情况下，再次控制断开电源间开关。
例如，电源间开关的个数为多个。那么在断开第一电源间开关后，如果电压依然超出预设电压范围，可以再次控制断开第一电源间开关，或者再次控制断开第二电源间开关。
在一些实施例中，电池管理方法还包括步骤S708～S712。
在步骤S708中，控制电源总开关断开。
在步骤S710中，控制负载监控单元检测负载两端的电压。
在步骤S712中，根据电池监控单元检测的性能参数以及负载两端的电压，控制第二主动熔断器熔断。
例如，至少一个电池监控单元检测到电池单元的电压异常且负载两端的电压异常，或者，至少两个电池监控单元检测到电池单元的电压异常。此时，控制器通过驱动电路驱动第二主动熔断器熔断。
在一些实施例中，电池管理方法还包括步骤S703。
在步骤S703中，控制至少两个电池监控单元中的每个电池监控单元通过相同或不同的通信单元，将性能参数发送至控制器，以便控制器对所对应电池单元的性能参数进行控制。
本实施例提供的用于电池系统的电池管理方法，可以应用至本公开提供的电池系统。在电池单元出现异常时，可以控制电源总开关断开电池单元与负载的连接，降低该异常状态给负载带来负面影响的风险，提升电动汽车的安全性能。如果负载监控单元依然检测到高压，可以控制驱动电路驱动主动熔断器熔断，保证断开电池单元与负载之间的连接。本领域技术人员应理解，断开电源总开关与驱动第二主动熔断器熔断之间的顺序可以根据实际情况进行调整。在确认电池单元与负载之间断开后，可以通过控制器断开电源间开关，使得电池单元提供的电压值降到最低。本领域技术人员应理解，第二主动熔断器还可以在负载监控单元、电压监控单元、电流单元监控中的至少一个检测到异常信息时，伴随电源总开关一起断开。
在一些实施例中，还可以将负载监控单元、电压监控单元以及电流监控单元配合使用，实现对电池单元的管理功能。下面据一些具体的应用例进行介绍。
图8示出了本公开用于电池系统的电池管理方法的一些应用例的流程示意图。如图8所示，该用于电池系统的电池管理方法的应用例包括步骤S801～步骤S812。
在步骤S801中，电池单元对应的两个电池监控单元分别获取电池单元的信息。
在步骤S802中，将两个电池监控单元获取的信息通过通信单元发送至控制器。
在步骤S803中，控制器判断两个电池监控单元获取的信息是否在预设的合理范围内。若是，则返回步骤S801；若否，则执行步骤S804。
在步骤S804中，判断两个电池监控单元获取的信息是否指示相同的故障。若是，则执行步骤S805；若否，则执行步骤S810。
在步骤S805中，控制器控制断开电源总开关。
在步骤S806中，控制器获取负载监控单元的监控信息。
在步骤S807中，经过预设时间后，判断负载监控单元的监控信息是否显示高压。若是，则执行步骤S809；若否，则执行步骤S808。
在步骤S808中，控制器控制驱动电路驱动第二主动熔断器熔断，以断开电池单元与电动汽车之间的连接。
在步骤S809中，控制器控制断开电源间开关，例如断开第一主动熔断器熔断。
在步骤S810中，控制器判断负载监控单元返回的监控状态信息是否正常。若否，则执行步骤S811；若是，则返回步骤S801。
在步骤S811中，控制器判断电流监控单元监控的电流信息是否正常。若否，则执行步骤S812；若是，则返回步骤S801。
在步骤S812中，控制器判断电压监控单元监控的电压信息是否正常。若否，则执行步骤S805；若是，则返回步骤S801。
图9示出了本公开用于电池系统的电池管理方法的另一些应用例的流程示意图。如图9所示，该用于电池系统的电池管理方法的应用例包括步骤S901～步骤S912。
在步骤S901中，电池单元对应的两个电池监控单元分别获取电池单元的信息。
在步骤S902中，将两个电池监控单元获取的信息通过通信单元发送至控制器。
在步骤S903中，控制器判断两个电池监控单元获取的信息是否在预设的合理范围内。若是，则返回步骤S901；若否，则执行步骤S904。
在步骤S904中，判断两个电池监控单元获取的信息是否指示相同的故障。若是，则执行步骤S905；若否，则执行步骤S906。
在步骤S905中，控制器控制断开电源总开关、电源间开关(第一主动熔断器)以及第二主动熔断器。
在步骤S906中，控制器判断负载监控单元返回的监控状态信息是否正常。若否，则执行步骤S905；若是，则返回步骤S901。
在步骤S907中，电压监控单元监控电池单元及电动汽车的电压。
在步骤S908中，电压监控单元判断监控得到的电压是否正常。若是，则返回步骤S907；若否，则执行步骤S909。
在步骤S909中，判断异常电压是否出现在电动汽车侧。若是，则执行步骤S910；若否，则执行步骤S901。
在步骤S910中，控制器判断从负载监控单元获取的电动汽车的状态是否异常。若是，则执行步骤S905；若否，则返回步骤S907。
在步骤S911中，电流监控单元监控电池单元及电动汽车的电流。
在步骤S912中，电流监控单元判断监控得到的电流是否正常。若是，则返回步骤S911；若否，则执行步骤S905。
本领域技术人员应理解，以上图8及图9所示的应用例仅为举例说明，并不作为执行用于电池系统的电池管理方法的步骤顺序的限制。
下面结合图10描述本公开电池管理装置的一些实施例。
图10示出了本公开一些实施例的电池管理装置的结构示意图。如图10所示，该实施例的电池管理装置100包括：存储器1010以及耦接至该存储器1010的处理器1020，处理器1020被配置为基于存储在存储器1010中的指令，执行前述任意一些实施例中的电池管理方法。
其中，存储器1010例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
电池管理装置100还可以包括输入输出接口1030、网络接口1040、存储接口1050等。这些接口1030、1040、1050以及存储器1010和处理器1020之间例如可以通过总线1060连接。其中，输入输出接口1030为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口1040为各种联网设备提供连接接口。存储接口1050为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本公开还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现前述任意一些实施例中的电池管理方法。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电池系统，包括：
多个电池单元，所述电池单元包括电芯；
多个通信单元，每个电池单元对应不同的至少一个通信单元；
多个电池监控单元，用于：检测所述多个电池单元的性能参数，并通过不同的至少一个通信单元将所述性能参数发送至控制器，其中，
所述每个电池单元对应不同的至少两个电池监控单元，
所述至少两个电池监控单元中的每个电池监控单元用于检测所对应电池单元中各个电芯的电压，
所述至少两个电池监控单元中的至少一个电池监控单元用于通过电压均衡电路控制所对应电池单元中的目标电芯放电，或控制所对应电池单元中的目标电芯对其它电芯充电，以实现对所对应电池单元中各个电芯的电压均衡控制；电源间开关，位于各个电池单元之间；
控制器，与电池监控单元电连接，用于根据电池监控单元检测的所述性能参数，控制所述电源间开关的开关状态。
2.如权利要求1所述的电池系统，其中，所述电源间开关为第一主动熔断器；
所述电池系统还包括驱动电路，用于在所述控制器的控制下驱动所述第一主动熔断器熔断。
3.如权利要求2所述的电池系统，其中，所述驱动电路包括第一供电电源、第一稳压电路、第一变压器、第二稳压电路以及接口电路；
所述第一稳压电路与所述第一供电电源并联，用于将稳定的供电电压输出至所述第一变压器；
所述第二稳压电路与所述第一主动熔断器并联，用于将稳定的感应电压输出至所述第一主动熔断器；
所述控制器用于控制所述第一供电电源进行供电，以使所述驱动电路将稳定的感应电压输出至所述第一主动熔断器，促使所述第一主动熔断器熔断。
4.如权利要求2所述的电池系统，其中，所述驱动电路包括第二供电电源、电容器、供电开关以及第二变压器；
所述第二供电电源用于为所述电容器充电；
所述第二变压器的输出端与所述第一主动熔断器并联；
所述控制器用于控制所述供电开关闭合，以使所述电容器通过所述第二变压器向所述第一主动熔断器输出感应电压，促使所述第一主动熔断器熔断。
5.如权利要求1所述的电池系统，还包括：
电源总开关，位于电池单元与负载之间；
第二主动熔断器，位于电池单元与负载之间，与所述电源总开关串联；
负载监控单元，用于检测负载两端的电压；
所述控制器还用于：在控制所述电源总开关断开后，根据电池监控单元检测的所述性能参数以及所述负载两端的电压，控制所述第二主动熔断器熔断。
6.如权利要求5所述的电池系统，其中，所述负载监控单元包括光MOS管和检测子电路，用于在所述负载两端的电压高于第一阈值时，通过所述光MOS管导通所述检测子电路，输出高于第二阈值的电压。
7.一种用于电池系统的电池管理方法，所述电池系统包括：多个电池单元，所述电池单元包括电芯；多个通信单元，每个电池单元对应不同的至少一个通信单元；多个电池监控单元，用于：检测所述多个电池单元的性能参数，并通过不同的至少一个通信单元将所述性能参数发送至控制器，其中，所述每个电池单元对应不同的至少两个电池监控单元，所述至少两个电池监控单元中的每个电池监控单元用于检测所对应电池单元中各个电芯的电压，所述至少两个电池监控单元中的至少一个电池监控单元用于通过电压均衡电路控制所对应电池单元中的目标电芯放电，或控制所对应电池单元中的目标电芯对其它电芯充电，以实现对所对应电池单元中各个电芯的电压均衡控制；电源间开关，位于各个电池单元之间；控制器，与电池监控单元电连接，用于根据电池监控单元检测的所述性能参数，控制所述电源间开关的开关状态；
所述电池管理方法包括：
控制每个电池单元对应的至少两个电池监控单元，检测所对应电池单元的性能参数；
控制所述至少两个电池监控单元中的每个电池监控单元通过不同的通信单元，将所述性能参数发送至所述控制器，以便对所对应电池单元的性能参数进行控制；
根据所述性能参数，控制所述至少两个电池监控单元中的至少一个电池监控单元，通过电压均衡电路控制所对应电池单元中的目标电芯放电，或控制所对应电池单元中的目标电芯对其它电芯充电，以实现对所对应电池单元中各个电芯的电压均衡控制；
在所述性能参数超出预设参数范围的情况下，控制断开所述电源间开关。
8.如权利要求7所述的电池管理方法，其中，所述电源间开关为第一主动熔断器；所述电池系统还包括驱动电路，用于在所述控制器的控制下驱动所述第一主动熔断器熔断；
所述控制断开所述电源间开关包括：控制所述驱动电路驱动所述第一主动熔断器熔断。
9.如权利要求7所述的电池管理方法，还包括：
控制断开所述电源间开关后，在所述性能参数依然超出预设参数范围的情况下，再次控制断开所述电源间开关。
10.如权利要求7所述的电池管理方法，所述电池系统还包括：电源总开关，位于电池单元与负载之间；第二主动熔断器，位于电池单元与负载之间，与所述电源总开关串联；负载监控单元，用于检测负载两端的电压；所述控制器还用于：在控制所述电源总开关断开后，根据各个电池监控单元检测的所述性能参数以及所述负载两端的电压，控制所述第二主动熔断器熔断；
所述电池管理方法还包括：
控制所述电源总开关断开；
控制负载监控单元检测负载两端的电压；
根据电池监控单元检测的所述性能参数以及所述负载两端的电压，控制所述第二主动熔断器熔断。
11.一种用于电池系统的电池管理装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求7至10中任一项所述的电池管理方法。
12.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求7至10中任一项所述的电池管理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112054154A (zh) * 2020-08-10 2020-12-08 东风时代(武汉)电池系统有限公司 一种提升动力电池能量效率的方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09261883A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の充電制御方法
CN103280861A (zh) * 2013-06-04 2013-09-04 奇瑞汽车股份有限公司 一种电池电量均衡电路
CN103414224A (zh) * 2013-08-14 2013-11-27 惠州市亿能电子有限公司 一种大容量高电压的集成电池组系统及其控制方法
CN105471053A (zh) * 2016-01-25 2016-04-06 飞毛腿(福建)电子有限公司 一种能完全释放电池组电量的电池串联冗余方法
WO2018104189A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer traktionsbatterie für ein kraftfahrzeug und batteriemanagementvorrichtung hierfür

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4982274B2 (ja) * 2007-07-06 2012-07-25 セイコーインスツル株式会社 バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
US9136715B2 (en) * 2011-04-19 2015-09-15 Yuebin WU Rechargeable battery pack and method of charge/discharge equalizing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09261883A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の充電制御方法
CN103280861A (zh) * 2013-06-04 2013-09-04 奇瑞汽车股份有限公司 一种电池电量均衡电路
CN103414224A (zh) * 2013-08-14 2013-11-27 惠州市亿能电子有限公司 一种大容量高电压的集成电池组系统及其控制方法
CN105471053A (zh) * 2016-01-25 2016-04-06 飞毛腿(福建)电子有限公司 一种能完全释放电池组电量的电池串联冗余方法
WO2018104189A1 (de) * 2016-12-08 2018-06-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer traktionsbatterie für ein kraftfahrzeug und batteriemanagementvorrichtung hierfür

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