CN111983488A - 一种电池管理系统及其电压信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电池管理系统及其电压信号处理方法。该电压信号处理方法包括：采集各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压，并且将上述的四类电压进行两两对比，以差值小于预设阈值的比较结果作为条件，根据六个条件中的至少两个条件的满足情况，来分别确定四类电压的可信度，从而实现电池包中电压信号采集故障的准确判定。本发明实施例能够提高电池电压采集故障判定的有效性，实现对电压信号的有效诊断和处理，从而能准确地进行故障提示，及时进行故障排查。

Description

一种电池管理系统及其电压信号处理方法

技术领域

本发明实施例涉及电池监测与管理技术领域，尤其涉及一种电池管理系统及其电压信号处理方法。

背景技术

电池管理系统是电动汽车的核心技术之一，电池管理系统的主要功能是对电池的状态监测、状态估算并针对电池充放电、均衡、故障诊断、热管理等进行控制管理。对电池系统中电池单体、电池模组及电池总电压的电压信号采集是状态监测重要手段。在电动汽车整个运行过程中，电池系统无论是处于充电状态，还是在放电状态，都需要对电池系统中的每一个电池单体的电压进行实时监测，这样才能有效的进行电池管理，避免电池单体处于过充或过放电状态，从而保障电池的安全及使用寿命。

现有的电池管理系统在电池单体、电池模组及电池总电压的采集过程中存在故障时(如采样断路、采样短路、采样信号不可信)，会将电池判定为电池电压采样故障，需要等待技术人员到现场进行故障诊断排查。然而现有的故障判定方法可能存在故障判定失误的情况，故障判定准确度不够，在进行故障排查会费时费力，增加售后维护成本。

发明内容

本发明提供一种电池管理系统及其电压信号处理方法，以提高故障判定的有效性，实现对电压信号的有效诊断和处理。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池管理系统的电压信号处理方法，包括：

采集电池包中各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压，其中，所述电池包包括串联的多个所述电池模组，所述电池模组包括串联的多个所述电池单体；

将电池内部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和的差值，小于第一预设阈值的比较结果为条件A；

将电池内部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和的差值，小于第二预设阈值的比较结果为条件B；

将电池内部总电压与电池外部总电压进行比较，并设定电池内部总电压与电池外部总电压的差值，小于第三预设阈值的比较结果为条件C；

将电池外部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和的差值，小于第四预设阈值的比较结果为条件D；

将电池外部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和的差值小于第五预设阈值的比较结果为条件E；

将每个所述电池模组两端的电压与对应的多个所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定所有的所述电池模组两端的电压与对应的多个所述电池单体两端的电压之和的差值，均小于第六预设阈值的比较结果为条件F；

根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

可选地，在采集电池包中各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压之前，还包括：

判断电池管理系统为上电初始化状态、非高压上电状态或高压上电工作。

可选地，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，包括：

当电池管理系统为上电初始化状态或非高压上电状态时，根据条件B和条件F的满足情况，确定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

可选地，当电池管理系统为上电初始化状态或非高压上电状态时，根据条件B和条件F的满足情况，确定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，包括：

当条件B和条件F均满足时，则判定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压可信；

当条件B不满足而条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信，判定每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压可信；

当条件B满足而条件F不满足时，则判定电池内部总电压和每个电池模组两端的电压可信。

可选地，当电池管理系统为上电初始化状态或非高压上电状态时，根据条件B和条件F的满足情况，确定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，还包括：

当条件B满足而条件F不满足时，获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量；

当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量为1 时，以该电池模组两端的电压值与对应的所有有效的电池单体两端的电压和的差值，作为失效的电池单体两端的电压；

当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量大于 1时，则判定每个电池单体两端的电压不可信。

可选地，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，包括：

当电池管理系统为高压上电状态时，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少三个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

可选地，当电池管理系统为高压上电状态时，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少三个条件的满足情况，确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，包括：

当条件A、条件B和条件C满足时，则判定电池内部总电压可信；

当条件A不满足，条件D和条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信；

当条件B不满足，条件E和条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信；

当条件C不满足，条件D和条件E满足时，则判定电池内部总电压不可信；

当条件C、条件D和条件E满足时，则判定电池外部总电压可信；

当条件C不满足，条件A和条件B满足时，则判定电池外部总电压不可信；

当条件D不满足，条件A和条件F满足时，则判定电池外部总电压不可信；

当条件E不满足，条件B和条件F满足时，则判定电池外部总电压不可信；

当条件B、条件E和条件F满足时，则判定每个电池模组两端的电压可信；

当条件B不满足，条件A和条件C满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

当条件E不满足，条件B和条件D满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

当条件F不满足，条件A和条件D满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

当条件A、条件D和条件F满足时，则判定每个电池单体两端的电压可信；

当条件A不满足，条件B和条件C满足时，则判定电池单体两端的电压不可信；

当条件D不满足，条件C和条件E满足时，则判定电池单体两端的电压不可信；

当条件F不满足，条件B和条件E满足时，则判定电池单体两端的电压不可信。

可选地，当电池管理系统为高压上电状态时，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少三个条件的满足情况，确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，还包括：

当电池内部总电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以所有的所述电池单体两端的电压之和，作为电池内部总电压；

当电池内部总电压不可信且每个电池模组两端的电压可信时，以所有的所述电池模组两端的电压之和，作为电池内部总电压；

当电池内部外电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以所有的所述电池单体两端的电压之和，作为电池外部总电压；

当电池内部外电压不可信且每个电池模组两端的电压可信时，以所有的所述电池模组两端的电压之和，作为电池外部总电压；

当电池模组两端的电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以电池模组中的多个所述电池单体两端的电压之和，作为该电池模组两端的电压；

当电池单体两端的电压不可信时，获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量；

当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电采集失效的数量为1时，以该电池模组两端的电压值与对应的所有有效的电池单体两端的电压和的差值，作为失效的电池单体两端的电压。

可选地，获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量，包括：

将每个电池单体两端的电压与预设的电池单体电压范围进行比较，

当电池单体两端的电压超出预设的电池单体电压范围时，则判定该电池单体两端的电压采集失效，并进行计数。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电池管理系统，用于执行如第一方面任一项所述的电压信号处理方法，包括：

电池从控模块，用于采集电池包中各个电池单体两端的电压和各个电池模组两端的电压；

电池主控模块，用于采集电池包中电池包的电池内部总电压和电池外部总电压；

所述电池主控模块还用于将电池内部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和的差值，小于第一预设阈值的比较结果为条件A；

将电池内部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和的差值，小于第二预设阈值的比较结果为条件B；

将电池内部总电压与电池外部总电压进行比较，并设定电池内部总电压与电池外部总电压的差值，小于第三预设阈值的比较结果为条件C；

将电池外部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和的差值，小于第四预设阈值的比较结果为条件D；

将电池外部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和的差值小于第五预设阈值的比较结果为条件E；

将每个所述电池模组两端的电压与对应的多个所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定所有的所述电池模组两端的电压与对应的多个所述电池单体两端的电压之和的差值，均小于第六预设阈值的比较结果为条件F；

根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

本发明实施例提供的电池管理系统及其电压信号处理方法，通过采集各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压，并且将上述的四类电压进行两两对比，以差值小于预设阈值的比较结果作为条件，根据六个条件中的至少两个条件的满足情况，来分别确定四类电压的可信度，从而可以实现电池包中电压信号采集故障的准确判定。本发明实施例能够提高电池电压采集故障判定的有效性，实现对电压信号的有效诊断和处理，从而能准确地进行故障提示，及时进行故障排查。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电池包的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电池管理系统的电压信号处理方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种电池管理系统的电压信号处理方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种电池管理系统的判断逻辑流程图；

图5是本发明实施例提供的又一种电池管理系统的电压信号处理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的电池包的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种电池管理系统的电压信号处理方法的流程图，参考图1-图2，首先，该电池包中设置有多个电池模组10，多个电池模组10依次串联；每个电池模组10中设置有多个电池单体100，多个电池单体100依次串联。电池管理系统包括电池主控模块BCU和电池从控模块BMU。电池从控模块BMU负责电池模组中所有电池单体两端电压的采集及电池模组两端电压的采集，其中集成有多个电压采集芯片，负责对电池单体100和电池模组10的电压进行采集。电池主控模块BCU负责电池整体的内部及外部电压的采集及计算处理等工作。BMU 采集的相关信息经由指定的通讯形式发送到BCU上，由BCU进行计算及处理。

本发明实施例主要针对电池包的电压信号进行监测和管理，以进行准确地故障判定。本发明实施例提供的电池管理系统的电压信号处理方法由电池管理系统执行，该电压信号处理方法包括：

S110、采集电池包中各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压；

其中，电池单体100两端的电压、电池模组10两端的电压、电池内部总电压和电池外部总电压是反映电池包电压状态的主要电压信号。电池单体100两端的电压和电池模组10两端的电压由电池从控模块BMU进行采集，电池内部总电压和电池外部总电压则由电池主控模块BCU进行采集。采集上述的各类电压信号，其目的是用于对各类电压的采集是否发生故障进行判定。

S120、将电池内部总电压与所有的电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的电池单体两端的电压之和的差值，小于第一预设阈值的比较结果为条件A；

S130、将电池内部总电压与所有的电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的电池模组两端的电压之和的差值，小于第二预设阈值的比较结果为条件B；

S140、将电池内部总电压与电池外部总电压进行比较，并设定电池内部总电压与电池外部总电压的差值，小于第三预设阈值的比较结果为条件C；

S150、将电池外部总电压与所有的电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的电池单体两端的电压之和的差值，小于第四预设阈值的比较结果为条件D；

S160、将电池外部总电压与所有的电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的电池模组两端的电压之和的差值小于第五预设阈值的比较结果为条件E；

S170、将每个电池模组两端的电压与对应的多个电池单体两端的电压之和进行比较，并设定所有的电池模组两端的电压与对应的多个电池单体两端的电压之和的差值，均小于第六预设阈值的比较结果为条件F；

上述步骤S120-S170实质是将电池单体100两端的电压、电池模组10两端的电压、电池内部总电压和电池外部总电压分别进行初步对比和计算的过程，该对比和计算过程由电池主板模块BCU执行。其中，步骤S170是对每个电池模组10两端的电压与该电池模组中的所有电池单体100两端电压之和的比较，也即该过程会存在多个比较结果，且比较结果的数量取决于电池包中电池模组 10的数量，而条件F是该步骤中所有比较结果均满足差值小于第六预设阈值的条件。

在电池包的工作电路和采集电路均正常的情况下，电池模组10两端的电压与该电池模组10中对应的多个电池单体100两端的电压的和应保持相等，电池内部总电压和电池外部总电压以及所有电池模组10两端的电压的和应保持相等，而考虑到工作误差和采集误差等原因，实际电池模组10两端的电压与该电池模组10中对应的多个电池单体100两端的电压的和可能存在差别，电池内部总电压和电池外部总电压以及所有电池模组10两端的电压的和也可能存在差别，而当差值在合理范围内时，则可认为该对比的两个电压值采集正常。其中，第一预设阈值、第二预设阈值、第三预设阈值、第四预设阈值、第五预设阈值和第六预设阈值是针对进行对比的不同电压设定的合理差值范围，超出该合理的差值范围时，可认为进行对比的两个电压值中至少一个电压值存在采集故障或采集失效，采集获得的电压信号存在不可信的可能。

可以理解的是，步骤S120-步骤S170实质是并列的几个比较步骤，如图2 所示的流程图中，并非是对步骤S120-步骤S170的先后执行顺序的限定，本领域技术人员可以根据实际情况，选择和设置上述几个比较步骤的执行顺序，或者，也可以将该几个比较步骤设置为并行的执行过程，此处均不做限制。

S180、根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

该步骤实质是通过电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压对比的结果，对各电压的采集是否可信进行判断以及对电压信号进行管理的过程。根据上述条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F的六个条件中的任意一个条件，可以确定该条件中对比的两类电压是否存在错误，但并不能确定哪个电压存在错误，而根据六个条件中的至少两个条件，则可对某一电压值采集是否存在错误进行准确判断。

本发明实施例提供的电池管理系统的电压信号处理方法，通过采集各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压，并且将上述的四类电压进行两两对比，以差值小于预设阈值的比较结果作为条件，根据六个条件中的至少两个条件的满足情况，来分别确定四类电压的可信度，可以实现电池包中电压信号采集故障的准确判定，提高故障判定的有效性，实现对电压信号的有效诊断和处理，能准确地进行故障提示，及时进行故障排查。

需要注意的是，电池管理系统在电池包的不同上电状态下，其所需监测的电池电压存在不同。当电池管理系统在高压上电工作状态下时，其电池内部总电压、电池外部总电压以及电池模组和电池单体的电压信号均需进行实时监测和故障判定；而对于上电初始化状态或非高压上电状态，电池管理系统无需对电池外部总电压进行监测和故障判定。基于此，本发明实施例提供的电压信号处理方法中，可在步骤S110、采集电池包中各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压之前，设置包括：判断电池管理系统为上电初始化状态、非高压上电状态或高压上电工作的步骤。该步骤可由主控模块BMU执行。

针对电池包的不同上电状态，本发明实施例分别提供了电池管理系统对应的电压信号处理方法。图3是本发明实施例提供的另一种电池管理系统的电压信号处理方法的流程图，图4是本发明实施例提供的一种电池管理系统的判断逻辑流程图，参考图1、图3和图4，该电压信号处理方法包括：

S210、判断电池管理系统为上电初始化状态、非高压上电状态或高压上电工作；

S220、采集电池包中各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压；

S230、将电池内部总电压与所有的电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的电池模组两端的电压之和的差值，小于第二预设阈值的比较结果为条件B；

S240、将每个电池模组两端的电压与对应的多个电池单体两端的电压之和进行比较，并设定所有的电池模组两端的电压与对应的多个电池单体两端的电压之和的差值，均小于第六预设阈值的比较结果为条件F；

上述步骤S230和S240实质是将电池内部总电压、电池模组10两端的电压和电池单体100两端电压分别进行初步对比和计算的过程。该对比和计算过程由电池主板模块BCU执行。

S250、当电池管理系统为上电初始化状态或非高压上电状态时，根据条件 B和条件F的满足情况，确定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

当电池内部总电压与所有的电池模组两端的电压之和的差值在合理的差值范围内，所有的电池模组两端的电压与对应的多个电池单体两端的电压之和的差值在合理的差值范围内时，则说明电池内部总电压、所有的电池模组两端的电压以及所有的电池单体两端的电压均信号正常，即无采集故障。而当电压的差值不在合理的差值范围内时，则说明对比的两类电压中至少一个电压存在采集故障或失效。

具体地，该电压信号处理方法针对步骤S250提供了具体的实施方式，其中包括：

S251、当条件B和条件F均满足时，则判定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压可信；

此时，条件B和条件F对应的电压差值均在合理的差值范围内时，则说明电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压无采集故障，可判定为可信电压信号。

S252、当条件B不满足而条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信，判定每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压可信；

此时，条件B不满足，则其对应的电池内部总电压和电池模组两端的电压中存在至少一个电压发生采集故障或失效。而同时条件F满足，则说明其对应的电池模组两端的电压和电池单体两端的电压均采集正常，由此可判断电池内部总电压存在采集故障或失效的问题，故判定电池模组两端电压和电池单体两端电压可信，电池内部总电压不可信。

S253、当条件B满足而条件F不满足时，则判定电池内部总电压和每个电池模组两端的电压可信。

此时，条件F不满足，则说明存在至少一个电池模组两端的电压与其对应的多个电池单体两端的电压之和的差值，不在合理的差值范围内，也即存在至少一个电池模组两端的电压发生采集故障或失效，或者，存在至少一个电池模组中的电池单体两端的电压发生采集故障或失效。而同时条件B满足，则说明电池内部总电压和电池模组两端的电压均采集正常，由此可判断存在至少一个电池模组中的电池单体两端的电压采集故障或失效，故判定电池内部总电压和每个电池模组两端的电压可信。

进一步地，在步骤S253判定电池内部总电压和每个电池模组两端的电压可信时，可继续对电池模组中电池单体两端的电压进行具体分析和处理。因此，步骤S250还可包括：

S2530、当条件B满足而条件F不满足时，获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量；

S2531、当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量为1时，以该电池模组两端的电压值与对应的所有有效的电池单体两端的电压和的差值，作为失效的电池单体两端的电压；

S2532、当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量大于1时，则判定每个电池单体两端的电压不可信。

其中，示例性地，当不满足条件F的电池模组10中，电池单体100的数量为10个，而两端电压采集失效的电池单体100的数量为1时，则可根据电池模组10两端的电压，减去两端电压采集正常的9个电池单体100的电压之和，从而获得采集失效的电池单体100两端的替代电压。此时，电池模组两端的电压、电池单体两端的电压以及电池内部总电压均可获得可信电压值，从而仍能保证电池电压信号正常，防止进行多余的故障检修。而步骤S2531、获取不满足条件F的电池模组中，两端电压采集失效的电池单体的数量中，具体可将每个电池单体两端的电压与预设的电池单体电压范围进行比较，当电池单体两端的电压超出预设的电池单体电压范围时，则判定该电池单体两端的电压采集失效，并进行计数。举例而言，电池单体两端电压一般为2V-4.5V，当采集获得的电池单体电压超出该范围时，则可判定该电池单体两端的电压采集失效，故可将该电池单体划为失效的电池单体。

需要说明的是，上述的电压信号处理方法中，步骤S253中当电池单体电压采集失效时，可利用所属电池模组10两端的电压以及其余电压正采集正常的电池单体100的差值，作为某个采集失效的电池单体的替代电压；而当电池模组 10两端电压存在不可信，且电池内部总电压同样存在不可信时，可由电池主控模块BCU报出电池电压采样故障，从而进行及时的电池故障处理和检修。

图5是本发明实施例提供的又一种电池管理系统的电压信号处理方法的流程图，参考图1、图4和图5，该电压信号处理方法包括：

S310、判断电池管理系统为上电初始化状态、非高压上电状态或高压上电工作；

S320、采集电池包中各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压；

S330、将电池内部总电压与所有的电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的电池单体两端的电压之和的差值，小于第一预设阈值的比较结果为条件A；

S340、将电池内部总电压与所有的电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的电池模组两端的电压之和的差值，小于第二预设阈值的比较结果为条件B；

S350、将电池内部总电压与电池外部总电压进行比较，并设定电池内部总电压与电池外部总电压的差值，小于第三预设阈值的比较结果为条件C；

S360、将电池外部总电压与所有的电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的电池单体两端的电压之和的差值，小于第四预设阈值的比较结果为条件D；

S370、将电池外部总电压与所有的电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的电池模组两端的电压之和的差值小于第五预设阈值的比较结果为条件E；

S380、将每个电池模组两端的电压与对应的多个电池单体两端的电压之和进行比较，并设定所有的电池模组两端的电压与对应的多个电池单体两端的电压之和的差值，均小于第六预设阈值的比较结果为条件F；

S390、当电池管理系统为高压上电状态时，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少三个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

具体地，该电压信号处理方法针对步骤S390提供了具体地实施方式，其中包括：

S3901、当条件A、条件B和条件C满足时，则判定电池内部总电压可信；

S3902、当条件A不满足，条件D和条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信；

S3903、当条件B不满足，条件E和条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信；

S3904、当条件C不满足，条件D和条件E满足时，则判定电池内部总电压不可信；

S3905、当条件C、条件D和条件E满足时，则判定电池外部总电压可信；

S3906、当条件C不满足，条件A和条件B满足时，则判定电池外部总电压不可信；

S3907、当条件D不满足，条件A和条件F满足时，则判定电池外部总电压不可信；

S3908、当条件E不满足，条件B和条件F满足时，则判定电池外部总电压不可信；

S3909、当条件B、条件E和条件F满足时，则判定每个电池模组两端的电压可信；

S3910、当条件B不满足，条件A和条件C满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

S3911、当条件E不满足，条件B和条件D满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

S3912、当条件F不满足，条件A和条件D满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

S3913、当条件A、条件D和条件F满足时，则判定每个电池单体两端的电压可信；

S3914、当条件A不满足，条件B和条件C满足时，则判定电池单体两端的电压不可信；

S3915、当条件D不满足，条件C和条件E满足时，则判定电池单体两端的电压不可信；

S3916、当条件F不满足，条件B和条件E满足时，则判定电池单体两端的电压不可信。

由以上步骤可知，在判定各类电压信号是否可信时，需要将该电压与其他一类电压值进行比较，在比较结果不满足差值在合理范围内时，则将对比的电压在与其他相关的电压进行对比，以判断该电压是否可信。示例性地，以步骤 S3902为例，为了验证电池内部总电压是否可信，将电池内部总电压与所有电池单体两端的电压之和比较，显然，当不满足差值小于阈值的比较结果时，即条件A不满足时，则说明电池内部总电压存在采集故障，或电池单体两端电压采集故障。而为了确定电池内部总电压故障，还是电池单体两端电压采集故障，继而通过比较电池外部总电压值与所有电池单体两端的电压之和，当满足差值小于阈值的比较结果时，即条件D满足时，则说明电池单体两端电压采集正常；通过比较电池模组两端电压与对应的多个电池单体两端电压之和，当满足差值小于阈值的比较结果时，即条件F满足时，则再次说明电池单体两端电压采集正常。故而可以确定条件A不满足时，实质是电池内部总电压存在采集故障。其余步骤同理，此处不做过多解释。

进一步地，当上述步骤判定某一类电压信号存在不可信时，可通过其他准确的电压信号进行求算的方式来进行替代。具体地，S390、当电池管理系统为高压上电状态时，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少三个条件的满足情况，确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，还包括：

S3921、当电池内部总电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以所有的电池单体两端的电压之和，作为电池内部总电压；

S3922、当电池内部总电压不可信且每个电池模组两端的电压可信时，以所有的电池模组两端的电压之和，作为电池内部总电压；

S3923、当电池内部外电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以所有的电池单体两端的电压之和，作为电池外部总电压；

S3924、当电池内部外电压不可信且每个电池模组两端的电压可信时，以所有的电池模组两端的电压之和，作为电池外部总电压；

S3925、当电池模组两端的电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以电池模组中的多个电池单体两端的电压之和，作为该电池模组两端的电压；

S39261、当电池单体两端的电压不可信时，获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量；

S39262、当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电采集失效的数量为1时，以该电池模组两端的电压值与对应的所有有效的电池单体两端的电压和的差值，作为失效的电池单体两端的电压。

其中，为了获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量，可将每个电池单体两端的电压与预设的电池单体电压范围进行比较，当电池单体两端的电压超出预设的电池单体电压范围时，则判定该电池单体两端的电压采集失效，并进行计数。

上述步骤S3921-S3926中，分别提供了电池内部总电压、电池外部总电压、电池模组两端的电压和电池单体两端的电压的替代方案，此时，尽管电池内部总电压、电池外部总电压、电池模组两端的电压和电池单体两端的电压存在采集不可信的情况，但由于其他电压存在采集可信，即可利用可信的电压进行数据计算，求算出准确的替代电压值。此时，该电池包仍可利用替代电压值进行正常的工作，而避免报出电压采集故障，避免进行多余的故障检修。

需要注意的是，在上述的电压信号处理过程中，当电压不可信，且替代方案中的电压也存在不可信时，则可明确说明该电池电压采集发生故障，即可由电池主控模块BCU报出电池电压采样故障，从而进行电池故障的处理和检修。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，包括：

采集电池包中各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压，其中，所述电池包包括串联的多个所述电池模组，所述电池模组包括串联的多个所述电池单体；

将电池内部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和的差值，小于第一预设阈值的比较结果为条件A；

将电池内部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和的差值，小于第二预设阈值的比较结果为条件B；

将电池内部总电压与电池外部总电压进行比较，并设定电池内部总电压与电池外部总电压的差值，小于第三预设阈值的比较结果为条件C；

将电池外部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和的差值，小于第四预设阈值的比较结果为条件D；

将电池外部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和的差值小于第五预设阈值的比较结果为条件E；

将每个所述电池模组两端的电压与对应的多个所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定所有的所述电池模组两端的电压与对应的多个所述电池单体两端的电压之和的差值，均小于第六预设阈值的比较结果为条件F；

根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，在采集电池包中各个电池单体两端的电压、各个电池模组两端的电压、电池包的电池内部总电压和电池外部总电压之前，还包括：

判断电池管理系统为上电初始化状态、非高压上电状态或高压上电工作。

3.根据权利要求2所述的电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，包括：

当电池管理系统为上电初始化状态或非高压上电状态时，根据条件B和条件F的满足情况，确定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

4.根据权利要求3所述的电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，当电池管理系统为上电初始化状态或非高压上电状态时，根据条件B和条件F的满足情况，确定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，包括：

当条件B和条件F均满足时，则判定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压可信；

当条件B不满足而条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信，判定每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压可信；

当条件B满足而条件F不满足时，则判定电池内部总电压和每个电池模组两端的电压可信。

5.根据权利要求4所述的电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，当电池管理系统为上电初始化状态或非高压上电状态时，根据条件B和条件F的满足情况，确定电池内部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，还包括：

当条件B满足而条件F不满足时，获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量；

当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量为1时，以该电池模组两端的电压值与对应的所有有效的电池单体两端的电压和的差值，作为失效的电池单体两端的电压；

当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量大于1时，则判定每个电池单体两端的电压不可信。

6.根据权利要求2所述的电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，包括：

当电池管理系统为高压上电状态时，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少三个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

7.根据权利要求6所述的电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，当电池管理系统为高压上电状态时，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少三个条件的满足情况，确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，包括：

当条件A、条件B和条件C满足时，则判定电池内部总电压可信；

当条件A不满足，条件D和条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信；

当条件B不满足，条件E和条件F满足时，则判定电池内部总电压不可信；

当条件C不满足，条件D和条件E满足时，则判定电池内部总电压不可信；

当条件C、条件D和条件E满足时，则判定电池外部总电压可信；

当条件C不满足，条件A和条件B满足时，则判定电池外部总电压不可信；

当条件D不满足，条件A和条件F满足时，则判定电池外部总电压不可信；

当条件E不满足，条件B和条件F满足时，则判定电池外部总电压不可信；

当条件B、条件E和条件F满足时，则判定每个电池模组两端的电压可信；

当条件B不满足，条件A和条件C满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

当条件E不满足，条件B和条件D满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

当条件F不满足，条件A和条件D满足时，则判定电池模组两端的电压不可信；

当条件A、条件D和条件F满足时，则判定每个电池单体两端的电压可信；

当条件A不满足，条件B和条件C满足时，则判定电池单体两端的电压不可信；

当条件D不满足，条件C和条件E满足时，则判定电池单体两端的电压不可信；

当条件F不满足，条件B和条件E满足时，则判定电池单体两端的电压不可信。

8.根据权利要求7所述的电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，当电池管理系统为高压上电状态时，根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少三个条件的满足情况，确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度，还包括：

当电池内部总电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以所有的所述电池单体两端的电压之和，作为电池内部总电压；

当电池内部总电压不可信且每个电池模组两端的电压可信时，以所有的所述电池模组两端的电压之和，作为电池内部总电压；

当电池内部外电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以所有的所述电池单体两端的电压之和，作为电池外部总电压；

当电池内部外电压不可信且每个电池模组两端的电压可信时，以所有的所述电池模组两端的电压之和，作为电池外部总电压；

当电池模组两端的电压不可信且每个电池单体两端的电压可信时，以电池模组中的多个所述电池单体两端的电压之和，作为该电池模组两端的电压；

当电池单体两端的电压不可信时，获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量；

当不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电采集失效的数量为1时，以该电池模组两端的电压值与对应的所有有效的电池单体两端的电压和的差值，作为失效的电池单体两端的电压。

9.根据权利要求5或8所述的电池管理系统的电压信号处理方法，其特征在于，获取不满足条件F的电池模组中，电池单体两端的电压采集失效的数量，包括：

将每个电池单体两端的电压与预设的电池单体电压范围进行比较，

当电池单体两端的电压超出预设的电池单体电压范围时，则判定该电池单体两端的电压采集失效，并进行计数。

10.一种电池管理系统，用于执行如权利要求1-9任一项所述的电压信号处理方法，其特征在于，包括：

电池从控模块，用于采集电池包中各个电池单体两端的电压和各个电池模组两端的电压；

电池主控模块，用于采集电池包中电池包的电池内部总电压和电池外部总电压；

所述电池主控模块还用于将电池内部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和的差值，小于第一预设阈值的比较结果为条件A；

将电池内部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池内部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和的差值，小于第二预设阈值的比较结果为条件B；

将电池内部总电压与电池外部总电压进行比较，并设定电池内部总电压与电池外部总电压的差值，小于第三预设阈值的比较结果为条件C；

将电池外部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的所述电池单体两端的电压之和的差值，小于第四预设阈值的比较结果为条件D；

将电池外部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和进行比较，并设定电池外部总电压与所有的所述电池模组两端的电压之和的差值小于第五预设阈值的比较结果为条件E；

将每个所述电池模组两端的电压与对应的多个所述电池单体两端的电压之和进行比较，并设定所有的所述电池模组两端的电压与对应的多个所述电池单体两端的电压之和的差值，均小于第六预设阈值的比较结果为条件F；

根据条件A、条件B、条件C、条件D、条件E和条件F中至少两个条件的满足情况，分别确定电池内部总电压、电池外部总电压、每个电池模组两端的电压和每个电池单体两端的电压的可信度。

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