CN113093037A - 电池故障检测装置、方法、模块以及车辆 - Google Patents

电池故障检测装置、方法、模块以及车辆 Download PDF

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CN113093037A CN202110219774.3A CN202110219774A CN113093037A CN 113093037 A CN113093037 A CN 113093037A CN 202110219774 A CN202110219774 A CN 202110219774A CN 113093037 A CN113093037 A CN 113093037A
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Abstract

本申请实施例提供了一种电池故障检测装置、方法、模块以及车辆，故障检测装置应用于N个串联的电池，其中N为大于0的整数；该装置包括N+1个阻抗模块、N个开关模块以及控制模块；每个阻抗模块的第一端分别连接于其中一个电池的一端；每个开关模块分别连接在相邻的阻抗模块的第二端之间；控制模块连接于每个阻抗模块的第一端以及每个开关模块的控制端；控制模块用于在开关模块处于断开状态时，确定每个电池的第一测量电压，并在每个开关模块分别处于闭合状态时，确定每个电池的第二测量电压，以及根据第一测量电压与第二测量电压确定电池的接触电阻故障状态。本申请实施例提供的电池故障检测装置能够准确地对电池的接触电阻故障进行检测。

Description

电池故障检测装置、方法、模块以及车辆
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，具体涉及一种电池故障检测装置、方法、模块以及车辆。
背景技术
目前，作为新能源汽车的核心部件，电池包通常是由多个电池串并联组成，再通焊接点、导线接插件等部件连接到电池管理系统(BMS,Battery Management System)进行管理。由于电池的焊接点众多，连接的导线、接插件数量也很多，因此可能会发生焊点虚焊、导线内断线、接插件退针、接插件松动等情况。上述情况具体表现为电池的接触电阻变大，而接触电阻变大容易导致车辆震动过程中电压采样线接触不良，进而导致无法采集电池电压或者接触点发热火过大，严重时可能导致起火。因此，如何对电池的接触电阻进行故障检测是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上问题，本申请实施例提供一种电池故障检测装置、方法、模块以及车辆，能够准确地对电池的接触电阻故障进行检测。
本申请实施例是采用以下技术方案实现的：
第一方面，本申请一些实施例提供一种电池故障检测装置，应用于N个串联的电池，其中N为大于0的整数；该装置包括N+1个阻抗模块、N个开关模块以及控制模块；每个阻抗模块的第一端分别连接于其中一个电池的一端；每个开关模块分别连接在相邻的阻抗模块的第二端之间；控制模块连接于每个阻抗模块的第一端以及每个开关模块的控制端；控制模块用于在开关模块处于断开状态时，确定每个电池的第一测量电压，并在每个开关模块分别处于闭合状态时，确定每个电池的第二测量电压，以及根据第一测量电压与第二测量电压确定电池的接触电阻故障状态。
第二方面，本申请一些实施例还提供一种电池故障检测方法，应用于上述的电池故障检测装置，该方法包括：控制N个开关模块断开；分别测量N个电池在开关模块处于断开状态时的第一测量电压；控制N个开关模块闭合其中一个；测量目标电池的第二测量电压，其中目标电池为与当前闭合的当前开关模块形成闭合回路的电池；根据第二测量电压与第一测量电压确定目标电池的接触电阻故障状态。
第三方面，本申请一些实施例还提供一种电池故障检测模块，应用于上述的电池故障检测方法，该模块包括关断单元、第一测量单元、闭合单元、第二测量单元以及故障确定单元：关断单元用于控制N个开关模块断开；第一测量单元分别测量N个电池在开关模块处于断开状态时的第一测量电压；闭合单元用于控制N个开关模块闭合其中一个；第二测量单元用于测量目标电池的第二测量电压，其中目标电池为与当前闭合的当前开关模块形成闭合回路的电池；故障确定单元用于根据第二测量电压与第一测量电压确定目标电池的接触电阻故障状态。
第四方面，本申请一些实施例还提供一种车辆，包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器调用时执行上述的电池故障检测方法。
本申请实施例提供的电池故障检测装置、方法、模块以及车辆，该电池故障检测装置应用于N个串联的电池，其中N为大于0的整数；电池故障检测装置包括N+1个阻抗模块、N个开关模块以及控制模块；每个阻抗模块的第一端分别连接于其中一个电池的一端；每个开关模块分别连接在相邻的阻抗模块的第二端之间；控制模块连接于每个阻抗模块的第一端以及每个开关模块的控制端；控制模块通过在开关模块处于断开状态时，确定每个电池的第一测量电压，并在每个开关模块分别处于闭合状态时，确定每个电池的第二测量电压，再根据第一测量电压与第二测量电压确定电池的接触电阻故障状态，从而能够准确地对电池的接触电阻故障进行检测。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
图1示出了本申请实施例提供的一种电池故障检测装置的结构示意图。
图2示出了本申请实施例提供的电池故障检测装置的一种实施方式示意图。
图3示出了本申请实施例提供的电池故障检测装置的另一种实施方式示意图。
图4示出了本申请实施例提供的一种电池故障检测方法的流程示意图。
图5示出了本申请实施例提供的另一种电池故障检测方法的流程示意图。
图6示出了本申请实施例提供的一种电池故障检测模块的模块框图。
图7示出了本申请实施例提供的一种车辆的模块框图。
图8示出了本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质的模块框图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
如图1所示，图1示意性地示出本申请实施例提供的一种电池故障检测装置100，电池故障检测装置100可以应用于N个串联的电池，其中N为大于0的整数。本申请实施例中，电池可以是单体电池或电池组，不做具体限定，其中电池组可以包括至少两个串并联的单体电池。电池故障检测装置100包括N+1个阻抗模块110、N个开关模块120以及控制模块130。其中每个阻抗模块110的第一端分别连接于其中一个电池的一端；每个开关模块120分别连接在相邻的阻抗模块110的第二端之间；控制模块130连接于阻抗模块110的第一端以及每个开关模块120的控制端，控制模块130用于在开关模块120处于断开状态时，确定每个电池的第一测量电压，并在每个开关模块120分别处于闭合状态时，确定每个电池的第二测量电压，以及根据第一测量电压与第二测量电压确定电池的接触电阻故障状态。
N个电池可以包括电池(V1～Vn)，该N个电池可以依次串联。在电池的电压采样过程中，通常将电压采样线的一端焊接或通过螺丝连接在电池两端，另一端则通过接插件与电池管理系统连接，如图1所示，电阻(RJ1～RJn+1)为电池(V1～Vn)两端的接触电阻。以电池V1为例，电阻RJ1为电池V1负极的接触电阻，电阻RJ2为电池V2正极的接触电阻。以电池V2为例，电阻RJ2为电池V2负极的接触电阻，电阻RJ3为电池V2正极的接触电阻。
本实施例中，阻抗模块110可以为电阻。在一些实施方式中，阻抗模块110也可为其他电路模块，不作限定。本实施例以电阻为例，N+1个阻抗模块110可以包括电阻(RB1～RBn+1)。电阻(RB1～RBn+1)中的每个电阻的第一端分别连接于电池(V1～Vn)中一个电池的一端，且每个电阻不连接于同一个节点。例如，电阻RB1的第一端可以连接于电池V1的负极，电阻RB2的第一端可以连接于电池V2的负极，以此类推，电阻RBn的第一端可以连接于电池Vn的负极，电阻RBn+1的第一端可以连接于电池Vn的正极。其中，电阻RB1的第一端与电阻RB2的第一端分别连接于电池V1的两端，电阻RB2与电阻RB3分别连接于电池V2的两端，以此类推，电阻RBn与电阻RBn+1分别连接于电池Vn的两端。
本实施例中，开关模块120可以为继电器，继电器具有接触电阻小的优点。在一些实施方式中，开关模块120也可以为MOS管、三极管等，不作限定。本实施例以继电器为例，N个开关模块120可以包括继电器(K1～Kn)。继电器(K1～Kn)中的每个继电器分别连接在一相邻的阻抗模块110的第二端之间。本实施例中，相邻的阻抗模块110指的是分别连接在一个电池两端的两个阻抗模块110。例如，电阻RB1与电阻RB2为连接在电池V1两端的相邻的阻抗模块110；电阻RB2与电阻RB3为连接在电池V2两端的相邻的阻抗模块110。进一步地，每个继电器不连接于同一相邻的阻抗模块110的第二端之间。例如，继电器K1可以连接在电阻RB1的第二端与电阻RB2的第二端之间，继电器K2可以连接在RB2的第二端与电阻RB3的第二端之间，以此类推，继电器Kn可以连接在RBn的第二端与电阻RBn+1的第二端之间。
本实施例中，控制模块130可以为AFE(Analog Front End,模拟前端)，AFE为电池前端采集芯片，其可以采样电池电压。控制模块130可以连接每个阻抗模块110的第一端，也即连接于电阻(RB1～RBn+1)的第一端。控制模块130连接于电阻(RB1～RBn+1)的第一端也相当于连接于每个电池的两端，进而采集每个电池的电池电压。进一步地，控制模块130还连接于每个开关模块120的控制端，也即连接于继电器(K1～Kn)的线圈，以控制继电器(K1～Kn)线圈的得失电，进而控制继电器(K1～Kn)的通断。本实施例中，电池故障检测装置100还可以包括电阻(RL1～RLn+1)，其中电阻(RL1～RLn+1)中的每个电阻分别连接在控制模块130与电阻(RB1～RBn+1)中一个电阻的第一端之间。电阻(RL1～RLn+1)为电池电压采样的串联电阻，值得一提的是，电阻(RL1～RLn+1)的大小并不会对电池电压的采样结果造成影响。
进一步地，控制模块130可以控制每个继电器的通断。本实施例中，当控制模块130控制继电器(K1～Kn)处于断开状态时，可以分别采集电池(V1～Vn)中每个电池的第一测量电压；当控制模块130控制每个继电器分别处于闭合状态时，可以采集每个电池的第二测量电压。具体地，控制模块130可以控制全部的继电器(K1～Kn)同时断开，进而分别采集电池(V1～Vn)中每个电池在全部的继电器(K1～Kn)同时处于断开状态下的第一测量电压。例如，采集电池V1在全部的继电器(K1～Kn)同时处于断开状态下的第一测量电压V1，采集电池V2在全部的继电器(K1～Kn)同时处于断开状态下的第一测量电压V2···采集电池Vn在全部的继电器(K1～Kn)同时处于断开状态下的第一测量电压Vn。进一步地，控制模块130还可以控制每个继电器单独闭合，当一个继电器单独处于闭合状态时，控制模块130可以采集目标电池在该继电器单独处于闭合状态时的第二测量电压，其中目标电池为在该继电器单独处于闭合状态时，在电池(V1～Vn)中与该继电器形成闭合回路的电池。例如，当控制模块130控制继电器K2单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器K2以外的其他继电器均处于断开状态，目标电池为与继电器K2形成闭合回路的电池V2，则控制模块130可以采集此时在继电器K2单独处于闭合状态下电池V2的第二测量电压V2’；同理，当控制模块130控制继电器Kn单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器Kn以外的其他继电器均处于断开状态，目标电池为与继电器Kn形成闭合回路的电池Vn，则控制模块130可以采集此时在继电器Kn单独处于闭合状态下电池Vn的第二测量电压Vn’。
进一步地，控制模块130可以根据目标电池的第二测量电压与第一测量电压确定目标电池的接触电阻故障状态。具体地，若目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值大于或等于预设差值，则可以判定该目标电池两端的接触电阻故障；若目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值小于预设差值，则可以判定该目标电池两端的接触电阻正常。值得说明的是，第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值也即第二测量电压与第一测量电压的电压差值的绝对值。例如，若电池V2的第二测量电压V2’与第一测量电压V2之间的电压差值ⅠV2’-V2Ⅰ大于等于预设差值，则可以判定电池V2两端的接触电阻故障，若电池V2的第二测量电压V2’与第一测量电压V2之间的电压差值小于预设差值，则可以判定电池V2两端的接触电阻正常。
一般地，在将多个单体电池组装成电池包时多个单体电池之间的电压一致性高，多个单体电压之间的压差通常小于10mV，因此电池(V1～Vn)中的各个电池的实际电池电压可以近似相同。并且电池两端正常的接触电阻通常小于10mΩ，而故障的接触电阻通常远大于10mΩ，因此正常的接触电阻相比于故障的接触电阻可以近似为零。若目标电池两端的接触电阻正常，则目标电池的第二测量电压与第一测量电压应近似相等，也即目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值应小于预设差值；若目标电池两端的接触电阻故障，则由于故障的接触电压与阻抗模块110的分压作用，使得目标电池的第二测量电压与第一测量电压存在较大差别，也即目标电池的第二测量电压第一测量电压之间的电压差值大于或等于预设差值，本实施例中，预设差值可以是0.05V。因此，本实施例通过根据目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值可以准确地确定目标电池的接触电阻故障状态。进一步地，目标电池可以是电池(V1～Vn)中的任意一个电池，因此，可以对电池(V1～Vn)中的全部电池均进行接触电阻故障排查，进而能够在电池(V1～Vn)组装成电池包之前即排除接触电阻故障，从而避免组装完成后的电池包在车辆行驶过程中因为震动而导致电压采样线脱落、触电发热甚至是电池包括着火，提高车辆的安全性能。
在一些实施方式中，N可以为大于1的整数，也即N个电池包括至少两个电池。相应地，N+1个阻抗模块110可以包括至少三个电阻，N个开关模块120可以包括至少两个继电器。进一步地，电池两端的接触电阻包括电池正极的接触电阻以及电池负极的接触电阻。本实施方式中，为了进一步地确定目标电池的接触电阻故障位置，在继电器单独处于闭合状态时，控制模块130可以采集目标电池的第二测量电压以及任一相邻电池的当前测量电压。其中，相邻电池为与目标电池相邻的另一电池。例如，与电池V2相邻的另一电池可以是电池V1或电池V3。当继电器K2单独处于闭合状态时，控制模块130可以采集电池V2的第二测量电压V2’以及电池V3的当前测量电压V3”，或者采集电池V2的第二测量电压V2’以及电池V1的当前测量电压V1”。在一些实施例中，控制模块130也可以采集电池V2的第二测量电压V2’、电池V1的当前测量电压V1”以及电池V3的当前测量电压V3”。
进一步地，在本实施方式中，若判定目标电池两端的接触电阻故障，则控制模块130可以根据目标电池的第二测量电压以及相邻电池的当前测量电压确定目标电池的接触电阻故障的故障位置。具体地，若该相邻电池的当前测量电压大于目标电池的第二测量电压，则可以判定目标电池靠近该相邻电池一侧的接触电阻故障；若目标电池的第二测量电压大于相邻电池的当前测量电压，则可以判定目标电池远离该相邻电池一侧的接触电阻故障。例如，当判定电池V2两端的接触电阻故障时，控制模块130可以比较电池V2的第二测量电压V2’与电池V3的当前测量电压V3”的大小，若当前测量电压V3”大于第二测量电压V2’，则可以判定电池V2靠近电池V3一侧的接触电阻故障，假设电池V3连接于电池V2的正极，则此时可以判定电池V2的正极接触电阻故障；若第二测量电压V2’大于当前测量电压V3”，则可以判定电池V2远离电池V3一侧的接触电阻故障，也即可以判定电池V2的负极接触电阻故障。再例如，当判定电池V2两端的接触电阻故障时，控制模块130可以比较电池V2的第二测量电压V2’与电池V1的当前测量电压V1”的大小，若当前测量电压V1”大于第二测量电压V2’，则可以判定电池V2靠近电池V1一侧的接触电阻故障，假设电池V1连接于电池V2的负极，则此时可以判定电池V2的负极接触电阻故障；若第二测量电压V2’大于当前测量电压V1”，则可以判定电池V2远离电池V1一侧的接触电阻故障，也即可以判定电池V2的正极接触电阻故障。
进一步地，当继电器单独闭合时，目标电池的第二测量电压可以由下式计算：
Figure BDA0002954253910000061
其中，Vn'为目标电池的第二测量电压，Vn为目标电池的第一测量电压，RJn为目标电池负极的接触电阻，RJn+1为目标电池正极的接触电阻，RBn为与目标电池负极连接的阻抗模块110，RBn+1为与目标电池正极连接的阻抗模块110。本实施例方式中，阻抗模块110的阻值大小可以根据电池的可用放电电流大小、电压采样线束的可承受电流大小、继电器的可承受电流大小以及需检测出的接触阻抗范围等因素设置。其中，阻抗模块110的阻值越小，则可以检测出更小的接触电阻。
进一步地，根据式(1)，可得：
Figure BDA0002954253910000071
由此可见，当目标电池的接触电阻故障的故障位置被确定时，可以根据式(2)计算得到故障的接触阻抗的大小，进而能够更为准确地对接触电阻故障进行处理。
在一些实施例中，控制模块130可以依次单独闭合N个开关模块120中的一个，也即依次单独闭合继电器K1、继电器K2、继电器K3···继电器Kn。此时当继电器处于单独闭合状态时，控制模块130可以采集目标电池的第二测量电压以及下一位相邻电池的当前测量电压，并在目标电池判定为两端的接触电阻故障时根据目标电池的第二测量电压以及下一位相邻电池的当前测量电压确定目标电池的接触电阻故障位置。其中，下一位相邻电池为与目标电池相邻的下一位电池。例如，若控制模块130依次单独闭合继电器K1、继电器K2、继电器K3···继电器Kn，则电池V2的下一位相邻电池为电池V3，电池V2的上一位相邻电池为电池V1。
作为一个具体的实施例，N＝1。如图2所示，阻抗模块110包括第一阻抗模块111以及第二阻抗模块112，第一阻抗模块111的第一端连接于电池的第一端，第二阻抗模块112的第一端连接于电池的第二端。本实施例中，电池的第一端为负极，电池的第二端为正极。开关模块120包括第一连接端、第二连接端以及控制端，开关模块120的第一连接端连接于第一阻抗模块111的第二端，开关模块120的第二连接端连接于第二阻抗模块112的第二端。本实施例中，开关模块120为继电器；控制模块130包括第一采样端、第二采样端以及开关控制端，控制模块130的第一采样端连接于第一阻抗模块111的第一端，控制模块130的第二采样端连接于第二阻抗模块112的第二端，控制模块130的开关控制端连接于开关模块20的控制端。本实施例中，控制模块130可以为AFE，AFE为电池前端采集芯片。
进一步地，控制模块130可以控制开关模块120的通断，当控制模块130控制开关模块120为断开状态时，控制模块130可以采集电池的第一测量电压；当控制模块130控制开关模块120为闭合状态时，控制模块可以采集电池的第二测量电压，若第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值大于或等于预设差值，则可以判定电池两端的接触电阻故障，从而准确地确定电池的接触电阻的故障状态。
作为另一个具体的实施例，N＝2。如图3所示，电池包括串联的第一电池V1和第二电池V2，其中第一电池V1的第二端与第二电池V2的第一端连接。本实施例中，第一电池V1的第一端为负极、第二端为正极；第二电池V2的第一端为负极，第二端为正极。阻抗模块110包括第一阻抗模块111、第二阻抗模块112以及第三阻抗模块113，第一阻抗模块111的第一端连接于第一电池V1的第一端，第二阻抗模块112的第一端连接于第一电池V1的第二端，第三阻抗模块113的第一端连接于第二电池V2的第二端。开关模块120包括第一开关模块121以及第二开关模块122，其中第一开关模块121包括第一连接端、第二连接端以及第一控制端，第一开关模块121的第一连接端连接于第一阻抗模块111的第二端，第一开关模块121的第二连接端连接于第二阻抗模块112的第二端；第二开关模块122包括第三连接端以及第二控制端，第二开关模块122的第三连接端连接于第二阻抗模块112的第二端，第二开关模块122的第四连接端连接于第三阻抗模块113的第二端。本实施例中，开关模块120为继电器。控制模块130包括第一采样端、第二采样端、第三采样端、第一开关控制端以及第二开关控制端，控制模块130的第一采样端连接于第一阻抗模块111的第一端，控制模块130的第二采样端连接于第二阻抗模块112的第一端，控制模块130的第三采样端连接于第三阻抗模块113的第一端，控制模块130的第一开关控制端连接于第一开关模块121的第一控制端，控制模块130的第二开关控制端连接于第二开关模块122的第二控制端。本实施例中，控制模块130为AFE，AFE为电池前端采集芯片。
进一步地，控制模块130可以控制第一开关模块121与第二开关模块122的通断。当控制模块130控制第一开关模块121与第二开关模块122同时断开时，控制模块130可以采集第一电池V1的第一测量电压以及第二电池V2的第一测量电压。然后，控制模块130可以单独闭合第一开关模块121以及第二开关模块122中的一个。当控制模块130控制第一开关模块121单独闭合时，此时控制模块130可以采集第一电池V1的第二测量电压以及第二电池V2的当前测量电压，并判断第一电池V1的第二测量电压与第一电池V1的第一测量电压之间的电压差值是否大于或等于预设差值。若否，则可以判定第一电池V1两端的接触电阻正常；若是，则可以判定第一电池V1两端的接触电阻故障。进一步地，当判定第一电池V1两端的接触电阻故障时，控制模块130可以比较第一电池V1的第二测量电压与第二电池V2的当前测量电压的大小，若第一电池V1的第二测量电压大于第二电池V2的当前测量电压，则可以判定第一电池V1的负极接触电阻故障，若第二电池V2的当前测量电压大于第一电池V1的第二测量电压，则可以判定第一电池V1的正极接触电阻故障。进一步地，当控制模块130控制第二开关模块122单独闭合时，控制模块130可以采集第二电池V2的第二测量电压，并判断第二电池V2的第二测量电压与第二电池V2的第一测量电压之间的电压差值是否大于或等于预设差值。若否，则可以判定第二电池V2两端的接触电阻正常；若是，则可以判定第二电池V2两端的接触电阻故障。值得一提的是，当判定第二电池V2两端的接触电阻故障时，若第一电池V1两端的接触电阻故障已经被排查，此时可以根据第一电池V1的故障排查情况确定第二电池V2的接触电阻故障位置，例如，当判定第二电池V2两端的接触电阻故障时，若第一电池V1的正极接触电阻确定为正常，则可以判定第二电池V2正极的接触电阻故障。
本申请实施例提供的电池故障检测装置应用于N个串联的电池，其中N为大于0的整数；电池故障检测装置包括N+1个阻抗模块、N个开关模块以及控制模块；每个阻抗模块的第一端分别连接于其中一个电池的一端；每个开关模块分别连接在相邻的阻抗模块的第二端之间；控制模块连接于每个阻抗模块的第一端以及每个开关模块的控制端；控制模块通过在开关模块处于断开状态时，确定每个电池的第一测量电压，并在每个开关模块分别处于闭合状态时，确定每个电池的第二测量电压，再根据第一测量电压与第二测量电压确定电池的接触电阻故障状态，从而能够准确地对电池的接触电阻故障进行检测。
如图4所示，本申请实施例还提供一种电池故障检测方法200，应用于上述的电池故障检测装置100。电池故障检测方法200可以包括以下步骤S210～步骤S250。
步骤S210：控制N个开关模块断开。
本实施例中，控制继电器(K1～Kn)全部断开，使继电器(K1～Kn)同时处于断开状态。
步骤S220：分别测量N个电池在开关模块处于断开状态时的第一测量电压。
本实施例中，在继电器(K1～Kn)同时处于断开状态的情况下，分别采集电池(V1～Vn)中每个电池的第一测量电压。具体地，在继电器(K1～Kn)同时处于断开状态的情况下，采集电池V1的第一测量电压，采集电池V2的第一测量电压，采集电池V3的第一测量电压···采集电池Vn的第一测量电压。
步骤S230：控制N个开关模块闭合其中一个。
本实施例中，可以控制每个继电器单独闭合，当一个继电器单独处于闭合状态时，此时除该单独闭合的继电器之外的其余继电器均处于断开状态。例如，可以控制继电器K2单独闭合，当控制继电器K2单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器K2以外的其他继电器均处于断开状态；或者可以控制继电器K5单独闭合，当控制继电器K5单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器K5以外的其他继电器均处于断开状态。
在一些实施方式中，可以依次控制N个开关模块闭合其中一个。具体地，依次单独闭合N个开关模块中的一个，也即依次单独闭合继电器K1、继电器K2、继电器K3···继电器Kn。
步骤S240：测量目标电池的第二测量电压。
本实施例中，当控制一个继电器单独处于闭合状态时，可以采集目标电池在该继电器单独处于闭合状态时的第二测量电压，其中目标电池为在该继电器单独处于闭合状态时，在电池(V1～Vn)中与该继电器形成闭合回路的电池。例如，当控制继电器K2单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器K2以外的其他继电器均处于断开状态，目标电池为与继电器K2形成闭合回路的电池V2，则可以采集此时在继电器K2单独处于闭合状态下电池V2的第二测量电压V2’；同理，当控制继电器Kn单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器Kn以外的其他继电器均处于断开状态，目标电池为与继电器Kn形成闭合回路的电池Vn，则可以采集此时在继电器Kn单独处于闭合状态下电池Vn的第二测量电压Vn’。
步骤S250：根据第二测量电压与第一测量电压确定目标电池的接触电阻故障状态。
本实施例中，目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值大于或等于预设差值，则可以判定该目标电池两端的接触电阻故障；若目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值小于预设差值，则可以判定该目标电池两端的接触电阻正常。值得说明的是，第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值也即第二测量电压与第一测量电压的电压差值的绝对值。例如，若电池V2的第二测量电压V2’与第一测量电压V2之间的电压差值ⅠV2’-V2Ⅰ大于等于预设差值，则可以判定电池V2两端的接触电阻故障，若电池V2的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值小于预设差值，则可以判定电池V2两端的接触电阻正常。
一般地，在将多个单体电池组装成电池包时多个单体电池之间的电压一致性高，多个单体电压之间的压差通常小于10mV，因此电池(V1～Vn)中的各个电池的实际电池电压可以近似相同。并且电池两端正常的接触电阻通常小于10mΩ，而故障的接触电阻通常远大于10mΩ，因此正常的接触电阻相比于故障的接触电阻可以近似为零。若目标电池两端的接触电阻正常，则目标电池的第二测量电压与第一测量电压应近似相等，也即目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值应小于预设差值；若目标电池两端的接触电阻故障，则由于故障的接触电压与阻抗模块的分压作用，使得目标电池的第二测量电压与第一测量电压存在较大差别，也即目标电池的第二测量电压第一测量电压之间的电压差值大于或等于预设差值，本实施例中，预设差值可以是0.05V。因此，本实施例通过根据目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值可以准确地确定目标电池的接触电阻故障状态。进一步地，目标电池可以是电池(V1～Vn)中的任意一个电池，因此，可以对电池(V1～Vn)中的全部电池均进行接触电阻故障排查，进而能够在电池(V1～Vn)组装成电池包之前即排除接触电阻故障，从而避免组装完成后的电池包在车辆行驶过程中因为震动而导致电压采样线脱落、触电发热甚至是电池包括着火，提高车辆的安全性能。
本申请实施例提供的电池故障检测方法，应用于上述的电池故障检测装置，电池故障检测方法通过控制N个开关模块断开，再分别测量N个电池在开关模块处于断开状态时的第一测量电压，然后控制N个开关模块闭合其中一个，接着测量目标电池的第二测量电压，最后根据第二测量电压与第一测量电压确定目标电池的接触电阻故障状态，从而能够准确地对电池的接触电阻故障进行检测。
如图5所示，本申请实施例还提供另一种电池故障检测方法300，其同样可以应用于上述的电池故障检测装置100。本实施例中，N为大于1的整数，也即电池故障检测装置100包括至少两个串联的电池。电池故障检测方法300可以包括以下步骤S310～步骤S400。
步骤S310：控制N个开关模块断开。
本实施例中，控制继电器(K1～Kn)全部断开，使继电器(K1～Kn)同时处于断开状态。
步骤S320；分别测量N个电池在开关模块在处于断开状态时的第一测量电压。
本实施例中，在继电器(K1～Kn)同时处于断开状态的情况下，分别采集电池(V1～Vn)中每个电池的第一测量电压。具体地，在继电器(K1～Kn)同时处于断开状态的情况下，采集电池V1的第一测量电压，采集电池V2的第一测量电压，采集电池V3的第一测量电压···采集电池Vn的第一测量电压。
步骤S330：控制N个开关模块闭合其中一个。
本实施例中，可以控制每个继电器单独闭合，当一个继电器单独处于闭合状态时，此时除该单独闭合的继电器之外的其余继电器均处于断开状态。例如，可以控制继电器K2单独闭合，当控制继电器K2单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器K2以外的其他继电器均处于断开状态；或者可以控制继电器K5单独闭合，当控制继电器K5单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器K5以外的其他继电器均处于断开状态。
在一些实施方式中，可以依次控制N个开关模块闭合其中一个。具体地，依次单独闭合N个开关模块中的一个，也即依次单独闭合继电器K1、继电器K2、继电器K3···继电器Kn。
步骤S340：测量目标电池的第二测量电压以及任一相邻的当前测量电压。
本实施例中，当控制一个继电器单独处于闭合状态时，可以采集目标电池在该继电器单独处于闭合状态时的第二测量电压，其中目标电池为在该继电器单独处于闭合状态时，在电池(V1～Vn)中与该继电器形成闭合回路的电池。例如，当控制继电器K2单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器K2以外的其他继电器均处于断开状态，目标电池为与继电器K2形成闭合回路的电池V2，则可以采集此时在继电器K2单独处于闭合状态下电池V2的第二测量电压V2’；同理，当控制继电器Kn单独处于闭合状态时，此时在继电器(K1～Kn)中除继电器Kn以外的其他继电器均处于断开状态，目标电池为与继电器Kn形成闭合回路的电池Vn，则可以采集此时在继电器Kn单独处于闭合状态下电池Vn的第二测量电压Vn’。
进一步地，当控制一个继电器单独处于闭合状态时，还可以采集任一相邻电池的当前测量电压。其中，相邻电池为与目标电池相邻的另一电池。例如，与电池V2相邻的另一电池可以是电池V1或电池V3。当继电器K2单独处于闭合状态时，控制模块可以采集电池V2的第二测量电压V2’以及电池V3的当前测量电压V3”，或者采集电池V2的第二测量电压V2’以及电池V1的当前测量电压V1”。在一些实施例中，控制模块也可以采集电池V2的第二测量电压V2’、电池V1的当前测量电压V1”以及电池V3的当前测量电压V3”。
步骤S350：判断第二测量电压与第一测量电压的电压差值是否大于或等于预设差值。
本实施例中，第二测量电压与第一测量电压的电压差值也即第二测量电压与第一测量电压的电压差值的绝对值。
进一步地，若目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值小于预设差值，则可以执行步骤S360；若目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值大于或等于预设差值，则可以继续执行以下步骤S370。本实施例中，预设差值可以是0.05V。
步骤S360：判定目标电池的接触电阻正常。
本实施例中，若目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值小于预设差值，则判定目标电池的接触电阻正常。
步骤S370：判定目标电池的接触电阻故障。
本实施例中，若目标电池的第二测量电压与第一测量电压之间的电压差值大于或等于预设差值，则判定目标电池的接触电阻故障。
步骤S380：比较当前测量电压与第二测量电压的大小。
本实施例中，当判定目标电池的接触电阻故障时，可以比较当前测量电压与第二测量电压的大小。
电池两端的接触电阻包括电池正极的接触电阻以及电池负极的接触电阻，若相邻电池的当前测量电压大于目标电池的第二测量电压，则可以执行以下步骤S390；若相邻电池的当前测量电压小于目标电池的第二测量电压，则可以执行以下步骤S400。
步骤S390：判定第一接触电阻故障。
本实施例中，第一接触电阻为目标电池靠近该相邻电池一侧的接触电阻。也即若相邻电池的当前测量电压大于目标电池的第二测量电压，则可以判定目标电池靠近该相邻电池一侧的接触电阻故障。例如，当判定电池V2两端的接触电阻故障时，可以比较电池V2的第二测量电压V2’与电池V3的当前测量电压V3”的大小，若当前测量电压V3”大于第二测量电压V2’，则可以判定电池V2靠近电池V3一侧的接触电阻故障，如果电池V3连接于电池V2的正极，则此时可以判定电池V2的正极接触电阻故障；如果电池V3连接于电池V2的负极，则此时可以判定电池V2的负极接触电阻故障。
步骤S400：判定第二接触电阻故障。
本实施例中，第二接触电阻为目标电池远离该相邻电池一侧的接触电阻。也即若相邻电池的当前测量电压小于目标电池的第二测量电压，则可以判定目标电池远离该相邻电池一侧的接触电阻故障。例如，当判定电池V2两端的接触电阻故障时，可以比较电池V2的第二测量电压V2’与电池V3的当前测量电压V3”的大小，若当前测量电压V3”小于第二测量电压V2’，则可以判定电池V2远离电池V3一侧的接触电阻故障，如果电池V3连接于电池V2的正极，则此时可以判定电池V2的负极接触电阻故障；如果电池V3连接于电池V2的负极，则此时可以判定电池V2的正极接触电阻故障。
本申请实施例提供的电池故障检测方法，应用于上述的电池故障检测装置，电池故障检测方法通过控制N个开关模块断开，再分别测量N个电池在开关模块处于断开状态时的第一测量电压，然后控制N个开关模块闭合其中一个，接着测量目标电池的第二测量电压以及任一相邻的当前测量电压，最后根据第二测量电压与第一测量电压确定目标电池的接触电阻故障状态，从而能够准确地对电池的接触电阻故障进行检测。并且在确定目标电池的接触电阻故障后，通过比较当前测量电压与第二测量电压的大小确定目标电池的接触电阻故障的故障位置，从而能够准确地获知接触电阻故障时的故障位置。
如图6所示，图6示出了本申请实施例提供的一种电池故障检测模块400，应用于上述的电池故障检测方法。电池故障检测模块400包括关断单元410、第一测量单元420、闭合单元430、第二测量单元440以及故障确定单元450。其中，关断单元410用于控制N个开关模块断开；第一测量单元420用于分别测量N个电池在开关模块处于断开状态时的第一测量电压；闭合单元430用于控制N个开关模块闭合其中一个；第二测量单元440用于测量目标电池的第二测量电压；故障确定单元450用于根据第二测量电压与第一测量电压确定目标电池的接触电阻故障状态。
在一些实施方式中，故障确定单元450包括判断单元451、第一判定单元452以及第二判定单元453。其中，判断单元451用于判断第二测量电压与第一测量电压的电压差值是否大于或等于预设差值；第一判定单元452用于判定目标电池的接触电阻正常；第二判定单元453用于判定目标电池的接触电阻故障。
在一些实施方式中，电池故障检测模块400还包括第三测量单元460、比较单元470、第三判定单元480以及第四判定单元490。其中，第三测量单元460用于测量目标电池的第二测量电压以及任一相邻的当前测量电压；比较单元470用于比较当前测量电压与第二测量电压的大小；第三判定单元480用于判定第一接触电阻故障；第四判定单元490用于判定第二接触电阻故障。
本申请实施例提供的电池故障检测模块应用于上述的电池故障检测方法，该模块通过控制N个开关模块断开，再分别测量N个电池在开关模块处于断开状态时的第一测量电压，然后控制N个开关模块闭合其中一个，接着测量目标电池的第二测量电压，最后根据第二测量电压与第一测量电压确定目标电池的接触电阻故障状态，从而能够准确地对电池的接触电阻故障进行检测。
如图7所示，本申请实施例还提供一种车辆500，该车辆500包括处理器510以及存储器520，存储器520存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器510调用时实执行上述的电池故障检测方法。
处理器510可以包括一个或者多个处理核。处理器510利用各种接口和线路连接整个电池管理系统内的各种部分，通过运行或执行存储在存储器520内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器520内的数据，执行电池管理系统的各种功能和处理数据。可选地，处理器510可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(ProgrammableLogic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器510可集成中央处理器510(Central Processing Unit，CPU)、图像处理器510(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器510中，单独通过一块通信芯片进行实现。
存储器520可以包括随机存储器520(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器520(Read-Only Memory)。存储器520图可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器520图可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各种方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储电子设备图在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。
如图8所示，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质600，该计算机可读存储介质600中存储有计算机程序指令610，计算机程序指令610可被处理器调用以执行上述实施例中所描述的方法。
计算机可读存储介质可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选地，计算机可读存储介质600包括非易失性计算机可读存储介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质600具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。
以上，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本申请，任何本领域技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电池故障检测装置，其特征在于，应用于N个串联的电池，其中N为大于0的整数；所述装置包括：
N+1个阻抗模块，其中每个所述阻抗模块的第一端分别连接于其中一个所述电池的一端；
N个开关模块，其中每个所述开关模块分别连接在相邻的所述阻抗模块的第二端之间；
控制模块，连接于每个所述阻抗模块的第一端以及每个所述开关模块的控制端；所述控制模块用于在所述开关模块处于断开状态时，确定每个所述电池的第一测量电压，并在每个所述开关模块分别处于闭合状态时，确定每个所述电池的第二测量电压，以及根据所述第一测量电压与所述第二测量电压确定所述电池的接触电阻故障状态。
2.如权利要求1所述的电池故障检测装置，其特征在于，N为大于1的整数；所述控制模块还用于闭合所述N个开关模块中的一个，且确定目标电池的所述第二测量电压以及任一相邻电池的当前测量电压，并根据所述第二测量电压与所述当前测量电压确定所述目标电池的接触电阻故障的故障位置，其中所述目标电池为与当前闭合的当前开关模块形成闭合回路的电池，所述相邻电池为与所述目标电池相邻的另一电池。
3.如权利要求1所述的电池故障检测装置，其特征在于，N＝1，所述阻抗模块包括第一阻抗模块以及第二阻抗模块，所述第一阻抗模块的第一端连接于所述电池的第一端；所述第二阻抗模块的第一端连接于所述电池的第二端；
所述开关模块包括第一连接端、第二连接端以及控制端，所述开关模块的第一连接端连接于所述第一阻抗模块的第二端，所述开关模块的第二连接端连接于所述第二阻抗模块的第二端；
所述控制模块包括第一采样端、第二采样端以及开关控制端，所述控制模块的第一采样端连接于所述第一阻抗模块的第一端，所述控制模块的第二采样端连接于所述第二阻抗模块的第二端，所述控制模块的开关控制端连接于所述开关模块的控制端。
4.如权利要求2所述的电池故障检测装置，其特征在于，N＝2，所述电池包括串联的第一电池和第二电池，其中所述第一电池的第二端与所述第二电池的第一端连接；
所述阻抗模块包括第一阻抗模块、第二阻抗模块以及第三阻抗模块，所述第一阻抗模块的第一端连接于所述第一电池的第一端，所述第二阻抗模块的第一端连接于所述第一电池的第二端，所述第三阻抗模块的第一端连接于所述第二电池的第二端；
所述开关模块包括第一开关模块以及第二开关模块，其中所述第一开关模块包括第一连接端、第二连接端以及第一控制端，所述第一开关模块的第一连接端连接于所述第一阻抗模块的第二端，所述第一开关模块的第二连接端连接于所述第二阻抗模块的第二端；所述第二开关模块包括第三连接端以及第二控制端，所述第二开关模块的第三连接端连接于所述第二阻抗模块的第二端，所述第二开关模块的第四连接端连接于所述第三阻抗模块的第二端；
所述控制模块包括第一采样端、第二采样端、第三采样端、第一开关控制端以及第二开关控制端，所述控制模块的第一采样端连接于所述第一阻抗模块的第一端，所述控制模块的第二采样端连接于所述第二阻抗模块的第一端，所述控制模块的第三采样端连接于所述第三阻抗模块的第一端，所述控制模块的第一开关控制端连接于所述第一开关模块的第一控制端，所述控制模块的第二开关控制端连接于所述第二开关模块的第二控制端。
5.一种电池故障检测方法，其特征在于，应用于上述权利要求1～4任一项所述的电池故障检测装置，所述方法包括：
控制所述N个开关模块断开；
分别测量所述N个电池在所述开关模块处于断开状态时的第一测量电压；
控制所述N个开关模块闭合其中一个；
测量目标电池的第二测量电压，其中所述目标电池为与当前闭合的当前开关模块形成闭合回路的电池；以及
根据所述第二测量电压与所述第一测量电压确定所述目标电池的接触电阻故障状态。
6.如权利要求5所述的电池故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第二测量测量电压与所述第二测量电压确定所述目标电池的接触电压故障包括：
若所述第二测量电压与所述第一测量电压的电压差值大于或等于预设差值，则判定所述目标电池的接触电阻故障。
7.如权利要求6所述的电池故障检测方法，其特征在于，N为大于1的整数，所述控制所述N个开关模块闭合其中一个之后，所述方法还包括：
测量任一相邻电池的当前测量电压，其中所述相邻电池为与所述目标电池相邻的另一电池；
所述若所述第二测量电压与所述第一测量电压的电压差值大于或等于预设差值，则判定所述目标电池的接触电阻故障之后，所述方法还包括；
根据所述第二测量电压以及所述当前测量电压确定所述目标电池接触电阻故障的故障位置。
8.如权利要求7所述的电池故障检测方法，其特征在于，所述接触电阻包括第一接触电阻以及第二接触电阻，其中所述第一接触电阻为靠近所述相邻电池一侧的接触电阻，所述第二接触电阻为远离所述相邻电池一侧的接触电阻；所述根据所述第二测量电压以及所述当前测量电压确定所述目标电池接触电阻故障的故障位置，包括：
若所述当前测量电压大于所述第二测量电压，则判定所述第一接触电阻故障；
若所述当前测量电压小于所述第二测量电压，则判定所述第二接触电阻故障。
9.一种电池故障检测模块，其特征在于，应用于上述权利要求5～8任一项所述的电池故障检测方法，所述模块包括：
关断单元，用于控制所述N个开关模块断开；
第一测量单元，分别测量所述N个电池在所述开关模块处于断开状态时的第一测量电压；
闭合单元，用于控制所述N个开关模块闭合其中一个；
第二测量单元，用于测量目标电池的第二测量电压，其中所述目标电池为与当前闭合的当前开关模块形成闭合回路的电池；以及
故障确定单元，用于根据所述第二测量电压与所述第一测量电压确定所述目标电池的接触电阻故障状态。
10.一种车辆，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器调用时执行权利要求5～8任一项所述的电池故障检测方法。
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