CN113740749A - 电池组连线自动检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电池组连线自动检测方法及系统，该方法是：电池组中的电池按1至N号依次排列串联，并将1至N号电池的正极分别连接至对应的电压检测端口；采集各电压检测端口的电压值，并计算当前电压检测端口的电压值U(N)与其前一排序的电压检测端口的电压值U(N‑1)之差；若差值U(N)‑U(N‑1)落入第一预设范围，则判断为该电压检测端口所接电池的连线正常，否则为异常。该系统包括单片机、电压采集电路和通讯电路；该单片机配置为执行上述方法。本发明能够快速检测并发现电池组的连线没有连接好或错误连接的情况，并快速提出故障显示，不仅避免了因电池组接线错误未被发现而导致BMU从控模块烧毁，而且提高了生产过程中的检测效率。
Description
技术领域
本发明属于电池管理技术领域，尤其涉及应用于BMS模块的电池组连线自动检测方法及系统。
背景技术
目前，随着新型能源的不断发展，BMS系统也随之一起快速发展。其中，电池Pack箱在生产过程中需要进行充放电循环测试，然而在对电池Pack箱进行测试之前没有进行通电检测，所以经常出现因为电池组连线接错而导致BMU从控模块的电压采集电路被烧毁。在过往的实践中，只能靠生产人员用眼睛一一查看核对，但即使这样依然还是出现一些遗漏的情况，而且生产效率还很低。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提出一种电池组连线自动检测方法及系统，其具体通过以下技术手段实现。
本发明的电池组连线自动检测方法：电池组中的电池按1至N号依次排列串联，并将1至N号电池的正极分别连接至对应的电压检测端口；采集各电压检测端口的电压值，并计算当前电压检测端口的电压值U(N)与其前一排序的电压检测端口的电压值U(N-1)之差；若差值U(N)-U(N-1)落入第一预设范围，则判断为该电压检测端口所接电池的连线正常，否则为异常。
作为优选，该第一预设范围为[UD，UC]，其中，UD为电池的放电截止电压，UC为充电截止电压。
作为优选，当第N-1号电池正极所连接的电压检测端口的电压值U(N-1)满足U(N-1)≤(N-1)*UL，或者U(N-1)≥(N-1)*UH时判定为电压异常；其中，UL为单体电池的电压下限值，UH为单体电池的电压上限值；当电压异常时，根据单体电池的额定电压值U0计算获得第N-1号电池正极所连接的电压检测端口的电压值参考值为U0*(N-1)；当第N号电池正极所连接的电压检测端口的电压值U(N)满足当U(N)-U0*(N-1)落入第二预设范围时，代表第N号电池的连线正常，否则为异常。
作为优选，该第二预设范围为[UD,m*UD]，其中，UD为单体电池的放电截止电压，m的取值包括m＝2。
作为优选，还包括校准操作：为各电压检测端口分别设定对应的标准电压值，第N个电压检测端口的标准电压值UT(N)＝UB*N，UB为标准电池组中单体电池的电压值；将标准电池组与各电压检测端口对接，并采集各电压检测端口的电压值U(N)；根据各电压检测端口的电压值U(N)和标准电压值UT(N)计算各电压检测端口的标准系数K，K＝UT(N)/U(N)；将标准系数K配置到各电压检测端口，用于对各电压检测端口的电压值的加权运算。
本发明的电池组连线自动检测系统包括单片机、电压采集电路和通讯电路；该单片机配置为执行上述的电池组连线自动检测方法，其提供有用于对接电压采集电路的AD采集端口和用于对接通讯电路的通讯端口；该电压采集电路的输入端为该电压检测端口；该通讯电路用于对接上位机或/和显示器；该上位机或/和显示器用于显示检测结果与下达操作指令。
作为优选，该通讯电路包括数字隔离模块、CAN总线模块和输入输出模块，该输入输出模块包括滤波电容、共模扼流圈和稳压管芯片，该共模扼流圈一侧连接CAN总线模块，并且连接有滤波电容，另一侧对接CAN总线并且连接有稳压管芯片；该数字隔离模块连接于CAN总线模块与单片机之间。
与现有技术相比，本发明的优越性体现在：针对多串电池组设计电压自动检测与判断机制，能够快速检测出电池组的连线是否按照规定连接好，对线没有连接好或错误连接的情况，可以快速提出故障显示，不仅避免了因电池组接线错误未被发现而导致BMU从控模块烧毁，而且提高了生产过程中的检测效率，具有较佳的技术性和实用性，适合推广应用。
附图说明
图1为本发明的电池组连线自动检测系统的架构图。
图2为本发明的电池组连线结构示意图。
图3为本发明的电压采集电路的原理图。
图4为本发明的通讯电路的原理图。
图5为本发明的单片机电路的原理图。
图6为本发明的电池组连线自动检测方法的流程图。
具体实施方式
如下结合附图对本申请方案作进一步描述：
参见附图1至5，电池组连线自动检测系统包括单片机1、电压采集电路2和通讯电路3；该单片机1配置执行电池组连线自动检测方法，其提供有用于对接电压采集电路2的AD采集端口和用于对接通讯电路3的通讯端口；电池组以图2所示方式串联，将1号电池的负极作为公共端，将1号至N号电池的正极分别对应连接至电压采集电路2的电压检测端口；
该电压采集电路2有多个支路，每个支路均具有对接电池组的输入端和对接单片机AD采集端口的输出端，其电路结构参见附图3，其中：二极管用于防止回流，稳压管用于保证输入电压的稳定，电容用于滤波，各个支路之间通过稳压管和电容相连，构成一体稳压滤波结构；
该通讯电路3用于对接上位机4和显示器5，参见附图4，其包括数字隔离模块31、CAN总线模块32和输入输出模块33，该数字隔离模块31连接于CAN总线模块32与单片机1之间，该输入输出模块33包括滤波电容、共模扼流圈和稳压管芯片，该共模扼流圈一侧连接CAN总线模块32，并且连接有滤波电容，另一侧对接CAN总线并且连接有稳压管芯片；
该上位机4或显示器5用于显示检测结果与下达操作指令，用户可以在上位机4或可触控的显示器5上观察到由单片机1上传的检测结果，或者下达相应的操作指令，其中包括测试指令、校准指令等。
参见附图6，电池组连线自动检测方法包括检测和校准两个模式，为确检测的准确性，一般在出厂前实施都要执行一次校准模式，后续也可以根据实际使用情况定时实施校准；两个模式的具体操作分别如下：
第一，校准模式
使用24串的标准电池组进行校准，首先通过上位机4对单片机1输入标准电池组每个点与公共端的对应标准电压值，即为各电压检测端口分别设定对应的标准电压值，例如，第N个电压检测端口的标准电压值UT(N)＝UB*N，UB为标准电池组中单体电池的电压值，UB＝3333±2mV；
接着，将标准电池组与各电压检测端口对接，并采集各电压检测端口的电压值U(N)；根据各电压检测端口的电压值U(N)和标准电压值UT(N)计算各电压检测端口的标准系数K，K＝UT(N)/U(N)；
最后，将标准系数K写入EEPROM中以配置到各电压检测端口，用于对各电压检测端口的电压值的加权运算。在后续的测量中，各电压检测端口的检测电压就等于实际测量电压乘以标准系数。
第二，检测模式
每一组电压检测端口有12个，支持12串电池连线，N＝1、2、3…12，可通过上位机或显示器设置真实电池串数；例如，电池连线分组可以是：均衡线组一，Bal01-/Bal01-Bal12；采集线组一，Cell01-/Cell01-Cell12；均衡线组二，Bal13-/Bal13-Bal24；采集线组二，Cell13-/Cell13-Cell24；
电池组中的电池按1至N号依次排列串联，并将1至N号电池的正极分别连接至对应的电压检测端口；
主算法：采集各电压检测端口的电压值，并计算当前电压检测端口的电压值U(N)与其前一排序的电压检测端口的电压值U(N-1)之差；若差值U(N)-U(N-1)落入第一预设范围，则判断为该电压检测端口所接电池的连线正常，否则为异常；该第一预设范围为[UD，UC]，其中，UD为电池的放电截止电压，UC为充电截止电压。以磷酸铁锂电池组为例，其放电截止电压UD为2.5V，其充电截止电压UC为3.65V；即，U(N)-U(N-1)在2.5-3.65V之间即为连线正常；
补偿算法：当第N-1号电池正极所连接的电压检测端口的电压值U(N-1)满足U(N-1)≤(N-1)*UL，或者U(N-1)≥(N-1)*UH时判定为电压异常；其中，UL为单体电池的电压下限值，UH为单体电池的电压上限值；
当电压异常时，根据单体电池的额定电压值U0计算获得第N-1号电池正极所连接的电压检测端口的电压值参考值为U0*(N-1)；当第N号电池正极所连接的电压检测端口的电压值U(N)满足当U(N)-U0*(N-1)落入第二预设范围时，代表第N号电池的连线正常，否则为异常。
以磷酸铁锂电池组为例，该单体电池的电压下限值UL＝3.0V，该单体电池的电压上限值UH＝3.4V，该单体电池的额定电压值U0＝3.2V，第二预设范围为[UD,m*UD]，其中，UD为单体电池的放电截止电压，m的取值包括m＝2，该放电截止电压UD为2.5V，该第二预设范围为2.5V至5.0V。
本发明针对多串电池组设计电压自动检测与判断机制，能够快速检测出电池组的连线是否按照规定连接好，对线没有连接好或错误连接的情况，可以快速提出故障显示，不仅避免了因电池组接线错误未被发现而导致BMU从控模块烧毁，而且提高了生产过程中的检测效率，具有较佳的技术性和实用性，适合推广应用。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池组连线自动检测方法，其特征在于：
电池组中的电池按1至N号依次排列串联，并将1至N号电池的正极分别连接至对应的电压检测端口；
采集各电压检测端口的电压值，并计算当前电压检测端口的电压值U(N)与其前一排序的电压检测端口的电压值U(N-1)之差；
若差值U(N)-U(N-1)落入第一预设范围，则判断为该电压检测端口所接电池的连线正常，否则为异常。
2.根据权利要求1所述的电池组连线自动检测方法，其特征在于：该第一预设范围为[UD，UC]，其中，UD为电池的放电截止电压，UC为充电截止电压。
3.根据权利要求2所述的电池组连线自动检测方法，其特征在于：该放电截止电压UD为2.5V，该充电截止电压UC为3.65V。
4.根据权利要求1所述的电池组连线自动检测方法，其特征在于：
当第N-1号电池正极所连接的电压检测端口的电压值U(N-1)满足
U(N-1)≤(N-1)*UL，或者U(N-1)≥(N-1)*UH时判定为电压异常；其中，UL为单体电池的电压下限值，UH为单体电池的电压上限值；
当电压异常时，根据单体电池的额定电压值U0计算获得第N-1号电池正极所连接的电压检测端口的电压值参考值为U0*(N-1)；
当第N号电池正极所连接的电压检测端口的电压值U(N)满足
当U(N)-U0*(N-1)落入第二预设范围时，代表第N号电池的连线正常，否则为异常。
5.根据权利要求4所述的电池组连线自动检测方法，其特征在于：该单体电池的电压下限值UL＝3.0V，该单体电池的电压上限值UH＝3.4V，该单体电池的额定电压值U0＝3.2V。
6.根据权利要求1所述的电池组连线自动检测方法，其特征在于：第二预设范围为[UD,m*UD]，其中，UD为单体电池的放电截止电压，m的取值包括m＝2。
7.根据权利要求6所述的电池组连线自动检测方法，其特征在于：该放电截止电压UD为2.5V，该第二预设范围为2.5V至5.0V。
8.根据权利要求1所述的电池组连线自动检测方法，其特征在于，还包括校准操作：
为各电压检测端口分别设定对应的标准电压值，第N个电压检测端口的标准电压值UT(N)＝UB*N，UB为标准电池组中单体电池的电压值；
将标准电池组与各电压检测端口对接，并采集各电压检测端口的电压值U(N)；根据各电压检测端口的电压值U(N)和标准电压值UT(N)计算各电压检测端口的标准系数K，K＝UT(N)/U(N)；
将标准系数K配置到各电压检测端口，用于对各电压检测端口的电压值的加权运算。
9.一种电池组连线自动检测系统，其特征在于：包括单片机、电压采集电路和通讯电路；该单片机配置为执行如权利要求1-8任一项所述的电池组连线自动检测方法，其提供有用于对接电压采集电路的AD采集端口和用于对接通讯电路的通讯端口；该电压采集电路的输入端为该电压检测端口；该通讯电路用于对接上位机或/和显示器；该上位机或/和显示器用于显示检测结果与下达操作指令。
10.根据权利要求9所述的电池组连线自动检测系统，其特征在于：该通讯电路包括数字隔离模块、CAN总线模块和输入输出模块，该输入输出模块包括滤波电容、共模扼流圈和稳压管芯片，该共模扼流圈一侧连接CAN总线模块，并且连接有滤波电容，另一侧对接CAN总线并且连接有稳压管芯片；该数字隔离模块连接于CAN总线模块与单片机之间。
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|---|---|
| CN (1) | CN113740749A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114785165A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-07-22 | 广东首航智慧新能源科技有限公司 | 一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法 |
| WO2023184617A1 (zh) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 长鑫存储技术有限公司 | 电源映射检测方法、装置、电子设备及介质 |
| US11892520B2 (en) | 2022-03-28 | 2024-02-06 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Method and device for power supply mapping detection, electronic device, and medium |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102723754A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-10-10 | 惠州市亿能电子有限公司 | 电池管理系统电池组采集线断线识别电路及识别方法 |
| CN103730700A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-04-16 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种动力电池系统对采样线束故障的判定和处理方法 |
| CN104849528A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-19 | 江苏亿能电气有限公司 | 一种基于wsn的母线电压检测系统及故障诊断方法 |
| CN106772082A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 惠州市蓝微新源技术有限公司 | 一种单体电池的电压采集线断线检测方法 |
| CN107167690A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-09-15 | 湖南利能科技股份有限公司 | 一种电池组电压采集系统断线检测装置和方法 |
| CN108627772A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-10-09 | 安徽朗越能源股份有限公司 | 一种锂电池分组输出电压快速测试方法 |
| CN110726936A (zh) * | 2018-06-28 | 2020-01-24 | 微宏动力系统（湖州）有限公司 | 一种电压采样故障和电压极值故障的判定和处理方法 |
| CN112748367A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电池管理系统和一种电池断线故障的检测方法 |
| CN213262026U (zh) * | 2020-10-26 | 2021-05-25 | 湖南润物智联新能源科技有限公司 | 动力电池组电压监测电路及电动车 |
-
2021
- 2021-09-06 CN CN202111036157.6A patent/CN113740749A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102723754A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-10-10 | 惠州市亿能电子有限公司 | 电池管理系统电池组采集线断线识别电路及识别方法 |
| CN103730700A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-04-16 | 天津力神电池股份有限公司 | 一种动力电池系统对采样线束故障的判定和处理方法 |
| CN104849528A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-19 | 江苏亿能电气有限公司 | 一种基于wsn的母线电压检测系统及故障诊断方法 |
| CN106772082A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 惠州市蓝微新源技术有限公司 | 一种单体电池的电压采集线断线检测方法 |
| CN107167690A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-09-15 | 湖南利能科技股份有限公司 | 一种电池组电压采集系统断线检测装置和方法 |
| CN108627772A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-10-09 | 安徽朗越能源股份有限公司 | 一种锂电池分组输出电压快速测试方法 |
| CN110726936A (zh) * | 2018-06-28 | 2020-01-24 | 微宏动力系统（湖州）有限公司 | 一种电压采样故障和电压极值故障的判定和处理方法 |
| CN112748367A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电池管理系统和一种电池断线故障的检测方法 |
| CN213262026U (zh) * | 2020-10-26 | 2021-05-25 | 湖南润物智联新能源科技有限公司 | 动力电池组电压监测电路及电动车 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023184617A1 (zh) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 长鑫存储技术有限公司 | 电源映射检测方法、装置、电子设备及介质 |
| US11892520B2 (en) | 2022-03-28 | 2024-02-06 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Method and device for power supply mapping detection, electronic device, and medium |
| CN114785165A (zh) * | 2022-06-20 | 2022-07-22 | 广东首航智慧新能源科技有限公司 | 一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法 |
| CN114785165B (zh) * | 2022-06-20 | 2022-11-08 | 广东首航智慧新能源科技有限公司 | 一种交流/直流变换器、电源模组及其故障检测方法 |
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