CN113748046A - 电池管理系统、电池管理方法、电池组件和电动车辆 - Google Patents

Abstract

根据本公开的电池管理系统包括第一连接单元、第一从属控制器和主控制器。第一连接单元将包括在第一电池组中的第一电池电芯电连接到第一从属控制器。来自第一电池组的电力通过包括在第一连接单元中的第一电源线被提供给第一从属控制器。第一从属控制器确定指示第一电池电芯的在执行第一通信模式期间的电压的第一参考电压值，并且确定指示第一电池电芯的在执行第二通信模式期间的电压的第一比较电压值。主控制器基于第一参考电压值和第一比较电压值确定是否发生了第一电源线的线断开故障。

Description

电池管理系统、电池管理方法、电池组件和电动车辆

技术领域

本公开涉及诊断用于从电池组接收电力的电源线的状态的技术。

本申请要求于2019年9月23日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0116945的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

近来，对诸如笔记本电脑、摄像机、手机等便携式电子产品的需求急剧增加，随着电动车辆、储能蓄电池、机器人、卫星等的广泛发展，对可重复充电的高性能电池进行了很多研究。

目前商业上可获得的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等，在这些电池中，锂电池几乎没有或没有记忆效应，因此由于随时随地可以进行再充电、自放电率非常低、能量密度高等优点，锂电池比镍基电池更受关注。

应用于电动车辆的电池组件一般包括串联连接的多个电池组和电池管理系统。电池管理系统监测包括在电池组中的每个电池电芯的电压。近来，为了满足对高容量高输出电池组件的需求，电池组件中的电池组的数量不断增加。

用于高效管理包括在电池组件中的每个电池组的单主-多从属结构包括与多个电池组按一一对应关系设置的多个从属控制器和控制所有多个从属控制器的主控制器。

此外，各个从属控制器可以使用被布置为由相应从属控制器监测的电池组作为工作用电源。当电池组的高压节点通过电源线连接到从属控制器的电源端子时，从电池组向从属控制器供电。

然而，当电源线因外部冲击、过热或老化而损坏时，从属控制器可能会无意中无法运行。

发明内容

技术问题

设计本公开来解决上述问题，因此本公开旨在提供一种电池管理系统、电池组件和电动车辆，从而即使在为了在电池组和从属控制器之间传输电力而设置的电源线开路的情况下，也可以通过连接到包括在电池组中的电池电芯的感测线从电池组向从属控制器供电。

本公开还旨在提供一种电池管理系统、电池管理方法、电池组件和电动车辆，以基于可以由从属控制器执行的两种操作模式之间的功耗差来诊断电源线的状态。

本公开的这些和其它目的和优点可以通过以下描述被理解并且将从本公开的实施方式变得明显。此外，很容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中阐述的方式及其组合来实现。

技术方案

根据本公开的一方面的电池管理系统包括第一连接单元、第一从属控制器和主控制器。第一连接单元包括第一电源线、第一感测线、第二感测线和第一二极管。第一二极管连接于第一感测线与第一电源线之间。第一从属控制器包括通过第一电源线连接到包括在第一电池组中的第一电池电芯的正端子的第一电源端子、通过第一感测线连接到第一电池电芯的正端子的第一感测端子、以及通过第二感测线连接到第一电池电芯的负端子的第二感测端子。主控制器可操作地联接到第一从属控制器。第一从属控制器被配置为响应于来自主控制器的第一诊断请求信号，按顺序执行第一通信模式和第二通信模式。执行第一通信模式所需的电量不同于执行第二通信模式所需的电量。第一从属控制器被配置为确定指示第一电池电芯的在执行第一通信模式期间的电压的第一参考电压值。第一从属控制器被配置为确定指示第一电池电芯的在执行第二通信模式期间的电压的第一比较电压值。主控制器被配置为基于第一参考电压值和第一比较电压值确定第一电源线是否存在开路故障。

第一二极管的阴极(cathode)可以连接到第一电源线。第一二极管的阳极(anode)可以连接到第一感测线。

第一感测线的电阻值可以大于第一电源线的电阻值。

主控制器可以被配置为当第一参考电压值与第一比较电压值之间的差的绝对值大于阈值时，确定第一电源线存在开路故障。

第一从属控制器还可以包括第一通信模块和第二通信模块。第一从属控制器可以被配置为在执行第一通信模式时激活第一通信模块和第二通信模块两者。第一从属控制器可以被配置为在执行第二通信模式时激活第一通信模块并且去激活第二通信模块。

电池管理系统还可以包括第二连接单元和第二从属控制器。第二连接单元可以包括第二电源线、第三感测线、第四感测线和第二二极管。第二二极管可以连接在第三感测线和第二电源线之间。第二从属控制器可以包括：第二电源端子，其连接到包括在第二电池组中的第二电池电芯的正端子，第二电池组通过第二电源线串联连接到第一电池组；第三感测端子，其通过第三感测线连接到第二电池电芯的正端子；以及第四感测端子，其通过第四感测线连接到第二电池电芯的负端子。

第二从属控制器可以被配置为响应于来自主控制器的第二诊断请求信号，按顺序执行第一通信模式和第二通信模式。第二从属控制器可以被配置为确定指示第二电池电芯的在执行第一通信模式期间的电压的第二参考电压值。第二从属控制器可以被配置为确定指示第二电池电芯的在执行第二通信模式期间的电压的第二比较电压值。第二从属控制器可以被配置为基于第二参考电压值和第二比较电压值确定第二电源线是否存在开路故障。

第二从属控制器还可以包括第三通信模块和第四通信模块。第二从属控制器可以被配置为在执行第一通信模式时激活第三通信模块和第四通信模块两者。第二从属控制器可以被配置为在执行第二通信模式时激活第三通信模块并且去激活第四通信模块。

根据本公开的另一方面的电池组件包括电池管理系统。

根据本公开的又一方面的电动车辆包括电池组件。

根据本公开的又一方面的电池管理方法使用电池管理系统。电池管理方法包括：由第一从属控制器响应于来自主控制器的第一诊断请求信号执行第一通信模式；由第一从属控制器确定指示第一电池电芯的在执行第一通信模式期间的电压的第一参考电压值；由第一从属控制器执行第二通信模式；由第一从属控制器确定指示第一电池电芯的在执行第二通信模式期间的电压的第一比较电压值；由第一从属控制器将包括第一参考电压值和第一比较电压值的第一响应信号传送至主控制器；以及当主控制器接收到第一响应信号时，由主控制器基于第一参考电压值和第一比较电压值确定第一电源线是否存在开路故障。

当执行第一通信模式时，第一通信模块和第二通信模块两者都可以被激活。当执行第二通信模式时，可以激活第一通信模块并且可以去激活第二通信模块。

在确定第一电源线是否存在开路故障的步骤中，可以在第一参考电压值与第一比较电压值之间的差的绝对值大于阈值时，确定第一电源线存在开路故障。

有益效果

根据本公开的至少一个实施方式，当被设置用于在电池组与从属控制器之间传送电力的电源线开路时，可以通过连接到包括在电池组中的电池电芯的感测线将电力从电池组提供至从属控制器。

此外，可以基于由从属控制器可以执行的两种操作模式之间的功耗差来诊断电源线的状态。

本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求清楚地理解这些和其它效果。

附图说明

附图示出本公开的优选实施方式，并且连同下面描述的本公开的详细描述一起用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此本公开不应被解释为限于附图。

图1是示例性地示出根据本公开的实施方式的电动车辆的配置的图。

图2是示例性地示出图1的从属控制器的详细配置的图。

图3和图4是示例性地示出使用图1的电池管理系统的电池管理方法的流程图。

图5和图6是用于描述根据图3和图4的电池管理方法的参考图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为仅限于一般含义和字典含义，而是应基于允许发明人适当地定义术语以进行最佳解释的原则、基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释。

包括诸如“第一”、“第二”等序数的术语用于区分各种元件中的一个元件与另一个元件，但不旨在通过术语来限制这些元件。

除非上下文另有明确指示，否则将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”指定所述元件的存在，但不排除一种或多种其它元件的存在或添加。另外，这里所使用的术语“控制单元”是指具有至少一种功能或操作的处理单元，并且可以通过硬件或软件单独或组合来实现。

此外，在整个说明书中，将进一步理解，当元件被称为“连接到”另一个元件时，它可以直接连接到另一个元件或可以存在中间元件。

图1是示例性地示出根据本公开的实施方式的电动车辆的配置的图，并且图2是示例性地示出图1的电芯管理装置的详细配置的图。

参考图1和图2，电动车辆1包括电池组件10和高级控制器2。电动车辆1还可以包括直流(DC)-交流(AC)逆变器(未示出)和电动机(未示出)。

电池组件10包括n个电池组20_{_1}～20_{_n}和电池管理系统5。第1至第n电池组20_{_1}～20_{_n}通过充/放电线3串联电连接。电池管理系统5包括n个电芯管理装置100_{_1}～100_{_n}和主控制器200。n是1或更大的自然数。

当i是等于或小于n的自然数时，电池组20_{_i}包括m个电池电芯30_{_1}～30_{_m}。m是1或更大的自然数。电池电芯30可以包括任何类型的可再充电电池，诸如锂离子电芯，并且不限于特定类型。当m等于或大于2时，电池电芯30_{_1}～30_{_m}串联电连接。当j是小于m的自然数时，电池电芯30__j的负端子可以电连接到电池组20_{_i}中的电池电芯30__j+1的正端子。

在电池组20_{_i}中，电池电芯30_₁在电池电芯30_{_1}～30_{_m}中具有最高电位，而电池组20_{_i}的电池电芯30_₁可以被称为“第i最高电位电芯”或“第i高电压电芯”。

电芯管理装置100_{_i}包括连接单元110_{_i}和从属控制器120_{_i}。

连接单元110_{_i}包括电源线PL_{_i}、感测线SL_{_1}～SL_{_m+1}以及二极管D_{_i}。电池组20_{_i}的每一个电池电芯30_{_1}～30_{_m}的正端子和负端子通过连接单元110_{_i}电连接到从属控制器120_{_i}。

电源线PL_{_i}的第一端电连接到电池电芯30_₁的正端子。电源线PL_{_i}的第二端电连接到从属控制器120_{_i}。电源线PL_{_i}可以包括熔丝F。

感测线SL_{_1}的第一端电连接至电池电芯30_₁的正端子。感测线SL_{_1}的第二端电连接至从属控制器120_{_i}。当h为等于2～m+1的自然数时，感测线SL_{_h}的第一端电连接到电池电芯30_{_h-1}的负端子，并且感测线SL_{_h}的第二端电连接到从属控制器120_{_i}。

感测线SL_{_1}～SL_{_m+1}中的每一条可以包括保护电阻器R。保护电阻器R可以具有预定电阻值(例如，10KΩ)，并且通过保护电阻器R保护从属控制器120_{_i}免受来自电池电芯30_{_1}～30_{_m}的冲击电压的影响。

感测线SL_{_1}～SL_{_m+1}中的每一条的电阻值可以等于或大于电源线PL_{_i}的电阻值。例如，感测线SL_{_1}～SL_{_m+1}的电阻值与电源线PL_{_i}的电阻值的比率可以等于或大于预定参考值(例如，10)。

二极管D_{_i}电连接在电源线PL_{_i}与感测线SL_{_1}之间。具体地，二极管D_{_i}并联连接至感测线SL_{_1}的保护电阻器R与电源线PL_{_i}的串联电路。如图2所示，二极管D_{_i}的阳极连接到感测线SL_{_1}的第一端，并且二极管D_{_i}的阴极连接到电源线PL_{_i}的第二端。

设置从属控制器120_{_i}以监测包括在电池组20_{_i}中的每个电池电芯30_{_1}～30_{_m}的状态(例如，电压、温度)。从属控制器120_{_i}包括发电电路130、电压检测电路140和控制单元150。

发电电路130包括电源端子PP。电源端子PP电连接到电源线PL_{_i}的第二端。发电电路130例如可以是DC-DC转换器。发电电路130通过对经由电源线PL_{_i}从电池组20_{_i}提供到电源端子PP的电力进行DC-DC转换来产生电源电压V_DD。电源电压V_DD被提供给电压检测电路140和控制单元150。电压检测电路140和控制单元150通过电源电压V_DD进行操作。尽管未示出，但是电池电芯30__m的负端子可以用作发电电路130的地。

在连接单元110_{_i}中，当电源线PL_{_i}和感测线SL_{_1}都处于正常状态时，二极管D_{_i}的阴极的电位等于或高于二极管D_{_i}的阳极的电位。因此，通过二极管D_{_i}的电流的中断，来自电池组20_{_i}的电力仅通过电源线PL_{_i}被提供给发电电路130。

与之相比，当感测线SL_{_1}处于正常状态而电源线PL_{_i}存在开路故障时，二极管D_{_i}的阳极的电位高于二极管D_{_i}的阴极的电位。因此，来自电池组20_{_i}的电力通过感测线SL_{_1}和二极管D_{_i}被提供给发电电路130。也就是说，当电源线PL_{_i}开路时，感测线SL_{_1}和二极管D_{_i}可以用作额外的电源线。

电压检测电路140包括感测端子SP_{_1}～SP_{_m+1}。感测端子SP_{_1}电连接至感测线SL_{_1}的第二端。当h＝2～m+1时，感测端子SP_{_h}电连接到感测线SL_{_h}的第二端。电压检测电路140检测感测端子SP_{_h-1}与感测端子SP_{_h}之间的电位差作为电池电芯30_{_h-1}的电压。电压检测电路140将指示每个电池电芯30_{_1}～30_{_m}的检测电压的电芯电压信息传送到控制单元150。

控制单元150可操作地联接至发电电路130、电压检测电路140以及主控制器200。控制单元150经由与主控制器200的数据通信，使用电压检测电路140来确定指示每个电池电芯30_{_1}～30_{_m}的电压的电压值。

控制单元150可以使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器或用于执行其它功能的电气单元中的至少一个以硬件实现。控制单元150可以在其中包括存储器。存储器可以存储执行如下所述的方法所需的程序和数据。存储器可以例如包括闪存类型、硬盘类型、固态硬盘(SSD)类型、硅硬盘驱动器(SDD)类型、缩微多媒体卡型的存储介质、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或可编程只读存储器(PROM)中的至少一种类型。

从属控制器120_{_1}～120_{_n}和主控制器200可以通过通信信道以菊花链或环路的形式连接以在它们之间执行双向数据通信。

控制单元150包括两个通信模块161、162。通信模块161通过通信线路CL_{_i}连接到主控制或从属控制器120_{_i+1}。通信模块162可以被定位成通过通信线路CL_{_i-1}连接到或不连接到从属控制器120_{_i-1}或主控制器200。通信模块161、162可以使用众所周知的通信协议(诸如，控制器局域网(CAN))与另一个从属控制器120和/或主控制器200进行双向数据通信。

主控制器200 150还可以使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器或用于执行其它功能的电气单元中的至少一种以硬件实现。主控制器200可以在其中包括存储器。存储器可以存储执行如下所述的方法所需的程序和数据。存储器例如可以包括闪存类型、硬盘类型、固态硬盘(SSD)类型、硅硬盘驱动器(SDD)类型、缩微多媒体卡型的存储介质、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或可编程只读存储器(PROM)中的至少一种类型。

主控制器200可操作地联接到从属控制器120_{_1}～120_{_n}和高级控制器2。主控制器200可以将与从属控制器120_{_1}～120_{_n}相关的信息传送到高级控制器2，并且从高级控制器2接收相应的命令。高级控制器2例如可以是应用电池组件10的电动车辆1的电子控制单元(ECU)。

主控制器200可以与安装在充/放电线3上的电流检测电路4电连接，以从电流检测电路4获取电流信号，并且电流信号指示由电流检测电路4检测到的电流。

主控制器200可以基于来自电流检测电路4的电流信号和来自从属控制器120_{_i}的电芯电压信息来确定电池组20_{_i}的每个电池电芯30_{_1}～30_{_m}的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)。

当预设事件发生时，主控制器200可以执行诊断模式。诊断模式是用于诊断每个电芯管理装置100_{_1}～100_{_n}的电源线PL的模式。例如，主控制器200可以响应于从高级控制器2接收到的待机命令来执行诊断模式。待机命令可以是请求将从属控制器120_{_1}～120_{_n}从唤醒状态改变为睡眠状态的消息。

当执行诊断模式时，主控制器200可以根据预设规则顺序地向从属控制器120_{_1}～120_{_n}传送诊断请求信号。例如，主控制器200可以基于距主控制器200的通信距离，将诊断请求信号顺序地传送到从属控制器120_{_1}～120_{_n}。例如，主控制器200可以首先针对与主控制器200具有最长通信距离的从属控制器120_{_1}传送诊断请求信号，并且可以最后针对与主控制器200具有最短通信距离的从属控制器120_{_n}传送诊断请求信号。另外，在主控制器200接收到来自从属控制器120_{_i}的响应信号之后，主控制器200可以针对从属控制器120_{_i+1}传送诊断请求信号。

另选地，主控制器200不重复传送诊断请求信号，而是每个从属控制器120可以将响应信号传送给主控制器200，然后将诊断请求信号传送给下一个从属控制器120。

图3和图4是示例性地示出使用图1的电池管理系统的电池管理方法的流程图，并且图5和图6是用于描述根据图3和图4的电池管理方法的参考图。图3和图4的电池管理方法可以当主控制器200在从属控制器120_{_1}～120_{_n}的唤醒状态下执行诊断模式时开始。

参考图3至图6，在步骤S300中，主控制器200将计数索引k设置为等于1。

在步骤S305中，主控制器200针对第k从属控制器120_{_k}传送诊断请求信号。即，主控制器200从从属控制器120_{_1}～120_{_n}中选择与计数索引k所指示的顺序相对应的第k从属控制器120_{_k}。在步骤S305中传送的诊断请求信号可以通过从属控制器120_{_k+1}～120_{_n}和通信线路CL_{_k+1}～CL_{_n}传送到第k从属控制器120_{_k}的通信端子161。

在步骤S310中，响应于诊断请求信号，第k从属控制器120_{_k}执行第一通信模式。

在步骤S315中，第k从属控制器120_{_k}确定指示在执行第一通信模式期间检测到的电池组20_{_k}的电池电芯30_₁的电压的第k参考电压值。例如，第k参考电压值可以是在执行第一通信模式期间在第一时间段(例如，0.5秒)内按第一次数(例如，10次)顺序测量的电池电芯30_₁的电压的平均值。当确定第k参考电压值时，第一通信模式可以结束。

在步骤S320中，第k从属控制器120_{_k}执行第二通信模式。

在步骤S325中，从属控制器120确定指示在执行第二通信模式期间检测到的电池组20_{_k}的电池电芯30_₁的电压的第k比较电压值。例如，第k比较电压值可以是在执行第二通信模式期间在第二时间段(例如，0.5秒)内按第二次数(例如，10次)顺序地测量电池电芯30_₁的电压的平均值。当确定第k比较电压值时，第二通信模式可以结束。在步骤S315或S325中，可以由第k从属控制器120_{_k}另外确定指示电池组20_{_k}的剩余电池电芯30_{_2～}30_{_m}中的每一个的电压的电压值。

即使执行了第一通信模式和第二通信模式中的任何一个，第k从属控制器120_{_k}也可以将通信模块161保持在活动状态。另外，第k从属控制器120_{_k}可以在第一通信模式和第二通信模式中的任何一个期间将通信模块162去激活，并且可以在另一个通信模式期间激活通信模块162。例如，第k从属控制器120_{_k}可以在第一通信模式期间激活通信模块161和通信模块162两者。相反，在第二通信模式期间，第k从属控制器120_{_k}可以激活通信模块161但是将通信模块162去激活。本领域技术人员将容易理解，激活通信模块161和通信模块162两者所需的电量低于仅激活通信模块161所需的电量。即，执行第一通信模式所需的电量与执行第二通信模式所需的电量不同。

当连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}开路时，由于电流流经连接单元110_{_k}的感测线SL_{_1}和二极管D_{_k}，所以与电源线PL_{_k}未开路的情况相比，跨感测线SL_{_1}产生较大电压降。

图5示出了当连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}发生开路故障时，第k从属控制器120_{_k}执行第一通信模式的示例性情况。参考图5，在电流I1_{_k}流经连接单元110_{_k}的感测线SL_{_1}时执行第一通信模式所需的电力被提供给发电电路130时，由于欧姆定律发生跨感测线SL_{_1}的电压降V1_{_k}。因此，在步骤S315中确定的第k参考电压值指示比电池组20_{_k}的电池电芯30_₁的实际电压低电压降V1_{_k}的电压。图6示出了当在连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}中发生开路故障时，第k从属控制器120_{_k}执行第二通信模式的情况。参考图6，当在电流I2_{_k}流经连接单元110_{_k}的感测线SL_{_1}时将执行第二通信模式所需的电力提供给发电电路130时，发生跨感测线SL_{_1}的电压降V2_{_k}。因此，在步骤S325中确定的第k比较电压值指示比电池组20_{_k}的电池电芯30_₁的实际电压低电压降V2_{_k}的电压。由于电流I1_{_k}和电流I2_{_k}彼此不同，所以电压降V1_{_k}和电压降V2_{_k}也彼此不同。因此，存在与电压降V1_{_k}和电压降V2_{_k}之间的差相对应的第k参考电压值与第k比较电压值之间的差。

相反，当连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}未开路且处于正常状态时，来自电池组20_{_i}的电力仅通过电源线PL_{_k}被提供至发电电路130。因此，即使执行第一通信模式和第二通信模式中的任何一个，也不会跨感测线SL_{_1}出现电压降。因此，与图5和图6所示的连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}的开路情况相反，在步骤S315中确定的第k参考电压值和在步骤S325中确定的第k比较电压值相等或具有小于预定水平的差异。

在步骤S330中，第k从属控制器120_{_k}向主控制器200传送包括第k参考电压值和第k比较电压值的第k响应信号。第k响应信号还可以包括指示电池电芯30_{_2}～30_{_m}中的每个的电压的电压值。第k从属控制器120_{_k}在向主控制器200传送第k响应信号之后，可以改变为睡眠状态。

在步骤S335中，主控制器20确定包括在第k响应信号中的第k参考电压值与第k比较电压值之间的差的绝对值是否大于阈值。阈值可以是基于在第一通信模式下消耗的电流和在与第一通信模式不同的第二通信模式下消耗的电流的实验结果而预设的值。步骤S335的值为“是”指示连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}存在开路故障。步骤S335的值为“否”指示连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}处于正常状态。当步骤S335的值为“是”时，执行步骤S340。当步骤S335的值为“否”时，执行步骤S345。

在步骤S340中，主控制器200将第k诊断标记设置为等于第一预定值(例如，1)。第一预定值指示连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}开路。此外，主控制器200可以通过将第一补偿值加到第k参考电压值来补偿第k参考电压值，或者可以通过将第二补偿值加到第k比较电压值来补偿第k比较电压值。第一补偿值可以是与在第一通信模式中消耗的电流和感测线SL_{_1}的电阻值的乘积对应的预设值。第二补偿值可以是与第二通信模式中消耗的电流和感测线SL_{_1}的电阻值的乘积对应的预设值。补偿后的第k参考电压值和补偿后的第k比较电压值中的每一个都指示电池组20_{_k}的电池电芯30_₁的实际电压的估计值。代替第k参考电压值或第k比较电压值，主控制器200可以使用补偿后的第k参考电压值或补偿后的第k比较电压值来确定第k高压电芯30_{_1}的SOC。

在步骤S345中，主控制器200将第k诊断标记设置为等于第二预定值(例如，0)。第二预定值指示连接单元110_{_k}的电源线PL_{_k}未开路。

在这种情况下，为了防止在步骤S315到步骤S325的时间段内由于电池组20_{_k}的放电导致的错误诊断，可以将步骤S315和步骤S325之间的时间差设置为等于或小于预定参考时间(例如，0.1秒)。因此，可以将确定第k参考电压值时的电池电芯30_₁的实际电压与确定第k比较电压值时的电池电芯30_₁的实际电压视为基本彼此相等，从而防止步骤S335中的错误确定。

在步骤S350中，主控制器200将计数索引k加1。

在步骤S355中，主控制器200确定计数索引k是否大于n。步骤S355的值为“是”指示连接单元110_{_1}～100_{_n}中包括的电源线PL_{_k}的诊断完成。当步骤S355的值为“是”时，执行步骤S360。步骤S355的值为“否”指示连接单元110_{_k+1}～100_{_n}中的每个中包含的电源线PL的诊断尚未完成。当步骤S355的值为“否”时，处理返回到步骤S305。

在步骤S360中，主控制器200可以将第一至第n诊断标记存储在主控制器200的存储器中。此外，主控制器200可以将第一至第n诊断标记传送至高级控制器2。高级控制器2可以向远程服务器或车辆用户输出指示与设置为第一预定值的每个诊断标记相关的连接单元110存在开路故障的消息。

另选地，当第k从属控制器120_{_k}接收到第k诊断请求信号时，第k从属控制器120_{_k}可以执行不同于第一通信模式和第二通信模式的操作模式。例如，在步骤S310中，第k从属控制器120_{_k}可以执行第一电压检测模式，并且在步骤S320中，第k从属控制器120_{_k}可以执行第二电压检测模式。第一电压检测模式可以是以第一采样率(例如100次/秒)确定第k参考电压值的模式，并且第二电压检测模式可以是以不同于第一次采样率的第二采样率(例如200次/秒)确定第k比较电压值的模式。也就是说，在步骤S310和S320中执行的操作模式不限于第一通信模式和第二通信模式，并且在步骤S310和S320中可以分别执行每单位时间具有不同功耗的两种模式。

以上描述的本发明的实施方式并非仅通过装置和方法来实现，还可以通过实现与本公开的实施方式的配置相对应的功能的程序或者其上记录有程序的记录介质来实现，本领域技术人员可以从前面描述的实施方式的公开内容容易地实现这种实现方式。

此外，由于本领域技术人员在不脱离本公开的多个技术方面的情况下可以对本公开进行多种替换、修改和变化，因此本公开不受前述实施方式和附图的限制，并且一些或者所有实施方式可以有选择地组合以对本公开进行各种修改。

Claims (13)

1.一种电池管理系统，所述电池管理系统包括：

第一连接单元，所述第一连接单元包括第一电源线、第一感测线、第二感测线以及连接在所述第一感测线和所述第一电源线之间的第一二极管；

第一从属控制器，所述第一从属控制器包括第一电源端子、第一感测端子和第二感测端子，所述第一电源端子通过所述第一电源线连接到包括在第一电池组中的第一电池电芯的正端子，所述第一感测端子通过所述第一感测线连接到所述第一电池电芯的正端子，所述第二感测端子通过所述第二感测线连接到所述第一电池电芯的负端子；以及

主控制器，所述主控制器能操作地联接到所述第一从属控制器，

其中，所述第一从属控制器被配置为：

响应于来自所述主控制器的第一诊断请求信号，按顺序执行第一通信模式和第二通信模式，其中，执行所述第一通信模式所需的电量与执行所述第二通信模式所需的电量不同，

确定指示所述第一电池电芯的在执行所述第一通信模式期间的电压的第一参考电压值，以及

确定指示所述第一电池电芯的在执行所述第二通信模式期间的电压的第一比较电压值，并且

其中，所述主控制器被配置为基于所述第一参考电压值和所述第一比较电压值确定所述第一电源线是否具有开路故障。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述第一二极管的阴极连接到所述第一电源线，并且

所述第一二极管的阳极连接到所述第一感测线。

3.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述第一感测线的电阻值大于所述第一电源线的电阻值。

4.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述主控制器被配置为当所述第一参考电压值与所述第一比较电压值之间的差的绝对值大于阈值时，确定所述第一电源线存在开路故障。

5.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述第一从属控制器还包括第一通信模块和第二通信模块，并且

所述第一从属控制器被配置为：

当执行所述第一通信模式时，激活所述第一通信模块和所述第二通信模块两者，并且

当执行所述第二通信模式时，激活所述第一通信模块并且将所述第二通信模块去激活。

6.根据权利要求1所述的电池管理系统，所述电池管理系统还包括：

第二连接单元，所述第二连接单元包括第二电源线、第三感测线、第四感测线以及连接在所述第三感测线和所述第二电源线之间的第二二极管；以及

第二从属控制器，所述第二从属控制器包括第二电源端子、第三感测端子和第四感测端子，所述第二电源端子通过所述第二电源线连接到包括在第二电池组中的第二电池电芯的正端子，所述第二电池组串联连接到所述第一电池组，所述第三感测端子通过所述第三感测线连接到所述第二电池电芯的所述正端子，所述第四感测端子通过所述第四感测线连接到所述第二电池电芯的负端子。

7.根据权利要求6所述的电池管理系统，其中，所述第二从属控制器被配置为：

响应于来自所述主控制器的第二诊断请求信号，按顺序执行所述第一通信模式和所述第二通信模式，

确定指示所述第二电池电芯的在执行所述第一通信模式期间的电压的第二参考电压值，以及

确定指示所述第二电池电芯的在执行所述第二通信模式期间的电压的第二比较电压值，并且

其中，所述主控制器被配置为基于所述第二参考电压值和所述第二比较电压值确定所述第二电源线是否存在开路故障。

8.根据权利要求7所述的电池管理系统，其中，所述第二从属控制器还包括第三通信模块和第四通信模块，并且

所述第二从属控制器被配置为：

当执行所述第一通信模式时，激活所述第三通信模块和所述第四通信模块两者，并且

当执行所述第二通信模式时，激活所述第三通信模块并且将所述第四通信模块去激活。

9.一种电池组件，所述电池组件包括根据权利要求1至8中任一项所述的电池管理系统。

10.一种电动车辆，所述电动车辆包括根据权利要求9所述的电池组件。

11.一种电池管理方法，所述电池管理方法使用根据权利要求1至8中任一项所述的电池管理系统，所述电池管理方法包括以下步骤：

由所述第一从属控制器响应于来自所述主控制器的第一诊断请求信号执行所述第一通信模式；

由所述第一从属控制器确定指示所述第一电池电芯的在执行所述第一通信模式期间的电压的所述第一参考电压值；

由所述第一从属控制器执行所述第二通信模式；

由所述第一从属控制器确定指示所述第一电池电芯的在执行所述第二通信模式期间的电压的第一比较电压值；

所述第一从属控制器向所述主控制器传送包括所述第一参考电压值和所述第一比较电压值的第一响应信号；以及

当所述主控制器接收到所述第一响应信号时，由所述主控制器基于所述第一参考电压值和所述第一比较电压值确定所述第一电源线是否存在开路故障。

12.根据权利要求11所述的电池管理方法，其中，当执行所述第一通信模式时，所述第一通信模块和所述第二通信模块两者都被激活，并且

当执行所述第二通信模式时，所述第一通信模块被激活，而所述第二通信模块被去激活。

13.根据权利要求11所述的电池管理方法，其中，当所述第一参考电压值与所述第一比较电压值之间的差的绝对值大于阈值时，确定所述第一电源线存在开路故障。

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