CN113985295B - 电池包的过流诊断方法、装置、电池管理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包的过流诊断方法、装置、电池管理系统及车辆，其中方法包括：获取电池包的实际电流值和电流阈值；根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量；根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。由此，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

Description

电池包的过流诊断方法、装置、电池管理系统及车辆

技术领域

本发明涉及过流诊断技术领域，尤其涉及一种电池包的过流诊断方法、装置、电池管理系统及车辆。

背景技术

目前常用的电池过流诊断策略，通常是比较电池包实际电流与预设电流阈值的大小来判断是否发生过流故障，但该方法仅适用于大电流过流故障，并不适用于电池包内部长时间小电流故障的诊断，从而造成过流故障诊断的不准确性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电池包的过流诊断方法，该方法通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

本发明的第二个目的在于提出一种电池管理系统。

本发明的第三个目的在于提出一种车辆。

本发明的第四个目的在于提出一种电池包的过流诊断装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电池包的过流诊断方法，方法包括：获取电池包的实际电流值和电流阈值；根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量；根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。

根据本发明实施例的电池包的过流诊断方法，通过获取电池包的实际电流值和电流阈值，并根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量，以及根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。由此，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

根据本发明的一个实施例，获取电池包的电流阈值，包括：获取电池包的当前状态信息；根据当前状态信息获取电池包的当前允许最大电流值；根据当前允许最大电流值获取电池包的电流阈值。

根据本发明的一个实施例，当前状态信息包括荷电状态信息和温度信息，根据当前状态信息获取电池包的当前允许最大电流值，包括：根据荷电状态信息和温度信息，采用查表方式获取电池包的当前允许最大电流值。

根据本发明的一个实施例，根据当前允许最大电流值获取电池包的电流阈值，包括：将当前允许最大电流值乘以预设系数得到电池包的电流阈值。

根据本发明的一个实施例，根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量，包括：获取实际电流值与基准电流值之间的差值；根据差值以及电池包的阻值获取电池包的实际发热功率；对预设时间内的实际发热功率进行积分处理得到预设时间内电池包的发热量。

根据本发明的一个实施例，根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断，包括：当实际电流值大于电流阈值时，确定电池包发生大电流过流故障；当发热量大于热量阈值时，确定电池包发生小电流过流故障。

根据本发明的一个实施例，在确定电池包发生大电流过流故障和/或小电流过流故障后，方法还包括：进行过流故障提醒，并对电池包进行过流保护，以及在对电池包进行过流保护后，根据重新获取的实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断，以确定过流故障是否消除。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电池管理系统，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电池包的过流诊断程序，处理器执行程序时，实现如第一实施例中的电池包的过流诊断方法。

根据本发明实施例的电池管理系统，通过上述的电池包的过流诊断方法，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种车辆，包括如第二方面实施例中的电池管理系统。

根据本发明实施例的车辆，通过上述的电池管理系统，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电池包的过流诊断装置，装置包括：第一获取模块，用于获取电池包的实际电流值；第二获取模块，用于获取电池包的电流阈值；第三获取模块，用于根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量；诊断模块，用于根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。

根据本发明实施例的电池包的过流诊断装置，通过第一获取模块获取电池包的实际电流值，并通过第二获取模块获取电池包的电流阈值，以及通过第三获取模块根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量，最终通过诊断模块根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。由此，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的电池包的过流诊断方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的获取电池包的电流阈值的流程图；

图3为根据本发明一个实施例的获取预设时间内电池包发热量的流程图；

图4为根据本发明另一个实施例的电池包的过流诊断方法的流程图；

图5为根据本发明一个实施例的电池包的过流诊断装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例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例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的电池包的过流诊断方法、装置、电池管理系统及车辆。

图1为根据本发明一个实施例的电池包的过流诊断方法的流程图。如图1所示，该电池包的过流诊断方法包括以下步骤：

步骤S101，获取电池包的实际电流值和电流阈值。

具体地，电池包设置有电流检测模块用于获取电池包的实际电流值，可选的，电流检测模块可以设置在电池包内部，也可以设置在电池包外部以方便拆卸，具体可根据实际使用情况进行选择，同时获取电池包的电流阈值，比较实际电流值与电流阈值的大小来判断电池包是否发生过流故障。

在一些实施例中，获取电池包的电流阈值，包括以下步骤：

步骤S201，获取电池包的当前状态信息。

具体地，获取的电池包的当前状态信息包括荷电状态信息和温度信息，其中，荷电状态代表电池包中剩余电量与相同条件下额定容量的比值，荷电状态信息不能通过直接测量得到，仅能根据电池的某些外特性，比如电池的内阻、开路电压、温度、电流等相关参数，利用相关的特性曲线或计算公式来获得电池包的荷电状态信息；温度信息包括电池包整体的温度信息以及电池包中每个单体电池的温度信息。

步骤S202，根据当前状态信息获取电池包的当前允许最大电流值。即根据上述获得的荷电状态信息以及温度信息通过一定的电流获取策略获取电池包当前允许最大电流值。

在一些实施例中，根据当前状态信息获取电池包的当前允许最大电流值，包括：根据荷电状态信息和温度信息，采用查表方式获取电池包的当前允许最大电流值。

具体地，根据电池包以及的荷电状态信息以及温度信息进行实验标定，获得不同荷电状态信息以及温度信息下电池包所允许的最大电流值，并将实验结果以表格的形式进行储存，当电池包获得当前状态下的荷电状态信息以及温度信息后，根据荷电状态信息和温度信息，采用查表的方式在与储存的表格中查询获取电池包的当前允许最大电流值。

步骤S203，根据当前允许最大电流值获取电池包的电流阈值。

在一些实施例中，根据当前允许最大电流值获取电池包的电流阈值，包括：将当前允许最大电流值乘以预设系数得到电池包的电流阈值。

具体地，根据获得的当前允许最大电流值乘以预设系数得到电池包的电流阈值，可选的，预设系数设置为1.5，即电池包的电流阈值可以设置为当前允许最大电流值的1.5倍，需要说明的是，预设系数同样可以根据实验数据进行标定。

步骤S102，根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量。

具体地，电流流过电池包内部电阻时会产生内部热量，获取预设时间内实际电流流过电池包所产生的发热量。

在一些实施例中，根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量，包括以下步骤：

步骤S301，获取实际电流值与基准电流值之间的差值。

具体地，通过上述的电流检测模块获取当前状态电池包的实际电流值，并通过实验标定的方式获取电池包正常工作状态下的基准电流值，计算得到实际电流值与基准电流值之间的差值，以此为依据计算电池包的发热量。

步骤S302，根据差值以及电池包的阻值获取电池包的实际发热功率。

具体地，根据实际电流值与基准电流值之间的差值以及电池包内阻的阻值获得电池包的实际发电功率，计算公式如下：

P＝I(t)²×R

其中，P为实际发热功率，I(t)为实际电流值与基准电流值之间的差值，R为电池包内阻值。

步骤S303，对预设时间内的实际发热功率进行积分处理得到预设时间内电池包的发热量。

具体地，在预设时间内对实际发热功率通过积分的方式计算电池包的发热量，计算公式如下：

其中，Q为电池包的发热量，T为预设时间，P为实际发热功率。

步骤S103，根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。

具体地，根据获得的实际电流值以及电流阈值可以判断电池包的电流是否过大，若实际电流大于电流阈值，则说明出现过流故障；同时根据电池包的发热量可以判断电池包在使用过程中是否出现过热，从而进一步加强对电池包的过流诊断，以提高过流故障诊断的准确性。

在一些实施例中，根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断，包括：当实际电流值大于电流阈值时，确定电池包发生大电流过流故障；当发热量大于热量阈值时，确定电池包发生小电流过流故障。

具体地，当测得的实际电流值大于电流阈值，说明电池包的输出电流过大，出现大电流故障，过大的电流不仅会影响电池包的使用性能，严重时还会影响电池包的使用寿命，需要说明的是，在确定电池包是否发生大电流过流故障时，需要测得实际电流值大于电流阈值且持续时间大于预设时间后，才认定为发生大电流过流故障，可选的，预设时间可设置为0.5S，也就是说，当实际电流值大于电流阈值且持续0.5S以上，则认为发生大电流过流故障。

当测得发热量大于热量阈值时，确定电池包发生小电流过流故障，其中，上述热量阈值根据实验数据进行设定并预储存，也就是说，当实际电流在电池包所产生的热量累计值超过预设置的热量阈值时，则认为电池包内部出现小电流过流故障，此过流故障诊断方式是为了防止长时间小电流过流导致的电池内部附件热量累计老化。

在一些实施例中，在确定电池包发生大电流过流故障和/或小电流过流故障后，方法还包括：进行过流故障提醒，并对电池包进行过流保护，以及在对电池包进行过流保护后，根据重新获取的实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断，以确定过流故障是否消除。

具体地，当发生大电流过流故障或者小电流故障时，进行相应的过流故障提醒，并根据不同的过流故障执行相应的过流保护，并在执行过流保护后，重新获取实际电流值、电流阈值和发热量，并根据上述获取的实际电流值、电流阈值和发热量进行过流诊断，确定过流故障是否消除，当确定故障消除，重新进行正常过流故障检测模式，否则，重复进行过流保护，直至过流故障消除。

进一步地，作为一个具体示例，参考图4所示，电池包的过流诊断方法可包括以下步骤：

步骤S401，退出初始化状态，开始检测。即对待使用的电池包进行电流检测以及热量检测。

步骤S402，获得当前实际电流值、电流阈值、发热量以及热量阈值。

具体地，通过电流检测模块获取电池包当前实际电流值，并获取预设置的电池包的电流阈值，以及根据当前实际电流值获得的电池包发热量，并获取预设置的电池包热量阈值，分别比较实际电流值和电流阈值的大小以及电池包发热量和热量阈值的大小。

步骤S403，判断是否发生大电流过流故障。如果是，执行步骤S405，否则，返回步骤S402。

步骤S404，判断是否发生小电流过流故障。如果是，执行步骤S405，否则，返回步骤S402。

步骤S405，上报故障并进行过流保护，重新获取过流保护后的当前实际电流值、电流阈值、发热量以及热量阈值。

具体地，当发生大电流过流故障或者小电流故障时，进行相应的过流故障提醒，并根据不同的过流故障执行相应的过流保护，并在执行过流保护后，重新获取实际电流值、电流阈值、发热量以及热量阈值，并根据上述获取的实际电流值、电流阈值、发热量以及热量阈值进行过流诊断，确定过流故障是否消除。

步骤S406，判断是否退出大电流过流故障。如果是，执行步骤S408，否则，返回步骤S405。

步骤S407，判断是否退出大电流过流故障。如果是，执行步骤S408，否则，返回步骤S405。

步骤S408，退出故障状态。即当确定过流故障消除后，退出故障状态，并返回至步骤S401。

由此，通过获得当前实际电流值、电流阈值、发热量以及热量阈值，判断是否大电流过流故障或者小电流故障，在电流判断的基础上，新增了热量累计判断，解决了小电流故障无法诊断问题，提高了过流故障诊断的准确性。

综上所述，根据本发明实施例的电池包的过流诊断方法，通过获取电池包的实际电流值和电流阈值，并根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量，以及根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。由此，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

本发明的实施例提供了一种电池管理系统，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电池包的过流诊断程序，处理器执行程序时，实现如上述的电池包的过流诊断方法。

根据本发明实施例的电池管理系统，通过上述的电池包的过流诊断方法，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

本发明的实施例提供了一种车辆，包括上述的电池管理系统。

根据本发明实施例的车辆，通过上述的电池管理系统，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

图5为根据本发明一个实施例的电池包的过流诊断装置的结构示意图。如图5所示，该电池包的过流诊断装置100包括：第一获取模块110、第二获取模块120、第三获取模块130和诊断模块140。

其中，第一获取模块110用于获取电池包的实际电流值；第二获取模块120用于获取电池包的电流阈值；第三获取模块130用于根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量；诊断模块140用于根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。

在一些实施例中，第二获取模块120具体用于：获取电池包的当前状态信息；根据当前状态信息获取电池包的当前允许最大电流值；根据当前允许最大电流值获取电池包的电流阈值。

在一些实施例中，当前状态信息包括荷电状态信息和温度信息，第二获取模块120具体用于：根据荷电状态信息和温度信息，采用查表方式获取电池包的当前允许最大电流值。

在一些实施例中，第二获取模块120具体用于：将当前允许最大电流值乘以预设系数得到电池包的电流阈值。

在一些实施例中，第三获取模块130具体用于：获取实际电流值与基准电流值之间的差值；根据差值以及电池包的阻值获取电池包的实际发热功率；对预设时间内的实际发热功率进行积分处理得到预设时间内电池包的发热量。

在一些实施例中，诊断模块140具体用于：当实际电流值大于电流阈值时，确定电池包发生大电流过流故障；当发热量大于热量阈值时，确定电池包发生小电流过流故障。

在一些实施例中，在确定电池包发生大电流过流故障和/或小电流过流故障后，还进行过流故障提醒，并对电池包进行过流保护，以及在对电池包进行过流保护后，根据重新获取的实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断，以确定过流故障是否消除。

需要说明的是，本申请中关于电池包的过流诊断装置的描述，请参考本申请中关于电池包的过流诊断方法的描述，具体这里不再赘述。

根据本发明实施例的电池包的过流诊断装置，通过第一获取模块获取电池包的实际电流值，并通过第二获取模块获取电池包的电流阈值，以及通过第三获取模块根据实际电流值获取预设时间内电池包的发热量，最终通过诊断模块根据实际电流值、电流阈值和发热量对电池包进行过流诊断。由此，通过结合电池包的电流大小以及电池包的发热量来进行过流诊断，不仅可以实现大电流过流故障诊断，而且解决了小电流故障无法诊断的问题，提高了过流故障诊断的准确性。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种电池包的过流诊断方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述电池包的实际电流值和电流阈值；

根据所述实际电流值获取预设时间内所述电池包的发热量；其中所述根据所述实际电流值获取预设时间内所述电池包的发热量，包括：获取所述实际电流值与基准电流值之间的差值；根据所述差值以及所述电池包的阻值获取所述电池包的实际发热功率；对所述预设时间内的所述实际发热功率进行积分处理得到所述预设时间内所述电池包的发热量；

根据所述实际电流值、所述电流阈值和所述发热量对所述电池包进行过流诊断；其中所述根据所述实际电流值、所述电流阈值和所述发热量对所述电池包进行过流诊断，包括：当所述实际电流值大于所述电流阈值时，确定所述电池包发生大电流过流故障；当所述发热量大于热量阈值时，确定所述电池包发生小电流过流故障。

2.根据权利要求1所述的电池包的过流诊断方法，其特征在于，获取所述电池包的电流阈值，包括：

获取所述电池包的当前状态信息；

根据所述当前状态信息获取所述电池包的当前允许最大电流值；

根据所述当前允许最大电流值获取所述电池包的电流阈值。

3.根据权利要求2所述的电池包的过流诊断方法，其特征在于，所述当前状态信息包括荷电状态信息和温度信息，所述根据所述当前状态信息获取所述电池包的当前允许最大电流值，包括：

根据所述荷电状态信息和所述温度信息，采用查表方式获取所述电池包的当前允许最大电流值。

4.根据权利要求2所述的电池包的过流诊断方法，其特征在于，所述根据所述当前允许最大电流值获取所述电池包的电流阈值，包括：

将所述当前允许最大电流值乘以预设系数得到所述电池包的电流阈值。

5.根据权利要求1所述的电池包的过流诊断方法，其特征在于，在确定所述电池包发生大电流过流故障和/或小电流过流故障后，所述方法还包括：

进行过流故障提醒，并对所述电池包进行过流保护，以及在对所述电池包进行过流保护后，根据重新获取的所述实际电流值、所述电流阈值和所述发热量对所述电池包进行过流诊断，以确定过流故障是否消除。

6.一种电池管理系统，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电池包的过流诊断程序，所述处理器执行所述程序时，实现根据权利要求1-5中任一项所述的电池包的过流诊断方法。

7.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求6所述的电池管理系统。

8.一种电池包的过流诊断装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取所述电池包的实际电流值；

第二获取模块，用于获取所述电池包的电流阈值；

第三获取模块，用于根据所述实际电流值获取预设时间内所述电池包的发热量；并具体用于：获取所述实际电流值与基准电流值之间的差值；根据所述差值以及所述电池包的阻值获取所述电池包的实际发热功率；对所述预设时间内的所述实际发热功率进行积分处理得到所述预设时间内所述电池包的发热量；

诊断模块，用于根据所述实际电流值、所述电流阈值和所述发热量对所述电池包进行过流诊断；并具体用于：当所述实际电流值大于所述电流阈值时，确定所述电池包发生大电流过流故障；当所述发热量大于热量阈值时，确定所述电池包发生小电流过流故障。

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