CN117897625A - 电池故障确定 - Google Patents

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Abstract

一种用于监测包括电池单元群组的电池的状态的系统，所述系统包括与对应电池单元群组相关联的电池单元监测装置(CMD)和电池管理系统(BMS)。每个CMD使用其传感器系统测量相应电池单元群组中的电池单元的属性，并且评估测量结果以检测受监测的电池单元处的故障。当CMD检测到故障时，CMD存储指示所述相应电池单元群组经历故障的故障指示符，以及与检测到的故障相关的故障数据，包括指示CMD何时检测到所述故障的时间戳，以用于随后传输到BMS。唤醒后，BMS接收并处理由CMD共享的故障指示符和故障数据，以确定响应于由CMD检测到的所述故障的动作。

Description

电池故障确定
技术领域
本公开涉及电池技术和能源电池单元领域。具体地，所公开的实施例涉及用于监测电池系统、其电池单元或两者的状态并且检测在该电池系统、电池单元或两者处出现的故障的方法、系统和装置。
背景技术
包括多个电池单元的电池系统广泛用于现代电力应用。例如，电池系统用于工业应用(诸如运输，例如为电动车辆和电网供电)和商业应用(例如，为电子装置(包括膝上型计算机、移动装置、医疗装置等)供电)。考虑到此类应用的相对高电力需求，电池系统通常包括串联、并联或两者混合耦接在一起的多个电池单元以实现所需的电力输出。电池单元可耦接在一起以形成电池组，电池系统可包括一个或多个电池组。
一些电池单元包含易燃电解质，并且因此在特定条件下可能是危险的。例如，如果电池单元被过度充电到高于特定电压或它们超过特定温度，则该电池单元可能会损坏。如果然后进一步过度充电，此类电池单元可能会进入热失控。电池单元如果放电到低于特定电压也可能会损坏。
同样，如果电池单元以太高的电流放电，或者如果它们充电过快，则可能会降低电池单元的寿命。
因此，安全使用电池系统需要在其安全操作区域(SOA)内操作电池系统。SOA通常被定义为电压、电流和温度条件，在该电压、电流和温度条件内，预期电池系统的电池单元在不被损坏或者对电池系统的操作者造成危险的情况下操作。
为了促进电池系统的有效使用，还可在电池系统处定义和实施比SOA更小的约束，即正常操作区域(NOA)，例如使用针对电池单元定义的对应电压、电流和温度条件。违反NOA预期会随时间降低电池系统中的电池单元的容量、电池系统中的电池单元的寿命或两者。
在多电池单元配置中，电池系统的电池单元与电池组之间可能出现的充电和放电不均匀可能会给电池系统的安全和有效使用带来附加挑战。
通常将电池系统连接到电池管理系统(BMS)，用于监测和管理电池系统的性能，以确保其安全和有效的操作。BMS测量电池系统中的电池单元的属性(例如电压、电流和温度)，并且评估测量结果以确定电池系统的状态并在发生灾难性故障之前识别电池系统的故障操作。例如，BMS可使用基于电池单元的制造规范定义的电池系统的分析模型来评估测量结果以确认电池单元在SOA内操作。
BMS也可计算各种次级数据、控制电池系统的环境、并平衡电池系统。
图1是包括多个电池组1101、1102、1103的已知电池系统100的示意图。每个电池组包括多个电池单元115。在每个电池组1101、1102、1103内，电池单元115串联连接。每个电池组1101、1102、1103包括使得能够从电池组1101、1102、1103汲取电力的端子116。
每个电池组1101、1102、1103分别具有测量装置(MD)1201、1202、1203。每个MD 1201、1202、1203包括传感器阵列，该传感器阵列被配置为测量相应电池组1101、1102、1103的属性(也可被称为性能特性)，例如电池单元115的电压、电流和温度。在图1的实例中，电池组1101、1102、1103被布置为通过相应端子116向MD 1201、1202、1203供电。
电池系统100也包括连接到电池组1101、1102、1103的BMS 130。在电池系统100中，BMS 130是主装置，而MD 1201、1202、1203是从装置。MD 1201、1202、1203串联耦接(菊花链)，形成终止于BMS 130处的通信信道125。
如图2A所示，BMS 130可具有两种操作模式：开启模式212和关闭模式214。例如，给电动车辆中的电池系统100加电将会给BMS 130加电，从而激活开启模式212。使电池系统100掉电将使BMS 130掉电，去激活开启模式212，并且从而将BMS 130置于关闭模式214。
参考图2B，当处于开启模式212时，BMS 130控制MD 120来测量相应电池单元115的属性，例如电压和温度。BMS 130评估由MD 120提供的测量结果以确定相应电池组110的状态，包括故障(如果有的话)，并且将电池组110的状态(包括检测到的故障)报告给外部系统240以便采取可能的补救动作。
当处于关闭模式214时，BMS 130和MD 120是非活动的。BMS 130不与MD 120进行通信、接收或评估任何测量结果、或者向外部系统240报告。
如图3A所示，除了开启模式212和关闭模式214之外，BMS 130也可具有定时关闭模式316。BMS 130周期性地从关闭模式214转变到定时关闭模式316。当处于定时关闭模式316时，BMS 130使用MD 120测量和评估电池单元115的属性。当例如相应电动车辆断电时，BMS130可转变成定时关闭模式316。这使得BMS 130能够监测电池系统100的状态，同时防止当电动车辆断电时如果BMS 130保持在开启模式212下可能发生的电力耗尽。
参考图3B，BMS 130周期性地唤醒以从关闭模式214转变到定时关闭模式316以监测电池系统的状态。一旦处于定时关闭模式316，BMS 130就向每个MD 120发信号通知(例如，通过发送命令)以唤醒相应电池单元115并测量该相应电池单元的属性，例如电压和温度。BMS 130评估由MD 120提供的属性测量结果以确定相应电池组110的状态以及电池组110是否经历任何故障，并且将电池组110的状态(包括任何故障)报告给外部系统240以便采取可能的补救动作。BMS 130然后向MD 120发信号通知以转变到睡眠状态(例如，通过发送命令)并转变到关闭模式214。BMS 130可以规律间隔(例如每15分钟)从关闭模式214转变到定时关闭模式316。
当处于关闭模式214时，BMS 130是非活动的，并且因此不请求、接收或评估MD 120的任何测量结果。因此，如果一个或多个电池单元115发生故障或经历可能导致故障(例如延迟故障)的状况，则当BMS 130处于关闭模式214时，BMS 130可能无法得知此类故障或状况。此外，由于当BMS 130处于关闭模式214时MD 120没有获得任何测量结果，因此即使在BMS 130转变到开启模式212之后，BMS 130也可能无法得知在关闭模式214期间发生的故障或可能导致故障的状况。因此，一些故障和导致故障的状况可能在延长的时间段内保持未检测到或根本未检测到。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种用于由电池单元监测装置CMD监测电池单元群组的方法，该电池单元群组包括一个或多个电池单元，该方法包括：由该电池单元群组的该CMD从被配置为测量该电池单元群组的一种或多种属性的至少一个传感器接收由该至少一个传感器获得的至少一个测量结果，该CMD包括被配置用于该电池单元群组的该电池单元群组的至少一个电池单元模型；由该CMD使用该电池单元群组的对应电池单元模型处理接收到的至少一个测量结果以确定该电池单元群组是否经历故障；响应于确定该电池单元群组处的第一故障，在该CMD的存储器中存储指示该电池单元群组经历该第一故障的故障指示符以及与该第一故障相关的故障数据，该故障数据包括当由该CMD确定该第一故障时生成的时间戳；从该CMD的该存储器检索一个或多个故障指示符和对应故障数据，包括该故障指示符和与该第一故障相关的该故障数据，每个故障指示符指示该电池单元群组经历对应故障；以及由该CMD向被配置为管理包括该电池单元群组的电池的电池管理系统BMS或者向被配置为收集关于包括该电池单元群组的该电池的数据的外部装置传送检索到的一个或多个故障指示符和对应故障数据。
对于每个确定的故障，相关的故障数据包括以下中的至少一者：该CMD用于确定该故障的一个或多个传感器测量结果，或者该CMD用于检测该故障的一个或多个导出的测量结果。
对于每个确定的故障，该故障指示符可识别该故障。
该方法可包括基于该接收到的至少一个测量结果来确定该第一故障的严重性级别，该严重性级别是即时危险、延迟危险或降级危险中的一者。
确定该第一故障的该严重性级别可包括当该CMD在确定该电池单元群组处的一个或多个其他故障之后在预定义时间段内确定该第一故障时，将该第一故障的该严重性级别从该延迟危险升级为即时危险或从该降级危险升级为即时危险。
该第一故障的该故障指示符可识别该第一故障的该严重性级别。
该方法可包括当在该电池单元群组处确定没有故障时，由该CMD重复接收和处理步骤。
该方法可包括由该CMD重复接收、处理和存储步骤以检测多个故障。
可独立于该BMS或该外部装置由该CMD重复该接收、处理和存储步骤。
该接收和处理步骤可根据该CMD是处于第一模式还是第二模式和/或根据至少一个测量结果的类型以变化的频率重复。
确定该第一故障可包括：处理由该至少一个传感器在该电池单元群组处获得的测量结果的序列，并且由该CMD相对于该电池单元群组的对应电池单元模型基于该序列中的预定义数量的测量结果来确定该电池单元群组经历故障。
向该BMS传送可包括：响应于确定该第一故障，由该CMD向该BMS传输警报；以及将该电池单元群组的状态更新从该CMD传输到该BMS。该状态更新可包括该一个或多个故障指示符和相关的故障数据。
可响应于从该BMS接收到的请求来传输该状态更新。
该警报可以是被配置为使得该BMS从一种模式转变到另一种模式的信号。
当检测到的第一故障被确定为具有即时危险的严重性级别时，该警报可由该CMD传输到该BMS。
向该BMS传送可包括将该电池单元群组的状态更新从该CMD传输到该BMS。该状态更新可包括该一个或多个故障指示符和相关的故障数据。
该状态更新可由该CMD周期性地、在预先安排的时间或者响应于从该BMS接收到的请求而传输到该BMS。
该状态更新可包括关于以下中的一者的一个或多个故障指示符和相关的故障数据：自由该CMD向该BMS传输前一状态更新以来，由该CMD在该电池单元群组处确定的所有故障；在预定义时间范围期间由该CMD在该电池单元群组处确定的所有故障；或由该CMD检测到的所有故障。可基于包括在相应故障数据中的时间戳来识别所有相关故障。
该第一故障可以是操作故障。当该电池单元群组的性能被确定为落在由预先确定的安全操作限制定义的安全操作区域外部或者在由预先确定的正常操作限制定义的正常操作区域外部时，可由该CMD确定该操作故障，其中该安全和该正常操作限制对应于获得的测量结果并且由该电池单元群组的该至少一个电池单元模型定义。
当在该电池单元群组处获得的该至少一个测量结果满足以下条件中的至少一者时，可确定该操作故障：流过该电池单元群组的电流超过针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最大充电电流；流过该电池单元群组的该电流超过针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最大放电电流；在该电池单元群组处测得的温度低于针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最小操作温度；在该电池单元群组处测得的该温度超过针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最大操作温度；该电池单元群组中的该一个或多个电池单元的电池单元端电压超过针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最大操作电压；或该电池单元群组中的该一个或多个电池单元的该电池单元端电压低于针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最小操作电压。
该第一故障可以是行为故障。当该电池单元群组的性能与该电池单元群组的预期性能偏离大于预定义阈值的偏离时，可确定该行为故障。该电池单元群组的该预期性能可由以下定义：该至少一个电池单元模型；和/或基于由传感器在一个或多个相邻电池单元群组处获得的测量结果确定的该一个或多个相邻电池单元群组的性能，获得的测量结果由该CMD从该一个或多个相邻电池单元群组的相应一个或多个CMD接收。
当在该电池单元群组处获得的该至少一个测量结果满足以下条件中的至少一者时，可确定该行为故障：针对该电池单元群组的已知刺激和电流状态，该电池单元群组处的温度变化率大于或小于该电池单元群组的热电模型；或针对该电池单元群组的已知刺激和该电流状态，该电池单元群组处的电压变化率大于或小于该电池单元群组的热电模型。
该方法可包括由该CMD从该一个或多个相邻CMD接收分别由该传感器在该一个或多个相邻电池单元群组处获得的并且与在该电池单元群组处获得的该测量结果对应的测量结果。
在该电池单元群组和一个或多个相邻电池单元群组暴露于相同刺激的情况下，当在一个时间段内在该电池单元群组处获得的一个或多个测量结果中确定的变化或变化率分别与在相同时间段内在该一个或多个相邻电池单元群组处获得的对应一个或多个测量结果中检测到的变化或变化率偏离大于预定义阈值的偏离时，可确定该行为故障。
该至少一个传感器可包括以下中的一者或多者：与该电池单元群组邻近的传感器、位于该电池单元群组处的传感器、位于该电池单元群组内的传感器、与该电池单元群组结合的传感器、位于该电池单元群组的一个或多个电池单元上的传感器、或与该电池单元群组的一个或多个电池单元结合的传感器。
该至少一个传感器可包括被配置为测量该电池单元群组中的电池单元的电、化学或物理属性的传感器以及被配置为测量该电池单元群组的电、化学或物理属性的另一传感器。
该至少一个传感器可包括以下中的一者或多者：电压传感器，该电压传感器用于测量该电池单元群组处或该电池单元群组中的电池单元处的电压；外部温度传感器，该外部温度传感器用于测量该电池单元群组外部的温度；与该CMD集成的温度传感器，其用于测量该电池单元群组处的温度；与该电池单元群组中的电池单元集成的温度传感器，该温度传感器用于测量该电池单元处的温度；集成在该电池单元群组中的电池单元内的温度传感器，该温度传感器用于测量该电池单元内的温度；集成在该电池单元群组中的电池单元内的气体压力传感器，该气体压力传感器用于测量该电池单元内的气体压力；与该电池单元群组中的电池单元集成或集成在该电池单元群组中的电池单元内的力传感器，该力传感器用于测量由该电池单元施加在外表面上的力；与该电池单元群组中的电池单元集成或集成在该电池单元群组中的电池单元内的应变计，该应变计用于测量由内部压力变化引起的该电池单元的电池单元壳体的挠曲；湿度传感器，该湿度传感器用于测量该电池单元群组处或该电池单元群组中的电池单元处的湿度；化学传感器，该化学传感器用于测量电池单元损坏的预先确定的化学副产物；或电流传感器，该电流传感器用于测量流过该电池单元群组或流过该电池单元群组中的电池单元的电流。
该方法可包括在将从该CMD的该存储器检索到的该一个或多个故障指示符和对应故障数据传送到该BMS或该外部装置之前，处理该一个或多个故障指示符和对应故障数据，其中处理包括以下中的一者或多者：压缩该一个或多个故障指示符和对应故障数据以用于传输到该BMS或外部装置；或对该一个或多个故障指示符和对应故障数据加密以用于传输到该BMS或外部装置。
根据本公开的另一个方面，提供了一种存储计算机可执行指令的存储介质(例如，非暂时性存储介质)，当该计算机可执行指令在处理器上执行时将该处理器配置为实施前述方法中的任一者。
根据本公开的又一个方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可执行指令，当该计算机可执行指令在处理器上执行时将该处理器配置为实施前述方法中的任一者。
根据本公开的再一个方面，提供了一种电路系统，该电路系统被配置为执行用于使得电池单元监测装置CMD执行前述方法中的任一者的功能。
根据本公开的又一个方面，提供了一种电池单元监测装置CMD，该CMD被配置用于与包括一个或多个电池单元的电池单元群组组装并且包括：前述电路系统；存储器，该存储器用于存储与由该CMD在该电池单元群组处确定的故障相关的故障数据；和传感器子系统，该传感器子系统用于控制至少一个传感器。
该CMD可被配置为在第一模式和第二模式下操作，其中该CMD可被配置为接收并处理由该至少一个传感器在该电池单元群组处获得的测量结果，以确定在该第一模式下操作时与在该第二模式下操作时相比，该电池单元群组经历故障的频率是否更低。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于由电池管理系统BMS监测电池的方法。该电池包括多个电池单元群组，每个电池单元群组包括一个或多个电池单元和对应电池单元监测装置CMD。该方法包括该BMS从该多个电池单元群组中的电池单元群组(被称为“第一电池单元群组”)的CMD(被称为“第一CMD”)接收故障指示符和故障数据。该故障指示符指示该第一CMD基于由与该第一CMD相关联的至少一个传感器在该第一电池单元群组中的一个或多个电池单元处获得的电池单元属性的一个或多个测量结果来确定第一电池单元群组处的故障。该故障数据与确定的故障相关并且包括指示该第一CMD何时确定该故障的时间戳。该方法进一步包括该BMS处理接收到的故障指示符和故障数据以确定响应于该故障的动作。
该方法可包括：该BMS接收将该电池连接到电源的命令，以及该BMS在将该电池连接到该电源之前检查该电池的状态。检查该电池的该状态包括接收并处理故障指示符和故障数据的步骤。该方法可进一步包括响应于处理接收到的故障指示符和故障数据的结果而拒绝将该电池连接到该电源的该命令。
该方法也可包括响应于处理接收到的故障指示符和故障数据的结果而发出电池正在经历故障状况的警报。
该故障数据也可包括由该第一CMD用来确定该故障的至少一个测量结果。该至少一个测量结果可包括以下中的一者或多者：在该第一电池单元群组处获得的测量结果；或基于在该第一电池单元群组处获得的另一个测量结果导出的测量结果；或它们的组合。
该故障指示符可指示以下中的一者或多者：该故障或该故障的严重性级别，该严重性级别是即时危险、延迟危险或降级危险中的一者。
处理接收到的故障指示符和故障数据可包括在该BMS处存储从该第一CMD接收到的该故障指示符和相关的故障数据。
该方法可包括：从外部系统接收针对该电池的状态更新的请求；以及将该电池的该状态更新传输到该外部系统，该状态更新包括存储在该BMS处的该故障指示符和该相关的故障数据。
处理该接收到的故障指示符和故障数据可包括：使用具有接收到的故障数据的一个或多个电池单元模型来确认该第一电池单元群组经历该故障，该一个或多个模型存储在该BMS处并且与该第一电池单元群组的电池单元对应。
处理该接收到的故障指示符和故障数据可包括：从该多个电池单元群组中的另一个电池单元群组(被称为“第二电池单元群组”)的CMD(被称为“第二CMD”)接收关于该第二电池单元群组的状态更新，该状态更新包括以下中的至少一者：由该第二CMD的至少一个传感器获得的该第二电池单元群组中的一个或多个电池单元的一种或多种电池单元属性的一个或多个测量结果，或者与由该第二CMD在该第二电池单元群组处确定的一个或多个故障相关的故障数据，该故障数据包括指示该第二CMD分别何时确定该一个或多个故障的一个或多个时间戳；以及将从该第一CMD接收到的该故障数据与包括在从该第二CMD接收到的该状态更新中的数据进行比较，以确认该第一电池单元群组经历该故障。
该方法可包括在从该第一CMD接收到该故障指示符和故障数据时将状态请求传输到该第二CMD。可由该BMS响应于该状态请求来接收关于第二电池单元群组的状态更新。
该第二电池单元群组可包括与该第一电池单元群组邻近的一个或多个电池单元。
该方法可包括针对该多个电池单元群组中的每个电池单元群组重复接收和比较步骤。
该BMS可从第一电池单元群组的该第一CMD接收指示该第一CMD确定该第一电池单元群组经历该故障的故障指示符和相关的故障数据作为由该第一CMD提供给该BMS的状态更新的一部分。该状态更新可由该BMS周期性地、在预先安排的时间或者响应于由该BMS发送到该CMD的状态更新请求而接收状态更新。
由该第一CMD进行的该状态更新可包括关于以下中的一者或多者的一个或多个故障指示符和相关的故障数据：自由该BMS从该第一CMD接收到前一状态更新以来，由该第一CMD在该第一电池单元群组处确定的所有故障；在预定义时间段期间由该第一CMD在该第一电池单元群组处确定的所有故障；由该第一CMD在该第一电池单元群组处确定的所有故障；或者当该BMS关闭、不活动或与该第一CMD失去通信时由该第一CMD在该第一电池单元群组处确定的一个或多个故障。
该BMS可在从该第一CMD接收到该故障指示符和相关的故障数据之前处于睡眠模式。该方法可包括：由处于该睡眠模式的该BMS从该第一CMD接收指示该第一CMD检测到该故障的警报信号；以及响应于该警报信号，将该BMS从该睡眠模式转变到活动模式，以处理该故障指示符和相关的故障数据。由该第一CMD确定的故障可由该第一CMD分类为即时危险。
该方法可包括响应于该警报信号，将该状态更新请求从该BMS传输到该第一CMD，其中可响应于该状态更新请求从该第一CMD接收该故障指示符和相关的故障数据。
在该第一电池单元群组处获得并且由该BMS接收作为该故障数据的测量结果可包括以下中的一者或多者：在该第一电池单元群组处检测到的电压、在该电池单元群组外部检测到的温度、该第一电池单元群组处的温度、在该第一电池单元群组的电池单元处或该电池单元内的温度、在该第一电池单元群组的电池单元内的气体压力、由该第一电池单元群组中的电池单元施加在该电池单元的外表面上的力、由内部压力的变化引起的该第一电池单元群组中的电池单元的电池单元壳体的挠曲、在该第一电池单元群组处或该第一电池单元群组中的电池单元处的湿度水平、指示电池单元损坏的预先确定的化学物质、或者流过该第一电池单元群组或流过该第一电池单元群组中的电池单元的电流。
在该第一电池单元群组处确定的故障可以是操作故障或行为故障。
当该第一电池单元群组的性能被确定为落在由预先确定的安全操作限制定义的安全操作区域外部或者落在由预先确定的正常操作限制定义的正常操作区域外部时，可确定该操作故障。该安全和正常操作限制对应于在该第一电池单元群组处获得的测量结果并且可由与该第一电池单元群组对应的电池单元模型定义。
当该第一电池单元群组的性能与该第一电池单元群组的预期性能偏离大于预定义阈值的偏离时可确定行为故障，该第一电池单元群组的该预期性能由以下中的至少一者来定义：与该第一电池单元群组对应的电池单元模型或者基于由本地传感器在该多个电池单元群组中的一个或多个相邻电池单元群组处获得的测量结果确定的该一个或多个相邻电池单元群组的性能。
当在该第一电池单元群组处获得的测量结果满足以下条件中的一者或多者时，可确定该操作故障：流过该第一电池单元群组的电流超过针对该第一电池单元群组中的一个或多个电池单元预定义的最大充电电流；流过该第一电池单元群组的电流超过针对该第一电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最大放电电流；在该电池单元群组处测得的温度低于针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最小操作温度；在该电池单元群组处测得的该温度超过针对该第一电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最大操作温度；该电池单元群组中的该一个或多个电池单元的电池单元端电压超过针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最大操作电压；该电池单元群组中的该一个或多个电池单元的该电池单元端电压低于针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最小操作电压；该电池单元群组中的该一个或多个电池单元的电池单元压力超过针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最大操作压力；或者该电池单元群组中的该一个或多个电池单元的电池单元压力低于针对该电池单元群组中的该一个或多个电池单元预定义的最小操作压力。
当在该第一电池单元群组处获得的测量结果满足以下条件中的至少一者时，可确定该行为故障：针对该第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，该第一电池单元群组处的温度变化率大于或小于该第一电池单元群组的热电模型；或者针对该第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，该第一电池单元群组处的压力变化率大于或小于该第一电池单元群组的热电模型；或者针对该第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，该第一电池单元群组处的电压变化率大于或小于该第一电池单元群组的热电模型。
该方法可包括：BMS通过对应的一个或多个相邻CMD接收在与第一群组相邻的一个或多个电池单元群组处获得的测量结果，其中在该另一个相邻电池单元群组处获得的测量结果对应于在该第一电池单元群组处获得的并且从该一个或多个相邻CMD接收到的测量结果。
在该第一电池单元群组和该一个或多个相邻电池单元群组暴露于相同刺激的情况下，当在一个时间段内在该第一电池单元群组处获得的一个或多个测量结果中确定的变化或变化率分别与在相同时间段内在该一个或多个相邻电池单元群组处获得的对应一个或多个测量结果中确定的变化或变化率偏离大于对应阈值的偏离时，可确定该行为故障。
根据本公开的另一个方面，提供了一种电路系统，该电路系统被配置为执行用于使得BMS执行前述方法中的任一者的功能。
根据本公开的再一个方面，提供了一种存储计算机可执行指令的存储介质(例如，非暂时性存储介质)，当该计算机可执行指令在处理器上执行时将该处理器配置为实施前述方法中的任一者。
根据本公开的再一个方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可执行指令，当该计算机可执行指令在处理器上执行时将该处理器配置为实施前述方法中的任一者。
附图说明
并入并构成本公开的一部分的附图示出了公开的实施例并连同本说明书一起用于解释公开的实施例。在附图中：
图1是已知电池系统的示意图。
图2A和图2B描绘了具有开启模式和关闭模式的已知电池管理系统的处理流程的实例。
图3A和图3B描绘了具有开启模式、关闭模式和定时关闭模式的已知电池管理系统的处理流程的实例。
图4是根据一些公开的实施例的电池单元监测装置的示例性布置的示意图。
图5A至图5G示出了根据一些公开的实施例的锂离子电池单元中的操作故障的实例。
图5H至图5N示出了根据一些公开的实施例的锂离子电池单元中的行为故障的实例。
图6是根据一些公开的实施例的电池单元监测装置的示例性布置的示意图。
图7是根据一些公开的实施例的用于监测电池系统的状态的系统的示例性布置的示意图。
图8是根据一些公开的实施例的用于监测一个或多个电池系统的状态的系统的示例性布置的示意图。
图9描绘了示出根据一些公开的实施例的示例性电池管理系统的操作模式的图表。
图10描绘了根据一些公开的实施例的当电池管理系统在开启模式下操作时在电池单元监测装置、电池管理系统、外部系统和IOT云之间的示例性处理流程。
图11描绘了根据一些公开的实施例的当电池管理系统在安全睡眠模式、开启模式和安全睡眠(轮询)模式下运行时在电池单元监测装置、电池管理系统、外部系统和IOT云之间的示例性处理流程。
图12描绘了示出根据一些公开的实施例的电池管理系统的示例性操作模式的图表。
图13和图14描绘了根据一些公开的实施例的当电池管理系统在安全睡眠模式和安全睡眠(警报)模式下操作时电池单元监测装置、电池管理系统、外部系统和IOT云之间的示例性处理流程。
图15描绘了根据一些公开的实施例的用于由电池单元监测装置监测电池单元群组的状态的示例性方法的流程图。
图16描绘了根据一些公开的实施例的用于由电池管理系统监测电池系统的状态的示例性方法的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，本公开的某些方面和实施例将变得明显。应当理解，本公开在其最广泛的意义上可在不具有这些方面和实施例的一个或多个特征的情况下被实践。还应当理解，这些方面和实施例仅仅是示例性的。
以下详细描述参考了附图。在可能的情况下，在附图和以下描述中使用相同或相似的附图标记来指代相同或相似的零件或部件。虽然本文描述了若干例示性实施例和方面，但是修改、改编和其他实现方式是可能的。例如，可对附图中所示的零件和部件进行替换、添加或修改，并且可通过对所公开的方法进行替换、重新排序、移除或添加步骤来修改本文所述的例示性方法。因此，以下具体实施方式不限于所公开的实施例、方面和实例。相反，合适的范围由所附权利要求限定。
在已知电池系统(诸如参考图1、图2A至图2B和图3A至图3B讨论的电池系统)中，BMS只能够获得关于电池系统及其电池单元随时间的健康状态(SoH)的有限信息。仅当BMS连接到电池组并且在开启模式或定时关闭模式下与电池组通信时，BMS才可获得特定电池组的属性测量结果。当BMS处于关闭模式、与另一个电池组通信或未连接到电池系统时，BMS无法获得这些时间段内的此类测量结果。这阻碍了BMS准确地识别由电池组中的电池单元表现出的趋势的能力，这反过来又可能阻止BMS认出故障或可能导致电池系统中的故障的状况，或使得BMS检测此类故障和状况有延迟。
例如，如果在BMS处于关闭模式214时出现尖峰，则电池组中的电池单元处的温度突然出现尖峰虽然可能对相应电池组和电池系统作为整体的健康有害并指示故障，但可能无法检测到。当BMS处于关闭模式214时，电池单元或电池组可能达到其SOA之外的温度，并且随后在BMS再次切换到开启之前冷却下来。此类故障可能会引发灾难性的连锁反应。
此类故障的早期识别将能够向电池操作者(例如车辆驾驶员)发出早期警告，促进及时实现补救动作以防止故障上升到灾难性水平，或两者兼而有之。使用上面的实例，当在特定电池单元或电池组处的突然尖峰温度在其发生或不久之后检测到，防止对电池系统的充电并防止车辆的启动将减少或防止故障通过电池传播系统，包括上升到灾难性水平(例如火灾危险)。替换相应电池单元或电池组，而不是以其他方式功能正常且操作正常的整个电池系统，然后可能足以补救检测到的故障。
本公开的至少一些实施例解决了上面参考图1至图3B讨论的现有技术系统的一个或多个缺点，提供了用于监测包括多个电池单元的电池系统的状态并检测此类电池单元中的故障的解决方案。
本公开描述了用于监测形成电池系统的电池单元和电池系统本身的状态并且检测在此类电池单元中出现的故障的方法、系统和装置。本公开提供了一种包括电池的系统，该电池包括电池单元群组，每个电池单元群组包括一个或多个电池单元。该系统也包括分别与对应电池单元群组相关联的电池单元监测装置(CMD)，每电池单元群组至少一个CMD。每个CMD可操作以使用CMD的传感器系统来测量相应电池单元群组中的电池单元的属性，并且处理和评估此类测量结果以检测受监测的电池单元处的潜在故障，而与BMS或任何外部装置无关，并且与无论CMD是否连接到BMS或与BMS通信无关。CMD可使用针对对应电池单元校准的一个或多个电池单元模型，以使得CMD能够基于在相应电池单元群组处获得的属性测量结果来检测故障。
CMD可操作以存储与获得的测量结果相关的数据，包括在CMD处本地检测到的任何故障以供后续检索，诸如响应于来自BMS或外部装置的状态更新请求。例如，当CMD检测到故障时，CMD存储指示与CMD相关联(由其监测)的电池单元群组经历故障的故障指示符。CMD也存储与检测到的故障相关的故障数据。故障数据最低限度包括指示CMD何时检测到故障的时间戳。故障数据也可包括与CMD确定故障相关或导致CMD确定故障的任何数据。因此，例如，故障数据可包括在电池单元群组获得的测量结果，此类测量结果的衍生物，或导致CMD确定故障的直接测量结果和衍生测量结果的组合。
CMD检测到故障的指示符与相关定时信息一起存储在CMD处，并且可用于后续检索，诸如响应于BMS在关闭电池系统继电器以将受监测的电池系统连接到电源诸如充电器或负载诸如动力系统之前对受监测的电池单元进行检查。因此，BMS会意识到，在关闭电池系统继电器之前，当BMS不能通信(与CMD不能通信)时，一个或多个特定电池单元经历故障，并且因此可在故障触发灾难性连锁反应诸如热失控之前实现补救动作。
通过启用和采用CMD以独立于BMS或任何其他外部系统来监测相关联的电池单元的电池单元状态，诸如当BMS睡眠或关闭时，并且以存储包括有关任何相关的故障的相关数据，以及通过使此类数据可用于后续检索，本公开的方法和系统使得故障的早期识别和此类故障到相应BMS或外部系统的及时通信。这反过来能够向电池操作者(例如车辆驾驶员)发出早期警告，促进及时实现补救动作以防止故障上升到灾难性水平，或两者兼而有之。例如，当在特定电池单元或电池组处的突然尖峰温度在其发生或不久之后检测到，防止对电池系统的充电并防止车辆的启动将减少或防止故障通过电池传播系统，包括防止上升到灾难性水平(例如火灾危险)。
图4是根据一些实施例的电池单元监测装置(CMD)400的示例性布置的示意图。CMD400包括传感器系统410、故障检测系统(FDS)420、处理器系统422(也可被称为处理系统)、通信系统424、故障存储设备426、和定时器或时钟428。
CMD 400与电池系统的一个或多个电池单元相关联或连接到电池系统的一个或多个电池单元以监测此类电池单元的状态，无论电池系统是否连接到电池管理系统(BMS)430或用于操作特定装置或系统，诸如电动汽车。例如，在BMS 430被关闭或以其他方式不可用时，诸如在相应电池系统在存储或被运输时、在电池系统被连接到电池系统被设计为支持其操作的装置或系统之前、或在电池系统从电池系统被设计为支持其操作的装置或系统断开连接之后，CMD 400可用于监测一个或多个电池单元的状态。
CMD 400可与电池单元结合或者永久地或可移除地附接到电池单元或其部件。例如，CMD可被配置用于附接到软包电池单元的柔性软包或附接到软包电池单元的外壳。附加地或另选地，CMD 400可电耦接到电池单元的一个或多个端子，例如用于汲取电力以支持CMD 400的功能性。
采用多个CMD 400来监测形成电池系统的电池单元的状态。电池单元被划分成群组，其中每个群组具有其自己的CMD 400。电池单元群组包括一个或多个电池单元。例如，电池单元群组可包括单个电池单元或并联连接的多个电池单元。
在一些实施例中，CMD 400被实现为专用集成电路(ASIC)。呈ASIC的形式的CMD400可被配置为附接到电池单元或电池单元群组，诸如附接到外壳或附接到电池单元或电池单元群组的一个或多个部件，或者与电池单元或电池单元群组结合或集成。
传感器系统410测量与由CMD 400监测的电池单元的状态相关的属性，诸如受监测的电池单元的物理特性、受监测的电池单元的电特性、受监测的电池单元的化学特性、影响电池单元的状态的环境特性、或它们的任何组合。传感器系统410包括或连接到与受监测的电池单元相关的传感器群组411，并且被配置为使用传感器411来获得此类电池单元的不同属性的测量结果。传感器系统410也可包括被配置为测量电池单元群组的环境的不同属性的传感器。
传感器群组411包括一个或多个电压传感器4141和一个或多个温度传感器4142，该一个或多个电压传感器被配置为测量一个或多个受监测的电池单元处的电压，该一个或多个温度传感器被配置为测量一个或多个受监测的电池单元处的温度(例如，一个或多个受监测的电池单元的温度、一个或多个电池单元的电池单元表面的温度、或一个或多个电池单元的即时环境的温度)。传感器群组411也可包括一个或多个电流传感器4143，该一个或多个电流传感器被配置为测量流入或流出一个或多个受监测的电池单元或电池单元群组的电流。传感器群组411可包括一个或多个传感器4144，该一个或多个传感器被配置为测量一个或多个受监测的电池单元的其他属性，例如，一个或多个压力传感器、一个或多个湿度传感器、或它们的组合。
特定传感器414可定位在：电池单元内(例如，电池单元壳体内，诸如软包电池单元的柔性软包内)；电池单元、其部件或其外壳上；在电池单元处，例如邻近于、或以其他方式靠近电池单元或电池单元的相应CMD；或远离电池单元，这取决于传感器414被配置为测量一个或多个电池单元的什么物理、电、化学或环境属性。
例如，以气体压力传感器的形式的压力传感器可集成在电池单元壳体内，以测量电池单元壳体内的气体压力。以应变计的形式的压力传感器可定位在电池单元上，以监测由电池单元的内部压力的变化引起的电池单元壳体的挠曲。电流传感器可定位在受监测的电池单元处以测量流入、流出或流过该电池单元的电流(例如，电耦接到电池单元端子以测量其输出)。电压传感器可定位在受监测的电池单元或受监测的电池单元群组处以测量跨受监测的电池单元或电池单元群组的端子的电压。温度传感器可与CMD 400集成，以测量由CMD 400监测的电池单元的即时环境的温度。一些传感器414可在CMD 400和由CMD 400监测的电池单元两者的外部。例如，CMD 400可采用用于测量周围环境的温度的温度传感器。
每个传感器414可被实现为用于测量对应物理、电或化学电池单元属性的一个或多个感测元件和将一个或多个感测元件的输出转换成适合于由模数转换器(ADC)418转换的模拟信号的信号调节电路系统的组合。信号调节电路系统可与一个或多个感测元件并置或者位于CMD 400中的其他地方，包括在相应电池单元的外部。例如，仅感测元件可定位在电池单元内、电池单元上或电池单元处，这取决于此类感测元件被配置为测量什么物理、电、化学或环境属性，同时相应信号调节电路系统可定位在相应电池单元外部。
在一些实施例中，传感器群组411包括与对应ADC集成的一个或多个外部传感器。在这些实施例中，ADC以数字形式提供相应测量结果。此类测量结果可绕过ADC 418直接与FDS 420和处理器系统422共享。
传感器系统410也可包括自诊断传感器412以提供参考测量结果。通过将参考测量结果与由传感器414针对给定刺激获得的对应测量结果进行比较，CMD 400能够确定由传感器414获得的测量结果是否符合实际系统操作或例如由于与传感器414的内部问题而失真。
传感器系统410也包括用于将由传感器412和414获得的测量结果转换成数字形式的ADC 418以及用于将测量结果从传感器414引导到ADC 418以进行转换的开关416(例如，多路复用器)。ADC 418将经转换的测量结果输出到FDS 420、处理器系统422，或输出到两者。在一些实施例中，开关416被集成到一个或多个ADC 418的结构中。例如，ADC 418可具有用于接收传感器测量结果的多个输入端。
如图4所示，CMD 400可包括多于一个的ADC 418。CMD 400可采用多个ADC 418来实现对由传感器系统410获取的测量结果的并行处理。例如，不同ADC可处理不同属性的测量结果。此类并行处理能够获取和处理不同属性(例如电压和电流)的时间同步的测量结果，从而提高可以其检测电池单元故障的准确性。对测量结果的并行处理也可或另选地用于提高以其将测量结果转换成数字形式以供由FDS 420处理的效率。
附加地或另选地，CMD 400可采用多个ADC 418来在CMD 400内引入冗余。这继而增强了CMD 400的功能安全性，诸如在ADC 418中的一者发生失效的情况下。
FDS 420可操作来评估接收到的测量结果以确定由CMD 400监测的一个或多个电池单元是否已经经历或正在经历故障。
在一些实施例中，FDS 420以形成CMD 400的ASIC上的数字逻辑来实现。在此类实现方式中，FDS 420和电池单元模型421的功能性在ASIC设计阶段被识别。
在一些实施例中，FDS 420被实现为与处理器系统422分离的处理器，具有单独存储器(未示出)和由固件限定的处理。在该实现方式中，FDS 420可采用微处理器或嵌入式处理器的形式。当FDS 420被实现为单独处理器时，CMD 400可适配于与特定电池单元或设计后和制造后的电池单元类型一起工作。在CMD 400的设计或制造期间，无需了解电池单元的化学成分或类型，以确保FDS 420的全部功能性。另外，FDS在与电池单元群组组装后可重新编程，例如以修改电池单元模型中的设置、更新电池单元模型或上传新的电池单元模型。
在一些实施例中，使用硬件和软件的组合来实现FDS 420。在此类实现方式中，FDS的过程可使用形成CMD 400的ASIC的数字逻辑来设计，而将由电池单元模型421采用的参数可被编程到本地存储的表中。该编程可使用不同方法来实现。例如，在生产阶段期间或在CMD 400与特定电池单元或电池单元群组一起使用之前，可将针对该电池单元或电池单元群组的化学成分制造的金属层掩模引入到CMD 400中以将CMD 400配置为与该电池单元或电池单元群组一起工作。另一个实例是在生产阶段期间将一次性可编程存储器(例如，多晶硅熔丝)引入到CMD 400中，并在将CMD 400与电池单元或电池单元群组一起使用之前用相关表对此类存储器进行编程。又一个实例是由处理器系统422加载化学成分特定表。
尽管图4将FDS 420示出为单独部件，但在一些实施例中，FDS 420与处理器系统422集成。
FDS 420采用一个或多个电池单元模型421来评估接收到的测量结果，以确定在一个或多个受监测的电池单元处是否存在故障。电池单元模型421接收与一个或多个受监测的电池单元相关的一个或多个测量结果作为输入，评估此类测量结果以确定对应的一个或多个电池单元是否已经或正在经历故障，并输出评估的结果。
经历一个或多个故障的电池单元处于故障状况。如贯穿本公开讨论的，BMS(诸如BMS 430)或外部系统可操作以基于由CMD 400共享的数据(诸如由CMD 400在电池单元处获得的属性测量结果)来确定电池单元是否处于故障状况，以及由CMD 400在电池单元处确定的任何故障。
不同电池单元模型421可操作以分别评估不同电池单元属性、电池单元属性的不同组合或针对不同故障进行评估。例如，电池单元模型可操作以评估电池单元的对应电池单元属性的测量结果是否超过针对该电池单元的SOA或NOA。
如贯穿本公开引用的，SOA可被定义为一个或多个条件(例如，电压、电流、温度、压力或本公开中描述的任何其他条件)或它们的任何组合，在该一个或多个条件或它们的任何组合内，预期电池系统的电池单元在不会受到损坏或对电池系统的操作者造成危险的情况下操作。类似地，如贯穿本公开引用的，比SOA更少的约束NOA可被定义为一个或多个条件(例如，电压、电流、温度、压力或本公开中描述的任何其他条件)或它们的任何组合，在该一个或多个条件或它们的任何组合内，预期电池系统的电池单元在不会造成容量、寿命或两者随时间显著(超出预期)降低的情况下操作。
附加地或另选地，FDS 420可采用一个或多个电池单元模型421，该一个或多个电池单元模型各自可操作以评估不同电池单元属性和针对不同类型的故障进行评估。例如，电池单元模型可操作以评估电池单元的不同属性的组合，以确定电池单元是否在其SOA或NOA内操作。FDS 420也可采用被配置为确定FDS 420可操作以检测的各种类别的故障的单个电池单元模型。
在一些实施例中，基于针对受监测的电池单元的制造规范来设计或定义一个或多个电池单元模型421。附加地或另选地，一个或多个电池单元模型421可基于相关电池单元在其寿命开始时(诸如在电池单元的初始测试期间)测量的属性来定义。
一个或多个电池单元模型421可包括一个或多个数值电池单元模型、一个或多个分析电池单元模型、一个或多个经验模型、或它们的任何组合。一个或多个电池单元模型421可包括一个或多个简单模型、一个或多个复杂模型、或两者的组合。简单电池单元模型可对照一个或多个预定义限制(或阈值)检查输入的一个或多个测量结果，并且当该一个或多个测量结果超过预定义限制中的一者或多者(例如，高于或低于预定义限制中的一者，或在预定义限制之外，或在预定义限制内)时标记故障。更复杂的电池单元模型可首先例如通过确定一个或多个衍生测量结果并将此类衍生测量结果与一个或多个阈值(预定义限制)进行比较来处理一个或多个测量结果，并且然后应用滤波器、算法或两者以确定故障。更复杂的模型也可或替代地基于另一种或多种电池单元属性(例如，温度)的测量结果来设定针对一种或多种电池单元属性(例如，电压)的变化阈值。
电池单元模型421可使用软件、固件、硬件或它们的混合来实现。例如，对照阈值或限制的检查可使用模拟或数字比较器在硬件中实现，而阈值或限制本身可通过软件或固件来设定和改变。另一个实例是电池单元模型，该电池单元模型被设计成对来自电流传感器的信号随时间的变化进行积分，以提供库仑(安培秒)计数。信号积分可在数字硬件中实现，例如使用数字积分器，或者在软件中实现，例如使用处理器的算术能力。
在一些实施例中，FDS 420可操作以按照检测到的故障的严重性级别对检测到的故障进行分类。严重性级别指示应当如何紧急地实现用于解决检测到的故障的补救动作。
FDS 420可例如使用三个严重性级别来对故障进行分类。第一(最高)严重性级别指示表示即时危险的故障。即时危险故障包括需要即时或紧急补救动作的那些故障。例如，如果在一个或多个电池单元处测得的温度测量结果、在一个或多个电池单元处的温度已经增加的速率或两者指示即将发生热事件(即火灾)，则FDS 420可将基于温度测量结果、温度增加的速率、或两者检测到的故障分类为即时危险故障。
第二(中等)严重性级别指示表示延迟危险的故障。延迟危险故障包括虽然导致对一个或多个受监测的电池单元的损坏但不会呈现即时险情的故障。例如，FDS 420可将基于电池单元的电压低于预定义电压检测到的故障分类为延迟危险故障，因为电池单元在被再充电之前是不危险的(例如，尚未自燃)。
第三(最低)严重性级别指示表示降级危险的故障。降级危险故障包括不会对电池单元或其操作者的操作呈现即时或延迟安全性风险，但可导致此类电池单元的操作能力降低的那些故障。例如，FDS 420可将单个ADC失效分类为降级危险故障，因为单个ADC失效不会造成任何安全性风险，但会降低对应电池单元的操作能力。
在一些示例性实施例中，当在特定时间段内在电池单元群组处检测到多个故障时，FDS 420可将在电池单元群组处检测到的故障的严重性级别从一个严重性级别升级到另一个严重性级别。例如，FDS 420可基于在电池单元群组处获得的测量结果来检测延迟危险故障或降级故障，并且如果在预定义时间段内在电池单元群组处检测到一个或多个其他故障之后检测到该故障，则将该故障的严重性级别升级到即时危险级别。
在一些实施例中，FDS 420可操作以按照检测到的故障的类型对检测到的故障进行分类。故障类型可指示应当实现以解决检测到的故障的补救动作的类型。
FDS 420可将故障分类为三种类型：操作故障、行为故障和系统故障。当电池单元在其SOA(如由安全操作限制定义的)外部或在其NOA(如由正常操作限制定义的)外部操作时，就会出现操作故障。
当电池单元在其SOA外部操作时，电池单元安全性会受到损害，并且可能会出现即时或延迟危险，例如电池单元可能着火。当电池单元在其NOA外部但在其SOA内操作时，不太可能出现危险。然而，在电池单元操作期间违反正常操作限制可能会随时间降低电池单元的容量或电池单元的寿命，超出预期降级。
针对电池单元的SOA和NOA两者都可通过基于电池单元的制造规范设定相应操作限制来定义。例如，针对电池单元的SOA可定义为电压、电流和温度条件，在该电压、电流和温度条件内，预期电池单元在不受到损坏或对操作者造成危险的情况下操作。
在一些示例性实施例中，安全操作限制、正常操作限制或两者由针对电池单元的测量的属性的条件(例如，电压条件、温度条件、电流条件或它们的任何组合)定义。此类条件的实例包括但不限于在预定义电压上或下的电池单元处测量的电压、或者在预定义温度上或下的电池单元的温度。
在一些示例性实施例中，使用多个测量的属性，计算出的参数或它们的组合的功能来定义安全操作限制、正常操作限制或两者。例如，安全操作限制可定义为针对电池单元的可变最大放电电流，该可变最大放电电流随着针对电池单元的充电状态接近零或随着温度降低而减小。
在一些示例性实施例中，使用条件和功能的各种组合来定义安全操作限制、正常操作限制或两者。
当电池单元不按预期操作时，就会出现行为故障。例如，当特定电池单元的行为与相邻电池单元的行为不同(例如，其温度波动大于其相邻电池单元的波动，尽管所有检测到的波动都在安全操作限制和正常操作限制内)时，可检测到行为故障。当电池单元响应于与例如由对应模型定义的电池单元所预期的不同的给定刺激时，即使电池单元的测量的属性落入安全操作限制和正常操作限制内，也可检测到行为故障。
系统故障包括在CMD 400内或者通过与由CMD 400监测的电池单元的附接而出现的故障。例如，当内部固定参考的ADC测量结果不正确时，或者当在电压感测线上检测到开路时，可能会基于由自诊断传感器412获得的参考测量结果检测到系统故障。
CMD 400可实现各种级别的自测试和自诊断，以识别系统故障。这些包括但不限于ADC操作检查、模拟多路复用器(MUX)操作检查、随机访问存储器(RAM)和闪存存储器上的错误校正电路系统、堆栈溢出检测、消息分组中的循环冗余检查(CRC)、开路检测、用于在锁定或失控操作的情况下重置系统的监视器、CMD 400的子元件之间的通信失效的识别、或它们的任何组合。
参考图5A至图5N描述了故障和相关的电池单元模型的其他非限制性实例。
返回图4，处理器系统422通常控制CMD 400的操作及其与第三方(诸如BMS 430)或外部装置或外部系统(未示出)的通信。处理器系统422至少包括用于执行CPU、RAM和时钟的固件。
在一些实施例中，处理器系统422采用微控制器的形式。附加地或另选地，处理器系统422可包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、嵌入式处理器等，或者可集成在片上系统(SoC)中。在一些实施例中，处理器系统422包括来自由 等制造的处理器系列的处理器。处理器系统422也可基于ARM架构，移动处理器等。
在一些实施例中，处理器系统422在不使用时可掉电。然后，处理器系统422可利用从FDS 420、通信系统424或定时器或时钟428接收到的信号重新启动。
通信系统424使得处理器系统422能够与BMS 430或外部装置或系统进行通信。在一些实施例中，通信系统424包括用于在CMD 400与外部装置或系统之间进行通信的一个或多个部件，诸如收发器、接收器、发射器或它们的组合。通信系统424可支持无线通信，例如使用或近场通信(NFC)协议。另选地或附加地，通信系统424可支持与BMS 430的有线连接，例如USB、CAN总线、并行总线或适合于目的的另一种类型的有线连接。
处理器系统422使用通信系统424来与外部系统诸如BMS 430共享受监测的电池单元的状态，包括任何检测到的故障和相关的故障数据。CMD 400可在FDS 420完成对接收到的测量结果的评估后共享故障检测的结果。在一些实施例中，CMD 400将其对受监测的电池单元的状态(包括任何检测到的故障和相关的故障数据)的通信时移(例如，延迟)到BMS430。例如，一旦FDS 420完成其对接收到的测量结果的评估，CMD 400就延迟传送结果，直到预先安排的时间或者直到CMD 400从BMS 430或外部装置或系统接收到对应请求，而不是共享结果。
为了实现此类时移，处理器系统422在故障存储设备426处存储关于受监测的电池单元的状态的数据、FDS 420检测到的任何故障和相关的故障数据以供后续检索，以及指示何时(如果有的话)检测到相应故障的定时信息。然后，处理器系统422能够从故障存储设备426检索相关数据，并通过通信系统424与第三方(诸如管理包括由CMD 400监测的电池单元的电池系统的BMS 430，并且另选地或附加地，例如用于对由CMD 400监测的电池单元的SoH历史的后续分析的外部系统或装置)共享检索到的数据。
故障存储设备426是包括一个或多个存储装置的存储器，该一个或多个存储装置用于存储关于在由CMD 400监测的电池单元处检测到的故障的数据，诸如由FDS 420评估的结果。一个或多个存储装置可包括但不限于闪存存储器(例如，NOR闪存或NAND闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)和/或任何其他合适的存储装置。
存储在故障存储设备426处以捕获由CMD 400监测的电池单元随时间的状态的数据(在本公开中被称为电池单元状态数据)包括指示在一个或多个电池单元处已经确定故障的故障指示符，以及与确定的故障相关的数据(在本公开中被称为故障数据)，诸如CMD400何时检测到该故障的时间戳。电池单元状态数据也可包括当未检测到故障时在受监测的电池单元处进行的测量结果、此类测量结果的衍生物或两者，以及指示由FDS 420或处理器系统422何时从传感器系统410接收测量结果的定时的信息。
在一些实施例中，故障指示符采用标记或指定位(例如，“0”或“1”指定位)的形式来指示CMD 400确定故障。
在一些实施例中，故障指示符被配置为指示检测到的故障的类型(例如，操作故障、行为故障或系统故障)、检测到的故障的严重性级别(例如，即时危险、延迟危险或降级危险)、检测到的故障的性质(例如，指示已经超出其NOA或SOA的属性)或它们的任何组合。例如，故障指示符可包括8个位，包括用于指示检测到的故障的严重性级别或者没有发生故障的2个位，用于指示检测到的故障的类型的2个位，以及用于指示检测到的故障的性质的4个位。
在一些实施例中，从CMD 400到BMS 430的消息或更新中存在故障数据充当CMD400检测到故障的故障指示符，而故障数据的不存在指示尚未检测到故障。
故障数据包括指示FDS 420何时检测到故障的定时信息。例如，定时信息可采用当FDS 420检测到故障时基于定时器或时钟428的输出生成的时间戳的形式。故障数据也可包括导致FDS 420检测到故障的测量结果(原始的、衍生的或两者)、与检测故障相关的计算、与被检测到的故障相关的其他数据(例如，在故障被检测到之前在电池单元处进行的对应测量结果)或它们的任何组合。
当CMD 400可操作以传输FDS 420对接收到的测量结果执行的评估的结果而无需时移时，此类评估结果包括故障指示符和故障数据。这些可采用与被描述为存储在故障存储设备426处的故障指示符和故障数据相同的形式。
尽管在图4中被示为单独部件，但在一些实施例中，FDS 420与处理系统422集成。
图5A至图5N示出了根据本公开的CMD可检测到的各种故障的实例。这些图的描述参考CMD 400来检测相应故障。然而，贯穿本公开讨论的其他CMD变型可用于检测参考图5A至图5N描述的故障。
如参考图4解释的，CMD诸如CMD 400采用一个或多个电池单元模型来分析电池单元属性的测量结果以确定是否存在故障。因此，参考图5A至图5N讨论的安全和正常操作限制或阈值中的一些或全部，或它们的各种组合可由CMD 400的一个或多个电池单元模型定义。
图5A至图5N示出了锂离子电池单元中的操作故障和行为故障的实例。然而，类似的分析可适用于不同类型的电池单元，例如，次级电池单元化学成分，诸如Li空气、Li-S、NiMH、铅酸或NiCd，以及初级电池单元化学成分，诸如碱性或锂。
操作故障实例
图5A至图5G示出了可由在本公开中描述的CMD检测到的操作故障的实例。
电池单元过电压故障
参考图5A时，当电池单元的端电压超过由电池单元的制造规范指定的最大安全电压时，该电池单元可能会损坏并且具有着火的可能。因此，在一些实施例中，CMD 400被配置为使用相应电压传感器重复测量受监测的电池单元或电池单元群组的端电压，以确定电压测量结果是否超过最大安全操作电压限制。
相应电池单元模型421定义最大安全操作电压限制506。传感器系统410可操作以使用电压传感器重复测量受监测的电池单元的电压。例如，传感器系统410可以至少10Hz的频率测量电压。FDS 420可操作以使用电池单元模型421将获得的测量结果与安全操作电压限制506进行比较，用于确定是否检测到故障。
图5A示出了例如基于相应制造规范或在两个电池单元群组中的电池单元的初始测试期间，相对于针对两个电池单元群组定义的最大安全电压506的针对两个电池单元群组的电池单元端电压随时间的曲线507和508。曲线507描绘了其中相应电池单元群组的电池单元端电压逐渐上升到最大安全操作电压506以上并且继续上升的场景。曲线508描绘了其中相应电池单元群组的电池单元端电压经历超过最大安全操作电压506的尖峰并且然后返回到安全操作区域内的场景。每个曲线指示故障发生在对应电池单元群组处并且因此将由定义最大安全电压506的相应电池单元模型421来解释。
由于每个电池单元群组处的电压超过最大安全操作电压506，因此电池单元群组中的电池单元可能已经被损坏并且具有着火的可能。因此，在FDS 420或CMD 400可操作以确定检测到的故障的严重性级别的情况下，FDS 420或CMD 400可将针对两个电池单元群组的检测到的故障分类为具有即时危险故障的严重性级别。表1提供了针对特定类型的锂离子电池单元的最大安全电压限制的例示性实例。
电池单元 最大电压
电池单元A：72Ah棱柱形LiFePO4 3.65V
电池单元B：20Ah软包LiFePO4 3.6V
电池单元C：3.3Ah 18650圆柱形NMC(镍锰钴氧化物) 4.2V
电池单元D：23Ah LTO(锂钛氧化物)棱柱形 2.7V
表1
尽管图5A的示例性场景是参考最大安全操作电压限制来描述的，但是CMD 400可使用类似电池单元模型来确保当电池单元端电压超过最大正常操作限制时检测到故障。如果电池单元端电压测量结果或一系列此类测量结果超过最大正常操作限制但在最大安全操作限制内，则CMD 400可将检测到的故障分类为具有降级危险故障的严重性级别。
电池单元过温度故障
参考图5B，当电池单元的温度超过由电池单元的制造规范指定的最大安全温度时，该电池单元可能会损坏并且具有着火的可能。因此，在一些实施例中，CMD 400被配置为使用相应一个或多个温度传感器重复测量受监测的电池单元群组的温度，以确定温度是否超过最大安全操作温度限制。
相应电池单元模型421定义安全操作温度限制511。传感器系统410可操作以使用温度传感器例如以每秒至少一次的频率获得受监测的电池单元处或受监测的电池单元的温度测量结果。FDS 420可操作以使用电池单元模型421将获得的测量结果与安全操作温度限制511进行比较，用于确定是否检测到故障。
图5B示出了例如基于电池单元的相应制造规范或在电池单元的初始测试期间，相对于针对两个电池单元群组中的电池单元定义的最大安全操作温度511的针对两个电池单元群组的电池单元温度随时间的曲线512和513。曲线512描绘了相应电池单元群组的温度逐渐上升到最大安全操作温度511以上并且继续上升。曲线513描绘了相应电池单元群组的温度经历超过最大安全操作温度511的尖峰并且然后返回到SOA内。每个曲线指示在相应电池单元群组处发生故障。
由于每个电池单元群组的温度超过最大安全操作温度511，因此电池单元可能已经被损坏并且具有着火的可能。因此，针对两个电池单元群组的检测到的故障可被分类为具有即时危险故障的严重性级别。
表2提供了针对特定类型的锂离子电池单元的最大安全温度限制的例示性实例。
电池单元 最大温度
电池单元A：72Ah棱柱形LiFePO4 50摄氏度
电池单元B：20Ah软包LiFePO4 60摄氏度
电池单元C：3.3Ah 18650圆柱形NMC 60摄氏度
电池单元D：23Ah LTO棱柱形 55摄氏度
表2
尽管图5B所示的实例是参考最大安全操作温度限制来描述的，但是CMD 400可使用类似电池单元模型来确保当电池单元的操作温度超过最大正常操作限制时检测到故障。如果温度测量结果或一系列此类测量结果超过正常操作限制但在安全操作限制内，则检测到的故障可被分类为具有降级危险故障的严重性级别。
电池单元过电流故障
参考图5C，当流过电池单元的电流超过由电池单元的制造规范指定的最大安全电流时，该电池单元可能会损坏并且具有着火的可能。因此，在一些实施例中，CMD 400被配置为使用相应电流传感器重复测量流过(流入和流出)受监测的电池单元群组(一个或多个电池单元)的电流，以确定电流是否超过最大安全操作电流限制。
相应电池单元模型421定义安全操作电流限制514和516。传感器系统410可操作以使用电流传感器以每10mS的频率获得受监测的电池单元的测量结果。FDS 420可操作以使用电池单元模型421将获得的测量结果与安全操作限制514和516进行比较，用于确定电池单元是否经历故障。
图5C示出了相对于定义针对三个电池单元群组的安全操作电流限制的曲线5141、5142、5161和5162的针对三个电池单元群组的电流随时间的曲线517、518和519。曲线5141和5142定义脉冲的最大安全持续时间，即安全时间脉冲限制。曲线5161定义针对流过电池单元的连续电流的最大安全限制，而曲线5162定义针对脉冲电流的最大安全限制。
曲线517描绘了流过相应电池单元群组的电流超过最大安全连续电流限制5161达比安全时间脉冲限制5141至5142长的时间段。因此，尽管由曲线517表示的电流没有超过最大安全电流脉冲限制5162，但是曲线517指示在相应电池单元群组处出现故障。
曲线518描绘了流过相应电池单元群组的电流经历脉冲。尽管由曲线518描绘的脉冲的持续时间在安全时间脉冲限制5141至5142内，但脉冲的电流值超过最大安全电流脉冲限制5162。因此，曲线518也指示在相应电池单元群组处出现故障。
与曲线518类似，曲线519描绘了流过相应电池单元群组的电流经历脉冲。然而，与曲线518的尖峰脉冲和曲线517的过长脉冲不同，曲线519的脉冲没有超过安全时间脉冲限制5141至5142、最大安全连续电流限制5161、或最大安全电流脉冲限制5162。因此，曲线519不指示故障。
由于由曲线517和518描绘的电流超过至少一个安全操作限制，相应电池单元可能已经被损坏并且具有无延迟着火的可能。因此，检测到的故障可被分类为具有即时危险故障的严重性级别。
表3提供了针对特定类型的电池单元的安全操作电流限制的例示性实例。
表3
尽管图5C所示的实例是参考安全操作电流限制来描述的，但是CMD 400可使用类似电池单元模型来确保当流过电池单元的电流超过正常操作电流限制时确定故障。如果电流测量结果或一系列此类电流测量结果超过正常操作限制中的至少一者但在相应安全操作限制内，则检测到的故障可被分类为具有降级危险故障的严重性级别。
参考图5C描述的用于电流测量的脉冲时间限制方法也可用于评估在受监测的电池单元处获得的其他类型的测量结果，诸如电压和温度。不同类型的测量结果可具有不同脉冲时间限制，用于确定电池单元是否经历故障。例如，可使用比针对电流测量结果的持续时间(例如，10秒)明显更短的持续时间(例如，1秒)的脉冲时间限制来评估电压测量结果。电压脉冲可能是由从负载返回的能量的脉冲或由外部电噪声引起的。在确定故障之前，可应用如参考其他测量结果(诸如参考图5A至图5N)描述的滤波器。
电池单元欠电压故障
参考图5D，当电池单元的端电压低于由电池单元的制造规范指定的最小安全电压时，该电池单元可能会损坏，并且该损坏可导致延迟危险。例如，过度放电可引起锂镀覆，如果电池单元随后在稍后时间充电，则导致枝晶生长和可能的热失控。因此，在一些实施例中，CMD 400被配置为使用相应电压传感器重复测量受监测的电池单元群组的端电压，以确定电压测量结果是否下降到最小安全操作电压限制以下。
相应电池单元模型421定义最小安全操作电压限制521。传感器系统410可操作以使用电压传感器以至少每100mS的频率获得受监测的电池单元的电压测量结果。FDS 420可操作以使用电池单元模型421将获得的测量结果与最小安全操作电压限制521进行比较，以确定电池单元是否经历故障。
图5D示出了例如基于相应制造规范或在两个电池单元群组中的电池单元的初始测试期间，相对于针对三个电池单元群组定义的最小安全电压521的针对三个电池单元群组的电池单元端电压随时间的曲线522、523和534。曲线522描绘了其中相应电池单元群组的电池单元端电压逐渐下降到最小安全操作电压521以下并且继续下降的场景。曲线523描绘了其中相应电池单元群组的电池单元端电压经历下降到最小安全操作电压521以下的负尖峰并且然后返回到安全操作区域内的场景。
曲线522和523两者都指示对应电池单元群组经历故障并且将由相应电池单元模型421如此解释。由于每个电池单元群组处的电压下降到最小安全操作电压521以下，因此电池单元群组中的电池单元可能已经被损坏，并且该损坏可导致延迟危险。因此，CMD 400可将针对两个电池单元群组的确定的故障分类为具有延迟危险故障的严重性级别，其中FDS 420可操作以确定确定的故障的严重性级别。
曲线524描绘了其中相应电池单元的电池单元端电压从不下降到最小安全操作电压限制521以下，并且电池单元模型421将不会检测到与曲线524相关的任何故障的场景。
表4提供了针对特定类型的锂离子电池单元的最大安全电压限制的例示性实例。
电池单元 最大电压
电池单元A：72Ah棱柱形LiFePO4 2.5V
电池单元B：20Ah软包LiFePO4 2.0V
电池单元C：3.3Ah18650圆柱形NMC 2.75V
电池单元D：23Ah LTO棱柱形 1.5V
表4
尽管图5D的示例性场景是参考安全操作电压限制来描述的，但是CMD 400可使用类似电池单元模型来确保当电池单元端电压下降到最小正常操作限制以下时确定故障。
电池单元欠温度故障
参考图5E，当电池单元的温度下降到由电池单元的制造规范指定的最小安全温度以下时，电池单元可能会损坏，并且该损坏可导致延迟危险。例如，低温充电可引起锂镀覆，以及随后的枝晶生长，最终导致电池单元隔膜的刺穿和局部短路。作为另一个实例，如果电池单元被存储在特定最小存储温度以下，则电池单元内的电解质可开始结晶。因此，在一些实施例中，CMD 400被配置为使用相应温度传感器重复测量一个或多个电池单元的受监测的群组处和一个或多个电池单元的受监测的群组的温度，以确定温度是否下降到最小安全操作温度限制以下。
相应电池单元模型421定义最小安全操作温度限制526。传感器系统410可操作以使用温度传感器例如以每秒至少一次的频率获得受监测的电池单元处或受监测的电池单元的温度测量结果。FDS 420可操作以使用电池单元模型421将获得的测量结果与最小安全操作温度限制526进行比较，用于确定是否检测到故障。
电池单元模型421可根据当获得电池单元群组处或电池单元群组的温度测量结果时电池单元群组是否正在充电、正在放电或正在被存储而采用不同最小安全操作温度限制。
图5E示出了例如基于电池单元的相应制造规范或在电池单元的初始测试期间，相对于针对三个电池单元群组中的电池单元定义的最小安全操作温度526的针对三个电池单元群组的电池单元温度随时间的曲线527、529和529。曲线527描绘了相应电池单元群组的温度已经逐渐下降到最小安全操作温度526以下并且继续下降。曲线528描绘了相应电池单元群组的温度经历下降到最小安全操作温度526以下的负尖峰并且然后返回到SOA内。
曲线527和528两者都指示在相应电池单元群组处发生故障。由于每个电池单元群组的温度下降到最小安全操作温度526以下，因此电池单元可能已经被损坏，并且该损坏可导致延迟危险。因此，针对两个电池单元群组的检测到的故障可被分类为具有延迟危险故障的严重性级别。
曲线529描绘了其中相应电池单元的温度从不下降到最小安全操作温度限制526以下，并且电池单元模型421将不会确定与曲线529相关的任何故障的场景。
表5提供了针对特定类型的锂离子电池单元的最小安全温度限制的例示性实例。
表5
尽管图5E所示的实例是参考最小安全操作温度限制来描述的，但是CMD 400可使用类似电池单元模型来确保当电池单元的操作温度下降到正常操作温度限制以下时检测到故障。
电池单元过压力故障
参考图5F时，当电池单元的内部压力超过由电池单元的制造规范定义的最大安全压力时，该电池单元可能会损坏并且具有着火、排气或爆炸的可能。因此，在一些实施例中，CMD 400被配置为使用相应压力传感器(例如，气体压力传感器，应变计等)重复测量一个或多个受监测的电池单元的压力，以确定每个受监测的电池单元的内部压力是否超过最大安全操作压力限制。
相应电池单元模型421定义最大安全操作压力限制531。传感器系统410可操作以使用压力传感器例如以1Hz的频率获得受监测的电池单元的压力测量结果。传感器系统410可例如使用与电池单元壳体集成的气体压力传感器直接或使用测量压力的效果的传感器间接测量电池单元的内部压力。允许测量内部电池单元压力的效果的传感器的实例包括但不限于力传感器和应变计，该力传感器被配置为测量由内部压力的变化引起的由电池单元施加在外表面上的力，该应变计被配置为监测由内部压力的变化引起的电池单元壳体的挠曲。
FDS 420可操作以使用电池单元模型421将压力测量结果与最大安全操作压力限制531进行比较，用于确定是否检测到故障。如果传感器系统410通过其效果测量内部电池单元压力，则最大安全操作压力限制531表示针对测量的效果的最大安全操作限制，例如，最大安全操作力或最大安全操作挠曲。
电池单元压力与温度成正比。因此，最大安全操作压力限制随着电池单元的温度升高或降低而变化。在一些实施例中，在将获得的压力测量结果与最大安全操作压力限制531进行比较之前，电池单元模型421针对当传感器系统410获得相应压力测量结果时存在的温度条件补偿获得的压力测量结果或最大安全操作压力限制531，或两者。例如，电池单元模型421可同时接收压力测量结果和温度测量结果两者作为来自相应传感器的输入。通过针对温度条件补偿压力测量结果或最大安全操作压力限制531，FDS 420可比在不执行温度补偿的情况下更准确地评定获得的压力测量结果是否指示故障。
图5F示出了例如基于电池单元的相应制造规范或在电池单元的初始测试期间，相对于针对电池单元定义的最大安全操作压力531的针对两个电池单元的电池单元内部压力随时间的曲线532和533。曲线532描绘了相应电池单元的内部压力逐渐上升到最大安全操作压力531以上并且继续上升。曲线533描绘了相应电池单元的内部压力经历超过最大安全操作压力531的尖峰并且然后返回到SOA内。每个曲线指示在相应电池单元群组处发生故障。
由于每个电池单元的内部压力超过最大安全操作压力531，因此电池单元可能已经被损坏并且具有着火、排气或爆炸的可能。因此，针对两个电池单元群组的检测到的故障可被分类为具有即时危险故障的严重性级别。
作为一个实例，如果电池单元的内部压力在25摄氏度下超过100kPa，则电池单元模型421将认为电池单元正在经历故障。对于不同电池单元和不同电池单元制造商，最大安全操作压力限制(过压力阈值)可变化。
尽管图5F所示的实例是参考最大安全操作压力限制来描述的，但是CMD 400可使用类似电池单元模型以当电池单元的操作压力超过最大正常操作限制时检测故障。如果压力测量结果或一系列此类压力测量结果超过正常操作限制但在安全操作限制内，则检测到的故障可被分类为具有降级危险故障的严重性级别。
在短(短暂)时间段内的内部电池单元压力出现尖峰并且随后返回到较低压力可指示在相应电池单元处的延迟危险(诸如由于局部短路或枝晶生长引起的气体的突然演变)，即使在尖峰期间的内部压力保持在SOA或NOA的界限内。因此，在一些实施例中，相应电池单元模型分析电池单元的内部压力测量结果以快速增加和减少。该场景在图5G中示出。
图5G示出了由于内部压力随时间的变化而由电池单元施加到外表面上的力的曲线537。曲线536反映了受监测的电池单元的内部压力快速升高和降低，形成尖峰538。在图5G的实例中，尖峰538是由电池单元经历的短路事件引起的。尽管尖峰538在其峰值处低于最大安全操作限制536，但是它反映了可能在电池单元处引起延迟危险的事件(诸如电池单元在短路事件的区域中的弱化)，并且因此使用相应电池单元模型421检测为故障。
行为故障实例
在一些实施例中，当电池单元或电池单元群组不按照预期的那样表现时，CMD诸如CMD 400可操作以检测对应行为故障。相应电池单元模型421定义电池单元或电池单元群组的预期行为。例如，电池单元模型421可定义响应于给定刺激的电池单元或电池单元群组的测量的属性的期望值或值范围。当受监测的电池单元或电池单元群组的行为与由相应电池单元模型421定义的电池单元行为偏离时，即使在受监测的电池单元或电池单元群组处获得的测量结果落入安全操作限制和正常操作限制内，FDS 420也检测故障。
可使用一个或多个阈值来确定受监测的电池单元或电池单元群组的行为是否与建模的行为偏离。不同阈值可用于不同电池单元属性、不同电池单元状态、不同条件等。
附加地或另选地，在一些实施例中，CMD 400可操作以比较在不同电池单元处获得的测量结果来识别故障。例如，CMD 400可使用独立传感器(例如，气体压力传感器)来比较传感器系统410在由CMD 400监测的相同电池单元群组内的电池单元处获得的测量结果。当与在电池单元群组中的其他电池单元处获得的测量结果比较时，由电池单元群组中的一个电池单元表现出的测量结果中的异常或偏离可指示行为故障，即使该偏离测量结果落入相应安全操作限制或正常操作限制内。
附加地或另选地，CMD 400可将在受监测的电池单元或电池单元群组处获得的测量结果与在不由CMD 400监测的相邻电池单元处获得的对应测量结果进行比较。当与在相邻电池单元处获得的测量结果相比时，由受监测的电池单元或电池单元群组表现出的测量结果的异常或偏离可指示受监测的电池单元或电池单元群组处的行为故障，即使在受监测的电池单元或电池单元群组处获得的测量结果落入相应安全操作限制或正常操作限制内。CMD 400可操作以直接从监测相邻电池单元的CMD或通过BMS 430接收相邻电池单元的测量结果。
图5H至图5N示出了可由根据本公开的CMD诸如CMD 400检测到的行为故障的实例。
非预期电池单元温度变化
针对已知刺激(例如，电压、电流或两者)和电池单元或电池单元群组的状态(例如，充电状态、SoH或内部电阻)在受监测的电池单元或电池单元群组处测量的温度变化率与由电池单元或电池单元群组的热电模型预测的温度变化率之间的改变可指示受监测的电池单元或电池单元群组处的行为故障。在一些实施例中，电池单元模型421定义受监测的电池单元或电池单元群组响应于预设电池单元状态中的预定义刺激的预期温度变化的热电模型，以及偏离阈值。当受监测的电池单元或电池单元群组的温度变化率与由热电模型预测的变化率偏离超过预定义偏离阈值时，CMD 400的FDS 420可操作以检测故障。例如，如果电池单元模型421预测1A电流应当导致在1分钟之后温度从25度上升到30度，而在受监测的电池单元或电池单元群组处获得的对应测量结果在30秒内反映相同的上升，则CMD 400的FDS 420将检测行为故障。
图5H示出了类似场景。在图5H中，曲线542描绘了在受监测的电池单元或电池单元群组处测量的温度变化，而曲线541描绘了根据由电池单元模型定义的热电模型421对于电池单元或电池单元群组的相同刺激和状态的建模的温度变化。曲线542和541分别指示测量的温度比预测的温度明显更快地上升，这继而指示受监测的电池单元或电池单元群组处的行为故障。
差分温度变化
暴露于相同刺激的相同类型的电池单元之间的行为改变可指示在一个或多个此类电池单元处出现故障。例如，针对相同刺激(例如，电压和电流)并且考虑到相应电池单元或电池单元群组的状态(例如，充电状态、SoH或内部电阻)，在一个电池单元或电池单元群组处测量的温度变化率不同于在其他电池单元或电池单元群组处测量的温度变化率可指示电池单元或电池单元群组处的行为故障，该电池单元或电池单元群组的变化率与其他电池单元或电池单元群组偏离。
在一些实施例中，电池单元模型421定义在比较不同电池单元或电池单元群组的测量结果时使用的一个或多个偏离阈值。例如，可针对不同刺激、电池单元状态或两者设定不同偏离阈值。
当FDS 420确定受监测的电池单元或电池单元群组的温度变化率与相邻电池单元或电池单元群组的变化率偏离超过模型421的对应偏离阈值时，FDS 420检测行为故障。例如，如果FDS 420确定电池系统中的所有电池单元保持在恒定的30C，除了CMD 400监测的电池单元或电池单元群组以及该电池单元或电池单元群组的温度上升到40C，则FDS 420确定行为故障。
图5J示出了类似场景，其中四个不同电池单元暴露于相同刺激。曲线546、547和548描绘了在四个此类电池单元中的三个处测量的温度的一致变化。曲线549描绘了与由曲线546、547和548描绘的温度变化显著偏离(即，偏离超过预定义偏离阈值)的温度变化。具体地，曲线549示出了对应电池单元的温度比与曲线546、547、548对应的其他三个电池单元的温度明显更快地上升。因此，CMD 400将检测与曲线549对应的电池单元处的行为故障。
非预期电压变化
针对已知刺激(例如，温度、电流或两者)和电池单元或电池单元群组的状态(例如，充电状态、SoH或内部电阻)在受监测的电池单元或电池单元群组处测量的电压变化率与由电池单元或电池单元群组的热电模型预测的电压变化率之间的改变可指示电池单元或电池单元群组处出现的行为故障。在一些实施例中，电池单元模型421定义受监测的电池单元或电池单元群组响应于预设状态中的预定义刺激的预期电压变化的热电模型，以及偏离阈值。当受监测的电池单元或电池单元群组的电压变化率与由热电模型预测的变化率偏离超过预定义偏离阈值时，CMD 400的FDS 420可操作以检测故障。例如，如果电池单元模型421预测在零电流和稳定温度的情况下，电压应当在一小时内下降不超过50mV，而在受监测的电池单元或电池单元群组处获得的对应测量结果在10分钟内反映相同下降，则CMD 400的FDS 420将检测行为故障。
图5K示出了类似场景。在图5K中，曲线552描绘了在受监测的电池单元或电池单元群组处测量的电压变化，而曲线551描绘了根据由电池单元模型定义的热电模型421对于电池单元或电池单元群组的相同刺激和状态的建模的电压变化。曲线552和551指示测量的电压分别比预测的电压明显更快地下降，这继而指示受监测的电池单元或电池单元群组处的行为故障。
差分电压变化
暴露于相同刺激的相同类型的电池单元之间的行为改变可指示在一个或多个此类电池单元处出现故障。例如，针对相同刺激(例如，电流、温度或两者)并且考虑到相应电池单元或电池单元群组的状态(例如，充电状态、SoH或内部电阻)，在一个电池单元或电池单元群组处测量的电压变化率不同于在其他电池单元或电池单元群组处测量的电压变化率可指示电池单元或电池单元群组处的行为故障，该电池单元或电池单元群组的变化率与其他电池单元或电池单元群组偏离。
在一些实施例中，电池单元模型421定义在比较不同电池单元或电池单元群组的测量结果时使用的一个或多个偏离阈值。可针对不同刺激、电池单元状态或两者设定不同偏离阈值。比较的电池单元的测量结果之间的差异超过相应偏离阈值指示行为故障。
当FDS 420确定受监测的电池单元或电池单元群组的电压变化率与相邻电池单元或电池单元群组的变化率偏离超过模型421的对应偏离阈值时，FDS 420检测行为故障。例如，如果FDS 420确定电池系统中的所有电池单元保持在恒定的3.7V±50mV，除了CMD 400监测的电池单元或电池单元群组以及该电池单元或电池单元群组的电压下降到3.5V，则FDS 420确定行为故障。
图5L示出了类似场景，其中四个不同电池单元暴露于相同刺激。曲线556、557和558描绘了在四个此类电池单元中的三个处测量的电压的一致变化。曲线559描绘了与由曲线556、557和558描绘的电压变化显著偏离(即，偏离超过预定义偏离阈值)的电压变化。具体地，曲线559示出了对应电池单元的电压下降，而由曲线556、557和558描绘的电压缓慢上升。因此，CMD 400检测与曲线559对应的电池单元处的行为故障。
在一些实施例中，相对于发生不同电池单元之间的电池单元电压的差异的时间段来评估该差异。预期在长(延长)时间段(诸如数天到数月)内不同电池单元之间的电池单元电压的逐渐差异，并且因此并不一定指示故障。因此，当在数分钟或数小时内检测到时，相同水平的差异可指示行为故障，但当在数天或数月内检测到时，不指示行为故障。因此，可根据检测到差异的时间段来调整偏离阈值。例如，偏离阈值可随着检测到电池单元之间的差异的时间段增加而增加。
非预期压力变化
针对已知刺激(例如，电压、温度、电流或它们的组合)和电池单元或电池单元群组的状态(例如，充电状态、SoH或内部电阻)在受监测的电池单元的内部压力的变化率与由电池单元的模型预测的内部压力的变化率之间的改变可指示电池单元处的行为故障。在一些实施例中，电池单元模型421定义受监测的电池单元响应于预设状态中的预定义刺激的建模的内部压力变化，以及偏离阈值。当受监测的电池单元的内部压力的变化率与由相应模型421预测的变化率的偏离超过预定义偏离阈值时，FDS 420检测到故障。
在一些实施例中，电池单元模型421定义针对预定义刺激和预设状态的一个或多个阈值。当FDS 420确定受监测的电池单元的内部压力的变化率超过对应阈值时，FDS 420检测到故障。例如，电池单元模型421可设定+/-0.1kPa/s的压力阈值的最大变化率。如果FDS 420基于受监测的电池单元处的相应测量结果来确定压力变化率大于预设阈值，则FDS420检测到行为故障。
电池单元的内部压力预期会在电池单元寿命内增加，其中压力与该电池单元的SoH成比例。在一些实施例中，电池单元模型421阐述了电池单元压力与SoH之间的关系。如果FDS 420基于受监测的电池单元处的相应测量结果来确定电池单元压力增加超过预期，则FDS 420检测到行为故障。如果FDS 420基于受监测的电池单元处的相应测量结果来确定电池单元压力在预期电池单元压力随时间增加时减小，则FDS 420检测到行为故障。此类减少指示电池单元存在泄漏。
图5M示出了一种此类场景。在图5M中，曲线562描绘了基于在电池单元处获得的相应测量结果确定的电池单元的内部压力的变化。曲线546描绘了根据电池单元模型421的相同电池单元的内部压力的建模的变化。曲线562和561指示测量的电池单元压力比建模的电池单元压力明显更快地升高，这继而指示受监测的电池单元处的行为故障。
差分压力变化
暴露于相同刺激的相同类型的电池单元之间的行为改变可指示在一个或多个此类电池单元处的故障。例如，针对相同刺激(例如，电压、温度、电流或它们的组合)并且考虑相应电池单元的状态(例如，充电状态、SoH或内部电阻)，电池组中的一个电池单元的内部压力不同于相同电池组中的其他电池单元的内部压力可指示其内部压力与其他内部压力偏离的电池单元处的行为故障。
在一些实施例中，电池单元模型421定义在比较不同电池单元或电池单元群组的测量结果时使用的一个或多个偏离阈值。例如，可针对不同刺激、电池单元状态或两者设定不同偏离阈值。
当FDS 420确定受监测的电池单元的内部压力与相邻电池单元的内部压力偏离超过模型421的对应偏离阈值时，FDS 420检测到行为故障。例如，如果FDS 420确定电池系统或电池组中的所有电池单元处于50kPa的电池单元压力，除了CMD 400监测的电池单元，并且该电池单元的压力高于或低于其他电池单元的压力给定百分比或超过给定百分比(例如，5％的偏离阈值)，FDS 420确定行为故障。
图5N示出了类似场景，其中四个不同电池单元暴露于相同刺激。曲线566、567和568描绘了四个此类电池单元中的三个的内部压力的一致变化。曲线569描绘了与由曲线566、567和568描绘的电池的电池单元压力的变化显著偏离(即，偏离超过预定义偏离阈值)的相应电池单元的内部压力的变化。具体地，曲线569指示对应电池单元的内部压力比与曲线566、567、568(其在相应三个电池单元之间缓慢地和一致地上升)对应的其他三个电池单元的内部压力明显更快地上升。因此，CMD 400将检测与曲线569对应的电池单元处的行为故障。
在一些实施例中，传感器系统410以其测量参考图5A至图5N讨论的各种电池单元属性的频率是可配置的。对于该实例，可响应于在受监测的电池单元处获得的相同或其他电池单元属性的测量结果(例如，电压、电流、温度、压力等)、受监测的电池单元的检测到的状态、由受监测的电池单元表现出的测量趋势、受监测的电池单元的健康状态、受监测的电池单元的期望使用等来调整以其测量特定电池单元属性的频率。对于该实例，例如，当一个、一些或全部此类参数指示相应电池单元在其NOA内安全地操作时，该频率可降低，而当一个、一些或全部此类参数指示电池单元在由其NOA或SOA设定的边界处或附近操作时，该频率可增加。在行为故障的上下文中，随着不同电池单元或电池单元群组的测量结果或在预定义行为接近相应偏离阈值的情况下，以其测量电池单元属性的频率可能会增加。
在一些实施例中，另一个电池单元模型421(诸如参考图5A至图5N描述的电池单元模型)可将滤波器应用于获得的测量结果，以在确定故障之前减少错误故障检测。例如，滤波器可需要预定义数量的顺序测量结果(例如，3个或更多、4个或更多、5个或更多等)或顺序样本中的预定义数量(例如，4个中的3个、5个中的4个、6个中的4个、6个中的5个等)超过、低于由相应电池单元模型定义的相关限制或阈值、或下降到该相关限制或阈值之外，从由电池单元模型定义的预期行为偏离，从在其他电池单元处获得的测量结果偏离。
已经参考图5A至图5N描述了多个示例性场景。在此类场景参考电池单元群组的情况下，电池单元群组可由单个电池单元或多个电池单元(例如，并联连接的多个电池单元)组成。
图6是根据一些实施例的CMD 600的布置的示意图。CMD 600包括与参考图4描述的CMD 400的部件类似的部件。因此，参考图4至图5N对传感器系统410、FDS 420、处理器系统422、通信系统424、故障存储设备426和定时器或时钟428的描述分别适用于传感器系统610、FDS 620、处理器系统622、通信系统624、故障存储设备626和定时器或时钟628，并且因此不再重复。相反，图6的描述聚焦于CMD 400与CMD 600之间的差异。
除了参考图4描述的功能之外，CMD 600的FDS 620和传感器系统610提供冗余且多样化的机制，用于确定与在由CMD 600监测的电池单元处获得的测量结果(例如，电压、电流、温度、压力等)相关的故障。出于该目的，除了一个或多个ADC 618之外，类似于ADC 418，传感器系统610还包括冗余且多样化的ADC 619。
ADC 619向FDS 620提供附加测量结果，FDS 620评估功能安全性相关故障。ADC618和ADC 619使用不同转换技术。在一些实施例中，ADC 618以比ADC 619快的转换速率实现更高精度，并且能够支持每秒多次的电池单元电压或其他测量结果，例如100Hz而不是由ADC 619支持的10Hz或更低。例如，ADC 618可具有拥有最小16位分辨率的Σ-Δ架构，而ADC619可具有拥有比ADC 618低的分辨率(例如，12至14位)的逐次逼近架构。以这种方式，ADC619使得FDS 620能够对ADC 618执行功能安全性检查。当与CMD 400的安全性和可靠性相比时，这提高了CMD 600的安全性和可靠性。
附加的一个或多个ADC可添加到CMD 600，附加的一个或多个ADC有助于CMD 600内的冗余。例如，通过使用诸如2/3投票的技术或在单个ADC失效的情况下增强的安全性，附加ADC的使用可提供可靠性和安全性的进一步增强。
与处理器系统422控制FDS 420的数据通信的CMD 400不同，在CMD 600中，FDS 620能够直接与通信系统624共享其数据。FDS 620与通信系统624之间的直接通信使得通信系统624能够除了从处理器系统622接收到的对应电池单元状态信息之外或独立于该对应电池单元状态信息还包括电池单元状态信息，诸如从FDS 620接收到的故障指示符和故障数据。以这种方式，CMD 600提供多样化且冗余的故障确定。当由处理器系统622和FDS 420提供的对应电池单元状态信息匹配时，BMS 430确信电池单元状态信息是准确的。由处理器系统422和FDS 420提供的对应电池单元状态信息之间的差异将向BMS 430指示CMD 600正在经历故障并且可能需要补救动作。
在CMD 600中，FDS 620也可直接访问故障存储设备626，并且因此能够将电池单元状态信息直接存储在故障存储设备626中。在一些实施例中，这通过使FDS 620单独负责将其数据存储在故障存储设备处来减少处理器系统622上的处理负载。在一些其他实施例中，处理器系统622通过将处理器系统622从FDS 620接收到的电池单元状态信息与FDS 620存储在故障存储设备626处的对应电池单元状态信息进行比较来运行附加自诊断检查。
尽管如所描述的，CMD 600与CMD 400的不同之处在于其采用附加ADC、允许FDS620与通信系统624之间的直接通信、并且给予FDS 620对故障存储设备626的直接访问，但是此类差异可以单独地或以任意组合被引入到CMD 400中来增强CMD 400的可靠性和安全性。
图7是根据一些实施例的用于监测电池系统710的状态的系统700的布置的示意图。电池系统710包括多个电池单元群组7121……712N，每个电池单元群组包括一个或多个电池单元。在一些实施例中，包括多于一个电池单元的每个群组712i具有并联连接的所有此类电池单元。
系统700包括多个CMD 7201……720N，诸如CMD 400或CMD 600，用于分别监测电池单元群组(CG)7121……712N的电池单元状态。系统700也包括用于监测和管理电池系统710的性能的BMS 730。系统700包括每每个电池单元群组712一个CMD 720。每个CMD 720i附接到相应电池单元群组712i、与其结合或以其他方式与其相关联，以便能够监测电池单元群组712i中的电池单元。
为了监测和管理电池系统710的性能，BMS 730可操作以与CMD 7201……720N中的每一者通信，以采集和处理由CMD 720提供的电池单元状态信息，包括故障指示符和相关的故障数据。BMS 720也可操作以控制电池系统710的环境并平衡电池系统710。
BMS 730包括可操作以实现BMS 730与CMD 720之间的通信的CMD通信系统731、被配置为实现BMS 730及其部件的操作的处理器系统735、可操作以处理从CMD 720接收到的电池单元状态信息(包括故障指示符和相关的故障数据)的故障评估系统737、以及可操作以使得BMS 730能够与各种外部系统和装置740通信的外部通信系统739。
BMS 730也包括可操作以测量电池系统710的属性的传感器733。在一些实施例中，传感器733测量不一定由各个CMD 720测量的属性，诸如但不限于用于测量电池系统710处或包括在电池系统710中的电池组处的温度的温度传感器、用于测量电池系统710或包括在电池系统710中的电池组处的电压传感器、用于测量流入和流出电池系统710或包括在电池系统710中的电池组处的电流的电流传感器，其中电池组包括多个电池单元群组。附加地或另选地，传感器733可测量各个电池单元和电池单元群组的属性，以将附加冗余引入到系统700中，从而提高其总体可靠性和安全性。
在一些实施例中，故障评估系统737可操作以从CMD 720采集电池单元状态信息，并且如果此类电池单元状态信息包括故障指示符，则通知外部系统740在电池系统710处已经出现一个或多个故障并且与外部系统740共享相关故障数据。
外部系统或装置740可操作以从BMS 730接收电池单元状态信息，包括由BMS 730执行的处理的结果，并且处理接收到的数据以识别可能的补救动作。外部系统740一般来讲可接近BMS 730，例如车辆引擎控制单元或电动车辆中的另一个系统，或者可是远程的，例如IOT服务器。
在一些实施例中，故障评估系统737分析接收到的电池单元状态信息以确认由CMD720检测到的故障。例如，如果CMD 720共享关于识别出的故障的冗余信息，例如参考图6描述的，则BMS 730在确认故障之前确保关于特定故障的冗余数据匹配。附加地或另选地，CMD720可使用对应的一个或多个电池单元模型对接收到的故障数据执行独立分析，以确认由一个或多个CMD 720识别的相应故障。
附加地或另选地，故障评估系统737可操作以比较从多个CMD接收到的电池单元状态信息以执行以下中的一者或多者：确认故障、对故障进行分类、识别故障源、或评估不同电池单元群组的行为以识别故障。故障评估系统737可使用与分别参考图4至图6以及CMD400和600以及它们的FDS描述的相同技术，并且能够单独地或组合地评估在各种电池单元群组712处获得的测量结果。在一些实施例中，故障评估系统737可操作以执行BMS级别故障分析，以通过将单个电池单元群组的结果与经历相同刺激的电池系统710内的其他电池单元群组的结果进行比较来确定故障。
图8是根据一些实施例的用于监测一个或多个电池系统的状态的系统800的布置的示意图。系统800包括图7的多个系统7001至700M。每个系统700i包括对应BMS 730i和多个CMD 720，并且监测对应电池系统或电池系统内的电池组的状态。
系统800也包括用于基于由BMS 7301至BMS 730M提供的信息来处理故障的IOT云服务850。IOT云服务850包括用于存储故障数据以及与故障的识别相关的信息的数据库852、用于控制数据库852(诸如通过外部系统840检索数据)的数据库控制器858、用于评估故障数据和分析故障的故障评估系统856(包括用于识别补救动作、以及用于实现系统7001至700M与IOT云服务850以及外部系统840与IOT云服务850之间的数据交换的IOT通信系统854)。IOT云服务850保持对许多应用的预期行为的了解，并且利用这种理解能够建议补救动作以延长应用寿命，诸如更改NOA规范。IOT云服务850可采用人工智能(AI)技术、机器学习技术或两者来持续发展知识数据库。
在一些实施例中，系统800监测单个电池系统的状态，其中每个系统700i负责监测电池系统中的相应电池组的状态。这种布置允许由CMD 720和BMS 730i并行处理属性测量结果和故障检测，从而比单个系统700更快地向故障评估系统856提供相关故障信息并向该故障评估系统发出警报。该布置也使得故障评估系统856在三个不同级别处分析和比较故障数据：基于在电池单元群组级别处获得的属性测量结果，基于在CMD级别处(例如，在CMD400或600的级别处)汲取的评估结果，以及基于BMS级别处(例如，BMS 730的级别处)汲取的评估结果。系统800当从不同系统700接收到的信息一致时可应用BMS级别分析，并且当由不同系统700共享的信息不同时可移动到验证CMD级别分析或电池单元群组级别分析。系统800了解所有电池单元、CMD和BMS的性能，并且因此能够检测由单个BMS无法单独识别的故障。这允许由故障评估系统856进行更有效的评估，同时确保需要时的安全性和准确性。
在一些实施例中，系统800监测多个电池系统的状态，其中每个系统700i负责监测相应电池系统的状态。不同电池系统可位于不同位置处和/或执行不同任务。这种布置允许故障评估系统856应用和共享基于在不同电池系统处执行的故障分析的知识。例如，如果系统800监测相同类型的多个电池系统的状态，则可基于此类电池系统的一者或多者处的经验来改进跨所有此类电池系统的故障检测。系统800可采用机器学习或AI技术来改进故障检测。这种方法也有助于识别其中召回特定类型的电池系统是适当的并实现该召回的场景。
图9描绘了示出了根据一些实施例的适配于与本公开中描述的CMD一起工作的BMS1030的操作模式的图表900。关于图4至图8对BMS 430、630和730的描述适用于BMS 1030，而关于图4至图8对CMD 400、600和720的描述适用于CMD 1020。图10和图11分别示出了根据一些实施例的用于监测本公开中描述的电池系统的状态并且包括具有图9所示的操作模式的BMS的系统中的处理流程1000和1100。
参考图9，BMS 1030可在三种模式下操作：开启模式910(第一模式)、安全睡眠模式920(第二模式)和安全睡眠(轮询)模式930(第三模式)。
外部刺激在BMS 1030处激活开启模式910。例如，如果在电动车辆中使用由BMS1030监测的电池系统，则打开钥匙开关或点火装置提供在BMS 1030处激活开启模式910的外部刺激。另一种外部刺激或原始刺激的移除导致BMS 1030从开启模式910转变到安全睡眠模式920。在电动车辆实例中，关闭钥匙开关或点火装置移除原始刺激，从而使得BMS1030转变到安全睡眠模式920。
当处于安全睡眠模式920时，BMS 1030不被操作并且仅消耗最小功率。重复地，BMS1030唤醒并从安全睡眠模式920转变到安全睡眠(轮询)模式930，以基于CMD 1020提供的数据评定受监测的电池系统的状态。在完成对受监测的电池系统的评定并执行相关的动作(例如，向外部系统报告)后，BMS 1030转变回到安全睡眠模式920。BMS 1030可周期性地、以规律时间间隔(例如每15分钟)、随机时间间隔或基于受监测的电池系统的状态确定的时间间隔从安全睡眠模式920唤醒。在后一种场景中，时间间隔可例如随着获得的电池单元测量结果接近相应SOA或NOA的界限而减小，并且随着获得的电池单元测量结果进一步远离SOA或NOA界限移动或者当电池单元测量结果完全在SOA或NOA界限(例如，由相应阈值定义的)内时增加。
在一些实施例中，在BMS 1030处使用外部刺激来激活第一安全睡眠模式920或安全睡眠(轮询)模式930，而不是激活开启模式910。
开启模式
图10示出了当BMS 1030在开启模式910下操作时在CMD 1020、BMS 1030、外部系统1040和IOT(物联网)云1050之间的处理流程。每个CMD 1020都是操作模式。这意味着每个CMD 1020重复测量受监测的电池单元的电池属性(例如，温度和电压)(步骤1021)，与BMS1030共享(例如，传输)测量的电池单元属性(步骤1022)，并且评估测量的电池单元属性以确定在监测的电池单元处的故障(如果有的话)(步骤1023)。如果CMD 1020确定在受监测的电池单元中的任一者处没有故障，则CMD 1020返回到测量步骤1021。如果CMD 1020确定一个或多个受监测的电池单元处的故障，则CMD 1020本地地存储关于确定的故障的数据，诸如指示CMD 1020检测到故障的故障指示符以及与检测到的故障相关的故障数据，包括识别CMD 1020何时检测到故障的时间戳以及基于其已经检测到故障的测量结果(步骤1025)。CMD 1020例如通过传输相应故障指示符和相关的故障数据来向BMS 1030通知检测到的故障(步骤1029)。CMD 1020然后返回到测量步骤1021。
如图10所示，在将相关故障信息本地存储在CMD 1020处(诸如在参考图4描述的故障存储设备426中)之后，CMD 1020就检测到的故障与BMS 1030进行通信。CMD 1020可在存储步骤1025之后或者在一些延迟的情况下立即执行通知步骤1029。任一方法都会时移由BMS 1030进行的故障检测，因为BMS 1030不会立即得知确定故障的CMD 1020。
在一些实施例中，CMD 1020在确定故障后立即就故障与BMS 1030进行通信。在这些实施例中，在没有时移的情况下，CMD 1020在存储步骤1025之前执行通知步骤1029。
在步骤1031处，BMS 1030处理从每个CMD 1020接收到的针对独立于由相应CMD1020执行的分析的故障的测量结果。附加地或另选地，BMS 1030使用由多个CMD获得的测量结果共同分析从CMD 1020接收的测量结果，例如通过将从一个CMD 1020接收到的测量结果与从其他CMD 1020接收到的测量结果进行比较，以确定是否发生由CMD 1020检测到的故障。
BMS 1030将确定的故障和相关的数据传送到外部系统1040和/或IOT云1050(分别为步骤1033和1035)。在一些实施例中，BMS 1030在没有时移的情况下与关于检测到的故障的外部系统1040和/或IOT云1050进行通信，即，在确定故障已经发生时立即通信。在一些其他实施例中，BMS 1030时移与外部系统1040、IOT云1050或两者共享关于确定的故障的数据，即，在BMS 1030确定电池系统处的故障与将关于此类故障的信息传送到外部系统1040、IOT云1050或两者之间存在延迟。例如，只有在BMS 1030将关于确定的故障的信息本地存储在BMS 1030处之后，BMS 1030才可与外部系统1040、IOT云1050或两者共享此类信息。在共享关于在电池系统处检测到的故障的信息之前，BMS 1030也可等待从外部系统1040、IOT云1050或两者接收针对关于电池系统的状态更新的请求。
BMS 1030也就关于由CMD 1020确定的故障与外部系统1040、IOT云1050或两者通信(分别为步骤1037和1039)。在一些实施例中，在CMD 1020将故障指示符和相关的故障数据传输到BMS 1030之后，BMS 1030立即就关于由CMD 1020检测到的故障与外部系统1040和/或IOT云1050通信，而没有时移。
在一些其他实施例中，BMS 1030通过在从CMD 1020接收相应数据与将此类数据传输到外部系统1040和/或IOT云1050之间具有时间延迟来时移与外部系统1040和/或IOT云1050关于由CMD 1020检测到的故障的通信。例如，BMS 1030可在将从CMD 120接收到的数据传递到外部系统1040和/或IOT云1050之前存储该数据。附加地或另选地，BMS 1030也可将此类数据与其自己对从CMD 1020接收到的对应测量结果的分析进行比较，以在向外部系统1040和/或IOT云1050通知关于在受监测的电池系统处检测到的故障之前验证由CMD 1020检测到的故障。
当接收到关于在受监测的电池系统处检测到的故障的数据时，外部系统1040和IOT云1050识别并实现对应补救动作(分别为步骤1041和1051)。回到电动车辆实例，呈车辆管理单元的形式的外部系统可使得在车辆的仪表板上显示警报，或者发出指示驾驶员转向安全的地方的声音警告，并且然后指示BMS将电池与电源(诸如动力系统)断开连接。IOT云可通过分析来自多个电池系统的数据来确定降级危险故障。例如，由于NOA对于特定类型的电池单元设定得太宽而导致的故障可通过分析具有不同使用概况的多个系统来确定。然后，IOT云可以车辆管理单元的形式指示外部系统修改车辆性能NOA、BMS改变其NOA、以及电池单元CMD改变其NOA。
CMD 1020、BMS 1030、外部系统1040和IOT云1050可使用不同数据来确定或确认受监测的电池单元处的故障。例如，BMS 1030可使用从多个CMD接收到的数据来确认或确定由CMD中的一者监测的电池单元处的故障，而外部系统1040或IOT云1050可使用从监测不同电池的多个BMS接收到的数据。在一些情况下，虽然CMD 1020可检测在一个或多个受监测的电池单元处有故障，但是BMS 1030、外部系统1040或IOT云可基于采集到的与其他电池单元(诸如相邻电池单元)相关的数据得出不同结论。相反，虽然CMD 1020可检测到在一个或多个受监测的电池单元处没有故障，但是BMS 1030、外部系统1040或IOT云1050可基于采集到的与其他电池单元(诸如相邻电池单元)相关的数据得出不同结论。例如，BMS 1030、外部系统1040或IOT云1050在得知由对应CMD由在受监测的电池单元处获得的测量结果证明的由受监测的电池单元表现出的特定行为已经导致之前类似电池单元出现故障后，可检测某些电池单元处的故障，尽管电池单元测量结果在对应SOA或NOA内。在一些实施例中，BMS1030、外部系统1040或IOT云1050将相应数据传输回到CMD 1020以更新在相应受监测的电池单元处检测到的本地存储的故障的历史。
安全睡眠模式
图11示出了当BMS 1030在安全睡眠模式开启模式920和安全睡眠(轮询)模式930下操作时CMD 1020、BMS 1030、外部系统1040和IOT云1050之间的处理流程。当BMS 1030处于安全睡眠模式920时采取的动作在分隔线1160上方描绘，而当BMS 1030处于安全睡眠(轮询)模式时采取的动作在分隔线1160下方描绘。
安全睡眠模式920是BMS 1030的省电状态。当处于安全睡眠模式时，BMS 1030不被操作并且仅消耗最小功率。因此，BMS 1030不与CMD 1020、外部系统1040或IOT云1050通信。
当BMS 1030处于安全睡眠模式920时，每个CMD 1020处于睡眠监测模式(也被称为监测模式)。在该模式中，CMD 1020继续重复测量受监测的电池单元的电池单元属性(例如，温度和电压)(步骤1121)并且评估测量的电池单元属性以确定受监测的电池单元处的故障(如果有的话)(步骤1123)。然而，CMD 1020在处于睡眠监测模式时执行此类动作的频率通常低于在处于操作模式时执行的频率。CMD 1020可在处于操作模式时测量具有不同频率的受监测的电池单元的不同属性，并且在处于睡眠监测模式时将此类频率降低到不同水平。这允许CMD 1020继续采集足以确定受监测的电池单元处出现的故障的测量结果，同时减少CMD 1020的功率消耗。
例如，CMD 1020可在操作模式下时每10毫秒(即，以100Hz的频率)并且在睡眠监测模式下时每500毫秒(即，以2Hz的频率)测量受监测的电池单元群组的电压。作为另一个实例，CMD 1020可在操作模式下时每1秒(即，以1Hz的频率)测量受监测的电池单元群组或单独电池单元的温度，并且在睡眠监测模式下时继续每隔1秒(即，以1Hz的频率)测量受监测的电池单元群组或单独电池单元的温度。
类似于CMD 400和600，CMD 1020以其测量受监测的电池单元的各种属性的频率可以是可配置的。对于该实例，可响应于在受监测的电池单元处获得的测量结果(例如，电压、电流、温度、压力等)、受监测的电池单元的检测到的状态、由受监测的电池单元表现出的测量趋势、受监测的电池单元的期望使用、受监测的电池单元的健康状态等来调整频率。
与操作模式类似，如果CMD 1020确定在受监测的电池单元中的任一者处没有故障，则CMD 1020返回到测量步骤1121。如果CMD 1020确定在一个或多个受监测的电池单元处有故障，则CMD 1020将关于检测到的故障的数据本地存储在CMD 1020处，以用于稍后传输到BMS 1030。此类数据包括故障指示符和相关的故障数据，包括指示由CMD 1020何时检测到故障的时间戳。故障数据也可包括CMD 1020基于其检测到故障的测量结果(直接的、衍生的或两者)。在存储关于检测到的故障的数据之后，CMD 1020返回到测量步骤1121。
当BMS 1030处于安全睡眠模式920时，受监测的电池单元可能几乎同时或随时间出现多个故障。关于所有此类多个故障的信息由相应CMD 1020保存在本地存储装置中，诸如故障存储设备426或626，以用于稍后与BMS 1030的通信。
安全睡眠(轮询)模式
重复地(例如，周期性地)，BMS 1030唤醒并从安全睡眠模式920转变到安全睡眠(轮询)模式930，以评定受监测的电池系统的状态(步骤1131)。在一些实施例中，当BMS1030加电时，在BMS 1030处启动安全睡眠(轮询)模式930，而不是开启模式910。
一旦处于安全睡眠(轮询)模式930，BMS 1030例如通过向CMD 1020发送相应唤醒信号(步骤1133)来相应地通知CMD 1020，以使得CMD 1020从安全监测模式转变到操作模式。CMD 1020可以通过发送对应信号(步骤1126)来告知BMS 1030他们已经转变到操作模式中。
在步骤1135处，BMS 1030要求每个CMD 1020共享关于由CMD 1020检测到的故障的数据、由CMD 1020获得的测量结果、或两者。BMS 1030可要求CMD 1020在最近安全睡眠模式间隔期间、在特定数量的先前安全睡眠模式间隔期间或特定时间段共享与由CMD 1020检测到的故障相关的数据。BMS 1030也可要求CMD 1020共享与由CMD 1020检测到的所有故障有关的数据，即由CMD 1020检测到的整个故障历史。在相同时间段内，BMS 1030可要求CMD1020共享由CMD 1020在对应电池单元处获得的测量结果、任何导出的测量结果、或两者。
作为响应，每个CMD 1020从对应本地故障存储设备检索相应数据(步骤1127)，并且将此类数据传输到BMS 1030(步骤1129)。CMD 1020可在将检索到的数据传输到BMS 1030之前处理此类数据，例如，以在传输之前压缩或加密数据。CMD 1020与测量结果和故障相关联地存储定时信息(例如，以时间戳的形式)，其中定时信息指示何时获得测量结果并且检测到故障。因此，CMD 1020能够使用由时间戳指示的定时信息来检索与任何期望的时间间隔对应的数据。
一旦CMD 1020将请求的数据传输到BMS 1030，CMD 1020就继续在参考图10描述的操作模式下操作，直到BMS 1030发送睡眠信号(步骤1130)，这使得CMD 1020转变到睡眠监测模式。在一些实施例中，代替BMS 1030和CMD 1020交换唤醒和睡眠信号，BMS 1030和CMD1020根据预定义时间表或以规律间隔在相应模式之间转变。
在步骤1137和1139处，BMS 1030将从CMD 1020接收到的关于检测到的故障的数据分别传送到外部系统1040和/或IOT云1050。在一些实施例中，BMS 1030在接收到相应数据后立即这样做，而没有时移。在一些其他实施例中，BMS 1030对就关于由CMD 1020检测到的故障与外部系统1040和/或IOT云1050的通信进行时移。例如，BMS 1030可存储从CMD 1020接收到的数据以供稍后检索并将此类数据传递到外部系统1040和/或IOT云1050上。
附加地或另选地，BMS 1030可独立于相应CMD 1020的分析来分析从每个CMD 1020接收到的针对故障的测量结果，并将此类分析的结果与由CMD 1020提供的信息进行比较，以在就关于在受监测的电池单元处检测到的故障与外部系统1040和/或IOT云1050外部通信之前验证由CMD 1020检测到的故障和故障状况。BMS 1030也可使用由多个CMS获得的测量结果来共同分析从CMD 1020接收的测量结果，例如通过将从一个CMD 1020接收到的测量结果与从其他CMD 1020接收到的测量结果进行比较。
当接收到关于在受监测的电池单元处检测到的故障的数据时，外部系统1040和IOT云1050识别并实现对应补救动作(分别为步骤1141和1151)。
在已知系统中，操作者启动具有由BMS监测的电池系统的车辆给BMS加电，这使得BMS在关闭电池系统继电器以将受监测的电池系统连接到电源诸如充电器或负载诸如动力系统之前对受监测的电池系统执行多次检查(例如，以确认电池单元测量结果在相应SOA内)。然而，在此类系统中，BMS仅知道执行检查时进行的测量，并且因此可能不知道一个或多个特定电池单元经历故障。例如，尽管在检查时特定电池单元的所有测量结果可能都在SOA内，但在车辆或其他系统启动之前的某个时间点，它的测量结果可能落在SOA之外(例如，温度或电压尖峰或骤降)，这指示电池单元出现故障。然而，如果BMS不知道此类测量结果，BMS将继续关闭电池系统继电器，从而促进相应故障的发展。
根据本公开，如例如参考图4至图11描述的，CMD独立于它们的BMS来检测故障，将相关数据本地存储在CMD处，并且使得此类历史数据可用于BMS，诸如在BMS转变到开启模式或安全睡眠(轮询)模式中时。返回到上述电动车辆场景，操作者启动具有包括电池单元群组(每个电池单元群组具有本公开的CMD)的电池的车辆给BMS加电。在该阶段处，BMS不仅能够访问在BMS被加电时在电池系统处获得的电池单元测量结果，而且还能够访问在BMS被加电之前时获得的电池单元测量结果。这包括BMS被加电之前由CMD检测到的任何故障。因此，与已知系统相比并且根据本公开，BMS能够响应于在BMS被加电之前的某个时间经历故障的电池单元而采取即时补救动作，诸如不关闭到动力系统的继电器以及不允许车辆启动。以这种方式，可避免灾难性故障。
图12描绘了示出了根据一些实施例的适配于与本公开中描述的CMD一起工作的BMS 1330的操作模式的图表1200。除了参考图12至图14讨论的差异之外，关于图4至图11对BMS 430、730和1030的描述适用于BMS 1030。
图13和图14示出了根据一些实施例的用于监测本公开中描述的电池组或电池系统的状态并且包括具有图12所示的操作模式的BMS的系统中的处理流程1200和1300。图12、图13和图14是参考监测电池系统的状态的BMS 1330描述的。该描述类似地适用于其中采用多个BMS 1330来监测电池系统的状态的场景，每个BMS 1330监测形成电池系统的电池单元的子集(诸如电池组)的状态。
参考图12，BMS 1330可在四种模式下操作：开启模式1210(第一模式)、安全睡眠模式1220(第二模式)、安全睡眠(轮询)模式1230(第三模式)和安全睡眠(警报)模式1240(第四种模式)。
外部刺激在BMS 1030处激活开启模式1210。例如，如果BMS 1330监测电动车辆中的电池系统，则打开钥匙开关或点火装置提供在BMS 1330处激活开启模式1210的外部刺激。另一种外部刺激或原始刺激的去除将BMS 1330从开启模式1210转变到安全睡眠模式1220。在电动车辆实例中，关闭钥匙开关或点火装置移除原始刺激，从而使得BMS 1330转变到安全睡眠模式1220。当处于安全睡眠模式1220时，BMS 1330不被操作并且仅消耗最小功率。
重复地(周期性地)，BMS 1330唤醒并从安全睡眠模式1220转变到安全睡眠(轮询)模式1230，以基于CMD 1320提供的数据评定受监测的电池系统或电池组的状态。在一些实施例中，当BMS 1330加电时，在BMS 1330处启动安全睡眠(轮询)模式1230，而不是开启模式1210。
在完成对受监测的电池系统的评定并执行相关的动作后，BMS 1330转变到安全睡眠模式1220。BMS 1330可以规律定时间隔(例如，每N分钟(例如，15分钟)或每M小时(例如，3至4小时))、随机定时间隔、或基于受监测的电池系统的状态确定的定时间隔从安全睡眠模式1220唤醒。例如，时间间隔可随着获得的电池单元测量结果接近相应SOA或NOA的界限而减小，并且随着获得的电池单元测量结果进一步远离SOA或NOA界限移动或者当电池单元测量结果完全在SOA或NOA界限内时增加高达预定义时间限制。
当BMS 1330从CMD 1320接收指示CMD 1320在一个或多个受监测的电池单元处检测到故障的警报信号时，BMS 1330从安全睡眠模式1210转变到安全睡眠(警报)模式1240。在一些实施例中，CMD 1320只有在其检测预先确定的类型的故障(例如，具有即时危险严重性级别的故障)时向BMS 1330传输此类警报。
一旦处于安全睡眠(警报)模式1240，BMS 1330就基于由CMD 1320提供的数据来评定受监测的电池系统的状态，并且执行相关的操作，诸如就关于检测到的故障与外部系统1340和/或IOT云1350通信。BMS 1330然后可返回到安全睡眠模式1020。
开启模式
当BMS 1330处于开启模式1210时，CMD 1320、BMS 1330、外部系统1340和IOT云1350以分别与CMD 1020、BMS 1030、外部系统1040和IOT云1050相同的方式操作，而BMS1030处于开启模式910。因此，参考图9、图10和图11提供的关于开启模式910的详细描述适用于CMD 1320、BMS 1330、外部系统1340和IOT云1350并且不再重复。
安全睡眠(轮询)模式
虽然BMS 1330处于安全睡眠(轮询)模式1230，CMD 1320、BMS 1330、外部系统1340和IOT云1350通常以分别与CMD 1020、BMS 1030、外部系统1040和IOT云1050相同的方式操作，而BMS 1030处于安全睡眠(轮询)模式930。因此，参考图9、图10和图11提供的关于安全睡眠(轮询)模式930的详细描述适用于CMD 1320、BMS 1330、外部系统1340和IOT云1350并且不再重复。
安全睡眠模式
虽然BMS 1330处于安全睡眠模式1220，CMD 1320、BMS 1330、外部系统1340和IOT云1350通常以分别与CMD 1020、BMS 1030、外部系统1040和IOT云1050相同的方式操作，而BMS 1030处于安全睡眠模式920。因此，参考图9、图10和图11提供的关于安全睡眠模式920的详细描述适用于CMD 1320、BMS 1330、外部系统1340和IOT云1350并且不再重复。
当BMS 1330处于安全睡眠模式920时，CMD 1320处于如参考图9至图11描述的CMD1020的睡眠监测模式，并且可操作以执行类似动作。附加地并且与CMD 1020不同，CMD 1320也可操作以在确定故障时向BMS 1330发出并传输指示一个或多个受监测的电池单元经历此类故障的警报信号。响应于接收到警报信号，BMS 1330唤醒并从安全睡眠模式1220转变到安全睡眠(警报模式)1240。
图13和图14示出了当BMS 1330在处于安全睡眠模式1220和安全睡眠(警报)模式1230时，CMD 1320、BMS 1330、外部系统1340和IOT云1350之间的处理流程。当BMS 1330处于安全睡眠模式1220时采取的动作在分隔线1360上方描绘，而当BMS 1330处于安全睡眠(警报)模式时采取的动作在分隔线1360下方描绘。
与安全睡眠模式920一样，安全睡眠模式1220是BMS 1330的省电状态。当处于安全睡眠模式1220时，BMS 1330不被操作并且仅消耗最小功率。因此，BMS 1330不与CMD 1320、外部系统1340或IOT云1350通信。然而，与图10和图11的BMS 1030不同，BMS 1330可操作以在处于安全睡眠模式1220时从CMD 1320接收警报信号。
类似于CMD 1020，每个CMD 1320处于睡眠监测模式，而BMS 1330处于安全睡眠模式1220。在该模式中，CMD 1320继续重复测量受监测的电池单元的电池单元属性(例如，温度和电压)(步骤1321)并且评估测量的电池单元属性以确定受监测的电池单元处的故障(如果有的话)(步骤1323)。如果CMD 1320确定在受监测的电池单元中的任一者处没有故障，则CMD 1320返回到测量步骤1321。如果CMD 1320确定在一个或多个受监测的电池单元处有故障，则CMD 1320将关于检测到的故障的数据本地存储在CMD 1320处(步骤1325)。
与CMD 1020不同，CMD 1320发出警报信号并将其传输到BMS 1330以指示CMD 1320确定在一个或多个受监测的电池单元处有故障(步骤1324、1424)。图13所示的步骤1324与图14所示的步骤1424之间的差异在于，在步骤1324处，CMD 1320仅传输警报信号，而在步骤1424处，CMD 1320也传输对应故障指示符和与确定的故障相关的数据，包括相关时间戳。步骤1324和1424处的警报信号可采取单个位的形式，或者包括与确定的故障相关的附加数据，例如，指示检测到的故障的严重性级别。在步骤1424处，故障指示符可用作警报信号，而不传输单独警报信号。
在一些实施例中，只有确定的故障的严重性级别是即时危险时，CMD 1320才发出警报信号，而对于其他严重性级别的故障，CMD 1320作为CMD 1020操作。
BMS 1330可操作以从CMD 1320接收警报信号，并且在接收到此类信号时从安全睡眠模式1220转变到安全睡眠(警报)模式1240。在一些实施例中，只有接收到的警报信号指示检测到的故障的严重性级别是即时危险，BMS才从安全睡眠模式1220转变到安全睡眠(警报)模式1240。在这些实施例中，当接收到的警报信号不涉及即时危险故障时，BMS 1330延迟与CMD 1320的进一步通信，直到BMS 1330转变到安全睡眠(轮询)模式。
安全睡眠(警报)模式
参考图13，当转变到安全睡眠(警报)模式1240中时，BMS 1330请求CMD 1320(BMS1330从其接收警报信号)共享关于检测到的故障的数据(步骤1333)。BMS 1330也可要求CMD1320在最近安全睡眠模式间隔期间、在特定数量的先前安全睡眠模式间隔期间或任何期望的时间段共享与由CMD 1320检测到的故障相关的数据。BMS 1330可请求与由CMD 1320检测到的所有故障相关的数据，即存储在CMD 1320处的整个故障历史。类似地，BMS 1330可请求CMD 1320共享由CMD 1320在任何期望的时间段期间在其受监测的电池单元处获得的测量结果。
当BMS转换到安全睡眠(警报)模式时，CMD 1320从睡眠监测模式转换到操作模式。当向BMS 1330发送警报信号时或在从BMS 1330接收到相应命令或来自BMS 1330的针对数据(故障数据、未导致检测到故障的测量结果或两者)的请求时，CMD 1320可独立地转变到操作模式中。在一些实施例中，BMS 1330在转变到安全睡眠(警报)模式1240时向CMD 1320发送唤醒信号，以使得CMD 1320转变到操作模式中。
响应于从BMS 1330接收到的针对数据的请求，CMD 1320从对应本地故障存储设备检索相应数据(步骤1327)，并且将此类数据传输到BMS 1330(步骤1329)。由于CMD 1320存储指示何时获得测量结果并且检测到故障的定时信息(诸如时间戳)，因此CMD 1320可使用定时信息来检索与任何期望的时间间隔对应的故障数据和测量结果。
CMD 1320可在将检索到的数据传输到BMS 1330之前处理此类数据，例如，以在传输之前压缩或加密数据。
一旦CMD 1320将请求的数据传输到BMS 1330，CMD 1320就继续在如例如参考图10和图11以及CMD 1020描述的操作模式下操作，直到BMS 1030发送睡眠信号，这使得CMD1320返回睡眠监测模式。
在步骤1337和1339处，BMS 1030分别将从CMD 1320接收到的关于检测到的故障和/或在由CMD 1320监测的电池单元处进行的测量的数据传送到外部系统1340和/或IOT云1350。在一些实施例中，BMS 1330在接收到相应数据后立即这样做，而没有时移。
在一些其他实施例中，BMS 1330对就关于由CMD 1320检测到的故障与外部系统1340和/或IOT云1350的通信进行时移。例如，BMS 1330首先可存储从CMD 1320接收到的数据以供稍后检索并将此类数据传递到外部系统1340和/或IOT云1350。在一些实施例中，BMS1330在从外部系统1340和/或IOT云1350接收到相应请求时，将关于在受监测的电池系统处检测到的故障的数据传输到外部系统1340和/或IOT云1350。
在一些实施例中，当从一个CMD 1320接收到警报信号并且转变到安全睡眠(警报)模式1240中时，BMS 1330向其余CMD 1320传输唤醒信号以将它们转变到操作模式中。这使得其余CMD 1320共享它们的关于在对应电池单元处检测到的任何故障的数据。然后，BMS1330可例如通过将从发出警报信号的CMD 1320接收到的测量结果与从其余CMD 1320接收到的相关测量结果进行比较来共同分析从CMD 1320接收到的测量结果，以验证由发出警报信号的CMD 1320检测到的故障。附加地或另选地，BMS 1330可独立于相应CMD 1320的分析来分析从每个CMD 1320接收到的针对故障的测量结果，并将此类分析的结果与由CMD 1320提供的关于检测到的故障的信息进行比较，以验证由CMD 1320检测到的故障和故障状况。
当接收到关于在受监测的电池单元处检测到的故障的数据时，外部系统1340和IOT云1350识别并实现对应补救动作(分别为步骤1341和1351)。由于外部系统1340和IOT云1350从多个BMS接收数据并且因此具有更多数量的数据点，因此它们能够比相应BMS更准确地识别故障的系统原因并将其与随机故障区分开。BMS 1330通常仅了解BMS 1330监测的电池组的行为。行为故障可能会影响该电池组中的所有电池单元，并且可能由相应制造批次中所有电池单元中的系统问题触发。因为电池组中的所有电池单元都以相同方式表现，所以BMS 1330没有会使得BMS 1330能够将电池单元行为识别为不正确的数据。然而，外部系统1340和IOT云1350能够将该行为与其他类似电池组进行比较，并且因此识别任何错误行为。
例如，由于制造缺陷，整个批次的电池单元具有随时间增加的内部电阻。最终，内部电阻将导致电池组的失效。因为电池组中的所有电池单元都具有相同问题，所以电池组内部电阻会随时间缓慢增加，但不会以引起担忧的方式增加。然而，与不同时间制造的其他电池组相比，内部电阻的增加将被视为异常，并且因此指示故障。该比较最好在多个电池组共用的位置处(诸如在外部系统1340或IOT云1350处)执行。
当识别出某些电池组的异常行为时，IOT云1350可通知外部系统1340。外部系统1340可进行类似观察并决定从操作中移除所关注的电池组，或者减少其占空比以减少降级，或者简单地通告相关操作者。
图14的处理流程与图13的处理流程的不同之处在于，根据图14，除了关于检测到的故障的警报信号之外，CMD 1320还传输与由CMD 1320检测到的故障相关的数据(步骤1424)。由于BMS 1330接收与确定的故障以及警报信号相关的数据，因此BMS 1330不需要从CMD 1320请求此类数据。图14中的其余步骤与图13中的对应步骤相同，并且因此不再重复其描述。
图15描绘了根据一些实施例的用于监测电池单元群组的状态的方法1500的流程图。尽管参考CMD 400和BMS 430进行了描述，但本申请通篇描述的CMD和BMS变型中的任一者都可涉及方法1500，诸如CMD 600、720、1020或1320以及BMS 630、730、1030或1330，并且参考图4至图14进行描述。
电池单元群组包括一个或多个电池单元。在一些实施例中，电池单元群组包括单个电池单元或并联连接的多个电池单元。
CMD 400可操作以监测电池单元群组的状态，包括通过测量电池单元群组中的一个或多个电池单元或整个电池单元群组或两者的一种或多种属性来监测电池单元群组的一个或多个电池单元处出现的任何故障。CMD 400可操作以使用对应传感器来测量一个或多个电池单元或电池单元群组或它们的任何组合的电、物理或化学属性。CMD 400也可操作以使用对应的一个或多个传感器来测量电池单元群组周围的环境的属性，并且当评估在电池单元群组处获得的测量结果时使用此类测量结果以用于潜在故障。
CMD 400是电池单元群组本地的。例如，CMD 400可附接到电池单元群组、与电池单元群组接合(例如，与托管电池单元群组的外壳接合)、与电池单元群组中的电池单元集成或集成在该电池单元内、或者以其他方式连接到电池单元群组，以便监测电池单元群组中的电池单元的状态。
在步骤1505处，CMD 400接收由一个或多个传感器在电池单元群组处获得的一个或多个测量结果。如所讨论的，例如，参考图4至图6，CMD 400可采用传感器系统和对应调节电路系统，该传感器系统包括适配于测量受监测的电池单元的物理属性、电属性、化学属性、环境属性或它们的任何组合的不同感测元件，该对应调节电路系统将一个或多个感测元件的输出转换为适合于由ADC转换的模拟信号。
CMD 400包括一个或多个电池单元模型，该一个或多个电池单元模型被配置为接收传感器测量结果作为输入并且被配置为输出基于输入的测量结果来确定对应的一个或多个电池单元或电池单元群组是否经历故障的结果。示例性电池单元模型在本公开别处例如参考图4至图6进行描述。在步骤1510处，CMD 400使用对应的一个或多个电池单元模型来处理接收到的测量结果以确定电池单元群组是否经历故障。如果CMD 400检测到没有故障，则方法1500返回到步骤1505。
如参考图9至图14讨论的，CMD不断地测量电池单元属性并且评估此类测量结果以确定受监测的电池单元中的任一者是否经历故障，无论CMD 400是否处于通信或连接到BMS430或外部装置。CMD 400以其返回步骤1505的频率可变化，例如，这取决于CMD 400是处于操作模式还是处于睡眠监测模式、正在测量的一个或多个属性的类型、最近测量结果与电池单元群组的SOA或NOA边界的接近程度、电池单元群组中的电池单元的健康状态等、或它们的任何组合。
当确定故障时，CMD 400可在步骤1520处确定确定的故障的严重性级别。参考图5A至图5N描述了根据严重性级别对故障进行分类的细节以及两者的各种实例。
在步骤1525处，CMD 400在例如CMD的存储器(诸如故障存储设备426或626)中本地存储指示电池单元群组经历故障的故障指示符，以及相关的故障数据。故障数据至少包括指示由CMD 400何时确定故障的定时信息，诸如时间戳。故障数据也可包括导致CMD确定故障的传感器测量结果(实际的、衍生的或两者的组合)。
在步骤1530处，CMD 400从其存储器检索一个或多个故障指示符和相关的故障数据，包括故障指示符和相关的故障数据。如例如参考图9至图14描述的，CMD 400可响应于针对从被配置为管理包括电池单元群组的电池系统的BMS接收到的或从被配置为收集关于电池系统的数据的外部装置接收到的状态更新的对应请求来检索一个或多个故障指示符和相关的故障数据。
在步骤1535处，CMD 400将检索到的一个或多个故障指示符和相关的故障数据传送到BMS或外部装置。CMD 400也可从其存储器检索并且传送已经在受监测的电池单元处获得的电池单元属性的测量结果，但并未导致CMD 400检测到故障。
步骤1535完成后，该方法返回到步骤1505。
在一些实施例中，CMD 400可并行存储并且传送故障指示符和相关的故障数据，或在将故障指示符和相关的故障数据存储在CMD 400的存储器中之前传送故障指示符和相关的故障数据。
图16示出了根据一些实施例的用于监测电池系统的状态的方法。尽管参考BMS430和CMD 400进行了描述，但本申请通篇描述的CMD和BMS变型中的任一者都可涉及参考图4至图14描述的方法1600，诸如BMS 630、730、1030或1330以及CMD 600、720、1020或1320。此外，尽管方法1600是在监测电池系统的状态的上下文中描述的，但该方法类似地适用于监测多个电池单元群组(例如，形成电池系统或电池系统的子集的多个电池单元群组)的状态。
方法1600开始于步骤1605，在该步骤处，BMS 430从与电池单元群组相关联的CMD400请求关于电池单元群组的状态更新。例如，如参考图9至图14讨论的，BMS 430可从安全睡眠模式920、1220重复转变到安全睡眠(轮询)模式930、1230，以监测一个或多个电池单元群组的状态。当转变到安全睡眠(轮询)模式930、1230中后，BMS 430从电池单元群组的对应CMD 400请求关于受监测的电池单元群组的状态更新。BMS 430可请求每个CMD 400在其对状态更新的响应中包括：自由BMS从该CMD 400接收到前一状态更新以来，由CMD 400在电池单元群组处确定的所有故障，由CMD 400在特定时间段期间在电池单元群组处确定的所有故障，由CMD 400在CMD 400的寿命期间在电池单元群组处确定的所有故障，或由CMD 400在BMS 430关闭、不活动或以其他方式与CMD 400不能通信时在电池单元群组处确定的所有故障。BMS 430也可请求每个CMD 400提供在未导致CMD检测到故障的相同时间段期间获得的电池单元属性测量结果。
在一些实施例中，一旦检测到此类故障，CMD就向BMS发出关于检测到的故障的警报。方法1600然后可开始于BMS 430从CMD 400接收CMD 400检测到故障的警报。例如，如参考图11至图14讨论的，当从CMD 400接收到指示CMD 400在对应电池单元群组处确定故障时，BMS 430可从安全睡眠模式1220模式转变到安全睡眠(警报)模式1240。响应于警报和接收与检测到的故障相关的数据，BMS 430继续进行步骤1605，在该步骤处，BMS 430例如在转变到安全睡眠(警报)模式1230时从CMD 400请求状态更新。
在一些实施例中，警报可包括或伴随有故障指示符和故障数据。在此类实施例中，BMS 430不需要向CMD 400请求相关数据，并且方法1600替代地开始于步骤1610，该步骤用于警报BMS 430CMD 400检测到故障。
当CMD 400根据预定义时间表向BMS 430传输包括故障指示符和相关的故障数据的状态更新时，方法1600也可开始与步骤1610，而不是步骤1605，如例如参考图11至图14讨论的。
在步骤1610处，BMS 430从CMD 400接收故障指示符和相关的故障数据。故障指示符指示CMD 400基于由CMD 400的相应传感器在电池单元群组处获得的测量结果检测到或确定电池单元群组处的故障。故障指示符也可识别故障、包括故障的严重性级别、或两者。
故障数据包括指示CMD 400何时确定故障的定时信息，诸如时间戳。故障数据也可包括由CMD 400在电池单元群组处获得并且用于确定故障的传感器测量结果、从传感器测量结果导出的测量结果、或两者。CMD 400可响应于由BMS 430在步骤1605处发送的请求来发送故障指示符和相关的故障数据。
由CMD 400发送的状态更新可包括：自由CMD 400发送的前一状态更新以来由CMD400在电池单元群组处确定的所有故障、在特定时间段期间由CMD 400在电池单元群组处确定的所有故障、由CMD 400在CMD 400或电池单元群组的寿命内在电池单元群组处确定的所有故障、或者由CMD 400在BMS 430关闭、或不活动或以其他方式与CMD 400不能通信时在电池单元群组处确定的所有故障。由CMD 400发送的状态更新也可包括在相同时间段期间获得的电池单元属性测量结果或此类测量结果的衍生物、或两者，其不会导致CMD 400检测到任何故障。
在步骤1615处，BMS 430处理接收到的故障指示符和相关的故障数据以确定是否需要响应于检测到的故障的动作。例如，该动作可以是BMS 430将电池系统的状态更新为故障状况并且将从CMD 400接收到的数据传输到外部系统。
如参考图9至图14讨论的，BMS 430可使用存储在BMS 430处的对应电池单元模型来分析接收到的故障数据，以由CMD 400确认电池单元群组经历故障的确定。
另选地或附加地，也如参考图9至图14讨论的，BMS可从相应一个或多个其他CMD400请求关于一个或多个其他电池单元群组的状态更新，并且在接收到状态更新后，结合从监测一个或多个其他电池单元群组的一个或多个其他CMD 400接收到的状态更新中包括的数据来分析从第一CMD 400接收到的故障数据，以确认第一电池单元群组经历故障。一个或多个其他电池单元群组可以是与第一电池单元群组邻近的电池单元群组、由BMS 430监测的选择的数量的电池单元群组、或者由BMS 430监测的所有其他电池单元群组。
在步骤1620处，BMS 430存储处理接收到的故障指示符和相关的故障数据的结果。例如，BMS 430可更新电池系统的状态以指示其经历故障或处于故障状况、故障的类型、故障起始的位置以及其他相关数据。附加地或另选地，BMS 430存储接收到的故障指示符和相关的故障数据。
在步骤1625处，BMS 430可从外部系统接收针对关于包括电池单元群组的电池系统的状态更新的请求。在步骤1630处，BMS 430将处理接收到的故障指示符和相关的故障数据的结果和/或从CMD 400接收到的故障指示符和相关的故障数据传输到外部系统。
BMS可针对监测形成电池系统的电池单元的状态的所有CMD 400重复步骤1605至1630。
对本公开的各种实施例的描述已经出于说明的目的而呈现，并且不旨在是穷举的或限制本公开的范围。在不脱离本公开的范围的情况下，从本文公开的实施例中，所公开的实施例的许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。选择本文中用于公开本公开的实施例的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或优于市场上发现的技术的技术改进，或者使得本领域的其他普通技术人员能够理解本文公开的实施例。
应当理解，为了清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本公开的某些特征还可以以组合形式提供在单个实施例中。相反地，为简便起见，在单个实施例的上下文中描述的本公开的各种特征也可以单独地或以任何适合的子组合或在适当情况下提供于本公开的任何其他已描述的实施例中。在各个实施例的上下文中描述的某些特征不应被视为那些实施例的基本特征，除非该实施例在不具有那些元件的情况下无效。
尽管已结合本公开的特定实施例描述了本公开，但是很明显，许多替代、修改和变化对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此，意图涵盖落入所附权利要求书的精神和广泛范围内的所有这种替代方案、修改以及变化。
本公开的另外的特征在以下条款中阐述：
1.一种用于由电池单元监测装置CMD监测电池单元群组的方法，所述电池单元群组包括一个或多个电池单元，所述方法包括：
由所述电池单元群组的所述CMD从被配置为测量所述电池单元群组的一种或多种属性的至少一个传感器接收由所述至少一个传感器获得的至少一个测量结果，所述CMD包括被配置用于所述电池单元群组的所述电池单元群组的至少一个电池单元模型；
由所述CMD使用所述电池单元群组的对应电池单元模型处理接收到的至少一个测量结果以确定所述电池单元群组是否经历故障；
响应于确定所述电池单元群组处的第一故障，在所述CMD的存储器中存储指示所述电池单元群组经历所述第一故障的故障指示符以及与所述第一故障相关的故障数据，所述故障数据包括当由所述CMD确定所述第一故障时生成的时间戳；
从所述CMD的所述存储器检索一个或多个故障指示符和对应故障数据，包括所述故障指示符和与所述第一故障相关的所述故障数据，每个故障指示符指示所述电池单元群组经历对应故障；以及
由所述CMD向被配置为管理包括所述电池单元群组的电池的电池管理系统BMS或者向被配置为收集关于包括所述电池单元群组的所述电池的数据的外部装置传送检索到的一个或多个故障指示符和对应故障数据。
2.根据条款1所述的方法，其中对于每个确定的故障，相关的故障数据包括以下中的至少一者：所述CMD用于确定所述故障的一个或多个传感器测量结果，或者所述CMD用于检测所述故障的一个或多个导出的测量结果。
3.根据条款1或2所述的方法，其中对于每个确定的故障，所述故障指示符识别所述故障。
4.根据条款1至3中任一项所述的方法，其进一步包括：基于所述接收到的至少一个测量结果来确定所述第一故障的严重性级别，所述严重性级别是即时危险、延迟危险或降级危险中的一者。
5.根据条款4所述的方法，其中确定所述第一故障的所述严重性级别包括：
当所述CMD在确定所述电池单元群组处的一个或多个其他故障之后在预定义时间段内确定所述第一故障时，将所述第一故障的所述严重性级别从所述延迟危险升级为即时危险或从所述降级危险升级为即时危险。
6.根据条款4或5所述的方法，其中所述第一故障的所述故障指示符识别所述第一故障的所述严重性级别。
7.根据条款1至6中任一项所述的方法，其包括：
当确定所述电池单元群组处没有故障时，由所述CMD重复接收和处理步骤。
8.根据条款1至7中任一项所述的方法，其包括：
由所述CMD重复接收、处理和存储步骤以检测多个故障。
9.根据条款8所述的方法，其中独立于所述BMS或所述外部装置由所述CMD重复所述接收、处理和存储步骤。
10.根据条款7至9中任一项所述的方法，其中所述接收和处理步骤至少根据以下中的一者以变化的频率重复：所述CMD是处于第一模式还是第二模式，或者至少一个测量结果的类型。
11.根据条款1至10中任一项所述的方法，其中确定所述第一故障包括：
处理由所述至少一个传感器在所述电池单元群组处获得的测量结果的序列，并且由所述CMD相对于所述电池单元群组的对应电池单元模型基于所述序列中的预定义数量的测量结果来确定所述电池单元群组经历故障。
12.根据条款1至11中任一项所述的方法，其中向所述BMS传送包括：
响应于确定所述第一故障，由所述CMD向所述BMS传输警报；以及
将所述电池单元群组的状态更新从所述CMD传输到所述BMS，所述状态更新包括所述一个或多个故障指示符和所述相关的故障数据。
13.根据条款12所述的方法，其中响应于从所述BMS接收到的请求而传输所述状态更新。
14.根据条款12或13所述的方法，其中所述警报是被配置为使得所述BMS从一种模式转变到另一种模式的信号。
15.根据条款12至14中任一项所述的方法，其中当检测到的第一故障被确定为具有即时危险的严重性级别时，所述警报由所述CMD传输到所述BMS。
16.根据条款1至11中任一项所述的方法，其中向所述BMS传送包括：
将所述电池单元群组的状态更新从所述CMD传输到所述BMS，所述状态更新包括所述一个或多个故障指示符和所述相关的故障数据，
其中所述状态更新由所述CMD周期性地、在预先安排的时间或者响应于从所述BMS接收到的请求而传输到所述BMS。
17.根据条款12至16中任一项所述的方法，其中所述状态更新包括关于以下中的一者的所述一个或多个故障指示符和所述相关的故障数据：
自由所述CMD向所述BMS传输前一状态更新以来，由所述CMD在所述电池单元群组处确定的所有故障，
在预定义时间范围期间由所述CMD在所述电池单元群组处确定的所有故障，或由所述CMD检测到的所有故障，
其中基于包括在相应故障数据中的时间戳来识别所有相关故障。
18.根据条款1至17中任一项所述的方法，其中所述第一故障是操作故障，当所述电池单元群组的性能被确定为落在由预先确定的安全操作限制定义的安全操作区域外部或者在由预先确定的正常操作限制定义的正常操作区域外部时，由所述CMD确定所述操作故障，其中所述安全和所述正常操作限制对应于获得的测量结果并且由所述电池单元群组的所述至少一个电池单元模型定义。
19.根据条款18所述的方法，其中当在所述电池单元群组处获得的所述至少一个测量结果满足以下条件中的至少一者时，确定所述操作故障：
流过所述电池单元群组的电流超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大充电电流，
流过所述电池单元群组的所述电流超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大放电电流，
在所述电池单元群组处测得的温度低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作温度，
在所述电池单元群组处测得的所述温度超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作温度，
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的电池单元端电压超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作电压，或
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的所述电池单元端电压低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作电压。
20.根据条款1至17中任一项所述的方法，其中所述第一故障是行为故障，当所述电池单元群组的性能与所述电池单元群组的预期性能偏离大于预定义阈值的偏离时确定所述行为故障，所述电池单元群组的所述预期性能由以下定义：
所述至少一个电池单元模型，和/或
基于由传感器在一个或多个相邻电池单元群组处获得的测量结果确定的所述一个或多个相邻电池单元群组的性能，获得的测量结果由所述CMD从所述一个或多个相邻电池单元群组的相应一个或多个CMD接收。
21.根据条款20所述的方法，其中当在所述电池单元群组处获得的所述至少一个测量结果满足以下条件中的至少一者时，确定所述行为故障：
针对所述电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述电池单元群组处的温度变化率大于或小于所述电池单元群组的热电模型，或
针对所述电池单元群组的已知刺激和所述电流状态，所述电池单元群组处的电压变化率大于或小于所述电池单元群组的热电模型。
22.根据条款20或21所述的方法，其包括：
由所述CMD从所述一个或多个相邻CMD接收分别由所述传感器在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的并且与在所述电池单元群组处获得的所述测量结果对应的测量结果，
其中在所述电池单元群组和一个或多个相邻电池单元群组暴露于相同刺激的情况下，当在一个时间段内在所述电池单元群组处获得的一个或多个测量结果中确定的变化或变化率分别与在相同时间段内在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的对应一个或多个测量结果中检测到的变化或变化率偏离大于预定义阈值的偏离时，确定所述行为故障。
23.根据条款1至22中任一项所述的方法，其中所述至少一个传感器包括以下中的一者或多者：与所述电池单元群组邻近的传感器、位于所述电池单元群组处的传感器、位于所述电池单元群组内的传感器、与所述电池单元群组结合的传感器、位于所述电池单元群组的一个或多个电池单元上的传感器、与所述电池单元群组的一个或多个电池单元结合的传感器。
24.根据条款1至23中任一项所述的方法，其中所述至少一个传感器包括被配置为测量所述电池单元群组中的电池单元的电、化学或物理属性的传感器以及被配置为测量所述电池单元群组的电、化学或物理属性的另一传感器。
25.根据条款1至24中任一项所述的方法，其中所述至少一个传感器包括以下中的一者或多者：
电压传感器，其用于测量所述电池单元群组处或所述电池单元群组中的电池单元处的电压，
外部温度传感器，其用于测量所述电池单元群组外部的温度，
与所述CMD集成的温度传感器，其用于测量所述电池单元群组处的温度，
与所述电池单元群组中的电池单元集成的温度传感器，所述温度传感器用于测量所述电池单元处的温度，
集成在所述电池单元群组中的电池单元内的温度传感器，所述温度传感器用于测量所述电池单元内的温度，
集成在所述电池单元群组中的电池单元内的气体压力传感器，所述气体压力传感器用于测量所述电池单元内的气体压力，
与所述电池单元群组中的电池单元集成或集成在所述电池单元群组中的电池单元内的力传感器，所述力传感器用于测量由所述电池单元施加在外表面上的力，
与所述电池单元群组中的电池单元集成或集成在所述电池单元群组中的电池单元内的应变计，所述应变计用于测量由内部压力变化引起的所述电池单元的电池单元壳体的挠曲，
湿度传感器，所述湿度传感器用于测量所述电池单元群组处或所述电池单元群组中的电池单元处的湿度，
化学传感器，所述化学传感器用于测量电池单元损坏的预先确定的化学副产物，或
电流传感器，所述电流传感器用于测量流过所述电池单元群组或流过所述电池单元群组中的电池单元的电流。
26.根据条款1至25中任一项所述的方法，其包括：
在将从所述CMD的所述存储器检索到的所述一个或多个故障指示符和对应故障数据传送到所述BMS或所述外部装置之前，处理所述一个或多个故障指示符和对应故障数据，其中处理包括以下中的一者或多者：
压缩所述一个或多个故障指示符和对应故障数据以用于传输到所述BMS或外部装置，或
对所述一个或多个故障指示符和对应故障数据加密以用于传输到所述BMS或外部装置。
27.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储指令，所述指令在由电池单元监测装置的处理器执行时使得所述电池单元监测装置执行根据条款1至26中任一项所述的方法。
28.一种电路系统，所述电路系统被配置为执行功能，所述功能用于使得电池单元监测装置执行根据条款1至26中任一项所述的方法。
29.一种电池单元监测装置CMD，所述CMD被配置用于与包括一个或多个电池单元的电池单元群组组装，所述CMD包括：
存储器，所述存储器用于存储与由所述CMD在所述电池单元群组处确定的故障相关的故障数据；
传感器子系统，所述传感器子系统用于控制至少一个传感器；和
根据条款28所述的电路系统。
30.根据条款29所述的CMD，所述CMD被配置为在第一模式和第二模式下操作，其中所述CMD被配置为接收并处理由所述至少一个传感器在所述电池单元群组处获得的测量结果，以确定在所述第一模式下操作时与在所述第二模式下操作时相比，所述电池单元群组经历故障的频率是否更低。
31.一种由电池管理系统BMS监测电池的方法，所述电池包括多个电池单元群组，每个电池单元群组包括一个或多个电池单元，以及所述电池单元群组的电池单元监测装置CMD，所述方法包括：
从所述多个电池单元群组中的第一电池单元群组的第一CMD接收故障指示符和故障数据，所述故障指示符指示所述第一CMD基于从所述第一电池单元群组的至少一个传感器获得的测量结果确定第一电池单元群组经历故障，所述故障数据与所述故障相关并且包括时间戳；
处理接收到的故障指示符和故障数据以确定是否需要响应于确定的故障的动作；以及
将经处理的数据传输到外部系统。
32.根据条款31所述的方法，其包括：
接收将所述电池连接到电源的命令；
在将所述电池连接到所述电源之前执行所述电池的状态检查，执行所述状态检查包括接收和处理步骤；以及
响应于接收到所述故障指示符和故障数据而忽略将所述电池连接到所述电源的所述命令。
33.根据条款31或32所述的方法，其中所述故障数据包括由所述第一CMD用于确定所述故障的一个或多个传感器测量结果。
34.根据条款31至33中任一项所述的方法，其中所述故障指示符识别以下中的至少一者：所述故障或所述故障的严重性级别，所述严重性级别是即时危险、延迟危险或降级危险中的一者。
35.根据条款31至34中任一项所述的方法，其包括：
在所述BMS处存储所述故障指示符和相关的故障数据；
由所述BMS从所述外部系统接收针对所述电池的状态更新的请求，以及
将所述电池的所述状态更新传输到所述外部系统，所述状态更新包括所述故障指示符和所述相关的故障数据。
36.根据条款31至35中任一项所述的方法，其中处理所述故障指示符和所述相关的故障数据包括：
使用存储在所述BMS处的对应电池单元模型分析接收到的故障数据，以确认所述第一电池单元群组经历所述故障。
37.根据条款31至36中任一项所述的方法，其中处理所述故障指示符和所述相关的故障数据包括：
从相应一个或多个第二CMD请求所述多个电池单元群组中的一个或多个第二电池单元群组的状态更新；
从所述一个或多个第二CMD接收所述一个或多个第二电池单元群组的所述状态更新，所述状态更新包括以下中的至少一者：由本地传感器在所述一个或多个第二电池单元群组处获得的测量结果或者与由所述一个或多个第二CMD分别在所述一个或多个第二电池单元群组处检测到的一个或多个故障相关的故障数据，所述相关的故障数据包括对应的一个或多个时间戳；以及
结合包括在从所述一个或多个第二CMD接收到的所述状态更新中的数据来分析从所述第一CMD接收到的所述故障数据，以确认第一电池单元群组经历所述故障。
38.根据条款37所述的方法，其中所述一个或多个第二电池单元群组是与所述第一电池单元群组或所述多个电池单元群组中的其余电池单元群组邻近的电池单元群组。
39.根据条款31至38中任一项所述的方法，其中指示所述第一CMD确定第一电池单元群组经历故障的所述故障指示符和所述相关的故障数据是作为由所述第一CMD传输到所述BMS的状态更新的一部分从所述第一电池单元群组的所述第一CMD接收的，其中所述状态更新是由所述BMS周期性地、在预先安排的时间或者响应于由所述BMS发送到所述第一CMD的状态更新请求而接收的。
40.根据条款39所述的方法，其中所述第一CMD的所述状态更新包括关于以下中的一者的一个或多个故障指示符和相关的故障数据：
自由所述BMS从所述第一CMD接收到前一状态更新以来，由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，
在预定义时间范围期间由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，
由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，或
当所述BMS断电或非活动时，由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的一个或多个故障。
41.根据条款31至38中任一项所述的方法，其中在从所述第一CMD接收所述故障指示符和所述相关的故障数据之前，所述BMS处于非活动模式，所述方法包括：
由处于所述非活动模式的所述BMS从所述第一CMD接收唤醒信号；
响应于所述唤醒信号，将所述BMS从所述非活动模式转变为活动模式以处理所述故障指示符和相关的故障数据。
42.根据条款41中任一项所述的方法，其中由所述第一CMD确定的故障由所述CMD分类为即时危险。
43.根据条款41或42所述的方法，其中所述唤醒信号伴随有所述故障指示符和相关的故障数据，从而由所述BMS在所述BMS处于所述非活动模式时从所述第一CMD接收所述唤醒信号、所述故障指示符和相关的故障数据。
44.根据条款41或42所述的方法，其包括：
响应于所述唤醒信号，将所述状态更新请求从所述BMS传输到所述第一CMD，其中响应于所述状态更新请求从所述第一CMD接收所述故障指示符和相关的故障数据。
45.根据条款31至44中任一项所述的方法，其中在所述第一电池单元群组处确定的所述故障是操作故障，当所述第一电池单元群组的性能被确定为落在由预先确定的安全操作限制定义的安全操作区域外部或者在由预先确定的正常操作限制定义的正常操作区域外部时，确定所述操作故障，其中所述安全和所述正常操作限制对应于在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果并且由与所述第一电池单元群组对应的电池单元模型定义。
46.根据条款45所述的方法，其中当在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果满足以下条件中的一者或多者时确定所述操作故障：
流过所述第一电池单元群组的电流超过针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大充电电流，
流过所述第一电池单元群组的电流低于针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作放电电流，
在所述电池单元群组处测得的温度低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作温度，
在所述电池单元群组处测得的所述温度超过针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大温度，
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的电池单元端电压超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作电压，或
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的所述电池单元端电压低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作电压。
47.根据条款31至44中任一项所述的方法，其中在所述第一电池单元群组处确定的所述故障是行为故障，当所述第一电池单元群组的性能与所述第一电池单元群组的预期性能偏离大于预定义阈值的偏离时检测到所述行为故障，所述第一电池单元群组的所述预期性能由以下中的至少一者来定义：与所述第一电池单元群组对应的电池单元模型或者基于由传感器在所述多个电池单元群组中的一个或多个相邻电池单元群组处获得的测量结果确定的所述一个或多个相邻电池单元群组的性能。
48.根据条款47所述的方法，其中当在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果满足以下条件中的至少一者时，确定所述行为故障：
针对所述第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述第一电池单元群组处的温度变化率大于或小于所述第一电池单元群组的热电模型，或
针对所述第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述第一电池单元群组处的电压变化率大于或小于所述第一电池单元群组的热电模型。
49.根据条款47或48所述的方法，其包括：
由所述BMS从所述一个或多个相邻电池单元群组的一个或多个相邻CMD接收分别由传感器在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的并且与在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果对应的测量结果，
其中在所述第一电池单元群组和所述一个或多个相邻电池单元群组暴露于相同刺激的情况下，当在一个时间段内在所述第一电池单元群组处获得的一个或多个测量结果中确定的变化或变化率分别与在相同时间段内在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的对应一个或多个测量结果中确定的变化或变化率偏离大于预定义阈值的偏离时，确定所述行为故障。
50.根据条款37至49中任一项所述的方法，在所述第一电池单元群组处获得并且由所述BMS接收作为所述故障数据的所述测量结果包括以下中的一者或多者：在所述第一电池单元群组处检测到的电压、在所述电池单元群组外部检测到的温度、所述第一电池单元群组处的温度、在所述第一电池单元群组中的电池单元处或所述电池单元内的温度、在所述第一电池单元群组的电池单元内的气体压力、由所述第一电池单元群组的电池单元施加在所述电池单元的外表面上的力、由内部压力的变化引起的所述第一电池单元群组中的电池单元的电池单元壳体的挠曲、在所述第一电池单元群组处或所述第一电池单元群组中的电池单元处的湿度水平、指示电池单元损坏的预先确定的化学物质、或者流过所述第一电池单元群组或流过所述第一电池单元群组中的电池单元的电流。
51.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储指令，所述指令在由BMS的处理器执行时使得所述BMS执行根据条款31至50中任一项所述的方法。
52.一种电路系统，所述电路系统被配置为执行功能，所述功能用于使得电池管理系统BMS执行根据条款31至50中任一项所述的方法。
53.一种电池管理系统，所述电池管理系统被配置为与电池中的电池单元监测装置进行通信，所述电池包括多个电池单元群组，每个电池单元群组包括一个或多个电池单元，以及所述电池单元群组的电池单元监测装置，所述BMS包括：
存储器，所述存储器用于存储与在所述多个电池单元群组处确定的故障相关的故障数据；
根据条款52所述的电路系统。
54.一种由电池管理系统BMS监测电池的方法，所述电池包括多个电池单元群组，每个电池单元群组包括一个或多个电池单元，以及对应电池单元监测装置CMD，所述方法包括：
由所述BMS从所述多个电池单元群组中的第一电池单元群组的第一CMD接收故障指示符和故障数据，其中：
所述故障指示符指示所述第一CMD基于由所述第一CMD的至少一个传感器在所述第一电池单元群组中的一个或多个电池单元处获得的电池单元属性的一个或多个测量结果来确定所述第一电池单元群组处的故障，
所述故障数据与确定的故障相关并且包括指示所述第一CMD何时确定所述故障的时间戳；以及
处理接收到的故障指示符和故障数据以确定响应于所述故障的动作。
55.根据条款54所述的方法，其包括：
接收将所述电池连接到电源的命令；
在将所述电池连接到所述电源之前检查所述电池的状态，其中检查所述状态包括接收并处理所述故障指示符和所述故障数据的步骤；以及
响应于处理所述接收到的故障指示符和故障数据，拒绝将所述电池连接到所述电源的所述命令；以及
任选地，发出所述电池正在经历故障状况的警报。
56.根据条款54或55所述的方法，其中所述故障数据包括由所述第一CMD使用以确定所述故障的至少一个测量结果，所述至少一个测量结果包括在所述第一电池单元群组处获得的测量结果或基于在所述第一电池单元群组处获得的一个或多个测量结果导出的测量结果中的一者或多者。
57.根据条款54至56中任一项所述的方法，其中所述故障指示符指示以下中的一者或多者：所述故障或所述故障的严重性级别，所述严重性级别是即时危险、延迟危险或降级危险中的一者。
58.根据条款54至57中任一项所述的方法，其中处理所述接收到的故障指示符和故障数据包括在所述BMS处存储从所述第一CMD接收到的所述故障指示符和所述相关的故障数据，所述方法包括：
从外部系统接收针对所述电池的状态更新的请求；以及
将所述电池的所述状态更新传输到所述外部系统，所述状态更新包括存储在所述BMS处的所述故障指示符和所述相关的故障数据。
59.根据条款54至58中任一项所述的方法，其中处理所述接收到的故障指示符和故障数据包括：
使用存储在所述BMS处并且与所述第一电池单元群组的所述一个或多个电池单元对应的一个或多个电池单元模型以及所述接收到的故障数据来确认所述第一电池单元群组经历所述故障。
60.根据条款54至59中任一项所述的方法，其中处理所述接收到的故障指示符和故障数据包括：
从所述多个电池单元群组中的第二电池单元群组的CMD接收关于所述第二电池单元群组的状态更新，所述状态更新包括以下中的至少一者：
由所述第二CMD的至少一个传感器获得的所述第二电池单元群组中的一个或多个电池单元的一种或多种电池单元属性的一个或多个测量结果，或
与由所述第二CMD在所述第二电池单元群组处确定的一个或多个故障相关的故障数据，所述故障数据包括指示所述第二CMD何时分别确定所述一个或多个故障的一个或多个时间戳；以及
将从所述第一CMD接收到的所述故障数据与从所述第二CMD接收到的所述状态更新中包括的数据进行比较，以确认所述第一电池单元群组经历所述故障。
61.根据条款60所述的方法，其包括：
在从所述第一CMD接收到所述故障指示符和故障数据时将状态请求传输到所述第二CMD，
其中关于所述第二电池单元群组的所述状态更新是由所述BMS响应于所述状态请求而接收的。
62.根据条款60或61所述的方法，其中所述第二电池单元群组包括与所述第一电池单元群组邻近的一个或多个电池单元，或者其中所述方法包括针对所述多个电池单元群组中的每个电池单元群组重复接收步骤和比较步骤。
63.根据条款54至62中任一项所述的方法，
其中指示所述第一CMD确定第一电池单元群组经历所述故障的所述故障指示符和所述相关的故障数据是作为由所述第一CMD提供给所述BMS的状态更新的一部分从所述第一电池单元群组的所述第一CMD接收的，其中所述状态更新是由所述BMS周期性地、在预先安排的时间或者响应于由所述BMS发送到所述第一CMD的状态更新请求而接收的；并且
其中所述第一CMD的所述状态更新包括关于以下中的一者或多者的一个或多个故障指示符和相关的故障数据：
自由所述BMS从所述第一CMD接收到前一状态更新以来，由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，
在预定义时间段期间由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，
由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，或
当所述BMS断电或非活动时，由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的一个或多个故障。
64.根据条款54至63中任一项所述的方法，其中在从所述第一CMD接收所述故障指示符和所述相关的故障数据之前，所述BMS处于睡眠模式，所述方法包括：
由处于所述睡眠模式的所述BMS从所述第一CMD接收指示所述第一CMD检测到所述故障的警报信号；
响应于所述警报信号，将所述BMS从所述睡眠模式转变到活动模式以处理所述故障指示符和相关的故障数据，
任选地，其中由所述第一CMD确定的所述故障由所述CMD分类为即时危险。
65.根据条款64所述的方法，其包括：
响应于所述警报信号，将状态更新请求从所述BMS传输到所述第一CMD，其中响应于所述状态更新请求从所述第一CMD接收所述故障指示符和相关的故障数据。
66.根据条款54至65中任一项所述的方法，在所述第一电池单元群组处获得并且由所述BMS接收为所述故障数据的测量结果包括以下中的一者或多者：
在所述第一电池单元群组处检测到的电压，
在所述电池单元群组外部检测到的温度，
所述第一电池单元群组处的温度，
在所述第一电池单元群组中的电池单元处或所述电池单元内的温度，
在所述第一电池单元群组中的电池单元内的气体压力，
由所述第一电池单元群组中的电池单元施加在所述电池单元外表面上的力，
由内部压力的变化引起的所述第一电池单元群组中的电池单元的电池单元壳体的挠曲，
在所述第一电池单元群组处或所述第一电池单元群组中的电池单元处的湿度水平，指示电池单元损坏的预先确定的化学物质，或者
流过所述第一电池单元群组或流过所述第一电池单元群组中的电池单元的电流。
67.根据条款54至66中任一项所述的方法，其中在所述第一电池单元群组处确定的所述故障是操作故障或行为故障，
当所述第一电池单元群组的性能被确定为落在由预先确定的安全操作限制定义的安全操作区域外部或者在由预先确定的正常操作限制定义的正常操作区域外部时，确定所述操作故障，其中所述安全和所述正常操作限制对应于在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果并且由与所述第一电池单元群组对应的电池单元模型定义，并且
当所述第一电池单元群组的性能与所述第一电池单元群组的预期性能偏离大于预定义阈值的偏离时确定所述行为故障，所述第一电池单元群组的所述预期性能由以下中的至少一者来定义：与所述第一电池单元群组对应的电池单元模型或者基于由本地传感器在所述多个电池单元群组中的一个或多个相邻电池单元群组处获得的测量结果确定的所述一个或多个相邻电池单元群组的性能。
68.根据条款67所述的方法，
其中当在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果满足以下条件中的一者或多者时确定所述操作故障：
流过所述第一电池单元群组的电流超过针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大充电电流，
流过所述第一电池单元群组的电流超过针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大放电电流，
在所述电池单元群组处测得的温度低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作温度，
在所述电池单元群组处测得的所述温度超过针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作温度，
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的电池单元端电压超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作电压，
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的所述电池单元端电压低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作电压，
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的电池单元压力超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作压力，或
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的电池单元压力低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作压力；
并且
其中当在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果满足以下条件中的至少一者时，确定所述行为故障：
针对所述第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述第一电池单元群组处的温度变化率大于或小于所述第一电池单元群组的热电模型，或
针对所述第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述第一电池单元群组处的压力变化率大于或小于所述第一电池单元群组的热电模型，或
针对所述第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述第一电池单元群组处的电压变化率大于或小于所述第一电池单元群组的热电模型。
69.根据条款67所述的方法，其包括：
由所述BMS通过对应的一个或多个相邻CMD接收在与所述第一群组相邻的一个或多个电池单元群组处获得的测量结果，在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的所述测量结果对应于在所述第一电池单元群组处获得的并且从所述一个或多个相邻CMD接收到的测量结果，
其中在所述第一电池单元群组和所述一个或多个相邻电池单元群组暴露于相同刺激的情况下，当在一个时间段内在所述第一电池单元群组处获得的一个或多个测量结果中确定的变化或变化率分别与在相同时间段内在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的对应一个或多个测量结果中确定的变化或变化率偏离大于对应阈值的偏离时，确定所述行为故障。
70.一种电路系统，所述电路系统被配置为执行功能，所述功能用于使得电池管理系统BMS执行根据条款54至69中任一项所述的方法。

Claims (53)

1.一种用于由电池单元监测装置CMD监测电池单元群组的方法，所述电池单元群组包括一个或多个电池单元，所述方法包括：
由所述电池单元群组的所述CMD从被配置为测量所述电池单元群组的一种或多种属性的至少一个传感器接收由所述至少一个传感器获得的至少一个测量结果，所述CMD包括被配置用于所述电池单元群组的所述电池单元群组的至少一个电池单元模型；
由所述CMD使用所述电池单元群组的对应电池单元模型处理接收到的至少一个测量结果以确定所述电池单元群组是否经历故障；
响应于确定所述电池单元群组处的第一故障，在所述CMD的存储器中存储指示所述电池单元群组经历所述第一故障的故障指示符以及与所述第一故障相关的故障数据，所述故障数据包括当由所述CMD确定所述第一故障时生成的时间戳；
从所述CMD的所述存储器检索一个或多个故障指示符和对应故障数据，包括所述故障指示符和与所述第一故障相关的所述故障数据，每个故障指示符指示所述电池单元群组经历对应故障；以及
由所述CMD向被配置为管理包括所述电池单元群组的电池的电池管理系统BMS或者向被配置为收集关于包括所述电池单元群组的所述电池的数据的外部装置传送检索到的一个或多个故障指示符和对应故障数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中对于每个确定的故障，相关的故障数据包括以下中的至少一者：所述CMD用于确定所述故障的一个或多个传感器测量结果，或者所述CMD用于检测所述故障的一个或多个导出的测量结果。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中对于每个确定的故障，所述故障指示符识别所述故障。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其进一步包括：基于所述接收到的至少一个测量结果来确定所述第一故障的严重性级别，所述严重性级别是即时危险、延迟危险或降级危险中的一者。
5.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述第一故障的所述严重性级别包括：
当所述CMD在确定所述电池单元群组处的一个或多个其他故障之后在预定义时间段内确定所述第一故障时，将所述第一故障的所述严重性级别从所述延迟危险升级为即时危险或从所述降级危险升级为即时危险。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述第一故障的所述故障指示符识别所述第一故障的所述严重性级别。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其包括：
当确定所述电池单元群组处没有故障时，由所述CMD重复接收和处理步骤。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其包括：
由所述CMD重复接收、处理和存储步骤以检测多个故障。
9.根据权利要求8所述的方法，其中独立于所述BMS或所述外部装置由所述CMD重复所述接收、处理和存储步骤。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中所述接收和处理步骤至少根据以下中的一者以变化的频率重复：所述CMD是处于第一模式还是第二模式，或者至少一个测量结果的类型。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中确定所述第一故障包括：
处理由所述至少一个传感器在所述电池单元群组处获得的测量结果的序列，并且
由所述CMD相对于所述电池单元群组的对应电池单元模型基于所述序列中的预定义数量的测量结果来确定所述电池单元群组经历故障。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中向所述BMS传送包括：
响应于确定所述第一故障，由所述CMD向所述BMS传输警报；以及
将所述电池单元群组的状态更新从所述CMD传输到所述BMS，所述状态更新包括所述一个或多个故障指示符和所述相关的故障数据。
13.根据权利要求12所述的方法，其中响应于从所述BMS接收到的请求而传输所述状态更新。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述警报是被配置为使得所述BMS从一种模式转变到另一种模式的信号。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中当检测到的第一故障被确定为具有即时危险的严重性级别时，所述警报由所述CMD传输到所述BMS。
16.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中向所述BMS传送包括：
将所述电池单元群组的状态更新从所述CMD传输到所述BMS，所述状态更新包括所述一个或多个故障指示符和所述相关的故障数据，
其中所述状态更新由所述CMD周期性地、在预先安排的时间或者响应于从所述BMS接收到的请求而传输到所述BMS。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中所述状态更新包括关于以下中的一者的所述一个或多个故障指示符和所述相关的故障数据：
自由所述CMD向所述BMS传输前一状态更新以来，由所述CMD在所述电池单元群组处确定的所有故障，
在预定义时间范围期间由所述CMD在所述电池单元群组处确定的所有故障，或
由所述CMD检测到的所有故障，
其中基于包括在相应故障数据中的时间戳来识别所有相关故障。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述第一故障是操作故障，当所述电池单元群组的性能被确定为落在由预先确定的安全操作限制定义的安全操作区域外部或者在由预先确定的正常操作限制定义的正常操作区域外部时，由所述CMD确定所述操作故障，其中所述安全和正常操作限制对应于获得的测量结果并且由所述电池单元群组的所述至少一个电池单元模型定义。
19.根据权利要求18所述的方法，其中当在所述电池单元群组处获得的所述至少一个测量结果满足以下条件中的至少一者时，确定所述操作故障：
流过所述电池单元群组的电流超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大充电电流，
流过所述电池单元群组的所述电流超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大放电电流，
在所述电池单元群组处测得的温度低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作温度，
在所述电池单元群组处测得的所述温度超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作温度，
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的电池单元端电压超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作电压，或
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的所述电池单元端电压低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作电压。
20.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述第一故障是行为故障，当所述电池单元群组的性能与所述电池单元群组的预期性能偏离大于预定义阈值的偏离时确定所述行为故障，所述电池单元群组的所述预期性能由以下定义：
所述至少一个电池单元模型，和/或
基于由传感器在一个或多个相邻电池单元群组处获得的测量结果确定的所述一个或多个相邻电池单元群组的性能，获得的测量结果由所述CMD从所述一个或多个相邻电池单元群组的相应一个或多个CMD接收。
21.根据权利要求20所述的方法，其中当在所述电池单元群组处获得的所述至少一个测量结果满足以下条件中的至少一者时，确定所述行为故障：
针对所述电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述电池单元群组处的温度变化率大于或小于所述电池单元群组的热电模型，或
针对所述电池单元群组的已知刺激和所述电流状态，所述电池单元群组处的电压变化率大于或小于所述电池单元群组的热电模型。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其包括：
由所述CMD从所述一个或多个相邻CMD接收分别由所述传感器在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的并且与在所述电池单元群组处获得的所述测量结果对应的测量结果，
其中在所述电池单元群组和一个或多个相邻电池单元群组暴露于相同刺激的情况下，当在一个时间段内在所述电池单元群组处获得的一个或多个测量结果中确定的变化或变化率分别与在相同时间段内在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的对应一个或多个测量结果中检测到的变化或变化率偏离大于预定义阈值的偏离时，确定所述行为故障。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，其中所述至少一个传感器包括以下中的一者或多者：与所述电池单元群组邻近的传感器、位于所述电池单元群组处的传感器、位于所述电池单元群组内的传感器、与所述电池单元群组结合的传感器、位于所述电池单元群组的一个或多个电池单元上的传感器、或与所述电池单元群组的一个或多个电池单元结合的传感器。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法，其中所述至少一个传感器包括被配置为测量所述电池单元群组中的电池单元的电、化学或物理属性的传感器以及被配置为测量所述电池单元群组的电、化学或物理属性的另一传感器。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的方法，其中所述至少一个传感器包括以下中的一者或多者：
电压传感器，其用于测量所述电池单元群组处或所述电池单元群组中的电池单元处的电压，
外部温度传感器，其用于测量所述电池单元群组外部的温度，
与所述CMD集成的温度传感器，其用于测量所述电池单元群组处的温度，
与所述电池单元群组中的电池单元集成的温度传感器，所述温度传感器用于测量所述电池单元处的温度，
集成在所述电池单元群组中的电池单元内的温度传感器，所述温度传感器用于测量所述电池单元内的温度，
集成在所述电池单元群组中的电池单元内的气体压力传感器，所述气体压力传感器用于测量所述电池单元内的气体压力，
与所述电池单元群组中的电池单元集成或集成在所述电池单元群组中的电池单元内的力传感器，所述力传感器用于测量由所述电池单元施加在外表面上的力，
与所述电池单元群组中的电池单元集成或集成在所述电池单元群组中的电池单元内的应变计，所述应变计用于测量由内部压力变化引起的所述电池单元的电池单元壳体的挠曲，
湿度传感器，所述湿度传感器用于测量所述电池单元群组处或所述电池单元群组中的电池单元处的湿度，
化学传感器，所述化学传感器用于测量电池单元损坏的预先确定的化学副产物，或
电流传感器，所述电流传感器用于测量流过所述电池单元群组或流过所述电池单元群组中的电池单元的电流。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法，其包括：
在将从所述CMD的所述存储器检索到的所述一个或多个故障指示符和对应故障数据传送到所述BMS或所述外部装置之前，处理所述一个或多个故障指示符和对应故障数据，其中处理包括以下中的一者或多者：
压缩所述一个或多个故障指示符和对应故障数据以用于传输到所述BMS或外部装置，或
对所述一个或多个故障指示符和对应故障数据加密以用于传输到所述BMS或外部装置。
27.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储指令，所述指令在由电池单元监测装置的处理器执行时使得所述电池单元监测装置执行根据权利要求1至26中任一项所述的方法。
28.一种电路系统，所述电路系统被配置为执行功能，所述功能用于使得电池单元监测装置执行根据权利要求1至26中任一项所述的方法。
29.一种电池单元监测装置CMD，所述CMD被配置用于与包括一个或多个电池单元的电池单元群组组装，所述CMD包括：
存储器，所述存储器用于存储与由所述CMD在所述电池单元群组处确定的故障相关的故障数据；
传感器子系统，所述传感器子系统用于控制至少一个传感器；和
根据权利要求28所述的电路系统。
30.根据权利要求29所述的CMD，所述CMD被配置为在第一模式和第二模式下操作，其中所述CMD被配置为接收并处理由所述至少一个传感器在所述电池单元群组处获得的测量结果，以确定在所述第一模式下操作时与在所述第二模式下操作时相比，所述电池单元群组经历故障的频率是否更低。
31.一种由电池管理系统BMS监测电池的方法，所述电池包括多个电池单元群组，每个电池单元群组包括一个或多个电池单元，以及所述电池单元群组的电池单元监测装置CMD，所述方法包括：
从所述多个电池单元群组中的第一电池单元群组的第一CMD接收故障指示符和故障数据，所述故障指示符指示所述第一CMD基于从所述第一电池单元群组的至少一个传感器获得的测量结果确定第一电池单元群组经历故障，所述故障数据与所述故障相关并且包括时间戳；
处理接收到的故障指示符和故障数据以确定是否需要响应于确定的故障的动作；以及
将经处理的数据传输到外部系统。
32.根据权利要求31所述的方法，其包括：
接收将所述电池连接到电源的命令；
在将所述电池连接到所述电源之前执行所述电池的状态检查，执行所述状态检查包括接收和处理步骤；以及
响应于接收到所述故障指示符和故障数据而忽略将所述电池连接到所述电源的所述命令。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其中所述故障数据包括由所述第一CMD用于确定所述故障的一个或多个传感器测量结果。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的方法，其中所述故障指示符识别以下中的至少一者：所述故障或所述故障的严重性级别，所述严重性级别是即时危险、延迟危险或降级危险中的一者。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的方法，其包括：
在所述BMS处存储所述故障指示符和相关的故障数据；
由所述BMS从所述外部系统接收针对所述电池的状态更新的请求，以及
将所述电池的所述状态更新传输到所述外部系统，所述状态更新包括所述故障指示符和所述相关的故障数据。
36.根据权利要求31至35中任一项所述的方法，其中处理所述故障指示符和所述相关的故障数据包括：
使用存储在所述BMS处的对应电池单元模型分析接收到的故障数据，以确认所述第一电池单元群组经历所述故障。
37.根据权利要求31至36中任一项所述的方法，其中处理所述故障指示符和所述相关的故障数据包括：
从相应一个或多个第二CMD请求所述多个电池单元群组中的一个或多个第二电池单元群组的状态更新；
从所述一个或多个第二CMD接收所述一个或多个第二电池单元群组的所述状态更新，所述状态更新包括以下中的至少一者：由本地传感器在所述一个或多个第二电池单元群组处获得的测量结果或者与由所述一个或多个第二CMD分别在所述一个或多个第二电池单元群组处检测到的一个或多个故障相关的故障数据，所述相关的故障数据包括对应的一个或多个时间戳；以及
结合包括在从所述一个或多个第二CMD接收到的所述状态更新中的数据来分析从所述第一CMD接收到的所述故障数据，以确认第一电池单元群组经历所述故障。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述一个或多个第二电池单元群组是与所述第一电池单元群组或所述多个电池单元群组中的其余电池单元群组邻近的电池单元群组。
39.根据权利要求31至38中任一项所述的方法，其中指示所述第一CMD确定第一电池单元群组经历故障的所述故障指示符和所述相关的故障数据是作为由所述第一CMD传输到所述BMS的状态更新的一部分从所述第一电池单元群组的所述第一CMD接收的，其中所述状态更新是由所述BMS周期性地、在预先安排的时间或者响应于由所述BMS发送到所述第一CMD的状态更新请求而接收的。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述第一CMD的所述状态更新包括关于以下中的一者的一个或多个故障指示符和相关的故障数据：
自由所述BMS从所述第一CMD接收到前一状态更新以来，由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，
在预定义时间范围期间由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，
由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的所有故障，或
当所述BMS断电或非活动时，由所述第一CMD在所述第一电池单元群组处确定的一个或多个故障。
41.根据权利要求31至38中任一项所述的方法，其中在从所述第一CMD接收所述故障指示符和所述相关的故障数据之前，所述BMS处于非活动模式，所述方法包括：
由处于所述非活动模式的所述BMS从所述第一CMD接收唤醒信号；
响应于所述唤醒信号，将所述BMS从所述非活动模式转变为活动模式以处理所述故障指示符和相关的故障数据。
42.根据权利要求41中任一项所述的方法，其中由所述第一CMD确定的故障由所述CMD分类为即时危险。
43.根据权利要求41或42所述的方法，其中所述唤醒信号伴随有所述故障指示符和相关的故障数据，从而由所述BMS在所述BMS处于所述非活动模式时从所述第一CMD接收所述唤醒信号、所述故障指示符和相关的故障数据。
44.根据权利要求41或42所述的方法，其包括：
响应于所述唤醒信号，将所述状态更新请求从所述BMS传输到所述第一CMD，其中响应于所述状态更新请求从所述第一CMD接收所述故障指示符和相关的故障数据。
45.根据权利要求31至44中任一项所述的方法，其中在所述第一电池单元群组处确定的所述故障是操作故障，当所述第一电池单元群组的性能被确定为落在由预先确定的安全操作限制定义的安全操作区域外部或者在由预先确定的正常操作限制定义的正常操作区域外部时，确定所述操作故障，其中所述安全和正常操作限制对应于在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果并且由与所述第一电池单元群组对应的电池单元模型定义。
46.根据权利要求45所述的方法，其中当在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果满足以下条件中的一者或多者时确定所述操作故障：
流过所述第一电池单元群组的电流超过针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大充电电流，
流过所述第一电池单元群组的电流低于针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作放电电流，
在所述电池单元群组处测得的温度低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作温度，
在所述电池单元群组处测得的所述温度超过针对所述第一电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大温度，
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的电池单元端电压超过针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最大操作电压，或
所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元的所述电池单元端电压低于针对所述电池单元群组中的所述一个或多个电池单元预定义的最小操作电压。
47.根据权利要求31至44中任一项所述的方法，其中在所述第一电池单元群组处确定的所述故障是行为故障，当所述第一电池单元群组的性能与所述第一电池单元群组的预期性能偏离大于预定义阈值的偏离时检测到所述行为故障，所述第一电池单元群组的所述预期性能由以下中的至少一者来定义：与所述第一电池单元群组对应的电池单元模型或者基于由传感器在所述多个电池单元群组中的一个或多个相邻电池单元群组处获得的测量结果确定的所述一个或多个相邻电池单元群组的性能。
48.根据权利要求47所述的方法，其中当在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果满足以下条件中的至少一者时，确定所述行为故障：
针对所述第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述第一电池单元群组处的温度变化率大于或小于所述第一电池单元群组的热电模型，或
针对所述第一电池单元群组的已知刺激和电流状态，所述第一电池单元群组处的电压变化率大于或小于所述第一电池单元群组的热电模型。
49.根据权利要求47或48所述的方法，其包括：
由所述BMS从所述一个或多个相邻电池单元群组的一个或多个相邻CMD接收分别由传感器在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的并且与在所述第一电池单元群组处获得的所述测量结果对应的测量结果，
其中在所述第一电池单元群组和所述一个或多个相邻电池单元群组暴露于相同刺激的情况下，当在一个时间段内在所述第一电池单元群组处获得的一个或多个测量结果中确定的变化或变化率分别与在相同时间段内在所述一个或多个相邻电池单元群组处获得的对应一个或多个测量结果中确定的变化或变化率偏离大于预定义阈值的偏离时，确定所述行为故障。
50.根据权利要求37至49中任一项所述的方法，在所述第一电池单元群组处获得并且由所述BMS接收作为所述故障数据的所述测量结果包括以下中的一者或多者：在所述第一电池单元群组处检测到的电压、在所述电池单元群组外部检测到的温度、所述第一电池单元群组处的温度、在所述第一电池单元群组的电池单元处或所述电池单元内的温度、在所述第一电池单元群组的电池单元内的气体压力、由所述第一电池单元群组的电池单元施加在所述电池单元的外表面上的力、由内部压力的变化引起的所述第一电池单元群组中的电池单元的电池单元壳体的挠曲、在所述第一电池单元群组处或所述第一电池单元群组中的电池单元处的湿度水平、指示电池单元损坏的预先确定的化学物质、或者流过所述第一电池单元群组或流过所述第一电池单元群组中的电池单元的电流。
51.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储指令，所述指令在由BMS的处理器执行时使得所述BMS执行根据权利要求31至50中任一项所述的方法。
52.一种电路系统，所述电路系统被配置为执行功能，所述功能用于使得电池管理系统BMS执行根据权利要求31至50中任一项所述的方法。
53.一种电池管理系统，所述电池管理系统被配置为与电池中的电池单元监测装置进行通信，所述电池包括多个电池单元群组，每个电池单元群组包括一个或多个电池单元，以及所述电池单元群组的电池单元监测装置，所述BMS包括：
存储器，所述存储器用于存储与在所述多个电池单元群组处确定的故障相关的故障数据；
根据权利要求52所述的电路系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20200036056A1 (en) * 2015-11-24 2020-01-30 NuGen Systems, Inc. Wireless Battery Monitoring and Control System
US11038214B2 (en) * 2019-01-23 2021-06-15 Sf Motors, Inc. Systems and methods of managing battery cell degradation
KR20200136733A (ko) * 2019-05-28 2020-12-08 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템 및 상위 시스템으로 데이터를 송신하는 방법
US10992149B1 (en) * 2020-10-08 2021-04-27 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods

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