CN117980759A - 电池管理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了电池管理装置和电池管理方法，电池管理装置包括：电池监测集成电路(BMIC)，被配置为诊断电池的状态；第一过电压检测单元，被配置为通过将电池电压与第一参考电压进行比较来生成第一检测信号；第二过电压检测单元，被配置为通过将电池电压与不同于第一参考电压的第二参考电压进行比较来生成第二检测信号；以及MCU，被配置为根据来自BMIC的诊断信号控制电池，并且根据第一检测信号和第二检测信号诊断装置的异常。

Description

电池管理装置及方法
技术领域
本发明涉及电池管理装置，并且更具体地，涉及能够防止由于电池管理装置的电池监测IC(BMIC)和主控制单元(MCU)的测量错误而导致的错误诊断的电池管理装置和方法。此外，在应用过电压检测IC以防止错误诊断时，存在在通过常规的过电压检测IC的诊断中发生错误的情况。本发明涉及防止常规的过电压检测IC的诊断错误的电池管理装置和方法。
背景技术
能够充电和放电的二次电池、即电池被广泛用作用于诸如智能电话的移动设备的能源。此外，电池被用作用于诸如电动车辆和混合动力电动车辆的生态友好型车辆的能源，生态友好型车辆作为由使用化石燃料的汽油车辆和柴油车辆造成的空气污染的解决方案而提出。使用电池的应用类型变得非常多样化，并且预计未来电池将应用于比现在更多的领域和产品。
目前商业化的可用电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂离子电池。在这些电池中，锂离子电池由于其自由充电和放电、非常低的自放电率和高能量密度的优点而受到特别关注，因为与镍基电池相比，记忆效应几乎不会发生。此外，由于锂离子电池可以制造成小尺寸，因此锂离子电池被用作移动设备的电源，并且其作为用于电动车辆的电源的使用范围已经扩大，从而作为下一代能量存储介质而引起关注。
使用电池作为电力供应的电气设备和电子设备应配备有电池管理装置(BMS)等，以控制电池的操作。BMS可以监测电池的状态比如温度、电压和电流，并且可以基于所监测的电池状态，通过充电状态(SOC)估计等来控制电池平衡、充电或放电。这样的BMS可以包括用于监测电池状态并生成诊断信号的电池监测IC(BMIC)和用于根据电池的状态控制电池的主控制单元(MCU)。在这种情况下，BMIC和MCU通过预定的通信线路连接以输入/输出数据或信号。即，BMIC根据针对电池测量的诸如电压、电流和温度的状态信息生成诊断信号，并将诊断信号发送至MCU。此外，MCU可以从BMIC接收诊断信号，确定电池的状态，并且根据基于电池状态的确定结果控制电池。
同时，电池管理装置可能由于MCU或BMIC的测量错误而无法诊断例如电池的过电压。在这种情况下，设置过电压检测单元，以便将电池维持在安全状态。过电压检测单元接收电池的电压监测结果，并检测电池电压是否为超过设定电压的过电压。在这种情况下，可以在电池管理装置中设置一个过电压检测单元。即，常规上，在BMS中设置一个过电压检测单元，用于检测电池的电压监测结果是否为超过设定电压的过电压并且通过MCU将电池维持在安全状态。
然而，根据使用一个过电压检测单元来确定过电压的现有技术，由于过电压检测单元的失效或过电压检测单元周围的外围电路的失效，可能出现错误检测的问题。即，由于过电压检测单元本身的失效或过电压检测单元周围的外围电路的失效，可能出现过电压检测单元不能正确地检测过电压的问题。如果由于一个过电压检测单元的失效而没有正确地检测过电压，则可能出现电池不受控制从而电池不能使用等的问题。
相关的现有技术包括以下文献。
专利文献1：KR 10-2021-0049470A(2021年5月6日。)
专利文献2：JP 2011-002350 A(2011年1月6日)
专利文献3：KR 2008-0021255 A(2008年3月7日)
发明内容
技术问题
本发明提供了一种能够防止过电压检测单元的错误检测的电池管理装置和方法。
本发明提供了一种电池管理装置和方法，该电池管理装置和方法能够通过借助于设置具有不同参考电压的至少两个过电压检测单元检测电池电压来防止过电压的错误检测。
技术方案
根据本发明的一个方面的电池管理装置包括：电池监测集成电路(BMIC)，其诊断电池的状态；第一过电压检测单元，其通过将电池电压与第一参考电压进行比较而生成第一检测信号；第二过电压检测单元，其通过将电池电压与不同于第一参考电压的第二参考电压进行比较而生成第二检测信号；以及微控制器单元(MCU)，其根据来自BMIC的诊断信号控制电池，并且根据第一检测信号和第二检测信号诊断装置的异常。
第一参考电压低于第二参考电压。
如果电池电压高于第一参考电压，则第一过电压检测单元生成第一检测信号，以及如果电池电压高于第一参考电压，则第二过电压检测单元生成第一检测信号。
如果没有生成第二检测信号，则MCU确定BMIC、第一过电压检测单元和第二过电压检测单元及其外围电路正常操作。
如果生成了第二检测信号，则MCU将电池的最大电压与第二参考电压进行比较。
如果电池的最大电压高于第二参考电压，则MCU确定第二过电压检测单元的操作正常，以及如果最大电压低于第二参考电压，则MCU确定发生BMIC或MCU的电池电压测量错误或第二过电压检测单元的异常。
当生成了第二检测信号时，MCU根据第一检测信号确定第一过电压检测单元和第二过电压检测单元中的至少一个中存在错误。
如果生成了第二检测信号并且生成了第一检测信号，则确定第二过电压检测单元正常操作。
如果生成了第二检测信号而没有生成第一检测信号，则确定第一过电压检测单元和第二过电压检测单元中的至少一个已异常操作。
根据本发明的另一方面的电池管理方法包括以下处理：测量电池的状态；将电池的电压测量值分别与第一过电压检测单元的第一参考电压和第二过电压检测单元的第二参考电压进行比较；确定是否由于第二参考电压高于所测量的电池电压而从第二过电压检测单元生成第二检测信号；如果没有生成第二检测信号，则确定操作正常；如果生成了第二检测信号，则将电池的最大电压和第二参考电压进行比较；如果电池的最大电压高于第二参考电压，则确定第二过电压检测单元正常操作；以及如果电池的最大电压低于第二参考电压，则确定发生电池的电压测量错误或第二过电压检测单元的异常。
第一参考电压低于第二参考电压。
该电池管理方法还包括以下处理：确定是否生成了第二检测信号以及是否生成了第一检测信号；如果生成了第一检测信号，则确定第二过电压检测单元正常操作；以及如果没有生成第一检测信号，则确定第一过电压检测单元和第二过电压检测单元中的至少一个已异常地操作。
有利效果
根据本发明的实施方式的电池管理装置在BMCI和MCU之间包括第一过电压检测单元和第二过电压检测单元，该第一过电压检测单元和第二过电压检测单元具有不同的第一参考电压和第二参考电压。第一过电压检测单元和第二过电压检测单元分别将所测量的电池的电压与第一参考电压和第二参考电压进行比较，并分别将第一检测信号和第二检测信号输出至MCU。MCU可以使用第一检测信号和第二检测信号来诊断BMIC、第一过电压检测单元和第二过电压检测单元及其外围电路的异常。即，当生成第二检测信号时，MCU可以通过将从BMIC输入的电池电压与第二参考电压进行比较来诊断BMIC或MCU的测量错误。此外，当生成第二检测信号时，MCU可以根据是否生成了第一检测信号来诊断第一过电压检测单元和第二过电压检测单元中的至少一个的错误。
因此，与现有技术相比，本发明能够防止由于过电压检测单元的失效或过电压检测单元周围的外围电路的失效而导致的错误检测问题。即，通过使用具有不同参考电压的两个过电压检测单元，能够防止由于过电压检测单元本身的失效或过电压检测单元周围的外围电路的失效而导致过电压检测单元不能正确地检测过电压的问题。
附图说明
图1是用于示出根据本发明的实施方式的电池管理装置的配置的框图。
图2是用于示出根据本发明的实施方式的电池管理装置的MCU的配置的框图。
图3是示出根据本发明的实施方式的驱动电池管理装置的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。然而，本发明将不限于下面公开的实施方式，而是将以各种不同的形式实现，并且这些实施方式仅被提供来完成本发明的公开内容，并且向本领域技术人员充分告知本发明的范围。
图1是用于示出根据本发明的实施方式的电池装置的配置的框图。即，图1是包括电池和电池管理装置的电池装置的框图。图2是用于示出根据本发明的实施方式的电池管理装置的MCU的配置的框图。
参照图1，根据本发明的实施方式的电池装置包括：电池100，其包括能够被充电和放电的多个电池单元；监测单元200，其监测电池100的状态；电池监测IC(BMIC)300，其根据电池100的监测结果诊断电池100的状态；第一过电压检测单元400，其具有第一参考电压并且将来自监测单元200的电池100的电压与第一参考电压进行比较；第二过电压检测单元500，其具有不同于第一参考电压的第二参考电压并且将来自监测单元200的电池100的电压与第二参考电压进行比较；以及MCU 600，其通过与BMIC 300的通信交换信号并接收来自第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500的检测信号以根据电池100的状态来控制电池100。在此，监测单元200、BMIC 300、第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500以及MCU 600形成电池管理装置。下面将针对每个部件更详细地描述根据本发明的包括电池和电池管理装置的电池装置。
1.电池
电池100是向电力消耗设备供应能量以驱动电力消耗设备的电能源。在此，电力消耗设备可以包括诸如智能电话的移动设备和诸如电动滑板车、电动车辆或混合动力电动车辆的运输装置。电池100可以包括至少一个电池组。在这种情况下，至少一个电池组中的每一个可以包括多个电池模块，并且电池模块中的每一个可以包括能够被充电和放电的多个电池单元。即，电池100包括多个电池单元，并且多个电池单元可以以预定单位捆绑以形成电池模块，或者多个电池模块可以形成一个电池组。同时，多个电池单元可以以各种方式串联和/或并联连接，以满足电力消耗设备的规范。当然，各自包括多个电池单元的多个电池组也可以串联和/或并联连接。在此，电池单元的类型没有特别限制，并且可以包括例如锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢化物电池、镍锌电池等。
2.监测单元
监测单元200可以被设置成监测电池100的状态。例如，监测单元200可以测量电池100的电流、电压、温度等。此外，监测单元200可以测量电池组、电池模块和电池单元的状态。即，监测单元200可以测量多个电池单元中的每一个的状态、其中捆绑了多个电池单元的电池模块的状态、或者其中捆绑了多个电池模块的电池组的状态。为此，监测单元200可以包括多个传感器。即，监测单元200可以包括至少一个电流传感器、至少一个电压传感器和至少一个温度传感器。电流传感器、电压传感器和温度传感器可以周期性地测量电池100的电流、电压和温度，并将测量结果提供至BMIC 300。测量结果可以作为模拟信号或数字信号提供至BMIC 300。在此，电流传感器可以生成与充电电流大小对应的信号。当然，电流传感器不仅可以测量充电电流的大小，还可以测量放电电流的大小。为此，电流传感器可以安装在充电/放电路径上，该充电/放电路径例如是充电/放电电流通过其在电池100中流动的路径。同时，根据本发明的电流传感器可以包括分流电阻器。此外，电压传感器生成与施加在电池100的正极与负极之间的电压对应的信号。作为示例，电压传感器可以包括差分放大器电路，该差分放大器电路输出与电池100的正极端子与负极端子之间的电压差对应的电压信号。此外，温度传感器可以是例如用于温度测量的热耦合器。温度传感器生成与电池100的温度对应的信号。此外，除了用于测量电池100的温度的温度传感器之外，温度传感器还可以包括用于测量来自电池100的热量消散的外部温度的外部温度传感器。外部温度传感器可以配置有与温度传感器相同类型的传感器，并且生成与外部温度对应的信号。同时，监测单元200可以连接至第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500，以将电压测量结果提供至第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500。即，由电压传感器测量的电池100的电压被提供至第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500，并且可以由第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500用于过电压检测。
3.BMIC
BMIC 300接收由监测单元200测量的电池的状态信号，根据所测量的状态信息生成诊断信号，并将诊断信号发送至MCU 600。例如，BMIC 300可以将由监测单元200测量的电池电压与设定的电压范围进行比较，并根据比较结果生成诊断信号。作为具体示例，当电池电压被设置为3V至4.5V时，BMIC 300可以将电池电压与设定的电压范围进行比较，在设定的电压范围之外的异常电压的情况下以及在正常电压的情况下生成不同电平的诊断信号，并将诊断信号发送至MCU 600。即使在电流的情况下，也可以通过确定电流是在设定的电流范围内还是在设定的电流范围之外来确定异常电流，并且根据该确定生成诊断信号。BMIC300和MCU 600可以通过预定的通信线路连接。因此，诊断信号可以通过通信线路从BMIC300的输出端子发送至MCU 600的输入端子。同时，BMIC 300可以根据从MCU 600发送的控制信号来控制电池100。例如，BMIC 300可以根据从MCU 600发送的单元平衡信号，通过单元平衡电路对多个电池单元中的要平衡的电池单元进行放电。为此，BMIC 300可以根据MCU 600的单元平衡信号生成多个开关信号。在这种情况下，开关可以连接至多个电池单元，并且每个开关信号可以控制对应开关的开关操作。当接通电平开关信号被供应至相应的开关时，该开关被导通以对对应的电池单元进行放电。以这种方式，BMIC 300和MCU 600可以通过通信线路连接，以便输入/输出预定数据或信号。即，可以设置包括输出单元和输入单元的通信单元，输出单元用于通过通信线路将诸如诊断信号的状态信号输出至MCU 600，输入单元用于通过BMIC 300的通信线路由BMIC 300接收诸如单元平衡信号的信号。
4.第一过电压检测单元
第一过电压检测单元400连接至监测单元200，并且从监测单元200接收电池100的电压测量值。即，第一过电压检测单元400从监测单元200的电压传感器接收电池100的电压测量值。第一过电压检测单元400具有第一参考电压，并且将电池100的电压与第一参考电压进行比较。在此，第一过电压检测单元400的第一参考电压可以被设置为比第二过电压检测单元500的第二参考电压低的故障电平。因此，第一过电压检测单元400用于验证第二过电压检测单元500是否在正常状态下检测电池100的电压。同时，第一过电压检测单元400根据第一参考电压与电池100的电压之间的比较结果，输出具有不同电平的第一检测信号。例如，当电池100的电压低于第一参考电压时，第一过电压检测单元400输出低电平的第一检测信号，以及当电池100的电压高于第一参考电压时，第一过电压检测单元400输出高电平的第一检测信号。来自第一过电压检测单元400的第一检测信号被发送至MCU 600。可以设置第一过电压检测单元400，以准备由于BMIC 300的诊断错误而无法进行过电压检测的情况。
5.第二过电压检测单元
第二过电压检测单元500连接至监测单元200，并且从监测单元200接收电池100的电压测量值。即，第二过电压检测单元500与第一过电压检测单元400同时从监测单元200的电压传感器接收电池100的电压测量值。第二过电压检测单元500具有第二参考电压，并且将电池100的电压与第二参考电压进行比较。在此，第二过电压检测单元500的第二参考电压可以被设置为比第一过电压检测单元400的第一参考电压大的失效电平。即，第二过电压检测单元500具有用于实际进入安全状态的参考电压。同时，第二过电压检测单元500根据第二参考电压与电池100的电压之间的比较结果输出具有不同电平的第二检测信号。例如，当电池100的电压低于第二参考电压时，第二过电压检测单元500输出低电平的第二检测信号，以及当电池100的电压高于第二参考电压时，第二过电压检测单元500输出高电平的第二检测信号。来自第二过电压检测单元500的第二检测信号被发送至MCU 600。根据本发明，第二过电压检测单元500可以与第一过电压检测单元400一起设置，以准备由于BMIC 300的诊断错误而无法进行过电压检测的情况。
6.MCU
MCU 600可以从BMIC 300接收诊断信号，监测电池100的状态，并且根据电池100的状态控制电池100。例如，当从BMIC 300输入电池电压或电流的异常诊断信号时，MCU 600可以使用诸如通信切断的功能来停止电池的操作。为此，MCU 600可以包括异常诊断单元610。即，MCU 600的异常诊断单元610可以根据当电池100的电压在设定的电压范围以外或者电池100的电流在设定的电流范围以外时生成的异常诊断信号，来停止电池100的操作。此外，MCU 600可以根据BMIC 300的诊断信号控制电池操作，例如电池的充电/放电或者单元平衡。为此，MCU 600可以包括电池控制单元620。即，当电池的电压在设定的电压范围内或者电池的电流在设定的电流范围内时，MCU 600的电池控制单元620可以根据正常诊断信号停止电池的操作。在这种情况下，MCU 600可以在电池的电压或电流低时通过电池控制单元620控制电池的充电，以及可以在电压或电流稳定时控制电池的放电。此外，当至少一个电池单元高于设定的电压或电流时，MCU 600可以通过电池控制单元620控制单元平衡。对于单元平衡，MCU 600可以通过将平衡控制信号输出至BMIC 300来通过BMIC 300控制单元平衡。对于该操作，MCU 600可以通过预定的通信线路连接至BMIC 300。即，MCU 600可以设置有包括输入单元和输出单元TX的通信单元，输入单元用于通过通信线路从BMIC 300接收诸如诊断信号的状态信号，输出单元TX用于通过通信线路将诸如单元平衡信号的信号输出至BMIC 300。
此外，根据本发明的MCU 600接收来自第一过电压检测单元400的第一检测信号和来自第二过电压检测单元500的第二检测信号以及由BMIC 300诊断的电池100的电压。即，MCU 600可以包括用于分别从第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500接收第一检测信号和第二检测信号的第一检测信号输入单元630和第二检测信号输入单元640。MCU600可以通过使用第一检测信号和第二检测信号来诊断BMIC 300、第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500及其外围电路中的异常。为此，MCU 600可以包括比较和确定单元650。当输入来自第一过电压检测单元400的第一检测信号和来自第二过电压检测单元500的第二检测信号时，比较和确定单元650可以通过将第一过电压检测单元400的第一参考电压和第二过电压检测单元500的第二参考电压与电池电压进行比较，来诊断BMIC 300、第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500及其外围电路中的异常。即，当从第二过电压检测单元500生成第二检测信号时、即当第二检测信号以高电平输入时，MCU 600可以通过将通过异常诊断单元610从BMIC 300输入的电池100的电压与第二过电压检测单元500的第二参考电压进行比较，来诊断BMIC 300或MCU 600的测量错误。此外，当第二检测信号以高电平从第二过电压检测单元500输入时，MCU 600可以根据来自第一过电压检测单元400的第一检测信号诊断第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500中的至少一个的错误。即，当没有生成第二检测信号时、即当第二检测信号以低电平输入时，MCU 600确定BMIC 300、第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500以及MCU 600及其外围电路正常操作，以及当第二检测信号以高电平输入时，MCU 600执行诊断操作。将更详细地描述根据MCU 600的诊断操作的驱动方法。当来自第二过电压检测单元500的第二检测信号以高电平输入时，MCU 600将来自BMIC 300的电池100的最大电压(单元最大电压)与第二过电压检测单元500的第二参考电压进行比较。当电池100的最大电压高于第二参考电压时，确定第二过电压检测单元500正常工作。然而，当来自第二过电压检测单元500的第二检测信号以高电平输入并且电池100的最大电压低于第二参考电压时，MCU 600可以确定发生针对电池100的电压测量错误或者第二过电压检测单元500的异常。即，如果来自BMIC 300的电池100的最大电压低于第二过电压检测单元500的第二参考电压，则可以确定由于BMIC 300或MCU 600中的错误而不正确地测量了电池电压，或者由于第二过电压检测单元或其外围电路的异常而不正确地从第二过电压检测单元500输出了第二检测信号。
此外，当第二检测信号以高电平从第二过电压检测单元500输入并且第一检测信号以高电平从第一过电压检测单元400输入时，由于第一参考电压低于第二参考电压，所以MCU 600可以确定第二过电压检测单元500正常操作。然而，当第二检测信号以高电平从第二过电压检测单元500输入并且第一检测信号以低电平从第一过电压检测单元400输入时，可以确定第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500中的至少一个已异常地操作。即，可以确定发生过电压检测单元的异常。
如上所述，根据本发明的实施方式的电池装置包括在BMCI 300与MCU 600之间的第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500。即，在本发明中，与现有技术相比，多设置了一个过电压检测单元。在此，第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500具有不同的第一参考电压和第二参考电压，并且第一参考电压具有比第二参考电压低的值。第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500分别将由监测单元200测量的电池100的电压与第一参考电压和第二参考电压进行比较，并分别输出第一检测信号和第二检测信号。当电池电压大于第一参考电压和第二参考电压时，第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500分别生成第一检测信号和第二检测信号，并将第一检测信号和第二检测信号供应至MCU 600。MCU 600可以通过使用第一检测信号和第二检测信号来诊断BMIC 300、第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500及其外围电路中的异常。即，当从第二过电压检测单元500生成第二检测信号时，MCU 600可以通过将从BMIC输入的电池100的电压与第二过电压检测单元500的第二参考电压进行比较来诊断BMIC 300或MCU 600的测量错误。此外，当第二检测信号以高电平从第二过电压检测单元500输入时，MCU 600可以根据来自第一过电压检测单元400的第一检测信号来诊断第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500中的至少一个的错误。即，如果没有生成第二检测信号、即如果以低电平输入第二检测信号，则MCU 600确定BMIC 300、第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500及其外围电路正常操作，以及如果以高电平输入第二检测信号，则MCU 600执行诊断操作。
因此，与现有技术相比，本发明能够防止由于过电压检测单元的失效或过电压检测单元周围的外围电路的失效而导致的错误检测问题。即，通过使用具有不同参考电压的两个过电压检测单元，可以防止由于过电压检测单元本身的失效或过电压检测单元周围的电路的失效而导致过电压检测单元不能正确地检测过电压的问题。
图3是示出根据本发明的实施方式的操作电池装置的方法的流程图。
参照图3，该方法包括：测量电池100的状态的处理S110；将电池100的电压测量值与第一参考电压Vref1和第二参考电压和Vref2进行比较的处理S120；确定是否由于第二参考电压Vref2高于电压测量值而生成第二检测信号的处理S130；如果没有生成第二检测信号，则确定操作正常的处理S140；如果生成了第二检测信号，则比较电池100的最大电压Vmax和第二参考电压Vref2的处理S150；如果电池100的最大电压Vmax高于第二参考电压Vref2，则确定第二过电压检测单元500正常操作的处理S160；如果电池100的最大电压低于第二参考电压，则确定发生电池100的电压测量错误或第二过电压检测单元500的异常的处理S170；确定是否生成了第二检测信号以及是否生成了第一检测信号的处理S180；如果生成了第一检测信号，则确定第二过电压检测单元500正常操作的处理S190；以及如果没有生成第一检测信号，则确定第一过电压检测单元和第二过电压检测单元中的至少一个异常地操作的处理S200。在此，可以同时或顺序地执行S150和S180。当顺序地执行时，可以首先执行S150，并且稍后执行S180，以及相反地，可以首先执行S180，然后执行S150。
下面将针对每个处理更详细地描述根据本发明的实施方式的操作电池装置的方法。
S110：监测单元200监测电池100的状态。例如，监测单元200可以测量电池100的电流、电压、温度等。在这种情况下，监测单元200可以测量电池组、电池模块和电池单元的状态。为此，监测单元200可以包括至少一个电流传感器、至少一个电压传感器和至少一个温度传感器。电流传感器、电压传感器和温度传感器可以周期性地测量电池100的电流、电压和温度，并将测量结果提供至BMIC 300。在此，电流传感器可以生成与充电电流的大小对应的信号。当然，电流传感器可以测量放电电流的大小以及充电电流的大小。此外，电压传感器生成与施加在电池100的正极与负极之间的电压对应的信号。作为示例，电压传感器可以包括差分放大器电路，该差分放大器电路输出与电池100的正极端子与负极端子之间的电压差对应的电压信号。此外，温度传感器可以是例如用于温度测量的热耦合器。温度传感器生成与电池100的温度对应的信号。此外，监测单元200可以连接至第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500，以将电压测量结果提供至第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500。即，由电压传感器测量的电池100的电压被提供至第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500，并且可以由第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500用于过电压检测。
同时，BMIC 300接收由监测单元200测量的电池状态信号，根据所测量的状态信息生成诊断信号，并将所测量的状态信息发送至MCU 600。例如，BMIC 300可以将由监测单元200测量的电池电压与设定的电压范围进行比较，并根据比较结果生成诊断信号。作为具体示例，当电池电压被设置为3V至4.5V时，BMIC 300可以将电池电压与设定的电压范围进行比较，在设定的电压范围之外的异常电压的情况下以及在正常电压的情况下生成不同电平的诊断信号，并将诊断信号发送至MCU 600。即使在电流的情况下，也可以通过确定电流是在设定的电流范围内还是在设定的电流范围之外来确定异常电流，并且根据该确定生成诊断信号。BMIC 300和MCU 600可以通过预定的通信线路连接。因此，诊断信号可以通过通信线路从BMIC 300的输出端子发送至MCU 600的输入端子。
S120：将监测单元200的电池100的电压测量值分别与第一过电压检测单元400的第一参考电压Vref1和第二过电压检测单元500的第二参考电压Vref2进行比较。为此，第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500分别具有第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2，并且分别从监测单元200接收电池100的电压测量值。此外，第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500分别将电池100的电压与第一参考电压和第二参考电压进行比较。在此，第一过电压检测单元400的第一参考电压可以被设置为比第二过电压检测单元500的第二参考电压低的故障电平，并且第二参考电压可以被设置为比第一参考电压高的失效电平。同时，第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500根据第一参考电压和第二参考电压与电池100的电压之间的比较结果，分别输出具有不同电平的第一检测信号和第二检测信号。例如，如果电池100的电压低于第一参考电压，则第一过电压检测单元400输出低电平的第一检测信号，以及如果电池100的电压高于第一参考电压，则第一过电压检测单元400输出高电平的第一检测信号。例如，如果电池100的电压低于第二参考电压，则第二过电压检测单元500输出低电平的第二检测信号，以及如果电池100的电压高于第二参考电压，则第二过电压检测单元500输出高电平的第二检测信号。即，如果电池电压高于第一参考电压和第二参考电压，则第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500分别生成第一检测信号和第二检测信号。来自第一过电压检测单元400的第一检测信号和来自第二过电压检测单元500的第二检测信号分别被发送至MCU 600。
S130：MCU 600确定是否从第二过电压检测单元500输入了第二检测信号。即，如果第二过电压检测单元500由于电池100的电压高于第二参考电压而生成处于高电平的第二检测信号，并且将第二检测信号输出至MCU 600，则MCU 600确定是否以高电平输入第二检测信号。
S140：如果没有从第二过电压检测单元500输入第二检测信号，即，如果由于电池100的电压低于第二参考电压而输入低电平的第二检测信号，则MCU 600确定操作正常。即，在这种情况下，MCU 600可以确定BMIC 300、第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500、MCU 600及其外围电路正常操作。
S150：如果确定从第二过电压检测单元500输入了第二检测信号，则MCU 600将来自BMIC 300的电池100的最大电压Vmax与第二过电压检测单元500的第二参考电压Vref2进行比较。
S160：如果电池100的最大电压高于第二参考电压，则确定第二过电压检测单元500正常操作。
S170：顺便提及，如果来自第二过电压检测单元500的第二检测信号以高电平输入，并且电池100的最大电压低于第二参考电压，则MCU 600可以确定发生电池100的电压测量错误或者第二过电压检测单元500的异常。即，如果来自BMIC 300的电池100的最大电压低于第二参考电压，则可以确定由于BMIC 300或MCU 600中的错误而不正确地测量了电池电压，或者由于第二过电压检测单元或其外围电路的异常而不正确地从第二过电压检测单元500输出了第二检测信号。
S180：此外，MCU 600确定第二检测信号是否以高电平从第二过电压检测单元500输入，并且第一检测信号是否以高电平从第一过电压检测单元400输入。
S190：当第一检测信号与第二检测信号同时以高电平输入时，可以确定第二过电压检测单元500正常操作。
S200：然而，当第二检测信号以高电平从第二过电压检测单元500输入并且第一检测信号以低电平从第一过电压检测单元400输入时，可以确定第一过电压检测单元400和第二过电压检测单元500中的至少一个已异常地操作。即，可以确定发生过电压检测单元的异常。
虽然已经根据上述实施方式具体描述了如上所述的本发明的技术精神，但是应该注意，上述实施方式是为了说明而非限制。此外，本领域技术人员将理解，在本发明的技术精神范围内，各种实施方式都是可能的。
本发明中使用的各个部分的附图标号名称如下。
100：电池
200：监测单元
300：BMIC
400：第一过电压检测单元
500：第二过电压检测单元
600：MCU

Claims (12)

1.一种电池管理装置，包括：
电池监测集成电路(BMIC)，所述BMIC诊断电池的状态；
第一过电压检测单元，所述第一过电压检测单元通过将电池电压与第一参考电压进行比较来生成第一检测信号；
第二过电压检测单元，所述第二过电压检测单元通过将所述电池电压与不同于所述第一参考电压的第二参考电压进行比较来生成第二检测信号；以及
微控制器单元(MCU)，所述MCU根据来自所述BMIC的诊断信号控制所述电池，并且根据所述第一检测信号和所述第二检测信号诊断装置的异常。
2.根据权利要求1所述的电池管理装置，其中，
所述第一参考电压低于所述第二参考电压。
3.根据权利要求1或2所述的电池管理装置，其中，
如果所述电池电压高于所述第一参考电压，则所述第一过电压检测单元生成所述第一检测信号，以及
如果所述电池电压高于所述第一参考电压，则所述第二过电压检测单元生成所述第一检测信号。
4.根据权利要求3所述的电池管理装置，其中，
如果没有生成所述第二检测信号，则所述MCU确定所述BMIC、所述第一过电压检测单元和所述第二过电压检测单元及其外围电路正常操作。
5.根据权利要求3所述的电池管理装置，其中，
如果生成了所述第二检测信号，则所述MCU将所述电池的最大电压与所述第二参考电压进行比较。
6.根据权利要求5所述的电池管理装置，其中，
如果所述电池的最大电压高于所述第二参考电压，则所述MCU确定所述第二过电压检测单元的操作正常，以及
如果所述最大电压低于所述第二参考电压，则确定发生所述BMIC或所述MCU的电池电压测量错误或所述第二过电压检测单元的异常。
7.根据权利要求5所述的电池管理装置，其中，
当生成了所述第二检测信号时，所述MCU根据所述第一检测信号确定所述第一过电压检测单元和所述第二过电压检测单元中的至少一个的错误。
8.根据权利要求7所述的电池管理装置，其中，
如果生成了所述第二检测信号并且生成了所述第一检测信号，则确定所述第二过电压检测单元正常操作。
9.根据权利要求8所述的电池管理装置，其中，
如果生成了所述第二检测信号而没有生成所述第一检测信号，则确定所述第一过电压检测单元和所述第二过电压检测单元中的至少一个已异常地操作。
10.一种电池管理方法，包括如下处理：
测量电池的状态；
将所述电池的电压测量值分别与第一过电压检测单元的第一参考电压和第二过电压检测单元的第二参考电压进行比较；
确定是否由于所述第二参考电压高于所测量的电池电压而从所述第二过电压检测单元生成第二检测信号；
如果没有生成所述第二检测信号，则确定操作正常；
如果生成了所述第二检测信号，则比较所述电池的最大电压和所述第二参考电压；
如果所述电池的最大电压高于所述第二参考电压，则确定所述第二过电压检测单元正常操作；以及
如果所述电池的最大电压低于所述第二参考电压，则确定发生所述电池的电压测量错误或所述第二过电压检测单元的异常。
11.根据权利要求10所述的电池管理方法，其中，
所述第一参考电压低于所述第二参考电压。
12.根据权利要求10或11所述的电池管理方法，还包括：
确定是否生成了所述第二检测信号和是否生成了所述第一检测信号的处理；
如果生成了所述第一检测信号，则确定所述第二过电压检测单元正常操作的处理；以及
如果没有生成所述第一检测信号，则确定所述第一过电压检测单元和所述第二过电压检测单元中的至少一个已异常地操作的处理。
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