电池管理系统、电池包以及故障检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池管理系统、电池包以及故障检测方法。电池管理系统包括：感应电池包状态的感应器；与感应器连接的状态检测电路，根据感应到的状态检测电池包是否处于正常状态，并产生检测结果；以及与感应器连接的故障检测电路，检测电池包是否有故障，其中，感应器包括用于感应电池包的电池电流的电流感应器，故障检测电路监控电池包的端电压的变化率，将变化率和第一阈值比较，并且基于所述比较的结果和所述检测结果判断所述电流感应器是否有故障。所述电池管理系统、电池包以及故障检测方法可以判断电池管理系统中的感应器是否有故障，以降低因感应器故障而无法准确判断异常状态从而导致电池包或由电池包供电的系统负责被损坏的风险。

Battery Management System, Battery Package and Fault Detection Method

The invention discloses a battery management system, a battery pack and a fault detection method. Battery management system includes: induction battery pack state inductor; state detection circuit connected with inductor, which detects whether the battery pack is in normal state according to the induced state and generates detection results; and fault detection circuit connected with inductor, which detects whether the battery pack is in fault, in which inductor includes current inductance for induction battery pack current. The sensor and the fault detection circuit monitor the rate of change of the terminal voltage of the battery pack, compare the rate of change with the first threshold, and judge whether the current inductor is faulty based on the results of the comparison and the detection results. The battery management system, the battery pack and the fault detection method can judge whether the inductor in the battery management system is faulty, so as to reduce the risk that the battery pack or the system powered by the battery pack will be damaged because the inductor is faulty and the abnormal state cannot be accurately judged.

【技术实现步骤摘要】
电池管理系统、电池包以及故障检测方法
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种电池管理系统、电池包以及故障检测方法。
技术介绍
图1所示为现有的电池包100的电路示意图。电池包100包括电池102、电池管理系统104，以及如感应电阻RSEN和热敏电阻RTHM这样的感应器。感应电阻RSEN产生指示流过电池102的电流感应信号VSEN。热敏电阻RTHM产生指示电池包100温度的指示电压VTHM。电池管理系统104根据所述感应器上获得的感应信息(例如：VSEN和VTHM)检测电池包100是否处于过流状态、过温状态、或欠温状态等等，从而保护电池包100。然而，如果所述感应器和电池管理系统104连接不良，或者如果所述感应器坏了，那么电池管理系统104无法从所述感应器接收准确的信息，这会导致电池包100和/或由电池包100供电的系统负载被损坏的风险很高。此外，电池管理系统104包括电压调节器(未在图中显示)用于产生调节好的电压输出为内部功能模块和/或外部设备(例如：微处理单元、LED显示器、LDO电路等等)供电。如果由所述电压调节器供电的元件出现故障(例如：有短路)，这些元件会从电压调节器吸取大量从而产生热量，导致电池管理系统104和/或电池包损害。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种电池管理系统、电池包以及故障检测方法，用于判断电池管理系统以及/或者所述电池包中的感应器是否有故障，以降低因感应器故障而无法准确判断异常状态从而导致电池包或者由电池包供电的系统负责被损坏的风险。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电池管理系统，所述电池管理系统包括：感应器，用于感应电池包的状态；与所述感应器连接的状态检测电路，用于根据感应到的状态检测所述电池包是否处于正常状态，并产生检测结果；以及与所述感应器连接的故障检测电路，用于检测所述电池包是否有故障，其中，所述感应器包括用于感应所述电池包的电池电流的电流感应器，所述故障检测电路包括第一检测电路，用于监控所述电池包的端电压的变化率，将所述变化率和第一阈值比较，并且基于所述比较的结果和所述检测结果判断所述电流感应器是否有故障。本专利技术还提供了一种电池包，所述电池包包括：电池；感应所述电池的状态的感应器；以及与所述电池和所述感应器连接的电池管理系统，用于根据感应到的电池状态检测所述电池包是否处于正常状态并产生检测结果，所述电池管理系统还用于检测所述电池包是否有故障，其中，所述感应器包括用于感应所述电池的电池电流的电流感应器，所述电池管理系统包括第一检测电路，用于监控所述电池包的端电压的变化率，将所述变化率和第一阈值比较，并且基于所述比较的结果和所述检测结果判断所述电流感应器是否有故障。本专利技术又提供了一种故障检测方法，所述故障检测方法包括：用电流感应器感应所述电池包的电池电流；根据感应到的状态检测所述电池包是否处于正常状态以产生检测结果；监控所述电池包的端电压的变化率；将所述变化率和第一阈值比较；以及基于所述比较的结果和所述检测结果判断所述电流感应器是否有故障。本专利技术提供的电池管理系统、电池包以及故障检测方法通过感应器检测电池是否处于正常状态，并且监控指示所述电池包是否处于正常状态的辅助参数(例如：电池包端电压的变化率)，若从感应器所得的结果与监控所得的辅助参数不相符，则判断所述感应器有故障。通过判断感应器是否有故障，可以降低因感应器故障而无法准确判断异常状态从而导致电池包或者由电池包供电的系统负责被损坏的风险。附图说明以下通过对本专利技术的一些实施例将结合其附图的描述，可以进一步理解本专利技术的目的、具体结构特征和优点。图1所示为现有的电池包的电路示意图。图2A所示为根据本专利技术一个实施例的电池包的电路示意图。图2B所示为根据本专利技术一个实施例的电池包的电路示意图。图3所示为根据本专利技术一个实施例的电池包的信号波形图。图4所示为根据本专利技术一个实施例的检测电路的电路示意图。图5A所示为根据本专利技术一个实施例的检测电路的电路示意图。图5B所示为根据本专利技术一个实施例的检测电路的电路示意图。图6所示为根据本专利技术一个实施例的检测电流感应器是否有短路的方法的流程示意图。图7所示为根据本专利技术一个实施例的检测电流感应器是否有短路的方法的流程示意图。图8所示为根据本专利技术一个实施例的检测与电流感应器连接的感应端是否有开路的方法的流程示意图。图9所示为根据本专利技术一个实施例的检测温度感应器是否有故障的方法的流程示意图。图10所示为根据本专利技术一个实施例的电池包的电路示意图。具体实施方式以下将对本专利技术的实施例给出详细的参考。尽管本专利技术通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本专利技术并不仅仅局限于这些实施方式。相反，本专利技术涵盖后附权利要求所定义的专利技术精神和专利技术范围内的所有替代物、变体和等同物。另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、部件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。本专利技术的实施例提供了检测电池包是否有故障的解决方案。若检测到有故障(例如：检测到电池包中的状态感应器或者电池管理系统有故障)，则可通过故障维修、更换有故障的元件、更换有故障的电池管理系统、更换有故障的电池包等方法来保护电池包以及/或者保护电池包供电的系统负载。这样可减少电池包和/或系统负载被损坏的的风险。图2A所示为根据本专利技术一个实施例的电池包200的电路示意图。如图2A所示，电池包200包括一个或多个单体电池202、电池管理系统204和状态感应器(例如：电流感应器258和温度感应器260)。所述状态感应器感应电池包200的状态。电池管理系统204包括状态检测电路262，用于根据感应到的状态检测电池包200是否处于正常状态。电池管理系统204还包括故障检测电路264，用于检测所述状态感应器是否有故障。更具体地说，在一个实施例中，电流感应器258(例如：包括感应电阻器RSEN)感应电池202的电池电流IBAT(例如：包括充电电流或者放电电流)以产生指示电池电流IBAT的感应电压VSEN。温度感应器260(例如：包括热敏电阻RTHM)感应电池包200的温度以产生指示所述温度的指示电压VTHM。在一个实施例中，电池管理系统204是一种包括电流感应管脚ISP和ISN的集成电路，该电流感应管脚ISP和ISN经过低通滤波器224接收来自电流感应器258的感应电压VSEN。状态检测电路262接收来自电流感应管脚ISP和ISN的感应电压VSEN，并且根据感应电压VSEN判断电池电流IBAT是否大于或者小于过流阈值。如果电池电流IBAT大于所述过流阈值，则状态检测电路262判定电池电流IBAT处于过流状态。如果电池电流IBAT小于所述过流阈值，则状态检测电路262判定电池电流IBAT处于正常状态。此外，电池管理系统204包括接收来自温度感应器260的指示电压VTHM的温度感应管脚PA0。状态检测电路262接收来自温度感应管脚PA0的指示电压VTHM，从而判断电池包200的温度状态。举例说明，温度感应器260包括具有负温度系数的热敏电阻RTHM，所以当预设恒定电流流过热敏电阻RTHM时，指示电压VTHM会随着温度的上升而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池管理系统，所述电池管理系统包括：感应器，用于感应电池包的状态；与所述感应器连接的状态检测电路，用于根据感应到的状态检测所述电池包是否处于正常状态，并产生检测结果；以及与所述感应器连接的故障检测电路，用于检测所述电池包是否有故障，其中，所述感应器包括用于感应所述电池包的电池电流的电流感应器，以及所述故障检测电路包括第一检测电路，用于监控所述电池包的端电压的变化率，将所述变化率和第一阈值比较，并且基于所述比较的结果和所述检测结果判断所述电流感应器是否有故障。

【技术特征摘要】
2017.08.18 GB 1713274.71.一种电池管理系统，所述电池管理系统包括：感应器，用于感应电池包的状态；与所述感应器连接的状态检测电路，用于根据感应到的状态检测所述电池包是否处于正常状态，并产生检测结果；以及与所述感应器连接的故障检测电路，用于检测所述电池包是否有故障，其中，所述感应器包括用于感应所述电池包的电池电流的电流感应器，以及所述故障检测电路包括第一检测电路，用于监控所述电池包的端电压的变化率，将所述变化率和第一阈值比较，并且基于所述比较的结果和所述检测结果判断所述电流感应器是否有故障。2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述状态检测电路的检测包括检测所述电池电流是否处于正常状态，如果所述第一检测电路检测出所述变化率大于所述第一阈值且此状态维持了预设时间间隔，并且所述状态检测电路检测出所述电池电流处于正常状态，则所述第一检测电路判定所述电流感应器有短路。3.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池包包括：让所述电池电流流过的放电开关；以及所述故障检测电路包括：第二检测电路，用于监控所述放电开关上的感应电压，将所述感应电压与第二阈值比较，并且基于所述感应电压与所述第二阈值的比较结果以及基于所述检测结果判断所述电流感应器是否有故障。4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述状态检测电路的检测包括检测所述电池电流是否处于正常状态，如果所述第二检测电路检测出所述感应电压大于所述第二阈值且此状态维持了预设时间间隔，并且所述状态检测电路检测出所述电池电流处于正常状态，则所述第二检测电路判定所述电流感应器有短路。5.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池包包括：连接在所述电流感应器的第一端和所述状态检测电路的第一管脚之间的第一电阻，和连接在所述电流感应器的第二端和所述状态检测电路的第二管脚之间的第二电阻；以及所述故障检测电路包括：第三检测电路，用于产生经过所述第一电阻从所述第一管脚流向所述第一端的第一电流，产生经过所述第二电阻从所述第二管脚流向所述第二端的第二电流，将所述第一电阻上的电压和第三阈值比较，以及将所述第二电阻上的电压和第四阈值比较，从而判断所述第一管脚和所述第二管脚是否有故障。6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的电阻值相等，以及所述第一电流和所述第二电流的电流水平相等。7.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，如果所述第三检测电路检测出所述第一电阻上的电压大于所述第三阈值，则所述第三检测电路判定所述第一管脚有开路，其特征还在于，如果所述第三检测电路检测出所述第二电阻上的电压大于所述第四阈值，则所述第三检测电路判定所述第二管脚有开路。8.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述用于感应电池包的状态的感应器包括：温度感应器，用于产生指示所述电池包的温度的指示电压，以及所述故障检测电路包括：第四检测电路，用于将所述指示电压和第五阈值进行比较从而判断所述温度感应器是否有故障。9.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述温度感应器包括热敏电阻，如果所述第四检测电路检测出所述指示电压小于所述第五阈值且此状态维持了预定时间间隔，则所述第四检测电路判断所述热敏电阻有开路。10.根据权利要求8所述的电池管理系统，其特征在于，所述温度感应器包括热敏电阻，并且所述第四检测电路还将所述指示电压和第六阈值进行比较，如果所述第四检测电路检测出所述指示电压大于所述第六阈值且此状态维持了预定时间间隔，则所述第四检测电路判断所述热敏电阻有短路。11.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述故障检测电路包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗国星，
申请(专利权)人：凹凸电子武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42