电池检测系统、电池检测方法以及电池包技术方案

公开了电池检测系统、电池检测方法以及电池包。电池检测系统包括：监测电池状态以生成状态数据的数据采集电路；存储多个查找表的存储器，其中至少一个查找表包括对应于多个时间帧的多个数据组，每个数据组包括在其对应时间帧内获得的电池多个参数的数字值；以及基于状态数据更新查找表的控制器，其中，控制器基于状态数据获取多个参数的当前数据组，在查找表中搜索与当前数据组相匹配的先前数据组，将当前数据组中的参数的当前值与先前数据组中的相应参数的先前值进行比较，并且基于比较的结果判断电池中是否存在潜在故障。该电池检测系统能够在电池发生故障之前就预测出电池中是否存在潜在故障，从而使电池能够得到更可靠的保护。

Battery detection system, battery detection method and battery pack

【技术实现步骤摘要】
电池检测系统、电池检测方法以及电池包
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种电池检测系统、电池检测方法及电池包。
技术介绍
可充电电池广泛用于日常生活的便携式电子应用中(例如：移动电话、平板电脑，笔记本电脑、耳机和智能手表等等)。如果电池出现故障(例如：内部短路)，则可能导致电子设备损坏(例如：失灵、爆炸或者火灾)，并且对用户造成危险。因此，检测可充电电池中的故障对于安全性是至关重要的。然而，电池中可能存在潜在缺陷，该缺陷直到电池使用一段时间并出现故障之后才被检测出来，而此时再来采取保护措施可能为时已晚。当缺陷累积到一定程度时，可能会引发热失控和电池内部短路，造成永久性损坏。
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检测系统、电池检测方法和电池包，用于在电池包中的电池发生故障之前预测出该电池是否存在潜在的故障。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电池检测系统，所述电池检测系统包括：数据采集电路，被配置为监测电池的状态以生成指示所述状态的状态数据；存储器，被配置为存储机器可读的多个查找表，其中，所述多个查找表中的至少一个查找表包括对应于多个时间帧的多个数据组，并且所述多个数据组中每个数据组包括在所述多个时间帧中的对应时间帧内获得的所述电池的多个参数的数字值；以及与所述数据采集电路和所述存储器连接的控制器，被配置为接收所述状态数据并基于所述状态数据更新所述查找表，其特征在于，所述控制器还被配置为基于所述状态数据获取所述多个参数的当前数据组，在所述查找表中搜索与所述当前数据组相匹配的先前数据组，将所述当前数据组中的参数的当前值与所述先前数据组中的相应参数的先前值进行比较，并且基于所述比较的结果判断所述电池中是否存在潜在故障。本专利技术还提供了一种电池的检测方法，所述检测方法包括：监测电池的状态以产生指示所述状态的状态数据；基于所述状态数据更新存储在存储器中的机器可读的多个查找表，其中，所述多个查找表中的至少一个查找表包括对应于多个时间帧的多个数据组，并且所述多个数据组中每个数据组包括在所述多个时间帧中的对应时间帧内获得的所述电池的多个参数的数字值；利用控制器根据所述状态数据获取所述多个参数的当前数据组；在所述查找表中搜索与所述当前数据组匹配的先前数据组；将所述当前数据组中的参数的当前值与所述先前数据组中的相应参数的先前值进行比较；以及基于所述比较的结果判断所述电池中是否存在潜在故障。本专利技术还提供了一种电池包，所述电池包包括：电池；以及与所述电池连接的状态检测系统，被配置为监测所述电池的状态以产生指示所述状态的状态数据，并且基于所述状态数据更新存储在存储器中的机器可读的多个查找表，所述多个查找表中的至少一个查找表包括对应于多个时间帧的多个数据组，并且所述多个数据组中每个数据组包括在所述多个时间帧中的对应时间帧内获得的所述电池的多个参数的数字值，其特征还在于，所述状态检测系统被配置为基于所述状态数据获取所述多个参数的当前数据组，在所述查找表中搜索与所述当前数据组相匹配的先前数据组，将所述当前数据组中的参数的当前值与所述先前数据组中的相应参数的先前值进行比较，并且基于所述比较的结果判断所述电池中是否存在潜在故障。本专利技术提供的电池检测系统、电池检测方法和电池包将当前数据组中的当前参数值和与之匹配的先前数据组中对应的先前参数值进行比较，根据比较的结果来预测电池中是否存在潜在故障。因此，能够在电池发生故障之前检测出其潜在的故障，从而使电池能够得到更可靠的保护。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所示为根据本专利技术一个实施例的电池包的状态检测系统的模块示意图。图2所示为根据本专利技术一个实施例的用于更新存储器中的查找表的软件拓扑示意图。图3所示为根据本专利技术一个实施例的存储器中的查找表示意图。图4所示为根据本专利技术一个实施例的模糊逻辑循环进程的软件拓扑示意图。图5所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池中潜在故障的方法示意图。图6所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池中潜在故障的方法示意图。图7所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池中潜在故障的方法示意图。图8A所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池中潜在故障的方法示意图。图8B所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池中潜在故障的方法示意图。图9A所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池中潜在故障的方法示意图。图9B所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池中潜在故障的方法示意图。图10所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池中潜在故障的方法示意图。图11所示为根据本专利技术一个实施例的检测电池状态的方法流程示意图。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。下文的部分描述是以步骤、逻辑框图、流程和其它对操作的象征性表示而呈现的，数据处理领域的技术人员会使用这样的描述和表示，高效地向本领域的其他技术人员阐述本专利技术的实施例。在本专利技术的实施例中，程序、逻辑框图、流程等是看作统一顺序的步骤，可以达到预期的结果。这些步骤需要对物理量进行物理性操作。一般但并不限定，这些物理量采用电信号或磁信号的形式，该电信号或磁信号可以储存于/传输到计算机系统，或者在计算机系统中组合/比较，又或者在计算机系统中操作。然而，应可理解，本专利技术实施例中所使用的及其类似的描述和表示应与合适的物理量相联系，且仅仅简单的应用于这些物理量。除非明显在以下描述中另有说明，应理解本文通篇使用的例如，“计算”、“更新”、“比较”、“判断”、“判定”、“乘以”、“产生”、“执行”等，是指计算机系统或类似的电子计算设备的操作和过程，该计算机系统或类似的电子计算设备将计算机系统的寄存器和存储器中的表示为物理(电子)量的数据，控制并转换为其它数据，类似地，该其它数据在计算机系统的寄存器和存储器中，或在其它类似的信息存储、传输或显示设备中，表示为物理(电子)量。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。本专利技术实施例提供了一种用于判断潜在缺陷或潜在故障(例如：潜在的内部短路)是否存在于电池中的解决方案。通过本专利技术实施例的解决方案，可以及时(例如：在故障实际发生之前)采取保护动作(例如：关闭电流回路和/或更换电池)以保护电子设备及其用户。图1所示为根据本专利技术一个实施例的用于检测电池包130中电池102状态的状态检测系统100的模块示意图。电池102包括一个或多个可充电电池单元(例如：锂离子电池单元)。状态检测系统100包括数据采集电路104(例如：监控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池检测系统，所述电池检测系统包括：/n数据采集电路，被配置为监测电池的状态以生成指示所述状态的状态数据；/n存储器，被配置为存储机器可读的多个查找表，其中，所述多个查找表中的至少一个查找表包括对应于多个时间帧的多个数据组，并且所述多个数据组中每个数据组包括在所述多个时间帧中的对应时间帧内获得的所述电池的多个参数的数字值；以及/n与所述数据采集电路和所述存储器连接的控制器，被配置为接收所述状态数据并基于所述状态数据更新所述查找表，/n其特征在于，所述控制器还被配置为：基于所述状态数据获取所述多个参数的当前数据组，在所述查找表中搜索与所述当前数据组相匹配的先前数据组，将所述当前数据组中的参数的当前值与所述先前数据组中的相应参数的先前值进行比较，并且基于所述比较的结果判断所述电池中是否存在潜在故障。/n

【技术特征摘要】
20181003 US 62/740,860;20190716 US 16/512,9601.一种电池检测系统，所述电池检测系统包括：
数据采集电路，被配置为监测电池的状态以生成指示所述状态的状态数据；
存储器，被配置为存储机器可读的多个查找表，其中，所述多个查找表中的至少一个查找表包括对应于多个时间帧的多个数据组，并且所述多个数据组中每个数据组包括在所述多个时间帧中的对应时间帧内获得的所述电池的多个参数的数字值；以及
与所述数据采集电路和所述存储器连接的控制器，被配置为接收所述状态数据并基于所述状态数据更新所述查找表，
其特征在于，所述控制器还被配置为：基于所述状态数据获取所述多个参数的当前数据组，在所述查找表中搜索与所述当前数据组相匹配的先前数据组，将所述当前数据组中的参数的当前值与所述先前数据组中的相应参数的先前值进行比较，并且基于所述比较的结果判断所述电池中是否存在潜在故障。


2.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述潜在故障包括潜在的内部短路。


3.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述控制器判断所述当前值是否在由所述先前值定义的预测范围内，如果所述当前值在所述预测范围内，则所述控制器基于所述当前值更新所述查找表，如果所述当前值不在所述预测范围内，则所述控制器执行预测进程以判断是否存在所述潜在故障。


4.根据权利要求3所述的电池检测系统，其特征在于，在所述预测进程中，所述控制器将所述当前值与阈值进行比较，如果所述当前值超过所述阈值，则所述控制器判定存在所述潜在故障，如果所述当前值未超过所述阈值，则所述控制器计算所述当前值与所述阈值的比值，并将所述比值乘以加权因子以产生计算结果，并且所述控制器基于所述计算结果判断是否存在所述潜在故障。


5.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述控制器执行多个进程以判断是否存在所述潜在故障，所述多个进程包括第一进程、第二进程和求和进程，其中：
在所述第一进程中，所述控制器获取第一时间帧内的第一数据组中第一参数的第一值，计算所述第一值与第一阈值的第一比值，并且将所述第一比值乘以第一加权因子以生成第一计算结果，其中所述第一数据组对应于所述多个查找表中的第一查找表；
在所述第二进程中，所述控制器获取第二时间帧内的第二数据组中第二参数的第二值，计算所述第二值与第二阈值的第二比值，并且将所述第二比值乘以第二加权因子以生成第二计算结果，其中所述第二数据组对应于所述多个查找表中的第二查找表；以及
在所述求和进程中，所述控制器计算多个计算结果的总和，所述多个计算结果包括所述第一计算结果和所述第二计算结果。


6.根据权利要求5所述的电池检测系统，其特征在于，如果所述总和超过预定阈值，则所述控制器判定存在所述潜在故障。


7.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述状态包括电池电压、电池电流和电池温度。


8.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述多个查找表包括电压变化查找表，所述电压变化查找表中数据组的参数包括电池电压变化量、平均电池电流、平均电池温度和平均电池电压，其中：
所述控制器计算当前时间帧内所述电池的当前电压变化量，并且计算所述当前时间帧内所述电池的当前平均电流、当前平均温度和当前平均电压；
所述控制器在所述电压变化查找表中搜索包括有匹配平均电池电流、匹配平均电池温度和匹配平均电池电压的匹配数据组，其中，所述匹配平均电池电流、所述匹配平均电池温度和所述匹配平均电池电压分别与所述当前平均电流、所述当前平均温度和所述当前平均电压匹配；以及
所述控制器将所述当前电压变化量和所述匹配数据组中的先前电池电压变化量进行比较，以判断是否存在所述潜在故障。


9.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述多个查找表包括时长查找表，所述时长查找表中数据组的参数包括时间长度和平均电池温度，其中：
所述控制器测量当前时间帧内所述电池从接近满充状态转为充电结束状态所使用的时间长度，并且计算所述当前时间帧内所述电池的当前平均温度；
所述控制器在所述时长查找表中搜索包括有匹配平均电池温度的匹配数据组，其中，所述匹配平均电池温度与所述当前平均温度匹配；以及
所述控制器将所述当前时间长度和所述匹配数据组中的先前时间长度进行比较，以判断是否存在所述潜在故障。


10.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述多个查找表包括温度变化查找表，所述温度变化查找表中数据组的参数包括电池温度变化量和平均电池电流，其中：
所述控制器计算当前时间帧内所述电池的当前温度变化量，并且计算所述当前时间帧内所述电池的当前平均电流；
所述控制器在所述温度变化查找表中搜索包括有匹配平均电池电流的匹配数据组，其中，所述匹配平均电池电流与所述当前平均电流匹配；以及
所述控制器将所述当前温度变化量和所述匹配数据组中的先前电池温度变化量进行比较，以判断是否存在所述潜在故障。


11.根据权利要求1所述的电池检测系统，其特征在于，所述多个查找表包括阻值查找表，所述阻值查找表中数据组的参数包括内阻和电量状态，其中：
所述控制器获取当前时间帧内所述电池的当前内阻和所述电池的当前电量状态；
所述控制器在所述阻值查找表中搜索包括有匹配电量状态的匹配数据组，其中，所述匹配电量状态与所述当前电量状态...

【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