一种电池包故障检测电路、方法、系统及设备技术方案

本申请提供了一种电池包故障检测电路、方法、系统及设备，涉及电池安全技术领域。该检测电路连接电池包，电池包包括串联连接的k个电池模组，每个电池模组包括一个或多个电芯，k为大于1的整数。该检测电路包括：采样电路和控制器。其中，采样电路用于采样每个电池模组的输出电压，并将采样结果发送至控制器；控制器用于在第j个预设时刻和第j+1个预设时刻，分别利用采样结果确定第i个电池模组的输出电压与k个电池模组的平均输出电压的差值，并利用差值的变化量确定第i个电池模组是否存在故障，j为正整数，i＝1，2，

【技术实现步骤摘要】
一种电池包故障检测电路、方法、系统及设备


[0001]本申请涉及电池安全
，尤其涉及一种电池包故障检测电路、方法、电动车辆、系统及设备。

技术介绍

[0002]目前，应用在电子设备、储能系统、电动车辆等领域中的电池包的能量密度不断增加，通过对电池包进行准确及时的故障检测，能够降低发生安全事故的概率。
[0003]对电池包进行内短路的检测为故障检测中的重要一环，电池包内包括多个电芯，内短路指电芯的正、负极经过电阻形成无法由电池管理系统断开的连接关系，会造成电池包出现过流，甚至过温，极端情况下导致起火或爆炸。
[0004]现有的内短路的检测方法为：利用每个电芯的两端电压以及输出电流确定每个电芯的等效内阻，再确定每个电芯的等效内阻与其它电芯的等效内阻的偏差，根据偏差确定每个电芯是否存在内短路故障。但是随着电芯的老化，各电芯之间的不一致性会增加，因此应用该方法时，容易将因为不一致性导致的偏差误判为由内短路故障引起的偏差，因此该方法的故障误判概率高。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种电池包故障检测电路、方法、电动车辆、系统及设备，降低了对内短路故障出现误判的概率。
[0006]第一方面，本申请提供了一种电池包故障检测电路，用于连接电池包，电池包包括串联连接的k个电池模组，每个电池模组包括一个或多个电芯，k为大于1的整数。该检测电路包括采样电路和控制器。其中，采样电路用于采样每个电池模组的输出电压，并将采样结果发送至控制器。控制器用于在第j个预设时刻和第j+1个预设时刻，分别利用采样结果确定第i个电池模组的输出电压与k个电池模组的平均输出电压的差值，并利用获取到的两个差值的变化量确定第i个电池模组是否存在故障。其中，j为正整数，i＝1，2，
…
，k。
[0007]该检测电路每隔预设时刻获取电池模组输出电压与平均输出电压的差值，并利用该差值的变化量确定电池模组是否存在故障，相较于利用电芯等效内阻的方案，本申请的技术方案仅需采集电池模组的输出电压，不需采集电池模组的输出电流，减少了采样的数据的类型，因此简化了采样电路，还降低了受到电芯间的不一致性的影响，因此还降低了对内短路故障出现误判概率。
[0008]结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，控制器用于累计处于各个预设区间内的变化量的个数，当个数大于或等于所在预设区间对应的预设个数时，确定第i个电池模组存在故障。通过累计个数的方法，避免了偶然测量误差引起的误判。
[0009]结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，预设区间对应的预设个数与预设区间数值的大小负相关。预设区间数值越大，表征内短路故障越严重，此时对应的预设个数越小，进而能够更加及时确定出较为严重的内短路故障。
[0010]结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，电池包充电时的相邻两个预设时刻的间隔小于电池包放电时的相邻两个预设时刻的间隔。即在电池包充电时能够提升检测频率，以及时发现内短路故障。
[0011]结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，控制器具体用于当第i个电池模组对应的变化量大于或等于预设阈值时，确定第i个电池模组存在故障。
[0012]结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，电池包充电时的预设阈值大于电池包放电时的预设阈值。当电池包处于充电状态时，各电池模组的电压变化较快，因此电池模组内的电芯的不一致性会对电池模组的电压造成明显的影响，增大预设阈值进而能够降低误判。
[0013]结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，每个电池模组还与一个均衡电路并联，均衡电路用于均衡k个电池模组的电荷量，控制器还用于确定第i个电池模组的均衡电路使第i个电池模组对应的变化量产生的误差值，并利用误差值补偿第i个电池模组对应的变化量。
[0014]结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，均衡电路包括串联连接的可控开关和电阻，控制器具体用于根据第i个电池模组的均衡电路在所述第j个预设时刻和第j+1个预设时刻之间的工作时间、第i个电池模组的输出电压、电阻的电阻值和第i个电池模组的容量确定误差值，并根据误差值补偿第i个电池模组对应的变化量。
[0015]结合第一方面，在第九种可能的实现方式中，控制器为电池管理系统BMS的控制器。
[0016]第二方面，本申请还提供了一种电池包故障检测方法，用于对电池包进行故障检测，电池包包括串联连接的k个电池模组，每个电池模组包括一个或多个电芯，k为大于1的整数，该方法包括：
[0017]在第j个预设时刻和第j+1个预设时刻，分别利用采样结果确定第i个电池模组的输出电压与k个电池模组的平均输出电压的差值，并利用获取的差值的变化量确定第i个电池模组是否存在故障，j为正整数，i＝1，2，
…
，k。
[0018]结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，利用获取的差值的变化量确定第i个电池模组是否存在故障，具体包括：
[0019]累计处于各个预设区间内的变化量的个数，当个数大于或等于所在预设区间对应的预设个数时，确定第i个电池模组存在故障。
[0020]结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，预设区间对应的预设个数与预设区间数值的大小负相关。
[0021]结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，电池包充电时预设区间对应的预设个数小于电池包放电时预设区间对应的预设个数。
[0022]结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，电池包充电时的相邻两个预设时刻的间隔小于电池包放电时的相邻两个预设时刻的间隔。
[0023]结合第二方面，在第五种可能的实现方式中，利用获取的差值的变化量确定第i个电池模组是否存在故障，具体包括：
[0024]当第i个电池模组对应的变化量大于或等于预设阈值时，确定第i个电池模组存在故障。
[0025]结合第二方面，在第六种可能的实现方式中，电池包充电时的预设阈值大于电池包放电时的预设阈值。
[0026]结合第二方面，在第七种可能的实现方式中，每个电池模组还与一个均衡电路并联，均衡电路用于均衡k个电池模组的电荷量，方法还包括：
[0027]确定第i个电池模组的均衡电路使第i个电池模组对应的变化量产生的误差值，并利用误差值补偿第i个电池模组对应的变化量。
[0028]结合第二方面，在第八种可能的实现方式中，均衡电路包括串联连接的可控开关和电阻，确定第i个电池模组的均衡电路使第i个电池模组对应的变化量产生的误差值，具体包括：
[0029]利用第i个电池模组的均衡电路在第j个预设时刻和第j+1个预设时刻之间的工作时间、第i个电池模组的输出电压、电阻的电阻值和第i个电池模组的容量确定误差值。
[0030]第三方面，本申请还提供了一种供电系统，包括以上实现方式提供的电池包故障检测电路，还包括电池包和电池管理系统。其中，电池包包括串联连接的k个电池模组，每个电池模组包括一个或多个电芯，所述k为大于1的整数；电池管理系统用于对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池包故障检测电路，用于连接电池包，所述电池包包括串联连接的k个电池模组，每个电池模组包括一个或多个电芯，所述k为大于1的整数；其特征在于，所述电池包故障检测电路包括：采样电路和控制器；其中，所述采样电路，用于采样每个所述电池模组的输出电压，并将采样结果发送至所述控制器；所述控制器，用于在第j个预设时刻和第j+1个预设时刻，分别利用所述采样结果确定第i个电池模组的输出电压与所述k个电池模组的平均输出电压的差值，并根据所述差值的变化量确定所述第i个电池模组是否存在故障，所述j为正整数，所述i＝1，2，
…
，k。2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述控制器用于累计处于各个预设区间内的所述变化量的个数，当所述个数大于或等于所在预设区间对应的预设个数时，确定所述第i个电池模组存在故障。3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述预设区间对应的预设个数与所述预设区间数值的大小负相关。4.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述电池包充电时所述预设区间对应的预设个数小于所述电池包放电时所述预设区间对应的预设个数。5.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电池包充电时的相邻两个预设时刻的间隔，小于所述电池包放电时的相邻两个预设时刻的间隔。6.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述控制器具体用于当所述第i个电池模组对应的变化量大于或等于预设阈值时，确定所述第i个电池模组存在故障。7.根据权利要求6所述的检测电路，其特征在于，所述电池包充电时的预设阈值大于所述电池包放电时的预设阈值。8.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，每个所述电池模组还与一个均衡电路并联，所述均衡电路用于均衡所述k个电池模组的电荷量，所述控制器还用于确定所述第i个电池模组的均衡电路使所述第i个电池模组对应的变化量产生的误差值，并利用所述误差值补偿所述第i个电池模组对应的变化量。9.根据权利要求8所述的检测电路，其特征在于，所述均衡电路包括串联连接的可控开关和电阻，所述控制器具体用于根据所述第i个电池模组的均衡电路在所述第j个预设时刻和第j+1个预设时刻之间的工作时间、所述第i个电池模组的输出电压、电阻的电阻值和所述第i个电池模组的容量确定所述误差值，并根据所述误差值补偿所述第i个电池模组对应的变化量。10.根据权利要求1
‑
9中任意一项所述的检测电路，其特征在于，所述控制器为电池管理系统BMS的控制器。11.一种电池包故障检测方法，用于对电池包进行故障检测，所述电池包包括串联连接的k个电池模组，每个电池模组包括一个或多个电芯，所述k为大于1的整数；其特征在于，所述电池包故障检测方法包括：在第j个预设时刻和第j+1个预设时刻，分别利用所述采样结果确定第i个电池模组的输出电压与所述k个电池模组的平均输出电...

【专利技术属性】
技术研发人员：段永康，刘兵晓，杨瑞，吴志伟，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：