电池管理系统、电池管理方法、电池断线检测系统技术方案

提供了电池管理系统、电池管理方法、电池断线检测系统。在电池管理系统中，均衡单元被使能并持续使能第一时间段、再被禁能并持续禁能第二时间段，在第二时间段结束后的第三时间段中，欠压比较单元和第二过压接收相应的电压。欠压比较单元将第三时间段内所接收的第一电压与第一断线阈值相比较，输出第一比较结果。第二过压比较单元将第三时间段内所接收的第二电压与第二断线阈值相比较，输出第二比较结果。判断单元根据第一比较结果和第二比较结果判断第一电池单元与电池管理系统之间的连接是否断线。接是否断线。接是否断线。

【技术实现步骤摘要】
电池管理系统、电池管理方法、电池断线检测系统


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种电池管理系统及电池管理系统中的断线检测方法。

技术介绍

[0002]电池单元的电压测量正确与否取决于电池管理系统与电池单元之间的连接线是否牢固，通常采用镍带或电线作为连接线。在电池单元的一端，镍带或电线被焊接到电池单元的接线头。在电池管理系统的一端，镍带被直接焊接到印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，而电线通常是经由连接器而间接连接至PCB。然而，电池管理系统与电池单元之间的连接线可能出现连线故障，即断线故障(Cell Tap Open，CTO)。一旦存在这种断线故障，则电池单元的电压测量不再准确，因此也无法实现及时准确的电池管理功能。例如，当某个电池单元的电压高于过压阈值时，电池管理系统应该执行过压保护操作，但由于断线故障而无法检测到出现过压并且执行过压保护措施。当所有电池单元的电压均正常，但由于断线故障，电池管理系统错误的执行过压或欠压保护操作。这些情况都是用户所不期望的。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种电池管理系统。该电池管理系统包括：与多个电池单元中的第一电池单元耦合的均衡单元及欠压比较单元；与多个电池单元中的第二电池单元耦合的第二过压比较单元，其中第一电池单元与第二电池单元相邻且串联耦合；控制单元，耦合于均衡单元、欠压比较单元和第二过压比较单元，并且用于发出断线检测信号，断线检测信号用于：使均衡单元被使能并持续使能第一时间段、再被禁能并持续禁能第二时间段，及在第二时间段结束后，使欠压比较单元和第二过压比较单元同时被使能并持续使能第三时间段；欠压比较单元，用于在第三时间段内，将所接收的电压与预先设置的第一断线阈值相比较，并输出第一比较结果；第二过压比较单元，用于在第三时间段内，将所接收的电压与预先设置的第二断线阈值相比较，并输出第二比较结果，其中第二断线阈值高于第一断线阈值；及判断单元，耦合于控制单元，并且用于根据第一比较结果和第二比较结果，判断第一电池单元与电池管理系统之间的连接是否断线。
[0004]本专利技术还提供了一种电池管理系统中的断线检测方法。该电池管理系统包括：与多个电池单元中的第一电池单元耦合的均衡单元及欠压比较单元；与多个电池单元中的第二电池单元耦合的第二过压比较单元，其中第一电池单元与第二电池单元相邻且串联耦合；与均衡单元、欠压比较单元和第二过压比较单元耦合的控制单元；及与控制单元耦合的判断单元；该断线检测方法包括：控制单元发出断线检测信号；根据断线检测信号，均衡单元被使能并持续使能第一时间段，再被禁能并持续禁能第二时间段；在第二时间段结束后，根据断线检测信号，欠压比较单元和第二过压比较单元同时被使能并持续使能第三时间段；其中，在第三时间段内，欠压比较单元将所接收到的电压与预先设置的第一断线阈值相
比较，输出第一比较结果，以及其中，在第三时间段内，第二过压比较单元将所接收到的电压与预先设置的第二断线阈值相比较，输出第二比较结果，其中第二断线阈值高于第一断线阈值；根据第一比较结果和第二比较结果，判断单元判断第一电池单元与电池管理系统之间的连接是否断线。
[0005]本专利技术提供的电池管理系统和电池管理系统中的断线检测方法，只需在电池管理系统中增加很少的电子元器件，便可实现断线检测，同时也保持原有的欠压检测、过压检测及均衡操作，为电池管理系统节省了空间，减少了成本。
附图说明
[0006]以下通过结合本专利技术的一些实施例及其附图的描述，可以进一步理解本专利技术的目的、具体结构特征和优点。
[0007]图1所示为根据本专利技术一个实施例的断线检测系统的方框示意图；
[0008]图2所示为根据本专利技术一个实施例的断线检测系统的具体电路图；
[0009]图3所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统的运作方式的示意图；
[0010]图4所示为图2的电池管理系统中的对CELLm进行断线检测的具体电路图；
[0011]图5A、图5B和图5C所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的断线检测方法的流程图；及
[0012]图6所示为根据本专利技术一个实施例的电池管理系统中的断线检测方法的流程图。
具体实施方式
[0013]以下将对本专利技术的实施例给出详细的说明。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只局限于这些实施方式。相反，本专利技术涵盖所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。
[0014]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、流程、元件和电路未作详细。描述，以便于凸显本专利技术的主旨。
[0015]图1所示为根据本专利技术一个实施例的断线检测系统100的方框示意图。该断线检测系统100包括与多个电池单元110连接的电池管理系统120。
[0016]多个电池单元110用于提供电压，以便电池管理系统120检测多个电池单元110与电池管理系统120之间的连接是否断线(如，断开、退化或不能满意地工作等)。多个电池单元110分别为第一电池单元110_1、第二电池单元110_2、
……
、第N电池单元110_N。第一电池单元110_1、第二电池单元110_2、
……
、第N电池单元110_N依次串联耦合。第n电池单元110_n的两端分别与电池管理系统120连接。若第n电池单元110_n的两端与电池管理系统120连接完好，则称之为第n电池单元与电池管理系统120的连接未断线。若第n电池单元110_n的两端与电池管理系统120连接断开，则称之为该第n电池单元110_n与电池管理系统120的连接断线。其中，n＝1，2，
……
，N。
[0017]电池管理系统120包括与多个滤波单元121、多个均衡单元122、多个保护单元123、多个欠压比较单元124、多个过压比较单元125。例如，第n电池单元110_n对应于相应的第n滤波单元121_n、第n均衡单元122_n、第n保护单元123_n、第n欠压比较单元124_n及第n过压
比较单元125_n。电池管理系统120还包括判断单元126及控制单元127。多个欠压比较单元124和多个过压比较单元125的输出端均与判断单元126耦合。
[0018]控制单元127用于发出断线检测信号EN，还用于在第三时间段T3结束后发出欠压检测信号ENA和在第四时间段T4结束后发出过压检测信号ENB，以对多个电池单元110中的每一个进行断线检测、欠压检测和过压检测。控制单元127还用于根据每一个欠压比较单元和每一个过压比较单元所输出的比较结果，执行欠压或过压保护操作。
[0019]多个滤波单元121分别为第一滤波单元121_1、第二滤波单元121_2、
……
、第N滤波单元121_N。多个滤波单元121与多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池管理系统，其特征在于，包括：耦合至第一电池单元的均衡单元，被配置为在第一时间段被使能并且在所述第一时间段之后的第二时间段被禁能；耦合至所述均衡单元的欠压比较单元，被配置为在所述第二时间段之后的第三时间段中接收第一端和第二端之间的第一电压，并且被配置为将所述第一电压与第一断线阈值进行比较以输出第一比较结果，其中，所述第一端耦合至所述第一电池单元的正极，所述第二端耦合至所述第一电池单元的负极；耦合至第二电池单元的过压比较单元，被配置为在所述第三时间段中接收第三端和第四端之间的第二电压，并且被配置为将所述第二电压与第二断线阈值进行比较以输出第二比较结果，其中，所述第三端耦合至所述第二电池单元的正极，所述第四端耦合至所述第二电池单元的负极以及所述第一电池单元的正极，所述第二电池单元与所述第一电池单元相邻且串联耦合；以及耦合至所述欠压比较单元和所述过压比较单元的判断单元，被配置为根据所述第一比较结果和所述第二比较结果确定所述第一电池单元与所述电池管理系统之间的连接是否失效。2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，还包括耦合至所述均衡单元的滤波电容，其中，如果所述第一电池单元与所述电池管理系统断开连接，并且所述均衡单元被使能，则所述滤波电容通过所述均衡单元放电，并且其中，如果所述第一电池单元与所述电池管理系统连接，并且所述均衡单元被禁能，则所述第一电池单元对所述滤波电容充电。3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一时间段的长度被设置为使得在所述第一电池单元与所述电池管理系统断开连接的情况下所述滤波电容在所述第一时间段内完全放电，以及所述第二时间段的长度被设置为使得在所述第一电池单元与所述电池管理系统连接的情况下所述滤波电容在所述第二时间段内完全充电。4.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括：耦合至所述第二电池单元的保护单元，被配置为将所述第二电池单元提供的电压钳制在预设值内。5.根据权利要求4所述的电池管理系统，其特征在于，所述第二断线阈值根据所述预设值和所述第二电池单元的最大工作电压设置。6.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一断线阈值根据所述第一电池单元的最小工作电压设置。7.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述欠压比较单元被配置为：将所述第一电压与欠压阈值进行比较，以在所述第三时间段之后输出第三比较结果，其中，所述第三比较结果用于确定所述第一电池单元是否欠压。8.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述过压比较单元被配置为：将所述第二电压与过压阈值进行比较，以在所述第三时间段之后输出第四比较结果，其中，所述第四比较结果用于确定所述第二电池单元是否过压。
9.一种电池管理方法，其特征在于，包括：在第一时间段使能电池管理系统中的均衡单元，其中，所述均衡单元耦合至第一电池单元；在所述第一时间段之后的第二时间段禁能所述均衡单元；利用欠压比较单元在所述第二时间段之后的第三时间段中接收第一端和第二端之间的第一电压，其中，所述第一端耦合至所述第一电池单元的正极，所述第二端耦合至所述第一电池单元的负极；利用所述欠压比较单元将所述第一电压与第一断线阈值进行比较，以输出第一比较结果；利用过压比较单元在所述第三时间段中接收第三端和第四端之间的第二电压，其中，所述第三端耦合至第二电池单元的正极，所述第四端耦合至所述第二电池单元的负极以及所述第一电池单元的正极，所述第二电池单元与所述第一电池单元相邻且串联耦合；利用所述过压比较单元将所述第二电压与第二断线阈值进行比较，以输出第二比较结果；以及利用判断单元根据所述第一比较结果和所述第二比较结果，确定所述第一电池单元与所述电池管理系统之间的连接是否失效。10.根据权利要求9所述的电池管理方法，其特征在于，所述均衡单元与滤波电...

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