电池单元电压感测电路诊断的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及电池单元电压感测电路诊断。
【背景技术】
[0002] 某些车辆利用高压电能推进。例如，混合动力车辆、插电式混合动力车辆以及增程 电动车辆典型地具有一个或多个混合的和纯电的操作模式。具有多个电池单元的可再充电 电池组被用于交替地存储和传送驱动车辆的推进系统的一个或多个电牵引马达所需的电 能。单个电池单元的电气参数经一个或多个单元感测板周期性监视，用于各种控制目的，包 括单元电荷平衡并作为动力总成控制和/或混合模式选择逻辑的输入参数。
【发明内容】
[0003] 本文公开了一种用于诊断单元电压感测板的方法。所述方法特别地查找对应于损 坏的单元电压感测电线的测量结果。在特定实施方式中，该方法包括将单元电压感测板连 接到电池堆叠的电池单元。电池堆叠可以包括用于给定电池组的所有可用的电池单元，但 是更典型地仅包括可用电池单元的子组。对于每个电池单元而言，单元电压感测板包括感 测线路电阻器、线路平衡电阻器、和电子开关，且所述电子开关的致动将所述线路平衡电阻 器连接到电池单元中的相对应一个以及将所述线路平衡电阻器从所述电池单元中的相对 应一个分断。所述电子开关可以是固态开关或者其他适当的切换装置，例如，其定位在专用 集成芯片（ASIC)上。
[0004] 所述方法包括经单元电压感测板测量电池单元中的选定一个的单元电压，并然后 确定所选定的电池单元是否是被测试的特定电池堆叠中的最上面或最下面的电池单元，其 中"最上面"和"最下面"指的是电池单元在电池堆叠中的相对位置。该方法还包括在所选 定电池单元是最上面单元时利用第一方程组、当所选定电池单元是最下面单元时利用第二 方程组而在所选定电池单元既不是最上面单元也不是最下面单元时利用第三方程组，经控 制器计算用于选定电池单元的感测线路电阻器的等效电阻值。所述控制器然后将计算的等 效电阻值与校准的电阻阈值相比较，并此后，在计算的等效电阻值超过校准的电阻阈值时 相对于单元电压感测板执行控制动作。
[0005] 测量单元电压包括例如通过将输出信号从控制器传输到电子开关而闭合对应于 所选定电池单元的电子开关。测量单元电压仅在单元电流平衡操作不工作时发生。
[0006] 第一、第二和第三方程组各自可以包括两个不同的方程。在这种方法中，计算等效 电阻值包括求解两个方程，并然后利用两个解的最大值进行阈值比较。
[0007] 所述控制动作可以包括在探测到开路故障时在控制器的存储器中记录诊断编码， 阻止使用用于所选定电池单元的数据，以及/或暂时禁止使用所选定的电池单元。
[0008] 还公开了一种系统，该系统包括单元电压感测板和控制器。可连接到电池堆叠的 多个电池单元的所述单元电压感测板包括用于堆中的每个电池单元的线路平衡电阻器、感 测线路电阻器和电子开关，所述电子开关将线路平衡电阻器连接到电池单元的相对应一个 以及将线路平衡电阻器从所述电池单元的相对应一个分断。所述控制器被编程以执行上述 方法。
[0009] 根据本发明的一方面，公开了一种诊断单元电压感测板的方法，所述方法包括：
[0010] 将单元电压感测板连接到电池堆叠的多个电池单元，其中，对于每个电池单元，所 述单元电压感测板包括线路平衡电阻器、感测线路电阻器以及电子开关，所述电子开关将 所述线路平衡电阻器连接到电池单元中的相对应一个电池单元以及将所述线路平衡电阻 器从所述电池单元中的相对应一个电池单元分断；
[0011] 经由单元电压感测板测量用于多个电池单元中的选定电池单元的单元电压；
[0012] 确定所述选定电池单元是否是电池堆叠中的最上面单元或最下面单元；
[0013] 当所述选定电池单元是最上面单元时利用第一方程组、当所述选定电池单元是最 下面单元时利用第二方程组以及当所述选定电池单元既不是最上面单元也不是最下面单 元时经由第三方程组，通过控制器计算用于所述选定电池单元的线路感测电阻值；
[0014] 通过控制器将所计算的线路感测电阻值与校准的电阻阈值相比较；以及
[0015] 当所计算的线路感测电阻值超过所述校准的电阻阈值时相对于所述单元电压感 测板执行控制动作。
[0016] 优选地，其中，测量单元电压包括通过将输出信号从控制器传输到电子开关而闭 合对应于所述选定电池单元的电子开关。
[0017] 优选地，其中，测量单元电压仅在单元电流平衡操作不工作时发生。
[0018] 优选地，其中，第一、第二和第三方程组各自包括两个方程，并且其中计算线路感 测电阻值包括求解全部两个方程，找到方程的最大解，并然后仅利用所述最大解。
[0019] 优选地，其中，执行控制动作包括将诊断代码记录在控制器的存储器中。
[0020] 优选地，其中，执行控制动作还包括阻止用于所述选定电池单元的所计算的线路 电阻值的使用。
[0021] 根据本发明另一方面，公开一种系统，包括：
[0022] 单元电压感测板，所述单元电压感测板可电连接到多个电池单元，其中，对于每个 电池单元，单元感测板包括线路平衡电阻器、线路感测电阻器和电子开关，所述电子开关分 别将所述线路平衡电阻器连接到所述电池单元中的相对应一个单元以及将所述线路平衡 电阻器从所述电池单元中的相对应一个单元分断；
[0023] 控制器，所述控制器与所述单元电压感测板连通，其中，所述控制器被编程，以：
[0024] 通过电压感测板测量多个电池单元中的选定电池单元的单元电压；
[0025] 确定所述选定电池单元是否是电池堆叠中的最上面单元或最下面单元；
[0026] 当所述选定电池单元是最上面单元时利用第一方程组、当所述选定电池单元是最 下面单元时利用第二方程组以及当所述选定电池单元既不是最上面单元也不是最下面单 元时利用第三方程组，通过控制器计算用于所述选定电池单元的线路感测电阻器的线路感 测电阻值；
[0027] 通过所述控制器将所计算的线路感测电阻值与校准的电阻阈值相比较；以及
[0028] 当所计算的线路感测电阻值超过所述校准的电阻阈值时相对于所述单元电压感 测板执行控制动作。
[0029] 优选地，其中，所述控制器通过将输出信号传输到所述电子开关来闭合对应于所 述选定电池单元的电子开关，来测量单元电压。
[0030] 优选地，其中，所述电子开关是定位在专用集成芯片上的固态开关。
[0031] 优选地，其中，所述控制器仅在单元电流平衡操作不工作时测量单元电压。
[0032] 优选地，其中，所述第一、第二和第三方程组各自包括两个方程，且其中计算线路 感测电阻值包括求解全部两个方程，找到方程的最大解，并然后仅该使用最大解。
[0033] 优选地，其中，所述控制器通过在存储器中记录诊断代码来执行控制动作。
[0034] 优选地，其中，所述控制器还通过阻止用于所述选定电池单元的计算的线路电阻 值的使用来执行控制动作。
[0035] 上述和其他特征和优点将从随后的详细描述并在结合附图考虑时容易理解到。
【附图说明】
[0036] 图1是如在此所描述的具有带多个电池单元的电池堆叠、电池单元电压感测板和 控制器的系统的示意图；
[0037] 图2是图1的控制器的控制信号的时序图，且在水平轴上绘制时间，在垂直轴上绘 制信号状态；
[0038] 图3是描述用于经图1的控制器诊断电池单元电压感测板的示例性方法的流程 图。
【具体实施方式】
[0039] 参照附图，系统10在图1中示意性示出。系统10包括可再充电能量存储系统 (ESS) 12,该可再充电能量存储系统12具有多个电池单元14。所述系统10也包括单元电压 感测板