本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电池系统总电压欠压检测方法、装置、设备及汽车。
背景技术
能源危机、环境污染以及温室效应等问题的日益严重，对汽车行业提出了更高的节能减排要求，除了进一步对传统汽车进行技术创新提高节能减排效果外，发展新能源汽车已成汽车行业变革的必然趋势。电池管理系统是监控、保护电池、对电池充放电进行管理的电动汽车核心技术，其中电池管理系统故障诊断功能是在电池系统功能单元发生失效时，上报故障的控制单元。近年来国内外偶发电动汽车着火事件，研究表明诱发电动汽车起火的最初原因是由于电池存在过放电使用，这样的电池在使用过程中容易产生内部短路。因此及时准确监控电池总电压欠压故障，对对电动汽车的性能和安全至关重要。
现有的总电压欠压诊断方式有多种，例如电池包内部采集法。电池包内部采集法是在电动汽车充电和放电的过程中，通过高压采集芯片采集电池包总正总负两端，当采集的总电压值小于总电压欠压阈值时，上报总电压欠压故意，该策略简单，容易出现采集线束或者采集电路异常导致总电压欠压异常，导致误报。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电池系统总电压欠压检测方法、装置、设备及汽车，解决了采集类故障导致总电压欠压误报的问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种电池系统总电压欠压检测方法，包括：
监测电池系统总电压状态；
在所述总电压欠压时，获取模组电压采集电路故障状态和单体电压采集电路故障状态；
根据所述模组电压采集电路故障状态和所述单体电压采集电路故障状态，识别电池系统总电压的实际欠压情况。
可选地，根据所述模组电压采集电路故障状态和所述单体电压采集电路故障状态，识别电池系统总电压的实际欠压情况的步骤包括：
当所述模组电压采集电路无故障时，获取模组电压采集电路采集的电池系统所有模组的模组电压；
计算所述模组电压的累加和；
若所述模组电压的累加和小于第一总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
可选地，根据所述模组电压采集电路故障状态和所述单体电压采集电路故障状态，识别电池系统总电压的实际欠压情况的步骤包括：
当所述模组电压采集电路有故障、且所述单体电压采集电路无故障时，获取单体电压采集电路采集的电池系统所有单体的单体电压；
计算所述单体电压的累加和；
若所述单体电压的累加和小于第二总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
可选地，根据所述模组电压采集电路故障状态和所述单体电压采集电路故障状态，识别电池系统总电压的实际欠压情况的步骤包括：
当所述模组电压采集电路有故障、且所述单体电压采集电路有故障时，获取剔除采集故障后的所有剩余单体的剩余单体电压；
计算所述剩余单体电压的累加和；
根据所述剩余单体电压的累加和计算等效总电压；
若所述等效总电压小于第二总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
可选地，根据所述剩余单体电压的累加和计算等效总电压的步骤包括：
通过公式：y＝x÷a/n计算等效总电压；
其中，y为等效总电压，x为所述剩余单体电压的累加和，n为电池系统所有单体的数量，a为电池系统中剔除采集故障的剩余单体的数量。
依据本发明的另一个方面，提供了一种电池系统总电压欠压检测装置，包括：
监测模块，用于监测电池系统总电压状态；
获取模块，用于在所述总电压欠压时，获取模组电压采集电路故障状态和单体电压采集电路故障状态；
识别模块，用于根据所述模组电压采集电路故障状态和所述单体电压采集电路故障状态，检测电池系统总电压的实际欠压情况。
可选地，所述识别模块包括：
第一获取单元，用于当所述模组电压采集电路无故障时，获取模组电压采集电路采集的电池系统所有模组的模组电压；
第一计算单元，用于计算所述模组电压的累加和；
第一发送单元，用于若所述模组电压的累加和小于第一总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
可选地，所述识别模块包括：
第二获取单元，用于当所述模组电压采集电路有故障、且所述单体电压采集电路无故障时，获取单体电压采集电路采集的电池系统所有单体的单体电压；
第二计算单元，用于计算所述单体电压的累加和；
第二发送单元，用于若所述单体电压的累加和小于第二总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
可选地，所述识别模块包括：
第三获取单元，用于当所述模组电压采集电路有故障、且所述单体电压采集电路有故障时，获取剔除采集故障后的所有剩余单体的剩余单体电压；
第三计算单元，用于计算所述剩余单体电压的累加和；
第四计算单元，用于根据所述剩余单体电压的累加和计算等效总电压；
第三发送单元，用于若所述等效总电压小于第二总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
可选地，所述第四计算单元具体用于：
通过公式：y＝x÷a/n计算等效总电压；
其中，y为等效总电压，x为所述剩余单体电压的累加和，n为电池系统所有单体的数量，a为电池系统中剔除采集故障的剩余单体的数量。
依据本发明的另一个方面，提供了一种电池系统总电压欠压检测设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的电池系统总电压欠压检测方法的步骤。
依据本发明的再一个方面，提供了一种汽车，包括上述的电池系统总电压欠压检测装置。
本发明的实施例的有益效果是：
上述方案中，通过监控总电压有无异常变化，在总电压发生欠压、同时发生采集类故障时，根据判断的模组电压采集故障或者单体电压采集故障，对总电压欠压情况进行校验，进而判断总电压的实际欠压情况，避免了因采集故障导致总电压欠压的误报。
附图说明
图1表示本发明实施例的电池系统总电压欠压检测方法的流程图；
图2表示本发明实施例的电池系统总电压欠压检测方法的具体流程示意图之一；
图3表示本发明实施例的电池系统总电压欠压检测方法的具体流程示意图之二；
图4表示本发明实施例的电池系统总电压欠压检测方法的具体流程示意图之三；
图5表示本发明实施例的电池系统总电压欠压检测装置的结构框图；
图6表示本发明实施例的电池系统总电压欠压检测装置的具体结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种电池系统总电压欠压检测方法，包括：
步骤11、监测电池系统总电压状态；
该实施例中，在汽车的各种行驶工况下，电池管理系统(batterymanagementsystem，简称bms)实时监控电池系统的总电压状态，判断总电压有无异常变化，bms监控电池系统总电压状态的方法可以为：利用电池包内部采集法，通过高压采集芯片采集电池包总正总负两端，当采集的总电压值小于一标定阈值时，认为总电压发生欠压故障，所述标定阈值为根据需要以及电池包总电压值进行标定。其中，在采集电路或采集线束发生故障时，采集的总电压值也会小于标定阈值。当然，bms监控电池系统总电压状态的方法不限于上述方法，还可以利用其它能够进行总电压欠压检测的方式。
步骤12、在所述总电压欠压时，获取模组电压采集电路故障状态和单体电压采集电路故障状态；
该实施例中，由于造成总电压欠压的原因有多种，其中，如果电池内部功能并没有产生故障，而是因为电压采集线束或者采集电路的异常导致采集到的总电压异常，在bms监测到电池系统总电压发生欠压故障后，如果直接将故障信号上报至can总线，则会造成总电压欠压的误报，影响汽车的性能和安全。
步骤13、根据所述模组电压采集电路故障状态和所述单体电压采集电路故障状态，识别电池系统总电压的实际欠压情况。
该实施例中，bms监控总电压状态的同时，实时监控模组电压采集电路故障状态和单体电压采集电路故障状态。其中，电动汽车的电池系统由多个电池模组构成，bms通过模组采集电路采集每个电池模组的电压，在电池系统以及采集电路无故障情况下，电池模组电压的累加和应为电池系统总电压，在模组电压采集电路发生故障时，则可能导致bms获取的模组电压有误。每个电池模组均由多个电池单体构成，bms通过单体电压采集电路采集每个电池单体的电压，在电池系统以及采集电路无故障情况下，每个电池模组中的电池单体电压累加和应与该模组电压一致，且整个电池系统所有电池单体电压的累加和应为电池系统总电压，在单体电压采集电路发生故障时，则可能导致bms获取的单体电压有误。因此，bms在检测到总电压欠压时，通过获取模组电压采集电路故障状态和单体电压采集电路故障状态，利用无故障的电池模组电压的累加和或者电池单体电压的累加和作为电池系统总电压，进而判断电池系统的总电压是否真正发生欠压故障，避免了bms监控到的总电压欠压是由于采集电路故障导致，从而实现对总电压欠压故障的校验，避免了因采集故障导致总电压欠压的误报。
具体地，对总电压欠压故障的校验方法为：通过模组电压累加和或单体电压累加和或者等效总电压，与标定值进行对比，从而判断电池系统的总电压是否真正发生欠压故障。
具体地，如图2所示，所述步骤13包括：
步骤131、当所述模组电压采集电路无故障时，获取模组电压采集电路采集的电池系统所有模组的模组电压；
步骤132、计算所述模组电压的累加和；
该实施例中，相对于计算所有电池单体电压的累加和，计算模组电压的累加和的速度较快，因此，在bms监测到模组电压采集电路无故障时，获取模组电压采集电路采集的电池系统所有模组的模组电压，并计算获取的所有的模组电压的累加和。
步骤133、若所述模组电压的累加和小于第一总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
该实施例中，bms计算出所有模组电压的累加和后，将其与第一总电压欠压阈值比较，若所述模组电压的累加和小于第一总电压欠压阈值，则认为电池系统总电压发生欠压故障，生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。其中，在模组电压采集电路无故障时，认为所有模组电压的累加和相当于电池系统的总电压，所述第一总电压欠压阈值为根据需要以及电池包参数进行标定。
具体地，如图3所示，所述步骤13包括：
步骤134、当所述模组电压采集电路有故障、且所述单体电压采集电路无故障时，获取单体电压采集电路采集的电池系统所有单体的单体电压；
步骤135、计算所述单体电压的累加和；
该实施例中，在bms监测到模组电压采集电路有故障、且单体电压采集电路无故障时，获取单体电压采集电路采集的电池系统所有单体的单体电压，并计算所有单体电压的累加和。在单体电压采集电路无故障时，认为所有单体电压的累加和相当于电池系统的总电压。
步骤136、若所述单体电压的累加和小于第二总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
该实施例中，bms计算出所有单体电压的累加和后，将其与第二总电压欠压阈值比较，若所述单体电压的累加和小于第二总电压欠压阈值，则认为电池系统总电压发生欠压故障，生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。其中，所述第二总电压欠压阈值为根据需要以及电池包参数进行标定，具体地，所述第二总电压欠压阈值应小于所述第一总电压欠压阈值，这是因为相对于单体电压的累加和作为总电压，模组电压的累加和作为总电压的计算精度较低。
由于计算单体电压的累加和的计算量较大，在模组电压采集电路和单体电压采集电路均无故障时，优先选择通过模组电压的累加和校验电池系统总电压欠压故障；在模组电压采集电路存在故障时，选择通过单体电压的累加和校验电池系统总电压欠压故障，在保证检测准确性的同时，提高了检测效率。
具体地，如图4所示，所述步骤13包括：
步骤137、当所述模组电压采集电路有故障、且所述单体电压采集电路有故障时，获取剔除采集故障后的所有剩余单体的剩余单体电压；
步骤138、计算所述剩余单体电压的累加和；
该实施例中，在bms监测到模组电压采集电路和单体电压采集电路均有故障时，bms获取到的单体电压采集电路采集的单体电压中存在部分异常数据，bms对存在异常的数据进行剔除，剩余的单体电压则为正常值，bms计算所有剩余单体电压的累加和。
步骤139、根据所述剩余单体电压的累加和计算等效总电压；
具体地，根据所述剩余单体电压的累加和计算等效总电压的步骤包括：
通过公式：y＝x÷a/n计算等效总电压；
其中，y为等效总电压，x为所述剩余单体电压的累加和，n为电池系统所有单体的数量，a为电池系统中剔除采集故障的剩余单体的数量。
该实施例中，剩余单体电压的累加和除以剩余单体在所有单体中所占比例，即可得到等效总电压。其中，bms中存储有电池系统所有单体的数量，且bms根据异常数据的数量可以得到剔除采集故障后的剩余单体的数量。根据剩余单体电压的累加和计算出的等效总电压作为电池系统的总电压。
步骤1310、若所述等效总电压小于第二总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
该实施例中，bms计算出等效总电压后，将其与第二总电压欠压阈值比较，若等效总电压小于第二总电压欠压阈值，认为电池系统总电压发生欠压故障，生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
该方案中，在bms监控到总电压欠压后，检测到模组电压采集电路无故障、或者模组电压采集电路有故障且单体电压采集电路无故障、或者模组电压采集电路和单体电压采集电路均有故障这三种情况中的任一种情况时，根据其相对应的计算方法对总电压欠压故障进行检测校验，进而判断电池系统总电压的实际欠压情况，可以有效的避免采集类故障导致总电压欠压的误报，保障电动汽车的性能和安全性。
如图5所示，本发明的实施例还提供了一种电池系统总电压欠压检测装置，包括：
监测模块51，用于监测电池系统总电压状态；
该实施例中，在汽车的各种行驶工况下，电池管理系统(batterymanagementsystem，简称bms)实时监控电池系统的总电压状态，判断总电压有无异常变化，bms监控电池系统总电压状态的方法可以为：利用电池包内部采集法，通过高压采集芯片采集电池包总正总负两端，当采集的总电压值小于一标定阈值时，认为总电压发生欠压故障，所述标定阈值为根据需要以及电池包总电压值进行标定。其中，在采集电路或采集线束发生故障时，采集的总电压值也会小于标定阈值。当然，bms监控电池系统总电压状态的方法不限于上述方法，还可以利用其它能够进行总电压欠压检测的方式。
获取模块52，用于在所述总电压欠压时，获取模组电压采集电路故障状态和单体电压采集电路故障状态；
该实施例中，由于造成总电压欠压的原因有多种，其中，如果电池内部功能并没有产生故障，而是因为电压采集线束或者采集电路的异常导致采集到的总电压异常，在bms监测到电池系统总电压发生欠压故障后，如果直接将故障信号上报至can总线，则会造成总电压欠压的误报，影响汽车的性能和安全。
识别模块53，用于根据所述模组电压采集电路故障状态和所述单体电压采集电路故障状态，检测电池系统总电压的实际欠压情况。
该实施例中，bms监控总电压状态的同时，实时监控模组电压采集电路故障状态和单体电压采集电路故障状态。其中，电动汽车的电池系统由多个电池模组构成，bms通过模组采集电路采集每个电池模组的电压，在电池系统以及采集电路无故障情况下，电池模组电压的累加和应为电池系统总电压，在模组电压采集电路发生故障时，则可能导致bms获取的模组电压有误。每个电池模组均由多个电池单体构成，bms通过单体电压采集电路采集每个电池单体的电压，在电池系统以及采集电路无故障情况下，每个电池模组中的电池单体电压累加和应与该模组电压一致，且整个电池系统所有电池单体电压的累加和应为电池系统总电压，在单体电压采集电路发生故障时，则可能导致bms获取的单体电压有误。因此，bms在检测到总电压欠压时，通过获取模组电压采集电路故障状态和单体电压采集电路故障状态，利用无故障的电池模组电压的累加和或者电池单体电压的累加和作为电池系统总电压，进而判断电池系统的总电压是否真正发生欠压故障，避免了bms监控到的总电压欠压是由于采集电路故障导致，从而实现对总电压欠压故障的校验，避免了因采集故障导致总电压欠压的误报。
具体地，对总电压欠压故障的校验方法为：通过模组电压累加和或单体电压累加和或者等效总电压，与标定值进行对比，从而判断电池系统的总电压是否真正发生欠压故障。
具体地，如图6所示，所述识别模块53包括：
第一获取单元531，用于当所述模组电压采集电路无故障时，获取模组电压采集电路采集的电池系统所有模组的模组电压；
第一计算单元532，用于计算所述模组电压的累加和；
该实施例中，相对于计算所有电池单体电压的累加和，计算模组电压的累加和的速度较快，因此，在bms监测到模组电压采集电路无故障时，获取模组电压采集电路采集的电池系统所有模组的模组电压，并计算获取的所有的模组电压的累加和。
第一发送单元533，用于若所述模组电压的累加和小于第一总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
该实施例中，bms计算出所有模组电压的累加和后，将其与第一总电压欠压阈值比较，若所述模组电压的累加和小于第一总电压欠压阈值，则认为电池系统总电压发生欠压故障，生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。其中，在模组电压采集电路无故障时，认为所有模组电压的累加和相当于电池系统的总电压，所述第一总电压欠压阈值为根据需要以及电池包参数进行标定。
本发明的上述实施例中，所述识别模块53包括：
第二获取单元534，用于当所述模组电压采集电路有故障、且所述单体电压采集电路无故障时，获取单体电压采集电路采集的电池系统所有单体的单体电压；
第二计算单元535，用于计算所述单体电压的累加和；
该实施例中，在bms监测到模组电压采集电路有故障、且单体电压采集电路无故障时，获取单体电压采集电路采集的电池系统所有单体的单体电压，并计算所有单体电压的累加和。在单体电压采集电路无故障时，认为所有单体电压的累加和相当于电池系统的总电压。
第二发送单元536，用于若所述单体电压的累加和小于第二总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
该实施例中，bms计算出所有单体电压的累加和后，将其与第二总电压欠压阈值比较，若所述单体电压的累加和小于第二总电压欠压阈值，则认为电池系统总电压发生欠压故障，生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。其中，所述第二总电压欠压阈值为根据需要以及电池包参数进行标定，具体地，所述第二总电压欠压阈值应小于所述第一总电压欠压阈值，这是因为相对于单体电压的累加和作为总电压，模组电压的累加和作为总电压的计算精度较低。
由于计算单体电压的累加和的计算量较大，在模组电压采集电路和单体电压采集电路均无故障时，优先选择通过模组电压的累加和校验电池系统总电压欠压故障；在模组电压采集电路存在故障时，选择通过单体电压的累加和校验电池系统总电压欠压故障，在保证检测准确性的同时，提高了检测效率。
本发明的上述实施例中，所述识别模块53包括：
第三获取单元537，用于当所述模组电压采集电路有故障、且所述单体电压采集电路有故障时，获取剔除采集故障后的所有剩余单体的剩余单体电压；
第三计算单元538，用于计算所述剩余单体电压的累加和；
该实施例中，在bms监测到模组电压采集电路和单体电压采集电路均有故障时，bms获取到的单体电压采集电路采集的单体电压中存在部分异常数据，bms对存在异常的数据进行剔除，剩余的单体电压则为正常值，bms计算所有剩余单体电压的累加和。
第四计算单元539，用于根据所述剩余单体电压的累加和计算等效总电压；
具体地，所述第四计算单元539具体用于：
通过公式：y＝x÷a/n计算等效总电压；
其中，y为等效总电压，x为所述剩余单体电压的累加和，n为电池系统所有单体的数量，a为电池系统中剔除采集故障的剩余单体的数量。
该实施例中，剩余单体电压的累加和除以剩余单体在所有单体中所占比例，即可得到等效总电压。其中，bms中存储有电池系统所有单体的数量，且bms根据异常数据的数量可以得到剔除采集故障后的剩余单体的数量。根据剩余单体电压的累加和计算出的等效总电压作为电池系统的总电压。
第三发送单元5310，用于若所述等效总电压小于第二总电压欠压阈值，则生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
该实施例中，bms计算出等效总电压后，将其与第二总电压欠压阈值比较，若等效总电压小于第二总电压欠压阈值，认为电池系统总电压发生欠压故障，生成总电压欠压故障信号并发送至can总线。
该方案中，在bms监控到总电压欠压后，检测到模组电压采集电路无故障、或者模组电压采集电路有故障且单体电压采集电路无故障、或者模组电压采集电路和单体电压采集电路均有故障这三种情况中的任一种情况时，根据其相对应的计算方法对总电压欠压故障进行检测校验，进而判断电池系统总电压的实际欠压情况，可以有效的避免采集类故障导致总电压欠压的误报，保障电动汽车的性能和安全性。
需要说明的是，该装置是与上述个体推荐方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供了一种电池系统总电压欠压检测设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的电池系统总电压欠压检测方法的步骤。需要说明的是，该设备是与上述个体推荐方法对应的设备，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供了一种汽车，包括上述的电池系统总电压欠压检测装置。
本发明的该实施例，通过监控总电压有无异常变化，在总电压发生欠压、同时发生采集类故障时，根据判断的模组电压采集故障或者单体电压采集故障，对总电压欠压情况进行校验，进而判断总电压的实际欠压情况，避免了因采集故障导致总电压欠压的误报。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。