[發(fā)明專利]一種電池包故障檢測電路及電池包故障檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011623244.7
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN114295988A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段永康;劉兵曉;楊瑞;莫維
• 申請（專利權(quán)）人: 華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/385
• 分類號(hào): G01R31/385
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 常忠良

本申請?zhí)峁┝艘环N電池包故障檢測電路、故障檢測方法、供電系統(tǒng)及電動(dòng)車輛，涉及電池安全技術(shù)領(lǐng)域。電池包包括串聯(lián)連接的k個(gè)電池模組，每個(gè)電池模組包括至少一個(gè)電芯，k為大于1的整數(shù)。該檢測電路包括采樣電路和控制器。采樣電路采樣每個(gè)電池模組的輸出電壓并將采樣結(jié)果發(fā)送至控制器；控制器每當(dāng)利用采樣結(jié)果確定k個(gè)電池模組的平均輸出電壓處于預(yù)設(shè)電壓范圍內(nèi)時(shí)：根據(jù)第i個(gè)電池模組的輸出電壓的變化量確定所述第i個(gè)電池模組是否存在故障，或，獲取第i個(gè)電池模組的輸出電壓與平均輸出電壓的差值，并根據(jù)差值的變化量確定第i個(gè)電池模組是否存在故障，i＝1，2，…，k。本方案在電池包處于充電或放電下均能進(jìn)行故障檢測，適用性較強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電池安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池包故障檢測電路、故障檢測方法、供電系統(tǒng)及電動(dòng)車輛。

背景技術(shù)

目前，應(yīng)用在電子設(shè)備、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)車輛等領(lǐng)域中的電池包的能量密度不斷增加，通過對電池包進(jìn)行故障檢測，能夠降低發(fā)生安全事故的概率。

其中，對電池包進(jìn)行內(nèi)短路檢測為故障檢測中的重要一環(huán)。電池包一般包括多個(gè)電芯(Cell)，內(nèi)短路指電芯的正、負(fù)極經(jīng)過電阻形成的無法由電池管理系統(tǒng)(BatteryManagement System，BMS)斷開的連接關(guān)系，會(huì)造成電池包出現(xiàn)過流，甚至過溫，極端情況下導(dǎo)致起火或爆炸。

現(xiàn)有技術(shù)的一種方法在對電池包進(jìn)行內(nèi)短路故障檢測時(shí)，需要限定電池包處于充電狀態(tài)，下面以電池包包括兩個(gè)電芯為例說明該檢測方法。

參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)利用的充電電壓曲線的示意圖。

在充電過程中獲取電芯Cell1和Cell2的充電電壓曲線以及充電截止時(shí)間，以最先結(jié)束充電的曲線為標(biāo)準(zhǔn)，即本次充電以Cell1的曲線為標(biāo)準(zhǔn)。充電電流為I，Cell1的充電截止時(shí)間t1，Cell2的充電截止時(shí)間為t2，對于本次充電，Cell1充電結(jié)束后，Cell2的剩余充電電量Cell1本次充電的剩余充電電量為零。獲取以后每次充電時(shí)Cell1和Cell2對應(yīng)的剩余充電電量，當(dāng)剩余充電電量的增量超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，確定對應(yīng)的電芯出現(xiàn)內(nèi)短路故障。當(dāng)電芯的數(shù)量大于2時(shí)的檢測原理類似。

但該方法只能在電池包處于充電狀態(tài)時(shí)進(jìn)行故障檢測，無法在電池包處于供電狀態(tài)時(shí)進(jìn)行檢測，因此適用性較弱。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N電池包故障檢測電路、故障檢測方法、供電系統(tǒng)及電動(dòng)車輛，在電池包處于充電或放電等不同狀態(tài)下，均能進(jìn)行內(nèi)短路故障的檢測，適用性較強(qiáng)。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N電池包故障檢測電路，該檢測電路連接電池包，電池包包括串聯(lián)連接的k個(gè)電池模組，k為大于1的整數(shù)，每個(gè)電池模組包括至少一個(gè)電芯。該電池包故障檢測電路包括采樣電路和控制器，其中，采樣電路用于采樣每個(gè)電池模組的輸出電壓，并將采樣結(jié)果發(fā)送至控制器。控制器用于每當(dāng)利用采樣結(jié)果確定第i個(gè)電池模組的平均輸出電壓處于預(yù)設(shè)電壓范圍內(nèi)時(shí)：根據(jù)第i個(gè)電池模組的輸出電壓的變化量確定第i個(gè)電池模組是否存在故障，或，獲取第i個(gè)電池模組的輸出電壓與平均輸出電壓的差值，并根據(jù)差值的變化量確定第i個(gè)電池模組是否存在故障，所述i＝1，2，…，k。

該檢測電路的控制器當(dāng)?shù)趇個(gè)電池模組的平均輸出電壓處于預(yù)設(shè)電壓范圍內(nèi)時(shí)，即可利用采樣結(jié)果進(jìn)行故障檢測，不限定電池工作狀態(tài)，在電池充電、放電及擱置階段均可進(jìn)行故障檢測，適用性較強(qiáng)，可以及時(shí)確定出電池模組是否存在故障，提升了安全性。

通過合理選擇預(yù)設(shè)電壓范圍，可以提升故障檢測的準(zhǔn)確性，例如實(shí)際應(yīng)用中，可以選擇電芯的荷電水平處于中等水平時(shí)電池模組的電壓范圍作為預(yù)設(shè)電壓范圍，這是因?yàn)樵陔姵啬＝M的放電過程中一般會(huì)避免過度放電，即控制每個(gè)電芯的開路電壓及荷電水平不會(huì)過低，因此電芯的荷電水平在使用循環(huán)過程中處于中等水平的時(shí)間占比較大，在電芯的荷電水平處于中等水平時(shí)進(jìn)行短路故障檢測，可以覆蓋到電池包充電以及放電等不同的工作狀態(tài)，實(shí)用性較高。