電池單元電壓感測電路診斷的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及電池單元電壓感測電路診斷。
【背景技術(shù)】
[0002] 某些車輛利用高壓電能推進。例如，混合動力車輛、插電式混合動力車輛以及增程 電動車輛典型地具有一個或多個混合的和純電的操作模式。具有多個電池單元的可再充電 電池組被用于交替地存儲和傳送驅(qū)動車輛的推進系統(tǒng)的一個或多個電牽引馬達所需的電 能。單個電池單元的電氣參數(shù)經(jīng)一個或多個單元感測板周期性監(jiān)視，用于各種控制目的，包 括單元電荷平衡并作為動力總成控制和/或混合模式選擇邏輯的輸入?yún)?shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本文公開了一種用于診斷單元電壓感測板的方法。所述方法特別地查找對應(yīng)于損 壞的單元電壓感測電線的測量結(jié)果。在特定實施方式中，該方法包括將單元電壓感測板連 接到電池堆疊的電池單元。電池堆疊可以包括用于給定電池組的所有可用的電池單元，但 是更典型地僅包括可用電池單元的子組。對于每個電池單元而言，單元電壓感測板包括感 測線路電阻器、線路平衡電阻器、和電子開關(guān)，且所述電子開關(guān)的致動將所述線路平衡電阻 器連接到電池單元中的相對應(yīng)一個以及將所述線路平衡電阻器從所述電池單元中的相對 應(yīng)一個分斷。所述電子開關(guān)可以是固態(tài)開關(guān)或者其他適當(dāng)?shù)那袚Q裝置，例如，其定位在專用 集成芯片（ASIC)上。
[0004] 所述方法包括經(jīng)單元電壓感測板測量電池單元中的選定一個的單元電壓，并然后 確定所選定的電池單元是否是被測試的特定電池堆疊中的最上面或最下面的電池單元，其 中"最上面"和"最下面"指的是電池單元在電池堆疊中的相對位置。該方法還包括在所選 定電池單元是最上面單元時利用第一方程組、當(dāng)所選定電池單元是最下面單元時利用第二 方程組而在所選定電池單元既不是最上面單元也不是最下面單元時利用第三方程組，經(jīng)控 制器計算用于選定電池單元的感測線路電阻器的等效電阻值。所述控制器然后將計算的等 效電阻值與校準的電阻閾值相比較，并此后，在計算的等效電阻值超過校準的電阻閾值時 相對于單元電壓感測板執(zhí)行控制動作。
[0005] 測量單元電壓包括例如通過將輸出信號從控制器傳輸?shù)诫娮娱_關(guān)而閉合對應(yīng)于 所選定電池單元的電子開關(guān)。測量單元電壓僅在單元電流平衡操作不工作時發(fā)生。
[0006] 第一、第二和第三方程組各自可以包括兩個不同的方程。在這種方法中，計算等效 電阻值包括求解兩個方程，并然后利用兩個解的最大值進行閾值比較。
[0007] 所述控制動作可以包括在探測到開路故障時在控制器的存儲器中記錄診斷編碼， 阻止使用用于所選定電池單元的數(shù)據(jù)，以及/或暫時禁止使用所選定的電池單元。
[0008] 還公開了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括單元電壓感測板和控制器?？蛇B接到電池堆疊的 多個電池單元的所述單元電壓感測板包括用于堆中的每個電池單元的線路平衡電阻器、感 測線路電阻器和電子開關(guān)，所述電子開關(guān)將線路平衡電阻器連接到電池單元的相對應(yīng)一個 以及將線路平衡電阻器從所述電池單元的相對應(yīng)一個分斷。所述控制器被編程以執(zhí)行上述 方法。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，公開了一種診斷單元電壓感測板的方法，所述方法包括：
[0010] 將單元電壓感測板連接到電池堆疊的多個電池單元，其中，對于每個電池單元，所 述單元電壓感測板包括線路平衡電阻器、感測線路電阻器以及電子開關(guān)，所述電子開關(guān)將 所述線路平衡電阻器連接到電池單元中的相對應(yīng)一個電池單元以及將所述線路平衡電阻 器從所述電池單元中的相對應(yīng)一個電池單元分斷；
[0011] 經(jīng)由單元電壓感測板測量用于多個電池單元中的選定電池單元的單元電壓；
[0012] 確定所述選定電池單元是否是電池堆疊中的最上面單元或最下面單元；
[0013] 當(dāng)所述選定電池單元是最上面單元時利用第一方程組、當(dāng)所述選定電池單元是最 下面單元時利用第二方程組以及當(dāng)所述選定電池單元既不是最上面單元也不是最下面單 元時經(jīng)由第三方程組，通過控制器計算用于所述選定電池單元的線路感測電阻值；
[0014] 通過控制器將所計算的線路感測電阻值與校準的電阻閾值相比較；以及
[0015] 當(dāng)所計算的線路感測電阻值超過所述校準的電阻閾值時相對于所述單元電壓感 測板執(zhí)行控制動作。
[0016] 優(yōu)選地，其中，測量單元電壓包括通過將輸出信號從控制器傳輸?shù)诫娮娱_關(guān)而閉 合對應(yīng)于所述選定電池單元的電子開關(guān)。
[0017] 優(yōu)選地，其中，測量單元電壓僅在單元電流平衡操作不工作時發(fā)生。
[0018] 優(yōu)選地，其中，第一、第二和第三方程組各自包括兩個方程，并且其中計算線路感 測電阻值包括求解全部兩個方程，找到方程的最大解，并然后僅利用所述最大解。
[0019] 優(yōu)選地，其中，執(zhí)行控制動作包括將診斷代碼記錄在控制器的存儲器中。
[0020] 優(yōu)選地，其中，執(zhí)行控制動作還包括阻止用于所述選定電池單元的所計算的線路 電阻值的使用。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，公開一種系統(tǒng)，包括：
[0022] 單元電壓感測板，所述單元電壓感測板可電連接到多個電池單元，其中，對于每個 電池單元，單元感測板包括線路平衡電阻器、線路感測電阻器和電子開關(guān)，所述電子開關(guān)分 別將所述線路平衡電阻器連接到所述電池單元中的相對應(yīng)一個單元以及將所述線路平衡 電阻器從所述電池單元中的相對應(yīng)一個單元分斷；
[0023] 控制器，所述控制器與所述單元電壓感測板連通，其中，所述控制器被編程，以：
[0024] 通過電壓感測板測量多個電池單元中的選定電池單元的單元電壓；
[0025] 確定所述選定電池單元是否是電池堆疊中的最上面單元或最下面單元；
[0026] 當(dāng)所述選定電池單元是最上面單元時利用第一方程組、當(dāng)所述選定電池單元是最 下面單元時利用第二方程組以及當(dāng)所述選定電池單元既不是最上面單元也不是最下面單 元時利用第三方程組，通過控制器計算用于所述選定電池單元的線路感測電阻器的線路感 測電阻值；
[0027] 通過所述控制器將所計算的線路感測電阻值與校準的電阻閾值相比較；以及
[0028] 當(dāng)所計算的線路感測電阻值超過所述校準的電阻閾值時相對于所述單元電壓感 測板執(zhí)行控制動作。
[0029] 優(yōu)選地，其中，所述控制器通過將輸出信號傳輸?shù)剿鲭娮娱_關(guān)來閉合對應(yīng)于所 述選定電池單元的電子開關(guān)，來測量單元電壓。
[0030] 優(yōu)選地，其中，所述電子開關(guān)是定位在專用集成芯片上的固態(tài)開關(guān)。
[0031] 優(yōu)選地，其中，所述控制器僅在單元電流平衡操作不工作時測量單元電壓。
[0032] 優(yōu)選地，其中，所述第一、第二和第三方程組各自包括兩個方程，且其中計算線路 感測電阻值包括求解全部兩個方程，找到方程的最大解，并然后僅該使用最大解。
[0033] 優(yōu)選地，其中，所述控制器通過在存儲器中記錄診斷代碼來執(zhí)行控制動作。
[0034] 優(yōu)選地，其中，所述控制器還通過阻止用于所述選定電池單元的計算的線路電阻 值的使用來執(zhí)行控制動作。
[0035] 上述和其他特征和優(yōu)點將從隨后的詳細描述并在結(jié)合附圖考慮時容易理解到。
【附圖說明】
[0036] 圖1是如在此所描述的具有帶多個電池單元的電池堆疊、電池單元電壓感測板和 控制器的系統(tǒng)的示意圖；
[0037] 圖2是圖1的控制器的控制信號的時序圖，且在水平軸上繪制時間，在垂直軸上繪 制信號狀態(tài)；
[0038] 圖3是描述用于經(jīng)圖1的控制器診斷電池單元電壓感測板的示例性方法的流程 圖。
【具體實施方式】
[0039] 參照附圖，系統(tǒng)10在圖1中示意性示出。系統(tǒng)10包括可再充電能量存儲系統(tǒng) (ESS) 12,該可再充電能量存儲系統(tǒng)12具有多個電池單元14。所述系統(tǒng)10也包括單元電壓 感測板