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CN102906581B - 电池单元平衡电路的异常诊断设备和方法 - Google Patents

电池单元平衡电路的异常诊断设备和方法 Download PDF

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CN102906581B CN201080064535.5A CN201080064535A CN102906581B CN 102906581 B CN102906581 B CN 102906581B CN 201080064535 A CN201080064535 A CN 201080064535A CN 102906581 B CN102906581 B CN 102906581B
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Abstract

本发明提供了一种电池单元平衡电路的异常诊断设备和方法。根据本发明，电池单元平衡电路的异常诊断设备可以包括：浮动电容器，该浮动电容器以蓄电池单元的电压充电；电池单元平衡电路，该电池单元平衡电路用于将浮动电容器放电；电压测量单元，该电压测量单元用于测量被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和被放电的浮动电容器的剩余电压；以及控制单元，该控制单元用于基于被放电的浮动电容器的剩余电压确定电池单元平衡电路中是否出现异常。

Description

电池单元平衡电路的异常诊断设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备和方法，并且更加特别地，涉及一种用于使用在电池单元电压测量中使用的浮动电容器诊断电池单元平衡电路中的异常的设备和方法。
背景技术
本申请要求于2010年2月22日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2010-0015519的优先权，其全部内容通过引用并入在此。
最近，随着矿物燃料的耗尽和对于环境污染的关注，对使用电能而不使用矿物能量的电动车或者混合动力车越来越感兴趣。
为了使电动车或者混合动力车行驶，应当操作需要高输出的驱动电动机。为此，用于电动车或者混合动力车的蓄电池使用从包括被串联地连接的多个蓄电池单元的蓄电池组中输出的电力作为电源。
包括在蓄电池组中的多个蓄电池单元需要各自地保持均匀地电压以确保稳定性、长使用寿命和高输出。
一种用于均匀地平衡蓄电池单元的放电电压的方法包括：通过供应充电电流来增加具有相对较低的电压的蓄电池单元的电压、通过将具有相对较高电压的蓄电池单元放电来减小具有相应的蓄电池单元的电压、将具有高于目标电压的电压的蓄电池单元放电和将低于目标电压的电压的蓄电池单元充电等等。
通过被连接至每个蓄电池单元的电池单元平衡电路来实施这些电池单元平衡方法。该电池单元平衡电路包括开关电路，该开关电路用于控制电池单元平衡操作的启动和结束，和放电电阻器，该放电电阻器用于将蓄电池单元放电。
然而，当在使用电池单元平衡电路的电池平衡操作期间发生异常时，例如当过电流瞬时流入电池单元平衡电路时，或者当高于操作电压的过电压被施加到开关电路时，或者当通过放电电阻器产生过热时，包括在电池单元平衡电路中的组件被短路或开路，并且因此，电池单元平衡电路不能正常操作。
当电池单元平衡电路由于此问题而异常操作时，连接到相应电池单元平衡电路的蓄电池单元的电压过度地增加或减小，结果，可能产生了严重的结果，例如蓄电池组可能爆炸或者连接到该蓄电池组的负载的操作可能突然停止。
为了克服此问题，需要一种单独的诊断电路，其连接到用于诊断电池单元平衡电路中的异常的电池单元平衡电路。
例如，日本专利公开No.2007-085847(现有技术)公开一种用于检测电池单元平衡电路中的异常的设备，其中电池单元平衡电路包括场效应晶体管(FET)和放电电阻器，并且插入在FET的源极和漏极之间的电阻器被安装在各个蓄电池单元处，使用被施加有不同水平的基准电源的两个比较器而通过电阻器来测量在源极和漏极之间的电压差，并且基于被测量的电压电平(高、低)来确定电池单元平衡电路中的异常。
然而，现有技术需要单独的电路配置，即，用于检测电池单元平衡电路中的异常的诊断电路，和用于各个诊断电路的附加的两个比较器，并且因此，具有增加用于检测电池单元平衡电路中的异常的设备的制造成本的缺点。
发明内容
技术问题
设计本发明以解决现有技术的问题，并且因此，本发明的目的是为了提供一种用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备和方法，在没有附加的电路的情况下，其可以使用在电池单元电压测量中使用的浮动电容器而以简单的方式诊断电池单元平衡电路中的异常。
技术解决方案
为了实现该目的，根据本发明的一个方面，一种用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备可以包括：浮动电容器，该浮动电容器以蓄电池单元的电压充电；电池单元平衡电路，该电池单元平衡电路用于将浮动电容器放电；电压测量单元，该电压测量单元用于测量被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和被放电的浮动电容器的剩余电压；以及控制单元，该控制单元用于基于被放电的浮动电容器的剩余电压确定电池单元平衡电路中的异常。
根据本发明的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备可以进一步包括：第一开关，该第一开关用于在浮动电容器和蓄电池单元之间建立连接或者解除该连接；和第二开关，该第二开关用于在浮动电容器和电压测量单元之间建立连接或者解除该连接。
优选地，控制单元可以通过切断第二开关并且接通第一开关而以蓄电池单元的电压对浮动电容器充电，并且控制单元可以通过切断第一开关并且接通第二开关将被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压或者被放电的浮动电容器的剩余电压施加到电压测量单元。
根据本发明，电池单元平衡电路可以进一步包括：放电电阻器，该放电电阻器连接在浮动电容器的各个端子处，用于将浮动电容器放电；和第三开关，该第三开关用于在浮动电容器和放电电阻器之间建立连接或者解除该连接；并且控制单元可以控制第三开关以将被充电的浮动电容器放电。
优选地，蓄电池单元可以是多个，并且浮动电容器、第一和第二开关、以及电池单元平衡电路可以设置在各个蓄电池单元处。
优选地，控制单元可以同时地或者顺序地接通分别与蓄电池单元相对应的第一开关，以利用蓄电池单元的电压对相对应的浮动电容器充电。
优选地，控制单元可以同时地或者顺序地接通分别与蓄电池单元相对应的第二开关，以将被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压或者被放电的浮动电容器的剩余电压施加到电压测量单元。
优选地，控制单元可以同时地或者顺序地接通包括在分别与蓄电池单元相对应的电池单元平衡电路中的第三开关，用于将被充电的浮动电容器放电。
优选地，控制单元可以进一步包括：开关控制模块，该开关控制模块用于控制第一至第三开关的操作；A/D转换模块，该A/D转换模块用于将从电压测量单元输出的模拟电压信号转换为数字电压信号；以及中央处理模块，该中央处理模块用于从A/D转换模块接收数字电压信号并且基于被放电的浮动电容器的剩余电压确定电池单元平衡电路中的异常。
根据本发明的一个方面，当被放电的浮动电容器的剩余电压超过预设基准电压时，控制单元可以确定在电池单元平衡电路中存在异常。
根据本发明的另一方面，当在被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和被放电的浮动电容器的剩余电压之间的电压差小于预设基准电压时，控制单元可以确定在电池单元平衡电路中存在异常。
可选地，控制单元可以进一步包括异常报警器，该异常报警器用于视觉地或者听觉地输出电池单元平衡电路中的异常。在该情况下，当在电池单元平衡电路中存在异常时，控制单元可以控制异常报警器以视觉地或者听觉地通知电池单元平衡电路中的异常。
为了实现目的，根据本发明的另一方面，一种用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备可以包括：浮动电容器，该浮动电容器以蓄电池单元的电压充电；电池单元平衡电路，该电池单元平衡电路连接到蓄电池单元，用于平衡蓄电池单元的电压并且将浮动电容器放电；电压测量单元，该电压测量单元用于测量被放电的浮动电容器的剩余电压；以及控制单元，该控制单元用于基于被放电的浮动电容器的剩余电压确定电池单元平衡电路中的异常。
根据本发明的一个方面，当被放电的浮动电容器的剩余电压超过预设基准电压时，控制单元可以确定在电池单元平衡电路中存在异常。
根据本发明的另一方面，电压测量单元可以进一步测量被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压，并且当在被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和被放电的浮动电容器的剩余电压之间的电压差小于预设基准电压时，控制单元可以确定在电池单元平衡电路中存在异常。
本发明的目的可以通过包括上述用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备的蓄电池管理系统、蓄电池操作系统、或者蓄电池组实现。
为了实现该目的，根据本发明的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法可以包括利用蓄电池单元的电压对浮动电容器充电；通过电压测量单元测量被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压；使用电池单元平衡电路将浮动电容器放电；通过电压测量单元测量浮动电容器的剩余电压；以及基于被放电的浮动电容器的剩余电压确定电池单元平衡电路中的异常。
本发明的效果
根据本发明，在没有附加的电路的情况下，可以简单地诊断电池单元平衡电路中的异常，从而防止由于电池单元平衡电路中的异常而可能出现的问题。而且，消除对附加的电路的需要可以有助于成本节省。
附图说明
结合附图，在下面的详细描述中将会更加全面地描述本发明的优选实施例的这些和其它特征、方面、以及优点。
图1是根据本发明的优选实施例的、用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备的电路图。
图2是示出根据本发明的优选实施例的控制单元的结构的框图。
图3是示出根据本发明的优选实施例的、用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将会参考附图来详细描述本发明。在描述之前，应当理解的是，不应将说明书和所附权利要求中所使用的术语解释为一般和字典含义，而应基于为了做最佳解释而允许本发明人适当限定术语的原理，基于与本发明的技术方面相对应的含义和构思来解释术语。因此，在此提出的描述只是仅为了举例说明的优选示例，而非旨在限制本发明的范围，所以应理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，应对其作出其它等效物和修改。
图1是根据本发明的优选实施例的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备的电路图。虽然图1示出两个蓄电池单元，但是本发明不限制于蓄电池单元的具体数目。
参考图1，根据本发明的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备可以包括：浮动电容器C1和C2，该浮动电容器C 1和C2以包括在蓄电池组10中的多个蓄电池单元V1和V2的电压充电；电压测量单元20，该电压测量单元20用于测量以蓄电池单元V1和V2的电压充电的浮动电容器C1和C2的充电电压和浮动电容器C1和C2在放电之后的剩余电压；电池单元平衡电路30A和30B，该电池单元平衡电路30A和30B用于将充电的浮动电容器C1和C2放电；以及控制单元40，该控制单元40用于基于被放电的浮动电容器C1和C2的剩余电压确定电池单元平衡电路30A和30B中的异常。
蓄电池单元V1和V2可以连接到各个端子处的电压测量线。浮动电容器C1和C2可以位于电压测量线之间，并且可以并联地连接到蓄电池单元V1和V2并且以蓄电池单元V1和V2的电压充电。电压测量单元20可以通过电压测量线测量分别对应于蓄电池单元V1和V2的浮动电容器C1和C2的充电电压。
第一开关SW1可以相对于浮动电容器C1和C2安装在蓄电池单元V1和V2侧处的电压测量线上，以在蓄电池单元V1和V2与浮动电容器C1和C2之间建立连接或者解除该连接。第二开关SW2可以相对于浮动电容器C1和C2安装在电压测量单元20侧处的电压测量线上以在浮动电容器C1和C2与电压测量单元20之间建立连接或者解除该连接。
第一开关SW1和第二开关SW2可以转换为充电模式或者测量模式。而且，第一开关SW1和第二开关SW2可以转换为放电模式。
在本示例中，在充电模式下，浮动电容器C1和C2可以分别以蓄电池单元V1和V2的电压充电。在测量模式下，可以测量浮动电容器C1和C2中的每一个的充电电压。在放电模式下，蓄电池单元V1和V2以及电压测量单元20可以与浮动电容器C1和C2电隔离以将浮动电容器C1和C2放电。
在充电模式下第一开关SW1可以将浮动电容器C1和C2连接到蓄电池单元V1和V2侧处的电压测量线。而且，在测量模式和放电模式下第一开关SW1可以解除在浮动电容器C1和C2与蓄电池单元V1和V2侧处的电压测量线之间的连接。
在充电模式下第二开关SW2可以将浮动电容器C1和C2连接到电压测量单元20侧处的电压测量线。而且，在测量模式和放电模式下第二开关SW2可以解除在浮动电容器C1和C2与电压测量单元20侧处的电压测量线之间的连接。
电池单元平衡电路30A和30B可以是蓄电池组10的保护电路，用于在控制单元40的控制下将蓄电池单元V1和V2的电池单元电压平衡到预定的电平。
除了用于将蓄电池单元V1和V2的电池单元电压平衡到预定的电平的功能之外，电池单元平衡电路30A和30B可以执行为了异常诊断而将浮动电容器C1和C2放电的功能。
电池单元平衡电路30A和30B可以包括：放电电阻器Rd-1和Rd-2，该放电电阻器Rd-1和Rd-2连接到浮动电容器C1和C2的各个端子处，用于将浮动电容器C1和C2放电；和第三开关SW3-1和SW3-2，该第三开关SW3-1和SW3-2用于将浮动电容器C1和C2分别连接到放电电阻器Rd-1和Rd-2。
为了确定电池单元平衡电路30A和30B中的异常，控制单元40可以将第一和第二开关SW1和SW2转换为充电模式。即，控制单元40可以接通第一开关SW1并且切断第二开关SW2。然后，蓄电池单元V1和V2可以在各个端子处连接到浮动电容器C1和C2，该浮动电容器C1和C2可以分别以蓄电池单元V1和V2的电压充电。在本示例中，控制单元40可以将第一开关SW1和SW2同时或者顺序地转换为充电模式。即，控制单元40可以同时或者顺序地接通第一开关SW1，并且可以同时或者顺序地切断第二开关SW2。在此，单词“顺序地”意指以时间间隔接通或者切断第一和第二开关SW1和SW2。在下文中，单词被应用有相同的概念。
接下来，控制单元40可以将第一和第二开关SW1和SW2转换为测量模式。即，控制单元40可以切断第一开关SW1并且可以接通第二开关SW2。以蓄电池单元V1和V2的电池单元电压充电的浮动电容器C1和C2的电压可以施加到电压测量单元20，并且电压测量单元20可以测量蓄电池单元V1和V2的电池单元电压并且可以将测量结果输出到控制单元40。在本示例中，控制单元40可以同时地或者顺序地切断第一开关SW1，并且可以同时地或者顺序地接通第二开关SW2。
接下来，控制单元40可以将第一和第二开关SW1和SW2转换为放电模式。即，控制单元40可以同时或者顺序地切断第一和第二开关SW1和SW2。而且，控制单元40可以同时地或者顺序地操作电池单元平衡电路30A和30B以将浮动电容器C1和C2放电预定的时间。即，控制单元40可以同时地或者顺序地接通电池单元平衡电路30A和30B的第三开关SW3-1和SW3-2以将浮动电容器C1和C2在各个端子处连接到放电电阻器Rd-1和Rd-2，通过该放电电阻器Rd-1和Rd-2可以将被充电的浮动电容器C1和C2放电预定的时间。
接下来，控制单元40可以将第一和第二开关SW1和SW2再次转换为测量模式。即，控制单元40可以同时地或者顺序地接通第二开关SW2同时切断第一开关SW1，以使用电压测量单元20测量浮动电容器C1和C2的剩余电压。而且，控制单元40可以基于测量的浮动电容器C1和C2的剩余电压确定电池单元平衡电路30A和30B中的异常。
图2是示出根据本发明的优选实施例的控制单元40的结构的框图。
参考图2，控制单元40可以包括模拟/数字(A/D)转换模块41、中央处理模块42、以及开关控制模块43。
A/D转换模块41可以将从电压测量单元20输出的模拟电压信号转换为数字电压信号，并且可以将数字电压信号输出到中央处理模块42。模拟电压信号可以包括与蓄电池单元V1和V2中的每一个的电池单元电压相对应的信号，和与通过电池单元平衡电路30A和30B放电的浮动电容器C1和C2中的每一个的剩余电压相对应的信号。
中央处理模块42可以从A/D转换模块41接收数字电压信号，并且可以确定电池单元平衡电路30A和30B中的异常。即，中央处理模块42可以基于被放电的浮动电容器C1和C2的剩余电压确定电池单元平衡电路30A和30B中的异常。
开关控制模块43可以控制包括在电池单元平衡电路30A和30B中的第一和第二开关SW1和SW2和第三开关SW3-1和SW3-2的接通或者切断。
在下文中，关于与蓄电池单元V1相对应的电池单元平衡电路30A中的异常诊断处理更加详细地描述控制单元40的各个模块的功能。
中央处理模块42可以控制开关控制模块43以接通第一开关SW1并且切断第二开关SW2。蓄电池单元V1可以在各个端子处连接到浮动电容器C1，该浮动电容器C1可以以蓄电池单元V1的电池单元电压充电。接下来，中央处理模块42可以控制开关控制模块43以切断第一开关SW1，以解除在浮动电容器C1和蓄电池单元V1之间的连接，并且接通第二开关SW2以将浮动电容器C1在各个端子处连接到电压测量单元20。电压测量单元20可以测量浮动电容器C1的充电电压并且可以将与电池单元电压相对应的模拟电压信号施加到A/D转换模块41。A/D转换模块41可以将从电压测量单元20输出的模拟电压信号转换为数字电压信号并且可以将数字电压信号输入到中央处理模块42。中央处理模块42可以将输入的数字电压信号存储在存储器(未示出)中。
接下来，中央处理模块42可以控制开关控制模块43以切断第一开关SW1和第二开关SW2并且接通包括在电池单元平衡电路30A中的第三开关SW3-1达预定的时间。浮动电容器C1可以在各个端子处连接到包括在电池单元平衡电路30A中的放电电阻器Rd-1，使得可以将浮动电容器C1放电预定的时间。
接下来，中央处理模块42可以控制开关控制模块43以切断第三开关SW3-1，并且接通第二开关SW2同时切断第一开关SW1，以将电压测量单元20连接到浮动电容器C1。电压测量单元20可以测量被放电的浮动电容器C1的剩余电压并且可以将模拟电压信号输出到A/D转换模块41。A/D转换模块41可以将从电压测量单元20输出的模拟电压信号转换为数字电压信号并且可以将数字电压信号输入到中央处理模块42。中央处理模块42可以将输入的数字电压信号存储在存储器(未示出)中。
接下来，中央处理模块42将被放电的浮动电容器C1的剩余电压与预设基准电压比较，并且当剩余电压超过基准电压时，中央处理模块42可以确定在电池单元平衡电路30A中存在异常。在此，考虑到当在电池单元平衡电路30A中存在异常时，浮动电容器C 1没有完全地放电，可以优选地将基准电压值设定为接近0的值。电池单元平衡电路30A中的异常可能主要由第三开关SW3-1或者放电电阻器Rd-1中的短路引起，然而本发明在该方面上不受到限制。
替代地，中央处理模块42可以将蓄电池单元V1的电池单元电压与被放电的浮动电容器C1的剩余电压比较，并且当其间的电压差小于预设基准电压时，中央处理模块42可以确定在电池单元平衡电路30A中存在异常。在此，考虑到当在电池单元平衡电路30A中存在异常时，浮动电容器C1没有放电，可以优选地将基准电压值设定为接近蓄电池单元V1的电池单元电压电平的值。
控制单元40的操作也可以大体上等同地应用于诊断电池单元平衡电路30B中的异常。而且，对本领域的技术人员来说明显的是，可以同时地或者顺序地对电池单元平衡电路中的两个或者每一个进行电池单元平衡电路30A和30B中的异常的诊断。
可选择地，根据本发明的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备可以进一步包括异常报警器50。在该情况下，当在电池单元平衡电路30A和30B中出现异常时，控制单元40可以控制异常报警器50以通知异常。即，当控制单元40的中央处理模块42确定在电池单元平衡电路30A和30B中存在异常时，中央处理模块42可以控制异常报警器50以通过将异常报警信号发送到异常报警器50来视觉地或者听觉地通知异常。
异常报警器50可以包括液态发光显示器(LED)、液晶显示器(LCD)、报警器、或者其组合。在本示例中，当输入异常报警信号时，异常报警器50可以使LED闪烁或者在LCD上输出报警消息。异常报警器50可以生成报警蜂鸣以向用户通知电池单元平衡电路30A和30B中的异常。示例性的LED、LCD、以及报警器仅是异常报警器50的示例，并且对本领域的技术人员来说显然的是，在异常报警器50中可以使用各种类型的修改的视觉或者听觉报警。
对本领域的技术人员来说也显然的是，可以以预定的间隔重复地执行如上所述的电池单元平衡电路中的异常的诊断，并且可以响应于用户的诊断命令或者通过中央处理模块42的控制算法自动地生成的诊断命令而执行。
而且，控制单元40可以被配置成执行程序代码的微处理器，该程序代码用于实现用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法，或者配置成具有逻辑电路的专用集成电路(ASIC)，该逻辑电路用于实现用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法的控制流，然而本发明在该方面上不受到限制。
可以与被提供有来自于蓄电池组的电源的蓄电池操作系统关联地使用根据本发明的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的上述设备。
例如，本发明可以连接到被提供有来自于蓄电池的操作电压的各种电子设备，诸如笔记本计算机、移动电话、个人便携式多媒体播放器等等。
又如，本发明可以与诸如化石燃料车、电动车、混合动力车、电动自行车等等的各种动力设备相关联地使用。
而且，本发明可以包括在用于控制蓄电池组的充电/放电并且保护蓄电池组过度充电、过度放电等等的蓄电池管理系统(BMS)中。
此外，根据本发明的用于诊断电池单元平衡电路的异常的设备可以包括在蓄电池组中。
图3是示出根据本发明的优选实施例的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法的流程图。
首先，在步骤S10中，控制单元40可以接通第一开关SW1并且切断第二开关SW2以利用蓄电池单元V1和V2的电池单元电压分别对浮动电容器C1和C2充电。
在步骤S20中，控制单元40可以切断第一开关SW1并且接通第二开关SW2以将浮动电容器C1和C2连接到电压测量单元20，并且可以通过电压测量单元20测量浮动电容器C1和C2的充电电压。在此，被测量的电压值对应于蓄电池单元V1和V2中的每一个的电池单元电压。
在步骤S30中，控制单元40可以切断第一开关SW1和第二开关SW2并且接通第三开关SW3-1和SW3-2以将浮动电容器C1和C2在各个端子处分别连接到电池单元平衡电路30A和30B，使得可以将浮动电容器C1和C2放电预定的时间。
在步骤S40中，控制单元40可以切断第三开关SW3-1和SW3-2并且接通第二开关SW2同时切断第一开关SW1，以将被放电的浮动电容器C1和C2在各个端子处连接到电压测量单元20，并且可以通过电压测量单元20测量被放电的浮动电容器C 1和C2的剩余电压。
在步骤S50中，当被放电的浮动电容器C1和C2中的每一个的剩余电压超过预设基准电压时，控制单元40可以确定在相对应的电池单元平衡电路30A或者30B中存在异常。
替代地，控制单元40可以将蓄电池单元V1和V2的电池单元电压分别与被放电的浮动电容器C1和C2的剩余电压比较，并且当其间的电压差小于预设基准电压时，控制单元40可以确定在相对应的电池单元平衡电路30A或者30B中存在异常。
在步骤S60中，控制单元40可以基于确定结果继续进行替代过程。当确定在电池单元平衡电路30A和30B中不存在异常时，可以中断该过程。当确定在电池单元平衡电路30A和30B中存在异常时，可以执行步骤S70以通过异常报警器50向用户视觉地或者听觉地通知电池单元平衡电路30A和30B中的异常。
对本领域的技术人员来说显然的是，为了诊断分别对应于蓄电池单元V1和V2的电池单元平衡电路30A和30B中的异常，步骤S10至S70可以以预定的间隔重复地执行，并且可以响应于用户的诊断命令或者通过控制单元40的控制算法自动地生成的诊断命令而执行。
在下文中，详细地描述本发明的优选实施例。然而，应该明白，虽然指出了本发明的优选实施例，但是详细的说明和特定的示例仅是以示例方式给出，因为对于本领域技术人员来说，根据这个详细说明，在本发明的精神和范围之内各种各样的改变和修改将变得显而易见。

Claims (16)

1.一种用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，所述设备包括：
浮动电容器，所述浮动电容器以蓄电池单元的电压充电；
第一开关，所述第一开关用于在所述浮动电容器的两端子和所述蓄电池单元的两端子之间建立连接或者用于解除该连接；
电池单元平衡电路，所述电池单元平衡电路用于将所述浮动电容器放电；
电压测量单元，所述电压测量单元用于测量被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和被放电的浮动电容器的剩余电压；以及
第二开关，所述第二开关用于在所述浮动电容器的两端子和所述电压测量单元之间建立连接或者用于解除该连接；
控制单元，所述控制单元用于控制所述第一开关和所述第二开关以所述蓄电池单元的电压对所述浮动电容器充电，把被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和被放电的浮动电容器的剩余电压施加到所述电压测量单元，并且，当在所述被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和所述被放电的浮动电容器的剩余电压之间的电压差小于预设基准电压时，该控制单元确定在所述电池单元平衡电路中存在异常。
2.根据权利要求1所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，
其中所述控制单元通过接通所述第一开关并且切断所述第二开关而以所述蓄电池单元的电压对所述浮动电容器充电，并且
其中所述控制单元通过切断所述第一开关并且接通所述第二开关将所述被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压或者所述被放电的浮动电容器的剩余电压施加到所述电压测量单元。
3.根据权利要求1所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，
其中所述电池单元平衡电路进一步包括：
放电电阻器，所述放电电阻器连接在所述浮动电容器的各个端子处，用于将所述浮动电容器放电；和
第三开关，所述第三开关用于在所述浮动电容器和所述放电电阻器之间建立连接或者用于解除该连接，并且
其中所述控制单元控制所述第三开关以将所述浮动电容器放电。
4.根据权利要求1所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，
其中所述蓄电池单元是多个，并且
其中所述浮动电容器、所述第一开关和所述第二开关以及所述电池单元平衡电路设置在各个蓄电池单元处。
5.根据权利要求4所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，
其中所述控制单元同时地或者顺序地接通分别与所述蓄电池单元相对应的所述第一开关，以利用所述蓄电池单元的电压对相对应的浮动电容器充电。
6.根据权利要求4所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，
其中所述控制单元同时地或者顺序地接通分别与所述蓄电池单元相对应的所述第二开关，以将所述被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压或者所述被放电的浮动电容器的剩余电压施加到所述电压测量单元。
7.根据权利要求4所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，
其中所述控制单元同时地或者顺序地控制分别与所述蓄电池单元相对应的所述电池单元平衡电路，以将所述被充电的浮动电容器放电。
8.根据权利要求1所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，
其中所述控制单元进一步包括：
开关控制模块，所述开关控制模块用于控制所述第一开关和所述第二开关以及所述电池单元平衡电路的操作；
A/D转换模块，所述A/D转换模块用于将从所述电压测量单元输出的模拟电压信号转换为数字电压信号；以及
中央处理模块，所述中央处理模块用于从所述A/D转换模块接收所述数字电压信号并且基于所述被放电的浮动电容器的剩余电压确定所述电池单元平衡电路中的异常。
9.根据权利要求1所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备，
其中，所述控制单元进一步包括异常报警器，所述异常报警器用于视觉地或者听觉地输出所述电池单元平衡电路中的异常，并且
其中，当在所述电池单元平衡电路中存在异常时，所述控制单元控制所述异常报警器以视觉地或者听觉地通知所述电池单元平衡电路中的异常。
10.一种蓄电池管理系统，包括在权利要求1中限定的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备。
11.一种蓄电池操作系统，包括在权利要求1中限定的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备。
12.一种蓄电池组，包括在权利要求1中限定的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的设备。
13.一种用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法，所述方法包括下述的步骤：
通过在浮动电容器的两端子和蓄电池单元的两端子之间建立连接，利用所述蓄电池单元的电压对所述浮动电容器充电；
在释放所述浮动电容器和所述蓄电池单元之间的连接的状态下，通过电压测量单元测量被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压；
使用电池单元平衡电路将所述浮动电容器放电；
通过所述电压测量单元测量被放电的浮动电容器的剩余电压；以及
当在所述被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和所述被放电的浮动电容器的剩余电压之间的电压差小于预设基准电压时，确定在所述电池单元平衡电路中存在异常。
14.根据权利要求13所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法，
其中所述蓄电池单元是多个蓄电池单元，并且
其中对所述多个蓄电池单元同时地或者顺序地执行所述步骤。
15.根据权利要求13所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法，进一步包括：
控制第一开关、第二开关、以及第三开关的操作；
将从所述电压测量单元输出的模拟电压信号转换为数字电压信号；以及
接收所述数字电压信号，并且当在所述被充电的浮动电容器的蓄电池单元电压和所述被放电的浮动电容器的剩余电压之间的电压差小于预设基准电压时，确定在所述电池单元平衡电路中存在异常，
其中，所述第一开关用于在所述浮动电容器和所述蓄电池单元之间建立连接或者用于解除该连接；
其中，所述第二开关用于在所述浮动电容器和所述电压测量单元之间建立连接或者用于解除该连接；并且
其中，所述第三开关用于开始或者结束所述电池单元平衡电路的放电。
16.根据权利要求13所述的用于诊断电池单元平衡电路中的异常的方法，进一步包括：
当在所述电池单元平衡电路中存在异常时，视觉地或者听觉地通知所述电池单元平衡电路中的异常。
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