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CN106450529B - 一种电池均衡控制电路及检测方法 - Google Patents

一种电池均衡控制电路及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种电池均衡控制电路及检测方法，电池均衡控制电路包括：控制开关，控制开关的第一端与电池模组的其中一电池的第一极连接，控制开关包括导通状态和断开状态；第一电阻，第一电阻的第一端与控制开关的第二端连接，第一电阻的第二端与电池的第二极连接；用于控制控制开关在导通状态和断开状态之间切换的控制电路，与控制开关连接；电压采样电路，电压采样电路接设于控制开关的第一端与第一电阻的第二端之间；控制开关的第一端与电池的第一极相连接的连接线路上设置有第二电阻；和/或第一电阻的第二端与电池的第二极相连接的连接线路上设置有第三电阻。本实施例解决了现有技术中不能有效诊断电池均衡电路的异常状态的问题。

Description

一种电池均衡控制电路及检测方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种电池均衡控制电路及检测方法。
背景技术
伴随电动汽车的发展，锂电池组作为一类主要的电能储存载体，得到越来越广泛的应用。由于锂电池组等可充电电池组在使用中会出现不同电池芯间一致性差的问题，需要对电池进行均衡以保证电池组的高效稳定运行。这样，则对电池均衡控制和精确诊断的要求越来越高。
目前对电池均衡控制一般是通过检测电池芯间电压差，对电压不一致的电池芯进行有针对性的电量均衡。对均衡状态的判断，一般是通过均衡电路开启前后检测到的电池芯的电压差来判别。均衡电路开启前后检测到的电压差主要是来自于均衡电流流经线束时在线束等效电阻上产生的电压降。但该等效电阻一般很小(几个毫欧)且存在个体差别，因此诊断能力弱，可参考性较小。此外，由于等效阻值一般很小，因此不能有效诊断均衡电路的异常状态(例如均衡电路开路、控制开关不工作等)，也不能够有效诊断出均衡电流的大小和均衡电阻是否存在阻值漂移。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池均衡控制电路及检测方法，以解决现有的不能测得电池均衡电路中的实际电流以及不能有效诊断电池均衡电路的异常状态和均衡电阻是否存在阻值漂移的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种电池均衡控制电路，包括：
控制开关，所述控制开关的第一端与电池模组的其中一电池的第一极连接，且所述控制开关包括导通状态和断开状态；
第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述控制开关的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述电池的第二极连接；
用于控制所述控制开关在导通状态和断开状态之间切换的控制电路，与所述控制开关连接；
电压采样电路，所述电压采样电路接设于所述控制开关的第一端与所述第一电阻的第二端之间；
其中，所述控制开关的第一端与所述电池的第一极相连接的连接线路上设置有第二电阻；和/或
所述第一电阻的第二端与所述电池的第二极相连接的连接线路上设置有第三电阻。
可选地，所述第二电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的1％～5％。
可选地，所述第三电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的1％～5％。
可选地，所述第二电阻的阻值为50毫欧～200毫欧。
可选地，所述第三电阻的阻值为50毫欧～200毫欧。
第二方面，本发明实施例提供了一种电池均衡控制电路的检测方法，该检测方法应用于电池均衡控制电路，包括：
向所述控制电路输出第一控制信号，使所述控制电路控制所述控制开关呈断开状态，获取所述电压采样电路所采集的第一电压值；
向所述控制电路输出第二控制信号，使所述控制电路控制所述控制开关呈导通状态，获取所述电压采样电路所采集的第二电压值；
根据所述第一电压值和所述第二电压值，计算得到所述控制开关呈闭合状态时，所述电池均衡控制电路的实际电流；
判断所述实际电流和电池均衡控制电路的预设电流是否相同，得到判断结果，并根据所述判断结果，检测所述电池均衡控制电路是否存在异常；其中，所述预设电流为所述电池均衡控制电路所需均衡得到的均衡电压和所述第一电阻的阻值的比值。
可选地，所述根据所述第一电压值和所述第二电压值，计算得到所述控制开关呈闭合状态时，所述电池均衡控制电路的实际电流的步骤，包括：根据所述第一电压值和所述第二电压值，计算得到所述第一电压值和所述第二电压值的差值；计算所述差值与所述电池均衡控制电路中除所述第一电阻外的剩余电阻的阻值的比值，并将所述差值与所述电池均衡控制电路中除所述第一电阻外的剩余电阻的阻值的比值记录为所述实际电流；其中，所述电池均衡控制电路中除所述第一电阻外的剩余电阻包括第二电阻和/或第三电阻。
可选地，所述根据所述判断结果，检测所述电池均衡控制电路是否存在异常的步骤，包括：当所述判断结果为所述实际电流和所述预设电流相同时，所述电池均衡控制电路不存在异常；当所述判断结果为所述实际电流和所述预设电流不相同时，所述电池均衡控制电路存在异常。
本发明的有益效果是：
本发明实施例通过获取电池均衡控制电路中控制开关呈断开状态时的第一电压值和控制开关呈导通状态时的第二电压值，并通过判断根据第一电压值和第二电压值计算得到的电池均衡控制电路的实际电流和预设电流是否相同，来检测电池均衡控制电路是否存在异常。本发明实施例能够检测得到电池均衡控制电路的实际电流，从而使得能够通过判断实际电流和预设电流是否相同来判断电池均衡控制电路是否存在异常，以及判断第一电阻是否存在阻值漂移，解决了现有技术中不能测得电池均衡电路中的实际电流以及不能有效诊断电池均衡电路的异常状态和均衡电阻是否存在阻值漂移的问题。
附图说明
图1表示本发明的第一实施例中电池均衡控制电路的电路示意图；
图2表示本发明的第二实施例中电池均衡控制电路的检测方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开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公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
第一实施例：
如图1所示，为本发明的第一实施例中电池均衡控制电路的电路示意图，该电池均衡控制电路包括：
控制开关1，控制开关1的第一端与电池模组的其中一电池2的第一极连接，且控制开关1包括导通状态和断开状态；
第一电阻3，第一电阻3的第一端与控制开关1的第二端连接，第一电阻3的第二端与电池2的第二极连接；
用于控制控制开关1在导通状态和断开状态之间切换的控制电路4，与控制开关1连接；
电压采样电路5，电压采样电路5接设于控制开关1的第一端与第一电阻3的第二端之间；
其中，控制开关1的第一端与电池2的第一极相连接的连接线路上设置有第二电阻6；和/或
第一电阻3的第二端与电池2的第二极相连接的连接线路上设置有第三电阻7。
在本实施例中，当控制开关1呈断开状态时，电压采样电路5采集的电压为电池2的电压；当控制开关1呈导通状态时，电压采样电路5采集的电压为第一电阻3的电压。这样，在电池均衡控制电路处于未工作状态，即控制开关1呈断开状态时，若获取到的电池2的电压与电池模组中其他电池的电压不一致，则可以通过电池均衡控制电路对电池2的电压进行均衡。在此，在对电池2的电压进行均衡的过程中，还可以判断电池均衡控制电路是否处于正常工作状态，即是否存在异常。具体的，在对电池2的电压进行均衡前，即控制控制开关1呈导通状态前，可以先根据需要均衡得到的均衡电压和均衡电阻(第一电阻)计算得到流经电池均衡控制电路的预设电流，然后计算得到流经电池均衡控制电路的实际电流，并通过判断预设电流和实际电流是否相同来判断电池均衡控制电路是否处于正常工作状态，即是否存在异常。当然，若预设电流和实际电流相同，说明电池均衡控制电路不存在异常，若预设电流和实际电流不相同，则说明电池均衡控制电路存在异常。
例如，假设电池的电压为3V，电池均衡控制电路需要得到的均衡电压为2.8V，第一电阻3的阻值为10欧，则此时计算得到流经电池均衡控制电路的预设电流为0.28A。这样，当控制控制开关1呈导通状态时，在电池均衡控制电路无任何异常情况的前提下，流经电池均衡控制电路的电流为0.28A，且能够得到所需要的均衡电压2.8V。然后通过计算得到流经电池均衡控制电路的实际电流是否为0.28A，此时，在电池的电压和第一电阻的电压已知的情况下，可以获取该电池均衡控制电路中剩余电阻(第二电阻6和/或第三电阻7)的电压，从而在剩余电阻的电压和剩余电阻的阻值已知的情况下，可以计算得到流经整个电池均衡控制电路的实际电流。此时，若计算得到的实际电流为0.28A，则说明电池均衡控制电路未存在异常，处于正常工作状态；当然若计算得到的实际电流不是0.28A，则说明电池均衡控制电路存在异常，处于不正常工作状态，即电池均衡控制电路中可能存在电路开路、控制开关有异常或第一阻值存在漂移等问题。
这样，本实施例通过在控制开关的第一端与电池的第一极相连接的连接线路上设置第二电阻，和/或在第一电阻的第二端与电池的第二极相连接的连接线路上设置第三电阻，使得该电池均衡控制电路能够检测得到电池均衡控制电路的实际电流，从而使得能够通过判断实际电流和预设电流是否相同来判断电池均衡控制电路是否存在异常，以及判断第一电阻是否存在阻值漂移，解决了现有技术中不能测得电池均衡电路中的实际电流以及不能有效诊断电池均衡电路的异常状态和均衡电阻是否存在阻值漂移的问题。
此外，进一步地，第二电阻6的阻值可以为第一电阻3的阻值的1％～5％，第三电阻7的阻值为第一电阻3的阻值的1％～5％。可选地，第二电阻6的阻值可以为50毫欧～200毫欧，第三电阻7的阻值可以为50毫欧～200毫欧。具体的，第二电阻的阻值可以为100毫欧，第三电阻的阻值可以为100毫欧。这样，第二电阻和第三电阻所得到的分压均不会太大，从而使得第二电阻和第三电阻的设置不会影响到电池均衡控制电路对电池电压的均衡，保证了电池均衡控制电路对电池电压的正常均衡。
第二实施例：
如图2所示，为本发明的第二实施例中电池均衡控制电路的检测方法的步骤流程图，该电池均衡控制电路的检测方法应用于第一实施例中的电池均衡控制电路，该检测方法包括：
步骤201，向控制电路输出第一控制信号，使控制电路控制控制开关呈断开状态，获取电压采样电路所采集的第一电压值。
在本步骤中，具体的，在检测电池均衡控制电路时，可以先控制电池均衡控制电路处于未工作状态，即可以先向电池均衡控制电路中的控制电路输出第一控制信号，以使控制电路控制控制开关呈断开状态，此时获取电压采样电路所采集的第一电压值。
具体的，控制开关呈断开状态时，电池均衡控制电路处于未工作状态，此时电压采样电路所采集的第一电压值为电池电压。
步骤202，向控制电路输出第二控制信号，使控制电路控制控制开关呈导通状态，获取电压采样电路所采集的第二电压值。
在本步骤中，具体的，在需要对电池进行电压均衡时，可以控制电池均衡控制电路处于工作状态，即可以向控制电路输出第二控制信号，以使控制电路控制控制开关呈导通状态，此时获取电压采样电路所采集的第二电压值。
具体的，控制开关呈导通状态时，电池均衡控制电路处于工作状态，此时电压采样电路所采集的第二电压值为第一电阻的电压值。
步骤203，根据第一电压值和第二电压值，计算得到控制开关呈闭合状态时，电池均衡控制电路的实际电流。
在本步骤中，具体的，由于第一电压值为电池的电压值，第二电压值为控制开关呈闭合状态时，所测得的第一电阻的电压值，因此可以通过第一电压值和第二电压值计算得到电池均衡控制电路中剩余电阻(第二电阻和/或第三电阻)所分压得到的电压值，然后再结合剩余电阻的阻值，可计算得到控制开关呈闭合状态时，即电池均衡控制电路处于工作状态时，电池均衡控制电路的实际电流。
具体的，在根据第一电压值和第二电压值，计算得到控制开关呈闭合状态时，电池均衡控制电路的实际电流时，可以根据第一电压值和第二电压值，计算得到第一电压值和第二电压值的差值；然后计算差值与电池均衡控制电路中除第一电阻外的剩余电阻的阻值的比值，并将差值与电池均衡控制电路中除第一电阻外的剩余电阻的阻值的比值记录为实际电流；其中，电池均衡控制电路中除第一电阻外的剩余电阻包括第二电阻和/或第三电阻。
步骤204，判断实际电流和电池均衡控制电路的预设电流是否相同，得到判断结果，并根据判断结果，检测电池均衡控制电路是否存在异常。
在本步骤中，可以判断计算得到的实际电流和电池均衡控制电路的预设电流是否相同，并根据判断结果检测电池均衡控制电路是否存在异常。具体的，预设电流为电池均衡控制电路所需均衡得到的均衡电压和第一电阻的阻值的比值。
可选地，在根据判断结果，检测电池均衡控制电路是否存在异常时，当判断结果为实际电流和预设电流相同时，电池均衡控制电路不存在异常；当判断结果为实际电流和预设电流不相同时，电池均衡控制电路存在异常。
具体的，在本实施例中，当控制电路控制控制开关呈断开状态，即电池均衡控制电路处于未工作状态时，获取到的电压采样电路所采集的第一电压值为电池的电压，此时若检测到电池的电压与电池模组中其他电池的电压不一致，则可以通过电池均衡控制电路对电池的电压进行均衡。在此，在对电池的电压进行均衡的过程中，还可以判断电池均衡控制电路是否处于正常工作状态，即是否存在异常。具体的，在对电池的电压进行均衡前，即控制控制开关呈导通状态前，可以先根据需要均衡得到的均衡电压和均衡电阻(第一电阻)计算得到流经电池均衡控制电路的预设电流，然后计算得到流经电池均衡控制电路的实际电流，并通过判断预设电流和实际电流是否相同来判断电池均衡控制电路是否处于正常工作状态，即是否存在异常。当然，若预设电流和实际电流相同，说明电池均衡控制电路不存在异常，若预设电流和实际电流不相同，则说明电池均衡控制电路存在异常。
例如，假设电池的电压为3V，电池均衡控制电路需要得到的均衡电压为2.8V，第一电阻的阻值为10欧，则此时计算得到流经电池均衡控制电路的预设电流为0.28A。这样，当控制控制开关呈导通状态时，在电池均衡控制电路无任何异常情况的前提下，流经电池均衡控制电路的电流为0.28A，且能够得到所需要的均衡电压2.8V。然后通过计算得到流经电池均衡控制电路的实际电流是否为0.28A，此时，在电池的电压和第一电阻的电压已知的情况下，可以获取该电池均衡控制电路中剩余电阻(第二电阻和/或第三电阻)的电压，从而在剩余电阻的电压和剩余电阻的阻值已知的情况下，可以计算得到流经整个电池均衡控制电路的实际电流。此时，若计算得到的实际电流为0.28A，则说明电池均衡控制电路未存在异常，处于正常工作状态；当然若计算得到的实际电流不是0.28A，则说明电池均衡控制电路存在异常，处于不正常工作状态，即电池均衡控制电路中可能存在电路开路、控制开关有异常或第一阻值存在漂移等问题。
本实施例通过获取电池均衡控制电路中控制开关呈断开状态时的第一电压值和控制开关呈导通状态时的第二电压值，并通过判断根据第一电压值和第二电压值计算得到的电池均衡控制电路的实际电流和预设电流是否相同，来检测电池均衡控制电路是否存在异常，使得能够检测得到电池均衡控制电路的实际电流，从而使得能够通过判断实际电流和预设电流是否相同来判断电池均衡控制电路是否存在异常，以及判断第一电阻是否存在阻值漂移，解决了现有技术中不能测得电池均衡电路中的实际电流以及不能有效诊断电池均衡电路的异常状态和均衡电阻是否存在阻值漂移的问题。
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。

Claims (8)

1.一种电池均衡控制电路，其特征在于，包括：
控制开关，所述控制开关的第一端与电池模组的其中一电池的第一极连接，且所述控制开关包括导通状态和断开状态；
第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述控制开关的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述电池的第二极连接；
用于控制所述控制开关在导通状态和断开状态之间切换的控制电路，与所述控制开关连接；
电压采样电路，所述电压采样电路接设于所述控制开关的第一端与所述第一电阻的第二端之间；
其中，所述控制开关的第一端与所述电池的第一极相连接的连接线路上设置有第二电阻；和/或
所述第一电阻的第二端与所述电池的第二极相连接的连接线路上设置有第三电阻；
其中，根据控制开关呈断开状态时电压采样电路采集的电压，以及控制开关呈导通状态时电压采样电路采集的电压，计算得到流经电池均衡控制电路的实际电流；
通过判断实际电流和预设电流是否相同来判断电池均衡控制电路是否存在异常。
2.根据权利要求1所述的电池均衡控制电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的1％～5％。
3.根据权利要求1所述的电池均衡控制电路，其特征在于，所述第三电阻的阻值为所述第一电阻的阻值的1％～5％。
4.根据权利要求1所述的电池均衡控制电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值为50毫欧～200毫欧。
5.根据权利要求1所述的电池均衡控制电路，其特征在于，所述第三电阻的阻值为50毫欧～200毫欧。
6.一种电池均衡控制电路的检测方法，应用于如权利要求1至5任一项所述的电池均衡控制电路，其特征在于，所述检测方法包括：
向所述控制电路输出第一控制信号，使所述控制电路控制所述控制开关呈断开状态，获取所述电压采样电路所采集的第一电压值；
向所述控制电路输出第二控制信号，使所述控制电路控制所述控制开关呈导通状态，获取所述电压采样电路所采集的第二电压值；
根据所述第一电压值和所述第二电压值，计算得到所述控制开关呈闭合状态时，所述电池均衡控制电路的实际电流；
判断所述实际电流和电池均衡控制电路的预设电流是否相同，得到判断结果，并根据所述判断结果，检测所述电池均衡控制电路是否存在异常；其中，所述预设电流为所述电池均衡控制电路所需均衡得到的均衡电压和所述第一电阻的阻值的比值。
7.根据权利要求6所述的电池均衡控制电路的检测方法，其特征在于，所述根据所述第一电压值和所述第二电压值，计算得到所述控制开关呈闭合状态时，所述电池均衡控制电路的实际电流的步骤，包括：
根据所述第一电压值和所述第二电压值，计算得到所述第一电压值和所述第二电压值的差值；
计算所述差值与所述电池均衡控制电路中除所述第一电阻外的剩余电阻的阻值的比值，并将所述差值与所述电池均衡控制电路中除所述第一电阻外的剩余电阻的阻值的比值记录为所述实际电流；其中，所述电池均衡控制电路中除所述第一电阻外的剩余电阻包括第二电阻和/或第三电阻。
8.根据权利要求6所述的电池均衡控制电路的检测方法，其特征在于，所述根据所述判断结果，检测所述电池均衡控制电路是否存在异常的步骤，包括：
当所述判断结果为所述实际电流和所述预设电流相同时，所述电池均衡控制电路不存在异常；
当所述判断结果为所述实际电流和所述预设电流不相同时，所述电池均衡控制电路存在异常。
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