电池管理系统的检测方法及装置与流程

1.本发明涉及车联网领域，具体而言，涉及一种电池管理系统的检测方法及装置。


背景技术：

2.电池管理系统的电芯内短路是引发动力电池热失控的主要原因之一，因此，对存在内短路隐患的电芯进行快速准确的检测和识别变得及为重要。目前，电池管理系统内短路的预警方法通常都集中在单体电压最值、电压变化速率的判断，或检测电芯自放电速率。但以上方法很容易受采样精度和采样失效影响，存在误报风险，这就导致对电池管理系统进行内短路检测的检测准确率低。
3.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种电池管理系统的检测方法及装置，以至少解决相关技术中对电池管理系统进行内短路检测的检测准确率低的技术问题。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电池管理系统的检测方法，包括：确定电池管理系统的工作模式；响应于工作模式为上电启动模式，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路；响应于工作模式为休眠唤醒模式，对电池管理系统进行唤醒，并基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，其中，电池内阻是利用电池管理系统的等效电路模型基于电池管理系统状态数据确定的，电池管理系统状态数据至少包括：电池管理系统的单体电压、温度以及电流。
6.可选地，基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，包括：响应于电池管理系统唤醒成功，获取电池管理系统的当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压以及历史电压信号，其中，当前单体电压用于表征电池管理系统在当期周期的单体电压，当前电压信号用于表征当前单体电压的电压信号，历史单体电压用于表征电池管理系统在上一周期的单体电压，历史电压信号用于表征历史单体电压的电压信号；基于当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压和历史电压信号，预测电池管理系统是否存在发生内短路的风险；响应于电池管理系统存在发生内短路的风险，基于电池外特性构建等效电路模型；利用等效电路模型确定电池内阻；基于电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路。
7.可选地，基于当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压和历史电压信号，预测电池管理系统是否存在发生内短路的风险，包括：获取历史单体电压与当前单体电压的差，得到电压差值；响应于电压差值大于或等于预设差值，且历史电压信号和当前电压信号均为有效信号，确定电池管理系统存在发生内短路的风险；响应于电压差值小于预设差值，或历史电压信号或当前电压信号均为无效信号，确定电池管理系统不存在发生内短路的风险。
8.可选地，基于电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，包括：响应于电池内
阻小于或等于预设内阻，确定电池管理系统发生内短路；响应于电池内阻大于预设内阻，确定电池管理系统未发生内短路。
9.可选地，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路，包括：获取单体电压；基于单体电压，确定电池管理系统的电压变化速率、最小单体电压以及电压变化速率的持续时间；响应于电压变化速率大于或等于预设速率值，且最小单体电压大于或等于预设阈值，且持续时间大于或等于预设时间，确定电池管理系统发生内短路；响应于电压变化速率小于预设速率值，或最小单体电压小于预设阈值，或持续时间小于预设时间，确定电池管理系统未发生内短路。
10.可选地，获取单体电压，包括：获取电池管理系统的电压信号；响应于电压信号有效，获取电池管理系统的单体电压。
11.可选地，该方法还包括：响应于电池管理系统的唤醒周期等于预设周期，确定电池管理系统唤醒成功；响应于电池管理系统的唤醒周期不等于预设周期，确定电池管理系统未唤醒成功。
12.可选地，该方法还包括：响应于电池管理系统未唤醒成功，禁止电池管理系统进行检测。
13.可选地，在确定电池管理系统的工作模式之前，该方法还包括：检测电池管理系统的传感器是否出现异常；响应于传感器正常，通过传感器获取电池管理系统的电压数据。
14.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池管理系统的检测装置，包括：确定模块，用于确定电池管理系统的工作模式；第一检测模块，用于响应于工作模式为上电启动模式，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路；第二检测模块，用于响应于工作模式为休眠唤醒模式，对电池管理系统进行唤醒，并基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，其中，电池内阻是利用电池管理系统的等效电路模型基于电池管理系统状态数据确定的，电池管理系统状态数据至少包括：电池管理系统的单体电压、温度以及电流。
15.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的方法。
16.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任意一项的方法。
17.在本发明实施例中，采用确定电池管理系统的工作模式；响应于工作模式为上电启动模式，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路；响应于工作模式为休眠唤醒模式，对电池管理系统进行唤醒，并基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路的方式。容易注意到的是，通过确定电池管理系统的工作模式，能够基于对应的工作模式采用对应的检测方法，达到了准确对电池管理系统进行检测的目的，从而实现了提高对电池管理系统进行检测的检测准确率的技术效果，进而解决了相关技术中对电池管理系统进行内短路检测的检测准确率低的技术问题。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发
明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1是根据本发明实施例的一种电池管理系统的检测方法的流程图；
20.图2是根据本发明实施例的一种可选的上电启动模式的检测方法的流程图；
21.图3是根据本发明实施例的一种可选的休眠唤醒模式的检测方法的流程图；
22.图4是根据本发明实施例的一种电池管理系统的检测装置的示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.实施例1
26.根据本发明实施例，提供了一种电池管理系统的检测方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
27.图1是根据本发明实施例的一种电池管理系统的检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
28.步骤s102，确定电池管理系统的工作模式。
29.上述的电池管理系统，可以是任意一种新能源车辆中的电池管理系统，其中，电池管理系统用于连接新能源车辆的动力电池、整车系统和电机，能够保障动力电池正常、可靠和高效工作。上述的工作模式可以包括但不限于：上电启动模式、下电模式、休眠唤醒模式。
30.在一种可选的实施例中，当需要对新能源车辆的电池管理系统进行内短路检测时，首先可以通过整车控制器确定电池管理系统的工作模式。需要说明的是，确定电池管理系统的工作模式不仅限于整车控制器，还可以是任意一种或多种能够确定电池管理系统的工作模式的处理器、模块、装置或系统。
31.步骤s104，响应于工作模式为上电启动模式，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路。
32.上述的单体电压，可以是电池管理系统中动力电池中的电芯对应的电压。
33.在一种可选的实施例中，当确定电池管理系统的工作模式为上电启动模式后，首先可以获取电池管理系统的单体电压，其次可以基于单体电压检测电池管理系统是否发生
内短路。例如，可以获取电池管理系统上一周期的单体电压和当前周期的单体电压，然后获取单体电压差值，基于差值确定电池管理系统是否发生短路。又例如，还可以得到当前周期内单体电压的变化速率，基于变化速率确定电池管理系统是否发生短路。又例如，还可以将当前周期的单体电压与预设电压阈值进行比较，基于比较结果确定电池管理系统是否发生短路，其中，预设电压阈值可以是用户提前设置的表明电池管理系统发生内短路的电压值，但不仅限于此。
34.步骤s106，响应于工作模式为休眠唤醒模式，对电池管理系统进行唤醒，并基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，其中，电池内阻是利用电池管理系统的等效电路模型基于电池管理系统状态数据确定的，电池管理系统状态数据至少包括：电池管理系统的单体电压、温度以及电流。
35.在一种可选的实施例中，当确定电池管理系统的工作模式为休眠唤醒模式后，首先可以通过时钟芯片基于唤醒周期对电池管理系统进行唤醒，其次获取电池管理系统的单体电压和电池内阻，然后可以基于单体电压和电池内阻检测电池管理系统是否发生内短路。例如，首先可以将单体电压与预设电压阈值进行对比得到对比结果，其次可以基于对比结果确定是否基于电池内阻检测电池管理系统是否发生内短路。又例如，还可以同时将单体电压与预设电压阈值进行对比得到第一对比结果，将电池内阻与预设内阻值进行对比得到第二对比结果，最后可以基于第一对比结果和第二对比结果确定电池管理系统是否发生内短路，但不仅限于此。
36.需要说明的是，当通过时钟芯片基于唤醒周期对电池管理系统进行唤醒后，获取电池管理系统的单体电压的同时，可以通过通信模块同步将电池管理系统状态数据上传至云端，云端可以通过提前构建的等效电路模型，基于电池管理系统状态数据计算得到电池内阻，并将电池内阻返回给车辆，其中，电池管理系统状态数据至少包括：电池管理系统的单体电压、温度以及电流。
37.在本发明实施例中，采用确定电池管理系统的工作模式；响应于工作模式为上电启动模式，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路；响应于工作模式为休眠唤醒模式，对电池管理系统进行唤醒，并基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路的方式。容易注意到的是，通过确定电池管理系统的工作模式，能够基于对应的工作模式采用对应的检测方法，达到了准确对电池管理系统进行检测的目的，从而实现了提高对电池管理系统进行检测的检测准确率的技术效果，进而解决了相关技术中对电池管理系统进行内短路检测的检测准确率低的技术问题。
38.可选地，基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，包括：响应于电池管理系统唤醒成功，获取电池管理系统的当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压以及历史电压信号，其中，当前单体电压用于表征电池管理系统在当期周期的单体电压，当前电压信号用于表征当前单体电压的电压信号，历史单体电压用于表征电池管理系统在上一周期的单体电压，历史电压信号用于表征历史单体电压的电压信号；基于当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压和历史电压信号，预测电池管理系统是否存在发生内短路的风险；响应于电池管理系统存在发生内短路的风险，基于电池外特性构建等效电路模型；利用等效电路模型确定电池内阻；基于电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路。
39.在一种可选的实施例中，当判断电池管理系统唤醒成功后，首先可以获取电池管理系统的当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压以及历史电压信号，并同步将当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压以及历史电压信号发送至云端，其次可以基于获取到的当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压以及历史电压信号，预测电池管理系统是否存在发生短路的风险。例如，首先可以将当前单体电压与历史单体电压进行对比得到第一对比结果，并判断当前电压信号与历史电压信号是否有效得到判断结果，然后可以基于第一对比结果和判断结果预测电池管理系统是否存在发生内短路的风险。又例如，可以获取当前单体电压与历史单体电压的差值，并判断当前电压信号与历史电压信号是否有效得到判断结果，然后可以基于差值和判断结果预测电池管理系统是否存在发生内短路的风险。当预测电池管理系统存在发生内短路的风险后，云端可以基于电池外特性构建等效电路模型，并基于等效电路模型确定电池管理系统的电池内阻，然后将电池内阻返回给车辆，最后车辆可以基于电池内阻预测电池管理系统是否发生内短路。例如，可以将电池内阻与预设内阻值进行对比得到对比结果，最后可以基于对比结果确定电池管理系统是否发生内短路，但不仅限于此。
40.可选地，基于当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压和历史电压信号，预测电池管理系统是否存在发生内短路的风险，包括：获取历史单体电压与当前单体电压的差，得到电压差值；响应于电压差值大于或等于预设差值，且历史电压信号和当前电压信号均为有效信号，确定电池管理系统存在发生内短路的风险；响应于电压差值小于预设差值，或历史电压信号或当前电压信号均为无效信号，确定电池管理系统不存在发生内短路的风险。
41.上述的预设差值可以是用户提前设置的电压值，用于判断电池管理系统的压差是否过大。
42.在一种可选的实施例中，可以通过以下公式得到电压差值：
[0043]vdiff
＝|v
front-v
last
|，
[0044]
其中，v
diff
为电压差值，v
front
为历史单体电压，v
last
为当前单体电压，丨丨为取绝对值。
[0045]
在另一种可选的实施例中，当获取到电压差值后，首先可以将电压差值与预设差值进行对比，其次当确定电压差值大于或等于预设差值，且当前电压信号和历史电压信号均为有效时，表示电池管理系统的压差过大，此时可以表明电池管理系统存在发生内短路的风险；当确定电压差值小于预设差值，且当前电压信号和历史电压信号均为有效时，表示电池管理系统的压差正常，此时可以表明电池管理系统不存在发生内短路的风险。
[0046]
可选地，基于电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，包括：响应于电池内阻小于或等于预设内阻，确定电池管理系统发生内短路；响应于电池内阻大于预设内阻，确定电池管理系统未发生内短路。
[0047]
上述的预设内阻可以是用户提前设置的内阻值，用于判断电池管理系统是否发生内短路。
[0048]
在一种可选的实施例中，当车辆接收到云端返回的电池内阻后，可以将电池内阻与预设内阻进行对比，当确定电池内阻小于或等于预设内阻时，可以确定电池管理系统发生内短路，当确定电池内阻大于预设内阻时，可以确定电池管理系统未发生内短路。
[0049]
可选地，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路，包括：获取单体电压；基于单体电压，确定电池管理系统的电压变化速率、最小单体电压以及电压变化速率的持续时间；响应于电压变化速率大于或等于预设速率值，且最小单体电压大于或等于预设阈值，且持续时间大于或等于预设时间，确定电池管理系统发生内短路；响应于电压变化速率小于预设速率值，或最小单体电压小于预设阈值，或持续时间小于预设时间，确定电池管理系统未发生内短路。
[0050]
上述的电压变化速率可以是在一个采样周期内的单体电压的变化速率。上述的预设阈值可以是用户提前设置的，在一个采样周期内的单体电压的最小值。上述的预设速率值可以是用户提前设置的速率值。上述的预设时间可以是用户提前设置的电压变化速率保持时间。
[0051]
在一种可选的实施例中，可以通过以下公式确定电池管理系统的电压变化速率：
[0052][0053]
其中，v
rate
为电压变化速率，v1表示上一个采样周期的单体电压，v2表示当前采样周期的单体电压，δt表示一个采样周期。
[0054]
在另一种可选的实施例中，在获取到单体电压后，可以得到电池管理系统的电压变化速率、最小单体电压以电压变化速率的持续时间，然后可以将电压变化速率与预设速率值进行比较，将最小单体电压与预设阈值进行比较，以及将电压变化速率的持续时间与预设阈值进行比较，当确定电压变化速率大于或等于预设速率值，且最小单体电压大于或等于预设阈值，且持续时间大于或等于预设时间时，可以确定电池管理系统发生内短路；当确定电压变化速率小于预设速率值，或最小单体电压小于预设阈值，或持续时间小于预设时间时，可以确定电池管理系统未发生内短路。
[0055]
可选地，获取单体电压，包括：获取电池管理系统的电压信号；响应于电压信号有效，获取电池管理系统的单体电压。
[0056]
在一种可选的实施例中，首先可以获取电池管理系统的电压信号，其次可以判断电压信号是否有效，当确定电压信号有效时，此时可以获取电池管理系统的单体电压。
[0057]
可选地，该方法还包括：响应于电池管理系统的唤醒周期等于预设周期，确定电池管理系统唤醒成功；响应于电池管理系统的唤醒周期不等于预设周期，确定电池管理系统未唤醒成功。
[0058]
上述的预设周期可以是用户提前设置的唤醒周期。
[0059]
在一种可选的实施例中，当时钟芯片唤醒电池管理系统后，首先可以判断唤醒周期是否等于预设周期，当确定电池管理系统的唤醒周期等于预设周期，可以确定电池管理系统唤醒成功；当确定电池管理系统的唤醒周期不等于预设周期，可以确定电池管理系统未唤醒成功。
[0060]
可选地，该方法还包括：响应于电池管理系统未唤醒成功，禁止电池管理系统进行检测。
[0061]
在另一种可选的实施例中，当确定电池管理系统未唤醒成功后，为了避免在休眠状态下频繁触发内短路检测，此时可以禁止电池管理系统进行检测。
[0062]
可选地，在确定电池管理系统的工作模式之前，该方法还包括：检测电池管理系统
的传感器是否出现异常；响应于传感器正常，通过传感器获取电池管理系统的电压数据。
[0063]
在一种可选的实施例中，为了确保获取到的单体电压准确，在进行检测之前，首先可以对电池管理系统的传感器进行检测，以确认传感器是否出现异常，例如，可以检测传感器是否有供电异常故障，是否有电池数据异常故障，内短路判断校验模块以及云端内短路校验模块是否能够发出有效性信号，但不仅限于此。当确定传感器正常，可以通过传感器获取电池管理系统的电压数据。
[0064]
本发明提供了一种内短路检测方法，该方法包括以下步骤：
[0065]
步骤s1，当电池管理系统处于正常上电启动模式时，采集计算电池数据，采集全部单体电芯的电压数据，对单体电压采集模块进行初始化诊断，判断是否出现单体电压验证信号无效，同时输出所有单体电压验证状态信号给内短路校验模块。
[0066]
其中，初始化诊断包括：对传感器是否有供电异常故障，是否有电池数据异常故障，以及内短路判断校验模块有效性信号、云端内短路校验模块有效性信号，判断是否有内短路风险并进行提示和预警。
[0067]
步骤s2，若单体电压采集模块采集的电压有效，则使能内短路判断模块，判断方法：实时监测所述动力电池每一个电芯的电压变化情况，监测每一个单体的实时电压值并计算单体最小电压值以及单个采样周期内的电压变化速率；若采集的电压无效则不进行内短路判断。
[0068]
其中，判断方法中包括如下三个判断条件：
[0069]
第一判别条件：电池电压验证信号表示有效；
[0070]
第二判别条件：任何一个单体电压将至单体电压下限阈值；
[0071]
第三判别条件：同一个单体电压下降率大于压降速率阈值，并且保持时间达到或超过时间阈值。
[0072]
其中，当同时满足第一判别条件、第二判别条件以及第三判别条件时，可以确定动力电池存在内短路。
[0073]
步骤三、当电池管理系统处于自休眠状态时，时钟芯片定时唤醒启动模式，实时检测所有单体电压状态，并将检测的电池单体电压数据发给单元存储模块进行存储。
[0074]
其中，电池管理系统状态可分为初始化状态、交流充电状态、直流充电状态、换电状态等,电池管理系统具备定时唤醒功能，在固定时间对电池管理系统进行定时唤醒，保证电池在休眠状态时，仍可以在固定条件下，对电池内短路进行检测。同时，系统应保证存储功能的可实现，系统先检测唤醒源信号，若唤醒源信号满足rtc(实时时钟芯片)自唤醒条件以后，继续判断时间阈值条件,当唤醒以后时间达到阈值时，触发存储功能，进行第一次单体电压数据存储，时钟芯片计时模块继续进行计时，当从上一次触发存储功能开始计时，达到相同时间间隔时，单体电压有效性表示有效时，记录当前时刻所有单体电压值并读取上次存储的单体电压值进行同一单体电压差进行计算；当自唤醒条件不满足时，不触发电压数据存储功能。
[0075]
步骤四、根据步骤三中检测到的单体电压验证信号状态及所有单体电压数值，比较时钟芯片前后两次固定唤醒时间的单体电压验证状态及计算同一单体前后电压差，当两次采集到的同一单体电压差大于压差阈值且两次测量的单体电压验证信号表示“有效”时，预测存在发生内短路风险。
[0076]
需要说明的是，当任意单体压差大于压差阈值时，压差过大标志置1；如果压差不满足阈值，压差过大标志置0。当唤醒时间不足固定唤醒时间时不进行内短路预测,严格控制内短路故障判断条件，防止在休眠状态下频繁触发内短路校验。
[0077]
步骤五、对步骤四中的唤醒模式进行区分，当唤醒时间不足上述固定唤醒时间时不进行内短路预测。
[0078]
步骤六、通过制作内短路电池以及在云端布置内短路的等效电路模型，能够得到电池在真实内短路时的内阻，通过在云端布置电池内短路阻值辨识模块，在云端同步进行内短路电阻的监控校验。
[0079]
其中，选用与车端相同的电池数据发送至云端，通过预先制作内短路电池，在电池内部触发真正的内短路，能够得到电池在真实内短路时的内阻，同时，内短路电池的等效电路模型是根据无内短电池建立，采用电压与云端内短路辨识结果进行内短路校验，云端校验开启条件包括云端单体电压特征校验信号与绝缘验证信号有效性标志表示有效。
[0080]
步骤七、内短路监控模块接收同一单体电压压差数据、电池数据、以及内短路特征校验有效性信号、云端内短路监控有效性信号，同时对是否有内短路发生进行监控，并进行相应的预警与提示。在电池内部触发真正的内短路，进而获得内短路过程的真实阻值，同时，根据无内短路电池建立内短路电池的等效电路模型，提高内短路阻值的辨识精度。
[0081]
其中，通过辨识电池内阻与提前获得电池实际情况下内短路的阻值进行比较，校验是否发生内短路。
[0082]
图2是根据本发明实施例的一种可选的上电启动模式的检测方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
[0083]
步骤s21，判断电池电压信号是否表示有效，若是，进入步骤s22，若否，进入步骤s26；
[0084]
步骤s22，判断任何一个单体电压是否降至单体电压下限阈值，若是，进入步骤s23，若否，进入步骤s25；
[0085]
步骤s23，判断同一个单体电压下降速率是否大于或等于速率阈值，且保持时间是否大于或等于时间阈值，若是，进入步骤s24，若否，进入步骤s25；
[0086]
步骤s24，确定发生内短路；
[0087]
步骤s25，确定未发生内短路；
[0088]
步骤s26，结束。
[0089]
图3是根据本发明实施例的一种可选的休眠唤醒模式的检测方法的流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
[0090]
步骤s31，获取时钟芯片前后两次固定唤醒时间的单体电压验证状态并且计算同一单体电压差值；
[0091]
步骤s32，判断两次测量的单体电压信号是否表示有效，若是，进入步骤s33，若否，进入步骤s37；
[0092]
步骤s33，判断两次测量的同一单体电压差是否大于或等于预设阈值，若是，进入步骤s34，若否，进入步骤s37；
[0093]
步骤s34，云端内短路阻值辨识与校验：根据无内短路电池建立内短路电池的等效电路模型，计算得到内短路电池的内短路内阻，云端同步进行内短路电阻的监控校验；
[0094]
步骤s35，判断内阻是否小于或等于预设内阻，若是，进入步骤s36，若否，进入步骤s37；
[0095]
步骤s36，确定发生内短路；
[0096]
步骤s37，确定未发生内短路；
[0097]
步骤s38，结束。
[0098]
(1)实时采集单体电压值信号，单体电压有效性信号，对分布式电池管理系统菊花链采集功能进行诊断是否出现故障；当电池管理系统处于正常上电启动模式时，采集计算电池数据，采集全部单体电芯电压数据，对单体电压采集模块进行初始化诊断，判断是否出现单体电压验证信号无效。
[0099]
(2)当电池管理系统处于正常上电启动模式时，采集计算电池数据，采集全部单体电芯电压数据，对单体电压采集模块进行初始化诊断，判断是否出现单体电压验证信号无效，若出现电压信号无效则上至报单体电压监控模块进行诊断。
[0100]
(3)若单体电压采集模块采集的电压有效，则使能内短路判断模块，判断方法：实时监测所述动力电池每一个电芯的电压变化情况，主要包括计算单体电芯电压最小值，监测每一个单体的实时电压值以及单个采样周期内的电压变化速率；其中单个采样周期内的电压变化速率v1是前一周期的电压采样值，v2是当前周期电压采样值，动力电池内短路根据电压检测方法：检查是否满足第一判别条件：电池电压验证信号表示“有效”；检查是否满足第二判别条件：任何一个单体电压降至单体电压下限阈值；检查是否满足第三判别条件：同一个单体电压下降率大于压降速率阈值，并且保持时间达到或超过时间阈值。当同时满足所诉第一判别条件、所述第二判别条件、所述第三判别条件，则确定所述动力电池存在内短路。
[0101]
(4)检测电池管理系统状态，当电池管理系统处于自休眠状态时，时钟芯片每隔4小时进入唤醒启动模式，当进入唤醒模式以后4小时时间间隔，开始检测所有单体电压状态，并将检测的压力数值发给单元存储模块进行存储，持续时间再过4小时以后，再次定时唤醒电池管理系统，采集单体电压状态及实时电压值，当两次采集到的同一单体电压差大于压差阈值且两次测量的单体电压验证信号表示“有效”时，预测存在发生内短路风险。
[0102]
(5)当预测出发生预测内短路风险以后，通过在云端先建立无内短路电池的等效电路模型，再根据无内短路电池的模型参数建立内短路电池的等效电路模型，这样计算内短路内阻的方式能够避免其他干扰因素的影响。内短路内阻主要表现为电池的欧姆内阻，在实际应用中，可以制作不同的内短路卷芯，用于识别不同内短路类型。
[0103]
(6)云端的内短路监控通过对内短路的等效电路模型进行辨识，在云端同步进行内短路监控校验。内短路监控模块接收同一单体电压压差数据、电池数据、以及内短路特征校验有效性信号、云端内短路监控有效性信号，同时根据无内短路电池建立内短路电池的等效电路模型，提高内短路阻值的辨识精度，利用电化学设备测量内短路电池的交流阻抗，获得交流阻抗数据；根据交流阻抗数据和预先建立的内短路电池对应的等效电路模型，计算获得内短路电池的内短路内阻。根据预先建立的等效电路模型，计算所述内短路电池内阻，同时对是否有内短路发生进行监控，并进行相应的预警与提示。
[0104]
本发明提供了一种电池管理系统内短路监控方法。将正常启动上电模式内短路检
测与休眠唤醒模式下，内短路检测进行区分，正常启动模式下通过单体电压判断内短路的发生，能够快速准确、低成本实现动力电池内短路隐患的检测。整车休眠自唤醒模式下提供一种车-云协同的内短路检测判断方法，车端采用电压进行内短路风险预判，云端采用内短路电阻阻值校验，提高自休眠模式下内短路判断的准确性。大大减少了现有电池内短路监控方法存在的误报情况的发生。
[0105]
本发明的有益效果：
[0106]
(1)正常启动模式下通过监测单体电压最小值、单体电压下降速率来判断内短路的发生，能够快速准确、低成本实现动力电池内短路隐患的检测。
[0107]
(2)整车休眠自唤醒模式下提供一种车-云协同的内短路检测判断方法，车端采用固定时间间隔两次测量单体电压进行内短路风险预判，云端采用内短路电阻阻值校验，提高自休眠模式内短路判断的准确性。
[0108]
(3)对固定唤醒时间间隔的所有单体的电压进行压差计算，及两次唤醒时的单体电压验证信号进行校验，提升休眠模式下内短路检测的可靠性。
[0109]
本发明保护点1：一种电池管理系统内短路监控方法，包括如下步骤：
[0110]
步骤一、电池管理系统处于正常上电启动模式时，采集计算电池数据，采集全部单体电芯电压数据，对单体电压采集模块进行初始化诊断，判断是否出现单体电压验证信号无效，同时输出所有单体电压验证状态信号给内短路校验模块；
[0111]
步骤二、单体电压采集信号接入内短路判断模块，若单体电压采集模块采集的电压有效，则使能内短路判断模块，内短路判断方法：实时监测所述动力电池每一个电芯的电压变化情况，监测每一个单体的实时电压值并计算单体最小电压值v
min
以及单个采样周期内的电压变化速率v
rate
，检查是否满足第一判别条件：电池电压验证信号表示“有效”；检查是否满足第二判别条件：任何一个单体电压降至单体电压下限阈值；检查是否满足第三判别条件：同一个单体电压下降率大于压降速率阈值，并且保持时间达到或超过时间阈值。
[0112]
当同时满足所诉第一判别条件、所述第二判别条件、所述第三判别条件，则确定所述动力电池存在内短路，若采集的电压无效则不进行内短路判断。
[0113]
步骤三、当电池管理系统处于自休眠状态时，时钟芯片定时唤醒启动模式，实时检测所有单体电压状态，并将检测的电池单体电压数据发给单元存储模块进行存储；
[0114]
步骤四、根据步骤三中检测到的单体电压验证信号状态及所有单体电压数值，比较时钟芯片前后两次固定唤醒时间的单体电压验证状态及计算同一单体前后电压差，当两次采集到的同一单体电压差大于压差阈值且两次测量的单体电压验证信号表示“有效”时，预测存在发生内短路风险，将电池端判断模块与云端内短路判断模块进行校验，采用电压与云端内短路辨识结果进行内短路校验，云端校验开启条件包括云端单体电压特征校验信号与绝缘验证信号有效性标志表示有效。当唤醒时间不足上述固定唤醒时间时不进行内短路预测。
[0115]
本发明保护点2：一种电池管理系统正常上电启动模式下的内短路监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0116]
步骤一、电池管理系统处于正常上电启动模式时，采集计算电池数据，采集全部单体电芯电压数据，对单体电压采集模块进行初始化诊断；
[0117]
步骤二、单体电压采集信号接入内短路判断模块，若单体电压采集模块采集的电
压有效，则使能内短路判断模块，内短路判断方法：实时监测所述动力电池每一个电芯的电压变化情况，监测每一个单体的实时电压值并计算单体最小电压值v
min
以及单个采样周期内的电压变化速率v
rate
，检查是否满足第一判别条件：电池电压验证信号表示“有效”；检查是否满足第二判别条件：任何一个单体电压降至单体电压下限阈值；检查是否满足第三判别条件：同一个单体电压下降率大于压降速率阈值，并且保持时间达到或超过时间阈值。
[0118]
当同时满足所诉第一判别条件、所述第二判别条件、所述第三判别条件，则确定所述动力电池存在内短路，若采集的电压无效则不进行内短路判断。
[0119]
本发明保护点3：一种电池管理系统自休眠模式下的内短路监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0120]
步骤一、当电池管理系统处于自休眠状态时，时钟芯片定时唤醒启动模式，实时检测所有单体电压状态，并将检测的电池单体电压数据发给单元存储模块进行存储；
[0121]
步骤二、根据检测到的单体电压验证信号状态及所有单体电压数据，比较时钟芯片前后两次固定唤醒时间的单体电压验证状态及计算同一单体前后电压差，当两次采集到的同一单体电压差大于压差阈值且两次测量的单体电压验证信号表示“有效”时，预测存在发生内短路风险，将电池端判断模块与云端内短路判断模块进行校验，当两端判断内短路发生条件同时满足时，判断电池管理系统休眠情况下发生内短路，请求断开高压回路，即使故障条件消失，当前点火循环也不可恢复正常运行模式。当唤醒时间不足上述固定唤醒时间时不进行内短路预测。
[0122]
本发明保护点4：所述步骤四中单体电压差计算方法，并对所有单体压差是否超过阈值进行判断的方法：
[0123]
步骤四中同一单体电压差计算方法：
[0124]vdiff
＝|v
front-v
last
|，v
front
从存储模块读取的第一次唤醒时采集的单体电压值，v
last
为第二次唤醒时采集的单体电压值。当任意单体压差大于压差阈值时，压差过大标志置1；如果压差不满足阈值，压差过大标志置0。
[0125]
本发明保护点5：一种电池管理系统自休眠模式下的云端内短路电阻识别方法
[0126]
步骤一、内短路监控模块接收同一单体电压压差数据、电池数据、以及内短路特征校验有效性信号、云端内短路监控有效性信号，同时根据无内短路电池建立内短路电池的等效电路模型。
[0127]
步骤二、利用电化学设备测量内短路电池的交流阻抗，获得交流阻抗数据；根据交流阻抗数据和预先建立的内短路电池对应的等效电路模型，计算获得内短路电池的内短路内阻。
[0128]
步骤三、通过制作内短路电池以及在云端布置内短路的等效电路模型，能够得到电池在真实内短路时的内阻，通过在云端布置电池内短路阻值辨识模块，在云端同步进行内短路电阻的监控校验。
[0129]
实施例2
[0130]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池管理系统的检测装置，该装置可以执行上述实施例1中提供的电池管理系统的检测方法，具体实现方式和优选应用场景与上述实施例1相同，在此不做赘述。
[0131]
图4是根据本发明实施例的一种电池管理系统的检测装置的示意图，如图4所示，
该装置包括：确定模块42，用于确定电池管理系统的工作模式；第一检测模块44，用于响应于工作模式为上电启动模式，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路；第二检测模块46，用于响应于工作模式为休眠唤醒模式，对电池管理系统进行唤醒，并基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，其中，电池内阻是利用电池管理系统的等效电路模型基于电池管理系统状态数据确定的，电池管理系统状态数据至少包括：电池管理系统的单体电压、温度以及电流。
[0132]
可选地，第二检测模块包括：第一获取单元，用于响应于电池管理系统唤醒成功，获取电池管理系统的当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压以及历史电压信号，其中，当前单体电压用于表征电池管理系统在当期周期的单体电压，当前电压信号用于表征当前单体电压的电压信号，历史单体电压用于表征电池管理系统在上一周期的单体电压，历史电压信号用于表征历史单体电压的电压信号；第一预测单元，用于基于当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压和历史电压信号，预测电池管理系统是否存在发生内短路的风险；构建单元，用于响应于电池管理系统存在发生内短路的风险，基于电池外特性构建等效电路模型；第二预测单元，用于利用等效电路模型，预测得到电池内阻；检测单元，用于基于电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路。
[0133]
可选地，第一预测单元包括：第一获取子单元，用于获取历史单体电压与当前单体电压的差，得到电压差值；第一确定子单元，用于响应于电压差值大于或等于预设差值，且历史电压信号和当前电压信号均为有效信号，确定电池管理系统存在发生内短路的风险；第二确定子单元，用于响应于电压差值小于预设差值，或历史电压信号或当前电压信号均为无效信号，确定电池管理系统不存在发生内短路的风险。
[0134]
可选地，检测单元包括：第三确定子单元，用于响应于电池内阻小于或等于预设内阻，确定电池管理系统发生内短路；第四确定子单元，用于响应于电池内阻大于预设内阻，确定电池管理系统未发生内短路。
[0135]
可选地，第一检测模块包括：第二获取单元，用于获取单体电压；第一确定单元，用于基于单体电压，确定电池管理系统的电压变化速率、最小单体电压以及电压变化速率的持续时间；第二确定单元，用于响应于电压变化速率大于或等于预设速率值，且最小单体电压大于或等于预设阈值，且持续时间大于或等于预设时间，确定电池管理系统发生内短路；第三确定单元，用于响应于电压变化速率小于预设速率值，或最小单体电压小于预设阈值，或持续时间小于预设时间，确定电池管理系统未发生内短路。
[0136]
可选地，第二获取单元包括：第二获取子单元，用于获取电池管理系统的电压信号；第三获取子单元，用于响应于电压信号有效，获取电池管理系统的单体电压。
[0137]
可选地，该装置还包括：第一唤醒确定模块，用于响应于电池管理系统的唤醒周期等于预设周期，确定电池管理系统唤醒成功；第二唤醒确定模块，用于响应于电池管理系统的唤醒周期不等于预设周期，确定电池管理系统未唤醒成功。
[0138]
可选地，第二唤醒确定模块包括：禁止单元，用于响应于电池管理系统未唤醒成功，禁止电池管理系统进行检测。
[0139]
可选地，在确定电池管理系统的工作模式之前，该装置还包括：第三检测模块，用于检测电池管理系统的传感器是否出现异常；获取模块，用于响应于传感器正常，通过传感器获取电池管理系统的电压数据。
[0140]
实施例3
[0141]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的方法。
[0142]
实施例4
[0143]
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任意一项的方法。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0144]
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0145]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0146]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0147]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0148]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0149]
以上所述仅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技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种电池管理系统的检测方法，其特征在于，包括：确定电池管理系统的工作模式；响应于所述工作模式为上电启动模式，基于所述电池管理系统的单体电压，检测所述电池管理系统是否发生内短路；响应于所述工作模式为休眠唤醒模式，对所述电池管理系统进行唤醒，并基于所述电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测所述电池管理系统是否发生内短路，其中，所述电池内阻是利用所述电池管理系统的等效电路模型基于电池管理系统状态数据确定的，所述电池管理系统状态数据至少包括：所述电池管理系统的单体电压、温度以及电流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测所述电池管理系统是否发生内短路，包括：响应于所述电池管理系统唤醒成功，获取所述电池管理系统的当前单体电压、当前电压信号、历史单体电压以及历史电压信号，其中，所述当前单体电压用于表征所述电池管理系统在当期周期的单体电压，所述当前电压信号用于表征所述当前单体电压的电压信号，所述历史单体电压用于表征所述电池管理系统在上一周期的单体电压，所述历史电压信号用于表征所述历史单体电压的电压信号；基于所述当前单体电压、所述当前电压信号、所述历史单体电压和所述历史电压信号，预测所述电池管理系统是否存在发生内短路的风险；响应于所述电池管理系统存在所述发生内短路的风险，基于电池外特性构建所述等效电路模型；利用所述等效电路模型确定所述电池内阻；基于所述电池内阻，检测所述电池管理系统是否发生内短路。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述当前单体电压、所述当前电压信号、所述历史单体电压和所述历史电压信号，预测所述电池管理系统是否存在发生内短路的风险，包括：获取所述历史单体电压与所述当前单体电压的差，得到电压差值；响应于所述电压差值大于或等于预设差值，且所述历史电压信号和所述当前电压信号均为有效信号，确定所述电池管理系统存在所述发生内短路的风险；响应于所述电压差值小于所述预设差值，或所述历史电压信号或所述当前电压信号均为无效信号，确定所述电池管理系统不存在所述发生内短路的风险。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述电池内阻，检测所述电池管理系统是否发生内短路，包括：响应于所述电池内阻小于或等于预设内阻，确定所述电池管理系统发生内短路；响应于所述电池内阻大于所述预设内阻，确定所述电池管理系统未发生内短路。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述电池管理系统的单体电压，检测所述电池管理系统是否发生内短路，包括：获取所述单体电压；基于所述单体电压，确定所述电池管理系统的电压变化速率、最小单体电压以及所述电压变化速率的持续时间；响应于所述电压变化速率大于或等于预设速率值，且所述最小单体电压大于或等于预
设阈值，且所述持续时间大于或等于预设时间，确定所述电池管理系统发生内短路；响应于所述电压变化速率小于所述预设速率值，或所述最小单体电压小于所述预设阈值，或所述持续时间小于所述预设时间，确定所述电池管理系统未发生内短路。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述单体电压，包括：获取所述电池管理系统的电压信号；响应于所述电压信号有效，获取所述电池管理系统的单体电压。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述电池管理系统的唤醒周期等于预设周期，确定所述电池管理系统唤醒成功；响应于所述电池管理系统的唤醒周期不等于预设周期，确定所述电池管理系统未唤醒成功。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述电池管理系统未唤醒成功，禁止所述电池管理系统进行检测。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定电池管理系统的工作模式之前，所述方法还包括：检测所述电池管理系统的传感器是否出现异常；响应于所述传感器正常，通过所述传感器获取所述电池管理系统的电压数据。10.一种电池管理系统的检测装置，其特征在于，包括：确定模块，用于确定电池管理系统的工作模式；第一检测模块，用于响应于所述工作模式为上电启动模式，基于所述电池管理系统的单体电压，检测所述电池管理系统是否发生内短路；第二检测模块，用于响应于所述工作模式为休眠唤醒模式，对所述电池管理系统进行唤醒，并基于所述电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测所述电池管理系统是否发生内短路，其中，所述电池内阻是利用所述电池管理系统的等效电路模型基于电池管理系统状态数据确定的，所述电池管理系统状态数据至少包括：所述电池管理系统的单体电压、温度以及电流。

技术总结
本发明公开了一种电池管理系统的检测方法及装置。其中，该方法应用于车联网领域，包括：确定电池管理系统的工作模式；响应于工作模式为上电启动模式，基于电池管理系统的单体电压，检测电池管理系统是否发生内短路；响应于工作模式为休眠唤醒模式，对电池管理系统进行唤醒，并基于电池管理系统的单体电压和电池内阻，检测电池管理系统是否发生内短路，其中，电池内阻是利用电池管理系统的等效电路模型基于电池管理系统状态数据确定的，电池管理系统状态数据至少包括：电池管理系统的单体电压、温度以及电流。本发明解决了相关技术中对电池管理系统进行内短路检测的检测准确率低的技术问题。的技术问题。的技术问题。


技术研发人员：孙佳 张頔 刘轶鑫 刘永山 郎锦峰 翟一明 霍艳红 孙雪同 王晓玉
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/9