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CN118671611A - 用于诊断电池的装置和方法 - Google Patents

用于诊断电池的装置和方法 Download PDF

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CN118671611A
CN118671611A CN202311289653.1A CN202311289653A CN118671611A CN 118671611 A CN118671611 A CN 118671611A CN 202311289653 A CN202311289653 A CN 202311289653A CN 118671611 A CN118671611 A CN 118671611A
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voltage
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朴贤秀
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Kia Corp
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
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Abstract

本发明涉及用于诊断电池的装置和方法。所述用于诊断电池的装置包括：多个电池模块；感测单元，其分别一对一地与电池模块匹配，并且检测电池模块的电压；处理器，其配置为检测电池模块之中提供为替换的替换模块，基于检测到替换模块而进入第一诊断模式，以区分包括替换模块的替换组和包括电池模块之中除了替换模块以外的电池模块的参考组，并且配置为在第一诊断模式下，确定参考组的电池单元性能，并与参考组的电池单元性能分开确定替换组的电池单元性能。

Description

用于诊断电池的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2023年3月15日提交的韩国专利申请No.10-2023-0034065的优先权，该申请的全部内容合并于本文中用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及用于诊断电池的装置和方法，更具体地，涉及用于诊断电动车辆的电池的技术。
背景技术
利用电能作为动力源的环保车辆(例如，电动车辆或混合动力车辆)设置有用于存储和输出电能的电池。电池包括多个电池模块，并且每个电池模块可以包括多个电池单元。由于结构、电池单元之间的性能分布、劣化差异等导致电池单元之间发生电压偏差，并且电压偏差降低了电池的可用电力。因此，希望将电池模块的电压持续地保持在预定水平，以提高车辆电池的效率。
同时，当电池模块有缺陷时，某些模块可能会替换为新模块。当在替换了电池的某些模块之后诊断电池的状态时，由于替换的电池模块与现有电池模块之间的电压偏差，导致极有可能确定出电池模块处于异常状态。也就是说，当替换了某些电池模块时，由于模块之间的电压偏差，导致将电池系统整体确定为有缺陷，并且可能会不必要地产生警报。为了防止上述现象，当替换某些电池模块时，引起不便的原因在于在将电池设置在车辆中之前需要单独执行模块之间的电压平衡。
包括在本发明的背景技术中的信息仅用于增强对本发明的总体背景的理解，并且不可以被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于诊断电池的装置和方法，其配置为即使在替换了电池的某些模块的情况下，也能更有效地确定电池性能。
此外，本发明的另一方面提供了一种用于诊断电池的装置和方法，其配置为在替换了电池的某些模块时，稳定地进入用于执行电池模块之间的电压平衡的过程。
此外，本发明的又一方面提供了一种用于诊断电池的装置和方法，其配置为在替换了电池的某些模块时，更快地完成电池模块的电压平衡。
本发明所要解决的技术问题不限于上述问题，本发明所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文中未提及的任何其他技术问题。
根据本发明的一方面，用于诊断电池的装置包括：多个电池模块；感测单元，其分别一对一地与电池模块匹配，并且配置为检测电池模块的电压；处理器，其配置为检测电池模块之中提供为替换的替换模块，基于检测到替换模块而进入第一诊断模式，以区分包括替换模块的替换组和包括电池模块之中除了替换模块以外的电池模块的参考组，并且配置为在第一诊断模式下，确定参考组的电池单元性能，并且与参考组的电池单元性能分开确定替换组的电池单元性能。
根据本发明的示例性实施方案，所述处理器配置为：将标识号发送至感测单元，从感测单元接收标识号，将与感测单元之中未发送标识号的未识别的感测单元匹配的未识别的电池模块确定为替换模块。
根据本发明的示例性实施方案，所述处理器配置为：在第一诊断模式下，确定参考组的电池单元性能，并且在与参考组分开确定替换组的电池单元性能之后，执行电压平衡以减小参考组与替换组之间的电压偏差。
根据本发明的示例性实施方案，所述处理器配置为：确定参考组的代表电压值和替换组的代表电压值，当参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的偏差大于或等于预设的第一阈值电压时，执行电压平衡以减小参考组与替换组之间的电压偏差。
根据本发明的示例性实施方案，所述处理器可以跳过执行针对影响电池模块的感测电压的外部因素是否处于正常状态的诊断的过程，并且执行电压平衡。
根据本发明的示例性实施方案，即使在点火装置关闭之后，所述处理器也可以保持激活状态。
根据本发明的示例性实施方案，在执行了电压平衡之后，所述处理器可以将标识号分配给替换组的电池模块。
根据本发明的示例性实施方案，所述处理器可以基于没有检测到替换模块而进入第二诊断模式，并且执行电压平衡以改善电池模块之间的电压偏差。
根据本发明的示例性实施方案，所述处理器配置为：确定影响电池模块的感测电压的外部因素是否处于正常状态，在处理器确定出电池模块之间的电压偏差超过预设的第二阈值电压并且外部因素处于正常状态之后，执行电压平衡。
根据本发明的示例性实施方案，所述处理器配置为：当检测到点火装置关闭时，使电压平衡停止。
根据本发明的一方面，用于诊断电池的方法包括：由处理器检测电池模块之中提供为替换的替换模块；由处理器基于检测到替换模块而进入第一诊断模式，以区分包括替换模块的替换组和包括电池模块之中除了替换模块以外的电池模块的参考组，在第一诊断模式下，由处理器执行电池模块诊断，从而确定参考组的电池单元性能，并且与参考组的电池单元性能分开确定替换组的电池单元性能。
根据本发明的示例性实施方案，检测替换模块可以包括：由处理器将标识号发送至与电池模块一对一地匹配的感测单元；由处理器从感测单元接收标识号；由处理器将与感测单元之中未发送标识号的未识别的感测单元匹配的未识别的电池模块确定为替换模块。
根据本发明的示例性实施方案，在第一诊断模式下执行电池模块诊断可以包括：执行电压平衡以减小参考组与替换组之间的电压偏差。
根据本发明的示例性实施方案，在第一诊断模式下执行电压平衡可以包括：确定参考组的代表电压值；确定替换组的代表电压值；确定参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的代表值偏差；当代表值偏差大于或等于预设的第一阈值电压时，减小参考组与替换组之间的电压偏差。
根据本发明的示例性实施方案，在第一诊断模式下执行电压平衡可以进一步包括：由处理器跳过执行针对影响电池模块的感测电压的外部因素是否处于正常状态的诊断的过程。
根据本发明的示例性实施方案，在第一诊断模式下执行电压平衡可以包括：监测是否进入点火装置关闭；即使在进入了点火装置关闭之后，也保持处理器的激活状态。
根据本发明的示例性实施方案，所述方法可以进一步包括：在执行了第一诊断模式下的电压平衡之后，将标识号分配给替换组的电池模块。
根据本发明的示例性实施方案，所述方法可以进一步包括：基于没有检测到替换模块而进入第二诊断模式，并且执行电压平衡以改善电池模块之间的电压偏差。
根据本发明的示例性实施方案，在第二诊断模式下执行电压平衡可以进一步包括：由处理器执行针对影响电池模块的感测电压的外部因素是否处于正常状态的诊断，当识别出电池模块之间的电压偏差超过预设的第二阈值电压并且外部因素处于正常状态时，执行电压平衡。
根据本发明的示例性实施方案，在第二诊断模式下执行电压平衡可以包括：监测是否进入点火装置关闭；基于点火装置关闭，使电压平衡停止。
本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从并入本文的所附附图和下面的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文的所附附图和下面的具体实施方式中进行更详细地阐述，所附附图和下面的具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施方案的包括用于诊断电池的装置的燃料电池系统的配置的示意图；
图2是示出电池装置的配置的示意图；
图3是示出电池模块的配置的示意图；
图4是用于描述根据本发明的示例性实施方案的诊断电池的方法的流程图；
图5是用于描述根据本发明的示例性实施方案的检测替换模块的方法的流程图；
图6是示出检测替换模块的过程的示意图；
图7是用于描述用于确定电池单元的性能的方法的示意图；
图8是用于描述根据本发明的另一示例性实施方案的诊断电池的方法的流程图；
图9是用于描述电压平衡过程结束部分的时序的流程图；
图10是用于描述根据本发明的另一示例性实施方案的诊断电池的方法的示意图；以及
图11是示出根据本发明的示例性实施方案的计算系统的示意图。
应当理解，所附附图不一定按比例绘制，而是为了说明本发明的基本原理而呈现的各种特征的适当简化的画法。本文所包括的本发明的预定设计特征(例如，包括具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体预期的应用和使用环境决定。
在附图中，附图标记指的是在整个附图的几幅图中的本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施方案，其示例在所附附图中进行说明并如下进行描述。尽管将结合本发明的示例性实施方案来描述本发明，但应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为本发明的那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案，还覆盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代实施方案、修改实施方案、等同实施方案和其它实施方案。
在下文中，将参考示例性附图对本发明的各种示例性实施方案进行详细描述。在给每个附图的组件添加附图标记时，应当注意，即使相同或等同的组件在其他附图中显示时，也用相同的附图标记表示。此外，在描述本发明的示例性实施方案时，将排除对公知的特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本发明的主旨。
在描述本发明的示例性实施方案的组件时，可以使用诸如第一、第二、“A”、“B”、(a)、(b)等的术语。这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开，并且这些术语不限制构成组件的性质、顺序或次序。除非另有定义，否则在本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)包括与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。这种在常用词典中定义的术语应解释为包括与在相关领域的语境中的含义等同的含义，并且不应被解释为具有理想化或过于正式的含义，除非在本申请中明确定义为包括那样的含义。
在下文中，将参考图1至图10详细地描述本发明的各种实施方案。
图1是示出根据本发明的示例性实施方案的包括用于诊断电池的装置的燃料电池系统的配置的示意图。图2是示出电池装置的配置的示意图，图3是示出电池模块的配置的示意图。
参考图1、图2和图3，下面将描述根据本发明的示例性实施方案的用于诊断电池的装置。
参考图1，根据本发明的示例性实施方案的用于诊断电池的装置可以包括：燃料电池堆10、空气压缩机20、电机控制器30、驱动电机40、高压转换器50、电池装置60、通信装置70和处理器100。
燃料电池堆10可以配置为通过使得燃料气体与氧气电化学反应来产生电能。燃料电池堆10可以包括一个或更多个单元电池，并且单元电池可以接收包括在燃料气体和空气中的氢气，并且通过引起氧化还原反应来产生电能。单元电池可以包括由端板从外部保护并且氧化/还原氢气和空气的膜电极组件(membrane-electrode assembly，MEA)以及向膜电极组件供应燃料气体和空气的至少一个或更多个隔膜(separator)。
空气压缩机20可以向燃料电池堆100供应压缩空气。为此，空气压缩机20可以包括使风扇旋转的电机。
电机控制器30可以通过主总线端子连接至燃料电池堆10和电池装置60的输出端，并且可以对从燃料电池堆10或电池装置60提供的电力进行相位转换以对驱动电机40进行驱动。
驱动电机40可以由电机控制器30操作并且可以从燃料电池堆10或电池装置60接收电力以驱动车辆。
高压转换器50可以是双向直流转换器，并且可以连接至燃料电池堆10的主总线端子，以控制燃料电池堆10和电池装置60的输出。
电池装置60可以用燃料电池堆10所提供的电力进行充电，并且可以用作驱动电机40的辅助电源。
电池装置60可以包括第一电池模块BM1至第n电池模块BMn。每个电池模块BM1至BMn可以包括多个电池单元BAT1至BATm。例如，第一电池模块BM1可以包括第一电池单元BAT1至第m电池单元BATm。
电池监测单元(CMU)可以分别一对一地联接至电池模块BM1至BMn。第一电池监测单元CMU1可以检测第一电池模块BM1的电压，并且可以称为感测单元。此外，第一电池监测单元CMU1可以从处理器100接收并存储用于识别第一电池模块BM1的标识号，并且响应于来自处理器100的请求，将标识号发送至处理器100。
通信装置70可以用于电池监测单元与处理器100之间的通信，并且可以实现为有线或无线通信装置。例如，通信装置70可以通过利用以下技术中的至少一种来支持短距离通信：蓝牙TM、射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)、红外数据协会(Infrared Data Association，IrDA)、超宽带(UWB)、ZigBee、近场通信(adjacent toField Communication，NFC)、无线保真(Wi-Fi)、Wi-Fi直连以及无线通用串行总线(USB)。
处理器100可以对应于上层控制器。处理器100可以配置为控制燃料电池系统，并且包括管理电池模块的电池管理单元(battery management unit，BMU)101。
根据本发明的各种示例性实施方案的处理器100可以检测替换模块。替换模块可以指新添加到电池装置60中的移除了某个电池模块的区域的模块，或者可以是通过部分修复电池装置60等而添加的模块。
处理器100可以基于是否检测到替换模块来识别用于确定电池性能的诊断模式。例如，处理器100可以在检测到替换模块时进入第一诊断模式，并且当没有检测到替换模块时进入第二诊断模式。
在第一诊断模式下，处理器100可以配置为确定参考组的电池单元性能，并且确定替换组的电池单元性能，同时将替换组与参考组区分开。替换组可以指包括替换模块的电池模块，参考组可以指除了替换组以外的电池模块。确定电池单元性能的过程可以包括执行电压平衡以减小参考组的电池电压与替换组的电池电压之间的电压偏差的过程。
在第一诊断模式下，处理器100可以获得参考组的代表电压值和替换组的代表电压值，并且确定代表电压值之间的偏差以执行电压平衡。作为代表电压值，可以使用平均值、最大值或最小值。
在第一诊断模式下，处理器100可以配置为确定代表电压值之间的偏差是否等于或大于用于执行电压平衡的第一阈值电压，并且跳过确定影响电池模块的电压检测的外部因素的异常条件的过程。
在第一诊断模式下，即使在电压平衡尚未完成的状态下关闭点火装置时，处理器100也可以通过保持激活状态来持续地执行电压平衡过程。
此外，在第二诊断模式下，处理器100可以配置为确定电池模块之间的电压偏差，并且执行电压平衡以减小电池模块之间的电压偏差。
在第二诊断模式下，处理器100可以配置为确定电池模块之间的电压偏差是否等于或大于用于执行电压平衡的第二阈值电压，此外，确定影响电池模块的电压检测的外部因素的异常条件。当外部因素异常时，即使在电池模块之间的电压偏差等于或大于第二阈值电压的情况下，处理器100也可以不执行电压平衡。
在第二诊断模式下，当在电压平衡尚未完成的状态下关闭点火装置时，处理器100可以结束电压平衡过程。
处理器100和电池监测单元可以包括存储用于电池诊断的标识号和算法的存储器。存储器可以实施为硬盘驱动器、闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、静态RAM(SRAM)、铁电RAM(FRAM)、相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、动态随机存取(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、双倍速率-SDRAM(DDR-SDRAM)等。
在下文中，将参考图4描述根据本发明的示例性实施方案的诊断电池的方法。图4是用于描述根据本发明的示例性实施方案的诊断电池的方法的流程图。可以理解，图4所示的诊断电池的方法由图1所示的处理器控制。
参考图4，在步骤S410，处理器100可以在电池模块之中检测替换模块。
如图2和图3所示，电池模块可以指包括在电池装置60中的第一电池模块BM1至第n电池模块BMn。
替换模块可以指在电池装置60中替换某个模块时新添加的模块。根据本发明的示例性实施方案，处理器100可以基于分配给电池模块BM1至BMn的标识号一对一地检测替换模块。
在步骤S420，当检测到替换模块时，处理器100可以进入第一诊断模式。此外，在第一诊断模式下，处理器100可以将电池模块分类为替换组和参考组。
替换组可以是包括替换模块的电池模块组。参考组可以是包括电池模块之中除了替换组以外的其余的电池模块的电池模块组。
在步骤S430，处理器100可以配置为与参考组的电池单元性能分开确定替换组的电池单元性能。
例如，当替换组仅包括第二电池模块BM2时，处理器100可以配置为确定属于第二电池模块BM2的电池单元的性能。此外，处理器100可以配置为确定属于除了第二电池模块BM2以外的其它电池模块BM1以及BM3至BMn的电池单元的性能。
在第一诊断模式下用于确定电池模块的电池单元性能的过程可以包括用于减小参考组与替换组之间的电压偏差的电压平衡过程。
当参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的偏差等于或大于预设的第一阈值电压时，可以执行电压平衡过程。可以将代表电压值确定为平均值、最大值或最小值。
在步骤S430，可以识别参考组和替换组以确定电池单元性能，从而防止与异常确定相关的警报不必要地发生。例如，当确定电池单元性能而不区分参考组和替换组时，由于参考组与替换组之间的电池单元电压的差值较大，因此很可能发生指示异常确定的警报。因此，当存在替换的电池模块时，可能会以非常高的概率发生警告警报。
另一方面，当与参考组的电池单元性能分开确定替换组的电池单元性能时，可以消除在确定电池单元性能的过程中由参考组与替换组之间的电压偏差引起的警报。
在下文中，将描述图4所示过程的详细实施方案。
检测替换模块的示例性实施方案将参考图5和图6进行描述。
图5是用于描述根据本发明的示例性实施方案的检测替换模块的方法的流程图，图6是示出检测替换模块的过程的示意图。
参考图5和图6，在步骤S501，处理器100可以将标识号分配给电池监测单元CMU1至CMUn。
为此，处理器100可以通过通信装置70将唯一标识号(序列号(serial number，SN)分别发送至电池监测单元(CMU1至CMUn)。例如，处理器100可以将标识号“01”发送至第一电池监测单元CMU1，并且将标识号“02”发送至第二电池监测单元CMU2。类似地，可以将标识号“n”分配给第n电池监测单元CMUn。
处理器100可以将从通信装置70提供的标识号存储在存储器中。
在步骤S502，处理器100可以从电池监测单元(CMU1至CMUn)请求标识号。
处理器100可以基于特定事件(例如，当点火装置接通(IG On)启动时)从电池监测单元(CMU1至CMUn)请求标识号。
或者，处理器100可以在点火装置接通状态下定期地从电池监测单元(CMU1至CMUn)请求标识号。
响应于来自处理器100的标识号请求，电池监测单元(CMU1至CMUn)可以发送存储在存储器中的标识号。
在步骤S503，处理器100可以识别从电池监测单元(CMU1至CMUn)提供的标识号。
在步骤S504，处理器100可以配置为确定是否存在没有识别出标识号的电池监测单元。
在步骤S505，处理器100可以将没有识别出标识号的电池监测单元检测为替换模块。例如，如图6所示，当第二电池监测单元(CMU2)没有提供标识号时，处理器100可以配置为确定出第二电池监测单元(CMU2)是替换模块。
在步骤S504，如果存在具有没有识别出的标识号的电池监测单元，则重复步骤S502。
图7是用于描述确定电池单元的性能的方法的示意图。
参考图7，将描述根据本发明的示例性实施方案的确定电池单元的性能的方法。
在步骤S701，处理器100可以配置为确定参考组的代表电压值。
处理器100可以通过确定属于参考组的电池单元的电池单元电压的平均值来获得代表电压值。例如，包括在属于参考组的电池模块中的电池单元的平均电压可以是代表电压值。当参考组中的电池模块的数量为“n-1”并且每个电池模块包括m个电池单元时，处理器100可以通过确定“(n-1)×m”个电池单元的平均电压来获得代表值。
或者，处理器100可以获得属于参考组的电池单元的电池单元电压之中的最大值或最小值作为代表电压值。
在步骤S702，处理器100可以配置为确定替换组的代表电压值。
处理器100可以用与参考组相同的方法获得替换组的代表电压值。例如，处理器100可以获得属于替换组的电池单元的平均电压作为代表电压值。或者，处理器100可以获得属于替换组的电池单元的电池单元电压之中的最大值或最小值作为代表电压值。
在步骤S703，处理器100可以配置为确定参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的偏差是否大于或等于预设的第一阈值电压。
在步骤S704，当参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的偏差大于或等于预设的第一阈值电压时，处理器100可以执行电压平衡。
处理器100可以使电压较高的电池单元的电压放电，以进行电压平衡。例如，当参考组的代表电压值大于替换组的代表电压值时，可以通过使属于参考组的电池单元的电压进行放电来减小参考组与替换组之间的电压差。另一方面，当参考组的代表电压值小于替换组的代表电压值时，可以通过使属于替换组的电池单元的电压进行放电来减小参考组与替换组之间的电压差。
在步骤S705，当参考组的代表电压值和替换组的代表电压值在预定范围内时，处理器100可以结束电压平衡。
在步骤S703，当参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的偏差小于预设的第一阈值电压时，在步骤S705，处理器100可以结束电压平衡。
图8是用于描述根据本发明的另一示例性实施方案的诊断电池的方法的流程图。图8示出了在关注电压平衡过程进入条件的同时根据诊断模式诊断电池的方法。
参考图8，在步骤S801，处理器100可以配置为根据是否检测到替换模块来确定诊断模式。
例如，处理器100可以当检测到替换模块时进入第一诊断模式(步骤S802)，并且当没有检测到替换模块时进入第二诊断模式(步骤S808)。
在步骤S803，当进入第一诊断模式时，处理器100可以监测外部因素是否处于正常状态。外部因素可以指可以影响电池单元电压的因素，并且可以包括继电器、电池监测单元、电池管理单元等。
在步骤S804，处理器100可以配置为确定组之间的电压偏差。
处理器100可以使用图7中所示的步骤S701和步骤S702确定组之间的电压偏差。例如，处理器100可以配置为确定属于参考组的电池单元的代表电压值，并且确定属于替换组的电池单元的代表电压值。此外，可以确定属于参考组的电池单元的代表电压值与属于替换组的电池单元的代表电压值之间的偏差。
在步骤S805，处理器100可以配置为确定电压偏差是否大于或等于第一阈值电压。
例如，处理器100可以配置为确定参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的差值是否大于或等于第一阈值电压。
在步骤S806，当参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的差值大于或等于第一阈值电压时，处理器100可以跳过监测外部因素是否处于正常状态的过程。
由于第一诊断模式在替换模块布置在电池模块中的状态下执行，因此替换模块与参考模块之间的电压偏差很可能较大。也就是说，由于可以确定出在第一诊断模式下需要电压平衡，因此可以不需要更精确地测量电池模块的电压。因此，处理器100可以跳过用于确定外部因素是否处于正常状态以更精确地测量电池模块的电压的过程。因此，即使在外部因素处于异常状态的情况下，在步骤S807，处理器100也可以进入用于执行电压平衡的过程。
在步骤S805，当参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的差值小于第一阈值电压时，过程将返回至步骤S803。
在步骤S807，处理器100可以执行电压平衡。
处理器100可以执行电压平衡以减小参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的差值。
在步骤S808，当没有检测到替换模块时，处理器100可以进入第二诊断模式。
在步骤S809和步骤S810，处理器100可以监测外部因素的状态并且确定外部因素是否处于正常状态。
例如，处理器100可以配置为确定可以在测量电池单元电压的过程中影响测量值的外部因素(例如，继电器、电池监测单元或电池管理单元)是否处于正常状态。
在步骤S810，如果外部因素没有处于正常状态，则过程将返回至步骤S809。
在步骤S811和步骤S812，处理器100可以配置为确定电池模块之间的电压偏差。
处理器100可以将包括在电池模块中的电池单元的平均电压与每个电池模块的平均电压进行比较。例如，可以将第一电池模块的平均电压与所有的电池模块的平均电压进行比较，并且可以将第二电池模块的平均电压与所有电池模块的平均电压进行比较。在该方式中，可以将每个电池模块的平均电压与所有的电池模块的平均电压进行比较，并且确定某个电池模块的平均电压与所有的电池模块的平均电压之间的差值是否等于或大于第二阈值电压。
在步骤S812，如果某个电池模块的平均电压与所有的电池模块的平均电压之间的差值小于第二阈值电压，则过程将返回至步骤S811。
当电池模块之间的电压偏差大于或等于第二阈值电压时，处理器100可以进入电压平衡过程(步骤S807)。
因此，仅当电池模块之间的外部因素以及电压偏差处于正常状态时，处理器100可以执行电压平衡过程。由于第二诊断模式在不存在替换模块时执行，因此可以不需要电压平衡步骤，并且需要更精确地测量电池模块的电压以进入电压平衡过程。相应地，在第二诊断模式下，处理器100可以包括以下过程：通过确定外部因素是否处于异常状态来确定在测量电池模块的电压的过程中是否存在错误。
图9是用于描述电压平衡过程结束部分的时序(timing)的流程图。参考图9，下面将描述电压平衡过程结束部分的时序。
在步骤S901，处理器100可以配置为根据是否检测到替换模块来确定诊断模式。
例如，处理器100可以在检测到替换模块时进入第一诊断模式(步骤S902)，并且当没有检测到替换模块时进入第二诊断模式(步骤S907)。
在步骤S903和步骤S904，处理器100可以配置为确定第一诊断模式状态下的电压平衡进入条件，并且执行电压平衡。在第一诊断模式下，电压平衡进入条件可以是参考模块和替换模块之间的电压偏差大于或等于第一阈值电压的状态。
在步骤S905，处理器100可以检测点火装置关闭(ignition-off)。点火装置关闭可以是指示车辆的点火装置关闭的信号。
在步骤S906，当检测到点火装置关闭时，处理器100可以保持激活状态。也就是说，在常规状态下，处理器100可以根据点火装置关闭进入停机状态，但是在第一诊断模式下，在执行电压平衡的状态下保持激活状态。因此，即使在点火装置关闭状态下，处理器100也可以在保持激活状态的情况下持续地执行电压平衡过程。
除了保持处理器100的激活状态之外，步骤S906可以包括保持参与电压平衡过程的控制器和装置的激活状态。例如，用于控制电池模块的放电以进行电压平衡的装置可以保持激活状态。
在步骤S908和步骤S909，处理器100可以配置为确定第二诊断模式下的电压平衡进入条件，并且执行电压平衡。
在第二诊断模式下，电压平衡进入条件可以是电池模块之间的电压偏差大于或等于第二阈值电压并且确定出外部因素处于正常状态的条件。
在步骤S910和步骤S911，当检测到点火装置关闭时，处理器100可以结束电压平衡。
图10是用于描述根据本发明的另一示例性实施方案的诊断电池的方法的示意图。图10示出了在根据检测的替换模块分离执行异常诊断的过程之后执行电压平衡的过程。
参考图10，下面将描述根据本发明的另一示例性实施方案的诊断电池的方法。
在步骤S1001，处理器100可以识别从电池监测单元(CMU1至CMUn)提供的标识号。为此，电池监测单元(CMU1至CMUn)可以预先存储从处理器100发送的标识号。
在步骤S1002，处理器100可以配置为确定是否存在没有识别出标识号的电池监测单元。
在步骤S1003，处理器100可以将没有识别出标识号的电池监测单元检测为替换模块。
在步骤S1004，当检测到替换模块时，可以进入部分修复模式。部分修复模式可以包括稍后描述的步骤S1005、步骤S1006和步骤S1007。
在步骤S1005，当进入部分修复模式时，处理器100可以按组分离执行异常诊断的过程。在步骤S1006和步骤S1007诊断电池异常的过程可以包括用于确定电池单元之间的电压偏差是否等于或大于预定水平的过程。
在步骤S1006，处理器100可以诊断参考组的异常。也就是说，处理器100可以仅对未进行替换的电池模块执行电池异常诊断。例如，当参考组的电池单元的电压之中的最大电压与最小电压之间的偏差等于或大于预定水平时，处理器100可以配置为确定出参考组的电压偏差异常。
在步骤S1007，处理器100可以对替换组进行异常诊断。处理器100可以仅对属于替换组的电池模块执行电池异常诊断。例如，当属于替换组的电池单元的电压之中的最大电压与最小电压之间的偏差等于或大于预定水平时，处理器100可以配置为确定出参考组的电压偏差异常。
在步骤S1008和步骤S1009，处理器100可以配置为确定是否执行电压平衡。例如，处理器100可以配置为确定参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的偏差是否大于或等于预设的第一阈值电压。
在步骤S1010，当参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的偏差大于或等于预设的第一阈值电压时，处理器100可以执行电压平衡。
在基于检测到替换模块而进行的步骤S1010，处理器100可以跳过用于监测外部因素是否处于正常状态的过程。也就是说，处理器100可以基于步骤S1009的确定结果来执行电压平衡，而不管可以影响电池单元电压的外部因素是否处于正常状态。
在步骤S1011，当参考组的代表电压值和替换组的代表电压值在预定范围内时，处理器100可以结束电压平衡。
在步骤S1009，如果步骤S1009未满足，则过程将进行到步骤S1011。
在步骤S1012，处理器100可以将标识号分配给替换模块。图11示出了根据本发明的示例性实施方案的计算机系统。
参考图11，计算系统1000可以包括通过总线1200相互连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户接口输入装置1400、用户接口输出装置1500、存储装置1600和网络接口1700。
处理器1100可以是处理存储在存储器1300和/或存储装置1600中的指令的中央处理单元(CPU)或半导体器件。存储器1300和存储装置1600可以包括各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。
因此，结合包括在本文中的示例性实施方案描述的方法或算法的操作可以直接在由处理器1100执行的硬件或软件模块中实施，或者以其组合的形式实施。软件模块可以存在于存储介质(即，存储器1300和/或存储装置1600)，例如，RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘和CD-ROM。
示例性存储介质可以联接至处理器1100，并且处理器1100可以从存储介质中读取信息并且可以在存储介质中记录信息。或者，存储介质可以与处理器1100集成。处理器和存储介质可以存在于专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以存在于用户终端内。在另一种情况下，处理器和存储介质可以作为单独的组件存在于用户终端中。
以上描述仅是对本发明的技术思想的说明，本发明所属领域的技术人员可以在不脱离本发明的本质特征的情况下做出各种修改和改变。
因此，提供本发明的示例性实施方案以解释本发明的精神和范围，但不限制它们，使得本发明的精神和范围不受实施方案限制。本发明的保护范围应由所附权利要求解释，并且在等同范围内的所有技术思想应解释为包括在本发明的范围内。
根据本发明的示例性实施方案，可以通过区分替换模块和除了替换模块以外的电池模块来执行性能评估，从而防止不必要的故障诊断。
此外，根据本发明的示例性实施方案，当替换电池的某些模块时，在不考虑影响电池电压测量的外部因素的情况下执行电压平衡，从而快速解决由于替换模块导致的电压偏差较大的电池模块的电压偏差。
此外，根据本发明的示例性实施方案，当替换电池的某些模块时，即使在点火装置关闭的情况下，也可以通过持续地执行电压平衡来更快地完成电池模块的电压平衡。
此外，可以提供通过本发明直接或间接理解的各种效果。
在本发明的各种示例性实施方案中，存储器和处理器可以设置为一个芯片，或者设置为单独的芯片。
在本发明的各种示例性实施方案中，本发明的范围包括用于使得根据各种实施方案的方法的操作能够在设备或计算机上执行的软件或机器可执行命令(例如，操作系统、应用程序、固件、程序等)、包括存储在其上并且能够在设备或计算机上执行的此类软件或命令的非易失性计算机可读介质。
在本发明的各种示例性实施方案中，控制装置可以实施为硬件或软件的形式，或者可以实施为硬件和软件的组合。
此外，包括在说明书中的诸如“单元”、“模块”等的术语是指用于处理至少一种功能或操作的单元，其可以通过硬件、软件或其组合来实现。
为了方便解释和准确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”用于参考附图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指直接和间接连接两者。
术语“和/或”可以包括多个相关列举项的组合或多个相关列举项的任一项。例如，“A和/或B”包括所有的三种情况，例如“A”、“B”以及“A和B”。
在该说明书中，除非上下文另有明确说明，否则单数表述包括复数表述。
在本发明的示例性实施方案中，“A和B的至少一个”可以指“A或B的至少一个”或“A和B的一个或更多个的组合中的至少一个”。此外，“A和B中的一个或更多个”可以指“A或B中的一个或更多个”或“A和B中的一个或更多个的组合中的一个或更多个”。
在本发明的示例性实施方案中，应当理解，诸如“包括”或“具有”的术语旨在表示存在说明书中描述的特征、数值、步骤、操作、元件、部件或其组合，并且不排除添加或存在一种或更多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、部件或其组合的可能性。
出于说明和描述的目的呈现了本发明的特定示例性实施方案的前述描述。前述描述不旨在详尽的或将本发明限制为公开的精确的形式，并且显然的是，根据上述教示可以进行许多修改和改变。为了解释本发明的特定原理及其实际应用而选择和描述示例性实施方案，以使得本领域其他技术人员能够实施和利用本发明的各种示例性实施方案及其各种替代形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (20)

1.一种用于诊断电池的装置，所述装置包括：
多个电池模块；
感测单元，其分别一对一地与电池模块匹配，并且配置为检测电池模块的电压；以及
处理器，其配置为：
检测电池模块之中提供为替换的替换模块，
基于检测到替换模块而进入第一诊断模式，以区分包括替换模块的替换组和包括电池模块之中除了替换模块以外的电池模块的参考组，
在第一诊断模式下，确定参考组的电池单元性能，并且与参考组的电池单元性能分开确定替换组的电池单元性能。
2.根据权利要求1所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：
将标识号发送至感测单元，
从感测单元接收标识号，
将与感测单元之中未发送标识号的未识别的感测单元匹配的未识别的电池模块确定为替换模块。
3.根据权利要求1所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：在第一诊断模式下，确定参考组的电池单元性能，并且在与参考组分开确定替换组的电池单元性能之后，执行电压平衡以减小参考组与替换组之间的电压偏差。
4.根据权利要求3所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：
确定参考组的代表电压值和替换组的代表电压值，
当参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的偏差大于或等于预设的第一阈值电压时，执行电压平衡以减小参考组与替换组之间的电压偏差。
5.根据权利要求4所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：跳过执行针对影响电池模块的感测电压的外部因素是否处于正常状态的诊断的过程，并且执行电压平衡。
6.根据权利要求5所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：即使在点火装置关闭之后，也保持激活状态。
7.根据权利要求3所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：在执行了电压平衡之后，将标识号分配给替换组的电池模块。
8.根据权利要求1所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：基于没有检测到替换模块而进入第二诊断模式，并且执行电压平衡以改善电池模块之间的电压偏差。
9.根据权利要求8所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：
确定影响电池模块的感测电压的外部因素是否处于正常状态，
在处理器确定出电池模块之间的电压偏差超过预设的第二阈值电压并且外部因素处于正常状态之后，执行电压平衡。
10.根据权利要求8所述的用于诊断电池的装置，其中，所述处理器进一步配置为：当检测到点火装置关闭时，使电压平衡停止。
11.一种用于诊断电池的方法，所述方法包括：
由处理器检测电池模块之中提供为替换的替换模块；
由处理器基于检测到替换模块而进入第一诊断模式，以区分包括替换模块的替换组和包括电池模块之中除了替换模块以外的电池模块的参考组，
在第一诊断模式下，由处理器执行电池模块诊断，从而确定参考组的电池单元性能，并且与参考组的电池单元性能分开确定替换组的电池单元性能。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，检测替换模块包括：
由处理器将标识号发送至与电池模块一对一地匹配的感测单元；
由处理器从感测单元接收标识号；
由处理器将与感测单元之中未发送标识号的未识别的感测单元匹配的未识别的电池模块确定为替换模块。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，在第一诊断模式下执行电池模块诊断包括：
执行电压平衡以减小参考组与替换组之间的电压偏差。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在第一诊断模式下执行电压平衡包括：
确定参考组的代表电压值；
确定替换组的代表电压值；
确定参考组的代表电压值与替换组的代表电压值之间的代表值偏差；
当代表值偏差大于或等于预设的第一阈值电压时，减小参考组与替换组之间的电压偏差。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在第一诊断模式下执行电压平衡包括：
由处理器跳过执行针对影响电池模块的感测电压的外部因素是否处于正常状态的诊断的过程。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在第一诊断模式下执行电压平衡包括：
监测是否进入点火装置关闭；
即使在进入了点火装置关闭之后，也保持处理器的激活状态。
17.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
在执行了第一诊断模式下的电压平衡之后，由处理器将标识号分配给替换组的电池模块。
18.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
由处理器基于没有检测到替换模块而进入第二诊断模式，并且执行电压平衡以改善电池模块之间的电压偏差。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，
在第二诊断模式下执行电压平衡进一步包括：由处理器执行针对影响电池模块的感测电压的外部因素是否处于正常状态的诊断，
当处理器确定出电池模块之间的电压偏差超过预设的第二阈值电压并且外部因素处于正常状态时，执行电压平衡。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，在第二诊断模式下执行电压平衡包括：
监测是否进入点火装置关闭；
基于点火装置关闭，使电压平衡停止。
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