BMS电压采样线断线诊断方法与流程

本技术涉及储能系统中电池管理，特别涉及一种bms电压采样线断线诊断方法。

背景技术：

1、随着储能市场的发展，对电池的需求不断增加。为了保障电池在使用过程中的安全，电池管理系统统（bms，battery management system）应运而生，电池管理系统会对电池单体进行监测，包括电压监测、温度监测、电流监测等，以确保电池工作在安全的范围内，防止电池过充、过放、过热等情况的发生。在实际应用过程中，通过对电池电压的采样对每节电芯进行电压监测，根据采样的电芯电压进行过充、过放的判断，均衡的开启时机以及对电池可用容量的估算。相反，电压采集不准确会影响整个系统的良好运行。其中电芯采样线断线是导致电芯电压采集不准确的重要原因。因此，在电池管理系中，需要准确、高效地判断电芯采样线是否断线。

2、现有技术常常仅考虑单个采样线的断线诊断或者通过采集电压值与平均值与预设值进行比较判断等，未能考虑复杂场景下的断线诊断的准确性以及诊断的全面性与诊断效率。如专利申请cn117706460a，利用电压断线故障发生时，相邻两串电池电压值与他们的平均值差值，判断电压断线故障。当电池本身的单体电压存在一高一低的差异时，可能存在误判的情况，并未考虑多根断线的场景。如专利申请cn120096325a利用对采集电压排序后，先对最大最小电压进行快速判断，再去判断其他电压是否一个电压在电压排序第二范围且另一个在电压排序的第一范围。这种诊断方法在常规下虽然能较为快速的进行诊断，但当电池电芯电压不一致、存在多组单根断线、存在两根断线、断线叠加短接铜排时，效率会大幅下降且存在漏判的可能。如专利申请cn120446810a，当电池模组电流突变时，获取n个采样时刻下所有电芯的电压值，利用每个时刻下的电压平均值与各个电芯电压之间的偏差值与预设值比较，从而实现电芯采样线断线诊断。这种诊断方法未充分考虑到电芯一致性差、温度不均、断线时采集电芯电压不准确、断线会导致相邻电压值异常以及无法第一时间上报断线等问题。

3、针对现有技术存在问题以及行业内两大痛点问题：1）在充放电时，大电流流经铜排产生的电压造成的断线诊断结果不可靠。2）无法同时准确检出两根采样线断线。

4、本发明结合现有问题及行业痛点问题，充分考虑复杂场景的断线诊断，如短接铜排周围的采样线断线、相邻两根同时断线，并考虑误判的场景，在特殊情况下使用均衡用以复判，最终上传诊断结果。经过大量实测，所提出的诊断方法能够适用不同复杂场景下的电压采样线断线诊断，诊断结果准确，并适应单体电压2v~4.65v范围的电压采样线断线诊断。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种电压采样线断线诊断方法，可以对采样线单根断线和相邻两根同时断线进行诊断，并对于短接铜排的特殊情况进行复判。

2、在本技术的第一方面，提供了一种电压采样线断线诊断方法，第0至第k根采样线顺序连接电池系统的k个电芯的两端并形成第0至第k个采样通道，k为大于等于8的正整数，所述诊断方法包括：

3、对所有采样通道执行上拉读命令，获取依次包括所述第0至第k个采样通道的电压的第一组电压值；

4、对所有采样通道执行下拉读命令，获取依次包括所述第0至第k个采样通道的电压的第二组电压值；

5、计算所述第一组电压值与所述第二组电压值的相应电压值的差值，获取依次包括所述第0至第k个采样通道的电压差值的第三组电压值；

6、根据所述第一组电压值、第二组电压值和第三组电压值判断所述电池系统是否存在单根断线或连续双根断线。

7、在一个优选例中，判断所述电池系统是否存在单根断线或连续双根断线包括：根据所述第一组电压值中的第0个电压值的绝对值、所述第二组电压值中的第k个电压值的绝对值以及所述第三组电压值判断是否存在单根断线或连续双根断线。

8、在一个优选例中，若判断存在单根断线，则根据所述第一组电压值中的第0个电压值的绝对值是否小于第一预设值来判断是否为第0根采样线断线，如小于则确定为所述第0根采样线断线并将所述第0根采样线和第1根采样线设置为断线状态。

9、在一个优选例中，如不是第0根采样线断线，则根据所述第二组电压值中的第k个电压值的绝对值是否小于第二预设值来判断是否为第k根采样线断线，如小于则确定为所述第k根采样线断线并将所述第k根采样线设置为断线状态。

10、在一个优选例中，如不是第k根采样线断线，则依次根据所述第三组电压值中的第j个电压值是否小于第三预设值来判断是否为第j根采样线断线，如小于则确定为所述第j根采样线断线并将所述第j根采样线和第j+1根采样线设置为断线状态，其中j的取值为1至k-1。

11、在一个优选例中，若判断存在双根断线，则根据所述第一组电压值中的第0个电压值的绝对值是否小于第四预设值、所述第三组电压值中的第0个电压值的绝对值是否小于第五预设值、所述第三组电压值中的第1个电压值是否小于第六预设值、以及所述第三组电压值中的第2个电压值是否小于第七预设值来判断是否为第0根采样线和第1根采样线同时断线，如均小于相应预设值，则确定为所述第0根采样线和第1根采样线同时断线并将所述第0根采样线、第1根采样线和第2根采样线设置为断线状态。

12、在一个优选例中，如不是所述第0根采样线和第1根采样线同时断线，根据所述第二组电压值中的第k个电压值的绝对值是否小于第八预设值、所述第三组电压值中的第k-1个电压值是否大于第九预设值来判断是否为第k根采样线和第k-1根采样线同时断线，如所述第二组电压值中的第k个电压值的绝对值小于第八预设值且所述第三组电压值中的第k-1个电压值大于第九预设值，则确定为所述第k根采样线和第k-1根采样线同时断线并将所述第k根采样线和第k-1根采样线设置为断线状态。

13、在一个优选例中，如不是所述第k根采样线和第k-1根采样线同时断线，根据所述第三组电压值中的第i-1个电压值是否小于第十预设值、所述第三组电压值中的第i+1个电压值是否大于第十一预设值来判断是否为第i根采样线和第i+1根采样线同时断线，如所述第三组电压值中的第i-1个电压值小于第十预设值且所述第三组电压值中的第i+1个电压值大于第十一预设值，则确定为所述第i根采样线和第i+1根采样线同时断线并将所述第i根采样线、第i+1根采样线和第i+2根采样线同时断线设置为断线状态，其中i的取值为2至k-2。

14、在一个优选例中，8≤k≤18。

15、在一个优选例中，还包括：判断被确定断线的第x采样线是否与铜排相邻；如是，开启该第x根采样线对应通道的均衡，并读取第x根采样线对应通道的电压值，如该电压值的绝对值小于第十二预设值，则将该第x根采样线设置为断线状态，否则不设置为断线状态。

16、在本技术的第二方面，提供了电子设备，包括：电芯、电芯采样线、电芯采集芯片、桥接芯片、微控制器及上位机，所述电芯通过所述电芯采样线耦合到所述电芯采集芯片，所述微控制器控制所述电芯采集芯片对所有采样通道执行上拉读命令并获取各采样通道电压的第一组电压值、对所有采样通道执行下拉读命令并获取各采样通道电压的第二组电压值，所述电芯采集芯片通过桥接芯片将采集的电压数据传输给所述微控制器，所述微控制器计算所述第一组电压值与所述第二组电压值的相应电压值的差值并获取各采样通道的电压差值的第三组电压值，根据所述第一组电压值、第二组电压值和第三组电压值判断所述电池系统是否存在单根断线或连续双根断线，并将诊断结果传输给所述上位机。

17、在本技术的第三方面，提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现前述的方法中的步骤。

18、应理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。