阅读说明：本技术 操作电池管理系统的方法、对应的设备和交通工具 (Method of operating a battery management system, corresponding device and vehicle ) 是由 O·彭尼西 V·本多蒂 V·波勒托 V·德安格洛 于 2019-05-28 设计创作，主要内容包括：本公开的实施例涉及操作电池管理系统的方法、对应的设备和交通工具。一种操作控制设备的方法包括执行开路负载测试或电流泄漏测试。开路负载测试包括激活第一电流然后激活第二电流,并且利用被激活的第一和第二电流分别感测在控制设备的电荷分布引脚和电荷感测引脚之间的第一和第二电压降。相应的差在分别利用被激活的第一电流和第二电流感测到的第一和第二电压降之间进行计算。这些差与相应的阈值进行比较,并且开路状况作为计算得到的差达到这些阈值的结果而被声明。(Embodiments of the present disclosure relate to a method of operating a battery management system, a corresponding device and a vehicle. A method of operating a control device includes performing an open load test or a current leakage test. The open load test includes activating a first current and then activating a second current, and sensing first and second voltage drops between a charge distribution pin and a charge sensing pin of the control device using the activated first and second currents, respectively. A corresponding difference is calculated between the first and second voltage drops sensed with the activated first and second currents, respectively. These differences are compared to corresponding thresholds and an open circuit condition is declared as a result of the calculated differences reaching these thresholds.)

操作电池管理系统的方法、对应的设备和交通工具

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月29日提交的意大利专利申请号 102018000005828的优先权，该申请通过引用并入本文。

技术领域

本说明书涉及电池管理系统，诸如可以应用于汽车领域的系 统。

背景技术

电动交通工具(EV)和混合动力电动交通工具(HEV)的不 断发展的技术使得电池管理系统(BMS)的改进性能成为所期望 的特征，以便促进安全、可靠和成本有效的电池操作。

电池管理系统(BMS)的任务涉及开路负载检测和/或泄漏电 流评估。

已经提出了某些解决方案，其通过执行施加到与各个电池单 元相关联的电阻器的上拉和下拉电流的两个测量来(仅)提供开 路负载诊断。

具有用于区分开路和非开路电流路径的电压阈值的低通滤波 器中的外部电阻器可以是在不同时间步长中依赖于两个或更多 个测量的这种布置的示例。

这可以表示一个缺点，例如由于两次测量之间可能的信号变 化。

另外，应注意，例如在汽车应用中，交通工具的电动机及其 相关联的驱动电路装置可以是噪声源，该噪声以被注入到电池单 元中的电流的形式或者作为跨这些单元的电压降。这些可以表示 在大范围的频率的电磁干扰源，其中可能对功能测量和诊断产生 不期望的影响。

发明内容

一个或多个实施例可以应用于汽车领域，例如应用于电动交 通工具和/或混合动力电动交通工具。

一个或多个实施例可以有助于提供克服前面讨论的缺点的改 进的解决方案。

一个或多个实施例可以涉及对应的设备，例如电池管理系统 或BMS。

一个或多个实施例可以涉及配备有这种设备的交通工具(例 如，诸如EV或HEV的机动交通工具)。

一个或多个实施例可以促进电池管理系统中的端子单元的故 障检测，其具有以可靠的方式检测开路线和/或泄漏状况的能力。

一个或多个实施例可以通过提高对系统噪声的免疫同时还增 加开路线和泄漏检测测量精度来促进诊断。

一个或多个实施例便于检测开路线和泄漏。

在一个或多个实施例中，这种检测动作可以基本上同时发生。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述一个或多个实施例， 其中：

图1是实施例的使用的可能环境的示例性框图，

图2是实施例可以应用于的设备的示例性框图，

图3是图2的设备的一部分的示例性电路图，

图4和图5是根据一个或多个实施例的开路负载检测的示例 性示图，

图6是根据实施例的开路负载检测的示例性流程图，

图7是根据实施例的泄漏电流评估的示例，和

图8是根据实施例的泄漏电流评估的示例性流程图。

具体实施方式

在后续的描述中，说明了一个或多个具体细节，旨在提供对 本说明书的实施例的示例的深入理解。可以在没有一个或多个具 体细节的情况下或者利用其他方法、部件、材料等获得实施例。 在其他情况下，未详细说明或描述已知的结构、材料或操作，使 得实施例的某些方面不会被模糊。

在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的参考 旨在指示关于实施例描述的特定配置、结构或特性被包括在至少 一个实施例中。因此，可以存在于本说明书的一个或多个点中的 诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语不一定指代同 一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的 方式组合特定构造、结构或特性。

本文中使用的参考仅仅是为了方便而提供的，因此不限定保 护的范围或实施例的范围。

图1是电池组BP装备交通工具V(诸如电动交通工具(EV) 或混合动力电动交通工具(HEV))的可能布置的示例，其具有 相关联的电池管理系统BMS。锂电池组可以是这种电池组的示 例。

然而，不应以实施例的限制意义来理解对这种可能的应用领 域和/或这种电池技术的参考。

在如本文所例示的一个或多个实施例中，电池管理系统BMS 可以包括提供在执行电池管理中所期望的各种特征的设备10(例 如集成电路IC)，例如，被配置为监控从4到14个单元C的(单 个)设备10。

在一个或多个实施例中，设备10可以被配置为与电源PS(可 以从由设备10监控的电池组BP获得)、通信接口C和逻辑L 协作。

设备10还可以产生稳定的内部参考，例如借助于电压调节器 和自举电路。而且，它可以包括由内部电路装置监控的带隙，以 促进测量精度。

设备10的任务可以包括通过栈电压测量和单元电压测量来 监控单元和电池组状态。相关的测量和诊断任务可以或者按需执 行或者周期性地执行，例如以可编程的循环间隔执行。

可以使测量数据可用于外部控制器，以执行电荷平衡并且计 算指示单元/电池组的健康状态(SOH)和充电状态(SOC)的数 据。

在正常操作模式中，设备10可以执行测量转换、诊断和通信 任务。可选地，设备10可以被设置为循环唤醒状态，从而减少 电流消耗(例如，从电池组BP吸收的)。当处于循环唤醒状态 时，设备10的主要功能被周期性地激活。

从STMicroelectronics Group的公司可获得的、具有商标名称 L9963的设备可以是这种设备10的常规布置的示例。

在一个或多个实施例中，如本文中例示的设备10可以包括一 组转换器CV1，...，CV14以及与电池组BP中的各个单元C相关 联的平衡电路块B1，...，B14。

例如，电路块B1，......，B14可以经由内部放电路径提供(被 动)单元平衡。该动作旨在平衡单元以便促进在所有单元上的均 衡电荷分布。发现这可以改进电池组BP的性能。

本文中例示的设备10可以被配置为执行涉及单个电池C或 整个电池组BP的故障事件的自动“验证”。

相关测试可以自动执行，例如在检测到涉及或者单元C或者 电池组BP的故障的情况下。这便于向监视电池管理系统BMS的 操作的外部微控制器提供可靠信息(例如，经由通信接口，CI)。

在一个或多个实施例中，图1中例示的逻辑块L可以被包括 在这种微控制器中。

本文中例示的设备10可以包括(例如在转换器CV1，...， CV14处)内置自测试(BIST)电路装置，其被配置为促进诸如 模拟比较器和模数转换器(ADC)的内部元件的正确操作。

本文中例示的电路10可以包括在由同一申请人在同日提交 的共同未决的意大利专利申请中公开的BIST电路。

在图1中提供的表示是设备10的一般功能描述。

更详细地，本文中例示的设备10(例如，参见图2)可以包 括电荷感测引脚Cn，即C1，......，C14，在本文中例示的情况下。 电荷感测引脚Cn被耦合到电池组BP中的单元C，其中例如，第 n个单元Celln被布置在引脚Cn和Cn-1之间。

如本文中例示的(例如，再次参见图2)，第一单元Cell1被 示出为被布置在引脚C0和C1之间，依此类推，直到被布置在引 脚C13和C14之间的单元Cell14。

为简单起见，可以认为各种单元是相同的。因此，它们中的 每一个可以具有电阻器R_LPF，其将引脚C0，......，C14耦合到单 元Cell1，...，Cell14的相应端部和相邻引脚之间的电容器CAP。

电阻器R_LPF和电容器CAP提供相应的低通RC滤波器，其有 助于滤除电池端子处的不需要的信号。

在一个或多个实施例中，设备10的引脚C0，...，C14可以 被视为高阻抗节点，从而可以假设跨电阻器R_LPF不会出现明显的 电压降。

因此，与跨第n个单元Celln的电压大致相对应的(差分) 电压Vdiff可以被假设为对于在相邻的引脚Cn-1和Cn之间“读 取”是可获得的。

在一个或多个实施例中，指定为Sn(n＝1，...，14)的另外 的引脚以及引脚Bn_n-1(在本文中例示的情况下，其中N＝2，...， 14)可以用于平衡目的，即，用于使被检测为“过度充电”的单 元放电，以便均衡所有单元上的电荷的分布。

(平衡)放电电流的量可以通过电阻器R_DIS来设定，电阻器 R_DIS将“偶数编号”S引脚(即S2，...，S14)耦合到对应单元的 “上”端(即，朝向电池组的总电压Vb的端部或节点)，以及 将“奇数编号”S引脚(即S1，...，S13)耦合到的对应单元的“下” 端或节点(与电池组电压VB相反，即朝向接地GND)。

引脚Bn_n-1被(直接)耦合在电阻器R_LPF与单元Cell1，...， Cell14的、其中没有提供放电电阻器R_DIS的对应端部之间。

图3通过简化的方式参考本文中例示的电池组BP中的两个 “最上面的”单元(即Cell14和Cell13)，通过示出设备10的 引脚C12、C13、C14、S13、S14和B14-13的对应耦合，详细说 明了前面所讨论的布置。为简单起见，图2中所示的相关联的电 容器CAP未在图3中再现)。

因此，本文中例示的设备10可以被认为包括多个电荷感测引 脚C0至C14，其可以被视为以引脚C0至C14的有序(编号)的 序列进行布置，例如，从接地GND开始到电池组BP的“上”电 压Vb节点或条，这些电荷感测引脚包括与奇数编号引脚(C1， C3，......，C13)交错的偶数编号引脚(C0，C2，C4，...，C14)。

而且，引脚C0至C14可以被视为包括多个电荷感测引脚对， 即C0，C1；C1，C2；...；C12，C13；C13，C14，其以有序序列 进行布置：

处于奇数编号位置(1、3、5、7、9、11、13)的那些电荷 感测引脚对以本文中例示的电荷感测引脚C1至C14的有序序列 (从接地GND到Vb)，即：

C0，C1；

C2，C3；

C4，C5；

C6，C7；

C8，C9；

C10，C11；

C12，C13；

和

处于偶数编号位置(2、4、6、8、10、12、14)的那些电荷 感测引脚对以本文中例示的电荷感测引脚C1至C14的有序序列 (从接地GND到Vb)，即：

C1，C2；

C3，C4；

C5，C6；

C7，C8；

C9，C10；

C11，C12；

C13，C14。

在多个电荷感测引脚对(C0，C1；C1，C2；......；C12，C13； C13，C14)中的电荷感测引脚对中的电荷感测引脚经由耦合电阻 器(R_LPF)而被耦合到电池组BP中的相应单元(Cell1，Cell2，...， Cell13，Cell14)，以感测跨相应电池的电压。

此外，每个奇数编号电荷感测引脚对(C0，C1；...；C12， C13)与相应的偶数编号电荷感测引脚对(C1，C2；...；C13， C14)共享共用电荷感测引脚，其中后续的偶数编号电荷感测引 脚对(C1，C2；...；C13，C14)与相应的先前的奇数编号电荷感 测引脚对(C0，C1；...；C12，C13)按照奇数编号和偶数编号 电荷感测引脚对的有序序列。

例如，如图3所示：

奇数编号电荷感测引脚对C12，C13与后续的偶数编号对C13，C14以电荷感测引脚的有序序列共享共用电荷感测引脚， 即C13，并且，同样地

偶数编号电荷感测引脚对C13，C14与先前的奇数编号对 C12，C13以电荷感测引脚的有序序列共享共用电荷感测引脚， 再次C13。

此外，本文中例示的电荷分布引脚可以被视为包括第一电荷 分布引脚S1，...，S14和第二电荷分布引脚B2-1，...，B14-13。

再次参考图3，可以进一步注意到，在如本文中例示的设备 10中，按照奇数编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列的每 个奇数编号电荷感测引脚对(在图3的情况下，C12，C13)和后 续的偶数编号电荷感测引脚对(在图3的情况下，C13，C14)包 括：

a)奇数编号第一电荷分布引脚(S13，在图3的情况下)， 经由放电电阻器R_DIS而被耦合到奇数编号电荷感测引脚对(C12， C13，在图3的情况下)中的、除共用电荷感测引脚(在图3的 情况下，C13)之外的电荷感测引脚(C12，在图3的情况下)，

b)偶数编号第一电荷分布引脚(S14，在图3的情况下)， 经由放电电阻器R_DIS而被耦合到偶数编号电荷感测引脚对(C13， C14，在图3的情况下)中的、除共用电荷感测引脚(在图3的 情况下，C13)之外的电荷感测引脚(C14，在图3的情况下)，

c)第二电荷分布引脚(B14-13，在图3的情况下)，经由电 荷感测电阻器R_LPF而被耦合到共用电荷感测引脚(图3的情况下， C13)，第二电荷分布引脚(在这里，B14-13)被配置为经由开 关SW13、SW14选择性地被耦合到奇数编号第一电荷分布引脚 (在图3的情况下，S13)和偶数编号第一电荷分布引脚(在图3 的情况下，S14)，以与其交换电荷以便执行电荷平衡功能。

如图3中(仅)为简单起见所示，当在特定单元上激活平衡 功能时，相关联的开关被激活以使用由比率V_Diff/R_DIS给出的强度I的电流对电池放电。两个这种开关(图3中的SW13或SW14， 其可以被实现为诸如MOSFET晶体管的电子开关)在图3中被示 出为与单元Cell13和Cell14相关联。类似的布置(为简单起见， 在附图中不可见)可以应用于电池组BP中的其他电池。

如前所述，R_LPF和CAP限定了低通电荷感测滤波器的极点 (即，截止频率或转角频率)，而电阻器R_DIS的电阻值限定了用 于平衡目的的放电单元电流。

应当理解，虽然本文中参照图3进行例示，其中只有两个单 元Cell13和Cell14可见，但是前面讨论的布置是对于设备10的 所有奇数编号和偶数编号电荷引脚对的再现。

除以下讨论的要点之外，这种布置可以被认为在本领域中是 常规的，因此使得不必在本文中提供更详细的描述。

如所指出的，开路负载和泄漏检测是如本文中例示的设备10 的期望特征。

开路负载检测涉及检测Cn引脚与电池组BP中的关联单元C 的节点的正确电耦合(连接)的存在，其中存在电阻器R_LPF(与 电容器CAP组合用作低通滤波器)的期望值。泄漏电流检测涉及 检测在电容器CAP上是否存在泄漏电流。

如前所述，已经提出了某些解决方案，其涉及具有上拉和下 拉电流的两个测量动作，后续评估两者之间的差。如所述，这些 布置的各种缺点可能会与这些测量可能在不同时间进行(其间可 能具有信号变化)和可能的电磁干扰(例如，由电动机和相关驱 动器(例如在如图1所示的交通工具V中)产生的噪声)有关。

一个或多个实施例可以利用已经出于平衡目的而提供的电荷 分布引脚Sn和Bn_n-1的存在，即，以便使过充电的单元放电， 以便促进各种单元上的电荷的均衡分布，这被发现可以改进电池 组的性能。

一个或多个实施例可以有助于执行基本上同时执行(即，没 有明显的时间延迟)的两个测量(开路负载和泄漏电流)。因此， 测量不会受到与可能的信号变化相关的误差的影响，同时还有助 于准确检测外部连接。

在一个或多个实施例中，相关(诊断)过程可以包括两个动 作，如在图4和图5以及图6的流程图所例示的，即：

在偶数编号引脚(C2，C4，...，C14)上的开路负载检测—— 图4，和

在奇数编号引脚(即C1，C3，...，C13)上的开路负载检测—— 图5。

为简单起见，图4和图5(以及图6的流程图)仅涉及多个 单元C中的两个单元，即Cell11(被耦合在奇数编号引脚对C10 和C11之间)和Cell12(被耦合在偶数编号引脚对C11和C12 之间)。

还可以理解，这两个单元可以被认为位于一组“较低”单元， (即Cell1至Cell10)和一组“较高”单元(即Cell13和Cell14) 之间。

如图4和图5中所例示的，“奇数编号”单元(Cell11是这 些的示例)被示出与电流“吸收器(sinker)”20O(20-奇数)、 多路复用器30O(30-奇数)和模数转换器(ADC)40O(40-奇数) 的级联布置耦合。

类似地，“偶数编号”单元(Cell12是这些的示例)被示出 与电流“吸收器”20E(20-偶数)、多路复用器30E(30-偶数) 和模数转换器(ADC)40E(40-偶数)的级联布置耦合。

将另外理解的是——虽然为了简单和易于理解而被图示为单 独的不同元件——但是各种部件20O、30O、40O和20E、30E、 40E可以被结合到单个组合部件中。例如，电流吸收器20O、20E 可以与多路复用器30O、30E集成。

如本文所例示的，可以激活电流吸收器20O、20E(例如在 逻辑电路L的控制下)和/或外部控制器(附图中不可见)以选择 性地从将电池C耦合到设备10中的相应引脚的线路汲取电流， 如下所述。

在一个或多个实施例中，多路复用器30O、30E可以包括三 条输入线和两条输出线。

在一个或多个实施例中，多路复用器30O、30E可以被配置 为向对应的ADC 40O、40E的输入施加跨相应单元而感测到的(电 压)信号。

例如，在正常操作期间，多路复用器20O可以被配置为向引 脚C10、C11施加跨Cell11而感测到的电压(经由对应电阻器R_LPF的示例性的电阻器R11、R12——再次，为简单起见，相关联的 电容器CAP不可见)，而多路复用器20E可以被配置为向引脚 C11、C12施加跨Cell12而感测到的电压(经由对应电阻器R_LPF的示例性的电阻器R11，R12——再一次，为简单起见，相关联 的电容器CAP不可见)。

可选地，在一个或多个实施例中，多路复用器30O、30E和 ADC转换器40O、40E可以被配置为(与差分电平移位器级一起， 在附图中不可见)实现在共同未决的意大利专利申请中公开的内 置自测试(BIST)布置，该专利申请已经在前面提到并且以同一 申请人的名义上在同日提交。

如图4和图5中所示，在一个或多个实施例中，电流吸收器 20O(奇数编号单元)和20E(偶数编号单元)以及相关联的多 路复用器30O、30E可以以这种方式进行耦合，使得在每对奇数 编号单元(这里是Cell11)和偶数编号单元(这里是Cell12)中， “奇数编的”电流吸收器/多路复用器20O/30O也被耦合到偶数 编号单元的“S”引脚(这里是引脚S12)，而“偶数编号”电流 吸收器/多路复用器20E/30E也被耦合到在该对中的两个单元(这 里是Cell11和Cell12)之间被耦合的Bn_n-1引脚(这里是B12_11)。

图6的流程图是开路负载检测过程中的可能动作的示例。在 一个或多个实施例中，以下讨论的各种动作在逻辑电路L的控制 下以自动方式执行。

首先考虑图4，在如框100所例示的动作中，在偶数编号的 电流吸收器20E中，(任何已知类型的)电流发生器20A被激活 以从引脚C12(通过电阻器R12)汲取强度I的电流，而其他引 脚直接通过电流吸收器20E、20O传递到多路复用器30E、30O。

如图4所例示，多路复用器30E、30O由逻辑电路L控制， 使得在动作102中：

在引脚C12和C11处的(电压)信号(即，V_C12和V_C11)被 施加到偶数编号的ADC 40E；

在引脚S12和C11处的(电压)信号(即V_S12和V_C11)被施 加到奇数编号的ADC 40O。

在转换器40E、40O(例如，Σ-ΔADC转换器)中的动作104 中以本身已知的方式执行的转换将导致第一差分信号V₁₂＝ V_C12-V_C11(即，在C12和C11处的信号的差)和第二差分信号 V₁₁＝V_S12-V_C11(即，在S12和C11处的信号的差)被施加到逻 辑电路L(以任何已知的方式)。

在一个或多个实施例中，鉴于图4中例示的连接(以及提供 电流强度I的电流发生器20A的位置)，在逻辑电路L中计算的 差V₁₁-V₁₂——即(V_S12-V_C11)-(V_C12-V_C11)——可以预期对应于 乘积I*R₁₂，其中R₁₂是与引脚C12相关联的电荷感测电阻。

在动作106中，可以将在动作104处计算的值V₁₁-V₁₂与对应 于电阻器R₁₂的标称期望值的阈值Vth进行比较。

如果在动作106中的校验产生肯定结果(例如，R12的计算 电阻值超过Vth/I，即R12>Vth/I)，则引脚C12可以被视为“开 路”，并且在动作108中设置对应的标志，例如作为错误状态经 由通信接口C1而被传送到例如外部微控制器。

如果动作106中的校验产生否定结果，则可以将引脚C12视 为“OK”，并且绕过动作108。

然后考虑图5，在如框110所例示的动作中，在奇数编号的 电流吸收器20O中，(任何已知类型的)电流发生器20A被激活 以从引脚C11(通过电阻器R11)汲取强度I的电流，而其他引 脚直接通过电流吸收器20E、20O传递到多路复用器30E、30O。

如图5所例示，多路复用器30E、30O由逻辑电路L控制， 使得在动作112中：

在引脚C12和B12_11处的(电压)信号(即，V_C12和V_{B12_11}) 被施加到偶数编号的ADC40E；

在引脚S12和C11处的(电压)信号(即，VS12和VC11) 被施加到奇数编号的ADC40O。

再次在转换器40E、40O(例如，Σ-ΔADC转换器)中的动 作114以本身已知的方式执行的转换将导致第一差分信号V₁₂＝ V_C12-V_{B12_11}(即，在C12和B12_11处的信号的差)和的第二差 分信号V₁₁＝V_S12-V_C11(即，在S12和C11处的信号的差)被施 加到逻辑电路L(以任何已知的方式)。

在一个或多个实施例中，鉴于图5中例示的连接(以及提供 电流强度I的电流发生器20B的位置)，在逻辑电路L中计算的 差V₁₁-V₁₂——即(V_S12-V_C11)-(V_C12-VB_{12_11})——可以预期对 应于乘积I*R₁₁，其中R₁₁是与引脚C11相关联的电荷感测电阻。

在动作116中，可以将在动作114处计算的值V₁₁-V₁₂与对应 于电阻器R₁₁的标称期望值的阈值Vth进行比较。这可以合理地 假设为与对应于电阻器R₁₂的标称期望值的阈值Vth相同。

如果在动作116中的校验产生肯定结果(例如，R11的计算 电阻值超过Vth/I，即R11>Vth/I)，则引脚C11可以被视为“开 路”，并且在动作118中设置对应的标志，例如作为错误状态经 由通信接口C1而被传送到例如外部微控制器。

如果动作116中的校验产生否定结果，则可以将引脚C11视 为“OK”，并且绕过动作118。

图6的流程图中的框120指示从动作118(或者在产生负结 果的情况下从动作116)到达的时间延迟(设置为固定值或由逻 辑L可选的可控值)，之后可以重复如前所述的开路负载检测过 程。

通过——纯粹示例性参考——假设对于跨任何单元的(标称) 电压的常规值为3V以及对于电阻器R_LPF＝R₁₂＝R₁₁的常规值为 1kOhm，对电流I的强度的明智选择可以是50μA，其中阈值Vth 被选择为60mV。

因此，动作106和116的不同结果(I＝开路，N＝非开路) 可以对应于差V₁₁-V₁₂的值等于5V和50mV。

应当理解，图6的流程图中例示的动作可以并行执行，例如 通过首先分别校验所有偶数编号的单元Cell2，Cell4，...，Cell14 和奇数编号的单元Cell1，Cell3......，Cell13，反之亦然，这有助 于完全校验整个装置10上的开路负载(单元C)。

应当理解，这种用于整个设备10上的开路负载诊断校验的方 法的一个或多个实施例可以涉及基本上同时执行的测量，因此减 少了由于信号变化引起的可能的误差影响，同时还有助于外部连 接的准确检测。

一个或多个实施例利用设备10中用于其他功能(例如电荷平 衡)已经可用的引脚，使得不需要额外的引脚用于该目的。

图7的示图和图8的流程图是一个或多个实施例中的泄漏电 流检测(评估)的过程的示例。

这种泄漏电流可能与外部电容器CAP的可能损坏有关，如图 2所示。

具体地，图7例示了与在单元Cell11和Cell12的“上游”布 置的电容器CAP12和CAP13相关的可能的泄漏评估，另外可以 理解，对于与设备10相关联的所有电容器CAP可以概念性地采 用相同的方法。

在如图7和图8所例示的过程中，没有考虑启用电流发生器， 并且所涉及的引脚通过经由吸收器20O、20E(对于泄漏评估， 可以认为其不存在)直接传输通过多路复用器30O、30E。

对于其余部分，在本文中例示的泄漏评估过程中感测/计算的 信号基本上与在图4中例示的“偶数”开路负载检测过程中感测 /计算的信号相同。

如图7所例示，多路复用器30E、30O由逻辑电路L控制， 使得在动作200中：

在引脚C12和C11处的(电压)信号(即，V_C12和V_C11)被 施加到偶数编号的ADC 40E；

在引脚S12和C11处的(电压)信号(即，V_S12和V_C11)被 施加到奇数编号的ADC 40O。

在转换器40E、40O(例如，Σ-ΔADC转换器)中的动作202 中以本身已知的方式执行的转换将导致第一差分信号V₁₂＝ V_C12-V_C11(即，在C12和C11处的信号的差)和第二差分信号 V₁₁＝V_S12-V_C11(即，在S12和C11处的信号的差)被施加到逻 辑电路L(以任何已知的方式)。

在一个或多个实施例中，鉴于图7中例示的连接，差V₁₁-V₁₂ (即(V_S12-V_C11)-(V_C12-V_C11))在逻辑电路L中将变得可用。

一个或多个实施例可以依赖于另外(明智的)假设，即诸如 CAP12和CAP13的电容器上的泄漏故障非常不可能同时发生。

因此，假设在电容器CAP13处发生泄漏故障，则对应的泄漏 电流I_LUP将不同于0，而在CAP12处的电流I_LDN将等于0。

相反，在CAP12发生泄漏故障的情况下，I_LUP将等于0，而 I_LDN将与0不同。

在动作204和208中，V₁₁-V₁₂的差值因此可以通过将其与以 下进行比较来进行校验：

在动作204中，具有负(泄漏)阈值，即 V₁₁-V₁₂＝-I_LUPR₁₂<-Vth_leak，即I_LUP>Vth_leak/R12，(在负方向)超过 阈值指示在C13(CAP C13)上存在泄漏故障；

在动作208中，具有正(泄漏)阈值，即V₁₁-V₁₂＝I_LDNR₁₂>Vth_leak (这可以假设与刚刚考虑的泄漏阈值相同，这是由于耦合到设备 10的各种电容器CAP的预期相似性)，即I_LDN>Vth_leak/R12，(在 正方向上)超过阈值指示在C12(CAP C12)上存在泄漏故障。

如果动作204和208中的任何一个比较产生指示电容器泄漏 的结果，则可以在动作206或210中设置对应的标志，并且例如 经由通信接口CI将其传送到外部控制器。

相反，如果动作204和208中的比较产生指示不存在电容器 泄漏的结果，则可以跳过对应的动作206或210。

如所指出的，图8的表示主要是为了解释，因为诸如CAP12 和CAP13的电容器上的泄漏故障非常不可能同时发生。

因此，在一个或多个实施例中，动作204至210的序列可以 简单地实现为对模数|V₁₁-V₁₂|的校验，如果达到阈值Vth_leak，则声 明泄漏状况，差的符号(负或正)指示CAP12或CAP13中的故 障电容器。

同样，图8中的框212指示刚刚讨论的泄漏检测(评估)过 程在时间延迟之后重复的可能性，该时间延迟可以自动进行设置 或对应于按需请求。

如先前针对开路负载测试过程所讨论的，可以对设备10被耦 合到的所有单元重复泄漏检测过程。

因此，一个或多个实施例便于准确地评估电容器上的漏电流， 从而促进对受损电容器CAP(相邻的Cn和Cn-1引脚之间的电容 器)的可能标识。

在一个或多个实施例中，泄漏电流检测过程可以与先前讨论 的开路负载检测过程交替，其中电流发生器20A和20B被禁用。

因此，一个或多个实施例可以涉及操作电池管理系统(例如， BMS)中的控制设备的方法，其中控制设备(例如，10)可以包 括：

电荷感测引脚(例如，C0至C14)的有序序列，其按照奇数 编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列而被布置在多个电 荷感测引脚对(例如C0，C1；C1，C2；......；C12，C13；C13， C14)中，多个电荷感测引脚对中的每个电荷感测引脚对中的电 荷感测引脚经由耦合电阻器(例如，R_LPF)而被耦合到电池组中 的相应单元(例如，Cell1，Cell2，...，Cell13，Cell14)，以感 测跨相应单元的电压，其中每个奇数编号电荷感测引脚对(例如，C0，C1；...；C12，C13)与相应的偶数编号电荷感测引脚对(例 如，C1，C2；...；C13，C14)共享共用电荷感测引脚，其中后续 的偶数编号电荷感测引脚对与相应的先前的奇数编号电荷感测 引脚对按照奇数编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列，

第一电荷分布引脚(例如，S1，......，S14)和第二电荷分布 引脚(例如，B2-1，...，B14-13)，

其中按照奇数编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列 的每个奇数编号电荷感测引脚对和后续的偶数编号电荷感测引 脚对包括：

a)奇数编号第一电荷分布引脚(例如，S1，S3，...，S13)， 经由放电电阻器(例如，R_DIS)而被耦合到奇数编号电荷感测引 脚对中的、除共用电荷感测引脚之外的电荷感测引脚，

b)偶数编号第一电荷分布引脚(例如，S2，S4，...，S14)， 被耦合(例如R_DIS)到偶数编号电荷感测引脚对中的、除共用电 荷感测引脚之外的电荷感测引脚，

c)第二电荷分布引脚(例如，B2-1，...，B14-13)，被耦合(例如，R_LPF)到共用电荷感测引脚，第二电荷分布引脚被配置 为选择性地被耦合(例如经由诸如SW13、SW14的开关)到奇数 编号第一电荷分布引脚和偶数编号第一电荷分布引脚，以与其交 换电荷。

在一个或多个实施例中，该方法可以包括，对于按照奇数编 号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列的每个奇数编号电荷 感测引脚对以及后续的偶数编号电荷感测引脚对：

开路负载测试(例如，100到108；110到118)，包括：

a)激活(例如，100)通过偶数编号电荷感测引脚对中的、 除共用电荷感测引脚(例如C11)之外的电荷感测引脚(例如， C12)和相应的耦合电阻器(例如R12)的第一电流(例如，20A)，

利用被激活的第一电流，感测(例如，102，40E、40O)：

i)在后续的偶数编号对中的、除共用电荷感测引脚之外 的电荷感测引脚与共用电荷感测引脚之间的第一电压降(例如， V₁₂)，

ii)在偶数编号第一电荷分布引脚与共用电荷感测引脚 之间的第二电压降(例如，V₁₁)，

计算(例如，104，L)利用被激活的第一电流感测到的第一 电压降和第二电压降之间的差(例如，V₁₁-V₁₂)，以及将计算得 到的差与阈值进行比较(例如，106)，并且作为计算得到的差 达到给定阈值的结果而声明(例如，通过在这种情况下采取适当 的动作，诸如发出对应的警报信号)对于被激活的第一电流通过 的电荷感测引脚的开路状况；

b)激活(例如，110)通过共用电荷感测引脚和相应的耦合 电阻器的第二电流(例如，20B)，

利用被激活的第二电流，感测(例如，112，40E、40O)：

i)在后续的偶数编号对中的、除共用电荷感测引脚之外 的电荷感测引脚与第二电荷分布引脚之间的第一电压降；

ii)在偶数编号第一电荷分布引脚与共用电荷感测引脚 之间的第二电压降，

计算(例如，114，L)利用被激活的第二电流感测到的第一 电压降和第二电压降之间的差；以及

将计算得到的差与阈值进行比较，并且作为计算得到的相应 的差达到阈值的结果而声明对于共用电荷感测引脚的开路状况，

和/或

电流泄漏测试(例如，200到210)包括：

c)感测(例如，200，40E、40O)：

i)在后续的偶数编号对中的、除共用电荷感测引脚之外 的电荷感测引脚与共用电荷感测引脚之间的第一电压降；

ii)在偶数编号第一电荷分布引脚与共用电荷感测引脚 之间的第二电压降，

计算(例如，202，L)第一电压降和第二电压降之间的差， 以及将计算得到的差的模数与至少一个泄漏阈值进行比较(例 如，204、206)，并且作为计算得到的差的模数达到给定阈值的 结果而声明(例如，通过在这种情况下采取适当的动作，诸如发 出对应的警报信号)电流泄漏状况位于以奇数编号和偶数编号电 荷感测引脚对的有序序列的、跟随后续的偶数编号对的奇数编号 电荷感测引脚对(例如，CAP13；C12，C13)处或者位于以奇数 编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列的偶数编号对(例 如，CAP12；C11，C12)处。

在包括电流泄漏测试的一个或多个实施例中，电流泄漏测试 可以包括将第一电压降和第二电压降之间的差与负(例如，204) 和正(例如，208)的泄漏阈值进行比较，并且声明电流泄漏状 况：

位于以奇数编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列的、 跟随后续的偶数编号对的奇数编号电荷感测引脚对处，或者

作为泄漏阈值的结果，位于以奇数编号和偶数编号电荷感测 引脚对的有序序列的偶数编号对处，

作为计算得到的差达到负泄漏阈值和正泄漏阈值的(208) 中的任何一个的结果。

一个或多个实施例可以包括在以奇数编号和偶数编号电荷感 测引脚对的有序序列的多个奇数编号电荷感测引脚对中以及多 个偶数编号电荷感测引脚对中同时执行开路负载测试和/或电流 泄漏测试。

一个或多个实施例可以包括执行开路负载测试，开路负载测 试包括彼此交替地激活第一电流和第二电流。

一个或多个实施例可以包括在不存在通过电荷感测引脚和相 应的耦合电阻器的被激活的电流的情况下执行电流泄漏测试。

一个或多个实施例可以包括利用后续重复之间的间歇间隔重 复地执行开路负载测试和/或电流泄漏测试。

在一个或多个实施例中，用于电池管理系统的控制设备可以 包括：

电荷感测引脚(例如，C0至C14)的有序序列，其按照奇数 编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列而被布置在多个电 荷感测引脚对(例如C0，C1；C1，C2；......；C12，C13；C13， C14)中，多个电荷感测引脚对中的每个电荷感测引脚对中的电 荷感测引脚经由耦合电阻器(例如，R_LPF)而被耦合到电池组中 的相应单元(例如，Cell1，Cell2，...，Cell13，Cell14)，以感 测跨相应单元的电压，其中每个奇数编号电荷感测引脚对(例如，C0，C1；...；C12，C13)与相应的偶数编号电荷感测引脚对(例 如，C1，C2；...；C13，C14)共享共用电荷感测引脚，其中后续 的偶数编号电荷感测引脚对与相应的先前的奇数编号电荷感测 引脚对按照奇数编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列，

第一电荷分布引脚(例如，S1，......，S14)和第二电荷分布 引脚(例如，B2-1，...，B14-13)，

其中按照奇数编号和偶数编号电荷感测引脚对的有序序列 的每个奇数编号电荷感测引脚对和后续的偶数编号电荷感测引 脚对包括：

a)奇数编号第一电荷分布引脚(例如，S1，S3，...，S13)， 经由放电电阻器(例如，R_DIS)而被耦合到奇数编号电荷感测引 脚对中的、除共用电荷感测引脚之外的电荷感测引脚，

b)偶数编号第一电荷分布引脚(例如，S2，S4，...，S14)， 被耦合(例如R_DIS)到偶数编号电荷感测引脚对中的、除共用电 荷感测引脚之外的电荷感测引脚，

c)第二电荷分布引脚(例如，B2-1，...，B14-13)，被耦合 (例如，R_LPF)到共用电荷感测引脚，第二电荷分布引脚被配置 为选择性地被耦合(例如经由诸如SW13、SW14的开关)到奇数 编号第一电荷分布引脚和偶数编号第一电荷分布引脚，以与其交 换电荷。

其中设备可以被配置为使用一个或多个实施例的方法来进 行操作，并且包括：

感测电路(例如，40E、40O)，被配置为感测第一和第二电 压降(例如，V₁₁；V₁₂)，

计算电路(例如，L)，被配置为：计算第一和第二电压降 之间的差(例如，V₁₁-V₁₂)，将计算得到的差与阈值进行比较， 并且声明开路状况和/或电流泄漏状况，以及

在设备被配置为执行开路负载测试的情况下，电流发生器， 可激活以提供第一电流和第二电流。

在一个或多个实施例中，电动交通工具(例如，V)，可以 包括：

电池组(例如，BP)，包括多个电池单元(例如，C)，

电池管理系统(例如，BMS)，被耦合到电池组，

根据一个或多个实施例的控制设备，被配置为控制电池管理 系统。

在不损害基本原理的情况下，在不偏离保护范围的情况下， 细节和实施例可以相对于仅作为示例描述的内容而甚至显著地 变化。

保护范围由所附权利要求确定。