一种电池故障检测的方法及装置与流程

本发明涉及电池管理领域，尤其涉及一种电池故障检测的方法及装置。

背景技术

当前随着雾霾天气、温室效应、能源危机等环境问题的日益加剧，人们的可持续发展意识逐渐提高，电动汽车等可持续能源产品也日益普及。电动汽车的能量存储装置是电池系统，主要包括电池单体或电池模块的集成、电池管理系统、高/低压电路以及冷却装置等模块。近年来，国内外发生了多起电动汽车自燃等安全事故，电动汽车自燃等安全事故多由电池系统的故障引起。电动汽车的电池系统在运行过程中可能出现突发的电池单体电压不一致等故障，即某个电池单体的电压与其他电池单体的电压出现明显的不一致。造成突发的电池单体电压不一致等电池故障的原因有多个，若用户无法确定电池系统的故障原因，则无法采用相应的措施解决故障，进而无法避免电池故障带来电动汽车自燃等安全事故。

现有技术通过采集或者监测电池系统中每个单体电池的端电压、电动势、单体电池的输出电流或者单体电池的等效内阻等电池参数，通过采集或者监测到的电池参数与预定义的标准参数进行比较，通过参数的比较确定电池系统是否出现故障。例如，现有技术通过采集二次电池组中每个单体电池的端电压ui以及单体电池的输出电流i，计算每个单体电池的等效内阻zi，并通过zi与基准电阻的差值δzi确定单体电池是否出现微短路。其中，基准电阻为电池组中所有单体电池的等效内阻的平均值。若电池组中串联的单体电池的数量较多，则现有技术采集或者监测各个单体电池的电池参数的工作量大，实现难度大。此外，随着电池组的老化，电池组中各个单体电池的不一致性会增加，用δzi值等电池参数判断电池微短路时容易将电池的不一致性判断为微短路，而且容易将接触电阻等故障导致的内阻变化误报为微短路，误判概率高。现有技术无法区分不同原因导致的电池故障，适用性差。

技术实现要素：

本申请提供一种电池故障检测的方法及装置，可提高电池故障来源的检测准确性，增强电池故障检测的适用性，降低电池故障的误判率。

第一方面提供了一种电池故障检测的方法，其可包括：

待测电池组发生单体电压不一致故障时，确定所述待测电池组的总电压与所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压之和的第一差值；

所述待测电池组发生单体电压不一致故障之前，确定所述待测电池组的总电压与所述各个单体电池的单体电压之和的第二差值；

若所述第一差值和所述第二差值的差值大于预设电压阈值，则确定所述待测电池组出现电压测量故障；

若所述第一差值和所述第二差值的差值小于或者等于所述预设电压阈值，则根据所述各个单体电池的差异电压，确定所述待测电池组出现短路故障或者接触电阻故障；

其中，任一单体电池的差异电压为所述任一单体电池的单体电压与所述各个单体电池的单体电压平均值的差值。

需要说明的是，本申请所描述的单体电压不一致故障是指电池组中某一个单体电池的电压(即单体电压)与其他单体电池的电压出现明显的不一致所引发的电池组故障。

本申请可在待测电池组中的单体电池发生单体电压不一致故障时，根据待测电池组的总电压和各个单体电池的单体电压确定待测电池组发生故障的原因是否为电压测量故障。若待测电池组发生故障的原因不是电压测量故障，还可根据各个单体电池的差异电压确定待测电池组的故障来源是短路故障还是接触电阻故障。本申请可实现待测电池组的故障来源的在先诊断，可提高电池故障来源的检测的准确性，提高电池故障检测的适用性，进而可提高电池的安全性。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

获取所述待测电池组中各个单体电池在预设n个采样时刻中各个采样时刻的单体电压；

确定各个采样时刻所述各个单体电池的差异电压，并根据所述各个单体电池的差异电压确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障；

其中，所述n为大于零的整数。

本申请可通过采集待测电池组的单体电池在多个采样时刻的单体电压，进而可确定各个采样时刻各个单体电池的差异电压。根据单体电池的差异电压可确定待测电池组发生了单体电压不一致故障，可提高待测电池组单体电压不一致故障的检测准确性，进而可提高电池故障检测的时效性，提高了电池故障风险的可控性。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述确定各个采样时刻所述各个单体电池的差异电压，并根据所述各个单体电池的差异电压确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障包括：

获取所述待测电池组中各个单体电池在任一采样时刻k的单体电压，并计算所述采样时刻k所述各个单体电池的单体电压的平均值um；

根据所述各个单体电池在所述采样时刻k的单体电压以及所述um的差值确定所述各个单体电池的差异电压，并将差异电压绝对值最大的单体电池i的差异电压确定为所述采样时刻k的最大绝对差异电压udmax，i；

若连续n’个采样时刻记录的udmax，i大于预设差异电压阈值，则确定在第一个大于预设差异电压阈值的udmax，i出现的采样时刻m所述待测电池组发生了单体电压不一致故障；

其中，n’为小于或者等于n的整数。

本申请可预先设定用于确定电池组的单体电压不一致故障的差异电压阈值，还可记录各个采样时刻的最大绝对差异电压。根据各个采样时刻的最大绝对差异电压和预设差异电压阈值可确定出现单体电压不一致的采样时刻，进而可及时检电池组故障的来源，提高检测故障检测的时效性，提高电池的安全性。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述待测电池组发生单体电压不一致故障时，确定所述待测电池组的总电压与所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压之和的第一差值包括：

确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m，并获取所述采样时刻m所述待测电池组的总电压utotal1；

获取所述采样时刻m所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压，并计算所述各个单体电池的单体电压之和u1；

计算所述utotal1与所述u1的差值，并将所述差值的绝对值确定为所述第一差值。

本申请可确定电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻，进而可确定该采样时刻电池组的总电压，以及电池组的各个单体电池的单体电压的和，进而可将两者的差值确定为第一差值，用于确定电池组的故障类型。本申请可根据电池组出现电池故障的单体电压不一致性的时刻对应的电池参数确定电池组故障来源，可降低检测故障检测的误判率，提高电池组故障来源检测的适用性。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述待测电池组发生单体电压不一致故障之前，确定所述待测电池组的总电压与所述各个单体电池的单体电压之和的第二差值包括：

确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m，并获取所述采样时刻m之前的采样时刻m1所述待测电池组的总电压utotal2；

获取所述采样时刻m1所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压，并计算所述各个单体电池的单体电压之和u2；

计算所述utotal2与所述u2的差值，并将所述差值的绝对值确定为所述第二差值。

本申请可确定电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻，进而可确定该采样时刻的之前一个采样时刻电池组的总电压，以及电池组的各个单体电池的单体电压的和，进而可将两者的差值确定为第二差值，用于确定电池组的故障类型。本申请可根据电池组出现电池故障的单体电压不一致性的时刻之前的采样时刻对应的电池参数确定电池组故障来源，采样时刻的选择灵活性高，可降低检测故障检测的误判率，提高电池组故障来源检测的适用性。

结合第一方面第三种可能的实现方式或者第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述确定所述待测电池组发生了单体电压不一致故障之后，所述方法还包括：

确定所述待测电池组中发生电压不一致的单体电池的电压突变值，并根据所述电压突变值确定所述预设电压阈值；

其中，所述电压突变值为所述发生电压不一致的单体电池在故障发生之前的采样时刻和故障发生之后的采样时刻的单体电压差值。

本申请可根据电池组发生单体电池不一致故障时的单体电池的电压突变值，确定用于确定电池发生电压测量故障的参数，可提高参数选择的准确性，进而可降低电池组故障检测的误判率。

结合第一方面第二种可能的实现方式至第一方面第五种可能的实现方式中任一种，在第六种可能的实现方式中，所述根据所述各个单体电池的差异电压，确定所述待测电池组出现短路故障或者接触电阻故障包括：

确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m，计算所述采样时刻m之前的x1个采样时刻的最大绝对差异电压的第一平均绝对差分值umad1；

计算所述采样时刻m之后的x2个采样时刻的最大绝对差异电压的第二平均绝对差分值umad2，其中，所述x2＝x1＝x，所述x大于或者等于(n-1)/2；

若所述umad2大于或者等于所述umad2的预设倍数阈值，则确定所述待测电池组出现接触电阻故障，否则确定所述待测电池组出现短路故障；

其中，平均绝对差分值umad的计算表达式为：

其中，udmax,i(t)为采样时刻t的最大绝对差异电压。

本申请可在确定电池组发生单体电池的单体电压不一致故障之后，可分别记录故障前后的多个最大绝对差异电压，进而可确定电池组发生故障前后的最大绝对差异电压的平均绝对差分值。本申请可通过电池组故障前后的平均绝对差分值的大小对比确定电池组故障为短路故障或者接触电阻故障，从而快速实现电池组单体电压不一致性故障来源的诊断，提高了电池组故障检测的适用性。

第二方面提供了一种电池故障检测的装置，其可包括：

确定模块，用于在待测电池组发生单体电压不一致故障时，确定所述待测电池组的总电压与所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压之和的第一差值；

所述确定模块，还用于在所述待测电池组发生单体电压不一致故障之前，确定所述待测电池组的总电压与所述各个单体电池的单体电压之和的第二差值；

故障分析模块，用于在所述确定模块确定所述第一差值和所述第二差值的差值大于预设电压阈值时，确定所述待测电池组出现电压测量故障；

所述故障分析模块，还用于在所述确定模块确定所述第一差值和所述第二差值的差值小于或者等于所述预设电压阈值时，根据所述各个单体电池的差异电压，确定所述待测电池组出现短路故障或者接触电阻故障；

其中，任一单体电池的差异电压为所述任一单体电池的单体电压与所述各个单体电池的单体电压平均值的差值。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

获取模块，用于获取所述待测电池组中各个单体电池在预设n个采样时刻中各个采样时刻的单体电压；

所述确定模块，还用于根据所述获取模块获取的单体电压确定各个采样时刻所述各个单体电池的差异电压，并根据所述各个单体电池的差异电压确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障；

其中，所述n为大于零的整数。

结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述装置还包括计算模块；

所述获取模块，还用于获取所述待测电池组中各个单体电池在任一采样时刻k的单体电压；

所述计算模块，用于计算所述获取模块获取的所述采样时刻k所述各个单体电池的单体电压的平均值um；

所述确定模块，用于根据所述获取模块获取的所述各个单体电池在所述采样时刻k的单体电压以及所述计算模块计算得到的所述um的差值确定所述各个单体电池的差异电压，并将差异电压绝对值最大的单体电池i的差异电压确定为所述采样时刻k的最大绝对差异电压udmax，i；

所述确定模块，还用于在连续n’个采样时刻记录的udmax，i大于预设差异电压阈值时，确定在第一个大于预设差异电压阈值的udmax，i出现的采样时刻m所述待测电池组发生了单体电压不一致故障；

其中，n’为小于或者等于n的整数。

结合第二方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述确定模块，用于确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m；

所述获取模块，还用于获取所述确定模块确定的所述采样时刻m所述待测电池组的总电压utotal1；

所述获取模块，还用于获取所述采样时刻m所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压；

所述计算模块，用于计算所述各个单体电池的单体电压之和u1，并计算所述utotal1与所述u1的差值；

所述确定模块，用于将所述计算模块计算的所述差值的绝对值确定为所述第一差值。

结合第二方面第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述确定模块，用于确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m；

所述获取模块，还用于获取所述确定模块确定的所述采样时刻m之前的采样时刻m1上所述待测电池组的总电压utotal2；

所述获取模块，还用于获取所述采样时刻m1所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压；

所述计算模块，用于计算所述获取模块获取的所述各个单体电池的单体电压之和u2，并计算所述utotal2与所述u2的差值；

所述确定模块，用于将所述计算模块计算的所述差值的绝对值确定为所述第二差值。

结合第二方面第四种可能的实现方式或者第二方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述确定模块还用于：

确定所述待测电池组中发生电压不一致的单体电池的电压突变值，并根据所述电压突变值确定所述预设电压阈值；

其中，所述电压突变值为所述发生电压不一致的单体电池在故障发生之前的采样时刻和故障发生之后的采样时刻的单体电压差值。

结合第二方面第二种可能的实现方式至第二方面第五种可能的实现方式中任一种，在第六种可能的实现方式中，所述确定模块，用于确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m；

所述计算模块，用于计算所述确定模块确定的所述采样时刻m之前的x1个采样时刻的最大绝对差异电压的第一平均绝对差分值umad1；

所述计算模块，还用于计算所述采样时刻m之后的x2个采样时刻的最大绝对差异电压的第二平均绝对差分值umad2，其中，所述x2＝x1＝x，所述x大于或者等于(n-1)/2；

所述故障分析模块，用于在所述计算模块计算的所述umad2大于或者等于所述umad2的预设倍数阈值时，确定所述待测电池组出现接触电阻故障，否则确定所述待测电池组出现短路故障；

其中，平均绝对差分值umad的计算表达式为：

其中，udmax,i(t)为采样时刻t的最大绝对差异电压。

第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储一组程序代码；

所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码执行上述第一方面提供的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述终端设备所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述第一方面提供的方法所设计的程序。

本申请可在待测电池组中的单体电池发生单体电压不一致故障时，根据待测电池组的总电压和各个单体电池的单体电压确定待测电池组发生故障的原因是否为电压测量故障。若待测电池组发生故障的原因不是电压测量故障，还可根据各个单体电池的差异电压确定待测电池组的故障来源是短路故障还是接触电阻故障。本申请可实现待测电池组的故障来源的在先诊断，可提高电池故障来源的检测的准确性。进一步的，本申请可在确定电池组发生单体电池的单体电压不一致故障之后，可分别记录故障前后的多个最大绝对差异电压，进而可确定电池组发生故障前后的最大绝对差异电压的平均绝对差分值。本申请可通过电池组故障前后的平均绝对差分值的大小对比确定电池组故障为短路故障或者接触电阻故障，从而快速实现电池组单体电压不一致性故障来源的诊断，提高电池故障检测的适用性，进而可提高电池的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电池故障检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的电池故障检测的方法的一流程示意图；

图4是本发明实施例提供的电池故障检测的方法的另一流程示意图；

图5a是本发明实施例提供的电池单体电压不一致故障的一示意图；

图5b是本发明实施例提供的电池单体电压不一致故障的另一示意图；

图6a是本发明实施例提供的电池单体电压不一致故障的另一示意图；

图6b是本发明实施例提供的电池单体电压不一致故障的另一示意图；

图7是本发明实施例提供的电池组的平均绝对差分umad示意图；

图8是本发明实施例提供的电池故障检测的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的电池故障检测的方法可应用于终端设备，上述终端设备具体可内置于现有的电池管理系统(batterymanagementsystem，bms)中，也可为包含现有的bms的设备，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。该终端设备也可称之为用户设备(userequipment，ue)、移动台(mobilestation，ms)、移动终端(mobileterminal)等。上述终端设备还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置式或者车载式等移动装置。例如，终端设备可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)、或具有移动性质的计算机、或电动汽车等。本发明实施例将以电动汽车为例进行说明。应理解的是，除了终端设备以外，本发明实施例提供的电池故障检测的方法也可以应用于其他使用二次电池的装置中，在此不做限制。本发明实施例中所描述的发生单体电压不一致的电池单体(也称单体电池)可以是串联电池组中的某个单体电池，也可为独立工作的单个电池，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。

电动汽车电池系统在运行过程中可能出现突发的单体电压不一致性故障，即某个单体电池的电压与其他单体电池的电压出现明显的不一致。在电动汽车电池系统中，造成单体电压不一致性故障的原因主要包括：电池电压测量故障，接触电阻增长，电池短路等。当电动汽车电池系统的故障来源不同时，需要采取不一样的处理方式。例如，若电动汽车电池系统的发生单体电压不一致故障是由电压测量故障引起，则行驶中的电动汽车可以继续正常行驶至维修处。若电动汽车电池系统的发生单体电压不一致故障是由接触电阻增长引起，则电动汽车可以通过限制功率的方式“跛行回家。若电动汽车电池系统的发生单体电压不一致故障是电池短路，则应弃车。因此，当电动汽车电池系统发生故障时，如何辨识电动汽车电池系统的故障来源，例如电压测量故障、接触电阻故障或者短路故障，是提高电动汽车安全性亟待解决的重要问题之一。

参见图1，是本发明实施例提供的电池故障检测系统的结构示意图。本发明实施例提供的电池故障检测系统可为上述终端设备中包含的电池故障检测系统，也可为内置于现有的bms中的电池故障检测系统，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本发明实施例提供的电池故障检测系统包括待测电池组、监控管理单元以及故障分析单元等。其中，上述监控管理单元具体可为现有的bms或者bms中包含的相关监控管理单元，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。上述监控管理单元可用于在电池组工作过程中，实时记录待测电池组及其包含的单体电池的工作状态数据，包括各个电压采样时刻上待测电池组的端电压(即电池组的输出电压，也称电池组的总电压)以及待测电池组中各个单体电池的单体电压等电池参数。上述故障分析单元用于监控管理单元检测到的各项电池参数确定待测电池组的故障来源等，例如电压测量故障、接触电阻故障或者短路故障等。进一步的，故障分析单元可将检测到的电池组的故障来源反馈给监控管理单元，通过监控管理单元进行存储、记录和/或反馈给用户。

下面将结合图2至图8对本发明实施例提供的电池故障检测的方法及装置进行具体描述。

参见图2，是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供的终端设备可包括：存储器100、处理器200以及显示器300等。其中，存储器100存储一组程序代码，该程序代码用于实现待测电池组及其包含的单体电池的工作状态数据的检测、记录以及单体电池的差异电压、最大绝对差异电压、平均绝对差分值等电池参数的计算等操作。处理器200用于读取存储器100中的程序代码，然后执行程序代码定义的方法。例如，处理器200可读取存储器100中存储的程序代码执行电池的故障检测等操作。

处理器200可以包括一个或多个处理器，例如，处理器200可以包括一个或多个中央处理器。当处理器200包括多个处理器时，这多个处理器可以集成在同一块芯片上，也可以各自为独立的芯片。一个处理器可以包括一个或多个处理核，以下实施例均以多核为例来介绍，但是本发明实施例提供的电池故障检测的方法也可以应用于单核处理器，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。

另外，存储器100还存储有除程序代码之外的其他数据，其他数据可包括处理器执行上述程序代码之后产生的数据，例如待测电池组及其包含的单体电池的工作状态数据等。存储器100一般包括内存和外存。内存可以为随机存储器(ram)，只读存储器(rom)，以及高速缓存(cache)等。外存可以为硬盘、光盘、usb盘、软盘或磁带机等。程序代码通常被存储在外存上，处理器在执行处理前会将程序代码从外存加载到内存。

参见图3，是本发明实施例提供的电池故障检测的方法的一流程示意图。本发明实施例所描述的电池故障检测的方法中包括电池组发生单体电压不一致故障的检测、电池组发生电压测量故障的检测、电池组发生短路故障的检测以及电池组发生接触电阻故障的检测等操作的实现方式。

本发明实施例提供的方法包括步骤：

s1，确定待测电池组发生单体电压不一致故障。

在一些可行的实施方式中，首先可根据待测电池组中各个单体电池的单体电压的差异，确定待测电池组是否发生的单体电池的单体电压不一致故障。具体实现中，可首先获取待测电池组中各个单体电池在预设的n个采样时刻中每个采样时刻的单体电压，进而可确定各个采样时刻各个单体电池的差异电压。进一步的，可根据各个单体电池的差异电压确定待测电池组发生单体电压不一致故障。具体实现中，参见图4，是本发明实施例提供的电池故障检测的方法的另一流程示意图，待测电池组发生单体电压不一致故障的辨识方式可包括步骤s11-s14：

s11.计算采样时刻k上各个单体电池的单体电压的平均值um。

假设电池组共有n个单体电池，采样时刻k为预设的n个采样时刻中的任一个，即计算任一采样时刻的平均电压均可采用下述实现方式。具体实现中，本发明实施例所描述的采样时刻可以为bms按照设定采样间隔采集电池组的总电压等电池参数数据的各个数据采集时间点，上述n个采样时刻可为bms采集电池组的总电压等电池参数数据的连续n个采集时间点。待测电池组中各个单体电池的单体电压可由bms系统采集得到，不需要额外增加传感器，并且所需存储的数据量和数据的计算量较小，降低了电池故障检测的难度。上述各个单体电池的单体电压也可通过其他电压检测器检测，在此不做限制。

终端设备可首先从bms记录的数据中获取各个单体电池在采样时刻k的单体电压，进而可计算平均电压um(k)：

其中，ui(k)代表第i个单体电池在第k次采集的电压，即第i个单体电池在采样时刻k的单体电压。um(k)代表在第k次采集的平均电压，即采样时刻k待测电池组中各个单体电池的单体电压的平均值。

s12.计算各单体电池的差异电压ud,i(k)：

ud,i(k)＝ui(k)-um(k)

其中，ud,i(k)代表第i个单体电池在第k次采集时的差异电压，即第i个单体电池在采样时刻k的差异电压。

s13.记录同一采样时刻下差异电压绝对值最大的差异电压udmax,i。

假设待测电池组中第i个单体电池的差异电压的绝对值|ud,i(k)|大于该采样时刻k电池组中任一其他单体电池的差异电压的绝对值，则可将ud,i(k)记录为udmax,i。其中，上述记录的udmax下面简称最大绝对差异电压。

在一些可行的实施方式中，终端设备可根据上述步骤s11-s13的实现方式记录n个采样时刻中各个采样时刻的udmax,i，以得到n个udmax,i。其中，上述n可为2x+1个，其中，x可取10等自然数。其中，x的取值可根据待测电池组故障检测的漏判率或者误判率的取舍决定。其中，x的取值较大可提高误判率，x的取值较小则可提高漏判率，本发明实施例将以10为例进行说明。具体实现中，终端设备每记录一次采集的数据，则可将已记录的数据更新一次，即只记录最近2x+1次采集的数据。

s14.根据各个单体电池的差异电压确定待测电池组发生单体电压不一致故障。

在一些可行的实施方式中，终端设备记录了各个采样时刻下的最大绝对差异电压之后，则可根据各个采样时刻记录的数据辨识待测电池组是否发生了单体电压不一致故障。当出现同一个单体电池(假设为单体电池i)连续n’个采样时刻的udmax，i大于预设差异电压阈值，则可确定在第一个大于预设差异电压阈值的udmax，i出现的采样时刻m该单体电池i就出现了单体电压不一致，即待测电池组发生了单体电压不一致故障。例如，当单体电池i连续3个udmax,i大于预设差异电压阈值时，则可认为该电池单体i在出现第一个udmax,i时就发生了电压不一致故障。其中，上述预设差异电压阈值可为a倍以上的前x个udmax的平均值。其中，上述a可根据待测电池组故障检测的漏判率或者误判率的取舍确定，例如5等。具体可根据实际应用场景确定a的取值，本发明实施例将以5为例进行说明。

具体实现中，若终端设备确定了待测电池组发生单体电压不一致故障，则可执行步骤s2。即进一步确定电池组发生单体电压不一致故障的故障来源，例如，电压测量故障、短路故障或者接触电阻故障等。若未辨识到单体电压不一致，则可继续执行步骤s11，即可继续监控电池组的单体电池的单体电压状态。

下面将结合图5a和5b，是本发明实施例提供的电池单体电压不一致故障的一示意图。

图5a和图5b中所示为1s采集一次单体电压，即单体电压的采样时间间隔为1s，例如bms采集电池数据的采集周期为1s。图5a所示为一个由12个单体电池组成的电池组(假设为a电池组)，在电池组a中有一个单体电池出现电压不一致的现象。从图5a中可以发现在3600s，a电池组中虚线电压曲线代表的单体电池开始出现了与其他大多数单体电池的单体电压不一致的故障问题。图5b所示为另一个由12个电池单体组成的电池组(设为b电池组)。在b电池组中有一个单体出现电压不一致的现象。从图中可以发现在3600s，b电池组中虚线电压曲线代表的单体电池开始出现了与其他大多数单体电池的电压不一致的故障问题。

如图6a和6b，是本发明实施例提供的电池单体电压不一致故障的另一示意图。

图6a和6b为两个电池组(包括a电池组和b电池组)中单体电压差异电压在3500s到3800s时的变化曲线，可以发现在3600s后a电池组和b电池组中都有一个单体电池出现了明显的电池差异电压异常的现象。对同一采样时刻下最大差异电压绝对值udmax,i进行记录。记录数量为2x+1个，本发明实施例x取10，每记录一次更新一次，即只记录最近21次的数据。当连续3个udmax,i大于5倍以上的前10个记录值(即最大差异电压绝对值udmax,i)的平均值时，认为该单体电池在出现第一个udmax,i时就发生了电压不一致故障。也就识别出了图6a中虚线代表的单体电池和图6b中虚线代表的单体电池都在3600s就发生了电压不一致故障。

s2，确定待测电池组发生单体电压不一致故障时，所述待测电池组的总电压与所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压之和的第一差值。

s3，确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障之前，所述待测电池组的总电压与所述各个单体电池的单体电压之和的第二差值。

在一些可行的实施方式中，终端设备确定了待测电池组发生单体电压不一致故障之后，可首先判断单体电压不一致故障的来源是否为电压测量故障。具体实现中，终端可根据电池组发生单体电压不一致故障前后的电压变化状态，确定电压变化的幅度是否在预设变化范围内，以确定是否为电压测量故障。具体的，终端设备可根据上述步骤s11-s14等步骤所描述的实现方式，确定待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m。终端设备可从bms记录的数据中获取采样时刻m上待测电池的总电压utotal1。例如，图1所示的电池端电压等。终端设备也可从bms记录的数据中获取采样时刻m上待测电池组中各个单体电池的单体电压，进而可计算单体电池的单体电压之和u1。进一步的，可计算utotal1和u1的差值，将该差值的绝对值确定为第一差值，设为|dutotal|p，用于确定电池组的故障来源。如下表达式所示：

其中，utotal是待测电池组的总电压，该总电压可由bms采集得到，也可由其他电压测量设备实时测量得到，在此不做限制。ui是单体电池i的单体电压，该单体电压可由bms测量得到，也可由其他电压测量设备实时测量得到。

在一些可行的实施方式中，终端设备还可根据上述表达式计算待测电池组发生单体电压不一致故障之前，待测电池组的总电压与各个单体电池的单体电压之和的差值|dutotal|a。具体实现中，终端设备可获取采样时刻m之前的采样时刻m1待测电池组的总电压utotal2。其中，上述采样时刻m1可为采样时刻m的前一个采样时刻，采样时刻m1的位置也可根据实际应用场景需求确定。即，采样时刻m1与采样时刻m之间的采集时间间隔可为bms的一个采样周期，也可为bms的多个采样间隔，在此不做限制。本发明实施例将以一个采样周期为例进行说明，例如1s。

终端设备还可从bms记录的数据中获取采样时刻m1待测电池组包含的各个单体电池的单体电压，并计算各个单体电池的单体电压之和u2。进一步的，可计算上述utotal2与u2的差值，并将改差值的绝对值确定为第二差值，设为|dutotal|a，用于确定电池组的故障来源。

s4，判断第一差值与第二差值的差值大于预设电压阈值，若是，则确定待测电池组出现电压测量故障，否则执行步骤s5。

在一些可行的实施方式中，若上述|dutotal|p与|dutotal|a的差值大于预设电压阈值，则可确定待测电池组出现了电压测量故障。其中，上述预设电压阈值可由待测电池组发生单体电压不一致故障时，出现电压突变的单体电池的电压突变值确定。例如，上述预设电压阈值可为出现电压突变的单体电池的电压突变值的30％。其中，上述电压突变值是指发生单体电压不一致的单体电池在发生故障之前和发生故障之后的单体电压差值。例如，本发明实施例之后所描述的电压突变值是发生电压不一致单体在3599s和3600s的电压绝对差值。若上述|dutotal|p与|dutotal|a的差值超过了单体电池的电压突变值的30％，则可确定待测电池组的单体电压不一致故障由电压测量故障导致。其中，上述电压突变值的30％仅是本发明实施例的一个示例，预设电压阈值的大小设定可根据实际应用场景的需求确定，在此不做限制。

具体实现中，若待测电池组发生单体电压不一致故障的来源不是电压测量故障，则可进一步确定故障来源是短路故障还是接触电阻故障。

s5，根据所述各个单体电池的差异电压，确定所述待测电池组出现短路故障或者接触电阻故障。

在一些可行的实施方式中，当终端设备确定待测电池组发生电压不一致故障发生且非电压测量故障导致后，则需要确定是接触电压故障还是短路故障。具体实现中，终端设备可分别计算故障前后的最大绝对差异电压udmax,i的平均绝对差分值，根据故障前后的平均绝对差分值的比值大小来判断是接触电阻故障还是短路故障，从而快速实现电动车中电压不一致性故障来源的诊断。具体实现中，终端设备可确定待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m，计算采样时刻m之前的x1个采样时刻的最大绝对差异电压的第一平均绝对差分值umad1。进一步的，终端设备还可计算采样时刻m之后的x2个采样时刻的最大绝对差异电压的第二平均绝对差分值umad2，其中，上述x2＝x1＝x，x可为10。若上述umad2大于或者等于上述umad2的预设倍数阈值(设为l倍)，则确定待测电池组出现接触电阻故障，否则确定待测电池组出现短路故障。

如图4所示步骤s51～s52：

s51.计算发生电压不一致故障前后的x个记录值的平均绝对差分值umad，p和umad，a。

分别对待测电池组发生电压不一致故障前后的x个记录值进行平均绝对差分值的计算，由此得到发生电压不一致故障后的平均绝对差分值umad，p和发生电压不一致故障前的平均绝对差分值umad，a。例如，分别对发生单体电压不一致故障前和故障后10个采样时刻(如3590～3599s和3601～3610s)的记录值进行平均绝对差分值的计算。

平均绝对差分值umad计算表达式为：

其中，udmax,i(t)为采样时刻t的最大绝对差异电压，umad代表平均绝对差分值，简称mad值。

s52.当umad，p>l·umad，a时，表明电压不一致故障后动态性变强，进而可确定为接触电阻故障，反之为短路故障。其中，上述l为工程实际确定，一般可以取5，在此不做限制。

参见图7，是本发明实施例提供的电池组的平均绝对差分umad示意图。图7中示出了实验的两电池组在单体电压不一致故障前后的mad值。其中，a2号单体电池代表a电池组中的2号单体电池，即上述图5a和图6a虚线代表的单体电池。b3号单体电池代表b电池组的3号单体电池，即上述图5b和图6b虚线代表的单体电池。其中，a2号单体电池发生电压不一致故障后所计算的a电池组的最大绝对差异电压的mad值大于故障前所计算的mad值的5倍以上，差距较大，表明发生电压不一致故障后的电压动态性变强，进而可确定a2号单体电池的故障来源是接触电阻故障。b3号单体电池发生电压不一致故障前后的mad值差距较小，进而可确定b3号单体电池的故障来源为短路故障。

按照本发明实施例提供的方法可在现有产品中快速实现电动车中电压不一致性来源故障的诊断，还可在电动车行车过程中发生电压不一致性时给出三种故障来源的提示，并建议用户采用相对应的措施，保证电动车行车安全。本发明实施例所提供的实现方式中，预埋数据量少，植入简单，对硬件资源要求低，适用性高。

本发明实施例可在待测电池组中的单体电池发生单体电压不一致故障时，根据待测电池组的总电压和各个单体电池的单体电压确定待测电池组发生故障的原因是否为电压测量故障。若待测电池组发生故障的原因不是电压测量故障，还可根据各个单体电池的差异电压确定待测电池组的故障来源是短路故障还是接触电阻故障。本申请可实现待测电池组的故障来源的在先诊断，可提高电池故障来源的检测的准确性。进一步的，本申请可在确定电池组发生单体电池的单体电压不一致故障之后，可分别记录故障前后的多个最大绝对差异电压，进而可确定电池组发生故障前后的最大绝对差异电压的平均绝对差分值。本申请可通过电池组故障前后的平均绝对差分值的大小对比确定电池组故障为短路故障或者接触电阻故障，从而快速实现电池组单体电压不一致性故障来源的诊断，提高电池故障检测的适用性，进而可提高电池的安全性。

参见图8，是本发明实施例提供的电池故障检测的装置的结构示意图。本发明实施例提供的检测装置包括：

确定模块81，用于在待测电池组发生单体电压不一致故障时，确定所述待测电池组的总电压与所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压之和的第一差值。

所述确定模块81，还用于在所述待测电池组发生单体电压不一致故障之前，确定所述待测电池组的总电压与所述各个单体电池的单体电压之和的第二差值。

故障分析模块82，用于在所述确定模块81确定所述第一差值和所述第二差值的差值大于预设电压阈值时，确定所述待测电池组出现电压测量故障。

所述故障分析模块82，还用于在所述确定模块81确定所述第一差值和所述第二差值的差值小于或者等于所述预设电压阈值时，根据所述各个单体电池的差异电压，确定所述待测电池组出现短路故障或者接触电阻故障；

其中，任一单体电池的差异电压为所述任一单体电池的单体电压与所述各个单体电池的单体电压平均值的差值。

在一些可行的实施方式中，所述装置还包括：

获取模块83，用于获取所述待测电池组中各个单体电池在预设n个采样时刻中各个采样时刻的单体电压。

所述确定模块81，还用于根据所述获取模块83获取的单体电压确定各个采样时刻所述各个单体电池的差异电压，并根据所述各个单体电池的差异电压确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障；

其中，所述n为大于零的整数。

在一些可行的实施方式中，所述装置还包括计算模块84；

所述获取模块83，还用于获取所述待测电池组中各个单体电池在任一采样时刻k的单体电压。

所述计算模块84，用于计算所述获取模块83获取的所述采样时刻k所述各个单体电池的单体电压的平均值um。

所述确定模块81，用于根据所述获取模块83获取的所述各个单体电池在所述采样时刻k的单体电压以及所述计算模块计算得到的所述um的差值确定所述各个单体电池的差异电压，并将差异电压绝对值最大的单体电池i的差异电压确定为所述采样时刻k的最大绝对差异电压udmax，i。

所述确定模块81，还用于在连续n’个采样时刻记录的udmax，i大于预设差异电压阈值时，确定在第一个大于预设差异电压阈值的udmax，i出现的采样时刻m所述待测电池组发生了单体电压不一致故障；

其中，n’为小于或者等于n的整数。

在一些可行的实施方式中，所述确定模块81，用于确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m。

所述获取模块83，还用于获取所述确定模块81确定的所述采样时刻m所述待测电池组的总电压utotal1。

所述获取模块83，还用于获取所述采样时刻m所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压。

所述计算模块84，用于计算所述各个单体电池的单体电压之和u1，并计算所述utotal1与所述u1的差值。

所述确定模块81，用于将所述计算模块计算的所述差值的绝对值确定为所述第一差值。

在一些可行的实施方式中，所述确定模块81，用于确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m。

所述获取模块83，还用于获取所述确定模块81确定的所述采样时刻m之前的采样时刻m1所述待测电池组的总电压utotal2。

所述获取模块83，还用于获取所述采样时刻m1所述待测电池组包含的各个单体电池的单体电压。

所述计算模块84，用于计算所述获取模块获取的所述各个单体电池的单体电压之和u2，并计算所述utotal2与所述u2的差值。

所述确定模块81，用于将所述计算模块84计算的所述差值的绝对值确定为所述第二差值。

在一些可行的实施方式中，所述确定模块81还用于：

确定所述待测电池组中发生电压不一致的单体电池的电压突变值，并根据所述电压突变值确定所述预设电压阈值；

其中，所述电压突变值为所述发生电压不一致的单体电池在故障发生之前的采样时刻和故障发生之后的采样时刻的单体电压差值。

在一些可行的实施方式中，所述确定模块81，用于确定所述待测电池组发生单体电压不一致故障的采样时刻m。

所述计算模块84，用于计算所述确定模块确定的所述采样时刻m之前的x1个采样时刻的最大绝对差异电压的第一平均绝对差分值umad1。

所述计算模块84，还用于计算所述采样时刻m之后的x2个采样时刻的最大绝对差异电压的第二平均绝对差分值umad2，其中，所述x2＝x1＝x，所述x大于或者等于(n-1)/2。

所述故障分析模块82，用于在所述计算模块计算的所述umad2大于或者等于所述umad2的预设倍数阈值时，确定所述待测电池组出现接触电阻故障，否则确定所述待测电池组出现短路故障；

其中，平均绝对差分值umad的计算表达式为：

其中，udmax,i(t)为采样时刻t的最大绝对差异电压。

具体实现中，上述电池故障检测的装置具体可为本发明实施例提供的终端设备，可通过其内置的各个模块执行上述电池故障检测的方法中各个步骤所描述的实现方式。具体实现过程可参见上述各个步骤中描述的实现方式，在此不再赘述。本发明实施例中所描述的故障分析模块具体可为图1中的故障分析单元，确定模块、获取模块和计算模块可为图1中的监控管理单元包含的功能模块，也可为故障分析单元包含的功能模块，具体可根据各个模块所执行的操作方式确定，在此不做限制。

本发明实施例可在待测电池组中的单体电池发生单体电压不一致故障时，根据待测电池组的总电压和各个单体电池的单体电压确定待测电池组发生故障的原因是否为电压测量故障。若待测电池组发生故障的原因不是电压测量故障，还可根据各个单体电池的差异电压确定待测电池组的故障来源是短路故障还是接触电阻故障。本申请可实现待测电池组的故障来源的在先诊断，可提高电池故障来源的检测的准确性。进一步的，本申请可在确定电池组发生单体电池的单体电压不一致故障之后，可分别记录故障前后的多个最大绝对差异电压，进而可确定电池组发生故障前后的最大绝对差异电压的平均绝对差分值。本申请可通过电池组故障前后的平均绝对差分值的大小对比确定电池组故障为短路故障或者接触电阻故障，从而快速实现电池组单体电压不一致性故障来源的诊断，提高电池故障检测的适用性，进而可提高电池的安全性。

本发明的说明书、权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或者单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或者单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。