诊断开关的设备和方法与流程

本申请要求于2018年7月17日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2018-0083091的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

本公开涉及开关诊断设备和方法，更具体地，涉及能够在诊断提供给电池组的充电开关和放电开关的过程期间有效地诊断开关的开关诊断设备和方法。

背景技术：

近年来，对诸如笔记本电脑、摄像机、便携式电话等便携式电子产品的需求急剧增加，并且正在积极发展储能电池、机器人、卫星等。因此，正在积极研究允许重复充电和放电的高性能二次电池。

因此，随着技术发展和对移动装置、电动车辆、混合电动车辆、蓄电装置和不间断电源的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。特别地，在电动车辆或混合电动车辆中使用的二次电池是高功率、高容量的二次电池，并且已经对其进行了许多研究。

另外，随着对二次电池巨大需求，已经研究了与二次电池相关的外围部件和装置。即，诸如通过将多个二次电池连接到单个模块中而制备的电池模块、用于控制电池模块的充电和放电并监视每个二次电池的状态的电池管理系统(bms)的各种部件和装置，正在研究准备将电池模块和bms包括到单个电池组中的电池组和用于将电池模块连接到诸如马达的负载的开关。

特别地，该开关用于连接电池模块和负载并控制是否供电，并且正在被深入研究。例如，在本领域中广泛使用的锂离子二次电池具有约3.7v至4.2v的工作电压。为了提供高电压，多个二次电池串联连接以形成电池模块。用于连接电池模块和马达的开关是高电压、高输出电能始终通过的部件。因此，监视诸如断开卡住状态、闭合卡住状态和漂移状态的故障的发生是非常重要的。

另外，对于需要电能的各种装置(例如电动车辆)，电力系统是必不可少的。电源系统负责通过选择性地打开和闭合至少一个开关来在电池和负载之间提供稳定的电源。关于电力系统的安全，有必要对外部短路事故的发生进行诊断。如果发生外部短路事故，则存在车辆等突然意外加速的风险。

技术实现要素：

技术问题

本公开被设计为解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种改进的开关诊断设备和方法，该开关诊断设备和方法可以在诊断提供给电池组的充电开关和放电开关的过程期间有效地诊断开关。

本公开的这些及其它目的和优点可以从下面的详细描述中理解，并且将从本公开的示例性实施方式中变得更加清楚。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。

技术方案

在本公开的一个方面，提供了一种开关诊断设备，其诊断设置在电池组件的充电和放电路径上并且彼此串联连接的充电开关和放电开关。

所述开关诊断设备可以包括：电压测量单元，其被配置为分别测量所述充电开关和所述放电开关的两端电压；电流测量单元，其被配置为测量流过所述充电和放电路径的电流；以及处理器，其被配置为选择性地控制所述充电开关和所述放电开关断开或闭合，从所述电压测量单元接收测量电压值，从所述电流测量单元接收测量电流值，并且基于所述测量电压值和所述测量电流值中的至少一个将所述充电开关和所述放电开关中的至少一个的状态诊断为正常状态、断开卡住状态、闭合卡住状态和漂移状态中的至少一种。

根据本公开的另一实施方式的开关诊断设备还可以包括诊断电源单元，该诊断电源单元的一端电连接到充电和放电路径，以向充电开关和放电开关中的至少一个提供诊断电力。

处理器可以被配置为基于诊断电源单元输出的诊断电力的电流信息以及预先存储的充电开关和放电开关中的每一个的接通状态电阻来计算充电开关的正常状态两端电压差和放电开关的正常状态两端电压差。

处理器可以被配置为基于充电开关的两端电压差与计算出的充电开关的正常状态两端电压差的比较结果来诊断充电开关的状态是否是断开卡住状态。

处理器可以被配置为基于放电开关的两端电压差与计算出的放电开关的正常状态两端电压差的比较结果来诊断放电开关的状态是否是断开卡住状态。

处理器可以被配置为分别基于测量电压值来计算所述充电开关的两端电压差和所述放电开关的两端电压差，并且基于计算出的充电开关的两端电压差和计算出的放电开关的两端电压差将所述充电开关和所述放电开关中的至少一个的状态诊断为正常状态、断开卡住状态和闭合卡住状态中的至少一种。

充电开关可以设置为多个，使得多个充电开关彼此并联连接。

放电开关可以设置为多个，使得多个放电开关彼此并联连接。开关诊断设备还可以包括邻近多个充电开关和多个放电开关中的每一个设置的温度测量单元，以测量多个充电开关和多个放电开关中的每一个的温度。

所述处理器可以被配置为从所述温度测量单元接收所述多个充电开关和所述多个放电开关中的每一个的测量温度值，并且基于所接收的测量温度值和所述多个充电开关和所述多个放电开关的两端电压差来诊断所述多个充电开关和所述多个放电开关中的每一个的状态。

电压测量单元可以分别电连接到充电开关的一端和放电开关的一端之间的测量点、充电开关的另一端处的测量点和放电开关的另一端处的测量点，以测量每个测量点的电压。

处理器可以被配置为基于每个测量点的测量电压值来诊断充电开关和放电开关中的至少一个的状态。

处理器可以被配置为通过基于测量电流值对预设参考时间期间的测量的电流值进行积分来计算电流积分值，并且基于测量的电压值计算参考时间期间的充电开关和放电开关的累积电压下降。

处理器可以被配置为通过将累积电压下降除以电流积分值来计算充电开关和放电开关的复合电阻，并且基于计算出的复合电阻来诊断充电开关和放电开关中的至少一个的状态是否是漂移状态。

根据本公开的另一实施方式的开关诊断设备还可以包括诊断信令单元，该诊断信令单元电连接到处理器以向处理器发送外部短路信号。

处理器可以被配置为当从诊断信令单元接收到外部短路信号时识别出发生外部短路，并且诊断充电开关和放电开关是否正常断开。

当从诊断信令单元接收到外部短路信号时，处理器可以被配置为向充电开关和放电开关发送关断命令，并且基于测量的电压值诊断充电开关和放电开关是否正常断开。

在本公开的另一方面，还提供了一种电池管理系统(bms)，其包括根据本公开的实施方式的开关诊断设备。

在本公开的另一方面，还提供了一种电池组，其包括根据本公开的实施方式的开关诊断设备。

在本公开的另一方面，还提供了一种开关诊断方法，其诊断设置在电池组件的充电和放电路径上并且彼此串联连接的充电开关和放电开关，该方法包括：电压测量步骤，其测量充电开关和放电开关的两端电压，电流测量步骤，其测量流经所述充电和放电路径的电流；以及诊断步骤，其选择性地控制所述充电开关和所述放电开关断开或闭合，接收在所述电压测量步骤中测量的测量电压值，接收在所述电流测量步骤中测量的测量电流值，以及基于测量电压值和测量电流值中的至少一个将充电开关和放电开关中的至少一个的状态诊断为正常状态、断开卡住状态、闭合卡住状态和漂移状态中的至少一种。

有益效果

根据本公开的实施方式，通过使用测量电压值和测量电流值，可以有效地将开关的状态诊断为正常状态、断开卡住状态、闭合卡住状态和漂移状态中的至少一种，从而提高诊断效率。

此外，根据本公开的实施方式，可以通过使用测量温度值来有效地诊断在多个开关中的特定开关处是否发生故障。

特别地，根据本公开的实施方式，通过在车辆行驶时检测开关的电阻变化以诊断开关是否处于漂移状态，可以提供改进的开关诊断设备和方法，其可以防止在驾驶时可能发生的事故。

另外，根据本公开的实施方式，通过诊断开关在模拟实际外部短路的情况下是否正常操作，可以提供为发生实际外部短路的情况准备的开关诊断结果。

本公开可以具有除上述之外的各种效果，并且本公开的其他效果可以从以下描述中理解并且通过本公开的实施方式更清楚地理解。

附图说明

附图图示了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。

图1是示意性地示出根据本公开实施方式的开关诊断设备的功能配置的图。

图2是示出根据本公开实施方式的开关诊断设备的配置的图。

图3是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的开关诊断设备的配置的图。

图4是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的开关诊断设备的配置的图。

图5是用于示意性地示出根据本公开实施方式的开关诊断方法的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应当理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应当被解释为限于一般含义和字典含义，而是基于允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原理，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，这里提出的描述仅仅是出于说明的目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等同和修改。

此外，在描述本公开时，如果确定相关已知结构或功能的详细描述可能模糊本公开的主题，则将该省略详细描述。

在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或“包含”任何元件时，这意味着该部分可以进一步包括其它元件，而不排除其它元件，除非另有特别说明。此外，说明书中描述的术语“处理器”是指处理至少一个功能或操作的单元，并且可以通过硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。

另外，在整个说明书中，当一部分被称为“连接”到另一部分时，不限于它们“直接连接”的情况，而是还包括它们“间接连接”而另一元件插在它们之间的情况。

在本说明书中，二次电池是指具有正极端子和正极端子并且物理上可分离的一个独立电池。例如，一个袋型锂聚合物电池可以被认为是二次电池。

根据本公开实施方式的开关诊断设备可以是用于诊断包括在电池组中的充电开关50和放电开关30的装置。更具体地，根据本公开实施方式的开关诊断设备设置在包括在电池组中的电池组件10的充电和放电路径l上，以诊断彼此串联连接的充电开关50和放电开关30。例如，电池组件10可以是具有至少一个二次电池单元的锂离子电池。

例如，如在图1的配置中所示，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括在充电和放电路径l上彼此串联连接的充电开关50和放电开关30，用于向电池组件10供应充电和放电电流。这里，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括彼此并联连接的多个充电开关50。另外，开关诊断设备可以包括彼此并联连接的多个放电开关30。

充电开关50可以断开和闭合充电和放电路径l，使得电流在对电池组件10充电的方向上流动。例如，充电开关50可以位于电池组件10的正极端子和电池组的正极端子之间的充电和放电路径l上，以断开和闭合充电和放电路径l，使得电流在对电池组件10充电的方向上流动。

放电开关30可以断开和闭合充电和放电路径l，使得电流在使电池组件10放电的方向上流动。例如，放电开关30可以位于电池组件10的正极端子和电池组的正极端子之间的充电和放电路径l上，以断开和闭合充电和放电路径l，使得电流在使电池组件10放电的方向上流动。

例如，在根据本公开的实施方式的开关诊断设备中，如图1的配置所示，充电开关50和放电开关30可以串联连接，使得放电开关30的一端可以直接连接到电池组件10的正极端子，并且充电开关50的一端可以直接连接到电池组的正极端子。

例如，根据本公开实施方式的充电开关50和放电开关30可以是具有栅极端子、漏极端子和源极端子的场效应晶体管(fet)元件。这里，fet元件可以根据是否根据施加在栅极端子和源极端子之间的电压形成沟道而导通或截止。如果形成沟道，则电流可以从漏极端子流到源极端子或者从源极端子流到漏极端子。即，电流可以在两个方向上流过所形成的沟道。例如，fet元件可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。

图1是示意性地示出根据本公开实施方式的开关诊断设备的功能配置的图。

参照图1，本发明实施方式的开关诊断设备包括电压测量单元100、电流测量单元200和处理器300。

电压测量单元100可以分别电连接到充电开关50和放电开关30之间的第一测量点n1、充电开关50的另一端处的第二测量点n2和放电开关30的另一端处的第三测量点n3。例如，如图1所示，电压测量单元100可以分别与放电开关30和充电开关50的两端电连接，以发送和接收电信号。

此外，电压测量单元100可以被配置为测量第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的电压。更具体地，电压测量单元100可以基于从第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3接收的电信号来测量第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的电压。

优选地，电压测量单元100可以电连接到处理器300以发送和接收电信号。此外，电压测量单元100可在处理器300的控制下以时间间隔测量第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的电压，并将指示测量的电压的大小的信号输出到处理器300。此外，电压测量单元100可以测量放电开关30和充电开关50的两端电压。例如，电压测量单元100可以使用本领域中通常使用的电压测量电路来实现。

电流测量单元200可以设置在充电和放电路径l上以测量流过充电和放电路径l的电流。例如，根据本公开实施方式的电流测量单元200可以电连接到设置在与电池组件10连接的充电和放电路径l上的电流传感器，以接收来自电流传感器的电信号。另外，电流测量单元200可以被配置为基于从电流传感器接收的电信号测量流过充电和放电路径l的充电和放电电流。

例如，如在图1的配置中所示，根据本公开实施方式的电流测量单元200可以设置在充电和放电路径l上。此外，根据本公开实施方式的电流测量单元200可以电连接到设置在充电和放电路径l上的电流传感器的两端。这里，电流传感器可以电连接在电池组件10的负极端子和电池组的负极端子之间。此外，电流测量单元200可测量电流传感器的两端电压，并基于电流传感器的两端电压测量流过充电和放电路径l的电流。例如，电流测量单元200可以基于电流传感器的电阻和电流传感器的两端电压使用欧姆定律测量流过充电和放电路径l的电流。

优选地，电流测量单元200可以电连接到处理器300以发送和接收电信号。另外，电流测量单元200可在处理器300的控制下以时间间隔重复测量电池组件10的充电电流或放电电流的大小，并将指示测量的电流的大小的信号输出到处理器300。例如，可以使用本领域中通常使用的霍尔传感器或感测电阻器来实现电流测量单元200。

处理器300可以连接到电压测量单元100和电流测量单元200，以彼此发送或接收电信号。此外，处理器300可分别从电压测量单元100接收第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值。此外，处理器300可以从电流测量单元200接收流经充电和放电路径l的测量电流值。

另外，处理器300可以分别连接到充电开关50和放电开关30以发送和接收电信号，使得充电开关50和放电开关30被选择性地控制为断开或闭合。此外，处理器300可基于第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值以及流经充电和放电路径l的测量电流值中的至少一个将充电开关50和放电开关30中的至少一个的状态诊断为正常状态、断开卡住状态、闭合卡住状态和漂移状态中的至少一种。

另外，处理器300可以将通过诊断充电开关50和放电开关30获得的开关诊断结果输出到外部。在这种情况下，用户可以通过从处理器300接收开关诊断结果来检查开关的状态。

优选地，如图1的配置中所示，根据本公开实施方式的开关诊断设备还可以包括存储装置400。

存储装置400可以电连接到处理器300以发送和接收电信号。另外，存储装置400可以预先存储控制放电开关30和充电开关50所需的信息。例如，存储装置400可以预先存储阈值电压值，该阈值电压值是放电开关30和充电开关50导通时的电压值。

另外，处理器300可以被实现为选择性地包括处理器300、专用集成电路(asic)、另一芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和/或本领域已知的数据处理设备。

另外，存储装置400不受特别限制，只要它是能够记录和擦除信息的存储介质即可。例如，存储装置400可以是ram、rom、寄存器、硬盘、光学记录介质或磁记录介质。存储装置400还可经由例如数据总线电连接到处理器300，以便可由处理器300访问。存储器设备400还可以存储和/或更新和/或擦除和/或发送包括由处理器300执行的各种控制逻辑和/或通过执行控制逻辑生成的数据的程序。

图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的开关诊断设备的配置的图，并且图3是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的开关诊断设备的配置的图。

首先，参照图2，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括诊断电源单元500。

诊断电源单元500的一端可以电连接到充电和放电路径l。例如，如图2的配置所示，诊断电源单元500的一端可以电连接在充电和放电路径l上的第二测量点n2与电池组的正极端子之间。

另外，诊断电源单元500可以向充电开关50和放电开关30中的至少一个供应诊断电力。例如，诊断电源单元500可以产生诊断电力并且将诊断电力提供给充电开关50和放电开关30中的至少一个。这里，作为诊断电力，可以供给电流值为1安培[a]的电流。例如，当在车辆中提供根据本公开实施方式的开关诊断设备时，诊断电源单元500可以是由车辆的12v电池供电的升压转换器电路。在这种情况下，诊断电源单元500可以将车辆的12v电力转换为60v/1a，并将其作为诊断电力输出。

优选地，如图2的配置中所示，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括诊断开关s1、s2、s3。

如在图2的配置中所示，第一诊断开关s1也可以设置在一端与充电和放电路径l连接、另一端与诊断电源单元500连接的第一诊断电路中。例如，第一诊断电路可以直接连接在第二测量点n2和电池组的正极端子之间。另外，第一诊断开关s1可以断开和闭合第一诊断电路，使得诊断电力流过充电和放电路径l。

如在图2的配置中所示，第二诊断开关s2也可以设置在一端与充电和放电路径l连接、另一端与地连接的第二诊断电路中。例如，第二诊断电路可以直接连接在第一测量点n1和充电开关50的一端之间。另外，第二诊断开关s2可以断开和闭合第二诊断电路，使得诊断电力流向第二诊断电路。

如在图2的配置中所示，第三诊断开关s3也可以设置在一端与充电和放电路径l连接、另一端与地连接的第三诊断电路中。例如，第三诊断电路可以直接连接在第三测量点n3和电池组件10的正极端子之间。另外，第三诊断开关s3可以断开和闭合第三诊断电路，使得诊断电力流向第三诊断电路。

诊断开关s1、s2、s3可以电连接到处理器300以发送和接收电信号。另外，诊断开关s1、s2、s3可以从处理器300接收控制命令，并且基于从处理器300接收的控制命令断开或闭合诊断电路。

优选地，如图2的配置中所示，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括多个充电开关50和多个放电开关30。

例如，参见图2的实施方式，多个充电开关50可以包括彼此并联连接的第一充电开关、第二充电开关和第三充电开关。另外，多个放电开关30可以包括彼此并联连接的第一放电开关、第二放电开关和第三放电开关。如上所述，在图2的实施方式中，多个充电开关50和多个放电开关30被示出为分别设置为三个，但是多个充电开关50和多个放电开关30的数量不受特别限制。

多个放电开关30和多个充电开关50可以电连接到处理器300以发送和接收电信号。另外，多个放电开关30和多个充电开关50可以从处理器300接收控制命令，并且基于从处理器300接收的控制命令断开和闭合充电和放电路径l。

优选地，根据本公开实施方式的处理器300可以控制诊断电源单元500的电力供应。例如，在图2的实施方式中，处理器300可以通过接通第一诊断开关s1来控制诊断电源单元500的电源。更具体地，处理器300可以接通第一诊断开关s1，使得从诊断电源单元500供应的诊断电力被传送到充电和放电路径l。随后，处理器300可以接通充电开关50和第二诊断开关s2，以将诊断电力传送到第二诊断电路。在这种情况下，诊断电力可以经由充电开关50和第二诊断开关s2流到地。另外，处理器300可以接通充电开关50和第三诊断开关s3，并且断开第二诊断开关s2，以将诊断电力传送到第三诊断电路。在这种情况下，诊断电力可以经由充电开关50、放电开关30和第三诊断开关s3流到地。

此外，处理器300可分别基于第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值来计算充电开关50和放电开关30的两端电压差。例如，处理器300可以接通第一诊断开关s1和第二诊断开关s2，并将接通命令发送到充电开关50。此外，处理器300可基于第一测量点n1和第二测量点n2的测量电压值来计算充电开关50的两端电压差。如果充电开关50处于接通状态，则第一测量点n1和第二测量点n2的测量电压值相同。然而，如果充电开关50处于关断状态，则第一测量点n1和第二测量点n2的测量电压值可能由于寄生二极管而不同。因此，处理器300可以基于计算出的充电开关50的两端电压差和充电开关50的正常状态两端电压差的比较结果来诊断充电开关50的状态是否为断开卡住状态。

作为另一示例，处理器300可以接通第一诊断开关s1、第三诊断开关s3和充电开关50，并且关断第二诊断开关s2。另外，处理器300可以向放电开关30发送接通命令。处理器300可基于第一测量点n1和第三测量点n3的测量电压值来计算放电开关30的两端电压差。如果放电开关30处于接通状态，则第一测量点n1和第三测量点n3的测量电压值相同。然而，如果放电开关30处于关断状态，则第一测量点n1和第三测量点n3的测量电压值会由于寄生二极管引起的电压下降而不同。因此，处理器300可以基于所计算的放电开关30的两端电压差和放电开关30的正常状态两端电压差的比较结果来诊断放电开关30的状态是否为断开卡住状态。

在上述实施方式中，充电开关50的正常状态两端电压差可以是基于预先存储的充电开关50的接通状态电阻计算的电压值和基于诊断电力计算的电压。另外，放电开关30的正常状态两端电压差可以是基于预先存储的放电开关30的接通状态电阻计算的电压值和基于诊断电力计算的电压值。充电开关50的接通状态电阻和放电开关30的接通状态电阻可以预先存储在存储装置400中。

具体地，处理器300可以基于充电开关50的两端电压差来诊断充电开关50的状态是否为断开卡住状态。在这种情况下，处理器300可以基于预先存储的充电开关50的接通状态电阻，使用欧姆定律来计算充电开关50的正常状态两端电压差。例如，如果预先存储的充电开关50的接通状态电阻是1mohm并且诊断电力是1a，则处理器300可以将充电开关50的正常状态两端电压差计算为1mv。另外，处理器300可以比较测量的两端电压差和基于第一测量点n1和第二测量点n2的测量电压值计算的正常状态两端电压差，并且如果测量的两端电压差和正常状态两端电压差之间的差超过预设误差范围，则诊断充电开关50处于断开卡住状态。

另外，处理器300可以基于放电开关30的两端电压差来诊断放电开关30的状态是否为断开卡住状态。在这种情况下，处理器300可以基于预先存储的放电开关30的接通状态电阻，使用欧姆定律来计算放电开关30的正常状态两端电压差。例如，如果预先存储的放电开关30的接通状态电阻是1mohm并且诊断电力是1a，则处理器300可以将放电开关30的正常状态两端电压差计算为1mv。另外，处理器300可以将测量的两端电压差与基于第一测量点n1和第三测量点n3的测量电压值计算的正常状态两端电压差进行比较，并且如果测量的两端电压差与正常状态两端电压差之间的差超过预设误差范围，则诊断为放电开关30处于断开卡住状态。

另外，如在图2的配置中所示，根据本公开实施方式的处理器300可以基于并联连接的多个充电开关50和多个放电开关30的复合电阻(compositeresistance)来诊断充电开关50和放电开关30的状态是否处于断开卡住状态。

例如，如在图2的配置中所示，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括并联连接的三个充电开关50。在这种情况下，如果一个充电开关50的接通状态电阻是1mohm，则三个充电开关50的复合电阻可以是1/3mohm。这里，如果诊断电力是1a，则处理器300可以将三个充电开关50的正常状态双端电压差计算为1/3mv。另外，处理器300可以将测量的两端电压差与基于第一测量点n1和第二测量点n2的测量电压值计算的正常状态两端电压差进行比较，并且如果测量的两端电压差和正常状态两端电压差之间的差超过预设误差范围，则诊断三个充电开关50中的至少一个处于断开卡住状态。

在另一示例中，如图2的配置所示，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括并联连接的三个放电开关30。在这种情况下，如果一个放电开关30的接通状态电阻是1mohm，则三个放电开关30的复合电阻可以是1/3mohm。这里，如果诊断电力是1a，则处理器300可以将三个放电开关30的正常状态两端电压差计算为1/3mv。另外，处理器300可以将测量的两端电压差与基于第一测量点n1和第三测量点n3的测量电压值计算的正常状态两端电压差进行比较，并且如果测量的两端电压差和正常状态两端电压差之间的差超过预设误差范围，则诊断三个放电开关30中的至少一个处于断开卡住状态。

一起参照图2和图3，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括温度测量单元600，如图3的配置所示。

温度测量单元600可邻近多个充电开关50和多个放电开关30设置，以分别测量多个充电开关50和多个放电开关30的温度。例如，如在图3的配置中所示，根据本公开实施方式的温度测量单元600可以分别邻近第一充电开关、第二充电开关、第三充电开关、第一放电开关、第二放电开关和第三放电开关设置，并且测量第一充电开关、第二充电开关、第三充电开关、第一放电开关、所述第二放电开关和所述第三放电开关中的每一个的温度。

此外，温度测量单元600可邻近多个充电开关50和多个放电开关30设置，并分别电连接到多个充电开关50和多个放电开关30，以发送和接收电信号。另选地，温度测量单元600可以分别安装到多个充电开关50和多个放电开关30，并且分别电连接到多个充电开关50和多个放电开关30。通过这种配置，温度测量单元600可以分别测量多个充电开关50和多个放电开关30的温度。

优选地，温度测量单元600可以安装在电池管理系统(bms)的集成电路板上。具体地，温度测量单元600可以附接到集成电路板上。例如，温度测量单元600可以是通过焊接附接到集成电路板上的负温度系数(ntc)热敏电阻。

优选地，温度测量单元600可以电联接到处理器300以发送和接收电信号。另外，温度测量单元600可以以时间间隔重复地测量多个充电开关50和多个放电开关30的温度，并且将指示测量的温度的信号输出到处理器300。例如，温度测量单元600可以使用本领域中通常使用的热电偶来实现。

优选地，根据本公开实施方式的处理器300可以从温度测量单元600接收多个充电开关50和多个放电开关30的测量温度值。另外，处理器300可以基于从温度测量单元600接收的测量温度值以及充电开关50和放电开关30的两端电压差来诊断多个充电开关50和多个放电开关30的状态。

具体地，处理器300可以基于并联连接的多个充电开关50的复合电阻来诊断多个充电开关50中的至少一个充电开关50是处于断开卡住状态还是闭合卡住状态。在这种情况下，处理器300可以基于从温度测量单元600接收到的充电开关50的每个测量温度值来诊断多个充电开关50中的特定开关的状态是断开卡住状态还是闭合卡住状态。

另外，可以基于并联连接的多个放电开关30的复合电阻来诊断多个放电开关30中的至少一个的状态是断开卡住状态还是闭合卡住状态。

例如，如果三个充电开关50并联连接，则处理器300可以诊断三个充电开关50中的具有等于或低于预设值的测量温度值的充电开关50处于断开卡住状态。

此外，根据本公开实施方式的处理器300可以基于由电压测量单元100测量的测量电压值分别计算充电开关50的两端电压差和放电开关30的两端电压差。另外，处理器300可以基于所计算的充电开关50的两端电压差和所计算的放电开关30的两端电压差来诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个的状态是正常状态、断开卡住状态和闭合卡住状态中的至少一个。此时，处理器300可以从温度测量单元600接收多个充电开关50和多个放电开关30的测量温度值。另外，处理器300可以基于接收到的测量温度值和多个充电开关50和多个放电开关30的两端电压差来诊断多个充电开关50和多个放电开关30中的每一个的状态。

在下文中，将描述基于第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个是否处于闭合卡住状态的示例。然而，即使描述了处理器300诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个是否处于闭合卡住状态，处理器300也可以基于第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个是否处于断开卡住状态。

在图2的实施方式中，处理器300可基于第一测量点n1的测量电压值诊断放电开关30是否处于闭合卡住状态。更具体地，处理器300可以向放电开关30发送关断命令，并且通过将第三测量点n3的测量电压值与第一测量点n1的测量电压值进行比较来诊断放电开关30是否处于闭合卡住状态。

例如，如果电池组件10的正极端子电压的电位差是48v，则第三测量点n3的测量电压值可以被测量为48v。在这种情况下，如果第一测量点n1的测量电压值是48v，则处理器300可以诊断放电开关30处于闭合卡住状态。

另外，处理器300可基于第二测量点n2的测量电压值诊断充电开关50是否处于闭合卡住状态。优选地，处理器300可以向充电开关50发送关断命令。更优选地，处理器300可以向充电开关50发送关断命令，并且向放电开关30发送接通命令。另外，处理器300可以通过将第三测量点n3的测量电压值与第二测量点n2的测量电压值进行比较来诊断充电开关50是否处于闭合卡住状态。另选地，处理器300可通过比较第一测量点n1的测量电压值和第二测量点n2的测量电压值来诊断充电开关50是否处于闭合卡住状态。

例如，如果电池组件10的正极端子电压的电位差是48v，则第三测量点n3的测量电压值可以被测量为48v。在这种情况下，如果第二测量点n2的测量电压值是48v，则处理器300可以诊断充电开关50处于闭合卡住状态。

具体地，如果充电开关50处于接通状态，则不会发生由提供给充电开关50的寄生二极管引起的电压下降。即，当充电开关50和放电开关30处于接通状态时，第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值可以相等地为48v。

因此，处理器300可以向放电开关30发送接通命令，向充电开关50发送断开命令，并且基于第一测量点n1和第二测量点n2的测量电压值是否相同来诊断充电开关50是否处于闭合卡住状态。

另选地，处理器300可以向放电开关30发送接通命令，向充电开关50发送断开命令，并且基于第三测量点n3和第二测量点n2的测量电压值是否相同来诊断充电开关50是否处于闭合卡住状态。

图4是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的开关诊断设备的配置的图。此外，关于该实施方式，将不详细描述可类似于前一实施方式应用的特征，并且将详细描述与前一实施方式不同的特征。

参考图4，根据本公开实施方式的处理器300可以通过基于测量电流值对预设参考时间期间的测量电流值进行积分来计算电流积分值。例如，处理器300可以从电流测量单元200接收测量的电流值。另外，处理器300可以通过使用下面的式1对预设参考时间期间的测量电流值进行积分来计算电流积分值。

<式1>

这里，δi可以是电流积分值，t0和t1可以是时间，并且i可以是测量电流值。即，式1是用于计算通过对在预设参考时间(在时间t0和时间t1之间)期间流过电流测量单元200的电流(i)进行积分而获得的电流积分值(δi)的公式。

另外，处理器300可基于第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值计算在预设参考时间期间充电开关50和放电开关30的累积电压下降。例如，处理器300可基于在预设参考时间期间第一测量点n1和第三测量点n3的测量电压值，使用下面的式2来计算放电开关30的累积电压下降。此外，处理器300可基于在预设参考时间期间第一测量点n1和第二测量点n2的测量电压值，使用下面的式2来计算充电开关50的累积电压下降。

<式2>

这里，δv可以是累积电压下降，t0和t1可以是时间，v可以是第一测量点n1和第三测量点n3之间的电压差或者第一测量点n1和第二测量点n2之间的电压差。即，式2是用于通过对在预设参考时间期间(在时间t0和时间t1之间)测量的第一测量点n1和第三测量点n3或者第一测量点n1和第二测量点n2的电压差(v)进行积分来计算累积电压下降(δv)的公式。

此外，处理器300可通过将累积电压下降(δv)除以电流积分值(δi)来计算充电开关50和放电开关30的复合电阻。例如，处理器300可以使用下面的式3来计算充电开关50和放电开关30的复合电阻(r)。例如，如果累积电压下降(δv)是2mv并且电流积分值(δi)是1a，则充电开关50和放电开关30的复合电阻(r)可以被计算为2mohm。

<式3>

这里，r可以是复合电阻，δv可以是累积电压下降，并且δi可以是电流积分值。

另外，处理器300可以基于充电开关50和放电开关30的复合电阻来诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个的状态是否是漂移状态。这里，漂移状态可以是开关的接通状态电阻改变的现象。例如，处理器300可以以时间间隔重复地计算复合电阻并存储所计算的复合电阻。另外，处理器300可以通过比较预先存储的正常状态复合电阻和计算的复合电阻来诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个的状态是否是漂移状态。例如，如果正常状态复合电阻和计算的复合电阻之间的差超过预设范围，则处理器300可以诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个处于漂移状态。

另外，处理器300可以基于以时间间隔计算的复合电阻来诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个的状态是否是漂移状态。例如，如果根据本公开实施方式的开关诊断设备应用于车辆，则处理器300可以在车辆行驶时以时间间隔重复计算充电开关50和放电开关30的复合电阻。另外，处理器300可以比较以时间间隔计算的两个不同的复合电阻。此外，如果以时间间隔计算的两个不同复合电阻之间的差超过预设范围，则处理器300可以诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个处于漂移状态。

通过上述配置，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以有效地诊断由于车辆行驶时开关的电阻变化而可能发生的漂移状态。

另外，如在图4的配置中所示，根据本公开实施方式的开关诊断设备可以包括诊断信令单元700。

诊断信令单元700可以电连接到处理器300，以向处理器300发送外部短路信号。这里，外部短路信号可以是模拟外部短路情况的信号，使得处理器300识别外部短路情况。

另外，如果从诊断信令单元700接收到外部短路信号，则处理器300可以基于第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值来诊断充电开关50和放电开关30是否正常断开。例如，在外部短路情况下，处理器300可以关断充电开关50和放电开关30两者。此外，处理器300可以基于外部短路信号快速诊断充电开关50和放电开关30两者是否都断开。

例如，处理器300可以测量断开充电开关50和放电开关30两者所花费的测量时间，并且将测量时间与预设的正常时间进行比较，以诊断测量时间和正常时间之间的差是否在预设值内。

此外，当从诊断信令单元700接收到外部短路信号时，根据本公开实施方式的处理器300可以诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个是否正常断开。

更具体地，如果从诊断信令单元700接收到外部短路信号，则处理器300可以识别出产生了外部短路。另外，处理器300可以向充电开关50和放电开关30发送关断命令。此外，处理器300可以基于第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3的测量电压值来诊断充电开关50和放电开关30中的至少一个是否正常断开。

处理器300可基于第一测量点n1的测量电压值诊断放电开关30是否正常断开。更具体地，如果接收到外部短路信号，则处理器300可以向放电开关30和充电开关50发送关断命令。另外，处理器300可以通过将第三测量点n3的测量电压值与第一测量点n1的测量电压值进行比较来诊断放电开关30是否正常断开。

例如，处理器300可以参考下面的表1来诊断充电开关50和放电开关30是否正常断开。表1可以存储在存储器设备400中。

[表1]

表1示出了根据在第一测量点n1、第二测量点n2和第三测量点n3处测量的测量电压值的放电开关30和充电开关30的状态。优选地，表1示出了根据当电池组件10放电时测量的测量电压值的放电开关30和充电开关30的状态。

这里，a[v]是与电池组件10的电压值相同的值，例如可以是48v。b[v]是当放电开关30接通并且充电开关50断开时可以在第二测量点n2处测量的电压值。由于充电开关50中提供的寄生二极管引起的电压下降，b[v]可以小于a[v]。例如，由于寄生二极管引起的电压下降，b[v]可以是47.3v。

在下文中，参考图2和表1，将描述处理器300在接收到外部短路信号并向充电开关50和放电开关30发送关断命令之后诊断充电开关50和放电开关30的状态。这里，第一诊断开关s1、第二诊断开关s2和第三诊断开关s3都处于断开状态。

处理器300可以基于第三测量点n3的测量电压值和第一测量点n1的测量电压值来诊断放电开关30是否正常断开。

例如，如果电池组件10的正极端子电压的电位差是a[v]，则第三测量点n3的测量电压值可以被测量为a[v]。在这种情况下，如果第一测量点n1的测量电压值是a[v]，则处理器300可以诊断放电开关30没有正常断开。即，处理器300可以诊断多个放电开关30中的至少一个处于闭合卡住状态。

另外，处理器300可以通过将第一测量点n1的测量电压值与第二测量点n2的测量电压值进行比较来诊断放电开关30和充电开关50的状态。

例如，如果电池组件10的正极端子电压的电位差是a[v]并且第一测量点n1的测量电压值和第二测量点n2的测量电压值都是a[v]，则处理器300可以诊断放电开关30和充电开关50未正常断开。即，处理器300可以诊断多个放电开关30中的至少一个和多个充电开关50中的至少一个处于闭合卡住状态。

作为另一示例，如果电池组件10的正极端子电压的电位差是a[v]，第一测量点n1的测量电压值是a[v]并且第二测量点n2的测量电压值是b[v]，则处理器300可以诊断放电开关30未正常断开但是充电开关50正常断开。即，处理器300可以诊断多个放电开关30中的至少一个处于闭合卡住状态并且多个充电开关50处于正常状态。

作为又一示例，如果电池组件10的正极端子电压的电位差是a[v]并且第一测量点n1的测量电压值和第二测量点n2的测量电压值既不是a[v]也不是b[v]，则处理器300可以诊断放电开关30正常断开。在这种情况下，由于放电开关30是正常断开的，所以第一测量点n1和第二测量点n2的测量电压值两者可以是0[v]。即，处理器300可以诊断多个放电开关30处于正常状态。

即，根据本公开实施方式的开关诊断设备具有通过在外部短路情况下快速断开放电开关30和充电开关50来保护内部电路的优点。此外，开关诊断设备具有考虑到由设置在充电开关50中的寄生二极管引起的电压下降来更具体地诊断充电开关50的状态的优点。

根据本公开的开关诊断设备可以应用于电池管理系统(bms)。即，根据本公开的bms可以包括如上所述的本公开的开关诊断设备。在该配置中，根据本公开的开关诊断设备的组件的至少一部分可以通过补充或添加包括在传统bms中的组件的功能来实现。例如，根据本公开的开关诊断设备的处理器300和存储装置400可以被实现为bms的组件。

另外，根据本公开的开关诊断设备可以被提供给电池组。即，根据本公开的电池组可以包括如上所述的本公开的开关诊断设备。这里，电池组可以包括至少一个二次电池、开关诊断设备、电气部件(包括bms、继电器、保险丝等)和壳体。

图5是用于示意性地示出根据本公开实施方式的开关诊断方法的流程图。在图5中，执行每个步骤的主体可以是如上所述的根据本公开的开关诊断设备的每个组件。

如图5中所示，本发明的开关诊断方法包括电压测量步骤s100、电流测量步骤s110和开关诊断步骤s120。

首先，在电压测量步骤s100中，可以分别测量充电开关和放电开关之间的测量点、充电开关的另一端处的测量点和放电开关的另一端处的测量点的电压。随后，在电流测量步骤s110中，可以测量流过充电和放电路径的电流。随后，在开关诊断步骤s120中，可以选择性地控制充电开关和放电开关断开或闭合，可以接收在电压测量步骤中测量的每个测量点的测量电压值，可以接收在电流测量步骤中测量的测量电流值，并且可以基于每个测量点的测量电压值和测量电流值中的至少一个将充电开关和放电开关中的至少一个的状态诊断为断开卡住状态、闭合卡住状态、漂移状态和外部短路状态中的至少一种。

优选地，在根据本公开实施方式的开关诊断步骤s120中，可以基于每个测量点的测量电压值分别计算充电开关和放电开关的两端电压差，并且基于充电开关和放电开关的两端电压差来诊断充电开关和放电开关中的至少一个是否处于断开卡住状态。

优选地，在根据本公开实施方式的开关诊断步骤(s120)中，可以测量多个充电开关50和多个放电开关30中的每一个的测量温度值，并且基于测量温度值和充电开关和放电开关的两端电压差来诊断多个充电开关50和多个放电开关30是否处于断开卡住状态。

优选地，在根据本公开实施方式的开关诊断步骤(s120)中，可以基于每个测量点的测量电压值来诊断充电开关和放电开关中的至少一个是否处于闭合卡住状态。

优选地，在根据本公开实施方式的开关诊断步骤(s120)中，可以通过基于测量的电流值对预设参考时间期间的测量的电流值进行积分来计算电流积分值，并且基于测量的电压值计算参考时间期间的充电开关和放电开关的累积电压下降。另外，在根据本公开实施方式的开关诊断步骤(s120)中，可以通过将累积电压下降除以电流积分值来计算充电开关和放电开关的复合电阻，并基于该复合电阻来诊断充电开关和放电开关中的至少一个是否处于漂移状态。

优选地，在根据本公开实施方式的开关诊断步骤(s120)中，如果接收到外部短路信号，则可以基于每个测量点的测量电压值来诊断充电开关和放电开关是否正常断开。

此外，当控制逻辑以软件实现时，处理器可以实现为一组程序模块。此时，程序模块可存储在存储装置中并由处理器执行。

另外，对处理器的各种控制逻辑的类型没有特别限制，只要一个或更多个控制逻辑被组合并且组合的控制逻辑被写入计算机可读代码系统中使得计算机可读访问是可能的即可。作为一个示例，记录介质包括选自由rom、ram、寄存器、cd-rom、磁带、硬盘、软盘和光学数据记录装置组成的组中的至少一个。另外，可以在通过网络连接的计算机上以分布式方式存储和执行代码系统。此外，用于实现组合控制逻辑的功能程序、代码和段可以由本公开所属的技术领域中的程序员容易地推断。

已经详细地描述了本公开。然而，应当理解，在指示本公开的优选实施方式的同时，详细描述和具体示例仅以说明的方式给出，因为本公开范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言从该详细描述将变得显而易见。

(附图标记)

10：电池组件

30：放电开关

50：充电开关

100：电压测量单元

200：电流测量单元

300：处理器

400：存储装置

500：诊断电源单元

600：温度测量单元

700：诊断信令单元

l：充电和放电路径

n1：第一测量点

n2：第二测量点

n3：第三测量点

s1：第一诊断开关

s2：第二诊断开关

s3：第三诊断开关