电池组诊断设备的制作方法

本申请要求于2019年1月11日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2019-0004160的优先权，其公开内容通过引用合并于此。

本公开涉及一种用于诊断电池组的技术，并且更具体地说，涉及一种用于诊断设置在电池组的充放电路径上的充放电开关元件是否正常操作的技术。

背景技术：

近来，由于对诸如膝上型计算机、便携式摄像机、便携式电话之类的便携式电子产品的需求已经迅速增长，并且已经认真开发了用于储能器、机器人、卫星等的蓄电池，因此正在积极研究能够反复充放电的高性能二次电池。

因此，随着技术发展以及对移动装置、电动车辆、混合动力电动车辆、储蓄装置、不间断电源等的需求增加，对作为能量源的二次电池的需求迅速增加。具体地，用于电动车辆或混合动力电动车辆的二次电池是高功率、大容量的二次电池，并且正在对其进行许多研究。

当前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等。在这些二次电池当中，锂二次电池之所以备受关注，是因为锂二次电池与镍基二次电池相比由于基本上没有记忆效应而确保自由充放电，以及低放电率和高能量密度。

锂二次电池主要使用锂基氧化物和碳材料分别作为正极活性物质和负极活性物质。锂二次电池包括：电极组件，其中，分别被正极活性物质和负极活性物质覆盖的正极板和负极板在二者之间插置有隔膜的情况下进行布置；以及外部器件(即电池壳体)，其用于将电极组件与电解质密封在一起。

至少一个二次电池可被包括在电池组中作为电池单元，并且二次电池可通过充放电路径被充电和放电以用作电池组的主要电源。此时，可以在二次电池(即电池单元)与电池组的电池组端子之间安装用于打开和闭合充放电路径的充放电开关单元。具体而言，充放电开关单元可以包括充放电开关和熔丝。充放电开关由设置于电池组的控制单元控制，以接通和断开充放电路径。作为充放电开关，可以使用诸如接触器的机械开关或诸如mosfet的电子开关。另外，当过电流在充放电路径中流动时，熔丝可能被断开以不可逆地阻断充放电路径。

充放电开关或熔丝是选择性地允许充放电电流流动，同时在发生异常情况时迅速阻断电流流动的元件，并且可以被视为电池组中非常重要的部件。如果充放电开关或熔丝出现异常而无法正确允许或阻断充放电电流流动，则可能损坏电池组，并且还可能严重损坏连接到电池组的装置或用户。具体而言，在近年来已越来越多地使用的、诸如电动车辆或蓄能系统(ess)的装置中所使用的中型或大型电池组的情况下，非常大的电流可在充放电路径中流动。因此，如果没有及时阻断充放电电流的流动，则可能损坏电池组，并且相应装置也可能被损坏或起火。此外，在电动车辆的情况下，大多数用户在使用中乘坐在其中，并且电动车辆以高速移动。因此，如果未正确接通/断开电流，则可能会导致用户受伤以及财产损失。

因此，有必要准确地诊断充放电开关或熔丝是否正常操作。在这方面，已经提出了各种技术来诊断设置于电池组的充放电路径中的诸如充放电开关或熔丝之类的充放电开关元件是否正常操作。然而，尚未提出用于诊断充放电开关元件的有效技术。例如，在常规诊断技术的情况下，电路配置或结果计算过程复杂，但是仍然存在诸如快速处理困难、错误很多、需要用于精确处理的高性能控制装置、制造过程不方便或制造成本高之类的许多问题。

技术实现要素：

技术问题

本公开被设计为解决相关技术的问题，因此，本公开旨在提供一种电池组诊断设备以及包括该电池组诊断设备的电池组和车辆，该电池组诊断设备可以有效地诊断设置于电池组的充放电路径中的充放电开关单元是否正常操作。

本公开的这些和其他目的和优点可以从下面的详细描述中理解，并且从本公开的示例性实施方式中将变得更加显而易见。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中示出的装置及其组合来实现。

技术方案

在本公开的一个方面，提供了一种电池组诊断设备，在该电池组中，在电池单元与电池组端子之间的充放电路径上安装有具有充放电开关和熔丝的充放电开关单元，该电池组诊断设备包括：第一诊断路径，其具有连接在电池单元与充放电开关单元之间的一端以及与朝向接地端的路径上的公共节点连接的另一端，该第一诊断路径具有第一电阻器；第二诊断路径，其具有连接在充放电开关与熔丝之间的一端以及连接至公共节点的另一端，该第二诊断路径具有第二电阻器；第三诊断路径，其具有连接在充放电开关单元与电池组端子之间的一端以及连接至公共节点的另一端，该第三诊断路径具有第三电阻器；集成诊断路径，其具有连接至公共节点的一端以及连接至接地端的另一端，该集成诊断路径具有诊断开关单元和诊断电阻器；电压测量单元，其被配置为测量诊断开关单元和诊断电阻器之间的诊断电压；以及控制单元，其被配置为接通和断开诊断开关单元并基于电压测量单元测量到的诊断电压来确定充放电开关单元是否异常。

在此，第一诊断路径、第二诊断路径和第三诊断路径可以不具有开关元件。

另外，控制单元可以被配置为确定充放电开关以及熔丝中的哪一个异常。

另外，根据本公开的电池组诊断设备可以还包括存储单元，该存储单元被配置为存储用于与测量到的诊断电压进行比较的基准电压。

另外，第一诊断路径可以具有被配置为允许电流从充放电路径仅流向公共节点的二极管。

另外，第二诊断路径和第三诊断路径可以分别具有被配置为允许电流从充放电路径仅流向公共节点的二极管。

另外，第二诊断路径和第三诊断路径可以具有公共路径，在该公共路径中第二电阻器与公共节点之间的路径以及第三电阻器与公共节点之间的路径至少部分地集成为单条路径，并且在所述公共路径上设置一个二极管。

另外，第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器中的至少两个电阻器可以具有不同的电阻。

另外，在本公开的另一方面，还提供了一种电池组，该电池组包括根据本公开的电池组诊断设备。

另外，在本公开的另一方面，还提供了一种车辆，该车辆包括根据本公开的电池组诊断设备。

技术效果

根据本公开的实施方式，可以有效地诊断安装到电池组的充放电路径的充放电开关单元(特别是充放电开关和熔丝)是否正常操作。

具体而言，根据本公开的实施方式，即使用简单的电路配置，也可以准确地诊断充放电开关单元是否异常。

而且，根据本公开的实施方式，可以设置仅一个开关元件，并且可以通过控制开关元件来诊断充放电开关单元是否异常。因此，简化了开关元件的控制配置，减少了充放电开关单元的诊断错误，并且可以进行快速诊断。

另外，根据本公开的实施方式，可以减少用于诊断充放电开关单元是否异常的电阻器的数量。因此，简化了电路配置，从而便于电池组诊断设备的制造并提高了生产率。

本公开的其他效果可以从以下详细描述中进一步提及或推论出来。

附图说明

附图例示了本公开的优选实施方式，并且附图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是示意性地示出了根据本公开实施方式的电池组诊断设备设置于电池组的配置的图。

图2是示意地示出图1的电池组诊断设备中的充放电开关正常断开的状态下的电路配置的图。

图3是示意性地示出了图1的电池组诊断设备中的充放电开关正常接通的状态下的电路配置的图。

图4是示意性地示出了在图1的电池组诊断设备中在熔丝断开的状态下的电路配置的图。

图5是示出了在根据本公开实施方式的电池组诊断设备中存储在存储单元中的数据的示例的图。

图6是示意性示出了根据本公开另一实施方式的电池组诊断设备的配置的图。

图7是示意性示出了根据本公开又一实施方式的电池组诊断设备的配置的图。

图8是示意性地示出了根据本公开又一实施方式的电池组诊断设备的配置的图。

图9是示意性地示出了图8的电池组诊断设备中充放电开关正常接通的状态下的电路配置的图。

图10是示意性地示出了用于图8的电池组诊断设备的、根据各种电阻器的电阻大小的变化的每种情况的基准电压之间的差的变化的表。

图11是示意性示出了根据本公开又一实施方式的电池组诊断设备的配置的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是在允许发明人为最佳解释适当定义术语的原则的基础上，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，本文提出的描述仅是出于示例目的的优选示例，并非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，可以对其做出其他等同替换和修改。

图1是示意性地示出了根据本公开实施方式的电池组诊断设备设置于电池组的配置的图。

参照图1，根据本公开的电池组诊断设备100可以设置于电池组中。在此，电池组可以一起包括电池单元10、充放电路径20以及充放电开关单元30。

电池单元10可以包括一个或更多个二次电池。如果在电池单元10中包括多个二次电池，则多个二次电池可以串联和/或并联连接。充放电路径20可以位于电池单元10(特别是电池单元10的端子)与电池组端子(pack+、pack-)之间，以允许用于对电池单元10充电的充电电流和用于对电池组10放电的放电电流流过。能够打开和关闭(openandclose)充放电电流的流动的充放电开关单元30可以安装在充放电路径20处。这里，充放电开关单元30可以包括充放电开关31和熔丝32。具体而言，充放电开关31可以包括诸如接触器、继电器或fet的开关元件。电池单元10、充放电路径20以及充放电开关单元30在提交本申请时是众所周知的，因此这里将不再详细描述。

根据本公开的电池组诊断设备100可以包括第一诊断路径110、第二诊断路径120、第三诊断路径130、集成诊断路径140、电压测量单元150和控制单元160。

第一诊断路径110可以具有连接在电池单元10和充放电开关单元30之间的一端。例如，如图1所示，第一诊断路径110可以连接到第一节点n1，该第一节点n1是电池单元10与充放电开关单元30之间的点。而且，如图1所示，充放电开关单元30直接连接到电池单元10和电池组端子(pack+、pack-)，并且被配置为使得充放电开关31和熔丝32彼此直接连接。具体而言，在图1的实施方式中，充放电开关31被配置为位于比熔丝32更靠近电池单元10的位置。在这种情况下，第一诊断路径110的一端可以被认为连接至电池单元10的阳极端子与充放电开关31的负极端子(图中的左侧端子)之间的直接连接路径。

另外，第一诊断路径110可以被配置为使得另一端面向接地端。更具体地，第一诊断路径110的另一端可以连接到朝向接地端的路径上的节点。这里，连接至第一诊断路径110的另一端的节点可以共同地连接至随后说明的第二诊断路径120和第三诊断路径130。因此，该节点可以称为公共节点nc。在这种情况下，第一诊断路径110的另一端可以被视为连接到公共节点nc。具体而言，集成诊断路径140可以设置于第一诊断路径110指向接地端的路径。因此，第一诊断路径110的另一端可以被视为连接至集成诊断路径140。

另外，第一诊断路径110可以包括第一电阻器r1。在此，第一电阻器r1可以包括一个或更多个电阻器元件。

第二诊断路径120可以具有连接到充放电开关单元30的一端。具体而言，第二诊断路径120的一端可以连接在充放电开关31与熔丝32之间。例如，如图1所示，第二诊断路径120可以连接到第二节点n2，该第二节点n2是在充放电开关31与熔丝32之间的点。具体而言，在图1的实施方式中，充放电开关31和熔丝32从电池单元10朝向正极电池组端子(pack+)依次安放。在这种情况下，第二诊断路径120的一端可以被视为连接至充放电开关31的正极端子(图中的右侧端子)与熔丝32的负极端子(图中的左侧端子)之间的直接连接路径。

另外，与第一诊断路径110一样，第二诊断路径120可以被配置为使得另一端面向接地端。更具体地，第二诊断路径120的另一端可以连接到公共节点nc，第一诊断路径110的另一端也连接到该公共节点nc。

而且，第二诊断路径120可以包括第二电阻器r2。在此，第二电阻器r2可以包括一个或更多个电阻器元件。

第三诊断路径130可以具有连接在充放电开关单元30与电池组端子之间的一端。例如，如图1所示，第三诊断路径130可以连接到第三节点n3，该第三节点n3是在充放电开关单元30与正电极组端子(pack+)之间的点。具体而言，在图1的实施方式中，在充放电开关单元30中，熔丝32定位为比充放电开关31更靠近电池组端子。在这种情况下，第三诊断路径130的一端可以被视为连接在充放电开关31的正极端子(图中的右侧端子)和正极电池组端子(pack+)之间。

另外，与第一诊断路径110和第二诊断路径120一样，第三诊断路径130可以被配置为使得另一端子面向接地端。更具体地，第三诊断路径130的另一端可以连接到公共节点nc，第一诊断路径110的另一端和第二诊断路径120的另一端也连接到该公共节点nc。

而且，第三诊断路径130可以包括第三电阻器r3。在此，第三电阻器r3可以包括一个或更多个电阻器元件。

集成诊断路径140可以具有连接到公共节点nc的一端。即，集成诊断路径140可以通过公共节点nc连接到第一诊断路径110的另一端、第二诊断路径120的另一端和第三诊断路径130的另一端。根据该配置，可以认为第一诊断路径110、第二诊断路径120和第三诊断路径130被集成在被称为集成诊断路径140的一条线中并且面向接地端。

而且，集成诊断路径140的另一端可以连接至接地端。即，集成诊断路径140的另一端可以直接连接到接地端，使得第一诊断路径110、第二诊断路径120和第三诊断路径130经由集成诊断路径140接地。

另外，集成诊断路径140可以包括诊断开关单元sd和诊断电阻器rd。例如，集成诊断路径140可以被配置为使得诊断开关单元sd定位为靠近公共节点nc并且诊断电阻器rd定位为靠近接地端。

在此，诊断开关单元sd可以选择性地接通和断开集成诊断路径140。具体而言，诊断开关单元sd尤其可以仅具有一个开关元件。另外，诊断电阻器rd可以包括一个或更多个电阻元件。

第一诊断路径110、第二诊断路径120、第三诊断路径130和集成诊断路径140可以实现为在提交本申请时已知的各种电流路径类型。例如，这些路径可以被实现为pcb基板上的导体图案。另选地，这些路径可以通过电线来实现。本公开不限于每个路径的特定形式。

电压测量单元150可以测量诊断电压。具体而言，参照图1，电压测量单元150可以连接到诊断节点nd，该诊断节点nd是集成诊断路径140上的诊断开关单元sd和诊断电阻器rd之间的节点。另外，电压测量单元150可以测量诊断节点nd的电压(即诊断开关单元sd和诊断电阻器rd之间的电压)作为诊断电压。这里，由于诊断电阻器rd直接连接至接地端，因此电压测量单元150可以测量诊断电阻器rd的两个端子的电压，作为诊断电压。诊断电阻器rd可以向控制单元160发送测量到的诊断电压。电压测量单元150可以被实现为包括在提交本申请时已知的各种电压传感器。

控制单元160可以被配置为接通和断开诊断开关单元sd。例如，如果控制单元160接通诊断开关单元sd，则电流可以流到集成诊断路径140。此外，如果控制单元160接通诊断开关单元sd，则电流可以流到第一诊断路径110、第二诊断路径120和/或第三诊断路径130。在这种情况下，由于电压被施加到诊断电阻器rd，因此电压测量单元150可以测量诊断电阻器rd的电压，作为诊断电压。同时，如果控制单元160没有接通诊断开关单元sd，则没有电流流到集成诊断路径140，因此没有电压施加到诊断电阻器rd。因此，如果打算诊断充放电开关单元30的状态，则控制单元160可以接通诊断开关单元sd。

而且，控制单元160可以确定充放电开关单元30是否异常。具体而言，控制单元160可以基于诊断电压来确定充放电开关单元30是否异常。在此，诊断电压可以由电压测量单元150测量并提供给控制单元160。

根据本发明的配置(特别是如图1所示的电路配置)，可以仅利用简单的电路配置来诊断电池组的充放电开关单元30(例如，诸如接触器之类的充放电开关31和/或熔丝32)是否异常。因此，容易制造电池组诊断设备100，并且可以减少诊断期间的错误。另外，在这种情况下，可以减小电池组诊断设备100的体积或重量。

可以使用通常称为bms的电池管理系统来实现控制单元160。在这种情况下，控制单元160可以被实现为包括在电池(或电池组)中。另选地，控制单元160的至少一部分可以位于电池的外部。例如，可以使用安装在车辆中的控制装置(例如，电子控制单元(ecu))来实现控制单元160。

优选地，控制单元160可以将诊断电压与基准电压进行比较。另外，如果诊断电压不同于基准电压，则控制单元160可以诊断出充放电开关单元30异常。在此，如果诊断电压超出基准电压的误差范围，则控制单元160可以诊断出充放电开关单元30异常。另选地，通过以预定范围的形式配置基准电压，当诊断电压不包括在基准电压的范围内而是偏离基准电压的范围时，控制单元160可以诊断出充放电开关单元30异常。

控制单元160可以确定充放电开关31是否被适当地接通或断开。此时，控制单元160可以通过直接接通和断开充放电开关31来直接弄清楚这种情况。另选地，控制单元160可以从另一控制装置接收关于接通还是断开充放电单元31的信息。

控制单元160可以确定在充放电开关31必须断开的情况下充放电开关31是否被适当地断开。

例如，如果控制单元160直接向充放电开关31发送断开信号，或者从另一控制装置接收到指示关于所发送的充放电开关31的断开信号的信息，则控制单元160可以接通(闭合)诊断开关单元sd。另外，控制单元160可以控制电压测量单元150以测量诊断电压并接收测量值。控制单元160可以通过使用如上所述接收到的诊断电压的测量值来确定充放电开关31是否被适当地断开。

在此，控制单元160可以通过将由电压测量单元150测量的诊断电压与基准电压进行比较来确定充放电开关31是否被适当地断开。这将参照图2更详细地描述。

图2是示意性地示出了图1的电池组诊断设备100中的充放电开关31正常断开的状态下的电路配置的图。在图2中，vc是指电池单元10的电压，并且vd是指诊断电阻器rd的两端电压。

参照图1和图2，由于位于第一节点n1右侧的充放电开关31被断开，所以电流仅流到第一诊断路径110，而没有电流流到第二诊断路径120和第三诊断路径130。因此，第一诊断路径110和集成诊断路径140可以组成彼此连接的一条线。即，流到第一诊断路径110的电流可以被视为与流到集成诊断路径140的电流相同。另外，由于诊断开关单元sd被接通，因此公共节点nc和诊断节点nd可以具有相同的电压。

在该配置中，可以如下公式1那样计算诊断电压的正常值。

(公式1)

在此，vd是指诊断电压，vc是指电池单元电压，r1是指第一电阻器的电阻，并且rd是指诊断电阻器的电阻。

例如，假设电池单元的电压vc为400v，则第一电阻器的电阻r1为4000kω，并且诊断电阻器的电阻rd为10kω，如果将它们放入公式1中，则可以获得下面的公式。

vd＝(10/(4000+10))×400＝0.998[v]

因此，在这种情况下，在充放电开关31断开的状态下，诊断电压的基准电压可以设置为大约1v。

此时，控制单元160可以将基准电压(1v)与由电压测量单元150测量到的诊断电压进行比较。如果诊断电压的测量值与基准电压(1v)相同或相似，则控制单元160可以确定充放电开关31正常断开。

同时，如果诊断电压的测量值与基准电压(1v)不同超过了一定水平，则控制单元160可以确定充放电开关31未正常断开。

在将负载(例如，电动车辆的电动机)连接到电池组的电池组端子(pack+、pack-)的情况下，如果充放电开关31接通，电流可以流到充放电路径20。此时，由于第一电阻器r1、第二电阻器r2和第三电阻器r3的电阻分量，电流可不流到第一诊断路径110、第二诊断路径120和第三诊断路径130。因此，即使诊断开关单元sd被接通，由于电流没有流到集成诊断路径140，因此电压测量单元150可能无法测量诊断电压。因此，如果由电压测量单元150测量到的诊断电压是0v或接近0v，则控制单元160可以确定充放电开关31没有正常断开。在这种情况下，控制单元160可以执行相关操作，使得设置于电池组中的其他开关元件被阻断，或者向电池组外部的其他装置或用户提供相关事实，使得可以对其采取适当的措施。例如，如果电池组安装到车辆，则控制单元160可以向车辆的电子控制单元(ecu)发送相应事实。如果这样，则ecu可以断开位于电池组外部的充放电路径20上的开关元件，使得充放电电流不流动。此外，如果诊断电压测量值接近0v，则控制单元160还可以检测到负载连接至电池组的电池组端子(pack+、pack-)。

在负载未连接到电池组的电池组端子(pack+、pack-)的情况下，如果诊断开关单元sd闭合，则从电池单元10供应的电流可以不仅流到第一诊断路径110，而且也流到第二诊断路径120和第三诊断路径130，然后汇聚并流到集成诊断路径140。在这种情况下，由于第一节点n1和公共节点nc之间的电阻分量由于第一电阻器r1、第二电阻器r2和第三电阻器r3的并联连接分量而改变，所以与仅存在第一电阻器r1的情况相比，诊断电压的电压值可以被改变。即，由于诊断电压的测量值变得不同于基准电压，所以控制单元160可以确定充放电开关31没有被适当地断开。

另外，控制单元160可以在充放电开关31必须接通的情况下确定充放电开关31是否适当地闭合。

例如，当直接向充放电开关31发送接通信号或接收指示从另一控制单元发送用于充放电开关31的接通信号的信息时，控制单元160可以接通诊断开关单元sd。另外，控制单元160可以控制电压测量单元150以测量诊断电压并接收测量值。控制单元160可以通过使用如上所述地接收到的诊断电压的测量值来确定充放电开关31是否被适当地接通。

在此，控制单元160可以通过将由电压测量单元150测量的诊断电压与基准电压进行比较，来确定充放电开关31是否被适当地接通。将参照图3连同图1和图2更详细地描述。

图3是示意性地示出了在图1的电池组诊断设备100中的充放电开关31正常接通的状态下的电路配置的图。

参照图1和图3，如果在充放电开关31正常接通的状态下负载未连接到电池组的电池组端子(pack+、pack-)，则参见电阻器配置，三个电阻器r1、r2、r3可以并联连接在第一节点n1和公共节点nc之间。另外，在公共节点nc和接地端之间存在一个rd电阻。

在该配置中，可以如下公式2那样计算诊断电压的正常值。

(公式2)

在此，vd是指诊断电压，vc是指电池单元电压，r1是指第一电阻器的电阻，r2是指第二电阻器的电阻，r3是指第三电阻器的电阻，并且rd是指诊断电阻器的电阻。

例如，假设电池单元的电压vc为400v，第一电阻器的电阻r1为4000kω，第二电阻器的电阻r2为3000kω，第三电阻器的电阻r3为2000kω，并且诊断电阻器的电阻rd为10kω，如果将其代入公式2，则可以获得下面的公式。

因此，可以计算出vd＝4.287[v]，并且在充放电开关31闭合的状态下，诊断电压的基准电压可以设置为约4.29v。

此时，控制单元160可以将基准电压(4.29v)与电压测量单元150测量到的诊断电压进行比较。如果诊断电压的测量值与基准电压(4.29v)相同或相似，则控制单元160可以确定充放电开关31正常接通。

同时，如果诊断电压的测量值示出了与基准电压(4.29v)超过一定水平的差，则控制单元160可以确定充放电开关31未正常接通。具体而言，如果充放电开关31没有正确地接通，则如图2所示，电路可以仅流到第一诊断路径110。因此，如果每个电阻器的电阻和单元电压与在图2的实施方式中所描述的相同，则诊断电压可以测量到为大约1v。因此，如果由电压测量单元150测量到的诊断电压接近1v，则控制单元160可以诊断出在充放电开关31必须接通的情况下充放电开关31没有正确地接通。

如上所述，根据本公开的一个方面的电池组诊断设备100仅利用简单的电路配置和简单的操作就可以容易地弄清楚充放电开关31是否在正常地操作。此外，本公开可以有利地减少诸如电阻器元件之类的电路部件的数量。

具体而言，根据本公开的实施方式，如图1所示，第一诊断路径110、第二诊断路径120和第三诊断路径130可以不具有开关元件。即，仅通过对设置在集成诊断路径140上的诊断开关单元sd执行接通/断开控制，就可以确定诸如充放电开关31之类的充放电开关单元30是否异常。另外，第一诊断路径110、第二诊断路径120和第三诊断路径130不需要具有用于打开或闭合电流流动的单独的开关元件。

因此，根据本公开的这种配置，可以减少称为开关元件的部件，从而节省成本。另外，在这种情况下，由于电路配置不是复杂而是简单，所以可以提高电池组诊断设备100的生产率，可以减小体积和重量，并且可以降低缺陷率。另外，在这种情况下，由于不必控制多个开关元件，因此可以防止控制开关元件所需的资源(诸如cpu性能、存储容量和电力)的消耗。

而且优选地，控制单元160可以确定充放电开关31和熔丝32当中的哪个部件异常。即，设置于电池组的充放电路径20的充放电开关单元30可以包括多个部件，尤其是充放电开关31和熔丝32一起，并且控制单元160可以弄清楚这些部件当中的哪个部件有问题。

首先，用于确定充放电开关31是否异常的配置的实施方式与以上描述的图2和图3的先前实施方式相同。另外，将参照图4更详细地描述充放电开关31不异常而熔丝32异常的情况。

图4是示意性地示出在图1的电池组诊断设备100中在熔丝32断开的状态下的电路配置的图。

参照图1和图4，如果在充放电开关31接通的状态下断开熔丝32，则参照电阻器配置，两个电阻器r1、r2可以并联连接在第一节点n1和公共节点nc之间。另外，在公共节点nc与接地端之间存在一个电阻rd。

在这种配置中，可以如下公式3那样计算诊断电压的值。

(公式3)

在此，vd是指诊断电压，vc是指电池单元电压，r1是指第一电阻器的电阻，r2是指第二电阻器的电阻，并且rd是指诊断电阻器的电阻。

与先前实施方式一样，假设电池单元的电压vc为400v，第一电阻器的电阻r1为4000kω，第二电阻器的电阻r2为3000kω，并且诊断电路器的电阻rd为10kω，如果将它们代入公式3中，则可以获得下面的公式。

因此，可以计算出vd＝2.320[v]，并且诊断电压在熔丝32断开的状态下的基准电压可以设置为大约2.32v。

此时，控制单元160可以将基准电压(2.32v)与电压测量单元150测量到的诊断电压进行比较。如果诊断电压的测量值与当熔丝32断开时的基准电压相同或相似，则控制单元160可以诊断充放电开关31接通但是熔丝32断开或者电流没有正常流动。

同时，在接通信号施加到充放电开关31并且因此充放电开关31必须被接通的情况下(如图3的先前实施方式中那样)，如果诊断电压的测量值被测量为接近4.29v的值，则控制单元160可以确定充放电开关31和熔丝32正在正常操作。然而，即使当接通信号被施加到充放电开关31时(如图2的先前实施方式中那样)，如果诊断电压的测量值被测量为接近1v的值，则控制单元160可以确定充放电开关31没有正确地操作。

以这种方式，在充放电开关单元30中包括充放电开关31和熔丝32的配置中，控制单元160可以简单、快速且准确地确定哪个部件异常。

优选地，根据本公开的电池组诊断设备100可以进一步包括存储单元170。

存储单元170可以存储用于操作根据本公开的电池组诊断设备100中包括的各种其他部件所需的各种数据或程序。例如，存储单元170可以存储当控制单元160诊断充放电开关单元30是否异常时所需的数据。另外，控制单元160可以通过访问存储单元170中所存储的数据并提取必要的值来诊断充放电开关单元30是否异常。

具体而言，存储单元170可以存储用于与由电压测量单元150测量到的诊断电压进行比较的基准电压。此外，存储单元170可以存储要与诊断电压进行比较的基准电压，以及与其对应的充放电开关31和/或熔丝32是否异常的数据。这将参照图5更详细地描述。

图5是示出了在根据本公开实施方式的电池组诊断设备100中存储在存储单元170中的数据的示例的图。

如图5所示，存储单元170可以预先以表的形式存储用于与诊断电压进行比较的基准电压。这里，可以通过将基准电压划分为几个区域来以范围形式指定基准电压。作为示例，参照图5，如果基准电压是3.5v至4.9v，则可以将其定义为第一区域，如果基准电压是1.8v至3.4v，则可以将其定义为第二区域，并且如果基准电压是0.5v至1.7v，则可以将其定义为第三区域。

存储单元170可以针对每个基准电压区域存储充放电开关31是否正常和/或熔丝32是否正常。具体而言，存储单元170可以依据充放电开关31是闭合的(处于接通状态)还是打开的(处于断开状态)来分别存储充放电开关单元30是否正常。例如，如图5所示，如果在充放电开关31必须闭合的情况下充放电开关31对应于第一区域(3.5v至4.9v)，则存储单元170可以存储指示充放电开关31和熔丝32二者正常的数据。同时，在充放电开关31必须打开的情况下，存储单元170可以与第一区域(3.5v至4.9v)相对应地存储指示充放电开关31异常的数据。

这里，为了确定充放电开关单元30是否异常，控制单元160需要弄清楚充放电开关31是否必须闭合或者充放电开关31是否必须打开。控制单元160可以通过向充放电开关31发送打开/闭合命令来弄清楚充放电开关31的闭合/打开情况，或者可以从向充放电开关31发送打开/闭合命令的另一个单独部件接收相应的信息。

另外，控制单元160可以接通诊断开关单元sd并从电压测量单元150接收诊断电压测量结果。而且，控制单元160可以通过弄清楚接收到的诊断电压的测量值对应于图5的表中的哪个基准电压区域，来确定充放电开关31和/或熔丝32是否异常。

例如，在充放电开关31必须接通(闭合)的情况下，如果由电压测量单元150测量到的诊断电压对应于4.5v，则其对应于图5的表中的第一区域，并且因此控制单元160可以确定充放电开关31和熔丝32二者正常。然而，在充放电开关31必须接通的情况下，如果由电压测量单元150测量的诊断电压为2.2v，则其对应于图5的表中的第二区域，并且因此控制单元160可以确定充放电开关31正常但是熔丝32异常。另选地，在充放电开关31必须接通的情况下，如果由电压测量单元150测量到的诊断电压为0.9v，则其对应于第三区域，并且因此控制单元160可以确定充放电开关31异常。在此，充放电开关31正常的事实可以表示充放电开关31在其必须被接通的情况下被正确地接通。同时，充放电开关31异常的事实可以表示充放电开关31没有被正确地接通并且保持打开。另外，熔丝32异常的事实表示诸如电流没有正常流到熔丝32而熔丝32断开的情况之类的异常情况。

同时，在必须断开(打开)充放电开关31的情况下，如果由电压测量单元150测量到的诊断电压对应于4.5v，则其对应于图5的表中的第一区域，并且因此控制单元160可以确定充放电开关31异常。然而，在必须断开充放电开关31的情况下，如果由电压测量单元150测量到的诊断电压为2.2v，则其对应于图5的表中的第二区域，并且因此控制单元160可以确定充放电开关31和熔丝32二者异常。另选地，在必须断开充放电开关31的情况下，如果由电压测量单元150测量到的诊断电压为0.9v，则其对应于第三区域，并且因此控制单元160可以确定充放电开关31正常。在此，充放电开关31正常的事实可以表示充放电开关31在必须断开的情况下被正确地打开。同时，充放电开关31异常的事实可以表示充放电开关31没有被正确地断开而是保持闭合。另外，熔丝32异常的事实可以表示诸如电流没有正常流到熔丝32而熔丝32断开的情况之类的异常情况。

根据本公开的这种配置，只要测量了诊断电压，就可以通过表快速且简单地检查充放电开关31或熔丝32是否异常。此外，由于控制单元160不进行复杂的计算处理来确定充放电开关31或熔丝32是否异常，因此控制单元160不需要高性能，并且计算处理不需要很多负荷。

同时，在图5的实施方式中，例示了其中以表的形式在存储单元170中存储每种特定情况的基准电压的配置，但是本公开不限于该形式。例如，存储单元170可以存储用于计算基准电压的预定公式(诸如公式1至公式3)。在这种情况下，控制单元160可以使用存储在存储单元170中的公式(例如，公式1至公式3)确定每种特定情况的基准电压(基准值或基准范围)。

在此，存储单元170可以预先存储需要的值，从而可以通过公式来计算基准电压。例如，存储单元170可以预先存储电池单元电压vc、各种电阻器的电阻r1、r2、r3、rd。在这种情况下，控制单元160可以通过读取预先存储在存储单元170中的单元电压、电阻等并将它们代入公式中来计算基准电压。但是，用于计算该公式的至少一些因素(例如，电池单元电压)可以是除先前存储的值以外的测量值。例如，电池组可以包括用于测量电池单元电压的部件，并且控制单元160可以从该部件接收电池单元电压的测量值，并将其输入作为公式1至公式3中的电池单元电压vc。

如上所述，当存储单元170存储用于计算基准电压的公式时，不需要针对每种情况分别存储数据，并且不需要大量存储空间。

同时，存储单元170可以采用在提交本申请时已知的各种存储介质。例如，可以使用ram、rom、寄存器、硬盘、光学记录介质或磁记录介质来实现存储单元170。

图6是示意性地示出了根据本公开另一实施方式的电池组诊断设备100的配置的图。将基于与先前实施方式不同的特征来详细描述该实施方式，并且将不再详细描述类似地应用于先前实施方式的特征。

参照图6，根据本公开的电池组诊断设备100可以包括位于第一诊断路径110上的二极管d1。这里，二极管d1可以被配置为允许电流仅从充放电路径20流向公共节点nc。即，二极管d1可以被配置为使得电流仅从第一节点n1流向公共节点nc。因此，在第一诊断路径110上，电流可以仅在箭头i1所示的方向上流动。

根据本公开的该配置，可以防止意外电流通过第一诊断路径110流入电池单元10。例如，当充放电开关31被打开使得在充电装置连接到电池组端子(pack+、pack-)的状态下不向电池单元10提供充电电流时，二极管d1可以防止充电电流经由第二诊断路径120、第三诊断路径130和第一诊断路径110流入电池单元10。

图7是示意性示出了根据本公开又一实施方式的电池组诊断设备100的配置的图。也将基于与先前实施方式不同的特征来详细描述该实施方式。

参照图7，根据本公开的电池组诊断设备100可以包括位于第二诊断路径120和第三诊断路径130上的二极管d2、d3。这里，二极管d2、d3可以被配置为允许电流仅从充放电路径20流向公共节点nc。例如，在第二诊断路径120上，一个二极管d2可以被配置为使得电流仅从第二节点n2流向公共节点nc。另外，在第三诊断路径130上，另一二极管d3可以被配置为使得电流仅从第三节点n3流向公共节点nc。因此，在第二诊断路径120上，电流可以仅在箭头i2所示的方向上流动，并且在第三诊断路径130上，电流可以仅在箭头i3所示的方向上流动。

根据本公开的该配置，可以防止意外电流从电池单元10通过第二诊断路径120和/或第三诊断路径130流到电池组端子(pack+、pack-)。例如，即使当打开充放电开关31以使得在负载连接到电池组端子的状态下也不从电池单元10提供放电电流时，也可以防止放电电流从电池单元10经由第一诊断路径110、第二诊断路径120和/或第三诊断路径130流出到电池组端子(pack+、pack-)外部的负载。

图8是示意性示出了根据本公开又一实施方式的电池组诊断设备100的配置的图。也将基于与先前实施方式不同的特征来详细描述该实施方式。

参照图8，第二诊断路径120和第三诊断路径130可以部分地集成到一条路径中。具体而言，第二诊断路径120和第三诊断路径130可以被配置为使得第二电阻器r2和公共节点nc之间的路径与第三电阻器r3和公共节点nc之间的路径的至少一部分集成到一条路径中。例如，如图8中的pc所示，第二诊断路径120上的第二电阻器r2和公共节点nc之间的路径的一部分以及第三诊断路径130上的第三电阻器r3和公共节点nc之间的路径的一部分可以集成到一条路径中，从而形成公共路径。

在此，在第二诊断路径120和第三诊断路径130的公共路径pc上，可以设置一个二极管dc。例如，如图8所示，一个二极管dc可以设置于公共路径pc上，并且可以不为第二诊断路径120或第三诊断路径130提供单独的二极管。

根据本公开的该配置，即使用少量的二极管，也可以防止意外放电电流流到第二诊断路径120和/或第三诊断路径130。在这种情况下，电池组诊断设备100的电路配置更加简化，制造成本和时间减少，并且产品效率可以提高。

同时，如图6至图8所示，当在电池组诊断设备100中包括二极管时，基准电压可以设置为反映二极管的电压降效果。将参照图9描述其示例。

图9是示意性地示出了在图8的电池组诊断设备100中充放电开关31被正常接通的状态下的电路配置的图。

图8和图9可以被视为示出了在单独的充放电装置未连接到电池组的电池组端子(pack+。pack-)的状态下，充放电开关31正常接通并且诊断开关单元sd接通时的电路配置。此时，假设流经第一诊断路径110的电流为i1，流经第二诊断路径120的电流为i2，流经第三诊断路径130的电流为i3，并且流经集成的诊断路径140的电流为ic，在电流之间建立下公式4中的关系。

(公式4)

ic＝i1+i2+i3

这里，假设第一节点n1的电压为vc1，第二节点n2的电压为vc2，第三节点n3的电压为vc3，诊断电压为vd，二极管d1引起的电压降为vf1。并且由二极管dc引起的电压降为vf2，每个电流可以计算如下。

i1＝(vc1-vf1-vd)/r1

i2＝(vc2-vf2-vd)/r2

i3＝(vc3-vf2-vd)/r3

ic＝vd/rd

如果将每个电流的公式代入公式4，则可以推导出下公式5。

(公式5)

在此，vc1、vc2、vc3、vf1和vf2可以是已知值。具体而言，如果充放电开关31正常接通并且熔丝32也处于电流可以正常流动的状态，则vc1、vc2和vc3全部等于vc(即电池单元10的电压)。因此，控制单元160可以通过将已知的vc值作为vc1、vc2和vc3代入公式5中并且还代入已知的vf1和vf2值，来计算在充放电开关31和熔丝32处于正常状态时的基准电压。另选地，存储单元170可以预先存储根据公式5计算的基准电压，并且控制单元160可以通过使用预先存储在存储单元170中的基准电压来确定充放电开关31和熔丝32是否正常操作。

如果充放电开关31正常但熔丝32断开，则i3变为0。因此，在公式5中，可以在删除r3作为分母的部分“1/r3”和“(vc3-vf2)/r3”的状态下推导诊断电压的基准值vd。

另外，如果充放电开关31和熔丝32二者异常，则i2和i3二者变为0。因此，在公式5中，可以在删除r2和r3为作为分母的部分为“1/r2”、“(vc2-vf2)/r2”、“1/r3”和“(vc3-vf2)/r3”的状态下推导诊断电压的基准值vd。

同时，第一电阻器r1、第二电阻器r2、第三电阻器r3和诊断电阻器rd可以根据(诸如电池组的规格或电池组诊断设备100的规格)各种情况而具有各种值，并且本公开不受每个电阻器的比电阻的限制。例如，可以根据电池单元10的电压适当地确定第一电阻器r1、第二电阻器r2、第三电阻器r3和/或诊断电阻器rd的电阻。

优选地，第一电阻器r1、第二电阻器r2和第三电阻器r3中的至少两个电阻器可以被配置为具有不同的电阻。具体而言，第一电阻器r1可以被配置为与第二电阻器r2或第三电阻器r3相比具有更大的电阻。即，在根据本公开的电池组诊断设备100中，当比较第一电阻器r1、第二电阻器r2和第三电阻器r3之间的电阻时，可以建立以下关系。

r1>r2或者r1>r3。

根据本公开的该配置，当充放电开关31和熔丝32处于正常状态时的基准电压与当充放电开关31和/或熔丝32处于异常状态时的基准电压之间的差可以增加。因此，在这种情况下，当将电压测量单元150的诊断电压测量结果与基准电压进行比较时，可以更可靠地确定充放电开关31和/或熔丝32是否异常。

此外，第一电阻器r1可以被配置为具有比第二电阻器r2和第三电阻器r3更大的电阻。另外，在这种情况下，第二电阻器可以被配置为具有比第三电阻器更大的电阻。即，在根据本公开的电池组诊断设备100中，当比较第一电阻器r1，第二电阻器r2和第三电阻器r3之间的电阻时，可以建立以下关系。

r1>r2>r3。

根据本公开的该配置，当充放电开关单元30处于正常状态时与当充放电开关单元30处于异常状态时之差变得更加清楚，因此可以更加清楚地诊断出充放电开关单元30是否异常。

将参照图10更详细地描述通过设置各种电阻器的电阻而获得的效果。

图10是示意性地示出了针对图8的电池组诊断设备100的、各状态的基准电压之间的差根据各种电阻器的电阻大小的变化而变化的表。在图10中，充放电开关31称为接触器。

图10的特定情况的基准电压涉及必须接通接触器的情况，并且可以使用公式5来计算。此时，电池单元10的电压vc被输入为400v，诊断电阻器rd被输入为10kω。由第一诊断路径110的二极管d1引起的电压降vf1被输入为0.7v，由提供给第二诊断路径120和第三诊断路径130的公共路径的二极管dc引起的电压降vf2被输入为0.7v。

在图10的“特定情况的基准电压”中，“正常”是指接触器31和熔丝32二者处于正常状态时的基准电压，“熔丝异常”是指当接触器不异常但熔丝32异常时的基准电压，并且“接触异常”是指当接触器未正确地接通时的基准电压。

另外，图10的“基准电压之间的差”是指在特定情况的基准电压之间的差的绝对值。例如，“正常-熔丝异常”是指从“正常”列的基准电压中减去“熔丝异常”列的基准电压而获得的值。此外，“正常-接触器异常”是指从“正常”列的基准电压中减去“接触器异常”列的基准电压而获得的值。而且，“熔丝异常-接触器异常”是指从“熔丝异常”列的基准电压中减去“接触器异常”列的基准电压而获得的值。

首先，观察序号1至序号9的结果，可以发现在其中第一电阻器r1的电阻大于第二电阻器r2的电阻和第三电阻器r3的电阻的序号1和序号7的示例中，与其他实施方式相比，基准电压之间的差全部更大。具体而言，在除了序号1和序号7的示例之外的示例中，“正常-接触器异常”列的基准电压之间的差仅为1.99v至2.98v，而在序号1和序号7的示例中，“正常-接触器异常”列的基准电压之间的差被更高地计算为3.31v。因此，可以理解的是，如果如在序号1和序号7的示例中那样第一电阻器r1的电阻大于第二电阻器r2的电阻和第三电阻器r3中的电阻，则通过将正常状态和接触器异常状态彼此区分开，可以更容易地执行诊断。

此外，在序号1的示例中，发现“正常-熔丝异常”列中的基准电压之间的差明显高于包括序号7的示例的其他示例。在序号1的示例中，“正常-熔丝异常”列中的基准电压之间的差为1.98v，而其他示例示出了显著更低的0.99v至1.33v的基准电压之间的差。因此，在第一电阻器r1、第二电阻器r2和第三电阻器r3全部是不同的电阻使得第一电阻器具有最大电阻，第二电阻器具有中间电阻，而第三电阻器具有最低电阻的序号1的示例中，可以理解，可以更清楚地区分正常状态和异常状态(接触器和熔丝中的至少一个断开)。

即使在电阻与序号1至序号9的示例完全不同地设置的序号10至序号13的示例的计算结果中，也可以找到该图案。即，在第一电阻器的电阻大于第二电阻器和第三电阻器的电阻的序号10和序号13的示例中，“正常-接触器异常”列的基准电压之间的差显著大于序号11和序号12的示例中的该基准电压之间的差。而且，在第二电阻的电阻大于第三电阻器的电阻的序号10的示例中，与其中第二电阻器的电阻小于第三电阻器的电阻的序号13的示例相比，“正常-熔丝异常”列中的基准电压之间的差被示为更大。因此，即使从这些结果，也可以理解，当第二电阻器的电阻小于第一电阻器的电阻并且大于第三电阻器的电阻时可以更容易地诊断异常情况，这是因为正常状态的基准电压与异常状态的基准电压之间的间隙变宽。

诊断电阻器rd可以被配置为具有比第一电阻器r1、第二电阻器r2和第三电阻器r3更小的电阻。例如，当第一电阻器r1的电阻是4000kω，第二电阻器r2的电阻是3000kω，并且第三电阻器r3的电阻是2000kω时，诊断电阻器rd的电阻可以是10kω。

根据本公开的该配置，由于诊断电阻器rd的两端电压小，所以电压测量单元150不会过载，并且对于电压测量单元150可以不需要高性能。而且，在这种情况下，即使充电电流或放电电流由于连接到电池组端子(pack+、pack-)的充电装置或放电装置而无意地被引入到公共节点nc中，也可以使电流通过集成诊断路径140流到接地端，并防止该电流流到第一诊断路径110、或者第二诊断路径120和第三诊断路径130。

同时，在以上描述的各种实施方式中，已经描述了充放电开关31位于为比熔丝32更靠近电池单元10的位置上，但是本公开不限于这种类型的充放电开关单元30。例如，电池组的充放电开关单元30也可以如图11所示地配置。

图11是示意性示出了根据本公开又一实施方式的电池组诊断设备100的配置的图。也将基于与先前实施方式不同的特征来详细描述该实施方式。

参照图11，与图1、图6至图8的配置不同，电池组的充放电开关单元30可以被配置为使得熔丝32位于比充放电开关31更靠近电池单元10的位置。在该配置中，可以类似地应用计算基准电压的方法，但是可以不同地应用针对计算出的基准电压的情况。

例如，如果熔丝32和充放电开关31处于正常状态，则可以以与图8的实施方式相同的方式确定基准电压。然而，在图11的实施方式中，当充放电开关31异常时，可以与图8的实施方式中当熔丝32异常时的基准电压相同或相似地推导基准电压。另外，在图11的实施方式中，可以与图8的实施方式中当充放电开关31异常时的基准电压相同或相似地推导当熔丝32异常时的基准电压。

同时，在图11的配置中，类似于图8的实施方式，示出了一个二极管d1设置于第一诊断路径110，并且另一二极管dc设置于第二诊断路径120和第三诊断路径130的公共路径pc。然而，本公开的实施方式不限于此形式，而是可以以不存在一些二极管和公共路径的各种方式来实现，如图1、图6和7中那样。

根据本发明的电池组可以包括如上所述根据本发明的电池组诊断设备100。具体而言，在根据本公开的电池组中，电池组诊断设备100的控制单元160可以使用bms来实现。另外，根据本公开的电池组除了电池组诊断设备100之外，还可以包括：具有多个二次电池的电池单元、电子部件(包括bms、继电器、熔丝等)和电池组壳体。

另外，根据本公开的电池组诊断设备100可以安装到车辆，特别是电动车辆。即，根据本公开的车辆可以包括根据本公开的电池组诊断设备100。这里，电池组诊断设备100可以包括在电池组中，但是也可以被实现为与电池组分开的装置。例如，电池组诊断设备的控制单元160可以使用车辆的ecu来实现。另外，除了电池组诊断设备100之外，根据本发明的车辆还可以包括通常设置于车辆的车身或电子部件。例如，除了根据本公开的电池组诊断设备100之外，根据本公开的车辆可以包括电池单元10、接触器、逆变器、电动机、至少一个ecu等。但是，除了电池组诊断设备100之外，本公开对于车辆的部件没有特别限制。

已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细说明和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式，但是仅以示例的方式给出，因为对于本领域技术人员而言，从该详细描述，在本公开的范围内的各种变型和修改将变得显而易见。

(附图标记)

10：电池单元

20：充放电路径

30：充放电开关单元

31：充放电开关，32：熔丝

pack+，pack-：电池组端子

100：电池组诊断设备

110：第一诊断路径

120：第二诊断路径

130：第三诊断路径

140：集成诊断路径

150：电压测量单元

160：控制单元

170：存储单元

sd：诊断开关单元

r1：第一电阻器，r2：第二电阻器，r3：第三电阻器，rd：诊断电阻器

n1：第一节点，n2：第二节点，n3：第三节点，nc：公共节点，nd：诊断节点