CN114914567B - 一种电池系统的故障处理方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池系统的故障处理方法、系统及装置，该方案应用于电池故障处理技术领域。测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，电池系统由N个电池子系统并联构成，任一电池子系统由电池模组和可控开关串联构成；将开路电压位于预设电压范围外的电池模组作为故障电池模组，并控制与其串联的可控开关断开，剩余电池模组作为预备电池模组；根据控制指令选取k个预备电池模组并在下一供电周期中控制与其串联的可控开关闭合。通过可控开关的设置，在可控开关断开时可以测量对应电池模组的开路电压，以此进行的故障判定更为精确，同时通过断开可控开关可以实现切除故障电池模组，并在切除后可重新选取k个电池模组保证正常供电。

Description

一种电池系统的故障处理方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及电池故障处理技术领域，特别是涉及一种电池系统的故障处理方法、系统及装置。

背景技术

电池系统因能量密度高、功率密度高等优势，在新能源汽车、储能电站等领域得到广泛应用。然而，电池本身存在较高安全隐患，在使用的过程中由于电池的老化以及过充、过放、大倍率充放电、过冷、过热、不一致性等因素，容易引发内短路、热失控等故障，进而起火甚至爆炸。

现有的电池系统的故障诊断方法主要面向由固定串并联重组的电池模组构成的电池系统，主要面临两个方面的挑战，一方面难以准确、高效地对电池模组的特征参数进行测量或估算，进而基于这些参数对电池模组的故障状态进行诊断；另一方面在诊断出故障问题后，现有的电池系统难以切除故障电池模组，也难以在切除故障电池模组后仍然具备向负载供电的能力。因此，如何克服传统电池系统的“测不准”、“断不开”的挑战，是电池系统故障领域亟待解决的难题。

发明内容

本申请的目的是提供一种电池系统的故障处理方法、系统及装置，该方案应用于电池故障处理技术领域。通过可控开关的设置，在可控开关断开时可以测量对应电池模组的开路电压，以此进行的故障判定更为精确，同时通过断开可控开关可以实现切除故障电池模组，并在切除后可重新选取k个电池模组保证正常供电。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种电池系统的故障处理方法，包括：

测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，所述电池系统由N个电池子系统并联构成，任一所述电池子系统由电池模组和可控开关串联构成，任一所述电池模组由X个电池串联构成，2≤N，1≤X；

将位于预设电压范围外的开路电压所属的电池模组作为故障电池模组，并控制与所述故障电池模组串联的可控开关断开；

将位于所述预设电压范围内的开路电压所属的电池模组作为预备电池模组；

根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N。

优选的，测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，包括：

对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，直接测量所述电池模组的开路电压；

对于所述当前供电周期中与闭合的所述可控开关串联的电池模组，选取所述电池模组最近的历史开路电压作为所述当前供电周期中的开路电压。

优选的，对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，直接测量所述电池模组的开路电压，包括：

对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，通过电压传感器直接测量所述电池模组的开路电压。

优选的，对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，直接测量所述电池模组的开路电压，包括：

对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，经过预设时间段后，直接测量所述电池模组的开路电压。

优选的，将位于所述预设电压范围内的开路电压所属的电池模组作为预备电池模组之后，还包括：

在所有所述预备电池模组中，若检测到与所述预备电池模组串联的可控开关在连续预设次数的供电周期内均闭合，则在下一供电周期中控制在所述预设次数的供电周期内均闭合的可控开关断开；

从所有所述预备电池模组中去除与在所述连续预设次数的供电周期内均闭合的可控开关串联的预备电池模组，并进入根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开的步骤。

优选的，所述电池系统由M个供电单元串联构成，任一所述供电单元由一个总控开关和N个电池子系统并联构成，1≤M；

相应的，根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N，包括：

根据控制指令在下一供电周期中选中h个所述供电单元并控制其总控开关断开，剩余所述供电单元中的总控开关闭合，1≤h≤M；

在选中的任一所述供电单元中，根据所述控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N。

优选的，根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N，包括：

根据控制指令将所有所述预备电池模组根据所述开路电压进行从大到小排序；

根据所述控制指令在下一供电周期中控制与前k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的所述预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N。

优选的，将位于预设电压范围外的开路电压所属的电池模组作为故障电池模组，并控制与所述故障电池模组串联的可控开关断开之后，还包括：

继续测量所述故障电池模组的开路电压；

在所述故障电池模组的开路电压恢复至所述预设电压范围内后，再次判定为所述故障电池模组时，发出告警维修信息。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电池系统的故障处理系统，包括：

开路电压测量单元，用于测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，所述电池系统由N个电池子系统并联构成，任一所述电池子系统由电池模组和可控开关串联构成，任一所述电池模组由X个电池串联构成，2≤N，1≤X；

故障电池模组确定单元，用于将位于预设电压范围外的开路电压所属的电池模组作为故障电池模组，并控制与所述故障电池模组串联的可控开关断开；

预备电池模组确定单元，用于将位于所述预设电压范围内的开路电压所属的电池模组作为预备电池模组；

电池模组选取单元，用于根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电池系统的故障处理装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现所述电池系统的故障处理方法的步骤。

本申请提供了一种电池系统的故障处理方法、系统及装置，该方案应用于电池故障处理技术领域。测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，电池系统由N个电池子系统并联构成，任一电池子系统由电池模组和可控开关串联构成；将开路电压位于预设电压范围外的电池模组作为故障电池模组，并控制与其串联的可控开关断开，剩余电池模组作为预备电池模组；根据控制指令选取k个预备电池模组并在下一供电周期中控制与其串联的可控开关闭合。通过可控开关的设置，在可控开关断开时可以测量对应电池模组的开路电压，以此进行的故障判定更为精确，同时通过断开可控开关可以实现切除故障电池模组，并在切除后可重新选取k个电池模组保证正常供电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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申请的一些实施例，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为本申请提供的一种电池系统的故障处理方法的流程示意图；

图2为本申请提供的一种电池系统的结构示意图；

图3为本申请提供的另一种电池系统的结构示意图；

图4为本申请提供的一种电池系统的故障处理系统的结构示意图；

图5为本申请提供的一种电池系统的故障处理装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种电池系统的故障处理方法、系统及装置，该方案应用于电池故障处理技术领域。通过可控开关的设置，在可控开关断开时可以测量对应电池模组的开路电压，以此进行的故障判定更为精确，同时通过断开可控开关可以实现切除故障电池模组，并在切除后可重新选取k个电池模组保证正常供电。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请提供的一种电池系统的故障处理方法的流程示意图，包括：

S11：测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，电池系统由N个电池子系统并联构成，任一电池子系统由电池模组和可控开关串联构成，任一电池模组由X个电池串联构成，2≤N，1≤X；

S12：将位于预设电压范围外的开路电压所属的电池模组作为故障电池模组，并控制与故障电池模组串联的可控开关断开；

S13：将位于预设电压范围内的开路电压所属的电池模组作为预备电池模组；

S14：根据控制指令从所有预备电池模组中选取k个预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N。

电池系统因能量密度高、功率密度高等优势，在新能源汽车、储能电站等领域得到广泛应用。然而，电池本身存在较高安全隐患，在使用的过程中由于电池的老化以及过充、过放、大倍率充放电、过冷、过热、不一致性等因素，容易引发内短路、热失控等故障，进而起火甚至爆炸。

现有的电池系统的故障诊断方法主要面向由固定串并联重组的电池模组构成的电池系统，主要面临两个方面的挑战，一方面难以准确、高效地对电池模组的特征参数进行测量或估算，进而基于这些参数对电池模组的故障状态进行诊断；另一方面在诊断出故障问题后，现有的电池系统难以切除故障电池模组，也难以在切除故障电池模组后仍然具备向负载供电的能力。因此，如何克服传统电池系统的“测不准”、“断不开”的挑战，是电池系统故障领域亟待解决的难题。

其中，现有技术中对电池模组的特征参数(例如开路电压)进行测量或估算时，主要采取基于知识、基于模型、基于数据驱动三类方法。基于知识的电池故障诊断方法通过专家系统、故障诊断树等进行故障诊断；基于模型的故障诊断方法通过比较测量值与由数学模型估计的输出值，实现故障的检测、隔离；基于数据驱动的故障诊断方法借助于相关的技术手段对供电过程中运行数据进行分析处理，完成故障检测以及分离。但是上述方法对故障诊断的准确性较低，且隔离方法复杂。

为解决上述技术问题，本申请中通过可控开关实现直接测量电池模组的开路电压，基于开路电压判断电池模组是否发生故障；并通过断开可控开关实现故障电池模组隔离，隔离方式简便，在隔离故障电池模组后也可以进行k个电池模组的重新选择，保证电池系统的供电。

具体的，S11中，电池系统的结构图可以参照图2，图2中以N＝3为例，电池系统由3个电池子系统1并联构成，每个电池子系统1由电池模组C和可控开关S串联构成，每个电池模组C由X个电池串联构成；其中电池子系统1的数量大于或等于2，防止某个电池子系统1中电池模组C出现故障时，没有备用的电池模组C；电池模组C可以由1个或多个电池串联构成；可控开关S的通断控制着与其串联的电池模组C是否接入电池系统。

还需要说明的是，在电池发生故障的过程中，电的变化快于力的变化，力的变化又快于热的变化，因此将电学参数作为故障诊断的依据，有利于及时排查出电池故障，防止故障的进一步扩大。在本申请中，考虑到开路电压(OCV，open circuit voltage)与电池模组C的SOC(SOC即荷电状态，其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池模组C放电完全，当SOC＝1时表示电池模组C完全充满)有着一一对应的正相关关系，即开路电压能够直接反映出电池模组C剩余容量的多少，当电池的开路电压出现异常，就可认为电池模组C极大概率发生了故障，因此选用的电学参数为电池模组C的开路电压，将其作为电池模组C故障诊断的依据。

S12和S13中，每个电池单体或模组的开路电压都有一个正常的预设电压范围，如果测量的开路电压处于该预设电压范围内，则认为电池模组C状态正常，可以作为预备电池模组；如果测量的开路电压处于该预设电压范围外，即低于预设电压范围的下限阈值，或高于预设电压范围的上限阈值，都认为电池模组C的状态异常，可以作为故障电池模组，需要立刻进行切除。

切除方法为：将与故障电池模组串联的可控开关S断开，使电池系统供电时不经过该故障电池模组，实现切除，辅助可控开关S的切除方式不需要改变电路结构，更为简便，并能够在微秒级的时间内快速切除故障电池模组。

并且，假定每节电池单体的正常开路电压的预设电压范围为(V1，V2)，每个电池模组C包含X节单体，即串联X个电池，则电池模组C的正常开路电压的预设电压范围为(X*V1，X*V2)，若测量的开路电压不在该范围内，则判断该电池模组C可能出现异常。

S14中，由当前供电周期中所获得的电池模组C的开路电压来决定下一供电周期中选定的电池模组C。并且在所有的预备电池模组的基础上选定k个预备电池模组动态重构电池系统，隔离了故障电池模组的影响，提高了电池系统的自成组能力。

其中，控制指令与具体的应用场景相关，依据控制指令所预设的需要从总的N个电池模组C中选取k个电池模组C(即N选k的工作模式)进行放电，即闭合与k个电池模组C串联的可控开关S。

并且，电池系统通过可控开关S对电池模组C分别进行管控，断开可控开关S进行故障隔离的同时，电池系统中非故障部分仍然能够保证正常供电，避免由于单个电池模组C的故障造成整个电池系统停运，从而提高了电池系统的能量利用率。例如，在N选k的工作模式下，若其中某个电池模组C发生故障，将其断开后，从剩余N-1个电池模组C中选k个进行放电，即可保证电池系统的正常运行。

此外，本申请中所涉及的电池系统，相当于动态可重构电池网络(DRBN，dynamically reconfigurable battery network)，实现将大量的电力电子可控开关S与电池模组C深度耦合，可以实现电池网络拓扑的动态重构。相较于传统的固定串并联重组的电池系统，本申请中所涉及的电池系统具有更灵活的控制手段和更高的能量效率，能够实现任意电池模组C的精准隔离。

综上，本申请提供了一种电池系统的故障处理方法，该方案应用于电池故障处理技术领域。测量电池系统中当前供电周期中各电池模组C的开路电压，电池系统由N个电池子系统1并联构成，任一电池子系统1由电池模组C和可控开关S串联构成；将开路电压位于预设电压范围外的电池模组C作为故障电池模组，并控制与其串联的可控开关S断开，剩余电池模组C作为预备电池模组；根据控制指令选取k个预备电池模组并在下一供电周期中控制与其串联的可控开关S闭合。通过可控开关S的设置，在可控开关S断开时可以测量对应电池模组C的开路电压，以此进行的故障判定更为精确，同时通过断开可控开关S可以实现切除故障电池模组，并在切除后可重新选取k个电池模组C保证正常供电。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，测量电池系统中当前供电周期中各电池模组C的开路电压，包括：

对于当前供电周期中与断开的可控开关S串联的电池模组C，直接测量电池模组C的开路电压；

对于当前供电周期中与闭合的可控开关S串联的电池模组C，选取电池模组C最近的历史开路电压作为当前供电周期中的开路电压。

本实施例中，限定了如何对当前供电周期中各电池模组C的开路电压进行测量。电池系统在运行过程中实时测量每个电池模组C的开路电压，当电池模组C接入电池系统放电时，由于电池模组C内部有电流流过，只能测到电池模组C的工作电压，即开路电压减去电池模组C的内阻的分压；当电池模组C从电池系统中断开后，流经电池模组C的电流为零，内阻分压为零，此时电池模组C的端电压才等于开路电压。

考虑到开路电压的测量不能影响电池系统的正常放电，而测量开路电压的方法是断开可控开关S，因此最佳的测量时机就是当电池模组C没有被选中，即未处于放电状态，与其串联的可控开关S处于断开状态。

例如，对于并联的N个电池模组C而言，每个供电周期内选则其中的k个接入电池系统(即N选k工作模式)，剩下的N-k个电池模组C从电池系统中断开(剩下的N-k个电池模组C包括了故障电池模组和剩余的预备电池模组)，此时可以测量该N-k个电池模组C的开路电压，对于正在放电的k个电池模组C，其开路电压可以取前一个供电周期内的测量值。此时，若前一供电周期中该电池模组C未被选中，即可选取前一供电周期中测量的开路电压；若前一供电周期中该电池模组C仍被选中，而前两供电周期中该电池模组C未被选中，即可选取前两供电周期中测量的开路电压，也就是选取该电池模组C历史测量的开路电压中的时间最近的作为当前供电周期中的开路电压，实现对当前供电周期中的开路电压的更新。由于每个供电周期的时间很短，开路电压的变化较小，上述方法能够在误差允许的范围内实现每个电池模组C的开路电压的快速更新。

还需要说明的是，相较于在传统电池系统中电池模组C之间固定串并联连接，无法准确测量每个电池模组C的开路电压，只能测量得到工作电压。本申请可以在电池系统的运行过程中将可控开关S断开，测量与该可控开关S串联的电池模组C的开路电压，更为精确，以此来进行的故障判定也更为精准。

综上，获取实时且更为精确的开路电压，以此为依据进行的故障判定更为精准。

作为一种优选的实施例，对于当前供电周期中与断开的可控开关S串联的电池模组C，直接测量电池模组C的开路电压，包括：

对于当前供电周期中与断开的可控开关S串联的电池模组C，通过电压传感器直接测量电池模组C的开路电压。

本实施例中，对于未接入电池系统的电池模组C的开路电压，可以通过电压传感器直接测量电池模组C的两端电压来获取开路电压，操作简便且易于实现。

作为一种优选的实施例，对于当前供电周期中与断开的可控开关S串联的电池模组C，直接测量电池模组C的开路电压，包括：

对于当前供电周期中与断开的可控开关S串联的电池模组C，经过预设时间段后，直接测量电池模组C的开路电压。

本实施例中，由于电池模组C内存在等效二阶RC电路，从电池系统中断开后存在预设时间段的暂态过程，只有当暂态过程结束后，电池模组C的两端电压才等于开路电压。因此，测量开路电压时需要增加预设时间段的延迟，例如10ms，即电池模组C从电池系统中断开后经过10ms再测量其两端电压，此时得到的电压数值才近似等于电池模组C的开路电压。

综上，通过预设时间段的延迟，更精确的测量开路电压。

作为一种优选的实施例，将位于预设电压范围内的开路电压所属的电池模组C作为预备电池模组之后，还包括：

在所有预备电池模组中，若检测到与预备电池模组串联的可控开关S在连续预设次数的供电周期内均闭合，则在下一供电周期中控制在预设次数的供电周期内均闭合的可控开关S断开；

从所有预备电池模组中去除与在连续预设次数的供电周期内均闭合的可控开关S串联的预备电池模组，并进入根据控制指令从所有预备电池模组中选取k个预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开的步骤。

本实施例中，在排除故障电池模组，确定出所有预备电池模组之后，还需要考虑在所有预备电池模组中，是否存在预备电池模组在连续预设次数的供电周期中均进行放电，即与其串联的可控开关S在连续预设次数的供电周期中均闭合，此时该预备电池模组连续工作时间过长，其更新的开路电压为连续预设次数的供电周期之前的开路电压，已不具备实时性，依据该供电电压进行的故障判定不准确。

具体的，若某个预备电池模组在连续预设次数的供电周期内都被选中，可控开关S持续闭合，则无法在可控开关S断开时更新其开路电压，此时判定该预备电池模组存在故障风险，在下一供电周期中不能继续选中该预备电池模组进行放电，即需要强制控制与其串联的可控开关S断开，从而进行采样测量其开路电压。同时，将该预设电池模组从所有预备电池模组中去除，避免在所有预备电池模组中选取k个预备电池模组时，该预备电池模组被选中又闭合可控开关S。

综上，由于本实施中对开路电压的更新要求，保证了开路电压的实时性，从而在当前供电周期中获取的接入电池系统的电池模组C的最近的历史开路电压具有实时性和有效性，降低了依据开路电压进行故障检测的误判概率。

作为一种优选的实施例，电池系统由M个供电单元串联构成，任一供电单元由一个总控开关和N个电池子系统1并联构成，1≤M；

相应的，根据控制指令从所有预备电池模组中选取k个预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个预备电池模组串联的可控开关S闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关S断开，1≤k≤N，包括：

根据控制指令在下一供电周期中选中h个供电单元并控制其总控开关断开，剩余供电单元中的总控开关闭合，1≤h≤M；

在选中的任一供电单元中，根据控制指令从所有预备电池模组中选取k个预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个预备电池模组串联的可控开关S闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关S断开，1≤k≤N。

考虑到供电需求的大小，电池系统可以由M*N的电池模组C构成。具体的，可以参照图3，图3以M＝N＝3为例，电池系统由3个供电单元2串联构成，任一供电单元2由一个总控开关S0和3个电池子系统1并联构成。

在下一供电周期中重新构建电池系统时，根据控制指令首先选取h个供电单元2进行供电，其中选取供电单元2的方法为：控制供电单元2中的总控开关S0断开，此时必然经过该供电单元2中的部分电池子系统1进行供电；不选取供电单元2的方法为：控制供电单元2中的总控开关S0闭合，此时供电电流直接经过供电单元2中的总控开关S0所在电路，短路供电单元2中的所有电池子系统1。并且总控开关S0可以在N个并联的电池模组C同时断开时提供电流通路。

其次，在选中的每个供电单元2中都选取k个电池模组C接入电池系统，具体的过程同上述实施例，此处不多加赘述。

综上，通过M*N的电池模组C构成的电池系统，扩展了供电能力，能够满足更大的供电需求。

作为一种优选的实施例，根据控制指令从所有预备电池模组中选取k个预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个预备电池模组串联的可控开关S闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关S断开，1≤k≤N，包括：

根据控制指令将所有预备电池模组根据开路电压进行从大到小排序；

根据控制指令在下一供电周期中控制与前k个预备电池模组串联的可控开关S闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关S断开，1≤k≤N。

本实施例中，由于开路电压与电池模组C的SOC(SOC即荷电状态，其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池模组C放电完全，当SOC＝1时表示电池模组C完全充满)有着一一对应的正相关关系，即开路电压能够直接反映出电池模组C剩余容量的多少，因此，在选取k个预备电池模组时，可以依据开路电压的大小，选取开路电压较大的预备电池模组接入电池系统进行放电，也就是优先选取剩余容量较大的预备电池模组进行放电，防止剩余容量较小的预备电池模组继续放电所引起的剩余容量过小，对应的开路电压处于预设电压范围外，即发生故障，保证了电池系统中各电池模组C放电的有序进行，减小故障率。

作为一种优选的实施例，将位于预设电压范围外的开路电压所属的电池模组C作为故障电池模组，并控制与故障电池模组串联的可控开关S断开之后，还包括：

继续测量故障电池模组的开路电压；

在故障电池模组的开路电压恢复至预设电压范围内后，再次判定为故障电池模组时，发出告警维修信息。

考虑到电池模组C发生故障的原因可能为：一是之前的开路电压异常可能是电池系统中的电磁干扰所致，电池模组C本身没有发生故障；二是之前的故障是可逆的，例如功率突增导致的绝缘损坏，当电池模组C被隔离一段时间后，绝缘恢复，电池模组C也恢复正常。

因此，需要对故障电池模组的开路电压继续进行检测，若检测到故障电池模组的开路电压自恢复到正常水平(位于预设电压范围内)，则需要对故障电池模组进行二次诊断，进一步判断该故障电池模组能否正常使用；若开路电压仍然处于异常水平(位于预设电压范围外)，则说明该故障电池模组的故障不可逆，需要发出告警维修信息通知工作人员进行检修。

具体的，二次诊断的方法为：在故障电池模组的开路电压恢复一段时间(例如20～30个供电周期)后，将该故障电池模组重新划分为预备电池模组，并尝试性地接入电池系统，再次观察其开路电压的变化趋势。若开路电压再一次处于异常水平(位于预设电压范围外)，再次被判定为故障电池模组，则需要立刻将故障电池模组从电池系统中断开，同时判定其确实发生了故障，需要发出告警维修信息通知工作人员进行检修；若开路电压保持正常水平(位于预设电压范围内)，则说明该故障电池模组的状态正常，可以继续使用，说明之前对该故障电池模组的故障情况判断有误，或是该故障电池模组的故障可逆，已经自恢复，此时该故障电池模组可以正常参与放电。

综上，继续检测故障电池模组的开路电压，并在开路电压自恢复到正常水平后进行二次诊断，防止出现故障电池模组的误判断。

请参照图4，图4为本申请提供的一种电池系统的故障处理系统的结构示意图，包括：

开路电压测量单元21，用于测量电池系统中当前供电周期中各电池模组C的开路电压，电池系统由N个电池子系统1并联构成，任一电池子系统1由电池模组C和可控开关S串联构成，任一电池模组C由X个电池串联构成，2≤N，1≤X；

故障电池模组确定单元22，用于将位于预设电压范围外的开路电压所属的电池模组C作为故障电池模组，并控制与故障电池模组串联的可控开关S断开；

预备电池模组确定单元23，用于将位于预设电压范围内的开路电压所属的电池模组C作为预备电池模组；

电池模组选取单元24，用于根据控制指令从所有预备电池模组中选取k个预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个预备电池模组串联的可控开关S闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关S断开，1≤k≤N。

对于本申请提供的一种电池系统的故障处理系统的介绍，请参照上述实施例，本申请此处不再赘述。

作为一种优选的实施例，开路电压测量单元21，包括：

直接测量单元，用于对于当前供电周期中与断开的可控开关S串联的电池模组C，直接测量电池模组C的开路电压；

历史选取单元，用于对于当前供电周期中与闭合的可控开关S串联的电池模组C，选取电池模组C最近的历史开路电压作为当前供电周期中的开路电压。

作为一种优选的实施例，直接测量单元，具体用于：

对于当前供电周期中与断开的可控开关S串联的电池模组C，通过电压传感器直接测量电池模组C的开路电压。

作为一种优选的实施例，直接测量单元，具体用于：

对于当前供电周期中与断开的可控开关S串联的电池模组C，经过预设时间段后，直接测量电池模组C的开路电压。

作为一种优选的实施例，还包括：

检测单元，用于在预备电池模组确定单元23之后，在所有预备电池模组中，若检测到与预备电池模组串联的可控开关S在连续预设次数的供电周期内均闭合，则在下一供电周期中控制在预设次数的供电周期内均闭合的可控开关S断开；

预备电池模组重新确定单元，用于从所有预备电池模组中去除与在连续预设次数的供电周期内均闭合的可控开关S串联的预备电池模组，并进入电池模组选取单元24。

作为一种优选的实施例，电池系统由M个供电单元串联构成，任一供电单元由一个总控开关和N个电池子系统1并联构成，1≤M；

相应的，电池模组选取单元24，包括：

供电单元选取单元，用于根据控制指令在下一供电周期中选中h个供电单元并控制其总控开关断开，剩余供电单元中的总控开关闭合，1≤h≤M；

供电单元中电池模组选取单元，用于在选中的任一供电单元中，根据控制指令从所有预备电池模组中选取k个预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个预备电池模组串联的可控开关S闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关S断开，1≤k≤N。

作为一种优选的实施例，电池模组选取单元24，包括：

排序单元，用于根据控制指令将所有预备电池模组根据开路电压进行从大到小排序；

基于排序的电池模组选取单元，用于根据控制指令在下一供电周期中控制与前k个预备电池模组串联的可控开关S闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关S断开，1≤k≤N。

作为一种优选的实施例，还包括：

继续测量单元，用于在故障电池模组确定单元22之后，继续测量故障电池模组的开路电压；

告警维修单元，用于在故障电池模组的开路电压恢复至预设电压范围内后，再次判定为故障电池模组时，发出告警维修信息。

请参照图5，图5为本申请提供的一种电池系统的故障处理装置的结构示意图，包括：

存储器31，用于存储计算机程序；

处理器32，用于执行计算机程序以实现电池系统的故障处理方法的步骤。

对于本申请提供的一种电池系统的故障处理装置的介绍，请参照上述实施例，本申请此处不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种电池系统的故障处理方法，其特征在于，包括：

测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，所述电池系统由N个电池子系统并联构成，任一所述电池子系统由电池模组和可控开关串联构成，任一所述电池模组由X个电池串联构成，2≤N，1≤X；其中，所述开路电压直接反映电池模组剩余容量；

其中，测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，包括：

对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，直接测量所述电池模组的开路电压；所述对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，直接测量所述电池模组的开路电压，包括：对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，经过预设时间段后，直接测量所述电池模组的开路电压；

对于所述当前供电周期中与闭合的所述可控开关串联的电池模组，选取所述电池模组最近的历史开路电压作为所述当前供电周期中的开路电压；

将位于预设电压范围外的开路电压所属的电池模组作为故障电池模组，并控制与所述故障电池模组串联的可控开关断开；

将位于所述预设电压范围内的开路电压所属的电池模组作为预备电池模组；

根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N；其中，根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N，包括：根据控制指令将所有所述预备电池模组根据所述开路电压进行从大到小排序；根据所述控制指令在下一供电周期中控制与前k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的所述预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N；

继续测量所述故障电池模组的开路电压；

在所述故障电池模组的开路电压恢复至所述预设电压范围内后，再次判定为所述故障电池模组时，发出告警维修信息。

2.如权利要求1所述的电池系统的故障处理方法，其特征在于，对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，直接测量所述电池模组的开路电压，包括：

对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，通过电压传感器直接测量所述电池模组的开路电压。

3.如权利要求1所述的电池系统的故障处理方法，其特征在于，将位于所述预设电压范围内的开路电压所属的电池模组作为预备电池模组之后，还包括：

在所有所述预备电池模组中，若检测到与所述预备电池模组串联的可控开关在连续预设次数的供电周期内均闭合，则在下一供电周期中控制在所述预设次数的供电周期内均闭合的可控开关断开；

从所有所述预备电池模组中去除与在所述连续预设次数的供电周期内均闭合的可控开关串联的预备电池模组，并进入根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开的步骤。

4.如权利要求1所述的电池系统的故障处理方法，其特征在于，所述电池系统由M个供电单元串联构成，任一所述供电单元由一个总控开关和N个电池子系统并联构成，1≤M；

相应的，根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N，包括：

根据控制指令在下一供电周期中选中h个所述供电单元并控制其总控开关断开，剩余所述供电单元中的总控开关闭合，1≤h≤M；

在选中的任一所述供电单元中，根据所述控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N。

5.一种电池系统的故障处理系统，其特征在于，包括：

开路电压测量单元，用于测量电池系统中当前供电周期中各电池模组的开路电压，所述电池系统由N个电池子系统并联构成，任一所述电池子系统由电池模组和可控开关串联构成，任一所述电池模组由X个电池串联构成，2≤N，1≤X；其中，所述开路电压直接反映电池模组剩余容量；

其中，所述开路电压测量单元，包括：直接测量单元和历史选取单元；

所述直接测量单元，用于对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，直接测量所述电池模组的开路电压；

所述直接测量单元，具体用于：对于所述当前供电周期中与断开的所述可控开关串联的电池模组，经过预设时间段后，直接测量所述电池模组的开路电压；

所述历史选取单元，用于对于所述当前供电周期中与闭合的所述可控开关串联的电池模组，选取所述电池模组最近的历史开路电压作为所述当前供电周期中的开路电压；

故障电池模组确定单元，用于将位于预设电压范围外的开路电压所属的电池模组作为故障电池模组，并控制与所述故障电池模组串联的可控开关断开；

预备电池模组确定单元，用于将位于所述预设电压范围内的开路电压所属的电池模组作为预备电池模组；

电池模组选取单元，用于根据控制指令从所有所述预备电池模组中选取k个所述预备电池模组，并在下一供电周期中控制与选取的k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N；

其中，电池模组选取单元，包括：排序单元，用于根据控制指令将所有所述预备电池模组根据所述开路电压进行从大到小排序；基于排序的电池模组选取单元，用于根据所述控制指令在下一供电周期中控制与前k个所述预备电池模组串联的可控开关闭合，与剩余的所述预备电池模组串联的可控开关断开，1≤k≤N；

继续测量单元，用于在故障电池模组确定单元之后，继续测量故障电池模组的开路电压；

告警维修单元，用于在所述故障电池模组的开路电压恢复至所述预设电压范围内后，再次判定为所述故障电池模组时，发出告警维修信息。

6.一种电池系统的故障处理装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至4任一项所述电池系统的故障处理方法的步骤。