[发明专利]用于电池监视的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求对通过引用整体结合于此、于2007年3月2日提交的临 时申请第60/904,544号的优先权。

技术领域

本发明涉及电池监视方法和装置，并且更加具体地涉及用于使用低电 压监视电路来监视电池组中的电池单元的方法和装置。

背景技术

可再充电电池使用于许多应用中。一种这样的应用是在混合动力车 中。在这些动力车中，多个单独电池单元串联连接以提供具有所需输出电 压的电池组。大量电池单元可以串联连接，从而在电池组两端产生的总电 势差例如在150-160伏特级。

一般而言，希望监视电池组中的每个单独电池单元的电压、阻抗和充 电状态。过量电压可能表明热击穿，其中电池单元有可能着火或者爆炸。 低电压可能表明放电状况。一项典型的要求是，或多或少同时(即在数微 秒内)测量电池组中的所有电池单元电压和电池组电流，并且以每100 毫秒的级别重复测量。这允许准确地确定电池组中的电池单元的充电状态 和阻抗。

在本领域中已知用于监视低电压电池的技术。然而在监视数百伏特的 电池组时存在重大问题。希望实施一种具有低电压电路(比如在16-30伏 特或者以下操作的电路)的电池监视系统。此外还希望避免需要多个隔离 器件，比如光学隔离器。因而需要新颖的电池监视装置和方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用以监视具有串联连接的多个电池 单元的电池组的监视器模块。该监视器模块包括：采样电路，用以对电池 组的至少一个电池单元子集(有时称为“块”)的对应电池单元的电池单元 电压进行采样；读出电路，用以接收电池单元子集的对应电池单元的采样 电池单元电压并且提供表示采样电池单元电压的至少一个读出信号；以及 模块控制单元，用以响应于控制信号将同时采样命令提供给采样电路并且 将顺序读取命令提供给采样电路。

在一些实施例中，监视器模块可以用来响应于控制信号来执行一个或 者多个控制功能，比如对电池组电池单元的控制。在更多实施例中，监视 器模块可以具有用于在不活跃时段期间节省功率的低功率模式。在附加实 施例中，监视器模块可以被配置成进行用以验证恰当工作的一个或者多个 诊断操作。

根据本发明的第二方面，提供一种用以监视具有串联连接的多个电池 单元的电池组的电池监视系统。该监视系统包括：监视器模块，用以监视 电池组的相应电池单元子集，各监视器模块响应于一个或者多个控制信号 来测量相应电池单元子集的电池单元电压并且提供表示采样电池单元电 压的至少一个读出信号，监视器模块按组电连接，从而各监视器模块参考 相应电池单元子集的电压，并且经过该组的监视器模块连接控制信号和读 出信号；以及系统控制单元，用以将控制信号提供给监视器模块并且从监 视器模块接收读出信号。

根据本发明的第三方面，提供一种用于监视具有串联连接的多个电池 单元的电池组的方法。该方法包括：提供用以监视电池组的相应电池单元 子集的监视器模块；使各监视器模块参考相应电池单元子集的电压；并且 经过监视器模块串联连接控制信号和读出信号。

根据本发明的第四方面，提供一种用于监视具有串联连接的多个电池 单元的电池组的方法。该方法包括：提供用以监视电池组的相应电池单元 子集的一个或者多个监视器模块；用一个或者多个监视器模块对电池组的 电池单元的电池单元电压同时采样；并且依次读取电池组的电池单元的采 样电池单元电压并且提供表示采样电池单元电压的至少一个读出信号。

附图说明

为了更好理解本发明，参照援引结合于此的以下附图：

图1是根据本发明实施例的电池监视系统的示意框图；

图2是根据本发明实施例的监视器模块的示意框图；

图3是图示了用于向菊花链配置的监视器模块供应采样信号的电路 的实施例的示意框图；

图4是图示了用于向菊花链配置的监视器模块供应读取信号的电路 的实施例的示意框图；

图5是图示了读出电路的实施例的示意框图；

图6是图示了电池监视系统的操作的时序图；

图7是根据本发明实施例的监视器模块的实施的示意框图；

图8是图示了图7的监视器模块的操作的时序图；

图9是根据本发明实施例的图示了电池单元平衡功能的电池监视系 统的示意框图；并且