[发明专利]电池组电压的测量装置及监视装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学蓄电池(electrochemical accumulators)的测量装置，尤其可用于电气领域与混合运输以及嵌入式系统。

由于锂电池的容量能够存储强劲的能量且重量轻，本发明尤其涉及适合应用类的锂离子(lithium-ion；Li-ion)电池组。

背景技术

“蓄电池组(battery of accumulators)”这种表述用于表示若干蓄电池的串联或并联。

蓄电池的充电反映在其终端处电压的增加。当蓄电池达到电化过程所定义的电压电平时，则考虑为蓄电池充电。

此外，锂离子技术的电池具有最小阈值电压，在最小阈值电压下，电池组的蓄电池可能被损毁或破坏，可导致电池组故障，例如电流被阻碍以及电池组不再传输任何能量。

另外，在使用若干串联蓄电池的电路中，每一蓄电池的充电电平很大可能不一样。这是因为，一个蓄电池可能先于此电池组的另一蓄电池被充电。

因此，当充电最少的蓄电池的电压下降到最小阈值电压以下时，即使其他蓄电池中仍然有能量，有必要停止电池组的放电，以避免电池组故障以及损伤充电最少的蓄电池。

然后，在放电期间有必要详细地监视每一蓄电池的电压，以检查没有蓄电池达到最小阈值电压。

发明内容

因此，本发明的目的在于能够以简单的方式监视每一蓄电池的电压，从而避免某一蓄电池下降到最小阈值电压下，以便避免损坏蓄电池以及由此导致电池组故障。

为此，本发明的主题是电池组的电压测量装置，其中包括一蓄电池，其特征在于，此测量装置包括：

-一个交流电流发生器；

-串联的至少一个第一二极管和至少一个第二二极管，这样第一二极管的阴极链接蓄电池的正极，第一二极管的阳极链接第二二极管的阴极，以及第二二极管的阳极链接蓄电池的负极，第二二极管的阴极链接第一二极管的阳极；

-一个读取电容器，链接此交流电流发生器以及链接第一二极管和该第二二极管之间的中点，以及链接一种工具，此工具用于根据中点处的电压变化判定蓄电池两端的电压，此检测工具包括：

·串联的第三整流二极管和第四整流二极管，这样第三整流二极管的阳极链接第四整流二极管的阴极和读取电容器，

·一个滤波电容器，链接该第三整流二极管的阴极和该第四整流二极管的阳极，

·一个电阻器，与该滤波电容器并联安置。

这种电压测量装置针对每一蓄电池包括两个二极管和一个电容器，这些部件实现简单，因此允许低成本地生产并非特别复杂的电路，无需过度的重量和体积，以检查电池组中没有蓄电池达到低于最小阈值电压的电压。

这种测量装置还以单独或组合的方式包括一个或多个以下的特征：

-第一和第二二极管具有实际上等于0.6伏特的阈值电压，

-此测量装置还包括一个注入电容器，链接电流产生器以及链接中点，

-此测量装置为电池组的电压测量装置，其中此电池组包括至少两个串联的蓄电池，此测量装置包含针对这些蓄电池其中之一的一个测量装置，第一和第二二极管与每一蓄电池并联，复数个链接电容器分别链接两个连续的中点，这些链接电容器串联安置，检测工具用于检测蓄电池两端的最低电压，

-此测量装置还包括一个注入电容器，一方面链接此交流电流发生器以及另一方面链接任意中点，

-第三和第四整流二极管，用于从通过第三和第四整流二极管的电压信号中减去第一和第二二极管的阈值电压，从而仅仅保留与蓄电池相关的电压信息，

-此测量装置包括至少一个增压电容器，与预定数目的链接电容器并联安置，

-此交流电流产生器由串联安置的一个电压产生器和一个电阻器(R′)被实施，此电压产生器产生一个方波讯号，此方波讯号具有100000(100k)赫兹的频率和0至10伏特的幅度。

本发明还涉及一种监视装置，此监视装置包括本发明之测量装置，其特征在于，此监视装置包含一种工具与一种控制装置，此工具用于比较蓄电池的测量电压和预定阈值电压，此控制装置用于当测量电压低于预定阈值电压时停止电池组的放电。

本发明还涉及一种包含这种监视装置之蓄电池的电池组。

例如，此电池组为锂离子电池组。

附图说明

图1为电池组的一个蓄电池的电压测量装置之示意图；

图2为电池组的两个蓄电池的电压测量装置之示意图；

图3为包括增压电容器的电池组中若干串联的蓄电池之电压测量装置之示意图。