[发明专利]具有多个监控IC芯片的蓄电池管理单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多个监控IC芯片的蓄电池管理单元、具有根据本发明的蓄电池管理单元的蓄电池以及具有根据本发明的蓄电池的机动车。

背景技术

当前尤其在混合动力和电动车辆上，蓄电池使用锂离子或者镍金属氢化物技术，其具有大量的串联的电化学蓄电池单池。蓄电池管理单元被设置用于监控蓄电池，并除了安全监控以外应保证尽可能长的使用寿命。为此测量每个单个蓄电池的电压与蓄电池电流和蓄电池温度并进行状态估计(例如蓄电池的充电状态或者老化状态)。为了使使用寿命最大化，随时获悉蓄电池的实际给出的最大有效功率，即最大可给出的或最大可接收的电功率是有用的。若超过这个有效功率，则该蓄电池能够急剧加速老化。

为了使准确测量每个单个蓄电池单元的电压或者至少每个包括预先确定的数量的蓄电池单池的蓄电池模块的电压成为可能，根据技术现状已知多种蓄电池管理单元，其包括多个相继连接的监控IC(集成电路)芯片，该监控IC芯片此外还能够进行电压测量，并以菊花链的形式连接到内部总线，该内部总线使单个监控IC芯片之间的通信成为可能，而无需电流隔离或者使用高压电子技术。在此监控IC芯片与从待监控的蓄电池单池或者蓄电池模块中提供的电源电压一起处于电压链中，并这样地彼此通信，使得每个监控IC芯片只与相邻的监控IC芯片通信并且从具有较高的电压电平的监控IC芯片产生的通信数据传递给处于较低的电压电平的监控IC芯片。

基本监控IC芯片安置在关于通信总线的电压电平的最低端，其同样连接到第一通信总线并能够从多个监控IC芯片中每个中接收消息。此外，该基本监控IC芯片通过第二总线与控制装置连接，该控制装置通过第二总线接收进一步递送的数据。在基本监控IC芯片和控制装置之间通常进行电流隔离。

该监控IC芯片一般放置在分配给它的蓄电池模块附近，并且用于通过第一内部总线以及第二外部总线的通信的连接通过安装电缆束来实现。

根据现有技术已知IC芯片，其按照模块化原则或者能够配置成电压链下端的基本监控IC芯片，即具有用于与控制装置进行外部通信的接口以及与电压链上其他的监控IC芯片进行通信的接口，或者能够配置成菊花链上的监控IC芯片。

用于在各个监控IC芯片之间进行内部通信的第一总线通常被设置针对减小的EMV(电磁兼容性)辐射和增大的EMV辐射耐受力，而用于控制装置的外部通信的第二总线一般适用标准化的而且非专用的总线，其用于与包括微控制器的控制装置进行通信。在此通常使用从EMV的观点看不考虑通过较长距离的经由电缆运载的协议。

发明内容

根据本发明提供一种具有多个监控IC芯片的蓄电池管理单元。IC芯片也被理解为集成电路或微芯片。多个监控IC芯片中的每个被构造用于获取至少一个蓄电池单池的至少一个工作参数。此外，多个监控IC芯片中的每个都连接到第一总线。该蓄电池管理单元还包括同样连接到第一总线的基本监控IC芯片。该基本监控IC芯片被构造用于通过第一总线与多个监控IC芯片中的每个进行通信。此外，该蓄电池管理单元还包括控制装置。该基本监控IC芯片和该控制装置连接到第二总线并且被构造用于，通过第二总线彼此通信。在此，该基本监控IC芯片和该控制装置安置在共同的电路板上。

该基本监控IC芯片能够被构造用于通过第一总线应用第一总线协议和通过第二总线应用不同于第一总线协议的第二总线协议进行通信。通常，作为用于在各个监控IC芯片之间进行内部通信和将其数据传递到基本监控IC芯片的第一总线协议，使用这样的使属于第一总线的电缆通过分配给单个蓄电池单池或者蓄电池模块的不同的电路板之间的较长的距离的引导成为可能的协议，其被这样地选择，使得其耐受EMV并且对干扰辐射是足够鲁棒的。在此经常涉及差分的、非标准化的协议。反之，作为用于在基本监控IC芯片和控制装置之间进行外部通信的第二总线协议，通常使用标准化的并且不是被构造用于在电缆上通过较长的距离进行引导的协议。其示例是SPI(串行外围接口)总线或者I²C(集成电路间)总线。这样的协议关于EMV产生高的辐射度，因为往往无差分总线地传输高的数据率。另一方面，通常使用的协议对电磁辐射敏感，因为数据是单端传递的。当在此在第二总线的电缆上受到由外部干扰源产生的附加的干扰信号时，这能够导致所连接的组件再无法理解第二总线协议。通过该基本监控IC芯片和控制装置安置在共同的电路板上，该第二总线也能够被这样地安置在电路板上，使得该第二总线避免电磁的辐射射入和辐射射出。