專利名稱：電池傳感器及電池監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池傳感器，更詳細(xì)地說是涉及電池傳感器及電池監(jiān)控系統(tǒng)，可以穩(wěn)定地監(jiān)控使用多個電池的車輛的電池電壓。
背景技術(shù)：
近年來，如混合動力汽車的使用12V以上電壓的車輛在逐漸增加。例如，使用12V的倍數(shù)電壓的車輛，是將多個12V電池串聯(lián)連接來使用。此外，因為車輛只能在一定范圍內(nèi)的電池電壓下才能保障正常地運(yùn)行，因此，會通過IBS (Intelligent Battery Sensor,智能電池傳感器)檢測電池電壓、電流及溫度來執(zhí)行監(jiān)控電池充電控制及異常與否。以往的12V倍數(shù)電壓檢測用IBS是利用一個12V電用ASIC來對24V的電池電壓進(jìn)行監(jiān)控。因此，只能測量電池總電壓，不能檢測各電池間的電壓失衡。
發(fā)明內(nèi)容
(要解決的技術(shù)問題)為了解決如上所述的技術(shù)問題而創(chuàng)出的，本發(fā)明的目的在于提供電池傳感器及電池監(jiān)控系統(tǒng)，可以使用多個監(jiān)控用綜合電路來分別監(jiān)控多個電池電壓。(解決問題的手段)根據(jù)本發(fā)明的一面的電池傳感器，其特征在于，包括:將第一電池與，與所述第一電池的負(fù)極端串聯(lián)連接的第二電池的電壓總電壓以已設(shè)定的倍數(shù)進(jìn)行分配；第二電阻，與所述第一及第二電池串聯(lián)連接；第一綜合電路，接收所述總電壓及所述第二電阻的兩端電壓，來測量所述總電壓及所述第一及第二電池的一方向電流；及第二綜合電路，與所述第一綜合電路不同極地接收所述第二電池的電壓及所述電流器的兩端電壓，來測量所述第二電池的電壓及與所述一方向電流的反方向電流。根據(jù)本發(fā)明的另一面的，監(jiān)控第一電池與，與所述第一電池的負(fù)極端串聯(lián)連接的第二電池的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括:第一綜合電路，檢測從所述第一電池的正極端輸出的總電壓、所述第一及第二電池的正向電流及所述第一電池的溫度；第二綜合電路，檢測所述第二電池的電壓、所述第一及第二電池的逆向電流及所述第二電池的溫度；及電子控制單元(Electronic Control Unit),通過車輛網(wǎng)絡(luò)與所述第一及第二綜合電路連接，通過所述車輛網(wǎng)絡(luò)接收所述總電壓、所述第二電池的電壓、所述正向電流、所述逆向電流、所述第一及第二電池的溫度，并利用其來控制所述第一及第二電池的充電，確認(rèn)所述第一及第二電池的異常與否。(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明，可以通過分別確認(rèn)多個電池的電壓與溫度來確認(rèn)電池的充電狀態(tài)及因老化程度導(dǎo)致的電池電壓的失衡，因此，可以發(fā)出優(yōu)先替換多個電池中的一個電池的警
告及措施。
此外，本發(fā)明通過多個ASIC，使電流測量用電阻的兩端電壓的極性不同來進(jìn)行檢測，從而可以雙向地確認(rèn)電池電流，因此，對共通原因故障(Common Cause Failures)更加得穩(wěn)健。此外，本發(fā)明使用多個ASIC來監(jiān)控電池，因此在有一個ASIC損壞時，可以通過剩余的ASIC來執(zhí)行診斷電池故障的功能，因此在使用ISG (Idle Stop & Go)功能時，可以避免電池傳感器的診斷錯誤導(dǎo)致的如無法再啟動的危險的狀況。此外，本發(fā)明可以通過多個ASIC來滿足ISO 26262 ASIL C等級。
圖1是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實施例的24V電壓監(jiān)控用電池傳感器的電路圖。
具體實施例方式通過參照附圖與以下詳述的實施例，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)、特征以及實現(xiàn)他們的方法會更加明確。但本發(fā)明不限于以下所公開的實施例，是可以由多種不同的形態(tài)實現(xiàn)的。本發(fā)明的實施例只是為了完整地公開本發(fā)明，并為了讓本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解發(fā)明范疇而提供的，本發(fā)明是以權(quán)利要求書的記載為準(zhǔn)。一方面，本說明書中使用的技術(shù)用語是用于說明實施例，并非用來限定本發(fā)明。在說明書中提及的單數(shù)形式，在沒有特別限定的情況下，則包括復(fù)數(shù)形式。說明書中使用的“包括(comprises)”或“包括的(comprising)”不排除為，在提及到的元件、步驟、動作和/或是組件以外，存在或添加其以外的一個以上的的其他元件、步驟、動作和/或是組件。本發(fā)明涉及監(jiān)控12倍數(shù)電池電壓的電池傳感器。下面，本說明書中為了說明的便利，對監(jiān)控24V電池電壓的電池傳感器進(jìn)行說明。下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)地說明。第一是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的實施例的24V電壓監(jiān)控用電池傳感器的電路圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的24V電壓監(jiān)控用電池傳感器100，包括:電壓分配用電阻Rd、電流測量用電阻Rs、第一綜合電路ICl及第二綜合電路IC2。電壓分配用電阻Rd為100Q以下的低電阻值的電阻(例如，IQ )，與第一綜合電路ICl的內(nèi)部分配電阻Rin —同將總電壓分配為半。此處，總電壓為相互串聯(lián)連接的第一及第二電池電壓的電壓和。電流測量用電阻Rs作為連接于第二電池的負(fù)極端的分流器(ShuntResistor)，為非常小的電阻，例如，IOOy Q，第一綜合電路ICl及第二綜合電路IC2利用電流測量用電阻Rs的兩端電壓來測量電池電流。第一綜合電路ICl,測量總電壓、第一及第二電池的一方向電流、第一電池的溫度，并通過LIN (本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Local Interconnect Network)傳達(dá)到主電子控制單兀(MasterElectronic Control Unit, ECU) 200。第一綜合電路IC1，包括:內(nèi)部分配電阻Rin、第一電壓檢測緩沖器11、第一溫度傳感器THl及第一電流檢測緩沖器12,并且可以為ASIC(Application Specific integratedCircuits,專用集成電路)。內(nèi)部分配電阻Rin與電壓分配用電阻Rd—同將總電壓分配為半。
第一電壓檢測緩沖器11，測量總電壓/2的值，并傳達(dá)到主電子控制單元200。例如，總電壓為24V時，第一電壓檢測緩沖器11會測量12V。第一溫度傳感器TH1，測量第一電池的溫度，并傳達(dá)到主電子控制單元200。第一電流檢測緩沖器12，接收電流測量用電阻Rs的兩端電壓，來測量第一及第二電池的一方向電流，并傳達(dá)到主電子控制單元200。例如，第一電流檢測緩沖器12可以接收電流測量用電阻Rs的一端為IN-，接收電流測量用電阻Rs的另一端為IN+。第二綜合電路IC2，測量與第一電池的負(fù)極端串聯(lián)連接的第二電池的電壓、第一及第二電池的另一方向電流及第二電池的溫度，并通過LIN (Local Interconnect Network)傳達(dá)到主電子控制單元200。第二綜合電路IC2，包括:第二電壓檢測緩沖器21、第二溫度傳感器TH2及第二電流檢測緩沖器22，并且可以為ASIC。第二電壓檢測緩沖器21，測量第二電池電壓，并傳達(dá)到主電子控制單元200。第二溫度傳感器TH2，測量第二電池的溫度，并傳達(dá)到主電子控制單元200。第二電流檢測緩沖器22，接收電流測量用電阻Rs的兩端電壓，來測量第一及第二電池的另一方向電流，并傳達(dá)到主電子控制單元200。例如，第一電流檢測緩沖器22可以接收電流測量用電阻Rs的一端為IN+，接收電流測量用電阻Rs的另一端為IN-。另一方面，上述例子中雖然舉例說明了，第一綜合電路ICl包括內(nèi)部分配電阻，并通過電壓分配用電阻Rd及內(nèi)部分配電阻將總電壓進(jìn)行分配并接收的情況，但是，在第一綜合電路ICl的內(nèi)部未具備獨(dú)立的分配電阻時，可以通過電壓分配用電阻Rd及電壓分配用電阻Rd并聯(lián)連接的第一綜合電路ICl的外部電阻，來將總電壓分配為半。此外，不同于上述說明，也可以為，第一綜合電路ICl檢測第一及第二電池的另一方向電流，第二綜合電路IC2檢測第一及第二電池的一方向電流。主電子控制單元200，確認(rèn)從第一綜合電路ICl接收的總電壓/2、第一及第二電池的一方向電流及第一電池的溫度；從第二綜合電路IC2接收的第二電池的電壓、第一及第二電池的另一方向電流及第二電池的溫度，并對應(yīng)其來控制電池充電，或監(jiān)控各電池的異
常與否。主電子控制單元200，可以通過總電壓與第二電池的電壓差來確認(rèn)第一電池的電壓，并確認(rèn)各電池電壓的失衡。此時，主電子控制單元200，在第一電池的電壓與第二電池的電壓中至少有一個電池的電壓脫離已設(shè)定的臨界范圍時，可以發(fā)出至少一個電池的異常警
生口 o另一方面，上述例子中雖然舉例說明了使用24V來監(jiān)控24V電池電壓的情況，但是在車輛使用三個以上12V電池電壓時，也需要電池傳感器監(jiān)控36V或其以上的電池電壓。此時，電池傳感器具備與電池個數(shù)對應(yīng)的綜合電路，并根據(jù)綜合電路來分別監(jiān)控多個電池的總電壓與個別電池的電壓，并可以監(jiān)控個別電池的電壓及溫度與多個方向的電流。如上所述，本發(fā)明可以通過分別確認(rèn)多個電池的電壓與溫度來確認(rèn)電池的充電狀態(tài)及因老化程度導(dǎo)致的電池電壓的失衡，因此，可以發(fā)出優(yōu)先替換多個電池中的一個電池的警告及措施。此外，本發(fā)明通過多個ASIC，使電流測量用電阻的兩端電壓的極不同來進(jìn)行檢測，從而可以雙向地確認(rèn)電池電流，因此，對共通原因故障(Common Cause Failures)更加得穩(wěn)健。此外，本發(fā)明使用多個ASIC來監(jiān)控電池，因此在有一個ASIC損壞時，可以通過剩余的ASIC來執(zhí)行診斷電池故障的功能，因此在使用ISG (Idle Stop & Go)功能時，可以避免電池傳感器的診斷錯誤導(dǎo)致的如無法再啟動的危險的狀況。以上參照附圖中所示的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但這僅僅是例示性的實施例，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，能夠從中實現(xiàn)多種變形及等同的其他實施例。因此，本發(fā)明的真正的技術(shù)保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的技術(shù)方案所確定。
權(quán)利要求
1.一種電池傳感器,其特征在于,包括: 第一電阻，將第一電池與，與所述第一電池的負(fù)極端串聯(lián)連接的第二電池的電壓之和的總電壓以已設(shè)定的倍數(shù)進(jìn)行分配； 第二電阻，與所述第一及第二電池串聯(lián)連接； 第一綜合電路，接收所述總電壓及所述第二電阻的兩端電壓，來測量所述總電壓及所述第一及第二電池的一方向電流；及 第二綜合電路，與所述第一綜合電路不同極地接收所述第二電池的電壓及所述電流器的兩端電壓，來測量所述第二電池的電壓及與所述一方向電流的逆向電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池傳感器，其特征在于，所述第一及第二綜合電路包括: 溫度傳感器，分別測量所述第一及第二電池的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池傳感器，其特征在于， 所述第一綜合電路，通過車輛網(wǎng)絡(luò)，將所述總電壓、所述一方向電流、所述第一電池的溫度傳達(dá)到監(jiān)控所述第一及第二電池的電子控制單元(Electronic Control Unit), 所述第二綜合電路，通過所述車輛網(wǎng)絡(luò)，將所述第二電池電壓、所述逆向電流、所述第二電池的溫度傳達(dá)到所述電子控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池傳感器，其特征在于，還包括第三電池，串聯(lián)連接于所述第二電池的負(fù)極端時，還包括:第三綜合電路，檢測所述第三電池的電壓及溫度， 所述第一綜合電路，檢測所述第一電池、所述第二電池及所述第三電池的總電壓及所述第一電池的溫度， 所述第二綜合電路，檢測所述第二及第三電池的總電壓及所述第二電池的溫度。
5.一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控第一電池與，與所述第一電池的負(fù)極端串聯(lián)連接的第二電池的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一綜合電路，檢測從所述第一電池的正極端輸出的總電壓、所述第一及第二電池的正向電流及所述第一電池的溫度； 第二綜合電路，檢測所述第二電池的電壓、所述第一及第二電池的逆向電流及所述第二電池的溫度；及 電子控制單元(Electronic Control Unit),通過車輛網(wǎng)絡(luò)與所述第一及第二綜合電路連接，通過所述車輛網(wǎng)絡(luò)接收所述總電壓、所述第二電池的電壓、所述正向電流、所述逆向電流、所述第一及第二電池的溫度，并利用其來控制所述第一及第二電池的充電，確認(rèn)所述第一及第二電池的異常與否。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述電子控制單元，利用所述總電壓與所述第二電池電壓的差，來確認(rèn)所述第一電池的電壓，并在所述第一電池的電壓與所述第二電池的電壓中至少有一個電池的電壓脫離已設(shè)定的臨界范圍時，發(fā)出所述至少一個電池異常的警告。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述第一綜合電路檢測所述第一及第二電池的逆向電流時， 所述第二綜合電路，檢測所述第一及第二電池的正向電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述車輛網(wǎng)絡(luò)為 LIN (Local Interconnect Network)。
全文摘要
本發(fā)明公開電池傳感器及電池監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一面的電池傳感器，其特征在于，包括第一電阻，將第一電池與，與所述第一電池的負(fù)極端串聯(lián)連接的第二電池的總電壓以已設(shè)定的倍數(shù)進(jìn)行分配；第二電阻，與所述第一及第二電池串聯(lián)連接；第一綜合電路，接收所述總電壓及所述第二電阻的兩端電壓，來測量所述總電壓及所述第一及第二電池的一方向電流；及第二綜合電路，與所述第一綜合電路不同極地接收所述第二電池的電壓及所述電流計的兩端電壓，來測量所述第二電池的電壓及與所述一方向電流的逆向電流。
文檔編號B60L11/18GK103163471SQ201210437848
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者趙太鮮 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會社