專利名稱：用于電池監(jiān)視的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池監(jiān)視方法和裝置，并且更加具體地涉及用于使用低電 壓監(jiān)視電路來監(jiān)視電池組中的電池單元的方法和裝置。
背景技術(shù)：
可再充電電池使用于許多應用中。 一種這樣的應用是在混合動力車 中。在這些動力車中，多個單獨電池單元串聯(lián)連接以提供具有所需輸出電 壓的電池組。大量電池單元可以串聯(lián)連接，從而在電池組兩端產(chǎn)生的總電 勢差例如在150-160伏特級。
一般而言，希望監(jiān)視電池組中的每個單獨電池單元的電壓、阻抗和充 電狀態(tài)。過量電壓可能表明熱擊穿，其中電池單元有可能著火或者爆炸。 低電壓可能表明放電狀況。 一項典型的要求是，或多或少同時(即在數(shù)微 秒內(nèi))測量電池組中的所有電池單元電壓和電池組電流，并且以每100 亳秒的級別重復測量。這允許準確地確定電池組中的電池單元的充電狀態(tài) 和阻抗。
在本領(lǐng)域中已知用于監(jiān)視低電壓電池的技術(shù)。然而在監(jiān)視數(shù)百伏特的 電池組時存在重大問題。希望實施一種具有低電壓電路(比如在16-30伏 特或者以下操作的電路)的電池監(jiān)視系統(tǒng)。此外還希望避免需要多個隔離 器件，比如光學隔離器。因而需要新穎的電池監(jiān)視裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第 一方面，提供一種用以監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池單元的電池組的監(jiān)視器模塊。該監(jiān)視器模塊包括采樣電路，用以對電池 組的至少一個電池單元子集(有時稱為"塊")的對應電池單元的電池單元 電壓進行采樣；讀出電路，用以接收電池單元子集的對應電池單元的采樣 電池單元電壓并且提供表示采樣電池單元電壓的至少一個讀出信號；以及 模塊控制單元，用以響應于控制信號將同時采樣命令提供給采樣電路并且 將順序讀取命令提供給采樣電路。
在一些實施例中，監(jiān)視器模塊可以用來響應于控制信號來執(zhí)行一個或 者多個控制功能，比如對電池組電池單元的控制。在更多實施例中，監(jiān)視 器模塊可以具有用于在不活躍時段期間節(jié)省功率的低功率模式。在附加實 施例中，監(jiān)視器模塊可以被配置成進行用以IHt恰當工作的一個或者多個 診斷操作。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用以監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池 單元的電池組的電池監(jiān)視系統(tǒng)。該監(jiān)視系統(tǒng)包括監(jiān)視器模塊，用以監(jiān)視 電池組的相應電池單元子集，各監(jiān)視器模塊響應于一個或者多個控制信號 來測量相應電池單元子集的電池單元電壓并且提供表示采樣電池單元電 壓的至少一個讀出信號，監(jiān)視器模塊按組電連接，從而各監(jiān)視器模塊參考 相應電池單元子集的電壓，并且經(jīng)過該組的監(jiān)視器模塊連接控制信號和讀 出信號；以及系統(tǒng)控制單元，用以將控制信號提供給監(jiān)視器模塊并且從監(jiān) 視器模塊接收讀出信號。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池 單元的電池組的方法。該方法包括提供用以監(jiān)視電池組的相應電池單元 子集的監(jiān)視器模塊；使各監(jiān)視器模塊參考相應電池單元子集的電壓；并且 經(jīng)ill^視器模塊串聯(lián)連接控制信號和讀出信號。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池 單元的電池組的方法。該方法包括提供用以監(jiān)視電池組的相應電池單元 子集的一個或者多個監(jiān)視器模塊；用一個或者多個監(jiān)視器模塊對電池組的 電池單元的電池單元電壓同時采樣；并且依次讀取電池組的電池單元的采 樣電池單元電壓并且41:供表示采樣電池單元電壓的至少一個讀出信號。


為了更好理解本發(fā)明，參照援引結(jié)合于此的以下附圖: 圖l是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池監(jiān)視系統(tǒng)的示意框圖;圖2是才艮據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)視器模塊的示意框圖3是圖示了用于向菊花鏈配置的監(jiān)視器模塊供應采樣信號的電路 的實施例的示意框圖4是圖示了用于向菊花鏈配置的監(jiān)視器模塊供應讀取信號的電路 的實施例的示意框圖5是圖示了讀出電路的實施例的示意框圖6是圖示了電池監(jiān)視系統(tǒng)的^Ht的時序圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)視器模塊的實施的示意框圖8是圖示了圖7的監(jiān)視器模塊的操作的時序圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖示了電池單元平衡功能的電池監(jiān)視系 統(tǒng)的示意框圖；并且
圖IO是圖示了電池單元平衡功能的操作的時序圖。
具體實施例方式
本發(fā)明允許使用高共模電壓如300至600伏特來測量來自電池單元串 聯(lián)組的小差動電壓如2至5伏特。用標準低成本低電壓集成電路技術(shù)實現(xiàn) 測量。本發(fā)明的實施例使用差動開關(guān)式電容器積分器作為采樣和保持電 路。采樣和保持電5^供電池單元上的高阻抗負載以避免不必要的功率損 耗。采樣和保持電路允許在測量電池組電流時的相同時間點測量該組中的 所有電池單元電壓。對電池單元電壓和組電流的這一同時測量提供了對各 電池單元的輸出阻抗的準確測量。為了耐受高共模電壓，在各監(jiān)視器模塊 兩端均勻地劃分高共模電壓。因此，各監(jiān)視器模塊皿察有限數(shù)目的電池 單元的電壓。在電池單元M行電壓測量，然后轉(zhuǎn)換到經(jīng)過監(jiān)視器模塊組 朝著接地參考傳遞的電流。類似地，監(jiān)視器模塊由從接地參考經(jīng)過監(jiān)視器 模塊組傳遞的控制信號尋址。公開的系統(tǒng)具有使系統(tǒng)中需要的高成本隔離 通道的數(shù)目最少的優(yōu)點。
在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的電池監(jiān)視系統(tǒng)10的框圖。待監(jiān) 視的電池組12包括所謂的"塊(brick)",各塊包括電池組中的電池單元 子集。在圖1的例子中示出了塊14和16。典型電池組可以包括多個塊。 各塊包括串聯(lián)連接的數(shù)個電池單元20,并且塊串聯(lián)連接以形成電池組。 在圖l的例子中，各塊14、 16包括六個電池單元20。將理解可以在特定電池組中利用不同數(shù)目的塊和每塊不同數(shù)目的電池單元。作為例子，電池
單元20可以利用鋰離子電M術(shù)。電池組中的電池單元數(shù)目取決于單獨 電池單元的電壓和電池組的所需電壓。電池組電壓可以為正或者負。
電池監(jiān)視系統(tǒng)IO包括系統(tǒng)控制單元和與各塊關(guān)聯(lián)的監(jiān)視器模塊。在 圖1的實施例中，電池監(jiān)視系統(tǒng)10包括與塊14關(guān)聯(lián)的監(jiān)視器模塊30、 與塊16關(guān)聯(lián)的監(jiān)視器模塊32以及系統(tǒng)控制單元40。各監(jiān)視器模塊W目 應塊的電池單元接收操作功率。因此監(jiān)視器模塊30從塊14接收操作功率， 并且監(jiān)視器模塊32從塊16接收操作功率。此外，塊中的各電池單元的電 壓連接到如下所述用于監(jiān)視的相應監(jiān)視器模塊。
電池監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視器模塊以串聯(lián)或者菊花鏈的配置互連。在菊花鏈 配置中，各監(jiān)視器模塊參考電池組的塊或者電池單元子集之一，并且信號 依次從一個監(jiān)視器模塊連接到另 一監(jiān)視器模塊。菊花鏈配置允許各模塊在 相應塊的電勢差下操作，即使特^視器模塊的共模電壓可能比監(jiān)視器模 塊中的電路的額定電壓高得多。例如假設塊14在0至25伏特下操作而塊 16在25至50伏特下操作。因此，監(jiān)視器模塊30在0至25伏特下操作 而監(jiān)視器模塊32在25至50伏特下操作。
控制和讀出信號連接于菊花鏈配置的監(jiān)視器模塊之間，以消除對多個 光學隔離器或者其它隔離器件的需要。在菊花鏈配置中，除了在電池組各 端的監(jiān)視器模塊之外的各監(jiān)視器模塊具有兩個相鄰監(jiān)視器模塊。如上所 言，電池組電壓可以為正或者負?？刂坪妥x出信號在監(jiān)視器模塊的菊花鏈 配置中的連接取決于電池組的極性。
在正電池電壓這一通常情況下，控制信號從系統(tǒng)控制單元40連接到 處于接地參考的監(jiān)視器模塊，然后連接到相鄰更高電壓的監(jiān)視器模塊，并 且依此類推連接到最高電壓的監(jiān)視器模塊。讀出信號在正電池電壓這一情 況下從最高電壓的監(jiān)視器模塊連接到更低電壓的相鄰監(jiān)視器模塊，并且依 此類推。來自處于接地參考的監(jiān)視器模塊的讀出信號連接到系統(tǒng)控制單元 40。
在負電池電壓這一情況下，控制信號從系統(tǒng)控制單元40連接到處于 接地參考的監(jiān)視器模塊，然后連接到相鄰更低電壓的監(jiān)視器模塊，并且依 此類推連接到最低電壓的監(jiān)視器模塊。讀出信號從最低電壓的監(jiān)視器模塊 連接到相鄰更高的監(jiān)視器模塊，并且依此類推。來自處于接地參考的監(jiān)視 器模塊的讀出信號連接到系統(tǒng)控制單元40。如圖1中所示，控制信號可以包括采樣信號，該采樣信號使電池組中
的所有電池單元的電壓^L^本上同時測量。讀取信號使測量的電池單元電 壓被依次讀出?？刂菩盘柨梢允菙?shù)字信號。通常以從最接近接地參考的電 池單元開始的順序讀出測量的電池單元電壓。讀出信號可以是在菊花鏈配 置的各監(jiān)視器模塊之間連接的模擬差動電流。如圖1中所示，監(jiān)視器模塊 30的差動輸出電流經(jīng)過電阻器50和52參考接地并且連接到系統(tǒng)控制單 元40。在其它實施例中，讀出信號可以是模擬單端電流、模擬電壓或者 數(shù)字信號。
系統(tǒng)控制單元40可以包括差動模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器54和微控制器60。 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器54將讀出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，并且將數(shù)字值供應給微控 制器60。微控制器60基于測量的電池單元電壓和測量的電池組電流來進 行計算。此外，微控制器60還將包括采樣信號和讀取信號的控制信號提 供給監(jiān)視器模塊。
此外，電阻器64測量電池組12的電流。電阻器64兩端的電壓經(jīng)過 放大器66供應給微控制器60。在與監(jiān)視器模塊30和32對電池組12的 各電池單元的電壓進行采樣的相同時間對電池組12的電流進行釆樣。因 此，微控制器60可以確定各電池單元的內(nèi)部阻抗。
在圖2中示出了監(jiān)視器模塊30的實施例的框圖。監(jiān)視系統(tǒng)中的名^監(jiān) 視器模塊可以具有相同配置。提供采樣電路以對電池的至少 一個電池單元 子集的對應電池單元的電池單元電壓進行采樣。電池單元子集通常對應于 塊中的電池單元。在圖2的例子中，各塊包括六個電池單元。因此，監(jiān)視 器模塊30包括采樣電路IOO、 101、 102、 103、 104和105。各采樣電路 接收對應電池單元的電池單元電壓，并且將差動輸出提供給讀出電路110。 各采樣電珞接收用以4吏采樣電路測量對應電池單元的電壓的采樣命令。由 于對電池單元電壓同時采樣，所以可以利用共同采樣命令。各采樣電# 接收用以使測量的電池單元電壓供應給讀出電路110的讀取命令。從采樣
電路依次讀出測量的電池單元電壓，因此需要單獨讀取命令線?？梢岳?尋址方案，但是該方案將增加采樣和控制電路的復雜性。
讀出電路110將測量的電池單元電壓轉(zhuǎn)換成差動電流，并且將差動電 流供應給菊花鏈配置的相鄰監(jiān)視器模塊或者系統(tǒng)控制單元40中的模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換器54。以與從采樣電路100-105讀出表示電池單元電壓的差動電流 相同的序列供應這些差動電流。然后，激活相鄰監(jiān)視器模塊(比如圖1 中的監(jiān)視器模塊32)進行讀出。轉(zhuǎn)換成差動電流的測量的電池單元電壓從監(jiān)視器模塊32供應給監(jiān)視器模塊30中的讀出電路110。在菊花鏈配置 中，差動電流經(jīng)過讀出電路110傳遞到相鄰監(jiān)視器模塊或者系統(tǒng)控制單元 40。以這一方式，依次讀出所有測量的電池單元電壓，并且將這些電壓作 為差動電流供應給系統(tǒng)控制單元40。
模塊控制單元120將同時采樣命令提供給采樣電路100-105,并且響 應于控制信號將順序讀取命令提供給采樣電路。取決于菊花鏈配置的監(jiān)視 器模塊的位置，從菊花鏈配置的相鄰監(jiān)視器模塊或者從系統(tǒng)控制單元40 接收控制信號。讀取控制信號可以是經(jīng)過電池監(jiān)視系統(tǒng)的采樣電^#序的 讀取時鐘。模塊控制單元120可以將采#令和讀取時鐘供應給電池監(jiān)視 系統(tǒng)10的菊花鏈配置的相鄰監(jiān)視器模塊。
在圖3中示出了與采樣信號關(guān)聯(lián)的在各監(jiān)視器模塊中的控制電路的 實施例的示意圖。監(jiān)視器模塊30、 32、 34分別連接到塊14、 16、 18。各 監(jiān)視器模塊包括電阻器140、晶體管142和比較器144。電阻器140和晶 體管142在各監(jiān)視器模塊內(nèi)串聯(lián)連接，并且電阻器和晶體管經(jīng)過各監(jiān)視器 模塊串聯(lián)連接。比較器144感測電阻器140兩端的電壓。采樣信號使電流 流過各監(jiān)視器模塊中的電阻器140。電流產(chǎn)生的電壓改變各監(jiān)視器模夾中 的比較器144的輸出狀態(tài)，從而使采樣電路同時測量所有電池單元電壓。 要求各監(jiān)視器模塊中包括電阻器140、晶體管142和比較器144的電路僅 耐受對應塊的電壓。
在圖4中示出了與讀取信號關(guān)聯(lián)的在各監(jiān)視器模塊中的控制電路的 實施例的示意圖。各監(jiān)視器模塊包括電阻器150、比較器152、計數(shù)器154 以及晶體管156、 158和160。當從系統(tǒng)控制單元40接收各讀取信號時， 經(jīng)過電阻器150汲取電流并且該電流改變比較器152的輸出狀態(tài)，由此遞 增計數(shù)器154。計數(shù)器154將讀取命令依次提供給監(jiān)視器模塊中的各采樣 電路。此外，讀取命令可以供應給讀出電路110 (圖2)以啟用電壓電流 轉(zhuǎn)換器。在上述例子中，計數(shù)器154為監(jiān)視器模塊的六個采樣電a供六 個讀取命令。然后，計數(shù)器154接通晶體管160，從而使讀取信號供應給 相鄰監(jiān)視器模塊。針對相鄰監(jiān)視器模塊并且依此類推針對該組中的各監(jiān)視 器模塊重復上述過程。結(jié)果依次讀出所有采樣電路。
在圖5中示出了讀出電路IIO (圖2)的實施例的示意圖。電壓電流 轉(zhuǎn)換器210從采樣電路100-105 (圖2 )接收IN+和IN-信號。電壓電流轉(zhuǎn) 換器210可以是包括電流源220和222、晶體管230、 232、 234、 240、 242 和244以及電流源250和252的差動電路。電阻器260連接于晶體管230與240的源極之間。在輸入IN+和IN-處的差動電壓使電流lR流過電阻器 260?？梢娸敵鲭娏鱅^與Io2之差等于2lR。結(jié)果差動輸出電^^示測量的 電池單元電壓。
差動輸出電流和1。2供應給相鄰監(jiān)視器模塊或者系統(tǒng)控制單元40。 此外，電壓電流轉(zhuǎn)換器210從菊花鏈配置的先前監(jiān)視器模塊接收電流Iu 和112，并且將這些電流作為輸出供應給下一監(jiān)視器模塊。如上所言，依 次讀出采樣電路，并且在給定時間讀出僅一個采樣電路。當從其它監(jiān)視器 模塊提供讀出信號時，關(guān)斷電壓電流轉(zhuǎn)換器210或者使它的電流從晶體管 234和244轉(zhuǎn)向。結(jié)果，晶體管234和244將讀出信號傳遞到菊花鏈配置 的下一監(jiān)視器模塊。
在圖6中示出了圖示電池監(jiān)視系統(tǒng)的操作的時序圖。采斧ft號首先供 應給所有監(jiān)視器模塊，并JL^上同時測量電池組中的所有電池單元的電 壓。同時，如圖1中電阻器64感測的電池組12的電流供應給系統(tǒng)控制單 元40。然后，讀取時鐘使測量的電池單元電壓從監(jiān)視器模塊依次讀出。 在圖6的例子中，讀出監(jiān)視器模塊30的六個測量的電池單元電壓，繼而 讀出監(jiān)視器模塊32的六個測量的電池單元電壓，并且依此類推。讀出信 號是模擬差動電流，該模擬差動電流的量值表示各測量的電池單元電壓。 在已經(jīng)讀出所有測量的電池單元電壓之后，以例如100毫秒的間隔重復該 過程.
已經(jīng)結(jié)合測量和讀出電池單元電壓的功能描述了監(jiān)視器模塊。可以在 本發(fā)明的范圍內(nèi)提供附加功能。在一些實施例中，監(jiān)視器模塊可以用來響 應于控制信號來執(zhí)行一個或者多個控制功能，比如對對應塊的控制。例如， 監(jiān)視器模塊可以響應于從系統(tǒng)控制單元40供應的控制信號來控制電池單 元平衡。此外，監(jiān)視器模塊可以用來測量塊的任何所需^。 一個例子是 測量溫度傳感器如熱敏電阻器的輸出并且將測量的溫度讀出到系統(tǒng)控制 單元40。
在更多實施例中，監(jiān)視器模塊可以具有用于在不活躍時段期間節(jié)省功 率的低功率模式。僅作為例子，如果在預定時間段內(nèi)未接收到控制信號，
則監(jiān)視器模塊可以從正常模式自動切換到低功率模式。如果接收到^^r控 制信號，則控制器模塊可以切換回到正常模式。
在附加實施例中，監(jiān)視器模塊可以包括用以m^監(jiān)視器模塊是否恰當 工作的一個或者多個診斷功能。例如，可以測量在監(jiān)視器模塊中生成的參
考電壓，并且以已知間隔或者響應于系統(tǒng)控制單元40供應的適當控制信號將該參考電壓讀出到系統(tǒng)控制單元40 。將理解可以利用各種診斷功能。
在圖7-10中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)視器模塊300的實施。圖 1-10中的相同元件具有相同標號。監(jiān)視器模塊300可以對應于上述監(jiān)視器 模塊30、 32、 34。
參照圖7，監(jiān)視器模塊300包括各自對三個電池單元的電壓進行采樣 的采樣和保持電路302和304。此外，在采樣和保持電路302和304的輸 入處提供采樣和保持電容器306。采樣和保持電路302和304的輸出分別 提供給提供差動輸出電流IOUT1和IOUT2的電壓電流轉(zhuǎn)換器310和312 。 電壓電流轉(zhuǎn)換器310 ^目鄰監(jiān)視器模塊接收差動輸入電流IIN1和1IN2。 模塊控制邏輯包括控制邏輯320;低菊花鏈接口 322，用以連接到相鄰 更低電壓的監(jiān)視器模塊或者系統(tǒng)控制單元；以及高菊花鏈接口 324,用以 連接到相鄰更高電壓的監(jiān)視器模塊。監(jiān)視器模塊300還包括電池單元平衡 控制單元330和332以及2.5伏特參考電壓334和336。
參照圖8的時序圖描述監(jiān)視器模塊時序。從系統(tǒng)控制單元接收的數(shù)字 控制信號SYNCL在它的下降沿對所有電池單元電壓進行采樣?？刂菩盘?SYNCL對應于上述采樣信號。電池單元電壓存儲于采樣和保持電容器 306中。系統(tǒng)控制單元提供的讀取時鐘READL對參考電壓進行采樣以便 進行系統(tǒng)校準，繼而測量熱敏電阻器電壓。然后，連續(xù)地讀出采樣和保持 電路302和304中存儲的電池單元電壓，以提供差動輸出電流IOUT1和 IOUT2。差動輸出電流與電池單元電壓以及與熱敏電阻器和參考電壓成比 例。圖8中的差動電壓VOUT1和VOUT2表示圖1中所示外部電阻器50 和52兩端的電壓。
參照圖9和圖10描述監(jiān)視器模塊300的電池單元平衡功能。通過系 統(tǒng)控制單元對連接到管腳CB1-CB6的外部FET 350的控制和向監(jiān)視器模 塊300提供的邏輯信號CBL和CBTOL來實現(xiàn)電池單元平衡?；谀膫€ 電池單元要求充電平衡，控制信號在管腳CB1-CB6提供邏輯高輸出。
參照圖IO,使控制信號SYNCL為低并且啟動讀取時鐘READL。當 讀取時鐘READL達到第三低循環(huán)時(這對應于發(fā)起對電池單元1的測 量)，控制信號CBL上的上升沿將電池單元平衡輸出CB1設置為高。當 在控制信號CBL上無上升沿時，沒有接通電池單元平衡輸出，并且沒有 為該電池單元進行充電平衡?？刂菩盘朇BTOL將所有電池單元平衡線 CB1-CB6重置為低。已經(jīng)這樣描述了本發(fā)明至少一個實施例的數(shù)個方面，將理解本領(lǐng)域技 術(shù)人員會容易想到各種變更、修改和改進。這樣的變更、修改和改進將是 ^^>開內(nèi)容的一部分并且將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因而，前文的描述 和附圖僅僅是作為例子。
權(quán)利要求
1.一種用以監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池單元的電池組的監(jiān)視器模塊，包括采樣電路，用以對所述電池組的至少一個電池單元子集的對應電池單元的電池單元電壓進行采樣；讀出電路，用以接收所述電池單元子集的所述對應電池單元的采樣的電池單元電壓，并且提供表示采樣的電池單元電壓的至少一個讀出信號；以及模塊控制單元，用以響應于控制信號將同時采樣命令提供給所述采樣電路并且將順序讀取命令提供給所述采樣電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述采樣電路中的每一個 包括開關(guān)式電容器采樣電路。
3. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述讀出電路被配置成從 相鄰監(jiān)視器模塊接收讀出信號。
4. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述讀出電#配置成在 所述監(jiān)視器模塊的電壓內(nèi)提供所述讀出信號作為模擬讀出信號。
5. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所ii^塊控制單元在所述 監(jiān)視器模塊的電壓內(nèi)接收呈數(shù)字控制信號形式的控制信號。
6. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述監(jiān)視器模塊由所述電 池組的所述電池單元子集供電。
7. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述監(jiān)視器模塊被配置成 將控制信號供應給相鄰監(jiān)視器模塊。
8. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述讀出電路被配置成將 所述讀出信號供應給相鄰監(jiān)視器模塊或者系統(tǒng)控制單元。
9. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，還包括用以監(jiān)視和控制所述電 池單元子集中的電池單元平衡的電池單元平衡電路。
10. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，還包括用以監(jiān)視溫度傳感器并 且提供表示溫度的讀出信號的電路。
11. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述控制模塊被配置成響 應于控制信號來執(zhí)行至少 一個控制功能。
12. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述監(jiān)視器被配置成在不 活躍時段期間在低功率模式中操作。
13. 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器模塊，其中所述監(jiān)視器模塊被配置成 進行用以m^恰當工作的一個或者多個診斷操作。
14. 一種用以監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池單元的電池組的電池監(jiān)視 系統(tǒng)，包括監(jiān)視器模塊，用以監(jiān)視所述電池組的相應電池單元子集，各監(jiān)視器模 塊響應于一個或者多個控制信號來測量所述相應電池單元子集的電池單 元電壓并且提供表示采樣的電池單元電壓的至少一個讀出信號，所述監(jiān)視 器模塊按組電連接，從而各監(jiān)視器模塊參考所&目應電池單元子集的電 壓，并且經(jīng)過所述組的監(jiān)視器模塊連接所述控制信號和所述讀出信號；以 及系統(tǒng)控制單元，用以將所述控制信號提供給所述監(jiān)視器模塊并iU^所 述監(jiān)視器模塊接收所述讀出信號。
15. 如權(quán)利要求14所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視器模塊中的 每一個包括采樣電路，用以對所述電池單元子集的對應電池單元的電池單元電壓進行采樣；讀出電路，用以接收所述電池單元子集的所述對應電池單元的采樣的 電池單元電壓，并且提供表示采樣的電池單元電壓的至少一個讀出信號； 以及模塊控制單元，用以響應于所述控制信號將同時采樣命令提供給所述 采樣電路并且將順序讀取命令提供給所述采樣電路和所述讀出電路。
16. 如權(quán)利要求14所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中各監(jiān)視器模塊被配置 成將所述控制信號供應給所述組中的相鄰監(jiān)視器模塊。
17. 如權(quán)利要求15所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述采樣電路中的每 一個包括開關(guān)式電容器采樣電路。
18. 如權(quán)利要求14所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視器模塊中的 每一個由所述電池組的所勤目應電池單元子集供電。
19. 如權(quán)利要求14所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視器模塊中的 每一個被配置成響應于控制信號來執(zhí)行一個或者多個控制功能。
20. 如權(quán)利要求14所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視器模塊中的 每一個被配置成在不活躍時段期間在低功率模式中操作。
21. 如權(quán)利要求14所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視器模塊中的 每一個被配置成進行用以!Hi恰當工作的一個或者多個診斷操作。
22. 如權(quán)利要求14所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述讀出信號包括表 示采樣的電池單元電壓的差動電流讀出信號。
23. 如權(quán)利要求14所述的電池監(jiān)視系統(tǒng)，其中所述讀出信號包括表 示采樣的電池單元電壓的模擬讀出信號。
24. —種用于監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池單元的電池組的方法，包括提供用以監(jiān)視所述電池組的相應電池單元子集的監(jiān)視器模塊； 使各監(jiān)視器模塊參考所i^目應電池單元子集的電壓；并且 經(jīng)過所述監(jiān)視器模塊串聯(lián)連接控制信號和讀出信號。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中經(jīng)過所述監(jiān)視器模塊串聯(lián)連接 控制信號和讀出信號包括供應差動電流讀出信號，所述差動電流讀出信號 表示所述電池組的相應電池單元的監(jiān)視電壓。
26. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中經(jīng)過所述監(jiān)視器模塊串聯(lián)連接 控制信號和讀出信號包括供應模擬讀出信號，所^擬讀出信號表示所述 電池組的相應電池單元的監(jiān)視電壓。
27. 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括控制所述電池組的所述電池 單元中的電池單元平衡。
28. 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括響應于所述控制信號來執(zhí)行 一個或者多個控制功能。
29. 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括在不活躍時段期間在低功率 模式中操作各監(jiān)視器模塊。
30. —種用于監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池單元的電池組的方法，包括提供用以監(jiān)視所述電池組的相應電池單元子集的一個或者多個監(jiān)視 器模塊；用所述一個或者多個監(jiān)視器模塊對所述電池組的所述電池單元的電池單元電壓同時采樣；并且依次讀取所述電池組的所述電池單元的采樣的電池單元電壓，并且提 供表示采樣的電M元電壓的至少一個讀出信號。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中對電池單元電壓同時采樣包括 用開關(guān)式電容器采樣電路對電池單元電壓進行釆樣。
32. 如權(quán)利要求31所述的方法，其中提供至少一個讀出信號包括提 供表示采樣的電池單元電壓的差動電流讀出信號。
33. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中提供至少一個讀出信號包括提 供表示采樣的電池單元電壓的模擬讀出信號。
34. 如權(quán)利要求30所述的方法，還包括控制所述電池組的所述電池 單元的電池單元平衡。
35. 如權(quán)利要求30所述的方法，還包括在不活躍時段期間在低功率 模式中^Mt所述一個或者多個監(jiān)視器模塊。
全文摘要
提供一種用以監(jiān)視具有串聯(lián)連接的多個電池單元的電池組(12)的電池監(jiān)視系統(tǒng)。該監(jiān)視系統(tǒng)包括監(jiān)視器模塊(30，32)，用以監(jiān)視電池組(12)的相應電池單元子集，各監(jiān)視器模塊(30，32)響應于一個或者多個控制信號來測量相應電池單元子集的電池單元電壓并且提供表示采樣電池單元電壓的至少一個讀出信號，監(jiān)視器模塊(30，32)按組(12)電連接，從而各監(jiān)視器模塊(30，32)參考相應電池單元子集的電壓，并且經(jīng)過該組(12)的監(jiān)視器模塊連接控制信號和讀出信號；以及系統(tǒng)控制單元，用以將控制信號提供給監(jiān)視器模塊(30，32)并且從監(jiān)視器模塊(30，32)接收讀出信號。
文檔編號G01R31/36GK101663592SQ200880010819
公開日2010年3月3日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月2日
發(fā)明者勞倫斯·克雷格·斯特賴特, 湯姆·洛伊德·博特克爾 申請人:模擬裝置公司