本申請(qǐng)要求于2014年10月6日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局和韓國(guó)專利局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)10-2014-0134373的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

本發(fā)明涉及開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法，并且更具體地涉及開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法，包括：串聯(lián)連接到其充電和放電被開關(guān)控制的電池的電阻器、以及通過(guò)比較器比較放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差的輸出電壓與放大在電阻器的兩端之間的電壓差的輸出電壓以檢測(cè)開關(guān)的劣化。進(jìn)一步，本發(fā)明涉及開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法，其中控制電阻器的電阻值、放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差的差分放大器的放大率、和放大在電阻器的兩端之間的電壓差的差分放大器的放大率中的至少一個(gè)，使得差分放大器的輸出電壓彼此相同，并且在輸出電壓彼此相同時(shí)，通過(guò)使用電阻器的電阻值和差分放大器的放大率，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

背景技術(shù)：

最近，由于化石能源的消耗和由使用化石能源導(dǎo)致的環(huán)境污染，對(duì)能夠通過(guò)使用二次電池被驅(qū)動(dòng)的電氣產(chǎn)品的興趣增加。結(jié)果，由于技術(shù)發(fā)展和針對(duì)移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)車輛(EV)、混合動(dòng)力車輛(HV)、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ESS)、不間斷電源(UPS)等的需求，對(duì)作為能源的二次電池的需求快速增加。

作為環(huán)境友好和能量效率的改善的新能源，二次電池收到了關(guān)注，因?yàn)槌孙@著減少化石能源的使用的主要優(yōu)點(diǎn)之外，沒有副產(chǎn)物依賴于使用能量而被生成。具體地，用于EV、HV、ESS或UPS的二次電池使用電池組，在電池組中多個(gè)電池模塊作為電力源彼此連接以充電或放電高輸出和大容量的電力。

如此，在其中高輸出和大容量的電力被頻繁充電或放電的電池組中，安裝各種開關(guān)元件以控制和保護(hù)電池組，諸如用于控制電池組的充電和放電的接通/斷開開關(guān)和用于保護(hù)電池組以防過(guò)充電、過(guò)放電和浪涌電流的繼電器開關(guān)。

在安裝在電池組中的開關(guān)元件中，由于其中物理性能通過(guò)操作電池組而劣化的劣化，開關(guān)元件的接通電阻值增加，并且因此，通過(guò)加速開關(guān)元件的劣化，失去開關(guān)元件的電池組的控制功能和保護(hù)功能。

因此，當(dāng)電池組操作時(shí)，檢測(cè)安裝在電池組中的開關(guān)元件的劣化是重要的，并且精確計(jì)算開關(guān)元件的接通電阻以更精確地檢測(cè)開關(guān)元件的劣化很重要。

在現(xiàn)有技術(shù)中，檢測(cè)安裝在電池組中的開關(guān)元件的劣化的技術(shù)通過(guò)溫度傳感器隨時(shí)監(jiān)測(cè)開關(guān)元件的溫度，以通過(guò)比較裝置比較所測(cè)量的溫度和參考溫度，并且當(dāng)開關(guān)元件的所測(cè)量的溫度大于參考溫度時(shí)，確定開關(guān)劣化。然而，作為被外殼的內(nèi)部溫度影響的溫度，在外殼中接收多個(gè)開關(guān)、保護(hù)電路、控制模塊等，開關(guān)元件的溫度是根據(jù)開關(guān)表面的溫度而改變的溫度，也即是開關(guān)的周邊環(huán)境的溫度，而不是開關(guān)自身的溫度。

因此，由于通過(guò)測(cè)量開關(guān)元件的溫度而檢測(cè)開關(guān)元件的劣化的技術(shù)使用被開關(guān)的周圍環(huán)境影響的溫度，所檢測(cè)的結(jié)果的可靠性和精度劣化。

結(jié)果，為了解決在現(xiàn)有技術(shù)中的前述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)明了開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法，該開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法包括：串聯(lián)連接到其充電和放電被開關(guān)控制的電池的電阻器，通過(guò)比較器比較放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差的輸出電壓和放大在電阻器的兩端之間的電壓差的輸出電壓以檢測(cè)開關(guān)的劣化，并且控制電阻器的電阻值、放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差的差分放大器的放大率、和放大在電阻器的兩端之間的電壓差的差分放大器的放大率中的至少一個(gè)，使得差分放大器的輸出電壓彼此相同，并且在輸出電壓彼此相同時(shí)通過(guò)使用電阻器的電阻值和差分放大器的放大率，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的前述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法，該開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法能夠通過(guò)將放大在電阻器的兩端之間的電壓差的輸出電壓和放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差的輸出電壓比較，針對(duì)開關(guān)的劣化檢測(cè)結(jié)果提供具有改善的可靠性和精度的精確的所檢測(cè)的結(jié)果，所述開關(guān)通過(guò)比較器通過(guò)基于比較器的比較結(jié)果而檢測(cè)開關(guān)的劣化來(lái)控制電池的充電和放電，所述電阻器串聯(lián)連接到電池。

進(jìn)一步，本發(fā)明的另一目的是提供開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法，該開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法能夠控制電阻器的電阻值、放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差的差分放大器的放大率、和放大在電阻器的兩端之間的電壓差的差分放大器的放大率中的至少一個(gè)，使得差分放大器的輸出電壓彼此相同，并且在輸出電壓彼此相同時(shí)通過(guò)使用電阻器的電阻值和差分放大器的放大率，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

技術(shù)解決方案

本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備，包括：電阻器，該電阻器與充電和放電被開關(guān)控制的電池串聯(lián)連接；第一差分放大器，該第一差分放大器被配置為放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差以將所放大的電壓差作為第一輸出電壓輸出；第二差分放大器，該第二差分放大器被配置為放大在電阻器的兩端之間的電壓差以將所放大的電壓差作為第二輸出電壓輸出；比較器，該比較器被配置為比較在第二輸出電壓和第二輸出電壓之間的電平；以及控制器，該控制器被配置為基于比較器的比較結(jié)果，確定開關(guān)是否劣化。

作為比較在第一輸出電壓和第二輸出電壓之間的電平的結(jié)果，當(dāng)所述第一輸出電壓大于所述第二輸出電壓時(shí)，比較器可以輸出開關(guān)劣化信號(hào)。

當(dāng)接收到開關(guān)劣化信號(hào)時(shí)，控制器可以確定開關(guān)劣化。作為比較在第一輸出電壓和第二輸出電壓之間的電平的結(jié)果，當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷号c第二輸出電壓相同時(shí)，比較器可以輸出輸出電壓相同信號(hào)。

控制器可以控制電阻器的電阻值以及第一差分放大器和第二差分放大器的放大率中的至少一個(gè)，使得輸出電壓相同信號(hào)從比較器輸出。

開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備可以進(jìn)一步包括運(yùn)算器，該運(yùn)算器被配置為當(dāng)輸出電壓相同信號(hào)從比較器輸出時(shí)，通過(guò)使用電阻器的電阻值以及第一差分放大器和第二差分放大器的放大率，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

運(yùn)算器可以通過(guò)使用以下方程，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

[方程]

這里，R_s＝開關(guān)的接通電阻值，

R_r＝電阻器的電阻值，

G₁＝當(dāng)比較器輸出輸出電壓相同信號(hào)時(shí)，第一差分放大器的放大率，并且

G₂＝當(dāng)比較器輸出輸出電壓相同信號(hào)時(shí)，第二差分放大器的放大率。

本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例提供開關(guān)劣化檢測(cè)方法，包括：提供與充電和放電被開關(guān)控制的電池串聯(lián)連接的電阻器；通過(guò)第一差分放大器，放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差，以將所放大的電壓差作為第一輸出電壓輸出；通過(guò)第二差分放大器，放大在電阻器的兩端之間的電壓差，以將所放大的電壓差作為第二輸出電壓輸出；通過(guò)比較器，比較在第一輸出電壓和第二輸出電壓之間的電平；以及通過(guò)控制器，基于比較器的比較結(jié)果，確定開關(guān)是否劣化。

開關(guān)劣化檢測(cè)方法可以進(jìn)一步包括：作為比較在第一輸出電壓和第二輸出電壓之間的電平的結(jié)果，當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷捍笥诘诙敵鲭妷簳r(shí)，通過(guò)比較器輸出開關(guān)劣化信號(hào)。

開關(guān)劣化檢測(cè)方法可以進(jìn)一步包括當(dāng)控制器接收到開關(guān)劣化信號(hào)時(shí)，確定開關(guān)劣化。

開關(guān)劣化檢測(cè)方法可以進(jìn)一步包括：作為比較在第一輸出電壓和第二輸出電壓之間的電平的結(jié)果，當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷号c第二輸出電壓相同時(shí)，通過(guò)比較器輸出輸出電壓相同信號(hào)。

開關(guān)劣化檢測(cè)方法可以進(jìn)一步包括：通過(guò)控制器，控制電阻器的電阻值以及第一差分放大器和第二差分放大器的放大率中的至少一個(gè)，使得輸出電壓相同信號(hào)從比較器輸出。

開關(guān)劣化檢測(cè)方法可以進(jìn)一步包括：當(dāng)運(yùn)算器接收到來(lái)自比較器的輸出電壓相同信號(hào)時(shí)，通過(guò)使用電阻器的電阻值以及第一差分放大器和第二差分放大器的放大率，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

運(yùn)算器可以通過(guò)使用以下方程，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

[方程]

這里，R_s＝開關(guān)的接通電阻值，

R_r＝電阻器的電阻值，

G₁＝當(dāng)比較器輸出輸出電壓相同信號(hào)時(shí)，第一差分放大器的放大率，并且

G₂＝當(dāng)比較器輸出輸出電壓相同信號(hào)時(shí)，第二差分放大器的放大率。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備和方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：在不通過(guò)使用被開關(guān)的周圍環(huán)境影響的開關(guān)的溫度來(lái)檢測(cè)開關(guān)的劣化的情況下，通過(guò)放大和比較在開關(guān)的兩端之間的電壓差和在串聯(lián)連接到電池的電阻器的兩端之間的電壓差以檢測(cè)開關(guān)的劣化，針對(duì)開關(guān)的劣化檢測(cè)結(jié)果提供具有改善的可靠性和精度的精確的所檢測(cè)的結(jié)果。

進(jìn)一步，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：控制電阻器的電阻值和差分放大器的放大率中的至少一個(gè)以使得差分放大器的輸出電壓彼此相同，并且在輸出電壓彼此相同時(shí)，通過(guò)僅使用串聯(lián)連接到電池的電阻器的電阻值和差分放大器的放大率，精確計(jì)算開關(guān)的接通電阻值，而不通過(guò)使用使測(cè)量定時(shí)同步來(lái)測(cè)量的開關(guān)的電壓和電流而計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

進(jìn)一步，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)提供精確的開關(guān)劣化所檢測(cè)的結(jié)果和開關(guān)的接通電阻值，防止由于開關(guān)的過(guò)熱的電池系統(tǒng)的損壞和火災(zāi)。

附圖說(shuō)明

圖1是示意地示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備的電動(dòng)車輛的圖。

圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備的配置的框圖。

圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備的詳細(xì)配置的示例的圖。

圖4是圖示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備確定開關(guān)的劣化的順序的流程圖。

圖5是圖示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備計(jì)算開關(guān)的接通電阻值的順序的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。這里，在描述本發(fā)明的精神時(shí)將省略可能使得本發(fā)明的目的不必要地模糊的已知功能和配置的詳細(xì)描述。提供本發(fā)明的示例性實(shí)施例使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更完整地理解本發(fā)明。因此，在附圖中的元件的形狀、尺寸等可以為了明確理解而被放大。

另外，除非相反地明確描述，單詞“包括”及變型，將被理解為暗示包括所述的元件但并不排除任何其它元件。

另外，在本說(shuō)明書中描述的術(shù)語(yǔ)“-單元”指的是用于處理至少一個(gè)功能和操作的單元，并且能夠被硬件部件或軟件部件及其組合實(shí)現(xiàn)。

圖1是示意地示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備的電動(dòng)車輛的圖。

在圖1中，圖示了其中根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用到電動(dòng)車輛的示例，但是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備可以應(yīng)用到除電動(dòng)車輛之外的、只要可以應(yīng)用二次電池的任何技術(shù)領(lǐng)域，諸如移動(dòng)設(shè)備、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)、或不間斷電源設(shè)備。

電動(dòng)車輛1可以被配置為包括電池10、電池管理系統(tǒng)(BMS)20、電子控制單元(ECU)30、逆變器40和電機(jī)50。

電池10是通過(guò)向電機(jī)50提供驅(qū)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛1的電氣能源?？梢砸蕾囉陔姍C(jī)50或內(nèi)燃機(jī)(未圖示)的驅(qū)動(dòng)通過(guò)逆變器40來(lái)對(duì)電池10充電或放電。

在本文中，電池10的類型未被具體限制，并且可以由例如鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池等構(gòu)成。

BMS 20估計(jì)電池10的狀態(tài)，并且通過(guò)使用所估計(jì)的狀態(tài)信息來(lái)管理電池10。例如，BMS 20估計(jì)且管理電池10的狀態(tài)信息，該狀態(tài)信息包括電池10的荷電狀態(tài)(SOC)、健康狀態(tài)(SOH)、最大輸入/輸出電力允許量、輸出電壓等。另外，BMS 20通過(guò)使用狀態(tài)信息控制電池10的充電或放電，并且此外，可以估計(jì)電池10的交換時(shí)間。

進(jìn)一步，BMS 20可以包括將在下文描述的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備100(見圖2)?？梢酝ㄟ^(guò)由開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備100來(lái)檢測(cè)連接到電池10的開關(guān)(未圖示)的劣化而防止電池10被損壞。

ECU 30是控制電動(dòng)車輛1的狀態(tài)的電子控制裝置。例如，ECU 30基于包括加速度計(jì)、制動(dòng)器、速度等的信息而確定轉(zhuǎn)矩度，并且控制電機(jī)50的輸出以適合于轉(zhuǎn)矩信息。

進(jìn)一步，ECU 30向逆變器40發(fā)送控制信號(hào)，從而基于由BMS 20接收的包括電池10的SOC、SOH等的狀態(tài)信息對(duì)電池10充電或放電。逆變器40基于ECU 30的控制信號(hào)而允許對(duì)電池10充電或被放電。

電機(jī)50基于從ECU 30接收的控制信息(例如轉(zhuǎn)矩信息)，通過(guò)使用電池10的電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛1。

圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備的配置的框圖，并且圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備的詳細(xì)配置的示例的圖。

參考圖2和圖3，開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備100可以被配置為包括電阻器110、第一差分放大器120、第二差分放大器130、比較器140、控制器150和計(jì)算器160。在圖2和圖3中圖示的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備100遵循示例性實(shí)施例，并且構(gòu)成元件不被限制于在圖2和圖3中圖示的示例性實(shí)施例，且如果必要，可以被添加、修改或刪除。

電阻器110被串聯(lián)連接到電池200，并且可以是具有預(yù)定的電阻值的電阻性元件。此處，為了檢測(cè)下文將描述的開關(guān)300的劣化并且計(jì)算開關(guān)300的接通電阻值R_s，預(yù)定的電阻值可以是開關(guān)300的接通電阻值R_s的閾值，通過(guò)將在下文描述的控制器150控制開關(guān)300。例如，預(yù)定的電阻值可以是1mΩ，其是開關(guān)300的接通電阻值R_s的閾值。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，電阻器110可以被包括在電流傳感器中，該電流傳感器用于當(dāng)在電池200中電力被充電或放電時(shí)監(jiān)測(cè)在電池200中流動(dòng)的電流，并且例如，電阻器110可以是電阻值變化的可變電阻器或分流電阻器。

同時(shí)，在示例性實(shí)施例中，電阻器110被圖示為連接到電池200的陰極，但注意電阻器110與電池200連接的位置不被限制。

上述的電池200的類型并不被具體地限制，但電池200可以是被用在電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和不間斷電源設(shè)備等中的二次電池，并且例如，可以被配置成鋰離子電池、鋰聚合物電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池等。

開關(guān)300連接到電池200，并且因此流入電池200中的電流被導(dǎo)通或斷開。開關(guān)300的類型也不被具體地限制，但開關(guān)300可以是用于控制電池200的充電和放電的接通/斷開開關(guān)、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)開關(guān)、或用于保護(hù)電池200以防過(guò)充電、過(guò)放電和浪涌電流的繼電器開關(guān)。

同時(shí)，在示例性實(shí)施例中，圖示了開關(guān)300連接到電池200的陽(yáng)極，但注意開關(guān)300與電池200連接的位置不被限制。

第一差分放大器120可以包括第一反相端子(-)、第一非反相端子(+)、第一輸出端子V_o和可變電阻器(未圖示)。當(dāng)開關(guān)300被接通且因此操作狀態(tài)是接通狀態(tài)時(shí)，第一差分放大器120可以用于將開關(guān)300的兩端的電壓V₁和V₂分別接收到第一反相端子(-)和第一非反相端子(+)，并且通過(guò)放大開關(guān)300兩端的電壓差V₁-V₂，向第一輸出端子V_o輸出第一輸出電壓V₃。

更詳細(xì)地，第一非反相端子(+)連接到開關(guān)300的兩端的高電壓端子V₁，并且第一反相端子(-)連接到開關(guān)300的兩端的低電壓端子V₂，以接收施加到開關(guān)300兩端的電壓V₁和V₂。

順序地，第一差分放大器120可以通過(guò)由預(yù)定的放大率G₁放大輸入到第一反相端子(-)和第一非反相端子(+)的施加到開關(guān)300的兩端的電壓V₁和V₂的電壓差V₁-V₂，將第一輸出電壓V₃輸出到第一輸出端子V_o。

這里，預(yù)定的放大率G₁是被控制器150控制的值，其將在下文被描述為根據(jù)包括在第一差分放大器120中的可變電阻器的電阻值變化的值。

通過(guò)前述第一差分放大器120被放大且輸出到第一輸出端子V_o的第一輸出電壓V₃如以下方程1。

[方程1]

V₃＝G₁(V₁-V₂)

第二差分放大器130可以包括第二反相端子(-)、第二非反相端子(+)、第二輸出端子V_o和可變電阻器(未圖示)。第二差分放大器130可以用于將電阻器110的兩端的電壓V₄和V₅分別接收到第二反相端子(-)和第二非反相端子(+)，并且通過(guò)放大電阻器110的兩端的電壓差V₄-V₅，向第二輸出端子V_o輸出第二輸出電壓V₆。

更詳細(xì)地，第二非反相端子(+)連接到電阻器110的兩端的高電壓端子V₄，并且第二反相端子(-)連接到電阻器110的兩端的低電壓端子V₅，以接收施加到電阻器110的兩端的電壓V₄和V₅。

順序地，第二差分放大器130可以通過(guò)由預(yù)定的放大率G₂放大輸入到第二反相端子(-)和第二非反相端子(+)的施加到電阻器110的兩端的電壓V₄和V₅的電壓差V₄-V₅，將第二輸出電壓V₆輸出到第二輸出端子V_o。

這里，預(yù)定的放大率G₂是被控制器150設(shè)定的值，其將在下文被描述為根據(jù)包括在第二差分放大器130中的可變電阻器的電阻值變化的值。

通過(guò)前述第二差分放大器130被放大且輸出到第二輸出端子V_o的第二輸出電壓V₆如以下方程2。

[方程2]

V₆＝G₂(V₄-V₅)

比較器140可以用于從第一差分放大器120和第二差分放大器130接收第一輸出電壓V₃和第二輸出電壓V₆以比較在第一輸出電壓V₃和第二輸出電壓V₆之間的電平，并且將比較結(jié)果發(fā)送到將在下文描述的控制器150和運(yùn)算器160。

更詳細(xì)地，比較器140可以基于從第二輸入端子(-)輸入的電壓，比較輸入到第一和第二輸入端子(+,-)的電壓之間的電平，并且根據(jù)比較結(jié)果而向第三輸出端子V_o輸出信號(hào)。

如在圖3中所圖示，比較器140的第一輸入端子(+)連接到第一差分放大器120的第一輸出端子V_o以接收第一輸出電壓V₃，并且比較器140的第二輸入端子(-)連接到第二差分放大器130的第二輸出端子V_o以接收第二輸出電壓V₆。

隨后，比較器140可以基于從第二輸入端子(-)輸入的第二輸出電壓V₆，比較在第一輸出電壓和第二輸出電壓之間的電平，當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷捍笥诘诙敵鲭妷簳r(shí)，向第三輸出端子V_o輸出開關(guān)劣化信號(hào)，并且當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷汉偷诙敵鲭妷罕舜讼嗤瑫r(shí)，向第三輸出端子V_o輸出輸出電壓相同信號(hào)。

這里，開關(guān)劣化信號(hào)可以是通知開關(guān)300的接通電阻值R_s大于閾值且因此開關(guān)300的劣化現(xiàn)象偏離正常范圍的電信號(hào)。進(jìn)一步，輸出電壓相同信號(hào)可以是通知開關(guān)300的接通電阻值R_s與閾值相同的電信號(hào)。

在示例性實(shí)施例中，從比較器140輸出的開關(guān)劣化信號(hào)可以是正(+)電壓信號(hào)，輸出電壓相同信號(hào)可以是0V的電壓信號(hào)，并且作為比較器140的比較結(jié)果，當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷盒∮诘诙敵鲭妷簳r(shí)，可以輸出負(fù)(-)電壓信號(hào)。

將通過(guò)將在下文被描述的控制器150，詳細(xì)描述電阻器110的電阻值R_r、開關(guān)300的接通電阻值R_s和比較器140的比較結(jié)果的關(guān)聯(lián)。

控制器150可以用于基于比較器140的比較結(jié)果來(lái)確定開關(guān)300是否劣化。

如在圖3中所示，由于電池200、開關(guān)300和電阻器110彼此串聯(lián)連接，施加到開關(guān)300的兩端的電壓V₁-V₂和施加到電阻器110的兩端的電壓V₄-V₅分別與開關(guān)300的接通電阻值R_s和電阻器110的電阻值R_r成比例。進(jìn)一步，當(dāng)?shù)谝徊罘址糯笃?20和第二差分放大器130的放大率G₁和G₂彼此相同時(shí)，第一輸出電壓V₃和第二輸出電壓V₆分別相等地與開關(guān)300的接通電阻值R_s和電阻器110的電阻值R_r成比例。

因此，當(dāng)?shù)谝徊罘址糯笃?20和第二差分放大器130的放大率G₁和G₂相等地被控制器150控制，并且從開關(guān)檢測(cè)設(shè)備100的比較器140輸出開關(guān)劣化信號(hào)時(shí)，其中電阻器110的電阻值R_r作為開關(guān)300的接通電阻值R_s的閾值被控制，當(dāng)開關(guān)300的接通電阻值R_s大于閾值時(shí)，控制器150可以確定開關(guān)300劣化。

進(jìn)一步，在另一示例性實(shí)施例中，控制器150可以用于在不控制第一差分放大器120和第二差分放大器130的放大率G₁和G₂的情況下，通過(guò)比較第一輸出電壓V₃是否大于預(yù)定的電壓值來(lái)確定開關(guān)300是否劣化。

更詳細(xì)地，控制器150將預(yù)定的電壓值設(shè)定為確定開關(guān)300是否劣化的閾值，以比較第一輸出電壓V₃和預(yù)定的電壓值。作為比較結(jié)果，當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷篤₃大于預(yù)定的電壓值時(shí)，控制器150可以確定開關(guān)300劣化。

同時(shí)，控制器150可以用于控制電阻器110的電阻值R_r、第一差分放大器120的放大率G₁、和第二差分放大器130的放大率G₂中至少一個(gè)以使得從比較器140輸出輸出電壓相同信號(hào)，以便在運(yùn)算器160中計(jì)算開關(guān)300的接通電阻值R_s。

運(yùn)算器160可以用于：當(dāng)從比較器140接收輸出電壓相同信號(hào)時(shí)，通過(guò)使用電阻器110的電阻值R_r和第一和第二放大器的放大率G₁和G₂，計(jì)算開關(guān)300的接通電阻值R_s。

更詳細(xì)地，當(dāng)控制器150控制電阻器110的電阻值R_r、第一差分放大器120的放大率G₁、和第二差分放大器130的放大率G₂中的至少一個(gè)使得輸出電壓相同信號(hào)從比較器140輸出時(shí)，在從第一差分放大器120和第二差分放大器130輸出的第一輸出電壓V₃和第二輸出電壓V₆之間的相等關(guān)系可以如以下方程3被建立。

[方程3]

V₃＝G₁(V₁-V₂)＝G₂(V₄-V₅)＝V₆

進(jìn)一步，當(dāng)電流I流入其中電池200、開關(guān)300和電阻器110彼此串聯(lián)連接的電路時(shí)，如以下方程4，在開關(guān)300的兩端之間的電壓差V₁-V₂是通過(guò)將電流I乘以開關(guān)300的接通電阻值R_s而獲得的值，并且在電阻器110的兩端之間的電壓差V₄-V₅可以是通過(guò)將電流I乘以電阻器110的電阻值R_r而獲得的值，并且在兩側(cè)的電流I可以被消除。

[方程4]

V₃＝G₁(I×R_s)＝G₂(I×R_r)＝V₆

因此，運(yùn)算器160可以當(dāng)接收輸出電壓相同信號(hào)時(shí)，通過(guò)從控制器150接收電阻器110的電阻值R_r和第一差分放大器120和第二差分放大器130的放大率G₁和G₂，通過(guò)以下方程5計(jì)算開關(guān)300的接通電阻值R_s。

[方程5]

圖4是圖示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備確定開關(guān)的劣化的順序的流程圖。

參考圖4，首先，開關(guān)被接通，并且隨后電流流入其中開關(guān)、電池和電阻器彼此串聯(lián)連接的電路，并且電壓分別與開關(guān)的接通電阻值和電阻器的電阻值成比例地被施加到開關(guān)和電阻器。

施加到開關(guān)的兩端的電壓被輸入到第一差分放大器，并且施加到電阻器的兩端的電壓被輸入到第二差分放大器(S401)。

第一差分放大器使用第一差分放大器的放大率放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差，從而將所放大的電壓差作為第一輸出電壓輸出，并且第二差分放大器使用第二差分放大器的放大率放大在電阻器的兩端之間的電壓差，從而將所放大的電壓差作為第二輸出電壓輸出(S402)。

比較器接收從第一差分放大器和第二差分放大器輸出的第一輸出電壓和第二輸出電壓以比較所接收的第一輸出電壓和第二輸出電壓的電平(S403)，并且當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷翰淮笥诘诙敵鲭妷簳r(shí)，過(guò)程返回到步驟S401(S404)。

當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷捍笥诘诙敵鲭妷簳r(shí)，比較器將開關(guān)劣化信號(hào)發(fā)送到控制器(S405)，并且當(dāng)從比較器接收到開關(guān)劣化信號(hào)時(shí)，控制器確定該開關(guān)劣化(S406)。

此后，控制器斷開該開關(guān)以中斷電力，以防止由于開關(guān)的劣化現(xiàn)象的火災(zāi)和電池系統(tǒng)中的火災(zāi)。

圖5是圖示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的檢測(cè)開關(guān)劣化的設(shè)備計(jì)算和檢測(cè)開關(guān)的接通電阻值的順序的流程圖。參考圖4，首先，開關(guān)被接通且隨后電流流入其中開關(guān)、電池和電阻器彼此串聯(lián)連接的電路，并且分別與開關(guān)的接通電阻值和電阻器的電阻值成比例地，將電壓施加到開關(guān)和電阻器。

施加到開關(guān)的兩端的電壓被輸入到第一差分放大器，并且施加到電阻器的兩端的電壓被輸入到第二差分放大器(S501)。

第一差分放大器使用第一差分放大器的放大率放大在開關(guān)的兩端之間的電壓差，從而將所放大的電壓差作為第一輸出電壓輸出，并且第二差分放大器使用第二差分放大器的放大率放大在電阻器的兩端之間的電壓差，從而將所放大的電壓差作為第二輸出電壓輸出(S502)。

比較器接收從第一差分放大器和第二差分放大器輸出的第一輸出電壓和第二輸出電壓以比較其電平(S503)，并且當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷号c第二輸出電壓不相同時(shí)，比較器不向控制器發(fā)送信號(hào)，且控制器控制第一差分放大器和第二差分放大器的放大率與電阻器的電阻值中的至少一個(gè)，直至從比較器接收輸出電壓相同信號(hào)為止(S505)。此后，過(guò)程返回到步驟S501(S505)。

當(dāng)?shù)谝惠敵鲭妷汉偷诙敵鲭妷罕舜讼嗤瑫r(shí)，比較器向控制器和運(yùn)算器發(fā)送輸出電壓相同信號(hào)(S506)，并且當(dāng)從比較器接收輸出電壓相同信號(hào)時(shí)，運(yùn)算器從控制器接收電阻器的電阻值和第一差分放大器和第二差分放大器的放大率，且通過(guò)使用上述方程5，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值(S507)。

如此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的開關(guān)劣化檢測(cè)設(shè)備可以在不被開關(guān)的環(huán)境溫度的變化影響且不測(cè)量開關(guān)中流動(dòng)的電流的電流值的情況下，計(jì)算開關(guān)的接通電阻值。

已經(jīng)關(guān)于優(yōu)選的實(shí)施例描述本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，能夠在不背離在所附權(quán)利要求書及其等價(jià)物中限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，做出本發(fā)明的各種修改和改變。