本發(fā)明涉及一種監(jiān)控IC芯片、一種具有多個(gè)依據(jù)本發(fā)明所述的監(jiān)控IC芯片的蓄電池管理單元、一種具有依據(jù)本發(fā)明所述的蓄電池管理單元的蓄電池以及一種具有依據(jù)本發(fā)明所述的蓄電池的機(jī)動(dòng)車。

背景技術(shù)：
如今，尤其是在混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車輛中應(yīng)用以鋰離子或者鎳金屬氫化物技術(shù)的蓄電池，該些蓄電池具有大量串聯(lián)連接的電化學(xué)蓄電池單元。蓄電池管理單元用于監(jiān)控蓄電池并且應(yīng)該除了安全性監(jiān)控外還須確保盡可能長(zhǎng)的使用壽命。為此，將測(cè)量每個(gè)單個(gè)的蓄電池單元的電壓以及蓄電池電流和蓄電池溫度并且進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)(例如蓄電池的充電狀態(tài)或者老化狀態(tài))。為了最大化使用壽命，隨時(shí)知悉蓄電池的當(dāng)前的給定的最大性能(即最大釋放或者吸收的電功率)是有益的。如果超過(guò)該性能，那么將會(huì)極大地加速蓄電池的老化。為了能夠精確地測(cè)量每個(gè)單個(gè)的蓄電池單元的電壓或者至少測(cè)量每個(gè)蓄電池模塊的電壓，該蓄電池模塊包括預(yù)定數(shù)量的蓄電池單元，由現(xiàn)有技術(shù)已知了蓄電池管理單元，該蓄電池管理單元包括一個(gè)接一個(gè)連接的監(jiān)控IC(integratedcircuit：集成電路)芯片，此外，這些監(jiān)控IC芯片能夠?qū)嵤╇妷簻y(cè)量并且以菊花鏈的形式連接至內(nèi)部的總線，該總線實(shí)現(xiàn)了單個(gè)的監(jiān)控IC芯片之間的通信，而無(wú)需電分離裝置或者使用高壓電子裝置。監(jiān)控IC芯片在此將由待監(jiān)控的蓄電池單元或者蓄電池模塊提供的供電電壓置于電壓階梯之中并且如此地相互通信，使得每個(gè)監(jiān)控IC芯片僅僅與相鄰的IC芯片通信并且將源 自不具有更高的電壓水平的監(jiān)控IC芯片的通信數(shù)據(jù)遞送給分別處于電壓水平更低處的監(jiān)控IC芯片。在鑒于電壓水平位于最低處的通信總線的末端處，安置有基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片，該基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片同樣連接至第一通信總線并且能夠接收來(lái)自監(jiān)控IC芯片中的每個(gè)監(jiān)控IC芯片的消息。此外，該基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片經(jīng)由第二總線與控制裝置連接，該控制裝置經(jīng)由該第二總線接收經(jīng)遞送的數(shù)據(jù)。在基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片和控制裝置之間通常采用電分離裝置。監(jiān)控IC芯片通常置于與之關(guān)聯(lián)的蓄電池模塊的旁邊并且經(jīng)由第一內(nèi)部的總線以及第二外部的總線通過(guò)嵌入電纜束來(lái)實(shí)現(xiàn)通信的連接。由現(xiàn)有技術(shù)已知了這樣的IC芯片，該些IC芯片根據(jù)模塊設(shè)計(jì)原理要么能夠配置為在電壓階梯(Spannungskette)的下部的末端處的基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片，即具有至與控制裝置的外部的通信的接口以及至另一個(gè)在電壓階梯中的監(jiān)控IC芯片的接口，要么能夠配置為在菊花鏈中的監(jiān)控IC芯片。如果在菊花鏈中的聯(lián)結(jié)(Verkettung)太長(zhǎng)了并且由此使得在通信中的數(shù)據(jù)傳輸持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)了，那么必須拆開(kāi)監(jiān)控IC芯片的聯(lián)結(jié)，其中，必須使用兩個(gè)或者更多的基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片。由現(xiàn)有技術(shù)已知的模塊僅能夠在電壓階梯的下部的末端處定位為基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片，這使得在拆開(kāi)該聯(lián)結(jié)時(shí)妨礙了靈活的并且適配至幾何形狀的模塊的布置。特別地，在使用確定的空間布置時(shí)需要長(zhǎng)的電纜束。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
依據(jù)本發(fā)明提供了一種監(jiān)控IC芯片(即以集成電路或者微型芯片為形式)，其被構(gòu)造為獲取至少一個(gè)蓄電池單元或者包括預(yù)定數(shù)量的蓄電池單元的蓄電池模塊的至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)。所述監(jiān)控IC芯片與多個(gè)相同的監(jiān)控IC芯片一起以菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如此地可連接至第一總線，以使得以菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相互連續(xù)的監(jiān)控IC芯片位于上升 的電壓階梯之中。所述連接至所述第一總線的監(jiān)控IC芯片中的一個(gè)監(jiān)控IC芯片可用作基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片，所述基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片被構(gòu)造為經(jīng)由第二總線與控制裝置通信。根據(jù)配置或者接線可選地在下部的或者在上部的末端處可將所述監(jiān)控IC芯片用作基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片。本發(fā)明使得基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片能夠置于菊花鏈聯(lián)結(jié)的上部的或者下部的末端處。在使用兩個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片時(shí)能夠更靈活地進(jìn)行基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片的定位(Positionierung)，并且根據(jù)幾何的結(jié)構(gòu)能夠避免更長(zhǎng)的電纜束。能夠設(shè)置兩個(gè)通信端口并且根據(jù)配置或者接線可選地將所述通信端口中的一個(gè)通信端口可用于與另外的相同的監(jiān)控IC芯片或者與控制裝置的通信。替代地，能夠設(shè)置三個(gè)通信端口并且將所述通信端口中的一個(gè)通信端口可用于與控制裝置的通信。在所述電壓階梯的中部的所述監(jiān)控IC芯片可用作基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片。所述監(jiān)控IC芯片能夠被設(shè)置為根據(jù)配置或者接線將消息從在所述電壓階梯中相鄰的監(jiān)控IC芯片可選地以上升的或者下降的電壓的方向傳輸至在所述電壓階梯中的另外的相鄰的監(jiān)控IC芯片。本發(fā)明的另一方面涉及一種具有多個(gè)依據(jù)本發(fā)明所述的監(jiān)控IC芯片的蓄電池管理單元，其中，所述監(jiān)控IC芯片中的每個(gè)監(jiān)控IC芯片連接至第一總線并且其中所述監(jiān)控IC芯片中的一個(gè)監(jiān)控IC芯片用作基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片，所述基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片同樣連接至所述第一總線并且被構(gòu)造為經(jīng)由第二總線與控制裝置通信。所述監(jiān)控IC芯片中的每個(gè)監(jiān)控IC芯片能夠被構(gòu)造為獲取蓄電池單元或者蓄電池模塊的電壓。所述基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片能夠在所述第一總線處配置為主的并且所述監(jiān)控IC芯片中的每個(gè)監(jiān)控IC芯片在所述第一總線處配置為從的。本發(fā)明的又一方面涉及一種具有多個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池單元或 者蓄電池模塊和依據(jù)本發(fā)明所述的蓄電池管理單元的蓄電池，所述蓄電池模塊分別包括預(yù)定數(shù)量的蓄電池單元。所述蓄電池優(yōu)選地為鋰離子蓄電池。能夠設(shè)置兩個(gè)菊花鏈的監(jiān)控IC芯片，其中，在每個(gè)菊花鏈的末端處連接有基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片，并且其中，兩個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片中的一個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片處于所述蓄電池的最小電勢(shì)并且兩個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片中的另一個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片處于所述蓄電池的最大電勢(shì)。在此，如此地設(shè)置所述蓄電池單元或者所述蓄電池模塊，使得所述最小和所述最大電勢(shì)位于所述蓄電池的一側(cè)。本發(fā)明的又一方面涉及一種機(jī)動(dòng)車，尤其是一種電機(jī)動(dòng)車，其具有依據(jù)本發(fā)明所述的蓄電池。附圖說(shuō)明借助于附圖和后續(xù)的描述詳細(xì)地闡述本發(fā)明的實(shí)施例。其中：圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的蓄電池管理單元；圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形式的監(jiān)控IC芯片；圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形式的監(jiān)控IC芯片；圖4和圖5示出了依據(jù)本發(fā)明的監(jiān)控IC芯片在蓄電池管理單元中的替代的布置；以及圖6示出了具有兩個(gè)單獨(dú)的監(jiān)控IC芯片鏈的蓄電池。具體實(shí)施方式圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的蓄電池管理單元，其為總體上以100標(biāo)注的蓄電池的一部分。該蓄電池管理單元包括多個(gè)監(jiān)控IC芯片12，它們以菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接至內(nèi)部的總線14。監(jiān)控IC芯片12中的每個(gè)監(jiān)控IC芯片被構(gòu)造為測(cè)量施加在與之關(guān)聯(lián)的蓄電池模塊10上的電壓，其中，蓄電池模塊10包括預(yù)定數(shù)量的蓄電池單元，例如六至十二個(gè)蓄電池單元(在圖1中僅示意性地示出了)。蓄電池模塊10也能夠僅包括一個(gè)蓄電池單元，在這種情況下，與該蓄電池單元相關(guān)聯(lián) 的監(jiān)控IC芯片12測(cè)量在該蓄電池單元上的單體電壓(Einzelspannung)。多個(gè)蓄電池模塊10串聯(lián)連接。每個(gè)蓄電池模塊10提供供電電壓至與之關(guān)聯(lián)的監(jiān)控IC芯片12，從而使得多個(gè)監(jiān)控IC芯片12位于上升的電壓階梯之中。每個(gè)監(jiān)控IC芯片12經(jīng)由內(nèi)部的總線14從可能在該電壓階梯上一級(jí)的監(jiān)控IC芯片12接收數(shù)據(jù)并且將其自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與所接收的數(shù)據(jù)一起遞送至相鄰的監(jiān)控IC芯片12，該相鄰的監(jiān)控IC芯片12位于該電壓階梯的更低處。在該電壓階梯的下部的末端處安置有基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16，該基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16接收所有經(jīng)遞送的、源自多個(gè)監(jiān)控IC芯片12的數(shù)據(jù)并且經(jīng)由外部的其所連接至的總線20移交(weiterreichen)至控制裝置18，該控制裝置18同樣連接至外部的總線20并且包括一個(gè)或者兩個(gè)微控制器。每個(gè)監(jiān)控IC芯片12安置在自己的電路板上，該電路板安置在與之關(guān)聯(lián)的蓄電池模塊10的旁邊。內(nèi)部的總線14應(yīng)用微分的協(xié)議，該協(xié)議在魯棒性和電磁兼容性方面如此地選擇，以使得內(nèi)部的總線14的電纜能夠通過(guò)更長(zhǎng)的距離并且通過(guò)多個(gè)電路板，而不會(huì)干擾在內(nèi)部的總線14上的通信。相反地，在外部的總線20上應(yīng)用總線協(xié)議，該總線協(xié)議單端傳輸并且針對(duì)與微控制器的通信來(lái)優(yōu)化。這樣的協(xié)議在電磁兼容性方面更易受干擾并且尤其是未被設(shè)置為經(jīng)由電纜的更長(zhǎng)的距離來(lái)傳輸。例如為此為SPI(SerialPeripheralInterface：串行外圍設(shè)備接口)總線或者I2C(Inter-Integrated-Circuit：內(nèi)部集成電路)總線。電分離單元24將基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16一方面與外部的總線20的第一部分分離并且另一方面將外部的總線20的第二部分與控制裝置18相互分離。此外，在該電分離單元24中設(shè)置了該外部的總線20的第一部分的電壓供給。在圖1所示出的配置中，能夠?qū)⒃诘谝豢偩€14處的基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16配置為主的并且將每個(gè)監(jiān)控IC芯片12配置為從的。圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形式的監(jiān)控IC芯片12。依據(jù)本發(fā)明所述的監(jiān)控IC芯片12根據(jù)模塊設(shè)計(jì)原理既可用作基準(zhǔn)監(jiān)控 IC芯片16，也可用作在圖1中所示出的布置中的普通的監(jiān)控IC芯片12中的一個(gè)監(jiān)控IC芯片。此外，依據(jù)本發(fā)明所述的監(jiān)控IC芯片12然而也能夠靈活地用在其他的布置之中，該其他的布置此外在圖4、圖5和圖6中所示出。在圖2中所示出的監(jiān)控IC芯片12具有第一通信端口26以及第二通信端口28。該第一通信端口26在所提及的布置中用于經(jīng)由內(nèi)部的總線14與相鄰的、相同的監(jiān)控IC芯片12通信，該監(jiān)控IC芯片12同樣連接至內(nèi)部的總線14(在圖2中示意性地示出)。該第二通信端口28可選地可用于與另外的相同的監(jiān)控IC芯片12經(jīng)由內(nèi)部的總線14或者與控制裝置18經(jīng)由外部的總線20通信。對(duì)于后者的選擇，該監(jiān)控IC芯片12承擔(dān)了基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16的專有的功能。依據(jù)本發(fā)明設(shè)置，在此能夠選擇在該電壓階梯的下部的或者上部的末端處將監(jiān)控IC芯片12可用作基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16。通信形式的選擇和在電壓水平方面的定位能夠或通過(guò)將監(jiān)控IC芯片12例如通過(guò)編程合適地配置為模塊而進(jìn)行或通過(guò)合適地接線而進(jìn)行。后者意味著監(jiān)控IC芯片12能夠獲取至相鄰的部件或者總線的連接。例如，在初始化時(shí)該模塊能夠確定哪個(gè)相鄰的部件或者總線連接至第二通信端口28并且由此得出結(jié)論，即應(yīng)該以哪種總線協(xié)議經(jīng)由通信端口28來(lái)通信。此外，監(jiān)控IC芯片12被設(shè)置為將消息從在電壓階梯中相鄰的監(jiān)控IC芯片12可選地以上升的或者下降的電壓的方向傳輸至在電壓階梯中的另外的相鄰的監(jiān)控IC芯片12。由此在電壓階梯中部所安置的監(jiān)控IC芯片12不必必然地將通信數(shù)據(jù)如在圖1所示出的布置的情況下以最小的電勢(shì)的方向移交，而是能夠?qū)⒃撏ㄐ艛?shù)據(jù)以相反的方向移交。在此，通信的方向的選擇也能夠或通過(guò)將監(jiān)控IC芯片12例如通過(guò)編程合適地配置為模塊而進(jìn)行或通過(guò)將其合適地接線并且能夠獲取至相鄰的部件或者總線的連接而進(jìn)行。例如，該模塊能夠在初始化時(shí)確定是否將在其上應(yīng)該發(fā)送通信數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16安置在電壓階梯的上部還是下部。圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形式的監(jiān)控IC芯片12。該 監(jiān)控IC芯片12與在圖2中所示出的監(jiān)控IC芯片12的區(qū)別在于，其除了第一兩個(gè)通信端口26、28之外還具有第三通信端口30。該兩個(gè)第一通信端口26、28分別用作經(jīng)由內(nèi)部的總線14與相鄰的相同的、同樣連接至內(nèi)部的總線14的監(jiān)控IC芯片12的通信。該第三通信端口28與之相對(duì)地用作與控制裝置18經(jīng)由外部的總線20的通信。例如通信端口26、28、30中的哪一個(gè)將被利用取決于在實(shí)際情況下所選擇的模塊的布置。在最通常的情況下，在此，通信端口26、28、30中的至少一個(gè)通信端口是未連接的，從而使得該模塊的相應(yīng)的引腳保持為未利用的。通信端口26、28、30的占用情況的選擇能夠如在本發(fā)明的第一實(shí)施形式中那樣通過(guò)例如通過(guò)編程合適地配置單個(gè)的監(jiān)控IC芯片12或者通過(guò)將其合適地接線來(lái)進(jìn)行。該依據(jù)第二實(shí)施形式的監(jiān)控IC芯片12被相同于第一實(shí)施形式地設(shè)置，其承擔(dān)在電壓階梯的下部的或者上部的末端處的基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16的專有功能。此外，該監(jiān)控IC芯片12被設(shè)置為將消息從在電壓階梯中相鄰的監(jiān)控IC芯片12可選地以上升的或者下降的電壓的方向遞送至在電壓階梯中相鄰的另一個(gè)監(jiān)控IC芯片12。選擇哪個(gè)方向又重新取決于在實(shí)際情況中所選擇的模塊的布置。圖4和圖5示出了這樣的布置，在這樣的布置中附加于在圖1中所示出的根據(jù)模塊設(shè)計(jì)原理的布置之外能夠使用依據(jù)本發(fā)明所述的監(jiān)控IC芯片12。在圖4中所示出的布置與在圖1中所示出的布置的區(qū)別在于，用作基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16的模塊被安置在電壓階梯的上部的末端處，該模塊接收所有經(jīng)遞送的、源自監(jiān)控IC芯片12的數(shù)據(jù)并且經(jīng)由外部的總線20移交至控制裝置18。每個(gè)普通的監(jiān)控IC芯片12經(jīng)由內(nèi)部的總線14從可能位于電壓階梯更低處的監(jiān)控IC芯片12接收數(shù)據(jù)并且將所接收的數(shù)據(jù)與其自身所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)一起遞送至相鄰的監(jiān)控IC芯片12，該相鄰的監(jiān)控IC芯片位于電壓階梯的更高處。在圖5中所示出的裝置示出了在圖1和圖4中所示出的裝置的混合體。用作基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16的模塊被安置在電壓階梯的中部。 這僅能通過(guò)依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施形式的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵诖诵枰齻€(gè)通信端口。每個(gè)普通的監(jiān)控IC芯片12根據(jù)其在布置中的位置如在圖5中通過(guò)箭頭示出的那樣以上升的或者下降的電壓的方向通信。在該布置中，在中部的通信快于在圖1和圖4中的布置，因?yàn)樵撏ㄐ沤?jīng)由更少的模塊來(lái)進(jìn)行。圖6示出了蓄電池100，在該蓄電池中串聯(lián)連接有蓄電池模塊10并且如此地馬蹄鐵狀地安置蓄電池模塊10，以使得最小的和最大的電勢(shì)位于蓄電池的一側(cè)32上，在該側(cè)上也安置有控制裝置18。如果僅設(shè)置了一組監(jiān)控IC芯片12，那么其所屬的內(nèi)部的總線的一部分必須被安置在蓄電池的相對(duì)設(shè)置的第二側(cè)34上(在圖6中通過(guò)虛線示出)，這將導(dǎo)致蓄電池系統(tǒng)的提高了的易受干擾性。此外，通信中的數(shù)據(jù)傳輸在過(guò)長(zhǎng)延伸的菊花鏈中持續(xù)時(shí)間的過(guò)長(zhǎng)了。出于此原因?qū)⒎蛛x監(jiān)控IC芯片12的聯(lián)結(jié)，并且將兩個(gè)內(nèi)部的總線14a、b并聯(lián)地設(shè)置。鏡像對(duì)稱地將兩個(gè)依據(jù)本發(fā)明所述的監(jiān)控IC芯片用作相鄰的基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16a、b，它們均安置在第一側(cè)32之上并且兩個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片中的一個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16a處于蓄電池的最小電勢(shì)處并且兩個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片中的另一個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16b處于蓄電池的最大電勢(shì)處。通過(guò)將該兩個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16a、b直接布置在控制裝置18的旁邊能夠降低所需的外部總線20a、b的長(zhǎng)度，該外部的總線20a、b將兩個(gè)基準(zhǔn)監(jiān)控IC芯片16a、b與控制裝置18連接起來(lái)。