电池充电均衡系统定时器技术方案

本公开涉及电池充电均衡系统定时器。一种电池系统包括牵引电池、牵引电池控制器和备用控制器。所述牵引电池给高电压域供电。所述牵引电池控制器可由与高电压域分离的低电压域供电。所述牵引电池可被配置为：在主定时器到期之后，禁用牵引电池的电池单元平衡。所述备用控制器位于高电压域内并由高电压域供电。所述备用控制器实现包括非处理器逻辑电路的备用定时器，并且被配置为：在备用定时器到期之后，禁用电池单元平衡。

【技术实现步骤摘要】
电池充电均衡系统定时器
本申请总体上涉及用于混合动力车辆的能量管理。
技术介绍
许多诸如电池包的电源包具有比电源包的单个电池单元的电压高的操作电压。例如，混合动力电动车辆的牵引电池包的电压可以是200-300VDC，而单个电池单元的电压可以是1-4VDC。单个电池单元的1-4VDC范围通常与电池单元技术相关联。例如，镍金属氢化物(NiMH)电池单元通常具有约1.2V的电池单元电压，锂离子(Li-Ion)电池单元通常具有约3.6V的电池单元电压。混合动力电动车辆的牵引电池为车辆推进和车辆附件提供电力。为满足电压要求和电流要求，牵引电池通常是以串联和并联的组合而连接的多个电池单元。在车辆操作期间，牵引电池可基于操作状况(包括电池的荷电状态(SOC)、内燃发动机(ICE)操作、驾驶员需求和再生制动)被充电或放电。电池包内的单独电池单元的荷电状态可基于许多因素(包括制造上的差异、电池单元存在时间、电池单元温度或电池单元技术)而不相同。电池单元平衡可用于对电池包内的单独电池单元的荷电状态进行再平衡并且改善电池包的操作。
技术实现思路
一种电池系统包括牵引电池、牵引电池控制器和备用控制器。牵引电池给高电压域供电。所述牵引电池控制器可由与高电压域分离的低电压域供电。所述牵引电池控制器可被配置为：在主定时器到期之后，禁用牵引电池的电池单元平衡。备用控制器可位于高电压域内并由高电压域供电。所述备用控制器实现包括非处理器逻辑电路的备用定时器，并且被配置为：在备用定时器到期之后，禁用电池单元平衡。根据本专利技术的一个实施例，非处理器逻辑电路是n级分频器，其中，n大于17。一种电池系统包括牵引电池、牵引电池控制器和备用定时器。牵引电池可给高电压区域提供电源。牵引电池控制器可与高电压域电位隔离，并且被配置为：在超时持续时间之后，禁止牵引电池的电池单元平衡。备用定时器位于高电压域内并由高电压域供电，所述备用定时器可包括振荡器和数字逻辑，并且可被配置为：在备用持续时间之后，禁止牵引电池的电池单元平衡，其中，备用持续时间大于超时持续时间。根据本专利技术的一个实施例，数字逻辑是n级分频器，其中，n大于17。根据本专利技术的一个实施例，数字逻辑为微控制器、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)或专用集成电路(ASIC)。根据本专利技术的一个实施例，振荡器以低于1MHz的频率振荡。一种牵引电池包括电池单元、电池单元平衡电路和备用定时器。电池单元产生高电压域。所述电池单元平衡电路可被配置为：在超时持续时间之后，由电位隔离的控制器禁用。备用定时器位于高电压域内并由高电压域供电，所述备用定时器可包括振荡器和数字逻辑，并且可被配置为：在备用持续时间之后，禁用牵引电池的电池单元平衡，其中，备用持续时间大于超时持续时间。根据本专利技术的一个实施例，数字逻辑是n级分频器，其中n大于17。根据本专利技术的一个实施例，振荡器包括晶体或谐振器。根据本专利技术的一个实施例，数字逻辑为控制器、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)或通用阵列逻辑(GAL)。附图说明图1是示出典型动力传动系统和能量储存组件的混合动力车辆的示例图；图2是由电池能量控制模块控制的电池包的示例图；图3是示出用于电荷平衡电路的定时器的示例性示意图。具体实施方式在此描述了本公开的实施例。然而，应该理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可采用各种形式和替代形式。附图无需按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未被明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，可期望将与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型用于特定的应用或实施方式。本公开的实施例总体上提供多个电路或其它电气装置。所有对所述电路和其它电气装置的引用以及由所述电路和其它电气装置中的每个提供的功能并不意在仅涵盖在此示出和描述的内容。虽然特定的标签可被分配给公开的多个电路或其它电子装置，但是这样的标签并不意在限制所述电路和其它电气装置的操作范围。这样的电路和其它电气装置可基于期望的电气实施方式的特定类型以任意方式彼此组合和/或分离。应当认识到，在此公开的任何电路或其它电气装置可包括彼此协作以执行在此公开的操作的任意数量的微处理器、集成电路、存储装置(例如，FLASH、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或它们的其它适当的变型)以及软件。此外，所述电气装置中的任何一个或更多个可被配置为执行计算机程序，所述计算机程序被包含在非暂时性计算机可读介质中并且被编程为执行所公开的任意数量的功能。诸如电池包的电源包通常由并联连接以形成电池单元组的多个电池单元以及串联连接以形成电池包的多个电池单元组组成。电池包通常用作通用电子装置的电源，所述通用电子装置包括电气化车辆、消费者电子产品、工业装置和医疗装置。串联连接的多个电池单元组允许使用低电压电力电池单元来用于为高电压电源组供电。作为示例，被设计为在电池端子处产生约300V的电池包可包括84个电池单元组，每个电池单元组串联连接以形成电池单元组串。每个电池单元组可包括并联连接的3个单独的电池单元；单独的电池单元可具有约3.5V-3.6V的标称电池单元电压。在该示例中，单独的电池单元的电压的任何小的改变因串联的电池单元的数量(即，在该示例中电池单元的数量为84)而被成倍放大。产品公差或操作状况的改变可在单独的电池单元之间或在电池单元组之间产生小的差异，所述差异可在每个充电循环或放电循环中被放大。为了优化电池操作，使用电池单元平衡来均衡串联链中的所有电池单元上的电荷可用于延长电池寿命。通常，电池单元平衡系统包括电气组件，所述电气组件包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极结型晶体管(BJT)、二极管、电容器、电阻器和其它固态器件。电池单元平衡系统的电气组件通常被设计为在作为电池包电压的一小部分的电压下操作。为了防止施加比组件的最大额定值高的电压，使一些电池单元平衡组件与电池包电压分离(例如，隔离)。这种隔离可以是由光隔离器或变压器实现的电位隔离(Galvanicisolation)。此外，很多主动电池单元平衡系统利用与多个电池单元平衡组件连接的控制器，其中，电池单元平衡组件可与所述控制器、车辆牵引电池电力系统以及底盘地线隔离。电池单元通常包括正极端子和负极端子。所述端子直接或间接地与电极(诸如，阳极和/或阴极)连接。充电均衡对于电源包的荷电状态和电源包的使用寿命两者是很重要的。如上所述，通常很多低电压电池单元或电池单元组直接或间接地串联连接，以产生电源包端电压。这种配置的特征在于：在充电和放电期间的电源包的全部电流通过每个电池单元或每个电池单元组。然而，由于历史、制造公差或环境状况，通常一个或更多个电池单元可具有不同的电池单元电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池系统，包括：牵引电池，给高电压域供电；牵引电池控制器，由与高电压域分离的低电压域供电，并且被配置为：在主定时器到期之后，禁用牵引电池的电池单元平衡；备用控制器，位于高电压域中并由高电压域供电，所述备用控制器实现包括非处理器逻辑电路的备用定时器，并且被配置为：在备用定时器到期之后，禁用电池单元平衡。

【技术特征摘要】
2017.06.09 US 15/618,6001.一种电池系统，包括：牵引电池，给高电压域供电；牵引电池控制器，由与高电压域分离的低电压域供电，并且被配置为：在主定时器到期之后，禁用牵引电池的电池单元平衡；备用控制器，位于高电压域中并由高电压域供电，所述备用控制器实现包括非处理器逻辑电路的备用定时器，并且被配置为：在备用定时器到期之后，禁用电池单元平衡。2.如权利要求1所述的电池系统，其中，非处理器逻辑电路包括触发器链。3.如权利要求1所述的电池系统，其中，非处理器逻辑电路是n级分频器，其中，n大于20。4.如权利要求1所述的电池系统，其中，非处理器逻辑电路是数字定时器。5.如权利要求1所述的电池系统，其中，备用定时器还包括振荡器。6.如权利要求5所述的电池系统，其中，振荡器包括晶体或谐振器。7.如权利要求5所述的电池系统，其中，振荡器与非处理器逻辑电路的差分输入运算放大器连接。8.如权利要求5所述的电池系统，其中，振荡...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·约瑟夫·万多，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US