用于监视电池的方法、监视系统和监视电路技术方案

本文公开了用于监视电池的方法、监视系统和监视电路。该方法包括：由多个电池监视电路中的至少一个从主机控制器接收频率同步信号和测量频率信息，至少一个电池监视电路连接到多个电池块中的至少一个；由多个电池监视电路中的至少一个基于具有时钟频率的时钟信号、测量频率信息和频率同步信号生成周期性信号；由多个电池监视电路中的至少一个使用周期性信号获得至少一个电池块的至少一个测量值；由多个电池监视电路中的至少一个将至少一个测量值发送给主机控制器。频率同步信号包括定义同步时间周期的至少一对时间标记，并且基于时钟信号生成周期性信号包括使用同步时间周期和关于同步时间周期的持续时间的信息补偿时钟频率与标称时钟频率的偏差。

Method, monitoring system and monitoring circuit for monitoring batteries

【技术实现步骤摘要】
用于监视电池的方法、监视系统和监视电路
本公开一般地涉及对电池进行监视。特别地，本公开涉及用于监视电池的方法、电池监视系统和监视电路。
技术介绍
诸如锂离子(Li离子)电池之类的电池的复阻抗可以用来获得关于电池状态的信息。仅举几个示例，该信息可以包括温度、充电状态或劣化信息。基于阻抗获得该信息利用了阻抗随着驱动到电池中或从电池汲取的电流的频率变化而变化的事实。检测电池的状态可以包括：将具有不同频率的交流电连续驱动到电池中，测量在每个不同频率处的电池的复阻抗，以及基于复阻抗随频率的变化而检测状态。基于阻抗获得电池的状态信息需要可靠地测量阻抗。
技术实现思路
一个示例涉及一种方法。该方法包括：由多个电池监视电路中的至少一个从主机控制器接收频率同步信号和测量频率信息，其中，所述多个电池监视电路中的至少一个连接到多个电池块中的至少一个；由所述多个电池监视电路中的至少一个基于具有时钟频率的时钟信号、所述测量频率信息和所述频率同步信号来生成周期性信号；由所述多个电池监视电路中的至少一个使用所述周期性信号来获得所述多个电池块中的至少一个电池块的至少一个测量值；由所述多个电池监视电路中的至少一个将所述至少一个测量值发送给所述主机控制器。所述频率同步信号包括定义同步时间周期的至少一对时间标记，并且基于所述时钟信号生成所述周期性信号包括：使用所述同步时间周期和关于所述同步时间周期的持续时间的信息来补偿所述时钟频率与标称时钟频率的偏差。另一个示例涉及一种系统。该系统包括：多个监视电路，每个监视电路被配置为连接到至少一个相应的电池块；主机控制器，其被配置为生成包括定义同步时间周期的至少一对时间标记的频率同步信号，并且生成测量频率信息。所述多个监视电路中的至少一个被配置为：从所述主机控制器接收所述频率同步信号和所述测量频率信息；基于具有时钟频率的时钟信号、所述测量频率信息和所述频率同步信号来生成周期性信号；使用所述周期性信号来获得所述至少一个相应电池块的至少一个测量值；以及将所述至少一个测量值发送到所述主机控制器。所述多个监视电路中的至少一个进一步被配置为使用所述同步时间周期和关于所述同步时间周期的持续时间的信息来补偿所述时钟频率与标称时钟频率的偏差。又一个示例涉及监视电路。所述监视电路被配置为：连接到至少一个电池块；从主机控制器接收测量频率信息和频率同步信号，所述频率同步信号包括定义同步时间周期的至少一对时间标记；基于具有时钟频率的时钟信号、所述测量频率信息和所述频率同步信号来生成周期性信号；使用所述周期性信号来获得所述至少一个电池块的至少一个测量值；以及将所述至少一个测量值发送到所述主机控制器。所述监视电路进一步被配置为使用所述同步时间周期和关于所述同步时间周期的持续时间的信息来补偿所述时钟频率与标称时钟频率的偏差。附图说明下面参考附图解释示例。附图用于图示出某些原理，因此仅仅图示出了理解这些原理所必需的各方面。附图不按比例绘制。在附图中，相同的参考标记表示相同的特征。图1示意性地图示出了具有多个监视电路和主机控制器的电池监视系统的一个示例；图2是图示出用于操作图1中所示类型的电池监视系统的方法的一个示例的流程图；图3A至图3D图示出了图1中所示类型的电池块的不同示例；图4和图5图示出了可以在图1中所示类型的电池监视系统中使用的频率同步信号的不同示例；图6图示出了可以在监视电路中实现的信号发生器的一个示例；图7示出了斜坡信号和正弦信号的信号波形，其图示出了图6中所示的信号发生器可以如何操作的一个示例；图8图示出了由信号发生器更详细地生成斜坡信号；图9示出了斜坡信号发生器的一个示例；图10示出了在斜坡信号发生器中实现的增量计算器的一个示例；图11A和图11B示出了图示出图10中所示的增量计算器的功能的信号波形；图12图示出了监视电路的一个示例；图13示出了在图12中所示的监视电路中实现的复幅度检测电路的一个示例；图14图示出了具有多个监视电路和电流源的电池监视系统的一个示例；图15图示出了可以用在图14中所示类型的电池监视系统中的电流源的一个示例；图16图示出了可以用在图14中所示类型的电池监视系统中的监视电路的一个示例；图17图示出了具有多个监视电路、电流源和电流检测电路的电池监视系统的一个示例；图18图示出了可以用在图17中所示类型的电池监视系统中的电流检测电路的一个示例；图19图示出了可以用在图17中所示类型的电池监视系统中的监视电路的一个示例；图20图示出了可以如何同步图17中所示类型的电池监视系统中的监视电路、电流源和电流检测电路的一个示例；图21示出了可以用在图19中所示类型的监视电路中的信号发生器的一个示例；图22示出了可以在图21中所示的信号发生器中实现的斜坡信号发生器的一个示例；图23图示出了在图17中所示类型的电池监视系统中出现的信号的信号波形；图24图示出了具有多个监视电路、电流源和电流检测电路的电池监视系统的另一个示例；图25图示出了在图24中所示类型的电池监视系统中出现的信号的信号波形；以及图26图示出了电池监视系统的另一个示例。具体实施方式在以下详细描述中，对附图进行了参考。附图形成说明书的一部分，并且为了说明的目的，示出了可以如何使用和实现本专利技术的示例。应当理解，除非另外特别指出，否则本文描述的各种实施例的特征可以彼此组合。图1示意性地图示出了电池监视系统的一个示例。电池监视系统包括多个监视电路21-2N和主机控制器31。监视电路21-2N中的每一个被配置为耦合到电池的多个电池块11-1N中的至少一个。根据一个示例，这些电池块11-1N串联连接。在图1中所示的示例中，多个监视电路21-2N中的每一个恰好连接到一个电池块11-1N。然而，这只是一个示例。根据下文进一步解释的另一示例，一个监视电路可以连接到两个或更多个电池块11-1N。主机控制器31经由通信信道32来与监视电路21-2N中的每一个通信。通过通信信道32，主机控制器31可以向监视电路21-2N中的每一个发送信号并且可以接收来自监视电路21-2N中的每一个的信号。通信信道32仅在图1中用粗线示意性地图示出。适合于将信号从主机控制器到多个监视电路以及从监视电路到主机控制器进行发送的任何类型的通信信道可以被用来实现图1中所示的通信信道32。根据一个示例，通信信道32包括多个专用传输信道，这些传输信道中的每一个被用于在多个监视电路21-2N中的恰好一个与主机控制器31之间的通信。各个传输信道可以是有线或无线传输通道。根据另一示例，通信信道32包括信号总线，监视电路21-2N中的每一个和主机控制器31连接到该信号总线。通过这种信号总线发送的信号可以包括数据分组，其中每个数据分组包括携带关于相应数据分组的收件人的信息的报头和有效载荷信息。例如，“收件人”是要从主机控制器接收数据分组的监视电路21-2N之一，或者是要从监视电路21-2N之一接收数据分组的主机控制器。一个数据分组可以被引导到若干收件人，使得主机控制器31例如可以将相同的有效载荷信息发送到监视电路21-2N中的两个或更多个。可以实现通信信道32，使得主机控制器31可以直接与监视电路21-2N中的每一个通信。根据另一示例，通信信道32使得其包括多个信道部分，其中，这些信道部分中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：由多个电池监视电路(21‑2N)中的至少一个电池监视电路从主机控制器(31)接收频率同步信号(FSYNC；FSYNC1‑FSYNCN)和测量频率信息(FM；FM1‑FMN)，其中，所述多个电池监视电路(21‑2N)中的所述至少一个电池监视电路连接到多个电池块(11‑1N)中的至少一个电池块；由所述多个电池监视电路(21‑2N)中的所述至少一个电池监视电路基于具有时钟频率(fCLK)的时钟信号(CLK)、所述测量频率信息(FM；FM1‑FMN)和所述频率同步信号(FSYNC；FSYNC1‑FSYNCN)来生成周期性信号(s2(k))；由所述多个电池监视电路(21‑2N)中的所述至少一个电池监视电路使用所述周期性信号(s2(k))来获得所述多个电池块(11‑1N)中的所述至少一个电池块的至少一个测量值(M1‑MN)；以及由所述多个电池监视电路(21‑2N)中的所述至少一个电池监视电路将所述至少一个测量值发送给所述主机控制器(31)，其中所述频率同步信号(FSYNC；FSYNC1‑FSYNCN)包括定义同步时间周期的至少一对时间标记，并且其中基于所述时钟信号(CLK)生成所述周期性信号(s2(k))包括：使用所述同步时间周期和关于所述同步时间周期的持续时间(TSYNC)的信息来补偿所述时钟频率(fCLK)与标称时钟频率(fCLK_NOM)的偏差。...

【技术特征摘要】
2018.01.12 DE 102018100692.61.一种方法，包括：由多个电池监视电路(21-2N)中的至少一个电池监视电路从主机控制器(31)接收频率同步信号(FSYNC；FSYNC1-FSYNCN)和测量频率信息(FM；FM1-FMN)，其中，所述多个电池监视电路(21-2N)中的所述至少一个电池监视电路连接到多个电池块(11-1N)中的至少一个电池块；由所述多个电池监视电路(21-2N)中的所述至少一个电池监视电路基于具有时钟频率(fCLK)的时钟信号(CLK)、所述测量频率信息(FM；FM1-FMN)和所述频率同步信号(FSYNC；FSYNC1-FSYNCN)来生成周期性信号(s2(k))；由所述多个电池监视电路(21-2N)中的所述至少一个电池监视电路使用所述周期性信号(s2(k))来获得所述多个电池块(11-1N)中的所述至少一个电池块的至少一个测量值(M1-MN)；以及由所述多个电池监视电路(21-2N)中的所述至少一个电池监视电路将所述至少一个测量值发送给所述主机控制器(31)，其中所述频率同步信号(FSYNC；FSYNC1-FSYNCN)包括定义同步时间周期的至少一对时间标记，并且其中基于所述时钟信号(CLK)生成所述周期性信号(s2(k))包括：使用所述同步时间周期和关于所述同步时间周期的持续时间(TSYNC)的信息来补偿所述时钟频率(fCLK)与标称时钟频率(fCLK_NOM)的偏差。2.根据权利要求1所述的方法，其中补偿所述时钟频率(fCLK)与所述标称时钟频率(fCLK_NOM)的所述偏差包括：确定校准因子(CAL)，其中确定所述校准因子(CAL)包括：在所述同步时间周期期间计数所述时钟信号(CLK)的时钟周期的数目(NCLK)，以及基于关于所述同步时间周期的所述持续时间(TSYNC)的所述信息和所述标称时钟频率(fCLK_NOM)来计算时钟周期的标称数目(NCLK_NOM)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中生成所述周期性信号(s2(k))包括：生成斜坡信号(s42(k))；以及基于所述斜坡信号(s42(k))来生成所述周期性信号(s2(k))。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述斜坡信号(s42(k))是周期性的，并且其中所述斜坡信号(s42(k))的周期的持续时间是所述周期性信号(s2(k))的周期的持续时间的整数倍。5.根据权利要求3所述的方法，其中生成所述斜坡信号(s42(k))包括：由计数器(422)生成所述斜坡信号(s42(k))的信号值，所述计数器以所述时钟频率(fCLK)和步长(INC)从最小值(MIN*)计数到最大值(MAX*)，其中所述方法进一步包括：计算所述步长(INC)，并且其中计算所述步长(INC)包括：基于所述测量频率信息(FM；FM1-FMN)和所述标称时钟频率(fCLK_NOM)来计算标称步长(INC_NOM)，以及基于所述标称步长(INC_NOM)和所述校准因子(CAL)来计算所述步长(INC)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述频率同步信号(FSYNC；FSYNC1-FSYNCN)包括一系列周期性出现的时间标记，其中每一对的两个在时间上连续的时间标记定义所述同步时间周期。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述频率同步信号(FSYNC；FSYNC1-FSYNCN)包括一系列非周期性出现的成对的时间标记。8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中计算所述校准因子(CAL)包括：基于每对时间标记来计算所述校准因子(CAL)。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个电池块(11-1N)串联连接。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述至少一个测量值(M1-MN)包括所述多个电池块(11-1N)中的所述至少一个电池块的阻抗的复幅度，并且其中获得所述至少一个测量值(M1-MN)包括：由所述多个电池监视电路(21-2N)中的所述至少一个电池监视电路将周期性电流(i(t))驱动到所述多个电池块(11-1N)中的所述至少一个电池块中。11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述至少一个测量值(M1-MN)包括所述多个电池块(11-1N)中的所述至少一个电池块的阻抗的复幅度，并且其中获得所述至少一个测量值(M1-MN)包括：由电流源(6)将周期性电流(i(t))驱动到包括所述多个电池块(11-1N)的串联电路中。12.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述至少一个测量值(M1-MN)包括所述多个电池块(11-1N)中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·玛塞利，A·伯杰，K·霍玛尔，G·霍弗，C·桑德纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE