监控系统和方法技术方案

一种用于监控单体蓄电池或者蓄电池组的电压的方法和系统。第一监控单元具有第一多个蓄电池监控节点、第一和第二数据端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第一供电端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第二供电端口、以及第三供电端口。控制器被连接到第一监控单元。可选地，参考电压可以连接到控制器或者可以连接到第一监控单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及蓄电池，更具体地涉及监控蓄电池组。
技术介绍
蓄电池组被用在许多应用中，这些应用包含汽车、航空、航线、航海、电脑、通信、 重型装备、遥感，等等。蓄电池组一般彼此串联排列，以提供驱动电负载的特定额定电压的 电源。蓄电池组内的每个蓄电池包括多个单独的单体蓄电池。蓄电池的寿命强烈地依赖于 蓄电池被充电和放电的方式，并且将会因对单体电池过充电或对单体电池过放电而减少。 另外，使蓄电池组的所有单体电池保持在相同的容量是合乎需要的。这对应于使所有单体 电池保持在大约相同的开路电压。蓄电池的使用和一个单体电池的过放电将影响该单体电 池的寿命以及该蓄电池的寿命。例如，与以标称电压操作的单体蓄电池相差50毫伏(mV) 的单体蓄电池的容量比以标称电压操作的单体蓄电池的容量低5%。这种差异在上面所描 述的应用中可能是不可接受的。因此，蓄电池制造商不断努力寻找更好的和更精确的测量 技术，用于测量单体蓄电池两端的电压。连同改进测量技术一起，蓄电池制造商正在寻找平 衡蓄电池组内的单体电池电压的方法。已经发现，在蓄电池监控和控制单元中的一个误差源为该单元的电压参考源。通 常，这些单元在从-40摄氏度(°C)到150°C的温度范围上仅仅精确到+/_1%。对于4.2V 的最大单体电池电压，这给出了+/_42mV的可能误差范围，该范围对于许多蓄电池应用而言一般太高。因此，有用于监控和平衡蓄电池组的电压以及蓄电池组内的单体电池的电压的电 路和方法将是有利的。该电路和方法有成本效益将是另外的优势。附图说明从结合附图理解的以下详细描述的阅读中，将更好地理解本专利技术，在附图中相似 的参考符号表示相似的元件，并且其中图1是根据本专利技术实施方式的蓄电池系统的一部分的原理图；图2A、2B和2C是根据本专利技术实施方式的蓄电池系统的原理图；图3是图1中的蓄电池系统的一部分的原理图；图4是图1中的蓄电池系统的另一部分的原理图；图5A、5B和5C是根据本专利技术的另一个实施方式的蓄电池系统的原理图；图6是根据本专利技术的另一个实施方式的蓄电池系统的原理图；以及图7是适合于供根据本专利技术的蓄电池系统使用的开关的原理图。具体实施例方式总体上，本专利技术提供了 一种用于监控一个或多个单体蓄电池或者一个或多个蓄电 池的。根据本专利技术的实施方式，第一监控单元被用来测量第一蓄电池的第一单体电池的电压，并且生成第一测量结果。测量第一蓄电池的第一单体电池的电压包含 使用第一参考电压。第二监控单元被用来测量第一参考电压并且生成第二测量结果。适合 于校正来自第一和第二监控单元中的至少一个的一组测量的第一校正因数使用第一测量 结果和第二测量结果来计算。根据另一个实施方式，第一监控单元具有第一多个蓄电池监控节点、第一和第二 数据端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第一供电端口、被可切换地 耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第二供电端口、以及第三供电端口。控制器至少具 有第一节点、第二节点以及第三节点，第一节点被耦合到第一数据端口，第二节点被耦合到 第二供电端口，并且第三节点被耦合成接收参考电压。根据又一个实施方式，监控系统包括第一监控单元，其具有第一多个蓄电池监控 节点、第一和第二数据端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第一供电 端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第二供电端口、第三供电端口、和 被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第一参考端口以及被可切换地耦合到 所述第一多个蓄电池监控节点的第二参考端口。控制器具有耦合到所述第一数据端口的至 少一个端口。参考图1，所示为局部蓄电池模块22m，其包括被耦合到蓄电池监视控制单元16m的 蓄电池单元20m。应当注意的是，下标“m”代表一整数。蓄电池监视控制单元括被耦 合到逻辑电路30m的高侧接口(IFH)电路26m和低侧接口(IFL)电路28m。Ii7H电路26m被 称为高侧接口电路，因为它比IFL电路28m连接到蓄电池单元20m的更高电位。类似地，IFL 电路28m被称为低侧接口电路，因为它比Ira电路26m连接到蓄电池单元20m的更低电位。 IFH电路26m具有耦合到输入/输出节点32m的用于接收操作电位的源VrcEm的端子，以及 耦合到输入/输出节点34m的用于发送和接收控制信号Tx/Rxlm的端子。IFL电路28m具有 耦合到输入/输出节点42m的用于接收操作电位的源Vrail的端子，以及耦合到输入/输出节 点44m的用于发送和接收控制信号Txl/Rx2m的端子。输入/输出节点32m和42m可以被称 为供电节点，并且输入/输出节点34m和44m可以被称为数据节点。输入/输出节点32m与 42m以及输入/输出节点34m与44m作为可选的输入端口。蓄电池监视控制单元16m还包括 诸如复用器的选择设备54m，其具有输入541。, ,.541!, m、…、541^), m、54In, m、54I(n+1), m、输出 540U和5402,m、正供电输入端子54Pm、以及负供电输入端子54Mm。应当注意的是，下标“η” 代表一个整数。选择设备54m不限于是复用器，而可以是开关、多个开关、或者类似物。供电输入端子54Pm连接到Ira电路26m的输入，并且通过开关62m连接到输出5402， m。IFH电路26m被耦合到供电节点32_ 用于接收操作电位的源VrcEm，并且被耦合到作为局部 地的供电输入端子54Pm。供电输入端子32m连接到Ira电路26m的输入，并且通过开关63m 连接到输出540^ m。输出5402, m通过开关66m连接到增益级64m的输入，并且通过开关70m 连接到操作电位的源，例如地，S卩，输出5402,m通过开关66m被可切换地耦合到增益级64m的 输入，并且通过开关70被可切换地耦合到操作电位的源。输出540^通过开关68m连接到 增益级64m的另一个输入，即，输出540^被可切换地连接到增益级64m的另一输入。增益 级64m的输出连接到模数转换器(ADC) 72_ 的输入。举例来说，增益级64m是具有反相输入、 非反相输入以及输出的运算放大器。因此，输出5402,m被可切换地连接到运算放大器64m 的反相输入，输出540^被可切换地连接到运算放大器64m的非反相输入，并且运算放大器64m的输出连接到模数转换器(ADC) 72m的输入。ADC 72m的一个或多个输出72,连接到逻辑 电路30m的一个或多个相应输入。举例来说，ADC 72_ 是10位模数转换器，并因此具有耦合 到逻辑电路相应输入的十个输出72q。ADC 72111生成出现在输出72,上的测量结果。 ADC 72_ 的控制输入被耦合成接收操作电位的源例如Vrcm。电压调节器76_ 具有耦合成接收 来自参考电压源75m的参考电位或电压参考Vkefdi的输入、耦合到供电输入端子54Pm用于接 收操作电位的另一个源Vpp的输入、以及耦合成在输入54Mmi接收操作电位的源例如地的 输入。电压调节器输出，即供给Vrcm,公共地连接到ADC 72m的参考输入，并作为IFL 电路电源。操作电位的源V.，即供给V.，得自参考电压VKEFm。应当注意的是，参考 电压源75m作为电压参考，并且电压调节器76m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监控一个或多个蓄电池的方法，包括：使用第一监控单元测量第一蓄电池的第一单体电池的电压，以生成第一测量结果，其中测量所述第一蓄电池的所述第一单体电池的电压的步骤包括使用第一参考电压；使用第二监控单元测量所述第一参考电压以生成第二测量结果；以及使用所述第一测量结果和所述第二测量结果来计算第一校正因数，所述第一校正因数适合于用于校正来自所述第一监控单元和第二监控单元中的至少一个的一组测量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：G范登桑德，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]