电池单体电压测量设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种电池单体电压测量设备和方法。电池单体电压测量设备包括：多个浮置电容器，与电池组件中包括的多个电池单体相对应地设置；多个切换单元，与电池组件的每一电池单体相对应地设置并且可切换到充电模式或测量模式；以及电池单体电压检测器，用于通过下述操作来测量每一电池单体的电压：把每一切换单元切换到充电模式使得把每一电池单体的电压充电到每一对应的浮置电容器上，并且非同时地把每一切换单元切换到测量模式使得把充电到浮置电容器上的电池单体电压施加在基准电势和公共电池单体电压测量线之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用来测量电池组件中包括的多个电池单体的电压的设备和方法。
技术介绍
通常，电动车辆、混合动力车辆等使用的高容量电池组件包括能够重复充电和放电的多个电池单体。在电池组件的充电/放电期间，需要适当地维持每一个电池单体的电荷状态(SOC)，以及防止电池组件受到诸如过度充电或过度放电的异常情形的影响。因此， 需要利用电池单体电压测量设备周期性地测量和监控每一个电池单体的电压。图1是传统的电池单体电压测量设备10的电路图。参考图1，传统的电池单体电压测量设备10包括浮置电容器(C)、第一开关(SWl)、 第二开关(SW2)、电池单体电压测量电路20、A/D转换器30和控制器40。通过控制器40接通第一开关(SWl)，使得进行电池单体电压测量。因此，把每一个电池单体⑶的电压充电到每一个对应的浮置电容器(C)上。在电池单体电压的充电之后，第一开关(SWI)被全部断开。当第一开关(SWl)被全部断开时，浮置电容器(C)与电池单体(B)电隔离。由此保持浮置电容器(C)上的电池单体电压。在电池单体电压的充电和保持之后，随后依次接通第二开关(SW2)。相应地，在每一个浮置电容器(C)上的电压(电池单体电压)随后被施加到电池单体电压测量电路20。电池单体电压测量电路20测量随后施加到每一个浮置电容器(C)两端的电压， 并且把对应于每一个电池单体⑶的电压的模拟电压信号输出到A/D转换器30。然后，A/ D转换器30把模拟电压信号转换成预定位的数字电压信号，并且把该数字电压信号输出到控制器40。控制器40控制第一开关(SWl)和第二开关(SW2)的总体操作，并且接收从A/D转换器30输出的每一个电池单体(B)的数字电压信号，以及将该数字电压信号存储在存储器 (未示出)中。并且，控制器40基于存储在存储器中的每一个电池单体(B)的数字电压信号而控制每一个电池单体(B)的充电/放电，以及执行各种电池保护操作，诸如防止过度充电或过度放电的操作。电池单体电压测量电路20包括差分放大器，用于把对应于浮置电容器(C)两端电压的电压信号输出到A/D转换器30。然而，传统的电池单体电压测量电路20具有电池单体电压感测线Ll到L4，感测线Ll到L4被设计成利用单个差分放大器来测量多个电池单体的电压。如在图1中所示，传统的电池单体电压测量设备10具有电池单体电压感测线Ll 到L4，感测线Ll到L4被设计成利用单个差分放大器来测量四个电池单体的电压。因此，当测量偶数编号的电池单体的电压时，在与偶数编号的电池单体对应的浮置电容器(C)两端的电压的极性将被反转。为此目的，电池单体电压测量电路20在其中具有极性反转电路， 这导致了电池单体电压测量设备10的复杂的电路结构。
技术实现思路
技术问题提出本专利技术来解决现有技术的问题，并且因此，本专利技术的一方面是提供用于在没有使用差分放大器和极性反转电路的情况下，测量包括在电池组件中的多个电池单体的电压的设备和方法。技术方案本专利技术提供一种电池单体电压测量设备，包括多个浮置电容器，与电池组件中包括的多个电池单体相对应地设置；多个切换单元，与所述电池组件的每一电池单体相对应地设置，并且可切换到充电模式或测量模式；以及电池单体电压检测器，其用于通过下述操作来测量每一电池单体的电压把每一切换单元切换到充电模式用使得把每一电池单体的电压充电到每一对应的浮置电容器上，并且非同时地把每一切换单元切换到测量模式使得把充电到所述浮置电容器上的电池单体电压施加在基准电势和公共电池单体电压测量线之间。优选地，所述切换单元与每一浮置电容器相对应地设置。优选地，每一切换单元可以包括第一开关，用于把每一对应的浮置电容器的一个端子连接到每一对应的电池单体的一个端子，或把所述基准电势连接到所述浮置电容器的所述一个端子；以及第二开关，用于将每一对应的浮置电容器的另一个端子连接到每一对应的电池单体的另一个端子，或将所述公共电池单体电压测量线连接到所述浮置电容器的所述另一个端子。根据本专利技术，所述电池单体电压检测器可以包括用于控制每一切换单元的操作的控制器。根据本专利技术的方面，所述控制器可以通过下述操作来将每一切换单元切换到充电模式控制所述第一开关使得连接每一对应的浮置电容器的一个端子到每一对应的电池单体的一个端子；并且控制所述第二开关使得连接每一对应的浮置电容器的另一个端子到每一对应的电池单体的另一个端子。优选地，所述控制器可同时地或非同时地将每一切换单元切换到充电模式，使得把每一对应的电池单体的电压充电到每一对应的浮置电容器上。根据本专利技术的另一方面，所述控制器可通过下述操作将每一切换单元切换到测量模式控制所述第一开关使得连接每一对应的浮置电容器的一个端子至所述基准电势；并且控制所述第二开关使得连接每一对应的浮置电容器的另一个端子至所述公共电池单体电压测量线。根据本专利技术的又一方面，在非同时地将每一切换单元切换到测量模式之前，所述控制器可以把每一切换单元切换到保持模式，从而使每一对应的浮置电容器与每一对应的电池单体电隔离。S卩，所述控制器通过下述操作把每一切换单元切换到保持模式控制所述第一开关使得释放在每一对应的浮置电容器的一个端子和每一对应的电池单体的一个端子之间的连接；以及控制所述第二开关使得释放在每一对应的浮置电容器的另一个端子和每一对应的电池单体的另一个端子之间的连接。优选地，所述控制器可同时地或非同时地将每一切换单元切换到保持模式。优选地，所述电池单体电压检测器可以包括电池单体电压放大器，所述电池单体电压放大器用于输出在所述基准电势和所述公共电池单体电压测量线之间施加的所述电池单体电压。例如，所述电池单体电压放大器可以是缓冲器。优选地，所述电池单体电压检测器进一步可以包括A/D转换器，所述A/D转换器用于把从所述电池单体电压放大器输出的电池单体电压信号转换为数字电压信号。在本专利技术中，所述电池单体电压检测器可以把每一电池单体的测量电压存储在存储器中。本专利技术的目的可以进一步提供包括上述电池单体电压测量设备的电池组件，电池管理系统、或电池操作设备。本专利技术可以提供一种电池单体电压测量方法，其利用多个浮置电容器和多个切换单元来测量电池单体电压，所述多个浮置电容器与电池组件中包括的多个电池单体相对应地设置，所述多个切换单元与所述电池组件的每一电池单体相对应地设置并且可切换到充电模式或测量模式。所述方法包括(a)将所述切换单元切换到充电模式使得把每一电池单体的电压充电到每一对应的浮置电容器上，以及(b)非同时地将每一切换单元切换到测量模式，使得把充电到所述浮置电容器上的电池单体电压施加在基准电势和公共电池单体电压测量线之间，并且测量所述电池单体电压。优选地，在(b)步骤之前，所述方法进一步包括将每一切换单元切换到保持模式，使得把每一对应的浮置电容器与每一对应的电池单体电隔离。优选地，同时或非同时地把每一电池单体的电压充电到每一对应的浮置电容器上。以及，同时或非同时地使每一浮置电容器与每一对应的电池单体电隔离。附图说明附图示出本专利技术的优选实施例，并且被包括以和本专利技术的详细描述一起提供本专利技术的精神的进一步理解，并且因此，本专利技术不应该被受限制地解释为在附图中的内容。其中图1是传统的电池单体电压测量设备的电路图；图2是根据本专利技术的实施例的电池单体本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电池单体电压测量设备，包括：多个浮置电容器，所述多个浮置电容器与电池组件中包含的多个电池单体相对应地设置；多个切换单元，所述多个切换单元与所述电池组件的每一电池单体相对应地设置，并且可切换到充电模式或测量模式；以及电池单体电压检测器，用于通过以下操作来测量每一电池单体的电压：把每一切换单元切换到充电模式使得把每一电池单体的电压充电到每一对应的浮置电容器上，并且非同时地将每一切换单元切换到测量模式使得把充电到所述浮置电容器上的电池单体电压施加在基准电势和公共电池单体电压测量线之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：许真硕，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR