蓄电池电源控制和电流检测系统及方法技术方案

提供了一种蓄电池系统，其包括多个蓄电池电子控制单元，每个蓄电池电子控制单元适于获得相关蓄电池组的模拟电流测量并将所获得的模拟电流测量转换成数字量，从而所述多个蓄电池电子控制单元产生多个数字量。该系统可以将数字量求和，或处理脉宽调制信号、模拟信号等等。蓄电池系统电子控制单元适用于接收和监测所述多个数字量并根据接收到的多个数字量确定蓄电池系统总电流值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请主张2012年3月14日提交的申请号为13 / 420，464、名称为“，，(Battery Power Source Control and Current DetectionSystems and Methods)的美国专利申请、以及2011年3月18日提交的申请号为61 /454，448、名称为“蓄电池电源装置及其电流检测方法”G3attery Power Source Device andCurrent Detection Method Therefor)的美国临时申请的优先权,其内容通过引用并入本申请中。
技术介绍
本申请大体上涉及蓄电池和蓄电池系统。更具体的，本申请涉及可运用于车辆应用以为车辆提供至少部分动力的蓄电池和蓄电池系统。运用电力作为全部或者部分动力的车辆(例如，电动车(EVs)、混合动力车(HEVs)，插入式混合动力车(PHEVs)等统称为“电动车”)与更传统的用内燃机的汽油动力车相比有很多优势。例如，与用内燃机的汽车相比，电动车可以产生更少的不良排放物且可展现出更高的燃烧效率(并且有时，这些车辆可以完全不用汽油，例如一些特定类型的PHEVs)。随着电动汽车技术的不断演变，需要为这些车辆提供改良的动力源(例如，蓄电池系统或模块)。例如，期望在不需要对电池重新充电的情况下增加这些车辆行驶的距离。同样期望的是，提高这些电池的性能并降低与电池系统相关的成本。不断发展改良的一个领域是电池化学领域。早期的电动车系统采用镍金属氢化物(NiMH)蓄电池作为推进源。随着时间的推移，不同的添加物和改变已经提高了 NiMH蓄电池的性能、可靠性和实用性。近来，制造商们已经开始发展可用于电动车的锂离子蓄电池。在车辆应用上使用锂离子蓄电池有几个优势。例如，锂离子蓄电池比NiMH蓄电池具有更高的电荷密度和功率系数(specific power)。也就是说,在存储同样的电荷的情况下,锂离子蓄电池比NiMH蓄电池更小，这样可以节省电动车的重量和空间(或者，可选的，这个特性使得制造商们可为车辆提供更多的能量而不需要增加车辆的重量或者电池系统占据的空间)。众所周知，锂离子蓄电池与NiMH蓄电池的性能有差异，并且在设计与工程学上的所面临的挑战也与NiMH蓄电池技术所面临的不一样。例如，与同等NiMH蓄电池相比，锂离子蓄电池更易受蓄电池温度改变的影响，因此在车辆操作过程中可能需要使用调节锂离子蓄电池温度的系统。锂离子蓄电池的制造同样面临对这类电池化学而言独有的挑战，并且针对这些挑战正在发展新的方法和系统。因此，期望提供用于电动车的改良的蓄电池模块和/或系统，以应对一个或多个关于在这些车辆中使用的NiMH和/或锂离子蓄电池系统的挑战。
技术实现思路
在一个实施例中，一种蓄电池系统包括多个蓄电池组。该系统还包括多个蓄电池电子控制单元，每个都与所述多个蓄电池组中的一个蓄电池组相关联。每个蓄电池电子控制单元适于获取相关蓄电池组的模拟电流测量，并将获得的模拟电路测量转换成数字量，从而所述多个蓄电池电子控制单元产生多个数字量。该系统还包括蓄电池系统电子控制单元，其配置用于接收和监测所述多个数字量、控制所述多个蓄电池电子控制单元对所获得的模拟电流测量进行采样的采样速度，并根据所接收的所述多个数字量确定蓄电池系统的总电流值。另一个实施方式中，一种蓄电池监测方法包括接收来自多个蓄电池电子控制单元的多个数字量，每个蓄电池电子控制单元与多个蓄电池组中的一个蓄电池组相关联。每个数字量与所述多个蓄电池组中的一个蓄电池组的模拟电流测量相对应。该方法还包括监测所述多个数字量，并根据所述多个数字量确定所述多个蓄电池电子控制单元对所获得的模拟电流测量进行采样的采样速度。该方法还包括控制所述多个蓄电池电子控制单元使其以确定的采样速度对所述模拟电流测量进行采样。另一个实施方式中，一种蓄电池系统包括多个附属电子控制单元，每个附属电子控制单元与多个蓄电池组中的一个蓄电池组相关联并适于监测和控制相关的蓄电池组。该系统还包括主电子控制单元，其与所述多个蓄电池组的主蓄电池组相关联且与所述多个附属电子控制单元中的每一个相连接。所述主电子控制单元适于根据所接收的系统控制信号确定不接收电力的所述多个附属电子控制单元的子集，并选择性地将多个附属电子控制单元的所述子集与所述主电子控制单元电子分离。另一个实施方式中，一种蓄电池系统包括多个蓄电池电子控制单元，每个蓄电池电子控制单元与多个蓄电池组中的一个蓄电池组相关。每个蓄电池电子控制单元适于获得相关蓄电池组的模拟电流测量并将所获得的模拟电流测量转换成数字量，从而所述多个蓄电池电子控制单元产生多个数字量。该系统还包括蓄电池系统电子控制单元，其适于接收和监测所述多个数字量并根据所接收的多个数字量确定蓄电池系统总电流值。【附图说明】图1为具有用于为车辆提供全部或者部分动力的蓄电池模块或系统的车辆的一个实施例的透视图；图2为混合动力车形式的图1所示实施例的剖视示意图；图3为根据当前公开的实施例的蓄电池组的等距视图。图4为蓄电池控制系统的一个实施例的框图，该电蓄池控制系统包括与车辆电子控制单元相连的主电子控制单元和多个附属电子控制单元。图5为蓄电池控制系统的一个实施例的框图，该蓄电池控制系统包括主电子控制单元、多个附属电子控制单元，以及蓄电池系统电子控制单元。图6为示出根据当前公开的实施例的蓄电池电子控制单元和蓄电池系统电子控制单元的内部构件的框图。图7示出了用于监测蓄电池系统电流值的方法的一个实施例。图8示出了适于测量由于车辆事件造成的蓄电池电流值的方法的一个实施例。【具体实施方式】现在参照附图，图1为机动车形式(例如小汽车)的车辆10的透视图，该机动车具有蓄电池模块或系统12，用于为车辆10提供全部或部分动力。在一些实施方式中，车辆10可以是电动车(EV)、混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)，或者用电力作推动力的任何其他类型的车辆(统称为“电动车”)。此外，虽然图1所示为小汽车，但车辆10的类型只是特定实施例，因此可能在其他实施例中的类型不同，所有的这些实施例都在本申请的保护范围内。例如，车辆IO可以是卡车、公共汽车、工业车辆、摩托车、休闲车、船，或者将电力作为全部或部分推动力的其他任何类型的交通工具。此外，虽然如图1所示的蓄电池模块12被放置于汽车10的后备箱或车尾，但根据其他的实施例，蓄电池模块12的位置可能不同。例如，蓄电池模块12的位置选择可基于车辆10内的可用空间、车辆10的理想的车重平衡、蓄电池系统中使用的其他组件的位置(例如，蓄电池管理系统、通风孔或冷却装置等)，以及其他各种具体实施情况的考虑。图2所示为根据当前公开的实施例的HEV形式的车辆10的剖视示意图。在所示实施方式中，蓄电池模块或系统12被设置朝向车辆10的车尾靠近油箱14。但是，在其他实施例中，蓄电池模块12可被设置为紧邻油箱14或者可被设置在车辆10的车尾单独分隔室(例如，后备箱)或被设置于车辆10的其他位置。提供内燃机16以供HEV有时使用汽油动力推动车辆10。还提供电动机18、动力分配装置20和发电机22作为车辆驱动系统的一部分。这样的HEV可仅由蓄电池系统12提供动力或驱动、仅由内燃机16提供动力或驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池系统，包括：多个蓄电池组；多个蓄电池电子控制单元，每个蓄电池电子控制单元都与所述多个蓄电池组中的一个蓄电池组相关联，其中每个蓄电池电子控制单元配置用于获取相关蓄电池组的模拟电流测量，并将获得的模拟电路测量转换成数字量，从而所述多个蓄电池电子控制单元产生多个数字量；和蓄电池系统电子控制单元，其配置用于接收和监测所述多个数字量、控制所述多个蓄电池电子控制单元对所获得的模拟电流测量进行采样的采样速度，并根据所接收的所述多个数字量确定蓄电池系统的总电流值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.18 US 61/454,448;2012.03.14 US 13/420,4641.一种蓄电池系统，包括: 多个蓄电池组； 多个蓄电池电子控制单元，每个蓄电池电子控制单元都与所述多个蓄电池组中的一个蓄电池组相关联，其中每个蓄电池电子控制单元配置用于获取相关蓄电池组的模拟电流测量，并将获得的模拟电路测量转换成数字量，从而所述多个蓄电池电子控制单元产生多个数字量；和 蓄电池系统电子控制单元，其配置用于接收和监测所述多个数字量、控制所述多个蓄电池电子控制单元对所获得的模拟电流测量进行采样的采样速度，并根据所接收的所述多个数字量确定蓄电池系统的总电流值。2.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述多个蓄电池电子控制单元中的每一个进一步配置为根据感应到的相关蓄电池组的温度控制该相关蓄电池组的冷却系统。3.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述多个蓄电池电子控制单元中的每一个进一步配置为根据所测得的相关蓄电池组的电流或电压计算该相关蓄电池组的电荷状态。4.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述多个蓄电池电子控制单元中的每一个包括处理电路、专用集成电路、可编程逻辑阵列或它们的组合。5. 根据权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述多个蓄电池电子控制单元中的每一个包括缓冲电路，其配置用于获得通过相关蓄电池组的模拟电流测量并从所获得的模拟电流测量中滤除干扰。6.根据权利要求5所述的蓄电池系统，其中所述缓冲电路包括配置用于将电流引导至所述蓄电池电子控制单元的分流器和配置用于随时间测量电流的电阻-电容电路。7.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其中所述蓄电池系统电子控制单元包括时钟发生器，其配置用于产生所述多个蓄电池电子控制单元对所获得的模拟电流测量进行采样的米样速度。8.根据权利要求7所述的蓄电池系统，其中，所述时钟发生器可进一步配置产生所述多个蓄电池电子控制单元将所获得的模拟电流测量转换成数字量的第二采样速度。9.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其中所述蓄电池系统电子控制单元包括累积单元，其配置用于接收所述数字量，并对数字量求和，以根据所接收的数字量确定蓄电池系统总电流量。10.一种蓄电池监测方法，包括: 接收来自多个蓄电池电子控制单元的多个数字量，每个蓄电池电子控制单元与多个蓄电池组中的一个蓄电池组相关联，其中每个数字量与所述多个蓄电池组中的一个蓄电池组的模拟电流测量相对应； 监测所述多个数字量； 根据所述多个数字量确定所述多个蓄电池电子控制单元对所获得的模拟电流测量进行采样的采样速度；及 控制所述多个蓄电池电子控制单元使其以确定的采样速度对所述模拟电流测量进行采样。11.根据权利要求10所述的方法，包括当对应于每个蓄电池组的模拟电流测量的改变低于预设的阈值时，减慢采样速度。12.根据权利要求10所述的方法，包括当对应于每个蓄电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格·W·里格比，托马斯·J·多尔蒂，陈志宇，
申请(专利权)人：约翰逊控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US