[發(fā)明專利]用于測量多個(gè)串聯(lián)的蓄電池中的電池電壓的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880111787.1
• 申請日: 2008-10-14
• 公開（公告）號: CN101828123A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·奧斯特舒爾特
• 申請（專利權(quán)）人: 安德烈亞斯.斯蒂爾兩合公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧江;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于測量如例如在所謂的蓄電池組或電池組、比如鋰離 子電池組中所使用的多個(gè)串聯(lián)的蓄電池中的蓄電池的電池電壓的方法 和裝置。另外，本發(fā)明還涉及具有這樣的裝置的用于蓄電池組的充電 設(shè)備。

背景技術(shù)

這種可再充電的蓄電池組的典型的應(yīng)用領(lǐng)域例如是電機(jī)床、手持家 用電器、比如吸塵器、手電筒、清洗設(shè)備、或者其它用于花園、樹木、 以及灌木養(yǎng)護(hù)的設(shè)備。

一般而言，所述和其它類型的蓄電池組含有多個(gè)串聯(lián)的單獨(dú)的蓄電 池。在此，尤其是在鋰離子蓄電池組的情況下常常存在的需要是：測 量各個(gè)串聯(lián)(即串行)的電池上的電壓(所謂的單電池電壓或電池電 壓)，以便由此例如確定所述蓄電池組的容量狀態(tài)或者能夠最佳地控 制充電/放電周期。

一般而言，相對于所述串聯(lián)電路或蓄電池組的公共電位、尤其是負(fù) 極進(jìn)行所述電池電壓的測量。在此常常產(chǎn)生的問題是：在測量電池電 壓期間，各個(gè)電池承受不同大小的負(fù)載，并且因此失去平衡。已經(jīng)表 明：由于這種失衡(Debalancierung)，蓄電池組的有效容量可能減 小。

因此，例如在DE?103?47?110中描述了用于測量蓄能器的電池堆中 的各個(gè)電池電壓的裝置和方法。在此，與每個(gè)電池并聯(lián)地布置有兩個(gè) 二極管的串聯(lián)電路，所述二極管的連接點(diǎn)分別通過電容器和轉(zhuǎn)換開關(guān) 與差分放大器相連接。確定頻率和幅度的交變電流被饋入到所述電容 器中，所述交變電流生成對應(yīng)于電池電壓的交變電壓，所述交變電壓 在經(jīng)過整流以后被轉(zhuǎn)換成該電池電壓的相對于地的直流電壓值。

從DE?103?20?127中公知用于蓄電池(Speicherbatterie)的控 制裝置和控制方法，其中設(shè)置有：第一控制設(shè)備，用于在蓄電池的端 電壓處于或高于預(yù)先給定的閾值的情況下釋放在所述蓄電池(電容器) 中所存儲的電荷；溫度檢測設(shè)備，用于檢測所述蓄電池的溫度；以及 第二控制設(shè)備，其根據(jù)所述蓄電池的溫度改變所述預(yù)先給定的閾值。 通過在由溫度變化造成蓄電池的端電壓變化的情況下同樣改變閾值， 將避免不必要的放電并且提高所存儲的充電量。

DE?100?51?984公開了一種電池電壓測量裝置，其尤其是用于如下 的電池：所述電池由多個(gè)串聯(lián)的模塊組成，所述模塊分別具有多個(gè)串 聯(lián)的次級電池。該裝置基本上針對每個(gè)模塊都分別包括：電容器，其 被充電到有關(guān)模塊的電壓；將所述電容器同該模塊相連接和斷開的開 關(guān)；電壓跟隨器，其輸出所述電容器上的電壓；以及將所述電壓跟隨 器同所述電容器相連接和斷開的開關(guān)。因此，電池電壓將以高精確度 被檢測。

在EP?1?750?139中描述了一種用于由多個(gè)串聯(lián)的電池組成的電池 組的電壓測量裝置。該測量裝置基本上包括：采樣開關(guān)，其用于將一 個(gè)或多個(gè)要測量的電池與電容器相連接，使得所述電容器通過所述電 池被充電；測量部分，其檢測并校正作為測量電壓的被充電的電容器 上的電壓，使得減小測量電壓的由所述采樣開關(guān)的端子電容 造成的電壓誤差；以及過壓保護(hù)開關(guān)，其在即 將接通所述采樣開關(guān)之前被接通并且將所述測量部分的輸入端子接 地，使得保護(hù)所述測量部分不致于過壓。因此，將基本上提高測量精 確度，并且避免所述測量部分上達(dá)到過壓。

最后，從US?2004/0051534中公知了另一用于由多個(gè)串聯(lián)的電池 組成的電池組的電壓測量裝置。多個(gè)串聯(lián)的并且通過開關(guān)能夠交替地 與不同電池相連接的電容器用于存儲電池電壓，所述電池電壓被加以 A/D轉(zhuǎn)換并且通過模擬的保護(hù)開關(guān)被輸送給電壓檢測器。另外，還設(shè)置 有噪聲抑制裝置。因此將以可靠的方式以小的測量誤差測量電池電壓。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，提供用于測量(尤其是蓄電池組 中的)多個(gè)串聯(lián)的蓄電池中的蓄電池的電池電壓的方法和裝置，利用 所述方法/裝置，可以至少顯著地減小由于對各個(gè)電池上的電池電壓進(jìn) 行所述測量而造成的電池串聯(lián)電路的失衡。

該任務(wù)根據(jù)權(quán)利要求1利用一種用于測量具有公共參考電位的多 個(gè)串聯(lián)的蓄電池中的蓄電池的電池電壓的方法來解決，具有數(shù)目與要 測量的電池的數(shù)目相對應(yīng)的多個(gè)串聯(lián)的測量電阻；以及在所述測量電 阻與所述電池之間的多個(gè)開關(guān)，經(jīng)由所述開關(guān)通過閉合能夠分別將所 述測量電阻之一與所述電池之一并聯(lián)，該方法具有下列步驟：