[發明專利]監測電池組件的電池單體的電壓的裝置和方法

有效

• 申請號: 200980146143.0
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN102216795A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 許真碩;金智浩;李達勛;李相勛
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R19/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張煥生;謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種電池組件的電池單體電壓測量裝置和測量方法，更具體而言，涉及一種用于按每個電池單體組為單位來測量電池組件中的多個電池單體的電壓的裝置和方法。

背景技術

近年來，礦物燃料的排放和環境污染備受關注，人們越來越青睞用電能來代替礦物燃料的電動車輛或混合動力車輛。

電動車輛或混合動力車輛使用大容量電池組件，且電池組件包括能重復充電和放電的多個電池單體。在電池組件的充電/放電的過程中，需要恰當地維護每個電池單體的充電狀態(SOC)，并防止電池組件受到異常情況的影響，諸如受到過充電或過放電的影響。因此，需要用電池單體電壓測量裝置周期性測量和監測每個電池單體的電壓。

圖1是傳統蓄電池單體電壓測量裝置10的電路圖。

參照圖1，傳統蓄電池單體電壓測量裝置10包括浮動電容器(C)、第一開關(SW1)、第二開關(SW2)、電池單體電壓測量電路20、A/D轉換器30、和控制器40。

第一開關(SW1)由控制器40導通，以實現電池單體電壓測量。由此，將每個電池單體(B)的電壓充電到每個對應浮動電容器(C)上。充電電池單體電壓之后，所有的第一開關(SW1)斷開，從而在浮動電容器(C)上保持電池單體電壓。

在充電和保持電池單體電壓之后，根據預設的次序逐一導通第二開關(SW2)。借此，將每個浮動電容器(C)上保持的電壓(電池單體電壓)依次施加給電池單體電壓測量電路20。

電池單體電壓測量電路20測量保持在每個浮動電容器(C)上的并依次施加到其上的電壓，并將對應于每個電池單體電壓的模擬電壓信號輸出至A/D轉換器30。然后，A/D轉換器30將模擬電壓信號轉換成預定比特位的數字電壓信號，并將數字電壓信號輸出至控制器40。

控制器40控制第一開關(SW1)和第二開關(SW2)的整體操作，并接收從A/D轉換器30輸出的每個電池單體(B)的數字電壓信號，而且將數字電壓信號存儲到存儲器(未示出)中。另外，控制器40利用存放在存儲器中的每個電池單體(B)的電壓數據來控制每個電池單體(B)的充電/放電，并進行包括防止過充電或過放電的各種電池防護操作。

電池單體電壓測量電路20包括差分放大器，差分放大器用于將對應于浮動電容器(C)的兩個端子之間電壓的電壓信號輸出至A/D轉換器30。但是，傳統的電池單體電壓測量電路20具有電池單體電壓測量線路L1至L4，這些電池單體電壓測量線路L1至L4用以使用一個差分放大器來測量多個電池單體(四個電池單體)的電壓。

如上所述，傳統的電池單體電壓測量裝置10具有電池單體電壓測量線路L1至L4，這些電池單體電壓測量線路L1至L4用以使用一個差分放大器測量四個電池單體的電壓。因此，應當轉換浮動電容器(C)的兩個端子之間的電壓的極性，從而測量偶數個電池單體的電壓。為此，電池單體電壓測量電路20中具有極性反向電路，這將導致電池單體電壓測量裝置10的電路結構很復雜。另外，使用單個差分放大器來測量多個電池單體的電壓。由此，在測量上側的電池單體的電壓時，將高電位施加給差分放大器。為此，需要使用像差分放大器一樣能夠承受高電位的高度耐用器件。但是，高度耐用器件很昂貴，致使電池單體電壓測量裝置的制造成本提高。

發明內容

技術問題

設計本發明以解決現有技術的問題，因此，本發明的一方面提供了一種不使用差分放大器和極性反向電路，按每個電池單體組為單位來測量多個串聯連接的電池單體的電壓的裝置和方法，以及包括所述裝置的電池組件操作裝置和電池組件。

問題的解決方法

本發明可提供一種電池組件的電池單體電壓測量裝置，包括：多個多路復用器，所述多路復用器對應于電池組件的每個電池單體組而連接，并被操作以基于從對應電池單體組施加的參考電位而輸出包括在每個電池單體組中的每個電池單體的電壓信號；多個浮動電容器，所述浮動電容器對應于包括在每個電池單體組中的每個電池單體而連接，且每個電池單體的電壓被充電和保持在所述浮動電容器上；開關裝置，所述開關裝置用于使得能把每個電池單體的電壓充電和保持在每個對應浮動電容器上；以及控制器，所述控制器用于按每個電池單體組為單位來控制開關裝置，以使得能把每個電池單體的電壓充電和保持在每個對應浮動電容器上，并控制每個多路復用器以測量保持在連接至每個對應多路復用器的每個電池單體組的每個浮動電容器上的電池單體電壓。