[發明專利]電池監視電路、裝置及方法

有效

• 申請號: 201210174888.1
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102810890A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 約翰尼斯·P·M·范拉莫林;曼塞阿斯·約翰內斯·杰拉爾德斯·拉莫爾斯
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本公開涉及電池監視，具體涉及電池監視電路、裝置及方法。

背景技術

在許多可再充電電池(rechargeable?battery)應用中，比如在混合/電動車輛的電池系統中使用的可再充電電池應用中，大量串聯電池用于產生高壓，其中，該高壓可以被用于驅動汽車發動機之類的部件。在這些系統中，了解串聯電池(例如，電池組(battery?pack))的SoH(健康狀態(State?of?Health))和SoC(電荷狀態(State?of?Charge))是重要的。

估計或確定SoH和/或SoC的一種方式包括使用電池單元的阻抗，其中單元的阻抗(及其隨著時間的變化方式)可以用于精確地確定這些特性。盡管一般并不根據阻抗直接獲得SoC，但是知道SoH可以有助于改善SoC估計，特別是在單元變舊并且經歷更多充電/放電周期時。了解SoH和/或SoC還使得可以應用能夠使電池組的日歷壽命(calendar?life)、循環壽命(cycle?life)和能量存儲能力最大化的期望/最佳充電和放電策略。

因此，有用的是，按照精確而可靠的方式確定電池單元的狀況，以在多種單元監視和控制應用中使用。例如，對于控制單元的充電以及提供對電池的總體電荷水平的指示而言，這些信息可能是有用的。

然而，檢測電池單元特性可能是具有挑戰性的。例如，可以同時測量電池單元電壓和電流來估計阻抗，但是這種測量可能是具有挑戰性的。此外，這些方法可能導致無法精確地表示電池單元阻抗。此外，許多單元狀況檢測方法可能需要對大量數據的傳輸和處理，這對于多種系統而言實現起來可能是具有挑戰性的。

這些和其它問題對于電池單元特性的監視仍然給出了挑戰。

發明內容

各種示例性實施例涉及對電池(如，在電動車輛中使用的電池組)特性的監視。

根據示例性實施例，能量存儲單元裝置包括多個電池單元、電流注入電路、阻抗檢測電路和與阻抗檢測電路相耦合的數據提取電路。電流注入電路將電流分別注入所述多個電池單元中單獨的電池單元，阻抗檢測電路響應于注入電流，檢測所述多個電池單元的阻抗特性。數據提取電路從阻抗檢測電路接收與檢測到的阻抗特性相關的阻抗數據，將阻抗數據的低頻分量與阻抗數據的高帶寬(例如，包括高頻)分量相分離，以及從高帶寬數據中提取所述多個電池單元的阻抗信息。所述裝置還包括輸出電路，該輸出電路提供低頻分量和從高帶寬分量提取的阻抗信息，作為對能量存儲單元裝置的阻抗特性加以指示的輸出。

另一示例性實施例涉及一種用于監視電池組的監視電路，所述電池組具有串聯連接的多個電池單元。所述監視電路包括電流注入電路和電壓檢測電路，電流注入電路將電流分別注入所述多個電池單元中單獨的電池單元，對于每個電池單元，響應于注入的電流，電壓檢測電路提供對該電池單元的單元電壓加以指示的輸出。所述電路還包括電流檢測電路，該電流檢測電路提供對通過電池單元串聯連接的電阻器電路上的電壓加以指示的輸出，從而指示通過電池單元的電流。提取電路提取電流檢測電路和電壓檢測電路的輸出的幅度和相位特性，以響應于注入的電流，提供對所提取的幅度和相位及單元的阻抗特性加以指示的輸出。

另一示例性實施例涉及在電池組電路中(例如，在控制電路中)監視電池組，所述電池組包括串聯連接的多個電池單元。將電流分別注入所述多個電池單元中單獨的電池單元。對于每個電池單元，響應于注入電池單元中的電流，提供對電池單元的單元電壓加以指示的輸出，還提供對通過每個電池單元的電流加以指示的輸出。針對每個單元，提取電流和電壓輸出的幅度和相位特性，以提供對單元的阻抗特性的指示。

以上討論/綜述并非旨在描述本公開的每個實施例或每種實現。附圖和以下描述也對多種實施例進行了舉例說明。

附圖說明

結合附圖，通過考慮以下詳細描述，可以更全面地理解各種示例性實施例，其中：

圖1示出了根據本發明示例性實施例的用于測量電池組的單元特性的系統；

圖2示出了根據本發明的一個或多個示例性實施例的測量電池組的單元特性的流程圖；

圖3示出了根據另一示例性實施例的能量存儲單元裝置；

圖4示出了根據本發明示例性實施例的用于測量電池組的單元特性的系統，該系統具有針對ADC的多路服用輸入。

具體實施方式