[发明专利]用于监控和平衡电池组中的电池的方法和系统

权利要求书

1.一种用于平衡一个或多个电池组内的能量供应装置的系统， 包括：

至少一组串联电连接的N个能量供应装置，其中N为大于1的整 数；

对于每一组N个能量供应装置的用于每相邻的一对能量供应装 置的平衡电路，其中该平衡电路调节存储在该相邻的一对中的每一个 能量供应装置中的电荷，使得(i)该对中的第一能量供应装置中所存 储的电荷与该对中的第二能量供应装置相等，以及(ii)在每一个能 量供应装置中所存储的电荷保持在预定阈值以上，并且其中该平衡电 路包括被以背靠背配置的方式布置的一对齐纳二极管，用于维持每一 个能量供应装置中所存储的电荷。

2.如权利要求1所述的系统，还包括电压监控模块，用于顺序地 选择每一个能量供应装置并且在输出端口处提供所选的能量供应装 置两端的电压，其中该电压监控模块使用低导通电阻的差分多路复用 器来选择每一个能量供应装置并且提供所选的能量供应装置两端的 电压。

3.如权利要求2所述的系统，其中该差分多路复用器由双电源电 路供电。

4.如权利要求2所述的系统，其中该电压监控模块提供能量供应 装置与输出端口之间的隔离。

5.如权利要求4所述的系统，其中该隔离包括使得用于该差分多 路复用器的选择信号经过光隔离器，并且使所选的能量供应装置两端 的电压经过隔离放大器。

6.如权利要求1所述的系统，还包括温度监控模块，用于接收代 表与该电池组以及一个或多个其它电池组相关的温度的信号，并且用 于在输出端口处选择性地提供所接收到的信号中的一个。

7.如权利要求2所述的系统，其中该平衡电路和该电压监控模块 被结合在单个印刷电路板中。

8.如权利要求1所述的系统，其中每一个能量供应装置都为锂电 池。

9.一种用于提供一个或多个电池组的被隔离的监控以及用于平 衡该一个或多个电池组内的能量供应装置的系统，包括：

至少一组串联电连接的N个能量供应装置，其中N为大于1的整 数；

对于每一组N个能量供应装置的平衡模块和电压监控模块；

其中该平衡模块包括用于每相邻的一对能量供应装置的平衡电 路；

其中该平衡电路调节存储在该相邻的一对中的每一个能量供应 装置中的电荷，使得(i)该对中的第一能量供应装置中所存储的电荷 与该对中的第二能量供应装置相等，以及(ii)在每一个能量供应装 置中所存储的电荷保持在预定阈值以上，并且其中该平衡电路包括被 以背靠背配置的方式布置的一对齐纳二极管，用于维持每一个能量供 应装置中所存储的电荷；以及，

其中该电压监控模块包括：

(i)差分多路复用器，在双电源上工作，用于顺序地选择出现 在多个输入端口的能量供应装置中的每一个并且在输出端口处提供 所选的能量供应装置两端的电压，其中该差分多路复用器的特征在于 从输入端口到输出端口的低导通电阻路径；

(ii)电阻分压器，用于使所选的能量供应装置两端的电压按比 例变化以产生按比例变化的电压；

(iii)隔离放大器，用于提供该按比例变化的电压的被隔离形式；

(iv)被隔离的DC到DC转换器，用于向隔离放大器的输入侧供 电，以及

(v)输出运算放大器，用于使该按比例变化的电压与系统控制 器阻抗匹配。

10.如权利要求9所述的系统，还包括(i)运算放大器，用于确 定在相邻的一对能量供应装置之间的电荷失衡的水平并且产生对应 于该电荷失衡水平的误差信号，以及(ii)堆叠的晶体管对，被布置 为根据该误差信号来重新分配该相邻的一对能量供应装置的电荷。

11.如权利要求9所述的系统，其中该差分多路复用器由双电源 电路供电。