[发明专利]用于测量多个串联的蓄电池中的电池电压的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量如例如在所谓的蓄电池组或电池组、比如锂离 子电池组中所使用的多个串联的蓄电池中的蓄电池的电池电压的方法 和装置。另外，本发明还涉及具有这样的装置的用于蓄电池组的充电 设备。

背景技术

这种可再充电的蓄电池组的典型的应用领域例如是电机床、手持家 用电器、比如吸尘器、手电筒、清洗设备、或者其它用于花园、树木、 以及灌木养护的设备。

一般而言，所述和其它类型的蓄电池组含有多个串联的单独的蓄电 池。在此，尤其是在锂离子蓄电池组的情况下常常存在的需要是：测 量各个串联(即串行)的电池上的电压(所谓的单电池电压或电池电 压)，以便由此例如确定所述蓄电池组的容量状态或者能够最佳地控 制充电/放电周期。

一般而言，相对于所述串联电路或蓄电池组的公共电位、尤其是负 极进行所述电池电压的测量。在此常常产生的问题是：在测量电池电 压期间，各个电池承受不同大小的负载，并且因此失去平衡。已经表 明：由于这种失衡(Debalancierung)，蓄电池组的有效容量可能减 小。

因此，例如在DE 103 47 110中描述了用于测量蓄能器的电池堆中 的各个电池电压的装置和方法。在此，与每个电池并联地布置有两个 二极管的串联电路，所述二极管的连接点分别通过电容器和转换开关 与差分放大器相连接。确定频率和幅度的交变电流被馈入到所述电容 器中，所述交变电流生成对应于电池电压的交变电压，所述交变电压 在经过整流以后被转换成该电池电压的相对于地的直流电压值。

从DE 103 20 127中公知用于蓄电池(Speicherbatterie)的控 制装置和控制方法，其中设置有：第一控制设备，用于在蓄电池的端 电压处于或高于预先给定的阈值的情况下释放在所述蓄电池(电容器) 中所存储的电荷；温度检测设备，用于检测所述蓄电池的温度；以及 第二控制设备，其根据所述蓄电池的温度改变所述预先给定的阈值。 通过在由温度变化造成蓄电池的端电压变化的情况下同样改变阈值， 将避免不必要的放电并且提高所存储的充电量。

DE 100 51 984公开了一种电池电压测量装置，其尤其是用于如下 的电池：所述电池由多个串联的模块组成，所述模块分别具有多个串 联的次级电池。该装置基本上针对每个模块都分别包括：电容器，其 被充电到有关模块的电压；将所述电容器同该模块相连接和断开的开 关；电压跟随器，其输出所述电容器上的电压；以及将所述电压跟随 器同所述电容器相连接和断开的开关。因此，电池电压将以高精确度 被检测。

在EP 1 750 139中描述了一种用于由多个串联的电池组成的电池 组的电压测量装置。该测量装置基本上包括：采样开关，其用于将一 个或多个要测量的电池与电容器相连接，使得所述电容器通过所述电 池被充电；测量部分，其检测并校正作为测量电压的被充电的电容器 上的电压，使得减小测量电压的由所述采样开关的端子电容 造成的电压误差；以及过压保护开关，其在即 将接通所述采样开关之前被接通并且将所述测量部分的输入端子接 地，使得保护所述测量部分不致于过压。因此，将基本上提高测量精 确度，并且避免所述测量部分上达到过压。

最后，从US 2004/0051534中公知了另一用于由多个串联的电池 组成的电池组的电压测量装置。多个串联的并且通过开关能够交替地 与不同电池相连接的电容器用于存储电池电压，所述电池电压被加以 A/D转换并且通过模拟的保护开关被输送给电压检测器。另外，还设置 有噪声抑制装置。因此将以可靠的方式以小的测量误差测量电池电压。

发明内容

因此，本发明所基于的任务在于，提供用于测量(尤其是蓄电池组 中的)多个串联的蓄电池中的蓄电池的电池电压的方法和装置，利用 所述方法/装置，可以至少显著地减小由于对各个电池上的电池电压进 行所述测量而造成的电池串联电路的失衡。

该任务根据权利要求1利用一种用于测量具有公共参考电位的多 个串联的蓄电池中的蓄电池的电池电压的方法来解决，具有数目与要 测量的电池的数目相对应的多个串联的测量电阻；以及在所述测量电 阻与所述电池之间的多个开关，经由所述开关通过闭合能够分别将所 述测量电阻之一与所述电池之一并联，该方法具有下列步骤：