[发明专利]具有同步数据采样的电池管理系统、方法以及电路

说明书

技术领域

本发明是关于电池管理系统，尤其是关于一种具有同步数据采样的电池管理系统以及方法。 

背景技术

通常，电池管理系统可用于监测包含多个电池单元的电池组的状态，并且收集和分析表示电池组状态的监测数据，从而保证电池组在正常状态下工作。监测数据一般包括电池单元的电压和电流。通过将同时采集的所有电池单元的电压值相加，即可得到电池组的当前电压。然而，由于电池单元彼此隔离，采用全局时钟以控制对多个电池单元的电压和电流进行同步采样比较困难并且成本较高。如果不采用全局时钟，则采用各个电池单元中配置的本地时钟在每个周期独立监测电池单元的状态。然而，即使所有本地时钟的设计参数相同，不同环境间的差异将导致微小的误差逐渐累计，影响到状态监测的同步性，从而导致电池管理系统的性能受到影响。 

图1所示为现有技术的电池管理系统中的异步数据采样示意图100。如图1所示为第一个电池单元BATT1的数据采样时序图102和第二个电池单元BATT2的数据采样时序图104。电池单元BATT1和电池单元BATT2可以是电池组中的任意两个电池单元。电池管理系统周期性采样表示相应电池单元当前状态的监测数据。电池单元BATT1和电池单元BATT2的采样周期同为值T_N。然而，由于电池管理系统根据电池单元各自的本地时钟对电池单元进行采样，累积的误差将导致电池单元BATT1的采样周期与电池单元BATT2的采样周期异步。 

如果电池管理系统在TS时刻需要获取电池组的采样数据，电池管理系统将取得在采样周期T₁(N)结束时得到的电池单元BATT1最近一次的采样数据D₁(N)，并且取得在采样周期T₂(N-1)结束时得到的电池单元BATT2最近一次的采样数据D₂(N-1)。因此，采样周期T₁(N)和采样周期T₂(N-1)间的时间差可能达到一个采样周期T_N。由于采样周期通常达到几个毫秒甚至更多，因此采样周期T₁(N)和采样周期T₂(N-1)间的时间差可能达到几个毫秒。 

在一些应用中，例如电动汽车或者混合动力汽车的应用中，负载电流的波动将会很频繁。因此，由于采样周期T₁(N)和采样周期T₂(N-1)间的时间差可能达到几个毫秒，采样周期T₁(N)末的负载电流和采样周期T₂(N-1)末的负载电流很可能不同。因此，在采样周期T₁(N)末获得的电池单元BATT1的采样数据D₁(N)和在采样周期T₂(N-1)末获得的电池单元BATT2的采样数据D₂(N-1)可能是在不同环境下采样，从而降低电池管理系统的准确性。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种具有同步数据采样的电池管理的系统、方法以及电路，通过同步采集电池组内多个电池单元的状态信息，从而提高系统的准确性。 

解决上述技术问题，本发明提供了一种具有同步数据采样的电池管理系统，其包括：耦合于多个电池单元的多个子监测器，用于采集所述多个电池单元的状态信息；耦合于所述多个子监测器的中央控制器，用于将采样命令同时广播至所述多个子监测器，其中所述多个子监测器响应于所述采样命令同时开始一个采样周期，以采集所述多个电池单元的所述状态信息；以及多个耦合于所述中央控制器和所述多个子监测器的上层控制器，其中每个所述上层控制器可用于根据所述多个电池单元中的至少一个电池单元的所述状态信息估计所述至少一个电池单元的状态，其中，当所述电池管理系统开始工作时，所述多个子监测器开始在由各自的本地时钟所控制的连续采样周期内采集所述多个电池单元的所述状态信息，并且响应于所述采样命令，停止在所述连续采样周期中的当前采样周期，并开始在一个新的采样周期内采集所述多个电池单元的所述状态信息。此外，所述具有同步数据采样的电池管理系统还包括耦合于所述多个子监测器和所述中央控制器的总线，用于将所述采样命令由所述中央控制器传输至所述多个子监测器。