[发明专利]监测电池组件的电池单体的电压的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池组件的电池单体电压测量装置和测量方法，更具体而言，涉及一种用于按每个电池单体组为单位来测量电池组件中的多个电池单体的电压的装置和方法。

背景技术

近年来，矿物燃料的排放和环境污染备受关注，人们越来越青睐用电能来代替矿物燃料的电动车辆或混合动力车辆。

电动车辆或混合动力车辆使用大容量电池组件，且电池组件包括能重复充电和放电的多个电池单体。在电池组件的充电/放电的过程中，需要恰当地维护每个电池单体的充电状态(SOC)，并防止电池组件受到异常情况的影响，诸如受到过充电或过放电的影响。因此，需要用电池单体电压测量装置周期性测量和监测每个电池单体的电压。

图1是传统蓄电池单体电压测量装置10的电路图。

参照图1，传统蓄电池单体电压测量装置10包括浮动电容器(C)、第一开关(SW1)、第二开关(SW2)、电池单体电压测量电路20、A/D转换器30、和控制器40。

第一开关(SW1)由控制器40导通，以实现电池单体电压测量。由此，将每个电池单体(B)的电压充电到每个对应浮动电容器(C)上。充电电池单体电压之后，所有的第一开关(SW1)断开，从而在浮动电容器(C)上保持电池单体电压。

在充电和保持电池单体电压之后，根据预设的次序逐一导通第二开关(SW2)。借此，将每个浮动电容器(C)上保持的电压(电池单体电压)依次施加给电池单体电压测量电路20。

电池单体电压测量电路20测量保持在每个浮动电容器(C)上的并依次施加到其上的电压，并将对应于每个电池单体电压的模拟电压信号输出至A/D转换器30。然后，A/D转换器30将模拟电压信号转换成预定比特位的数字电压信号，并将数字电压信号输出至控制器40。

控制器40控制第一开关(SW1)和第二开关(SW2)的整体操作，并接收从A/D转换器30输出的每个电池单体(B)的数字电压信号，而且将数字电压信号存储到存储器(未示出)中。另外，控制器40利用存放在存储器中的每个电池单体(B)的电压数据来控制每个电池单体(B)的充电/放电，并进行包括防止过充电或过放电的各种电池防护操作。

电池单体电压测量电路20包括差分放大器，差分放大器用于将对应于浮动电容器(C)的两个端子之间电压的电压信号输出至A/D转换器30。但是，传统的电池单体电压测量电路20具有电池单体电压测量线路L1至L4，这些电池单体电压测量线路L1至L4用以使用一个差分放大器来测量多个电池单体(四个电池单体)的电压。

如上所述，传统的电池单体电压测量装置10具有电池单体电压测量线路L1至L4，这些电池单体电压测量线路L1至L4用以使用一个差分放大器测量四个电池单体的电压。因此，应当转换浮动电容器(C)的两个端子之间的电压的极性，从而测量偶数个电池单体的电压。为此，电池单体电压测量电路20中具有极性反向电路，这将导致电池单体电压测量装置10的电路结构很复杂。另外，使用单个差分放大器来测量多个电池单体的电压。由此，在测量上侧的电池单体的电压时，将高电位施加给差分放大器。为此，需要使用像差分放大器一样能够承受高电位的高度耐用器件。但是，高度耐用器件很昂贵，致使电池单体电压测量装置的制造成本提高。

发明内容

技术问题

设计本发明以解决现有技术的问题，因此，本发明的一方面提供了一种不使用差分放大器和极性反向电路，按每个电池单体组为单位来测量多个串联连接的电池单体的电压的装置和方法，以及包括所述装置的电池组件操作装置和电池组件。

问题的解决方法

本发明可提供一种电池组件的电池单体电压测量装置，包括：多个多路复用器，所述多路复用器对应于电池组件的每个电池单体组而连接，并被操作以基于从对应电池单体组施加的参考电位而输出包括在每个电池单体组中的每个电池单体的电压信号；多个浮动电容器，所述浮动电容器对应于包括在每个电池单体组中的每个电池单体而连接，且每个电池单体的电压被充电和保持在所述浮动电容器上；开关装置，所述开关装置用于使得能把每个电池单体的电压充电和保持在每个对应浮动电容器上；以及控制器，所述控制器用于按每个电池单体组为单位来控制开关装置，以使得能把每个电池单体的电压充电和保持在每个对应浮动电容器上，并控制每个多路复用器以测量保持在连接至每个对应多路复用器的每个电池单体组的每个浮动电容器上的电池单体电压。