[发明专利]监控系统和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及蓄电池，更具体地涉及监控蓄电池组。

背景技术

蓄电池组被用在许多应用中，这些应用包含：汽车、航空、航线、航海、电脑、通信、重型装备、遥感，等等。蓄电池组一般彼此串联排列，以提供驱动电负载的特定额定电压的电源。蓄电池组内的每个蓄电池包括多个单独的单体蓄电池。蓄电池的寿命强烈地依赖于蓄电池被充电和放电的方式，并且将会因对单体电池过充电或对单体电池过放电而减少。另外，使蓄电池组的所有单体电池保持在相同的容量是合乎需要的。这对应于使所有单体电池保持在大约相同的开路电压。蓄电池的使用和一个单体电池的过放电将影响该单体电池的寿命以及该蓄电池的寿命。例如，与以标称电压操作的单体蓄电池相差50毫伏(mV)的单体蓄电池的容量比以标称电压操作的单体蓄电池的容量低5％。这种差异在上面所描述的应用中可能是不可接受的。因此，蓄电池制造商不断努力寻找更好的和更精确的测量技术，用于测量单体蓄电池两端的电压。连同改进测量技术一起，蓄电池制造商正在寻找平衡蓄电池组内的单体电池电压的方法。

已经发现，在蓄电池监控和控制单元中的一个误差源为该单元的电压参考源。通常，这些单元在从-40摄氏度(℃)到150℃的温度范围上仅仅精确到+/-1％。对于4.2V的最大单体电池电压，这给出了+/-42mV的可能误差范围，该范围对于许多蓄电池应用而言一般太高。

因此，有用于监控和平衡蓄电池组的电压以及蓄电池组内的单体电池的电压的电路和方法将是有利的。该电路和方法有成本效益将是另外的优势。

附图说明

从结合附图理解的以下详细描述的阅读中，将更好地理解本发明，在附图中相似的参考符号表示相似的元件，并且其中：

图1是根据本发明实施方式的蓄电池系统的一部分的原理图；

图2A、2B和2C是根据本发明实施方式的蓄电池系统的原理图；

图3是图1中的蓄电池系统的一部分的原理图；

图4是图1中的蓄电池系统的另一部分的原理图；

图5A、5B和5C是根据本发明的另一个实施方式的蓄电池系统的原理图；

图6是根据本发明的另一个实施方式的蓄电池系统的原理图；以及

图7是适合于供根据本发明的蓄电池系统使用的开关的原理图。

具体实施方式

总体上，本发明提供了一种用于监控一个或多个单体蓄电池或者一个或多个蓄电池的监控系统和方法。根据本发明的实施方式，第一监控单元被用来测量第一蓄电池的第一单体电池的电压，并且生成第一测量结果。测量第一蓄电池的第一单体电池的电压包含使用第一参考电压。第二监控单元被用来测量第一参考电压并且生成第二测量结果。适合于校正来自第一和第二监控单元中的至少一个的一组测量的第一校正因数使用第一测量结果和第二测量结果来计算。

根据另一个实施方式，第一监控单元具有第一多个蓄电池监控节点、第一和第二数据端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第一供电端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第二供电端口、以及第三供电端口。控制器至少具有第一节点、第二节点以及第三节点，第一节点被耦合到第一数据端口，第二节点被耦合到第二供电端口，并且第三节点被耦合成接收参考电压。

根据又一个实施方式，监控系统包括第一监控单元，其具有第一多个蓄电池监控节点、第一和第二数据端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第一供电端口、被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第二供电端口、第三供电端口、和被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第一参考端口以及被可切换地耦合到所述第一多个蓄电池监控节点的第二参考端口。控制器具有耦合到所述第一数据端口的至少一个端口。