[发明专利]电池单元极耳监控器和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及电压测量设备和方法，并且更具体地，涉及监控电池组中的电池单元的设备和方法。

背景技术

以包括两个或更多个电池单元的电池组激励电子设备很常见。例如，两个或更多个电池单元可以串联堆叠在一起，以产生激励各种电子设备的更高的电压。电池被监控，从而为被激励的装置的用户提供关于电池中剩余能量的量的信息。在某些应用中，电池组的每个单元均被监控，因为对于特定应用而言，每个单元的电压可以漂移得太高或太低，或者特定的单元可以停止工作，从而影响电池组的整体性能。

监控电池组中的电池单元的电路监控每个单元两端的电压和整个串联部分的电压。通常，机械极耳（tab）电连接每个电池单元到监控电路。由于诸如电池组跌落等物理条件，机械极耳可以随时间变为断开。当极耳与电池单元变为断开时，所述电路丧失监控单独的单元的能力。

发明内容

一般来说，根据这些不同的实施例，电池单元极耳监控装置包括电连接在两个电池单元之间的导电元件。该导电元件连接到感测电路。该感测电路包括连接的下拉电流源，从而从所述导电元件拉电流和/或连接的上拉电流源，从而驱动电流进入到所述导电元件。电压测量电路被连接，从而感测下拉电流源和上拉电流源工作期间的电压。测量的电压可以用于确定导电元件的状态。例如，超过特定阈值的绝对电压或电压变化可以表明诸如电池单元极耳的导电元件正在弯曲或破裂，其可以预示电池单元极耳的破裂。超过其他阈值的绝对电压或电压变化可以表明导电元件与电池单元完全断开。

感测不同的绝对电压和电压变化的一种方法是推动不同的电流进入导电元件和拉动不同的电流离开导电元件。推拉交替降低了电压校验引起的电池单元不平衡，并且提供了进行额外的电压读取的机会。当检测到不平衡时，用于推动和拉动感测电流的电流源也可以用于使电池单元进入平衡。

附图说明

图1是根据本发明的不同实施例构造的示例性电池单元极耳监控器的电路图；

图2是根据本发明的不同实施例构造的示例性电池单元极耳监控器的电路图；

图3是根据本发明的不同实施例构造的检测固定的电压阈值的示例性电池单元极耳监控器的操作的流程图。

图4-6是当根据本发明的不同实施例构造时可以在系统中观察到的样本波形。

图7是根据本发明的不同实施例构造的检测电压漂移的示例性电池单元极耳监控器的操作的流程图。

图8-10是当根据本发明的不同实施例构造时可以在系统中观察到的样本波形。

具体实施方式

图1示出了示例性的实施例电路100。电路100包括电连接到第一电池单元110和第二电池单元115的导电元件105。导电元件105电连接到感测电路120。感测电路120包括连接的下拉电流源125，从而自导电元件105拉电流。感测电路120还包括连接的上拉电流源130，从而驱动电流进入导电元件105。

尽管下拉电流源125和上拉电流源130均可以仅与一个电流源工作，但是在不同的方法中，下拉电流源125和上拉电流源130中的每一个均可以包括多个独立可控的电流源。在图1的示例中，下拉电流源125包括第一下拉电流源127和第二下拉电流源129。在这个示例中，上拉电流源130包括第一上拉电流源132和第二上拉电流源135。在这个示例中，感测电路120包括第一控制电路140和第二控制电路145。在一种方法中，第一下拉电流源127提供大约1毫安电流，并且由第一控制电路140控制。第二下拉电流源129提供大约10微安电流，并且由第二控制电路145控制。相似地，第一上拉电流源132提供大约1毫安电流，并且由第一控制电路140控制，以及第二上拉电流源135提供大约10微安电流，并且由第二控制电路145控制。

控制电路140和145可以是基于硬件的控制器或基于固件的控制器。在一种方法中，第一控制电路140包括基于硬件的控制器，该控制器可以开启和关闭第一上拉电流源132和第一下拉电流源127。第二控制电路145包括基于固件的控制器，该控制器可以开启和关闭第二上拉电流源135和第二下拉电流源129。