[发明专利]电池监视电路、装置及方法

说明书

技术领域

本公开涉及电池监视，具体涉及电池监视电路、装置及方法。

背景技术

在许多可再充电电池(rechargeable battery)应用中，比如在混合/电动车辆的电池系统中使用的可再充电电池应用中，大量串联电池用于产生高压，其中，该高压可以被用于驱动汽车发动机之类的部件。在这些系统中，了解串联电池(例如，电池组(battery pack))的SoH(健康状态(State of Health))和SoC(电荷状态(State of Charge))是重要的。

估计或确定SoH和/或SoC的一种方式包括使用电池单元的阻抗，其中单元的阻抗(及其随着时间的变化方式)可以用于精确地确定这些特性。尽管一般并不根据阻抗直接获得SoC，但是知道SoH可以有助于改善SoC估计，特别是在单元变旧并且经历更多充电/放电周期时。了解SoH和/或SoC还使得可以应用能够使电池组的日历寿命(calendar life)、循环寿命(cycle life)和能量存储能力最大化的期望/最佳充电和放电策略。

因此，有用的是，按照精确而可靠的方式确定电池单元的状况，以在多种单元监视和控制应用中使用。例如，对于控制单元的充电以及提供对电池的总体电荷水平的指示而言，这些信息可能是有用的。

然而，检测电池单元特性可能是具有挑战性的。例如，可以同时测量电池单元电压和电流来估计阻抗，但是这种测量可能是具有挑战性的。此外，这些方法可能导致无法精确地表示电池单元阻抗。此外，许多单元状况检测方法可能需要对大量数据的传输和处理，这对于多种系统而言实现起来可能是具有挑战性的。

这些和其它问题对于电池单元特性的监视仍然给出了挑战。

发明内容

各种示例性实施例涉及对电池(如，在电动车辆中使用的电池组)特性的监视。

根据示例性实施例，能量存储单元装置包括多个电池单元、电流注入电路、阻抗检测电路和与阻抗检测电路相耦合的数据提取电路。电流注入电路将电流分别注入所述多个电池单元中单独的电池单元，阻抗检测电路响应于注入电流，检测所述多个电池单元的阻抗特性。数据提取电路从阻抗检测电路接收与检测到的阻抗特性相关的阻抗数据，将阻抗数据的低频分量与阻抗数据的高带宽(例如，包括高频)分量相分离，以及从高带宽数据中提取所述多个电池单元的阻抗信息。所述装置还包括输出电路，该输出电路提供低频分量和从高带宽分量提取的阻抗信息，作为对能量存储单元装置的阻抗特性加以指示的输出。

另一示例性实施例涉及一种用于监视电池组的监视电路，所述电池组具有串联连接的多个电池单元。所述监视电路包括电流注入电路和电压检测电路，电流注入电路将电流分别注入所述多个电池单元中单独的电池单元，对于每个电池单元，响应于注入的电流，电压检测电路提供对该电池单元的单元电压加以指示的输出。所述电路还包括电流检测电路，该电流检测电路提供对通过电池单元串联连接的电阻器电路上的电压加以指示的输出，从而指示通过电池单元的电流。提取电路提取电流检测电路和电压检测电路的输出的幅度和相位特性，以响应于注入的电流，提供对所提取的幅度和相位及单元的阻抗特性加以指示的输出。

另一示例性实施例涉及在电池组电路中(例如，在控制电路中)监视电池组，所述电池组包括串联连接的多个电池单元。将电流分别注入所述多个电池单元中单独的电池单元。对于每个电池单元，响应于注入电池单元中的电流，提供对电池单元的单元电压加以指示的输出，还提供对通过每个电池单元的电流加以指示的输出。针对每个单元，提取电流和电压输出的幅度和相位特性，以提供对单元的阻抗特性的指示。

以上讨论/综述并非旨在描述本公开的每个实施例或每种实现。附图和以下描述也对多种实施例进行了举例说明。

附图说明

结合附图，通过考虑以下详细描述，可以更全面地理解各种示例性实施例，其中：

图1示出了根据本发明示例性实施例的用于测量电池组的单元特性的系统；

图2示出了根据本发明的一个或多个示例性实施例的测量电池组的单元特性的流程图；

图3示出了根据另一示例性实施例的能量存储单元装置；

图4示出了根据本发明示例性实施例的用于测量电池组的单元特性的系统，该系统具有针对ADC的多路服用输入。

具体实施方式