[发明专利]用于电池系统的无线传感器

说明书

电池系统监控器包括单元测量电路(CMC)，均测量电池系统中的多个电池模块中的相应电池模块的一对端子处的电压或通过所述端子的电流。无线通信收发器(WCT)，均与不同CMC相关联，跨越无线通信链路传输相关的CMC的电压或电流测量信息。控制器从无线通信收发器接收电压或电流测量信息，用于监控电池系统的操作状态。电池系统监控通过不同CMC或WCT中的时钟同步来改进，以通过用于确定电池模块在电池系统的端子之间的串联耦合中的电池模块的相对位置的系统来实现多个电池模块的同步采样，并且通过改进无线通信的可靠性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年6月28日在美国专利和商标局提交的美国临时专利申请No.62/355,733的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本主题涉及用于使用无线感测的监控电池系统操作和性能的技术和设备。

背景技术

大型电池系统越来越多地用于存储电能以备将来使用。例如，在可再生能源生产的情况下，可以使用大规模电池系统来存储所产生的能量(例如，由太阳能电池产生的能量)以供将来使用。在电动车辆(EV)的情况下，较小规模的电池系统可用于存储来自电网的能量或来自再生制动以供将来在驾驶时使用。

电池系统通常由大量单个电池单元组成。各个电池单元可以是电化学电池，并且可以串联连接以在电池系统的端子之间提供高工作电压。

电池系统的性能取决于每个电池单元的性能：如果一个电池单元性能较差，则整个电池系统的性能受到负面影响。此外，如果一个电池单元遭受故障，则其他电池单元、电池系统和/或其供电的系统可能被损坏。

因此，需要监控电池单元在电池系统中的性能，并且用于响应于所监测的性能参数来控制电池系统的操作。

发明内容

本文的教导缓解了包括大量电池单元的电池系统的一个或多个上述问题。

根据本公开的一个方面，电池系统监控器包括多个单元测量电路(CMC)，均被配置为从电池系统中的多个电池模块中的多个中测量相关电池模块的一对端子处的电压或通过相关电池模块的一对端子的电流。每个电池模块具有一对端子，并且电池模块的端子互连，使得电池模块在电池系统的第一和第二端子之间彼此串联耦合。多个无线通信收发器(每个与多个CMC中的不同CMC相关联)被配置为在无线通信链路上传输相关的CMC的电压或电流测量信息。控制器被配置为从多个无线通信收发器接收电压或电流测量信息。控制器被配置为基于从多个无线通信收发器接收的测量值来确定与电池系统的第一和第二端子之间的串联耦合中的CMC相关联的电池模块的相对位置。

根据本公开的另一方面，电池系统监控器包括多个单元测量电路(CMC)，每个单元测量电路被配置为测量电池系统中多个电池模块中相应电池模块的一对端子的电压或电流。每个电池模块具有一对端子，并且电池模块的端子互连，使得电池模块在电池系统的第一和第二端子之间彼此串联耦合。多个无线通信收发器(每个与多个CMC中的不同CMC相关联)被配置为在无线通信链路上传输相关的CMC的电压或电流测量信息。控制器被配置为从多个无线通信收发器接收电压或电流测量信息。多个电路元件，每个与多个CMC中的不同CMC相关联，每个都耦合在公共节点和相关的CMC的节点之间，并且每个都具有随电路元件两端的电压而变化的阻抗或电抗。每个CMC配置为测量相关电路元件的阻抗或电抗，每个无线通信收发器配置成在无线通信链路上传输相关的CMC的阻抗或电抗测量，并且电池系统控制器被配置为基于从多个无线通信收发接收的阻抗或电抗测量值在电池系统的第一和第二端子之间的串联耦合中确定与CMC相关的电池模块的相对位置。