[发明专利]连续非手动的电池监测和控制

说明书

电池模块包括电池单元和单元监测装置(CMU)。CMU包括射频(RF)通信电路和连接到基板的单元感测电路，基板与RF通信电路进行无线通信。单元感测电路测量电池数据，包括每个电池单元的单元电压和单元温度。CMU包括与RF通信和单元感测电路通信的微处理器。微处理器确定电池模块何时已经休眠达预定的休眠持续时间，在此期间电池单元既不充电也不放电。响应于这种休眠，执行长期数据存储模式，其中RF通信电路与单元感测电路配对，以校准的间隔收集电池数据，并将电池数据无线传输到CMU的闪存以存储在其中。

引言

电化学电池组用于为各种主机系统中的电机供电。例如，来自电机的马达扭矩可以传递到动力系内的变速器输入构件。根据需要，电机从电池组的各个电池单元汲取能量，并将电能输送到电池组的各个电池单元。电池组可以通过从车外电源供应的充电电流再充电，并且在一些实施例中通过车载能量再生来再充电。当电池组主动充电或放电时，电池单元的相应电池单元电压和温度由主电池控制器实时地密切监测和调节。

电池组，特别是用作混合动力电动或电池电动车辆中的电源的电池组可以具有模块化设计。也就是说，将期望数量的电池单元布置到电池模块中，其中多个电池模块互连以形成具有应用特定电压容量的电池组或可再充电能量存储系统。给定电池模块的电池单元通过导电互连构件或汇流条帽互连，并封闭在保护壳体中，以将电池单元与湿气、灰尘和其他碎屑隔离。每个电池模块可以包括焊接到电池单元的专用单元感测板(CSB)。多个CSB可以菊花链式连接在一起，并通过线束和端部连接器连接到驻留电池控制器，以提供必要的通信和电气连接。在充电期间以及在执行推进/驱动操作模式时，各个硬连线的CSB可以读取各个电池单元电压、温度和其他电池数据，并将测量值作为车载电池控制策略的一部分实时地报告给电池控制器。

发明内容

本公开涉及电池模块的非手动监测和控制，该电池模块具有无线的基于微处理器的单元监测装置(CMU)。除了上述硬连线的CSB的功能之外，其在主动充电/放电操作期间实时监测相应电池模块的电池性能，并且将电池数据流式传输到连接的主电池控制器，本方法还能够在电池模块的长时间休眠期间实现电池数据的选择性电池数据收集和本地存储。

在将装配的电池模块或一组多个这样的模块安装到主机系统之前可能会经历这种休眠的时期，主机系统例如但不限于具有带电动力系的车辆。例如，电池模块可以在一个位置制造，并且可能会被运输长的距离而到达位于另一个位置的装配厂。电池模块可以在制造点和集成到主机系统的最终点之间被储存。

结果，在电池模块连接到负载并且可操作之前可能会经过几周或几个月的休眠，即，主动地对驻留在电池模块内的电池单元充电或放电。这样的电池模块可能包含潜在的制造缺陷，该缺陷在电池模块最终通电并且与驻留电池控制器通信之前是不可检测的。长时间的休眠期代表信息“黑洞”，即其未被填充，可能会对长期监测和控制的准确性和效率产生不利影响。

本方法旨在实现在长时间的休眠期间对时间推移电池数据的自动收集。具有RF能力的基于微控制器的CMU用于实现期望的目的。CMU可以体现为具有基板，例如模制塑料板或柔性电路板(“柔性电路”)的印刷电路板组件，具有RF天线或收发器的RF通信电路，以及与RF电路集成或与其无线通信的单元感测电路。每个CMU电连接到给定电池模块的各个电池单元，并配置成测量电池数据，包括相应的单元电压和单元温度。

每个CMU都根据情况使用软件开关进行编程，使多个CMU操作模式成为可能，包括有源/流式正常模式、低功耗长期存储模式以及覆盖正常和长期存储模式之间的模式转换的过渡模式。正常模式类似于上述的硬连线的CSB的实时监测和流式数据输出。也就是说，当CMU被集成到主机系统中、并且命令电池模块主动地对其组成电池单元充电或放电时，CMU实时地将电池数据无线地流式传输到主电池控制器或其他主计算机。过渡模式是正常和长期存储模式之间的短暂的介入模式。响应于预定的休眠条件，例如电池模块在校准的持续时间内处于休眠状态，长期存储模式被自动触发，无论这种休眠是由于故障还是仅仅是主机系统关机较长的时间。