CN101188316B - 感测和控制装置及利用该装置的电池管理系统的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于电池管理系统的感测和控制装置及一种用于操作电池管理系统的驱动方法。该感测和控制装置包括感测单元和主控制单元。感测单元包括多个电池单元继电器中的电池单元继电器和电压检测单元。电池单元继电器被构造成连接到多个电池单元中的至少一个电池单元。电压检测单元连接到电池单元继电器。电压检测单元被构造成：当多个电池单元继电器中的每个断开时接收参考电压；通过增益放大与参考电压对应的第一电压，以产生第二电压。主控制单元被构造成当电压检测单元的温度在阈值温度范围中时计算有效增益，有效增益对应于第二电压与参考电压之比。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池管理系统。更具体地讲，本发明涉及一种可用在交通工具中的电池管理系统及其驱动方法。
背景技术
利用汽油内燃机或重油内燃机的交通工具已经引起严重的空气污染。因此，近来为开发电动交通工具或混合交通工具而做出的各种努力致力于减少空气污染。
电动交通工具利用电池发动机，电池发动机通过电池输出的电能来操作。因为电动交通工具主要利用由一个电池包形成的电池，所以噪声较小，释放的气体很少，或者没有释放的气体，其中，所述电池包包括多个可充电/可放电的二次电池单元(cell)。
术语“混合交通工具”通常指利用汽油和电池的汽油-电动混合交通工具，其中，汽油用于为内燃机提供动力，电池用于为电动发动机提供动力。近来，已经开发出利用内燃机和燃料电池的混合交通工具以及利用电池和燃料电池的混合交通工具。燃料电池通过在不断供应氢和氧的同时发生化学反应来获得电能。
具有电动发动机的交通工具利用数量增多的二次电池单元为交通工具提供动力，因此，需要用于电池管理系统的有效的电池单元平衡控制方法来有效地管理多个电池单元和包括多个电池单元的电池包。然而，由于电池管理系统的劣化和温度变化，导致电池管理系统对电池电压进行测量的准确性降低。
发明内容
本发明的实施例是一种用于电池管理系统的感测和控制装置。所述电池管理系统连接到多个电池单元中的至少一个电池单元。所述感测和控制装置包括感测单元，感测单元包括：多个电池单元继电器中的至少一个电池单元继电器，所述至少一个电池单元继电器被构造成连接到所述多个电池单元中的所述至少一个电池单元；电压检测单元。电压检测单元连接到所述至少一个电池单元继电器，并且被构造成：当所述多个电池单元继电器中的每个断开时接收参考电压；通过增益放大与参考电压对应的第一电压，以产生第二电压。所述感测和控制装置还包括：主控制单元，被构造成当电压检测单元的温度在阈值温度范围中时计算有效增益，所述有效增益对应于第二电压与参考电压之比。
在一些实施例中，所述感测和控制装置的感测单元被构造成：通过所述增益放大第一继电器输入电压；产生输出电压。在一些实施例中，主控制单元被构造成利用输出电压和有效增益来检测所述多个电池单元中的第一电池单元的电压。
在一些实施例中，电压检测单元包括：第一继电器，被构造成连接到所述多个电池单元中的第一电池单元，以从第一继电器传输第一电池单元的电压；电容器，被构造成存储与第一电池单元的电压对应的第一继电器输入电压。电压检测单元还包括：差分放大端子，被构造成根据增益改变第一继电器输入电压，并产生输出电压；第二继电器，被构造成连接到电容器和差分放大端子，其中，参考电压被传输到第一继电器的输入端。
在一些实施例中，主控制单元被构造成：计算处于启动状态下的第一有效增益；将处于停止状态下的第二有效增益与第一有效增益做比较；当第一有效增益不等于第二有效增益时，确定电压检测单元的电路处于不良状态。
在一些实施例中，阈值温度范围是增益根据电压检测单元的温度变化而变化的温度范围。
本发明的另一实施例是一种用于操作电池管理系统的驱动方法，所述电池管理系统具有用于监控电池单元的电压的电压检测单元。所述电池管理系统被构造成在交通工具中操作。所述交通工具具有启动状态和停止状态。所述驱动方法包括：计算处于启动状态下的第一有效增益；将第一有效增益与处于停止状态下的第二有效增益做比较；检查电压检测单元的电路状态。所述驱动方法还包括：测量电压检测单元的温度；当测量的电压检测单元的温度在阈值温度范围中时，将参考电压传输到电压检测单元；存储与参考电压对应的第一电压。所述驱动方法还包括：通过电阻比放大第一电压，从而产生第二电压；计算对应于第二电压与参考电压之比的有效增益。
在一些实施例中，计算有效增益的步骤包括利用输出电压和有效增益检测第一电池单元的电压。在一些实施例中，所述驱动方法还包括：当第一有效增益等于第二有效增益时，确定电压检测单元的电路处于良好状态；测量电压检测单元的温度。
在一些实施例中，阈值温度范围是增益根据电压检测单元的温度变化而变化的温度范围。
附图说明
图1示出了根据本发明一个实施例的混合电动交通工具系统的框图。
图2示出了根据本发明一个实施例的感测单元的电压感测单元。
图3示出了根据本发明一个实施例的电池电压检测过程的流程图。
具体实施方式
在整个说明书和权利要求书中，当描述元件“连接到”另一元件时，该元件可以“直接连接”到另一元件或通过第三元件“电连接到”另一元件。此外，除非明确地进行相反描述，否则词语“包括”将被理解为意味着包括所述元件而不排除任何其它元件。
如图1所示，根据本发明第一实施例的混合电动交通工具系统包括电池管理系统(BMS)1、电池2、电流传感器3、冷却风扇4、保险丝5、主开关6、发动机控制单元(MTCU)7、逆变器(inverter)8和电动发动机(motor generator)9。
电池2包括多个子包2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、输出端2_OUT1、输出端2_OUT2以及设置在子包2d和子包2e之间的安全开关2_SW，其中，每个子包具有彼此串联连接的多个电池单元。虽然在本发明的实施例中示出了八个子包2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h，且一个子包是多个电池单元形成的组，但是不限于此。当对电池执行操作或更换电池时，为了保证工作人员的安全而手动地接通/断开安全开关2_SW。在本发明的实施例中，安全开关2_SW设置在子包2d和子包2e之间，但是不限于此。输出端2_OUT1和输出端2_OUT2连接到逆变器8。
电流传感器3测量电池2的输出电流值，并将测量的输出电流值输出到BMS1的感测单元10。更具体地讲，电流传感器3可以是利用霍尔元件测量电流值并输出与测量的电流值对应的模拟电流信号的霍尔变流器(hall currenttransformer，Hall CT)，或者电流传感器3可以是分流电阻器(shunt resistor)，所述分流电阻器输出与流过插在负载线上的电阻器的电流值对应的电压信号。
冷却风扇4响应BMS 1的控制信号冷却由电池2的充电和放电产生的热，防止由温度上升导致的电池2的劣化，并且还防止充电效率和放电效率劣化。
保险丝5防止可由电池2的断路或短路导致的过流电流(overflow current)传输到电池2。即，当产生过流时，保险丝5断路，以截断电流过流。
当发生异常现象时，主开关6响应BMS 1的控制信号或MTCU 7的控制信号接通/断开电池，所述异常现象包括过流电压、过电流和高温。
BMS 1包括感测单元10、主控制单元(MCU)20、内部电源30、电池单元平衡单元40、存储单元50、通信单元60、保护电路单元70、加电复位单元(power-on reset unit)80和外部接口90。
感测单元10测量电池电压V、电池电流i和电池温度T，并将测量的值传输到MCU 20。
图2示出了根据本发明一个实施例的感测单元的电压感测单元。参照图1和图2，MCU 20检查电压检测单元116的电路状态，并检测电池2的电池单元电压。MCU 20包括有效增益发生单元210、电池单元电压检测单元220、温度比较单元230和增益比较单元240。由于根据本发明实施例的电压检测单元116的构成元件之间会发生断路或短路，所以电压检测单元116的电路状态会改变。由于电池管理系统的劣化和温度变化，所以会发生所述断路或短路。有效增益发生单元210计算处于启动状态(key-on state)下的第一有效增益。增益比较单元240将第一有效增益与处于停止状态(key-off state)下的第二有效增益做比较。如这里所使用的，短语“启动状态”指电动交通工具的点火系统处于开启时的状态。如在这里使用的，短语“停止状态”指电动交通工具的点火系统处于关闭时的状态。当第一有效增益不等于第二有效增益时，MCU 20确定电压检测单元116的电路处于不良状态，并终止电池单元电压检测过程。然而，当第一有效增益等于第二有效增益时，MCU 20确定电压检测电路116的电路处于良好状态。温度比较单元230测量电压检测单元116的温度A，并将温度A与阈值温度范围做比较，以确定是否要补偿有效增益。当确定根据本发明实施例的阈值温度范围时，要考虑到由温度变化引起的差分放大端子115的电阻器的电阻值变化会导致的误差，以及由电压检测单元116的构成元件C1、113和114的重复操作引起的劣化会导致的误差，且阈值温度范围是这样的温度范围，在该温度范围中，电压检测单元116的增益变化。当电压检测单元116的温度A不包括在阈值温度范围中时，MCU 20依靠已经利用的先前的有效增益，直到计算出当前有效增益为止，并通过利用当前的有效增益来检测电池单元的电压。然而，当电压检测单元116的温度A包括在阈值温度范围中时，MCU 20确定由电压检测单元116的构成元件C1、113和114的重复操作引起的劣化已经导致电阻值改变，有效增益发生单元210计算对应于改变的电阻值的补偿有效增益。电池单元电压检测单元220通过利用补偿有效增益来检测电池单元的电压。另外，MCU 20基于从感测单元10传输的电池电压V、电池电流i和电池温度T估计电池2的充电状态(SOC)和健康状态(SOH，state of health)。
内部电源30通过利用备用电池对BMS 1提供功率(power。电池单元平衡单元40平衡每个电池单元的充电状态。即，充分充电的电池单元被放电，充电较少的电池单元被进一步充电。当BMS 1的电源关闭时，存储单元50存储当前的SOC和SOH的数据。这里，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)可用于存储单元50。通信单元60与交通工具的MTCU 7连通。通信单元60将SOC信息和SOH信息从BMS 1传输到MTCU 7，或者从MTCU 7接收交通工具状态信息，并将交通工具状态信息发送到MCU 20。保护电路单元70利用固件(firmware)保护电池2不受震动、过流电流和低电压的影响。当BMS1的电源接通时，加电复位单元80将整个系统复位。外部接口90将用于BMS的辅助装置(例如，冷却风扇4和主开关6)连接到MCU 20。虽然在本发明的实施例中冷却风扇4和主开关6示出为BMS的辅助装置，但是不限于此。
MTCU 7基于加速(acceleration)、制动(break)和交通工具速度的信息来检查交通工具的当前操作状态，并确定所需的扭矩状态。
更详细地讲，交通工具的当前操作状态可以是启动引擎的启动状态、使引擎停止的停止状态、恒定的速度和/或加速度。MTCU 7将交通工具状态信息传输到BMS 1的通信单元60。MTCU 7根据扭矩信息控制电动发动机9的输出。即，MTCU 7控制逆变器8的开关操作并控制电动发动机9的输出，使得所述输出对应于扭矩信息。此外，MTCU 7通过通信单元60从MCU 20接收电池2的SOC，并将电池2的SOC水平控制为目标水平(例如，55％)。
例如，当从MCU 20传输的SOC水平低于55％时，MTCU 7控制逆变器8的开关，以向电池2输出功率并对电池2充电。在这种情况下，电池包电流为正值(+)。当SOC水平高于55％时，MTCU 7控制逆变器8的开关，以向电动发动机9输出功率并使电池2放电。在这种情况下，电池包电流I为负值(-)。
逆变器8响应MTCU 7的控制信号控制电池2充电或放电。
基于从MTCU 7传输的扭矩信息，电动发动机9利用电池2的电能驱动交通工具。
因此，因为MTCU 7基于SOC水平对电池2充电和放电以防止电池2过充电或过放电，所以可以长期有效地使用电池2。然而，因为当将电池2安装在交通工具中时难以测量电池2的真实的SOC水平，所以BMS 1可以通过利用感测单元10感测的电池电压、电池电流和电池温度来估计SOC水平，并将估计的SOC水平传输到MTCU 7。
将参照图2和图3更详细地描述根据本发明实施例的电池电压检测过程。
在图2和图3中，在考虑到由温度变化引起的差分放大端子115的电阻器的电阻值变化导致的误差以及由电压检测单元116的构成元件C1、113和114的重复操作引起的劣化导致的误差的同时，确定阈值温度范围。阈值温度范围是其中电压检测单元的增益变化的温度范围。另外，将阈值温度范围与周期性地测量的电压检测单元116的温度A做比较，根据比较的结果确定电压检测单元116的有效增益。
如图2所示，电压感测单元110包括电池单元继电器111_1至111_40、备用电源1121、参考电压传输单元1122、第一继电器113、第二继电器114、电容器C1和差分放大端子115。电压感测单元110从MCU 20接收控制信号。将更详细地描述由MCU 20产生的并被传输到电压感测单元110的控制信号。MCU 20产生第一控制信号，并将第一控制信号传输到电池单元继电器111_1至111_40，以控制电池单元继电器111_1至111_40。响应于第一控制信号，电池单元继电器111_1至111_40将电池2的多个电池单元与电压检测单元116顺序连接。MCU 20产生第二控制信号，并将第二控制信号传输到参考电压传输单元1122，以控制参考电压传输单元1122。响应于第二控制信号，参考电压传输单元1122将备用电源1121的参考电压Vref传输到电压检测单元116。
另外，MCU 20产生第三控制信号，并将第三控制信号传输到第一继电器113，以控制第一继电器113。响应于第三控制信号，第一继电器113将施加到电压检测单元116的输入电压传输到电容器C1。另外，MCU 20产生第四控制信号，并将第四控制信号传输到第二继电器114，以控制第二继电器114。响应于第四控制信号，第二继电器114将存储在电容器C1中的电压传输到差分放大端子115。根据本发明实施例的术语“差分放大端子”115中的术语“放大”的含义包括电压的“增大”和“减小”。
另外，差分放大端子115的输出电压可以根据增益值而增大或减小，且为了更好的理解，使用了术语“差分放大”。包括至少一个电阻器的差分放大端子115根据电阻器的电阻比(resistance ratio)放大输入电压并产生输出电压。在下面的描述中，差分放大端子115的至少一个电阻器的电阻比将被定义为“增益”，通过将电压检测单元116的输出电压Vout除以电压检测单元116的输入电压Vin而计算的值被定义为“有效增益”。即，有效增益对应于输出电压Vout与输入电压Vin之比(Vout/Vin)。
电池单元继电器111_1至111_40均连接到每个电池单元的正极端子和负极端子。另外，电池单元继电器111_1至111_40响应MCU 20的第一控制信号将电池2的电池单元电压传输到电压检测单元116。
根据第二控制信号控制参考电压传输单元1122，且参考电压传输单元1122响应第二控制信号将备用电源1121的参考电压Vref传输到电压检测单元116。根据本发明实施例的参考电压传输单元1122可包括响应第二控制信号而接通的继电器，在这种情况下，第二控制信号的电压电平确定继电器的接通。这里，备用电源1121的参考电压Vref被传输到电压检测单元116，以确定电压检测单元116的电路状态，并根据电压检测单元116的温度A的变化计算有效增益。
电压检测单元116包括电容器C1、第一继电器113、第二继电器114和差分放大端子115。电压检测单元116从MCU 20接收控制信号。将更详细地描述电压检测单元116响应于控制信号操作的方式。在接收第三控制信号之后，第一继电器113将传输到电压检测单元116的输入电压传输到电容器C1。电容器C 1存储对应于输入电压的电压。在这种情况下，第二继电器114响应于第四控制信号将存储在电容器C1中的电压传输到差分放大端子115。差分放大端子115根据增益放大电压，并产生输出电压。
模拟/数字(A/D)转换器120将从差分放大端子115传输的输出电压转换为数字数据，并将该数字数据传输到MCU 20。
将描述当电池2处于启动状态时对电池2的电池单元CELL20的电压进行检测的过程。MCU 20计算处于启动状态下的第一有效增益，并将第一有效增益与处于启动状态之前的停止状态下的第二有效增益做比较，以检查电压检测单元116的电路状态。MCU 20检测当电池2处于启动状态时的电池单元CELL20的电压。为了计算处于启动状态下的第一有效增益，参考电压传输单元1122响应于第二控制信号将备用电源1121的参考电压Vref传输到电压检测单元116。
电压检测单元116根据增益放大参考电压Vref，产生输出电压并将输出电压传输到MCU 20。在这种情况下，MCU 20将输出电压除以参考电压Vref，计算出处于启动状态下的第一有效增益。另外，MCU 20将处于启动状态下的第一有效增益与处于停止状态下的第二有效增益做比较。当第一有效增益不等于第二有效增益时，MCU 20确定电压检测单元116的电路处于不良状态，并通过断开连接到电池2的电池单元继电器111_1至111_40来终止对电池2的电池单元电压的检测。
然而，当处于启动状态下的第一有效增益等于处于停止状态下的第二有效增益时，MCU 20确定电压检测单元116的电路处于良好状态，并测量电压检测单元116的温度A。另外，MCU 20将测量的温度A与阈值温度范围做比较，并确定是否要补偿有效增益。
在这种情况下，当电压检测单元116的温度A不包括在阈值温度范围中时，MCU 20依靠已经存在的先前的有效增益，直到计算出当前有效增益为止，并通过利用当前的有效增益来检测电池2的电池单元CELL20的电压。
然而，当电压检测单元116的温度A包括在阈值温度范围中时，MCU 20确定由差分放大端子115的电阻器以及电压检测单元116的构成元件C1、113和114的重复操作引起的劣化已经导致电阻值改变，并计算对应于改变的电阻值的有效增益。在这种情况下，MCU 20将第一控制信号传输到电池单元继电器20111_20，以检测电池2的电池单元CELL20的电压。
电池单元继电器20111_20接通，电池单元CELL20的电压被传输到电压检测单元116。此时，MCU 20将第三控制信号传输到电压检测单元116，并接通第一继电器113。接通的第一继电器113将传输到电压检测单元116的电池单元CELL20的电压传输到电容器C1。电容器C1将与传输的电池单元CELL20的电压对应的电压存储一段时间(例如，预定时间)。MCU 20将第四控制信号传输到电压检测单元116，并接通第二继电器114。接通的第二继电器114将存储在电容器C1中的电压传输到差分放大端子115。差分放大端子115根据增益放大电压，产生输出电压，并将输出电压传输到A/D转换器120。A/D转换器120将输出电压转换为数字数据，并将该数字数据传输到MCU 20。MCU 20接收输出电压，并将输出电压除以有效增益，以检测电池2的电池单元CELL20的电压。
参考电压Vref被传输到电压检测单元116的输入端，利用参考电压Vref来确定电压检测单元116的电路是否由于断路或短路而受到损坏，因此，可以减小电池单元电压检测中会出现的误差，并可检测到更加准确的电池单元电压。
图3是根据本发明实施例的电池电压检测过程的流程图。
在步骤S100中，MCU 20检查电池2是否处于启动状态。当电池2没有处于启动状态时，MCU 20重复步骤S100。当步骤S100中检查的结果表明电池2处于启动状态时，MCU 20传输第一控制信号，并在步骤S110中断开电池单元继电器111_1至111_40。在这种情况下，参考电压传输单元1122响应第二控制信号将备用电源1121的参考电压Vref传输到电压检测单元116。电压检测单元116根据增益放大与参考电压Vref对应的电压，产生输出电压，并将输出电压传输到MCU 20。MCU 20将输出电压除以参考电压Vref，在步骤S120中计算出处于启动状态下的第一有效增益。
在步骤S130中，MCU 20将计算的第一有效增益与处于启动状态之前的停止状态下的第二有效增益做比较。当步骤S130中比较的结果表明第一有效增益不等于第二有效增益时，在步骤S240中，MCU 20确定电压检测单元116的电路处于不良状态。MCU 20传输第一控制信号，在步骤S250中断开电池单元继电器111_1至111_40，并终止电池单元电压检测。当步骤S130中比较的结果表明第一有效增益等于第二有效增益时，在步骤S140中，MCU 20测量电压检测单元116的温度A。在步骤S150中，MCU 20将测量的电压检测单元116的温度A与阈值温度范围做比较。
当步骤S150中比较的结果表明测量的温度A不包括在阈值温度范围中时，MCU 20依靠当前的有效增益，接通与电池单元(来自该电池单元的电压将被检测)对应的电池单元继电器111_1至111_40，并将电池单元的电压传输到电压检测单元116。在步骤S170中，MCU 20接通第一继电器113，断开第二继电器114，并将与从第一继电器113传输的电池单元的电压对应的电压存储在电容器C1中。在步骤S180中，将电压在电容器C1中存储选择的时间，所述选择的时间过后，在步骤S190中，MCU 20断开第一继电器113，接通第二继电器114，并将电容器C1中存储的电压传输到差分放大端子115的输入端。差分放大端子115根据增益放大从第二继电器114传输的电压，并在步骤S200中产生输出电压。
另外，当差分放大端子115检测到输出电压时，MCU 20传输第三控制信号和第四控制信号，并在步骤S210中断开第一继电器113和第二继电器114。MCU 20将输出电压除以有效增益，在步骤S220中，检测电池2的电池单元CELL20的电压。在步骤S230中，MCU 20检查电池2是否处于停止状态。当步骤S230中检查的结果表明电池2处于停止状态时，MCU 20终止电池电压检测过程。当步骤S230中检查的结果表明电池2不是处于停止状态时，MCU 20返回步骤S140并检测电池的下一个电池单元电压。
当步骤S150中比较的结果表明温度A包括在阈值温度范围中时，MCU20确定由差分放大端子115的电阻器以及电压检测单元116的构成元件C1、113和114的重复操作引起的劣化已经导致电阻值改变，并计算对应于改变的电阻值的有效增益。在步骤S160中，根据温度变化计算有效增益。MCU 20传输第一控制信号，并断开电池单元继电器111_1至111_40。参考电压传输单元1122响应第二控制信号将备用电源1121的参考电压Vref传输到电压检测单元116。电压检测单元116根据电阻器的电阻比放大参考电压Vref，产生输出电压，并将输出电压传输到MCU 20。
这里，电阻比由于由差分放大端子115的电阻器以及电压检测单元116的构成元件C1、113和114的重复操作引起的劣化而被改变。MCU 20将输出电压除以参考电压Vref，并在步骤S160中计算出有效增益。
另外，MCU 20接通对应于其电压将被检测的电池单元的电池单元继电器111_1至111_40，并将该电池单元的电压传输到电压检测单元116。另外，在步骤S170中，MCU 20接通第一继电器113，断开第二继电器114，并将与电池单元的电压对应的电压存储在电容器C1中。在步骤S180中，将与通过接通的第一继电器113传输的电压对应的电压存储选择的时间，所述选择的时间过后，在步骤S190中，MCU 20断开第一继电器113，接通第二继电器114，并将电容器C1中存储的电压传输到差分放大端子115的输入端。
差分放大端子115根据增益放大电压，并在步骤S200中产生输出电压。当从差分放大端子115检测到输出电压时，MCU 20传输第三控制信号和第四控制信号，并在步骤S210中断开第一继电器113和第二继电器114。
MCU 20将输出电压除以根据温度变化计算出的有效增益，在步骤S220中，检测电池的电池单元的电压，其中，在图3中，G表示有效增益。在步骤S230中，MCU 20检查电池2是否处于停止状态，当电池2处于停止状态时，MCU 20终止电池电压检测过程。当在步骤S230中电池2不处于停止状态时，MCU 20返回步骤S140并计算电池的下一个电池单元的电池单元电压。
根据本发明的实施例，电池中的电池单元的数目被设置为40，但这是非限制性的。另外，可以使用其它数量的形成电池的电池单元。此外，可相应于形成电池的电池单元的数量来控制电池单元继电器的数量。另外，与电池中的电池单元的数量对应的电池单元继电器111_1至111_40的输出端彼此连接，且所述输出端顺序地连接到备用电源1121和电压检测单元116，使得可以计算电池的电池单元电压。此外，根据电压检测单元116温度变化计算有效增益，利用有效增益检测电池的电池单元的电压。因此，可以更准确地检测电池的电池单元的电压。
如上所述，根据本发明实施例的电池管理系统及该电池管理系统的驱动方法根据电池检测单元的温度变化计算有效增益，利用有效增益检测电池的电池单元电压，因此，可以更准确地检测电池的电池单元电压。
虽然结合当前被认为是实践性的实施例的内容描述了本发明的实施例，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (12)
1.一种用于电池管理系统的感测和控制装置，所述电池管理系统连接到多个电池单元中的至少一个电池单元，所述感测和控制装置包括：
感测单元，包括：
多个电池单元继电器中的至少一个电池单元继电器，所述至少一个电池单元继电器被构造成连接到所述多个电池单元中的所述至少一个电池单元；
电压检测单元，连接到所述至少一个电池单元继电器，电压检测单元被构造成：
当所述多个电池单元继电器中的每个断开时接收参考电压；
通过增益放大与参考电压对应的第一电压，以产生第二电压；
主控制单元，被构造成当电压检测单元的温度在阈值温度范围中时计算有效增益，所述有效增益对应于第二电压与参考电压之比，
其中，所述电压检测单元包括第一继电器、电容器、差分放大端子和第二继电器，
第一继电器被构造成连接到所述多个电池单元中的第一电池单元，以从第一继电器传输第一电池单元的电压，
电容器被构造成存储与第一电池单元的电压对应的第一继电器输入电压，
差分放大端子被构造成根据增益改变第一继电器输入电压，并产生输出电压，
第二继电器，被构造成连接到电容器和差分放大端子，其中，参考电压被传输到第一继电器的输入端。
2.如权利要求1所述的感测和控制装置，其中，差分放大端子被构造成通过增益放大第一继电器输入电压。
3.如权利要求2所述的感测和控制装置，其中，主控制单元被构造成利用输出电压和有效增益来检测第一电池单元的电压。
4.如权利要求3所述的感测和控制装置，其中，主控制单元被构造成：
计算处于启动状态下的第一有效增益；
将处于停止状态下的第二有效增益与第一有效增益做比较；
当第一有效增益不等于第二有效增益时，确定电压检测单元的电路处于不良状态。
5.如权利要求1所述的感测和控制装置，其中，阈值温度范围是增益根据电压检测单元的温度变化而变化的温度范围。
6.如权利要求2所述的感测和控制装置，其中，阈值温度范围是增益根据电压检测单元的温度变化而变化的温度范围。
7.如权利要求3所述的感测和控制装置，其中，阈值温度范围是增益根据电压检测单元的温度变化而变化的温度范围。
8.如权利要求4所述的感测和控制装置，其中，阈值温度范围是增益根据电压检测单元的温度变化而变化的温度范围。
9.一种用于操作电池管理系统的驱动方法，所述电池管理系统具有用于监控电池单元的电压的电压检测单元，所述电压检测单元包括第一继电器、电容器、差分放大端子和第二继电器，所述电池管理系统被构造成在具有启动状态和停止状态的交通工具中操作，所述驱动方法包括：
计算处于启动状态下的第一有效增益；
将第一有效增益与处于停止状态下的第二有效增益做比较；
检查电压检测单元的电路状态；
测量电压检测单元的温度；
当测量的电压检测单元的温度在阈值温度范围中时，将参考电压传输到电压检测单元；
存储与参考电压对应的第一电压；
通过电阻比放大第一电压，从而产生第二电压；
计算对应于第二电压与参考电压之比的有效增益；
接通第一继电器，断开第二继电器，并将与电池单元的电压对应的电压在电容器中存储选择的时间；
断开第一继电器，接通第二继电器，并将电容器中存储的电压传输到差分放大端子的输入端；
差分放大端子放大传输到差分放大端子输入端的电压，并产生输出电压；
断开第一继电器和第二继电器；
将输出电压除以对应于第二电压与参考电压之比的有效增益，以检测电池单元的电压。
10.如权利要求9所述的驱动方法，其中，当将第一有效增益与第二有效增益做比较的结果表明第一有效增益等于第二有效增益时，确定电压检测单元的电路处于良好状态，然后执行所述的测量电压检测单元的温度的步骤。
11.如权利要求9所述的驱动方法，其中，阈值温度范围是增益根据电压检测单元的温度变化而变化的温度范围。
12.如权利要求10所述的驱动方法，其中，阈值温度范围是增益根据电压检测单元的温度变化而变化的温度范围。
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