CN101662049B - 电池管理系统、驱动和匹配方法及车辆系统 - Google Patents

电池管理系统、驱动和匹配方法及车辆系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电池管理系统(BMS)，驱动和匹配方法及车辆系统。该BMS包括至少两个子BMS及主BMS。所述至少两个子BMS测量关于电池的信息，并根据运行状态生成触发信号。所述主BMS接收所述触发信号，确定所述至少两个子BMS的所述运行状态。如果所述至少两个子BMS正常运行，则所述主BMS生成同步信号并将该同步信号传送给所述子BMS。所述至少两个子BMS根据所述同步信号测量关于所述电池的信息。

Description

电池管理系统、驱动和匹配方法及车辆系统
技术领域
本发明方面涉及电池管理系统及其驱动方法。
背景技术
采用利用汽油或柴油作为主要燃料的内燃机的汽车或其它车辆引起诸如空气污染之类的严重环境污染。为了减少此类环境污染的产生，最近，已做出很大努力以发展电动车辆或混合动力车辆。
电动车辆是使用由电池输出的电能来操作的电池引擎的车辆。因为电动车辆使用具有多个二次单电池的电池作为其主要驱动源，其中二次单电池在使用中能被放电、充电及被形成为组，所以电动车辆的优点在于电动车辆不生成废气且噪音小。
介于使用内燃机的车辆与电动车辆之间的混合动力车辆使用两个或两个以上驱动源，例如，内燃机和电池引擎。目前，可以使用内燃机和燃料电池的混合动力车辆，或者同时使用电池和燃料电池的车辆也在发展中，其中，当氧、氢被持续供给时，燃料电池通过化学反应直接产生电能。对于为了提高驱动源的效率或改善驱动源的环境影响而使用电池引擎的车辆，电池中单电池的数目必须要大，因此，需要电池管理系统(BMS)有效地管理多个单电池。
背景技术部分所公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此，它可能包括不构成在本国中已为本领域技术人员所知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的方面提供一种电池管理系统(BMS)及管理多个单电池的驱动方法。本发明的示例性实施例提供BMS，该BMS包括：至少两个子BMS，测量关于电池的信息并根据运行状态生成触发信号；以及主BMS，接收所述触发信号以确定所述至少两个子BMS的所述运行状态，如果所述至少两个子BMS正常运行，则生成同步信号并将所述同步信号传送给所述子BMS，其中所述至少两个子BMS根据所述同步信号测量关于电池的信息。
本发明的另一个实施例提供一种驱动电池管理系统(BMS)的方法，该电池管理系统包括至少两个子BMS，该方法包括：由所述至少两个子BMS根据运行状态生成触发信号；一旦接收到所述触发信号，确定所述至少两个子BMS的所述运行状态，并且如果所述至少两个子BMS正常运行，则生成同步信号；将所述同步信号传送给所述至少两个子BMS；并且由所述至少两个子BMS根据所述同步信号测量关于电池的信息。
如上所述，根据本发明的方面，当多个BMS被驱动时，BMS的同步可以被匹配，因此，能获得较准确的电池信息。
本发明的另外方面和/或优点将在下面的说明书中部分地提出，部分地，从说明书中将是显而易见的，或者可由实施本发明而得知。
附图说明
从下列的结合附图对实施例的描述中，本发明的这些和/或其它方面及优点将变得显而易见，且更容易理解，其中：
图1为示出根据本发明实施例的电池、电池管理系统(BMS)及其外围设备的示意性框图；
图2为示出图1的BMS结构的示意性框图；
图3为示出根据本发明另一实施例的BMS的示意性框图；
图4为详细示出图3的BMS的传感单元的示意性框图；
图5为详细示出图4的传感单元的电压检测单元的示意性框图；并且
图6为示出图3的BMS的驱动波形的图。
具体实施方式
现将详细参考本发明的本实施例，其示例在附图中示出，其中同样的附图标记始终表示同样的元件。为了解释本发明，下面通过参考附图对实施例进行描述。
在本申请文件和所附的权利要求书中，当描述元件被“连接”至另一元件时，该元件可以被“直接连接”至另一元件或通过第三元件被“电连接”至另一元件。另外，除非明确描述为相反，词语“包括”应理解为暗示包含声明的元件但不排除任何其它元件。
为了管理多个单电池，根据本发明实施例的电池管理系统(BMS)包括多个子BMS，其中每个子BMS管理多个单电池中的相应一个单电池。当多个子BMS运行时，这多个子BMS需要被彼此同步。如果多个子BMS没有被同步，关于相应的电池的信息就不会被同步。来自于每个电池的要被同步的信息包括关于电池的单电池电压的信息和关于电池电流的信息。现将参考附图对根据本发明实施例的BMS及其驱动方法进行详细描述。
图1为示出根据本发明实施例的电池、BMS及其外围设备的示意性框图。图2为示出图1的BMS配置的示意性框图。现将详细描述使用根据本发明实施例的电池的车辆系统。
如图1所示，车辆系统包括电池100、电流传感器200、冷却风扇300、保险丝400、主开关500、电动机控制单元(MTCU)600、反相器700、电动发电机800和BMS 900。根据本发明该实施例的BMS 900包括主BMS900_M和多个子BMS 900_S1、900_S2、...、900_SN。
电池100包括多个子组a至h、输出端Bout1和Bout2、以及位于子组d和e之间的安全开关BSW。八个子组a至h作为示例被示出，并且多个单电池被示出为一组，但本发明并不限于此。在换电池或对电池执行操作时，为了操作者的安全，可以手动接通或关断安全开关BSW。安全开关BSW的位置不限于根据本发明实施例的位置，而是可以被放置在多个子组a至h之间的任意位置。
电流传感器200测量流过电池100的电流量，并将信息传送给BMS 900。例如，电流传感器200可以是使用霍尔(Hall)元件测量电流并输出与所测量的电流相对应的模拟电流信号的霍尔电流互感器(Hall CT)，或者可以是通过将电阻连接至电池的电流流经的线来生成与电池的电流相对应的电压信号的分流电阻。
当由于电池100的充电或放电而产生热时，冷却风扇300对所产生的热进行冷却。冷却风扇300用于防止因充电或放电产生的热而导致电池100退化，从而防止充电/放电效率降低。
保险丝400用于防止由于电池100的断路或短路而导致过电流被传送给电池100。特别地，当过电流发生时，保险丝400断开以防止过电流被传送给电池100。
当诸如过电压、过电流、高温等异常现象发生时，主开关500基于来自车辆的BMS 900或MTCU 600的控制信号接通或关断电池100。
MTCU 600根据从加速器接收的信息、从制动器接收的信息、车速等来识别车辆现在的操作状态；计算需要的扭矩；并基于所计算的扭矩和电池的充电状态(SOC)来控制电池100与电动发电机800之间的电力传输。这里，车辆的当前操作状态可以包括用于启动车辆的ON键、用于关断所启动的车辆的OFF键、附属操作、加速器操作等。反相器700在MTCU 600的控制下为电池100提供充电或放电。具体而言，MTCU 600控制反相器700以调整电动发电机800的输出以使电动发电机800的输出与特定的所计算的扭矩相适应。另外，MTCU 600向BMS 900发送关于车辆状态的信息，从BMS 900接收电池100的SOC，并控制电池100与电动发电机800之间的电力传输以便电池100的SOC会达到目标值(例如，55％)。例如，如果从BMS 900传送的SOC小于55％，则MTCU 600控制反相器700以将电动发电机800的电能传向电池100。于是，电池100被充电，此时，电池的电流可以被设置为具有正(+)值。如果电池的SOC大于55％，则MTCU 600控制反相器700以将电池100的电能传向电动发电机800。于是，电池100被放电，此时，电池的电流可以被设置为具有负(-)值。基于MTCU 600传送的扭矩信息，电动发电机800利用电池100的电能来驱动车辆。
BMS 900包括主BMS 900_M和多个子BMS 900_S1-900_SN。子BMS900_S1-900_SN各自测量电池的单电池电压(V)、电池的电流(I)和电池的温度(T)等，并将电池的单电池电压(V)、电池的电流(I)和电池的温度(T)等传送给主BMS 900_M。子BMS 900_S1-900_SN向主BMS 900_M传送触发信号SAT1-SATN以将子BMS 900_S1-900_SN的运行状态信息传送给主BMS 900_M。子BMS的运行状态信息包括电源开启状态和电源关断状态。电源开启状态指正常运行状态，在正常运行状态下，电能被正常供给子BMS，而电源关断状态指异常运行状态，在异常运行状态下，电能不被正常地供给子BMS。触发信号SAT1-SATN指示子BMS 900_S1-900_SN的电源开启状态或电源关断状态。当子BMS的电源开启时，触发信号SAT1-SATN具有高电平，而当子BMS的电源关断时，触发信号SAT1-SATN具有低电平。
主BMS 900_M接收电池的单电池电压(V)、电池的电流(I)和电池的温度(T)等，从而估计电池的SOC和健康状态(SOH)。主BMS 900_M基于SOC和SOH控制电池的充电和放电。当主BMS 900_M从各个子BMS900_S1-900_SN接收触发信号SAT1-SATN时，主BMS 900_M确定子BMS900_S1-900_SN都在正常运行状态，并且主BMS 900_M生成同步信号CLK。主BMS 900_M将同步信号CLK传送给各个子BMS 900_S1-900_SN，并且子BMS 900_S1-900_SN根据该同步信号CLK运行。也就是说，主BMS900_M利用同步信号CLK来驱动子BMS 900_S1-900_SN以同步子BMS900_S1-900_SN。
如图2所示，在硬件方面，根据本发明实施例的主BMS 900_M和子BMS900_S1-900_SN各自包括相同的元件。也就是说，根据开关(未示出)状态或者根据包括在主BMS 900_M和子BMS的每个BMS中的标识符的设置，程序可以被不同地设置，以便作为主BMS 900_M运行或作为子BMS 900_S1-900_SN运行。也就是说，根据设置的程序，BMS可以作为主BMS或子BMS运行。具体而言，参考图2，主BMS 900_M包括传感单元910_M、微控制单元(MCU)920_M、内部供电单元930_M、单电池平衡单元940_M、存储器单元950_M、通信单元960_M、保护电路单元970_M、上电复位单元980_M以及外部接口990_M。
传感单元910_M从MCU 920_M接收控制信号，并基于该控制信号测量电池的单电池电压(V)、电池的电流(I)和电池的温度(T)等。在这种情况下，电池的单电池电压(V)、电池的电流(I)和电池的温度(T)被测量为模拟值。传感单元910_M将电池的单电池电压(V)、电池的电流(I)和电池的温度(T)的模拟值转换为数字值，并将数字值传送给MCU920_M。
一旦从传感单元910_M接收到电池的单电池电压(V)、电池的电流(I)和电池的温度(T)，MCU 920_M估计电池的SOC和SOH。内部供电单元930_M使用辅助电池为BMS 900供电。
单电池平衡单元940_M平衡每个单电池的SOC。也就是说，单电池平衡单元940_M可以对具有相对高的SOC的单电池放电，并且可以对具有相对低的SOC的单电池充电。
当主BMS 900_M的电源关断时，存储器单元950_M存储诸如当前的SOC、SOH等数据信息。这里，存储器单元950_M可以是其中数据能被电写入或擦除的非易失性存储装置，例如EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)。
通信单元960_M与车辆的MTCU 600通信。也就是说，通信单元960_M将关于SOC和SOH的信息发送给MTCU 600，或者接收关于车辆状态的信息并将关于车辆状态的信息发送给MCU 920_M。
保护电路单元970_M是用于利用硬件元件保护电池100免于发生过电流、过电压等的次要被加入的电路。上电复位单元980_M在主BMS 900_M的电源接通时重置整个系统。外部接口990M将冷却风扇和主开关500连接至MCU 920_M。
由于根据本发明实施例的多个子BMS 900_S1-900_SN与主BMS900_M具有相同的元件，因此将省略对多个子BMS 900_S1-900_SN的详细描述。
现将参考图3至图6对根据本发明实施例的BMS中的同步控制方法进行详细描述。图3为示出根据本发明另一个实施例的BMS的示意性框图。图4为详细示出图3的BMS的传感单元的图。图5为详细示出图4的传感单元的电压检测单元的图。图6为示出图3的BMS的驱动波形的视图。
如图3所示，根据本发明另一个实施例的BMS 900包括主BMS 900_M和多个子BMS 900_S1-900_SN。在本发明的该实施例中，作为示例，仅示出了主BMS 900_M的元件中的MCU 920_M以及子BMS 900_S1-900_SN的元件中的MCU 920_S1-920_SN和传感单元910_S1-910_SN。现在将基于该示例对同步控制方法进行描述。在如图3所示的该实施例中，传感单元910_S1-910_SN测量电池的单电池电压(V)和电池的电流(I)。但本发明并不限于此。在这种情况下，电池的单电池电压(V)包括由各个传感单元910_S1-910_SN测量的单电池电压V1-VN。
主BMS 900_M包括MCU 920_M和开关SW1。MCU 920_M包括定时器921用以生成同步信号CLK，并通过触发输入端ATIN接收从各个子BMS900_S1-900_SN传送的触发信号SAT1-SATN。MCU 920_M根据触发信号SAT1-SATN生成同步信号CLK，并通过同步信号输出端SOUT将生成的同步信号CLK输出给各个子BMS 900_S1-900_SN。
MCU 920_M通过数据输入端DIN接收诸如电池的单电池电压(V)之类的由子BMS 900_S1-900_SN的MCU 920_S1-920_SN获得的关于电池的信息。MCU 920_M控制电流传感器200与单电池电压(V)被测量的时间点同步来测量电池的电流(I)，该单电池电压(V)根据子BMS 900_S1至900_SN中的同步信号CLK被测量。MCU 920_M利用关于电池的信息来估计电池的SOC和SOH。
具体而言，MCU 920_M从各个子BMS 900_S1-900_SN接收触发信号SAT1-SATN。在这种情况下，输入端ATIN同与(AND)门(G)的输出端相连，并且相应的触发信号被输入到AND门(G)的多个输入端的每一端。然后，从各个子BMS 900_S1-900_SN传送的触发信号SAT1-SATN可以通过单个触发输入端ATIN被接收和处理。然而，本发明不限于此，并且主BMS900_M可以通过与多个子BMS 900_S1-900_SN的每个子BMS相对应的触发输入端ATIN接收触发信号SAT1-SATN。当所有的触发信号SAT1-SATN通过触发输入端ATIN被输入时，MCU 920_M利用定时器921生成同步信号CLK。然后，MCU 920_M将同步信号CLK传送给子BMS 900_S1-900_SN的MCU 920_S1-920_SN。
开关SW1可以具有要被主BMS 900_M所识别的值的集合，并且根据用户的设置可以具有不同的值。子BMS 900_S1-900_SN包括用于测量关于电池的信息的传感单元910_S1-910_SN、用于获得关于电池的信息的MCU920_S1-920_SN，以及开关SW21-SW2N。
MCU 920_S1-920_SN将触发信号SAT1-SATN通过触发输出端ATOUT传送给主BMS 900_M，并且通过同步信号输入端SIN接收同步信号CLK。为了测量关于电池的信息，MCU 920_S1-920_SN生成诸如电压控制信号SV1-SVN等与同步信号CLK同步的控制信号，并将控制信号分别传送给传感单元910_S1-910_SN。MCU 920_S1-920_SN将由各个传感单元910_S1-910_SN测量的电池的单电池电压(V)通过数据输出端DOUT传送给主BMS900_M的MCU 920_M。
传感单元910_S1-910_SN根据所接收的控制信号测量关于电池的信息，并将关于电池的信息传送给MCU 920_S1-920_SN。具体而言，如图4所示，根据本发明的该实施例的传感单元910_S1-910_SN可以各自包括电压检测器911_S1-911_SN和模数(A/D)转换器912_S1-912_SN。
电压检测器911_S1-911_SN从各个MCU 920_S1-920_SN接收电压控制信号SV1-SVN。电压检测器911_S1-911_SN根据电压控制信号SV1-SVN测量电池的单电池电压(V1-VN)，并将电池的单电池电压(V1-VN)传送给A/D转换器912_S1-912_SN。根据本发明的该实施例，传感单元910_S1-910_SN的电压检测器911_S1-911_SN具有相同的结构，所以仅详细描述电压检测器911_S1-911_SN中的电压检测器911_S1的配置。
参考图5，电压检测器911_S1包括多个单电池继电器SR1-SR20、继电器RL1和RL2，以及电容器C1。被传送给电压检测器911_S1的电压控制信号SV1包括用于控制多个单电池继电器SR1-SR20的单电池继电器控制信号SSR1-SSR20以及用于控制继电器RL1和RL2的继电器控制信号SRL1和SRL2。当单电池继电器控制信号SSR1-SSR20具有高电平时，单电池继电器SR1-SR20被接通，并且当单电池继电器控制信号SSR1-SSR20具有低电平时，单电池继电器SR1-SR20被关断。相应地，当继电器控制信号SRL1和SRL2具有高电平时，继电器RL1和RL2被接通，并且当继电器控制信号SRL1和SRL2具有低电平时，继电器RL1和RL2被关断。在本实施例中，电池100被示出为具有40个单电池，所以单电池继电器SR1-SR40被限制为40个，但本发明并不限于此，而且单电池继电器的数目可以根据构成电池的单电池的总数被调整。
多个单电池继电器SR1-SR20分别与多个单电池CELL1-CELL20的正端和负端相连。单电池继电器SR1-SR20根据多个单电池继电器控制信号SSR1-SSR20被确定为接通或关断，并且将多个单电池CELL1-CELL20的每个电压传送给继电器RL1。然后，继电器RL1根据继电器控制信号SRL1被确定为接通或关断，接收从多个单电池继电器SR1-SR20传送的电池的单电池电压，并且将电池的单电池电压传送给电容器C1。多个单电池继电器SR1-SR20根据多个单电池继电器控制信号SSR1-SSR20被接通或关断。多个单电池CELL1-CELL20中的与接通的单电池继电器相对应的电池的单电池电压通过该接通的继电器RL1被传送给电容器C1。通过已由单电池继电器控制信号SSR1-SSR20接通的单电池继电器和已由继电器控制信号SRL1接通的继电器RL1，电池的多个单电池中相应的单电池和电容器C1被电连接。然后，通过包括接通的单电池继电器和继电器RL1的路径的与电池的单电池电压相对应的所检测的电压被存储在电容器C1中。与电池的单电池电压相对应的所检测的电压被充入电容器C1之后，随着一定时间的流逝，继电器RL2根据继电器控制信号SRL2被接通，并将存储在电容器C1中的电压传送给A/D转换器912_S1。A/D转换器912_S1将以模拟数据的形式传送的电池的单电池电压(V1)转换为数字数据，并将数字数据传送给MCU920_S1。
电压检测器911_S2与电压检测器911_S1具有同样的配置，并且以同样的方式运行。因为电压检测器911_S2根据同样的同步信号CLK被控制，因此电压检测器911_S2的单电池继电器控制信号SSR21-SSR40和继电器控制信号SRL3和SRL4被与电压检测器911_S1的控制信号同步。
再次参考图3，开关SW21-SW2N可以具有会被子BMS 900_S1-900_SN所识别的值的集合，或者根据用户设置可以具有不同的值。在本实施例中，主BMS和子BMS利用开关SW1和开关SW21-SW2N来区分，但不限于此，主BMS和子BMS也可以利用标识符来区分。
现将参考图3至图6描述获取关于电池的信息的过程作为对多个BMS同步操作进行控制的示例。在本发明的该实施例中，子BMS 900_S1-900_SN的N被设置为2。这里，子BMS 900_S1测量存储在电池的各个单电池CELL1-CELL20中的单电池电压(V1)，子BMS 900_S2测量存储在电池的各个单电池CELL21-CELL40中的单电池电压(V2)，并且主BMS 900_M测量电池的电流(I)。
主BMS 900_M的MCU 920_M从子BMS 900_S1和子BMS 900_S2接收高电平触发信号。然后，MCU 920_M参考所接收的高电平触发信号确定子BMS 900_S1和子BMS 900_S2接通。在这种情况下，因为所有的触发信号SAT1和SAT2已被输入为高电平，所以MCU 920_M利用定时器921生成同步信号CLK。然后，MCU 920_M将同步信号CLK传送给子BMS 900_S1和子BMS 900_S2的MCU 920_S1和MCU 920_S2。然后，子BMS 900_S1和子BMS900_S2的MCU 920_S1和MCU 920_S2将同步信号CLK设置为基本时钟信号并测量电池的单电池电压(V)。此时，主BMS 900_M的MCU 920_M与子BMS 900_S1和子BMS 900_S2测量电池的单电池电压(V)同步测量电池的电流(I)。
具体而言，子BMS 900_S1生成电压控制信号SV1，并将该电压控制信号SV1传送给电压检测器911_S1以便单电池CELL 1-CELL20与基本时钟信号同步被测量。然后，电压检测器911_S1顺次接通单电池继电器SR1-SR20以测量电池的单电池电压。
首先，为了在子BMS 900_S1中测量存储在单电池CELL1中的电池的单电池电压(V1)，当高电平的单电池继电器控制信号SSR1与基本时钟信号同步被传送给电压检测器911_S1的单电池继电器SR1并且高电平继电器控制信号SRL1与基本时钟信号同步被传送给继电器RL1时，存储在单电池CELL1中的电池的单电池电压(V1)通过单电池继电器SR1和继电器RL1被存储在电容器C1中。
从用于关断继电器RL1的低电平继电器控制信号SRL1被传送的时间点T11过了一定时间之后，子BMS 900_S1的MCU 920_S1将高电平继电器控制信号SRL2传送给继电器RL2以接通继电器RL2。在继电器RL2被完全接通的时间点T21，传感单元910_S1的电压检测器911_S1测量存储在电容器C1中的与电池的单电池电压(V1)相对应的检测电压，并将该检测电压传送给A/D转换器912_S1。A/D转换器912_S1将以模拟数据的形式传送的电池的单电池电压(V1)转换为数字数据，并将数字数据传送给MCU 920_S1。然后，MCU 920_S1将与所转换的电池的单电池电压V1相对应的所检测的电压传送给主BMS 900_M的MCU 920_M。
同时，在子BMS 900_S2中，为了与基本时钟信号同步测量单电池CELL21-CELL40的电压，电压控制信号SV2被生成并被传送给传感单元910_S2的电压检测器911_S2。然后，电压检测器911_S2顺次接通单电池继电器SR21-SR40以测量电池的单电池电压。
首先，为了在子BMS 900_S2中测量存储在单电池CELL21中的电池的单电池电压(V2)，当高电平单电池继电器控制信号SSR21与基本时钟信号同步被传送给电压检测器911_S2的单电池继电器SR21，并且高电平继电器控制信号SRL3与基本时钟信号同步被传送给继电器RL3时，存储在单电池CELL21中的电池的单电池电压(V2)通过单电池继电器SR21和继电器RL3被存储在电容器C2中。
从用于关断继电器RL3的低电平继电器控制信号SRL3被传送的时间点T11过了一定时间之后，子BMS 900_S2的MCU 920_S2将高电平继电器控制信号SRL4传送给继电器RL4以接通继电器RL4。在继电器RL4被完全接通的时间点T21，传感单元910_S2的电压检测器911_S2对与存储在电容器C2中的电池的单电池电压(V2)相对应的检测电压进行测量，并将该检测电压传送给A/D转换器912_S2。A/D转换器912_S2将以模拟数据的形式传送的电池的单电池电压(V2)转换为数字数据，并将数字数据传送给MCU920_S2。然后，MCU 920_S2将与所转换的电池的单电池电压V2相对应的所检测的电压传送给主BMS 900_M的MCU 920_M。
这样，主BMS 900_M的MCU 920_M传送用于控制电流传感器200的电流控制信号SI以测量电池在时间点T11的电流(I)，在时间点T11，期望由子BMS 900_S1和子BMS 900_S2的电压检测器911_S1和电压检测器911_S2测量的电池的单电池电压被完全存储在电容器C1和电容器C2中。在时间点T11，低电平继电器控制信号SRL1和SRL3分别被传送给继电器RL1和RL3，以关断继电器RL1和RL3。并且，MCU 920_M利用电池的电流(I)和电池的单电池电压(V)来估计电池的SOC和SOH。
以这种方式，子BMS 900_S1和子BMS 900_S2各自的MCU 920_S1和MCU 920_S2根据同步信号CLK顺次测量存储在单电池CELL1-CELL20和单电池CELL21-CELL40中的电池的单电池电压(V)。也就是说，当子BMS 900_S1正在根据同步信号CLK测量存储在单电池CELL1中的电池的单电池电压(V1)时，子BMS 900_S2也根据同步信号CLK测量存储在单电池CELL21中的电池的单电池电压(V2)，并且当子BMS 900_S1正在根据同步信号CLK测量存储在单电池CELL2中的电池的单电池电压(V1)时，子BMS 900_S2也根据同步信号CLK测量存储在单元CELL22中的电池的单电池电压(V2)。以这种方式，子BMS 900_S1和子BMS 900_S2根据同步信号CLK顺次并同时测量单电池CELL1-CELL20和单电池CELL21-CELL40的电压。然后主BMS 900_M根据同步信号CLK在电池的单电池电压(V)被完全充入电容器的时间点测量电池的电流(I)。因此，在本发明中，由于测量电池的单电池电压(V)的时间与测量电池的电流(I)的时间被同步，因此可以防止可能由电池的单电池电压(V)的测量时间点与电池的电流(I)的测量时间点之间的偏差所引起的误差的产生，从而可以获得准确的信息。
在根据本发明实施例的BMS中，根据通过确定子BMS的电源开启或电源关断状态所获得的结果，同步信号CLK被生成并被传送给子BMS。然后，子BMS将同步信号CLK设置为基本时钟信号，并测量诸如电池的单电池电压、电池的电流等关于电池的信息。以这种方式，当多个BMS正在使用中时，多个正在使用的BMS的同步被匹配，从而获得关于电池的准确信息。
尽管已示出和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应当理解的是，可以对实施例进行改变，而不违背本发明的原理和精神，本发明的范围由权利要求和权利要求的等同物限定。

Claims (18)

1.一种电池管理系统包括：
至少两个子电池管理系统，测量关于电池的信息并根据运行状态生成触发信号，所述关于电池的信息包括电池的单电池电压、电池的电流和电池的温度，所述运行状态包括正常运行状态和异常运行状态；以及
主电池管理系统，接收所述触发信号以确定所述至少两个子电池管理系统的所述运行状态，并且如果所述至少两个子电池管理系统处于正常运行状态，则生成同步信号并将该同步信号传送给所述至少两个子电池管理系统，
其中所述至少两个子电池管理系统根据所述同步信号测量关于电池的信息。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中与正常运行状态相对应的具有第一电平的所述触发信号从所述至少两个子电池管理系统被传送时，所述主电池管理系统生成所述同步信号。
3.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中所述至少两个子电池管理系统均包括可操作以根据所述同步信号测量所述关于电池的信息的传感单元。
4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其中所述传感单元测量所述电池的单电池电压。
5.根据权利要求4所述的电池管理系统，其中所述传感单元包括可操作以测量所述电池的单电池电压的电压检测器和模数转换器，
其中所述电压检测器包括：
多个单电池继电器，分别与电池的多个单电池连接，
第一继电器，与所述多个单电池继电器的一个单电池继电器相连，并传送来自所连接的单电池继电器的所述电池的单电池电压，
电容器，存储通过所述第一继电器传送的与所述电池的单电池电压相对应的检测电压，和
第二继电器，与所述电容器的两端相连，
其中所述模数转换器将通过所述第二继电器传送的所述检测电压转换为数字信号。
6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其中所述主电池管理系统在所述检测电压被完全存储在所述电容器时的时间点测量所述电池的电流，并且从存储完成时间点经过一定时间之后，所述第二继电器被接通。
7.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中所述主电池管理系统和所述至少两个子电池管理系统均包括传感单元、微控制单元、内部供电单元、单电池平衡单元、存储器单元、通信单元、保护电路单元、上电复位单元以及外部接口。
8.根据权利要求7所述的电池管理系统，其中所述主电池管理系统的所述微控制单元包括定时器、开关、数据输入端、触发输入端、信号输出端以及与门。
9.根据权利要求7所述的电池管理系统，其中每个子电池管理系统的所述微控制单元包括开关、数据输出端、触发输出端以及信号输入端。
10.根据权利要求7所述的电池管理系统，其中每个子电池管理系统的所述传感单元包括电压检测器和模数转换器。
11.一种驱动电池管理系统的方法，该电池管理系统包括至少两个子电池管理系统，该方法包括：
由所述至少两个子电池管理系统根据运行状态生成触发信号，所述运行状态包括正常运行状态和异常运行状态；
一旦接收到所述触发信号，确定所述至少两个子电池管理系统的所述运行状态，并且如果所述至少两个子电池管理系统处于正常运行状态，则生成同步信号；
将所述同步信号传送给所述至少两个子电池管理系统；并且
由所述至少两个子电池管理系统根据所述同步信号测量关于电池的信息，所述关于电池的信息包括电池的单电池电压、电池的电流和电池的温度。
12.根据权利要求11所述的驱动电池管理系统的方法，其中，在生成所述同步信号中，如果与正常运行状态相对应的具有第一电平的所述触发信号从所述至少两个子电池管理系统的每个被传送时，所述同步信号被生成。
13.根据权利要求11所述的驱动电池管理系统的方法，其中测量关于电池的信息包括由所述至少两个子电池管理系统测量所述电池的单电池电压。
14.根据权利要求13所述的驱动电池管理系统的方法，其中测量所述电池的单电池电压包括：
通过与多个单电池继电器的一个单电池继电器相连的第一继电器传送所述电池的单电池电压，其中所述多个单电池继电器分别与所述电池的多个单电池连接，
在电容器中存储通过所述第一继电器传送的与所述电池的单电池电压相对应的检测电压，并且
通过与所述电容器的两端相连的第二继电器将所述检测电压传送给模数转换器，从而使所述检测电压被转换为数字信号。
15.根据权利要求14所述的驱动电池管理系统的方法，进一步包括：
在所述检测电压被完全存储在所述电容器中的时间点测量所述电池的电流，并且
从存储完成时间点经过一定时间之后，接通所述第二继电器。
16.根据权利要求11所述的驱动电池管理系统的方法，其中生成所述触发信号包括：
由所述至少两个子电池管理系统的每个子电池管理系统根据所述至少两个子电池管理系统的每个子电池管理系统的电源开启状态或电源关断状态生成所述触发信号。
17.一种车辆系统包括：
包括串联的多个单电池的电池；
主电池管理系统；以及
至少两个子电池管理系统，其中：
所述至少两个子电池管理系统测量关于电池的信息并根据运行状态生成触发信号，所述关于电池的信息包括电池的单电池电压、电池的电流和电池的温度，所述运行状态包括正常运行状态和异常运行状态，
所述主电池管理系统接收所述触发信号以确定所述至少两个子电池管理系统的所述运行状态，并且如果所述至少两个子电池管理系统处于正常运行状态，则生成同步信号并将该同步信号传送给所述至少两个子电池管理系统，以及
所述至少两个子电池管理系统根据所述同步信号测量关于电池的信息。
18.一种匹配多个电池管理系统的同步的方法，该电池管理系统包括主电池管理系统、至少两个子电池管理系统以及被组织在电池中的多个单电池，该方法包括:
确定所述至少两个子电池管理系统的每个子电池管理系统的电源开启状态或电源关断状态；
根据处于电源开启状态的每个子电池管理系统生成触发信号；
通过与门将所述触发信号传送给所述主电池管理系统；
如果所述至少两个子电池管理系统的全部子电池管理系统都处于电源开启状态，则在所述主电池管理系统中生成同步信号；
将所述同步信号传送给所述至少两个子电池管理系统；
顺次检测与所述至少两个子电池管理系统的特定一个子电池管理系统相关联的所述多个单电池的每个单电池的电压；
同时检测与所述至少两个子电池管理系统的其他每个子电池管理系统相关联的相应单电池的电压；并且
随后确定所述电池的电流。
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