CN102004184B - 利用单个adc芯的虚拟同时采样的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于利用单个ADC芯的虚拟同时采样的系统和方法。通过估计电池单元上的瞬时电压来改进多电池单元电池组中的电压平衡。根据一个实施例，一种用于从多个电压源读取电压的装置包括耦合到多个电压源的第一复用器和控制器。控制器被编程为从第一复用器输出从多个电压源中的每个电压源读取的依次电压对。多个依次电压对都具有共同的时间中点。在小的时间窗口如100微秒内读取所有多个依次电压对。在一个实施例中，多个电压源是Li离子或者其它高电压电池单元，尽管也可以使用其它类型的电池单元。

Description

利用单个ADC芯的虚拟同时采样的系统和方法

技术领域

本发明涉及电池。具体而言，本发明涉及感测多电池单元电池组上的电压。

背景技术

随着能量价格和与传统能源关联的环境影响的增加，电池驱动的汽车、发电机和其它产品正在变成越来越廉价且更加实用的替代产品。为了向许多这些更大产品供电，电池必须包装到多电池单元电池组中，这是一种具有特殊要求的设计。例如为了电池组既高效又耐久，必须平衡它的单独电池单元。对于在电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)和工业应用中使用的高电压电池组尤其是这样。

许多EV和HEV使用锂离子(Li离子)电池单元电池组。这些电池单元具有高能量密度、高开路电压和低自放电速率。它们也相对较轻。遗憾的是，多电池单元Li离子电池在单独电池单元上的电荷未平衡时往往会失效。例如当电池单元未平衡时，将充电较少的电池单元充电至它们的容量会造成对充电较多的电池单元过量充电。这样的过量充电可能是危险的，并且对于无法容许过量充电的Li离子电池单元特别地具有损坏性。当对充电较多的电池单元放电时，充电较少的电池单元可能放电至可接受的界限以下，从而同样造成电池损坏。两类损坏出现于具有大量再充电和放电循环的EV和HEV中。

恰当的平衡要求按照使所有电池单元达到类似电压的量对每个电池单元充电或者放电。这继而要求准确的电池单元电压读数，这在EV和HEV应用中是困难的，其中电机振动、在容纳电池组的引擎隔室内的温度变化、测量部件本身的变化、在测量单独电池单元之间的时延都可能降低电压读数的准确性。当电池单元读数之差不准确时，电池单元平衡也不准确，从而降低电池单元平衡将如预计的那样保护电池单元的可能性。

在具有n个电池单元的先前多电池单元电池系统中，通过按照一种极性感测电池单元上的电压、然后反转极性并且感测该电压来进行平衡。针对每个电池单元继续这一过程。这些测量的时间移位向平衡过程中引入了误差。

在另一先前平衡技术中，按照第一极性感测电池单元1至n上的电压。反转极性并且按照另一极性重复该过程。这一过程也向平衡过程中引入时间移位误差。

可以通过为每个电池单元添加电压传感器并且同时为所有电池单元感测电压来消除时间移位误差。遗憾的是，这一技术成本高昂。

需要许多电池单元向使用相对高成本电池组的车辆(如EV或者HEV车辆)供电。由于整个组在该组中的任何单独电池单元失效时必须被更换，所以这样的失效在EV、HEV和使用多个电池单元的其它应用中成本颇高。

发明内容

在本发明的第一方面中，一种用于从多个电压源读取电压的装置包括用于耦合到多个电压源的第一复用器和控制器。该控制器使第一复用器输出从多个电压源中的每个电压源读取的依次电压对。多个依次电压对都具有共同的时间中点。

在一个实施例中，该装置包括将多个电压源耦合到第一复用器的一阶RC滤波器。该装置还包括耦合到RC滤波器的多个电压源，比如锂离子电池单元。第一复用器优选为高电压斩波复用器。

第一复用器的输出耦合到模拟高电压电平移位器，该移位器耦合到单个模数转换器。低电压斩波复用器将模拟高电压电平移位器耦合到单个模数转换器。

控制器使用多个依次电压对来估计多个电压的同时读数。估计的同时读数用来确定用于基本上平衡多个电压的参数。

在一个实施例中，该装置还包括可与控制器一起操作以基本上平衡多个电压源的电压平衡器。优选地在预定时间窗口内读取多个依次电压对。在一个优选实施例中，时间窗口为100微秒宽。

在不同实施例中，多个电压源用来向汽车引擎、工业机器或者任何其它类型的高功率设备供电。取而代之，多个电压源用来向便携计算机、数字相机或者某种其它低功率设备供电。

在本发明的第二方面中，一种估计多个电压的虚拟同时读数的方法包括从多个电压源中的每个电压源取得依次电压读数对。多个依次电压读数对具有共同的时间中点。对多个依次电压读数对中的每对进行平均，以由此估计多个电压源的虚拟同时读数。对于多个电压源中的每个电压源，按照不同极性取得依次电压读数对以由此减少测量误差。

在一个实施例中，使用一阶RC滤波器来对多个电压源中的每个电压源上的电压进行滤波。

在另一实施例中，多个电压源都是锂离子电池，并且在100微秒窗口内取得多个依次电压读数对。

在又一实施例中，该方法还包括确定从多个电压源中的每个电压源到电机的同时电流读数。在燃料计量算法中使用来自多个电压源的多个电流读数和估计的同时读数。

在本发明的第三方面中，一种平衡来自多个电压源的电压的方法包括对多个电压进行平均。多个电压包括来自多个电压源中的每个电压源的一个或者多个依次读数对，并且依次读数对都共享共同的时间中点。多个平均电压用来控制多个电压源的充电、放电或者二者，以由此平衡多个电压源上的电压。

附图说明

图1是根据一个实施例的具有电压测量和平衡部件的多电池单元电池系统的高级框图。

图2示出了根据一个实施例的电压采样顺序。

图3是根据一个实施例的具有电压测量和平衡部件的多电池单元电池系统的框图。

图4是根据一个实施例的用于估计多个电池单元上的虚拟同时电压并且将估计的电压用于电池单元平衡的步骤的流程图。

图5示出了根据一个实施例的电压采样顺序。

图6示出了根据另一实施例的电压采样顺序。

图7示出了用来说明图8中的阶跃响应的电压采样顺序。

图8是用于使用图7中所示采样顺序的系统的阶跃响应的曲线图。

图9是用于根据一个实施例的使用金字塔形采样步骤的系统的阶跃响应的曲线图。

具体实施方式

本发明的实施例更准确地检测多电池单元电池组中的电池单元之间的电压差。认识到的是，电池单元读数之间的时间差可能引入测量误差。作为一个例子，在EV和HEV中，脉宽调制(PWM)电机控制器生成的切换电流可能在电池组上产生电压脉动，从而当未一起测量所有电池单元时引起混叠问题。来自车辆启动和停止的负载瞬变也将在电池上引起较低频率的电压瞬变。这两种影响导致不准确的电压读数，这些电压读数降低任何电压平衡的有效性。

在这些和其它应用中，在不同时间测量多个电池单元上的电压即使在无电压差存在时仍然可能表明电压差，或者可能夸大确实存在的任何电压差。一种解决方案在于测量或者近似同时电压读数。在这一方式中，可以更好地近似电压差，从而获得更精确的电压平衡。具体而言，根据本发明实施例通过虚拟同时采样技术来减少电压脉动和混叠。

根据本发明的实施例，通过取得每个电池单元上的电压读数对(采样)使得所有读数对共享共同的时间中点，来近似多个电池单元的虚拟同时读数。优选地，按照不同极性取得一对中的电压，由此减少一些测量部件所引入的误差。作为一个例子，通过反转两个(例如正和负)输入端子来切换极性。这些对中的电压称为“斩波”采样。

图1是根据一个实施例的使用同时电压估计的多电池单元系统100的框图。系统100包括多个Li离子电池单元115A-115L、电压采样器105、控制器110和电压调节器或者平衡器125。为了简化附图，未示出在电池组115与被供电的装置之间的连接。除了其它操作之外，电压采样器105读取电池单元115A-115L上的电压、比如通过对电压进行电平移位并且将它们转换成数字值来处理它们而且向控制器110传送数字值以便进行分析。控制器110处理数字值，从而确定在电池单元115A-115L与对应电压调节参数(例如调节或者纠正电压或者电流)之间的电压差以平衡电池单元115A-115D上的电压。控制器110然后向平衡器125发送这些参数或者对应控制信号，该平衡器使用它们以平衡电池单元115A-115L上的电压。

可以用许多方式平衡电池单元115A-115L。举例而言，平衡器125：(1)将再充电电压旁路，从而在再充电循环期间与充电较少的电池单元相比更慢地对电池单元115A-115L中的充电较多的电池单元进行再充电，(2)控制电池单元115A-115L之间的电荷共享，或者(3)在放电循环期间，使用旁路电阻器来控制充电较多的电池单元上的电荷耗散。所得平衡的有效性与计算的电池单元115A-115L之间电压差的准确性直接有关。

这里所用的“电压平衡”未必意味着精确的电压平衡。实施例通过减少各种电池单元上的电压之差来平衡电压。尽管消除电压差将是理想的，但是应认识到对于许多应用可以容许少量电压差。

图2示出了根据一个实施例如何随时间对标注为1至n(例如115A-115L)的电池单元进行采样。依次对电池单元采样：先对电池单元₁采样、继而是电池单元₂、继而是电池单元₃、随着下标越来越大上至电池单元_n。接着，对电池单元_n采样、继而是电池单元_(n-1)、随着指数依次更小下至电池单元₁。由于采样的电池单元的序列具有增加、然后减少的下标(例如1、2、3、…、12、12、11、10、…、2、1)，这类似于金字塔形状，所以这一类采样称为“金字塔采样”。下标在这一例子和其它例子中仅用来指代电池单元和电压，并且比较不同时间段(例如在如下文说明的“斩波极性”期间)中的采样顺序。

如下文更详细说明的那样，按照不同极性测量每个电池单元上感测的两个电压，以减少测量误差。优选地，不同测量路径切换向差分比较器的输入，以对感测的电压“进行斩波”。为了表明这一点，图2示出了标注为“斩波极性1”的第一测量和标注为“斩波极性2”的第二测量。也依次取得对每个电池单元的这些测量：首先取得按照斩波极性1的电池单元₁上的电压读数、继而(一些时间间隔以后)是按照斩波极性2的电池单元₁上的电压读数。也如图2中所示，为了简化用来实现实施例的部件和用来分析实施例的等式，在相邻采样之间的时间间隔相同(t_S)。其它实施例使用采样之间的可变时间间隔。

图2将所有采样的中点标注为“虚拟采样点”而采样时间窗口约为0秒。换而言之，认为在相同时间对电池单元采样(即认为利用为0的窗口尺寸对所有电池单元采样)。

根据一个实施例，估计的虚拟同时电压是针对每个电池单元的斩波极性电压的平均值。例如，针对电池单元₁的估计同时电压是针对电池单元₂的估计同时电压是类似地确定针对电池单元₃至电池单元₁₂的估计同时电压。

图3是根据本发明一个实施例的估计同时电压以平衡电池单元的多电池单元系统300的更详细框图。系统300包括通过一阶RC滤波器320耦合到电压采样器350的多Li离子电池组310。一阶RC滤波器320过滤噪声，比如EV或者HEV电机产生的噪声。电压采样器350通过电压平衡器325耦合到电池组310。

Li离子电池组310包括12个单独Li离子电池单元310A-310L。电压采样器350包括高电压斩波复用器360，该复用器具有耦合到RC滤波器320的输入和耦合到模拟高电压电平移位器370的输出。高电压电平移位器370的输出耦合到低电压斩波复用器380，该复用器具有耦合到单个模数转换器(ADC)390的输出。ADC 390的输出向控制器395传送，该控制器操作地耦合到高电压斩波复用器360、低电压斩波复用器380和电压平衡器325。

在操作中，模拟高电压电平移位器370将差分电池的电池单元电压进行电平移位为芯片级别。在功能上，高电压电平移位器370不仅改变差分信号幅度，而且它也去除电池单元相对于地的共模电压。这对于其中ADC 390仅测量地附近的差分信号的那些实施例是可优选的。

这里所用的“斩波复用器”是指如下复用器，该复用器不仅向它的输出传送所选输入而且切换所选输入的极性。因此，例如操作高电压斩波复用器360以在时间t₁通过“上”通道361A按照第一极性耦合到电池单元310L，而在不同时间t₂通过“下”通道361B按照第二极性耦合到电池单元310L。类似地，提供用于对电池单元310A-310K上的电压斩波的上通道和下通道。高电压斩波复用器360具有与它的上通道和下通道中的每个通道对应的两个输出。类似地，低电压斩波复用器380具有上通道和下通道以及对应输出。便于引用，沿着两个复用器360和380的上通道取得的读数称为“斩波极性1”，而沿着下通道取得的读数称为“斩波极性2”。这一标注是任意的。

在操作中，控制器395被编程为切换高电压斩波复用器360以根据预定采样顺序和对应斩波极性(统称为“采样顺序”)(聊举少数顺序，比如图2、图5和图6中所示采样顺序)来进行采样。优选地，控制器395还被编程为控制低电压斩波复用器380以对输入电压进行斩波从而进一步减少测量误差。从低电压斩波复用器380发送的电压然后向ADC 390传送，该ADC将电压转换成数字形式并且向控制器395发送转换的电压以进行处理。

控制器395被编程为从ADC 390接收电压、计算估计的虚拟同时电压并且确定估计的同时电压之间的任何差值以及向电压平衡器325发送对应调节信号以平衡电池单元310A-310L上的电压。由于估计的同时电压比现有技术系统中确定的电压更准确，所以更精确地平衡电压。

图4是根据本发明一个实施例的用于由控制器395执行的步骤的流程图。在这一例子中，电池组包含12个电池单元，并且在预定时间窗口内对所有电池单元上的电压采样两次，一次针对一个相应斩波极性。在优选实施例中，时间窗口为100微秒宽。在这一优选实施例中，在电压读数之间的采样间隔(t_S)因此为或者约8.3μs。

参照图3和图4，在开始步骤401中，按照采样顺序(例如图2)和采样间隔t_S初始化控制器395。接着，在步骤403中，控制器395切换高电压斩波复用器360以按照图2中所示采样顺序切换电池单元310A-310L上的电压。对电池单元上的每个电压采样两次以形成电压对，一个读数为第一极性(例如在元件360中沿着361A为斩波极性1)而另一个为第二极性(例如在元件360中沿着361B为斩波极性2)。依次产生每对中的读数。向模拟高电压电平移位器370传送电压，该移位器将电压减少至适合于处理的电平。在一个实施例中，电压从约4V减少至2.5V。低电压斩波复用器380可操作于这一较低电压。作为一个例子，“高”电压为4V或者更多，而“低”电压为2.5V或者更少。当然可以在其它值之间对电压进行移位以适应所用部件。

然后向低电压斩波复用器380发送从模拟高电压电平移位器370发送的电压。控制器395指示低电压斩波复用器380再次对来自每个电池单元的电压“进行斩波”(例如沿着381A为斩波极性1、随后沿着381B为斩波极性2)，以再减少测量误差。然后向单个ADC390发送斩波电压，该ADC将模拟电压转换成数字的、然后向控制器395发送转换的电压。

在步骤405中，控制器395读取电压并且确定估计的同时电压(例如针对每个电池单元₁至电池单元₁₂的斩波极性的平均值)，并且在步骤407中，确定估计的同时电压之间的任何差值。在步骤409中，控制器395使用这些差值以确定用于平衡电压的调节。调节可以包括纠正电压或者电流和对应充电或者放电时间。在步骤411中，控制器395向电压平衡器325发送这些调节，以平衡电池单元₁至电池单元₁₂上的电压。最后在步骤413中，控制器395立即重复，或者在循环回到步骤403之前等待所选时间或直至触发事件出现。作为一些例子，触发事件是由电池组310供电的汽车的刹车或者加速。

在一个实施例中，控制器395包括处理器和计算机可读介质，该介质包含实现状态机的编程可执行指令，该状态机用于执行步骤400。在另一实施例中，控制器395包括编程为实现状态机以执行步骤400的一个或者多个专用集成电路。在更多其它实施例中，控制器395包括用于实施状态机以执行步骤400的硬件、软件或者任何其它手段的组合。

步骤400仅举例说明一个实施例。可以删除一些所示步骤，可以添加其它步骤，并且可以按照不同顺序进行所示步骤。

将理解，控制器395的功能可以分布于不同部件之间。作为一个例子，高电压斩波复用器360本身包含如下电路，该电路根据采样顺序来控制依次对输入进行选择和斩波。

也将理解，可以根据实施例使用与图2中所示采样顺序不同的其它采样顺序。图5示出了另一采样顺序500，其中首先对所有奇数下标的电池单元(即电池单元₁、电池单元₃等)采样、继而是偶数下标的电池单元(即电池单元₂、电池单元₄等)，其中使用斩波极性1对所有电池单元采样。然后使用斩波极性2按照相反顺序对电池单元采样，从而针对所有电池单元的电压读数对(例如作为一对的电池单元₁(斩波极性1)和电池单元₁(斩波极性2)、作为另一对的电池单元₃(斩波极性2)和电池单元₃(斩波极性2))都共享共同的时间中点。换而言之，读数(忽略斩波极性)参照同样标注为“虚拟采样点”的时间中点是对称的。

在一个实施例中，对高电压斩波复用器360和低电压斩波复用器380进行同步以在电压读数期间具有相同斩波极性。在另一实施例中，它们具有相反极性。在更多其它实施例中，复用器360和380中的仅一个复用器是斩波复用器。

在又一实施例中，未包括低电压斩波复用器380，但是它的功能由ADC 390数字地进行。在这一实施例中，控制器390取得电压对(例如两个斩波电压)，将它们彼此相减并且将差值除以二以生成用于对应电压源的虚拟同时电压。在这一实施例中，ADC 390能够测量如下双极性信号，这些信号覆盖每个电压对中的正电压和负电压。

图6示出了根据又一实施例的采样顺序600。在这一实施例中，同样对电池单元成对采样，但是这时斩波极性交替并且采样间隔不同。参照图2和图6，首先按照斩波极性1对电池单元₁上的电压采样。t_S1秒以后对电池单元₂上的电压采样但是按照斩波极性2，继而按照斩波极性1在t_S2秒以后对电池单元₃上的电压采样。在第一采样序列中，斩波极性交替并且时间间隔(t_Si)变化。在第二采样序列中，在“虚拟采样点”右边，斩波极性对于每个电池单元相反(例如现在按照斩波极性2对电池单元₁上的电压采样)，但是时间间隔(例如在电池单元₁与电池单元₂之间)与第一序列中的时间间隔相同。与在图2和图5的例子中一样，所有读数对(例如按照斩波极性1的电池单元₁上的电压读数和按照斩波极性2的电池单元₁上的电压读数)共享共同的时间中点。

一些应用(比如EV和HEV中的燃料计量)不仅受益于虚拟同时电压读数而且受益于同时电流读数。知道充电状态对于混合车辆更好地确定何时开动引擎至关重要。与同时电流相组合的虚拟同时电压可以由燃料计量算法用来执行这一确定。

在一个实施例中，电流传感器(未示出)直接放置于电流路径中，直接位于或者并接于多个电压源与EV或者HEV电机之间。本领域技术人员将认识到用于确定同时电流读数的其它方式。本领域技术人员也将认识到如何由根据本发明实施例确定的电压和电流来计算充电状态。

实验数据突出根据本发明实施例的估计同时电压的优点。作为一个例子，如图7中所示采样顺序图示的那样，系统针对两个斩波极性对相同序列中的电池单元电压采样。这一系统响应于阶跃输入的标准误差计算如下：

$V_{\mathrm{ERR}\_\mathrm{STANDARD}}=V_0-V_1=\mathrm{\ΔV}(1-e^{-\frac{t_1}{\mathrm{\τ}}})=\mathrm{\ΔV}(1-e^{-\frac{n\·t_s}{\mathrm{\τ}}})$

$e^x\≈1+x+\frac{x^2}{2}$

$V_{\mathrm{ERR}\_\mathrm{STANDARD}}\&ap;\mathrm{\&Delta;V}(1-1+\frac{n\&CenterDot;t_s}{\mathrm{\&tau;}})=\mathrm{\&Delta;V}\&CenterDot;\frac{n\&CenterDot;t_s}{\mathrm{\&tau;}}\mathrm{for\; n}\&CenterDot;t_s<<\mathrm{\&tau;}$

其中：

V₀是第一采样中的电压；

V₁是最后采样中的电压；

n是被采样的模数输入的数目；

t_S是所用ADC(例如图3中的元件390)的转换/采样速率；并且

τ是IC(例如图3中的元件350)外部的滤波器(例如图3中的元件320)的RC时间常数。

在图8中用图形示出了电压对时间的这一响应。图8中所示V_PIN是IC(例如图3中的元件350)上的实际电压。

作为比较，根据实施例的使用金字塔形采样顺序的系统响应于阶跃输入的误差计算如下：

$V_{\mathrm{SAMP}}=\mathrm{\&Delta;V}\&CenterDot;e^{-\frac{1}{2}\&CenterDot;\frac{t_1}{\mathrm{\&tau;}}}$

$V_{\mathrm{MEAS}}=\frac{V_1+V_0}{2}=\mathrm{\&Delta;V}\&CenterDot;\frac{(1+e^{-\frac{r_1}{\mathrm{\&tau;}}})}{2}$

$e^x\&ap;1+x+\frac{x^2}{2}$

$V_{\mathrm{ERR}\_\mathrm{PYRAMID}}=V_{\mathrm{SAMP}}-V_{\mathrm{MEAS}}=\mathrm{\&Delta;V}(e^{-\frac{t_1}{2\&CenterDot;\mathrm{\&tau;}}}-\frac{1}{2}\&CenterDot;e^{-\frac{t_1}{\mathrm{\&tau;}}}-\frac{1}{2})=\mathrm{\&Delta;V}(e^{-\frac{2n\&CenterDot;t_s}{2\&CenterDot;\mathrm{\&tau;}}}-\frac{1}{2}\&CenterDot;e^{-\frac{2n\&CenterDot;t_s}{\mathrm{\&tau;}}}-\frac{1}{2})$

$V_{\mathrm{ERR}\_\mathrm{PYRAMID}}\&ap;\mathrm{\&Delta;V}(1-\frac{t_1}{2\mathrm{\&tau;}}+\frac{t_1^2}{8{\mathrm{\&tau;}}^2}-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}\&CenterDot;\frac{t_1}{\mathrm{\&tau;}}-\frac{t_1^2}{4{\mathrm{\&tau;}}^2}-\frac{1}{2})=\mathrm{\&Delta;V}\left[\frac{1}{4}{\left[\frac{t_1}{\mathrm{\&tau;}}\right]}^2\right]=$

$\mathrm{\&Delta;V}{\left[\frac{n\&CenterDot;t_s}{\mathrm{\&tau;}}\right]}^2$

其中，除了上文说明的参数之外：

V_SAMP是采样的电压；并且

V_MEAS是估计的同时电压。

在图9中用图形示出了电压对时间的这一响应。

概括而言，

对于n·t_s＜＜τ，并且

因此对于阶跃响应，根据本发明实施例的金字塔形采样使一阶RC滤波器(例如图3中的元件320)的表现类似于二阶RC滤波器。这一减少的滤波器负担降低了成本。

尽管这些例子举例说明了12个电池单元的电池组系统，但是将理解，实施例可以与任何数目的电池单元(包括具有多达数以百计电池单元或者少至两个电池单元的组)一起使用。本发明不仅用于HEV而且用于任何使用多个电池单元并且依赖于电压平衡的应用。并且尽管例子示出了使用100μs采样窗口，但是也可以使用更大和更小的其它采样窗口。

本领域技术人员将容易清楚的是，可以对实施例进行其它修改而不脱离如所附权利要求书限定的本发明精神实质和范围。

Claims (24)

1.一种用于从多个电压源读取电压的装置，包括：

第一复用器，用于耦合到多个电压源；以及

控制器，编程为从所述第一复用器输出从所述多个电压源中的每个电压源读取的依次电压对，在不同的时间读取所述依次电压对的每个电压，所述多个依次电压对共享共同的时间中点，

其中所述控制器还被编程为使用所述多个依次电压对来估计所述多个电压的同时读数。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括将所述多个电压源耦合到所述第一复用器的RC滤波器。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述RC滤波器是一阶滤波器。

4.根据权利要求2所述的装置，还包括耦合到所述RC滤波器的所述多个电压源。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一复用器是高电压斩波复用器。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一复用器的输出耦合到模拟高电压电平移位器，所述模拟高电压电平移位器耦合到单个模数转换器。

7.根据权利要求6所述的装置，还包括将所述模拟高电压电平移位器耦合到所述单个模数转换器的低电压斩波复用器。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还被编程为根据所述估计的同时读数来确定用于基本上平衡所述多个电压的参数。

9.根据权利要求8所述的装置，还包括可与所述控制器一起操作以基本上平衡所述多个电压源的电压平衡器。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还被编程为在100微秒窗口内从所述第一复用器输出所述多个依次电压对。

11.根据权利要求1所述的装置，还包括由所述多个电压源供电的汽车引擎。

12.一种估计多个电压的同时读数的方法，包括：

从多个电压源中的每个电压源取得依次电压读数对，在不同的时间读取所述依次电压读数对的每个电压，其中所述多个依次电压读数对共享共同的时间中点；并且

对所述多个依次电压读数对中的每个电压读数对进行平均，以由此估计所述多个电压源的同时读数。

13.根据权利要求12所述的方法，其中对于所述多个电压源中的每个电压源，按照不同极性取得所述依次电压读数对，以由此减少测量误差。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括对所述多个电压源中的每个电压源上的电压进行滤波。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述滤波是一阶RC滤波。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括用所述多个电压源向汽车引擎供电。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个电压源中的每个电压源包括锂离子电池。

18.根据权利要求12所述的方法，其中在100微秒窗口内取得所述多个依次电压读数对。

19.根据权利要求12所述的方法，还包括确定从所述多个电压源中的每个电压源到电机的同时电流读数，并且在燃料计量算法中使用来自所述多个电压源的所述多个电流读数和所述估计的同时读数。

20.一种平衡来自多个电压源的电压的方法，包括：

对多个电压进行平均，所述多个电压包括来自所述多个电压源中的每个电压源的一个或者多个依次读数对，在不同的时间读取所述依次读数对的每个电压，所述依次读数对共享共同的时间中点；并且

使用所述多个平均的电压来控制所述多个电压源的充电、放电或者二者，以由此平衡所述多个电压源上的电压。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括用所述多个电压源向汽车引擎供电。

22.根据权利要求20所述的方法，还包括在100微秒窗口内读取所述多个电压源。

23.根据权利要求20所述的方法，其中按照不同极性取得每个所述依次读数对。

24.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个电压源中的每个电压源包括锂离子电池。