CN102468672A - 电池监控系统以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池监控系统以及方法,用以监控多个电池组,所述电池监控系统至少包括第一模块和连接至第一模块的第二模块,所述第一模块将参考信号转换成第一转换信号,所述第二模块将所述参考信号转换成第二转换信号,并将所述第一转换信号转换成第三转换信号,所述第二模块还通过所述第一模块来监控所述多个电池组中的第一电池组,并提供表示所述第一电池组状态的输出信号,所述第二转换信号和所述第三转换信号用来校准所述第一输出信号。采用本发明的电池监控系统以及方法能够有效地降低系统成本,减小能量消耗以及对应的印刷电路板的规格,并且可以更准确地监控电池组。

Description

电池监控系统以及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电池监控系统,特别是涉及一种用于对多个包含多个电池单元的电池组进行监控的电池监控系统以及方法。
背景技术
[0002] 图1是现有技术的一种电池监控系统100的框图,用来监控电池组112、电池组 114和电池组116,所述每个电池组中包含多个电池单元。电池监控系统100包括电池监控单元(BatteryMonitoring Unit,简称为 BMU) 102、BMU 104 和 BMU 106,分别监控电池组 112、电池组114和电池组116。电池监控系统100进一步包括中央控制器120,与BMU 102、 BMU 104和BMU 106通信,根据来自BMU 102、BMU 104和BMU 106的电池单元信息控制电池组112、电池组114和电池组116。
[0003] 如图1所示,BMU 102,BMU 104和BMU 106中的每个BMU进一步包括:由电平移位器(Level-shifter)和多路复用器(multiplexer)组成用来选择性地接收电池单元电压的 LS/MUX电路122,用来将电池单元电压转换成数字信号的模数转换器124,用来控制LS/MUX 电路122和模数转换器124的微控制器126,用来存储数字信号的寄存器组128,以及用来与中央控制器120通信的光耦合器130。此外,BMU 102、BMU 104和BMU106中的每个BMU 还包括对应于模数转换器124的数字滤波器(图1中未示出)。每个模数转换器IM在监控电池单元电压之前需要一个校正过程。也就是说,电池监控系统100包括多个模数转换器124,多个微处理器126,多个寄存器组128以及多个对应于模数转换器124的数字滤波器。由此可见,现有技术的电池监控系统100的成本和能量消耗相对较高,且对应的印刷电路板的规格也相对较大。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题在于提供一种电池监控系统以及方法,其能够有效地降低系统成本,减小能量消耗以及对应的印刷电路板的规格,并且可以更准确地监控电池组。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明提供了一种电池监控系统,用以监控多个电池组,其包括:第一模块,将参考信号转换成第一转换信号;以及连接至所述第一模块的第二模块, 将所述参考信号转换成第二转换信号,将所述第一转换信号转换成第三转换信号,所述第二模块还通过所述第一模块监控所述多个电池组中的第一电池组,以及提供表示所述第一电池组状态的第一输出信号,其中所述第二转换信号和第三转换信号用来校准所述第一输出信号。
[0006] 本发明所述的电池监控系统,所述第一模块接收所述参考信号,并产生表示所述参考信号的所述第一转换信号;所述第二模块接收所述参考信号,并产生表示所述参考信号的所述第二转换信号;以及所述第二模块接收所述第一转换信号,并产生表示所述第一转换信号的所述第三转换信号。
[0007] 本发明所述的电池监控系统,所述第一模块接收所述第一电池组中每个电池单元的电池单元电压,并产生表示所述第一电池组中每个电池单元电压的第二输出信号;以及所述第二模块接收所述第二输出信号,并产生表示所述第二输出信号的所述第一输出信号。
[0008] 本发明所述的电池监控系统,所述第一模块用来接收所述第一电池组中每个电池单元的电池单元电压;以及所述第二模块用来接收与所述第一电池组串联的第二电池组中每个电池单元的电池单元电压。
[0009] 本发明所述的电池监控系统,所述电池监控系统还包括:控制器,用来根据所述第二模块的第二误差因子以及所述第二转换信号和所述第三转换信号计算所述第一模块的第一误差因子,所述控制器还用来根据所述第一误差因子和所述第二误差因子校准所述第
一输出信号。
[0010] 本发明所述的电池监控系统,所述第二模块接收第二电池组的第一预设电池单元电压,并产生表示所述第一预设电池单元电压的第四转换信号;以及所述控制器根据所述第一预设电池单元电压和所述第四转换信号计算所述第二误差因子。
[0011] 本发明所述的电池监控系统,所述第二模块接收电压调整器提供的电压,并产生表示来自所述电压调整器的所述电压的第四转换信号;以及所述控制器根据来自所述电压调整器的所述电压和所述第四转换信号计算所述第二误差因子。
[0012] 本发明所述的电池监控系统,所述参考信号包括所述第一电池组的第二预设电池单元电压。
[0013] 本发明所述的电池监控系统,所述参考信号包括电压调整器提供的电压。
[0014] 本发明还提供一种电池监控方法,用以监控多个电池组,其包括:提供第一模块将参考信号转换成第一转换信号;提供第二模块将所述参考信号转换成第二转换信号;所述第二模块将所述第一转换信号转换成第三转换信号;所述第二模块通过第一模块监控所述多个电池组中的第一电池组;以及根据所述第二转换信号和所述第三转换信号校准表示所述第一电池组状态的第一输出信号。
[0015] 本发明所述的电池监控方法,所述将参考信号转换成第一转换信号的步骤进一步包括由所述第一模块接收所述参考信号,并产生所述第一转换信号;所述将所述参考信号转换成第二转换信号的步骤进一步包括由所述第二模块接收所述参考信号,并产生所述第二转换信号;以及所述将所述第一转换信号转换成第三转换信号的步骤进一步包括由所述第二模块接收所述第一转换信号,并产生所述第三转换信号。
[0016] 本发明所述的电池监控方法,所述电池监控方法还包括下列步骤:由所述第一模块接收所述第一电池组中每个电池单元的电池单元电压,并产生表示所述第一电池组中每个电池单元电压的第二输出信号;以及由所述第二模块接收所述第二输出信号,并产生表示所述第二输出信号的所述第一输出信号。
[0017] 本发明所述的电池监控方法,所述校准的步骤进一步包括:根据所述第二转换信号和所述第三转换信号计算所述第一模块的误差因子;以及根据所述第一模块的误差因子校准所述第一输出信号。
[0018] 本发明所述的电池监控方法,所述参考信号包括所述多个电池组的电池单元电压。
[0019] 本发明所述的电池监控方法,所述参考信号包括由电压调整器提供的电压。[0020] 本发明还提供一种电池监控系统,其包括:第一模块,将参考信号转换成第一转换信号;连接至所述第一模块的第二模块,将所述参考信号转换成第二转换信号,并将所述第一转换信号转换成第三转换信号,所述第二模块还通过所述第一模块监控电池组,以及提供表示所述电池组状态的第一输出信号;以及连接至所述第二模块的控制器,用来根据所述第二转换信号和第三转换信号校准所述第一输出信号。
[0021] 本发明所述的电池监控系统,所述第一模块接收所述电池组中每个电池单元的电池单元电压,并对所述第二模块产生第二输出信号。
[0022] 本发明所述的电池监控系统,所述控制器用来根据所述第二转换信号和所述第三转换信号计算所述电池监控系统的误差因子,并根据所述误差因子校准所述第一输出信号。
[0023] 本发明所述的电池监控系统,所述参考信号包括所述电池组的电池单元电压。
[0024] 本发明所述的电池监控系统,所述参考信号包括电压调整器提供的电压。
[0025] 与现有技术相比,本发明的电池监控系统包括多个监控模块可以分别监控多个电池组,并通过多个监控模块其中之一将监控到的电池信息传送至控制器。本发明的监控模块也可以将参考信号(例如,预设电池的电池电压和/或由电压调整器提供的电压)传送至控制器。因此,本发明的控制器可以根据误差因子来校准接收到的电池信息。总而言之, 采用本发明的电池监控系统以及方法有效地降低了系统成本,减小了能量消耗和对应的印刷电路板规格,并且可以更准确地监控电池组。
附图说明
[0026] 以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明,以使本发明的特性和优点更为明显。
[0027] 图1是现有技术的一种电池组监控系统的框图;
[0028] 图2是根据本发明一个实施例的电池组监控系统的框图;
[0029] 图3是根据本发明一个实施例的电池组监控系统的框图;
[0030] 图4是根据本发明一个实施例的电池组监控系统的框图;以及
[0031] 图5是根据本发明一个实施例的电池组监控系统的操作流程图。
具体实施方式
[0032] 以下将对本发明的实施例给出详细的说明。在以下对本发明的详细描述中,为了提供一个针对本发明的完全的理解,阐明了大量的具体细节。然而,本领域技术人员将理解,没有这些具体细节,本发明同样可以实施。在另外的一些实例中,对于大家熟知的方案、 流程、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本发明的主旨。
[0033] 在一个实施例中,本发明提供了一种电池监控系统。所述电池监控系统包括多个监控模块,用来监控多个电池组。每个监控模块监控对应的电池组的电池单元信息。所述电池监控系统还包括控制器,用来根据电池单元信息控制多个电池组。另外,多个监控模块中的其中一个监控模块通过其它一个或多个监控模块将监控到的电池单元信息传送至控制器。因此,在一个实施例中,控制器可以从多个监控模块其中之一接收所有电池单元的电池单元信息。有利的是,在本实施例中,电池监控系统不需要多个模数转换器,多个微控制器,多个寄存器组以及多个对应模数转换器的数字滤波器。
[0034] 图2是根据本发明一个实施例的电池监控系统200的框图。在本实施例中,电池监控系统200监控电池单元210_1-210_6和电池单元230_1_230_6。如图2所示,电池监控系统200包括低端监控模块202 (以下简称低端模块20¾,用来监控电池单元210_1-210_6, 以及高端监控模块204(以下简称高端模块204),用来监控电池单元230_1-230_6。电池监控系统200进一步包括控制器206,例如,微控制器、处理器等。控制器206从低端模块202 接收电池单元2101_-210_6和电池单元2301_-230_6的电池单元信息,将电池单元信息转换成数字信号,并根据数字信号控制电池单元210_1-210_6和电池单元230_1-230_6。
[0035] 在一个实施例中,每个监控模块202和204都包括多个监控端BC0-BC8,用来监控输入信号,例如,电池单元210_1-210_6的电池单元电压或电池单元230_1-230_6的电池单元电压;输出端OUT (以下简称OUT端),用来提供表示所选的输入信号的输出信号;输入端 TEM (以下简称TEM端),用来接收温度信息;输出端REG (以下简称REG端),用来提供电源电压;电源输入端VCC (以下简称VCC端),用接收电源供电;接地端口 GNDA (以下简称GNDA 端),用来接收公共接地电压;以及高总线接口 I/F1和低总线接口 1/F0,用来传送来自控制器206的控制信号。控制器206包括输入端ADO (以下简称ADO端),用来监控低端模块 202中OUT端的输出信号;输入端ADl (以下简称ADl端),用来接收参考信号,例如,电池单元210_1的电池单元电压Vcau ;VCC端,用来接收电源提供的电压;总线接口 I/F0和I/F1, 用来提供控制信号以控制电池单元210_1-210_6和电池单元230_1-230_6 ;以及与地连接的接地端GND (以下简称GND端)。
[0036] 在一个实施例中,高端模块204包括由电平移位器(Level-shifter)和多路复用器(multiplexer)组成的LS/MUX电路232、缓冲器234(例如,运算放大器)、低压差电压调整器(LoW-dropout voltage regulator,以下简称 LD0)236 以及总线 238。LS/MUX 电路 232 通过监控端BC0-BC8中两个对应的端口选择性地接收输入信号,将接收到的输入信号转换成以高端模块204的公共接地电压(例如,高端模块204的监控端BCO的电压)为参考点的电压电平,然后将所述输入信号传送至缓冲器234。缓冲器234进一步将该输入信号传送至高端模块204的OUT端。LDO 236接收电源提供的电压,并对应地在高端模块204的REG 端产生稳定的输出电压VKEe2。在一个实施例中,输出电压Vkec2用来实现总线238和218之间的通讯。输出电压Vkk2也可以用来给电路(例如,低端模块202)提供电源。总线238从控制器206接收和/或传送控制信号。
[0037] 类似地,低端模块202包括LS/MUX电路212、缓冲器214 (例如,运算放大器)、LD0 216以及总线218。LS/MUX电路212通过监控端口 BC0-BC8中两个对应的端口选择性地接收输入信号,将输入信号转换成以公共接地电压为参考点的电压电平,以及将输入信号传送至缓冲器214。缓冲器214进一步将输入信号传送至低端模块202的OUT端。LDO 216接收电源提供的电压(例如,输出电压VKEe2),并对应地在低端模块202的REG端产生稳定的输出电压^皿。在一个实施例中,输出电压Vkeci用来实现总线238和218之间的通信。输出电压Vkki也可以用来给电路(例如,控制器206)提供电源。总线218从控制器206接收和/或传送控制信号。
[0038] 在一个实施例中,在高端模块204中,LS/MUX电路232与缓冲器234配合,接收电池单元230_1-230_6中每个电池单元的电池单元电压,并产生表示电池单元230_1-230_6中每个电池单元的电池单元电压的输出信号Vffi (例如,在高端模块204的OUT端)。在低端模块202中,LS/MUX电路212与缓冲器214配合,接收电池单元210_1_210_6中每个电池单元的电池单元电压,并产生表示电池单元210_1-210_6中每个电池单元的电池单元电压的输出信号Vqi (例如,在低端模块202的OUT端)。另外,低端模块202可以通过高端模块 204监控电池单元230_1-230_6,并提供表示电池单元230_1-230_6中每个电池单元的电池单元电压的输出信号Ψ Q2(未在图2中示出)。举例而言,低端模块202通过高端模块204 的OUT端和低端模块202的监控端BC8接收来自高端模块204的输出信号N02,并在低端模块202的OUT端产生表示输出信号Vq2的输出信号V’。2。因此,在本实施例中,控制器206 从低端模块202接收电池单元210_1-210_6和电池单元230_1_230_6的电池单元信息,并根据接收到的电池单元信息控制电池单元210_1-210_6和电池单元230_1-230_6。控制器 206产生指令信号,再经由总线218控制电池单元210_1-210_6。控制器206也可以产生指令信号,再经由总线218和总线238控制电池单元230_1-230_6。
[0039] 有利的是,与图1中现有技术的电池监控系统100相比,本发明的电池监控系统 200略去了多个模数转换器124,多个微控制器126,多个寄存器组1¾以及多个对应于模数转换器124的数字滤波器,还略去了现有技术的电池监控系统100中对模数转换器124的校正过程,因此,降低了系统成本,同时减小了能量消耗和相应的印刷电路板规格。
[0040] 然而,在一个实施例中,高端模块204可能有误差因子,例如,包括缓冲器234 的输入电压偏移、LS/MUX电路232的电压偏移,和/或LS/MUX电路232的电阻不匹配。低端模块202也可能有误差因子ER1,例如,包括缓冲器214的输入电压偏移、LS/MUX电路212 的电压偏移,和/或LS/MUX电路212的电阻不匹配。因此,低端模块202的输出信号Vra由电池单元210_1-210_6中对应的电池单元电压决定,并由低端模块202的误差因子ER1校准(或校正)。低端模块202的输出信号V’Q2由电池单元230_1-230_6中对应的电池单元电压决定,并由高端模块204的误差因子以及低端模块202的误差因子ER1校准(或校正)。
[0041] 有利的是,在一个实施例中,低端模块202与高端模块204配合给控制器206提供转换信号。控制器206根据转换信号计算误差因子ER1和误差因子E&,并根据计算得到的误差因子EIi1和误差因子校准(或校正)输出信号Vqi和V’。2。
[0042] 更具体地,在一个实施例中,低端模块202将参考信号(例如,为电池单元210_1 的电池单元电压Vmu)转换成转换信号Vs4(为了简明起见,转换信号作为中间信号均未在图2中标示出)。举例而言,低端模块202通过低端模块202的监控端BCl和BCO接收电池单元210_1的电池单元电压VeEm,并在低端模块202的OUT端产生表示电池单元电压Vmu 的转换信号VS4。转换信号Vs4由电池单元电压Vram决定,并由低端模块202的误差因子ER1 校准(或校正)。控制器206通过ADO端接收转换信号Vs4,并通过ADl端接收电池单元电压VeEm,并根据电池单元电压V。Em和转换信号Vs4计算低端模块202的误差因子ER115
[0043] 而且,高端模块204将参考信号(例如,具体为电池230_1的电池电压V·》转换成第一转换信号Vsi。低端模块202将参考信号(例如,具体为电池230_1的电池电压V。Em) 转换成第二转换信号VS2。低端模块202进一步将第一转换信号Vsi转换成第三转换信号VS3。 举例而言,高端模块204通过高端模块204的监控端BCl和BCO接收电池单元电压Vce皿,并在高端模块204的OUT端产生表示电池单元电压Vmw的第一转换信号VS1。第一转换信号Vsi由电池单元电压ν·7决定,并由高端模块204的误差因子EIi2校准(或校正)。另外,低端模块202通过低端模块202的监控端BC7和BC6接收电池电压Vc【7,并在低端模块202 的OUT端产生表示电池单元电压Vce皿的第二转换信号VS2。第二转换信号Vs2由电池单元电压决定,并由低端模块202的误差因子Ki1校准(或校正)。而且,低端模块202通过高端模块204的OUT端和低端模块202的监控端BC8接收第一转换信号Vsi,并在低端模块202的OUT端产生表示第一转换信号Vsi的第三转换信号VS3。第三转换信号^3由第一转换信号Vsi决定,并由低端模块202的误差因子ER1校准(或校正)。因为误差因子ER1可以用上文所述的方法获得,所以控制器206根据第二转换信号Vs2和误差因子ER1计算电池单元电压VCE『。控制器206也可以根据第三转换信号Vs3和误差因子ER1计算第一转换信号VS1。因此,控制器206根据计算所得的电池电压V。【7和计算所得的第一转换信号Vsi计算高端模块204的误差因子E&。也就是说,控制器206根据低端模块202的误差因子ER1 及根据第二转换信号Vs2和第三转换信号Vs3计算高端模块204的误差因子E&。
[0044] 因此,有利的是,控制器206可以接收表示电池单元210_1_210_6电池单元电压的输出信号V,并根据计算得到的误差因子EIi1进一步校准输出信号Vra。控制器206也可以接收表示电池单元230_1-230_6电池单元电压的输出信号V’ Q2,并根据计算得到的误差因子ER1和进一步校准输出信号V’『
[0045] 在一个实施例中,控制器206以类似的方式监控电池单元210_1_210_6的温度P1 和电池单元230_1-230_6的温度t°2。
[0046] 尽管在如图2所示的实施例中将底端电池单元210_1和230_1的电池单元电压作为校准过程的参考信号,然而在其他实施例中,电池单元210_2-210_6和电池单元 230_2-230_6的电池单元电压可以作为校准过程的参考信号,且校准过程以类似的方法进行。
[0047] 尽管在如图2所示的实施例中,电池监控系统200包括两个监控模块,且每个监控模块包括八个监控端口,但是本发明不限于此。在其他实施例中,电池监控系统可以包括任意数目的类似的监控模块,且每个监控模块可以包括任意数目的监控端口。图3是根据本发明一个实施例的电池监控系统300的框图。
[0048] 如图3所示,电池监控系统300包括监控模块301、监控模块302、监控模块303和监控模块304分别监控电池组311、电池组312、电池组313和电池组314。监控模块301、 监控模块302、监控模块303和监控模块304与图2中的低端模块202或高端模块204有类似的结构。
[0049] 与图2中描述的校准过程类似,在如图3所示的实施例中,监控模块301接收第一参考信号(例如,电池组311末端电池单元的电池单元电压),并转换成转换信号Vs4(为了简明起见,转换信号作为中间信号均未在图3中标示出)。控制器306根据第一参考信号和转换信号^4计算监控模块301的误差因子ER115另外,监控模块302接收第二参考信号(例如,电池组312末端电池单元的电池单元电压),并转换成转换信号VS1。监控模块301进一步接收第二参考信号和转换信号Vsi,并分别转换成转换信号Vs2和转换信号VS3。因此,控制器306根据转换信号Vs2和Vs3以及误差因子EIi1计算监控模块302的误差因子E&。而且, 监控模块303接收第三参考信号(例如,电池组313末端电池单元的电池单元电压),并转换成转换信号\5。监控模块302进一步接收第三参考信号和转换信号Vs5,再通过监控模块
10302和301传送到控制器306,并分别转换成转换信号Vs6和转换信号VS7。因此,控制器306 根据转换信号Vs6和Vs7以及误差因子ER1和计算监控模块303的误差因子EI^此外, 监控模块304接收第四参考信号(例如,电池组314末端电池单元的电池单元电压),并转换成转换信号VS8。监控模块303进一步接收第四参考信号和转换信号Vs8,再通过监控模块 303,302和301传送到控制器306,并分别转换成转换信号Vs9和转换信号VS1(1。因此,控制器306根据转换信号Vs9和Vsitl以及误差因子ERpEIi2和ER3计算监控模块304的误差因子 ER40
[0050] 另外,控制器306通过监控模块301来监控电池组311,通过监控模块302和301 来监控电池组312,通过监控模块303、302和301来监控电池组313,并通过监控模块304、 303、302和301来监控电池组314。举例而言,监控模块301接收电池组311中每个电池单元的电池单元电压,再通过监控模块301传送,并在监控模块301的OUT端转换成输出信号 V010监控模块302接收电池组312中每个电池单元的电池单元电压,再通过监控模块302 和301传送,并在监控模块301的OUT端转换成输出信号V’Q2 (未在图3中示出)。监控模块303接收电池组313中每个电池单元的电池单元电压,再通过监控模块303、302和301 传送,并在监控模块301的OUT端转换成输出信号V’ Q3 (未在图3中示出)。监控模块304 接收电池组314中每个电池单元的电池单元电压,再通过监控模块304、303、302和301传送,并在监控模块301的OUT端转换成输出信号V’ 未在图3中示出)。
[0051] 有利的是,控制器306可以根据误差因子Ki1校准输出信号VQ1。控制器306也可以根据误差因子EIi1和校准输出信号V’Q2。控制器306也可以根据误差因子ERpEIi2和 ER3校准输出信号V’ ω。控制器306也可以根据误差因子ERpEI^ER3和ER4校准输出信号 V,
V 04°
[0052] 图4是根据本发明一个实施例的电池监控系统400的框图。如图4所示,电池监控系统400包括高端模块404和低端模块402。低端模块402和高端模块404与图2中的低端模块202和高端模块204结构类似。另外,LDO 216的输入端口 LIN和LDO 216的输出端口 LOUT连接至LS/MUX电路412。因此,LS/MUX电路412选择性地接收电池单元410_1_410_7 的电池单元电压,或LD0216的输入电压(例如,LDO 236的输出电压VKEe2),或LDO 216的输出电压Vkki。类似地,LDO 236的输入端LIN和LDO 236的输出端LOUT连接至L S/MUX 电路432。因此,LS/MUX电路432选择性地接收电池单元430_1_430_7的电池单元电压,或 LD0236的输入电压,或LDO 236的输出电压VKEe2。在本实施例中,LDO 216的输出电压Vkki 和LDO 236的输出电压Vkk2用来作为校准过程的参考信号。
[0053] 更为具体地,在一个实施例中,低端模块402将参考信号(例如,LDO 216的输出电压Vkki)转换成转换信号V’S4(为了简明起见,转换信号作为中间信号均未在图4中标示出)。举例而言,LS/MUX电路412接收输出电压Vkki并通过缓冲器214将输出电压Vkki传送至低端模块402的OUT端。由此,在低端模块402的OUT端产生转换信号V’ s4。转换信号V’S4由输出电压Vkki决定,并由低端模块402的误差因子Ki1校准。控制器406通过ADO 端接收转换信号V’ S4并通过控制器406的电源输入端口 VCC接收输出电压VKEei,以及根据输出电压Vkki和转换信号V’ S4计算低端模块402的误差因子ER115
[0054] 此外,高端模块404将参考信号(例如,LDO 236的输出电压Vkec2)转换成第一转换信号V’S1。低端模块402也将输出电压VKEe2转换成第二转换信号V’ S2。低端模块402进一步将第一转换信号r S1转换成第三转换信号V’ S3。举例而言,LS/MUX电路432接收输出电压Vkk2并通过缓冲器234将输出电压Vkk2传送至高端模块404的OUT端。由此,在高端模块404的OUT端产生第一转换信号V’ S1。第一转换信号V’ S1由输出电压Vkk2决定, 并由高端模块404的误差因子校准。另外,LS/MUX电路412接收LDO 236的输出电压 Veeg2 (例如,LDO 216的输入电压),以及通过缓冲器214将输出电压Vkk2传送至低端模块 402的OUT端。由此,在低端模块402的OUT端产生第二转换信号V’S2。第二转换信号V%2 由输出电压Vkk2决定,并由低端模块402的误差因子ER1校准。而且,LS/MUX电路412通过高端模块404的OUT端和低端模块402的监控端BC8接收第一转换信号V’ S1,以及通过缓冲器214将第一转换信号V’ S1传送至低端模块402的OUT端。由此,在低端模块402的 OUT端产生第三转换信号V’ S3。第三转换信号V’ S3由第一转换信号V’ S1决定,并由低端模块202的误差因子ER1校准。控制器206根据第二转换信号V’S2和低端模块402的误差因子ER1计算输出电压VKEe2。控制器406也根据第三转换信号V’ S3和误差因子ER1计算第一转换信号V’ S1。因此,控制器406根据计算得到的输出电压Vkk2和计算得到的第一转换信号V’ si计算高端模块404的误差因子E&。也就是说,控制器406根据低端模块402的误差因子及根据第二转换信号V’ S2和第三转换信号V’ S3计算高端模块404的误差因子E&。
[0055] 与图2中描述的校准过程类似,控制器406可以根据计算得到的误差因子ER1和 ER2校准所接收的电池单元410_1-410_7和电池单元430_1_430_7的电池单元信息,例如, 低端模块402的OUT端的输出信号。
[0056] 另外,在本发明的一个实施例中,电池监控系统可以包括类似于低端模块402或高端模块404的任意数目的监控模块,且每个监控模块可以包括任意数目的监控端口。
[0057] 图5是根据本发明一个实施例的电池监控系统的操作流程图。
[0058] 在步骤502中,第一模块(例如,图2中的高端模块204、图3中的监控模块304或图4中的高端模块404)将参考信号(例如,图2中电池单元230_1的电池单元电压Vmw、 图3中电池组312底端电池单元的电池单元电压或图4中LDO 236的输出电压VKEe2)转换成第一转换信号。
[0059] 在步骤504中,第二模块(例如,图2中的低端模块202、图3中的监控模块302或图4中的低端模块40¾将参考信号转换成第二转换信号。
[0060] 在步骤506中,第二模块进一步将第一转换信号转换成第三转换信号。
[0061] 在步骤508中,第二模块(例如,图2中的低端模块202、图3中的监控模块302或图4中的低端模块40¾通过第一模块(例如,图2中的高端模块204、图3中的监控模块 304或图4中的高端模块404)监控电池组(图2中包含电池单元230_1_230_6的电池组、 图3中的电池组312或图4中包含电池单元430_1-430_7的电池组)。
[0062] 在步骤510中,控制器(例如,图2中的控制器206、图3中的控制器306或图4中的控制器406)根据第二转换信号和第三转换信号校准表示所述电池组(例如,图2中包含电池单元230_1-230_6的电池组、图3中的电池组312或图4中包含电池单元430_1_430_7 的电池组)状态(例如,每个电池单元的电池单元电压或温度)的输出信号。
[0063] 总的来说,本发明提供了一种电池监控系统,用于监控多个电池组。所述电池监控系统包括多个监控模块用以分别监控多个电池组,并通过所述多个监控模块中至少一个将监控所得的电池信息转移至控制器。所述监控模块也可以将参考信号(例如,预设电池的电压和/或由电压调整器提供的电压)传送至所述控制器。因此,所述控制器可以根据这些参考信号补偿所述多个监控模块中可能存在的误差因子,从而校准(或校正)接收到的电池单元信息。因此,本发明的电池管理系统降低了成本、减小了能量消耗和对应的印刷电路板规格,并且能够更准确地监控所述多个电池组。
[0064] 最后应当说明的是,以上实施例仅用来说明本发明而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细描述,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (20)

1. 一种电池监控系统,用以监控多个电池组,其特征在于,所述电池监控系统至少包括:第一模块,将参考信号转换成第一转换信号;以及连接至所述第一模块的第二模块,将所述参考信号转换成第二转换信号,并将所述第一转换信号转换成第三转换信号,所述第二模块还通过所述第一模块监控所述多个电池组中的第一电池组,以及提供表示所述第一电池组状态的第一输出信号,其中所述第二转换信号和所述第三转换信号用来校准所述第一输出信号。
2.根据权利要求1所述的电池监控系统,其特征在于,所述第一模块接收所述参考信号,并产生表示所述参考信号的所述第一转换信号; 所述第二模块接收所述参考信号,并产生表示所述参考信号的所述第二转换信号;以及所述第二模块接收所述第一转换信号,并产生表示所述第一转换信号的所述第三转换信号。
3.根据权利要求1所述的电池监控系统,其特征在于,所述第一模块接收所述第一电池组中每个电池单元的电池单元电压,并产生表示所述第一电池组中每个电池单元电压的第二输出信号;以及所述第二模块接收所述第二输出信号,并产生表示所述第二输出信号的所述第一输出信号。
4.根据权利要求1所述的电池监控系统,其特征在于,所述第一模块用来接收所述第一电池组中每个电池单元的电池单元电压;以及所述第二模块用来接收与所述第一电池组串联的第二电池组中每个电池单元的电池单元电压。
5.根据权利要求1所述的电池监控系统,其特征在于,所述电池监控系统还包括:控制器,用来根据所述第二模块的第二误差因子以及所述第二转换信号和所述第三转换信号计算所述第一模块的第一误差因子,所述控制器还用来根据所述第一误差因子和所述第二误差因子校准所述第一输出信号。
6.根据权利要求5所述的电池监控系统,其特征在于,所述第二模块接收第二电池组的第一预设电池单元电压,并产生表示所述第一预设电池单元电压的第四转换信号;以及所述控制器根据所述第一预设电池单元电压和所述第四转换信号计算所述第二误差因子。
7.根据权利要求5所述的电池监控系统,其特征在于,所述第二模块接收电压调整器提供的电压,并产生表示来自所述电压调整器的所述电压的第四转换信号;以及所述控制器根据来自所述电压调整器的所述电压和所述第四转换信号计算所述第二误差因子。
8.根据权利要求1所述的电池监控系统,其特征在于, 所述参考信号包括所述第一电池组的第二预设电池单元电压。
9.根据权利要求1所述的电池监控系统,其特征在于,所述参考信号包括电压调整器提供的电压。
10. 一种电池监控方法,用以监控多个电池组,其特征在于,所述电池监控方法至少包括下列步骤:提供第一模块将参考信号转换成第一转换信号; 提供第二模块将所述参考信号转换成第二转换信号; 所述第二模块将所述第一转换信号转换成第三转换信号; 所述第二模块通过所述第一模块监控所述多个电池组中的第一电池组;以及根据所述第二转换信号和所述第三转换信号校准表示所述第一电池组状态的第一输出信号。
11.根据权利要求10所述的电池监控方法,其特征在于,所述将参考信号转换成第一转换信号的步骤进一步包括由所述第一模块接收所述参考信号,并产生所述第一转换信号;所述将所述参考信号转换成第二转换信号的步骤进一步包括由所述第二模块接收所述参考信号,并产生所述第二转换信号;以及所述将所述第一转换信号转换成第三转换信号的步骤进一步包括由所述第二模块接收所述第一转换信号,并产生所述第三转换信号。
12.根据权利要求10所述的电池监控方法,其特征在于,所述电池监控方法还包括下列步骤:由所述第一模块接收所述第一电池组中每个电池单元的电池单元电压,并产生表示所述第一电池组中每个电池单元电压的第二输出信号;以及由所述第二模块接收所述第二输出信号,并产生表示所述第二输出信号的所述第一输出信号。
13.根据权利要求10所述的电池监控方法,其特征在于,所述校准的步骤进一步包括: 根据所述第二转换信号和所述第三转换信号计算所述第一模块的误差因子;以及根据所述第一模块的误差因子校准所述第一输出信号。
14.根据权利要求10所述的电池监控方法,其特征在于,所述参考信号包括所述多个电池组的电池单元电压。
15.根据权利要求10所述的电池监控方法,其特征在于,所述参考信号包括由电压调整器提供的电压。
16. 一种电池监控系统,其特征在于,所述电池监控系统包括: 第一模块,将参考信号转换成第一转换信号;连接至所述第一模块的第二模块,将所述参考信号转换成第二转换信号,并将所述第一转换信号转换成第三转换信号,所述第二模块还通过所述第一模块监控电池组,并提供表示所述电池组状态的第一输出信号;以及连接至所述第二模块的控制器,用来根据所述第二转换信号和所述第三转换信号校准所述第一输出信号。
17.根据权利要求16所述的电池监控系统,其特征在于,所述第一模块接收所述电池组中每个电池单元的电池单元电压,并对所述第二模块产生第二输出信号。
18.根据权利要求16所述的电池监控系统,其特征在于,所述控制器用来根据所述第二转换信号和所述第三转换信号计算所述电池监控系统的误差因子,并根据所述误差因子校准所述第一输出信号。
19.根据权利要求16所述的电池监控系统,其特征在于,所述参考信号包括所述电池组的电池单元电压。
20.根据权利要求16所述的电池监控系统,其特征在于,所述参考信号包括电压调整器提供的电压。
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