CN105074485A - 连接电池单元电压传感器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池组监测设备。该设备包括电压测量系统,其被配置为耦接到电池组的多个区块中的每个区块的相对端并测量其电压,所述区块通过互连件串联耦接,每个互连件具有互连电阻。电压测量系统被配置为基于所述多个区块中的每个区块的相对端的电压并基于所述电池组的电流测量值推导出所述多个区块中的每个区块的内阻,以及基于所述多个区块中的每个区块的相对端的电压并基于所述电流测量值推导出每个所述互连件的互连电阻。
Description
背景技术
电池组可能在电压感应和电流感应方面被监测或未监测。在未监测的电池组中,可能不注意连接电阻的变化直到电池组突然完全失效。电池单元(cell)电压感应的典型实施方式只使用每区块的一个电压测量。另外,为了封装方便而对电压感应的位置进行选择,因此连接电阻难以估算。在被监测的电池组中,传感器和线路会失效,导致区块未被监测。
正是在这种背景下,提出了本申请的实施例。
发明内容
在一个实施例中,提供一种电池组(batterypack)监测设备。该设备包括电压测量系统,该电压测量系统被配置为耦接到电池组的多个区块中的每个区块的相对端并测量其电压,所述区块通过互连件串联耦接,每个互连件具有互连电阻。该电压测量系统还被配置为基于多个区块中的每个区块的相对端的电压并基于电池组的电流测量值推导出多个区块中的每个区块的内阻。该电压测量系统还被配置为基于多个区块中的每个区块的相对端的电压并基于电流测量值推导出每个互连件的互连电阻。
在另一实施例中,提供一种电池组监测设备。该设备包括第一电压测量单元,该第一电压测量单元被配置为耦接到电池组的负极端子、耦接到电池组的正极端子并耦接到电池组的多个区块互连件中的每个区块互连件的第一端。该设备包括第二电压测量单元,该第二电压测量单元被配置为耦接到电池组的负极端子、耦接到电池组的正极端子并耦接到多个区块互连件中的每个区块互连件的第二端。第一电压测量单元和第二电压测量单元被配置为基于多个区块互连件中的每个区块互连件的第一端和第二端的电压并基于电池组的电流测量值推导出每个互连件的互连电阻。第一电压测量单元和第二电压测量单元被配置为基于多个区块互连件中的每个区块互连件的第一端和第二端的电压并基于电流测量值推导出电池组的多个区块中的每个区块的内阻。该电池组包括多个区块,所述多个区块中的每个区块通过区块互连件串联连接。
在又一实施例中,提供一种监测电池组的方法。该方法包括测量串联耦接电池组的区块的多个互连件的第一端的电压,其中对于多个互连件中的每个互连件,第一端更接近电池组的负极端子,并且相对的第二端更接近电池组的正极端子。该方法包括测量多个互连件的相对第二端的电压并测量电池组的电流。该方法包括基于所述电流、互连件的第一端的电压和互连件的相对第二端的电压,计算多个互连件中的每个互连件的互连电阻。该方法包括基于所述电流、互连件的第一端电压和互连件的相对第二端的电压,计算每个区块的内阻。
所述实施例的其他方面和优点将通过结合附图的以下具体实施方式变得显而易见,其中附图以示例的方式示出所描述的实施例的原理。
附图说明
所描述的实施例及其优点可以通过参考以下描述并结合附图来更好地理解。这些附图不以任何方式限制本领域技术人员在不偏离所述实施例的实质和范围的情况下对所述实施例进行的形式和细节的改变。
图1是具有串联耦合电池单元的区块的互连件的电池组的侧视图。
图2是图1的电池组的示意图。
图3是根据某些实施例的电压测量单元的示意图。
图4是根据某些实施例的电压测量系统的示意图。
图5是根据某些实施例的另一电压测量系统的示意图。
图6是根据某些实施例的监测电池组的方法的流程图。
具体实施方式
本申请提供一种电池组监测设备和相关方法。各种类型的互连件被用于在电池组中串联耦接电池单元的区块。电池组的互连件和区块通过本文所述的电压测量单元和电压测量系统来监测。电压测量系统和监测电池组的方法的各个实施例提供电压传感器在电池组中的分布以允许电池组中的电池单元的冗余电压感应。另外,电池组的电池单元之间的连接电阻的确定和施加于电池组的电流的估算允许通过下面描述的实施例来实现。本文所描述的实施例提供冗余电池单元电压感应(增加的电池单元电压感应的可靠性)、电流传感器失效时的备份电流估算(增加的电流感应的可靠性)、电池单元内阻的估算(用于监测电池单元的健康状况)以及连接电阻的估算(监测连接健康状况)。
在本文中公开了详细的说明性实施例。但是,本文公开的特定功能细节仅仅代表描述实施例的目的。不过,实施例可以以许多替代形式实施,并且不应解读为仅限于本文阐述的实施例。
应当理解,虽然术语“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种步骤或计算,但是这些步骤或计算不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个步骤或计算与另一个步骤或计算区分开。例如,在没有偏离本公开的范围的情况下,第一计算可以被称为第二计算,并且同样地,第二步骤可以被称为第一步骤。如本文所用,术语“和/或”和“/”符号包括一个或多个相关的列出项目的任意和全部组合。
如本文所用,单数形式“一”、“一个”、“该”旨在也包括复数形式,除非上下文明确指出其他情况。还应当理解,当用于本文时,术语“包括”、“含有”和/或“包含”指明存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在和添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。因此,本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,并不旨在限制本发明。
还需要指出,在某些替代实施中,所指出的功能/动作不一定以图中指出的顺序出现。例如,根据所涉及的功能/动作,连续示出的两个图实际上可以并行执行,或者有时候可以以相反顺序执行。
电池组往往由串联连接的电池单元的许多区块构成,其中电池单元的每个区块由许多并联连接的个体电池单元构成。除了每个区块的电池单元的内阻之外,两个区块之间的串联连接也引入电阻。通常,根据电池组的设计,区块之间可以有若干不同种类的连接件。图1示出区块1、区块2和区块3之间分别具有不同种类的连接件或互连件诸如互连件1、互连件2和互连件3的电池组。图1的系统在图2中简要示出,其示出区块1通过互连件1串联耦接到区块2。区块2、区块3和区块4通过互连件2和互连件3串联耦接。互连件4将区块4耦接到另外的区块,这包括区块(N-1)通过互连件(N-1)耦接到另一区块N。应当明白,区块可以具有少到一个的电池单元或者可以具有并联的两个或更多个电池单元,并且区块之间的互连件可以对于所有互连件具有统一类型或混合类型。互连件可以是总线条、连接板、电缆或其他类型的导线以及其他可商购获得的互连结构的形式。
通常的情况是必须测量电池组的每个区块的电压。在许多应用中,电压测量是期望的,因此电压感应的可靠性也是重要的。另外,可靠地测量施加于电池的电流是期望的。电流的测量通常用专用电流传感器实现。对于串联连接在一起的任何两个区块,存在由于该连接所产生的电阻。随着电池组老化,连接的质量往往退化并变成一种失效风险。连接的状况可以通过估算连接的电阻来确定。随着电池老化,估算每个区块中的电池单元的内阻也是期望的。
图3是根据某些实施例的电压测量单元的简化示意图,该电压测量单元使得能够相对于单个基准测量m个电压。电池组的区块1、区块2、区块3、区块4、区块(N-1)和区块N的电压通过多个电压测量单元302来测量。每个电压测量单元302测量以下数值(V1–Vref)、(V2–Vref)、(V3–Vref)、…、(Vm–Vref)。
为了测量所有N个区块,电压测量单元如图4所示被链接在一起。如图4所示,在互连件的相同侧测量每个电压,并且每个电压测量单元的Vref连接到在前的电压测量单元的Vm。例外情况出现在电池组的最后区块和第一区块,在此处可以不存在另外的互连件。具体地,图4示出第一电压测量单元302a,其耦接到作为基准电压Vref的电池的负极端子,耦接到作为第一电压输入V1的第一互连件的较高侧,耦接到作为第二电压输入V2的第二互连件的较高侧,等等。第二电压测量单元302b耦接到作为基准电压Vref的第一电压测量单元302a的Vm,耦接到作为第一电压输入V1的第一互连件的较高侧,耦接到作为第二电压输入V2的下一互连件的较高侧,等等,直到电池的正极端子,该正极端子连接到第二电压测量单元302b的Vm。应当明白,互连件的较高侧也是区块的较低侧,并且反之亦然。同样,互连件的较低侧也是区块的较高侧,并且反之亦然。在这里,就电性来说,较低和较高是相对于电池的负极端子和正极端子而言的。换句话说,互连件或区块的较低侧或较低端比该互连件或区块的较高侧或较高端在电气上更接近电池的负极端子,该互连件或区块的较高侧或较高端在电气上更接近电池的正极端子。应当明白,较低端可以被称为互连件或区块的第一端,而较高端可以被称为互连件或区块的第二端,其中第一端和第二端是互连件或区块的相对端。图4的电压测量系统包括一个或多个电压测量单元302a-b和配置,该配置可以包括耦接头(coupling)和软件、固件或硬件的各种组合以执行操作。
通过使用在图4中示出的布局,该电压测量系统可以被用于估算每个区块的区块电阻和相应的互连电阻的总和。这可以通过计算当施加电流脉冲时所出现的电压降来估算。所施加的电流量被事先确定或由电池组中的电流传感器来测量。随后可以通过公式Rblock_i+Rinterconnect_i=(Vi(t1)–Vi(t2)–Vi-1(t1)+Vi-1(t2))/(I(t1)–I(t2))来估算电阻,其中,I(t)是在时间t的电流。
在电池组上的电流传感器失效的情况下,电阻值Rblock_i+Rinterconnect_i可以用于提供电流I的第二量度。例如,在给定Rblock_1+Rinterconnect_1和Rblock_2+Rinterconnect_2的估算值的情况下,任何时间的电流可以通过公式Iestimated=((V2–V1)–(V1–Vref))/((Rblock_2+Rinterconnect_2)–(Rblock_1+Rinterconnect_1))+e来估算,其中e是在区块1与区块2之间的电池单元电压的差值除以((Rblock_2+Rinterconnect_2)–(Rblock_1+Rinterconnect_1))。在许多应用中,两个区块之间的开路电压的差值即区块在无电流施加时所处的电压将保持为很小,因此该电流可以在合理的误差裕度内估算。
这些电阻值也可以用于通过比较所有区块的估算电阻值来测量连接和区块的状况。例如,对于所有的i,Rblock_i+Rinterconnect_i与Rblock_1+Rinterconnect_1相比的快速增加将指示区块1或互连件1或两者有问题。通过假定区块和互连件如何退化的模型,将有可能估计是区块1还是互连件1还是两者更有可能出问题。
为了具有针对所有N个区块的冗余电压测量,电压测量单元302a-d可以如图5所示布置。图5的电压测量系统包括一个或多个电压测量单元302a-d和配置,该配置可以包括耦接头和软件、固件或硬件的各种组合以执行操作。在一个实施例中,电压测量单元耦接到通信总线或网络。电流传感器(诸如具有霍尔效应器件或小电阻和该电阻两端的电压测量的电流传感器)可以与负极端子串联、与正极端子串联或在两者之间安装在电池的两个区块之间。对于电压测量系统中的电压测量单元302a-d的一个链路,在互连件的相同侧上测量每个电压,而该系统中的电压测量单元的另一链路在互连件的相对侧上测量每个电压。对于每个链路,每个电压测量单元的Vref连接到在前的电压测量单元的Vm。为了电压读数的精度,在适当的情况下,电压测量单元302a-d到电池组的耦接头应当在物理上接近每个区块的正极端子或负极端子。
具体地,图5中的电压测量系统具有耦接到电池的负极端子并耦接到电池的下部中的每个区块的较高端的第一电压测量单元302c。第二电压测量单元302d耦接到电池的上部中的每个区块的较高端,其包括电池的正极端子。第三电压测量单元302a耦接到电池的下部中的每个区块的较低端,其包括电池的负极端子。第四电压测量单元302b耦接到电池的上部中的每个区块的较低端,并且耦接到电池的正极端子。
等同于上面的描述,第一电压测量单元302c耦接到电池的负极端子并耦接到电池的下部中的每个互连件的较低端。第二电压测量单元302d耦接到电池的上部中的每个互连件的较低端并且耦接到电池的正极端子。第三电压测量单元302a耦接到电池的负极端子并耦接到电池的下部中的每个互连件的较高端。第四电压测量单元302b耦接到在电池的上部中的每个互连件的较高端,并且耦接到电池的正极端子。
通过使用图5中示出的布局,电压测量系统可以用于独立地估算每个区块的区块电阻和相应的互连电阻。为了讨论的目的,在图5的上半部分中示出的电压测量单元302c-d被称为处于顶部链路中,其测量顶部电压并导出顶部电阻,而在图5的下半部分中示出的电压测量单元302a-b被称为处于底部链路中,其测量底部电压并导出底部电阻。在各个实施例中,电压测量单元302a-d彼此协同、彼此通信、与另一装置诸如控制器通信或协同,或者这些电压测量单元302a-d被包含在一个电压测量单元中。电压测量单元可以具有子单元或模块。
对于每个i,电阻值Rbottom_i=Rblock_i+Rinterconnect_i可以如前面针对底部链路那样进行估算(即如关于图4所讨论的)。通过使用相同的方法,针对每个i的电阻值Rtop_i=Rblock_i+Rinterconnect_(i-1)可以被估算用于顶部链路。对于区块1,Rtop_1=Rblock_1,因为没有互连件0。因此,Rblock_1=Rtop_1并且Rinterconnect_1=Rbottom_1–Rtop_1。随后,Rblock_2=Rtop_2–Rinterconnect_1,并且Rinterconnect_2=Rbottom_2–Rtop_2。一般来说,Rblock_i=Rtop_i–Rinterconnect_(i-1),并且Rinterconnect_i=Rbottom_i–Rtop_i。因此,Rblock_i和Rinterconnect_i可以唯一确定。因此,基于多个区块互连件中的每个区块互连件的较下端和较上端的电压并基于电池组的电流测量值,图5的电压测量系统能够导出或计算每个互连件的互连电阻并导出每个区块的内阻。等价地,基于每个所述区块的较下端和较上端的电压并基于电池组的电流测量值,图5的电压测量系统能够导出或计算每个互连件的互连电阻并导出每个区块的内阻。
与可能只利用电压测量单元302的一个链路相比,电阻Rinterconnect_i与所测量的电压一起可以用于给出电流的更好估算。电流可以通过公式Iestimated=((Vtop_(i+1)–Vtop_i)–(Vbottom_(i+1)–Vbottom_i))/(Rinterconnect_(i-1)–Rinterconnect_i)来估算。以这种方式测量的电流的误差裕度比以前更小(即如关于图4中只具有电压测量单元302的一个链路所讨论的),因为其不受两个区块的开路电压的差异影响。因此,图5的电压测量系统能够基于每个所述区块的较低端和较高端的电压并基于推导出的所述互连件中的两个互连件的互连电阻估算电池组的电流。等价地,图5的电压测量系统能够基于每个所述互连件的较低端和较高端的电压并基于推导出的所述互连件中的两个互连件的互连电阻估算电池组的电流。在电流传感器故障或系统中由于设计或由于故障而缺乏电流传感器的情况下,这种估算电池组的电流的能力是特别有用的。应当明白,在某些实施例中,独立的电流传感器可以用于估算故障情况下的互连电阻,因为使用测得的电压和估算的互连电阻来电流在故障情况下是临时有效的。
由于Rblock_i和Rinterconnect_i可以单独估算,有可能容易地监测电池的每个连接和每个区块的状况。图5的电压测量系统(相比图4中示出的系统)增加了电压测量系统的可靠性,因为对每个区块电压进行冗余测量。例如,即使顶部链路的所有电压测量单元都失效,所有的区块电压仍然被底部链路测量,并且反之亦然。
图6示出一种监测电池组的方法。该方法适用于监测图1和图2的电池组。该方法可以用在采用图5的电压测量系统的电池组监测设备中。在开始点之后,在动作602中,第一电压测量单元耦接到电池组。可以使用在图4和图5中示出的耦接头。接下来,在动作604中,第二电压测量单元耦接到电池组。可以使用在图5中示出的耦接头。在动作606中,推导出互连电阻。例如,可以使用关于图4和图5所讨论的测量的电压和公式。电池组的电流可以例如通过电流传感器测量并且可以用在计算中。在动作608中,推导出区块内阻。例如,可以使用关于图4和图5所讨论的测量的电压和公式。如果所述电压测量单元之一失效,则可以保持另一个电压测量单元的操作。在缺乏电流传感器时,所述电压测量单元中的任一个可以提供电流的估算值。区块电阻和/或互连电阻的持续监测可以提供即将发生的故障、进行中的故障或已发生的故障的早期指示。因此,所述方法和相关系统的实施例是容错的并且在遇到故障时适度退化。应当明白,图6的方法操作可以在运行电池组时连续重复或循环。
基于上述实施例,应当理解所述实施例可以采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是需要物理量的物理操控的操作。通常,虽然不是必要的,这些量采用能够被存储、转移、组合、比较和以其他方式操控的电信号或磁信号的形式。此外,所执行的操控往往以诸如产生、识别、确定或比较等术语指代。本文所描述的形成所述实施例的一部分的任何操作是有用的机器操作。所述实施例还涉及用于执行这些操作的装置或设备。所述设备可以经具体构造用于所需的目的,或者所述设备可以是由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机。具体地,各种通用机器可以使用根据本文教义书写的计算机程序,或者可以更方便地构建更专业的设备来执行所需的操作。
所述实施例也可以体现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质是能够存储数据的任何数据存储装置,该数据可以在以后由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器、附连到网络的存储装置(NAS)、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带和其他光学和非光学数据存储装置。所述计算机可读介质还可以分布在联网计算机系统中,以便计算机可读代码以分布方式存储和执行。本文所描述的实施例可以用各种计算机系统配置来实践,这些计算机系统配置包括手持式装置、平板电脑、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费类电子装置、微型计算机、大型计算机等。所述实施例还可以在分布式的计算环境中实践,其中由通过有线或无线网络链接的远程处理装置来执行任务。
虽然这些方法操作以指定的顺序描述,但是应当理解,可以在所描述的操作之间中执行其他操作,所描述的操作可以进行调整以使它们在稍微不同的时间发生,或者所描述的操作可以分布在允许处理操作以与所述处理相关联的不同间隔发生的系统中。
为了解释的目的,前面的描述已参考特定实施例进行了描述。但是,上面的说明性讨论并不意味着是穷举的或将本发明限制在所公开的精确形式。鉴于上述教义,许多修改和变化是可能的。所述实施例之所以被选择和描述,是为了最佳地解释所述实施例的原理及其实际应用,从而使得本领域技术人员能够最佳地利用所述实施例和可适用于预期的特定用途的各种修改。因此,所述实施例应被解读为说明性和非限制性的,并且本发明并不局限于本文给出的细节,而是可以在随附权利要求的范围及其等价物内进行修改。
Claims (20)
1.一种电池组监测设备,其包括:
电压测量系统,其被配置为耦接到电池组的多个区块中的每个区块的相对端并且测量其电压,所述区块通过互连件串联耦接,每个互连件具有互连电阻;以及
所述电压测量系统还被配置为:
基于所述多个区块中的每个区块的相对端的电压并基于所述电池组的电流测量值推导出所述多个区块中的每个区块的内阻;以及
基于所述多个区块中的每个区块的相对端的电压并基于所述电流测量值推导出每个所述互连件的互连电阻。
2.根据权利要求1所述的电池组监测设备,其中所述多个区块中的每个区块的相对端的多个电压分别被施加作为每个所述互连件的较高端和较低端的电压。
3.根据权利要求1所述的电池组监测设备,其中所述多个区块中的每个区块具有并联的一个或多个电池单元。
4.根据权利要求1所述的电池组监测设备,其进一步包括:
电流传感器,其被配置为耦接到所述电池组并提供所述电流测量值。
5.根据权利要求1所述的电池组监测设备,其中所述电压测量系统包括:
第一电压测量单元,其被配置为耦接到电池组的负极端子并耦接到所述多个区块中的每个区块的每个相对端的第一端;以及
第二电压测量单元,其被配置为耦接到所述多个区块中的每个区块的每个相对端的第二端并耦接到所述电池组的正极端子。
6.根据权利要求1所述的电池组监测设备,其包括电压测量系统,所述电压测量系统进一步被配置为基于所述多个区块中的每个区块的相对端的电压并基于所推导出的两个所述互连件的内阻来估算所述电池组的电流。
7.一种电池组监测设备,其包括:
第一电压测量单元,其被配置为耦接到电池组的负极端子、耦接到所述电池组的正极端子并耦接到所述电池组的多个区块互连件中的每个区块互连件的第一端;
第二电压测量单元,其被配置为耦接到所述电池组的负极端子、耦接到所述电池组的正极端子并耦接到所述多个区块互连件中的每个区块互连件的第二端;以及
所述第一电压测量单元和所述第二电压测量单元被配置为:
基于所述多个区块互连件中的每个区块互连件的所述第一端和所述第二端的电压并基于所述电池组的电流测量值推导出每个所述互连件的互连电阻;以及
基于所述多个区块互连件中的每个区块互连件的所述第一端和所述第二端的电压并基于所述电流测量值推导出所述电池组的多个区块中的每个区块的内阻;其中所述电池组包括所述多个区块,所述区块通过所述区块互连件串联连接。
8.根据权利要求7所述的电池组监测设备,其中:
所述第一电压测量单元在所述第二电压测量单元发生故障的情况下可操作;以及
所述第二电压测量单元在所述第一电压测量单元发生故障的情况下可操作。
9.根据权利要求7所述的电池组监测设备,其中所述第一电压测量单元和所述第二电压测量单元进一步被配置为在缺乏电流传感器的情况下基于推导出的两个所述互连件的互连电阻和所述多个区块互连件中的每个区块互连件的所述第一端和所述第二端的电压估算所述电池组的电流。
10.根据权利要求7所述的电池组监测设备,其中所述第一电压测量单元和所述第二电压测量单元进一步被配置为:
施加所述多个区块互连件中的每个区块互连件的所述第一端和所述第二端的电压作为所述区块的第二端和第一端的电压;
施加所述电池组的所述负极端子的电压作为基准电压;以及
测量所述电池组的所述正极端子的电压。
11.根据权利要求7所述的电池组监测设备,其中:
所述第一电压测量单元到所述多个区块互连件中的每个区块互连件的所述第一端的耦接点靠近所述区块的正极端子定位;以及
所述第二电压测量单元到所述多个区块互连件中的每个区块互连件的所述第二端的耦接点靠近所述区块的负极端子定位。
12.根据权利要求7所述的电池组监测设备,其进一步包括:
电流传感器,其被配置为耦接到所述电池组并提供所述电流测量值,所述电流传感器包括由电阻器和霍尔效应装置组成的集合中的一个。
13.一种监测电池组的方法,其包括:
测量串联耦接电池组的区块的多个互连件的第一端的电压,其中对于所述多个互连件中的每个互连件,第一端更接近所述电池组的负极端子,并且相对的第二端更接近所述电池组的正极端子;
测量所述多个互连件的相对的第二端的电压;
测量所述电池组的电流;
基于所述电流、所述互连件的所述第一端的电压和所述互连件的所述相对的第二端的电压,计算所述多个互连件中的每个互连件的互连电阻;以及
基于所述电流、所述互连件的所述第一端的电压和所述互连件的所述相对的第二端的电压,计算每个所述区块的内阻。
14.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括:
响应于电流传感器的故障,基于所述互连件的所述第一端的电压、所述互连件的所述相对的第二端的电压以及所计算的所述多个互连件中的两个互连件的互连电阻,计算所述电池组的所述电流的估算值。
15.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括:
在第二电压测量单元发生故障的情况下维持第一电压测量单元的操作,其中所述第一电压测量单元被配置为测量所述多个互连件的所述第一端的电压。
16.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括:
在第一电压测量单元发生故障的情况下维持第二电压测量单元的操作,其中所述第二电压测量单元被配置为测量所述多个互连件的所述相对的第二端的电压。
17.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括:
施加所述负极端子的电压作为基准电压,其中所述多个互连件的所述第一端的电压和所述多个互连件的所述相对的第二端的电压是相对于所述基准电压测量的。
18.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括:
将第一电压测量单元耦接到所述电池组的所述负极端子和所述多个互连件的所述第一端,其中所述多个互连件的所述第一端的电压由所述第一电压测量单元相对于所述电池组的所述负极端子来测量;并且
将第二电压测量单元耦接到所述电池组的所述负极端子和所述多个互连件的所述相对的第二端,其中所述多个互连件的所述相对的第二端的电压由所述第二电压测量单元相对于所述电池组的所述负极端子来测量。
19.根据权利要求13所述的方法,其还包括:
通过应用公式Rblock_i+Rinterconnect_i=(Vi(t1)–Vi(t2)–Vi-1(t1)+Vi-1(t2))/(I(t1)–I(t2))来估算电阻。
20.根据权利要求13所述的方法,其还包括:
通过应用公式Iestimated=((Vtop_(i+1)–Vtop_i)–(Vbottom_(i+1)–Vbottom_i))/(Rinterconnect_(i-1)–Rinterconnect_i)来估算电流。
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---|---|---|---|
US13/835,760 US10901019B2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Method of connecting cell voltage sensors |
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---|---|
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---|---|---|---|
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WO (1) | WO2014151345A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107153162A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-12 | 山东大学 | 一种动力电池组多故障在线检测系统及方法 |
CN109416391A (zh) * | 2016-07-12 | 2019-03-01 | 宝马股份公司 | 用于确定电池单体的内阻的方法、电池模块和装置 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10826138B2 (en) | 2014-12-10 | 2020-11-03 | Datang Nxp Semiconductors Co., Ltd. | Method and apparatus for contact detection in battery packs |
US10620274B2 (en) * | 2014-12-10 | 2020-04-14 | Datang NXP Semiconductor Co., Ltd. | Method and apparatus for contact detection in battery packs |
KR102399722B1 (ko) * | 2014-12-29 | 2022-05-19 | 삼성전자주식회사 | 전류 추정 방법 및 장치 |
US10151789B2 (en) * | 2015-02-09 | 2018-12-11 | Acculogic Corporation | Method and device for testing the connections of batteries |
JP6477296B2 (ja) * | 2015-06-29 | 2019-03-06 | 株式会社デンソー | 電流検出装置 |
FR3127816A1 (fr) * | 2021-10-06 | 2023-04-07 | Psa Automobiles Sa | Procede de surveillance d’une batterie pour vehicule automobile |
DE102022113467A1 (de) | 2022-05-27 | 2023-11-30 | Acculogic Inc. | Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen einer Zellkontaktierung von Batteriezellen eines Batteriemoduls |
WO2024033939A1 (en) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | Tvs Motor Company Limited | A system for diagnosing loose contact in a battery pack |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040238261A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-12-02 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Vehicle steering control system |
US20090208821A1 (en) * | 2005-07-07 | 2009-08-20 | Kabushi Kaisha Toshiba | Battery system |
US20100301868A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Yazaki Corporation | Voltage monitoring apparatus |
CN102074766A (zh) * | 2009-11-23 | 2011-05-25 | 三星Sdi株式会社 | 电池组和感测电池组的电压的方法 |
Family Cites Families (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4456965A (en) | 1980-10-14 | 1984-06-26 | Texas Instruments Incorporated | Data processing system having multiple buses |
JPH0693485B2 (ja) | 1985-11-29 | 1994-11-16 | 日本電装株式会社 | 半導体装置 |
US5079608A (en) | 1990-11-06 | 1992-01-07 | Harris Corporation | Power MOSFET transistor circuit with active clamp |
US6172383B1 (en) | 1997-12-31 | 2001-01-09 | Siliconix Incorporated | Power MOSFET having voltage-clamped gate |
TW472426B (en) | 1998-10-06 | 2002-01-11 | Hitachi Ltd | Battery apparatus and control system therefor |
JP3514641B2 (ja) | 1998-10-30 | 2004-03-31 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関用点火装置および点火制御システム |
US6108219A (en) | 1999-01-06 | 2000-08-22 | Indigo Manufacturing Inc. | DC power converter circuit |
JP4210030B2 (ja) | 2000-11-02 | 2009-01-14 | パナソニック株式会社 | 積層電圧計測装置 |
US20040225814A1 (en) | 2001-05-29 | 2004-11-11 | Ervin Joseph J. | Method and apparatus for constructing wired-AND bus systems |
JP3858893B2 (ja) | 2001-10-01 | 2006-12-20 | サンケン電気株式会社 | 電圧バランス回路、電圧検出用回路、電圧バランス方法及び電圧検出方法 |
US6944695B1 (en) | 2002-03-25 | 2005-09-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for connecting devices to a bus |
JP2003309982A (ja) | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置 |
JP4035777B2 (ja) | 2003-02-10 | 2008-01-23 | 株式会社デンソー | 組電池の放電装置 |
CN1864300B (zh) | 2003-10-03 | 2010-12-15 | 布莱克和戴克公司 | 无绳电动工具系统的电池组的放电控制方法、被适配来提供过放电保护和放电控制的无绳电动工具系统和电池组 |
KR100624944B1 (ko) | 2004-11-29 | 2006-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩의 보호회로 |
KR101091268B1 (ko) | 2005-04-25 | 2011-12-07 | 주식회사 엘지화학 | Hev와 ev를 위한 전지팩 관리방법 |
JP2007024625A (ja) | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Yazaki Corp | 電圧測定方法および電圧測定装置 |
EP2919295B1 (en) | 2005-10-31 | 2018-08-29 | Black & Decker, Inc. | Method of arranging the components of a battery pack |
JP4732182B2 (ja) | 2006-02-15 | 2011-07-27 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電池電圧監視装置 |
JP4597905B2 (ja) | 2006-05-01 | 2010-12-15 | 矢崎総業株式会社 | 電圧検出装置 |
TWI496272B (zh) | 2006-09-29 | 2015-08-11 | Fairchild Semiconductor | 用於功率金氧半導體場效電晶體之雙電壓多晶矽二極體靜電放電電路 |
US7808131B2 (en) * | 2006-10-12 | 2010-10-05 | Xtreme Power Inc. | Precision battery pack circuits |
JP5459946B2 (ja) | 2007-09-28 | 2014-04-02 | 株式会社日立製作所 | 車両用直流電源装置 |
DE102007047713A1 (de) | 2007-10-05 | 2009-04-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Entladung des Hochspannungsnetzes |
US7839217B2 (en) | 2007-12-11 | 2010-11-23 | Hitachi Metals, Ltd. | High-frequency amplifier, high-frequency module, and mobile wireless apparatus using the same |
JP4191781B1 (ja) | 2007-12-17 | 2008-12-03 | 和征 榊原 | 電池パック |
US8231996B2 (en) | 2008-02-15 | 2012-07-31 | Atieva Usa, Inc | Method of cooling a battery pack using flat heat pipes |
WO2010030605A2 (en) | 2008-09-09 | 2010-03-18 | Johnson Controls - Saft Advanced Power Solutions Llc | Interconnection washer assembly for a battery assembly |
US8106706B2 (en) | 2008-12-30 | 2012-01-31 | Cosmic Circuits Private Limited | DC biasing circuit for a metal oxide semiconductor transistor |
KR101076786B1 (ko) | 2009-01-30 | 2011-10-25 | 한국과학기술원 | 직렬연결 배터리 스트링을 위한 지능제어 전하균일 장치 및방법 |
JP5168176B2 (ja) | 2009-02-06 | 2013-03-21 | 株式会社デンソー | 組電池の容量調整装置 |
US8933665B2 (en) | 2009-08-05 | 2015-01-13 | Apple Inc. | Balancing voltages between battery banks |
US8483886B2 (en) * | 2009-09-01 | 2013-07-09 | Boston-Power, Inc. | Large scale battery systems and method of assembly |
JP5490473B2 (ja) | 2009-09-15 | 2014-05-14 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | データ処理システム、電気自動車及びメンテナンスサービスシステム |
DE102009054937A1 (de) | 2009-12-18 | 2011-06-22 | SB LiMotive Company Ltd., Kyonggi | Verfahren zur Ermittlung von Kontakt- und Verbinderwiderständen in einem Batteriepack und Batteriesystem zur Ermittlung von Kontakt- und Verbinderwiderständen in einem Batteriepack |
KR101097227B1 (ko) | 2010-02-08 | 2011-12-21 | 에스비리모티브 주식회사 | 배터리모듈 및 그 제조방법 |
JP5415318B2 (ja) | 2010-02-19 | 2014-02-12 | デクセリアルズ株式会社 | 保護回路、バッテリ制御装置、及び、バッテリパック |
US8933702B2 (en) * | 2010-05-14 | 2015-01-13 | Liebert Corporation | Battery monitor with correction for internal OHMIC measurements of battery cells in parallel connected battery strings |
US8587318B2 (en) | 2010-07-27 | 2013-11-19 | GM Global Technology Operations LLC | Sensor arrangement for an energy storage device and a method of using the same |
JP5510275B2 (ja) | 2010-11-08 | 2014-06-04 | 株式会社デンソー | 通信システム、マスタノード、スレーブノード |
JP5510286B2 (ja) | 2010-11-19 | 2014-06-04 | 株式会社デンソー | 通信システム、ノード |
KR101219226B1 (ko) | 2010-11-23 | 2013-01-07 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 배터리 팩 |
US8542056B2 (en) | 2010-12-27 | 2013-09-24 | Stmicroelectronics S.Rl. | High voltage transmission switch, namely for ultrasound applications |
JP5353914B2 (ja) | 2011-02-01 | 2013-11-27 | 株式会社デンソー | 電池電圧監視装置 |
US8786261B2 (en) | 2011-03-03 | 2014-07-22 | Davide Andrea | Cell modules for detecting temperature and voltage of cells |
JP5645732B2 (ja) | 2011-03-30 | 2014-12-24 | 株式会社ケーヒン | 電池電圧制御装置 |
JP5537479B2 (ja) | 2011-03-30 | 2014-07-02 | 株式会社日立製作所 | スイッチ回路及び半導体回路 |
JP6093106B2 (ja) | 2011-03-30 | 2017-03-08 | 株式会社ケーヒン | 電池電圧検出装置 |
KR20130023562A (ko) | 2011-08-29 | 2013-03-08 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 셀 및 이를 이용한 배터리 모듈 |
US20130257381A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | Steven Diamond | Peak-equalized battery charge balancing |
US8922165B2 (en) | 2012-05-14 | 2014-12-30 | Freescale Semiconductor, Inc. | Cell balance configuration for pin count reduction |
US20140103877A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-17 | Saroj Kumar Sahu | Battery management system |
-
2013
- 2013-03-15 US US13/835,760 patent/US10901019B2/en active Active
-
2014
- 2014-03-13 WO PCT/US2014/025518 patent/WO2014151345A1/en active Application Filing
- 2014-03-13 DE DE112014000982.2T patent/DE112014000982T5/de active Pending
- 2014-03-13 CN CN201480015585.2A patent/CN105074485B/zh active Active
- 2014-03-13 JP JP2016501869A patent/JP2016518586A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040238261A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-12-02 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Vehicle steering control system |
US20090208821A1 (en) * | 2005-07-07 | 2009-08-20 | Kabushi Kaisha Toshiba | Battery system |
US20100301868A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Yazaki Corporation | Voltage monitoring apparatus |
CN102074766A (zh) * | 2009-11-23 | 2011-05-25 | 三星Sdi株式会社 | 电池组和感测电池组的电压的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ENERGIZER: "Battery Application Manual", 《EVEREADY CARBON ZINC.》 * |
PARKS,JAMES E.: "Ohm’s Law Ⅲ Resistors in Series and Parallel", 《DEPARTMENT OF PHYSICS AND ASTRONOMY》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109416391A (zh) * | 2016-07-12 | 2019-03-01 | 宝马股份公司 | 用于确定电池单体的内阻的方法、电池模块和装置 |
CN109416391B (zh) * | 2016-07-12 | 2024-05-10 | 宝马股份公司 | 用于确定电池单体的内阻的方法、电池模块和装置 |
CN107153162A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-12 | 山东大学 | 一种动力电池组多故障在线检测系统及方法 |
CN107153162B (zh) * | 2017-06-06 | 2019-07-26 | 山东大学 | 一种动力电池组多故障在线检测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014151345A1 (en) | 2014-09-25 |
DE112014000982T5 (de) | 2015-11-26 |
US20140278174A1 (en) | 2014-09-18 |
JP2016518586A (ja) | 2016-06-23 |
US10901019B2 (en) | 2021-01-26 |
CN105074485B (zh) | 2018-07-20 |
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