CN106104288B - 用于多电池模块的一体式电池传感器 - Google Patents

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Abstract

本公开包括一种方法，所述方法包括经由布置在锂离子电池模块内的处理器接收与联接至所述锂离子电池模块的负端子的电阻器相关的电压信号。所述锂离子电池模块的负端子联接至铅酸电池模块的负端子。所述方法还包括经由所述处理器基于所述电压信号确定与所述铅酸电池模块相关的一种或多种性能。

Description

用于多电池模块的一体式电池传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年4月11日提交的题为“用于启停车辆的一体式锂离子和一体式电池传感器功能”的美国临时专利申请序列号61/978,510的优先权和权益，该申请通过引用的方式并入本申请中。
背景技术
本公开总体上涉及电池及电池模块领域。更具体地讲，本公开涉及用于电池和电池模块的一体式电池传感器。
这部分旨在向读者介绍可能与以下描述的本公开的各个方面相关的各个技术方面。这种讨论被认为有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述要从这个角度来阅读，并非视为承认现有技术。
使用提供车辆的所有或部分原动力的一个或多个电池系统的车辆可以称为xEV，本文中定义的术语xEV包括使用电力作为车辆的全部或部分原动力的所有以下车辆或者它们的任何变型或组合。例如，xEV包括利用电能作为所有原动力的电动车辆(EV)。本领域的技术人员将会理解到，混合电动车辆(HEV)(也称为xEV)将内燃机推进系统与电池动力电动推进系统，例如48V或130V系统，结合。术语HEV可以包括混合电动车辆的任何变型。例如，全混动力系统(FHEV)可以提供原动力和其他电力给使用一个或多个电动机、仅使用内燃机或者使用两者的车辆。相比之下，轻度混合动力系统(MHEV)在车辆空转时禁用内燃机并且利用电池系统继续给空调机组、广播或其他电子设备供电，并且在需要推进时重启引擎。轻度混合电动系统还可以例如在加速期间采用一定水平的电力辅助作为内燃机的补充。轻度混合电动系统通常是96V至130V并且通过皮带或曲柄集成起动发电机回收制动能量。
另外，微混合电动车辆(mHEV)也使用与轻度混合动力系统类似的“启停”系统，但是mHEV的微混合动力系统可以供应或不供应电力辅助给内燃机并且可以在60V以下的电压下工作。为了本讨论的目的，应该指出的是，mHEV通常在技术上不使用直接提供给曲轴或变速器的电力作为车辆的原动力的任何部分，但是mHEV可以仍然看成是xEV，因为它在车辆空转且内燃机禁用时确实使用电力来补充车辆的动力需求并且通过集成的起动发电机回收制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)是可从例如壁式插座的外部电源充电的任何车辆并且存储在可再充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)以及混合电动车辆和常规内燃机车辆的电动车辆转换的EV子类。
与仅使用内燃机的更传统的燃气气动力车辆以及通常作为由铅酸电池供电的12V系统的传统电气系统相比，如上所述的xEV可以提供许多优点。例如，与传统内燃机车辆相比，xEV可以产生更少的不良排放产物并且可以表现出更高的燃油效率，并且在一些情况下，这种xEV可以完全不使用汽油，正如某些类型的EV或PEV的情形。
为了使车辆更高效地操作，可能有用的是使xEV中的电池供电的电气系统监测其中包括的电池的各个方面。也就是说，车辆控制系统可以在它知道与车辆所使用的电池相关的各种性能时更高效地控制车辆的动力操作。因此，可能有用的是采用监测车辆所使用的电池的各种性能的电路系统。
发明内容
以下给出本文公开的某些实施例的概述。应当理解，阐述这些方面仅仅是为了向读者提供这些实施例的简要概述，而这些方面并非旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以包括以下可能没有论及的各个方面。
在第一实施例中，汽车电池系统可以包括联接至电气系统的铅酸电池模块。电池系统还可以包括与所述铅酸电池模块并联联接的锂离子电池模块。所述锂离子电池模块可以包括与正电压对应的第一端子、与第一负电压对应的第二端子和第三端子以及联接至所述第二端子和所述第三端子的电阻器。所述第二端子联接至所述铅酸电池模块的第四端子，并且所述第四端子与第二负电压对应。所述电池系统还可以包括控制系统，所述控制系统接收与所述电阻器相关的电压信号，使得所述电压信号与所述铅酸电池模块的电压相关。
在另一个实施例中，一种方法可以包括经由布置在锂离子电池模块内的处理器接收与联接至所述锂离子电池模块的负端子的电阻器相关的电压信号。所述锂离子电池模块的负端子联接至铅酸电池模块的负端子。所述方法还包括经由所述处理器基于所述电压信号确定与所述铅酸电池模块相关的一种或多种性能。
在又一个实施例中，一种用于在车辆中使用的电池模块。所述电池模块可以包括外壳、第一端子、第二端子和第三端子。所述第一端子和所述第二端子具有相同的极性。所述电池模块还可以包括多个电池单元、联接至所述多个电池单元和所述第一端子的第一电阻器以及联接至所述第一电阻器和所述第二端子的第二电阻器。所述第二端子被配置成联接至单独的电池模块的第四端子。所述电池模块还可以包括控制系统，所述控制系统可以接收与所述第一电阻器相关的第一电压信号以及与所述第二电阻器相关的第二电压信号。所述控制系统还可以基于所述第二电压信号确定与所述单独的电池模块相关的第一组性能。
附图说明
在阅读以下详细描述并参照附图之后可以更好地理解本公开的各个方面，其中：
图1是根据本文提出的一个实施例的具有给车辆提供全部或部分动力的电池系统的车辆(例如，xEV)的透视图；
图2是根据本文提出的一个实施例的混合电动车辆(HEV)形式的图1的车辆的剖面示意图；
图3是根据本文提出的一个实施例的具有第一电池、第二电池和电池控制单元的电池系统的示意图；
图4是根据本文提出的一个实施例的图3的电池系统的锂离子电池模块的示意图；并且
图5是描述根据本文提出的一个实施例的用于通过锂离子控制系统监测铅酸电池模块的性能的方法的流程图。
具体实施方式
以下将描述一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的精确描述，本说明书中不会描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这种实际实施方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中，必须作出众多特定于实施方式的决定以实现开发者的具体目标，例如，符合系统相关和商业相关限制，这可能因实施方式的不同而不同。此外，应当理解，这种开发工作可能很复杂且费时，但是对于从本公开受益的普通技术人员而言，这可能是设计、制备和制造的例行任务。
本公开涉及电池及电池模块。更具体地讲，本公开涉及可以包括与电池极柱之一串联的电路系统或某个感测电路，其监测健康状态(SOH)、充电状态(SOC)或与启停车辆中采用的电池相关的各种其他性能。
一般来讲，车辆可以包括电池系统以提供用于车辆的原动力。这样，电池系统可以包括多个电池模块，例如，锂离子电池模块、铅酸电池模块等。在一个实施例中，锂离子电池模块可以包括电路系统，该电路系统监测锂离子电池模块的多个锂离子电池中的每个的SOH和SOC以及与锂离子电池模块相关的多种其他性能。除监测锂离子电池模块的性能之外，该电路系统还可以监测铅酸电池模块的各个方面，铅酸电池模块可以在一个端子处与锂离子电池模块串联。
为了使用布置在锂离子电池内的电路系统有效监测单独的铅酸电池模块的性能，铅酸电池传感器电路可以集成在锂离子电路系统中以监测铅酸电池模块的电流、电压和温度。通过将铅酸电池传感器电路集成在锂离子电池模块中，可以使得用于制造不同电池模块的不同感测电路的成本最低。此外，鉴于锂离子电池模块的复杂性以及布置在锂离子电池模块上的电路系统所执行的处理，铅酸电池传感器获取的数据可供锂离子电池模块的电路系统使用以基于锂离子电池模块和铅酸电池模块的SOC和SOH更有效地提供电力给车辆。此外，通过使锂离子电池模块中包括铅酸电池传感器电路，可以避免用于锂离子电池和铅酸电池的冗余电路。
如上所述，电池xEV车辆系统可以提供优于传统的燃气动力的车辆技术的优点。另外，电池xEV技术已经引起比更传统的燃气动力车辆在燃料经济性和/或减少不良排放方面的改进。例如，再生制动车辆获取并存储当车辆制动或滑行时产生的电能。获取的电能然后可以用于将电力供应到车辆的电气系统。作为另一个示例，根据本实施例的电池模块可以与固定动力系统(例如，非汽车系统)合并或向其提供动力。
基于优于传统燃气动力车辆的优点，通常生产传统的燃气动力车辆的制造商可能希望利用他们的车辆生产线上的改进的车辆技术(例如，再生制动技术)。通常，这些制造商可以利用他们的传统车辆平台之一作为起点。因此，由于传统的燃气动力车辆被设计成利用12V电池系统，所以12V锂离子电池可以用于补偿12V铅酸电池。更具体地讲，12V锂离子电池可以用于更有效地获取在再生制动期间产生的电能，并且随后供应电能以便给车辆的电气系统提供动力。
然而，随着车辆技术的进步，车辆的电气系统中可以包括高压电气设备。例如，锂离子电池可以将电能供应到轻度混合动力车辆的电动机。通常，这些高压电气设备利用超过12V的电压，例如，高达48V。因此，在一些实施例中，可以使用直流转直流转换器使12V锂离子电池的输出电压升压以供应电力到高压设备。另外或可替代地，48V锂离子电池可以用于补偿12V铅酸电池。更具体地讲，48V锂离子电池可以用于更有效地获取在再生制动期间产生的电能，并且随后供应电能以便给高压设备提供动力。
因此，有关利用12V锂离子电池还是48V锂离子电池的设计选择可以直接取决于特定车辆中包括的电气设备。然而，尽管电压特性可以不同，12V锂离子电池和48V锂离子电池的工作原理大体上类似。更具体地讲，如上所述，两者都可以用于在再生制动期间获取电能，并且随后供应电能以便给车辆中的电气设备提供动力。
因此，为了简化以下讨论，将结合具有12V锂离子电池和12V铅酸电池的电池系统描述本技术。然而，普通技术人员将能够使本技术适用于其他电池系统，例如，具有48V锂离子电池和12V铅酸电池或电池的任何其他合适的组合的电池系统。
考虑到前文，本公开描述了用于通过布置在锂离子电池内的电路系统来监测铅酸电池的性能的系统和技术。作为介绍，图1是可以利用再生制动系统的车辆10的一个实施例的透视图。尽管结合具有再生制动系统的车辆呈现了以下讨论，本文描述的技术可以应用于包括xEV和燃气动力车辆的其他车辆。
如上所述，可能希望电池系统12与传统的车辆设计在很大程度上兼容。因此，电池系统12可以放置在可以容纳有传统的电池系统的车辆10的位置中。例如，如图所示，车辆10可以包括电池系统12，该电池系统12位于与传统的燃烧式发动机车辆的铅酸电池的位置类似的位置(例如，在车辆10的发动机罩下方)。此外，如以下将更详细地所述，电池系统12可以定位成便于管理电池系统12的温度。例如，在一些实施例中，将电池系统12定位在车辆10的发动机罩下方可以允许空气管引导气流经过电池系统12并且冷却电池系统12。
图2描述了电池系统12的更详细的视图。如图所示，电池系统12包括能量存储部件14，能量存储部件联接至点火系统16、交流发电机18、车辆控制台20并且任选地联接至电动机22。通常，能量存储部件14可以获取/存储车辆10中产生的电能并且输出电能以便给车辆10中的电气设备供电。
更具体地讲，能量存储部件14可以获取/存储产生的电能并且输出电能以便给这些部件的每个及其他部件供电。换句话讲，电池系统12可以向车辆的电气系统的部件供应电力，车辆的电气系统可以包括散热器的冷却风扇、气候控制系统、电动助力转向系统、主动悬架系统、自动停车系统、电动油泵、电动超/涡轮增压器、电动水泵、加热的挡风玻璃/除霜器、车窗升降电机、梳妆台灯、汽车轮胎压力监测系统、天窗电机控制、电动座椅、报警系统、娱乐信息系统、导航特征、车道偏离警告系统、电动驻车制动器、外部灯、或其任何组合。说明性地，图2所示的能量存储部件14供应电力至车辆控制台20和点火系统16以启动(例如，用曲柄启动)内燃机24。在一些实施例中，点火系统16可以包括传统起动发电机和/或带式起动发电机(BSG)。
另外，能量存储部件14可以获取交流发电机18和/或电动机22产生的电能。在一些实施例中，交流发电机18可以在内燃机24运行时产生电能。更具体地讲，交流发电机18可以将内燃机24的旋转产生的机械能转换成电能。另外或可替代地，当车辆10包括电动机22时，电动机22可以通过将车辆10的运动(例如，飞轮的旋转)产生的机械能转换成电能来产生电能。换句话讲，能量存储部件14可以获取于再生制动期间产生的电能。
为了便于获取并供应电能，能量存储部件14可以经由总线26联接至车辆的电气系统。例如，总线26可以允许能量存储部件14接收交流发电机18和/或电动机22产生的电能。另外，总线26可以允许能量存储部件14输出电能到点火系统16和/或车辆控制台20。因此，当使用12V电池系统12时，总线26可以输送通常在8-18V之间的电能。
另外，能量存储部件14可以包括多个电池模块。例如，在描述的实施例中，能量存储部件14包括铅酸电池模块28和锂离子电池模块30，它们均包括一个或多个电池单元。在其他实施例中，能量存储部件14可以包括任意数量的电池模块。另外，尽管铅酸电池模块28和锂离子电池模块30被描述为彼此相邻，它们可以定位在围绕车辆的不同区域。例如，锂离子电池模块30可以定位在车辆10的内部中或其周围，同时铅酸电池模块28可以定位在车辆10的发动机罩下方。
通过采用铅酸电池模块28和锂离子电池模块30，由于锂离子电池的化学性质(chemistry)通常比铅酸电池的化学性质具有更高的库仑效率和/或更高的电源充电接受率(例如，更高的最大电荷电流或电荷电压)，所以可以提高电池系统12的性能。这样，可以提高电池系统12的获取、存储和/或分配效率。
为了便于将电力从电池系统12供应到车辆的电气系统的各个部件(例如，HVAC系统和车辆控制台20)，能量存储部件14包括第一端子32和第二端子34。在一些实施例中，第二端子34可以提供接地连接，并且第一端子32可以提供范围在7-18V之间的正电压。图3图示了被描述为电池模块14的能量存储部件14的实施例的更详细的视图。如此前所述，电池模块14可以具有与典型的铅酸电池的尺寸相当的尺寸以限制对车辆10的设计的修改来适应电池系统12。例如，电池模块14可以具有与H6电池类似的尺寸，其可以是大约13.9英寸×6.8英寸×7.5英寸。如图所示，单个连续外壳内可以包括电池模块14。在其他实施例中，电池模块14可以包括联接在一起的多个外壳(例如，包括铅酸电池28的第一外壳和包括锂离子电池30的第二外壳)。在另外其他实施例中，如上所述，电池模块14可以包括位于车辆10的发动机罩下方的铅酸电池模块28，并且锂离子电池模块30可以位于车辆10的内部。
如图所示，电池模块14包括第一端子32、第二端子34、铅酸电池28、锂离子电池30和电池控制单元36。如本文所用的，电池控制单元36通常指的是控制电池系统12的操作的控制部件，例如，电池模块14内的继电器或交流发电机18内的开关。电池模块14的操作可以由电池控制单元36来控制。例如，电池控制单元36被配置成调节由每个电池模块28或30获取/供应的电能的量(例如，以降低并重新确定电池系统12的额定值)，在电池之间实行负载平衡，控制电池的充电和放电(例如，通过继电器或直流/直流转换器)，确定每个电池和/或整个电池模块14的充电状态，启动主动冷却机制，启动短路保护系统等。
因此，电池控制单元36可以包括被编程为执行用于完成这些任务的控制算法的一个或多个存储器38和一个或多个处理器40。更具体地讲，一个或多个处理器40可以包括一个或多个应用型专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器或它们的任意组合。另外，一个或多个存储器38可以包括易失性存储器，例如随机存取处理器(RAM)，和/或非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、光驱、硬盘驱动或固态驱动器。在一些实施例中，电池控制单元36可以包括车辆控制单元(VCU)的一部分和/或单独的电池控制模块。另外，如图所示，可以包括与电池模块14分开的电池控制单元36，例如，独立式模块。在其他实施例中，如图3所示，电池模块14内可以包括电池控制单元36。
另外，如图2所示，铅酸电池28和锂离子电池30跨越第一端子32和第二端子34并联以允许电池充电和放电。如上所述,电池端子32和34可以输出电池模块14中存储的电力以向车辆的电气系统提供电力。另外，电池端子32和34也可以向电池模块14输出电力以允许铅酸电池28和锂离子电池30充电，例如，当交流发电机18通过再生制动产生电力时。
此外，电池系统12可以包括唤醒控制单元42。如以下更详细地所述，唤醒控制单元42可以在车辆休眠模式期间接收来自第一端子32的电压信号，车辆休眠模式可以时车辆10处于关闭(key-off)位置时包括的车辆10的模式。当唤醒控制单元42接收表示电池28和30的一个或两个的潜在短路情况的信号时，唤醒控制单元42可以向电池控制单元36的处理器40提供“唤醒”信号以开始短路检测和保护过程。短路检测和保护过程可以检测电池28和30的短路情况，并且保护电池28和30以防发生短路情况。
为了提供有关电池模块14的更多细节，图3图示了电池模块14的部件的示意图。如图所示，铅酸电池28和锂离子电池30在电池模块14内是隔开的，这允许这二者均可以基于所需的特性(例如，输出电压)来配置。例如，铅酸电池28和锂离子电池30的输出电压可以取决于每个电池内的单个电池单元的配置(例如，并联或串联)以及选择的电池化学性质。另外，电池单元的配置和选择的电池化学性质可以导致针对多种电池化学性质和电池布置的某些优点。例如，这些优点可以包括增大的充电电压范围，或者这些优点可以包括电池模块14内变化的电力和充电容量。
另外，如上所述，铅酸电池28和锂离子电池30可以以并联方式联接至第一端子32和第二端子34。换句话讲，铅酸电池28的正端子44可以电联接至电池模块14的第一端子32，并且负端子46可以电联接至电池模块14的第二端子34。以类似方式，锂离子电池30的正端子48可以电联接至电池模块14的第一端子32，并且锂离子电池30的负端子50可以电联接至电池模块14的第二端子34。以此方式，两个电池28、30可以彼此并联地电联接至总线26以向车辆10的电气系统的各个部件提供电力。
另外，唤醒控制单元42可以接收来自正端子48、正端子44或两者的电压信号以确定第二电池30、第一电池28或两者的可能的短路情况。一旦接收到来自第一和/或第二电池28、30的电压信号，唤醒控制单元42可以在车辆处于休眠模式或关闭模式中时提供信号以“唤醒”电池控制单元36。一旦验证到短路情况的存在，电池控制单元36可以命令开关52开启。如本文所用，“开关”旨在描述能够选择性地连接和断开电池28、30的任何机构，例如，硬件开关、接触器、继电器或双稳态继电器。
考虑到前述内容，图4是锂离子电池模块30的示意图。如图4所示，锂离子电池模块30可以包括锂离子控制系统60。锂离子控制系统60可以布置在印刷电路板(PCB)上，印刷电路板(PCB)可以监测与锂离子电池模块30有关的各种性能。为了监测这些性能，锂离子控制系统60可以包括处理器62和电池传感器部件64。处理器62可以包括任何类型的处理设备，并且可以包括可以执行计算机可执行的指令的多个处理器。
处理器62可以接收来自一组或多组锂离子电池的数据，这些锂离子电池可以提供电压以供锂离子电池模块30输出。在图4提供的示例中，锂离子电池模块30可以包括两组锂离子电池：上锂离子电池72和下锂离子电池74。上锂离子电池72鉴于其在下锂离子电池74上方的位置而被描述为上。在任何情况下，上锂离子电池72和下锂离子电池74两者可以与用于向车辆10提供电力的锂离子电池单元对应。有关锂离子电池单元72和74有关的数据可以包括电压测量和温度测量等。处理器62还可以接收与第一分流电阻器76上的电压相关的数据，该第一分流电阻器76沿着锂离子电池模块30的负总线78与锂离子电池72和74串联。处理器62可以使用数据以确定有关锂离子电池模块30的各种性能，例如，电池模块30的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)。锂离子电池模块30的SOC可以与锂离子电池单元72和74所充电的百分比对应。与在制造时电池的状态相比，锂离子电池模块30的SOH可以与锂离子电池单元72和74的状态对应。这样，有关如何使用锂离子电池模块30的各种因素、使用锂离子电池模块30的环境等可以用于确定锂离子电池模块30的SOH。
除监测锂离子电池模块30的性能之外，锂离子控制系统60还可以监测与铅酸电池模块28相关的性能，例如，电流和电压。为了监测铅酸电池模块28的这些性能，锂离子电池模块30可以包括联接至锂离子电池模块30的负总线78的分流总线80。分流总线80还可以包括第二分流电阻器82，该第二分流电阻器82可以电联接在负汇流条78与第二负端子84之间。
在一个实施例中，电池传感器部件64可以接收与第二分流电阻器82上的电压相关的电压信号。如图4所示，第二分流电阻器82可以电联接至锂离子电池模块30的第二负端子84。第二负端子84也可以电联接至铅酸电池模块28的负端子46。这样，第二分流电阻器82上的电压可以与铅酸电池模块28上的电压对应，并且与经由铅酸电池模块28传导的电流对应。在一个实施例中，电池传感器部件64可以接收与第二分流电阻器82上的电压相关的数据，并且将数据转发到处理器62。处理器62然后可以使用该数据和第二分流电阻器82的已知的值来确定SOC、SOH和与铅酸电池模块28相关的其他性能。
除接收与第二分流电阻器82相关的电压数据之外，电池传感器64还可以从布置在铅酸电池模块28内的传感器接收温度测量。通过使用温度测量，处理器62可以基于有关铅酸电池模块28的温度的额外的信息更新SOC、SOH和与铅酸电池模块28相关的其他性能。
考虑到上述内容，鉴于以上参照图4所描述的锂离子电池模块30，图5图示了处理器62可以执行的方法90的流程图。参见图5，在方框92，处理器62可以接收与第二分流电阻器82相关的测量。如以上参照图4所述，第二分流电阻器82可以电联接至锂离子电池模块30的负总线以及锂离子电池模块30的第二负端子84。
与第二分流电阻器82相关的测量可以包括第二分流电阻器82上的电压降。电压降总体上与分流总线80上的电流对应，该分流总线80经由锂离子电池模块30的第二负端子84电联接至铅酸电池模块20的负端子46。这样，第二分流电阻器82上的电压降可以与经由铅酸电池模块28导通的电流对应。
除与第二分流电阻器82相关的测量之外，处理器62也可以接收铅酸电池模块28的温度测量。在接收有关铅酸电池模块28的数据之后，处理器62可以在方框94基于该数据确定有关铅酸电池模块28的性能。也就是说，处理器62可以使用经由铅酸电池模块28导通的电流、与铅酸电池模块28相关的电压、与铅酸电池模块28相关的温度测量等来确定有关铅酸电池模块28的各种性能。这些性能可以包括SOC、SOH以及有关铅酸电池模块28的其他相关信息。
在方框96，处理器62可以基于在方框94确定的性能来控制与锂离子电池模块30相关的各种性能。例如，处理器62可以基于来自车辆10的功率请求控制来自锂离子电池模块30的电流、来自锂离子电池模块30的电力输出等。
公开的实施例的一个或多个可以单独地或结合地提供一个或多个技术效果，包括消除来自铅酸电池模块28的电池传感器电路。这样，取代建立将要布置在铅酸电池模块28内的额外的印刷电路板，锂离子电池模块30的印刷电路板可以有效地监测铅酸电池模块28的某些特性，从而节省与制造铅酸电池模块28相关的成本并且减少铅酸电池模块28所使用的物理空间。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性的而并非限制。应该指出的是，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。
尽管已经仅图示并描述了某些特征和实施例，但是本领域技术人员在实质上不脱离公开的主题的新颖性教导和优点的情况下可以想到许多修改和变化(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化，参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、使用材料、颜色、取向等的变化)。任何过程或方法的顺序或次序可以根据替代实施例的变化而变化或重新排序。因此，应当理解的是，附加权利要求旨在涵盖落入本发明的真正精神范围内的所有这种修改和变化。此外，为了提供示例性实施例的精确描述，可能尚未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这种实际实施方式的发展中，如同在任何工程或设计项目中，可以作出众多根据实施方式具体化的决定。这种开发努力可能很复杂且费时，但是对于从本公开受益的普通技术人员而言，这可能不过是设计、制备和制造的日常任务，而不需要过多的实验。

Claims (30)

1.一种汽车电池系统，包括：
铅酸电池模块，所述铅酸电池模块被配置成联接至电气系统；以及
锂离子电池模块，所述锂离子电池模块与所述铅酸电池模块并联电联接，所述锂离子电池模块包括：
与正电压对应的第一端子；
与负电压对应的第二端子和第三端子，所述第二端子与所述第三端子分开；
电阻器，所述电阻器直接电联接在所述第二端子与所述第三端子之间，并且所述第二端子直接电联接至设置在所述铅酸电池模块上的第四端子，使得所述电阻器上的电压信号与所述铅酸电池模块的电压相关，所述第四端子与负电压对应；以及
控制系统，所述控制系统被配置成：
接收与所述电阻器相关并且与所述铅酸电池模块的所述电压相关的所述电压信号；并且
至少部分地基于所述电压信号确定与所述铅酸电池模块相关的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述铅酸电池模块包括温度传感器，所述温度传感器被配置成测量所述铅酸电池模块的内部温度。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其中所述控制系统被配置成：
接收来自所述铅酸电池模块中的所述温度传感器的所述内部温度；并且
至少部分地基于从所述铅酸电池模块接收的所述内部温度确定与所述铅酸电池模块相关的所述充电状态(SOC)和所述健康状态(SOH)中的所述至少一者。
4.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述锂离子电池模块包括多个电池单元，和/或其中所述电池系统包括容纳所述铅酸电池模块和所述锂离子电池模块的容器。
5.根据权利要求4所述的电池系统，其中所述多个电池单元包括彼此串联电联接的至少两个单独的电池单元组。
6.根据权利要求4所述的电池系统，其中所述控制系统被配置成：
接收与所述多个电池单元相关的数据；并且
基于所述数据确定与所述锂离子电池模块相关的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)中的至少一者。
7.根据权利要求4所述的电池系统，包括电联接在所述多个电池单元与所述第三端子之间的额外的电阻器。
8.根据权利要求1所述的电池系统，其中所述锂离子电池模块包括具有比所述铅酸电池模块更高库仑效率的化学性质，和/或其中所述电池系统包括电池模块，所述电池模块容纳所述锂离子电池模块并且包括第五端子，其中所述第三端子直接电联接到所述第五端子。
9.一种方法，包括：
经由被包括在锂离子电池模块中的处理器接收与所述锂离子电池模块中的电阻器相关的电压信号，所述电阻器直接电联接在被包括在所述锂离子电池模块中的第一负端子和第二负端子之间，所述锂离子电池模块的所述第二负端子直接电联接至被包括在铅酸电池模块中的第三负端子，使得所述电阻器上的电压信号与所述铅酸电池模块的电压相关，所述铅酸电池模块与所述锂离子电池模块并联电联接；以及
经由所述处理器至少部分地基于所述电压信号确定与所述铅酸电池模块相关的至少一种性能。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一种性能包括通过所述铅酸电池模块传导的电流。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一种性能包括与所述铅酸电池模块相关的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)中的至少一者。
12.根据权利要求9所述的方法，包括：
经由所述处理器接收来自所述铅酸电池模块中的温度传感器的温度测量；以及
至少部分地基于所述温度测量确定所述至少一种性能。
13.一种用于在车辆中使用的电池模块，所述电池模块包括：
外壳；
第一端子、第二端子和第三端子，所述第一端子和所述第二端子具有相同的极性；
多个电池单元；
第一电阻器，所述第一电阻器电联接至所述多个电池单元和所述第一端子；
第二电阻器，所述第二电阻器直接电联接至所述第一电阻器并且直接电联接在所述第一端子和所述第二端子之间，所述第二端子直接电联接至设置在单独的电池模块上的第四端子，所述单独的电池模块与所述电池模块并联电联接；以及
控制系统，所述控制系统被配置成：
接收第一电压信号以及第二电压信号，所述第一电压信号与所述第一电阻器相关，所述第二电压信号与所述第二电阻器相关并且与所述单独的电池模块的电压相关；并且
至少部分地基于所述第二电压信号确定与所述单独的电池模块相关的第一组性能。
14.根据权利要求13所述的电池模块，其中所述多个电池单元包括多个锂离子电池单元。
15.根据权利要求13所述的电池模块，其中所述单独的电池模块包括多个铅酸电池单元。
16.根据权利要求13所述的电池模块，其中所述控制系统被配置成确定与所述电池模块相关的第二组性能。
17.根据权利要求13所述的电池模块，其中所述控制系统被配置成接收来自所述单独的电池模块中的温度传感器的温度测量并至少部分地基于所述温度测量确定所述第一组性能。
18.一种汽车电池系统，包括：
铅酸电池模块，所述铅酸电池模块被配置成联接至电气系统；
锂离子电池模块，所述锂离子电池模块与所述铅酸电池模块并联联接，所述锂离子电池模块包括：
所述锂离子电池模块的与正电势对应的第一端子；
所述锂离子电池模块的第二端子，其中所述第二端子直接联接至所述铅酸电池模块的第四端子，并且其中所述第四端子与第一负电势对应；
所述锂离子电池模块的与第二负电势对应的第三端子；
电阻器，所述电阻器直接联接至所述第二端子并直接联接至所述第三端子；以及
控制系统，所述控制系统设置在所述锂离子电池模块内，其中所述控制系统被配置成接收与所述电阻器相关的电压信号，并且其中所述电压信号与所述铅酸电池模块的电压对应。
19.根据权利要求18所述的电池系统，其中所述控制系统被配置成基于所述电压信号确定与所述铅酸电池模块相关的充电状态、健康状态或它们的任意组合。
20.根据权利要求18或19所述的电池系统，其中所述铅酸电池模块包括温度传感器，所述温度传感器被配置成测量所述铅酸电池模块的内部温度。
21.根据权利要求20所述的电池系统，其中所述控制系统被进一步配置成：
接收来自所述温度传感器的所述内部温度；并且
基于所述电压信号和所述内部温度更新与所述铅酸电池模块相关的充电状态、健康状态或它们的任意组合。
22.根据权利要求18所述的电池系统，其中所述锂离子电池模块包括多个电池单元。
23.根据权利要求22所述的电池系统，其中所述多个电池单元包括彼此串联联接的至少两个单独的电池单元组。
24.根据权利要求22或23所述的电池系统，其中所述控制系统被配置成：
接收与所述多个电池单元相关的数据；
基于所述数据确定与所述锂离子电池模块相关的充电状态、健康状态或它们的任意组合，
其中与所述多个电池单元相关的所述数据包括所述多个电池单元的电压测量和/或温度测量。
25.根据权利要求22所述的电池系统，其中所述电池系统包括联接在所述多个电池单元与所述第三端子之间的额外的电阻器。
26.根据权利要求18所述的电池系统，其中所述锂离子电池模块包括具有比所述铅酸电池模块更高库仑效率的化学性质。
27.一种方法，包括：
经由设置在锂离子电池模块内的处理器接收与电阻器相关的电压信号，所述电阻器直接联接至所述锂离子电池模块的第二负端子和所述锂离子电池模块的第三负端子，其中所述锂离子电池模块的所述第二负端子联接至铅酸电池模块的第四负端子，所述铅酸电池模块与所述锂离子电池模块并联电联接，其中所述电压信号与所述铅酸电池模块的电压对应；
经由所述处理器基于所述电压信号确定与所述铅酸电池模块相关的一种或多种性能，
其中所述性能包括与所述铅酸电池模块相关的充电状态、健康状态或它们的任意组合。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述电压信号还与通过所述铅酸电池模块传导的电流对应。
29.根据权利要求27或28所述的方法，包括：
经由所述处理器接收与所述铅酸电池模块相关的内部温度；以及
优选地基于所述内部温度更新所述性能。
30.一种用于在车辆中使用的电池模块，包括：
铅酸电池模块，所述铅酸电池模块被配置成联接至电气系统；以及
锂离子电池模块，所述锂离子电池模块与所述铅酸电池模块并联电联接；
电池控制单元，所述电池控制单元被配置成控制所述电池模块的操作；
唤醒控制单元，其中，当所述唤醒控制单元接收表示所述锂离子电池模块和所述铅酸电池模块的一个或两个的潜在短路情况的信号时，所述唤醒控制单元向所述电池控制单元提供唤醒信号以开始短路检测和保护过程；
其中所述锂离子电池模块包括：
与正电压对应的第一端子；
与负电压对应的第二端子和第三端子，所述第二端子与所述第三端子分开；
电阻器，所述电阻器直接电联接在所述第二端子与所述第三端子之间，所述第二端子直接电联接至设置在所述铅酸电池模块上的第四端子，使得所述电阻器上的电压信号与所述铅酸电池模块的电压相关，所述第四端子与负电压对应；以及
控制系统，所述控制系统被配置成：
接收与所述电阻器相关并且与所述铅酸电池模块的所述电压相关的电压信号，并且
至少部分地基于所述电压信号确定与所述铅酸电池模块相关的充电状态(SOC)和健康状态(SOH)中的至少一者。
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