CN112652826A - 用于电池管理系统的冗余电压测量 - Google Patents

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Abstract

实施例提供用于电池管理系统的冗余电压测量。利用第一电池单元控制器(BCC)监测第一电池单元堆叠，且利用第二BCC监测第二电池单元堆叠。至少一个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。对于一个实施例，使用单个公共电池单元。然后，基于对公共电池单元的监测确定第一BCC或第二BCC的故障。如果检测到关于BCC的故障，则采取动作以保护包括第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠的电池组。另外，还可使用诊断电压电平以便于确定第一BCC或第二BCC的故障。

Description

用于电池管理系统的冗余电压测量
技术领域
本技术领域涉及用于电池管理系统的电池监测和电压测量。
背景技术
许多电子装置由电池供电。用于此类电子装置的电池往往由电池管理系统(BMS)管理。BMS部分地被配置成监测电池内的电池单元，且使用电池单元控制器(BCC)控制电池单元的充电和放电过程。对于此监测和控制，每个BCC通常耦合到电池单元堆叠并监测电池单元的单元电压、温度或其它参数。此外，由BCC收集的单元电压和温度信息可通过通信接口传送到控制器，以生成电池正常状态、检测有故障的电池单元或执行其它与电池安全或维护相关的动作。
电池单元监测对于电子装置整体上的安全性至关重要。例如，许多电池组使用锂离子(lithium-ion/Li-ion)电池单元，锂离子电池单元在正常电压范围外操作时会不稳定。如果由一个或多个BCC进行的监测不能对电池组内的电池单元堆叠正常工作，则可能发生不稳定操作且一直检测不到所述不稳定操作。这种持续的不稳定操作可能导致热击穿，热击穿又可能导致严重的锂离子电池故障，例如起火。
图1(现有技术)是包括监测第一电池单元堆叠118的第一BCC 102和监测第二电池单元堆叠148的第二BCC 132的电池管理系统的示例实施例100的图。电池单元118串联连接以提供第一电压，且电池单元148串联连接以提供第二电压。电池单元118和电池单元148还串联连接以提供组合电压。额外的电池单元堆叠还可连接到电池单元118/148以提供由电池管理系统管理的电池组的总单元电压。电池组控制器124与BCC 102/132通信且控制电池管理系统的总体电池安全操作。
现在看BCC 102，电池单元118的电压电平在低电压电平126到高电压电平128之间变化。通过单元测试连接件120将各个单元电压电平作为输入耦合到复用器104。复用器104还耦合成接收诊断电压电平116作为输入。由逻辑电路110生成的控制信号105由复用器104接收，且所述控制信号105确定将哪个电压输入选为从复用器104到电平移位器106的输出。此控制信号105有效地选择电池单元118中的一个电池单元以进行监测。电平移位器106将电压电平调整到所选范围，且为模数转换器(ADC)108提供电平移位电压。ADC 108将电平移位电压转换成数字值，且将表示单元电压的数字值输出到逻辑电路110。逻辑电路110处理数字值且将所述数字值传输到电池组控制器124，所述电池组控制器124确定所选电池单元是否在安全范围内操作。逻辑电路通过通信接口114和通信路径121与电池组控制器124通信。
在操作期间，由BCC 102通过单元测试连接件120测量堆叠的电池单元118的电压电平。将控制信号105应用到复用器104以选择待测量的电池单元。电平移位器106将所选电池单元的电压电平移位，且将共模电压作为输入提供到ADC 108。ADC 108执行单元电压的数字转换。由电池组控制器124使用通信接口114接收表示电池单元电压的所得数字值。电池组控制器124可使用来自ADC 108的所得数字值来检测BCC 102内的电路系统是否正常操作。此外，诊断电压电平116可被选为来自复用器104的输出，且此诊断电压电平116可由电池组控制器124使用以帮助确定BCC 102的正常操作。应注意，通信接口114可以是收发器，且电池单元118可以是锂离子电池单元，但也可使用其它单元类型。
第二BCC 132的操作与第一BCC 102的操作类似。第二BCC 132包括复用器134，所述复用器通过单元测试连接件150接收电池单元148的各个单元电压电平。复用器134还耦合成接收诊断电压电平146作为输入。由逻辑电路140生成的控制信号135由复用器134接收，且所述控制信号135确定将哪个电压输入选为从复用器134到电平移位器136的输出。此控制信号135有效地选择电池单元148中的一个电池单元以进行监测。电平移位器136将电压电平调整到所选范围，且为模数转换器(ADC)138提供电平移位电压。ADC 138将电平移位电压转换成数字值，且将表示单元电压的数字值输出到逻辑电路140。逻辑电路140处理数字值且将所述数字值传输到电池组控制器124，所述电池组控制器124确定所选电池单元是否在安全范围内操作。逻辑电路通过通信接口144、通信路径122、通信接口112、逻辑电路110、通信接口114和通信路径121与电池组控制器124通信。还可通过通信接口142和通信路径152与额外的BCC通信。通信接口112/114/142/144可以是收发器。电池单元148可以是锂离子电池单元，但也可使用其它单元类型。
还应注意，额外的BCC也可通过通信接口112、114、142、144或电池组中的其它通信接口和通信路径与电池组控制器124通信。此外，应注意，通信接口112、114、142和144可以是有线接口、无线接口或其组合，并且还可以设置介入通信电路系统。逻辑电路110和140可被配置成处理由其它BCC传输的信息，或可被配置成使那些通信通过而不进行处理。还可实施其它变化。
虽然图1(现有技术)的安全监测技术能检测故障，但总体检测准确性低。这种低检测准确性降低了安全裕度且降低了电池组允许的全充电电平和全放电电平，因此减少了可从电池组获得的可用能量。为了解决此问题且提高电池操作的安全性，一个现有解决方案复制每个BCC内的电路系统以创建冗余且独立的电压监测系统。
图2(现有技术)是其中包括用于BCC102的冗余电压测量电路系统的示例实施例200的图。如图所示，重复的复用器204、重复的电平移位器206和重复的ADC208提供冗余电压测量电路系统。此外，例如过滤器210的冗余逻辑块也可包括于逻辑电路110中。除了输出到复用器104的控制信号105之外，逻辑电路110还将控制信号205输出到重复的复用器204，以确定将哪个电压输入选为从重复的复用器204到重复的电平移位器206的输出。此冗余监测电路系统的监测结果还可被传送到电池组控制器124。随后，电池组控制器124可比较两个独立监测路径的结果以确定BCC 102内是否发生故障。例如，可比较普通测量电路系统104/106/108和冗余测量电路系统204/206/208的结果以提高安全监测的准确性。虽然图2(现有技术)的技术通过电池单元118的冗余电压测量提高了准确性和安全性，但由于重复块所需的面积大大增加且需要额外的电路系统，因此这种解决方案的成本显著增加。
发明内容
在所附权利要求书中限定本公开的方面。
在第一方面，提供一种用于电池管理的系统，所述系统包括：第一电池单元控制器(BCC)，所述第一BCC耦合成监测第一电池单元堆叠；以及第二BCC，所述第二BCC耦合成监测第二电池单元堆叠；其中至少一个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。
在一个或多个实施例中，系统可另外包括控制器，所述控制器耦合成从第一BCC和第二BCC接收表示所监测的单元电压的数字值。
在一个或多个实施例中，控制器可被配置成通过比较表示由第一BCC测得的公共电池单元的单元电压的第一数字值和表示由第一BCC测得的公共电池单元的单元电压的第二数字值来确定第一BCC或第二BCC的故障。
在一个或多个实施例中，控制器可另外被配置成使用与诊断电压电平相关联的数字值来确定第一BCC或第二BCC的故障。
在一个或多个实施例中，只有单个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。
在一个或多个实施例中，单个电池单元可以是第一电池单元堆叠内的顶部电池单元和第二电池单元堆叠内的底部电池单元。
在一个或多个实施例中，系统可另外包括一个或多个额外的BCC，每个额外的BCC耦合成监测额外的电池单元堆叠，所述额外的电池单元堆叠具有与由另一个BCC监测的电池单元堆叠共享的至少一个电池单元。
在一个或多个实施例中，每个BCC可包括复用器，所述复用器耦合成从电池单元接收电压电平作为输入，所述复用器基于控制信号选择所述电压电平中的一个电压电平作为输出以进行监测。
在一个或多个实施例中，每个BCC中的复用器还可接收诊断电压电平作为输入，所述输入可基于控制信号被选为输出。
在一个或多个实施例中，每个BCC可另外包括：电平移位器，所述电平移位器耦合成接收复用器的输出；模数转换器(ADC)，所述ADC耦合成接收电平移位器的输出；以及逻辑电路，所述逻辑电路耦合成从ADC接收数字值并输出控制信号。
在第二方面，提供一种用于电池管理的方法，所述方法包括：利用第一电池单元控制器(BCC)监测第一电池单元堆叠；利用第二BCC监测第二电池单元堆叠，其中至少一个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元；基于对公共电池单元的监测确定第一BCC或第二BCC的故障；以及基于所述确定采取至少一个动作以保护包括第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠的电池组。
在一个或多个实施例中，至少一个动作可包括在第一BCC中检测到故障时关闭第一BCC，或在第二BCC中检测到故障时关闭第二BCC。
在一个或多个实施例中，至少一个动作可包括传输指示故障的警告消息。
在一个或多个实施例中，方法可另外包括利用第一BCC和第二BCC生成表示所监测的单元电压的数字值。
在一个或多个实施例中，确定可包括利用控制器通过比较表示由第一BCC测得的公共电池单元的单元电压的第一数字值和表示由第一BCC测得的公共电池单元的单元电压的第二数字值来确定第一BCC或第二BCC的故障。
在一个或多个实施例中，方法可另外包括利用控制器使用与诊断电压电平相关联的数字值来确定第一BCC或第二BCC的故障。
在一个或多个实施例中，只有单个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元，并且所述单个电池单元可以是第一电池单元堆叠内的顶部电池单元和第二电池单元堆叠内的底部电池单元。
在一个或多个实施例中，方法可另外包括利用每个额外的电池单元堆叠的额外的BCC来监测一个或多个额外的电池单元堆叠，每个额外的电池单元堆叠具有与由另一个BCC监测的电池单元堆叠共享的至少一个电池单元。
在一个或多个实施例中，方法可另外包括：对于第一BCC和第二BCC中的每个BCC，从电池单元接收电压电平作为到复用器的输入，且基于控制信号从复用器中选择所述电压电平中的一个电压电平作为输出以进行监测。
在一个或多个实施例中，方法可另外包括：对于第一BCC和第二BCC中的每个BCC，接收诊断电压电平作为到复用器的输入，所述输入可基于控制信号被选为输出。
附图说明
应注意，附图仅示出示例实施例，且因此不应被视为限制本发明的范围。为简单和清楚起见示出附图中的元件，且不一定按比例绘制。
图1(现有技术)是包括监测第一电池单元堆叠的第一BCC和监测第二电池单元堆叠的第二BCC的电池管理系统的现有解决方案的示例实施例的图。
图2(现有技术)是其中包括用于BCC的冗余电压测量电路系统的现有解决方案的示例实施例的图。
图3是其中第一BCC和第二BCC共享公共电池单元且提供用于此公共电池单元的冗余单元测量以改进如本文描述的电池管理的示例实施例的框图。
图4是其中使用共享电池单元提供电池管理系统的冗余电压测量的示例实施例的过程流程图。
具体实施方式
公开了提供电池管理系统的冗余电压测量的实施例。公开的实施例利用第一电池单元控制器(BCC)监测第一电池单元堆叠，且利用第二BCC监测第二电池单元堆叠。此外，至少一个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。对于一个实施例，使用单个公共电池单元，所述单个公共电池单元是第一电池单元堆叠的顶部电池单元和第二电池单元堆叠的底部电池单元。然后，基于对公共电池单元的监测确定第一BCC或第二BCC的故障。如果检测到关于BCC的故障，则采取动作以保护包括第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠的电池组。另外，还可使用诊断电压电平以便于确定第一BCC或第二BCC的故障。还可实施多种额外或不同的特征和变化。
如上文所描述，现有解决方案通过用于单元电压监测的完全重复路径和相关电路系统来提供用于电池管理系统的容错性。相比而言，公开的实施例提供用于BCC的冗余单元电压测量和独立监测，而无需现有解决方案的重复电路系统，重复电路系统会明显增加BCC所需的成本和面积。对于所公开的实施例，低成本系统中具有容错性和系统安全性。对于一个实施例，电路布置包括电池管理系统，其中至少一个电池单元被耦合为两个BCC之间的共享的公共单元，从而允许为了单元电压监测的校正功能和准确性而反复验证BCC。
图3是其中第一BCC 302和第二BCC 312共享公共电池单元308且提供用于此公共电池单元308的冗余单元测量的示例实施例300的框图。对于BCC 302，公共电池单元308是第一电池单元堆叠304中的顶部单元，且为此堆叠提供到复用器104的高电压电平306。对于BCC 312，公共电池单元308是第二电池单元堆叠314中的底部单元，且为此堆叠提供到复用器134的低电压电平310。
BCC 302的操作与图1(现有技术)中所描述的BCC 102的操作类似。电池单元304的电压电平在低电压电平126到与公共电池单元308相关联的高电压电平306之间变化。BCC302包括复用器104，所述复用器104通过单元测试连接件307接收电池单元308的单元电压电平。复用器104还耦合成接收诊断电压电平116作为输入。由逻辑电路110生成的控制信号309由复用器104接收，且所述控制信号309确定将哪个电压输入选为从复用器104到电平移位器106的输出。此控制信号309有效地选择电池单元304中的一个电池单元以进行监测。电平移位器106将电压电平调整到所选范围，且为模数转换器(ADC)108提供电平移位电压。ADC 108将电平移位电压转换成数字值，且将表示单元电压的数字值输出到逻辑电路110。逻辑电路110处理数字值且将所述数字值传输到电池组控制器124，所述电池组控制器124确定所选电池单元是否在安全范围内操作。逻辑电路110通过通信接口114和通信路径121与电池组控制器124通信。还可通过通信接口112和通信路径122与第二BCC 312进行通信。通信接口112/114可以是收发器。电池单元304可以是锂离子电池单元，但也可使用其它单元类型。
第二BCC 312的操作与第一BCC 302的操作类似。电池单元314的电压电平在低电压电平310到高电压电平316之间变化。低电压电平310与公共电池单元308相关联。高电压电平316与由额外的BCC(未示出)监测的额外的电池单元堆叠共享的公共电池单元318相关联。此额外的BCC将从公共电池单元318接收低电压电平320。BCC 312包括复用器134，所述复用器134通过单元测试连接件317接收单元电压电平。复用器134还耦合成接收诊断电压电平146作为输入。由逻辑电路140生成的控制信号319由复用器134接收，且所述控制信号319确定将哪个电压输入选为到电平移位器136的输出。此控制信号319有效地选择电池单元314中的一个电池单元以进行监测。电平移位器136将电压电平调整到所选范围，且为模数转换器(ADC)138提供电平移位电压。ADC 138将电平移位电压转换成数字值，且将表示单元电压的数字值输出到逻辑电路140。逻辑电路140处理数字值且将所述数字值传输到电池组控制器124，所述电池组控制器124确定所选电池单元是否在安全范围内操作。逻辑电路140通过通信接口144、通信路径122、通信接口112、逻辑电路110、通信接口114和通信路径121与电池组控制器124通信。还可通过通信接口142和通信路径152与额外的BCC通信。通信接口112/114/142/144可以是收发器。电池单元304可以是锂离子电池单元，但也可使用其它单元类型。
还应注意，额外的BCC也可通过通信接口112、114、142、144或电池组中的其它通信接口/路径与电池组控制器124通信。此外，应注意，通信接口112、114、142和144可以是有线接口、无线接口或其组合，并且还可以设置介入通信电路系统。逻辑电路110和140可被配置成处理由其它BCC传输的信息，或可被配置成使那些通信通过而不进行处理。还可实施其它变化。
在操作期间，公共电池单元308允许对BCC 302内和BCC 312内的电路系统进行冗余测量和检查，而无需对BCC302和BCC 312内的电路系统进行复制。例如，电池组控制器124从BCC 302接收表示电池单元308的单元电压的第一数字值，且从BCC 312接收表示电池单元308的单元电压的第二数字值。然后，电池组控制器124可比较这两个数字值以查看所述数字值是否匹配。如果所述数字值不匹配，电池组控制器124可确定BCC 302内的测量电路系统或BCC 312内的测量电路系统已经失效。如此，无需BCC 302内额外的冗余电路系统，通过BCC 312内的电路系统就可有效地提供用于BCC 302的冗余测量电路系统。类似地，无需BCC 312内额外的冗余电路系统，通过BCC 302内的电路系统就可有效地提供用于BCC 312的冗余测量电路系统。
可以相同方式来使用由第二电池单元堆叠148与额外的电池单元堆叠共享的公共电池单元318，以允许电池组控制器124比较由BCC 312生成的数字值与也监测公共电池单元318的额外的BCC生成的数字值。可针对包括在电池组内的其它BCC和电池单元继续进行公共电池单元和比较检查。
应注意，可使用容差水平来比较和匹配由监测公共电池单元(例如，公共电池单元308和318)的两个BCC输出的数字值。例如，仅当数字值的差超出所选容差水平时才可确定故障已发生。此容差水平可以是任何所需的容差水平，例如两个值必须在彼此的一个百分比内。还可使用其它容差和变化。
当检测到故障时，可采取动作以保护包括电池单元堆叠304和电池单元堆叠314的电池组。例如，如果在第一BCC中检测到故障，则可关闭第一BCC，而如果在第二BCC中检测到故障，则可关闭第二BCC。还可调整电池单元304/314的最大和最小充电电平。此外，可以传输指示故障的警告消息。例如，电池组控制器124可使用电池系统将警告消息传输到电子装置的主处理器。还可采取其它保护动作，且还可采取两个或更多个动作的组合。例如，当检测到故障时，保护电池组的动作可以是断开继电器或接触器(例如，电子保险丝、热-机械开关、热熔保险丝、半导体开关等)以将电池组与系统断开连接。
应注意，电池组控制器124可使用由邻近BCC相对于公共电池单元生成的数字值之间的比较来识别用于电池组的BCC堆叠内的失效BCC。下表1和表2提供了示例实施例，其中五个BCC监测电池组内的电池单元堆叠，且电池组控制器124已确定BCC具有失效的测量电路系统。
在表1中，BCC2和BCC3生成其共享电池单元的不同数字值(V2-1和V2-2)。BCC3和BCC4也生成其共享电池单元的不同数字值(V3-1和V3-2)。由于这些不匹配，BCC2、BCC3和BCC4有可能包括故障的测量电路系统。然而，因为BCC2生成与BCC1共享的电池单元的相同数字值(V1)，所以BCC2被视为正常工作。类似地，因为BCC4生成与BCC5共享的电池单元的相同数字值(V4)，所以BCC4被视为正常工作。相比而言，因为BCC3与BCC2和BCC4两者不匹配，所以BCC3被视为具有导致不匹配的故障的测量电路系统。
表1-示例电池单元比较
Figure BDA0002707014950000101
在表2中，BCC1和BCC2生成其共享电池单元的不同数字值(V1-1和V1-2)。由于不匹配，BCC1和BCC2有可能包括故障的测量电路系统。然而，因为BCC2生成与BCC3共享的电池单元的相同数字值(V2)，所以BCC2被视为正常工作。然后，BCC1被视为具有故障的测量电路系统。除BCC2之外，其余的BCC也被视为正常工作。BCC3生成与BCC4共享的电池单元的相同数字值(V3)，且BCC4生成与BCC5的共享的电池单元的相同数字值(V4)。
表2-示例电池单元比较
Figure BDA0002707014950000111
除共享电池单元308/318之外，实施例300还包括分别由复用器104/134接收的诊断电压电平116/146。可使用这些诊断电平116/146，例如通过允许检测复用器104/134中的错误(例如，固定故障)来提高安全性。此外，可在共享电池单元308的测量之间检测到不匹配之后将诊断电压电平116/146施加到BCC 302/312。这些诊断电压电平116/146可用于帮助确定BCC 302/312中含有故障的测量电路系统的BCC。例如，在BCC 302/312是电池组中唯一的BCC的情况下，这些诊断电压电平116/146可用于确定BCC 302或BCC 312是否已失效。
对于图3描绘的实施例，公共电池单元308是由BCC 302监测的第一电池单元堆叠304的顶部单元，且是由BCC 312监测的第二电池单元堆叠314的底部单元。应注意，在额外实施例中，邻近BCC可共享不止一个电池单元。例如，由BCC 302监测的电池单元304内的顶部N个单元可被共享为由BCC 312监测的电池单元314内的底部N个单元。然后，控制信号309和319可选择连接件120/150内合适的单元测试连接件，使得可通过用于BCC 302/312的测量电路系统测量和比较电压电平。还可实施其它变化。
应注意，电池组控制器124可以是微控制器、微处理器、可编程逻辑装置，或执行存储在非易失性数据存储装置中的程序指令以实行本文描述的功能的其它可编程电路。还应注意，逻辑电路110/140可实施为专用逻辑电路、专用控制器，或实施本文描述的控制动作和功能的其它硬件数字解决方案。逻辑电路110/140还可实施为微控制器、微处理器、可编程逻辑装置，或执行存储在非易失性数据存储装置中的程序指令以实行本文描述的控制动作和功能的其它可编程电路。还可实施其它变化。
图4是其中使用共享电池单元提供电池管理系统的冗余电压测量的示例实施例400的过程流程图。在框402，利用第一电池单元控制器(BCC)监测第一电池单元堆叠。在框404，利用第二BCC监测第二电池单元堆叠。此外，至少一个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。对于一个实施例，使用单个公共电池单元，所述单个公共电池单元是第一电池单元堆叠的顶部电池单元和第二电池单元堆叠的底部电池单元。在框406，然后基于对公共电池单元的监测确定第一BCC或第二BCC的故障。在框408，在确定第一BCC或第二BCC的故障时采取动作以保护包括第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠的电池组。如上文所描述，这些动作可包括在第一BCC中检测到故障时关闭第一BCC、在第二BCC中检测到故障时关闭第二BCC、传输指示故障的警告消息或另外的保护性动作。此外，还可采取动作的组合。还应注意，实施例400提供了一个示例实施例，且还可使用额外或不同过程步骤，同时仍利用本文描述的技术。例如，还可使用诊断电压电平以便于确定第一BCC或第二BCC的故障。还可实施其它变化。
如本文所描述，可以实施各种实施例，并且可以按需要实施不同的特征和变化。
对于一个实施例，公开了一种用于电池管理的系统，所述系统包括耦合成监测第一电池单元堆叠的第一电池单元控制器(BCC)和耦合成监测第二电池单元堆叠的第二BCC。此外，至少一个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。
在额外实施例中，系统包括控制器，所述控制器耦合成从第一BCC和第二BCC接收表示所监测的单元电压的数字值。在另外的实施例中，控制器被配置成通过比较表示由第一BCC测得的公共电池单元的单元电压的第一数字值和表示由第一BCC测得的公共电池单元的单元电压的第二数字值来确定第一BCC或第二BCC的故障。在又另外的实施例中，控制器另外被配置成使用与诊断电压电平相关联的数字值来确定第一BCC或第二BCC的故障。
在额外实施例中，只有单个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。在另外的实施例中，单个电池单元是第一电池单元堆叠内的顶部电池单元和第二电池单元堆叠内的底部电池单元。
在额外实施例中，系统还包括一个或多个额外的BCC，其中每个额外的BCC耦合成监测额外的电池单元堆叠，所述额外的电池单元堆叠具有与由另一个BCC监测的电池单元堆叠共享的至少一个电池单元。
在额外实施例中，每个BCC包括复用器，所述复用器耦合成从电池单元接收电压电平作为输入，且所述复用器基于控制信号选择所述电压电平中的一个电压电平作为输出以进行监测。在另外的实施例中，每个BCC中的复用器还接收诊断电压电平作为输入，所述输入可基于控制信号被选为输出。在另外的实施例中，每个BCC另外包括：电平移位器，所述电平移位器耦合成接收复用器的输出；模数转换器(ADC)，所述ADC耦合成接收电平移位器的输出；以及逻辑电路，所述逻辑电路耦合成从ADC接收数字值并输出控制信号。
对于一个实施例，公开了一种用于电池管理的方法，所述方法包括：利用第一电池单元控制器(BCC)监测第一电池单元堆叠；利用第二BCC监测第二电池单元堆叠，其中至少一个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元；基于对公共电池单元的监测确定第一BCC或第二BCC的故障；以及基于所述确定采取至少一个动作以保护包括第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠的电池组。
在额外实施例中，至少一个动作包括在第一BCC中检测到故障时关闭第一BCC，或在第二BCC中检测到故障时关闭第二BCC。在又额外的实施例中，至少一个动作包括传输指示故障的警告消息。
在额外实施例中，方法包括利用第一BCC和第二BCC生成表示所监测的单元电压的数字值。在另外的实施例中，确定包括利用控制器通过比较表示由第一BCC测得的公共电池单元的单元电压的第一数字值和表示由第一BCC测得的公共电池单元的单元电压的第二数字值来确定第一BCC或第二BCC的故障。在又另外的实施例中，方法包括利用控制器使用与诊断电压电平相关联的数字值来确定第一BCC或第二BCC的故障。
在额外实施例中，只有单个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元，并且所述单个电池单元是第一电池单元堆叠内的顶部电池单元和第二电池单元堆叠内的底部电池单元。
在额外实施例中，方法包括利用每个额外的电池单元堆叠的额外的BCC来监测一个或多个额外的电池单元堆叠，且每个额外的电池单元堆叠具有与由另一个BCC监测的电池单元堆叠共享的至少一个电池单元。
在额外实施例中，方法包括：对于第一BCC和第二BCC中的每个BCC，从电池单元接收电压电平作为到复用器的输入，且基于控制信号从复用器中选择所述电压电平中的一个电压电平作为输出以进行监测。在另外的实施例中，方法包括：对于第一BCC和第二BCC中的每个BCC，接收诊断电压电平作为到复用器的输入，所述输入可基于控制信号被选为输出。
实施例提供用于电池管理系统的冗余电压测量。利用第一电池单元控制器(BCC)监测第一电池单元堆叠，且利用第二BCC监测第二电池单元堆叠。至少一个电池单元是由第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。对于一个实施例，使用单个公共电池单元。然后，基于对公共电池单元的监测确定第一BCC或第二BCC的故障。如果检测到关于BCC的故障，则采取动作以保护包括第一电池单元堆叠和第二电池单元堆叠的电池组。另外，还可使用诊断电压电平以便于确定第一BCC或第二BCC的故障。
还应注意，可以按需要使用硬件、软件或硬件与软件的组合以及模拟电路系统来实施本文描述的功能块、组件、系统、装置或电路系统。例如，可以使用一个或多个已编程的集成电路来实施所公开的实施例，所述一个或多个已编程的集成电路经编程以执行本文中针对所公开的实施例描述的功能、任务、方法、动作或其它操作特征。一个或多个已编程的集成电路可以包括例如一个或多个处理器或可配置的逻辑装置(CLD)或其组合。一个或多个处理器可以是例如一个或多个中央处理单元(CPU)、控制器、微控制器、微处理器、硬件加速器、ASIC(专用集成电路)或其它集成处理装置。一个或多个CLD可以是例如一个或多个CPLD(复杂可编程逻辑装置)、FPGA(现场可编程门阵列)、PLA(可编程逻辑阵列)、可重新配置的逻辑电路或其它集成的逻辑装置。此外，包括一个或多个处理器的已编程的集成电路可经编程以执行软件、固件、代码或其它程序指令，所述程序指令实施于一个或多个非暂时性有形计算机可读介质中，以执行本文中针对所公开的实施例描述的功能、任务、方法、动作或其它操作特征。包括一个或多个CLD的已编程的集成电路也可使用逻辑代码、逻辑定义、硬件描述语言、配置文件或其它逻辑指令来进行编程，所述逻辑指令实施于一个或多个非暂时性有形计算机可读介质，以执行本文针对所公开的实施例描述的功能、任务、方法、动作，或其它操作特征。另外，一个或多个非暂时性有形计算机可读介质可以包括例如一个或多个数据存储装置、存储器装置、快闪存储器、随机存取存储器、只读存储器、可编程存储器装置、可重新编程的存储装置、硬盘驱动器、软盘、DVD、CD-ROM，或任何其它非暂时性有形计算机可读介质。还可以实施其它变化，同时仍利用本文描述的技术。
除非另外说明，否则例如“第一”和“第二”的术语用于任意区分此类术语所描述的要素。因此，这些术语不一定旨在指示此类要素的时间或其它优先级排序。
鉴于本说明书，所描述的系统和方法的另外的修改和替代实施例对本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此应认识到，所描述的系统和方法不限于这些示例布置。应理解，本文示出且描述的系统和方法的形式将被视为示例实施例。可在实施方案中进行各种改变。因此，尽管本文参考具体实施例描述了本发明，但在不脱离本发明的范围的情况下可进行各种修改和改变。因此，本说明书和附图应被视为呈说明性而非限制性意义，并且此类修改旨在包括在本发明的范围内。此外，本文描述的关于具体实施例的任何益处、优点或问题的解决方案并不旨在解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必不可少的特征或要素。

Claims (10)

1.一种用于电池管理的系统，其特征在于，包括：
第一电池单元控制器(BCC)，所述第一BCC耦合成监测第一电池单元堆叠；以及
第二BCC，所述第二BCC耦合成监测第二电池单元堆叠；
其中至少一个电池单元是由所述第一电池单元堆叠和所述第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，另外包括控制器，所述控制器耦合成从所述第一BCC和所述第二BCC接收表示所监测的单元电压的数字值。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置成通过比较表示由所述第一BCC测得的所述公共电池单元的单元电压的第一数字值和表示由所述第一BCC测得的所述公共电池单元的单元电压的第二数字值来确定所述第一BCC或所述第二BCC的故障。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器另外被配置成使用与诊断电压电平相关联的数字值来确定所述第一BCC或所述第二BCC的所述故障。
5.根据在前的任一项权利要求所述的系统，其特征在于，只有单个电池单元是由所述第一电池单元堆叠和所述第二电池单元堆叠共享的公共电池单元。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述单个电池单元是所述第一电池单元堆叠内的顶部电池单元和所述第二电池单元堆叠内的底部电池单元。
7.根据在前的任一项权利要求所述的系统，其特征在于，另外包括一个或多个额外的BCC，每个额外的BCC耦合成监测额外的电池单元堆叠，所述额外的电池单元堆叠具有与由另一个BCC监测的电池单元堆叠共享的至少一个电池单元。
8.根据在前的任一项权利要求所述的系统，其特征在于，每个BCC包括复用器，所述复用器耦合成从所述电池单元接收电压电平作为输入，所述复用器基于控制信号选择所述电压电平中的一个电压电平作为输出以进行监测。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，每个BCC中的所述复用器还接收诊断电压电平作为输入，所述输入可基于所述控制信号被选为所述输出。
10.一种用于电池管理的方法，其特征在于，包括：
利用第一电池单元控制器(BCC)监测第一电池单元堆叠；
利用第二BCC监测第二电池单元堆叠，其中至少一个电池单元是由所述第一电池单元堆叠和所述第二电池单元堆叠共享的公共电池单元；
基于对所述公共电池单元的监测确定所述第一BCC或所述第二BCC的故障；以及
基于所述确定采取至少一个动作以保护包括所述第一电池单元堆叠和所述第二电池单元堆叠的电池组。
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