JP2012135200A - バッテリ監視システム - Google Patents

バッテリ監視システム Download PDF

Info

Publication number
JP2012135200A
JP2012135200A JP2011279491A JP2011279491A JP2012135200A JP 2012135200 A JP2012135200 A JP 2012135200A JP 2011279491 A JP2011279491 A JP 2011279491A JP 2011279491 A JP2011279491 A JP 2011279491A JP 2012135200 A JP2012135200 A JP 2012135200A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
module
signal
voltage
shift
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011279491A
Other languages
English (en)
Inventor
Guoxing Li
グオシン・リ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
O2Micro Inc
Original Assignee
O2Micro Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by O2Micro Inc filed Critical O2Micro Inc
Publication of JP2012135200A publication Critical patent/JP2012135200A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

【課題】複数組のセルを監視するためのバッテリ監視システムを提供すること。
【解決手段】バッテリ監視システムは、第1のモジュールおよび第1のモジュールに結合された第2のモジュールを含む。第1のモジュールは、基準信号を第1のシフト信号にシフトさせる。第2のモジュールは、基準信号を第2のシフト信号にシフトさせ、第1のシフト信号を第3のシフト信号にシフトさせる。第2のモジュールはまた、第1のモジュールを介して1組のセルを監視し、その1組のセルの状態を示す出力信号を提供する。第2および第3のシフト信号は、出力信号を調整するのに使用できる。
【選択図】図2

Description

本発明は、バッテリィ監視システムに関する。
図1は、複数組のセル112、114および116を監視する、従来のバッテリ監視システム(BMS)100の構成図である。BMS100は、セル112、114および116をそれぞれ監視するための、複数のバッテリ監視ユニット(BMU)102、104および106を含む。BMS100は、BMU102、104および106と通信し、BMU102、104および106からのセル情報に従ってセル112、114および116のすべてを制御するための中央制御装置120をさらに含む。
図1に示すように、BMU102、104および106のそれぞれが、セル電圧を選択的に受け取るための複合回路のレベルシフタおよびマルチプレクサ(LS/MUX)122、セル電圧をデジタル信号に変換するためのアナログ-デジタル変換器(ADC)124、LS/MUX122およびADC124を制御するためのマイクロ制御装置(MCU)126、デジタル信号を格納するためのレジスタバンク128、ならびに中央制御装置120と通信するためのオプトカプラ(OPT)130を含む。さらに、BMU102、104および106のそれぞれが、ADC124用のデジタルフィルタ(図1には示さず)を含む。各ADC124は、セル電圧を監視する前にトリミング処理を必要とする。言い換えれば、BMS100は、複数のADC124、複数のMCU126、複数のレジスタバンク128、およびADC124用の複数のデジタルフィルタを含む。さらに、BMS100は、ADC124用の複数のトリミング処理を必要とする。BMS100の費用および電力消費は、比較的高い。BMS100用のプリント回路基板(PCB)のサイズもまた、比較的大きい。
一実施形態において、バッテリ監視システムは、第1のモジュールおよび第1のモジュールに結合された第2のモジュールを含む。第1のモジュールは、基準信号を第1のシフト信号にシフトさせる。第2のモジュールは、基準信号を第2のシフト信号にシフトさせ、第1のシフト信号を第3のシフト信号にシフトさせる。第2のモジュールはまた、第1のモジュールを介して1組のセルを監視し、その1組のセルの状態を示す出力信号を提供する。第2および第3のシフト信号は、出力信号を調整するのに使用できる。
特許請求される主題の実施形態の特徴および利点は、以下の詳細な説明が進むにつれ、また図面を参照することで明らかになり、図面中、同じ番号は同じものを示す。
従来のバッテリ監視システムの構成図である。 本発明の一実施形態による、バッテリ監視システムの例の構成図である。 本発明の一実施形態による、バッテリ監視システムの例の構成図である。 本発明の一実施形態による、バッテリ監視システムの例の構成図である。 本発明の一実施形態による、バッテリ監視システムによって実行される動作の例の流れ図である。
次に、本発明の実施形態について詳細に言及する。本発明を、これらの実施形態と併せて説明するが、それらは、本発明をこれらの実施形態に制限することを意図したものではないことが理解されよう。反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲に含まれ得る、代替形態、修正形態および等価物を包含することを意図している。
さらに、以下の本発明の詳細な説明において、本発明の十分な理解をもたらすために、多くの具体的な詳細が記載されている。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細なしでも実施できることが当業者には認識されよう。他の例においては、本発明の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の方法、手順、構成要素、および回路は、詳細には記載しなかった。
一実施形態において、本発明は、バッテリ監視システムを提供する。バッテリ監視システムは、複数組のセルを監視するための複数の監視モジュールを含む。各監視モジュールは、対応する組のセル用のセル情報を監視することができる。バッテリ監視システムは、複数組のセルをセル情報に従って制御するための制御装置も含む。また、複数の監視モジュールのうちのあるモジュールは、複数の監視モジュールのうちのその他のモジュールの1つまたは複数を介して、監視したセル情報を制御装置に移送することができる。したがって、一実施形態において、制御装置は、すべてのセルのセル情報を、1つの監視モジュールから受け取ることができる。有利なことに、そのような一実施形態において、バッテリ監視システムは、複数のADC、複数のMCU、複数のレジスタバンク、およびADC用の複数のデジタルフィルタを必要としない。
図2は、本発明の一実施形態による、バッテリ監視システム(BMS)200の例の構成図である。BMS200は、1組のセル210_1〜210_6および1組のセル230_1〜230_6を監視することができる。図2に示すように、BMS200は、セル210_1〜210_6を監視するための下側の監視モジュール202(以下、下側モジュール202)およびセル230_1〜230_6を監視するための上側の監視モジュール204(以下、上側モジュール204)を含む。BMS200は、制御装置206、例えば、マイクロ制御装置、プロセッサなどをさらに含む。制御装置206は、セル210_1〜210_6および230_1〜230_6のセル情報を下側モジュール202から受け取り、セル情報をデジタル信号に変換し、デジタル信号に従ってセル210_1〜210_6および230_1〜230_6を制御することができる。
一実施形態において、モジュール202および204のそれぞれは、入力信号、例えば、セル210_1〜210_6またはセル230_1〜230_6のセル電圧を監視するための複数の監視端子BC0〜BC8、選択された入力信号を示す出力信号を提供するための出力端子OUT(以下、OUT端子)、温度情報を受け取るための入力端子TEM、電源電圧(power voltage)を提供するための出力端子REG(以下、REG端子)、電源電圧(power supply voltage)を受け取るための電源入力端子VCC、共通のグラウンド電圧を受け取るための端子GNDA、ならびに制御装置206からの制御信号を移送するための上側のバスインターフェースI/F1および下側のバスインターフェースI/F0を含む。制御装置206は、下側モジュール202のOUT端子からの出力信号を監視するための入力端子AD0、基準信号、例えば、セル210_1のセル電圧VCELL1を受け取るための入力端子AD1、電源電圧を受け取るための電源入力端子VCC、セル210_1〜210_6およびセル230_1〜230_6を制御するための制御信号を提供するためのバスインターフェースI/F、ならびに地面に接続された端子GNDを含む。
一実施形態において、上側モジュール204は、複合回路のレベルシフタおよびマルチプレクサ(LS/MUX)232、バッファ234、例えば演算増幅器、低ドロップアウト電圧レギュレータ(LDO)236、ならびにバスブロック238を含む。LS/MUX232は、監視端子BC0〜BC8のうちの2つの対応する端子を介して入力信号を選択的に受け取り、入力信号を、上側モジュール204の共通のグラウンド電圧、例えば上側モジュール204の監視端子BC0における電圧に対する相対的な電圧レベルにシフトさせ、入力信号をバッファ234に移送する。バッファ234は、さらに入力信号を上側モジュール204のOUT端子に移送する。LDO236は、電源電圧を受け取り、調整済み出力電圧VREG2を、上側モジュール204のREG端子へ向けて生成する。一実施形態において、出力電圧VREG2は、バスブロック238とバスブロック218の間の通信を可能にするために使用することができる。出力電圧VREG2は、回路、例えば下側モジュール202に電源供給するために使用することもできる。バスブロック238は、制御装置206からの制御信号を受け取るかつ/または移送することができる。
同様に、下側モジュール202は、LS/MUX212、バッファ214、例えば演算増幅器、LDO216、およびバスブロック218を含む。LS/MUX212は、監視端子BC0〜BC8のうちの2つの対応する端子を介して入力信号を選択的に受け取り、入力信号を、グラウンドに対する相対的な電圧レベルにシフトさせ、入力信号をバッファ214に移送する。バッファ214は、さらに入力信号を下側モジュール202のOUT端子に移送する。LDO216は、電源電圧、例えば出力電圧VREG2を受け取り、調整済み出力電圧VREG1を、下側モジュール202のREG端子へ向けて生成する。一実施形態において、出力電圧VREG1は、バスブロック238とバスブロック218の間の通信を可能にするために使用することができる。出力電圧VREG1は、回路、例えば制御装置206に電源供給するために使用することもできる。バスブロック218は、制御装置206からの制御信号を受け取り、また移送することができる。
一実施形態において、上側モジュール204では、LS/MUX232が、バッファ234と協働してセル230_1〜230_6のうちの各セルのセル電圧を受け取り、例えば、上側モジュール204のOUT端子において、セル230_1〜230_6のうちの各セルのセル電圧を示す出力信号VO2を生成する。下側モジュール202では、LS/MUX212が、バッファ214と協働してセル210_1〜210_6のうちの各セルのセル電圧を受け取り、例えば、下側モジュール202のOUT端子において、セル210_1〜210_6のうちの各セルのセル電圧を示す出力信号VO1を生成する。さらに、下側モジュール202は、上側モジュール204によってセル230_1〜230_6を監視し、セル230_1〜230_6のうちの各セルのセル電圧を示す出力信号V'O2を提供することができる。一例として、下側モジュール202は、上側モジュール204から、上側モジュール204のOUT端子および下側モジュール202の監視端子BC8を介して出力信号VO2を受け取り、下側モジュール202のOUT端子において、出力信号VO2を示す出力信号V'O2を生成することができる。したがって、そのような一実施形態において、制御装置206は、セル210_1〜210_6および230_1〜230_6のセル情報を下側モジュール202から受け取り、セル210_1〜210_6および230_1〜230_6をセル情報に従って制御することができる。制御装置206は、指示信号を生成して、セル210_1〜210_6をバスブロック218を介して制御することができる。制御装置206は、指示信号を生成して、セル230_1〜230_6をバスブロック218およびバスブロック238を介して制御することもできる。
有利なことには、図1におけるBMS100と比較すると、複数のADC124、複数のMCU126、複数のレジスタバンク128、およびADC124用の複数のデジタルフィルタが、BMS200においては削除されている。BMS100におけるADC124用の複数のトリミング処理もまた、BMS200においては削除されている。したがって、費用、電力消費、およびBMS200用のプリント回路基板(PCB)のサイズが、低減される。
しかしながら、一実施形態において、上側モジュール204は、例えば、バッファ234の入力電圧のオフセットおよび/またはLS/MUX232における電圧のオフセットおよび/またはLS/MUX232におけるレジスタのミスマッチなどの誤り要因ER2を有し得る。下側モジュール202もまた、例えば、バッファ214の入力電圧のオフセットおよび/またはLS/MUX212における電圧のオフセットおよび/またはLS/MUX212におけるレジスタのミスマッチなどの誤り要因ER1を有し得る。したがって、下側モジュール202の出力信号VO1は、セル210_1〜210_6のうちの対応するセル電圧および下側モジュール202の誤り要因ER1によって決定することができる。出力信号V'O2は、セル230_1〜230_6のうちの対応するセル電圧によって決定することができ、また上側モジュール204の誤り要因ER2および下側モジュール202の誤り要因ER1によって決定することができる。
有利なことには、一実施形態において、下側モジュール202は、上側モジュール204と協働して、シフト信号を制御装置206に提供する。制御装置206は、誤り要因ER1およびER2をシフト信号に従って算出し、出力信号VO1およびV'O2を、算出した誤り要因ER1およびER2に基づいて調整(または修正)する。
具体的には、一実施形態において、下側モジュール202が、基準信号、例えばセル210_1のセル電圧VCELL1をシフト信号VS4にシフトさせる。例えば、下側モジュール202が、セル210_1のセル電圧VCELL1を、下側モジュール202の監視端子BC1およびBC0を介して受け取り、セル電圧VCELL1を示すシフト信号VS4を、下側モジュール202のOUT端子へ向けて生成する。シフト信号VS4は、セル電圧VCELL1および下側モジュール202の誤り要因ER1によって決定される。制御装置206は、シフト信号VS4を入力端子AD0を介して受け取り、またセル電圧VCELL1を入力端子AD1を介して受け取り、下側モジュール202の誤り要因ER1を、セル電圧VCELL1およびシフト信号VS4に従って算出する。
さらに、上側モジュール204は、基準信号、例えばセル230_1のセル電圧VCELL7を、第1のシフト信号VS1にシフトさせる。下側モジュール202もまた、基準信号VCELL7を第2のシフト信号VS2にシフトさせる。下側モジュール202は、さらに第1のシフト信号VS1を第3のシフト信号VS3にシフトさせる。一例として、上側モジュール204は、セル電圧VCELL7を、上側モジュール204の監視端子BC1およびBC0を介して受け取り、セル電圧VCELL7を示す第1のシフト信号VS1を、上側モジュール204のOUT端子へ向けて生成する。第1のシフト信号VS1は、セル電圧VCELL7および上側モジュール204の誤り要因ER2によって決定される。また、下側モジュール202は、セル電圧VCELL7を、下側モジュール202の監視端子BC7およびBC6を介して受け取り、セル電圧VCELL7を示す第2のシフト信号VS2を、下側モジュール202のOUT端子へ向けて生成する。第2のシフト信号VS2は、セル電圧VCELL7および下側モジュール202の誤り要因ER1によって決定される。さらに、下側モジュール202は、第1のシフト信号VS1を、上側モジュール204のOUT端子および下側モジュール202の監視端子BC8を介して受け取り、第1のシフト信号VS1を示す第3のシフト信号VS3を、下側モジュール202のOUT端子へ向けて生成する。第3のシフト信号VS3は、第1のシフト信号VS1および下側モジュール202の誤り要因ER1によって決定される。誤り要因ER1は、上記のようにして得ることができるので、制御装置206は、セル電圧VCELL7を、第2のシフト信号VS2および誤り要因ER1に従って算出する。制御装置206もまた、第1のシフト信号VS1を、第3のシフト信号VS3および誤り要因ER1に従って算出する。したがって、制御装置206は、上側モジュール204の誤り要因ER2を、算出したセル電圧VCELL7および算出した第1のシフト信号VS1に従って算出する。言い換えれば、制御装置206は、上側モジュール204の誤り要因ER2を、下側モジュール202の誤り要因ER1ならびに第2のシフト信号VS2および第3のシフト信号VS3に従って算出することができる。
その結果、有利なことには、制御装置206は、セル210_1〜210_6のセル電圧を示す出力信号VO1を受け取り、出力信号VO1を、算出した誤り要因ER1に基づいて調整することができる。制御装置206はまた、セル230_1〜230_6のセル電圧を示す出力信号V'O2を受け取り、出力信号V'O2を、算出した誤り要因ER1およびER2に基づいて調整することができる。
一実施形態において、制御装置206は、セル210_1〜210_6の温度t°1を、また同様にセル230_1〜230_6の温度t°2を監視する。
最下部のセル210_1および230_1のセル電圧は、図2の例における調整処理用の基準信号として使用されるが、その他のセル210_2〜210_6および230_2〜230_6のセル電圧も、一実施形態における調整処理用の基準信号として使用することができる。調整処理は、そのような一実施形態において、同様にして実行することができる。
図2の例において、BMS200は、2つの監視モジュールを含み、各監視モジュールは、9つの監視端子を含むが、本発明はそのように限定はされない。一実施形態において、バッテリ監視システムは、任意の数の同様の監視モジュールを含むことができ、各監視モジュールは、任意の数の監視端子を含むことができる。図3は、本発明の一実施形態による、BMS300の例の構成図である。
図3に示すように、BMS300は、複数組のセル311、312、313および314をそれぞれ監視するための、複数の監視モジュール301、302、303および304を含む。監視モジュール301、302、303および304のそれぞれは、図2におけるモジュール202または204と同様の構造を有することができる。
図2に関して説明した調整処理と同様に、図3の例においては、第1の基準信号、例えばセル311のうちの最下部のセルのセル電圧は、監視モジュール301で受け取られて、シフト信号VS4にシフトされることになる。制御装置306は、監視モジュール301の誤り要因ER1を、第1の基準信号およびシフト信号VS4に従って算出する。また、第2の基準信号、例えばセル312のうちの最下部のセルのセル電圧は、監視モジュール302で受け取られて、シフト信号VS1にシフトされることになる。第2の基準信号およびシフト信号VS1は、さらに監視モジュール301で受け取られて、それぞれシフト信号VS2およびシフト信号VS3にシフトされることになる。したがって、制御装置306は、監視モジュール302の誤り要因ER2を、シフト信号VS2およびVS3ならびに誤り要因ER1に従って算出する。さらに、第3の基準信号、例えばセル313のうちの最下部のセルのセル電圧は、監視モジュール303で受け取られて、シフト信号VS5にシフトされることになる。第3の基準信号およびシフト信号VS5は、さらに監視モジュール302で受け取られ、監視モジュール302および301を介して制御装置306に移送され、それぞれシフト信号VS6およびシフト信号VS7にシフトされる。したがって、制御装置306は、監視モジュール303の誤り要因ER3を、シフト信号VS6およびVS7ならびに誤り要因ER1およびER2に従って算出する。さらに、第4の基準信号、例えばセル314のうちの最下部のセルのセル電圧は、監視モジュール304で受け取られて、シフト信号VS8にシフトされることになる。第4の基準信号およびシフト信号VS8は、さらに監視モジュール303で受け取られ、監視モジュール303、302および301を介して制御装置306に移送され、それぞれシフト信号VS9およびシフト信号VS10にシフトされる。したがって、制御装置306は、監視モジュール304の誤り要因ER4を、シフト信号VS9およびVS10ならびに誤り要因ER1、ER2およびER3に従って算出する。
さらに、制御装置306は、監視モジュール301を介してセル311を監視すること、監視モジュール302および301を介してセル312を監視すること、監視モジュール303、302および301を介してセル313を監視すること、また監視モジュール304、303、302および301を介してセル314を監視することができる。一例として、セル311のうちの各セルのセル電圧は、監視モジュール301で受け取られ、監視モジュール301を介して移送され、監視モジュール301のOUT端子において出力信号VO1にシフトされる。セル312のうちの各セルのセル電圧は、監視モジュール302で受け取られ、監視モジュール302および301を介して移送され、監視モジュール301のOUT端子において出力信号V'O2にシフトされる。セル313のうちの各セルのセル電圧は、監視モジュール303で受け取られ、監視モジュール303、302および301を介して移送され、監視モジュール301のOUT端子において出力信号V'O3にシフトされる。セル314のうちの各セルのセル電圧は、監視モジュール304で受け取られ、監視モジュール304、303、302および301を介して移送され、監視モジュール301のOUT端子において出力信号V'O4にシフトされる。
有利なことには、制御装置306は、出力信号VO1を、誤り要因ER1に基づいて調整することができる。制御装置306はまた、出力信号V'O2を、誤り要因ER1およびER2に基づいて調整することもできる。制御装置306はまた、出力信号V'O3を、誤り要因ER1、ER2およびER3に基づいて調整することもできる。制御装置306はまた、出力信号V'O4を、誤り要因ER1、ER2、ER3およびER4に基づいて調整することもできる。
図4は、本発明の一実施形態による、BMS400の例の構成図である。図4に示すように、BMS400は、上側モジュール404および下側モジュール402を含む。モジュール402および404は、図2におけるモジュール202および204と同様の構造を有する。また、LDO216の入力端子LINおよびLDO216の出力端子LOUTは、LS/MUX412に結合されている。したがって、LS/MUX412は、セル410_1〜410_7のセル電圧、またはLDO216(例えば、LDO236の出力電圧VREG2)の入力電圧、またはLDO216の出力電圧VREG1を選択的に受け取ることができる。同様に、LDO236の入力端子LINおよびLDO236の出力端子LOUTは、LS/MUX432に結合されている。したがって、LS/MUX432は、セル430_1〜430_7のセル電圧、またはLDO236の入力電圧、またはLDO236の出力電圧VREG2を選択的に受け取ることができる。そのような一実施形態において、LDO216の出力電圧VREG1およびLDO236の出力電圧VREG2が、調整処理用の基準信号として使用される。
具体的には、一実施形態において、下側モジュール402は、基準信号、例えばLDO216の出力電圧VREG1をシフト信号V'S4にシフトさせる。例えば、LS/MUX412は、出力電圧VREG1を受け取り、出力電圧VREG1を下側モジュール402のOUT端子に、バッファ214を介して移送する。したがって、シフト信号V'S4は、下側モジュール402のOUT端子において生成される。シフト信号V'S4は、出力電圧VREG1および下側モジュール402の誤り要因ER1によって決定される。制御装置406は、シフト信号V'S4を、入力端子AD0を介して受け取り、出力電圧VREG1を、制御装置406の電源入力端子VCCを介して受け取り、下側モジュール402の誤り要因ER1を、出力電圧VREG1およびシフト信号V'S4に従って算出する。
さらに、上側モジュール404は、基準信号、例えばLDO236の出力電圧VREG2を、第1のシフト信号V'S1にシフトさせる。下側モジュール402はまた、出力電圧VREG2を第2のシフト信号V'S2にシフトさせる。下側モジュール402は、さらに第1のシフト信号V'S1を第3のシフト信号V'S3にシフトさせる。一例として、LS/MUX432は、出力電圧VREG2を受け取り、出力電圧VREG2を上側モジュール404のOUT端子に、バッファ234を介して移送する。したがって、第1のシフト信号V'S1は、上側モジュール404のOUT端子において生成される。第1のシフト信号V'S1は、出力電圧VREG2および上側モジュール404の誤り要因ER2によって決定される。また、LS/MUX412は、LDO236の出力電圧VREG2、例えばLDO216の入力電圧を受け取り、出力電圧VREG2を下側モジュール402のOUT端子に、バッファ214を介して移送する。したがって、第2のシフト信号V'S2は、下側モジュール402のOUT端子において生成される。第2のシフト信号V'S2は、出力電圧VREG2および下側モジュール402の誤り要因ER1によって決定される。さらに、LS/MUX412は、第1のシフト信号V'S1を、上側モジュール404のOUT端子および下側モジュール402の監視端子BC8を介して受け取り、第1のシフト信号V'S1を下側モジュール402のOUT端子に、バッファ214を介して移送する。したがって、第3のシフト信号V'S3は、下側モジュール402のOUT端子において生成される。第3のシフト信号V'S3は、第1のシフト信号V'S1および下側モジュール402の誤り要因ER1によって決定される。制御装置406は、出力電圧VREG2を、第2のシフト信号V'S2および下側モジュール402の誤り要因ER1に従って算出する。制御装置406はまた、第1のシフト信号V'S1を、第3のシフト信号V'S3および誤り要因ER1に従って算出する。したがって、制御装置406は、上側モジュール404の誤り要因ER2を、算出した出力電圧VREG2および算出した第1のシフト信号V'S1に従って算出する。言い換えれば、制御装置406は、上側モジュール404の誤り要因ER2を、下側モジュール402の誤り要因ER1ならびに第2のシフト信号V'S2および第3のシフト信号V'S3に従って算出することができる。
図2に関して説明した調整処理と同様に、制御装置406は、セル410_1〜410_7および430_1〜430_7の、受け取ったセル情報、例えば下側モジュール402のOUT端子における出力信号を、算出した誤り要因ER1およびER2に基づいて調整することができる。
さらには、本発明の一実施形態において、バッテリ監視システムは、下側モジュール402または上側モジュール404と同様の任意の数の監視モジュールを含むことができ、各監視モジュールは、任意の数の監視端子を含むことができる。
図5は、本発明の一実施形態による、バッテリ監視システムによって実行される動作の例の流れ図500である。
ブロック502において、第1のモジュール(例えば、図2における上側モジュール204、図3における監視モジュール304、または図4における上側モジュール404)が、基準信号(例えば、図2におけるセル230_1のセル電圧VCELL7、図3におけるセル312のうちの最下部のセルのセル電圧、または図4におけるLDO236からの出力電圧VREG2)を第1のシフト信号にシフトさせる。
ブロック504において、第2のモジュール(例えば、図2における下側モジュール202、図3における監視モジュール302、または図4における下側モジュール402)が、基準信号を第2のシフト信号にシフトさせる。ブロック506において、第2のモジュールは、さらに第1のシフト信号を第3のシフト信号にシフトさせる。
ブロック508において、第2のモジュール(例えば、図2におけるにおける下側モジュール202、図3における監視モジュール302、または図4における下側モジュール402)が、1組のセル(例えば、図2におけるセル230_1〜230_6、図3におけるセル312、または図4におけるセル430_1〜430_7)を、第1のモジュール(例えば、図2における上側モジュール204、図3における監視モジュール304、または図4における上側モジュール404)を介して監視する。
ブロック510において、制御装置(例えば、制御装置206、制御装置306、または制御装置406)が、1組のセル(例えば、図2におけるセル230_1〜230_6、図3におけるセル312、または図4におけるセル430_1〜430_7)の状態(例えば、各セルのセル電圧、または温度)を示す出力信号を、第2および第3のシフト信号に従って調整する。
要するに、本発明による実施形態は、複数組のセルを監視するためのバッテリ監視システムを提供する。バッテリ監視システム内の複数の監視モジュールは、それぞれ複数組のセルを監視し、監視したセル情報を制御装置に、監視モジュールを介して移送することができる。監視モジュールはまた、所定のセルのセル電圧および/または電圧レギュレータによって提供された電圧などの基準信号を、制御装置に移送することができる。したがって、制御装置は、監視モジュール内に存在し得る誤り要因を基準信号に従って補正して、受け取ったセル情報を調整(または修正)することができる。その結果、費用、電力消費、およびバッテリ監視システム用のPCBのサイズが低減され、バッテリ監視システムは、複数組のセルをより正確に監視することができる。
上記の説明および図面は、本発明の実施形態を表すが、これらには、添付の特許請求の範囲において定義する、本発明の原理の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな追加、変形、および置換が可能であることが理解されよう。本発明は、本発明の実施において用いられる、形体、構造、配置、大きさ、材料、要素、ならびに構成要素およびその他のものの多くの変形とともに使用することができ、これらは、特に、本発明の原理から逸脱することなく特定の環境および動作要件に適合されることが当業者には認識されよう。したがって、ここで開示された実施形態は、あらゆる点において例示的であり、非制限的なものであると考えるべきであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその法的な等価物によって示され、上記の記述に制限されない。
200、300、400 バッテリ監視システム
202、402 下側の監視モジュール
204、404 上側の監視モジュール
206、306、406 制御装置
210_1〜210_6、230_1〜230_6、311、312、313、314、410_1〜410_7、430_1〜430_7 セル
212、232、412、432 レベルシフタおよびマルチプレクサ
214、234 バッファ
216、236 低ドロップアウト電圧レギュレータ
218、238 バスブロック
301、302、303、304 監視モジュール

Claims (20)

  1. 基準信号を第1のシフト信号にシフトさせるよう動作可能である第1のモジュールと、
    前記第1のモジュールに結合されており、前記基準信号を第2のシフト信号にシフトさせ、前記第1のシフト信号を第3のシフト信号にシフトさせ、第1の複数のセルを前記第1のモジュールを介して監視し、前記第1の複数のセルの状態を示す第1の出力信号を提供するよう動作可能である第2のモジュールとを含むバッテリ監視システムであって、
    前記第2および第3のシフト信号は、前記第1の出力信号を調整するのに有用である、バッテリ監視システム。
  2. 前記第1のモジュールが、前記基準信号を受け取り、前記基準信号を示す前記第1のシフト信号を生成し、前記第2のモジュールが、前記基準信号を受け取り、前記基準信号を示す前記第2のシフト信号を生成し、前記第2のモジュールが、前記第1のシフト信号を受け取り、前記第1のシフト信号を示す前記第3のシフト信号を生成する、請求項1に記載のバッテリ監視システム。
  3. 前記第1のモジュールが、前記第1の複数のセルのうちの各セルの電圧を受け取り、前記第1の複数のセルのうちの各セルの前記電圧を示す第2の出力信号を生成し、前記第2のモジュールが、前記第2の出力信号を受け取り、前記第2の出力信号を示す前記第1の出力信号を生成する、請求項1に記載のバッテリ監視システム。
  4. 前記第1のモジュールは、前記第1の複数のセルのうちの各セルの電圧を受け取るよう動作可能であり、前記第2のモジュールは、前記第1の複数のセルに直列に結合した第2の複数のセルのうちの各セルの電圧を受け取るよう動作可能である、請求項1に記載のバッテリ監視システム。
  5. 前記第1のモジュールの第1の誤り要因を、前記第2のモジュールの第2の誤り要因ならびに前記第2および第3のシフト信号に従って算出し、調整済みレベルの前記第1の出力信号を、前記第1および第2の誤り要因に従って算出するよう動作可能である制御装置をさらに含む、請求項1に記載のバッテリ監視システム。
  6. 前記第2のモジュールは、第2の複数のセルのうちの第1の所定のセルの電圧を受け取り、前記第1の所定のセルの前記電圧を示す第4のシフト信号を生成し、前記制御装置は、前記第2の誤り要因を、前記第1の所定のセルの前記電圧および前記第4のシフト信号に従って算出する、請求項5に記載のバッテリ監視システム。
  7. 前記第2のモジュールは、電圧レギュレータによって提供される電圧を受け取り、前記電圧レギュレータからの前記電圧を示す第4のシフト信号を生成し、前記制御装置は、前記第2の誤り要因を、前記電圧レギュレータからの前記電圧および前記第4のシフト信号に従って算出する、請求項5に記載のバッテリ監視システム。
  8. 前記基準信号が、前記第1の複数のセルのうちの第2の所定のセルの電圧を含む、請求項1に記載のバッテリ監視システム。
  9. 前記基準信号が、電圧レギュレータによって提供される電圧を含む、請求項1に記載のバッテリ監視システム。
  10. 第1のモジュールが、基準信号を第1のシフト信号にシフトさせるステップと、
    第2のモジュールが、前記基準信号を第2のシフト信号にシフトさせるステップと、
    前記第2のモジュールが、前記第1のシフト信号を第3のシフト信号にシフトさせるステップと、
    前記第2のモジュールが、複数のセルを、前記第1のモジュールを介して監視するステップと、
    前記複数のセルの状態を示す第1の出力信号を、前記第2および第3のシフト信号に従って調整するステップとを含む方法。
  11. 前記基準信号を前記第1のシフト信号にシフトさせる前記ステップが、前記基準信号を前記第1のモジュールにおいて受け取って、前記第1のシフト信号を生成するステップを含み、前記基準信号を前記第2のシフト信号にシフトさせる前記ステップが、前記基準信号を前記第2のモジュールにおいて受け取って、前記第2のシフト信号を生成するステップを含み、前記第1のシフト信号を前記第3のシフト信号にシフトさせる前記ステップが、前記第1のシフト信号を前記第2のモジュールにおいて受け取って、前記第3のシフト信号を生成するステップを含む、請求項10に記載の方法。
  12. 前記監視するステップが、
    前記複数のセルのうちの各セルの電圧を前記第1のモジュールにおいて受け取って、前記複数のセルのうちの各セルの前記電圧を示す第2の出力信号を生成するステップと、
    前記第2の出力信号を前記第2のモジュールにおいて受け取って、前記第2の出力信号を示す前記第1の出力信号を生成するステップとを含む、請求項10に記載の方法。
  13. 前記調整するステップが、
    前記第1のモジュールの誤り要因を、前記第2および第3のシフト信号に従って算出するステップと、
    調整済みレベルの前記第1の出力信号を、前記誤り要因に従って算出するステップとを含む、請求項10に記載の方法。
  14. 前記基準信号が、前記複数のセルのうちのあるセルの電圧を含む、請求項10に記載の方法。
  15. 前記基準信号が、電圧レギュレータによって提供される電圧を含む、請求項10に記載の方法。
  16. 第2のモジュールから、複数のセルの状態を示す第1の出力信号を受け取るよう動作可能であり、前記第1の出力信号を示す第2の出力信号を生成するよう動作可能であり、前記第2のモジュールから、基準信号を示す第1のシフト信号を受け取るよう動作可能であり、前記第1のシフト信号を示す第2のシフト信号を生成するよう動作可能であり、前記基準信号を受け取って、前記基準信号を示す第3のシフト信号を生成するよう動作可能である第1のモジュールと、
    前記第1のモジュールに結合されており、前記第2の出力信号を、前記第2および第3のシフト信号に従って調整するよう動作可能である制御装置とを含むバッテリ監視システム。
  17. 前記第2のモジュールが、前記複数のセルのうちの各セルの電圧を受け取り、前記第1の出力信号を、前記第1のモジュールへ向けて生成する、請求項16に記載のバッテリ監視システム。
  18. 前記制御装置は、前記バッテリ監視システムの誤り要因を、前記第2および第3のシフト信号に従って算出し、調整済みレベルの前記第2の出力信号を、前記誤り要因に従って算出するよう動作可能である、請求項16に記載のバッテリ監視システム。
  19. 前記基準信号が、前記複数のセルのうちのあるセルの電圧を含む、請求項16に記載のバッテリ監視システム。
  20. 前記基準信号が、電圧レギュレータによって提供される電圧を含む、請求項16に記載のバッテリ監視システム。
JP2011279491A 2010-12-22 2011-12-21 バッテリ監視システム Pending JP2012135200A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/976,703 US8143857B2 (en) 2010-12-22 2010-12-22 Battery monitoring systems
US12/976,703 2010-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012135200A true JP2012135200A (ja) 2012-07-12

Family

ID=45438811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011279491A Pending JP2012135200A (ja) 2010-12-22 2011-12-21 バッテリ監視システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8143857B2 (ja)
JP (1) JP2012135200A (ja)
CN (1) CN102468672B (ja)
TW (1) TWI463307B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015159689A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 ラピスセミコンダクタ株式会社 電池監視システムおよび電池監視チップ
JP2016086484A (ja) * 2014-10-23 2016-05-19 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置及び電池監視システム

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8378868B2 (en) * 2010-11-04 2013-02-19 Texas Instruments Incorporated Systems and methods for analog to digital converter charge storage device measurement
DE112013000582B4 (de) * 2012-01-16 2025-06-05 Maxim Integrated Products, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur differentiellen Kommunikation
US8766567B2 (en) * 2012-08-02 2014-07-01 Snap-On Incorporated Battery control and protective element validation method
CN104678160B (zh) * 2013-11-29 2018-01-19 深圳市科陆电子科技股份有限公司 串联电池组中单体电池电压的测量电路
US10103411B2 (en) 2015-07-06 2018-10-16 Lear Corporation Multiple voltage battery pack with common battery management system
US10128546B2 (en) * 2016-06-07 2018-11-13 Ford Global Technologies, Llc Battery communication system for battery packs
US11532710B2 (en) * 2017-02-16 2022-12-20 Texas Instruments Incorporated Laterally diffused metal oxide semiconductor device with isolation structures for recovery charge removal
JP2020027071A (ja) * 2018-08-16 2020-02-20 株式会社ケーヒン 電圧検出装置及び電圧検出システム
US10994617B2 (en) 2018-11-19 2021-05-04 Ford Global Technologies, Llc Distributed battery thermal runaway detection
US11293956B2 (en) * 2020-05-28 2022-04-05 Nanning Fugui Precision Industrial Co., Ltd. Real-time power monitoring method, electronic device and computer program product
CN115864565B (zh) * 2022-11-16 2023-09-26 惠州因博利电子科技有限公司 一种基于储能变换器的锂离子电池储能系统和方法
US20240175924A1 (en) * 2022-11-30 2024-05-30 O2Micro Inc. Battery monitoring circuits

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7352155B2 (en) * 2006-06-12 2008-04-01 O2Micro International Ltd. Apparatus and method for detecting battery pack voltage
US7859223B2 (en) * 2007-01-31 2010-12-28 Analog Devices, Inc. Battery montoring apparatus and daisy chain interface suitable for use in a battery monitoring apparatus
WO2008108979A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-12 Analog Devices, Inc. Methods and apparatus for battery monitoring
US7710102B2 (en) * 2007-03-08 2010-05-04 Hynix Semiconductor Inc. Clock test apparatus and method for semiconductor integrated circuit
CA2717789C (en) * 2007-12-11 2018-07-31 Antonio Trigiani Battery management system
US8227944B2 (en) * 2009-01-06 2012-07-24 O2Micro Inc Vertical bus circuits
US8253383B2 (en) * 2009-02-05 2012-08-28 O2Micro Inc Circuits and methods for monitoring multi-cell battery packs
US8258792B2 (en) * 2009-05-11 2012-09-04 Semiconductor Components Industries, Llc. Monitoring system and method
CN101551445A (zh) * 2009-05-12 2009-10-07 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车用动力锂电池采集系统以及采集控制方法
CN201765313U (zh) * 2010-06-30 2011-03-16 埃泰克汽车电子(芜湖)有限公司 一种电动汽车锂电池监控系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015159689A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 ラピスセミコンダクタ株式会社 電池監視システムおよび電池監視チップ
JP2016086484A (ja) * 2014-10-23 2016-05-19 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置及び電池監視システム

Also Published As

Publication number Publication date
TW201227286A (en) 2012-07-01
US8143857B2 (en) 2012-03-27
CN102468672B (zh) 2014-05-07
TWI463307B (zh) 2014-12-01
US20120009445A1 (en) 2012-01-12
CN102468672A (zh) 2012-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012135200A (ja) バッテリ監視システム
JP5918961B2 (ja) セルバランス制御装置
US11327122B2 (en) Voltage detection integrated circuit and battery management system comprising same
US20140210419A1 (en) Battery pack and method for minimizing cell voltage deviations
JPWO2017154112A1 (ja) 電池監視装置及び方法
US20130054071A1 (en) Assembled battery monitoring device, secondary battery apparatus, and vehicle
CN103562738A (zh) 电压测量装置、电压测量系统和电压测量方法
WO2015080526A1 (ko) 배터리 랙에 포함된 전압 센서 보정 방법
JP2012205410A (ja) 蓄電池集合体制御システム
US20130162259A1 (en) Reference reuse in high voltage stack monitoring
US20130260213A1 (en) Battery System
KR20180048069A (ko) 배터리 관리 시스템
CN119944118A (zh) 一种锂电池的节能管理方法及装置
US11509147B2 (en) Method and apparatus for controlling a battery pack
US20160223618A1 (en) Voltage correction method of battery cell, battery monitoring device, semiconductor chip, and vehicle
JP6468787B2 (ja) 電圧検出装置
US20150064587A1 (en) Apparatus and method for controlling fuel cell system using sub-power conditioning system
JP4503567B2 (ja) 容量調整回路
CN108512262B (zh) 储能电池管理系统的均衡方法、装置、储能电池管理系统
JP7666590B2 (ja) 電池管理装置および方法
JP5615879B2 (ja) 電池電圧監視装置及び自己校正装置
CN220064328U (zh) Vi源校准装置及系统
US11581584B2 (en) Data transmission techniques associated with a battery pack
CN108336779A (zh) 蓄电池模块及具备其的蓄电池系统
US11513156B2 (en) Voltage determinator and voltage determination system