專利名稱：電池監(jiān)控系統(tǒng)以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，特別是涉及一種用于對多個包含多個電池單元的電池組進行監(jiān)控的電池監(jiān)控系統(tǒng)以及方法。
背景技術(shù)：


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種電池監(jiān)控系統(tǒng)100的框圖，用來監(jiān)控電池組112、電池組 114和電池組116，所述每個電池組中包含多個電池單元。電池監(jiān)控系統(tǒng)100包括電池監(jiān)控單元(BatteryMonitoring Unit，簡稱為 BMU) 102、BMU 104 和 BMU 106，分別監(jiān)控電池組 112、電池組114和電池組116。電池監(jiān)控系統(tǒng)100進一步包括中央控制器120，與BMU 102、 BMU 104和BMU 106通信，根據(jù)來自BMU 102、BMU 104和BMU 106的電池單元信息控制電池組112、電池組114和電池組116。如圖1所示，BMU 102,BMU 104和BMU 106中的每個BMU進一步包括由電平移位器(Level-shifter)和多路復(fù)用器(multiplexer)組成用來選擇性地接收電池單元電壓的 LS/MUX電路122，用來將電池單元電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器124，用來控制LS/MUX 電路122和模數(shù)轉(zhuǎn)換器124的微控制器126，用來存儲數(shù)字信號的寄存器組128，以及用來與中央控制器120通信的光耦合器130。此外，BMU 102、BMU 104和BMU106中的每個BMU 還包括對應(yīng)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器124的數(shù)字濾波器(圖1中未示出)。每個模數(shù)轉(zhuǎn)換器IM在監(jiān)控電池單元電壓之前需要一個校正過程。也就是說，電池監(jiān)控系統(tǒng)100包括多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器124，多個微處理器126，多個寄存器組128以及多個對應(yīng)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器124的數(shù)字濾波器。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)的電池監(jiān)控系統(tǒng)100的成本和能量消耗相對較高，且對應(yīng)的印刷電路板的規(guī)格也相對較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種電池監(jiān)控系統(tǒng)以及方法，其能夠有效地降低系統(tǒng)成本，減小能量消耗以及對應(yīng)的印刷電路板的規(guī)格，并且可以更準確地監(jiān)控電池組。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，用以監(jiān)控多個電池組，其包括第一模塊，將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號；以及連接至所述第一模塊的第二模塊， 將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號，將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號，所述第二模塊還通過所述第一模塊監(jiān)控所述多個電池組中的第一電池組，以及提供表示所述第一電池組狀態(tài)的第一輸出信號，其中所述第二轉(zhuǎn)換信號和第三轉(zhuǎn)換信號用來校準所述第一輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述第一模塊接收所述參考信號，并產(chǎn)生表示所述參考信號的所述第一轉(zhuǎn)換信號；所述第二模塊接收所述參考信號，并產(chǎn)生表示所述參考信號的所述第二轉(zhuǎn)換信號；以及所述第二模塊接收所述第一轉(zhuǎn)換信號，并產(chǎn)生表示所述第一轉(zhuǎn)換信號的所述第三轉(zhuǎn)換信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述第一模塊接收所述第一電池組中每個電池單元的電池單元電壓，并產(chǎn)生表示所述第一電池組中每個電池單元電壓的第二輸出信號；以及所述第二模塊接收所述第二輸出信號，并產(chǎn)生表示所述第二輸出信號的所述第一輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述第一模塊用來接收所述第一電池組中每個電池單元的電池單元電壓；以及所述第二模塊用來接收與所述第一電池組串聯(lián)的第二電池組中每個電池單元的電池單元電壓。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述電池監(jiān)控系統(tǒng)還包括控制器，用來根據(jù)所述第二模塊的第二誤差因子以及所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號計算所述第一模塊的第一誤差因子，所述控制器還用來根據(jù)所述第一誤差因子和所述第二誤差因子校準所述第
一輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述第二模塊接收第二電池組的第一預(yù)設(shè)電池單元電壓，并產(chǎn)生表示所述第一預(yù)設(shè)電池單元電壓的第四轉(zhuǎn)換信號；以及所述控制器根據(jù)所述第一預(yù)設(shè)電池單元電壓和所述第四轉(zhuǎn)換信號計算所述第二誤差因子。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述第二模塊接收電壓調(diào)整器提供的電壓，并產(chǎn)生表示來自所述電壓調(diào)整器的所述電壓的第四轉(zhuǎn)換信號；以及所述控制器根據(jù)來自所述電壓調(diào)整器的所述電壓和所述第四轉(zhuǎn)換信號計算所述第二誤差因子。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述參考信號包括所述第一電池組的第二預(yù)設(shè)電池單元電壓。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述參考信號包括電壓調(diào)整器提供的電壓。本發(fā)明還提供一種電池監(jiān)控方法，用以監(jiān)控多個電池組，其包括提供第一模塊將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號；提供第二模塊將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號；所述第二模塊將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號；所述第二模塊通過第一模塊監(jiān)控所述多個電池組中的第一電池組；以及根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號校準表示所述第一電池組狀態(tài)的第一輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控方法，所述將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號的步驟進一步包括由所述第一模塊接收所述參考信號，并產(chǎn)生所述第一轉(zhuǎn)換信號；所述將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號的步驟進一步包括由所述第二模塊接收所述參考信號，并產(chǎn)生所述第二轉(zhuǎn)換信號；以及所述將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號的步驟進一步包括由所述第二模塊接收所述第一轉(zhuǎn)換信號，并產(chǎn)生所述第三轉(zhuǎn)換信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控方法，所述電池監(jiān)控方法還包括下列步驟由所述第一模塊接收所述第一電池組中每個電池單元的電池單元電壓，并產(chǎn)生表示所述第一電池組中每個電池單元電壓的第二輸出信號；以及由所述第二模塊接收所述第二輸出信號，并產(chǎn)生表示所述第二輸出信號的所述第一輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控方法，所述校準的步驟進一步包括根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號計算所述第一模塊的誤差因子；以及根據(jù)所述第一模塊的誤差因子校準所述第一輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控方法，所述參考信號包括所述多個電池組的電池單元電壓。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控方法，所述參考信號包括由電壓調(diào)整器提供的電壓。
本發(fā)明還提供一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，其包括第一模塊，將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號；連接至所述第一模塊的第二模塊，將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號，并將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號，所述第二模塊還通過所述第一模塊監(jiān)控電池組，以及提供表示所述電池組狀態(tài)的第一輸出信號；以及連接至所述第二模塊的控制器，用來根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換信號和第三轉(zhuǎn)換信號校準所述第一輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述第一模塊接收所述電池組中每個電池單元的電池單元電壓，并對所述第二模塊產(chǎn)生第二輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述控制器用來根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號計算所述電池監(jiān)控系統(tǒng)的誤差因子，并根據(jù)所述誤差因子校準所述第一輸出信號。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述參考信號包括所述電池組的電池單元電壓。本發(fā)明所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，所述參考信號包括電壓調(diào)整器提供的電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電池監(jiān)控系統(tǒng)包括多個監(jiān)控模塊可以分別監(jiān)控多個電池組，并通過多個監(jiān)控模塊其中之一將監(jiān)控到的電池信息傳送至控制器。本發(fā)明的監(jiān)控模塊也可以將參考信號(例如，預(yù)設(shè)電池的電池電壓和/或由電壓調(diào)整器提供的電壓)傳送至控制器。因此，本發(fā)明的控制器可以根據(jù)誤差因子來校準接收到的電池信息?？偠灾?， 采用本發(fā)明的電池監(jiān)控系統(tǒng)以及方法有效地降低了系統(tǒng)成本，減小了能量消耗和對應(yīng)的印刷電路板規(guī)格，并且可以更準確地監(jiān)控電池組。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的說明，以使本發(fā)明的特性和優(yōu)點更為明顯。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種電池組監(jiān)控系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池組監(jiān)控系統(tǒng)的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池組監(jiān)控系統(tǒng)的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池組監(jiān)控系統(tǒng)的框圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池組監(jiān)控系統(tǒng)的操作流程圖。
具體實施例方式以下將對本發(fā)明的實施例給出詳細的說明。在以下對本發(fā)明的詳細描述中，為了提供一個針對本發(fā)明的完全的理解，闡明了大量的具體細節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對于大家熟知的方案、 流程、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種電池監(jiān)控系統(tǒng)。所述電池監(jiān)控系統(tǒng)包括多個監(jiān)控模塊，用來監(jiān)控多個電池組。每個監(jiān)控模塊監(jiān)控對應(yīng)的電池組的電池單元信息。所述電池監(jiān)控系統(tǒng)還包括控制器，用來根據(jù)電池單元信息控制多個電池組。另外，多個監(jiān)控模塊中的其中一個監(jiān)控模塊通過其它一個或多個監(jiān)控模塊將監(jiān)控到的電池單元信息傳送至控制器。因此，在一個實施例中，控制器可以從多個監(jiān)控模塊其中之一接收所有電池單元的電池單元信息。有利的是，在本實施例中，電池監(jiān)控系統(tǒng)不需要多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，多個微控制器，多個寄存器組以及多個對應(yīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字濾波器。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池監(jiān)控系統(tǒng)200的框圖。在本實施例中，電池監(jiān)控系統(tǒng)200監(jiān)控電池單元210_1-210_6和電池單元230_1_230_6。如圖2所示，電池監(jiān)控系統(tǒng)200包括低端監(jiān)控模塊202 (以下簡稱低端模塊20 ，用來監(jiān)控電池單元210_1-210_6， 以及高端監(jiān)控模塊204(以下簡稱高端模塊204)，用來監(jiān)控電池單元230_1-230_6。電池監(jiān)控系統(tǒng)200進一步包括控制器206，例如，微控制器、處理器等?？刂破?06從低端模塊202 接收電池單元2101_-210_6和電池單元2301_-230_6的電池單元信息，將電池單元信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并根據(jù)數(shù)字信號控制電池單元210_1-210_6和電池單元230_1-230_6。在一個實施例中，每個監(jiān)控模塊202和204都包括多個監(jiān)控端BC0-BC8，用來監(jiān)控輸入信號，例如，電池單元210_1-210_6的電池單元電壓或電池單元230_1-230_6的電池單元電壓；輸出端OUT (以下簡稱OUT端)，用來提供表示所選的輸入信號的輸出信號；輸入端 TEM (以下簡稱TEM端)，用來接收溫度信息；輸出端REG (以下簡稱REG端)，用來提供電源電壓；電源輸入端VCC (以下簡稱VCC端)，用接收電源供電；接地端口 GNDA (以下簡稱GNDA 端)，用來接收公共接地電壓；以及高總線接口 I/F1和低總線接口 1/F0，用來傳送來自控制器206的控制信號。控制器206包括輸入端ADO (以下簡稱ADO端)，用來監(jiān)控低端模塊 202中OUT端的輸出信號；輸入端ADl (以下簡稱ADl端)，用來接收參考信號，例如，電池單元210_1的電池單元電壓Vcau ；VCC端，用來接收電源提供的電壓；總線接口 I/F0和I/F1， 用來提供控制信號以控制電池單元210_1-210_6和電池單元230_1-230_6 ；以及與地連接的接地端GND (以下簡稱GND端)。在一個實施例中，高端模塊204包括由電平移位器(Level-shifter)和多路復(fù)用器(multiplexer)組成的LS/MUX電路232、緩沖器234(例如，運算放大器)、低壓差電壓調(diào)整器(LoW-dropout voltage regulator,以下簡稱 LD0)236 以及總線 238。LS/MUX 電路 232 通過監(jiān)控端BC0-BC8中兩個對應(yīng)的端口選擇性地接收輸入信號，將接收到的輸入信號轉(zhuǎn)換成以高端模塊204的公共接地電壓(例如，高端模塊204的監(jiān)控端BCO的電壓)為參考點的電壓電平，然后將所述輸入信號傳送至緩沖器234。緩沖器234進一步將該輸入信號傳送至高端模塊204的OUT端。LDO 236接收電源提供的電壓，并對應(yīng)地在高端模塊204的REG 端產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓VKEe2。在一個實施例中，輸出電壓Vkec2用來實現(xiàn)總線238和218之間的通訊。輸出電壓Vkk2也可以用來給電路(例如，低端模塊202)提供電源。總線238從控制器206接收和/或傳送控制信號。類似地，低端模塊202包括LS/MUX電路212、緩沖器214 (例如，運算放大器)、LD0 216以及總線218。LS/MUX電路212通過監(jiān)控端口 BC0-BC8中兩個對應(yīng)的端口選擇性地接收輸入信號，將輸入信號轉(zhuǎn)換成以公共接地電壓為參考點的電壓電平，以及將輸入信號傳送至緩沖器214。緩沖器214進一步將輸入信號傳送至低端模塊202的OUT端。LDO 216接收電源提供的電壓(例如，輸出電壓VKEe2)，并對應(yīng)地在低端模塊202的REG端產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓^皿。在一個實施例中，輸出電壓Vkeci用來實現(xiàn)總線238和218之間的通信。輸出電壓Vkki也可以用來給電路(例如，控制器206)提供電源?？偩€218從控制器206接收和/或傳送控制信號。在一個實施例中，在高端模塊204中，LS/MUX電路232與緩沖器234配合，接收電池單元230_1-230_6中每個電池單元的電池單元電壓，并產(chǎn)生表示電池單元230_1-230_6中每個電池單元的電池單元電壓的輸出信號Vffi (例如，在高端模塊204的OUT端)。在低端模塊202中，LS/MUX電路212與緩沖器214配合，接收電池單元210_1_210_6中每個電池單元的電池單元電壓，并產(chǎn)生表示電池單元210_1-210_6中每個電池單元的電池單元電壓的輸出信號Vqi (例如，在低端模塊202的OUT端)。另外，低端模塊202可以通過高端模塊 204監(jiān)控電池單元230_1-230_6，并提供表示電池單元230_1-230_6中每個電池單元的電池單元電壓的輸出信號Ψ Q2(未在圖2中示出)。舉例而言，低端模塊202通過高端模塊204 的OUT端和低端模塊202的監(jiān)控端BC8接收來自高端模塊204的輸出信號N02,并在低端模塊202的OUT端產(chǎn)生表示輸出信號Vq2的輸出信號V’。2。因此，在本實施例中，控制器206 從低端模塊202接收電池單元210_1-210_6和電池單元230_1_230_6的電池單元信息，并根據(jù)接收到的電池單元信息控制電池單元210_1-210_6和電池單元230_1-230_6?？刂破?206產(chǎn)生指令信號，再經(jīng)由總線218控制電池單元210_1-210_6?？刂破?06也可以產(chǎn)生指令信號，再經(jīng)由總線218和總線238控制電池單元230_1-230_6。有利的是，與圖1中現(xiàn)有技術(shù)的電池監(jiān)控系統(tǒng)100相比，本發(fā)明的電池監(jiān)控系統(tǒng) 200略去了多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器124，多個微控制器126，多個寄存器組1 以及多個對應(yīng)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器124的數(shù)字濾波器，還略去了現(xiàn)有技術(shù)的電池監(jiān)控系統(tǒng)100中對模數(shù)轉(zhuǎn)換器124的校正過程，因此，降低了系統(tǒng)成本，同時減小了能量消耗和相應(yīng)的印刷電路板規(guī)格。然而，在一個實施例中，高端模塊204可能有誤差因子，例如，包括緩沖器234 的輸入電壓偏移、LS/MUX電路232的電壓偏移，和/或LS/MUX電路232的電阻不匹配。低端模塊202也可能有誤差因子ER1，例如，包括緩沖器214的輸入電壓偏移、LS/MUX電路212 的電壓偏移，和/或LS/MUX電路212的電阻不匹配。因此，低端模塊202的輸出信號Vra由電池單元210_1-210_6中對應(yīng)的電池單元電壓決定，并由低端模塊202的誤差因子ER1校準(或校正)。低端模塊202的輸出信號V’Q2由電池單元230_1-230_6中對應(yīng)的電池單元電壓決定，并由高端模塊204的誤差因子以及低端模塊202的誤差因子ER1校準(或校正)。有利的是，在一個實施例中，低端模塊202與高端模塊204配合給控制器206提供轉(zhuǎn)換信號?？刂破?06根據(jù)轉(zhuǎn)換信號計算誤差因子ER1和誤差因子E&，并根據(jù)計算得到的誤差因子EIi1和誤差因子校準(或校正)輸出信號Vqi和V’。2。更具體地，在一個實施例中，低端模塊202將參考信號(例如，為電池單元210_1 的電池單元電壓Vmu)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號Vs4(為了簡明起見，轉(zhuǎn)換信號作為中間信號均未在圖2中標示出)。舉例而言，低端模塊202通過低端模塊202的監(jiān)控端BCl和BCO接收電池單元210_1的電池單元電壓VeEm，并在低端模塊202的OUT端產(chǎn)生表示電池單元電壓Vmu 的轉(zhuǎn)換信號VS4。轉(zhuǎn)換信號Vs4由電池單元電壓Vram決定，并由低端模塊202的誤差因子ER1 校準(或校正)?？刂破?06通過ADO端接收轉(zhuǎn)換信號Vs4，并通過ADl端接收電池單元電壓VeEm，并根據(jù)電池單元電壓V。Em和轉(zhuǎn)換信號Vs4計算低端模塊202的誤差因子ER115而且，高端模塊204將參考信號(例如，具體為電池230_1的電池電壓V·》轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號Vsi。低端模塊202將參考信號(例如，具體為電池230_1的電池電壓V。Em) 轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號VS2。低端模塊202進一步將第一轉(zhuǎn)換信號Vsi轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號VS3。 舉例而言，高端模塊204通過高端模塊204的監(jiān)控端BCl和BCO接收電池單元電壓Vce皿，并在高端模塊204的OUT端產(chǎn)生表示電池單元電壓Vmw的第一轉(zhuǎn)換信號VS1。第一轉(zhuǎn)換信號Vsi由電池單元電壓ν·7決定，并由高端模塊204的誤差因子EIi2校準(或校正)。另外，低端模塊202通過低端模塊202的監(jiān)控端BC7和BC6接收電池電壓Vc7，并在低端模塊202 的OUT端產(chǎn)生表示電池單元電壓Vce皿的第二轉(zhuǎn)換信號VS2。第二轉(zhuǎn)換信號Vs2由電池單元電壓決定，并由低端模塊202的誤差因子Ki1校準(或校正)。而且，低端模塊202通過高端模塊204的OUT端和低端模塊202的監(jiān)控端BC8接收第一轉(zhuǎn)換信號Vsi，并在低端模塊202的OUT端產(chǎn)生表示第一轉(zhuǎn)換信號Vsi的第三轉(zhuǎn)換信號VS3。第三轉(zhuǎn)換信號^3由第一轉(zhuǎn)換信號Vsi決定，并由低端模塊202的誤差因子ER1校準(或校正)。因為誤差因子ER1可以用上文所述的方法獲得，所以控制器206根據(jù)第二轉(zhuǎn)換信號Vs2和誤差因子ER1計算電池單元電壓VCE『?？刂破?06也可以根據(jù)第三轉(zhuǎn)換信號Vs3和誤差因子ER1計算第一轉(zhuǎn)換信號VS1。因此，控制器206根據(jù)計算所得的電池電壓V。7和計算所得的第一轉(zhuǎn)換信號Vsi計算高端模塊204的誤差因子E&。也就是說，控制器206根據(jù)低端模塊202的誤差因子ER1 及根據(jù)第二轉(zhuǎn)換信號Vs2和第三轉(zhuǎn)換信號Vs3計算高端模塊204的誤差因子E&。因此，有利的是，控制器206可以接收表示電池單元210_1_210_6電池單元電壓的輸出信號V，并根據(jù)計算得到的誤差因子EIi1進一步校準輸出信號Vra?？刂破?06也可以接收表示電池單元230_1-230_6電池單元電壓的輸出信號V’ Q2，并根據(jù)計算得到的誤差因子ER1和進一步校準輸出信號V’『在一個實施例中，控制器206以類似的方式監(jiān)控電池單元210_1_210_6的溫度P1 和電池單元230_1-230_6的溫度t°2。盡管在如圖2所示的實施例中將底端電池單元210_1和230_1的電池單元電壓作為校準過程的參考信號，然而在其他實施例中，電池單元210_2-210_6和電池單元 230_2-230_6的電池單元電壓可以作為校準過程的參考信號，且校準過程以類似的方法進行。盡管在如圖2所示的實施例中，電池監(jiān)控系統(tǒng)200包括兩個監(jiān)控模塊，且每個監(jiān)控模塊包括八個監(jiān)控端口，但是本發(fā)明不限于此。在其他實施例中，電池監(jiān)控系統(tǒng)可以包括任意數(shù)目的類似的監(jiān)控模塊，且每個監(jiān)控模塊可以包括任意數(shù)目的監(jiān)控端口。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池監(jiān)控系統(tǒng)300的框圖。如圖3所示，電池監(jiān)控系統(tǒng)300包括監(jiān)控模塊301、監(jiān)控模塊302、監(jiān)控模塊303和監(jiān)控模塊304分別監(jiān)控電池組311、電池組312、電池組313和電池組314。監(jiān)控模塊301、 監(jiān)控模塊302、監(jiān)控模塊303和監(jiān)控模塊304與圖2中的低端模塊202或高端模塊204有類似的結(jié)構(gòu)。與圖2中描述的校準過程類似，在如圖3所示的實施例中，監(jiān)控模塊301接收第一參考信號(例如，電池組311末端電池單元的電池單元電壓)，并轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號Vs4(為了簡明起見，轉(zhuǎn)換信號作為中間信號均未在圖3中標示出)?？刂破?06根據(jù)第一參考信號和轉(zhuǎn)換信號^4計算監(jiān)控模塊301的誤差因子ER115另外，監(jiān)控模塊302接收第二參考信號(例如，電池組312末端電池單元的電池單元電壓)，并轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號VS1。監(jiān)控模塊301進一步接收第二參考信號和轉(zhuǎn)換信號Vsi，并分別轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號Vs2和轉(zhuǎn)換信號VS3。因此，控制器306根據(jù)轉(zhuǎn)換信號Vs2和Vs3以及誤差因子EIi1計算監(jiān)控模塊302的誤差因子E&。而且， 監(jiān)控模塊303接收第三參考信號(例如，電池組313末端電池單元的電池單元電壓)，并轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號\5。監(jiān)控模塊302進一步接收第三參考信號和轉(zhuǎn)換信號Vs5，再通過監(jiān)控模塊
10302和301傳送到控制器306，并分別轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號Vs6和轉(zhuǎn)換信號VS7。因此，控制器306 根據(jù)轉(zhuǎn)換信號Vs6和Vs7以及誤差因子ER1和計算監(jiān)控模塊303的誤差因子EI^此外， 監(jiān)控模塊304接收第四參考信號(例如，電池組314末端電池單元的電池單元電壓)，并轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號VS8。監(jiān)控模塊303進一步接收第四參考信號和轉(zhuǎn)換信號Vs8，再通過監(jiān)控模塊 303,302和301傳送到控制器306，并分別轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號Vs9和轉(zhuǎn)換信號VS1(1。因此，控制器306根據(jù)轉(zhuǎn)換信號Vs9和Vsitl以及誤差因子ERpEIi2和ER3計算監(jiān)控模塊304的誤差因子 ER40另外，控制器306通過監(jiān)控模塊301來監(jiān)控電池組311，通過監(jiān)控模塊302和301 來監(jiān)控電池組312，通過監(jiān)控模塊303、302和301來監(jiān)控電池組313，并通過監(jiān)控模塊304、 303、302和301來監(jiān)控電池組314。舉例而言，監(jiān)控模塊301接收電池組311中每個電池單元的電池單元電壓，再通過監(jiān)控模塊301傳送，并在監(jiān)控模塊301的OUT端轉(zhuǎn)換成輸出信號 V010監(jiān)控模塊302接收電池組312中每個電池單元的電池單元電壓，再通過監(jiān)控模塊302 和301傳送，并在監(jiān)控模塊301的OUT端轉(zhuǎn)換成輸出信號V’Q2 (未在圖3中示出)。監(jiān)控模塊303接收電池組313中每個電池單元的電池單元電壓，再通過監(jiān)控模塊303、302和301 傳送，并在監(jiān)控模塊301的OUT端轉(zhuǎn)換成輸出信號V’ Q3 (未在圖3中示出)。監(jiān)控模塊304 接收電池組314中每個電池單元的電池單元電壓，再通過監(jiān)控模塊304、303、302和301傳送，并在監(jiān)控模塊301的OUT端轉(zhuǎn)換成輸出信號V’ 未在圖3中示出)。有利的是，控制器306可以根據(jù)誤差因子Ki1校準輸出信號VQ1?？刂破?06也可以根據(jù)誤差因子EIi1和校準輸出信號V’Q2?？刂破?06也可以根據(jù)誤差因子ERpEIi2和 ER3校準輸出信號V’ ω?？刂破?06也可以根據(jù)誤差因子ERpEI^ER3和ER4校準輸出信號 V，
V 04°圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池監(jiān)控系統(tǒng)400的框圖。如圖4所示，電池監(jiān)控系統(tǒng)400包括高端模塊404和低端模塊402。低端模塊402和高端模塊404與圖2中的低端模塊202和高端模塊204結(jié)構(gòu)類似。另外，LDO 216的輸入端口 LIN和LDO 216的輸出端口 LOUT連接至LS/MUX電路412。因此，LS/MUX電路412選擇性地接收電池單元410_1_410_7 的電池單元電壓，或LD0216的輸入電壓(例如，LDO 236的輸出電壓VKEe2)，或LDO 216的輸出電壓Vkki。類似地，LDO 236的輸入端LIN和LDO 236的輸出端LOUT連接至L S/MUX 電路432。因此，LS/MUX電路432選擇性地接收電池單元430_1_430_7的電池單元電壓，或 LD0236的輸入電壓，或LDO 236的輸出電壓VKEe2。在本實施例中，LDO 216的輸出電壓Vkki 和LDO 236的輸出電壓Vkk2用來作為校準過程的參考信號。更為具體地，在一個實施例中，低端模塊402將參考信號(例如，LDO 216的輸出電壓Vkki)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換信號V’S4(為了簡明起見，轉(zhuǎn)換信號作為中間信號均未在圖4中標示出)。舉例而言，LS/MUX電路412接收輸出電壓Vkki并通過緩沖器214將輸出電壓Vkki傳送至低端模塊402的OUT端。由此，在低端模塊402的OUT端產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號V’ s4。轉(zhuǎn)換信號V’S4由輸出電壓Vkki決定，并由低端模塊402的誤差因子Ki1校準?？刂破?06通過ADO 端接收轉(zhuǎn)換信號V’ S4并通過控制器406的電源輸入端口 VCC接收輸出電壓VKEei，以及根據(jù)輸出電壓Vkki和轉(zhuǎn)換信號V’ S4計算低端模塊402的誤差因子ER115此外，高端模塊404將參考信號(例如，LDO 236的輸出電壓Vkec2)轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號V’S1。低端模塊402也將輸出電壓VKEe2轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號V’ S2。低端模塊402進一步將第一轉(zhuǎn)換信號r S1轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號V’ S3。舉例而言，LS/MUX電路432接收輸出電壓Vkk2并通過緩沖器234將輸出電壓Vkk2傳送至高端模塊404的OUT端。由此，在高端模塊404的OUT端產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)換信號V’ S1。第一轉(zhuǎn)換信號V’ S1由輸出電壓Vkk2決定， 并由高端模塊404的誤差因子校準。另外，LS/MUX電路412接收LDO 236的輸出電壓 Veeg2 (例如，LDO 216的輸入電壓)，以及通過緩沖器214將輸出電壓Vkk2傳送至低端模塊 402的OUT端。由此，在低端模塊402的OUT端產(chǎn)生第二轉(zhuǎn)換信號V’S2。第二轉(zhuǎn)換信號V%2 由輸出電壓Vkk2決定，并由低端模塊402的誤差因子ER1校準。而且，LS/MUX電路412通過高端模塊404的OUT端和低端模塊402的監(jiān)控端BC8接收第一轉(zhuǎn)換信號V’ S1，以及通過緩沖器214將第一轉(zhuǎn)換信號V’ S1傳送至低端模塊402的OUT端。由此，在低端模塊402的 OUT端產(chǎn)生第三轉(zhuǎn)換信號V’ S3。第三轉(zhuǎn)換信號V’ S3由第一轉(zhuǎn)換信號V’ S1決定，并由低端模塊202的誤差因子ER1校準?？刂破?06根據(jù)第二轉(zhuǎn)換信號V’S2和低端模塊402的誤差因子ER1計算輸出電壓VKEe2。控制器406也根據(jù)第三轉(zhuǎn)換信號V’ S3和誤差因子ER1計算第一轉(zhuǎn)換信號V’ S1。因此，控制器406根據(jù)計算得到的輸出電壓Vkk2和計算得到的第一轉(zhuǎn)換信號V’ si計算高端模塊404的誤差因子E&。也就是說，控制器406根據(jù)低端模塊402的誤差因子及根據(jù)第二轉(zhuǎn)換信號V’ S2和第三轉(zhuǎn)換信號V’ S3計算高端模塊404的誤差因子E&。與圖2中描述的校準過程類似，控制器406可以根據(jù)計算得到的誤差因子ER1和 ER2校準所接收的電池單元410_1-410_7和電池單元430_1_430_7的電池單元信息，例如， 低端模塊402的OUT端的輸出信號。另外，在本發(fā)明的一個實施例中，電池監(jiān)控系統(tǒng)可以包括類似于低端模塊402或高端模塊404的任意數(shù)目的監(jiān)控模塊，且每個監(jiān)控模塊可以包括任意數(shù)目的監(jiān)控端口。圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電池監(jiān)控系統(tǒng)的操作流程圖。在步驟502中，第一模塊(例如，圖2中的高端模塊204、圖3中的監(jiān)控模塊304或圖4中的高端模塊404)將參考信號(例如，圖2中電池單元230_1的電池單元電壓Vmw、 圖3中電池組312底端電池單元的電池單元電壓或圖4中LDO 236的輸出電壓VKEe2)轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號。在步驟504中，第二模塊(例如，圖2中的低端模塊202、圖3中的監(jiān)控模塊302或圖4中的低端模塊40 將參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號。在步驟506中，第二模塊進一步將第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號。在步驟508中，第二模塊(例如，圖2中的低端模塊202、圖3中的監(jiān)控模塊302或圖4中的低端模塊40 通過第一模塊(例如，圖2中的高端模塊204、圖3中的監(jiān)控模塊 304或圖4中的高端模塊404)監(jiān)控電池組(圖2中包含電池單元230_1_230_6的電池組、 圖3中的電池組312或圖4中包含電池單元430_1-430_7的電池組)。在步驟510中，控制器(例如，圖2中的控制器206、圖3中的控制器306或圖4中的控制器406)根據(jù)第二轉(zhuǎn)換信號和第三轉(zhuǎn)換信號校準表示所述電池組(例如，圖2中包含電池單元230_1-230_6的電池組、圖3中的電池組312或圖4中包含電池單元430_1_430_7 的電池組)狀態(tài)(例如，每個電池單元的電池單元電壓或溫度)的輸出信號?？偟膩碚f，本發(fā)明提供了一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控多個電池組。所述電池監(jiān)控系統(tǒng)包括多個監(jiān)控模塊用以分別監(jiān)控多個電池組，并通過所述多個監(jiān)控模塊中至少一個將監(jiān)控所得的電池信息轉(zhuǎn)移至控制器。所述監(jiān)控模塊也可以將參考信號(例如，預(yù)設(shè)電池的電壓和/或由電壓調(diào)整器提供的電壓)傳送至所述控制器。因此，所述控制器可以根據(jù)這些參考信號補償所述多個監(jiān)控模塊中可能存在的誤差因子，從而校準(或校正)接收到的電池單元信息。因此，本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)降低了成本、減小了能量消耗和對應(yīng)的印刷電路板規(guī)格，并且能夠更準確地監(jiān)控所述多個電池組。 最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用來說明本發(fā)明而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細描述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，用以監(jiān)控多個電池組，其特征在于，所述電池監(jiān)控系統(tǒng)至少包括第一模塊，將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號；以及連接至所述第一模塊的第二模塊，將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號，并將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號，所述第二模塊還通過所述第一模塊監(jiān)控所述多個電池組中的第一電池組，以及提供表示所述第一電池組狀態(tài)的第一輸出信號，其中所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號用來校準所述第一輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一模塊接收所述參考信號，并產(chǎn)生表示所述參考信號的所述第一轉(zhuǎn)換信號； 所述第二模塊接收所述參考信號，并產(chǎn)生表示所述參考信號的所述第二轉(zhuǎn)換信號；以及所述第二模塊接收所述第一轉(zhuǎn)換信號，并產(chǎn)生表示所述第一轉(zhuǎn)換信號的所述第三轉(zhuǎn)換信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一模塊接收所述第一電池組中每個電池單元的電池單元電壓，并產(chǎn)生表示所述第一電池組中每個電池單元電壓的第二輸出信號；以及所述第二模塊接收所述第二輸出信號，并產(chǎn)生表示所述第二輸出信號的所述第一輸出信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一模塊用來接收所述第一電池組中每個電池單元的電池單元電壓；以及所述第二模塊用來接收與所述第一電池組串聯(lián)的第二電池組中每個電池單元的電池單元電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電池監(jiān)控系統(tǒng)還包括控制器，用來根據(jù)所述第二模塊的第二誤差因子以及所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號計算所述第一模塊的第一誤差因子，所述控制器還用來根據(jù)所述第一誤差因子和所述第二誤差因子校準所述第一輸出信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第二模塊接收第二電池組的第一預(yù)設(shè)電池單元電壓，并產(chǎn)生表示所述第一預(yù)設(shè)電池單元電壓的第四轉(zhuǎn)換信號；以及所述控制器根據(jù)所述第一預(yù)設(shè)電池單元電壓和所述第四轉(zhuǎn)換信號計算所述第二誤差因子。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第二模塊接收電壓調(diào)整器提供的電壓，并產(chǎn)生表示來自所述電壓調(diào)整器的所述電壓的第四轉(zhuǎn)換信號；以及所述控制器根據(jù)來自所述電壓調(diào)整器的所述電壓和所述第四轉(zhuǎn)換信號計算所述第二誤差因子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述參考信號包括所述第一電池組的第二預(yù)設(shè)電池單元電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述參考信號包括電壓調(diào)整器提供的電壓。
10.一種電池監(jiān)控方法，用以監(jiān)控多個電池組，其特征在于，所述電池監(jiān)控方法至少包括下列步驟提供第一模塊將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號； 提供第二模塊將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號； 所述第二模塊將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號； 所述第二模塊通過所述第一模塊監(jiān)控所述多個電池組中的第一電池組；以及根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號校準表示所述第一電池組狀態(tài)的第一輸出信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池監(jiān)控方法，其特征在于，所述將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號的步驟進一步包括由所述第一模塊接收所述參考信號，并產(chǎn)生所述第一轉(zhuǎn)換信號；所述將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號的步驟進一步包括由所述第二模塊接收所述參考信號，并產(chǎn)生所述第二轉(zhuǎn)換信號；以及所述將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號的步驟進一步包括由所述第二模塊接收所述第一轉(zhuǎn)換信號，并產(chǎn)生所述第三轉(zhuǎn)換信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池監(jiān)控方法，其特征在于，所述電池監(jiān)控方法還包括下列步驟由所述第一模塊接收所述第一電池組中每個電池單元的電池單元電壓，并產(chǎn)生表示所述第一電池組中每個電池單元電壓的第二輸出信號；以及由所述第二模塊接收所述第二輸出信號，并產(chǎn)生表示所述第二輸出信號的所述第一輸出信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池監(jiān)控方法，其特征在于，所述校準的步驟進一步包括 根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號計算所述第一模塊的誤差因子；以及根據(jù)所述第一模塊的誤差因子校準所述第一輸出信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池監(jiān)控方法，其特征在于，所述參考信號包括所述多個電池組的電池單元電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池監(jiān)控方法，其特征在于，所述參考信號包括由電壓調(diào)整器提供的電壓。
16.一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述電池監(jiān)控系統(tǒng)包括 第一模塊，將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號；連接至所述第一模塊的第二模塊，將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號，并將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號，所述第二模塊還通過所述第一模塊監(jiān)控電池組，并提供表示所述電池組狀態(tài)的第一輸出信號；以及連接至所述第二模塊的控制器，用來根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號校準所述第一輸出信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一模塊接收所述電池組中每個電池單元的電池單元電壓，并對所述第二模塊產(chǎn)生第二輸出信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用來根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號計算所述電池監(jiān)控系統(tǒng)的誤差因子，并根據(jù)所述誤差因子校準所述第一輸出信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述參考信號包括所述電池組的電池單元電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述參考信號包括電壓調(diào)整器提供的電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池監(jiān)控系統(tǒng)以及方法，用以監(jiān)控多個電池組，所述電池監(jiān)控系統(tǒng)至少包括第一模塊和連接至第一模塊的第二模塊，所述第一模塊將參考信號轉(zhuǎn)換成第一轉(zhuǎn)換信號，所述第二模塊將所述參考信號轉(zhuǎn)換成第二轉(zhuǎn)換信號，并將所述第一轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成第三轉(zhuǎn)換信號，所述第二模塊還通過所述第一模塊來監(jiān)控所述多個電池組中的第一電池組，并提供表示所述第一電池組狀態(tài)的輸出信號，所述第二轉(zhuǎn)換信號和所述第三轉(zhuǎn)換信號用來校準所述第一輸出信號。采用本發(fā)明的電池監(jiān)控系統(tǒng)以及方法能夠有效地降低系統(tǒng)成本，減小能量消耗以及對應(yīng)的印刷電路板的規(guī)格，并且可以更準確地監(jiān)控電池組。
文檔編號H02J7/00GK102468672SQ201110150930
公開日2012年5月23日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者栗國星 申請人:凹凸電子(武漢)有限公司