专利名称：电池单元诊断系统和方法
技术领域：
本申请通常涉及电池和电池系统领域。更为具体地，本申请涉及可以在车辆应用 中用来提供所述车辆的至少一部分动力的电池和电池系统。
背景技术：
与传统的使用内燃机的汽油动力车辆相比，针对车辆的所有或部分动力使用电能 的车辆(例如，电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV) 等，统称为“电动车辆”)可以提供多个优点。例如，与使用内燃机的车辆相比，电动车辆可 以产生更少的不期望的排放产物，并且可以显现出更高的燃料效率(并且，在一些情况下， 这些车辆可能排除完全使用汽油，如同在特定类型的PHEV的情况下)。随着电动车辆技术继续发展，需要为这些车辆提供改进的电源(例如，电池系统 或模块)。例如，期望在无需对电池进行充电的情况下增加这些车辆可以行进的距离。还期 望的是，提高这些电池的性能以及降低与电池系统相关联的成本。继续研发的一个改进领域是电池化学领域。早期电动车辆系统使用镍金属氢化物 (NiMH)电池作为推进力源。随着时间推移，各种不同的添加和修改已经提高了 NiMH电池的 性能、可靠性和效用。近来，厂商已经开始研发可以在电动车辆上使用的锂离子电池。存在若干与将锂 离子电池用于车辆应用相关联的优点。例如，与NiMH电池相比，锂离子电池具有更高的电 荷密度和比功率。换言之，在存储相同量的电荷的情形下，锂离子电池可以比NiMH电池更 小，这可以允许节省电动车辆的重量和空间(或者，这个特征可以允许厂商为车辆提供更 多的能量，而无需增加车辆的重量或者增加电池系统所占用的空间)。通常公知的是，锂离子电池的性能与NiMH电池不同，并且可能呈现出与在NiMH电 池技术的情况下呈现出的设计和工程挑战不同的设计和工程挑战。例如，与可比较的NiMH 电池相比，锂离子电池可能对电池温度的变化更敏感，并且由此系统可以被使用来在车辆 运行期间调整锂离子电池的温度。锂离子电池的制造还呈现出该电池化学独有的挑战，并 且新方法和系统正在被开发来解决这些挑战。锂离子电池可能对过充电或过放电敏感。如果锂离子电池被过充电或过放电，则 该电池可能变为被不可逆地损坏或失效。作为对这种情形发生的防护，锂离子电池可以包 括电压监测电路，该电压监测电路监测该电池中的每个电池单元(cell)的电压。附加电路 或微控制器可以监测每个电池单元的电压电平，并且如果出现欠电压或过电压状态，则断 开该电池单元。将期望的是，提供一种在电动车辆中使用的改进的电池模块和/或系统，该电池模块和/或系统解决一个或多个与在这些车辆中使用的NiMH电池系统和/或锂离子电池 系统相关联的挑战。还将期望的是，提供一种电池模块和/或系统，该电池模块和/或系统 包括根据对本公开的研究将是显而易见的有利特征中的一个或多个。
发明内容
根据示例性实施例，一种用于评估电化学电池单元测量的准确性的系统包括电 池单元放电电路，该电池单元放电电路电耦合到至少一个电化学电池单元，并且被配置为 当所述电池单元放电电路被激活时对所述至少一个电池单元进行部分放电；以及电池单 元测量电路，该电池单元测量电路电耦合到所述至少一个电池单元和所述电池单元放电电 路。所述电池单元测量电路被配置为测量所述至少一个电池单元在激活所述电池单元放电 电路之前以及在激活所述电池单元放电电路之后的电压。所述电池单元测量电路将在激活 所述电池单元放电电路之前的电压与在激活所述电池单元放电电路之后的电压进行比较， 以检测在所述电压测量中是否出现错误(error)。根据另一示例性实施例，一种用于评估电化学电池单元测量的准确性的方法包 括使用与至少一个电化学电池单元电耦合的电池单元测量电路，测量所述至少一个电池 单元的第一电压，并且激活与所述至少一个电池单元电耦合的电池单元放电电路来对所述 至少一个电池单元进行至少部分放电。所述方法还包括测量在激活所述电池单元放电电路 后所述至少一个电池单元的第二电压，并且将第一电压与第二电压进行比较，以确定在所 述至少一个电池单元的电压测量中是否存在错误。根据另一示例性实施例，一种用于评估电化学电池单元电压测量的准确性的方法 包括提供与至少一个电化学电池单元电耦合的电池单元测量电路；以及提供与所述至少 一个电池单元电耦合的电池单元放电电路，该电池单元放电电路被配置为当被激活时对所 述至少一个电池单元进行部分放电。所述方法包括使用所述电池单元测量电路，测量所述 至少一个电池单元的第一电压，并且激活所述电池单元放电电路来对所述至少一个电池单 元进行部分放电；测量在激活所述电池单元放电电路后的电池单元的第二电压，并且将第 一电压与第二电压进行比较，以确定在所述至少一个电池单元的电压测量中是否存在错 误。
图1是根据一个示例性实施例的包括电池系统的车辆的透视图；图2是根据一个示例性实施例的以混合动力电动车辆(HEV)的形式提供的车辆的 剖面透视示意图；图3是根据一个示例性实施例的电池系统的分解透视图；图4A是根据一个示例性实施例的用于检测一个或多个电池单元电压感测电路的 故障的系统的方框图，其中所述电池单元管理控制器远离电池模块放置；图4B是根据一个示例性实施例的用于检测一个或多个电池单元电压感测电路的 故障的系统的方框图，其中所述电池单元管理控制器位于电池模块内部；图5是例示根据一个示例性实施例的包括微控制器和电池单元放电电路的电池 模块的电池单元的诊断电路的更为具体的细节的方框图6是根据一个示例性实施例的更为详细地例示电池单元测量控制部分和电池 单元放电电路的示意图；图7是根据一个示例性实施例的用于证实电池单元的电池单元电压测量系统的 正确操作的方法的流程图；图8是根据另一示例性实施例的用于证实模块或系统的电池单元电压测量系统 的正确操作的方法的方框图。
具体实施例方式图1是具有电池系统20的以汽车(例如，轿车)形式提供的车辆10的透视图，该 电池系统20用于为车辆10提供所有或部分动力。该车辆10可以是电动车辆(EV)、混合动 力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、或其他类型的使用电能来进行推进 的车辆(统称为“电动车辆”)。尽管车辆10在图1中被例示为轿车，但是根据其他示例性实施例，车辆的类型可 以不同，所有这些车辆类型意在落在本公开的范围内。例如，车辆10可以是卡车、公交车、 工业车辆、摩托车、游艺车、船、或者可以从将电能用于它的所有或部分推进能量中受益的 任何类型的车辆。尽管电池系统20在图1中被例示为放置在车辆的行李箱(trunk)中或车辆的后 部，但是根据其他示例性实施例，电池系统20的位置可以不同。例如，电池系统20的位置可 以基于车辆内的可用空间、车辆的期望重量平衡、与电池系统20 —起使用的其他组件(例 如，电池管理系统、通风管或冷却设备等)的放置、以及各种其他考虑来选择。图2例示了根据一个示例性实施例的以HEV形式提供的车辆10的剖面示意图。电 池系统20被设置为靠近与燃料箱12邻近的车辆10的后部(电池系统20可以设置为紧邻 燃料箱12或者可以设置在车辆10的后部中的单独腔室(例如，行李箱)中，或者可以设置 在车辆10的任何其他地方)。当车辆10使用汽油动力来推进车辆10时，提供内燃机14。 还提供电动电机16、功率分离设备17以及发电机18，作为车辆驱动系统的部件。这种车辆 10可以仅仅由电池系统20供给能量或驱动，仅仅由内燃机14供给能量或驱动，或者由电池 系统20和内燃机14两者来供给能量或驱动。应该注意的是，根据其他示例性实施例，可以 使用其他类型的车辆和车辆电动系统的配置，以及图2中的示意图示不应该被认为是对本 申请中描述的主题的范围的限制。根据各种示例性实施例，电池系统20的尺寸、形状和位置、车辆10的类型、车辆技 术的类型(例如，EV、HEV、PHEV等)以及电池化学等可以与所示出或描述的哪些不同。参见图3，示出了根据一个示例性实施例的电池系统20的分解图。电池系统20包 括多个电化学电池单元或电池40(例如，锂离子电池单元、镍金属氢化物电池单元、锂聚合 物电池单元等，或者现在公知或以后研发出的其他类型的电化学电池单元)。根据一个示 例性实施例，电化学电池单元40通常是被配置为储存电荷的柱状镍金属氢化物电池单元。 根据其他示例性实施例，电池单元40可以具有其他物理结构(例如，椭圆型、棱形、多边形 等)。根据其他示例性实施例，电池单元40的容量、尺寸、设计和其他特征可以与所示出的 哪些不同。电池系统20的组件包含在绝缘盒(enclsoure)或容器中，如图3所示，该绝缘盒或容器由外壳22、基板24和端盖(end cap) 26形成。外壳22、基板24和端盖26由聚合物 或其他非导电材料形成，并且可以与各种机构耦接在一起，所述各种机构包括螺纹紧固件、 在内部形成的门锁或搭扣(snap)、插销等。如下面更为详细的描述，电池系统20的断开功 能可以内置在外壳22、基板24和/或端盖26中。 根据一个示例性实施例，电池系统20包括电池模块30，该电池模块30封装或包含 电化学电池单元40，将所述电化学电池单元40彼此连接和/或将所述电化学电池单元40 连接到车辆电子系统的其他组件，并且管理所述电化学电池单元40以及电池系统20的其 他特征。电池系统20可以包括负责监测和控制该系统的电气性能、管理该系统的热力学行 为、排出物(例如从电池单元排出的气体)的容纳和/或路由，以及电池系统20的其他方尽管图3示出了电池系统20的一个示例性实施例，但是应该理解的是，电池系统 20不限于任何特定布置，如同看过本公开的人员将明白的。例如，尽管图3中示出的电池 系统20被示出为具有沿行布置的水平方位的电池单元40或者通过平行的框架构件实现的 两层或两组棒，但是应该理解的是，电池模块30可以具有许多不同的配置。例如，电池单元 40还可以通常是垂直的，可以是若干单独组，或者按照其他配置布置。而且，可以使用不同 数目以及不同类型(例如，镍金属氢化物等)的电池单元40。电池单元40中的每个通过使用以汇流条或类似元件的形式提供的连接器，电耦 合或电连接到一个或多个其他电池单元40或电池系统20的其他组件。根据一个示例性实 施例，电池单元40中的每个电耦合或电连接到电压监测/测量系统或电路，该电压监测/ 测量系统或电路被配置为监测/测量电池系统20内的每个个体电池单元40的电压。总体参见图4-图8，与包括多个电池单元的电池系统相关联的一个挑战是检测电 池系统20的电压监测电路正在正确工作的能力。在一些情形下，当测量一个或多个电池单 元的电压的所述系统或电路出现故障时，所述测量系统可能不能够检测到该故障，因为该 系统的其他组件(例如，放电电容器、放电电路、其他电路等)的浮动电压给出电池单元电 压测量系统仍然正在正确操作的印象。尽管该电压监测电路已经出现故障，但是与该电压 监测电路的剩余组件相关的浮动电压可以向控制设备提供不正确的电压信息，从而可能使 得电池系统20的电池单元40的电压大于预定的操作的容许上限或下限。其他电路和/或 方法可以被使用来确定所述测量系统是否是可操作的，并且证实(validate)每个电池单 元40的电压的测量值。每个电池单元40的电压的准确测量可以通过在电池系统20的测量和控制系统中 包括其他电路和/或逻辑来获得。可以为每个电池单元40添加电池单元放电电路，以及电 池单元控制系统可以在选择时间或以特定间隔(例如，在每次电池单元管理控制器上电或 复位时)激活该电池单元放电电路。在(例如，由于弹簧触点内部断路，电压测量引线中的 断路等而导致)电压测量电路发生故障的情况下，在激活电池单元放电电路之前和之后进 行的电压测量可以识别出是否存在(例如来自微控制器和外部电阻器/电容器滤波器的输 入泄露而造成的)浮动电压，并且因此可以有助于识别出已经发生故障的电压测量电路。 所述电压测量系统可以随后将电池单元40的该电压处理为零电压，而不是假的浮动电压 的值。所述系统通过在激活所述放电电路之前和之后都测量个体电池单元40的电压来进行操作。根据一个示例性实施例，所述电压测量系统首先测量第一组电池单元中的每个 电池单元40，然后测量第二组电池单元中的每个电池单元40。根据一个示例性实施例，所 述电压测量系统首先测量每个奇数电池单元40，然后测量每个偶数电池单元40。根据其他 示例性实施例，所述电压测量系统可以按照不同的顺序测量电池单元40的电压(例如，所 述系统可以首先测量每个偶数电池单元，然后测量每个奇数电池单元)。根据另一示例性实 施例，所述电压测量系统测量彼此相邻的电池单元40。根据其他示例性实施例，所述电压测 量系统可以测量彼此不相邻的电池单元40。一旦检测到电池单元40的具有零电压变化(movement)的读数(即，在激活电池 单元放电电路之前的电压读数等于在激活电池单元放电电路之后的电压读数)，并且因此 检测到已经发生故障的电压测量电路，则电池单元管理控制器可以采取合适的动作。例如， 所述电池单元管理控制器可以中止电池充电，禁用该电池，生成用于上级系统的诊断消息寸。现在参见图4A，根据一个示例性实施例，电池系统100被配置为便于准确并可靠 地测量电池单元电压。电池系统100包括电池模块102，该电池模块102包括诊断电路 106(例如，电池单元开路诊断、电池单元短路诊断等)。诊断电路106(例如，通过电线、总 线、无线连接等)与远程电池单元管理控制器104可通信地耦合，该远程电池单元管理控制 器104在电池模块102的外部(例如，所述电池单元管理控制器104可以被包括在电池系 统100内，可以被包括在车辆10内)。根据一个示例性实施例，电池单元管理控制器104是 电池系统100的一部分，并且被包括在电池管理系统内。诊断电路106被配置为确定所述电池单元电压测量系统是否正在正确地操作，并 且将每个电池单元的有效电压测量结果传送到电池单元管理控制器104。例如，诊断电路 106可以提供每个电池单元的电压的指示，或者在电压测量系统已经产生故障或者正在进 行不正确的工作时，为任何电池单元提供零伏的指示。电池系统100的一个故障模式是导 致浮动电压的测量电路中的断路，该浮动电压是不正确的但仍然在有效范围内，并且因此 不能与电池单元的实际电压区分开。根据一个示例性实施例，一旦接收到个体电池单元电压，则电池单元管理控制器 104确定所述电动系统中的其他组件应该对电池模块102采取何种动作。例如，对于锂离子 电池单元，为了避免对电池模块102造成不可修复的损坏，电池单元电压电平不允许下降 到低于所定义的最小电平。相反，对电池模块102进行过充电可能导致对电池模块102和 所述电动系统的其他组件产生损坏。因此，在允许车辆10的其他系统使用在电池模块102 中存储的能量或者允许对电池模块102进行充电之前，电池单元管理控制器104应该接收 到关于当前电池单元电压电平的正确且可靠的信息。参见图4B，根据另一示例性实施例，电池单元管理控制器104可以被包括在电池 模块102内部，从而就防止出现欠电压或过电压事故而言，电池模块102可以以自包含的方 式进行操作。这种自包含可以降低诊断电路106和电池单元管理控制器104之间的不兼容 的风险。现在参见图5，诊断电路106包括电池单元放电电路202、微控制器204以及电池 单元测量或监测电路206。每个电池单元放电电路202与电池模块102的电池单元201电 耦合，并且被配置为平衡电池单元201的电压，从而使得每个电池单元201与其他电池单元201相比，具有基本相同的电荷。每个电池单元测量电路206电耦合到对应的电池单元201 以及对应的电池单元放电电路202，并且被配置为监测电池单元201的电压，以诊断该电池 单元是否正在正确地工作。电池单元放电电路202可以由微控制器204激活，以确定在电压感测线路208上 是否例如由于触点(例如，弹簧触点)内的断路210而危及或损坏电压测量电路206。这 种断路可能导致该电压感测线路208上的浮动电压212。根据其他示例性实施例，断路210 可能是发生故障的电阻器、坏的焊料连接、或者任何其他的开路或短路。在电池单元放电电 路202被激活后，测量电池单元201的电压，并且将其与在激活电池单元放电电路202之前 的电压进行比较。如果电压测量结果没有差异(即，没有电池单元放电发生)，则电压感测 线路208和/或测量电路206可能断开或损坏。由于对应电池单元201的实际电压是不可 知的(即，仅仅浮动电压正在被测量)，所以可以将该对应电池单元201的电压处理为零伏， 即使电池单元201的实际电压实际不等于零伏也是如此。微控制器204监测每个电池单元电压，并且将表示电池单元201的所测量电压的 信号提供给电池单元管理控制器104。根据一个示例性实施例，微控制器204可以是可从 Analog Device公司获得的AD7280微控制器。然而，其他示例性实施例不限于使用这种特 定的微控制器，并且可以使用任何能够监测电池单元电压的微控制器。微控制器240可以 依序激活每个电池单元201的放电电路202。微控制器204可以读取或测量激活电池单元 放电电路202之前和之后的电池单元电压。微控制器204可以将与电池单元201的放电相 关的电压和/或电压变化的指示提供给电池单元管理控制器104，以例如供诸如电池管理 系统之类的上级系统进行进一步的分析。微控制器204可以随后针对电池模块102的每个 电池单元201重复进行操作。根据各个示例性实施例，每个电池单元测量电路206可以包括滤波电阻器。根据 一个这种示例性实施例，所述滤波电阻器可以具有大约1万(10，000)欧姆的电阻值。然而， 根据其他示例性实施例，取决于应用，可以使用其他电阻值。现在参见图6，根据一个示例性实施例，例示了电池单元放电电路202的细节示意 图，该细节示意图包括平衡电阻器304、开关302(例如，晶体管开关)以及包括微控制器 204的控制部分。根据一个示例性实施例，微控制器204通过闭合开关302来接通个体电池 单元306的电路，激活电池单元放电电路。平衡电阻器304可以至少对电池单元306进行 部分放电，以最小化相邻电池单元之间的任何电压不平衡。然而，如果电压测量电路206被 损坏，则放电电路202将不会对电池单元306产生影响(即，将不会对电池单元306进行放 电)。在这种情况下，正在测量的电压(即，浮动电压212)在激活所述放电电路202之前和 之后将是相同的，从而导致零电压变化的测量结果。一旦接收到零电压变化的测量结果，微控制器204可以为个体电池单元306指示 零伏(即使存在正在被测量的浮动电压212也是如此)。根据一个示例性实施例，平衡电阻 器304可以具有大约三十三(33)欧姆的电阻值。然而，根据其他示例性实施例，取决于应 用，电阻器304可以具有其他电阻值。在完成上述测量后，微控制器204可以关断开关302， 并且继续对下一电池单元306的分析。根据另一示例性实施例，微控制器204接收与每个电池单元306的电压电平相关 的信息，并且将该信息传送到电池管理系统来进行处理。如果微控制器204接收到指示电池单元306具有不可接受的高或低电压读数的信号，则可以随后更进一步地发送信号(例 如，发送到电池管理系统)来不对电池单元306进行充电或放电，直到电池模块102被用来 确定高或低电压状态的原因为止。参见图7，根据一个示例性实施例，方法350允许监测电池模块102的个体电池单 元306的电压，并且将上述结果的指示提供给电池单元管理控制器104。对于每个电池单元 306，微控制器204测量电池单元306的第一或初始电压(步骤352)。微控制器204随后激 活电池单元306的电池单元放电电路202 (步骤354)，并且测量该电池单元306的第二电压 (步骤356)。微控制器204随后比较第一和第二电压(步骤358)，并且确定上述电压是否 彼此不同(步骤360)。如果上述电压确实不同，则感测线路308和/或测量电路306可能 正在正确地工作。微控制器204可以向电池单元管理控制器104或电池管理系统提供指示 正确工作的消息或信号，和/或微控制器204可以进行监测下一电池单元306(步骤362)。 如果上述电压相同，则感测线路和/或测量电路306可能工作不正确或者可能存在缺陷。 微控制器204可以随后向电池单元管理控制器104或电池管理系统提供指示缺陷的消息或 信号(步骤364)。电池单元管理控制器204或电池管理系统可以随后采取合适的动作，例 如，中止电池充电、禁用该电池、生成用于上级系统的诊断消息等。参见图8，根据一个示例性实施例，方法400使用诊断电路106来监测电池模块 102的个体电池单元306的电压，以及向电池单元管理控制器104提供上述结果的指示。每 次电子系统上电或复位(步骤S402)时，微控制器204执行方法400，并且激活自动诊断系 统(例如，诊断电路106)。微控制器204测量第一奇数编号电池单元306的第一电压(步骤404)。微控制 器204随后通过闭合第一奇数编号电池单元306的电池单元放电电路202的开关302来 激活电池单元放电电路202 (步骤406)。微控制器204随后读取该电池单元306的第二电 压(步骤408)，并且确定在上述电压测量结果之间的差异或变化是否等于或大约等于零伏 (步骤410)。在电压差为零的情况下，微控制器204向电池单元管理控制器104提供指示 电池模块102的奇数编号电池单元306中的一个的电压差为零的信号(步骤412)。在向电 池单元管理控制器104通知电压差为零后或者在步骤410中的电压不为零的情况下，微控 制器204确定电池单元306是否是最后的奇数电池单元306 (步骤414)。如果这个电池单元不是最后的奇数电池单元306，则激活下一奇数编号电池单元 306的放电电路202的开关302 (步骤416)。在激活下一奇数编号电池单元306的放电电 路202的开关302后，微控制器204读出该电池单元306的电池单元电压(步骤418)。在 读出所述电池单元电压后，方法400返回到步骤410，以确定所述电池单元电压是否为零， 并且通过该序列的动作和/或逻辑来继续循环，直到已经测量奇数编号电池单元306中的 每个为止。当在步骤414确定已经测量最后的奇数编号电池单元306后，微控制器204测量 第一偶数编号电池单元306的第一电压(步骤419)。微控制器204随后激活第一偶数编号 电池单元306的电池单元放电电路202 (步骤420)。如前，通过微控制器204闭合电池单元 放电电路202的开关302来激活电池单元放电电路202。微控制器204随后读取第一偶数 编号电池单元306的第二电压(步骤422)。微控制器204确定上述电压测量结果中的差异或变化是否等于或大约等于零伏(步骤424)。在电压差为零的情况下，微控制器204向电池单元管理控制器104提供指示 电池模块102的偶数编号电池单元306中的一个的零电压读数的信号(步骤426)。在向电 池单元管理控制器104通知零电压后或者在上述电压差不为零的情况下，微控制器204确 定电池单元306是否是最后的偶数电池单元306 (步骤428)。如果该电池单元306不是最 后的偶数电池单元306，则激活下一偶数编号电池单元306的放电电路202的开关302(步 骤430)。在激活下一偶数编号电池单元306的放电电路202的开关302后，微控制器204 测量该偶数电池单元306的电池单元电压(步骤432)。在测量出所述电池单元电压后，微 控制器204确定电池单元的电压差是否为零，并且通过该序列的动作和/或逻辑来继续循 环，直到已经测量偶数编号电池单元306中的每个。在测量完每个偶数编号电池单元306 后，微控制器204关断自动诊断系统(步骤434)。要理解和明白的是，所述计算机实现的方法、程序和软件可以在标准计算机体系 架构内实现。尽管本公开的一些方面已经如上在可以在一个或多个计算机上运行的计算机 可执行指令的通用上下文中进行了描述，但是本领域的技术人员将认识到，所述技术还可 以结合其他程序模块和/或作为硬件和软件的组合来实现。通常，程序模块包括可以执行特定任务或实现特定摘要数据类型的例程、程序、组 件、数据结构等。此外，本领域的技术人员将明白，本发明的方法可以利用其他计算机系统 配置来实现，所述其他计算机系统配置包括单处理器或多处理器计算机系统、微计算机、大 型计算机以及个人计算机、手持计算设备(例如PDA)、基于微处理器的或可编程消费电子 等，上述中的每个可以被操作地耦合到一个或多个相关设备。本公开的所例示的方面还可以在分布式计算环境中实现，在该分布式计算环境 中，特定任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，程序模块可 以位于本地和远程存储器存储设备两者中。如本文中所使用的，术语“组件”、“系统”等可以指代与计算机相关的实体，硬件、 (例如被执行的)软件和/或固件。例如，组件可以是在处理器上运行的进程、处理器、对 象、可执行文件、程序和/或计算机。作为例示，在服务器上运行的应用和该服务器两者都 可以是组件。一个或多个组件可以驻留在进程内，并且组件可以位于一个计算机的本地和 /或分布在两个或多个计算机之间。此外，可以通过使用标准编程和/或工程技术来生成软件、固件、硬件或它们的任 何组合来控制计算机实现所公开的主题，将所公开的主题实现为方法、装置或制品。本文中 所使用的术语“制品”意在包括可从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。 例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条等)、光盘 (例如，紧凑盘(⑶)、数字通用盘(DVD)等)、智能卡以及快闪存储器设备(例如，卡、棒、键 驱动器等)。另外，应该明白的是，可以使用载波来承载计算机可读电子数据，比如在发送和 接收电子邮件或在访问比如因特网或局域网(LAN)时使用的电子数据。当然，本领域技术 人员将认识到，可以对这个配置进行许多修改而不会背离所公开的主题的范围或精神。如本文中所使用的，术语“近似”、“大约”、“基本”以及类似术语意在具有与本领域 的技术人员通用且可接受的与所公开的主题相关的用法一致的更广的含义。看过本公开的 本领域技术人员应该理解，这些术语意在使得对所描述或要求的特定特征的描述不会将这 些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。相应地，这些术语应该被解释为指示对所描述和要求的主题的非实质性或非因果性修改或变更被认为是在所附权利要求限定的本发 明的范围内。应该注意的是，本文中用来描述各个实施例的术语“示例性的”意在指示这些实施 例是可能的示例、代表和/或可能的实施例的例示(并且该术语不是意在意味着这些实施 例是必需的排他性的或最好的示例)。本文中使用的术语“耦合”、“连接”等意味着两个构件彼此直接或间接的接合。这 种接合可以是固定的(例如，永久性的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种接 合可以利用该两个构件实现、或者利用彼此集成在一起形成为单个单元主体的该两个构件 以及任何其他中间构件实现、或者利用彼此附接的该两个构件和任何其他中间构件实现。本文中对元件的位置的引用(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)仅仅被 使用来描述各个元件在附图中的方位。应该注意的是，根据其他示例性实施例，各个元件的 方位可以不同，以及这些变化意在为本公开所包含。因此，重要的是注意到各个示例性实施例中示出的电池单元诊断系统和方法的构 造和布置仅仅是例示性的。尽管仅仅少量实施例在本公开中已经进行了详细描述，但是看 过本公开的本领域的技术人员将容易明白的是，可以进行许多修改(例如，各个元件的大 小、维度、结构、形状和比例的变化、参数值的变化、装配布置的变化、材料使用的变化、颜色 的变化、方位的变化等)，而不会在实质上背离本文中描述的主题的新型性教导和优点。例 如，被示出为一体形成的元件可以由多个部件或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他 方式改变，以及可以变更或改变分离元件或位置的特性或编号。根据替换实施例，可以改变 或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。还可以对所述各个示例性实施例的设计、 操作条件和布置进行其他替代、修改、变更和省略，而不会背离本发明的范围。
权利要求
1.一种用于评估电化学电池单元电压测量的准确性的系统，包括电池单元放电电路，所述电池单元放电电路电耦合到至少一个电化学电池单元，并且 被配置为当所述电池单元放电电路被激活时对至少一个电池单元进行至少部分放电；以及电池单元测量电路，所述电池单元测量电路电耦合到所述至少一个电池单元和所述电 池单元放电电路，所述电池单元测量电路被配置为测量在激活所述电池单元放电电路之前 的和在激活所述电池单元放电电路之后的所述至少一个电池单元的电压，其中所述电池单 元测量电路将在激活所述电池单元放电电路之前的电压与在激活所述电池单元放电电路 之后的电压进行比较，以检测在所述电压测量中是否发生错误。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述电池单元测量电路被配置为如果在激活所述 电池单元放电电路之前的电压等于在激活所述电池单元放电电路之后的电压，则检测到错 误。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述电池单元测量电路被配置为如果至所述至少 一个电池单元的感测线路断开，则检测到错误。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述电池单元测量电路被配置为如果检测到错误， 则向电池管理系统发送信号。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述电池单元放电电路并行地电耦合到所述至少 一个电池单元。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述电池单元测量电路并行地电耦合到所述电池 单元放电电路。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述电池单元放电电路包括电阻器和晶体管，所述 电阻器被配置来平衡所述至少一个电池单元的电压，以与电池系统中的其他电池单元的电 压匹配，而所述晶体管被配置为用作开关来激活所述电池单元放电电路。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述电池单元测量电路包括微控制器。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述微控制器电耦合到所述电池单元放电电路的 晶体管，以便激活所述电池单元放电电路。
10.一种用于评估电化学电池单元电压测量的准确性的方法，包括使用与至少一个电池单元电耦合的电池单元测量电路，来测量至少一个电化学电池单 元的第一电压；激活与所述至少一个电池单元电耦合的电池单元放电电路，来对所述至少一个电池单 元进行至少部分放电；测量在激活所述电池单元放电电路之后的所述至少一个电池单元的第二电压；以及将所述第一电压与所述第二电压进行比较，以确定在所述至少一个电池单元的电压测量中是否存在错误。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述电池单元测量电路被配置为如果所述第一 电压等于所述第二电压，则检测到错误。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述电池单元测量电路被配置为如果至所述至 少一个电池单元的感测线路断开，则检测到错误。
13.如权利要求10所述的系统，其中，所述电池单元测量电路被配置为如果检测到错 误，则向电池管理系统发送信号。
14.如权利要求10所述的系统，其中，所述电池单元放电电路并行地电耦合到所述至 少一个电池单元。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述电池单元测量电路并行地电耦合到所述电 池单元放电电路。
16.如权利要求10所述的系统，其中，所述电池单元放电电路包括电阻器和晶体管，所 述电阻器被配置来平衡所述至少一个电池单元的电压，以与电池系统中的其他电池单元的 电压匹配，而所述晶体管被配置为用作开关来激活所述电池单元放电电路。
17.如权利要求16所述的系统，其中，所述电池单元放电电路还包括晶体管，所述晶体 管被配置为用作开关以便激活所述电池单元放电电路。
18.如权利要求10所述的系统，其中，所述电池单元测量电路包括微控制器。
19.如权利要求18所述的系统，其中，所述微控制器电耦合到所述电池单元放电电路 的晶体管，以便激活所述电池单元放电电路。
20.一种用于评估电化学电池单元电压测量的准确性的方法，包括提供与至少一个电池单元电耦合的电池单元测量电路；提供与所述至少一个电池单元电耦合的电池单元放电电路，所述电池单元放电电路被 配置为当被激活时对所述至少一个电池单元进行部分放电；使用所述电池单元测量电路，来测量所述至少一个电池单元的第一电压；激活所述电池单元放电电路来对所述至少一个电池单元进行部分放电；测量在激活所述电池单元放电电路之后的所述至少一个电池单元的第二电压；将所述第一电压与所述第二电压进行比较，以确定在所述至少一个电池单元的电压测 量中是否存在错误。
全文摘要
一种用于评估电化学电池单元电压测量的准确性的系统，包括电池单元放电电路，所述电池单元放电电路电耦合到至少一个电化学电池单元，并且被配置为当所述电池单元放电电路被激活时对至少一个电池单元进行部分放电；以及电池单元测量电路，所述电池单元测量电路电耦合到所述至少一个电池单元和所述电池单元放电电路。所述电池单元测量电路被配置为测量在激活所述电池单元放电电路之前的和在激活所述电池单元放电电路之后的所述至少一个电池单元的电压。所述电池单元测量电路将在激活所述电池单元放电电路之前的电压与在激活所述电池单元放电电路之后的电压进行比较，以检测在所述电压测量中是否发生错误。
文档编号G01R19/02GK102105808SQ200980129289
公开日2011年6月22日 申请日期2009年6月24日 优先权日2008年6月27日
发明者E·莫贝尔, O·韦利奥, S·J·伍德 申请人:江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司