具有用于在多个相同类型的串联的电池单池模块之间交换数据的通讯装置的电池单池模块的制作方法_2

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地GND。在串联电路中的最后的,即第η个电池单池3的正极与电池系统1的正的电池极5连接。
[0023]η个电池单池模块2中的每个分别包括一个控制单元7,其中,控制单元7中的每个不仅与所属的电池单池3的正极而且与负极连接。控制单元7中的每个具有第一耦合单元8和第二親合单元9。
[0024]在串联电路中第一电池单池模块2的第一耦合单元8与中央电池控制单元6连接。每个电池单池模块2的第二耦合单元9与下一个、在串联电路中在后的、电池单池模块2的第一耦合单元8连接。在串联电路中最后的电池单池模块2的第二耦合单元9不与任何其它的耦合单元连接。产生全部η个电池单池模块的一个串联电路,其中相继的电池单池模块2分别经由一个第一耦合单元8和一个第二耦合单元9相互连接。
[0025]因此η-1个电池单池模块2的第一耦合单元8与相应在前的电池单池模块2的第二耦合单元9耦合,并且在串联电路开始处布置中央电池控制单元6,它与在串联电路中的电池单池模块2中的第一个电池单池模块的第一耦合单元8耦联。
[0026]图2示出电池系统1的两个电池单池模块201,101的电路图和另外两个电池单池模块301,401的部分电路图,该电池单池模块分别具有用于在多个相同类型的串联的电池单池模块101,201,301之间交换数据的通讯装置,该电池单池模块在按照本发明的第一实施方式的串联电路中被串联起来。在此情况下,在串联电路中一个按照本发明的电池单池模块101跟随一个在前的电池单池模块201。在该串联电路中在电池单池模块101之后跟随一个在后的电池单池模块301,但是它在图2中没有完全地示出。在串联电路中在在前的电池单池模块201之前连接另一个在前的电池单池模块401,但是它在图2中没有完全地示出。
[0027]电池单池模块101包括电池单池102,它被设置用于提供电池单池电压UB1。电池单池102在该第一实施方式中是锂离子电池。在备选的实施方式中电池单池102由多个电池单池的一个串联电路和/或一个并联电路形成。电池单池电压UB1在该第一实施方式中为3.6伏,但是也可以依据电池单池102的充电状态改变。
[0028]在前的电池单池模块201包括在前的电池单池模块201的一个电池单池202。在后的电池单池模块301包括在后的电池单池模块301的一个电池单池302。电池单池模块101,201,301的串联电路的特征在于,一方面,串联的电池单池模块101,201,301的电池单池102,202,302被相互串联起来,另一方面,各相邻的电池单池模块各经由一个惟一的数据线500,501,502相互连接。
[0029]电池单池模块101具有内部的电路接地109,它通过电池单池102的负极形成。在此电路接地109经由测量电阻120与电池单池102的负极分开,但是测量电阻在该第一实施方式中具有lOOMOhm的小电阻,由此在电路接地109和电池单池102的负极之间仅仅存在很小的电位差。
[0030]电池单池模块101此外包括控制单元103。控制单元103在此在该第一实施方式中被一个微控制器所包括。微控制器将电路接地109用作接地电位。控制单元103在此处在这个第一实施方式中被集成到一个芯片中。
[0031]微控制器和由此控制单元103包括多路器104。多路器104也包括一个第一通讯单元105,其被设置用于接收和发送数据信号,和一个第二通讯单元106,其被设置用于接收和发送数据信号。
[0032]微控制器和由此控制单元103此外包括比较器107和比较值产生器108。比较器107具有一个倒置的输入端和一个非倒置的输入端。比较器107的非倒置的输入端与多路器104连接。通过多路器104的第一通讯单元105或第二通讯单元106接收的数据信号被传递到比较器107的非倒置的输入端。
[0033]比较器107以其负的供给输入端经由第一供给线与第一电路接地109连接并且以其正的供给输入端经由第二供给线与电池单池102的正极连接并且因此被电池单池102供电。比较器107的倒置的输入端与比较值产生器108连接。通过比较值产生器108为比较器107提供比较值,其中,比较值是电压电平。比较值如此地选择,即数据信号的逻辑“1”,其由多路器104传递到比较器107,具有一个电压电平,它大于比较值,和数据信号的逻辑“0”,其由多路器104传递到比较器107,具有一个电压电平,它小于比较值。
[0034]比较器107的输出端与多路器104连接并且将比较器107的输出信号往回提供到多路器104,该输出信号的电压电平取决于数据信号和比较器107的供给电压。在比较器107的输出端上存在的电压电平因此,依据数据信号,或者与在第一电池单池102的正极上的电压电平相同,或者与在第一电路接地109上存在的电压电平相同。在比较器107的输出端上的电压电平的时间曲线形成一个匹配的数据信号,它的用于逻辑“1”的电压电平和它的用于逻辑“0”的电压电平对应于其它的在微控制器中使用的用于数字值的电压电平。
[0035]多路器104此外与控制单元103的接收单元110连接,它在该第一实施方式中与控制单元103的处理单元111親联。如果第一通讯单元105或第二通讯单元106接收一个数据信号,那么该数据信号为了电平匹配被传递到比较器107并且然后经由多路器104传递到接收单元110。接收单元110在该第一实施方式中是所谓的“增强型通用异步接收/发送器”。处理单元111是计算单元,通过它实施对电池单池模块101的控制。该控制可以相应于指令来进行,该指令以数据信号的形式经由多路器分配给第一电池单池模块101。在该第一实施方式中,这些指令的起源在此情况下在中央电池控制机构6中。
[0036]如果经由第一通讯单元105接收一个不是用于电池单池模块101的数据信号,那么它被经由第二通讯单元106传递到在后的电池单池模块301。如果经由第二通讯单元106接收不是用于电池单池模块101的数据,那么它们被经由第一通讯单元105传递到在前的电池单池模块201。在此情况下,在该第一实施方式中,在传递该数据信号之前分别实施接收的数据信号与电池单池模块301的逻辑电平的电平匹配,用以避免在经过多个电池单池模块的数据传递期间信号摆幅(振幅)的减小。在本发明的一个备选的实施方式中,在数据信号传递之前不实施接收的数据信号与电池单池模块301的逻辑电平的电平匹配。但是为了能够处理在被寻址的电池单池模块中的数据信号,被寻址的电池单池模块的比较值被相应地匹配。
[0037]微控制器并且因此控制单元103此外包括模拟数字转换器112。模拟数字转换器112与电池单池102的正极连接,用于探测相对于电路接地109的电池单池电压UB1并且转换成数字的值,其描述电池单池电压UB1。
[0038]此外模拟数字转换器112与运算放大器119连接,其中,该运算放大器119的第一输入端与第一测量电阻的第一侧连接并且该运算放大器119的第二输入端与第一测量电阻的第二侧连接。运算放大器119以其负的供给输入端与第一供给线连接并且以其正的供给输入端与第二供给线连接并且因此被电池单池102供电。由此在测量电阻120上的电压降被探测并且通过运算放大器119放大并且传递到模拟数字转换器112。它将放大的电压降转换成数字信号,该数字信号描述通过电池单池102流动的电流。
[0039]此外模拟数字转换器112与温度测量环节121连接,它包括与温度相关的电阻122和欧姆电阻123。与温度相关的电阻122的第一侧与第一电路接地109连接。与温度相关的电阻122的第二侧经由欧姆电阻123与电池单池102的正极连接。模拟数字转换器112与与温度相关的电阻122的第二侧连接。与温度相关的电阻122和欧姆电阻123由此形成一分压器,它与温度相关地分出电池单池电压UB1。通过温度测量环节121减小的与温度相关的电压在模拟数字转换器112中被转换成数字信号,它描述电池单池模块101的温度。
[0040]模拟数字转换器112与多路器104连接并且将描述经由第一电池单池102流动的电流的数字信号经由多路器104传递到接收单元110并且由此传递到处理单元111。
[0041]微控制器并且由此控制单元103此外包括开关模块124,它在这个第一实施方式中包括第一平衡开关125和第二平衡开关126。在此情况下第一平衡开关125的第一侧和第二平衡开关126的第一侧与电路接地109连接。第一平衡开关125的第二侧经由第一平衡电阻127与电池单池102的正极连接。第二平衡开关126的第二侧经由第二平衡电阻128与电池单池102的正极连接。平衡开关125,126的开关状态在此可以由处理单元111控制。通过闭合第一平衡开关125和/或第二平衡开关126,电池单池102可以经由第一和/或第二平衡电阻127,128放电。
[0042]电池单池模块10
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