本公開涉及電池技術(shù)和能源電芯的領(lǐng)域。更具體地，本公開涉及電池管理系統(tǒng)和用于監(jiān)測電池電芯或電池電芯組的監(jiān)測裝置以及與此類監(jiān)測裝置一起使用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、包括多個電池電芯的電池系統(tǒng)用于廣泛范圍的現(xiàn)代電力應(yīng)用中。例如，它們用于為電動車輛供電，它們用于工業(yè)電力應(yīng)用、交通運輸以及商業(yè)應(yīng)用中，諸如對現(xiàn)代電子裝置的供電。鑒于此類應(yīng)用的相對高功率要求，電池系統(tǒng)通常包括耦合在一起以實現(xiàn)所需的功率輸出的多個電池電芯。電池電芯可以耦合在一起以形成電池組，并且電池系統(tǒng)可以包括一個或多個電池組。

2、通常將電池系統(tǒng)連接到電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)被配置為確保電池系統(tǒng)在其安全工作范圍內(nèi)工作。安全工作區(qū)通常被定義為預期電池系統(tǒng)在不自損壞的情況下工作所處的電壓、溫度和電流條件。

3、為了實現(xiàn)這一點，通常使用電芯監(jiān)測裝置來監(jiān)測電池系統(tǒng)中的每個電池電芯。電芯監(jiān)測裝置的功能是測量來自正被監(jiān)測的電池電芯的信號，諸如電芯端子電壓、電芯電流、電芯溫度、電芯壓力等，然后使用這些信號來確定電芯是否處于安全狀態(tài)。在一些系統(tǒng)中，由電芯監(jiān)測裝置得到的測量值被整理并傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)處理這些測量值以確定正被監(jiān)測的電芯的當前狀態(tài)。替代地，可以在各個電芯監(jiān)測裝置內(nèi)整理和處理測量值并報告給電池管理系統(tǒng)，使得電池管理系統(tǒng)可以保持對電池系統(tǒng)的當前狀態(tài)的概覽。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開的一方面提供了一種監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置能夠操作來報告電池系統(tǒng)中的傳感器測量值。所述監(jiān)測裝置包括可操作來獲得電池系統(tǒng)的一個或多個引腳的測量值的一個或多個電路系統(tǒng)，并且所述一個或多個電路系統(tǒng)包括用于監(jiān)測電流的至少一個電路。用于監(jiān)測電流的至少一個電路包括：用于放大變化的至少一個其他電路，所述用于放大變化的至少一個其他電路包括至少一個差分放大器、與差分放大器的第一輸入端電連接的一個電壓基準，所述差分放大器還包括第二輸入端和輸出端；至少一個跨導構(gòu)件，所述至少一個跨導構(gòu)件包括與差分放大器的第二輸入端電連接的至少一個輸出端和與差分放大器的輸出端電連接的至少一個輸入端；其中差分放大器的第二輸入端和至少一個跨導構(gòu)件的至少一個輸出端與電池系統(tǒng)的一個或多個引腳電連接；至少一個電流源，所述至少一個電流源與至少一個跨導構(gòu)件中的至少一者的至少一個輸出端電連接；以及輸出端，所述輸出端與至少一個跨導構(gòu)件中的至少一者的至少一個輸出端電連接；其中用于監(jiān)測電流的至少一個電路可操作來通過監(jiān)測引起一個或多個引腳上的電壓的變化所需的電流來檢測連接到一個或多個引腳的傳感器的電連接的中斷或不存在。

2、本公開的一方面提供了一種用于在上電復位期間向電池系統(tǒng)的電芯監(jiān)測裝置(cmd)提供經(jīng)調(diào)節(jié)電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所述電池系統(tǒng)包括至少一個電池組，每個電池組包括多個電池電芯，其中經(jīng)由相應(yīng)的cmd來監(jiān)測每個電池電芯。所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括帶隙基準單元，所述帶隙基準單元被配置為基于供電電壓(vdd)來生成帶隙基準電壓(vbg)，并且還被配置為一旦帶隙基準電壓穩(wěn)定并處于適合cmd核心電路的操作安全的水平便生成第一啟用信號。所述系統(tǒng)還包括電壓調(diào)節(jié)器單元，所述電壓調(diào)節(jié)器單元被配置為接收來自帶隙基準單元的帶隙基準電壓(vbg)和第一啟用信號，并且在接收到第一啟用信號后，電壓調(diào)節(jié)單元還被配置為生成用于為cmd核心電路系統(tǒng)供電的經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)，其中基于帶隙基準電壓(vbg)的比較來生成經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)。所述系統(tǒng)另外包括上電復位比較器，所述上電復位比較器被配置為接收來自帶隙基準單元的帶隙基準電壓(vbg)和來自電壓調(diào)節(jié)器的經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)。上電復位比較器還被配置為一旦經(jīng)調(diào)節(jié)電壓的值大于帶隙基準電壓(vbg)的值便向cmd核心電路提供第二啟用信號，其中第二啟用信號使得cmd核心電路能夠接入經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)。

3、本公開的另一個方面提供了一種在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中用于在上電復位期間向電池系統(tǒng)的電芯監(jiān)測裝置(cmd)提供經(jīng)調(diào)節(jié)電壓的方法。所述電池系統(tǒng)包括至少一個電池組，每個電池組包括多個電池電芯，其中經(jīng)由相應(yīng)的cmd來監(jiān)測每個電池電芯。所述方法包括經(jīng)由帶隙基準單元(bg)基于供電電壓(vdd)來生成帶隙基準電壓(vgb)，并且一旦帶隙基準電壓(vbg)穩(wěn)定并處于適合cmd核心電路305的操作安全的水平便還生成第一啟用信號。所述方法還包括經(jīng)由電壓調(diào)節(jié)器單元301接收來自帶隙基準單元的帶隙基準電壓(vbg)和第一啟用信號。在接收到第一啟用信號后，所述方法還包括經(jīng)由電壓調(diào)節(jié)器單元生成用于為cmd的核心電路系統(tǒng)供電的經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)，其中基于帶隙基準電壓(vbg)的比較來生成經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)。所述方法還包括經(jīng)由上電復位比較器接收來自帶隙基準單元的帶隙基準電壓(vbg)和來自電壓調(diào)節(jié)器的經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)。所述方法另外包括一旦經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)的值大于帶隙基準電壓(vbg)的值便經(jīng)由上電復位比較器向cmd核心電路提供第二啟用信號，其中第二啟用信號使得cmd核心電路能夠接入經(jīng)調(diào)節(jié)電壓(dvdd)。

4、本公開的另外的方面提供了用于在諸如上述那些的系統(tǒng)中使用的監(jiān)測裝置、監(jiān)測系統(tǒng)、控制器和調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及與其相關(guān)的方法。

技術(shù)特征：

1.一種能夠操作來報告電池系統(tǒng)中的傳感器測量值的監(jiān)測裝置，所述監(jiān)測裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置，其中所述至少一個跨導構(gòu)件包括至少一個晶體管。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測裝置，其中所述至少一個晶體管包括至少一對p溝道或n型場效應(yīng)晶體管。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)測裝置，其中所述至少一對p溝道或n型場效應(yīng)晶體管包括第一場效應(yīng)晶體管和第二場效應(yīng)晶體管，每個場效應(yīng)晶體管包括源極端子、漏極端子和柵極端子，其中所述第一場效應(yīng)晶體管和所述第二場效應(yīng)晶體管并聯(lián)布置，使得它們相應(yīng)的柵極端子彼此電連接并且它們相應(yīng)的源極端子彼此電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測裝置，其中所述差分放大器的所述輸出端與所述一對場效應(yīng)晶體管的所述柵極端子電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測裝置，其中所述第一場效應(yīng)晶體管的所述漏極端子與所述差分放大器的所述第二輸入端電連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)測裝置，其中所述至少一個電流源與所述第二場效應(yīng)晶體管的所述漏極端子電連接。

8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的監(jiān)測裝置，其中所述至少一個電流源包括可變電流源。

9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的監(jiān)測裝置，其中所述用于監(jiān)測電流的至少一個電路包括用于監(jiān)測電流的第一電路和用于監(jiān)測電流的第二電路，其中所述用于測量電流的第一電路包括p溝道場效應(yīng)晶體管，并且所述用于測量電流的第二電路包括n型場效應(yīng)晶體管。

10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的監(jiān)測裝置，其中所述用于監(jiān)測電流的電路還包括布置在所述電路的所述輸出端處的至少一個輸出放大器。

11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的監(jiān)測裝置，其中所述用于監(jiān)測電流的至少一個電路經(jīng)由多路復用器與所述電池系統(tǒng)的所述一個或多個引腳電連接。

12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的監(jiān)測裝置，其中所述電流源提供基準電流。

13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的監(jiān)測裝置，其中能夠操作來獲得電池系統(tǒng)的一個或多個引腳的測量值的所述一個或多個電路系統(tǒng)至少包括能夠操作來檢測第一引腳上的開路的第一電路以及能夠操作來識別第二引腳上的電壓的變化的第二電路，其中當識別出所述第二引腳上的所述電壓的變化時，所述監(jiān)測裝置能夠操作來檢測短路。

14.一種用于在上電復位期間向電池系統(tǒng)的電芯監(jiān)測裝置cmd提供經(jīng)調(diào)節(jié)電壓的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述電池系統(tǒng)包括至少一個電池組，每個電池組包括多個電池電芯，其中經(jīng)由相應(yīng)的cmd來監(jiān)測每個電池電芯，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述帶隙基準單元(bg)包括：

16.一種在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中用于在上電復位期間向電池系統(tǒng)的電芯監(jiān)測裝置cmd提供經(jīng)調(diào)節(jié)電壓的方法，其中所述電池系統(tǒng)包括至少一個電池組，每個電池組包括多個電池電芯，其中經(jīng)由相應(yīng)的cmd來監(jiān)測每個電池電芯，所述方法包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
提供了一種監(jiān)測裝置。所述監(jiān)測裝置包括一個或多個電路系統(tǒng)，所述一個或多個電路系統(tǒng)能夠操作來獲得電池系統(tǒng)的一個或多個引腳的測量值，所述一個或多個電路系統(tǒng)包括用于監(jiān)測電流的至少一個電路，所述用于監(jiān)測電流的至少一個電路包括：用于放大變化的至少一個其他電路，所述用于放大變化的至少一個其他電路包括至少一個差分放大器、與所述差分放大器的第一輸入端電連接的一個電壓基準；至少一個跨導構(gòu)件，所述至少一個跨導構(gòu)件包括與所述差分放大器的第二輸入端電連接的至少一個輸出端和與所述差分放大器的輸出端電連接的至少一個輸入端；至少一個電流源，所述至少一個電流源與所述至少一個跨導構(gòu)件的至少一個輸出端電連接；以及輸出端，所述輸出端與所述至少一個跨導構(gòu)件的至少一個輸出端電連接。

技術(shù)研發(fā)人員：加文·麥克維,安格斯·杰克遜,西蒙·奎恩,西蒙·福斯特,羅斯·巴蘭尼,凱文·巴克,蒂姆·莫里斯,喬恩·戈德芬奇,姚俊禮
受保護的技術(shù)使用者：杜克斯有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28