CN101141076A - 电池管理***及电池管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池管理***及电池管理方法。该电池管理***管理多个电池单元和分别连接到多个电池单元的多个电池单元继电器。该电池管理***包括电压检测单元和主控制单元。电压检测单元接收对应于输入电压的第一电压，并产生对应于第一电压的第二电压，其中，当第一电池单元继电器导通时，通过连接到与导通的第一电池单元继电器对应的第一电池单元的3触点继电器传输所述输入电压。主控制单元根据第二电压与输入电压之比计算有效增益，并控制3触点继电器的连接。

Description

电池管理***及电池管理方法
技术领域
本发明的方面涉及一种电池管理***和一种电池管理方法。更具体地讲，本发明的方面涉及一种用于利用电能的交通工具的电池管理***。
背景技术
利用汽油内燃机或柴油内燃机的交通工具已经引起了严重的空气污染。因此，近来为开发电动交通工具或混合交通工具而做出的各种努力致力于减少空气污染。
电动交通工具利用电动机，电动机通过电源输出的电能来运行。许多电动交通工具利用由一个电池包形成的电池作为电源，所述电池包包括多个可充电/可放电的二次电池单元(cell)。因为电动交通工具释放较少的温室气体并产生较小的噪声，所以电动交通工具对环境有利。
混合交通工具通常指利用汽油和电池的汽油-电动混合交通工具，其中，汽油用于为内燃机提供动力，电池为电动机提供动力。近来，已经开发出利用内燃机和燃料电池的混合交通工具以及利用电池和燃料电池的混合交通工具。燃料电池通过引起氢和氧之间的化学反应直接获得电能。
在用电池提供动力的交通工具中，增加了可充电电池(电池单元)的数量，从而提高了载荷容量(charge carrying capacity)和其效率。对于电池管理***(下文中称作“BMS”)，需要一种能够有效地管理多个连接的电池单元和/或电池包的电池单元平衡控制方法。
为了测量电池的电压，已经利用采用差分放大器的差分放大端子。这样的差分放大端子包括至少一个电阻器，并根据与至少一个电阻器的电阻对应的增益通过放大输入到差分放大端子的输入端中的电压差来检测电池电压。
对于电池中的每个电池单元，都需要用于检测电池电压的传统的电压检测单元。这样，由于电压检测单元分别连接到电池的电池单元，所以电压检测单元的数量随着电池单元数量的增加而增加。因此，当利用传统的电池电压检测单元检测电池电压时，存在其成本增加的问题。由于分别连接到电池单元的与电池单元连接的电压检测单元产生的小的电流泄露以及电路结构的总体复杂性，所以还难以确定电池电压检测单元的电路的异常。
以上在背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明背景技术的理解，因此，上述信息会包含对本领域普通技术人员来讲没有形成在本国已经公知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的方面致力于提供一种在确定电池电压检测电路的异常方面具有优点的和结构简单的电池管理***和方法。
本发明的实施例提供了一种电池管理***，该电池管理***包括多个电池单元和分别连接到多个电池单元的多个电池单元继电器中的第一电池单元继电器。该电池管理***可包括：3触点继电器，在第一电池单元继电器导通时连接到与导通的第一电池单元继电器对应的第一电池单元，并在启动和停车时连接到辅助电源单元；电压检测单元，用于接收与通过3触点继电器传输的来自辅助电源单元的输入电压对应的第一电压，并产生与第一电压对应的第二电压；主控制单元(MCU)，用于根据第二电压与输入电压之比计算有效增益，并控制3触点继电器的连接。
电压检测单元可包括差分放大端子，用于根据增益放大第一电压并产生第二电压。电压检测单元可包括电压跟随单元，以接收第一电压，并传输与第一电压相同的第二电压。3触点继电器在启动和停车时连接到辅助电源单元并将参考电压传输到电压检测单元，MCU根据第二电压与传输的参考电压之比计算有效增益。MCU可将启动时计算的有效增益与先前停止时计算的有效增益做比较，当启动时计算的有效增益与先前停止时计算的有效增益不相同时，确定电压检测单元的电路具有异常。MCU可将停车时计算的有效增益与先前的有效增益做比较，当停车时计算的有效增益与先前的有效增益不相同时，确定电压检测单元的电路具有异常。感测单元还包括用于转换从电压检测单元的输出端传输的输出电压的A/D转换器，并将转换的输出电压传输到MCU。
本发明的另一实施例提供了一种电池管理***，该电池管理***包括多个电池单元和分别连接到多个电池单元的多个电池单元继电器中的第一电池单元继电器。该电池管理***包括：3触点继电器，在第一电池单元继电器导通时连接到与导通的第一电池单元继电器对应的第一电池单元，并在启动和停车时连接到辅助电源单元；电容器，用于存储与通过3触点继电器传输的来自辅助电源单元的输入电压对应的第一电压；差分放大端子，用于接收存储在电容器中的第一电压，根据增益放大第一电压，并产生第二电压；控制继电器，用于连接电容器与差分放大端子。该电池管理***可包括MCU，用于控制在启动和停车时3触点继电器与辅助电源单元的连接，并用于根据第二电压与通过3触点继电器传输的参考电压之比计算有效增益。本发明的又一示例性实施例提供了一种电池管理***，该电池管理***包括：多个电池单元和分别连接到多个电池单元的多个电池单元继电器中的第一电池单元继电器；3触点继电器，在第一电池单元继电器导通时连接到与导通的第一电池单元继电器对应的第一电池单元，并在启动和停车时连接到辅助电源单元；电容器，用于存储与通过3触点继电器传输的来自辅助电源单元的输入电压对应的第一电压；电压跟随单元，用于接收第一电压并传输与第一电压相同的第二电压；控制继电器，用于控制电容器与电压跟随单元的连接。
该电池管理***可包括MCU，用于控制在启动和停车时3触点继电器与辅助电源单元的连接，并用于根据第二电压与通过3触点继电器传输的参考电压之比计算有效增益。
本发明另一方面的示例性实施例提供了一种混合交通工具的电池管理***的驱动方法，该电池管理***包括：多个电池单元；辅助电源单元；3触点继电器，在启动和停车时连接到辅助电源单元；电压检测单元，用于利用通过3触点继电器传输的参考电压来产生输出电压。该驱动方法包括：在启动和停车时，将传输的参考电压传输到电压检测单元；通过接收对应于参考电压的第一电压，产生对应于第一电压的输出电压；根据输出电压与参考电压之比计算有效增益；将启动和停车时计算的有效增益与先前停止时计算的有效增益或先前的有效增益做比较。
产生输出电压的步骤可包括根据增益放大第一电压，从而产生输出电压。产生输出电压的步骤还可包括接收第一电压和传输与第一电压相同的输出电压。此时，该驱动方法还包括：当启动时计算的有效增益与先前停止时计算的有效增益不相同时，确定电压检测单元的电路具有异常，作为比较有效增益的结果。
该驱动方法还包括：当停车时计算的有效增益与先前的有效增益不相同时，确定电压检测单元的电路具有异常，作为比较有效增益的结果。
本发明另外的方面和/或优点将在随后的描述中部分地阐明，从描述中将部分地变得明显，或者可通过实践本发明而获知。
附图说明
通过结合附图对实施例的下面的描述，本发明的这些和/或其它方面及优点将变得清楚且更易于理解，在附图中：
图1示意性地示出了电池、电池管理***及其***装置。
图2示意性地示出了根据本发明第一示例性实施例的多个方面的感测单元和电压检测单元。
图3示意性地示出了根据本发明第二示例性实施例的多个方面的感测单元和电压检测单元。
图4是示出了根据本发明示例性实施例的多个方面的如何确定电压检测单元的异常的流程图。
具体实施方式
现在，将详细参照本发明的这些实施例，这些实施例的示例示出在附图中，在附图中，相同的标号始终表示相同的元件。下面描述实施例，以参照附图解释本发明。
在下面的详细描述中，仅简单地以举例说明的方式示出和描述了本发明的特定示例性实施例。如本领域技术人员将理解的，在所有不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式改变描述的实施例。因此，附图和描述将被视为本质上是示出性的和非限制性的。在整个说明书中，相同的标号表示相同的元件。
在整个说明书和权利要求书中，当描述元件“连接到”另一元件时，该元件可以“直接连接”到另一元件或通过第三元件“电连接到”另一元件。如果元件与另一元件“电连通”，则电信号可在所述元件之间传输。在整个说明书和权利要求书中，除非明确地相反描述，否则词语“包括”将被理解为意味着包括所述元件而不排除任何其它元件。
根据多个实施例，如图1所示，电池管理***(BMS)11包括电池管理控制器(BMC)1、电池2、电流传感器3、冷却风扇4、保险丝5、主开关6、发动机控制单元(MTCU)7、逆变器(inverter)8和电动发动机(motor generator)9。电池管理***的组件可以彼此电连通。电动发动机9可以是电动机和/或发电机。例如，电动发动机9可以用于将电能转换为机械能，或者可以用于将机械能转换为电能。
在一些实施例中，电池2包括由彼此串联连接的多个电池单元形成的多个子包2a至2h。电池2可包括输出端2_out1和2_out2以及设置在子包2d和子包2e之间的安全开关2_sw。这里，示例性地示出了八个子包2a至2h，通过将多个电池单元编为一组来形成每个子包，但这是非限制性的。另外，安全开关2_sw设置在子包2d和子包2e之间，并且可在用户改变电池或者执行与电池相关的操作时为了用户的安全手动地导通或截止安全开关2_sw。在当前实施例中，安全开关2_sw设置在子包2d和子包2e之间，但这是非限制性的。输出端2_out1和2_out2连接到逆变器8。
电流传感器3测量电池2的输出电流的量，并将测量的量输出到BMC1的感测单元10。更具体地讲，电流传感器3可以设置为利用霍尔元件测量输出电流的量并输出与测量的量对应的模拟电流信号的霍尔变流器(hall currenttransformer，Hall CT)，或者电流传感器3可以设置为分流电阻器，所述分流电阻器输出与流过插在负载线上的电阻器的电流对应的电压信号。
冷却风扇4响应来自BMC1的控制信号冷却由电池2的充电/放电产生的热，并防止可由温度上升导致的电池2的充电/放电效率的劣化和/或降低。
保险丝5防止可由电池2的断开或短路导致的过流电流(overflow current)传输到电池2。即，当电流过量时，保险丝5断开连接，以截断电流流动。
当发生故障时，主开关6响应来自BMC1或者来自MTCU7的控制信号导通/截止电池2。故障可包括例如过电压、过电流和/或过度的电池温度。过电压可定义为超过***的电压极限的电压。过电流可定义为超过***的电流极限的电流(安培数)。过度的温度可定义为超过电池和/或单独的电池单元的温度极限的温度。
根据多个实施例，BMC1包括感测单元10、主控制单元(MCU)20、内部电源30、电池单元平衡单元40、存储单元50、通信单元60、保护电路单元70、加电复位单元(power-on reset unit)80和外部接口90。
感测单元10测量总体电池包电流/安培数(在下文中称作“包电流”)、总体电池包电压(在下文中称作“包电压”)、每个电池单元电压、每个电池单元温度和***温度。感测单元10可将测量的值传输到MCU20。
MCU20在启动(key-on)(交通工具启动)和停车(parking)期间利用参考电压Vref检测电压检测单元116的电路的异常。根据本发明的多个示例性实施例，电压检测单元116的电路的异常包括由可发生在电压检测单元116的组成元件之间的短路或烧坏引起的电路的差错。根据本发明的多个实施例，术语“停车”表示运行的或先前运行的交通工具的电池中的0(零)电流已经持续预定时间。停车还可以包括交通工具空转(idling)的延长时间段。
根据一些实施例，如图2所示，在启动时，MCU20将控制信号传输到3触点继电器113。3触点继电器113响应传输的控制信号连接到辅助电源单元112。3触点继电器113从辅助电源单元112接收参考电压(Vref)，并将Vref传输到电压检测单元116。电压检测单元116随后产生对应于传输的参考电压Vref并且发送到MCU20的输出电压。MCU20将所述输出电压除以参考电压Vref，计算启动时的有效增益(effective gain)，并将启动时计算的有效增益与先前停止(key-off)时的有效增益做比较。当计算的启动时的有效增益与先前停止时的有效增益相同时，MCU20确定电压检测单元116的电路为正常。然而，当计算的启动时的有效增益与先前停止时的有效增益不相同时，MCU20确定电压检测单元116的电路为异常。
根据本发明的多个实施例，3触点开关设置为与电池单元继电器111_1至111_40的输出端、辅助电源单元112和电压检测单元116的电容器C1连接，并响应MCU20的控制信号连接到辅助电源单元112或电池单元继电器111_1至111_40的输出端。在停车时，MCU20以与计算启动时的有效增益的方式相同的方式计算停车时的有效增益。MCU20将计算的停车时的有效增益与先前的有效增益做比较。当计算的停车时的有效增益与先前的有效增益大致相同时，MCU20确定电压检测单元116的电路为正常。然而，当计算的停车时的有效增益与先前的有效增益大致不相同时，MCU20确定电压检测单元116的电路具有异常。
在一些实施例中，内部电源30将来自备用电池的功率(power)提供到BMC1。电池单元平衡单元40平衡每个电池单元的充电和/或放电级(stage)。即，充电较高的单元被放电，充电较少的单元被充电。当BMC1的电源关闭时，存储单元50存储电池的当前的充电状态(SOC)或者加热状态(state ofheating，SOH)的数据。这里，任何适合的存储器件可以用于存储单元50，例如，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)可用于存储单元50。
在多个实施例中，通信单元60与交通工具的MTCU7连通。通信单元60将SOC或SOH信息从BMC1传输到MTCU7。通信单元60可从MTCU7接收交通工具状态信息，并可将该信息传输到MCU20。保护电路单元70是利用硬件元件保护电池2不受过电流或过电压影响的次级电路。保护电路单元70利用设置在MCU中的固件(firmware)保护电池2。当BMC1的电源接通时，加电复位单元80将整个***复位。外部接口90可用于将BMS11的辅助装置连接到MCU20。辅助装置的示例包括冷却风扇4、主开关6等。
根据多个实施例，MTCU7根据与交通工具的加速、制动(breaking)或速度有关的信息来计算当前的交通工具的运行状态。例如，MTCU可利用该信息计算与交通工具的扭矩需求相关的信息。更具体地讲，当前的交通工具的运行状态包括用于启动交通工具的启动模式、用于停止交通工具的停止模式、待命运行模式和加速运行模式。MTCU7将交通工具状态信息传输到BMC1的通信单元60。MTCU7根据扭矩信息控制电动发动机9。即，MTCU7通过控制逆变器8的开关根据扭矩信息来控制电动发动机9的输出。此外，MTCU7通过BMC1的通信单元60从MCU20接收电池2的SOC，并控制电池2的SOC达到目标值(例如55％)。例如，当从MCU20传输的SOC低于55％时，MTCU7通过控制逆变器8的开关使电功率流向电池2，从而使电池2充电。在对电池充电的过程中，电流可具有负(-)值。当SOC高于55％时，MTCU7通过控制逆变器8的开关使电功率流向电动发动机9，从而对电池2放电。在放电过程中，电池电流可以具有(+)值。因此，逆变器8响应MTCU7的控制信号对电池2充电/放电。
基于从MTCU7传输的扭矩信息，电动发动机9通过利用电池2的电能驱动交通工具。例如，通过基于SOC信息在可允许的范围内对电池2充电/放电，MTCU7防止电池2的过充电和/或过放电，从而有效地利用电池2和/或延长电池寿命。在一些应用中，在将电池2安装在交通工具中之后难以测量准确的SOC，然而，BMC1可通过利用感测单元10感测的电池电流和电池电压来准确地测量SOC。BMC1可以将测量的SOC传送给MTCU7。
现在，将参照图2、图3和图4描述根据本发明示例性实施例的如何确定电压检测单元的电路的异常。
根据一些实施例，如图2所示，电池管理***100可包括感测单元10。感测单元10包括电池单元继电器111_1至111_40、辅助电源单元112和电压检测单元116。感测单元10可从MCU20接收控制信号。
在一些实施例中，MCU20产生并传输第一控制信号，以控制电池单元继电器111_1至111_40。响应于第一控制信号，电池单元继电器111_1至111_40将电池2的多个电池单元与电压检测单元116顺序连接。MCU20可产生并传输第二控制信号，以控制3触点继电器113。响应于第二控制信号，3触点继电器113连接到辅助电源单元112，或者连接到电池单元继电器111_1至111_40的输出端。MCU20可产生并传输第三控制信号，以控制电压检测单元116的控制继电器114。响应于第三控制信号，控制继电器114将存储在电容器C1中的电压传输到差分放大端子115。
根据如图3所示的示例性实施例，由于电池单元的数量被限制为40，所以电池单元继电器111_1至111_40的数量被限制到40。然而，在本教导的范围内改变电池单元继电器的数量，使得电池单元继电器的数量大体与形成电池的电池单元的总数量对应。另外，电池单元继电器的输出端可对应于连接到电池单元继电器的输出端的电池单元的总数量。辅助电源单元112和电压检测单元116可包括公共端，并可顺序地连接到多个电池单元继电器。在多个实施例中，电压检测单元116的输入端是3触点继电器113。这种构造能够使得电池单元电压和参考电压Vref通过3触点继电器113传输，而不用连接到其它开关。因此，与传统的电压检测电路相比，可简单地构造电路。因此，可以防止电池的电流泄露，并可利用通过3触点继电器113传输的参考电压Vref确定电压检测单元116的电路在启动和停车时的异常，从而更安全地利用电池。
根据本发明的多个实施例，关于差分放大端子115的术语“放大”包括从差分放大端子115输出的电压的“增大和/或减小”。例如，差分放大端子115的输出电压根据增益的值可以“增大和减小”，且为了便于理解，使用了术语“差分放大”。差分放大端子115包括一个或多个电阻器，根据电阻器的电阻比(resistance ratio)放大输入电压，从而产生输出电压。在下文中，根据本发明的示例性实施例，差分放大端子115的电阻器的电阻比被定义为通过将电压检测单元116的输出电压除以输入电压而计算的值和“增益”，例如，被计算为输出电压Vout与输入电压Vin之比即Vout/Vin的值被定义为“有效增益”。差分放大端子可以是运算放大器，例如反相运算放大器或同相运算放大器。
电池单元继电器111_1至111_40分别连接到电池的各个电池单元的正端和负端。电池单元继电器111_1至111_40响应MCU20的第一控制信号将电池的每个电池单元的电压传输到电压检测单元116的3触点继电器113。更具体地讲，当触点S2响应传输到3触点继电器113的第二控制信号连接到电容器C1的第一电极时，3触点_开关21132的触点S4连接到电容器C1的第二电极，电池单元继电器111_1至111_40将电池单元电压传输到3触点继电器113。
辅助电源单元112可以连接到3触点_开关11131的触点S1，并可将参考电压施加到3触点继电器113。更具体地讲，响应于传输到3触点继电器113的第二控制信号，3触点_开关11131的触点S1连接到电容器C1的第一电极，3触点_开关21132的触点S3连接到电容器C1的第二电极。以这种方式，辅助电源单元112将参考电压Vref施加到3触点继电器113。电压检测单元116包括3触点继电器113、电容器C1、控制继电器114和差分放大端子115。电压检测单元116是顺序地连接到分别与电池单元连接的电池单元继电器111_1至111_40的公共电路端，接收电池单元电压和参考电压Vref，根据增益将其放大，并产生输出电压。
在一些实施例中，3触点继电器113设置在电池单元继电器111_1至111_40的输出端、辅助电源单元112和电容器C1之间。3触点继电器113包括可连接到电容器C1的第一电极的3触点_开关11131和连接到电容器C1的第二电极的3触点_开关21132。当3触点_开关11131的第一触点S1连接到电容器C1的第一电极时，3触点_开关21132的第一触点S3连接到电容器C1的第二电极。当3触点_开关11131的第二触点S2连接到电容器C1的第一电极时，3触点_开关21132的第二触点S4连接到电容器C1的第二电极。
可响应从MCU20传输的第二控制信号操作3触点继电器113。根据第二控制信号的电压电平来不同地操作3触点继电器113。当第二控制信号具有第一电压电平时，3触点继电器113将触点S1与电容器C1的第一电极连接，并将触点S3与电容器C1的第二电极连接，因此，可将参考电压Vref传输到电容器C1。当第二控制信号具有第二电压电平时，3触点继电器113将触点S2与电容器C1的第一电极连接，并将触点S4与电容器C1的第二电极连接，因此，可将施加的电池单元电压传输到电容器C1。
根据本发明的一些示例性实施例，3触点继电器113连接到辅助电源单元112，从辅助电源单元112接收参考电压Vref，并将Vref传输到电容器C1，从而确定电压检测单元116电路在启动和停车时的异常。当检测电池单元电压时，3触点继电器113连接到电池单元继电器111_1至111_40的输出端，并将电池单元电压传输到电容器C1。随后，控制继电器114将存储在电容器C1中的电压传输到差分放大端子115。此时，3触点_开关11131的触点S1和S2不连接到电容器C1的第一电极，并可称为浮置的(floating)，3触点_开关21132的触点S3和S4不连接到电容器C1的第二电极，并可称为浮置的。
根据多个实施例，电容器C1存储与从3触点继电器113传输的电池单元电压和参考电压Vref对应的电压。存储在电容器C1中的电压根据电容器C1的电容来确定。
控制继电器114响应MCU20的第三控制信号将存储在电容器C1中的电压传输到差分放大端子115。
差分放大端子115根据与至少一个电阻器的比对应的增益将传输的电压放大，并产生输出电压。差分放大端子115将产生的输出电压传输到A/D转换器117。
根据一些实施例，A/D转换器117为了被MCU20识别而转换传输的输出电压，并将转换的输出电压传输到MCU20。
这里，用于确定电路异常的多个实施例利用从辅助电源单元112通过3触点继电器113传输的参考电压Vref。在启动和停车时，3触点继电器113响应第二控制信号将辅助电源单元112与电容器C1的第一电极连接，并将触点S3与电容器C1的第二电极连接。随后，辅助电源单元112将参考电压Vref传输到电容器C1。电容器C1存储对应于传输的参考电压Vref的电压。控制继电器114响应MCU20的第三控制信号将对应于传输的参考电压Vref的电压传输到差分放大端子115。
在一些实施例中，差分放大端子115根据增益放大传输的电压，并产生被发送到MCU20的输出电压。MCU20将产生的输出电压除以参考电压Vref，从而计算有效增益。MCU20将启动时计算的有效增益与先前停止时计算的有效增益做比较。当启动时计算的有效增益与先前停止时的有效增益不相同时，MCU20确定电压检测单元116的电路具有异常。当已经通过停车时传输的参考电压Vref计算出有效增益时，MCU20将停车时计算的有效增益与先前的有效增益做比较。当停车时计算的有效增益与先前的有效增益不相同时，MCU20确定电压检测单元116的电路具有异常。
图3示意性地示出了根据本发明多个实施例的感测单元和电压检测单元。如何利用通过连接到辅助电源单元112的3触点继电器113传输的参考电压Vref来确定电路的异常可与关于图1所描述的相似。因此，在这里仅描述不同的部分。
如图3所示，电压检测单元116包括电压跟随单元(voltage following unit)115′。电压跟随单元115′接收存储在电容器C1中且对应于参考电压Vref的电压，并执行缓冲功能。实际上，所述缓冲功能可用于输出传输的电压。随后，MCU20将产生的输出电压除以参考电压Vref，从而计算出有效增益。MCU20将计算出的有效增益与先前停止时的有效增益或者先前的有效增益做比较，并检查电压检测单元116的电路的异常。
可通过相应于参考电压Vref而产生的其它值来确定电压检测单元116的电路的异常。可通过将检测到的电池单元电压的总和与整个电池电压做比较而不是改变电路来确定分别连接到电池单元的电池单元继电器111_1至111_40的电路的异常，从而降低成本并简化电路。
根据各个实施例，如图4所示，在启动和停车时，电压检测单元116产生对应于传输的参考电压Vref的输出电压。所述方法包括利用有效增益来确定电压检测单元116的电路的异常，其中，通过将产生的输出电压除以参考电压Vref来计算有效增益，将详细描述这种方法。
所述方法可包括操作S100，操作S100关于是否从交通工具接收到启动信号。在这个实施例中，MCU20确定是否检测到启动信号。如果接收到启动信号，则所述方法进行操作S120。在操作S120，如果检测到启动信号，则MCU20传输第一控制信号。第一控制信号引起一个或多个相关的电池单元继电器(例如电池单元继电器111_1至111_40)的连接。在操作S130，MCU20将第二控制信号传输到3触点继电器113。3触点继电器113将3触点_开关11131的第一触点S1与电容器C1的第一电极连接。3触点继电器113还将3触点_开关21132的第一触点S3与电容器C1的第二电极连接。在操作S140，参考电压Vref被传输到电容器C1。
在操作S150，电压检测单元116产生对应于传输的参考电压Vref的输出电压。在操作S160，MCU20计算有效增益。可通过将产生的输出电压除以参考电压Vref来计算有效增益。
在操作S170，MCU20将来自操作S160的有效增益与先前的有效增益做比较。先前的有效增益可以是先前停止时确定的有效增益。在这种情况下，操作S160中确定的有效增益可以指启动时的有效增益。在操作S170，如果确定启动时的有效增益与先前的有效增益相同，则MCU20确定电压检测单元116的电路操作正常，并且所述方法结束。接着，可重复所述方法。
在操作S170，如果确定启动时的有效增益与先前停止时的有效增益不同，则所述方法进行操作S190。在操作S190，MCU20确定电压检测单元116的电路具有异常。在操作S200，MCU20将第一控制信号传输到电池单元继电器111_1至111_40，从而截止电池单元继电器111_1至111_40。如果在操作S100没有确定启动，则在操作S110，MCU20对停车进行确定。如果没有检测到停车，则MCU20不确定电压检测单元116的电路的异常，并且所述方法结束。
如果在操作S110检测到停车，则所述方法可进行操作S120。在操作S120，MCU20传输第一控制信号并连接电压感测单元10的电池单元继电器111_1至111_40。在操作S130，MCU20将第二控制信号传输到3触点继电器113。响应于第二控制信号，3触点继电器113将3触点_开关11131的第一触点S1与电容器C1的第一电极连接，并将3触点_开关21132的第一触点S3与电容器C1的第二电极连接。在操作S140，MCU20将参考电压Vref传输到电容器C1。此时，3触点继电器113将参考电压Vref传输到电容器C1。在操作S150，电压检测单元116产生对应于传输的参考电压Vref的输出电压。在操作S160，MCU20将产生的输出电压除以参考电压Vref，从而计算出停车时的有效增益。在操作S180，MCU20将停车时的有效增益与先前的有效增益做比较。先前的有效增益可以是例如启动时确定的有效增益。当在操作S110检测到停车信号时，在操作S160中确定的有效增益可被称作停车时的有效增益。如果确定停车时的有效增益与先前的有效增益相同，则MCU确定电压检测单元的电路操作正常，并且结束所述方法。在一些实施例中，随后所述方法再次开始。
在一些实施例中，如果在操作S180中停车时的有效增益与先前的有效增益不同，则所述方法进行操作S190。在操作S190，MCU20确定电压检测单元的电路具有异常。在操作S200，MCU20将第一控制信号传输到任何连接的电池单元继电器，从而截止电池单元继电器111_1至111_40。
虽然已经结合当前被认为是实践性的示例性实施例的内容描述了本发明，但是应当理解，本发明不局限于公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
根据本发明示例性实施例的电池管理***及其方法可以利用启动和停车时的参考电压来确定电压检测单元的电路的异常。
根据本发明示例性实施例的电池管理***及其方法与传统的电压检测电路相比可以简单地构造电路。
因此，简单的电路确定了电压检测单元的异常，所以它可以降低成本并防止小的电流泄露。
虽然已经示出和描述了本发明的一些示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对本发明做出改变，本发明的范围限定在权利要求及其等同物中。

Claims (16)

1.一种用于多个电池单元和多个电池单元继电器的电池管理***，多个电池单元继电器分别连接到多个电池单元，所述电池管理***包括：
辅助电源单元；
电压检测单元，包括3触点继电器，3触点继电器在多个电池单元继电器中的至少一个导通时传输来自于多个电池单元继电器中的至少一个电池单元继电器的输入电压，并在启动和停车时传输来自辅助电源单元的输入电压，电压检测单元用于存储与通过3触点继电器传输的来自辅助电源单元的输入电压对应的第一电压，并用于产生与第一电压对应的第二电压；
主控制单元，用于计算根据第二电压与输入电压之比计算有效增益，并用于控制3触点继电器。
2.如权利要求1所述的电池管理***，其中，电压检测单元包括差分放大端子，以根据电压检测单元的增益放大第一电压。
3.如权利要求1所述的电池管理***，其中，电压检测单元包括电压跟随单元，以接收第一电压，并传输与第一电压相同的第二电压。
4.如权利要求2所述的电池管理***，其中：
3触点继电器在启动和停车时将辅助电源单元连接到电压检测单元，来自辅助电源单元的输入电压是参考电压；
主控制单元根据第二电压与参考电压之比计算有效增益。
5.如权利要求4所述的电池管理***，其中，主控制单元将启动时计算的有效增益与先前停车时计算的有效增益做比较，并确定电压检测单元的电路是否具有异常。
6.如权利要求5所述的电池管理***，其中，主控制单元将停车时计算的有效增益与先前启动时计算的先前的有效增益做比较，并基于所述比较确定电压检测单元的电路是否具有异常。
7.如权利要求6所述的电池管理***，其中，电池管理***还包括用于转换从电压检测单元传输的输出电压的模拟/数字转换器，并将转换的输出电压传输到主控制单元。
8.一种用于多个电池单元的电池管理***，多个电池单元继电器分别连接到多个电池单元，所述电池管理***包括：
辅助电源单元；
3触点继电器，用于在至少一个电池单元继电器导通时传输来自多个电池单元继电器中的至少一个电池单元继电器的输入电压，并用于在启动和停车时传输来自辅助电源单元的输入电压；
电容器，用于存储与通过3触点继电器传输的来自辅助电源单元的输入电压对应的第一电压；
差分放大端子，用于接收存储在电容器中的第一电压，并用于根据增益放大第一电压，从而产生第二电压；
控制继电器，用于选择性地连接电容器和差分放大端子。
9.如权利要求8所述的电池管理***，还包括：
主控制单元，用于在启动和停车时将3触点继电器与辅助电源单元连接，并用于根据第二电压与参考电压之比计算有效增益，所述参考电压通过3触点继电器传输。
10.一种用于多个电池单元和多个电池单元继电器的电池管理***，多个电池单元继电器分别连接到多个电池单元，所述电池管理***包括：
辅助电源单元；
3触点继电器，用于在至少一个电池单元继电器导通时传输来自于所述至少一个电池单元继电器的输入电压，并用于在启动和停车时传输来自辅助电源单元的输入电压；
电容器，用于存储与通过3触点继电器传输的来自辅助电源单元的输入电压对应的第一电压；
电压跟随单元，用于接收第一电压，并传输与第一电压相同的第二电压；
控制继电器，用于当第一电压被传输到电压跟随单元时选择性地将电容器与电压跟随单元连接。
11.如权利要求10所述的电池管理***，还包括主控制单元，主控制单元用于在启动和停车时连接3触点继电器与辅助电源单元，并用于根据第二电压与通过3触点继电器传输的参考电压之比计算有效增益。
12.一种用于电池管理***的方法，所述电池管理***包括多个电池单元、辅助电源单元、3触点继电器和电压检测单元，其中，3触点继电器用于在启动和停车时连接到辅助电源单元，电压检测单元用于利用通过3触点继电器传输的参考电压来产生输出电压，所述方法包括：
在启动和停车中的一种情况时，将参考电压传输到电压检测单元；
产生对应于参考电压的输出电压；
根据输出电压与参考电压之比计算有效增益；
将所述有效增益与先前启动和先前停车中的一种情况时计算的先前的有效增益做比较。
13.如权利要求12所述的方法，其中，产生输出电压的步骤包括根据增益放大第一电压，从而产生输出电压。
14.如权利要求12所述的方法，其中，产生输出电压的步骤包括接收参考电压和传输输出电压，其中，输出电压与参考电压相同。
15.如权利要求12所述的方法，其中，比较有效增益的步骤还包括：当启动时计算的有效增益与先前停车时计算的有效增益不相同时，确定电压检测单元的电路具有异常。
16.如权利要求12所述的方法，其中，比较有效增益的步骤还包括：当停车时计算的有效增益与先前启动时计算的有效增益不相同时，确定电压检测单元的电路具有异常。
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