CN102951035A - 用于使用单体容量在车辆中执行单体平衡的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于使用单体容量在车辆中执行单体平衡的***和方法。具体地，在车辆电池组上执行单体平衡的***和方法。单体平衡调节在电池组的使用期间哪些单体被放电。可使用独立单体容量来确定独立单体放电多久。

Description

用于使用单体容量在车辆中执行单体平衡的***和方法
技术领域
本发明大体涉及在车辆的多单体电池中执行单体平衡，并且更具体地涉及用于使用独立单体容量执行单体平衡的***和方法。
背景技术
汽车技术在寻找在车辆推进***中使用汽油作为主要能源的替代方案的领域中飞速发展。这些技术中的多种利用从燃烧发动机重获机械能中的一些作为存储的电能的混合机电***或完全消除对内燃机的需要的纯电力推进***。随着这些进展，车辆中电能的存储和管理已经变得特别重要。
电荷状态(SOC)是对电池中可用电荷数量相对于电池的容量的常用的测量。在使用纯电力或混合电力推进***的汽车应用中，SOC测量值提供可用于推进车辆的能量的量的有用指示。类似于由燃料计提供的信息，SOC测量值可为电动车辆的驾驶员提供车辆在能量耗尽之前可行驶多久的指示。
电池的实际容量是表示可存储在电池中的总电荷量的另一重要度量标准。通常，在制造电池时定其额定容量。然而，随着电池老化，其容量也下降。在汽车应用中，因为电池的实际容量对SOC测量值的影响，所以确定电池的实际容量变得十分重要。其中电池的SOC测量值有些类似于常规燃料箱相对于其总体积（例如，其容量）的“充满”程度，电池不同于常规燃料箱，因为它们的总容量随时间下降。例如，车辆电池随其老化可仅具有其初始容量的80%。因此，除调节其SOC估值之外，可使用电池的实际容量来评估电池的总体情况和性能。
当电池内的单个单体（cell）串联时，单体平衡提供有用的技术以最佳化电池组的容量。在具有多个单体的电池中，整个组的容量取决于具有最低容量的单体。如果组中的单体不平衡，则可发生两个潜在的问题。第一，当正在对电池充电时，由于一些单体在其它单体已经充满之前到达它们的充满容量，所以单体冒过度充电的风险。第二，当对电池放电时，尚未充满的单体将在其它单体之前变得完全耗尽。在两种情况下，单体寿命缩短，导致电池组的较低的性能和缩短的寿命。然而，目前的单体平衡技术未能解释组中独立单体容量中的变化并且可能在低容量单体上错误地执行单体平衡。
发明内容
在一个实施例中，公开了一种用于在具有多个单体的车辆电池组上执行单体平衡的方法。该方法包括用一个或多个处理器计算或接收组内的多个单体的平均单体容量。该方法还包括确定独立单体的单体容量和平均单体容量之间的差。该方法还包括：使用所述差来确定对来自独立单体的电流的流动进行调节的平衡门的放电计时器值，以及基于已确定的放电计时器值，控制平衡门以使独立单体放电。
在另一实施例中，公开了一种用于在具有多个单体的车辆电池组上执行单体平衡的控制器。该控制器包括一个或多个处理器和联接到所述一个或多个处理器的存储器。该存储器存储可执行指令，所述可执行指令当由所述一个或多个处理器执行时，促使所述一个或多个处理器计算或接收所述多个单体的平均单体容量以及确定独立单体的单体容量和所述平均单体容量之间的差。所述指令还促使所述一个或多个处理器使用所述差来确定对来自独立单体的电流的流动进行调节的平衡的放电计时器值以及产生促使平衡门使独立单体放电持续对应于已确定的放电计时器值的时间量的控制命令。
在另一实施例中，公开了一种用于在车辆中执行单体平衡的***。该***包括电压传感器，该电压传感器被配置成测量电池组的电压和组内的多个单体的电压。该***还包括电流传感器，该电流传感器被配置成测量到组中的电流和从组出来的电流。该***还包括处理电路，该处理电路具有接收来自电压传感器的电压数据和来自电流传感器的电流数据的接口、一个或多个处理器、以及联接到所述一个或多个处理器的存储器。该存储器存储可执行指令，所述可执行指令当由所述一个或多个处理器执行时，促使所述一个或多个处理器使用电压或电流数据计算所述多个单体的平均单体容量并且计算独立单体的单体容量。所述指令还促使所述一个或多个处理器确定独立单体的单体容量和平均单体容量之间的差并且使用所述差来确定对来自独立单体的电流的流动进行调节的平衡门的放电计时器值。所述指令还促使所述一个或多个处理器产生使得平衡门使独立单体放电持续对应于已确定的放电计时器值的时间量的控制命令。
本发明提供如下方案：
1. 一种用于在具有多个单体的车辆电池组上执行单体平衡的方法，包括：
通过一个或多个处理器计算或接收所述多个单体的平均单体容量；
确定独立单体的单体容量和所述平均单体容量之间的差；
使用所述差来确定用于对来自所述独立单体的电流流动进行调节的平衡门的放电计时器值；以及
基于已确定的放电计时器值，控制所述平衡门以使所述独立单体放电。
2. 根据方案1所述的方法，其特征在于，使用如下公式来确定所述放电计时器值：
计时器放电=                                                
Figure 383871DEST_PATH_IMAGE001
其中容量i是独立单体容量，容量平均是所述组的平均单体容量，I旁路是与所述平衡门相关联的旁路电流，并且Z是将容量转换成所述处理器的计数的转换因子。
3. 根据方案1所述的方法，其特征在于，其还包括为显示器提供所述放电计时器值。
4. 根据方案1所述的方法，其特征在于，其还包括使用来自所述单体的放电能量来推进所述车辆。
5. 根据方案1所述的方法，其特征在于，其还包括使用所述放电能量来对所述车辆中的电子元件提供功率。
6. 根据方案1所述的方法，其特征在于，其还包括：
将放电计时器值的历史存储在存储器中。
7. 一种用于在具有多个单体的车辆电池组上执行单体平衡的控制器，所述控制器包括：
一个或多个处理器，以及
存储器，其联接到所述一个或多个处理器，其中所述存储器存储可执行指令，所述可执行指令当由一个或多个处理器执行时，促使所述一个或多个处理器：
计算或接收所述多个单体的平均单体容量；
确定独立单体的单体容量和所述平均单体容量之间的差；
使用所述差来确定用于对来自所述独立单体的电流流动进行调节的平衡门的放电计时器值；以及
产生促使所述平衡门使所述独立单体放电持续对应于已确定的放电计时器值的时间量的控制命令。
8. 根据方案7所述的控制器，其特征在于，使用如下公式来确定所述放电计时器值：
计时器放电=
Figure 588587DEST_PATH_IMAGE001
其中容量i是独立单体容量，容量平均是所述组的平均单体容量，I旁路是与所述平衡门相关联的旁路电流，并且Z是将容量转换成所述一个或多个处理器的计数的转换因子。
9. 根据方案7所述的控制器，其特征在于，所述指令还促使所述一个或多个处理器对显示器提供所述放电计时器值。
10. 根据方案7所述的控制器，其特征在于，所述指令还促使所述一个或多个处理器确定需要能量来推进所述车辆以及响应于需要能量来推进所述车辆的确定产生所述控制命令。
11. 根据方案7所述的控制器，其特征在于，所述指令还促使所述一个或多个处理器确定需要能量来对所述车辆中的电子元件提供功率以及响应于需要能量来对所述车辆中的电子元件提供功率的确定产生所述控制命令。
12. 根据方案7所述的控制器，其特征在于，所述指令还促使所述一个或多个处理器将放电计时器值的历史存储在所述存储器中。
13. 根据方案12所述的控制器，其特征在于，所述指令还促使所述一个或多个处理器对位于所述车辆外侧的电子装置提供所述放电计时器值的历史。
14. 根据方案13所述的控制器，其特征在于，所述电子装置是手持装置。
15. 一种用于在车辆中执行单体平衡的***，所述***包括：
电压传感器，其被配置成测量电池组的电压和所述组内的多个单体的电压；
电流传感器，其被配置成测量到所述组中的电流和从所述组出来的电流；以及
处理电路，其包括：
接口，其接收来自所述电压传感器的电压数据和来自所述电流传感器的电流数据；
一个或多个处理器；以及
存储器，其联接到所述一个或多个处理器，其中所述存储器存储可执行指令，所述可执行指令当由一个或多个处理器执行时，促使所述一个或多个处理器：
使用所述电压或电流数据计算所述多个单体的平均单体容量；
计算独立单体的单体容量；
确定所述独立单体的单体容量和所述平均单体容量之间的差；
使用所述差来确定对来自所述独立单体的电流流动进行调节的平衡门的放电计时器值；以及
产生促使所述平衡门使所述独立单体放电持续对应于已确定的放电计时器值的时间量的控制命令。
16. 根据方案15所述的***，其特征在于，使用如下公式来确定所述放电计时器值：
计时器放电=
Figure 787488DEST_PATH_IMAGE001
其中容量i是所述独立单体容量，容量平均是所述组的平均单体容量，I旁路是与所述平衡门相关联的旁路电流，并且Z是将容量转换成所述一个或多个处理器的计数的转换因子。
17. 根据方案15所述的***，其特征在于，其还包括单体平衡控制器，所述单体平衡控制器提供对所述平衡门的打开和关闭的控制，其中所述处理电路对所述单体平衡控制器提供所述控制命令，并且其中所述单体平衡控制器响应于接收所述控制命令，打开或关闭所述平衡门。
18. 根据方案15所述的***，其特征在于，所述控制命令包括打开或关闭所述平衡门的电压。
19. 根据方案15所述的***，其特征在于，所述指令还促使所述一个或多个处理器将放电计时器值的历史存储在所述存储器中。
20. 根据方案19所述的***，其特征在于，所述指令还促使所述一个或多个处理器对位于所述车辆外侧的电子装置提供所述放电计时器值的历史。
附图说明
当结合下列附图阅读时，可最佳地理解特定实施例的下列详细描述，其中类似的结构用类似的附图标记指示，并且其中：
图1是具有电池组的车辆的示意图，
图2是图1的车辆的详图，
图3是图1-2中所示的电池组的详图，
图4是用于执行单体平衡的计算机化方法，并且
图5是图2-3的电池控制模块的详细示意图。
在附图中所阐明的实施例在本质上是例证性的并且不旨在成为对由权利要求限定的实施例的限制。而且，鉴于以下详细描述，附图和实施例的独立方面将更加明显并且得到理解。
具体实施方式
如上所述，目前的单体平衡技术未能解决组中独立单体的容量中的变化。根据本发明的方面，以单体电平的容量估计允许获得更多的关于电池的状态的信息。可使用该信息来提高单体平衡技术的性能，因为它解释了独立单体的容量中的变化。
现在参照图1，示出了根据示例性实施例的车辆100。车辆100包括电池组102，该电池组102使用混合电力或纯电力推进***提供电功率以推进车辆100。电池组102可包括多个电池单体、模块、或离散电池集，所述多个电池单体、模块、或离散电池集共同工作以为车辆100提供推进功率和/或为在车辆100中的电子元件（例如，音频电子元件、导航电子元件、通信电子元件、诊断电子元件等）提供功率。车辆100还包括车辆控制器104。车辆控制器104可操作地连接到电池组102并且提供对电池组102的运行的监测和控制。车辆控制器104还可监测或控制车辆的一个或多个其它功能。例如，车辆控制器104可对车辆100内的电子显示器提供关于电池组102的运行状态的信息以对车辆的驾驶员传达该信息。在其它例子中，车辆控制器104还可控制车辆100的发动机、电气***、或排气***的操作。
车辆控制器104可以是包括任意数量的硬件和软件部件的处理电路。例如，车辆控制器104可包括与一个或多个存储装置通信的一个或多个处理器。存储装置可存储机器指令，所述机器指令当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现此处所描述的特征中的一些或全部。
单体平衡：
现在参照图2，示出了根据示例性实施例的车辆100的详细示意图。电池组102包括模块230，该模块230提供累计的电功率以推进车辆100。模块230中的每一个包含多个电池单体232。类似地，电池单体232连接在一起以在电池组102的模块级处提供累计功率。
车辆100还被示出为包括多个连接到电池组102的传感器。电压传感器202测量电池组102、模块230、和/或单体232的电压并且经由总线210为控制器104的接口216提供电压值。电流传感器204测量电池组102、模块230、和/或单体232的电流并且经由总线212为控制器104的接口216提供电流值。温度传感器206测量电池组102、模块230、和/或单体232的温度并且经由总线214为控制器104的接口216提供温度值。传感器202、204、和206可以是任意数量的传感器或配置以测量与电池组102相关联的电压、电流、和温度。例如，温度传感器206可以是单个温度传感器，而电压传感器202和电流传感器204可以是测量电压和电流两者的组合的集成电路。应理解，在不偏离本公开的原理和教义的情况下，可使用任意数量的不同组合的传感器和传感器配置。
在一些实施例中，车辆100还可包括单体平衡控制器208，该单体平衡控制器响应于经由总线213从控制器104接收的控制命令，执行在电池组102上的单体平衡。在其它实施例中，省略了单体平衡控制器208并且控制器104可经由总线213直接对电池组102提供控制命令，以执行单体平衡。
总线210、212、213、和214可以是硬连接或无线连接的任意组合。例如，总线210可以是硬连接，用以对控制器104提供电压读数，而总线212可以是无线连接，用以对控制器104提供电流读数。在一些实施例中，总线210、212、213、和214是对控制器104传送电压、电流、和温度值的共享数据线的一部分。在其它实施例中，线路210、212、213、和214可包括一个或多个中间电路（例如，其它微控制器、信号过滤器等）并且在传感器202、204、206、单体平衡控制器208、和控制器104之间提供间接连接。
接口516被配置成经由线路210、212、和214从传感器202、204和206接收传感器数据。此外，接口516可被配置成在控制器104和单体平衡控制器208之间传输和/或接收数据。例如，接口216可包括一个或多个无线接收器，如果线路210、212、213、和214中的任一个是无线连接。如果线路210、212、213、和214中的任一个是有线连接，则接口216可包括一个或多个有线端口。接口216还可包括被配置成对来自202、204和206的传感器数据进行数字采样或过滤的电路。例如，接口216可在离散的时间（例如，k、k+1、k+2等）经由总线512对从电流传感器204收到的电流数据进行采样以产生离散的电流值（例如，I（k）、I（k+1）、I（k+2）等）。
控制器104还被示出为包括处理器219，该处理器219可以是可通信地联接到存储器220以及接口216和218的一个或多个处理器（例如，微处理器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列等）。存储器220可以是可存储机器可执行指令的任何形式的存储器，所述机器可执行指令当由执行处理器519时，实现此处所公开的功能中的一个或多个。例如，存储器520可以是RAM、ROM、闪存、硬盘驱动器、EEPROM、CD-ROM、DVD、其它形式的非暂态存储装置、或不同存储装置的任意组合。在一些实施例中，存储器220包括车辆控制模块222，该车辆控制模块提供对车辆100的一个或多个部件的控制。例如，车辆控制模块222可经由接口218提供对车辆100的发动机的控制或对车辆100内部的一个或多个显示装置提供状态条件信息（例如，车辆100的燃料低；基于电池组102的当前SOC，车辆100具有估计的剩下可行驶的英里数）。在一些实施例中，车辆控制模块222还可经由接口218与其它处理电路（例如，发动机控制单元、车载诊断***等）或其它传感器（例如，质量空气流量传感器、曲轴位置传感器等）通信。
接口218可在车辆100的处理器104和各种***之间提供一个或多个有线或无线连接。例如，接口518可在处理器104和仪表板显示器之间提供有线连接并且在处理器104和车载诊断***之间提供无线连接。在一些实施例中，接口218还可在处理器104和车辆100外部的其它计算***之间提供无线连接。例如，处理器104可经由蜂窝、WiFi、无线电、卫星连接等将状态条件信息传达给外部服务器。接口218还可包括一个或多个被配置成发送和接收车辆100的位置信息的接收器。例如，接口218可包括利用三角测量来确定车辆100的位置的GPS接收器或蜂窝接收器。在其它实施例中，接口216和218可以是共享接口。
存储器220还被示出为包括电池控制模块224，该电池控制模块224被配置成监测电池组102和控制电池组102的单体平衡。在一些实施例中，电池控制模块224还可利用来自传感器202、204、和/或206的传感器数据来确定独立单体232的单体容量。可使用任意数量的不同的技术来确定独立单体容量。例如，在2011年5月13日提交的标题为“systems and methods for determining cell capacity values in a multi-cell battery（用于确定多单体电池中单体容量值的***和方法）”并且转让给本发明的受让人的美国申请No.13/107,171中公开了用以计算独立单体容量值的***和方法，该申请的全文通过引用并入此处。
在另一个示例中，独立单体容量可由控制器104通过在电池组102上执行容量试验来计算。在这样的试验中，每个单体232被充满或充到单体的高电压极限（Vlid），直到电流非常小为止。这确保单体电压在期望的值。接着，单体232以1C速率放电（例如，如果单体容量是0.15625安培时，则单体将在 0.15625A或156.25mA下放电）直到电压达到最小值（Vfloor）为止。从Vlid到Vfloor穿过单体的安培时（Ahrs）的量将是独立单体的容量。
在又一个示例中，独立单体容量可由控制器104通过在每个单体232上执行电池状态估计而计算。在这样的试验中，每个电池单体232的SOC被确定并且然后被用来估计独立单体容量。该技术是类似于先前的基于电压的方法，但是不需要第二剩余的(rested)开放电路电压读数。在该试验中，独立单体232的单开放电路电压（例如，由电压传感器202）获得并且由控制器104转换成SOC估值。然后，当驱动车辆100时，（例如，来自电流传感器204的）电池电流还被重度过滤以看它何时变得非常小，这在发动机接通时发生。这也被称为电荷维持。在驱动期间，安培数每秒也由控制器104存储。如果平均已过滤电流保持很小持续规定的时间量，则SOC被认为是稳定的并且剩余的和目前报告的SOC之间的差用作ΔSOC。这被视为每秒穿越电池组102的安培数。然后，可将该结果转换成Ahrs（安培小时）以获得每个单体232的容量。
现在参照图3，示出了根据示例性实施例的电池组102的详细说明。如所示出的，每个模块230包括串联布置的多个单体232。平衡门302通过为电流的流动建立替代路径来控制电流流入到电池单体232中和从电池单体232流出。以这种方式，独立电池单体232的充电和放电可受到控制，从而使单体232平衡。可使用任意数量的不同的回路元件用于平衡门302（例如，晶体管、逻辑门等）。虽然特定的电路图被示出为电池组102的一部分，但是应理解的是，这仅仅是示例性的并且可布置平衡门302和电池单体232的任意组合以允许控制电池单体232的充电和放电。例如，单平衡门302可控制对多个单体232或单个单体232的充电和放电。在一些实施例中，单体平衡控制器208调节对平衡门302的打开和关闭，从而控制对单体232中的哪一个充电或放电。例如，单体平衡控制器208可从控制器104接收单体平衡命令并且相应地打开或关闭平衡门302。在其它实施例中，单体平衡控制器208是控制器104的一部分，从而提供对打开和关闭的平衡门208的直接控制。
现在参照图4，示出了根据示例性实施例的用于执行单体平衡的计算机化方法。方法400包括计算或接收多个单体的平均单体容量。在一些实施例中，独立单体容量值由一个或多个处理器（例如，处理器219等）确定。可利用任意数量的技术来确定独立单体容量。在其它实施例中，所述一个或多个处理器可从一个或多个其它计算装置接收独立单体容量。在任一情况下，可由所述一个或多个处理器（例如，使用简单平均、加权平均等）对独立单体容量平均，以便确定所述多个单体的平均单体容量。在进一步的实施例中，该确定由一个或多个其它计算装置作出并且被设置到所述一个或多个处理器。
在步骤404中，独立单体的容量和平均单体容量之间的差由所述一个或多个处理器确定。以这种方式，为所述多个单体建立单体容量的相对分布。该分布允许识别多个单体中的具有最高和最低单体容量的单体。例如，具有在平均容量之下最大的差的单体是在多个中具有最低容量的单体。
在步骤406中，由所述一个或多个处理器使用差值来确定对来自独立单体的电流的流动进行调节的平衡门的放电计时器值。因为如果使具有低容量的单体过度放电，则单体性能降低，所以可使用在步骤404中确定的差值来改变对独立单体充电或放电的时间量。例如，放电计时器值可对应于平衡门302保持打开或关闭的时间量。在一个实施例中，放电计时器值（计时器放电）可使用如下公式确定：
计时器放电=
Figure 331732DEST_PATH_IMAGE001
其中容量i是独立单体容量，容量平均是将被平衡的单体的平均单体容量，I旁路是与平衡门相关联的旁路电流，并且Z是将容量转换成用于对平衡门进行控制的所述一个或多个处理器的计数的转换因子。例如，I旁路可通过测量（例如，通过电流传感器208，等）流过平衡门302的电流的大小来确定。通常以安培时为单位测量单体容量，意味着用容量差除以（以安培为单位测量的）旁路电流得出时长。由于数字***依赖于时钟周期来测量时间的流逝，所以可利用转换因子Z将最终时长转换成用于所述一个或多个处理器的计数。相应地，Z的值可改变，这取决于控制平衡门的打开和关闭的处理器的时钟周期。在其它实施例中，时间的原始测量值被用作放电计时器值，并且稍后通过直接控制平衡门的处理器转换成计数值。
在步骤408中，基于已确定的放电计时器值，控制平衡门以使独立单体放电。放电计时器值由控制平衡门的处理器使用以保持门打开或关闭达由放电计时器值规定的时间量，从而使独立单体放电。可使用由放电单体供应的功率例如来为车辆提供推进功率和/或来为车辆的电子元件提供功率。以这种方式，与具有较高容量的单体相比，具有较低容量的单体放电时间更短。
现在参照图5，示出了根据示例性实施例的控制器104的详细示意图。控制器104经由接口218与显示器516、接口装置514（例如，键盘、触摸屏、麦克风、或允许用户输入信息的任何其它装置）、和/或其它电子***512（例如，另一控制器、服务器、计算机、电路、或任何其它电子装置）通信。例如，如果其它电子***512包括与这样的***相关联的电子装置，则车辆控制模块222可提供对车辆100的排放***的控制。在另一个示例中，控制器104可对显示器516提供与车辆100的操作相关的视觉标记。
电池控制模块224可包括参数508，所述参数508超驰（override）或控制电池控制模块224的功能。在一些实施例中，可将参数508中的一些或全部预加载到存储器220中。在其它实施例中，可从接口装置514和/或其它电子***512将参数508的值提供给控制器104。
在一些实施例中，电池控制模块224包括独立单体容量估计器502。独立单体容量估计器502从传感器202、204、和/或206接收传感器数据并且使用传感器数据来确定在电池组102中的多个独立单体的单体容量。独立单体容量估计器502可利用多种技术来估计独立单体容量，如先前所讨论的。在其它实施例中，省略独立单体容量估计器502并且由其它电子***512和/或接口装置514对控制器104提供独立单体容量。
容量平均器504（例如，从独立单体容量估计器502、参数508、其它电子***512、接口装置514、或另一来源）接收多个单体的独立单体容量并且使用所收到的容量来计算所述多个单体的平均容量。在一些实施例中，容量平均器504可使用如下公式来将平均容量（容量平均）确定为简单平均：
容量平均=
Figure 325096DEST_PATH_IMAGE002
其中n是待被平衡的单体的数量并且容量i是第i个单体的容量。在其它实施例中，可对独立单体容量应用在参数508中所存储的权重因子来确定平均容量。容量平均器504还可对显示器516、接口装置514、和/或其它电子***512提供平均单体容量，用于进一步评估。
放电计时器值产生器508（例如，从容量平均器504或另一来源）接收平均单体容量和（例如，从独立单体容量估计器502或另一来源）接收独立单体容量并且使用这些值来产生独立单体的放电计时器值。放电计时器值表示独立单体将被放电的时间量。例如，放电计时器值可以是处理器的循环计数、时间的原始测量、或可被用来表示独立单体将被放电多久的任何其它值。在一些实施例中，可将放电计时器值（计时器放电）计算为：
计时器放电=
Figure 521503DEST_PATH_IMAGE001
其中容量i是独立单体容量，容量平均是将被平衡的单体的平均单体容量，I旁路是与平衡门相关联的旁路电流（例如，由电流传感器204测量出的旁路电流）, 并且Z是将容量转换成用于对平衡门进行控制的所述一个或多个处理器的计数的转换因子。
在一些实施例中，放电定时器值产生器508还可将所发生的值经由接口218提供给显示器516、接口装置514、和/或其它电子的***512，用于进一步评估。例如，利用手持装置或其它装置（例如，其它电子***512）的技工可观察放电计时器值以确定哪些单体表现不佳和/或需要维修。类似地，可对远程服务器（例如，其它电子***512）提供放电计时器值以允许车辆100的制造商评估电池组102的性能。
在进一步的实施例中，放电计时器值产生器508还可将放电计时器值的历史存储在存储器220中。例如，如果独立单体的最近单体容量估计不可用，则可使用历史计时器值。在另一个示例中，可使用历史来产生用于诊断目的的报告。
控制器104还可包括平衡命令产生器510。平衡命令产生器510确定对于电池组102来说何时需要单体平衡并且产生控制命令：促使与单体相关联的平衡门使该单体放电达由放电定时器值限定的时间量。平衡命令产生器510可使用电池组102的运行状态（例如，充电、放电、休眠等），来确定将被执行的单体平衡。例如，平衡命令产生器510可确定需要能量来为车辆中的电子元件提供功率和/或推进车辆。响应于该确定，在平衡命令产生器510提供所需要的功率时，它们可提供控制命令以使单体平衡。
在一些实施例中，单体平衡控制器208调节对平衡门的实际打开和关闭。在这种情况下，平衡命令产生器510可提供控制命令给单体平衡控制器208从而使其操纵平衡门。例如，控制命令可包括如下指示：将要执行单体平衡；单体平衡何时开始；和/或门将被（例如，使用放电计时器值）操纵持续多久。
在其它实施例中，省略单体平衡控制器208并且平衡命令产生器510提供对一个或多个平衡门的直接控制。在这种情况下，控制命令可以是电压或促使平衡门打开或关闭的其它信号。平衡命令产生器510可例如确定电池组102的单体平衡被需要，确定单体平衡何时开始，和/或对平衡门提供控制信号由放电计时器值指示的时间量。
按照以上描述，本发明的实施例的多种修改和变型是可能的。在不脱离本发明的范围的情况下，各种***和方法的上述实施例可单独被使用或在其任何组合中被使用。虽然描述和附图可示出步骤的特定顺序，但是应理解的是，在本公开中还构思了步骤的不同顺序。同样地，可同时或部分同时地执行一个或多个步骤。

Claims (10)

1.一种用于在具有多个单体的车辆电池组上执行单体平衡的方法，包括：
通过一个或多个处理器计算或接收所述多个单体的平均单体容量；
确定独立单体的单体容量和所述平均单体容量之间的差；
使用所述差来确定用于对来自所述独立单体的电流流动进行调节的平衡门的放电计时器值；以及
基于已确定的放电计时器值，控制所述平衡门以使所述独立单体放电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用如下公式来确定所述放电计时器值：
计时器放电=                                                
Figure 2012102916348100001DEST_PATH_IMAGE001
其中容量i是独立单体容量，容量平均是所述组的平均单体容量，I旁路是与所述平衡门相关联的旁路电流，并且Z是将容量转换成所述处理器的计数的转换因子。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括为显示器提供所述放电计时器值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括使用来自所述单体的放电能量来推进所述车辆。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括使用所述放电能量来对所述车辆中的电子元件提供功率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括：
将放电计时器值的历史存储在存储器中。
7.一种用于在具有多个单体的车辆电池组上执行单体平衡的控制器，所述控制器包括：
一个或多个处理器，以及
存储器，其联接到所述一个或多个处理器，其中所述存储器存储可执行指令，所述可执行指令当由一个或多个处理器执行时，促使所述一个或多个处理器：
计算或接收所述多个单体的平均单体容量；
确定独立单体的单体容量和所述平均单体容量之间的差；
使用所述差来确定用于对来自所述独立单体的电流流动进行调节的平衡门的放电计时器值；以及
产生促使所述平衡门使所述独立单体放电持续对应于已确定的放电计时器值的时间量的控制命令。
8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，使用如下公式来确定所述放电计时器值：
计时器放电=
Figure 342007DEST_PATH_IMAGE001
其中容量i是独立单体容量，容量平均是所述组的平均单体容量，I旁路是与所述平衡门相关联的旁路电流，并且Z是将容量转换成所述一个或多个处理器的计数的转换因子。
9.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述指令还促使所述一个或多个处理器对显示器提供所述放电计时器值。
10.一种用于在车辆中执行单体平衡的***，所述***包括：
电压传感器，其被配置成测量电池组的电压和所述组内的多个单体的电压；
电流传感器，其被配置成测量到所述组中的电流和从所述组出来的电流；以及
处理电路，其包括：
接口，其接收来自所述电压传感器的电压数据和来自所述电流传感器的电流数据；
一个或多个处理器；以及
存储器，其联接到所述一个或多个处理器，其中所述存储器存储可执行指令，所述可执行指令当由一个或多个处理器执行时，促使所述一个或多个处理器：
使用所述电压或电流数据计算所述多个单体的平均单体容量；
计算独立单体的单体容量；
确定所述独立单体的单体容量和所述平均单体容量之间的差；
使用所述差来确定对来自所述独立单体的电流流动进行调节的平衡门的放电计时器值；以及
产生促使所述平衡门使所述独立单体放电持续对应于已确定的放电计时器值的时间量的控制命令。
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