CN106662619B - 具有更可靠的电压测量的蓄电池组*** - Google Patents

具有更可靠的电压测量的蓄电池组*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种蓄电池组***(1)，其包括：‑串联连接的电化学蓄电池的第一和第二级(41、42)；‑由第一级的至少一个蓄电池的端子处的电位来供电的控制装置(31)，该第一控制装置测量第一级的蓄电池的端子之间的电位差，其包括输出接口(312)，并且包括对所测量的所述蓄电池的端子之间的电位差进行编码的模拟/数字转换器，并且输出对应于该被编码的电位差的第一数字序列，该第一数字序列具有由第一级的蓄电池端子处的至少两个电位限定的逻辑水平；‑将该第一数字序列的两个电位转换成介于第二控制装置的供电电位之间的两个电位的电位水平转换器(34)。

Description

具有更可靠的电压测量的蓄电池组***
本发明涉及电化学蓄电池组。这些蓄电池组可以例如用于电力或混合动力运输领域或车载***。
电化学蓄电池的标称电压通常具有以下量级：
对于NiMH类型的电池：1.2V，
对于磷酸铁锂离子LiFePO4技术：3.3V，
对于基于氧化钴的锂离子类型的技术：3.7V。
相对于大多数要被供电的***的要求，这些标称电压过低。为了获得足够的电压水平，串联布置多个蓄电池。为了获得高功率和容量，布置多组串联的蓄电池。级数和每个级中的并联蓄电池数根据所期望的电池组电压、电流和容量而变化。多个蓄电池的关联被称作蓄电池组。
对蓄电池的充电体现于其端部处电压的升高。每种蓄电池技术都具有其专有的充电曲线，该充电曲线例如是由对于给定的充电电流，蓄电池电压在时间上的变化来确定的。
例如在蓄电池在给定电流下达到由其电化学过程限定的标称电压水平时认为蓄电池被充好电。如果在达到该电压之前中断充电，蓄电池就没有被完全充电。也可以在充电已经持续了预定时间时或在充电电流在蓄电池被保持在恒定电压下的同时达到最小阈值时认为蓄电池是被充好电的。
由于制造偏差，在实践中，蓄电池具有不同的特征。这些在电池组是新的时候相对小的差异随着电池组的各个蓄电池的不均匀磨损而累积。即使是在电池组中关联同一制造批次的蓄电池，仍存在偏差。
基于氧化钴的锂离子类型的蓄电池的工作范围通常为2.7V到4.2V。在该范围之外的使用可能会导致电池组的蓄电池不可逆的损坏。低于使用范围的电压导致电池的损坏。过充电可能会导致蓄电池的破坏、其加速的磨损，或由于热失控现象导致***。
由此，各个控制装置跟踪每个级的电压水平。这些控制装置每个都与一个级配对并一般由该级供电。每个控制装置都与中央单元通信，以给该中央单元提供该控制装置的级所测量到的电压水平。中央单元根据所接收的电压水平产生中断每个级的充电或放电的指令。
例如在被最多充电的级达到工作范围上限时中断所有级的充电。被最少充电的级的电压因此等于低于上限的电压。
中央单元还控制在被最少充电的级达到工作范围下限时中断电池组的放电。
由于所述测量和中断决定是远程的，控制装置和中央单元之间的通信对于确保电池组的完好性是首要的。
文档US2008/180106描述了一种包括被链接的控制模块的高压电池组管理***。
文档DE10 2011 005603描述了一种被多个电池共用的电池组管理***。每个电池都包括各自的用于在电池端子处实现冗余电压测量的电路。
根据现有技术已知的第一通信解决方案，中央单元与数据母线连接。由于施加到这些控制装置中的每个的电压水平不同，该数据母线通过电绝缘装置与每个控制装置连接。
根据现有技术已知的第二通信解决方案，控制装置通过有线连接步进式地通信。中央单元通过电绝缘装置与电池组的端部处的控制装置连接。
为了降低该第二解决方案的成本，文档US6411912描述了一种借助于电压水平翻译的在控制装置之间的步进式通信。这样的结构尤其允许省掉电绝缘装置并因此允许降低电池组的整体成本。
然而，由于由控制装置实现的电压测量的可靠性是不足的，这样的结构不足以响应某些安全性要求。为了响应该要求，已知的做法在于加倍每个级的控制装置，这造成不可忽略的额外成本。
本发明旨在解决该缺陷。由此，本发明涉及一种如所附权利要求所限定的蓄电池组***。
由以下参照附图、示例性地并绝无限制性地做出的说明，本发明的其它特征和优点将明显地显现，在附图中：
-图1是根据本发明的蓄电池组***的第一示例的示意图；
-图2是根据本发明的蓄电池组***的第二示例的示意图；
-图3示出了控制装置关联的第一示例；
-图4示意地示出了控制装置示例；
-图5示出了控制装置关联的第二示例；
-图6示出了与电池组的端部的控制装置关联的附加控制装置；
-图7示出了图3的控制装置关联示例的变型；
-图8示出了图5的控制装置关联示例的一个变型；
-图9和图10示出了用于给级充电的控制装置的变型；
-图11是根据本发明的蓄电池组***的第三示例的示意图；
-图12是示出了根据所接收的信号实施的不同阈值的图。
图1示意地示出了根据本发明的第一实施方式的蓄电池组***1。图2示意地示出了根据本发明的第二实施方式的蓄电池组***1。
根据这些实施方式的***1可以例如被用于确保电机的驱动。***1包括电池组2，该电池组包含串联连接的电化学蓄电池4的级。电池组2包括例如大数量的级4，这些级通常根据所需电压和所用的蓄电池类型包含20到100个串联连接的蓄电池。级4通过功率电气连接71串联连接。每个级4都包括与其配对的控制装置。每个控制装置都包括输入接口和输出接口。这些控制装置被配置为用于测量与其配对的级的端子处的电位差。控制装置3还被配置为用于步进式地传输尤其是所测量的电位差的数值。
在图1的实施方式中，控制装置3例如是包含输入接口301和输出接口302的从属控制装置。控制装置35是包含输入接口351和输出接口352的主控制装置。这样的结构例如允许控制装置35将指令传输给控制装置3，省掉从属控制装置3和主控制装置35之间的电绝缘装置。
在图2的实施方式中，控制装置3全都是包含输入接口301和输出接口302的从属控制装置。偏置的中央单元5通过电绝缘装置51和52与控制装置3形成的通信链的端部连接。中央单元5通常采集由控制装置3测量的电位差数值，并给这些控制装置3提供指令。
图3示出了在串联连接的两个级41和42处的控制装置关联的第一示例。在电池组2的正负端子之间的串联连接中，级41的指数例如为N，级42的指数因此为N+1。级41的负端子处的电位记为Vn-1，级41的正端子处的电位记为Vn并等于级42的负端子处的电位，级42的正端子处的电位记为Vn+1。假设级的端子处的平均电位差等于Vcel(假设每个级的标称电压是相同的)，电位Vn-1大约等于(N-1)*Vcel。
第一控制装置31与级41配对并电气连接。第一控制装置31由电位Vn和Vn-1供电。第二控制装置32与级42配对并电气连接。第二控制装置32由电位Vn+1和Vn供电。
在图3所示的示例中，通信是从控制装置32向控制装置31进行的。控制装置31包括输入接口311和输出接口312。控制装置32包括输入接口321和输出接口322。输出接口322通过电位水平转换器33与输入接口311连接。输入接口321与指数为N+2的级的控制装置的输出接口连接。输出接口312与指数为N-1的级的控制装置的输入接口连接。
控制装置32测量级42的端子处的电位差，将该电位差数字化(如有必要，则通过与阈值比较编码成单一比特)，并例如通过在输出处施加要么电位Vn+1要么Vn的开关将呈数字序列形式的被数字化的电位差(记为Mn+1)施加到输出322上，其中所述数字序列包含分别等于Vn+1和Vn的至少两个逻辑水平。该数字序列被施加到电位水平转换器33的输入上。转换器33的输出与输入接口311连接。转换器33的参考端子与电位Vn-1连接。转换器33被配置为用于将施加在其输入上的数字序列的逻辑水平转换成介于控制装置31的供电电位之间的逻辑水平。转换器33的输入上的数字序列具有分别等于Vn+1和Vn的两个逻辑水平，转换器33将具有介于Vn和Vn-1之间的两个逻辑水平的数字序列施加到输入311上。
转换器33在这里形成在其参考端子和其输入之间的分压器。转换器33例如包括连接到输出322和输入311之间的电阻331和连接到输入311和该转换器33的参考端子之间的电阻332。例如，如果电阻331和332具有相同的电阻数值，那么施加在输入311上的数字序列就具有分别等于(Vn-1+(Vn+1–Vn-1)/2)和(Vn-1+(Vn–Vn-1)/2)的两个逻辑水平。当然可以使用其它分压比值，例如电阻331具有等于电阻332的电阻数值的两倍的电阻数值。
控制装置31测量级41的端子处的电位差并将该电位差(记为Mn)数字化(如有必要，则通过与阈值比较编码成单一比特)。此外，控制装置31对在输入311上接收的数字序列进行解码，以读取级42的电位差Mn+1。而且，控制装置31测量在输入311上接收的数字序列的逻辑水平。基于在输入311上接收的数字序列上测量到的逻辑水平，通过尤其是基于对转换器33的转换法则的了解，控制装置31推断级42的端子处的电位差。该推断出的电位差记为En+1。如果控制装置31测量两个逻辑水平NL1n+1和NL2n+1，如果转换器33以相同的电阻331和332形成分压器，那么就通过以下关系式获得En+1：
En+1＝|NL1n+1–NL2n+1|*2
由此，对电位差En+1的推断允许确保级42的端子处的电位测量冗余。该冗余可以被用于以链接的方式传输数值Mn+1和En+1或以可靠性指数(该指数要么是二进制数值要么是偏差数值)将数值Mn+1传输给中央单元或主控制装置。
控制装置31选择性地将数字化电位差Mn、或被解码的电位差Mn+1、或推断出的电位差En+1、或所测量的电位差Mn+1的可靠性指数施加到输出312上。
图4是控制装置30的示例的示意图，该装置可以被用作控制装置31或32。控制装置30通过测量电路303测量施加到级的端子处的电位V1和V0之差。控制装置30包括模拟/数字转换器304。测量电路303将所测量到的电位差施加到模拟/数字转换器304的输入上。模拟/数字转换器304将所测量到的电位差施加到处理单元306的输入上。控制装置30是由这些电位V1和V0来供电的。
控制装置30包括输入接口301和输出接口302。接口301接收包含电位测量值的数字序列，该电位测量值要么是由相邻控制装置测量的，要么是来自于另一控制装置并被相邻控制装置收到的。控制装置30包括解码器305。输入接口301接收该数字序列并将其施加到解码器305的输入上。解码器305解码该数字序列并将电位差测量值施加到处理单元306上。
此外，输入接口301将所接收到的数字序列的逻辑水平的电位施加到模拟/数字转换器304的输入上。模拟/数字转换器304提供该数字序列的这些逻辑水平的数字数值。如以上参照控制装置31所详细说明地，处理单元306基于这些逻辑水平之间的差别推断发送出该数字序列的那个级的电位差。处理单元306也可以通过将被解码的电位差测量值与推断出的电位差比较、验证这些数值之间的偏差小于阈值或简单地计算这些数值之间的偏差来确定该被解码的电位差测量值的可靠性。
处理单元306控制必须通过输出接口302传输的信息，例如由电路303测量的并由转换器304数字化的电位差、由处理单元306基于施加到输入接口301上的逻辑水平推断出的电位差、由解码器305解码的电位差、被解码的电位差的可靠性指数，或被解码的电位差和推断出的电位差之间的偏差值。
输出接口302以数字序列的形式传输所选择的信息，其中所述数字序列包含分别等于Vn和Vn-1(即该控制装置30的供电电位)的至少两个逻辑水平。
基于这样的控制装置30的***1允许步进式地传输所测量的电位差水平，借助于另一控制装置对该所测量的电位差水平的验证，并且不存在各个控制装置之间的电绝缘问题。
控制装置30可以例如以微处理器的形式来实施。
图5示出了在串联连接的两个级41和42(分别由指数N和N+1来指示)处的控制装置关联的第二示例。电位是用与图3相同的标记来指示的。第一控制装置31与级41配对并电气连接。第一控制装置31由电位Vn和Vn-1供电。第二控制装置32与级42配对并电气连接。第二控制装置32由电位Vn+1和Vn供电。
在图5所示的示例中，通信是从控制装置31向控制装置32进行的。控制装置31包括输入接口311和输出接口312。控制装置32包括输入接口321和输出接口322。输出接口312通过电位水平转换器34与输入接口321连接。输入接口311与指数为N-1的级的控制装置的输出接口连接。输出接口322与指数为N+2的级的控制装置的输入接口连接。
控制装置31测量级41的端子处的电位差，将该电位差数字化(如有必要，则通过与阈值比较编码成单一比特)，并例如通过在输出处施加要么电位Vn+1要么Vn的中断器将呈数字序列形式的数字化电位差(记为Mn)施加到输出312上，该数字序列包含分别等于Vn和Vn-1的至少两个逻辑水平。该数字序列被施加到电位水平转换器34的输入上。转换器34的输出与输入接口321连接。转换器34的参考端子与电位Vn+1连接。转换器34被配置为用于将施加在其输入上的数字序列的逻辑水平转换成介于控制装置32的供电电位之间的逻辑水平。转换器34的输入上的数字序列具有分别等于Vn和Vn-1的逻辑水平，转换器34将具有介于Vn和Vn+1之间的两个逻辑水平的数字序列施加到输入321上。
转换器34在这里形成其参考端子和其输入之间的分压器。转换器34包括例如连接到该转换器34的参考端子和输入321之间的电阻341和连接到输入321和输出312之间的电阻342。例如，如果电阻341和342具有相同的电阻数值，那么施加在输入321上的数字序列就具有分别等于(Vn+1–(Vn+1–Vn-1)/2)和(Vn-1–(Vn+1–Vn)/2)的两个逻辑水平。当然可以使用其它分压比值，例如电阻342具有等于电阻341的电阻数值的两倍的电阻数值。
控制装置32测量级42的端子处的电位差并将该电位差(记为Mn+1)数字化(如有必要，则通过与阈值比较编码成单一比特)。此外，控制装置32对在输入321上接收到的数字序列进行解码，以读取级41的电位差Mn。而且，控制装置32测量在输入321上接收到的数字序列的逻辑水平。基于在输入321上接收到的数字序列上测量到的逻辑水平，通过尤其是基于对转换器34的转换法则的了解，控制装置32推断级41的端子处的电位差。该推断出的电位差被记为En。如果控制装置32测量两个逻辑水平NL1n和NL2n，如果转换器34以相同的电阻341和342形成分压器，那么就通过以下关系式获得En：
En＝|NL1n–NL2n|*2
由此，对电位差En的推断允许确保级41的端子处的电位测量冗余。该冗余可以被用于以链接的方式传输数值Mn和En或以可靠性指数(该指数要么是二进制数值要么是偏差数值)将数值Mn传输给中央单元或主控制装置。
控制装置32选择性地将数字化电位差Mn+1、或被解码的电位差Mn、或推断出的电位差En、或所测量的电位差Mn的可靠性指数施加到输出322上。
图5的控制装置31和32可以具有参照图4详细说明的控制装置30的结构。
所用控制装置也可以同时实施在控制装置之间上行的通信和在控制装置之间下行的通信。为此，每个控制装置都可以包括两个输入接口(用于与更高指数的控制装置的输出接口通信的第一输入接口，用于与更低指数的控制装置的输出接口通信的第二输入接口)，和两个输出接口(用于与更高指数的控制装置的输入接口通信的第一输出接口，用于与更低指数的控制装置的输入接口通信的第二输出接口)。
为了避免控制装置30的供电电位和其传输的数字序列的逻辑水平之间的失真，电阻331和332以及341和342有利地具有相对高的电阻数值，例如从10kΩ到1MΩ，以限定通过这些电阻的电流。由此，基于逻辑水平推断出的电位差保持相当精确。相对高的数值有利于推断出的电位差的精确度，相对低的数值有利于对热噪音的免疫并限制包含输入滤波器的必要性。
对于布置在串联连接端部处的控制装置，在其级处的电位差测量冗余如有必要可通过附加控制装置来获得。在图6中示出了这样的配置示例。控制装置30与级4的端子连接，该级与电池组2的正端子连接。附加控制装置36由直流/直流转换器37供电，该转换器的参考值为电池组2的正端子的电位。转换器37将另一供电电位施加到控制装置36上。控制装置36包括通过如上所述的转换器34与控制装置30的输出接口302连接的输入接口361。这样的配置允许将同一结构用于控制装置36和控制装置30。
控制装置30的解码器305通常通过将接收到的电位水平与阈值比较来区分数字序列中的两个逻辑水平。如果接收到的信号具有高于该阈值的水平，解码器305就赋予该信号第一数字数值，例如1。如果接收到的信号具有低于该阈值的水平，解码器305就赋予该信号第二数字数值，例如0。为了限制解码错误的风险，该阈值有利地被确定为是介于所期望的输入接口上的电位之间的中位数值。
由于控制装置30是由与其连接的级来供电的，该控制装置30的供电电位根据该级的充电、老化或内部电阻、或根据由该级输出的电流而变化。因此，在另一控制装置30上产生和施加的数字信号的电位水平变化。有利地，每个控制装置30都适配其解码器305的阈值。阈值适配可以在初始化步骤期间实现，在该步骤期间，控制装置30接收来自于另一控制装置30的数字序列，同时将阈值确定为是电位水平和所接收的数字序列之间的中位数值。该阈值也可以被调节成这些电位水平在一定数量的采样上的平均值。
为了确保更好的对干扰的免疫性，可以将所接收到的信号与高阈值和低阈值比较，只有在所接收到的信号超过高阈值的情况下才将第一数字数值赋予所接收到的信号，并且只有在所接收到的信号低于低阈值的情况下才将第二数字数值赋予所接收到的信号。高阈值的数值和低阈值的数值也可以根据例如在初始化序列期间接收到的数字序列的电位来调节。
图7示出了图3的控制装置关联的一个变型。在该示例中，转换器33包含限制用于在控制装置之间通信的频率的传输频带的滤波器。该滤波器在这里是RC类型的，电容器333并联地与电阻332连接。
图8示出了图5的控制装置关联的一个变型。在该示例中，转换器34包含限制用于在控制装置之间通信的频率的传输频带的滤波器。该滤波器在这里是RC类型的，电容器343被连接到输入321和电位Vn之间。
对于如上所述的电位转换器33，可以确定限制数字序列的逻辑水平的不确定度的规则。如果用R331来定义电阻331的数值并用R332来定义电阻332的数值，设a＝R331/R332。
例如，为了使得由控制装置31传输给图3的控制装置32的数字信号的电位介于控制装置32的供电电位之间，必须满足以下关系式：
0≤(Vn+1–Vn-1)/(1+a)≤(Vn–Vn-1)
设k为一方面的被充好电的级的最大电位差和另一方面的被放电了的级的最小电位差的比值，观察到如果k<a，则满足以上不等式。
一旦确定比值a，就还需要确定电阻R331和R332的量级。这些数值例如可以根据模拟/数字转换器304的输入阻抗和/或根据所期望的转换器33的传输频带来确定。
对于如上所述的电位转换器34，同样可以确定限制数字序列的逻辑水平的不确定度的规则。如果用R341来定义电阻341的数值并用R342来定义电阻342的数值，设b＝R342/R341。
例如，为了使得由控制装置32传输给图5的控制装置31的数字信号的电位介于控制装置31的供电电位之间，必须满足以下关系式：
0≤(Vn+1-Vn)*R342/(R341+R342)-(Vn-Vn-1)*R341/(R341+R342)≤(Vn+1-Vn)
设k为一方面的被充好电的级的最大电位差和另一方面的被放电了的级的最小电位差的比值，观察到如果k<b，则满足以上不等式。
一旦确定比值a或b，就还需要确定电阻R341和R342的量级。这些数值例如可以根据模拟/数字转换器304的输入阻抗和/或根据所期望的转换器34的传输频带来确定。
每个控制装置都可以实施从中央单元或主控制装置接收到的指令，例如用于在其级的端子处施加放电电流。这样的放电电流可以例如被实施以用于进行各级充电的平衡。
图9示出了控制装置30的第一变型，该装置被配置为用于进行其级的平衡放电。控制装置30包括根据处理单元306的指令被选择性地供电的电阻307。电阻307在这里与电位V0连接，以进行对与该控制装置30连接的级的放电。
图10示出了控制装置30的第二变型。该控制装置30一方面包括微控制器、由该微处理器的处理单元306控制的晶体管308，以及与晶体管308串联地被连接到电位V0和V1之间的电阻307。晶体管308在这里是全有或全无地控制的nMos类型的。这样的控制装置30允许施加相对大的放电电流。
根据一个变型，控制装置30可以被配置为用于对第一和第二逻辑水平施加其供电电位并对第三逻辑水平施加高独立性(indépendance)状态。在图3的示例中，当输出322处于高阻抗状态时，电位Vn-1被施加到输入311上。施加到输入311上的电位由此独立于级41和42的电位差。控制装置30的第一和第二供电电位可以例如编码为1，而高阻抗状态可以编码为0。第一和第二供电电位可以被另一控制装置使用，以推断电位差并将其与在数字序列中编码的电位差比较。
在图4的示例中，当输出312处于高阻抗状态时，电位Vn+1被施加到输入321上。施加到输入321上的电位因此是稳定的，并允许使用控制装置30的模拟/数字转换器的整个幅度。控制装置30的第一和第二供电电位可以例如编码为0，而高阻抗状态则可以编码为1。第一和第二供电电位可以被另一控制装置使用，以推断电位差并将其与在数字序列中编码的电位差比较。
由此，通信信息和冗余信息可以不相关联。
图11是另一蓄电池组***示例的示意图。该示例在这里对应于下行的通信，但可以以相似的方式上行地实施。为了降低***1的成本，在保留测量每个级的端子处的电位差的能力的同时(这在安全性方面是重要的)，每个控制装置都被包括多个串联的级的同一模块共用。所示出的***1包括串联连接的两个模块61和62。模块61和62还与其它未示出的模块串联连接。模块61包括串联连接的多个蓄电池611。模块62包括串联连接的多个蓄电池621。所示出的模块61和62的每个级都包括单一蓄电池，但每个级当然都可以包括并联连接的多个蓄电池。出于简化的考虑，模块61和62包括相同数量m的串联连接的蓄电池。
第一控制装置31与模块61配对并电气连接。在控制装置31的测量输入上施加不同的电位VN至VN+m。在模拟水平多路转换器314上也施加不同的电位VN+1至VN+m。电位VN也被施加到多路转换器314的参考端子上。第二控制装置32与模块62配对并电气连接。在控制装置32的测量输入上施加不同的电位VN+m至VN+2m。在模拟水平多路转换器324上也施加不同的电位VN+m+1至VN+2m。电位VN+m也被施加到多路转换器324的参考端子上。根据施加到控制端子上的信号，模拟多路转换器选择性地在其输出上施加在输入或参考端子上接收到的电位之一。
为了以与电压控制装置兼容的水平并以对于模块中串联的各个蓄电池相同的消耗具有稳定的供电电压，控制装置有利地通过电压调节电路来被供电，这些电压调节电路与模块整体的端子连接。在该示例中，控制装置31设有电压调节电路313，控制装置32设有电压调节电路323。电压调节电路313和323在这里是降压转换器，其输入是由其各自的模块的端子处的电压差来供电的。如果用Vm来定义电位差(假设该电位差对于所有级是大致相同的)，那么电压调节电路313和323有利地以该电位差Vm来给其各自的控制装置供电。
在图11所示的示例中，通信是从控制装置32向控制装置31进行的。控制装置31包括输入接口311和输出接口312。输出接口312与多路转换器314的控制输入连接。控制装置32包括输入接口321和输出接口322。输出接口322与多路转换器324的控制端子连接。多路转换器324的输出通过电位水平转换器33与输入接口311连接。如在一个前述示例中那样地，转换器33在这里形成其参考端子和其输入之间的分压器。转换器33在这里包括被连接到多路转换器324和输入311之间的电阻331和被连接到输入311和控制装置31的参考电位VN之间的电阻332。
控制装置32测量指数为k(k介于1和m之间)的蓄电池的上端子的电位或模块62的该蓄电池的端子处的电位差。该测量值被数字化，并将数字序列施加到输出322上，以选择提供高逻辑水平的多路转换器324的输入或提供低逻辑水平的参考端子。多路转换器324具有m+1个不同的输入电位。
有利地，某些电位(例如电位VN+m至VN+m/2)被用于编码低逻辑水平，而其它电位(例如电位VN+m/2+1至VN+2m)被用于编码高逻辑水平。将数字阈值Sn确定为是从VN+m/2到VN+2m+1的数值。通过多路转换器324产生的数字序列可以将不同的电位用于高状态。同样地，通过多路转换器314产生的数字序列可以将不同的电位用于高状态。控制装置31由此能够以冗余的方式在蓄电池621的每个端子处具有电位。
图12是示出了在模块62中具有3个串联蓄电池的简化情况中在产生数字序列期间施加到多路转换器324的输出上的电位示例的图。电位VN+m和VN+m+1编码为0，而电位VN+m+2和VN+2m编码为1。低模拟阈值Sba允许区分编码为0的电位，高模拟阈值Sha允许区分编码为1的电位。通过使用合适的模拟阈值，控制装置31能够辨识出其电位已经被用于数字序列的给定比特中的那个蓄电池621。
各个不同的阈值可以根据由控制装置31接收到的电位变化在时间上被调节。
借助于多路转换器324的传输也可以通过施加到各个转换器上的两个输出来实现。为了传输第一逻辑水平，多路转换器324的第一输出可以例如施加电位VN+m+k，而第二输出则可以施加电位VN+m+k-1。为了传输第二逻辑水平，多路转换器324的第一和第二输出可以施加电位VN+m。

Claims (12)

1.一种蓄电池组***(1)，其特征在于，该***包括：
-串联连接的电化学蓄电池的第一级和第二级(41、42)；
-由所述第一级的至少一个蓄电池的端子处的电位供电的第一控制装置(31)，该第一控制装置被配置为用于测量所述第一级的蓄电池的端子之间的电位差，其包括第一输出接口(312)并包括被配置为用于对所测量的所述第一级的蓄电池的端子之间的电位差进行编码的第一模拟/数字转换器，所述第一输出接口被配置为用于输出对应于被编码的电位差的第一数字序列，该第一数字序列具有由所述第一级的蓄电池端子处的至少两个电位限定的逻辑水平；
-由所述第二级的至少一个蓄电池的端子处的电位供电的第二控制装置(32)，该第二控制装置被配置为用于测量所述第二级的蓄电池的端子之间的电位差，其包括输入接口(321)、包括第二输出接口(322)、包括被配置为用于基于在所述输入接口上接收到的所述第一数字序列对所述第一控制装置测量到的电位差进行解码的解码器，并包括被配置为用于选择性地对以下进行编码的第二模拟/数字转换器：
-所测量的在所述第二级的蓄电池的端子之间的电位差；或者
-在所述输入接口上接收到的数字序列的两个电位；
所述第二控制装置包括被配置为用于基于所接收到的数字序列的两个电位推断所述第一级的蓄电池的端子处的电位差的处理装置，所述第二输出接口被配置为用于输出选择性地与所述被编码的电位差、被解码的电位差、或者表示由所述处理装置推断的电位差的信息对应的第二数字序列；
-电位水平转换器(34)，其被配置为用于将所述第一输出接口施加的所述第一数字序列的两个电位转换成介于所述第二控制装置的供电电位之间的两个电位，并被配置为用于将被转换的第一数字序列施加到所述第二控制装置的所述输入接口上。
2.根据权利要求1所述的蓄电池组***(1)，其中，所述电位水平转换器(34)包括分压器，该分压器具有：
-连接在所述第一控制装置(31)的第一输出接口(312)和所述第二控制装置(32)的输入接口(321)之间的第一电载荷(342)；
-连接在所述第二控制装置(32)的输入接口(321)和所述第二控制装置的所述供电电位之一之间的第二电载荷(341)。
3.根据权利要求2所述的蓄电池组***(1)，其中，所述第二级具有其端子处的最大工作电位差Vmax和其端子处的最小工作电位差Vmin，其中，所述第一电载荷具有阻抗R1，并且其中，所述第二电载荷具有阻抗R2，所述阻抗R1和R2使得R1/R2>Vmax/Vmin。
4.根据上述权利要求中任一项所述的蓄电池组***，其中，所述第一数字序列包括分别由所述第一级的端子处的电位限定的两个逻辑水平。
5.根据权利要求1所述的蓄电池组***(1)，其中，所述第一级和第二级每个都包括串联连接的多个电化学蓄电池(611、621)，所述第一控制装置被配置为用于测量所述第一级的每个蓄电池的端子之间的电位差，所述第二控制装置被配置为用于测量所述第二级的每个蓄电池的端子之间的电位差，所述第一数字序列的逻辑水平中至少一个是由所述第一级的蓄电池之一的一个端子处的电位限定的。
6.根据权利要求5所述的蓄电池组***，其中，所述第一控制装置(31)由降压变换器(313)供电，该降压变压器在输入处接收所述第一级的端子之间的电位差。
7.根据权利要求1到3中任一项所述的蓄电池组***(1)，其中，所述电位水平转换器(34)不具有电绝缘装置。
8.根据权利要求1到3中任一项所述的蓄电池组***(1)，其中，所述第一控制装置和第二控制装置分别被配置为选择性地在所述第一级和第二级上施加放电电流，其中，所述第二控制装置的处理装置被配置为用于根据在所述第二控制装置的输入接口上接收到的第一数字序列来选择性地控制在所述第二级上施加或中断放电电流。
9.根据权利要求8所述的蓄电池组***(1)，该***还包括通过电绝缘电路(51、52)与所述第一控制装置的第一输出接口或所述第二控制装置的第二输出接口连接的控制电路(5)，所述控制电路被配置为用于对所述第二控制装置接收到的、包含电位差数值的第一数字序列进行解码。
10.根据权利要求9所述的蓄电池组***(1)，其中，所述控制电路(5)通过电绝缘电路与第二控制装置的输入接口连接，并且所述控制电路被配置为用于产生控制由第二控制装置在其级上施加或中断放电电流的数字序列。
11.根据权利要求1到3中任一项所述的蓄电池组***(1)，其中，在所述第一控制装置(31)的第一输出接口上输出的所述第一数字序列的逻辑水平是通过在该第一输出接口上施加高阻抗状态来限定的。
12.根据权利要求1到3中任一项所述的蓄电池组***(1)，其中，所述第二控制装置(32)的所述解码器(305)被配置为用于通过将在所述输入接口(321)上接收到的所述第一数字序列与至少一个电位阈值比较来对由所述第一控制装置测量到的电位差进行解码，所述第二控制装置被配置为用于根据在所述输入接口上接收到的数字序列的至少一个电位来更改所述电位阈值的数值。
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