CN117129893A - 电池管理电路中的阻抗测量 - Google Patents

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CN117129893A CN202310592768.1A CN202310592768A CN117129893A CN 117129893 A CN117129893 A CN 117129893A CN 202310592768 A CN202310592768 A CN 202310592768A CN 117129893 A CN117129893 A CN 117129893A
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Abstract

本申请涉及电池管理电路中的阻抗测量。用于确定电池单元的阻抗的过程可以包括：将激励电流递送到电池单元；在存在激励电流的情况下，经由模数转换器(ADC)执行与电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量；在存在激励电流的情况下，经由ADC执行与电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中该一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量；以及基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量来确定电池单元的阻抗。

Description

电池管理电路中的阻抗测量
技术领域
本公开涉及电池管理电路，并且更具体地涉及被配置为对多个电池单元执行一个或多个电池单元监测功能的电路。
背景技术
诸如电动车辆之类的电池供电设备通常包括许多串联连接的电池单元以形成用于电池供电设备的电池***。对于此类电池***，电池管理***(BMS)通常被用于电池单元监测、热监测、不同电池单元或不同电池单元组的单元平衡或其他电池管理功能。
BMS通常使用若干不同的电池监测电路，以便监测电池供电设备的所有电池单元。例如，电池监测电路中的每个电池监测电路可以监测被用来向电池供电设备供电的电池***的电池单元的子集。然而，每个电池监测电路的通道数目可能是有限的，并且因此，为了监测电池***的所有单元，在BMS内可能需要若干电池监测电路。
例如，电动车辆可以包括具有一百个或更多串联连接的锂离子电池单元的电池***，但是电池监测电路可以包括更有限数目的通道，例如只有十二个通道。在这种情况下，在BMS内可能需要九个电池监测电路来监测电池***的所有一百个单元。
在BMS***中，电池单元阻抗测量是期望的。然而，电池单元的所谓“复阻抗”可能比简单的电阻测量更难获得。电池单元阻抗会受到许多因素的影响，诸如电池单元结构、操作温度变化、老化、荷电状态、大气压、环境暴露或其他因素。
发明内容
总体上，本公开涉及用于确定电池***中的多个电池单元之中的一个或多个电池单元的复阻抗的技术和电路。用于确定电池单元的复阻抗的技术可以涉及在存在激励(excitation)电流的情况下，对电池单元进行的多种不同的测量。这些电路和技术可以被用在电池管理***(BMS)内，诸如电动车辆的BMS内。
在一些示例中，可以使用多路复用技术以使得相同的模数转换器(ADC)可以被用于电流和电压测量。此外，在一些示例中，相同的ADC可以被用于确定可以串联布置的若干不同的电池单元的复阻抗。
在一些示例中，本公开描述了一种被配置为确定电池单元的阻抗的电路。该电路可以包括：电流激励单元，其被配置为将激励电流递送到电池单元；以及ADC，其被配置为：在存在激励电流的情况下，执行与电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量测量包括一个或多个电流测量，以及在存在激励电流的情况下，执行与电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中该一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量，其中该电池单元的阻抗是基于该一个或多个第一测量和该一个或多个第二测量。
在一些示例中，本公开描述了一种确定电池单元的阻抗的方法。该方法可以包括：将激励电流递送到电池单元，以及在存在激励电流的情况下，经由ADC执行与电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量。该方法还可以包括在存在激励电流的情况下，经由ADC执行与电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中该一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量。该方法还包括基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量来确定电池单元的阻抗。
在一些示例中，本公开描述了一种BMS，该BMS被配置为监测串联布置的多个电池单元。BMS可以包括：被配置为监测多个电池单元的第一子集的第一电池管理电路，以及被配置为监测多个电池单元的第二子集的第二电池管理电路，其中第二子集不同于第一子集。第一电池监测电路和第二电池监测电路可以各自包括被配置为确定给定电池单元的阻抗的阻抗测量电路。该阻抗测量电路可以包括：电流激励单元，其被配置为将激励电流递送到给定电池单元；以及ADC，其被配置为：在存在激励电流的情况下，执行与给定电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量，以及在存在激励电流的情况下，执行与给定电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中该一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量，其中给定电池单元的阻抗基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量。
这些和其他示例的细节在附图和下面的描述中被阐述。其他特征、目的和优点将从描述和附图以及权利要求中显而易见。
附图说明
图1是示出电池单元和包括电池监测电路的电池监测***(BMS)的框图。
图2是示出电池单元和包括若干电池监测电路的BMS的框图。
图3是示出示例单元阻抗测量电路的电路图。
图4是示出示例单元阻抗测量电路的另一电路图。
图5是示出在较大电路***内的示例单元阻抗测量电路的电路图。
图6是示出在较大电路***内的示例单元阻抗测量电路的电路图。
图7是示出在存在激励电流的情况下用于电流测量和电压测量的激励电流和多路复用器选择的概念图。
图8是示出电池***的示例的***图。
图9是与本公开的技术一致的流程图。
具体实施方式
本公开涉及用于确定电池供电***中的多个电池单元之中的一个或多个电池单元的复阻抗的电路和技术。电路和技术可以被使用在电池管理***(BMS)内，诸如电动车辆的BMS或者包括电池监测或电池管理能力的其他电池供电设备内。复阻抗确定可以由BMS用于一种或多种电池管理功能，诸如单元监测、热监测、单元平衡或其他电池管理功能。
根据本公开，在存在施加到电池单元的激励电流的情况下，执行电池单元的电流测量和电压测量。在一些示例中，可以使用多路复用技术以使得相同的模数转换器(ADC)可以被用于电流测量和电压测量。此外，在一些示例中，相同的ADC可以被用于确定可以串联布置的若干不同的电池单元的复阻抗。
电池单元(诸如锂离子电池单元)的复阻抗的测量可以用于帮助确定电池的各种属性，诸如内部单元温度和健康状态(SoH)。为确定复电阻抗，必须用交变(alternating)刺激(stimulus)信号来激励被测电池单元。在一些情况下，可以以不同的频率来施加刺激。在此激励期间，应在相同或相似的时间间隔期间测量单元电压和激励电流，并且测量可以与激励频率同步。
然而，使用两个同步测量单元来分别地且同时地测量电压信号和电流信号在电路成本和***级复杂性方面具有缺点。此外，多单元电池场景(诸如被用于电动汽车中)可能会使电路进一步复杂化，因为可能需要多个电路来监测多个单元。
多单元电池管理解决方案可以包括用于每个电池监测电路的12个通道、16个通道或可能更多的通道。出于阻抗测量的目的而为每个通道添加两个附加的ADC既由于电流消耗、功耗和封装面积而在技术上不可行，也由于成本而在经济上不合理。
在本公开的一些示例中，电路可以被配置为在稳定状态条件下执行单元激励并且顺序地而不是同时地测量电压和电流。以这种方式，例如通过针对给定单元的电流测量和电压测量使用单个ADC，可以简化测量电路。此外，通过使用更复杂的多路复用结构，单个ADC可以顺序连接到多单元电池管理设备中的每个单元，以逐个地获取复单元阻抗。ADC可以包括交变电流(AC)-ACC，这对于复阻抗确定可能是必要的。
图1是示出电池单元和BMS的框图，BMS包括供电接口电路102和用于监测电池单元100的电池监测电路106。电池单元100可以包括串联连接的一组电池单元。为了监测电池单元，供电接口电路102使用来自电池单元100的电力，向单元选择接口电路104和电池监测电路106供电。单元选择接口电路104将电池单元100内的每个单元个体地连接到电池监测电路106以使得电池监测电路106可以诸如通过测量或跟踪存储在每个单元中的势能(potential energy)来监测每个单元。例如，单元选择单元104可以包括形成多路复用器的电路元件、(一个或多个)开关和电线，或者可以将电池单元100内的每个单元个体地连接到电池监测电路106的另一种类型的选择接口。
根据本公开，电池监测电路106可以被配置为执行用于确定电池单元100之中的一个或多个电池单元的阻抗的方法。如下文更详细描述的，电池监测电路106可以被配置为：向给定电池单元递送激励电流，并在存在激励电流的情况下，经由ADC(图1中未示出)执行与电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量。电池监测电路106还可以被配置为：在存在激励电流的情况下，经由同一ADC执行与电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中该一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量。电池单元的阻抗基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量。因此，电池监测电路106(或可能是外部主机计算机)可以被配置为基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量来确定电池单元的复阻抗。
在一些情况下，电池监测电路106可以被配置为经由多路复用器(图1中未示出)选择第一组信号并且将第一组信号递送到ADC，以在第一时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第一测量，并且经由多路复用器选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC，以在第二时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第二测量。第一时间实例和第二时间实例发生在与激励电流相关联的稳定时间之后，例如，以确保激励电流处于稳定状态。阻抗可以包括复阻抗并且激励电流可以包括处于一个或多个已定义频率的交变电流(AC)。
在一些示例中，由电池监测电路106执行的一个或多个第一测量可以包括与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第一测量，并且一个或多个第二测量可以包括与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第二测量。
在一些示例中，例如针对每个电池单元100，由电池监测电路106执行的方法可以被用来确定多个电池单元的多个阻抗。对于每个电池单元100，该方法可以包括将相应激励电流递送到相应电池单元。例如，由电池监测电路106执行的方法可以包括：在存在第一激励电流的情况下，经由ADC执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，在存在第一激励电流的情况下，经由ADC执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，在存在第二激励电流的情况下，经由ADC执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及在存在第二激励电流的情况下，经由ADC执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。在一些情况下，该方法还可以包括：经由多路复用器选择第一组信号并将第一组信号递送到ADC，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量；经由多路复用器选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量；经由多路复用器选择第三组信号并将第三组信号递送到ADC，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量；并且经由多路复用器选择第四组信号并将第四组信号递送到ADC，以在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。电池监测电路106可以被配置为对多个电池单元100执行一个或多个电池管理功能，其中电池管理功能基于多个电池单元100的确定的多个阻抗。
图2是示出电池单元和BMS的框图，BMS包括用于监测电池单元200的较大集合的不同的子集201A、201B、201C的若干电池监测电路206A、206B、206C。具体地，电池单元200可以包括电池单元的第一子集201A、电池单元的第二子集201B和电池单元的第M子集201C。在图2中，“M”可以表示大于2的任何正整数。更一般地，单元200可以包括可以被分成任意数目的不同子集(例如两个或更多子集)的任意数目的单元。不同的子集可以具有相同或不同数目的电池单元。对于电池单元的子集201A、201B、201C中的每个子集，单元选择接口电路204A、204B、204C可以将相应子集内的每个单元个体地连接到相应电池监测电路206A、206B、206C。供电接口电路202A、202B、202C可以使用来自电池单元200的电力来向单元选择接口电路204A、204B、204C和电池监测电路206A、206B、206C供电。电池监测电路206A、206B、206C可以被配置为诸如通过周期性地测量或跟踪存储在每个单元中的势能来监测电池单元200内的每个个体电池单元。根据本公开，图2中所示的BMS可以被配置为监测串联布置的多个电池单元200。与图2一致，BMS可以包括：第一电池监测电路206A，其被配置为监测多个电池单元200的第一子集201A；以及第二电池监测电路206B，其被配置为监测多个电池单元200的第二子集201B，其中第二子集201B不同于第一子集201A。
第一电池监测电路206A和第二电池监测电路206B可以各自包括被配置为确定给定电池单元的阻抗的阻抗测量电路。阻抗测量电路可以包括：电流激励单元，其被配置为将激励电流递送到给定电池单元，以及ADC，其被配置为：在存在激励电流的情况下，执行与给定电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量，以及在存在激励电流的情况下，执行与给定电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量，其中阻抗测量电路被配置为基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量来确定给定电池单元的阻抗。
在一些示例中，与第一电池监测电路206A和第二电池监测电路206B中的每个电池监测电路相关联的阻抗测量电路被配置为确定与多个电池单元200的子集201A或201B相关联的多个阻抗，其中对于电池单元200的每个子集，相应阻抗测量电路包括相应电流激励单元，相应电流激励单元被配置为将相应激励电流递送到相应电池单元。在这种情况下，电池监测电路206A或206B所使用的ADC被配置为：在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
如上面所提及，可能不希望使用分开的ADC来获取电压和电流，并且可能不希望每个ADC需要分开的激励或单元刺激电路。本公开的技术可以将元件组合成具有单个ADC的电池管理电路，其可以在多单元或多通道设置内执行阻抗测量。
图3示出了包括单元阻抗测量电路32的电路，该电路包括电流激励单元38、用于检测单元301上的电压的第一ADC 34，以及用于同时检测单元301上的电流的第二ADC 36。晶体管308可以由控制单元控制以引入激励电流，这可以基于负载(由负载电阻器310示出)。分流(shunt)电阻器312被包括以用于由第二ADC 36进行的电流测量。电容器306和电阻器302、304可以包括被用于电池管理或与其他单元(未示出)的单元平衡的电池***的组件。可以存在引脚330、332、334、336和338以允许单元阻抗测量电路32附接到图3的较大电路，以对电池单元301进行阻抗确定。电容器314和316以及电容器318和320可以定义用于ADC34和36的高通滤波器，并且ADC 34、36可以包括所谓的AC-ADC，这对于复阻抗确定可能是必需的。由电流激励单元38定义的激励电流可以包括交变刺激信号。
然而，使用单元阻抗测量电路32，使用两个同步测量单元来分别地且同时地测量电压和电流信号，在电路成本和***级复杂性方面具有缺点。此外，多单元场景(诸如被用于电动汽车中)可能会使电路进一步复杂化，因为可能需要多个电路来监测多个单元。
图4是示出示例单元阻抗测量电路42的另一电路图，其可以提供优于图3的单元阻抗测量电路32的优点。特别地，不是使用图3中所示的两个不同的ADC 34、36，单元阻抗测量电路42实现单个ADC 46，ADC 46被配置为对单元401的电流和电压进行顺序测量。多路复用器44可以被配置为选择引脚432、434上的信号以用于电压测量，然后顺序地选择引脚436、428上的信号以用于电流测量。电流测量和电压测量都是在存在来自激励单元48的激励电流的情况下进行的，并且可以在与交变激励电流相关联的短暂稳定时间之后顺序地执行测量。
晶体管408可以由控制单元控制以引入激励电流，这可以基于负载(由负载电阻器410示出)。分流电阻器412被包括以用于由ADC 46进行的电流测量。电容器406和电阻器402、404可以包括被用于电池管理或与其他单元(未示出)的单元平衡的电池***的组件。可以存在引脚430、432、434、436和438，以允许单元阻抗测量电路42附接到图4的较大电路，从而对电池单元401的阻抗进行确定。电容器414和416可以定义用于ADC 46的高通滤波器，并且ADC 46可以包括所谓的AC-ADC，这对于复阻抗确定可能是必需的。由电流激励单元48定义的激励电流可以包括交变刺激信号。
单元阻抗测量电路42是本公开的一个示例，其中电路42被配置为确定电池单元401的阻抗。在该示例中，单元阻抗测量电路42包括电流激励单元48，电流激励单元48被配置为将激励电流递送到电池单元401。单元阻抗测量电路42还包括ADC 46，ADC 46被配置为：在存在激励电流的情况下，执行与电池单元401相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量，以及在存在激励电流的情况下，执行与电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中该一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量。在一些示例中，单元阻抗测量电路42被配置为基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量来确定电池单元的阻抗。例如，单元阻抗测量电路42可以被配置为基于第一和第二测量，应用欧姆定律，以确定复阻抗。由于振荡激励电流的存在，测量可能同时具有实部和虚部分量，从而产生还包括实部和虚部分量的复阻抗计算。
在图4的示例中，ADC 46的电流和电压测量是顺序进行的，而不是同时进行的。然而，这两种测量都是在存在相同的连续激励电流的情况下进行的，这是一种交替刺激。多路复用器44可以被配置为从引脚432、434选择第一组信号并且将第一组信号递送到ADC 46，以在第一时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第一测量，并且多路复用器44可以被配置为选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC 46，以在第二时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第二测量。第一时间实例和第二时间实例可以是顺序的并且可以发生在与激励电流相关联的稳定时间之后。被测阻抗可以包括复阻抗，并且激励电流可以包括一个或多个已定义频率的交变电流。
在一些示例中，ADC 46可以被配置为进行与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第一测量，并且ADC 46可以被配置为进行与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第二测量。在一些示例中，ADC 46包括AC∑-Δ(sigma-delta)ADC，其包括被配置为作为高通滤波器操作的电容器414、416。
图5是示出包括单元阻抗测量电路的又一示例的另一电路图，其可以提供优于图3的单元阻抗测量电路32的优点并且提供优于图4的单元阻抗测量电路42的附加优点。如图4的示例那样，在图5中的单元阻抗测量电路中，不是使用图3中所示的两个不同的ADC 34、36，图5中的单元阻抗测量电路实现单个ADC，例如，∑-ΔADC 56，其被配置为对单元(例如，图5中所示的单元#n+1)的电流和电压进行顺序测量。多路复用器54可以被配置为选择引脚530、532上的信号以用于电压测量，然后顺序地选择引脚534、536上的信号以用于电流测量。电流测量和电压测量两者都是在存在来自激励单元506的激励电流的情况下进行的，并且可以在与交变激励电流相关联的短暂稳定时间之后顺序地执行测量。
晶体管510可以由控制单元控制以引入来自电流激励单元506的激励电流，其可以基于负载或另一电流源(图5中未示出)。分流电阻器S1被包括以用于由∑-ΔADC 54进行的电流测量。电容器514和516被配置为作为∑-ΔADC 56操作的高通滤波器，并且∑-ΔADC46可以包括所谓的AC-ADC，这对于复阻抗确定可能是必需的。由电流激励单元506定义的激励电流可以包括交变刺激信号。
在一个示例配置中示出了组件58。在该非限制性示例中，组件58包括电容器CEMC(1)、CEMC(2)、CEMC(3)、CEMC(4)、CEMC(5)、CEMC(6)，这些电容器连接到与电池单元#n+1和#n相关联的各个节点。CEMC电容器通常是指被配置为提供电磁兼容性的电容器。电阻器RF(1)、RF(2)、RF(3)、RBAL(1)、RBAL(2)、RBAL(3)也连接到与电池单元#n+1和#n相关联的各个节点，并且可以被用于单元平衡或其他电池管理功能。RF电阻器可以指的是滤波电阻器，并且RBAL电阻器可以指的是被配置为耗散平衡功率的电阻器。电容器CFB(1)和CFB(2)分别被定位在与电阻器RBAL(1)和RF(2)相关联的节点之间以及与电阻器RBAL(2)和RF(3)相关联的节点之间。电容器CF(1)、CF(2)、CF(3)分别被定位在与电阻器RF(1)和RBAL(1)相关联的节点之间、与电阻器RF(2)和RBAL(2)相关联的节点之间以及与电阻器RF(3)和RBAL(3)相关联的节点之间。CF电容器可以指的是滤波电容器并且CFB电容器可以指的是被配置用于滤波和平衡的电容器。组件58可以被共同视为可以促进单元平衡功能或其他电池管理功能的单元管理组件的一个示例。
对于图5中所示的示例，在对单元#n+1的阻抗确定执行测量之后，可以使用相同的ADC，例如∑-ΔADC 56，对单元#n的阻抗确定进行测量。在这种情况下，在选择引脚530、534上的信号用于电压测量、然后顺序地选择引脚532、536上的信号用于电流测量之后，多路复用器54可以被配置为选择引脚534、538上的信号用于电压测量，然后顺序地选择引脚536、540上的信号用于电流测量。针对单元#n的电流测量和电压测量两者都在存在来自激励单元508的激励电流的情况下进行，并且可以在与交变激励电流相关联的短暂稳定时间之后顺序地执行测量。在图5中示出了两个电池单元(#n和#n+1)，但是电路可以被配置为重复该过程以顺序地测量任意数目的电池单元的复阻抗。
晶体管510、512可以由控制单元控制以引入来自电流激励单元506、508的激励电流，其可以基于负载或另一电流源(图5中未示出)。对于每个单元，分流电阻器S1、S2被包括以用于由∑-ΔADC 56进行的电流测量。电容器514和516可以定义用于∑-ΔADC 56的高通滤波器，并且∑-ΔADC 56可以包括所谓的AC-ADC，这对于复阻抗确定可能是必需的。由电流激励单元506、508定义的激励电流可以包括交变刺激信号。可以包括附加的激励单元(类似于电流激励单元506、508)以用于测量其他电池单元(未示出)的复阻抗。
元件510、512、S1、S2、506、508、54、514、516和56可以被视为本公开的单元阻抗测量电路，其被配置为确定电池单元#n+1的阻抗。在这个示例中，单元阻抗测量电路包括电流激励单元510，电流激励单元510被配置为将激励电流递送到电池单元#n+1。单元阻抗测量电路还包括∑-ΔADC 56，∑-ΔADC 56被配置为：在激励电流存在的情况下，执行与电池单元#n+1相关联的一个或多个第一测量，其中一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量，以及在激励电流存在的情况下，执行与电池单元#n+1相关联的一个或多个第二测量，其中一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量。单元阻抗测量电路被配置为基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量来确定电池单元的阻抗。
类似于图4中所示的示例。对于图5中所示的电路，∑-ΔADC 56的电流和电压测量是顺序进行的，而不是同时进行的。然而，这两种测量都是在存在相同的连续激励电流的情况下进行的，这是一种交变刺激。多路复用器54可以被配置为选择第一组信号并将第一组信号递送到∑-ΔADC 56，以在第一时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第一测量，并且多路复用器54可以被配置为选择第二组信号并将第二组信号递送到∑-ΔADC 56，以在第二时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第二测量。第一时间实例和第二时间实例可以是顺序的并且可以发生在与激励电流相关联的稳定时间之后。被测阻抗可以包括复阻抗，并且激励电流可以包括一个或多个已定义频率的交变电流。
在一些示例中，∑-ΔADC 56可以被配置为进行与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第一测量，并且∑-ΔADC 56可以被配置为进行与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第二测量。在一些示例中，∑-ΔADC 56包括AC∑-ΔADC，其包括作为高通滤波器操作的电容器514、516。
再次，对于图5中所示的示例，在对单元#n+1的阻抗确定执行测量之后，可以使用相同的ADC，例如∑-ΔADC 56，对单元#n的阻抗确定进行测量。在这种情况下，在选择引脚530、534上的信号用于电压测量、然后顺序地选择引脚533、536上的信号用于电流测量之后，多路复用器54可以被配置为选择引脚534、538上的信号用于电压测量，然后顺序地选择引脚536、540上的信号用于电流测量。
因此，在图5中所示的电路是可以被配置为确定多个电池单元的多个阻抗的示例电路。对于每个电池单元#n+1和#n(以及可能的附加单元)，该电路包括相应电流激励单元506、508，相应电流激励单元506、508被配置为将相应激励电流递送到相应电池单元。在这种情况下，∑-ΔADC 56可以被配置为在存在来自电流激励单元506的第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元#n+1相关联的一个或多个第一测量，在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元#n+1相关联的一个或多个第二测量，在存在来自电流激励单元508的第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元#n相关联的一个或多个第一测量，以及在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元#n相关联的一个或多个第二测量。多路复用器54可以被配置为选择第一组信号并将第一组信号递送到∑-ΔADC 56，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元#n+1相关联的一个或多个第一测量；选择第二组信号并将第二组信号递送到∑-ΔADC 56，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元#n+1相关联的一个或多个第二测量；选择第三组信号并将第三组信号递送到∑-ΔADC 56，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元#n相关联的一个或多个第一测量；以及选择第四组信号并将第四组信号递送到∑-ΔADC 56，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元#n相关联的一个或多个第二测量。
图5的电路还可以被配置为(例如使用组件58)对多个电池单元执行一个或多个电池管理功能。电池管理功能可以基于多个电池单元的确定的多个阻抗。例如，一个或多个电池管理功能可以包括单元平衡功能或基于所确定的阻抗的其他功能。
图6是示出与本公开一致的包括单元阻抗测量电路的另一示例的另一电路图。图6中所示的电路在许多方面与图5的相似，所以图6中所示的电路的许多细节的操作类似于图5的操作。组件68类似于组件58并且与上面的描述类似地操作。元件64、66、614、616类似于元件54、56、514、516，并且与上面的描述类似地操作。元件606、608、610、612、S(1')和S(2')类似于元件506、508、510、512、S(1)和S(2)，并且与上面的描述类似地操作.
不同于图5，图6中所示的示例包括单元监测组件69，单元监测组件69可以包括用于被监测的每个单元的附加∑-ΔADC 652、654、晶体管610、612和分流器S(1')、S(2')。在一些情况下，单元监测组件69可能已经存在于用于单元监测功能的电路中。在这种情况下，被用于单元监测的晶体管610、612和分流器S(1')、S(2')可以作为单元阻抗测量电路的一部分加以利用(例如，重新使用)。同样，晶体管610、612和分流器S(1')、S(2')可以类似于晶体管510、512和分流器S(1)、S(2)操作以用于单元阻抗确定，但是在图6中，晶体管610、612和分流器S(1')、S(2')还可以被用于由∑-ΔADC 652、654进行的单元监测。重新使用晶体管610、612和分流器S(1')、S(2')用于单元监测和阻抗确定是所期望的，以便减少这些功能所需的电路元件的数目。
与图6一致，在一些示例中，电流激励可以利用已经存在的晶体管610、612来激励电池单元。晶体管610、612可以包括所谓的电池单元平衡晶体管，其可以再次根据本公开被重新用于单元阻抗确定。
可以在稳定状态条件下操作激励刺激，直到已经执行电池单元电压和激励电流这两个测量为止。测量可以很容易地与激励电流同步，因为激励电流是在与测量相同的半导体元件中生成的，并且因此可以为测量电路所知。与采用非片上的集中式电流激励技术的阻抗测量***相比，这可以提供附加的优势。
图7是示出在存在激励电流的情况下，用于电流和电压测量的激励电流和多路复用器选择的概念图。如所示，当激励电流处于稳定状态时，激励可以包括稳定时间71，随后是电流测量72和电压测量73。如进一步所示，电流和电压测量的选择可以与激励频率同步。换句话说，电流和电压测量是在振荡激励电流的同一相位期间进行的。例如，电压测量73期间和激励电流测量72的波形基本上相似或相同。如所示，多路复用器设置可以被定义为在激励稳定时间71期间无测量周期，随后是一个或多个周期的电流测量72，以及一个或多个周期的电压测量73，其中激励电流的相位对于电流测量72和电压测量73是同步的。
本公开的电路可以计算电池单元的复阻抗，包括实部分量和虚部(相移)分量两者。替代地，可以将原始测量数据传送到中央主机计算机(例如，与BMS相关联的控制器)以进行进一步的数据处理和阻抗计算。在某些应用中，在提供高计算性能的中央主机控制器中进行复阻抗计算可能是有意义的，而在其他应用中，为了将数据通信和带宽要求最小化，在电池管理电路中本地执行数据计算可能是有益的。
使用物理上相同的测量仪器(例如，相同的ADC)执行电压和电流测量的另一个优点是阻抗可以被计算为Z＝u(t)/i(t)，其中Z是复阻抗，u(t)是电压测量，并且i(t)是电流测量。由于这种测量的感兴趣参数只是复阻抗，而不是个体参数u(t)和i(t)，因此测量仪器在增益(参考电压)方面的所有不准确度都将在计算过程中抵消。因此，与可能需要复杂误差补偿方案的其他阻抗计算相比，该技术还可以提供附加的优势。根据本公开的技术，可以通过在测量期间互换同一ADC的电压和电流感测两者来实现误差补偿。
在另外的示例中，给定单元的激励和测量可以由另外的电路执行。换句话说，激励电路可以是测量电路，如本文所述，或者可能在外部设备中。然而，使用外部设备进行电流激励可能会带来如下条缺点：附加的成本、需要更多编程或软件来实现信号同步、并且例如由于实现信号同步的时序挑战而可能会降低准确度。
图8是表示电池***的示例的***图。本公开的电池***可以包括主机控制器802，主机控制器802可以包括计算机或处理器(uC804)，uC 804例如经由通用同步接收器发射器(UART)协议或另一协议来与收发器(“Trans”)通信。因此，主机控制器802经由收发器来与电池监测单元通信。图8中的电池监测电路例如可以形成电池监督电路(CSC)的一部分。变压器(例如，无芯变压器或其他类型的变压器)可以促进主机控制器802和CSC之间通过电流隔离屏障的通信。
图8中所示的CSC可以对应于本文所描述的电池监测电路，但是CSC也可以包括其他功能性。CSC可以包括本公开中列出的阻抗测量组件。然而，在图8中所示的示例中，主机控制器804可以触发阻抗确定，并且激励电流可以出自外部组件，诸如PTC加热器、DC/DC功率转换器或另一外部组件。如上面所提及，在一些示例中，CSC可以基于测量来计算复阻抗，并且在其他示例中，主机控制器804可以从CSC接收测量并且主机控制器804可以基于测量来计算复阻抗。
图9是与本公开的技术一致的流程图。如图9中所示，电路可以被配置为将激励电流递送到串联布置的多个电池单元中的特定电池单元(901)。电路可以经由ADC执行一个或多个第一测量(902)，并经由相同的ADC执行一个或多个第二测量(903)。电路然后可以移动到与电路相关联的下一个单元，该电路可以包括具有阻抗测量能力的电池监测电路。如果存在另一个单元(904的“是”分支)，则对该单元以及与电路相关联的所有单元重复该过程。
一个或多个第一测量可以包括在存在激励电流的情况下的电流测量，并且一个或多个第二测量可以包括在存在激励电流的情况下的电压测量。该电路或外部主控制器然后可以基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量来确定电池单元的阻抗。
如本文进一步描述的，在一些示例中，图9中所示的方法还可以包括经由多路复用器选择第一组信号，并将第一组信号递送到ADC以在第一时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第一测量，以及经由多路复用器选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC，以在第二时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第二测量。第一时间实例和第二时间实例可以发生在与激励电流相关联的稳定时间之后。计算出的阻抗可以包括复阻抗，并且其中激励电流包括处于一个或多个已定义频率的交变电流。
此外，在一些情况下，一个或多个第一测量包括与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第一测量，并且一个或多个第二测量包括与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第二测量。
该方法可以被用来确定多个电池单元的多个阻抗，其中对于电池单元中的每个电池单元，该方法包括将相应激励电流递送到相应电池单元。在这种情况下，该方法可以包括：在存在第一激励电流的情况下，经由ADC执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，在存在第一激励电流的情况下，经由ADC执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，在存在第二激励电流的情况下，经由ADC执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及在存在第二激励电流的情况下，经由ADC执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。此外，在这种情况下，该方法还可以包括：经由多路复用器选择第一组信号并将第一组信号递送到ADC，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量；经由多路复用器选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量；经由多路复用器选择第三组信号并将第三组信号递送到ADC，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量；经由多路复用器选择第四组信号并将第四组信号递送到ADC，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
如本文所述，在一些情况下，电路可以被配置为对多个电池单元执行一个或多个电池管理功能，其中电池管理功能基于多个电池单元的确定的多个阻抗。
以下条款可以说明本公开的一个或多个方面。
条款1——一种被配置为确定电池单元的阻抗的电路，该电路包括：电流激励单元，被配置为将激励电流递送到电池单元；以及ADC，被配置为：在存在激励电流的情况下，执行与电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量，以及在存在激励电流的情况下，执行与电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中该一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量，其中电池单元的阻抗基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量。
条款2——根据条款1所述的电路，还包括多路复用器，该多路复用器被配置为：选择第一组信号并将第一组信号递送到ADC，以在第一时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第一测量，以及选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC，以在第二时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第二测量。
条款3——根据条款2所述的电路，其中第一时间实例和第二时间实例发生在与激励电流相关联的稳定时间之后。
条款4——根据条款1-3中任一项所述的电路，其中阻抗包括复阻抗，并且其中激励电流包括处于一个或多个已定义频率的AC。
条款5——根据条款4所述的电路，其中：一个或多个第一测量包括与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第一测量，并且一个或多个第二测量包括与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第二测量。
条款6——根据条款1-5中任一项所述的电路，其中ADC包括AC∑-ΔADC，AC∑-ΔADC包括被配置为作为高通滤波器操作的电容器。
条款7——根据条款1-6中任一项所述的电路，其中该电路被配置为确定多个电池单元的多个阻抗，其中对于电池单元中的每个，该电路包括被配置为将相应激励电流递送到相应电池单元的相应电流激励单元，其中ADC被配置为：在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
条款8——根据条款7所述的电路，还包括多路复用器，该多路复用器被配置为：选择第一组信号并将第一组信号递送到ADC，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量；选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量；选择第三组信号并将第三组信号递送到ADC，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量；以及选择第四组信号并将第四组信号递送到ADC，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
条款9——根据条款7或8所述的电路，其中该电路被配置为对多个电池单元执行一个或多个电池管理功能，其中电池管理功能基于多个电池单元的多个所确定的阻抗。
条款10——根据条款9所述的电路，其中一个或多个电池管理功能包括电池单元平衡功能。
条款11——一种确定电池单元的阻抗的方法，该方法包括：将激励电流递送到电池单元；在存在激励电流的情况下，经由ADC执行与电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量；在存在激励电流的情况下，经由ADC执行与电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中该一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量；并且基于一个或多个第一测量和一个或多个第二测量来确定电池单元的阻抗。
条款12——根据条款12所述的方法，该方法还包括：经由多路复用器选择第一组信号并且将第一组信号递送到ADC，以在第一时间实例中在存在激励电流的情况下执行一个或多个第一测量，并且经由多路复用器选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC，以在第二时间实例中在存在激励电流的情况下，执行一个或多个第二测量。
条款13——根据条款12所述的方法，其中第一时间实例和第二时间实例发生在与激励电流相关联的稳定时间之后。
条款14——根据条款11-13中任一项所述的方法，其中阻抗包括复阻抗并且其中激励电流包括处于一个或多个已定义频率的AC。
条款15——根据条款14所述的方法，其中：一个或多个第一测量包括与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第一测量，并且一个或多个第二测量包括与激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第二测量。
条款16——根据条款11-15中任一项所述的方法，其中该方法确定多个电池单元的多个阻抗，其中对于电池单元中的每个电池单元，该方法包括将相应激励电流递送到相应电池单元，其中该方法包括：在存在第一激励电流的情况下，经由ADC执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，在存在第一激励电流的情况下，经由ADC执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，在存在第二激励电流的情况下，经由ADC执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及在存在第二激励电流的情况下，经由ADC执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
条款17——根据条款16所述的方法，还包括：经由多路复用器选择第一组信号并将第一组信号递送到ADC，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量；经由多路复用器选择第二组信号并将第二组信号递送到ADC，以在存在第一激励电流的情况下执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量；经由多路复用器选择第三组信号并将第三组信号递送到ADC，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量；以及经由多路复用器选择第四组信号并将第四组信号递送到ADC，以在存在第二激励电流的情况下执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
条款18——根据条款17所述的方法，还包括：对多个电池单元执行一个或多个电池管理功能，其中电池管理功能基于多个电池单元的确定的多个阻抗。
条款19——一种BMS，该BMS被配置为监测串联布置的多个电池单元，该BMS包括：第一电池监测电路，被配置为监测多个电池单元的第一子集；第二电池监测电路，被配置为监测多个电池单元的第二子集，其中第二子集不同于第一子集，其中第一电池监测电路和第二电池监测电路各自包括：被配置为确定给定电池单元的阻抗的阻抗测量电路，该阻抗测量电路包括：电流激励单元，被配置为将激励电流递送到给定电池单元；以及模数转换器(ADC)，被配置为：在存在激励电流的情况下，执行与给定电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中该一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量，以及在存在激励电流的情况下，执行与给定电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量，其中给定电池单元的阻抗基于一个或多个第一测量以及一个或多个第二测量。
条款20——根据条款19所述的BMS，其中与第一电池监测电路和第二电池监测电路中的每个电池监测电路相关联的阻抗测量电路被配置为确定与多个电池单元的子集相关联的多个阻抗，其中对于电池单元的每个子集，相应阻抗测量电路包括相应电流激励单元，相应电流激励单元被配置为将相应激励电流递送到相应电池单元，其中模数转换器(ADC)被配置为：在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
在本公开中已经描述了各种方面和示例。这些和其他方面和示例在所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种被配置为确定电池单元的阻抗的电路，所述电路包括：
电流激励单元，被配置为将激励电流递送到所述电池单元；以及
模数转换器ADC，被配置为：
在存在所述激励电流的情况下，执行与所述电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中所述一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量，并且
在存在所述激励电流的情况下，执行与所述电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中所述一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量，
其中所述电池单元的所述阻抗基于所述一个或多个第一测量和所述一个或多个第二测量。
2.根据权利要求1所述的电路，还包括多路复用器，所述多路复用器被配置为：
选择第一组信号并将所述第一组信号递送到所述ADC，以在第一时间实例中在存在所述激励电流的情况下执行所述一个或多个第一测量，以及
选择第二组信号并将所述第二组信号递送到所述ADC，以在第二时间实例中在存在所述激励电流的情况下执行所述一个或多个第二测量。
3.根据权利要求2所述的电路，其中所述第一时间实例和所述第二时间实例发生在与所述激励电流相关联的稳定时间之后。
4.根据权利要求1所述的电路，其中所述阻抗包括复阻抗并且其中所述激励电流包括处于一个或多个已定义频率的交变电流AC。
5.根据权利要求4所述的电路，其中：
所述一个或多个第一测量包括与所述激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第一测量，并且
所述一个或多个第二测量包括与所述激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第二测量。
6.根据权利要求1所述的电路，其中所述ADC包括交变电流AC∑-ΔADC，所述AC∑-ΔADC包括被配置为作为高通滤波器操作的电容器。
7.根据权利要求1所述的电路，其中所述电路被配置为确定多个电池单元的多个阻抗，
其中对于所述电池单元中的每个，所述电路包括被配置为将相应激励电流递送到相应电池单元的相应电流激励单元，
其中所述ADC被配置为：
在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，
在存在所述第一激励电流的情况下，执行与所述第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，
在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及
在存在所述第二激励电流的情况下，执行与所述第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
8.根据权利要求7所述的电路，还包括多路复用器，所述多路复用器被配置为：
选择第一组信号并将所述第一组信号递送到所述ADC，以在存在所述第一激励电流的情况下执行与所述第一电池单元相关联的所述一个或多个第一测量；
选择第二组信号并将所述第二组信号递送到所述ADC，以在存在所述第一激励电流的情况下执行与所述第一电池单元相关联的所述一个或多个第二测量；
选择第三组信号并将所述第三组信号递送到所述ADC，以在存在所述第二激励电流的情况下执行与所述第二电池单元相关联的所述一个或多个第一测量；以及
选择第四组信号并将所述第四组信号递送到所述ADC，以在存在所述第二激励电流的情况下执行与所述第二电池单元相关联的所述一个或多个第二测量。
9.根据权利要求7所述的电路，其中所述电路被配置为对所述多个电池单元执行一个或多个电池管理功能，其中所述电池管理功能基于所述多个电池单元的确定的所述多个阻抗。
10.根据权利要求9所述的电路，其中一个或多个电池管理功能包括单元平衡功能。
11.一种确定电池单元的阻抗的方法，所述方法包括：
将激励电流递送到所述电池单元；
在存在所述激励电流的情况下，经由模数转换器ADC执行与所述电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中所述一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量；
在存在所述激励电流的情况下，经由所述ADC执行与所述电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中所述一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量；以及
基于所述一个或多个第一测量和所述一个或多个第二测量来确定所述电池单元的阻抗。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
经由多路复用器选择第一组信号并将所述第一组信号递送到所述ADC，以在第一时间实例中在存在所述激励电流的情况下执行所述一个或多个第一测量，以及
经由所述多路复用器选择第二组信号并将所述第二组信号递送到所述ADC，以在第二时间实例中在存在所述激励电流的情况下执行所述一个或多个第二测量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一时间实例和所述第二时间实例发生在与所述激励电流相关联的稳定时间之后。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述阻抗包括复阻抗并且其中所述激励电流包括处于一个或多个已定义频率的交变电流AC。
15.根据权利要求14所述的方法，其中：
所述一个或多个第一测量包括与所述激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第一测量，并且
所述一个或多个第二测量包括与所述激励电流的两个或更多个不同频率相关联的两个或更多个第二测量。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法确定多个电池单元的多个阻抗，
其中对于所述电池单元中的每个电池单元，所述方法包括将相应激励电流递送到相应电池单元，
其中所述方法包括：
在存在第一激励电流的情况下，经由所述ADC执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，
在存在所述第一激励电流的情况下，经由所述ADC执行与所述第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，
在存在第二激励电流的情况下，经由所述ADC执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及
在存在所述第二激励电流的情况下，经由所述ADC执行与所述第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
经由多路复用器选择第一组信号并将所述第一组信号递送到所述ADC，以在存在所述第一激励电流的情况下执行与所述第一电池单元相关联的所述一个或多个第一测量；
经由所述多路复用器选择第二组信号并将所述第二组信号递送到所述ADC，以在存在所述第一激励电流的情况下执行与所述第一电池单元相关联的所述一个或多个第二测量；
经由所述多路复用器选择第三组信号并将所述第三组信号递送到所述ADC，以在存在所述第二激励电流的情况下执行与所述第二电池单元相关联的所述一个或多个第一测量；以及
经由所述多路复用器选择第四组信号并将所述第四组信号递送到所述ADC，以在存在所述第二激励电流的情况下执行与所述第二电池单元相关联的所述一个或多个第二测量。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
对所述多个电池单元执行一个或多个电池管理功能，其中所述电池管理功能基于所述多个电池单元的所确定的所述多个阻抗。
19.一种电池管理***BMS，所述BMS被配置为监测串联布置的多个电池单元，所述BMS包括：
第一电池监测电路，被配置为监测所述多个电池单元的第一子集；以及
第二电池监测电路，被配置为监测所述多个电池单元的第二子集，其中所述第二子集不同于所述第一子集，其中所述第一电池监测电路和所述第二电池监测电路各自包括：
阻抗测量电路，被配置为确定给定电池单元的阻抗，所述阻抗测量电路包括：
电流激励单元，被配置为将激励电流递送到所述给定电池单元；以及
模数转换器ADC，被配置为：
在存在所述激励电流的情况下，执行与所述给定电池单元相关联的一个或多个第一测量，其中所述一个或多个第一测量包括一个或多个电流测量，并且
在存在所述激励电流的情况下，执行与所述给定电池单元相关联的一个或多个第二测量，其中所述一个或多个第二测量包括一个或多个电压测量，
其中所述给定电池单元的所述阻抗基于所述一个或多个第一测量和所述一个或多个第二测量。
20.根据权利要求19所述的BMS，其中与所述第一电池监测电路和所述第二电池监测电路中的每个电池监测电路相关联的所述阻抗测量电路被配置为确定与所述多个电池单元的子集相关联的多个阻抗，
其中对于电池单元的每个子集，相应阻抗测量电路包括相应电流激励单元，所述相应电流激励单元被配置为将相应激励电流递送到相应电池单元，
其中所述ADC被配置为：
在存在第一激励电流的情况下，执行与第一电池单元相关联的一个或多个第一测量，
在存在所述第一激励电流的情况下，执行与所述第一电池单元相关联的一个或多个第二测量，
在存在第二激励电流的情况下，执行与第二电池单元相关联的一个或多个第一测量，以及
在存在所述第二激励电流的情况下，执行与所述第二电池单元相关联的一个或多个第二测量。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6002238A (en) * 1998-09-11 1999-12-14 Champlin; Keith S. Method and apparatus for measuring complex impedance of cells and batteries
KR20130055341A (ko) * 2011-11-18 2013-05-28 삼성전기주식회사 전력량계 시스템의 신호 변환 장치, 전력량계 시스템 및 전력량계 시스템의 신호 변환 방법
CN103869172B (zh) * 2012-12-10 2016-09-14 台达电子企业管理（上海）有限公司 感应电机的转子电阻测量方法及测量装置
US10345384B2 (en) * 2016-03-03 2019-07-09 Battelle Energy Alliance, Llc Device, system, and method for measuring internal impedance of a test battery using frequency response

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