本公開涉及電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、雖然電池化學(xué)物質(zhì)變得越來越好，但完全充電的電池單元與空的電池單元之間的電壓降變得更小。另外，出于壽命和安全原因，需要保護電池單元免于充電不足和過度充電。因此，巨大壓力落在了電池管理系統(tǒng)(bms)的準(zhǔn)確性上，使得系統(tǒng)自主性可在保持應(yīng)用安全的同時最大化。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開的第一方面，提供一種電池管理系統(tǒng)，其包括：

2、四個或更多個電池連接端的序列，其用于連接到一系列電池以使得每個電池連接在所述電池連接端中的一對電池連接端之間，其中：

3、第一電池連接端用于連接到所述一系列電池的一個末端處的電池的端；

4、最末電池連接端用于連接到所述一系列電池的另一末端處的電池的端；并且

5、每個其它電池連接端用于連接到所述一系列中的所述電池中的兩個電池之間的節(jié)點；

6、電阻，其與每個電池連接端相關(guān)聯(lián)；

7、三個或更多個adc的序列，每個adc與所述電池連接端中的一對電池連接端相關(guān)聯(lián)，每個adc具有：

8、第一adc輸入端，其經(jīng)由所述一對電池連接端中的一個電池連接端的相關(guān)聯(lián)電阻連接到所述一個電池連接端；

9、第二adc輸入端，其經(jīng)由所述一對電池連接端中的另一電池連接端的相關(guān)聯(lián)電阻連接到所述另一電池連接端；以及

10、adc輸出端；

11、其中：

12、每個adc被配置成將所述adc的第一adc輸入端和所述第二adc輸入端處的模擬電壓之間的差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并在所述adc的adc輸出端處提供所述數(shù)字信號；以及

13、數(shù)字處理器，其被配置成針對所述序列中的每個adc：

14、基于以下各項來計算所述adc的誤差電壓：i)在所述序列中存在前一adc的情況下所述前一adc的所述數(shù)字信號；以及ii)在所述序列中存在下一adc的情況下所述下一adc的所述數(shù)字信號；并且

15、通過從所述adc的所述數(shù)字信號中減去所述誤差電壓來提供測得電壓輸出信號。

16、有利地，使用數(shù)字處理器在數(shù)字域中執(zhí)行補償可使電流消耗較低、管芯大小較小，并且可容易地從一種技術(shù)擴展到另一種技術(shù)。

17、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器還被配置成針對序列中的每個adc，另外基于以下項來計算所述誤差電壓：iii)所述adc的所述數(shù)字信號。在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器被配置成針對所述序列中的每個中間adc，通過應(yīng)用以下公式來計算所述誤差電壓：

18、誤差電壓＝k?x(vn+1+vn-1-2.vn)

19、其中：

20、k是定時值；

21、vn+1是在所述序列中存在所述下一adc的情況下所述下一adc的所述數(shù)字信號的值；

22、vn-1是在所述序列中存在所述前一adc的情況下所述前一adc的所述數(shù)字信號的值；并且

23、vn是所述adc的所述數(shù)字信號的值。

24、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器被配置成針對所述序列中的第一adc，通過應(yīng)用以下公式來計算所述誤差電壓：

25、誤差電壓＝k?x(vn+1-vn)

26、其中：

27、k是定時值；

28、vn+1是所述序列中的所述下一adc的所述數(shù)字信號的值；并且

29、vn是所述第一adc的所述數(shù)字信號的值。

30、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器被配置成針對所述序列中的最末adc，通過應(yīng)用以下公式來計算所述誤差電壓：

31、誤差電壓＝k?x(vn-1-vn)

32、其中：

33、k是定時值；

34、vn-1是所述序列中的所述前一adc的所述數(shù)字信號的值；并且

35、vn是所述最末adc的所述數(shù)字信號的值。

36、在一個或多個實施例中：

37、k＝2.r.fclk.cin；

38、r是與每個電池連接端相關(guān)聯(lián)的所述電阻的電阻值；

39、cin是所述adc中的每個adc的每個輸入端處的電容器的電容；并且

40、fclk是與每個adc相關(guān)聯(lián)的時鐘的頻率。

41、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器被配置成針對所述序列中的每個adc，通過以下操作來計算所述adc的所述誤差電壓：

42、在所述序列中存在所述前一adc的情況下，將所述前一adc的所述數(shù)字信號與閾值進行比較，以便產(chǎn)生前一adc使用中信號；

43、在所述序列中存在所述下一adc的情況下，將所述下一adc的所述數(shù)字信號與閾值進行比較，以便產(chǎn)生下一adc使用中信號；

44、組合所述前一adc使用中信號和所述下一adc使用中信號以便確定誤差乘數(shù)；以及

45、將所述誤差乘數(shù)乘以預(yù)定電壓值。

46、在一個或多個實施例中，所述預(yù)定電壓值是所述電池中的一個電池的預(yù)期電壓值。

47、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器還被配置成針對所述序列中的每個adc，通過以下操作來計算所述adc的所述誤差電壓：

48、將所述adc的所述數(shù)字信號與閾值進行比較，以便產(chǎn)生adc使用中信號；以及

49、組合所述前一adc使用中信號、下一adc使用中誤差信號和所述adc使用中信號，以便確定所述誤差乘數(shù)。

50、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器還被配置成針對每個中間adc：

51、組合所述前一adc使用中信號、所述下一adc使用中誤差信號和所述adc使用中信號，以便根據(jù)以下方程式來確定所述誤差乘數(shù)：

52、誤差乘數(shù)＝前一adc使用中信號+下一adc使用中誤差信號-2×adc使用中信號。

53、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器還被配置成針對所述序列中的所述第一和最末adc：

54、組合所述前一adc使用中信號、所述下一adc使用中誤差信號和所述adc使用中信號，以便根據(jù)以下方程式來確定所述誤差乘數(shù)：

55、誤差乘數(shù)＝前一adc使用中信號+下一adc使用中誤差信號-adc使用中信號。

56、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器還被配置成針對所述序列中的每個adc，通過將所述誤差乘數(shù)和所述預(yù)定電壓值乘以定時值k來計算所述adc的所述誤差電壓，其中：

57、k＝2.r.fclk.cin；

58、r是與每個電池連接端相關(guān)聯(lián)的所述電阻的所述電阻值；

59、cin是所述adc中的每個adc的每個輸入端處的電容器的所述電容；并且

60、fclk是與每個adc相關(guān)聯(lián)的時鐘的所述頻率。

61、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器還被配置成：

62、將增益校正電壓和/或偏移校正電壓施加到adc的所述序列的每個數(shù)字信號以提供相應(yīng)多個校正的數(shù)字信號；并且

63、對所述校正的數(shù)字信號而非所述數(shù)字信號執(zhí)行所有后續(xù)處理。

64、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器被配置成將每個數(shù)字信號乘以所述增益校正電壓。

65、在一個或多個實施例中，所述數(shù)字處理器被配置成從每個數(shù)字信號中減去所述偏移校正電壓。

66、在一個或多個實施例中，所述電池管理系統(tǒng)被配置成執(zhí)行校準(zhǔn)例程以確定所述增益校正電壓和/或所述偏移校正電壓的值。

67、在一個或多個實施例中，所述電池管理系統(tǒng)被配置成通過以下操作來執(zhí)行所述校準(zhǔn)例程：

68、將所述序列中的每對連續(xù)電池連接端之間的電壓差設(shè)置為第一校準(zhǔn)值，并將每個adc的所述測得電壓輸出信號記錄為第一校準(zhǔn)輸出值；

69、將所述序列中的每對連續(xù)電池連接端之間的所述電壓差設(shè)置為第二校準(zhǔn)輸入值，并將每個adc的所述測得電壓輸出信號記錄為第二校準(zhǔn)輸出值；以及

70、基于所述第一校準(zhǔn)值、第二校準(zhǔn)值、與所述adc相關(guān)聯(lián)的所述第一校準(zhǔn)輸出值以及與所述adc相關(guān)聯(lián)的所述第二校準(zhǔn)輸出值而確定每個adc的所述增益校正電壓和/或所述偏移校正電壓的所述值。

71、在一個或多個實施例中，確定所述增益校正電壓和/或所述偏移校正電壓的值包括針對每個adc求解以下聯(lián)立方程式：

72、vmeas1＝γchannel.vx1+ochannel

73、vmeas2＝γchannel.vx2+ochannel

74、其中：

75、vx1是所述第一校準(zhǔn)值；

76、vx2是所述第二校準(zhǔn)值；

77、vmeas1是所述第一校準(zhǔn)輸出值；

78、vmeas2是所述第二校準(zhǔn)輸出值；

79、γchannel是增益校正電壓；并且

80、ochannel是偏移校正電壓。

81、在一個或多個實施例中，所述電池管理系統(tǒng)被配置成通過以下操作確定所述定時值k的值來執(zhí)行所述校準(zhǔn)例程：

82、將所述序列中的每對連續(xù)電池連接端之間的電壓差設(shè)置為第一校準(zhǔn)值，并將每個adc的所述測得電壓輸出信號記錄為第一校準(zhǔn)輸出值；

83、將所述序列中的每對連續(xù)電池連接端之間的所述電壓差設(shè)置為第二校準(zhǔn)輸入值，并將每個adc的所述測得電壓輸出信號記錄為第二校準(zhǔn)輸出值；

84、將所述序列中的中間對電池連接端之間的電壓差設(shè)置為零，同時將所述序列中的相鄰對電池連接端之間的電壓差設(shè)置為第一校準(zhǔn)值，并將與所述中間對電池連接端相關(guān)聯(lián)的所述adc的所述測得電壓輸出信號記錄為第三校準(zhǔn)輸出值；以及

85、使用以下方程式來確定所述增益校正電壓和所述偏移校正電壓的所述值：

86、

87、其中：

88、vx1是所述第一校準(zhǔn)值；

89、vx2是第二校準(zhǔn)值；

90、vmeas1是所述第一校準(zhǔn)輸出值；

91、vmeas2是所述第二校準(zhǔn)輸出值；并且

92、vmeas3是所述第三校準(zhǔn)輸出值。

93、雖然本公開允許各種修改和替代形式，但本公開的特性已借助于例子在圖中示出且將詳細地描述。然而，應(yīng)理解，所描述的特定實施例之外的其它實施例也是可能的。還涵蓋屬于所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代實施例。

94、以上論述并不意圖表示當(dāng)前或未來權(quán)利要求集的范圍內(nèi)的每個示例實施例或每個實施方案。以下各圖和具體實施方式還舉例說明了各種示例實施例。結(jié)合附圖考慮以下具體實施方式可更全面理解各種示例實施例。