專利名稱：基于電池工作條件控制能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池電源系統(tǒng)，更具體地涉及控制能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的設(shè)備、方法、介質(zhì)和信號(hào)。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)電動(dòng)車輛、混合電動(dòng)車輛以及電池備用系統(tǒng)的使用這些方面的興趣的不斷增加，對(duì)電池電源系統(tǒng)的需要也同樣增加。許多應(yīng)用要求使用一列串聯(lián)的可再充電電池。這種電池列中任一單獨(dú)的電池的接受負(fù)載或接受充電電流的能力取決于該單獨(dú)的電池。多種因素影響電池接收或放出電荷的能力，這些因素例如可以包括電池的工作條件如溫度和充電狀態(tài)。其他因素如存儲(chǔ)時(shí)間、浮動(dòng)電壓、浮動(dòng)壽命、最小電壓、循環(huán)次數(shù)、放電深度和容量也起著作用。因此，每個(gè)單獨(dú)電池的工作條件影響整個(gè)電池系統(tǒng)釋放或接收電荷的能力。
大多數(shù)釋放或從電池系統(tǒng)接收電荷的系統(tǒng)把電池系統(tǒng)作為單個(gè)電源供給對(duì)待，其中計(jì)算電池系統(tǒng)的電壓和電流的需要或負(fù)擔(dān)用于系統(tǒng)整體的性能。一些系統(tǒng)監(jiān)控每個(gè)電池處的電壓并基于電壓的不同調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的電壓或電流，以便對(duì)任何給定的電池不會(huì)施加過(guò)多的重?fù)?dān)。然而，電壓未經(jīng)分析且為對(duì)電池釋放或接收電荷能力不精確的測(cè)量，從而僅能提供非常有限的信息來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)，導(dǎo)致電池系統(tǒng)的某種程度的無(wú)效率的工作。
從而，需要對(duì)流入和流出電池系統(tǒng)的能量進(jìn)行有效管理。需要對(duì)負(fù)載和充電電流進(jìn)行更精確控制以使能量效率最大化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供一種控制能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的設(shè)備、方法、介質(zhì)和信號(hào)來(lái)處理上述需要，，其中控制信號(hào)發(fā)生器可操作接收極值電壓表示，其表示顯示系統(tǒng)中所有電池的電壓中的極值電壓的電池的電壓，和參考電壓表示，其從與顯示極值電壓的電池相關(guān)聯(lián)的工作參數(shù)中獲得，并且該發(fā)生器可操作響應(yīng)前述表示而產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量。可以通過(guò)負(fù)載/充電裝置如電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)利用控制信號(hào)來(lái)控制流出和流入電池系統(tǒng)的能量。
有效地，利用上述系統(tǒng)和方法，任何給定電池的電壓相對(duì)于電池系統(tǒng)中其他電池的電壓基于該電池的工作參數(shù)確定是否選擇電池用于更細(xì)致的分析。該工作參數(shù)可以用來(lái)確定參考電壓，其和選定電池的電壓一起用來(lái)產(chǎn)生控制信號(hào)如電流改變信號(hào)和/或電壓改變信號(hào)。從而，電池的相對(duì)電壓特性用來(lái)調(diào)用其工作條件的研究，以確定怎樣最好的調(diào)整充電或放電電流，或更一般地調(diào)整流入或流出作為一個(gè)整體的電池系統(tǒng)的能量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種控制能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的設(shè)備。該設(shè)備包括存取器，該存取器可操作存取極值電壓表示，其表示顯示系統(tǒng)中所有電池的電壓中的極值電壓的電池的電壓，以及該存取器可操作存取參考電壓表示，其從與顯示極值電壓的電池相關(guān)聯(lián)的工作參數(shù)中獲得。該設(shè)備還包括與存取器通信的控制信號(hào)發(fā)生器，其可操作產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量，以響應(yīng)參考電壓表示和電壓極值表示。
該設(shè)備可以包括電壓極值處理器，其可操作產(chǎn)生電壓極值表示，以及可以包括存儲(chǔ)器，其通過(guò)電壓極值處理器可存取，用于接收和存儲(chǔ)系統(tǒng)中電池的電壓表示。電壓極值處理器可以配置成確定哪一個(gè)表示代表極值電壓，這可以通過(guò)使用分類器將電壓的表示分類來(lái)實(shí)現(xiàn)。
該設(shè)備可以進(jìn)一步包括參考電壓處理器，其可操作產(chǎn)生參考電壓表示。該參考電壓處理器可以操作接收工作參數(shù)的表示，該工作參數(shù)如顯示極值電壓的電池的溫度。參考電壓處理器可以具有查找表接口，其可操作使用溫度表示作為對(duì)使參考電壓和溫度相聯(lián)系的查找表的一個(gè)索引。可以選擇使用的具體的查表作為具有極值電壓的電池的充電狀態(tài)的函數(shù)。查找表接口可以包括輸入端，其可操作接收例如充電狀態(tài)的表示，或者該設(shè)備可以包括充電狀態(tài)處理器，其可操作產(chǎn)生充電狀態(tài)的表示。
查找表接口能夠使用溫度表示作為對(duì)例如使最佳充電電壓和溫度相聯(lián)系的查表和/或使最低允許電池電壓和溫度相聯(lián)系的查找表的一個(gè)索引。
該設(shè)備可以進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器，用于接收和存儲(chǔ)系統(tǒng)中每個(gè)電池的電壓表示和溫度表示，作為選擇或者此外，該設(shè)備可以包括產(chǎn)生系統(tǒng)中每個(gè)電池的電壓表示和溫度表示的裝置。
該設(shè)備可以使用聯(lián)系器，其可操作使各自的電壓和溫度表示與相應(yīng)的電池發(fā)生聯(lián)系。
該設(shè)備可以包括選擇器，其可操作選擇與電池相關(guān)聯(lián)的溫度表示，作為由參考電壓處理器使用的溫度表示，該電池與極值電壓相關(guān)聯(lián)。
控制信號(hào)發(fā)生器可以具有差分處理器，其可操作得到參考電壓和極值電壓之間的數(shù)學(xué)差分，該發(fā)生器可以操作產(chǎn)生表示從電池系統(tǒng)中可得到的電流變化的電流改變值，和/或它可以操作產(chǎn)生表示施加到電池系統(tǒng)的電壓所需變化的電壓改變值。此外，控制信號(hào)發(fā)生器可以操作產(chǎn)生目標(biāo)總線電壓，作為先前目標(biāo)總線電壓和電壓改變值的函數(shù)。
該設(shè)備可以包括能量流確定器，其可操作確定能量是向能量總線還是向電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。能量流確定器例如可以與控制信號(hào)發(fā)生器合作或者可以結(jié)合在其中，當(dāng)能量流向總線時(shí)使控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生電流改變信號(hào)，以及當(dāng)能量流向電池系統(tǒng)時(shí)使控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生電壓改變信號(hào)。
該設(shè)備還可以包括旁路控制器，其可操作產(chǎn)生旁路激活信號(hào)，當(dāng)通過(guò)電池系統(tǒng)的電流方向沒(méi)有改變時(shí)，激活任何具有大于參考值的電壓的電池的旁路電路。旁路控制器還可以產(chǎn)生旁路電路去激活信號(hào)，當(dāng)系統(tǒng)中電流方向發(fā)生改變時(shí)，去激活任何具有激活的旁路電路的電池的旁路電路，除非任一電池具有大于參考值的電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種最佳化存儲(chǔ)電池系統(tǒng)和能量總線之間能量轉(zhuǎn)移的方法，該方法包括響應(yīng)從顯示電壓極值的電池的工作參數(shù)中確定的參考電壓表示和電壓極值表示而產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，用于提供編碼來(lái)指導(dǎo)處理器電路通過(guò)響應(yīng)從顯示電壓極值的電池的工作參數(shù)中確定的參考電壓表示和電壓極值表示從而產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制能量總線和電池系統(tǒng)之間的能量轉(zhuǎn)移，該控制信號(hào)用于改變能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種包括一段提供的編碼的信號(hào)，該編碼指導(dǎo)處理器電路控制能量總線和電池系統(tǒng)之間的能量轉(zhuǎn)移，所述編碼包括用于指導(dǎo)處理器電路響應(yīng)從顯示電壓極值的電池的工作參數(shù)中確定的參考電壓表示和這樣的電壓極值表示從而產(chǎn)生控制信號(hào)的編碼，該控制信號(hào)用于改變能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量。
在研究了本發(fā)明具體實(shí)施例的以下描述以及所附附圖后，本發(fā)明的其他方面和特點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)。


附圖中說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，圖1是使用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的設(shè)備的系統(tǒng)圖示。
圖2是圖1所示設(shè)備的處理器電路的框圖。
圖3是圖2所示處理器電路的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中形成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖示。
圖4是流程圖，示出了由圖2所示的處理器電路執(zhí)行的主程序。
圖5是一流程圖，示出了由圖2所示的處理器電路執(zhí)行的負(fù)載控制程序。
圖6是由圖2所示的處理器執(zhí)行的電荷控制程序的流程圖。
圖7是由圖2所示的處理器執(zhí)行的電壓極值處理程序的流程圖。
圖8是由圖2所示的處理器電路執(zhí)行的旁路控制程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一般電池供電電源系統(tǒng)10。該電源系統(tǒng)10可以用于電動(dòng)車輛、混合電動(dòng)車輛，固靜止電源備用系統(tǒng)等。通常，電源系統(tǒng)10包含示出的連接到能量總線13的電池系統(tǒng)12，該能量總線可以包括例如連接到負(fù)載/充電器裝置18的高電流載量電纜15和17。電池系統(tǒng)12例如可以包括一排串聯(lián)的可再充電電池如鉛酸性或凝膠單元電池。鉛酸性電池可以是例如閥門調(diào)節(jié)鉛酸性(VRLA)電池。
在電源系統(tǒng)10用于電動(dòng)車輛時(shí)，負(fù)載/充電器裝置18可以是組合的控制器/電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元，能夠接收表示控制參數(shù)的數(shù)據(jù)字，該控制參數(shù)用于調(diào)整電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的場(chǎng)電流從而控制流出或供給電池系統(tǒng)12的功率量。組合控制器例如可以是可編程反相器/充電器，其可以連接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元以向該處提供電流以及從其中接收電流。例如，控制器可以是從Ecostar Electric Drive Systems of Dearbon，Michigan，USA得到的類型，用于汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和固定電源應(yīng)用。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元可以是從UQM Technologies，Inc.ofGolden，CO，USA得到的類型。
通常，電池系統(tǒng)12可以在供給模式工作，向能量總線13提供或傳輸能量，該能量總線用于向負(fù)載/充電器裝置18進(jìn)行傳導(dǎo)，或者電池系統(tǒng)12可以在充電模式工作，其中電池系統(tǒng)從能量總線接收能量，該能量由負(fù)載/充電器裝置18提供。
電源系統(tǒng)10進(jìn)一步包括示出的電池?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)14和示出的控制器16。通常，對(duì)于電池系統(tǒng)12中的每個(gè)電池，電池?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)14產(chǎn)生電壓表示和電池工作參數(shù)如溫度表示，它也可以提供對(duì)能量總線13上電流的大小和方向的測(cè)量。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)14可以包括例如多個(gè)傳感器單元28，30，32和34，每個(gè)傳感器單元與各自相應(yīng)的電池20，22，24和26相聯(lián)系。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)14可以進(jìn)一步包括示出的電池?cái)?shù)據(jù)接口36。
這些傳感器單元可以是例如從eXtend Computer & Instrument Inc.ofMichigan，U.S.A.得到的類型。通常，這些傳感器單元28，30，32和34可操作測(cè)量橫跨各自電池20到26的電壓，并包括測(cè)量每個(gè)各自的電池的工作參數(shù)的傳感器。在該實(shí)施例中，由傳感器檢測(cè)的工作參數(shù)是電池的溫度。
通過(guò)隔離的、單線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)內(nèi)相應(yīng)的傳感器單元，將通過(guò)傳感器得到的測(cè)量溫度傳送到電池?cái)?shù)據(jù)接口36。每個(gè)傳感器單元從其連接的電池系統(tǒng)中引出其工作功率?？梢栽谶x定的傳感器單元處調(diào)用電池?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量，響應(yīng)從電池?cái)?shù)據(jù)接口36接收在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)上傳送的命令。
在該實(shí)施例中，每個(gè)傳感器單元28，30，32和34分別具有內(nèi)置的旁路電路31，33，35和37，這些電路將在下面說(shuō)明，可以用作電池系統(tǒng)12內(nèi)的連續(xù)均衡/補(bǔ)償電池。旁路電路31，33，35和37的控制由相同的單線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)內(nèi)接收的信號(hào)提供，該網(wǎng)絡(luò)用來(lái)從電池?cái)?shù)據(jù)接口36接收命令和將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫姵財(cái)?shù)據(jù)接口36。
在該實(shí)施例中，電池?cái)?shù)據(jù)接口36是由eXtend Computer & Instrument，Inc.of Michigan，U.S.A.提供的類型。接口36可以具有串聯(lián)或并聯(lián)通信端口，通過(guò)該端口可以實(shí)現(xiàn)與控制器16的通信。電池?cái)?shù)據(jù)接口36也具有連接到單線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的終端，電池傳感器單元28，30，32和34連接到該網(wǎng)絡(luò)，用于與電池傳感器單元雙向通信。電池?cái)?shù)據(jù)接口36也可以具有電流傳感器輸入端，其可操作以電流分路(未示出)的方式使用以獲得涉及能量總線13上電流大小和方向的信息。
電池?cái)?shù)據(jù)接口36可操作由控制器16控制，以便控制器可以與電池?cái)?shù)據(jù)接口通信以發(fā)送信息請(qǐng)求并接收請(qǐng)求的信息作為響應(yīng)，或者分別控制某些傳感器單元28，30，32和34的旁路電路31，33，35和37。通過(guò)將命令信息或來(lái)自控制器16的信息發(fā)送到電池?cái)?shù)據(jù)接口36來(lái)實(shí)現(xiàn)這種通信。作為響應(yīng)，電池?cái)?shù)據(jù)接口36解釋命令信息并與一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的傳感器單元28，30，32和34通信以對(duì)其進(jìn)行控制，或獲得任何請(qǐng)求信息并將響應(yīng)信息發(fā)送回控制器16，該響應(yīng)信息帶有請(qǐng)求信息或傳感器單元狀態(tài)的指示。請(qǐng)求信息例如可以包括電壓和工作條件如電池系統(tǒng)12的任何電池的溫度和電池系統(tǒng)中電流的大小和方向。
應(yīng)當(dāng)理解，電池系統(tǒng)12中每個(gè)電池20，22，24和26可以在不同的電壓工作，這取決于各種因素如工作條件和充電狀態(tài)。一些電池相對(duì)于其他電池而言具有較高的電壓，而其他電池相對(duì)另外的電池而言具有較低的電壓。通常，一個(gè)電池比所有其他的電池具有更高的電壓，一個(gè)電池比所有其余的電池具有更低的電壓。該較高的電壓和較低的電壓可以稱作電壓極值，或者電池系統(tǒng)12中所有電池電壓中的極值電壓。當(dāng)然，具有最低電壓的電池是具有低電壓極值的電池，而具有最高電壓的電池是具有高電壓極值的電池。依照本發(fā)明在此提出的，這些電壓極值在確定怎樣控制流入和流出能量總線13的能量時(shí)是重要的，這取決于能量總線上能量流的方向，如下文所解釋的那樣。
通常，控制器16可操作為每個(gè)電池從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)14中接收電壓表示和至少一個(gè)工作參數(shù)的表示，并且該控制器可操作將這些表示存儲(chǔ)在各自的陣列19和21中。這些表示可以例如為數(shù)據(jù)“字”或“字節(jié)”的形式。
在該實(shí)施例中，控制器16具有功能塊23和25，其分別作為電壓極值處理器和參考電壓處理器，這兩個(gè)處理器根據(jù)電壓和工作參數(shù)表示工作以產(chǎn)生極值電壓表示，其表示顯示極值電壓的電池的電壓，和產(chǎn)生參考電壓表示，其從與顯示極值電壓的電池相關(guān)聯(lián)的工作參數(shù)中獲得。該極值電壓表示和參考電壓表示接收在各自的存儲(chǔ)位置中。控制器進(jìn)一步包括存取器27，其存取極值電壓表示和參考電壓表示，并將它們傳送到控制信號(hào)發(fā)生器29，其響應(yīng)電壓極值表示和參考電壓表示從而產(chǎn)生控制信號(hào)，通過(guò)負(fù)載/充電器裝置18用于改變能量總線和電池系統(tǒng)12之間能量轉(zhuǎn)移的量。
控制器16例如可以通過(guò)離散的部件實(shí)現(xiàn)，或更優(yōu)選通過(guò)處理器電路如可編程控制器實(shí)現(xiàn)。
參考圖1和2，示出了用作控制器16的適合的處理器電路51。在該實(shí)施例中，處理器電路51包括示出的具有輸入端62的輸入接口60，用于接收電池系統(tǒng)12中每個(gè)各自電池的電壓和工作參數(shù)值。在示出的實(shí)施例中，可以看出輸入接口60對(duì)于每個(gè)電池都具有分離的一對(duì)輸入端，但是應(yīng)當(dāng)理解，電壓和工作參數(shù)信息可以從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中連續(xù)接收，其中例如可以具有單輸入端來(lái)接收每個(gè)電池的電壓和工作參數(shù)值。為了例證性的目的，輸入接口60也包括接收用戶信息的用戶輸入端64，以及包括電流輸入端66，從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)14中接收表示系統(tǒng)中電流方向和大小的值，如上所述。作為選擇，電流值例如可以從在從電池系統(tǒng)到負(fù)載/充電器的供電導(dǎo)線之一上的電流變壓器中獲得。
處理器電路51進(jìn)一步包括主處理器電路70，程序存儲(chǔ)器72，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)74和電池信息非易失性存儲(chǔ)器76。在該實(shí)施例中，電池信息非易失性存儲(chǔ)器76可操作存儲(chǔ)表示最佳充電電壓對(duì)溫度和最低允許電池電壓對(duì)溫度的表77，并進(jìn)一步可以存儲(chǔ)例如表示存儲(chǔ)時(shí)間對(duì)溫度，浮動(dòng)電壓對(duì)溫度，最小電壓對(duì)充電狀態(tài)，故障周期對(duì)放電深度百分比的表和百分比容量對(duì)溫度的電池容量表。該信息例如可以通過(guò)用戶輸入到電池信息非易失性存儲(chǔ)器76中，或者可以預(yù)先存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器中以對(duì)于多種不同類型的電池提供上述表的數(shù)據(jù)庫(kù)。然后，根據(jù)接收用戶輸入，識(shí)別將和控制器16一起使用的電池的類型，表的合適的數(shù)據(jù)庫(kù)可以被選擇并被激活用于產(chǎn)生控制信號(hào)。
在該實(shí)施例中，主處理器電路70也與介質(zhì)接口78通信，該接口可操作讀取計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)如CD-ROM 80。CD-ROM 80例如可以對(duì)于每類電池提供上述信息數(shù)據(jù)庫(kù)，和/或可以提供可操作被存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器72中的編碼，該程序存儲(chǔ)器定義由產(chǎn)生控制信號(hào)的主處理器電路70執(zhí)行的功能，依照根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例。
此外，在示出的實(shí)施例中，主處理器電路70與外部通信接口81通信，該接口81例如可操作提供網(wǎng)絡(luò)通信，這樣的網(wǎng)絡(luò)例如可以包括互聯(lián)網(wǎng)。從而，外部通信接口81可以提供經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)接收上述信息數(shù)據(jù)庫(kù)，或可以操作接收在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)中的上述程序，存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器72中，所述信號(hào)從互聯(lián)網(wǎng)接收。
主處理器電路70進(jìn)一步與輸出接口82通信，該輸出接口具有輸出端84，用于給圖1所示的電池?cái)?shù)據(jù)接口36提供信號(hào)，以使電池?cái)?shù)據(jù)接口采樣或詢問(wèn)圖1所示的傳感器單元28到34以獲得電壓和工作參數(shù)信息，這些信息最終在輸入接口60處接收，如圖2所示。此外，輸出接口82響應(yīng)參考電壓表示和電壓極值表示提供控制信號(hào)，用于改變能量總線13和電池系統(tǒng)12之間能量轉(zhuǎn)移的量?？刂菩盘?hào)可以以目標(biāo)總線電壓控制信號(hào)的形式出現(xiàn)在輸出端86處，在充電模式期間控制總線電壓，和/或可以以電流改變控制信號(hào)的形式出現(xiàn)在輸出端88處，用于控制在供給模式期間控制系統(tǒng)中的電流。應(yīng)當(dāng)理解，作為選擇，輸出接口82可以提供單輸出端來(lái)代替輸出端86和88，用于發(fā)出命令識(shí)別輸出信號(hào)表示目標(biāo)總線電壓信號(hào)還是和/或電流改變控制信號(hào)，作為控制圖1所示的負(fù)載/充電器裝置18的控制信號(hào)，所述命令也包括這些信號(hào)。
參考圖3，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)74可以布置成包括工作參數(shù)陣列90，電壓參數(shù)陣列92，控制參數(shù)陣列94和輸出參數(shù)陣列96。RAM74也可以包括參考值字段98。
通常，對(duì)于電池系統(tǒng)12中每個(gè)電池，工作參數(shù)陣列90和電壓參數(shù)陣列分別存儲(chǔ)工作參數(shù)(如溫度)表示和電壓表示。
工作參數(shù)陣列90可以存儲(chǔ)數(shù)對(duì)，每對(duì)分別表示工作參數(shù)和電池標(biāo)識(shí)。從而，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入工作參數(shù)陣列90時(shí)，給定任一電池標(biāo)識(shí)，可以得到相應(yīng)的工作參數(shù)。相似地，電壓參數(shù)陣列92存儲(chǔ)數(shù)對(duì)，每對(duì)表示電壓和電池標(biāo)識(shí)。從而，給定任一電壓值，可以識(shí)別相應(yīng)的電池。如下文更詳細(xì)的說(shuō)明，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入兩個(gè)陣列時(shí)，主處理器電路70使用給定電壓值以發(fā)現(xiàn)與電池相關(guān)聯(lián)的工作參數(shù)表示，該電池與給定電壓值相關(guān)聯(lián)。
工作參數(shù)陣列包括電池類型標(biāo)識(shí)字段100，負(fù)載控制常量字段102，電荷控制常量字段104，和電流方向字段106。電池類型標(biāo)識(shí)字段100可以載入從用戶接收的信息，如電池系統(tǒng)12中電池類型的指示。負(fù)載控制常量字段102和電荷控制常量字段104保持固定的值，這取決于電池系統(tǒng)12中使用的電池類型。電流方向字段106存儲(chǔ)從圖1所示的電池?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)14中接收的值，該值表示能量總線13上的電流方向。
輸出參數(shù)陣列96可以包括電流改變輸出值字段120和電壓改變輸出值字段122，其可以作為由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的輸出信號(hào)表示。
參考圖1和2，程序存儲(chǔ)器72被以編碼塊138，140，142，144，146和200進(jìn)行編程，這些編碼塊指導(dǎo)主處理器電路70執(zhí)行實(shí)現(xiàn)一組程序的功能塊，這些程序分別包括主程序，負(fù)載控制程序，電荷控制程序，電壓極值處理器程序，查找表接口和旁路程序。這組程序的各子集合作作為電壓極值處理器23，參考電壓處理器25，存取器27和控制信號(hào)發(fā)生器29，如圖1所示。程序存儲(chǔ)器72可以進(jìn)一步包括多組編碼(未示出)，用于與圖1示出的電池?cái)?shù)據(jù)接口36建立通信以及用于執(zhí)行各種功能，例如與介質(zhì)接口78和外部通信接口81對(duì)接。
參考圖1，2和4，示出了主程序138。主程序138從第一塊139開(kāi)始，該第一塊指導(dǎo)主處理器電路70發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令到圖1示出的電池?cái)?shù)據(jù)接口36，使它從傳感器單元28-34中獲得電壓和溫度表示。塊141指導(dǎo)主處理器電路70等待將從電池?cái)?shù)據(jù)接口36返回的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)被返回時(shí)，它可以存儲(chǔ)在例如RAM74中的臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域(未示出)中。如果電流方向表示被返回，它可以存儲(chǔ)在例如RAM 74的電流方向字段中。
與RAM74和處理器電路70合作的主程序的塊143作為聯(lián)系器，用于使各自的電壓和溫度表示與相應(yīng)的電池相關(guān)聯(lián)。
當(dāng)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)已返回時(shí)，塊143指導(dǎo)主處理器電路70提取存儲(chǔ)在臨時(shí)存儲(chǔ)器中的電壓和溫度表示并將它們存儲(chǔ)在圖3示出的工作參數(shù)和電壓參數(shù)陣列90和92中，以便這些表示與相應(yīng)的電池相關(guān)聯(lián)。在示出的實(shí)施例中，這種關(guān)聯(lián)通過(guò)將溫度和電池標(biāo)識(shí)值作為數(shù)對(duì)存儲(chǔ)在工作參數(shù)陣列90中，以及通過(guò)將電壓和電池標(biāo)識(shí)值作為數(shù)對(duì)存儲(chǔ)在電壓參數(shù)陣列92中來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為選擇，工作參數(shù)和電壓參數(shù)值可以與相應(yīng)的電池相關(guān)聯(lián)，通過(guò)例如將每個(gè)電池的表示和電池標(biāo)識(shí)均存儲(chǔ)在一個(gè)單獨(dú)的記錄中。應(yīng)當(dāng)理解，各種其他的使這些表示與電池相關(guān)聯(lián)的方式都是可能的并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。同樣，將電壓和溫度值存儲(chǔ)在臨時(shí)存儲(chǔ)器中的中間步驟可以省略，當(dāng)這些值被接收時(shí)它們可以直接存儲(chǔ)在具有電池標(biāo)識(shí)的指示陣列中。
塊145然后指導(dǎo)主處理器電路70確定電流方向，根據(jù)從電池?cái)?shù)據(jù)接口36返回且存儲(chǔ)在RAM 74的控制參數(shù)陣列94中的電流方向值。
然后，塊147指導(dǎo)主處理器電路70調(diào)用合適的控制程序，即，圖5示出的負(fù)載控制程序或圖6示出的電荷控制程序，取決于電流方向值是表示電流是從電池系統(tǒng)12流向能量總線13還是從能量總線13流向電池系統(tǒng)12。在示出的實(shí)施例中，當(dāng)電流方向值表示能量是從電池系統(tǒng)12流向能量總線13，即，電池系統(tǒng)12以供給模式工作時(shí)，調(diào)用圖5示出的負(fù)載控制程序140以產(chǎn)生電流改變信號(hào)。相似地，在示出的實(shí)施例中，當(dāng)電流方向值表示能量從能量總線13流向電池系統(tǒng)12，即，電池系統(tǒng)12以充電模式工作時(shí)，調(diào)用圖6示出的電荷控制程序142以產(chǎn)生電壓改變信號(hào)。從而主程序138的塊147和主處理器電路70一起合作以作為能量流確定器，其可操作確定能量是向能量總線13還是向電池系統(tǒng)12轉(zhuǎn)移。
然后，塊149指導(dǎo)主處理器電路70調(diào)用圖8示出的旁路程序以激活或去激活某些傳感器單元中的旁路電路31，33，35和37。
參考圖5，當(dāng)能量從電池系統(tǒng)12流向能量總線13時(shí)，執(zhí)行負(fù)載控制程序140，該程序從塊150開(kāi)始，該塊指導(dǎo)處理器設(shè)定極值標(biāo)識(shí)標(biāo)記(未示出)有效，以指示橫跨圖1所示電池系統(tǒng)12的任意電池測(cè)量的最低電壓將被作為極值電壓用于計(jì)算。然后，塊152指導(dǎo)主處理器電路70調(diào)用圖7所示的電壓極值處理程序144。參考圖2，3和7，電壓極值處理程序144從第一塊156開(kāi)始，該塊指導(dǎo)主處理器電路70訪問(wèn)電壓參數(shù)陣列92以確定哪一個(gè)電壓表示代表極值電壓，在該例子中為最低電壓。為此，塊156作為分類器，將圖3所示的電壓參數(shù)陣列92以升序分類。這使得最低測(cè)量電壓值作為陣列中的第一值出現(xiàn)。接下來(lái)，塊158指導(dǎo)主處理器電路70尋址電壓參數(shù)陣列92以讀取與最低電壓值關(guān)聯(lián)的電池標(biāo)識(shí)，以識(shí)別顯示極值電壓值的電池。然后，塊160指導(dǎo)主處理器電路70作為選擇器，其可操作選擇與一電池相聯(lián)系的溫度表示，作為由參考電壓處理器使用的溫度表示，所述電池與極值電壓相聯(lián)系。為此，主處理器電路70查找已識(shí)別電池的相應(yīng)工作參數(shù)值，通過(guò)利用與最低電壓值關(guān)聯(lián)的電池標(biāo)識(shí)訪問(wèn)工作參數(shù)陣列90，該最低電壓值作為該陣列的一個(gè)索引。查找與已識(shí)別電池相聯(lián)系的數(shù)對(duì)的相應(yīng)工作參數(shù)后，塊162指導(dǎo)主處理器電路將極值電壓表示和定位的工作參數(shù)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，使它能夠被傳送到調(diào)用程序，在該例子中，所述調(diào)用程序?yàn)樨?fù)載控制程序140。
回到圖2，3和5，提供有極值電壓值和工作參數(shù)值，負(fù)載控制程序140的塊164指導(dǎo)主處理器電路70作為圖1所示的參考電壓處理器25，并使用從電壓極值處理器程序144中接收的工作參數(shù)值(OP)，即溫度以查找顯示極值電壓值的電池的相應(yīng)最低允許電壓。為了使其實(shí)現(xiàn)，主處理器電路70使用查找表接口146以訪問(wèn)存儲(chǔ)在電池信息非易失性存儲(chǔ)器76中的最小電壓表，利用工作參數(shù)值(溫度)作為該表的一個(gè)索引。這種查找使得作為參考電壓的最低允許電壓值Vlp存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，用于通過(guò)負(fù)載控制程序進(jìn)行訪問(wèn)。
查找表接口146可以指導(dǎo)主處理器電路70訪問(wèn)配置成處理器電路51一部分的電池信息非易失性存儲(chǔ)器76。應(yīng)當(dāng)理解，電池?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器沒(méi)有必要一定為處理器電路51的一部分，而是可以為包含指示表數(shù)據(jù)庫(kù)的遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器裝置。在這種情況下，查找表接口可以進(jìn)一步包括一些功能如超出其通?？赡馨ǖ耐ㄐ?，用于處理錯(cuò)誤校正和信號(hào)交換等，其中電池?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò)主處理器電路70直接存取。通常，包含指示表的數(shù)據(jù)庫(kù)可以位于任何地方，查找表接口可以包括適當(dāng)?shù)耐ㄐ殴δ軐?duì)所需表的訪問(wèn)。
參考圖5，塊166和168然后指導(dǎo)主處理器電路70作為圖1的存取器27和控制信號(hào)發(fā)生器29。塊166指導(dǎo)主處理器電路70訪問(wèn)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的極值電壓表示和參考電壓表示，并響應(yīng)參考電壓表示和電壓極值表示產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和系統(tǒng)間能量轉(zhuǎn)移的量。為了使其實(shí)現(xiàn)，主處理器電路70被指導(dǎo)以計(jì)算電流改變控制值，該值作為最低允許電壓值和極值電壓值之間的差分乘以存儲(chǔ)在RAM 74的相應(yīng)字段102中的負(fù)載控制常數(shù)(a)。在此過(guò)程中，主處理器電路70作為差分處理器，可操作得到參考電壓和極值電壓之間的數(shù)學(xué)差分。主處理器電路70使該數(shù)學(xué)差分乘以負(fù)載控制常數(shù)(a)，以產(chǎn)生表示從系統(tǒng)中流出的電流變化的電流改變控制信號(hào)。然后，塊168指導(dǎo)主處理器電路70使該電流改變控制值作為圖2所示的輸出端88處的電流改變控制信號(hào)，用于通過(guò)圖1所示的負(fù)載/充電器裝置18接收。
負(fù)載控制程序140的作用是當(dāng)橫跨任一電池的電壓低于最小允許電池電壓時(shí)，減小電池系統(tǒng)12上的負(fù)載。
參考圖6，電荷控制程序142從第一塊170開(kāi)始，該塊指導(dǎo)圖2所示的主處理器電路70設(shè)定極值標(biāo)識(shí)標(biāo)記，以指示橫跨系統(tǒng)中任一電池測(cè)量的最高電壓將作為極值電壓值。然后，塊172指導(dǎo)主處理器電路70調(diào)用圖7所示的電壓極值處理程序，以得到極值電壓表示和輸出參數(shù)表示并將這些表示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，用于通過(guò)電荷控制程序142的余項(xiàng)訪問(wèn)。應(yīng)當(dāng)注意，在塊156處，當(dāng)電荷控制程序調(diào)用圖7所示的電壓極值處理程序144時(shí)，圖3所示的電壓參數(shù)陣列92以降序分類，以使陣列中的第一項(xiàng)為最高電壓值。
回到圖6，給定極值電壓值和與顯示極值電壓值的電池相聯(lián)系的工作參數(shù)值，塊174指導(dǎo)主處理器電路70利用工作參數(shù)查找最佳充電電壓值。這通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)，即，使主處理器電路70使用查找表接口146訪問(wèn)電池信息非易失性存儲(chǔ)器76及具體地存儲(chǔ)在其中的最佳電壓對(duì)溫度表，從而利用作為該表一個(gè)索引的工作參數(shù)值(溫度)，查找相應(yīng)的最佳電壓值Vopt。塊176，178和180然后指導(dǎo)主處理器電路70作為圖1所示的存取器27和控制信號(hào)發(fā)生器29。
然后，塊176指導(dǎo)主處理器電路70訪問(wèn)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的極值電壓表示和參考電壓表示，并響應(yīng)參考電壓表示和電壓極值表示產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和系統(tǒng)間能量轉(zhuǎn)移的量。為此，主處理器電路70被指導(dǎo)以計(jì)算電壓改變值作為最佳電壓值Vopt和極值電壓值之間的差分函數(shù)。為此，主處理器電路70再次作為差分處理器，可操作得到參考電壓和極值電壓之間的數(shù)學(xué)差分。在該實(shí)施例中，由差分處理器的操作產(chǎn)生的結(jié)果乘以電荷控制常數(shù)(b)，其存儲(chǔ)在圖3所示的RAM 74的相應(yīng)字段104中，以產(chǎn)生表示橫跨電池系統(tǒng)12的電壓所需變化的電壓改變值。
塊178然后指導(dǎo)主處理器電路70計(jì)算目標(biāo)總線電壓值，作為電壓改變值和先前總線電壓值的和。通過(guò)采用圖3所示電壓參數(shù)陣列92中存儲(chǔ)的電壓值的和，可以得到先前總線電壓值。
塊180然后指導(dǎo)主處理器電路70使該新的總線電壓值作為圖2所示的輸出端86處的信號(hào)，由圖1所示的負(fù)載/充電器裝置18使用。
電荷控制程序142的作用是降低主總線電壓，即施加在電池系統(tǒng)12上的總電壓，直到系統(tǒng)中沒(méi)有電池的電壓高于最高最佳電壓，該最佳電壓對(duì)于任一給定電池是允許的。
上述系統(tǒng)的性能可以通過(guò)選擇最低允許電壓對(duì)溫度表和最佳充電電壓表作為顯示電壓極值的電池的充電狀態(tài)的函數(shù)來(lái)提高。從而，查找表接口146可以對(duì)多個(gè)最低允許電壓對(duì)溫度表和多個(gè)最佳充電電壓對(duì)溫度表提供訪問(wèn)，每個(gè)表與充電的不同狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。查找表接口146可以具有輸入端，其可操作接收電池的充電狀態(tài)的表示，以及給定這種表示時(shí)，它可以相應(yīng)地選擇適合的表。
關(guān)于電池系統(tǒng)12中電池充電狀態(tài)的信息可以通過(guò)各種來(lái)源得到，這些來(lái)源包括程序如圖2中201處示出的程序，其可操作在主處理器電路70上運(yùn)行以例如收集關(guān)于電池使用的信息，以及產(chǎn)生充電狀態(tài)的測(cè)量。例如，這種程序可以記住積累時(shí)間、放電深度、積累時(shí)間、充電量和溫度，在該溫度下這些事件發(fā)生，它可以使用存儲(chǔ)在電池?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的一個(gè)表來(lái)產(chǎn)生百分比放電值。上述查找表然后可以通過(guò)放電百分比索引，以便放電百分比可以通過(guò)查找表接口使用以選擇適當(dāng)?shù)谋碛糜诋a(chǎn)生參考電壓值。從而，充電狀態(tài)信息可以分別為圖5和6的塊164和174的輸入。程序可以看作充電狀態(tài)處理器，該程序使主處理器電路70執(zhí)行充電狀態(tài)確定功能。
作為選擇，充電狀態(tài)信息可以從外部來(lái)源中接收，例如通過(guò)外部通信接口，或通過(guò)用戶輸入。
參考圖8，旁路程序200是由主程序138調(diào)用的最后程序，指導(dǎo)主處理器電路70分別控制圖1示出的傳感器單元28，30，32和34上的旁路電路31，33，35和37。這對(duì)來(lái)自電池系統(tǒng)12中電池的能量流提供連續(xù)均衡和補(bǔ)償。
旁路程序從第一塊202開(kāi)始，該塊指導(dǎo)主處理器電路70根據(jù)存儲(chǔ)在圖3示出的電壓參數(shù)陣列92中的電壓值計(jì)算參考值如平均電池電壓。該參考值存儲(chǔ)在圖3示出的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的參考值字段98中。
塊204然后指導(dǎo)主處理器電路70確定電源系統(tǒng)10中的電流方向是否發(fā)生改變，如果發(fā)生了變化，則使塊206指導(dǎo)主處理器電路發(fā)出旁路控制信號(hào)來(lái)設(shè)定所有旁路電路31，33，35和37無(wú)效。電流方向通過(guò)讀取圖3所示的控制參數(shù)陣列94中的電流方向字段106的內(nèi)容來(lái)確定。
如果電流方向自從上次運(yùn)行旁路程序200的時(shí)間或在所有的旁路控制信號(hào)被設(shè)定為無(wú)效后沒(méi)有改變，那么塊208指導(dǎo)主處理器電路70將所有與具有電壓大于參考電壓的電池相關(guān)聯(lián)的傳感器上的旁路電路設(shè)定為有效。這具有隨時(shí)間補(bǔ)償橫跨每個(gè)電池的電壓的作用，使其大約為相同值。然后旁路程序200結(jié)束。
當(dāng)通過(guò)電池系統(tǒng)的電流方向沒(méi)有改變時(shí)，旁路程序具有產(chǎn)生旁路激活信號(hào)的作用，用于激活具有電壓大于參考值的電池上的旁路電路。此外，當(dāng)系統(tǒng)中的電流方向改變時(shí)，它使旁路電路去激活信號(hào)產(chǎn)生以去激活具有已激活旁路電路的電池上的旁路電路，除非該電池具有大于電池系統(tǒng)中所有電池電壓的參考值的電壓，其中旁路電路未被去激活。
有效地，利用上述系統(tǒng)和方法，任何給定電池的電壓相對(duì)電池系統(tǒng)中其他電池的電壓確定是否選擇該電池用于更細(xì)致的分析，基于該電池的工作參數(shù)。該工作參數(shù)可以用來(lái)確定參考電壓，其和選定電池的電壓一起使用產(chǎn)生控制信號(hào)如電流改變信號(hào)和/或電壓改變信號(hào)，所述信號(hào)可以提供給負(fù)載/充電器裝置18的控制器。從而，電池的相對(duì)電壓特性，更具體的電池系統(tǒng)中所有電池的極值電池電壓可以用來(lái)調(diào)用顯示極值電壓的電池的工作條件的使用，以確定怎樣最好地調(diào)整整個(gè)電池系統(tǒng)的充電或放電電流，以最佳化來(lái)自/到達(dá)作為一個(gè)整體的電池系統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)移。
雖然已經(jīng)描述和說(shuō)明了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是這些實(shí)施例應(yīng)當(dāng)認(rèn)為只是例證性的，并不用來(lái)限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍根據(jù)所附權(quán)利要求來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種控制能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的方法，該方法包括產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變所述能量總線和電池系統(tǒng)之間的能量轉(zhuǎn)移量，以響應(yīng)從所述電池系統(tǒng)中顯示電壓極值的電池的工作參數(shù)確定的參考電壓表示；以及所述電壓極值表示。
2.如權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括接收所述電壓極值的所述表示以及接收所述工作參數(shù)的所述表示。
3.如權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述電壓極值的所述表示。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中，產(chǎn)生所述電壓極值的所述表示包括接收電池系統(tǒng)中所述電池的電壓表示。
5.如權(quán)利要求4的方法，進(jìn)一步包括確定哪一個(gè)所述表示代表所述電壓表示中的極值電壓。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中，確定包括對(duì)所述電壓表示進(jìn)行分類。
7.如權(quán)利要求3的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述參考電壓的所述表示。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中，產(chǎn)生所述參考電壓的所述表示包括接收顯示所述電壓極值的所述電池的溫度表示。
9.如權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括使用所述溫度表示作為使參考電壓與溫度相聯(lián)系的查找表的一個(gè)索引。
10.如權(quán)利要求9的方法，進(jìn)一步包括選擇所述查找表作為具有所述電壓極值的所述電池的充電狀態(tài)的函數(shù)。
11.如權(quán)利要求10的方法，進(jìn)一步包括接收所述充電狀態(tài)的表示。
12.如權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生具有所述電壓極值的所述電池的所述充電狀態(tài)的所述表示。
13.如權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括使用所述溫度表示作為使最佳充電電壓與溫度相聯(lián)系的查找表的一個(gè)索引。
14.如權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括使用所述溫度表示作為使最低允許電池電壓和溫度相聯(lián)系的查找表的一個(gè)索引。
15.如權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述溫度表示。
16.如權(quán)利要求15的方法，進(jìn)一步包括接收系統(tǒng)中每個(gè)電池的電壓表示和溫度表示。
17.如權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括使各個(gè)所述電壓和溫度表示與相應(yīng)電池發(fā)生聯(lián)系。
18.如權(quán)利要求17的方法，進(jìn)一步包括選擇與一電池相關(guān)聯(lián)的溫度表示作為所述溫度表示，用于產(chǎn)生所述參考電壓的所述表示，其中，所述電池與所述極值電壓相關(guān)聯(lián)。
19.如權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述控制信號(hào)作為所述參考電壓和所述電壓極值之間的差分函數(shù)。
20.如權(quán)利要求1的方法，其中，產(chǎn)生所述控制信號(hào)包括產(chǎn)生表示從所述電池系統(tǒng)中可得到的電流變化的電流改變控制信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生所述電流改變值作為所述參考電壓和所述電壓極值之間的差分函數(shù)。
22.如權(quán)利要求1的方法，其中，產(chǎn)生所述控制信號(hào)包括產(chǎn)生表示待被施加到所述電池系統(tǒng)的電壓的期望改變的電壓改變值。
23.如權(quán)利要求22的方法，其中，產(chǎn)生所述控制信號(hào)包括產(chǎn)生目標(biāo)總線電壓控制信號(hào)，作為先前目標(biāo)總線電壓值和所述電壓改變值的函數(shù)。
24.如權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括確定能量是向能量總線還是向電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，并且在能量流向總線時(shí)產(chǎn)生電流改變信號(hào)，在能量流向電池系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生電壓改變信號(hào)。
25.如權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生旁路激活信號(hào)，用于當(dāng)通過(guò)電池系統(tǒng)的電流方向沒(méi)有改變時(shí)，激活任何電壓大于參考值的電池上的旁路電路。
26.如權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生旁路電路去激活信號(hào)，用于當(dāng)電池系統(tǒng)中的電流方向發(fā)生改變時(shí)，去激活任何具有激活的旁路電路的電池上的旁路電路，除非所述任一電池具有大于參考值的電壓。
27.一種控制能量總線和電池系統(tǒng)之間的能量轉(zhuǎn)移的設(shè)備，該設(shè)備包括存取器，用于存取極值電壓表示，其表示顯示系統(tǒng)中所有電池電壓中的極值電壓的電池電壓，以及存取參考電壓表示，其從與顯示所述極值電壓的所述電池相關(guān)聯(lián)的工作參數(shù)中獲得；和與所述存取器通信的控制信號(hào)發(fā)生器，其產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量，以響應(yīng)所述參考電壓表示和所述極值電壓表示。
28.如權(quán)利要求27的設(shè)備，進(jìn)一步包括電壓極值處理器，其可操作產(chǎn)生所述電壓極值的所述表示。
29.如權(quán)利要求28的設(shè)備，進(jìn)一步包括通過(guò)所述電壓極值處理器可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，用于接收和存儲(chǔ)系統(tǒng)中電池的電壓表示。
30.如權(quán)利要求29的設(shè)備，其中，所述電壓極值處理器配置成確定系統(tǒng)中電池電壓的所述表示中的哪一個(gè)代表所述極值電壓。
31.如權(quán)利要求30的設(shè)備，其中，所述電壓極值處理器包括分類器，其可操作對(duì)系統(tǒng)中電池電壓的所述表示分類。
32.如權(quán)利要求28的設(shè)備，進(jìn)一步包括參考電壓處理器，其可操作產(chǎn)生所述參考電壓的所述表示。
33.如權(quán)利要求32的設(shè)備，其中，所述參考電壓處理器可操作接收顯示所述極值電壓的所述電池的溫度表示。
34.如權(quán)利要求33的設(shè)備，進(jìn)一步包括查找表接口，其可操作使用所述溫度表示作為使參考電壓表示與溫度表示相聯(lián)系的查找表的一個(gè)索引。
35.如權(quán)利要求34的設(shè)備，其中，所述查找表接口可操作選擇所述查找表作為具有所述極值電壓的電池的充電狀態(tài)的函數(shù)。
36.如權(quán)利要求35的設(shè)備，其中，所述查找表接口包括一輸入，其可操作接收所述充電狀態(tài)的表示。
37.如權(quán)利要求36的設(shè)備，進(jìn)一步包括充電狀態(tài)處理器，其可操作產(chǎn)生所述充電狀態(tài)的所述表示。
38.如權(quán)利要求33的設(shè)備，進(jìn)一步包括查找表接口，其可操作使用所述溫度表示作為使最佳充電電壓與溫度相聯(lián)系的查找表的一個(gè)索引。
39.如權(quán)利要求33的設(shè)備，進(jìn)一步包括查找表接口，其可操作使用所述溫度表示作為使最低允許電池電壓和溫度相聯(lián)系的查找表的一個(gè)索引。
40.如權(quán)利要求33的設(shè)備，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器，用于接收并存儲(chǔ)系統(tǒng)中每個(gè)電池的電壓表示和溫度表示。
41.如權(quán)利要求40的設(shè)備，進(jìn)一步包括對(duì)于系統(tǒng)中每個(gè)電池產(chǎn)生所述電壓表示和所述溫度表示的裝置。
42.如權(quán)利要求41的設(shè)備，其中，用于產(chǎn)生的所述裝置包括電池?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
43.如權(quán)利要求40的設(shè)備，進(jìn)一步包括聯(lián)系器，其可操作使各個(gè)所述電壓和溫度表示與相應(yīng)的電池發(fā)生聯(lián)系。
44.如權(quán)利要求43的設(shè)備，進(jìn)一步包括選擇器，其可操作選擇與一電池相關(guān)聯(lián)的溫度表示作為由所述參考電壓處理器使用的所述溫度表示，其中，所述電池與所述極值電壓相關(guān)聯(lián)。
45.如權(quán)利要求27的設(shè)備，其中，所述控制信號(hào)發(fā)生器包括一差分處理器，其可操作得到所述參考電壓和所述極值電壓之間的數(shù)學(xué)差分。
46.如權(quán)利要求27的設(shè)備，其中，所述控制信號(hào)發(fā)生器可操作產(chǎn)生表示從電池系統(tǒng)可得到的電流變化的電流改變控制信號(hào)。
47.如權(quán)利要求27的設(shè)備，其中，所述控制信號(hào)發(fā)生器可操作產(chǎn)生表示待被施加到所述電池系統(tǒng)的電壓的期望改變的電壓改變值。
48.如權(quán)利要求47的設(shè)備，其中，所述控制信號(hào)發(fā)生器可操作產(chǎn)生目標(biāo)總線電壓控制信號(hào)，作為先前目標(biāo)總線電壓值和所述電壓改變值的函數(shù)。
49.如權(quán)利要求27的設(shè)備，進(jìn)一步包括能量流確定器，其可操作確定能量是向能量總線還是向電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，所述能量流確定器與所述控制信號(hào)發(fā)生器配合，使所述控制信號(hào)發(fā)生器在能量流向總線時(shí)產(chǎn)生電流改變信號(hào)，在能量流向電池系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生電壓改變信號(hào)。
50.如權(quán)利要求27的設(shè)備，進(jìn)一步包括旁路控制器，其可操作產(chǎn)生旁路激活信號(hào)，用于在通過(guò)電池系統(tǒng)的電流方向沒(méi)有改變時(shí)，激活任何電壓大于參考值的電池上的旁路電路。
51.如權(quán)利要求50的設(shè)備，其中，所述旁路控制器可操作產(chǎn)生旁路電路去激活信號(hào)，用于在電池系統(tǒng)中的電流方向發(fā)生改變時(shí)，去激活任何具有激活旁路電路的電池的旁路電路，除非所述任一電池具有大于所述參考值的電壓。
52.一種計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，其被用于指導(dǎo)處理器電路控制能量總線和電池系統(tǒng)之間的能量轉(zhuǎn)移的代碼進(jìn)行編碼，所述編碼通過(guò)以下操作進(jìn)行響應(yīng)從顯示電壓極值的電池的工作參數(shù)中確定的參考電壓表示和所述電壓極值表示產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量。
53.一種傳送代碼的信號(hào)，所述代碼指導(dǎo)處理器電路控制能量總線和電池系統(tǒng)之間的能量轉(zhuǎn)移，所述信號(hào)被用于指導(dǎo)處理器電路產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量的代碼進(jìn)行編碼，以響應(yīng)從顯示電壓極值的電池的工作參數(shù)中確定的參考電壓表示和所述電壓極值表示。
54.一種控制能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的設(shè)備，該設(shè)備包括處理器電路，其可操作產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的量，以響應(yīng)從顯示電壓極值的電池的工作參數(shù)確定的參考電壓表示和所述電壓極值表示。
55.一種控制能量總線和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的設(shè)備，該設(shè)備包括存取極值電壓表示的裝置，該極值電壓表示代表顯示系統(tǒng)中所有電池的電壓中的極值電壓的電池的電壓；存取參考電壓表示的裝置，該參考電壓表示從與顯示所述極值電壓的所述電池相關(guān)聯(lián)的工作參數(shù)中獲得；和與存取極值電壓表示的所述裝置和存取參考電壓表示的所述裝置通信的裝置，用于產(chǎn)生控制信號(hào)，用于改變能量總線和系統(tǒng)之間的能量轉(zhuǎn)移量，以響應(yīng)所述參考電壓表示和所述電壓極值表示。
全文摘要
一種控制能量總線(13)和電池系統(tǒng)之間能量轉(zhuǎn)移的方法和設(shè)備，其中控制信號(hào)發(fā)生器(29)可操作接收極值電壓表示(V
文檔編號(hào)G01R31/36GK1628404SQ03803341
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2003年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者安德魯·邁克爾·策特爾, 尼古拉斯·路易斯·布雄 申請(qǐng)人:艾熱戴奈米克斯公司