專利名稱：電化學(xué)電池單元平衡電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文描述了用于使電化學(xué)電池單元(electrochemical cell)充電或放電的方法 以及系統(tǒng)，更具體地為用于監(jiān)控和管理電化學(xué)電池單元的充電的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)監(jiān)控和管理多種應(yīng)用的電化學(xué)儲(chǔ)能電池単元的大型布置的需求是已知的，并且用于這樣做的系統(tǒng)通常包括諸如電壓測(cè)量、溫度測(cè)量以及通過(guò)選擇性電池單元消耗放電或電荷再分布的電池平衡(例如，均衡)的特征。特別受關(guān)注的是用于儲(chǔ)存推進(jìn)車(chē)輛(諸如，電動(dòng)車(chē)輛或混合動(dòng)カ車(chē)輛)的電能的大規(guī)模系統(tǒng)、以及用于電網(wǎng)支持并向遠(yuǎn)程位置供電的儲(chǔ)能系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通常被認(rèn)為具有長(zhǎng)的使用壽命以及極其低的故障率的期望。例如，提出的用于車(chē)輛的ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)以及ASIL標(biāo)準(zhǔn)對(duì)安全性和可靠性具有非常嚴(yán)格的要求，并且在將來(lái)，政府將會(huì)指定更嚴(yán)格的要求。其中，該系統(tǒng)會(huì)需要測(cè)量電池單元、確定如何平衡電池單元以及在平衡操作期間補(bǔ)償電池單元之間的不同速率的自放電。存在若干平衡電池單元的現(xiàn)有方法。這些包括使一些電池單元放電的泄放電路(bleeding circuit)、用于姆個(gè)電池單元的單獨(dú)充電電路、用于將充電或放電電路連接到每個(gè)電池單元的開(kāi)關(guān)、均衡不同電池上的電荷的快速電容器或開(kāi)關(guān)電容器、以及其他方法。傳統(tǒng)的實(shí)踐需要如下平衡電路其快到足以能夠在車(chē)輛充電和/或駕駛的日子的小部分時(shí)間內(nèi)保持所有電池單元平衡，并且必須能夠足夠快地進(jìn)行平衡以補(bǔ)償長(zhǎng)時(shí)間段的不活躍。不活躍的時(shí)間段可以由如下原因引起車(chē)主在度假中、車(chē)主駕駛多輛車(chē)并因此使特定的一輛車(chē)停放延長(zhǎng)的時(shí)間段、車(chē)輛在經(jīng)銷(xiāo)商(dealer lot)處、車(chē)輛在修理廠或其他原因。然而，具有較大、較快的平衡電路對(duì)于測(cè)量電路和決策過(guò)程而言產(chǎn)生了ー些缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)必須支持較高的電流，這增加了設(shè)計(jì)成本以及對(duì)測(cè)量和平衡単元的散熱要求。另外，隨著平衡電流增加，電池極化電壓也増加，并且電池上的電壓由于內(nèi)阻而增加。極化電壓在充電或放電后緩慢地衰減，并且相應(yīng)地，實(shí)際的開(kāi)路電壓僅可用于在使電池單元充電或放電之后感測(cè)數(shù)小吋；因此，即使當(dāng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)平衡電流暫時(shí)斷開(kāi)，極化電壓也會(huì)使平衡電池單元與不平衡電池単元之間的比較變得更加困難。為了對(duì)該極化進(jìn)行補(bǔ)償，要么必須利用用于電池単元的精確模型而使系統(tǒng)軟件更加復(fù)雜，要么必須在進(jìn)行測(cè)量之前充分地關(guān)閉平衡(由此減少了作出平衡決策的機(jī)會(huì)和/或縮短了可以進(jìn)行平衡的時(shí)間)。

發(fā)明內(nèi)容
一些實(shí)施例涉及ー種用于使電池組(pack)的電化學(xué)電池單元充電和/或放電的系統(tǒng)，其中該電池組向設(shè)備的負(fù)載提供功率。該系統(tǒng)包括如下電路該電路耦接到電池組的電化學(xué)電池單元，并且被配置成在設(shè)備休眠的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的多個(gè)時(shí)間處使電化學(xué)電池單元充電和/或放電。一些實(shí)施例涉及ー種用于使電池組的電化學(xué)電池單元充電和/或放電的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制器，該控制器被配置成生成控制信號(hào)。該系統(tǒng)還包括耦接到電池組的電化學(xué)電池單元的電路。該電路被配置成響應(yīng)于控制信號(hào)而使電化學(xué)電池單元充電和/或放電， 并且在預(yù)定的時(shí)間段之后自動(dòng)地停止使電化學(xué)電池單元充電和/或放電。一些實(shí)施例涉及ー種用于使電池組的電化學(xué)電池單元充電和/或放電的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制器，被配置成生成至少ー個(gè)控制信號(hào)；以及多個(gè)電路，各自耦接到電池組的相應(yīng)電化學(xué)電池單元，以響應(yīng)于至少一個(gè)控制信號(hào)而使電化學(xué)電池單元充電和/或放電。該系統(tǒng)被配置成當(dāng)在操作中時(shí)從輔助電池汲取平均不超過(guò)100mA。上述發(fā)明內(nèi)容作為說(shuō)明而提供，而并不g在進(jìn)行限制。


圖I示出了根據(jù)ー些實(shí)施例的用于使電化學(xué)電池單元放電的電路，其中該電路具有自動(dòng)超時(shí)以及用于啟動(dòng)和停止放電的輸入。圖2示出了根據(jù)另ー實(shí)施例的用于使電化學(xué)電池單元放電的電路，其中該電路具有自動(dòng)超時(shí)以及用于啟動(dòng)放電的單個(gè)輸入。圖3示出了用于實(shí)現(xiàn)圖I的電路的一種實(shí)施方式，其中該電路使用電容器和電阻器來(lái)提供自動(dòng)超時(shí)。圖4示出了圖2的電路的實(shí)施方式，其中該電路具有用以提供自動(dòng)超時(shí)的電容器和電阻器以及用于驅(qū)動(dòng)晶體管以使電池単元放電的放大器。圖5示出了圖I的電路的另ー種實(shí)施方式，其中該電路使用用以提供超時(shí)的電容器和電阻器以及用于驅(qū)動(dòng)晶體管以使電池単元放電的放大器。圖6示出了圖I的電路的另ー種實(shí)施方式，其中運(yùn)算放大器積分器用于產(chǎn)生自動(dòng)超吋。圖7示出了用于將信號(hào)鏈接到一起以使得源于第一電池單元的刷新信號(hào)可以經(jīng)過(guò)所有的平衡電路到達(dá)每個(gè)電池單元的方法和電路。圖8示出了結(jié)合了圖5和圖7中示出的特征的實(shí)施方式。圖9示出了具有光耦合器的實(shí)施方式，其中該光耦合器用于將來(lái)自底盤(pán)(chassis)參考電位的信號(hào)傳送到電池單兀參考信號(hào)鏈的底部。
圖10示出了使用在車(chē)輛的底盤(pán)上可用的電源為光耦合器供電的實(shí)施方式。圖11示出了使用用于從裝置的電源為光耦合器直接供電的實(shí)施方式。圖12示出了如下實(shí)施方式將單獨(dú)的引腳設(shè)置在從電路上，以使得主裝置可以僅給單獨(dú)的總線線路上的電壓提供脈沖來(lái)保持裝置醒著。圖13示出了具有用于脈沖輸入和脈沖輸出的単獨(dú)引腳的實(shí)施方式。圖14示出了使用LTC6802芯片的實(shí)施例。圖15示出了鎖存電路，該鎖存電路被設(shè)置成使得在鏈斷開(kāi)的情況下，將功率從鎖存電路上去除并且鎖存電路斷開(kāi)。圖16示出了確保在僅進(jìn)行周期性刷新的情況下鏈能夠保持接通的電路及方法。
具體實(shí)施例方式鑒于以上所述，相應(yīng)地極期望具有如下的方法和系統(tǒng)即使在車(chē)輛休眠時(shí)，該方法和系統(tǒng)也會(huì)平衡車(chē)輛的電化學(xué)電池單元的電荷，由此允許更小的平衡電路、更少的熱消散以及簡(jiǎn)化平衡電池單元所需的任何軟件。如本文中所使用的，在車(chē)輛休眠時(shí)平衡電池單元的整體構(gòu)思被稱為“睡眠平衡”。即使當(dāng)車(chē)輛(或其他設(shè)備)休眠時(shí)，本文中描述的系統(tǒng)、電路以及方法也能夠通過(guò)重復(fù)地使電化學(xué)電池單元充電或放電來(lái)實(shí)現(xiàn)電化學(xué)電池單元的平衡。車(chē)輛的休眠狀態(tài)可以是指如下?tīng)顟B(tài)未駕駛車(chē)輛(例如，未從電池組向電動(dòng)機(jī)提供功率以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛)、車(chē)輛未開(kāi)啟以及電池組沒(méi)有被充電(例如，功率未流入或流出電池組)。該系統(tǒng)可以在車(chē)輛休眠時(shí)持續(xù)地進(jìn)行平衡，并且可以在設(shè)備休眠的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)時(shí)間處實(shí)現(xiàn)電池單元的充電和/或放電。實(shí)現(xiàn)平衡算法的控制器可以控制電路以使各個(gè)電池単元充電和/或放電相對(duì)短的預(yù)定時(shí)間量?？梢砸圆煌拈g隔重復(fù)該操作，以使電池的電池單元保持在期望的充電狀態(tài)下，而無(wú)需汲取大量的電流。該系統(tǒng)可具有在車(chē)輛開(kāi)啟的同時(shí)快速地“開(kāi)啟”和“關(guān)閉”平衡的能力，以在平衡“開(kāi)啟”以及平衡未“開(kāi)啟”情況下進(jìn)行電池單元測(cè)量。這些系統(tǒng)、電路以及方法可以確保在為了維修而斷開(kāi)起動(dòng)器電池的情況下，在合理的時(shí)間量?jī)?nèi)禁用該平衡系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以具有非常低的平均功耗(power draw)，從而使得輔助電池(諸如，12V起動(dòng)器電池)能夠?yàn)樗咂胶馓峁┕β?，即使在?chē)輛保持休眠較長(zhǎng)的時(shí)間段(例如，天、月或更長(zhǎng))的情況下也如此。存在可以用于實(shí)現(xiàn)ー個(gè)或多個(gè)這些特征的若干實(shí)施方式及其組合。方法I :電池組可以具有串聯(lián)的多個(gè)電化學(xué)電池單元。代表性的電池單元在圖I中被示為Cell 1，并且具有關(guān)聯(lián)的放電電阻器Rl和放電開(kāi)關(guān)Q1。放電開(kāi)關(guān)Ql (由MOSFET表示，但是可以使用任何可控開(kāi)關(guān)裝置)由可以接通或切斷的控制電路2控制。當(dāng)(通過(guò)閉合SI)命令“接通”電路2時(shí)，通過(guò)CTRL信號(hào)而使Ql導(dǎo)通。如果SI斷開(kāi)而S2閉合，則CTRL信號(hào)將使Ql關(guān)斷。如果通過(guò)閉合SI來(lái)將Ql導(dǎo)通，并且接著斷開(kāi)SI和S2，則CTRL信號(hào)在預(yù)定的時(shí)間段后使其本身斷開(kāi)，從而關(guān)斷Q1。當(dāng)Ql導(dǎo)通吋，Cell I通過(guò)Rl放電，從而通過(guò)使Cell I達(dá)到較低的充電電平來(lái)平衡Cell I以對(duì)電池組進(jìn)行平衡?？梢葬槍?duì)電池的每個(gè)電池単元設(shè)置類似的控制電路2、放電電阻器以及放電開(kāi)關(guān)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知用于選擇哪個(gè)電池單元來(lái)放電的方法，因此這里不再描述?？刂破?可以實(shí)現(xiàn)用于平衡電池單元的任何適合技術(shù)，并且可以(例如，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)SI和S2)將控制信號(hào)提供給控制電路2的端子ON和OFF。圖I中示出的電路具有通過(guò)開(kāi)關(guān)SI而接通的方式。具有切斷電路的快速方式(例如，使用S2)是可選的。所示出的用于開(kāi)關(guān)Ql的MOSFET可以以其他開(kāi)關(guān)裝置替代，其他開(kāi)關(guān)裝置包括但不限于N或P溝道FET、NPN或PNP晶體管等。開(kāi)關(guān)SI和S2可以是任何類型的開(kāi)關(guān)裝置，包括但不限于光耦合器、多路復(fù)用器輸入或者輸出、光隔離繼電器、晶體管、FET 等。圖I的控制電路2具有下述能力開(kāi)啟平衡的能力、當(dāng)平衡關(guān)閉時(shí)非常低的電流消耗、在維持開(kāi)啟的情況下在預(yù)定的超時(shí)之后關(guān)閉平衡的能力、以及足夠快地關(guān)閉平衡以進(jìn)行測(cè)量的能力。圖2示出了僅具有通過(guò)SI來(lái)接通控制電路的能力而不具有快速切斷該控制電路的能力的實(shí)施方式。 控制電路2切斷本身的預(yù)定時(shí)間段應(yīng)當(dāng)是長(zhǎng)到足以使得從12V電池汲取低的電流的時(shí)間段。如果該時(shí)間段短，則會(huì)需要更頻繁地接通在刷新平衡命令并接通所有Si開(kāi)關(guān)中所涉及的任何電路，并且從起動(dòng)器電池汲取的平均12V電流會(huì)増大。如果刷新周期慢，并且沒(méi)有開(kāi)關(guān)(諸如S2)快速地關(guān)閉系統(tǒng)以進(jìn)行測(cè)量，則當(dāng)執(zhí)行測(cè)量時(shí)電流會(huì)流過(guò)電池単元。因此，當(dāng)電池進(jìn)行平衡時(shí)需要測(cè)量是足夠精確的，以用于使用測(cè)量的所有功能?？商鎿Q地，當(dāng)開(kāi)啟車(chē)輛時(shí)，可以永久地禁用平衡，但這將減少平衡可以被使能的時(shí)間量。圖3示出了具有自動(dòng)超時(shí)的圖I的控制電路2的實(shí)施方式。當(dāng)SI閉合時(shí)，電容器Cl充電至Cell I的電池電壓，并且非?？焖俚厥筈l導(dǎo)通。當(dāng)S2閉合時(shí)，Cl快速地放電，從而關(guān)斷Ql并停止Cell I的放電。如果SI閉合并接著斷開(kāi)，則Cl被充電并且Ql導(dǎo)通。隨著SI斷開(kāi)，Cl通過(guò)R2緩慢地放電，并且在一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間之后，Cl將充分地放電，以使得Ql關(guān)斷并且平衡停止。圖4示出了在電阻器/電容器定時(shí)電路之后添加了比較器/放大器。這允許以需要更低的導(dǎo)通電壓或更大電流的部件(諸如，NPN晶體管)替代Q1。這還有助于確保不管挑選什么部件作為Ql都不會(huì)緩慢地從飽和進(jìn)入有源模式直至“關(guān)斷”，而是當(dāng)Cl兩端的電壓達(dá)到特定閾值時(shí)，就快速關(guān)斷。作為比較器或者放大器進(jìn)行工作的電路可以是比較器、為施密特觸發(fā)器配置的運(yùn)算放大器、幾個(gè)分立式FET或晶體管、或者放大電流和/或確保電路在特定閾值處接通和/或斷開(kāi)的任何其他電路或部件。如本文中所使用的，由于可以將比較器看作產(chǎn)生飽和輸出信號(hào)的放大器，因此，術(shù)語(yǔ)“放大器”將用于包括放大器和比較器ニ者。圖5示出了圖I的電路的另ー種實(shí)施方式，該電路使用用以提供超時(shí)的電容器和電阻器、以及放大器電路，其中該放大器電路包括用于驅(qū)動(dòng)晶體管Ql以使電池単元放電的晶體管Q3和Q2。開(kāi)關(guān)SI和S2可以分別使電容器Cl充電或放電。當(dāng)對(duì)電容器Cl充電吋，其將以非常低的基極電流使Q3導(dǎo)通。這將導(dǎo)通Q2，并接著導(dǎo)通Q1。由于R2和R3的非常高的電阻，在通過(guò)閉合并接著斷開(kāi)SI使Cl保持接通之后，Cl將保持接通相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間量。存在可以使用的具有自動(dòng)超時(shí)的電路的其他示例。例如，與上述的通過(guò)電容器與電阻器的組合所提供的電路相比，具有輸出緩沖器的運(yùn)算放大器積分器電路可以用來(lái)獲得更具體的定時(shí)、以及更高的輸出電流驅(qū)動(dòng)。圖6示出了具有晶體管Q2、Q3的運(yùn)算放大器積分器，其中晶體管Q2、Q3將運(yùn)算放大器的輸出轉(zhuǎn)換成離散的開(kāi)/關(guān)信號(hào)。電阻器R3和R4形成偏壓網(wǎng)絡(luò)，因此電路對(duì)相對(duì)于偏壓的輸入電壓(不是相對(duì)于OV的輸入電壓)進(jìn)行積分。可以通過(guò)閉合SI或S2而快速地改變輸入電壓，或者通過(guò)R2將輸入上拉來(lái)緩慢地改變輸入電壓。當(dāng)S2閉合時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出(例如，UlA)將非常快速地放電至0V，從而關(guān)斷Q2，這又使Q3關(guān)斷并且接著使Ql關(guān)斷，從而禁用平衡。當(dāng)S2斷開(kāi)并且SI閉合時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出快速地充電至電池電壓，從而使能Q2，這接著使能Q3和Q1，從而開(kāi)啟平衡。當(dāng)SI和S2都沒(méi)有閉合時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出由于Cl與R2的組合而非常緩慢地放電至0V，從而在設(shè)定的時(shí)間量后關(guān)斷Q2、接著關(guān)斷Q3和Ql。每當(dāng)Ql導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)Rl來(lái)使電池單元平衡，而每當(dāng)Ql關(guān)斷時(shí)，平衡關(guān)閉。具有緩沖器的電流反射鏡可以用于使電容器進(jìn)行恒速的充電或放電。鎖存電路可以與定時(shí)芯片一起使用，并且存在可以與該方法一起使用的若干電路。為了將這種方法用于睡眠平衡，控制器4可以周期性地“醒來(lái)”并且刷新平衡命 令。12V電池的平均電流消耗將基于系統(tǒng)刷新平衡命令的頻率、接通系統(tǒng)以刷新平衡命令的持續(xù)時(shí)間以及在刷新命令時(shí)所消耗的電流。即I_avg = I_on*T_on/Period.存在用以最小化T_on的若干策略。在主/從系統(tǒng)中可以使在每個(gè)電池單元處的控制電路存儲(chǔ)平衡命令。利用這種技術(shù)，主單元不需要時(shí)間來(lái)與從單元通信，除非總的平衡命令改變。如果從單元經(jīng)歷最小啟動(dòng)例程并且接著盡快刷新平衡命令，則它們可以在非常短的時(shí)間量?jī)?nèi)返回關(guān)閉。如果主單元必須將平衡命令傳遞給從單元，則需要注意最小化傳送該命令所需的總線通信量?？梢酝ㄟ^(guò)増加電路關(guān)斷本身所花費(fèi)的時(shí)間量來(lái)増大時(shí)間段，這能夠得得較小頻率的刷新周期，從而導(dǎo)致較小的平均電流。通過(guò)使用達(dá)林頓晶體管、或者針對(duì)低電流優(yōu)化的FET和/或用于使電容器放電的較大的電阻器，電容器將會(huì)更加緩慢地放電，從而導(dǎo)致較長(zhǎng)的超時(shí)時(shí)間段。還可以使用超低電流運(yùn)算放大器或其他裝置來(lái)確保非常低的電容器放電速率。較大的電容器將保存更多的電荷并且還將允許不太頻繁地刷新電路?？梢砸匀舾煞绞絹?lái)最小化平均電流。例如，不需要接通的任何電路可以保持關(guān)閉，直到已刷新平衡之后。在主/從系統(tǒng)的情況下，主系統(tǒng)可以被分成兩個(gè)部分。ー個(gè)部分總是“接通”，并且包括定時(shí)器，該定時(shí)器僅用于向從系統(tǒng)提供脈沖以使平衡命令延續(xù)。主系統(tǒng)的第二部分在大部分或全部脈沖期間保持“關(guān)閉”，而當(dāng)車(chē)輛需要吋“接通”，或者基于第二時(shí)間段而“接通”以進(jìn)行更多測(cè)量并校正任何平衡命令。整個(gè)主系統(tǒng)會(huì)具有如下能力在根據(jù)是否需要任何平衡以及根據(jù)起動(dòng)器電池的狀態(tài)切斷可以斷開(kāi)的部分電路之前，命令脈沖“接通“或者“斷開(kāi)”。(也可以使整個(gè)主單元啟用，但是這増加了刷新平衡所需的電流。)在刷新脈沖期間，可以使用具有數(shù)字邏輯和非易失性存儲(chǔ)器的系統(tǒng)來(lái)刷新所有平衡信號(hào)。這被執(zhí)行是因?yàn)檎谶M(jìn)行平衡的一些電池単元需要使Si線被提供脈沖以為必須平衡的電池單元保持平衡接通。對(duì)于不被平衡的電池單元，Si線應(yīng)當(dāng)不被提供脈沖。脈沖接通的電路的部分需要記住哪些SI線要刷新以及哪些線要保持?jǐn)嚅_(kāi)；因此，使用了非易失性存儲(chǔ)器。
在主/從系統(tǒng)中，可以接通整個(gè)從系統(tǒng)，并且從微控制器可以用作存儲(chǔ)器和邏輯部分。可以使用次級(jí)控制器、始終保持接通的低功率存儲(chǔ)裝置或者其他方法進(jìn)行存儲(chǔ)以及向正確的Si線提供脈沖。還可以接通整個(gè)系統(tǒng)，但會(huì)使用較高的電流。類似的方法可以用在非分布式系統(tǒng)中，在該非分布式系統(tǒng)中，僅喚醒單電池管理控制器的一部分，以刷新平衡電路。作為上述的方法I的實(shí)施方式的總結(jié)每個(gè)電池單元均具有平衡電路?？梢越油ɑ蛘咔袛嘣撾娐?，但是如果維持接通，則它將最終使其本身斷開(kāi)。當(dāng)睡眠平衡時(shí)，系統(tǒng)周期性地喚醒平衡涉及的所有電路，并且刷新平衡命令，以使得平衡針對(duì)期望的電池單元保持接通。整個(gè)系統(tǒng)周期性地以較慢的速度醒來(lái)，以能夠監(jiān)控和調(diào)整平衡過(guò)程。最后，如果去除至系統(tǒng)的12V功率，則系統(tǒng)將不會(huì)周期性地進(jìn)行刷新，并且平衡命令將在合理的時(shí)間量?jī)?nèi)停止(不管平衡電路超時(shí)花費(fèi)了多長(zhǎng)時(shí)間)，從而保護(hù)電池免于過(guò)放電。方法2 在方法2中，代替需要接通用于平衡電路的控制器4的處理器或邏輯裝置來(lái)刷新平衡電路本身，可以設(shè)置硬件以自動(dòng)刷新當(dāng)前進(jìn)行平衡的所有電池單元，而不需要處理器來(lái)有效地刷新它們。圖7示出了如下方法和電路該方法和電路用于將信號(hào)鏈接在一起，以使得源于Cell I處的刷新信號(hào)可以經(jīng)過(guò)用于平衡裝置上的每個(gè)電池単元的所有平衡電路，而不管它們是否進(jìn)行平衡。注意，未示出實(shí)際的平衡電路。如果相對(duì)于Cell I而拉低R10A，則Q4A導(dǎo)通，這又使Q5A導(dǎo)通。這拉低了 R10B，從而使Q4B導(dǎo)通，以及使Q5B導(dǎo)通。該信號(hào)將向上傳送，以使得每個(gè)電路均具有可以用于刷新接通的電池單元的信號(hào)。注意，可以用FET或者其他開(kāi)關(guān)裝置來(lái)替代所涉及的晶體管。此外，可以使用提供電壓轉(zhuǎn)換的其他裝置來(lái)將該信號(hào)向上傳送到電池堆。圖8示出了圖5中的平衡電路與圖7中示出的信號(hào)鏈技術(shù)的組合。S1、S2、C1、Q3、Q2以及Ql如上所述的那樣起作用，從而允許接通、切斷電路，并且允許電路當(dāng)保持接通時(shí)自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)超吋。Q4和Q5可以用于將信號(hào)從ー個(gè)電池單元傳送到另ー電池単元直至整個(gè)電池堆。當(dāng)發(fā)送信號(hào)時(shí)，如果Ql導(dǎo)通，則Q6的基極被拉低并且Q6將導(dǎo)通。Q4將導(dǎo)通，這是因?yàn)樗幕鶚O通過(guò)來(lái)自下面的電池單元的刷新信號(hào)而被拉低。這將拉高Q6的集電極，這對(duì)Cl再充電，就像SI閉合一祥。當(dāng)沒(méi)有發(fā)送刷新信號(hào)吋，Q4將關(guān)斷，并且Q6將不能對(duì)Cl再充電。如果Ql關(guān)斷，則Q6將不會(huì)導(dǎo)通，并且將不對(duì)Cl再充電。對(duì)于該電路，刷新平衡電路所需的唯一動(dòng)作是以持續(xù)時(shí)間非常短的脈沖使用于底部電池單元的Q4A導(dǎo)通。圖9不出了光I禹合器Ul,該光f禹合器Ul可以用于將來(lái)自底盤(pán)參考電位的信號(hào)傳送到電池單元參考信號(hào)鏈的底部。圖10示出了光耦合器U1，其中使用在底盤(pán)部分上可用的電源來(lái)向光耦合器Ul供電。給底盤(pán)部分完全上電以激活鏈。在該電路中，VRl是電壓調(diào)節(jié)器，該電壓調(diào)節(jié)器不僅向Ul供電，而且也向監(jiān)控電路供電。盡管期望在脈沖期間接通U1，但是也期望接通刷新平衡脈沖不需要的所有其他電路，這樣做將汲取不必要的電流。主控制器可以向所有的從裝置發(fā)送脈沖。該脈沖長(zhǎng)到足以給VRl上電并且接著接通U1。功率去往U1，并且去往在調(diào)節(jié)的VRl輸出上的所有裝置。存在有被標(biāo)有禁用邏輯(Disable Logic)的可選引腳，該引腳可以確保當(dāng)從裝置完全接通時(shí)可以禁用Ul ;這確保了刷新信號(hào)不會(huì)干擾與使用圖8中的S2開(kāi)關(guān)來(lái)關(guān)閉平衡的能力。然而，如果使在圖8中晶體管的大小適當(dāng)，以使來(lái)自S2的信號(hào)超過(guò)通過(guò)Q6的刷新信號(hào)，則將不需要禁用邏輯。圖11示出了光耦合器U1，該光耦合器Ul直接由從裝置的電源斷電。這允許主控制器向所有從裝置的電源引腳發(fā)送脈沖。該脈沖不再需要足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間來(lái)給VRl上電，僅需要足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間來(lái)給Ul上電。此外，如果使RlA的大小適當(dāng)，則可以在較寬范圍的輸入電壓內(nèi)給Ul上電。這些輸入電壓中的ー些可以足夠低，以使得VRl根本不能被上電。這使得在僅向Ul供電的電源引腳上發(fā)送脈沖。通過(guò)給較少的電路供電，并且通過(guò)給電路供電較短的持續(xù)時(shí)間，12V系統(tǒng)消耗較少的電流。這種想法的變型可以給予Ul本身較低電壓調(diào)節(jié)器，以使得較低的電壓脈沖可以給Ul上電,而無(wú)需給板的剩余部分上電。圖12示出了相同的電路，但是単獨(dú)的引腳設(shè)置在從電路上，以使得主裝置可以僅 僅給單獨(dú)的總線線路上的電壓提供脈沖以保持裝置醒著。圖13示出了用于脈沖輸入和脈沖輸出的単獨(dú)引腳。這使得脈沖輸入引腳和脈沖輸出引腳能夠串聯(lián)用于不同的從裝置。這意味著，對(duì)于多個(gè)從裝置，電流將流入ー個(gè)U1，并且接著流入串聯(lián)的下ー個(gè)U1，因此電流不疊加起來(lái)。多個(gè)從裝置所需的電流與單個(gè)從裝置所需的電流相同。因而，可以基于系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)中的從裝置的數(shù)量而使每個(gè)從裝置上的多個(gè)RlA大小合適。對(duì)于方法2，如同方法I 一祥，可以計(jì)算平均電流I_avg = I_on * T_0n/Period。對(duì)于方法2，T_on大大減小，這是因?yàn)槎堂}沖可以刷新所有電容器，而無(wú)需喚醒并初始化在方法I中所需的存儲(chǔ)器以及邏輯裝置，方法I必須單獨(dú)地刷新每個(gè)電池単元。在方法2中，短持續(xù)時(shí)間脈沖可以刷新所有電池單元。對(duì)于方法2，也可以相當(dāng)大地減小Ι_οη。圖11至圖13示出了如下方法該方法減小刷新系統(tǒng)所需的電流，以使得在將脈沖僅發(fā)送到所需電路時(shí)，大部分從裝置可以保持?jǐn)嚯??？刂破?可以被配置成在不同的時(shí)間點(diǎn)以高功率模式和低功率模式工作。當(dāng)在高功率模式下時(shí)，控制器4可產(chǎn)生控制信號(hào)以接通開(kāi)關(guān)SI或者S2(圖8)。為了減少所使用的功率量，控制器4可以進(jìn)入低功率模式一段時(shí)間。在低功率模式下，控制器4不需要生成控制信號(hào)以接通開(kāi)關(guān)SI，從而使得能夠?qū)﹄姵貐g元充電和/或放電。然而，如上所述，系統(tǒng)可以被配置成當(dāng)控制器4處于低功率模式時(shí)向電路提供刷新信號(hào)來(lái)保持電池單元平衡。刷新信號(hào)可以由任何適合的電路(諸如，定時(shí)器電路或其他電路)生成。將方法2與方法I相比，在相同的時(shí)間段內(nèi)，方法2具有更低的平均功耗。時(shí)間段和電路復(fù)雜性或成本之間存在權(quán)衡。為了在圖5和圖6中具有較長(zhǎng)的時(shí)間段，將會(huì)需要更大的電容器。使用方法2可以實(shí)現(xiàn)低功耗，甚至對(duì)于更短的時(shí)間段。更短的時(shí)間段將允許使用較小的電容器或成本不高的超時(shí)解決方案。方法3 方法3是方法2的變型，方法3使用了線性技術(shù)LTC6802IC或包含監(jiān)視器(watchdog)超時(shí)以自動(dòng)地禁用平衡的任何相似電池管理1C。LTC6802IC被設(shè)計(jì)成可堆疊的，并且它們具有電壓變換拓?fù)?，其使得IC串聯(lián)布置。與第一 LTC6802IC的通信發(fā)生，并且接著其傳送電平以連接到第二 LTC6802，該第二 LTC6802又可以連接到另ー個(gè)LTC6802IC等。LTC6802包括監(jiān)視器定時(shí)器，使得如果在2. 5秒內(nèi)與IC沒(méi)有發(fā)生通信，則其將禁用所有平衡?？商鎿Q地，該LTC 6802可以置于低功率非監(jiān)控模式，同時(shí)其繼續(xù)平衡電池單元，只要監(jiān)視器沒(méi)有終止。LTC6802使用4條線來(lái)進(jìn)行遵循串行外圍接ロ(SPI)通信方案的通信。包括有片選、時(shí)鐘、用于從主裝置到從裝置的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線主出從進(jìn)(MOSI)以及用于從從裝置到主裝置的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線主進(jìn)從出(MIS0)。為了刷新平衡命令，可以每隔2. 5秒切換時(shí)鐘線一次。有幾個(gè)圖示出了如何連接LTC6802以監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)單中的多個(gè)電池，然而，以前描述的所有系統(tǒng)被設(shè)置成全部接通或全部關(guān)斷。在之前沒(méi)有公開(kāi)有在保持大部分系統(tǒng)關(guān)斷的同時(shí)保持刷新監(jiān)視器定時(shí)器的系統(tǒng)?？梢悦扛?. 5秒喚醒板一次以與LTC6802通信。然而，與方法2中使用的方法類似的方法可以用來(lái)僅給板的小型子設(shè)備上電。LTC6802IC要求4條SPI線在不使用時(shí)全部保持高電平，以使得単元保持處于可能的最低功率模式。 圖14示出了按照LTC6802的數(shù)據(jù)單利用執(zhí)行睡眠平衡的額外能力將LTC6802連接成基于底盤(pán)的通信的方法。它具有刷新平衡信號(hào)的能力，同時(shí)保持LTC6802在接通時(shí)具有快速通信的能力，并且同時(shí)滿足具有非常低的平均關(guān)斷電流的平衡要求的能力。至LTC6802的通信線被標(biāo)記為MOSI、MIS0、CLK以及CS，并且在頁(yè)面的右手部分示出。未示出LTC6802。在頁(yè)面的左手部分上的信號(hào)將是底盤(pán)參考信號(hào)，該底盤(pán)參考信號(hào)將到達(dá)微處理器以便于與LTC6802通信。U26是數(shù)字隔離電路，并且Ul至U3是光耦合器。當(dāng)裝置關(guān)閉時(shí)，U1、U2以及U3斷開(kāi)。斷開(kāi)的U2使GND從U26斷開(kāi)，因此U26的所有引腳關(guān)閉并且處于LTC6802VCC，這確保了 U26沒(méi)有汲取功率并且LTC6802處于低功率模式。在正常操作下，U2接通，以使U26接通，U3作為片選，該片選可以慢于時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線，并且U26用干與用于較快時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線路的LTC6802通信。禁用U1，以使得其不干擾用于LTC6802的時(shí)鐘信號(hào)。由于片選線相比于其他線較不頻繁地改變狀態(tài)，所以具有比其他線慢的片選線是可接受的。當(dāng)在睡眠模式下發(fā)送脈沖時(shí)，U2斷開(kāi)，因此U26的GND引腳從LTC_GND斷開(kāi)。U3也斷開(kāi)，因此所有的線處于VCC。對(duì)Ul提供脈沖將使時(shí)鐘線路變?yōu)榈碗娖?，這重置了監(jiān)視器定時(shí)器。電阻器R2限制當(dāng)時(shí)鐘被拉低時(shí)可以給U26反饋的電流。從U26的GND引腳(陽(yáng)極)到U26上的時(shí)鐘引腳(陰極)的CMOS保護(hù)ニ極管(未示出)可以用于進(jìn)ー步保護(hù)U26，從而確保U26的CLK線將不會(huì)被過(guò)分拉低到U26的GND引腳以下。如方法2 —祥，可以從在任何調(diào)節(jié)器之前或者之后的電源電路向Ul饋電，或者通過(guò)與其他從裝置并聯(lián)或串聯(lián)的單獨(dú)線路由Ul本身來(lái)向其饋電。如果使用電源引腳，則晶體管、FET或開(kāi)關(guān)可以通過(guò)將Ul的引腳I拉低至底盤(pán)接地電平來(lái)斷開(kāi)U1，以進(jìn)行通信。注意，這種方法可以使用用于所有4條線的數(shù)字隔離器，而不是使U3用于片選線。也可以使用用于所有通信線的光耦合器，而不是使用數(shù)字隔離器。雖然所示出的U26從LTC6802汲取功率，但是也可以通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器來(lái)給U26上電，只要U26在關(guān)閉時(shí)將所有引腳拉到LTCVCC而不是GND即可。對(duì)該方法的其他變型是可能的。添加Ul使得能夠刷新LTC6802而無(wú)需給整個(gè)裝置上電。添加U2確保了 U26在裝置休眠時(shí)不從電池單元汲取功率。方法4 在電池單元之間使用信號(hào)鏈和電平移位方面，方法4類似于方法2。方法4與方法2不同之處在于，信號(hào)鏈對(duì)于電池單元而言必須始終是激活的，以能夠進(jìn)行平衡。在這種方法中，使用鎖存電路，該鎖存電路一旦被接通就保持導(dǎo)通，而當(dāng)被斷開(kāi)時(shí)就保持關(guān)斷。信號(hào)鏈用于通過(guò)中斷它們的功率或者通過(guò)在鏈被斷開(kāi)的情況下發(fā)送關(guān)斷信號(hào)來(lái)促使鎖存電路斷開(kāi)。電路在沒(méi)有被刷新的情況下將自動(dòng)地?cái)嚅_(kāi)信號(hào)鏈。圖15示出了鎖存電路，該鎖存電路被設(shè)置成使得在鏈斷開(kāi)的情況下，功率從鎖存電路去除并且鎖存電路斷開(kāi)。R10、Q4、R11以及Q5構(gòu)成從一個(gè)電池単元到下一個(gè)電池単元的鏈。在其他設(shè)計(jì)中，觸發(fā)器、鎖存器或簡(jiǎn)單的晶體管組合可以構(gòu)成框圖中所示的用于存儲(chǔ)平衡命令的鎖存電路。從Q4的發(fā)射極向鎖存電路的VCC供電，其中該發(fā)射極在電位上通常略低于Celll的正扱。當(dāng)該鏈斷開(kāi)時(shí)，Q4A將不再提供電流并且鎖存電路將被禁用。 圖16示出了用于確保在僅進(jìn)行周期性刷新的情況下該鏈能夠保持導(dǎo)通的技木。周期性地接通U1。這給Cl充電，使得即使在Ul斷開(kāi)后也保持R12和Q6接通。Q6又使RlOA下拉，這使Q4A導(dǎo)通并且激活該鏈。如果Ul沒(méi)有被刷新，則Cl將放電，這將禁用Q6，從而接著禁用Q4，并且整個(gè)鏈斷開(kāi)，從而禁用睡眠平衡。總之，睡眠平衡可以在主從系統(tǒng)或者具有單個(gè)板上的整個(gè)電池管理系統(tǒng)的系統(tǒng)中起作用。它可以通過(guò)喚醒一個(gè)板上的整個(gè)電路以刷新平衡命令或者通過(guò)喚醒非常小的一部分電路，來(lái)進(jìn)行操作。在主從系統(tǒng)中，整個(gè)主系統(tǒng)可以喚醒，或者小部分可以保持工作以發(fā)送周期性脈沖。同樣，需要激活整個(gè)從系統(tǒng)或者微小部分以刷新平衡信號(hào)。該刷新可以包括處理器接通所有的信號(hào)以保持它們導(dǎo)通(方法I)、將信號(hào)發(fā)出到鏈以刷新所有的平衡信號(hào)(方法2)或者以保持該鏈接通從而保持平衡使能(方法4)、或者將脈沖發(fā)送給集成電路以避免監(jiān)視器定時(shí)器終止(方法3)。在所有的情況下，平衡電路可以從12V電池汲取非常低的功率，并且允許它在睡眠模式下工作相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，而沒(méi)有使12V電池放電。例如，該系統(tǒng)當(dāng)在操作中時(shí)可以汲取平均不超過(guò)100mA。在一些情況下，該系統(tǒng)可以汲取顯著少的電流，例如平均不超過(guò)50mA或者平均不超過(guò)2mA。即使車(chē)輛最初休眠，該系統(tǒng)也使得所有的電池單元保持平衡。最后，如果移除12V電池，則平衡將在合理的時(shí)間量?jī)?nèi)停止，以確保電池單元不過(guò)放電。另外的方面盡管本文中已描述和示出了多種本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易想到用于執(zhí)行本文中所述的功能和/或獲得本文中所述的結(jié)果和/或本文中所述的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的多種其他裝置和/或結(jié)構(gòu)，并且每個(gè)這樣的變型和/或修改均被視為落入本文中所述的本發(fā)明實(shí)施例的范圍內(nèi)。通常，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，本文中所述的所有參數(shù)、尺寸、材料以及配置都是示例性，并且實(shí)際的參數(shù)、尺寸、材料和/或配置將取決于使用本發(fā)明的教導(dǎo)的具體應(yīng)用。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到或者能夠確定僅僅使用常規(guī)實(shí)驗(yàn)、本文中所述的具體的本發(fā)明實(shí)施例的多種等同方案。因此，需要理解的是，前述的實(shí)施例僅作為示例而呈現(xiàn)，并且在所附權(quán)利要求及其等同物的保護(hù)范圍內(nèi)，除了具體描述并要求保護(hù)的本發(fā)明實(shí)施例之外,還可以通過(guò)其它方式來(lái)實(shí)踐本發(fā)明實(shí)施例。本公開(kāi)內(nèi)容的本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)本文中所述的每個(gè)單獨(dú)特征、系統(tǒng)、物品、材料、套件和/或方法。此夕卜，在這樣的特征、系統(tǒng)、物品、材料、套件和/或方法相互一致的情況下，兩個(gè)或更多個(gè)這樣的特征、系統(tǒng)、物品、材料、套件和/或方法的任何組合均包括在本公開(kāi)內(nèi)容的發(fā)明范圍內(nèi)。例如，可以使用硬件、軟件或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)控制器(諸如控制器4)的實(shí)施例。當(dāng)以軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以在任何適合的硬件處理器或硬件處理器的集合上執(zhí)行軟件代碼，而不管是設(shè)置在單個(gè)計(jì)算機(jī)中還是分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)中。應(yīng)當(dāng)理解，通?？梢詫?zhí)行上述功能的任何部件或部件的集合當(dāng)作控制上述功能的一個(gè)或多個(gè)控制器?？梢砸远喾N方式來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)控制器，諸如利用專用硬件，或者利用被編程為執(zhí)行上述功能的通用硬件(例如一個(gè)或多個(gè)處理器)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，計(jì)算機(jī)可以以多種形式中的任何ー種來(lái)實(shí)現(xiàn)，諸如，機(jī)架安裝式計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)或平板計(jì)算機(jī)。此外，計(jì)算機(jī)還可以嵌入一般不視為計(jì)算機(jī)但具有適當(dāng)?shù)奶幚砟芰Φ难b置中，包括個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、智能手機(jī)或任何其他適合的便攜式或固定式電子裝置。 這樣的計(jì)算機(jī)可以通過(guò)為任何適合形式的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)而互連，包括局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，諸如企業(yè)網(wǎng)以及智能網(wǎng)(IN)或因特網(wǎng)。這樣的網(wǎng)絡(luò)可以基于任何適合的技術(shù)，可以根據(jù)任何適合的協(xié)議進(jìn)行操作，并且可以包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)或光纖網(wǎng)絡(luò)。在此列舉的各種方法或過(guò)程可以被編碼成可在一個(gè)或多個(gè)處理器上執(zhí)行的軟件，該ー個(gè)或多個(gè)處理器采用多種操作系統(tǒng)或平臺(tái)中的任ー個(gè)。此外，可以使用多種適合的編程語(yǔ)言和/或編程或腳本工具中的任何ー種來(lái)編寫(xiě)這樣的軟件，并且還可以將這樣的軟件編譯成可執(zhí)行機(jī)器語(yǔ)言代碼或在架構(gòu)機(jī)或虛擬機(jī)上執(zhí)行的中間代碼。在這方面，各種發(fā)明構(gòu)思可以被實(shí)現(xiàn)為用一個(gè)或多個(gè)程序編碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))(例如，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)軟盤(pán)、壓縮盤(pán)、光盤(pán)、磁帶、閃存、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列或其他半導(dǎo)體器件形式的電路配置、或者其它非暫時(shí)性介質(zhì)或有形的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì))，其中，該ー個(gè)或多個(gè)程序當(dāng)在一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)或其它處理器上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的各種實(shí)施例的方法。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可傳輸?shù)模允沟么鎯?chǔ)在其上的程序可以裝載到一臺(tái)或多臺(tái)不同的計(jì)算機(jī)或其它處理器上以實(shí)現(xiàn)以上討論的本發(fā)明的各個(gè)方面。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“程序”或“軟件”在一般意義上是指任何類型的計(jì)算機(jī)代碼或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令集，其可以用于對(duì)計(jì)算機(jī)或其它處理器進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)以上討論的實(shí)施例的各個(gè)方面。此外，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)ー個(gè)方面，當(dāng)被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序不必存在于單個(gè)計(jì)算機(jī)或處理器中，而是可以以模塊化的方式分布在多個(gè)不同的計(jì)算機(jī)或處理器中以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可以為一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)或其他裝置執(zhí)行的多種形式，諸如程序模塊。通常，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。典型地，可以如在各個(gè)實(shí)施例中所期望的一樣組合或分布程序模塊的功倉(cāng)^:。另外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以以任何適合的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以被示為具有通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的位置而相關(guān)的字段。這樣的關(guān)系同樣可以通過(guò)為字段的存儲(chǔ)分配計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中傳送字段之間的關(guān)系的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，可以使用任何適合的機(jī)構(gòu)來(lái)建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的字段中的信息之間的關(guān)系，包括通過(guò)使用指針、標(biāo)簽或建立數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系的其它機(jī)構(gòu)。應(yīng)注意，可以使用分立的電子元件、集成電路或者整個(gè)系統(tǒng)的大部分或全部在具體針對(duì)該應(yīng)用的單個(gè)專用集成電路(ASIC)上的構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際的實(shí)施例。此外，各種發(fā)明構(gòu)思可以被實(shí)施為ー種或多種方法，已提供該ー種或多種方法的示例?？梢砸匀魏芜m合的方式來(lái)對(duì)作為方法的一部分而執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行排序。因此，可以構(gòu)造以不同于所示順序的順序來(lái)執(zhí)行動(dòng)作的實(shí)施例，這可以包括同時(shí)執(zhí)行ー些動(dòng)作，即使在說(shuō)明性的實(shí)施例中示為順序動(dòng)作。本文中限定和使用的所有定義均應(yīng)當(dāng)理解成包括詞典定義、通過(guò)參考而并入的文獻(xiàn)中的定義和/或所定義的術(shù)語(yǔ)的普通含義。除非明確地相反規(guī)定，否則本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所使用的不定冠詞“ー 個(gè)(a或an) ”應(yīng)當(dāng)被理解成是指“至少一個(gè)”。本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所使用的用語(yǔ)“和/或”應(yīng)當(dāng)被理解為是指如此連結(jié)的元件中的“兩者之ー或兩者”，即，在一些情況下結(jié)合存在而在其它情況下分離地存在的元件。以“和/或”列舉的多個(gè)元件應(yīng)當(dāng)以相同的方式進(jìn)行理解，即，如此連結(jié)的“ー個(gè)或多個(gè)”元件。除了由“和/或”分句具體標(biāo)識(shí)的元件之外，還可以可選地存在其它元件，而不管與那些被具體標(biāo)識(shí)的元件是相關(guān)還是不相關(guān)。因此，作為非限制性示例，對(duì)“A和/或B”的引用當(dāng)與開(kāi)放式語(yǔ)言(諸如，“包括”)結(jié)合使用時(shí)，在一個(gè)實(shí)施例中可以僅是指A(可選地，包括除B以外的元件)；在另ー個(gè)實(shí)施例中，僅是指B(可選地，包括除A以外的元件)；在又一個(gè)實(shí)施例中，是指A和B兩者(可選地，包括其它元件)等。如本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所使用的，“或者”應(yīng)當(dāng)被理解成具有與以上定義的“和/或”相同的含義。例如，當(dāng)在區(qū)分列表中的項(xiàng)吋，“或”或者“和/或”應(yīng)當(dāng)被解釋為是包括在內(nèi)的，即，包括多個(gè)元件或元件列表中的至少ー個(gè)以及多于ー個(gè)，以及可選地包括另外未列出的項(xiàng)。僅明確相反規(guī)定(諸如，“僅其中ー個(gè)”或“正好其中ー個(gè)”)或當(dāng)在權(quán)利
要求書(shū)中使用時(shí)(“由......組成(consisting of)”)的用語(yǔ)是指僅僅包括多個(gè)元件或
元件列表中的ー個(gè)元件。通常，本文中所使用的用語(yǔ)“或”當(dāng)在排他性用語(yǔ)(諸如，“二者之一”、“其中之一”、“僅其中之一”或“正好其中之一”)后時(shí)應(yīng)當(dāng)被解釋為表示排他性的替代
用語(yǔ)(即，“ー個(gè)或另ー個(gè)而不是兩者”)?！盎旧嫌?.....組成”當(dāng)在權(quán)利要求書(shū)中所使
用時(shí)具有其如在專利法領(lǐng)域中使用的普通含義。本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所使用的，短語(yǔ)“至少ー個(gè)”在對(duì)一個(gè)或多個(gè)元件的列表的引用中應(yīng)當(dāng)被理解成是指從該元件列表中的任一個(gè)或多個(gè)元件中選擇的至少ー個(gè)元件，但不一定包括在該元件列表中具體列出的每個(gè)具體元件中的至少ー個(gè)，并且不排除在該元件列表中的元件的任意組合。這種定義還允許除了元件列表中具體標(biāo)識(shí)的、短語(yǔ)“至少一個(gè)”所指的元件之外的元件可以可選地存在，而不管與具體標(biāo)識(shí)的那些元件相關(guān)還是不相關(guān)。因此，作為非限制性的示例，“ A和B中的至少ー個(gè)”(或等同地，“A或B中的至少ー個(gè)”，或者等同地“A和/或B中的至少ー個(gè)”)在一個(gè)實(shí)施方式中可以是指至少ー個(gè)(可選地，包括多于ー個(gè))A而沒(méi)有B(以及可選地，包括除B之外的元件)；在另ー個(gè)實(shí)施例中，可以是指至少ー個(gè)(可選地，包括多于ー個(gè))B而沒(méi)有A (以及可選地，包括除A之外的元件)；在又一個(gè)實(shí)施例中，可以是指至少ー個(gè)(可選地，包括多于ー個(gè))A以及至少ー個(gè)(可選地，包括多于ー個(gè))B(以及可選地，包括其它部件)等。在權(quán)利要求書(shū)以及上述說(shuō)明書(shū)中，所有的連接詞(諸如，“包括(comprising、including 或 composed of) ”、“載有(carrying) ”、“具有(having) ”、“包含(containing)”、“涉及(involving) ”、“容納(holding) ”等應(yīng)被理解為開(kāi)放式的，即， 意味著包括但不限于。只有連接詞“由···組成(consisting of) ”以及“基本上由····組成(consistingessentially of) ”應(yīng)分別被理解成封閉或半封閉式連接詞。
權(quán)利要求
1.一種用于使電池組的電化學(xué)電池單元充電和/或放電的系統(tǒng)，所述電池組向設(shè)備的負(fù)載提供功率，所述系統(tǒng)包括 電路，耦接到所述電池組的電化學(xué)電池單元，并且被配置成在所述設(shè)備休眠的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的多個(gè)時(shí)間處使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述設(shè)備休眠時(shí)，所述負(fù)載不從所述電池組汲取功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述設(shè)備休眠時(shí)，沒(méi)有電流流入或流出所述電池組。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備為車(chē)輛，并且所述負(fù)載包括所述車(chē)輛的電動(dòng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述車(chē)輛被關(guān)閉并且所述電池組不進(jìn)行充電時(shí)，所述車(chē)輛休眠。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述車(chē)輛被關(guān)閉并且沒(méi)有電流流入或流出所述電池組時(shí),所述車(chē)輛休眠。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括 控制器，被配置成生成控制信號(hào)， 其中，所述電路被配置成響應(yīng)于所述控制信號(hào)而使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置成平衡所述電池組的電化學(xué)電池單元的充電電壓或充電狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述電路被配置成響應(yīng)于所述控制信號(hào)而使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電，并且在預(yù)定時(shí)間段之后自動(dòng)停止使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述電路被配置成響應(yīng)于刷新信號(hào)而使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電預(yù)定時(shí)間段。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置成至少以第一功率模式和第二功率模式工作，其中，與在所述第一功率模式下相比，所述控制器在所述第二功率模式下使用較少的功率，其中所述控制器被配置成當(dāng)所述控制器處于所述第一功率模式時(shí)生成所述控制信號(hào)，而當(dāng)所述控制器處于所述第二功率模式時(shí)不生成所述控制信號(hào)，并且其中所述系統(tǒng)被配置成當(dāng)所述控制器處于所述第二功率模式時(shí)向所述電路提供所述刷新信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述電路為耦接到所述電池組的第一電化學(xué)電池單元的第一電路，并且所述系統(tǒng)還包括 第二電路，耦接到所述電池組的第二電化學(xué)電池單元，并且被配置成使所述第二電化學(xué)電池單元充電和/或放電， 其中，所述第一電路被配置成從所述第二電路接收所述刷新信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制信號(hào)為第一控制信號(hào)，并且所述控制器還被配置成生成第二控制信號(hào)，并且其中所述電路被配置成響應(yīng)于所述第二控制信號(hào)而停止使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述電路為鎖存電路，所述鎖存電路被配置成存儲(chǔ)平衡命令。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，使用與所述電池組分離的電池來(lái)向所述系統(tǒng)供電，并且所述電路被配置成使得在所述電池?cái)嚅_(kāi)的情況下，所述電路將在預(yù)定的時(shí)間量?jī)?nèi)停止使所述電池組充電和/或放電。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述充電和/或放電至少部分地受控于專用集成電路ASIC，并且所述系統(tǒng)被配置成重復(fù)地向所述ASIC發(fā)送刷新信號(hào)，以使得所述ASIC保持使所述電池組的一個(gè)或多個(gè)所選電池單元充電和/或放電。
17.一種用于使電池組的電化學(xué)電池單元充電和/或放電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 控制器，被配置成生成控制信號(hào)；以及 電路，耦接到所述電池組的電化學(xué)電池單元，所述電路被配置成響應(yīng)于所述控制信號(hào)而使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電，并且被配置成在預(yù)定時(shí)間段之后自動(dòng)停止使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述電路包括 電阻元件； 電容器；以及 晶體管，所述晶體管具有耦接到所述電阻元件和所述電容器的控制端子。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括 放大器，耦接到所述控制端子以放大由所述電阻元件和所述電容器提供的信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述電路為耦接到所述電池組的第一電化學(xué)電池單元的第一電路，并且所述系統(tǒng)還包括 第二電路，耦接到所述電池組的第二電化學(xué)電池單元，并且被配置成響應(yīng)于所述控制信號(hào)而使所述第二電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述第二電路連接到所述第一電路，以接收來(lái)自所述第一電路的控制信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述控制信號(hào)是第一控制信號(hào)，并且所述控制器還被配置成生成第二控制信號(hào)，并且其中所述電路被配置成響應(yīng)于所述第二控制信號(hào)而停止使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
23.一種用于使電池組的電化學(xué)電池單元充電和/或放電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 控制器，被配置成生成至少一個(gè)控制信號(hào)；以及 多個(gè)電路，分別耦接到所述電池組的相應(yīng)電化學(xué)電池單元，以響應(yīng)于所述至少一個(gè)控制信號(hào)而使所述電化學(xué)電池單元充電和/或放電， 其中所述系統(tǒng)被配置成當(dāng)在操作中時(shí)從輔助電池汲取平均不超過(guò)100mA。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被配置成當(dāng)在操作中時(shí)從所述輔助電池汲取平均不超過(guò)50mA。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被配置成當(dāng)在操作中時(shí)從所述輔助電池汲取平均不超過(guò)2mA。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述電池組被配置成向車(chē)輛的電動(dòng)機(jī)提供功率。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置成生成所述至少一個(gè)控制信號(hào)，以控制所述多個(gè)電路，從而在所述車(chē)輛休眠的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的多個(gè)時(shí)間處使所述電池組的電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被配置成由所述輔助電池供電。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被配置成由所述電池組供電。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，使用平均不超過(guò)IOOmA向所述系統(tǒng)供電。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中，使用平均不超過(guò)50mA向所述系統(tǒng)供電。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中使用平均不超過(guò)2mA向所述系統(tǒng)供電。
全文摘要
一種用于使電池組的電化學(xué)電池單元充電和/或放電的系統(tǒng)，其中該電池組向諸如車(chē)輛的設(shè)備的負(fù)載提供功率。該系統(tǒng)可以包括如下電路耦接到電池組的電化學(xué)電池單元，并且被配置成在設(shè)備休眠的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的多個(gè)時(shí)間處使電化學(xué)電池單元充電和/或放電。該系統(tǒng)具有較低的功耗。該系統(tǒng)可以具有自動(dòng)超時(shí)，以在輔助電池?cái)嚅_(kāi)時(shí)停止使電化學(xué)電池單元充電和/或放電。
文檔編號(hào)H02J7/04GK102859837SQ201180003404
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者彼得·弗雷德里克·諾爾特曼, 丹尼爾·A·蘇夫林-迪斯勒, 菲利普·約翰·韋克 申請(qǐng)人:科達(dá)汽車(chē)公司