專利名稱：電壓測(cè)量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓測(cè)量設(shè)備，用于在絕緣的情況下，測(cè)量若干串聯(lián)連接的電源的每一個(gè)的電壓。更具體的，本發(fā)明涉及一種適用于測(cè)量一高壓電池中每個(gè)原電池電壓的電壓測(cè)量設(shè)備，該高電壓電池包括若干串聯(lián)的電壓，其中該電池被用作一電動(dòng)車輛中的電源，如HEV(混合電動(dòng)汽車)。
背景技術(shù)：
用作一HEV中的電源的高壓電池包括多個(gè)串聯(lián)連接的電池以便獲得一高電壓。對(duì)于這種高電壓電池，最好通過(guò)測(cè)量每個(gè)原電池的電壓來(lái)檢測(cè)異常狀態(tài)、充電狀態(tài)等等。然而，由于高電壓電池使用多個(gè)原電池，因此測(cè)量每個(gè)原電池的電壓并不容易。典型地，將串聯(lián)連接的多個(gè)原電池分為若干電池模塊組，每個(gè)模塊組包括一預(yù)定數(shù)目的原電池，然后再測(cè)量每個(gè)電池模塊組的電壓。
此外，通常還設(shè)法對(duì)用于測(cè)量每個(gè)電池模塊電壓的測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，其中，通過(guò)一開(kāi)關(guān)電路將所有電池模塊按順序連接到一單一電壓測(cè)量電路上，然后按順序測(cè)量每個(gè)電池模塊的電壓。
用作一HEV中電源的高壓電池被安裝在該HEV之上，同時(shí)被與機(jī)殼絕緣以避免產(chǎn)生危險(xiǎn)。由此，電壓測(cè)量設(shè)備測(cè)量該高電壓電池中每個(gè)電池模塊的絕對(duì)電壓。相反，控制高電壓電池充電和放電的控制系統(tǒng)利用該機(jī)殼的電壓作為參考電壓。
日本公開(kāi)出版號(hào)11-248755公開(kāi)了一種具有簡(jiǎn)單電路結(jié)構(gòu)的電壓測(cè)量設(shè)備，其測(cè)量一高電壓電池中每個(gè)電池模塊的電壓，該高電壓電池包括若干串聯(lián)連接的原電池。在該設(shè)備中，使用包括兩個(gè)多路復(fù)用器組合的開(kāi)關(guān)電路，且順序?qū)⒚總€(gè)電池模塊的電壓施加于一所提供的對(duì)應(yīng)于該每一電池模塊的電容。而且，該電容全部依次連接到一單電壓測(cè)量電路上。
上述電壓測(cè)量設(shè)備可高精度測(cè)量每個(gè)電池模塊的電壓，其中可大大地降低用于開(kāi)關(guān)電路中的昂貴的模擬開(kāi)關(guān)的個(gè)數(shù)，由此，簡(jiǎn)化整個(gè)電路的結(jié)構(gòu)，并提高經(jīng)濟(jì)性。
在用于HEV中的高電壓電池中，在HEV被驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中，連續(xù)地對(duì)若干電池模塊的每一個(gè)的電壓測(cè)量預(yù)定的次數(shù)。在該情況下，在HEV被驅(qū)動(dòng)的時(shí)間過(guò)程中，流過(guò)每個(gè)模塊的電流隨時(shí)進(jìn)行變化。因此，每個(gè)電池模塊的電壓值也根據(jù)電壓測(cè)量所進(jìn)行的時(shí)刻而變化。在極端的情況下，在對(duì)一高電壓電池進(jìn)行充電和放電切換時(shí)，每個(gè)電池模塊的電流值可產(chǎn)生驚人的變化。
如上所述，每個(gè)電池模塊的電流值依據(jù)電壓測(cè)量所進(jìn)行的時(shí)刻而改變。在此情況下，上述公開(kāi)文本中所公開(kāi)的電壓測(cè)量設(shè)備或其它類似設(shè)備未必能夠精確地測(cè)量每個(gè)電池模塊的電壓。結(jié)果，對(duì)每個(gè)電池模塊所測(cè)量的電壓也是不精確的，其導(dǎo)致異常電池檢測(cè)的誤差，充電和放電控制精確度的降低等等。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于測(cè)量N個(gè)串聯(lián)電源的每個(gè)電源電壓的電壓測(cè)量設(shè)備包括N個(gè)串聯(lián)連接的電容元件，其分別對(duì)應(yīng)于該N個(gè)電源，第一開(kāi)關(guān)部分，用于同時(shí)將每個(gè)電源的電壓施加于對(duì)應(yīng)于所述電源的N個(gè)電容元件的一個(gè)，電壓測(cè)量部分，用于測(cè)量每個(gè)電容元件的電壓，和第二開(kāi)關(guān)部分，用于順序地將每個(gè)電容元件連接于該電壓測(cè)量部分。
在一實(shí)施例中，該第一開(kāi)關(guān)部分包括提供于一電路的接線端之間的兩個(gè)采樣開(kāi)關(guān)，該電路包括串聯(lián)的N個(gè)電源，和一電路的對(duì)應(yīng)的接線端，該電路包括N個(gè)串聯(lián)的電容元件，和N-1個(gè)采樣開(kāi)關(guān)，其每一個(gè)被提供于對(duì)應(yīng)的一對(duì)串聯(lián)電源之間的接口部分之間，和在對(duì)應(yīng)的一對(duì)串聯(lián)的電容元件之間的接口部分。該N+1個(gè)采樣開(kāi)關(guān)同時(shí)被切換為閉合(ON)或斷開(kāi)(OFF)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第二開(kāi)關(guān)部分包括一第一多路復(fù)用器，其包括一開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)連接于所述N個(gè)串聯(lián)的電容元件的每個(gè)奇數(shù)電容元件的正接線端和該電壓測(cè)量部分的一對(duì)輸入端中的一個(gè)輸入端之間，和一第二多路復(fù)用器，其包括一開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)連接于該N個(gè)串聯(lián)的電容元件的每個(gè)偶數(shù)電容元件的正接線端和該電壓測(cè)量部分的該對(duì)輸入端中的另一個(gè)輸入端之間。在每個(gè)多路復(fù)用器中的一個(gè)開(kāi)關(guān)被同時(shí)選擇并切換為ON或OFF，使得該N個(gè)電容電壓依次被連接到該電壓測(cè)量部分。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該電壓測(cè)量部分被連接到一極性校正部分，用于反轉(zhuǎn)待測(cè)電壓的極性。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該每一個(gè)電容元件包括一對(duì)電容子元件。該電壓測(cè)量部分的輸入類型不同。第二開(kāi)關(guān)部分包括一第三多路復(fù)用器，用于可選擇地將在該對(duì)電容子元件之間的中間連接點(diǎn)連接到該電壓測(cè)量部分的參考電壓，所述該對(duì)電容子元件連接于該電壓測(cè)量部分。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在第一開(kāi)關(guān)部分中的每個(gè)采樣部分包括一用于使用光信號(hào)驅(qū)動(dòng)MOS晶體管的半導(dǎo)體繼電器元件。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在第二開(kāi)關(guān)部分中的每個(gè)開(kāi)關(guān)包括一用于使用光信號(hào)驅(qū)動(dòng)MOS晶體管的半導(dǎo)體繼電器元件。
于是，這里所述的發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種能夠測(cè)量若干串聯(lián)的電源的所有同時(shí)產(chǎn)生的電壓的電壓測(cè)量設(shè)備，同時(shí)不受電流值變化的影響。
通過(guò)結(jié)合附圖閱讀和理解以下詳細(xì)的描述，對(duì)本專業(yè)技術(shù)人員人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得明顯。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電壓測(cè)量設(shè)備的電路圖。
圖2所示為用于解釋圖1所示的電壓測(cè)量設(shè)備的操作的時(shí)序圖。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電壓測(cè)量設(shè)備的電路圖。
圖4所示為用于解釋圖3所示的電壓測(cè)量設(shè)備的操作的時(shí)序圖。
圖5所示為最好用于本發(fā)明的電壓測(cè)量設(shè)備的一半導(dǎo)體繼電器元件的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖，通過(guò)典型實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一典型電壓測(cè)量設(shè)備的電路圖。圖2為在圖1所示的電壓測(cè)量設(shè)備中的開(kāi)關(guān)操作的時(shí)序圖。
圖1中所示的電壓測(cè)量設(shè)備被用于測(cè)量在一電動(dòng)車輛，如HEV中使用的高電壓電池V的電池模塊的電壓。該高電壓電池V包括若干串聯(lián)連接的原電池，其被分為N個(gè)電池模塊，每個(gè)模塊包括一預(yù)定數(shù)目的串聯(lián)連接的原電池。在該實(shí)施例中，為清楚起見(jiàn)，假設(shè)電池模塊(電源)的個(gè)數(shù)為5，且該高電壓電池V包括5個(gè)電池模塊V1-V5。該電壓測(cè)量設(shè)備測(cè)量每個(gè)電池模塊V1-V5的電壓。
該電壓測(cè)量設(shè)備包括五(N)個(gè)串聯(lián)連接的電容C1-C5(電容元件)，分別對(duì)應(yīng)于5個(gè)電池模塊V1-V5，第一開(kāi)關(guān)電路10，其被提供于該電池模塊V1-V5的串聯(lián)電路和該電容C1-C5的串聯(lián)電路之間，一用于可選擇地測(cè)量每個(gè)電容C1-C5的電壓的單電壓測(cè)量電路30；一第二開(kāi)關(guān)電路20，其被提供于電容C1-C5的串聯(lián)電路和電壓測(cè)量電路30之間；一極性校正部件40，用于可選擇地反轉(zhuǎn)由該電壓測(cè)量電路30測(cè)量的電壓的極性。
第一開(kāi)關(guān)電路10包括六(N)個(gè)采樣開(kāi)關(guān)11-16。每個(gè)采樣開(kāi)關(guān)11-16被用于將相應(yīng)電池模塊V1-V5的電壓施加于對(duì)應(yīng)的電容C1-C5上。
該第一采樣開(kāi)關(guān)11被提供于所述5個(gè)電池模塊V1-V5的串聯(lián)電路的一端和所述5個(gè)電容C1-C5的串聯(lián)電路的一端之間。第六個(gè)采樣開(kāi)關(guān)16被提供于所述5個(gè)電池模塊V1-V5的串聯(lián)電路的另一端和所述電容C1-C5的串聯(lián)電路的另一端之間。
第二采樣開(kāi)關(guān)12被提供于串聯(lián)連接的第一和第二電池模塊V1和V2之間的連接點(diǎn)和串聯(lián)連接的第一和第二電容C1和C2之間的連接點(diǎn)之間。
類似地，第三采樣開(kāi)關(guān)13被提供于串聯(lián)連接的第二和第三電池模塊V2和V3之間的連接點(diǎn)和串聯(lián)連接的第二和第三電容C2和C3之間的連接點(diǎn)之間。第四采樣開(kāi)關(guān)14被提供于串聯(lián)連接的第三和第四電池模塊V3和V4之間的連接點(diǎn)和串聯(lián)連接的第三和第四電容C3和C4之間的連接點(diǎn)之間。第五采樣開(kāi)關(guān)15被提供于串聯(lián)連接的第四和第五電池模塊V4和V5之間的連接點(diǎn)和串聯(lián)連接的第四和第五電容C4和C5之間的連接點(diǎn)之間。
第一至第六采樣開(kāi)關(guān)11-16被同時(shí)控制，使得在包括CPU、定時(shí)發(fā)生器等控制裝置(未示出)的控制下，所述開(kāi)關(guān)根據(jù)一電壓測(cè)量時(shí)間表而被切換為ON或OFF。
提供在第一至第五電容C1-C5的串聯(lián)電路和電壓測(cè)量電路30之間的第二開(kāi)關(guān)電路20包括兩個(gè)多路復(fù)用器20A-20B。該第一多路復(fù)用器20A包括三個(gè)開(kāi)關(guān)21、23和25，其分別連接于第一開(kāi)關(guān)電路10中的奇數(shù)(即，1、3和5)采樣開(kāi)關(guān)11、13、15和奇數(shù)(即，1、3和5)電容C1、C3和C5之間的各連接點(diǎn)上。每個(gè)開(kāi)關(guān)21、23和25都被連接于該電壓測(cè)量電路30的一對(duì)輸入端的一端。
該第二多路復(fù)用器20B包括三個(gè)開(kāi)關(guān)22、24和26，其分別連接于第一開(kāi)關(guān)電路10中的偶數(shù)(即，2、4和6)采樣開(kāi)關(guān)12、14和16和奇數(shù)(即，1、3和5)電容C1、C3和C5之間的各連接點(diǎn)上。每個(gè)開(kāi)關(guān)22、24和26都被連接于該電壓測(cè)量電路30的一對(duì)輸入端的另一端。
使用包括CPU、定時(shí)發(fā)生器等的控制裝置(未示出)按以下方式對(duì)第一和第二多路復(fù)用器20A和20B進(jìn)行控制。每次當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)電路10中的第一至第六采樣開(kāi)關(guān)11-16被從ON切換為OFF時(shí)，則開(kāi)關(guān)21-26中的一個(gè)被選擇切換為ON的方式使得電容C1-C5相繼連接到電壓測(cè)量電路30上。
鑒于包括電壓模塊V1-V5的高電壓電池V與載有高電壓電池V的HEV的機(jī)殼電絕緣，該電壓測(cè)量電路30被接地到該機(jī)殼，這里該機(jī)殼的電壓被用作一參考電壓以測(cè)量每個(gè)電容C1-C5的電壓。
以下將參考圖2所示的時(shí)序圖來(lái)描述對(duì)如此構(gòu)建的電壓測(cè)量設(shè)備的操作。
在載有高電壓電池V的HEV中，使用預(yù)定的周期對(duì)該高電壓電池V中的每個(gè)電池模塊V1-V5的電壓進(jìn)行測(cè)量。第一開(kāi)關(guān)電路10中的第一至第六采樣開(kāi)關(guān)11-16和第二開(kāi)關(guān)電路20中的第一至第六開(kāi)關(guān)21-26通常處于OFF狀態(tài)。在每次測(cè)量電壓時(shí)，第一開(kāi)關(guān)電路10中的所有的采樣開(kāi)關(guān)11-16同時(shí)被從OFF切換到ON。
在該情況下，電池模塊V1-V5被分別并行連接于分別對(duì)應(yīng)于該電池模塊V1-V5的電容C1-C5。由此，每個(gè)電池模塊V1-V5的電壓被施加于對(duì)應(yīng)的電容C1-C5。每個(gè)電容C1-C5由相應(yīng)的電池模塊V1-V5的電壓充電，且每個(gè)電容C1-C5的電壓對(duì)應(yīng)于相應(yīng)電池模塊V1-V5的電壓。在此情況下，在第二開(kāi)關(guān)電路20中的每個(gè)開(kāi)關(guān)21-26處于OFF狀態(tài)，且電容C1-C5的串聯(lián)電路與電壓測(cè)量電路30電絕緣。
在第一開(kāi)關(guān)電路10中的所有采樣開(kāi)關(guān)11-16被切換為ON后，當(dāng)每個(gè)電容C1-C5被充電一預(yù)定時(shí)間時(shí)，在該第一開(kāi)關(guān)電路10中的所有采樣開(kāi)關(guān)11-16都被切換為OFF，由此，該電池模塊V1-V5的串聯(lián)電路被與電容C1-C5的串聯(lián)電路電絕緣。
在此情況下，在第二開(kāi)關(guān)電路20中，第一多路復(fù)用器20A中的第一開(kāi)關(guān)21和第二多路復(fù)用器20B中的第二開(kāi)關(guān)22被切換為ON。結(jié)果，第一電容C1的正接線端被連接至該電壓測(cè)量電路30的一個(gè)輸入端，而第一電容C1的負(fù)接線端被連接至該電壓測(cè)量電路30的另一輸入端。此時(shí)，電壓測(cè)量電路30測(cè)量該第一電容C1的絕對(duì)電壓。
在測(cè)量了第一電容C1的電壓之后，第一多路復(fù)用器20A中的第三開(kāi)關(guān)23和第二多路復(fù)用器20B中的第二開(kāi)關(guān)22被切換為ON。結(jié)果，該第二電容C2的負(fù)接線端被連接至該電壓測(cè)量電路30的一個(gè)輸入端，而第二電容C2的正接線端被連接至該電壓測(cè)量電路30的另一輸入端。在此情況下，測(cè)量該第二電容C2的絕對(duì)電壓。
之后，第一多路復(fù)用器20A中的第三開(kāi)關(guān)23和第二多路復(fù)用器20B中的第四開(kāi)關(guān)24切換為ON，從而測(cè)量第三電容C3的電壓。第一多路復(fù)用器20A中的第五開(kāi)關(guān)25和第二多路復(fù)用器20B中的第四開(kāi)關(guān)24切換為ON，則測(cè)量第四電容C4的電壓。此外，第一多路復(fù)用器20A中的第五開(kāi)關(guān)25和第二多路復(fù)用器20B中的第六開(kāi)關(guān)26切換為ON，則測(cè)量第五電容C5的電壓。
第一至第五電容C1-C5被同時(shí)用各電池模塊V1-V5的電壓充電，這里，流經(jīng)電池模塊V1-V5的電流彼此同時(shí)出現(xiàn)。由此，可通過(guò)順序地測(cè)量電容C1-C5的電壓來(lái)依次精確地確定電池模塊V1-V5的電壓。
此時(shí)，所測(cè)量的奇數(shù)(即，1、3和5)電容C1、C3和C5的電壓值的極性與所測(cè)量的偶數(shù)(2、4)電容C2和C4的電壓值的極性相反。然而，所測(cè)量的偶數(shù)電容C2、C4的電壓值的極性每一個(gè)都由極性校正部件40進(jìn)行反轉(zhuǎn)。于是，電容C1-C5的電壓具有相同的極性。
極性校正部件40可以是包括開(kāi)關(guān)的眾所周知的電路。
如上所述，在本發(fā)明的電壓測(cè)量設(shè)備中，提供于電池模塊V1-V5的串聯(lián)電路和電壓測(cè)量電路30之間的開(kāi)關(guān)的個(gè)數(shù)是電池模塊V1-V5的個(gè)數(shù)的兩倍多一點(diǎn)。因此，可使用該少量的開(kāi)關(guān)來(lái)測(cè)量電池模塊V1-V5的同時(shí)產(chǎn)生的電壓。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的另一典型電壓測(cè)量設(shè)備的電路圖。圖4所示為圖3中所示的電壓測(cè)量設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作的時(shí)序圖。
圖3中所示的電壓測(cè)量設(shè)備包括若干對(duì)串聯(lián)連接的電容元件Ca1和Cb1至Ca5和Cb5，替代在圖1所示的電壓測(cè)量設(shè)備中作為電容元件的單個(gè)電容C1-C5。在每一對(duì)中，兩個(gè)電容具有同樣的電容量。
電壓測(cè)量電路30包括一差分輸入運(yùn)算放大器3 1，其具有一參考電壓輸入端。電容C1-C5中的電容元件Ca1和Cb1至Ca5和Cb5之間的中間連接點(diǎn)通過(guò)一第三多路復(fù)用器20C連接到該電壓測(cè)量電路30的參考電壓輸入端。
所述第三多路復(fù)用器20C包括5個(gè)開(kāi)關(guān)21′至25′，對(duì)應(yīng)于所述第一至第五電容C1-C5。開(kāi)關(guān)21′至25′通常處于OFF狀態(tài)。當(dāng)相應(yīng)電容C1-C5的對(duì)端被連接于該電壓測(cè)量電路30的對(duì)應(yīng)的輸入端時(shí)，每個(gè)開(kāi)關(guān)21′至25′被切換為ON。第三多路復(fù)用器20C中的開(kāi)關(guān)21′至25′均被連接于該電壓測(cè)量電路30中的運(yùn)算放大器31的參考電壓輸入端。
圖4所示電壓測(cè)量設(shè)備結(jié)構(gòu)的其余部分類似于圖1所示的電壓測(cè)量設(shè)備的其余部分。
在圖3所示的電壓測(cè)量設(shè)備中，當(dāng)?shù)谝欢嗦窂?fù)用器20A中的開(kāi)關(guān)21、23和25中的一個(gè)，和第二多路復(fù)用器20B中的開(kāi)關(guān)22、24和26中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)處于ON狀態(tài)時(shí)，該對(duì)應(yīng)電容C1-C5的對(duì)端被分別連接到電壓測(cè)量電路30的各輸入端。由電壓測(cè)量電路30一次對(duì)電容C1-C5的電壓進(jìn)行測(cè)量，這里，當(dāng)測(cè)量每個(gè)電容C1-C5的電壓時(shí)，相應(yīng)的開(kāi)關(guān)(21′-25′)被切換為ON。
當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)電路20中的對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)(21-26)被切換為ON時(shí)，一漏電流流經(jīng)每個(gè)電容C1-C5。該漏電流歸因于每個(gè)開(kāi)關(guān)21-26的斷態(tài)電容，其被稱作普通噪聲(common noise)，且可引起所測(cè)電壓值的誤差。當(dāng)測(cè)量各電容C1-C5的電壓時(shí)，可通過(guò)將開(kāi)關(guān)21′至25′切換為ON來(lái)降低該普通噪聲。
例如，當(dāng)測(cè)量第一電容C1的電壓時(shí)，如果第三多路復(fù)用器20C中的開(kāi)關(guān)21′被切換為ON，則在構(gòu)成第一電容C1的電容元件Ca1和Cb1之間的中間連接點(diǎn)被連接于該電壓測(cè)量電路30的參考電壓輸入端。由此，由每個(gè)開(kāi)關(guān)21、22的斷態(tài)電容引起的漏電流沿相反方向?qū)ΨQ地流過(guò)電容元件Ca1和Cb1，并被作為參考電壓施加于電壓測(cè)量電路30。此時(shí)，由電壓測(cè)量電路30中的差分輸入運(yùn)算放大器31來(lái)測(cè)量構(gòu)成第一電容C1的電容元件Ca1和Cb1的電壓，由此，該漏電流可被彼此抵銷，且因此降低普通噪聲。
類似地，當(dāng)測(cè)量第二至第五每個(gè)電容C2-C5的電壓時(shí)，也可降低普通噪聲。
于是，在該典型電壓測(cè)量設(shè)備中，當(dāng)開(kāi)關(guān)電路20中的每個(gè)開(kāi)關(guān)的斷態(tài)電容較大，或高頻噪聲較大等等時(shí)，可高精度地測(cè)量該電容C1-C5的電壓。
圖5為示出一半導(dǎo)體繼電器元件的電路圖，該半導(dǎo)體繼電器元件最好用作構(gòu)成第一開(kāi)關(guān)電路的每個(gè)采樣開(kāi)關(guān)11-16、和構(gòu)成本發(fā)明的電壓測(cè)量設(shè)備中的第二開(kāi)關(guān)電路20的每個(gè)開(kāi)關(guān)21-26、21′-25′。
半導(dǎo)體繼電器元件50包括一作為發(fā)光元件的LED51，和一從該LED51接收光信號(hào)的光電元件52。該光電元件52的輸出使一對(duì)MOS晶體管53和54被切換為ON。在該半導(dǎo)體繼電器元件50中，LED51和光電元件52可以是彼此絕緣的。因此，可在與HEV的機(jī)殼絕緣的高壓電池V和被接地到該機(jī)殼的電壓測(cè)量電路30之間收發(fā)信號(hào)，即使當(dāng)它們彼此電絕緣的時(shí)候。
此外，該半導(dǎo)體繼電器元件50具有一杰出的開(kāi)關(guān)特性，如擊穿強(qiáng)度和低接通阻抗。因此，該半導(dǎo)體繼電器元件50可較佳地用作構(gòu)成第一開(kāi)關(guān)電路10的每個(gè)采樣開(kāi)關(guān)11-16及構(gòu)成第二開(kāi)關(guān)電路20的每個(gè)開(kāi)關(guān)21-26和21′-25′。
具有如上所述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體繼電器元件50具有高級(jí)的斷態(tài)電容值。然而，當(dāng)用作第二開(kāi)關(guān)電路20中的每個(gè)開(kāi)關(guān)21-26時(shí)，該電壓測(cè)量設(shè)備的上述結(jié)構(gòu)可較好地降低由于斷態(tài)電容值而產(chǎn)生的普通噪聲。
在該實(shí)施例中，盡管使用一電容來(lái)作為電容元件，但本發(fā)明并不限于此?？墒褂萌我活愋偷碾娙菰?，只要其能夠獲得對(duì)應(yīng)于每一電池模塊的電壓。
在本發(fā)明的電壓測(cè)量設(shè)備中，對(duì)應(yīng)于若干串聯(lián)的電源的每一個(gè)的電容元件被同時(shí)充電到一電壓，該電壓對(duì)應(yīng)于每個(gè)電源的電壓。因此，即使當(dāng)流經(jīng)若干串聯(lián)電源的電流值改變時(shí)，也可測(cè)量在該同時(shí)出現(xiàn)的電流流過(guò)每個(gè)電源的時(shí)刻所存儲(chǔ)的該電源的電壓。從而，可測(cè)量每個(gè)電源的電壓以高精度地檢測(cè)每個(gè)電源的異?；蝾愃魄闆r。
對(duì)本專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可進(jìn)行其它各種不同的修改。因此，權(quán)利要求的范圍并不受到這里所進(jìn)行的描述的限制，而是可以被廣泛地去理解。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量N個(gè)串聯(lián)連接的電源的每一個(gè)的電壓的電壓測(cè)量設(shè)備，該設(shè)備包括N個(gè)串聯(lián)連接的電容元件，其分別對(duì)應(yīng)于所述N個(gè)電源；一個(gè)第一開(kāi)關(guān)部件，用于同時(shí)將每個(gè)電源的電壓施加到對(duì)應(yīng)于所述電源的該N個(gè)電容元件的一個(gè)；一個(gè)電壓測(cè)量部件，用于測(cè)量每個(gè)電容元件的電壓；和一個(gè)第二開(kāi)關(guān)部件，用于相繼將每個(gè)電容元件連接到該電壓測(cè)量部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電壓測(cè)量設(shè)備，其中，所述第一開(kāi)關(guān)部件包括兩個(gè)采樣開(kāi)關(guān)，其被提供于包括所述N個(gè)串聯(lián)連接的電源的一電路的接線端和包括所述N個(gè)串聯(lián)連接的電容元件的一電路的相應(yīng)的接線端之間；和N-1個(gè)采樣開(kāi)關(guān)，其每一個(gè)被提供于串聯(lián)連接的一相應(yīng)電源對(duì)之間的接口部分和串聯(lián)連接的一相應(yīng)電容元件對(duì)之間的接口部分之間；且該N+1個(gè)采樣開(kāi)關(guān)被同時(shí)切換為閉合或斷開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電壓測(cè)量設(shè)備，其中，所述第二開(kāi)關(guān)部件包括一第一多路復(fù)用器，包括連接在串聯(lián)連接的所述N個(gè)電容元件的每個(gè)奇數(shù)電容元件的正接線端和該電壓測(cè)量部件的一對(duì)輸入端的一端之間的一個(gè)開(kāi)關(guān)；和一個(gè)第二多路復(fù)用器，包括連接在串聯(lián)連接的該N個(gè)電容元件的每個(gè)偶數(shù)電容元件的正接線端和該電壓測(cè)量部件的一對(duì)輸入端的另一端之間的一個(gè)開(kāi)關(guān)；且每個(gè)多路復(fù)用器中的一個(gè)開(kāi)關(guān)被同時(shí)選擇并切換為導(dǎo)通或截止，使得該N個(gè)電容元件相繼被連接到該電壓測(cè)量部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電壓測(cè)量設(shè)備，其中，所述電壓測(cè)量部件被連接到一極性校正部件，該極性校正部件用于反轉(zhuǎn)待測(cè)電壓的極性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電壓測(cè)量設(shè)備，其中，所述每個(gè)電容元件包括一對(duì)電容子元件；所述電壓測(cè)量部件具有不同的輸入類型；且所述第二開(kāi)關(guān)部件包括一第三多路復(fù)用器，用于可選擇地將該對(duì)連接于該電壓測(cè)量部件的電容子元件之間的中間連接點(diǎn)連接到該電壓測(cè)量部件的參考電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電壓測(cè)量設(shè)備，其中，在第一開(kāi)關(guān)部件中的每個(gè)采樣開(kāi)關(guān)包括一半導(dǎo)體繼電器元件，用于使用一光信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電壓測(cè)量設(shè)備，其中，在第二開(kāi)關(guān)部件中的每個(gè)開(kāi)關(guān)包括一半導(dǎo)體繼電器元件，用于使用一光信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS晶體管。
全文摘要
提供一種用于測(cè)量串聯(lián)連接的N個(gè)電源的每一個(gè)的電壓的電壓測(cè)量設(shè)備。該設(shè)備包括分別對(duì)應(yīng)于該N個(gè)電源的串聯(lián)連接的N個(gè)電容元件,第一開(kāi)關(guān)部件,其用于同時(shí)將每個(gè)電源的電壓施加到對(duì)應(yīng)于所述電源的N個(gè)電容元件的每一個(gè),一電壓測(cè)量部件,用于測(cè)量每個(gè)電容元件的電壓,和一第二開(kāi)關(guān)部件,用于相繼將每個(gè)電容元件連接至所述電壓測(cè)量部件。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1351261SQ0113434
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2001年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月31日
發(fā)明者高田雅弘, 森本直久 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社, 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社