本公開(kāi)大體上涉及電池的健康狀態(tài)的確定，同時(shí)防止未被注意的電池關(guān)閉。

背景

電池的健康狀態(tài)確定對(duì)電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)車(chē)輛、電動(dòng)叉車(chē)以及需要寬范圍和動(dòng)力電池能量作為電源的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)很重要。在電池的健康狀態(tài)的確定中的適當(dāng)機(jī)構(gòu)的缺乏可導(dǎo)致在電池系統(tǒng)在服務(wù)期間的未被注意的關(guān)閉(或故障)。通常，電池系統(tǒng)的未被注意的關(guān)閉(或故障)由擁有較小的容量或較高的電阻的串聯(lián)連接的電池(或電池組)中的一個(gè)引起。這個(gè)問(wèn)題對(duì)鋰離子電池系統(tǒng)特別嚴(yán)重，這是由于絕對(duì)截止電壓通常為串聯(lián)連接的每個(gè)電池(電池組)而設(shè)置。可導(dǎo)致電池系統(tǒng)的未被注意的關(guān)閉的一種情形是當(dāng)在達(dá)到電池系統(tǒng)的工作下限截止電壓之前串聯(lián)連接的電池(或電池組)中的一個(gè)達(dá)到截止條件時(shí)。在這種情況下，電池系統(tǒng)關(guān)閉可在沒(méi)有注意的情況下產(chǎn)生。

另一方面，在沒(méi)有復(fù)雜和長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)程的情況下可能不容易進(jìn)行健康狀態(tài)的確定。例如，探測(cè)單獨(dú)的電池或電池組容量分別涉及使每個(gè)電池循環(huán)。這是不能每日進(jìn)行的長(zhǎng)且復(fù)雜的過(guò)程，且因此增加了在用戶的日常操作期間電池系統(tǒng)的未被注意的關(guān)閉的風(fēng)險(xiǎn)。

概述

在一個(gè)實(shí)施方式中，電池控制系統(tǒng)包括：包括電池系統(tǒng)的多個(gè)電池單元；以及耦合到多個(gè)電池單元的控制器，控制器被配置成對(duì)于每個(gè)電池單元監(jiān)控第一電壓和第二電壓，第一電壓相應(yīng)于關(guān)閉電壓的絕對(duì)值，而第二電壓相應(yīng)于警告電壓，第一電壓小于第二電壓，其中響應(yīng)于電池單元中的一個(gè)達(dá)到第二電壓，控制器被配置成在任一電池單元達(dá)到第一電壓之前提供第一警告。

附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

參考下面的附圖可更好地理解本公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的很多方面。在附圖中的部件不一定按比例，相反強(qiáng)調(diào)清楚地示出本公開(kāi)的原理。而且在附圖中，相似的參考數(shù)字在全部幾個(gè)視圖中表示相應(yīng)的部件。

圖1A是示出實(shí)現(xiàn)電池控制系統(tǒng)的實(shí)施方式的示例性電池系統(tǒng)的方框圖。

圖1B是示出實(shí)現(xiàn)電池控制系統(tǒng)的實(shí)施方式的另一示例性電池系統(tǒng)的方框圖。

圖2是示出電池控制方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。

圖3是示出電池控制方法的另一實(shí)施方式的流程圖。

圖4是示出在電動(dòng)高爾夫車(chē)中利用的電池控制方法的一個(gè)例子的點(diǎn)列圖。

詳細(xì)描述

本文公開(kāi)了發(fā)明的某些實(shí)施方式，其涉及實(shí)現(xiàn)電池健康狀態(tài)確定同時(shí)防止未被注意的電池關(guān)閉的電池控制系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池控制系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)控制器，其監(jiān)控電池系統(tǒng)的每個(gè)電池的多個(gè)電壓，包括絕對(duì)截止電壓和警告電壓，并向用戶警告在電池系統(tǒng)中的即將發(fā)生的關(guān)閉。換句話說(shuō)，電池控制系統(tǒng)的某些實(shí)施方式警告用戶(或在諸如自動(dòng)控制被需要的一些實(shí)施方式中的設(shè)備)響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)電池達(dá)到警告電壓而采取某些行動(dòng)，因此避免或防止一個(gè)或多個(gè)電池達(dá)到絕對(duì)截止電壓。在一些實(shí)施方式中，電池控制系統(tǒng)還提供健康狀態(tài)確定，如下面進(jìn)一步描述的。

暫時(shí)偏離主題，常規(guī)系統(tǒng)常常以其中系統(tǒng)關(guān)閉未被注意的方式操作，如前面所述的。除了電池系統(tǒng)的未被注意的關(guān)閉以外，擁有較短缺的容量的串聯(lián)連接的電池或多個(gè)電池(或電池組)的健康狀態(tài)的識(shí)別也很重要。例如，假設(shè)電動(dòng)摩托車(chē)每次充電通常行駛50英里。如果英里數(shù)比預(yù)期的短，則向用戶警告這個(gè)狀況在防止突然的未被注意的電池關(guān)閉中很重要，作為第一優(yōu)先級(jí)，同時(shí)通知用戶電池系統(tǒng)是否在健康的狀態(tài)中。提供關(guān)于較低電荷容量和電池(或電池組)的健康狀態(tài)的這個(gè)信息使用戶能夠避免未被注意的關(guān)閉風(fēng)險(xiǎn)，且同時(shí)促使用戶進(jìn)行適當(dāng)?shù)男袆?dòng)，例如得到電池維修。在本公開(kāi)的某些實(shí)施方式中，為了可在沒(méi)有未被的電池關(guān)閉出現(xiàn)的情況下在每日(定期)進(jìn)行的電池健康狀態(tài)監(jiān)控而引入簡(jiǎn)單且可行的方法以及裝置(和系統(tǒng))。

在概述了本公開(kāi)的電池控制系統(tǒng)的某些特征后，現(xiàn)在將詳細(xì)參考如在附圖中示出的本公開(kāi)的描述。雖然將結(jié)合這些附圖來(lái)描述本公開(kāi)，但是沒(méi)有將它限制到在本文公開(kāi)的實(shí)施方式或多個(gè)實(shí)施方式的意圖。此外，雖然本描述識(shí)別或描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)，但這樣的細(xì)節(jié)不一定是每個(gè)實(shí)施方式的部分，也不是必須與單個(gè)實(shí)施方式相關(guān)的任何各種所陳述的優(yōu)點(diǎn)中的全部。相反，意圖是覆蓋被包括在如由所附權(quán)利要求限定的本公開(kāi)的精神和范圍內(nèi)的所有可選形式、修改和等效形式。此外，在本公開(kāi)的上下文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到，權(quán)利要求不一定限于在描述中闡述的特定實(shí)施方式。

注意，在本文對(duì)電池的提及指單個(gè)電池單體，以及在本文對(duì)電池單體組(或電池組)的提及指并聯(lián)的幾個(gè)電池單體。為了便于下面的描述的理解，如在本文使用的電池單元預(yù)期的是電池單體或電池單體組。此外，需要注意的是，在本文對(duì)模塊的提及指串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的電池單體(例如，13.3V 40Ah鋰離子電池包括由串聯(lián)的四個(gè)電池單體組組成的模塊，每個(gè)組由并聯(lián)的四個(gè)10Ah電池單體組成)。如在本文使用的電池系統(tǒng)指串聯(lián)和并聯(lián)連接的電池模塊。將在整個(gè)本公開(kāi)中使用上面提到的所有術(shù)語(yǔ)。

現(xiàn)在參考圖1A，其示出說(shuō)明實(shí)現(xiàn)電池控制系統(tǒng)的實(shí)施方式的示例電池系統(tǒng)10的方框圖。在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在本公開(kāi)的上下文中，在圖1A(和1B)中描繪的電池系統(tǒng)10僅僅是例證性的，以及具有部件的不同布置的其它電池系統(tǒng)可被使用，并可包含電池控制系統(tǒng)的某些實(shí)施方式。電池系統(tǒng)10包括串聯(lián)布置的多個(gè)電池單元，包括電池單元12-26，如在圖1A中描繪的。多個(gè)電池單元12-26通常可以用參考數(shù)字28表示。為了便于對(duì)電池控制系統(tǒng)的各種實(shí)施方式的理解，假設(shè)電池單元28被體現(xiàn)為電池單體，理解到電池單元28在一些實(shí)現(xiàn)中可被體現(xiàn)為電池組。此外，多個(gè)電池單元28在這個(gè)例子中共同定義單個(gè)模塊。電池系統(tǒng)10還包括耦合到多個(gè)電池單元28中的每個(gè)的控制器30。多個(gè)電池單元28也串聯(lián)耦合到負(fù)載32。在一個(gè)實(shí)施方式中，電池控制系統(tǒng)包括控制器30和多個(gè)電池單元28，但是一些實(shí)施方式可包括更少或額外的部件。在一些實(shí)施方式中，模塊和控制器30可被裝在同一集成設(shè)備中，且在一些實(shí)施方式中，模塊和控制器可以是耦合的但分開(kāi)的。

在圖1A中的所描繪的實(shí)施方式中，在監(jiān)控串聯(lián)連接的每個(gè)電池單元12-26的電壓時(shí)利用控制器30。對(duì)于每個(gè)電池單元12-26，兩個(gè)電壓被監(jiān)控：第一電壓是絕對(duì)截止電壓，而第二電壓是高于第一電壓的警告電壓。注意，對(duì)于被配置為電池組的電池單元，考慮到電池組的并聯(lián)布置，只需執(zhí)行該組的監(jiān)控。同時(shí)，對(duì)于串聯(lián)連接的所有電池單元28的總電壓也作為系統(tǒng)電壓被監(jiān)控。使用車(chē)輛作為其中電池系統(tǒng)10可被使用的示例環(huán)境，理解到其它環(huán)境可使用電池系統(tǒng)10，在電池系統(tǒng)10的放電期間，如果達(dá)到第二電壓，則第一警報(bào)(例如信號(hào))通過(guò)諸如蜂鳴器、照明或任何模擬或數(shù)字機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)被發(fā)送到用戶或車(chē)輛。在這個(gè)時(shí)刻，用戶或車(chē)輛應(yīng)減小負(fù)載32(例如，減小速度或電機(jī)rpm)，用于防止第一警報(bào)被連續(xù)地生成。如果負(fù)載減小沒(méi)有防止第一警報(bào)連續(xù)地生成，則這個(gè)條件被稱(chēng)為放電的“結(jié)束”。在這個(gè)時(shí)刻，可在確定串聯(lián)連接的電池單元28的健康狀態(tài)時(shí)使用(例如，在電池模塊處監(jiān)控的)系統(tǒng)電壓。如果電壓仍然高于系統(tǒng)電壓，則意味著還沒(méi)有達(dá)到系統(tǒng)電壓(例如，通常系統(tǒng)電壓高于第二電壓乘以串聯(lián)連接的電池單元28的數(shù)量的乘數(shù))，那意味著串聯(lián)連接的電池單元28中的一個(gè)在容量上較短缺，這迫使電池系統(tǒng)10結(jié)束它的工作循環(huán)。在這樣的情況下，顯示(或表示)“需要維修”的第二警報(bào)被生成并由諸如蜂鳴聲、照明或任何模擬或數(shù)字形式中的不同聲音的任何機(jī)構(gòu)發(fā)送到用戶或車(chē)輛。如果系統(tǒng)電壓在連續(xù)的第一警報(bào)之前被達(dá)到，或如果系統(tǒng)電壓在第一警報(bào)是連續(xù)的時(shí)被達(dá)到并通過(guò)(即低于系統(tǒng)電壓)，則沒(méi)有“需要維修”警報(bào)產(chǎn)生。

圖1B是實(shí)現(xiàn)電池控制系統(tǒng)的實(shí)施方式的另一示例電池系統(tǒng)10A的方框圖。再一次假設(shè)對(duì)于每個(gè)電池單元的單個(gè)電池單體，理解到電池單元在一些實(shí)施方式中也可以是電池單體組，示例電池系統(tǒng)10A部分地包括與圖1A所示的類(lèi)似的特征。例如，多個(gè)電池單元28被示為串聯(lián)連接在一起，其中每個(gè)電池單元28由用于檢測(cè)第一和第二電壓的控制器30A監(jiān)控。在圖1B中還示出串聯(lián)布置的另一多個(gè)電池單元34，其中每個(gè)電池單元34由用于第一和第二電壓的控制器36監(jiān)控。多個(gè)電池單元28和34串聯(lián)耦合在一起，其中每個(gè)電池單元也耦合到負(fù)載38。多個(gè)電池單元28包括模塊40，且多個(gè)電池單元34包括另一模塊42。在一些實(shí)施方式中，模塊40和控制器30A(以及模塊42和控制器36)可被封裝在同一集成設(shè)備中。在一些實(shí)施方式中，模塊40和控制器30A可被封裝在一個(gè)集成設(shè)備中，而模塊42和控制器36可被封裝在不同于包括模塊40和控制器30A的集成設(shè)備的同一集成設(shè)備中。在一些實(shí)施方式中，模塊和控制器可以是耦合的然而分開(kāi)的設(shè)備。與在圖1A中的第一例子中的控制器30不同，在圖1B中的控制器30A和36不被配置成監(jiān)控健康狀態(tài)和系統(tǒng)電壓。注意，在一些實(shí)施方式中，控制器30A和36可被配置成監(jiān)控健康狀態(tài)和系統(tǒng)電壓，然而不以那種方式(例如，功能被去激活或禁用)來(lái)操作?？刂破?4被包括在示例電池系統(tǒng)10A中并被配置成監(jiān)控負(fù)載38和由此的系統(tǒng)電壓，并提供健康狀態(tài)確定(例如，容量短缺問(wèn)題)。控制器30A、36和44(例如，經(jīng)由有線或無(wú)線介質(zhì))與彼此通信(例如，如在使用虛線描繪的)以提供當(dāng)電池單元28和34中的一個(gè)或多個(gè)已經(jīng)達(dá)到警告電壓時(shí)警告用戶或設(shè)備(例如，車(chē)輛)的功能，且在達(dá)到截止電壓之前這么做(如果出現(xiàn)的話)可導(dǎo)致未被注意的關(guān)閉或故障。換句話說(shuō)，使用如對(duì)圖1A-1B描述的電池控制系統(tǒng)，將意外地沒(méi)有達(dá)到第一電壓。在第二電壓和第一電壓之間的電池單元容量信息(例如，與在本公開(kāi)的背景部分中使用的容量不同，容量或容量信息指在容量中的短缺的了解或指示器)使用戶或設(shè)備能夠在電池系統(tǒng)10(或10A)關(guān)閉之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。例如，在串聯(lián)混合電動(dòng)車(chē)輛的情況下，發(fā)電機(jī)(通常由內(nèi)燃機(jī)供電)可在電池系統(tǒng)10或10A關(guān)閉之前被觸發(fā)。

注意，控制器30、30A和36分別用于監(jiān)控(例如，檢測(cè))對(duì)于多個(gè)電池單元28和34的每個(gè)電池單元的第一和第二電壓，且控制器44(和30)用于監(jiān)控系統(tǒng)電壓并提供串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元28和34中的每個(gè)的健康狀態(tài)確定。在一些實(shí)施方式中，控制器30A和36可被配置成監(jiān)控模塊電壓用于與由控制器44監(jiān)控的系統(tǒng)電壓進(jìn)行比較。在一些實(shí)施方式中，控制器44可耦合到電池單元的一個(gè)或多個(gè)模塊或與電池單元的一個(gè)或多個(gè)模塊集成在一起，其中電池控制系統(tǒng)可通過(guò)監(jiān)控每個(gè)電池單元(例如，電池單體或組)的電壓并與包含幾個(gè)這樣的電池模塊的電池系統(tǒng)電壓比較來(lái)在每個(gè)電池模塊中實(shí)現(xiàn)(或在一些實(shí)施方式中，控制器44不包含一個(gè)或多個(gè)電池模塊)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器30、30A、36和44(以及在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)電池模塊)都可集成在單個(gè)集成設(shè)備中，例如集成電路(IC)、微控制器(MCU)或可編程邏輯控制器(PLC)，除了其它封裝單元之外。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)控制器30、30A、36和44可以是分立且分開(kāi)的封裝單元。換句話說(shuō)，總電壓檢測(cè)和健康狀態(tài)的確定(例如，諸如由控制器44執(zhí)行)可由單獨(dú)的IC、MCU或PLC(即，與控制器30A和36分離的)實(shí)現(xiàn)。在通過(guò)電池單體電壓監(jiān)控和總電池系統(tǒng)電壓監(jiān)控來(lái)防止未被注意的電池關(guān)閉和健康狀態(tài)確定中利用的任何設(shè)備或系統(tǒng)被預(yù)期在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

可鑒于上面的描述做出幾個(gè)觀察，包括下列項(xiàng)：(a)在上述電池控制過(guò)程期間，電池健康狀態(tài)可在每日操作期間被監(jiān)控和診斷；(b)上面所述的電池控制系統(tǒng)和方法可在每個(gè)電池模塊中局部地實(shí)現(xiàn)，避免了對(duì)復(fù)雜的傳感器、數(shù)據(jù)傳輸和/或?qū)ΡO(jiān)控電池充電狀態(tài)的大量計(jì)算的需要；(c)在本文所述的電池控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性使車(chē)輛(或設(shè)備)的電子控制單元(ECU)能夠比常規(guī)系統(tǒng)更可靠地和有效地工作。例如，在一些實(shí)施方式中，要傳輸?shù)奈ㄒ粩?shù)據(jù)可以排他地是“減慢”(例如，與第一警報(bào)相關(guān))或“需要維修”(例如，與第二警報(bào)相關(guān))；以及(d)電池控制系統(tǒng)只利用電壓檢測(cè)，并可實(shí)現(xiàn)“未被注意的電池系統(tǒng)關(guān)閉的防止”和“健康狀態(tài)確定”。通常，電池控制系統(tǒng)的某些實(shí)施方式是簡(jiǎn)單且可靠的，并可在需要廣泛且動(dòng)態(tài)的電源的任何應(yīng)用中是可適用的。

如在本公開(kāi)的上下文中應(yīng)認(rèn)識(shí)到的，電池控制系統(tǒng)和方法的某些實(shí)施方式可在監(jiān)控每個(gè)電池單元(例如，電池單體或組)并與模塊電壓進(jìn)行比較的每個(gè)電池模塊中實(shí)現(xiàn)，或可在包括監(jiān)控每個(gè)電池模塊電壓并與電池系統(tǒng)電壓進(jìn)行比較的電池控制系統(tǒng)的電池系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方式中，電池控制系統(tǒng)和方法可通過(guò)監(jiān)控每個(gè)電池單元(例如，電池單體或組)的電壓并與電池系統(tǒng)電壓進(jìn)行比較而在每個(gè)電池模塊中實(shí)現(xiàn)，該電池控制系統(tǒng)包含幾個(gè)這樣的電池模塊。

鑒于上面的描述，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，如在圖2中描繪的和由一個(gè)或多個(gè)控制器實(shí)現(xiàn)的一個(gè)電池控制方法10B包括監(jiān)控在多個(gè)電池單元當(dāng)中的每個(gè)電池單元(例如，電池單體或電池組)(46)，以及確定多個(gè)電池單元中的任一個(gè)是否包括達(dá)到相關(guān)警告電壓的電壓(48)。如果不，則監(jiān)控繼續(xù)(例如，返回到監(jiān)控(46))。如果多個(gè)電池單元中的任一個(gè)不等于警告電壓(“是”)，則提供第一警報(bào)(警報(bào)#1)(50)，其可包括減小負(fù)載(例如，減小車(chē)輛的速度或RPM)的指示或與減小負(fù)載的指令相關(guān)。電池控制方法10B還確定第一警報(bào)是否響應(yīng)于減小負(fù)載(52)而被移除，以及如果是，則處理返回到監(jiān)控(46)，以及如果否，則條件相應(yīng)于放電的結(jié)束且處理繼續(xù)監(jiān)控總系統(tǒng)健康(54)。是否已經(jīng)達(dá)到系統(tǒng)電壓的確定(56)由控制方法10B做出。例如，如前面所述的，過(guò)程(56)涉及確定電壓是否落到系統(tǒng)電壓或之下。如果是，則電池控制方法10B放棄或制止發(fā)送警報(bào)(62)，否則第二警報(bào)(例如警報(bào)#2)被提供(60)。換句話說(shuō)，如果系統(tǒng)電壓在連續(xù)的第一警報(bào)之前被達(dá)到，或如果當(dāng)?shù)谝痪瘓?bào)是連續(xù)的時(shí)系統(tǒng)電壓被達(dá)到并通過(guò)(即，在系統(tǒng)電壓之下)，則沒(méi)有“需要維修”警報(bào)被生成。注意，警報(bào)在被發(fā)出時(shí)可伴隨或包括需要維修的消息。

被表示為電池控制方法10C并在圖3中示出的另一方法實(shí)施方式包括在控制器中監(jiān)控在電池系統(tǒng)的多個(gè)電池單元當(dāng)中的每個(gè)電池單元(64)，確定電池單元中的任一個(gè)是否等于警告電壓，對(duì)每個(gè)電池單元設(shè)置的警告電壓在對(duì)每個(gè)電池設(shè)置的絕對(duì)截止電壓之上(66)；以及響應(yīng)于電池單元中的一個(gè)達(dá)到警告電壓，提供第一警報(bào)以在多個(gè)電池單元中的任一個(gè)達(dá)到絕對(duì)截止電壓之前減小耦合到多個(gè)電池單元的負(fù)載(68)。

幾個(gè)例子可幫助使用如在本文公開(kāi)的電池控制系統(tǒng)來(lái)示出一些示例操作。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在這些例子中使用的值僅僅是例證性的，以及其它值可根據(jù)情況來(lái)實(shí)現(xiàn)。在被稱(chēng)為例子1的一個(gè)例子中，假設(shè)電池系統(tǒng)在高爾夫車(chē)中實(shí)現(xiàn)，高爾夫車(chē)配備有串聯(lián)的兩個(gè)模塊。每個(gè)模塊包含被體現(xiàn)為串聯(lián)的電池單體組的八(8)個(gè)電池單元，且每個(gè)電池單體組包含并聯(lián)布置的八個(gè)8Ah電池。在本例子中使用鋰離子電池。如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到的，鋰離子電池指使用LiFePO₄或LiFePO₄的非化學(xué)計(jì)量形式作為陰極材料的那些電池，如在例如US7494744(B2)、US7585593(B2)、US7629084(B2)和US7718320(B2)中公開(kāi)的。在每個(gè)電池模塊中，控制器用于監(jiān)控串聯(lián)連接的八個(gè)電池單體組。對(duì)于每個(gè)電池組，第二電壓(例如，警告電壓)被設(shè)置為2.8V，而第一電壓(截止電壓)被設(shè)置為2.0V。在當(dāng)前情況中，系統(tǒng)電壓被監(jiān)控并被設(shè)置為48V。圖4示出在持續(xù)22km(等于13.8英里)的距離的測(cè)試運(yùn)行的結(jié)果。

如從圖4中注意到的，在測(cè)試運(yùn)行期間觀察到的連續(xù)蜂鳴聲在被標(biāo)記為“在放電期間的最低電壓45.59”的點(diǎn)周?chē)?。在這個(gè)時(shí)刻，由于45.59低于預(yù)設(shè)系統(tǒng)電壓48V，因此沒(méi)有“需要維修”警報(bào)(例如，信號(hào))被生成。這意味著電池單元在容量上實(shí)質(zhì)上是相同的，因此總電壓小于預(yù)設(shè)系統(tǒng)電壓48V。換句話說(shuō)，電壓讀數(shù)45.59被達(dá)到，這是因?yàn)殡姵貑误w中的一個(gè)達(dá)到2.8V，且電池單體組的其余部分貢獻(xiàn)(45.59-2.8)＝42.79V。如果對(duì)其余15個(gè)電池組取42.79的平均值，則每個(gè)電池組貢獻(xiàn)2.85V，其非常接近于觸發(fā)2.8V警報(bào)的電壓。如果當(dāng)系統(tǒng)電壓在50V(高于系統(tǒng)預(yù)設(shè)電壓48V)處時(shí)單體組中的一個(gè)達(dá)到2.8V，則對(duì)于其余15個(gè)電池組的(50-2.8)＝47.2V的平均值被得到為47.2/15＝3.15V，其非常不同于2.8V，因而“需要維修”應(yīng)被生成。值得注意的是，僅僅系統(tǒng)電壓可能不反映真實(shí)的個(gè)體電池電壓。使用個(gè)體電池電壓(第二電壓)作為第一警報(bào)的基礎(chǔ)并使用系統(tǒng)電壓作為電池健康狀態(tài)的檢查更可靠。

作為被稱(chēng)為例子2并在電動(dòng)車(chē)輛的背景中描述的另一例子，CMOS電動(dòng)車(chē)輛用于演示。在CMOS中實(shí)現(xiàn)的電池系統(tǒng)由串聯(lián)的三個(gè)模塊組成。每個(gè)模塊包含被配置為串聯(lián)的組的8個(gè)電池單元，且每個(gè)電池組包含并聯(lián)的五個(gè)10Ah電池。在當(dāng)前的情況下再次使用鋰離子電池。在每個(gè)電池模塊中，在監(jiān)控串聯(lián)連接的八個(gè)電池組時(shí)使用控制器。對(duì)于每個(gè)電池組，第二電壓被設(shè)置為2.8V，且第一電壓(截止電壓)被設(shè)置為2.0V。在當(dāng)前的情況下，系統(tǒng)電壓被監(jiān)控并被設(shè)置為72V。在64.7km的行駛之后，蜂鳴器開(kāi)始發(fā)聲。在這個(gè)實(shí)例中，行駛速度降低到20km/hr且沒(méi)有聲音生成。在另外4km的行駛之后，車(chē)輛開(kāi)始連續(xù)地發(fā)聲。此時(shí)沒(méi)有“需要維修”信號(hào)生成，且電池模塊電壓被測(cè)量為21.3V、24.16V和23.72V，其低于72V預(yù)設(shè)系統(tǒng)電壓。

認(rèn)為相同的技術(shù)可用于監(jiān)控三個(gè)模塊電壓并與系統(tǒng)電壓比較。如果模塊中的一個(gè)展示較低的電壓(例如，20V)并生成警報(bào)且總電壓高于72V(例如，75V)，則可識(shí)別出在模塊之間的明顯的不平衡，這是因?yàn)槠渌鼉蓚€(gè)模塊應(yīng)具有(75-20)/2＝27.5V的平均電壓，且因此“需要維修”警報(bào)(例如，信號(hào))應(yīng)被生成以吸引用戶的注意。

在本文被稱(chēng)為例子III的又一例子中，不間斷電源(UPS)用作電池控制系統(tǒng)的實(shí)施方式的示例環(huán)境。在這個(gè)例子中，3kW UPS用于演示。在UPS中實(shí)現(xiàn)的電池系統(tǒng)由僅僅一個(gè)模塊組成。模塊包含串聯(lián)的16個(gè)電池組，且每個(gè)電池組包含并聯(lián)的四個(gè)10Ah電池(2kWh模塊)。在當(dāng)前的情況中再次使用鋰離子電池。在電池模塊中，在監(jiān)控串聯(lián)連接的16個(gè)電池組(每個(gè)有8個(gè)通道)時(shí)使用兩個(gè)控制器。對(duì)于每個(gè)電池組，第二電壓被設(shè)置為2.8V，而第一電壓(截止電壓)被設(shè)置為2.0V。系統(tǒng)電壓被監(jiān)控并被設(shè)置為48V以用于警報(bào)。觀察到，如果電池組中的一個(gè)比其它電池組提前放電20％且第二電壓(2.8V)警報(bào)被禁用，則在系統(tǒng)關(guān)閉被第一電壓(2.0V，電池組截止電壓)觸發(fā)之前，48V警報(bào)可以不發(fā)聲。這展示在僅使用系統(tǒng)電壓作為警報(bào)時(shí)的故障。由于常規(guī)UPS操作為：在系統(tǒng)電壓低于48V時(shí)警報(bào)，在系統(tǒng)電壓低于45V時(shí)關(guān)閉。因此組合用于在系統(tǒng)關(guān)閉之前通知用戶的由第二電壓生成的其它警報(bào)是理想的。如果連續(xù)的第二電壓警報(bào)在達(dá)到預(yù)設(shè)系統(tǒng)電壓警報(bào)(48V)之前發(fā)聲，則電池組的健康狀態(tài)被確定為NG，且“需要維修”應(yīng)被生成以吸引用戶的注意。

注意，可選的實(shí)現(xiàn)可被包括在本公開(kāi)的范圍內(nèi)，其中功能可以按與關(guān)于圖2-3示出或討論的順序不同的順序來(lái)執(zhí)行，包括實(shí)質(zhì)上同時(shí)或以相反的順序，這取決于所涉及的功能，如本領(lǐng)域中的有合理技能的人所理解的。

應(yīng)強(qiáng)調(diào)，本公開(kāi)的上述實(shí)施方式僅僅是實(shí)現(xiàn)的可能例子，僅僅為了電池控制系統(tǒng)和方法實(shí)施方式的原理的清楚理解而被闡述?？蓪?duì)上述實(shí)施方式作出很多變化和修改而在精神和原理方面實(shí)質(zhì)上不偏離。所有這樣的修改和變化在本文被規(guī)定為被包括在本公開(kāi)的范圍內(nèi)并被下面的權(quán)利要求保護(hù)。