本發(fā)明屬于電池管理技術(shù)領(lǐng)域，涉及采用電壓監(jiān)視集成電路對電池模組中的電池單元進行電壓監(jiān)視的電壓監(jiān)視裝置、電壓監(jiān)視集成電路和電壓監(jiān)視方法。

背景技術(shù)：

在電池管理技術(shù)領(lǐng)域，需要對于諸多電池模組構(gòu)成的能量模塊進行電池管理，方便電池管理的需要，要求對每個電池模組中的每個電池單元進行諸如電壓監(jiān)視，因此，需要準(zhǔn)確采集或檢測得到每個電池單元的電壓值作為電壓監(jiān)視值。

目前，存在各種類型的專用集成電路（ASIC）作為電壓監(jiān)視集成電路（IC）來采集每個電池模組中的每個電池單元的電壓值，例如,凌特（LT）公司的LTC6804(6-12)、德州儀器（TI）公司的bq76PL455(6-16)和bq76PL536(3-6)、飛思卡爾（Freescale）公司的MC33771(6-14)等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

按照本發(fā)明的一方面，提供一種電池模組的電壓監(jiān)視裝置，用于對一個或多個電池模組中的處于充放電回路中的M個電池單元中的每個進行電壓監(jiān)視，其中，M為大于或等于2的整數(shù)；

電壓監(jiān)視裝置包括：

電壓監(jiān)視集成電路，其被配置用于對應(yīng)M個所述電池單元的每個分別形成電壓采集回路并采集每個電池單元的電壓值；

第一電流采集部件，其用于采集處于均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路的電流作為第一采樣電流；以及

第一補償模塊，其用于基于所述第一采樣電流和第一電阻值計算得到第一電壓補償值，其中所述第一電阻值為均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路與該電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓采集回路的復(fù)用部分的電阻值，和/或用于基于所述第一采樣電流和第二電阻值計算得到第二電壓補償值，其中所述第二電阻值為均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路與該電池單元自身對應(yīng)的電壓采集回路的復(fù)用部分的電阻值；

其中，所述電壓監(jiān)視裝置被配置為基于所述電壓監(jiān)視集成電路采集的均衡放電過程的每個電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓值以及至少所述第一補償電壓計算得到均衡放電過程的每個電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓監(jiān)視值，和/或被配置為基于所述電壓監(jiān)視集成電路采集的均衡放電過程的每個電池單元的電壓值以及至少所述第二補償電壓計算得到均衡放電過程的每個電池單元的電壓監(jiān)視值。

按照本發(fā)明的又一方面，提供一種電壓監(jiān)視集成電路，用于對一個或多個電池模組中的處于充放電回路中的M個電池單元中的每個進行電壓監(jiān)視，其中，M為大于或等于2的整數(shù)；

其中，電壓監(jiān)視集成電路，其被配置用于對應(yīng)M個所述電池單元的每個分別形成電壓采集回路并采集每個電池單元的電壓值；

所述電壓監(jiān)視集成電路還包括：

第一電流采集部件，其用于采集處于均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路的電流作為第一采樣電流；以及

第一補償模塊，其用于基于所述第一采樣電流和第一電阻值計算得到第一電壓補償值，其中所述第一電阻值為均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路與該電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓采集回路的復(fù)用部分的電阻值，和/或用于基于所述第一采樣電流和第二電阻值計算得到第二電壓補償值，其中所述第二電阻值為均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路與該電池單元自身對應(yīng)的電壓采集回路的復(fù)用部分的電阻值；

其中，所述電壓監(jiān)視集成電路被配置為基于其采集的均衡放電過程的每個電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓值以及至少所述第一補償電壓計算得到均衡放電過程的每個電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓監(jiān)視值，和/或被配置為基于其采集的均衡放電過程的每個電池單元的電壓值以及至少所述第二補償電壓計算得到均衡放電過程的每個電池單元的電壓監(jiān)視值。

按照本發(fā)明的還一方面，提供一種電池模組的電壓監(jiān)視方法，用于對一個或多個電池模組中的處于充放電回路中的M個電池單元中的每個進行電壓監(jiān)視，其中，M為大于或等于2的整數(shù)；

所述電壓監(jiān)視方法包括步驟：

對應(yīng)M個所述電池單元的每個分別形成電壓采集回路并采集每個電池單元的電壓值；

采集處于均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路的電流作為所述第一采樣電流；

基于所述第一采樣電流和第一電阻值計算得到第一電壓補償值，其中所述第一電阻值為均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路與該電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓采集回路的復(fù)用部分的電阻值；以及

基于所述電壓監(jiān)視集成電路采集的均衡放電過程的每個電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓值以及至少所述第一補償電壓計算得到均衡放電過程的每個電池單元所相鄰的任一電池單元的電壓監(jiān)視值。

按照本發(fā)明的再一方面，提供一種電池模組的電壓監(jiān)視方法，用于對一個或多個電池模組中的處于充放電回路中的M個電池單元中的每個進行電壓監(jiān)視，其中，M為大于或等于2的整數(shù)；

所述電壓監(jiān)視方法包括步驟：

對應(yīng)M個所述電池單元的每個分別形成電壓采集回路并采集每個電池單元的電壓值；

采集處于均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路的電流作為所述第一采樣電流；

基于所述第二采樣電流和第二電阻值計算得到第二電壓補償值，其中所述第二電阻值為均衡放電過程的每個電池單元的均衡放電回路與該電池單元自身對應(yīng)的電壓采集回路的復(fù)用部分的電阻值；以及

基于所述電壓監(jiān)視集成電路采集的均衡放電過程的每個電池單元的電壓值以及至少所述第二補償電壓計算得到均衡放電過程的每個電池單元的電壓監(jiān)視值。

按照本發(fā)明的再又一方面，提供一種車輛，其包括能量存儲裝置，所述能量存儲裝置中設(shè)置有多個串聯(lián)連接的電池模組、以及上述電壓監(jiān)視裝置或上述電壓監(jiān)視集成電路。

根據(jù)以下描述和附圖本發(fā)明的以上特征和操作將變得更加顯而易見。

附圖說明

從結(jié)合附圖的以下詳細說明中，將會使本發(fā)明的上述和其他目的及優(yōu)點更加完整清楚。

圖1是按照本發(fā)明一實施例的電池模組的電壓監(jiān)視裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1所示實施例的電壓監(jiān)視裝置在均衡放電過程的電壓采集原理圖。

圖3是按照本發(fā)明一實施例的電池模組的電壓監(jiān)視集成電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是按照本發(fā)明又一實施例的電池模組的電壓監(jiān)視裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4所示實施例的電壓監(jiān)視裝置在一均衡放電情形時的電壓采集原理圖。

圖6是圖4所示實施例的電壓監(jiān)視裝置在又一均衡放電情形的電壓采集原理圖。

圖7是按照本發(fā)明一實施例的電池模組的電壓監(jiān)視方法的流程示意圖。

圖8是按照本發(fā)明一實施例的車輛的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照附圖更加完全地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。但是，本發(fā)明可按照很多不同的形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)該被理解為限制于這里闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開變得徹底和完整，并將本發(fā)明的構(gòu)思完全傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。附圖中，相同的標(biāo)號指代相同的元件或部件，因此，將省略對它們的描述。

附圖中所示的一些方框圖是功能實體，不一定必須與物理或邏輯上獨立的實體相對應(yīng)?？梢圆捎密浖问絹韺崿F(xiàn)這些功能實體，或者在一個或多個硬件模塊或集成電路中實現(xiàn)這些功能實體，或者在不同處理器裝置和/或微控制器裝置中實現(xiàn)這些功能實體。

圖1所示為按照本發(fā)明一實施例的電池模組的電壓監(jiān)視裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實施例中，電壓監(jiān)視裝置示例用于對其中兩個電池模組（即電池模組110和120）的電池單元進行電壓監(jiān)視，需要理解，電壓監(jiān)視裝置同時監(jiān)視的電池模組的數(shù)量并不是限制性的。電池模組110和電池模組120均主要由12個電池單元組成，12個電池單元以6串2并的方式排列；例如，在電池模組110內(nèi)部，電池單元110₁₁、電池單元110₁₂至電池單元110₁₆依次串聯(lián)地連接形成一列電池單元，電池單元110₂₁、電池單元110₂₂至電池單元110₂₆依次串聯(lián)地連接形成又一列電池單元，兩列電池單元并聯(lián)在一起形成了本發(fā)明實施例的電池模組110；同樣地，在電池模組120內(nèi)部，電池單元120₁₁、電池單元120₁₂至電池單元120₁₆依次串聯(lián)地連接形成一列電池單元，電池單元120₂₁、電池單元120₂₂至電池單元120₂₆依次串聯(lián)地連接形成又一列電池單元，兩列電池單元并聯(lián)在一起形成了本發(fā)明實施例的電池模組120。在對電池模組110或120中的電池單元進行電壓監(jiān)視時，對其中任意一列電池單元的每個電池單元進行電壓監(jiān)視，相當(dāng)于也同時對另一列電池單元對應(yīng)的電池單元進行了電壓監(jiān)視，也即被等效地監(jiān)視，例如，對電池單元110₁₂采樣或檢測得到的電壓值即對應(yīng)等于對電池單元110₂₂采樣或檢測得到的電壓值，電池單元110₂₂被等效地監(jiān)視。在圖1和以下圖3至圖6所示的示例中，電池模組中的虛線連線對應(yīng)列的電池單元表示被等效地監(jiān)視的電池單元，電池模組中的實現(xiàn)連線對應(yīng)列的電池單元被實際地監(jiān)視，其中，選擇并列的多列電池單元中哪一列被實際監(jiān)視不是限制性的。

需要說明的是，在本發(fā)明的圖1以及圖3至圖6中的電池模組的電池單元陣列中，為方便示意每個電池單元的在陣列中的排布位置，圖中電池單元的標(biāo)號XXX_YZ中，XXX表示該電池單元所在的電池模組，下標(biāo)YZ中的第一位數(shù)Y表示該電池單元在該電池模組中的列數(shù)，下標(biāo)YZ中的第二位數(shù)Z表示該電池單元在該電池模組中的串聯(lián)的一列中第Z個（或第Z行）電池單元。例如，電池單元110₂₁表示其處于電池模組110中，并位于第2列的第1個（或第1行）的電池單元。

需要說明的是，在每個電池模組中，其所包括的電池單元的個數(shù)不是限于以上或以下的實施例，其具體排列方式也不是限于以上或以下的實施例。每個電池模組中的多個電池單元之間可以是完全相同，例如，相同型號、相同工作電壓等，電池單元可以以單體電池的形式表現(xiàn)。

串聯(lián)連接的電池模組110和120可以構(gòu)成電池包，例如混合動力汽車或電動汽車的電池包，需要理解的是，電池包所包括的電池模組的個數(shù)并不限于圖示實施例。

電池模組110和120可以通過連接件210實現(xiàn)串聯(lián)連接，連接件210例如可以為匯流條（Busbar）或線束等導(dǎo)體，連接件210的兩端分別鄰接不同電池模組的電池單元，即電池單元110₁₆和電池單元120₁₁。由于連接件210處于電池模組110和120的充放電回路中，充放電回路中的充電或放電電流I₁經(jīng)過連接件210并能夠產(chǎn)生壓降。

繼續(xù)如圖1所示，電壓監(jiān)視裝置還包括電壓監(jiān)視集成電路220，在該實施例中，一個電壓監(jiān)視集成電路220不僅限于采集一個電池模組內(nèi)部的串聯(lián)連接的電池單元的電壓值，例如，電壓監(jiān)視集成電路220同時采集2個串聯(lián)連接的電池模組110和120的充放電回路中的串聯(lián)連接的12個電池單元中的每個所對應(yīng)的電壓值，對于每個電池單元，通過電壓監(jiān)視集成電路220均形成相應(yīng)的電壓采集回路。

電壓監(jiān)視集成電路220可選擇為凌特（LT）公司的LTC6804(6-12)、德州儀器（TI）公司的bq76PL455(6-16)或飛思卡爾（Freescale）公司的MC33771(6-14)等芯片。以上芯片型號中，括號中的第一位數(shù)字表示該芯片需要最少同時采集的電池單元電壓的個數(shù)，括號中的第二位數(shù)字表示該芯片最多能夠同時采集的電池單元電壓的個數(shù)，例如，對于芯片LTC6804(6-12)，其至少需要同時對應(yīng)采集6個電池單元電壓，即需要至少對6個電池單元進行電壓監(jiān)視，其最多能夠同時對應(yīng)采集12個電池單元電壓，即能夠?qū)?2個電池單元進行電壓監(jiān)視。

發(fā)明人注意到，12個電池單元之間的電壓可能存在不均衡的情形，因此，需要對其中的某一個或多個進行放電以實現(xiàn)多個電池單元之間的電壓基本達到均衡，該放電過程即為均衡放電；均衡放電的過程也可以通過電壓監(jiān)視集成電路220控制完成并形成相應(yīng)電池單元的均衡放電回路；但是，某一電池單元的均衡放電過程中，電壓監(jiān)視集成電路220對該電池單元和該電池單元的相鄰電池單元進行電壓采集或檢測時，存在電壓采集不準(zhǔn)確的問題。

為此，在該實施例中，如圖1所示，電壓監(jiān)視裝置還設(shè)置有第一電流采樣部件231和第一補償模塊241以補償某一電池單元均衡放電過程中部分均衡放電回路（尤其是采樣線）產(chǎn)生的壓降對該電池單元以及其相鄰的電池單元的電壓采集產(chǎn)生的影響。其中，第一電流采樣部件231，其用于采集電池單元的均衡放電回路中的電流作為采樣電流，該采樣電流通常在100mA數(shù)量級，相比于第二電流采樣部件232采集得到的采樣電流（其可以達到幾百安培）非常小。第一補償模塊241耦接至電流采樣部件第一電流采樣部件231，第一電流采樣部件231的采樣電流發(fā)送至第一補償模塊241。第一補償模塊241被配置輸入有均衡放電回路中的涉及的采樣線的電阻值，根據(jù)該電阻值和采樣電流大小，可以計算得到又一補償電壓（其區(qū)別于第二補償模塊542獲得的補償電壓V₁）。

在一實施例中，如圖1所示，第一電流采樣部件231可以但不限于設(shè)置在電壓監(jiān)視集成電路220中，第一補償模塊241可以但不限于設(shè)置在電池管理系統(tǒng)900中，第一補償模塊241具體可以通過可編程控制器等實現(xiàn)。

圖2所示為圖1所示實施例的電壓監(jiān)視裝置在均衡放電過程的電壓采集原理圖。結(jié)合圖1和圖2所示，以被采集或監(jiān)視的電池單元120₁₁為示例進行說明。

如圖2所示，假設(shè)電池單元120₁₁需要均衡放電，參見圖1，從電池單元120₁₁的正極依次經(jīng)過采樣線221a、均衡電阻R₃（圖1中未示出）、采樣線221b至電池單元120₁₁的負極，從而形成均衡放電回路；該均衡放電回路在圖2中以電阻R₂、均衡電阻R₃和電阻R₄構(gòu)成的回路示意，均衡放電回路的電流為I₂，其例如在100毫安數(shù)量級；其中，電阻R₂示意從電池單元120₁₁的正極至均衡電阻R₃之間的均衡放電回路的電阻，電阻R₄示意從均衡電阻R₃至電池單元120₁₁的負極之間的均衡放電回路的電阻。本申請的發(fā)明人注意到，尤其在采用一個電壓監(jiān)視集成電路來對多個電池模組的電池單元進行電壓采集或監(jiān)視，因此，采樣線不可避免地被加長至原來的幾十倍甚至更多，因此，均衡放電回路中的采樣線的電阻變得較大并成為均衡放電回路的主要阻抗，并且在均衡放電過程中會產(chǎn)生較大的可以影響電池單元的電壓采集準(zhǔn)確度的壓降。因此，在一實施例中，電阻R₂基本上等效于采樣線221a的電阻，電阻R₄基本上等效于采樣線221b的電阻，均衡放電回路的其他部件的電阻等均可以相對采樣線的電阻被忽略不計。以上電阻R₂和電阻R₄可以預(yù)先通過測量等方法獲得（例如，根據(jù)采樣線的長度可預(yù)先精確計算得到電阻R₂和電阻R₄）并被輸入至第一補償模塊241，均衡電阻R₃可以具體設(shè)置在電壓監(jiān)視集成電路220的內(nèi)部，也可以設(shè)置在電壓監(jiān)視集成電路220外部，諸如外部的采集端或引腳上。

在以圖2所示方式進行均衡放電時，應(yīng)當(dāng)注意到，均衡放電回路將與電池單元120₁₁的電壓采集回路部分復(fù)用，例如，電阻R₂和電阻R₄對應(yīng)的均衡放電回路部分是基本復(fù)用的，電阻R₂和電阻R₄在電池單元120₁₁的均衡放電過程中產(chǎn)生的壓降會被電壓監(jiān)視集成電路220的相應(yīng)采集端采集到作為對應(yīng)電池單元12011所采集到的電壓值V_11’的一部分，因此，該電壓值V_11’并不能真實反映此時電池單元120₁₁的電壓。

為此，在均衡放電時，第一電流采樣部件231采集均衡放電回路的電流為I₂，第一補償模塊241從第一電流采樣部件231獲取該電流I₂，并結(jié)合電阻R₂和電阻R₄，計算得到補償電壓，即V_11補償=（R₂+R₄）×I₂。電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_11’和補償電壓V_11補償計算V₁₁，具體基于以下關(guān)系式（1）計算：

V₁₁= V_11’－V_11補償= V_11’－（R₂+R₄）×I₂ （1）。

這樣，以計算得到的電壓值V₁₁作為電池單元120₁₁的電壓監(jiān)視值，其能準(zhǔn)確反映電池單元120₁₁在均衡放電過程中的實際電壓，因此，能更準(zhǔn)確有效地采集對電池單元自身在均衡放電過程中的實際電壓。

在以圖2所示方式進行均衡放電時，還應(yīng)當(dāng)注意到，電池單元120₁₁的均衡放電回路將與電池單元120₁₂的電壓采集回路、電池單元120₁₆的電壓采集回路也存在部分復(fù)用，也就是說，電池單元120₁₁的部分均衡放電回路是處于電池單元120₁₂的電壓采集回路上或處于電池單元120₁₆的電壓采集回路上。

在電池單元120₁₁的均衡放電過程中和電池單元120₁₂的電壓采集過程中，電阻R₄對應(yīng)的均衡放電回路部分是基本復(fù)用的，電阻R₄在電池單元120₁₁的均衡放電過程中產(chǎn)生的壓降會被電壓監(jiān)視集成電路220的相應(yīng)采集端采集到作為對應(yīng)電池單元120₁₂所采集到的電壓值V_12’的一部分，因此，該電壓值V_12’并不能真實反映此時電池單元330₁₂的電壓。

為此，在電池單元120₁₁均衡放電時，第一電流采樣部件231采集均衡放電回路的電流為I₂，第一補償模塊241從第一電流采樣部件231獲取該電流I₂，并結(jié)合電阻R₄，計算得到補償電壓，即V_12補償=R₄×I₂。電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_12’和補償電壓V_12補償計算V₁₂，具體基于以下關(guān)系式（2）計算：

V₁₂= V_12’－V_12補償= V_12’－R₄×I₂ （2）。

這樣，以計算得到的電壓值V₁₂作為電池單元120₁₂的電壓監(jiān)視值，其能準(zhǔn)確反映電池單元120₁₂在相鄰的電池單元120₁₁均衡放電過程中的實際電壓，因此，能更準(zhǔn)確有效地實現(xiàn)對電池單元120₁₂在其相鄰的電池單元處于均衡放電過程中的實際電壓。

同樣，在電池單元120₁₁的均衡放電過程中和電池單元120₁₆的電壓采集的采集過程中，電阻R₂對應(yīng)的均衡放電回路部分是基本復(fù)用的（盡管電池單元120₁₁和電池單元120₁₆是處于不同的電池模組），電阻R₂在電池單元120₁₁的均衡放電過程中產(chǎn)生的壓降會被電壓監(jiān)視集成電路220的相應(yīng)采集端采集到作為對應(yīng)電池單元120₁₆所采集到的電壓值V_16’的一部分，該電壓值V_16’并不能真實反映此時電池單元120₁₆的電壓。為此，在電池單元12011均衡放電時，第一電流采樣部件231采集均衡放電回路的電流為I₂（包括其電流方向信息），第一補償模塊241從第一電流采樣部件231獲取該電流I₂，并結(jié)合電阻R₂，計算得到補償電壓，即V_16補償=R₂×I₂。電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_16’和補償電壓V_16補償計算V₁₆，具體基于以下關(guān)系式（3）計算：

V₁₄= V_14’＋V_14補償= V_12’＋R₄×I₂ （3）。

這樣，以計算得到的電壓值V₁₆作為電池單元120₁₆的電壓監(jiān)視值，其能準(zhǔn)確反映電池單元120₁₆在相鄰的電池單元120₁₁均衡放電過程中的實際電壓，因此，能更準(zhǔn)確有效地實現(xiàn)對電池單元120₁₆在其相鄰的電池單元處于均衡放電過程中的實際電壓。

需要說明的是，在V₁₂和V₁₆的補償計算過程中，并沒有考慮連接件210的電阻R₁導(dǎo)致的壓降，這是由于連接件210未處于電池單元120₁₁和電池單元110₁₆的電壓采集回路上。并即使連接件210同時處于電池單元120₁₁的均衡放電回路和電壓采集回路上，連接件210的電阻R₁相對采樣線221a主要對應(yīng)的電阻R₂是相對較小的，均衡放電過程中，連接件210所產(chǎn)生的壓降非常小，可以不予考慮。但是，為進一步提高電壓采集的準(zhǔn)確度，以上V₁₁的補償計算過程可以進一步考慮連接件210的電阻R₁在均衡放電過程中導(dǎo)致的壓降。

繼續(xù)如圖1所示，發(fā)明人進一步注意到，如果基于現(xiàn)有的方案，以一個電壓監(jiān)視集成電路220（例如LTC6804(6-12)）對應(yīng)監(jiān)視一個電池模組110或120時，LTC6804(6-12)并沒有得到充分的應(yīng)用，而且，LTC6804(6-12)芯片的需求數(shù)量也大大增加。并且發(fā)明人還注意到，多個電池模組組件需要引入連接件實現(xiàn)它們之間的串聯(lián)連接，同時，在充電或放電電流I₁比較大的情況下，例如能達到500A以上，因此，連接件210在充放電回路中的充電或放電過程中產(chǎn)生的壓降不可忽略的，特別是在電池模組110和120之間的距離設(shè)置較長（例如可能在10厘米以上）等情形導(dǎo)致連接件210的電阻值R₁進一步增大。連接件210由于同時處于其鄰接的某一電池單元的電壓采集回路上，因此其產(chǎn)生的壓降容易反映在對連接件210兩端鄰接的某一電池單元（110₁₆或120₁₁）的電壓采樣值中，因此，該電池單元的電壓采樣不能準(zhǔn)確反映電池單元的實際電壓，容易造成電壓監(jiān)視不準(zhǔn)確。

以電壓監(jiān)視集成電路220采用芯片LTC6804(6-12)為示例，其同時對12個電池單元（即電池單元110₁₁至110₁₆和電池單元120₁₁至120₁₆）進行電壓采樣或檢測，具體地，LTC6804(6-12)的13個采集端或引腳分別以如圖1所示的連接方式連接，即相鄰的電池單元之間接入一個采集端或引腳進行電壓采集，兩個采集端或引腳之間即可對應(yīng)構(gòu)成一個電壓采集回路，兩個采集端或引腳之間的壓差被采集即對應(yīng)某一電池單元的電壓值。

但是，對于連接件210的一端連接的電池單元120₁₁，由于不同電池模組中的電池單元120₁₁和電池單元110₁₆之間引入了連接件210，LTC6804(6-12)的一個采集端或引腳是接入在電池單元110₁₆和連接件210之間，LTC6804(6-12)的又一個采集端或引腳是接入在電池單元120₁₁的負極一端，這樣，LTC6804(6-12)的其中兩個相鄰采集端或引腳是對應(yīng)跨接連接件210和電池單元120₁₁，從而形成了電池單元120₁₁對應(yīng)的電壓采集回路，連接件210處于該電壓采集回路上，因此，以上兩個相鄰采集端采集的電壓值V₀反映的是電池單元120₁₁的電壓和連接件210在充放電過程中的壓降之和，其并不能真實反映電池單元120₁₁的電壓。

為此，在該實施例中，電壓監(jiān)視裝置還設(shè)置有第二電流采樣部件232和第二補償模塊242。其中，第二電流采樣部件232可以采集連接件210所處的充放電回路的電流作為采樣電流，即電流I₁，其中電流I₁的方向并不限于圖示實施例。在該實施例中，第二電流采樣部件232可以設(shè)置在電池管理系統(tǒng)900中，電池管理系統(tǒng)900中用于采集電池包的充放電電流的部件可以作為本發(fā)明實施例的第二電流采樣部件232。在一實施例中，第二補償模塊242也可以設(shè)置在電池管理系統(tǒng)900中，其具體可以通過可編程控制器等實現(xiàn)，第二補償模塊242耦接至第二電流采樣部件232并可以獲取第二電流采樣部件232所采集的采樣電流I₁，第二補償模塊242例如被可編程地輸入有連接件210對應(yīng)的電阻值R₁，采樣電流I₁乘以電阻值R₁即可以獲得補償電壓V₁，其即對應(yīng)于連接件210在充放電過程中的壓降。

電壓監(jiān)視裝置進一步基于電壓監(jiān)視集成電路220的跨接于連接件210和電池單元120₁₁的兩相鄰采集端所采集的電壓值V₀和第二補償模塊242得到的補償電壓V₁計算得到電壓值V_a，在該實施例中，連接件210的采樣電流I₁的方向與連接件210所處的電壓采集回路的電流（該電流相對采樣電流I₁來說非常?。┓较蛳嗤虼?，通過以下關(guān)系式（4）計算V_a：

V_a= V₀－V₁= V₀－(I₁×R₁) （4）。

進一步，在不考慮以上實施例的電池單元120₁₁的均衡放電的情況下，電壓監(jiān)視裝置將該電壓值V_a作為電池單元120₁₁的電壓監(jiān)視值，該電壓監(jiān)視值能準(zhǔn)確反映該電池單元120₁₁在電池模組充放電過程的實際電壓，因此，電壓監(jiān)視裝置對電池單元120₁₁的電壓監(jiān)視更加準(zhǔn)確有效。

在同時還需要考慮以上實施例的電池單元120₁₁還處于均衡放電過程對電池單元120₁₁的電壓采集影響的情況下，第一電流采樣部件231采集電池單元120₁₁的均衡放電回路的電流I₂，第二電流采樣部件232可以采集連接件210所處的充放電回路的電流作為采樣電流I₁，從而同時第一電壓補償模塊231和第二電壓補償模塊232分別獲得補償電壓V_11補償和補償電壓V₁₁。電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_11’、補償電壓V_11補償和補償電壓V₁計算V₁₁，具體基于以下關(guān)系式（5）計算：

V₁₁= V_11’ －V_11補償－V₁= V_11’ －（R₂+R₄）×I₂－(I₁×R₁) （5）。

這樣，以計算得到的電壓值V₁₁作為電池單元110₁₁的電壓監(jiān)視值，其不但考慮了相鄰的電池單元330₁₁處于均衡放電過程中對其電壓采集或監(jiān)視產(chǎn)生的影響，而且考慮了在充放電過程中連接件210對其電壓采集或監(jiān)視產(chǎn)生的影響。因此，電壓值V₁₄能更準(zhǔn)確有效地實現(xiàn)對電池單元320₁₄的實際電壓。

需要說明的是，對于電池單元120₁₁之外的其他被監(jiān)視的電池單元，它們的正負極兩端都是跨接在電壓監(jiān)視集成電路220的兩個采集端或引腳上形成相應(yīng)的電壓采集回路，電壓采集回路中未引入連接件210，因此，對應(yīng)采集的電壓值能基本準(zhǔn)確反映相應(yīng)電池反映的電壓，不需要考慮連接件210在電池充放電對其電壓采集產(chǎn)生的影響。

在其他實施例中，LTC6804(6-12)的一個采集端或引腳是接入在電池單元120₁₁和連接件之間，LTC6804(6-12)的又一個采集端或引腳是接入在電池單元110₁₆的正極一端，這樣，LTC6804(6-12)的其中兩個相鄰采集端或引腳是對應(yīng)跨接連接件210和電池單元110₁₆，從而形成電池單元110₁₆的電壓采集回路。LTC6804(6-12)的其中兩個相鄰采集端采集的電壓值反映的是電池單元110₁₆的電壓和連接件210在充放電過程中的壓降之和。通過以上對電池單元120₁₁的相似處理方式，同樣可以準(zhǔn)確獲得電池單元110₁₆的電壓監(jiān)視值。

需要理解的是，在以上實施例中，可以通過配置電池管理系統(tǒng)900實現(xiàn)電壓監(jiān)視裝置的以上計算電壓值V₁₁、V₁₂、V₁₆和/或V_a的過程在電池管理系統(tǒng)900中完成，也可以通過配置電壓監(jiān)視集成電路220實現(xiàn)電壓監(jiān)視裝置的以上計算電壓值V₁₁、V₁₂、V₁₆和/或V_a的過程在電壓監(jiān)視集成電路220中完成，還可以在具有運算功能的第一補償模塊241/第二補償模塊242中實現(xiàn)電壓監(jiān)視裝置的以上計算電壓值V₁₁、V₁₂和V₁₆/電壓值V_a的過程，甚至還可以設(shè)立獨立設(shè)置相應(yīng)的計算處理裝置來實現(xiàn)電壓監(jiān)視裝置的以上計算電壓值V₁₁、V₁₂、V₁₆和/或V_a的過程。

在以上實施例的電池模組的電壓監(jiān)視裝置中，一個電壓監(jiān)視集成電路220可以同時對例如兩個電池模組進行電壓采樣，并且，有效避免了因均衡放電、連接件210等導(dǎo)致的電壓采樣不準(zhǔn)確的問題，因此，可以減少電壓監(jiān)視集成電路220的使用數(shù)量，例如，如果一個電池包中包括50個如圖1所示的電池模組，電壓監(jiān)視裝置可以僅使用25個電壓監(jiān)視集成電路220，電壓監(jiān)視集成電路220的使用數(shù)量減少一半，大大減少了電壓監(jiān)視裝置的成本。

需要說明的是，本發(fā)明實施例的電壓監(jiān)視集成電路220并不限于對電池單元進行電壓采樣，例如還可以對其他參數(shù)（例如電池單元溫度）進行采樣。

還需要說明的是，以上均衡放電過程的電壓監(jiān)視值的電壓補償計算過程并不限于在一個電壓監(jiān)視集成電路220采集多個電池模組內(nèi)部的串聯(lián)連接的電池單元的電壓值的情形下應(yīng)用，例如，在一個電壓監(jiān)視集成電路220采集一個電池模組內(nèi)部的串聯(lián)連接的電池單元的電壓值的情形下也可以應(yīng)用，例如，基于以上關(guān)系式（1）和（2）對應(yīng)的原理對應(yīng)計算一個電池模組內(nèi)部的電池單元的電壓監(jiān)視值。

圖3所示為按照本發(fā)明一實施例的電池模組的電壓監(jiān)視集成電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。在該實施例中，以上圖1實施例的電壓監(jiān)視裝置的功能并不是主要地都在電壓監(jiān)視集成電路220中完成，本發(fā)明實施例的電壓監(jiān)視集成電路220不但用于采集2個串聯(lián)連接的電池模組110和120的充放電回路中的串聯(lián)連接的12個電池單元中的每個所對應(yīng)的電壓值，而且，在其內(nèi)部還配置有第一補償模塊241和第二補償模塊242。電壓監(jiān)視集成電路220中的第一補償模塊241可以獲取第一電流采樣部件231所采集的每個電池單元的均衡放電電流，第一補償模塊241還可以被可編程地輸入有諸如圖2所示的電阻值R₂和R₄等，因此，基于以上圖1和圖2示例說明，同樣可以獲得以上示例的補償電壓V_11補償、V_12補償、V_16補償等；電壓監(jiān)視集成電路220中的第二補償模塊242可以獲取電流采樣部件230所采集的采樣電流I₁，第二補償模塊242還可以被可編程地輸入有連接件210對應(yīng)的電阻值R₁，采樣電流I₁乘以電阻值R₁即可以同樣獲得以上圖1示例的補償電壓V₁，其即對應(yīng)于連接件210在充放電過程中的壓降。在一實施例中，電壓監(jiān)視集成電路220被設(shè)計為可編程控制器，其能夠可編程地輸入采樣線具體對應(yīng)的電阻值、連接件210具體對應(yīng)的電阻值R₁。

在又一替換實施例中，甚至還可以將第二電流采樣部件232設(shè)置在電壓監(jiān)視集成電路220中，也即電壓監(jiān)視集成電路220同時具有對電池模組所處的充放電回路進行電流采樣的功能。

圖3所示實施例的電壓監(jiān)視集成電路220同樣可以被配置為基于上關(guān)系式（1）至（5） 的方式計算得到電壓監(jiān)視值來準(zhǔn)確反映相應(yīng)電池單元的實際電壓，其同時考慮了內(nèi)部電池單元均衡放電過程均衡放電回路與該電池單元或相鄰電池單元的電壓采集回路的復(fù)用部分的壓降和/或電池模組充放電過程中連接件210的壓降對電壓采集的影響。并且，也可以實現(xiàn)基于一個電壓監(jiān)視集成電路220對多個電池模組（例如兩個電池模組110和120）進行電壓采集和監(jiān)視，有利于降低成本。

圖3所示實施例的電壓監(jiān)視集成電路220的具體工作原理與圖1所示實施例的電壓監(jiān)視裝置的工作原理基本相同或相似，在此不再一一贅述。需要理解，在以下進一步示例的電壓監(jiān)視裝置或其他實施例的電壓監(jiān)視裝置中，其也可以基于以上對圖1所示實施例的電壓監(jiān)視裝置變換形成電壓監(jiān)視集成電路220的方式，類似地變換形成相應(yīng)的電壓監(jiān)視集成電路（IC）。

圖4所示為按照本發(fā)明又一實施例的電池模組的電壓監(jiān)視裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實施例中，電壓監(jiān)視裝置示例用于對其中三個電池模組（即電池模組310、320和330）的電池單元進行電壓監(jiān)視，需要理解，電壓監(jiān)視裝置同時監(jiān)視的電池模組的數(shù)量并不是限制性的。電池模組310、電池模組320和電池模組330均主要由12個電池單元組成，12個電池單元以4串3并的方式排列；例如，在電池模組310內(nèi)部，電池單元310₁₁、電池單元310₁₂至電池單元310₁₄依次串聯(lián)地連接形成一列電池單元，電池單元310₂₁、電池單元310₂₂至電池單元310₂₄依次串聯(lián)地連接形成又一列電池單元，電池單元310₃₁、電池單元310₃₂至電池單元310₃₄依次串聯(lián)地連接形成還一列電池單元，三列電池單元并聯(lián)在一起形成了本發(fā)明實施例的電池模組310；電池模組320和電池模組330內(nèi)部的電池單元的排布方式與電池模組310相同。在對電池模組310或320或330中的電池單元進行電壓監(jiān)視時，對其中任意一列電池單元的每個電池單元進行電壓監(jiān)視，相當(dāng)于也同時對另一列電池單元對應(yīng)的電池單元進行了電壓監(jiān)視，也即被等效地監(jiān)視，例如，對電池單元310₁₂采樣得到的電壓值即對應(yīng)等于對電池單元310₂₂或電池單元310₃₂采樣得到的電壓值，電池單元310₂₂和電池單元310₃₂被等效地監(jiān)視。

同樣地，電池模組310和320、電池模組330和330可以分別通過連接件210實現(xiàn)串聯(lián)連接，連接件210例如可以為匯流條（Busbar）或線束等導(dǎo)體，連接件210的兩端分別鄰接不同電池模組的電池單元，例如，電池單元310₁₄和電池單元320₁₁、電池單元320₁₄和電池單元330₁₁。由于連接件210處于電池模組310、320和320的充放電回路中，充放電回路中的充電或放電電流I₁經(jīng)過連接件210并能夠產(chǎn)生壓降。同樣地，連接件210由于同時處于其鄰接的某一電池單元（例如310₁₄、320₁₄）的電壓采集回路上，因此，連接件210產(chǎn)生的壓降容易反映在對連接件210兩端鄰接的某一電池單元（例如310₁₄、320₁₄）的電壓采樣中，因此，該電池單元的電壓采樣不能準(zhǔn)確反映電池單元的實際電壓，容易造成電壓監(jiān)視不準(zhǔn)確。

繼續(xù)如圖4所示，電壓監(jiān)視裝置還包括電壓監(jiān)視集成電路420，在該實施例中，電壓監(jiān)視集成電路420可選擇為凌特（LT）公司的LTC6804(6-12)、德州儀器（TI）公司的bq76PL455(6-16)或飛思卡爾（Freescale）公司的MC33771(6-14)等芯片。在該實施例中，一個電壓監(jiān)視集成電路420不僅限于采集一個電池模組中的串聯(lián)連接的電池單元的電壓值，例如，電壓監(jiān)視集成電路420同時采集3個串聯(lián)連接的電池模組310、320和330的充放電回路中的串聯(lián)連接的12個電池單元中的每個所對應(yīng)的電壓值。以電壓監(jiān)視集成電路420采用芯片LTC6804(6-12)為示例，其具有能夠同時對應(yīng)采集12個電池單元電壓的能力，因此可以對三個模組的12個電池單元（即電池單元310₁₁至310₁₄、電池單元320₁₁至320₁₄和電池單元330₁₁至330₁₄）同時進行電壓采樣或檢測。具體地，LTC6804(6-12)的13個采集端或引腳分別以如圖4所示的連接方式連接，即相鄰的電池單元之間接入一個采集端或引腳進行電壓采集，兩個采集端或引腳之間即可對應(yīng)構(gòu)成一個電壓采集回路，兩個采集端或引腳之間的壓差即可以采集出該電池單元的電壓值。

在該實施例中，電壓監(jiān)視裝置中設(shè)置單元監(jiān)視電路（Cell Monitoring Circuit，CMC）插座451和若干單元電路擴展（Cell Circuit Extension，CCE）插座452，其中，電壓監(jiān)視集成電路420被插置于在CMC插座451上，CMC插座451上可以外接采樣線或采樣線束連接至如圖4所示的電池模組320上的相應(yīng)位置處，從而，電壓監(jiān)視集成電路420的部分采集端或引腳可以通過CMC插座451以及外部線束間接地連接至相應(yīng)電池單元的兩端，進行形成該電池單元的電壓采集回路；CCE插座452之上未置放電壓監(jiān)視集成電路420，其可以外接采樣線或采樣線束連接至如圖4所示的電池模組310或330上的相應(yīng)位置處，并且CCE插座452與CMC插座451之間通過諸如接插件連接，從而，CCE插座452的采樣線所采集的信號可以依次通過CCE插座452、CMC插座451傳輸至電壓監(jiān)視集成電路420的相應(yīng)部分采集端或引腳，同樣可以形成電壓采集回路。

CCE插座452與CMC插座451的置放位置基于對應(yīng)它們分別連接的電池模組的位置來確定，其中，如果電壓監(jiān)視集成電路420采集三個或三個以上串聯(lián)連接的電池模組的電壓值，CMC插座451對應(yīng)置于三個或三個以上電池模組中處于中央位置的電池模組的旁邊，CCE插座452對應(yīng)置于其他電池模組的旁邊，例如，CMC插座451對應(yīng)連接的電池模組（320）之外的每個電池模組（310或330）對應(yīng)地設(shè)置一個CCE插座452，這樣，有利于縮短采樣線（例如采樣線421b、421c和421d）的長度并且有利于采樣線的整齊有序排布。CCE插座452的具體數(shù)量不是限制性的，其可以根據(jù)電壓監(jiān)視集成電路420對應(yīng)檢測或采集的電池模組的數(shù)量來確定。

繼續(xù)如圖4所示，由于連接件210的引入，同樣存在以上圖1所示實施例的問題，也就是說，連接件210一端鄰接的電池單元例如電池單元310₁₄，由于不同電池模組中的電池單元320₁₁和電池單元310₁₄之間引入了連接件210，以電壓監(jiān)視集成電路420為LTC6804(6-12)為示例，LTC6804(6-12)一個采集端是接入（例如通過CMC插座451和采樣線接入）在電池單元320₁₁和連接件210之間，LTC6804(6-12)的又一個采集端是接入（例如通過CMC插座451、CCE插座452和采樣線接入）在電池單元310₁₄的正極一端，這樣，LTC6804(6-12)的其中兩個相鄰采集端或引腳是對應(yīng)跨接連接件210和電池單元310₁₄，它們用于形成電池單元310₁₄的電壓采集回路，采集的電壓值V₀反映的是電池單元310₁₄的電壓和連接件210在充放電過程中的壓降之和，其并不能真實反映電池單元310₁₄的電壓。對于電池單元320₁₄是存在類似的情形。

為此，在該實施例中，電壓監(jiān)視裝置還設(shè)置第二電流采樣部件432和第二補償模塊442。其中，第二電流采樣部件432可以采集連接件210所處的充放電回路的電流作為采樣電流，即電流I₁，在該實施例中，第二電流采樣部件432可以設(shè)置在電池管理系統(tǒng)900中，電池管理系統(tǒng)900中用于采集電池包的充放電電流的部件可以作為本發(fā)明實施例的第二電流采樣部件432。在一實施例中，第二補償模塊442也可以設(shè)置在電池管理系統(tǒng)900中，其具體可以通過可編程控制器等實現(xiàn)，第二補償模塊442可以獲取第二電流采樣部件432所采集的采樣電流I₁，補償模塊240例如被可編程地輸入有連接件210對應(yīng)的電阻值R₁，采樣電流I₁乘以電阻值R₁即可以獲得補償電壓V₁，其即對應(yīng)于連接件210在充放電過程中的壓降。

電壓監(jiān)視裝置進一步基于電壓監(jiān)視集成電路420的跨接于連接件410和電池單元310₁₄（或電池單元320₁₄）的兩相鄰采集端所采集的電壓值V₀和第二補償模塊442得到的補償電壓V₁計算得到電壓值V₁₄，例如基于以下關(guān)系式（6）計算：

V₁₄= V₀－V₁= V₀－(I₁×R₁) （6）。

在不考慮電池單元310₁₄（或電池單元320₁₄）和其相鄰電池單元的均衡放電的情況下，電壓監(jiān)視裝置可以進一步將電壓值V₁₄作為電池單元310₁₄（或電池單元320₁₄）的電壓監(jiān)視值，該電壓監(jiān)視值更能準(zhǔn)確反映該電池單元310₁₄（或電池單元320₁₄）的實際電壓。

需要理解的是，可以通過配置電池管理系統(tǒng)900實現(xiàn)電壓監(jiān)視裝置的以上計算電壓值V₁₄過程在電池管理系統(tǒng)900中完成，也可以通過配置電壓監(jiān)視集成電路420實現(xiàn)電壓監(jiān)視裝置的以上計算電壓值V₁₄過程在電壓監(jiān)視集成電路420中完成，還可以在具有運算功能的第二補償模塊442實現(xiàn)電壓監(jiān)視裝置的以上計算電壓值V₁₄過程，甚至還可以設(shè)立獨立設(shè)置相應(yīng)的計算處理裝置來實現(xiàn)電壓監(jiān)視裝置的以上計算電壓值V₁₄過程。

在以上圖4所示實施例的電池模組的電壓監(jiān)視裝置中，一個電壓監(jiān)視集成電路420可以同時對例如三個電池模組進行電壓采樣，并且，有效避免了因連接件210導(dǎo)致的電壓采樣不準(zhǔn)確的問題，因此，可以將電壓監(jiān)視集成電路420的使用數(shù)量減少為原來的三分之一，大大減少了電壓監(jiān)視裝置的成本的同時，電壓監(jiān)視的準(zhǔn)確性不下降。

繼續(xù)如圖4所示，電壓監(jiān)視裝置中還設(shè)置有第一電流采樣部件431和第一補償模塊441。第一電流采樣部件431用于采集電池單元的均衡放電回路中的電流作為采樣電流，該采樣電流通常在100mA數(shù)量級，相比于第二電流采樣部件432采集得到的采樣電流（其可以達到幾百安培）非常小。該采樣電流發(fā)送至第一補償模塊441。第一補償模塊441被配置輸入有均衡放電回路中的涉及的采樣線的電阻值，根據(jù)該電阻值和采樣電流大小，可以計算得到又一補償電壓（其區(qū)別于第二補償模塊442獲得的補償電壓V₁）。

在該實施例中，設(shè)置第一電流采樣部件431和第一補償模塊441是為了補償某一電池單元均衡放電過程中部分均衡放電回路（尤其是采樣線）產(chǎn)生的壓降對該電池單元以及其相鄰的電池單元的電壓采集產(chǎn)生的影響。

圖5所示為圖4所示實施例的電壓監(jiān)視裝置在一均衡放電情形時的電壓采集原理圖，圖6所示為圖4所示實施例的電壓監(jiān)視裝置在又一均衡放電情形的電壓采集原理圖。以下結(jié)合圖4至圖6對本發(fā)明實施例的電壓監(jiān)視裝置的工作原理進行詳細示例說明。

在一種均衡放電情形中，如圖5所示，假設(shè)以電池單元330₁₁需要均衡放電為示例，參見圖4，從電池單元330₁₁的正極依次經(jīng)過采樣線421b和CCE插座452、均衡電阻R₆（圖4中未示出）、CCE插座452和采樣線421c至電池單元330₁₁的負極，從而形成均衡放電回路；該均衡放電回路在圖5中主要以電阻R₅、均衡電阻R₆和電阻R₇示意，均衡放電回路的電流為I₄，其例如在100毫安數(shù)量級；其中，電阻R₅示意從電池單元330₁₁的正極至均衡電阻R₆之間的均衡放電回路的等效電阻，電阻R₇示意從均衡電阻R6至電池單元330₁₁的負極之間的均衡放電回路的等效電阻。本申請的發(fā)明人注意到，由于本實施例需要采用一個電壓監(jiān)視集成電路來對多個電池模組的電池單元進行電壓采集或監(jiān)視，因此，采樣線不可避免地被加長至原來的幾十倍甚至更多；因此，均衡放電回路中的采樣線的電阻變得較大并成為均衡放電回路的主要阻抗，并且在均衡放電過程中會產(chǎn)生較大的可以影響電池單元的電壓采集準(zhǔn)確度的壓降。因此，在一實施例中，電阻R₅基本上等效于采樣線421b的電阻，電阻R₇基本上等效于采樣線421c的電阻，均衡放電回路的CCE插座452和設(shè)置在CCE插座452與CMC插座451之間的接插件的電阻等均可以相對采樣線的電阻被忽略不計。以上電阻R₅和電阻R₇可以預(yù)先通過測量等方法獲得（例如，根據(jù)采樣線的長度可預(yù)先精確計算得到電阻R₅和電阻R₇）并被輸入至第一補償模塊441，均衡電阻R₆可以具體設(shè)置在電壓監(jiān)視集成電路420的內(nèi)部，也可以設(shè)置在電壓監(jiān)視集成電路420外部，諸如CMC插座451上。

在以圖5所示方式進行均衡放電時，應(yīng)當(dāng)注意到，均衡放電回路將與電池單元330₁₁的電壓采集回路部分復(fù)用，例如，電阻R₅和電阻R₇對應(yīng)的均衡放電回路部分是基本復(fù)用的，電阻R₅和電阻R₇在電池單元330₁₁的均衡放電過程中產(chǎn)生的壓降會被電壓監(jiān)視集成電路420的相應(yīng)采集端采集到作為對應(yīng)電池單元330₁₁所采集到的電壓值V_11’的一部分，因此，該電壓值V_11’并不能真實反映此時電池單元330₁₁的電壓。

為此，在均衡放電時，第一電流采樣部件431采集均衡放電回路的電流為I₄，第一補償模塊441從第一電流采樣部件431獲取該電流I₄，并結(jié)合電阻R₅和電阻R₇，計算得到補償電壓，即V_11補償=（R₅+R₇）×I₄。電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_11’和補償電壓V_11補償計算V₁₁，具體基于以下關(guān)系式（7）計算：

V₁₁= V_11’－V_11補償= V_11’－（R₅+R₇）×I₄ （7）。

這樣，以計算得到的電壓值V₁₁作為電池單元330₁₁的電壓監(jiān)視值，其能準(zhǔn)確反映電池單元330₁₁在均衡放電過程中的實際電壓，因此，能更準(zhǔn)確有效地采集對電池單元自身在均衡放電過程中的實際電壓。

在以圖5所示方式進行均衡放電時，還應(yīng)當(dāng)注意到，電池單元330₁₁的均衡放電回路將與電池單元330₁₂的電壓采集回路、電池單元320₁₄的電壓采集回路也存在部分復(fù)用，也就是說，電池單元330₁₁的部分均衡放電回路是處于電池單元330₁₂的電壓采集回路上或處于電池單元320₁₄的電壓采集回路上

在電池單元330₁₁的均衡放電過程中和電池單元330₁₂的電壓采集的采集過程中，電阻R₇對應(yīng)的均衡放電回路部分是基本復(fù)用的，電阻R₇在電池單元330₁₁的均衡放電過程中產(chǎn)生的壓降會被電壓監(jiān)視集成電路420的相應(yīng)采集端采集到作為對應(yīng)電池單元330₁₂所采集到的電壓值V_12’的一部分，因此，該電壓值V_12’并不能真實反映此時電池單元330₁₂的電壓。

為此，在電池單元330₁₁均衡放電時，第一電流采樣部件431采集均衡放電回路的電流為I₄，第一補償模塊441從第一電流采樣部件431獲取該電流I₄，并結(jié)合電阻R₇，計算得到補償電壓，即V_12補償=R₇×I₄。電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_12’和補償電壓V_12補償計算V₁₂，具體基于以下關(guān)系式（8）計算：

V₁₂= V_12’－V_12補償= V_12’－R₇×I₄ （8）。

這樣，以計算得到的電壓值V₁₂作為電池單元330₁₂的電壓監(jiān)視值，其能準(zhǔn)確反映電池單元330₁₂在相鄰的電池單元330₁₁均衡放電過程中的實際電壓，因此，能更準(zhǔn)確有效地實現(xiàn)對電池單元330₁₂在其相鄰的電池單元處于均衡放電過程中的實際電壓。

同樣，在電池單元330₁₁的均衡放電過程中和電池單元320₁₄的電壓采集的采集過程中，電阻R₅對應(yīng)的均衡放電回路部分是基本復(fù)用的（盡管電池單元330₁₁和電池單元320₁₄是處于不同的電池模組），電阻R₅在電池單元330₁₁的均衡放電過程中產(chǎn)生的壓降會被電壓監(jiān)視集成電路420的相應(yīng)采集端采集到作為對應(yīng)電池單元320₁₄所采集到的電壓值V_14’的一部分，該電壓值V_14’并不能真實反映此時電池單元320₁₄的電壓。為此，在電池單元330₁₁均衡放電時，第一電流采樣部件431采集均衡放電回路的電流為I₄（包括其電流方向信息），第一補償模塊441從第一電流采樣部件431獲取該電流I₄，并結(jié)合電阻R₅，計算得到補償電壓，即V_14補償=R₅×I₄。電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_14’和補償電壓V_14補償計算V₁₄，具體基于以下關(guān)系式（9）計算：

V₁₄= V_14’＋V_14補償= V_14’＋R₅×I₄ （9）。

這樣，以計算得到的電壓值V₁₄作為電池單元320₁₄的電壓監(jiān)視值，其能準(zhǔn)確反映電池單元320₁₄在相鄰的電池單元330₁₁均衡放電過程中的實際電壓，因此，能更準(zhǔn)確有效地實現(xiàn)對電池單元320₁₄在其相鄰的電池單元處于均衡放電過程中的實際電壓。

需要說明的是，在V₁₁和V₁₄的補償計算過程中，并沒有考慮連接件210的電阻R₁導(dǎo)致的壓降，這是由于連接件210未處于電池單元330₁₁的均衡放電回路上；并且，即使連接件210處于電池單元330₁₁均衡放電回路上，連接件210的電阻R₁相對采樣線421b主要對應(yīng)的電阻R5是相對較小的，在不考慮從充放電回路的充電電流I₁導(dǎo)致的壓降的情況下，均衡放電過程中，連接件210所產(chǎn)生的壓降非常小，在該實施例中可以不予考慮。但是，如果連接件210處于電池單元330₁₁均衡放電回路上且被相應(yīng)電壓采集回路復(fù)用，為進一步提高電壓采集的準(zhǔn)確度，以上V₁₁和V₁₄的補償計算過程需要進一步考慮連接件210的電阻R₁在均衡放電過程中導(dǎo)致的壓降。

并且，如果還需要考慮充放電回路的充放電電流I₁導(dǎo)致的連接件210產(chǎn)生的壓降的情況下，還需要綜合考慮第二電壓補償模塊442得到的補償電壓V₁= (I₁×R₁)，也即，電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_14’、補償電壓V_14補償和補償電壓V₁計算V₁₄，具體基于以下關(guān)系式（10）計算：

V₁₄= V_14’＋V_14補償－V₁= V_14’＋R₅×I₄－(I₁×R₁) （10）。

這樣，以計算得到的電壓值V₁₄作為電池單元320₁₄的電壓監(jiān)視值，其不但考慮了相鄰的電池單元330₁₁處于均衡放電過程中對其電壓采集或監(jiān)視產(chǎn)生的影響，而且考慮了在充放電過程中連接件210對其電壓采集或監(jiān)視產(chǎn)生的影響。因此，電壓值V₁₄能更準(zhǔn)確有效地實現(xiàn)對電池單元320₁₄的實際電壓。

以上圖5實例說明了串聯(lián)連接多個電池模組的電池單元中的一個在均衡放電時如何消除對該均衡放電的電池單元的電壓采集的影響以及如何消除該均衡放電的電池單元對相鄰的電池單元的電壓采集的影響。

在又一種均衡放電情形中，如圖6所示，假設(shè)以電池單元330₁₁和電池單元330₁₂需要均衡放電為示例，其中，電池單元330₁₁的均衡放電回路與圖5所示相同；同樣地，電池單元330₁₂的均衡放電回路的組成與電池單元330₁₁的組成基本類似，其主要是由電阻R₇、均衡電阻R₈和電阻R₉組成的回路，其中，電阻R₇是電池單元330₁₁的均衡放電回路和電池單元330₁₂的均衡放電回路所共用的部分，也即復(fù)用的部分，電阻R₉示意從均衡電阻R₈至電池單元330₁₂的負極之間的均衡放電回路的電阻，電阻R₉基本上等效于采樣線421d的電阻，也即均衡放電回路的CCE插座452和設(shè)置在CCE插座452與CMC插座451之間的接插件的電阻等均可以相對采樣線的電阻被忽略不計。同樣地，以上電阻R₉可以預(yù)先通過測量等方法獲得并被輸入至第一補償模塊441，均衡電阻R₈可以具體設(shè)置在電壓監(jiān)視集成電路420的內(nèi)部，也可以設(shè)置在電壓監(jiān)視集成電路420外部。

在以圖6所示方式進行均衡放電時，應(yīng)當(dāng)注意到，電池單元330₁₁的均衡放電回路將與電池單元330₂的均衡放電回路復(fù)用的部分，即電阻R₇對應(yīng)的部分，其也是與電池單元330₁₁的電壓采集回路部分復(fù)用的，還是與電池單元330₁₂的電壓采集回路部分復(fù)用的。因此，電壓監(jiān)視裝置的在計算電池單元330₁₁或電池單元330₁₂的電壓監(jiān)視值時，不但需要考慮自身均衡放電過程中均衡放電回路的壓降對電壓采集的影響，還需要考慮相鄰的電池單元處于均衡放電過程中部分均衡放電回路的壓降對電壓采集的影響。此時，第一電流采樣部件431采集電池單元330₁₁的均衡放電回路的電流I₄，并且同時采集電池單元330₁₂的均衡放電回路的電流I₅，第一補償模塊441從第一電流采樣部件431獲取該電流I₄和I₅。并且，基于已知的電阻R₅和電阻R₇，對于電池單元330₁₁，計算得到補償電壓，即V_11補償=（R₅+R₇）×I₄－R₇×I₅；電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)電壓值V_11’和補償電壓V_11補償計算V₁₁，具體基于以下關(guān)系式（11）計算：

V₁₁= V_11’－V_11補償= V_11’－（R₅+R₇）×I₄ + R₇×I₅ （11）。

同樣地，基于已知的電阻R₉和電阻R₇，對于電池單元330₁₂， 計算得到補償電壓，即V_12補償=（R₉+R₇）×I₅－R₇×I₄。電壓監(jiān)視裝置進一步根據(jù)采集到的電壓值V_12’和第一補償模塊441獲得的補償電壓V_12補償計算V₁₂，具體基于以下關(guān)系式（12）計算：

V₁₂= V_12’－V_12補償= V_12’－（R₉+R₇）×I₅ + R₇×I₄ （12）。

將以上電壓值V₁₁和V₁₂分別作為這種均衡放電情形下電池單元330₁₁和電池單元330₁₂的電壓監(jiān)視值，其將更加準(zhǔn)確。

以上圖6所示均衡放電情形實際上是圖5所示均衡放電情形的擴展，其考慮了兩個相鄰的電池單元在同時均衡放電的情況下的相互影響。

需要說明的是，以上各種實施例的補償電壓的計算和/或作為電壓監(jiān)視值的電壓值的計算過程中，“加”或“減”是根據(jù)電壓采集回路的電流方向與充放電回路上的電流方向的關(guān)系或與均衡放電回路上的電流方向的關(guān)系來確定的。

基于以上圖1至圖4所示實施例，將理解到，本發(fā)明的實施例的電壓監(jiān)視裝置或電壓監(jiān)視集成電路可以實現(xiàn)其他任何排列方式的串聯(lián)連接的多個電池模組的電壓監(jiān)視或采集，例如，電池單元以3串4并排列的電池模組；根據(jù)每個電池模組中的串聯(lián)連接的電池單元的數(shù)量、以及電壓監(jiān)視集成電路最多能夠同時對應(yīng)采集的電池單元電壓的數(shù)量，可以具體確定每個電壓監(jiān)視集成電路對應(yīng)采集或監(jiān)視的電池模組的數(shù)量。

以下結(jié)合圖4所示實施例的電壓監(jiān)視裝置示例說明本發(fā)明實施例的電壓監(jiān)視方法。

圖7所示為按照本發(fā)明一實施例的電池模組的電壓監(jiān)視方法的流程示意圖。結(jié)合以上圖4至圖7說明其方法過程。

首先，步驟S710，電壓監(jiān)視集成電路采集電壓值。其中，電壓監(jiān)視集成電路420采集多個串聯(lián)連接的電池模組（310、320和330）的處于充放電回路中的每個被監(jiān)控的電池單元的電壓值，包括采集跨接于每個連接件210和連接件210鄰接的一電池單元（例如310₁₄或320₁₄）的兩采集端之間的電壓值，例如，以上圖4所示實施例的電壓值V₀。

步驟S721，第二電流采集部件432采集充放電回路的電流I₁作為第二采樣電流。進一步，步驟S722，第二補償模塊442計算得到受連接件210影響的每個電池單元（例如310₁₄或320₁₄）對應(yīng)的第二補償電壓。該計算過程如以上圖4所示實施例的補償電壓V₁的計算過程相同，即，V₁= I₁×R₁，其中，R₁為連接件210的電阻，I₁為充放電回路的采樣電流。

同時地，步驟S731，第一電流采集部件431采集每個電池單元的均衡放電回路的電流作為相應(yīng)的第一采樣電流，該采集過程與以上圖5和圖6所示實施例的采集均衡放電回路的電流I₄和I₅的過程相同。進一步，步驟S732，第一補償模塊441計算得到受均衡放電影響的每個電池單元對應(yīng)的第一補償電壓，該第一補償電壓的計算過程與圖5和圖6示例中V_11補償、V_12補償或V_14補償的計算過程相同，可以根據(jù)該電池單元是否受自身均衡放電影響和/或是否受相鄰電池單元均衡放電影響來確定第二補償電壓的計算方式。

進一步，步驟S740，根據(jù)每個電池單元的第一補償電壓和/或第二補償電壓和對應(yīng)每個電池單元采集的電壓值，計算得到相應(yīng)的電壓值作為該電池單元的電壓監(jiān)控值。該計算過程在以上與圖5和圖6示例中V₁₁、V₁₂或V₁₄的計算過程相同，在此不再詳述。需要說明的是，如果電池單元僅受連接件210影響，則按照以上圖4所示實施例基于關(guān)系式（6）計算電壓值V₁₄的方法來獲得其電壓監(jiān)控值；如果電池單元僅受自身均衡放電影響，則按照以上圖5所示實施例基于關(guān)系式（7）計算電壓值V₁₁的方法來獲得其電壓監(jiān)控值；如果電池單元僅受相鄰電池單元的均衡放電影響，則按照以上圖5所示實施例基于關(guān)系式（8）/（9）計算電壓值V₁₂/V₁₄的方法來獲得其電壓監(jiān)控值；如果電池單元既受自身均衡放電影響也受相鄰電池單元均衡放電影響，則按照以上圖6所示實施例基于關(guān)系式（11）/（12）計算電壓值V₁₁/V₁₂的方法來獲得其電壓監(jiān)控值；如果電池單元既受連接件210影響也受相鄰電池單元均衡放電影響，則按照以上圖5所示實施例基于關(guān)系式（10）計算電壓值V₁₄的方法來獲得其電壓監(jiān)控值；當(dāng)然，如果既不受連接件210影響也不受任何電池單元均衡放電影響，則基于對應(yīng)采集的電壓值作為電壓監(jiān)控值。

需要說明的是，由于不同電池單元對應(yīng)的采樣線的長度可能是不同的，因此，處于均衡放電回路上的采樣線的電阻也是可能是不同的。對于CMC插座451對應(yīng)連接的電池單元，由于其采樣線可能相對較短，其在均衡放電過程中所產(chǎn)生的壓降可能是電壓采集精度所允許的范圍內(nèi)，對于CMC插座451對應(yīng)連接的電池單元（例如電池單元320₁₁、電池單元320₁₂、電池單元320₁₃），也可選擇地以對應(yīng)采集的電壓值作為電壓監(jiān)控值。

圖8所示為按照本發(fā)明一實施例的車輛的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實施例中，車輛80的動力系統(tǒng)800至少采用電機840提供驅(qū)動力，動力系統(tǒng)800還包括能量存儲裝置810，能量存儲裝置810中設(shè)置有多個串聯(lián)連接的電池模組所形成的電池包，并且還設(shè)置以上圖1或圖4所示實施例的電壓監(jiān)視裝置，或者還設(shè)置以上圖3所示實施例的電壓監(jiān)視集成電路，電壓監(jiān)視裝置或電壓監(jiān)視集成電路對多個電池模組中的處于充放電回路中的各個電池單元中進行電壓監(jiān)視。動力系統(tǒng)800還包括電機控制系統(tǒng)820、電機840一端設(shè)置的傳感器850、車輛控制模塊830。能量存儲裝置810輸出的電力通過電機控制系統(tǒng)820和/或車輛控制模塊830控制實現(xiàn)按需、穩(wěn)定地輸出提供至電機840，從實現(xiàn)對車輛的驅(qū)動控制。

圖8所示實施例的車輛具體可以為電動車輛或混合動力車輛，但是應(yīng)當(dāng)理解到，以上圖8所示實施例中使用的能量存儲裝置810可以廣泛地應(yīng)用于能夠用于推動車輛的具有一個或多個電機的任何動力系統(tǒng)。混合動力車輛的例子可以包括但不限于插電式混合動力車輛、雙模式混合動力車輛、全混合動力車輛、增程式混合動力車輛、動力輔助混合動力車輛、輕度混合動力車輛、串聯(lián)式混合動力車輛、并聯(lián)式混合動力車輛、串聯(lián)-并聯(lián)式混合動力車輛、液力混合動力車輛、功率分流式混合動力車輛以及任何其他類型的混合動力車輛。本公開中的車輛可以被配置為轎車、運動型車、卡車、公共汽車、商用車、跨界車、休閑車等，應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開的技術(shù)不局限于某一特定類型的車輛。

將理解，以上當(dāng)據(jù)稱將部件“連接”、“耦接”或“接入”到另一個部件時，它可以直接連接或耦接或接入到另一個部件，也可以存在除所述連接件210之外的中間部件。

以上例子主要說明了本發(fā)明的電池模組的電壓監(jiān)視裝置、電壓監(jiān)視集成電路、電壓監(jiān)視方法、以及使用本發(fā)明的電壓監(jiān)視裝置或電壓監(jiān)視集成電路的車輛。盡管只對其中一些本發(fā)明的實施方式進行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實施，例如，每個電壓監(jiān)控集成電路所采集或監(jiān)控的電池模組數(shù)量的變化。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。