【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电气工程领域。该专利技术可用于设计用于连续自动监测的设备。这些设备还设计用于块中的并联串联连接电池的充电状态均衡。该块安装在车辆中，例如混合动力汽车或电动汽车中。
技术介绍
1、从现有技术中已知根据wo 2000005596)和us20170077559的信号系统。这里介绍了一种用于控制并联串联连接电池的设备和方法。电池针对每个水平行都配备了单独的电源、微控制器和信号传输系统。
2、从现有技术中还已知根据专利(ep1317045，优先权自2002年11月27日，公布于2009年10月7日)的电池电源设备和用于确定其电流的方法。当其在块中并联串联连接时，这对于控制和均衡电池块的垂直行中的电流是必要的。在该单元中，需要昂贵的电流传感器来测量每个垂直行的电流消耗。
3、这些类似物的共同缺点是缺乏同时控制和均衡电压和电流的能力。
4、在技术本质上与所提出专利技术最接近的是根据ru 2695646的用于监测和均衡电池组的电池的充电状态的设备和方法。该设备包含：
5、-以具有并联串联连接电池的电池组(ba)形式的电源。在电源中，电池组(ba)的每个电池都配备了一个相同小值r的电阻器。该电阻器以导线中的一根导线与每个电池的正极接触点电连接。对于每个水平行m个电池而言电池组(ba)中的电池的并联连接是通过将电阻器的第二个端子组合到电池组的水平行的公共端子来完成的。在这种情况下，水平行的数量等于n。垂直行是通过将每个水平行中前一个电池的阳极与下一个电池的阴极串联连接形成的。在垂直行中，
6、该设备还包括：
7、-带有消耗电流传感器的消耗和充电模式系统；
8、-开关控制设备；
9、-电池开关单元：-用于测量电气参数的两条母线(reifen)a和b；
10、-电池组(ba)第h行公共电缆的输出；
11、-微控制器；
12、-用于电气参数方面有问题的电池的数字指示器。
13、原型的缺点包括：
14、-无法测量和均衡块的垂直行中的电流不对称。这些阻塞明显影响电池的充电状态及其使用寿命。当通过小电阻将它们连接在水平行中时，会发生这种影响。当单个电池的电气参数不相等时；
15、-缺乏连续控制的可能性。缺乏均衡块的每个单个电池的充电状态的能力。
技术实现思路
1、电流、电压、电阻和差分电流消耗的均衡。
2、本专利技术的目的是扩展设备的功能。通过及时的诊断控制进行扩展。本专利技术的任务还在于对并联串联连接的电池的块进行对齐。与更全面的电气参数集合协调一致。这增加了电池组的使用寿命和安全性。它还降低了设备运行期间的能耗和制造成本。
3、技术结果如下：
4、1.所提出的设备和监测方法执行以下功能：
5、-控制每个电池的复杂电气参数。监测能够及早诊断和识别有问题的电池。重置不仅是由于水平行中的电压不均衡。而且还由于垂直行中的电流不均衡。以及还由于内部电阻的不均衡和电池在过充和低充电期间的不同电流消耗。
6、-在数字指示器块上显示有问题电压行的序列号。它们还额外显示水平行中有问题的电池。并在屏幕上显示带有两个坐标的位图图像。通过电池差分电流消耗的幅值调制亮度进行显示。像素数量对应于蓄电池中的电池数量。
7、-使用一系列电气参数的控制结果。用于单独对齐有问题的块电池。
8、-对每个有问题的电池与电压不均衡程度成比例地进行充电状态均衡。还根据电流、内部电阻和不同功耗的不均衡进行额外的充电状态均衡。在再充电过程中进行对齐。在弱充电时也进行均衡，同时考虑电池组的电流消耗。
9、-在水平行中进行主动和被动电压均衡。对块电池垂直行中的对齐和额外电流进行处理。通过可调节值大于1安培的脉冲电流进行密集的主动均衡，效率超过90％。
10、技术结果通过以下方式实现，即用于监测和用于均衡块电池(电池)充电状态的设备和方法包含：
11、-电源。以并联串联连接电池的块形式的电源。电源连接到消耗和充电模式系统，连接到消耗电流传感器。电源连接到由电池开关控制单元控制的、水平电池行的开关单元。
12、-用于测量电气参数的公共母线(busse)a和b；
13、-用于电压均衡的第h个水平行的公共端子；
14、-数字显示块；
15、-微控制器
16、同时，块的每个电池都配备了一个相同小值r的电阻器。电阻器在一端与其电池的正极电连接。电阻器的第二个端子组合成一个公共端子，形成n个水平行。垂直行是通过将每个前一个电池的阳极与下一个电池的阴极串联连接形成的。
17、根据本专利技术，不同之处在于所提出的设备或方法具有：
18、-另外配备了垂直电池行电流开关(stromschlüssel)的开关单元103(bkt)，总共m个。每个输入连接到电池组第n个水平行中其电池阳极的电气输出。在此，奇数序列号的块的电流开关(stromschalter)的输出组合成一个公共输出。奇数序列号的块的电流开关的输出连接到公共母线j。块的偶数序列号的电流开关的输出组合成一个公共输出。偶数序列号的电流开关的输出连接到公共母线g；
19、-具有10个垂直电池行的电流开关的开关单元另外配备了一个用于120个垂直行的电流开关的控制设备的开关的控制单元(bukt)。该块基于输出数量为m的解复用器。相应地，由轮询周期(abfragetakt)控制的输入频率至少是微控制器轮询电池组的水平行的频率f的m倍。并且在输出端带有m个输出，所述m个输出连接到垂直行电流开关的开关单元。连接时能够顺序地向指定单元的m个电流开关的控制设备供应电源电压。同时，提供了设备的串联连接；
20、-电压测量和均衡单元300(bivn)包含：整流器301(v)，脉冲匹配放大器302(us)，限流电阻(r303)，并另外配备了两个电阻(r301，r302)上的电压分压器。在这种情况下，设备的整流器301(b)包含一个带有初级和次级绕组的脉冲变压器，以及一个全波整流器。此外，变压器的初级绕组连接到用于测量电气参数的公共母线a和b。次级绕组连接到全波整流器的输入。整流器的负载是两个电阻(r301，r302)上的电压分压器。
21、整流器的输出连接到脉冲匹配放大器302(us)的输入。整流器的输出通过限流电阻r303连接到序列号为h的电池组水平行的公共输出。匹配放大器302(us)的脉冲输出和电压分压器的中点连接到微控制器600(mk)；
22、-另外配备了电流测量和均衡块400(bivt)。该块包含整流器401(v)、脉冲匹配放大器402(us)、四个常开单位置开关403、404、407、411(kl1、kl2、kl3、kl4)、脉冲反相405(ui)和非反相电压放大器410(un)、比较器40本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种监测设备和方法，包括电池块(100)(电池库)，包含由并联串联连接的电池构成的电池组(101)(BA)，具有以下特征：
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于电流测量和均衡单元(400)(BIVT)，该电流测量和均衡单元包含整流器(401)(V)、脉冲匹配放大器(402)(US)、四个单级闭锁开关(Kl1，Kl2，Kl3，Kl4)、脉冲反相电压放大器(405)(UI)和非反相电压放大器(410)(UN)、比较器(406)(K)、电压控制转换器(408)(DS/DS)、低压电子电源(409)(BPN)和限流电阻(R401)。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于微控制器另外能够控制和均衡垂直行中的电流，根据能量和水平行中不对称电压的最大幅值控制电压控制转换器。
4.用于测量和均衡垂直行中不对称电流电压以及电流消耗和充电系统的单元，其特征在于确定有问题电池消耗的差分功率，并在双坐标显示器上基于电气参数显示有问题电池。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于数字显示单元(700)(BCI)另外配备了一个栅格双坐标屏幕，该栅
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于小值R的电阻器在结构上由高电阻材料以电阻带的段的形式制成。这些带的一侧与垂直行的跳线电焊接，并且在结构上以相同的配置制造。垂直行的跳线与垂直行的相邻电池的极电连接。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于电阻带的段在另一侧通过焊接与水平行的公共电气输出电连接。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了额外对电流开关进行开关，从电池组第n个水平行奇数序列号电池的阳极依次将电压从母线j切换到序列号母线g。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于电流开关控制设备的开关控制单元具有垂直行，依次向开关单元的控制设备供应电源电压。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于电流测量和均衡单元在测量模式下通过限流电阻由电压控制转换器在过充电和弱充电期间执行同时主动电流均衡。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于当前测量和均衡块切换到密集主动均衡模式，对于与在密集主动均衡模式下的平均值相比显著过高和过低的电流，在比较器上进行交替比较。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于电流测量和均衡单元在垂直行中显著不均衡电流的密集主动均衡模式下在过充电和弱充电期间都由电压控制的微控制器-转换器供电。
13.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于微控制器(MC)控制以下内容：
14.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其特征在于数字显示单元执行设备中电压和电流有问题的电池序列号的数字显示，并且该块另外配备了具有两个坐标的位图，其中像素数量与块中的电池数量相对应。
15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于电压测量和均衡单元以及电流测量和均衡单元的转换器的变换比通过数值选择。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种监测设备和方法，包括电池块(100)(电池库)，包含由并联串联连接的电池构成的电池组(101)(ba)，具有以下特征：
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于电流测量和均衡单元(400)(bivt)，该电流测量和均衡单元包含整流器(401)(v)、脉冲匹配放大器(402)(us)、四个单级闭锁开关(kl1，kl2，kl3，kl4)、脉冲反相电压放大器(405)(ui)和非反相电压放大器(410)(un)、比较器(406)(k)、电压控制转换器(408)(ds/ds)、低压电子电源(409)(bpn)和限流电阻(r401)。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于微控制器另外能够控制和均衡垂直行中的电流，根据能量和水平行中不对称电压的最大幅值控制电压控制转换器。
4.用于测量和均衡垂直行中不对称电流电压以及电流消耗和充电系统的单元，其特征在于确定有问题电池消耗的差分功率，并在双坐标显示器上基于电气参数显示有问题电池。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于数字显示单元(700)(bci)另外配备了一个栅格双坐标屏幕，该栅格双坐标屏幕的像素数量与电池块(101)(ba)中的电池数量相对应，其中用于在轮询水平和垂直电池行时以该参数幅值的亮度调制形式来显示电池电流消耗的相对变化。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于小值r的电阻器在结构上由高电阻材料以电阻带的段的形式制成。这些带的一侧与垂直行的跳线电焊接，并且在结构上以相同的配置制造。垂直行的跳线与垂直行的相邻电池的极电连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·A·西佐夫，N·A·杰格佳列夫，
申请(专利权)人：V·戈尔朱诺夫，
类型：发明
国别省市：
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