本公開涉及DC信號測量和電池形成/測試。本公開涉及準確地確定DC能量信號，例如DC電流或DC電壓，這在形成和/或測試期間控制電池單元的形成/測試電流時可特別有用。在電池形成/測試環境中，電流傳感器用于測量電池單元的電流，這用作控制電流以實現目標電流的反饋信號。電流傳感器的傳遞函數用于提高電流測量的精度。由于在形成/測試期間可以定期確定傳遞函數，因此可以使用溫度系數相對較差的低成本電流傳感器。電流傳感器增益的任何變化都可以通過傳遞函數確定來檢測并進行校正。因此，可以以較低的成本實現高電流控制精度。以以較低的成本實現高電流控制精度。以以較低的成本實現高電流控制精度。
【技術實現步驟摘要】
DC信號測量和電池形成/測試
[0001]本公開涉及測量DC電流，并且在特定方面涉及在電池形成和/或測試期間控制電池電流。
技術介紹
[0002]在電池例如鋰離子(Li
?
Ion)電池的制造過程中進行電池形成。電池形成是對電池單元進行初始充電/放電操作的過程。在電池形成期間，特定的充電電流和/或電壓被施加到電池單元一段時間，例如0.1C(其中C是電池容量)的充電電流可以被施加一段時間。然后可以控制電池以特定放電電流在進一步的時間段內放電以完成完整的充電和放電循環，這可能需要長達約20小時。電池單元也可以類似的方式進行測試，通過將特定的充電電流和/或電壓施加到電池一段時間，然后將放電電流和/或電壓控制為電池的特定放電曲線，以確定電池是否滿足特定的充電和放電要求。
[0003]在電池單元的形成和/或測試期間測量和控制電流和電壓以實現高精度水平可能是有益的。例如，可能需要將電流和電壓保持在目標值的
±
0.05％以內。在許多電池單元將一起使用并因此應盡可能相似地操作的情況下尤其如此，例如在電動車輛中一起使用數十、數百或數千個電池單元。以高精度控制電流和/或電壓通常需要非常精確地測量電池單元的電壓和/或電流。然而，形成/測試中通常涉及的相對高的電流通常導致形成/測試期間的溫度升高。因此，通常可以使用具有穩定溫度系數(tempco)(例如15ppm/℃)的電流和/或電壓傳感器。
技術實現思路
[0004]本公開涉及準確地確定DC能量信號，例如DC電流或DC電壓，這在形成和/或測試期間控制電池單元的形成/測試電流時可特別有用。在電池形成/測試環境中，電流傳感器用于測量電池單元的電流，這用作控制電流以實現目標電流的反饋信號。電流傳感器的傳遞函數用于提高電流測量的精度。由于在形成/測試期間可以定期確定傳遞函數，因此可以使用溫度系數相對較差的低成本電流傳感器。電流傳感器增益的任何變化都可以通過傳遞函數確定來檢測并進行校正。因此，可以以較低的成本實現高電流控制精度。
[0005]在本公開的第一方面，提供一種電池形成/測試控制器，用于控制電池單元的形成/測試電流并耦合到電流傳感器，該電流傳感器被布置為輸出流過電池單元電流的測量值，所述電池形成/測試控制器被配置為：確定指示所述電池單元的形成/測試電流的電流反饋測量，其中所述電流反饋測量的確定基于所述電流傳感器的傳遞函數和所述電池單元電流的測量；和基于目標形成/測試電流和確定的電流反饋測量來控制施加到電池單元的形成/測試電流。
[0006]電池形成/測試控制器還可被配置為確定所述電流傳感器的傳遞函數。
[0007]所述電流傳感器可包括模數轉換器ADC，具有輸入信號的非線性輸入范圍，其中模擬輸入信號被非線性地轉換為數字輸出信號，所述電池形成/測試控制器還被配置為：將所
述電池單元電流的測量值與所述非線性輸入范圍進行比較；和如果所述電池單元電流的測量值超出所述非線性輸入范圍：確定所述電流傳感器的傳遞函數。
[0008]電池形成/測試控制器還可被配置為通過下列確定所述電流傳感器的傳遞函數：向所述電流傳感器施加參考輸入信號，使得電流反饋測量包括形成/測試電流信號和對應于所述參考輸入信號的參考輸出信號；從電流反饋測量提取參考輸出信號；和基于所述參考輸入信號和所述參考輸出信號確定傳遞函數。
[0009]所述電流傳感器可包括模數轉換器ADC，并且電池形成/測試控制器還可被配置為：將抖動施加于所述參考輸入信號。將抖動施加于參考輸入信號可以包括以下至少一項：在至少兩個信號電平之間轉換參考輸入信號；調制參考輸入信號的幅度。
[0010]電池形成/測試控制器還可被配置為：從內存中讀取所述電流傳感器的傳遞函數。
[0011]電池形成/測試控制器還可被配置為：確定所述電流傳感器的進一步傳遞函數；基于所述進一步傳遞函數和由所述電流傳感器對電池電流輸出的進一步測量來確定進一步的電流反饋測量；和基于目標形成/測試電流和確定的進一步電流反饋測量來控制所述電池單元的形成/測試電流。
[0012]電池形成/測試控制器還可被配置為：將進一步傳遞函數存儲在存儲器中以用于確定未來的電流反饋測量。
[0013]電池形成/測試控制器還可被配置為通過以下方式控制電池單元的形成/測試電流：控制一個或多個晶體管的操作，該晶體管被配置為控制形成/測試電流的幅度。
[0014]形成/測試電流可以是施加到電池單元的充電電流或從電池單元輸出的放電電流。
[0015]電池形成/測試控制器還可被配置為：確定指示所述電池單元兩端的形成/測試電壓的電壓反饋測量，其中確定電壓反饋測量基于耦合在所述電池單元兩端的電壓傳感器的傳遞函數和來自電壓傳感器的電池單元兩端電壓的測量；和基于目標形成/測試電壓和確定的電壓反饋測量來控制所述電池單元兩端的形成/測試電壓。
[0016]在本公開的第二方面，提供電池形成/測試系統，包括：模數轉換器ADC，用于耦合到電流傳感器，該電流傳感器被布置為生成指示流經電池單元的電流的模擬信號；和電池形成/測試控制器，耦合到ADC的數字輸出并且被配置為：確定指示電池單元的形成/測試電流的電流反饋測量，其中電流反饋測量的確定基于電流傳感器的傳遞函數和ADC的數字輸出；和基于目標形成/測試電流和確定的電流反饋測量來控制電池單元的形成/測試電流。電流傳感器可以包括分流電阻器。
[0017]在本公開的第三方面，提供一種用于控制電池單元的形成/測試電流的方法，該方法包括：確定指示施加到電池單元的形成/測試電流的電流反饋測量，其中電流反饋測量的確定基于電流傳感器的傳遞函數，該電流傳感器被布置為輸出流過電池單元的電流的測量值和流過電池單元的電流的測量值；并且基于目標形成/測試電流和確定的電流反饋測量來控制電池單元的形成/測試電流。
[0018]該方法還可以包括確定電流傳感器的傳遞函數。
[0019]電流傳感器可以包括模數轉換器ADC，具有輸入信號的非線性輸入范圍，其中模擬輸入信號被非線性地轉換為數字輸出信號，并且該方法可以進一步包括：將流過電池單元的電流測量值與非線性輸入范圍進行比較；如果通過電池單元的電流測量值超出非線性輸
入范圍：確定電流傳感器的傳遞函數。
[0020]該方法還可被配置為通過下列確定所述電流傳感器的傳遞函數：向電流傳感器施加參考輸入信號，使得流經電池單元的電流的測量包括形成/測試電流信號和對應于參考輸入信號的參考輸出信號；從流過單元電池的電流的測量中提取參考輸出信號；和基于參考輸入信號和參考輸出信號確定傳遞函數。
[0021]電流傳感器可以包括模數轉換器ADC，該方法還可以包括：向參考輸入信號施加抖動。
[0022]在本公開的第四方面，提供一種電池形成/測試控制器，用于控制電池單元的形成/測試電壓并用于耦合到電壓傳感器，該電壓傳感器被布置為輸出電池單元兩端的電壓的測量值，所述電池形成/測試控制器被配置為：確定指示電池單元的形成/測試電壓的電壓反饋測量，其中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種電池形成/測試控制器，用于控制電池單元的形成/測試電流并耦合到電流傳感器，該電流傳感器被布置為輸出電池單元電流的測量值，所述電池形成/測試控制器被配置為：確定指示所述電池單元的形成/測試電流的電流反饋測量，其中所述電流反饋測量的確定基于所述電流傳感器的傳遞函數和所述電池單元電流的測量；和基于目標形成/測試電流和確定的電流反饋測量來控制所述電池單元的形成/測試電流。2.權利要求1所述的電池形成/測試控制器，還被配置為：確定所述電流傳感器的傳遞函數。3.權利要求1所述的電池形成/測試控制器，其中所述電流傳感器包括模數轉換器ADC，具有輸入信號的非線性輸入范圍，其中模擬輸入信號被非線性地轉換為數字輸出信號，所述電池形成/測試控制器還被配置為：將所述電池單元電流的測量值與所述非線性輸入范圍進行比較；和如果所述電池單元電流的測量值超出所述非線性輸入范圍：確定所述電流傳感器的傳遞函數。4.權利要求2所述的電池形成/測試控制器，還被配置為通過下列確定所述電流傳感器的傳遞函數：向所述電流傳感器施加參考輸入信號，使得所述電池單元電流的測量包括形成/測試電流信號和對應于所述參考輸入信號的參考輸出信號；從所述電池單元電流的測量中提取參考輸出信號；和基于所述參考輸入信號和所述參考輸出信號確定傳遞函數。5.權利要求4所述的電池形成/測試控制器，其中所述電流傳感器包括模數轉換器ADC，并且其中所述電池形成/測試控制器還被配置為：將抖動施加于所述參考輸入信號。6.權利要求5所述的電池形成/測試控制器，其中將抖動施加于參考輸入信號包括：在至少兩個信號電平之間轉換所述參考輸入信號。7.權利要求5所述的電池形成/測試控制器，其中將抖動施加于參考輸入信號包括：調制所述參考輸入信號的幅度。8.權利要求1所述的電池形成/測試控制器，還被配置為：從內存中讀取所述電流傳感器的傳遞函數。9.權利要求8所述的電池形成/測試控制器，還被配置為：確定所述電流傳感器的進一步傳遞函數；基于所述進一步傳遞函數和由所述電流傳感器對電池單元電流輸出的進一步測量來確定進一步的電流反饋測量；和基于目標形成/測試電流和確定的進一步電流反饋測量來控制所述電池單元的形成/測試電流。10.權利要求9所述的電池形成/測試控制器，還被配置為：將進一步傳遞函數存儲在所述存儲器中以用于確定未來的電流反饋測量。11.權利要求1所述的電池形成/測試控制器，還被配置為通過以下方式控制所述電池
單元的形成/測試電流：控制被配置為控制所述形成/測試電流的幅度的一個或多個晶體管的操作。12.權利要求1所述的電池形成/測試控制器，其中所述形成/測試電流是施加到所述電池單元的充電電流或從所述電池單元輸出的放電電流。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葉紹理，G，
申請(專利權)人：亞德諾半導體國際無限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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