CN111864279A - 智能型电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能型电池模块，具有第一端口、第二端口、第三端口以及控制器，第一、第二、第三端口电性耦合到智能型电池模块的控制器。当多个智能型电池模块相互串联时，不需要使用固定式电池管理单元(Battery Control Unit,BCU)串联于该模块中。一个可携式电池管理单元(portable BCU)被设置，用以电性耦合到第三端口，监管串联中的任何一个智能型电池模块的信息。

Description

智能型电池模块
技术领域
本发明涉及一种智能型电池模块，特别是一种具有第三端口的智能型电池模块。第三端口用以提供外部的一个可携式电池控制单元(portable BCU)管理串联中的任何一个智能型电池模块。
背景技术
一般不断电***(Uninterruptible Power Supply,UPS)需要使用稳定供电的电池模块，锂离子电池(Lithium-ion battery)是一个好的选择。锂离子电池在放电初期以及放电末期的电压不变化较大，为了提供稳定的电压源，锂离子电池需要有一个电池管理单元(Battery Management Unit,BMU)，用来确保锂离子电池提供稳定的电压源以符合使用上的需求。一般的电池管理单元(BMU)可以监控管理电池的电压、电流、温度等信息，同时还具有突波、反电动势等的保护；且当电池发生异常时，也会有警示灯号通知使用者做补救措施。
如图1所示，中国台湾专利TW201911700A公开的电池管理***10，包含有多个电池组14X(14_1,14_2,14_3,14_N)；这些电池组以通信总线16相互串联组合。一个固定式主控端12，借着控制讯号线13串连到电池组14X的起始端，主控端12用以监管串连中的电池组14X的电压、电流、温度等信息。电源线17,18串联各电池组，提供各电池组的充放电之用。
在实务中，串联组中各个电池组的参数一旦设定完成，不太需要主控端12的经常性监管。所以，主控端12若是可以从串联的电池组中删除，则提供给客户的整体设备可以降低成本。
发明内容
针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种具有第三端口的智能型电池模块，旨在提供外部的一个可携式电池控制单元(portable BCU)管理串联中的任何一个智能型电池模块。当多个智能型电池模块相互串联时，不需要使用固定式电池管理单元(Battery Control Unit,BCU)串联于该模块中。
本发明发明人首先构想，在智能型电池模块中设置一个控制器(controller)用以监控智能型电池模块的温度、电压…等参数，则串联的智能型电池模块整个***，不需要使用固定式电池管理单元(Battery Control Unit,BCU)。
根据实施例，本发明提供的一种智能型电池模块，包含：
电池包，由复数个电池单元连接构成；
电池管理单元，电性耦合至所述电池包，监管所述电池包的信息；
控制器，电性耦合至所述电池管理单元；
第一端口，电性耦合至所述控制器；
第二端口，电性耦合至所述控制器；以及
第三端口，电性耦合至所述控制器。
相对于现有技术，本发明首先发明可携式电池控制单元(portable BCU)，用以降低整体串联智能型电池模块的供电***的成本。当需要监管串联的智能型电池模块时，可以经由管理人员携带可携式电池控制单元(portable BCU)到现场使用。本发明的智能型电池模块设置有一个端口可以电性耦合到外部的控制器；可携式电池控制单元(portableBCU)可以用有线连结(wired connection)或是无线连结(wireless connection)的方式，电性耦合到任何一个串联中的智能型电池模块的端口，监管串联中的任何一个智能型电池模块的参数。
附图说明
图1是现有技术中电池管理***的结构示意图。
图2是本发明智能型电池模块串联方块图。
图3是本发明智能型电池模块串联立体图。
图4是本发明可携式电池控制单元的无线连接图。
其中：211、212、213为控制器(controller)；231、232、233为电池包(batterypack)；241、242、243为智能型电池模块(battery module)；251、252、253为电池管理单元(BMU)；26为信息总线(data bus)；27为无线信号产生器(wireless signal generator)；28为可携式电池控制单元(portable BCU)；P1、P2、P3为端口(connection port)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。
图2是本发明的智能型电池模块串联方块图。图2显示三个智能型电池模块(battery module)241,242,243串联在一起，每一个智能型电池模块24X都分别设置有一个控制器(controller)21X、电池管理单元(Battery Management Unit,BMU)25X、电池包(battery pack)23X、三个端口P1,P2,P3。其中，电池管理单元(BMU)25X监管电池包23X的温度、电压等信息；控制器21X电性耦合到电池管理单元(BMU)25X；控制器21X也电性耦合到三个端口P1,P2,P3。
第一个智能型电池模块241具有第一电池包231、第一电池管理单元251、第一控制器211、三个端口P1,P2,P3。第一电池包231电性耦合到第一电池管理单元251；第一电池管理单元251电性耦合到第一控制器211；三个端口P1,P2,P3电性耦合到第一控制器211。
第二个智能型电池模块242具有第二电池包232、第二电池管理单元252、第二控制器212、三个端口P1,P2,P3。第二电池包232电性耦合到第二电池管理单元252；第二电池管理单元252电性耦合到第二控制器212；三个端口P1,P2,P3电性耦合到第二控制器212。
第三个智能型电池模块243具有第三电池包233、第三电池管理单元253、第三控制器213、三个端口P1,P2,P3。第三电池包233电性耦合到第三电池管理单元253；第三电池管理单元253电性耦合到第三控制器213；三个端口P1,P2,P3电性耦合到第三控制器213。
第一个智能型电池模块241的端口P2以通讯总线26电性耦合至第二个智能型电池模块242的端口P1、第二个智能型电池模块242的端口P2以通讯总线26电性耦合至第三个智能型电池模块243的端口P1；依次类推，可以有N个智能型电池模块串联运作。图2显示第一控制器211、第二控制器212、第三控制器213经由信息总线26耦合在一起而可以互通信息。因此，一个可携式电池控制单元28可以电性耦合至串联的智能型电池模块241,242,243中任何一个端口P3，而可以监管串联的智能型电池模块241,242,243中任何一个智能型电池模块的信息。
图3是本发明的智能型电池模块串联立体图。图中显示端口P1,P2,P3设置于智能型电池模块24X的正面，方便信息总线26联机插拔用。可携式电池控制单元28可以电性耦合至串联的智能型电池模块241,242,243中任何一个端口P3，而可以监管串联的智能型电池模块241,242,243中任何一个智能型电池模块的信息。
图4是本发明的可携式电池控制单元的无线连接图。图中显示一个无线信号产生器27电性耦合至第三端口P3，可携式电池控制单元28，可以采用无线连结(wirelessconnection)的方式，电性耦合至无线信号产生器27并经由第三端口P3，监管串联的智能型电池模块241,242,243中任何一个智能型电池模块的信息。
本发明所使用的局域网络可以是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)，本发明的控制器可以是CAN控制器(CAN controller)，本发明的信息总线可以是CAN信息总线(CAN Bus)。

Claims (10)

1.一种智能型电池模块，其特征是，包含：
电池包，由复数个电池单元连接构成；
电池管理单元，电性耦合至所述电池包，监管所述电池包的信息；
控制器，电性耦合至所述电池管理单元；
第一端口，电性耦合至所述控制器；
第二端口，电性耦合至所述控制器；以及
第三端口，电性耦合至所述控制器。
2.如权利要求1所述的智能型电池模块，其特征是，所述电池单元为锂离子电池。
3.如权利要求1所述的智能型电池模块，其特征是，所述控制器为局域网络控制器。
4.如权利要求1所述的智能型电池模块，其特征是，进一步包含可携式电池控制单元，该可携式电池控制单元电性耦合至所述第三端口，用以监管串联中的任何一个智能型电池模块的运作。
5.如权利要求1所述的智能型电池模块，其特征是，进一步包含无线信号产生器，该无线信号产生器电性耦合至所述第三端口。
6.如权利要求5所述的智能型电池模块，其特征是，进一步包含可携式电池控制单元，该可携式电池控制单元以无线方式电性耦合至所述无线信号产生器，用以监管串联中的任何一个智能型电池模块的运作。
7.如权利要求1所述的智能型电池模块，其特征是，所述第三端口安置于所述第一端口与所述第二端口的中间。
8.如权利要求7所述的智能型电池模块，其特征是，进一步包含第二智能型电池模块，该第二智能型电池模块电性耦合于所述智能型电池模块的第一端口。
9.如权利要求8所述的智能型电池模块，其特征是，进一步包含第三智能型电池模块，该第三智能型电池模块电性耦合于所述智能型电池模块的第二端口。
10.如权利要求9所述的智能型电池模块，其特征是，进一步包含可携式电池控制单元，该可携式电池控制单元可以电性耦合至所述串联中的智能型电池模块中的任何一个第三端口，用以监管串联中的智能型电池模块的任何一个智能型电池模块的信息。
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