CN117378118A - 电池*** - Google Patents

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Abstract

一种电池***包括：多个电池组——多个电池组中的每个电池组包括多个电池单体；多个从电池管理***(BMS)，其关于多个电池组中的每个电池组管理多个电池组——多个从BMS中的每个BMS包括连接到多个对应电池单体并测量多个单体电压的BMIC和在BMIC操作时接通的继电器；多个第一电阻器，其位于在对应于多个从BMS的电源的两端之间延伸的布线上；多个第二电阻器，其连接在多个继电器的一端和布线之间——多个继电器的另一端连接到布线；第三电阻器，其连接在电源和布线上的多个第一电阻器之间；以及主BMS，其基于通过由第三电阻器、多个第一电阻器和多个第二电阻器中的至少一个对电源的电压进行分压而获得的感测电压来确定多个BMIC当中操作的BMIC的位置和数量。

Description

电池***
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年11月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0152521的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种电池***。
背景技术
当应用主电池管理***(BMS)和从BMS之间的绝缘通信方法时，作为诊断监测连接到从BMS的多个电池单体的电池监测集成电路(BMIC)是否正常的方法，通信是否可能已被使用。当没有对来自BMIC的周期性通信的响应时，对应BMIC可能会被看门狗转变到休眠状态。在转变到休眠状态之后，不存在检查在BMIC中是否发生了由于故障、烧毁或噪声而引起的意外电流消耗的方法。
发明内容
技术问题
本公开致力于提供一种电池***，其具有诊断构成电池***的多个BMIC是否正常操作的优点。
技术方案
根据本发明的特征的电池***包括：多个电池组，多个电池组中的每个电池组包括多个电池单体；多个从电池管理***(BMS)，多个从BMS关于多个电池组中的每个电池组管理多个电池组，多个从BMS中的每个BMS包括连接到多个对应电池单体并测量多个单体电压的BMIC和在BMIC操作时接通的继电器；多个第一电阻器，多个第一电阻器位于在对应于多个从BMS的电源的两端之间延伸的布线上；多个第二电阻器，多个第二电阻器连接在多个继电器的一端和布线之间，多个继电器的另一端连接到布线；第三电阻器，第三电阻器连接在电源和布线上的多个第一电阻器之间；以及主BMS，主BMS基于通过由第三电阻器、多个第一电阻器和多个第二电阻器中的至少一个对电源的电压进行分压而获得的感测电压来确定多个BMIC当中操作的BMIC的位置和数量。
多个从BMS中的每个从BMS可以包括：二极管和photoMOS继电器，二极管包括连接到电池组的阳极并构成继电器；以及晶体管，晶体管包括连接到二极管的阴极的一端和连接到BMIC的另一端并且在BMIC的控制下操作以向BMIC供应电力。
多个从BMS中的每个从BMS可以进一步包括与二极管并联连接的电容器。
第三电阻器的一端可以连接到电源，第三电阻器的另一端可以连接到多个第一电阻器中的一个第一电阻器的一端，并且多个从BMS中的一个从BMS的继电器的另一端可以连接到多个第一电阻器中的一个第一电阻器的一端。
多个从BMS中的一个从BMS的继电器的一端可以连接到多个第二电阻器中的一个第二电阻器的一端，并且多个第二电阻器中的一个第二电阻器的另一端可以连接到布线。
多个第一电阻器中的另一个第一电阻器的一端可以连接到多个第一电阻器中的一个第一电阻器的另一端，并且多个从BMS中的另一个从BMS的继电器的另一端可以连接到多个第一电阻器中的另一个第一电阻器的一端。
多个从BMS中的另一个从BMS的继电器的一端可以连接到多个第二电阻器中的另一个第二电阻器的一端，并且多个第二电阻器中的另一个第二电阻器的另一端可以连接到布线。
主BMS可以存储有关于根据多个继电器的接通或关断对电源的电压进行分压而获得的电压的信息，将感测电压与信息进行比较，并且确定多个BMIC当中操作的BMIC的数量和位置。
根据本发明的另一特征的电池***包括：第一电阻器，第一电阻器包括连接到电源的一端的一端；多个第二电阻器，多个第二电阻器串联连接在第一电阻器的另一端和电源的另一端之间；关于多个第二电阻器中的每个第二电阻器的多个继电器和多个第三电阻器，多个继电器和多个第三电阻器串联连接在第二电阻器的一端和电源的另一端之间；关于多个继电器中的每个继电器的多个二极管，多个二极管构成photoMOS继电器；多个BMIC，当多个二极管导通时向多个BMIC供应电力；以及主BMS，主BMS基于通过由第一电阻器、多个第二电阻器和多个第三电阻器中的至少一个对电源的电压进行分压而获得的感测电压来确定多个BMIC当中操作的BMIC的位置和数量。
多个第二电阻器中的一个第二电阻器的一端可以连接到第一电阻器的另一端，多个继电器中的一个继电器的一端可以连接到多个第二电阻器中的一个第二电阻器的一端，多个第三电阻器中的一个第三电阻器的一端可以连接到多个继电器中的一个继电器的另一端，并且多个第三电阻器中的一个第三电阻器的另一端可以连接到电源的另一端。
多个第二电阻器中的另一个第二电阻器的一端可以连接到多个第二电阻器中的一个第二电阻器的另一端，多个继电器中的另一个继电器的一端可以连接到多个第二电阻器中的另一个第二电阻器的一端，多个第三电阻器中的另一个第三电阻器的一端可以连接到多个继电器中的另一个继电器的另一端，并且多个第三电阻器中的另一个第三电阻器的另一端可以连接到电源的另一端。
电池***可以进一步包括：多个电容器，多个电容器分别与多个二极管并联连接。
主BMS可以存储有关于根据多个继电器的接通或关断对电源的电压进行分压而获得的电压的信息，将感测电压与信息进行比较，并且确定多个BMIC当中操作的BMIC的数量和位置。
有益的效果
本公开可以提供一种能够诊断构成电池***的多个BMIC是否正常操作的电池***。
附图说明
图1是图示根据实施例的电池***的图。
图2是示意性地图示根据实施例的从BMS的内部的图。
图3是示意性地图示仅根据实施例的用于检测电池***中的BMIC的操作的配置的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本说明书中公开的实施例，但是相同或相似的组件被给予相同或相似的附图标记，并且将省略其重复描述。在以下描述中使用的用于组件的后缀“模块”和/或“部件”仅是考虑到便于撰写本说明书而给出或混合的，并且它们本身不具有彼此不同的含义或作用。另外，在描述本本说明书中公开的实施例时，当确定相关已知技术的详细描述可能模糊本说明书中公开的实施例的主旨时，将省略其详细描述。另外，附图只是为了容易理解本说明书中公开的实施例，并不限制本说明书中公开的技术思想，并且应当被理解为包括本公开的精神和范围中包括的所有改变、等同或替代。
包括诸如第一、第二等的序数的术语可以用于描述各种组件，但组件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个组件与另一个组件区分开的目的。
还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的存在或添加。
实现为体现控制另一配置所必需的控制算法的指令集的程序可以被安装在根据实施例的配置当中的在特定控制条件下控制另一配置的配置中。控制配置可以根据安装的程序来处理输入数据和存储的数据以生成输出数据。控制配置可以包括用于存储程序的非易失性存储器和用于存储数据的存储器。
图1是图示根据实施例的电池***的图。
如图1所示，电池***1包括主电池管理***(MBMS)10、多个从电池管理***(SBMS)21至23、多个电池组31至33以及继电器40。
如图1所示，可以从电源2向电池***1供应输入电压Vin。电源2可以是诸如壁式电源的商用电源，并且可以是例如24V。图1示出了三个电池组31至33和三个从BMS 21至23，但这是示例并且本发明不限于此。根据电池***1的所需输出功率，多个电池组可以串联、并联或串并联。电池***1的输出端子P+和P-可以连接到负载或充电器。
多个电池组31至33中的每个电池组可以包括串联连接的多个电池单体(例如，311至314)。在图1中，多个电池组31至33中的每个电池组被图示为包括串联连接的四个电池单体311至314，但这是示例并且本发明不限于此。
继电器40连接在关于多个电池组31至33的一个电极(例如正电极)和电池***1的输出端子P+之间，并且通过主BMS 10的控制进行切换。主BMS 10可以生成用于控制继电器40的断开或闭合的继电器控制信号RCS，并将继电器控制信号RCS供应给继电器40。虽然在图1中仅示出了一个继电器，但是可以在关于多个电池组31至33的另一电极(例如负电极)和电池***1的输出端子P-之间进一步连接继电器。
多个从BMS 21至23中的每个从BMS连接到多个电池组31至33当中的对应电池组。例如，电池组31包括串联连接的多个电池单体311至314，并且从BMS 21通过端子C1至C5连接到多个电池单体311至314中的每个电池单体的两端。从BMS 21可以通过从电池组31供应的电压来操作，测量多个电池单体311至314中的每个电池单体的单体电压，测量电池组31的电流和温度，并且控制和执行在多个电池单体311至314上的单体平衡。
以相同的方式，电池组32也包括串联连接的多个电池单体321至324并连接到从BMS 22，并且电池组33也包括串联连接的多个电池单体331至334并连接到从BMS 23。
主BMS 10可以通过与多个从BMS 21至23的通信来传输/接收管理电池***1所必需的信息。例如，主BMS 10可以控制电池***1的输出功率或估计多个电池组31至33的充电状态(SOC)、健康状态(SOH)、电力状态(SOP)等。为此，主BMS 10可以从多个从BMS 21至23接收有关于多个电池组31至33的单体电压、电池电流和温度的信息。
尽管在图1中未示出用于在主BMS 10和多个从BMS 21至23之间的通信的配置，但是可以看出，可以通过已知文档和技术中的各种通信方法进行在主BMS 10和多个从BMS 21至23之间的信息传输和接收。
电源2和多个从BMS 21至23通过在电源2的两端之间延伸的布线61连接。电源2的两端包括正电位的一端和负电位的另一端，并且多个电阻器51至54串联连接在电源2的一端和另一端之间。
多个从BMS 21至23可以通过布线61将有关于由多个从BMS 21至23的BMIC消耗的电流的信息传送到主BMS 10。从BMS 21在触点N1处通过端子P1连接到布线61并且在触点N4处通过端子P2连接到布线61。从BMS 22在触点N2处通过端子P1连接到布线61并且在触点N4处通过端子P2连接到布线61。从BMS 23在触点N1处通过端子P1连接到布线61并且在触点N4处通过端子P2连接到布线61。
电阻器51连接在电源2和触点N1之间，电阻器52连接在触点N1和触点N2之间，电阻器53连接在触点N2和触点N3之间，并且电阻器54连接在接点N3和接点N4之间。
主BMS 10可以测量触点N1的电压，并且根据测量的电压和关于多个电池组31至33的控制条件检测多个从BMS 21至23当中的异常从BMS。
图2是示意性地图示根据实施例的从BMS的内部的图。
尽管在图2中仅示出了从BMS 21，但是图1中示出的从BMS 22和23也可以具有与图2中示出的从BMS 21相同的配置。
从BMS 21包括BMIC 211、构成photoMOS继电器的继电器213和二极管212、双极结型晶体管(BJT)215和电阻器55。
在从BMS 21中，端子C1连接到电池单体311的正电极，端子C2连接到电池单体311的负电极和电池单体312的正电极，端子C3连接到电池单体312的负电极和电池单体313的正电极，端子C4连接电池单体313的负电极和电池单体314的正电极，并且端子C5连接到电池单体314的负电极。BMIC 211可以基于多个端子C1至C5当中的两个相邻端子(例如，C1和C2)之间的电压差来测量电池单体(例如，311)的单体电压。
BMIC 211从电池组31接收驱动所需的电力。控制电压VB从BMIC 211供应给BJT215的基极端子，并且BJT 215由控制电压VB导通，使得驱动BMIC 211所需的电力从电池组31供应。BJT 215的基极和发射极端子可以连接到BMIC 211，控制电压VB可以从BMIC 211供应给BJT 215的基极端子，并且可以通过BJT 215的发射极端子供应来自电池组31的电力。
二极管212的阴极连接到BJT 215的集电极端子，并且二极管212的阳极通过端子C1连接到电池组31的正电极。电容器214并联连接在二极管212的两端之间，并且因此，可以平滑二极管212的两端的电压。然后，可以将二极管212的两端的电压控制为连续波形而不是诸如脉冲的不连续过渡波形的电压。
继电器213可以在二极管212发光的同时被接通(闭合)并且可以通知主BMS10BMIC 211正在消耗电流。继电器213的一端连接到触点N1，继电器213的另一端连接到电阻器55的一端，并且电阻器55的另一端连接到触点N4。也就是说，当BMIC 211操作并且电流流向BMIC 211时，继电器213被接通，并且电阻器55可以连接在触点N1和触点N4之间。
从BMS 22和23中的每个还包括BMIC，当BMIC操作并消耗电流时，电阻器连接在对应的触点N2和N3与触点N4之间。
在下文中，将描述电压VS(在下文中称为感测电压)根据是否多个从BMS 21至23的BMIC操作和电流流动而变化的实施例。主BMS 10可以测量感测电压VS并导出多个从BMS 21至23中的BMIC当中的操作BMIC。
图3是示意性地图示仅根据实施例的用于检测电池***中的BMIC的操作的配置的图。
如图3所示，在从BMS 21中，继电器213和电阻器55串联连接在触点N1和触点N4之间，在从BMS 22中，继电器223和电阻器56串联连接在触点N2和触点N4之间，并且在从BMS23中，继电器233和电阻器57串联连接在触点N3和触点N4之间。图3中示出的电阻器56和57以及继电器223和233是从BMS 22和23中的对应于图2中示出的从BMS 21的电阻器55和继电器213的组件。
感测电压VS的值可以根据多个继电器213、223和233当中处于接通状态(闭合)的继电器的位置和数量而变化。
例如，当所有多个继电器213、223和233都处于接通状态(闭合)时，感测电压VS具有等于以下等式1的值。
(等式1)
VS＝Vin*[(R4||(R1+(R5||(R2+(R3||R4)))))/(R0+(R4||(R1+(R5||(R2+(R3||R4))))))]
在等式1中，R0至R6分别表示电阻器51至57的电阻值，Vin表示电源的电压，并且符号“∥”指示并联电阻值。上述定义同样适用于下面的等式2至8。
在多个继电器213、223和233当中，当继电器213处于接通状态并且继电器223和233处于关断状态(断开)时，感测电压VS具有以下等式2中示出的值。
(等式2)
VS＝Vin*[(R4||(R1+R2+R3))/(R0+(R4||(R1+R2+R3)))]
在多个继电器213、223和233当中，当继电器223处于接通状态并且继电器213和233处于关断状态(断开)时，感测电压VS具有以下等式3中示出的值。
(等式3)
VS＝Vin*[(R1+(R5||(R2+R3)))/(R0+R1+(R5||(R2+R3)))]
在多个继电器213、223和233当中，当继电器233处于接通状态并且继电器213和223处于关断状态(断开)时，感测电压VS具有以下等式4中示出的值。
(等式4)
VS＝Vin*[(R1+R2+(R3||R6))/(R0+R1+R2+(R3||R6))]
当多个继电器213、223和233当中的继电器213和223处于接通状态并且继电器233处于关断状态(断开)时，感测电压VS具有以下等式5中示出的值。
(等式5)
VS＝Vin*[(R4||(R1+(R5||(R2+R3)))/(R0+(R4||(R1+(R5||(R2+R3))))]
当多个继电器213、223和233当中的继电器213和233处于接通状态并且继电器223处于关断状态(断开)时，感测电压VS具有以下等式6中示出的值。
(等式6)
VS＝Vin*[(R4||(R1+R2+(R3||R6)))/(R0+(R4||(R1+R2+(R3||R6))))]
当多个继电器213、223和233当中的继电器223和233处于接通状态并且继电器213处于关断状态(断开)时，感测电压VS具有以下等式7中示出的值。
(等式7)
VS＝Vin*[(R1+(R5||(R2+(R3||R4))))/(R0+R1+(R5||(R2+(R3||R4))))]
当所有多个继电器213、223和233都处于关断状态(断开)时，感测电压VS具有以下等式8中示出的值。
(等式8)
VS＝Vin*[(R1+R2+R3)/(R0+R1+R2+R3)]
如上所述，取决于多个继电器213、223和233当中处于接通状态的继电器的位置和数量，感测电压VS可以具有不同的值。因此，主BMS 10可以测量感测电压VS，并且根据测量的感应电压VS确定操作的BMIC的位置和数量。例如，主BMS 10可以将根据等式1至8的感测电压VS的值存储在表中，将测量的感测电压VS与存储在表中的值进行比较，并且根据比较结果来确定多个从BMS 21至23中的BMIC当中操作的BMIC的位置和数量。此时，主BMS 10可以设置关于存储在表中的值的多个对应的电阻范围，并且根据测量的感测电压VS所属的电阻范围来确定多个从BMS 21至23中的BMIC当中操作的BMIC的位置和数量。
通过实施例，主BMS 10可以检查BMIC是否处于唤醒状态或者泄漏电流是否由于故障、噪声或烧毁而在BMIC中流动，即使当BMIC处于其中BMIC不操作的休眠状态中时也是如此。
在图1和图2中，电阻器55、56和57被图示为分别位于从BMS 21、22和23内部，但是本发明不限于此。例如，电阻器55、56和57可以分别连接在从BMS 21、22和23的触点N4和端子P2之间。
虽然结合目前被认为是实际示例性实施例的内容描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例。相反，其旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (13)

1.一种电池***，包括：
多个电池组，所述多个电池组中的每个电池组包括多个电池单体；
多个从电池管理***(BMS)，所述多个从BMS关于所述多个电池组中的每个电池组管理所述多个电池组，所述多个从BMS中的每个BMS包括连接到多个对应电池单体并测量多个单体电压的BMIC和在所述BMIC操作时接通的继电器；
多个第一电阻器，所述多个第一电阻器位于在对应于所述多个从BMS的电源的两端之间延伸的布线上；
多个第二电阻器，所述多个第二电阻器连接在多个继电器的一端和所述布线之间，所述多个继电器的另一端连接到所述布线；
第三电阻器，所述第三电阻器连接在所述电源和所述布线上的所述多个第一电阻器之间；以及
主BMS，所述主BMS基于通过由所述第三电阻器、所述多个第一电阻器和所述多个第二电阻器中的至少一个对所述电源的电压进行分压而获得的感测电压来确定所述多个BMIC当中操作的BMIC的位置和数量。
2.根据权利要求1所述的电池***，其中：
所述多个从BMS中的每个从BMS包括：
二极管和photoMOS继电器，所述二极管包括连接到所述电池组的阳极并构成所述继电器；以及
晶体管，所述晶体管包括连接到所述二极管的阴极的一端和连接到所述BMIC的另一端并且在所述BMIC的控制下操作以向所述BMIC供应电力。
3.根据权利要求2所述的电池***，其中：
所述多个从BMS中的每个从BMS进一步包括：
与所述二极管并联连接的电容器。
4.根据权利要求1所述的电池***，其中：
所述第三电阻器的一端连接到所述电源，所述第三电阻器的另一端连接到所述多个第一电阻器中的一个第一电阻器的一端，并且所述多个从BMS中的一个从BMS的继电器的所述另一端连接到所述多个第一电阻器中的所述一个第一电阻器的所述一端。
5.根据权利要求4所述的电池***，其中：
所述多个从BMS中的所述一个从BMS的所述继电器的所述一端连接到所述多个第二电阻器中的一个第二电阻器的一端，并且所述多个第二电阻器中的所述一个第二电阻器的另一端连接到所述布线。
6.根据权利要求4所述的电池***，其中：
所述多个第一电阻器中的另一个第一电阻器的一端连接到所述多个第一电阻器中的所述一个第一电阻器的另一端，并且
所述多个从BMS中的另一个从BMS的继电器的所述另一端连接到所述多个第一电阻器中的所述另一个第一电阻器的所述一端。
7.根据权利要求6所述的电池***，其中：
所述多个从BMS中的所述另一个从BMS的所述继电器的一端连接到所述多个第二电阻器中的另一个第二电阻器的一端，并且所述多个第二电阻器中的所述另一个第二电阻器的另一端连接到所述布线。
8.根据权利要求1所述的电池***，其中：
所述主BMS，
存储有关于根据所述多个继电器的接通或关断对所述电源的所述电压进行分压而获得的电压的信息，将所述感测电压与所述信息进行比较，并且确定所述多个BMIC当中操作的BMIC的数量和位置。
9.一种电池***，包括：
第一电阻器，所述第一电阻器包括连接到电源的一端的一端；
多个第二电阻器，所述多个第二电阻器串联连接在所述第一电阻器的另一端和所述电源的另一端之间；
关于所述多个第二电阻器中的每个第二电阻器的多个继电器和多个第三电阻器，所述多个继电器和所述多个第三电阻器串联连接在所述第二电阻器的一端和所述电源的所述另一端之间；
关于所述多个继电器中的每个继电器的多个二极管，所述多个二极管构成photoMOS继电器；
多个BMIC，当所述多个二极管导通时向所述多个BMIC供应电力；以及
主BMS，所述主BMS基于通过由所述第一电阻器、所述多个第二电阻器和所述多个第三电阻器中的至少一个对所述电源的电压进行分压而获得的感测电压来确定所述多个BMIC当中操作的BMIC的位置和数量。
10.根据权利要求9所述的电池***，其中：
所述多个第二电阻器中的一个第二电阻器的一端连接到所述第一电阻器的所述另一端，所述多个继电器中的一个继电器的一端连接到所述多个第二电阻器中的所述一个第二电阻器的所述一端，所述第三电阻器中的一个第三电阻器的一端连接到所述多个继电器中的所述一个继电器的另一端，并且所述多个第三电阻器中的所述一个第三电阻器的另一端连接到所述电源的所述另一端。
11.根据权利要求10所述的电池***，其中：
所述多个第二电阻器中的另一个第二电阻器的一端连接到所述多个第二电阻器中的所述一个第二电阻器的另一端，所述多个继电器中的另一个继电器的一端连接到所述多个第二电阻器中的所述另一个第二电阻器的所述一端，所述多个第三电阻器中的另一个第三电阻器的一端连接到所述多个继电器中的所述另一个继电器的所述另一端，并且所述多个第三电阻器中的所述另一个第三电阻器的所述另一端连接到所述电源的所述另一端。
12.根据权利要求9所述的电池***，进一步包括：
多个电容器，所述多个电容器分别与所述多个二极管并联连接。
13.根据权利要求9所述的电池***，其中：
所述主BMS，
存储有关于根据所述多个继电器的接通或关断对所述电源的所述电压进行分压而获得的电压的信息，将所述感测电压与所述信息进行比较，并且确定所述多个BMIC当中操作的BMIC的数量和位置。
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