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CN105637697A - 用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统以及具有这种蓄电池管理系统的蓄电池系统 - Google Patents

用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统以及具有这种蓄电池管理系统的蓄电池系统 Download PDF

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CN105637697A
CN105637697A CN201480056263.2A CN201480056263A CN105637697A CN 105637697 A CN105637697 A CN 105637697A CN 201480056263 A CN201480056263 A CN 201480056263A CN 105637697 A CN105637697 A CN 105637697A
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CN
China
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battery
cell monitoring
monitoring unit
management system
cell
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Application number
CN201480056263.2A
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A·瓦滕贝格
J·费策尔
H－J·沃尔夫
M·朗
P·费舍尔
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Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Samsung SDI Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统(1)，该蓄电池具有多个相互电连接的、分别包括至少一个蓄电池单池(2)的蓄电池模块(3)，其中该蓄电池管理系统(1)包括至少一个控制器单元(4)和至少一个单池监控单元(5)。其中该至少一个单池监控单元(5)被构造用于，接收关于至少一个蓄电池单池(2)的至少一个运行参数的数据，采集该接收的数据并将该采集的数据向该至少一个控制器单元(4)传送。此外该至少一个单池监控单元(5)还被构造用于，探测关于至少一个蓄电池单池(2)的故障事件并且触发包括该至少一个蓄电池单池(2)的蓄电池模块(3)的切断。此外本发明还涉及一种具有多个相互电连接的蓄电池模块(3)的蓄电池系统，这些蓄电池模块(3)分别包括至少一个蓄电池单池(2)，且该蓄电池系统还具有一个根据本发明的蓄电池管理系统(1)。

Description

用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统以及具有这种蓄电池管理系统的蓄电池系统
技术领域
本发明涉及一种用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统，其具有多个相互电连接的、分别包括至少一个蓄电池单池的蓄电池模块，其中该蓄电池管理系统包括至少一个控制器单元和至少一个单池监控单元，且其中该至少一个单池监控单元构造用于，接收关于至少一个蓄电池单池的至少一个运行参数的数据、采集该接收的数据并将该采集的数据向该至少一个控制器单元传送。
此外本发明还涉及一种具有多个相互电连接的蓄电池模块(3)的蓄电池系统，这些蓄电池模块(3)分别包括至少一个蓄电池单池(2)，且该蓄电池系统包括蓄电池管理系统。
背景技术
这种蓄电池系统尤其用在混合动力车辆、插入式混合动力车辆和电动车辆中以提供对运行必须的电能。其中尤其采用可再充电的锂离子单池作为蓄电池单池。在此蓄电池系统是已知的，其中多个蓄电池单池串联连接成蓄电池。此外蓄电池系统是已知的，其包括多个蓄电池模块，其中每个蓄电池模块具有对应的多个串联和/或并联连接的蓄电池单池。尤其这种蓄电池系统是已知的，其中多个蓄电池模块通过所谓的耦合单元串联和/或并联连接成蓄电池线路，其中通过这些耦合单元能够将各个蓄电池模块与蓄电池线路接通和/或能够桥接各个蓄电池模块且因此能够与蓄电池线路切断。可接通或者是可切断的蓄电池模块的这种互相连接以蓄电池直接转换器(BDC，BDC：蓄电流直接转换器)以及蓄电池直接逆变器(BDI，BDI：蓄电池直接逆变器)的概念是已知的。
尤其为了确保蓄电池系统的安全性，充分利用蓄电池系统的蓄电池单池的功率和/或提高蓄电池单池的使用寿命，使用蓄电池管理系统(BMS，BMS：蓄电池管理系统)。其中这些蓄电池管理系统的重要功能是测定蓄电池系统的蓄电池单池的当前状态的所谓的蓄电池状态识别、与其他系统尤其是车辆的控制系统的通信，和/或对蓄电池单池进行热管理。为此迄今已知的蓄电池管理系统尤其具有至少一个控制器单元和多个单池监控单元。其中这些单池监控单元为通常所谓的单池监控电路，其采集运行参数、例如尤其是蓄电池单池电压、蓄电池单池电流和/或蓄电池单池温度并且向该至少一个控制器单元传送。
对蓄电池管理系统来说不同的控制器架构是已知的，尤其是具有中央控制器单元的架构(中央BMS系统)和具有分布BMS控制器单元的架构(具有或者不具有菊花链的分布系统)。通常在这些架构中尤其由于可用性和安全性考虑实现硬线、即电缆连接数据传输路径。此外由文件DE102007063280A1已知一种用于在上述蓄电池系统中使用的蓄电池传感器，其中为了降低布线花费无线地进行数据传输。
在迄今为止的现有技术中已知的蓄电池系统的主要缺点是，蓄电池系统出现一个故障会通常导致蓄电池系统的完全崩溃。其中蓄电池管理系统的控制器单元通常探测到故障并且需要时通过使用所谓的电池断开装置(BDU)，触发切断蓄电池系统，尤其通过蓄电池系统的相应的接触器控制。
在该背景下本发明的任务是提高故障情况下蓄电池系统的可用性。
发明内容
为了解决该任务提出了一种用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统，该蓄电池具有多个相互电连接的、分别包括至少一个蓄电池单池的蓄电池模块，其中该蓄电池管理系统包括至少一个控制器单元和至少一个单池监控单元。其中该至少一个单池监控单元构造用于，接收关于至少一个蓄电池单池的至少一个运行参数的数据、采集该接收的数据并且将该采集的数据向该至少一个控制器单元传送。此外该至少一个单池监控单元构造用于，探测关于该至少一个蓄电池单池的至少一个故障事件并且触发包括至少一个蓄电池单池的蓄电池模块的切断。
至少一个蓄电池单池的运行参数尤其是该至少一个蓄电池单池的蓄电池单池电压和/或蓄电池单池温度。关于至少一个运行参数的数据尤其是关于至少一个运行参数的测量值，即尤其是关于蓄电池单池电压的测量值和/或关于蓄电池单池温度的测量值。尤其规定，每个蓄电池单池包括至少一个传感器，其中该至少一个传感器测量蓄电池单池的运行参数、尤其是蓄电池单池电压和/或蓄电池单池温度。从该至少一个传感器接收的测量值有利地作为关于至少一个运行参数的数据对应地向至少一个单池监控单元传送并且被该至少一个单池监控单元采集。这些采集的数据能够被该至少一个单池监控单元有利地向该至少一个控制器单元传送。尤其设置为根据本发明的蓄电池管理系统的有利的技术方案的是：该至少一个单池监控单元是具有扩展的功能范围的所谓的单池监控电路(CSC)。此外其中该至少一个单池监控单元有利地构造用于，执行所谓的单池平衡。
根据本发明的另一有利的技术方案规定，该至少一个控制器单元是蓄电池控制单元(BCU)。根据本发明的蓄电池管理系统的至少一个控制器单元有利地构造用于，分析所接收的数据、尤其是通过使用至少一个算法分析关于至少一个蓄电池单池的至少一个运行参数的所接收的数据。此外该至少一个控制器单元有利地构造用于，根据该数据分析的结果控制和/或调节蓄电池系统的功能、尤其是蓄电池系统的蓄电池单池的温度和/或蓄电池系统的其他有关安全的功能。尤其规定，该至少一个控制器单元构造用于，控制蓄电池系统的接触器，以能够电地断开蓄电池系统的蓄电池且因此防止例如蓄电池系统超负荷。
通过以下方式，即根据本发明的蓄电池管理系统的根据本发明至少一个单池监控单元构造用于，探测关于至少一个蓄电池单池的故障事件以及触发包括该至少一个蓄电池单池的蓄电池模块的切断，有利地减轻该至少一个控制器单元的负担。由此有利地降低该蓄电池管理系统的出错率。尤其减少由于过高的由至少一个控制器单元处理的数据量而产生的错误的数量，由此该蓄电池管理系统有利地更为鲁棒地工作。
通过以下方式，即此外规定通过该至少一个单池监控单元切断对应的蓄电池模块，在故障情况下蓄电池系统能够有利地通过剩余的蓄电池模块继续运行。即使由此偶尔降低蓄电池系统的系统性能，但是有利地防止了完全崩溃。
通过该至少一个单池监控单元触发包括该至少一个蓄电池单池的蓄电池模块的切断，尤其是通过该至少一个单池监控单元主动控制用于切断包括该至少一个蓄电池单池的蓄电池模块的开关单元和/或通过该至少一个单池监控单元向蓄电池系统的控制装置发送至少一个信号，其中该控制装置在接收该至少一个信号时启动包括该至少一个蓄电池单池的蓄电池模块的切断。
根据根据本发明的蓄电池管理系统的尤其有利的技术方案规定，该至少一个单池监控单元构造用于，在探测到该至少一个故障事件时触发包括该至少一个蓄电池单池的蓄电池模块。这意味着通过该至少一个单池监控单元识别故障事件在一定程度上触发包括该至少一个蓄电池单池的蓄电池模块的切断。因此作为对识别故障事件的回应有利地触发包括相关的蓄电池单池的蓄电池模块的切断。由此能够有利地尽量避免对蓄电池系统的伤害，尤其是将造成蓄电池系统的完全崩溃的伤害。
尤其作为本发明的另一有利的技术方案规定，该至少一个单池监控单元构造用于，产生用于触发包括该至少一个蓄电池单池的蓄电池模块的切断的切断信号。此外该至少一个单池监控单元有利地构造用于，发送所产生的切断信号。优选地通过探测故障事件由该至少一个单池监控单元触发产生切断信号。该产生的切断信号有利地从该单池监控单元发送，以触发包括造成该至少一个故障事件的蓄电池单池的蓄电池模块的切断。有利地由该至少一个单池监控单元将该切断信号向蓄电池系统的开关单元发送，通过该开关单元将相关的蓄电池模块与蓄电池系统的其他蓄电池模块电连接。该开关单元能够尤其通过半导体开关元件构造，其中通过开关单元接收切断信号以触发该开关单元的断开并且相关的蓄电池模块因此有利地从蓄电池系统中切断。
此外该至少一个单池监控单元有利地构造用于，将未接收待该至少一个蓄电池单池的数据探测作为故障事件。因此还有利地将识别该蓄电池模块的至少一个蓄电池单池和该至少一个单池监控单元之间的受到干扰的通信连接作为故障事件。由此尤其可以防止，具有该至少一个蓄电池单池的问题在受到干扰的通信连接时保持不被识别。为此有利地进一步提高系统的鲁棒性。
根据根据本发明的蓄电池管理系统的另一尤其有利的技术方案规定，该至少一个单池监控装置构造用于，通过使用至少一个算法分析这些采集的数据。尤其规定，该至少一个单池监控单元构造用于，通过分析这些采集的数据确定蓄电池单池特征，尤其如蓄电池单池的荷电状态(SOC，SOC：荷电状态)。为此有利地进一步减轻该蓄电池管理系统的至少一个控制单元的负担，由此有利地进一步降低整个系统的故障率。尤其规定，该至少一个单池监控单元构造用于，采集这些分析的数据作为进一步数据并且将这些分析的数据作为采集的数据向至少一个控制器单元发送。这样尤其规定，由该至少一个单池监控单元确定的蓄电池单池的荷电状态(SOC)能够从该单池监控单元向至少一个控制器单元传送。
此外有利地该至少一个单池监控单元构造用于，通过分析这些采集的数据探测至少一个故障事件。尤其规定，该至少一个单池监控单元在此包括比较单元，其中超过和/或低于预定的阈值被探测为故障事件。尤其规定，蓄电池单池的充电状态的不可信的值被该至少一个单池监控单元探测为故障事件。有利地可探测的故障事件的个数由该技术方案进一步提高且关于可用性的蓄电池系统的运行在使用根据本发明的蓄电池管理系统时进一步优化。
根据根据本发明的蓄电池管理系统的另一尤其有利的技术方案，该至少一个单池监控单元具有用于无线地发送数据的发送装置。有利地该至少一个单池监控单元尤其构造用于，通过该发送装置无线地发送采集的数据和/或产生的切断信号。此外根据本发明的另一有利的技术方案规定，该至少一个单池监控单元具有用于无线地接收数据的接收装置。根据根据本发明的蓄电池管理系统的尤其有利的技术方案规定，在蓄电池管理系统的单元之间发送和/或接收数据至少部分地无线地实现。通过无线地传送数据有利地降低布线花费。尤其规定，通过无线技术无线地进行传送数据。尤其规定，根据工业标准IEEE802.51(蓝牙)、根据RFID标准(RFID：无线射频识别)和/或借助于局域无线网、优选地通过根据IEEE802.11-家庭的标准的局域无线网，进行信号的传送。其中尤其规定，关于该至少一个运行参数的数据能够无线地由该至少一个单池监控单元接收。
此外为了解决开始所述的任务还提出了一种具有多个相互电连接的蓄电池模块的蓄电池系统，这些蓄电池模块分别包括至少一个蓄电池单池，且该蓄电池系统还具有根据本发明所述的蓄电池管理系统，其中用于接收关于至少一个蓄电池单池的至少一个运行参数的数据的蓄电池管理系统的单池监控单元被分配给蓄电池系统的蓄电池模块的对应的至少一个蓄电池单池。这意味着蓄电池管理系统的单池监控单元采集关于分配给该单池监控单元的蓄电池单池的至少一个运行参数的对应的数据。其中尤其规定，该至少一个蓄电池单池具有用于采集至少一个蓄电池单池的运行参数的传感器、尤其是用于采集蓄电池单池电压和/或蓄电池单池温度的传感器。由这些传感器所采集的数据有利地通过通信连接向至少一个单池监控单元传送，由其接受至少一个单池监控单元且由其从该至少一个单池监控单元采集关于至少一个运行参数的数据。尤其规定，单池监控单元分配给蓄电池模块的多个蓄电池单池，尤其是蓄电池模块的所有蓄电池单池，其中该蓄电池管理系统至少具有如蓄电池模块这样多的单池监控单元。
根据该蓄电池系统的一尤其有利的技术方案规定，该蓄电池系统包括耦合单元，通过该耦合单元蓄电池系统的这些蓄电池模块相互电连接。其中有利地规定，这些蓄电池模块分别可通过分配给对应的蓄电池模块的耦合单元电地接入该蓄电池系统或者从该蓄电池系统中电地分离。在此该耦合单元有利地构造用于，在接收到切断信号时将该蓄电池模块从该蓄电池系统中电地切断、尤其通过该耦合单元通过相应的开关操作电地桥接蓄电池模块。在该技术方案中该蓄电池系统有利地包括多个蓄电池模块，这些蓄电池模块能够有利地通过该耦合单元接入蓄电池线路或者被桥接。有利地蓄电池系统的这些蓄电池模块连接成蓄电池直接转换器(BDC，BDC：蓄电池直接转换器)或者连接成蓄电池直接逆变器(BDI，BDI：蓄电池直接逆变器)。有利地在该技术方案中该蓄电池系统在停止一个或多个蓄电池模块后由剩余的蓄电池模块继续运行。通过这些耦合模块该蓄电池系统的这些蓄电池模块可以有利地接入增加相应的蓄电池线路的输出电压或者可以在相应的蓄电池线路中桥接，从而该蓄电池模块的这些蓄电池单池对相应的蓄电池线路的输出电压不作贡献。
尤其规定，该蓄电池系统具有分配给蓄电池模块的耦合单元和该至少一个单池监控单元之间的信号传输路径，该至少一个单池监控单元分配给蓄电池模块的至少一个蓄电池单池。尤其规定，由该至少一个单池监控单元产生的切断信号能够通过该信号传输路径向耦合单元发送，以通过这种方式触发蓄电池系统的蓄电池模块的切断。
有利地以无线的方式实现信号传输路径，其中该至少一个单池监控单元有利地具有用于无线地发送该切断信号的发送装置并且各耦合单元有利地具有用于无线地接收切断信号的接收装置。由此有利地进一步降低蓄电池系统的布线花费。
附图说明
结合附图中所示的实施例进一步阐述本发明的其他有利的详细情况、特征和技术方案细节。其中：
图1示意性示出了根据本发明的蓄电池管理系统的实施例的框图；
图2示意性示出了根据本发明的蓄电池系统的实施例的框图；
图3示意性示出了根据本发明的蓄电池系统的另一实施例的框图；以及
图4示出了具有分配给蓄电池模块的耦合单元的蓄电池系统的蓄电池模块的实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出了用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统1的极为简略的示意图，该蓄电池具有多个相互电连接的、分别包括至少一个蓄电池单池2的蓄电池模块3。该蓄电池管理系统1包括一个控制器单元4和多个单池监控单元5。此外该蓄电池管理系统1还包括另一功能单元6，其在此构造用于控制和/或调节这些蓄电池模块3的温度。这些蓄电池单池2具有用于测量蓄电池单池电压和蓄电池单池温度的对应的传感器(图1中未明确示出)。通过信号传输路径7将这些由传感器采集的测量值向这些单池监控单元5传送。这些单池监控单元5尤其承担所谓的单池监控电路(CSC)的任务。这些单池监控单元5尤其构造为用于进行所谓的单池平衡。通过信号传输路径7将这些单池监控单元5对应地构造用于接收由传感器采集的测量值、采集该接收的数据和将该采集的数据通过信号传输路径8向控制器单元4传送。
此外这些单池监控单元5构造用于，探测关于蓄电池单池2的故障事件，这些对应的单池监控单元5通过该信号传输路径7与这些蓄电池单池2连接，以及触发包括这些蓄电池单池2的蓄电池模块3的切断。这些单池监控单元5尤其构造用于，将未从对应的蓄电池单池2接收到测量数据探测为故障事件。这意味着当从蓄电池单池2到单池监控单元5存在传送故障时，这也被识别为故障事件。此外这些单池监控单元5还有利地构造用于，通过使用算法分析这些采集的数据。其中这些单池监控单元5尤其构造用于，确定对应的蓄电池单池2当前的特征、尤其是蓄电池单池2的荷电状态(SOC)和/或蓄电池单池2的所谓的健康状态(SOH)。由此有利地减轻中央控制器4的负担。
此外这些单池监控单元5有利地构造用于，通过分析采集的数据识别故障事件。为此单池监控单元尤其包括比较单元(图1中未明确示出)。通过该比较单元将采集的和/或分析的数据进行阈值比较，其中根据对应的数据将超过和/或低于单池监控单元5的预定的阈值识别为故障事件。
通过信号传输路径7、8传输数据在所述的实施例中无线地进行，优选地根据无线传输标准。由此有利地减少布线花费。
图1中示例性地示出的蓄电池管理系统1具有分布的控制器架构，其中这些单池监控单元5在星形的架构中与控制器单元通信。
尤其地，设置以下用于连接多个单池监控单元5的信号传输线路的实现方式来作为有利的技术方案变型(图1中未示出)：
蓄电池单池2/蓄电池模块3和单池监控单元5之间进行无线通信。通过共同的有线连接的总线将单池监控单元5连接在控制器单元4上。或者：
蓄电池单池2/蓄电池模块3和单池监控单元5之间进行无线通信。且单池监控单元5以所谓的菊花链有线连接的方式连接到控制器单元4上。或者：
蓄电池单池2/蓄电池模块3和单池监控单元5之间根据菊花链原理进行无线通信。且单池监控单元5以有线连接的方式连接到控制器单元4上。或者：
蓄电池单池2/蓄电池模块3和单池监控单元5之间进行无线通信。这些单池监控单元5相互通过有线连接的方式相互连接且无线地连接到控制器单元4上。或者：
蓄电池单池2/蓄电池模块3和单池监控单元5之间根据菊花链原理进行无线通信。且这些单池监控单元5无线地连接到控制器单元4上。
图2中示意性示出了具有多个蓄电池模块3和蓄电池管理系统的蓄电池系统的实施例的极其简化的框图。其中多个蓄电池模块3的互相连接通过根据蓄电池直接转换器的耦合单元9实现。其中蓄电池模块3相互连接成蓄电池线路，其中这些蓄电池模块3能够通过耦合单元9对应地接入蓄电池线路或者能够通过桥接对应的蓄电池模块3从蓄电池线路断开。结合图4进一步阐述耦合单元9。
该蓄电池管理系统包括一个中央控制器单元4和多个单池监控单元5，如结合图1阐述的。其中这些单池监控单元5尤其构造用于，采集和分析关于由蓄电池单池2组成的组2的蓄电池单池电压的数据。这些单池监控单元5尤其构造用于，在数据分析范围内探测故障事件，例如过高的蓄电池单池电压值。此外这些单池监控单元5构造用于，将蓄电池单池的组2和单池监控单元5之间的信号传输路径7的干扰探测作为故障事件。在探测故障事件时这些单池监控单元5还构造用于，产生切断信号并且将该切断信号通过蓄电池模块3的单池监控单元5和蓄电池模块的耦合单元9之间的信号传输路径10向耦合单元9发送。通过耦合单元9接收该切断信号，耦合单元9触发开关操作，由此电地桥接通过耦合单元9与蓄电池系统连接的蓄电池模块3并由此从蓄电池系统中切断。这些单池监控单元5以这种方式构造用于，触发蓄电池系统的蓄电池模块3的切断。其中有利地还提供蓄电池系统的另一蓄电池模块3。因此有利地即使出现故障事件该蓄电池系统还进一步可用。
图3示出了蓄电池系统的极为简化的方式，其中蓄电池模块3的互相连接实现为电池直接逆变器(BDI)。其中蓄电池模块3，如结合图2中实施例所阐述的，能够通过耦合单元9以扩展的方式对应地接入蓄电池系统以及对应地从蓄电池系统中切断。如结合图2所示的实施例所阐述的，在图3中所示的实施例中也能够通过单池监控单元5探测故障事件，其中通过单池监控单元5在探测故障事件时触发包括造成该故障事件的蓄电池单池的蓄电池模块3的切断，通过对应的单池监控装置5通过信号传输路径10控制对应的耦合单元9。
根据图4示例性地示出了耦合单元9的工作原理。为此在图4中耦合单元9通过多个半导体元件实现。通过耦合单元9能够将包括多个蓄电池单池2的蓄电池模块3，与其他的蓄电池模块3(图4中未示出)电地连接为蓄电池或者是蓄电池线路。在此规定正常状态(蓄电池模块3接入蓄电池系统)为：实现通过耦合装置9的上部电路部分的电流，从而蓄电池模块3连接入电流通道11中。在此耦合装置的下部电路部分阻断(象征性地由叉号11’示出)。为了桥接蓄电池模块3且因此用于根据本发明切断蓄电池模块3，由单池监控装置(图4中未示出)将信号通过与耦合装置9连接的信号传输路径10发送，其中通过接收信号阻断耦合单元9的上部电路部分(象征性地通过虚线叉号12’示出)且通过耦合单元9的下部电路部分构造新的电路通道12且因此电地桥接该蓄电池模块3。
在附图中所示的和借助于附图在上下文中所阐述的实施例用于阐述本发明且不限制本发明。

Claims (12)

1.一种用于监控和调节可再充电的蓄电池的运行的蓄电池管理系统(1)，所述蓄电池具有多个相互电连接的、分别包括至少一个蓄电池单池(2)的蓄电池模块(3)，其中所述蓄电池管理系统(1)包括至少一个控制器单元(4)和至少一个单池监控单元(5)，其中所述至少一个单池监控单元(5)被构造用于，接收关于至少一个蓄电池单池(2)的至少一个蓄电池参数的数据，采集所接收的数据并且将所采集的数据向所述至少一个控制器单元(4)传送，其特征在于，所述至少一个单池监控单元(5)还被构造用于，探测关于所述至少一个蓄电池单池(2)的故障事件并且触发包括所述至少一个蓄电池单池(2)的所述蓄电池模块(3)的切断。
2.根据权利要求1所述的蓄电池管理系统(1)，其特征在于，所述至少一个单池监控单元(5)被构造用于，在探测到至少一个故障事件时触发包括所述至少一个蓄电池单池(2)的所述蓄电池模块(3)的切断。
3.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池管理系统(1)，其特征在于，所述至少一个单池监控单元(5)被构造用于，为了触发包括所述至少一个蓄电池单池(2)的所述蓄电池模块(3)的切断而产生并发送切断信号。
4.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池管理系统(1)，其特征在于，所述至少一个单池监控单元(5)被构造用于，将未从所述至少一个蓄电池单池(2)接收到数据探测作为故障事件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池管理系统(1)，其特征在于，所述至少一个单池监控单元(5)被构造用于，通过使用至少一种算法来分析所述所采集的数据。
6.根据权利要求中5所述的蓄电池管理系统(1)，其特征在于，所述至少一个单池监控单元(5)被构造用于，通过分析所述所采集的数据来探测至少一个故障事件。
7.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池管理系统(1)，其特征在于，所述至少一个单池监控单元(5)具有用于无线地发送数据的发送装置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的蓄电池管理系统(1)，其特征在于，所述至少一个单池监控单元(5)具有用于无线地接收数据的接收装置。
9.一种具有多个相互电连接的蓄电池模块(3)的蓄电池系统，多个蓄电池模块(3)分别包括至少一个蓄电池单池(2)，并且所述蓄电池系统还具有根据前述权利要求1至8中任一项所述的蓄电池管理系统(1)，其中，用于接收关于至少一个蓄电池单池(2)的至少一个运行参数的数据的所述蓄电池管理系统(1)的单池监控单元(5)被分配给所述蓄电池系统的蓄电池模块(3)的对应的至少一个蓄电池单池(2)。
10.根据权利要求9所述的蓄电池系统，其特征在于，所述蓄电池系统包括耦合单元(9)，所述蓄电池系统的所述多个蓄电池模块(3)通过所述耦合单元(9)相互电连接，其中所述多个蓄电池模块(3)能够分别通过分配给对应的蓄电池模块(3)的耦合单元(9)电地接入蓄电池系统或者从所述蓄电池系统中电地切断，并且其中分配给蓄电池模块(3)的所述耦合单元(9)被构造用于，在接收到切断信号时，将所述蓄电池模块(3)从所述蓄电池系统中电地切断。
11.根据权利要求10所述的蓄电池系统，其特征在于在分配给蓄电池模块(3)的所述耦合单元(9)和至少一个单池监控单元(5)之间的信号传输路径(10)，所述至少一个单池监控单元(5)被分配给所述蓄电池模块(3)的至少一个蓄电池单池(2)。
12.根据权利要求11所述的蓄电池系统，其特征在于，所述信号传输路径(10)以无线方式实现，其中所述至少一个单池监控单元(5)具有用于无线地发送所述切断信号的发送装置并且对应的耦合单元(9)具有用于无线地接收切断信号的接收装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112670606A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 重庆峘能电动车科技有限公司 电池包及电动汽车
CN112659925A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 重庆峘能电动车科技有限公司 分箱换电系统及电动汽车
CN113258631A (zh) * 2020-02-10 2021-08-13 三星Sdi株式会社 能量存储系统保护系统

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2545698B (en) * 2015-12-22 2022-01-05 Silver Power Systems Ltd Multi-module battery control
EP3367474A1 (en) 2017-02-23 2018-08-29 Robert Bosch GmbH Control unit, battery cell, cell module, battery, and apparatus
AU2018282873B2 (en) 2017-06-12 2023-04-27 Tae Technologies, Inc. Multi-level multi-quadrant hysteresis current controllers and methods for control thereof
EA202090065A1 (ru) 2017-06-16 2020-04-17 Таэ Текнолоджиз, Инк. Многоуровневые контроллеры напряжения гистерезиса для модуляторов напряжения и способы для их управления
JP2021518733A (ja) 2018-03-22 2021-08-02 ティーエーイー テクノロジーズ， インコーポレイテッド 電力管理および制御のためのシステムおよび方法
DE102018214609A1 (de) 2018-08-29 2020-03-05 Robert Bosch Gmbh Akkupack sowie Ladeverfahren für ein Akkupack
DE102018007919A1 (de) * 2018-10-08 2020-04-09 Lei Shen Modulare Energiespeicher mit parallelgeschallen Batteriesträngen
BR112021018566A2 (pt) 2019-03-29 2021-11-30 Tae Tech Inc Sistemas de energia com base em módulo que têm capacidade de configurações em cascata e interconectadas e métodos relacionados aos mesmos
DE102019132059B4 (de) * 2019-11-27 2024-10-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Testen einer Einzelzelle einer elektrischen Energiespeichereinrichtung oder zum Testen der Energiespeichereinrichtung sowie Ersatzzelle
CN115667020A (zh) 2020-04-14 2023-01-31 阿尔法能源技术公司 具有冷却设备并具有可更换的能量源能力的模块化级联能量系统
WO2021211630A2 (en) 2020-04-14 2021-10-21 Tae Technologies, Inc. Systems, devices, and methods for charging and discharging module-based cascaded energy systems
JP7778088B2 (ja) 2020-05-14 2025-12-01 ティーエーイー テクノロジーズ， インコーポレイテッド モジュール型カスケード式エネルギーシステムを伴う、レールベースおよび他の電気自動車両のためのシステム、デバイス、ならびに方法
DE102020210046A1 (de) 2020-08-07 2022-02-10 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
US20240359595A1 (en) * 2020-08-24 2024-10-31 Tae Technologies, Inc. Modular Cascaded Energy Systems with a Cooling Apparatus and with Replaceable Energy Source Capability
AU2021350186A1 (en) 2020-09-28 2023-05-11 Tae Technologies, Inc. Multi-phase module-based energy system frameworks and methods related thereto
CN116529119A (zh) 2020-09-30 2023-08-01 阿尔法能源技术公司 用于基于模块的级联能量系统中的相内和相间平衡的系统、设备和方法
US12139024B2 (en) 2021-01-13 2024-11-12 Tae Technologies, Inc. Systems, devices, and methods for module-based cascaded energy systems
DE102021201959A1 (de) 2021-03-02 2022-09-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hochvolt-Batterie und Verfahren zum ausfallsicheren Betrieb einer Hochvolt-Batterie
EP4367770A4 (en) * 2021-07-07 2025-06-18 TAE Technologies, Inc. Systems, devices and methods for modular cascaded energy systems configured for coupling with renewable energy sources
DE102021123091A1 (de) 2021-09-07 2023-03-09 Lisa Dräxlmaier GmbH Leiterplattenanordnung zur überwachung einer antriebsbatterie eines batteriebetriebenen fahrzeugs
CN116760153B (zh) * 2023-08-17 2024-04-16 中宏科创新能源科技(浙江)有限公司 一种集成电池管理和变流控制的储能系统
TWI885838B (zh) * 2024-04-03 2025-06-01 連恩微電子股份有限公司 電池系統及其電池通訊系統

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013011766A1 (ja) * 2011-07-15 2013-01-24 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 蓄電システム、二次電池残量管理方法
CN103326451A (zh) * 2012-03-23 2013-09-25 株式会社东芝 蓄电池系统及其运用方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3533437A1 (de) * 1985-09-19 1987-03-26 Telefunken Electronic Gmbh Schutzelektronik fuer akkumulatoren
US8547065B2 (en) * 2007-12-11 2013-10-01 Antonio Trigiani Battery management system
DE102007063280A1 (de) 2007-12-27 2009-07-02 Robert Bosch Gmbh Batteriesensor mit drahtloser Datenübertragung
CN102460893B (zh) * 2009-04-06 2014-11-05 阿克伦大学 电池组管理器单元和使用其来延长电池组的寿命的方法
US8219333B2 (en) * 2010-06-29 2012-07-10 O2Micro, Inc Battery management systems for protecting batteries from fault conditions
US8471529B2 (en) * 2010-10-14 2013-06-25 GM Global Technology Operations LLC Battery fault tolerant architecture for cell failure modes parallel bypass circuit
US9851412B2 (en) * 2010-11-09 2017-12-26 International Business Machines Corporation Analyzing and controlling performance in a composite battery module
US9196930B2 (en) * 2011-03-24 2015-11-24 Ford Global Technologies, Llc Vehicle battery cell with integral control circuit
DE102011079291A1 (de) * 2011-07-18 2013-01-24 Sb Limotive Company Ltd. Batteriemanagementsystem und Verfahren zur Bestimmung der Ladezustände von Batteriezellen, Batterie und Kraftfahrzeug mit Batteriemanagementsystem
KR20130040575A (ko) * 2011-10-14 2013-04-24 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 고장 검출 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013011766A1 (ja) * 2011-07-15 2013-01-24 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 蓄電システム、二次電池残量管理方法
CN103326451A (zh) * 2012-03-23 2013-09-25 株式会社东芝 蓄电池系统及其运用方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113258631A (zh) * 2020-02-10 2021-08-13 三星Sdi株式会社 能量存储系统保护系统
CN112670606A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 重庆峘能电动车科技有限公司 电池包及电动汽车
CN112659925A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 重庆峘能电动车科技有限公司 分箱换电系统及电动汽车

Also Published As

Publication number Publication date
US20160240894A1 (en) 2016-08-18
EP3058616A1 (de) 2016-08-24
WO2015055415A1 (de) 2015-04-23
DE102013220684A1 (de) 2015-04-16

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