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ES3036470T3 - Battery management system - Google Patents

Battery management system

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Publication number
ES3036470T3
ES3036470T3 ES17843768T ES17843768T ES3036470T3 ES 3036470 T3 ES3036470 T3 ES 3036470T3 ES 17843768 T ES17843768 T ES 17843768T ES 17843768 T ES17843768 T ES 17843768T ES 3036470 T3 ES3036470 T3 ES 3036470T3
Authority
ES
Spain
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battery
unit
voltage
control unit
reference voltage
Prior art date
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Active
Application number
ES17843768T
Other languages
English (en)
Inventor
Hyunki Cho
Jaedong Park
Sang Hoon Lee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES3036470T3 publication Critical patent/ES3036470T3/es
Active legal-status Critical Current
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Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de gestión de baterías, y a un sistema de gestión de baterías que puede evitar que la resistencia de aislamiento entre una unidad de medición de voltaje y una unidad de control caiga separando la unidad de medición de voltaje que mide voltajes de batería y la unidad de control que controla la misma en función del voltaje medido desde un controlador de gestión de baterías incluido en un sistema de gestión de baterías convencional, y incluyendo la unidad de medición de voltaje en una unidad de separación de baterías. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de gestión de batería
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un sistema de gestión de batería, y a un sistema de gestión de batería, en el que una unidad de medición de voltaje que está conectada a un lado de la batería que es una parte de alto voltaje en un controlador de gestión de batería (BMC) existente y mide un voltaje de la batería está separada de una unidad de control que controla un conmutador basándose en el valor de voltaje medido, y la unidad de medición de voltaje está incluida en una unidad de desconexión de batería (BDU) y la unidad de medición de voltaje y la unidad de control intercambian información a través de comunicación aislada, impidiendo de ese modo que la resistencia de aislamiento entre la unidad de medición de voltaje y la unidad de control disminuya.
Antecedentes de la invención
Una batería secundaria, que tiene alta facilidad de aplicación según un grupo de productos y una característica eléctrica, tal como una alta densidad de energía, se ha aplicado universalmente a un vehículo eléctrico (EV) y a un vehículo híbrido (HV) accionados por una fuente de accionamiento eléctrico, o a un sistema de almacenamiento de energía (ESS), un sistema de suministro de energía ininterrumpible (UPS), o similares usando una batería media y grande usada para una casa o una industria, así como un dispositivo portátil.
La batería secundaria llama la atención como nueva fuente de energía que es respetuosa con el medio ambiente y tiene una eficiencia energética mejorada, ya que es posible disminuir innovadoramente el uso de combustible fósil, lo que es la principal ventaja, mientras que no genera un subproducto cuando se usa la energía.
La batería secundaria aplicada al EV o a la fuente de almacenamiento de energía se usa normalmente en una forma en la que se combina una pluralidad de celdas de batería secundaria unitarias, para mejorar la adaptabilidad a un entorno de alta capacidad, lo que, sin embargo, no se aplica esencialmente a un caso donde la batería secundaria se implementa como una batería de un terminal portátil y similares.
Cuando la batería, particularmente, la pluralidad de baterías secundarias realiza alternativamente la carga y descarga, es necesario gestionar la batería para mantener un estado de funcionamiento y un rendimiento apropiados controlando eficazmente la carga/descarga de las baterías secundarias.
Para este fin, se proporciona un sistema de gestión de batería (BMS) que gestiona un estado y un rendimiento de la batería. El BMS puede incluir un controlador de gestión de batería (BMC) que incluye un dispositivo de medición que mide un voltaje, una corriente, una temperatura, y similares de la batería, y un dispositivo de control que controla el funcionamiento de la batería y un dispositivo de conmutación cuando se diagnostica que la batería tiene un problema basándose en el valor medido, y una unidad de desconexión de batería (BDU) que puede desconectar la batería para proteger una carga cuando se diagnostica que la batería tiene un problema basándose en el valor medido de la batería.
En el BMC existente, un dispositivo de medición conectado a un lado de la batería que es una parte de alto voltaje y una unidad de control que controla la batería basándose en el valor medido se conectan a través de una línea, de modo que hay problemas porque es necesario usar un componente electrónico en el que se garantiza el aislamiento entre el dispositivo de medición y la unidad de control, y la resistencia de aislamiento entre el dispositivo de medición y la unidad de control disminuye por el dispositivo de medición debido a un alto voltaje. Cuando disminuye la resistencia de aislamiento, puede generarse un fallo de cortocircuito entre líneas entre el dispositivo de medición y la unidad de control, y la fiabilidad del BMS se degrada.
Por consiguiente, es necesario proporcionar un sistema de gestión de batería que accione de manera estable una batería resolviendo el problema, tal como la disminución de la resistencia de aislamiento provocada por el BMC colocado dentro del BMS, y que tenga fiabilidad basándose en el accionamiento estable de la batería.
Se describen antecedentes adicionales en los documentos KR 2011-0059318 A, KR 2007-0109084 A, US 2011/169458 A1, KR 101584322 B1, US 2013/207464 A1, EP 0588615 A2, US 2012/212176 A1, US 2012/169117 A1, EP 2651001 A1, EP 2889984 A1, US 2015/048797 A1 y EP 2919346 A1.
Explicación de la invención
Problema técnico
Una batería secundaria, que tiene una alta facilidad de aplicación según un grupo de productos y una característica eléctrica, tal como una alta densidad de energía, se ha aplicado universalmente a un vehículo eléctrico (EV) y a un vehículo híbrido (HV) accionados por una fuente de accionamiento eléctrico, o a un sistema de almacenamiento de energía (ESS), un sistema de suministro de energía ininterrumpible (UPS), o similares usando una batería media y grande usada para una casa o una industria, así como un dispositivo portátil.
La batería secundaria llama la atención como nueva fuente de energía que es respetuosa con el medio ambiente y tiene una eficiencia energética mejorada, ya que es posible disminuir innovadoramente el uso de combustible fósil, que es la principal ventaja, mientras que no se genera un subproducto cuando se usa la energía.
La batería secundaria aplicada al EV o a la fuente de almacenamiento de energía se usa normalmente en una forma en la que se combina una pluralidad de celdas de batería secundaria unitarias, para mejorar la adaptabilidad a un entorno de alta capacidad, lo que, sin embargo, no se aplica esencialmente a un caso donde la batería secundaria se implementa como una batería de un terminal portátil y similares.
Cuando la batería, particularmente, la pluralidad de baterías secundarias realiza alternativamente la carga y descarga, es necesario gestionar la batería para mantener un estado de funcionamiento y un rendimiento apropiados controlando eficazmente la carga/descarga.
Para este fin, se proporciona un sistema de gestión de batería (BMS) que gestiona un estado y un rendimiento de la batería. El BMS puede incluir un controlador de gestión de batería (BMC) que incluye un dispositivo de medición que mide un voltaje, una corriente, una temperatura, y similares de la batería, y un dispositivo de control que controla el funcionamiento de la batería y un dispositivo de conmutación cuando se diagnostica que la batería tiene un problema basándose en el valor medido, y una unidad de desconexión de batería (BDU) que puede desconectar la batería para proteger una carga cuando se diagnostica que la batería tiene un problema basándose en el valor medido de la batería.
En el BMC existente, un dispositivo de medición conectado a un lado de la batería que es una parte de alto voltaje y una unidad de control que controla la batería basándose en el valor medido se conectan a través de una línea, de modo que hay problemas porque es necesario usar un componente electrónico en el que se garantiza el aislamiento entre el dispositivo de medición y la unidad de control, y la resistencia de aislamiento entre el dispositivo de medición y la unidad de control disminuye por el dispositivo de medición debido a un alto voltaje. Cuando disminuye la resistencia de aislamiento, puede generarse un fallo de cortocircuito entre líneas entre el dispositivo de medición y la unidad de control, y la fiabilidad del BMS se degrada.
Por consiguiente, es necesario proporcionar un sistema de gestión de batería que accione de manera estable una batería resolviendo el problema, tal como la disminución en la resistencia de aislamiento provocada por el BMC colocado dentro del BMS, y tenga fiabilidad basándose en el accionamiento estable de la batería.
Solución técnica
Se describe un sistema para gestionar una batería según la presente invención en la reivindicación 1 e incluye: uno o más conmutadores que conectan una batería y una carga; una unidad de medición de voltaje que mide un valor de voltaje de la batería; una unidad de control que controla el uno o más conmutadores basándose en el valor de voltaje medido; y una unidad de comunicación que transmite el valor de voltaje medido a la unidad de control, en el que la unidad de medición de voltaje, el uno o más conmutadores y la unidad de comunicación están formados como una unidad de desconexión de batería (BDU), y la unidad de control está situada fuera de la BDU.
La BDU está situada en el lado de la batería, y la unidad de control está situada en el lado de la carga.
El sistema incluye además una unidad de generación de voltaje de referencia que está conectada con la batería en paralelo y genera un voltaje de referencia, en el que la unidad de generación de voltaje de referencia genera un primer voltaje de referencia basándose en que se determina la sobrecarga de la batería, y un segundo voltaje de referencia basándose en que se determina la sobredescarga de la batería.
La unidad de control puede incluir: una unidad de control de conmutador que controla una operación del conmutador; y una unidad de diagnóstico que diagnostica un estado de la batería basándose en el valor de voltaje medido de la batería y los voltajes de referencia generados.
La unidad de diagnóstico puede incluir una unidad de comparación que compara el voltaje de la batería con el primer voltaje de referencia y el segundo voltaje de referencia, y cuando el voltaje de la batería es mayor que el primer voltaje de referencia o el voltaje de la batería es menor que el segundo voltaje de referencia, la unidad de diagnóstico puede emitir una señal de control de conmutador que controla el uno o más conmutadores.
La unidad de comunicación incluye además: una unidad de aislamiento que aísla eléctricamente el valor de voltaje medido; y una unidad de transmisión que transmite el valor de voltaje aislado eléctricamente a la unidad de control. La unidad de medición de voltaje, la unidad de comunicación y la unidad de control pueden estar conectados a un bus de red de área de controlador (CAN), de modo que la unidad de medición de voltaje y la unidad de control puedan realizar comunicación por CAN.
Efectos ventajosos
Según un aspecto de la presente invención, es posible proporcionar el sistema de gestión de batería, en el que una unidad de medición de voltaje y una unidad de control están separadas en un controlador de gestión de batería existente y la unidad de medición de voltaje está incluida en la unidad de desconexión de batería, evitando de ese modo que la resistencia de aislamiento entre la unidad de medición de voltaje y la unidad de control disminuya. Además, es posible proporcionar el sistema de gestión de batería, en el que un voltaje medido por la unidad de medición de voltaje está aislado eléctricamente y se proporciona a la unidad de control, siendo de ese modo aplicable a un componente electrónico de bajo coste no aislante, y disminuyendo el ruido y disminuyendo un error de medición analógico debido al ruido.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un vehículo eléctrico al que es aplicable un sistema de gestión de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La FIG. 2 es un diagrama que ilustra esquemáticamente el sistema de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La FIG. 3 es un diagrama que ilustra esquemáticamente una configuración de una unidad de desconexión de batería en el sistema de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método de gestión de una batería a través del sistema de gestión de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
Realización preferente de la invención
La presente invención se describirá a continuación en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. En el presente documento, se omitirán descripciones repetidas y la descripción detallada de una función y configuración conocidas públicamente que pueden hacer que la esencia de la presente invención sea innecesariamente ambigua. Se proporcionan realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención para explicar más completamente la presente invención a los expertos en la técnica. Por consiguiente, la forma, el tamaño, etc., de los elementos en las figuras pueden exagerarse para una explicación más clara.
A lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones, a menos que se describa explícitamente lo contrario, la palabra “incluir/comprender” y variaciones tales como “incluye/comprende” o “que incluye/que comprende” significan que incluyen además otros elementos constituyentes, sin excluir los otros elementos constituyentes.
Además, el término “...unidad” descrito en la memoria descriptiva significa una unidad para procesar al menos una función y operación y puede implementarse mediante componentes de hardware o componentes de software y combinaciones de los mismos.
La FIG. 1 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un vehículo eléctrico al que es aplicable un sistema de gestión de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La FIG. 1 ilustra un ejemplo, en el que un sistema 100 de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención se aplica a un vehículo eléctrico 1, pero el sistema 100 de gestión de batería incluido en la realización a modo de ejemplo de la presente invención es aplicable a cualquier campo técnico, tal como un sistema de almacenamiento de energía (ESS) para una casa o una industria o un sistema de suministro de energía ininterrumpible (UPS), al que es aplicable una batería secundaria, además del vehículo eléctrico.
El vehículo eléctrico 1 puede incluir una batería 10, un sistema de gestión de batería (BMS) 20, una unidad de control electrónico (ECU) 30, un inversor 40 y un motor 50.
La batería 10 es una fuente de energía eléctrica para accionar el vehículo eléctrico 1 proporcionando fuerza de accionamiento al motor 50. La batería 10 puede cargarse o descargarse mediante el inversor 40 según el accionamiento del motor 50 y/o un motor de combustión interna (no ilustrado).
En este caso, el tipo de batería 10 no está particularmente limitado y, por ejemplo, la batería 10 puede incluir una batería de iones de litio, una batería de polímero de litio, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquelhidrógeno y una batería de níquel-zinc.
Además, la batería 10 está formada por un módulo de batería, en el que una pluralidad de celdas de batería está conectada en serie y/o en paralelo, y un paquete de batería está formado por la pluralidad de módulos de batería. Además, la batería 10 puede incluir uno o más paquetes de batería.
El BMS 20 estima un estado de la batería 10, y gestiona la batería 10 usando la información sobre el estado estimado. Por ejemplo, el BMS 20 estima y gestiona información de estado de la batería 10, tal como un estado de carga (SOC), un estado de salud (SOH), la cantidad de potencia permitida máxima de entrada/salida y un voltaje de salida de la batería. Además, el BMS 20 controla la carga o descarga de la batería 10 usando la información de estado y, además, puede estimarse un tiempo de sustitución de la batería 10.
El BMS 20 puede ser el sistema 100 de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención que va a describirse a continuación. Además, el BMS 20 puede incluir el sistema 100 de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención o puede hacerse funcionar mientras está conectado con el sistema de gestión de batería.
Similar al sistema 100 de gestión de batería, en el BMS 20, un dispositivo de medición que mide una corriente, un voltaje, una temperatura, y similares de la batería está separado de la unidad de control y el dispositivo de medición está incluido en una unidad de desconexión de batería que incluye una unidad de conmutación de modo que sea posible evitar que la resistencia de aislamiento entre el dispositivo de medición y la unidad de control se degrade y disminuir un cortocircuito entre líneas y el ruido.
La ECU 30 es un dispositivo de control electrónico para controlar un estado del vehículo eléctrico 1. Por ejemplo, la ECU 30 determina un nivel de par basándose en información sobre un acelerador, un freno, una velocidad, y similares, y controla una salida del motor 50 para que se corresponda con la información de par.
Además, la ECU 30 transmite una señal de control al inversor 40 de modo que la batería 10 se cargue o se descargue por el BMS 20.
El inversor 40 hace que la batería 10 se cargue o se descargue basándose en la señal de control de la ECU 30. El motor 50 acciona el vehículo eléctrico 1 basándose en la información de control (por ejemplo, la información de par) transmitida desde la ECU 30 usando la energía eléctrica de la batería 10.
A continuación en el presente documento, se describirá el sistema de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención con referencia a las FIGS. 2 y 3.
La FIG. 2 es un diagrama que ilustra esquemáticamente el sistema de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
En referencia a la FIG. 2, el sistema de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención puede incluir una unidad 110 de medición de voltaje, un conmutador 120, una unidad 130 de generación de voltaje de referencia, una unidad 140 de comunicación y una unidad 150 de control.
El sistema 100 de gestión de batería ilustrado en la FIG. 2 es según la realización a modo de ejemplo, y los elementos constituyentes del sistema 100 de gestión de batería no se limitan a la realización a modo de ejemplo ilustrada en la FIG. 2, y los elementos constituyentes pueden añadirse, cambiarse o eliminarse según sea necesario. La unidad 110 de medición de voltaje puede medir un valor de voltaje del módulo de batería 10. Por ejemplo, la unidad 110 de medición de voltaje puede medir un voltaje de la batería 10 midiendo los voltajes aplicados a ambos extremos de una resistencia en derivación conectada en serie con la batería 10.
En el presente documento, cuando se usa la pluralidad de módulos de batería 10 en serie o en paralelo, pueden incluirse una o más unidades de medición de voltaje para medir uno o más módulos de batería 10, respectivamente, y una unidad 110 de medición de voltaje puede medir la pluralidad de módulos 10 de batería o todos los módulos de batería 10.
El conmutador 120 puede conectar la batería 10 y una carga, y cuando la unidad 150 de control que va a describirse a continuación diagnostica que el módulo de batería 10 está en un estado anómalo basándose en el valor de voltaje medido por la unidad 110 de medición de voltaje, el conmutador 120 puede desconectar la batería 10 y la carga apagando el conmutador 120.
Pueden proporcionarse uno o más conmutadores 120 para mejorar la estabilidad de la conexión y la desconexión del módulo de batería 10 y la carga, y el tipo y el número de conmutadores 120 puede determinarse según una demanda de un usuario, una estabilidad requerida, y similares. Por ejemplo, el conmutador 120 puede estar formado con uno o más dispositivos de conmutación, tales como un relé, un contactor, un transistor y un tiristor.
La unidad 130 de generación de voltaje de referencia está conectada con el módulo de batería 10 en paralelo y genera un voltaje de referencia para diagnosticar un estado del módulo de batería 10.
La unidad 130 de generación de voltaje de referencia genera un primer voltaje de referencia para diagnosticar la sobrecarga del módulo de batería 10 y un segundo voltaje de referencia para diagnosticar la sobredescarga del módulo de batería 10, y la unidad 150 de control que va a describirse a continuación diagnostica un estado del módulo de batería 10 basándose en el primer voltaje de referencia, el segundo voltaje de referencia y el valor de voltaje del módulo de batería 10 medido por la unidad 110 de medición de voltaje.
La unidad 140 de comunicación puede transmitir el valor de voltaje medido por la unidad 110 de medición de voltaje a la unidad 150 de control que va a describirse a continuación y, para este fin, la unidad 140 de comunicación puede incluir una unidad 141 de aislamiento y una unidad 142 de transmisión.
La unidad 141 de aislamiento aísla eléctricamente el voltaje medido por la unidad 110 de medición de voltaje de los voltajes de referencia primero y segundo generados por la unidad 120 de generación de voltaje de referencia. Por ejemplo, la unidad 141 de aislamiento puede incluir una pluralidad de codificadores y descodificadores. El voltaje medido por la unidad 110 de medición de voltaje y los voltajes de referencia primero y segundo pueden codificarse a través de los codificadores y pueden descodificarse a través de los descodificadores para aislarse eléctricamente. El valor de voltaje aislado eléctricamente se transcepta, disminuyendo de ese modo el ruido y disminuyendo un error de medición analógico por el ruido a través de la disminución en el ruido.
La unidad 142 de transmisión puede transmitir el valor de voltaje aislado eléctricamente por la unidad 141 de aislamiento a la unidad 150 de control que va a describirse a continuación.
La unidad 150 de control puede diagnosticar un estado del módulo de batería 10 basándose en el valor de voltaje aislado transmitido desde la unidad 142 de transmisión y los voltajes de referencia primero y segundo generados por la unidad 130 de generación de voltaje de referencia. Además, la unidad 150 de control puede controlar una operación de encendido o apagado de uno o más conmutadores 120 según un resultado del diagnóstico y, para este fin, la unidad 150 de control puede incluir una unidad 151 de diagnóstico y una unidad 152 de control de conmutador.
La unidad 151 de diagnóstico puede comparar el valor de voltaje del módulo de batería 10 medido por la unidad 110 de medición de voltaje con los voltajes de referencia primero y segundo y diagnosticar un estado del módulo de batería 10. Para este fin, la unidad 151 de diagnóstico puede incluir una unidad de comparación (no ilustrada) que compa el voltaje del módulo de batería 10 con el primer voltaje de referencia y el segundo voltaje de referencia. La unidad 151 de diagnóstico puede comparar el voltaje del módulo de batería 10 con los voltajes de referencia primero y segundo a través de la unidad de comparación, y diagnosticar un estado de la batería basándose en un resultado de la comparación. Por ejemplo, cuando el valor de voltaje medido del módulo de batería 10 es igual a o mayor que el primer voltaje de referencia, la unidad 151 de diagnóstico puede diagnosticar que el módulo de batería 10 está en un estado de sobrecarga, y cuando el valor de voltaje medido del módulo de batería 10 es igual a o menor que el segundo voltaje de referencia, la unidad 151 de diagnóstico puede diagnosticar que el módulo de batería 10 está en un estado de sobredescarga. Como se describió anteriormente, cuando la unidad 151 de diagnóstico diagnostica que la batería está en el estado de sobrecarga o sobredescarga, la unidad 151 de diagnóstico puede emitir una señal de control de conmutador que hace funcionar la unidad 152 de control de conmutador que va a describirse a continuación.
En el presente documento, la señal de control de conmutador puede ser una señal que enciende o apaga cada uno de uno o más conmutadores o la pluralidad de conmutadores.
Cuando la señal de control de conmutador se emite desde la unidad 151 de diagnóstico, la unidad 152 de control de conmutador apaga uno o más conmutadores 120, desconectando de ese modo una carga del módulo de batería 10 que está en el estado anómalo y protegiendo la carga.
La FIG. 3 es un diagrama que ilustra esquemáticamente una configuración de la unidad de desconexión de batería en el sistema de gestión de batería según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
En referencia a la FIG. 3, la unidad 110 de medición de voltaje, el uno o más conmutadores 120 y la unidad 140 de comunicación pueden estar formados como una unidad 160 de desconexión de batería, y pueden estar situados en el lado del módulo de batería 10 al que se aplica un alto voltaje. Además, la unidad 150 de control puede estar situada fuera de la unidad 160 de desconexión de batería, y puede estar situada en un lado de la carga al que se aplica un bajo voltaje. En el presente documento, el alto voltaje puede ser un voltaje de corriente continua de 60 V y un voltaje de corriente alterna de 25 V, y un voltaje que es relativamente menor que el alto voltaje puede denominarse bajo voltaje.
Cuando la unidad 110 de medición de voltaje está separada de la unidad 150 de control, y se intercambia información mutua a través de la unidad 140 de comunicación, puede generarse ruido por diversos motivos, tales como una distancia entre la unidad 110 de medición de voltaje, la unidad 140 de comunicación y la unidad 150 de control, y el número de elementos constituyentes periféricos, y un material de un elemento constituyente periférico, y el ruido influye negativamente en una medición analógica precisa. Para complementar el problema, la unidad 110 de medición de voltaje, la unidad 140 de comunicación y la unidad 150 de control pueden conectarse a través de un bus de red de área de controlador (CAN), y pueden intercambiar información a través de comunicación por CAN a través del bus de CAN conectado.
En la comunicación por CAN, la comunicación se realiza para que tenga una diferencia eléctrica usando dos líneas, de modo que la comunicación por CAN tiene ventajas en cuanto a ser altamente resistente al ruido y ser capaz de realizar la comunicación hasta un máximo de 1.000 m con 40 kbps. Por consiguiente, la unidad 110 de medición de voltaje y la unidad 150 de control pueden intercambiar información a través de la comunicación por CAN, disminuyendo de ese modo un error de medición analógico por el ruido y calculando con más precisión un valor de resultado.
A continuación en el presente documento, se describirá un método de gestión de una batería a través del sistema de gestión de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente invención con referencia a la FIG. 4. La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método de gestión de una batería a través del sistema de gestión de batería según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
En referencia a la FIG. 4, cuando comienza un método de gestión de batería S100 usando el sistema 100 de gestión de batería, la unidad de medición de voltaje mide un voltaje de un módulo de batería (S110), y la unidad de generación de voltaje de referencia genera voltajes de referencia primero y segundo (S120). En el presente documento, la batería puede ser una celda de batería, un módulo de batería o un paquete de batería según diversos elementos, tales como una demanda de un usuario y un entorno de uso, y los voltajes de referencia primero y segundo pueden ajustarse según los diversos elementos.
El valor de voltaje medido en la operación S110 y los valores de voltaje generados en la operación S120 se aíslan eléctricamente a través de la unidad de aislamiento (S130), y el valor de voltaje aislado eléctricamente en la operación S130 se transmite a la unidad de control a través de la unidad de transmisión (S140). La operación S130 y la operación S140 pueden ser comunicación por CAN, y el valor de voltaje aislado eléctricamente puede transmitirse a la unidad de control a través del bus de CAN.
La unidad de diagnóstico diagnostica un estado de la batería basándose en el valor de voltaje transmitido en la operación S140 (S150). Cuando el valor de voltaje medido por la unidad de medición de voltaje es igual a o mayor que el primer voltaje de referencia o igual a o menor que el segundo valor de referencia (S160), la unidad de diagnóstico emite una señal de control de conmutador para desconectar la batería y una carga (S170). Cuando la unidad de diagnóstico emite la señal de control de conmutador, el conmutador se apaga para desconectar la batería y la carga (S180), y cuando la unidad de diagnóstico no emite la señal de control de conmutador, se realiza un funcionamiento normal (S190).
El método de gestión de batería S100 anterior usando el sistema 100 de gestión de batería se ha descrito con referencia al diagrama de flujo presentado en los dibujos. Para la descripción simple, el método se ilustra en una serie de bloques y se describe, pero no se limita a la secuencia de los bloques, y algunos bloques pueden realizarse en un orden diferente o al mismo tiempo que el de otros bloques ilustrados y descritos en la presente memoria descriptiva, y pueden llevarse a cabo otras diversas ramas, trayectorias de flujo y secuencias de bloques que logran el mismo resultado o uno similar. Además, puede que no se requieran todos los bloques ilustrados para llevar a cabo el método descrito en la presente memoria descriptiva.
En lo anterior, se ha ilustrado y descrito la realización a modo de ejemplo específico de la presente invención, pero resulta evidente para los expertos en la técnica que la presente invención no está limitada por los dibujos adjuntos y el contenido descrito, y puede modificarse de diversas formas sin apartarse del alcance de la presente invención, que se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (100) para gestionar una batería, comprendiendo el sistema:
uno o más conmutadores (120) configurados para conectar una batería (10) y una carga (50);
una unidad (110) de medición de voltaje configurada para medir un valor de voltaje de la batería;
una unidad (50) configurada para controlar el uno o más conmutadores basándose en el valor de voltaje medido; y una unidad (140) de comunicación configurada para transmitir el valor de voltaje medido a la unidad de control; una unidad (130) de generación de voltaje de referencia que está configurada para conectarse con la batería en paralelo y está configurada para generar un voltaje de referencia,
en donde la unidad de medición de voltaje, el uno o más conmutadores y la unidad de comunicación están formados como una unidad (160) de desconexión de batería, BDU, y la unidad de control está situada fuera de la BDU, en donde la BDU está configurada para estar situada en el lado de la batería, y la unidad de control está configurada para estar situada en el lado de la carga,
en donde la unidad de generación de voltaje de referencia está configurada para generar un primer voltaje de referencia para diagnosticar la sobrecarga del módulo de batería y un segundo voltaje de referencia para diagnosticar la sobredescarga del módulo de batería;
en donde la unidad de control está configurada para diagnosticar un estado del módulo de batería basándose en el primer voltaje de referencia, el segundo voltaje de referencia y el valor de voltaje del módulo de batería medido por la unidad de medición de voltaje;
en donde la unidad de comunicación incluye además:
una unidad (141) de aislamiento configurada para aislar eléctricamente el valor de voltaje medido de los voltajes de referencia primero y segundo generados por la unidad de generación de voltaje de referencia; y
una unidad (142) de transmisión configurada para transmitir el valor de voltaje aislado eléctricamente a la unidad de control.
2. El sistema de la reivindicación 1, en donde la unidad de control incluye:
una unidad (152) de control de conmutador configurada para controlar una operación del conmutador; y una unidad (151) de diagnóstico configurada para diagnosticar un estado de la batería basándose en el valor de voltaje medido de la batería y los voltajes de referencia generados.
3. El sistema de la reivindicación 2, en donde la unidad de diagnóstico incluye una unidad de comparación configurada para comparar el voltaje de la batería con el primer voltaje de referencia y el segundo voltaje de referencia, y
cuando el voltaje de la batería es mayor que el primer voltaje de referencia o el voltaje de la batería es menor que el segundo voltaje de referencia, la unidad de diagnóstico está configurada para emitir una señal de control de conmutador que controla el uno o más conmutadores.
4. El sistema de la reivindicación 1, en donde la unidad de medición de voltaje, la unidad de comunicación y la unidad de control están conectados a un bus de red de área de controlador (CAN), de modo que la unidad de medición de voltaje y la unidad de control están configuradas para realizar comunicación por CAN.
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