電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種電池管理系統(tǒng)，并且更加具體地，涉及一種使用小數(shù)目的光耦合器以降低生產(chǎn)成本的電池管理系統(tǒng)。
[0002]本申請要求其公開在此通過引用而被并入的、在2013年9月24日在大韓民國提交的韓國專利申請N0.10-2013-0113325和在2014年9月17日在大韓民國提交的韓國專利申請N0.10-2014-0123697的優(yōu)先權(quán)。
【背景技術(shù)】
[0003]由于其能夠容易地應(yīng)用于各種產(chǎn)品的特性和電學(xué)特性諸如高能量密度，二次電池不僅通常地應(yīng)用于便攜式裝置，而且普遍地應(yīng)用于利用電動機(jī)驅(qū)策的電動車輛(EV)、混合動力車輛(HV)或者能量存儲系統(tǒng)。由于其顯著地減少化石燃料的使用并且不從能量的使用產(chǎn)生副產(chǎn)品從而使其成為新的環(huán)境友好并且有能量效率的能源的基本優(yōu)點，這個二次電池正在受到關(guān)注。
[0004]用于在電動車輛中使用的電池組具有由串聯(lián)連接的多個電池組件組成的結(jié)構(gòu)，每一個電池組件包括多個單元電池以獲得高電壓。而且，單元電池包括陰極集流器和陽極集流器、間隔件、活性材料，和電解質(zhì)溶液，并且允許通過在部件之間的電化學(xué)反應(yīng)而重復(fù)地充電和放電。
[0005]除了這個基本結(jié)構(gòu)，該電池組進(jìn)一步包括電池管理單元(BMU)以通過應(yīng)用用于對驅(qū)動負(fù)載諸如電機(jī)的供電的控制的算法、諸如電流或者電壓的電氣特性值的測量、充電/放電控制、電壓均衡控制、充電狀態(tài)(SOC)估計等而監(jiān)視和控制二次電池的狀態(tài)。
[0006]近來，隨著對于高容量結(jié)構(gòu)以及作為能量存儲源的利用的日益增長的需要，對于其中組裝了包括串聯(lián)和/或并聯(lián)連接的多個電池的多個電池模塊的多模塊結(jié)構(gòu)的電池組的需求也在增加。
[0007]因為多模塊結(jié)構(gòu)的電池組包括多個電池，所以在使用單一 BMU控制所有電池的充電/放電狀態(tài)方面存在限制。近來，正在使用在包括于電池組中的每一個電池模塊中安裝BMU以構(gòu)建電池管理系統(tǒng)(BMS)的技術(shù)。
[0008]因為多模塊結(jié)構(gòu)的電池組通常具有高的操作電壓，所以連接到BMS的外部裝置需要是電隔離的。
[0009]與此有關(guān)地，韓國專利公開公報N0.10-2011-0027189公開了一種用于電隔離連接到BMS的外部裝置的方法。
[0010]圖1是示意根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于從BMS斷開外部裝置的方法的電路圖。
[0011]參考圖1，通過將多個光耦合器1_#1?1_#N連接到電池組P的信號輸出端子，在分別地向外部裝置Ex發(fā)送信息的同時，電池組P可以從外部裝置Ex電隔離。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了在電池組的BMS和外部裝置之間傳遞信息，需要大量的光耦合器。換言之，所要求的光耦合器的數(shù)目與BMS的輸出端子的數(shù)目成正比地增加。然而，因為光耦合器是比普通電氣元件更加昂貴的電氣元件，所以向每一個輸出端子提供一個光耦合器在經(jīng)濟(jì)方面不是有效率的。
[0012]因此，需要一種具有BMS的降低的生產(chǎn)成本的用于從外部裝置斷開BMS的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]技術(shù)問題
[0014]本公開設(shè)計用于解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，并且因此本公開涉及提供一種使用小數(shù)目的光耦合器以降低生產(chǎn)成本的電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)可以在維持與外部裝置的絕緣的同時良好地向外部裝置發(fā)送信息或者信號。
[0015]技術(shù)方案
[0016]為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本公開一個方面的一種電池管理系統(tǒng)是如下電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)管理包括以順序次序連接的至少兩個電池組件的電池組，并且包括:至少兩個電池管理裝置，該電池管理裝置每一個具有輸出可變電壓的第一端子和輸出恒定電壓的第二端子，并且為每一個電池組件設(shè)置；至少兩個從開關(guān)單元，該至少兩個從開關(guān)單元以順序次序相互連接，并且為每一個電池管理裝置設(shè)置以及連接在第一端子和第二端子之間，從開關(guān)單元基于從第一端子輸出的可變電壓選擇性地接通或者斷開；以及用于從電池管理裝置向外部裝置發(fā)送信息的信息傳遞單元，其中在從開關(guān)單元中，當(dāng)設(shè)置在旨在向外部裝置發(fā)送信息的電池管理裝置中的從開關(guān)單元接通時，從開關(guān)單元朝向在從開關(guān)單元中的設(shè)置在最后的最后從開關(guān)單元以順序次序接通，以形成信息傳遞路徑，以允許信息傳遞單元向外部裝置發(fā)送信息。
[0017]從開關(guān)單元可以具有雙極型晶體管。
[0018]雙極型晶體管可以是NPN型雙極型晶體管，以及該NPN型雙極型晶體管的基極可以連接到電池管理裝置的第二端子，NPN型雙極型晶體管的發(fā)射極可以連接到電池管理裝置的第一端子，以及NPN型雙極型晶體管的集電極可以連接到在連接以順序次序連接的相鄰從開關(guān)單元具有的NPN型雙極型晶體管的發(fā)射極和設(shè)置有該相鄰從開關(guān)單元的電池管理裝置的第一端子的線上形成的連接器節(jié)點。
[0019]該電池管理系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括連接在信息傳遞單元和最后從開關(guān)單元之間的主開關(guān)單元，以及當(dāng)最后從開關(guān)單元接通時，主開關(guān)單元接通。
[0020]最后從開關(guān)單元具有的NPN型雙極型晶體管的集電極可以連接到主開關(guān)單元，以及當(dāng)最后從開關(guān)單兀接通并且電流流向最后從開關(guān)單兀具有的NPN型雙極型晶體管的集電極時，主開關(guān)單元可以接通。
[0021 ] 主開關(guān)單元可以具有雙極型晶體管。
[0022]主開關(guān)單元可以具有PNP型雙極型晶體管，以及該P(yáng)NP型雙極型晶體管的基極可以連接到最后從開關(guān)單兀具有的NPN型雙極型晶體管的集電極。
[0023]主開關(guān)單元具有的PNP型雙極型晶體管的發(fā)射極可以連接到設(shè)置有最后從開關(guān)單元的電池管理裝置的第二端子。
[0024]主開關(guān)單元具有的PNP型雙極型晶體管的集電極可以連接到信息傳遞單元的一端。
[0025]電容器可以設(shè)置在連接NPN型雙極型晶體管的基極和NPN型雙極型晶體管的發(fā)射極的線上。
[0026]二極管可以設(shè)置在連接連接器節(jié)點和第一端子的線上，以允許電流從連接器節(jié)點流向第一端子。
[0027]最后從開關(guān)單元可以設(shè)置在管理在電池組件中具有最高電勢的電池組件的電池管理裝置中。
[0028]雙極型晶體管可以是PNP型雙極型晶體管，以及該P(yáng)NP型雙極型晶體管的基極可以連接到電池管理裝置的第一端子，PNP型雙極型晶體管的發(fā)射極可以連接到電池管理裝置的第二端子，以及PNP型雙極型晶體管的集電極可以連接到在連接以順序次序連接的相鄰從開關(guān)單元具有的PNP型雙極型晶體管的發(fā)射極和設(shè)置有相鄰從開關(guān)單元的電池管理裝置的第二端子的線上形成的連接器節(jié)點。
[0029]該電池管理系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括連接在信息傳遞單元和最后從開關(guān)單元之間的主開關(guān)單元，以及當(dāng)最后從開關(guān)單元接通時，主開關(guān)單元可以接通。
[0030]最后從開關(guān)單元具有的PNP型雙極型晶體管的集電極可以連接到主開關(guān)單元，以及當(dāng)最后從開關(guān)單兀接通并且電流在最后從開關(guān)單兀具有的PNP型雙極型晶體管的集電極中流動時，主開關(guān)單元可以接通。
[0031 ] 主開關(guān)單元可以具有雙極型晶體管。
[0032]主開關(guān)單元可以具有NPN型雙極型晶體管，以及NPN型雙極型晶體管的基極可以連接到最后從開關(guān)單兀具有的PNP型雙極型晶體管的集電極。
[0033]主開關(guān)單元具有的NPN型雙極型晶體管的發(fā)射極可以連接到設(shè)置有最后從開關(guān)單元的電池管理裝置的第二端子。
[0034]主開關(guān)單元具有的NPN型雙極型晶體管的集電極可以連接到信息傳遞單元的一端。
[0035]電容器可以設(shè)置在連接PNP型雙極型晶體管的基極和PNP型雙極型晶體管的發(fā)射極的線上。
[0036]二極管可以設(shè)置在連接連接器節(jié)點和第二端子的線上，以允許電流從第二端子流向連接器節(jié)點。
[0037]最后從開關(guān)單元可以設(shè)置在管理在電池組件中具有最低電勢的電池組件的電池管理裝置中。
[0038]當(dāng)從第一端子輸出的可變電壓低于從第二端子輸出的恒定電壓時，從開關(guān)單元可以接通。
[0039]信息傳遞單元可以是在向外部裝置發(fā)送信息的同時從外部裝置斷開信息傳遞單元的光耦合器。
[0040]為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本公開另一個方面的一種電池組包括在前面描述的電池管理系統(tǒng)。
[0041]為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本公開再一個方面的電池操作系統(tǒng)包括電池組和從電池組向其供應(yīng)電力的負(fù)載。
[0042]有利的效果
[0043]根據(jù)本公開，可以使用光耦合器維持在外部裝置和電池管理系統(tǒng)之間的隔離。特別地，根據(jù)本公開，可以使用小數(shù)目的光耦合器有效地從電池管理裝置向外部裝置發(fā)送信息。
【附圖說明】
[0044]附圖示意本公開的優(yōu)選實施例并且與前面的公開一起地，用于提供本公開的技術(shù)精神的進(jìn)一步的理解，并且因此本公開不被視為限制于附圖。
[0045]圖1是示意根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于從電池管理系統(tǒng)(BMS)斷開外部裝置的方法的電路圖。
[0046]圖2是概略地示意根據(jù)本公開的的示例性實施例的BMS的體系結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0047]圖3是概略地示意根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的BMS的體系結(jié)構(gòu)的電路圖。
【具體實施方式】
[0048]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本公開的優(yōu)選實施例。在描述之前，應(yīng)該理解在說明書和所附權(quán)利要求中使用的術(shù)語不應(yīng)該視為限制于通常的和詞典的含義，而是基于允許本發(fā)明人為了最好的解釋適當(dāng)?shù)囟x術(shù)語的原則，基于對應(yīng)于本公開的技術(shù)方面的含義和概念予以解釋。因此，在這里提出的說明只是僅僅為了示意的優(yōu)選實例，而非旨在限制本公開的范圍，從而應(yīng)該理解能夠在不偏離本公開的精神和范圍的情況下對此做出其它等價和修改。
[0049]圖2是概略地示意根據(jù)本公開的