CN101924380B - 容错模块化电池管理系统 - Google Patents

容错模块化电池管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101924380B
CN101924380B CN2010102004776A CN201010200477A CN101924380B CN 101924380 B CN101924380 B CN 101924380B CN 2010102004776 A CN2010102004776 A CN 2010102004776A CN 201010200477 A CN201010200477 A CN 201010200477A CN 101924380 B CN101924380 B CN 101924380B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
battery management
control modules
management control
voltage conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010102004776A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101924380A (zh
Inventor
周克翰
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN101924380A publication Critical patent/CN101924380A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101924380B publication Critical patent/CN101924380B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/12—Buck converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/14—Boost converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

本发明涉及一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载，包括多个电池管理控制模块；多个双向电压转换器模块，分别与电池相连且与电池管理控制模块相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及多个能量存储模块，分别与双向电压转换器模块并联，并与负载相连。所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池。所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制双向电压转换器模块。所述电池、双向电压转换器模块、能量存储模块、以及电池管理控制模块在冗余布局中设置，使得如果组件中的任何一个失效，其它组件会接管失效组件的功能。

Description

容错模块化电池管理系统
技术领域
本发明涉及电动车辆或者混合电动车辆的电池管理系统，更具体地说，涉及一种能够支持关键负载并具有高功率输出能力的容错模块化电池管理系统(modular battery management system，MBMS)。
背景技术
电动车辆(EV)或者混合电动车辆(HEV)的电功率要求都非常高。在车辆发动/运转模式、以及运转/刹车/内部和外部充电模式期间，电池分别经历放电和充电周期。在行驶过程中不能中断电源时，对电池健康状态、电池充电状态、以及电池温度的管理在电动车辆或者混合电动车辆应用中是至关重要的。并且，由于不同类型的电动车辆或者混合电动车辆的电池类型、电压和功率要求不同，可能需要有不同的电池管理系统。因此，由于电池类型、功率要求和车辆工作电压的差异，一种车辆的电池电源系统框架设计可能与另一种车辆的设计完全不同。有时候电池组的充电和更换时间会给用户造成暂时的中断。失效的电池组可能会导致电动车辆或者混合电动车辆立即发生故障。
按照惯例，电池组(或者电池单元)串联，形成电池组组合(Battery PackAssembly，BPA)，从而向电动车辆或者混合电动车辆电动机或者其它辅助系统提供高电压或者高电流。由于电池组或者电池单元是串联的，充电和放电电流将会同时流经每个电池组(或者电池单元)。这会导致因各个电池组(或者电池单元)特性的差异而出现平衡问题。由于电池之间串联，常规的电池管理系统通过复杂的电池管理设计来检测各个电池组(电池单元)的充电状态、健康状态以及电池温度。根据所检测的电池组(或者电池单元)状况，各个电池组(或者电池单元)将会被切换-连接(ON)或者断开(OFF)到与串联的电池组(或者电池单元)。结果，BPA输出电压会产生波动。这将会导致电动机驱动器和相关的电路产生不稳定的问题。因此，DC/DC转换器将会被用于将波动的BPA输出电压转换成用于电动机驱动器和相关电路的稳定电压源。但是，DC/DC转换器必须在高电压和高电流的条件下运行。DC/DC转换器中的高功率消耗通常会降低整个系统的可靠性。一旦DC/DC转换器发生故障，整个系统关闭。此外，电池组组合(BPA)功率不能被轻易地增加或者降低，以满足不同的负载要求。此外，失效的电池组或者电池单元在电池组组合(BPA)从车辆上拆下之前不能进行更换。
因此，本技术领域需要一种改进的电池管理系统，具有容错特征，以解决电池不平衡和失效电池单元的问题。此外，还期望能够实现其它的特征，例如电源总线电压、功率输出能力和电池数量的可变性。
以上对背景技术的描述用于帮助理解容错模块化电池管理系统，但是其并非被认为是描述或者构成了本申请中公开的容错模块化电池管理系统的相关现有技术。
发明内容
本发明涉及一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载。在一方面，该系统包括：多个电池管理控制模块；多个双向电压转换器模块，分别与电池相连且与电池管理控制模块相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及多个能量存储模块，分别与双向电压转换器模块并联，并与负载相连。所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池。所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制双向电压转换器模块。
所述能量存储模块可以是电容器、超级电容器(super capacitor)、超高电容(ultra capacitor)、储能轮(flywheel)或者任何形式的可循环电能存储元件。
所述双向电压转换器模块可以被配置用于将电能从能量存储模块传输到电池，从而在能量存储模块上的电压超过预定值时，为电池充电。
所述双向电压转换器模块分别通过多个第一开关与电池相连。能量存储模块分别通过多个第二开关与所述双向电压转换器模块并联。所述负载通过第三开关与能量存储模块相连。所述多个第一开关、多个第二开关、以及第三开关由所述电池管理控制模块控制。
所述电池管理控制模块可以被配置成使多个第一开关中的一个、以及与所述开关相连的双向电压转换器模块同时失效。
所述模块化电池管理系统还包括多个电池状态监控模块，分别与所述电池相连、与所述电池管理控制模块相连，并配置用于监控每个电池的状态，并将每个电池的状态信息发送到电池管理控制模块。所述电池状态监控模块和所述双向电压转换器模块通过控制总线与所述电池管理控制模块连接。
当一个电池管理控制模块停止正常工作时，其他电池管理控制模块可以被配置以恢复所述电池管理控制模块的功能。
所述电池管理控制模块可以被配置，以基于用户的指令来调整双向电压转换器模块的输出电压级别。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的容错模块化电池管理系统的示意性系统框图。
图2是图1所示的容错模块化电池管理系统的示意性电路图。
具体实施方式
现在将详细参照本专利申请公开的容错模块化电池管理系统的优选实施例，其例子将在以下具体实施方式描述中给出。本专利申请的容错模块化电池管理系统的示范性实施例被给予了详细描述，尽管对于本领域的技术人员来说，显然为了简洁起见，对于理解该容错模块化电池管理系统不是特别重要的某些特征可以不示出。
此外，应当理解，本专利申请公开的容错模块化电池管理系统并不限于以下描述的精确实施例，本技术领域的人员可以做出各种改变和修改，而不脱离保护的精神和范围。例如，在本申请公开的范围内，不同示例性实施例的元件和/或特征可以彼此合并和/或彼此代替。
图1是根据本发明的实施例的容错模块化电池管理系统的示意性系统框图。图2是图1所示的容错模块化电池管理系统的示意性电路图。参照图1和图2，容错模块化电池管理系统包括多个电池状态监控模块201、202、……、20n、多个双向DC/DC转换器模块401、402、……、40n、多个能量存储模块1401、1402、……、140n、多个电池管理控制模块1201、1202、……、120n、以及多个电池组(或电池单元)101、102、……、10n。每个电池组(或电池单元)，例如101、102、……、10n，分别与专用的电池状态监控模块相连，然后通过多个开关301、302、……、30n连接到双向DC/DC转换器(例如401、402、……、40n)。这种组合被称为电池功率转换器模块(BPCM)。每个电池组(或电池单元)与其他电池组(或电池单元)相互隔离。这种布局与常规的电池管理系统中串联的电池不同。双向DC/DC转换器输出并联，以增加总体的电流容量，从而提供负载电流。
电池组可包括各种类型的电池，包括但不限于铅酸电池、镍金属氢化物电池、镍镉电池、锂离子电池、锂聚合体电池、零排放物污染的Na/NiCl2电池、NiZn电池、锂离子磷酸电池、铁电池、或者任何形式的可再充电的电能存储元件。
如在此所使用的，能量存储(ES)模块指的是电能存储元件，包括但不限于电容器、超级电容器、超高电容器、储能轮或者任何形式的可循环电能存储元件。在这个实施例中，参照图1，能量存储模块是电容器1401、1402、……、140n，分别通过开关501、……、50n与所有的双向DC/DC转换器模块相连。
如在此所使用的，双向DC/DC转换器模块指的是可用于将能量从能量存储(ES)模块充电到电池组(或电池单元)、或者可用于将能量从电池组(或电池单元)转换到能量存储(ES)模块以及与能量存储模块相连的负载的电气构造。
双向DC/DC转换器输出、能量存储模块和负载之间的连接被称为电源总线。电流可以从电源总线引入负载。负载电流将由双向DC/DC转换器输出分担。双向DC/DC转换器模块可以是隔离类型的或者非隔离类型的，被配置用于将电池电压转换成所要求的负载电压级别。因此，负载电压由双向DC/DC转换器输出电压设置决定，而不是由常规电池管理系统中串联的电池端部的端子电压决定。另一方面，当能量存储模块中存储了足够的能量时，双向DC/DC转换器模块可以为电池充电。这可以解决常规电池管理系统中的电池组(或电池单元)不平衡的问题。
电池状态监控(BSM)模块201、202、……、20n被配置以向双向DC/DC转换器模块和电池管理控制(BMC)模块1201、1202、……、120n提供电池状态信息。BMC模块被配置用于向每个工作状态下的每个电池功率转换器模块(BPCM)发送控制指令。例如，电池能量可以通过双向DC/DC转换器模块从电池传输到电源总线，电池可以通过双向DC/DC转换器模块从电源总线接收能量从而为电池充电，电池组可被禁能并从系统中断开，电池可以从系统中移除，而且额外的电池功率转换器模块(BPCM)可以被添加到系统中。同时，根据BMC程序中执行的算法，一些电池组(或电池单元)可能经历放电周期(释放功率)，一些其它的电池可能经历充电周期(接收功率)，还有一些其它的电池与系统断开。
在完全充满、不安全或者失效的状况下，电池组(电池单元)可以断开。如果要求将一个电池从系统中移除，电池状态监控(BSM)模块将会激活BSM模块面板上的释放信号、或者激活释放信号给BMC模块。在BMC模块的控制下，充满电的电池组(电池单元)将会再次与BPCM连接。如果不安全的状况已消除，曾经不安全的电池组(或者电池电池)会在BMC模块的控制下再次连接到BPCM。
用户可以将电池从模块化电池管理系统中移除。类似地，用户可以将替换电池安装到模块化电池管理系统中，然后激活电池状态监控模块以通过电池管理系统(BMS)控制总线来通知电池管理控制(BMC)模块。如果新增的电池被安装到系统中，则需要有额外的BSM和双向DC/DC转换器。新增的或者更换的电池将会变成模块化电池管理系统(MBMS)的一部分。采用该技术，用户可以通过增加更多的电池功率转换器模块(BPCM)来增加模块化电池管理系统(BPCM)的输出，或者，必要的情况下可以将电池组(电池单元)从系统中移除，这些都无需对系统进行重大的设计修改。
电池的功率密度也可以增加MBMS输出功率。能量存储模块与电源总线并联。能量存储模块是在很短的时间段内(例如，10至20分钟)充满很高的能量的能量存储设备。能量存储模块用作负载冲击电流和充电涌入电流的缓冲器。当能量存储模块上的电压超过预定值时，电池管理控制(BMC)模块将会通过BMC控制总线命令双向DC/DC转换器模块将电池组(或电池单元)充电。在充电的过程中，ES模块可以被编程为电池组个别地充电、或者一次为所有的电池组充电、或者随机地为电池组充电。
电池管理控制(BMC)模块是可编程单元，可以被编程以执行不同的算法，从而满足不同的车辆/汽车的要求，例如，不同的电压级别、不同的电池组(或电池单元)特征、以及不同的负载电流要求。各个BMC模块被配置用于检测BMS控制总线。一旦BMC模块处于故障状态，其它的BMC模块将会接管控制，而不必关闭系统。
除了容错特征，电池管理控制模块可以在一定范围内调节双向DC/DC转换器模块的输出电压级别，以便在需要有额外的扭矩来爬坡时增加电动机(DC或者AC)的扭矩。因此，它可以用作电扭矩控制(ETC)。
参照图1和图2，模块化电池管理系统基于冗余布局。因此，此处解释了对第一阶的电池功率转换器模块(BPCM)的详细描述，它可以被扩展到涵盖多达n阶的系统，其中n是正整数。
第一电池功率转换器模块(BPCM)阶结构包括电池101，电池101具有正极(+)、负极(-)和电池温度信号1101。电池101与BSM模块201相连。BSM 201是监控电池状况(例如充电状态、健康状态、电池温度、以及充电条件/状态)并通过信号路径601将信息反馈给电池管理系统(BMS)控制总线1的电路。来自BSM控制总线1的控制信号801将被用于通过状态指示装置(例如，LED、显示面板或者灯)显示电池工作状态，该电池工作状态可以是正在充电、正在放电、失效电池、与双向DC/DC转换器连接、或者与双向DC/DC转换器断开。电池101的输出电压可以连接到开关301。开关301是电动开关，用于控制BSM模块201到双向DC/DC转换器401之间的电连接。开关301由控制信号901电控制，控制信号901由电池管理控制(BMC)模块1201、1202、……、120n发出。在维护或者维修的过程中，开关301可以被手动禁能。这是为了在维护或者维修的过程中避免电气危险。此外，信号901控制双向DC/DC转换器401的打开或者关闭状态。如果开关301被信号901或者被手动切换紧能，双向DC/DC转换器401将会同时被禁能。在维修或者维护的过程中，控制信号1001可以使双向DC/DC转换器401禁能。
电池101的温度信号1101也连接到双向DC/DC转换器401。双向DC/DC转换器模块401将会根据信号1101调节充电或者放电电流。不同级别的双向DC/DC转换器模块之间的电流分布通过电流共享信号总线6来得到控制。电流共享信号总线6可以是模拟或者数字信号总线。电流共享信号总线6是双向的。双向DC/DC转换器模块401具有电流共享信号输出，其是双向的且与电流共享信号总线6相连。其它双向DC/DC转换器模块的电流共享信号输出与电流共享信号总线6相连。双向DC/DC转换器模块401会根据电流共享信号总线6的电压级别或者数字信号，来调节它的输出电流。电流共享信号总线6的电压级别或者数字信息表示每个双向DC/DC转换器模块的平均负载电流。双向DC/DC转换器401将会通过双向总线701与BSM控制总线通信。双向DC/DC转换器模块的输出连接至电源总线2。电源总线2连接能量存储模块1401至140n、电动机控制器3(单个或多个)、内部充电电路4、以及外部充电电路5。能量存储模块1404至140n分别通过开关501至50n连接至电源总线2。开关501至50n由BMC模块分别通过控制信号1301至130n电控制。能量存储模块启动的数量由BMC中内嵌的程序控制。能量存储模块1401至140n被配置，以在充电和放电过程中提供能量缓冲。在充电模式，它将存储来自外部充电电路的能量、再生制动能量、以及内部发电机的能量。该能量将被用于通过双向DC/DC转换器模块401至40n分别为电池101至10n充电。在放电模式，它将向电动机控制器以及冲击负载状况提供功率和能量，使得双向DC/DC转换器模块401至40n不会过载。电池管理控制(BMC)模块1201至120n以冗余布局来被连接并被编程。如果BMC模块中的任何一个失效，其它BMC模块将会无缝地恢复失效模块的功能。BMC模块通过双向通信总线1501至150n连接至BMS控制总线1。
开关301至30n、7、8、9由电池管理控制模块1201至120n通过BMS控制总线来控制。当汽车泊车时，开关301至30n、7、8、9打开(开路)。当汽车在运行状态之前启动时，开关7和8关闭(连通)。如果不需要电池充电，开关8将会打开(开路)。当需要外部充电时，开关9将会关闭(连通)，开关7和8将会打开(开路)。这是为了防止在外部充电的过程中对电动机控制器3和内部发电机4产生电力过荷情況。如果电动机控制器或者发电机被设计成可以承受该负荷能力，开关7和8可以关闭(连通)。
参照图2，在这个电路实现中，电池状态监控模块组合201、202、……、20n形成系统的一个组成部分。总线A连接器连接至BMS控制总线。连接/断开开关和双向DC/DC转换器模块形成双向DC/DC转换器组合，该DC/DC转换器组合是系统的一个组成部分。总线B连接器连接至BMS控制总线。电池状态控制模块组合和双向DC/DC转换器组合连接至BMS控制总线。双向DC/DC转换器组合的输出与DC电源总线2彼此并联。类似地，电池管理控制模块通过相应的总线A和总线B连接器连接至BMS控制总线。总线C连接器通过BMS控制总线提供了车辆信号接口10与电池管理控制模块(1201、、、120n)之间的接口。车辆信号接口10是能量存储模块、内部充电电路和外部充电电路的控制接口。
在前述的实施例中，容错模块化电池管理系统的特征是在所有的模块级别有多重冗余。这些冗余特征允许同时进行维护操作和提供多级别容错。因此，该模块化电池管理系统具有改进的可靠性和可用性。此外，由于模块化设计框架，所有级别的模块都可以经济地制造。
在前述的实施例中，单个单元或者模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。电池组(或单元)可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。BSM模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。双向DC/DC转换器模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。能量存储模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。BMC模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。
在前述实施例中，MBMS为EV或者HEV或者电池运行的机器/设备提供了框架。这个框架可以用于不同的电池类型、电源总线电压和输出功率要求。在特定的应用中，BSM和双向DC/DC转换器模块可以被合并为单个模块(或单元)。电池组(或电池单元)可单独运行，而不是在常规系统中串联。容错模块化电池管理系统解决了常规的串联电池组中电池组(或者电池单元)不平衡的问题。至电源总线的输出电压由双向DC/DC转换器模块决定，而不是由串联的电池组(或者电池单元)的数量决定。当一些电池组(或者电池单元)不能提供输出功率时，剩余的电池组(或者电池单元)可以以额定的电压提供有限的输出功率，以运行电动机驱动电路。输出电流由各个双向DC/DC转换器输出电流的总和决定。
在前述的实施例中，在充电模式下，直接给能量存储(ES)模块充电。这可以加速充电周期。然后存储在能量存储(ES)模块中的能量通过双向DC/DC转换器模块向电池组(电池单元)充电。MBMS中的电池组(或电池单元)可以同时在不同的运行模式下运行。这包括电池放电、电池充电、电池与MBMS连接、以及电池与MBMS断开。在放电或者充电模式，各个电池组(或者电池单元)可以被BMC模块编程。在车辆驱动模式，内部发电机、再生制动、以及其它功率产生成设备馈送的能量可以通过能量(ES)存储模块和双向DC/DC转换器模块为一些或者所有的电池组(或者电池单元)充电。这扩大了车辆行驶距离的范围。电池寿命可以延长。通过增加电池功率转换器模块(BPCM)，可以增加MBMS输出容量。通过移除电池组(或者电池单元)、或者电池功率转换器模块(BPCM)，可以减少MBMS的输出容量。可以通过调节双向DC/DC转换器输出电压，来调节MBMS输出电压。可对内嵌在BMC模块中的控制算法进行编程以用于各个电池组充电、放电、以及从MBMS断开。可以针对不同的电池特征对BMC模块中的控制算法进行编程，例如镍金属氢化物NiHM、锂离子Li ion、锂离子聚合体等。BMC模块可以通过BMC显示面板驱动器交互信息。电池充电和放电状态、剩余能量级别、以及电池维护信息警报都可以由BMC显示面板提供。
在前述的实施例中，电池可以是不同类型的组合。例如铅酸和锂电池可以在系统中同时运行。锂电池的高功率密度特征和铅酸电池的深周期放电可得到更长的驱动范围。
虽然特别参照了多个实施例对本专利申请进行了图示和描述，但是应该注意，可以做出各种其它改变或修改，而不脱离本发明的范围。
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年6月15日提交的申请号为61/187,273的美国临时专利申请的优先权，并将其内容全部引入本申请中作为参考。

Claims (17)

1.一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载，其特征在于，所述系统包括：
多个电池管理控制模块;
多个双向电压转换器模块，分别与电池相连且与电池管理控制模块相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及
多个能量存储模块，分别与双向电压转换器模块并联，并与负载相连；
其中：
所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池；且
所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制双向电压转换器模块；
所述双向电压转换器模块被配置用于将电能从能量存储模块传输到电池，以便在能量存储模块上的电压超过预定值时，为电池充电。
2.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述能量存储模块是可循环电能存储元件。
3.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述双向电压转换器模块分别通过多个第一开关与所述电池相连，所述能量存储模块分别通过多个第二开关与所述双向电压转换器模块并联，所述负载通过第三开关与能量存储模块相连，所述多个第一开关、多个第二开关、以及第三开关由所述电池管理控制模块控制。
4.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，还包括多个电池状态监控模块，分别与所述电池相连、与所述电池管理控制模块相连，并被配置用于监控每个电池的状态，将每个电池的状态信息发送到电池管理控制模块，其中所述电池状态监控模块和所述双向电压转换器模块通过控制总线与所述电池管理控制模块连接。
5.根据权利要求4所述的模块化电池管理系统，其特征在于，当一个电池管理控制模块停止正常工作时，其它电池管理控制模块被配置以恢复所述电池管理控制模块的功能。
6.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块被配置以基于用户的指令来调整双向电压转换器模块的输出电压级别。
7.根据权利要求3所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块被配置成使多个第一开关中的一个开关、以及与所述开关相连的双向电压转换器模块同时禁能。
8.一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载，其特征在于，所述系统包括：
多个电池管理控制模块；
多个双向电压转换器模块，分别通过多个第一开关与电池相连且与电池管理控制模块相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及
多个能量存储模块，分别与双向电压转换器模块并联，并与负载相连；
其中：
所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池；且
所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制所述双向电压转换器模块和所述多个第一开关；
所述双向电压转换器模块被配置用于将电能从能量存储模块传输到电池，以便在能量存储模块上的电压超过预定值时，为电池充电。
9.根据权利要求8所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述能量存储模块是可循环电能存储元件。
10.根据权利要求8所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块被配置成使多个第一开关中的一个开关、以及与所述开关相连的双向电压转换器模块同时禁能。
11.根据权利要求8所述的模块化电池管理系统，其特征在于，还包括多个电池状态监控模块，分别与所述电池相连、与所述电池管理控制模块相连，并配置用于监控每个电池的状态，将每个电池的状态信息发送到电池管理控制模块，其中所述电池状态监控模块和所述双向电压转换器模块通过控制总线与所述电池管理控制模块连接。
12.根据权利要求11所述的模块化电池管理系统，其特征在于，当一个电池管理控制模块停止正常工作时，其它电池管理控制模块被配置以恢复所述电池管理控制模块的功能。
13.根据权利要求8所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块被配置以基于用户的指令来调整双向电压转换器模块的输出电压级别。
14.一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载，其特征在于，所述系统包括：
多个电池管理控制模块；
多个电池状态监控模块，分别与所述电池相连、与所述电池管理控制模块相连，并配置用于监控每个电池的状态，将每个电池的状态信息发送到电池管理控制模块；
多个双向电压转换器模块，分别通过多个第一开关与电池相连且与电池管理控制模块相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及
多个能量存储模块，分别通过多个第二开关与所述双向电压转换器模块并联，并通过第三开关与负载相连；
其中：
所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池；且
所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制双向电压转换器模块、多个第一开关、多个第二开关、以及第三开关；且
所述电池状态监控模块和双向电压转换器模块通过控制总线与所述电池管理控制模块相连；
所述双向电压转换器模块被配置用于将电能从能量存储模块传输到电池，以便在能量存储模块上的电压超过预定值时，为电池充电。
15.根据权利要求14所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块被配置成使多个第一开关中的一个开关、以及与所述开关相连的双向电压转换器模块同时禁能。
16.根据权利要求14所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块被配置以基于用户的指令来调整双向电压转换器模块的输出电压级别。
17.根据权利要求14所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述能量存储模块是可循环电能存储元件。
CN2010102004776A 2009-06-15 2010-05-31 容错模块化电池管理系统 Expired - Fee Related CN101924380B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18727309P 2009-06-15 2009-06-15
US61/187,273 2009-06-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101924380A CN101924380A (zh) 2010-12-22
CN101924380B true CN101924380B (zh) 2013-06-26

Family

ID=43305865

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102004776A Expired - Fee Related CN101924380B (zh) 2009-06-15 2010-05-31 容错模块化电池管理系统
CN201020221029XU Expired - Fee Related CN202009239U (zh) 2009-06-15 2010-05-31 容错模块化电池管理系统

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201020221029XU Expired - Fee Related CN202009239U (zh) 2009-06-15 2010-05-31 容错模块化电池管理系统

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8410755B2 (zh)
JP (1) JP3176361U (zh)
KR (1) KR101482300B1 (zh)
CN (2) CN101924380B (zh)
DE (1) DE212010000081U1 (zh)
HK (1) HK1147851A1 (zh)
WO (1) WO2010145230A1 (zh)

Families Citing this family (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11855231B2 (en) 2006-12-06 2023-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11735910B2 (en) 2006-12-06 2023-08-22 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US11888387B2 (en) 2006-12-06 2024-01-30 Solaredge Technologies Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US8013472B2 (en) 2006-12-06 2011-09-06 Solaredge, Ltd. Method for distributed power harvesting using DC power sources
US8947194B2 (en) 2009-05-26 2015-02-03 Solaredge Technologies Ltd. Theft detection and prevention in a power generation system
US11687112B2 (en) 2006-12-06 2023-06-27 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8013570B2 (en) 2009-07-23 2011-09-06 Coulomb Technologies, Inc. Electrical circuit sharing for electric vehicle charging stations
ES2758544T3 (es) * 2009-07-31 2020-05-05 Thermo King Corp Convertidor de voltaje de batería bidireccional
TWM370883U (en) * 2009-08-06 2009-12-11 zhi-peng Zhang Integrated device of multiple power batteries
US9878629B2 (en) 2009-12-17 2018-01-30 Chargepoint, Inc. Method and apparatus for electric vehicle charging station load management in a residence
CN102110861A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 旭丽电子(广州)有限公司 电池保护方法和系统
DE112011103180A5 (de) * 2010-09-24 2013-07-25 Magna E-Car Systems Gmbh & Co Og Elektrokraftfahrzeug und Redox-Flow-Modul sowie Kartusche hierzu
JP5651424B2 (ja) * 2010-10-14 2015-01-14 株式会社東芝 電力安定化システムおよび電力安定化方法
DE102011003764A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Entladung eines Energiespeichers in einem Hochvoltnetz
EP2498368B1 (en) * 2011-03-09 2014-08-06 NIM Energy Electrical energy buffering system
KR101733742B1 (ko) * 2011-03-10 2017-05-25 삼성에스디아이 주식회사 2차 전지 충방전 시스템 및 그 구동 방법
CN103534134B (zh) * 2011-03-16 2016-10-12 约翰逊控制技术公司 具有多个能量存储装置的能源系统
US8922063B2 (en) * 2011-04-27 2014-12-30 Green Charge Networks, Llc Circuit for rendering energy storage devices parallelable
JP6012144B2 (ja) * 2011-05-20 2016-10-25 パナソニックエコソリューションズ電路株式会社 充電制御システム
US9306465B2 (en) 2011-06-10 2016-04-05 Lear Corporation Method for controlling a converter having variable frequency control and system for powering a vehicle load using same
CN102832657B (zh) * 2011-06-16 2015-03-25 凹凸电子（武汉）有限公司 电池管理系统及电池管理方法
US20120319657A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 O2 Micro USA Battery management system
DE102011106944A1 (de) * 2011-07-08 2013-01-10 Li-Tec Battery Gmbh Batteriemanagementsystem für Stromversorgungssystem mit Niederspannungsbereich und Hochspannungsbereich
CN102336181A (zh) * 2011-08-09 2012-02-01 山东理工大学 便于快速更换的整体式动力电池系统
US9595844B2 (en) * 2011-09-21 2017-03-14 Nec Corporation Electric power control system, battery control system, battery control device, battery control method, and recording medium
WO2013059611A2 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Cobasys, Llc Modular battery disconnect unit
US9166419B2 (en) 2011-10-31 2015-10-20 Robert Bosch Gmbh Intelligent charging and discharging system for parallel configuration of series cells with semiconductor switching
WO2013066867A2 (en) 2011-10-31 2013-05-10 Cobasys, Llc Parallel configuration of series cells with semiconductor switching
GB2498365A (en) 2012-01-11 2013-07-17 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic module
GB2498790A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Maximising power in a photovoltaic distributed power system
US8970237B2 (en) * 2012-05-07 2015-03-03 Tesla Motors, Inc. Wire break detection in redundant communications
DE102012209740A1 (de) * 2012-06-11 2013-12-12 Varta Microbattery Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Batterie und Batterie
FR2993515B1 (fr) 2012-07-23 2015-12-25 Renault Sas Procede de fonctionnement d'un vehicule automobile comprenant un systeme d'alimentation electrique
KR101540553B1 (ko) * 2012-08-02 2015-07-29 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 무인 반송차의 충전 관리 시스템 및 충전 관리 방법
EP2882064B1 (en) * 2012-08-02 2016-09-28 Nissan Motor Co., Ltd. Charging management system for unpiloted conveyance vehicles and charging management method for unpiloted conveyance vehicles
CA2824020A1 (en) * 2012-08-14 2014-02-14 Panacis Inc. Modular share pack battery
WO2014027224A1 (en) 2012-08-17 2014-02-20 Nokia Corporation Battery hot swap capable apparatus
FR2995263B1 (fr) * 2012-09-10 2015-08-21 Batscap Sa Procede et dispositif de gestion d'ensembles de stockage d'energie electrique pour l'alimentation electrique d'un vehicule a moteur electrique
DE102013201221A1 (de) * 2013-01-25 2014-07-31 Robert Bosch Gmbh Ansteuervorrichtung für ein elektrisches Energiespeichersystem
JP5867870B2 (ja) * 2013-02-22 2016-02-24 富士通テレコムネットワークス株式会社 充放電試験システム
US9548619B2 (en) * 2013-03-14 2017-01-17 Solaredge Technologies Ltd. Method and apparatus for storing and depleting energy
TWI489754B (zh) * 2013-07-12 2015-06-21 Univ Yuan Ze 可逆型多輸入交錯式直流／直流轉換器
DE102013219967A1 (de) * 2013-10-01 2015-04-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung zum Betreiben einer elektrischen Einrichtung eines Fahrzeugs
DE102014201194A1 (de) 2014-01-23 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Batterietrennvorrichtung zum Unterbrechen eines Stromflusses in einem Batteriesystem
US9457684B2 (en) 2014-03-26 2016-10-04 Ford Global Technologies, Llc Redundant electrical power for autonomous vehicles
JP6180982B2 (ja) * 2014-03-28 2017-08-16 本田技研工業株式会社 車両
US20170301477A1 (en) 2016-04-04 2017-10-19 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10319523B2 (en) 2014-05-12 2019-06-11 Capacitor Sciences Incorporated Yanli dielectric materials and capacitor thereof
US10347423B2 (en) 2014-05-12 2019-07-09 Capacitor Sciences Incorporated Solid multilayer structure as semiproduct for meta-capacitor
US10340082B2 (en) 2015-05-12 2019-07-02 Capacitor Sciences Incorporated Capacitor and method of production thereof
WO2015175558A2 (en) 2014-05-12 2015-11-19 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage device and method of production thereof
CN105337493A (zh) * 2014-06-13 2016-02-17 株式会社村田制作所 功率转换系统及功率转换方法
DE102014214996A1 (de) * 2014-07-30 2016-02-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Batteriesystems
CN104300660A (zh) * 2014-10-13 2015-01-21 柳州惠林科技有限责任公司 一种复合电源管理系统
DE102014114792A1 (de) 2014-10-13 2016-04-14 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Betrieb eines Stromnetzes, insbesondere eines Stromnetzes eines Wasserfahrzeugs
RU2017112074A (ru) 2014-11-04 2018-12-05 Кэпэситор Сайенсиз Инкорпорейтед Устройства для хранения энергии и способы их получения
DE102015102410A1 (de) * 2015-02-20 2016-08-25 Vossloh Kiepe Gmbh Batterieanordnung für ein Fahrzeug
US9800071B2 (en) 2015-02-24 2017-10-24 Green Cubes Technology Corporation Methods and system for add-on battery
CN104590045B (zh) * 2015-02-26 2016-08-31 德阳东深新能源科技有限公司 一种纯电动车并行充电供电系统
US9923372B2 (en) * 2015-03-26 2018-03-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Energy management system
US9932358B2 (en) 2015-05-21 2018-04-03 Capacitor Science Incorporated Energy storage molecular material, crystal dielectric layer and capacitor
US9941051B2 (en) 2015-06-26 2018-04-10 Capactor Sciences Incorporated Coiled capacitor
US10103411B2 (en) 2015-07-06 2018-10-16 Lear Corporation Multiple voltage battery pack with common battery management system
CN108352537B (zh) * 2015-07-31 2021-10-26 新塞尔斯有限公司 用于多种应用和电动车辆的便携式且模块化储能器
DE102015219590B4 (de) * 2015-10-09 2017-09-14 Continental Automotive Gmbh Fahrzeug-Bordnetz
US10026553B2 (en) 2015-10-21 2018-07-17 Capacitor Sciences Incorporated Organic compound, crystal dielectric layer and capacitor
KR102516355B1 (ko) * 2015-12-21 2023-03-31 삼성전자주식회사 배터리 제어 방법, 배터리 제어 장치, 및 배터리 팩
CN105490363A (zh) * 2016-01-06 2016-04-13 北京新能源汽车股份有限公司 车载双向充电机和电动车
CN105691226B (zh) * 2016-01-21 2018-09-21 中国第一汽车股份有限公司 一种锂离子动力电池系统的故障处理系统的处理方法
US11095129B2 (en) * 2016-02-12 2021-08-17 Capacitor Sciences Incorporated Capacitor based power system and unmanned vehicle with the capacitor based power system thereof
US10305295B2 (en) * 2016-02-12 2019-05-28 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage cell, capacitive energy storage module, and capacitive energy storage system
US10636575B2 (en) 2016-02-12 2020-04-28 Capacitor Sciences Incorporated Furuta and para-Furuta polymer formulations and capacitors
EP3414815A4 (en) * 2016-02-12 2019-11-20 Capacitor Sciences Incorporated CAPACITIVE ENERGY STORAGE CELL, MODULE AND SYSTEM
US10236696B2 (en) 2016-03-01 2019-03-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for controlling a modular energy management system that controls an amount of power transferred from each of the energy modules to at least one load
US10150380B2 (en) * 2016-03-23 2018-12-11 Chargepoint, Inc. Dynamic allocation of power modules for charging electric vehicles
US9978517B2 (en) 2016-04-04 2018-05-22 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10153087B2 (en) 2016-04-04 2018-12-11 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US11177663B2 (en) 2016-04-05 2021-11-16 Solaredge Technologies Ltd. Chain of power devices
HRP20221179T1 (hr) 2016-05-25 2022-12-09 Chargepoint, Inc. Dinamička dodjela energetskih modula za punjenje električnih vozila
GB2552506B (en) * 2016-07-26 2020-04-01 Ford Global Tech Llc A battery system
DE102016219452A1 (de) * 2016-10-07 2018-04-12 Robert Bosch Gmbh Batterieeinheit und Verfahren zum Betrieb einer Batterieeinheit
CN108092371B (zh) * 2016-11-15 2020-04-03 华为技术有限公司 充放电装置
US10395841B2 (en) 2016-12-02 2019-08-27 Capacitor Sciences Incorporated Multilayered electrode and film energy storage device
WO2018107065A1 (en) 2016-12-11 2018-06-14 Sandeep Agarwal Smart energy storage system
KR102072904B1 (ko) * 2017-02-28 2020-02-04 김홍식 전기차 자가발전 구동 시스템
US10992144B2 (en) * 2017-05-17 2021-04-27 Galley Power LLC Battery balancing and current control with bypass circuit for load switch
JP6928347B2 (ja) * 2017-08-02 2021-09-01 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 管理装置、蓄電装置、蓄電システム、及び、電気機器
EP3678275A1 (en) * 2017-08-30 2020-07-08 Bernabé Panós, Jorge José Recharging system for electric vehicles
DE102017222192A1 (de) * 2017-12-07 2019-06-13 Audi Ag HV-Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, Bordnetz, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Steuern einer HV-Batterieanordnung
CN108255280A (zh) * 2018-01-16 2018-07-06 郑州云海信息技术有限公司 一种单双电模式设置方法、系统、设备及计算机存储介质
CN110198056B (zh) * 2018-02-26 2024-04-09 周锡卫 一种适于人工换电的多交流储能模块系统的控制方法
JP7020293B2 (ja) * 2018-05-25 2022-02-16 トヨタ自動車株式会社 バッテリ放電制御装置
NL2021063B1 (en) * 2018-06-05 2019-12-11 Atlas Technologies Holding Bv Modular and rechargeable energy storage
US11881735B2 (en) 2018-07-11 2024-01-23 Cummins Inc. Integration of second-use of Li-ion batteries in power generation
CN108944538A (zh) * 2018-08-03 2018-12-07 佛山市苔藓云链科技有限公司 一种用于在电动车辆中分配电力的系统
US10960776B2 (en) * 2018-08-17 2021-03-30 Zoox, Inc. Redundant battery management system architecture
CN109193909A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 深圳宇拓瑞科新能源科技有限公司 一种对电池组中电池管理方法及系统
CN109309398B (zh) * 2018-09-30 2023-09-19 联想(北京)有限公司 一种处理方法及电源装置
DE102019100338A1 (de) 2019-01-08 2020-07-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriesystem für Elektrofahrzeuge oder Hybrid-Elektrofahrzeuge
CN111711253A (zh) * 2019-03-18 2020-09-25 深圳市瑞能实业股份有限公司 电池化成和分容的控制系统、控制方法及电能管理系统
CN110085926B (zh) * 2019-04-11 2021-02-09 华中科技大学 一种具有自修复功能的锂电池系统及其自修复方法
CN110254288A (zh) * 2019-06-10 2019-09-20 帝亚一维新能源汽车有限公司 电池包控制系统
CN110182103A (zh) * 2019-06-26 2019-08-30 上海海得控制系统股份有限公司 一种新型动力系统
WO2021158568A1 (en) * 2020-02-03 2021-08-12 Wisk Aero Llc Power distribution circuits for vehicles with energy regeneration
CN111439107A (zh) * 2020-04-26 2020-07-24 南京电瓶居汽配有限公司 一种带启停功能的铅酸电池
FR3112900B1 (fr) 2020-07-27 2022-07-29 Limatech Bloc modulaire série (B l M o S e )
US10992149B1 (en) 2020-10-08 2021-04-27 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods
US11791642B2 (en) * 2020-10-08 2023-10-17 Element Energy, Inc. Safe battery energy management systems, battery management system nodes, and methods
KR102546401B1 (ko) * 2020-12-28 2023-06-22 (주)오토노머스에이투지 무중단 차량 시험 프로세스를 위한 차량 시험 장비의 전원 교체 방법 및 장치
GB2603798A (en) * 2021-02-15 2022-08-17 Vitesco Tech Gmbh Automotive network zoned architecture with failure mitigation feature
CN113147631B (zh) * 2021-05-06 2023-03-31 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 一种低压电压变换器的输出功率确定方法及相关设备
WO2023037362A1 (en) * 2021-09-06 2023-03-16 Sparkion Power Algorithms Ltd Flip switch system for rechargeable power storage devices
CN114156547A (zh) * 2021-10-27 2022-03-08 烟台东方电子玉麟电气有限公司 一种锂电池管理系统及方法
CN114123423B (zh) * 2021-12-01 2023-11-03 广东汇天航空航天科技有限公司 一种具有多种驱动模式的可移动体的控制电路和控制方法
US20230173949A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-08 Sustainable Energy Technologies, Inc. Modular multi-type power pack charging apparatus
KR20230098447A (ko) * 2021-12-24 2023-07-04 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 시스템, 이를 포함하는 전기차, 및 전기차의 동작 방법
US20230294551A1 (en) * 2022-03-18 2023-09-21 Ample Inc. Multi-Module Electric Vehicle Battery Control System
DE102022115263B4 (de) 2022-06-20 2024-04-11 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren zum bestimmen eines alterungszustands einer fahrzeugbatterie und fahrzeugbatterie mit zumindest einer entnehmbaren batteriezelle
US11710957B1 (en) 2022-10-07 2023-07-25 Archer Aviation, Inc. Systems and methods for redundant control of active fuses for battery pack safety

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101409526A (zh) * 2007-10-10 2009-04-15 株式会社日立制作所 电梯系统以及蓄电池单元

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751150A (en) * 1995-08-11 1998-05-12 Aerovironment Bidirectional load and source cycler
JP2004147477A (ja) * 2002-10-28 2004-05-20 Komatsu Ltd 電動機の電源装置
JP2006312352A (ja) * 2005-05-06 2006-11-16 Toyota Motor Corp 駆動システムの制御装置
JP5022623B2 (ja) * 2006-04-27 2012-09-12 株式会社日立製作所 エレベータシステムおよびバッテリユニット
US7859202B2 (en) * 2007-03-09 2010-12-28 Illinois Institute Of Technology Power management for multi-module energy storage systems in electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles
JP4586832B2 (ja) * 2007-08-10 2010-11-24 トヨタ自動車株式会社 電動車両
TW200919894A (en) * 2007-10-17 2009-05-01 J Tek Inc High-reliability intelligent parallel-connected energy storage vessel charging/discharging management system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101409526A (zh) * 2007-10-10 2009-04-15 株式会社日立制作所 电梯系统以及蓄电池单元

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2004-147477A 2004.05.20

Also Published As

Publication number Publication date
DE212010000081U1 (de) 2012-03-06
HK1147851A1 (en) 2011-08-19
KR20120037375A (ko) 2012-04-19
WO2010145230A1 (en) 2010-12-23
CN202009239U (zh) 2011-10-12
US20100315043A1 (en) 2010-12-16
JP3176361U (ja) 2012-06-21
CN101924380A (zh) 2010-12-22
US8410755B2 (en) 2013-04-02
US20130181680A1 (en) 2013-07-18
KR101482300B1 (ko) 2015-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101924380B (zh) 容错模块化电池管理系统
KR102179718B1 (ko) 전기 자동차의 급전 시스템, 제어방법 및 전기 자동차
US20130229152A1 (en) Power supply stack replacement method, control device, and storage medium storing control program
EP2647521B1 (en) Control device for electric vehicle
JP6704895B2 (ja) 電動車両の電源システム
KR102253328B1 (ko) 차량용 전원 시스템
CN102195327A (zh) 具有自动旁路功能的串联电池系统
CN104871387A (zh) 用于将电池集成到逆变器中的安全概念
CN112046427A (zh) 车辆供电系统及供电控制方法
CN108736531B (zh) 动力电池组、复合电源、控制方法以及车辆
WO2022009639A1 (ja) 配電モジュール
JP2013135533A (ja) 蓄電システム及び蓄電システムにおける給電方法
WO2010107381A1 (en) System and method for controlling an energe storage pack
JP2013255360A (ja) 充放電装置
JP2013038983A (ja) 充電装置、車載用充電装置、車載用充電装置における充電方法
TWM409636U (en) Fault-tolerant modular battery management system
EP4035922A1 (en) On-board distributed power supply system and on-board power supply control method and apparatus
WO2015040655A1 (ja) スイッチング装置および蓄電池システム
CN218005884U (zh) 辅助电源系统
EP4353518A1 (en) High voltage junction device for a high voltage battery of an electric vehicle and high voltage battery system
WO2023234090A1 (ja) 鉄道車両用蓄電池システム及びその制御方法
JP7293364B2 (ja) 冗長電力を供給するためのシステムおよび方法
CN117650294A (zh) 用于运行具有多个电化学蓄能器的电化学蓄能系统的方法
CN118017631A (zh) 一种储能系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1147851

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1147851

Country of ref document: HK

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130626