CN102656049A - 具有安全装置的电池组、控制装置及控制方法 - Google Patents

具有安全装置的电池组、控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电池组(33)，该电池组(33)包括至少一个电池单元(39)，并且该电池组(33)被设计成提供输出电压以对负载(23)供给电能，使得负载能够履行功能。本发明还涉及一种电池控制装置(35)、一种包括电池组的装置(21)以及一种用于控制电池组的方法，其中电池控制装置(35)被配置成产生用于控制电池组的控制信号。

Description

具有安全装置的电池组、控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及电池组、电池组用的电池控制装置、包括电池控制装置和电池组的装置以及用于控制电池组的方法。
背景技术
在现有技术中，已知包括一个或者多个用于向在工作期间不适合与固定电网连接的电动装置提供能量的电池单元的电池组。由电池组供电的电动装置例如包括电动车辆、移动电话、电动工具、工作机和其他电动装置。电池组也可以用于电网平衡(grid balancing)和其他形式的能量存储。具有多个串联连接的电池单元的电池组的一个问题是电压可能非常高，使得高压对人们或者设备造成危害，尤其是在紧急或者故障的情况下。
专利文件US 5,238,083中示出了克服该问题的一种方法，其公开了包括一旦碰撞传感器检测到碰撞就将两个电池单元彼此断开的开关的车辆用电池组。因此，在出现事故的情况下，由电池组供给的电压减小以降低受损风险。
专利文件US 2004/0257033中示出了克服该问题的另一种方法，其公开了封装电池的壳体，该壳体设置有当壳体从其在车辆中的位置被移除时切断壳体外的连接的开关。因此，当处理包含电池的壳体时，被电击的风险很小。
在专利文献US 2005/0275372中，公开了用于使电池组避免过载的方法，在该方法中，多个智能电池组并联连接，并且仅在足够数量的电池组被充分地充电并且具有足够的同类电荷以能够向装置供电的情况下被转换成串联连接以向装置供电。然而该文献不能解决具有高压风险的问题。
发明内容
本发明的一个目的是减轻与电池组供电的装置使用高压相关的高风险的问题。
根据本发明的第一方面，利用根据如下的电池组实现该目的：一种电池组，其包括至少一个电池单元，且所述电池组被设计成供给输出电压以对负载提供电能使得所述负载能够履行功能，所述电池组还包括电池控制电路，所述电池控制电路与至少一个电池单元连接并且被配置成能够避免经由所述电池控制电路提供由所述至少一个电池单元供给的电压，所述电池组的特征在于，所述电池控制电路适于接收指示所述负载将履行功能的运行控制信号，并且适于响应所述运行控制信号允许经由所述电池控制电路提供电压的供给。
根据本发明的第二方面，利用根据如下的电池控制装置实现该目的：一种电池控制装置，其被配置成产生用于控制电池组的控制信号，所述电池组包括至少一个电池单元并且被配置成供给输出电压以对负载提供电能使得所述负载能够履行功能，所述电池控制装置的特征在于，所述电池控制装置被配置成响应接收所述负载将履行功能的信息而向所述电池组产生运行控制信号，所述运行控制信号促使与所述电池组中的至少一个电池单元连接的电池控制电路允许经由所述电池控制电路提供从所述电池单元供给的电压。
根据本发明的第三方面，利用根据权利要求14的装置实现该目的。
根据本发明的第四方面，利用根据如下的方法实现该目的：一种向负载供给电能以使得负载履行功能的方法，该方法包括：接收所述负载将履行功能的信息；在电池控制装置中产生运行控制信号；在电池组中接收所述运行控制信号，其中所述电池组包括被配置成向所述负载供给电压的至少一个电池单元；以及响应所述运行控制信号允许经由电池控制电路提供电压的供给。
通过设置包括至少一个电池单元和电池控制电路的电池组，当负载在实际运行时能够主要经由电池控制电路供给电压，其中电池控制电路适于接收指示负载将履行功能的运行控制信号，并且适于允许响应运行控制信号从电池单元经由电池控制电路提供电压供给。因此，能够限制经由电池控制电路供给电压的时间，降低高压风险。
优选地，电池控制电路也响应接收负载处于非运行状态的信息而避免经由电池控制电路提供供给的电压。优选地，负载处于非运行状态的信息的接收也包含没有出现负载处于运行状态的信号。因此，在负载未被通电地履行功能的情况下，经由电池控制电路供给的电压可能被减小或者完全截断，减少了供给高压的时间，并且基本上提高了使用电池组的安全性。
如果不被提供电能，包括负载的装置通常处于断电的、关掉的状态。然而，即使负载处于非运行状态，包括负载的装置也可以在通电的、打开的状态下被提供电能。通常，将装置保持在处于例如对控制电路、灯等通电的通电状态下所需要的电压低于用于驱动负载履行功能的能量。因此，优选地，电池控制装置避免产生运行控制信号，并且电池控制电路直至负载实际运行为止避免在装置的通电状态下经由电池控制电路提供供给的电压。于是，装置可以包括用于给处于通电状态下的装置供电的辅助电池，或者可以从电池组的较小的部分接收具有较低电压的电能。在负载履行高耗能的功能之前可以被打开的装置例如包括移动电话、电动工具和电动车辆。
根据本发明的一个实施方式，电池控制电路被配置成在没有运行控制信号的情况下避免经由电池控制电路提供供给的电压。优选地，电池控制装置类似地适于响应接收负载处于非运行状态的信息而避免产生运行信号。于是，由于运行控制信号的产生需要由电池控制装置启动，所以这意味由于非运行状态和/或出现故障的情况，电池控制电路中的电压很可能被减小或者被截断。优选地，在没有具体地指出负载运行的运行控制信号的情况下，电池控制电路被配置成避免经由电池控制电路提供供给的电压。因此，一旦负载是非运行的，或者运行控制信号因为任何其他的原因而终止，电池控制电路用于截断经由电池控制电路的任何电压供给。因此，高压的供给和/或出现能够被限制在仅负载实际运行时。优选地，电池控制装置被配置成在负载实际运行期间连续地产生运行控制信号，并且电池控制电路被配置成在接收运行控制信号的同时允许经由电池控制电路供给电压。因此，在保持高安全性的同时允许负载的长期运行。优选地，一旦运行被中止，运行控制信号就中断且电池控制电路截断经由电池控制电路的电压供给。
根据本发明的一个实施方式，所述电池控制电路包括半导体装置，所述半导体装置包括第一连接器、第二连接器和控制开关，其中所述第一连接器与至少一个电池单元电连接，所述控制开关被配置成当接收来自所述运行控制信号的控制电压时允许所述第一连接器与所述第二连接器之间有电流。优选地，根据运行控制信号接收控制电压。优选地，半导体装置是诸如MOS-FET或者IGBT的FET器件。除非在栅极处接收到电压信号，这种装置被自然地截断。由此，通过使用半导体装置，可以容易地且便宜地实现本发明的特征。
根据本发明的一个实施方式，电池控制电路包括半导体开关。优选地，电池控制电路是开/关式开关。由此，电池控制电路可以处于电池控制电路避免提供电压的截断状态和电池控制电路在力争降低电池控制电路上的阻抗和/或压降的同时提供电压的导通状态。半导体开关也可以被配置为诸如MOS-FET、IGBT或者任何其他已知或未来形式的FET。
根据本发明的一个实施方式，包括电池组和电池控制装置的装置是电动车辆。由此电池组适用于向电动车辆供给电能并且向负载供给电能，其中负载是用于推动车辆的电动马达。电池控制装置还被配置成响应电动马达被促使成推动车辆而产生运行控制信号。电动马达可以根据驾驶员压下加速器或者根据诸如巡航控制器或类似物等电子速度调节器而被促使为推动车辆。由此，当检测到驱动信号时，允许经由电池控制电路提供供给的电压。
优选地，除非收到期望运行马达以推动车辆的信号，否则不允许经由电池控制电路供给电压。优选地，电池控制电路被配置成将电池组分为电池单元的分离的组。优选地，各电池单元的组均被配置成供给小于或者等于60V的电压，优选小于50V。优选地，分开的组还可以经由电池控制电路串联连接。由此，除了实际地向车辆提供推动力时，车辆中最大电压一直是60V，其中，电压可以被升高到适于使电动马达驱动车辆的电压，诸如400V～600V之间。
附图说明
现参照附图，以本发明的多个非限制实施例描述本发明。
图1示出包括设置有单一电池控制电路的单一电池单元的电池组。
图2a示出车辆形式的包括电池组和电池控制装置的装置。
图2b示出车辆中电池组的电路图。
图2c示出了包括电池组、电池控制电路和负载的装置的图。
图3示出根据本发明的方法。
具体实施方式
在图1中，示出了包括至少一个电池单元3的电池组1。电池单元包括包含用于存储电能并且用于经由化学反应产生电压的化学制品的主体5。电池单元3还包括用于将产生的电压供给到外部电路并且最终供给到负载的第一电池电极7和第二电池电极9。电池组1还包括与电池单元的一个电极连接并且被配置成能够通过电池控制电路11提供或者避免提供由电池单元3供给的电压的电池控制电路11。
在该实施例中，电池控制电路11包括半导体装置，该半导体装置包括与电池单元的第一电极7电连接的第一连接器13、被配置成向包括负载的外部电路供给电压的第二连接器15以及控制开关(switch control)17。在该实施例中，半导体装置是FET或者场效应晶体管，并且可以是MOS-FET、IGBT或者其他合适的场效应晶体管。由此控制开关17被配置成当高于阈值的电压被施加到控制开关时，允许第一连接器13与第二连接器15之间有电流，并且被配置成当没有被施加电压时截断第一连接器与第二连接器之间的任何电流。
根据本发明的一个方面，电池控制电路11适于接收指示负载将履行功能的运行控制信号，并且适于响应运行控制信号允许经由电池控制电路11提供电压供给。在该实施例中，从电池控制装置接收作为施加到控制开关的电压的运行控制信号。因此，电池控制电路11适于响应连续地接收运行控制信号而允许经由电池控制电路11从电池单元3提供电压供给。由于控制开关17在没有施加于栅极的电压时还避免经由电池控制电路从电池单元提供供给的电压，因此在接收运行控制信号时，也就是，在负载运行时，电压几乎完全由电池组供给。因此，由于只在必要时供给电压，提高了电池组安全性。
在该实施例中，电池控制电路的第一连接器13被设计成覆盖第一电极7的一部分，使第一电极7的小块区域是开放的。因此，即使未接收到运行控制信号，也可从第一电极7的开放区域获得电压。于是电极的开放区域可以用于向装置的诸如电池控制设置、灯等其他部分供给电压和供电。在另一个实施例中，替代地，第一连接器可以覆盖电池单元的第一电极的整个区域，其中，在被供给的电压没有经过电池控制电路的情况下，不能从电池单元获得电压。
在图2a至图2c中示出了根据本发明的一个实施例的另一个实施方式。图2a示出包括被配置成履行功能的电负载23的装置21。在该实施例中，装置是电动车辆21，其中负载23是配置成为车辆提供推动力的电动马达，因此负载23被连接到驱动轮25。由此，负载23被配置成在运行状态下进行工作(在该实施例中为机械工作)。
该装置还包括用于打开或者关闭装置的主控制开关27，也就是主控制开关27用于在装置被关闭且几乎没有电力供给到车辆的断电状态(passive state)与装置21被打开、控制电路被供电且车可以移动或者不移动的通电状态(active state)之间切换装置21。车辆的主控制开关27可以由使用者例如通过转动钥匙致动，以在通电状态与断电状态之间切换装置29。装置21也包括致动器31和用于控制负载23运行的控制装置29，在该实施例中，致动器31为包括踏板的加速器形式，其适于由使用者致动并且用于向控制装置产生期望的加速度的信号。控制装置29基于致动器31的输入而控制电动马达23以向处于通电运行状态下的车辆提供推动力，或者抑制向处于通电非运行状态下的车辆提供推动力。
装置21还包括用于给负载供电的电池组33以及用于控制电池组的电池控制装置35。在图2b和图2c中，示出的电池组31均包括十二个组37，每个组37均由十二个电池单元39构成。各组中的电池单元39串联连接并且组37自身也串联连接。在该实施例中，电池单元39包括锂离子电池，其中，各组平均电压为大约48V，并且电池组33整体的平均电压为大约576V。
进一步，电池组包括至少三个电分离的组37和至少第一电池控制电路41和第二电池控制电路43，其中所述电分离的组37由至少一个电池单元构成，第一电池控制电路41和第二电池控制电路43均连接在由电池单元构成的不同组之间。在该实施例中，电池组包括十一个电池控制电路41、43，所述电池控制电路在功能上与图1说明的电池控制电路相似。每个电池控制电路41、43均连接于电池单元的一个组37，并且也连接在电池单元的两个组37之间以将电池组33中的电池的组37划分并电分离为十二个组。因此，电池组33将被电分离为多个组，使得在非运行状态由电池组33向负载23供给的最大电压是这些组的最大电压，在该实施例中最大电压小于或者等于60V，优选地小于或者等于50V，在该实施例中大约为48V。优选地，组的最大电压遵循可能的调压调节(voltage regulation)，以使得最大电压小于为了允许非专业人员例用电气系统进行工作而设定的任何的法定限制。
在该实施例中，致动器31包括加速器踏板以及感测加速器踏板的任何下降的第一传感器45。进而，第一传感器45响应感测到的下降对电池控制装置35产生包含期望向负载23提供推动力的信息的信号。然后电池控制装置35适于响应该信息向电池控制电路41、43产生运行控制信号。电池控制装置35由此被配置成响应被促使为推动车辆的电动马达而产生运行控制信号。电池控制装置35还被配置成在负载23运行时连续地产生运行控制信号。电池控制装置23被配置成通过将控制电压供给到至少一个电池控制电路而产生运行控制信号。
电池控制电路41、43被配置成响应运行控制信号允许经由电池控制电路41、43提供电压供给。因此，电池控制电路41、43响应运行控制信号通过允许经由电池控制电路41、43提供供给的电压而电连接由电池单元39构成的组37。在该实施例中，电池控制电路41、43串联连接电池单元构成的组以提供较高电压。因此在本实施例中，电池组33在电动马达23实际驱动车辆和进行工作时几乎仅供给高电压。另外，在没有运行控制信号的情况下，电池控制电路41、43被配置成避免经由电池控制电路提供供给的电压。此时，在电动马达23不需要做任何功的情况下，甚至当车辆正在移动时，电池组33也因此保持在安全的、断开的状态。
在该实施例中，电池组33包括十个第一种电池控制电路41，该第一种电池控制电路41具有在导通状态和非导通状态之间的切换期间承受较低电压和/或较小电流的能力。电池组还包括第二种电池控制电路43，第二种电池控制电路43被设计成与第一电池控制电路相比在导通状态和非导通状态之间的切换期间承受较高电压和/或较高电流。电池控制装置29被配置成首先向第一电池控制电路41产生运行控制信号，接着向第二电池控制电路43产生第二运行控制信号。
当经由用于供给较高电压的电池控制电路串联连接电池单元的组时，电池组供给的对连接的各其他组的瞬时电压增加。通过在第一步骤中向第一种、较弱的电池控制电路41提供运行控制信号，并且在接着的步骤中向第二种、较强的电池控制电路43提供运行控制信号，在电路已经被关闭之后施加电压，其中第一电池控制电路不需要能够承受较高的电压。因此，可以降低第一电池控制电路的成本。然而，第二电池控制电路43需要能够承受联合的(joint)电池组的高压。
电池控制装置29还被配置成首先避免向第二电池控制电路43产生第二运行控制信号，然后避免向第一电池控制电路41产生运行控制信号。因此，第二电池控制电路43将经由电池组打开被闭合的电路使得电压和电路被截断。在该实施例中，第二电池控制电路43也能够中断流经电池控制电路43的由来自联合的电池组的高压驱动的电流。然而，由于第一电池控制电路可依赖于在第一电池控制电路被开闸(switched off)之前由第二电池控制电路截断电流，因此第一电池控制电路不必能够截断电流。然而，第一和第二电池控制电路两者必须都能够承受在无中断的运行期间流动的电流。
在该实施例中，第二电池控制电路43进一步地定位于电池组中央。由此，与第二电池控制电路被定位于电池组的端部的情况相比，施加到最后被连接的第二电池控制电路的电压几乎被减半。
在该实施例中，致动器包括适于响应驾驶员对踏板的致动而向控制装置29产生驱动信号的第二传感器47。第二传感器47被配置成提供具有驱动信号的量值(magnitude)的信息，使得控制装置29可以根据负载定制期望的加速度。
另外，第一传感器45和电池控制装置35以至少等于且优选大于第二传感器和/或控制装置29的时钟频率的时钟频率运行。另外，第一传感器45和电池控制装置35以至少等于或者高于12000Hz的时钟频率运行，优选为15000Hz。在该实施例中，第二传感器47和控制装置29以10000Hz的时钟频率运行，而第一传感器45和电池控制装置以20000Hz的时钟频率运行。因此，确保电池控制装置35控制电池组33在负载23运行之前的短时间内供给较高的电压。否则，负载可能在没有收到来自电池组的电力时已经被控制为进行工作。此外，高频率确保了倘若负载的使用出错或者不连续时，能在非常短的时间内切断高压。
在该实施例中，各电池控制电路41、43还设置有用于向电池组33提供逆向电流以允许对电池单元39充电的第二开关49或可控电路。在该实施例中，第二开关49还设置有二极管以截断正向导电。第二开关49可以由电池控制装置35控制，或者可选地由充电控制装置控制。在车辆的情况下，第二开关49可以允许反馈制动(regenerative brake)。
电池组33还包括主开关51，主开关51被配置成截断或者允许整个电池组31的电压供给。主开关51被配置成从主控制开关27接收信号以允许在装置的通电状态下供给电流，并且在装置23的断电状态中截断电流。主开关也包括用于允许例如在断电状态和/或通电状态下通过反馈制动等对电池组充电的开关。
在图3中示出了用于控制配置在电动车辆中的电池组的方法的一个实施例。
在第一的、断电状态61下，车辆被关闭。在断电状态下，车辆可能除了起动电路、锁定电路和警报电路以外几乎是不被供电的。此外，该方法包括避免经由电池控制电路提供由电池组中的至少一个电池单元供给的电压。在该实施例中，该方法还包括将电池组电分离为均具有至少一个电池单元的至少两组，由此，由电池组供给的最大电压减小，从而提高了车辆的安全性。
在通电步骤63中，该方法包括接收来自使用者的指令以促使车辆进入通电状态。可以由驾驶员使用识别卡、转动钥匙或者进行任何其他已知的用于启动车辆的动作来给出指令。
在第二的、通电状态65下，车辆被供电，其中由低压辅助电力对控制电路、灯、传感器、空调系统和类似辅助组件供电。此外，车辆准备开始驱动和/或也可以以非加速方式移动。在第二的、通电的但非运行的状态65中，根据本发明一个方面的方法仍包括避免经由电池控制电路提供由至少一个电池单元供给的且与电池组分成电池单元的组相关联的电压。
在驱动步骤67中，驾驶员通过压下与加速致动器关联的加速踏板来指示电动马达的期望的加速度和/或动力。该方法包括利用第一传感器感测该指示，并且对电池控制装置产生期望的加速度和/或电力的信号。
在电池控制步骤69中，电池控制装置产生运行控制信号并且将运行控制信号传递到电池控制电路。该方法还包括响应接收运行控制信号允许经由电池控制电路提供由至少一个电池单元供给的电压。该方法还包括将电池单元的组彼此串联连接，以形成用于供给较高电压的一体的电池组。该方法还包括在连续地接收运行控制信号时，允许经由电池控制电路连续地供给电压。
在马达控制步骤71中，该方法包括利用第二传感器感测加速踏板的下降的量值，并且响应该下降通过向马达产生控制电流而利用控制装置控制电动马达。接着，电动马达通过使驱动轮转动而向车辆提供推动力。由于电池组中的电池单元此时例如被串联连接，电压和电力输出足以对电动马达供电。
在转动(rolling)步骤73中，驾驶员不制动或者在制动之前释放加速踏板的下降，由此车辆由于产生的动能和/或由于下坡道路而可以继续转动。于是，该方法包括通过电池控制装置中断运行控制信号的产生，可选地通过产生非运行信号中断运行控制信号的产生，并且响应该中断或者非运行信号而避免经由电池控制电路提供供给的电压。因此，电池组中的电池单元的组再次被断开以降低车辆中出现的最大电压。
在制动步骤75中，驾驶员模拟内燃机车辆的马达制动压下制动踏板，可选地促使车辆进行自动制动。于是，该方法包括向电池控制电路产生制动信号，并且响应制动信号允许经由电池控制电路使逆向电流流向电池组。因此，电池组能够由电动马达产生的再生电流再充电，由此，马达将产生的动能转化为电能。
在后面的非移动状态77中，车辆已经完全停止。驾驶员此时可以选择通过加速车辆继续驾驶，或者通过致动主控制开关而使车辆关掉返回到断电状态。
本发明不限于上述的实施方式和实施例，而是可以在所附的权利要求的框架内由本领域技术人员进行自由修改。特别地，实施例的不同特征可以自由地彼此交换以形成新的实施例和实施方式。还有，为了增加电动系统的安全性，本发明可以用于很多不同的应用区域。

Claims (16)

1.一种电池组(1、33)，其包括至少一个电池单元(3、39)，且所述电池组(1、33)被设计成供给输出电压以对负载(23)提供电能使得所述负载能够履行功能，所述电池组还包括电池控制电路(11、41、43)，所述电池控制电路与至少一个电池单元连接并且所述电池控制电路被配置成能够避免经由所述电池控制电路提供由所述至少一个电池单元供给的电压，所述电池组的特征在于，所述电池控制电路(11、41、43)适于接收指示所述负载(23)将履行功能的运行控制信号，并且适于响应所述运行控制信号允许经由所述电池控制电路(11、41、43)提供电压的供给。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池控制电路(11、41、43)被配置成在没有所述运行控制信号的情况下避免经由所述电池控制电路提供所述供给的电压。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，所述电池控制电路(11)包括半导体装置，所述半导体装置包括第一连接器(13)、第二连接器(15)和控制开关(17)，其中所述第一连接器(13)与至少一个电池单元电连接，所述控制开关(17)被配置成当接收来自所述运行控制信号的控制电压时允许所述第一连接器(13)与所述第二连接器(15)之间有电流。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组，其特征在于，所述电池组(33)包括至少两个电池单元(39)和连接于由电池单元构成的两个电分离的组(37)之间的至少一个电池控制电路(41、43)。
5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，所述电池组(33)包括至少三个由至少一个电池单元构成的电分离的组(37)和至少第一电池控制电路(41)和第二电池控制电路(43)，所述第一电池控制电路和所述第二电池控制电路均连接于由电池单元构成的不同组之间。
6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述第二电池控制电路(43)被设计成比所述第一电池控制电路(41)承受更高的电压。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电池组，其特征在于，所述电池组(33)包括一个或者多个电池控制电路(41、43)，所述电池控制电路(41、43)被配置成将所述电池组分割成由至少一个电池单元构成的电分离的组(37)，其中各组被配置成供给小于或等于60V的输出电压。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池组，其特征在于，所述电池组(33)适于向电动车辆(21)供给电能，其中所述负载(23)是用于推动车辆的电动马达。
9.一种电池控制装置，其被配置成产生用于控制电池组(1、33)的控制信号，所述电池组包括至少一个电池单元(3、39)并且被配置成供给输出电压以对负载(23)提供电能使得所述负载能够履行功能，所述电池控制装置的特征在于，所述电池控制装置(35)被配置成响应接收所述负载将履行功能的信息而向所述电池组(1、33)产生运行控制信号，所述运行控制信号促使与所述电池组中的至少一个电池单元连接的电池控制电路(11、41、43)允许经由所述电池控制电路(11、41、43)提供从所述电池单元供给的电压。
10.根据权利要求9所述的电池控制装置，其特征在于，所述电池控制装置(35)被配置成在所述负载运行的状态下连续地产生所述运行控制信号。
11.根据权利要求9或10所述的电池控制装置，其特征在于，所述电池控制装置(35)被配置成通过向至少一个电池控制电路供给控制电压而产生所述运行控制信号。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电池控制装置，其特征在于，所述电池控制装置(35)被配置成向至少一个第一电池控制电路(41)产生运行控制信号然后向第二电池控制电路(43)产生第二运行控制信号，所述第二电池控制电路(43)被设计成比所述第一电池控制电路(41)承受更高的电压。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的电池控制装置，其特征在于，所述电池组(1、33)适于向电动车辆(21)供给电能，并且所述负载(23)是用于推动所述车辆的电动马达，其中所述电池控制装置(35)被配置成响应被促使为推动所述车辆的所述电动马达(23)而产生所述运行控制信号。
14.一种包括电池组的装置，所述电池组包括至少一个电池单元，其特征在于，根据权利要求1至8中任一项设计所述电池组(1、33)，并且所述装置还包括根据权利要求9至13中任一项的用于控制所述电池组的电池控制装置(35)。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述装置(21)是电动车辆并且包括负载(23)，所述负载(23)包括用于推动所述车辆的电动马达，其中所述电池组(33)被配置成向所述电动马达供给电能，并且所述电池控制装置(35)被配置成响应被促使为推动所述车辆的所述电动马达而产生所述运行控制信号。
16.一种向负载供给电能以使得负载履行功能的方法，该方法包括：
接收所述负载将履行功能的信息；
在电池控制装置中产生运行控制信号；
在电池组中接收所述运行控制信号，其中所述电池组包括被配置成向所述负载供给电压的至少一个电池单元；以及
响应所述运行控制信号允许经由电池控制电路提供电压的供给。
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11294551B2 (en) 2011-04-22 2022-04-05 Emerging Automotive, Llc Vehicle passenger controls via mobile devices
US9171268B1 (en) 2011-04-22 2015-10-27 Angel A. Penilla Methods and systems for setting and transferring user profiles to vehicles and temporary sharing of user profiles to shared-use vehicles
US9536197B1 (en) 2011-04-22 2017-01-03 Angel A. Penilla Methods and systems for processing data streams from data producing objects of vehicle and home entities and generating recommendations and settings
US10217160B2 (en) 2012-04-22 2019-02-26 Emerging Automotive, Llc Methods and systems for processing charge availability and route paths for obtaining charge for electric vehicles
US10286919B2 (en) 2011-04-22 2019-05-14 Emerging Automotive, Llc Valet mode for restricted operation of a vehicle and cloud access of a history of use made during valet mode use
US11270699B2 (en) 2011-04-22 2022-03-08 Emerging Automotive, Llc Methods and vehicles for capturing emotion of a human driver and customizing vehicle response
US9215274B2 (en) 2011-04-22 2015-12-15 Angel A. Penilla Methods and systems for generating recommendations to make settings at vehicles via cloud systems
US9139091B1 (en) 2011-04-22 2015-09-22 Angel A. Penilla Methods and systems for setting and/or assigning advisor accounts to entities for specific vehicle aspects and cloud management of advisor accounts
US9348492B1 (en) 2011-04-22 2016-05-24 Angel A. Penilla Methods and systems for providing access to specific vehicle controls, functions, environment and applications to guests/passengers via personal mobile devices
US11370313B2 (en) 2011-04-25 2022-06-28 Emerging Automotive, Llc Methods and systems for electric vehicle (EV) charge units and systems for processing connections to charge units
US9230440B1 (en) 2011-04-22 2016-01-05 Angel A. Penilla Methods and systems for locating public parking and receiving security ratings for parking locations and generating notifications to vehicle user accounts regarding alerts and cloud access to security information
US9189900B1 (en) 2011-04-22 2015-11-17 Angel A. Penilla Methods and systems for assigning e-keys to users to access and drive vehicles
US9963145B2 (en) 2012-04-22 2018-05-08 Emerging Automotive, Llc Connected vehicle communication with processing alerts related to traffic lights and cloud systems
US9493130B2 (en) 2011-04-22 2016-11-15 Angel A. Penilla Methods and systems for communicating content to connected vehicle users based detected tone/mood in voice input
US9581997B1 (en) 2011-04-22 2017-02-28 Angel A. Penilla Method and system for cloud-based communication for automatic driverless movement
US10572123B2 (en) 2011-04-22 2020-02-25 Emerging Automotive, Llc Vehicle passenger controls via mobile devices
US10289288B2 (en) 2011-04-22 2019-05-14 Emerging Automotive, Llc Vehicle systems for providing access to vehicle controls, functions, environment and applications to guests/passengers via mobile devices
US9371007B1 (en) 2011-04-22 2016-06-21 Angel A. Penilla Methods and systems for automatic electric vehicle identification and charging via wireless charging pads
US9648107B1 (en) 2011-04-22 2017-05-09 Angel A. Penilla Methods and cloud systems for using connected object state data for informing and alerting connected vehicle drivers of state changes
US9180783B1 (en) 2011-04-22 2015-11-10 Penilla Angel A Methods and systems for electric vehicle (EV) charge location color-coded charge state indicators, cloud applications and user notifications
US9697503B1 (en) 2011-04-22 2017-07-04 Angel A. Penilla Methods and systems for providing recommendations to vehicle users to handle alerts associated with the vehicle and a bidding market place for handling alerts/service of the vehicle
US9288270B1 (en) 2011-04-22 2016-03-15 Angel A. Penilla Systems for learning user preferences and generating recommendations to make settings at connected vehicles and interfacing with cloud systems
US9229905B1 (en) 2011-04-22 2016-01-05 Angel A. Penilla Methods and systems for defining vehicle user profiles and managing user profiles via cloud systems and applying learned settings to user profiles
US11132650B2 (en) 2011-04-22 2021-09-28 Emerging Automotive, Llc Communication APIs for remote monitoring and control of vehicle systems
US10824330B2 (en) 2011-04-22 2020-11-03 Emerging Automotive, Llc Methods and systems for vehicle display data integration with mobile device data
US9818088B2 (en) 2011-04-22 2017-11-14 Emerging Automotive, Llc Vehicles and cloud systems for providing recommendations to vehicle users to handle alerts associated with the vehicle
US9346365B1 (en) 2011-04-22 2016-05-24 Angel A. Penilla Methods and systems for electric vehicle (EV) charging, charging unit (CU) interfaces, auxiliary batteries, and remote access and user notifications
US9809196B1 (en) 2011-04-22 2017-11-07 Emerging Automotive, Llc Methods and systems for vehicle security and remote access and safety control interfaces and notifications
US9123035B2 (en) 2011-04-22 2015-09-01 Angel A. Penilla Electric vehicle (EV) range extending charge systems, distributed networks of charge kiosks, and charge locating mobile apps
US9365188B1 (en) 2011-04-22 2016-06-14 Angel A. Penilla Methods and systems for using cloud services to assign e-keys to access vehicles
US9285944B1 (en) 2011-04-22 2016-03-15 Angel A. Penilla Methods and systems for defining custom vehicle user interface configurations and cloud services for managing applications for the user interface and learned setting functions
US9104537B1 (en) 2011-04-22 2015-08-11 Angel A. Penilla Methods and systems for generating setting recommendation to user accounts for registered vehicles via cloud systems and remotely applying settings
US11203355B2 (en) 2011-04-22 2021-12-21 Emerging Automotive, Llc Vehicle mode for restricted operation and cloud data monitoring
US9266518B2 (en) * 2013-11-08 2016-02-23 GM Global Technology Operations LLC Component control system for a vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4274043A (en) * 1978-12-21 1981-06-16 The Dow Chemical Company Efficient, high power battery module; D.C. transformers and multi-terminal D.C. power networks utilizing same
CN1369127A (zh) * 1999-08-03 2002-09-11 东京R&D股份有限公司 电动装置及其电池单元的充电装置和充电放电方法
US20030000759A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Peter Schmitz Device and method for supplying electrical power to a motor vehicle
CN2633638Y (zh) * 2003-07-09 2004-08-18 马元狮 直流电动机车
US20060152189A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Odyne Corporation Vehicle charging, monitoring and control systems for electric and hybrid electric vehicles

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7573238B2 (en) * 2005-08-09 2009-08-11 Panasonic Ev Energy Co., Ltd. Voltage detection device and electric vehicle including voltage detection device
US8723481B2 (en) * 2010-06-25 2014-05-13 O2Micro, Inc. Battery pack with balancing management

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4274043A (en) * 1978-12-21 1981-06-16 The Dow Chemical Company Efficient, high power battery module; D.C. transformers and multi-terminal D.C. power networks utilizing same
CN1369127A (zh) * 1999-08-03 2002-09-11 东京R&D股份有限公司 电动装置及其电池单元的充电装置和充电放电方法
US20030000759A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-02 Peter Schmitz Device and method for supplying electrical power to a motor vehicle
CN2633638Y (zh) * 2003-07-09 2004-08-18 马元狮 直流电动机车
US20060152189A1 (en) * 2005-01-10 2006-07-13 Odyne Corporation Vehicle charging, monitoring and control systems for electric and hybrid electric vehicles

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Publication number Publication date
US20120229056A1 (en) 2012-09-13
EP2504189A1 (en) 2012-10-03
WO2011028168A1 (en) 2011-03-10
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SE534387C2 (sv) 2011-08-02

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