CN103038091A - 蓄电池动力源装置 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电池系统包括：多个蓄电池模块，其串联地电联接在一起。蓄电池系统还包括：第一电子控制单元(ECU)，其被配置以用作主ECU。主ECU电子联接到所述多个蓄电池模块中的第一个蓄电池模块。蓄电池系统进一步包括：多个副ECU，其中每个副ECU电子联接到所述多个蓄电池模块中的其它蓄电池模块中的一个。所述主ECU被配置以控制是否向多个所述副ECU中的每个提供电力。

Description

蓄电池动力源装置
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2010年6月23日提交的美国临时申请61/357,860的权益和优先权，该临时申请的整个公开内容通过引用并入本文。
背景技术
本申请一般涉及蓄电池和蓄电池系统的领域。更具体地，本申请涉及蓄电池和蓄电池系统，其可用于运载工具应用中以向运载工具提供至少一部分机动动力。
使用电力作为其所有或一部分机动动力的运载工具(例如，电动运载工具(EV)、混合动力电动运载工具(HEV)、插电式混合动力电动运载工具(PHEV)、或类似物，其被统称为“电动运载工具”)与使用内燃引擎的更传统的气驱动动力的运载工具相比具有多种优点。例如，与使用内燃引擎的运载工具相比，电动运载工具可产生更少的不希望出现的排放产物并可具有更大的燃料效率(在一些情况下，这样的运载工具可完全不使用汽油，如在特定类型的PHEV的情况)。
随着电动运载工具技术的持续发展，需要为这样的运载工具提供改进的动力源(例如，蓄电池系统或模块)。例如，希望使这样的运载工具在不需要蓄电池再充电的情况下能够行进的距离增大。还希望改进这种蓄电池的性能并减少与该蓄电池系统相关的成本。
一个持续发展的改进领域是蓄电池化学领域。早期电动运载工具系统采用镍-金属-氢化物(NiMH)蓄电池作为推进源。随着时间变化，不同的添加物和改性剂(modifications)已经改进了NiMH蓄电池的性能、可靠性和效用。
最近以来，制造者已经开始开发可用于电动运载工具中的锂离子蓄电池。对运载工具而言，存在多种与使用锂离子蓄电池相关联的优点。例如，锂离子蓄电池比NiMH蓄电池具有更高的荷电密度和比功率。换言之，锂离子蓄电池在储存等量电量时可以小于NiMH蓄电池，这样可允许在电动运载工具中节省重量和空间(或者，可替代地，这种特征可允许制造者在不增加运载工具重量或蓄电池系统所占空间的情况下向运载工具提供更大量的动力)。
通常已知的是，锂离子蓄电池在性能上不同于NiMH蓄电池，并且其存在的设计和工程问题可能与NiMH蓄电池技术中所存在的问题不同。例如，锂离子蓄电池可能比相当的NiMH蓄电池更易受蓄电池温度变化的影响，因而可使用系统在运载工具操作过程中调节锂离子蓄电池温度。锂离子蓄电池制造者还具有针对此蓄电池化学性特有的问题，因此正在开发新的方法和系统以解决这样的问题。
人们希望的是，提供一种改进的在电动运载工具中使用的蓄电池模块和/或系统，以解决与在这种运载工具中使用的NiMH和/或锂离子蓄电池系统相关联的一种或多种问题。还希望的是，提供一种蓄电池模块和/或系统，其包括任何一个或多个有利特征，这些有利特征通过对本公开内容的阅读将显而易见。
发明内容
根据示例性实施例，一种蓄电池系统包括：多个蓄电池模块，其串联地电联接在一起。蓄电池系统还包括：第一电子控制单元(ECU)，其被配置用作主ECU。主ECU电子联接到所述多个蓄电池模块中的第一个蓄电池模块。蓄电池系统进一步包括：多个副ECU，其中每个副ECU电子联接到所述多个蓄电池模块中的其它蓄电池模块中的一个。所述主ECU被配置以控制是否向所述多个副ECU中的每个提供电力。
根据另一示例性实施例，一种方法用于控制根据先前段落的蓄电池系统，所述方法包括：通过所述主ECU接收控制信号；使用所述主ECU分析所述控制信号；和使用所述主ECU基于所述控制信号控制到所述多个副ECU的动力。
附图说明
图1是包括根据示例性实施例的蓄电池系统的运载工具的立体图。
图2是根据示例性实施例的混合动力电动运载工具的剖视图。
图3是根据示例性实施例的蓄电池系统的一部分的局部分解图。
图4是根据示例性实施例的蓄电池控制系统的示意图。
图5是根据另一示例性实施例的蓄电池控制系统的示意图。
图6是根据又一示例性实施例的蓄电池控制系统的示意图。
图7是根据又一示例性实施例的蓄电池控制系统的示意图。
图8是根据又一示例性实施例的蓄电池控制系统的示意图。
图9是例示出根据示例性实施例的方法的处理流程示意图，其中主ECU可控制被提供到副ECU的动力。
图10是例示出根据另一示例性实施例的方法的处理流程示意图，其中主ECU可控制被提供到副ECU的动力。
图11是例示出根据又一示例性实施例的方法的处理流程示意图，其中主ECU可控制被提供到副ECU的动力。
图12是例示出根据又一示例性实施例的方法的处理流程示意图，其中主ECU可控制被提供到副ECU的动力。
具体实施方式
图1是采用汽车(例如轿车)的形式的运载工具10的立体图，运载工具10具有蓄电池系统30，用于为运载工具10提供所有或一部分动力。这样的运载工具10可为电动运载工具(EV)、混合动力电动运载工具(HEV)、插电式混合动力电动运载工具(PHEV)、或者其它类型的使用电力推进的运载工具(被统称为“电动运载工具”)。
虽然在图1中例示为轿车，不过运载工具的类型可根据其它示例性实施例而有所不同，所有这些类型将处于落在本公开内容的范围内。例如，运载工具10可为卡车、公共汽车、工业运载工具、摩托车、休闲车、船舶、或者其它类型的受益于使用电力作为其全部或部分推进动力的运载工具。
虽然蓄电池系统30在图1中例示为位于运载工具10的滚轴或后部12，不过根据其它示例性实施例，蓄电池模块30的位置可以不同。例如，蓄电池系统30的位置可基于运载工具10内的可用空间、运载工具10的期望重量平衡、与蓄电池系统30共同使用的其它部件的位置(例如，蓄电池管理系统，通风或冷却装置，等等)、和各种其它考虑因素而进行选择。
图2例示出根据示例性实施例的采用HEV形式提供的运载工具10a的剖视图。蓄电池系统30a朝向运载工具10a的后部12设置并接近燃料箱20(蓄电池系统30a可设置为紧邻于燃料箱20，或者可设置在运载工具10a(例如卡车)的后部12中的分立隔间中，或者可设置在运载工具10a中的其他位置)。内燃引擎22被设置用于当HEV采用汽油动力推进运载工具10之时。还设置电动马达24、动力分配装置26、和发电机28作为运载工具驱动系统的一部分。这样的HEV可仅通过蓄电池系统30a、仅通过引擎22、或同时通过蓄电池系统30a和引擎22被推动或驱动。应注意，根据其它示例性实施例，可以使用其它类型的运载工具和针对运载工具电系统的配置，而且图2的示意性例示不应被认为来限制本申请中描述的主题的范围。
根据各种示例性实施例，蓄电池系统30、30a的尺寸、形状和位置、运载工具10、10a的类型、运载工具技术类型(例如，EV、HEV、PHEV，等等)、和蓄电池的化学性能、以及其它特征可不同于所显示的或所描述的特征。
根据示例性实施例，蓄电池系统30、30a负责封装或装容电化学电池单元或蓄电池、将电化学电池单元相互连接和/或连接到运载工具电系统的其它部件、和调节电化学电池单元和蓄电池系统30、30a的其它特征。例如，蓄电池系统30、30a可以包括负责监测和控制系统电性能、管理系统热行为、流出物(例如，可从电池单元通风放出的气体)的限制(containment)和/或引导、以及蓄电池模块或系统其他方面的特征。
参见图3，根据示例性实施例显示出蓄电池系统31的一部分的局部分解图。蓄电池系统31包括多个电化学电池单元或蓄电池32(例如，锂离子电池单元、镍-金属-氢化物电池单元、锂聚合物电池单元，等等，或者其他类型的现在已知或以后开发的电化学电池单元)。根据示例性实施例，电化学电池单元32通常为柱形锂离子电池单元，被构造以储存电量。根据另一示例性实施例，电池单元32可具有其它物理构造(例如，椭圆形，棱形，多边形，等等)。根据其它示例性实施例，电池单元32的容量、尺寸、设计、和其它特征也可不同于在此所示。
虽然在图3中例示为具有特定数量的电化学电池单元32，不过应注意，根据其它示例性实施例，可根据各种考虑因素中的任何情况(例如，蓄电池系统30的期望功率，将蓄电池模块装配其中必需的可用空间，等等)而使用不同数量和/或布置的电化学电池单元32。
根据示例性实施例，蓄电池系统31包括多个盘或结构/装置34，盘或结构/装置34被构造以接纳电化学电池单元32。盘34可包括将用于接纳和布置电池单元32的特征/部件/装置(例如，侧壁，等等)。盘34可由聚合物材料或其它适合材料(例如电绝缘材料)制成。盘34还可包括用于使电池单元32与盘表面分隔开和/或与相邻电池单元32分隔开的特征/部件/装置。基底35和盖36可设置以部分地或完全地包围或包封电池单元32。
虽然图3显示出蓄电池系统31的示例性实施例，不过应理解，蓄电池系统31不限于任何特定布置，如阅读本公开内容的人员将认识到的那样。例如，虽然在图3中所示蓄电池系统31显示为具有按两层或两组布置的大致水平取向的电池单元32，不过应理解，蓄电池系统31可具有多种不同构造。例如，电池单元32也可具有大致竖直的取向，可按多个分立组布置，或者可按其它构造而布置。另外，也可使用不同数量和/或类型(例如，镍-金属-氢化物类型，等等)的电池单元。
根据图3中所示的示例性实施例，电池单元32端对端地布置以形成电池单元棒模块。每个电池单元棒模块使用连接器电联接到另一电池单元棒模块或电联接到蓄电池系统31的其它部件，所述连接器设置为采用汇流条37、连接器38或类似元件的形式。根据示例性实施例，一些汇流条被装载或装容在汇流条保持部39中。
根据示例性实施例，蓄电池系统31可进一步包括其它部件，例如蓄电池管理系统33。蓄电池管理系统33监测蓄电池系统31并可被配置以控制温度管理和至电池单元32和来自电池单元32的动力分配。根据示例性实施例，蓄电池管理系统33包括蓄电池控制系统(例如，如在图4-8中所示和在下文中所述)。
参见图4，根据示例性实施例而示意性例示出蓄电池控制系统40。蓄电池控制系统40包括：串联地电联接的多个蓄电池组或蓄电池模块42a-42d。应注意，每个蓄电池模块42a一42d可包括一个或多个单独的电池单元(例如，图3中所示电池单元32)或者一组或多组的电池单元(例如，图3中所示电池单元棒模块)。
根据示例性实施例，每个蓄电池模块42a-42d受控于电子控制单元(ECU)44a-44d。每个ECU 44a-44d被配置以监测相关联蓄电池模块42a-42d的操作状态或任何反常现象，例如通过检测蓄电池模块42a-42d的(或单独电池单元的)电压、电流、和/或温度而监测。每个ECU 44a-44d也可基于检测到的温度而控制用于相应蓄电池模块42a-42d的冷却系统(例如风扇)，基于检测到的电压和/或电流而计算蓄电池模块42a-42d的荷电状态(SOC)，控制蓄电池模块42a-42d的充电，等等。
根据示例性实施例，每个ECU 44a-44d由外部动力源46(即，并不是其监测/控制的蓄电池模块)驱动。根据各种示例性实施例，ECU 44a-44d可包括任何能够监测和/或控制相应蓄电池模块42a-42d的电路，例如处理电路、特定用途集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)、模拟电路，等等。
蓄电池模块的第一个ECU是主ECU 44a，其被配置以控制其它ECU或副ECU 44b-44d。主ECU 44a可基于接收到的控制信号、例如来自运载工具ECU49(被配置以控制蓄电池系统30和引擎系统的动力输出)的控制信号而确定副ECU 44b-44d是否接收动力。如果主ECU 44a基于所述控制信号而确定副ECU 44b-44d应关断或应保持关断(例如，用以保存动力)，则主ECU 44a将控制信号提供到开关48以使副ECU 44b-44d与主ECU 44a解除电子联接。如果主ECU 44a基于所述控制信号而确定副ECU 44b-44d应开通或应保持开通，则主ECU 44a将控制信号提供到开关以使副ECU 44b-44d与主ECU 44a电子联接。应注意，根据各种示例性实施例，开关48可为任何能够基于接收到的信号而电子联接或解除电子联接的电子装置，例如，一个或多个晶体管、一个或多个逻辑门、模拟开关，等等。
应注意，在一些示例性实施例中，主ECU 44a也可以基于来自运载工具ECU 49的或独立的计算而得到的控制信号来控制或确定被发送到副ECU 44b-44d的数据或控制信号，例如警示副ECU 44b-44d关于蓄电池应提供多少动力。在这样的情况下，主ECU 44a也可根据动力是否提供到副ECU 44b-44d而选择性地将数据或控制信号提供到副ECU 44b-44d。
参见图5，根据另一示例性实施例，示意性例示出蓄电池控制系统50，其类似于图4的系统。在图5的蓄电池控制系统50中，主ECU 54a进一步被配置以独立控制哪些副ECU 54b-54d(如果有的话)将与ECU动力源56联接或解除联接，而不是对所有副ECU 54b-54d提供或不提供动力。开关58联接在每个副ECU 54b-54d与ECU动力源56之间，主ECU 54a将控制信号提供到每个开关58使其开通或关断。类似于图4的是，主ECU 54a被配置以接收来自运载工具ECU 59的控制信号。
参见图6，根据另一示例性实施例，示意性例示出蓄电池控制系统60，其类似于图4和5的系统。在图6的蓄电池控制系统60中，主ECU 64a和每个副ECU 64b-64d从其监测/控制的蓄电池模块62a-62d经由单独动力线路63接收动力。开关68联接在处于每个蓄电池模块62b-62d与其相应的副ECU64b-64d之间的每个动力线路63上。主ECU 64a被配置以独立控制哪些副ECU 64b-64d(如果有的话)将与其相应的作为动力源的蓄电池模块62b-62d联接或解除联接(例如，通过动力控制线路)。数据线路65还联接在主ECU64a或副ECU 64b-64d与相应的蓄电池模块62a-62d之间，使得ECU 64a-64d可监测或控制每个相应的蓄电池模块62a-62d。类似于图4和5的是，主ECU 64a被配置以接收来自运载工具ECU 69的控制信号。
参见图7，根据另一示例性实施例，示意性例示出蓄电池控制系统70，其类似于图4-6的系统。在图7的蓄电池控制系统70中，主ECU 74a经由数据线路75和控制线路77电联接到每个副ECU 74b-74d。应注意，单个数据线路75或控制线路77可将主ECU 74a联接到副ECU 74b-74d，或者，主ECU74a可通过一系列的单独数据线路75或控制线路77联接到副ECU 74b-74d。
主ECU 74a可将控制信号发送到一个或多个副ECU 74b-74d，以指令其监测相关联的蓄电池模块72b-72d、从睡眠或节能模式启用、接收由主ECU74a在数据线路75上提供的数据、或者执行其它功能。主ECU 74a也可将控制信号发送到一个或多个副ECU 74b-74d，以指令其停止监测相关联的蓄电池模块72b-72d、停用而至睡眠或节能模式、不接收在数据线路75上提供的数据，等等。可替代地，在预定时段之后，副ECU 74b-74d可自动进入睡眠模式或节能模式(例如，关断一部分ECU、不执行操作，等等)，直到从主ECU 74a接收到控制信号。
主ECU 74a可在数据线路75上将数据发送到副ECU 74b-74d，以协助副ECU 74b-74d对相关联的蓄电池模块72b-72d监测、平衡、或执行另一功能。副ECU 74b-74d可在数据线路75上将数据发送到主ECU 74a和/或一个或多个副ECU 74b-74d，以提供与蓄电池监测、平衡、状态等相关的数据。类似于图4-6的是，主ECU 74a被配置以接收来自运载工具ECU 79的控制信号。
参见图8，根据另一示例性实施例，示意性例示出蓄电池控制系统80，其类似于图7的系统。在图8的蓄电池控制系统80中，主ECU 84a经由数据线路85电联接到每个副ECU 84b-84d。应注意，单个数据线路85可将主ECU84a联接到副ECU 84b-84d，或者，主ECU 84a可通过一系列的单独数据线路85联接到副ECU 84b-84d。
主ECU 84a可在数据线路85上将数据信号发送到一个或多个副ECU 84b-84d，以协助副ECU 84b-84d对相关联的蓄电池模块82b-82d监测、平衡或执行另一功能。如果副ECU 84b-84d接收到数据信号，则副ECU 84b-84d可自动地从睡眠或省电模式中被唤醒，以对从主ECU 84a接收的数据进行使用或操作。副ECU 84b-84d可在数据线路85上将数据发送到主ECU 84a和/或一个或多个副ECU 84b-84d，以提供与蓄电池监测、平衡、状态等相关的数据。
副ECU 84b-84d在预定时段之后可自动进入睡眠模式或节能模式(例如，关断一部分ECU、不执行操作，等等)，直到从主ECU 84a接收到另一数据信号。可替代地，副ECU 84b-84d可接收来自主ECU 84a的编码数据信号，指示副ECU 84b-84d停用或进入节能模式。类似于图4-7的是，主ECU 84a被配置以接收来自运载工具ECU 89的控制信号。
虽然用于主、副ECU的动力源并未在图7-8中明确显示，不过ECU可以接收来自引擎(例如交流发电机)、来自独立蓄电池或动力源(例如12V起动蓄电池)、来自总蓄电池系统、或来自ECU所监测的相应蓄电池模块的动力。
应注意，虽然图4-8中显示出特定数量的蓄电池模块串联地电联接，不过，根据其它示例性实施例，任意数量的蓄电池模块和相关联ECU可串联地电联接。根据其它示例性实施例，另外的蓄电池或蓄电池模块和ECU也可并联地电联接到被串联联接的蓄电池模块。在这样的示例性实施例中，主ECU也可控制被提供到并联副ECU的动力和/或并联副ECU的操作。
参见图9，根据示例性实施例的处理流程示意图例示出方法90，其中，主ECU(例如图4中所示主ECU 44a)控制被提供到副ECU的动力。主ECU接收控制信号(例如来自运载工具ECU)以指导主ECU是否将动力提供到副ECU(步骤92)。主ECU分析控制信号并确定副ECU是否将接收动力(步骤94)。例如，控制信号可具有一比特，该比特可切换以指示是否应提供动力。可替代地，主ECU可接收运载工具参数并确定或计算是否应提供动力。如果主ECU确定不应将动力提供到副ECU，则其电子地控制所述开关使ECU动力源与副ECU脱离连接或解除电子联接(步骤95)。如果主ECU确定应将动力提供到副ECU，则其电子地控制所述开关使ECU动力源与副ECU连接或电子联接(步骤96)。根据一些示例性实施例，一旦将动力提供到副ECU，则主ECU可将另外的控制信号提供到副ECU以提供进一步的控制(步骤98)。
参见图10，根据一些示例性实施例的处理流程示意图例示出方法100，其中，主ECU(例如图5和6中所示主ECU 54a和64a)控制被提供到副ECU的动力。如图9中的方法，主ECU接收控制信号(例如来自运载工具ECU)以指导主ECU是否将动力提供到副ECU(步骤102)。对于每个副ECU，主ECU分析控制信号(步骤103)并确定副ECU是否将接收动力(步骤104)。例如，控制信号可具有一比特，该比特可切换以指示是否应提供动力。可替代地，主ECU可接收运载工具参数并确定或计算是否应提供动力。如果主ECU确定不应将动力提供到特定的副ECU，则其电子地控制所述开关使ECU动力源与该副ECU脱离连接或解除电子联接(步骤105)。如果主ECU确定应将动力提供到该副ECU，则其电子地控制所述开关使ECU动力源与该副ECU连接或电子联接(步骤106)。根据一些示例性实施例，一旦将动力提供到该副ECU，则主ECU可将另外的控制信号提供到该副ECU以提供进一步的控制(步骤108)。对每个副ECU开关可进行所述确定和动力切换，主ECU可被配置以进行所述确定，并且并行地或串行地提供切换信号。
参见图11，根据一些示例性实施例的处理流程示意图110例示出一种方法，其中，主ECU(例如图7中所示主ECU 74a)控制副ECU。主ECU接收控制信号(例如来自运载工具ECU)，以指导主ECU是否将控制和/或数据信号提供到副ECU(步骤112)。对于每个副ECU，主ECU分析控制信号(步骤113)并确定副ECU是否将操作和接收控制或数据信号(步骤114)。例如，控制信号可具有控制命令以指示是否应操作副ECU以及应提供什么数据或控制参数(如果有的话)。可替代地，主ECU可接收运载工具参数，并确定或计算应提供哪些数据或控制参数。如果主ECU确定不应操作特定的副ECU，则主ECU可将控制信号提供到该副ECU以停用该副ECU或将其设定到节能或睡眠模式(步骤115)。如果主ECU确定应操作该副ECU，则主ECU可将控制信号提供到该副ECU以将该副ECU从节能模式启用(例如，启用蓄电池监测、平衡，等等)(步骤116)。针对每个副ECU的控制和数据信号可被确定并且并行地和/或串行地提供到副ECU(步骤118)。
参见图12，根据一些示例性实施例的处理流程示意图120例示出一种方法，其类似于图11的方法，其中，主ECU(例如图7、8中所示主ECU 74a、84a)控制副ECU。主ECU接收控制信号(例如来自运载工具ECU)，以指导主ECU是否将数据信号提供到副ECU(步骤122)。对于每个副ECU，主ECU分析控制信号(步骤123)并确定副ECU是否将操作和接收数据信号(步骤124)。例如，控制信号可发送数据以指示是否应操作副ECU以及应提供什么数据参数(如果有的话)。可替代地，主ECU可接收运载工具参数，并确定或计算应提供哪些数据或控制参数。如果主ECU确定不应操作特定的副ECU，则主ECU可允许该副ECU停用或进入节能或睡眠模式(步骤125)。如果主ECU确定应操作该副ECU，则主ECU可将数据信号提供到该副ECU(步骤126)。数据信号可自动将副ECU从节能模式中启用(例如，启用蓄电池监测、平衡，等等)。针对每个副ECU的数据信号可被确定并且并行地和/或串行地提供到副ECU。
根据示例性实施例，一种蓄电池系统包括：多个蓄电池模块，其串联地电联接在一起。蓄电池系统还包括：主电子控制单元，其联接到所述多个蓄电池模块中的第一个蓄电池模块；副电子控制单元，其联接到所述多个蓄电池模块中的其它蓄电池模块中的每个。所述主电子控制单元被配置以控制是否向所述副电子控制单元提供电力。
根据另一示例性实施例，一种方法被构造以使用被联接到第一蓄电池的主电子控制单元控制被提供到一个或多个副电子控制单元的动力，每个副电子控制单元联接到一个或多个蓄电池，所述蓄电池与第一蓄电池串联地电联接。所述方法包括：在联接到第一蓄电池的主电子控制单元接收控制信号；使用主电子控制单元分析所述控制信号；使用主电子控制单元确定是否应向副电子控制单元提供动力；和基于所述确定而使副电子控制单元与动力源联接或解除联接。
在此所采用的措辞“基本上”、“约”、“大致”和类似表述意在具有与本公开内容主题所涉及领域的普通技术人员的通常公认使用相一致的广泛含义。阅读本公开内容的本领域技术人员应理解，这些措辞意在允许所描述和主张权利的特定特征的描述不会将这些特征的范围局限于所提供的精确的数值范围。因此，这些措辞应被解读为是指：所描述和主张权利的主题的非实质性的或无关紧要的修改和变化被认为是处于如所附权利要求书中陈述的本发明的范围内。
应注意，在此使用以描述各种实施例的措辞“示例性”意在表示：这样的实施例是可行实施例的示例、表现方式、和/或例示方式(这样的措辞并不是意在表明这样的实施例必须是特别优越的或最佳的示例)。
在此使用的措辞“联接”、“连接”或类似措辞是指：两个构件相互直接或间接的相接。这样的相接可以是固定的(例如永久的)或可动的(例如可移除的或可松脱的)。这样的相接可通过两个构件或两个构件与任何额外中间构件相互集成而成为单一整体而实现，或者通过两个构件或两个构件与任何额外中间构件相互附接而实现。
在此对各元件位置的参照(例如，“顶”、“底”、“上”、“下”，等等)仅用于描述各种元件在图中的取向。应注意，各种元件的取向根据其它示例性实施例而可能不同，这样的变例意在由本公开内容涵盖。
重要的是应注意，在各种示例性实施例中所示的连接器的结构和布置仅为例示性的。虽然在本公开内容中仅详细描述了一些实施例，但阅读本公开内容的本领域技术人员将易于认识到，在没有实质上背离在此描述的主题的创新性教示和优点的情况下，多种修改也是可行的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。例如，显示集成而成的元件可由多个零件或元件构造而成，元件的位置可以相反或者以其它方式变化，分立元件的性质或数量或者位置可以改变或变化。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据可替代实施例而变化或重新排序。在不背离本发明范围的情况下，在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置方面，也可进行其它的替换、修改、变化和省略。

Claims (15)

1.一种蓄电池系统，包括：
多个蓄电池模块，其串联地电联接在一起；
第一电子控制单元(ECU)，其被配置用作主ECU并电子联接到所述多个蓄电池模块中的第一个蓄电池模块；和
多个副ECU，其中每个副ECU电子联接到所述多个蓄电池模块中的其它蓄电池模块中的一个；
其中，所述主ECU被配置以控制是否向多个所述副ECU中的每个提供电力。
2.如权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述ECU联接到ECU动力源。
3.如权利要求2所述的蓄电池系统，其中，所述主ECU电子联接到公共开关以控制到所述副ECU的动力。
4.如权利要求2所述的蓄电池系统，其中，所述主ECU电子联接到与每个副ECU相关联的独立开关以控制到每个副ECU的动力。
5.如权利要求1所述的蓄电池系统，其中，每个ECU通过其相关联的蓄电池模块驱动。
6.如权利要求5所述的蓄电池系统，其中，所述主ECU电子联接到与每个副ECU相关联的独立开关以控制到每个副ECU的动力。
7.如权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述主ECU通过控制线路而电子联接到每个所述副ECU以控制到每个所述副ECU的动力。
8.如权利要求7所述的蓄电池系统，其中，所述主ECU还通过数据线路而电子联接到所述多个副ECU中的每个。
9.如权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述主ECU还通过数据线路而电子联接到所述多个副ECU中的每个以控制到每个所述副ECU的动力。
10.如权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述主ECU电子联接到运载工具ECU。
11.如权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述多个蓄电池模块中的每个包括多个电化学电池单元。
12.一种方法，用于控制根据前述权利要求中任意项所述的蓄电池系统，所述方法包括：
通过所述主ECU接收控制信号；
使用所述主ECU分析所述控制信号；和
使用所述主ECU基于所述控制信号控制到所述多个副ECU的动力。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：分析对于每个独立的副ECU的控制信号。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：基于对于每个独立副ECU的控制信号控制到每个独立副ECU的动力。
15.如权利要求14所述的方法，其中，控制到每个独立副ECU的动力包括：将控制信号发送到每个独立副ECU。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105015359A (zh) * 2015-06-18 2015-11-04 马落实 节能电动车
CN105452051A (zh) * 2013-08-05 2016-03-30 罗伯特·博世有限公司 用于运行蓄电池系统的方法
CN106576063A (zh) * 2014-08-08 2017-04-19 捷温有限责任公司 总线系统和总线系统控制方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012038040A (ja) * 2010-08-05 2012-02-23 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 処理システム、処理装置及び電源制御方法
US20130214601A1 (en) * 2012-02-20 2013-08-22 System General Corp. Interface circuits for cascade and series battery management and methods thereof
AU2014240458A1 (en) * 2013-03-14 2015-10-15 Ramon Anthony Caamano Electrical energy storage and power management systems
JP6245947B2 (ja) * 2013-11-06 2017-12-13 ヤマハ発動機株式会社 車両及びバッテリパック
DE102014204473A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und verfahren zum beschalten eines batteriemanagementsystems
US11801913B2 (en) * 2015-03-05 2023-10-31 Shimano Inc. Bicycle electric component setting system
JP6157536B2 (ja) * 2015-04-30 2017-07-05 ヤマハ発動機株式会社 鞍乗型電動車両、及び鞍乗型電動車両の充電システム
DE102016005959A1 (de) * 2016-05-13 2017-11-16 Man Truck & Bus Ag Traktionsenergiespeichersystem und Konfigurationsverfahren hierfür
DE102016005960A1 (de) * 2016-05-13 2017-11-16 Man Truck & Bus Ag Energiespeichersystem eines Kraftfahrzeugs und Betriebsverfahren hierfür
US20180295011A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-11 GM Global Technology Operations LLC Architectures and methods for management of in-vehicle networked controllers and devices
DE102018216127A1 (de) * 2018-09-21 2020-03-26 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
WO2021243550A1 (en) 2020-06-02 2021-12-09 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system
US11552479B2 (en) 2020-06-02 2023-01-10 Inventus Power, Inc. Battery charge balancing circuit for series connections
US11489343B2 (en) 2020-06-02 2022-11-01 Inventus Power, Inc. Hardware short circuit protection in a large battery pack
US11588334B2 (en) 2020-06-02 2023-02-21 Inventus Power, Inc. Broadcast of discharge current based on state-of-health imbalance between battery packs
US11245268B1 (en) 2020-07-24 2022-02-08 Inventus Power, Inc. Mode-based disabling of communiction bus of a battery management system
US11594892B2 (en) 2020-06-02 2023-02-28 Inventus Power, Inc. Battery pack with series or parallel identification signal
US11509144B2 (en) 2020-06-02 2022-11-22 Inventus Power, Inc. Large-format battery management system with in-rush current protection for master-slave battery packs
US11476677B2 (en) 2020-06-02 2022-10-18 Inventus Power, Inc. Battery pack charge cell balancing
US11404885B1 (en) 2021-02-24 2022-08-02 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
US11411407B1 (en) 2021-02-24 2022-08-09 Inventus Power, Inc. Large-format battery management systems with gateway PCBA
US11981230B2 (en) * 2021-12-14 2024-05-14 Caterpillar Inc. Method to control multiple parallel battery packs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1241305A (zh) * 1997-10-06 2000-01-12 松下电器产业株式会社 电池电源装置
JP2006034068A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車内電源ネットワークシステム及び電源制御装置
JP2007151396A (ja) * 2001-12-06 2007-06-14 Panasonic Ev Energy Co Ltd 電動車両の電池電源装置
KR20080032454A (ko) * 2006-10-10 2008-04-15 현대자동차주식회사 자동차 배터리 관리 시스템

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7531852B2 (en) * 2004-06-14 2009-05-12 Denso Corporation Electronic unit with a substrate where an electronic circuit is fabricated
JP2012038040A (ja) * 2010-08-05 2012-02-23 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 処理システム、処理装置及び電源制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1241305A (zh) * 1997-10-06 2000-01-12 松下电器产业株式会社 电池电源装置
JP2007151396A (ja) * 2001-12-06 2007-06-14 Panasonic Ev Energy Co Ltd 電動車両の電池電源装置
JP2006034068A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車内電源ネットワークシステム及び電源制御装置
KR20080032454A (ko) * 2006-10-10 2008-04-15 현대자동차주식회사 자동차 배터리 관리 시스템

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105452051A (zh) * 2013-08-05 2016-03-30 罗伯特·博世有限公司 用于运行蓄电池系统的方法
US9944195B2 (en) 2013-08-05 2018-04-17 Robert Bosch Gmbh Method for operating a battery system
CN106576063A (zh) * 2014-08-08 2017-04-19 捷温有限责任公司 总线系统和总线系统控制方法
US10623203B2 (en) 2014-08-08 2020-04-14 Gentherm Gmbh Bus system comprising a master component and a slave component that functions as master, and a method for controlling the same
CN106576063B (zh) * 2014-08-08 2020-08-04 捷温有限责任公司 总线系统和总线系统控制方法
CN105015359A (zh) * 2015-06-18 2015-11-04 马落实 节能电动车

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US8874298B2 (en) 2014-10-28
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CN103038091B (zh) 2015-08-19

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