CN110024256A - 用于电池模块均衡的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种均衡电池模块的装置和方法，并且更具体地，涉及如下一种均衡电池模块的装置和方法，当在一个或多个电池模块的充电状态(SoC)中产生异常时，其经由均衡电流供应电路向被诊断为具有异常的电池模块供应均衡电流，并且均衡一个或多个电池模块的SoC。

Description

用于电池模块均衡的装置和方法
技术领域
本申请要求2017年5月24日和2017年7月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0064203和10-2017-0090340的优先权和权益，其全部内容通过引用被合并在此。
本发明涉及一种均衡电池模块的装置和方法，并且更具体地，涉及如下一种均衡电池模块的装置和方法，当在一个或多个电池模块的充电状态(SoC)中产生异常时，其经由均衡电流供应电路将均衡电流供应到被诊断为具有异常的电池模块，并且均衡一个或多个电池模块的SoC。
背景技术
通常，二次电池可以通过在诸如电动车辆、能量存储系统和不间断电源的需要高容量的环境中接合多个单元二次电池单体而用作一个电池模块，并且根据情况可以接合和使用多个电池模块。
当多个电池模块一起使用时，由于各种原因，诸如在电池模块的制造期间产生的偏差和电池模块的温度偏差，多个电池模块的电压可能不被平衡。
同时，当接合和使用具有不平衡电压的电池模块时，存在的问题是多个电池模块的可用容量和功率降低并且电池模块的老化加速以减少电池模块寿命。
在这方面，为了解决当具有不平衡电压的电池模块被接合和使用时产生的问题，本发明人发明了一种均衡电池模块的装置和方法，当在一个或多个电池模块的充电状态(SoC)中产生异常时，其经由均衡电流供应电路将均衡电流供应到被诊断为具有异常的电池模块，并且均衡一个或多个电池模块的SoC。
发明内容
技术问题
本发明被构思以解决前述问题，并且提供一种均衡电池模块的装置和方法，当在一个或多个电池模块的充电状态(SoC)中产生异常时，其基于被诊断为具有异常的电池模块的位置分别控制一个或多个单体模块控制器(CMC)中包括的一个或多个开关单元，形成作为包括被诊断为具有异常的电池模块和电池模块控制器(BMC)的闭合电路的均衡电流供应电路，并且通过均衡电流供应电路向被诊断为具有异常的电池模块供应均衡电流，从而均衡一个或多个电池模块的SoC。
技术解决方案
根据本发明的示例性实施例的用于均衡电池模块的装置包括：一个或多个单体模块控制器(CMC)，所述一个或多个单体模块控制器(CMC)分别与一个或多个电池模块相连接，并且分别测量一个或多个电池模块当中的连接的电池模块的两端的电压；以及电池模块控制器(BMC)，该电池模块控制器(BMC)基于每个电池模块两端的测量电压计算一个或多个电池模块中的每一个的充电状态(SoC)，并且基于计算的SoC诊断一个或多个电池模块中的每一个的异常，并且BMC基于在一个或多个电池模块当中的被诊断为具有异常的电池模块的位置，分别控制包括在一个或多个CMC中的一个或多个开关单元，形成作为包括BMC和被诊断为具有异常的电池模块的闭合电路的均衡电流供应电路，并且经由均衡电流供应电路向被诊断为具有异常的电池模块供应均衡电流。
在示例性实施例中，BMC可以通过控制与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC和被连接到与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC的前端的CMC中的每一个中包括的开关单元，来形成均衡电流供应电路。
在示例性实施例中，当在一个或多个电池模块中未诊断出异常时，一个或多个CMC可以将一个或多个开关单元保持在断开(off)状态下，并且当在一个或多个电池模块当中存在被诊断为具有异常的电池模块时，BMC可以将一个或者多个开关单元当中的在与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC和被连接到与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC的前端的CMC中的每一个中包括的开关单元的状态控制为接通(on)状态，并且形成包括被诊断为具有异常的电池模块的均衡电流供应电路。
在示例性实施例中，BMC可以包括辅助开关单元，该辅助开关单元通过一个或多个CMC当中的位于最前端处的CMC控制导电状态，并且当诊断位于最前端处的电池模块具有异常时，则BMC可以通过控制在位于最前端处的CMC中包括的开关单元和辅助开关单元的导电状态，来形成均衡电流供应电路使得包括位于最前端处的电池模块。
在示例性实施例中，该装置还可以包括均衡总线和通信总线，该均衡总线和通信总线连接一个或多个CMC和BMC，其中均衡总线和通信总线可以通过菊花链连接方案连接一个或多个CMC和BMC。
在示例性实施例中，均衡总线可以包括：正总线，该正总线串联连接位于基于一个或多个CMC当中的位于最后端处的CMC的奇数编号位置处的一个或多个CMC；和负总线，该负总线串联连接位于基于位于最后端处的CMC的偶数编号位置处的一个或多个CMC。
在示例性实施例中，一个或多个CMC中的每一个还可以包括：连接器单元，该连接器单元选择性地连接被连接到CMC中的每一个的电池模块、包括在CMC中的每一个中的开关单元和均衡总线；电压感测单元，该电压感测单元测量连接到CMC中的每一个的电池模块的两端的电压；熔丝单元，该熔丝单元连接被连接到CMC中的每一个的电池模块的负电极和一个或多个开关单元；平衡单元，该平衡单元对连接到CMC中的每一个的电池模块放电；以及控制单元，该控制单元基于测量的电压来控制平衡单元的操作。
在示例性实施例中，BMC可以包括：均衡电流供应单元，该均衡电流供应单元将均衡电流供应给被诊断为具有异常的电池模块；和电压测量单元，该电压测量单元测量均衡总线的电压，并且均衡电流供应单元和电压测量单元的正极端子可以与正总线相连接，并且均衡电流供应单元和电压测量单元的负极端子可以与负总线相连接。
在示例性实施例中，BMC可以通过控制在一个或者多个CMC当中的期待识别其位置的CMC中包括的开关单元来形成模块位置标识电路，并且基于施加到模块位置标识电路的电压来标识期待识别其位置的CMC的位置。
根据本发明的另一示例性实施例的通过电池模块均衡装置均衡电池模块的方法包括：分别测量连接到一个或多个单体模块控制器(CMC)的一个或多个电池模块的两端的电压；在基于一个或多个电池模块中的每一个的两端的所测量的电压计算一个或多个电池模块中的每一个的充电状态(SoC)的基础上，诊断一个或多个电池模块中的每一个的异常；以及基于在一个或多个电池模块当中的被诊断为具有异常的电池模块的位置，分别控制在一个或者多个CMC中包括的一个或者多个开关单元，并且形成作为包括供应均衡电流的均衡电流供应单元和被诊断为具有异常的电池模块的闭合电路的均衡电流供应电路。
在示例性实施例中，均衡电流的供应可以包括通过控制在与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC和被连接到与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC的前端的CMC中的每一个中包括的开关单元，来形成均衡电流供应电路。
在示例性实施例中，该方法还可以包括：当在一个或多个电池模块中未诊断出异常时，将一个或多个开关单元保持在断开状态下，其中均衡电流的供应可以包括：当在一个或多个电池模块中存在被诊断为具有异常的电池模块时，将一个或者多个开关单元当中的与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC和被连接到与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC的前端的CMC中的每一个中包括的开关单元的状态控制为接通状态，并且形成包括被诊断为具有异常的电池模块的均衡电流供应电路。
在示例性实施例中，均衡电流的供应可以包括：当诊断出位于最前端处的电池模块具有异常时，通过控制在一个或者多个CMC当中的位于最前端处的CMC中包括的开关单元和与位于最前端处的CMC相连接的辅助开关单元的导电状态，来形成均衡电流供应电路使得包括位于最前端处的电池模块。
在示例性实施例中，该方法还可以包括：通过均衡总线和通信总线连接一个或多个CMC和BMC，其中均衡总线和通信总线可以通过菊花链连接方案连接一个或多个CMC和BMC。
在示例性实施例中，均衡总线可以包括：正总线，该正总线串联连接位于基于一个或多个CMC当中的位于最后端处的CMC的奇数编号的位置处的一个或多个CMC；和负总线，该负总线串联连接位于基于位于最后端处的CMC的偶数编号的位置处的一个或多个CMC。
在示例性实施例中，每个电压的测量可以包括：选择性地连接被连接到CMC中的每一个的电池模块、包括在CMC中的每一个中的开关单元和均衡总线；测量连接到CMC中的每一个的电池模块的两端的电压；连接被连接到CMC中的每一个的电池模块的负电极和一个或多个开关单元；以及对连接到CMC中的每一个的电池模块放电。
在示例性实施例中，均衡电流的供应可以包括：将均衡电流供应给被诊断为具有异常的电池模块；和测量均衡总线的电压，并且均衡电流供应单元和电压测量单元的正极端子可以与正总线相连接，并且均衡电流供应单元和电压测量单元的负极端子可以与负总线相连接。
在示例性实施例中，均衡电流的供应可以包括：通过控制在一个或者多个CMC当中的期待识别其位置的CMC中包括的开关单元来形成模块位置标识电路；和基于施加到模块位置标识电路的电压来标识期待识别其位置的CMC的位置。
有益效果
本发明基于当在一个或多个电池模块的充电状态(SoC)中产生异常时被诊断为具有异常的电池模块的位置分别控制一个或多个单体模块控制器(CMC)中包括的一个或者多个开关单元，形成作为包括被诊断为具有异常的电池模块和电池模块控制器(BMC)的闭合电路的均衡电流供应电路，并且经由均衡电流供应电路向被诊断为具有异常的电池模块供应均衡电流，从而具有均衡一个或多个电池模块的SoC的优点。
此外，本发明通过分别控制与一个或多个电池模块连接的一个或多个单体模块控制器(CMC)的开关单元形成模块位置标识电路，并且基于施加到模块位置标识电路的电压标识CMC的位置，从而具有在没有添加单独的组成元件的情况下标识CMC的位置的优点。
附图说明
图1是示意性地图示根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100的组成元件的图。
图2是更详细地图示根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中包括的单体模块控制器110的图。
图3是示意性地图示在根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中形成的均衡电流供应电路的图。
图4是示意性地图示当在根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中诊断位于最前端处的电池模块的异常时形成的均衡电流供应电路的图。
图5是示意性地图示在根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中形成的模块位置标识电路的图。
图6是示意性地图示在根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中形成的模块位置标识电路的另一种形式的图。
图7是用于描述通过使用根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100均衡一个或多个电池模块10的一系列处理的流程图。
图8是用于描述通过使用根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100来标识一个或多个单体模块控制器110的位置的一系列处理的流程图。
具体实施方式
在下文中，呈现用于帮助理解本发明的示例性实施例。然而，仅仅提供以下示例性实施例以更容易理解本发明，并且本发明的内容不受示例性实施例的限制。
图1是示意性地图示根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100的组成元件的图。
参考图1，根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100可以包括一个或多个单体模块控制器(CMC)110和电池模块控制器(BMC)120。
首先，一个或多个CMC 110可以分别连接到一个或多个电池模块10。一个或多个CMC 110可以分别测量一个或多个电池模块10当中的与一个或多个CMC 110连接的电池模块的两端的电压。在下文中，将参考图2更详细地描述一个或多个CMC 110。
图2是更详细地图示根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中包括的单体模块控制器110的图。
参考图2，一个或多个CMC 110中的每一个可以包括连接器单元111、开关单元112、电压感测单元113、平衡单元114、控制单元115和熔丝单元116。
连接器单元111可以在内部连接被连接到一个或多个CMC 110中的每一个的电池模块10的正极端子和包括在CMC 110中的每一个中的开关单元112。此外，连接器单元111可以在外部选择性地连接被连接到一个或者多个CMC 110中的每一个的电池模块10的正极端子和CMC 110中的每一个中包括的开关单元112以及下面要描述的均衡总线的一个或者多个。为此，连接器单元111可以由一个或多个连接器形成。
开关单元112可以控制连接器单元111和连接到每个CMC 110的电池模块10的负极端子之间的导电状态。例如，开关单元112可以是开关装置，例如继电器、接触器、晶体管和晶闸管，并且可以根据开关装置的导电状态分别控制连接到CMC 110的电池模块10的负极端子之间的导电状态。此外，开关单元112可以根据需要由一个或多个开关装置构成。
在示例性实施例中，当下面要描述的BMC 120未诊断出电池模块10的异常时，包括在一个或多个CMC 110中的每一个中的开关单元112可以保持在断开状态下。
电压感测单元113可以感测连接到每个CMC 110的电池模块10的两端处的电压值。例如，电压感测单元113可以是分流电阻器，并且将施加到分流电阻器的电压值发送到下面将描述的控制单元115。然而，本发明不限于此。
在示例性实施例中，电压感测单元113可以将电池模块10的两端处的感测电压值提供给下面要描述的BMC。
平衡单元114可以基于所连接的电池模块10的电压值另外消耗所连接的电池模块10的功率。例如，平衡单元可以包括一个或多个开关(未图示)和一个或多个电阻器(未图示)。平衡单元114可以从下面要描述的控制单元115接收平衡单元控制信号，并且通过使用一个或多个电阻器以热的形式消耗电池模块10的功率。
控制单元115可以将开关单元控制信号输出到开关单元112。这里，开关单元控制信号可以是能够改变开关单元112的导电状态的控制信号。
在示例性实施例中，一个或多个CMC 110中的每一个还可以包括驱动开关的开关驱动单元(未图示)，并且当从控制单元115输出开关单元控制信号时，开关驱动单元控制开关单元112，从而改变开关单元112的导电状态。此外，控制单元115可以将平衡单元控制信号输出到平衡单元114。这里，平衡单元控制信号可以是控制包括在平衡单元114中的开关的导电状态信号的信号。控制单元115基于在电压感测单元113中感测的电池模块10的电压值将开关的状态改变为接通状态，并且通过使用包括在平衡单元114中的电阻器来消耗功率，从而使平衡单元114能够操作。
在示例性实施例中，控制单元115是一个集成电路，并且可以包括能够控制多个组成元件的微控制器单元(MCU)。
熔丝单元116可以连接在所连接的电池模块10的负极端子和开关单元112之间。在示例性实施例中，熔丝单元116可以包括过电流阻断熔丝(未图示)和温度熔丝(未图示)。当过电流在电池模块10和开关单元112之间流动时，过电流阻断熔丝可以操作并且阻止电池模块10的过电流。温度熔丝可以定位于与平衡单元相邻，并且当平衡单元中产生的温度等于或高于参考温度时温度熔丝操作，从而防止电池模块10和CMC 110由于过热而被损坏。
在示例性实施例中，一个或多个CMC 110中的每一个还可以包括电源单元(未图示)。电源单元可以降低电池模块10的电压，并提供降低的电压，以使一个或多个CMC 110中包括的组成元件操作。例如，当控制单元115是MCU时，电源单元可以将电压降低到作为MCU的允许电压的3到5V，并且将降低的电压提供给控制单元115。
返回参考图1，一个或多个CMC 110可以通过菊花链连接方案连接。为此，根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100可以包括通信总线和均衡总线。
通信总线可以通过菊花链连接方案连接一个或多个CMC 110。通信总线可以连接下面将描述的BMC 120和每个CMC 110，并且使每个CMC 110和BMC 120能够收发数据。
均衡总线可以通过菊花链连接方案连接一个或多个CMC 110。为此，均衡总线可以由正总线和负总线配置。
正总线可以是从位于最前端处的电池模块10的正极端子连接的总线。正总线可以串联连接位于基于位于一个或多个CMC 110中的最后端处的CMC 110的奇数编号的位置处的一个或多个CMC 110。例如，当N个CMC 110分别连接到N个电池模块10(N是偶数)时，每个CMC的编号可以从位于最后的CMC 110到位于最前端处的CMC 110被顺序地设置。在这种情况下，位于最后的CMC 110可以由编号1设置，并且正总线可以连接第一CMC 110、第三CMC110、第五CMC 110、......和第N-1CMC 110。
负总线可以是从位于最后的电池模块10的负极端子连接的总线。负总线可以串联连接位于基于一个或多个CMC 110当中的位于最后的CMC 110的偶数编号的位置处的一个或多个CMC 110。例如，当位于最后的CMC 110由编号1设置时，负总线可以连接第二CMC110、第四CMC 110、第六CMC 110、......和第N CMC 110。
BMC 120可以基于从一个或多个CMC 110测量的一个或多个电池模块10的两端的电压来计算一个或多个电池模块的充电状态(SoC)，并且基于计算的SoC诊断一个或多个电池模块10中的每一个的异常。例如，BMC 120可以测量一个或多个电池模块10的电压，并将测量的电压与相应的电池模块10的放电曲线进行比较并计算SoC。BMC 120可以将计算的SoC与参考SoC值进行比较，选择其计算的SoC等于或小于参考SoC值的电池模块10，并诊断所选择的电池模块10具有异常。这里，参考SoC值可以意指当电池模块10处于正常状态时计算的最小SoC值，并且可以根据电池模块10的种类和用户的需求通过各种值来设置。
在示例性实施例中，BMC 120基于在一个或多个电池模块10当中的被诊断为具有异常的电池模块的位置，分别控制包括在一个或多个CMC 110中的一个或多个开关单元，由此形成作为包括被诊断为具有异常的电池模块10和BMC 120的闭合电路的均衡电流供应电路。此外，BMC 120可以经由形成的均衡电流供应电路向被诊断为具有异常的电池模块10供应均衡电流。在下文中，将参考图3和图4描述形成均衡电流供应电路并通过BMC 120经由形成的均衡电流供应电路向具有异常的电池模块10供应均衡电流的一系列过程。
图3是示意性地图示在根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中形成的均衡电流供应电路的图。
参考图3，BMC 120可以经由均衡电流供应电路向被诊断为具有异常的电池模块10供应均衡电流。为此，BMC 120可以包括均衡电流供应单元121。
均衡电流供应单元121可以从一个或多个电池模块10接收电压，将接收到的电压转换为具有预定大小的电压，并将接收到的电压传输到具有异常的电池模块10。例如，均衡电流供应单元121可以是隔离转换器，诸如DC-DC转换器。然而，本发明不限于此。
BMC 120可以通过控制包括在与被诊断为具有异常的电池模块10连接的CMC 110和被连接到与被诊断为具有异常的电池模块10相连接的CMC 110的前端的CMC 110中的每一个中的开关单元112来形成均衡电流供应电路。例如，当位于最后端处的电池模块10-1和CMC 110-1通过编号1设置并且在编号2的电池模块10-2的SoC中产生异常时，BMC 120可以将控制信号输出到编号2的CMC 110-2和编号3的CMC 110-3。这里，控制信号可以是控制包括在一个或多个CMC 110中的控制单元115以输出开关控制信号的信号。在另一示例性实施例中，控制信号可以是由BMC 120直接控制包括在一个或多个CMC 110中的开关单元112的导电状态的信号。编号2的CMC 110-2和编号3的CMC 110-3可以从BMC 120接收控制信号，并且分别控制包括在编号2的CMC 110-2和编号3的CMC 110-3中的开关单元112-2和112-3的导电状态以处于接通状态。因此，BMC 120可以形成图3中所图示的均衡电流供应电路，并且均衡电流可以提供给具有异常的电池模块10-2。也就是说，均衡电流供应电路可以利用编号1的连接器单元111-1、编号3的连接器111-3、编号3的开关单元112-3、编号3的电池模块10-3的负极端子、具有异常的电池模块10-2、编号2的开关单元112-2、编号2的连接器单元111-2、以及均衡电流供应单元121形成。均衡电流供应单元121可以经由如上所述形成的均衡电流供应电路给具有异常的电池模块10-2提供均衡电流。
同时，当在位于最前端处的电池模块10中产生异常时，CMC 110不定位在位于最前端处的CMC 110的前端处，使得可能难以通过与前述方法相同的方法形成均衡电流供应电路。为了补偿该困难，BMC 120可以包括辅助开关单元122，并且当在位于最前端处的电池模块10中产生异常时，可以通过控制被包括在位于最前端处的CMC 100中的开关单元112和辅助开关单元122的导电状态来形成均衡电流供应电路。在下文中，将参考图4更详细地描述这一点。
图4是示意性地图示当在根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中诊断位于最前端处的电池模块的异常时形成的均衡电流供应电路的图。
参考图4，当位于最前端处的电池模块10-n有异常时，BMC 120可以向位于最前端处的CMC 110-n和辅助开关单元122输出控制信号。位于最前端处的CMC 110-n中包括的开关单元112-n和辅助开关单元122可以接收控制信号，并且开关单元112-n和辅助开关单元122的状态可以基于控制信号被控制为接通状态。因此，图4中所图示的均衡电流供应电路被形成，从而向具有异常并位于最前端处的电池模块10-n提供均衡电流。也就是说，均衡电流供应电路可以形成均衡电流供应电路，其包括辅助开关单元122、位于最前端处的CMC110-n的连接器单元111-n、位于最前端处的电池模块10-n、位于最前端处的CMC 110-n的开关单元112-n、位于最前端处的CMC 110-n的连接器单元111-n、以及基于最后端的偶数编号的CMC 110-n-2的连接器单元111-n-2。均衡电流供应单元121可以经由如上所述形成的均衡电流供应电路向位于最前端处的电池模块10-n提供均衡电流。
在示例性实施例中，BMC 120还可以包括均衡电路开关单元124，其位于均衡电流供应单元121的输出端子处并且改变均衡电流供应单元121的输出端子的导电状态。
均衡电路开关单元124可以控制均衡电流供应单元121的输出端子的导电状态，以便于形成用于将均衡电流供应给被诊断为具有异常的电池模块的均衡电流供应电路。例如，均衡电路开关单元124可以是四个单极单投(SPST)开关，如图1和图3至图6中所图示。然而，本发明不限于此，可以应用能够阻挡均衡电流供应单元121的输出端子的输出电压的任何组成元件。
在示例性实施例中，BMC 120可以通过控制包括在一个或者多个CMC 110当中的期待识别其位置的CMC 110中包括的开关单元112来形成模块位置标识电路。此外，BMC可以基于施加到模块位置标识电路的电压来标识期待识别其位置的CMC 110的位置。在下文中，将参考图5和图6更详细地描述这一点。
图5是示意性地图示在根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中形成的模块位置标识电路的图，并且图6是示意性地图示在根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100中形成的模块位置标识电路的另一种形式的图。
参考图5和图6，BMC 120可以通过控制期待识别其位置的CMC 110的开关单元112来形成模块位置标识电路，并且基于所形成的模块位置标识电路的电压标识相应CMC 110的位置。为此，BMC 120可以包括电压测量单元123。
电压测量单元123的正极端子与正总线连接，并且电压测量单元123的负极端子与负总线连接，从而测量施加到模块位置标识电路的电压。例如，当期待识别在位于最后端的CMC 110的前端处的CMC 110的位置时，BMC 120可以控制包括在期待识别其位置的CMC110，即在位于最后端的CMC 110的前端处的CMC 110，中的开关单元112的导电状态。因此，图5中所图示的模块位置标识电路可以被形成，并且模块位置标识电路可以仅包括N个电池模块10当中的一个电池模块。因此，经由电压测量单元123测量的施加到模块位置标识电路的电压可以是一个电池模块的电压。此外，当期待识别基于位于最后端处的CMC 110的第三位的CMC 110的位置时，BMC 120可以控制包括在第三位的CMC 110中的开关单元112的导电状态。因此，图6中所图示的模块位置标识电路可以被形成，并且模块位置标识电路可以包括N个电池模块10当中的N-2个电池模块。因此，经由电压测量单元123测量的施加到模块位置标识电路的电压可以是N-2个电池模块的电压。也就是说，当前述方法应用于接合和使用具有1V电压的10个电池模块10的情况时，根据10个CMC 110的位置可以测量出0V至9V的电压。BMC 120可以根据一个或多个CMC 110的位置预先存储电压值，并且可以在预先存储的电压值当中匹配经由电压测量单元123测量的电压的对应的电压值，并且标识期待识别其位置的CMC 110的位置。
在另一示例性实施例中，BMC 120可以形成用于一个或多个CMC110中的每一个的模块位置标识电路，并且经由电压测量单元123测量电压，并且基于测量电压的大小向一个或多个CMC 110中的每一个指配标识编号。
在下文中，将参考图7和图8描述通过使用根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100均衡一个或多个电池模块10的方法。
图7是用于描述通过使用根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100均衡一个或多个电池模块10的一系列处理的流程图。
首先，测量与一个或多个CMC连接的电池模块的两端的电压(S110)。BMC可以接收在操作S110中测量的电池模块的两端的电压，并计算一个或多个电池模块中的每一个的SoC(S120)。BMC基于所计算的一个或多个电池模块的SoC来诊断一个或多个电池模块中的每一个的SoC的异常(S130)。当作为在操作S130中的一个或多个电池模块的诊断的结果，电池模块具有异常时，与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC和被连接到相对应的CMC的前端的CMC中包括的开关单元的状态被控制为接通状态，以形成均衡电流供应电路(S140)。均衡电流供应单元经由在操作S140中形成的均衡电流供应电路向具有异常的电池模块供应均衡电流(S150)。在操作S150中供应均衡电流，使得当一个或多个电池模块的SoC被均衡且没有异常时，BMC将与被诊断为具有异常的电池模块相连接的CMC和被连接到相对应的CMC的前端的CMC中包括的开关单元的状态控制为断开状态，并且执行正常操作S160。当即使在执行操作S150之后确定具有异常的电池模块仍然具有异常时，可以通过重复执行操作S150来均衡一个或多个电池模块的SoC。
图8是用于描述通过使用根据本发明的示例性实施例的电池模块均衡装置100来标识一个或多个单体模块控制器110的位置的一系列处理的流程图。
首先，BMC将期待识别其位置的在CMC中包括的开关单元的状态控制为接通状态并且形成模块位置标识电路(S210)。BMC经由电压测量单元测量施加到在操作S210中形成的模块位置标识电路的电压(S220)。然后，BMC匹配在一个或多个CMC当中的与经由电压测量单元测量的电压相对应的CMC(S230)。BMC基于在操作S230中匹配的CMC识别期待识别其位置的CMC的位置。
已经参考附图中呈现的流程图描述了通过使用电池模块均衡装置100均衡一个或者多个电池模块10的方法和识别CMC的位置的方法。为了简化描述，通过一系列块图示和描述方法，但是本发明不限于块的顺序，并且一些块可以以与本说明书中图示和描述的顺序不同的顺序发生或者可以与其他块同时发生，并且可以实现各种其他分支、流路径以及实现相同或类似结果的块的顺序。此外，为了实现本说明书中描述的方法，可能不需要所有被图示的块。
在上文中，已经参考本发明的示例性实施例描述本发明，但是本领域的技术人员可以理解，可以在不脱离在随附的权利要求中描述的本发明的精神的范围内对本发明进行各种修正和改变。

Claims (18)

1.一种用于均衡电池模块的装置，所述装置包括：
一个或多个单体模块控制器(CMC)，所述一个或多个单体模块控制器(CMC)分别与一个或多个电池模块相连接，并且分别测量所述一个或多个电池模块当中的连接的电池模块的两端的电压；以及
电池模块控制器(BMC)，所述电池模块控制器(BMC)基于每个电池模块的两端的测量电压计算所述一个或多个电池模块中的每一个的充电状态(SoC)，并且基于所计算的SoC诊断所述一个或多个电池模块中的每一个的异常，
其中，所述BMC基于在所述一个或多个电池模块当中的被诊断为具有异常的电池模块的位置，分别控制包括在所述一个或多个CMC中的一个或多个开关单元，形成作为包括所述BMC和被诊断为具有异常的所述电池模块的闭合电路的均衡电流供应电路，并且经由所述均衡电流供应电路向被诊断为具有异常的所述电池模块供应均衡电流。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述BMC通过控制与被诊断为具有异常的所述电池模块相连接的CMC和被连接到与被诊断为具有异常的所述电池模块相连接的所述CMC的前端的CMC中的每一个中包括的所述开关单元，来形成所述均衡电流供应电路。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，当在所述一个或多个电池模块中未诊断出异常时，所述一个或多个CMC将所述一个或多个开关单元保持在断开状态下，并且
当在所述一个或多个电池模块当中存在被诊断为具有异常的所述电池模块时，所述BMC将所述一个或多个开关单元当中的在与被诊断为具有异常的所述电池模块相连接的CMC和被连接到与被诊断为具有异常的所述电池模块相连接的所述CMC的前端的CMC中的每一个中包括的所述开关单元的状态控制为接通状态，并且形成包括被诊断为具有异常的所述电池模块的所述均衡电流供应电路。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述BMC包括辅助开关单元，所述辅助开关单元通过所述一个或多个CMC当中的位于最前端处的CMC控制导电状态，并且
当诊断出位于所述最前端处的电池模块具有异常时，则所述BMC通过控制在位于所述最前端处的所述CMC中包括的所述开关单元和所述辅助开关单元的导电状态，来形成所述均衡电流供应电路使得包括位于所述最前端处的所述电池模块。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括：
均衡总线和通信总线，所述均衡总线和所述通信总线连接所述一个或多个CMC和所述BMC，
其中，所述均衡总线和所述通信总线通过菊花链连接方案连接所述一个或多个CMC和所述BMC。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述均衡总线包括：
正总线，所述正总线串联连接位于基于所述一个或多个CMC当中的位于最后端处的CMC的奇数编号位置处的一个或多个CMC；和
负总线，所述负总线串联连接位于基于位于所述最后端处的所述CMC的偶数编号位置处的一个或多个CMC。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述一个或多个CMC中的每一个还包括：
连接器单元，所述连接器单元选择性地连接被连接到所述CMC中的每一个的所述电池模块、包括在所述CMC中的每一个中的所述开关单元和所述均衡总线；
电压感测单元，所述电压感测单元测量连接到所述CMC中的每一个的所述电池模块的两端的电压；
熔丝单元，所述熔丝单元连接被连接到所述CMC中的每一个的所述电池模块的负电极和所述一个或多个开关单元；
平衡单元，所述平衡单元对连接到所述CMC中的每一个的所述电池模块放电；以及
控制单元，所述控制单元基于所测量的电压来控制所述平衡单元的操作。
8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述BMC包括：
均衡电流供应单元，所述均衡电流供应单元将所述均衡电流供应给被诊断为具有异常的所述电池模块；和
电压测量单元，所述电压测量单元测量所述均衡总线的电压，并且
所述均衡电流供应单元和所述电压测量单元的正极端子与所述正总线相连接，并且所述均衡电流供应单元和所述电压测量单元的负极端子与所述负总线相连接。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述BMC通过控制在所述一个或多个CMC当中的期待识别其位置的CMC中包括的开关单元来形成模块位置标识电路，并且基于施加到所述模块位置标识电路的电压来标识期待识别其位置的所述CMC的位置。
10.一种通过电池模块均衡装置均衡电池模块的方法，所述方法包括：
分别测量连接到一个或多个单体模块控制器(CMC)的一个或多个电池模块的两端的电压；
在基于所述一个或多个电池模块中的每一个的两端的所测量的电压计算的所述一个或多个电池模块中的每一个的充电状态(SoC)的基础上，诊断所述一个或多个电池模块中的每一个的异常；以及
基于在所述一个或多个电池模块当中的被诊断为具有异常的电池模块的位置，分别控制在所述一个或多个CMC中包括的一个或多个开关单元，并且形成作为包括供应均衡电流的均衡电流供应单元和被诊断为具有异常的所述电池模块的闭合电路的均衡电流供应电路。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述均衡电流的供应包括通过控制在与被诊断为具有异常的所述电池模块相连接的CMC和被连接到与被诊断为具有异常的所述电池模块相连接的所述CMC的前端的CMC中的每一个中包括的所述开关单元，来形成所述均衡电流供应电路。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括：
当在所述一个或多个电池模块中未诊断出异常时，将所述一个或多个开关单元保持在断开状态下，
其中，所述均衡电流的供应包括：当在所述一个或多个电池模块中存在被诊断为具有异常的所述电池模块时，将所述一个或多个开关单元当中的在与被诊断为具有异常的所述电池模块相连接的CMC和被连接到与被诊断为具有异常的所述电池模块相连接的CMC的前端的CMC中的每一个中包括的所述开关单元的状态控制为接通状态，并且形成包括被诊断为具有异常的所述电池模块的所述均衡电流供应电路。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述均衡电流的供应包括：当诊断出位于最前端处的电池模块具有异常时，通过控制在所述一个或多个CMC当中的位于所述最前端处的所述CMC中包括的所述开关单元和与位于所述最前端处的所述CMC相连接的所述辅助开关单元的导电状态，来形成所述均衡电流供应电路使得包括位于所述最前端处的所述电池模块。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括：
通过均衡总线和通信总线连接所述一个或多个CMC和所述BMC，
其中，所述均衡总线和所述通信总线通过菊花链连接方案连接所述一个或多个CMC和所述BMC。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述均衡总线包括：
正总线，所述正总线串联连接位于基于所述一个或多个CMC当中的位于最后端处的CMC的奇数编号的位置处的一个或多个CMC；和
负总线，所述负总线串联连接位于基于位于所述最后端处的所述CMC的偶数编号的位置处的一个或多个CMC。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，每个电压的测量包括：
选择性地连接被连接到所述CMC中的每一个的所述电池模块、包括在所述CMC中的每一个中的所述开关单元和所述均衡总线；
测量连接到所述CMC中的每一个的所述电池模块的两端的电压；
连接被连接到所述CMC中的每一个的所述电池模块的负电极和所述一个或多个开关单元；以及
对连接到所述所述CMC中的每一个的所述电池模块放电。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述均衡电流的供应包括：
将所述均衡电流供应给被诊断为具有异常的所述电池模块；和
测量所述均衡总线的电压，并且
所述均衡电流供应单元和所述电压测量单元的正极端子与所述正总线相连接，并且所述均衡电流供应单元和所述电压测量单元的负极端子与所述负总线相连接。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述均衡电流的供应包括：
通过控制在所述一个或多个CMC当中的期待识别其位置的CMC中包括的开关单元来形成模块位置标识电路；和
基于施加到所述模块位置标识电路的电压来标识期待识别其位置的所述CMC的位置。
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