CN110140057B - 电压检测集成电路和包括其的电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

电压检测集成电路可以包括：电压检测电路，其电连接到多个单元电池以检测多个单元电池当中的相应单元电池的单元电池电压；多个单元电池平衡开关，用于为引导或阻断多个单元电池中的相应单元电池的平衡电流流动；温度传感器，用于检测电压检测集成电路的温度；和控制器，用于当所述温度低于阈值时根据所述温度选择不同数量的要同时接通的单元电池平衡开关，并且接通所选择的开关。

Description

电压检测集成电路和包括其的电池管理系统
技术领域
近来，随着包括二氧化碳法规在内的环境法规的加强，人们对环保车辆的兴趣不断增加。因此，车辆公司一直在积极研究和开发纯电动车辆和氢动力车辆以及混合动力车辆和插电式混合动力车辆。
背景技术
用于存储从各种能源获得的电能的高电压电池(battery)应用于环保车辆。高电压电池包括串联或并联的多个单元电池(cell)以提供高电压电能。
用于管理高电压电池的电池管理系统(BMS)安装在应用高电压电池的车辆中。通过监视每个单元电池的电压来补偿单元电池之间的电压偏差的单元电池平衡功能是电池管理系统的主要功能之一。电池管理系统基于构成高电压电池的每个单元电池的电压、电流和温度信息来计算充电状态(SOC)，并且当单元电池之间的SOC差异等于或高于预定水平时，执行单元电池平衡以补偿电压偏差。
除了单元电池平衡之外，SOC还用于预测电池的可用容量、生命周期等。因此，需要精确地计算SOC以改善电池的可用性和稳定性。SOC的计算精度与单元电池电压和温度的测量精度密切相关。
电池管理系统中的单元电池电压测量由集成电路(IC)(例如，具有内置电压检测电路的模拟前端(AFE)IC)执行。通常，集成电路在低温下的单元电池电压的测量精度明显低于在室温下的单元电池电压的测量精度，并且SOC的计算精度也有所降低。
发明内容
已给出示例性实施例以努力提供用于提高在低温环境中的单元电池电压测量精度的电压检测集成电路和包括该电压检测集成电路的电池管理系统。
本发明的示例性实施例提供了一种电压检测集成电路，包括：电压检测电路，电连接到多个单元电池以检测多个单元电池中相应的单元电池的单元电池电压；多个单元电池平衡开关，被配置为引导(conduct)或阻断(block)多个单元电池中相应单元电池的平衡电流的流动；温度传感器，被配置为检测电压检测集成电路的内部温度；和控制器，被配置为当内部温度低于第一阈值时，取决于内部温度不同地选择多个要同时接通的单元电池平衡开关，并且接通所选择的开关。
在根据示例性实施例的电压检测集成电路中，控制器可以将多个单元电池平衡开关分组为多个组，并且当内部温度低于第一阈值时交替地接通多个组。
在根据示例性实施例的电压检测集成电路中，控制器可以将多个组控制为接通时间相同。
在根据示例性实施例的电压检测集成电路中，当内部温度低于第一阈值时，控制器可以同时接通多个单元电池平衡开关，然后可以随着内部温度的升高逐渐增加关断的单元电池平衡开关的数量。
在根据示例性实施例的电压检测集成电路中，电压检测电路可以包括：多路复用器，被配置为选择多个单元电池中的一个单元电池；差分放大器，被配置为放大并输出由多路复用器选择的单元电池的相对端之间的电压；参考电压供应电路，被配置为供应参考电压；模拟数字转换器，被配置为基于参考电压输出与多路复用器选择的单元电池的单元电池电压相对应的数字值，并且温度传感器可以布置为与参考电压供应电路接触或相邻。
电压检测集成电路还可以包括热量产生电路，并且控制器可以从电压检测集成电路外部的温度传感器接收电压检测集成电路的周围温度，并且在内部温度达到所述第一阈值并且多个单元电池平衡开关因此关断的状态下，当周围温度低于第二阈值时，控制器可以控制热量产生电路产生热量。
在电压检测集成电路中，热量产生电路可以包括连接在多个单元电池中的第一单元电池的正端子和多个单元电池中的第二单元电池的负端子之间的热量产生开关。
在电压检测集成电路中，当周围温度等于或高于第二阈值时，控制器可以关断热量产生开关。
在电压检测集成电路中，控制器可以基于内部温度和周围温度计算热量产生电路的热量产生量，并且可以以与热量产生量相对应的占空比对热量产生开关进行PWM控制。
在电压检测集成电路中，控制器可以基于内部温度和周围温度计算热量产生电路的热量产生量，并且可以取决于热量产生量控制热量产生开关的接通和关断时段。
电压检测集成电路还可以包括：热量产生电阻，其连接在热量产生开关和第一单元电池的正端子之间或者连接在热量产生开关和第二单元电池的负端子之间。
另外，电池管理系统可以包括：集成电路被配置为包括电压检测电路、多个单元电池平衡开关和第一温度传感器，其中，电压检测电路电连接到多个单元电池以检测多个单元电池中的相应单元电池的单元电池电压，多个单元电池平衡开关引导或阻断多个单元电池中相应单元电池的平衡电流的流动；和电池控制器，被配置为当通过第一温度传感器检测到的集成电路的内部温度低于阈值时取决于内部温度来不同地选择多个要同时接通的单元电池平衡开关，并且接通所选择的开关。
在电池管理系统中，电池控制器可以将多个单元电池平衡开关分组为多个组，并且当第一温度低于第一阈值时交替接通多个组。
在电池管理系统中，电池控制器可以将多个组的接通时间控制为相同。
在电池管理系统中，当内部温度小于第一阈值时，电池控制器可以同时接通多个单元电池平衡开关，然后可以随着内部温度的升高逐渐增加关断的单元电池平衡开关的数量。
电池管理系统还可以包括第二温度传感器，第二温度传感器被配置为检测集成电路的周围温度，并且集成电路还可以包括取决于周围温度产生热量的热量产生电路。
在电池管理系统中，电池控制器可以在内部温度达到第一阈值并且多个单元电池平衡开关因此关断的状态下，当周围温度低于第二阈值时，控制热量产生电路产生热量。
在电池管理系统中，热量产生电路可以包括连接在多个单元电池中的第一单元电池的正端子和多个单元电池中的第二单元电池的负端子之间的热量产生开关。
在电池管理系统中，当周围温度等于或高于第二阈值时，电池控制器可以关断热量产生开关。
在电池管理系统中，电池控制器可以基于内部温度和周围温度计算热量产生电路的热量产生量，并且可以取决于热量产生量控制热量产生开关的接通和关断。
根据示例性实施例，电池管理系统具有提高在低温环境中电池电压测量精度的效果。
附图说明
图1示意性地示出了根据示例性实施例的电池管理系统。
图2示意性地示出了根据示例性实施例的电压检测IC的配置。
图3示出了用于描述根据示例性实施例的电池管理系统中的单元电池平衡开关的热量产生的视图。
图4示意性地示出了根据示例性实施例的电池管理系统的单元电池平衡开关的控制方法。
图5示意性地示出了根据另一示例性实施例的电池管理系统。
图6示意性地示出了根据另一示例性实施例的电池管理系统的单元电池平衡开关的控制方法。
图7示意性地示出了根据另一示例性实施例的电池管理系统。
图8示意性地示出了根据另一示例性实施例的电池管理系统的单元电池平衡开关的控制方法。
图9示意性地示出了根据另一示例性实施例的电池管理系统。
具体实施方式
下面将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的，可以以各种不同方式修改所描述的实施例，而所有这些修改都不脱离本发明的精神或范围。
为了清楚地描述示例性实施例，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同的标号表示相同或相似的组成元件。因此，在先前附图中使用的构成元件的附图标记可以在随后的附图中使用。
此外，随意给出附图中所示的构件的尺寸和厚度是为了更好地理解和易于描述，因此示例性实施例不限于所示的尺寸和厚度。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。
电连接两个组成元件的情况不仅包括直接连接组成元件的情况，还包括经由其间的另一个组成元件连接组成元件的情况。其间的构成元件可以包括开关、电阻、电容器等。在描述示例性实施例时，除非明确地描述为直接连接，否则连接的表达表示电连接。
在下文中，将参考必要的附图详细描述根据示例性实施例的电压检测集成电路(IC)和包括该电压检测集成电路(IC)的电池管理系统(BMS)。在本文件中，电压检测IC可以包括模拟前端(AFE)IC、单元电池电压监视(CVM)IC等，其中，模拟前端(AFE)IC包括电池的单元电池电压检测功能。
图1示意性地示出了根据示例性实施例的电池管理系统。图2示意性地示出了图1的电压检测IC的配置，图3示出了用于描述单元电池平衡开关的热量产生的视图。
参考图1，根据本示例性实施例的电池管理系统可以包括电压检测IC 100和电池控制器200。
电压检测IC 100可以包括多个单元电池平衡开关SW、电压检测电路110、接口130和控制器140。
电压检测IC 100可以电连接到单元电池组20以通过电压检测电路110检测构成单元电池组20的每个单元电池的单元电池电压。尽管连接到电压检测IC 100的单元电池组20包括彼此串联连接的六个单元电池的情况在图1中作为示例示出，但是本发明不限于此，并且连接到检测IC的单元电池的数量可以改变为大于或小于该值。
参考图2，电压检测电路110可以包括多路复用器(MUX)111、差分放大器112和模数转换器(ADC)113。电压检测电路110还可以包括用于将参考电压Vref供应给ADC 113的参考电压供应电路114。
多路复用器111的输入通道通过输入电阻Rc电连接到构成单元电池组20的每个单元电池。多路复用器111选择输入通道中的一个并将其连接到输出通道。具体地，多路复用器111选择连接到输入通道的多个单元电池中的一个，并且将所选单元电池的相对端分别连接到输出通道的正输出端和负输出端。
连接到多路复用器111的输入通道的输入电阻Rc可以与输入电容器Cc一起构成RC滤波器以用于对包括在单元电池电压中的噪声进行滤波。
由多路复用器111选择的单元电池的相对端之间的电压由差分放大器112放大以输出。
参考电压供应电路114将参考电压Vref供应给ADC 113。
ADC 113基于参考电压Vref将差分放大器112的输出(模拟值)转换为数字值，并将该数字值输出到控制器140。也就是说，ADC 113将由多路复用器111选择的单元电池的相对端之间的电压转换为相应的数字值并将其输出。
由ADC 113输出到控制器140的单元电池电压检测结果通过接口130传送到电池控制器200。
接口130可以使用串行外围接口(SPI)方法(诸如，控制器局域网(CAN)通信)向电池控制器200发送数据以及从电池控制器200接收数据。
从电压检测IC 100接收单元电池电压检测结果的电池控制器200可以基于该结果控制单元电池组20的单元电池平衡、充电、放电等。
再次参考图1，电压检测IC 100可以控制构成单元电池组20的单元电池的单元电池平衡。
每个单元电池平衡开关SW通过相应的平衡电阻Rb连接在相应单元电池的相对端之间。每个单元电池平衡开关(SW)在控制器140的控制下引导或阻断相应单元电池的单元电池平衡电流的流动。当每个单元电池平衡开关SW接通时，平衡电流流过相应的平衡电阻(Rb)以使相应的单元电池放电。另一方面，当每个单元电池平衡开关SW断开时，相应单元电池的平衡电流的流动被阻断。
每个单元电池平衡开关SW可以由场效应晶体管(FET)形成。
控制器140通过接口130从电池控制器200接收单元电池平衡控制信息，并基于接收的单元电池平衡控制信息控制每个单元电池平衡开关SW的接通/断开。
当电压检测IC 100暴露在低温环境中时，电压检测电路110的电压检测精度往往明显低于室温下的电压检测精度。这是因为用于将参考电压Vref供应给ADC 113的参考电压供应电路114受到温度的影响，使得参考电压供应电路114输出的参考电压Vref的电平在低温和室温之间变得不同。基于参考电压Vref执行ADC 113的转换。因此，在低温环境中，参考电压Vref的电平的变化可充当增大ADC113的输出值的误差的因素。
为了解决这个问题，电压检测IC 100还可以包括温度传感器120。
温度传感器120可以检测电压检测IC 100的内部温度。温度传感器120可以布置为与参考电压供应电路114接触或相邻以便检测参考电压供应电路114的周围温度，参考电压供应电路114对温度敏感并且充当低温范围中单元电池电压检测误差的原因。
当通过温度传感器120检测到的温度包括在低温区域中时，控制器140可以接通至少一个单元电池平衡开关SW以升高电压检测IC 100的内部温度。也就是说，当通过温度传感器120检测到的温度低于阈值时，控制器140可以接通至少一个单元电池平衡开关SW以升高温度。这里，阈值是用于确定低温区域的边界值，并且可以取决于其中安装电池管理系统的环境而不同地设置。
参考图3，当单元电池平衡开关SW接通时，平衡电流Ib流入单元电池平衡开关SW的内部电阻Rsw以使单元电池平衡开关SW产生热量。单元电池平衡开关SW的热量产生可以用作升高电压检测IC 100的内部温度的热源。
单元电池平衡开关SW的内部电阻Rsw的值取决于电压检测IC 100的制造工艺和设计而变化，并且取决于构成单元电池平衡开关SW的FET的特性(例如，温度、漏极-源极电压等)而变化。例如，单元电池平衡开关SW的内部电阻Rsw的值可以从小至0.2欧姆到数十欧姆不等。
当在包括六个相连的单元电池的电压检测IC 100中将单元电池平衡电流Ib和每个单元电池平衡开关SW的内部电阻Rsw的值分别设计为300mA和5欧姆时，由一个单元电池平衡开关SW的内部电阻Rsw的热量产生所消耗的能量P为0.45W。结果，当所有六个单元电池平衡开关SW接通时，由六个单元电池平衡开关SW的内部电阻Rsw热量产生所消耗的能量P为2.7W。
同时，当所有单元电池平衡开关SW同时接通以升高电压检测IC 100的内部温度时，这可能超过电压检测IC 100能够承受的最大功率消耗，或者可能引起电压检测IC 100的温度过度升高，导致电压检测IC 100损坏。
因此，控制器140可以将包括在电压检测IC 100中的单元电池平衡开关SW分成多个组，并且交替地接通每个单元电池平衡开关组。例如，电压检测IC 100可以将3个或4个单元电池平衡开关SW成组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。例如，电压检测IC100可以将奇数编号的单元电池平衡开关SW和偶数编号的单元电池平衡开关SW分组为不同的组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。
当用于接通单元电池平衡开关SW的温度上升速度太快时，即使单元电池平衡开关SW在达到期望的温度范围之后关断，温度上升也可能持续预定时间。这可能引起不希望的额外的温度上升，这可能导致电压检测IC 100的损坏。
因此，控制器140可以取决于通过温度传感器120检测到的温度不同地控制同时接通的单元电池平衡开关SW的数量，以便在快速允许电压检测IC 100的温度达到室温区域的同时使不必要的额外温度上升最小化。例如，当电压检测IC 100连接到12个单元电池时，可以将为了温度上升而同时导通的单元电池平衡开关SW的数量控制为在低于-40℃时为12、在-40℃至-30℃的范围内为10、在-30℃至-20℃的范围内为8、在-20℃至-10℃的范围内为6以及在-10℃至0℃的范围内为4。
当温度低于阈值时，控制器140可以同时接通所有单元电池平衡开关SW，然后可以控制单元电池平衡开关SW，使得逐渐关断的单元电池平衡开关SW的数量随着温度上升而增加。
同时，由于单元电池平衡开关SW用于升高温度，因此有必要最小化对用于升高温度的单元电池平衡开关的接通控制使单元电池之间的平衡偏差恶化或影响由电池控制器200预先计算的单元电池间偏差信息的程度。然而，当仅允许需要单元电池平衡的单元电池接通时，温度上升可能花费太多时间，这可能减小温升效应。
因此，控制器140可以通过将相应的单元电池平衡开关SW接通以升高温度的时间控制为对所有单元电池相同，使用于升高温度的单元电池平衡开关SW的接通对单元电池平衡的影响最小化。
当温度传感器120检测到的温度等于或高于阈值时，控制器140关断所有接通的单元电池平衡开关SW以停止使用单元电池平衡开关SW升高温度。
图4示意性地示出了图1中的电池管理系统的单元电池平衡开关的控制方法。图4所示的单元电池平衡开关的控制方法可以由参考图1至图3所述的电压检测IC 100执行。
参考图4，控制器140通过温度传感器120检测电压检测IC 100的内部温度(S100)。
控制器140通过将通过温度传感器120检测到的温度与阈值进行比较，来确定通过温度传感器120检测到的温度是否包括在低温区域中(S110)。
当通过温度传感器120检测到的温度包括在低温区域中时，控制器140控制至少一个单元电池平衡开关SW接通以升高电压检测IC 100的内部温度(S120)。
在步骤S120中，控制器140可以将包括在电压检测IC 100中的单元电池平衡开关SW划分为多个组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。
在步骤S120中，控制器140可以取决于通过温度传感器120检测到的温度，来将同时接通的单元电池平衡开关SW的数量控制为不同。在这种情况下，当通过温度传感器120检测到的温度较低时，控制器140可以将同时接通的单元电池平衡开关SW的数量控制为增加。
在步骤S120中，控制器140可以同时接通所有单元电池平衡开关SW，然后可以控制单元电池平衡开关SW，使得关断的单元电池平衡开关SW的数量取决于温度上升逐渐增加。
在步骤S120中，控制器140可以将相应的单元电池平衡开关SW接通以升高温度的时间控制为对所有电池相同。
即使在通过单元电池平衡开关SW的接通控制升高电压检测IC 100的内部温度的同时，控制器140也通过温度传感器120连续检测电压检测IC 100的内部温度(S130)。另外，控制器140确定通过温度传感器120检测到的温度是否在低温范围之外(S140)。
当通过温度传感器120检测到的温度在低温范围之外时，控制器140将所有接通的用于升高温度的单元电池平衡开关SW控制为关断(S150)以停止单元电池平衡开关SW的热量产生。
图5示意性地示出了根据另一示例性实施例的电池管理系统。
参考图5，根据本示例性实施例的电池管理系统可以包括电压检测IC 300和电池控制器200。在下文中，将省略与参考图1至图3描述的电池管理系统相同或相似的部件的详细描述。
电压检测IC 300可以包括多个单元电池平衡开关SW、电压检测电路310、接口330和控制器340。
电压检测IC 300可以电连接到单元电池组20以通过电压检测电路310检测构成单元电池组20的每个单元电池的单元电池电压。
电压检测电路310包括多路复用器(参见图2的附图标记111)、差分放大器(参见图2的附图标记112)、ADC(参见图2的附图标记113)和参考电压供应电路(参见图2的附图标记114)。
当多路复用器选择单元电池中的一个时，电压检测电路310通过差分放大器和ADC将所选单元电池的单元电池电压输出到控制器340。
当单元电池电压从电压检测电路310输出时，控制器340通过接口330将单元电池电压传送到电池控制器200。从电压检测IC 300接收单元电池电压检测结果的电池控制器200可以基于该结果控制单元电池组20的单元电池平衡、充电、放电等。
电压检测IC300可以控制构成单元电池组20的单元电池的单元电池平衡。
每个单元电池平衡开关SW通过相应的平衡电阻Rb连接在相应单元电池的相对端之间以在控制器340的控制下引导或阻断相应单元电池的单元电池平衡电流的流动。
控制器340通过接口330从电池控制器200接收单元电池平衡控制信息，并基于接收的单元电池平衡控制信息控制每个单元电池平衡开关SW的接通/关断。
在检测电路310中，用于将参考电压Vref供应给ADC的参考电压供应电路对温度敏感。因此，在低温环境中，从参考电压供应电路输出的参考电压Vref的电平与室温下的参考电压Vref的电平不同。基于参考电压Vref执行ADC的转换。因此，低温环境中的参考电压Vref的电平的变化可充当增大ADC的输出值的误差的因素。
为了解决这个问题，控制器140连续监视从电压检测电路310供应给ADC的参考电压Vref，并且可以执行这样的控制，以便当参考电压Vref在预定范围之外时升高电压检测IC 300的内部温度。也就是说，当参考电压Vref在预定范围之外时，控制器140可以确定电压检测IC 300的内部温度包括在低温区域中，并且可以接通至少一个单元电池平衡开关SW以升高电压检测IC300的内部温度。这里，预定范围对应于在室温区域中从参考电压供应电路输出的参考电压Vref的电平范围。
在用于升高电压检测IC 300的内部温度的单元电池平衡开关的接通控制中，控制器340可以将包括在电压检测IC 300中的单元电池平衡开关SW划分为多个组，并且交替地接通每个单元电池平衡开关组。例如，电压检测IC 300可以将3个或4个单元电池平衡开关SW成组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。例如，电压检测IC 300可以将奇数编号的单元电池平衡开关SW和偶数编号的单元电池平衡开关SW分组为不同的组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。
在用于升高电压检测IC 300的内部温度的单元电池平衡开关的接通控制中，控制器340可以将相应的单元电池平衡开关SW接通以升高温度的时间控制为对所有单元电池相同。在这种情况下，可以使用于升高温度的单元电池平衡开关SW的接通控制对单元电池平衡的影响最小化。
当从电压检测电路310供应给ADC的参考电压Vref落入预定范围内时，控制器340使所有接通以升高温度的单元电池平衡开关SW关断以停止使用单元电池平衡开关SW升高温度。
图6示意性地示出了图5的电池电池管理系统的单元电池平衡开关的控制方法。图6中所示的单元电池平衡开关的控制方法可以由参考图5描述的电压检测IC 300的控制器340执行。
参考图6，控制器340监视从电压检测电路310供应给ADC的参考电压Vref(S300)。
控制器340确定参考电压Vref是否在预定范围之外(S310)。
当参考电压Vref在预定范围之外时，控制器340确定电压检测IC 300的内部温度包括在低温区域中，并控制至少一个单元电池平衡开关SW接通以升高电压检测IC 300的内部温度(S320)。
在步骤S320中，控制器340可以将包括在电压检测IC 300中的单元电池平衡开关SW划分为多个组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。
在步骤S320中，控制器340可以将相应的单元电池平衡开关SW接通以升高温度的时间控制为对所有电池相同。
在通过单元电池平衡开关SW的接通控制升高电压检测IC 300的内部温度的同时，控制器340连续监视参考电压Vref(S330)。另外，控制器340确定参考电压Vref是否在预定范围内(S340)。
当参考电压Vref在预定范围内时，控制器340确定电压检测IC 300的温度达到正常范围(室温区域)，并将所有接通以升高温度的单元电池平衡开关SW控制为关断(S350)以停止单元电池平衡开关SW的热量产生。
图7示意性地示出了根据另一示例性实施例的电池管理系统。
参考图7，根据本示例性实施例的电池管理系统可包括电压检测IC 500和电池控制器200。在以下描述中，将省略与参考图1至图3描述的电池电池管理系统相同或相似的组件的详细描述。
电压检测IC 500可以包括多个单元电池平衡开关SW、电压检测电路510、温度传感器520、接口530和控制器540。
电压检测IC 500可以电连接到单元电池组20以通过电压检测电路510检测构成单元电池组20的每个单元电池的单元电池电压。
电压检测电路510包括多路复用器(参见图2的附图标记111)、差分放大器(参见图2的附图标记112)、ADC(参见图2的附图标记113)和参考电压供应电路(参见图2的附图标记114)。
当多路复用器选择单元电池中的一个时，电压检测电路510通过差分放大器和ADC将所选单元电池的单元电池电压输出到控制器540。
当单元电池电压从电压检测电路510输出时，控制器540通过接口530将单元电池电压传送到电池控制器200。从电压检测IC 500接收单元电池电压检测结果的电池控制器200可以基于该结果控制单元电池组20的单元电池平衡、充电、放电等。
电压检测IC 500可以控制构成单元电池组20的单元电池的单元电池平衡。
每个单元电池平衡开关SW通过相应的平衡电阻Rb连接在相应单元电池的相对端之间以在控制器540的控制下引导或阻断相应单元电池的单元电池平衡电流的流动。
控制器540通过接口530从电池控制器200接收单元电池平衡控制信息，并基于接收的单元电池平衡控制信息控制每个单元电池平衡开关SW的接通/关断。
温度传感器520可以检测电压检测IC 500的内部温度。参考电压供应电路(参见图2中的附图标记114)对温度敏感，因此充当低温区域中的单元电池电压检测误差的原因。因此，温度传感器520可以布置为与参考电压供应电路接触或相邻以便能够检测参考电压供应电路的周围温度。
当通过温度传感器520检测到的内部温度包括在低温区域中时，控制器540可以接通至少一个单元电池平衡开关SW以升高电压检测IC 500的内部温度。也就是说，当通过温度传感器520检测到的温度低于阈值时，控制器540可以接通至少一个单元电池平衡开关SW以升高温度。这里，阈值是用于确定低温区域的边界值，并且可以取决于其中安装电池管理系统的环境而不同地设置。
当单元电池平衡开关SW接通时，平衡电流Ib流入单元电池平衡开关SW的内部电阻(参见图3中的附图标记Rsw)以使单元电池平衡开关SW产生热量。单元电池平衡开关SW的热量产生可以用作用于升高电压检测IC 500的内部温度的热源。
在用于升高电压检测IC 500的内部温度的单元电池平衡开关的接通控制中，控制器540可以将包括在电压检测IC 500中的单元电池平衡开关SW划分为多个组，并且交替地接通每个单元电池平衡开关组。例如，电压检测IC 500可以将3个或4个单元电池平衡开关SW成组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。例如，电压检测IC 500可以将奇数编号的单元电池平衡开关SW和偶数编号的单元电池平衡开关SW分组成不同的组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。
在用于升高电压检测IC 500的内部温度的单元电池平衡开关的接通控制中，控制器540可以将相应的单元电池平衡开关SW接通以升高温度的时间控制为对所有单元电池相同。在这种情况下，可以使用于升高温度的单元电池平衡开关SW的接通控制对单元电池平衡的影响最小化。
当通过温度传感器520检测到的电压检测IC 500的内部温度在低温范围之外时，控制器540使所有接通以升高温度的单元电池平衡开关SW关断以停止使用单元电池平衡开关SW升高温度。
如上所述，当使用单元电池平衡开关SW升高电压检测IC 500的内部温度时，电压检测IC 500的内部温度可以在短时间内快速升高。然而，当电压检测IC 500的内部温度在低温范围之外并且单元电池平衡开关SW关断时，可能发生其中电压检测IC 500的周围温度(例如，单元电池温度)使电压检测IC 500的温度再次下降到低温区域的情况。另外，当连续保持单元电池平衡开关SW的接通状态以防止这种情况发生时，单元电池的过度放电可能会对单元电池寿命周期和单元电池平衡产生不利影响。
因此，电池管理系统还可以包括用于检测电压检测IC 500的周围温度的温度传感器410，如图7所示。电压检测IC 500还可以包括用于维持电压检测IC 500的内部温度的热量产生电路550。
温度传感器410可以与电压检测IC 500相邻地布置以检测电压检测IC 500的周围温度。例如，当包括电压检测IC 500的印刷电路板(PCB)附接到单元电池组20时，温度传感器410可以附接到单元电池组20。此外，例如，温度传感器410可以通过附接到包括电压检测IC 500的印刷电路板来使用。
当电压检测IC 500的内部温度在低温范围之外并且单元电池平衡开关SW关断时，可以基于通过温度传感器410检测到的电压检测IC 500的周围温度来控制热量产生电路550。
在电压检测IC 500的内部温度在低温范围之外的状态下，当通过温度传感器410检测到的周围温度包括在低温范围内时，控制器540可以控制热量产生电路550产生热量以防止周围温度使电压检测IC 500的内部温度再次降低。另外，当通过温度传感器410检测到的周围温度在低温范围之外时，控制器540可以控制热量产生电路550停止产生热量。
热量产生电路550可以布置为与用作低温区域中的单元电池电压检测误差的原因的参考电压供应电路(参见图2中的附图标记114)接触或相邻。
热量产生电路550可以以能够产生热量的各种形式实现。
例如，如图7所示，热量产生电路550包括热量产生开关SWheat。控制器540可以通过控制热量产生开关SWheat的接通和关断来控制热量产生电路550的热量产生。
当热量产生开关SWheat接通时，电流流过热量产生开关SWheat的内部电阻以便允许热量产生开关SWheat产生热量。热量产生开关SWheat的热量产生可以用作用于升高或维持电压检测IC 500的内部温度的热源。
热量产生开关SWheat可以连接在构成单元电池组20的多个单元电池中的任何一个单元电池的正端子和构成单元电池组20的多个单元电池中的任何一个单元电池的负端子之间。例如，参考图7，热量产生开关SWheat可以连接在构成单元电池组20的单元电池中的最高电位的单元电池的正端子和最低电位的单元电池的负端子之间。然而，本发明不限于此，并且可以改变与热量产生开关SWheat连接的单元电池组的单元电池。
尽管热量产生开关SWheat通过输入电阻Rc与单元电池组20连接的情况作为示例在图7中示出，但是本发明不限于此，并且热量产生开关SWheat的相对端可以通过单独的电阻(未示出)与单元电池组20连接。在这种情况下，连接在热量产生开关SWheat和单元电池组20的相对端之间的电阻可以布置在电压检测IC 500内以与热量产生开关SWheat一起构成热量产生电路500。
图8示意性地示出了图7的电池管理系统的单元电池平衡开关的控制方法。图8中所示的单元电池平衡开关的控制方法可以由参考图7描述的电压检测IC 500的控制器540执行。
参考图8，控制器540通过温度传感器520检测电压检测IC 100的内部温度(S500)。
控制器540通过将通过温度传感器520检测到的温度与阈值进行比较来确定通过温度传感器520检测到的温度是否包括在低温区域中(S510)。
当通过温度传感器520检测到的温度包括在低温区域中时，控制器540控制至少一个单元电池平衡开关SW接通以升高电压检测IC 500的内部温度(S520)。
在步骤S520中，控制器540可以将包括在电压检测IC 500中的单元电池平衡开关SW划分为多个组，并且可以交替地接通每个单元电池平衡开关组。
在步骤S520中，控制器540可以取决于通过温度传感器520检测到的温度来控制要同时接通的单元电池平衡开关SW的数量不同。在这种情况下，当通过温度传感器520检测到的温度较低时，控制器540可以控制要同时接通的单元电池平衡开关SW的数量增加。
在步骤S520中，控制器540可以同时接通所有单元电池平衡开关SW，然后可以控制单元电池平衡开关SW，使得关断的单元电池平衡开关SW的数量随着温度上升而逐渐增加。
在步骤S520中，控制器540可以将相应的单元电池平衡开关SW接通以升高温度的时间控制为对所有单元电池相同。
即使在通过单元电池平衡开关SW的接通控制升高电压检测IC 500的内部温度的同时，控制器540也通过温度传感器520连续检测电压检测IC 500的内部温度(S530)。另外，控制器140确定通过温度传感器520检测到的温度是否在低温范围之外(S540)。
当通过温度传感器520检测到的温度在低温范围之外时，控制器540将所有接通的用于升高温度的单元电池平衡开关SW控制为关断(S550)以停止单元电池平衡开关SW的热量产生。
另外，控制器540通过温度传感器410检测电压检测IC 500的周围温度(S560)。控制器540通过将通过温度传感器410检测到的温度与阈值进行比较来确定通过温度传感器410检测到的周围温度是否包括在低温区域中(S570)。
当通过温度传感器410检测到的周围温度包括在低温区域中时，控制器540接通热量产生开关SWheat以允许热量产生电路550产生热量以防止电压检测IC 500的内部温度降低(S580)。
即使在热量产生开关SWheat接通的状态下，控制器540也通过温度传感器410连续检测电压检测IC 500的周围温度(S590)。另外，控制器540确定通过温度传感器410检测到的周围温度是否在低温范围之外(S600)。
当通过温度传感器410检测到的周围温度在低温范围之外时，控制器540将接通以保持温度的单元电池平衡开关SW控制为关断(S6100)以停止热量产生电路500的热量产生。
尽管控制器540通过热量产生开关SWheat的接通时间控制热量产生电路550的热量产生量的情况作为示例在图8中示出，但是本发明不限于此。控制器540可以通过PMW控制来控制热量产生开关SWheat的热量产生量，该PMW控制在电压检测IC 500的周围温度停留在低温区域时取决于所需的热量产生量来改变热量产生开关SWheat的占空比。另外，控制器540可以通过调节热量产生开关SWheat的接通和关断时段来控制热量产生量。在这种情况下，控制器540可以基于通过温度传感器410检测到的周围温度与通过温度传感器520检测到的内部温度之间的差异来计算所需的热量产生量，并且可以控制热量产生开关SWheat的接通和关断时段或占空比。
尽管在由于检测IC 500的内部温度的升高而关断单元电池平衡开关SW之后接通热量产生开关SWheat的情况作为示例在图8中示出，但是单元电池平衡开关SW和热量产生开关SWheat可以同时接通以升高电压检测IC 500的内部温度。在这种情况下，即使当电压检测IC500的内部温度升高并且单元电池平衡开关SW因此关断时，热量产生开关SWheat也可以保持在接通状态直到周围温度处于低温范围之外。
尽管电压检测IC 100或300的每个单元电池的单元电池电压的测量路径和单元电池平衡路径共享与每个单元电池的负电极连接的输入电阻Rc的情况作为示例在前述示例性实施例中进行了描述，但是本发明不限于此。例如，参考图9，电压检测IC 700可以通过与各个单元电池的相对端连接的输入电阻Rc测量单元电池电压，并且除了输入电阻Rc之外还可以通过与各个单元电池的相对端连接的平衡电阻Rb来执行单元电池平衡。图9的电压检测IC 700可以另外包括用于测量单元电池电压的端子Cin和用于单元电池平衡的端子Bin，这不同于电压检测IC 100、300和500，在电压检测IC 100、300和500中单元电池平衡路径共享用于测量电池电压的端子Cin中的一个。在图9中，连接在平衡端子Bin之间的电容器Cb用于防止在平衡开关SW的诊断期间由于诸如纹波电压之类的噪声而发生故障。
尽管控制单元电池平衡开关SW以升高电压检测IC 100、300和500的内部温度的功能由包括在电压检测IC 100、300和500中的控制器140、340和540来控制的情况作为示例在前述示例性实施例中进行了描述，但是本发明不限于此，并且控制单元电池平衡开关SW以升高电压检测IC 100、300和500的内部温度的功能可以由电池控制器200执行。在这种情况下，电压检测IC中的控制器可以通过接口将电压检测IC内部或周边的温度信息或参考电压Vref的电平信息传送到电池控制器，并且可以从电池控制器接收用于升高温度的热量产生开关SWheat或单元电池平衡开关SW的控制信息。
这些示例性实施例提供了用于在低温环境中升高电压检测IC的内部温度的方法以便提高低温环境中的电压检测IC的精度，从而提高SOC的精度。
传统上，由于由电池管理系统计算的SOC不精确，通过为SOC误差提供足够的内部裕度(internal margin)来计算电池的可用容量，以便在制造电池组时确保电池组的安全性。例如，当电池的可用范围在电池总容量的10％和90％之间，并且SOC输出误差为±5％时，实际可用电池寿命将会减少到电池总容量的15％到85％。也就是说，可用电池容量是电池总容量的80％，但由于SOC误差，实际电池的使用发生在电池总容量的70％以内。因此，如果SOC误差减小，则可以增加电池的实际容量。
此外，在示例性实施例中，通过使用单元电池平衡开关在低温环境中升高电压检测IC的内部温度，可以在没有任何额外成本的情况下升高电压检测IC的温度。
虽然已经参考附图具体示出和描述了本发明的示例性实施例，但是这里使用的特定术语仅用于描述本发明的目的，并不旨在限定其含义或限制权利要求中阐述的本发明的范围。因此，本领域技术人员将理解，本发明的各种修改和其它等同实施例是可能的。因此，必须基于所附权利要求的技术精神来确定本发明的真正技术保护范围。
附图标记
20：单元电池
100、300、500、700：电压检测IC
110、310、510：电压检测电路
111：多路复用器
112：差分放大器
113：ADC
114：参考电压供应电路
120、410、520：温度传感器
130、330、530：接口
200：电池控制器
550：热量产生电路
SW：单元电池平衡开关
SWheat：热量产生开关

Claims (17)

1.一种电压检测集成电路，包括：
电压检测电路，电连接到多个单元电池以检测所述多个单元电池中相应的单元电池的单元电池电压；
多个单元电池平衡开关，被配置为引导或阻断所述多个单元电池中的相应单元电池的平衡电流的流动；
温度传感器，被配置为检测所述电压检测集成电路的内部温度；
控制器，被配置为当所述内部温度低于第一阈值时，取决于所述内部温度不同地选择多个要同时接通的单元电池平衡开关，并且接通所选择的开关；和
热量产生电路，被配置为取决于所述电压检测集成电路的周围温度产生热量，
其中，所述控制器从所述电压检测集成电路外部的温度传感器接收所述周围温度，并且在所述内部温度达到所述第一阈值并且所述多个单元电池平衡开关因此关断的状态下，当所述周围温度低于第二阈值时，所述控制器控制所述热量产生电路产生热量。
2.如权利要求1所述的电压检测集成电路，其中，所述控制器将所述多个单元电池平衡开关分组为多个组，并且当所述内部温度低于第一阈值时交替接通所述多个组。
3.如权利要求2所述的电压检测集成电路，其中，所述控制器将所述多个组的接通时间控制为相同。
4.如权利要求1所述的电压检测集成电路，其中，当所述内部温度低于所述第一阈值时，所述控制器同时接通所述多个单元电池平衡开关，并且然后随着所述内部温度升高逐渐增加关断的单元电池平衡开关的数量。
5.如权利要求1所述的电压检测集成电路，其中，所述电压检测电路包括：
多路复用器，被配置为选择所述多个单元电池中的一个；
差分放大器，被配置为放大并输出由所述多路复用器选择的单元电池的相对端之间的电压；
参考电压供应电路，被配置为供应参考电压；和
模拟数字转换器，被配置为基于所述参考电压输出与所述多路复用器选择的单元电池的单元电池电压相对应的数字值，
其中，所述温度传感器被布置为与所述参考电压供应电路接触或相邻。
6.如权利要求1所述的电压检测集成电路，其中，所述热量产生电路包含连接在所述多个单元电池中的第一单元电池的正端子和所述多个单元电池中的第二单元电池的负端子之间的热量产生开关。
7.如权利要求6所述的电压检测集成电路，其中，当所述周围温度等于或高于第二阈值时，所述控制器关断所述热量产生开关。
8.如权利要求6所述的电压检测集成电路，其中，所述控制器基于所述内部温度和所述周围温度计算所述热量产生电路的热量产生量，并且以与所述热量产生量相对应的占空比对所述热量产生开关进行PWM控制。
9.如权利要求6所述的电压检测集成电路，其中，所述控制器基于所述内部温度和所述周围温度计算所述热量产生电路的热量产生量，并取决于所述热量产生量控制所述热量产生开关的接通和关断时段。
10.如权利要求6所述的电压检测集成电路，还包括：
热量产生电阻，连接在所述热量产生开关和第一单元电池的正端子之间或者连接在所述热量产生开关和第二单元电池的负端子之间。
11.一种电池管理系统，包括：
集成电路，被配置为包含电压检测电路、多个单元电池平衡开关和第一温度传感器，其中，所述电压检测电路电连接到多个单元电池以检测所述多个单元电池中相应的单元电池的单元电池电压，所述多个单元电池平衡开关引导或阻断所述多个单元电池中相应的单元电池的平衡电流的流动；
电池控制器，被配置为当通过所述第一温度传感器检测到的所述集成电路的内部温度低于第一阈值时取决于内部温度来不同地选择多个要同时接通的单元电池平衡开关，并且接通所选择的开关；
第二温度传感器，被配置为检测所述集成电路的周围温度；
热量产生电路，被配置为取决于所述周围温度产生热量，
其中，在所述内部温度达到第一阈值并且所述多个单元电池平衡开关因此关断的状态下，当所述周围温度低于第二阈值时，所述电池控制器控制所述热量产生电路产生热量。
12.如权利要求11所述的电池管理系统，其中，所述电池控制器将所述多个单元电池平衡开关分组为多个组，并且当所述内部温度低于所述第一阈值时交替接通所述多个组。
13.如权利要求12所述的电池管理系统，其中，所述电池控制器将所述多个组的接通时间控制为相同。
14.如权利要求11所述的电池管理系统，其中，当所述内部温度低于所述第一阈值时，所述电池控制器同时接通所述多个单元电池平衡开关，并且然后随着所述内部温度升高逐渐增加关断的单元电池平衡开关的数量。
15.如权利要求11所述的电池管理系统，其中，所述热量产生电路包含连接在所述多个单元电池中的第一单元电池的正端子和所述多个单元电池中的第二单元电池的负端子之间的热量产生开关。
16.如权利要求15所述的电池管理系统，其中，当所述周围温度等于或高于所述第二阈值时，所述电池控制器关断所述热量产生开关。
17.如权利要求15所述的电池管理系统，其中，所述电池控制器基于所述内部温度和所述周围温度计算所述热量产生电路的热量产生量，并取决于所述热量产生量控制所述热量产生开关的接通和关断。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102284872B1 (ko) * 2017-10-31 2021-07-30 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 밸런싱 장치 및 방법
JP7056113B2 (ja) * 2017-12-08 2022-04-19 株式会社デンソー 電池制御装置
JP7115439B2 (ja) * 2018-09-14 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 二次電池システムおよび二次電池の内部状態推定方法
CN109742458A (zh) * 2018-11-28 2019-05-10 上海松岳电源科技有限公司 一种用于动力电池系统锂电池组充放电能力提升的装置
CN109494850B (zh) * 2019-01-08 2022-05-03 奇瑞汽车股份有限公司 电池组均衡方法、装置及系统
KR20200127638A (ko) * 2019-05-03 2020-11-11 주식회사 엘지화학 배터리셀 진단 장치 및 방법
IT201900009237A1 (it) 2019-06-17 2020-12-17 St Microelectronics Srl Procedimento di funzionamento di sistemi di gestione di batterie, dispositivo e veicolo corrispondenti
IT201900009234A1 (it) * 2019-06-17 2020-12-17 St Microelectronics Srl Procedimento di funzionamento di sistemi di gestione di batterie, dispositivo e veicolo corrispondenti
CN111969680B (zh) * 2020-08-10 2022-03-22 傲普(上海)新能源有限公司 一种优化的bms被动均衡方法
US11626633B2 (en) * 2020-08-31 2023-04-11 GM Global Technology Operations LLC Determination of battery module and sub-pack association in electrical energy storage systems
CN113188582B (zh) * 2021-04-14 2022-09-06 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种电池管理系统数据采集精度测试系统及方法
KR20230039265A (ko) * 2021-09-14 2023-03-21 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 밸런싱 회로 및 이를 포함하는 배터리 시스템

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101188316A (zh) * 2006-10-16 2008-05-28 三星Sdi株式会社 感测和控制装置及利用该装置的电池管理系统的驱动方法
JP2008141954A (ja) * 2004-04-30 2008-06-19 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 多直列電池制御システム
CN101714674A (zh) * 2008-10-01 2010-05-26 索尼株式会社 电池组控制器、电池组的控制方法和电池组
CN102082310A (zh) * 2009-11-26 2011-06-01 三星Sdi株式会社 能够保护电池单体免受高温膨胀的电池包和方法
CN202121023U (zh) * 2011-05-20 2012-01-18 西安康本通讯科技有限公司 电池组智能在线监测补偿器
CN102427256A (zh) * 2011-10-28 2012-04-25 山东大学 电动汽车锂电池组管理系统
CN202651843U (zh) * 2012-06-15 2013-01-02 凹凸电子（武汉）有限公司 电池监控装置、电池系统及用电设备
CN102916458A (zh) * 2011-08-05 2013-02-06 凹凸电子（武汉）有限公司 电池均衡系统、电路及其方法
KR101263385B1 (ko) * 2011-11-18 2013-05-21 자동차부품연구원 밸런싱 기능 검증이 가능한 ｂｍｓ 시뮬레이터 및 이를 이용한 검증 방법
CN203481854U (zh) * 2013-07-31 2014-03-12 比亚迪股份有限公司 一种电池管理装置、电源系统及储能电站
CN103765721A (zh) * 2011-09-08 2014-04-30 日立车辆能源株式会社 电池系统监视装置
CN104145399A (zh) * 2012-02-29 2014-11-12 Nec能源元器件株式会社 电池控制系统和电池组
JP2015112007A (ja) * 2011-05-31 2015-06-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム監視装置
CN204694377U (zh) * 2015-04-20 2015-10-07 山东创恒科技发展有限公司 一种带开路检测的多路热电偶温度检测系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4168978B2 (ja) 2004-05-31 2008-10-22 新神戸電機株式会社 組電池用制御回路
JP2012083283A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Yazaki Corp 複数組電池の電圧測定装置
JP5632723B2 (ja) * 2010-11-26 2014-11-26 株式会社ケーヒン セルバランス制御装置
KR20120059247A (ko) 2010-11-30 2012-06-08 현대자동차주식회사 배터리 팩의 셀 밸런싱 제어장치 및 방법
US9071056B2 (en) * 2011-11-04 2015-06-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Apparatus and method for managing battery cell, and energy storage system
EP2696465B1 (en) * 2012-08-09 2016-12-21 Samsung SDI Co., Ltd. Battery management system and cell balancing method
KR101459539B1 (ko) 2012-12-27 2014-11-07 현대모비스 주식회사 배터리 전압 균등화 장치 및 방법
KR20140111187A (ko) * 2013-03-08 2014-09-18 엘지전자 주식회사 배터리 모듈 및 배터리 기준온도 이상의 유지방법
JP6205254B2 (ja) * 2013-11-29 2017-09-27 株式会社マキタ 充電制御装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008141954A (ja) * 2004-04-30 2008-06-19 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 多直列電池制御システム
CN101188316A (zh) * 2006-10-16 2008-05-28 三星Sdi株式会社 感测和控制装置及利用该装置的电池管理系统的驱动方法
CN101714674A (zh) * 2008-10-01 2010-05-26 索尼株式会社 电池组控制器、电池组的控制方法和电池组
CN102082310A (zh) * 2009-11-26 2011-06-01 三星Sdi株式会社 能够保护电池单体免受高温膨胀的电池包和方法
CN202121023U (zh) * 2011-05-20 2012-01-18 西安康本通讯科技有限公司 电池组智能在线监测补偿器
JP2015112007A (ja) * 2011-05-31 2015-06-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池システム監視装置
CN102916458A (zh) * 2011-08-05 2013-02-06 凹凸电子（武汉）有限公司 电池均衡系统、电路及其方法
CN103765721A (zh) * 2011-09-08 2014-04-30 日立车辆能源株式会社 电池系统监视装置
CN102427256A (zh) * 2011-10-28 2012-04-25 山东大学 电动汽车锂电池组管理系统
KR101263385B1 (ko) * 2011-11-18 2013-05-21 자동차부품연구원 밸런싱 기능 검증이 가능한 ｂｍｓ 시뮬레이터 및 이를 이용한 검증 방법
CN104145399A (zh) * 2012-02-29 2014-11-12 Nec能源元器件株式会社 电池控制系统和电池组
CN202651843U (zh) * 2012-06-15 2013-01-02 凹凸电子（武汉）有限公司 电池监控装置、电池系统及用电设备
CN203481854U (zh) * 2013-07-31 2014-03-12 比亚迪股份有限公司 一种电池管理装置、电源系统及储能电站
CN204694377U (zh) * 2015-04-20 2015-10-07 山东创恒科技发展有限公司 一种带开路检测的多路热电偶温度检测系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
热电阻多路切换温度自动检测;杨同先;《自动化与仪表》;19881231(第2期);第29-31页 *

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Publication number Publication date
EP3567390A1 (en) 2019-11-13
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