ES2875953A1 - INTEGRATED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

INTEGRATED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

Info

Publication number
ES2875953A1
ES2875953A1 ES202030406A ES202030406A ES2875953A1 ES 2875953 A1 ES2875953 A1 ES 2875953A1 ES 202030406 A ES202030406 A ES 202030406A ES 202030406 A ES202030406 A ES 202030406A ES 2875953 A1 ES2875953 A1 ES 2875953A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cell
battery management
electric vehicle
integrated
management system
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.)
Granted
Application number
ES202030406A
Other languages
Spanish (es)
Other versions
ES2875953B2 (en
Inventor
Santiago Esteban Ferro
Romero Miguel Segovia
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.)
Fundacion Para La Promocion de la Innovacion la Investigacion y el Desarrollo Tecnologico de la Industria de la Automocion de Galicia CTAG
Original Assignee
Fundacion Para La Promocion de la Innovacion la Investigacion y el Desarrollo Tecnologico de la Industria de la Automocion de Galicia CTAG
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 Fundacion Para La Promocion de la Innovacion la Investigacion y el Desarrollo Tecnologico de la Industria de la Automocion de Galicia CTAG filed Critical Fundacion Para La Promocion de la Innovacion la Investigacion y el Desarrollo Tecnologico de la Industria de la Automocion de Galicia CTAG
Priority to ES202030406A priority Critical patent/ES2875953B2/en
Publication of ES2875953A1 publication Critical patent/ES2875953A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2875953B2 publication Critical patent/ES2875953B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114Indoor or close-range type systems
    • H04B10/116Visible light communication
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Integrated battery management system for an electric vehicle comprising several interface substrates (20), each supporting and electrical connection to a cell management device (30); measurement units (41) each associated with a cell (10); cell communication units (43) based on visible light; cell management devices (30) for receiving and processing the measured parameters and monitoring whether the cell (10) is functioning correctly; a battery management unit (2) with a processor and a communication unit by means of visible light, which, based on the operating information of each cell (10), generates management information of the cells (10), where the Management information comprises information to modify the operation and connection of at least one cell (10) through an integrated power circuit (50). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN DE BATERÍA PARA UN VEHÍCULO ELÉCTRICOINTEGRATED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE

CAMPO DE LA INVENCIÓNFIELD OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a un sistema integrado de gestión de baterías en vehículos eléctricos, en particular, a un sistema de gestión energética de las celdas individuales que forman una batería de un vehículo eléctrico, entendiendo vehículo eléctrico como cualquier medio de transporte cuya planta de energía contenga una batería.The present invention refers to an integrated battery management system in electric vehicles, in particular, to an energy management system of the individual cells that make up a battery of an electric vehicle, understanding electric vehicle as any means of transport whose plant of power contains a battery.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Existen numerosas propuestas que buscan alargar la vida útil de la batería y mejorar la fiabilidad del vehículo eléctrico. Para ello, algunas se centran en monitorizar el correcto funcionamiento eléctrico de la batería en el vehículo, lo que implica analizar múltiples parámetros para actuar debidamente, como por ejemplo, equilibrando el suministro de energía entre las diferentes celdas de forma pasiva.There are numerous proposals that seek to extend the useful life of the battery and improve the reliability of the electric vehicle. To do this, some focus on monitoring the correct electrical operation of the battery in the vehicle, which implies analyzing multiple parameters to act appropriately, such as passively balancing the power supply between the different cells.

A su vez, hay un creciente interés en el diseño de las baterías, incluyendo el sistema de gestión y su integración en vehículos eléctricos con el objetivo de facilitar el montaje.At the same time, there is a growing interest in the design of batteries, including the management system and its integration in electric vehicles with the aim of facilitating assembly.

En el estado de la técnica existen diversos tipos de soluciones para la gestión de baterías en vehículos eléctricos. Un primer tipo mayoritario realiza la gestión usando cableado, lo que implica renunciar a una mayor integración de los componentes y/o al control individual por celda de ciertos parámetros. Un segundo tipo de soluciones, menos habitual, emplea comunicaciones inalámbricas, generalmente de radiofrecuencia (RF), para eliminar cableado entre ciertos componentes de la batería. No obstante, el empleo de comunicaciones inalámbricas implica en ocasiones componentes adicionales menos integrables o problemas de ciberseguridad.In the state of the art there are various types of solutions for managing batteries in electric vehicles. A first majority type performs the management using cabling, which implies giving up a greater integration of the components and / or individual control per cell of certain parameters. A second, less common type of solution uses wireless communications, usually radio frequency (RF), to eliminate wiring between certain battery components. However, the use of wireless communications sometimes implies additional less integrable components or cybersecurity problems.

Cabe destacar que existen problemas inherentes a las comunicaciones RF. El interior de una batería es un ambiente muy ruidoso. Además, aparece un problema de ciberseguridad, ya que este tipo de comunicaciones no quedan confinadas en la batería y son fácilmente accesibles desde el exterior de la misma a través de una antena de radio frecuencia externa.It should be noted that there are inherent problems with RF communications. Inside a drum set is a very noisy environment. In addition, a cybersecurity problem appears, since this type of communication is not confined to the battery and is easily accessible from outside it through an external radio frequency antenna.

Por tanto, las propuestas existentes, aunque van en la dirección de mejorar la atomización presente en una batería de un coche eléctrico, no consiguen una solución óptima teniendo en cuenta el problema de atomización, ciberseguridad e integración o montaje del sistema completo de gestión de baterías.Therefore, the existing proposals, although they go in the direction of improving the atomization present in an electric car battery, do not achieve a solution optimal taking into account the problem of atomization, cybersecurity and integration or assembly of the complete battery management system.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención se ha desarrollado a la luz de las limitaciones existentes en el estado de la técnica.The present invention has been developed in light of the limitations existing in the state of the art.

La invención tiene aplicación principal en la gestión eléctrica de las celdas de una batería, en concreto, en una batería de un vehículo eléctrico.The invention has main application in the electrical management of the cells of a battery, in particular, in a battery of an electric vehicle.

Un aspecto ventajoso de la invención se refiere a mejorar el grado de atomización presente en una batería, simplificando la integración y el ensamblado de la misma. Por atomización se entiende la reducción de componentes y la mejora de la distribución e integración de los mismos. También un aspecto ventajoso de la invención es favorecer la robustez física y la ciberseguridad con el blindaje de las comunicaciones entre dispositivos. Finalmente, otro aspecto ventajoso de la invención se refiere a una arquitectura distribuida de dispositivos integrados con comunicación inalámbrica, para la monitorización de diferentes parámetros de interés de cada celda individual dentro de la batería, de tal forma que se garantiza un funcionamiento óptimo de la batería aumentando así, por un lado su eficiencia energética, y por otro lado, aumentando también su vida útil garantizando que opera dentro de un rango eléctrico seguro.An advantageous aspect of the invention relates to improving the degree of atomization present in a battery, simplifying its integration and assembly. By atomization it is understood the reduction of components and the improvement of their distribution and integration. Also an advantageous aspect of the invention is to promote physical robustness and cybersecurity by shielding communications between devices. Finally, another advantageous aspect of the invention refers to a distributed architecture of integrated devices with wireless communication, for the monitoring of different parameters of interest of each individual cell within the battery, in such a way that an optimal operation of the battery is guaranteed. thus increasing, on the one hand, its energy efficiency, and on the other hand, also increasing its useful life, guaranteeing that it operates within a safe electrical range.

En la invención, como se ha indicado, se propone el uso de comunicaciones inalámbricas, preferentemente basadas en luz visible (en inglés: Visible Light Communications - VLC) e integradas en un semiconductor de aplicación específica (en inglés: Application-Specific Integrated Circuit - ASIC) que, al poder estar integrado en contacto con la celda, a la vez, habilita una monitorización local e individual de cada celda completamente inaccesible desde el exterior, permitiendo la trazabilidad completa de las mismas y, por ende, facilitando en gran medida su reusabilidad.In the invention, as indicated, the use of wireless communications is proposed, preferably based on visible light (in English: Visible Light Communications - VLC) and integrated into an application-specific semiconductor (in English: Application-Specific Integrated Circuit - ASIC) which, by being able to be integrated in contact with the cell, at the same time, enables local and individual monitoring of each cell completely inaccessible from the outside, allowing full traceability of them and, therefore, greatly facilitating their reusability.

Por luz visible se entiende luz en el rango de longitudes de onda de 380 a 750 nm, es decir, frecuencias comprendidas entre 400 y 790 THz. Esto implica, por una parte poder confinar fácilmente las comunicaciones dentro de la batería usando materiales opacos para la construcción de la misma, y por otra, conseguir altas velocidades de transmisión de datos, gran ancho de banda y evitar problemas de ruido eléctrico.Visible light is understood to be light in the wavelength range 380 to 750 nm, that is, frequencies between 400 and 790 THz. This implies, on the one hand, being able to easily confine communications within the battery using opaque materials for its construction, and, on the other, achieving high data transmission speeds, high bandwidth and avoiding electrical noise problems.

Las baterías de iones de litio son comúnmente usadas para alimentar los vehículos eléctricos debido a su alta densidad de energía y potencia, y larga vida útil. Sin embargo, este tipo de baterías debe operar dentro de un rango de seguridad y fiabilidad. Esto implica la necesidad de un sistema de gestión de batería (en inglés: Battery Management System - BMS) para monitorizar y gestionar la batería, garantizando que su funcionamiento está dentro de la ventana de seguridad bajo cualquier condición de operación. Esto conlleva a monitorizar cada una de los cientos o miles de celdas que pueden componer una batería de un vehículo eléctrico.Lithium ion batteries are commonly used to power electric vehicles due to their high energy and power density and long service life. Nevertheless, This type of battery must operate within a safe and reliable range. This implies the need for a Battery Management System (BMS) to monitor and manage the battery, ensuring that its operation is within the safety window under any operating condition. This leads to monitoring each of the hundreds or thousands of cells that can make up an electric vehicle battery.

Las variables básicas a monitorizar son voltaje, corriente y temperatura. A partir de estas variables, se puede calcular un parámetro importante a controlar en las baterías, el estado de carga (en inglés: State Of Charge - SOC). El estado de carga debe ser aproximadamente igual en todas las celdas para obtener un máximo rendimiento de la batería. Esto implica un balanceo de carga de las celdas, el cual puede ser activo o pasivo, siendo el activo el más complejo de realizar, pero también el más eficiente.The basic variables to monitor are voltage, current and temperature. From these variables, an important parameter to control in the batteries can be calculated, the state of charge (in English: State Of Charge - SOC). The state of charge should be approximately the same in all cells for maximum battery performance. This implies a load balancing of the cells, which can be active or passive, the asset being the most complex to perform, but also the most efficient.

Por balanceo activo se entiende la redistribución de carga entre las diferentes celdas para alcanzar un estado de carga igual en todas las celdas de la batería.Active balancing means the redistribution of charge between the different cells to achieve an equal state of charge in all the cells of the battery.

Por balanceo pasivo se entiende la disipación de energía en forma de calor de las celdas con mayor estado de carga para alcanzar un estado de carga igual en todas las celdas presentes en la batería, por ejemplo, descargando una celda a través de una resistencia óhmica.By passive balancing is understood the dissipation of energy in the form of heat from the cells with a higher state of charge to reach an equal state of charge in all the cells present in the battery, for example, discharging a cell through an ohmic resistance.

Sin embargo, cabe destacar que la monitorización, si se desea, puede ser más completa incluyendo más parámetros electroquímicos de los habituales para lograr una mayor exactitud en el cálculo del estado de carga y alcanzar así una gestión incluso más eficiente de la batería. En cualquier tipo de batería con un proceso de intercambio de carga electroquímico es aplicable la medición de la impedancia (Electrochemical Impedance Spectroscopy - EIS) de las celdas como técnica de medición de precisión. Además, a partir de la impedancia de la celda se puede estimar también, de forma más precisa, la temperatura interna de la misma.However, it should be noted that the monitoring, if desired, can be more complete by including more electrochemical parameters than usual to achieve greater accuracy in the calculation of the state of charge and thus achieve even more efficient battery management. In any type of battery with an electrochemical charge exchange process, the impedance measurement (Electrochemical Impedance Spectroscopy - EIS) of cells is applicable as a precision measurement technique. Furthermore, the cell's internal temperature can also be estimated more precisely from the impedance of the cell.

Como se puede concluir de los párrafos anteriores, la gestión individual de cada celda de una batería supone un elevado grado de atomización, dado el despliegue de elementos necesarios para realizar esta tarea. Además, estos elementos, entre los que se incluye sensores, electrónica de control, elementos de comunicación, etc., aumentan, además del coste, el peso y volumen de la batería, lo que reduce la densidad de energía y potencia de la misma. Por otra parte, estos elementos también dificultan el montaje o integración de las baterías. Es por ello que las soluciones de los packs de baterías actuales diseñados para medios de transporte sacrifican normalmente el acceso a la celda individual y gestionan (monitorización y control) a nivel módulo (conjunto conectado de celdas).As can be concluded from the previous paragraphs, the individual management of each cell of a battery involves a high degree of atomization, given the deployment of elements necessary to carry out this task. In addition, these elements, which include sensors, control electronics, communication elements, etc., increase, in addition to cost, the weight and volume of the battery, which reduces its energy and power density. On the other hand, these elements also make the assembly or integration of the batteries difficult. That is why current battery pack solutions designed for transportation typically sacrifice access to individual cell and manage (monitoring and control) at module level (connected set of cells).

Usando comunicaciones inalámbricas entre los elementos de monitorización y control presentes en una batería, se reducen los elementos dedicados a comunicación al eliminar los cables usados para tal fin. No obstante, aparece un problema de fiabilidad en las comunicaciones RF debido al ruido eléctrico presente en una batería, agravado si es de alto voltaje y alta potencia. Conjuntamente, aparece también un problema de ciberseguridad, dado que este tipo de comunicaciones son difíciles de confinar y son fácilmente accesibles desde el exterior de la batería.Using wireless communications between the monitoring and control elements present in a battery, the elements dedicated to communication are reduced by eliminating the cables used for this purpose. However, a reliability problem appears in RF communications due to the electrical noise present in a battery, aggravated if it is of high voltage and high power. Together, a cybersecurity problem also appears, since this type of communication is difficult to confine and is easily accessible from outside the battery.

La presente invención hace referencia a un sistema de gestión de baterías (BMS) para un vehículo eléctrico con comunicación inalámbrica basada en luz visible (VLC) y una disposición fácilmente integrable en la cadena de montaje de la batería. Además, el tipo de comunicaciones usado puede confinarse fácilmente en el interior de la batería y no se ve afectado por el ruido eléctrico.The present invention relates to a battery management system (BMS) for an electric vehicle with visible light-based wireless communication (VLC) and an arrangement that can be easily integrated into the battery assembly line. Furthermore, the type of communications used can easily be confined within the battery and is not affected by electrical noise.

El sistema integrado de gestión de batería con celdas conectadas en serie incluye diversos substratos de interfaz para dar soporte y conexión eléctrica a múltiples dispositivos de gestión de celda (en inglés: System on Cell - SoCell) cada uno instalado en cada substrato de interfaz para monitorizar, controlar y balancear las celdas, así como para comunicaciones e identificación de cada celda. Se incluyen en el dispositivo unidades de medición cada una asociada a una celda. Se incluyen unidades de comunicación para celda basadas en luz visible. Se incluyen unidades de control de celda para recibir y procesar los parámetros medidos y monitorizar si el funcionamiento de la celda es correcto. Los dispositivos de gestión de celda pueden emitir y recibir información de funcionamiento usando las unidades de comunicación de celda.The integrated battery management system with cells connected in series includes various interface substrates to support and electrical connection to multiple cell management devices (System on Cell - SoCell) each installed on each interface substrate for monitoring , control and balance the cells, as well as for communications and identification of each cell. Units of measurement are included in the device, each one associated with a cell. Visible light based cell communication units are included. Cell control units are included to receive and process the measured parameters and monitor if the cell is operating correctly. The cell management devices can send and receive operating information using the cell communication units.

En el sistema se incluye una unidad de gestión de batería (en inglés: Battery Management Unit - BMU) con un procesador y una unidad de comunicación mediante luz visible. La unidad de gestión de batería, en función de la información de funcionamiento de cada celda proporciona información de gestión de las celdas para eventualmente modificar su funcionamiento por razones de seguridad o eficiencia. Analiza de forma global la batería y permite la comunicación con el exterior de forma cableada y segura. Included in the system is a Battery Management Unit (BMU) with a processor and a visible light communication unit. The battery management unit, based on the operating information of each cell, provides management information of the cells to eventually modify their operation for safety or efficiency reasons. It analyzes the battery globally and allows communication with the outside in a wired and secure way.

El sistema de gestión de baterías objecto de la presente invención se basa en la inclusión de la electrónica de monitorización y control de las celdas en lugar de las pletinas de unión o conexión tradicional de las celdas. Estas pletinas de unión se substituyen por un substrato de interfaz, el cual sirve para instalar el dispositivo de gestión de celda, conectado a los electrodos de la celda. Una barra colectora conecta substratos de interfaz contiguos. Esta integración facilita el proceso de montaje de la batería al no modificar la disposición de las celdas en la batería.The battery management system that is the object of the present invention is based on the inclusion of the monitoring and control electronics of the cells instead of the traditional connection or junction plates of the cells. These connecting plates are replaced by an interface substrate, which serves to install the cell management device, connected to the cell electrodes. A bus bar connects adjacent interface substrates. This integration facilitates the battery mounting process by not modifying the arrangement of cells in the battery.

El dispositivo de gestión de celda puede englobar la electrónica de medida, control y comunicación, incluyendo los elementos optoelectrónicos necesarios para la transmisión/recepción de luz. El dispositivo de gestión de celda a su vez incluye un circuito integrado de celda para monitorizar, controlar y comunicar las celdas y un circuito integrado de energía para el conexionado entre celdas y consecuentemente, balanceo activo o "bypass” en caso de fallo de una celda, además de componentes electrónicos adicionales necesarios para su funcionamiento. El ánodo de la celda proporciona el voltaje positivo de alimentación del dispositivo de gestión de celda al que está conectado y la barra colectora procedente del dispositivo de gestión de celda contiguo de menor tensión proporciona el voltaje de referencia negativo.The cell management device can encompass the measurement, control and communication electronics, including the optoelectronic elements necessary for the transmission / reception of light. The cell management device in turn includes a cell integrated circuit to monitor, control and communicate the cells and an energy integrated circuit for the connection between cells and consequently, active balancing or "bypass" in the event of a cell failure. as well as additional electronic components necessary for its operation.The cell anode provides the positive supply voltage of the cell management device to which it is connected and the busbar from the adjacent lower voltage cell management device provides the voltage negative reference.

El circuito integrado de celda incluye una unidad de medición con circuitos de sensado de las variables a monitorizar, así como una unidad de comunicación para la implementación de las comunicaciones inalámbricas basadas en luz visible.The cell integrated circuit includes a measurement unit with sensing circuits for the variables to be monitored, as well as a communication unit for the implementation of wireless communications based on visible light.

El circuito integrado de energía incluye los conmutadores para gestionar las conexiones entre las diferentes celdas, permitiendo, entre otras funcionalidades de control de las celdas, la desconexión de todas las celdas por motivos de seguridad o para el montaje de los dispositivos de gestión de celda en la batería, balanceo activo, o "bypass” en caso de fallo de una celda.The integrated power circuit includes switches to manage the connections between the different cells, allowing, among other cell control functionalities, the disconnection of all cells for safety reasons or for mounting the cell management devices in the battery, active balancing, or "bypass" in the event of a cell failure.

La unidad de gestión de la batería gestiona de forma global la batería y se comunica de forma inalámbrica mediante luz visible con todos los dispositivos de gestión de celda. La unidad de gestión de la batería puede realizar los cálculos de los diferentes parámetros de interés de la batería de forma local o enviar a través de cables los datos medidos a otra unidad de control electrónico (en inglés: Electronic Control Unit - ECU) del vehículo para su transmisión y procesado en la nube.The battery management unit globally manages the battery and communicates wirelessly via visible light with all cell management devices. The battery management unit can perform the calculations of the different parameters of interest of the battery locally or send the measured data via cables to another electronic control unit (ECU) of the vehicle for transmission and processing in the cloud.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

La Figura 1 muestra un diagrama global de la integración del sistema integrado de gestión de baterías propuesto.Figure 1 shows a global diagram of the integration of the proposed integrated battery management system.

La Figura 2 muestra una realización particular del substrato de interfaz.Figure 2 shows a particular embodiment of the interface substrate.

La Figura 3 muestra una realización particular del dispositivo de gestión de celda. Figure 3 shows a particular embodiment of the cell management device.

La Figura 4 muestra una realización particular del circuito integrado de celda.Figure 4 shows a particular embodiment of the cell integrated circuit.

La Figura 5 muestra una realización particular del circuito integrado de energía.Figure 5 shows a particular embodiment of the energy integrated circuit.

La Figura 6 muestra el conexionado de los circuitos integrados de energía con las celdas de la batería y los diferentes modos de funcionamiento.Figure 6 shows the connection of the integrated power circuits with the battery cells and the different operating modes.

La Figura 7 muestra las comunicaciones ópticas mediante luz visible entre dispositivos de gestión de celda y la unidad de gestión de la batería.Figure 7 shows visible light optical communications between cell management devices and the battery management unit.

Referencias numéricas:Numerical references:

1 Batería1 Battery

2 Unidad de gestión de la batería (BMU)2 Battery management unit (BMU)

3 Barra colectora3 Busbar

10 Celda10 Cell

11 Cátodo11 Cathode

12 Ánodo12 Anode

20 Substrato de interfaz20 Interface Substrate

24 Sensor de temperatura24 Temperature sensor

30 Dispositivo de gestión de celda30 Cell management device

21,23,22,31-35,37 Conexiones21,23,22,31-35,37 Connections

36 Componentes adicionales36 Additional components

40 Circuito integrado de celda40 Cell Integrated Circuit

41 Unidad de medición41 Unit of measurement

42 Unidad de gestión de energía42 Power management unit

43 Unidad de comunicación basada en luz visible43 Visible light based communication unit

431 Haz de luz visible431 Visible light beam

44 Unidad de identificación de celda44 Cell Identification Unit

441 Etiqueta RFID441 RFID tag

45 Unidad de control45 Control unit

50 Circuito integrado de energía50 Integrated Power Circuit

51 Llave de paso 51 Stopcock

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

A continuación, se describe una realización particular de la invención. En la presente invención se substituyen las pletinas de unión de celdas de una batería convencional por un substrato de interfaz (20) que sirve de soporte para la electrónica de gestión de las celdas (10), es decir a un dispositivo de gestión de celda (30), ver Figura 1 y Figura 2. Next, a particular embodiment of the invention is described. In the present invention, the cell junction plates of a conventional battery are replaced by an interface substrate (20) that serves as a support for the cell management electronics (10), that is, a cell management device ( 30), see Figure 1 and Figure 2 .

En una realización particular de la invención el substrato de interfaz (20) debe incluir unas conexiones (21) que unan los polos y conexiones disponibles de las celdas con el dispositivo de gestión de celda (30) y otras conexiones (22) que unan las dos terminaciones de la barra colectora (3) también al dispositivo de gestión de celda (30), tal y como se muestra en la Figura 2. Estas conexiones son aisladas y se incluyen en el propio substrato evitando partes móviles (cables). Tanto el diseño del substrato de interfaz (20) como las conexiones estarán adaptadas a la morfología específica de las celdas (10) sobre las que actúen, ya sea prismáticas, cilíndricas, etc. Por otra parte, el substrato de interfaz (20) también puede incluir opcionalmente sensores de temperatura (24) en contacto directo con la superficie de las celdas (10) con conexiones (23) en el propio substrato (20) (sin partes móviles) al dispositivo de gestión de celda (30).In a particular embodiment of the invention, the interface substrate (20) must include connections (21) that join the poles and available connections of the cells with the cell management device (30) and other connections (22) that join the cells. two terminations of the bus bar (3) also to the cell management device (30), as shown in Figure 2 . These connections are isolated and are included in the substrate itself, avoiding moving parts (cables). Both the design of the interface substrate (20) and the connections will be adapted to the specific morphology of the cells (10) on which they act, whether prismatic, cylindrical, etc. On the other hand, the interface substrate (20) can also optionally include temperature sensors (24) in direct contact with the surface of the cells (10) with connections (23) on the substrate (20) itself (without moving parts) to the cell management device (30).

En una realización particular de la invención, el dispositivo de gestión de celda (30) incluye la electrónica de medida, control y comunicación. Entre esta electrónica podemos identificar un circuito integrado de celda (40), un circuito integrado de energía (50) y componentes electrónicos adicionales (36) necesarios para su funcionamiento, ver Figura 3. El dispositivo de gestión de celda (30) se alimenta del ánodo (12) al que está conectado. La tensión de referencia llega a este dispositivo de gestión de celda (30) a través de una barra colectora (3) procedente del dispositivo de gestión de celda (30) contiguo de menor tensión, ver Figura 1. El dispositivo de gestión de celda (30), como mínimo, debe incluir las siguientes conexiones (sin partes móviles, es decir, no cableadas), tal y como se muestra en Figura 3:In a particular embodiment of the invention, the cell management device (30) includes the measurement, control and communication electronics. Among this electronics we can identify a cell integrated circuit (40), an energy integrated circuit (50) and additional electronic components (36) necessary for its operation, see Figure 3 . The cell management device (30) is fed from the anode (12) to which it is connected. The reference voltage reaches this cell management device (30) through a busbar (3) coming from the adjacent lower voltage cell management device (30), see Figure 1. The cell management device ( 30), as a minimum, must include the following connections (no moving parts, i.e. not wired), as shown in Figure 3 :

a. Conexiones (31) de alimentación procedente del ánodo de la celda al que está conectado para alimentar tanto el circuito integrado de celda (40) como el circuito integrado de energía (50).to. Power connections (31) from the anode of the cell to which it is connected to power both the cell integrated circuit (40) and the energy integrated circuit (50).

b. Conexiones (32) de la barra colectora procedente del dispositivo de gestión de celda (30) contiguo de menor tensión con el circuito integrado de celda (40) y el circuito integrado de energía (50). b. Connections (32) of the bus from the adjacent lower voltage cell management device (30) with the cell integrated circuit (40) and the power integrated circuit (50).

c. Conexión (33) del circuito integrado de energía (50) con el cátodo (11) de la celda a la que está conectada.c. Connection (33) of the integrated energy circuit (50) with the cathode (11) of the cell to which it is connected.

d. Conexión (34) del circuito integrado de energía (50) con la barra colectora que conecta con el dispositivo de gestión de celda (30) contiguo de mayor tensión. d. Connection (34) of the integrated power circuit (50) with the bus bar that connects with the adjacent higher voltage cell management device (30).

e. Conexiones (35) para comunicación entre el circuito integrado de celda (40) y el circuito integrado de energía (50) (el circuito integrado de celda controla el circuito integrado de energía).and. Connections (35) for communication between the cell integrated circuit (40) and the energy integrated circuit (50) (the cell integrated circuit controls the energy integrated circuit).

f. Conexiones (37) para conectar los sensores de temperatura (24) opcionales instalados en el substrato de interfaz (20).F. Connections (37) to connect the optional temperature sensors (24) installed on the interface substrate (20).

Como componentes electrónicos adicionales se puede incluir, aunque no limitado a, condensadores de filtrado o de almacenamiento de energía, resistencias, inducciones, antena para NFC, etc.Additional electronic components may include, but are not limited to, filter or energy storage capacitors, resistors, inductions, antenna for NFC, etc.

En otro aspecto la invención, el circuito integrado de celda está encargado de medir los diferentes parámetros de las celdas, del control y de las comunicaciones. Por lo tanto, tal y como se muestra en la Figura 4, el circuito integrado de celda puede incluir, aunque no limitado a, los siguientes bloques:In another aspect of the invention, the cell integrated circuit is in charge of measuring the different parameters of the cells, of the control and of the communications. Therefore, as shown in Figure 4 , the cell integrated circuit may include, but is not limited to, the following blocks:

a. Una unidad de medición (en inglés: Analog Front End - AFE) (41), incluyendo sensores de voltaje, corriente, temperatura y de impedancia (EIS). Además, esta unidad de medición debe realizar un filtrado y una conversión analógica - digital de las señales medidas.to. A unit of measurement (in English: Analog Front End - AFE) (41), including sensors of voltage, current, temperature and impedance (EIS). In addition, this measuring unit must perform filtering and analog-digital conversion of the measured signals.

b. Una unidad de gestión de potencia (en inglés, Power Management Unit - PMU) (42) que controle la alimentación del circuito integrado de celda. Esta unidad debe filtrar y regular la tensión suministrada por las celdas, además de ser capaz de gestionar un posible fallo de la celda que la alimenta.b. A Power Management Unit (PMU) (42) that controls the power supply of the cell IC. This unit must filter and regulate the voltage supplied by the cells, in addition to being able to manage a possible failure of the cell that feeds it.

c. Unidad de comunicación basada en luz visible (43). Esta unidad debe incluir un elemento emisor y un elemento receptor de luz visible, a ser posible, integrado en el propio substrato del circuito integrado de celda.c. Visible light based communication unit (43). This unit must include an emitting element and a receiving element for visible light, if possible, integrated into the substrate of the cell integrated circuit itself.

d. Unidad (opcional) de identificación de celda (44). Esta unidad, no necesaria en todas las implementaciones, debe ser capaz de identificar la celda a la que está conectada el dispositivo de gestión de celda (30). Una implementación particular de esta unidad es mediante comunicación NFC con una etiqueta RFID (en inglés: Radio Frequency Identification tag) (441) instalada en la celda (10) a la que está conectado el dispositivo de gestión de celda (30). d. Cell identification unit (optional) (44). This unit, not necessary in all implementations, must be able to identify the cell to which the cell management device (30) is connected. A particular implementation of this unit is by means of NFC communication with an RFID tag (in English: Radio Frequency Identification tag) (441) installed in the cell (10) to which the cell management device (30) is connected.

e. Unidad de control (45). Esta unidad debe gestionar los demás bloques del circuito integrado de celda (40), así como el circuito integrado de energía (50). La unidad de control gestiona la realización de las medidas de voltaje, corriente y temperatura. También gestiona y realiza un preprocesado de los datos obtenidos a través del sensor de impedancia (EIS). A mayores, esta unidad debe implementar el protocolo de comunicación, el cual deber ser compatible con una red en malla (mesh) que comunique todos los dispositivos de gestión de celda (30). La unidad de gestión de batería (2) también debe estar en la red de comunicaciones de los dispositivos de gestión de celda (30). La unidad de control también debe implementar medidas de seguridad primarias, por ejemplo mediante la aplicación de un protocolo elemental de seguridad que incluye órdenes de desconexión y/o bypass.and. Control unit (45). This unit must manage the other blocks of the cell integrated circuit (40), as well as the energy integrated circuit (50). The control unit manages the performance of voltage, current and temperature measurements. It also manages and performs a pre-processing of the data obtained through the impedance sensor (EIS). Furthermore, this unit must implement the communication protocol, which must be compatible with a mesh network that communicates all cell management devices (30). The battery management unit (2) must also be in the communication network of the cell management devices (30). The control unit must also implement primary safety measures, for example by applying an elementary safety protocol that includes disconnection and / or bypass orders.

En otro aspecto la invención comprende un circuito integrado de energía como elemento encargado de gestionar las conexiones eléctricas entre celdas. Éste incluye llaves de paso (51) para permitir estas conexiones, ver Figura 5. Estas llaves de paso (51) pueden ser implementadas físicamente con transistores de potencia discretos o pueden ser diseñadas como un único circuito integrado (ASIC) en una tecnología apropiada, como por ejemplo, GaN-on-SOI. Estas llaves de paso (51) están controladas por el circuito integrado de celda.In another aspect, the invention comprises an integrated power circuit as an element in charge of managing the electrical connections between cells. It includes stopcocks (51) to allow these connections, see Figure 5 . These stopcocks (51) can be physically implemented with discrete power transistors or they can be designed as a single integrated circuit (ASIC) in an appropriate technology, such as GaN-on-SOI. These stopcocks (51) are controlled by the cell integrated circuit.

En una realización particular de la invención se definen las conexiones entre celdas a través del circuito integrado de energía (50) y la barra colectora (3), tal y como se muestra en la Figura 6A.In a particular embodiment of the invention, the connections between cells are defined through the integrated power circuit (50) and the bus bar (3), as shown in Figure 6A .

En otro aspecto la invención comprende los siguientes modos de funcionamiento con su respectivo conexionado entre celdas, ver Figura 6B-6D:In another aspect, the invention comprises the following operating modes with their respective connection between cells, see Figure 6B-6D :

a. Desconexión total. En este modo de funcionamiento todas las llaves de paso (51) de los circuitos integrados de energía (50) están desconectadas. Este modo permite la instalación segura del substrato de interfaz (20) incluyendo el dispositivo de gestión de celda (30) en la batería. Este modo es además, un modo de seguridad. En caso de un fallo global de la batería (1), como puede suceder en un accidente grave del vehículo, todas las celdas (10) se desconectarían para evitar daños mayores al vehículo y, sobre todo, a sus ocupantes.to. Total disconnection. In this operating mode all the stopcocks (51) of the power integrated circuits (50) are disconnected. This mode allows the secure installation of the interface substrate (20) including the cell management device (30) in the battery. This mode is also a security mode. In the event of a global failure of the battery (1), as can happen in a serious vehicle accident, all cells (10) would be disconnected to avoid greater damage to the vehicle and, above all, to its occupants.

b. Operación normal. En este modo de funcionamiento todas las celdas (10) están conectadas en serie, tal y como se muestra en la Figura 6B. b. Normal operation. In this operating mode all cells (10) are connected in series, as shown in Figure 6B .

c. Balanceo activo. En este modo de funcionamiento dos celdas se conectan en paralelo para balancear su carga, tal y como se muestra en la Figura 6C (celdas sombreadas).c. Active balancing. In this operating mode, two cells are connected in parallel to balance their load, as shown in Figure 6C (shaded cells).

d. Bypass. En este modo de funcionamiento, un mínimo de dos celdas se desconectan para permitir el uso del resto de celdas del módulo, tal y como se muestra en la Figura 6D (celdas sombreadas). Este modo de funcionamiento permite aislar eléctricamente celdas dañadas. El voltaje generado por un módulo dañado será inferior al nominal, pero se puede usar un convertidor dc-dc para obtener el voltaje deseado a la salida del módulo. Los dispositivos de gestión de celda de las celdas con "bypass” se alimentan con energía procedente de forma puntual de otras celdas tal y como se muestra en la Figura 6E (ver zonas sombreadas). Esta energía que se puede almacenar en un condensador de almacenamiento de reserva instalado como componente electrónico adicional del dispositivo de gestión de celda de las celdas con "bypass”.d. Bypass. In this operating mode, a minimum of two cells are disconnected to allow the use of the rest of the cells of the module, as shown in Figure 6D (shaded cells). This operating mode makes it possible to electrically isolate damaged cells. The voltage generated by a damaged module will be less than nominal, but a DC-DC converter can be used to obtain the desired voltage at the output of the module. The cell management devices of the cells with "bypass" are fed with energy coming in a specific way from other cells as shown in Figure 6E (see shaded areas). This energy can be stored in a storage capacitor reserve installed as an additional electronic component of the cell management device for cells with "bypass".

Podría haber otros modos de funcionamiento, como el modo de medición de impedancia (EIS), en el que se aislaría la celda bajo medida en un periodo de tiempo determinado y que tendrían topologías de conmutación concretas basadas en el mismo principio.There could be other modes of operation, such as impedance measurement mode (EIS), in which the cell under measurement would be isolated in a given period of time and which would have specific switching topologies based on the same principle.

En una realización particular de la invención se incluye una unidad de gestión de la batería (2) para gestionar de forma global la batería (1) actuando de Maestro. La unidad de gestión de la batería se comunica de forma inalámbrica mediante luz visible con todos los dispositivos de gestión de celda (30) tal y como se muestra en la Figura 7. Dado que la información a transmitir se incluye en haces de luz visible (431), este tipo de comunicación es muy segura al confinarse fácilmente dentro de la propia batería (1) (los materiales usados habitualmente para la construcción de baterías son opacos). La unidad de gestión de la batería (2) puede realizar el cálculo de diferentes parámetros de interés de la batería de forma local, como por ejemplo SOC, State Of Health (SOH), etc. En otra implementación de la presente invención, la unidad de gestión de la batería (2) puede enviar mediante comunicación cableada los datos medidos por los dispositivos de gestión de celda (30) individuales a la ECU del vehículo para su transmisión y procesado en la nube. In a particular embodiment of the invention, a battery management unit (2) is included to globally manage the battery (1) acting as a Master. The battery management unit communicates wirelessly by visible light with all cell management devices (30) as shown in Figure 7 . Since the information to be transmitted is included in visible light beams (431), this type of communication is very secure as it is easily confined within the battery itself (1) (the materials commonly used for battery construction are opaque). The battery management unit (2) can perform the calculation of different parameters of interest of the battery locally, such as SOC, State Of Health (SOH), etc. In another implementation of the present invention, the battery management unit (2) can send by wired communication the data measured by the individual cell management devices (30) to the vehicle's ECU for transmission and processing in the cloud. .

Claims (18)

REIVINDICACIONES 1. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico que comprende: 1. Integrated battery management system for an electric vehicle comprising: - una pluralidad de substratos de interfaz (20), cada substrato de interfaz (20) configurado para dar soporte y conexión eléctrica a un dispositivo de gestión de celda (30);- a plurality of interface substrates (20), each interface substrate (20) configured to support and electrical connection to a cell management device (30); - una pluralidad de unidades de medición (41), donde cada unidad de medición (41) está configurada para realizar mediciones asociadas a una celda (10);- a plurality of measurement units (41), where each measurement unit (41) is configured to perform measurements associated with a cell (10); - una pluralidad de unidades de comunicación para celda (43), dichas unidades basadas en luz visible, con cada unidad (43) comprendiendo una pareja de emisor y receptor asociada a una celda (10);- a plurality of communication units for cells (43), said units based on visible light, with each unit (43) comprising a pair of emitter and receiver associated with a cell (10); - una pluralidad de dispositivos de gestión de celda (30) configurados para recibir y procesar los parámetros medidos y monitorizar si el funcionamiento de la celda (10) es correcto, donde los dispositivos de gestión de celda (30) están configurados además, para emitir y recibir información de funcionamiento a través de las unidades de comunicación de celda (43), donde la información de funcionamiento comprende información sobre operación eléctrica y sobre el rendimiento energético;- a plurality of cell management devices (30) configured to receive and process the measured parameters and monitor if the operation of the cell (10) is correct, where the cell management devices (30) are further configured to emit and receiving operating information through the cell communication units (43), where the operating information comprises information on electrical operation and on energy efficiency; - una unidad de gestión de batería (2) comprende un procesador y una unidad de comunicación mediante luz visible, donde la unidad de gestión de batería (2), en función de la información de funcionamiento recibida de cada dispositivo de gestión de celda (30) asociado a cada celda (10), procesa y transmite información de gestión de las celdas (10), donde la información de gestión comprende información de modificación del funcionamiento de a al menos una celda (10).- a battery management unit (2) comprises a processor and a communication unit by means of visible light, where the battery management unit (2), based on the operating information received from each cell management device (30 ) associated with each cell (10), processes and transmits management information of the cells (10), where the management information comprises information on modifying the operation of at least one cell (10). 2. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 1, donde el substrato de interfaz (20) comprende el dispositivo de gestión de celda (30).2. Integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 1, wherein the interface substrate (20) comprises the cell management device (30). 3. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 2, donde el dispositivo de gestión de celda (30) comprende un circuito integrado de celda (40) para gestionar la celda (10) y un circuito integrado de energía (50) para gestionar las conexiones eléctricas entre celdas. Integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 2, wherein the cell management device (30) comprises a cell integrated circuit (40) for managing the cell (10) and an energy integrated circuit ( 50) to manage the electrical connections between cells. 4. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 3, donde el circuito integrado de celda (40) comprende, para medir información de funcionamiento, una unidad de medición (41) que comprende al menos un sensor de los siguientes: un sensor de voltaje, un sensor de corriente, un sensor de temperatura y un sensor de impedancia, con un primer grupo de conexiones (21,22,23) fijadas al propio substrato de interfaz (20) y un segundo grupo de conexiones (31,32,35,37) fijadas al propio dispositivo de gestión de celda (30).4. Integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 3, wherein the integrated cell circuit (40) comprises, to measure operating information, a measurement unit (41) comprising at least one sensor of the following : a voltage sensor, a current sensor, a temperature sensor and an impedance sensor, with a first group of connections (21,22,23) fixed to the interface substrate itself (20) and a second group of connections ( 31,32,35,37) fixed to the cell management device itself (30). 5. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 3 o 4, donde el circuito integrado de celda (40) comprende una unidad de gestión de energía de celda (42).An integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 3 or 4, wherein the cell integrated circuit (40) comprises a cell power management unit (42). 6. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 5, donde la unidad de gestión de energía de celda (42) realiza las siguientes funciones:6. Integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 5, wherein the cell power management unit (42) performs the following functions: filtrado y regulación de la tensión suministrada por la celda (10) que alimenta el circuito integrado de celda (40);filtering and regulating the voltage supplied by the cell (10) that powers the cell integrated circuit (40); gestión para mantener alimentado y operativo el circuito integrado de celda (40) a pesar de posibles fallos de la celda (10) que alimenta el circuito o desconexión de la misma.Management to keep the cell integrated circuit (40) powered and operational despite possible failures of the cell (10) that supplies the circuit or disconnection thereof. 7. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, donde el circuito integrado de celda (40) comprende una unidad de comunicación basada en luz visible (43).7. Integrated battery management system for an electric vehicle according to any one of claims 3 to 6, wherein the integrated cell circuit (40) comprises a communication unit based on visible light (43). 8. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, donde el circuito integrado de celda (40) comprende una unidad de identificación de celda (44).8. Integrated battery management system for an electric vehicle according to any one of claims 3 to 7, wherein the cell integrated circuit (40) comprises a cell identification unit (44). 9. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 8, donde la unidad de identificación de celda (44) identifica la celda (10) a la que está conectada el dispositivo de gestión de celda (30) a través de una etiqueta RFID (441) asociada a la celda (10). 9. Integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 8, wherein the cell identification unit (44) identifies the cell (10) to which the cell management device (30) is connected through an RFID tag (441) associated with the cell (10). 10. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, donde el circuito integrado de celda (40) comprende una unidad de control (45) configurada para implementar un protocolo elemental de seguridad mediante la aplicación de órdenes de desconexión y/o bypass para preservar la integridad de la celda (10).10. Integrated battery management system for an electric vehicle according to any one of claims 3 to 9, wherein the cell integrated circuit (40) comprises a control unit (45) configured to implement an elementary security protocol through the application of disconnection and / or bypass orders to preserve the integrity of the cell (10). 11. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 10, donde la unidad de control (45) está configurada además para controlar la unidad de comunicación basada en luz visible (43), la unidad de medición (41) y la unidad de identificación de celda (44).11. Integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 10, wherein the control unit (45) is further configured to control the visible light-based communication unit (43), the measurement unit (41) and the cell identification unit (44). 12. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, donde la información de gestión emitida por la unidad de gestión de batería (2) comprende información de gestión asociada a información de identificación de al menos una celda (10) para modificar selectivamente la topología de conmutación.12. Integrated battery management system for an electric vehicle according to any one of claims 9 to 11, wherein the management information issued by the battery management unit (2) comprises management information associated with identification information of at least a cell (10) to selectively modify the switching topology. 13. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la unidad de gestión de batería (2) está configurada para enviar información sobre el funcionamiento de la batería (1) a una unidad electrónica de procesado del vehículo eléctrico.Integrated battery management system for an electric vehicle according to any one of the preceding claims, wherein the battery management unit (2) is configured to send information about the operation of the battery (1) to an electronic processing unit of the electric vehicle. 14. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 13, donde la información sobre el funcionamiento de la batería (1) se envía de forma cableada.14. Integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 13, wherein the information on the operation of the battery (1) is sent in a wired way. 15. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las unidades de gestión de batería (2) están configuradas para actuar selectivamente sobre uno o más circuitos integrados de energía (50) y establecer una modificación de funcionamiento según uno de los siguientes modos de funcionamiento: 15. Integrated battery management system for an electric vehicle according to any one of the preceding claims, wherein the battery management units (2) are configured to selectively act on one or more energy integrated circuits (50) and establish a modification operating according to one of the following operating modes: una desconexión de una celda (10);a disconnection of a cell (10); una conexión en serie entre al menos dos celdas (10);a series connection between at least two cells (10); una conexión en paralelo de al menos dos celdas (10) para balancear carga;a parallel connection of at least two cells (10) to balance load; un bypass donde al menos se desconectan dos celdas (10) consecutivas.a bypass where at least two consecutive cells (10) are disconnected. 16. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según la reivindicación 15, donde las unidades de gestión de batería (2) actúan sobre el circuito integrado de energía (50) a través la unidad de control (45) del circuito integrado de celda (40).16. Integrated battery management system for an electric vehicle according to claim 15, wherein the battery management units (2) act on the integrated energy circuit (50) through the control unit (45) of the integrated circuit of cell (40). 17. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada dispositivo de gestión de celda (30) se dispone sobre un substrato de interfaz (20), donde cada substrato de interfaz (20) está conectado a los electrodos de una celda (10) y donde una barra colectora (3) conecta substratos de interfaz (20) que son contiguos.17. Integrated battery management system for an electric vehicle according to any one of the preceding claims, wherein each cell management device (30) is arranged on an interface substrate (20), where each interface substrate (20) is connected to the electrodes of a cell (10) and where a bus bar (3) connects interface substrates (20) that are contiguous. 18. Sistema integrado de gestión de batería para un vehículo eléctrico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las comunicaciones mediante luz visible están basadas en una red en malla. 18. Integrated battery management system for an electric vehicle according to any one of the preceding claims, wherein the visible light communications are based on a mesh network.
ES202030406A 2020-05-07 2020-05-07 INTEGRATED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE Active ES2875953B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202030406A ES2875953B2 (en) 2020-05-07 2020-05-07 INTEGRATED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES202030406A ES2875953B2 (en) 2020-05-07 2020-05-07 INTEGRATED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2875953A1 true ES2875953A1 (en) 2021-11-11
ES2875953B2 ES2875953B2 (en) 2023-01-09

Family

ID=78464044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES202030406A Active ES2875953B2 (en) 2020-05-07 2020-05-07 INTEGRATED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2875953B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110258471A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-20 Lg Chem, Ltd. Battery management system and method for transferring data within the battery management system
WO2013133555A1 (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Jung Eun-Ey Wirelessly controlled type battery energy storage device
WO2017191339A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-09 Torrot Electric Europa, S.L. System for managing, identifying and interconnecting a plurality of propulsion batteries of an electric vehicle
CN108656978A (en) * 2018-03-15 2018-10-16 湖州仙人掌能源科技有限公司 System and method is managed based on internet and the battery of electric vehicle of wireless transmission
CN109148983A (en) * 2018-09-10 2019-01-04 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 A kind of battery management system for energy-storage system
CN110086536A (en) * 2019-04-29 2019-08-02 格利尔数码科技股份有限公司 Intelligent perception system based on LED visible light communication

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110258471A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-20 Lg Chem, Ltd. Battery management system and method for transferring data within the battery management system
WO2013133555A1 (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Jung Eun-Ey Wirelessly controlled type battery energy storage device
WO2017191339A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-09 Torrot Electric Europa, S.L. System for managing, identifying and interconnecting a plurality of propulsion batteries of an electric vehicle
CN108656978A (en) * 2018-03-15 2018-10-16 湖州仙人掌能源科技有限公司 System and method is managed based on internet and the battery of electric vehicle of wireless transmission
CN109148983A (en) * 2018-09-10 2019-01-04 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 A kind of battery management system for energy-storage system
CN110086536A (en) * 2019-04-29 2019-08-02 格利尔数码科技股份有限公司 Intelligent perception system based on LED visible light communication

Also Published As

Publication number Publication date
ES2875953B2 (en) 2023-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2552207T3 (en) Energy storage set and procedure to operate such a set
US20130002260A1 (en) Monitoring system for an energy storage cell
KR102007699B1 (en) Battery module carrier comprsing a removable component carrier, battery system with such a battery module carrier and vehicle with such a battery system
US20210098998A1 (en) Battery system and method for controlling battery system
US20180009328A1 (en) Battery having at least two battery cells, and motor vehicle
ES2746945T3 (en) Battery system as well as a procedure for monitoring the state of charge of a rechargeable battery
US20160301112A1 (en) Battery system
US20150064525A1 (en) Sensor device for a battery cell of an electrical energy accumulator, battery cell, method for producing same and method for monitoring same
US20200028218A1 (en) Wireless Battery System
US10594000B2 (en) Battery cell for a battery of a motor vehicle, battery, and motor vehicle
US20140333132A1 (en) Battery System
KR20200095877A (en) Battery system and slave battery management system
ES2602277T3 (en) Procedure for the anti-theft surveillance of solar modules and solar plant with a plurality of solar modules for carrying out the procedure
KR20210128338A (en) Control system for battery system, battery system, wake-up method of control system for battery system
US20140045004A1 (en) Battery Management Unit Comprising a Plurality of Monitoring Units
US20230147606A1 (en) Management device and power supply system
EP3471186B1 (en) Battery system with battery cell internal cell supervision circuits
US11605863B2 (en) Busbar for battery system and battery system having the same
ES2875953B2 (en) INTEGRATED BATTERY MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE
KR20160135794A (en) Battery management device
US10205331B2 (en) Battery pack
KR102439683B1 (en) Energy storage modules and methods
EP3890095A1 (en) Battery system with light-based communication
US20130200695A1 (en) Converter apparatus for a motor vehicle comprising a high-voltage system and operating method for a high-voltage system comprising a corresponding converter apparatus
CN103633699B (en) A kind of mobile energy storage battery system

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2875953

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20211111

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2875953

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20230109