ES3033820T3 - Apparatus and method for controlling power of parallel multipack system - Google Patents

Apparatus and method for controlling power of parallel multipack system

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ES3033820T3
ES3033820T3 ES20881117T ES20881117T ES3033820T3 ES 3033820 T3 ES3033820 T3 ES 3033820T3 ES 20881117 T ES20881117 T ES 20881117T ES 20881117 T ES20881117 T ES 20881117T ES 3033820 T3 ES3033820 T3 ES 3033820T3
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Young-Jun Ko
Cheol-Taek Kim
Sang-Jin Lee
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Se describe un dispositivo y un método para controlar la salida de un sistema multipaquete en paralelo. El dispositivo de control de salida, según la presente invención, comprende: de la primera a la n-ésima unidad sensora para medir las características de funcionamiento de las baterías conectadas en paralelo; una unidad de gestión de salida para controlar la potencia consumida por una carga o la potencia suministrada por un dispositivo de carga; y una unidad de gestión multipaquete. Esta unidad determina las resistencias de las baterías de la primera a la n-ésima a partir de las características de funcionamiento medidas por las primeras a la n-ésima unidad sensora, respectivamente; determina la salida mínima disponible entre las salidas disponibles correspondiente a las resistencias de las baterías; determina la salida total de un sistema multipaquete en paralelo de modo que la salida de la batería con la resistencia más baja sea igual a la salida mínima disponible, y, por lo tanto, proporciona la salida total a la unidad de gestión de salida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un aparato y método de control de potencia y, más particularmente, a un aparato y método de control de potencia capaz de evitar la sobrecarga o la sobredescarga de un paquete de baterías que tiene una resistencia relativamente baja en un sistema de múltiples paquetes en paralelo en el que una pluralidad de paquetes de baterías se conecta en paralelo.
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2019-0136953, presentada el 30 de octubre de 2019 en la República de Corea.
Antecedentes de la invención
El campo de aplicación de las baterías está aumentando gradualmente no solo a dispositivos móviles tales como teléfonos celulares, ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes y almohadillas inteligentes, sino también vehículos accionados eléctricamente (EV, HEV, PHEV), sistemas de almacenamiento de energía de gran capacidad (ESS) o similares.
Un sistema de batería montado en un vehículo accionado eléctricamente incluye un número n de paquetes de baterías conectados en paralelo para asegurar una capacidad de energía alta, y cada paquete de baterías incluye una pluralidad de celdas de batería conectadas en serie. En lo sucesivo en el presente documento, el conjunto en el que el número n de paquetes de baterías se conecta en paralelo se denominará sistema de múltiples paquetes en paralelo.
El documento EP 2019468 A1 muestra cómo predecir la potencia eléctrica descargable máxima a la que el voltaje de batería no se vuelve más bajo que el voltaje de límite inferior incluso si la limitación de descarga se relaja temporalmente.
El documento US 2018/0026311 A1 muestra un método para operar al menos dos celdas de batería, que se conectan eléctricamente en paralelo, de una batería para un vehículo de motor. Se mide un valor de una variable de estado de cada una de las celdas de batería, los valores se comparan entre sí, y cuando hay una desviación de los valores entre sí que está fuera de un intervalo de tolerancia predeterminado, se ajusta una resistencia eléctrica de tal modo que la desviación está dentro del intervalo de tolerancia predeterminado.
En esta memoria descriptiva, la celda de batería puede incluir una celda unitaria o una pluralidad de celdas unitarias conectadas en paralelo. La celda unitaria se refiere a una celda independiente que tiene un terminal de electrodo negativo y un terminal de electrodo positivo y es físicamente separable. Por ejemplo, una celda de polímero de litio de tipo petaca puede considerarse una celda unitaria.
La potencia del sistema de múltiples paquetes en paralelo se determina basándose en un paquete de baterías con la potencia más baja entre los paquetes de baterías conectados en paralelo por razones de seguridad. Es decir, el valor obtenido multiplicando una potencia mínima entre los valores de potencia de los paquetes de baterías por el número de paquetes de baterías se vuelve una potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo.
Por ejemplo, en un sistema de múltiples paquetes en paralelo en el que cinco paquetes de baterías se conectan en paralelo, si las potencias de los cinco paquetes de baterías son de 1 kW, 2 kW, 3 kW, 4 kW y 5 kW, respectivamente, la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo se vuelve 5 * 1 kW (5 kW).
Un aparato de gestión del sistema de múltiples paquetes en paralelo proporciona información acerca de la potencia total (5 kW) a un sistema de control del vehículo accionado eléctricamente. Entonces, el sistema de control distribuye de forma adaptativa la potencia suministrada a un ondulador o un convertidor de CC/CC y la potencia suministrada a una unidad de ADAS (Sistema de Asistencia al Conductor Avanzado), que soporta funciones de prevención de salida de carril, advertencia de colisión frontal o similares, y una unidad de equipo eléctrico de tal modo que la potencia consumida por el vehículo accionado eléctricamente no supera 5 kW. De esta forma, la potencia se distribuye dentro del intervalo de potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo, lo que se denomina directriz de potencia.
Por otro lado, cuando la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo es P<total>, una potencia de paquete (P<k>) de cada paquete de baterías se distribuye automáticamente mediante una relación de resistencia R<sistema>/ R<paquete,k>entre una resistencia de paquete (R<paquete,k>) del paquete de baterías correspondiente y una resistencia total (R<sistema>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la teoría de circuitos. Es decir, la potencia de paquete (P<paquete,k>) de cada paquete de baterías es P<total>* R<sistema>/ R<paquete,k>. En el presente caso, k es un índice del paquete de baterías.
Debido a que la potencia de paquete (P<paquete,k>) se determina no por una potencia disponible del paquete de baterías correspondiente, sino por la potencia total (P<totai>) y la relación de resistencia R<sistema>/ R<paquete,k>, a medida que la resistencia de paquete (R<paquete,k>) es menor, la potencia de paquete (P<k>) aumenta. En consecuencia, a medida que la potencia de paquete (P<paquete,k>) del paquete de baterías que tiene una resistencia de paquete (R<paquete,k>) baja aumenta con respecto a la potencia disponible, el paquete de baterías correspondiente puede sobrecargarse o sobredescargarse.
Explicación de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación se dirige a proporcionar un aparato y método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo, que puede evitar que una potencia de paquete de un paquete de baterías que tiene una resistencia baja supere una potencia disponible para provocar una sobrecarga o una sobredescarga, en la determinación de una potencia total de un sistema de múltiples paquetes en paralelo.
Solución técnica
En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un aparato para controlar una potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo, que comprende: de una primera a una n-ésima unidades de sensor configuradas para medir valores característicos de operación de un primer a un n-ésimo paquetes de baterías que se incluyen en el sistema de múltiples paquetes en paralelo y se conectan entre sí en paralelo; una unidad de gestión de potencia configurada para controlar una potencia consumida en una carga o una potencia proporcionada por un dispositivo de carga para corresponder a una potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y una unidad de gestión de múltiples paquetes acoplada operativamente a la primera a la n-ésima unidades de sensor y la unidad de gestión de potencia.
La unidad de gestión de múltiples paquetes está configurada para determinar una resistencia de paquete de cada uno del primer al n-ésimo paquetes de baterías basándose en el valor característico de operación de cada paquete de baterías recibido desde la primera a la n-ésima unidades de sensor, determinar una potencia disponible mínima entre las potencias disponibles correspondientes respectivamente a las resistencias de paquete de los paquetes de baterías usando información de correlación predefinida entre la resistencia de paquete y la potencia disponible, determinar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo de tal modo que la potencia de paquete de un paquete de baterías que tiene la resistencia de paquete más baja se vuelve idéntica a la potencia mínima disponible, y transmitir la potencia total determinada del sistema de múltiples paquetes en paralelo a la unidad de gestión de potencia.
La unidad de gestión de potencia está configurada para controlar la potencia consumida en la carga o la potencia proporcionada por el dispositivo de carga para no superar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo.
En la presente divulgación, la información de correlación puede ser una tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete en la que la potencia disponible del paquete de baterías se define de acuerdo con la resistencia de paquete del paquete de baterías.
En una realización, la unidad de gestión de múltiples paquetes está configurada para recibir periódicamente un valor de voltaje medido y un valor de corriente medido de cada paquete de baterías desde la primera a la n-ésima unidades de sensor, y determinar la resistencia de paquete de cada paquete de baterías analizando la pluralidad de valores de voltaje medidos y la pluralidad de valores de corriente medidos por medio de análisis de regresión lineal.
Preferiblemente, la unidad de gestión de múltiples paquetes puede configurarse para calcular la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo usando la siguiente ecuación.
P<total>_ mín (P<paquete,k>) * mín (R<paquete,k>) / R<sistema>
R<sistema>_ [X (1 / R<paquete,k>)]<1>
(k es un número entero de 1 a n; n es el número de paquetes de baterías; P<total>es la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; P<paquete,k>es una potencia de paquete de un k-ésimo paquete de baterías; R<paquete,k>es una resistencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías; R<sistema>es una resistencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y mín ( ) es una función que devuelve un valor mínimo entre una pluralidad de variables de entrada)
Preferiblemente, la unidad de gestión de múltiples paquetes puede configurarse para calcular la potencia de paquete de cada paquete de baterías usando la siguiente ecuación.
P<paquete,k>_ P<total>* R<sistema>/ R<paquete,k>
(P<paquete,k>es la potencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías; P<totai>es la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; R<sistema>es la resistencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y R<paquete,k>es la resistencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías)
En la presente divulgación, debido a que la pluralidad de paquetes de baterías se conecta en paralelo, cuando se descarga o se carga la pluralidad de paquetes de baterías, la potencia de paquete de cada paquete de baterías corresponde a un valor calculado mediante la ecuación anterior.
El aparato de control de potencia de acuerdo con la presente divulgación puede comprender adicionalmente una unidad de comunicación interpuesta entre la unidad de gestión de múltiples paquetes y la unidad de gestión de potencia.
Preferiblemente, el sistema de múltiples paquetes en paralelo puede montarse en un vehículo accionado eléctricamente, y la unidad de gestión de potencia puede incluirse en un sistema de control del vehículo accionado eléctricamente.
En otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un sistema de gestión de batería y un vehículo accionado eléctricamente, que comprende el aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo.
En otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un método para controlar una potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo, que comprende: (a) proporcionar de una primera a una n-ésima unidades de sensor configuradas para medir valores característicos de operación de un primer a un n-ésimo paquetes de baterías que se incluyen en el sistema de múltiples paquetes en paralelo y se conectan entre sí en paralelo; (b) determinar una resistencia de paquete de cada uno del primer al n-ésimo paquetes de baterías basándose en el valor característico de operación de cada paquete de baterías recibido desde la primera a la n-ésima unidades de sensor; (c) determinar un número n de potencias disponibles correspondientes respectivamente a las resistencias de paquete de los paquetes de baterías usando información de correlación predefinida entre la resistencia de paquete y la potencia disponible, y una potencia disponible mínima de los mismos; (d) determinar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo de tal modo que la potencia de paquete de un paquete de baterías que tiene la resistencia de paquete más baja se vuelve idéntica a la potencia mínima disponible; y (e) controlar la carga o descarga del primer al n-ésimo paquetes de baterías para no superar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo.
Efectos ventajosos
De acuerdo con la presente divulgación, la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo se ajusta de tal modo que la potencia de paquete de baterías que tiene una resistencia baja entre los paquetes de baterías incluidos en el sistema de múltiples paquetes en paralelo se vuelve idéntica a una potencia disponible mínima entre las potencias disponibles de los paquetes de baterías, evitando de ese modo que el paquete de baterías que tiene una resistencia baja se sobrecargue o se sobredescargue. Como resultado, la seguridad y la fiabilidad pueden mejorarse cuando se carga o se descarga el sistema de múltiples paquetes en paralelo.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar un mejor entendimiento de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada al dibujo.
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra una configuración de un aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de una tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 3 es una gráfica que muestra un ejemplo de un perfil de I-V en la determinación de una resistencia de paquete de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 4 es un diagrama de flujo para ilustrar un método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 5 es una tabla que muestra comparativamente una potencia total de un sistema de múltiples paquetes en paralelo y una potencia de paquete de cada paquete de baterías en una realización en la que se aplica el método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la presente divulgación y un ejemplo comparativo en el que se aplica la técnica anterior.
La figura 6 es un diagrama de bloques que muestra un sistema de gestión de batería que incluye el aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 7 es un diagrama de bloques que muestra un mecanismo de accionamiento eléctrico que incluye el aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Realización preferente de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán con detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debería entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deberían interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación en función del principio de que se permite al inventor definir términos de forma apropiada para la mejor explicación. Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación. El alcance de la protección se define únicamente por las reivindicaciones adjuntas.
En las realizaciones descritas a continuación, una celda de batería se refiere a una batería secundaria de litio. En el presente caso, la batería secundaria de litio se refiere colectivamente a una batería secundaria en la que iones de litio actúan como iones operativos durante la carga y la descarga para provocar una reacción electroquímica en un electrodo positivo y un electrodo negativo.
Por otro lado, incluso si el nombre de la batería secundaria cambia dependiendo del tipo de electrolito o separador usado en la batería secundaria de litio, el tipo de material de empaquetado usado para empaquetar la batería secundaria, y la estructura interior o exterior de la batería secundaria de litio, siempre que se usen iones de litio como iones operativos, la batería secundaria debería interpretarse como incluida en la categoría de la batería secundaria de litio.
La presente divulgación también puede aplicarse a otras baterías secundarias distintas de la batería secundaria de litio. Por lo tanto, incluso si los iones operativos no son iones de litio, cualquier batería secundaria a la que pueda aplicarse la idea técnica de la presente divulgación debería interpretarse como incluida en la categoría de la presente divulgación independientemente de su tipo.
Además, debería hacerse notar de antemano que la celda de batería puede referirse a una celda unitaria o una pluralidad de celdas unitarias conectadas en paralelo.
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra una configuración de un aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 1, un aparato de control de potencia 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación es un dispositivo para controlar una potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo M<p>en el que una pluralidad de paquetes de baterías P1 a Pn se conectan en paralelo, y el aparato de control de potencia 10 controla de forma adaptativa una potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP para evitar que algunos de los paquetes de baterías que tienen una resistencia de paquete relativamente baja se sobrecarguen o se sobredescarguen.
En la presente divulgación, el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se define como un sistema de batería que incluye del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn que se conectan en paralelo a través de la primera a la n-ésima unidades de conmutación S1 a Sn.
El sistema de múltiples paquetes en paralelo MP puede conectarse a una carga L a través de una unidad de conmutación externa M. La unidad de conmutación externa M incluye un conmutador de potencial alto externo M+ y un conmutador de potencial bajo externo M-. El conmutador de potencial alto externo M+ y el conmutador de potencial bajo externo M- pueden ser conmutadores de relé, pero la presente divulgación no se limita a ello.
Si se encienden el conmutador de potencial alto externo M+ y el conmutador de potencial bajo externo M-, el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se conecta eléctricamente a la carga L. A la inversa, cuando se apagan el conmutador de potencial alto externo M+ y el conmutador de potencial bajo externo M-, se libera la conexión eléctrica entre el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP y la carga L.
El aparato de control de potencia 10 del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP recibe una orden de control para el inicio de carga, el fin de carga, el inicio de descarga o el fin de descarga desde un dispositivo de control que controla la carga L, y controla la operación de encendido o apagado de la unidad de conmutación externa M de acuerdo con la orden de control.
Preferiblemente, el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP puede montarse en un vehículo accionado eléctricamente E, pero la presente divulgación no se limita a ello. El vehículo accionado eléctricamente E se refiere a un vehículo que puede ser accionado por un motor, tal como un vehículo eléctrico o un vehículo eléctrico híbrido.
La carga L es un dispositivo que recibe potencia desde el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP, y puede ser un ondulador incluido en un vehículo accionado eléctricamente E, como un ejemplo. El ondulador es un circuito de conversión de potencia que se instala en un extremo delantero de un motor eléctrico del vehículo accionado eléctricamente E para convertir una corriente de CC suministrada desde el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP en una corriente de CA trifásica y suministra la corriente de CA trifásica al motor eléctrico.
La carga L también puede ser un convertidor de CC/CC. El convertidor de CC/CC es un circuito de conversión de potencia que convierte un voltaje de una corriente de CC suministrada desde el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP en un voltaje de accionamiento de una unidad de equipo eléctrico del vehículo accionado eléctricamente E o un voltaje de accionamiento de una unidad de ADAS y entonces aplica el voltaje convertido a la unidad de equipo eléctrico o la unidad de ADAS.
En la presente divulgación, el tipo de la carga L no se limita al ondulador o al convertidor de CC/CC, y cualquier dispositivo o instrumento capaz de recibir potencia desde el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP puede incluirse en la categoría de la carga L independientemente de su tipo.
En la presente divulgación, cada uno del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn incluye una pluralidad de celdas de batería conectadas en serie en el mismo. Es decir, el primer paquete de baterías P1 incluye de una primera a una p-ésima celdas de batería C<11>a C<1p>conectadas en serie. Además, el segundo paquete de baterías P2 incluye de una primera a una p-ésima celdas de batería C<21>a C<2p>conectadas en serie. Además, el tercer paquete de baterías P3 incluye de una primera a una p-ésima celdas de batería C<31>a C<3p>conectadas en serie. Además, el n-ésimo paquete de baterías Pn incluye de una primera a una p-ésima celdas de batería C<n1>a C<np>conectadas en serie. Aunque del cuarto a n - 1-ésimo paquetes de baterías no se muestran en el dibujo, cada uno del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías también incluye un número p de celdas de batería conectadas en serie de la misma forma que los paquetes de baterías ilustrados.
Cada uno del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn incluye las unidades de conmutación S1 a Sn en el mismo. Es decir, el primer paquete de baterías P1 incluye una primera unidad de conmutación S1. Además, el segundo paquete de baterías P2 incluye una segunda unidad de conmutación S2. Además, el tercer paquete de baterías P3 incluye una tercera unidad de conmutación S3. Además, el n-ésimo paquete de baterías Pn incluye una n-ésima unidad de conmutación Sn. Aunque del cuarto a n - 1-ésimo paquetes de baterías no se muestran en el dibujo, cada uno del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías también incluye una unidad de conmutación de la misma forma que los paquetes de baterías ilustrados.
Cada una de la primera a la n-ésima unidades de conmutación S1 a Sn incluye un conmutador de potencial bajo y un conmutador de potencial alto. Es decir, la primera unidad de conmutación S1 incluye un primer conmutador de potencial alto S1<+>instalado en un lado de potencial alto del primer paquete de baterías P1 y un primer conmutador de potencial bajo S1- instalado en un lado de potencial bajo del primer paquete de baterías P1. Además, la segunda unidad de conmutación S2 incluye un segundo conmutador de potencial alto S2<+>instalado en un lado de potencial alto del segundo paquete de baterías P2 y un segundo conmutador de potencial bajo S2- instalado en un lado de potencial bajo del segundo paquete de baterías P2. Además, la tercera unidad de conmutación S3 incluye un tercer conmutador de potencial alto S3<+>instalado en un lado de potencial alto del tercer paquete de baterías P3 y un tercer conmutador de potencial bajo S3- instalado en un lado de potencial bajo del tercer paquete de baterías P3. Además, la n-ésima unidad de conmutación Sn incluye un n-ésimo conmutador de potencial alto Sn<+>instalado en un lado de potencial alto del n-ésimo paquete de baterías Pn y un n-ésimo conmutador de potencial bajo Sn<'>instalado en un lado de potencial bajo del n-ésimo paquete de baterías Pn. Por otro lado, aunque del cuarto a n - 1-ésimo paquetes de baterías no se muestran en el dibujo, cada uno del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías también incluye un conmutador de potencial alto y un conmutador de potencial bajo de la misma forma que el paquete de baterías ilustrado. Además, en cada unidad de conmutación, puede omitirse uno cualquiera del conmutador de potencial alto y el conmutador de potencial bajo.
En la siguiente divulgación, cuando se enciende la unidad de conmutación, el conmutador de potencial bajo puede encenderse en primer lugar y el conmutador de potencial alto puede encenderse más tarde. Asimismo, cuando se apaga la unidad de conmutación, el conmutador de potencial alto puede apagarse en primer lugar y el conmutador de potencial bajo puede apagarse más tarde.
Preferiblemente, el conmutador empleado en las unidades de conmutación S1 a Sn puede ser un conmutador de relé. Como alternativa, las unidades de conmutación S1 a Sn pueden ser un conmutador de semiconductores tal como un MOSFET o un conmutador de semiconductores de potencia, pero la presente divulgación no se limita a ello.
Se proporciona un condensador Cap en un extremo delantero de la carga L. El condensador Cap se conecta en paralelo entre el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP y la carga L. El condensador Cap funciona como un filtro para evitar que se aplique una corriente de ruido hacia la carga L.
El aparato de control de potencia 10 de acuerdo con la presente divulgación incluye de un primer a un n-ésimo sensores de corriente I1 a In. Del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In se instalan en las líneas de alimentación C1 a Cn conectadas a los paquetes de baterías del primero al n-ésimo P1 a Pn, respectivamente, para medir un valor de corriente que fluye a través de las líneas de alimentación C1 a Cn.
Es decir, el primer sensor de corriente I1 mide un primer valor de corriente del paquete de baterías (I<s1>) que fluye a través de la primera línea de alimentación C1 incluida en el primer paquete de baterías P1. Además, el segundo sensor de corriente I2 mide un segundo valor de corriente del paquete de baterías (I<S2>) que fluye a través de la segunda línea de alimentación C2 incluida en el segundo paquete de baterías P2. Además, el tercer sensor de corriente I3 mide un tercer valor de corriente del paquete de baterías (I<s3>) que fluye a través de la tercera línea de alimentación C3 incluida en el tercer paquete de baterías P3. Además, el n-ésimo sensor de corriente In mide un n-ésimo valor de corriente del paquete de baterías (I<sn>) que fluye a través de la n-ésima línea de alimentación Cn incluida en el n-ésimo paquete de baterías Pn. Aunque no se muestra en el dibujo, del cuarto al n - 1-ésimo sensores de corriente miden los valores de corriente que fluyen a través de la cuarta a la n - 1-ésima líneas de alimentación incluidas en el cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías, respectivamente.
En el dibujo, se muestra que de un primer a un n-ésimo sensores de corriente I1 a In se incluyen en los paquetes de baterías, respectivamente. Sin embargo, en la presente divulgación, del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In también pueden instalarse fuera de los paquetes de baterías, sin limitación.
Del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In pueden ser sensores de efecto Hall. El sensor de efecto Hall es un sensor de corriente conocido que emite una señal de voltaje correspondiente a la magnitud de una corriente. En otro ejemplo, del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In pueden ser resistencias de detección. Si se mide el voltaje aplicado a ambos extremos de la resistencia de detección, la magnitud de la corriente que fluye a través de la resistencia de detección puede determinarse usando la ley de Ohm. En otras palabras, si la magnitud del voltaje medido se divide por un valor de resistencia conocido de la resistencia de detección, puede determinarse la magnitud de la corriente que fluye a través de la resistencia de detección.
El aparato de control de potencia 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación también incluye de un primer a un n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn. El primer sensor de voltaje V1 mide un primer valor de voltaje del paquete de baterías (V<s1>) correspondiente a una diferencia de potencial entre el electrodo positivo y el electrodo negativo del primer paquete de baterías P1. Además, el segundo sensor de voltaje V2 mide un segundo valor de voltaje del paquete de baterías (V<s2>) correspondiente a una diferencia de potencial entre el electrodo positivo y el electrodo negativo del segundo paquete de baterías P2. Además, el tercer sensor de voltaje V3 mide un tercer valor de voltaje del paquete de baterías (V<s3>) correspondiente a una diferencia de potencial entre el electrodo positivo y el electrodo negativo del tercer paquete de baterías P3. Además, el n-ésimo sensor de voltaje Vn mide un n-ésimo valor de voltaje del paquete de baterías (V<sn>) correspondiente a una diferencia de potencial entre el electrodo positivo y el electrodo negativo del n-ésimo paquete de baterías Pn. Aunque no se muestra en el dibujo, del cuarto al n - 1-ésimo sensores de voltaje miden del cuarto al n - 1-ésimo valores de voltaje de paquete de baterías, respectivamente.
Del primer al n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn incluyen un circuito de medición de voltaje tal como un circuito de amplificador diferencial. Debido a que el circuito de medición de voltaje es bien conocido en la técnica, el circuito de medición de voltaje no se describirá con detalle en el presente caso.
El aparato de control de potencia 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación también incluye de un primer a un n-ésimo sensores de temperatura T1 a Tn. El primer sensor de temperatura T1 mide un primer valor de temperatura del paquete de baterías (T<s1>) que indica una temperatura superficial de una celda ubicada en una posición predeterminada, por ejemplo, en un centro, del primer paquete de baterías P1. Además, el segundo sensor de temperatura T2 mide un segundo valor de temperatura del paquete de baterías (T<s2>) que indica una temperatura superficial de una celda ubicada en una posición predeterminada, por ejemplo, en un centro, del segundo paquete de baterías P2. Además, el tercer sensor de temperatura T3 mide un tercer valor de temperatura del paquete de baterías (T<s3>) que indica una temperatura superficial de una celda ubicada en una posición predeterminada, por ejemplo, en un centro, del tercer paquete de baterías P3. Además, el n-ésimo sensor de temperatura Tn mide un n-ésimo valor de temperatura del paquete de baterías (T<sn>) que indica una temperatura superficial de una celda ubicada en una posición predeterminada, por ejemplo, en un centro, del n-ésimo paquete de baterías Pn. Aunque no se muestra en el dibujo, del cuarto al n - 1-ésimo sensores de temperatura miden del cuarto al n - 1-ésimo valores de temperatura de paquete de baterías, respectivamente.
En la presente divulgación, el primer sensor de corriente I1, el primer sensor de voltaje V1 y el primer sensor de temperatura T1 constituyen una primera unidad de sensor SU1. Además, el segundo sensor de corriente I2, el segundo sensor de voltaje V2 y el segundo sensor de temperatura T2 constituyen una segunda unidad de sensor SU2. Además, tercer sensor de corriente I3, el tercer sensor de voltaje V3 y el tercer sensor de temperatura T3 constituyen una tercera unidad de sensor SU3. Además, el n-ésimo sensor de corriente In, el n-ésimo sensor de voltaje Vn y el n-ésimo sensor de temperatura Tn constituyen una n-ésima unidad de sensor SUn. Aunque no se muestra en el dibujo, de la cuarta a la n - 1-ésima unidades de sensor también incluyen un sensor de corriente, un sensor de voltaje y un sensor de temperatura, respectivamente.
En algunos casos, es obvio que de la primera a la n-ésima unidades de sensor SU1 a SUn pueden incluir además sensores para medir otras características operativas del paquete de baterías además de los sensores para medir corriente, voltaje y temperatura.
El aparato de control de potencia 10 también incluye una unidad de gestión de múltiples paquetes 20 acoplada operativamente a una unidad de gestión de potencia 40 y de la primera a la n-ésima unidades de sensor SU1 a SUn, y preferiblemente de la primera a la n-ésima unidades de conmutación S1 a Sn.
La unidad de gestión de potencia 40 del vehículo accionado eléctricamente E gestiona la potencia consumida en la carga L. Como un elemento de control proporcionado a un sistema de control incluido en el vehículo accionado eléctricamente E, la unidad de gestión de potencia 40 puede gestionar de forma adaptativa la magnitud de la potencia consumida en la carga L para que sea adecuada para la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP. En el presente caso, la potencia total significa una potencia de descarga total del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
En la presente divulgación, la carga L puede sustituirse por un dispositivo de carga. En este caso, la unidad de gestión de potencia 40 puede gestionar de forma adaptativa una potencia de carga suministrada al sistema de múltiples paquetes en paralelo MP para que sea adecuada para la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP. En el presente caso, potencia total significa una potencia de carga total proporcionada al sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
Preferiblemente, el aparato de control de potencia 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir además una unidad de comunicación 30 interpuesta entre la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 y la unidad de gestión de potencia 40. La unidad de comunicación 30 forma una interfaz de comunicación entre la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 y la unidad de gestión de potencia 40.
En la presente divulgación, cualquier interfaz de comunicación conocida que soporte la comunicación entre dos medios de comunicación diferentes puede usarse como la interfaz de comunicación. La interfaz de comunicación puede soportar una comunicación cableada o inalámbrica. Preferiblemente, la interfaz de comunicación puede soportar comunicación de CAN o comunicación de cadena tipo margarita.
Si se recibe una solicitud de descarga desde la unidad de gestión de potencia 40 del vehículo accionado eléctricamente E a través de la unidad de comunicación 30, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 enciende la unidad de conmutación externa M para iniciar la descarga del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
Para fines de referencia, una señal M+ y una señal M- emitidas desde la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 representan señales que controlan la operación de encendido/apagado del conmutador de potencial alto externo M+ y el conmutador de potencial bajo externo M-, respectivamente. Además, las señales S1 a Sn emitidas desde la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 representan señales que controlan la operación de encendido/apagado de la primera a la n-ésima unidades de conmutación S1 a Sn.
La unidad de gestión de múltiples paquetes 20 también controla el funcionamiento de los sensores de corriente I1 a In, los sensores de voltaje V1 a Vn y los sensores de temperatura T1 a Tn incluidos de la primera a la n-ésima unidades de sensor SU1 a SUn mientras se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP, y registra periódicamente el valor característico de operación de cada paquete de baterías recibido desde los sensores de corriente I1 a In, los sensores de voltaje V1 a Vn y los sensores de temperatura T1 a Tn en la unidad de almacenamiento 50.
En el presente caso, el valor característico de operación incluye los valores de corriente (I<s1>a I<sn>) medidos, los valores de voltaje (V<s1>a V<sn>) medidos y los valores de temperatura (T<s1>a T<s2>) medidos del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn como se muestra en la figura.
La unidad de gestión de múltiples paquetes 20 también puede determinar un SOC (estado de carga) de cada paquete de baterías basándose en los valores característicos de operación del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn.
Por ejemplo, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar el SOC del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn contando los valores de corriente (I<s1>a I<sn>) medidos del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn a lo largo del tiempo. La unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede medir la OCV de cada paquete de baterías usando del primer al n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn antes de iniciar la descarga del primer al nésimo paquetes de baterías P1 a Pn, y determinar un SOC inicial de cada paquete de baterías consultando una tabla de consulta de OCV-SOC para consultar un SOC correspondiente al OCV. Además, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede contar los valores de corriente (I<s1>a I<sn>) medidos del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn basándose en el SOC inicial a lo largo del tiempo y registrar el mismo en la unidad de almacenamiento 50. La tabla de consulta de OCV-SOC puede definirse de antemano y registrarse en la unidad de almacenamiento 50.
Como otro ejemplo, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar el SOC del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn usando el filtro de Kalman ampliado mientras se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP. Es decir, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar el SOC del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn introduciendo el valor característico de operación de cada paquete de baterías recibido desde la primera a la n-ésima unidades de sensor SU1 a SUn en el filtro de Kalman ampliado codificado en software, y registrar el mismo en la unidad de almacenamiento 50.
El filtro de Kalman ampliado es ampliamente conocido en el campo técnico al que pertenece la presente divulgación. Como un ejemplo, el filtro de Kalman ampliado puede ser un algoritmo adaptativo basándose en un modelo de circuito equivalente o un modelo de orden reducido (ROM) electroquímico.
La estimación de SOC que usa el filtro de Kalman ampliado se divulga en, por ejemplo, el artículo de Gregory L. Plett"Extended Kalman filtering forbattery management systems of LiPB-based HEVbatterypacks",Partes 1,2 y 3(Journal of Power Source134, 2004, 252-261), y este documento puede incorporarse como parte de esta memoria descriptiva.
Por supuesto, el SOC puede determinarse usando otros métodos conocidos susceptibles de determinar el SOC utilizando selectivamente el valor característico de operación del paquete de baterías, además del método de recuento de corriente o el filtro de Kalman ampliado descrito anteriormente.
En otro aspecto, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede contar un valor de corriente medido en un intervalo de voltaje específico entre una pluralidad de valores de corriente para cada paquete de baterías registrado en la unidad de almacenamiento 50. Además, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar un SOH (estado de salud) de cada paquete de baterías consultando una tabla de consulta de valor de recuento de corriente-SOH en la que el SOH se define de antemano de acuerdo con el valor de corriente contado de un intervalo de voltaje específico.
Como otro ejemplo, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar de forma adaptativa el SOH del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn usando el filtro de Kalman ampliado mientras se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
Es decir, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar el SOH del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn introduciendo el valor característico de operación de cada paquete de baterías recibido desde la primera a la n-ésima unidades de sensor SU1 a SUn en el filtro de Kalman ampliado codificado en software.
La estimación de SOH que usa el filtro de Kalman ampliado se divulga en, por ejemplo, la Patente de Corea con n.° de registro 10-0818520, titulada"Apparatus, method, system and recording medium for estimating a current state and current parameters of an electrochemical cell",que puede incorporarse como parte de esta memoria descriptiva.
Preferiblemente, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 también puede determinar una resistencia de paquete de cada paquete de baterías basándose en los valores característicos de operación del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn y registrar la misma en la unidad de almacenamiento 50.
Como un ejemplo, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar un perfil de I-V para cada paquete de baterías por medio de un análisis de regresión lineal usando una pluralidad de valores de corriente medidos y una pluralidad de valores de voltaje medidos para cada paquete de baterías registrado en la unidad de almacenamiento 50 mientras el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se está descargando. En el presente caso, la pluralidad de valores de corriente medidos y la pluralidad de valores de voltaje medidos se muestrean para valores medidos recientes basándose en un punto de tiempo presente. Además, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar una pendiente del perfil de I-V, calcular un valor absoluto de la pendiente como la resistencia de paquete para cada paquete de baterías, y registrar el mismo en la unidad de almacenamiento 50.
Como otro ejemplo, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede hacer referencia al valor de temperatura<medido y al>S<o>C<actuales para cada paquete de baterías registrado en la unidad de almacenamiento 50 mientras el>sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se está descargando para determinar una resistencia de paquete correspondiente al valor de temperatura medido y al SOC consultando una tabla de consulta de resistencia de paquete de temperatura de SOC, y registrar la misma en la unidad de almacenamiento 50. En el presente caso, la tabla de consulta de resistencia de paquete de temperatura de SOC tiene una estructura de datos susceptible de consultar la resistencia de paquete correspondiente al SOC y la temperatura, y la tabla de consulta de resistencia de paquete de<temperatura de s>O<c puede definirse de antemano y registrarse en la unidad de almacenamiento 50.>
La unidad de gestión de múltiples paquetes 20 también determina un número n de potencias disponibles correspondientes a la resistencia de paquete de cada paquete de baterías usando información de correlación predefinida entre la resistencia de paquete y la potencia disponible, y determina una potencia mínima disponible entre el número n de potencias disponibles.
Preferiblemente, la correlación predefinida puede ser una tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete susceptible de consultar la potencia disponible de acuerdo con la resistencia de paquete.
La figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de una tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 2, la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete tiene una estructura de datos susceptible de consultar la potencia disponible usando la resistencia de paquete, y puede definirse de antemano y registrarse en la unidad de almacenamiento 50. Es preferible que la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete se proporcione independientemente de acuerdo con la temperatura del paquete de baterías. En este caso, puede considerarse que la potencia disponible varía de acuerdo con la temperatura del paquete de baterías. Preferiblemente, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede identificar la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete que va a consultarse usando el valor de temperatura medido de cada paquete de baterías, y determinar la potencia disponible correspondiente a la resistencia de paquete usando tabla de consulta identificada.
Más preferiblemente, la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete puede proporcionarse independientemente para cada SOH y temperatura del paquete de baterías. En este caso, puede considerarse que la potencia disponible varía de acuerdo con la temperatura y el SOH del paquete de baterías. Preferiblemente, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede identificar la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete que va a consultarse usando el valor de temperatura medido y el SOH de cada paquete de baterías, y determinar la potencia disponible correspondiente a la resistencia de paquete usando tabla de consulta identificada.
En otro aspecto, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar la potencia disponible para cada paquete de baterías usando el perfil de I-V generado cuando se determina la resistencia de paquete de cada paquete de baterías.
La figura 3 es una gráfica que muestra un ejemplo de un perfil de I-V en la determinación de una resistencia de paquete de un paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 3, el voltaje en un punto de intersección en el que el perfil de I-V se encuentra con un eje V es el OCV correspondiente al SOC del paquete de baterías. Las marcas de tipo punto indican una pluralidad de valores de voltaje medidos y una pluralidad de valores de corriente medidos que se miden cuando se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP. El perfil de I-V es una línea recta generada por medio de análisis de regresión lineal para la pluralidad de valores de voltaje medidos y la pluralidad de valores de corriente medidos. Cuando se está descargando el paquete de baterías, el valor de corriente medido es un valor positivo, y cuando se está cargando el paquete de baterías, el valor de corriente medido es un valor negativo. Además, el valor absoluto de la pendiente del perfil de I-V corresponde a la resistencia de paquete de baterías.
Cuando se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar un valor de corriente en una intersección en la que el perfil de I-V se encuentra con una línea recta V = V<mín>que representa un voltaje de límite inferior de descarga como una corriente de descarga máxima (I<máx,descarga>), y determinar V<mín>* |I<máx,descarga>| como la potencia disponible del paquete de baterías. En el dibujo, las marcas de tipo diamante son coordenadas que representan la pluralidad de valores de voltaje medidos y la pluralidad de valores de corriente medidos que se miden cuando se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
Por otro lado, cuando se está cargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar un valor de corriente en una intersección en la que el perfil de I-V generado al determinar la resistencia de paquete de cada paquete de baterías se encuentra con la línea V = V<máx>que representa un voltaje de límite superior de carga como una corriente de carga máxima (I<máx,carga>), y determinar V<máx>* |I<máx,carga>| como la potencia disponible del paquete de baterías. En el dibujo, las marcas de tipo triángulo son coordenadas que representan la pluralidad de valores de voltaje medidos y la pluralidad de valores de corriente medidos que se miden cuando se está cargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
La unidad de gestión de múltiples paquetes 20 determina las potencias disponibles del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn, entonces, determina una potencia mínima disponible entre el número n de potencias disponibles, y registra la misma en la unidad de almacenamiento 50.
La unidad de gestión de múltiples paquetes 20 también determina la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP de tal modo que la potencia de paquete del paquete de baterías que tiene la resistencia de paquete más baja es idéntica a la potencia mínima disponible, y registra la misma en la unidad de almacenamiento 50.
Específicamente, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP usando la Ecuación 1 a continuación.
<Ecuación 1>
P<total>= mín (P<paquete,k>) * mín (R<paquete,k>) / R<sistema>
R<sistema>_ [£ (1 / R<paquete,k>)]<-1>
En el presente caso, k es un número entero de 1 a n.
n es el número de paquetes de baterías.
P<total>es la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo.
P<paquete,k>es una potencia de paquete de un k-ésimo paquete de baterías.
R<paquete,k>es una resistencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías.
R<sistema>es una resistencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo.
mín ( ) es una función que devuelve un valor mínimo entre una pluralidad de variables de entrada.
La ecuación 1 puede convertirse en una ecuación que incluye el término de potencia total "mín (P<paquete,k>) * n", que se determina de acuerdo con la técnica anterior, como en la Ecuación 2 a continuación.
<Ecuación 2>
P<total>_ mín (P<paquete,k>) * mín (R<paquete,k>) / R<sistema>
— [mín (P<paquete,k>) * n] * mín (P<paquete,k>) * mín (R<paquete,k>) / {[mín (P<paquete,k>) * n] * R<sistema>} — [mín (P<paquete,k>) * n] * mín (P<paquete,k>) / máx (P<paquete,k>)
En la segunda línea de la Ecuación 2 anterior, "mín (R<paquete,k>) / {[mín (P<paquete,k>) * n] * R<sistema>" corresponde al inverso de una potencia de paquete calculada mediante la técnica anterior para el paquete de baterías que tiene la resistencia más baja entre el primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn.
Esto se debe a que la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP calculada de acuerdo con la técnica anterior es "mín (P<paquete,k>) * n", que se obtiene multiplicando el valor mínimo "mín (P<paquete,k>)" entre las potencias de paquete por el número n de paquetes de baterías, y la potencia de paquete del paquete de baterías que tiene la resistencia más baja corresponde a un valor obtenido multiplicando una relación de resistencia "R<sistema>/ mín (R<paquete,k>)" por la potencia total "mín (P<paquete,k>) * n" calculada mediante la técnica anterior.
Debido a que la potencia de paquete del paquete de baterías que tiene la resistencia más baja tiene un valor máximo entre el número n de potencias de paquete, "mín (R<paquete,k>) / {[mín (P<paquete,k>) * n] * R<sistema>}" en la segunda línea de la Ecuación 2 puede sustituirse por máx (P<paquete.k>)<"1>, como se dispone por último en la tercera línea.
Viendo la Ecuación 2, la potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP determinada de acuerdo con la presente divulgación corresponde a un valor obtenido multiplicando la potencia total "mín (P<paquete,k>) * n" determinada de acuerdo con la técnica anterior por un factor de atenuación, en concreto, "mín (P<paquete,k>) / máx (P<paquete,k>)". En el presente caso, "mín (P<paquete,k>) / máx (P<paquete,k>)" es una relación relativa entre un valor máximo y un valor mínimo entre las potencias de paquete y, por lo tanto, siempre es menor que 1. Por lo tanto, la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP determinada de acuerdo con la presente divulgación es menor que la potencia total determinada de acuerdo con la técnica anterior en [mín (P<paquete,k>) * n] * [1 - mín (P<paquete,k>) / máx (P<paquete,k>).
Si la potencia de paquete (P<paquete,Rmín>) del paquete de baterías que tiene la resistencia más baja se calcula usando la potencia total (P<total>) determinada mediante la Ecuación 1, esta es igual a la potencia mínima disponible entre las potencias disponibles del primer al n-ésimo paquetes de baterías como en la Ecuación 3. Por lo tanto, es posible evitar fundamentalmente el fenómeno de que el paquete de baterías que tiene una resistencia baja se sobrecargue o se sobredescargue.
<Ecuación 3>
P<paquete,Rmín>— {mín (P<paquete,k>) * mín (R<paquete,k>) / R<sistema>} * {R<sistema>/ mín (R<paquete,k>)}
— mín (P<paquete,k>)
Después de determinar la potencia total (P<total>), la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede transmitir información acerca de la potencia total (P<total>) a la unidad de gestión de potencia 40 del vehículo accionado eléctricamente E a través de la unidad de comunicación 30.
Entonces, la unidad de gestión de potencia 40 controla la carga o descarga del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP de tal modo que la potencia del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP no supera la potencia total (P<total>) determinada mediante la Ecuación 1. Es decir, la unidad de gestión de potencia 40 controla el consumo de potencia de tal modo que la potencia consumida en la carga L no supera la potencia total (P<total>) determinada mediante la Ecuación 1.
Específicamente, la unidad de gestión de potencia 40 distribuye de forma adaptativa la potencia suministrada a un ondulador o un convertidor de CC/CC correspondiente a la carga L y la potencia suministrada a una unidad de equipo eléctrico y una unidad de ADAS (Sistema de Asistencia al Conductor Avanzado), que soporta funciones de prevención de salida de carril, advertencia de colisión frontal o similares, para no superar la potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
Por otro lado, si la carga L se sustituye por un dispositivo de carga, la unidad de gestión de potencia 40 puede ajustar de forma adaptativa la magnitud del voltaje de carga y la corriente de carga proporcionados al sistema de múltiples paquetes en paralelo MP para no superar la potencia total (P<total>) determinada mediante la Ecuación 1 mientras el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se está cargando usando el dispositivo de carga.
Preferiblemente, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede configurarse para calcular la potencia de paquete (P<paquete,k>) de cada paquete de baterías usando la Ecuación 4 a continuación.
<Ecuación 4>
P<paquete,k>= P<total>* R<sistema>/ R<paquete,k>
(P<paquete,k>es la potencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías; P<total>es la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; R<sistema>es la resistencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y R<paquete,k>es la resistencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías)
En el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP, del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn se conectan en paralelo. Por lo tanto, cuando la potencia presente del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP es P<total>, la potencia de paquete (P<paquete,k>) de cada paquete de baterías corresponde al valor calculado mediante la ecuación anterior.
De acuerdo con la presente divulgación, es posible evitar que un paquete de baterías que tiene una resistencia baja entre los paquetes de baterías del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se sobrecargue o se sobredescargue a diferencia de la técnica anterior.
En la presente divulgación, no existe ninguna limitación particular sobre el tipo de la unidad de almacenamiento 50 siempre que sea un medio de almacenamiento capaz de registrar y borrar información. Como un ejemplo, la unidad de almacenamiento 50 puede ser una RAM, una ROM, una EEPRO<m>, un registro o una memoria flash. La unidad de almacenamiento 50 también puede conectarse eléctricamente a la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 a través de, por ejemplo, un bus de datos para que acceda al mismo la unidad de gestión de múltiples paquetes 20.
La unidad de almacenamiento 50 también almacena y/o actualiza y/o borra y/o transmite un programa que incluye diversas lógicas de control realizadas por la unidad de gestión de múltiples paquetes 20, y/o datos generados cuando se ejecuta la lógica de control, y tablas de consulta y parámetros definidos de antemano. La unidad de almacenamiento 50 puede dividirse lógicamente en dos o más partes y puede incluirse en la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 sin limitación.
En la presente divulgación, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 y/o la unidad de gestión de potencia 40 pueden incluir opcionalmente un procesador, un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC), otro conjunto de chips, un circuito lógico, un registro, un módem de comunicación, un dispositivo de procesamiento de datos, o similar, conocido en la técnica para ejecutar las diversas lógicas de control descritas anteriormente. Además, cuando la lógica de control se implementa en software, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 y/o la unidad de gestión de potencia 40 pueden implementarse como un conjunto de módulos de programa. En este momento, el módulo de programa puede almacenarse en una memoria y ser ejecutado por un procesador. La memoria puede proporcionarse dentro o fuera del procesador y conectarse al procesador a través de diversos componentes informáticos bien conocidos. Asimismo, la memoria puede incluirse en la unidad de almacenamiento 50. Además, la memoria se refiere a un dispositivo en el que se almacena información, independientemente del tipo de dispositivo, y no se refiere a un dispositivo de memoria específico.
Además, una o más de las diversas lógicas de control de la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 y/o la unidad de gestión de potencia 40 pueden combinarse, y las lógicas de control combinadas pueden escribirse en un sistema de código legible por ordenador y registrarse en un medio de registro legible por ordenador. El medio de grabación no está particularmente limitado siempre que un procesador incluido en un ordenador pueda acceder al mismo. Como un ejemplo, el medio de almacenamiento incluye al menos uno seleccionado del grupo que consiste en una ROM, una RAM, un registro, un CD-ROM, una cinta magnética, un disco duro, un disquete y un dispositivo óptico de registro de datos. El esquema de código puede distribuirse a un ordenador en red para almacenarse y ejecutarse en el mismo. Además, programas funcionales, códigos y segmentos para implementar las lógicas de control combinadas pueden ser deducidos fácilmente por programadores en la materia a la que pertenece la presente divulgación.
El aparato de control de potencia 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluirse en un sistema de gestión de batería 100 como se muestra en la figura 6. El sistema de gestión de batería 100 controla el funcionamiento global en relación con la carga y la descarga de una batería, y es un sistema informático denominado sistema de gestión de batería (BMS) en la técnica.
Además, el aparato de control de potencia 10 de acuerdo con la presente divulgación puede montarse en diversos tipos de mecanismo de accionamiento eléctrico 200 como se muestra en la figura 7, además del vehículo accionado eléctricamente E.
El mecanismo de accionamiento eléctrico 200 puede ser un dispositivo de potencia eléctrica móvil por electricidad, tal como una bicicleta eléctrica, una motocicleta eléctrica, un tren eléctrico, un barco eléctrico y un avión eléctrico, o una herramienta mecánica que tiene un motor, tal como un taladro eléctrico y una amoladora eléctrica.
La figura 4 es un diagrama de flujo para ilustrar un método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Como se muestra en la figura 4, en la etapa S10, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 determina si el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP está en un estado de descarga. Para este fin, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede supervisar los valores de corriente medidos usando del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In. Si los valores de corriente son positivos en lugar de 0, puede determinarse que se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP. Si el resultado de determinación de la etapa S10 es SÍ, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 continúa a la etapa S20.
En la etapa S20, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 controla de la primera a la n-ésima unidades de sensor SU1 a SUn para recibir los valores característicos de operación del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn desde la primera a la n-ésima unidades de sensor SU1 a SUn, y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 50.
En la presente divulgación, el valor característico de operación incluye un valor de voltaje medido, un valor de corriente medido y un valor de temperatura medido de cada paquete de baterías. La etapa S30 continúa después de la etapa S20.
En la etapa S30, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 determina el SOC y el SOH de cada paquete de baterías. El método para determinar el SOC y el SOH ya se ha descrito anteriormente. La etapa S40 continúa después de la etapa S30.
En la etapa S40, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 determina las resistencias de paquete del primer al nésimo paquetes de baterías P1 a Pn, respectivamente, basándose en el valor característico de operación de cada paquete de baterías recibido desde la primera a la n-ésima unidades de sensor SU1 a SUn.
Preferiblemente, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede generar un perfil de I-V para una pluralidad de valores de voltaje medidos y una pluralidad de valores de corriente medidos muestreados recientemente basándose en el punto de tiempo presente por medio de análisis de regresión lineal, y calcular la resistencia de paquete de cada paquete de baterías a partir de una pendiente del perfil de I-V. La etapa S50 continúa después de la etapa S40.
En la etapa S50, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 determina un número n de potencias disponibles correspondientes a la resistencia de paquete de cada paquete de baterías usando una correlación predefinida entre la resistencia de paquete y la potencia disponible, y determina una potencia mínima disponible entre el número n de potencias disponibles.
En un ejemplo, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede consultar una potencia disponible correspondiente a la resistencia de paquete de cada paquete de baterías usando la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete registrada de antemano en la unidad de almacenamiento 50.
Preferiblemente, en la determinación de la potencia disponible de cada paquete de baterías, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar la potencia disponible identificando la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete correspondiente al valor de temperatura medido y el SOH del paquete de baterías correspondiente y consultando una potencia disponible correspondiente a la resistencia de paquete usando la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete identificada.
En otro ejemplo, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede determinar una corriente en un punto en el que el perfil de I-V usado para calcular la resistencia de paquete se corta con la línea recta V = V<mín>correspondiente a un voltaje de límite inferior de descarga como una corriente de descarga máxima I<máx,descarga>, y determinar un valor calculado mediante la ecuación V = V<mín>* |I<máx,descarga>| como la potencia disponible. La etapa S60 continúa después de la etapa S50.
En la etapa S60, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 determina la potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo de tal modo que la potencia de paquete del paquete de baterías que tiene la resistencia de paquete más baja es idéntica a la potencia mínima disponible usando la Ecuación 1 anterior. La etapa S70 continúa después de la etapa S60. En el presente caso, la potencia total P<totai>tiene una magnitud atenuada por [mín (P<paquete,k>) * n] * [1 - mín (P<paquete,k>) / máx (P<paquete,k>)] en comparación con la potencia total calculada de acuerdo con la técnica anterior.
En la etapa S70, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 transmite la potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP a la unidad de gestión de potencia 40 del vehículo accionado eléctricamente E a través de la unidad de comunicación 30. La etapa S80 continúa después de la etapa S70.
En la etapa S80, la unidad de gestión de potencia 40 controla la descarga del sistema de múltiples paquetes en<paralelo>M<p de tal modo que la potencia del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP no supera la potencia total>(P<total>) determinada mediante la Ecuación 1.
Es decir, la unidad de gestión de potencia 40 controla el consumo de potencia de tal modo que la potencia consumida en la carga L no supera la potencia total (P<total>) determinada mediante la Ecuación 1.
Específicamente, la unidad de gestión de potencia 40 distribuye de forma adaptativa la potencia suministrada a un ondulador o un convertidor de CC/CC correspondiente a la carga L y la potencia suministrada a una unidad de equipo eléctrico y una unidad de ADAS (Sistema de Asistencia al Conductor Avanzado), que soporta funciones de prevención de salida de carril, advertencia de colisión frontal o similares, para no superar la potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
Como resultado, es posible evitar fundamentalmente el problema convencional de que un paquete de baterías que tiene una resistencia baja entre los paquetes de baterías del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se sobrecargue o se sobredescargue.
La etapa S90 continúa después de la etapa S80.
En la etapa S90, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 determina si pasa un período de ajuste de potencia preestablecido. El período de ajuste de potencia es de varias decenas de milisegundos a varios segundos. Si el resultado de determinación de la etapa S90 es NO, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 mantiene la progresión del proceso. Por otro lado, si el resultado de determinación de la etapa S90 es SÍ, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 continúa a la etapa 100.
En la etapa S100, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 determina si se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP. Para este fin, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 puede supervisar los valores de corriente medidos que se miden usando del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In. Si los valores de corriente medidos son positivos en lugar de 0, puede determinarse que se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
Si el resultado de determinación de la etapa S 100 es NO, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 termina la ejecución del método de control de potencia de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Por otro lado, si el resultado de determinación de la etapa S100 es SÍ, la unidad de gestión de múltiples paquetes 20 continúa a la etapa S20. Por lo tanto, el proceso de calcular la potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP y el proceso de controlar la descarga del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP para no superar la potencia total (P<total>) calculada se repiten de nuevo.
Por otro lado, el método de control de potencia descrito anteriormente se refiere a un caso en el que se descarga el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP. Sin embargo, es obvio para los expertos en la materia que la presente divulgación también puede aplicarse incluso cuando se está cargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
La figura 5 es una tabla que muestra comparativamente los resultados de una realización en la que se aplica el método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la presente divulgación y un ejemplo comparativo en el que se aplica conjuntamente la técnica anterior.
En primer lugar, se preparó un sistema de múltiples paquetes en paralelo que incluye 5 paquetes de baterías (del paquete 1 al paquete 5) conectados en paralelo. Entonces, mientras el sistema de múltiples paquetes en paralelo se está descargando a 25 °C, la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo y la potencia de cada paquete de baterías se calcularon en un punto de tiempo específico usando la presente divulgación y la técnica anterior.
Haciendo referencia a la figura 5, las resistencias del paquete 1 al paquete 5 se calcularon como 120 mQ, 110 mQ, 100 mQ, 90 mQ y 80 mQ, respectivamente. Además, los SOH del paquete 1 al paquete 5 se calcularon como 0,94, 0,95, 0,96, 0,97 y 0,98, respectivamente. Además, las potencias disponibles del paquete 1 al paquete 5 consultadas a partir de la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete identificadas por la temperatura y el SOH se determinaron como 94 kW, 95 kW, 96 kW, 97 kW y 98 kW, respectivamente. La resistencia total (R<sistema>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se determinó como 19,6 mü usando la ecuación [ I (1 / R<paquete.k>)]<' 1>= (1 / 0,94 1 / 0,95 1 / 0,96 1 / 0,97 1 / 0,98)<' 1>.
La potencia total (P'<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP de acuerdo con la técnica anterior es "mín (P<paquete,k>) * 5", que se vuelve 470 kW si se ponen 94 kW en mín (P<paquete,k>). La potencia de paquete (P'<paquete,k>) de cada paquete de baterías se calcula mediante la ecuación P'<total>* R<sistema>/ R<paquete,k>. Por lo tanto, las potencias de paquete del paquete 1 al paquete 5 son de 76,7 kW, 83,7 kW, 92,1 kW, 102,3 kW y 115,1 kW, respectivamente. Las potencias de paquete del paquete 4 y el paquete 5 son mayores que la potencia disponible. Por lo tanto, si la potencia total (P '<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se calcula de acuerdo con la técnica anterior y, entonces, la descarga del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se controla en consecuencia, se sobredescargan el paquete 4 y el paquete 5.
Por otro lado, en la realización a la que se aplica la presente divulgación, la potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se calcula mediante la ecuación mín (P<paquete,k>) * mín (R<paquete,k>) / R<sistema>. En el presente caso, mín (P<paquete,k>) es de 94 kW debido a que este es un valor mínimo entre las potencias disponibles. Asimismo, mín (R<paquete,k>) es de 80 mü debido a que este es un valor mínimo entre las resistencias de paquete. Asimismo, R<sistema>es de 19,6 mü. Si el valor de cada factor se pone en la ecuación, la potencia total (P<total>) del sistema de múltiples paquetes en paralelo MP se determina como 383,8 kW. La potencia de paquete (P<paquete,k>) de cada paquete de baterías se calcula mediante la ecuación P<total>* R<sistema>/ R<paquete,k>de la misma forma que en la técnica anterior. Por lo tanto, las potencias de paquete del paquete 1 al paquete 5 son de 62,7 kW, 68,4 kW, 75,2 kW, 83,6 kW y 94,0 kW, respectivamente. La potencia de paquete del paquete 5, 94,0 kW, que es un valor máximo, pero es idéntico a 94,0 kW, que es un valor mínimo entre las potencias disponibles reales consultadas a partir de la tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete. En este sentido, si la potencia total se calcula de acuerdo con la presente divulgación, incluso un paquete de baterías (paquete 4, paquete 5) con una resistencia relativamente baja tiene una potencia de paquete inferior a la potencia disponible. Por lo tanto, no tiene lugar el problema de que el paquete de baterías que tiene una resistencia baja se sobredescarga mientras se está descargando el sistema de múltiples paquetes en paralelo MP.
Es obvio para los expertos en la materia que los resultados de la realización anterior y el ejemplo comparativo serán los mismos incluso cuando se cargan del paquete 1 al paquete 5 conectados en paralelo.
De acuerdo con la presente divulgación, la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo se ajusta de tal modo que la potencia de paquete de baterías que tiene la resistencia más baja entre los paquetes de baterías incluidos en el sistema de múltiples paquetes en paralelo se vuelve idéntica a una potencia disponible mínima entre las potencias disponibles de los paquetes de baterías, evitando de ese modo fundamentalmente que el paquete de baterías que tiene una resistencia baja se sobrecargue o se sobredescargue. Como resultado, la seguridad y la fiabilidad del sistema de múltiples paquetes en paralelo pueden mejorarse en comparación con la técnica anterior.
En la descripción de las diversas realizaciones ilustrativas de la presente divulgación, debería entenderse que el elemento denominado 'unidad' se distingue funcionalmente en lugar de físicamente. Por lo tanto, cada elemento puede integrarse selectivamente con otros elementos o cada elemento puede dividirse en subelementos para una implementación eficaz de la(s) lógica(s) de control. Sin embargo, es obvio para los expertos en la materia que, si puede reconocerse la identidad funcional para los elementos integrados o divididos, los elementos integrados o divididos caen dentro del alcance de la presente divulgación.
La presente divulgación se ha descrito con detalle. Sin embargo, debería entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgación, se dan solo a modo de ilustración, debido a que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación serán evidentes para los expertos en la materia a partir de esta descripción detallada.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato (10) para controlar una potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo (MP), comprendiendo el aparato: de una primera a una n-ésima unidades de sensor (SU1 ... SUn) configuradas para medir valores característicos de operación de un primer a un n-ésimo paquetes de baterías (P1 ... Pn) que se incluyen en el sistema de múltiples paquetes en paralelo y se conectan entre sí en paralelo; una unidad de gestión de potencia (40) configurada para controlar una potencia consumida en una carga (L) o una potencia proporcionada por un dispositivo de carga para corresponder a una potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y una unidad de gestión de múltiples paquetes (20) acoplada operativamente a la primera a la n-ésima unidades de sensor y la unidad de gestión de potencia, en donde la unidad de gestión de múltiples paquetes está configurada para determinar una resistencia de paquete de cada uno del primer al n-ésimo paquetes de baterías basándose en el valor característico de operación de cada paquete de baterías recibido desde la primera a la n-ésima unidades de sensor, determinar una potencia disponible mínima entre las potencias disponibles correspondientes respectivamente a las resistencias de paquete de los paquetes de baterías usando información de correlación predefinida entre la resistencia de paquete y la potencia disponible, determinar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo de tal modo que la potencia de paquete de un paquete de baterías que tiene la resistencia de paquete más baja se vuelve idéntica a la potencia mínima disponible, y transmitir la potencia total determinada del sistema de múltiples paquetes en paralelo a la unidad de gestión de potencia, y la unidad de gestión de potencia está configurada para controlar la potencia consumida en la carga o la potencia proporcionada por el dispositivo de carga para no superar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo.
  2. 2. El aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la información de correlación es una tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete en la que la potencia disponible del paquete de baterías se define de acuerdo con la resistencia de paquete del paquete de baterías.
  3. 3. El aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de gestión de múltiples paquetes está configurada para: recibir periódicamente un valor de voltaje medido y un valor de corriente medido de cada paquete de baterías desde la primera a la n-ésima unidades de sensor, y determinar la resistencia de paquete de cada paquete de baterías analizando la pluralidad de valores de voltaje medidos y la pluralidad de valores de corriente medidos por medio de análisis de regresión lineal.
  4. 4. El aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de gestión de múltiples paquetes está configurada para calcular la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo usando la siguiente ecuación:
    en donde k es un número entero de 1 a n; n es el número de paquetes de baterías; P<total>es la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; P<paquete,k>es una potencia de paquete de un k-ésimo paquete de baterías; R<paquete,k>es una resistencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías; R<sistema>es una resistencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y mín ( ) es una función que devuelve un valor mínimo entre una pluralidad de variables de entrada.
  5. 5. El aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la unidad de gestión de múltiples paquetes está configurada para calcular la potencia de paquete de cada paquete de baterías usando la siguiente ecuación:
    en donde P<paquete,k>es la potencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías; P<total>es la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; R<sistema>es la resistencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y R<paquete,k>es la resistencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías.
  6. 6. El aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además: una unidad de comunicación (30) interpuesta entre la unidad de gestión de múltiples paquetes y la unidad de gestión de potencia.
  7. 7. El aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el sistema de múltiples paquetes en paralelo se monta en un vehículo accionado eléctricamente, y la unidad de gestión de potencia se incluye en un sistema de control del vehículo accionado eléctricamente.
  8. 8. Un sistema de gestión de batería (100), que comprende el aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 1.
  9. 9. Un mecanismo de accionamiento eléctrico (200), que comprende el aparato para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 1.
  10. 10. Un método para controlar una potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo, que comprende: (a) proporcionar de una primera a una n-ésima unidades de sensor configuradas para medir valores característicos de operación de un primer a un n-ésimo paquetes de baterías que se incluyen en el sistema de múltiples paquetes en paralelo y se conectan entre sí en paralelo; (b) determinar una resistencia de paquete de cada uno del primer al n-ésimo paquetes de baterías basándose en el valor característico de operación de cada paquete de baterías recibido desde la primera a la n-ésima unidades de sensor; (c) determinar un número n de potencias disponibles correspondientes respectivamente a las resistencias de paquete de los paquetes de baterías usando información de correlación predefinida entre la resistencia de paquete y la potencia disponible, y una potencia disponible mínima de los mismos; (d) determinar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo de tal modo que la potencia de paquete de un paquete de baterías que tiene la resistencia de paquete más baja se vuelve idéntica a la potencia mínima disponible; y (e) controlar la carga o descarga del primer al n-ésimo paquetes de baterías para no superar la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo.
  11. 11. El método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la información de correlación es una tabla de consulta de potencia disponible de resistencia de paquete en la que la potencia disponible del paquete de baterías se define de acuerdo con la resistencia de paquete del paquete de baterías.
  12. 12. El método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la etapa (b) incluye: (b1) recibir periódicamente un valor de voltaje medido y un valor de corriente medido de cada paquete de baterías desde la primera a la n-ésima unidades de sensor; y (b2) determinar la resistencia de paquete de cada paquete de baterías analizando la pluralidad de valores de voltaje medidos y la pluralidad de valores de corriente medidos por medio de análisis de regresión lineal.
  13. 13. El método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde, en la etapa (d), la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo se calcula usando la siguiente ecuación:
    en donde k es un número entero de 1 a n; n es el número de paquetes de baterías; P<total>es la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; P<paquete,k>es una potencia de paquete de un k-ésimo paquete de baterías; R<paquete,k>es una resistencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías; R<sistema>es una resistencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y mín ( ) es una función que devuelve un valor mínimo entre una pluralidad de variables de entrada.
  14. 14. El método para controlar la potencia de un sistema de múltiples paquetes en paralelo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde, en la etapa (e), la potencia de paquete de cada paquete de baterías se calcula usando la siguiente ecuación:
    en donde P<paquete,k>es la potencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías; P<total>es la potencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; R<sistema>es la resistencia total del sistema de múltiples paquetes en paralelo; y R<paquete,k>es la resistencia de paquete del k-ésimo paquete de baterías.
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