ES3040614T3 - Battery system and battery pack - Google Patents

Battery system and battery pack

Info

Publication number
ES3040614T3
ES3040614T3 ES21788441T ES21788441T ES3040614T3 ES 3040614 T3 ES3040614 T3 ES 3040614T3 ES 21788441 T ES21788441 T ES 21788441T ES 21788441 T ES21788441 T ES 21788441T ES 3040614 T3 ES3040614 T3 ES 3040614T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
voltage
light
battery
emitting device
resistance
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.)
Active
Application number
ES21788441T
Other languages
English (en)
Inventor
Hong-Kyun Kim
Chang-Hun Sung
Jong-Kwang Shin
Ik-Jae Lee
Je-Chang Ryu
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.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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 LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES3040614T3 publication Critical patent/ES3040614T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3646—Constructional arrangements for indicating electrical conditions or variables, e.g. visual or audible indicators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Se proporcionan un circuito de detección de voltaje, un paquete de baterías y un sistema de baterías. El circuito de detección de voltaje comprende: un primer subcircuito de detección con un elemento emisor de luz conectado eléctricamente a una batería en paralelo; y un segundo subcircuito de detección con un elemento receptor de luz acoplado ópticamente al elemento emisor de luz y aislado eléctricamente del primer subcircuito de detección. El elemento emisor de luz está configurado para generar una señal óptica en respuesta al voltaje entre sus extremos. El segundo subcircuito de detección está configurado para emitir una señal de detección de voltaje que indica el nivel de voltaje entre los extremos de la batería en respuesta a la señal óptica. Cuando el voltaje entre los extremos de la batería es igual a un primer voltaje de referencia, lo que indica un estado de sobrevoltaje de la batería, se aplica un segundo voltaje de referencia, inferior al voltaje crítico del elemento emisor de luz. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de batería y paquete de batería
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a tecnología para detectar tensión de batería.
Antecedentes de la invención
Recientemente, ha habido un rápido aumento en la demanda de productos electrónicos portátiles, tales como ordenadores portátiles, cámaras de vídeo y teléfonos móviles y, con el amplio desarrollo de los vehículos eléctricos, acumuladores para el almacenamiento de energía, robots y satélites, se están realizando muchos estudios sobre baterías de alto rendimiento que se puedan recargar repetidamente.
Actualmente, las baterías disponibles en el mercado incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías de litio y similares y, entre ellas, las baterías de litio presentan un nivel bajo o inexistente de efecto de memoria y, por lo tanto, resultan más llamativas que las baterías de níquel por las ventajas de que se pueden recargar cuando sea conveniente, su tasa de autodescarga es muy baja y su densidad de energía es alta.
Para usar la batería de manera segura y eficiente a largo plazo, es necesario detectar con precisión la tensión de la batería. La tensión a través de la batería se detecta conectando eléctricamente un par de clavijas de entrada de un único tipo de circuito de detección de tensión, tal como AD8452 a un terminal de electrodo positivo y un terminal de electrodo negativo de la batería, respectivamente. Sin embargo, en caso de que se produzca un fallo en el circuito de detección de tensión o un componente conectado al circuito de detección de tensión, es difícil detectar adecuadamente la tensión de la batería.
El documento US2013/033793 se refiere a un sistema de batería que incluye: primer y segundo bloques de batería conectados en paralelo, incluyendo cada uno una pluralidad de baterías conectadas en serie; detectando un detector de estado de batería tensiones de las baterías en cualquiera de los segundos bloques de batería. El número de baterías en el segundo bloque de batería es menor que el del primer bloque de batería. El detector de estado de batería se instala integrado con el segundo bloque de batería.
El documento JP H10312829 A divulga un aparato de supervisión de tensión de batería para conjuntos de unidades de batería que tienen resistores y diodos dispuestos en serie.
Explicación de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver el problema descrito anteriormente y, por lo tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un circuito de detección de tensión para detectar una tensión a través de una batería sola o junto con otro circuito de detección de tensión y un paquete de batería que comprende el circuito de detección de tensión.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación se entenderán por la siguiente descripción y serán evidentes a partir de las realizaciones de la presente divulgación. De manera adicional, se entenderá fácilmente que los objetos y ventajas de la presente divulgación pueden realizarse por los medios expuestos en las reivindicaciones adjuntas y una combinación de los mismos.
Solución técnica
Un sistema de batería de acuerdo con la invención de la reivindicación 1 se proporciona en un primer aspecto. El dispositivo de recepción de luz puede incluir al menos uno de un fotorresistor o un fototransistor.
Una resistencia del dispositivo de emisión de luz cuando se aplica la segunda tensión de referencia a través del dispositivo de emisión de luz es mayor que una resistencia del dispositivo de emisión de luz cuando se aplica la tensión umbral a través del dispositivo de emisión de luz.
Cuando se aplica la primera tensión de referencia a través del primer subcircuito de detección, se puede aplicar una tercera tensión de referencia que es menor que la primera tensión de referencia a través de la cadena de diodos. Cuando se aplica la primera tensión de referencia a través del primer subcircuito de detección, una primera relación entre la segunda tensión de referencia y la resistencia del dispositivo de emisión de luz puede ser igual a una segunda relación entre la tercera tensión de referencia y una resistencia de la cadena de diodos.
Cuando se aplica la primera tensión de referencia a través del primer subcircuito de detección, una resistencia paralela total entre una resistencia equivalente de un circuito vecino conectado eléctricamente en paralelo a la batería y una resistencia del primer subcircuito de detección puede ser igual o mayor que una relación predeterminada de la resistencia equivalente.
Un paquete de batería de acuerdo con la reivindicación 6 se proporciona en otro aspecto de la presente divulgación.
Efectos ventajosos
El circuito de detección de tensión de acuerdo con al menos una de las realizaciones de la presente divulgación incluye el primer subcircuito de detección conectado eléctricamente en paralelo a dos terminales de la batería y el segundo subcircuito de detección acoplado ópticamente al primer subcircuito de detección, para detectar indirectamente la tensión a través de la batería sola o en combinación con otro circuito de detección de tensión.
De manera adicional, el circuito de detección de tensión de acuerdo con al menos una de las realizaciones de la presente divulgación puede detectar la tensión de la batería usando las características de tensión-corriente-resistencia en el intervalo de tensión subumbral del dispositivo de emisión de luz incluido en el circuito de detección de tensión. Por consiguiente, cuando la tensión de la batería está en un intervalo normal predeterminado, la resistencia del primer subcircuito de detección es igual a o mayor que una resistencia predeterminada, reduciendo así la influencia en la operación de detección de tensión de batería de otro circuito de detección.
Los efectos de la presente divulgación no se limitan a los efectos mencionados anteriormente y los expertos en la técnica entenderán claramente estos y otros efectos a partir de las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la descripción detallada de la presente divulgación que se describe a continuación, sirven para proporcionar un mejor entendimiento de los aspectos técnicos de la presente divulgación y, de este modo, no se debe interpretar que la presente divulgación está limitada a los dibujos.
La FIG. 1 es un diagrama que muestra a modo de ejemplo un sistema de batería de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 2 es un diagrama que muestra a modo de ejemplo una configuración de un circuito de detección de tensión de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La FIG. 3 es un gráfico que muestra a modo de ejemplo las características de relación tensión-corriente de un dispositivo de emisión de luz de la FIG. 2.
La FIG. 4 es un gráfico que muestra a modo de ejemplo las características de relación tensión-resistencia de un dispositivo de emisión de luz de la FIG. 2.
La FIG. 5 es un gráfico que muestra a modo de ejemplo las características de relación tensión-corriente de una cadena de diodos de la FIG. 2.
La FIG. 6 es un gráfico que muestra a modo de ejemplo las características de relación tensión-resistencia de una cadena de diodos de la FIG. 2.
Realización preferente de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, se describirán las realizaciones preferidas de la presente divulgación en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, se debería entender que no se debe interpretar que los términos o las palabras usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas están limitados a significados generales y de diccionario, sino que deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación considerando que el inventor puede definir los términos apropiadamente para una mejor explicación.
Por lo tanto, las realizaciones descritas en el presente documento y las ilustraciones mostradas en los dibujos son únicamente una realización más preferida de la presente divulgación, pero no pretenden describir exhaustivamente los aspectos técnicos de la presente divulgación, por lo que debe entenderse que, en el momento en que se presentó la solicitud, podrían haberse hecho en la misma diversas modificaciones y otras realizaciones equivalentes.
Los términos que incluyen un número ordinal, tales como "primero/a", "segundo/a" y similares, se usan para distinguir un elemento de otro de entre diversos elementos, pero sin pretender limitar los elementos por los términos.
A menos que el contexto indique claramente lo contrario, se entenderá que el término "comprende", cuando se usa en esta memoria descriptiva, especifica la presencia de elementos mencionados, pero no excluye la presencia o adición de uno u otros más elementos.
De manera adicional, a lo largo de la memoria descriptiva, se entenderá, además, que, cuando se hace referencia a un elemento como que está "conectado a" otro elemento, puede estar conectado directamente al otro elemento o pueden estar presentes elementos intervinientes.
La FIG. 1 es un diagrama que muestra a modo de ejemplo un sistema de batería 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la FIG. 1, el sistema de batería 10 incluye un paquete de batería 20 y un dispositivo de control de carga/descarga 30. El sistema de batería 10 se refiere a un dispositivo eléctrico en el que se monta el paquete de batería 20, tal como, por ejemplo, un vehículo eléctrico o un sistema de almacenamiento de energía.
El paquete de batería 20 incluye una batería B y un dispositivo de detección 40. La batería B incluye al menos una celda unitaria recargable. Cuando la batería B incluye al menos dos celdas unitarias, están conectadas eléctricamente en serie o en paralelo.
El dispositivo de detección 40 se proporciona para detectar individualmente la corriente, temperatura y tensión de la batería B. El dispositivo de detección 40 puede incluir un circuito de detección de corriente 50, un circuito de detección de temperatura 60 y un circuito de detección de tensión 70.
El circuito de detección de corriente 50 se proporciona para conectarse eléctricamente a una trayectoria de carga/descarga de la batería B. El circuito de detección de corriente 50 está configurado para generar una señal que indica la magnitud y dirección de la corriente que fluye a través de la batería B. Por ejemplo, se puede usar un resistor de derivación y/o un dispositivo de efecto Hall como el circuito de detección de corriente 50.
El circuito de detección de temperatura 60 se posiciona dentro de una distancia predeterminada de la batería B y se configura para generar una señal que indica la temperatura de la batería B. Por ejemplo, se puede usar un termistor de coeficiente de temperatura negativo (NTC) como circuito de detección de temperatura 60.
El circuito de detección de tensión 70 está conectado eléctricamente en paralelo a la batería B a través del terminal de electrodo positivo y el terminal de electrodo negativo de la batería B. El circuito de detección de tensión 70 está configurado para una señal que indica la tensión (en lo sucesivo en el presente documento denominada "tensión de la batería') a través de la batería B. La configuración detallada del circuito de detección de tensión 70 se describirá con referencia a la FIG. 2 como a continuación.
El dispositivo de detección 40 puede incluir, además, un circuito de detección de tensión adicional 80. De la misma manera que el circuito de detección de tensión 70, el circuito de detección de tensión 80 está conectado eléctricamente en paralelo a la batería B y detecta la tensión de la batería B. El circuito de detección de tensión 70 puede ser un extremo frontal analógico, tal como AD8452. Cuando el dispositivo de detección 40 está provisto del circuito de detección de tensión 70 y el circuito de detección de tensión 80, los dos circuitos de detección de tensión 70, 80 son complementarios entre sí.
El dispositivo de detección 40 transmite una señal de detección de cada una de las corrientes, temperatura y tensión detectadas de la batería B al dispositivo de control de carga/descarga 30. El dispositivo de control de carga/descarga 30 se proporciona para controlar la carga/descarga de la batería B basándose en la señal de detección del dispositivo de detección 40. El dispositivo de control de carga/descarga 30 puede incluir al menos uno de un controlador, un relé, un convertidor CC-CC o un convertidor CC-CA. Por ejemplo, cuando la señal de detección indica un estado anormal (por ejemplo, sobretensión) de la batería B, el controlador del dispositivo de control de carga/descarga 30 puede detener la carga/descarga de la batería B apagando al menos uno del relé, el convertidor CC-CC o el convertidor CC-CA.
La FIG. 2 es un diagrama que muestra a modo de ejemplo la configuración del circuito de detección de tensión 70 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Para ayudar a entender, la FIG. 2 solo muestra la batería B y el circuito de detección de tensión 70.
Haciendo referencia a las FIGS. 1 y 2, el circuito de detección de tensión 70 incluye un primer subcircuito de detección 110 y un segundo subcircuito de detección 120.
El primer subcircuito de detección 110 está conectado eléctricamente en paralelo a la batería B. El primer subcircuito de detección 110 incluye un dispositivo de emisión de luz 111. El dispositivo de emisión de luz 111 se refiere colectivamente a cualquier dispositivo que cambia en la intensidad de la luz emitida desde el dispositivo de emisión de luz 111 de acuerdo con el nivel de tensión a través del dispositivo de emisión de luz 111, tal como, por ejemplo, un diodo de emisión de luz (LED). El dispositivo de emisión de luz 111 está configurado para generar una señal óptica en respuesta a la tensión aplicada a través del dispositivo de emisión de luz 111 por la batería B. La intensidad de luz de la señal óptica tiene una relación de correspondencia única con la tensión directa del dispositivo de emisión de luz 111.
El primer subcircuito de detección 110 incluye, además, una cadena de diodos 112. En este caso, se puede decir que el primer subcircuito de detección 110 es un circuito en serie del dispositivo de emisión de luz 111 y la cadena de diodos 112. La cadena de diodos 112 está conectada eléctricamente en serie al dispositivo de emisión de luz 111. La cadena de diodos 112 incluye un único diodo D o al menos dos diodos D conectados eléctricamente en serie. El dispositivo de emisión de luz 111 y cada diodo D están conectados eléctricamente en una dirección en la que la tensión de la batería B se aplica en la dirección directa.
Supóngase que Vbat es la tensión de la batería B, V1 es la tensión del dispositivo de emisión de luz 111 y V2 es la tensión de la cadena de diodos 112. Vbat > V1 , Vbat > V2 y puede simplificarse como Vbat = V1 V2. Por consiguiente, cuando la tensión de la batería B es igual a una primera tensión de referencia (por ejemplo, 4,2 V) que indica un estado de sobretensión de la batería B, una segunda tensión de referencia (por ejemplo, 1,674 V) que es menor que la primera tensión de referencia se aplica a través del dispositivo de emisión de luz 111 y una tercera tensión de referencia que es menor que la primera tensión de referencia se aplica a través de la cadena de diodos 112. La segunda tensión de referencia (véase Vr2 de la FIG. 3) es menor que una tensión umbral (véase Vth1 de la FIG. 3) del dispositivo de emisión de luz 111. La tensión umbral del dispositivo de emisión de luz 111 indica una caída de tensión directa del dispositivo de emisión de luz 111 cuando un nivel predeterminado de corriente eléctrica en la dirección directa fluye a través del dispositivo de emisión de luz 111. Un intervalo de tensión que es igual a o más que la tensión umbral del dispositivo de emisión de luz 111 puede denominarse como 'intervalo de tensión umbral principal' y un intervalo de tensión que es menos que la tensión umbral del dispositivo de emisión de luz 111 puede denominarse como 'intervalo de tensión subumbral'. El intervalo de tensión subumbral es un intervalo que usa una microcorriente (por ejemplo, en el nivel de unos pocos microamperios), por lo que es factible una baja potencia.
El segundo subcircuito de detección 120 está configurado para emitir una señal de detección de tensión que indica el nivel de tensión a través de la batería B en respuesta a la señal óptica del primer subcircuito de detección 110.
El segundo subcircuito de detección 120 incluye un dispositivo de recepción de luz 121. El dispositivo de recepción de luz 121 está ópticamente acoplado al dispositivo de emisión de luz 111. El dispositivo de recepción de luz 121 se refiere colectivamente a cualquier dispositivo que cambia en su resistencia por la intensidad de la luz transmitida al dispositivo de recepción de luz 121. Por ejemplo, se puede usar una fotorresistor y un fototransistor como el dispositivo de recepción de luz 121.
El segundo subcircuito de detección 120 puede incluir, además, un resistor 122 y un convertidor analógico-digital 123. El resistor 122 está conectada eléctricamente en serie al dispositivo de recepción de luz 121 entre una fuente de tensión Vcc y la tierra. El resistor 122 tiene una resistencia única. Un circuito en serie del dispositivo de recepción de luz 121 y el resistor 122 pueden actuar como un divisor de tensión para dividir la tensión constante de la fuente de tensión Vcc.
Una clavija de entrada de señal del convertidor analógico-digital 123 está conectada eléctricamente a un nodo de conexión entre el dispositivo de recepción de luz 121 y el resistor 122. El convertidor analógico-digital 123 convierte la tensión a través del resistor 122 como una entrada analógica en una salida digital como la señal de detección de tensión. Como se ha descrito anteriormente, la intensidad de luz de la señal óptica emitida por el dispositivo de emisión de luz 111 cambia dependiendo de la tensión del dispositivo de emisión de luz 111 y el dispositivo de recepción de luz 121 cambia en su resistencia en respuesta a la intensidad de la luz transmitida al dispositivo de recepción de luz 121. Dado que la entrada analógica cambia dependiendo de la resistencia del dispositivo de recepción de luz 121, la salida digital indica el nivel de tensión de la batería B.
La FIG. 3 es un gráfico que muestra a modo de ejemplo las características de relación tensión-corriente del dispositivo de emisión de luz 111 de la FIG. 2 y la FIG. 4 es un gráfico que muestra a modo de ejemplo las características de relación tensión-resistencia del dispositivo de emisión de luz 111 de la FIG. 2.
Haciendo referencia a las FIGS. 2 a 4, se puede ver que la corriente del dispositivo de emisión de luz 111 aumenta muy rápidamente desde el momento en que la tensión V1 del dispositivo de emisión de luz 111 supera la tensión umbral Vth1. Adicionalmente, la resistencia del dispositivo de emisión de luz 111 disminuye muy rápidamente desde el momento en que la tensión V1 del dispositivo de emisión de luz 111 supera la tensión umbral Vth1.
La resistencia del dispositivo de emisión de luz 111 cuando la segunda tensión de referencia Vr2 se aplica a través del dispositivo de emisión de luz 111 puede ser mayor que la resistencia del dispositivo de emisión de luz 111 cuando la tensión umbral Vth1 se aplica a través del dispositivo de emisión de luz 111.
La FIG. 5 es un gráfico que muestra a modo de ejemplo las características de relación tensión-corriente de la cadena de diodos 112 de la FIG. 2 y la FIG. 6 es un gráfico que muestra a modo de ejemplo las características de relación tensión-resistencia de la cadena de diodos 112 de la FIG. 2.
Haciendo referencia a las FIGS. 2, 5 y 6, se puede ver que la corriente de la cadena de diodos 112 aumenta muy rápidamente desde el momento en que la tensión V2 de la cadena de diodos 112 supera la tensión umbral VTH2.
Adicionalmente, la resistencia de la cadena de diodos 112 disminuye muy rápidamente desde el momento en que la tensión V1 de la cadena de diodos 112 supera la tensión umbral Vth2. La tensión umbral Vth2 de la cadena de diodos 112 indica una caída de tensión directa de la cadena de diodos 112 cuando un nivel predeterminado de corriente eléctrica en la dirección directa fluye a través de la cadena de diodos 112.
La resistencia de la cadena de diodos 112 cuando la tercera tensión de referencia Vr3 se aplica a través de la cadena de diodos 112 puede ser mayor que la resistencia de la cadena de diodos 112 cuando la tensión umbral Vth2 de la cadena de diodos 112 se aplica a través de la cadena de diodos 112.
Cuando la tensión de la batería B es igual a o menor que la primera tensión de referencia, la corriente directa que fluye a través del dispositivo de emisión de luz 111 y la corriente directa que fluye a través de la cadena de diodos 112 son iguales. Por ejemplo, cuando se aplica la primera tensión de referencia a través del primer subcircuito de detección 110, una primera relación entre la segunda tensión de referencia y la resistencia del dispositivo de emisión de luz 111 es igual a una segunda relación entre la tercera tensión de referencia y la resistencia de la cadena de diodos 112.
Al mismo tiempo, cuando el circuito de detección de tensión 80 como circuito vecino está conectado eléctricamente en paralelo a la batería B, puede producirse un error en el circuito de detección de tensión 80 debido a las características de tensión-corriente-resistencia del circuito de detección de tensión 70. La razón es porque el circuito de detección de tensión 80 tiene una resistencia equivalente única y la resistencia del primer subcircuito de detección 110 cambia dependiendo de la tensión de la batería B. Haciendo referencia a las FIGS. 4 y 6, se puede ver que a medida que aumenta la tensión del dispositivo de emisión de luz 111, la resistencia del dispositivo de emisión de luz 111 disminuye y, a medida que aumenta la tensión de la cadena de diodos 112, la resistencia de la cadena de diodos 112 disminuye.
Supóngase que la tensión de la batería B es igual a o menor que la primera tensión de referencia. La resistencia del dispositivo de emisión de luz 111 puede ser mínima cuando la tensión del dispositivo de emisión de luz 111 es la segunda tensión de referencia y la resistencia de la cadena de diodos 112 puede ser mínima cuando la tensión de la cadena de diodos 112 es la tercera tensión de referencia. Por consiguiente, la resistencia del primer subcircuito de detección 110, que es la suma de la resistencia del dispositivo de emisión de luz 111 y la resistencia de la cadena de diodos 112, puede ser mínima cuando la tensión de la batería B es la primera tensión de referencia.
De acuerdo con el principio de una combinación paralela de resistores, ya que la resistencia del primer subcircuito de detección 110 es menor, la influencia en la resistencia equivalente del circuito vecino es mayor. Por consiguiente, es necesario hacer que la resistencia paralela total entre la resistencia equivalente del circuito vecino y la resistencia del primer subcircuito de detección 110 sea igual a o mayor que una relación predeterminada (por ejemplo, 98 %) de la resistencia equivalente del circuito vecino cuando se minimiza la resistencia del primer subcircuito de detección 110. En el presente documento, la relación predeterminada es para asegurar la precisión del resultado de detección de tensión por el circuito de detección de tensión 80 y puede preestablecerse basándose en el desplazamiento de detección de tensión del circuito de detección de tensión 80.
Las realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente en el presente documento no se implementan solo a través del aparato y el método y pueden implementarse a través de programas que realizan las funciones correspondientes a las configuraciones de las realizaciones de la presente divulgación o medios de grabación que tienen los programas grabados en ellos y tal implementación pueden lograrla fácilmente los expertos en la técnica a partir de la divulgación de las realizaciones descritas anteriormente.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de batería (10) que comprende un circuito de detección de tensión (70) y una batería (B), comprendiendo el circuito de detección de tensión (70):
un primer subcircuito de detección (110) que incluye un dispositivo de emisión de luz (111) conectado eléctricamente en paralelo a la batería (B) y una cadena de diodos (112), que incluye al menos un diodo, conectada eléctricamente en serie al dispositivo de emisión de luz de manera que la tensión de la batería (B) se aplica en una dirección directa a la cadena de diodos (112); y
un segundo subcircuito de detección (120) que incluye un dispositivo de recepción de luz (121) acoplado ópticamente al dispositivo de emisión de luz (111) y aislado eléctricamente del primer subcircuito de detección (110),
en donde el dispositivo de emisión de luz (111) está configurado para generar una señal óptica en respuesta a una tensión a través del dispositivo de emisión de luz (111), en donde la intensidad de luz de la señal óptica tiene una relación de correspondencia única con la tensión directa del dispositivo de emisión de luz (111),
el segundo subcircuito de detección (120) está configurado para emitir una señal de detección de tensión que indica un nivel de tensión a través de la batería (B) en respuesta a la señal óptica,
cuando la tensión a través de la batería (B) es igual a una primera tensión de referencia que indica un estado de sobretensión de la batería (B), se aplica una segunda tensión de referencia que es menor que la primera tensión de referencia a través del dispositivo de emisión de luz (111) y
estando configurado el circuito de detección de tensión (70) de manera que la segunda tensión de referencia es menor que una tensión umbral del dispositivo de emisión de luz (111),
en donde la tensión umbral del dispositivo de emisión de luz (111) indica una caída de tensión directa del dispositivo de emisión de luz (111) cuando un nivel predeterminado de corriente eléctrica en la dirección directa fluye a través del dispositivo de emisión de luz (111) y
en donde una resistencia del dispositivo de emisión de luz (111) cuando se aplica la segunda tensión de referencia a través del dispositivo de emisión de luz (111) es mayor que una resistencia del dispositivo de emisión de luz cuando se aplica la tensión umbral a través del dispositivo de emisión de luz (111),
en donde el segundo subcircuito de detección (120) incluye, además:
un resistor (122) conectado eléctricamente en serie al dispositivo de recepción de luz (121) entre una fuente de tensión (V<cc>) y una tierra, en donde el dispositivo de recepción de luz (121) cambia en su resistencia en respuesta a la intensidad de luz; y
un convertidor analógico-digital (123) configurado para generar la señal de detección de tensión a partir de una tensión a través del resistor (122).
2. El sistema de batería (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el dispositivo de recepción de luz (12) incluye al menos uno de un fotorresistor o un fototransistor.
3. El sistema de batería (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde, cuando se aplica la primera tensión de referencia a través del primer subcircuito de detección, se aplica una tercera tensión de referencia que es menor que la primera tensión de referencia a través de la cadena de diodos (112).
4. El sistema de batería (10) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde cuando la primera tensión de referencia se aplica a través del primer subcircuito de detección (110), una primera relación entre la segunda tensión de referencia y la resistencia del dispositivo de emisión de luz (111) es igual a una segunda relación entre la tercera tensión de referencia y una resistencia de la cadena de diodos (112).
5. El sistema de batería (10) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde cuando la primera tensión de referencia se aplica a través del primer subcircuito de detección (110), una resistencia paralela total entre una resistencia equivalente de un circuito vecino conectado eléctricamente en paralelo a la batería (B) y una resistencia del primer subcircuito de detección (110) es igual a o mayor que una relación predeterminada de la resistencia equivalente.
6. Un paquete de batería (20) que comprende el sistema de batería (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
ES21788441T 2020-04-16 2021-04-13 Battery system and battery pack Active ES3040614T3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200046094A KR102736344B1 (ko) 2020-04-16 2020-04-16 전압 센싱 회로, 배터리 팩 및 배터리 시스템
PCT/KR2021/004678 WO2021210904A1 (ko) 2020-04-16 2021-04-13 전압 센싱 회로, 배터리 팩 및 배터리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES3040614T3 true ES3040614T3 (en) 2025-11-03

Family

ID=78084780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES21788441T Active ES3040614T3 (en) 2020-04-16 2021-04-13 Battery system and battery pack

Country Status (8)

Country Link
US (1) US12038481B2 (es)
EP (1) EP4040175B1 (es)
JP (1) JP7343695B2 (es)
KR (1) KR102736344B1 (es)
CN (1) CN114402209B (es)
ES (1) ES3040614T3 (es)
HU (1) HUE072923T2 (es)
WO (1) WO2021210904A1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102707677B1 (ko) * 2021-12-27 2024-09-19 한국기계연구원 전압 측정 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4229275A (en) * 1979-07-09 1980-10-21 Uop Inc. Solid electrolyte oxygen sensor and method of making same
JPS57170067U (es) * 1981-04-20 1982-10-26
JPH09129272A (ja) * 1995-10-27 1997-05-16 Nissan Motor Co Ltd バッテリ状態監視装置および同監視方法
JP3366841B2 (ja) 1997-03-11 2003-01-14 株式会社日本自動車部品総合研究所 バッテリ電圧監視装置
JP3545585B2 (ja) 1998-01-19 2004-07-21 矢崎総業株式会社 温度電圧検出ユニット
US6833913B1 (en) 2002-02-26 2004-12-21 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for optically inspecting a sample for anomalies
KR100778670B1 (ko) 2006-08-25 2007-11-22 (주)갑진 전원 공급 장치의 전압 감지 에러 보호 회로
JP4643549B2 (ja) * 2006-12-05 2011-03-02 プライムアースＥｖエナジー株式会社 組電池の電圧測定装置
CN101226212A (zh) * 2008-02-02 2008-07-23 华为技术有限公司 电压检测电路
KR101329888B1 (ko) * 2009-02-05 2013-11-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩의 보호 회로 및 이를 구비하는 배터리 팩
DE102010040031B4 (de) * 2010-08-31 2019-01-03 Continental Automotive Gmbh Überwachung der Spannung einer Zelle eines Batterie-Energiespeichers auf ein Über- und/oder Unterschreiten einer Referenzspannung
DE102010041049A1 (de) * 2010-09-20 2012-03-22 Sb Limotive Company Ltd. Batteriesystem und Verfahren zur Bestimmung von Batteriemodulspannungen
KR20120127802A (ko) * 2011-05-16 2012-11-26 현대모비스 주식회사 배터리 팩의 전압 센싱 회로 및 방법
JP5386556B2 (ja) * 2011-08-03 2014-01-15 株式会社日立製作所 蓄電池システム
KR101253229B1 (ko) 2012-11-05 2013-04-16 김병학 Tvs/배리스터 단락감지 및 통신용 서지보호장치
KR101457986B1 (ko) 2013-08-09 2014-11-10 주식회사 아이티엠반도체 배터리팩 과충전 방지회로
KR20160071207A (ko) 2014-12-11 2016-06-21 현대오트론 주식회사 배터리 셀의 과충전 보호 장치 및 방법
KR20160088097A (ko) 2015-01-15 2016-07-25 주식회사 그래핀올 산화 그래핀의 정제방법
US9977083B2 (en) * 2016-05-17 2018-05-22 Ford Global Technologies, Llc Switched high-voltage sampling circuit for electric vehicles
KR101964113B1 (ko) 2017-06-15 2019-04-01 주식회사 나라바이오 앰플 자동 컷팅 장치
EP3489297B1 (en) 2017-11-28 2021-08-04 Borealis AG Polymer composition with improved paint adhesion
KR101942433B1 (ko) * 2018-06-25 2019-01-29 주식회사 에이엘테크 발광형 표지 장치 및 이를 포함하는 저전력 예측진단 양방향 적응제어시스템
KR102259415B1 (ko) * 2018-08-29 2021-06-01 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치, 배터리 관리 방법, 배터리 팩 및 전기 차량
JP7319179B2 (ja) 2019-11-27 2023-08-01 ニチコン株式会社 パワーコンディショナに接続して使用される蓄電ユニット

Also Published As

Publication number Publication date
EP4040175A4 (en) 2023-02-08
US20220365141A1 (en) 2022-11-17
HUE072923T2 (hu) 2025-12-28
KR102736344B1 (ko) 2024-11-28
EP4040175B1 (en) 2025-08-20
EP4040175A1 (en) 2022-08-10
JP2022549072A (ja) 2022-11-24
JP7343695B2 (ja) 2023-09-12
CN114402209B (zh) 2025-09-05
US12038481B2 (en) 2024-07-16
CN114402209A (zh) 2022-04-26
WO2021210904A1 (ko) 2021-10-21
KR20210128194A (ko) 2021-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2994094T3 (en) Balancing apparatus, and battery management system and battery pack including the same
ES2927965T3 (es) Aparato, sistema de batería y método para controlar batería principal y batería secundaria
KR102192188B1 (ko) 과충전 방지 장치 및 방법
KR102051968B1 (ko) 전지 보호 회로와 전지 보호 장치 및 전지 팩
KR102736278B1 (ko) 전기기계식 회로 차단기 및 배터리 하우징
TWI688182B (zh) 電池組、電池系統及放電方法
ES3002907T3 (en) Apparatus and method for detecting defect of battery pack
ES3013691T3 (en) Parallel battery relay diagnosis device and method
ES3055025T3 (en) Battery control device, battery system, power supply system, and battery control method
ES3060244T3 (en) Busbar diagnosis device, battery pack, energy storage system, and busbar diagnosis method
USRE50397E1 (en) Battery pack
ES2970810T3 (es) Aparato de gestión de batería
KR102284481B1 (ko) 배터리 팩
ES3053211T3 (en) Device and method for checking whether contactor provided in ess is welded
KR20150088239A (ko) 배터리 충전 관리 회로
ES3040614T3 (en) Battery system and battery pack
EP3499678A1 (en) Battery pack
ES3059035T3 (en) Insulation resistance measurement device
KR102332335B1 (ko) 배터리 팩
KR102035680B1 (ko) 배터리의 연결 확인 장치 및 방법
KR20130123981A (ko) 센싱 어셈블리의 과전류 차단을 위한 마운팅 된 일체형 퓨즈가 포함된 배터리 팩 시스템
KR102268681B1 (ko) 과전압 방지 장치 및 방법
JP5106084B2 (ja) 組電池の蓄積電力量均等化装置
KR102126934B1 (ko) 배터리 셀 밸런스 장치
KR20130025931A (ko) 배터리 팩 및 이의 제어 방법