ES3049602T3 - Cell management controller, battery management controller, and battery management system - Google Patents

Cell management controller, battery management controller, and battery management system

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ES3049602T3 ES19893934T ES19893934T ES3049602T3 ES 3049602 T3 ES3049602 T3 ES 3049602T3 ES 19893934 T ES19893934 T ES 19893934T ES 19893934 T ES19893934 T ES 19893934T ES 3049602 T3 ES3049602 T3 ES 3049602T3
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Abstract

La presente invención comprende un controlador de gestión de celdas que comprende: una primera antena capaz de comunicarse con un dispositivo externo mediante una primera frecuencia; una segunda antena capaz de recibir una señal de una segunda frecuencia del dispositivo externo; una unidad generadora de voltaje para generar un voltaje a partir de la señal de la segunda frecuencia recibida de la segunda antena; una unidad de accionamiento para recibir, como señal de habilitación, una señal basada en el voltaje generado por la unidad generadora de voltaje; y una unidad de medición de parámetros de celda para medir un parámetro que indica el estado de una celda de batería a partir de una señal de control de la unidad de accionamiento, donde la unidad de accionamiento pasa de un estado de espera a un estado de activación a partir de la señal de habilitación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Controlador de gestión de celda, controlador de gestión de batería, y sistema de gestión de batería
[0003] [Campo técnico]
[0004] La presente invención se refiere a un controlador de gestión de celda, a un controlador de gestión de batería, y a un sistema de gestión de batería para monitorizar un estado de una batería basándose en una celda de batería.
[0005] [Antecedentes de la técnica]
[0006] Recientemente, se han realizado activamente investigación y desarrollo de baterías secundarias. En este caso, las baterías secundarias son baterías que pueden cargarse y descargarse, e incluyen baterías de Ni/Cd y baterías de Ni/MH convencionales, y las recientes baterías de iones de litio. Entre las baterías secundarias, la batería de iones de litio tiene la ventaja de que la densidad de energía es mucho mayor que la de la batería de Ni/Cd y la batería de Ni/MH convencionales. Además, la batería de iones de litio puede fabricarse con una tendencia de un tamaño pequeño y un peso ligero de modo que se usa como fuente de alimentación para un aparato móvil. Además, la gama de uso de la batería de iones de litio se extiende como fuente de alimentación para vehículos eléctricos, de modo que la batería de iones de litio atrae la atención como medio de almacenamiento de energía de nueva generación. Las baterías secundarias se usan generalmente en sistemas de baterías que consisten en una pluralidad de bloques de baterías. Los bloques de baterías que constituyen el sistema de baterías están configurados como una pluralidad de módulos de batería que están conectados en serie o en paralelo, y cada módulo de batería puede incluir una pluralidad de celdas de batería. El estado y el funcionamiento de un sistema de baterías de este tipo se gestionan y controlan por un sistema de gestión de batería (BMS). El BMS incluye un controlador de gestión de batería (BMC) correspondiente a un maestro y una pluralidad de controladores de gestión de celda (CMC) para controlar una pluralidad de bloques de baterías respectivamente. Entonces, el estado de cada módulo de batería incluido en el bloque de baterías y cada celda de batería incluida en el mismo se monitoriza por el CMC correspondiente y se recopila por el BMC, de manera que el sistema de baterías se monitoriza por el BMS.
[0007] Por tanto, para que el BMS determine con precisión el estado de las celdas de batería, es necesario hacer funcionar el BMC y los CMC de manera eficiente.
[0008] El documento EP 3098895 A1, considerado el documento de la técnica anterior más cercano, describe un sistema para controlar los suministros de potencia en un dispositivo que incluye baterías mediante señales inalámbricas, que se dice que tiene alta fiabilidad. El sistema incluye las baterías, un dispositivo de control de suministro de potencia al que se le suministra potencia desde las baterías, y un controlador para realizar comunicación inalámbrica con el dispositivo de control de suministro de potencia. El dispositivo de control de suministro de potencia incluye una unidad de arranque para recibir una señal de arranque inalámbrica transmitida desde el controlador y controlar el suministro de potencia desde las baterías hasta el dispositivo de control de suministro de potencia, y una unidad de comunicación para realizar comunicación inalámbrica con el controlador. Mientras la unidad de arranque está recibiendo la señal de arranque inalámbrica, la unidad de comunicación realiza comunicación inalámbrica.
[0009] El documento US 2016/0294019 A1 describe un sistema de baterías que incluye: un grupo de celdas de batería compuesto por una o más celdas de batería; un dispositivo de gestión de celda de batería que se proporciona correspondiente a cada grupo de celdas de batería y adquiere un resultado de medición relativo a un estado de carga de cada celda de batería del grupo de celdas de batería; y un dispositivo de gestión de bloque de baterías que realiza comunicación por radio con el dispositivo de gestión de celda de batería. En la comunicación por radio, pueden usarse una pluralidad de radiofrecuencias.
[0010] El documento US 2010/0176202 A1 describe que, cuando se realiza comunicación por radio con un lector/escritor, se inicia el suministro de una fuente de alimentación desde una batería cuando un circuito de determinación de nivel determina que el nivel de señal de una señal de recepción recibida por una antena de un portador de datos sin contacto es igual a o mayor que una amplitud predeterminada y un circuito de temporizador determina que el estado en el que la amplitud es igual a o mayor que el valor predeterminado ha continuado durante un periodo predeterminado o más, y además, se detiene el suministro de la fuente de alimentación desde la batería cuando el circuito de determinación de nivel determina que el nivel de señal de la señal de recepción es menor que la amplitud predeterminada y el circuito de temporizador determina que el estado en el que la amplitud es menor que el valor predeterminado ha continuado durante un periodo predeterminado o más, garantizando de ese modo la fiabilidad de comunicación que no provoca ningún problema en el uso práctico del portador de datos sin contacto, e impidiendo la disipación insignificante de la batería.
[0011] [Sumario de la invención]
[0012] [Problema técnico]
[0013] Un objeto de la presente invención es permitir una comunicación eficiente del CMC con el BMC sin reactivarse periódicamente cuando el BMC y el CMC se comunican de manera inalámbrica, en sistemas de gestión de batería convencionales.
[0014] Un objeto de la presente invención también es proporcionar una trayectoria segura para entregar el estado de fallo del módulo de batería monitorizado por el CMC.
[0015] [Solución técnica]
[0016] Un controlador de gestión de celda según una realización de la presente invención incluye: una primera antena configurada para transmitir una primera señal de una primera frecuencia a un dispositivo externo; una segunda antena configurada para recibir una segunda señal de una segunda frecuencia desde el dispositivo externo; una unidad de generación de tensión configurada para generar una tensión basándose en la segunda señal de la segunda frecuencia recibida en la segunda antena; una unidad de accionamiento configurada para recibir una señal de habilitación basándose en una tensión generada por la unidad de generación de tensión; y una unidad de medición de parámetros de celda configurada para medir un parámetro que indica un estado de una celda de batería basándose en una señal de control procedente de la unidad de accionamiento, en el que la unidad de accionamiento está configurada para pasar de un estado de reposo a un estado de reactivación basándose en la señal de habilitación, en el que la segunda señal tiene una mayor densidad de energía que la primera señal, y en el que la segunda señal no incluye datos y no está modulada.
[0017] En esta realización, la primera frecuencia y la segunda frecuencia pueden ser frecuencias diferentes o pueden ser la misma frecuencia.
[0018] En esta realización, la señal de la segunda frecuencia puede ser una señal de CW.
[0019] En esta realización, el controlador de gestión de celda puede incluir además un circuito de adaptación de impedancia configurado para adaptar una impedancia para recibir la segunda señal en la segunda antena.
[0020] En esta realización, el controlador de gestión de celda puede incluir además un circuito de descarga configurado para descargar una energía acumulada en la unidad de generación de tensión.
[0021] En esta realización, la unidad de accionamiento puede estar configurada para determinar si la celda de batería es anómala basándose en un valor de parámetro de la celda de batería recibido desde la unidad de medición de parámetros de celda, y cuando se determina que se produce una anomalía en la celda de batería, transmitir una señal de fallo que indica un estado anómalo de la celda de batería al dispositivo externo a una tercera frecuencia. En esta realización, la primera frecuencia y la tercera frecuencia pueden ser frecuencias diferentes o pueden ser la misma frecuencia.
[0022] En esta realización, la señal de fallo puede tener una mayor densidad de energía que la primera señal.
[0023] En esta realización, la señal de la tercera frecuencia puede ser una señal de CW.
[0024] En esta realización, la primera antena puede estar configurada para transmitir la señal de fallo.
[0025] En esta realización, el controlador de gestión de celda puede incluir además un circuito de suministro de potencia configurado para suministrar potencia a la unidad de accionamiento, en el que el circuito de suministro de potencia puede estar configurado además para aplicar la señal de habilitación a la unidad de accionamiento cuando se introduce la tensión generada por la unidad de generación de tensión, en el que la unidad de accionamiento puede estar configurada para pasar a un estado de reactivación basándose en la señal de habilitación aplicada desde el circuito de suministro de potencia.
[0026] En esta realización, el controlador de gestión de celda puede incluir además un circuito de suministro de potencia configurado para suministrar potencia a la unidad de accionamiento, en el que el circuito de suministro de potencia puede estar configurado para suministrar de manera continua potencia a la unidad de accionamiento, en el que la unidad de accionamiento puede estar configurada para recibir la tensión generada por la unidad de generación de tensión como señal de habilitación.
[0027] Un controlador de gestión de batería según otra realización de la presente invención incluye: una primera antena configurada para comunicarse con un dispositivo externo usando una primera frecuencia y una segunda frecuencia; y una unidad de control configurada para generar una señal de reactivación de la segunda frecuencia para hacer pasar el dispositivo externo de un estado de reposo a un estado de reactivación, transmitir la señal al dispositivo externo a través de la primera antena, y realizar transmisión y recepción de datos con el dispositivo externo usando la primera frecuencia, en el que la unidad de control está configurada para generar señales de la primera frecuencia a una primera densidad de energía y señales de la segunda frecuencia a una segunda densidad de energía que es mayor que la primera densidad de energía, y en el que las señales de la segunda frecuencia no incluyen datos y no están moduladas.
[0028] En esta realización, el controlador de gestión de batería puede incluir además una segunda antena configurada para recibir una señal de una tercera frecuencia desde el dispositivo externo, en el que la unidad de control puede estar configurada para determinar que se produce una anomalía en una celda de batería monitorizada por el dispositivo externo cuando la señal de la tercera frecuencia se recibe desde la segunda antena.
[0029] En esta realización, la unidad de control puede estar configurada para detectar la recepción de la señal de la tercera frecuencia que tiene una energía igual a o mayor que una referencia predeterminada desde la segunda antena, y determinar que se ha producido una anomalía en la celda de batería monitorizada por el dispositivo externo basándose en la recepción de la señal de la tercera frecuencia que tiene una energía igual a o mayor que una referencia predeterminada.
[0030] En esta realización, el controlador de gestión de batería puede incluir además: un circuito de adaptación de impedancia configurado para adaptar una impedancia de modo que la segunda antena es capaz de recibir la señal de la tercera frecuencia; y un circuito de descarga configurado para descargar una energía acumulada por la señal recibida a través del circuito de adaptación de impedancia.
[0031] Un sistema de gestión de batería según otra realización de la presente invención incluye: una pluralidad de controladores de gestión de celda, estando cada controlador de gestión de celda configurado para monitorizar un estado de una celda de batería correspondiente; y un controlador de gestión de batería configurado para comunicarse con cada uno de la pluralidad de controladores de gestión de celda para recibir, desde cada controlador de gestión de celda, un valor de parámetro respectivo medido para la celda de batería correspondiente, en el que cada uno de la pluralidad de controladores de gestión de celda incluye una primera antena configurada para transmitir una primera señal al controlador de gestión de batería usando una primera frecuencia, una segunda antena configurada para recibir una señal de una segunda frecuencia desde el controlador de gestión de batería, una unidad de generación de tensión configurada para generar una tensión basándose en la señal de la segunda frecuencia recibida en la segunda antena, una unidad de accionamiento configurada para recibir una señal de habilitación basándose en la tensión generada por la unidad de generación de tensión, y una unidad de medición de parámetros de celda configurada para medir un parámetro que indica un estado de la celda de batería correspondiente basándose en una señal de control procedente de la unidad de accionamiento, en el que la unidad de accionamiento está configurada para pasar de un estado de reposo a un estado de reactivación basándose en la señal de habilitación, en el que la señal tiene una mayor densidad de energía que una primera señal de la primera frecuencia transmitida por la primera antena al controlador de gestión de batería, y en el que la señal de la segunda frecuencia no incluye datos y no está modulada.
[0032] En esta realización, en cada uno de la pluralidad de controladores de gestión de celda, la unidad de accionamiento puede estar configurada para determinar si la celda de batería correspondiente es anómala basándose en un valor de parámetro de la celda de batería correspondiente recibido desde la unidad de medición de parámetros de celda, y cuando se determina que se produce una anomalía en la celda de batería, transmitir una señal de fallo que indica un estado anómalo de la celda de batería al controlador de gestión de batería a una tercera frecuencia preestablecida que es diferente de las terceras frecuencias preestablecidas de los otros controladores de gestión de celda.
[0033] En esta realización, el controlador de gestión de batería puede estar configurado para explorar un intervalo de frecuencia que incluye las terceras frecuencias preestablecidas a las que la pluralidad de controladores de gestión de celda están configurados para transmitir señales de fallo respectivas y para recibir una o más de las señales de fallo desde la pluralidad de controladores de gestión de celda.
[0034] [Efectos ventajosos]
[0035] Según un aspecto de la invención, la potencia de reposo del CMC puede implementarse cerca de “0”, reduciendo de ese modo el consumo de corriente de batería para impedir la descarga de la batería.
[0036] Según un aspecto de la presente invención, la señal de fallo puede entregarse al BMC sin añadir ningún módulo de RF. Además, según un aspecto de la presente invención, la señal de fallo puede entregarse inmediatamente.
[0037] [Breve descripción de los dibujos]
[0038] La figura 1 es un diagrama esquemático de un controlador de gestión de celda según una realización de la presente invención.
[0039] La figura 2 es un diagrama de flujo simplificado de un método de monitorización de estado de batería según una realización de la presente invención.
[0040] La figura 3 es un diagrama esquemático de un controlador de gestión de celda y un controlador de gestión de batería según una realización de la presente invención.
[0041] La figura 4 ilustra una implementación de un circuito rectificador multietapa según una realización u otra realización de la presente invención.
[0042] La figura 5 es un diagrama esquemático de un controlador de gestión de celda según otra realización de la presente invención.
[0043] La figura 6 es un diagrama de flujo simplificado de un método de monitorización de estado de batería según otra realización de la presente invención.
[0044] La figura 7 es un diagrama esquemático de un controlador de gestión de celda y un controlador de gestión de batería según otra realización de la presente invención.
[0045] [Descripción detallada]
[0046] La invención se define por las características de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. Todas las realizaciones en esta divulgación comprenden las características de al menos una de las reivindicaciones independientes que se considerarán realizaciones de la invención.
[0047] A continuación en el presente documento, se describirán con detalle algunas realizaciones de la presente invención a través de dibujos a modo de ejemplo. Debe observarse que, al asignar números de referencia a los componentes de cada dibujo, aunque los componentes se muestran en diferentes dibujos, números de referencia similares se refieren a componentes similares. Adicionalmente, al describir el concepto inventivo, se omitirán descripciones detalladas de configuraciones o funciones bien conocidas si se determina que oscurecerían el objeto del concepto inventivo.
[0048] Con el fin de gestionar el estado y el rendimiento de la batería en el BMS convencional, cuando un controlador de gestión de batería (BMC) correspondiente a un maestro recibe un comando de inicio de funcionamiento desde un controlador de mayor nivel, el BMC reactiva el controlador de gestión de celda (CMC) que es un controlador de menor nivel correspondiente a un esclave para iniciar la monitorización de los parámetros que indican el estado de batería tal como la tensión o la temperatura de la celda de batería a la que está conectada el CMC correspondiente. En este caso, el BMC y los CMC son módulos incluidos en el BMS.
[0049] En la comunicación inalámbrica convencional entre el BMC y el CMC, dado que no está cableada, el CMC se reactiva de manera continua o periódica para recibir una señal de reactivación desde el BMC, mientras que consume de manera continua corriente. Debido al consumo continuo de corriente del CMC, se consume corriente innecesaria, lo que puede provocar la descarga de la batería en el futuro.
[0050] Por tanto, con el fin de recibir una señal para comprobar el estado de batería desde el BMC, existe una necesidad de un método de ahorro de corriente y más eficiente que un método en el que el CMC se reactiva periódicamente. Además, por seguridad, después de que el CMC compruebe el estado de la celda de batería (compruebe el estado de la celda de batería midiendo la tensión y la temperatura de la celda de batería), si se determina que hay un problema con el estado de la celda de batería (o módulo), se requieren diversas trayectorias para entregar señales de fallo al BMC. A continuación se describirán la configuración y el método de funcionamiento de la presente invención para resolver este problema.
[0051] En primer lugar, se describirá un controlador 100 de gestión de celda según una realización de la presente invención con referencia a la figura 1.
[0052] La figura 1 es un diagrama esquemático del controlador 100 de gestión de celda según una realización de la presente invención.
[0053] El controlador 100 de gestión de celda incluye una segunda antena 102, un circuito 104 de adaptación de impedancia, una unidad 106 de generación de tensión, un circuito 108 de suministro de potencia, una unidad 110 de medición de parámetros de celda, una unidad 112 de accionamiento, un módulo 114 de RF, y una primera antena 116.
[0054] En este caso, el tipo de la batería no está particularmente limitado y la batería puede ser, por ejemplo, una batería de iones de litio, una batería de polímero de litio, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidrógeno, una batería de níquel-zinc, o similares.
[0055] Además, la batería está formada por un módulo de batería en el que una pluralidad de celdas de batería están conectadas en serie y/o en paralelo, y la pluralidad de módulos de batería están conectados en serie y/o en paralelo para formar un bloque de baterías. La batería puede incluir uno o más bloques de baterías.
[0056] La segunda antena 102 recibe una señal de RF que tiene una segunda frecuencia desde un dispositivo externo, por ejemplo, un BMC. A diferencia de la segunda antena 102, la primera antena 116 puede recibir una señal de RF que tiene una primera frecuencia desde un dispositivo externo y realizar comunicación general. La señal de RF recibida en la segunda antena 102 tiene su impedancia adaptada a través del circuito 104 de adaptación de impedancia. Es decir, el circuito 104 de adaptación de impedancia selecciona una señal de RF que tiene una segunda frecuencia, que es una frecuencia previamente adaptada, a partir de las señales de RF recibidas y entrega la señal de RF a la unidad 106 de generación de tensión.
[0057] La señal de RF recibida desde el dispositivo externo en la segunda antena 102 se entrega a la unidad 106 de generación de tensión.
[0058] La unidad 106 de generación de tensión que recibe la señal de RF desde la segunda antena 102 genera una tensión usando la señal de RF recibida. Es decir, la unidad 106 de generación de tensión genera una tensión basándose en la señal de RF que tiene la segunda frecuencia recibida en la segunda antena 102. La señal de RF que tiene la segunda frecuencia recibida por la segunda antena 102 tiene una mayor densidad de energía que la señal de RF que tiene la primera frecuencia transmitida y recibida por la primera antena 116 para comunicarse con el BMC. Esto se debe a que debe generarse una tensión que puede usarse como señal de habilitación que se describirá más adelante basándose en la señal de RF que tiene la segunda frecuencia. La señal de RF que tiene esta segunda frecuencia es una señal que no incluye datos. Es decir, la señal de RF que tiene la segunda frecuencia es una señal no modulada. Por ejemplo, la señal de RF que tiene la segunda frecuencia puede ser una señal de onda continua (CW). Es decir, la señal de RF que tiene la segunda frecuencia puede ser simplemente una señal para transmitir energía de una densidad de energía predeterminada o más al controlador 100 de gestión de celda.
[0059] La unidad 106 de generación de tensión puede ser, por ejemplo, un circuito rectificador multietapa. Sin embargo, dado que es difícil generar una tensión suficiente para hacer pasar la unidad 112 de accionamiento al estado de reactivación con la señal de RF recibida, puede implementarse en multietapa hasta la tensión requerida para formar una alta tensión. Es decir, en el circuito rectificador multietapa, el número de la etapa puede ajustarse según la tensión que va a generarse a partir de la señal de RF que tiene la segunda frecuencia.
[0060] La unidad 106 de generación de tensión puede incluir una pluralidad de diodos y una pluralidad de condensadores para formar un circuito rectificador multietapa. El diodo puede ser, por ejemplo, un diodo de RF que tiene una baja tensión umbral Vf y una alta velocidad de transición de estado del diodo para una rápida rectificación y la formación de alta tensión.
[0061] Cuando la unidad 106 de generación de tensión recibe la señal de RF y genera una tensión, la unidad 112 de accionamiento se habilita detectándola. Es decir, la unidad 112 de accionamiento recibe una señal basándose en la tensión generada por la unidad de generación de tensión como señal de habilitación. En este momento, la unidad 112 de accionamiento recibe la potencia desde el circuito 108 de suministro de potencia. La unidad 112 de accionamiento puede ser, por ejemplo, una unidad de microcontrolador (MCU) que controla cada uno de los componentes en el controlador 100 de gestión de celda. La MCU es un chip central que se adopta en la mayoría de los productos electrónicos y sirve como cerebro de los productos electrónicos y es un semiconductor no de memoria (semiconductor de sistema) que controla las diversas características del producto, desde reservas de tiempo sencillas hasta funciones especiales.
[0062] La unidad 112 de accionamiento habilitada al recibir la señal de habilitación desde el circuito 108 de suministro de potencia habilita el módulo 114 de RF.
[0063] La unidad 110 de medición de parámetros de celda está conectada a la batería y mide un parámetro que indica el estado de la celda de batería basándose en la señal de control recibida por la unidad 112 de accionamiento. El parámetro que representa el estado de la celda de batería puede ser al menos una de tensión o temperatura. Aunque la unidad 110 de medición de parámetros de celda se ilustra como un componente en este dibujo, la unidad 110 de medición de parámetros de celda puede estar configurada como componentes independientes, es decir, la unidad de medición de tensión de celda y la unidad de medición de temperatura de celda. Los datos sobre la tensión y la temperatura de la celda medidos por la unidad 110 de medición de parámetros de celda se transmiten a la unidad 112 de accionamiento.
[0064] Basándose en el valor de parámetro de la celda de batería recibido desde la unidad 110 de medición de parámetros de celda, la unidad 112 de accionamiento determina si la celda de batería es anómala. Es decir, la unidad 112 de accionamiento que recibe datos sobre la tensión y la temperatura de la celda desde la unidad 110 de medición de parámetros de celda determina si la tensión y la temperatura medidas de la celda están dentro de un intervalo de funcionamiento normal de la celda. Por ejemplo, si la tensión medida de la celda es mayor que el primer umbral o menor que el segundo umbral, la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda. Si se determina en la unidad 112 de accionamiento que el estado de la celda es problemático, permite que el módulo 114 de RF genere la señal de fallo de la frecuencia preestablecida. Además, por ejemplo, si la temperatura medida de la celda es mayor que el tercer umbral, la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda. Si la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda, permite que el módulo 114 de RF genere una señal de fallo. Es decir, cuando se determina que se ha producido una anomalía en la celda de batería, una señal de fallo que indica un estado anómalo de la celda de batería se transmite a un dispositivo externo a una tercera frecuencia diferente de la primera frecuencia.
[0065] En este momento, al igual que la señal en la segunda frecuencia, la señal transmitida a la tercera frecuencia también tiene una mayor densidad de energía que la señal de RF que tiene la primera frecuencia que se transmite y recibe para comunicarse con el BMC. Esto se debe a que debe generarse una tensión en el controlador de gestión de batería (BMC) basándose en la señal de RF que tiene la tercera frecuencia. Entonces, la señal de fallo, que es una señal de RF que tiene una tercera frecuencia, puede ser una señal que no incluye datos. Es decir, la señal de RF que tiene la tercera frecuencia puede ser una señal no modulada. Por ejemplo, la señal de RF que tiene la tercera frecuencia puede ser una señal de onda continua (CW). Es decir, la señal de fallo puede ser simplemente una señal para entregar energía de una densidad de energía predeterminada o más al BMC.
[0066] En la presente realización, la unidad 112 de accionamiento y la unidad 110 de medición de parámetros de celda se describen como componentes independientes, pero estas son a modo de ejemplo y pueden implementarse en un componente integrado.
[0067] La unidad 112 de accionamiento habilita el módulo 114 de RF cuando la unidad 112 de accionamiento recibe una señal de habilitación basándose en la tensión generada por la unidad 106 de generación de tensión. Además, cuando la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema en el estado de la celda, y recibe la señal de generación de señal de fallo desde la unidad 112 de accionamiento, el módulo 114 de RF genera una señal de fallo que tiene una tercera frecuencia y transmite la señal de fallo a la primera antena 116.
[0068] La primera antena 116 recibe la señal de fallo desde el módulo 114 de RF. La primera antena 116 que recibe la señal de fallo desde el módulo 114 de RF transmite la señal de fallo a un dispositivo externo, por ejemplo, el BMC. Es decir, la señal de fallo se transmite a través de la primera antena. La primera antena 116 es una antena que generalmente se comunica con el BMC, además de transmitir una señal de fallo al BMC.
[0069] Mientras tanto, aunque no se muestra en el dibujo, puede incluirse además un circuito de descarga para descargar la energía acumulada en el circuito rectificador multietapa, que es la unidad 106 de generación de tensión. En el circuito rectificador multietapa, cierta energía puede acumularse por señales distintas de la señal de la segunda frecuencia o ruido. Si la energía acumulada supera un grado determinado, la unidad 106 de generación de tensión genera una tensión incluso cuando no se recibe la señal de RF de la segunda frecuencia, provocando de ese modo que se habilite la unidad 112 de accionamiento. Por tanto, es necesario descargar periódicamente o cuando la energía acumulada en el circuito rectificador multietapa satisface una condición predeterminada (por ejemplo, cuando la energía acumulada es superior al valor de referencia).
[0070] La figura 2 es un diagrama de flujo simplificado de un método de monitorización de estado de batería según una realización de la presente invención.
[0071] Dado que el controlador 100 de gestión de celda consume sólo la potencia requerida para el mantenimiento de la MCU hasta recibir la señal de RF desde el BMC, el controlador 100 de gestión de celda puede esperar mientras consume sólo potencia de reposo cerca de “0”. Es decir, dado que el controlador 100 de gestión de celda funciona después de recibir la señal de RF, no necesita reactivarse periódicamente antes de recibir la señal de RF.
[0072] El controlador 100 de gestión de celda está en un estado de reposo, y la segunda antena 102 recibe una señal de RF que tiene una segunda frecuencia desde un dispositivo externo, por ejemplo, un BMC (S200). En este momento, el circuito 104 de adaptación de impedancia selecciona una señal de RF de una frecuencia previamente adaptada a partir de las señales de RF recibidas desde la segunda antena 102 y entrega la señal de RF a la unidad 106 de generación de tensión.
[0073] La señal de RF recibida desde el BMC en la segunda antena 102 se entrega a la unidad 106 de generación de tensión. La unidad 106 de generación de tensión que recibe la señal de RF desde la segunda antena 102 genera una tensión para transmitir la señal de habilitación a la unidad 112 de accionamiento (S202).
[0074] La unidad 106 de generación de tensión puede ser, por ejemplo, un circuito rectificador. Sin embargo, dado que el circuito rectificador que constituye la unidad 106 de generación de tensión tiene dificultades en la generación de una tensión suficiente para generar y transmitir una señal de habilitación a la unidad 112 de accionamiento usando la señal de RF recibida, hasta la tensión requerida para formar alta tensión puede implementarse en multietapa.
[0075] La unidad 106 de generación de tensión puede incluir una pluralidad de diodos y una pluralidad de condensadores para formar un circuito rectificador multietapa. El diodo puede ser, por ejemplo, un diodo de RF que tiene una baja tensión umbral Vf y una alta velocidad de transición de estado del diodo para una rápida rectificación y la formación de alta tensión.
[0076] Cuando la unidad 106 de generación de tensión recibe la señal de RF y genera una tensión, la unidad 112 de accionamiento detecta esto (S204). Es decir, la unidad 112 de accionamiento recibe una señal de habilitación basándose en la tensión generada por la unidad 106 de generación de tensión. La unidad 112 de accionamiento que detecta la tensión generada por la unidad 106 de generación de tensión se habilita para habilitar cada circuito en el controlador 100 de gestión de celda (S206). La unidad 112 de accionamiento puede ser, por ejemplo, una MCU que controla cada de uno los componentes en el controlador 100 de gestión de celda.
[0077] Es decir, la unidad 112 de accionamiento habilita el módulo 114 de RF. El circuito 108 de suministro de potencia que recibe la señal de habilitación desde la unidad 112 de accionamiento recibe corriente desde la batería y suministra potencia al módulo 114 de RF. En esta realización, la unidad 112 de accionamiento recibe un mínimo de potencia continua desde el circuito 108 de suministro de potencia. La unidad 110 de medición de parámetros de celda puede alimentarse directamente desde la batería o puede alimentarse desde el circuito 108 de suministro de potencia. La unidad de medición de parámetros de celda que recibe la señal de medición de parámetros de celda (señal de control) desde la unidad 112 de accionamiento mide la tensión y la temperatura de la celda (S208). La unidad 110 de medición de parámetros de celda está conectada a la celda de batería para medir la tensión y la temperatura de la celda de batería. La unidad 110 de medición de parámetros de celda mide la tensión y la temperatura de la celda de batería y transmite los datos de tensión y temperatura de la celda a la unidad 112 de accionamiento.
[0078] La unidad 112 de accionamiento que recibe los datos de tensión y temperatura de la celda medidos por la unidad 110 de medición de parámetros de celda determina si se produce un problema en la celda de batería basándose en los datos de tensión y temperatura recibidos de la celda (S210).
[0079] Por ejemplo, si la tensión medida de la celda es mayor que el primer umbral o menor que el segundo umbral, la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema en el estado de la celda. Además, si la temperatura medida de la celda es mayor que el tercer umbral, la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda.
[0080] Si se determina que el estado de la celda es un problema en la unidad 112 de accionamiento, esto permite que el módulo 114 de<r>F genere una señal de fallo y transmita la señal de fallo al dispositivo externo a través de la primera antena 116 (S212). La señal de fallo es una señal que tiene una frecuencia diferente de la señal de RF recibida por la segunda antena. Además, una señal de fallo es una señal que tiene una frecuencia que tiene su impedancia adaptada en un dispositivo externo.
[0081] Si la unidad 112 de accionamiento determina que el estado de la celda no es un problema, la unidad 112 de accionamiento termina el funcionamiento y entra en el modo de reposo de nuevo. Sin embargo, incluso cuando se determina que el estado de la celda no es un problema, la unidad 112 de accionamiento puede permitir que el módulo 114 de RF genere una señal que tiene una frecuencia diferente de la de la señal de fallo. Esto puede establecerse de antemano.
[0082] La figura 3 es un diagrama esquemático de un CMC y un BMC según una realización de la presente invención. El CMC es un módulo que monitoriza/gestiona el estado de celdas y módulos de batería. El<b>M<c>es un módulo que diagnostica, estima, y gestiona el estado de batería basándose en la información procedente del CMC.
[0083] El módulo de CMC conectado a cada batería incluye una primera antena a1, una segunda antena b1, un circuito de adaptación de impedancia, un circuito rectificador multietapa, una MCU, un módulo de RF, una unidad de medición de parámetros de celda, y un circuito de suministro de potencia.
[0084] Además, el BMC incluye una primera antena a2, una segunda antena b2, una MCU, un módulo de RF, un circuito rectificador multietapa, y un circuito de adaptación de impedancia. Tal como se describió anteriormente, el CMC y el BMC pueden incluir además un circuito de descarga para descargar la energía acumulada en el circuito rectificador multietapa.
[0085] La MCU del BMC permite que el módulo de RF genere una señal de RF que tiene una segunda frecuencia y transmita la señal de RF al módulo de CMC usando la primera antena a2. Es decir, la unidad de control del BMC genera una señal de reactivación para hacer pasar el CMC del estado de reposo al estado de reactivación como señal que tiene una segunda frecuencia de modo que transmite la señal al CMC a través de la primera antena a2 y realiza transmisión/recepción de datos general con el CMC usando una señal de RF que tiene una primera frecuencia. La señal de R<f>transmitida a través de la primera antena a2 del CMC se recibe por la segunda antena b1 y, entonces, su frecuencia se adapta por el circuito de adaptación de impedancia y se transmite a la MCU.
[0086] La señal que tiene la segunda frecuencia no es una señal para comunicación de datos entre el CMC y el BMC. Dado que la señal que tiene la segunda frecuencia sólo pasa del estado de reposo al estado de reactivación, no hay necesidad de incluir comandos o datos en la señal. En su lugar, dado que debe generarse una señal de habilitación que permita a la MCU pasar al estado de reactivación usando la señal que tiene la segunda frecuencia, es necesario tener una densidad de energía predeterminada. Es decir, la densidad de energía de la señal que tiene la segunda frecuencia debe ser mayor que la densidad de energía de la señal que tiene la primera frecuencia usada cuando el CMC y el BMC se comunican. Dicho de otro modo, la señal que tiene la segunda frecuencia está destinada principalmente para la entrega de energía, no para la transmisión de datos.
[0087] Cuando la segunda antena b1 recibe la señal de RF desde la primera antena a2, el circuito rectificador multietapa genera una tensión. Sin embargo, dado que es difícil generar una tensión suficiente para hacer pasar la MCU al estado de reactivación con la señal de RF recibida, puede estar configurado en multietapa hasta la tensión requerida para la formación de alta tensión.
[0088] El circuito rectificador multietapa puede incluir una pluralidad de diodos y una pluralidad de condensadores. El diodo puede ser, por ejemplo, un diodo de RF que tiene una baja tensión umbral Vf y una alta velocidad de transición de estado del diodo para una rápida rectificación y la formación de alta tensión.
[0089] El circuito multietapa rectificado recibe la señal de RF y genera una tensión para transmitir la señal de habilitación a la MCU, y la MCU detecta la señal y se habilita. La MCU recibe sólo una potencia mínima desde el circuito de suministro de potencia y espera una señal de habilitación. La MCU habilitada habilita cada circuito.
[0090] La MCU habilita el módulo de RF. El circuito de suministro de potencia, que recibe la señal de habilitación desde la MCU, se habilita para recibir corriente desde la batería y suministrar la potencia a la MCU y al módulo de RF.
[0091] La unidad de medición de parámetros de celda está conectada a la batería y mide la tensión y la temperatura de la batería conectada. Aunque la unidad de medición de parámetros de celda se ilustra como un componente en este dibujo, la unidad 110 de medición de parámetros de celda puede estar configurada como componentes independientes, es decir, la unidad de medición de tensión de celda y la unidad de medición de temperatura de celda. Los datos sobre la tensión y la temperatura de la celda medidos por la unidad de medición de parámetros de celda se transmiten a la MCU.
[0092] La MCU que recibe datos sobre la tensión y la temperatura de la celda desde la unidad de medición de parámetros de celda determina si la tensión y la temperatura medidas de la celda están dentro de un intervalo de funcionamiento normal de la celda. Por ejemplo, si la tensión medida de la celda es mayor que el primer umbral o menor que el segundo umbral, la MCU determina que hay un problema en el estado de la celda. Si la MCU determina que hay un problema con el estado de la celda, permite que el módulo de RF genere una señal de fallo. Además, por ejemplo, si la temperatura medida de la celda es mayor que el tercer umbral, la MCU determina que hay un problema con el estado de la celda. Si la MCU determina que hay un problema con el estado de la celda, permite que el módulo de RF genere una señal de fallo.
[0093] Cuando la MCU detecta la tensión generada por el circuito rectificador multietapa y se habilita, el módulo de RF se habilita al recibir la señal de habilitación desde la MCU. Además, cuando la MCU determina que hay un problema en el estado de la celda, y recibe la señal de generación de señal de fallo desde la MCU, el módulo 114 de RF genera una señal de fallo y transmite la señal de fallo a la primera antena a1. La señal de fallo tiene una frecuencia diferente de la señal de RF recibida en la segunda antena b1.
[0094] La primera antena a1 recibe una señal de fallo desde el módulo de RF. La primera antena a1 que recibe la señal de fallo desde el módulo de RF transmite la señal de fallo correspondiente al BMC. La señal de fallo tiene una tercera frecuencia que es diferente de la primera frecuencia y la segunda frecuencia. En este caso, la señal que tiene la tercera frecuencia no es una señal que tiene datos. La señal que tiene la tercera frecuencia sólo necesita notificar al BMC que la celda de batería no es normal. Por tanto, no es necesario incluir comandos o datos en la señal. En su lugar, debe ser capaz de detectar que una señal que tiene una tercera frecuencia se recibe en el BMC, por lo que necesita tener una densidad de energía predeterminada. Es decir, la densidad de energía de la señal que tiene la tercera frecuencia debe ser mayor que la densidad de energía de la señal que tiene la primera frecuencia usada cuando el CMC y el BMC se comunican. Dicho de otro modo, la transmisión de una señal que tiene una tercera frecuencia es principalmente para notificar que se produce un evento particular a través de la entrega de energía. La segunda antena b2 del BMC recibe la señal de fallo transmitida desde el CMC. La frecuencia de la señal de fallo se establece de antemano y es una señal adaptada por el circuito de adaptación de impedancia del BMC, y se recibe en la segunda antena b2.
[0095] La señal de fallo recibida a través de la segunda antena b2 del BMC puede detectarse por la MCU del BMC para determinar que se produce un problema en la celda de batería monitorizada por el CMC correspondiente. Es decir, cuando la unidad de control del BMC recibe la señal que tiene la tercera frecuencia desde la segunda antena b2, la unidad de control del BMC determina que se produce una anomalía en la celda de batería monitorizada por el CMC. La primera antena a1 recibe una señal de fallo desde el módulo de RF. La primera antena a1 que recibe la señal de fallo desde el módulo de RF transmite la señal de fallo al BMC.
[0096] Además, la primera antena al del CMC se usa como trayectoria de comunicación para realizar comunicación general usando una señal de RF que tiene una primera frecuencia con la primera antena a2 del BMC. Entonces, la primera antena a1 del CMC transmite una señal de fallo que tiene una tercera frecuencia a la segunda antena b2 del BMC. Además, la segunda antena b1 del CMC recibe una señal de reactivación desde la primera antena a2 del BMC.
[0097] La figura 4 ilustra una implementación de un circuito rectificador multietapa según una realización de la presente invención.
[0098] Un circuito rectificador multietapa que recibe una señal de RF y genera una tensión puede implementarse en multietapa hasta la tensión requerida para formar una alta tensión.
[0099] El circuito rectificador multietapa incluye una pluralidad de diodos y una pluralidad de condensadores. Un extremo de cada condensador está conectado en paralelo a un terminal de entrada en el que se introduce una señal de RF, y un extremo de cada diodo conectado en paralelo está conectado al otro extremo de cada condensador. Un condensador adicional está conectado al otro extremo de uno de los diodos conectados en paralelo al otro extremo de cada condensador. Además, se emite una tensión desde el otro extremo del diodo conectado al otro extremo del condensador conectado al extremo más alejado entre los condensadores conectados en paralelo al terminal de entrada en el que se introduce la señal de RF.
[0100] La multietapa puede implementarse según el número de condensadores conectados en paralelo a la unidad de entrada, y el número de multietapas puede ajustarse e implementarse según la tensión deseada.
[0101] Además, el diodo incluido en el circuito rectificador multietapa puede ser un diodo de RF que tiene una baja tensión umbral y una rápida velocidad de transición de estado para una rápida rectificación y la formación de alta tensión. Además, el circuito rectificador multietapa mostrado en la figura 4 es sólo un ejemplo, y pueden aplicarse otros circuitos rectificadores multietapa.
[0102] Mientras tanto, el CMC y el BMC según las figuras 1 a 4 pueden funcionar de maneras diferentes con respecto a las frecuencias primera a tercera. A continuación en el presente documento, se describirá otro método de funcionamiento basándose en las configuraciones de CMC y BMC de la figura 3.
[0103] Como ejemplo de otro esquema de funcionamiento, las frecuencias de la primera señal de frecuencia y la segunda señal de frecuencia pueden ser las mismas. Las señales usadas mientras se realiza comunicación de datos o transmisión de comandos tienen una baja densidad de energía, de modo que es difícil generar la tensión requerida para que funcionan los componentes del circuito. Por tanto, con el fin de generar la tensión usada para que la señal de habilitación haga pasar la MCU del CMC al estado de reactivación, la señal de RF debe tener una densidad de energía predeterminada. Por tanto, en lugar de cambiar las frecuencias de la primera señal de frecuencia y la segunda señal de frecuencia, puede cambiarse la densidad de energía de cada señal con el fin de distinguir las señales entre una señal para comunicación y una señal para reactivación.
[0104] Como otro ejemplo de otro esquema de funcionamiento, las frecuencias de la primera señal de frecuencia y la tercera señal de frecuencia pueden ser las mismas. La tercera señal de frecuencia no necesita transmitir datos porque la tercera señal de frecuencia es una señal de fallo, y el BMC sólo necesita saber que se recibe la tercera señal de frecuencia. Es decir, sólo puede entregarse una energía predeterminada desde el CMC hasta el BMC. Por tanto, al igual que en el caso de la segunda señal de frecuencia, la tercera señal de frecuencia puede distinguir la señal para comunicación de la señal de fallo al cambiar la densidad de energía de cada señal en lugar de cambiar la frecuencia.
[0105] Como tal, cuando las frecuencias en la primera señal de frecuencia y la segunda señal de frecuencia son las mismas, el BMC sólo necesita un módulo de RF, ahorrando de ese modo costes y espacio de instalación. Además, como tal, cuando las frecuencias en la primera señal de frecuencia y la tercera señal de frecuencia son las mismas, el CMC sólo necesita un módulo de RF, ahorrando de ese modo costes y espacio de instalación.
[0106] La figura 5 es un diagrama esquemático de un controlador de gestión de celda según otra realización de la presente invención.
[0107] El controlador 100 de gestión de celda incluye una segunda antena 102, un circuito 104 de adaptación de impedancia, una unidad 106 de generación de tensión, un circuito 108 de suministro de potencia, una unidad 110 de medición de parámetros de celda, una unidad 112 de accionamiento, un módulo 114 de RF, y una primera antena 116.
[0108] En este caso, el tipo de la batería no está particularmente limitado y la batería puede ser, por ejemplo, una batería de iones de litio, una batería de polímero de litio, una batería de níquel-cadmio, una batería de níquel-hidrógeno, una batería de níquel-zinc, o similares.
[0109] Además, la batería está formada por un módulo de batería en el que una pluralidad de celdas de batería están conectadas en serie y/o en paralelo, y la pluralidad de módulos de batería están conectados en serie y/o en paralelo para formar un bloque de baterías. La batería puede incluir uno o más bloques de baterías.
[0110] La segunda antena 102 recibe una señal de RF que tiene una segunda frecuencia desde un dispositivo externo, por ejemplo, un BMC. Una señal de RF que tiene una frecuencia adaptada por el circuito 104 de adaptación de impedancia entre las señales de RF recibidas por la segunda antena 102 se entrega a la unidad 106 de generación de tensión. Es decir, el circuito 104 de adaptación de impedancia selecciona una señal de RF que tiene una segunda frecuencia previamente adaptada entre las señales de RF recibidas a través de la segunda antena 102 y transmite la señal de r F a la unidad 106 de generación de tensión.
[0111] La unidad 106 de generación de tensión que recibe la señal de RF desde la segunda antena 102 genera una tensión usando la señal de RF recibida. Es decir, la unidad 106 de generación de tensión genera una tensión basándose en la señal de RF que tiene la segunda frecuencia recibida en la segunda antena 102. La señal de RF que tiene la segunda frecuencia recibida por la segunda antena 102 tiene una mayor densidad de energía que la señal de RF que tiene la primera frecuencia transmitida y recibida por la primera antena 116 para comunicarse con el BMC. La señal de RF que tiene esta segunda frecuencia puede ser una señal que no incluye datos. Es decir, la señal de RF que tiene la segunda frecuencia puede ser una señal no modulada. Por ejemplo, la señal de RF que tiene la segunda frecuencia puede ser una señal de onda continua (CW). Es decir, la señal de RF que tiene la segunda frecuencia puede ser simplemente una señal para transmitir energía de una densidad de energía predeterminada o más al controlador 100 de gestión de celda.
[0112] La unidad 106 de generación de tensión puede ser, por ejemplo, un circuito rectificador multietapa. Sin embargo, dado que es difícil generar una tensión suficiente para hacer pasar la unidad 112 de accionamiento al estado de reactivación con la señal de RF recibida, puede implementarse en multietapa hasta la tensión requerida para formar una alta tensión. Es decir, en el circuito rectificador multietapa, el número de la etapa puede ajustarse según la tensión que va a generarse a partir de la señal de RF que tiene la segunda frecuencia.
[0113] La unidad 106 de generación de tensión puede incluir una pluralidad de diodos y una pluralidad de condensadores para formar un circuito rectificador multietapa. El diodo puede ser, por ejemplo, un diodo de RF que tiene una baja tensión umbral Vf y una alta velocidad de transición de estado del diodo para una rápida rectificación y la formación de alta tensión.
[0114] Cuando la unidad 106 de generación de tensión recibe la señal de RF y genera una tensión, el circuito 108 de suministro de potencia se habilita detectándola. Dicho de otro modo, la tensión generada por la unidad 106 de generación de tensión se convierte en una señal de habilitación para habilitar el circuito 108 de suministro de potencia. El circuito de suministro de potencia aplica una señal de habilitación a la unidad 112 de accionamiento cuando se introduce la tensión generada por la unidad de generación de tensión. El circuito 108 de suministro de potencia habilitado habilita cada circuito. El circuito 108 de suministro de potencia se habilita para suministrar potencia a cada configuración de circuito, unidad 112 de accionamiento, y módulo 114 de RF dentro del controlador 100 de gestión de celda.
[0115] La unidad 112 de accionamiento que recibe la potencia desde el circuito 108 de suministro de potencia pasa al estado de reactivación basándose en la señal de habilitación aplicada desde el circuito 108 de suministro de potencia. La unidad 112 de accionamiento reactivada transmite una señal de control a la unidad 110 de medición de parámetros de celda para medir la tensión o la temperatura de la celda.
[0116] La unidad 110 de medición de parámetros de celda está conectada a la batería y mide un parámetro que indica el estado de la celda de batería basándose en la señal de control recibida por la unidad 112 de accionamiento. El parámetro que representa el estado de la celda de batería puede ser al menos una de tensión o temperatura. Aunque la unidad 110 de medición de parámetros de celda se ilustra como un componente en este dibujo, la unidad 110 de medición de parámetros de celda puede estar configurada como componentes independientes, es decir, la unidad de medición de tensión de celda y la unidad de medición de temperatura de celda. Los datos sobre la tensión y la temperatura de la celda medidos por la unidad 110 de medición de parámetros de celda se transmiten a la unidad 112 de accionamiento.
[0117] Basándose en el valor de parámetro de la celda de batería recibido desde la unidad 110 de medición de parámetros de celda, la unidad 112 de accionamiento determina si la celda de batería es anómala. Es decir, la unidad 112 de accionamiento que recibe datos sobre la tensión y la temperatura de la celda desde la unidad 110 de medición de parámetros de celda determina si la tensión y la temperatura medidas de la celda están dentro de un intervalo de funcionamiento normal de la celda. Por ejemplo, si la tensión medida de la celda es mayor que el primer umbral o menor que el segundo umbral, la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda. Si la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda, permite que el módulo 114 de RF genere una señal de fallo. Además, por ejemplo, si la temperatura medida de la celda es mayor que el tercer umbral, la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda. Si la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda, permite que el módulo 114 de RF genere una señal de fallo. Es decir, cuando se determina que se ha producido una anomalía en la celda de batería, una señal de fallo que indica un estado anómalo de la celda de batería se transmite a un dispositivo externo a una tercera frecuencia diferente de la primera frecuencia.
[0118] En este momento, al igual que la señal en la segunda frecuencia, la señal transmitida a la tercera frecuencia también tiene una mayor densidad de energía que la señal de RF que tiene la primera frecuencia que se transmite y recibe para comunicarse con el BMC. Entonces, la señal de fallo, que es una señal de RF que tiene una tercera frecuencia, puede ser una señal que no incluye datos. Es decir, la señal de RF que tiene la tercera frecuencia puede ser una señal no modulada. Por ejemplo, la señal de RF que tiene la tercera frecuencia puede ser una señal de onda continua (CW). Es decir, la señal de fallo puede ser simplemente una señal para entregar energía de una densidad de energía predeterminada o más al BMC.
[0119] El módulo 114 de RF se alimenta desde el circuito 108 de suministro de potencia y se habilita por la unidad 112 de accionamiento. Además, cuando la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema en el estado de la celda, y recibe la señal de generación de señal de fallo desde la unidad 112 de accionamiento, el módulo 114 de RF genera una señal de fallo que tiene una tercera frecuencia y transmite la señal de fallo a la primera antena 116. La primera antena 116 recibe la señal de fallo desde el módulo 114 de RF. La primera antena 116 que recibe la señal de fallo desde el módulo 114 de RF transmite la señal de fallo a un dispositivo externo, por ejemplo, el BMC. La primera antena 116 es una antena que generalmente se comunica con el BMC, además de transmitir una señal de fallo al BMC.
[0120] Además, aunque no se muestra en el dibujo, puede incluirse además un circuito de descarga para descargar la energía acumulada en el circuito rectificador multietapa. El circuito de descarga descarga la energía periódicamente o cuando la energía acumulada en el circuito rectificador multietapa satisface una condición predeterminada (por ejemplo, cuando la energía acumulada es superior al valor de referencia).
[0121] La figura 6 es un diagrama de flujo simplificado de un método de monitorización de estado de batería según otra realización de la presente invención.
[0122] Dado que el controlador 100 de gestión de celda funciona después de recibir la señal de RF a través de la segunda antena b1, no hay necesidad de reactivar periódicamente para recibir la señal desde el BMC antes de recibir la señal de RF.
[0123] El controlador 100 de gestión de celda está en un estado de reposo normal, y la segunda antena 102 recibe una señal de RF desde un dispositivo externo, por ejemplo, un BMC (S500).
[0124] Entre las señales de RF recibidas por la segunda antena 102, sólo la señal de RF que tiene una frecuencia adaptada por el circuito 104 de adaptación de impedancia se transmite a la unidad 106 de generación de tensión.
[0125] La señal de RF recibida desde el BMC en la segunda antena 102 se entrega a la unidad 106 de generación de tensión. La unidad 106 de generación de tensión que recibe la señal de RF desde la segunda antena 102 genera una tensión para hacer pasar el circuito 108 de suministro de potencia al estado de reactivación (S502). En este momento, la señal de habilitación se aplica al circuito 108 de suministro de potencia basándose en la tensión generada.
[0126] La unidad 106 de generación de tensión puede ser, por ejemplo, un circuito rectificador multietapa. Sin embargo, dado que es difícil generar una tensión suficiente para hacer pasar el circuito 108 de suministro de potencia al estado de reactivación con la señal de RF recibida, puede implementarse en multietapa hasta la tensión requerida para formar una alta tensión.
[0127] La unidad 106 de generación de tensión puede incluir una pluralidad de diodos y una pluralidad de condensadores para formar un circuito rectificador multietapa. El diodo puede ser, por ejemplo, un diodo de RF que tiene una baja tensión umbral Vf y una alta velocidad de transición de estado del diodo para una rápida rectificación y la formación de alta tensión.
[0128] Cuando la unidad 106 de generación de tensión recibe la señal de RF para generar una tensión, el circuito 108 de suministro de potencia recibe la tensión y se habilita (S504). El circuito 108 de suministro de potencia habilitado por la tensión generada por la unidad 106 de generación de tensión habilita cada circuito en el controlador 100 de gestión de celda suministrando potencia (S506). La unidad 112 de accionamiento puede ser, por ejemplo, una MCU que controla cada uno de los componentes en el controlador 100 de gestión de celda.
[0129] La unidad 112 de accionamiento que recibe la señal de habilitación y pasa al estado de reactivación transmite la señal de medición de tensión y temperatura de celda (señal de control) a la unidad 110 de medición de parámetros de celda para medir la tensión y temperatura de la celda (S508). La unidad de medición de parámetros de celda accionada por la unidad 112 de accionamiento mide la tensión y la temperatura de la celda (S510). La unidad 110 de medición de parámetros de celda está conectada a la celda de batería para medir la tensión y la temperatura de la celda de batería. La unidad 110 de medición de parámetros de celda mide la tensión y la temperatura de la celda de batería y transmite los datos de tensión y temperatura a la unidad 112 de accionamiento.
[0130] La unidad 112 de accionamiento que recibe los datos de tensión y temperatura de la celda medidos por la unidad 110 de medición de parámetros de celda determina si se produce un problema en la celda de batería basándose en los datos de tensión y temperatura recibidos de la celda (S512).
[0131] Por ejemplo, si la tensión medida de la celda es mayor que el primer umbral o menor que el segundo umbral, la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema en el estado de la celda. Además, si la temperatura medida de la celda es mayor que el tercer umbral, la unidad 112 de accionamiento determina que hay un problema con el estado de la celda.
[0132] Si se determina que el estado de la celda es un problema en la unidad 112 de accionamiento, esto permite que el módulo 114 de R<f>genere una señal de fallo que tiene una tercera frecuencia y transmita la señal de fallo al dispositivo externo a través de la primera antena 116 (S514). Esta señal de fallo es una señal que tiene su impedancia adaptada de antemano en un dispositivo externo, por ejemplo, el BMC.
[0133] Si la unidad 112 de accionamiento determina que el estado de la celda no es un problema, la unidad 112 de accionamiento termina el accionamiento y entre en el modo de reposo de nuevo. Sin embargo, incluso cuando se determina que el estado de la celda no es un problema, la unidad 112 de accionamiento puede permitir que el módulo 114 de RF genere una señal que tiene una frecuencia diferente de la de la señal de fallo. Esto puede establecerse de antemano.
[0134] La figura 7 es un diagrama esquemático de un CMC y un BMC según otra realización de la presente invención. El módulo de CMC conectado a cada batería incluye una primera antena a1, una segunda antena b1, un circuito de adaptación de impedancia, un circuito rectificador multietapa, una MCU, un módulo de RF, una unidad de medición de parámetros de celda, y un circuito de suministro de potencia.
[0135] Además, el BMC incluye una primera antena a2, una segunda antena b2, una MCU, un módulo de RF, un circuito rectificador multietapa, y un circuito de adaptación de impedancia. Tal como se describió anteriormente, el CMC y el BMC pueden incluir además un circuito de descarga para descargar la energía acumulada en el circuito rectificador multietapa.
[0136] La MCU del BMC permite que el módulo de RF genere una señal de RF que tiene una segunda frecuencia y transmita la señal de RF al módulo de CMC usando la primera antena a2. Es decir, la unidad de control del BMC genera una señal de reactivación para hacer pasar el CMC del estado de reposo al estado de reactivación como señal que tiene una segunda frecuencia de modo que transmite la señal al CMC a través de la primera antena a2 y realiza transmisión/recepción de datos con el CMC usando una señal de RF que tiene una primera frecuencia. La señal de RF tiene una frecuencia predeterminada. La señal de RF transmitida a través de la primera antena a2 del CMC se recibe por la segunda antena b1, y una señal que tiene su frecuencia adaptada por el circuito de adaptación de impedancia se selecciona y entrega al circuito rectificador multietapa.
[0137] Como en la realización anterior, la señal que tiene la segunda frecuencia no es una señal para comunicación de datos entre el CMC y el BMC. Dado que la señal que tiene la segunda frecuencia sólo es para las transiciones del CMC desde el estado de reposo hasta el estado de reactivación, no hay necesidad de incluir comandos o datos en la señal. En su lugar, dado que debe generarse una señal de habilitación que habilita el circuito de suministro de potencia para pasar al estado de reactivación usando la señal que tiene la segunda frecuencia, es necesario tener una densidad de energía predeterminada. Es decir, la densidad de energía de la señal que tiene la segunda frecuencia debe ser mayor que la densidad de energía de la señal que tiene la primera frecuencia usada cuando el CMC y el BMC se comunican. Dicho de otro modo, la señal que tiene la segunda frecuencia está destinada principalmente para la entrega de energía, no para la transmisión de datos.
[0138] Cuando la segunda antena b1 recibe la señal de RF desde la primera antena a2, el circuito rectificador multietapa genera una tensión. Sin embargo, dado que es difícil generar una tensión suficiente para reactivar el circuito de suministro de potencia con la señal de RF recibida, puede estar configurado en multietapa hasta la tensión requerida para la formación de alta tensión.
[0139] El circuito rectificador multietapa puede incluir una pluralidad de diodos y una pluralidad de condensadores. El diodo puede ser, por ejemplo, un diodo de RF que tiene una baja tensión umbral Vf y una alta velocidad de transición de estado del diodo para una rápida rectificación y la formación de alta tensión.
[0140] Cuando el circuito multietapa rectificado recibe la señal de RF y genera una tensión, el circuito de suministro de potencia la detecta como señal de habilitación (o recibe la tensión generada) y se habilita para suministrar potencia a cada circuito. Dicho de otro modo, el circuito de suministro de potencia habilita los componentes, la MCU, y el módulo de RF de cada circuito.
[0141] La MCU que recibe la señal de habilitación desde el circuito de suministro de potencia permite que la unidad de medición de parámetros de celda mida la tensión y la temperatura de una celda.
[0142] La unidad de medición de parámetros de celda está conectada a la batería y mide la tensión y la temperatura de la batería conectada. Aunque la unidad de medición de parámetros de celda se ilustra como un componente en este dibujo, la unidad 110 de medición de parámetros de celda puede estar configurada como componentes independientes, es decir, la unidad de medición de tensión de celda y la unidad de medición de temperatura de celda. Los datos sobre la tensión y la temperatura de la celda medidos por la unidad de medición de parámetros de celda se transmiten a la MCU.
[0143] La MCU que recibe datos sobre la tensión y la temperatura de la celda desde la unidad de medición de parámetros de celda determina si la tensión y la temperatura medidas de la celda están dentro de un intervalo de funcionamiento normal de la celda. Por ejemplo, si la tensión medida de la celda es mayor que el primer umbral o menor que el segundo umbral, la MCU determina que hay un problema en el estado de la celda. Si la MCU determina que hay un problema con el estado de la celda, permite que el módulo de RF genere una señal de fallo. Además, por ejemplo, si la temperatura medida de la celda es mayor que el tercer umbral, la MCU determina que hay un problema con el estado de la celda. Si la MCU determina que hay un problema con el estado de la celda, permite que el módulo de RF genere una señal de fallo.
[0144] El módulo de RF se habilita cuando la MCU recibe la señal de habilitación desde el circuito de suministro de potencia y transmite la señal de habilitación de nuevo al módulo de RF. Además, cuando la MCU determina que hay un problema en el estado de la celda, y recibe la señal de generación de señal de fallo desde la MCU, el módulo 114 de RF genera una señal de fallo que tiene la tercera frecuencia y transmite la señal de fallo a la primera antena a1. La primera antena a1 recibe una señal de fallo desde el módulo de RF. La primera antena a1 que recibe la señal de fallo desde el módulo de RF transmite la señal de fallo correspondiente al BMC. En este caso, la señal que tiene la tercera frecuencia no es una señal que tiene datos. La señal que tiene la tercera frecuencia sólo necesita notificar al BMC que la celda de batería no es normal. Por tanto, no es necesario incluir comandos o datos en la señal. En su lugar, debe ser capaz de detectar que una señal que tiene una tercera frecuencia se recibe en el BMC, por lo que necesita tener una densidad de energía predeterminada. Es decir, la densidad de energía de la señal que tiene la tercera frecuencia debe ser mayor que la densidad de energía de la señal que tiene la primera frecuencia usada cuando el CMC y el BMC se comunican. Dicho de otro modo, la transmisión de una señal que tiene una tercera frecuencia es principalmente para notificar que se produce un evento particular a través de la entrega de energía. La segunda antena b2 del BMC recibe la señal de fallo transmitida desde el CMC. La frecuencia de la señal de fallo se establece de antemano y es una señal adaptada por el circuito de adaptación de impedancia del BMC, y se recibe en la segunda antena b2.
[0145] La señal de fallo recibida a través de la segunda antena b2 del BMC puede detectarse por la MCU del BMC para determinar que se produce un problema en la celda de batería monitorizada por el CMC correspondiente. Es decir, cuando la unidad de control del BMC recibe la señal que tiene la tercera frecuencia desde la segunda antena b2, la unidad de control del BMC determina que se produce una anomalía en la celda de batería monitorizada por el CMC. Dado que la señal de fallo está destinada para la notificación de detección de eventos a través de transmisión de energía, cuando la MCU del BMC detecta la recepción de una señal de una tercera frecuencia que tiene la energía de una referencia predeterminada o más desde la segunda antena b2, puede determinar que se produce una anomalía en la celda de batería monitorizada por el CMC.
[0146] Además, la primera antena a1 del CMC se usa como trayectoria de comunicación para realizar comunicación general usando una señal de RF que tiene una primera frecuencia con la primera antena a2 del BMC. Entonces, la primera antena a1 del CMC transmite una señal de fallo que tiene una tercera frecuencia a la segunda antena b2 del BMC. Además, la segunda antena b1 del CMC recibe una señal de RF, que es una señal de reactivación, desde la segunda antena b2 del BMC.
[0147] Como en el caso de la realización según las figuras 1 a 4, se entenderán que el CMC y el BMC según las figuras 5 a 7 pueden funcionar incluso cuando las frecuencias primera a tercera son la misma frecuencia. Es decir, cuando las frecuencias primera a tercera son la misma frecuencia, la señal de la segunda frecuencia y la señal de la tercera frecuencia pueden lograr el objeto de la presente invención variando la densidad de energía.
[0148] Además, tal como se muestra en las figuras 4 y 7, pueden considerarse las siguientes modificaciones cuando el BMC gestiona una pluralidad de CMC.
[0149] Cada uno de la pluralidad de CMC tiene la misma configuración. Sin embargo, cuando el CMC detecta una anomalía en la celda de batería monitorizada por el CMC, la frecuencia de la señal de fallo transmitida al BMC se establece de manera diferente. Es decir, las terceras frecuencias en la señal que tiene la tercera frecuencia para la transmisión de señal de fallo son diferentes para cada CMC.
[0150] Además, el BMC debe monitorizar qué CMC entre la pluralidad de CMC transmite una señal de fallo además de comunicarse con la pluralidad de CMC a una primera frecuencia. Dicho de otro modo, no se sabe desde qué CMC se transmite la señal de fallo, por lo que es necesario explorar todas las frecuencias de objetivos. Por tanto, la MCU del BMC explora un intervalo de frecuencia que incluye diferentes terceras frecuencias a las que la pluralidad de CMC transmitirán una señal de fallo, tal como ajustando la impedancia del circuito de adaptación de impedancia. Debido a esta configuración, el BMC puede identificar inmediatamente en qué CMC se produce una anomalía. Es decir, dado que el BMC puede determinar la frecuencia a la que se recibe la señal de fallo, incluso si la señal de fallo no incluye otra información, el BMC puede especificar el CMC que transmite la señal de fallo.
[0151] Aunque la presente invención se ha descrito anteriormente mediante realizaciones y dibujos limitados, la presente invención no se limita a los mismos, y resultará evidente para los expertos en la técnica que la presente invención puede implementarse de diversas maneras dentro del alcance equivalente de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
i.Controlador (100) de gestión de celda que comprende:
una primera antena (116) configurada para transmitir una primera señal de una primera frecuencia a un dispositivo externo;
una segunda antena (102) configurada para recibir una segunda señal de una segunda frecuencia desde el dispositivo externo;
una unidad (106) de generación de tensión configurada para generar una tensión basándose en la segunda señal de la segunda frecuencia recibida en la segunda antena;
una unidad (112) de accionamiento configurada para recibir una señal de habilitación basándose en una tensión generada por la unidad de generación de tensión; y
una unidad (110) de medición de parámetros de celda configurada para medir un parámetro que indica un estado de una celda de batería basándose en una señal de control procedente de la unidad de accionamiento,
en el que la unidad de accionamiento está configurada para pasar de un estado de reposo a un estado de reactivación basándose en la señal de habilitación,
en el que la segunda señal tiene una mayor densidad de energía que la primera señal, y
en el que la segunda señal no incluye datos y no está modulada.
2. Controlador (100) de gestión de celda según la reivindicación 1, que comprende además un circuito (104) de adaptación de impedancia configurado para adaptar una impedancia para recibir la segunda señal en la segunda antena.
3. Controlador (100) de gestión de celda según la reivindicación 2, que comprende además un circuito de descarga configurado para descargar una energía acumulada en la unidad (106) de generación de tensión.
4. Controlador (100) de gestión de celda según la reivindicación 1, en el que la unidad (112) de accionamiento está configurada para:
determinar si la celda de batería es anómala basándose en un valor de parámetro de la celda de batería recibido desde la unidad (110) de medición de parámetros de celda, y
cuando se determina que se produce una anomalía en la celda de batería, transmitir una señal de fallo que indica un estado anómalo de la celda de batería al dispositivo externo a una tercera frecuencia.
5. Controlador (100) de gestión de celda según la reivindicación 4, en el que la señal de fallo tiene una mayor densidad de energía que la primera señal.
6. Controlador (100) de gestión de celda según la reivindicación 5, en el que la primera antena (116) está configurada para transmitir la señal de fallo.
7. Controlador (100) de gestión de celda según la reivindicación 1, que comprende además un circuito (108) de suministro de potencia configurado para suministrar potencia a la unidad (112) de accionamiento, en el que el circuito de suministro de potencia está configurado además para aplicar la señal de habilitación a la unidad de accionamiento cuando se introduce la tensión generada por la unidad (106) de generación de tensión,
en el que la unidad de accionamiento está configurada para pasar a un estado de reactivación basándose en la señal de habilitación aplicada desde el circuito de suministro de potencia.
8. Controlador (100) de gestión de celda según la reivindicación 1, que comprende además un circuito (106) de suministro de potencia configurado para suministrar potencia a la unidad (112) de accionamiento, en el que el circuito de suministro de potencia está configurado para suministrar de manera continua potencia a la unidad de accionamiento,
en el que la unidad de accionamiento está configurada para recibir la tensión generada por la unidad (106)
de generación de tensión como señal de habilitación.
9.Controlador de gestión de batería que comprende:
una primera antena (a2) configurada para comunicarse con un dispositivo externo usando una primera frecuencia y una segunda frecuencia; y
una unidad de control configurada para generar una señal de reactivación de la segunda frecuencia para hacer pasar el dispositivo externo de un estado de reposo a un estado de reactivación, transmitir la señal al dispositivo externo a través de la primera antena, y realizar transmisión y recepción de datos con el dispositivo externo usando la primera frecuencia,
en el que la unidad de control está configurada para generar señales de la primera frecuencia a una primera densidad de energía y señales de la segunda frecuencia a una segunda densidad de energía que es mayor que la primera densidad de energía, y
en el que las señales de la segunda frecuencia no incluyen datos y no están moduladas.
10. Controlador de gestión de batería según la reivindicación 9, que comprende además una segunda antena (b2) configurada para recibir una señal de una tercera frecuencia desde el dispositivo externo,
en el que la unidad de control está configurada para determinar que se produce una anomalía en una celda de batería monitorizada por el dispositivo externo cuando la señal de la tercera frecuencia se recibe desde la segunda antena.
11. Controlador de gestión de batería según la reivindicación 10, en el que la unidad de control está configurada para:
detectar la recepción de la señal de la tercera frecuencia que tiene una energía igual a o mayor que una referencia predeterminada desde la segunda antena (b2); y
determinar que se ha producido una anomalía en la celda de batería monitorizada por el dispositivo externo basándose en la recepción de la señal de la tercera frecuencia que tiene una energía igual a o mayor que una referencia predeterminada.
12. Controlador de gestión de batería según la reivindicación 10, que comprende además:
un circuito de adaptación de impedancia configurado para adaptar una impedancia de modo que la segunda antena es capaz de recibir la señal de la tercera frecuencia; y
un circuito de descarga configurado para descargar una energía acumulada por la señal recibida a través del circuito de adaptación de impedancia.
13. Sistema de gestión de batería que comprende:
una pluralidad de controladores (100) de gestión de celda, estando cada controlador de gestión de celda configurado para monitorizar un estado de una celda de batería correspondiente; y
un controlador de gestión de batería configurado para comunicarse con cada uno de la pluralidad de controladores de gestión de celda para recibir, desde cada controlador de gestión de celda, un valor de parámetro respectivo medido para la celda de batería correspondiente,
en el que cada uno de la pluralidad de controladores de gestión de celda comprende:
una primera antena (116, a1) configurada para transmitir una primera señal al controlador de gestión de batería usando una primera frecuencia;
una segunda antena (102, b1) configurada para recibir una señal de una segunda frecuencia desde el controlador de gestión de batería;
una unidad (106) de generación de tensión configurada para generar una tensión basándose en la señal de la segunda frecuencia recibida en la segunda antena;
una unidad (112) de accionamiento configurada para recibir una señal de habilitación basándose en la tensión generada por la unidad de generación de tensión; y
una unidad (110) de medición de parámetros de celda configurada para medir un parámetro que indica un estado de la celda de batería correspondiente basándose en una señal de control procedente de la unidad de accionamiento,
en el que la unidad de accionamiento está configurada para pasar de un estado de reposo a un estado de reactivación basándose en la señal de habilitación,
en el que la señal de la segunda frecuencia tiene una mayor densidad de energía que la primera señal de la primera frecuencia transmitida por la primera antena al controlador de gestión de batería, y
en el que la señal de la segunda frecuencia no incluye datos y no está modulada.
Sistema de gestión de batería según la reivindicación 13, en el que, en cada uno de la pluralidad de controladores de gestión de celda,
la unidad (112) de accionamiento está configurada para:
determinar si la celda de batería correspondiente es anómala basándose en un valor de parámetro de la celda de batería correspondiente recibido desde la unidad (110) de medición de parámetros de celda, y cuando se determina que se produce una anomalía en la celda de batería, transmitir una señal de fallo que indica un estado anómalo de la celda de batería al controlador de gestión de batería a una tercera frecuencia preestablecida que es diferente de las terceras frecuencias preestablecidas de los otros controladores de gestión de celda.
Sistema de gestión de batería según la reivindicación 14, en el que el controlador de gestión de batería está configurado para explorar un intervalo de frecuencia que incluye las terceras frecuencias preestablecidas a las que la pluralidad de controladores de gestión de celda están configurados para transmitir señales de fallo respectivas, y para recibir una o más de las señales de fallo desde la pluralidad de controladores de gestión de celda.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020115333A1 (de) * 2019-06-17 2020-12-17 Silicon Works Co., Ltd. Drahtloses Batterie-Verwaltungssystem, Knoten für drahtlose Kommunikation und Verfahren zur Datenübertragung
KR20210092488A (ko) * 2020-01-16 2021-07-26 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 관리 시스템
WO2023234572A1 (ko) * 2022-05-31 2023-12-07 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀의 이상 진단 장치 및 방법
CN115601948B (zh) * 2022-09-29 2025-11-14 中国第一汽车股份有限公司 一种锂离子电池组无线控制方法、系统和车辆
TWI885837B (zh) * 2024-04-03 2025-06-01 連恩微電子股份有限公司 電池系統及其電池通訊系統
KR102905098B1 (ko) * 2024-05-02 2025-12-31 주식회사 배러머신 배터리를 장착한 제품의 슬립동안 그 배터리의 적응적 모니터링 방법

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08139635A (ja) * 1994-11-07 1996-05-31 Yokogawa Electric Corp 無線通信装置
US6928559B1 (en) * 1997-06-27 2005-08-09 Broadcom Corporation Battery powered device with dynamic power and performance management
CN101326537B (zh) * 2005-10-18 2010-10-13 松下电器产业株式会社 非接触数据载体
US7969043B2 (en) * 2007-11-05 2011-06-28 O2 Micro, Inc. Power management systems with multiple power sources
JP2010081716A (ja) 2008-09-25 2010-04-08 Toshiba Corp 電池情報取得装置
JP2010142083A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Toshiba Corp 組電池システム
US20110051641A1 (en) * 2009-08-30 2011-03-03 Yang Pan Low Power Consumption Wireless Sensory and Data Transmission System
JP5663748B2 (ja) 2010-03-31 2015-02-04 エリーパワー株式会社 管理システム、管理装置、管理ユニット及び選定方法
JPWO2011125103A1 (ja) 2010-04-02 2013-07-08 株式会社東芝 無線装置
CN103270666B (zh) 2010-11-02 2018-01-30 纳维达斯解决方案有限公司 用于智能电池管理的无线电池区域网络
US9564762B2 (en) 2010-11-02 2017-02-07 Navitas Solutions Fault tolerant wireless battery area network for a smart battery management system
US9559530B2 (en) 2010-11-02 2017-01-31 Navitas Solutions Fault tolerant wireless battery area network for a smart battery management system
US9000935B2 (en) * 2011-03-31 2015-04-07 Elite Power Solutions Llc Battery management system
JP5677171B2 (ja) 2011-04-07 2015-02-25 株式会社日立製作所 電池モジュール及びこれを備えた電池システム
KR101856663B1 (ko) * 2011-06-03 2018-05-10 에스케이이노베이션 주식회사 다중팩 병렬 구조의 정보 교환을 위한 2차 전지 관리 시스템 및 방법
WO2013051157A1 (ja) 2011-10-07 2013-04-11 日立ビークルエナジー株式会社 電池監視システム、上位コントローラ、電池監視装置
KR101276930B1 (ko) 2011-12-29 2013-06-19 전영환 방범시스템
US10870360B2 (en) 2013-02-12 2020-12-22 Cps Technology Holdings Llc Battery monitoring network
JP6171027B2 (ja) 2013-12-16 2017-07-26 株式会社日立製作所 電池システム
KR102155199B1 (ko) 2013-12-23 2020-09-11 삼성전자주식회사 Nfc 장치의 매칭 회로, nfc 장치 및 전자 시스템
EP3098895B1 (en) * 2014-01-20 2019-12-25 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power supply control system, power supply control apparatus, and power supply control method
US9981559B2 (en) 2014-02-14 2018-05-29 Hitachi, Ltd. Battery control system, and battery system
KR102176853B1 (ko) 2016-07-22 2020-11-10 주식회사 엘지화학 배터리 무선 제어 시스템 및 방법
KR102148060B1 (ko) 2016-08-18 2020-08-25 주식회사 엘지화학 배터리 셀 모듈 위치 식별장치 및 방법
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