ES3058924T3 - Battery device and balancing method - Google Patents

Battery device and balancing method

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ES3058924T3 ES22901530T ES22901530T ES3058924T3 ES 3058924 T3 ES3058924 T3 ES 3058924T3 ES 22901530 T ES22901530 T ES 22901530T ES 22901530 T ES22901530 T ES 22901530T ES 3058924 T3 ES3058924 T3 ES 3058924T3
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Younghwan Jeon
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Abstract

Varios interruptores de electrodo positivo están conectados entre los terminales de electrodo positivo de varios paquetes de baterías y un primer nodo, y varios interruptores de electrodo negativo están conectados entre los terminales de electrodo negativo de varios paquetes de baterías y un segundo nodo. Un primer interruptor está conectado entre el primer nodo y un terminal de enlace positivo, y un segundo interruptor está conectado entre el segundo nodo y un terminal de enlace negativo. Un tercer interruptor y una resistencia están conectados en serie entre el primer nodo y el segundo nodo. Un procesador controla los interruptores de electrodo positivo, los interruptores de electrodo negativo, el primer interruptor, el segundo interruptor y el tercer interruptor para equilibrar al menos algunos de los paquetes de baterías. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Dispositivo de batería y método de equilibrado
[0003] Sector de la técnica
[0004] La divulgación se refiere a un dispositivo de batería y a un método de equilibrado.
[0005] Antecedentes de la invención
[0006] Un vehículo eléctrico es un vehículo que obtiene energía accionando un motor usando una batería como fuente de alimentación principalmente, y su investigación se ha realizado activamente porque es una alternativa para resolver los problemas de contaminación y energía de los vehículos de combustión interna. Además, se usan baterías recargables en diversos dispositivos externos distintos de los vehículos eléctricos.
[0007] Recientemente, se ha usado un dispositivo de batería en el que una pluralidad de paquetes de batería están conectados en paralelo, ya que se requiere una batería que tenga alta salida y gran capacidad de carga. Cuando se produce una diferencia de voltaje entre celdas de batería en un paquete de batería, puede reducirse una diferencia de voltaje a través del equilibrado de celdas, pero no se usa un equilibrado que reduzca la diferencia de voltaje entre paquetes de batería. Además, dado que una operación de equilibrado lleva mucho tiempo, es necesario resolver un problema en el sentido de que el paquete de batería no suministra energía mientras se realiza el equilibrado entre paquetes de batería.
[0008] El documento US2018/219387 A1 se refiere a un aparato de almacenamiento eléctrico, el documento JP H05 182694 A se refiere a un circuito de descarga para una batería y el documento EP2793349 se refiere a un aparato para equilibrar baterías.
[0009] Explicación de la invención
[0010] Problema técnico
[0011] Determinadas realizaciones pueden proporcionar un dispositivo de batería y un método de equilibrado capaz de equilibrar entre paquetes de batería.
[0012] Solución técnica
[0013] Según un aspecto, se proporciona un dispositivo de batería según la reivindicación 1.
[0014] La primera condición predeterminada puede incluir una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería excede un voltaje umbral.
[0015] El primer paquete de batería puede ser un paquete de batería que tiene un voltaje más alto entre la pluralidad de paquetes de batería, y el segundo paquete de batería puede ser un paquete de batería que tiene un voltaje más bajo entre la pluralidad de paquetes de batería.
[0016] La primera condición predeterminada puede incluir una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que no se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo.
[0017] El procesador puede finalizar el equilibrado cuando se satisface una segunda condición predeterminada.
[0018] La segunda condición predeterminada puede incluir una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería es menor que un voltaje predeterminado.
[0019] La segunda condición predeterminada puede incluir una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo.
[0020] Según otro aspecto, se proporciona un dispositivo de batería según la reivindicación 8.
[0021] El circuito de equilibrado puede incluir además una resistencia conectada entre el primer nodo y el segundo nodo cuando se realiza el equilibrado.
[0022] La primera condición predeterminada puede incluir una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería excede un voltaje umbral.
[0023] La primera condición predeterminada puede incluir además una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que no se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo.
[0024] El procesador puede finalizar el equilibrado cuando se satisface una segunda condición predeterminada.
[0025] La segunda condición predeterminada puede incluir una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería es menor que un voltaje predeterminado.
[0026] La segunda condición predeterminada puede incluir una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo.
[0027] Según otro aspecto, se proporciona un método de equilibrado según la reivindicación 11.
[0028] La condición predeterminada puede incluir una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería excede un voltaje umbral.
[0029] La condición predeterminada puede incluir además una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que no se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo.Efecto ventajoso
[0030] Según algunas realizaciones, puesto que un paquete de batería que tiene un alto voltaje puede cargar un paquete de batería que tiene un bajo voltaje, puede realizarse un equilibrado entre los paquetes de batería.
[0031] Descripción de las figuras
[0032] La FIG.1 es un diagrama que muestra un ejemplo de un dispositivo de batería según una realización.
[0033] La FIG.2 es un diagrama que muestra un ejemplo de un dispositivo de batería según otra realización.
[0034] La FIG. 3 es un diagrama que muestra un ejemplo de temporización de conmutación del dispositivo de batería mostrado en la FIG.2.
[0035] La FIG.4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método de equilibrado de paquetes de batería de un dispositivo de batería según una realización.
[0036] Modo para la invención
[0037] A continuación en el presente documento, la presente invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos adjuntos de modo que los expertos en la técnica puedan llevar a cabo fácilmente la presente invención. Con el fin de describir claramente la presente invención, se omiten partes irrelevantes para la descripción, y los mismos números de referencia se indican mediante los mismos componentes o componentes similares a lo largo de la memoria descriptiva.
[0038] Se entenderá que, cuando se hace referencia a un componente como “conectado” a otro componente, el componente puede estar conectado directamente al otro componente, pero pueden existir otros componentes entre los mismos. Por otro lado, se entenderá que, cuando se hace referencia a un componente como “directamente conectado” a otro componente, no existe otro componente entre ellos.
[0039] En la descripción a continuación, las expresiones descritas en singular pueden interpretarse como singulares o plurales, a menos que se usen expresiones explícitas tales como “uno” o “único”.
[0040] En el diagrama de flujo descrito con referencia a los dibujos, el orden de las operaciones puede cambiarse, varias operaciones pueden fusionarse, una operación puede dividirse y ciertas operaciones pueden no realizarse.
[0041] La FIG.1 es un diagrama que muestra un ejemplo de un dispositivo de batería según una realización.
[0042] En referencia a la FIG. 1, el dispositivo 100 de batería tiene una estructura que puede conectarse eléctricamente a un dispositivo externo 10 a través de un terminal de enlace positivo DC(+) y un terminal de enlace negativo DC(-). En algunas realizaciones, el dispositivo 100 de batería puede conectarse al dispositivo externo 10 a través del terminal de enlace positivo DC(+) y el terminal de enlace negativo DC(-). Cuando el dispositivo externo 10 es una carga, el dispositivo 100 de batería puede descargarse funcionando como una fuente de alimentación que suministra energía a la carga. Cuando el dispositivo externo 10 es un cargador, el dispositivo 100 de batería puede cargarse recibiendo energía externa a través del cargador 10. En algunas realizaciones, el dispositivo externo 10 que funciona como carga puede ser, por ejemplo, un dispositivo electrónico, un medio de transporte o un sistema de almacenamiento de energía (ESS), y el medio de transporte puede ser un vehículo, por ejemplo, un vehículo eléctrico, un vehículo híbrido o un vehículo de movilidad inteligente.
[0043] El dispositivo 100 de batería incluye una pluralidad de paquetes 110 de batería, una pluralidad de circuitos 120 de conmutación, un circuito 130 de equilibrado y un procesador 140.
[0045] La pluralidad de paquetes 110 de batería están conectados en paralelo a los terminales de enlace DC(+) y DC(-) a través de la pluralidad de circuitos 120 de conmutación. La pluralidad de circuitos 120 de conmutación corresponde respectivamente a la pluralidad de paquetes 110 de batería. Es decir, cada circuito 120 de conmutación está conectado al correspondiente paquete 110 de batería entre la pluralidad de paquetes 110 de batería. Cada paquete 110 de batería incluye una pluralidad de celdas de batería (no mostradas), y tiene un terminal positivo PV(+) y un terminal negativo PV(-). En algunas realizaciones, la celda de batería puede ser una batería secundaria recargable. En una realización, un número predeterminado de celdas de batería pueden estar conectadas en serie en el paquete 110 de batería para formar un módulo de batería y suministrar la energía deseada. En otra realización, un número predeterminado de módulos de batería pueden estar conectados en serie o en paralelo en el paquete 110 de batería para suministrar la energía deseada.
[0047] Cada circuito 120 de conmutación incluye un conmutador positivo 121 y un conmutador negativo 122. El conmutador positivo 121 está conectado entre el correspondiente terminal positivo PV(+) del paquete 110 de batería y un nodo N1. El nodo N1 puede estar conectado al terminal de enlace positivo DC(+) del dispositivo 100 de batería a través del circuito 130 de equilibrado. El conmutador negativo 122 está conectado entre el correspondiente terminal negativo PV(-) del paquete 110 de batería y un nodo N2. El nodo N2 puede estar conectado al terminal de enlace negativo DC(-) del dispositivo 100 de batería a través del circuito 130 de equilibrado. Los conmutadores 121 y 122 pueden controlarse mediante el procesador 140 para controlar la conexión eléctrica entre el paquete 110 de batería y el dispositivo externo 10. En algunas realizaciones, cada uno de los conmutadores 121 y 122 puede incluir un contactor que incluye un relé. En algunas realizaciones, cada uno de los conmutadores 121 y 122 puede incluir un conmutador eléctrico tal como un transistor. En algunas realizaciones, el circuito 120 de conmutación puede incluir además un circuito de accionamiento (no mostrado) que acciona cada uno de los conmutadores 121 y 122 en respuesta a una señal de control del procesador 140. Cuando el conmutador positivo 121 y el conmutador negativo 122 están cerrados, puede suministrarse energía desde el paquete 110 de batería hasta el dispositivo externo 10 o desde el dispositivo externo 10 hasta el paquete 110 de batería. El cierre de un conmutador puede expresarse como encender el conmutador, y la apertura del conmutador puede expresarse como apagar el conmutador.
[0049] El circuito 130 de equilibrado está conectado entre los nodos N1 y N2 y los terminales de enlace DC(+) y DC(-). Durante el equilibrado, el circuito 130 de equilibrado bloquea una conexión entre el nodo N1 y el terminal de enlace positivo DC(+) y una conexión entre el nodo N2 y el terminal de enlace negativo DC(-), y realiza el equilibrado entre los paquetes 110 de batería seleccionados. El circuito 130 de equilibrado puede realizar el equilibrado de modo que el paquete 110 de batería que tiene un bajo voltaje se cargue por el paquete 110 de batería que tiene un alto voltaje. Cuando no se realiza el equilibrado, el circuito 130 de equilibrado conecta el nodo N1 al terminal de enlace positivo DC(+) y conecta el nodo N2 al terminal de enlace negativo DC(-). Por consiguiente, cuando el conmutador positivo 121 y el conmutador negativo 122 están cerrados, puede suministrarse energía desde el paquete 110 de batería hasta el dispositivo externo 10 o desde el dispositivo externo 10 hasta el paquete 110 de batería.
[0051] El procesador 140 controla la pluralidad de circuitos 120 de conmutación y el circuito 130 de equilibrado. En algunas realizaciones, el procesador 140 puede incluir, por ejemplo, una unidad de microcontrolador (MCU). El procesador 140 realiza el equilibrado entre al menos algunos paquetes de batería entre la pluralidad de paquetes 110 de batería cuando se satisface una condición predeterminada (o una “primera condición predeterminada”). Durante el equilibrado, el procesador 140 puede cerrar el conmutador positivo 121 y el conmutador negativo 122 del paquete 110 de batería seleccionado para equilibrar de entre la pluralidad de paquetes 110 de batería, y controlar el circuito 130 de equilibrado para bloquear la conexión entre el nodo N1 y el terminal de enlace positivo DC(+) y la conexión entre el nodo N2 y el terminal de enlace negativo DC(-). Cuando no se realiza equilibrado, el procesador 140 puede controlar el circuito 130 de equilibrado de modo que el nodo N1 esté conectado al terminal de enlace positivo DC(+) y el nodo N2 esté conectado al terminal de enlace negativo DC(-).
[0053] En algunas realizaciones, la condición predeterminada puede incluir una condición en la que una diferencia de voltaje entre paquetes de batería que realizan el equilibrado excede un voltaje umbral. En algunas realizaciones, el procesador 140 puede seleccionar el paquete 110 de batería que tiene el voltaje más alto y el paquete 110 de batería que tiene el voltaje más bajo de entre la pluralidad de paquetes 110 de batería como el paquete 110 de batería para el equilibrado. En algunas realizaciones, cuando se selecciona el paquete 110 de batería que tiene el voltaje más alto, el procesador 140 puede seleccionar uno o más paquetes 110 de batería que tienen el voltaje más alto de entre la pluralidad de paquetes 110 de batería. Cuando se selecciona el paquete 110 de batería que tiene el voltaje más bajo, el procesador 140 puede seleccionar uno o más paquetes 110 de batería que tienen el voltaje más bajo de entre la pluralidad de paquetes 110 de batería. Cuando la diferencia entre el voltaje más alto y el voltaje más bajo excede el voltaje umbral, el procesador 140 puede realizar el equilibrado entre el paquete 110 de batería que tiene el voltaje más alto y el paquete 110 de batería que tiene el voltaje más bajo.
[0055] En algunas realizaciones, la condición predeterminada puede incluir una condición en la que el dispositivo 100 de batería está en un modo de equilibrado. En algunas realizaciones, el circuito 130 de equilibrado puede realizar el equilibrado bajo el control del procesador 140 en el modo de equilibrado. En algunas realizaciones, el circuito 130 de equilibrado puede no realizar el equilibrado bajo el control del procesador 140 en un modo de fuente de alimentación. En algunas realizaciones, el modo de equilibrado es un modo en el que no se requiere suministro de energía desde el dispositivo 100 de batería hasta el dispositivo externo 10, y puede incluir un periodo inactivo del dispositivo 100 de batería. El modo de fuente de alimentación puede ser un modo en el que el dispositivo 100 de batería funciona como fuente de alimentación para suministrar energía al dispositivo externo 10. En algunas realizaciones, el periodo inactivo puede incluir un modo previo al reposo inmediatamente antes de que un sistema de gestión de batería que incluye el procesador 140 entre en un modo de reposo. En algunas realizaciones, cuando el dispositivo externo 10 es un medio de transporte, el modo de equilibrado puede incluir un modo de aparcamiento en el que el medio de transporte está aparcado, y el modo de fuente de alimentación puede incluir un modo de conducción en el que el medio de transporte está conduciendo.
[0056] En algunas realizaciones, el dispositivo 100 de batería puede incluir además un circuito de monitorización que monitoriza el voltaje del paquete 110 de batería. El procesador 140 puede recibir un resultado de monitorización del circuito de monitorización y detectar el voltaje del paquete 110 de batería.
[0057] Según la realización descrita anteriormente, puesto que el paquete 110 de batería que tiene un bajo voltaje puede cargarse con el paquete 110 de batería que tiene un alto voltaje, puede realizarse equilibrado entre los paquetes 110 de batería. En algunas realizaciones, el equilibrado puede realizarse de manera estable realizando el equilibrado en el modo de equilibrado que incluye el modo de aparcamiento.
[0058] La FIG.2 es un diagrama que ilustra un ejemplo de un dispositivo de batería según otra realización, y la FIG.3 es un diagrama que ilustra un ejemplo de temporización de conmutación del dispositivo de batería ilustrado en la FIG. 2. La FIG. 2 muestra dos paquetes de batería seleccionados para el equilibrado, por conveniencia de descripción. La FIG.3 muestra un nivel de habilitación de una señal de control como un alto nivel y un nivel de deshabilitación de la señal de control como un bajo nivel, por conveniencia de descripción.
[0059] En referencia a la FIG. 2, el dispositivo 200 de batería incluye una pluralidad de paquetes 210a y 210b de batería, una pluralidad de circuitos 220a y 220b de conmutación, un circuito 230 de equilibrado y un procesador 240.
[0060] Como se describe con referencia a la FIG.1, el circuito 220a de conmutación incluye un conmutador positivo 221a y un conmutador negativo 222a, y el circuito 220b de conmutación incluye un conmutador positivo 221b y un conmutador negativo 222b. El conmutador positivo 221a está conectado entre el terminal positivo PV(+) del paquete 210a de batería y el nodo N1, y el conmutador negativo 222a está conectado entre el terminal negativo PV(-) del paquete 210a de batería y el nodo N2. El conmutador positivo 221b está conectado entre el terminal positivo PV(+) del paquete 210b de batería y el nodo N1, y el conmutador negativo 222b está conectado entre el terminal negativo PV(-) del paquete 210b de batería y el nodo N2.
[0061] El circuito 230 de equilibrado incluye un conmutador 231 de equilibrado, una resistencia 232 de equilibrado y conmutadores 233 y 234 de conexión. El conmutador 231 de equilibrado y la resistencia 232 de equilibrado están conectados en serie entre el nodo N1 y el nodo N2. En algunas realizaciones, el conmutador 233 de conexión está conectado entre el nodo N1 y el terminal de enlace positivo DC (+), y se usa para conectar los conmutadores positivos 221a y 221b con el terminal de enlace positivo DC(+). El conmutador 234 de conexión está conectado entre el nodo N2 y el terminal de enlace negativo DC(-), y se usa para conectar los conmutadores negativos 222a y 222b con el terminal de enlace negativo DC(-).
[0062] En algunas realizaciones, cada uno de los conmutadores 221a, 221b, 222a, 222b, 231, 233 y 234 puede incluir un contactor que incluye un relé. En algunas realizaciones, cada uno de los conmutadores 221a, 221b, 222a, 222b, 231, 233 y 234 puede incluir un conmutador eléctrico tal como un transistor. En algunas realizaciones, la resistencia 232 de equilibrado puede incluir una resistencia de cemento.
[0063] En referencia a las FIGS.2 y 3, en un modo de equilibrado, el procesador 240 transfiere una señal de control C4 que tiene el nivel de deshabilitación a cada uno de los conmutadores 233 y 234 de conexión, y los conmutadores 233 y 234 de conexión se abren en respuesta a la señal de control C4 que tiene el nivel de deshabilitación. Los conmutadores 233 y 234 de conexión se abren, y se bloquean una conexión entre el nodo N1 y el terminal de enlace DC(+) y una conexión entre el nodo N2 y el terminal de enlace DC(-).
[0064] Además, el procesador 240 transfiere una señal de control C3 que tiene el nivel de habilitación al conmutador 231 de equilibrado, y el conmutador 231 de equilibrado se cierra en respuesta a la señal de control C3 que tiene el nivel de habilitación. El conmutador 231 de equilibrado se cierra de modo que el nodo N1 y el nodo N2 se conecten a través de la resistencia 232 de equilibrado. Es decir, la resistencia 232 de equilibrado se conecta en paralelo a los paquetes 210a y 210b de batería.
[0065] Además, el procesador 240 transfiere señales de control C1 y C2 que tienen el nivel de habilitación a los circuitos 220a y 220b de conmutación de los paquetes 210a y 210b de batería seleccionados para el equilibrado, y los conmutadores negativos 222a y 222b de los paquetes 210a y 210b de batería se cierran en respuesta a la señal de control C2 que tiene el nivel de habilitación, y los conmutadores positivos 221a y 221b de los paquetes 210a y 210b de batería se cierran en respuesta a la señal de control C1 que tiene el nivel de habilitación. El procesador 240 transfiere una señal de control que tiene el nivel de deshabilitación a un circuito de conmutación del paquete de batería restante, y un conmutador positivo y un conmutador negativo del paquete de batería no seleccionado para el equilibrado mantienen un estado abierto en respuesta a la señal de control que tiene el nivel de deshabilitación. Por consiguiente, puede fluir una corriente desde el paquete de batería (por ejemplo, 210a) que tiene un alto voltaje hasta la resistencia 232 de equilibrado y el paquete de batería (por ejemplo, 210b) que tienen un bajo voltaje. En este caso, el paquete 210b de batería puede cargarse según la corriente que fluye desde el paquete 210a de batería hasta el paquete 210b de batería y la resistencia 232 de equilibrado y suministrarse al paquete 210b de batería según una relación entre la resistencia interna del paquete 210b de batería y la resistencia 232 de equilibrado. Por consiguiente, el voltaje del paquete 210b de batería aumenta, y puede realizarse un equilibrado entre los paquetes 210a y 210b de batería. En este caso, la resistencia 232 de equilibrado puede limitar la corriente suministrada al paquete 210b de batería de modo que no se suministre una corriente excesiva al paquete 210b de batería.
[0066] Para finalizar el modo de equilibrado, el procesador 240 transfiere la señal de control C3 que tiene el nivel de deshabilitación al conmutador 231 de equilibrado y la señal de control C4 que tiene el nivel de habilitación a los conmutadores 233 y 234 de conexión.
[0067] El conmutador 231 de equilibrado se abre en respuesta a la señal de control C3 que tiene el nivel de deshabilitación, y los conmutadores 233 y 234 de conexión se cierran en respuesta a la señal de control C4 que tiene el nivel de habilitación. Por consiguiente, el equilibrado entre los paquetes 210a y 210b de batería finaliza, y los nodos N1 y N2 pueden conectarse a los terminales de enlace DC(+) y DC(-), respectivamente. Además, el procesador 240 transfiere las señales de control C1 y C2 que tienen el nivel de deshabilitación a los circuitos 220a y 220b de conmutación de los paquetes 210a y 210b de batería, y los conmutadores positivos 221a y 221b y conmutadores negativos 222a y 222b de los paquetes 210a y 210b de batería pueden abrirse en respuesta a las señales de control C1 y C2 que tienen el nivel de deshabilitación. En algunas realizaciones, el procesador 240 puede emitir las señales de control C1 y C2 que tienen el nivel de deshabilitación antes de emitir la señal de control C3 que tiene el nivel de deshabilitación.
[0068] En algunas realizaciones, el procesador 240 puede finalizar el modo de equilibrado cuando la diferencia entre el voltaje del paquete 210a de batería y el voltaje del paquete 210b de batería es menor que el voltaje predeterminado. En algunas realizaciones, el procesador 240 puede finalizar el modo de equilibrado cuando se suministra energía desde los paquetes 210a y 210b de batería hasta el dispositivo externo 20.
[0069] La FIG.4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método de equilibrado de paquetes de batería de un dispositivo de batería según una realización a modo de ejemplo.
[0070] En referencia a la FIG. 4, cuando el dispositivo de batería satisface una condición predeterminada (o una “primera condición predeterminada”) (S410 y S420), el procesador 240 realiza el equilibrado de paquetes entre al menos algunos de una pluralidad de paquetes de batería (S430 a S490). En algunas realizaciones, cuando el dispositivo de batería entra en un periodo disponible de equilibrado (por ejemplo, un modo de equilibrado) (S410), el procesador (por ejemplo, 240 de la FIG. 2) del dispositivo de batería puede detectar los voltajes de una pluralidad de paquetes de batería incluidos en el dispositivo de batería, y comparar una diferencia entre un voltaje más alto y un voltaje más bajo entre los voltajes de la pluralidad de paquetes de batería con un voltaje umbral (S420). Cuando la diferencia entre el voltaje más alto y el voltaje más bajo excede el voltaje umbral (S420), el procesador 240 puede realizar el equilibrado de paquetes entre el paquete de batería (por ejemplo, 210a de la FIG.1) que tiene el voltaje más alto y el paquete de batería (por ejemplo, 210b de la FIG. 1) que tiene el voltaje más bajo (S430-S490). Es decir, la primera condición predeterminada puede incluir una condición en la que el dispositivo de batería está en el periodo disponible de equilibrado (por ejemplo, una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que no se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta un dispositivo externo). Alternativamente, la primera condición predeterminada puede incluir una condición en la que la diferencia entre el voltaje más alto y el voltaje más bajo excede el voltaje umbral. En algunas realizaciones, el procesador 240 puede realizar el equilibrado de paquetes entre uno o más paquetes de batería que tienen el voltaje más alto y uno o más paquetes de batería que tienen el voltaje más bajo.
[0071] El procesador 240 abre el conmutador de conexión (por ejemplo, 233 de la FIG. 2) para la conexión entre los conmutadores positivos (por ejemplo, 221a y 221b de la FIG.2) y el terminal de enlace positivo (por ejemplo, DC(+) de la FIG.2) y un conmutador de conexión (por ejemplo, 234 de la FIG.2) para la conexión entre los conmutadores negativos (por ejemplo, 222a y 222b de la FIG.2) y el terminal de enlace negativo (por ejemplo, DC(-) de la FIG.2) (S430). El procesador 240 abre los conmutadores 233 y 234 de conexión para bloquear la conexión entre los conmutadores positivos 221a y 221b y el terminal de enlace positivo DC(+) y los conmutadores negativos 222a y 222b y el terminal de enlace negativo DC(-) (S430).
[0072] El procesador 240 cierra el conmutador de equilibrado (por ejemplo, 231 de la FIG. 2) (S440). El procesador 240 cierra el conmutador 231 de equilibrado para conectar la resistencia de equilibrado (por ejemplo, 232 de la FIG.2) a los paquetes 210a y 210b de batería en paralelo.
[0073] Además, el procesador 240 cierra el conmutador negativo 222a y el conmutador positivo 221a del paquete 210a de batería que tienen el voltaje más alto y el conmutador negativo 222b y el conmutador positivo 221b del paquete 210b de batería que tienen el voltaje más bajo (S440). Además, el procesador 240 mantiene un estado abierto de un conmutador negativo y un conmutador positivo de un paquete de batería excepto para los paquetes 210a y 210b de batería que tienen los voltajes más alto y más bajo entre la pluralidad de paquetes de batería (S450).
[0074] Por consiguiente, fluye una corriente desde el paquete 210a de batería que tiene el voltaje más alto hasta el paquete 210b de batería que tiene el voltaje más bajo y la resistencia 232 de equilibrado, de modo que el paquete 210b de batería que tiene el voltaje más bajo se carga (S470).
[0075] Cuando se satisface una condición predeterminada (o una “segunda condición predeterminada”) (S480), el procesador 240 finaliza el equilibrado (S490). En algunas realizaciones, el procesador 240 puede monitorizar una diferencia entre el voltaje del paquete 210a de batería y el voltaje del paquete 210b de batería a medida que el paquete 210b de batería que tiene el voltaje más bajo se carga (S480). Cuando la diferencia entre el voltaje del paquete 210a de batería y el voltaje del paquete 210b de batería es menor que el voltaje predeterminado (S480), el procesador 240 finaliza el equilibrado de paquetes (S490). El voltaje predeterminado es un voltaje menor que el voltaje umbral. Es decir, la condición predeterminada puede incluir una condición en la que la diferencia entre el voltaje del paquete 210a de batería y el voltaje del paquete 210b de batería es menor que el voltaje predeterminado. En algunas realizaciones, incluso si no se satisface la condición en la que la diferencia entre el voltaje del paquete 210a de batería y el voltaje del paquete 210b de batería es menor que el voltaje predeterminado, cuando el dispositivo de batería se conmuta a un modo de fuente de alimentación, el procesador 240 puede finalizar el equilibrado de paquetes (S490). Cuando se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo, el procesador 240 puede finalizar el equilibrado de paquetes y suministrar energía al dispositivo externo. Es decir, la condición predeterminada puede incluir una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo. Aunque esta invención se ha descrito en relación con lo que se considera actualmente que son realizaciones a modo de ejemplo prácticas, ha de entenderse que la invención no se limita a las realizaciones dadas a conocer. Sin embargo, el alcance de la invención está definido únicamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (100, 200) de batería que comprende:
un terminal de enlace positivo y un terminal de enlace negativo para la conexión a un dispositivo externo (10); una pluralidad de paquetes (110) de batería que incluye un primer paquete de batería y un segundo paquete de batería;
una pluralidad de conmutadores positivos (121, 221) respectivamente conectados entre los terminales positivos de la pluralidad de paquetes (110) de batería y un primer nodo (N1);
una pluralidad de conmutadores negativos (122, 222) respectivamente conectados entre los terminales negativos de la pluralidad de paquetes (110) de batería y un segundo nodo (N2);
un primer conmutador (233) conectado entre el primer nodo y el terminal de enlace positivo;
un segundo conmutador (234) conectado entre el segundo nodo y el terminal de enlace negativo;
un procesador (140, 240) para controlar la pluralidad de conmutadores positivos, la pluralidad de conmutadores negativos, el primer conmutador (233), el segundo conmutador (234) y el tercer conmutador (231) para realizar el equilibrado entre al menos algunos de la pluralidad de paquetes (110) de bateríacaracterizado por queel dispositivo de batería comprende además un tercer conmutador (231) y una resistencia (232) conectada en serie entre el primer nodo (N1) y el segundo nodo (N2), y en donde:
cuando se satisface una primera condición predeterminada,
el procesador (140, 240) está configurado para abrir el primer conmutador (233) y el segundo conmutador (234), cerrar el tercer conmutador (231),
cerrar los conmutadores negativos (122, 222) conectados a los terminales negativos del primer paquete de batería y el segundo paquete de batería entre la pluralidad de conmutadores negativos, y los conmutadores positivos (121, 221) conectados a los terminales positivos del primer paquete de batería y el segundo paquete de batería entre la pluralidad de conmutadores positivos, y
realizar el equilibrado entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería.
2. El dispositivo (100, 200) de batería de la reivindicación 1, en donde:
la primera condición predeterminada incluye una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería excede un voltaje umbral.
3. El dispositivo (100, 200) de batería de la reivindicación 2, en donde:
el primer paquete de batería es un paquete de batería que tiene un voltaje más alto entre la pluralidad de paquetes de batería, y
el segundo paquete de batería es un paquete de batería que tiene un voltaje más bajo entre la pluralidad de paquetes de batería.
4. El dispositivo (100, 200) de batería de la reivindicación 3, en donde:
la primera condición predeterminada incluye una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que no se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo.
5. El dispositivo (100, 200) de batería de la reivindicación 1, en donde:
el procesador (140, 240) está configurado para finalizar el equilibrado cuando se satisface una segunda condición predeterminada.
6. El dispositivo (100, 200) de batería de la reivindicación 5, en donde:
la segunda condición predeterminada incluye una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería es menor que un voltaje predeterminado.
7. El dispositivo (100, 200) de batería de la reivindicación 5, en donde:
la segunda condición predeterminada incluye una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo.
8. Un dispositivo de batería que comprende:
un terminal de enlace positivo y un terminal de enlace negativo conectados a un dispositivo externo;
una pluralidad de paquetes (110) de batería que incluye un primer paquete de batería y un segundo paquete de batería;
una pluralidad de conmutadores positivos (121, 221) respectivamente conectados entre los terminales positivos de la pluralidad de paquetes de batería y un primer nodo (N1);
una pluralidad de conmutadores negativos (122, 222) respectivamente conectados entre los terminales negativos de la pluralidad de paquetes de batería y un segundo nodo (N2);
un circuito (130, 230) de equilibrado conectado al primer nodo (N1), el segundo nodo (N2), el terminal de enlace positivo y el terminal de enlace negativo; y
un procesador (140, 240) para controlar el circuito (130, 230) de equilibrado para realizar el equilibrado entre al menos algunos de la pluralidad de paquetes de batería;
caracterizado por que
cuando se satisface una primera condición predeterminada,
el procesador (140, 240) está configurado para controlar el circuito (130, 230) de equilibrado para bloquear una conexión entre el primer nodo (N1) y el terminal de enlace positivo y una conexión entre el segundo nodo (N2) y el terminal de enlace negativo,
cerrar los conmutadores negativos (122, 222) conectados a los terminales negativos del primer paquete de batería y el segundo paquete de batería entre la pluralidad de conmutadores negativos, y los conmutadores positivos (121, 221) conectados a los terminales positivos del primer paquete de batería y el segundo paquete de batería entre la pluralidad de conmutadores positivos, y,
realizar el equilibrado entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería.
9. El dispositivo (100, 200) de batería de la reivindicación 8, en donde:
la primera condición predeterminada incluye una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería excede un voltaje umbral.
10. El dispositivo (100, 200) de batería de la reivindicación 8, en donde:
el procesador está configurado para finalizar el equilibrado cuando se satisface una segunda condición predeterminada.
11. Un método de equilibrado de un dispositivo de batería que incluye un terminal de enlace positivo y un terminal de enlace negativo conectados a un dispositivo externo, una pluralidad de paquetes de batería que incluye un primer paquete de batería y un segundo paquete de batería, una pluralidad de conmutadores positivos respectivamente conectados entre los terminales positivos de la pluralidad de paquetes de batería y un primer nodo, y una pluralidad de conmutadores negativos respectivamente conectados entre los terminales negativos de la pluralidad de paquetes de batería y un segundo nodo, el método de equilibradocaracterizado por:
cuando se satisface una condición predeterminada, bloquear (S430) una conexión entre el conmutador positivo y el terminal de enlace positivo y una conexión entre el conmutador negativo y el terminal de enlace negativo; conectar (S440) una resistencia al primer paquete de batería y al segundo paquete de batería en paralelo; y suministrar una corriente desde el primer paquete de batería hasta el segundo paquete de batería y la resistencia cerrando los conmutadores negativos conectados a los terminales negativos del primer paquete de batería y el segundo paquete de batería entre la pluralidad de conmutadores negativos, y los conmutadores positivos conectados a los terminales positivos del primer paquete de batería y el segundo paquete de batería entre la pluralidad de conmutadores positivos.
12. El método de equilibrado de la reivindicación 11, en donde:
la condición predeterminada incluye una condición en la que una diferencia de voltaje entre el primer paquete de batería y el segundo paquete de batería excede un voltaje umbral.
13. El método de equilibrado de la reivindicación 14, en donde:
la condición predeterminada incluye además una condición en la que el dispositivo de batería está en un modo en el que no se requiere suministro de energía desde el dispositivo de batería hasta el dispositivo externo.
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