JP7238108B2

JP7238108B2 - 並列接続電池パックのウェークアップ制御システム及び方法

Info

Publication number: JP7238108B2
Application number: JP2021517610A
Authority: JP
Inventors: 好明唐; 万甲王; 建平張
Original assignee: Dongguan Poweramp Technology Ltd
Current assignee: Dongguan Poweramp Technology Ltd
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2023-03-13
Anticipated expiration: 2040-07-09
Also published as: AU2020372600B2; EP3968492A4; JP2022542720A; CN111971846A; EP3968492A1; WO2022006812A1; AU2020372600A1; US20230145542A1; CN111971846B

Description

本出願は電池技術分野に関し、特に並列接続電池パックのウェークアップ制御システム及び方法に関する。

ユーザによるエネルギー貯蔵電池の電力及び航続時間の需要の増加に対応するために、依然として単一の電池パックの方案を用いると、電池パックのセルのエネルギー密度及びセルの容量を増加させるため、電池パックの体積及び重量を増加させ、電池パックの研究開発、製造、輸送及び取り付けコストを増加させてしまう。電池パックの並列接続の技術案を用いると、研究開発角度から、低容量の方案を設計すればよく、開発者の開発及び安全性認証コストを低減させる。

現在、従来のエネルギー貯蔵システムのウェークアップ方式は、多段並列接続されるシステムエネルギー貯蔵インバータ（ＰＣＳ）の電力端により出力され、それに接続されたスタンドアロンシステムの動力線ＰＡＣＫ＋、ＰＡＣＫ－端に伝達され、ＰＡＣＫシステム自体のアクティベーション回路は、ＰＡＣＫ端に出力があることを検出した後に、それ自体のＰＡＣＫシステムをアクティベーションするか、又は、システム自体の物理ボタンを介して、システムを１つずつにアクティベーションする。このウェークアップ方式は、簡単で確実であり、実現しやすく、エネルギー貯蔵発電所の多段並列接続システムに広く応用される。

しかしながら、従来の技術において複数組のＰＡＣＫを並列接続して使用する条件において、ＰＡＣＫ電力端の出力で他のＰＡＣＫをウェークアップする方式を用いると、担持端が検出されていない場合のみをウェークアップすることができる。担持端のＰＣＳは、正常に出力するために、ＰＡＣＫ状態を検出する必要がある場合、該応用シーンを満たすことができず、この他の担持出力端に故障がある場合、電力線を介してウェークアップすると、デバイスの焼損や装置の破損を引き起こしやすく、単一のＰＡＣＫの物理ボタンを介してウェークアップする方式は、操作が煩瑣であり、操作が煩雑であり、容易ではない。

上記内容に鑑みて、機能安全要求を備え、操作が容易であり、ユーザーエクスペリエンスを向上させる並列接続電池パックのウェークアップ制御システム及び方法を提供する必要がある。

本出願の実施形態は、並列接続電池パックのウェークアップ制御システムであって、並列接続される第１の電池パック及び第２の電池パックを備え、前記第１の電池パックが第１の制御ユニットを備え、前記第２の電池パック第２の制御ユニットを備え、
前記第１の電池パックは、第１のトリガー信号を受信して、前記第１の電池パックの第１の制御ユニットをウェークアップするために用いられ、
前記第１の電池パックの第１の制御ユニットは、ウェークアップされた後に、第１の駆動信号を出力するために用いられ、
前記第２の電池パックは、前記第１の電池パックから送信される第２の駆動信号を受信し、前記第２の駆動信号を処理した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットに転送して、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップするために用いられ、前記第２の駆動信号は、前記第１の電池パックが第１の駆動信号を処理した後に出力される、並列接続電池パックのウェークアップ制御システムを提供する。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第１の電池パックは、第１の信号処理ユニットであって、第１の駆動モジュールと、第１の分離素子と、第１の処理モジュールとを備え、前記第１の駆動信号を処理した後に、前記第２の駆動信号を得るための第１の信号処理ユニットをさらに備える。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第１の駆動モジュールが前記第１の制御ユニットと前記第１の分離素子との間に電気的に接続され、前記第１の処理モジュールが前記第１の分離素子に電気的に接続され、前記第１の駆動モジュールは、第１の駆動信号を受信し、前記第１の駆動信号を駆動して増幅させた後に、前記第１の分離素子をオンにするために用いられ、前記第１の分離素子は、オンにされた後に、前記第１の処理モジュールが前記第２の駆動信号を出力するにように制御するために用いられる。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第２の電池パックは、第２の信号処理ユニットであって、第２の駆動モジュールと、第２の処理モジュールと、第２の分離素子とを備え、前記第２の駆動モジュールは、前記第２の駆動信号を受信し、第２の駆動信号に基づいて前記第２の分離素子をオンにするように制御するために用いられ、前記第２の分離素子は、オンにされた後に、電圧信号を前記第２の処理モジュールに出力するために用いられ、前記第２の処理モジュールは、電圧信号を受信した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップするために用いられる、第２の信号処理ユニットをさらに備える。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第１の駆動モジュールは、第１のスイッチを備え、前記第１のスイッチの第１の端が前記第１の制御ユニットに電気的に接続され、前記第１のスイッチの第２の端が接地され、前記第１のスイッチの第３端が前記第１の分離素子に電気的に接続される。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第１の分離素子は、第１の発光ユニットと第１のスイッチユニットとを備え、前記第１のスイッチユニットは、エミッターと集電極とを備え、前記第１の発光ユニットの第１の端が前記第１のスイッチの第３端に電気的に接続され、前記第１の発光ユニットの第２の端が前記第１の制御ユニットに電気的に接続され、前記第１のスイッチユニットのエミッターが接地され、前記第１のスイッチユニットの集電極が前記第１の処理モジュールに電気的に接続される。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第１の処理モジュールは、第１の端が前記第１のスイッチユニットの集電極に電気的に接続され、第２の端が電源に電気的に接続され、第３端が前記第２の駆動信号を出力する第２のスイッチを備える。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第２の駆動モジュールは、ダイオードを備え、前記ダイオードのアノードが前記第２のスイッチの第３端に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードが前記第２の分離素子に電気的に接続され、前記第２の発光ユニットの第２の端が接地され、前記第２のスイッチユニットのエミッター及び集電極が前記第２の処理モジュールに電気的に接続される。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第２の分離素子は、第２の発光ユニットと第２のスイッチユニットとを備え、前記第２のスイッチユニットは、エミッターと集電極とを備え、前記第２の発光ユニットの第１の端が前記ダイオードのカソードに電気的に接続され、前記第２の発光ユニットの第２の端が接地され、前記第２のスイッチユニットのエミッター及び集電極が前記第２の処理モジュールに電気的に接続される。

本出願のいくつかの実施形態によれば、前記第１のスイッチがＮＰＮ型トランジスタであり、前記第２のスイッチがＰＮＰ型トランジスタであり、前記第１のスイッチの第１の端、第２の端及び第３端がそれぞれ前記ＮＰＮ型トランジスタのベース、エミッター及び集電極に対応し、前記第２のスイッチの第１の端、第２の端及び第３端がそれぞれ前記ＰＮＰ型トランジスタのベース、エミッター及び集電極に対応する。

本出願の実施形態は、並列接続電池パックのウェークアップ制御方法であって、
第１の電池パックが第１のトリガー信号を受信して、第１の電池パックの第１の制御ユニットをウェークアップするステップと、
前記第１の電池パックの第１の制御ユニットがウェークアップされた後に、第１の駆動信号を出力するステップと、
第２の電池パックが前記第１の電池パックから送信される第２の駆動信号を受信し、前記第２の駆動信号を処理した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットに転送して、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップするステップと、を含み、前記第２の駆動信号は、前記第１の電池パックが前記第１の駆動信号を処理した後に出力するものである、並列接続電池パックのウェークアップ制御方法をさらに提供する。

本出願のいくつかの実施形態によれば、並列接続電池パックのウェークアップ制御方法は、第１の駆動モジュールが第１の駆動信号を受信し、前記第１の駆動信号を駆動して増幅させた後に、第１の分離素子をオンにするステップと、第１の分離素子がオンにされた後に、第１の処理モジュールが前記第２の駆動信号を出力するように制御するステップとをさらに含み、前記第１の駆動モジュールが前記第１の制御ユニットと前記第１の分離素子との間に電気的に接続され、前記第１の処理モジュールが前記第１の分離素子に電気的に接続される。

本出願のいくつかの実施形態によれば、並列接続電池パックのウェークアップ制御方法は、第２の駆動モジュールが前記第２の駆動信号を受信し、第２の駆動信号に基づいて、第２の分離素子をオンにするように制御するステップと、第２の分離素子がオンにされた後に、電圧信号を第２の処理モジュールに出力するステップと、第２の処理モジュールが電圧信号を受信した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップするステップとをさらに含む。

本出願の実施形態に係る並列接続電池パックのウェークアップ制御システム及び方法は、複数の電池パックのウェークアップ信号線を並列接続し、第１のトリガー信号により、そのうちの１つの第１の電池パックの第１の制御ユニットをウェークアップし、第２の駆動信号を第２の電池パックに出力し、第２の電池パックは、前記第２の駆動信号を処理した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットに転送することにより、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップする。このようにして、本出願の実施形態に係る並列接続電池パックのウェークアップ制御システムは、ユーザによる製品に対する操作容易性を顕著に向上させ、ユーザに良好なエクスペリエンスを与え、シンプルかつロバストな回路設計により、ＰＣＳ側に存在する異常またはインタラクション操作を必要とする応用環境を解決し、製品の応用範囲がより広くなり、適応性がより高くなる。

本出願の一実施形態による電気化学装置の模式図である。図１での電池パックの信号処理ユニットのブロック図である。図１での電池パックの信号処理ユニットの回路図である。本出願の一実施形態による並列接続電池パックのウェークアップ制御方法のフローチャートである。以下の発明を実施するための形態では、上記図面を参照して、本出願についてさらに詳細に説明する。

以下、本出願の実施形態における図面を参照して、本出願の実施形態における技術的解決手段を明確かつ完全に説明し、明らかに、説明された実施形態は本出願の一部の実施形態であり、全ての実施形態ではない。

図１を参照し、図１は、本出願の一実施形態による並列接続電池パックのウェークアップ制御システム１００を並列接続するシステムのアーキテクチャ模式図である。本出願の実施形態でのウェークアップ制御システム１００は、並列接続電池パックを備えてもよい。

本出願の実施形態での並列接続電池パックは、並列接続される複数の電池パックを備えてもよい（図１は、３つの電池パック１０ａ、１０ｂ、１０ｃを例として説明するが、３つより多くてもよいし、又は、３つより少なくてもよい）。すなわち、前記複数の電池パックの間が並列接続されて並列接続電池パックのウェークアップ制御システム１００を形成する。

各前記電池パック１０ａ、１０ｂ、１０ｃがウェークアップ線ＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋及びＳＹＮ＿Ｗａｋｅ－を介して並列接続される。たとえば、電池パック１０ａのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋端が電池パック１０ｂ及び電池パック１０ｃのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋端に接続され、電池パック１０ａのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ－端が電池パック１０ｂ及び電池パック１０ｃのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ－端に接続される。

本出願の実施形態では、各電池パック１０ａ、１０ｂ、１０ｃにトリガーモジュールＫがさらに設けられ、すなわち、各前記電池パック１０ａ、１０ｂ、１０ｃがいずれも１つの前記トリガーモジュールＫに対応して電気的に接続される。本出願の好適な実施形態では、前記トリガーモジュールＫは、ボタンスイッチを備えてもよく、前記トリガーモジュールＫは、トリガーされた条件においてトリガー信号を出力するために用いられる。前記複数の電池パック１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうちの１つの電池パックにおけるトリガーモジュールＫがトリガーされると、前記電池パックがウェークアップ状態に入る。たとえば、前記電池パック１０ａにおけるトリガーモジュールＫがトリガーされると、前記電池パック１０がウェークアップされて動作状態に入る。

具体的には、本出願の実施形態では、電池パックの正端と負端との間に１つのボタンスイッチ及び分圧抵抗が直列接続され、ピーク電圧を解消するように、スイッチ端にフィルタコンデンサが直列接続される。分圧抵抗の抵抗値が１００Ｋ～１Ｍの間であり、システムの電圧が４２～５８Ｖである。従って、エネルギー貯蔵システムの初期状態または長期待機の後に休眠状態に入った後に、ボタンスイッチを押してボタン端に回路を形成し、分圧抵抗端が電圧信号をシステム電源のイネーブル端に出力し、さらに制御システムが正常動作状態に入るようにする。それによって、前記複数の電池パック１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうちの１つの電池パックがアクティベーションされるとき、他の電池パックを自動的にウェークアップする。

図２を参照し、前記複数の電池パック１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、それぞれ、１つの制御ユニット２１と、１つの信号処理ユニット２２とを備える。

本出願の実施形態では、前記電池パック１０ａを第１の電池パックとしてもよく、すなわち、前記電池パック１０ａにおける制御ユニット２１を第１の制御ユニットとしてもよく、前記電池パック１０ａにおける信号処理ユニット２２を第１の信号処理ユニットとしてもよく、前記電池パック１０ｂ、１０ｃをいずれも第２の電池パックとしてもよく、前記電池パック１０ｂ、１０ｃにおける制御ユニット２１をいずれも第２の制御ユニットとしてもよく、前記電池パック１０ｂ、１０ｃにおける信号処理ユニット２２を第２の信号処理ユニットとしてもよい。

他の好適な実施形態では、前記電池パック１０ｂを第１の電池パックとしてもよく、すなわち、前記電池パック１０ｂにおける制御ユニット２１を第１の制御ユニットとしてもよく、前記電池パック１０ｂにおける信号処理ユニット２２を第１の信号処理ユニットとしてもよく、前記電池パック１０ａ、１０ｃをいずれも第２の電池パックとしてもよく、前記電池パック１０ａ、１０ｃにおける制御ユニット２１をいずれも第２の制御ユニットとしてもよく、前記電池パック１０ａ、１０ｃにおける信号処理ユニット２２を第２の信号処理ユニットとしてもよいことを理解できる。又は、前記電池パック１０ｃを第１の電池パックとし、すなわち、前記電池パック１０ｃにおける制御ユニット２１を第１の制御ユニットとし、前記電池パック１０ｃにおける信号処理ユニット２２を第１の信号処理ユニットとし、前記電池パック１０ａ、１０ｂをいずれも第２の電池パックとし、前記電池パック１０ａ、１０ｂにおける制御ユニット２１を第２の制御ユニットとし、前記電池パック１０ａ、１０ｂにおける信号処理ユニット２２を第２の信号処理ユニットとする。これについては、本出願は具体的に制限しない。

具体的には、前記電池パック１０ａは、第１のトリガー信号を受信して、前記電池パック１０ａの制御ユニット２１をウェークアップするために用いられ、前記第１の電池パック１０ａの制御ユニット２１は、ウェークアップされた後に、第１の駆動信号を出力するために用いられる。前記第１のトリガー信号は、前記電池パック１０ａにおける前記トリガーモジュールＫが押圧されるときに生じた信号である。

本出願の実施形態では、前記電池パック１０ｂ、１０ｃは、前記電池パック１０ａから送信される第２の駆動信号を受信し、前記第２の駆動信号を処理した後に前記電池パック１０ｂ、１０ｃの制御ユニット２１に転送して、前記電池パック１０ｂ、１０ｃの制御ユニット２１をウェークアップするために用いられる。前記第２の駆動信号は、前記電池パック１０ａが第１の駆動信号を処理した後に出力するものである。

前記信号処理ユニット２２は、第１の駆動モジュール２３と、第１の処理モジュール２４と、第１の分離素子Ｕ１とを備える。

具体的には、前記電池パック１０ａでは、前記制御ユニット２１が前記トリガーモジュールＫに電気的に接続され、前記第１の駆動モジュール２３が前記制御ユニット２１と前記第１の分離素子Ｕ１との間に電気的に接続され、前記第１の処理モジュール２４が前記第１の分離素子Ｕ１に電気的に接続される。トリガーモジュール（例えば、ボタンスイッチ）がトリガーされるとき、前記電池パック１０ａは、第１のトリガー信号を受信して、前記電池パック１０ａにおける制御ユニット２１をウェークアップし、それによって、前記制御ユニット２１は、他の電池パックを検出し、ウェークアップされた後に、第１の駆動信号を前記第１の駆動モジュール２３に出力する。前記第１の駆動信号が前記第１の駆動モジュール２３で駆動されて増幅された後に、前記第１の分離素子Ｕ１をオンにし、続いて前記第１の分離素子Ｕ１がオンにされた後に、ローレベルの信号を出力して前記第１の処理モジュール２４をオンにし、前記第１の処理モジュール２４が第２の駆動信号を前記電池パック１０ｂ、１０ｃのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋端に出力する。すなわち、電池パック１０ａにおける前記信号処理ユニット２２を介して第２の駆動信号を前記電池パック１０ｂ、１０ｃに出力することで、前記電池パック１０ｂ、１０ｃでの制御ユニット２１をウェークアップする。

本出願の実施形態では、前記第１の処理モジュール２４の出力電流大きさがエネルギー貯蔵システムの並列接続電池パックの数量により決定されてもよく、本出願の実施形態で設計される駆動電流が５０～１００ｍＡであってもよいことを理解できる。

前記電池パック１０ａが第２の駆動信号を前記電池パック１０ｂ、１０ｃのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋端に出力するとき、前記電池パック１０ｂ、１０ｃでのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋端が前記第２の駆動信号を受信して、それ自体の電池パックにおける制御ユニット２１をアクティベーションする。

具体的には、前記信号処理ユニット２２は、さらに、第２の駆動モジュール２５と、第２の処理モジュール２６と、第２の分離素子Ｕ２とを備えてもよい。前記第２の駆動モジュール２５が前記第１の処理モジュール２４と前記第２の分離素子Ｕ２との間に電気的に接続され、前記第２の処理モジュール２６が前記制御ユニット２１と前記第２の分離素子Ｕ２との間に電気的に接続される。

前記第２の分離素子Ｕ２の一側が前記第２の駆動モジュール２５と外部入力信号の検出回路を構成して、入力信号の検出を行う。前記第２の駆動モジュール２５は、逆接続保護、限流保護及び干渉保護の特徴を有する。前記第２の分離素子Ｕ２の他側が前記第２の処理モジュール２６とシステム電源入力信号の検出回路を構成し、ＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋端が電池パック１０ａから出力される第２の駆動信号を受信した後に、前記第２の分離素子Ｕ２の一側の回路がオンになるとともに、前記第２の分離素子Ｕ２の他側がオンになり、それによって、電圧信号を前記第２の処理モジュール２６に入力して処理することができ、前記第２の処理モジュール２６は、電圧信号を受信した後に、電池パックの制御ユニットが動作するようにイネーブルする。

従って、本出願の実施形態では、複数の電池パックを並列接続して使用するとき、カスケード接続ハーネスを介して複数の電池パックのウェークアップ線を並列接続し、次にボタンを介してメイン電池パックをアクティベーションし、電池パックは、自己検出を起動して合格した後に、第１の駆動信号を出力し、第１の駆動信号を分離して増幅させた後に出力し、並列接続される通信ハーネスを介して他の電池パックのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋の入力側に転送し、他の電池パックは、第２の駆動信号を分離処理した後に、それぞれの制御ユニットに入力してシステムの給電電源をアクティベーションし、システムは、正常に動作することができる。

本出願の実施形態では、前記第１の分離素子Ｕ１及び前記第２の分離素子Ｕ２がいずれも電気カプラーであることを理解できる。

図３を参照し、図３は本出願の好適な実施形態での信号処理ユニット２２の回路図である。

前記第１の駆動モジュール２３は、第１のスイッチＱ１と、第１の抵抗Ｒ１と、第２の抵抗Ｒ２と、第３抵抗Ｒ３と、第１のコンデンサＣ１とを備える。前記第１の分離素子Ｕ１は、第１の発光ユニットと第１のスイッチユニットとを備える。前記第１のスイッチユニットは、エミッターと集電極とを備える。

前記第１のスイッチＱ１の第１の端が前記第１の抵抗Ｒ１を介して前記制御ユニット２１の信号ピン２に電気的に接続され、前記第１のスイッチＱ１の第１の端が前記第２の抵抗Ｒ２を介して接地され、前記第１のスイッチＱ１の第１の端がさらに前記第１のコンデンサＣ１を介して接地され、前記第１のスイッチＱ１の第２の端が接地され、前記第１のスイッチＱ１の第３端が前記第１の発光ユニットの第１の端に電気的に接続され、前記第１の発光ユニットの第２の端が前記第３抵抗Ｒ３を介して前記制御ユニット２１の信号ピン１に電気的に接続され、前記第１のスイッチユニットのエミッターが接地され、前記第１のスイッチユニットの集電極が前記第１の処理モジュール２４に電気的に接続される。

本出願の実施形態では、前記第１のスイッチＱ１はＮＰＮ型トランジスタであってもよく、前記第１のスイッチＱ１の第１の端、第２の端及び第３端がそれぞれ前記ＮＰＮ型トランジスタのベース、エミッター及び集電極に対応する。

前記第１の処理モジュール２４は、第２のスイッチＱ２と、第４の抵抗Ｒ４と、第５の抵抗Ｒ５と、第６の抵抗Ｒ６と、第２のコンデンサＣ２とを備える。

前記第２のスイッチＱ２の第１の端が前記第５の抵抗Ｒ５を介して前記第１の分離素子Ｕ１における第１のスイッチユニットの集電極に電気的に接続され、前記第２のスイッチＱ２の第２の端が前記第４の抵抗Ｒ４を介して第１のスイッチユニットの集電極に電気的に接続され、前記第２のスイッチＱ２の第２の端がさらに前記第６の抵抗Ｒ６を介して電源ＶＤＤに電気的に接続され、前記第２のスイッチＱ２の第３端が前記第２のコンデンサＣ２を介して前記第２のスイッチＱ２の第２の端に電気的に接続され、前記第２のスイッチＱ２の第３端が信号を他の電池パックのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋ポートに出力する。

本出願の実施形態では、前記第２のスイッチＱ２はＰＮＰ型トランジスタであってもよく、前記第２のスイッチＱ２の第１の端、第２の端及び第３端がそれぞれ前記ＰＮＰ型トランジスタのベース、エミッター及び集電極に対応することを理解できる。

前記第２の駆動モジュール２５は、ダイオードＤ１と、第７の抵抗Ｒ７と、第８の抵抗Ｒ８と、第３コンデンサＣ３とを備える。前記第２の分離素子Ｕ２は、第２の発光ユニットと第２のスイッチユニットとを備える。前記第２のスイッチユニットは、エミッターと集電極とを備える。

前記ダイオードＤ１のアノードが前記第２のスイッチＱ２の第３端に電気的に接続され、前記ダイオードＤ１のカソードが前記第２の発光ユニットの第２の端に電気的に接続され、前記ダイオードＤ１のカソードが前記第７の抵抗Ｒ７を介して接地され、前記第２の発光ユニットの第２の端が接地され、前記第２の発光ユニットの第１の端が前記第３コンデンサＣ３を介して前記第２の発光ユニットの第２の端に電気的に接続され、前記第２の発光ユニットの第１の端が前記第８の抵抗を介して他の電池パックのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ－ポートに電気的に接続される。前記第２のスイッチユニットのエミッター及び集電極が前記第２の処理モジュール２６に電気的に接続される。

前記第２の処理モジュール２６は、第９の抵抗Ｒ９と、第１０の抵抗Ｒ１０と、第１１の抵抗Ｒ１１と、第１２の抵抗Ｒ１２と、第１３の抵抗Ｒ１３と、第１４の抵抗Ｒ１４と、第４のコンデンサＣ４とを備える。

前記第２のスイッチユニットの前記集電極が前記第９の抵抗Ｒ９を介して前記制御ユニット２１の信号ピン３に電気的に接続され、前記第２のスイッチユニットのエミッターが前記第１０の抵抗を介して前記制御ユニット２１の信号ピン４に電気的に接続され、前記第２のスイッチユニットのエミッターがさらに順に前記第１１の抵抗Ｒ１１、前記第１２の抵抗Ｒ１２及び前記第１３の抵抗Ｒ１３を介して接地され、前記制御ユニット２１の信号ピン５が前記第１４の抵抗Ｒ１４を介して前記第１２の抵抗Ｒ１２と前記第１３の抵抗Ｒ１３との間のノードに電気的に接続され、前記制御ユニット２１の信号ピン５がさらに前記第４のコンデンサＣ４を介して接地される。

本出願の技術的解決手段は、エネルギー貯蔵システムにおける複数の電池パックを並列接続して使用するとき、単一の電池パックが起動して他の電池パックの機能を自動的にアクティベーションすることを実現する。以下、図３に示す回路図を例として本出願の発明原理について説明する。

使用するとき、これらの電池パックのうちの任意の電池パック（例えば、電池パック１０ａ）のトリガーモジュールＫが押されると、すなわち、このときの前記電池パック１０ａは、第１の電池パックとして、前記トリガーモジュールＫから出力されるハイレベルのトリガー信号を受信して、前記電池パック１０ａにおける制御ユニット２１が動作し始めるようにウェークアップする。

続いて、前記電池パック１０ａは、他の電池パックを検出し、ハイレベル状態の第１の駆動信号を前記第１のスイッチＱ１に出力し、前記第１のスイッチＱ１がオンになり、前記第１の分離素子Ｕ１における第１の発光素子の第１の端が接地され、前記第１の発光素子がオンになり、さらに前記第１のスイッチ素子をオンにするように制御し、前記第１の分離素子Ｕ１をオンにし、すなわち、前記第１の駆動信号が前記第１のスイッチＱ１で駆動されて増幅された後に、前記第１の分離素子Ｕ１をオンにする。前記第１の分離素子Ｕ１がオンにされた後に、ローレベルの信号を前記第２のスイッチＱ２に出力し、前記第２のスイッチＱ２がオンになり、第２の駆動信号を他の電池パック１０ｂ、１０ｃのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋ポートに出力する。

すべての電池パックの１０ａ、１０ｂ、１０ｃでのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋ポートとＳＹＮ＿Ｗａｋｅ－ポートとが外部接続ハーネスを介して接続される。従って、前記電池パック１０ｂ、１０ｃのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋ポートが電池パック１０ａのＳＹＮ＿Ｗａｋｅ＋ポートから出力されるハイレベルの第２の駆動信号を受信した後に、前記電池パック１０ｂ、１０ｃでの前記第２の分離素子Ｕ２における第２の発光素子がオンになり、さらに前記第２の分離素子Ｕ２における第２のスイッチ素子をオンにするように制御し、前記第２の分離素子Ｕ２をオンにし、これによって、前記第２の分離素子Ｕ２の一側が電圧信号を出力するようにし、前記第２の処理モジュール２６で処理した後に、ＳＹＮ＿ｗａｋｅｕｐのイネーブル信号を前記電池パック１０ｂ、１０ｃでの制御ユニット２１に出力し、すなわち、前記ＳＹＮ＿ｗａｋｅｕｐのイネーブル信号により、前記電池パック１０ｂ、１０ｃの制御ユニット２１が動作し始めるようにウェークアップすることができ、それにより、任意の電池パックをアクティベーションして動作させることを達成し、すなわち、任意の電池パックにおけるトリガーモジュールを押圧すれば、前記電池パック１０ａ、１０ｂ、１０ｃがすべてウェークアップされて動作状態に入ることができる。

図４を参照し、図４は本出願の一実施形態による並列接続電池パックのウェークアップ制御方法のステップフローチャートである。前記並列接続電池パックのウェークアップ制御方法は、以下のステップを含んでもよい。

ステップＳ４１：第１の電池パックが第１のトリガー信号を受信して、第１の電池パックの第１の制御ユニットをウェークアップする。

本出願の実施形態では、前記第１の電池パックが１つのトリガーモジュールに電気的に接続され、前記第１のトリガー信号は、前記トリガーモジュールが押圧されるときに生じた信号であってもよく、前記トリガー信号は、前記第１の電池パックの第１の制御ユニットをウェークアップするために用いられる。

ステップＳ４２：前記第１の電池パックの制御ユニットがウェークアップされた後に、第１の駆動信号を出力する。

本出願の実施形態では、前記第１の電池パックが前記第１のトリガー信号を受信した後に、前記第１の電池パックの第１の制御ユニットがウェークアップされ、これによって、前記第１の電池パックの第１の制御ユニットが第１の駆動信号を出力する。

ステップＳ４３：第２の電池パックが前記第１の電池パックから送信される第２の駆動信号を受信し、前記第２の駆動信号を処理した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットに転送して、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップする。

本出願の実施形態では、前記第２の駆動信号は、前記第１の電池パックが前記第１の駆動信号を処理した後に出力するものである。

本出願の実施形態では、前記第２の電池パックは、前記第１の電池パックから送信される第２の駆動信号を受信し、前記第２の駆動信号を処理した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットに転送して、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップするために用いられる。

具体的には、本出願の実施形態では、前記第１の電池パックは、第１の信号処理ユニットを備え、前記第１の信号処理ユニットは、第１の駆動モジュールと、第１の分離素子と、第１の処理モジュールとを備え、第１の駆動モジュールが前記第１の制御ユニットと前記第１の分離素子との間に電気的に接続され、前記第１の処理モジュールは、前記第１の分離素子の第１の駆動モジュールに電気的に接続されて第１の駆動信号を受信し、前記第１の駆動信号を駆動して増幅させた後に、第１の分離素子をオンにし、第１の分離素子がオンにされた後に、第１の処理モジュールが前記第２の駆動信号を出力するように制御する。

さらに、前記第２の電池パックは、第２の信号処理ユニットをさらに備え、前記第２の信号処理ユニットは、第２の駆動モジュールと、第２の分離素子と、第２の処理モジュールとを備え、第２の駆動モジュールは、前記第２の駆動信号を受信し、第２の駆動信号に基づいて、第２の分離素子をオンにするように制御し、第２の分離素子は、オンにされた後に、電圧信号を第２の処理モジュールに出力し、第２の処理モジュールは、電圧信号を受信した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップする。

従って、本出願の実施形態での並列接続電池パックのウェークアップ制御システム及び方法は、複数の電池パックのウェークアップ信号線を並列接続し、そのうちの１つの電池パックをウェークアップすることにより、他の電池パックを自動的にウェークアップすることができる。このように、本出願の実施形態に係る並列接続電池パックのウェークアップ制御システムは、ユーザの製品に対する操作容易さを顕著に向上させ、ユーザに良好なエクスペリエンスを与え、シンプルかつロバストな回路設計により、ＰＣＳ側に存在する異常またはインタラクション操作を必要とする応用環境を解決し、製品の応用範囲がより広くなり、適応性がより高くなる。

当業者であれば、以上の実施形態が本出願を説明するためのものに過ぎず、本出願を限定するためのものではなく、本出願の実質的な精神範囲内に、以上の実施例に対して行われた適切な変更及び変化はいずれも本出願の特許請求の範囲に含まれることを意識すべきである。

１００並列接続電池パックのウェークアップ制御システム
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ電池パック
２１制御ユニット
２２信号処理ユニット
２３第１の駆動モジュール
２４第１の処理モジュール
２５第２の駆動モジュール
２６第２の処理モジュール
Ｕ１第１の分離素子
Ｕ２第２の分離素子
Ｑ１第１のスイッチ
Ｑ２第２のスイッチ
Ｒ１～Ｒ１４第１の抵抗～第１４の抵抗
Ｃ１～Ｃ４第１のコンデンサ～第４のコンデンサ
Ｄ１ダイオード

Claims

並列接続される第１の電池パック及び第２の電池パックを備え、
前記第１の電池パックが第１の制御ユニットを備え、前記第２の電池パックが第２の制御ユニットを備え、
前記第１の電池パックは、第１のトリガー信号を受信して、前記第１の制御ユニットをウェークアップするために用いられ、
前記第１の制御ユニットは、ウェークアップされた後に、第１の駆動信号を出力するために用いられ、
前記第２の電池パックは、前記第１の電池パックから送信される第２の駆動信号を受信し、前記第２の駆動信号を処理した後に、前記第２の制御ユニットに転送して、前記第２の制御ユニットをウェークアップするために用いられ、前記第２の駆動信号は、前記第１の電池パックが前記第１の駆動信号を処理した後に出力する信号である、ことを特徴とする並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第１の電池パックは、
第１の駆動モジュールと、第１の分離素子と、第１の処理モジュールとを備え、前記第１の駆動信号を処理した後に、前記第２の駆動信号を得るための第１の信号処理ユニットをさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第１の駆動モジュールが前記第１の制御ユニットと前記第１の分離素子との間に電気的に接続され、前記第１の処理モジュールが前記第１の分離素子に電気的に接続され、前記第１の駆動モジュールは、第１の駆動信号を受信し、前記第１の駆動信号を駆動して増幅させた後に、前記第１の分離素子をオンにするために用いられ、前記第１の分離素子は、オンにされた後に、前記第１の処理モジュールが前記第２の駆動信号を出力するように制御するために用いられる、ことを特徴とする請求項２に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第２の電池パックは、
第２の信号処理ユニットであって、第２の駆動モジュールと、第２の処理モジュールと、第２の分離素子とを備え、前記第２の駆動モジュールは、前記第２の駆動信号を受信し、第２の駆動信号に基づいて前記第２の分離素子をオンにするように制御するために用いられ、前記第２の分離素子は、オンにされた後に、電圧信号を前記第２の処理モジュールに出力するために用いられ、前記第２の処理モジュールは、電圧信号を受信した後に、前記第２の制御ユニットをウェークアップするために用いられる第２の信号処理ユニットをさらに備える、ことを特徴とする請求項２に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第１の駆動モジュールは、第１の端が前記第１の制御ユニットに電気的に接続され、第２の端が接地され、第３端が前記第１の分離素子に電気的に接続される第１のスイッチを備える、ことを特徴とする請求項４に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第１の分離素子は、第１の発光ユニットと第１のスイッチユニットとを備え、前記第１のスイッチユニットは、エミッターと集電極とを備え、前記第１の発光ユニットの第１の端が前記第１のスイッチの第３端に電気的に接続され、前記第１の発光ユニットの第２の端が前記第１の制御ユニットに電気的に接続され、前記第１のスイッチユニットのエミッターが接地され、前記第１のスイッチユニットの集電極が前記第１の処理モジュールに電気的に接続される、ことを特徴とする請求項５に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第１の処理モジュールは、第１の端が前記第１のスイッチユニットの集電極に電気的に接続され、第２の端が電源に電気的に接続され、第３端が前記第２の駆動信号を出力する第２のスイッチを備える、ことを特徴とする請求項６に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第２の駆動モジュールは、ダイオードを備え、前記ダイオードのアノードが前記第２のスイッチの第３端に電気的に接続され、前記ダイオードのカソードが前記第２の分離素子に電気的に接続される、ことを特徴とする請求項７に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第２の分離素子は、第２の発光ユニットと第２のスイッチユニットとを備え、前記第２のスイッチユニットは、エミッターと集電極とを備え、前記第２の発光ユニットの第１の端が前記ダイオードのカソードに電気的に接続され、前記第２の発光ユニットの第２の端が接地され、前記第２のスイッチユニットのエミッター及び集電極が前記第２の処理モジュールに電気的に接続される、ことを特徴とする請求項８に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
前記第１のスイッチがＮＰＮ型トランジスタであり、前記第２のスイッチがＰＮＰ型トランジスタであり、前記第１のスイッチの第１の端、第２の端及び第３端がそれぞれ前記ＮＰＮ型トランジスタのベース、エミッター及び集電極に対応し、前記第２のスイッチの第１の端、第２の端及び第３端がそれぞれ前記ＰＮＰ型トランジスタのベース、エミッター及び集電極に対応する、ことを特徴とする請求項７に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御システム。
並列接続電池パックのウェークアップ制御方法であって、
第１の電池パックが第１のトリガー信号を受信して、第１の電池パックの第１の制御ユニットをウェークアップするステップと、
前記第１の制御ユニットがウェークアップされた後に、第１の駆動信号を出力するステップと、
第２の電池パックが前記第１の電池パックから送信される第２の駆動信号を受信し、前記第２の駆動信号を処理した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットに転送して、前記第２の制御ユニットをウェークアップするステップと、を含み、前記第２の駆動信号は、前記第１の電池パックが前記第１の駆動信号を処理した後に出力する信号である、ことを特徴とする並列接続電池パックのウェークアップ制御方法。
第１の駆動モジュールが第１の駆動信号を受信し、前記第１の駆動信号を駆動して増幅させた後に、第１の分離素子をオンにするステップと、
第１の分離素子がオンにされた後に、第１の処理モジュールが前記第２の駆動信号を出力するにように制御するステップと、をさらに含み、前記第１の駆動モジュールが前記第１の制御ユニットと前記第１の分離素子との間に電気的に接続され、前記第１の処理モジュールが前記第１の分離素子に電気的に接続される、ことを特徴とする請求項１１に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御方法。
第２の駆動モジュールが前記第２の駆動信号を受信し、第２の駆動信号に基づいて、第２の分離素子をオンにするように制御するステップと、
第２の分離素子がオンにされた後に、電圧信号を第２の処理モジュールに出力するステップと、
第２の処理モジュールが電圧信号を受信した後に、前記第２の電池パックの第２の制御ユニットをウェークアップするステップと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の並列接続電池パックのウェークアップ制御方法。