ES2849624T3

ES2849624T3 - Sistemas de protección de baterías

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Publication number: ES2849624T3
Application number: ES19166748T
Authority: ES
Inventors: Guoxing Li
Original assignee: O2Micro Inc
Current assignee: O2Micro Inc
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2021-08-19
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: GB2563489A; JP2019198216A; CN110391644A; GB2563489B; GB2563489A8; JP7225011B2; EP3557717B1; US20190326746A1; GB201806415D0; CN110391644B; EP3557717A1; US10978867B2

Abstract

Un sistema (300) de protección de baterías que comprende: una pluralidad de módulos (302, 312) de protección, comprendiendo cada módulo de protección de dichos módulos de protección: una pluralidad de terminales (BAT1,....BAT5) de monitorización operables para monitorizar un estado de una pluralidad de celdas de batería; un terminal (OV) de salida operable para emitir una señal (Sovi, 434, SOV2) de protección si se detecta una condición anormal en dichas celdas de batería; un terminal (VCC) de conmutación operable para recibir una señal de conmutación; y circuitos (402) de detección, acoplados a dichos terminales de monitorización (BAT1,..., BAT5), a dicho terminal (OV) de salida, y a dicho terminal (VCC) de conmutación, y configurados para cambiar de un modo de trabajo normal a un modo de prueba rápida en respuesta a dicha señal de conmutación, donde en dicho modo de prueba rápida se realizan una serie de pruebas en el módulo (302, 312) de protección para asegurarse de que el módulo de protección funciona correctamente, retrasar la emisión de dicha señal (SOV1, 434, SOV2) de protección un primer intervalo de tiempo (ΔTN) si se detecta dicha condición anormal en dicho modo de funcionamiento normal, y retrasar la emisión de dicha señal (SOV1, 434, SOV2) de protección un segundo intervalo de tiempo (ΔTF), menor que dicho primer intervalo de tiempo (ΔTN), si se detecta dicha condición anormal en dicho modo de prueba rápida, en donde dichos módulos de protección comprenden un primer módulo (302) de protección para generar una primera señal (SOV1) de protección para proteger un primer conjunto de celdas (304) de batería y un segundo módulo (312) de protección para generar una segunda señal (SOV2) de protección para proteger un segundo conjunto de celdas (314) de batería, y el terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección y un primer terminal (BAT5) de monitorización de dicho primer módulo (302) de protección están acoplados a dicho segundo módulo (312) de protección y son operables para recibir una señal (SOV2) del terminal (OV) de salida de dicho segundo módulo (312) de protección.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas de protección de baterías

ANTECEDENTES

La FIGURA 1 ilustra un diagrama de circuito de un sistema 100 de protección de baterías convencional. Como se muestra en la FIGURA 1, el sistema 100 de protección incluye un módulo 108 de protección primario y un módulo 102 de protección secundario. El módulo 108 de protección primario protege las celdas 104 de la batería de una condición de sobre/baja tensión, una condición de sobrecorriente, una condición de cortocircuito y una condición de sobre/baja temperatura. En caso de que el módulo 108 de protección primario no funcione, por ejemplo, se averíe, el módulo 102 de protección secundario proporciona una protección de reserva a las celdas 104 de la batería, por ejemplo, salvaguardando las celdas 104 de la batería de una condición anormal tal como una condición de sobretensión. Por ejemplo, cuando las celdas 104 de la batería son cargadas por un cargador (no mostrado) acoplado a los terminales PAQUETE+ y PAQUETE-, si el módulo 102 de protección secundario detecta una condición anormal en las celdas 104 de la batería, entonces el módulo 102 de protección genera una señal 110 de protección para encender el interruptor MN1 para quemar el fusible 106 de manera que las celdas 104 de la batería se desconecten del cargador. Además, para evitar una detección errónea, cuando el módulo 102 de protección detecta un signo de condición anormal en las celdas 104 de la batería, el módulo 102 de protección retrasa la emisión de la señal 110 de protección durante un intervalo de tiempo AT1 preestablecido (por ejemplo, uno, dos o cuatro segundos, o similar). Si el módulo 102 de protección determina que el estado anormal persiste en el intervalo de tiempo AT1 preestablecido, entonces el módulo 102 de protección confirma que se produce la condición anormal en las celdas 104 de la batería.

El sistema 100 de protección de la FIGURA 1 se utiliza para proteger un paquete de baterías que incluye un pequeño número, por ejemplo, cinco, de celdas de baterías. Para proteger un paquete de baterías que incluye un mayor número de celdas de batería, se utilizan dos o más de los módulos 102 de protección secundarios.

La FIGURA 2A ilustra un diagrama de circuito de un sistema 200A de protección de baterías convencional que incluye módulos 202 y 212 de protección secundarios. Como se muestra en la FIGURA 2A, el módulo 202 de protección (en adelante, módulo de la parte de abajo) monitoriza las celdas 204 de la batería, y el módulo 212 de protección (en adelante, el módulo de la parte de arriba) monitoriza las celdas 214 de la batería. Si se detecta un signo de condición anormal en las celdas 204 de la batería, entonces el módulo 202 de la parte de abajo comienza a contar el tiempo. Después de un intervalo de tiempo AT1 preestablecido (por ejemplo, uno, dos o cuatro segundos, o similar), si el módulo 202 de la parte de abajo confirma que se presenta una condición anormal en las celdas 204 de la batería, entonces el módulo 202 de la parte de abajo emite una señal 210 de protección para quemar el fusible 206. De manera similar, si se detecta una condición anormal en el otro conjunto de celdas 214 de la batería, entonces el módulo 212 de la parte de arriba emite una señal 216 de protección después del intervalo de tiempo AT1 preestablecido. Como se muestra en la FIGURA 2A, el módulo 202 de la parte de abajo recibe, en su terminal BAT5 de monitorización, la señal 216 de protección del módulo 212 de la parte de arriba, y genera la señal 210 de protección para quemar el fusible 206 en respuesta a la señal 216 de protección. Así, el sistema 200A de protección de la batería puede proteger ambos conjuntos de celdas 204 y 214 de batería de una condición anormal.

Sin embargo, cuando el módulo 202 de la parte de abajo recibe la señal 216 de protección del módulo 212 de la parte de arriba, el módulo 202 de la parte de abajo también retarda la emisión de la señal 210 de protección durante el intervalo de tiempo AT1 preestablecido. Por lo tanto, hay un retardo de tiempo AT2 del doble del intervalo de tiempo AT1 preestablecido (AT2 =2*AT1) desde la detección de una condición anormal en las celdas 214 de la batería hasta la emisión de la señal 210 de protección. Tal retardo temporal AT2 puede ser demasiado largo, y el sistema 200A de protección puede no ser capaz de proteger a tiempo las celdas 214 de la batería.

La FIGURA 2B ilustra un diagrama de circuito de otro sistema 200B de protección de baterías convencional. El sistema 200B de protección de baterías es similar al sistema 200A de protección de baterías mencionado anteriormente, excepto que en el sistema 200B de protección de baterías, la señal 216 de protección del módulo 212 de la parte de arriba se emite para controlar un interruptor MN2, en lugar de emitirse al módulo 202 de la parte de abajo. Así, si se detecta una condición anormal en las celdas 214 de la batería, entonces el módulo 212 de la parte de arriba emite una señal 216 de protección para encender el interruptor MN2 y quemar el fusible 206. El módulo 212 de la parte de arriba retrasa la emisión de la señal 216 de protección durante un intervalo de tiempo AT1 preestablecido. Además, el sistema 200B de protección de baterías incluye las resistencias R1, R2, R4, R5, R6 y los interruptores MN1 y MP1, y estos elementos constituyen un variador de nivel. Más específicamente, si se detecta una condición anormal en las celdas 204 de la batería, entonces el módulo 202 de la parte de abajo emite una señal 210 de protección. El variador de nivel desplaza un nivel de tensión de la señal 210 de protección a un nivel de tensión mayor para encender el interruptor MN2 y quemar el fusible 206. Por ejemplo, la señal 210 de protección enciende el interruptor MN1 para bajar una tensión de puerta del interruptor MP1. En consecuencia, el interruptor MP1 se enciende para subir una tensión de puerta del interruptor MN2. Así, el interruptor MN2 se enciende para quemar el fusible 206. El módulo 202 de la parte de abajo también retarda la emisión de la señal 210 de protección durante el intervalo de tiempo AT1 preestablecido. Así pues, en comparación con el sistema 200A de protección de la batería de la FIGURA 2A, el sistema 200B de protección de la batería de la FIGURA 2B puede proporcionar una mejor protección a las celdas 204 y 214 de la batería.

Sin embargo, el variador de nivel incluye las resistencias R1, R2, R4, R5, R6, y los interruptores MN1 y MP1, y por lo tanto aumenta el tamaño de la PCB (placa de circuito impreso) del sistema 200B de protección, e incrementa el consumo de energía.

Por lo tanto, un sistema de protección de baterías que resuelva las deficiencias mencionadas sería beneficioso.

El documento US 2010/0141219 A1 de la técnica anterior se refiere a un paquete de baterías que comprende celdas de baterías, un circuito primario de protección de baterías, un filtro, un circuito secundario de seguridad, un elemento fusible y un circuito secundario de protección de baterías con protección contra sobretensiones transitorias. El circuito primario de protección de la batería monitoriza una serie de condiciones, incluido el nivel de tensión de cada una de las celdas de la batería, y proporciona señales de control de carga y descarga. El nivel de tensión de cada una de las celdas de la batería también es monitorizado por el circuito secundario de seguridad que proporciona una señal al elemento fusible para quemar o abrir el elemento fusible si el nivel de tensión de una de las celdas es mayor que un nivel de umbral de sobretensión durante un intervalo de tiempo sostenido. El circuito secundario de protección de la batería proporciona una protección transitoria de sobretensión para proteger las celdas de la batería si el nivel de tensión de una de las celdas es mayor que un nivel de umbral de sobretensión durante un intervalo de tiempo menor o igual a un intervalo de tiempo transitorio. Las señales de control de carga y descarga son proporcionadas por el circuito primario de protección de la batería al circuito secundario de protección de la batería que controla el interruptor de carga y el interruptor de descarga, respectivamente. El documento US 2013/0163134 A1 de la técnica anterior se refiere a un paquete de baterías que comprende una batería y un circuito de protección primario y un circuito de protección secundario. En una de las realizaciones, el circuito primario de protección controla la carga y descarga de la batería y controla el equilibrio de una celda de batería incluida en la misma. En este contexto, el circuito primario de protección genera una señal Sc de control de carga y una señal Sd de control de descarga para medir las tensiones de las celdas de la batería y para controlar el interruptor de control de carga y descarga. El circuito primario de protección genera además una señal de control de fusible para controlar un dispositivo de fusible. Además, el circuito secundario de protección mide las tensiones de las celdas de la batería para determinar si una o más celdas de la batería funcionan con normalidad. Si se detecta una anomalía en las celdas de la batería o si se transmite la señal de control del fusible desde el circuito primario de protección, el circuito secundario de protección induce una corriente eléctrica en el dispositivo fusible. El documento US 2010/0264881 A1 de la técnica anterior se refiere a un circuito de protección de baterías que comprende un circuito de detección de tensión de baterías configurado para detectar una tensión de batería a través de los terminales de alimentación VDD y VSS, y para determinar si la tensión de batería alcanza un umbral de protección de tensión. En caso afirmativo, el circuito de detección de la tensión de la batería emite una señal de disparo efectiva, de lo contrario emite una señal de disparo ineficaz. Se configura un circuito de retardo para recibir la señal de disparo del circuito de detección de la tensión de la batería. El circuito de retardo emite una señal de estado efectiva como respuesta si la señal de disparo se mantiene efectiva continuamente durante un tiempo de retardo predeterminado; de lo contrario emite una señal de estado ineficaz. Si tanto la señal de disparo como la señal de estado son efectivas, un conductor de protección entra en un estado de conducción y emite la correspondiente señal de conducción a través de un terminal de protección. Cuando la señal de disparo es efectiva y la señal de estado es ineficaz, el conductor de protección entra en un estado de prueba en el que se comprueba el circuito de protección de la batería. En el estado de prueba, el terminal de alimentación VDD se acopla a una tensión que simula la tensión de la batería ajustada con un intervalo de tensión predeterminado de, por ejemplo, 10 mV sucesivamente, en donde la señal de estado efectiva introducida por el circuito de retardo se descuida de tal manera que el circuito de protección de la batería puede probarse rápidamente. El documento US 2012/0280572 A1 de la técnica anterior se refiere a un sistema de batería compuesto por celdas de batería, un circuito de control, un conmutador, un condensador, un fusible y un cargador. El circuito de control detecta los parámetros de las celdas de la batería y en consecuencia determina si las celdas están en condiciones normales o en condiciones anormales. Si se identifica una condición anormal de las celdas de la batería, el circuito de control establece un tiempo de retardo TTH en donde se genera la señal de control si las celdas de la batería permanecen en la condición anormal después de que transcurra el tiempo de retardo. El circuito de control es capaz de operar en un modo normal y un modo de prueba para determinar el umbral de tiempo TTH. En el modo normal, el circuito de retardo genera la señal de control si las celdas de la batería permanecen en la condición de sobretensión durante un período de tiempo igual o superior al umbral de tiempo TTH_NORMAL. En el modo de prueba, el circuito de retardo genera la señal de control si las celdas de la batería permanecen en la condición de sobretensión durante un período de tiempo igual o superior al umbral de tiempo Tth_t e s t .

SUMARIO

En una realización, el sistema de protección de baterías incluye múltiples módulos de protección. Cada módulo de protección incluye un conjunto de terminales de monitorización, un terminal de salida, un terminal de conmutación y circuitos de detección acoplados a los terminales de monitorización, al terminal de salida y al terminal de conmutación. Los terminales de monitorización son operables para monitorizar el estado de un conjunto de celdas de batería. El terminal de salida es operable para emitir una señal de protección si se detecta una condición anormal en las celdas de la batería. El terminal de conmutación es operable para recibir una señal de conmutación. En respuesta a la señal de conmutación, los circuitos de detección pasan de un modo de trabajo normal a un modo de prueba rápida, en donde en dicho modo de prueba rápida se realizan una serie de pruebas en el módulo de protección para asegurarse de que el módulo de protección funciona correctamente. Si la condición anormal se detecta en el modo de trabajo normal, entonces la circuitería de detección retrasa la emisión de la señal de protección durante un primer intervalo de tiempo. Si la condición anormal se detecta en el modo de prueba rápida, entonces la circuitería de detección retrasa la emisión de la señal de protección durante un segundo intervalo de tiempo menor que el primer intervalo de tiempo. Los módulos de protección incluyen un primer módulo de protección que genera una primera señal de protección para proteger un primer conjunto de celdas de batería y un segundo módulo de protección que genera una segunda señal de protección para proteger un segundo conjunto de celdas de batería. El terminal de conmutación del primer módulo de protección y un terminal de monitorización del primer módulo de protección están acoplados al segundo módulo de protección y son operables para recibir una señal del terminal de salida del segundo módulo de protección.

Dicho sistema de protección de baterías puede comprender además un fusible, acoplado a dicha pluralidad de celdas de batería, y configurado para ser controlado por una primera señal de protección de salida del terminal de salida de dicho primer módulo de protección.

Además, en dicho sistema de protección de baterías, dicho primer módulo de protección puede ser configurado para monitorizar el estado de una primera pluralidad de celdas de batería, y dicho segundo módulo de protección puede ser configurado para monitorizar el estado de una segunda pluralidad de celdas de batería, y en donde si se detecta una condición anormal en dicha segunda pluralidad de celdas de batería, entonces dicho segundo módulo de protección está configurado para emitir dicha primera señal de protección para quemar dicho fusible.

En dicho sistema de protección de baterías, dicha condición anormal puede comprender una condición de sobretensión.

En dicho sistema de protección de baterías, si el terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección recibe una señal de protección del terminal de salida de dicho segundo módulo de protección, entonces el circuito de detección de dicho primer módulo de protección puede configurarse para cambiar de dicho modo de trabajo normal a dicho modo de prueba rápida.

En dicho sistema de protección de baterías, el circuito de detección de dicho primer módulo de protección puede comprender:

un circuito de monitorización, acoplado a dichos terminales de monitorización de dicho primer módulo de protección y configurado para monitorizar el estado de una pluralidad de tensiones de celda y generar una señal de indicación si una tensión de celda de dichas tensiones de celda es mayor que un tensión de referencia; un circuito de retardo, acoplado a dicho circuito de monitorización, y configurado para empezar a contar el tiempo en respuesta a dicha señal de indicación, y generar una primera señal de protección con un retardo de tiempo predeterminado; y

un circuito de detección de prueba rápida, acoplado a dicho circuito de retardo y configurado para controlar dicho circuito de retardo para cambiar dicho retardo de tiempo predeterminado de dicho primer intervalo de tiempo a dicho segundo intervalo de tiempo si dicho circuito de detección de prueba rápida recibe, en el terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección, una segunda señal de protección de dicho terminal de salida de dicho segundo módulo de protección.

En dicho sistema de protección de baterías, dicha pluralidad de tensiones de celda puede comprender tensiones de celda de una primera pluralidad de celdas de batería acopladas a dicho primer módulo de protección y tensiones de celda de una segunda pluralidad de celdas de batería acopladas a dicho segundo módulo de protección, y en donde una señal en la terminal de monitorización de dicho primer módulo de protección puede ser configurada para ser controlada de acuerdo con el estado de las tensiones de celda de dicha segunda pluralidad de celdas de batería.

En dicho sistema de protección de baterías, dicho circuito de detección de prueba rápida puede comprender un comparador configurado para comparar una diferencia de tensión entre dicho terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección y dicho terminal de monitorización de dicho primer módulo de protección con un tensión de umbral y puede generar una señal de resultado para controlar dicho circuito de retardo de acuerdo con la comparación.

En otra realización, un paquete de baterías comprende una primera pluralidad de celdas de batería; una segunda pluralidad de celdas de batería acoplada a dicha primera pluralidad de celdas de batería; un primer módulo de protección acoplado a dicha primera pluralidad de celdas de batería; y un segundo módulo de protección acoplado a dicha segunda pluralidad de celdas de batería. Cada módulo de protección de dichos primero y segundo módulos de protección comprende: una pluralidad de controlar terminales operables para monitorizar un estado de una pluralidad correspondiente de celdas de batería de dichas primera y segunda pluralidades de celdas de batería; una terminal de salida operable para emitir una señal de protección si se detecta una condición anormal dentro de dicha pluralidad correspondiente de celdas de batería; una terminal de conmutación operable para recibir una señal de conmutación; y circuitos de detección, acoplados a dichos terminales de monitorización, dicha terminal de salida, y dicha terminal de conmutación, y configurados para cambiar de un modo de trabajo normal a un modo de prueba rápida en respuesta a dicha señal de conmutación, emitiendo con retraso dicha señal de protección para un primer intervalo de tiempo si se detecta una condición anormal en dicho modo de trabajo normal, y emitiendo con retraso dicha señal de protección para un segundo intervalo de tiempo, menor que dicho primer intervalo de tiempo, si se detecta una condición anormal en dicho modo de prueba rápida. El terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección y un primer terminal de monitorización de dicho primer módulo de protección están acoplados a dicho segundo módulo de protección y son operables para recibir una señal del terminal de salida de dicho segundo módulo de protección.

Además, dicho paquete de baterías puede comprender un fusible, acoplado a la primera y segunda pluralidad de celdas de baterías y configurado para ser controlado por una primera señal de protección de salida del terminal de salida de dicho primer módulo de protección.

Además, en dicho paquete de baterías, dicho primer módulo de protección puede configurarse para monitorizar un estado de dicha primera pluralidad de celdas de baterías, y dicho segundo módulo de protección puede configurarse para monitorizar un estado de dicha segunda pluralidad de celdas de baterías, y en donde si se detecta una condición anormal en dicha segunda pluralidad de celdas de baterías, entonces dicho segundo módulo de protección puede ser configurado para emitir una segunda señal de protección a dicho primer terminal de monitorización de dicho primer módulo de protección, y dicho terminal de salida de dicho primer módulo de protección puede configurarse para emitir dicha primera señal de protección para quemar dicho fusible.

Además, en dicho paquete de baterías, dicha condición anormal puede comprender una condición de sobretensión.

Además, en dicho paquete de baterías, si el terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección recibe una señal de protección de dicho terminal de salida de dicho segundo módulo de protección, entonces el circuito de detección de dicho primer módulo de protección puede configurarse para cambiar de dicho modo de trabajo normal a dicho modo de prueba rápida.

Además, en dicho paquete de baterías el circuito de detección de dicho primer módulo de protección puede comprender:

un circuito de monitorización, acoplado a dichos terminales de monitorización de dicho primer módulo de protección y configurado para monitorizar el estado de una pluralidad de tensiones de celda y generar una señal de indicación si una tensión de celda de dichas tensiones de celda es mayor que un tensión de referencia; un circuito de retardo, acoplado a dicho circuito de monitorización y configurado para empezar a contar el tiempo en respuesta a dicha señal de indicación y generar una primera señal de protección después de un retardo de tiempo predeterminado; y

Además, en dicho paquete de baterías, dicha pluralidad de tensiones de celdas puede comprender tensiones de celdas de la primera pluralidad de celdas de batería y tensiones de celdas de la segunda pluralidad de baterías, y en donde una señal en la primera terminal de monitorización puede ser configurada para ser controlada de acuerdo con el estado de dichas tensiones de las celdas de dicha segunda pluralidad de celdas de batería.

Además, en dicho paquete de baterías dicho circuito de detección de prueba rápida comprende un comparador configurado para comparar una diferencia de tensión entre dicho terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección y dicho terminal de monitorización de dicho primer módulo de protección con un tensión de umbral y generar una señal de resultado para controlar dicho circuito de retardo de acuerdo con la comparación.

En otra realización, se proporciona un método para proteger un paquete de baterías que comprende una primera pluralidad de celdas de batería y una segunda pluralidad de celdas de batería. El método comprende: monitorizar, a través de una pluralidad de terminales de monitorización de un primer módulo de protección, un estado de dicha primera pluralidad de celdas de batería; emitir, a través de una primera terminal de salida de dicho primer módulo de protección, una primera señal de protección si se detecta una condición anormal en dicha primera pluralidad de celdas de batería; recibir, en una terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección, una señal de conmutación; controlar dicho primer módulo de protección para cambiar de un modo de trabajo normal a un modo de prueba rápida en respuesta a dicha señal de conmutación, en donde en dicho modo de prueba rápida se realizan una serie de pruebas en el módulo de protección para asegurarse de que el módulo de protección funciona correctamente; retrasar la emisión de la primera señal de protección un primer intervalo de tiempo si se detecta una condición anormal en el modo de trabajo normal; retrasar la emisión de la primera señal de protección un segundo intervalo de tiempo, menor que el primer intervalo de tiempo, si se detecta una condición anormal en el modo de prueba rápida; monitorizar, usando un segundo módulo de protección, un estado de dicha segunda pluralidad de celdas de batería; y emitir, a través de un segundo terminal de salida del segundo módulo de protección, una segunda señal de protección si se detecta una condición anormal en la segunda pluralidad de celdas de batería. Dicho método comprende además: recibir, en dicho terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección, una señal de dicho segundo terminal de salida de dicho segundo módulo de protección; y recibir, en un primer terminal de monitorización de dicho primer módulo de protección, dicha señal de dicho segundo terminal de salida de dicho segundo módulo de protección.

Así mismo, dicho método puede comprender además: controlar un fusible, acoplado a dichas primera y segunda pluralidades de celdas de batería, usando dicha primera señal de protección.

Además, dicho método puede comprender además: emitir, a través de dicho primer terminal de salida de dicho primer módulo de protección, dicha primera señal de protección para quemar dicho fusible si dicho primer terminal de monitorización de dicho primer módulo de protección recibe dicha segunda señal de protección de dicho segundo módulo de protección.

Así mismo, dicho método puede comprender además: controlar que el primer módulo de protección pase del modo de trabajo normal al modo de prueba rápida si el terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección recibe dicha segunda señal de protección de dicho segundo módulo de protección.

Así mismo, dicho método puede comprender además:

monitorizar un estado de una pluralidad de tensiones de celdas usando un circuito de monitorización en dicho primer módulo de protección;

generar una señal de indicación si la tensión de una celda de dichas tensiones de celda es mayor que un tensión de referencia;

comenzar a contar el tiempo en respuesta a dicha señal de indicación;

generar, usando un circuito de retardo en dicho primer módulo de protección, dicha primera señal de protección después de un tiempo de retardo predeterminado; y

cambiar dicho retardo de tiempo predeterminado de dicho primer intervalo de tiempo a dicho segundo intervalo de tiempo si se recibe dicha segunda señal de protección en dicho terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección.

Además, dicho método puede comprender además:

comparar una diferencia de tensión entre dicho terminal de conmutación de dicho primer módulo de protección y dicho terminal de monitorización de dicho primer módulo de protección con un tensión de umbral; y controlar dicho circuito de retardo de acuerdo con la comparación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las características y ventajas de las realizaciones de la materia reivindicada se pondrán de manifiesto a medida que avance la siguiente descripción detallada, y en referencia a los dibujos, en donde los números similares representan partes similares, y en los que:

La FIGURA 1 ilustra un diagrama de circuito de un sistema de protección de baterías convencional.

La FIGURA 2A ilustra un diagrama de circuito de un sistema de protección de baterías convencional.

La FIGURA 2B ilustra un diagrama de circuito de un sistema de protección de baterías convencional.

La FIGURA 3 ilustra un diagrama de circuito de un ejemplo de un sistema de protección de baterías, en una realización de la presente invención.

La FIGURA 4 ilustra un diagrama esquemático de un ejemplo de circuito de detección, en una realización de la presente invención.

La FIGURA 5A y la FIGURA 5B ilustran un diagrama de flujo de ejemplos de operaciones realizadas por un sistema de protección de baterías, en una realización de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones de la presente invención. Si bien la invención se describirá juntamente con estas realizaciones, se entenderá que no tienen por objeto limitar la invención a estas realizaciones. Por el contrario, la invención tiene por objeto abarcar alternativas, modificaciones y equivalentes, que pueden incluirse en el alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones anexas.

Además, en la siguiente descripción detallada de la presente invención, se exponen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar una comprensión completa de la presente invención. Sin embargo, alguien con una habilidad ordinaria en la técnica reconocerá que la presente invención puede ser empleada sin estos detalles específicos. En otros casos, los métodos, procedimientos, componentes y circuitos bien conocidos no han sido descritos en detalle para no complicar innecesariamente aspectos de la presente invención.

Una realización según la presente invención proporciona un sistema de protección de baterías que incluye múltiples módulos de protección para proteger múltiples conjuntos de celdas de batería. El módulo de protección puede funcionar selectivamente en un modo de trabajo normal o en un modo de prueba rápida. Si se detecta una condición anormal en las celdas de la batería en el modo de trabajo normal, entonces el módulo de protección puede emitir una señal de protección después de un primer intervalo de tiempo ATN (por ejemplo, uno, dos o cuatro segundos, o similar); o si se detecta la condición anormal en el modo de prueba rápida, entonces el módulo de protección puede emitir la señal de protección después de un segundo intervalo de tiempo ATF que es mucho menor que el primer intervalo de tiempo ATN. En los módulos de protección de una realización, un primer módulo de protección puede generar una primera señal de protección para proteger un primer conjunto de celdas de batería, y/o recibir una segunda señal de protección de un segundo módulo de protección para generar la primera señal de protección para proteger un segundo conjunto de celdas de batería. Además, la segunda señal de protección puede controlar el primer módulo de protección para que funcione en el modo de prueba rápida. Como resultado, el retraso desde la detección de una condición anormal en el segundo conjunto de celdas de batería hasta la emisión de la primera señal de protección puede ser aproximadamente igual a la suma de los intervalos de tiempo primero y segundo, por ejemplo, ATN ATF. En una realización, el segundo intervalo de tiempo ATF es relativamente corto, por ejemplo, dieciséis o treinta y dos milisegundos, o similar, y por lo tanto el retardo de tiempo ATN ATF es relativamente corto en comparación con el retardo de tiempo AT2 mencionado en relación con el sistema 200A de protección de baterías convencional. Además, el variador de nivel mencionado en relación con el sistema 200B de protección de baterías convencional se omite, y por lo tanto el sistema de protección de baterías en una realización según la presente invención puede tener un tamaño de PCB más pequeño y consumir menos energía.

La FIGURA 3 ilustra un diagrama de circuito de un ejemplo de un sistema de protección de baterías en un paquete 300 de baterías, en una realización de la presente invención. Como se muestra en la FIGURA 3, el paquete 300 de baterías incluye un primer conjunto de celdas 304 de batería y un segundo conjunto de celdas 314 de batería. El sistema de protección de baterías incluye un circuito 308 de protección primaria, módulos 302 y 312 de protección secundaria, y un fusible 306. El circuito 308 de protección primaria puede proteger las celdas 304 y 314 de batería de, por ejemplo, una condición de sobretensión, de subtensión, de sobrecorriente, de cortocircuito, de sobretemperatura y/o de baja temperatura, etc. Si el circuito 308 de protección no funciona o se rompe, entonces los módulos 302 y 312 de protección secundarios pueden proporcionar una protección de reserva a las celdas 304 y 314 de la batería, por ejemplo, quemando el fusible 306.

En una realización, los módulos 302 y 312 de protección tienen estructuras y funciones de circuito similares. Por ejemplo, cada uno de los módulos 302 y 312 de protección puede incluir un conjunto de terminales de monitorización (por ejemplo, indicados como "BAT1", "BAT2", ..., "BAT5") operables para monitorizar un estado de un conjunto de celdas de batería (por ejemplo, 304 o 314), un terminal de salida (por ejemplo, indicado como "OV") operable para emitir una señal de protección (por ejemplo, Sov¹o Sov²) si se detecta una condición anormal (por ejemplo, condición de sobretensión) en las celdas de la batería, y un terminal de conmutación (por ejemplo, indicado como "VCC") operable para recibir una señal de conmutación. En una realización, el terminal VCC de conmutación también puede utilizarse como un terminal de entrada de potencia que recibe un suministro de potencia tal que el módulo de protección pueda funcionar. Además, el módulo de protección (por ejemplo, 302 o 312) incluye circuitos de detección acoplados a los terminales mencionados. La circuitería de detección puede determinar si se presenta una condición anormal (por ejemplo, una condición de sobretensión) de acuerdo con la información recibida en los terminales de monitorización. En respuesta a la detección de la condición anormal, la circuitería de detección puede generar una señal de protección después de un tiempo de retardo predeterminado. La circuitería de detección también puede pasar de un modo de funcionamiento normal a un modo de prueba rápida en respuesta a la señal de conmutación antes mencionada.

Más específicamente, en una realización, para evitar una detección errónea, cuando el módulo 302 o 312 de protección detecta una señal de condición anormal en las celdas de la batería, el módulo de protección no emite una señal de protección inmediatamente. En su lugar, el módulo de protección espera un intervalo de tiempo ATN (por ejemplo, uno, dos o cuatro segundos, o similar). Cuando transcurre el intervalo de tiempo ATN, si el módulo de protección todavía detecta la señal de condición anormal, entonces el módulo de protección confirma que se presenta una condición anormal, y genera la señal de protección. En una realización, cuando un módulo de protección (por ejemplo, 302 o 312) es fabricado y empaquetado en un paquete de C.I. (circuito integrado), se realizan una serie de pruebas en el módulo de protección para asegurarse de que el módulo de protección funciona correctamente. La serie de pruebas se realiza en un modo de prueba rápida, en el que el tiempo de retardo ATF de la emisión de la señal de protección antes mencionada es relativamente corto (por ejemplo, dieciséis o treinta y dos milisegundos, o similar). En una realización, una señal de tensión (de aquí en adelante, señal de conmutación) en el terminal VCC de conmutación puede controlar el módulo de protección para operar selectivamente en un modo de trabajo normal o en un modo de prueba rápido. Por ejemplo, si un nivel de tensión de la señal de conmutación está en un intervalo de tensión operativo normal del módulo de protección (por ejemplo, el módulo de protección recibe una tensión de suministro que está en el intervalo de tensión de operación normal), entonces el módulo de protección opera en el modo de trabajo normal. Si se detecta el estado anormal de las celdas de la batería en el modo de trabajo normal, entonces el circuito de detección retrasa la emisión de la señal de protección durante un primer intervalo de tiempo ATN (por ejemplo, uno, dos o cuatro segundos, o similar). Si la señal de conmutación es superior a un nivel de tensión preestablecido, por ejemplo, VBAT5+5V, entonces el módulo de protección opera en el modo de prueba rápida. "VBAT5" representa un nivel de tensión en el terminal BAT5 de monitorización. Si se detecta la condición anormal de las celdas de la batería en el modo de prueba rápida, entonces el circuito de detección retrasa la emisión de la señal de protección por un segundo intervalo de tiempo ATF (por ejemplo, dieciséis o treinta y dos milisegundos, o similar) menor que el primer intervalo de tiempo ATN.

En el ejemplo de la FIGURA 3, el módulo 302 de protección (en adelante, primer módulo de protección) monitoriza un estado de un primer conjunto de celdas 304 de batería a través de sus terminales BAT1-BAT3 de monitorización, y el módulo 312 de protección (en adelante, segundo módulo de protección) supervisa un estado de un segundo conjunto de celdas 314 de batería a través de sus terminales BAT1-BAT4 de monitorización. Además, el terminal VCC de conmutación del primer módulo 302 de protección y un primer terminal BAT5 de monitorización del primer módulo 302 de protección están acoplados al segundo módulo 312 de protección y son operables para recibir una señal del terminal OV de salida del segundo módulo 312 de protección. En el ejemplo de la FIGURA 3, el primer terminal BAT5 de monitorización del primer módulo 302 de protección está acoplado al segundo módulo 312 de protección a través de una resistencia Rft, y recibe la señal del terminal OV de salida del segundo módulo 312 de protección a través de la resistencia Rf t . Si se detecta una condición anormal en el primer conjunto de celdas 304 de la batería, entonces el primer módulo 302 de protección emite, en su terminal OV de salida, una primera señal So v1 de protección con un retardo de un primer intervalo de tiempo ATN (por ejemplo, uno, dos o cuatro segundos, o similar). La primera señal So v1 de protección puede controlar un circuito 310 (por ejemplo, incluyendo un conmutador acoplado entre el fusible 306 y la tierra) para quemar el fusible 306. Si se detecta una condición anormal en el segundo conjunto de celdas 314 de la batería, entonces el segundo módulo 312 de protección emite una segunda señal Sov2 de protección con un retardo del primer intervalo de tiempo ATN, al primer terminal BAT5 de monitorización del primer módulo 302 de protección. En respuesta a la segunda señal Sov2 de protección el primer módulo 302 de protección también emite, en su terminal OV de salida, una primera señal So v1 de protección para quemar el fusible 306. Por lo tanto, el sistema de protección de baterías en una realización según la presente invención puede proteger múltiples conjuntos de celdas de batería utilizando múltiples módulos de protección. Además, el terminal VCC de conmutación del primer módulo 302 de protección también puede recibir la segunda señal Sov2 de protección del terminal OV de salida del segundo módulo 312 de protección. En respuesta a la segunda señal Sov2 de protección la circuitería de detección del primer módulo 302 de protección puede cambiar del modo de funcionamiento normal al modo de prueba rápida. El retardo de la emisión de la señal Sov1 de protección en el modo de prueba rápida puede ajustarse a un segundo intervalo de tiempo ATF (por ejemplo, dieciséis o treinta y dos milisegundos, o similar) que es mucho menor que el primer intervalo de tiempo ATN (por ejemplo, uno, dos o cuatro segundos, o similar). Así pues, el retardo ATN aT f desde la detección de una condición anormal en el segundo conjunto de celdas 314 de batería hasta la emisión de la primera señal Sov1 de protección es relativamente corto en comparación con el retardo de tiempo AT2 (por ejemplo, 2*AT1) mencionado en relación con el sistema 200A de protección de baterías convencional.

La FIGURA 4 ilustra un diagrama esquemático de un ejemplo de circuito 402 de detección en el primer módulo 302 de protección, en una realización de la presente invención. En una realización, el segundo módulo 312 de protección puede tener una estructura de circuito similar. La FIGURA 4 se describe en combinación con la FIGURA 3. Como se muestra en la FIGURA 4, el circuito 402 de detección incluye un circuito 418 de monitorización acoplado a los terminales BAT1-BAT5 de monitorización, un circuito 428 de retardo acoplado al circuito 418 de monitorización, y un circuito 432 de detección de prueba rápida acoplado al circuito 428 de retardo.

En una realización, el circuito 418 de monitorización monitoriza un estado de un conjunto de tensiones de celda y genera una señal 430 de indicación si una tensión de celda de las tensiones de celda es mayor que una tensión de referencia Vref * (RD1+RD2) / Rd1. Por ejemplo, el circuito 418 de monitorización puede incluir un conjunto 422_1, 422_2,..., 422_5 de comparadores. Cada uno de los comparadores puede comparar una señal correspondiente, por ejemplo, V1, V2,..., o V5, indicativa de una diferencia de tensión Vdis entre dos terminales adyacentes de los terminales VSS, BAT1, BAT2,..., BAT5 de monitorización con una tensión Vref de referencia. Si la señal correspondiente, por ejemplo, V1, V2, ..., o V5, es mayor que la tensión Vref de referencia, por ejemplo, indicando que la diferencia de tensión Vdis correspondiente es mayor que la tensión de referencia Vrep * (RD1+RD2) / Rd1, entonces el comparador emite una señal OV1, OV2, ..., u OV5 correspondiente a una puerta 424 OR. De esta manera, la puerta 424 OR emite una señal 430 de indicación. En el ejemplo del primer módulo 302 de protección de la FIGURA 3, una diferencia de tensión entre los terminales VSS y bAt 1, una diferencia de tensión entre los terminales BAT1 y BAT2, y una diferencia de tensión entre los terminales BAT2 y BAT3 son respectivamente indicativas de las tensiones de las celdas del primer conjunto de celdas 304 de la batería. Así mismo, una señal de tensión en el primer terminal BAT5 de monitorización se controla de acuerdo con el estado de las tensiones de las celdas del segundo conjunto de celdas 314 de batería, y por lo tanto una diferencia de tensión entre los terminales BAT4 y BAT5 es indicativa del estado de las tensiones de las celdas 314 de batería. Como resultado, las mencionadas tensiones de las celdas monitorizadas por el circuito 418 de monitorización pueden incluir las tensiones de las celdas del primer conjunto de celdas 304 de batería y las tensiones de las celdas del segundo conjunto de celdas 314 de batería.

Como se mencionó anteriormente, en una realización, una señal de tensión en el primer terminal BAT5 de monitorización del primer módulo 302 de protección se controla de acuerdo con el estado de las tensiones de las celdas del segundo conjunto de celdas 314 de batería. Más específicamente, tomando la FIGURA 3, por ejemplo, el terminal OV de salida del segundo módulo 312 de protección (en adelante, el segundo terminal OV de salida) se acopla al primer conjunto de celdas 304 de batería a través de las resistencias Rft y Rov, y el primera terminal BAT5 de monitorización del primer módulo 302 de protección se acopla a un nodo de conexión de las resistencias Rft y Ro v. Así, una caída de tensión a través de la resistencia Rov, por ejemplo, que representa una diferencia de tensión entre los terminales BAT5 y BAT4 del primer módulo 302 de protección, es controlada por una tensión en el segundo terminal OV de salida. En una realización, una segunda señal S0V2 de protección en el segundo terminal OV de salida puede ser lo suficientemente alta como para causar que la caída de tensión a través de la resistencia Rov sea mayor que la tensión de referencia mencionada anteriormente Vref * (RD1+RD2) / Rd1. Por lo tanto, si se presenta una condición anormal en el segundo conjunto de celdas 314 de batería, entonces el primer módulo 302 de protección puede detectar la condición anormal a través del primer terminal BAT5 de monitorización del primer módulo 302 de protección.

Volviendo a la FIGURA 4, en una realización, el circuito 428 de retardo comienza a contar el tiempo en respuesta a la señal 430 de indicación, y genera una primera señal 434 de protección con un retardo de tiempo AT predeterminado. En una realización, el circuito 428 de retardo incluye un temporizador 426. El temporizador 426 puede incluir un circuito arbitrario que es capaz de contar el tiempo. A modo de ejemplo, el temporizador 426 puede incluir un condensador controlado por una corriente predeterminada. En respuesta a la señal 430 de indicación, la corriente preestablecida comienza a cargar (o descargar) el condensador de tal manera que cambia la tensión del condensador. Cuando el cambio de tensión del condensador alcanza una magnitud especificada, entonces el temporizador 426 genera una señal a un búfer y el búfer emite la señal 434 de protección. Así pues, el retardo temporal AT puede controlarse mediante el control de la corriente preestablecida y/o la magnitud especificada del cambio de tensión. Por ejemplo, se puede disminuir el retardo de tiempo AT aumentando la corriente preestablecida o reduciendo la magnitud especificada de cambio de tensión.

En una realización, si el circuito 432 de detección de prueba rápida recibe, en el terminal VCC de conmutación, una segunda señal Sov2 de protección del terminal OV de salida del segundo módulo 312 de protección, entonces el circuito 432 de detección de prueba rápida controla el circuito 428 de retardo para cambiar el retardo de tiempo predeterminado AT del primer intervalo de tiempo ATN al segundo intervalo de tiempo ATF. Por ejemplo, el circuito 432 de detección de prueba rápida incluye un comparador 432. El comparador 432 puede comparar una diferencia de tensión entre el terminal VCC de conmutación y el primer terminal BAT5 de monitorización con una tensión Vth de umbral, y generar una señal de resultado TEST Md para controlar el circuito 428 de retardo según la comparación. En una realización, un nivel de tensión de la segunda señal Sov2 de protección es lo suficientemente alto como para causar una caída de tensión a través de la resistencia Rft, por ejemplo, representando la diferencia de tensión entre los terminales VCC y BAT5, para que sea mayor que la tensión Vth de umbral.

Como resultado, en el ejemplo de la FIGURA 4, si se detecta una condición anormal tal como una condición de sobretensión en el primer conjunto de celdas 304 de batería, por ejemplo, a través de los terminales VSS, BAT1, BAT2 y BAT3, entonces el circuito 428 de retardo emite una señal 434 de protección, con un retardo del primer intervalo de tiempo ATN, para proteger las celdas 304 de batería. Si se detecta una condición anormal tal como una condición de sobretensión en el segundo conjunto de celdas 314 de batería, por ejemplo, a través de los terminales BAT4 y BAT5, entonces el circuito 428 de retardo emite una señal 434 de protección, con un retardo del segundo intervalo de tiempo ATF, para proteger las celdas 314 de batería. El tiempo de retardo desde el momento en el que el segundo módulo 312 de protección detecta una señal de condición anormal en el segundo conjunto de celdas 314 de batería hasta el momento en el que el primer módulo 302 de protección emite la señal 434 de protección puede ser aproximadamente igual a ATN ATF.

La FIGURA 5A y la FIGURA 5B ilustran un diagrama de flujo de ejemplos de operaciones realizadas por un sistema 300 de protección de baterías, en una realización de la presente invención. La FIGURA 5A y la FIGURA 5B se describen en combinación con la FIGURA 3 y la FIGURA 4. A pesar de que los pasos específicos están descritos en la FIGURA 5A y en la FIGURA 5B, tales pasos son ejemplos a efectos ilustrativos. Es decir, las realizaciones según la presente invención son adecuadas para realizar otros pasos distintos o variaciones de los pasos listados en la FIGURA 5A y en la FIGURA 5B.

En el paso 502, un primer módulo 302 de protección monitoriza un estado de un primer conjunto de celdas 304 de batería a través de un conjunto de terminales de monitorización. Por ejemplo, el primer módulo 302 de protección monitoriza las tensiones de las celdas 304 de batería y determina si la tensión de las celdas de la batería es mayor que la tensión de referencia. Si una tensión de celda de las tensiones de las celdas es mayor que una tensión de referencia, entonces el primer módulo 302 de protección comienza a contar el tiempo. Cuando transcurre un intervalo de tiempo predeterminado, si la tensión de la celda sigue siendo mayor que la tensión de referencia, entonces el primer módulo 302 de protección determina que se presenta una condición anormal, por ejemplo, una condición de sobretensión, en las celdas 304 de batería.

En el paso 504, el primer módulo 302 de protección emite, a través de su primer terminal OV de salida, una primera señal So v1 de protección si se detecta una condición anormal, por ejemplo, una condición de sobretensión, en las celdas 304 de batería.

En el paso 506, el primer módulo 302 de protección recibe, en su terminal VCC de conmutación, una señal de conmutación, por ejemplo, Sov2.

En el paso 508, el primer módulo 302 de protección cambia de un modo de trabajo normal a un modo de prueba rápida en respuesta a la señal de conmutación, por ejemplo, Sov2.

En el paso 510, el primer módulo 302 de protección retrasa la emisión de la primera señal Sov1 de protección durante un primer intervalo de tiempo ATN (por ejemplo, uno, dos o cuatro segundos, o similar) si se detecta la condición anormal en el modo de trabajo normal.

En el paso 512, el primer módulo 302 de protección retrasa la emisión de la primera señal Sovi de protección durante un segundo intervalo de tiempo ATF (por ejemplo, dieciséis o treinta y dos milisegundos, o similar), menor que el primer intervalo de tiempo ATN, si se detecta la condición anormal en el modo de prueba rápida.

En el paso 514, un segundo módulo 312 de protección monitoriza un estado de un segundo conjunto de celdas 314 de batería. Por ejemplo, el segundo módulo 312 de protección monitoriza las tensiones de las celdas 314 de batería y determina si la tensión de las celdas es mayor que una tensión de referencia. Si una tensión de celda de las tensiones de las celdas es mayor que una tensión de referencia, entonces el segundo módulo 312 de protección comienza a contar el tiempo. Cuando transcurre un intervalo de tiempo predeterminado, si la tensión de las celdas sigue siendo mayor que la tensión de referencia, entonces el segundo módulo 312 de protección determina que se presenta un estado anormal en las celdas 314 de batería, por ejemplo, un estado de sobretensión.

En el paso 516, el segundo módulo 312 de protección emite, a través de su segundo terminal OV de salida, una segunda señal Sov2 de protección si se detecta una condición anormal, por ejemplo, una condición de sobretensión, en las celdas 314 de batería.

En el paso 518, el primer módulo 302 de protección recibe, en su terminal VCC de conmutación, una señal, por ejemplo, Sov2 del segundo terminal OV de salida del segundo módulo 312 de protección.

En el paso 520, el primer módulo 302 de protección también recibe, en su primer terminal BAT5 de monitorización, la señal, por ejemplo, Sov2, del segundo terminal OV de salida del segundo módulo 312 de protección.

Si bien la descripción y los dibujos anteriores representan realizaciones de la presente invención, se entenderá que en ellos pueden hacerse diversas adiciones, modificaciones y sustituciones sin apartarse del alcance de los principios de la presente invención tal como se definen en las reivindicaciones que los acompañan. Un experto en la técnica apreciará que la invención puede ser utilizada con muchas modificaciones de forma, estructura, disposición, proporciones, materiales, elementos y componentes y, de otro modo, utilizada en la práctica de la invención, que están particularmente adaptados a entornos específicos y requisitos operativos sin apartarse de los principios de la presente invención. Por consiguiente, las realizaciones actualmente descritas deben considerarse en todos los aspectos como ilustrativas y no restrictivas, estando el alcance de la invención indicado por las reivindicaciones anexas y sus equivalentes legales, y no limitándose a la descripción anterior.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (300) de protección de baterías que comprende:

una pluralidad de módulos (302, 312) de protección, comprendiendo cada módulo de protección de dichos módulos de protección:

una pluralidad de terminales (BAT1,....BAT5) de monitorización operables para monitorizar un estado de una pluralidad de celdas de batería;

un terminal (OV) de salida operable para emitir una señal (Sovi, 434, SOV2) de protección si se detecta una condición anormal en dichas celdas de batería;

un terminal (VCC) de conmutación operable para recibir una señal de conmutación; y

circuitos (402) de detección, acoplados a dichos terminales de monitorización (BAT1,..., BAT5), a dicho terminal (OV) de salida, y a dicho terminal (VCC) de conmutación, y configurados para cambiar de un modo de trabajo normal a un modo de prueba rápida en respuesta a dicha señal de conmutación, donde en dicho modo de prueba rápida se realizan una serie de pruebas en el módulo (302, 312) de protección para asegurarse de que el módulo de protección funciona correctamente, retrasar la emisión de dicha señal (Sov1, 434, Sov2) de protección un primer intervalo de tiempo (ATN) si se detecta dicha condición anormal en dicho modo de funcionamiento normal, y retrasar la emisión de dicha señal (Sov1, 434, S0V2) de protección un segundo intervalo de tiempo (ATF), menor que dicho primer intervalo de tiempo (ATN), si se detecta dicha condición anormal en dicho modo de prueba rápida, en donde dichos módulos de protección comprenden un primer módulo (302) de protección para generar una primera señal (S0V1) de protección para proteger un primer conjunto de celdas (304) de batería y un segundo módulo (312) de protección para generar una segunda señal (S0V2) de protección para proteger un segundo conjunto de celdas (314) de batería, y el terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección y un primer terminal (BAT5) de monitorización de dicho primer módulo (302) de protección están acoplados a dicho segundo módulo (312) de protección y son operables para recibir una señal (S0V2) del terminal (OV) de salida de dicho segundo módulo (312) de protección.

2. El sistema (300) de protección de baterías de la reivindicación 1, compuesto además por un fusible (306) acoplado a dicha pluralidad de celdas de batería y configurado para ser controlado por dicha primera señal (S0V1) de protección salida del terminal (OV) de salida de dicho primer módulo (302) de protección.

3. El sistema (300) de protección de baterías de la reivindicación 2, en donde dicho primer módulo (302) de protección está configurado para monitorizar un estado de dicha primera pluralidad de celdas (304) de batería, y dicho segundo módulo (312) de protección está configurado para monitorizar un estado de dicha segunda pluralidad de celdas (314) de batería, y en donde si se detecta una condición anormal en dicha segunda pluralidad de celdas de batería, entonces dicho segundo módulo (312) de protección está configurado para emitir una segunda señal (S0V2) de protección a dicho primer terminal (BAT5) de monitorización de dicho primer módulo (302) de protección, y dicho terminal (OV) de salida de dicho primer módulo (302) de protección está configurado para emitir dicha primera señal (Sovi) de protección para quemar dicho fusible (306).

4. El sistema (300) de protección de baterías de cualquier reivindicación anterior, en donde dicha condición anormal comprende una condición de sobretensión.

5. El sistema (300) de protección de baterías de cualquier reivindicación anterior, en donde si dicho terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección recibe una señal (S0V2) de protección de dicho terminal (OV) de salida de dicho segundo módulo (312) de protección, entonces el circuito (402) de detección de dicho primer módulo (302) de protección está configurado para pasar de dicho modo de trabajo normal a dicho modo de prueba rápida.

6. El sistema (300) de protección de baterías de cualquier reivindicación anterior, en donde el circuito (402) de detección de dicho primer módulo (302) de protección comprende:

un circuito (418) de monitorización, acoplado a dichos terminales (BAT1,..., BAT5) de monitorización de dicho primer módulo (302) de protección; y configurado para monitorizar el estado de una pluralidad de tensiones de celda, y generar una señal (430) de indicación si una tensión de celda de entre dichas tensiones de celda es mayor que una tensión (Vref) de referencia;

un circuito (428) de retardo, acoplado a dicho circuito (418) de monitorización, y configurado para comenzar a contar el tiempo en respuesta a dicha señal (430) de indicación, y generar una primera señal (S0V1) de protección con un retardo de tiempo predeterminado; y

un circuito (432) de detección de prueba rápida, acoplado a dicho circuito (428) de retardo y configurado para controlar dicho circuito de retardo para cambiar dicho retardo de tiempo predeterminado de dicho primer intervalo de tiempo (ATN) a dicho segundo intervalo de tiempo (ATF) si dicho circuito (432) de detección de prueba rápida recibe, en el terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección, una segunda señal (S0V2) de protección del terminal (OV) de salida de dicho segundo módulo (312) de protección.

7. El sistema (300) de protección de baterías de la reivindicación 6, en donde dicha pluralidad de tensiones de celda comprende tensiones de celda de dicha primera pluralidad de celdas (304) de batería acopladas a dicho primer módulo (302) de protección y tensiones de celda de dicha segunda pluralidad de celdas (314) de batería acopladas a dicho segundo módulo (312) de protección, y en donde una señal en dicho primer terminal (BAT5) de monitorización de dicho primer módulo (302) de protección está configurada para ser controlada según un estado de dichas tensiones de celda de dicha segunda pluralidad de celdas (312) de batería.

8. El sistema (300) de protección de baterías de la reivindicación 6 o de la reivindicación 7, en donde dicho circuito (432) de detección rápida comprende un comparador configurado para comparar una diferencia de tensión entre dicho terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección y dicho terminal (BAT5) de monitorización de dicho primer módulo (302) de protección con una tensión (Vth) de umbral y generar una señal de resultado para controlar dicho circuito (428) de retardo según la comparación.

9. Un paquete de baterías que comprende un sistema (300) de protección de baterías de cualquier reivindicación precedente, y que comprende una primera pluralidad de celdas (304) de baterías acopladas a un primer módulo (302) de protección en dicho sistema de protección de baterías, y una segunda pluralidad de celdas (314) de baterías acopladas a dicha primera pluralidad de celdas (304) de baterías y un segundo módulo (312) de protección en dicho sistema de protección (300) de baterías.

10. Un método para proteger un paquete de baterías que comprende una primera pluralidad de celdas (304) de baterías y una segunda pluralidad de celdas (314) de baterías, comprendiendo dicho método:

monitorizar, a través de una pluralidad de terminales (BAT1,..., BAT5) de monitorización de un primer módulo (302) de protección, un estado de dicha primera pluralidad de celdas (304) de batería;

emitir, a través de un terminal (OV) de salida de dicho primer módulo (302) de protección, una primera señal (SOV1) de protección si se detecta una condición anormal en dicha primera pluralidad de celdas (304) de batería; recibir, en un terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección, una señal de conmutación;

controlar dicho primer módulo (302) de protección para pasar de un modo de trabajo normal a un modo de prueba rápida en respuesta a dicha señal (VCC) de conmutación, en donde en dicho modo de prueba rápida se realizan una serie de pruebas al módulo de protección para asegurarse de que el módulo de protección funciona correctamente;

retrasar la emisión de dicha primera señal (Sovi) de protección un primer intervalo de tiempo (ATN) si se detecta dicha condición anormal en dicho modo de trabajo normal;

retrasar la salida de dicha primera señal (Sovi) de protección un segundo intervalo de tiempo (ATF), menor que dicho primer intervalo de tiempo (ATN), si se detecta dicha condición anormal en dicho modo de prueba rápida; monitorizar, usando un segundo módulo (312) de protección, un estado de dicha segunda pluralidad de celdas (314) de batería; y

emitir, a través de un segundo terminal (OV) de salida de dicho segundo módulo (312) de protección, una segunda señal (Sov2) de protección si se detecta una condición anormal en dicha segunda pluralidad de celdas (314) de batería,

en donde dicho método comprende además:

recibir, en dicho terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección, una señal de dicho segundo terminal (OV) de salida de dicho segundo módulo (312) de protección; y

recibir, en un primer terminal de monitorización (BATS) de dicho primer módulo (302) de protección, dicha señal de dicho segundo terminal (OV) de salida de dicho segundo módulo (312) de protección.

11. El método de la reivindicación 10, que comprende además:

controlar un fusible (306), acoplado a dichas primera y segunda pluralidades de celdas (304, 314) de batería, usando dicha primera señal (S0V1) de protección.

12. El método de la reivindicación 10 o de la reivindicación 11, que comprende además:

emitir, a través de dicho primer terminal (OV) de salida de dicho primer módulo (302) de protección, dicha primera señal (S0V1) de protección para quemar dicho fusible (306) si dicho primer terminal (BAT5) de monitorización de dicho primer módulo (302) de protección recibe dicha segunda señal (S0V2) de protección de dicho segundo módulo (312) de protección.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende además:

controlar dicho primer módulo (302) de protección para pasar de dicho modo de trabajo normal a dicho modo de prueba rápida si dicho terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección recibe dicha segunda señal (S0V2) de protección de dicho segundo módulo (312) de protección.

14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, que comprende además:

monitorizar el estado de una pluralidad de tensiones de celdas usando un circuito (418) de monitorización en dicho primer módulo (302) de protección;

generar una señal (430) de indicación si la tensión de una celda de dichas tensiones de celda es mayor que una tensión (Vref) de referencia;

comenzar a contar el tiempo en respuesta a dicha señal (430) de indicación;

generar, utilizando un circuito (428) de retardo en dicho primer módulo (302) de protección, dicha primera señal (Sovi) de protección después de un tiempo de retardo predeterminado; y

cambiar dicho retardo de tiempo predeterminado de dicho primer intervalo de tiempo (ATN) a dicho segundo intervalo de tiempo (ATF) si se recibe dicha segunda señal (Sov2) de protección en dicho terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección.

15. El método de la reivindicación 14, que comprende además:

comparar una diferencia de tensión (Vdis) entre dicho terminal (VCC) de conmutación de dicho primer módulo (302) de protección y dicho terminal (BAT5) de control de dicho primer módulo (302) de protección con una tensión (Vth) de umbral; y controlar dicho circuito (428) de retardo según la comparación.