ES2953071T3 - Sistema de gestión de batería, paquete de batería que lo incluye y método para determinar fallos en el circuito de detección de corriente - Google Patents

Sistema de gestión de batería, paquete de batería que lo incluye y método para determinar fallos en el circuito de detección de corriente Download PDF

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Abstract

Se divulga un sistema de gestión de batería, un paquete de batería que lo comprende y un método de determinación de fallas para un circuito de detección de corriente. El sistema de gestión de batería comprende: un circuito de detección de corriente para detectar una corriente de referencia que indica una corriente que fluye a través de una trayectoria de alta corriente de un paquete de batería; un conmutador bidireccional que comprende un FET de carga y un FET de descarga conectados en serie entre sí, y que se proporciona en la ruta de alta corriente; y una unidad de control. La unidad de control detecta un primer voltaje generado en ambos extremos del FET de carga y un segundo voltaje generado en ambos extremos del FET de descarga mientras se aplica un primer voltaje de alto nivel a una puerta del FET de carga y un segundo voltaje de alto nivel. se aplica a una compuerta del FET de descarga. La unidad de control determina si el circuito de detección de corriente falla basándose en la corriente de referencia y la primera tensión y/o la segunda tensión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de gestión de batería, paquete de batería que lo incluye y método para determinar fallos en el circuito de detección de corriente
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un sistema de gestión de batería para determinar fallos en un circuito de detección de corriente, un paquete de batería que incluye el mismo y un método para determinar fallos en el circuito de detección de corriente.
La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2018-0075763 presentada el 29 de junio de 2018 ante la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual.
Estado de la técnica
Últimamente, la demanda de productos electrónicos portátiles, como ordenadores portátiles, cámaras de vídeo y teléfonos móviles, está creciendo de forma espectacular, y con el gran desarrollo de los vehículos eléctricos, los acumuladores para el almacenamiento de energía, los robots y los satélites, se están realizando muchos estudios sobre baterías de alto rendimiento que puedan recargarse repetidamente.
En la actualidad, las baterías disponibles comercialmente incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquelhidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías de litio y similares, y entre las mismas, las baterías de litio tienen poco o ningún efecto de memoria, por lo que generan más atención que las baterías a base de níquel por sus ventajas de carga y descarga libre, una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad energética.
Se instala un circuito de detección de corriente en una trayectoria de alta corriente de un paquete de batería para detectar la corriente de carga/descarga que fluye a través de la batería. La corriente de carga/descarga es un parámetro básico e importante, esencialmente necesario para calcular el estado de carga (SOC) y el estado de salud (SOH) de la batería. Por consiguiente, es necesario medir la corriente de carga/descarga con la mayor precisión posible.
En general, el circuito de detección de corriente tiene un resistor derivador, y detecta la corriente de carga/descarga dividiendo la tensión medida a través del resistor derivador cuando la corriente de carga/descarga fluye a través del resistor derivador por la resistencia del resistor derivador.
Sin embargo, puede ocurrir un fallo de hardware o software (por ejemplo, daños en el resistor derivador y la línea de comunicación) del circuito de detección de corriente debido a muchas causas, y en este caso, la corriente de carga/descarga detectada por el circuito de detección de corriente no es fiable. En consecuencia, existe la necesidad de una tecnología para detectar adecuadamente un fallo en el circuito de detección de corriente que tiene el resistor derivador.
El documento KR 10-1810658 A determina un fallo en un circuito de detección de corriente comparando la corriente de carga/descarga detectada utilizando un resistor derivador con la corriente de carga/descarga detectada utilizando un sensor Hall.
Sin embargo, el documento KR 10-1810658 A que incluye esencialmente un sensor Hall requiere mayores costes de fabricación y es más complejo que un circuito que detecta la corriente de carga/descarga utilizando únicamente un resistor derivador.
Técnica anterior adicional se da a conocer en los documentos EP 2911 267 A1, EP 3 115 800 A1, JP 2007 19535 A1, EP 3324 196 A1, US 2012/274335 A1, JP 2007 195351 A, KR 2018/0018451 A, US 2011/133571 A1 y CN 107 112744 A.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver el problema descrito anteriormente, y por tanto la presente divulgación está dirigida a proporcionar un sistema de gestión de batería para determinar fallos en un circuito de detección de corriente que tiene un resistor derivador sin necesidad de añadir un sensor Hall para detectar la corriente de carga/descarga, y un paquete de batería que incluye el mismo y un método para determinar fallos en un circuito de detección de corriente.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse mediante la siguiente descripción y resultarán evidentes a partir de las realizaciones de la presente divulgación. Además, será fácilmente entendible que los objetos y las ventajas de la presente divulgación pueden realizarse mediante los medios expuestos en las reivindicaciones adjuntas y su combinación.
Solución técnica
Un sistema de gestión de batería según una realización de la presente divulgación incluye un circuito de detección de corriente que incluye un resistor derivador configurado para instalarse en una trayectoria de alta corriente de un paquete de batería, y configurada para detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria de alta corriente, un conmutador bidireccional que incluye un transistor de efecto de campo de carga (FET) y un FET de descarga conectados en serie y configurados para instalarse en la trayectoria de alta corriente, y una unidad de control acoplada de manera operativa al circuito de detección de corriente y al conmutador bidireccional, y configurada para detectar una primera tensión a través del FET de carga y una segunda tensión a través del FET de descarga mientras se aplica una primera tensión de alto nivel a una puerta del FET de carga y una segunda tensión de alto nivel se aplica a una puerta del FET de descarga. La unidad de control está configurada además para adquirir una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una primera resistencia de referencia a partir de una primera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel. La primera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET de carga y el FET de descarga cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como tensión de puerta. La unidad de control calcula una primera corriente dividiendo cualquiera de la primera tensión y la segunda tensión entre la primera resistencia de referencia. La unidad de control está configurada para determinar fallos en el circuito de detección de corriente basándose en una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente.
Un sistema de gestión de batería según una realización de la presente divulgación incluye un circuito de detección de corriente que incluye un resistor derivador configurado para instalarse en una trayectoria de alta corriente de un paquete de batería, y configurado para detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria de alta corriente, un conmutador bidireccional que incluye un transistor de efecto de campo de carga (FET) y un FET de descarga conectados en serie y configurados para instalarse en la trayectoria de alta corriente, y una unidad de control acoplada de manera operativa al circuito de detección de corriente y al conmutador bidireccional, y configurada para detectar una primera tensión a través del FET de carga y una segunda tensión a través del FET de descarga mientras se aplica una primera tensión de alto nivel a una puerta del FET de carga y una segunda tensión de alto nivel se aplica a una puerta del FET de descarga. La unidad de control está configurada además para adquirir una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una primera resistencia de referencia a partir de una primera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra. La primera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como tensión de puerta. La unidad de control adquiere una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una segunda resistencia de referencia a partir de una segunda tabla de consulta asociada con la segunda tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra. La segunda tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET de carga y el FET de descarga cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como tensión de puerta. La unidad de control calcula una primera corriente dividiendo la primera tensión entre la primera resistencia de referencia. La unidad de control calcula una segunda corriente dividiendo la segunda tensión entre la segunda resistencia de referencia. La unidad de control está configurada para determinar fallos en el circuito de detección de corriente en base a una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente.
Un sistema de gestión de batería según una realización de la presente divulgación incluye un circuito de detección de corriente que incluye un resistor derivador configurado para instalarse en una trayectoria de alta corriente de un paquete de batería, y configurado para detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria de alta corriente, un conmutador bidireccional que incluye un transistor de efecto de campo de carga (FET) y un FET de descarga conectados en serie y configurados para instalarse en la trayectoria de alta corriente, y una unidad de control acoplada de manera operativa al circuito de detección de corriente y al conmutador bidireccional, y configurada para detectar una primera tensión a través del FET de carga y una segunda tensión a través del FET de descarga mientras se aplica una primera tensión de alto nivel a una puerta del FET de carga y una segunda tensión de alto nivel se aplica a una puerta del FET de descarga. La unidad de control está configurada además para adquirir una tensión de drenaje-fuente asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una primera tensión de referencia a partir de una tercera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel. La tercera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como tensión de puerta. La unidad de control está configurada para determinar fallos en el circuito de detección de corriente basándose en una diferencia entre la primera tensión y la primera tensión de referencia.
Un sistema de gestión de batería según una realización de la presente divulgación incluye un circuito de detección de corriente que incluye un resistor derivador configurado para instalarse en una trayectoria de alta corriente de un paquete de batería, y configurado para detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria de alta corriente, un conmutador bidireccional que incluye un transistor de efecto de campo de carga (FET) y un FET de descarga conectados en serie y configurados para instalarse en la trayectoria de alta corriente, y una unidad de control acoplada de manera operativa al circuito de detección de corriente y al conmutador bidireccional, y configurada para detectar una primera tensión a través del FET de carga y una segunda tensión a través del FET de descarga mientras se aplica una primera tensión de alto nivel a una puerta del FET de carga y una segunda tensión de alto nivel se aplica a una puerta del FET de descarga. La unidad de control está configurada además para adquirir una tensión de drenaje-fuente asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una primera tensión de referencia a partir de una tercera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra. La tercera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como tensión de puerta. La unidad de control adquiere una tensión de drenaje-fuente asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una segunda tensión de referencia a partir de una cuarta tabla de consulta asociada con la segunda tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra. La cuarta tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de fuente-drenaje del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como tensión de puerta. La unidad de control está configurada para determinar fallos en el circuito de detección de corriente basándose en una diferencia entre una suma de la primera tensión y la segunda tensión y una suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia.
La unidad de control puede estar configurada para determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida cuando la primera tensión de alto nivel es mayor que la segunda tensión de alto nivel y la primera tensión es mayor que la segunda tensión.
La unidad de control puede estar configurada para determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida cuando la primera tensión de alto nivel es menor que la segunda tensión de alto nivel y la primera tensión es menor que la segunda tensión.
La unidad de control puede estar configurada para determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida cuando la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel, una diferencia entre la primera tensión y la segunda tensión está fuera de un rango de tensión preestablecido.
La unidad de control puede estar configurada para emitir una señal de diagnóstico que indique el resultado de la determinación.
Un paquete de batería según otra realización de la presente divulgación incluye el sistema de gestión de batería.
Un método según todavía otra realización de la presente divulgación es para determinar fallos en un circuito de detección de corriente. El método incluye aplicar una primera tensión de alto nivel y una segunda tensión de alto nivel entre una puerta y una fuente de un FET de carga y entre una puerta y una fuente de un FET de descarga respectivamente, estando el FET de carga y el FET de descarga conectados en serie a una trayectoria de alta corriente de un paquete de batería, detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria de alta corriente en base a una tensión a través de un resistor derivador instalado en la trayectoria de alta corriente mientras que la primera tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET de carga y la segunda tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET de descarga, determinar una primera tensión a través del FET de carga y una segunda tensión a través del FET de descarga, y determinar el fallo en el circuito de detección de corriente basándose al menos en una de la primera tensión y la segunda tensión y la corriente de referencia.
La etapa de determinar el fallo en el circuito de detección de corriente comprende adquirir una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia a partir de una primera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel como una primera resistencia de referencia utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, adquirir una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia a partir de una segunda tabla de consulta asociada con la segunda tensión de alto nivel como una segunda resistencia de referencia utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, calcular una primera corriente dividiendo la primera tensión entre la primera resistencia de referencia, calcular una segunda corriente dividiendo la segunda tensión entre la segunda resistencia de referencia, y determinar el fallo en el circuito de detección de corriente en base a una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente. La primera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como tensión de puerta-fuente. La segunda tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET de carga y el FET de descarga cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como tensión de puerta-fuente.
Un método según todavía otra realización de la presente divulgación es para determinar fallos en un circuito de detección de corriente. El método incluye aplicar una primera tensión de alto nivel y una segunda tensión de alto nivel entre una puerta y una fuente de un FET de carga y entre una puerta y una fuente de un FET de descarga respectivamente, estando el FET de carga y el FET de descarga conectados en serie a una trayectoria de alta corriente de un paquete de batería, detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria de alta corriente en base a una tensión a través de un resistor derivador instalado en la trayectoria de alta corriente mientras la primera tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET de carga y la segunda tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET de descarga, determinar una primera tensión a través del FET de carga y una segunda tensión a través del FET de descarga, y determinar el fallo en el circuito de detección de corriente en base a al menos una de la primera tensión y la segunda tensión y la corriente de referencia. La etapa de determinar el fallo en el circuito de detección de corriente comprende adquirir una tensión de drenaje-fuente asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia a partir una tercera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel como una primera tensión de referencia utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, adquirir una tensión de drenaje-fuente asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia a partir de una cuarta tabla de consulta asociada con la segunda tensión de alto nivel como una segunda tensión de referencia utilizando la corriente de referencia como un índice cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, y determinar el fallo en el circuito de detección de corriente en base a una diferencia entre una suma de la primera tensión y la segunda tensión y una suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia. La tercera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como tensión de puerta. La cuarta tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET de carga y el FET de descarga cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como tensión de puerta.
Efectos ventajosos
Según al menos una de las realizaciones de la presente divulgación, es posible determinar un fallo en un circuito de detección de corriente que tenga un resistor derivador sin necesidad de añadir un sensor Hall para detectar la corriente de carga/descarga.
Los efectos de la presente divulgación no se limitan a los mencionados anteriormente, y los expertos en la técnica comprenderán claramente otros efectos a partir de las reivindicaciones adjuntas.
Descripción de las figuras
Los dibujos adjuntos ilustran realizaciones preferidas de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mayor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación. Sin embargo, la presente divulgación no debe interpretarse como limitada a los dibujos.
La figura 1 es un diagrama esquemático de un paquete de batería que incluye un sistema de gestión de batería según una realización de la presente divulgación.
La figura 2 es un diagrama a modo de ejemplo que muestra un gráfico de referencia para describir una primera tabla de consulta y una segunda tabla de consulta utilizadas para determinar un fallo en un circuito de detección de corriente de la figura 1.
La figura 3 es un diagrama a modo de ejemplo que muestra un gráfico de referencia para describir una tercera tabla de consulta y una cuarta tabla de consulta utilizadas para determinar un fallo en un circuito de detección de corriente de la figura 1.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un método para determinar un fallo en un circuito de detección de corriente según otra realización de la presente divulgación.
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra un método para determinar un fallo en un circuito de detección de corriente según todavía otra realización de la presente divulgación.
La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra un método para determinar un fallo en un circuito de detección de corriente según otra realización de la presente divulgación.
La figura 7 es un diagrama de flujo que muestra un método para determinar un fallo en un circuito de detección de corriente según todavía otra realización de la presente divulgación.
Descripción de las figuras
A continuación en el presente documento, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos o palabras utilizados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a significados generales o de diccionario, sino interpretados en base a los significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente divulgación en base al principio de que el inventor puede definir los términos adecuadamente para su mejor explicación.
Por tanto, las realizaciones descritas en el presente documento y las ilustraciones mostradas en los dibujos son solo la realización más preferida de la presente divulgación, pero no pretenden describir completamente los aspectos técnicos de la presente divulgación, por lo que debe entenderse que una variedad de equivalentes y modificaciones adicionales podrían hacerse a la misma en el momento de presentar la solicitud.
Además, al describir la presente divulgación, cuando se considera que una determinada descripción detallada de elementos o funciones conocidos relevantes hace que el objeto clave de la presente divulgación resulte ambiguo, se omitirá dicha descripción detallada.
Los términos que incluyen un número ordinal, como “primero”, “segundo” y similares, se utilizan para distinguir un elemento de otro entre varios elementos, pero no pretenden limitar los elementos por los términos.
A menos que el contexto indique claramente lo contrario, se entenderá que el término “comprende” o “incluye”, cuando se utiliza en esta memoria descriptiva, especifica la presencia de elementos indicados, pero no excluye la presencia o adición de uno o más elementos.
Además, a lo largo de toda la memoria descriptiva, se entenderá que cuando se hace referencia a un elemento como “conectado a” otro elemento, puede estar directamente conectado al otro elemento o pueden estar presentes elementos intermedios.
La figura 1 es un diagrama esquemático de un paquete 10 de batería que incluye un sistema 100 de gestión de batería según una realización de la presente divulgación, la figura 2 es un diagrama a modo de ejemplo que muestra un gráfico de referencia para describir una primera tabla de consulta y una segunda tabla de consulta utilizadas para determinar fallos en un circuito 120 de detección de corriente de la figura 1, y la figura 3 es un diagrama a modo de ejemplo que muestra un gráfico de referencia para describir una tercera tabla de consulta y una cuarta tabla de consulta utilizadas para determinar fallos en el circuito 120 de detección de corriente de la figura 1.
En referencia a la figura 1, el paquete 10 de batería incluye una pila 20 de baterías y un sistema 100 de gestión de batería.
La pila 20 de baterías incluye al menos una célula 21 de batería. Cuando la pila 20 de baterías incluye una pluralidad de células 21 de batería, cada célula 21 de batería puede estar conectada a otra célula 21 de batería en serie o en paralelo. Cada célula 21 de batería puede ser, por ejemplo, una batería de iones de litio o una batería de polímero de litio. Por supuesto, el tipo de célula 21 de batería no se limita a una batería de iones de litio o una batería de polímero de litio, e incluye cualquier tipo de célula de batería que pueda recargarse repetidamente, sin limitación.
El sistema 100 de gestión de batería incluye un conmutador 110 bidireccional, un circuito 120 de detección de corriente y una unidad 200 de control.
El conmutador 110 bidireccional está instalado en una trayectoria 11 de alta corriente. El conmutador 110 bidireccional puede incluir un FET 111 de carga y un FET 112 de descarga conectados en serie. El término FET significa “transistor de efecto de campo”. El FET 111 de carga puede incluir un drenaje, una puerta, una fuente y un diodo parásito. El FET 112 de descarga puede incluir un drenaje, una puerta, una fuente y un diodo parásito.
Por ejemplo, como se muestra en la figura 1, el drenaje del FET 111 de carga puede conectarse a un primer terminal P+ de alimentación de la batería 10, el drenaje del f Et 112 de descarga puede conectarse a un terminal positivo de la pila 20 de baterías, y la fuente del FET 111 de carga y la fuente del FET 112 de descarga pueden conectarse a un nodo 12 común en la trayectoria 11 de alta corriente.
En otro ejemplo, a diferencia de los mostrados en la figura 1, las posiciones del FET 111 de carga y del FET 112 de descarga pueden intercambiarse. Es decir, la fuente del FET 111 de carga puede conectarse al terminal positivo de la pila 20 de baterías, la fuente del FET 112 de descarga puede conectarse al primer terminal P+ de alimentación del paquete 10 de batería, y el drenaje del FET 111 de carga y el drenaje del FET 112 de descarga pueden conectarse al nodo 12 común.
El drenaje, la puerta y la fuente del FET 111 de carga y el drenaje, la puerta y la fuente del FET 112 de descarga están conectados a la unidad 200 de control. Una tensión de alto nivel selectivamente emitida desde la unidad 200 de control se aplica entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga o entre la puerta y la fuente del FET 112 de descarga. Cada uno de los FET 111 de carga y de los FET 112 de descarga funciona en un estado activado mientras se emite la tensión de alto nivel desde la unidad 200 de control, y funciona en un estado desactivado cuando se detiene la salida de la tensión de alto nivel desde la unidad 200 de control.
El diodo parásito del FET 111 de carga está conectado entre el drenaje y la fuente del FET 111 de carga. Mientras el FET 111 de carga está en estado desactivado, el diodo parásito del FET 111 de carga interrumpe la corriente de carga. El diodo parásito del FET 112 de descarga está conectado entre el drenaje y la fuente del FET 112 de descarga. Mientras el FET 112 de descarga está en el estado desactivado, el diodo parásito del FET 112 de descarga interrumpe la corriente de descarga.
El circuito 120 de detección de corriente incluye un resistor 121 derivador y un microprocesador 122. El resistor 121 derivador se instala en la trayectoria 11 de alta corriente del paquete 10 de batería. Por ejemplo, como se muestra en la figura 1, un extremo del resistor 121 derivador puede conectarse a un terminal negativo de la pila 20 de baterías, y el otro extremo puede conectarse a un segundo terminal P- de alimentación de la pila 10 de batería. Por supuesto, a diferencia de lo que se muestra en la figura 1, un extremo del resistor 121 derivador puede estar conectado al terminal positivo de la pila 20 de baterías, y el otro extremo puede estar conectado al drenaje del FET 112 de descarga. Alternativamente, un extremo del resistor 121 derivador puede conectarse al drenaje del FET 111 de carga, y el otro extremo puede conectarse al primer terminal P+ de alimentación. El microprocesador 122 puede detectar la corriente de carga/descarga que fluye a través de la trayectoria 11 de alta corriente en un ciclo predeterminado (por ejemplo, 0,01 seg) dividiendo la tensión a través del resistor 121 derivador entre la resistencia del resistor 121 derivador. A continuación en el presente documento, la corriente de carga/descarga detectada por el circuito 120 de detección de corriente se denominará “corriente de referencia”. El microprocesador 122 tiene un terminal CI de comunicación. El microprocesador 122 emite datos de corriente que indican la corriente de referencia a la unidad 200 de control a través del terminal CI de comunicación.
La unidad 200 de control está acoplada de manera operativa al circuito 120 de detección de corriente y al conmutador 110 bidireccional. La unidad 200 de control incluye un controlador 210 de conmutador, un circuito 220 de detección de tensión y un controlador 230.
El controlador 210 de conmutador está configurado para conmutar selectivamente el conmutador 110 bidireccional del estado activado al estado desactivado o del estado desactivado al estado activado en respuesta a una orden de activado o de desactivado procedente del controlador 230. En detalle, el controlador 210 de conmutador controla selectivamente cada uno del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga al estado activado aplicando selectivamente la tensión de alto nivel entre la puerta y la fuente de al menos uno del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga. Por ejemplo, en un modo general en el que la tensión de alto nivel se aplica tanto a la puerta del FET 111 de carga como a la puerta del FET 112 de descarga, tanto el FET 111 de carga como el FET 112 de descarga tienen el estado activado, y por tanto la corriente de carga y la corriente de descarga pueden fluir a través de la trayectoria 11 de alta corriente. En otro ejemplo, en un modo de carga en el que la tensión de alto nivel solo se aplica a la puerta del FET 111 de carga, el FET 111 de carga tiene el estado activado y el FET 112 de descarga tiene el estado desactivado, y por tanto la corriente de descarga se interrumpe y solo la corriente de carga puede fluir a través de la trayectoria 11 de alta corriente. Por el contrario, en un modo de descarga en el que la tensión de alto nivel solo se aplica a la puerta del FET 112 de descarga, el FET 111 de carga tiene el estado desactivado y el FET 112 de descarga tiene el estado activado, y por tanto la corriente de carga se interrumpe y solo la corriente de descarga puede fluir a través de la trayectoria 11 de alta corriente.
El controlador 210 de conmutador puede estar configurado para aplicar una pluralidad de tensiones de alto nivel preestablecidas (por ejemplo, 5,0 V, 5,5 V, 6,0 V) como tensión de puerta-fuente del FET 111 de carga y del FET 112 de descarga. Es decir, el controlador 210 de conmutador puede aplicar cualquiera de la pluralidad de tensiones de alto nivel (por ejemplo, 5,0 V, 5,5 V, 6,0 V) a la puerta del FET 111 de carga como tensión de puerta-fuente, y puede aplicar cualquiera de la pluralidad de tensiones de alto nivel (por ejemplo, 5,0 V, 5,5 V, 6,0 V) a la puerta del FET 112 de descarga como tensión de puerta-fuente. En consecuencia, la tensión de alto nivel aplicada entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga puede ser igual o diferente de la tensión de alto nivel aplicada a la puerta y la fuente del FET 112 de descarga. A continuación en el presente documento, la tensión de alto nivel aplicada a la puerta del FET 111 de carga se denominará “primera tensión de alto nivel”, y la tensión de alto nivel aplicada a la puerta del FET 112 de descarga se denominará “segunda tensión de alto nivel”.
El circuito 220 de detección de tensión está configurado para detectar cada una de la tensión Va de la pila 20 de baterías y la tensión Vb del primer terminal P+ de alimentación. El circuito 220 de detección de tensión puede estar configurado además para detectar la tensión Vc del nodo 12 común. El circuito 220 de detección de tensión tiene un terminal CV de comunicación. El circuito 220 de detección de tensión emite datos de tensión que indican al menos una de la tensión Va de la pila 20 de baterías, la tensión Vb del primer terminal P+ de alimentación y la tensión Vc del nodo 12 común al controlador 230 a través del terminal CV de comunicación.
El controlador 230 está acoplado de manera operativa a cada uno del circuito 120 de detección de corriente, al controlador 210 de conmutador y al circuito 220 de detección de tensión. El controlador 230 tiene un terminal C1 de comunicación, un terminal C2 de comunicación, un terminal C3 de comunicación y un terminal C4 de comunicación. El controlador 230 puede monitorizar los cambios dependientes de tiempo de la corriente de referencia basándose en los datos de corriente procedentes del circuito 120 de detección de corriente recibidos a través del terminal C1 de comunicación. En este caso, la corriente de referencia corresponde a la corriente medida por el circuito 120 de detección de corriente. El controlador 230 puede seguir monitorizando los cambios dependientes de tiempo de al menos una de la tensión de la pila 20 de baterías, la tensión del primer terminal P+ de alimentación y la tensión del nodo 12 común, basándose en los datos de tensión procedentes del circuito 220 de detección de tensión recibidos a través del terminal C2 de comunicación. El controlador 230 emite la orden de activado o la orden de desactivado al controlador 210 de conmutador a través del terminal C3 de comunicación.
El controlador 230 puede implementarse, en hardware, incluyendo al menos uno de circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), procesadores de señales digitales (DSP), dispositivos de procesamiento de señales digitales (DSPD), dispositivos lógicos programables (PLD), matrices de puertas programables en campo (FPGA), microprocesadores y unidades eléctricas para realizar otras funciones. Además, un dispositivo de memoria puede estar integrado en el controlador 230, y el dispositivo de memoria puede incluir, por ejemplo, RAM, ROM, registro, disco duro, un medio de grabación óptica o un medio de grabación magnética. El dispositivo de memoria puede almacenar, actualizar y/o borrar programas que incluyen varios tipos de lógicas de control que son ejecutadas por el controlador 230, y/o datos creados cuando se ejecutan las lógicas de control.
El controlador 230 puede monitorizar la tensión a través de cada uno del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga basándose en los datos de tensión. La tensión a través del FET 111 de carga es una tensión entre el drenaje y la fuente del FET 111 de carga (es decir, tensión de drenaje-fuente). La tensión a través del FET 112 de descarga es una tensión entre el drenaje y la fuente del FET 112 de descarga. En consecuencia, la tensión a través del FET 111 de carga corresponde a una diferencia entre la tensión Vb del primer terminal P+ de alimentación y la tensión Vc del nodo 12 común, y la tensión a través del FET 112 de descarga corresponde a una diferencia entre la tensión Va de la pila 20 de baterías y la tensión Vc del nodo 12 común. A continuación en el presente documento, la tensión de drenaje-fuente del FET 111 de carga y la tensión de drenaje-fuente del FET 112 de descarga generadas mientras la primera tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET 111 de carga y la segunda tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET 112 de descarga se denominan “primera tensión” y “segunda tensión” respectivamente.
Cuando se satisface una condición predeterminada, el controlador 230 puede determinar un fallo en el circuito 120 de detección de corriente basándose en al menos una de la primera tensión y la segunda tensión y la corriente de referencia detectadas por el circuito 120 de detección de corriente. Es decir, cuando se satisface la condición predeterminada, el controlador 230 puede determinar si la corriente de referencia detectada por el circuito 120 de detección de corriente representa válidamente la corriente de carga/descarga que fluye a través de la trayectoria 11 de alta corriente. La condición predeterminada es que una cantidad de cambio en la corriente de referencia para una unidad de tiempo (por ejemplo, 0,1 seg) monitoreada últimamente esté fuera de un rango de referencia (por ejemplo, -50 ~ 50 A).
Cuando la cantidad de cambio en la corriente de referencia para la unidad de tiempo está fuera del rango de referencia, el controlador 230 puede determinar un periodo de monitorización basado en la cantidad de cambio en la corriente de referencia para la unidad de tiempo. El periodo de monitorización puede ser proporcional a la cantidad de cambio en la corriente de referencia para la unidad de tiempo. Por ejemplo, cuando la cantidad de cambio en la corriente de referencia para la unidad de tiempo es 100 A, el periodo de tiempo de monitorización puede determinarse como 2 seg, y cuando la cantidad de cambio en la corriente de referencia para la unidad de tiempo es 150 A, el periodo de tiempo de monitorización puede determinarse como 3 seg. Un fallo en el circuito 120 de detección de corriente puede determinarse periódicamente para el periodo de monitorización en un intervalo de tiempo predeterminado (por ejemplo, 0,2 seg).
El punto de tiempo en el que la tensión a través del resistor 121 derivador es detectado por el circuito 120 de detección de corriente y el punto de tiempo en el que la primera tensión y la segunda tensión son detectadas por el circuito 220 de detección de tensión pueden tener solo una diferencia dentro de un rango de error preestablecido. El controlador 230 puede diagnosticar un fallo en el circuito 120 de detección de corriente utilizando al menos una de una pluralidad de tablas de consulta almacenadas previamente en el dispositivo de memoria, y cada operación de diagnóstico se describirá con más detalle a continuación. Cada tabla de consulta está asociada con cualquiera de la pluralidad de tensiones de alto nivel que pueden utilizarse como la tensión de puerta-fuente del FET 111 de carga y del FET 112 de descarga.
Cuando una diferencia entre la primera tensión y la segunda tensión está fuera de un rango de tensión umbral preestablecido mientras que la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel, el controlador 230 puede determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida, y en otros casos, el controlador 230 puede determinar que tanto la primera tensión como la segunda tensión no son válidas.
Cuando la primera tensión es mayor que la segunda tensión mientras que la primera tensión de alto nivel es mayor que la segunda tensión de alto nivel, el controlador 230 puede determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida, y en otros casos, el controlador 230 puede determinar que tanto la primera tensión como la segunda tensión son válidas.
Cuando la primera tensión es menor que la segunda tensión en caso de que la primera tensión de alto nivel sea menor que la segunda tensión de alto nivel, el controlador 230 puede determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida, y en otros casos, el controlador 230 puede determinar que tanto la primera tensión como la segunda tensión son válidas.
Solo cuando se determina que tanto la primera tensión como la segunda tensión son válidas, el controlador 230 puede determinar un fallo en el circuito 120 de detección de corriente.
<Operación de diagnóstico utilizando al menos una de la primera tabla de consulta y la segunda tabla de consulta>.
En la figura 2, una curva 201 muestra una relación entre la corriente Id de drenaje y la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112 cuando la tensión de alto nivel (por ejemplo, 5,0 V) se aplica como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112, y una curva 202 muestra una relación entre la corriente Id de drenaje y la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112 cuando la tensión de alto nivel (por ejemplo, 6,0 V) se aplica como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el dispositivo de memoria del controlador 230 puede almacenar de manera previa al menos una de una primera tabla de consulta y una segunda tabla de consulta. La primera tabla de consulta está asociada con una (por ejemplo, 5,0 V) de la pluralidad de tensiones de alto nivel, y tiene datos correspondientes a la curva 201. La segunda tabla de consulta está asociada con la otra (por ejemplo, 6,0 V) de la pluralidad de tensiones de alto nivel, y tiene datos correspondientes a la curva 202.
Como puede observarse a través de las curvas 201 y 202 mostradas en la figura 2, mientras que la tensión de alto nivel (por ejemplo, 5,0 V, 6,0 V) se aplica como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112, con el aumento de la corriente Id de drenaje de los FET 111, 112, la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112 aumenta de forma no lineal. Por supuesto, mientras se aplica la tensión de alto nivel (por ejemplo, 5,0 V, 6,0 V) como tensión de puerta-fuente de los f Et 111, 112, al disminuir la corriente Id de drenaje de los f Et 111, 112, la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112 se reduce de forma no lineal. Además, a medida que aumenta la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112, se reduce la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112.
El controlador 230 puede adquirir una primera resistencia de referencia asociada con la corriente de referencia a partir de la primera tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. Por ejemplo, haciendo referencia a la curva 201, cuando la corriente de referencia es 100 A, la resistencia de estado activado de 1 mQ asociada con la corriente de drenaje de 100 A puede ser adquirida como la primera resistencia de referencia, cuando la corriente de referencia es 150 A, la resistencia de estado activado de 3 mQ asociada con la corriente de drenaje de 150 A puede ser adquirida como la primera resistencia de referencia, y cuando la corriente de referencia es 200 A, la resistencia de estado activado de 7 mQ asociada con la corriente de drenaje de 200 A puede ser adquirida como la primera resistencia de referencia. El controlador 230 puede calcular una primera corriente dividiendo la primera tensión entre la primera resistencia de referencia.
El controlador 230 puede adquirir una segunda resistencia de referencia asociada con la corriente de referencia a partir de la segunda tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. Por ejemplo, haciendo referencia a la curva 202, cuando la corriente de referencia es 100 A, la resistencia de estado activado de 0,8 mQ asociada con la corriente de drenaje de 100 A puede ser adquirida como la segunda resistencia de referencia, cuando la corriente de referencia es 150 A, la resistencia de estado activado de 2 mQ asociada con la corriente de drenaje de 150 A puede ser adquirida como la segunda resistencia de referencia, y cuando la corriente de referencia es 200 A, la resistencia de estado activado de 5 mQ asociada con la corriente de drenaje de 200 A puede ser adquirida como la segunda resistencia de referencia. El controlador 230 puede calcular una segunda corriente dividiendo la segunda tensión entre la segunda resistencia de referencia.
Mientras tanto, la tensión de puerta-fuente del FET 111 de carga puede ser igual a la tensión de puerta-fuente del FET 112 de descarga. Es decir, la primera tensión de alto nivel puede ser igual a la segunda tensión de alto nivel. En este caso, la primera tensión es igual a la segunda tensión, y la primera resistencia de referencia es igual a la segunda resistencia de referencia. En consecuencia, cuando la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel, el controlador 230 puede calcular solo una de la primera corriente y la segunda corriente.
Por el contrario, la tensión de puerta-fuente del FET 111 de carga y la tensión de puerta-fuente del FET 112 de descarga pueden ser diferentes una con respecto a otra. Es decir, la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel pueden ser diferentes una con respecto a otra. En este caso, la primera tensión y la segunda tensión son diferentes una con respecto a otra, y la primera resistencia de referencia y la segunda resistencia de referencia también son diferentes una con respecto a otra. En consecuencia, cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, el controlador 230 puede calcular tanto la primera corriente como la segunda corriente.
El controlador 230 puede determinar un fallo en el circuito 120 de detección de corriente basándose en una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente. La corriente de referencia y la primera corriente indican la corriente de carga/descarga que fluye a través de la trayectoria 11 de alta corriente en el mismo punto temporal. En consecuencia, si el circuito 120 de detección de corriente es normal, una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente estará dentro de un primer rango de corriente preestablecido (por ejemplo, -0,3 A ~ 0,3 A), pero si el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso, una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente estará fuera del primer rango de corriente.
Asimismo, el controlador 230 puede determinar un fallo en el circuito 120 de detección de corriente basándose en una diferencia entre la corriente de referencia y la segunda corriente. La corriente de referencia y la segunda corriente indican la corriente de carga/descarga que fluye a través de la trayectoria 11 de alta corriente en el mismo punto temporal. Por consiguiente, si el circuito 120 de detección de corriente es normal, una diferencia entre la corriente de referencia y la segunda corriente estará dentro del primer rango de corriente, pero si el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso, una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente estará fuera del primer rango de corriente.
Alternativamente, el controlador 230 puede determinar un fallo en el circuito 120 de detección de corriente basándose en una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente. La primera corriente y la segunda corriente indican la corriente de carga/descarga que fluye a través de la trayectoria 11 de alta corriente en el mismo punto temporal. En consecuencia, si el circuito 120 de detección de corriente es normal, una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente estará dentro de un segundo rango de corriente preestablecido, pero si el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso, una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente estará fuera del segundo rango de corriente. El segundo rango de corriente puede ser igual o diferente del primer rango de corriente.
<Operación de diagnóstico utilizando al menos una de la tercera tabla de consulta y la cuarta tabla de consulta>
En la figura 3, una curva 301 muestra una relación entre una corriente Id de drenaje y una tensión Vds de drenajefuente de los FET 111, 112 cuando la tensión de alto nivel (por ejemplo, 5,0 V) se aplica como la tensión de puertafuente de los FET 111, 112, y una curva 302 muestra una relación entre la corriente Id de drenaje y la tensión Vds de drenaje-fuente de los FET 111, 112 cuando la tensión de alto nivel (por ejemplo, 6,0 V) se aplica como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 3, el dispositivo de memoria del controlador 230 puede almacenar de manera previa al menos una de una tercera tabla de consulta y una cuarta tabla de consulta. La tercera tabla de consulta está asociada con una (por ejemplo, 5,0 V) de la pluralidad de tensiones de alto nivel, y tiene datos correspondientes a la curva 301. La cuarta tabla de consulta está asociada con la otra (por ejemplo, 6,0 V) de la pluralidad de tensiones de alto nivel, y tiene datos correspondientes a la curva 302.
Como puede observarse a través de las curvas 301 y 302 mostradas en la figura 3, mientras que la tensión de alto nivel (por ejemplo, 5,0 V, 6,0 V) se aplica como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112, con el aumento de la corriente Id de drenaje de los FET 111, 112, la tensión Vds de drenaje-fuente de los FET 111, 112 aumenta de forma no lineal. Por supuesto, mientras se aplica la tensión de alto nivel (por ejemplo, 5,0 V, 6,0 V) como tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112, al disminuir la corriente Id de drenaje de los FET 111, 112, la tensión Vds de drenaje-fuente de los FET 111, 112 se reduce de forma no lineal. Además, a medida que aumenta la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112, la tensión Vds de drenaje-fuente de los FET 111, 112 se reduce.
El controlador 230 puede adquirir una primera tensión de referencia asociada con la corriente de referencia a partir de la tercera tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. Por ejemplo, haciendo referencia a la curva 301, cuando la corriente de referencia es 100 A, la tensión de drenaje-fuente de 0,1 V asociada con la corriente de drenaje de 100 A puede ser adquirida como la primera tensión de referencia, cuando la corriente de referencia es 150 A, la tensión de drenaje-fuente de 0,45 V asociada con la corriente de drenaje de 150 A puede ser adquirida como la primera tensión de referencia, y cuando la corriente de referencia es 200 A, la tensión de drenajefuente de 1,4 V asociada con la corriente de drenaje de 200 A puede ser adquirida como la primera tensión de referencia.
El controlador 230 puede adquirir una segunda tensión de referencia asociada con la corriente de referencia a partir de la cuarta tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. Por ejemplo, haciendo referencia a la curva 302, cuando la corriente de referencia es 100 A, la tensión de drenaje-fuente de 0,07 V asociada con la corriente de drenaje de 100 A puede ser adquirida como la segunda tensión de referencia, cuando la corriente de referencia es 150 A, la tensión de drenaje-fuente de 0,35 V asociada con la corriente de drenaje de 150 A puede ser adquirida como la segunda tensión de referencia, y cuando la corriente de referencia es 200 A, la tensión de drenaje-fuente de 1,0 V asociada con la corriente de drenaje de 200 A puede ser adquirida como la segunda tensión de referencia.
Mientras tanto, cuando la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel, la primera tensión es igual a la segunda tensión. En consecuencia, cuando la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel, el controlador 230 puede adquirir solo una de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia.
Por el contrario, cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, la primera tensión y la segunda tensión pueden ser diferentes una con respecto a otra. En consecuencia, el controlador 230 puede adquirir tanto la primera tensión de referencia como la segunda tensión de referencia cuando la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra.
El controlador 230 determina un fallo en el circuito 120 de detección de corriente basándose en una diferencia entre la primera tensión y la primera tensión de referencia. La primera tensión es generada por la corriente de carga/descarga, y la corriente de referencia corresponde a la corriente de carga/descarga. Por consiguiente, si el circuito 120 de detección de corriente es normal, una diferencia entre la primera tensión y la primera tensión de referencia estará dentro de un primer rango de tensión preestablecido (por ejemplo, -0,01 V ~ 0,01 V), pero cuando el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso, una diferencia entre la primera tensión y la primera tensión de referencia estará fuera del primer rango de tensión.
Del mismo modo, el controlador 230 determina un fallo en el circuito 120 de detección de corriente basándose en una diferencia entre la segunda tensión y la segunda tensión de referencia. La segunda tensión es generada por la corriente de carga/descarga, y la corriente de referencia corresponde a la corriente de carga/descarga. Por consiguiente, si el circuito 120 de detección de corriente es normal, una diferencia entre la segunda tensión y la segunda tensión de referencia estará dentro del primer rango de tensión, pero si el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso, una diferencia entre la segunda tensión y la segunda tensión de referencia estará fuera del primer rango de tensión.
Alternativamente, el controlador 230 determina un fallo en el circuito 120 de detección de corriente basándose en una diferencia entre una suma de la primera tensión y la segunda tensión y una suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia. Cada una de la primera tensión y la segunda tensión es generada por la corriente de carga/descarga, y la corriente de referencia corresponde a la corriente de carga/descarga. Por consiguiente, cuando el circuito 120 de detección de corriente es normal, una diferencia entre la suma de la primera tensión y la segunda tensión y la suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia está dentro del segundo rango de tensión, y cuando el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso, una diferencia entre la suma de la primera tensión y la segunda tensión y la suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia está fuera del segundo rango de tensión. El segundo rango de tensión puede ser igual al primer rango de tensión, o puede ser más amplio que el primer rango de tensión, abarcando el primer rango de tensión.
Cuando se completa la operación de diagnóstico utilizando al menos una de la primera tabla de consulta, la segunda tabla de consulta, la tercera tabla de consulta y la cuarta tabla de consulta como se ha descrito anteriormente, el controlador 230 emite una señal de diagnóstico que indica un fallo en el circuito 120 de detección de corriente. La señal de diagnóstico puede emitirse desde el terminal C4 de comunicación proporcionado en el controlador 230, y transmitirse a un dispositivo externo (por ejemplo, ECU de un vehículo) a través de un terminal COM de comunicación del paquete 10 de batería. El terminal COM de comunicación admite comunicación por cable o inalámbrica. La comunicación por cable puede ser, por ejemplo, comunicación de red de área de controlador (CAN), la comunicación inalámbrica puede ser, por ejemplo, comunicación ZigBee o Bluetooth, y el protocolo de comunicación no se limita a un tipo particular e incluye cualquier tipo de protocolo de comunicación que admita una comunicación por cable/inalámbrica entre el controlador 230 y el dispositivo externo.
El dispositivo externo puede ser un dispositivo periférico configurado para proporcionar al usuario al menos una de información de vídeo e información de audio correspondientes a la señal de diagnóstico recibida desde el controlador 230. El dispositivo periférico puede implementarse utilizando dispositivos que emiten información de forma visual y/o audible, como, por ejemplo, un elemento de visualización y un altavoz.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un método para determinar fallos en el circuito 120 de detección de corriente según otra realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a las figuras 1, 2 y 4, en la etapa 400, la unidad 200 de control aplica la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga respectivamente. Es decir, la primera tensión de alto nivel se aplica entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga, y la segunda tensión de alto nivel se aplica entre la puerta y la fuente del FET 112 de descarga. La primera tensión de alto nivel puede ser igual o diferente de la segunda tensión de alto nivel.
En la etapa 410, la unidad 200 de control detecta la corriente de referencia basándose en los datos de corriente del circuito 120 de detección de corriente. El circuito 120 de detección de corriente puede detectar la corriente de referencia basándose en la tensión a través del resistor 121 derivador instalado en la trayectoria 11 de alta corriente del paquete 10 de batería, y transmitir los datos de corriente que indican la corriente de referencia detectada a la unidad 200 de control.
En la etapa 420, la unidad 200 de control detecta la primera tensión a través del FET 111 de carga.
En la etapa 430, la unidad 200 de control adquiere la resistencia de estado activado asociada con la corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como la primera resistencia de referencia a partir de la primera tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. La primera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente Id de drenaje y la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112 cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112.
En la etapa 440, la unidad 200 de control calcula la primera corriente dividiendo la primera tensión entre la primera resistencia de referencia. La primera corriente es una corriente estimada que fluye a través del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga.
En la etapa 450, la unidad 200 de control determina si una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente está fuera del primer rango de corriente. Una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente fuera del primer rango de corriente indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso. Cuando un valor de la etapa 450 es “SÍ”, se realiza la etapa 495.
En la etapa 460, la unidad 200 de control detecta la segunda tensión a través del FET 112 de descarga.
En la etapa 470, la unidad 200 de control adquiere la resistencia de estado activado asociada con la corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como la segunda resistencia de referencia a partir de la segunda tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. La segunda tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente Id de drenaje y la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112 cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112.
En la etapa 480, la unidad 200 de control calcula la segunda corriente dividiendo la segunda tensión entre la segunda resistencia de referencia. La segunda corriente es una corriente estimada que fluye a través del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga.
En la etapa 490, la unidad 200 de control determina si una diferencia entre la corriente de referencia y la segunda corriente está fuera del primer rango de corriente. Una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente fuera del primer rango de corriente indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso. Cuando un valor de la etapa 490 es “SI”, se realiza la etapa 495.
En la etapa 495, la unidad 200 de control emite una señal de diagnóstico que indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso.
Mientras tanto, la unidad 200 de control puede realizar solo uno de los procesos que incluyen las etapas 420, 430, 440 y 450 y el proceso que incluye las etapas 460, 470, 480 y 490.
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra un método para detectar fallos en el circuito 120 de detección de corriente según todavía otra realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a las figuras 1, 2 y 5, en la etapa 500, la unidad 200 de control aplica la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga respectivamente. Es decir, la primera tensión de alto nivel se aplica entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga, y la segunda tensión de alto nivel se aplica entre la puerta y la fuente del FET 112 de descarga. La primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra.
En la etapa 510, la unidad 200 de control detecta la corriente de referencia basándose en los datos de corriente del circuito 120 de detección de corriente. El circuito 120 de detección de corriente puede detectar la corriente de referencia basándose en la tensión a través del resistor 121 derivador instalado en la trayectoria 11 de alta corriente del paquete 10 de batería, y transmitir los datos de corriente que indican la corriente de referencia detectada a la unidad 200 de control.
En la etapa 520, la unidad 200 de control detecta la primera tensión a través del FET 111 de carga.
En la etapa 530, la unidad 200 de control adquiere la resistencia de estado activado asociada con la corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como la primera resistencia de referencia a partir de la primera tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. La primera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente Id de drenaje y la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112 cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112.
En la etapa 540, la unidad 200 de control calcula la primera corriente dividiendo la primera tensión entre la primera resistencia de referencia. La primera corriente es una corriente estimada que fluye a través del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga.
En la etapa 550, la unidad 200 de control detecta la segunda tensión a través del FET 112 de descarga.
En la etapa 560, la unidad 200 de control adquiere la resistencia de estado activado asociada con la corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como la segunda resistencia de referencia a partir de la segunda tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. La segunda tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente Id de drenaje y la resistencia Ron de estado activado de los FET 111, 112 cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112.
En la etapa 570, la unidad 200 de control calcula la segunda corriente dividiendo la segunda tensión entre la segunda resistencia de referencia. La segunda corriente es una corriente estimada que fluye a través del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga.
En la etapa 580, la unidad 200 de control determina si una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente está fuera del segundo rango de corriente. Una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente fuera del segundo rango de corriente indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso. Cuando un valor de la etapa 580 es “SÍ”, se realiza la etapa 590.
En la etapa 590, la unidad 200 de control emite una señal de diagnóstico que indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso.
La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra un método para determinar fallos en el circuito 120 de detección de corriente según otra realización adicional de la presente divulgación.
Haciendo referencia a las figuras 1, 3 y 6, en la etapa 600, la unidad 200 de control aplica la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga respectivamente. Es decir, la primera tensión de alto nivel se aplica entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga, y la segunda tensión de alto nivel se aplica entre la puerta y la fuente del FET 112 de descarga. La primera tensión de alto nivel puede ser igual o diferente de la segunda tensión de alto nivel.
En la etapa 610, la unidad 200 de control detecta la corriente de referencia basándose en los datos de corriente del circuito 120 de detección de corriente. El circuito 120 de detección de corriente puede detectar la corriente de referencia basándose en la tensión a través del resistor 121 derivador instalado en la trayectoria 11 de alta corriente del paquete 10 de batería, y transmitir los datos de corriente que indican la corriente de referencia detectada a la unidad 200 de control.
En la etapa 620, la unidad 200 de control detecta la primera tensión a través del FET 111 de carga.
En la etapa 630, la unidad 200 de control adquiere la tensión de drenaje-fuente asociada con la corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como la primera tensión de referencia a partir de la tercera tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. La tercera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente Id de drenaje y la tensión Vds de drenaje-fuente de los FET 111, 112 cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112. La primera tensión de referencia es una primera tensión estimada generada cuando la corriente de referencia fluye a través del FET 111 de carga.
En la etapa 640, la unidad 200 de control determina si una diferencia entre la primera tensión y la primera tensión de referencia está fuera del primer rango de tensión. Una diferencia entre la primera tensión y la primera tensión de referencia fuera del primer rango de tensión indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso. Cuando un valor de la etapa 640 es “SÍ”, se realiza la etapa 680.
En la etapa 650, la unidad 200 de control detecta la segunda tensión a través del FET 112 de descarga.
En la etapa 660, la unidad 200 de control adquiere la tensión de drenaje-fuente asociada con la corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como la segunda tensión de referencia a partir de la cuarta tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. La cuarta tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente Id de drenaje y la tensión Vds de drenaje-fuente de los FET 111, 112 cuando la segunda tensión de alto nivel se aplica como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112. La segunda tensión de referencia es una segunda tensión estimada generada cuando la corriente de referencia fluye a través del FET 112 de descarga.
En la etapa 670, la unidad 200 de control determina si una diferencia entre la segunda tensión y la segunda tensión de referencia está fuera del primer rango de tensión. Una diferencia entre la segunda tensión y la segunda tensión de referencia fuera del primer rango de tensión indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso. Cuando un valor de la etapa 670 es “SÍ”, se realiza la etapa 680.
En la etapa 680, la unidad 200 de control emite una señal de diagnóstico que indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso.
Mientras tanto, la unidad 200 de control puede realizar solo uno de los procesos que incluyen las etapas 620, 630 y 640 y el proceso que incluye las etapas 650, 660 y 670.
La figura 7 es un diagrama de flujo que muestra un método para determinar fallos en el circuito 120 de detección de corriente según todavía otra realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a las figuras 1, 3 y 7, en la etapa 700, la unidad 200 de control aplica la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga y el FET 112 de descarga respectivamente. Es decir, la primera tensión de alto nivel se aplica entre la puerta y la fuente del FET 111 de carga, y la segunda tensión de alto nivel se aplica entre la puerta y la fuente del FET 112 de descarga. La primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra.
En la etapa 710, la unidad 200 de control detecta la corriente de referencia basándose en los datos de corriente del circuito 120 de detección de corriente. El circuito 120 de detección de corriente puede detectar la corriente de referencia basándose en la tensión a través del resistor 121 derivador instalado en la trayectoria 11 de alta corriente del paquete 10 de batería, y transmitir los datos de corriente que indican la corriente de referencia detectada a la unidad 200 de control.
En la etapa 720, la unidad 200 de control detecta la primera tensión a través del FET 111 de carga.
En la etapa 730, la unidad 200 de control adquiere la tensión de drenaje-fuente asociada con la corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como la primera tensión de referencia a partir de la tercera tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. La tercera tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente Id de drenaje y la tensión Vds de drenaje-fuente de los FET 111, 112 cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112. La primera tensión de referencia es una primera tensión estimada generada cuando la corriente de referencia fluye a través del FET 111 de carga.
En la etapa 740, la unidad 200 de control detecta la segunda tensión a través del FET 112 de descarga.
En la etapa 750, la unidad 200 de control adquiere la tensión de drenaje-fuente asociada con la corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como la segunda tensión de referencia a partir de la cuarta tabla de consulta utilizando la corriente de referencia como un índice. La cuarta tabla de consulta tiene datos que indican una relación entre la corriente Id de drenaje y la tensión Vds de drenaje-fuente de los FET 111, 112 cuando la segunda tensión de alto nivel se aplica como la tensión de puerta-fuente de los FET 111, 112. La segunda tensión de referencia es una segunda tensión estimada generada cuando la corriente de referencia fluye a través del FET 112 de descarga.
En la etapa 760, la unidad 200 de control determina si una diferencia entre la suma de la primera tensión y la segunda tensión y la suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia está fuera del segundo rango de tensión. La diferencia entre la suma de la primera tensión y la segunda tensión y la suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia fuera del segundo rango de tensión indica un fallo en el circuito 120 de detección de corriente. Cuando un valor de la etapa 760 es “SÍ”, se realiza la etapa 770.
En la etapa 770, la unidad 200 de control emite una señal de diagnóstico que indica que el circuito 120 de detección de corriente es defectuoso.
Según las realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente, es posible determinar un fallo en el circuito 120 de detección de corriente que tiene el resistor 121 derivador sin necesidad de añadir un sensor Hall para detectar la corriente de carga/descarga.
Las realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente no se implementan solo a través del aparato y el método, y pueden implementarse a través de programas que realizan las funciones correspondientes a las configuraciones de las realizaciones de la presente divulgación o medios de grabación que tienen los programas grabados en los mismos, y esta implementación puede lograrse fácilmente por los expertos en la técnica a partir de la divulgación de las realizaciones descritas anteriormente.
Aunque la presente divulgación se ha descrito anteriormente con respecto a un número limitado de realizaciones y dibujos, la presente divulgación no se limita a lo anterior y resulta obvio para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversas modificaciones y cambios a los aspectos técnicos de la presente divulgación y al alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Además, como los expertos en la técnica pueden realizar muchas sustituciones, modificaciones y cambios en la presente divulgación descrita anteriormente sin alejarse de los aspectos técnicos de la presente divulgación, la presente divulgación no se ve limitada por las realizaciones descritas anteriormente ni los dibujos adjuntos, y algunas o todas las realizaciones pueden combinarse selectivamente para permitir diversas modificaciones.
<Descripción de los números de referencia>
10: Paquete de batería
11: Trayectoria de alta corriente
12: Nodo común
20: Pila de baterías
21: Célula de batería
100: Sistema de gestión de batería
110: Conmutador bidireccional
111: FET de carga
112: FET de descarga
120: Circuito de detección de corriente
121: Resistor derivador
200: Unidad de control
210: Controlador de conmutador
220: Circuito de detección de tensión
230: Controlador

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (100) de gestión de batería, que comprende:
un circuito (120) de detección de corriente que incluye un resistor (121) derivador configurado para instalarse en una trayectoria (11) de alta corriente de un paquete (10) de batería, y configurado para detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria (11) de alta corriente;
un conmutador (110) bidireccional que incluye un transistor (111) de efecto de campo de carga (FET) y un FET (112) de descarga conectados en serie, y configurados para instalarse en la trayectoria (11) de alta corriente; y una unidad (200) de control acoplada de manera operativa al circuito (120) de detección de corriente y al conmutador (110) bidireccional, y configurada para detectar una primera tensión a través del FET (111) de carga y una segunda tensión a través del FET (112) de descarga mientras se aplica una primera tensión de alto nivel a una puerta del FET (111) de carga y una segunda tensión de alto nivel se aplica a una puerta del FET (112) de descarga, caracterizado por que la unidad (200) de control está configurada además para:
adquirir una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una primera resistencia de referencia a partir de una primera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel, en el que la primera tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como tensión de puerta,
calcular una primera corriente dividiendo la primera tensión entre la primera resistencia de referencia, y determinar un fallo en el circuito de detección de corriente basándose en una diferencia entre la corriente de referencia y la primera corriente.
2. Un sistema (100) de gestión de batería, que comprende:
un circuito (120) de detección de corriente que incluye un resistor (121) derivador configurado para instalarse en una trayectoria (11) de alta corriente de un paquete (10) de batería, y configurado para detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria (11) de alta corriente;
un conmutador (110) bidireccional que incluye un transistor (111) de efecto de campo de carga (FET) y un FET (112) de descarga conectados en serie, y configurado para instalarse en la trayectoria (11) de alta corriente; y una unidad (200) de control configurada para detectar una primera tensión a través del FET (111) de carga y una segunda tensión a través del FET (112) de descarga mientras se aplica una primera tensión de alto nivel a una puerta del FET (111) de carga y una segunda tensión de alto nivel se aplica a una puerta del FET (112) de descarga, caracterizado por que la unidad (200) de control está configurada además para:
adquirir una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una primera resistencia de referencia a partir de una primera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, en el que la primera tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET de carga y el FET de descarga cuando la primera tensión de alto nivel se aplica como una tensión de puerta,
adquirir una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una segunda resistencia de referencia a partir de una segunda tabla de consulta asociada con la segunda tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, en el que la segunda tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como tensión de puerta,
calcular una primera corriente dividiendo la primera tensión entre la primera resistencia de referencia,
calcular una segunda corriente dividiendo la segunda tensión entre la segunda resistencia de referencia, y determinar un fallo en el circuito de detección de corriente basándose en una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente.
3. Un sistema (100) de gestión de batería, que comprende:
un circuito (120) de detección de corriente que incluye un resistor (121) derivador configurado para instalarse en una trayectoria (11) de alta corriente de un paquete (10) de batería, y configurado para detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria (11) de alta corriente;
un conmutador (110) bidireccional que incluye un transistor (111) de efecto de campo de carga (FET) y un FET (112) de descarga conectados en serie, y configurados para instalarse en la trayectoria (11) de alta corriente; y
una unidad (200) de control configurada para detectar una primera tensión a través del FET (111) de carga y una segunda tensión a través del FET (112) de descarga mientras se aplica una primera tensión de alto nivel a una puerta del FET (111) de carga y una segunda tensión de alto nivel se aplica a una puerta del FET (112) de descarga,
caracterizado por que la unidad (200) de control está configurada además para:
adquirir una tensión de drenaje-fuente asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una primera tensión de referencia a partir de una tercera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel, en el que la tercera tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET de carga y del FET de descarga cuando la primera tensión de alto nivel se aplica como una tensión de puerta, y determinar un fallo en el circuito (120) de detección de corriente basándose en una diferencia entre la primera tensión y la primera tensión de referencia.
4. Un sistema (100) de gestión de batería, que comprende:
un circuito (120) de detección de corriente que incluye un resistor (121) derivador configurado para instalarse en una trayectoria (11) de alta corriente de un paquete (10) de batería, y configurado para detectar una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria (11) de alta corriente;
un conmutador (110) bidireccional que incluye un transistor (111) de efecto de campo de carga (FET) y un FET (112) de descarga conectados en serie, y configurados para instalarse en la trayectoria (11) de alta corriente; y
una unidad (200) de control configurada para detectar una primera tensión a través del FET (111) de carga y una segunda tensión a través del FET (112) de descarga mientras se aplica una primera tensión de alto nivel a una puerta del FET (111) de carga y una segunda tensión de alto nivel a una puerta del FET (112) de descarga,
caracterizado por que la unidad (200) de control está configurada además para:
adquirir una tensión de drenaje-fuente asociada a una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como primera tensión de referencia a partir de una tercera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, en el que la tercera tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET de carga y del FET de descarga cuando la primera tensión de alto nivel se aplica como tensión de puerta,
adquirir una tensión de drenaje-fuente asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia como una segunda tensión de referencia a partir de una cuarta tabla de consulta asociada con la segunda tensión de alto nivel utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra, en el que la cuarta tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET de carga y del FET de descarga cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como tensión de puerta, y
determinar un fallo en el circuito (120) de detección de corriente basándose en una diferencia entre una suma de la primera tensión y la segunda tensión y una suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia.
5. El sistema (100) de gestión de batería según la reivindicación 1, en el que la unidad (200) de control está configurada para determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida cuando la primera tensión de alto nivel es mayor que la segunda tensión de alto nivel y la primera tensión es mayor que la segunda tensión.
6. El sistema (100) de gestión de batería según la reivindicación 1, en el que la unidad (200) de control está configurada para determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida cuando la primera tensión de alto nivel es menor que la segunda tensión de alto nivel y la primera tensión es menor que la segunda tensión.
7. El sistema (100) de gestión de batería según la reivindicación 1, en el que la unidad (200) de control está configurada para determinar que al menos una de la primera tensión y la segunda tensión no es válida cuando la primera tensión de alto nivel es igual a la segunda tensión de alto nivel y una diferencia entre la primera tensión y la segunda tensión está fuera de un rango de tensión preestablecido.
8. El sistema (100) de gestión de batería según la reivindicación 1, en el que la unidad (200) de control está configurada para emitir una señal de diagnóstico que indica un resultado de la determinación.
9. Un paquete (10) de batería que comprende el sistema (100) de gestión de batería según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Un método para determinar fallos en un circuito (120) de detección de corriente, que comprende:
aplicar (S500) una primera tensión de alto nivel y una segunda tensión de alto nivel entre una puerta y una fuente de un transistor (111) de efecto de campo de carga (FET) y entre una puerta y una fuente de un FET (112) de descarga respectivamente, estando el FET (111) de carga y el FET (112) de descarga conectados en serie a una trayectoria (11) de alta corriente de un paquete (10) de batería;
detectar (S510) una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria (11) de alta corriente basándose en una tensión a través de un resistor (121) derivador instalado en la trayectoria (11) de alta corriente mientras que la primera tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET (111) de carga y la segunda tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET (112) de descarga;
determinar (S520, S550) una primera tensión a través del FET (111) de carga y una segunda tensión a través del FET (112) de descarga; y
determinar el fallo en el circuito (120) de detección de corriente basándose en al menos una de la primera tensión y la segunda tensión y la corriente de referencia,
caracterizado por que la determinación del fallo en el circuito (120) de detección de corriente comprende: adquirir (S530) una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia a partir de una primera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel como una primera resistencia de referencia utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra; adquirir (S560) una resistencia de estado activado asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia a partir de una segunda tabla de consulta asociada con la segunda tensión de alto nivel como una segunda resistencia de referencia utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra; calcular (S540) una primera corriente dividiendo la primera tensión entre la primera resistencia de referencia; calcular (S570) una segunda corriente dividiendo la segunda tensión entre la segunda resistencia de referencia; y determinar (S580) el fallo en el circuito (120) de detección de corriente basándose en una diferencia entre la primera corriente y la segunda corriente,
en el que la primera tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET (111) de carga y del FET (112) de descarga cuando se aplica la primera tensión de alto nivel como tensión de puerta-fuente, y la segunda tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la resistencia de estado activado del FET (111) de carga y el FET (112) de descarga cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como tensión de puerta-fuente.
11. Un método para determinar fallos en un circuito (120) de detección de corriente, que comprende:
aplicar (S700) una primera tensión de alto nivel y una segunda tensión de alto nivel entre una puerta y una fuente de un transistor (111) de efecto de campo de carga (FET) y entre una puerta y una fuente de un FET (112) de descarga respectivamente, estando el FET (111) de carga y el FET (112) de descarga conectados en serie a una trayectoria (11) de alta corriente de un paquete (10) de batería;
detectar (S710) una corriente de referencia que representa una corriente que fluye a través de la trayectoria (11) de alta corriente basándose en una tensión a través de un resistor (121) derivador instalado en la trayectoria (11) de alta corriente mientras que la primera tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET (111) de carga y la segunda tensión de alto nivel se aplica a la puerta del FET (112) de descarga;
determinar (S720, S740) una primera tensión a través del FET (111) de carga y una segunda tensión a través del FET (112) de descarga; y
determinar el fallo en el circuito (120) de detección de corriente basándose en al menos una de la primera tensión y la segunda tensión y la corriente de referencia,
caracterizado por que la determinación del fallo en el circuito de detección de corriente comprende:
adquirir (S730) una tensión de drenaje-fuente asociada a una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia a partir de una tercera tabla de consulta asociada con la primera tensión de alto nivel como una primera tensión de referencia utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra;
adquirir (S750) una tensión de drenaje-fuente asociada con una corriente de drenaje correspondiente a la corriente de referencia a partir de una cuarta tabla de consulta asociada con la segunda tensión de alto nivel como una segunda tensión de referencia utilizando la corriente de referencia como un índice en respuesta a que la primera tensión de alto nivel y la segunda tensión de alto nivel son diferentes una con respecto a otra; y
determinar (S760) el fallo en el circuito (120) de detección de corriente basándose en una diferencia entre una suma de la primera tensión y la segunda tensión y una suma de la primera tensión de referencia y la segunda tensión de referencia,
en el que la tercera tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET (111) de carga y del FET (112) de descarga cuando la primera tensión de alto nivel se aplica como tensión de puerta, y
la cuarta tabla de consulta comprende datos que indican una relación entre la corriente de drenaje y la tensión de drenaje-fuente del FET (111) de carga y el FET (112) de descarga cuando se aplica la segunda tensión de alto nivel como tensión de puerta.
ES19825877T 2018-06-29 2019-06-28 Sistema de gestión de batería, paquete de batería que lo incluye y método para determinar fallos en el circuito de detección de corriente Active ES2953071T3 (es)

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