ES3017562T3 - Battery pack simulation apparatus and method of checking battery management unit by using same - Google Patents

Battery pack simulation apparatus and method of checking battery management unit by using same Download PDF

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Abstract

Un aparato de simulación de paquete de baterías, según una realización de la presente invención, puede comprender: una unidad de entrada que recibe un valor de voltaje, un valor de corriente, una temperatura y un valor de impedancia inicial; una unidad de generación de valor de salida que genera un valor de salida sobre la base del valor de voltaje recibido, el valor de corriente, la temperatura y el valor de impedancia inicial; una unidad de transmisión que transmite el valor de salida generado a una unidad de gestión de batería (BMU); y una unidad de monitoreo que monitorea el funcionamiento de la unidad de gestión de batería (BMU). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de simulación de paquete de baterías y método de comprobación de unidad gestión de batería mediante el uso del mismo
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un dispositivo y a un método para simular un paquete de baterías.
Más específicamente, la presente invención se refiere a un dispositivo de simulación de paquete de baterías y a un método para comprobar si una unidad de gestión de batería (BMU/BMS) de un paquete de baterías y su algoritmo de protección funcionan normalmente según una situación del paquete de baterías.
Estado de la técnica
De manera reciente, a medida que la demanda de productos electrónicos portátiles como, por ejemplo, ordenadores portátiles, videocámaras, teléfonos portátiles y similares está aumentando rápidamente y el desarrollo de vehículos eléctricos, baterías de almacenamiento de energía, robots, satélites y similares, está en pleno auge, se están llevando a cabo activamente investigaciones sobre un paquete de baterías de alto rendimiento capaz de cargarse y descargarse repetidamente. Además, de manera reciente, dado que la energía de carbón se está agotando gradualmente y aumenta el interés por el medioambiente, el interés y la investigación se centran en paquetes de baterías que puedan utilizar, de manera eficiente, energía almacenada.
Por otro lado, dicho paquete de baterías está equipado con una unidad de gestión de batería (BMU, por sus siglas en inglés) o un sistema de gestión de batería (<b>M<s>, por sus siglas en inglés), y es necesario verificar con antelación si funcionará normalmente durante el funcionamiento conectando la batería real a la BMU o al BMS (en esta manera descriptiva, el término “unidad de gestión de batería” abarcará una unidad de gestión de batería (BMU) y un sistema de gestión de batería (BMS) generales).
Por consiguiente, es necesario conectar la batería y comprobar si la unidad de gestión de batería está funcionando de manera apropiada durante el funcionamiento de la batería real y no hay límite a este proceso conectando la batería real, de modo que un dispositivo de simulación es necesario para comprobar si la unidad de gestión de batería conectada a través de un dispositivo de simulación que simula una batería virtual está funcionando de manera adecuada o no.
En este sentido, en el caso de la Solicitud de Patente Coreana n.° 10-2014-0175284 presentada por el solicitante de la presente invención, se presenta un dispositivo que ingresa una tensión, temperatura y corriente establecidas y simula una batería según la tensión, temperatura y corriente ingresadas.
Sin embargo, dado que este método convencional no refleja el cambio en la tensión de salida según la impedancia generada en el paquete de baterías real, este es diferente del paquete de baterías real, de modo que existía el problema de que el paquete de baterías real no podía simularse con precisión, y aunque solo se presentó un método de simulación de batería, existía la limitación de que no podía proveer un método para comprobar el estado de funcionamiento real del BMS.
Por consiguiente, la presente invención propone un dispositivo de simulación y un método para simular el estado operativo real del paquete de baterías de manera más similar reflejando la impedancia generada en el paquete de baterías y comprobando si funciones como, por ejemplo, la función de protección de la unidad de gestión de batería, se llevan a cabo normalmente con respecto a estas baterías virtuales.
Como técnica anterior relacionada de la presente invención, se encuentran la Publicación de Solicitud de Patente Coreana KR 2018-0006264 A, y la Publicación de Solicitud de Patente Coreana KR 2016-0069384 A. El documento KR 20170058038 se refiere a un simulador de batería.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente invención provee un dispositivo de simulación de paquete de baterías y un método para comprobar si una función de la unidad de gestión de batería se lleva a cabo normalmente emitiendo un valor de salida similar al de un paquete de baterías real a una unidad de gestión de batería.
Solución técnica
Un dispositivo de simulación de paquete de baterías según un aspecto se provee en la reivindicación 1.
La unidad de gestión de batería (BMU) puede llevar a cabo una operación de protección de paquete de baterías según el valor de tensión, el valor de corriente de entrada y la temperatura recalculados.
La unidad de monitoreo puede emitir una señal normal cuando la unidad de gestión de batería (BMU) lleva a cabo normalmente una operación de protección de paquete de baterías según el valor de tensión, el valor de corriente de entrada y la temperatura recalculados, y emite una señal de error cuando la unidad de gestión de batería (BMU) no lleva a cabo normalmente una operación de protección de paquete de baterías según el valor de tensión, el valor de corriente de entrada y la temperatura recalculados.
La unidad de monitoreo puede incluir además una unidad de comparación para comparar el valor de impedancia variable y el valor de impedancia de cálculo.
Un método según la reivindicación 7 se provee en un segundo aspecto.
A medida que el dispositivo de simulación de batería monitorea el funcionamiento de la unidad de gestión de batería, la etapa de monitoreo puede emitir una señal normal cuando la unidad de gestión de batería lleva a cabo normalmente la operación de protección de paquete de baterías, y emitir una señal de error cuando la unidad de gestión de batería no lleva a cabo normalmente la operación de protección de paquete de baterías.
El dispositivo de simulación de batería puede llevar a cabo una etapa de comparación que implica comparar el valor de impedancia variable y el valor de impedancia de cálculo del paquete de baterías, y controlar el funcionamiento de la unidad de gestión de batería BMU según el resultado de la comparación.
Efectos ventajosos
Según la presente invención, antes de unir la unidad de gestión de batería (BMU/BMS) al paquete de baterías, al reflejar la impedancia generada en el paquete de baterías real, es posible comprobar si este funciona o no normalmente.
Además, la presente invención examina si la operación de protección en el paquete de baterías se lleva a cabo normalmente reflejando la impedancia generada en el paquete de baterías real, de modo que es posible comprobar si la operación de protección del paquete de baterías se lleva a cabo con mayor precisión que en el dispositivo y método de prueba convencionales.
Descripción de las figuras
La FIG. 1 es una vista que muestra un estado de conexión entre un paquete de baterías y una unidad de gestión de batería convencionales.
La FIG. 2 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención.
La FIG. 3 es un diagrama de flujo que muestra un método de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
De aquí en adelante, realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos de modo que las personas con experiencia ordinaria en la técnica puedan implementar fácilmente la presente invención. Sin embargo, la presente invención puede implementarse mediante varias formas y no está limitada a las realizaciones descritas en la presente memoria. En los dibujos, partes irrelevantes para la descripción se omiten con el fin de describir claramente la presente invención, y numerales de referencia iguales se refieren a elementos iguales a lo largo de la memoria descriptiva.
1. Funcionamiento de batería real y unidad de gestión de batería
La FIG. 1 es un diagrama que muestra un estado de conexión en el cual un paquete 200 de baterías real es accionado mediante enclavamiento con el dispositivo 100 externo.
La batería ingresa/emite corriente/tensión mientras está conectada a un dispositivo 100 externo, que puede ser un dispositivo electrónico que actúa como una carga o un dispositivo de carga que ingresa una corriente de carga a la batería, y la unidad 300 de gestión de batería mide la tensión/corriente/temperatura y similares en tiempo real, y lleva a cabo una función de protección de la batería.
2. Dispositivo de simulación de paquete de baterías según la realización de la presente invención
La FIG. 2 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención.
En lo sucesivo, un dispositivo de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención se describirá con referencia a la FIG. 2.
El dispositivo 400 de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención incluye una unidad 410 de entrada que recibe valores de tensión, valores de corriente, temperatura y valores de impedancia inicial, una unidad 420 de generación de valor de salida que genera un valor de salida en base al valor de tensión, valor de corriente, temperatura y valor de impedancia inicial de entrada, una unidad 430 de salida que transmite el valor de salida generado a la unidad 300 de gestión de batería, y una unidad 440 de monitoreo que monitorea el funcionamiento de la unidad 300 de gestión de batería. Cada una de las configuraciones se describirá más abajo. 2-1 Unidad 410 de entrada
La unidad 410 de entrada es un componente para ingresar un valor de tensión, un valor de corriente, una temperatura y un valor de impedancia inicial de un paquete de baterías que se simulará.
Por ejemplo, como se muestra en la Tabla 1 más abajo, pueden ingresarse un valor de tensión, un valor de corriente, una temperatura y un valor de impedancia inicial.
Tabla 1
El valor de tensión, valor de corriente, temperatura y valor de impedancia inicial del paquete de baterías ingresados como se describe más arriba se transmiten a la unidad 420 de generación de valor de salida que se describirá más adelante. Los datos de entrada en la Tabla 1 pueden ingresarse conectando un dispositivo de entrada/salida externo, y la unidad 410 de entrada puede implementarse como un dispositivo de memoria que almacena datos de entrada. Entre los elementos de datos de entrada en la Tabla 1, los valores de tensión, corriente y temperatura son datos que simulan los valores de tensión, corriente y temperatura generados cuando se acciona una batería virtual, suponiendo que la batería real es accionada, y el valor de impedancia son datos que simulan el valor de impedancia de una batería real.
Cuando se acciona inicialmente el dispositivo de simulación de la presente invención, se ingresa un valor de impedancia inicial predeterminado, y el valor de impedancia inicial varía con el tiempo en la unidad 421 de variación de valor de impedancia descrita más adelante, de modo que se establece para simular un valor de impedancia que cambia durante el funcionamiento de la batería real.
La unidad 410 de entrada tiene una interfaz conectada a un dispositivo de entrada como, por ejemplo, un ordenador y un dispositivo PDA portátil, y puede recibir datos de estos dispositivos de entrada y está equipada con un terminal de lector de memoria y puede recibir datos de entrada de la memoria como, por ejemplo, una memoria USB.
Los datos de entrada se componen del valor de tensión, valor de corriente, temperatura y valor de impedancia inicial del paquete de baterías que pueden simular una batería virtual y son datos que simulan una especificación de una batería que se simulará, un estado de accionamiento y una condición de accionamiento de la batería, y se denominan “datos iniciales del paquete de batería virtual” en la presente invención.
2-2 Unidad 420 de generación de valor de salida
La unidad 420 de generación de valor de salida es un componente que genera un valor de salida que simula datos de medición de una batería real según los datos iniciales de un paquete de baterías virtual recibido de la unidad 410 de entrada. El valor de salida emitido desde el dispositivo de simulación se transmite a la unidad 500 de gestión de batería (BMU) a través de la unidad 430 de salida.
Con respecto al valor de salida, el valor de corriente y la temperatura recibidos se emiten como están, y el valor de tensión y el valor de impedancia inicial de entrada se convierten a través de un proceso predeterminado para generar un valor de salida. Estos valores de salida son “datos de medición de paquete de baterías virtual” que simulan la tensión, corriente, temperatura e impedancia medidas durante el funcionamiento de la batería real.
Por ejemplo, la unidad 420 de generación de valor de salida incluye una unidad 421 de variación de valor de impedancia para cambiar el valor de impedancia inicial recibido por un valor predeterminado a intervalos de tiempo predeterminados, y una unidad 422 de recálculo de valor de tensión para recalcular un valor de tensión según el valor de corriente y el valor de impedancia variable de entrada para cambiar el valor de impedancia y recalcular el valor de tensión de manera acorde.
2-2-1 Unidad 421 de variación de valor de impedancia
La unidad 421 de variación de valor de impedancia se configura para cambiar un valor de impedancia inicial por un valor predeterminado a intervalos de tiempo predeterminados con el fin de simular una impedancia que fluctúa mientras se acciona la batería virtual.
De esta manera, al recibir el valor de impedancia inicial y también al cambiar el valor de impedancia inicial para reflejar la impedancia de batería real y proveer un entorno similar al de uso de una batería real, puede detectarse si la unidad de gestión de batería (BMU) lleva a cabo normalmente una función de protección según un cambio en la impedancia.
Por ejemplo, si la impedancia inicial es de 3 miliohmios (3 mQ), la unidad de variación de valor de impedancia puede aumentar en 1 miliohmio (1mQ) por segundo, aumentando así la impedancia a 10 miliohmios (10mQ).
2-2-2 Unidad 422 de recálculo de valor de tensión
La unidad 220 de recálculo de valor de tensión es un componente que calcula una tensión en la cual se refleja la impedancia.
De manera convencional, dado que la simulación se llevó a cabo solo con el valor de tensión de entrada sin considerar el valor de impedancia, el valor de impedancia o el cambio de impedancia del paquete de baterías real no se reflejó. Es decir, existía una diferencia entre el valor de tensión de entrada y la tensión real del paquete de baterías.
Con el fin de resolver este problema, en la presente invención, un valor de impedancia o un valor de variación del mismo generado en un paquete de baterías real se refleja en una tensión. Por consiguiente, es posible la simulación según las fluctuaciones de tensión del paquete de baterías real.
Por ejemplo, la tensión de entrada en la Tabla 1 puede recalcularse como se muestra en la Tabla 2 más abajo por el valor de impedancia inicial de entrada.
En la Tabla 2, se muestra que los valores de corriente, temperatura e impedancia inicial son los mismos que en (la Tabla 1), y la tensión ha cambiado al valor de tensión de recálculo reflejando el valor de impedancia.
Tabla 2
Es decir, en la Tabla 2, si T1 y T4 están presentes cuando la corriente es 0 y los valores de tensión en este momento son inicialmente 1200 y 3800, respectivamente, T2 y T3 están presentes cuando la corriente de batería aumenta en 500 mA y 1000 mA, respectivamente, y T5 y T6 están presentes cuando la corriente de batería se reduce en 500 mA y 1000 mA, respectivamente, y, en este momento, si cada valor de impedancia es de 1Q, la unidad 422 de recálculo de valor de tensión recalcula los valores de tensión en T2, T3, T5 y T6 a 1700 mV, 2200 mV, 3300 mV y 2800 mV, respectivamente.
La Tabla 3 muestra el caso donde la impedancia de la batería cambia a 2 Ohmios.
Tabla 3
Es decir, en la Tabla 3, dado que la impedancia es de 2 Ohmios en T2, T3, T5 y T6, la unidad 422 de recálculo de valor de tensión recalcula valores de tensión de 2200 mV, 3200 mV, 2800 mV y 1800 mV, respectivamente.
Como se describe más arriba, el dispositivo de simulación de paquete de baterías de la presente invención simula un estado muy similar a un estado de funcionamiento real de una batería, es decir, un estado en el cual una tensión fluctúa debido a un estado de carga/descarga de la batería y un valor de impedancia de la batería y variaciones del mismo.
Por consiguiente, el dispositivo de simulación de paquete de baterías de la presente invención transmite una tensión similar a la del paquete de baterías real a la unidad 300 de gestión de batería en comparación con el dispositivo de simulación convencional, de modo que es posible comprobar si la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente en una situación similar a la de un paquete de baterías real.
2-3 Unidad 430 de salida
La unidad 430 de salida transmite los valores de salida de tensión, corriente y temperatura generados por la unidad 420 de generación de valor de salida a la unidad 300 de gestión de batería.
La unidad 430 de salida también transmite los valores de tensión, corriente, temperatura e impedancia generados por la unidad 420 de generación de valor de salida a la unidad 440 de monitoreo que se describirá más adelante. La unidad 430 de salida convierte los datos recibidos de la unidad 420 de generación de valor de salida en un valor de salida físico real y emite el valor de salida físico real a la unidad 300 de gestión de batería de modo que la unidad 300 de gestión de batería puede reconocer el valor de salida físico real. Por ejemplo, la unidad 430 de salida convierte información sobre un valor de tensión transmitida desde la unidad 420 de generación de valor de salida en una señal de tensión real y emite la señal de tensión real a la unidad 300 de gestión de batería.
De manera similar, el valor de corriente se convierte en una señal de corriente real de modo que la unidad 300 de gestión de batería puede recibir la señal de corriente real, y el valor de temperatura también se convierte en la forma de una señal recibida por la unidad 300 de gestión de batería para una medición de temperatura y emite la señal. Por ejemplo, los valores de salida de tensión y corriente que simulan la tensión/corriente reales se emiten configurando el suministro de energía en el dispositivo de simulación, y dado que la unidad 300 de gestión de batería convencional calcula la temperatura a partir del valor de medición de resistencia de termistor interno y la tabla de conversión, la salida del valor de temperatura se convierte en el valor de tensión de entrada de termistor correspondiente a la temperatura y emite el valor de tensión de entrada de termistor. Con el fin de convertir estos valores de temperatura en valores de tensión de entrada de termistor correspondientes, el dispositivo de simulación de la presente invención puede tener una tabla de valores de conversión de temperatura correspondiente a la tensión de termistor incorporada en la unidad 300 de gestión de batería que se probará en el dispositivo de memoria interno.
2-4 Unidad 440 de monitoreo
La unidad 440 de monitoreo es un componente que monitorea cómo funciona la unidad 500 de gestión de batería (BMU) según un valor de salida generado por la unidad 420 de generación de valor de salida.
La unidad 440 de monitoreo recibe de la unidad 300 de gestión de batería al menos una información entre una señal SG1 de corte de carga/descarga de batería, una señal SG2 de control de corte de sobrecorriente/sobretensión, y una señal IM de medición de impedancia de batería.
La señal SG1 de corte de carga/descarga de batería y la señal SG2 de control de corte de sobrecorriente/sobretensión pueden ser la misma señal dependiendo de la unidad 300 de gestión de batería que lleva a cabo una prueba, y aunque el númeropinde salida puede variar dependiendo del IC de protección que constituye la unidad 300 de gestión de batería, pero es posible que una persona con experiencia en la técnica configure una unidad de interfaz para extraer las señales de la unidad 300 de gestión de batería y emitir las señales a la unidad 440 de monitoreo mediante técnicas convencionales.
La unidad 440 de monitoreo puede incluir una unidad de determinación de condición de protección, una unidad de comparación y una unidad de determinación de errores, y puede determinar si la unidad 300 de gestión de batería tiene un error a través de las mismas.
2-4-1. Unidad de determinación de condición de protección
La unidad de determinación de condición de protección determina si las condiciones de protección de batería como, por ejemplo, condiciones de control de sobrecorriente/sobretensión o condiciones de corte de carga/descarga se satisfacen a partir de los valores de tensión, corriente y temperatura de los datos de medición de paquete de baterías virtual recibidos de la unidad 420 de generación de valor de salida, y genera una señal requerida de protección de batería como resultado. Las condiciones de sobrecorriente/sobretensión puede variar dependiendo de la capacidad de la batería, tipo de batería y similares, y estas condiciones pueden prealmacenarse en el dispositivo 400 de simulación en la unidad de determinación de condición de protección o pueden ingresarse juntas cuando las condiciones de simulación de batería (tensión, corriente, temperatura, impedancia inicial) se ingresan a través de la unidad 410 de entrada.
2-4-2. Unidad de comparación
La unidad de comparación compara las condiciones de sobrecorriente/sobretensión determinadas por la unidad de determinación de condición de protección, la señal de satisfacción de condición de corte de carga/descarga, la señal SG1 de corte de carga/descarga de batería, y la señal SG2 de control de corte de sobrecorriente/sobretensión recibidas de la unidad 300 de gestión de batería para determinar la coincidencia.
Por ejemplo, cuando los valores de salida generados por la unidad 420 de generación de valor de salida se encuentran dentro de un rango en el cual una operación de protección de corte de sobretensión debe llevarse a cabo entre las operaciones de protección del paquete de baterías, la unidad de determinación de condición de protección determinará que ha ocurrido una condición de corte de sobretensión y generará una señal requerida de protección de batería, y, en este momento, cuando la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente, dado que la señal SG2 de control de corte de sobretensión se transmitirá a la unidad 440 de monitoreo, de modo que, en este caso, la unidad de comparación compara ambas señales y transmite una señal de determinación normal a la unidad de determinación de errores.
Sin embargo, aunque los valores de salida generados por la unidad 420 de generación de valor de salida se encuentren dentro del rango en el cual la operación de protección de corte de sobretensión debe llevarse a cabo entre las operaciones de protección del paquete de baterías, cuando la unidad 300 de gestión de batería no lleva a cabo una operación de protección de corte de sobretensión, se determina que la unidad 300 de gestión de batería no funciona normalmente.
La señal SG1 de corte de carga/descarga de batería también se compara en la unidad de comparación para determinar si la unidad 300 de gestión de batería está funcionando normalmente en el mismo proceso.
Es decir, la unidad de determinación de condición de protección y la unidad 300 de gestión de batería determinan, cada una, si la condición de protección de batería se satisface a partir de los datos de medición de paquete de baterías virtual, y generan una señal requerida de protección de batería y una señal de control de batería, y la unidad de comparación compara estas dos señales para determinar si la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente.
La unidad de comparación también recibe el valor de impedancia de cálculo calculado a partir de la unidad 300 de gestión de batería, y lo compara con el valor de impedancia variable emitido desde la unidad 420 de generación de valor de salida para determinar si la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente. Cuando se opera la batería real, la unidad 300 de gestión de batería calcula la impedancia de batería a partir del valor de corriente/tensión de batería, y cuando el dispositivo 400 de simulación de la presente invención se conecta, la impedancia de la batería virtual se calcula a partir del valor de corriente/tensión ingresado desde la unidad 430 de salida usando un algoritmo interno para calcular el valor de impedancia de batería calculado.
La unidad 300 de gestión de batería emite el valor de impedancia de batería calculado como una señal IM de impedancia a la unidad 440 de monitoreo, y la unidad de comparación recibe este y compara el valor de impedancia calculado con el valor de impedancia real de la batería virtual recibido desde la unidad 420 de generación de valor de salida para detectar si hay una anormalidad en el algoritmo interno de cálculo de impedancia de la unidad 300 de gestión de batería y un error en la configuración de cálculo de impedancia de la unidad 300 de gestión de batería. El valor de impedancia real de la batería real es un valor de impedancia variado en la unidad 421 de variación de valor de impedancia con respecto al valor de impedancia inicial dado a través de la unidad 410 de entrada, y es un valor emitido de la unidad 420 de generación de valor de salida a la unidad 440 de monitoreo junto con valores de corriente y tensión correspondientes aplicando un cambio de impedancia como en una batería real.
2-4-3. Unidad de determinación de errores
La unidad de determinación de errores determina si la unidad 300 de gestión de batería funciona o no normalmente según el resultado de la comparación de la unidad de comparación. La unidad de determinación de errores o el dispositivo 400 de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención pueden además incluir una unidad de visualización que muestra el resultado de la determinación de si el funcionamiento normal se lleva a cabo en una posición predeterminada.
Por ejemplo, si se determina que la unidad 300 de gestión de batería está funcionando normalmente, la unidad 440 de monitoreo transmite una señal normal a la unidad de visualización, y la unidad de visualización emite una visualización que indica el estado normal, y si se determina que la unidad 300 de gestión de batería no está funcionando normalmente, la unidad 440 de monitoreo puede transmitir una señal defectuosa a la unidad de visualización, y la unidad de visualización puede emitir una visualización que indica un estado defectuoso.
2-5. Unidad 300 de gestión de batería
2-5-1. Cálculo de impedancia
Como se explicó previamente, la unidad 300 de gestión de batería calcula el valor de impedancia de la batería virtual según el valor de corriente/tensión de la batería virtual generado por la unidad 420 de generación de valor de salida a través de la configuración de cálculo de impedancia interna de la unidad 300 de gestión de batería para la batería virtual correspondiente, y emite la señal IM de impedancia a la unidad 440 de monitoreo.
Es decir, la unidad 300 de gestión de batería recibe una señal como, por ejemplo, un valor de corriente/tensión ingresado desde una batería real del dispositivo 400 de simulación de paquete de baterías de la presente invención, y calcula un valor de impedancia según esto y lo emite a la unidad 400 de monitoreo, de modo tal que la unidad 440 de monitoreo determina si la unidad 300 de gestión de batería es anormal comprobando si la unidad 300 de gestión de batería ha calculado correctamente la impedancia.
2- 5-2. Generación de señal SG1 de corte de carga/descarga de batería y señal SG2 de control de corte de sobrecorriente/sobretensión
Además, la unidad 300 de gestión de batería genera una señal SG1 de corte de carga/descarga de batería para evitar la sobrecarga/sobredescarga y una señal SG2 de control de corte de sobrecorriente/sobretensión según la corriente/tensión ingresada desde la unidad 420 de generación de valor de salida, y transmite las señales a la unidad 440 de monitoreo.
Es decir, la unidad 300 de gestión de batería recibe una señal como, por ejemplo, un valor de corriente/tensión ingresado desde una batería real del dispositivo 400 de simulación de paquete de baterías de la presente invención y, según esto, determina si la sobrecorriente/sobretensión, sobrecarga/sobredescarga ocurre para transmitir la señal de determinación o la señal de control a la unidad 440 de monitoreo, y la unidad 440 de monitoreo determina si la señal SG1 de corte de carga/descarga de batería y la señal SG2 de control de corte de sobrecorriente/sobretensión transmitidas desde la unidad 300 de gestión de batería se generan correctamente para detectar si la unidad 300 de gestión de batería es anormal.
3. Método para determinar si la unidad de gestión de batería funciona normalmente a través de simulación del paquete de baterías según la realización de la presente invención
La FIG. 3 es un diagrama de flujo que ilustra un método de comprobación de una unidad de gestión de batería usando un dispositivo de simulación de un paquete de baterías según una realización de la presente invención. A continuación, un método de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención se describirá con referencia a la FIG. 3.
El método de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención incluye una etapa E100 de entrada de datos de paquete de baterías de entrada de tensión, corriente, temperatura e impedancia inicial del paquete de baterías, una etapa E200 de generación de valor de salida de generación de un valor de salida según los datos ingresados, una etapa E300 de transmisión de valor de salida de transmisión del valor de salida generado a la unidad 300 de gestión de batería y una etapa E400 de monitoreo de monitoreo de si la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente según el valor de salida transmitido.
3- 1 Etapa E100 de entrada de datos de paquete de baterías
La etapa E100 de entrada de datos de paquete de baterías es un proceso de entrada de datos de paquete de baterías como, por ejemplo, valor de tensión, valor de corriente, temperatura y valor de impedancia inicial del paquete de baterías que se simulará. Esto se logra a través de la unidad 410 de entrada del dispositivo 400 de simulación de la presente invención descrito más arriba.
Los datos de entrada se componen del valor de tensión, valor de corriente, temperatura y valor de impedancia inicial del paquete de baterías que pueden simular una batería virtual y son datos que implementan una especificación de una batería que se simulará, un estado de accionamiento y una condición de accionamiento de la batería, y se denominan datos de paquete de baterías virtual.
Los datos de paquete de baterías virtual ingresados en la etapa E100 de entrada de datos de paquete de baterías se transmiten a la unidad 420 de generación de valor de salida, y se generan como un valor de salida (datos de medición de paquete de baterías virtual) a través de la etapa E200 de generación de valor de salida descrita más abajo.
3-2 Etapa E200 de generación de valor de salida
La etapa E200 de generación de valor de salida es un proceso de generación de datos de medición de paquete de baterías virtual que son un valor de salida emitido desde el simulador en base a los datos de paquete de baterías ingresados en la etapa E100 de entrada de datos de paquete de baterías.
Como ejemplo, recibe datos de paquete de baterías que incluyen valores de tensión, corriente, temperatura e impedancia inicial y emite datos de medición de paquete de baterías virtual, emite el valor de corriente y el valor de temperatura ingresados en la etapa E100 de entrada de datos de paquete de baterías como está, y los valores de tensión e impedancia inicial varían y emiten un valor de tensión de recálculo obtenido recalculando un valor de tensión a partir del valor de impedancia y el valor de corriente cambiados.
3-2-1 Etapa E210 de variación de valor de impedancia
La etapa E210 de variación de valor de impedancia es un proceso de simulación de que el valor de impedancia de un paquete de baterías virtual varía con el tiempo, y es un proceso de cálculo de un “valor de impedancia virtual” que es un valor de impedancia cambiado cambiando un valor de impedancia inicial ingresado como datos de paquete de baterías por un valor predeterminado a intervalos de tiempo predeterminados. En el ejemplo de la Tabla 3 de más arriba, los valores de impedancia cambiaron en 1 para cada uno de los valores de impedancia inicial en la Tabla 1 en los intervalos T1 a T3 y T4 a T5.
A través del valor de impedancia virtual calculado como se describe más arriba, en el proceso de monitoreo que se describirá más adelante, en respuesta a un cambio en la impedancia de la batería, es posible monitorear si la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente.
3-2-2 Etapa E220 de recálculo de valor de tensión
La etapa E220 de recálculo de valor de tensión es un proceso de cálculo de una “tensión de recálculo” en el cual se refleja el valor de impedancia virtual. La tensión de recálculo es una “tensión de medición de batería virtual” que simula la tensión de medición real de una batería virtual.
El paquete de baterías real tiene un cambio en la impedancia. Cuando la impedancia cambia, también cambia la tensión del paquete de baterías. De manera convencional, dado que la simulación se llevó a cabo con el valor de tensión de entrada sin considerar la impedancia generada a partir del paquete de baterías real, hubo una diferencia entre la tensión del paquete de baterías real y la tensión simulada y, además, hubo un problema de que no se sabía si la unidad 300 de gestión de batería calcula con precisión la impedancia.
Para resolver esto, en la presente invención, al reflejar la impedancia de la batería y la impedancia fluctuante a través de la etapa E220 de recálculo de tensión, la tensión de medición de batería virtual se obtiene recalculando la tensión de batería virtual a partir del valor de impedancia virtual y el valor de corriente de los datos del paquete de baterías de entrada. Este valor de tensión de medición de batería virtual (valor de tensión de recálculo) se ingresa en la unidad 300 de gestión de batería y la unidad 300 de gestión de batería calcula un valor de impedancia de cálculo a partir del valor de corriente y del valor de tensión de batería virtual de los datos de paquete de baterías.
A través de la etapa E220 de recálculo de valor de tensión, es posible simular la fluctuación de tensión del paquete de baterías real y verificando si el valor de impedancia calculado por la unidad 300 de gestión de batería a partir del valor de tensión de recálculo y el valor de impedancia variable obtenidos variando el valor de impedancia inicial en la unidad 421 de variación de valor de impedancia coinciden o no en la unidad 440 de monitoreo, es posible comprobar la función de la unidad 300 de gestión de batería leyendo si la función de cálculo de impedancia de la unidad 300 de gestión de batería es normal/anormal.
3-3 Etapa E300 de transmisión de valor de salida
La etapa E300 de transmisión de valor de salida es un proceso de transmisión del valor de salida de la unidad 420 de generación de valor de salida generado en la etapa E200 de generación de valor de salida descrito más arriba a la unidad 300 de gestión de batería.
El valor de salida es un dato de medición de paquete de baterías virtual que simula un valor de tensión/corriente/temperatura/impedancia de una batería durante el funcionamiento de la batería real, y comprueba si la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente.
3-4 Etapa E400 de monitoreo
La etapa E400 de monitoreo es un proceso de monitoreo de si la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente según el valor de salida generado en la etapa E200 de generación de valor de salida.
De manera específica, en el caso donde los valores de salida generados se encuentran dentro del rango en el cual la función de protección de corte de sobretensión debe llevarse a cabo entre las funciones de protección de paquete de baterías, cuando la unidad 300 de gestión de batería lleva a cabo normalmente la función de protección de corte de sobretensión, se determina que la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente. Sin embargo, aunque los valores de salida generados se encuentren dentro del rango en el cual la operación de protección de corte de sobretensión debe llevarse a cabo entre las operaciones de protección del paquete de baterías, cuando la unidad 300 de gestión de batería no lleva a cabo una operación de protección de corte de sobretensión, se determina que la unidad 300 de gestión de batería no funciona normalmente.
La etapa E400 de monitoreo puede incluir un procedimiento de monitoreo de función de cálculo de impedancia, un procedimiento de monitoreo de función de control de sobrecarga/sobredescarga, y un procedimiento de monitoreo de función de control de sobrecorriente/sobretensión de la siguiente manera.
3-4-1. Procedimiento de monitoreo de función de cálculo de impedancia
Normalmente, la unidad 300 de gestión de batería calcula la impedancia de batería a partir de la corriente/tensión o la corriente/tensión/temperatura de la batería.
En la presente invención, dado que el dispositivo 400 de simulación de paquete de baterías simula una batería real, la unidad 300 de gestión de batería calcula un “valor de impedancia de cálculo” a partir de un valor de tensión/corriente o tensión/corriente/temperatura entre los datos de medición de paquete de baterías virtual que es un valor de salida emitido desde la unidad 430 de salida del dispositivo 400 de simulación de paquete de baterías. Sin embargo, los datos de medición de paquete de baterías virtual incluyen un “valor de impedancia virtual” correspondiente al valor de tensión/corriente o tensión/corriente/temperatura ingresado en la unidad 300 de gestión de batería generado en la etapa E200 de generación de valor de salida.
La unidad 440 de monitoreo del dispositivo 400 de simulación de paquete de baterías de la presente invención recibe el “valor de impedancia de cálculo” a partir de la unidad 300 de gestión de batería, y recibe el “valor de impedancia virtual” generado a partir de la unidad 420 de generación de valor de salida en el mismo intervalo de tiempo en el cual se calcula el valor de impedancia de cálculo para compararlos entre sí, de modo que se monitorea si la función de cálculo de impedancia de la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente.
Cuando el “valor de impedancia de cálculo” y el “valor de impedancia virtual” coinciden dentro de un rango predeterminado, se determina que la función de cálculo de impedancia de la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente y, de lo contrario, se determina que la función de cálculo de impedancia de la unidad 300 de gestión de batería no funciona normalmente.
Por ejemplo, cuando los datos en la Tabla 3 se emiten a la unidad 300 de gestión de batería desde la unidad 420 de generación de valor de salida, la unidad 300 de gestión de batería necesita calcular un valor de impedancia en T2 y transmitirlo a la unidad 440 de monitoreo, y si el valor de impedancia calculado en T2 no es de 2 Ohmios, la unidad 440 de monitoreo determina que la función de cálculo de impedancia de la unidad 300 de gestión de batería es anormal.
3-4-2. Procedimiento de monitoreo de función de protección de paquete de baterías
La unidad 300 de gestión de batería lleva a cabo una función de protección de batería según el valor de medición de tensión/corriente de batería. El procedimiento de monitoreo de la presente invención incluye un procedimiento para monitorear dicha función de protección de paquete de baterías, y esto puede incluir un procedimiento de determinación de condición de ejecución de función de protección en el cual el dispositivo de simulación de paquete de baterías determina si una condición de ejecución de la función de protección de batería que incluye al menos un control entre las funciones de control de sobrecarga/sobredescarga o de control de sobretensión/sobrecorriente se satisface a partir de los datos de medición de paquete de baterías virtual; un procedimiento de recepción de señal de control de protección de batería en el cual la unidad de gestión de batería recibe una señal de control de protección para al menos un control entre las funciones de control de sobrecarga/sobredescarga o control de sobretensión/sobrecorriente, que se genera a partir de los datos de piso de paquete de baterías virtual; y un procedimiento de determinación para determinar si la función de protección de batería de la unidad de gestión de batería funciona normalmente según si la señal de control de protección se recibe normalmente cuando se satisface la condición de ejecución de función de protección.
Además, la función de protección de paquete de baterías puede incluir una función de control de sobrecarga/sobredescarga y una función de control de sobrecorriente/sobretensión, y cada una de estas se describirá de la siguiente manera.
3-4-2-1. Procedimiento de monitoreo de función de control de sobrecarga/sobredescarga
Normalmente, la unidad 300 de gestión de batería mide la tensión de la batería, detecta un estado de sobrecarga/sobredescarga de manera acorde, y emite una señal de control de corte de carga/descarga para evitar esto. El dispositivo 400 de simulación de la presente invención monitorea si una señal de control normal se emite en condiciones de tensión en las cuales una señal de control debe generarse recibiendo dicha señal de control de corte de carga/descarga de la unidad 300 de gestión de batería.
Este procedimiento de monitoreo de función de control de sobrecarga/sobredescarga recibe el valor de tensión fluctuante emitido desde la unidad 420 de generación de valor de salida por la unidad 440 de monitoreo, y determina si el control de sobrecarga/sobredescarga se llevará a cabo en la batería correspondiente que se simulará y, en el caso de la sección de tensión donde debe ejecutarse el control de sobrecarga/sobredescarga, determina si una “señal de control de sobrecarga/sobredescarga” para el valor de tensión variable se recibe de la unidad 300 de gestión de batería para determinar si la función de control de sobrecarga/sobredescarga de la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente.
3-4-2-2. Procedimiento de monitoreo de función de control de sobrecorriente/sobretensión
Además, la unidad 300 de gestión de batería emite una señal de control para resolver una condición de sobrecorriente/sobretensión con respecto a una condición de sobrecorriente/sobretensión de la batería.
El dispositivo 400 de simulación de la presente invención monitorea si la unidad 300 de gestión de batería genera o no normalmente dicha señal de control de sobrecorriente/sobretensión.
En este procedimiento de monitoreo de función de control de sobrecorriente/sobretensión, la unidad 440 de monitoreo recibe el valor de corriente/tensión fluctuante emitido desde la unidad 420 de generación de valor de salida, y determina si el control de sobretensión/sobrecorriente debe llevarse a cabo en la batería correspondiente que se simulará y, en el caso de una sección de tensión/corriente en la cual debe llevarse a cabo el control de sobretensión/sobrecorriente, determina si una “señal de control de corte de sobretensión/sobrecorriente” se recibe de la unidad 300 de gestión de batería para determinar si la función de control de sobretensión/sobrecorriente de la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente.
Mientras tanto, el dispositivo de simulación de paquete de baterías según una realización de la presente invención se puede configurar para incluir además una etapa de visualización de visualización del resultado de prueba.
Por ejemplo, si se determina que la unidad 300 de gestión de batería funciona normalmente en la etapa E400 de monitoreo, en la etapa de visualización, una señal normal se transmite a la unidad de visualización, y la unidad de visualización emite una visualización que indica un estado normal, y en la etapa E400 de monitoreo, si se determina que la unidad 300 de gestión de batería no funciona normalmente, mediante la transmisión de la señal defectuosa a la unidad de visualización, la unidad de visualización puede emitir una visualización que indica un estado defectuoso.
Por otro lado, aunque la idea técnica de la presente invención se ha descrito específicamente según la realización de más arriba, debe observarse que las realizaciones de más arriba son en aras de la explicación y no de la limitación. Además, las personas con experiencia en la técnica en el campo técnico de la presente invención podrán comprender que varias realizaciones son posibles dentro del alcance de la presente invención como se define por las reivindicaciones anexas.
Los nombres de símbolos relacionados usados en las figuras son como se describe más abajo.
100: dispositivo externo
200: paquete de baterías
300: unidad de gestión de batería
400: dispositivo de simulación de paquete de baterías
410: unidad de entrada
420: unidad de generación de valor de salida
421: unidad de variación de valor de impedancia
422: unidad de recálculo de valor de tensión
430: unidad de salida
440: unidad de monitoreo

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (400) de simulación de paquete de baterías configurado para conectarse a una unidad (300) de gestión de batería para comprobar una función de la unidad (300) de gestión de batería, comprendiendo el dispositivo:
una unidad (410) de entrada configurada para recibir datos iniciales de un paquete de baterías virtual que incluyen un valor de tensión, un valor de corriente y un valor de impedancia inicial;
una unidad (420) de generación de valor de salida configurada para generar datos de medición de paquete de baterías virtual que incluyen un valor de impedancia y un valor de tensión que varían con respecto a una batería virtual según el valor de tensión, valor de corriente y valor de impedancia inicial recibidos;
una unidad (430) de salida configurada para transmitir al menos una parte de los datos de medición de paquete de baterías virtual generados a la unidad de gestión de batería; y
una unidad (440) de monitoreo configurada para recibir información predeterminada relacionada con la función de la unidad de gestión de batería y monitorear si la unidad de gestión de batería funciona normalmente según la información predeterminada,
caracterizado por que
la unidad (420) de generación de valor de salida comprende:
una unidad (421) de variación de valor de impedancia configurada para emitir un valor de impedancia variable obtenido cambiando el valor de impedancia inicial recibido por un valor predeterminado en un intervalo de tiempo predeterminado; y
una unidad (422) de recálculo de valor de tensión configurada para recalcular un valor de tensión según el valor de corriente de entrada y el valor de impedancia variable.
2. El dispositivo (400) de la reivindicación 1, en donde los datos de medición de paquete de baterías virtual comprenden el valor de tensión recalculado y el valor de corriente ingresado como un valor de tensión de medición virtual y un valor de corriente de medición virtual, respectivamente,
en donde la unidad (440) de monitoreo recibe un valor de impedancia de cálculo calculado por la unidad (300) de gestión de batería según el valor de tensión de medición virtual y el valor de corriente de medición virtual.
3. El dispositivo (400) de la reivindicación 2, en donde la unidad (440) de monitoreo comprende además una unidad de comparación para comparar el valor de impedancia variable y el valor de impedancia de cálculo.
4. El dispositivo de la reivindicación 2, en donde la unidad (440) de monitoreo recibe una señal de control de batería generada por la unidad (300) de gestión de batería a partir del valor de tensión de medición virtual y el valor de corriente de medición virtual.
5. El dispositivo (400) de la reivindicación 4, en donde la unidad (440) de monitoreo además comprende:
una unidad de determinación de condición de protección configurada para determinar si se satisface una condición de protección de batería a partir de los datos de medición de paquete de baterías virtual y generar una señal requerida de protección de batería; y
una unidad de comparación configurada para comparar la señal de control de batería recibida de la unidad de gestión de batería con la señal requerida de protección de batería.
6. El dispositivo (400) de la reivindicación 3 o 5, en donde una señal de funcionamiento normal o anormal de la unidad (300) de gestión de batería se emite según un resultado de la comparación de la unidad de comparación.
7. Un método de comprobación de una función de una unidad (300) de gestión de batería usando un dispositivo (400) de simulación de paquete de baterías, comprendiendo el método:
una etapa (E100) de entrada de datos de paquete de baterías de entrada de datos de paquete de baterías que incluyen valores de tensión, corriente, temperatura e impedancia inicial de un paquete de baterías en el dispositivo de simulación de paquete de baterías;
una etapa (E200) de generación de valor de salida de generación de datos de medición de paquete de baterías virtual según los datos de paquete de baterías ingresados en el dispositivo de simulación de paquete de baterías; una etapa (E300) de transmisión de valor de salida de transmisión del valor de salida generado a partir del dispositivo de simulación de paquete de baterías a la unidad de gestión de batería; y
una etapa (E400) de monitoreo de monitoreo de si la unidad de gestión de batería está funcionando normalmente en el dispositivo de simulación de paquete de baterías,
caracterizado por que
la etapa de generación de valor de salida comprende:
una etapa (E210) de variación de valor de impedancia de generación de un valor de impedancia virtual cambiando el valor de impedancia inicial recibido por un valor predeterminado en un intervalo de tiempo predeterminado; y una etapa (E220) de recálculo de valor de tensión de cálculo de una tensión de medición de paquete de baterías virtual recalculando un valor de tensión según el valor de corriente recibido de los datos del paquete de baterías y el valor de impedancia virtual.
8. El método de la reivindicación 7, en donde dado que el dispositivo de simulación de batería monitorea el funcionamiento de la unidad (300) de gestión de batería,
la etapa (E400) de monitoreo emite una señal normal cuando la unidad de gestión de batería lleva a cabo normalmente una operación de protección de paquete de baterías, y emite una señal de error cuando la unidad de gestión de batería no lleva a cabo normalmente la operación de protección de paquete de baterías.
9. El método de la reivindicación 7, en donde la etapa (E400) de monitoreo comprende:
una etapa de, por el dispositivo (400) de simulación de paquete de baterías, recepción de un valor de impedancia de cálculo calculado por la unidad (300) de gestión de batería a partir de la tensión de medición de batería virtual; y una etapa de monitoreo de función de cálculo de impedancia de comparación del valor de impedancia virtual correspondiente a la tensión de medición de batería virtual con el valor de impedancia de cálculo para determinar si una función de cálculo de impedancia de la unidad (300) de gestión de batería funciona normalmente.
10. El método de la reivindicación 7, en donde la etapa de monitoreo comprende:
por el dispositivo (400) de simulación de paquete de baterías,
un procedimiento de determinación de condición de ejecución de función de protección para determinar si una condición de ejecución de una función de protección de batería que incluye al menos una entre funciones de control sobrecarga/sobredescarga o de control de sobretensión/sobrecorriente se satisface a partir de los datos de medición de paquete de baterías virtual;
un procedimiento de recepción de señal de control de protección de batería para recibir una señal de control para al menos un control entre las funciones de control de sobrecarga/sobredescarga o control de sobretensión/sobrecorriente generadas por la unidad (300) de gestión de batería a partir de los datos de medición de paquete de baterías virtual; y
un procedimiento de determinación para determinar si la función de protección de batería de la unidad (300) de gestión de batería funciona normalmente según si la señal de control de protección se recibe normalmente cuando se satisface una condición de ejecución de función de protección.
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