ES3019908T3 - Apparatus and method for diagnosing failure of switch unit included in multi battery pack - Google Patents

Apparatus and method for diagnosing failure of switch unit included in multi battery pack Download PDF

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Han-Sol Kim
Bum-Hee Lee
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Abstract

Se describe un aparato y un método para diagnosticar el mal funcionamiento de una unidad de conmutación incluida en un paquete de baterías múltiples. Según la presente invención, se mide la magnitud de la corriente que fluye desde cada paquete de baterías conectado en paralelo hacia una carga; se identifica un paquete de baterías con una corriente de magnitud inferior a un valor promedio por un valor umbral o superior; se determina que se ha producido un mal funcionamiento abierto en una unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado; y se emite información sobre el paquete de baterías, incluida la unidad de conmutación donde se ha producido el mal funcionamiento abierto. Preferiblemente, para diagnosticar con mayor precisión el mal funcionamiento de una unidad de conmutación, se puede analizar estadísticamente la resistencia interna de cada paquete de baterías. Según la presente invención, el diagnóstico de mal funcionamiento abierto de una unidad de conmutación incluida en paquetes de baterías conectados en paralelo puede realizarse de forma fácil y fiable mediante estadísticas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un aparato y un método para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación y, más particularmente, a un aparato y un método para diagnosticar un fallo en abierto de una unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías de un paquete de múltiples baterías en el que una pluralidad de paquetes de baterías están conectados en paralelo.
Estado de la técnica
El campo de aplicación de las baterías está aumentando gradualmente no solo a dispositivos móviles tales como teléfonos celulares, ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes y tabletas inteligentes, sino también vehículos eléctricos (VE, HEV, PHEV), sistemas de almacenamiento de energía (ESS) de gran capacidad, o similares.
Un sistema de baterías montado en un vehículo eléctrico incluye una pluralidad de paquetes de baterías conectados en paralelo para asegurar una capacidad de energía alta, y cada paquete de baterías incluye una pluralidad de celdas de batería conectadas en serie. En lo sucesivo en el presente documento, la pluralidad de paquetes de baterías conectados en paralelo se denominará paquete de múltiples baterías.
En esta memoria descriptiva, la celda de batería puede incluir una celda unitaria o una pluralidad de celdas unitarias conectadas en paralelo. La celda unitaria se refiere a una celda independiente que tiene un terminal de electrodo negativo y un terminal de electrodo positivo y es físicamente separable. Por ejemplo, una celda de polímero de litio de tipo bolsa puede considerarse una celda unitaria.
Cuando se carga o se descarga el paquete de múltiples baterías, pueden descargarse o cargarse todos los paquetes de baterías, o pueden cargarse o descargarse solo algunos paquetes de baterías. El caso en el que solo se carga(n) o se descarga(n) algún(os) paquete(s) de baterías puede ocurrir cuando tiene lugar un fallo en un paquete de baterías específico, cuando solo se cargan o se descargan algunos paquetes de baterías para el equilibrado de paquetes, o cuando no es necesario operar todos los paquetes de baterías debido a que la potencia de carga o descarga requerida es pequeña.
Para controlar tal descarga o carga selectiva, cada paquete de baterías del paquete de múltiples baterías incluye una unidad de conmutación en el mismo. La unidad de conmutación funciona para conectar el paquete de baterías a una carga o cargador, o para desconectarlo del mismo, de forma independiente.
Si tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación, el estado de apagado se mantiene incluso si se aplica una señal de encendido a la unidad de conmutación. Por lo tanto, es imposible descargar o cargar de forma independiente un paquete de baterías que incluye una unidad de conmutación en la que ha tenido lugar un fallo en abierto.
El fallo en abierto de la unidad de conmutación incluida en un paquete de una única batería puede diagnosticarse supervisando un voltaje aplicado entre un electrodo positivo y un electrodo negativo del paquete de baterías en un estado en el que se aplica una señal de encendido a la unidad de conmutación.
La Figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método convencional para diagnosticar un fallo en abierto de una unidad de conmutación incluida en un paquete de una única batería.
Haciendo referencia a la Figura 1, la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías incluye un conmutador de potencial alto S+ y un conmutador de potencial bajo S-. El conmutador de potencial alto S+ se instala en una línea que conecta un terminal de electrodo positivo externo C a un electrodo positivo de una celda con el potencial más alto de entre las celdas conectadas en serie en el interior. Además, el conmutador de potencial bajo S- se instala en una línea que conecta el terminal de electrodo negativo externo A a un electrodo negativo de una celda con el potencial más bajo de entre las celdas conectadas en serie.
Si tiene lugar un fallo en abierto en el conmutador de potencial alto o en el conmutador de potencial bajo de la unidad de conmutación, la unidad de conmutación mantiene el estado de apagado incluso si se aplica una señal de encendido a la unidad de conmutación, de tal modo que no se aplica un voltaje entre el terminal de electrodo positivo externo C y el terminal de electrodo negativo externo A del paquete de baterías. Por otro lado, si no hay ningún fallo en abierto en la unidad de conmutación, la unidad de conmutación funciona normalmente cuando se aplica una señal de encendido a la unidad de conmutación, de tal modo que se aplica el voltaje de salida del paquete de baterías entre el terminal de electrodo positivo externo C y el terminal de electrodo negativo externo A del paquete de baterías.
Por lo tanto, si el voltaje aplicado entre el terminal de electrodo positivo externo C y el terminal de electrodo negativo externo A del paquete de baterías se supervisa en un estado en el que se aplica una señal de encendido a la unidad de conmutación, es posible diagnosticar si tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación. Es decir, cuando se aplica la señal de encendido a la unidad de conmutación, si no se mide el voltaje de salida del paquete de baterías entre el terminal de electrodo positivo externo C y el terminal de electrodo negativo externo A del paquete de baterías, puede diagnosticarse que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación.
Por otro lado, es difícil aplicar el método de diagnóstico convencional descrito anteriormente a un paquete de múltiples baterías en el que dos o más paquetes de baterías están conectados en paralelo.
La Figura 2 es un diagrama para ilustrar por qué es difícil diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación para un paquete de múltiples baterías en el que dos paquetes de baterías están conectados en paralelo.
Haciendo referencia a la Figura 2, se aplica una señal de encendido a un paquete de múltiples baterías en el que dos paquetes de baterías están conectados en paralelo para diagnosticar un fallo en abierto de una unidad de conmutación. En la unidad de conmutación incluida en un paquete de baterías izquierdo, tiene lugar un fallo en abierto de tal modo que el conmutador de potencial alto y el conmutador de potencial bajo se mantienen en un estado de apagado. Por otro lado, la unidad de conmutación incluida en un paquete de baterías derecho se enciende normalmente. Debido a que el paquete de baterías izquierdo y el paquete de baterías derecho están conectados en paralelo, el voltaje de salida del paquete de baterías derecho se aplica entre el terminal de electrodo positivo externo C y el terminal de electrodo negativo externo A de la batería izquierda. Debido a que se aplica un voltaje entre el terminal de electrodo positivo externo C y el terminal de electrodo negativo externo A del paquete de baterías izquierdo, aunque tenga lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación de la misma, como se ha indicado anteriormente, no puede diagnosticarse un fallo en abierto de la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías izquierdo usando el método de diagnóstico convencional.
Se describen antecedentes de la técnica adicionales en los documentos CN 104578307 B, WO 2013/021956 A1, US 2014/002003 A1 y KR 101689501 B1.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la materia relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación se dirige a proporcionar un aparato y método capaces de diagnosticar estadísticamente un fallo en abierto de cada unidad de conmutador en un paquete de múltiples baterías en el que una pluralidad de paquetes de baterías equipados respectivamente con una unidad de conmutador están conectados en paralelo.
La presente divulgación también se dirige a proporcionar un aparato y un método capaces de diagnosticar la degradación de un paquete de baterías mientras se diagnostica un fallo de una unidad de conmutador incluida en el paquete de baterías.
Solución técnica
En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías en el que un primer a un n-ésimo paquetes de baterías se conectan en paralelo a través de un nodo de enlace en paralelo, comprendiendo el aparato: una primera a una nésima unidades de conmutación incluidas respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías; un primer a un n-ésimo sensores de corriente instalados respectivamente en líneas de alimentación conectadas al primer al nésimo paquetes de baterías para medir una corriente que fluye a través de cada paquete de baterías; un primer a un n-ésimo sensores de voltaje instalados respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías para medir un voltaje para cada paquete de baterías; y una unidad de control acoplada operativamente con la primera a la n-ésima unidades de conmutación, el primer al n-ésimo sensores de corriente y el primer al n-ésimo sensores de voltaje.
La unidad de control también está configurada para ejecutar: una primera lógica de control para medir una corriente de paquete que fluye a través de cada paquete de baterías usando el primer al n-ésimo sensores de corriente en un punto de tiempo cuando pasa un tiempo preestablecido después de encender la primera a la n-ésima unidades de conmutación, y calcular un valor promedio de las corrientes de paquete; y una segunda lógica de control para identificar un paquete de baterías cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en un valor umbral o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
La unidad de control está configurada para ejecutar adicionalmente una tercera lógica de control para medir periódicamente el voltaje y la corriente de cada paquete de baterías usando el primer al n-ésimo sensores de voltaje y el primer al n-ésimo sensores de corriente mientras se está cargando o descargando el paquete de múltiples baterías, determinar resistencias internas del primer al n-ésimo paquetes de baterías a partir de la pluralidad de datos de voltaje y la pluralidad de datos de corriente medidos para cada paquete de baterías, y calcular un valor promedio de las resistencias internas.
En este caso, en la segunda lógica de control, la unidad de control puede configurarse para ejecutar una lógica de control para identificar un paquete de baterías cuya resistencia interna es diferente del valor promedio en menos de un valor umbral y cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en el valor umbral o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
Preferentemente, en la segunda lógica de control, la unidad de control puede configurarse para identificar un paquete de baterías cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en 1,0 Ocorriente a 2,0 Ocorriente (acorriente es una desviación típica de las corrientes de paquete) o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
Más preferentemente, en la segunda lógica de control, la unidad de control puede configurarse para identificar un paquete de baterías cuya resistencia interna es diferente del valor promedio en menos de 1,0 o<r>a 2,0 o<r>(o<r>es una desviación típica de las resistencias internas) y cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en 1,0 acorriente a 2,0 acorriente (acorriente es una desviación típica de las corrientes de paquete) o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
En otra realización, en la segunda lógica de control, la unidad de control puede configurarse para emitir la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto al exterior a través de una unidad de visualización, una unidad de notificación o una unidad de comunicación.
En otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un sistema de gestión de batería o un mecanismo de accionamiento eléctrico, que comprende el aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías como se ha descrito anteriormente.
En otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un método para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías a través de un nodo de enlace en paralelo, comprendiendo el método: (a) proporcionar una primera a una n-ésima unidades de conmutación incluidas respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías; un primer a un n-ésimo sensores de corriente instalados respectivamente en líneas de alimentación conectadas al primer al n-ésimo paquetes de baterías para medir una corriente que fluye a través de cada paquete de baterías; y un primer a un n-ésimo sensores de voltaje instalados respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías para medir un voltaje para cada paquete de baterías; (b) medir una corriente de paquete que fluye a través de cada paquete de baterías usando el primer al n-ésimo sensores de corriente en un punto de tiempo cuando pasa un tiempo preestablecido después de encender la primera a la n-ésima unidades de conmutación, y calcular un valor promedio de las corrientes de paquete; y (c) identificar un paquete de baterías cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en un valor umbral o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
El método de diagnóstico de la presente divulgación comprende además (d) medir periódicamente el voltaje y la corriente de cada paquete de baterías usando el primer al n-ésimo sensores de voltaje y el primer al n-ésimo sensores de corriente mientras se está cargando o descargando el paquete de múltiples baterías, determinar resistencias internas del primer al n-ésimo paquetes de baterías a partir de la pluralidad de datos de voltaje y la pluralidad de datos de corriente medidos para cada paquete de baterías, y calcular un valor promedio de las resistencias internas.
En este caso, en la etapa (c), puede identificarse un paquete de baterías cuya resistencia interna es diferente del valor promedio en menos de un valor umbral y cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en el valor umbral o más, puede determinarse que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y puede emitirse información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
Preferentemente, en la etapa (c), puede identificarse un paquete de baterías cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en 1,0 acorriente a 2,0 acorriente (acorriente es una desviación típica de las corrientes de paquete) o más, puede determinarse que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y puede emitirse información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
Más preferentemente, en la etapa (c), puede identificarse un paquete de baterías cuya resistencia interna es diferente del valor promedio en menos de 1,0 or a 2,0 or (or es una desviación típica de las resistencias internas) y cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en 1,0 Ocorriente a 2,0 Ocorriente (Ocorriente es una desviación típica de las corrientes de paquete) o más, puede determinarse que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y puede emitirse información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
En una realización, en la etapa (c), la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto puede emitirse a través de una unidad de visualización, una unidad de notificación o una unidad de comunicación.
Efectos ventajosos
De acuerdo con la presente divulgación, a diferencia del método de diagnóstico de unidades de conmutación convencional, puede diagnosticarse de forma fiable un fallo en abierto de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías en el que una pluralidad de paquetes de baterías están conectados en paralelo. Además, mientras se está diagnosticando un fallo en abierto de la unidad de conmutación, la degradación del paquete de baterías también puede diagnosticarse conjuntamente.
Descripción de las figuras
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferente de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mejor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como que está limitada al dibujo.
La Figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método convencional para diagnosticar un fallo en abierto de una unidad de conmutación incluida en un paquete de una única batería.
La Figura 2 es un diagrama para ilustrar por qué es difícil diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación para un paquete de múltiples baterías en el que dos paquetes de baterías están conectados en paralelo.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que muestra un aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 4 es un diagrama que muestra esquemáticamente el flujo de una corriente de precarga cuando un relé de potencial bajo M- y un conmutador de precarga FS están encendidos en un estado en el que las unidades de conmutador S1 a Sn incluidas en cada paquete de baterías están encendidas.
La Figura 5 es un diagrama de flujo para ilustrar específicamente un método para calcular periódicamente una resistencia interna de cada paquete de baterías incluido en un paquete de múltiples baterías por una unidad de control de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Las Figuras 6 y 7 son diagramas de flujo para ilustrar específicamente un método para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías de un paquete de múltiples baterías y/o la degradación del paquete de múltiples baterías por la unidad de control de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 8 es una tabla que muestra una realización en la que la presente divulgación se aplica a un paquete de múltiples baterías en el que cinco paquetes de baterías están conectados en paralelo.
La Figura 9 es un diagrama de bloques que muestra un sistema de gestión de batería que incluye el aparato de diagnóstico de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 10 es un diagrama de bloques que muestra un mecanismo de accionamiento eléctrico que incluye el aparato de diagnóstico de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones preferentes de la presente divulgación se describirán con detalle con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, deberá entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deberían interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos que corresponden a los aspectos técnicos de la presente divulgación sobre la base del principio de que se permite al inventor definir términos de forma apropiada para la mejor explicación. Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferente a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que debería entenderse que podrían realizarse otras equivalencias y modificaciones a la misma sin apartarse del alcance de la divulgación.
En las realizaciones descritas a continuación, una celda de batería se refiere a una batería secundaria de litio. En el presente caso, la batería secundaria de litio se refiere colectivamente a una batería secundaria en la que los iones de litio actúan como iones operativos durante la carga y la descarga para provocar una reacción electroquímica en un electrodo positivo y un electrodo negativo.
Por otro lado, incluso si el nombre de la batería secundaria cambia dependiendo del tipo de electrolito o separador usado en la batería secundaria de litio, del tipo de material de envoltura usado para envolver la batería secundaria y de la estructura interior o exterior de la batería secundaria de litio, siempre que se usen iones de litio como iones operativos, la batería secundaria debería interpretarse como incluida en la categoría de batería secundaria de litio.
La presente divulgación también puede aplicarse a otras baterías secundarias que no sean la batería secundaria de litio. Por lo tanto, incluso si los iones operativos no son iones de litio, cualquier batería secundaria a la que pueda aplicarse la idea técnica de la presente divulgación debería interpretarse como incluida en la categoría de la presente divulgación independientemente de su tipo.
Además, hay que señalar de antemano que la celda de batería puede referirse a una celda unitaria o una pluralidad de celdas unitarias conectadas en paralelo.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que muestra un aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías (también denominado, en lo sucesivo en el presente documento, aparato de diagnóstico) de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la Figura 3, el aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación es un dispositivo para diagnosticar un fallo de las unidades de conmutación S1 a Sn incluidas en un paquete de múltiples baterías MP en el que un primer a un n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn se conectan en paralelo a través de un nodo de enlace en paralelo N.
El paquete de múltiples baterías MP puede conectarse a una carga L a través de un relé de potencial alto M+ y un relé de potencial bajo M-. La carga L es un dispositivo que recibe alimentación desde el paquete de múltiples baterías MP, y puede ser un inversor incluido en un vehículo eléctrico como un ejemplo. El inversor es un circuito de conversión de potencia que se instala en el extremo frontal de un motor eléctrico de un vehículo eléctrico para convertir una corriente de CC suministrada desde el paquete de baterías MP en una corriente de CA trifásica y suministra la corriente de CA trifásica al motor eléctrico. El tipo de la carga L no se limita al inversor, y cualquier dispositivo o instrumento capaz de recibir alimentación desde el paquete de múltiples baterías MP puede incluirse en la categoría de carga L independientemente de su tipo.
Si el relé de potencial alto M+ y el relé de potencial bajo M- están encendidos, el paquete de múltiples baterías MP está conectado eléctricamente a la carga L. A la inversa, si el relé de potencial alto M+ y el relé de potencial bajo M-están apagados, se libera la conexión eléctrica entre el paquete de múltiples baterías MP y la carga L.
Cada uno del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn incluye una pluralidad de celdas de batería conectadas en serie en el mismo. Es decir, el primer paquete de baterías P1 incluye de la primera a la p-ésima celdas de batería C<11>a C<1>p conectadas en serie. Además, el segundo paquete de baterías P2 incluye de la primera a la p-ésima celdas de batería C<21>a C<2>p conectadas en serie. Además, el tercer paquete de baterías P3 incluye de la primera a la p-ésima celdas de batería C<31>a C3p conectadas en serie. Además, el n-ésimo paquete de baterías Pn incluye de la primera a la p-ésima celdas de batería Cn<1>a Cnp conectadas en serie. Además, aunque del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías no se muestran en el dibujo, cada uno del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías incluye un número p de elementos de batería conectados en serie de la misma forma que los paquetes de baterías ilustrados.
Cada uno del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn incluye las unidades de conmutación S1 a Sn en el mismo. Es decir, el primer paquete de baterías P1 incluye una primera unidad de conmutación S1. Además, el segundo paquete de baterías P2 incluye una segunda unidad de conmutación S2. Además, el tercer paquete de baterías P3 incluye una tercera unidad de conmutación S3. Además, el n-ésimo paquete de baterías Pn incluye una n-ésima unidad de conmutación Sn. Además, aunque del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías no se muestran en el dibujo, cada uno del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías incluye una unidad de conmutación de la misma forma que los paquetes de baterías ilustrados.
Cada una de la primera a la n-ésima unidades de conmutación S1 a Sn incluye un conmutador de potencial bajo y un conmutador de potencial alto. Es decir, la primera unidad de conmutación S1 incluye un primer conmutador de potencial alto S1 instalado en un lado de potencial alto del primer paquete de baterías P1 y un primer conmutador de potencial bajo S1- instalado en un lado de potencial bajo del primer paquete de baterías P1. Además, la segunda unidad de conmutación S2 incluye un segundo conmutador de potencial alto S2+ instalado en un lado de potencial alto del segundo paquete de baterías P2 y un segundo conmutador de potencial bajo S2- instalado en un lado de potencial bajo del segundo paquete de baterías P2. Además, la tercera unidad de conmutación S3 incluye un tercer conmutador de potencial alto S3+ instalado en un lado de potencial alto del tercer paquete de baterías P3 y un tercer conmutador de potencial bajo S3- instalado en un lado de potencial bajo del tercer paquete de baterías P3. Además, la n-ésima unidad de conmutación Sn incluye un n-ésimo conmutador de potencial alto Sn+ instalado en un lado de potencial alto del n-ésimo paquete de baterías Pn y un n-ésimo conmutador de potencial bajo Sn' instalado en un lado de potencial bajo del n-ésimo paquete de baterías Pn. Por otro lado, aunque del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías no se muestran en el dibujo, cada uno del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías incluye un conmutador de potencial alto y un conmutador de potencial bajo de la misma forma que el paquete de baterías ilustrado. Además, en cada unidad de conmutación, puede omitirse cualquiera del conmutador de potencial alto y el conmutador de potencial bajo.
En la presente divulgación, las unidades de conmutación S1 a Sn pueden ser un conmutador de semiconductores, tal como un MOSFET, o un conmutador mecánico, tal como un relé, pero la presente divulgación no se limita a ello.
El aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye un circuito de precarga FC. El circuito de precarga FC incluye una resistencia de precarga RF y un conmutador de precarga FS conectados en serie, y está conectado en paralelo al nodo de enlace en paralelo N.
En general, en un extremo frontal de la carga L se proporciona un condensador Cap. El condensador Cap está conectado en paralelo entre el paquete de múltiples baterías MP y la carga L. El condensador Cap funciona como un filtro para evitar que se aplique una señal de ruido hacia la carga L.
Si el paquete de múltiples baterías MP está conectado a la carga L, fluye una corriente de irrupción desde el paquete de baterías MP al condensador Cap durante un tiempo corto. El circuito de precarga FC es un circuito auxiliar para evitar que la corriente de irrupción fluya a la carga cuando el paquete de baterías MP se conecta a la carga L.
Cuando el paquete de múltiples baterías MP está conectado a la carga L, se enciende en primer lugar el relé de potencial bajo M-, y entonces se enciende el conmutador de precarga FS del circuito de precarga FC. Si es así, una corriente de descarga empieza a fluir desde el paquete de múltiples baterías MP al condensador Cap a través de la resistencia de precarga RF. Además, cuando pasa un tiempo predeterminado y el condensador Cap está completamente cargado por la corriente de descarga, se enciende el relé de potencial alto M+ y se apaga el conmutador de precarga FS. Si es así, la corriente de descarga fluye de forma estable desde el paquete de múltiples baterías MP a la carga L. El tiempo predeterminado puede estar predeterminado por una constante de tiempo determinada por la resistencia de precarga RF incluida en el circuito de precarga FC y el condensador Cap. Preferentemente, el tiempo predeterminado puede establecerse como 1 y 2 veces la constante de tiempo.
El aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In instalados en líneas de alimentación conectadas al primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn, respectivamente, para medir una corriente que fluye a través de cada paquete de baterías. Es decir, el primer sensor de corriente I1 mide la magnitud de corriente que fluye a través del primer paquete de baterías P1. Además, el segundo sensor de corriente I2 mide la magnitud de corriente que fluye a través del segundo paquete de baterías P2. Además, el tercer sensor de corriente I3 mide la magnitud de corriente que fluye a través del tercer paquete de baterías P3. El n-ésimo sensor de corriente In mide la magnitud de la corriente que fluye a través del n-ésimo paquete de baterías Pn. Aunque no se muestra en el dibujo, el cuarto al n - 1-ésimo sensores de corriente miden la magnitud de las corrientes que fluyen a través del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías, respectivamente. En el dibujo, se muestra que del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In están incluidos en los paquetes de baterías, respectivamente. Sin embargo, en la presente divulgación, el primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In también pueden instalarse fuera de los paquetes de baterías, sin limitación.
Del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In pueden ser sensores de efecto Hall. El sensor de efecto Hall es un sensor de corriente conocido que emite una señal de voltaje correspondiente a la magnitud de una corriente. En otro ejemplo, del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In pueden ser resistencias de detección. Si se mide el voltaje aplicado a ambos extremos de la resistencia de detección, la magnitud de la corriente que fluye a través de la resistencia de detección puede determinarse usando la ley de Ohm. En otras palabras, si la magnitud del voltaje medido se divide por un valor de resistencia conocido de la resistencia de detección, puede determinarse la magnitud de la corriente que fluye a través de la resistencia de detección.
El aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye del primer al n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn instalados respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn para medir un voltaje para cada paquete de baterías. El primer sensor de voltaje V1 mide el voltaje entre el terminal de electrodo positivo y el terminal de electrodo negativo del primer paquete de baterías P1. Además, el segundo sensor de voltaje V2 mide el voltaje entre el terminal de electrodo positivo y el terminal de electrodo negativo del segundo paquete de baterías P2. Además, el tercer sensor de voltaje V3 mide el voltaje entre el terminal de electrodo positivo y el terminal de electrodo negativo del tercer paquete de baterías P3. Además, el n-ésimo sensor de voltaje Vn mide el voltaje entre el terminal de electrodo positivo y el terminal de electrodo negativo del n-ésimo paquete de baterías Pn. Aunque no se muestra en el dibujo, el cuarto al n - 1-ésimo sensores de voltaje miden el voltaje entre el terminal de electrodo positivo y el terminal de electrodo negativo del cuarto al n - 1-ésimo paquetes de baterías, respectivamente.
El primer al n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn incluyen un circuito de medición de voltaje tal como un circuito amplificador diferencial. Debido a que el circuito de medición de voltaje es bien conocido en la técnica, el circuito de medición de voltaje no se describirá con detalle en el presente caso.
El aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con la presente divulgación incluye una unidad de control 20 acoplada operativamente a la primera a la n-ésima unidades de conmutación S1 a Sn, el conmutador de precarga FS, el primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In, y el primer al n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn.
En una realización, la unidad de control 20 puede diagnosticar un fallo de la unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías y/o la degradación del paquete de baterías mientras se está descargando la corriente de precarga desde el paquete de múltiples baterías MP.
Sin embargo, es obvio para los expertos en la materia que la presente divulgación puede aplicarse para diagnosticar un fallo de la unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías y/o la degradación del paquete de baterías mientras se está descargando o cargando el paquete de múltiples baterías MP.
De acuerdo con una realización, inmediatamente antes de que el paquete de múltiples baterías MP se conecte a la carga L, la unidad de control 20 enciende el relé de potencial bajo M- y enciende la primera a la n-ésima unidades de conmutación S1 a Sn y el conmutador de precarga fS. Si es así, la corriente de precarga fluye a través de la resistencia de precarga RF hacia el condensador Cap conectado en paralelo entre la carga L y el paquete de múltiples baterías MP.
La Figura 4 es un diagrama que muestra esquemáticamente el flujo de una corriente de precarga cuando el relé de potencial bajo M- y el conmutador de precarga FS están encendidos en un estado en el que las unidades de conmutador S1 a Sn incluidas en cada paquete de baterías están encendidas.
En la Figura 4, un hilo conductor a través del cual fluye una corriente de precarga se indica mediante una línea gruesa de trazo continuo, y una flecha indica un sentido en el que fluye la corriente de precarga. La magnitud de la corriente de precarga aumenta gradualmente y se satura con el paso del tiempo.
La corriente de precarga es una corriente de suma de las corrientes de paquete descargadas desde el primer al nésimo paquete de baterías P1 a Pn, y la magnitud de la corriente de paquete de un k-ésimo paquete de baterías Pk varía con el tiempo de acuerdo con la Ecuación 1 a continuación.
<Ecuación 1>
Ik = (Vpaquete,k/Rin,k) Exp(-t/RC)
En el presente caso, Ik es la magnitud de la corriente de paquete que fluye desde el k-ésimo paquete de baterías Pk al condensador Cap. k es un número natural de 1 a n. Vpaquete,k es el voltaje para el k-ésimo paquete de baterías Pk, que es un valor de voltaje medido por el k-ésimo sensor de voltaje Vk. Rin,k es la resistencia interna del k-ésimo paquete de baterías Pk. El método de cálculo de la resistencia interna se describirá más adelante. t es el tiempo. R es la resistencia de la resistencia de precarga RF. C es la capacidad del condensador Cap conectado en paralelo entre el paquete de múltiples baterías MP y la carga L. R y C son parámetros cuyos valores están preestablecidos. Exp () es una función exponencial de un logaritmo natural e.
La unidad de control 20 mide el número n de corrientes de paquete Ik (k es de 1 a n) que fluyen desde cada paquete de baterías al condensador Cap usando del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In en un punto de tiempo cuando pasa un tiempo preestablecido después de encender el conmutador de precarga FS, y registra el mismo en la unidad de almacenamiento 30. En un ejemplo modificado, la corriente de paquete Ik puede medirse en un punto de tiempo de diagnóstico preestablecido mientras se está cargando o descargando el paquete de múltiples baterías MP.
Además, la unidad de control 20 calcula un valor promedio (Promcorriente) y una desviación típica (acorriente) del número n de corrientes de paquete medidas y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 30.
Además, la unidad de control 20 identifica un paquete de baterías cuya corriente de paquete Ik tiene una magnitud menor que el valor promedio en un valor umbral o más. Además, la unidad de control 20 determina que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emite información (por ejemplo, ID) acerca del paquete de baterías correspondiente.
Preferentemente, la unidad de control 20 identifica un paquete de baterías cuya corriente de paquete Ik tiene una magnitud diferente del valor promedio (Promcorriente) en a*acorriente o más, en concreto, menor que el valor promedio (Promcorriente) en a*acorriente o más, y determina que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado. a tiene un valor comprendido entre 1,0 y 2,0, y es preferentemente de 1,5. Además, la unidad de control 20 emite la información (por ejemplo, ID) acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto. La realización en relación con la salida se describirá más adelante.
De acuerdo con otra realización, la unidad de control 20 mide periódicamente la corriente que fluye a través de cada paquete de baterías y el voltaje aplicado entre el terminal de electrodo positivo y el terminal de electrodo negativo usando los sensores de corriente I1 a In y los sensores de voltaje V1 a Vn del primer al n-ésimo mientras se está cargando o descargando el paquete de múltiples baterías MP, y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 30.
Además, la unidad de control 20 determina el número n de resistencias internas R¡n,k (k es de 1 a n) para el primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn a partir de la pluralidad de datos de voltaje y la pluralidad de datos de corriente medidos para cada paquete de baterías, y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 30. Además, la unidad de control 20 calcula un valor promedio PromR y una desviación típica<or>del número n de resistencias internas Rin<,1>a Rin,n y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 30.
Si la unidad de control 20 calcula la resistencia interna Rin,k de cada paquete de baterías y el valor promedio PromR y la desviación típica<or>del número n de resistencias internas Rin<,1>a Rin,n, la lógica de diagnóstico de fallo en abierto de la unidad de conmutación puede modificarse como sigue.
Específicamente, la unidad de control 20 identifica un paquete de baterías cuya resistencia interna Rin,k es diferente del valor promedio PromR en menos de un valor umbral y cuya corriente de paquete Ik tiene una magnitud diferente del valor promedio en un valor umbral o más. Además, la unidad de control 20 determina que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emite información (por ejemplo, ID) acerca del paquete de baterías correspondiente.
Preferentemente, la unidad de control 20 identifica un paquete de baterías cuya resistencia interna Rin,k es diferente del valor promedio PromR en menos de P*<or>, en concreto, cuya resistencia interna Rin,k no es mayor que el valor promedio PromR en P*<or>o más, y cuya corriente de paquete Ik tiene una magnitud diferente del valor promedio Promcorriente en a*Ocomente o más, en concreto, cuya corriente de paquete Ik tiene una magnitud menor que el valor promedio Promcorriente en a*Ocomente o más. p tiene un valor comprendido entre 1,0 y 2,0, y es preferentemente de 1,5. Además, la unidad de control 20 determina que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emite información (por ejemplo, ID) acerca del paquete de baterías correspondiente.
En otra realización, el aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir una unidad de visualización 40. Además, la unidad de control 20 puede emitir de forma visual la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar un fallo en abierto, a través de la unidad de visualización 40. Además, la unidad de control 20 puede emitir de forma visual la información acerca del paquete de baterías cuya resistencia interna aumenta en un valor umbral o más debido a la degradación a través de la unidad de visualización 40.
En un ejemplo, la unidad de visualización 40 puede ser una pantalla de cristal líquido o una pantalla de diodos emisores de luz orgánicos.
La unidad de visualización 40 no está necesariamente incluida en el aparato de diagnóstico 10, y puede incluirse en otro dispositivo. En este caso, la unidad de control 20 no está conectada directamente a la unidad de visualización 40, sino que está conectada indirectamente a la unidad de visualización 40 a través de un medio de control incluido en otro dispositivo. Por lo tanto, debería entenderse que la conexión eléctrica entre la unidad de visualización 40 y la unidad de control 20 también incluye una conexión indirecta de este tipo.
Por otro lado, si la unidad de control 20 no es capaz de visualizar directamente la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar un fallo en abierto o la información acerca de un paquete de baterías degradado cuya resistencia interna aumenta en el valor umbral o más, la unidad de control 20 puede proporcionar la información de diagnóstico a otro dispositivo que incluye una unidad de visualización. En este caso, la unidad de control 20 puede conectarse a otro dispositivo para posibilitar la transmisión de datos, el otro dispositivo puede recibir la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar un fallo en abierto o la información acerca de un paquete de baterías degradado cuya resistencia interna aumenta en el valor umbral o más, y el otro dispositivo puede mostrar la información recibida acerca del paquete de baterías a través de una unidad de visualización conectada al mismo como una interfaz gráfica de usuario.
En otra realización más, el aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir una unidad de notificación 50. Además, la unidad de control 20 puede emitir de forma audible la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar un fallo en abierto, a través de la unidad de notificación 50. Además, la unidad de control 20 puede emitir de forma audible la información acerca del paquete de baterías degradado cuya resistencia interna aumenta en el valor umbral o más debido a la degradación a través de la unidad de notificación 50.
La información emitida a través de la unidad de notificación 50 puede ser un mensaje de voz que indica que ha tenido lugar un fallo en la unidad de conmutación y que, por lo tanto, es necesario inspeccionar el paquete de baterías. El mensaje de voz puede incluir un mensaje que indica que es necesario inspeccionar un paquete de baterías degradado cuya resistencia interna aumenta en el valor umbral o más. Como alternativa, la unidad de notificación 50 puede simplemente emitir un sonido de advertencia preestablecido.
Si la unidad de notificación 50 es un medio capaz de emitir sonido, no existe ninguna limitación especial en cuanto a su tipo. En un ejemplo, la unidad de notificación 50 puede ser un altavoz o un zumbador.
En otra realización más, el aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir una unidad de comunicación 60. Además, la unidad de control 20 puede transmitir la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar un fallo en abierto a un dispositivo externo a través de la unidad de comunicación 60. Además, la unidad de control 20 puede transmitir la información acerca de un paquete de baterías degradado cuya resistencia interna aumenta en el valor umbral o más debido a la degradación a un dispositivo externo a través de la unidad de comunicación 60.
Preferentemente, la unidad de comunicación 60 puede ser una interfaz de comunicación capaz de transmitir o recibir datos de comunicación. La interfaz de comunicación puede soportar comunicación por CAN (red de área de controlador), LIN (red de interconexión local), FlexRay o MOST (transporte de sistemas orientados a medios). Ventajosamente, la interfaz de comunicación puede soportar comunicación cableada y/o inalámbrica.
La unidad de control 20 puede generar datos de comunicación que incluyen la información (por ejemplo, ID) acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar un fallo en abierto o acerca de un paquete de baterías degradado cuya resistencia interna aumenta en el valor umbral o más debido a la degradación, y entonces emitir los datos de comunicación generados a través de la unidad de comunicación 60. Los datos de comunicación pueden transferirse a una unidad de control incluida en un dispositivo externo a través de una red de comunicación. Después de recibir los datos de comunicación, la unidad de control del dispositivo externo puede extraer la información (por ejemplo, ID) acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar un fallo en abierto o acerca de un paquete de baterías degradado cuya resistencia interna aumenta en el valor umbral o más debido a la degradación a partir de los datos de comunicación, y presentar visualmente la información extraída en una unidad de visualización conectada al dispositivo externo. Por ejemplo, el dispositivo externo puede ser un aparato de diagnóstico dedicado capaz de diagnosticar un fallo en abierto de la unidad de conmutación y/o la degradación del paquete de baterías o un ordenador de control principal de una carga equipada con el primer al nésimo paquetes de baterías P1-Pn, por ejemplo, un vehículo eléctrico.
En la presente divulgación, no existe ninguna limitación particular en cuanto al tipo de unidad de almacenamiento 30 siempre que sea un medio de almacenamiento capaz de registrar y borrar información. Como un ejemplo, la unidad de almacenamiento 30 puede ser una RAM, una ROM, una EEPROm , un registro o una memoria flash. La unidad de almacenamiento 30 también puede conectarse eléctricamente a la unidad de control 20 a través de, por ejemplo, un bus de datos para que la unidad de control 20 pueda acceder a la misma.
La unidad de almacenamiento 30 también almacena y/o actualiza y/o borra y/o transmite un programa que incluye diversas lógicas de control ejecutadas por la unidad de control 20, y/o datos generados cuando se ejecuta la lógica de control. La unidad de almacenamiento 30 puede estar dividida lógicamente en dos o más partes y puede incluirse en la unidad de control 20 sin limitación.
En la presente divulgación, la unidad de control 20 puede controlar del primer al n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn, recibir señales de medición de voltaje V1 a Vn desde el primer al n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn para determinar un voltaje de cada paquete de baterías, y registrar el mismo en la unidad de almacenamiento 30. Además, la unidad de control 20 puede controlar del primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In, recibir señales de medición de corriente I1 a In desde el primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In para determinar la magnitud de la corriente que fluye a través de cada paquete de baterías, y registrar la misma en la unidad de almacenamiento 30. Asimismo, la unidad de control 20 puede emitir señales S1+ a Sn+ y S1 a Sm, que son señales de control de conmutación para controlar la operación de encendido o apagado de las unidades de conmutación S1 a Sn incluidas en cada paquete de baterías. En el presente caso, las señales S1+ a Sn+ son señales para controlar los conmutadores de potencial alto, y las señales S1- a Sm son señales para controlar los conmutadores de potencial bajo.
En la presente divulgación, la unidad de control 20 puede incluir opcionalmente un procesador, un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC), otro conjunto de chips, un circuito lógico, un registro, un módem de comunicación, un dispositivo de procesamiento de datos, o similares, conocido en la técnica para ejecutar las diversas lógicas de control descritas anteriormente. Además, cuando la lógica de control se implementa en software, la unidad de control 20 puede implementarse como un conjunto de módulos de programa. En este momento, el módulo de programa puede almacenarse en una memoria y ser ejecutado por un procesador. La memoria puede proporcionarse dentro o fuera del procesador y conectarse al procesador a través de diversos componentes informáticos bien conocidos. Asimismo, la memoria puede incluirse en la unidad de almacenamiento 30. Además, la memoria se refiere a un dispositivo en el que se almacena información, independientemente del tipo de dispositivo, y no se refiere a un dispositivo de memoria específico.
Además, pueden combinarse una o más de las diversas lógicas de control de la unidad de control esclava 20, y las lógicas de control combinadas pueden escribirse en un sistema de código legible por ordenador y registrarse en un medio de registro legible por ordenador. El soporte de registro no está particularmente limitado siempre que un procesador incluido en un ordenador pueda acceder al mismo. Como un ejemplo, el medio de almacenamiento incluye al menos uno seleccionado de entre el grupo que consiste en una ROM, una RAM, un registro, un CD-ROM, una cinta magnética, un disco duro, un disquete y un dispositivo de registro de datos óptico. El esquema de código puede distribuirse a un ordenador interconectado en red para almacenarse y ejecutarse en el mismo. Además, programas funcionales, códigos y segmentos de código para implementar las lógicas de control combinadas pueden ser deducidos fácilmente por programadores versados en la materia a la que pertenece la presente divulgación.
El aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con la presente divulgación puede incluirse en un sistema de gestión de batería 100 como se muestra en la Figura 9. El sistema de gestión de batería 100 controla el funcionamiento global relacionado con la carga y descarga de una batería, y es un sistema informático denominado sistema de gestión de batería (BMS) en la técnica.
Además, el aparato de diagnóstico 10 de acuerdo con la presente divulgación puede montarse en diversos tipos de mecanismo de accionamiento eléctrico 200 como se muestra en la Figura 10.
De acuerdo con una realización, el mecanismo de accionamiento eléctrico 200 puede ser un dispositivo informático móvil, tal como un teléfono móvil, un ordenador portátil y un ordenador de tipo tableta, o un dispositivo multimedios de mano, tal como una cámara digital, una videocámara y un dispositivo de reproducción audio/vídeo.
De acuerdo con otra realización, el mecanismo de accionamiento eléctrico 200 puede ser un dispositivo de accionamiento eléctrico móvil mediante electricidad, tal como un vehículo eléctrico, un vehículo eléctrico híbrido, una bicicleta eléctrica, una motocicleta eléctrica, un tren eléctrico, un barco eléctrico y un avión eléctrico, o una herramienta eléctrica que tiene un motor, tal como un taladro eléctrico y una amoladora eléctrica.
La Figura 5 es un diagrama de flujo para ilustrar específicamente un método para calcular periódicamente una resistencia interna de cada paquete de baterías incluido en el paquete de múltiples baterías M<p>por la unidad de control 20 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Como se muestra en la Figura 5, en la etapa S10, la unidad de control 20 determina si el paquete de múltiples baterías MP se está cargando o descargando.
En la etapa S10, la unidad de control 20 supervisa la magnitud de una corriente que fluye a través de un hilo conductor usando un sensor de corriente (no representado) instalado en el hilo conductor a través del cual fluye una corriente de carga o una corriente de descarga, y si la magnitud de la corriente está por encima de un cierto nivel, la unidad de control 20 determina que el paquete de múltiples baterías MP se está cargando o descargando.
Mientras se está cargando o descargando el paquete de múltiples baterías MP, la unidad de control 20 mantiene las unidades de conmutación S1 a Sn incluidas en cada paquete de baterías y el relé de potencial alto M+ y el relé de potencial bajo M- en un estado de encendido, y mantiene el conmutador de precarga f S en un estado de apagado.
Si el resultado de determinación en la etapa S10 es SÍ, la unidad de control 20 desplaza el proceso a la Etapa S20.
En la etapa S20, la unidad de control 20 mide las corrientes que fluyen a través del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn y los voltajes del primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn a intervalos de tiempo regulares usando el primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In y el primer al n-ésimo sensores de voltaje V1 a Vn, y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 30. La etapa S30 se realiza después de la etapa S20.
En la etapa S30, la unidad de control 20 calcula una resistencia interna Rin,k de cada paquete de baterías usando la pluralidad de datos de voltaje y datos de corriente registrados en la unidad de almacenamiento 30, y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 30.
La resistencia interna Rin,k se calcula a partir de un valor absoluto de una pendiente de una línea I-V calculada mediante un análisis de regresión lineal sobre la pluralidad de datos de voltaje y datos de corriente medidos para cada paquete de baterías. El método de cálculo de una resistencia interna es bien conocido en la técnica y, por lo tanto, no se describirá con detalle en el presente caso. La etapa S40 se realiza después de la etapa S30.
En la etapa S40, la unidad de control 20 calcula un valor promedio PromR y una desviación típica or del número n de resistencias internas analizando estadísticamente la resistencia interna Rin,k de cada paquete de baterías, y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 30. La etapa S50 se realiza después de la etapa S40.
En la etapa S50, la unidad de control 20 determina si ha transcurrido un ciclo de actualización para la resistencia interna.
Si el resultado de determinación de la etapa S50 es SÍ, en la etapa S60, la unidad de control 20 determina si se está manteniendo la carga o la descarga del paquete de múltiples baterías MP. Por otro lado, si el resultado de determinación en la etapa S50 es NO, la unidad de control 20 aplaza el proceso.
Si el resultado de determinación de la etapa S60 es SÍ, la unidad de control 20 procede a la etapa S20 para repetir el proceso de calcular la resistencia interna R¡n,k de cada paquete de baterías y calcular el valor promedio PromR y la desviación típica<cr>del número n de resistencias internas. Por otro lado, si el resultado de determinación de la etapa S60 es NO, la unidad de control 20 finaliza la lógica de cálculo de la resistencia interna de cada paquete de baterías. Las Figuras 6 y 7 son diagramas de flujo para ilustrar específicamente un método para diagnosticar un fallo de la unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías del paquete de múltiples baterías MP y/o la degradación del paquete de múltiples baterías por la unidad de control 20 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La realización de la presente divulgación diagnostica un fallo de la unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías y/o la degradación del paquete de baterías mientras se está descargando una corriente de precarga desde el paquete de múltiples baterías MP.
Sin embargo, es obvio para los expertos en la materia que la presente divulgación puede aplicarse para diagnosticar un fallo de la unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías y/o la degradación del paquete de baterías mientras se está descargando o cargando el paquete de múltiples baterías MP.
Como se muestra en la Figura 6, en la etapa S70, la unidad de control 20 determina si existe una solicitud de descarga procedente de un dispositivo de control que gestiona la carga L. Para este fin, la unidad de control 20 supervisa si se recibe un mensaje de solicitud de descarga del dispositivo de control de la carga L por medio de la unidad de comunicación 60.
Si, en la etapa S70, se determina que hay una solicitud de descarga desde el dispositivo de control de la carga L, la unidad de control 20 desplaza el proceso a la Etapa S80. Por otro lado, si, en la etapa S70, se determina que no hay ninguna solicitud de descarga, la unidad de control 20 aplaza el proceso.
En la etapa S80, la unidad de control 20 enciende la primera a la n-ésima unidades de conmutación S1 a Sn incluidas respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn. La etapa S90 se realiza después de la etapa S80.
En la etapa S90, la unidad de control 20 enciende el relé de potencial bajo M- del paquete de múltiples baterías MP y el conmutador de precarga FS incluido en el circuito de precarga FC.
Si tiene lugar la etapa S90, una corriente de paquete fluye desde el primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn al condensador Cap conectado en paralelo entre el paquete de múltiples baterías MP y la carga L. En el presente caso, la corriente de paquete corresponde a la corriente de precarga. La etapa S100 se realiza después de la etapa S90.
En la etapa S100, la unidad de control 20 inicia el recuento de tiempo. Además, en la etapa S110, la unidad de control 20 determina si ha transcurrido un tiempo predeterminado haciendo referencia al valor de recuento de tiempo. El tiempo predeterminado se preestablece teniendo en cuenta una constante de tiempo obtenida multiplicando la resistencia de la resistencia de precarga RF incluida en el circuito de precarga FC y la capacidad del condensador Cap conectado en paralelo entre el paquete de múltiples baterías MP y la carga L. Por ejemplo, el tiempo predeterminado puede establecerse como 1 y 2 veces la constante de tiempo.
Si el resultado de determinación de la etapa S110 es SÍ, la unidad de control 20 desplaza el proceso a la Etapa S120. En la etapa S120, la unidad de control 20 mide la magnitud de las corrientes del primer al n-ésimo paquetes Ik (k es de 1 a n) que fluyen desde el primer al n-ésimo paquetes de baterías P1 a Pn al condensador Cap usando el primer al n-ésimo sensores de corriente I1 a In, y registra la misma en la unidad de almacenamiento 30. La etapa S130 se realiza después de la etapa S120. En el presente caso, se mide la corriente de paquete Ik para cada paquete de baterías, por lo que el número de corrientes de paquete medidas es n.
En la etapa S130, la unidad de control 20 calcula el valor promedio Promcomente y una desviación típica acorriente del número n de corrientes de paquete medidas Ik (k es de 1 a n), y registra los mismos en la unidad de almacenamiento 30. La etapa S140 se realiza después de la etapa S130.
En la etapa S140, la unidad de control 20 calcula una diferencia (AIk) entre cada valor de corriente de paquete Ik y el valor promedio Promcomente usando la siguiente ecuación. La etapa S150 se realiza después de la etapa S140. El número de AIk calculado en la etapa S140 es de n.
<Ecuación 2>
AIk = |Ik - Promcorrientej (k es de 1 a n)
En la etapa S150, la unidad de control 20 calcula una diferencia (ARin,k) entre la resistencia interna Rin,k de cada paquete de baterías y el valor promedio de la resistencia interna PromR usando la siguiente ecuación. La etapa S160 se realiza después de la etapa S150. El número de ARin,k calculado en la etapa S150 es de n.
<Ecuación 3>
ARin,k = |Rin,k - PromR|
En la etapa S160, la unidad de control 20 establece el índice de paquete k como 1 para diagnosticar las unidades de conmutación incluidas en cada paquete de baterías. La etapa S170 de la Figura 7 tiene lugar después de la etapa S160.
Haciendo referencia a la Figura 7, en la etapa S170, la unidad de control 20 determina si Ah para el primer paquete de baterías es mayor que o igual a 0*0corriente. En el presente caso, a tiene un valor comprendido entre 1,0 y 2,0, y puede ser preferentemente de 1,5.
Si el resultado de determinación de la etapa S170 es SÍ, en concreto, si la magnitud de la corriente que fluye desde el primer paquete de baterías al condensador Cap es menor que el valor promedio en a*acorriente o más, la unidad de control 20 desplaza el proceso a la Etapa S180.
Como referencia, en un estado en el que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación, la magnitud de la corriente que fluye desde el paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación correspondiente, hacia el condensador Cap se disminuye hasta cerca de cero. Por lo tanto, la magnitud de la corriente de paquete es menor que el valor promedio.
En la etapa S180, la unidad de control 20 determina si ARin,k es mayor que o igual a p*aR. En el presente caso, p tiene un valor comprendido entre 1,0 y 2,0, y puede ser preferentemente de 1,5.
Si el resultado de determinación de la etapa S180 es SÍ, en concreto, si la resistencia interna Rin<,1>del primer paquete de baterías es mayor que el valor promedio PromR de las resistencias internas en p*aR o más, la unidad de control 20 desplaza el proceso a S190.
En el presente caso, si la resistencia interna Rin<,1>del primer paquete de baterías es mayor que el valor promedio PromR de las resistencias internas en p*aR o más, ello significa que el grado de degradación del paquete de baterías es considerablemente mayor que el de los paquetes de baterías restantes. En este caso, la magnitud de la corriente que fluye desde el paquete de baterías al condensador Cap es considerablemente menor que el valor promedio.
En la etapa S190, la unidad de control 20 determina que la magnitud de la corriente de paquete h del primer paquete de baterías es menor que el valor promedio Prominente en a*acorriente o más debido a que la resistencia interna del paquete aumenta más que el valor promedio en p*aR o más, no debido al fallo de la unidad de conmutación, sino a la degradación del primer paquete de baterías, disminuyendo de ese modo la magnitud de la corriente de paquete. La etapa S200 se realiza después de la etapa S190.
La unidad de control 20 genera un resultado de diagnóstico en la etapa S200 y emite el mismo a través de la unidad de visualización 40, la unidad de notificación 50 o la unidad de comunicación 60. El resultado de diagnóstico incluye información (por ejemplo, ID) acerca del paquete de baterías cuya resistencia interna se aumenta por encima del valor promedio en el valor umbral o más. La etapa S210 se realiza después de la etapa S200.
La unidad de control 20 determina si el valor asignado al índice de paquete k es n en la etapa S210. En el presente caso, n es el número total de baterías conectadas en paralelo en el paquete de múltiples baterías MP.
Si el resultado de determinación de la etapa S210 es SÍ, la unidad de control 20 finaliza el proceso de diagnóstico de acuerdo con la realización de la presente divulgación. Por otro lado, si el resultado de determinación de la etapa S210 es NO, la unidad de control 20 aumenta el índice de paquete k en 1 en la etapa S220, y entonces desplaza el proceso a S170 para proceder con el proceso de diagnóstico para la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías del siguiente pedido.
Por otro lado, si el resultado de determinación de la etapa S180 es NO, en concreto, si la resistencia interna Rin<,1>del primer paquete de baterías no es mayor que el valor promedio PromR de las resistencias internas en p*aR o más, la unidad de control 20 desplaza el proceso a S230.
En la etapa S230, la unidad de control determina que la magnitud de la corriente de paquete h del primer paquete de baterías es menor que el valor promedio en a*acorriente o más debido a que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación y, por lo tanto, el primer paquete de baterías no se descarga apropiadamente.
En el presente caso, el fallo en abierto significa que la unidad de conmutación mantiene un estado de apagado aunque se aplique una señal de encendido a la unidad de conmutación. La etapa S240 se realiza después de la etapa S230.
En la etapa S240, la unidad de control 20 genera un resultado de diagnóstico y emite el mismo a través de la unidad de visualización 40, la unidad de notificación 50 y la unidad de comunicación 60. El resultado de diagnóstico incluye información (por ejemplo, ID) acerca del paquete de baterías en el que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación. La etapa S250 se realiza después de la etapa S240.
En la etapa S250, la unidad de control 20 determina si el valor asignado al índice de paquete k es n. En el presente caso, n es el número total de baterías conectadas en paralelo en el paquete de múltiples baterías MP.
Si el resultado de determinación de la etapa S250 es SÍ, la unidad de control 20 finaliza el proceso de diagnóstico de acuerdo con la realización de la presente divulgación. Por otro lado, si el resultado de determinación de la etapa S250 es NO, la unidad de control 20 aumenta el índice de paquete k en 1 en la etapa S220, y entonces desplaza el proceso a S170 para proceder con el proceso de diagnóstico para la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías del siguiente pedido.
Si el resultado de determinación en la etapa S170 es NO, en concreto, si la magnitud de la corriente de paquete h del primer paquete de baterías es diferente del valor promedio en menos de a*Ocomente, la unidad de control 20 determina que no hay ningún fallo en la unidad de conmutación y desplaza el proceso a la etapa S260.
En la etapa S260, la unidad de control 20 determina si el índice de paquete k es igual a n. Si el resultado de determinación de la etapa S260 es SÍ, la unidad de control 20 finaliza el proceso de diagnóstico de acuerdo con la realización de la presente divulgación. Si el resultado de determinación de la etapa S260 es NO, la unidad de control 20 puede aumentar el índice de paquete k en 1 en la etapa S220 y devolver el proceso a la etapa S170.
El proceso anterior se repite hasta que el índice k del paquete se vuelve igual a n. Por lo tanto, se repite no solo el diagnóstico de un fallo en abierto en la unidad de conmutación, sino también el diagnóstico del aumento de la resistencia interna debido a la degradación del paquete de baterías, desde el segundo paquete de baterías hasta el n-ésimo paquete de baterías.
La Figura 8 es una tabla que muestra una realización en la que la presente divulgación se aplica mientras se está descargando una corriente de precarga desde un paquete de múltiples baterías MP en el que cinco paquetes de baterías están conectados en paralelo.
Haciendo referencia a la Figura 8, el valor promedio Prominente y la desviación típica acorriente de los valores de corriente de paquete medidos para el primer al quinto paquetes de baterías son 11,62 A y 6,3 A, respectivamente. En la realización, a se establece como 1,5. La diferencia entre el valor medido de la corriente de paquete y el valor promedio es mayor para el quinto paquete de baterías y alcanza 1,71 veces acorriente. Como referencia, un signo negativo significa que el valor medido de la corriente de paquete es menor que el valor promedio, y un signo positivo significa que el valor medido de la corriente de paquete es mayor que el valor promedio.
Además, el valor promedio PromR y la desviación típica aR de las resistencias internas del primer al quinto paquetes de baterías son de 110,4 miliohmios y 7,33 miliohmios, respectivamente. En la realización, el valor de p se establece como 1,5. La más grande de las diferencias entre la resistencia interna y el valor promedio tiene lugar para el quinto paquete de baterías, pero es de 1,17 veces aR. Como referencia, un signo menos significa que la resistencia interna es menor que el valor promedio, y un signo más significa que la resistencia interna es mayor que el valor promedio.
De acuerdo con una realización, debido a que la resistencia interna del quinto paquete de baterías no es mayor que el valor promedio en 1,5 aR o más y el valor medido de la corriente de paquete es mayor que el valor promedio en 1,5 acorriente o más, puede determinarse que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías. El fallo en abierto se refiere a un caso en el que tiene lugar un fallo en abierto en al menos uno del conmutador de potencial alto y el conmutador de potencial bajo de la unidad de conmutación.
Si la resistencia interna del quinto paquete de baterías es mayor que el valor promedio en 1,5 aR o más, puede diagnosticarse que la corriente medida del paquete del quinto paquete de baterías es menor que el valor promedio en 1,5 acorriente o más debido a que la resistencia interna se aumenta no debido a un fallo en abierto en la unidad de conmutación sino debido a una degradación excesiva del paquete de baterías.
De acuerdo con la presente divulgación, a diferencia del método de diagnóstico de unidades de conmutación convencional, puede diagnosticarse de forma fiable un fallo en abierto en una unidad de conmutación incluida en el paquete de múltiples baterías en el que una pluralidad de paquetes de baterías están conectados en paralelo. Además, mientras se está diagnosticando un fallo en abierto en la unidad de conmutación, la degradación del paquete de baterías también puede diagnosticarse conjuntamente.
Además, en la presente divulgación, un fallo de la unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías se diagnostica analizando estadísticamente el valor medido de la corriente que fluye a través de cada paquete de baterías sin medir la magnitud de la corriente total que fluye a través del paquete de múltiples baterías. Este método de diagnóstico proporciona una ventaja económica, debido a que no es necesario usar los componentes requeridos para supervisar la corriente total del paquete de múltiples baterías.
Además, de acuerdo con la presente divulgación, se diagnostica un fallo de la unidad de conmutación incluida en cada paquete de baterías durante la etapa de precarga antes de que empiece a descargarse el paquete de múltiples baterías, y si es imposible descargar algunos paquetes de baterías debido al fallo de la unidad de conmutación, de tal modo que la salida no puede proporcionarse suficientemente a la carga, la descarga del paquete de múltiples baterías puede quedar fundamentalmente bloqueada.
Si una lógica de control de este tipo se aplica a un vehículo eléctrico o similar, cuando la potencia de descarga del paquete de múltiples baterías no es tan suficiente para asegurar el funcionamiento seguro del vehículo, es posible impedir que arranque el vehículo, evitando de ese modo accidentes de antemano.
En la descripción de las diversas realizaciones ilustrativas de la presente divulgación, debería entenderse que el elemento denominado "unidad" se distingue funcionalmente en lugar de físicamente. Por lo tanto, cada elemento puede integrarse selectivamente con otros elementos o cada elemento puede dividirse en subelementos para una(s) lógica(s) de control de implementación eficaz/eficaces. Sin embargo, es obvio para los expertos en la materia que, si se puede reconocer la identidad funcional para los elementos integrados o divididos, los elementos integrados o divididos caen dentro del alcance de la presente divulgación.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías (MP) en el que un primer a un n-ésimo paquetes de baterías (P1, P2, P3, ... , Pn) se conectan en paralelo a través de un nodo de enlace en paralelo (N), comprendiendo el aparato:
una primera a una n-ésima unidades de conmutación (S1, S2, S3, ... , Sn) incluidas respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías;
un primer a un n-ésimo sensores de corriente (A1, A2, A3, ... , An) instalados respectivamente en líneas de alimentación conectadas al primer al n-ésimo paquetes de baterías para medir una corriente que fluye a través de cada paquete de baterías;
un primer a un n-ésimo sensores de voltaje (V1, V2, V3, ... , Vn) instalados respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías para medir un voltaje para cada paquete de baterías; y
una unidad de control (20) acoplada operativamente con la primera a la n-ésima unidades de conmutación, el primer al n-ésimo sensores de corriente y el primer al n-ésimo sensores de voltaje,
en donde la unidad de control está configurada para ejecutar:
una primera lógica de control para medir una corriente de paquete (I1, I2, I3, ... , In) que fluye a través de cada paquete de baterías usando el primer al n-ésimo sensores de corriente, y calcular un valor promedio de las corrientes de paquete (Promcorriente); y
una segunda lógica de control para identificar un paquete de baterías cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en un valor umbral o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado,
caracterizado por quela unidad de control está configurada para ejecutar la primera lógica de control en un punto de tiempo cuando pasa un tiempo preestablecido después de encender la primera a la n-ésima unidades de conmutación, ejecutar la segunda lógica de control para emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto, y
la unidad de control está configurada para ejecutar adicionalmente:
una tercera lógica de control para medir periódicamente el voltaje y la corriente de cada paquete de baterías usando el primer al n-ésimo sensores de voltaje y el primer al n-ésimo sensores de corriente mientras se está cargando o descargando el paquete de múltiples baterías, determinar resistencias internas (Rin,k) del primer al n-ésimo paquetes de baterías a partir de la pluralidad de datos de voltaje y la pluralidad de datos de corriente medidos para cada paquete de baterías, y calcular un valor promedio de las resistencias internas (PromR),
en donde, en la segunda lógica de control, la unidad de control está configurada para ejecutar una lógica de control para identificar un paquete de baterías cuya resistencia interna es diferente del valor promedio en menos de un valor umbral y cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en el valor umbral o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
2. El aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde, en la segunda lógica de control, la unidad de control está configurada para identificar un paquete de baterías cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en 1,0 Ocorriente a 2,0 Ocorriente, siendo Ocorriente una desviación típica de las corrientes de paquete, o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
3. El aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde, en la segunda lógica de control, la unidad de control está configurada para identificar un paquete de baterías cuya resistencia interna es diferente del valor promedio en menos de 1,0<or>a 2,0<or>, siendo<or>una desviación típica de las resistencias internas, y cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en 1,0 Ocorriente a 2,0 Ocorriente, siendo Ocorriente una desviación típica de las corrientes de paquete, o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
4. El aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde, en la segunda lógica de control, la unidad de control está configurada para emitir la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto al exterior a través de una unidad de visualización, una unidad de notificación o una unidad de comunicación.
5. Un sistema de gestión de batería, que comprende el aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con la reivindicación 1.
6. Un mecanismo de accionamiento eléctrico, que comprende el aparato para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con la reivindicación 1.
7. Un método para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías (MP) a través de un nodo de enlace en paralelo (N), comprendiendo el método:
(a) proporcionar (S20) una primera a una n-ésima unidades de conmutación (S1, S2, S3, ... , Sn) incluidas respectivamente en el primer al n-ésimo paquetes de baterías (P1, P2, P3, ... , Pn); un primer a un n-ésimo sensores de corriente (A1, A2, A3, ... , An) instalados respectivamente en líneas de alimentación conectadas al primer al n-ésimo paquetes de baterías para medir una corriente que fluye a través de cada paquete de baterías; y un primer a un n-ésimo sensores de voltaje (V1, V2, V3, ... , Vn) instalados respectivamente en el primer al nésimo paquetes de baterías para medir un voltaje para cada paquete de baterías;
(b) medir (S20) una corriente de paquete que fluye a través de cada paquete de baterías usando el primer al nésimo sensores de corriente en un punto de tiempo cuando pasa un tiempo preestablecido después de encender la primera a la n-ésima unidades de conmutación, y calcular un valor promedio de las corrientes de paquete; y (c) identificar un paquete de baterías cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en un valor umbral o más, determinar que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y emitir información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto,
(d) medir periódicamente el voltaje y la corriente de cada paquete de baterías usando el primer al n-ésimo sensores de voltaje y el primer al n-ésimo sensores de corriente mientras se está cargando o descargando el paquete de múltiples baterías, determinar resistencias internas del primer al n-ésimo paquetes de baterías a partir de la pluralidad de datos de voltaje y la pluralidad de datos de corriente medidos para cada paquete de baterías, y calcular un valor promedio de las resistencias internas,
en donde, en la etapa (c), se identifica un paquete de baterías cuya resistencia interna es diferente del valor promedio en menos de un valor umbral y cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en el valor umbral o más, se determina que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y se emite información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
8. El método para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con la reivindicación 7,
en donde, en la etapa (c), se identifica un paquete de baterías cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en 1,0 Ocorriente a 2,0 Ocorriente, siendo Ocorriente una desviación típica de las corrientes de paquete, o más, se determina que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y se emite información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
9. El método para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con la reivindicación 7,
en donde, en la etapa (c), se identifica un paquete de baterías cuya resistencia interna es diferente del valor promedio en menos de 1,0 o<r>a 2,0 o<r>, siendo o<r>una desviación típica de las resistencias internas, y cuya corriente de paquete tiene una magnitud menor que el valor promedio en 1,0 Ocorriente a 2,0 Ocorriente, siendo Ocorriente una desviación típica de las corrientes de paquete, o más, se determina que tiene lugar un fallo en abierto en la unidad de conmutación incluida en el paquete de baterías identificado, y se emite información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto.
10. El método para diagnosticar un fallo de una unidad de conmutación incluida en un paquete de múltiples baterías de acuerdo con la reivindicación 7,
en donde, en la etapa (c), la información acerca del paquete de baterías que incluye la unidad de conmutación en la que tiene lugar el fallo en abierto se emite a través de una unidad de visualización, una unidad de notificación o una unidad de comunicación.
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