ES3052190T3 - Apparatus and method for balancing battery packs connected in parallel - Google Patents

Apparatus and method for balancing battery packs connected in parallel

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ES3052190T3
ES3052190T3 ES20878410T ES20878410T ES3052190T3 ES 3052190 T3 ES3052190 T3 ES 3052190T3 ES 20878410 T ES20878410 T ES 20878410T ES 20878410 T ES20878410 T ES 20878410T ES 3052190 T3 ES3052190 T3 ES 3052190T3
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Su-Won Kang
Han-Sol Kim
Bum-Hee Lee
Sang-Ki Lee
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Abstract

Se describe un dispositivo y un método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo. Según la presente invención, cuando una desviación de tensión de un paquete de baterías, de uno a un enésimo paquete, supera un primer valor umbral, se descarga una celda de la batería y se realiza una operación de equilibrado en cada unidad de paquete de baterías. La celda tiene una tensión superior a la tensión objetivo de equilibrado, configurada según un criterio preconfigurado entre todas las tensiones de celda. Además, cuando la desviación de tensión es igual o inferior al primer valor umbral, se descarga una celda de la batería y se realiza una operación de equilibrado en cada unidad de paquete de baterías. La celda tiene una tensión superior a la tensión objetivo de equilibrado, configurada según el criterio preconfigurado entre las tensiones de las celdas incluidas en un paquete de baterías, cuya desviación de tensión supera un segundo valor umbral. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Aparato y método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo
[0003] Sector de la técnica
[0004] La presente descripción se refiere a un aparato y a un método para equilibrar paquetes de baterías y, más en particular, a un aparato y a un método para equilibrar múltiples paquetes de baterías conectados en paralelo.
[0005] Antecedentes de la invención
[0006] El campo de aplicación de las baterías está aumentando gradualmente no solo a dispositivos móviles como, por ejemplo, teléfonos celulares, ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes y pizarras electrónicas, sino también a vehículos accionados eléctricamente (EV, HEV, PHEV), sistemas de almacenamiento de energía (ESS, por sus siglas en inglés) de gran capacidad, o similares.
[0007] Un sistema de batería montado a un vehículo eléctrico incluye múltiples paquetes de baterías conectados en paralelo para garantizar una alta capacidad energética, y cada paquete de baterías incluye múltiples celdas de batería conectadas en serie.
[0008] En esta memoria descriptiva, la celda de batería puede incluir una unidad de celda o múltiples unidades de celda conectadas en paralelo. La unidad de celda 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 tipo bolsa puede considerarse una unidad de celda.
[0009] Las múltiples celdas de batería incluidas en el paquete de baterías no tienen las mismas características electroquímicas. Además, a medida que el número de ciclos de carga/descarga aumenta, la velocidad de degradación varía para cada celda de batería, de modo que la desviación de rendimiento de las celdas de batería se convierte en mayor.
[0010] En general, cuanto mayor es el grado de degradación de la celda de batería, más alta es la tasa de cambio de tensión. Por consiguiente, mientras múltiples celdas de batería se están cargando o descargando, las tensiones de las celdas de batería representan una desviación.
[0011] Cuando un sistema de batería se carga o descarga, si ocurre una desviación de tensión entre las celdas de batería, también ocurre una desviación de tensión de paquete entre los paquetes de baterías. Esto se debe a que las tensiones de las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías no son las mismas. Aquí, la tensión de paquete corresponde a la suma de tensiones de las celdas de batería conectadas en serie e incluidas en el paquete de baterías.
[0012] Si ocurre una desviación de tensión de paquete entre paquetes de batería, una corriente de irrupción fluye entre los paquetes de baterías durante un período corto cuando comienza la carga o descarga del sistema de batería.
[0013] La corriente de irrupción fluye de un paquete de baterías de alta tensión a un paquete de baterías de baja tensión. La corriente de irrupción daña los componentes eléctricos, por ejemplo, un interruptor de relé, incluidos en un dispositivo de carga al que se monta el sistema de batería, y daña las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías a través de las cuales fluye la corriente de irrupción.
[0014] Las estrategias de equilibrio convencionales se han centrado en eliminar la desviación de tensión de las celdas de batería conectadas en serie. Sin embargo, en un sistema de batería que incluye paquetes de baterías conectados en paralelo, si solo las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías están equilibradas, la desviación de tensión de paquete aumenta, lo cual hace que el problema de la corriente de irrupción sea más serio.
[0015] Por lo tanto, para los paquetes de baterías conectados en paralelo, es necesario evitar, de manera eficaz, el problema que puede surgir a partir de una corriente de irrupción no solo equilibrando las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías sino también equilibrando los paquetes de baterías entre sí en un momento apropiado. El documento US-A‑20111074353 describe un aparato de ecualización de baterías que comprende circuitos de detección de tensión de celda para detectar la tensión de celda de celdas (11) de batería recargables conectadas en serie de unidades (10) de batería. Los circuitos (45) de detección de tensión unitaria detectan tensiones unitarias que son la tensión total de las unidades de batería. Un controlador (30) de fuente de alimentación controla los circuitos de ecualización de capacidad de celda para ecualizar las capacidades restantes de las celdas de batería en cada unidad de batería y controla los circuitos (40) de ecualización de capacidad unitaria para ecualizar las capacidades restantes de la unidad de batería en un bloque de batería completo.
[0016] Antecedentes adicionales de la técnica se describen en los documentos KR 101601714 B1, EP 2919360 A1, y EP 2148384 A1.
[0017] Explicación de la invención
[0018] Problema técnico
[0019] La presente descripción está diseñada a resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente descripción está dirigida a proveer un aparato y un método para equilibrar múltiples paquetes de baterías conectados en paralelo, lo cual puede llevar a cabo, de manera eficaz, el equilibrio de tensión de los paquetes de baterías y celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías en un sistema de batería que incluye paquetes de baterías conectados en paralelo.
[0020] Solución técnica
[0021] En un aspecto de la presente descripción, se provee un aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo, como se define por la reivindicación independiente 1. En particular, el aparato es capaz de llevar a cabo, de forma complementaria, el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas, comprendiendo el aparato: primero a n<ésimo>paquetes de baterías conectados en paralelo entre sí e incluyendo respectivamente múltiples celdas de batería conectadas en serie; una unidad de medición de tensión configurada para medir las tensiones de las múltiples celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías; múltiples circuitos de descarga conectados en paralelo para corresponder a las múltiples celdas de batería; y una unidad de control conectada, de forma operativa, a la unidad de medición de tensión y a los múltiples circuitos de descarga.
[0022] La unidad de control está configurada para: medir tensiones de todas las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías en un intervalo de tiempo predeterminado por medio de la unidad de medición de tensión, determinar una tensión de paquete de cada paquete de baterías a partir de las tensiones medidas de las celdas de batería, y determinar una desviación de tensión de paquete y una desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías; cuando la desviación de tensión de paquete es mayor que un primer valor umbral, determinar una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de todas las celdas incluidas en el primero a n<ésimo>paquetes de baterías como una tensión objetivo de equilibrio de paquetes, identificar una celda de batería que tiene una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de paquetes entre las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías, y operar un circuito de descarga conectado a la celda de batería identificada para reducir la desviación de tensión de paquete al valor del primer umbral o por debajo; y cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral, identificar un paquete de celdas que tiene una desviación de tensión de celda mayor que un segundo valor umbral, determinar una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado como una tensión objetivo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías identificado, y operar un circuito de descarga conectado a una celda de batería que tiene una tensión mayor que la tensión objetivo de equilibrio de celdas entre las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado para reducir la desviación de tensión de celda al segundo valor umbral o por debajo.
[0023] Según una realización, cada circuito de descarga puede incluir un conmutador y una resistencia.
[0024] Según otra realización, la unidad de control puede configurarse para detener el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral y la desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías es igual a o menor que el segundo valor umbral.
[0025] Según incluso otra realización, la unidad de control puede configurarse para reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral a medida que aumenta el número de ciclos de carga/descarga de los paquetes de baterías conectados en paralelo.
[0026] Según incluso otra realización, el aparato de equilibrio según la presente descripción puede comprender además una unidad de medición de corriente configurada para medir una corriente de irrupción que fluye hacia cada paquete de baterías, y la unidad de control puede configurarse para determinar un valor máximo de la corriente de irrupción midiendo la corriente de irrupción que fluye hacia cada paquete de baterías por medio de la unidad de medición de corriente, y reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral según un nivel del valor máximo de la corriente de irrupción.
[0027] Preferiblemente, cuando la desviación de tensión de paquete es mayor que el primer valor umbral, la unidad de control puede configurarse para determinar una tensión de celda más baja entre las tensiones de todas las celdas incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes de baterías o una tensión de celda promedio de las tensiones de todas las celdas como la tensión objetivo de equilibrio de paquetes.
[0028] Preferiblemente, cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral, la unidad de control puede configurarse para identificar un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral, y determinar una tensión de celda más baja entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado o una tensión de celda promedio de las mismas como la tensión objetivo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías identificado.
[0029] En otro aspecto de la presente descripción, también se provee un sistema de gestión de batería o un mecanismo de accionamiento eléctrico, que comprenden el aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo como se describe más arriba.
[0030] En otro aspecto de la presente descripción, se provee también un método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo, como se define por la reivindicación independiente 10. En particular, el método comprende: (a) por una unidad de medición de tensión, medir tensiones de todas las celdas de batería incluidas en múltiples paquetes de baterías en un intervalo de tiempo predeterminado; (b) determinar una tensión de paquete de cada paquete de baterías a partir de las tensiones medidas de las celdas de batería; (c) determinar una desviación de tensión de paquete y una desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías; (d) cuando la desviación de tensión de paquete es mayor que un primer valor umbral, determinar una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de todas las celdas incluidas en los múltiples paquetes de baterías como una tensión objetivo de equilibrio de paquetes, identificar una celda de batería que tiene una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de paquetes entre las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías, y operar un circuito de descarga conectado a la celda de batería identificada para reducir la desviación de tensión de paquete al valor del primer umbral o por debajo; y (e) cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral, identificar un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que un segundo valor umbral, determinar una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado como una tensión objetivo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías identificado, y operar un circuito de descarga conectado a una celda de batería que tiene una tensión mayor que la tensión objetivo de equilibrio de celdas entre las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado para reducir la desviación de tensión de celda al segundo valor umbral o por debajo.
[0031] Según una realización, el método de equilibrio según la presente descripción puede comprender además: detener la operación para el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral y la desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías es igual a o menor que el segundo valor umbral.
[0032] Según otra realización, el método de equilibrio según la presente descripción puede además comprender: reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral a medida que aumenta el número de ciclos de carga/descarga de los paquetes de baterías conectados en paralelo.
[0033] Según incluso otra realización, el método de equilibrio según la presente descripción puede comprender además: por una unidad de medición de corriente, medir una corriente de irrupción que fluye hacia cada paquete de baterías; y determinar un valor máximo de la corriente de irrupción y reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral según un nivel del valor máximo de la corriente de irrupción.
[0034] Preferiblemente, en la etapa (d), cuando la desviación de tensión de paquete es mayor que el primer valor umbral, una tensión de celda más baja entre las tensiones de todas las celdas incluidas en los múltiples paquetes de baterías o una tensión de celda promedio de las tensiones de todas las celdas pueden determinarse como la tensión de objetivo de equilibrio de paquetes.
[0035] Preferiblemente, en la etapa (e), cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral, puede identificarse un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral, y puede determinarse una tensión de celda más baja entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado o una tensión de celda promedio de las mismas como la tensión objetivo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías identificado.
[0036] Efectos ventajosos
[0037] Según una realización de la presente descripción, es posible evitar que los componentes eléctricos (por ejemplo, interruptores de relé) o celdas de batería se dañen debido a una corriente de irrupción reduciendo una diferencia de tensión entre paquetes de baterías en un sistema de batería que incluye paquetes de baterías conectados en paralelo.
[0038] Según otra realización de la presente descripción, la desviación de tensión de paquete puede mantenerse en un mínimo por el uso complementario de equilibrio de paquetes entre paquetes de baterías y equilibrio de celdas dentro del paquete de baterías.
[0039] Breve descripción de los dibujos
[0040] Los dibujos anexos ilustran una realización preferida de la presente descripción y, junto con la descripción anterior, sirven para proveer una mayor comprensión de las características técnicas de la presente descripción y, por consiguiente, la presente descripción no se interpreta como limitada a los dibujos.
[0041] La FIG. 1 es un diagrama de bloques que muestra un aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo (en lo sucesivo, también denominado “aparato de equilibrio”) según una realización de la presente descripción.
[0042] La FIG. 2 es un diagrama de flujo para ilustrar un método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo (en lo sucesivo, también denominado “método de equilibrio”) según una realización de la presente descripción.
[0043] Las FIGS. 3 a 6 son tablas para ilustrar específicamente un proceso en el cual el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas se usan de forma complementaria cuando se aplica el método de equilibrio según una realización de la presente descripción.
[0044] La FIG. 7 es un diagrama de bloques que muestra un sistema de gestión de batería que incluye el aparato de equilibrio según una realización de la presente descripción.
[0045] La FIG.8 es un diagrama de bloques que muestra un mecanismo de accionamiento eléctrico que incluye el aparato de equilibrio según una realización de la presente descripción.
[0046] Realización preferente de la invención
[0047] De aquí en adelante, realizaciones preferidas de la presente descripción se describirán en detalle con referencia a los dibujos anexos. Con anterioridad a la descripción, debe comprenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas no deben interpretarse como limitados a significados generales y de diccionario, sino que, más bien, deben interpretarse según los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente descripción según el principio de que el inventor puede definir términos de manera apropiada para una mejor explicación. Por lo tanto, la descripción propuesta en la presente memoria es solo un ejemplo preferible en aras de la ilustración solamente, que no pretende limitar el alcance de la descripción, de modo que debe comprenderse que otros equivalentes y modificaciones pueden realizarse a la misma sin apartarse del alcance de la descripción.
[0048] En las realizaciones descritas más abajo, una celda de batería se refiere a una batería secundaria de litio. Aquí, la batería secundaria de litio se refiere conjuntamente a una batería secundaria en la cual iones de litio actúan como iones de trabajo durante la carga y descarga para provocar una reacción electroquímica en un electrodo positivo y un electrodo negativo.
[0049] Mientras tanto, incluso si el nombre de la batería secundaria cambia dependiendo del tipo de electrolito o separador usado en la batería secundaria de litio, el tipo de material de empaquetado usado para empaquetar la batería secundaria, y la estructura interior o exterior de la batería secundaria de litio, siempre que se usen iones de litio como iones de trabajo, debe interpretarse que la batería secundaria se incluye en la categoría de la batería secundaria de litio.
[0050] La presente descripción también puede aplicarse a otras baterías secundarias distintas de la batería secundaria de litio. Por lo tanto, incluso si los iones de trabajo no son iones de litio, cualquier batería secundaria a la cual pueda aplicarse la idea técnica de la presente descripción debe interpretarse como incluida en la categoría de la presente descripción independientemente de su tipo.
[0051] Además, debe observarse con antelación que la celda de batería puede referirse a una unidad de celda o a múltiples unidades de celda conectadas en paralelo.
[0052] La FIG. 1 es un diagrama de bloques que muestra un aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo (en lo sucesivo, también denominado “aparato de equilibrio”) según una realización de la presente descripción.
[0053] Con referencia a la FIG. 1, un aparato 10 de equilibrio según una realización de la presente descripción es un dispositivo que puede acoplarse al primero al n<ésimo>paquetes P1, P2, ..., Pn de baterías conectados en paralelo para llevar a cabo, de manera complementaria, el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas para el primero al n<ésimo>paquetes P1, P2, ..., Pn de baterías.
[0054] Cada uno del primero al n<ésimo>paquetes P1, P2, ..., Pn de baterías incluye múltiples celdas de batería conectadas en serie en el mismo. Es decir, el primer paquete P1 de baterías incluye primera a p<ésima>celdas C<11>a C<1p>de batería conectadas en serie. Además, el segundo paquete P2 de baterías incluye primera a p<ésima>celdas C<21>a C<2p>de batería conectadas en serie. Además, el n<ésimo>paquete Pn de baterías incluye primera a p<ésima>celdas C<n1>a C<np>de batería conectadas en serie. Aunque no se muestra en el dibujo, cada uno del tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías incluye el p número de celdas de batería conectadas en serie en la misma manera que los paquetes de baterías ilustrados.
[0055] En la presente descripción, el equilibrio de paquetes se refiere al equilibrio llevado a cabo cuando la desviación de tensión entre el primero a n<ésimo>paquetes P1, P2, ..., Pn de baterías es mayor que un primer valor umbral. Además, el equilibrio de celdas se refiere al equilibrio llevado a cabo cuando la desviación de tensión entre las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías es mayor que un segundo valor umbral. En un ejemplo, equilibrio significa consumo de energía almacenada en una celda de batería a través de descarga.
[0056] El aparato 10 de equilibrio según la presente descripción incluye una unidad 20 de medición de tensión para medir tensiones de múltiples celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías. La unidad 20 de medición de tensión incluye múltiples circuitos de medición de tensión instalados dentro del paquete de baterías para medir la tensión de cada celda de batería. Es decir, el primer paquete P1 de baterías incluye primero a p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión. Además, el segundo paquete P2 de baterías incluye primero a p<ésimo>circuitos V<21>a V<2p>de medición de tensión. Además, el n<ésimo>paquete Pn de baterías incluye primero a p<ésimo>circuitos V<n1>a V<np>de medición de tensión. Aunque no se ilustran el tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías, cada uno del tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías incluye el p número de circuitos de medición de tensión en la misma manera que los paquetes de baterías ilustrados.
[0057] El primero al p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión incluidos en el primer paquete P1 de baterías están eléctricamente acoplados con la unidad 40 de control para enviar y recibir señales eléctricas. Además, el primero al p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión miden tensiones aplicadas entre electrodos positivos y electrodos negativos de la primera a p<ésima>celdas C<11>, C<12>, C<13>, ..., C<1p>de batería en un intervalo de tiempo bajo el control de la unidad 40 de control y emiten una señal que indica la magnitud de la tensión medida a la unidad 40 de control. La unidad 40 de control determina la tensión de cada celda C<11>, C<12>, C<13>, ..., C<1p>de batería a partir de la señal emitida desde el primero a p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión y almacena el valor de tensión determinado en una unidad 50 de almacenamiento.
[0058] De manera similar, el primero al p<ésimo>circuitos V<21>a V<2p>de medición de tensión incluidos en el segundo paquete P2 de baterías están eléctricamente acoplados con la unidad 40 de control para enviar y recibir señales eléctricas. Además, el primero al p<ésimo>circuitos V<21>a V<2p>de medición de tensión miden tensiones aplicadas entre electrodos positivos y electrodos negativos de la primera a p<ésima>celdas C<21>, C<22>, C<23>, ..., C<2p>de batería en un intervalo de tiempo bajo el control de la unidad 40 de control y emiten una señal que indica la magnitud de la tensión medida a la unidad 40 de control. La unidad 40 de control determina la tensión de cada celda C<21>, C<22>, C<23>, ..., C<2p>de batería a partir de la señal emitida desde el primero al p<ésimo>circuitos V<21>a V<2p>de medición de tensión y almacena el valor de tensión determinado en la unidad 50 de almacenamiento.
[0059] De manera similar, el primero al p<ésimo>circuitos V<n1>a V<np>de medición de tensión incluidos en el n<ésimo>paquete Pn de baterías están eléctricamente acoplados con la unidad 40 de control para enviar y recibir señales eléctricas. Asimismo, el primero al p<ésimo>circuitos V<n1>a V<np>de medición de tensión miden tensiones aplicadas entre electrodos positivos y electrodos negativos de la primera a la p<ésima>celdas C<n1>, C<n2>, C<n3>, ..., C<np>de batería en un intervalo de tiempo bajo el control de la unidad 40 de control y emiten una señal que indica la magnitud de la tensión medida a la unidad 40 de control. La unidad 40 de control determina la tensión de cada celda C<n1>, C<n2>, C<n3>,..., C<np>de batería a partir de la señal emitida desde el primero al p<ésimo>circuitos V<n1>a V<np>de medición de tensión y almacena el valor de tensión determinado en la unidad 50 de almacenamiento.
[0060] Cada circuito de medición de tensión de la unidad 20 de medición de tensión incluye un circuito de medición de tensión comúnmente usado en la técnica, por ejemplo, un amplificador diferencial. La configuración del circuito de medición de tensión es obvia para las personas con experiencia en la técnica y, por consiguiente, no se describirá en detalle aquí.
[0061] No existe limitación particular alguna sobre el tipo de unidad 50 de almacenamiento siempre que sea un medio de almacenamiento capaz de grabar y borrar información. Como ejemplo, la unidad 50 de almacenamiento puede ser una RAM, una ROM, una EEPROM, un registro, o una memoria flash. La unidad 50 de almacenamiento puede también estar conectada eléctricamente a la unidad 40 de control a través de, por ejemplo, un bus de datos para ser accesible por la unidad 40 de control.
[0062] La unidad 50 de almacenamiento también almacena y/o actualiza y/o borra y/o transmite un programa que incluye varias lógicas de control llevadas a cabo por la unidad 40 de control, y/o datos generados cuando se ejecuta la lógica de control. La unidad 50 de almacenamiento puede dividirse lógicamente en dos o más partes y puede incluirse en la unidad 40 de control sin limitación.
[0063] El aparato 10 de equilibrio según la presente descripción incluye una unidad 30 de equilibrio instalada en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías. La unidad 30 de equilibrio incluye múltiples circuitos de descarga instalados dentro de los paquetes de baterías y capaces de descargar cada celda de batería durante el equilibrio de paquetes o el equilibrio de celdas llevados a cabo de forma complementaria. Es decir, el primer paquete P1 de baterías incluye primero a p<ésimo>circuitos B<11>a B<1p>de descarga. Además, el segundo paquete P2 de baterías incluye primero a p<ésimo>circuitos B<21>a B<2p>de descarga. Además, el n<ésimo>paquete Pn de baterías incluye primero a p<ésimo>circuitos B<n1>a B<np>de descarga. Aunque no se ilustran el tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías, cada uno del tercero a n-1<ésimo>paquetes de baterías incluye el p número de circuitos de descarga en la misma manera que los paquetes de baterías ilustrados.
[0064] El primero al p<ésimo>circuitos B<11>a B<1p>de descarga incluidos en el primer paquete P1 de baterías están eléctricamente acoplados con la unidad 40 de control para enviar y recibir señales eléctricas. Además, cada uno del primero al p<ésimo>circuitos B<11>a B<1p>de descarga descarga la celda de batería conectada al mismo bajo el control de la unidad 40 de control. Con tal fin, cada uno del primero al p<ésimo>circuitos B<11>a B<1p>de descarga incluye una resistencia R y un conmutador S. La unidad 40 de control aplica una señal de encendido o una señal de apagado al conmutador S. Si la señal de encendido se aplica al conmutador S, el circuito de descarga comienza la operación, y si la señal de apagado se aplica al conmutador S, el circuito de descarga detiene la operación.
[0065] De manera similar, el primero al p<ésimo>circuitos B<21>a B<2p>de descarga incluidos en el segundo paquete P2 de baterías están eléctricamente acoplados con la unidad 40 de control para enviar y recibir señales eléctricas. Además, cada uno del primero al p<ésimo>circuitos B<21>a B<2p>de descarga descarga la celda de batería conectada al mismo bajo el control de la unidad 40 de control. Con tal fin, cada uno del primero al p<ésimo>circuitos B<21>a B<2p>de descarga incluye una resistencia R y un conmutador S. La unidad 40 de control aplica una señal de encendido o una señal de apagado al conmutador S. Si la señal de encendido se aplica al conmutador S, el circuito de descarga comienza la operación, y si la señal de apagado se aplica al conmutador S, el circuito de descarga detiene la operación.
[0066] De manera similar, el primero al p<ésimo>circuitos B<n1>a B<np>de descarga incluidos en el n<ésimo>paquete Pn de baterías están eléctricamente acoplados con la unidad 40 de control para enviar y recibir señales eléctricas. Además, cada uno del primero al p<ésimo>circuitos B<n1>a B<np>de descarga descarga la celda de batería conectada al mismo bajo el control de la unidad 40 de control. Con tal fin, cada uno del primero al p<ésimo>circuitos B<n1>a B<np>de descarga incluye una resistencia R y un conmutador S. La unidad 40 de control aplica una señal de encendido o una señal de apagado al conmutador S. Si la señal de encendido se aplica al conmutador S, el circuito de descarga comienza la operación, y si la señal de apagado se aplica al conmutador S, el circuito de descarga detiene la operación.
[0067] Según una realización, el aparato 10 de equilibrio según la presente descripción incluye la unidad 40 de control. La unidad 40 de control controla el primero al p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión del primer paquete P1 de baterías, el primero al p<ésimo>circuitos V<21>a V<2p>de medición de tensión del segundo paquete P2 de baterías y el primero al p<ésimo>circuitos V<n1>a V<np>de medición de tensión del n<ésimo>paquete Pn de baterías en un cierto intervalo de tiempo para recibir las señales de medición de tensión de celdas de batería de cada circuito de medición de tensión, y registra los valores de tensión de todas las celdas de batería en la unidad 50 de almacenamiento. El funcionamiento de la unidad 40 de control puede aplicarse de forma idéntica al tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías.
[0068] La unidad 40 de control también determina tensiones de paquetes del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías a partir de las tensiones medidas de las celdas de batería y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. Es decir, la unidad 40 de control determina una tensión de paquete del primer paquete P1 de baterías sumando los valores de tensión de la primera a la p<ésima>celdas C<11>a C<1p>de batería incluidas en el primer paquete P1 de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. Además, la unidad 40 de control determina una tensión de paquete del segundo paquete P2 de baterías sumando los valores de tensión de la primera a la p<ésima>celdas C<21>a C<2p>de batería incluidas en el segundo paquete P2 de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. Además, la unidad 40 de control determina una tensión de paquete del n<ésimo>paquete Pn de baterías sumando los valores de tensión de la primera a la p<ésima>celdas C<n1>a C<np>de batería incluidas en el n<ésimo>paquete Pn de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. El funcionamiento de la unidad 40 de control puede aplicarse de forma idéntica al tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías.
[0069] La unidad 40 de control también determina una desviación de tensión de paquete y una desviación de tensión de celda del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías usando la información de tensión de las celdas de batería registrada en la unidad 50 de almacenamiento y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. Es decir, la unidad 40 de control determina una diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo entre las tensiones de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías registradas en la unidad 50 de almacenamiento como una desviación de tensión de paquete y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. Además, la unidad 40 de control determina una diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo entre las tensiones de la primera a p<ésima>celdas C<11>a C<1p>de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento como una desviación de tensión de celda del primer paquete P1 de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. Además, la unidad 40 de control determina una diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo entre las tensiones de la primera a p<ésima>celdas C<21>a C<2p>de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento como una desviación de tensión de celda del segundo paquete P2 de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. Además, la unidad 40 de control determina una diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo entre las tensiones de la primera a p<ésima>celdas C<n1>a C<np>de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento como una desviación de tensión de celda del n<ésimo>paquete Pn de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. El funcionamiento de la unidad 40 de control puede aplicarse de forma idéntica al tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías.
[0070] Si la desviación de tensión de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías es mayor que el primer valor umbral, la unidad 40 de control determina una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de todas las celdas incluidas en el primero a n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías como una tensión objetivo de equilibrio de paquetes.
[0071] Como ejemplo no restrictivo, la tensión de celda correspondiente al criterio preestablecido puede ser una tensión de celda más baja entre todas las tensiones de celda o una tensión promedio de todas las tensiones de celda. El primer valor umbral se establece como un valor optimizado para lograr el objeto de la presente descripción y se registra con antelación en la unidad 50 de almacenamiento. En un ejemplo, el primer valor umbral puede tener un valor de entre 1,2 V y 1,5 V, pero la presente descripción no está limitada a ello. Además, la unidad 40 de control identifica una celda de batería que tiene una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de paquetes entre las celdas de batería incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías y aplica una señal de encendido al conmutador S incluido en el circuito de descarga conectado a la celda de batería identificada para operar el correspondiente circuito de descarga, comenzando de este modo la operación de equilibrio de paquetes.
[0072] Después de que se inicie la operación de equilibrio de paquetes, la unidad 40 de control también mide las tensiones aplicadas entre los electrodos positivos y los electrodos negativos de la primera a la p<ésima>celdas C<11>, C<12>, C<13>, ..., C<1p>de batería usando el primero al p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión del primer paquete P1 de baterías en un intervalo de tiempo como se describe más arriba, y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. La operación de medición y almacenamiento de tensión de la unidad 40 de control se aplica de forma idéntica al segundo al n<ésimo>paquetes P2 a Pn de baterías.
[0073] La unidad 40 de control también determina las tensiones de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías según la información de tensión de las celdas de batería registrada en la unidad 50 de almacenamiento cuando las tensiones de las celdas de batería se miden mientras se está llevando a cabo el equilibrio de paquetes, determina una desviación de tensión de paquete en base a la información de tensión de paquete, y monitoriza la magnitud de la desviación de tensión de paquete.
[0074] Si la desviación de tensión de paquete monitorizada es igual a o menor que el primer valor umbral, la unidad 40 de control también identifica el circuito de descarga al cual se ha aplicado la señal de encendido para detener el equilibrio de paquetes, y aplica una señal de apagado al conmutador incluido en el circuito de descarga identificado para detener el funcionamiento del circuito de descarga identificado. Mediante ello, se detiene el modo de equilibrio de paquetes.
[0075] Después de que se detenga el modo de equilibrio de paquetes, la unidad 40 de control también mide las tensiones aplicadas entre los electrodos positivos y los electrodos negativos de la primera a la p<ésima>celdas C<11>, C<12>, C<13>, ..., C<1p>de batería usando el primero al p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión del primer paquete P1 de baterías en un intervalo de tiempo como se describe más arriba nuevamente y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. La operación de la unidad 40 de control se aplica de forma idéntica al segundo al n<ésimo>paquetes P2 a Pn de baterías.
[0076] La unidad 40 de control también determina la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo entre las tensiones de la primera a la p<ésima>celdas C<11>a C<1p>de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento como una desviación de tensión de celda del primer paquete P1 de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. Además, la unidad 40 de control determina la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo entre las tensiones de la primera a la p<ésima>celdas C<21>a C<2p>de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento como una desviación de tensión de celda del segundo paquete P2 de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. Además, la unidad 40 de control determina la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo entre las tensiones de la primera a la p<ésima>celdas C<n1>a C<np>de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento como una desviación de tensión de celda del n<ésimo>paquete Pn de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. El funcionamiento de la unidad 40 de control puede aplicarse de forma idéntica al tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías.
[0077] La unidad 40 de control también identifica un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral mediante referencia a la desviación de tensión de celda del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías registrada en la unidad 50 de almacenamiento. El número de paquetes de baterías identificados puede ser uno o más, y el segundo valor umbral se establece como un valor optimizado y registrado con antelación en la unidad 50 de almacenamiento. El segundo valor umbral tiene un tamaño más pequeño que el primer valor umbral, y puede tener un valor de entre 0,1 V y 0,5 V, por ejemplo, pero la presente descripción no se encuentra limitada a ello.
[0078] La unidad 40 de control también determina la tensión de celda correspondiente al criterio preestablecido entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado como una tensión objetivo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías identificado, y opera un circuito de descarga conectado a una celda de batería que tiene una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio entre las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado para comenzar la operación de equilibrio de celdas. Es preferible que la operación de más arriba de la unidad 40 de control se aplique independientemente para cada paquete de baterías identificado como uno que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral. Como ejemplo no restrictivo, la tensión de celda correspondiente al criterio preestablecido puede ser una tensión de celda más baja entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado o una tensión de celda promedio de las mismas.
[0079] Después de que se inicie la operación de equilibrio de celdas, la unidad 40 de control también mide las tensiones aplicadas entre los electrodos positivos y los electrodos negativos de la primera a la p<ésima>celdas C<11>, C<12>, C<13>, ..., C<1p>de batería usando el primero al p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión del primer paquete P1 de baterías en un intervalo de tiempo como se describe más arriba, y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. La operación de medición y almacenamiento de tensión de la unidad 40 de control se aplica de forma idéntica al segundo al n<ésimo>paquetes P2 a Pn de baterías.
[0080] La unidad 40 de control también calcula una desviación de tensión de celda para el paquete de baterías en el que se lleva a cabo el equilibrio de celdas, en base a la información de tensión de las celdas de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento cuando las tensiones de las celdas de batería se miden mientras se está llevando a cabo el equilibrio de celdas, y monitoriza su magnitud.
[0081] Si la desviación de tensión de celda que se está monitorizando se convierte en igual a o menor que el segundo valor umbral, la unidad 40 de control también identifica un paquete de baterías que satisface la condición correspondiente, identifica un circuito de descarga al cual se ha aplicado la señal de encendido entre los circuitos de descarga incluidos en el paquete de baterías identificado con el fin de detener el equilibrio de celdas, y aplica una señal de apagado al conmutador incluido en el circuito de descarga identificado para detener el funcionamiento del circuito de descarga identificado. Como resultado, se detiene el modo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda reducida al segundo valor umbral o por debajo. Por supuesto, la unidad 40 de control mantiene el modo de equilibrio de celdas para un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral. Además, la unidad 40 de control puede repetir la operación de monitorización de la desviación de tensión de celda y de mantenimiento o detención del modo de equilibrio de celdas en base al resultado, mientras se identifica el paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral.
[0082] La unidad 40 de control puede mantener la desviación de tensión de paquete entre el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías para que sea igual a o menor que el primer valor umbral y al mismo tiempo mantener la desviación de tensión de celda de cada uno del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías para que sea igual a o menor que el segundo valor umbral llevando a cabo, de manera complementaria, el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas como se describe más arriba.
[0083] La unidad 40 de control puede ejecutar, de forma periódica, un modo de equilibrio que incluye equilibrio de paquetes y equilibrio de celdas. Además, la unidad 40 de control puede detener la carga o descarga del sistema de batería que incluye el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías mientras el modo de equilibrio está en progreso. Además, mientras se miden periódicamente las tensiones de todas las celdas de batería incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías mientras se carga o descarga el sistema de batería, la unidad 40 de control puede detener la carga o descarga del sistema de batería y llevar a cabo el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas cuando se satisface una condición de inicio de equilibrio de paquetes. Además, si se satisface una condición de detención para el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas, la unidad 40 de control puede comenzar la carga o descarga del sistema de batería nuevamente. Además, cuando el sistema de batería está en un estado de no carga, la unidad 40 de control puede medir las tensiones de todas las celdas de batería incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías después de que el estado de no carga haya transcurrido durante un tiempo predeterminado, y llevar a cabo el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas si se satisface la condición de inicio de equilibrio de paquetes.
[0084] Es obvio que la unidad 40 de control detiene el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas si la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral y la desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías es igual a o menor que el segundo valor umbral.
[0085] Según otra realización, la unidad 40 de control puede configurarse para contar el número de ciclos de carga/descarga del sistema de batería que incluye el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías conectados en paralelo, registrar el mismo en la unidad 50 de almacenamiento, y reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral a medida que aumenta el número de ciclos de carga/descarga. Si el número de ciclos de carga/descarga aumenta, el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías se degradan y, por consiguiente, la diferencia en rendimiento aumenta entre los paquetes de baterías. Por lo tanto, es deseable aliviar la condición de inicio para el equilibrio de paquetes o el equilibrio de celdas reduciendo el primer valor umbral y el segundo valor umbral.
[0086] El número de ciclos de carga/descarga se refiere al número acumulativo de veces que el sistema de batería se carga por encima de un SOC (estado de carga, SOC, por sus siglas en inglés) preestablecido y luego se descarga nuevamente por debajo del SOC preestablecido. La unidad 40 de control puede calcular, de manera acumulativa, el número de ciclos de carga/descarga mientras el sistema de batería se está cargando o descargando mediante la monitorización de las tensiones de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías, y registrar el mismo en la unidad 50 de almacenamiento.
[0087] Según otra realización, el aparato 10 de equilibrio según la presente descripción puede incluir además una unidad 60 de medición de corriente para medir la magnitud de una corriente de irrupción que fluye hacia el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías. La unidad 60 de medición de corriente incluye un primer circuito I<1>de medición de corriente instalado en un lado de alto potencial del primer paquete P1 de baterías para medir la magnitud de una corriente de irrupción que fluye hacia el primer paquete P1 de baterías, un segundo circuito I<2>de medición de corriente instalado en un lado de alto potencial del segundo paquete P2 de baterías para medir la magnitud de una corriente de irrupción que fluye hacia el segundo paquete P2 de baterías, y un n<ésimo>circuito I<n>de medición de corriente instalado en un lado de alto potencial del n<ésimo>paquete Pn de baterías para medir la magnitud de una corriente de irrupción que fluye hacia el n<ésimo>paquete Pn de baterías. Además, aunque no se muestra, es obvio que un circuito de medición de corriente también se instala en un lado de alto potencial de cada uno del tercero al n-1<ésimo>paquetes de baterías para medir una corriente de irrupción.
[0088] En el caso anterior, la unidad 40 de control puede configurarse para medir la magnitud de la corriente de irrupción que fluye hacia el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías usando la unidad 60 de medición de corriente, registrar la misma en la unidad 50 de almacenamiento, determinar un valor máximo de la corriente de irrupción, y reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral según el nivel del valor máximo de la corriente de irrupción. Dado que la corriente de irrupción aumenta a medida que se degrada el paquete de baterías, es preferible aliviar una condición de inicio del equilibrio de paquetes o equilibrio de celdas reduciendo el primer valor umbral y el segundo valor umbral con el fin de evitar que el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías se dañen debido a la corriente de irrupción. Con tal fin, una tabla de consulta puede almacenarse en la unidad 50 de almacenamiento con antelación de modo tal que pueda hacerse referencia al primer valor umbral y al segundo valor umbral según el valor máximo de la corriente de irrupción, y la unidad 40 de control puede ajustar el primer valor umbral y el segundo valor umbral según el valor máximo de la corriente de irrupción con referencia a la tabla de consulta.
[0089] En la presente descripción, el primero al n<ésimo>circuitos I<1>a I<n>de medición de corriente pueden ser un sensor Hall que emite una señal de tensión correspondiente a la magnitud de corriente. De manera alternativa, el primero al n<ésimo>circuitos I<1>a I<n>de medición de corriente pueden ser una resistencia de detección y un circuito de resistencia de detección que emiten una señal correspondiente a la tensión aplicada a ambos extremos de la resistencia de detección. La tensión aplicada a ambos extremos de la resistencia de detección puede convertirse en la magnitud de corriente según la ley de Ohm. Los circuitos para medir corriente son conocidos en la técnica y, por consiguiente, no se describirán en detalle aquí.
[0090] En la presente descripción, la unidad 40 de control puede incluir opcionalmente un procesador, un circuito integrado para aplicaciones específicas (ASIC, por sus siglas en inglés), otro conjunto de chips, un circuito lógico, un registro, un módem de comunicación, un dispositivo de procesamiento de datos, o similares, conocidos en la técnica para ejecutar las varias lógicas de control descritas más arriba. Además, cuando la lógica de control se implementa en software, y la unidad 40 de control puede implementarse como un conjunto de módulos de programa. En este momento, el módulo de programa puede almacenarse en una memoria y ejecutarse por un procesador. La memoria puede proveerse dentro o fuera del procesador y puede conectarse al procesador a través de varios componentes de ordenador conocidos. Asimismo, la memoria puede incluirse en la unidad 50 de almacenamiento de la presente descripción. Además, la memoria se refiere a un dispositivo en el cual se almacena información, independientemente del tipo de dispositivo, y no se refiere a un dispositivo de memoria específico.
[0091] Además, una o más de las varias lógicas de control de la unidad 40 de control pueden combinarse, y las lógicas de control combinadas pueden escribirse en un sistema de código legible por ordenador y registrarse en un medio de grabación legible por ordenador. El medio de grabación no está particularmente limitado siempre que sea accesible por un procesador incluido en un ordenador. Como ejemplo, el medio de almacenamiento incluye al menos uno seleccionado del grupo que consiste en una ROM, una RAM, un registro, CD-ROM, una cinta magnética, un disco duro, un disco flexible y un dispositivo de grabación de datos ópticos. El esquema de código puede distribuirse a un ordenador conectado en red para almacenarse y ejecutarse en el mismo. Además, programas, códigos y segmentos de códigos funcionales para implementar las lógicas de control combinadas pueden verse inferidos fácilmente por programadores en la técnica a la que pertenece la presente descripción.
[0092] El aparato 10 de equilibrio según la presente descripción puede incluirse en un sistema 100 de gestión de batería como se muestra en la FIG. 7. El sistema 100 de gestión de batería controla el funcionamiento general relacionado con la carga y descarga de una batería, y es un sistema informático denominado sistema de gestión de batería (BMS, por sus siglas en inglés) en la técnica.
[0093] Además, el aparato 10 de equilibrio según la presente descripción puede montarse a varios tipos de mecanismo 200 de accionamiento eléctrico como se muestra en la FIG.8.
[0094] Según una realización, el mecanismo 200 de accionamiento eléctrico puede ser un dispositivo informático móvil como, por ejemplo, un teléfono móvil, un ordenador portátil y una tableta, o un dispositivo multimedia portátil como, por ejemplo, una cámara digital, una videocámara y un dispositivo de reproducción de audio/vídeo.
[0095] Según otra realización, el mecanismo 200 de accionamiento eléctrico puede ser un dispositivo de energía eléctrica movible por electricidad como, por ejemplo, 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 tenga un motor como, por ejemplo, un taladro eléctrico y una trituradora eléctrica.
[0096] La FIG.2 es un diagrama de flujo que ilustra un método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo (en lo sucesivo, también denominado “método de equilibrio”) según una realización de la presente descripción por la unidad 40 de control.
[0097] Como se muestra en la FIG. 2, en la etapa E10, cuando un sistema de batería que incluye paquetes de baterías conectados en paralelo se está cargando o descargando o cuando el sistema de batería está en un estado de no carga, la unidad 40 de control determina si ha transcurrido un tiempo predeterminado. El tiempo predeterminado puede ser 1 segundo a docenas de segundos, pero la presente descripción no se limita a ello.
[0098] Si el resultado de la determinación en la etapa E10 es SÍ, la unidad 40 de control cambia el proceso a la etapa E20 y comienza el conteo del tiempo. Mientras tanto, si el resultado de la determinación en la etapa E10 es NO, la unidad 40 de control suspende el proceso.
[0099] Después de llevar a cabo la etapa E20, en la etapa E30, la unidad 40 de control mide tensiones de todas las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías usando la unidad 20 de medición de tensión incluida en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. La etapa E40 procede después de la etapa E30.
[0100] En la etapa E40, la unidad 40 de control determina una tensión de paquete para cada uno del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías mediante referencia a la información de tensión de celda registrada en la unidad 50 de almacenamiento, determina una desviación de tensión de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. La tensión de paquete de cada paquete de baterías se determina sumando las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías correspondiente. La desviación de tensión de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías se determina calculando una diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo de las tensiones de paquetes.
[0101] Además, en la etapa E40, la unidad 40 de control determina una desviación de tensión de celda para cada uno del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías mediante referencia a la información de tensión de celda registrada en la unidad 50 de almacenamiento y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. La desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías se determina calculando una diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo de las tensiones de celda mediante referencia a la tensión de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías. La etapa E50 procede después de la etapa E40.
[0102] En la etapa E50, la unidad 40 de control determina si la desviación de tensión de paquete es mayor que el primer valor umbral. En un ejemplo, el primer valor umbral tiene un valor de entre 1,2 V y 1,5 V.
[0103] Si el resultado de la determinación en la etapa E50 es SÍ, la unidad 40 de control procede a la etapa E60. Es decir, en la etapa E60, la unidad 40 de control determina una tensión de celda correspondiente al criterio preestablecido entre las tensiones de todas las celdas incluidas en el primero a n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías como una tensión objetivo de equilibrio de paquetes. Como ejemplo no restrictivo, la tensión de celda correspondiente al criterio preestablecido puede ser una tensión de celda más baja entre todas las tensiones de celda o una tensión de celda promedio de todas las tensiones de celda.
[0104] La etapa E70 procede después de la etapa E60.
[0105] En la etapa E70, la unidad 40 de control identifica una celda de batería que tiene una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de paquetes entre las celdas de batería incluidas en el primero a n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías, y aplica una señal de encendido al conmutador S incluido en el circuito de descarga conectado a la celda de batería identificada para operar el correspondiente circuito de descarga, comenzando de este modo la operación de equilibrio de paquetes.
[0106] Además, después de iniciar la operación de equilibrio de paquetes, en la etapa E70, la unidad 40 de control mide tensiones aplicadas entre los electrodos positivos y los electrodos negativos de la primera a la p<ésima>celdas C<11>, C<12>, C<13>, ..., C<1p>de batería usando el primero al p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión incluidos en el primer paquete P1 de baterías en un intervalo de tiempo y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. La unidad 40 de control mide la tensión de la misma manera para las celdas de batería incluidas en el segundo al n<ésimo>paquetes P2 a Pn de baterías y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento.
[0107] Además, en la etapa E70, cuando las tensiones de las celdas de batería se miden mientras se está llevando a cabo el equilibrio de paquetes, la unidad 40 de control determina las tensiones de paquete para el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías en base a la información de tensión de las celdas de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento, actualiza la desviación de tensión de paquete en base a la información de tensión de paquete, y monitoriza la magnitud de la desviación de tensión de paquete.
[0108] Además, en la etapa E70, si la desviación de tensión de paquete monitorizada es igual a o menor que el primer valor umbral, la unidad 40 de control identifica un circuito de descarga al cual se ha aplicado la señal de encendido para detener el equilibrio de paquetes, y aplica una señal de apagado al conmutador S incluido en el circuito de descarga identificado para detener el funcionamiento del circuito de descarga identificado. Mediante ello, se detiene el modo de equilibrio de paquetes. La etapa E30 procede después de la etapa E70.
[0109] Si se detiene el modo de equilibrio de paquetes, en la etapa E30, la unidad 40 de control mide las tensiones de todas las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías usando la unidad 20 de medición de tensión incluida en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. La etapa E40 procede después de la etapa E30.
[0110] En la etapa E40, la unidad 40 de control determina la tensión de paquete para cada uno del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías mediante referencia a la información de tensión de celda registrada en la unidad 50 de almacenamiento, determina la desviación de tensión de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías, y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. La tensión de paquete de cada paquete de baterías se determina sumando las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías correspondiente. La desviación de tensión de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías se determina calculando la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo de las tensiones de paquetes.
[0111] Además, en la etapa E40, la unidad 40 de control determina la desviación de tensión de celda para cada uno del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías mediante referencia a la información de tensión de celda registrada en la unidad 50 de almacenamiento y registra la misma en la unidad 50 de almacenamiento. La desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías se determina calculando la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo de las tensiones de celda mediante referencia a las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías correspondiente. La etapa E50 procede después de la etapa E40.
[0112] En la etapa E50, la unidad 40 de control determina si la desviación de tensión de paquete es igual a o mayor que el primer valor umbral. En un ejemplo, el primer valor umbral tiene un valor de entre 1,2 V y 1,5 V. Dado que el equilibrio de paquetes se ha llevado a cabo previamente, la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral. Por lo tanto, dado que el resultado de la determinación de la etapa E50 es SÍ, el proceso cambia a la etapa E80.
[0113] En la etapa E80, la unidad 40 de control identifica un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral mediante referencia a la desviación de tensión de celda del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías registrada en la unidad 50 de almacenamiento. El número de paquetes de baterías identificados puede ser uno o más, y el segundo valor umbral se establece como un valor optimizado y registrado con antelación en la unidad 50 de almacenamiento. El segundo valor umbral tiene una magnitud más pequeña que el primer valor umbral, y puede tener un valor de entre 0,1 V y 0,5 V, por ejemplo, pero la presente descripción no se encuentra limitada a ello.
[0114] Si el resultado de la determinación de la etapa E80 es SÍ, procede la etapa E90, mientras que si el resultado de la determinación de la etapa E80 es NO, se termina el procedimiento de equilibrio según la presente descripción. Si el resultado de la determinación de la etapa E80 es SÍ, en la etapa E90, la unidad 40 de control determina la tensión de celda correspondiente al criterio preestablecido entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado como la tensión objetivo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías identificado. Preferiblemente, la tensión objetivo de equilibrio de celdas puede determinarse independientemente para cada paquete de baterías identificado como uno que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral. Como ejemplo no restrictivo, la tensión de celda correspondiente al criterio preestablecido puede ser una tensión de celda más baja entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado o una tensión de celda promedio de las mismas.
[0115] Además, en la etapa E100, la unidad 40 de control comienza el equilibrio de celdas operando un circuito de descarga conectado a la celda de batería que tiene una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de celdas entre las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado. Preferiblemente, la operación de la unidad 40 de control puede aplicarse independientemente para cada paquete de baterías identificado como uno que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral.
[0116] Asimismo, en la etapa E100, después de que se inicie la operación de equilibrio de celdas, como se describe más arriba, la unidad 40 de control mide las tensiones aplicadas entre los electrodos positivos y los electrodos negativos de la primera a la p<ésima>celdas C<11>, C<12>, C<13>, ..., C<1p>de batería usando el primero al p<ésimo>circuitos V<11>a V<1p>de medición de tensión del primer paquete P1 de baterías en un intervalo de tiempo y registra las mismas en la unidad 50 de almacenamiento. La operación de la unidad 40 de control se aplica también de forma idéntica al segundo al n<ésimo>paquetes P2 a Pn de baterías.
[0117] Además, en la etapa E100, cuando las tensiones de las celdas de batería se miden mientras se está llevando a cabo el equilibrio de celdas, la unidad 40 de control determina la desviación de tensión de celda para el paquete de baterías correspondiente en el cual se está llevando a cabo el equilibrio de celdas en base a la información de tensión de las celdas de batería registradas en la unidad 50 de almacenamiento y monitoriza su tamaño.
[0118] Además, en la etapa E100, si la desviación de tensión de celda monitorizada se convierte en igual a o menor que el segundo valor umbral, la unidad 40 de control identifica un paquete de baterías que satisface la condición correspondiente, identifica un circuito de descarga al cual se ha aplicado la señal de encendido entre los circuitos de descarga incluidos en el paquete de baterías identificado con el fin de detener el equilibrio de celdas, y aplica una señal de apagado al conmutador incluido en el circuito de descarga identificado para detener el funcionamiento del circuito de descarga identificado. Como resultado, se detiene el modo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda reducida al segundo valor umbral o por debajo. Por supuesto, la unidad 40 de control mantiene continuamente el modo de equilibrio de celdas para un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral. Además, la unidad 40 de control puede repetir la operación de monitorización de la desviación de tensión de celda y de mantenimiento o detención del modo de equilibrio de celdas en base al resultado, mientras se identifica el paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral.
[0119] Si el resultado de la determinación en la etapa E80 es NO, a saber, si la desviación de tensión de celda del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías no es mayor que el segundo valor umbral, la unidad 40 de control no necesita proceder con el equilibrio de paquetes o el equilibrio de celdas y, por consiguiente, se termina el proceso de equilibrio según la presente descripción.
[0120] La unidad 40 de control puede mantener la desviación de tensión de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías para que sea igual a o menor que el primer valor umbral y también mantener la desviación de tensión de celda de cada uno del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías para que sea igual a o menor que el segundo valor umbral llevando a cabo, de manera complementaria, el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas como se describe más arriba.
[0121] La unidad 40 de control puede repetir, de forma periódica, el proceso de equilibrio de más arriba cuando transcurra un tiempo predeterminado. Por consiguiente, en la etapa E10, la unidad 40 de control puede determinar si ha transcurrido un tiempo predeterminado, y reanudar el funcionamiento del proceso de equilibrio según la presente descripción si transcurre el tiempo predeterminado.
[0122] La unidad 40 de control puede también detener la carga o descarga del sistema de batería que incluye el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías mientras el modo de equilibrio está en progreso. Además, mientras se miden periódicamente las tensiones de todas las celdas de batería incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías mientras se carga o descarga el sistema de batería, la unidad 40 de control puede detener la carga o descarga del sistema de batería cuando se satisfaga la condición de inicio de equilibrio de paquetes, y llevar a cabo el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas de forma complementaria.
[0123] Además, la unidad 40 de control puede iniciar la carga o descarga del sistema de batería nuevamente si se satisfacen las condiciones de detención para el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas. Además, cuando el sistema de batería está en un estado de no carga, la unidad 40 de control puede medir las tensiones de todas las celdas de batería incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías después de que el estado de no carga haya transcurrido durante un tiempo predeterminado, y llevar a cabo el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas si se satisface la condición de inicio de equilibrio de paquetes.
[0124] En el método de equilibrio según la presente descripción, la unidad 40 de control puede contar el número de ciclos de carga/descarga del sistema de batería que incluye el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías conectados en paralelo, registrar el mismo en la unidad 50 de almacenamiento, y reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral a medida que aumenta el número de ciclos de carga/descarga.
[0125] Si el número de ciclos de carga/descarga aumenta, el primero a n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías se degradan y, por consiguiente, la diferencia en rendimiento aumenta entre los paquetes de baterías. Por lo tanto, es deseable aliviar la condición de inicio para el equilibrio de paquetes o el equilibrio de celdas reduciendo el primer valor umbral y el segundo valor umbral.
[0126] El número de ciclos de carga/descarga se refiere al número acumulativo de veces que el sistema de batería se carga por encima de un SOC preestablecido y luego se descarga nuevamente por debajo del SOC preestablecido. La unidad 40 de control puede calcular, de manera acumulativa, el número de ciclos de carga/descarga del sistema de batería monitorizando las tensiones de paquete del primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías, y registrar el mismo en la unidad 50 de almacenamiento.
[0127] En la presente descripción, la unidad 40 de control puede llevar a cabo, de forma selectiva, la etapa de medir la magnitud de la corriente de irrupción que fluye hacia el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías usando la unidad 60 de medición de corriente y registrando la misma en la unidad 50 de almacenamiento. Además, la unidad 40 de control puede además incluir la etapa de determinar un valor máximo de la corriente de irrupción mediante referencia a la magnitud de la corriente de irrupción registrada en la unidad 50 de almacenamiento y reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral según el nivel de valor máximo de la corriente de irrupción.
[0128] Dado que la corriente de irrupción aumenta a medida que se degrada el paquete de baterías, es preferible aliviar una condición de inicio del equilibrio de paquetes o equilibrio de celdas reduciendo el primer valor umbral y el segundo valor umbral según la magnitud de la corriente de irrupción con el fin de evitar que el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías se dañen debido a la corriente de irrupción.
[0129] Con tal fin, una tabla de consulta puede almacenarse en la unidad 50 de almacenamiento con antelación de modo que pueda hacerse referencia al primer valor umbral y al segundo valor umbral según el valor máximo de la corriente de irrupción. En este caso, la unidad 40 de control puede ajustar, de manera adaptativa, el primer valor umbral y el segundo valor umbral según el valor máximo de la corriente de irrupción con referencia a la tabla de consulta.
[0130] Las FIGS.3 a 6 son tablas para ilustrar, de manera específica, el cambio de tensiones de las celdas incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes P1 a Pn de baterías cuando el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas se llevan a cabo, de forma complementaria, según una realización de la presente descripción.
[0131] En la realización descrita más abajo, el primer valor umbral y el segundo valor umbral se establecen en 1,2 V y 0,1 V, respectivamente. Asimismo, la tensión objetivo de equilibrio de paquetes se establece en una tensión de celda más baja entre las tensiones de las celdas incluidas en todo el paquete. Además, la tensión objetivo de equilibrio de celdas se establece en una tensión de celda más baja entre las tensiones de las celdas incluidas en el paquete de baterías correspondiente en el cual se lleva a cabo el equilibrio de celdas.
[0132] Con referencia a la FIG. 3, la tensión de paquete del primer paquete de baterías es de 18,37 V, la tensión de paquete del segundo paquete de baterías es de 19,1 V, y la tensión de paquete del n<ésimo>paquete de baterías es de 17,4 V. Dado que la tensión de paquete del segundo paquete de baterías es más alta y la tensión de paquete del n<ésimo>paquete de baterías es más baja, la desviación de tensión de paquete es de 1,7 V, que es mayor que el primer valor umbral. Por consiguiente, se inicia el equilibrio de tensiones de paquetes. La tensión objetivo de equilibrio de paquetes se establece como una tensión más baja entre las tensiones de todas las celdas. En otras palabras, la tensión de 3,4 V de la p<ésima>celda de batería del n<ésimo>paquete de baterías se establece como la tensión objetivo de equilibrio de paquetes. Además, se inicia el equilibrio de paquetes que descarga celdas de batería que tienen una tensión mayor que 3,4 V. Por consiguiente, el primer paquete de baterías, el segundo paquete de baterías y el n<ésimo>paquete de baterías entran en el modo de equilibrio de paquetes. Una celda que se descarga cuando el modo de equilibrio de paquetes está en progreso se marca dibujando una línea debajo de su valor de tensión.
[0133] Con referencia a la FIG. 4, a medida que procede el modo de equilibrio de paquetes, las tensiones de paquete del primer paquete de baterías, el segundo paquete de baterías y el n<ésimo>paquete de baterías disminuyen gradualmente. Como resultado, la desviación de tensión de paquete disminuye a 0,7 V que es menor que el primer valor umbral. Por lo tanto, se detiene el equilibrio de paquetes para el primer paquete de baterías, el segundo paquete de baterías y el n<ésimo>paquete de baterías.
[0134] El primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías tienen desviaciones de tensión de celda de 0,18 V y 0,3 V, respectivamente, que son mayores que el segundo valor umbral. Por lo tanto, el primer paquete de baterías y el segundo paquete de baterías entran en el modo de equilibrio de celdas. Una celda descargada en el modo de equilibrio de celdas se marca dibujando una línea debajo de su valor de tensión. Mientras tanto, el n<ésimo>paquete de baterías tiene una desviación de tensión de celda de 0,1 V que no es mayor que el segundo valor umbral. Por lo tanto, el modo de equilibrio de celdas no procede para el n<ésimo>paquete de baterías.
[0135] Con referencia a la FIG.5, a medida que procede el equilibrio de celdas, la desviación de tensión de celda del primer paquete de baterías se reduce a 0,08 V, y la desviación de tensión de celda del segundo paquete de baterías es de 0,15 V, que es incluso mayor que el segundo valor umbral, Por lo tanto, el modo de equilibrio de celdas se detiene para el primer paquete de baterías, y el modo de equilibrio de celdas se aplica continuamente al segundo paquete de baterías. Una celda descargada en el modo de equilibrio de celdas se marca dibujando una línea debajo de su valor de tensión.
[0136] Con referencia a la FIG. 6, a medida que continúa el equilibrio de celdas, las desviaciones de tensión de celda del primer paquete de baterías, el segundo paquete de baterías y el n<ésimo>paquete de baterías se reducen a 0,08 V, 0,07 V y 0,1 V, respectivamente, que no son mayores que el segundo valor umbral. Por lo tanto, el proceso de equilibrio según la presente descripción se termina dado que incluso se detiene el modo de equilibrio de celdas para el segundo paquete de baterías.
[0137] Según la presente descripción, dado que el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas se llevan a cabo de forma complementaria en un sistema de batería que incluye paquetes de baterías conectados en paralelo para reducir la desviación de tensión de los paquetes de baterías, es posible reducir el daño a componentes eléctricos y al interior del paquete de baterías debido a una corriente de irrupción.
[0138] En la descripción de las varias realizaciones a modo de ejemplo de la presente descripción, debe comprenderse que el elemento denominado ‘unidad’ se distingue funcionalmente antes que físicamente. Por lo tanto, cada elemento puede integrarse selectivamente con otros elementos o cada elemento puede dividirse en subelementos para lógica(s) de control de implementación efectiva(s). Sin embargo, es obvio para las personas con experiencia en la técnica que, si la identidad funcional puede reconocerse para los elementos integrados o divididos, los elementos integrados o divididos caen dentro del alcance de la presente descripción.
[0139] La presente descripción se ha descrito en detalle. Sin embargo, debe comprenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la descripción, se proveen a modo de ilustración solamente, dado que varios cambios y modificaciones dentro del alcance de la descripción serán aparentes para las personas con experiencia en la técnica a partir de la presente descripción detallada. Sin embargo, el alcance de la invención se define únicamente por las reivindicaciones anexas.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES
1. Un aparato (10) para equilibrar paquetes (P1, P2, ..., Pn) de baterías conectados en paralelo, que es capaz de llevar a cabo, de forma complementaria, el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas, comprendiendo el aparato:
primero a n<ésimo>paquetes (P1, P2, ..., Pn) de baterías conectados en paralelo entre sí y que incluyen, respectivamente, múltiples celdas (C<11>, C<12>, ..., C<1p>, C<21>, C<22>, ..., C<2p>, ..., C<n1>, C<n2>, ..., C<np>) de batería conectadas en serie;
una unidad (20) de medición de tensión configurada para medir tensiones de las múltiples celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías;
múltiples circuitos (B<11>, B<12>, ..., B<1p>, B<21>, B<22>, ..., B<2p>, ..., B<p1>, B<n2>, ..., B<np>) de descarga conectados en paralelo para corresponder a las múltiples celdas de batería; y
una unidad (40) de control conectada, de manera utilizable, a la unidad de medición de tensión y a los múltiples circuitos de descarga,
en donde la unidad de control se configura para:
medir tensiones de todas las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías en un intervalo de tiempo predeterminado por medio de la unidad de medición de tensión, determinar una tensión de paquete para cada paquete de baterías a partir de las tensiones medidas de las celdas de batería dentro del paquete de baterías correspondiente, y determinar una desviación de tensión de paquete y una desviación de tensión de celda para cada paquete de baterías,caracterizado por quela desviación de tensión de paquete es la diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo entre las tensiones de paquete y para cada paquete de baterías la desviación de tensión de celda es la diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo entre las tensiones de celda dentro del paquete de baterías, ypor quela unidad de control está configurada para:
cuando la desviación de tensión de paquete es mayor que un primer valor umbral, determinar una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de todas las celdas incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes de baterías como una tensión objetivo de equilibrio de paquetes, identificar las celdas de batería que tienen una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de paquetes entre las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías, y operar cada uno de los circuitos de descarga conectados a las celdas de batería identificadas para reducir la desviación de tensión de paquete al primer valor umbral o por debajo, y
cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral, identificar los paquetes de baterías que tienen una desviación de tensión de celda mayor que un segundo valor umbral, determinar una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en los paquetes de baterías identificados como una tensión objetivo de equilibrio de celdas para los paquetes de baterías identificados, y operar cada uno de los circuitos de descarga conectados a las celdas de batería que tienen una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de celdas entre las celdas de batería incluidas en los paquetes de baterías identificados para reducir la desviación de tensión de celda al segundo valor umbral o por debajo.
2. El aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 1,
en donde cada circuito de descarga incluye un conmutador (S) y una resistencia (R).
3. El aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 1,
en donde la unidad de control está configurada para detener el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral y la desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías es igual a o menor que el segundo valor umbral.
4. El aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 1,
en donde la unidad de control está configurada para reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral a medida que aumenta el número de ciclos de carga/descarga de los paquetes de baterías conectados en paralelo.
5. El aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 1, que además comprende:
una unidad (60) de medición de corriente configurada para medir una corriente de irrupción que fluye hacia cada paquete de baterías,
en donde la unidad de control está configurada para determinar un valor máximo de la corriente de irrupción midiendo la corriente de irrupción que fluye hacia cada paquete de baterías por medio de la unidad de medición de corriente, y reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral según un nivel del valor máximo de la corriente de irrupción.
6. El aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 1,
en donde cuando la desviación de tensión de paquete es mayor que el primer valor umbral, la unidad de control se configura para determinar una tensión de celda más baja entre las tensiones de todas las celdas incluidas en el primero al n<ésimo>paquetes de baterías o una tensión de celda promedio de las tensiones de todas las celdas como la tensión objetivo de equilibrio de paquetes.
7. El aparato para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 1,
en donde cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral, la unidad de control está configurada para identificar un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral, y determinar una tensión de celda más baja entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado o una tensión de celda promedio de las mismas como la tensión objetivo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías identificado.
8. El sistema (100) de gestión de batería, que comprende el aparato (10) para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 1.
9. El mecanismo (200) de accionamiento eléctrico, que comprende el aparato (10) para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 1.
10. Un método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo, que comprende:
(a) por una unidad de medición de tensión, medir (E30) tensiones de todas las celdas de batería incluidas en múltiples paquetes de baterías en un intervalo de tiempo predeterminado;
(b) determinar una tensión de paquete de cada paquete de baterías a partir de las tensiones medidas de las celdas de batería;
(c) determinar (E40) una desviación de tensión de paquete y una desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías, en donde la desviación de tensión de paquete es la diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo entre las tensiones de paquete y para cada paquete de baterías la desviación de tensión de celda es la diferencia entre un valor máximo y un valor mínimo entre las tensiones de celda dentro del paquete de baterías;
(d) cuando la desviación de tensión de paquete es mayor que un primer valor umbral, determinar (E60) una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de todas las celdas incluidas en los múltiples paquetes de baterías como una tensión objetivo de equilibrio de paquetes, identificar las celdas de batería que tienen una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de paquetes entre las celdas de batería incluidas en cada paquete de baterías, y operar (E70) cada uno de los circuitos de descarga conectados a las celdas de batería identificadas para reducir la desviación de tensión de paquete al primer valor umbral o por debajo;
(e) cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral, identificar los paquetes de baterías que tienen una desviación de tensión de celda mayor que un segundo valor umbral, determinar (E90) una tensión de celda correspondiente a un criterio preestablecido entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado como una tensión objetivo de equilibrio de celdas para los paquetes de baterías identificados, y operar (E100) cada uno de los circuitos de descarga conectados a las celdas de batería que tienen una tensión más alta que la tensión objetivo de equilibrio de celdas entre las celdas de batería incluidas en los paquetes de baterías identificados para reducir la desviación de tensión de celda al segundo valor umbral o por debajo.
11. El método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 10, que además comprende:
detener la operación para el equilibrio de paquetes y el equilibrio de celdas cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral y la desviación de tensión de celda de cada paquete de baterías es igual a o menor que el segundo valor umbral.
12. El método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 10, que además comprende:
reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral a medida que aumenta el número de ciclos de
carga/descarga de los paquetes de baterías conectados en paralelo.
13. El método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 10, que además comprende:
por una unidad de medición de corriente, medir una corriente de irrupción que fluye hacia cada paquete de baterías; y
determinar un valor máximo de la corriente de irrupción y reducir el primer valor umbral y el segundo valor umbral según un nivel del valor máximo de la corriente de irrupción.
14. El método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 10,
en donde, en la etapa (d), cuando la desviación de tensión de paquete es mayor que el primer valor umbral, una tensión de celda más baja entre las tensiones de todas las celdas incluidas en los múltiples paquetes de baterías o una tensión de celda promedio de las tensiones de todas las celdas se determina como la tensión objetivo de equilibrio de paquetes.
15. El método para equilibrar paquetes de baterías conectados en paralelo según la reivindicación 10,
en donde, en la etapa (e), cuando la desviación de tensión de paquete es igual a o menor que el primer valor umbral, se identifica un paquete de baterías que tiene una desviación de tensión de celda mayor que el segundo valor umbral, y se determina una tensión de celda más baja entre las tensiones de las celdas de batería incluidas en el paquete de baterías identificado o una tensión de celda promedio de las mismas como la tensión objetivo de equilibrio de celdas para el paquete de baterías identificado.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112514196A (zh) 2018-07-31 2021-03-16 赛昂能源有限公司 多路复用的充放电电池管理系统
KR102443667B1 (ko) * 2018-10-26 2022-09-14 주식회사 엘지에너지솔루션 밸런싱 장치, 및 그것을 포함하는 배터리 관리 시스템과 배터리팩
US11424492B2 (en) 2019-10-31 2022-08-23 Sion Power Corporation System and method for operating a rechargeable electrochemical cell or battery
CN114830486A (zh) * 2019-12-13 2022-07-29 京瓷株式会社 蓄电装置以及蓄电方法
EP4208931A1 (en) * 2020-09-01 2023-07-12 Sion Power Corporation Multiplexed battery management system
KR20220100332A (ko) * 2021-01-08 2022-07-15 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 장치 및 전압 공급 방법
WO2022169980A1 (en) 2021-02-05 2022-08-11 Sion Power Corporation Charge/discharge management in electrochemical cells, including partial cycle control
US12416285B2 (en) 2021-04-27 2025-09-16 Zero Nox, Inc. Venturi device with forced induction systems and methods
EP4314514A4 (en) 2021-04-27 2025-01-22 Zero Nox, Inc. FORCED INDUCTION VENTURI DEVICE
JP7453942B2 (ja) * 2021-07-28 2024-03-21 矢崎総業株式会社 蓄電池制御装置、蓄電システム、及び蓄電池制御方法
JP2023074109A (ja) * 2021-11-17 2023-05-29 株式会社カネカ 二次電池システム
US12343691B2 (en) 2021-11-23 2025-07-01 Zero Nox, Inc. Venturi device with forced induction systems and methods
US20250296472A1 (en) * 2022-05-06 2025-09-25 Zero Nox, Inc. Modularization and power management of battery modules
TWI818593B (zh) * 2022-06-20 2023-10-11 新盛力科技股份有限公司 電池設備的放電平衡方法
CN116454434A (zh) * 2023-05-24 2023-07-18 Oppo广东移动通信有限公司 充电均衡方法、装置、终端设备及存储介质
CN116995785B (zh) * 2023-09-26 2023-12-22 杭州华塑科技股份有限公司 一种电池组并联方法、装置及系统
KR20250163169A (ko) * 2024-05-13 2025-11-20 현대자동차주식회사 차량 내 ecu의 전원 제어 장치 및 그 방법
CN119611130A (zh) * 2024-09-03 2025-03-14 深圳市明唐新能源技术有限公司 充电控制方法、系统和电子设备
CN121546767A (zh) * 2026-01-19 2026-02-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池均衡的方法、电池管理系统、电池系统及用电装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4151662B2 (ja) 2005-03-08 2008-09-17 株式会社デンソー 組電池の充電電圧均等化回路の制御方法及び制御装置
JP4484858B2 (ja) * 2006-10-19 2010-06-16 日立ビークルエナジー株式会社 蓄電池管理装置およびそれを備える車両制御装置
JP2010029050A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Toshiba Corp 電池システム
KR101187766B1 (ko) * 2008-08-08 2012-10-05 주식회사 엘지화학 배터리 셀의 전압 변화 거동을 이용한 셀 밸런싱 장치 및 방법
JP5529402B2 (ja) 2008-08-13 2014-06-25 三菱重工業株式会社 蓄電システム
JP2011072153A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Sanyo Electric Co Ltd 車両用電源装置及びこれを備える車両並びに車両用電源装置の容量均等化方法
JP5143185B2 (ja) * 2010-02-08 2013-02-13 三洋電機株式会社 電源装置
CN102299529B (zh) 2010-06-25 2014-04-02 凹凸电子（武汉）有限公司 电池组管理系统、电动车及管理电池组的方法
CN103187743B (zh) 2011-12-29 2015-05-13 比亚迪股份有限公司 电池保护芯片的级联平衡控制装置及电池保护芯片
JP5748689B2 (ja) * 2012-02-28 2015-07-15 三菱重工業株式会社 電池システム
CN102868199A (zh) * 2012-10-17 2013-01-09 北京川江源科技有限公司 电池组平衡方法、电池组平衡装置以及包括该装置的系统
JP5477448B1 (ja) 2012-11-07 2014-04-23 株式会社豊田自動織機 電圧均等化装置
KR101416798B1 (ko) 2012-11-27 2014-07-09 에스케이씨앤씨 주식회사 계층적 구조를 가지는 배터리 관리 시스템 및 방법
US9537328B2 (en) 2013-05-23 2017-01-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery management system and method of driving the same
KR101601714B1 (ko) * 2014-11-19 2016-03-09 현대오트론 주식회사 배터리 셀 밸런싱 장치 및 방법
CN105656157B (zh) * 2016-04-18 2018-01-16 陈永利 一种多极双向dc‑dc的锂电池组无损平衡方法
KR102123048B1 (ko) * 2017-01-10 2020-06-15 주식회사 엘지화학 에너지 절약 및 빠른 셀 밸런싱이 가능한 충전 제어 장치 및 방법
KR102284872B1 (ko) * 2017-10-31 2021-07-30 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 밸런싱 장치 및 방법
US10833511B2 (en) * 2017-12-07 2020-11-10 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Battery cell management and balance circuit, method, and battery system
EP3774762B1 (en) 2018-03-29 2023-08-30 Celanese Sales Germany GmbH Process for producing a cyclic acetal in a heterogeneous reaction system
KR102081731B1 (ko) 2018-05-17 2020-02-26 한국세라믹기술원 플렉서블 히터 및 그 제조 방법
CN109515251B (zh) * 2018-12-26 2021-07-23 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种混合动力用锂电池组均衡控制方法

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Publication number Publication date
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