RS62308B1 - Bežična jedinica i sistem za balansiranje baterijske ćelije - Google Patents

Bežična jedinica i sistem za balansiranje baterijske ćelije

Info

Publication number
RS62308B1
RS62308B1 RS20211105A RSP20211105A RS62308B1 RS 62308 B1 RS62308 B1 RS 62308B1 RS 20211105 A RS20211105 A RS 20211105A RS P20211105 A RSP20211105 A RS P20211105A RS 62308 B1 RS62308 B1 RS 62308B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
cell
balancing
unit
state parameters
units
Prior art date
Application number
RS20211105A
Other languages
English (en)
Inventor
Mariano Fasano
Antoine Toth
Original Assignee
Belenos Clean Power Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Belenos Clean Power Holding Ag filed Critical Belenos Clean Power Holding Ag
Publication of RS62308B1 publication Critical patent/RS62308B1/sr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/50—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/52—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially for charge balancing, e.g. equalisation of charge between batteries
    • H02J7/54—Passive balancing, e.g. using resistors or parallel MOSFETs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/50—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/52—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially for charge balancing, e.g. equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/50—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/52—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries acting upon multiple batteries simultaneously or sequentially for charge balancing, e.g. equalisation of charge between batteries
    • H02J7/56—Active balancing, e.g. using capacitor-based, inductor-based or DC-DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/80—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including monitoring or indicating arrangements
    • H02J7/82—Control of state of charge [SOC]
    • H02J7/825—Detection of fully charged condition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

Opis
Oblast pronalaska
[0001] Pronalazak se odnosi na oblast tehnike sistema za balansiranje ćelija koje čine jednu bateriju.
Stanje tehnike
[0002] Baterija se sastoji od više ćelija povezanih u nizu. Ove ćelije obično imaju različite karakteristike u smislu proizvodnje, distribucije temperature ili čak životnog ciklusa, često imaju različita stanja napunjenosti, što degradira bateriju i smanjuje njenu radnu efikasnost. Tako se za optimizaciju kapaciteta i životnog veka baterije obično koristi BMS (skraćenica sa engleskog za „sistem za upravljanje baterijom“), elektronski sistem koji omogućava kontrolu stanja napunjenosti ćelija baterije. Takav element nadgleda nivo napuljenosti ćelija zaobilaženjem određenih ćelija ili preraspodelom energije između ćelija.
[0003] Na slici 1 je ilustrovano nekoliko ćelija C1-C3 poređanih u nizu, svaka je povezana za centralizovani BMS sistem BMS_C žičanom vezom. BMS takođe ima pristup parametrima stanja svake ćelije, što mu omogućava da odluči da li je balansiranje potrebno i da ako je potrebno balansiranje i primeni. Ovaj sistem ima nedostatak što zahteva veliki broj priključnih kablova, što sistem čini kompleksnim za instaliranje, teškim i glomaznim, i otežava dodavanje novih ćelija, jer BMS generalno može upravljati samo unapred određenim brojem ćelija.
[0004] Da bi se limitirali ovi nedostaci, poznata je praksa da se koristi BMS sa distribuiranom topologijom, kao što je ilustrovano na slici 2. U ovom slučaju, svaka CX ćelija, X = 1..3, povezana je sa matičnom pločom BMS_X (nazvana na engleskom "BMS ploča"), gde su ploče međusobno povezane, a povezane su i sa CTRL kontrolorom pomoću žičane veze.
[0005] Iako je broj priključnih kablova smanjen u odnosu na centralizovanu topologiju, ipak su potrebne mnoge žičane veze, što čini instalaciju i održavanje sistema komplikovanim. Osim toga, čak i ako se dodavanje suplementarnih ćelija pojednostavi, i dalje je komplikovano jer je potrebno odspojiti i ponovo spojiti kartice između njih, kao i prilagoditi kontrolor prema broju dodanih ćelija, što zahteva vraćanje sistema za balansiranje u fabriku.
[0006] Dokument US 6,100,663 A opisuje punjač baterija sa induktivnim prenosom energije za električni automobil. Uradjeno je upravljanje punjenjem baterije. Baterija se sastoji od jedne ili više ćelija. Svaka ćelija je povezana sa sredstvom za punjenje baterije koje poseduje kontrolna sredstva za određivanje stanja napunjenosti date ćelije.
[0007] Dokument US 2015/0188358 A1 opisuje uređaj za punjenje koji je u mogućnosti da bežičnim putem puni baterijske ćelije. Namenjen je za održavanje balansa napunjenosti između različitih susednih baterijskih ćelija magnetnom indukcijom. To se uglavnom odnosi na punjenje baterija mobilnih telefona.
[0008] Dokument US 2016/0336765 A1 opisuje aparat za kontrolu punjenja i pražnjenja baterije bez pominjanja induktivne komunikacije.
[0009] Dokument US 2014/0055096 A1 opisuje bateriju sa skupom ćelija i proces balansiranja napona ćelija.
[0010] Zbog toga postoji potreba za sistemom za balansiranje ćelija koje sačinjavaju jednu bateriju, koje bi pokazalo bolju prilagodljivost i zahtevalo manje žičnih veza od sistema iz prethodnog stanja tehnike.
Suština pronalaska
[0011] Pronalazak se odnosi na jedinicu za balansiranje ugrađenu na baterijsku ćeliju koja obuhvata:
- sredstva za merenje parametara stanja ćelije,
- bežična sredstva komunikacije, koja omogućavaju slanje i prijem parametara statusa,
- sredstva bežičnog prenosa energije.
[0012] Pronalazak se takođe odnosi na sistem za balansiranje za baterije povezane u nizu, koji se sastoji od više jedinica za balansiranje kako je gore opisano, pri čemu je svaka jedinica za balansiranje ugradjena na ćeliju baterije, sredstva komunikacije svake jedinice za balansiranje omogućavaju slanje svojih parametara stanja u susedne jedinice za balansiranje i primanje parametara stanja susednih jedinica za balansiranje, sredstva za prenos energije omogućavaju slanje energije u susedne jedinice za balansiranje ili primanje energije iz susednih jedinica za balansiranje.
[0013] Jedinica za balansiranje može da utvrdi, u zavisnosti od sopstvenih parametara stanja i parametara stanja primljenih od susednih jedinica za balansiranje putem bežične komunikacije, da li je ćelija previše ili premalo napunjena u poređenju sa susednim ćelijama. Sredstva za prenos energije tada omogućavaju da se deo ćelijske energije prenese u jednu ili dve susedne ćelije, ili obrnuto, da primi energiju iz susednih ćelija.
[0014] Uzimamo u obzir da je prenos energije funkcionalan tokom punjenja, pražnjenja i stanja mirovanja ćelije, jer se jedinica za balansiranje stalno napaja od strane ćelije.
[0015] Osim toga, nisu potrebni nikakvi kablovi između različitih jedinica za balansiranje. Takođe, svaka jedinica za balansiranje radi nezavisno, pa nema potrebe za njihovim povezivanjem sa centralnom jedinicom da bi se balansiranje aktiviralo. Sve ovo smanjuje složenost sistema, njegovu veličinu, težinu itd.
[0016] Osim toga, sistem za balansiranje je potpuno modularan: dovoljno je da se dve jedinice za balansiranje postave jedna pored druge, a da komunikacija podataka ili prenos energije bude moguć, što olakšava dodavanje ili uklanjanje ćelija.
[0017] Sredstva komunikacije i sredstva prenosa energije su ista. Ovo omogućava ograničavanje broja komponenti jedinice za balansiranje, što ima prednosti u smislu složenosti, veličine, težine, troškova i potrošnje energije.
[0018] To su induktivna sredstva, sastavljena od dve zavojnice raspoređene sa obe strane ćelije. Svaka zavojnica omogućava komunikaciju sa jednom od jedinica za balansiranje dodeljenih susednim ćelijama. Poželjno je da su zavojnice kalibrisane za optimalnu komunikaciju podataka i prenos energije. Komunikacija podataka i prenos energije između jedinica za balansiranje optimalniji su što je udaljenosti između balansnih jedinica manja.
[0019] U jednoj neograničavajućoj realizaciji, parametri stanja ćelije uključuju merenje napona i temperature ćelije i radni status ćelije.
[0020] U neograničavajućoj realizaciji, parametri stanja uključuju trajanje rada ćelije.
[0021] U neograničavajućoj realizaciji, jedinica za balansiranje sadrži memoriju koja sadrži parametre za podešavanje ćelije i istoriju događaja koji se odnose na ćeliju. Jedinica za balansiranje ima pristup ovoj memoriji za snimanje i čuvanje istorije događaja. Moguće je, putem bežične komunikacije podataka, sa eksternog uređaja za održavanje na, na primer ćeliju, pristupiti istoriji događaja ćelije i ugradjenim parametrima za podešavanja.
[0022] Prednost je što jedinica za balansiranje uzima u obzir parametre podešavanja i istoriju događaja kako bi odlučila da li će prenositi ili primati energiju.
[0023] U neograničavajućoj varijanti, sistem za balansiranje sadrži mnoštvo disipativnih elemenata, pri čemu je svaki disipativni element dodeljen ćeliji i paralelno povezan sa navedenom ćelijom, a jedinica za balansiranje ugradjena na ćeliju sadrži sredstva za kontrolu disipativnog elementa. Disipativni element se koristi na kraju punjenja ćelije. Disipativni element omogućava da se raspršiti deo energije nepotrebne za ćeliju, jer je ista potpuno napunjena.
[0024] U neograničavajućoj realizaciji, parametri stanja uključuju merenje struje u disipativnom elementu.
[0025] U neograničavajućoj realizaciji, svaki disipativni element se sastoji od poluprovodničkog tranzistora sa efektom polja sa metal-oksidom gejtom (MOSFET) čiji su odvod i izvor povezani sa obe strane povezane ćelije, a gejt je povezan sa pripadajućom jedinicom za balansiranje. Međutim, disipativni element bi mogao biti bilo koji element sposoban da kratko spoji ćeliju (na primer otpornik, prekidač, prenosnik, bipolarni tranzistor ...) kada je ista napunjena.
Kratak opis crteža
[0026] Druge posebnosti i prednosti jasno će proizaći iz dole navedenog opisa, koji je informativnog i nikako ograničavajučeg karaktera, sa referencom na priložene crteže, u kojima:
- Slika 1, koja je već opisana, prikazuje mnoštvo ćelija raspoređenih u nizu, čije je blansiranje obezbeđeno centralizovanom BMS topologijom, prema stanju tehnike,
- Slika 2, koja je već opisana, predstavlja mnoštvo ćelija poređanih u nizu, čije je balansiranje obezbeđeno distribuiranom BMS topologijom, prema stanju tehnike,
- Slika 3 predstavlja mnoštvo ćelija poređanih u nizu, čije je balansiranje obezbeđeno sistemom za balansiranje bežičnim prenosom energije prema pronalasku,
- Slika 4 predstavlja jedinicu za balansiranje sistema za balansiranje bežičnim prenosom energije prema pronalasku,
- Slika 5 prikazuje ćeliju ugradjenu na jedinicu za balansiranje prema pronalasku.
Detaljan opis najmanje jedne realizacije
[0027] Slika 3 prikazuje bateriju koja se sastoji od ćelija C1-C3 montiranih u nizu, koje čine bateriju i sistema za balansiranje SE navedene baterije prema pronalasku. Sistem za balansiranje ima više disipativnih elemenata D1-D3 i više jedinica U1-U3 za balansiranje. Svaka ćelija je povezana sa disipativnim elementom i jedinicom za balansiranje. Treba napomenuti da su u opisanom primeru ćelije, disipativni elementi i jedinice za balansiranje od svakog po tri, ali naravno ovaj broj nije ograničavajući.
[0028] Svaki disipativni element se sastoji od MOSFET-a čiji su odvod i izvor povezani sa obe strane povezane ćelije, a čiji je gejt povezan sa pridruženom jedinicom za balansiranje. Međutim, disipativni element može biti bilo koji element sposoban da kratko spoji ćeliju (na primer otpornik, prekidač, prenosnik, bipolarni tranzistor itd.) Kada je ovaj napunjen.
[0029] Svaka jedinica za balansiranje radi autonomno kada je dodeljena ćeliji. Sistem za balansiranje prema pronalasku je potpuno decentralizovan. Na primer, slika 4 predstavlja jedinicu U2 za balansiranje, s tim da su ostale jedinice identične. U2 jedinica za balansiranje sadrži:
- kontrolna sredstva MC2 pridruženog disipativnog elementa D2,
- sredstva MM2 za merenje sa parametrima stanja povezane ćelije C2,
- sredstva MD2 bežične komunikacije sa jedinicama za balansiranje U1, U3 dodeljenim susednim ćelijama C1, C3, koje naročito omogućavaju slanje i prijem parametara statusa,
- bežični prenos energije ME2 sa jedinicama U1, U3 za balansiranje dodeljenim susednim ćelijama C1, C3,
- memoriju U2 koja sadrži parametre podešavanja ćelije C2 i istoriju dešavanja koji se odnose na ćeliju.
[0030] Kontrolna sredstva MC2 omogućavaju kontrolu pridruženog disipativnog elementa D2, sa ili bez kratko spoja sa povezanom ćelijom C2.
[0031] Sredstva MM2 za merenje omogućavaju merenje parametara stanja koji posebno uključuju napon povezane ćelije C2, struju koja teče kroz disipativni element D2 i temperaturu ćelije C2.
[0032] Sredstva MD2 komunikacije omogućavaju jedinici za balansiranje U2 da pošalje svoje parametre stanja jedinicama U1, U3 za balansiranje susednih ćelija C1, C3, kao i da prima njihove parametre. Sredstva komunikacije MD2 su stoga dvosmerna. Sredstva MD2 komunikacije takođe omogućavaju, u jednoj realizaciji, prijem ili slanje statusa (koji pokazuju, na primer, da li se ćelija u tom trenutku balansira) i komandi.
[0033] Sredstva ME2 za prenos energije omogućavaju ćeliji C2 da šalje energiju iz ćelije C2 u susedne ćelije C1, C3 ili da prima energiju iz susednih ćelija C1, C3. Sredstva za prenos energije ME2 su stoga dvosmerna. Prenos energije je bežičan i njime upravlja jedinica za balansiranje. Parametri stanja koji se prenose između ćelije C2 i susednih ćelija C1, C3 omogućavaju da se reguliše količina energije koja se prenosi.
[0034] U prikazanom primeru sredstvo MD2 komunikacije i prenos energije ME2 su induktivnog tipa i sastoje se od dve zavojnice B21, B23, jedna B21 od dve zavojnice B21, B23 služi za komunikaciju sa jednim U1 od dve susedne jedinice U1, U3, druga B23 od dve zavojnice B21, B23 služi za komunikaciju sa drugim U3 od dve susedne jedinice U1, U3. Za komunikaciju podataka i prenos energije koriste se različite frekvencije. Treba imati na umu da su između jedinica za balansiranje moguće druge vrste spojnica osim induktivnog povezivanja. Dokument „Pregled nedavnog razvoja tehnologije kapacitivnog bežičnog prenosa energije“ autora Fei Lu, opisuje, posebno u vezi sa slikom 2, različite vrste mogućih spojnica.
[0035] Memorija MU2 uključuje parametre za podešavanje ćelije C2. Parametri za podešavanje uključuju fabričke parametre svojstvene proizvodnji baterije, na primer njen identifikacioni broj i parametre za balansiranje, na primer minimalni i maksimalni napon pražnjenja i punjenja ili čak odgovarajuću tabelu stanja napunjenosti u zavisnosti od napona ćelije. Memorija MU2 takođe uključuje istoriju događaja ćelije C2 koji su se dogodili tokom njenog životnog veka, na primer trajanje upotrebe ćelije, upozorenja, nepravilno električno rukovanje ćelijom itd. Memorija je zaštićeno područje, možemo je smatrati sigurnosnim sefom za podatke. Samo sama jedinica U2 za balansiranje i proizvođač imaju pristup MU2 memoriji i mogu izmeniti podatke koje ona sadrži. Jedinica U2 za balansiranje može se, na primer, postaviti na namensku bežičnu podršku koja omogućava pristup, preko sredstava MD2 za komunikaciju, memoriji MU2.
[0036] Skup ćelija C2, disipacijski element D2 i sklop jedinice U2 za balansiranje čine kompaktnu jedinicu, kao što je prikazano na slici 5. Jedinica U2 za balansiranje je ugrađena u ćeliju C2. Slika 5 prikazuje ćeliju C2, sa čije obe strane su smeštene dve zavojnice B21, B23, pri čemu su dve zavojnice spojene na jedinicu U2 za balansiranje montiranu na fleksibilnom štampanom kolu.Ovaj raspored garantuje strukturnu simetriju tako da ne morate brinuti o orijentaciji celine, tokom njenog sastavljanja ili zamene. Minijaturizacija sistema omogućava minimiziranje njegovog uticaja u smislu zapremine i težine. Zavojnice B21, B31 su mehanički postavljene da obezbede optimalnu efikasnost prenosa energije.
[0037] Sistem za balansiranje prema pronalasku ima mnoge prednosti, između ostalih:
-modularan je, sto znači da dopušta dodavanje neograničenog broja ćelija u seriji, -dozvoljava upotrebu u aktivnom (punjenje i pražnjenje) i stanju mirovanja ćelije, -omogućava komunikaciju između susednih ćelija radi prilagođavanja nivoa energije i razmene podataka,
- omogućava, lančanom bežičnom komunikacijom između svih ćelija postavljenih u nizu, prenos komandi ili informacija u nekoliko ćelija,
-omogućava optimizaciju prenosa energije mehaničkim poravnanjem ćelija baterije,
-s obzirom da su distance između ćelija relativno male, poboljšava se efikasnost prenosa energije, -omogućava daljinski pristup svakoj ćeliji da bi se upoznao (i eventualno modifikovao) njene karakteristike i informacije o konfiguraciji,
-optimizira komunikaciju između ćelija za balansiranje, putem sprezanja, i
-omogućava mehaničku stabilnost i pozicioniranje elemenata za prenos energije.
[0038] Naravno, ovaj pronalazak nije ograničen na ilustrovani primer i može postojati u različitim varijacijama i modifikacijama koje će biti očigledne stručnjacima u ovoj oblasti.

Claims (8)

Patentni zahtevi
1. Jedinica (U2) za balansiranje ugradjena u baterijsku ćeliju (C2) koja se sastoji od:
- sredstva (MM2) za merenje parametara stanja ćelije (C2),
- sredstva (MD2) bežične komunikacije, koja omogućavaju slanje i prijem parametara stanja,
- sredstva (ME2) prenosa bežične energije,
naznačena time što su sredstva (MD2) komunikacije i sredstva (ME2) za prenos energije ista, induktivnog tipa i sastoje se od dve zavojnice (B21, B23) raspoređene sa obe strane ćelije (C2).
2. Jedinica (U2) za balansiranje prema jednom od prethodnih zahteva, parametri stanja jedne ćelije (C2) obuhvataju merenja napona i temperature ćelije i radni status ćelije.
3. Jedinica (U2) za balansiranje prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu parametri stanja ćelije (C2) obuhvataju trajanje rada ćelije.
4 Jedinica (U2) za balansiranje prema jednom od prethodnih zahteva, koja sadrži memoriju (MU2) koja sadrži parametre podešavanja ćelije (C2) i istoriju događaja koji se odnose na ćeliju (C2).
5. Sistem (SE) za balansiranje ćelija (C1, C2, C3) baterija povezanih u nizu, koje obuhvata više jedinica (U1, U2, U3) za balansiranje prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu svaka jedinica (U1, U2 , U3) za balansiranje ugrađena na ćeliju (C1, C2, C3) baterije, sredstva (MD2) komunikacije svake jedinice (U2) za balansiranje koje omogućava slanje parametara stanja u susedne jedinice (U1, U3) za balansiranje i prijem parametara stanja susednih jedinica (U1, U3) za balansiranje, sredstava (ME2) za prenos energije svake jedinice (U2) za balansiranje što omogućava slanje energije u susedne jedinice (U1, U3) za balansiranje ili prijem energije iz susednih jedinica (U1, U3) za balansiranje.
6. Sistem (SE) za balansiranje prema prethodnom zahtevu, koji se sastoji od mnoštva disipativnih elemenata (D1, D2, D3), pri čemu je svaki disipativni element (D1, D2, D3) dodeljen ćeliji (C1, C2, C3) i paralelno povezan sa navedenom ćelijom, a jedinica (U2) za balansiranje na ćeliji (C2) sadrži kontrolna sredstva (MC2) disipativnog elementa (D2).
7. Sistem (SE) za balansiranje prema prethodnom zahtevu, parametri stanja ćelije (C1, C2, C3) koji sadrže merenje struje u disipativnom elementu (D1, D2, D3) su paralelno spojeni sa pomenutom ćelijom.
8. Sistem za balansiranje prema jednom od zahteva 6 ili 7, pri čemu se svaki disipativni element (D1, D2, D3) koji se sastoji od poluprovodničkog tranzistora sa efektom polja sa metaloksidom gejtom, čiji su odvod i izvor povezani sa obe strane ćelije (C1 , C2, C3), a gejt je povezan sa jedinicom (U1, U2, U3) za balansiranje.
RS20211105A 2018-07-30 2018-07-30 Bežična jedinica i sistem za balansiranje baterijske ćelije RS62308B1 (sr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18186368.9A EP3605778B1 (fr) 2018-07-30 2018-07-30 Unité et système d'équilibrage sans fil pour cellule de batterie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS62308B1 true RS62308B1 (sr) 2021-09-30

Family

ID=63103845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20211105A RS62308B1 (sr) 2018-07-30 2018-07-30 Bežična jedinica i sistem za balansiranje baterijske ćelije

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11495994B2 (sr)
EP (1) EP3605778B1 (sr)
JP (1) JP6850322B2 (sr)
KR (1) KR102240207B1 (sr)
CN (2) CN119727030A (sr)
ES (1) ES2884140T3 (sr)
HR (1) HRP20211367T1 (sr)
HU (1) HUE055639T2 (sr)
PL (1) PL3605778T3 (sr)
PT (1) PT3605778T (sr)
RS (1) RS62308B1 (sr)
SI (1) SI3605778T1 (sr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11718198B2 (en) 2020-02-08 2023-08-08 Yongxin Wang Power supply system for electric vehicles
KR102882654B1 (ko) 2020-06-15 2025-11-07 주식회사 엘지에너지솔루션 무선 충전을 위한 배터리 관리 시스템 및 배터리 랙
KR20220157004A (ko) 2021-05-20 2022-11-29 목포대학교산학협력단 무선 에너지 전송을 이용한 셀 밸런싱 장치
EP4376154B1 (en) 2022-11-28 2024-10-23 Renesas Design Austria GmbH Battery cell balancing based on wireless charging
EP4535500A1 (en) 2023-10-06 2025-04-09 Belenos Clean Power Holding AG Battery cell suitable for wireless communication of data signals, a battery comprising at least one cell

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU716214B2 (en) * 1996-05-03 2000-02-24 Auckland Uniservices Limited Inductively powered battery charger
CN102427963A (zh) * 2009-05-19 2012-04-25 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 用于驱动电动机的模块化能量存储系统
FR2963709B1 (fr) * 2010-08-05 2014-12-26 E4V Procede d'equilibrage pour batterie electrique et systeme de gestion pour batterie mettant en oeuvre un tel procede
CN103270666B (zh) * 2010-11-02 2018-01-30 纳维达斯解决方案有限公司 用于智能电池管理的无线电池区域网络
JP5901180B2 (ja) 2011-08-31 2016-04-06 キヤノン株式会社 透過型ｘ線発生装置及びそれを用いたｘ線撮影装置
EP3699617B1 (en) * 2011-10-07 2024-02-07 Hitachi Astemo, Ltd. Battery monitoring apparatus and battery monitoring system
KR101508664B1 (ko) * 2012-08-24 2015-04-07 서울대학교산학협력단 배터리 팩, 이를 포함하는 배터리 장치 및 셀 밸런싱 방법
US20140091623A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Keith Shippy Power share controller
KR102201102B1 (ko) * 2013-03-15 2021-01-12 디자인 플럭스 테크놀로지스, 엘엘씨 동적으로 재구성가능한 에너지 스토리지 장치를 생성하기 위한 방법 및 장치
CN103199587B (zh) * 2013-04-03 2015-12-09 深圳市航盛电子股份有限公司 利用无线充电实现新能源汽车电池主动均衡的方法及系统
JP6196861B2 (ja) * 2013-09-20 2017-09-13 日立マクセル株式会社 モバイルバッテリ
KR102035307B1 (ko) * 2013-12-30 2019-10-22 주식회사 위츠 충전 장치 및 배터리 장치
US10063066B2 (en) 2014-01-07 2018-08-28 Utah State University Battery control
CN106300690A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 西安中兴新软件有限责任公司 一种无线充电方法、设备及终端
JP6819233B2 (ja) * 2016-11-17 2021-01-27 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用のバッテリ監視システム
KR20180087544A (ko) * 2017-01-24 2018-08-02 (주) 제이앤케이사이언스 무선 통신이 가능한 배터리
KR102217590B1 (ko) * 2018-07-16 2021-02-18 주식회사 엘지화학 배터리 밸런싱 장치 및 방법
US11056891B2 (en) * 2018-07-18 2021-07-06 Nxp Usa, Inc. Battery stack monitoring and balancing circuit
CN110518709A (zh) * 2019-09-02 2019-11-29 北京酷能科技有限公司 一种无线充电装置、方法和无线接收装置、方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200036196A1 (en) 2020-01-30
PT3605778T (pt) 2021-08-24
EP3605778A1 (fr) 2020-02-05
KR102240207B1 (ko) 2021-04-14
HUE055639T2 (hu) 2021-12-28
SI3605778T1 (sl) 2021-10-29
PL3605778T3 (pl) 2021-12-13
EP3605778B1 (fr) 2021-06-16
KR20200013592A (ko) 2020-02-07
US11495994B2 (en) 2022-11-08
JP6850322B2 (ja) 2021-03-31
HRP20211367T1 (hr) 2021-11-26
JP2020022345A (ja) 2020-02-06
ES2884140T3 (es) 2021-12-10
CN110783974A (zh) 2020-02-11
CN119727030A (zh) 2025-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RS62308B1 (sr) Bežična jedinica i sistem za balansiranje baterijske ćelije
KR20150110427A (ko) 배터리팩, 셀 모듈 및 셀 모듈 조립체
CN102460893B (zh) 电池组管理器单元和使用其来延长电池组的寿命的方法
CN102027628A (zh) 电池组及包含该电池组的主动型单电池平衡电池管理装置
KR20130101457A (ko) 무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치
US9088163B2 (en) Secondary battery pack
KR101833381B1 (ko) 배터리 관리 시스템 연결 장치 및 방법
US8692516B2 (en) Stackable bi-directional multicell battery balancer
EP2701263B1 (en) Power management system that changes the operating conditions of a battery charger
EP2538519A2 (en) Stackable bi-directional multicell battery balancer
WO2008072014A1 (en) Battery charger
CN111224182A (zh) 电池模块
US10193357B2 (en) Energy storage system
KR20230028199A (ko) 전력 분배 패널
KR20140131862A (ko) 배터리 팩
KR101844992B1 (ko) 배터리 셀모듈 장치, 그리고 이를 포함하는 배터리 에너지 저장장치
HK40020318A (en) Unit and system for wireless balancing for battery cell
HK40120039A (zh) 用於电池组电池的无线平衡的单元和系统
CN213027471U (zh) 移动基站光伏储能备用电源的电池管理系统
CN103580084B (zh) 一种室内分布式系统一体化开关电源及其供电方法
CN120266316A (zh) 基于无线充电的电池单元平衡
WO2026090493A1 (en) Wireless modular power system
US20240383349A1 (en) Interconnecting Electric Components in a Charger for an Electric Vehicle
WO2025262683A1 (en) Multiple power-format rechargeable battery and method of use
CN207382050U (zh) 便携式融合通信平台供电系统