电池管理系统技术方案

一种电池管理系统，用于对可充电电池充电。该电池管理系统包括由第一电源供电的控制器、用于向控制器提供与可充电电池的至少一个参数有关的传感器信号、以及数据存储器。控制器用于根据传感器信号而把数据写入数据存储器。数据存储器连接至数据读取器。数据读取器可操作地由辅助电源供电以从数据存储器读取数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池管理系统
本申请涉及电池管理系统，例如用于可充电电池的电池管理系统，以及使用电池管理系统的电池的外罩。
技术介绍
许多技术中通常会使用到可充电电池，例如供公路和越野使用的电动或混合动力车辆。举例来说，可充电电池经常使用于汽运（在公路或非公路上）、近海应用（非公路上）、仓库环境（例如用于铲车等机械装卸设备和自动导引车辆，如WO98/49075中的描述——用在非公路上）、以及能量存储应用（商用和家用——也是用在非公路上）。为了监视和控制这些应用中的可充电电池的性能，可以使用电池管理系统（BMS）。
技术实现思路
本专利技术的各个方面如独立权利要求所描述，而从属权利要求阐述了可选特征。本专利技术的各个方面可以相互结合，并且一个方面的特征可以应用于其他方面。附图说明现在参照附图，只通过示例的方式来描述本申请公开的实施方式，其中：图1是具有示例性的电池管理系统的可充电电池组的示意图；图2是具有示例性的电池管理系统的可充电电池组的示意图；图3是具有示例性的电池管理系统的可充电电池组的示意图；图4是具有示例性的电池管理系统的可充电电池组的示意图；图5示出了示例性的电池管理系统的电池单元堆栈的透视图；图6示出了图5的电池单元堆栈的端视图；图7示出了图5的可充电电池组的电池单元堆栈的侧视图；图8示出了图5至图7的可充电电池的示例性的外罩的分解透视图；图9示出了包括图8的外罩的容器的透视图；图10示出了电池组件的透视图；图11示出了图10的电池组件的另一透视图；图12示出了图10和图11的电池组件的侧视图；图13示出了图10、图11和图12的电池组件的端视图；图14示出了在一容器（如图9的容器）中的电池组件（例如图10至图13的电池组件）的透视图；图15示出了制造电池组的方法。具体实施方式本申请的实施方式涉及电池管理系统（BMS）。在这些实施方式中，BMS具有由主电源（例如电池）供电的控制器。控制器把数据记录到数据存储器中。BMS还具有数据读取器，用于读取数据存储器所保存的数据。数据读取器可操作地由主电源的旁路——辅助电源供电。因此，即使电池电力不足或不再起作用，例如由于损坏而不起作用，也可以从数据存储器读取数据。图1示出了根据本申请的这些实施方式的示例性的BMS。图1示出了包括BMS101和可充电电池105的可充电电池组100。BMS101可以包括连接至传感器109和数据存储器107的控制器103。数据存储器107和传感器109连接至数据读取器111，但在一些实施例中，数据存储器107包括数据读取器111。数据读取器111可以包括无线接口113。控制器103由第一电源（例如可充电电池105）供电。数据存储器107可操作地由辅助电源供电，辅助电源与主电源分开，且绕开控制器103。辅助电源可以由例如电磁信号提供，又例如由电感耦合或电容耦合提供，电感耦合或电容耦合通过例如近场RF通信器（如RFID或NFC接口）的无线接口113提供。数据存储器107可以存储传感器109测量的有关可充电电池105的参数的信息，例如充电循环次数、温度、电池单元电压或充电电流。如果可充电电池105例如电力耗尽或损坏，存储于数据存储器107的参数仍可读取出，因为数据读取器111可以由辅助电源供电。这对于例如确定可充电电池105的损坏原因可能是有用的。图1示出了具有BMS101的电池组100。BMS101设置在印刷电路板上，该印刷电路板连接至用作主电源的可充电电池。可充电电池105包括至少一个LiFePO4电池单元。图1所示的BMS101包括传感器109和数据存储器107，二者皆连接至控制器103。本实施例所示的数据存储器为电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），然而，也可以使用其他类型的非易失性存储器。传感器109可以包括，例如，电流传感器、电压传感器或者温度传感器。包括无线接口113的数据读取器111连接至数据存储器107。在图1所示的实施例中，无线接口113包括RFID接口，但是如上所述，在其他实施例中，无线接口113可以包括其他类型的近场通信接口，例如NFC、电感耦合器或者电容耦合器。由于BMS101设置在与可充电电池105分开的印刷电路板上，因此数据读取器111、无线接口113以及数据存储器107可以物理上与可充电电池105隔离。尽管图1中未示出，但是在一些实施例中，控制器103可以位于印刷电路板的与数据存储器107、数据读取器111和无线接口113不同的部位上，使得这些部件与控制器103物理分离。由于BMS101的这些部件与控制器103物理隔离，因此，即使控制器损坏或故障，仍可从数据存储器107读取数据。控制器103可操作地由可充电电池105供电，而数据读取器111可操作地由辅助电源供电。数据读取器111可以从数据存储器107读取数据。传感器109用于提供与可充电电池105的至少一个参数有关的传感器信号。BMS101用于控制可充电电池105的各个方面，例如，流到可充电电池105的电池单元的电流和/或从可充电电池105的电池单元流出的电流。控制器103用于根据传感器信号，把数据写入数据存储器107。例如，控制器103基于传感器信号，用于向数据存储器107写入与以下中的至少一个有关的信息：电池105的温度、电池105的电池电量的指示、对电池105的充电电流、以及电池105的电压。在图1所示的实施例中，无线接口113提供辅助电源耦合，用于向数据读取器111提供辅助电源。辅助电源绕开控制器103。在使用中，控制器103从传感器109接收传感器信号。控制器103基于传感器信号，把数据写入数据存储器107。为了从数据存储器107读取数据，用户通过电磁信号与无线接口113通信。例如，电磁信号可以由手持NFC设备产生。电磁信号为数据读取器111供电。数据读取器111读取由数据存储器107存储的数据，并把信号返回到手持NFC设备，使得用户可以读取由数据存储器107存储的可充电电池105的参数。在图1所示的实施例中，数据读取器111包括无线接口113，但是在其他实施例中，无线接口113可以与数据读取器111分离。无线接口113还可以包括连接至无线接口的天线。例如，天线可以位于BMS101的不同部位上。BMS101还可以包括电源电路，例如电源控制器115（如下面图3所述），其包括功率场晶体管（FET）、连接至电池105的电源、用于对电池105充电的电端子、和/或控制器103。电源电路可以用于控制到和/或来自可充电电池105和/或控制器103的电流和/或电压。在一个实施例（未示出）中，BMS101设置在印刷电路板上，并且包括无线接口113和可选的数据存储器107（如EEPROM），其位于BMS的印刷电路板的一个区域中，例如，在印刷电路板的一个角落中。BMS101还包括电源控制器115和CAN接口，其位于BMS101的印刷电路板的相对的区域上，例如在印刷电路板的相对的角落中。控制器位于在一个区域中的电源控制器115和CAN接口以及在另一个区域中的无线接口113和数据存储器107之间，并且电连接它们。把这些部件设置在印刷电路板的不同区域上，可以使它们彼此物理隔离，并且可以例如阻止无线接口113遇到电源电路时的干扰。在一些实施例中，BMS101的部件可以彼此电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可充电电池的电池管理系统，包括：控制器，其由第一电源供电；至少一个传感器，用于向所述控制器提供与可充电电池的至少一个参数有关的传感器信号；数据存储器；其中，所述控制器用于根据所述传感器信号向所述数据存储器写入数据；所述数据存储器连接至数据读取器，其中所述数据读取器可操作地由辅助电源供电以读取所述数据存储器存储的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.30 GB 1523108.7;2016.06.22 GB 1610937.31.一种用于可充电电池的电池管理系统，包括：控制器，其由第一电源供电；至少一个传感器，用于向所述控制器提供与可充电电池的至少一个参数有关的传感器信号；数据存储器；其中，所述控制器用于根据所述传感器信号向所述数据存储器写入数据；所述数据存储器连接至数据读取器，其中所述数据读取器可操作地由辅助电源供电以读取所述数据存储器存储的数据。2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其包括辅助电源连接器，用于向所述数据读取器提供辅助电源，并旁路于所述控制器。3.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，其特征在于，所述数据读取器包括无线接口，例如其特征在于所述辅助电源经由所述无线接口而提供。4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其特征在于，所述数据读取器适于由通过所述无线接口接收的电磁信号供电。5.根据权利要求3或4所述的电池管理系统，其特征在于，所述无线接口包括用于与H场耦合的电感耦合器，用于向所述数据读取器供电。6.根据权利要求3或4所述的电池管理系统，其特征在于，所述无线接口包括用于与电场耦合的电容耦合器，用于向所述数据读取器供电。7.根据权利要求3至6任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述无线接口包括近场通信接口，例如RFID或NFC。8.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述数据存储器适于由辅助电源供电。9.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一电源由可充电电池提供。10.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于：比较传感器信号和阈值条件；基于与所述阈值条件的比较，确定是否向数据存储器写入数据。11.一种用于可充电电池的电池管理系统，包括：控制器；至少一个传感器，用于向所述控制器提供与可充电电池的至少一个参数有关的传感器信号；数据存储器；其中所述控制器用于：比较传感器信号和阈值条件；基于与所述阈值条件的比较，确定是否向数据存储器写入数据。12.根据权利要求10或11所述的电池管理系统，其特征在于，比较传感器信号和阈值条件包括：从内存中读取参考，比较所述传感器信号和该参考。13.根据权利要求10、11或12所述的电池管理系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括多个传感器，每个传感器用于提供相应的传感器信号，其中，所述控制器用于使得当所述控制器基于与所述阈值条件的比较而确定出向所述数据存储器写入数据时，作为响应，所述控制器向所述数据存储器写入与多个参数有关的数据。14.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述至少一个参数的先前写入的值规定了所述阈值条件。15.根据权利要求10或11或从属于权利要求10或11的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，向所述数据存储器写入数据包括重写可以存储于所述数据存储器的至少一个参数的先前值。16.根据权利要求10或11或从属于权利要求10或11的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述阈值条件包括电池的电池电量的状态低于阈值。17.根据权利要求10或11或从属于权利要求10或11的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于根据以下情况中的至少一种来选择阈值条件：(i)可充电电池组是否正在进行充电，(ii)可充电电池组是否正在进行放电，以及(iii)可充电电池组是否正在进行存储。18.根据权利要求10或11或从属于权利要求10或11的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述阈值条件包括以下中的至少一个：电池单元电压大于3.6V、电池单元电压小于3.0V、电池电压大于14.6V、电池电压小于12.0V、充电温度高于50°C、充电温度低于0°C、放电温度高于50°C、放电温度低于-15°C、存储温度高于50°C、存储温度低于-30°C、充电电流大于100A、以及放电电流大于100A。19.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，数据存储器和无线接口中的至少一个在物理上与主电源隔离。20.根据权利要求3或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于向所述数据存储器写入经由所述无线接口接收的数据。21.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，当至少一个传感器信号达到和/或超过第一阈值条件时，作为响应，所述控制器用于让电池管理系统的第一组部件断电，以及当信号指示所述至少一个参数中的至少一个达到和/或超过第二阈值条件，作为响应，所述控制器用于让电池管理系统的第二组部件断电。22.一种用于可充电电池的电池管理系统，包括传感器，用于向控制器提供与可充电电池的参数有关的传感器信号，其中，当所述传感器信号满足第一条件，作为响应，所述电池管理系统用于让第一组部件断电，以及当所述传感器信号满足第二条件，作为响应，所述电池管理系统用于让第二组部件断电。23.根据权利要求21或22所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于：比较所述传感器信号和一参考；基于与所述参考的比较，确定所述传感器信号是否满足第一条件和/或第二条件。24.根据权利要求21、22或23所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一组部件包括电源控制器，用于控制提供至和/或来自可充电电池的电力。25.根据权利要求21、22、23或24所述的电池管理系统，其特征在于，所述第二组部件包括以下中的至少一个：诸如CAN接口的网络接口、至少一个传感器、以及控制器。26.根据权利要求21至25任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一条件和/或所述第二条件可以包括权利要求18所述的阈值条件。27.一种装置，包括：电池管理系统，其用于可充电电池；控制器；至少一个传感器，用于向所述控制器提供传感器信号，所述传感器信号与供应至和/或汲取自所述可充电电池的电流和电压中的至少一个相关；所述控制器用于在所述电流和/或电压低于选择的阈值水平的情况下以低功率模式操作所述电池管理系统。28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述控制器用于：每间隔一段时间比较所述传感器信号与一参考；基于与所述参考的比较，确定以低功率模式运行，以响应于指示供应至和/或汲取自所述电池的电流和/或电压在间隔之间没有变化的传感器信号。29.根据权利要求27或28所述的电池管理系统，其特征在于，所述低功率模式包括让所述电池管理系统的至少一个部件断电。30.根据权利要求27、28或29所述的电池管理系统，其特征在于，所述低功率模式包括降低供应至电池管理系统的至少一个部件的功率。31.根据权利要求29或30所述的电池管理系统，其特征在于，所述至少一个部件包括以下中的至少一个：至少一个传感器、控制器、电源集成控制器、IC、用于均衡所述电池的电池单元的电量的均衡部件、以及计时器。32.根据权利要求27至31任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述可充电电池包括多个电池单元和至少两个端子，所述低功率模式包括把所述多个电池单元中的至少一个从所述至少两个端子断开。33.根据权利要求27至32任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述低功率模式包括通过辅助电源为控制器供电。34.根据权利要求27至33任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于退出所述低功率模式，以响应于以下中的至少一种：流入和/或流出电池的电流；通过无线接口、串行接口和CAN接口中的至少一个接收的信号。35.根据权利要求27至34任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于以第二低功率模式运行，以响应于接收到的信号，所述接收到的信号指示出到电池和/或来自电池的电流和/或电压相比一阈值在由计时器确定的第二选择时间段没有变化。36.根据权利要求35所述的电池管理系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·艾瑞斯，罗宾·肖，
申请(专利权)人：超驱创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB