用于控制并联多电池组中包括的开关单元的接通操作的装置和方法制造方法及图纸

公开的是一种用于控制并联多电池组中包括的开关单元的接通顺序的装置和方法。控制单元可以在接通第k顺位开关单元(k是接通顺序索引，其是2至n的自然数)之前从耦合到第k顺位开关单元的电压传感器接收开关电压值，然后接通第k顺位开关单元，随后从连接到第k顺位开关单元的电流传感器接收开关电流值，并且根据开关电压值和开关电流值来对第k顺位开关单元中消耗的瓦特能量值进行计数。另外，控制单元可以通过参考分别与第一至第n开关单元相对应的瓦特能量计数值，来从具有最大瓦特能量计数值的开关单元按降序确定第一至第n开关单元的接通顺序。顺序。顺序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制并联多电池组中包括的开关单元的接通操作的装置和方法


[0001]本公开涉及一种开关单元的接通操作控制装置和方法，并且更具体地，涉及一种用于控制其中多个电池组并联连接的并联多电池组的电池组中分别包括的开关单元的接通顺序的装置和方法。
[0002]本申请要求于2019年10月22日在韩国提交的韩国专利申请No.10
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2019
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0131695的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]电池的应用领域正在逐渐地不仅增大到诸如手机、膝上型计算机、智能电话和智能平板的移动设备，而且增大到电驱动车辆(EV、HEV、PHEV)、大容量储能系统(ESS)等。
[0004]安装到电动车辆的电池系统包括并联连接的多个电池组以确保高能量容量，并且每个电池组包括串联连接的多个电池单体。在下文中，并联连接的多个电池组将被称为并联多电池组(parallel multi battery pack)。
[0005]在本说明书中，电池单体可以包括一个单元单体或并联连接的多个单元单体。单元单体是指具有负极端子和正极端子并且物理上可分离的一个独立单体。例如，可以将一个袋型锂聚合物单体视为单元单体。
[0006]当并联多电池组被充电或放电时，所有电池组可以被放电或充电，或者仅一些电池组可以被充电或放电。当在特定电池组中发生故障时，当仅一些电池组被充电或放电以用于组平衡时，或者当因为所需放电或充电功率小所以不必要操作所有电池组时，可能发生仅一些电池组被充电或放电的情况。
[0007]为了控制这种选择性放电或充电，并联多电池组中的每个电池组在其中包括开关单元。开关单元用来将电池组连接到负载或充电器或者使电池组与负载或充电器断连。
[0008]在并联多电池组中包括的电池组正在同时地被充电或放电的同时，施加到每个电池组的外部端子的电压全部相同。
[0009]然而，如果并联多电池组的充电或放电被停止以进入无负载状态，则每个电池组的电压稳定至平衡状态电压。由于平衡状态电压取决于电池组的劣化程度(DOD)或充电状态(SOC)而变化，所以如果无负载状态被维持达预定时间，则在电池组的电压之间发生偏差。
[0010]同时，当在无负载状态被维持达预定时间之后并联多电池组再次连接到负载或充电器时，首先，每个电池组中包括的开关单元被控制为接通状态。然后，多个电池组并联连接。在这种状态下，如果并联多电池组的外部开关单元被接通，则启动并联多电池组的充电或放电。
[0011]同时，如果在外部开关单元被接通之前多个电池组并联连接，则电流在短时间内从具有相对较高电压的电池组流向具有相对较低电压的电池组。在多个电池组正被并联连接的同时在电池组之间流动的电流被称作涌入电流。
[0012]涌入电流在短时间内流动并且较大，从而对开关单元造成损坏。特别地，如果开关单元由诸如继电器开关的机械开关制成，则涌入电流在接触点之间引起火花，从而在接触点中引起短路或开路故障。
[0013]短路故障发生在接触点熔化并且彼此固定时，而开路故障发生在接触点熔化并且完全分离以甚至在接通状态下也不接触时。另外，即使未发生短路或开路故障，当由于涌入电流而对开关单元施加的损坏累积时，接触点之间的电阻增加，从而引起开关单元的发热。
[0014]在并联多电池组中，涌入电流是不可避免的。这是因为除非电池组的SOC完美地平衡，否则在维持无负载状态的同时电池组之间的电压改变。另外，重要原因之一是开关单元的接通定时不完全一致。因此，如果在将随后并联连接的电池组与已经并联连接的电池组之间存在电压差，则涌入电流流入将随后并联连接的电池组或者涌入电流流出对应电池组。
[0015]因此，除了使电池组的SOC平衡之外，还需要能够减轻由涌入电流对开关单元引起的故障或劣化的技术。

技术实现思路

[0016]技术问题
[0017]本公开被设计来解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种装置和方法，其能够在启动并联多电池组的充电或放电之前最佳地控制开关单元的接通顺序，以减轻当多个电池组正被并联连接时由在电池组之间流动的涌入电流对开关单元的损坏。
[0018]技术方案
[0019]在本公开的一个方面中，提供了一种并联多电池组中包括的开关单元的接通操作控制装置，其控制通过并联链接节点并联连接的第一至第n电池组中包括的开关单元的接通操作。
[0020]优选地，根据本公开的控制装置可以包括：第一至第n开关单元，该第一至第n开关单元被分别安装在第一至第n电池组的电力线上；第一至第n电流传感器，该第一至第n电流传感器连接到分别安装在第一至第n电池组的电力线上的开关单元以测量流过对应开关单元的电流；第一至第n电压传感器，该第一至第n电压传感器分别耦合到第一至第n开关单元以测量对应开关单元的两端电压；以及控制单元，该控制单元在操作上耦合到第一至第n开关单元、第一至第n电流传感器和第一至第n电压传感器。
[0021]优选地，控制单元可以被配置成：在启动并联多电池组的充电或放电之前，通过根据预设接通顺序接通第一至第n开关单元，来将第一至第n电池组并联连接，在接通第k顺位开关单元(k是接通顺序索引，其是2至n的自然数)之前从耦合到第k顺位开关单元的电压传感器接收开关电压值，然后接通第k顺位开关单元，随后从连接到第k顺位开关单元的电流传感器接收开关电流值，并且根据开关电压值和开关电流值来对第k顺位开关单元中消耗的瓦特能量值进行计数。
[0022]优选地，控制单元可以被配置成：在启动并联多电池组的充电或放电之前，通过参考分别与第一至第n开关单元相对应的瓦特能量计数值，来从具有最大瓦特能量计数值的开关单元按降序确定第一至第n开关单元的接通顺序。
[0023]在本公开中，第一至第n开关单元中的每一个可以包括高电势开关和低电势开关。
[0024]在这种情况下，控制单元可以被配置成在接通第k顺位开关单元(k是接通顺序索引，其是2至n的自然数)之前从耦合到第k顺位开关单元中包括的高电势开关的电压传感器接收开关电压值，并且然后接通第k顺位开关单元。
[0025]另外，控制单元可以被配置成从连接到第k顺位开关单元中包括的高电势开关的电流传感器接收开关电流值，并且根据开关电压值和开关电流值对第k顺位开关单元中消耗的瓦特能量值进行计数。
[0026]在一个方面中，根据本公开的控制装置还可以包括存储单元，在其中记录第一至第n开关单元的开关电压值和开关电流值以及第一至第n开关单元中消耗的瓦特能量计数值。
[0027]在另一方面中，根据本公开的控制装置还可以包括存储单元，在其中记录第一至第n开关单元中分别包括的高电势开关的开关电压值、流过第一至第n开关单元中分别包括的高电势开关的开关电流值和第一至第n开关单元中消耗的瓦特能量计数值。
[0028]优选地，控制单元可以被配置成：在启动并联多电池组的充电或放电之前，通过参考分别与第一至第n开关单元相对应的瓦特能量计数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种并联多电池组中包括的开关单元的接通操作控制装置，所述接通操作控制装置控制通过并联链接节点并联连接的第一至第n电池组中包括的开关单元的接通操作，所述接通操作控制装置包括：第一至第n开关单元，所述第一至第n开关单元被分别安装在所述第一至第n电池组的电力线上；第一至第n电流传感器，所述第一至第n电流传感器连接到分别安装在所述第一至第n电池组的电力线上的开关单元以测量流过对应开关单元的电流；第一至第n电压传感器，所述第一至第n电压传感器分别耦合到所述第一至第n开关单元以测量对应开关单元的两端电压；以及控制单元，所述控制单元在操作上耦合到所述第一至第n开关单元、所述第一至第n电流传感器和所述第一至第n电压传感器，其中，所述控制单元被配置成：在启动所述并联多电池组的充电或放电之前，通过根据预设接通顺序接通所述第一至第n开关单元，来将所述第一至第n电池组并联连接，在接通第k顺位开关单元(k是接通顺序索引，所述k是2至n的自然数)之前从耦合到所述第k顺位开关单元的电压传感器接收开关电压值，然后接通所述第k顺位开关单元，随后从连接到所述第k顺位开关单元的电流传感器接收开关电流值，并且根据所述开关电压值和所述开关电流值来对所述第k顺位开关单元中消耗的瓦特能量值进行计数，以及在启动所述并联多电池组的充电或放电之前，通过参考分别与所述第一至第n开关单元相对应的瓦特能量计数值，来从具有最大瓦特能量计数值的开关单元按降序确定所述第一至第n开关单元的接通顺序。2.根据权利要求1所述的并联多电池组中包括的开关单元的接通操作控制装置，其中，所述第一至第n开关单元中的每一个包括高电势开关和低电势开关，并且所述控制单元被配置成在接通所述第k顺位开关单元(k是接通顺序索引，所述k是2至n的自然数)之前从耦合到所述第k顺位开关单元中包括的所述高电势开关的电压传感器接收开关电压值，并且然后接通所述第k顺位开关单元。3.根据权利要求2所述的并联多电池组中包括的开关单元的接通操作控制装置，其中，所述控制单元被配置成从连接到所述第k顺位开关单元中包括的所述高电势开关的电流传感器接收开关电流值，并且根据所述开关电压值和所述开关电流值来对所述第k顺位开关单元中消耗的瓦特能量值进行计数。4.根据权利要求1所述的并联多电池组中包括的开关单元的接通操作控制装置，还包括：存储单元，在所述存储单元中记录所述第一至第n开关单元的开关电压值和开关电流值以及所述第一至第n开关单元中消耗的瓦特能量计数值，其中，所述控制单元被配置成：在启动所述并联多电池组的充电或放电之前，通过参考来自所述存储单元的分别与所述第一至第n开关单元相对应的瓦特能量计数值，来从具有最大瓦特能量计数值的开关单元按降序确定所述第一至第n开关单元的接通顺序。5.根据权利要求3所述的并联多电池组中包括的开关单元的接通操作控制装置，还包括：
存储单元，在所述存储单元中记录所述第一至第n开关单元中分别包括的高电势开关的开关电压值、流过所述第一至第n开关单元中分别包括的高电势开关的开关电流值、和所述第一至第n开关单元中消耗的瓦特能量计数值，其中，所述控制单元被配置成：在启动所述并联多电池组的充电或放电之前，通过参考分别与所述第一至第n开关单元相对应的瓦特能量计数值，来从具有最大瓦特能量计数值的开关单元按降序确定所述第一至第n开关单元的接通顺序。6.根据权利要求1所述的并联多电池组中包括的开关单元的接通操作控制装置，其中，所述第一至第n开关单元是继电器开关。7.一种包括根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜洙元，金汉松，李凡熙，李庠基，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：