用于控制并联多组系统的功率的装置和方法制造方法及图纸

公开的是用于控制并联多组系统的功率的装置和方法。功率控制装置包括：第一至第n传感器单元，用于测量并联连接的第一至第n电池组的操作特性值；功率管理单元，用于控制负载中消耗的功率或由充电设备提供的功率；以及多组管理单元，并且该多组管理单元基于从第一至第n传感器单元接收到的每个电池组的操作特性值来确定第一至第n电池组中的每一个的组电阻，确定分别与电池组的组电阻相对应的可用功率当中的最小可用功率，确定并联多组系统的总功率，使得具有最低组电阻的电池组的组功率变得与最小可用功率相同，并且将所确定的总功率发送到功率管理单元。送到功率管理单元。送到功率管理单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制并联多组系统的功率的装置和方法


[0001]本公开涉及一种功率控制装置和方法，并且更具体地，涉及一种能够防止在其中多个电池组并联连接的并联多组系统中具有相对较低的电阻的电池组的过充电或过放电的功率控制装置和方法。
[0002]本申请要求于2019年10月30日在韩国提交的韩国专利申请No.10
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2019
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0136953的优先权，该申请的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]安装到电驱动车辆的电池系统包括并联连接的n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，n个电池组并联连接的组件将被称为并联多组系统(parallel multi pack system)。
[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]并联多组系统的功率是为了安全而基于在并联连接的电池组当中具有最低功率的电池组来确定的。也就是说，通过将电池组的功率值当中的最小功率乘以电池组的数量而获得的值变成并联多组系统的总功率。
[0007]例如，在五个电池组并联连接的并联多组系统中，如果五个电池组的功率分别是1kW、2kW、3kW、4kW和5kW，则并联多组系统的总功率变成5*1kW(5kW)。
[0008]并联多组系统的管理装置向电驱动车辆的控制系统提供关于总功率(5kW)的信息。然后，控制系统自适应地分配向逆变器或DC/DC转换器供应的功率以及向支持车道偏离预防、前方碰撞警告等的功能的ADAS(Advanced Driver Assistance System，高级驾驶员辅助系统)单元和电设备单元供应的功率，使得由电驱动车辆消耗的功率不超过5kW。以这种方式，在并联多组系统的总功率的范围内分配功率，这被称作功率指导。
[0009]同时，当并联多组系统的总功率是P
total
时，每个电池组的组功率(P
k
)自动地根据电路理论按对应电池组的组电阻(R
pack,k
)与并联多组系统的总电阻(R
system
)之间的电阻比R
system
/R
pack,k
分配。也就是说，每个电池组的组功率(P
pack,k
)是P
total
*R
system
/R
pack,k
。这里，k是电池组的索引。
[0010]由于组功率(P
pack,k
)不是由对应电池组的可用功率而是由总功率(P
total
)和电阻比R
system
/R
pack,k
确定的，随着组电阻(R
pack,k
)降低，组功率(P
k
)增加。因此，随着具有低组电阻(R
pack,k
)的电池组的组功率(P
pack,k
)增加超过可用功率，对应电池组可能被过充电或过放电。

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本公开被设计来解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种用于控制并联多组系统的功率的装置和方法，其可以在确定并联多组系统的总功率中防止具有低电阻的电池组的组功率超过可用功率而引起过充电或过放电。
[0013]技术方案
[0014]在本公开的一个方面中，提供了一种用于控制并联多组系统的功率的装置，包括：第一至第n传感器单元，该第一至第n传感器单元被配置成测量被包括在并联多组系统中并且彼此并联连接的第一至第n电池组的操作特性值；功率管理单元，该功率管理单元被配置成控制负载中消耗的功率或由充电设备提供的功率以对应于并联多组系统的总功率；以及多组管理单元，该多组管理单元在操作上耦合到第一至第n传感器单元和功率管理单元。
[0015]优选地，多组管理单元可被配置成基于从第一至第n传感器单元接收到的每个电池组的操作特性值来确定第一至第n电池组中的每一个的组电阻，通过使用组电阻与可用功率之间的预定义相关性信息来确定分别与电池组的组电阻相对应的可用功率当中的最小可用功率，确定并联多组系统的总功率，使得具有最低组电阻的电池组的组功率变得与最小可用功率相同，并且将所确定的并联多组系统的总功率发送到功率管理单元。
[0016]优选地，功率管理单元可以被配置成控制负载中消耗的功率或由充电设备提供的功率，以便不超过并联多组系统的总功率。
[0017]在本公开中，相关性信息可以是根据电池组的组电阻来定义电池组的可用功率的组电阻
‑
可用功率查找表。
[0018]在实施例中，多组管理单元被配置成从第一至第n传感器单元周期性地接收每个电池组的测量电压值和测量电流值，并且通过借助于线性回归分析而分析多个测量电压值和多个测量电流值来确定每个电池组的组电阻。
[0019]优选地，多组管理单元可以被配置成使用以下等式来计算并联多组系统的总功率。
[0020]P
total
＝min(P
pack,k
)*min(R
pack,k
)/R
system
[0021]R
system
＝[Σ(1/R
pack,k
)]‑1[0022](k是从1至n的整数；n是电池组的数量；P
total
是并联多组系统的总功率；P
pack,k
是第k电池组的组功率；R
pack,k
是第k电池组的组电阻；R
system
是并联多组系统的总电阻；并且min()是返回多个输入变量当中的最小值的函数)
[0023]优选地，多组管理单元可以被配置成使用以下等式来计算每个电池组的组功率。
[0024]P
pack,k
＝P
total
*R
system
/R
pack,k
[0025](P
pack,k
是第k电池组的组功率；P
total
是并联多组系统的总功率；R
system
是并联多组系统的总电阻；并且R
pack,k
是第k电池组的组电阻)
[0026]在本公开中，由于多个电池组并联连接，所以当多个电池组被放电或充电时，每个电池组的组功率对应于通过以上等式计算的值。
[0027]根据本公开的功率控制装置还可以包括插置在多组管理单元与功率管理单元之间的通信单元。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制并联多组系统的功率的装置，包括：第一至第n传感器单元，所述第一至第n传感器单元被配置成测量被包括在所述并联多组系统中并且彼此并联连接的第一至第n电池组的操作特性值；功率管理单元，所述功率管理单元被配置成控制负载中消耗的功率或由充电设备提供的功率以对应于所述并联多组系统的总功率；以及多组管理单元，所述多组管理单元在操作上耦合到所述第一至第n传感器单元和所述功率管理单元，其中，所述多组管理单元被配置成基于从所述第一至第n传感器单元接收到的每个电池组的操作特性值来确定所述第一至第n电池组中的每一个的组电阻，通过使用组电阻与可用功率之间的预定义相关性信息来确定分别与所述电池组的组电阻相对应的可用功率当中的最小可用功率，确定所述并联多组系统的总功率，使得具有最低组电阻的电池组的组功率变得与所述最小可用功率相同，并且将所确定的所述并联多组系统的总功率发送到所述功率管理单元，并且所述功率管理单元被配置成控制所述负载中消耗的功率或由所述充电设备提供的功率，以便不超过所述并联多组系统的总功率。2.根据权利要求1所述的用于控制并联多组系统的功率的装置，其中，所述相关性信息是根据所述电池组的组电阻来定义所述电池组的可用功率的组电阻
‑
可用功率查找表。3.根据权利要求1所述的用于控制并联多组系统的功率的装置，其中，所述多组管理单元被配置成：从所述第一至第n传感器单元周期性地接收每个电池组的测量电压值和测量电流值，并且通过借助于线性回归分析而分析多个测量电压值和多个测量电流值来确定每个电池组的组电阻。4.根据权利要求1所述的用于控制并联多组系统的功率的装置，其中，所述多组管理单元被配置成使用以下等式来计算所述并联多组系统的总功率：P
total
＝min(P
pack,k
)*min(R
pack,k
)/R
system
R
system
＝[Σ(1/R
pack,k
)]
‑1(k是从1至n的整数；n是电池组的数量；P
total
是所述并联多组系统的总功率；P
pack,k
是第k电池组的组功率；R
pack,k
是所述第k电池组的组电阻；R
system
是所述并联多组系统的总电阻；并且min()是返回多个输入变量当中的最小值的函数)。5.根据权利要求4所述的用于控制并联多组系统的功率的装置，其中，所述多组管理单元被配置成使用以下等式来计算每个电池组的组功率：P
pack,k
＝P
total
*R
system
/R
pack,k
(P
pack,k
是所述第k电池组的组功率；P
total
是所述并联多组系统的总功率；R
system
是所述并联多组系统的总电阻；并且R
pack,k
是所述第k电池组的组电阻)。6.根据权利要求1所述的用于控制并联多组系统的功率的装置，还包括：插置在所述多组管理单元与所述功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：高荣俊，金喆泽，李相进，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：