用于控制并联多组模块的输出的设备和方法技术

公开了用于控制并联多组模块的输出的设备和方法。在根据本发明专利技术的用于控制输出的设备中，一种多组管理单元：基于第一电池组至第n电池组的操作特征值来确定第一电池组至第n电池组的最小可用输出，从最小可用输出以及第一电池组至第n电池组的测量电流值当中的总电流值与最大电流值之比确定并联多组模块的总输出，并将所确定的总输出发送到输出管理单元，并且输出管理单元控制负载消耗的电流或充电装置提供到并联多组模块的电流，以便不超过并联多组模块的总输出。组模块的总输出。组模块的总输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制并联多组模块的输出的设备和方法


[0001]本公开涉及功率控制设备和方法，并且更具体地，涉及能够防止多个电池组并联连接的并联电池组模块中具有相对低电阻的电池组过度充电或过度放电的功率控制设备和方法。
[0002]本申请要求于2020年7月21日在韩国提交的韩国专利申请No.10
‑
2020
‑
0090585的优先权，该韩国专利申请的公开内容以引用方式并入本文中。

技术介绍

[0003]电池的应用领域不仅逐渐扩大到诸如蜂窝电话、笔记本计算机、智能手机和智能平板这样的移动装置，而且扩大到电动汽车(EV、HEV、PHEV)、大容量储能系统(ESS)等。
[0004]安装于电动车辆的电池模块包括并联连接以确保高能量容量的n个电池组，并且每个电池组包括串联连接的多个电池电芯。下文中，n个电池组并联连接的模块将被称为并联电池组模块。
[0005]在本说明书中，电池电芯可以包括一个单元电芯或并联连接的多个单元电芯。电池电芯是指具有负极端子和正极端子并且是物理上可分离的一个独立电芯。例如，一个袋型锂聚合物电芯可以被视为单元电芯。
[0006]为了安全起见，基于并联连接的电池组当中的具有最低可用功率的电池组来确定并联电池组模块的总功率。即，通过将电池组的可用功率值当中的最小可用功率与电池组的数目相乘而获得的值成为并联电池组模块的总功率。
[0007]例如，在五个电池组并联连接的并联电池组模块中，如果五个电池组的可用功率分别为1kW、2kW、3kW、4kW和5kW，则并联电池组模块的总功率为5
×
1kW(5kW)。
[0008]并联电池组模块的管理设备向电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供应到逆变器或DC/DC转换器的功率以及供应到支持防车道偏离、前碰撞警告等功能的ADAS(高级驾驶员辅助系统)单元以及电气设备单元的功率，使得电驱动的车辆所消耗的功率不超过5kW。以这种方式，在由并联电池组模块的管理设备提供的总功率的范围内分配功率，这被称为功率准则。
[0009]另外，当并联电池组模块的总功率为P
total
时，根据电路理论，通过对应电池组的组电阻(R
pack,k
)与并联电池组模块的总电阻(R
total
)之间的电阻比R
total
/R
pack,k
来自动分配各电池组的组功率(P
k
)。即，各电池组的组功率(P
pack,k
)为P
total
×
R
total
/R
pack,k
。这里，k是电池组的索引。
[0010]由于组功率(P
pack,k
)不是通过对应电池组的可用功率而是通过总功率(P
total
)和电阻比R
total
/R
pack,k
确定的，因此，随着组电阻(R
pack,k
)减小，组功率(P
pack,k
)增大。因此，由于具有低的组电阻(R
pack,k
)的电池组的组功率(P
pack,k
)在可用功率内增大，因此对应电池组可能过度充电或过度放电。

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本公开被设计用于解决现有技术的问题，因此本公开涉及提供用于控制并联电池组模块的功率的设备和方法，该设备和方法可以防止在确定并联电池组模块的总功率时具有最低电阻的电池组的组功率超过可用功率从而造成过度充电或过度放电。
[0013]技术方案
[0014]在本公开的一方面，提供了一种用于控制并联电池组模块的功率的设备，该设备包括：第一传感器单元至第n传感器单元，该第一传感器单元至第n传感器单元被配置为测量包括被包括在所述并联电池组模块中并彼此并联连接的第一电池组至第n电池组的测量电流值的操作特征值；功率管理单元，该功率管理单元被配置为控制在负载中消耗的功率或由充电装置提供到所述并联电池组模块的功率，以对应于并联电池组模块的总功率；以及电池组管理单元，该电池组管理单元可操作地联接到所述第一传感器单元至所述第n传感器单元以及所述功率管理单元。
[0015]优选地，所述电池组管理单元可以被配置为基于从所述第一传感器单元至所述第n传感器单元接收到的所述第一电池组至所述第n电池组的操作特征值来确定所述第一电池组至所述第n电池组的最小可用功率，从所述最小可用功率以及所述第一电池组至所述第n电池组的测量电流值当中的总电流值与最大电流值之比确定所述并联电池组模块的总功率，并将所确定的所述并联电池组模块的所述总功率发送到所述功率管理单元。
[0016]优选地，所述功率管理单元可以被配置为控制在所述负载中消耗的功率或由所述充电装置提供到所述并联电池组模块的功率，以对应于所述并联电池组模块的所述总功率。
[0017]根据实施方式，所述操作特征值还可以包括所述第一电池组至所述第n电池组的测量电压值。在该实施方式中，所述电池组管理单元可以被配置为：从所述第一电池组至所述第n电池组的所述测量电流值和所述测量电压值确定所述第一电池组至所述第n电池组的组电阻，参考各电池组的预定的组电阻
‑
可用功率查找表确定对应于所述组电阻的可用功率，并且确定所述可用功率当中的最小值为所述最小可用功率。
[0018]根据另一实施方式，所述电池组管理单元可以被配置为：周期性从所述第一传感器单元至所述第n传感器单元接收各电池组的测量电压值和测量电流值，并且确定借助线性回归分析从所述第一电池组至所述第n电池组的所述测量电流值和所述测量电压值计算出的电压变化与电流变化的平均比为所述第一电池组至所述第n电池组的组电阻。
[0019]根据又一实施方式，所述电池组管理单元可以被配置为：基于从所述第一电池组至所述第n电池组接收到的各电池组的操作特征值来确定所述第一电池组至所述第n电池组的充电状态(SOC)，参考预先定义的SOC
‑
可用功率查找表确定与所述第一电池组至所述第n电池组的SOC对应的可用功率，并且确定所述可用功率当中的最小值为所述最小可用功率。
[0020]优选地，所述电池组管理单元可以被配置为使用下式计算所述并联电池组模块的总功率(P
total
)。
[0021]P
total
＝min(P
pack,k
)
×
I
total
/max(I
pack,k
)
[0022](k是从1到n的范围内的整数；min(P
pack,k
)对应于所述第一电池组至所述第n电池
组的可用功率当中的最小可用功率；I
total
对应于所述第一电池组至所述第n电池组的测量电流值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制并联电池组模块的功率的设备，该设备包括：第一传感器单元至第n传感器单元，所述第一传感器单元至所述第n传感器单元被配置为测量操作特征值，所述操作特征值包括第一电池组至第n电池组的测量电流值，所述第一电池组至所述第n电池组被包括在所述并联电池组模块中并彼此并联连接；功率管理单元，该功率管理单元被配置为将在负载中消耗的功率或由充电装置提供到所述并联电池组模块的功率控制为与并联电池组模块的总功率对应；以及电池组管理单元，该电池组管理单元能操作地联接到所述第一传感器单元至所述第n传感器单元以及所述功率管理单元，其中，所述电池组管理单元被配置为基于从所述第一传感器单元至所述第n传感器单元接收到的所述第一电池组至所述第n电池组的操作特征值来确定所述第一电池组至所述第n电池组的最小可用功率，从所述最小可用功率以及所述第一电池组至所述第n电池组的测量电流值当中的总电流值与最大电流值之比确定所述并联电池组模块的总功率，并将所确定的所述并联电池组模块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为将在所述负载中消耗的功率或由所述充电装置提供到所述并联电池组模块的功率控制为与所述并联电池组模块的总功率对应。2.根据权利要求1所述的用于控制并联电池组模块的功率的设备，其中，所述操作特征值还包括所述第一电池组至所述第n电池组的测量电压值，并且所述电池组管理单元被配置为：从所述第一电池组至所述第n电池组的所述测量电流值和所述测量电压值确定所述第一电池组至所述第n电池组的组电阻，参考各电池组的预定的组电阻
‑
可用功率查找表确定与所述组电阻对应的可用功率，并且确定所述可用功率当中的最小值为所述最小可用功率。3.根据权利要求2所述的用于控制并联电池组模块的功率的设备，其中，所述电池组管理单元被配置为：周期性地从所述第一传感器单元至所述第n传感器单元接收各电池组的测量电压值和测量电流值，并且确定借助线性回归分析从所述第一电池组至所述第n电池组的所述测量电流值和所述测量电压值计算出的电压变化与电流变化的平均比为所述第一电池组至所述第n电池组的组电阻。4.根据权利要求1所述的用于控制并联电池组模块的功率的设备，其中，所述电池组管理单元被配置为：基于从所述第一传感器单元至所述第n传感器单元接收到的各电池组的操作特征值来确定所述第一电池组至所述第n电池组的充电状态SOC，参考预先定义的SOC
‑
可用功率查找表来确定与所述第一电池组至所述第n电池组的SOC对应的可用功率，并且确定所述可用功率当中的最小值为所述最小可用功率。5.根据权利要求1所述的用于控制并联电池组模块的功率的设备，其中，所述电池组管理单元被配置为使用下式计算所述并联电池组模块的总功率
P
total
：P
total
＝min(P
pack,k
)
×
I
total
/max(I
pack,k
)k是从1至n范围内的整数；min(P
pack,k
)与所述第一电池组至所述第n电池组的可用功率当中的最小可用功率对应；I
total
与所述第一电池组至所述第n电池组的测量电流值的总电流值对应；并且max(I
pack,k
)与所述第一电池组至所述第n电池组的测量电流值当中的最大电流值对应。6.根据权利要求1所述的用于控制并联电池组模块的功率的设备，所述设备还包括：通信单元，该通信单元插置在所述电池组管理单...

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