用于喚醒多bms的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)一種用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備把主BMS輸出的喚醒信號(hào)發(fā)送給N個(gè)從BMS以喚醒N個(gè)從BMS來(lái)管理電池組中的各電池模塊。此外隔離元件被連接在傳輸喚醒信號(hào)的串聯(lián)線路上，并且通過(guò)主BMS輸出的喚醒信號(hào)開(kāi)啟連接在串聯(lián)線路上的N-1個(gè)晶體管而開(kāi)啟。根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)使用少量的隔離器(光耦合器)發(fā)送用于喚醒多個(gè)從BMS的信號(hào)。因此，BMS或者電池組可以在成本上減小。
【專利說(shuō)明】用于喚醒多BMS的設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及一種用于發(fā)送信號(hào)以喚醒電池管理系統(tǒng)(BMS)的設(shè)備，并且特別涉及一種用于在具有多BMS結(jié)構(gòu)的電池組中把主BMS輸出的喚醒信號(hào)發(fā)送到各從BMS的設(shè)備。
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年10月4日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)N0.10-2012-0110132的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用被包含在此。

【背景技術(shù)】
[0003]由于容易應(yīng)用于各種產(chǎn)品的特性和諸如高能量密度的電氣特性，二次電池不僅被常常應(yīng)用于便攜式設(shè)備，還普遍地應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)輛(EV)、混合動(dòng)力車(chē)輛(HV)、或者通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的蓄能系統(tǒng)。此二次電池對(duì)于顯著地減少化石燃料的使用并且從能量的使用中不產(chǎn)生副產(chǎn)品的主要優(yōu)點(diǎn)引起注意，使其能源環(huán)保并且節(jié)能。
[0004]通過(guò)包括正極電流集電極、負(fù)極電流集電極、隔膜、活性材料、電解液等等的元件之間的電化學(xué)反應(yīng)能夠使二次電池重復(fù)地充電和放電。舉例來(lái)說(shuō)，廣泛使用的鋰聚合物二次電池具有在大約3.7V至大約4.2V的范圍的工作電壓。因此，為了獲得對(duì)于在電動(dòng)車(chē)輛中使用的高輸出電池組，多個(gè)單元二次電池單元被串聯(lián)地連接以構(gòu)造電池組。
[0005]除了此基本結(jié)構(gòu)之外，電池組進(jìn)一步包括電池管理系統(tǒng)(BMS)，該電池管理系統(tǒng)(BMS)通過(guò)將用于電源的控制的算法應(yīng)用于諸如發(fā)動(dòng)機(jī)等等的驅(qū)動(dòng)負(fù)載、諸如電流或者電壓等等的電氣特性的測(cè)量、充電/放電控制、電壓均衡控制、充電狀態(tài)(SOC)評(píng)估等等監(jiān)視和控制二次電池的狀態(tài)。
[0006]最近，隨著對(duì)于高容量結(jié)構(gòu)的需求增加以及作為儲(chǔ)能源利用，對(duì)于其中包括多個(gè)二次電池的多個(gè)電池模塊被組裝的多模塊結(jié)構(gòu)的電池組的需求也在增加。
[0007]因?yàn)槎嗄K結(jié)構(gòu)的電池組包括多個(gè)二次電池單元，所以在使用單個(gè)BMS控制所有二次電池單元的充電/放電狀態(tài)時(shí)存在限制。因此，最近已經(jīng)引入技術(shù)，其中BMS被提供給電池組中包括的每個(gè)電池模塊，將BMS指定為從BMS，并且提供附加的BMS作為主BMS來(lái)控制各從BMS，使得在主-從模式下控制各個(gè)電池模塊的充電和放電。從BMS在正常狀態(tài)期間在睡眠模式中待機(jī)，并且通過(guò)來(lái)自主BMS的控制信號(hào)喚醒。
[0008]圖1是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的把主BMS 11輸出的喚醒信號(hào)發(fā)送到從BMS 12的喚醒設(shè)備13的示意性的電路圖。
[0009]參考圖1，多個(gè)電池模塊14被串聯(lián)地連接以構(gòu)造電池組15，并且各個(gè)電池模塊14被連接到從BMS 12。而且，光耦合器作為喚醒設(shè)備13被連接以把主BMS 11輸出的喚醒信號(hào)發(fā)送到各個(gè)從BMS 12。
[0010]光耦合器指的是包括發(fā)光源(輸入)和光學(xué)檢測(cè)器(輸出)的切換裝置。通常，紅外發(fā)光二極管(LED)被用作發(fā)光源，并且通過(guò)光開(kāi)啟的光電二極管或者光電晶體管被用作光學(xué)檢測(cè)器。因此，當(dāng)電流流過(guò)輸入側(cè)時(shí)，發(fā)光源發(fā)射光并且在輸出側(cè)處的光電二極管或者光電晶體管被開(kāi)啟。即，通過(guò)光，而不是通過(guò)電耦合開(kāi)啟或者切斷切換裝置。
[0011]光耦合器13的輸入側(cè)被連接到主BMS 11，并且輸出側(cè)被連接到從BMS 12。因此，當(dāng)主BMS 11輸出喚醒信號(hào)時(shí)，喚醒信號(hào)經(jīng)由光耦合器13被發(fā)送到從BMS 12。
[0012]光耦合器13連接主BMS 11和從BMS 12的使用提供主BMS 11和從BMS 12被電氣隔離的優(yōu)點(diǎn)。這樣，在發(fā)送喚醒信號(hào)的同時(shí)，其中從電池組15流動(dòng)的高壓電流被輸入到主BMS 11側(cè)的反向電流可以被防止，并且在電池組15的充電/放電期間產(chǎn)生的電磁波可能被很少地影響。
[0013]然而，為了使從BMS 12喚醒同時(shí)保持在主BMS 11和從BMS 12之間的隔離，要求與如在圖1中所示的電池組15中的從BMS —樣多的光耦合器13。此外，光耦合器13是半導(dǎo)體器件，這意味著成本較高，并且當(dāng)多個(gè)光耦合器13被使用時(shí)，BMS或電池組的總成本可能增加。因此，存在對(duì)于在喚醒從BMS 12同時(shí)保持在主BMS 11和從BMS 12之間的隔離的研究的高度需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]技術(shù)問(wèn)題
[0015]本公開(kāi)被設(shè)計(jì)以解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，并且因此本發(fā)明涉及提供一種用于喚醒電池管理系統(tǒng)(BMS)的設(shè)備，其發(fā)送用于喚醒多BMS的喚醒信號(hào)。
[0016]技術(shù)解決方案
[0017]為了實(shí)現(xiàn)目的，提供一種用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備，該電池組包括N個(gè)電池模塊(N是大于或者等于2的整數(shù))，該設(shè)備把主BMS輸出的喚醒信號(hào)發(fā)送到N個(gè)從BMS以喚醒N個(gè)從BMS來(lái)管理電池組中的各電池模塊，該設(shè)備包括:串聯(lián)線路，該串聯(lián)線路被連接在電池組的高電勢(shì)端子和低電勢(shì)端子之間以發(fā)送喚醒信號(hào)；隔離器，該隔離器被連接在串聯(lián)線路上并且被配置成通過(guò)主BMS輸出的喚醒信號(hào)而開(kāi)啟；N-1個(gè)晶體管，被連接到串聯(lián)線路上較之隔離器更高的電勢(shì)，每個(gè)晶體管除了基極端子之外還具有被連接到串聯(lián)線路的兩個(gè)端子，并且基極端子被連接到N個(gè)電池模塊當(dāng)中的N-1個(gè)電池模塊的各低電勢(shì)；以及開(kāi)關(guān)單元，該開(kāi)關(guān)單元被連接在電池模塊的高電勢(shì)端子和隔離器之間，或者在電池模塊的各高電勢(shì)端子和各晶體管之間，并且被配置成通過(guò)各個(gè)晶體管或者隔離器的開(kāi)啟操作發(fā)送喚醒信號(hào)以喚醒N個(gè)從BMS。
[0018]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，隔離器是光耦合器，并且具有被連接到主BMS的輸入側(cè)端子和被連接到串聯(lián)線路側(cè)的輸出側(cè)端子。
[0019]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，晶體管是NPN型并且具有被連接到串聯(lián)線路上的低電勢(shì)側(cè)的發(fā)射極端子。在這樣的情況下，根據(jù)本公開(kāi)的用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備可以進(jìn)一步包括電阻元件，該電阻元件被連接在晶體管的基極端子和發(fā)射極端子之間。
[0020]根據(jù)本公開(kāi)的用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備可以進(jìn)一步包括過(guò)電流保護(hù)電阻元件，該過(guò)電流保護(hù)電阻元件被連接在串聯(lián)線路上以保護(hù)晶體管或者隔離器免受過(guò)電流。
[0021]根據(jù)本公開(kāi)的用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備可以進(jìn)一步包括二極管，該二極管在前向方向連接在串聯(lián)線路上以防止反向電流。
[0022]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，開(kāi)關(guān)單元可以包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，該金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)具有被連接的源極端子和柵極端子用于施加從各個(gè)電池模塊的高電勢(shì)端子輸出的電壓，和被連接的漏極端子用于當(dāng)晶體管或者隔離器被開(kāi)啟時(shí)把喚醒信號(hào)發(fā)送到從BMS。在這樣的情況下，根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備可以進(jìn)一步包括電阻元件，該電阻元件被連接在源極端子和柵極端子之間。
[0023]根據(jù)本公開(kāi)的用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備可以是電池管理系統(tǒng)的一個(gè)組件。
[0024]根據(jù)本公開(kāi)的用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備可以是包括電池管理系統(tǒng)和多個(gè)電池模塊的電池組的一個(gè)組件。
[0025]有利效果
[0026]根據(jù)本公開(kāi)的一方面，用于喚醒多個(gè)從BMS的信號(hào)可用通過(guò)使用少量的隔離器來(lái)發(fā)送。因此，可用降低BMS或電池組的成本。
[0027]根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，主BMS不需要與從BMS的數(shù)目相對(duì)應(yīng)的輸入/輸出端子的所有數(shù)目，并且主BMS可以在尺寸上減小并且制造簡(jiǎn)單和容易。
[0028]根據(jù)本公開(kāi)的又一方面，主BMS和從BMS的電氣隔離可以防止其中從電池組流動(dòng)的高壓電流被輸入到主BMS側(cè)的反向電流，并且可以很少地影響在電池組的充電/放電期間產(chǎn)生的電磁波。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]參考附圖，根據(jù)實(shí)施例的下面的描述，本公開(kāi)的其它目的和方面將會(huì)變得顯然，其中:
[0030]圖1是圖示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于把主BMS輸出的喚醒信號(hào)發(fā)送到從BMS的喚醒設(shè)備的示意性的電路圖。
[0031]圖2是圖示根據(jù)示例性實(shí)施例的用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備的配置的示意性的電路圖。
[0032]圖3是圖示包括MOSFET的開(kāi)關(guān)單元的結(jié)構(gòu)的示意性的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]在下文中，參考附圖將會(huì)詳細(xì)地描述本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例。在描述之前，應(yīng)理解的是，在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)被解釋為限于一般和字典的意義，但是基于允許發(fā)明人限定適合用于最佳解釋的術(shù)語(yǔ)的原理基于與本發(fā)明的技術(shù)方面相對(duì)應(yīng)的意義和概念解釋。僅為了圖示的目的在此提出的描述僅是優(yōu)選示例，不是要限制本公開(kāi)的范圍，所以應(yīng)理解在不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下可以對(duì)其做其它的等同和修改。
[0034]圖2是圖示根據(jù)示例性實(shí)施例的用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備100的配置的示意性的電路圖，在下文中其被稱為BMS喚醒設(shè)備。
[0035]參考圖2，根據(jù)示例性實(shí)施例的BMS喚醒設(shè)備100被連接在主BMS 110和從BMS120之間。而且，從BMS 120被連接到包括N個(gè)電池模塊121的電池組122(N是大于或者等于2的整數(shù))。
[0036]從BMS 120通過(guò)應(yīng)用用于諸如電池模塊121的充電/放電電流或者電壓、充電/放電控制、電壓均衡控制、充電狀態(tài)(SOC)估計(jì)等等的電氣特性的測(cè)量的算法來(lái)監(jiān)測(cè)和控制被包括在電池模塊121中的二次電池的狀態(tài)。主BMS 110從從BMS 120收集關(guān)于各個(gè)電池模塊121的信息，并且基于收集的信息，控制向被連接到電池組122的負(fù)載的電力供應(yīng)和用于喚醒從BMS 120的信號(hào)的輸出。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，基于已知的通信協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)可以被連接在主BMS 110和從BMS 120之間，用于數(shù)據(jù)通信。然而，為了簡(jiǎn)化附圖，通信網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有被示出。另外，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)主BMS 110和從BMS 120的功能和作用是公知的，并且從而在此省略詳細(xì)描述。
[0037]各個(gè)電池模塊121包括至少一個(gè)二次電池單元，并且如果其是可再充電的則二次電池單元不限于特定的類型，并且包括鋰離子電池、鋰聚合物電池、N1-Cd電池、N1-MH電池、N1-Zn電池等等。通過(guò)連接N個(gè)電池模塊121來(lái)建立電池組122。顯然的是，電池模塊121的數(shù)目N取決于對(duì)于電池組122所要求的輸出電壓和容量。盡管圖2示出電池組122的所有的N個(gè)電池模塊121被串聯(lián)地連接，但是電池模塊121的連接不限于此。例如，電池模塊121可以被并聯(lián)地或者串并聯(lián)地連接。
[0038]同時(shí)，從電池組122接收電力的負(fù)載可以被連接到電池組122。該負(fù)載不被限于特定的類型，并且可以包括，例如，視頻相機(jī)、移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)、便攜式媒體播放器(PMP)、MP3播放器等等的便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)車(chē)輛(EV)或者混合電動(dòng)車(chē)輛(HEV)的電動(dòng)機(jī)、諸如DC至DC轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器等等。本發(fā)明的范圍不受到負(fù)載的類型的限制。
[0039]根據(jù)本公開(kāi)的BMS喚醒設(shè)備100包括串聯(lián)線路130、隔離器140、晶體管150、以及開(kāi)關(guān)單元160。
[0040]串聯(lián)線路130被連接在電池組122的高電勢(shì)端子和低電勢(shì)端子之間。串聯(lián)線路130被用于發(fā)送主BMS 110輸出的喚醒信號(hào)，并且使得隔離器140、晶體管150以及開(kāi)關(guān)單元160相互連接。
[0041]在本說(shuō)明書(shū)中，為了便于描述，電池組122中的電池模塊121從低電勢(shì)開(kāi)始以順序的次序被稱為第一電池模塊121-1、第二電池模塊121-2、第三電池模塊121-3、…、第N電池模塊121-N。類似地，管理各個(gè)電池模塊121的從BMS 120也被稱為第一從BMS 120-1、第二從BMS 120-2、第三從BMS 120-3、...、第N從BMS 120-N。而且，在本說(shuō)明書(shū)中，與各個(gè)從BMS 120相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)單元160被稱為第一開(kāi)關(guān)單元160-1、第二開(kāi)關(guān)單元160-2、第三開(kāi)關(guān)單元160-3、…、第N開(kāi)關(guān)單元160-N。而且，在本說(shuō)明書(shū)中，與各個(gè)電池模塊121相對(duì)應(yīng)的晶體管150被稱為第一晶體管150-1、第二晶體管150-2、第三晶體管150-3、…、第N晶體管150-N。
[0042]隔離器140可以是光耦合器。光耦合器也可以被稱為光耦合器或者光MOS繼電器，并且隔離器140的功能或者配置沒(méi)有被其名稱影響。在前述中詳細(xì)地描述了光耦合器的配置和工作原理，并且從而，在此省略重復(fù)的描述。光耦合器的輸入側(cè)(發(fā)光二極管)被連接到主BMS110，并且輸出側(cè)(光電晶體管)被連接到串聯(lián)線路130。
[0043]晶體管150包括N-1個(gè)晶體管，各應(yīng)于從BMS 120。通用的雙極結(jié)晶體管由三個(gè)端子，即集電極、基極和發(fā)射極組成。在它們當(dāng)中，除了基極端子B之外的兩個(gè)端子被連接到串聯(lián)線路130，并且基極端子B被連接到與各晶體管150相對(duì)應(yīng)的電池模塊121的低電勢(shì)端子。
[0044]根據(jù)示例性實(shí)施例，晶體管150可以是NPN型晶體管。在這樣的情況下，如在圖2中所示，發(fā)射極端子E被連接到串聯(lián)線路130的低電勢(shì)側(cè)(在附圖中的串聯(lián)線路130的接地方向)。
[0045]而且，電阻端子Rl可以被連接在晶體管150的基極端子B和發(fā)射極端子E之間。電阻端子Rl用作在基極端子B和發(fā)射極端子E之間產(chǎn)生電勢(shì)差。
[0046]開(kāi)關(guān)單元160被連接在第一電池模塊121-1的高電勢(shì)端子和隔離器140之間或者在第二至第N晶體管150-2至150-N與第二至第N電池模塊121-2至121-N的高電勢(shì)端子之間。因此，當(dāng)各個(gè)晶體管150或者隔離器140被開(kāi)啟時(shí)，開(kāi)關(guān)單元160形成閉合的電路以允許電流流動(dòng)。當(dāng)由于閉合的電路來(lái)自于各個(gè)電池模塊121的電流流到開(kāi)關(guān)單元160時(shí)，用于喚醒N個(gè)從BMS 120的喚醒信號(hào)被發(fā)送。
[0047]通過(guò)喚醒信號(hào)喚醒各個(gè)從BMS 120，通過(guò)開(kāi)關(guān)單元160發(fā)送喚醒信號(hào)。在本實(shí)例中，喚醒信號(hào)可以被輸入到被包括在各個(gè)從BMS 120中的功率管理器(未示出)或者中心控制器(未示出)。被包括在從BMS 120中的功率管理器或者中心控制器是響應(yīng)于喚醒信號(hào)將從BMS120從睡眠狀態(tài)變成喚醒狀態(tài)并且進(jìn)行管理的組件或者元件。例如，功率管理器或者中心控制器可以被實(shí)現(xiàn)為能夠執(zhí)行程序代碼的微處理器。然而，在圖2中，為了簡(jiǎn)化附圖，主BMS 110和從BMS 120的內(nèi)部配置沒(méi)有詳細(xì)地示出。
[0048]同時(shí)，根據(jù)本公開(kāi)的BMS喚醒設(shè)備100可以被合并在主BMS 110和/或從BMS 120中，或者可以被單獨(dú)地設(shè)置在主BMS 110和/或從BMS 120的外部。盡管圖2示出大多數(shù)BMS喚醒設(shè)備100被包括在從BMS 120中，但是本公開(kāi)不限于在附圖中圖示的實(shí)施例。
[0049]在下文中，描述根據(jù)本公開(kāi)的BMS喚醒設(shè)備100的操作的過(guò)程。
[0050]諸如光耦合器的隔離器140處于切斷狀態(tài)直到電流(信號(hào))在輸入側(cè)流動(dòng)，并且從而，電流沒(méi)有在輸出側(cè)流動(dòng)。因此，從第一電池模塊121-1輸出的電壓僅被施加到第一開(kāi)關(guān)單元160-1，但是電流沒(méi)有流過(guò)第一開(kāi)關(guān)單元160-1。
[0051]隨后，主BMS 110將喚醒信號(hào)輸入到隔離器140的輸入側(cè)以將從BMS 120從睡眠狀態(tài)喚醒。喚醒信號(hào)使隔離器140開(kāi)啟，并且從而通過(guò)第一電池模塊121-1、第一開(kāi)關(guān)單元160-1以及隔離器140的關(guān)聯(lián)形成閉合的電路。因此，電流流過(guò)第一開(kāi)關(guān)單元160-1，并且第一開(kāi)關(guān)單元160-1將喚醒信號(hào)發(fā)送到第一從BMS 120。
[0052]同時(shí)，對(duì)于第二晶體管150-2，從第二電池模塊121-2輸出的電壓被施加到第二晶體管150-2的集電極端子C和基極端子B之間。然而，因?yàn)榘l(fā)射極端子E沒(méi)有被連接到串聯(lián)線路130的低電勢(shì)端子(附圖中的串聯(lián)線路130的接地)，在隔離器140被開(kāi)啟之前，第二晶體管150-2也處于切斷狀態(tài)中。
[0053]隨后，當(dāng)隔離器140被開(kāi)啟時(shí)，第二晶體管150-2的發(fā)射極端子E被連接到串聯(lián)線路130的低電勢(shì)端子。因此，當(dāng)?shù)诙w管150-2被開(kāi)啟時(shí)，通過(guò)第二電池模塊121-2、第二開(kāi)關(guān)單元160-2和第二晶體管150-2的關(guān)聯(lián)形成閉合的電路。從而，電流流過(guò)第二開(kāi)關(guān)單元160-2，并且第二開(kāi)關(guān)單元160-2將喚醒信號(hào)發(fā)送到第二從BMS 120-2。
[0054]類似地，對(duì)于第三晶體管150-3，因?yàn)樵诟綦x器140和第二晶體管150_2被開(kāi)啟之前第三晶體管150-3的發(fā)射極端子E沒(méi)有被連接到串聯(lián)線路130的低電勢(shì)端子(附圖中的串聯(lián)線路130的接地)，第三晶體管150-3也處于切斷狀態(tài)中。隨后，當(dāng)隔離器140和第二晶體管150-2以順序的次序被開(kāi)啟時(shí)，第三晶體管150-3的發(fā)射極端子E連接到串聯(lián)線路130的低電勢(shì)端子(附圖中的串聯(lián)線路130的接地)。因此，當(dāng)?shù)谌w管150-3被開(kāi)啟時(shí)，通過(guò)第三電池模塊121-3、第三開(kāi)關(guān)單元160-3和第三晶體管150-3的關(guān)聯(lián)形成閉合的電路。因此，電流流過(guò)第三開(kāi)關(guān)單元160-3，并且第三開(kāi)關(guān)單元160-3將喚醒信號(hào)發(fā)送到第三從 BMS 120-3。
[0055]隨后，同樣地，朝著串聯(lián)線路130的高電勢(shì)端子各個(gè)晶體管150以順序的次序被開(kāi)啟，并且同時(shí)，電流流過(guò)與被開(kāi)啟的各個(gè)晶體管150相對(duì)應(yīng)的各個(gè)開(kāi)關(guān)單元160。然后，各個(gè)開(kāi)關(guān)單元160將喚醒信號(hào)發(fā)送到各個(gè)從BMS 120。最后，位于串聯(lián)線路130的最高的電勢(shì)側(cè)處的第N晶體管150-N被開(kāi)啟并且第N從BMS 120-N被喚醒，并且因此，根據(jù)本公開(kāi)的BMS喚醒設(shè)備100完成其操作。
[0056]喚醒信號(hào)是一次性信號(hào)，并且可以考慮所有的晶體管150被開(kāi)啟的時(shí)間段期間和所有的晶體管150將喚醒信號(hào)發(fā)送到各個(gè)從BMS 120的時(shí)間段期間被保持。而且，當(dāng)喚醒信號(hào)被再次輸入到被喚醒的從BMS120時(shí)，各個(gè)從BMS 120可以將喚醒信號(hào)視為用于返回到睡眠狀態(tài)的信號(hào)。相反地，當(dāng)從BMS 120是僅正在操作同時(shí)喚醒信號(hào)的輸入被保持的BMS時(shí)，主BMS 110可以繼續(xù)輸出喚醒信號(hào)以使隔離器140和晶體管150保持開(kāi)啟狀態(tài)，用于從BMS 120的連續(xù)喚醒的目的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以基于其中喚醒信號(hào)被輸入的次數(shù)、喚醒信號(hào)被保持的時(shí)間段、以及喚醒信號(hào)被輸入的時(shí)間容易地設(shè)置從BMS 120的操作，并且可以進(jìn)行各種設(shè)計(jì)修改。
[0057]根據(jù)本公開(kāi)的BMS喚醒設(shè)備100可以進(jìn)一步包括過(guò)電流保護(hù)電阻元件R2，該過(guò)電流保護(hù)電阻元件R2連接到串聯(lián)線路130以保護(hù)隔離器140或者晶體管150免受過(guò)電流。考慮到耐受各個(gè)電池模塊121的電壓的耐壓性能，隔離器140和晶體管150可以被選擇。然而，在電池組122是高容量電池組的情況下，從各個(gè)電池模塊121輸出的電壓可能非常高。在這樣的情況下，過(guò)電流保護(hù)電阻元件R2可以被連接以防止隔離器140或者晶體管150由于高輸出電壓被損壞。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯然的是，取決于電池模塊121的輸出電壓和隔離器140或者晶體管150的耐壓性能，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置過(guò)電流保護(hù)電阻元件R2的電阻值和過(guò)電流保護(hù)電阻元件R2的數(shù)目。
[0058]而且，根據(jù)本公開(kāi)的BMS喚醒設(shè)備100可以進(jìn)一步包括二極管170，該二極管170在前向方向連接在串聯(lián)線路130以防止從電池模塊121輸出的電流朝反方向(在串聯(lián)線路130的高電勢(shì)方向)流動(dòng)。
[0059]根據(jù)示例性實(shí)施例，開(kāi)關(guān)單元160可以包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。MOSFET是由三個(gè)端子，即源極、柵極和漏極組成的半導(dǎo)體。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)MOSFET的結(jié)構(gòu)和操作原理是廣泛公知的，并且從而在此省略詳細(xì)描述。
[0060]圖3是圖示包括MOSFET 161的開(kāi)關(guān)單元160的結(jié)構(gòu)的示意性的電路圖。
[0061]參考圖3，在圖2中示出的開(kāi)關(guān)單元160當(dāng)中，僅通過(guò)舉例說(shuō)明圖示了第一開(kāi)關(guān)單元160-1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。MOSFET 161的源極端子S和柵極端子G被連接以施加從第一電池模塊121-1的高電勢(shì)端子輸出的電壓。而且，當(dāng)隔離器140被開(kāi)啟時(shí)漏極端子D被連接以將喚醒信號(hào)發(fā)送到第一從BMS 120-1。而且，電阻元件R3被連接以在源極端子S和柵極端子G之間產(chǎn)生電壓差。
[0062]在隔離器140被開(kāi)啟之前，MOSFET 161沒(méi)有形成包括第一開(kāi)關(guān)單元160_1的閉合的電路，并且因此，第一電壓模塊121-1的電壓被施加到MOSFET 161的源極端子S和柵極端子G并且被施加的電壓的值是相同的。因此，MOSFET 161保持切斷狀態(tài)。
[0063]隨后，與隔離器140的開(kāi)啟同時(shí)形成包括第一開(kāi)關(guān)單元160-1的閉合的電路，并且從而，電流在MOSFET 161的源極端子S和柵極端子G之間流動(dòng)。同時(shí)，在MOSFET 161的源極端子S和柵極端子G之間產(chǎn)生電壓差，并且從而，MOSFET 161被開(kāi)啟。結(jié)果，電流流過(guò)MOSFET 161的漏極端子D。在本實(shí)例中，流過(guò)漏極端子的電流用作用于喚醒第一從BMS120-1的喚醒信號(hào)。
[0064]第一開(kāi)關(guān)單元160-1的配置可以被同等地應(yīng)用于其余的開(kāi)關(guān)單元160。同時(shí)，開(kāi)關(guān)單元160的配置僅是示例性實(shí)施例，并且本公開(kāi)的范圍不受到圖示的限制。而且，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，開(kāi)關(guān)單元160包括被配置成響應(yīng)于隔離器140或者晶體管150的開(kāi)啟發(fā)送喚醒信號(hào)的所有電路。
[0065]同時(shí)，根據(jù)本公開(kāi)的BMS喚醒設(shè)備100可以是BMS的一個(gè)組件，該BMS被配置成通過(guò)應(yīng)用用于到電池組122的負(fù)載的電力供應(yīng)的控制、諸如電流或者電壓的電氣特性的測(cè)量、充電/放電控制、電壓均衡控制、SOC估計(jì)等等的算法監(jiān)控和控制二次電池的狀態(tài)。
[0066]而且，根據(jù)本公開(kāi)的BMS喚醒設(shè)備100可以是包括上述BMS和多個(gè)電池模塊的電池組的一個(gè)組件。
[0067]根據(jù)本公開(kāi)，通過(guò)使用少量的隔離器可以發(fā)送用于喚醒多個(gè)從BMS的信號(hào)。因此，BMS或者電池組可以在成本上減小。而且，主BMS不需要與從BMS的數(shù)目相對(duì)應(yīng)的輸入/輸出端子的所有數(shù)目，并且從而主BMS可以在尺寸上減小并且制造是簡(jiǎn)單和容易的。此外，主BMS和從BMS的電氣隔離可以防止其中從電池組15流動(dòng)的高壓電流被輸入到主BMS 11側(cè)的反向電流，并且很少影響在電池組15的充電/放電期間產(chǎn)生的電磁波。
[0068]已經(jīng)詳細(xì)地描述了本公開(kāi)。然而，應(yīng)理解的是，僅通過(guò)圖示給出詳細(xì)描述和具體的示例，同時(shí)指示本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例，因?yàn)楦鶕?jù)此詳細(xì)的描述對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)本公開(kāi)的精神和范圍內(nèi)的各種修改和變化將會(huì)變得顯而易見(jiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備，所述電池組包括N個(gè)電池模塊(N是大于或者等于2的整數(shù))，所述設(shè)備發(fā)送主BMS輸出的喚醒信號(hào)給N個(gè)從BMS以喚醒所述N個(gè)從BMS來(lái)管理所述電池組中的各電池模塊，所述設(shè)備包括: 串聯(lián)線路，所述串聯(lián)線路被連接在所述電池組的高電勢(shì)端子和低電勢(shì)端子之間以發(fā)送所述喚醒信號(hào)； 隔離器，所述隔離器被連接在所述串聯(lián)線路上并且被配置成通過(guò)從所述主BMS輸出的喚醒信號(hào)而開(kāi)啟； N-1個(gè)晶體管，所述N-1個(gè)晶體管被連接到所述串聯(lián)線路上較之所述隔離器更高的電勢(shì)，每一個(gè)所述晶體管除了基極端子之外還具有被連接到所述串聯(lián)線路的兩個(gè)端子，并且所述基極端子被連接到所述N個(gè)電池模塊當(dāng)中的N-1個(gè)電池模塊的各低電勢(shì)端子；以及 開(kāi)關(guān)單元，所述開(kāi)關(guān)單元被連接在所述電池模塊的高電勢(shì)端子和所述隔離器之間，或者在所述電池模塊的各高電勢(shì)端子和各晶體管之間，并且被配置成通過(guò)各晶體管或者所述隔離器的開(kāi)啟操作發(fā)送所述喚醒信號(hào)以喚醒所述N個(gè)從BMS。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述隔離器是光耦合器，并且具有被連接到所述主BMS的輸入側(cè)端子和被連接到所述串聯(lián)線路一側(cè)的輸出側(cè)端子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述晶體管屬于NPN型并且具有被連接到所述串聯(lián)線路上的低電勢(shì)側(cè)的發(fā)射極端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 電阻元件，所述電阻元件被連接在所述晶體管的基極端子和發(fā)射極端子之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 過(guò)電流保護(hù)電阻元件，所述過(guò)電流保護(hù)電阻元件被連接在所述串聯(lián)線路上以保護(hù)所述晶體管或所述隔離器免受過(guò)電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 二極管，所述二極管在前向方向連接在所述串聯(lián)線路上以防止反向電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述開(kāi)關(guān)單元包括金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，所述金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)具有連接的源極端子和柵極端子用于施加從各電池模塊的高電勢(shì)端子輸出的電壓，以及連接的漏極端子用于當(dāng)所述晶體管或所述隔離器被開(kāi)啟時(shí)把所述喚醒信號(hào)發(fā)送到所述從BMS。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 電阻元件，所述電阻元件被連接在所述源極端子和所述柵極端子之間。
9.一種電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項(xiàng)所述的用于喚醒電池組的多BMS的設(shè)備。
10.一種電池組，包括: 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池管理系統(tǒng)；以及 多個(gè)電池模塊。
【文檔編號(hào)】H02J7/04GK104428975SQ201380036423
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月4日
【發(fā)明者】李炫澈, 許真碩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)