[发明专利]48伏锂离子电池管理系统的可扩展模块化设计

说明书

本发明提供了一种用于控制由多个电池单元(102i)形成的电池组(101)的电池控制系统。所述电池控制系统包括：用于检测所述电池组(101)的至少一个操作参数的检测电路(202，204；107)；激活电路(103)，接收来自所述检测电路(202，204；107)的至少一个操作参数，用于当所检测到的至少一个操作参数超过或低于至少一个临界水平阈值时产生第一控制信号(153)；监控单元(160)，接收来自所述检测电路(202，204；107)的至少一个操作参数，用于管理所述电池组(101)并且当所述至少一个操作参数超过或低于至少一个上限阈值时产生第二控制信号(111)；开关电路(105，105')，接收来自所述激活电路(103)的第一控制信号(153)和/或来自所述监控单元(160)的第二控制信号(111)，用于响应于所述第一控制信号(153)和/或所述第二控制信号(111)将所述电池组(101)连接到功率输出并且从功率输出断开所述电池组(101)。

技术领域

本发明涉及一种由多个电池单元形成的电池组的控制系统，特别涉及一种用于混合动力车辆的由多个串联连接的电池单元形成的电池组的控制系统。

本发明还涉及由多个电池单元形成的电池，特别涉及用于混合动力车辆的由多个串联连接的电池单元形成的电池。

背景技术

除了需要传统发动机之外，混合动力汽车需要使用具有一定电压的直流电源作为补充电源，并且可以使用由多个串联连接的电池单元形成的电池组作为具有一定电压的直流电源。例如，各自具有3.6V直流电压的若干个串联连接的电池单元可以形成具有48V直流电压的电池组。

尽管具有一定电压的DC电源可以由多个串联连接的电池单元方便地形成，但是在使用这样的直流电源向混合动力车辆供电时存在一些缺点。通常，在电池组中的多个电池单元中，电池单元的制造环境和/或制造过程可能导致工作参数的随机差异(例如，电池单元的化学材料或容量的内部电阻和非均匀性的差异)。

在混合动力车辆的操作期间，随机环境和/或操作条件可能动态地导致电池组中的电池单元之间的工作参数的进一步差异。例如，电池单元应用中的不同充电和放电模式以及由于电池在电池组(或模块)中的位置引起的电池单元热分布的不均匀性可能进一步加剧电池组中的电池单元的不均匀性。

当电池组中的电池单元之间的工作参数的差异变得过于不平衡时，电池组可能无法正确地操作混合动力车辆。例如，电池组中的一些电池单元可能过热；或者电池组中的电池单元之间的电压差变得过大；或者电池组可能不能提供足够的电流以满足混合动力车辆的即时操作需要。在这些故障条件下，电池组不能正确地操作混合动力汽车。

因此，期望提供一种电池组控制系统，以使由多个串联连接的电池单元形成的电池组能够适当、有效且高效地将DC电源提供给混合动力车辆。

还希望提供一种可以用于更高效地制造包括多个串联的电池单元的电池的电池结构，该电池结构具有组装效率、高质量和低成本。

发明内容

为了实现上述目的之一，本发明提供了一种用于控制由多个电池单元形成的电池组的电池控制系统，所述电池控制系统包括：

用于测量所述电池组的至少一个操作参数的检测电路；

激活电路，接收来自所述检测电路的至少一个操作参数，用于当所检测到的至少一个操作参数超过或低于至少一个临界水平阈值时产生第一控制信号；

监控单元，接收来自所述检测电路的至少一个操作参数，用于管理所述电池组并且当所述至少一个操作参数超过或低于至少一个上限阈值时产生第二控制信号；

开关电路，接收来自所述激活电路的第一控制信号和/或来自所述电池管理电路的第二控制信号，用于响应于所述第一控制信号和/或所述第二控制信号将所述电池组连接到功率输出并且从功率输出断开所述电池组。

附图说明