[发明专利]电池

说明书

本发明涉及一种包括多个电池单元模块的装置10。每个电池单元模块包括至少一个电池单元12和模块天线14。该装置进一步包括用作天线的传输线16。装置10被配置成：通过模块天线14来提供数据在传输线16与该多个电池单元模块中的每个电池单元模块之间的近场电磁耦合。

本申请是国际申请日为2017年6月30日、国际申请号为PCT/GB2017/051945、中国国家申请日为2017年6月30日、申请号为201780039706.0、发明名称为“电池”的专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及一种包括多个电池单元模块的装置以及一种包括多个电池单元模块的电池装置。

背景技术

锂离子电池单元已经广泛用于小型消费者设备中，诸如膝上型计算机和移动电话。锂离子电池最近开始在具有较大电能需求的应用(诸如电动车和静电发电装备)中取代常规电池。锂离子电池由于它们通常优于常规电池(诸如铅酸和NiMH电池)的性能(尤其是关于能量存储密度和功率密度)而被越来越多地使用。为满足这种较大能量需求应用中的电能需求，电池通常包括多个锂离子电池单元，这些锂离子电池单元取决于电流和电压要求而按串联和并联中的至少一者来布置。

用于锂离子电池装置的电池管理系统是已知的。这种电池管理系统通常测量诸如电池中的电流、电压和温度等属性，并基于这些测量来作出与安全和高效操作有关的确定。电池管理系统通常涉及每个个体电池单元或每个电池单元组与管理电路之间的通信。一些已知办法利用有线数字通信。例如，根据已知办法，电池单元被配置为多个模块，其具有每个模块内的非隔离有线通信以及模块外部的根据CAN总线协议的隔离有线通信。关于个体电池单元或模块之间的通信需要隔离，这是因为每个电池单元或模块位于相对于系统接地的不同电压。在典型的电池装置中，电压相对于系统接地的变化可总计达好几百伏。因此可能需要针对许多千伏的隔离。

其他已知的通信办法利用由诸如在物理层之上操作的WiFi或ZigBee兼容的电路提供(诸如由根据ERC建议70-03的短程设备(SRD)提供)的无线通信协议。在此类其他已知办法中，每个电池单元或电池单元组包括天线并通过广播无线电信道来传达给所有其他电池单元或电池单元组。由此建立的无线网络在本质上是多分支的(multi-drop)，并且因此适合于多单元电池应用。多分支网络包括从节点和主节点，这些节点可以控制通信的定时并且可用作至外部系统的接口。从节点以相同的方式连接到网络。任何从节点可以脱离网络而不会损害其余从节点的操作或通信能力。因此，多分支网络有利于通常包括大量单元或单元组的多单元电池装置，其中每个多单元电池装置具有许多不同配置中的一种配置。

上述射频通信办法旨在用于远场应用中的操作。在高达10GHz或在10GHz附近的频率处的远场应用中，多个天线中的每个天线是电短的(electrically short)，即，每个天线短于无线电波的波长，并且该多个天线彼此间隔开许多波长，由此无线电信道正确地操作。然而，本申请发明人已领会到，在典型电池应用中，电池的尺寸使得天线彼此间隔开多达约一个波长的距离。与预期操作相比的间隔减少产生驻波，这引起无线电信号强度中的峰和谷，由此性能降级。

此外，上述对空气开放的射频网络易受到外部干扰的影响。因此采取措施以解决外部干扰的影响，诸如将整个电池装置包封在金属屏蔽件内。然而，屏蔽会损害网络性能。已发现，在某些情况下，例如通过在电池装置上放置金属盖来提供完全屏蔽而在屏蔽件中产生驻波，这会造成电池单元或模块失去通信。

已鉴于发明人对已知射频通信办法的上述问题的领会设计了本发明。因此本发明的目的在于提供一种包括多个电池单元模块的改善的装置，该装置被配置用于在该装置内电磁耦合数据。本发明的进一步目的在于提供一种包括多个电池单元模块的改善的电池装置，该电池装置被配置用于在该电池装置内电磁耦合数据。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种装置，包括：

多个电池单元模块，每个电池单元模块中包括至少一个电池单元和模块天线；以及