电池管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种电池管理系统，并且更加具体地，涉及一种使用小数目的光耦合器以降低生产成本的电池管理系统。
[0002]本申请要求其公开在此通过引用而被并入的、在2013年9月24日在大韩民国提交的韩国专利申请N0.10-2013-0113325和在2014年9月17日在大韩民国提交的韩国专利申请N0.10-2014-0123697的优先权。
【背景技术】
[0003]由于其能够容易地应用于各种产品的特性和电学特性诸如高能量密度，二次电池不仅通常地应用于便携式装置，而且普遍地应用于利用电动机驱策的电动车辆(EV)、混合动力车辆(HV)或者能量存储系统。由于其显著地减少化石燃料的使用并且不从能量的使用产生副产品从而使其成为新的环境友好并且有能量效率的能源的基本优点，这个二次电池正在受到关注。
[0004]用于在电动车辆中使用的电池组具有由串联连接的多个电池组件组成的结构，每一个电池组件包括多个单元电池以获得高电压。而且，单元电池包括阴极集流器和阳极集流器、间隔件、活性材料，和电解质溶液，并且允许通过在部件之间的电化学反应而重复地充电和放电。
[0005]除了这个基本结构，该电池组进一步包括电池管理单元(BMU)以通过应用用于对驱动负载诸如电机的供电的控制的算法、诸如电流或者电压的电气特性值的测量、充电/放电控制、电压均衡控制、充电状态(SOC)估计等而监视和控制二次电池的状态。
[0006]近来，随着对于高容量结构以及作为能量存储源的利用的日益增长的需要，对于其中组装了包括串联和/或并联连接的多个电池的多个电池模块的多模块结构的电池组的需求也在增加。
[0007]因为多模块结构的电池组包括多个电池，所以在使用单一 BMU控制所有电池的充电/放电状态方面存在限制。近来，正在使用在包括于电池组中的每一个电池模块中安装BMU以构建电池管理系统(BMS)的技术。
[0008]因为多模块结构的电池组通常具有高的操作电压，所以连接到BMS的外部装置需要是电隔离的。
[0009]与此有关地，韩国专利公开公报N0.10-2011-0027189公开了一种用于电隔离连接到BMS的外部装置的方法。
[0010]图1是示意根据现有技术用于从BMS断开外部装置的方法的电路图。
[0011]参考图1，通过将多个光耦合器1_#1?1_#N连接到电池组P的信号输出端子，在分别地向外部装置Ex发送信息的同时，电池组P可以从外部装置Ex电隔离。根据现有技术，为了在电池组的BMS和外部装置之间传递信息，需要大量的光耦合器。换言之，所要求的光耦合器的数目与BMS的输出端子的数目成正比地增加。然而，因为光耦合器是比普通电气元件更加昂贵的电气元件，所以向每一个输出端子提供一个光耦合器在经济方面不是有效率的。
[0012]因此，需要一种具有BMS的降低的生产成本的用于从外部装置断开BMS的方法。
【发明内容】
[0013]技术问题
[0014]本公开设计用于解决现有技术的问题，并且因此本公开涉及提供一种使用小数目的光耦合器以降低生产成本的电池管理系统，该电池管理系统可以在维持与外部装置的绝缘的同时良好地向外部装置发送信息或者信号。
[0015]技术方案
[0016]为了实现该目的，根据本公开一个方面的一种电池管理系统是如下电池管理系统，该电池管理系统管理包括以顺序次序连接的至少两个电池组件的电池组，并且包括:至少两个电池管理装置，该电池管理装置每一个具有输出可变电压的第一端子和输出恒定电压的第二端子，并且为每一个电池组件设置；至少两个从开关单元，该至少两个从开关单元以顺序次序相互连接，并且为每一个电池管理装置设置以及连接在第一端子和第二端子之间，从开关单元基于从第一端子输出的可变电压选择性地接通或者断开；以及用于从电池管理装置向外部装置发送信息的信息传递单元，其中在从开关单元中，当设置在旨在向外部装置发送信息的电池管理装置中的从开关单元接通时，从开关单元朝向在从开关单元中的设置在最后的最后从开关单元以顺序次序接通，以形成信息传递路径，以允许信息传递单元向外部装置发送信息。
[0017]从开关单元可以具有双极型晶体管。
[0018]双极型晶体管可以是NPN型双极型晶体管，以及该NPN型双极型晶体管的基极可以连接到电池管理装置的第二端子，NPN型双极型晶体管的发射极可以连接到电池管理装置的第一端子，以及NPN型双极型晶体管的集电极可以连接到在连接以顺序次序连接的相邻从开关单元具有的NPN型双极型晶体管的发射极和设置有该相邻从开关单元的电池管理装置的第一端子的线上形成的连接器节点。
[0019]该电池管理系统可以进一步包括连接在信息传递单元和最后从开关单元之间的主开关单元，以及当最后从开关单元接通时，主开关单元接通。
[0020]最后从开关单元具有的NPN型双极型晶体管的集电极可以连接到主开关单元，以及当最后从开关单兀接通并且电流流向最后从开关单兀具有的NPN型双极型晶体管的集电极时，主开关单元可以接通。
[0021 ] 主开关单元可以具有双极型晶体管。
[0022]主开关单元可以具有PNP型双极型晶体管，以及该PNP型双极型晶体管的基极可以连接到最后从开关单兀具有的NPN型双极型晶体管的集电极。
[0023]主开关单元具有的PNP型双极型晶体管的发射极可以连接到设置有最后从开关单元的电池管理装置的第二端子。
[0024]主开关单元具有的PNP型双极型晶体管的集电极可以连接到信息传递单元的一端。
[0025]电容器可以设置在连接NPN型双极型晶体管的基极和NPN型双极型晶体管的发射极的线上。
[0026]二极管可以设置在连接连接器节点和第一端子的线上，以允许电流从连接器节点流向第一端子。
[0027]最后从开关单元可以设置在管理在电池组件中具有最高电势的电池组件的电池管理装置中。
[0028]双极型晶体管可以是PNP型双极型晶体管，以及该PNP型双极型晶体管的基极可以连接到电池管理装置的第一端子，PNP型双极型晶体管的发射极可以连接到电池管理装置的第二端子，以及PNP型双极型晶体管的集电极可以连接到在连接以顺序次序连接的相邻从开关单元具有的PNP型双极型晶体管的发射极和设置有相邻从开关单元的电池管理装置的第二端子的线上形成的连接器节点。
[0029]该电池管理系统可以进一步包括连接在信息传递单元和最后从开关单元之间的主开关单元，以及当最后从开关单元接通时，主开关单元可以接通。
[0030]最后从开关单元具有的PNP型双极型晶体管的集电极可以连接到主开关单元，以及当最后从开关单兀接通并且电流在最后从开关单兀具有的PNP型双极型晶体管的集电极中流动时，主开关单元可以接通。
[0031 ] 主开关单元可以具有双极型晶体管。
[0032]主开关单元可以具有NPN型双极型晶体管，以及NPN型双极型晶体管的基极可以连接到最后从开关单兀具有的PNP型双极型晶体管的集电极。
[0033]主开关单元具有的NPN型双极型晶体管的发射极可以连接到设置有最后从开关单元的电池管理装置的第二端子。
[0034]主开关单元具有的NPN型双极型晶体管的集电极可以连接到信息传递单元的一端。
[0035]电容器可以设置在连接PNP型双极型晶体管的基极和PNP型双极型晶体管的发射极的线上。
[0036]二极管可以设置在连接连接器节点和第二端子的线上，以允许电流从第二端子流向连接器节点。
[0037]最后从开关单元可以设置在管理在电池组件中具有最低电势的电池组件的电池管理装置中。
[0038]当从第一端子输出的可变电压低于从第二端子输出的恒定电压时，从开关单元可以接通。
[0039]信息传递单元可以是在向外部装置发送信息的同时从外部装置断开信息传递单元的光耦合器。
[0040]为了实现该目的，根据本公开另一个方面的一种电池组包括在前面描述的电池管理系统。
[0041]为了实现该目的，根据本公开再一个方面的电池操作系统包括电池组和从电池组向其供应电力的负载。
[0042]有利的效果
[0043]根据本公开，可以使用光耦合器维持在外部装置和电池管理系统之间的隔离。特别地，根据本公开，可以使用小数目的光耦合器有效地从电池管理装置向外部装置发送信息。
【附图说明】
[0044]附图示意本公开的优选实施例并且与前面的公开一起地，用于提供本公开的技术精神的进一步的理解，并且因此本公开不被视为限制于附图。
[0045]图1是示意根据现有技术的用于从电池管理系统(BMS)断开外部装置的方法的电路图。
[0046]图2是概略地示意根据本公开的的示例性实施例的BMS的体系结构的电路图。
[0047]图3是概略地示意根据本公开的另一个示例性实施例的BMS的体系结构的电路图。
【具体实施方式】
[0048]在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解在说明书和所附权利要求中使用的术语不应该视为限制于通常的和词典的含义，而是基于允许本发明人为了最好的解释适当地定义术语的原则，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念予以解释。因此，在这里提出的说明只是仅仅为了示意的优选实例，而非旨在限制本公开的范围，从而应该理解能够在不偏离本公开的精神和范围的情况下对此做出其它等价和修改。
[0049]图2是概略地示意根据本公开的