电池模块均衡装置以及包括其的电池组和车辆的制作方法

文档序号:18706452发布日期:2019-09-17 23:47阅读:171来源:国知局
电池模块均衡装置以及包括其的电池组和车辆的制作方法

本公开涉及电池模块均衡装置以及包括其的电池组和车辆,并且更具体地,涉及对包括电池模块的电池组中的电池模块的电荷均衡。

本申请要求于2017年9月27日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2017-0125243的优先权,其公开内容通过引用被合并在此。



背景技术:

最近,对诸如膝上型计算机、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求急剧增长,并且随着用于储能的蓄电池、机器人和卫星的广泛开发,正在对能够被重复地再充电的高性能二次电池进行许多研究。

目前,市售的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等,并且其中,由于锂二次电池具有很少或没有记忆效应,因此其与镍基二次电池相比由于自由充电和放电、非常低的自放电率、和高能量密度的优点而获得更多关注。

电池在各种领域中使用,并且在许多情况下,近年来在诸如电动车辆或智能电网系统的如此多地使用电池的领域中需要大容量。为了增加电池组的容量,可以使用增加二次电池或电池单体本身容量的方法,但是在这种情况下,缺点是容量增加效果不是那么大,对二次电池的尺寸扩展存在物理限制并且不易于管理。因此,通常,广泛使用包括串联和并联连接的多个电池模块的电池组。

形成电池组的多个电池模块由于随着使用时间的推移的固有特性、不同的生产环境或各种系统应用而在电池之间具有容量性能差异,并且因此,对应模块的端子电压差异或充电状态(soc)的差异在充电/放电期间发生。

由于这种差异,当具有相对电特性差异的多个电池模块作为电池组工作时,电池组的整体充电或放电容量可能受到性能降低的特定电池模块的限制,从而导致老化的电池组和过电压。

均匀调整电池模块之间的端子电压被称为模块之间的模块平衡或电荷均衡。然而,模块之间的传统电荷均衡难以从多个电池模块单独地选择用于模块平衡的特定目标电池模块。特别地,为了实现用于单独选择特定电池模块的电荷均衡电路,结构变得复杂,并且线束的数量或体积增加。因此,由于这些问题,制造模块均衡装置并不容易,制造模块均衡装置耗费很长时间,并且缺陷率可能增加。



技术实现要素:

技术问题

本公开被设计为解决上述问题,并且因此本公开旨在提供一种电池模块均衡装置,其具有简单的结构并且能够有效地执行模块之间的平衡。

通过以下描述将理解本公开的这些和其他目的和优点,并且本公开的实施例将显而易见。此外,将容易理解的是,本公开的目的和优点能够通过所附权利要求及其组合中阐述的手段来实现。

技术解决方案

为了实现上述目的,根据本公开的电池模块均衡装置是用于串联连接的多个电池模块之间的电荷均衡的装置,每个电池模块包括至少一个二次电池,并且包括:多个从控制器,每个从控制器电连接到多个电池模块以测量多个电池模块的电压值,并且具有从充电/放电通道,对每个电池模块进行充电和放电的电流通过其流动;以及主控制器,该主控制器被配置成:从多个从控制器接收每个电池模块的电压值,基于所接收到的电压值选择多个从控制器中的至少一个,并且向至少一个所选择的从控制器传输充电或放电命令,并且具有主充电/放电通道,供应到至少一个从控制器的充电电流和从至少一个从控制器供应的放电电流通过其流动。

另外,电池模块均衡装置还可以包括系统电力模块,该系统电力模块包括至少一个二次电池,并且电连接到主控制器以向主充电/放电通道供应充电电力或者从主充电/放电通道接收放电电力。

另外,电池模块均衡装置还可以包括:系统转换器,该系统转换器被布置在串联连接的多个电池模块和系统电力模块之间以改变电压。

另外,电池模块均衡装置还可以包括:均衡线,该均衡线被配置成将至少一个从控制器与主控制器电连接,充电电流和放电电流通过该均衡线流动。

另外,均衡线可以包括多个单位线,所述多个单位线将多个从控制器当中的两个不同的从控制器电连接。

另外,多个从控制器可以包括奇数从设备,该奇数从设备被连接到多个电池模块当中的、按照串联连接的顺序的奇数编号的电池模块;和偶数从设备,该偶数从设备被连接到多个电池模块当中的、按照串联连接的顺序的偶数编号的电池模块,并且单位线可以包括奇数线,该奇数线连接设置在奇数从设备中的每个连接器;和偶数线,该偶数线连接设置在偶数从设备中的每个连接器。

另外,主控制器可以包括开关单元,该开关单元被布置在主充电/放电通道上并且具有多个开关以断开/闭合主充电/放电通道,并且基于每个电池模块的电压值断开/闭合包括在开关单元中的多个开关中的至少一个。

另外,多个从控制器可以包括开关单元,该开关单元被布置在从充电/放电通道上,并且具有多个开关以断开/闭合从充电/放电通道。

另外,主控制器可以从多个电池模块中选择用于均衡的至少一个目标电池模块,并且通过直接连接到所选择的电池模块的从控制器来控制开关单元。

另外,多个从控制器可以包括第一组从设备,该第一组从设备被连接到多个电池模块当中的、在一侧上串联连接的两个或更多个电池模块;和第二组从设备,该第二组从设备被连接到两个或者多个其他电池模块,其被串联连接到被连接到第一组从设备的电池模块,并且主控制器可以包括第一模块连接器,该第一模块连接器连接到第一组从设备;和第二模块连接器,该第二模块连接器连接到第二组从设备。

另外,主控制器可以被配置成将来自属于第一组从设备和第二组从设备中的一个的从控制器的充电/放电电力传输到属于不同组的从控制器。

另外,主充电/放电通道可以包括第一单元通道,该第一单元通道连接到第一模块连接器;和第二单元通道,该第二单元通道连接到第二模块连接器,并且第一单元通道和第二单元通道可以并联连接。

另外,为了实现上述目的,根据本公开的电池组包括根据本公开的电池模块均衡装置。

另外,为了实现上述目的,根据本公开的车辆包括根据本公开的电池模块均衡装置。

本发明的作用

根据本公开,在单独选择用于电池模块之间的电荷均衡的充电/放电的目标电池模块时,连接器简单并且线束的体积减小,因此容易制造电池组并且能够容易减小尺寸。

另外,在单独选择电池模块时,连接到电池模块的线路结构简单,并且实现电池模块之间的快速电荷均衡。

另外,在根据本公开的电池模块均衡装置的情况下,能够在不连接到外部电源的情况下在电池模块之间容易地发射能量,从而简化电荷均衡电路。

本公开可以具有各种不同的其他效果,并且通过以下描述能够理解这些和其他效果,并且从本公开的实施例中将会是显而易见的。

附图说明

附图图示本公开的优选实施例,并且与下面描述的本公开的详细描述一起用作提供对本公开的技术方面的进一步理解,并且因此本公开不应该被解释为限于附图。

图1是示出根据本公开的实施例的电池模块均衡装置的配置的示意性框图。

图2是示出根据本公开的实施例的电池模块均衡装置的连接配置的示意图。

图3是示出根据本公开的实施例的主控制器的详细配置的示意图。

图4是示出根据本公开的实施例的第一主开关单元的配置的示意电路图。

图5是示出根据本公开的实施例的第二主开关单元的配置的示意电路图。

图6是示出根据本公开的实施例的从控制器的详细配置的示意图。

图7是示出根据本公开的实施例的多个电池群组和主控制器之间的连接配置的示意图。

图8是示出根据本公开的实施例的通过电池模块均衡装置对特定电池模块进行充电的过程的示意图。

图9是示出根据本公开的实施例的通过电池模块均衡装置对特定电池模块进行放电的过程的示意图。

图10是示出根据本公开的实施例的通过电池模块均衡装置在不同从控制器之间的充电/放电电力的传输和接收的过程的示意图。

具体实施方式

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,应理解,说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和词典含义,而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。

因此,这里描述的实施例和附图中示出的图示仅仅是本公开的最优选实施例,但是并不旨在完全描述本公开的技术方面,因此应理解的是,在提交申请时可以对其进行各种其他等同和修改。

图1是示出根据本公开的实施例的电池模块均衡装置的配置的示意框图。

参考图1,应用根据本公开的实施例的电池模块均衡装置的电池组p可以包括至少一个电池模块10。具体地,电池组p可以包括多个电池模块10,并且每个电池模块10可以串联和/或并联电连接。因此,可以通过电池模块10的电连接来增加电池组p的输出和/或容量。

这里,每个电池模块10可以包括至少一个二次电池。具体地,每个电池模块10可以包括多个二次电池,并且在这种情况下,设置在每个电池模块10中的多个二次电池可以彼此电连接以增加电池模块10的输出和/或容量。

另外,应用根据本公开的电池模块均衡装置的电池组p可以安装在车辆中。也就是说,其中采用根据本公开的电池模块均衡装置的电池组p可以是汽车电池组p。这里,车辆可以是汽车,其通过电池组p而被供应有用于驱动的电力或用于操作诸如音频或空调等的电气附件的电力。

具体地,应用根据本公开的电池模块均衡装置的汽车可以是被供应有来自于电池组p的电力的汽车,例如,电动车辆——也称为ev,或者混合动力汽车——也称为hev和phev。

如图1中所示,根据本公开的电池模块均衡装置可以包括从控制器200和主控制器100。

从控制器200可以电连接到包括在电池组p中的多个电池模块10中的每一个。也就是说,从控制器200可以被单独设置并连接到每个电池模块10。因此,多个从控制器200可以包括在电池模块均衡装置中。具体地,从控制器200可以与电池模块10以一对一的匹配关系设置。

例如,如图1的配置中所示,当多个电池模块10——即,第一电池模块b1、第二电池模块b2和第三电池模块b3——被串联连接时,每一个单独的从控制器200可以电连接到每个电池模块10。也就是说,第一从控制器s1可以连接到第一电池模块b1,第二从控制器s2可以连接到第二电池模块b2,并且第三从控制器s3可以连接到第三电池模块b3。

当如上所述从控制器200被连接到至少一个电池模块10时,从控制器200可以从连接的电池模块10——换句话说,相应的电池模块10——获得信息,或者可以执行对应电池模块10的控制操作。

此外,从控制器200可以测量连接到对应从控制器200的电池模块10——即,对应电池模块10——的电压值。

例如,在图1的配置中,第一从控制器s1可以测量与其连接的第一电池模块b1的电压值,并且第二从控制器s2可以测量与其连接的第二电池模块b2的电压值。这里,从控制器200可以测量电池模块10的总电压,并且可以测量跨在电池模块10中设置的每个电池单体的两端的电压,换句话说,跨每个二次电池的两端的电压。

具体地,在根据本公开的电池模块均衡装置中,从控制器200可以具有从充电/放电通道。这里,从充电/放电通道可以是被配置成允许充电和放电电流在连接到对应从控制器200的电池模块10中流动的通道。

从控制器200可以实现为诸如电池管理系统(bms)的电子设备,其控制电池模块的充电/放电。从控制器200可以与诸如单体模块控制器(cellmodulecontroller:cmc)的各种其他术语互换使用。

根据本公开的实施例,电池模块均衡装置可以包括电池群组g,该电池群组g包括多个电池模块10和各自被连接到多个电池模块10的多个从控制器20。将在下面详细描述电池群组g。

主控制器100可以电连接到电池群组g。具体地,主控制器100可以向/从包括在电池群组g中的多个从控制器200传输和接收通信信号或电力。

主控制器100可以从多个从控制器200接收每个电池模块10的电压值。也就是说,当每个从控制器200测量对应电池模块10的电压值时,可以将所测量的信息从每个从控制器200传输到主控制器100。这里,主控制器100可以基于从从控制器200接收到的电压值来计算充电状态(soc)。

在这种情况下,主控制器100可以基于各自被连接到多个从控制器200的电池模块10的电压值或充电状态(soc)来选择连接到用于均衡的目标电池模块10的从控制器200。

例如,在图1的配置中,当在多个电池模块10当中,第一电池模块b1和第三电池模块b3的电压值为5v,并且第二电池模块b2的电压值为3v时,主控制器100可以将第二电池模块b2设置为均衡目标,并且选择连接到第二电池模块b2的第二从控制器s2。

另外,当在多个电池模块10当中,第一电池模块b1和第三电池模块b3的电压值是5v,并且第二电池模块b2的电压值是7v时,主控制器100可以将第二电池模块b2设置为均衡目标,并且选择连接到第二电池模块b2的第二从控制器s2。

当主控制器100基于每个电池模块10的电压值选择特定的从控制器200时,主控制器100可以将充电(charge)或放电(discahrge)命令传输到至少一个所选择的从控制器200。

例如,在其中第二电池模块b2被设置为均衡目标的两个实施例中,在其中第二电池模块b2的电压值是3v的第一实施例的情况下,因为第二电池模块b2的电压值低于其他电池模块的电压值,主控制器100可以将第二电池模块b2设置为需要充电的均衡目标。另外,主控制器100可以将充电命令传输到第二从控制器s2。

另外,在其中第二电池模块b2被设置为均衡目标的两个实施例中,在其中第二电池模块b2的电压值是7v的第二实施例中,因为第二电池模块b2的电压值高于其他电池模块的电压值,主控制器100可以将第二电池模块b2设置为需要放电的均衡目标。另外,主控制器100可以将放电命令传输到第二从控制器s2。

当主控制器100将用于目标电池模块10的充电或放电命令传输到至少一个从控制器200时,可以使用具有多个从控制器200的有线或无线通信网络。

具体地,在根据本公开的电池模块均衡装置中,主控制器100可以具有主充电/放电通道。这里,主充电/放电通道可以是通过其供应给至少一个从控制器200的充电电流流动并且从至少一个从控制器200供应的放电电流流动的通道。

主控制器100可以被配置成控制从控制器200,并且可以被实现为诸如电池管理系统(bms)或电子控制单元(ecu)的电子设备。另外,主控制器100可以与诸如电池管理控制器(bmc)的各种其他术语互换使用。

优选地,如图1中所示,根据本公开的电池模块均衡装置还可以包括系统电力模块400。系统电力模块400可以包括至少一个二次电池。

例如,系统电力模块400可以包括12v或24v铅蓄电池或锂二次电池,其供应用于操作诸如音频或空调的车辆的电气配件的电力。

具体地,系统电力模块400可以电连接到主控制器100,以向/从主控制器100传输和接收充电/放电电力。也就是说,系统电力模块400可以将充电电力供应给被设置在主控制器100中的主充电/放电通道,或者从主充电/放电通道接收放电电力。

在这种情况下,系统电力模块400可以通过主控制器100中设置的主充电/放电通道和从控制器200中设置的从充电/放电通道将充电电力供应给充电目标电池模块10。

另外,系统电力模块400可以通过主充电/放电通道和从充电/放电通道从放电目标电池模块10供应放电电力。

另外,优选地,根据本公开的电池模块均衡装置还可以包括如图1中所示的系统转换器500。

系统转换器500可以改变电压。特别地,系统转换器500可以布置在串联和/或并联连接的多个电池模块10与系统电力模块400之间。另外,系统转换器500可以改变电池模块10和系统电力模块400之间的电压。

系统转换器500可以改变系统电力模块400和包括串联连接的多个电池模块10的电池群组g的两端之间的直流电压。例如,系统转换器500可以减小跨串联连接的多个电池模块的两端的电压的大小,并将其传输到系统电力模块400。

可替选地,系统转换器500可以增加系统电力模块400的电压大小并将其传输到多个电池模块的两端。更具体地,系统转换器500可以改变电池组电压400v和系统电力模块电压12v之间的电压。

系统转换器500可以实现为能够改变电压的各种设备,其在提交专利申请时已知。例如,系统转换器500可以以包括改变直流电压的系统绝缘dc-dc转换器的方式实现。

图2是示出根据本公开的实施例的电池模块均衡装置的连接配置的示意图。

参考图2,根据本公开的实施例的电池模块均衡装置还可以包括均衡线300。

均衡线300可以将各自被连接到多个电池模块10的多个从控制器200和主控制器100直接电连接。因此,均衡线300可以允许多个从控制器200中的至少一个与主控制器100之间的电力传输。

均衡线300可以被配置成允许充电电流从主控制器100流入连接到充电目标电池模块10的从控制器200,并且允许放电电流从连接到放电目标电池模块10的从控制器200朝向主控制器100流出。

主控制器100和从控制器200可以具有连接器作为用于与均衡线300连接的端子。

例如,在图2的实施例中,主控制器100可以具有模块连接器140作为用于连接到均衡线300的端子。另外,从控制器200可以具有从连接器240作为用于连接到均衡线300的端子。

优选地,均衡线300可以包括多个单位线(unitline)。这里,单位线是电连接多个从控制器200当中的两个不同从控制器200的线。这里,均衡线300可以直接连接两个不同的从控制器200,并且将最后连接的从控制器200与主控制器100直接连接。

例如,如图2中所示,当电池组包括五个电池模块10时,每个电池模块10在从电池组的正电极(电池组+)到负电极(电池组-)的方向上被称为第一至第五电池模块b1~b5。另外,连接到第一到第五电池模块的从控制器200分别被称为第一到第五从控制器s1~s5。在这种情况下,在均衡线300中,一条单位线可以将两个不同的从控制器200,第一从控制器s1和第三从控制器s3直接连接,并且其他单位线可以将第三从控制器s3和第五从连接器s5直接连接。另外,另一单位线可以将最后连接的第五从连接器s5和主控制器100直接连接。

另外,在均衡线300中,不同的单位线可以将第二从控制器s2和第四从控制器s4直接连接,并且其他单位线可以将最后连接的第四从控制器s4和主控制器100直接连接。

根据本公开的实施例,多个从控制器200可以具有奇数编号的从设备,其连接到多个电池模块10当中的、从电池组的正电极(电池组+)侧开始按照串联连接的顺序位于奇数位置处的电池模块10;以及偶数编号的从设备,其连接到多个电池模块10当中的、从电池组的正电极(电池组+)侧开始按照串联连接的顺序位于偶数位置处的电池模块10。

例如,在图2的实施例中,奇数编号的从设备可以包括第一、第三和第五从控制器s1、s3、s5,其被直接连接到从电池组的正电极(电池组+)侧开始按照串联连接的顺序位于奇数位置处的第一、第三以及第五电池模块b1、b3、b5。另外,偶数编号的从设备可以包括第二和第四从控制器s2、s4,其被直接连接到从电池组的正电极(电池组+)侧开始按照串联连接的顺序位于偶数位置处的第二和第四电池模块b2、b4。

在此配置中,单位线可以包括连接设置在奇数编号的从设备中的每个从连接器240的奇数线310,以及连接设置在偶数编号的从设备中的每个从连接器240的偶数线330。

也就是说,奇数线310可以是连接奇数编号的从控制器200或奇数编号的从控制器200与主控制器100的线。另外,偶数线330可以是连接偶数编号的从控制器200或者偶数编号的从控制器200与主控制器100的线。这里,可以设置多个奇数线310和多个偶数线330。

例如,奇数线310可以包括两个单位线,其将第一从控制器s1的第一从连接器c1和第三从控制器s3的第三从连接器c3直接连接,并且将第三从控制器s3的第三从连接器c3和第五从控制器s3的第五从连接器c5直接连接。另外,奇数线310可以将第五从属连接器c5和被设置在主控制器100中的模块连接器140直接连接。

同时,偶数线330可以包括将第二从控制器s2的第二从连接器c2和第四从控制器s4的第四从连接器c4直接连接的一个单位线。另外,偶数线330可以将第四从连接器c4和主控制器100中设置的模块连接器140直接连接。

具体地,奇数线310和偶数线330可以连接到设置在每个从连接器240中的多个连接器端子当中的负电极端子。这里,负电极端子可以是连接到电池模块10的负电极(-)的线被连接到的连接器端子。也就是说,奇数线310和偶数线330的一端可以连接到从连接器240的负电极端子。另外,奇数线310和偶数线330的另一端可以连接到另一从控制器200的负电极端子或主控制器100的模块连接器140。在这种情况下,主控制器100的模块连接器140可以具有各自被连接到不同的线的至少两个连接器端子,并且奇数线310和偶数线330可以各自被连接到模块连接器140的不同连接器端子。

另外,均衡线300可以包括将设置在第一从控制器s1中的第一从连接器c1和设置在主控制器100中的模块连接器140直接连接的辅助线350。也就是说,辅助线350可以是将通过奇数线310或偶数线330连接到主控制器100的从控制器200当中、最远离主控制器100的从控制器200和主控制器100电气连接的线。

例如,在图2的配置中,在各自被连接到串联连接的第一至第五电池模块b1~b5的第一至第五从控制器s1~s5当中,第五从控制器s5可以通过奇数线310直接连接到主控制器100,并且第四从控制器s4可以通过偶数线330直接连接到主控制器100。相反,第一从控制器s1可以通过奇数线310经由第五从控制器s5和第三从控制器s3间接地连接到主控制器100。因此,辅助线350的一端可以连接到第一从控制器s1的第一从连接器c1,并且辅助线350的另一端可以连接到主控制器100的模块连接器140。

特别地,与奇数线310和偶数线330不同,辅助线350可以连接到设置在从连接器240中的多个连接器端子当中的正电极端子。这里,正电极端子可以是连接到电池模块10的正电极(+)的线被连接到的连接器端子。也就是说,在上述实施例中,辅助线350可以具有连接到第一从连接器c1的正电极端子的一端。另外,辅助线350可以具有连接到在被设置在模块连接器140中的多个连接器端子当中的、未连接到奇数线310和偶数线330的其他连接器端子的另一端。

通过此配置,奇数线310、偶数线330和辅助线350可以允许至少一个从控制器200和主控制器100之间的电力传输。

例如,流入连接到充电目标电池模块10的从控制器200中的充电电流可以在奇数线310、偶数线330或辅助线350中流动。另外,流出被连接到放电目标电池模块10的从控制器200的放电电流可以在奇数线310、偶数线330或辅助线350中流动。

图3是示出根据本公开的实施例的主控制器的详细配置的示意图。

参考图3,根据本公开的实施例的主控制器100可以包括主控制单元120、主电压测量单元110、主通信单元130、系统连接器170、模块连接器140、转换器160、主充电/放电通道l1和主开关单元150(第一主开关单元151和第二主开关单元152)。

系统连接器170和模块连接器140可以将主控制器100与主控制器100外部的电气设备或导线电连接。

例如,系统连接器170可以允许将主控制器100和系统电力模块400直接连接的电线的电连接。另外,模块连接器140可以电连接到连接多个从控制器200和主控制器100的均衡线300,即,奇数线310、偶数线330和辅助线350。

具体地,模块连接器140可以具有三个或更多个连接器端子。另外,每个连接器端子可以连接到均衡线300中设置的单位线。

例如,模块连接器140可以具有奇数端子140_2、偶数端子140_1和辅助端子140_3。另外,每个连接器端子可以连接到均衡线300的不同线。即,奇数端子140_2可以连接到奇数线310,偶数端子140_1可以连接到偶数线330,并且辅助端子140_3可以连接到辅助线350。

同时,连接器端子可以连接到主充电/放电通道l1的一端。也就是说,当模块连接器140具有三个连接器端子时,每个连接器端子可以连接到设置在主充电/放电通道l1中的不同电流通道。

例如,如图3的配置中所示,主充电/放电通道l1可以包括奇数通道l1_2、偶数通道l1_1和辅助通道l1_3,并且奇数通道l1_2可以连接到奇数端子140_2,偶数通道l1_1可以连接到偶数端子140_1,并且辅助通道l1_3可以连接到辅助端子140_3。

主充电/放电通道l1可以允许充电/放电电流在从控制器200和系统电力模块400之间流动。另外,主充电/放电通道l1可以允许充电/放电电流在两个不同的从控制器200之间流动。更具体地,主充电/放电通道l1可以为主控制器100内的模块连接器140和系统连接器170之间的充电/放电电力供应提供电流流动通道。

此外,主充电/放电通道l1可以包括奇数通道l1_2、偶数通道l1_1和辅助通道l1_3,如前所述。具体地,奇数通道l1_2、偶数通道l1_1和辅助通道l1_3可以连接到模块连接器140。

主控制单元120可以与包括在主控制器100中的每个组件通信,并且控制包括在主控制器100中的每个组件。例如,主控制单元120可以包括要执行此操作的微控制器单元(mcu)。

主通信单元130可以与从控制器200通信,并且向/从从控制器200传输和接收各条数据。在这种情况下,主通信单元130可以使用各种类型的有线或无线通信网络连接从控制器200和主控制器100。

例如,主通信单元130可以将从从控制器200接收到的电池模块10的电压值传输到主控制单元120,并且将从主控制单元120接收到的充电命令或放电命令传输到从主控制单元120选择的至少一个从控制器120。在这种情况下,主控制单元120可以基于从从控制器200中接收到的电池模块10的soc或者电压值选择用于均衡的至少一个目标从控制器。

转换器160可以改变电压。为此,转换器160可以包括用于改变电压的各种类型的电子设备或元件。例如,转换器160可以包括改变直流电压的绝缘dc-dc转换器。

在这种情况下,转换器160可以直接电连接到系统连接器170,以改变直流电压,以将从系统电力模块400接收到的电力传输到充电目标电池模块10。另外,转换器160可以改变直流电压以将从放电目标电池模块10接收到的电力传输到系统电力模块400。

主充电/放电通道l1可以在主充电/放电通道l1上具有节点。也就是说,节点可以是连接主控制器100内的组件的两个或更多个通道彼此连接的接触点。

例如,在图3的实施例中,主充电/放电通道l1可以在主充电/放电通道l1上具有第一节点n1、第二节点n2、第三节点n3和第四节点n4。这里,第一节点n1和第三节点n3可以设置在偶数通道l1_1上。具体地,第一节点n1可以是辅助通道l1_3和偶数通道l1_1在其处接触的接触点。另外,第二节点n2和第四节点n4可以设置在奇数通道l1_2上。

主开关单元150可以设置在主充电/放电通道l1上以断开/闭合电通道。具体地,主开关单元150可以包括第一主开关单元151和第二主开关单元152。

例如,如图3的配置中所示,第一主开关单元151可以设置在辅助通道l1_3上以断开/闭合在辅助端子140_3和第一节点n1之间流动的充电/放电电流的流动。

另外,第二主开关单元152可以在一侧上连接到与第一节点n1、第二节点n2、第三节点n3和第四节点n4连接的四个通道,并且可以在另一侧上连接到将第二主开关单元152和转换器160连接的通道。在此配置中,第二主开关单元152可以断开/闭合在各自从第一节点n1、第二节点n2、第三节点n3以及第四节点n4连接的四个通道中流动的充电/放电电流的流动。

具体地,在根据本公开的电池模块均衡装置中,各自从第一节点n1、第二节点n2、第三节点n3和第四节点n4运行到第二主开关单元152的四个通道可以通过第二主开关单元152而被组合成两个通道并连接到转换器160。也就是说,从第一节点n1和第二节点n2运行的两个通道可以组合成一个通道。另外,从第三节点n3和第四节点n4运行的两个通道可以组合成一个通道。

第一主开关单元151和第二主开关单元152可以具有用于断开/闭合电线的开关。这里,可以根据从主控制单元120接收到的断开/闭合命令来执行主开关单元150的开关操作。也就是说,主控制单元120可以基于从从控制器200接收到的电池模块10的soc或电压值将断开/闭合命令传输到第一主开关单元152和第二主开关单元152。

主电压测量单元110可以测量均衡线300的电压。也就是说,主电压测量单元110可以设置在主充电/放电通道l1上以测量各自被连接到均衡线300——即,奇数线310、偶数线330和辅助线350——的奇数通道l1_2、偶数通道l1_1和辅助通道l1_3的电压。

例如,在图3的实施例中,主电压测量单元110可以连接到奇数通道l1_2和偶数通道l1_1。也就是说,奇数通道l1_2可以连接奇数端子140_2和主电压测量单元110。另外,偶数通道l1_1可以连接偶数端子140_1和主电压测量单元110。

在此配置中,主电压测量单元110可以根据其中通过主开关单元150的切换配置电流流动的情况来测量偶数通道l1_1、奇数通道l1_2和辅助通道l1_3之间的电压。例如,主电压测量单元110可以通过测量第一节点n1和第三节点n3中的一个与第二节点n2和第四节点n4中的一个之间的电压来测量偶数通道l1_1、奇数通道l1_2和/或辅助通道l1_3的电压。在这种情况下,主电压测量单元110可以将测量的信息传输到主控制单元120。然后,主控制单元120可以使用由主电压测量单元110测量到的均衡线300的电压来诊断均衡线300是否正常操作。

图4是示出根据本公开的实施例的第一主开关单元的配置的示意电路图。例如,图4的配置可以被应用于图3中包括的第一主开关单元151。

参考图4,根据本公开的实施例的第一主开关单元151可以包括主线m、场效应晶体管(fet)71、二极管73和开关控制单元70。

主线m可以被配置成允许充电/放电电流在第一方向线a和第二方向线b之间流动。也就是说,充电/放电电流可以从第二方向线b流入第一主开关单元151,并且通过主线m朝向第一方向线a流出。

另外,充电/放电电流可以从第一方向线a流入第一主开关单元151,并且通过主线m朝向第二方向线b流出。这里,第一方向线a、第二方向线b和主线m可以是图3中所示的辅助通道l1_3。

第一主开关单元151可以通过第一方向线a和第二方向线b连接到主控制器100中设置的不同组件。

第一主开关单元151可以包括至少一个fet71。也就是说,fet71可以设置在主线m上以调节电流传导。例如,如图4的配置中所示,第一主开关单元151可以包括将第一方向线a连接到主线m的第一方向fet71_a,以及将第二方向线b连接到主线m的第二方向fet71_b。这里,第一方向fet71_a可以调节在主线m和第一方向线a之间流动的充电/放电电流的传导。另外,第二方向fet71_b可以调节在主线m和第二方向线b之间流动的充电/放电电流的传导。

可以选择性地接通或关断第一方向fet71_a和第二方向fet71_b。第一方向fet71_a和第二方向fet71_b是具有栅极、漏极和源极端子的场效应晶体管(fet)器件,并且它们取决于是否基于在栅极端子和源极端子之间施加的电压形成通道而被接通或关断。例如,fet71可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。

第一方向fet71_a和第二方向fet71_b可以分别具有第一方向二极管73_a和第二方向二极管73_b。二极管73并联连接到fet71,并且用作整流器以使得能够在一个方向上进行电流传导。

例如,如图4的配置中所示,第一方向二极管73_a可以并联连接到第一方向fet71_a,以使得能够从主线m在第一方向线a的方向上进行电流传导。另外,第二方向二极管73_b可以并联连接到第二方向fet71_b,以使得能够从主线m在第二方向线b的方向上进行电流传导。

开关控制单元70可以控制第一方向fet71_a和第二方向fet71_b。具体地,开关控制单元70可以通过向第一方向fet71_a或第二方向fet71_b施加预定电压来选择性地接通或关断第一方向fet71_a和第二方向fet71_b。在这种情况下,图3中所示的主控制单元120可以将用于第一方向fet71_a和第二方向fet71_b的断开/闭合命令传输到开关控制单元70。

例如,在图4的实施例中,当开关控制单元70接收到用于接通第一方向fet71_a并且断开第二方向fet71_b的断开/闭合命令时,开关控制单元70可以闭合第一方向fet71_a,并且关断第二方向fet71_b。通过这样做,第一主开关单元151可以调整通过第一方向fet71_a、主线m和第二方向二极管73_b从第一方向线a流向第二方向线b的电流的电流方向。

另外,当开关控制单元70接收到用于断开第一方向fet71_a并且接通第二方向fet71_b的断开/闭合命令时,开关控制单元70可以关断第一方向fet71_a并且闭合第二方向fet71_b。通过这样做,第一主开关单元151可以调整通过第二方向fet71_b、主线m和第一方向二极管73_a从第二方向线b流向第一方向线a的电流的电流方向。

图5是示出根据本公开的实施例的第二主开关单元的配置的示意电路图。例如,图5的配置可以应用于图3中包括的第二主开关单元152。

参考图5,根据本公开的实施例的第二主开关单元152可以具有多个开关模块sw。在这种情况下,多个开关模块sw可以断开/闭合经过第二主开关单元152的多条线。也就是说,多个开关模块sw可以各自被布置在多条线上以断开/闭合多条线。

例如,如图5的配置中所示,第二主开关单元152可以具有四个开关模块sw。在这种情况下,开关模块sw可以各自被布置在经过第二主开关单元152的四条线上。

这里,经过第二主开关单元152的四条线可以是连接图3中所示的第二主开关单元152与第一节点n1、第二节点n2、第三节点n3和第四节点n4的四条线。另外,多个开关模块sw中的每一个可以配置有与图4中所示的第一主开关单元151类似的结构。因此,先前提供的图4的描述可以被相同或类似地应用于第二主开关单元152的每个开关模块sw,并且在此省略其相关的详细描述。

第二主开关单元152可以选择性地接通或关断多个开关模块sw。也就是说,第二主开关单元152可以通过选择性地接通或关断多个开关模块sw来选择性地断开/闭合多条线。

这里,在每个开关模块sw处调节电流传导和电流方向的过程的详细描述可以与图4的第一主开关单元151的描述中在上面所描述的相同。

图6是示出根据本公开的实施例的从控制器的详细配置的示意图。

参考图6,根据本公开的实施例的从控制器200可以包括从控制单元220、从电压测量单元210、从通信单元230、从连接器240、从充电/放电通道l2、从开关单元250和熔丝260。

从控制单元220可以与包括在从控制器200中的每个组件通信,并且控制包括在从控制器200中的每个组件。例如,从控制单元220可以包括要执行此操作的微控制器单元(mcu)。

从电压测量单元210可以测量直接连接到从控制器200的电池模块10的电压值。例如,从电压测量单元210可以测量电池模块10的总电压,并且可以测量跨设置在电池模块10中的每个电池单体的两端的电压,换句话说,跨每个二次电池的两端的电压。另外,从电压测量单元210可以将电池模块10的电压值或电池单体的电压值传输到从控制单元220。在这种情况下,从控制单元220可以基于接收到的电压值计算电池模块10的soc。

从通信单元230可以与主控制器100通信,并且向/从主控制器100传输和接收各条数据。也就是说,从通信单元230可以使用各种类型的有线或无线通信网络连接从控制器200和主控制器100。通过这样做,从通信单元230可以将从从控制单元220接收到的电池模块10的soc或电压值传输到主控制器100,并且将从主控制器100接收到的充电或放电命令传输到从控制单元220。

从连接器240可以将从控制器200与从控制器200外部的电气设备或导线电连接。例如,从连接器240可以提供端子以将从控制器200直接连接到均衡线300。因此,从连接器240可以允许从控制器200和主控制器100之间通过均衡线300的电连接。

特别地,从连接器240可以具有三个或更多个连接器端子。另外,每个连接器端子可以连接到均衡线300中设置的多个单位线。

例如,从连接器240可以具有正电极端子240_1、第一负电极端子240_2和第二负电极端子240_3。另外,每个连接器端子可以连接到均衡线300的不同线。也就是说,正电极端子240_1可以连接到辅助线350,并且第一负电极端子240_2和第二负电极端子240_3可以连接到奇数线310或偶数线330。

同时,连接器端子可以连接到从充电/放电通道l2的一端。也就是说,当从连接器240具有三个连接器端子时,每个连接器端子可以连接到设置在从充电/放电通道l2中的电流通道。

例如,如图6的配置中所示,从充电/放电通道l2可以电连接到从连接器240。也就是说,从充电/放电通道l2可以将电池模块10的两端和设置在从连接器240中的多个连接器端子电连接。

特别地,从充电/放电通道l2可以包括具有被连接到电池模块10的正电极(+)的一端的电流通道和具有被连接到电池模块10的负电极(-)的一端的电流通道。这里,具有连接到电池模块10的正电极(+)的一端的电流通道可以连接到正电极端子240_1。另外,具有连接到电池模块10的负电极(-)的一端的电流通道可以连接到第一负电极端子240_2和第二负电极端子240_3。在此配置中,用于对电池模块10进行充电或放电的电流可以在从充电/放电通道l2中流动。

从开关单元250可以设置在从充电/放电通道l2上以断开/闭合电通道。也就是说,从开关单元250可以根据从从控制单元220接收到的断开/闭合命令来断开/闭合从充电/放电通道l2。具体地,从开关单元250可以设置在具有连接电池模块10的负电极(-)的一端的电流通道上,以断开/闭合电流或调节在连接电池模块10的负电极(-)侧与第一负电极端子240_2和第二负电极端子240_3的从充电/放电通道l2中流动的充电/放电电流的方向。

这里,从开关单元250的详细描述与在图4中示出的第一主开关单元151的描述中的上面描述的相同。也就是说,从开关单元250可以配置成与第一主开关单元151相同或相似的配置。另外,从充电/放电通道l2可以是图4中示出的第一方向线a、第二方向线b和主线m。

熔丝260可以设置在从充电/放电通道l2上,以在过电流流动的情况下切断导线。也就是说,熔丝260可以保护设置在从充电/放电通道l2上的电池模块10和从开关单元250免受过电流的影响。特别地,熔丝260可以设置在电池模块10的负电极(-)与从开关单元250之间。

图7是示出根据本公开的实施例的多个电池群组和主控制器之间的连接配置的示意图。

参考图7,根据本公开的实施例的主控制器100可以连接到多个电池群组中的每一个,即,第一电池群组g1、第二电池群组g2和第n电池群组gn。这里,第一电池群组g1、第二电池群组g2和第n电池群组gn可以具有与图1中所示的电池群组g的组件相同的组件。

例如,在图7的实施例中,主控制器100可以单独连接到第一电池群组g1、第二电池群组g2和第n电池群组gn中的每一个。在这种情况下,多个电池群组可以包括串联和/或并联连接的电池群组。因此,电池组p可以通过电池群组之间的电连接而具有增加的输出和/或容量。

在本公开的实施例中,主控制器100可以从多个电池群组当中的包括放电目标电池模块10的电池群组接收电力,并且将接收到的电力传输到包括充电目标电池模块10的电池群组。这里,主控制器100可以基于每个电池模块10的电压值或soc来设置放电目标电池模块10和充电目标电池模块10。

图8是示出根据本公开的实施例的通过电池模块均衡装置对特定电池模块充电的过程的示意图。为了便于描述,图8的图示和描述将基于先前描述的实施例的配置集中于通过其充电电流通过的通道。

参考图8,当第二电池模块b2的电压值低于其他电池模块10——即,第一电池模块b1和第三电池模块b3时,主控制器100可以将第二电池模块b2设置为充电目标电池模块10。在这种情况下,可以利用从系统电力模块400供应的电力对第二电池模块b2充电。

在这种情况下,主控制器100可以选择第一从控制器s1和第二从控制器s2。也就是说,主控制器100可以向第一从控制器s1和第二从控制器s2传输断开/闭合命令,以允许充电电流在第二电池模块b2的两端流动。在这种情况下,第一从控制器s1和第二从控制器s2可以根据从主控制器100接收到的断开/闭合命令允许电流在每个从充电/放电通道l2中流动,并调整方向。

具体地,第一从控制器s1和第二从控制器s2接通第一从开关单元251和第二从开关单元252,并且可以控制其中电流流动的方向。特别地,第一从控制器s1和第二从控制器s2可以通过允许充电电流在各个充电/放电通道当中的负电极侧通道(即,对应电池模块10的负电极端子与从连接器240的负电极端子之间的通道)中沿着不同方向流动而允许充电电流流到第二电池模块b2的正电极(+)。

例如,如图8的配置中所示,第一从控制器s1可以通过控制第一从开关单元251中设置的开关来调整电流方向以允许充电电流从第一从连接器c1朝向第一电池模块b1的负电极端子流动。通过这样做,通过第一从连接器c1流入第一从控制器s1的负电极侧充电/放电通道的充电电流可以通过第一从充电/放电通道l2_s1上的第一从开关单元251流到第二电池模块b2的正电极(+)。

另外,第二从控制器s2可以通过控制第二从开关单元252中设置的开关来调整电流方向以允许充电电流从第二电池模块b2的负电极端子朝向第二从连接器c2流动。通过这样做,从第二电池模块b2的负电极(-)流入第二从控制器s2的负电极侧充电/放电通道的充电电流可以通过第二从充电/放电通道l2_s2上的第二从开关单元252流到第二从连接器c2。

同时,主控制器100可以向第三从控制器s3传输断开/闭合命令以不允许充电电流在第三从充电/放电通道l2_s3上流动。在这种情况下,第三从控制器s3可以基于从主控制器100接收到的断开/闭合命令允许第三从开关单元253关断。

例如,如图8的配置中所示,第三从控制器s3的第三从开关单元253可以保持在断开状态,并且电流可以不在第三从控制器s3的充电/放电通道中流动。然而,第三从控制器s3可以允许通过第三从连接器c3在单位线之间的连接。也就是说,通过第三从连接器c3流入第三从控制器s3的充电电流不在第三从充电/放电通道l2_s3中流动,并且可以通过第三从连接器c3朝向均衡线300流出。

这里,在第一从开关单元251、第二从开关单元252和第三从开关单元253处调整电流传导和电流方向的过程的详细描述可以与上述图4的第一主切换单元151的描述中相同。

可替选地,在上述配置中,不允许电流在第三从充电/放电通道l2_s3中流动可以以主控制器100不给出任何单独的命令的方式实现。也就是说,所有从开关单元250在正常条件下被关断,并且主控制器100可以单独地仅将命令给予要被接通的从开关单元250。例如,在上述配置中,第一至第三从开关单元251~253在正常条件下被关断,并且主控制器100可以将从开关单元250的导通命令仅传输到第一从控制器s1和第二从控制器s2。

在这种情况下,主控制器100可以选择具有要被接通的从开关单元250的至少一个从控制器200。也就是说,在上述配置中,主控制器100可以选择第一从控制器s1和第二从控制器s2。

另外,主控制器100可以选择性地断开/闭合包括在第二主开关单元152中的多个开关。也就是说,第二主开关单元152可以针对经过第二主开关单元152的多条线中的每条线调整电流方向。

例如,如图8的配置中所示,第二主开关单元152可以通过控制在经过第二主开关单元152的四条线中的每条线中设置的多个开关来调整充电电流流过的电流方向。

具体地,第二主开关单元152可以具有四个开关。在这种情况下,为了便于描述,每个开关基于附图从上到下被称为第一到第四开关。这里,第一开关可以具有连接到第一节点n1的一端(附图中的右端),并且第二开关可以具有连接到第二节点n2的一端。另外,第三开关可以具有连接到第三节点n3的一端,并且第四开关可以具有连接到第四节点n4的一端。也就是说,第一开关和第三开关可以直接连接到偶数通道l1_1,并且第二开关和第四开关可以直接连接到奇数通道l1_2。另外,第一开关和第二开关的另一端(附图中的左端)可以彼此直接连接,并且第三开关和第四开关的另一端可以彼此直接连接。另外,第一开关和第二开关的连接端以及第三开关和第四开关的连接端可以连接到主充电/放电通道l1的不同极性通道。

具体地,第二主开关单元152可以调整两个通道l1_n1、l1_n3的电流方向,以允许充电电流通过设置在模块连接器140中的三个连接器端子当中的、被连接到主充电/放电通道l1上的第一节点n1和第三节点n3的连接器端子流出主控制器100。

也就是说,第二主开关单元152可以允许充电电流从第二主开关单元152流到第一通道l1_n1中的第一节点n1,并且不允许充电电流从第三节点n3流到第三主通道l1_n3中的第二主开关单元152。为此,在上述实施例中,第二主开关单元152可以接通在连接到偶数通道l1_1的两个开关当中的第一开关,并且关断第三开关。通过此配置,第二主开关单元152可以经由第一节点n1通过模块连接器140将从转换器160接收到的充电电流传输到均衡线300。

另外,第二主开关单元152可以调整其他两个通道l1_n2、l1_n4的电流方向,以允许充电电流通过被设置在模块连接器140中的三个连接器端子当中的、连接到主充电/放电通道l1上的第二节点n2和第四节点n4的连接器端子从主控制器100的外部流入。

也就是说,第二主开关单元152可以允许充电电流在第四通道l1_n4中从第四节点n4流到第二主开关单元152,并且不允许充电电流在第二通道l1_n2中从第二节点n2流到第二主开关单元152。为此,在上述实施例中,第二主开关单元152可以接通在连接到奇数通道l1_2的两个开关当中的第四开关,并且关断第二开关。通过此配置,第二主开关单元152可以经由第四节点n4向转换器160传输从模块连接器140接收到的充电电流。

通过这样做,在图8的实施例中,当第二电池模块b2被充电时,流出系统电力模块400的正电极(+)的充电电流可以流到均衡线300、连接系统连接器170的主充电/放电通道l1、转换器160、第二主开关单元152和模块连接器140。另外,充电电流可以通过均衡线300传输到第一从控制器s1的第一从连接器c1,并且可以通过第一从充电/放电通道l2_s1流到第二电池模块b2的正电极(+)。在这种情况下,充电电流可以对第二电池模块b2进行充电。另外,流出第二电池模块b2的负电极端子的充电电流可以经由第二从充电/放电通道l2_s2、第二从连接器c2和均衡线300传输到模块连接器140。另外,传输到模块连接器140的电流可以通过经过第四节点n4、第二主开关单元152、转换器160和系统连接器170的主充电/放电通道l1流到系统电力模块400。

图9是示出根据本公开的实施例的通过电池模块均衡装置对特定电池模块进行放电的过程的示意图。为了便于描述,关于与前面描述的实施例可以同等地或类似地应用的图9有关的特定描述,在此省略其详细描述,并且将详细描述(一个或多个)不同之处。同时,图9主要示出放电电流经过的通道,并未示出放电电流没有经过的充电/放电通道的一部分。

参考图9,当第一电池模块b1的电压值高于其他电池模块10——即,第二电池模块b2和第三电池模块b3时,主控制器100可以将第一电池模块b1设置为放电目标电池。在这种情况下,第一电池模块b1可以被放电并将电力提供应给系统电力模块400。

在这种情况下,主控制器100可以选择第一从控制器s1。也就是说,主控制器100可以向第一从控制器s1传输断开/闭合命令以允许放电电流在第一电池模块b1的两端流动。在这种情况下,第一从控制器s1可以允许放电电流根据从主控制器100接收到的断开/闭合命令流动并调整方向。

具体地,第一从控制器s1可以允许放电电流从第一从开关单元251流到第一电池模块10的负电极(-)。

例如,如图9的配置中所示,第一从控制器s1可以通过控制第一从开关单元251中设置的开关来允许使第一电池模块b1放电的放电电流流动。通过这样做,可以将使第一电池模块b1放电的放电电流从第一电池模块b1的正电极端子通过第一从充电/放电通道l2_s1传输到第一从连接器c1的正电极端子。另外,放电电流可以经由均衡线300(辅助线)传输到主控制器100。

另外,经由均衡线300通过第一从控制器c1的负电极端子流入第一从控制器s1的放电电流在第一从充电/放电通道l2_s1上通过第一从开关单元251可以流到第一电池模块b1的负电极(-)。

同时,主控制器100可以向第二从控制器s2和第三从控制器s3传输断开/闭合命令以不允许放电电流在第二从充电/放电通道l2_s2和第三从充电/放电通道l2_s3上流动。在这种情况下,第二从控制器s2和第三从控制器s3可以基于从主控制器100接收到的断开/闭合命令允许第二从开关单元252和第三从开关单元253被关断。

例如,如图9的配置中所示,第二从控制器s2的第二从开关单元252可以保持在断开状态,并且电流可以不在第二从控制器s2的充电/放电通道中流动。通过这样做,在第一从充电/放电通道l2_s1中流动的放电电流可以不流到第二电池模块b2的正电极(+)。

另外,第三从控制器s3可以将第三从开关单元253保持在断开状态,并且电流可以不在第三从控制器s3的充电/放电通道中流动。通过这样做,通过第三从连接器c3流入第三从控制器s3的放电电流可以不在第三从充电/放电通道l2_s3中流动并且通过第三从连接器c3朝向均衡线300流出。

然而,第三从控制器s3可以允许通过第三从连接器c3在主控制器100和第一从控制器s1之间的单位线之间进行连接。

这里,在第一从开关单元251、第二从开关单元252和第三从开关单元253处调整电流传导和电流方向的过程的详细描述可以与上面描述的图4的第一主开关单元151的描述相同。

可替选地,在上述配置中,不允许电流在第二从充电/放电通道l2_s2和第三从充电/放电通道l2_s3中流动可以以主控制器100不给出任何单独的命令的方式实现。也就是说,在上述实施例中,第一至第三从开关单元251~253在正常状态下关断,并且主控制器100可以将第一从开关单元251的接通命令仅传输到第一从控制器s1。

在这种情况下,主控制器100可以选择具有要被接通的从开关单元250的从控制器200。也就是说,在上述配置中,主控制器100可以选择第一从控制器s1。

另外,主控制器100可以选择性地断开/闭合包括在第一主开关单元151和第二主开关单元152中的每一个中的至少一个开关。也就是说,第一主开关单元151可以调整经过第一主开关单元151的一条线的传导和电流方向。另外,第二主开关单元152可以调整经过第二主开关单元152的多条线中的每条线的传导和电流方向。

例如,如图9的配置中所示,第一主开关单元151可以通过控制经过第一主开关单元151的一条线中设置的开关来调节放电电流的导通/中断或电流方向。另外,第二主开关单元152可以通过控制在经过第二主开关单元152的四条线中的每条线中设置的多个开关来调节放电电流的流动通道和电流方向。在这种情况下,关于在第二主开关单元152中设置的四个开关,类似于图8的先前的实施例,连接到第一节点n1、第二节点n2、第三节点n3和第四节点n4的每个开关被称为第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。

具体地,第二主开关单元152可以调整两个通道l1_n2、l1_n4的电流方向,以允许放电电流通过在模块连接器140中设置的三个连接器端子当中的、连接到在主充电/放电通道l1上的第二节点n2和第四节点n4的连接器端子流出主控制器100。

也就是说,第二主开关单元152可以允许放电电流在第四通道l1_n4中从第二主开关单元152流向第四节点n4,并且不允许放电电流在第二通道l1_n2中从第二节点n2流向第二主开关单元152。为此,第二主开关单元152可以接通被设置在奇数通道l1_2中的两个开关当中的第四开关,并且关断第二开关。通过此配置,第二主开关单元152可以通过模块连接器140将从转换器160接收到的放电电流传输到均衡线300。

另外,第一主开关单元151和第二主开关单元152可以调整其他两个通道(l1_n1,l1_n3)的电流方向,以允许充电/放电电流通过在模块连接器140中设置的三个连接器端子当中的、连接到主充电/放电通道l1上的第一主开关单元151的连接器端子从主控制器100的外部流入。

也就是说,第一主开关单元151可以允许放电电流从模块连接器140流到第一主开关单元151。另外,第二主开关单元152可以允许放电电流在第一通道l1_n1中从第一节点n1流到第二主开关单元152,并且不允许放电电流在第三通道l1_n3中从第三节点n3流到第二主开关单元152。为此,第二主开关单元152可以接通在偶数通道l1_1中设置的两个开关当中的第一开关,并且关断第三开关。通过此配置,第一主开关单元151和第二主开关单元152可以将从模块连接器140接收到的放电电流传输到转换器160。

通过这样做,在图9的实施例中,当第一电池模块b1放电时,流出第一电池模块b1的正电极(+)的放电电流可以通过第一从控制器s1的第一从充电/放电通道l2_s1传输到第一从连接器c1。另外,放电电流可以通过均衡线300(辅助线)传输到主控制器100的模块连接器140,并且可以通过连接第一主开关单元151、第二主开关单元152、转换器160和系统连接器170的主充电/放电通道l1流到系统电力模块400的正电极(+)。在这种情况下,放电电流可以对系统电力模块400进行充电。另外,在这种情况下,电流可以经由系统连接器170、转换器160、第二主开关单元152和模块连接器140,从系统电力模块400的负电极(-)供应到均衡线300(奇数通道)。

图10是示出根据本公开的实施例的通过电池模块均衡装置在不同从控制器之间传输和接收充电/放电电力的过程的示意图。为了便于描述,在图10中省略与前述实施例相同的元件,并且将主要提供通过其充电/放电电流通过的通道。

参考图10,根据本公开的实施例的主控制器100可以直接电连接到第一组从设备gs1,该第一组从设备gs1包括多个从控制器200,每个从控制器200连接到从电池组p的正电极(+)开始串联连接的两个或更多个电池模块10。另外,主控制器100可以直接电连接到第二组从设备gs2,该第二组从设备gs2包括多个从控制器200,每个从控制器200连接到从电池组p的负电极(-)开始串联连接的两个或更多个其他电池模块10。

例如,如图10的配置中所示,第一组从设备gs1可以包括分别连接到第一电池模块b1、第二电池模块b2和第三电池模块b3的第一从控制器s1、第二从控制器s2和第三从控制器s3。另外,第二组从设备gs2可以包括分别连接到第四电池模块b4、第五电池模块b5和第六电池模块b6的第四从控制器s4、第五从控制器s5和第六从控制器s6。也就是说,主控制器100可以连接到多个组从设备。这里,每个组从设备可以串联连接。

具体地,第一组从设备gs1和第二组从设备gs2中的每一个可以分离地连接到主控制器100。为此,主控制器100可以包括各自被连接到连接第一组从设备gs1和第二组从设备gs2以及主控制器100的线的第一模块连接器141和第二模块连接器142。即,主控制器100可以包括多个模块连接器140。

设置在主控制器100中的主充电/放电通道l1可以包括多个单元通道,即,第一单元通道d1和第二单元通道d2。这里,第一单元通道d1可以是连接到第一模块连接器141的通道,充电/放电电流通过其流动。另外,第二单元通道d2可以是连接到第二模块连接器142的通道,充电/放电电流通过其流动。

具体地,第一单元通道d1和第二单元通道d2可以并联连接。也就是说,第一单元通道d1和第二单元通道d2可以连接到每个单元节点并且可以并联连接。这里,单元节点可以是主充电/放电通道l1上的接触点,在该接触点处第一单元通道d1和第二单元通道d2彼此连接。

例如,如图10的配置中所示,主充电/放电通道l1可以具有两个单元节点,即,从系统电力模块400的正电极(+)连接的线连接到的第一单元节点nd1,以及从系统电力模块400的负电极(-)连接的线连接到的第二单元节点nd2。

这里,第一单元通道d1和第二单元通道d2可以通过第一单元节点nd1和第二单元节点nd2并联连接。也就是说,在第一单元通道d1和第二单元通道d2中各自设置的两条线可以在第一单元节点nd1和第二单元节点nd2处并联连接。

通过此配置,主控制器100可以将来自属于第一组从设备gs1和第二组从设备gs2之一的从控制器200的充电/放电电力传输到属于不同组的从控制器200。也就是说,主控制器100可以通过并联连接的第一单元通道d1和第二单元通道d2在第一模块连接器141和第二模块连接器142之间传输充电/放电电力。在这种情况下,主控制器100可以将从属于一个组的电池模块10流出的充电/放电电力传输到属于不同组的另一电池模块10。

例如,在图10的实施例中,从第四电池模块b4流出的放电电流可以通过被设置在主控制器100中的第二模块连接器142、第二单元通道d2、第一单元节点nd1、第一单元通道d1、第一模块连接器141以及均衡线300流向第二电池模块b2。另外,对第二电池模块b2进行充电并从其流出的电流可以通过均衡线300经由第一模块连接器141、第一单元通道d1、第二单元节点nd2、第二单元通道d2、以及第二模块连接器142流动。这里,对来自每个电池模块10的充电/放电电流的流动的过程的详细描述与上面描述的图8和9中所述的相同。

虽然已经关于有限数量的实施例和附图在上文中描述本公开,但是本公开不限于此,并且对于本领域的技术人员来说显而易见的是,可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内对其进行各种修改和改变。

同时,这里使用诸如“开关单元”、“电压测量单元”、“通信单元”和“控制单元”的术语“单元”,但是这指示逻辑组件单元并且不一定指示组件,其在每个组件单元之间可以或应该在物理上分开,并且对于本领域的技术人员来说显而易见的是,每个组件单元不一定由一个元件或设备实现。

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