专利名称：容错模块化电池管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动车辆或者混合电动车辆的电池管理系统，更具体地说，涉及一种 能够支持关键负载并具有高功率输出能力的容错模块化电池管理系统(modular battery management system, MBMS) 0
背景技术：
电动车辆(EV)或者混合电动车辆(HEV)的电功率要求都非常高。在车辆发动/ 运转模式、以及运转/刹车/内部和外部充电模式期间，电池分别经历放电和充电周期。在 行驶过程中不能中断电源时，对电池健康状态、电池充电状态、以及电池温度的管理在电动 车辆或者混合电动车辆应用中是至关重要的。并且，由于不同类型的电动车辆或者混合电 动车辆的电池类型、电压和功率要求不同，可能需要有不同的电池管理系统。因此，由于电 池类型、功率要求和车辆工作电压的差异，一种车辆的电池电源系统框架设计可能与另一 种车辆的设计完全不同。有时候电池组的充电和更换时间会给用户造成暂时的中断。失效 的电池组可能会导致电动车辆或者混合电动车辆立即发生故障。按照惯例，电池组(或者电池单元)串联，形成电池组组合(Battery PackAssembly, BPA)，从而向电动车辆或者混合电动车辆电动机或者其它辅助系统提供高 电压或者高电流。由于电池组或者电池单元是串联的，充电和放电电流将会同时流经每个 电池组(或者电池单元)。这会导致因各个电池组(或者电池单元)特性的差异而出现平 衡问题。由于电池之间串联，常规的电池管理系统通过复杂的电池管理设计来检测各个电 池组(电池单元)的充电状态、健康状态以及电池温度。根据所检测的电池组(或者电池 单元)状况，各个电池组(或者电池单元)将会被切换-连接(ON)或者断开(OFF)到与串 联的电池组(或者电池单元)。结果，BPA输出电压会产生波动。这将会导致电动机驱动器 和相关的电路产生不稳定的问题。因此，DC/DC转换器将会被用于将波动的BPA输出电压 转换成用于电动机驱动器和相关电路的稳定电压源。但是，DC/DC转换器必须在高电压和 高电流的条件下运行。DC/DC转换器中的高功率消耗通常会降低整个系统的可靠性。一旦 DC/DC转换器发生故障，整个系统关闭。此外，电池组组合(BPA)功率不能被轻易地增加或 者降低，以满足不同的负载要求。此外，失效的电池组或者电池单元在电池组组合(BPA)从 车辆上拆下之前不能进行更换。因此，本技术领域需要一种改进的电池管理系统，具有容错特征，以解决电池不平 衡和失效电池单元的问题。此外，还期望能够实现其它的特征，例如电源总线电压、功率输 出能力和电池数量的可变性。以上对背景技术的描述用于帮助理解容错模块化电池管理系统，但是其并非被认 为是描述或者构成了本申请中公开的容错模块化电池管理系统的相关现有技术。
发明内容
本发明涉及一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载。在一方面，该系统包括多个电池管理控制模块；多个双向电压转换器模块，分别与电池相连且与电 池管理控制模块相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及多个能量存储模块，分别与 双向电压转换器模块并联，并与负载相连。所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电 池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池。所述电池管理控制模 块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制双向电压转换器模块。所述能量存储模块可以是电容器、超级电容器(super capacitor)、超高电容 (ultra capacitor)、储能轮(flywheel)或者任何形式的可循环电能存储元件。所述双向电压转换器模块可以被配置用于将电能从能量存储模块传输到电池，从 而在能量存储模块上的电压超过预定值时，为电池充电。所述双向电压转换器模块分别通过多个第一开关与电池相连。能量存储模块分别 通过多个第二开关与所述双向电压转换器模块并联。所述负载通过第三开关与能量存储模 块相连。所述多个第一开关、多个第二开关、以及第三开关由所述电池管理控制模块控制。所述电池管理控制模块可以被配置成使多个第一开关中的一个、以及与所述开关 相连的双向电压转换器模块同时失效。所述模块化电池管理系统还包括多个电池状态监控模块，分别与所述电池相连、 与所述电池管理控制模块相连，并配置用于监控每个电池的状态，并将每个电池的状态信 息发送到电池管理控制模块。所述电池状态监控模块和所述双向电压转换器模块通过控制 总线与所述电池管理控制模块连接。当一个电池管理控制模块停止正常工作时，其他电池管理控制模块可以被配置以 恢复所述电池管理控制模块的功能。所述电池管理控制模块可以被配置，以基于用户的指令来调整双向电压转换器模 块的输出电压级别。
图1是根据本发明的实施例的容错模块化电池管理系统的示意性系统框图。图2是图1所示的容错模块化电池管理系统的示意性电路图。
具体实施例方式现在将详细参照本专利申请公开的容错模块化电池管理系统的优选实施例，其例 子将在以下具体实施方式
描述中给出。本专利申请的容错模块化电池管理系统的示范性实 施例被给予了详细描述，尽管对于本领域的技术人员来说，显然为了简洁起见，对于理解该 容错模块化电池管理系统不是特别重要的某些特征可以不示出。此外，应当理解，本专利申请公开的容错模块化电池管理系统并不限于以下描述 的精确实施例，本技术领域的人员可以做出各种改变和修改，而不脱离保护的精神和范围。 例如，在本申请公开的范围内，不同示例性实施例的元件和/或特征可以彼此合并和/或彼 此代替。图1是根据本发明的实施例的容错模块化电池管理系统的示意性系统框图。图2 是图1所示的容错模块化电池管理系统的示意性电路图。参照图1和图2，容错模块化电池 管理系统包括多个电池状态监控模块201、202、……、20n、多个双向DC/DC转换器模块401、402、……、40n、多个能量存储模块1401、1402、……、140η、多个电池管理控制模块1201、 1202、……、120η、以及多个电池组(或电池单元)101、102、……UOn0每个电池组(或电 池单元)，例如101、102、……、10η，分别与专用的电池状态监控模块相连，然后通过多个开 关301、302、……、30η连接到双向DC/DC转换器(例如401、402、……,40η)。这种组合被 称为电池功率转换器模块(BPCM)。每个电池组(或电池单元)与其他电池组(或电池单 元)相互隔离。这种布局与常规的电池管理系统中串联的电池不同。双向DC/DC转换器输 出并联，以增加总体的电流容量，从而提供负载电流。电池组可包括各种类型的电池，包括但不限于铅酸电池、镍金属氢化物电池、镍镉 电池、锂离子电池、锂聚合体电池、零排放物污染的Na/NiCl2电池、NiZn电池、锂离子磷酸电 池、铁电池、或者任何形式的可再充电的电能存储元件。如在此所使用的，能量存储(ES)模块指的是电能存储元件，包括但不限于电容 器、超级电容器、超高电容器、储能轮或者任何形式的可循环电能存储元件。在这个实施例 中，参照图1，能量存储模块是电容器1401,1402,……、140n，分别通过开关501、……、50n 与所有的双向DC/DC转换器模块相连。如在此所使用的，双向DC/DC转换器模块指的是可用于将能量从能量存储(ES)模 块充电到电池组(或电池单元)、或者可用于将能量从电池组(或电池单元)转换到能量存 储(ES)模块以及与能量存储模块相连的负载的电气构造。双向DC/DC转换器输出、能量存储模块和负载之间的连接被称为电源总线。电流 可以从电源总线引入负载。负载电流将由双向DC/DC转换器输出分担。双向DC/DC转换器 模块可以是隔离类型的或者非隔离类型的，被配置用于将电池电压转换成所要求的负载电 压级别。因此，负载电压由双向DC/DC转换器输出电压设置决定，而不是由常规电池管理系 统中串联的电池端部的端子电压决定。另一方面，当能量存储模块中存储了足够的能量时， 双向DC/DC转换器模块可以为电池充电。这可以解决常规电池管理系统中的电池组(或电 池单元)不平衡的问题。电池状态监控(BSM)模块201、202、……、20n被配置以向双向DC/DC转换器模块 和电池管理控制(BMC)模块1201、1202、……、120η提供电池状态信息。BMC模块被配置用 于向每个工作状态下的每个电池功率转换器模块(BPCM)发送控制指令。例如，电池能量可 以通过双向DC/DC转换器模块从电池传输到电源总线，电池可以通过双向DC/DC转换器模 块从电源总线接收能量从而为电池充电，电池组可被禁能并从系统中断开，电池可以从系 统中移除，而且额外的电池功率转换器模块(BPCM)可以被添加到系统中。同时，根据BMC 程序中执行的算法，一些电池组(或电池单元)可能经历放电周期(释放功率)，一些其它 的电池可能经历充电周期(接收功率)，还有一些其它的电池与系统断开。在完全充满、不安全或者失效的状况下，电池组(电池单元)可以断开。如果要求 将一个电池从系统中移除，电池状态监控(BSM)模块将会激活BSM模块面板上的释放信号、 或者激活释放信号给BMC模块。在BMC模块的控制下，充满电的电池组(电池单元)将会 再次与BPCM连接。如果不安全的状况已消除，曾经不安全的电池组(或者电池电池)会在 BMC模块的控制下再次连接到BPCM。用户可以将电池从模块化电池管理系统中移除。类似地，用户可以将替换电池安 装到模块化电池管理系统中，然后激活电池状态监控模块以通过电池管理系统(BMS)控制
7总线来通知电池管理控制(BMC)模块。如果新增的电池被安装到系统中，则需要有额外的 BSM和双向DC/DC转换器。新增的或者更换的电池将会变成模块化电池管理系统(MBMS)的 一部分。采用该技术，用户可以通过增加更多的电池功率转换器模块(BPCM)来增加模块化 电池管理系统(BPCM)的输出，或者，必要的情况下可以将电池组(电池单元)从系统中移 除，这些都无需对系统进行重大的设计修改。电池的功率密度也可以增加MBMS输出功率。能量存储模块与电源总线并联。能 量存储模块是在很短的时间段内(例如，10至20分钟)充满很高的能量的能量存储设备。 能量存储模块用作负载冲击电流和充电涌入电流的缓冲器。当能量存储模块上的电压超过 预定值时，电池管理控制(BMC)模块将会通过BMC控制总线命令双向DC/DC转换器模块将 电池组(或电池单元)充电。在充电的过程中，ES模块可以被编程为电池组个别地充电、 或者一次为所有的电池组充电、或者随机地为电池组充电。电池管理控制(BMC)模块是可编程单元，可以被编程以执行不同的算法，从而满 足不同的车辆/汽车的要求，例如，不同的电压级别、不同的电池组(或电池单元)特征、以 及不同的负载电流要求。各个BMC模块被配置用于检测BMS控制总线。一旦BMC模块处于 故障状态，其它的BMC模块将会接管控制，而不必关闭系统。除了容错特征，电池管理控制模块可以在一定范围内调节双向DC/DC转换器模块 的输出电压级别，以便在需要有额外的扭矩来爬坡时增加电动机(DC或者AC)的扭矩。因 此，它可以用作电扭矩控制(ETC)。参照图1和图2，模块化电池管理系统基于冗余布局。因此，此处解释了对第一阶 的电池功率转换器模块(BPCM)的详细描述，它可以被扩展到涵盖多达η阶的系统，其中η 是正整数。第一电池功率转换器模块(BPCM)阶结构包括电池101，电池101具有正极(+)、负 极㈠和电池温度信号1101。电池101与BSM模块201相连。BSM 201是监控电池状况 (例如充电状态、健康状态、电池温度、以及充电条件/状态)并通过信号路径601将信息 反馈给电池管理系统(BMS)控制总线1的电路。来自BSM控制总线1的控制信号801将被 用于通过状态指示装置(例如，LED、显示面板或者灯)显示电池工作状态，该电池工作状态 可以是正在充电、正在放电、失效电池、与双向DC/DC转换器连接、或者与双向DC/DC转换器 断开。电池101的输出电压可以连接到开关301。开关301是电动开关，用于控制BSM模 块201到双向DC/DC转换器401之间的电连接。开关301由控制信号901电控制，控制信 号901由电池管理控制(BMC)模块1201、1202、……、120n发出。在维护或者维修的过程 中，开关301可以被手动禁能。这是为了在维护或者维修的过程中避免电气危险。此外，信 号901控制双向DC/DC转换器401的打开或者关闭状态。如果开关301被信号901或者被 手动切换紧能，双向DC/DC转换器401将会同时被禁能。在维修或者维护的过程中，控制信 号1001可以使双向DC/DC转换器401禁能。电池101的温度信号1101也连接到双向DC/DC转换器401。双向DC/DC转换器模 块401将会根据信号1101调节充电或者放电电流。不同级别的双向DC/DC转换器模块之 间的电流分布通过电流共享信号总线6来得到控制。电流共享信号总线6可以是模拟或者 数字信号总线。电流共享信号总线6是双向的。双向DC/DC转换器模块401具有电流共享 信号输出，其是双向的且与电流共享信号总线6相连。其它双向DC/DC转换器模块的电流共享信号输出与电流共享信号总线6相连。双向DC/DC转换器模块401会根据电流共享信 号总线6的电压级别或者数字信号，来调节它的输出电流。电流共享信号总线6的电压级 别或者数字信息表示每个双向DC/DC转换器模块的平均负载电流。双向DC/DC转换器401 将会通过双向总线701与BSM控制总线通信。双向DC/DC转换器模块的输出连接至电源总 线2。电源总线2连接能量存储模块1401至140η、电动机控制器3 (单个或多个)、内部充 电电路4、以及外部充电电路5。能量存储模块1404至140η分别通过开关501至50η连接 至电源总线2。开关501至50η由BMC模块分别通过控制信号1301至130η电控制。能量 存储模块启动的数量由BMC中内嵌的程序控制。能量存储模块1401至140η被配置，以在充 电和放电过程中提供能量缓冲。在充电模式，它将存储来自外部充电电路的能量、再生制动 能量、以及内部发电机的能量。该能量将被用于通过双向DC/DC转换器模块401至40η分 别为电池101至IOn充电。在放电模式，它将向电动机控制器以及冲击负载状况提供功率 和能量，使得双向DC/DC转换器模块401至40η不会过载。电池管理控制(BMC)模块1201 至120η以冗余布局来被连接并被编程。如果BMC模块中的任何一个失效，其它BMC模块将 会无缝地恢复失效模块的功能。BMC模块通过双向通信总线1501至150η连接至BMS控制 总线1。开关301至30η、7、8、9由电池管理控制模块1201至120η通过BMS控制总线来控 制。当汽车泊车时，开关301至30η、7、8、9打开(开路)。当汽车在运行状态之前启动时， 开关7和8关闭(连通)。如果不需要电池充电，开关8将会打开(开路)。当需要外部充 电时，开关9将会关闭(连通)，开关7和8将会打开(开路)。这是为了防止在外部充电 的过程中对电动机控制器3和内部发电机4产生电力过荷情況。如果电动机控制器或者发 电机被设计成可以承受该负荷能力，开关7和8可以关闭(连通)。参照图2，在这个电路实现中，电池状态监控模块组合201、202、……、20η形成系 统的一个组成部分。总线A连接器连接至BMS控制总线。连接/断开开关和双向DC/DC转 换器模块形成双向DC/DC转换器组合，该DC/DC转换器组合是系统的一个组成部分。总线B 连接器连接至BMS控制总线。电池状态控制模块组合和双向DC/DC转换器组合连接至BMS 控制总线。双向DC/DC转换器组合的输出与DC电源总线2彼此并联。类似地，电池管理控 制模块通过相应的总线A和总线B连接器连接至BMS控制总线。总线C连接器通过BMS控 制总线提供了车辆信号接口 10与电池管理控制模块(1201、、、120n)之间的接口。车辆信 号接口 10是能量存储模块、内部充电电路和外部充电电路的控制接口。在前述的实施例中，容错模块化电池管理系统的特征是在所有的模块级别有多重 冗余。这些冗余特征允许同时进行维护操作和提供多级别容错。因此，该模块化电池管理 系统具有改进的可靠性和可用性。此外，由于模块化设计框架，所有级别的模块都可以经济 地制造。在前述的实施例中，单个单元或者模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中， 而不中断系统可用性。电池组(或单元)可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中 断系统可用性。BSM模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。 双向DC/DC转换器模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。能 量存储模块可以从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。BMC模块可以 从MBMS中移除，或者添加到MBMS中，而不中断系统可用性。
在前述实施例中，MBMS为EV或者HEV或者电池运行的机器/设备提供了框架。这 个框架可以用于不同的电池类型、电源总线电压和输出功率要求。在特定的应用中，BSM和 双向DC/DC转换器模块可以被合并为单个模块(或单元)。电池组(或电池单元)可单独 运行，而不是在常规系统中串联。容错模块化电池管理系统解决了常规的串联电池组中电 池组(或者电池单元)不平衡的问题。至电源总线的输出电压由双向DC/DC转换器模块决 定，而不是由串联的电池组(或者电池单元)的数量决定。当一些电池组(或者电池单元) 不能提供输出功率时，剩余的电池组(或者电池单元)可以以额定的电压提供有限的输出 功率，以运行电动机驱动电路。输出电流由各个双向DC/DC转换器输出电流的总和决定。在前述的实施例中，在充电模式下，直接给能量存储(ES)模块充电。这可以加速 充电周期。然后存储在能量存储(ES)模块中的能量通过双向DC/DC转换器模块向电池组 (电池单元)充电。MBMS中的电池组(或电池单元)可以同时在不同的运行模式下运行。 这包括电池放电、电池充电、电池与MBMS连接、以及电池与MBMS断开。在放电或者充电模 式，各个电池组(或者电池单元)可以被BMC模块编程。在车辆驱动模式，内部发电机、再生 制动、以及其它功率产生成设备馈送的能量可以通过能量(ES)存储模块和双向DC/DC转换 器模块为一些或者所有的电池组(或者电池单元)充电。这扩大了车辆行驶距离的范围。 电池寿命可以延长。通过增加电池功率转换器模块(BPCM)，可以增加MBMS输出容量。通过 移除电池组(或者电池单元)、或者电池功率转换器模块(BPCM)，可以减少MBMS的输出容 量。可以通过调节双向DC/DC转换器输出电压，来调节MBMS输出电压。可对内嵌在BMC模 块中的控制算法进行编程以用于各个电池组充电、放电、以及从MBMS断开。可以针对不同 的电池特征对BMC模块中的控制算法进行编程，例如镍金属氢化物MHM、锂离子Li ion、锂 离子聚合体等。BMC模块可以通过BMC显示面板驱动器交互信息。电池充电和放电状态、剩 余能量级别、以及电池维护信息警报都可以由BMC显示面板提供。在前述的实施例中，电池可以是不同类型的组合。例如铅酸和锂电池可以在系统 中同时运行。锂电池的高功率密度特征和铅酸电池的深周期放电可得到更长的驱动范围。虽然特别参照了多个实施例对本专利申请进行了图示和描述，但是应该注意，可 以做出各种其它改变或修改，而不脱离本发明的范围。相关申请的交叉引用本申请要求2009年6月15日提交的申请号为61/187，273的美国临时专利申请 的优先权，并将其内容全部引入本申请中作为参考。
权利要求
一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载，其特征在于，所述系统包括多个电池管理控制模块；多个双向电压转换器模块，分别与电池相连且与电池管理控制模块相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及多个能量存储模块，分别与双向电压转换器模块并联，并与负载相连；其中所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池；且所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制双向电压转换器模块。
2.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述能量存储模块是电 容器、超级电容器、超高电容器、储能轮或者任何形式的可循环电能存储元件。
3.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述双向电压转换器模 块被配置用于将电能从能量存储模块传输到电池，以便在能量存储模块上的电压超过预定 值时，为电池充电。
4.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述双向电压转换器模 块分别通过多个第一开关与所述电池相连，所述能量存储模块分别通过多个第二开关与所 述双向电压转换器模块并联，所述负载通过第三开关与能量存储模块相连，所述多个第一 开关、多个第二开关、以及第三开关由所述电池管理控制模块控制。
5.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，还包括多个电池状态监 控模块，分别与所述电池相连、与所述电池管理控制模块相连，并被配置用于监控每个电池 的状态，将每个电池的状态信息发送到电池管理控制模块，其中所述电池状态监控模块和 所述双向电压转换器模块通过控制总线与所述电池管理控制模块连接。
6.根据权利要求5所述的模块化电池管理系统，其特征在于，当一个电池管理控制模 块停止正常工作时，其它电池管理控制模块被配置以恢复所述电池管理控制模块的功能。
7.根据权利要求1所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块 被配置以基于用户的指令来调整双向电压转换器模块的输出电压级别。
8.根据权利要求4所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块 被配置成使多个第一开关中的一个开关、以及与所述开关相连的双向电压转换器模块同时 禁能。
9.一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载，其特征在于，所述系统包括多个电池管理控制模块；多个双向电压转换器模块，分别通过多个第一开关与电池相连且与电池管理控制模块 相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及多个能量存储模块，分别与双向电压转换器模块并联，并与负载相连； 其中所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池；且所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制 所述双向电压转换器模块和所述多个第一开关。
10.根据权利要求9所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述能量存储模块是电 容器、超级电容器、超高电容器、储能轮或者任何形式的可循环电能存储元件。
11.根据权利要求9所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述双向电压转换器模 块被配置用于将电能从能量存储模块传输到电池，以便在能量存储模块上的电压超过预定 值时，为电池充电。
12.根据权利要求9所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块 被配置成使多个第一开关中的一个开关、以及与所述开关相连的双向电压转换器模块同时 禁能。
13.根据权利要求9所述的模块化电池管理系统，其特征在于，还包括多个电池状态监 控模块，分别与所述电池相连、与所述电池管理控制模块相连，并配置用于监控每个电池的 状态，将每个电池的状态信息发送到电池管理控制模块，其中所述电池状态监控模块和所 述双向电压转换器模块通过控制总线与所述电池管理控制模块连接。
14.根据权利要求13所述的模块化电池管理系统，其特征在于，当一个电池管理控制 模块停止正常工作时，其它电池管理控制模块被配置以恢复所述电池管理控制模块的功 能。
15.根据权利要求9所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模块 被配置以基于用户的指令来调整双向电压转换器模块的输出电压级别。
16.一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载，其特征在于，所述系统 包括多个电池管理控制模块；多个电池状态监控模块，分别与所述电池相连、与所述电池管理控制模块相连，并配置 用于监控每个电池的状态，将每个电池的状态信息发送到电池管理控制模块；多个双向电压转换器模块，分别通过多个第一开关与电池相连且与电池管理控制模块 相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及多个能量存储模块，分别通过多个第二开关与所述双向电压转换器模块并联，并通过 第三开关与负载相连；其中所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量 存储模块的电能传输到电池；且所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制 双向电压转换器模块、多个第一开关、多个第二开关、以及第三开关；且所述电池状态监控模块和双向电压转换器模块通过控制总线与所述电池管理控制模 块相连。
17.根据权利要求16所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述双向电压转换器 模块被配置用于将电能从能量存储模块传输到电池，以便在能量存储模块上的电压超过预 定值时，为电池充电。
18.根据权利要求16所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模 块被配置成使多个第一开关中的一个开关、以及与所述开关相连的双向电压转换器模块同 时禁能。
19.根据权利要求16所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述电池管理控制模 块被配置以基于用户的指令来调整双向电压转换器模块的输出电压级别。
20.根据权利要求16所述的模块化电池管理系统，其特征在于，所述能量存储模块是 电容器、超级电容器、超高电容器、储能轮或者任何形式的可循环电能存储元件。
全文摘要
本发明涉及一种模块化电池管理系统，用于管理多个电池并驱动负载，包括多个电池管理控制模块；多个双向电压转换器模块，分别与电池相连且与电池管理控制模块相连，所述双向电压转换器模块彼此并联；以及多个能量存储模块，分别与双向电压转换器模块并联，并与负载相连。所述双向电压转换器模块被配置用于将来自电池的电能传输到负载，或者将来自能量存储模块的电能传输到电池。所述电池管理控制模块被配置用于基于每个电池的状态信息执行预定的程序，并控制双向电压转换器模块。所述电池、双向电压转换器模块、能量存储模块、以及电池管理控制模块在冗余布局中设置，使得如果组件中的任何一个失效，其它组件会接管失效组件的功能。
文档编号H02J7/00GK101924380SQ20101020047
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月31日 优先权日2009年6月15日
发明者周克翰 申请人:周克翰