[發明專利]電池組系統

有效

• 申請號: 201280023490.6
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN103534859B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: A·加納
• 申請（專利權）人: 電動車芯片能量有限公司
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H02J7/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 陳松濤,王英

技術領域

本公開內容涉及電池組系統的領域。在某些實施例中，本公開內容涉及電動車（EV）電池組系統以及EV動力傳動系統。

背景技術

EV電池組典型地包括若干電池模塊，每個電池模塊包括被裝填到硬化封裝內的若干電池（例如，若干個單個單體電池的電池（single?cell?battery））。該電池組的規格由汽車制造商來確定并且考慮到發動機和期望的環境條件的極端需要。因此，所述規格通常要求備用電池模塊和/或備用材料，例如電解液，以被添加到單體電池中從而補償生產故障和電池隨著時間的劣化。此外，EV電池組具有固定的電流和電壓輸出。

因為電動發動機需要大電流來產生高轉矩且需要高電壓來產生高速，當汽車從大的加速度狀態進入到高速狀態時，來自電池組的發動機的需求隨著時間改變。

發明內容

這里所描述的是改進的電池組系統。在一個方面中，所述改善的電池組系統包括電池組，所述電池組包括耦合到控制器的開關網格。在一些實施例中，所述開關網格包括多個電池模塊和布線結構，所述布線結構使得所述控制器能夠改變電池模塊和/或電池組內的電池（例如，單體電池）的配置。該開關網格用于改變所述電池組的輸出以適合發動機的電流需求。改進的電池組可以配置為考慮到電池組中的每個電池的當前狀態和環境條件以及電池歷史信息和制造商建議。

在一個具體的方面中，提供了一種用于對一組單體電池進行互連的轉換開關（switcher）芯片。在一些實施例中，所述轉換開關芯片包括：主負極端子；級聯的負極端子；主正極端子；級聯的正極端子；多個單體電池端子；以及多個開關。

所述轉換開關芯片可以被配置為使得：（a）當一組單體電池經由多個單體電池端子連接到轉換開關芯片，并且所述多個開關的第一子集關閉且其余的所述開關打開時，所述一組單體電池彼此并聯連接且電流能夠流出所述主正極端子但是不能流出所述級聯的正極端子，（b）當一組單體電池經由多個單體電池端子連接到所述轉換開關芯片，并且所述多個開關的第二子集關閉且其余的所述開關打開時，所述一組單體電池彼此串聯連接且電流能夠流出所述主正極端子但是不能流出所述級聯的正極端子，（c）當一組單體電池經由多個單體電池端子連接到所述轉換開關芯片，并且所述多個開關的第三子集關閉且其余的所述開關打開時，所述一組單體電池中的所述單體電池的至少兩個彼此串聯連接且電流能夠流出所述級聯的正極端子但是不能流出所述主正極端子，（d）當一組單體電池經由多個單體電池端子連接到所述轉換開關芯片，并且所述多個開關的第四子集關閉且其余的所述開關打開時，子集組的單體電池（a?subset?set?of?cells）彼此并聯連接，至少一個單體電池與其它的單體電池均電氣地斷開，且電流能夠流出所述主正極端子但是不能流出所述級聯的正極端子，并且，（e）當一組單體電池經由多個單體電池端子連接到所述轉換開關芯片，并且所述多個開關的第五子集關閉且其余的所述開關打開時，子集組的單體電池彼此串聯連接，并且所述組中的至少一個單體電池與所述組中的其它單體電池均電氣地斷開。

在一些實施例中，轉換開關芯片進一步包括通信電路，所述通信電路包括發送器和接收器，其中，所述接收器通信連接到控制器或相鄰轉換開關芯片的發送器，以使得所述接收器可操作用以接收從所述控制器或所述相鄰轉換開關芯片的發送器所發送的開關命令。

在一些實施例中，所述轉換開關進一步包括命令解碼器，所述命令解碼器被配置為對由所述通信電路從所述控制器或從另一個轉換開關芯片所接收的命令進行錯誤檢查，并且所述命令解碼器被配置為阻止錯誤的命令。

在一些實施例中，所述轉換開關進一步包括開關控制邏輯，所述開關控制邏輯連接到所述命令解碼器且被配置為將由所述通信電路從所述控制器接收的命令轉換成用于所述電池模塊內的開關元件的打開-關斷命令。

在一些實施例中，所述轉換開關進一步包括安全開關定序器，所述安全開關定序器被配置為從所述開關控制邏輯接收所述打開-關斷命令，并且所述安全開關定序器被配置為基于所接收的打開-關斷命令而以準確的順序（sequence）和時間打開或關斷一個或多個所述開關。

在一些實施例中，所述轉換開關進一步包括：從輸入端子；主輸出端子；從通信模塊功能塊；主通信模塊功能塊；命令解碼器功能塊；開關控制邏輯功能塊和安全開關定序器功能塊。

在一些實施例中，所述多個開關包括多個功率金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。