[發明專利]用于控制并聯多電池組中包括的開關單元的接通操作的裝置和方法

在審

• 申請號: 202080032414.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN113767544A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 姜洙元;金漢松;李凡熙;李庠基
• 申請（專利權）人: 株式會社LG新能源
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;B60L58/22;G01R31/3842;G01R31/396
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 穆森;戚傳江

公開的是一種用于控制并聯多電池組中包括的開關單元的接通順序的裝置和方法。控制單元可以在接通第k順位開關單元(k是接通順序索引，其是2至n的自然數)之前從耦合到第k順位開關單元的電壓傳感器接收開關電壓值，然后接通第k順位開關單元，隨后從連接到第k順位開關單元的電流傳感器接收開關電流值，并且根據開關電壓值和開關電流值來對第k順位開關單元中消耗的瓦特能量值進行計數。另外，控制單元可以通過參考分別與第一至第n開關單元相對應的瓦特能量計數值，來從具有最大瓦特能量計數值的開關單元按降序確定第一至第n開關單元的接通順序。

技術領域

本公開涉及一種開關單元的接通操作控制裝置和方法，并且更具體地，涉及一種用于控制其中多個電池組并聯連接的并聯多電池組的電池組中分別包括的開關單元的接通順序的裝置和方法。

本申請要求于2019年10月22日在韓國提交的韓國專利申請No.10-2019-0131695的優先權，其公開內容通過引用并入本文。

背景技術

電池的應用領域正在逐漸地不僅增大到諸如手機、膝上型計算機、智能電話和智能平板的移動設備，而且增大到電驅動車輛(EV、HEV、PHEV)、大容量儲能系統(ESS)等。

安裝到電動車輛的電池系統包括并聯連接的多個電池組以確保高能量容量，并且每個電池組包括串聯連接的多個電池單體。在下文中，并聯連接的多個電池組將被稱為并聯多電池組(parallel multi battery pack)。

在本說明書中，電池單體可以包括一個單元單體或并聯連接的多個單元單體。單元單體是指具有負極端子和正極端子并且物理上可分離的一個獨立單體。例如，可以將一個袋型鋰聚合物單體視為單元單體。

當并聯多電池組被充電或放電時，所有電池組可以被放電或充電，或者僅一些電池組可以被充電或放電。當在特定電池組中發生故障時，當僅一些電池組被充電或放電以用于組平衡時，或者當因為所需放電或充電功率小所以不必要操作所有電池組時，可能發生僅一些電池組被充電或放電的情況。

為了控制這種選擇性放電或充電，并聯多電池組中的每個電池組在其中包括開關單元。開關單元用來將電池組連接到負載或充電器或者使電池組與負載或充電器斷連。

在并聯多電池組中包括的電池組正在同時地被充電或放電的同時，施加到每個電池組的外部端子的電壓全部相同。

然而，如果并聯多電池組的充電或放電被停止以進入無負載狀態，則每個電池組的電壓穩定至平衡狀態電壓。由于平衡狀態電壓取決于電池組的劣化程度(DOD)或充電狀態(SOC)而變化，所以如果無負載狀態被維持達預定時間，則在電池組的電壓之間發生偏差。

同時，當在無負載狀態被維持達預定時間之后并聯多電池組再次連接到負載或充電器時，首先，每個電池組中包括的開關單元被控制為接通狀態。然后，多個電池組并聯連接。在這種狀態下，如果并聯多電池組的外部開關單元被接通，則啟動并聯多電池組的充電或放電。

同時，如果在外部開關單元被接通之前多個電池組并聯連接，則電流在短時間內從具有相對較高電壓的電池組流向具有相對較低電壓的電池組。在多個電池組正被并聯連接的同時在電池組之間流動的電流被稱作涌入電流。

涌入電流在短時間內流動并且較大，從而對開關單元造成損壞。特別地，如果開關單元由諸如繼電器開關的機械開關制成，則涌入電流在接觸點之間引起火花，從而在接觸點中引起短路或開路故障。

短路故障發生在接觸點熔化并且彼此固定時，而開路故障發生在接觸點熔化并且完全分離以甚至在接通狀態下也不接觸時。另外，即使未發生短路或開路故障，當由于涌入電流而對開關單元施加的損壞累積時，接觸點之間的電阻增加，從而引起開關單元的發熱。