电池管理系统技术方案

一种电池管理系统，用于对可充电电池充电。该电池管理系统包括控制器和温度传感器，其中温度传感器用于根据可充电电池的温度来提供温度信号，控制器用于根据温度信号控制对可充电电池的充电电流。充电电流随温度升高而逐渐减小，以响应于表示温度超过第一阈值温度信号值的温度信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池管理系统
本申请涉及电池管理系统，例如用于可充电电池的电池管理系统。
技术介绍
许多技术中通常会使用到可充电电池，例如供公路和越野使用的电动或混合动力车辆。举例来说，可充电电池经常使用于汽运（在公路上）、近海应用（非公路上）、仓库环境（例如用于铲车等机械装卸设备和自动导引车辆，如WO98/49075中的描述——用在非公路上）、以及能量存储应用（商用和家用——也是用在非公路上）。为了监视和控制这些应用中的可充电电池的性能，可以使用电池管理系统（BMS）。如WO2015/104263中所述，其涉及储存系统，该储存系统使用电池供电的自动导引车辆或机器人，当电池正在充电时，机器人会停工，而这正是不希望的。因为停工会整体上缩短了储存系统的工作周期，例如通常每天充电8小时才能工作16小时。为解决这一问题，WO2015/104263公开一种电池，其具有能够可释放地连接到相应充电站的接收装置。WO2015/104263描述了把第一电池和第二电池互换，这样，在充电站给第一电池充电的同时，机器人可以继续使用。
技术实现思路
本专利技术的各个方面如独立权利要求所描述，而从属独立权利要求阐述了可选特征。本专利技术的各个方面可以相互结合，并且一个方面的特征可以应用于其他方面。附图说明现在参照附图，只通过示例的方式来描述本申请公开的实施方式，其中：图1是具有示例性的电池管理系统的可充电电池组的示意图；图2是例如图1所示的可充电电池组中的可充电电池单元的示意图；图3示出了具有例如图1所示的可充电电池组的示例性的电动车辆；图4示出了另一实施例的电池组；图5示出了用于对例如图1所示的可充电电池充电的具有电池管理系统的示例性的充电点；图6示出了用于对多个例如图1所示的电池组充电的示例性的电池管理系统。具体实施方式权利要求的实施例涉及用于例如对可充电电池充电的电池管理系统（BMS）。如图1所示，可充电电池组100包括BMS101和可充电电池105。BMS101包括控制器103和温度传感器105，温度传感器107基于可充电电池105的温度提供温度信号。可充电电池组100可以耦合到诸如充电站的电源以经由BMS101对可充电电池105充电。BMS的控制器103用于基于温度传感器107提供的温度信号，控制电源提供给可充电电池105的充电电流。充电电流随温度升高而逐渐减小，以响应于表示温度超过第一阈值温度的温度信号。例如，可充电电池105可具有额定的工作范围，例如介于10°C-40°C之间。如果温度传感器107给出了表示可充电电池105的温度达到阈值温度（例如42°C）的温度信号，则控制器103可以会调节提供给可充电电池105的电流，以设法阻止电池105的温度继续上升。如果温度信号表明可充电电池105的温度较高，例如43°C或44°C，则控制器103会进一步调节电流，以使供应给电池105的电流更少，从而温度会在例如42°C。如果温度信号表明可充电电池105的温度更高，以致高达第二阈值温度，例如45°C，则控制器可以完全停止对可充电电池105的电流供应，以设法确保可充电电池105的温度不超过第二阈值温度，从而防止对可充电电池105造成损坏。因为可以根据温度控制提供给电池105的电流，所以可以更快地对电池105充电而不损坏电池105。由于使用了可充电电池105的温度，所以即使在特别炎热或寒冷的应用环境中，例如设计为用于南极或沙漠的车辆，电池105的性能也得以保持。从上面的讨论，可以理解，附图所示实施方式仅仅是示例性的，并且具有如本文所述和权利要求中所述的概括的、移除的、或者替换的特征。图1现在示出的具体示例包括电池组100，其具有连接至可充电电池105的BMS101。可充电电池包括至少一个LiFePO4电池。BMS101包括控制器103、电流传感器109、温度传感器107以及电压传感器111，后三者串联连接，并连接至控制器103。本示例中的控制器103、电压传感器111和电流传感器109设置在印刷电路板上。温度传感器107连接至电池堆栈的正端子。由于珀尔帖效应，堆栈的正端子在使用时会变得比负端子更热，因此温度传感器连接至堆栈上最热的电池。控制器103还包括数据存储器，其具有存储的关系。在图1所示的示例中，存储的关系包括查找表，其提供了基于温度的预定的电流值。BMS101可连接至充电电流源，例如充电点300。控制器103用于向充电点300发送充电电流的请求以供应给电池105。温度传感器107用于根据可充电电池105的温度来提供温度信号。在图1所示的示例中，电流传感器109监视到可充电电池105的充电电流，并且向控制器103提供电流信号。控制器103用于根据温度信号控制（例如，调节）用于对可充电电池105充电的充电电流。例如，控制器包括用于控制到电池105的充电电流的限流器，例如场效应晶体管等晶体管。在图1所示的示例中，控制器103用于在电池105的充电期间根据温度信号和电流信号来控制（或调节）到电池105的充电电流的流动，但是在其他实施例中，控制器103可以仅基于温度信号来控制充电电流。根据存储的关系，例如查找表，来逐渐减小电流，并且控制器103用于基于存储的关系控制充电电流。在操作上，电池组100连接至充电点。控制器103向充电点300发送请求，作为响应，开始对电池105充电。电池组100的BMS101的控制器103可以基于电池105的至少一个参数例如基于电池105的电压，确定是否需要对电池105充电，再根据确定情况来发送电流请求。在充电期间，温度传感器107监测电池105的温度，电流传感器109监测到电池105的充电电流。温度传感器107向控制器103发送温度信号，电流传感器109向控制器103发送电流信号。当温度信号表示温度超过第一阈值温度信号值，作为响应，控制器103随温度升高而逐渐减小（或调节）充电电流。第一阈值温度可以是42°C。可以根据例如电流和温度之间的线性关系而逐渐减小电流。在一些实施例中，当温度信号表示温度超过第二阈值温度，作为响应，控制器103控制或调节充电电流，从而不会有充电电流供应给电池105。第二阈值温度可以是45°C。在一些实施例中，控制器103用于随温度的降低而逐渐减小充电电流，以响应于表示温度低于第三阈值的温度信号。第三阈值温度可以是5°C。可以根据例如电流和温度之间的线性关系而逐渐减小电流。当温度信号表示温度低于第四阈值，作为响应，控制器103可以用于控制或调节充电电流，从而不会有充电电流供应给电池105。第四阈值温度可以是0°C。控制器103可以用于在电池105的充电器件控制到电流105的充电电流的流动，使得电池的温度在选定的范围之内。例如，选定的范围可以具有对应于上述第二阈值温度和第四阈值温度的端点。权利要求的其他实施方式涉及BMS，例如图2所示的BMS101，其可以以两种模式工作。在第一模式中，控制器103基于从温度传感器107接收的温度信号，控制用于对可充电电池105充电的充电电流。可充电电池105可包括多个电池106，在第二模式中，控制器103用于基于各个电池106指示的电池电量，例如基于电压传感器111提供的电压信号，来均衡可充电电池105的电池106。以这种方式，具有多个电池106的可充电电池105本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于给可充电电池充电的电池管理系统，所述电池管理系统包括控制器和温度传感器，其中：所述温度传感器用于根据所述可充电电池的温度提供温度信号；所述控制器用于根据所述温度信号控制对所述可充电电池充电的充电电流，使得所述充电电流随温度升高而逐渐减小，以响应于表示温度超过第一阈值温度信号值的温度信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.30 GB 1523105.3;2016.06.22 GB 1610936.51.一种用于给可充电电池充电的电池管理系统，所述电池管理系统包括控制器和温度传感器，其中：所述温度传感器用于根据所述可充电电池的温度提供温度信号；所述控制器用于根据所述温度信号控制对所述可充电电池充电的充电电流，使得所述充电电流随温度升高而逐渐减小，以响应于表示温度超过第一阈值温度信号值的温度信号。2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，不向所述电池提供充电电流，以响应于表示温度超过第二阈值温度的温度信号。3.根据权利要求1或2所述的电池管理系统，还包括充电指示器，用于提供所述电池的电池单元的电池电量的指示，其中，所述控制器用于根据所指示的各个电池单元的电池电量来均衡电池单元。4.一种电池管理系统，包括控制器、温度传感器和充电指示器，其中：所述充电指示器用于提供所述电池的电池单元的电池电量的指示；所述温度传感器用于根据所述可充电电池的温度提供温度信号；所述控制器用于以两种模式运行，其中，在第一模式中，所述控制器基于所述温度信号控制对所述电池充电的充电电流；在第二模式中，所述控制器用于根据所指示的各个电池单元的电池电量来均衡电池单元。5.根据权利要求4所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器配置成在所述第一模式中随温度升高而逐渐减小充电电流，以响应表示温度超过第一阈值温度的温度信号。6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，不向所述电池提供充电电流，以响应于表示温度超过第二阈值温度的温度信号。7.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于随温度降低而逐渐减小充电电流，以响应于表示温度低于第三阈值的温度信号。8.根据权利要求7所述的电池管理系统，其特征在于，不向所述电池提供充电电流，以响应于表示温度低于第四阈值的温度信号。9.根据权利要求1至3中任一项或权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，基于存储的关系例如查找表来逐渐减小电流，所述控制器用于根据所述存储的关系来控制充电电流。10.根据权利要求3至9任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于在充电期间在第二模式中均衡所述电池的电池单元，以及在放电期间在第三模式中均衡所述电池的电池单元。11.根据权利要求3至10任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器在充电期间在第二模式中均衡所述电池单元，以响应于正供应给所述电池的充电电流超过一选择的充电电流阈值，例如0.5A。12.根据权利要求3至11任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于在充电期间在第二模式中均衡所述电池单元，以响应于正供应给所述电池的充电电压超过一选择的充电电压阈值，例如3.0V。13.根据权利要求3至12任一项所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于在放电期间在第三模式中均衡所述电池单元，以响应于所述电池的一电池单元的电压满足和/或超过一选择的电压阈值。14.根据权利要求13所述的电池管理系统，其特征在于，所述选择的电压阈值大于或等于3.9V。15.根据权利要求10或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于在放电期间在第三模式中控制从每个电池单元汲取的电流。16.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于在所述电池的放电期间控制到所述电池的充电电流的流动，使得所述电池的温度在一选择的范围。17.根据从属于权利要求8的权利要求16或者从属于权利要求8的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述选择的范围对应于第二阈值温度和第四阈值温度。18.根据权利要求1或权利要求5或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述第一阈值温度是42°C。19.根据权利要求2或权利要求6或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述第二阈值温度是45°C。20.根据权利要求7或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述第三阈值温度是5°C。21.根据权利要求8或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述第四阈值温度是0°C。22.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述温度传感器监测以串联方式设置的电池单元堆栈上的温度。23.根据权利要求22所述的电池管理系统，其特征在于，所述温度传感器放置在以串联方式设置的电池单元堆栈的最热的电池单元上。24.根据权利要求3或4或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述充电指示器包括电压传感器，所述电池电量的指示包括电压。25.根据权利要求24所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于把所述电池的每个电池单元进行排序，还用于根据排序控制到所述电池的每个电池单元的充电电流。26.根据权利要求25所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于根据最高电池单元和最低电池单元之间的偏差来控制到每个电池单元的充电电流。27.根据权利要求26所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于控制到每个电池单元的充电电流，直至所述偏差达到一阈值，例如0.002V。28.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于向一电池充电器发送请求以给所述电池供应充电电流。29.根据权利要求3或4或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池的每个电池单元以串联方式设置，并具有与之并联设置的相应的电阻器，其中，所述控制器用于在充电期间通过让电流流过至少一个相应的电阻器，来控制到所述电池的每个电池单元的充电电流的流动，进而控制到所述电池的一电池单元的充电电流的流动。30.根据权利要求3或4或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池包括以串联方式设置的两个电池单元堆栈以及两个温度传感器，每个温度传感器用于根据每个电池单元堆栈的温度来提供温度信号，其中，所述控制器用于根据所述两个温度传感器的最高监测温度或最低监测温度来控制到所述电池的充电电流。31.根据权利要求3或4或从属于其的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器包括用于从所述电池接收多个输入信号的多个输入端，且所述控制器用于根据所述输入信号来确定所述电池单元的数量。32.根据权利要求31所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于根据来自每个电池单元的电压测量，确定所述电池单元的数量。33.根据权利要求31或32所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于根据所确定的电池单元的数量来均衡所述电池单元。34.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器包括用于通过网络通信的接口，所述控制器用于通过网络传送关于所述电池的充电和放电信息。35.根据权利要求34所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于通过控制器局域网CAN传送关于所述电池的充电和放电信息。36.根据权利要求34或35所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于通过CAN传送以下至少一者：电池的温度、电池的电池电量的指示、到电池的充电电流以及电池的电压。37.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器基于通过CAN接收的指令来控制所述电池的充电或放电。38.根据权利要求37所述的电池管理系统，其特征在于，为响应于通过CAN接收的表示停止充电的指令，所述控制器用于减少到所述电池的充电电流，直至所述充电电流低于一选择的充电电流阈值，并且作为响应，通过CAN传送表示所述电池的充电已经结束的消息。39.根据权利要求38所述的电池管理系统，其特征在于，所述选择的充电电流阈值对应于不向所述电池提供充电电流。40.根据前述任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于根据所述温度信号来控制一温度控制系统以加热或冷却所述电池。41.根据权利要求40所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于激活所述温度控制系统来冷却所述电池，以响应于所述温度超过所述第一阈值温度。42.根据从属于权利要求7的权利要求40或41或从属于权利要求7的任一项权利要求所述的电池管理系统，其特征在于，所述控制器用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·艾瑞斯，罗宾·肖，
申请(专利权)人：超驱创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB