電池系統(tǒng)和將電池連接到電池系統(tǒng)的方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年12月3日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2013-0148994號韓 國專利申請的權(quán)益，其內(nèi)容通過引用整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 所描述的技術(shù)一般涉及電池系統(tǒng)和連接電池的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 為了防止環(huán)境破壞、資源枯竭等問題，目前正在研究能夠存儲(chǔ)能量并有效地使用 和供應(yīng)所存儲(chǔ)的能量的系統(tǒng)。除了該樣的系統(tǒng)之外，可再生能源的重要性日益增加。相比 于傳統(tǒng)的電力生成方法，可再生能源的生成產(chǎn)生更少污染或沒有污染。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)是連 接可再生能源、存儲(chǔ)電力的電池系統(tǒng)、W及現(xiàn)有電網(wǎng)的系統(tǒng)。鑒于近來的環(huán)境變化，已經(jīng)在 該個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一方面是包括控制裝置的電池系統(tǒng)和連接電池的方法，該控制裝置使得 電池能夠穩(wěn)定地連接到電池系統(tǒng)。
[0006] 另一方面是電池系統(tǒng)，其包括：第一開關(guān)，其設(shè)置在通過并聯(lián)連接多個(gè)第一電池所 配置的模塊與第二電池之間的路徑上；第二開關(guān)，其并聯(lián)連接到第一開關(guān)；電阻元件，其串 聯(lián)連接到第二開關(guān)；和電池管理系統(tǒng)炬M巧，其被配置為接通第二開關(guān)W便連接第二電池 和所述模塊，并且當(dāng)?shù)诙姵嘏c所述模塊之間的電壓差達(dá)到預(yù)定值時(shí)接通第一開關(guān)。
[0007] BMS可W測量第二電池的電壓，并從鄰近第二電池的第一電池的BMS接收模塊的 電壓。
[000引 BMS可W通過控制第二開關(guān)的占空比來控制第二開關(guān)的通/斷。
[0009] BMS可在最初操作第二開關(guān)時(shí)預(yù)先確定的占空比來控制第二開關(guān)的通/斷， 并且逐漸增加占空比。
[0010] 當(dāng)流經(jīng)電阻元件的電流達(dá)到預(yù)定臨界電流值時(shí)，BMS可W增加占空比，并且通過減 小臨界電流值來重置占空比。
[0011] 電池系統(tǒng)還可W包括溫度測量單元，其被配置為測量電阻元件的溫度。
[001引BMS可W控制第二開關(guān)的占空比，W使得由溫度測量單元測量的電阻元件的溫度 保持在預(yù)定的危險(xiǎn)溫度或更低溫度。
[001引 BMS可W當(dāng)電阻元件的溫度達(dá)到預(yù)定的危險(xiǎn)溫度時(shí)將第二開關(guān)的占空比設(shè)置為低 于最初設(shè)置的占空比，而且當(dāng)電阻元件的溫度達(dá)到預(yù)定的安全溫度時(shí)將第二開關(guān)的占空比 設(shè)置為高于最初設(shè)置的占空比。
[0014] 電阻元件可W是可變電阻器。
[0015] 在第二開關(guān)接通之后，BMS可W隨著時(shí)間消逝而減小可變電阻器的電阻。
[0016] BMS可w當(dāng)流經(jīng)可變電阻器的電流下降到臨界電流值或更小時(shí)減小可變電阻器的 電阻，并且通過將臨界電流值減小預(yù)定值來重置占空比。
[0017] BMS可W在接通第一開關(guān)的同時(shí)斷開第二開關(guān)。
[0018] 所述模塊可W是被配置為具有多個(gè)并聯(lián)連接的電池巧盤的電池架，其將能量存儲(chǔ) 在能量存儲(chǔ)系統(tǒng)中。第二電池可W是并聯(lián)連接到電池架的電池巧盤。
[0019] BMS可W被連接到多個(gè)電池巧盤中的每一個(gè)，W監(jiān)測電池巧盤的電壓、電流和溫 度。
[0020] 另一方面是連接電池的方法，該方法包括：將第一開關(guān)連接到通過并聯(lián)連接多個(gè) 第一電池所配置的模塊與第二電池之間的路徑上；將第二開關(guān)和電阻元件并聯(lián)連接到第一 開關(guān)；控制第二開關(guān)W便連接第二電池和所述模塊；W及當(dāng)?shù)诙姵嘏c所述模塊之間的電 壓差達(dá)到預(yù)定值時(shí)接通第一開關(guān)。
[0021] 控制第二開關(guān)可W包括如下步驟；（a)W預(yù)定的占空比來控制第二開關(guān)的通/斷； 化）當(dāng)流經(jīng)電阻元件的電流達(dá)到預(yù)定的臨界電流值時(shí)通過增加預(yù)定的占空比來重置占空 比；（C)通過減小臨界電流值來重置占空比；W及（d)重復(fù)執(zhí)行步驟（a)至（C)，直至第二電 池與所述模塊之間的電壓差達(dá)到預(yù)定值。
[0022] 在控制第二開關(guān)時(shí)，可W控制第二開關(guān)的占空比，W使得電阻元件的溫度保持在 預(yù)定的危險(xiǎn)溫度或更低溫度。
[0023] 電阻元件可W是可變電阻器?？刂频诙_關(guān)可W包括W下步驟；(a)接通第二開 關(guān)；化）當(dāng)流經(jīng)可變電阻器的電流達(dá)到臨界電流值時(shí)，減小可變電阻器的電阻；（C)通過降 低臨界電流值來重置占空比；W及（d)重復(fù)執(zhí)行步驟化）和（C)，直至第二電池與所述模塊 之間的電壓差達(dá)到預(yù)定值。
[0024] 另一方面是電池系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)第一電池；第二電池；第一開關(guān)，其被配置 為將第二電池并聯(lián)連接到第一電池；第二開關(guān)和電阻器，其串聯(lián)連接并被配置為將第二電 池并聯(lián)連接到第一電池，其中i)第一開關(guān)和ii)第二開關(guān)與電阻器并聯(lián)連接；電池管理系 統(tǒng)炬M巧，其被配置為；i)接通第二開關(guān)W便將第二電池連接到第一電池和ii)當(dāng)?shù)诙?池和第一電池之間的電壓差達(dá)到預(yù)定值時(shí)斷開第二開關(guān)并且接通第一開關(guān)，而且其中所述 BMS還被配置為控制第二開關(guān)的占空比。
[002引 BMS還可W被配置為；U測量第二電池的電壓，和山接收第一電池的電壓。BMS 還可W被配置為：i)當(dāng)?shù)诙_關(guān)被最初接通時(shí)將第二開關(guān)的占空比設(shè)置為預(yù)定水平，和ii)當(dāng)?shù)谝浑姵睾偷诙姵刂g的電壓差減小時(shí)增加占空比。當(dāng)流經(jīng)電阻器的電流達(dá)到臨 界電流值時(shí)，BMS還可W被配置為U增加占空比，和U)減小臨界電流值。電池系統(tǒng)還可W 包括溫度計(jì)，其被配置為測量電阻器的溫度。BMS還可W被配置為控制第二開關(guān)的占空比， W使得電阻器的溫度小于第一預(yù)定溫度。
[0026] BMS還可W被配置為U當(dāng)電阻器的溫度達(dá)到第一預(yù)定溫度時(shí)降低第二開關(guān)的占 空比，和ii)當(dāng)電阻器的溫度達(dá)到低于第一預(yù)定溫度的第二預(yù)定溫度時(shí)增加第二開關(guān)的占 空比。電阻器可W是可變電阻器。BMS還可W被配置為在第二開關(guān)被最初接通之后隨著時(shí) 間消逝而減小可變電阻器的電阻。當(dāng)流經(jīng)可變電阻器的電流小于臨界電流值時(shí)，BMS還可 W被配置為i)減小可變電阻器的電阻，和ii)減小臨界電流值。BMS還可W被配置為基本 上同時(shí)斷開第二開關(guān)和接通第一開關(guān)。
[0027] 另一方面是將第一電池連接到電池架的方法，該方法包括：將第一電池連接到i) 第一開關(guān)和ii)串聯(lián)連接的第二開關(guān)和電阻器；控制第二開關(guān)，W便將第一電池連接到多 個(gè)并聯(lián)連接的第二電池；W及接通第一開關(guān)，W便當(dāng)?shù)谝浑姵睾偷诙姵刂g的電壓差達(dá) 到第一預(yù)定值時(shí)將第一電池連接到第二電池，其中，所述BMS還被配置為控制第二開關(guān)的 占空比。
[0028] 控制第二開關(guān)可W包括；將第二開關(guān)的占空比設(shè)置為預(yù)定水平；當(dāng)流經(jīng)電阻器的 電流達(dá)到臨界電流值時(shí)，增加第二開關(guān)的占空比；減小臨界電流值；W及重復(fù)所述設(shè)置、所 述增加和所述減小，直至第一電池和第二電池之間的電壓差達(dá)到預(yù)定值。該方法還可W包 括控制第二開關(guān)的占空比，W使得電阻器的溫度小于第一預(yù)定溫度。電阻器可W是可變電 阻器，而且控制第二開關(guān)可W包括；接通第二開關(guān)；當(dāng)流經(jīng)可變電阻器的電流達(dá)到臨界電 流值時(shí)，減小可變電阻器的電阻；減小臨界電流值；W及重復(fù)所述接通、所述減小電阻和所 述減小臨界電流值，直至第一電池和第二電池之間的電壓差達(dá)到預(yù)定值。
[0029] 另一方面是電池架，其包括；第一端子；第二端子；并聯(lián)電連接在第一端子和第二 端子之間的多個(gè)電池，其中，每個(gè)電池經(jīng)由串聯(lián)連接的第二開關(guān)和電阻器連接到第一端子 和第二端子之一；W及電池管理系統(tǒng)炬M巧，其被配置為；i)確定電池與第一端子和第二 端子之間的端子電壓之間的電壓差是否大于預(yù)定值，和ii)當(dāng)電池與所述端子電壓之間的 電壓差大于預(yù)定值時(shí)降低所述電壓差，其中所述BMS還被配置為控制第二開關(guān)之一的占空 比。
[0030] 電池架還可W包括分別對應(yīng)于電池的多個(gè)電池管理系統(tǒng)炬M巧。每個(gè)電池可W經(jīng) 由i)第一開關(guān)和ii)串聯(lián)連接的第二開關(guān)和電阻器電連接到第一端子和第二端子之一， 而且每個(gè)BMS可W被配置為；i)當(dāng)相應(yīng)