[发明专利]电池系统及其中的电池模块及电池控制电路

说明书

本发明涉及一种电池系统及其中的电池模块及电池控制电路，该电池模块适用于电池系统，电池模块于使能状态中，操作于底端模式、顶端模式或中间模式；电池模块包含电池单元以及电池控制电路。电池单元包括至少一电池，电池单元自电池单元的正端及负端之间输出电池单元电压。电池控制电路受电于电池单元电压，用以控制电池单元，电池控制电路包括使能端、上行输入端、上行输出端、下行输入端以及下行输出端，其中当使能端具有操作使能位准时，或者当上行输入端具有上行使能位准时，电池模块进入使能状态。

技术领域

本发明涉及一种电池系统，特别是指一种具有菊链拓朴的电池系统。本发明也有关于用于电池系统中的电池模块以及电池控制电路。

背景技术

与本申请相关的前案有：美国专利申请US8010724,I2C/SMBUS Ladders andLaddered Enabled ICs，美国专利申请US 2011/0289239 A1,Device Address Assignmentin a Bus Cascade System，以及美国专利申请US 2019/0006723 A1,Multi-Channel andBi-directional Battery management System。

在高功率的电池系统中(例如但不限于电动车等高功率的应用中)，电池系统配置了数量庞大的电池模块，在电池系统中，通常将电池模块互相串联以提高电池系统的系统输出电压，由此降低电源线的电流以及线径，而一般来说，电池模块中也配置了一定数量彼此串联的电池。

图1显示一种常见的现有技术的具有菊链拓朴的电池系统(电池系统1)，电池系统1包括以菊链拓朴串接的电池模块(电池模块10[1]～10[n])，每个电池模块各自包括对应的电池单元(12[1]～12[n])以及电池控制电路(11[1]～11[n])。电池控制电路用以控制对应的电池单元，例如充电时的过高电压保护、放电时的过低电压保护，而在具有多个电池的电池单元的配置下，电池控制电路则用以控制各电池间的电压平衡。此外，电池控制电路还提供了以菊链拓朴耦接的电池模块之间的通信功能。在菊链拓朴的配置下，电池模块可操作于不同的识别模式，例如顶端模式(例如图1中的电池模块10[n])、中间模式(例如图1中的电池模块10[2]～10[n-1])，或是底端模式(例如图1中的电池模块10[1])。

图2显示一种常见的现有技术的具有菊链拓朴的电池模块的示意图，其中电池模块的使能或禁止通过电池控制电路11的使能端EN加以设定，具体而言，低静态电流电源供应器111转换电池单元12[i](其中i＝1～n)提供的电压VBM[i]而产生第一电源，内部电源供应器112则仅于使能状态下(EN＝使能位准时)转换电池单元12[i]提供的电压VBM[i]而产生第二电源，其中第一电源提供电池模块10于禁止状态(又可称为运送状态)时内部电路所需的电源，第二电源提供电池模块10于使能状态时其他内部电路所需的电源，低静态电流电源供应器111本身的静态电流非常低，因此可于电池模块10在禁止状态下长时间维持电量不致有太大的减损。

图1与图2中所示的现有技术，其缺点之一在于，各个模块所对应的识别模式，需一一对电池控制电路进行设定，设定过程耗时且成本高。此外，另一缺点则是，各个电池模块的使能或禁止都通过各自的电池控制电路的使能端EN分别设定，然而由于各个电池模块都受电于各自对应的电池单元所提供的电压(VBM[1]～VBM[n])，因此，各个电池模块的逻辑高低位准的绝对值并不相同，因此，由主控电路20所提供的使能信号EN[1]需经过隔离式信号转换元件(例如变压器)或是信号位移电路，方能转换为可对应控制其他电池模块的使能信号EN[2]～EN[n]，电池系统1的制造成本也因而提高。

本发明相较于图1的现有技术，可通过菊链拓朴的通信方式进行各个电池模块的使能与禁止，而无需额外的隔离式信号转换元件或是信号位移电路。此外，本发明可通过菊链拓朴的通信方式，进行各个电池模块的识别模式的判断，而无需一一进行设定。

发明内容