用于管理电池的装置的制作方法

1.本技术要求于2020年7月17日在韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0089136号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
2.本公开内容涉及电池管理装置，并且更具体地，涉及能够根据电池的温度考虑锂离子的迁移率来管理电池的电池管理装置。


背景技术：

3.近年来，对于诸如笔记本电脑、摄像机和便携式电话的便携式电子产品的需求急剧增加，并且电动车辆、能量存储电池、机器人、卫星等得到大力发展。因此，正在积极研究允许重复充电和放电的高性能电池。
4.目前市售的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。在这些电池中，锂电池由于其与镍基电池相比几乎没有记忆效应并且还具有非常低的自充电率和高的能量密度而备受瞩目。
5.当锂离子通过电解液从正极移动至负极或从负极移动至正极时，这种电池可以充电或放电。即，电池通过锂离子的运动充电或放电。此处，如果电池的温度降低至特定温度或更低，则电解液可能冻结，从而显著地降低锂离子的迁移率。例如，如果电池的温度降低至-40℃或更低，则锂离子的迁移率可能显著地降低，使得电池可能无法充电或放电。
6.因此，为了解决该问题，通常，已经开发了用于在电池的温度达到临界温度时驱动加热器以将电池的温度维持在适当温度下的技术(专利文献1)。
7.具体地，专利文献1公开了一种电池系统，该电池系统利用温度传感器测量锂电池的温度，当锂电池的温度等于或低于第一临界温度时将开关的操作状态控制成接通状态以向电池加热器供应电力，以及当锂电池的温度等于或高于第二临界温度时将开关的操作状态控制成关断状态以阻止向电池加热器供应电力。
8.然而，专利文献1的电池系统通过控制单元(处理模块)将锂电池的温度与第一临界温度和第二临界温度进行比较，并且根据比较结果直接地控制开关的操作状态。如果电池系统在电力关断的状态下持续地暴露于低温度，使得电池系统的内部温度超出控制单元可以操作的适当温度范围，则控制单元可能无法正常操作。在这种情况下，存在无法对电池温度和第一临界温度进行比较以及无法控制开关的操作状态的问题。
9.因此，有必要开发一种当电池温度降低至一定温度以下时可以在不使用处理模块的情况下自动提高电池温度的技术。


技术实现要素：

10.技术问题
11.本公开内容被设计成解决现有技术的问题，并且因此本公开内容旨在提供一种在电池温度降低至特定温度以下时可以在不通过处理模块进行控制的情况下提高电池的温度的电池管理装置。
12.由以下详细描述可以理解本公开内容的这些和其他目的和优点，并且这些和其他目的和优点将根据本公开内容的示例性实施方式而变得更加明显。另外，将容易理解的是，本公开内容的目的和优点可以通过所附权利要求书中所示出的手段及其组合来实现。
13.技术方案
14.在本公开内容的一个方面，提供了一种电池管理装置，包括：加热单元，该加热单元被配置成并联连接至电池；第一开关，该第一开关连接在加热单元与充电和放电路径之间，并且被配置成根据操作状态断开和闭合充电和放电路径与加热单元之间的路径，用于对电池充电和放电的电流在该充电和放电路径上流动；加热元件，该加热元件并联连接至加热单元，并且被配置成通过在从加热单元供应电流时生成热量来提高电池的温度；第二开关，该第二开关连接在加热元件与加热单元之间，并且被配置成根据操作状态断开和闭合连接至加热元件和加热单元的路径；以及加热控制单元，该加热控制单元分别连接至第一开关和第二开关，连接在电池与第一开关之间以接收电池的电压，并且被配置成根据输入电压分别控制第一开关的操作状态和第二开关的操作状态。
15.加热控制单元可以被配置成不同地控制第一开关的操作状态和第二开关的操作状态。
16.加热控制单元可以被配置成生成与输入电压相对应的控制信号，生成控制信号的反相信号，将控制信号输出至第一开关，以及将反相信号输出至第二开关。
17.加热元件可以被配置成当通过加热控制单元将第一开关的操作状态控制成关断状态并且将第二开关的操作状态控制成接通状态时通过从加热单元供应的电流生成热量。
18.根据本公开内容的另一方面的电池管理装置还可以包括信号延迟单元，该信号延迟单元被提供至加热控制单元与第二开关之间的路径，并且被配置成延迟反相信号被输入至第二开关的时间，所述反相信号在加热控制单元与第二开关之间的路径上通过。
19.反相信号可以被配置成在控制信号被输入至第一开关之后被输入至第二开关。
20.信号延迟单元可以包括：电阻器，该电阻器被配置成连接在加热控制单元与第二开关之间；以及电容器，该电容器被配置成具有连接在电阻器与第二开关之间的一端以及连接至地的另一端。
21.加热控制单元可以包括：缓冲器，该缓冲器被配置成通过缓冲器的输入端子接收电池的电压，生成与输入电压具有相同幅度的控制信号，并且通过缓冲器的输出端子输出所生成的控制信号；以及反相器，该反相器连接至缓冲器的输出端子以接收控制信号，并且被配置成生成针对输入控制信号的反相信号，并且将所生成的反相信号输出至第二开关。
22.加热控制单元可以包括：比较器，该比较器被配置成通过比较器的第一输入端子接收电池的电压，通过比较器的第二输入端子接收参考电压，对电池的电压的幅度与参考电压的幅度进行比较以生成具有不同信号电平的高电平信号或低电平信号作为控制信号，并且通过比较器的输出端子输出所生成的控制信号；以及反相器，该反相器连接至比较器的输出端子以接收控制信号，并且被配置成生成针对输入控制信号的反相信号，并且将所生成的反相信号输出至第二开关。
23.根据本公开内容的另一方面的电池组可以包括根据本公开内容的一方面的电池管理装置。
24.有利效果
25.根据本公开内容的一个方面，在电池温度下降至特定温度以下的紧急情形下，存在以下优点：通过对加热元件进行加热以提高电池的温度而无需经过系统处理来使得电池能够正常操作。
26.另外，根据本公开内容的一个方面，由于在加热元件被加热时所需的能量可以从加热单元供应，因此存在的优点在于不消耗电池的能量来对加热元件进行加热。
27.本公开内容的效果不限于上面提及的效果，并且本领域技术人员根据权利要求书的描述将清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
28.附图示出了本公开内容的优选实施方式，并且与前述公开内容一起用于提供对本公开内容的技术特征的进一步理解，并且因此，本公开内容不应理解为受限于附图。
29.图1是示意性地示出根据本公开内容的实施方式的电池管理装置的图。
30.图2是示意性地示出包括根据本公开内容的实施方式的电池管理装置的电池组的示例性配置的图。
31.图3是更具体地示出图2的电池组的示例配置的图。
32.图4是示意性地示出包括根据本公开内容的另一实施方式的电池管理装置的电池组的示例性配置的图。
33.图5是更具体地示出图4的电池组的示例配置的图。
34.图6是更具体地示出图5的电池组的示例配置的图。
35.图7是示意性地示出包括根据本公开内容的又一实施方式的电池管理装置的电池组的示例性配置的图。
具体实施方式
36.应当理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应解释为限于一般含义和字典含义，而应在使本发明人为了最好的说明适当地定义术语的原则的基础上，基于与本公开内容的技术方面相对应的含义和概念来解释。
37.因此，本文中提出的描述仅是为了说明的目的的优选示例，而不旨在限制本公开内容的范围，因此应当理解，可以在不脱离本公开内容的范围的情况下对其作出其他等同方案和修改。.
38.附加地，在描述本公开内容时，当认为对相关已知元件或功能的详细描述使本公开内容的关键主题不明确时，在本文中省略该详细描述。
39.包括诸如“第一”、“第二”等序数的术语可以用于对各种元件中的一个元件与另一元件进行区分，但是并不旨在通过这些术语来限制这些元件。
40.在整个说明书中，当一部分被称为“包括(comprising)”或“包括(including)”任何元件时，这意指该部分还可以包括其他元件而非排除其他元件，除非另有明确说明。
41.另外，在整个说明书中，当一部分被称为“连接”至另一部分时，这并不限于它们“直接连接”的情况，而是还包括其中在它们之间插入有另一元件的它们“间接连接”的情况。
42.在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方式。
43.图1是示意性地示出根据本公开内容的实施方式的电池管理装置100的图。图2是示意性地示出包括根据本公开内容的实施方式的电池管理装置100的电池组1的示例配置的图。
44.参照图1和图2，根据本公开内容的实施方式的电池管理装置100可以包括加热单元110、第一开关120、加热元件130、第二开关140和加热控制单元150。
45.加热单元110可以被配置成并联连接至电池10。
46.例如，电池10和/或加热单元110可以指包括负极端子和正极端子且在物理上是可分离的单个独立的二次电池。作为另一示例，电池10和/或加热单元110可以指其中一个或更多个二次电池串联和/或并联连接的单元组件。
47.通常，当电池10的温度等于或低于特定温度时，包括在电池10中的锂离子的迁移率会显著地降低，使得电池10可能无法正常放电。例如，当电池10的温度为约-40℃或更低时，电解液被冻结而显著地降低锂离子的迁移率，并且电池10的电压可能接近于约0[v]。即，由于锂离子的迁移率显著地降低，因此电池10可能无法充电和放电。
[0048]
在图2的实施方式中，电池10和加热单元110可以彼此并联连接。
[0049]
第一开关120可以被配置成连接在加热单元110与充电和放电路径l之间，用于对电池10充电和放电的电流在充电和放电路径l上流动。
[0050]
此处，充电和放电路径l可以是从负载20被施加至电池10的充电电流和从电池10输出至负载20的放电电流流过的路径。例如，在图2的实施方式中，对电池组1的正极p 、电池10和电池组1的负极p-进行连接的路径可以是充电和放电路径l。通过充电和放电路径l，电池10可以从负载20接收充电电流或者向负载20输出放电电流。
[0051]
在图2的实施方式中，第一开关120的一端可以连接至充电和放电路径l。另外，第一开关120的另一端可以连接至加热单元110的一端。因此，加热单元110可以通过第一开关120以及充电和放电路径l并联连接至电池10。
[0052]
另外，第一开关120可以被配置成根据操作状态断开和闭合充电和放电路径l与加热单元110之间的路径。
[0053]
具体地，加热单元110可以通过第一开关120连接至充电和放电路径l。因此，加热单元110与充电和放电路径l之间的路径可以根据第一开关120的操作状态而被断开和闭合。
[0054]
此处，第一开关120的操作状态可以是接通状态或关断状态。例如，如果第一开关120的操作状态为接通状态，则加热单元110与充电和放电路径l可以连接。相反，当第一开关120的操作状态为关断状态时，加热单元110与充电和放电路径l之间的连接可以被阻断。
[0055]
例如，在图2的实施方式中，当第一开关120的操作状态为接通状态时，加热单元110可以由电池10充电。
[0056]
加热元件130可以被配置成并联连接至加热单元110。
[0057]
例如，在图2的实施方式中，加热元件130的一端可以连接至加热单元110的一端，以及加热元件130的另一端可以连接至加热单元110的另一端。
[0058]
另外，加热元件130可以被配置成当从加热单元110供应电流时通过加热来提高电池10的温度。
[0059]
具体地，加热元件130可以是当电流流动时生成热量的元件。例如，诸如热电元件、
加热电阻器或加热垫的可以在从加热单元110施加电流时生成热量的任何配置都可以应用于加热元件130而没有限制。
[0060]
在图2的实施方式中，加热元件130与加热单元110形成闭合电路以接收来自加热单元110的电流。当从加热单元110输出的电流通过加热元件130时，加热元件130可以被加热以发出热。
[0061]
优选地，在电池组1内部，电池10可以设置在可以传导由加热元件130生成的热量的位置处。即，由加热元件130生成的热量被传导至电池10，这可以提高电池10的温度。
[0062]
第二开关140可以被配置成连接在加热元件130与加热单元110之间。
[0063]
例如，在图2的实施方式中，第二开关140的一端可以连接至加热单元110的一端。另外，第二开关140的另一端可以连接至加热元件130的一端。即，第二开关140可以连接在加热单元110与加热元件130之间。因此，加热单元110、第二开关140和加热元件130可以形成闭合电路。
[0064]
另外，第二开关140可以被配置成根据操作状态断开和闭合连接至加热元件130和加热单元110的路径。
[0065]
此处，第二开关140的操作状态可以是接通状态或关断状态。例如，如果第二开关140的操作状态为接通状态，则设置有加热单元110和加热元件130的路径可以连接。相反，当第二开关140的操作状态为关断状态时，加热单元110与加热元件130之间的连接可以被阻断。
[0066]
在图2的实施方式中，连接至加热单元110和加热元件130的路径可以根据第二开关140的操作状态断开和闭合。如果第二开关140的操作状态为接通状态，则加热单元110和加热元件130可以彼此电连接，使得从加热单元110输出的电流流至加热元件130。在这种情况下，加热元件130被加热，并且由加热元件130生成的热量可以被传导至电池10。
[0067]
加热控制单元150可以被配置成分别连接至第一开关120和第二开关140。
[0068]
例如，加热控制单元150可以连接至第一开关120和第二开关140。
[0069]
另外，加热控制单元150可以连接在电池10与第一开关120之间，并且被配置成接收电池10的电压。
[0070]
具体地，加热控制单元150的电压感测线sl可以连接至电池10与第一开关120之间的充电和放电路径l。另外，加热控制单元150可以通过连接至充电和放电路径l的电压感测线sl接收电池10的电压。
[0071]
此外，加热控制单元150可以被配置成根据输入电压分别控制第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态。
[0072]
优选地，加热控制单元150可以被配置成彼此不同地控制第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态。即，加热控制单元150可以根据通过电压感测线sl接收到的电池10的电压来不同地控制第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态。
[0073]
即，加热控制单元150可以将第一开关120的操作状态控制成接通状态以及将第二开关140的操作状态控制成关断状态。在这种情况下，可以将从电池10输出的电流施加至负载20，从而向负载20供应电力。另外，可以通过第一开关120将从电池10输出的电流施加至加热单元110以对加热单元110充电。
[0074]
另外，加热控制单元150可以将第一开关120的操作状态控制成关断状态，以及将
第二开关140的操作状态控制成接通状态。在这种情况下，可以通过第二开关140将从加热单元110输出的电流施加至加热元件130以对加热元件130进行加热。
[0075]
优选地，在电池10未正常放电的低温情形下，加热控制单元150可以基于电池10的电压通过将第二开关140的操作状态控制成接通状态来对加热元件130进行加热。当电池10的温度因为由加热元件130生成的热量而升高时，锂离子的迁移率逐渐增加，使得电池10可以正常放电。之后，如果电池10的温度升高并且电池10正常放电，则加热控制单元150可以将第二开关140的操作状态控制成关断状态以停止加热元件130的加热。另外，控制单元可以将第一开关120的操作状态控制成接通状态来对加热单元110充电，所述加热单元110放电以对加热元件130进行加热。
[0076]
另外，优选地，加热单元110可以被配置成包括具有比电池10的电解液的凝固点低的凝固点的电解液，从而即使在低温情形下也能进行操作。另外，加热单元110的表面可以涂覆有诸如气凝胶的一种或更多种绝缘材料。
[0077]
即，根据本公开内容的实施方式的电池管理装置100具有以下优点：在电池10的温度降低至特定温度以下的紧急情形下，通过凭借对加热元件130进行加热来提高电池10的温度，使得电池10能够正常操作。
[0078]
另外，由于在加热元件130被加热时所需的能量可以从加热单元110供应，因此存在的优点在于无需消耗电池10的能量来对加热元件130进行加热。
[0079]
加热控制单元150可以被配置成生成与输入电压相对应的控制信号。
[0080]
具体地，控制信号可以为高电平信号或低电平信号。此处，高电平信号可以是在高电平信号被施加至第一开关120或第二开关140时具有能够将第一开关120或第二开关140的操作状态控制成接通状态的幅度的信号。另外，低电平信号可以是具有即使低电平信号被施加至第一开关120或第二开关140也无法将第一开关120或第二开关140的操作状态控制成接通状态的大小的信号。
[0081]
例如，当电池10的温度下降至特定温度以下时，通过电压感测线sl输入的电池10的电压可能为0[v]，这是因为锂离子的迁移率降低。在这种情况下，加热控制单元150可以生成具有与0[v]相对应的幅度的控制信号。由于具有与0[v]相对应的幅度的控制信号即使被施加至第一开关120或第二开关140也不能将第一开关120或第二开关140的操作状态控制成接通状态，因此具有与0[v]相对应的幅度的控制信号可以是低电平信号。
[0082]
此外，加热控制单元150可以被配置成生成控制信号的反相信号。
[0083]
具体地，当所生成的控制信号为低电平信号时，反相信号可以为高电平信号。相反，当所生成的控制信号为高电平信号时，反相信号可以为低电平信号。
[0084]
另外，加热控制单元150可以被配置成将控制信号输出至第一开关120以及将反相信号输出至第二开关140。
[0085]
具体地，由于第一开关120和第二开关140分别接收低电平信号或高电平信号，因此可以通过加热控制单元150来不同地控制第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态。
[0086]
例如，如果第一开关120的操作状态为接通状态，则第二开关140的操作状态可以为关断状态。相反，如果第一开关120的操作状态为关断状态，则第二开关140的操作状态可以为接通状态。
[0087]
优选地，当通过加热控制单元150将第一开关120的操作状态控制成关断状态并且将第二开关140的操作状态控制成接通状态时，加热元件130可以被配置成通过从加热单元110供应的电流生成热量。
[0088]
在图2的实施方式中，当第一开关120的操作状态为关断状态且第二开关140的操作状态为接通状态时，在加热单元110与充电和放电路径l之间的连接可以被阻断。同时，加热单元110、第二开关140和加热元件130可以形成闭合电路。因此，从加热单元110输出的电流可以被施加至加热元件130，使得加热元件130生成热量。
[0089]
在图2的实施方式中，当第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态均为接通状态时，从加热单元110输出的电流可以被施加至加热元件130和负载20上。
[0090]
如果电池10的温度等于或低于特定温度，则从加热单元110输出的电流中的一些电流被施加至负载20并损失，并且因此加热元件130可能无法被快速地加热。另外，由于电流的损失，存在的问题在于能量被消耗过多而无法对加热元件130进行加热。
[0091]
因此，加热控制单元150具有以下优点：通过彼此不同地控制第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态来有效地对加热元件130进行加热。
[0092]
图3是更具体地示出图2的电池组1的示例配置的图。
[0093]
参照图3，加热控制单元150可以包括缓冲器151和反相器152。
[0094]
缓冲器151可以被配置成通过其输入端子接收电池10的电压。
[0095]
在图3的实施方式中，电压感测线sl可以连接至缓冲器151的第一输入端子( )。另外，缓冲器151可以通过连接至第一输入端子( )的电压感测线sl接收电池10的电压。
[0096]
此外，缓冲器151可以被配置成生成具有与输入电压相同幅度的控制信号。
[0097]
例如，在图3的实施方式中，可以将电压跟随器应用于缓冲器151。因此，缓冲器151可以生成具有与通过电压感测线sl接收到的电池10的电压相同幅度的控制信号。另外，缓冲器151可以由通过与电池10分开的电压源接收5[v]的驱动电压来操作。
[0098]
另外，缓冲器151可以被配置成通过其输出端子o输出所生成的控制信号。
[0099]
反相器152可以连接至缓冲器151的输出端子o并且被配置成接收控制信号。
[0100]
具体地，从缓冲器151的输出端子o输出的控制信号可以被输入至第一开关120和反相器152。
[0101]
例如，在图3的实施方式中，连接至缓冲器151的输出端子o以输出控制信号的线可以在分支点bp处被分支成连接至第一开关120的单元线和连接至反相器152的单元线。因此，从缓冲器151输出的控制信号可以被输入至反相器152以及第一开关120。
[0102]
另外，反相器152可以被配置成生成针对输入控制信号的反相信号。
[0103]
例如，反相器152可以是具有输入信号和反相输出的逻辑电路。具体地，当从缓冲器151的输出端子o输出的控制信号为低电平信号时，反相器152可以生成高电平信号。相反，当从缓冲器151的输出端子o输出的控制信号为高电平信号时，反相器152可以生成低电平信号。
[0104]
另外，反相器152可以被配置成将所生成的反相信号输出至第二开关140。
[0105]
在图3的实施方式中，从缓冲器151输出的控制信号可以被输入至第一开关120和反相器152，以及从反相器152输出的反相信号可以被输入至第二开关140。因此，可以彼此不同地控制第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态。
[0106]
同时，加热控制单元150可以不配置有诸如本领域已知的中央处理单元(cpu)、微控制器、处理器或专用集成电路(asic)的处理模块。上述处理模块可以被制造成在适当的温度下正常操作。因此，在锂离子的迁移率显著地降低的极低温情形下，上述处理模块可能无法正常操作。即，在电池10未正常放电的紧急情形下，处理模块可能不进行操作。
[0107]
同时，参照图3，加热控制单元150可以配置有能够自动生成和输出用以对应于通过电压感测线sl输入的电池10的电压的控制信号和反相信号的一个或更多个器件。因此，即使在电池10未正常放电的低温情形下，加热控制单元150也可以自动地控制第一开关120和第二开关140来对加热元件130进行加热。
[0108]
即，根据本公开内容的实施方式的电池管理装置100具有以下优点：通过使用不配备有单独处理模块的加热控制单元150来快速地解决电池10未正常放电的紧急情形。
[0109]
图4是示意性地示出包括根据本公开内容的另一实施方式的电池管理装置100的电池组1的示例性配置的图。
[0110]
参照图1和图4，根据本公开内容的实施方式的电池管理装置100还可以包括信号延迟单元160，该信号延迟单元160被配置成延迟反相信号到第二开关140的输入时间，使得反相信号在控制信号被输入至第一开关120之后被输入至第二开关140。
[0111]
信号延迟单元160可以被配置成被提供至反相信号在加热控制单元150与第二开关140之间通过的路径。
[0112]
具体地，从加热控制单元150输出的反相信号可以通过信号延迟单元160并且被输入至第二开关140。
[0113]
例如，在图4的实施方式中，信号延迟单元160可以设置在加热控制单元150与第二开关140之间的路径上。另外，反相信号可以从加热控制单元150通过其上设置有信号延迟单元160的路径被输入至第二开关140。
[0114]
此外，信号延迟单元160可以被配置成延迟将反相信号输入至第二开关140的时间。
[0115]
优选地，反相信号可以被配置成在控制信号被输入至第一开关120之后被输入至第二开关140。
[0116]
具体地，信号延迟单元160可以延迟从加热控制单元150输出的反相信号被输入至第二开关140的时间，使得从加热控制单元150输出的控制信号更早地被输入至第一开关120。
[0117]
图5是更具体地示出图4的电池组1的示例配置的图。
[0118]
参照图5，信号延迟单元160可以被配置成包括电阻器161和电容器162。
[0119]
电阻器161可以被配置成连接在加热控制单元150与第二开关140之间。
[0120]
例如，在图5的实施方式中，电阻器161的一端可以连接至反相器152。另外，电阻器161的另一端可以连接至第二开关140。即，从反相器152输出的反相信号可以通过电阻器161并被输入至第二开关140。
[0121]
电容器162可以被配置成具有连接在电阻器161与第二开关140之间的一端，以及连接至地的另一端。
[0122]
例如，在图5的实施方式中，电容器162的一端可以连接至电阻器161与第二开关140之间的路径。另外，电容器162的另一端可以连接至充电和放电路径l上的电池10与电池
组1的负极p-之间的路径。即，在图5的实施方式中，电容器162的另一端可以连接至充电和放电路径l的地。与图5的实施方式不同，电容器162的另一端可以连接至单独的地。
[0123]
参照图5，信号延迟单元160可以被配置为包括电阻器161和电容器162的rc滤波器。具体地，从反相器152输出的反相信号可以在通过电阻器161之后被输入至电容器162，并且可以在电容器162充电之后被输入至第二开关140。即，通过输入反相信号可以将反相信号被输入至第二开关140的时间延迟达电容器162充电期间的时间量。同时，由于从缓冲器151输出的控制信号在未通过信号延迟单元160的情况下被输入至第一开关120，因此可以在将控制信号输入至第一开关120之后将反相信号输入至第二开关140。
[0124]
例如，假设电池10的温度在正常温度范围内，并且因此电池10正常放电。在这种情况下，第一开关120的操作状态可以是接通状态，以及第二开关140的操作状态可以是关断状态。之后，当电池10的温度降至特定温度以下时，从加热控制单元150输出的控制信号可以是低电平信号，以及反相信号可以是高电平信号。如果在控制信号被输入至第一开关120之前将反相信号输入至第二开关140，则第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态二者都可以为瞬时接通状态。在这种情况下，由于从加热单元110输出的电流的一部分被施加至负载20并且损失，因此加热元件130可能无法快速地加热。另外，由于电流的损失，存在的问题在于能量被消耗过多而无法对加热元件130进行加热。
[0125]
因此，根据本公开内容的实施方式的电池管理装置100具有以下优点：通过延迟反相信号被输入至第二开关140的时间使得在第一开关120的操作状态被切换之后切换第二开关140的操作状态来解决以上提及的问题。
[0126]
图6是更具体地示出图5的电池组1的示例配置的图。
[0127]
参照图6，n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)可以应用于第一开关120和第二开关140。
[0128]
具体地，第一开关120的栅极端子g可以连接至分支点bp，漏极端子d可以连接至充电和放电路径l，以及源极端子s可以连接至加热单元110。另外，第二开关140的栅极端子g可以连接在电阻161的另一端与电容器162的一端之间，漏极端子d可以连接在第一开关120的源极端子s与加热单元110之间，源极端子s可以连接至加热元件130。
[0129]
在图6的实施方式中，当电池10的温度下降至特定温度以下并且电池10内部的锂离子的迁移率显著地降低时，可以将第一开关120的操作状态控制成关断状态，并且可以将第二开关140的操作状态控制成接通状态。在这种情况下，微小电流可以通过包括在第一开关120中的体二极管从加热单元110流动至充电和放电路径l。然而，通常，由于流过包括在mosfet中的体二极管中的微小电流的大小太小而可忽略不计，因此从加热单元110输出的电流中的大部分都被施加至加热元件130，使得加热元件130可以快速地加热。
[0130]
同时，在图6的实施方式中，还可以在第一开关120与充电和放电路径l之间设置第三开关(未示出)，以便阻断流过包括在第一开关120中的体二极管的微小电流。
[0131]
即，电池组1还可以包括在第一开关120与充电和放电路径l之间的第三开关。例如，第三开关的漏极端子可以连接至第一开关120的漏极端子d，第三开关的源极端子可以连接至充电和放电路径l，以及第三开关的栅极端子可以连接至分支点bp。另外，包括在第三开关中的体二极管可以被配置成使得朝向第一开关120的方向是正向。具体地，包括在第三开关中的体二极管可以被配置成使得从第三开关的源极端子朝向漏极端子定向的方向
是正向。
[0132]
另外，可以以与第一开关120的操作状态相同的方式控制第三开关的操作状态。具体地，当通过加热控制单元150将第一开关120的操作状态控制成接通状态时，也可以通过加热控制单元150将第三开关的操作状态控制成接通状态。另外，当通过加热控制单元150将第一开关120的操作状态控制成关断状态时，也可以通过加热控制单元150将第三开关的操作状态控制成关断状态。
[0133]
例如，当电池10的温度下降至特定温度以下并且电池10内的锂离子的迁移率显著地降低时，可以将第一开关120的操作状态和第三开关的操作状态控制成关断状态，以及可以将第二开关140的操作状态控制成接通状态。在这种情况下，通过包括在第一开关120中的体二极管从加热单元110流至充电和放电路径l的微小电流可以被第三开关阻断。因此，从加热单元110输出的全部电流可以通过第二开关140被施加至加热元件130，使得可以更快地对加热元件130进行加热。
[0134]
同时，应当理解，第一开关120、第二开关140和第三开关不限于n沟道mosfet，并且可以不受限制地应用诸如p沟道mosfet、fet、继电器或接触器的能够断开和闭合安装路径的任何开关器件。
[0135]
图7是示意性地示出包括根据本公开内容的又一实施方式的电池管理装置100的电池组1的示例性配置的图。
[0136]
参照图7，加热控制单元150可以包括比较器153和反相器152。
[0137]
此处，比较器153可以被配置成将通过比较器153的第一输入端子( )输入的第一信号的幅度与通过比较器153的第二输入端子(-)输入的第二信号的幅度进行比较，并且输出与比较结果相对应的输出信号。
[0138]
比较器153可以被配置成通过第一输入端子( )接收电池10的电压。即，比较器153的第一输入端子( )可以连接至电压感测线sl。
[0139]
另外，比较器153可以被配置成通过第二输入端子(-)接收参考电压。此处，参考电压可以被设置为能够将第一开关120的操作状态或第二开关140的操作状态控制成接通状态的最低电压。
[0140]
另外，比较器153可以被配置成对电池10的电压的幅度和参考电压的幅度进行比较以生成具有不同信号电平的高电平信号或低电平信号作为控制信号，并通过输出端子o输出所生成的控制信号。
[0141]
具体地，比较器153可以被配置成当电池10的电压大于或等于参考电压时输出高电平信号，以及当电池10的电压小于参考电压时输出低电平信号。
[0142]
例如，在图7的实施方式中，当电池10的温度逐渐降低使得电池10的温度变至特定温度以下时，即使电池10的电压被输入至第一开关120或第二开关140，第一开关120的操作状态和第二开关140的操作状态仍不可以被控制成接通状态。因此，当输入至比较器153的第一输入端子( )的电池10的电压小于参考电压时，比较器153输出低电平信号作为控制信号，并且因此可以使第一开关120的操作状态被控制成关断状态。
[0143]
反相器152可以连接至比较器153的输出端子o以接收控制信号并被配置成生成针对输入控制信号的反相信号并将所生成的反相信号输出至第二开关140。
[0144]
例如，在图7的实施方式中，当从比较器153输出低电平信号作为控制信号时，输出
的低电平信号可以被输入至反相器152。另外，反相器152可以生成高电平信号作为反相信号并输出所生成的高电平信号。另外，从反相器152输出的高电平信号可以在通过信号延迟单元160之后被输入至第二开关140。因此，在第一开关120的操作状态先转换成关断状态后，第二开关140的操作状态可以转换成接通状态。
[0145]
另外，根据本公开内容的电池管理装置100可以被提供至电池组1。即，根据本公开内容的电池组1可以包括电池管理装置100以及一个或更多个电池10。另外，电池组1还可以包括电子装备(继电器、接触器、保险丝等)和盒。
[0146]
例如，参照图2至图7，电池组1可以包括电池管理装置100和电池10。另外，电池组1的正极p 、电池10和电池组1的负极p-可以形成充电和放电路径l。另外，负载20可以连接至电池组1的正极p 和电池组1的负极p-。
[0147]
上述本公开内容的实施方式不可以仅通过设备和方法来实施，而是可以通过实现与本公开内容的实施方式的配置相对应的功能的程序或者其上记录有该程序的记录介质来实施。本领域技术人员可以根据实施方式的以上描述容易地实施该程序或记录介质。
[0148]
已经详细描述了本公开内容。然而，应当理解，详细说明和具体示例虽然指示本公开内容的优选实施方式，但是它们仅通过说明的方式给出，因为根据该详细说明，在本公开内容的范围内的各种变化和修改对本领域技术人员而言将是明显的。
[0149]
附加地，本领域的技术人员可以在不脱离本公开内容的技术方面的情况下对上文描述的本公开内容进行许多替换、修改和变化，并且本公开内容不限于上述实施方式和附图，并且每个实施方式可以部分或全部选择性地组合以允许各种修改。
[0150]
(附图标记)
[0151]
1：电池组
[0152]
10：电池
[0153]
20：负载
[0154]
100：电池管理装置
[0155]
110：加热单元
[0156]
120：第一开关
[0157]
130：加热元件
[0158]
140：第二开关
[0159]
150：加热控制单元
[0160]
151：缓冲器
[0161]
152：反相器
[0162]
153：比较器
[0163]
160：信号延迟单元
[0164]
161：电阻器
[0165]
162：电容器