具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的各个实施例。然而，应当理解，本发明不限于特定实施例，而是包括本发明的各个实施例的各种修改、等同和/或替代。关于附图的描述，相似的附图标记可以指代相似的元件。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，而不是限制其他实施例的范围。除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。本文使用的包括技术或科学术语的术语，具有与本领域技术人员所理解的相同的含义。词典中定义的常用术语可以解释为具有与现有技术中定义的上下文含义相同或相似的含义，并且除非另有明确定义，否则不应以理想化或过于正式的意义进行解释。根据情况，即使本文中定义的术语也不应被解释为排除本发明的实施方式。

在此可以使用术语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等来描述本发明的实施例的元件。但是，这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分开，并且这些元件的属性或顺序不受这些术语的限制。将理解的是，当元件被称为“连接”、“耦合”到另一元件或由另一元件“访问”时，它可以直接连接到另一元件或由另一元件访问，或者可以存在中间元件。

将参照图1描述电池组的配置。图1是示意性说明电池组的配置的框图。

如图1中所示，电池组B包括：电池模块1，其包括至少一个电池单体，并且能够被充电/放电；开关单元2，其串联连接到电池模块1的正端子侧或负端子侧以控制电池模块1的充电电流/放电电流；以及，电池管理系统3，其监视电池组B的电压、电流、温度等以防止过充电和过放电。

在此，开关单元2可以使用例如至少一个MOSFET的半导体开关元件来控制用于对电池模块1进行充电或放电的电流。

此外，BMS 3可以测量或计算半导体开关元件的栅极、源极和漏极的电压和电流，以监视电池组B的电压、电流、温度等，并且可以使用与半导体开关元件相邻布置的各种传感器4来测量电池组的电流、电压和温度。BMS 3可以包括：多个端子，作为用于接收上述各种参数的测量值的输入的接口，以及连接到端子以处理输入值的电路。

此外，BMS 3可以控制MOSFET的接通/关断，并且可以连接到电池模块1以监视电池模块1的状态。

此外，BMS 3可以连接到上级控制器7。BMS 3可以将关于电池的状态和控制的信息发送到上级控制器7，或者可以基于从上级控制器7施加的控制信号控制电池组B的操作。BMS 3可以与上级控制器7无线地或有线地交换各种信号和数据。电池组B可以是例如车辆电池组，并且上级控制器7可以是车辆系统的微控制器(MCU)。然而，上级控制器7的应用领域不限于车辆领域，并且可因此上级控制器7适用于其中使用和管理多个电池组的任何情况(例如，能量存储系统(ESS))。

此外，BMS 3可以被实现为在设计电路时包括不同电压区域并且布置在电路板上的电路系统。

在此，本发明的特征在于，不使用传统的绝缘元件，而是使用具有芯片间无线数据通信功能和芯片间无线电力发送/接收功能的两个IC芯片，以便在不同电压区域之间执行数据通信和传送电力。

详细地，将参考图2描述根据本发明的实施例的电路系统。图2是说明根据本发明的实施例的电路系统的配置的概念图。

如图2所示，根据本发明的实施例的电路系统100至少包括第一电压区域10和第二电压区域20，作为电路板30上的不同电压区域。

第一电压区域10例如是至少预定电压的高电压区域，并且表示第一电路单元。

第二电压区域20例如是小于预定电压的低电压区域，并且表示第二电路单元。

例如，第一电压区域10和第二电压区域20中的每一个可以包括用于控制各种过程以及BMS的每个元件的诸如微控制器(MCU)的电路配置、其中记录操作系统程序和各种程序(例如，电池充电/放电控制程序、电池异常诊断程序等)的存储器、在电池和/或开关单元之间提供输入接口和输出接口的输入/输出接口、以及能够经由有线/无线通信网络与外部进行通信的通信接口。可替代地，可以根据需要将以上配置仅提供给第一电压区域10和第二电压区域20中的一个。可替代地，可以将以上配置中的一些仅提供给第一区域10和第二区域20中的一个，并且可以将以上配置中的一些提供给第一区域10和第二区域20两者。

为了保持绝缘状态，第一电压区域10和第二电压区域20至少间隔开预定绝缘距离D。

例如，第一电压区域10和第二电压区域20可以在其中确保预定绝缘距离的状态下被布置在单个电路板上，或者可以分别被布置在单独的单个电路板上。图2说明了第一电压区域10和第二电压区域20被布置在单个电路板30上。

在此，尽管将第一电压区域描述为高电压区域，并且将第二电压区域描述为低电压区域，但是本发明不限于此，因此，第一电压区域可以是低电压区域并且第二电压区域可以是高电压区域。

根据本发明实施例的电路系统100包括第一IC芯片11和第二IC芯片21。

第一IC芯片11是被布置在电路板30上的第一电压区域10中的集成电路芯片。

第二IC芯片21是被布置在电路板30上的第二电压区域20中的集成电路芯片。

第一IC芯片11和第二IC芯片21的特征在于在绝缘状态下彼此无线地传送数据和电力。

在此，第一IC芯片11和第二IC芯片21至少间隔开绝缘距离D以保持绝缘状态。例如，第一IC芯片11和第二IC芯片21可以被布置为间隔开满足预定绝缘距离D的最短距离。即，期望第一IC芯片11和第二IC芯片21之间的距离尽可能接近绝缘距离D。由于这种配置，芯片间数据通信和电力发送/接收的效率可以最大化，并且诸如在第一电压区域10和第二电压区域20的电路单元中发生的噪声的影响可以最小化。

第一IC芯片11和第二IC芯片21中的每个可以包括能够在不同IC芯片之间无线地发送/接收数据的数据通信单元以及能够在不同IC芯片之间无线地发送/接收电力的电力发送/接收单元。

详细地，将参照图3描述第一IC芯片和第二IC芯片。图3是说明根据本发明的实施例的第一IC芯片和第二IC芯片的框图。

如图3所示，第一IC芯片11包括能够向第二IC芯片21无线发送数据/从第二IC芯片21无线接收数据的第一数据通信单元11A和能够向第二IC芯片21无线发送电力/从第二IC芯片21无线接收电力的第一电力发送/接收单元11B。同样，第二IC芯片21包括能够向第一IC芯片11无线发送数据/从第一IC芯片11无线接收数据的第二数据通信单元21A和能够向第一IC芯片11无线发送电力/从第一IC芯片11无线接收电力的第二电力发送/接收单元21B。

例如，可以使用例如短距离通信技术在第一数据通信单元11A和第二数据通信单元21A之间无线地执行数据通信。数据通信可以是双向通信或单向通信。短距离通信技术是众所周知的，因此将不详细描述。

此外，可以使用例如无线电力发送技术在第一电力发送/接收单元11B和第二电力发送/接收单元21B之间无线地执行电力发送/接收。例如，可以从诸如电池模块等的电源向第一电力发送/接收单元11B供应电力，以将电力传送到第二电力发送/接收单元21B。

无线电力发送技术可以使用例如感应耦合方案等。根据感应耦合方案，在发送端的线圈中产生磁场，以在接收端的线圈中感应出电能，从而传送电力，其中，可以通过调节诸如发送端和接收端的线圈匝数、两个线圈的尺寸和位置以及两个线圈之间的距离的变量来控制所供应的电力。例如，如图4所示，第一电力发送/接收单元11B，即，发送端T侧，可以包括发送端线圈T2和振荡器T1，该振荡器T1将DC电力转换成可以被无线发送的AC信号并输出AC信号。此外，第二电力发送/接收单元21B，即，接收端R侧，可以包括接收端线圈R1、用于将AC信号转换为DC信号的整流器R2以及用于去除噪声的RC滤波器R3。此外，除了感应耦合方案之外，可以使用共振磁耦合方案或基于RF的方案。

例如，诸如第一电力发送/接收单元11B和第二电力发送/接收单元21B的电力发送/接收单元可以使用无线充电技术来无线地发送/接收电力。

由于这样的无线电力传送技术是应用于电池的无线充电的已知技术，因此不提供更详细的描述。

此外，第一IC芯片11和第二IC芯片21中的每一个被描述为包括数据通信单元和电力发送/接收单元两者，但是例如可以仅包括根据实施例的电力发送/接收单元。

此外，尽管图3仅示出了第一IC芯片11和第二IC芯片21的数据通信单元11A和21A以及电力发送/接收单元11B和21B，该图示仅是为了方便，并且本领域技术人员可以清楚地理解可以包括诸如各种端子的接口、控制电路等。

例如，电路板30可以是BMS的电路板。此外，BMS可以是应用于车辆的电池组的BMS。

根据现有技术，如图5所示，根据与绝缘距离和绝缘测试有关的国际绝缘标准(例如，IEC 16950-1，IEC 62477，UL)，在电路系统200中的第一电压区域210和第二电压区域220之间设置绝缘距离D。例如，在第一电压区域210是1000V的高电压区域并且第二电压区域220是小于5V的低电压区域的情况下，需要至少8mm的绝缘距离以确保用于1000V电路系统的绝缘距离D。此外，在它们之间具有该绝缘距离的第一电压区域210和第二电压区域220经由绝缘元件215(例如，数字隔离器和变压器)来发送/接收信号/数据和电力。需要绝缘元件以满足适合于系统电压的绝缘距离和爬电距离，并且需要通过针对绝缘距离和爬电距离的绝缘测试。特别地，随着电路系统电压增加，由于与绝缘相关的认证或标准变得更加严格，所以绝缘元件的尺寸增加。

换句话说，由于常规绝缘元件被布置在第一电压区域210和第二电压区域220之间的间隙上，所以要确保的绝缘距离D和爬电距离随着第一电压区域210和第二电压区域220之间由于电路系统设计而增加的电压差而增加，从而导致绝缘元件的尺寸(或长度)增加。绝缘元件的尺寸增加不利于诸如针对电路板(例如，PCB)的拉力测试的可靠性测试，并且不符合需要更小封装的技术趋势。此外，在电路板是柔性的情况下，当弯曲电路板时，大的或长的绝缘元件可能断裂或分离。因此，常规的绝缘元件不能应对电池的增加的电压。

然而，根据本发明的上述实施例，使用能够在绝缘状态下无线地发送/接收数据和电力的两个IC元件代替绝缘元件，因此使得可以与确保由于绝缘元件的爬电距离或绝缘击穿无关地设计电路。此外，由于每个IC元件的尺寸不受绝缘距离和爬电距离的影响，因此不必考虑绝缘距离和爬电距离而增加尺寸。因此，当设计电路时，本发明可以符合需要增加电池电压和更小的封装的技术趋势。

将参考图6描述根据本发明的另一实施例的电路系统。图6是说明根据本发明的另一实施例的电路系统的配置的概念图。

如图6所示，可以设计根据本发明的另一实施例的电路系统，使得第一电压区域10和第二电压区域20被布置在不同的电路板30A和30B而不是单个电路板上。

例如，第一电压区域10可以被布置在第一电路板30A上，并且第二电压区域20可以被布置在第二电路板30B上。第一电路板30A和第二电路板30B可以是层压的。这里，第一IC芯片11被布置在第一电路板30A上的第一电压区域10中，第二IC芯片21被布置在第二电路板30B上的第二电压区域20中。

第一电路板30A和第二电路板30B间隔开预定绝缘距离D。即，第一IC芯片11和第二IC芯片21也间隔开预定绝缘距离D。此外，第一IC芯片11和第二IC芯片21在层压方向上——即，在平面视角中——观察时被布置在电路板上的对应位置中。因此，如上所述，第一IC芯片11和第二IC芯片21可以在绝缘状态下彼此无线地传送数据和电力。

根据本发明，因为可以使用两个IC芯片来分离和层压电路板，所以可以比现有技术更自由地设计电路，因此在确保空间方面提供优势。此外，当将第一电路板30A和第二电路板30B被设计为层压型时，第一电路板30A和第二电路板30B总体上保持相同的绝缘距离D，并且因此第一IC芯片11和第二IC芯片21可以位于电路板上的任何位置上，只要它们在层压方向(即，垂直方向)上被布置在电路板的相同位置(即，对应位置)中即可。因此，可以更自由地设计电路。

此外，尽管在上述实施例中将分离的电路板设计为层压型，但是分离的电路板可以并排布置。

此外，尽管已经描述了电路系统，但是本发明可以被实现为应用于电路系统中的IC芯片。因此，在使用绝缘元件的电路的任何领域中，可以应用根据本发明的IC芯片代替绝缘元件。

在另一实施例中，本发明可以被实现为电池组。

例如，根据本发明实施例的电池组包括多个电池单体和用于管理电池单体的充电/放电的电池管理系统。该电池管理系统包括：至少包括第一IC芯片和第二IC芯片的电路元件；具有预定电压范围的第一电压区域的第一电路板；以及，具有比第一电压区域的电压范围低的电压范围的第二电压区域的第二电路板。这里，第一IC芯片和第二IC芯片被布置在第一电路板和第二电路板中的不同板中。

此外，本发明的BMS可以被示为如图7所示的硬件。图7是说明根据本发明的实施例的电池管理系统(BMS)的硬件配置的框图。

如图7中所示，电池管理系统300包括：用于控制各种过程和每个元件的MCU 310；存储器320，其中记录操作系统程序和各种程序(例如，电池充电/放电控制程序、电池异常诊断程序等)；输入/输出接口330，其在电池和/或开关单元之间提供输入接口和输出接口；能够经由有线/无线通信网络与外部(例如，上级控制器)进行通信的通信接口340；以及，IC芯片350，其被布置在不同电压区域中，并且能够执行芯片间无线数据通信和电力发送/接收。换句话说，BMS的电路板上的至少一个电路单元可以包括MCU 310、存储器320、输入/输出接口330、通信接口340和IC芯片350。

尽管已经参照有限的实施例和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，并且本领域技术人员可以在本发明和以下权利要求的技术思想的范围内做出各种修改。