電池系統和電池充電方法
【專利摘要】本發明公開了一種電池系統和電池充電方法，該電池系統包含具有多個電池單元電壓的多個電池單元和耦合于多個電池單元的均衡模塊，該均衡模塊用于根據多個電池單元在恒流充電模式下的充電電流的值設置第一電壓閾值，并當多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足第一電壓閾值的要求時，啟動對多個電池單元的均衡檢查。本發明的電池系統提高了電池均衡控制的精確性。
【專利說明】電池系統和電池充電方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電池領域，特別涉及一種電池系統和電池充電方法。
【背景技術】
[0002]一個電池系統包括多個電池單元，例如，鋰離子電池，電池系統通常為手機、筆記本電腦或電動車供電。電池均衡器廣泛應用于電池系統中，以最大化電池單元的容量和增加電池的壽命。如果電池系統中的電池單元發生不均衡的情況，電池均衡器通過消耗電荷最高的電池單元上的能量或通過將電荷最高的電池單元上的能量轉移到電荷最低的電池單元，以對電池單元進行均衡。
[0003]圖1所示為鋰離子電池充電過程的充電電流與電池單元電壓的波形圖100。鋰離子電池的充電過程經歷了多個模式，比如，恒流充電模式和恒壓充電模式。在時刻to，電池單元具有電壓值Vltl，并由一充電電流進行充電。在時間段t0-t3，電池單元工作在恒流充電模式，在此期間充電電流恒定，電池單元電壓從Vltl增加到\。在時間段t3-t4，電池單元進入恒壓充電模式，在此期間充電電流逐漸減小，電池單元電壓保持恒定。例如，電池單元電壓在時間段t3-t4保持為VM。在時刻t4，充電電流降到低于一個電流閾值。相應地，電池充電過程結束。
[0004]電池單元電壓在恒流充電模式的一個時間段(這個時間段被稱為平臺電壓區域)中具有一個相對低的增長速率。例如，在時間段tl-t2，電池單元電壓的增長速率低于一個速率閾值。由于充電電流恒定，電池單元電量的增長速率在恒流充電模式的任意時間段應該保持恒定。所以，在平臺電壓區域，電池單元電壓具有較低的增長速率，不能精確的反映電池單元電量的變化。
[0005]因此，對一個包含多個電池單元的電池組，電池均衡器可能在所有電池單元都處于平臺電壓區域時進行均衡操作。由于電池單元電壓不能準確反映電池單元電量，電池均衡器難以通過監測電池單元的電池單元電壓準確地檢測到不均衡情況。例如，通過均衡，雖然電荷最高的電池單元的電量降到與電荷最低的電池單元的電量相等，但是電池單元的電壓并沒有隨電池單元的電量的改變而改變。所以，電池均衡器的均衡控制可能并不精確。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題在于提供一種電池系統和電池充電方法，能夠對電池的充電過程進行精確的均衡控制。
[0007]本發明提供了一種電池系統。該電池系統包含多個電池單元和均衡模塊。所述多個電池單元具有多個電池單元電壓；所述均衡模塊耦合于所述多個電池單元，所述均衡模塊用于根據所述多個電池單元在恒流充電模式下的充電電流的值設置第一電壓閾值，并當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足第一電壓閾值的要求時，啟動對所述多個電池單元的均衡檢查。
[0008]本發明還提供了一種電池充電方法。該電池充電方法包含以下步驟:由充電電流為多個電池單元充電，所述多個電池單元具有多個電池單元電壓；根據恒流充電模式下充電電流的值，設置第一電壓閾值；當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足所述第一電壓閾值的要求時，啟動對所述多個電池單元的均衡檢查。
[0009]本發明還提供了一種電池系統。該電池系統包含串聯的多個電池模塊和多個均衡模塊。所述多個電池模塊的每個電池模塊包括多個電池單元，所述多個電池單元具有多個電池單元電壓；所述多個均衡模塊分別耦合于所述多個電池模塊，其中，每個均衡模塊根據所述多個電池單元在恒流充電模式下的充電電流的值設置第一電壓閾值，并當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足第一電壓閾值要求時，啟動對所述多個電池單元的均衡檢查。
[0010]與現有技術相比，本發明提供的電池系統和電池充電方法，由于電池均衡都是在一個或多個電池單元不滿足第一電壓閾值條件時執行，因此提高了電池均衡控制的精確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]以下通過對本發明的一些實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解本發明的目的、具體結構特征和優點。
[0012]圖1所示為鋰離子電池充電過程的充電電流與電池單元電壓的波形圖；
[0013]圖2所示為根據本發明一個實施例的電池系統的系統框圖；
[0014]圖3所示為根據本發明一個實施例的電池單元在充電階段的電池單元電壓的波形圖；
[0015]圖4所示為根據本發明一個實施例的電池系統的系統框圖；
[0016]圖5所示為根據本發明另一個實施例的電池系統的系統框圖；
[0017]圖6所示為根據本發明又一個實施例的電池系統的系統框圖；
[0018]圖7所示為根據本發明一個實施例的電池系統的均衡方法流程圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將對本發明的實施例給出詳細的參考。盡管本發明通過這些實施方式進行闡述和說明，但需要注意的是本發明并不僅僅只局限于這些實施方式。相反，本發明涵蓋所附權利要求所定義的發明精神和發明范圍內的所有替代物、變體和等同物。
[0020]另外，為了更好的說明本發明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節。本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外一些實例中，對于大家熟知的方法、手續、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本發明的主旨。
[0021]圖2所示為根據本發明一個實施例的電池系統200的系統框圖。電池系統200包括電池單元Cl、電池單元C2和電池單元C3，以及均衡模塊210。雖然圖2所示的實施例顯示了三個電池單元，但本發明不限于此，電池系統200可以包含其他數量的電池單元。在一個實施例中，電池單元C1-C3可以是鋰離子電池。電池單元C1-C3耦合于均衡模塊210。均衡模塊210，用于監測電池單元C1-C3中每個電池單元的電池單元參數(例如，電池單元電壓、電池單元電流、電池單元溫度、電池單元電量等)，并判斷電池單元C1-C3是否產生了不均衡的情況。當檢測到不均衡情況時，均衡模塊210對電池單元C1-C3進行均衡。[0022]在一個實施例中，電池單元C1-C3通過充電通路290與充電器205連接。充電通路290包含開關S5。當開關S5接通時，電池單元C1-C3工作在充電模式(例如，恒流充電模式或恒壓充電模式)，此時，充電器205以充電電流1_^為電池單元C1-C3充電。當開關S5關斷或充電器205與電池單元C1-C3不連接時，電池單元C1-C3處于靜置模式或放電模式，此時充電過程結束。
[0023]圖3所示為根據本發明一個實施例的電池單元在充電階段的電池單元電壓VeE&的波形圖300。圖3將結合圖2進行描述。
[0024]在圖3的實施例中，波形300包含充電曲線301和充電曲線302。充電曲線301代表電池單元由充電電流1mm充電時電池單元電壓的變化。充電曲線302代表電池單元由充電電流1mm充電時電池單元電壓的變化。在一個實施例中，充電電流Ιαω^ι大于充電電流1mm。盡管圖3顯示了兩個充電曲線，但本發明并不限于此，圖3還可以包含其他充電電流對應的充電曲線。在一個實施例中，這些充電曲線由電池廠家提供。
[0025]更具體地，在一個實施例中，如充電曲線301所示，當電池單元由充電電流
充電時，電池單元在時間段t0-t5工作在恒流充電模式下，在時刻t5以后，工作在恒壓充電模式下。在恒流充電模式下，充電電流保持恒定，電池單元電壓V.增力卩。在恒壓充電模式下，電池單元電壓V.保持在VM，充電電流Ichaegei減小。在圖3的實施例中，充電曲線301在時間段t l_t2處于平臺電壓區域Tfl AT1，在此期間，電池單元電壓V。.的增長速率低于一個速率閾值。同樣地，如充電曲線302所示，當電池單元由充電電流Ic；HAia；E2充電時，電池單元在時間段t0-t6工作在恒流充電模式下，在時刻t6以后，電池單元工作在恒壓充電模式下。與充電曲線301類似地，充電曲線302在時間段t3-t4處于平臺電壓區域TFUT2。
[0026]結合圖2和圖3，均衡模塊210檢測電池單元C1-C3是否產生了不均衡的情況，并在檢測到不均衡情況時對電池單元C1-C3進行均衡。有利的是，當至少一個電池單元工作在平臺電壓區域之外時，均·衡模塊210啟動均衡操作。更具體地，在一個實施例中，均衡模塊210提供電壓閾值Vh，該電壓閾值Vh高于電池單元工作在平臺電壓區域的最大電池單元電壓值。例如，根據充電曲線301，當電池單元由充電電流充電時，電壓閾值Vhi大于時刻t2的電池單元電壓。
[0027]如果電池單元電壓Va-Vra中的一個或多個電池單元電壓高于電壓閾值Vh，表示電池單元C1-C3中的一個或多個電池單元工作在平臺電壓區域以外，當檢測到不均衡情況時，均衡模塊210開始檢測電池單元電壓Va-V。并均衡電池單元C1-C3。舉例來說，均衡模塊210比較電池單元C1-C3中的最大電池單元電壓Vmax和最小電池單元電壓VMIN。當最大電池單元電壓Vmax和最小電池單元電壓Vmin的差值大于一個閾值Vdif時，則發生了不均衡情況。響應于不均衡情況，均衡模塊210均衡電池單元C1-C3。例如,均衡模塊210識別具有最大電池單元電壓Vmax的電池單元C祖，并通過消耗電池單元Cmax的電量來均衡電池單元C1-C3。在另一個實施例中，均衡模塊210還識別具有最小電池單元電壓Vmin的電池單元CMIN，并通過將電池單元Cmax中的電量傳遞到電池單元Cmh的方式來均衡電池單元C1-C3。均衡模塊210也能執行其他操作以檢測不均衡情況并均衡電池單元C1-C3，而不局限于圖3的實施例。
[0028]有利的是，均衡模塊210根據充電電流Icm—調整電壓閾值VH。電壓閾值Vh大于電池單元工作在電壓區域的最大電池單元電壓。如圖3所示，充電曲線301的平臺電壓區域TFUn內的電池單元電壓高于充電曲線302的平臺電壓區域Tflat2內的電池單元電壓。所以，當電池單元由充電電流1Mm充電時，均衡模塊210將電壓閾值Vh設置為VH1，當電池單元由充電電流1mm充電時，均衡模塊210將電壓閾值Vh設置為VH2。換言之，電壓閾值Vh根據流經電池單元C1-C3的充電電流而改變。因此，即使平臺電壓區域由于充電電流發生了改變，也不會執行均衡操作，直至至少一個電池單元工作在平臺電壓區域之外。這樣，電池均衡控制會更精確。
[0029]在另一個實施例中，均衡模塊210提供電壓閾值Vlj,該電壓閾值Vlj低于電池單兀工作在平臺電壓區域的最小電池單元電壓。根據充電電流I?-來調整電壓閾值如圖3的充電曲線301所示，當充電電流為時，電壓閾值'低于電池單元在時刻tl時的電池單元電壓。當充電電流為Ι_(；Ε1時，電壓閾值八設置為Vu，當充電電流為Ic；_E2時，電壓閾值'設置為Vw在這種情況下，當多個電池單元C1-C3中至少一個電池單元的電池單兀電壓低于電壓閾值Vlj時,均衡模塊210執行均衡操作。
[0030]在另一個實施例中，均衡模塊210提供電壓閾值Vh和電壓閾值例如，當電池單元由充電電流1mm充電時，電壓閾值Vh設置為VH1，電壓閾值\設置為Vu。當電池單元由充電電流I_eE2充電時，電壓閾值Vh設置為VH2，電壓閾值\設置為\2。此時，當多個電池單兀電壓Va-Vc中至少一個電池單兀電壓大于電壓閾值Vh和/或小于電壓閾值Vl時，均衡模塊210執行均衡操作。
[0031]有利的是，在上述三種情況下，只有在一個或多個電池單元工作在平臺電壓區域之外時，電池均衡才執行。因此，電池均衡控制會更加精確。
[0032]圖4所示為根據本發明一個實施例的電池系統400的系統框圖。圖4中與圖2標號相同的部件具有類似的功能。圖4將結合圖2和圖3進行描述。
[0033]在一個實施例中，均衡模塊210包含電阻411、均衡電路401、監測電路402、模數轉換器403和處理器404。在一個實施例中，監測電路402監測電池單元C1-C3中每個電池單元的電池單元參數(例如，電池單元電壓和電池單元電流)，并產生多個對應的監測信號。在一個實施例中，監測電路402通過電阻411產生監測信號421、監測信號422和監測信號423，監測信號421-423分別指示電池單元C1-C3的電池單元電&Va-VC3。在一個實施例中，監測電路402監測流經電池單元C1-C3的充電電流I?-，并產生指示充電電流I?-的監測信號460。在另一個實施例中，監測電路402還監測電池單元C1-C3的溫度和電量，并產生對應的監測信號(圖中未示出)。
[0034]耦合于監測電路402的模數轉換器403將監測信號421-423和監測信號460轉換為數字信號440。耦合于模數轉換器403的處理器404接收數字信號440，以獲取電池單元C1-C3的狀態信息。
[0035]處理器404根據數字信號440執行機器可執行指令，以控制電池單元C1-C3。更具體地，在一個實施例中，處理器404根據電池單元C1-C3的狀態信息判斷是否發生了非期望狀態(例如，過壓情況，過流情況或欠壓情況等)。如果發生了非期望狀態，處理器404通過控制指令470控制監測電路402，來保護電池單元C1-C3。
[0036]另外，處理器404檢測充電電流I?—，并根據檢測的充電電流設置電壓閾值Vh和電壓閾值
[0037]更具體地，在一個實施例中，處理器404讀取多個數據集，每個數據集指示與充電電流相對應的電壓閾值。例如，充電電流1Mm、電壓閾值Vm，和/或電壓閾值Vu存儲為第一數據集；充電電流1mm、電壓閾值Vh2，和/或電壓閾值\2存儲為第二數據集。處理器404檢測充電電流I?—，根據充電電流Icm—從多個數據集中選擇一個數據集，并根據所選擇的數據集設置電壓閾值Vh和/或電壓閾值例如，當充電電流I?-等于時，選擇第一數據集，所以電壓閾值Vh設置為Vhi，和/或電壓閾值' 設置為Vu。類似地，當充電電流I?-等于1mm時，選擇第二數據集，所以電壓閾值Vh設置為Vh2，和/或電壓閾值'設置為'2。在另一個實施例中，每個數據集指示一個電池單元由對應的充電電流充電時電池單元電壓的變化。每個數據集代表對應的充電電流所對應的充電曲線，例如，充電曲線301對應充電電流1mm，充電曲線302對應充電電流處理器404檢測充電電流Ic:HAReE，并根據充電電流1mce的大小從多個數據集中選擇一個數據集。例如，當充電電流I_E等于I_eE1時，選擇充電曲線301對應的數據集，當充電電流I_E等于I_eE2時，選擇充電曲線302對應的數據集。然后，處理器404確定所選擇的數據集對應充電曲線的平臺電壓區域，該平臺電壓區域的電池單元電壓增長速率低于一個速率閾值。處理器404根據該平臺電壓區域設置電壓閾值Vh和/或電壓閾值\。具體來說，處理器404設置電壓閾值％，使電壓閾值￥11大于電池單元工作在平臺電壓區域時的最大電池單元電壓，和/或設置電壓閾值'，使電壓閾值'小于電池單元工作在平臺電壓區域時的最小電池單元電壓。例如，在充電曲線301中，電壓閾值Vh設置為Vhi，電壓閾值' 設置為Vu。類似地，在充電曲線302中，電壓閾值Vh設置為VH2，電壓閾值\設置為\2。
[0038]電壓閾值￥11和電壓閾值'用于判斷是否有電池單元工作在平臺電壓區域之外。處理器404將多個電池單元電壓Va-Vra中的每個電池單元電壓與電壓閾值V1^P/或電壓閾值Vl進行比較。在一個實施例中，若至少一個電池單兀的電池單兀電壓大于電壓閾值Vh,處理器404判斷至少有一個電池單元工作在平臺電壓區域之外，并開始檢測是否發生了不均衡情況。例如，當最大電池單元電壓Vmax和最小電池單元電壓Vmin的差值大于閾值Vdif時，則電池單元C1-C3發生了不均衡情況，所以處理器404啟動均衡操作來均衡電池單元C1-C3。在另一個實施例中，若至少一個電池單元的電池單元電壓小于電壓閾值'，處理器404開始檢測是否發生了不均衡情況。在另一個實施例中，若至少一個電池單元的電池單元電壓大于電壓閾值Vh或小于電壓閾值\，處理器404開始檢測是否發生了不均衡情況。
[0039]在一個實施例中，處理器404產生均衡信號480以均衡電池單元C1-C3。監測電路402根據均衡信號480控制均衡電路401。更具體地，監測電路402根據均衡信號480控制開關S1、開關S2和開關S3,以使能芳路電流，該芳路電流流過具有最大電池單兀電壓Vmax的電池單元Cmax和均衡電路401，因此消耗了電池單元Cmax上的能量，電池單元Cmax的電量也隨之降低。當電池單元C1-C3處于均衡狀態時，例如，最大電池單元電壓Vmax和最小電池單兀電壓Vmin的差值低于閾值Vdif時，電池單兀的均衡操作結束。
[0040]圖5所不為根據本發明另一個實施例的電池系統500的系統框圖。圖5中與圖2、圖4標號相同的部件具有類似的功能。圖5將結合圖2、圖3和圖4進行描述。電池系統500執行的均衡操作與圖4中電池系統400的均衡操作不同。
[0041]在圖5的實施例中，電池系統500包含充電器205和均衡模塊510。均衡模塊510包含電阻411、均衡電路401、監測電路402、模數轉換器403和處理器404。均衡模塊510還包含比較器541、比較器542和比較器543，比較器541-543分別用于接收監測信號421、監測信號422和監測信號423，其中，監測信號421-423分別指示電池單元C1-C3的電池單元電壓Va-Vra。比較器541-543分別將監測信號421、422和423與電壓閾值Vth進行比較，并產生比較信號531、比較信號532和比較信號533。模數轉換器403將比較信號531-533轉換成數字信號540，并將數字信號540發送給處理器504。
[0042]處理器504根據數字信號540執行機器可執行指令，以控制電池單元C1-C3。與圖4中的處理器404功能類似，當多個電池單元電SVa-Vra中至少一個電池單元電壓大于電壓閾值Vh或小于電壓閾值\時，處理器504開始檢測電池單元C1-C3是否發生了不均衡情況，并在檢測到不均衡情況時均衡電池單元C1-C3。在圖5的實施例中，處理器504能執行均衡操作以將全部電池單元C1-C3的電池單元電SVa-Vra調整到一個預設值。更具體地，在一個實施例中，當電池充電時，處理器504提供一個等于或大于電壓閾值Vh的電壓閾值VTH。對于單個的電池單元，處理器504 —直對其充電直到這個電池單元的電池單元電壓達到電壓閾值Vth為止。在一個實施例中，處理器504接收比較信號531、比較信號532和比較信號533。若比較信號531-533指示對應的電池單元C1-C3的電池單元電壓Va-Vra中的一個電池單元電壓達到了電壓閾值VTH，處理器504產生均衡信號480來使能與該電池單元相連的旁路電路。因此，結束對該電池單元的充電，但繼續對其他的電池單元充電。當一個電池單元的電池單元電壓達到電壓閾值Vth時，均衡電路401中與之對應的旁路電路(例如，該旁路電路包含串聯的開關和電阻)導通。當所有電池單元電壓Va-Vra都達到電壓閾值Vth時，均衡操作停止。因此，電池單元的均衡操作完成。
[0043]例如，當電池單元Cl的電池單元電壓Va大于電壓閾值Vh時，比較器541將電池單元電壓Va和電壓閾值Vth進行比較。如果比較信號531指示電池單元電壓Va達到電壓閾值Vth，處理器504產生均衡信號480以接通開關SI。因此，充電電流I?-流過開關S1、電池單元C2和電池單元C3。所以充電電流僅僅對電池單元C2和電池單元C3充電。電池單元Cl的充電過程結束。同樣地，當電池單元電壓Vc2和電池單元電壓Vc3達到電壓閾值Vth時，對應地接通開關S2和開關S3。因此，將所有的電池單元電壓Va-Vc3調節到電壓閾值VTH，從而均衡所有的電池單元C1-C3。
[0044]在另一個的實施例中，處理器504執行可編程指令來執行比較操作。例如，處理器504將指示電池單元電壓Va-Ve3的數字信號540與電壓閾值Vth進行比較。所以，在本實施例中，可以省去硬件比較器541-543。
[0045]圖6所不為根據本發明一個實施例的電池系統600的系統框圖。圖6將結合圖2-圖5進行描述。圖6中與圖2標號相同的部件具有相似的功能。
[0046]在一個實施例中，電池系統600包含電池組609，該電池組609包含電池模塊601和電池模塊602。盡管在圖6的實施例中，電池組609包含兩個電池模塊，但本發明并不限于此，電池組609也可以包含其他的數量的電池模塊。每個電池模塊包含已知數量的電池單元。例如，電池模塊601包含電池單元C1-C3，電池模塊602包含電池單元C4-C6。
[0047]電池模塊601和電池模塊602分別與均衡模塊611和均衡模塊612連接。均衡模塊611和均衡模塊612具有與圖5所示的均衡模塊510相似的結構。如果發生了不均衡情況，將電池單元C1-C6的電池單元電壓Va-Vc6調整為電壓閾值VTH。在一個實施例中，電池模塊601和均衡模塊611設于一個電池組內，而電池模塊602和均衡模塊612設于另一個電池組內。由于電池單元電壓Va-Vc6中的每個電池單元電壓都會調整為Vth，所以也能夠均衡不同電池組內的電池單元。
[0048]圖7所示為根據本發明一個實施例的電池系統(例如，電池系統200、400、500或600)的均衡方法流程圖。圖7將結合圖2-圖6進行描述。圖7揭示的具體步驟只是示例。換言之，本發明同樣適用于其他不同的步驟或對圖7進行的改進步驟。
[0049]在步驟701中，電池單元(例如，電池單元C1-C3)由充電電流(例如，充電電流Ichaege)充電，并且具有相應的電池單元電壓(例如，電池單元電壓Va_VC3)。
[0050]在步驟702中，根據恒流充電模式下充電電流(例如，充電電流Ic:HAKeE)的大小，設定第一電壓閾值(例如，電壓閾值Vh或電壓閾值VJ。
[0051]在步驟703中，當多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足第一電壓閾值要求時，啟動對電池單元的均衡檢查。在一個實施例中，當多個電池單元電壓Va-Vra中的一個電池單元電壓大于電壓閾值Vh時，啟動均衡檢查。在一個實施例中，當多個電池單元電壓vC1-vCS中的一個電池單兀電壓小于電壓閾值\時，啟動均衡檢查。在一個實施例中，當多個電池單兀電壓Va-Vra中的一個電池單兀電壓大于電壓閾值Vh或小于電壓閾值Vl時,啟動均衡檢查。處理器404或處理器504根據充電電流I?-提供電壓閾值Vh和\。
[0052]在步驟704中，將多個電池單元電壓(例如，電池單元電壓Va-Vra)中的每個電池單元電壓和第二電壓閾值(例如，電壓閾值Vth)進行比較，并由此產生多個比較信號(例如，比較信號531-533)。
[0053]在步驟705中，根據比較信號均衡電池單元，以將每個電池單元電壓調節到第二電壓閾值。
[0054]本發明公開了一種電池系統和電池充電方法。該電池系統包含多個電池單元和均衡模塊。其中，多個電池單元具有多個電池單元電壓。均衡模塊耦合于多個電池單元，根據電池單元在恒流充電模式下的充電電流的大小設定第一電壓閾值，當多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足第一電壓閾值的要求時，啟動對多個電池單元的均衡檢查。其優點在于，僅當一個或多個電池單元工作在平臺電壓區域之外時才執行電池均衡，因此電池均衡控制會更加精確。
[0055]在此使用之措辭和表達都是用于說明而非限制，使用這些措辭和表達并不將在此圖示和描述的特性之任何等同物(或部分等同物)排除在發明范圍之外，在權利要求的范圍內可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此，權利要求旨在涵蓋所有此類等同物。
【權利要求】
1.一種電池系統，其特征在于，所述電池系統至少包括: 多個電池單元，所述多個電池單元具有多個電池單元電壓； 耦合于所述多個電池單元的均衡模塊，用于根據所述多個電池單元在恒流充電模式下的充電電流的值設置第一電壓閾值，并當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足所述第一電壓閾值的要求時，啟動對所述多個電池單元的均衡檢查。
2.根據權利要求1所述的電池系統，其特征在于，當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓大于所述第一電壓閾值時，啟動所述均衡檢查。
3.根據權利要求1所述的電池系統，其特征在于，當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓小于所述第一電壓閾值時，啟動所述均衡檢查。
4.根據權利要求1所述的電池系統，其特征在于，所述均衡模塊包括: 處理器，用于根據從多個數據集中選擇的一個數據集設置所述第一電壓閾值，所述多個數據集指示對應的多個電流的多個電壓閾值，所選擇的數據集對應的電流與所述充電電流相等。
5.根據權利要求1所述的電池系統，其特征在于，所述均衡模塊包括: 處理器，用于讀取一個數據集，所述數據集指示電池單元由所述充電電流充電時電池單元電壓的變化，所述處理器還確定所述數據集的平臺電壓區域，并根據所述平臺電壓區域選擇所述第一電壓閾值，所述平臺電壓區域的電池單元電壓增長速率小于一個速率閾值。
6.根據權利要求5所述的電池系統，其特征在于，所述處理器將所述第一電壓閾值設置為大于所述電池單元工作在所述平臺電壓區域時的最大電池單元電壓。
7.根據權利要求5所述的電池系統，其特征在于，所述處理器將所述第一電壓閾值設置為小于所述電池單元工作在所述平臺電壓區域時的最小電池單元電壓。
8.根據權利要求1所述的電池系統，其特征在于，所述均衡模塊包括: 處理器，用于讀取對應于多個電流的多個數據集，所述多個數據集的每個數據集指示電池單元由對應的電流充電時電池單元電壓的變化，所述處理器從所述多個數據集中選擇一個數據集，所選擇的數據集對應的電流與所述充電電流相等，所述處理器確定所述選擇的數據集中的平臺電壓區域，并根據所述平臺電壓區域選擇所述第一電壓閾值，所述平臺電壓區域的電池單元電壓增長速率小于一個速率閾值。
9.根據權利要求1所述的電池系統，其特征在于，所述均衡模塊包括: 多個比較器，用于將所述多個電池單元電壓中的每個電池單元電壓與第二電壓閾值進行比較，并產生多個比較信號； 耦合于所述多個比較器的處理器，用于根據所述多個比較信號均衡所述多個電池電壓，以將所述多個電池單元電壓的每個電池單元電壓調節至所述第二電壓閾值。
10.根據權利要求9所述的電池系統，其特征在于，所述第二電壓閾值不小于所述第一電壓閾值。
11.一種電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法包括: 由充電電流為多個電池單元充電，所述多個電池單元具有多個電池單元電壓； 根據恒流充電模式下所述充電電流的值，設置第一電壓閾值； 當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足所述第一電壓閾值的要求時，啟動對所述多個電池單元的均衡檢查。
12.根據權利要求11所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法還包括: 當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓大于所述第一電壓閾值時，啟動所述均衡檢查。
13.根據權利要求11所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法還包括: 當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓小于所述第一電壓閾值時，啟動所述均衡檢查。
14.根據權利要求11所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法還包括: 讀取多個數據集，所述多個數據集指示對應的多個電流的多個電壓閾值； 從所述多個數據集中選擇一個數據集，所選擇的數據集對應的電流與所述充電電流相等; 根據所述選擇的數據集設置所述第一電壓閾值。
15.根據權利要求11所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法還包括: 讀取數據集，所述數據集指示電池單元由所述充電電流充電時電池單元電壓的變化； 確定所述數據集的平臺電壓區域，所述平臺電壓區域的電池單元電壓增長速率低于一個速率閾值； 根據所述平臺電壓區域·設置所述第一電壓閾值。
16.根據權利要求11所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法還包括: 將所述第一電壓閾值設置為大于所述電池單元工作在所述平臺電壓區域時的最大電池單元電壓值。
17.根據權利要求11所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法還包括: 將所述第一電壓閾值設置為小于所述電池單元工作在所述平臺電壓區域時的最小電池單元電壓值。
18.根據權利要求11所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法還包括: 讀取對應于多個電流的多個數據集，其中，每個數據集指示電池單元由對應的電流充電時電池單元電壓的變化； 從所述多個數據集選擇一個數據集，所選擇的數據集對應的電流和所述充電電流相等; 確定所述選擇的數據集的平臺電壓區域，所述平臺電壓區域的電池單元電壓增長速率低于一個速率閾值； 根據所述平臺電壓區域設置所述第一電壓閾值。
19.根據權利要求11所述的電池充電方法，其特征在于，所述電池充電方法還包括: 將所述多個電池單元電壓中的每個電池單元電壓與第二電壓閾值進行比較，并產生多個比較信號； 根據所述多個比較信號均衡所述多個電池單元，以將所述多個電池單元電壓的每個電池單元電壓調節到所述第二電壓閾值。
20.一種電池系統,其特征在于,所述電池系統包括: 串聯的多個電池模塊，其中，每個電池模塊包括多個電池單元，所述多個電池單元具有多個電池單元電壓；耦合于所述多個電池模塊的多個均衡模塊，其中，每個均衡模塊根據所述多個電池單元在恒流充電模式下的充電電流的值設置第一電壓閾值，并當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓不滿足所述第一電壓閾值的要求時，啟動對所述多個電池單元的均衡檢查。
21.根據權利要求20所述的電池系統，其特征在于，當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓大于所述第一電壓閾值時，啟動所述均衡檢查。
22.根據權利要求20所述的電池系統，其特征在于，當所述多個電池單元電壓中的一個電池單元電壓小于所述第一電壓閾值時，啟動所述均衡檢查。
23.根據權利要求20所述的電池系統，其特征在于，所述每個均衡模塊包括: 耦合于所述多個電池單元的多個比較器，用于將所述多個電池單元電壓中的每個電池單元電壓與第二電壓閾值進行比較，并產生多個比較信號，還根據所述多個比較信號均衡所述多個電池單元，以將所述每個電池單元電壓調節到所述第二電壓閾值。
24.根據權利要求23所述的電池系統，其特征在于，所述多個均衡模塊設置多個第二電壓閾值，所述多個第二 電壓閾值相等。
【文檔編號】H01M10/44GK103855747SQ201210516922
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月5日 優先權日:2012年12月5日
【發明者】鞏小飛 申請人:凹凸電子（武漢）有限公司