專利名稱:優(yōu)化的雙向平衡方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
總的來說,本公開涉及電氣領(lǐng)域,更特別地涉及用于平衡電源的概念和技術(shù)。
背景技術(shù):
包含多個(gè)串聯(lián)電池組電池(battery cell)的大的、高壓電池組(battery)通常用于各種應(yīng)用,包括電動(dòng)車輛、大的工業(yè)備用電池和電網(wǎng)負(fù)荷平衡應(yīng)用。電池組(batterypack)的安全和壽命維護(hù)需要該電池組內(nèi)的所有電池被監(jiān)控和平衡,以使得每一個(gè)電池運(yùn)行在電池組的運(yùn)行壽命的固定的“充電狀態(tài)”(SOC)范圍。如果電池過量充電、放電太多或太快,或者單純的過熱,都會(huì)容易造成電池退化、著火或者甚至爆炸。由于電池典型地是不一致的,就存在電池間的不平衡的擔(dān)憂。例如,在S0C、電池放電率、阻抗、容量和溫度特性中可以存在差別。即使電池來自同一條生產(chǎn)線,也可以存在這些差別。弱電池(weak battery)(即具有固有的低容量、退化的容量或高內(nèi)部阻抗的電池)可比強(qiáng)電池(strong cell)充電和放電快。據(jù)此,在充電期間,弱電池會(huì)更快地達(dá)到一個(gè)預(yù)定的高電壓。同樣地,在放電期間,弱電池會(huì)更快地達(dá)到一個(gè)預(yù)定的低電壓。在這方面,通過相對長的充電和放電周期,弱電池會(huì)進(jìn)一步弱化。對串聯(lián)電池來說,電池組(即串聯(lián)電池)的總的有用的容量是受最弱的電池限制的??蓤?zhí)行電池平衡,以使每個(gè)電池的電壓或充電狀態(tài)隨著時(shí)間的推移而相等,以解決前述擔(dān)憂中的一些。典型地,使用被動(dòng)或主動(dòng)平衡執(zhí)行電池平衡。圖1示出了具有被動(dòng)平衡的電路。在被動(dòng)平衡中,可需要平衡的電池(即比普通電池的SOC高的電池)被放電,以使得該需要平衡的電池和其它電池的充電一致。然而,放電的能量以熱量消散。據(jù)此,被動(dòng)平衡是一種浪費(fèi)能量的方法,尤其是當(dāng)電池電壓彼此顯著不同的時(shí)候。在主動(dòng)平衡中,每一電池電壓(例如它的S0C)可以被分別測量。電容式的或電感式的電荷轉(zhuǎn)移被用來平衡每一個(gè)電池的電荷(而不是以熱量消散電荷)。據(jù)此,電源效率得以提高。在這方面,圖2a和2b分別示出了具有電容式和電感式電荷往復(fù)運(yùn)動(dòng)的(shuttling)主動(dòng)平衡的電路。無論圖2a還是2b的電路都不是可堆疊的或交錯(cuò)的。進(jìn)一步的,主動(dòng)平衡系統(tǒng)可以是單向的。在圖3的單向系統(tǒng)中,來自特定電池的電荷可以被增加或收回,但不能兩者都進(jìn)行,這使得平衡系統(tǒng)的平衡效率低下。進(jìn)一步的,現(xiàn)有技術(shù)中的主動(dòng)平衡系統(tǒng)不允許多個(gè)電池同時(shí)平衡,這使得它們的時(shí)間效率低下。在這方面,圖4示出了一種與典型的現(xiàn)有技術(shù)的方法一致的不可堆疊的、不同時(shí)的雙向平衡。據(jù)此,現(xiàn)有技術(shù)的方法典型地包括了零容量恢復(fù)、高平衡功率消散、長平衡時(shí)間和非最佳的能量恢復(fù)的局限性。進(jìn)一步的,大串的串聯(lián)電池存在隔離的I/o控制的要求??紤]到前文所述,希望具有用于串聯(lián)電池的時(shí)間和能量高效的雙向的平衡的方法和系統(tǒng)。也希望有一種方法和系統(tǒng)能夠通過電池組堆疊實(shí)現(xiàn)充電狀態(tài)(SOC)平衡同時(shí)減少平衡器能量消耗和整個(gè)的平衡器運(yùn)行時(shí)間。
附圖是闡釋實(shí)施例的。它們沒有闡釋所有實(shí)施例??梢栽黾有缘鼗蛱鎿Q性地使用其它實(shí)施例。省略了明顯的或者不需要的細(xì)節(jié)以節(jié)省空間或?yàn)榱烁行实年U述。一些實(shí)施例可能涉及額外的元件或步驟和/或沒有涉及闡釋到的所有元件或步驟。當(dāng)同一數(shù)字出現(xiàn)在不同的附圖中時(shí),它表示同一或相似的元件或步驟。圖1示出了具有被動(dòng)平衡的電路;圖2a為不可堆疊的、非交錯(cuò)的電容式電荷往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)平衡電路;圖2b為不可堆疊的、非交錯(cuò)的電感式電荷往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)平衡電路;圖3示出了具有單向的隔離的回掃平衡的兩個(gè)電路;圖4示出了具有不同時(shí)的、雙向的平衡電路;圖5示出了與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例相一致的具有6個(gè)電池的雙向的平衡器電路;圖6示出了與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例相一致的用于平衡多個(gè)交錯(cuò)的電池組的具有變壓器連接的電路;圖7為與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例相一致的示出了可堆疊的串行聯(lián)通的系統(tǒng)框圖;圖8示出了與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例相一致的用于電池電荷的平衡的示例性流程。
具體實(shí)施例現(xiàn)在描述闡釋性的實(shí)施例??梢栽黾有缘鼗蛱鎿Q性地使用其它實(shí)施例。省略了明顯的或者不需要的細(xì)節(jié)以節(jié)省空間或?yàn)榱烁行У拿枋?。一些?shí)施例可能涉及額外的元件或步驟和/或沒有涉及闡釋到的所有元件或步驟。圖5示出了與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例一致的、用于平衡多個(gè)電池子堆(sub-stack)的具有變壓器連接的電路。多個(gè)電池(即502-508)可以串聯(lián)地一個(gè)堆疊在另一個(gè)上面。平衡模塊510可包括多個(gè)雙向電池平衡器。例如,所述平衡模塊可包括六個(gè)這樣的電池平衡器。每一個(gè)平衡器使用預(yù)定的變壓器變比以在電池和相鄰的子堆(在任一方向)之間轉(zhuǎn)移電荷。例如,變壓器變比可以簡單地為1:1。無論電池組是正在充電還是正在放電,雙向平衡電路500能提供高效能的電池到子堆以及子堆到電池的電荷轉(zhuǎn)移。進(jìn)一步的,子堆內(nèi)的每一個(gè)電池(例如電池1-6)能夠同時(shí)被平衡。同時(shí)操作減少了平衡時(shí)間。的確,在平衡單個(gè)電池所花費(fèi)的時(shí)間內(nèi),子堆內(nèi)的多個(gè)電池能夠被平衡。在一個(gè)實(shí)施例中,與其它子堆(例如電池7-12)也能發(fā)生同時(shí)平衡。據(jù)此,在本實(shí)施例中,電池1-12被同時(shí)平衡。在一個(gè)實(shí)施例中,每一電池的變壓器(例如520)的初級側(cè)的第一端可以跨過地連接需被平衡的電池(例如502)。變壓器的初級側(cè)的第二端串聯(lián)一個(gè)晶體管(例如功率FET522)和一個(gè)電流檢測電阻(例如524)。每個(gè)變壓器(例如521)的次級側(cè)可與相鄰的電池連接。例如,相鄰的電池還可以在子堆的再上面,與晶體管(例如功率FET 523)串聯(lián)。次級側(cè)晶體管523具有和次級側(cè)晶體管523的源極連接的次級側(cè)電流檢測電阻(例如525)。每一次級側(cè)變壓器(例如521)繞組的電流檢測電阻(例如525)可參考子堆中的最低電壓的電池。在一個(gè)實(shí)施例中,次級側(cè)的最大電壓連接僅受次級側(cè)晶體管523的擊穿電壓的限制。進(jìn)一步的,對于每一平衡器的開/關(guān)狀態(tài)和電荷電流方向控制可以互相獨(dú)立。狀態(tài)和方向可以通過一個(gè)共同的可堆疊的串行端口 530傳送給每一集成電路。例如,菊花鏈?zhǔn)娇啥询B接口可允許通過單個(gè)的I/O端口 530控制所有平衡器而不受電池組堆中串聯(lián)的電池?cái)?shù)量的限制。這種特征在后面將會(huì)更詳細(xì)的討論。平衡方法可包括準(zhǔn)確地確定組中的每一個(gè)電池的相對的SOC (例如,通過準(zhǔn)確地測量單個(gè)電池電壓和/或電池溫度和/或電池阻抗或任一其它的有用的電池參數(shù))的測量或監(jiān)測系統(tǒng)。與其它的平衡拓?fù)湎啾?,雙向主動(dòng)平衡方法在平衡時(shí)間和平衡能量消耗方面提供了重大的改進(jìn)。優(yōu)化整個(gè)平衡器的運(yùn)行時(shí)間(即減少需要達(dá)到SOC平衡的整個(gè)運(yùn)行時(shí)間)進(jìn)一步提高了平衡性能,該平衡性能由平衡器消耗的能量、電池組包恢復(fù)的能量等衡量。雙向拓?fù)湓趩蝹€(gè)電池和相鄰的電池的組(子堆)之間轉(zhuǎn)移電荷。在雙向系統(tǒng)中,電荷以任一方向在電池和它的子堆或相鄰的子堆之間移動(dòng)以達(dá)到SOC平衡。由于電池的SOC在整個(gè)電池組堆中能夠被理想地匹配,子堆可以交錯(cuò)地在整個(gè)電池堆中提供電荷轉(zhuǎn)移路徑。例如,由于任一單個(gè)電池平衡操作影響相鄰的電池和子堆的充電狀態(tài),所以交錯(cuò)平衡電池系統(tǒng)是一個(gè)反復(fù)的過程。不同的算法可用于達(dá)到整個(gè)電池組堆的SOC平衡。然而,確定最小的平衡時(shí)間(和從每個(gè)電池的角度來看的電荷轉(zhuǎn)移方向)包括基于預(yù)定的平衡器參數(shù)(例如平衡電流 和傳輸效率)和每一個(gè)電池的相對的SOC的初始測量值進(jìn)行反復(fù)的預(yù)測和修正計(jì)算。在一個(gè)實(shí)施例中,每個(gè)電池的初始電池容量(即最大電池容量)是確定的。一個(gè)電池和電池組堆內(nèi)的平均電池之間的電荷差(AQ)取決于SOC和最大Q值電池的容量,因?yàn)棣玅值是一個(gè)絕對值。ΛQ和最大Q值電池將會(huì)在后續(xù)的部分中詳細(xì)討論。圖7為闡釋與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例相一致的、可堆疊的串行通信的簡化的系統(tǒng)簡圖。例如,為了確定電荷轉(zhuǎn)移需求,至少一個(gè)與微處理器706連接的監(jiān)測模塊(例如702和704),可首先確定對于每一子堆(即710-716)中的每一電池的平均S0C。電池的電壓提供了電池的充電狀態(tài)(SOC)的測量。如果所有電池具有相似的容量,具有最低的充電狀態(tài)的電池(即最弱的電池)可接收來自它的子堆的多余電荷作為一次修正。例如,整個(gè)子堆可用來提供電荷給該子堆內(nèi)的較弱電池。據(jù)此,整個(gè)子堆無需多余的調(diào)整即可正常循環(huán)。然而,如果電池具有不同于正常電池的容量(例如被損壞的或者退化的),該電池可以不同于正常電池的速率充電。那是因?yàn)榫哂休^少容量的電池比正常電池更快充電(比正常電池更快達(dá)到較高電壓和更快達(dá)到較低電壓)。例如,在電池組堆的充電周期內(nèi),利用平衡,較弱電池比正常電池接收到更少的電荷,因而允許電池組堆內(nèi)的所有電池在充電周期結(jié)束時(shí)達(dá)到同樣的SOC。
在一個(gè)實(shí)施例中,為了保持電池壽命,電池在70%的SOC時(shí)被認(rèn)為是充足電,在30%的SOC時(shí)被認(rèn)為是放掉了足夠的電。據(jù)此,在充電周期內(nèi),電池組堆的正常電池和有缺陷的電池將同時(shí)充電至70 %的SOC。同樣地,在放電周期內(nèi),正常電池和有缺陷的電池將大致同時(shí)放電至30%的SOC。如上面所討論的,監(jiān)測模塊702和704可監(jiān)測每一電池的S0C。系統(tǒng)中的每一平衡器(即710-716)可以由微處理器706通過單一可堆疊的通信接口 720控制。不考慮串聯(lián)的電池組中的電池?cái)?shù)量,這種菊花鏈?zhǔn)娇啥询B的接口允許平衡器710-716通過單個(gè)通信接口(I/O接口 720)被控制。據(jù)此,無需額外的數(shù)字隔離器,理論上無數(shù)量限制的電池可從單個(gè)通信端口被支持。圖6示出了與本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例相一致的、用于平衡多個(gè)電池組子堆的具有變壓器連接的電路。每一電池的子堆(例如電池1-6)與相鄰的子堆(例如電池7-12)串聯(lián)。子堆內(nèi)的每一電池具有對應(yīng)的、與變壓器相連的變壓器的初級側(cè)。借助示例,變壓器601-606的初級側(cè)連接跨過(across)最低電壓的子堆內(nèi)的六個(gè)電池的每一個(gè),例如,變壓器601的初級側(cè)跨過電池1,變壓器602的初級側(cè)跨過電池2,等等。進(jìn)一步的,所述變壓器連接的每一對應(yīng)的次級側(cè)以交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)跨過相同的子堆(即電池1-6)以及穿過相鄰的更高電壓的子堆(即電池7-12)。據(jù)此,在該示例中,電池7-12分別與變壓器607-612相連。變壓器607-612的次級側(cè)的線圈與電池7-12和電池13-18相連。在該示例中,假設(shè)電池25-30的平均SOC強(qiáng)而電池7-12的平均SOC弱,來自電池25-30(即強(qiáng)子堆)的電荷將通過以下步驟轉(zhuǎn)移到電池7-12(即弱子堆)1、給電池19-24充電變壓器619-624的次 級側(cè)通過它的初級線圈從強(qiáng)子堆轉(zhuǎn)移電荷至電池19-24(即第一中間子堆)。2、給電池13-18充電變壓器613-618的次級側(cè)從第一中間子堆轉(zhuǎn)移電荷至電池13-18(即第二中間子堆)。3、給電池7-12充電變壓器607-612的次級側(cè)從第二中間子堆轉(zhuǎn)移電荷至所述弱子堆。于是,通過變壓器的初級側(cè)以交叉方式跨坐每一子堆內(nèi)的電池和通過次級側(cè)以交叉方式跨坐組合多個(gè)(例如2個(gè))子堆,任一子堆能共享另一子堆的電荷,即使所述另一子堆不與所述弱(或強(qiáng))子堆相鄰。關(guān)于交錯(cuò)子堆,這里提供的示例闡釋了變壓器的次級側(cè)跨過兩個(gè)子堆連接。借鑒說明書,本領(lǐng)域技術(shù)人員將懂得,變壓器的次級側(cè)能跨過連接與所期望的一樣多的、相鄰的子堆。例如,跨過連接多個(gè)子堆可提高在每一平衡器基礎(chǔ)上的電荷的再分配。在這方面,來自放電電池的電荷回流電流再分配給更多數(shù)量的次級側(cè)電池。同樣地,正被充電的電池的電荷供應(yīng)電流源自更多數(shù)量的相鄰的電池。相應(yīng)的,次級側(cè)子堆的“放電”得以被最小化。因而,當(dāng)平衡某一電池時(shí),其它電池受到的影響盡可能的小。在一個(gè)例子中,這是通過增加次級側(cè)的電池的數(shù)量達(dá)到的。進(jìn)一步的,盡管每一子堆示例有六個(gè)電池,電池的數(shù)量能為任一數(shù)字N,在這里N彡2。上面描述的關(guān)于平衡多個(gè)子堆的概念也能應(yīng)用到平衡單個(gè)子堆內(nèi)的電池。借助示例,假設(shè)圖5中的電池1 (502)在子堆內(nèi)是一個(gè)弱電池,該子堆包含電池1-6,正常電池2-6能通過它們各自的變壓器提供它們的部分電荷給弱電池I。通過交替打開和關(guān)閉連接在變壓器初級側(cè)和次級側(cè)的電源開關(guān)(例如522,523)完成電荷轉(zhuǎn)移。當(dāng)變壓器相串聯(lián)的電源開關(guān)打開時(shí),這允許變壓器(電荷供應(yīng)側(cè))的繞組內(nèi)的電流斜坡上升,然后,當(dāng)電荷供應(yīng)側(cè)的開關(guān)關(guān)閉時(shí),由于變壓器磁芯內(nèi)儲(chǔ)存的能量,另一繞組(電荷回收側(cè))內(nèi)的電流斜坡下降。在這一點(diǎn)上,變壓器(連接電池或子堆)的電荷回流側(cè)的電源開關(guān)打開以為回流電流流動(dòng)提供低阻抗路徑。回流電流也可通過回流側(cè)電源開關(guān)的體二極管導(dǎo)流。因此,即使回流側(cè)的開關(guān)沒有打開,電流也流動(dòng)。這個(gè)循環(huán)重復(fù)直至轉(zhuǎn)移了足夠的電荷,轉(zhuǎn)移的電荷由所述各個(gè)監(jiān)測模塊(例如702和704)確定。每一平衡器的逐周期的電荷轉(zhuǎn)移控制通過借助串聯(lián)的檢測電阻(例如524,525)直接檢測變壓器繞組電流完成。一旦流過檢測電阻的電流斜坡達(dá)到一個(gè)預(yù)定的峰值電壓(即流經(jīng)電荷供應(yīng)側(cè)變壓器繞組、電源開關(guān)和檢測電阻的電流達(dá)到一個(gè)預(yù)定的最大值),電荷供應(yīng)側(cè)的電源開關(guān)關(guān)閉。電荷回流側(cè)電流允許流動(dòng)直至回流側(cè)電流減少到O或接近O (可以通過跨過回流側(cè)檢測電阻的電壓降指示),然后該循環(huán)可以重復(fù)。可替換的,允許電流在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間內(nèi)流經(jīng)供應(yīng)側(cè)電源開關(guān)。在這種情況下峰值電流由供應(yīng)側(cè)的打開時(shí)間和供應(yīng)側(cè)的繞組的電感確定。和前面一樣,回流側(cè)電流流動(dòng)一個(gè)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間(足夠使電流衰減到O或接近O),直至它衰減到O或者接近O。圖8示出了用于平衡所有電池的充電狀態(tài)的示例性的流程800。該方法以步驟802開始,并且包括兩個(gè)循環(huán)。在第一個(gè)循環(huán)的步驟804,確定了電池組堆里的每個(gè)電池的S0C。例如,電池組堆可包括多個(gè)交錯(cuò)的子堆。從這個(gè)確定,可計(jì)算出電池組堆的平均的充電狀態(tài)。例如,平均的充電狀態(tài)由將每個(gè)電池(例如在每個(gè)子堆內(nèi))增加的充電狀態(tài)的相加在一起然后除以整個(gè)電池組堆里的電池的數(shù)目確定。平均的充電狀態(tài)用于計(jì)算一個(gè)電池和電池組堆內(nèi)的一個(gè)平均電池的電荷差(AQ)。換句話說,AQ是需要增加到一個(gè)電池(或者從一個(gè)電池移除)的電荷以匹配電池組堆的平均的S0C。每個(gè)電池都進(jìn)行AQ的計(jì)算。如果有多個(gè)子堆,則該計(jì)算能夠一次由一 個(gè)子堆執(zhí)行或者多個(gè)子堆同時(shí)執(zhí)行。相應(yīng)的,每個(gè)電池的SOC的確定包括每個(gè)電池的實(shí)際容量的確定。每個(gè)電池的SOC和容量用于確定AQ,AQ是一個(gè)絕對值。據(jù)此,如果電池的SOC確定了,隱含地也就知道了所述電池的容量。在步驟806中,每個(gè)電池的充電時(shí)間和放電時(shí)間為何的確定應(yīng)當(dāng)基于Λ Q和IBAL(其中,AQ/Ibal=時(shí)間)。在步驟807中,基于前面的步驟,確定最小Q值的電池和最大Q值的電池。例如,最小Q值的電池是增加最多的電荷的電池,而最大Q值的電池是移除最多的電荷的電池,以更加接近于平均S0C。最小/最大Q值與電池的當(dāng)前電荷水平相對于匹配電池組堆內(nèi)的所有電池的平均SOC水平的電荷水平相關(guān)。例如,當(dāng)完全被放電了時(shí),電池處于0%的充電狀態(tài);在完全充電時(shí),電池處于100%的充電狀態(tài)水平。如前面討論的,電池的電荷的平衡(例如最小和最大Q值電池)影響相鄰的電池的電荷。那是因?yàn)殡姾赊D(zhuǎn)移至其中的電池從它的相鄰的電池接收電荷。同樣地,對于一個(gè)強(qiáng)電池來說,移除的電荷由此進(jìn)入到相鄰的電池。因此,任何平衡影響子堆中的所有電池和在變壓器次級側(cè)繞組內(nèi)的相鄰的子堆。在一個(gè)實(shí)施例中,當(dāng)計(jì)算每一個(gè)電池的電荷再分配,該計(jì)算是基于由于僅“平衡”最小/最大Q值的電池的電荷再分配。那是因?yàn)樽钚『妥畲驫值電池從相鄰電池轉(zhuǎn)移最多的電荷和轉(zhuǎn)移最多的電荷到相鄰電池。限于最小/最大Q值電池的模擬平衡以確保在每次循環(huán)的計(jì)算中,系統(tǒng)接近于使每個(gè)電池平衡。例如,限于最小/最大Q值電池的模擬平衡以確保算法收斂。確實(shí),如果模擬平衡不被限制于最小/最大Q值電池,將會(huì)出現(xiàn)電荷簡單地在相鄰的電池間來回轉(zhuǎn)移的情況,并僅僅產(chǎn)生電池組堆內(nèi)的整個(gè)充電狀態(tài)平衡的增量的改進(jìn)。相反,限于電池組堆內(nèi)的最小/最大Q值電池的模擬平衡一般可確保收斂。在步驟S808中,每個(gè)電池的SOC在計(jì)算了電荷再分配后計(jì)算。該計(jì)算不同于上面討論的步驟804的SOC的物理測量。那是因?yàn)樵诓襟E808中,SOC是基于理論的電荷分配的數(shù)學(xué)計(jì)算,而在步驟804中是一種物理測量。在步驟810中,確定每個(gè)電池的SOC是否小于或等于預(yù)定的第一閾值。如果每個(gè)電池的SOC誤差不小于或等于預(yù)定的第一閾值,則循環(huán)的計(jì)算過程通過回到步驟804繼續(xù)。換句話說,如果電池和平均電池之間的SOC誤差太大,則第一循環(huán)重復(fù)。然而,如果每個(gè)電池的SOC在預(yù)定的第一閾值內(nèi),則該方法繼續(xù)計(jì)算所有循環(huán)的每個(gè)平衡器的累積的充電和放電時(shí)間(即步驟812)。由于平衡一個(gè)電池會(huì)影響到相鄰電池的充電狀態(tài),在一個(gè)反復(fù)中需要額外的電荷的電池在下一個(gè)重復(fù)中可能需要移除電荷,在該下一個(gè)反復(fù)中接著平衡相鄰的電池。在多個(gè)反復(fù)后達(dá)到SOC平衡的電池的充電和放電的量是SOC誤差分配和相鄰電池的相對的電池容量的函數(shù),并可以根據(jù)電池組堆與電池組堆的不同而不同。步驟812是第二個(gè)計(jì)算循環(huán)的部分。在該步驟中,確定來自循環(huán)I的每個(gè)平衡器的凈充電/放電時(shí)間。例如,如果平衡器I需要7分鐘充電和I分鐘放電,7-1提供6分鐘的充電和O分鐘的放電。在步驟814中,每個(gè)電池的初始電池SOC值(即在循環(huán)I中任一模擬“平衡”之前的值)被利用,且凈充電/放電時(shí)間被應(yīng) 用到每一個(gè)平衡器。在一個(gè)實(shí)施例中,由于在一個(gè)封閉的平衡系統(tǒng)中的電荷的守恒,電池組堆中的所有電池被計(jì)算上的同時(shí)重新平衡。再次強(qiáng)調(diào),這是在計(jì)算水平上的操作(電荷在物理上還沒有被再分配)。在步驟816中,利用步驟814中的初始電池SOC值(即在循環(huán)I中任一模擬“平衡”之前的值),在凈時(shí)間用于計(jì)算上的重新平衡后,重新計(jì)算電池組堆中每個(gè)電池的S0C。因此,所有由此產(chǎn)生的電荷再分配都被解釋。在這個(gè)階段,根據(jù)需要僅利用每個(gè)平衡器的充電或放電時(shí)間,用于所有電池的計(jì)算的SOC水平比步驟804時(shí)更接近于平衡。在步驟818中,確定SOC誤差是否足夠小(小于或等于第二預(yù)定閾值)。第二預(yù)定閾值可以等于或大于第一預(yù)定閾值的大小。如果SOC不小于或等于所述第二預(yù)定閾值,則該方法以第一循環(huán)的步驟804繼續(xù),在該循環(huán)中,充電和放電時(shí)間的初始值和用于計(jì)算每個(gè)電池的Λ Q值的每個(gè)電池的初始SOC值是基于步驟812和816的數(shù)學(xué)結(jié)果。所有步驟804的后續(xù)執(zhí)行都是相同地被執(zhí)行。例如,僅第一執(zhí)行利用實(shí)際的電池組堆測量來確定AQ值。后續(xù)的重復(fù)是基于步驟816中計(jì)算的每個(gè)電池的電荷。然而,如果SOC誤差小于或等于第二預(yù)定閾值,則基于對每個(gè)電池的先前計(jì)算出的值平衡電池(即步驟820)。現(xiàn)在來討論第二預(yù)定閾值和第一預(yù)定閾值之間的關(guān)系是很有幫助的。例如,當(dāng)凈充電/放電時(shí)間用于循環(huán)2的開始(即步驟812),SOC平衡會(huì)實(shí)際上更糟或停留在原地。因此,如果第二閾值更小(即需要用更小的SOC誤差來退出循環(huán)),則可以設(shè)立一個(gè)無限循環(huán)。因此,典型地,第二預(yù)定閾值大于第一預(yù)定閾值的大小。由此產(chǎn)生的凈充電(CHG)和放電(DCHG)時(shí)間表示每個(gè)平衡器的最小平衡器運(yùn)行時(shí)間。這些是基于最初測量的SOC水平、假定的(測量的)平衡電流和平衡器效率,以在任一具體的時(shí)間點(diǎn)達(dá)到給定的電池組堆的平衡的S0C。平衡器串行地或同時(shí)運(yùn)行,以產(chǎn)生達(dá)到SOC平衡的時(shí)間。前述方法提供了一種用于包括2個(gè)或更多子堆的交錯(cuò)拓?fù)涞碾姵氐钠胶獾膬?yōu)化。在這方面,平衡器運(yùn)行以達(dá)到整個(gè)電池組堆的SOC平衡的合計(jì)時(shí)間減少了。例如,電荷守恒和疊加允許同時(shí)的平衡器操作。相應(yīng)的,容量可以被最大地恢復(fù),而整個(gè)平衡器運(yùn)行時(shí)間和能耗被最小化。因此,該方法基于每個(gè)平衡器的預(yù)定的平衡電流計(jì)算和最小化平衡時(shí)間和最小化平衡器能耗。多余的平衡步驟可以包括在第一循環(huán)中。因此,第一循環(huán)提供SOC平衡,但是仍會(huì)包括多余的平衡步驟。在這方面,第二循環(huán)用于通過去除多余的平衡步驟優(yōu)化運(yùn)行時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中,當(dāng)電池組堆充電和/或放電,電池被平衡,這樣所有電池在電池組堆充電/放電終點(diǎn)達(dá)到SOC平衡。如前面討論的,30%的SOC水平可以表示最小的充電狀態(tài)(當(dāng)電池組堆放電時(shí)達(dá)到)和70%容量的SOC水平表示最大的充電狀態(tài)(當(dāng)電池組堆充電時(shí)達(dá)到)。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)容易的認(rèn)識(shí)到基于電池的類型和其他具體條件可以利用其它值。通過預(yù)測充電和放電時(shí)間以在運(yùn)行終點(diǎn)達(dá)到平衡,可確定電池組堆充電和放電周期內(nèi)的最小平衡器運(yùn)行時(shí)間。例如,計(jì)算電池SOC誤差的推斷值可包括每個(gè)電池的容量(即完全充滿電時(shí)的容量)、電流SOC和所有電池的剩余容量。對于這個(gè)例子,也假定電池組堆充電和放電電流平等地用于每個(gè)電池。應(yīng)該注意到,在這個(gè)例子中,充電和放電電流并非平衡電流。這些電流而是指整個(gè)電池組堆的負(fù)載和充電電流(例如認(rèn)為電池組堆是一個(gè)單一電池組)。用于當(dāng)電池組堆在充電或放電時(shí)確定終點(diǎn)平衡的方法會(huì)在下面詳細(xì)描述。通過舉例,下面描述當(dāng)所有電池的平均SOC達(dá)到70%時(shí)如何確定每個(gè)電池的推斷的剩余容量和每個(gè)電池的推斷的S0C。利用電池組監(jiān)測系統(tǒng)(BMS)的電池的剩余容量(A*hrs)按以下確定剩余容量=(當(dāng)前S0C) *(電池最大容量)接下來,增加到每個(gè)電池的、用于使電池組堆達(dá)到70% SOC的終點(diǎn)(平均的)的電荷如此計(jì)算增加的容量=(O. 70-電池組堆平均S0C) * (電池組堆平均最大容量)推斷的每個(gè)電池的“70%”容量、“70%” SOC按下面的計(jì)算“70%”容量=(剩余容量)+ (增加的容量)“ 70 % ” SOC = ( “ 70 % ” 容量)/ (電池最大容量)“70% ”S0C誤差和用于修正這些誤差的額外的充電/放電平衡時(shí)間可以利用上面討論的方法計(jì)算。同樣地,推斷的“30%”終點(diǎn)SOC誤差也可以計(jì)算。例如,利用BMS的每個(gè)電池的剩余容量(A*hrs)按以下確定剩余容量=(當(dāng)前S0C) *(電池最大容量)進(jìn)一步地,從每個(gè)電池移除的、用于使電池組堆達(dá)到30% SOC終點(diǎn)(平均的)的電荷可按以下計(jì)算
移除的容量=(電池組堆平均S0C-0. 30) * (電池組堆平均最大容量)推斷的每個(gè)電池的“30%”容量、“30%” SOC可按以下計(jì)算“30%”容量=(剩余容量)_(移除的容量)“ 30 % ” SOC = ( “ 30 % ” 容量)/ (電池最大容量)“30% ”S0C誤差和用于修正這些誤差的額外的充電/放電平衡時(shí)間可以利用上面討論的同樣的方法計(jì)算。在一個(gè)實(shí)施例中,關(guān)于“30%”/ “70%”平衡占空因數(shù)(BDF),一旦計(jì)算出用于在一個(gè)或其它SOC終點(diǎn)達(dá)到平衡的充電/放電平衡時(shí)間,根據(jù)電池組堆充電/放電有多快,平衡器可以運(yùn)行在“按需”的基礎(chǔ)上。平衡器開啟時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間的比例(即占空因數(shù))可以基于以每個(gè)平衡器為基礎(chǔ)的下面的比例確定“30%”占空因數(shù)=(“30%”平衡時(shí)間)/(達(dá)到30%平均SOC的電池組堆放電時(shí)間)“70%”占空因數(shù)=(“70%”平衡時(shí)間)/(達(dá)到70%平均SOC的電池組堆充電時(shí)間)30%和70%平衡占空因數(shù)表示當(dāng)電池組堆終點(diǎn)達(dá)到30%或70%平均SOC時(shí)每個(gè)平衡器運(yùn)行以提供所有電池達(dá)到SOC平衡的時(shí)間比。該開啟時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間的比例隨整個(gè)電池組堆負(fù)載和電池組堆充電電流變化。例如,如果電池組堆充電或放電慢,則30% /70%占空因數(shù)低。因此,平衡器根本不需要經(jīng)常運(yùn)行。例如,假定充電和放電電流的未來的方向是不知道的,一個(gè)合理的方法是僅當(dāng)占空因數(shù)等于一些值時(shí)運(yùn)行該平衡器,該一些值接近于但小于100%,所以,它保證平衡器在到達(dá)SOC極限前有足夠的時(shí)間來完成它們的任務(wù)。以這種方式,除非和直到需要在達(dá)到更低的SOC極限的情況下延長所述電池組堆的運(yùn)行時(shí)間或在達(dá)到更高的SOC極限的情況下保護(hù)電池不被過量充電,平衡器不會(huì)消耗任何容量。電池組堆終點(diǎn)達(dá)到30% /70%平均SOC的時(shí)間如下地基于電池組堆平均電池容量(即電池組堆中每個(gè)電池的平均容量)、電池組堆平均SOC和電池組堆充電和放電電流電池組堆達(dá)到30%平均SOC的放電時(shí)間=(平均S0C-0.30)*電池組堆平均電池容量/電池組堆放電電流電池組堆達(dá)到70%平均SOC的充電時(shí)間=(O. 70-平均S0C) *電池組堆平均電池容量/電池組堆充電電流例如,I)基于推斷的終點(diǎn)SOC誤差預(yù)測和平衡和2)基于“30% /70% "BDF的根據(jù)需要的平衡的優(yōu)勢在于在完整的電池組堆充電和放電終點(diǎn)達(dá)到SOC平衡的累計(jì)的平衡器運(yùn)行時(shí)間最小化。在這方面,由于電池組堆充電對放電的整個(gè)(凈)方向和相應(yīng)的電池組堆平均SOC變化,相應(yīng)的平衡時(shí)間(和方向)也變化。雖然在上面的例子中討論了單個(gè)有缺陷的電池,參照本公開,本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到這里揭露的同樣的概念能夠應(yīng)用到同樣的子堆或電池組堆中的多個(gè)有缺陷的電池。術(shù)語“堆”和“子堆”在這里可互換地用來廣泛地指相鄰的電池的組。進(jìn)一步地,在一些實(shí)施例中,電池組堆可包括多個(gè)子堆。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的揭露應(yīng)該容易地認(rèn)識(shí)到這里討論的方法能夠延伸以包括交錯(cuò)的子堆的組,所述子堆包括作為一個(gè)整體的電池組堆。上面概述的教導(dǎo)可以作為處理來自應(yīng)用到計(jì)算機(jī)的測量工具的數(shù)據(jù)的方法,用來提供電池上的電荷平衡。該教導(dǎo)也可以具體應(yīng)用在軟件產(chǎn)品,實(shí)質(zhì)上是程序,用來使計(jì)算機(jī)或其他數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行上面概括的數(shù)據(jù)處理。術(shù)語例如“機(jī)器可讀介質(zhì)”和“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”指參與到提供可編程微處理器的指令和/或數(shù)據(jù)的任一介質(zhì),例如處理電荷測量數(shù)據(jù)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的CPU,服務(wù)器或主機(jī)。這種介質(zhì)可以是多種形式,包括但不限于,非揮發(fā)性介質(zhì)、可揮發(fā)性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。例如,非揮發(fā)性介質(zhì)包括光盤或磁盤。揮發(fā)性介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器,例如主存儲(chǔ)器或緩存。物理傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、銅線和光纖,包括網(wǎng)絡(luò)的有線和無線連接和包括在計(jì)算機(jī)或類似的內(nèi)部的總線的線路。然而,傳輸介質(zhì)也能夠采用例如那些在光的、射頻(RF)和紅外(IR)的數(shù)據(jù)通信中的電子或電磁信號、或聲波或光波的形式。討論的元件、步驟、特征、對象、益處和優(yōu)勢僅僅是解釋性的。它們中的任意一個(gè),以及有關(guān)它們的討論都不是意圖于以任何方式限制保護(hù)范圍。也可考慮到許多其它實(shí)施例。這些包括具有更少的、額外的、和/或不同的元件、步驟、特征、對象、益處和優(yōu)勢的實(shí)施例。這些也包含元件和/或步驟不同組合和/或排列的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種電池組平衡系統(tǒng),包括 多個(gè)串聯(lián)的電池,其中,所述多個(gè)電池包括最小Q值電池和最大Q值電池; 用于每個(gè)電池的平衡器; 用于確定每個(gè)電池的充電狀態(tài)(SOC)的監(jiān)測器; 微處理器,用于 基于最小Q值電池和最大Q值電池的理論平衡反復(fù)地計(jì)算每個(gè)電池的SOC誤差,直到每個(gè)電池的SOC誤差小于或等于預(yù)定的第一閾值; 當(dāng)所述SOC誤差小于或等于預(yù)定的第一閾值,利用計(jì)算出的凈充電或放電時(shí)間為每個(gè)平衡器反復(fù)地重新計(jì)算每個(gè)電池的SOC誤差,直到每個(gè)電池的SOC誤差小于或等于預(yù)定的第二閾值;以及 當(dāng)所述SOC誤差小于或等于預(yù)定的第二閾值,通過增加電荷到每個(gè)各自的電池或從每個(gè)各自的電池移除電荷來基于各自的計(jì)算出的凈充電或放電時(shí)間指示每個(gè)平衡器物理上平衡每個(gè)各自的電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組平衡系統(tǒng),其中,所述微處理器進(jìn)一步用于 指示監(jiān)測器確定每個(gè)電池的第一 SOC ; 計(jì)算多個(gè)電池的平均的SOC ; 計(jì)算每個(gè)電池和所述平均的SOC之間的電荷差(AQ);以及 計(jì)算電池組中的每個(gè)電池的充電或放電時(shí)間使得每個(gè)電池匹配所述平均的SOC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組平衡系統(tǒng),其中,所述最小Q值電池是需要增加最多電荷的電池,以及所述最大Q值電池是需要移除最大量電荷的電池,以達(dá)到所述平均的S0C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組平衡系統(tǒng),其中 所述最小Q值電池需要來自所述電池組的最大量的電荷以匹配所述平均的SOC ;以及 所述最大Q值電池需要提供最大量的電荷給所述電池組以匹配所述平均的S0C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組平衡系統(tǒng),其中,所述電池組包括多個(gè)串聯(lián)的子堆。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組平衡系統(tǒng),其中,所有子堆同時(shí)被平衡。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組平衡系統(tǒng),其中,每個(gè)子堆依次被平衡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組平衡系統(tǒng),其中,所述第一閾值的大小等于所述第二閾值的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組平衡系統(tǒng),其中,所述第一閾值的大小小于所述第二閾值的大小。
10.一種平衡電池組堆的方法,所述方法包括 執(zhí)行第一循環(huán)的計(jì)算 確定所述電池組堆中的每個(gè)電池的第一充電狀態(tài)(SOC); 計(jì)算所述電池組堆的平均的SOC ; 計(jì)算每個(gè)電池和所述電池組堆的平均的SOC之間的電荷差(Λ Q); 計(jì)算所述電池組堆中的每個(gè)電池的充電或放電時(shí)間以使得每個(gè)電池匹配所述電池組堆的平均的SOC ; 基于每個(gè)電池的所述AQ確定最小Q值電池和最大Q值電池; 基于計(jì)算出的所述電池組堆的所述最小Q值電池和最大Q值電池的平衡,計(jì)算所述電池組堆中每個(gè)電池的電荷分配; 基于所述計(jì)算出的所述最小Q值電池和最大Q值電池的平衡,計(jì)算所述電池組堆中每個(gè)電池的第二 SOC; 通過計(jì)算所述電池的第二 SOC和平均SOC之間的百分比差,確定所述電池組堆中的每個(gè)電池的SOC誤差;以及 如果所述SOC誤差的大小高于預(yù)定的閾值,則回到計(jì)算所述電池組堆中的每個(gè)電池的所述AQ的步驟;否則, 計(jì)算每個(gè)平衡器的累積充電和放電時(shí)間;以及 當(dāng)所述計(jì)算出的SOC小于或等于所述預(yù)定的第一閾值,則執(zhí)行第二循環(huán)的計(jì)算 基于第一循環(huán)的計(jì)算計(jì)算用于每個(gè)電池的凈充電或放電時(shí)間; 基于第一循環(huán)的計(jì)算和每個(gè)電池的確定的第一 S0C,利用用于每個(gè)電池的凈充電/放電時(shí)間計(jì)算上地重新平衡每個(gè)電池; 計(jì)算所述電池組堆中的每個(gè)電池的理論上的第三SOC ; 如果所述電池組堆中的任一電池的大小大于預(yù)定的第二閾值,則利用每個(gè)電池的理論上的所述第三S0C,回到所述第一循環(huán)的計(jì)算用于的電池組堆平均的SOC的步驟;否則, 各自基于每個(gè)電池的凈充電或放電時(shí)間,通過增加電荷到每個(gè)電池或從每個(gè)電池移除電荷,物理上地平衡每個(gè)電池。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,計(jì)算用于所述電池組堆中的每個(gè)電池的充電或放電時(shí)間是基于每個(gè)電池的λ Q和平衡電流(IbaD。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,所述最小Q值電池是需要增加最多電荷的電池,以及最大Q值電池是需要移除最大量電荷的電池,以達(dá)到所述電池組堆的平均的S0C。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中 所述最小Q值電池需要來自電池組堆的最大量的電荷以匹配所述平均的SOC ;以及 所述最大Q值電池需要提供最大量的電荷給電池組堆以匹配所述平均的S0C。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,所述電池組堆包括多個(gè)串聯(lián)的子堆。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,所有子堆同時(shí)被平衡。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,每個(gè)子堆依次被平衡。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,每個(gè)電池的所述AQ的計(jì)算同時(shí)執(zhí)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,所述第一閾值的大小等于所述第二閾值的大小。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,所述第一閾值的大小小于所述第二閾值的大小。
20.一種平衡電池組堆的方法,該方法包括 在第一計(jì)算循環(huán)中 確定所述電池堆組中的每個(gè)電池的第一充電狀態(tài)(SOC); 計(jì)算所述電池堆組的平均的SOC ; 計(jì)算所述電池堆組中增加到每個(gè)電池的電荷或從每個(gè)電池移除的電荷,以使得所述電池組堆中的每個(gè)電池由此產(chǎn)生的電荷接近于所述電池組堆的所述平均的SOC ; 基于計(jì)算出的增加到所述電池組堆中的每個(gè)電池的電荷或從每個(gè)電池移除的電荷,模擬電荷的再分配; 基于模擬的電荷再分配計(jì)算每個(gè)電池的第二 SOC ; 通過回到用于所述電池組堆的平均的SOC的計(jì)算的步驟,反復(fù)的重復(fù)所述第一循環(huán),直到每個(gè)電池的SOC誤差在預(yù)定的第一閾值內(nèi);其中,在每次反復(fù)中,每個(gè)電池的充電或放電時(shí)間被重新記錄; 在第二計(jì)算循環(huán)中 基于來自所述第一計(jì)算循環(huán)中記錄的每個(gè)電池的反復(fù)的充電或放電時(shí)間計(jì)算結(jié)果,通過計(jì)算每個(gè)電池的凈充電或放電時(shí)間,減少所述電池組堆中每個(gè)電池的電荷平衡時(shí)間;基于減少的電荷平衡時(shí)間和每個(gè)電池的所述第一 S0C,模擬每個(gè)電池的平衡; 確定所述電池組堆中每個(gè)電池的新的SOC誤差;以及 如果所述新的SOC誤差的大小大于預(yù)定的第二閾值,則通過回到計(jì)算增加到所述電池組堆中的每個(gè)電池的電荷或從每個(gè)電池移除的電荷的步驟,重復(fù)所述第一循環(huán)的計(jì)算,以使得所述電池組堆中的每個(gè)電池中的由此產(chǎn)生的電荷接近于所述電池組堆的所述平均的SOC ; 否則,基于所述凈充電或放電時(shí)間,平衡所述電池組堆中的每個(gè)電池。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,模擬所述電池組堆中的每個(gè)電池的電荷再分配是基于 計(jì)算每個(gè)電池和用于所述電池組堆的平均的SOC之間的電荷差(AQ); 基于每個(gè)電池的所述AQ,確定最小Q值電池和最大Q值電池; 計(jì)算用于電池組堆的最小Q值電池和最大Q值電池的平衡;以及 計(jì)算所述電池組堆中的每個(gè)電池的充電或放電時(shí)間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中,計(jì)算用于所述電池組堆中的每個(gè)電池的充電或放電時(shí)間是基于每個(gè)電池的Λ Q和平衡電流(IbaJ。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中,所述最小Q值電池是需要增加最多電荷的電池,以及最大Q值電池是需要移除最大量電荷的電池,以達(dá)到所述電池組堆平均的S0C。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,所述電池組堆包括多個(gè)串聯(lián)的子堆。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法,其中,所有子堆同時(shí)被平衡。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法,其中,每個(gè)子堆依次被平衡。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法,其中,每個(gè)電池的所述AQ的計(jì)算同時(shí)執(zhí)行。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,所述第一閾值的大小等于所述第二閾值的大小。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,所述第一閾值的大小小于所述第二閾值的大小。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種電池組平衡方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個(gè)串聯(lián)的電池、每個(gè)電池的平衡器、用于確定每個(gè)電池的充電狀態(tài)(SOC)的監(jiān)測器和微處理器。該微處理器用于執(zhí)行多個(gè)功能基于最小Q值電池和最大Q值電池的理論平衡循環(huán)地計(jì)算SOC誤差直到每個(gè)電池的SOC誤差小于或等于預(yù)定的第一閾值;然后,當(dāng)SOC誤差小于或等于預(yù)定的第一閾值,利用每個(gè)平衡器的計(jì)算出的凈充電或放電時(shí)間反復(fù)地重新計(jì)算每個(gè)電池的SOC誤差,直到每個(gè)電池的SOC誤差小于或等于預(yù)定的第二閾值;以及當(dāng)SOC誤差小于或等于預(yù)定的第二閾值,通過增加電荷到每個(gè)各自的電池或從每個(gè)各自的電池移除電荷來基于各自的計(jì)算出的凈充電或放電時(shí)間指示每個(gè)平衡器物理上平衡每個(gè)各自的電池。
文檔編號H02J7/00GK103066641SQ20121040468
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者塞繆爾·霍德森·諾克, 布里恩·J.·夏弗 申請人:凌力爾特有限公司