本發(fā)明總體上涉及電池裝置和系統(tǒng)，并且更具體地涉及車輛電池管理系統(tǒng)。

由能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)換成更易于使用的形式的電能的一個或多個電化學(xué)電芯構(gòu)成的電池廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)和應(yīng)用中。例如，許多這樣的電池是能夠起動摩托車、汽車、卡車以及其他車輛的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的起動、照明和點(diǎn)火(SLI)電池。這種類型的電池通?？梢栽陔姵氐膲勖芷诤谋M之前在多個周期中放電并且補(bǔ)充電荷。通常，當(dāng)終端用戶購買新電池時(shí)，例如，為了集成到諸如摩托車的車輛中，電池的電量是未知的。遺憾的是，在插入到用戶的車輛中時(shí)，如果電池的電量例如在購買之前電池在展示架上期間已經(jīng)耗盡，則電池可能不起作用。另外，這樣的電池的充電通常需要將引線電纜連接到電池端子，這可能是麻煩且耗時(shí)的。因此，存在克服傳統(tǒng)系統(tǒng)的這些缺點(diǎn)的電池系統(tǒng)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開涉及一種電池模塊，所述電池模塊包括殼體和布置在所述殼體中的多個電池電芯。所述電池模塊還包括布置在殼體中的電池管理系統(tǒng)。所述電池管理系統(tǒng)被配置為監(jiān)測所述電池模塊的一個或多個運(yùn)行參數(shù)。所述電池管理系統(tǒng)電聯(lián)接到所述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子。另外，所述電池模塊包括布置在所述殼體的外表面中的連接器。所述連接器包括多個電觸點(diǎn)。所述連接器電聯(lián)接到所述電池管理系統(tǒng)。

本公開還涉及一種電池模塊，所述電池模塊包括殼體和布置在所述殼體中的多個電池電芯。所述電池模塊還包括布置在殼體中的電池管理系統(tǒng)。所述電池管理系統(tǒng)電聯(lián)接到所述電池模塊的正極端子和負(fù)極端子。所述電池管理系統(tǒng)包括熱電偶(96)，所述熱電偶(96)被配置為生成與所述電池模塊的溫度相關(guān)的信號。所述電池管理系統(tǒng)還包括電壓表，所述電壓表被配置為生成與所述電池模塊的電壓相關(guān)的信號。另外，所述電池管理系統(tǒng)包括處理器，所述處理器被配置為至少部分地基于來自所述熱電偶(96)的信號和來自所述電壓表的信號來確定所述電池模塊的一個或多個運(yùn)行參數(shù)。所述電池管理系統(tǒng)還包括存儲器，所述存儲器被配置為存儲運(yùn)行參數(shù)歷史信息、使用信息或其組合。另外，所述電池模塊包括布置在所述殼體的外表面中的連接器。所述連接器電聯(lián)接到所述電池管理系統(tǒng)。所述連接器被配置為用于電力輸入、電力輸出、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出。

本公開另外涉及一種方法，所述方法包括通過多插腳連接器中的兩個插腳接收充電電力。所述多插腳連接器布置在電池模塊的殼體的外表面中。所述方法還包括將來自多插腳連接器的充電電力傳輸通過布置在所述殼體中的電池管理系統(tǒng)并且傳輸?shù)剿鲭姵啬K的正極端子和負(fù)極端子。所述電池管理系統(tǒng)電聯(lián)接到所述正極端子和負(fù)極端子。另外，所述方法包括經(jīng)由提供給所述正極端子和負(fù)極端子的所述充電電力來對布置在所述殼體中的多個電池電芯充電。

具體實(shí)施方式

將在下面描述一個或多個具體實(shí)施例。為了提供對這些實(shí)施例的簡明描述，在本說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。應(yīng)認(rèn)識到的是，在任何這樣的實(shí)際實(shí)施方式的研發(fā)中，就如在任何的工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中一樣，必須作出許多實(shí)施方式特定的決定以實(shí)現(xiàn)研發(fā)者的特定目標(biāo)(例如順應(yīng)系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束)，其在不同實(shí)施方式之間可能有所變更。此外，應(yīng)認(rèn)識到的是，這樣的開發(fā)工作可能是復(fù)雜的且耗時(shí)的，但對于享有本公開益處的那些普通技術(shù)人員來說，這不過是設(shè)計(jì)、制造及生產(chǎn)的例行任務(wù)。

當(dāng)介紹本公開的多個不同實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一/一個(a/an)”、以及“所述”旨在意指存在一個或多個元件。術(shù)語“包括(comprising)”、“包含(including)”以及“具有”旨在是包含性的并且意指除了列出的元件可存在額外的元件。另外，應(yīng)當(dāng)理解，對本公開的“一個實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用不旨在被解釋為排除還合并了所闡述特征的附加實(shí)施例的存在。

如下面更詳細(xì)描述的，本實(shí)施例涉及用于電池監(jiān)測和管理的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)和方法可以包括包含一個或多個傳感器和處理電路的電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)可以監(jiān)測電池的多個參數(shù)，例如電壓、溫度、電流、以及荷電狀態(tài)。另外，電池管理系統(tǒng)可以通過執(zhí)行電芯平衡來保護(hù)電池。此外，通過監(jiān)測電池的多個運(yùn)行參數(shù)并且響應(yīng)于檢測到的不希望的運(yùn)行狀況將電池置于睡眠模式，電池管理系統(tǒng)可以通過防止電池和/或電池的單獨(dú)電芯的過放電(例如，欠電壓)、輸入過電壓、輸入過電流和過熱來保護(hù)電池。電池管理系統(tǒng)可以包括適配成將荷電狀態(tài)指示器聯(lián)接到電池管理系統(tǒng)的連接器，使得荷電狀態(tài)指示器可以提供電池的荷電狀態(tài)的指示。如此，荷電狀態(tài)指示器可以經(jīng)由連接器系到電池。荷電狀態(tài)指示器還可以是電池管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)之間的接口。在一些實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以包括被適配成允許手動將電池置于睡眠模式并且手動重新激活電池(即，從睡眠模式“喚醒”)的復(fù)位按鈕(例如，瞬時(shí)接觸開關(guān))。

考慮到前述內(nèi)容，本發(fā)明展示了包括布置在車輛中的電池的電池系統(tǒng)。電池通?？梢杂糜谲囕v中，所述車輛可以是汽車、卡車、船、摩托車、休閑車、高爾夫球車、四輪車、越野車輛、電力運(yùn)動車輛、電力水運(yùn)工具或使用電池電力的其他車輛。盡管電池被示出為位于車輛的后備箱或后部中，但在其他實(shí)施例中，電池的位置可以不同。例如，可以基于車輛內(nèi)的可用空間、所希望的車輛的重量平衡、與電池系統(tǒng)一起使用的其他部件(例如，冷卻裝置等)的位置、以及各種其他考慮因素來選擇電池的位置。在一些背景和實(shí)施例中，電池可能有些難以觸及，而本公開的多個方面允許在電池仍是安裝好的同時(shí)檢查電池的荷電狀態(tài)、對電池充電、控制電池的睡眠模式和其他操作等，從而在這種觸及困難時(shí)大大地促進(jìn)這些操作。

電池可以是具有任何期望的設(shè)計(jì)、類型、電壓和容量的起動、照明和點(diǎn)火(SLI)電池，或者電池可以是深循環(huán)電池，這取決于車輛的類型和應(yīng)用。此外，電池可以根據(jù)任何當(dāng)前已知或以后開發(fā)的技術(shù)來設(shè)計(jì)和構(gòu)造，例如濕電芯技術(shù)、玻璃纖維板(glass mat)技術(shù)、凝膠電芯技術(shù)等。在一些實(shí)施例中，電池可以是鋰離子電池。進(jìn)一步地，在一些實(shí)施例中，電池可以是僅夏季使用的電池并且可能不適于在冬季期間使用。類似地，當(dāng)車輛僅偶爾使用或季節(jié)性使用時(shí)，所描述的技術(shù)允許管理電池充電和功能以適應(yīng)這這樣選定的用途。

電池包括正極端子和負(fù)極端子，這些端子可以聯(lián)接到線束或車輛內(nèi)的利用電池的電壓輸出的其他部件。電池的本實(shí)施例還可以包括將多個外部電導(dǎo)體聯(lián)接到電池的內(nèi)部部件的連接器(例如，多導(dǎo)體連接器)，例如母插頭。例如，連接器可以經(jīng)由布置在連接器中的荷電狀態(tài)指示器的引線將荷電狀態(tài)指示器聯(lián)接到電池。如將在下面更詳細(xì)描述的，荷電狀態(tài)指示器可以從電池接收數(shù)據(jù)(例如電池的電壓)、并且可以提供電池的荷電狀態(tài)的指示。另外，荷電狀態(tài)指示器可以被適配成利用引線聯(lián)接到電池充電器/維護(hù)器。

一旦荷電狀態(tài)指示器被電聯(lián)接到充電器/維護(hù)器，就可以施加充電電力按順序通過引線、荷電狀態(tài)指示器、引線和連接器，以在電池中積累電荷。電池充電器/維護(hù)器可以從電網(wǎng)或向電池系統(tǒng)提供AC電力的其他電源接收電力。應(yīng)當(dāng)指出的是，電池充電器/維護(hù)器可以是被配置為與電池一起使用的任何期望的電池充電器或電池維護(hù)器。電池充電器通常向電池提供高充電電流，以便相對快速地(例如，一夜間)對電池充電，而電池維護(hù)器通常向電池提供充電電力的較低電流“涓流”。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，電池充電器/維護(hù)器可以是便攜式的，或者可以具有固定的位置。此外，充電器/維護(hù)器可以實(shí)現(xiàn)任何期望的充電體系，例如基于感測的電壓、荷電階段、電池電壓和容量等的體系。

類似地，本發(fā)明展示了具有附接到荷電狀態(tài)指示器的電池的摩托車。由于摩托車(或某些其他車輛)中的電池可能難以觸及以便將設(shè)備直接連接到這些端子，提供荷電狀態(tài)指示器可能是希望的。荷電狀態(tài)指示器可以經(jīng)由引線在內(nèi)部聯(lián)接到電池的端子和連接器。因此，荷電狀態(tài)指示器允許用戶讀取電池的荷電狀態(tài)、并且對電池進(jìn)行充電或維護(hù)，而不需要任何拆卸來到達(dá)這些端子。再次地，電網(wǎng)可以向電池系統(tǒng)提供AC電力。這樣的安排可以在需要時(shí)通過簡單地將充電器/維護(hù)器插入到荷電狀態(tài)指示器中來促進(jìn)電池到充電器/維護(hù)器的連接。

應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)在本公開中提到這些電池端子的連接時(shí)，在許多實(shí)施方式中，所述連接實(shí)際上將在電池內(nèi)部進(jìn)行。也就是說，可以進(jìn)行這樣的連接到連接器、導(dǎo)體、或在內(nèi)部電池電路延伸到實(shí)際外部端子和從實(shí)際外部端子延伸的其他點(diǎn)。

本發(fā)明示出了包括電池的電池系統(tǒng)的實(shí)施例，所述電池包括集成(例如，自含式)電池管理系統(tǒng)。電池包括電聯(lián)接到電池管理系統(tǒng)的電池電芯的陣列。在某些實(shí)施例中，電池電芯可以是鋰離子電芯、磷酸鐵鋰電芯、鋰聚合物電芯、鎳金屬氫化物電芯或任何其他合適類型的電化學(xué)電芯。另外，電池電芯可以具有任何合適的物理配置，例如棱柱形、橢圓形、圓柱形、多邊形等。

在所展示的實(shí)施例中，這些電池電芯經(jīng)由匯流條串聯(lián)連接。也就是說，每個匯流條聯(lián)接在一個電池電芯的正極端子和相鄰的電池電芯的負(fù)極端子之間。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這些電池電芯可以采用替代的陣列配置，例如并聯(lián)或者包括并聯(lián)和串聯(lián)配置的任何其他合適的安排。進(jìn)一步地，雖然在陣列內(nèi)展示出了四個電池電芯，但可以使用任何合適數(shù)量的電池電芯。

在一些實(shí)施例中，多個電池電芯可以被分組成多個模塊，多個模塊形成陣列。在這樣的實(shí)施例中，第一匯流條可以被電聯(lián)接到一個模塊內(nèi)的每個電池電芯的正極端子，并且第二匯流條可以被電聯(lián)接到所述模塊內(nèi)的每個電池電芯的負(fù)極端子。這些匯流條進(jìn)而可以被電聯(lián)接到電池管理系統(tǒng)并且被配置為將電力信號從電池電芯傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)。多個模塊可以串聯(lián)和/或并聯(lián)地連接以形成陣列并且向車輛的起動、照明、點(diǎn)火部件、車輛推進(jìn)系統(tǒng)或一些其他負(fù)載提供所希望的電力輸出。例如，在一個實(shí)施例中，電池系統(tǒng)可以包括并聯(lián)連接的兩個模塊，并且每個模塊可以包括串聯(lián)連接的四個電池電芯。除其他功能以外，電池管理系統(tǒng)可以在允許使負(fù)載平衡的點(diǎn)處連接到這些電芯并且從這些電芯或組中取電，如以下所討論的。

如上所述，電池還包括集成(例如，自含式)電池管理系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以包括一個或多個集成電路或印刷電路板，所述集成電路或印刷電路板包括安裝并互連在印刷電路板上的離散部件，并且電池管理系統(tǒng)可以使用從電池電芯的陣列(例如，經(jīng)由穩(wěn)壓電源)接收的電力來運(yùn)行。另外，電池管理系統(tǒng)可以被布置在電池的殼體內(nèi)。在一些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以被布置在電池的蓋下方。例如，電池管理系統(tǒng)可以被安裝到或永久地附連到蓋的內(nèi)表面。在其他實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以被布置在蓋和電池電芯的陣列之間。例如，如下面更詳細(xì)地描述的，電池管理系統(tǒng)可以被安裝到或永久地附連到位于電池電芯的陣列上方的支撐結(jié)構(gòu)(例如，板支架)，使得電池監(jiān)測系統(tǒng)偏離蓋和陣列。

如下面將更詳細(xì)地描述的，電池管理系統(tǒng)可以被適配成監(jiān)測和提供與電池的健康相關(guān)的反饋。例如，電池管理系統(tǒng)可以被適配成監(jiān)測電池的一個或多個運(yùn)行參數(shù)，例如電壓、溫度、或電流。此外，電池管理系統(tǒng)可以提供與電池的一個或多個運(yùn)行參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，電池管理系統(tǒng)可以經(jīng)由連接器向荷電狀態(tài)指示器提供數(shù)據(jù)(例如電池的荷電狀態(tài))。另外，電池管理系統(tǒng)可以記錄事件(例如，運(yùn)行參數(shù)超過閾值的事件)，并且可以將關(guān)于這些事件的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)輸入/輸出工具。此外，電池管理系統(tǒng)可以執(zhí)行電芯平衡，這可以提高電池的性能和壽命。另外，響應(yīng)于檢測到不良事件，電池管理系統(tǒng)可以通過將電池轉(zhuǎn)變到睡眠模式來保護(hù)電池電芯免受損壞。例如，如下面更詳細(xì)描述的，當(dāng)電池的電壓或電流下降到低于預(yù)定水平時(shí)，或者響應(yīng)于從荷電狀態(tài)指示器接收到的睡眠信號，電池管理系統(tǒng)可以迫使電池進(jìn)入睡眠模式。

為了能夠監(jiān)測電池，電池管理系統(tǒng)可以被適配成從監(jiān)測電池電芯的陣列的一個或多個參數(shù)的電芯測量電子裝置接收信號。例如，測量裝置可以與陣列中的每個電池電芯或每組電池電芯相關(guān)聯(lián)，并且可以被適配成向電池監(jiān)測系統(tǒng)輸出信號。測量裝置可以被安裝到每個電池電芯的外表面。在某些實(shí)施例中，測量裝置可以是一個或多個傳感器(例如，熱電偶、電壓表、電流表等)。在其他實(shí)施例中，測量裝置可以是包括一個或多個傳感器(例如，熱電偶、電壓表、電流表等)的印刷電路板或集成電路。

盡管所展示的實(shí)施例包括安裝到每個電池電芯的外表面的測量裝置，但應(yīng)當(dāng)指出的是，在其他實(shí)施例中，這些測量裝置可以被永久地附連到對應(yīng)的外表面、安裝到或以其他方式附連到每個電池電芯的內(nèi)表面、或者以任何其他合適的安排來布置。每個測量裝置包括聯(lián)接到對應(yīng)的電池電芯的正極端子的第一引線、以及聯(lián)接到對應(yīng)的電池電芯的負(fù)極端子的第二引線。因此，每個測量裝置可以通信地聯(lián)接到電池監(jiān)測系統(tǒng)。此外，在其他實(shí)施例中，這些測量裝置可以是布置在電池管理系統(tǒng)上的傳感器(例如，布置在電池管理系統(tǒng)的印刷電路板上的傳感器)，并且這些測量裝置可以包括將每個測量裝置聯(lián)接到對應(yīng)的電池電芯的端子和的引線。因此，測量裝置可以與對應(yīng)的電池電芯相關(guān)聯(lián)，但未被直接安裝或附連到對應(yīng)的電池電芯。在一些實(shí)施例中，電池系統(tǒng)可以包括安裝到多個電池電芯的測量裝置以及布置在電池管理系統(tǒng)上并被適配成經(jīng)由聯(lián)接到對應(yīng)的電池電芯的端子和的引線監(jiān)測對應(yīng)的電池電芯的運(yùn)行參數(shù)的測量裝置的組合。

本發(fā)明示出了包括電池管理系統(tǒng)和測量裝置的電池系統(tǒng)測量裝置可以包括電聯(lián)接到第一引線和第二引線的電壓表。因?yàn)榈谝灰€被電聯(lián)接到正極端子并且第二引線被電聯(lián)接到負(fù)極端子，電壓表將測量電池電芯兩端的電壓。在所展示的實(shí)施例中，電壓表還被電聯(lián)接到微處理器。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在本討論中提到微處理器時(shí)，可以采用任何合適的處理電路。微處理器可以接收來自電壓表的信號、基于接收到的信號計(jì)算電壓、并且將計(jì)算出的電壓傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)。例如，在某些實(shí)施例中，電壓表可以輸出與所測量的電壓成比例的模擬信號。微處理器可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且可以基于所述數(shù)字信號確定電壓。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在一些實(shí)施例中，測量裝置可以不包括微處理器或處理電路。在這樣的實(shí)施例中，電壓表可以向電池管理系統(tǒng)輸出模擬信號，所述電池管理系統(tǒng)可以被適配成使用接收到的信號確定電壓。特別地，電池管理系統(tǒng)可以包括微處理器或可被配置為接收來自電壓表的信號并且基于接收到的信號確定電壓的其他合適的處理電路。

測量裝置還可以包括熱電偶。熱電偶可以通信地聯(lián)接到微處理器(如果存在的話)和電池管理系統(tǒng)的微處理器。由于測量裝置可以與電池電芯的內(nèi)表面或外表面直接接觸，熱電偶將輸出指示電池電芯溫度的信號。因此，微處理器和/或微處理器可以基于所述信號確定電芯溫度。例如，在某些實(shí)施例中，熱電偶可以輸出與所測量的溫度成比例的模擬信號。在這樣的實(shí)施例中，微處理器和/或微處理器可以被配置為將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號、并且基于所述數(shù)字信號確定溫度。

另外，測量裝置還可以包括電流表。電流表可以通信地聯(lián)接到微處理器(如果存在的話)和電池管理系統(tǒng)的微處理器。因此，微處理器和/或微處理器可以基于所述信號確定電池電芯的電流。例如，在某些實(shí)施例中，電流表可以輸出與所測量的電流成比例的模擬信號。在這樣的實(shí)施例中，微處理器和/或微處理器可以被配置為將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號、并且基于所述數(shù)字信號確定電流。

雖然測量裝置的所展示的實(shí)施例包括電壓表、熱電偶、以及電流表，但應(yīng)當(dāng)指出的是，替代實(shí)施例可以包括被配置為監(jiān)測電池電芯的其他運(yùn)行參數(shù)的附加傳感器。例如，在某些實(shí)施例中，測量裝置可以包括被適配成測量電池電芯內(nèi)的電解質(zhì)的比重或pH水平的傳感器，所述傳感器可以用于確定電池的荷電狀態(tài)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，測量裝置可以包括被配置為檢測電池電芯內(nèi)的壓力的壓力傳感器、歐姆表或被配置為監(jiān)測電池電芯的電學(xué)、物理或化學(xué)參數(shù)的任何其他合適的傳感器。此外，在某些實(shí)施例中，測量裝置還可以包括通信地聯(lián)接到微處理器的存儲器，所述存儲器可以存儲與電池電芯有關(guān)的信息和/或由微處理器用來計(jì)算這些不同運(yùn)行參數(shù)的算法。

此外，在某些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以包括被適配成測量電池電芯的陣列的運(yùn)行參數(shù)的一個或多個傳感器。電池管理系統(tǒng)可以包括電壓表和電流表，所述電壓表和電流表被通信地聯(lián)接到微處理器并且被適配成分別測量陣列的總電壓和電流。另外，電池管理系統(tǒng)可以包括通信地聯(lián)接到微處理器的熱電偶，所述熱電偶被適配成測量陣列的一個或多個電池電芯的溫度。進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)指出的是，電池可以包括被配置為監(jiān)測電池的電學(xué)、物理或化學(xué)參數(shù)的任何合適的傳感器。例如，在一些實(shí)施例中，電池可以包括被適配成分別測量從充電器/維護(hù)器傳輸?shù)诫姵氐妮斎腚妷汉碗娏鞯母郊拥碾妷罕砗碗娏鞅怼?/p>

雖然在此提到“表(meter)”形式的某些傳感器，但應(yīng)當(dāng)牢記的是，所使用的實(shí)際傳感器可以包括或可以不包括某些類型的如同常規(guī)“表”一樣的讀出器。也就是說，“表”(傳感器)可以完全位于電池和管理系統(tǒng)的內(nèi)部。

微處理器可以被配置為計(jì)算電池電芯和/或電池的一個或多個運(yùn)行參數(shù)。例如，如上所述，微處理器可以接收來自電壓表、熱電偶、以及電流表的信號，并且可以基于這些接收到的信號計(jì)算諸如電池電芯的電壓、溫度和電流的參數(shù)。另外，微處理器可以基于來自電壓表、電流表和熱電偶的信號分別計(jì)算電池的電壓、電流和溫度。例如，微處理器可以基于從布置在電池管理系統(tǒng)上的一個或多個電壓表和電流表接收到的信號來計(jì)算從電池電芯流向電池的端子的電力的電壓和電流。在一些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)被配置為檢測和計(jì)算每個單獨(dú)的電池電芯兩端的、以及電池電芯的整個陣列兩端的電壓差。這可以使電池管理系統(tǒng)能夠根據(jù)需要執(zhí)行電芯平衡。

電池管理系統(tǒng)可以包括存儲器，所述存儲器可以存儲用于計(jì)算電池電芯和電池的運(yùn)行參數(shù)的指令和/或算法。此外，在某些實(shí)施例中，存儲器可以存儲這些運(yùn)行參數(shù)的閾值，例如電池的最大溫度，電池電芯的最大溫度，電池的最小電壓、電流和/或荷電狀態(tài)，以及電池電芯的最小電壓、電流和/或荷電狀態(tài)。因此，微處理器可以被配置為訪問存儲器以讀取存儲器中存儲的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，微處理器可以被配置為計(jì)算電池的荷電狀態(tài)。微處理器可以被配置為使用任何合適的信號(例如來自用于一個或多個電池電芯的電壓表、來自電池管理系統(tǒng)的電壓表、來自用于一個或多個電池電芯的電流表、和/或來自電池管理系統(tǒng)的電流表的信號)或信號的組合來計(jì)算電池的荷電狀態(tài)。在某些實(shí)施例中，微處理器可以被配置為至少部分地基于電池的電壓、電池的放電率(例如，放電曲線)、以及電池的溫度來計(jì)算電池的荷電狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)指出的是，可以使用來自一個或多個電池電芯的電壓表的信號和/或來自電池管理系統(tǒng)的一個或多個電壓表的信號來確定電池的電壓。類似地，可以使用來自一個或多個電池電芯的熱電偶的信號和/或來自電池管理系統(tǒng)的熱電偶的信號來確定電池的溫度。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，存儲器可以存儲可由微處理器訪問以便于計(jì)算荷電狀態(tài)的信息，諸如一個或多個算法和電池的放電速率。

微處理器可以與荷電狀態(tài)指示器通信以提供電池的計(jì)算出的荷電狀態(tài)的指示。如以上所指出的，將荷電狀態(tài)指示器提供為系留裝置可能是所希望的，因?yàn)榭梢匀菀椎卦u估荷電狀態(tài)，而不需要拆卸車輛以觸及電池。此外，在某些實(shí)施例中，在車輛(例如，摩托車)中電池可能難以觸及或到達(dá)，并且系留荷電狀態(tài)指示器對于用戶來說比電池更容易觸及。

在一些實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以是視覺指示器，例如一個或多個發(fā)光二極管(LED)，所述視覺指示器以對應(yīng)于電池的荷電狀態(tài)的顏色(例如，紅色表示放完電狀態(tài)，綠色表示充滿電狀態(tài)，黃色表示部分充電狀態(tài))照亮。例如，在某些實(shí)施例中，如果電池的荷電狀態(tài)高于第一閾值，則微處理器可以向荷電狀態(tài)指示器發(fā)送致使荷電狀態(tài)指示器提供第一指示(例如，綠色LED)的信號。另外，如果電池的荷電狀態(tài)低于第二閾值，則微處理器可以向荷電狀態(tài)指示器發(fā)送致使荷電狀態(tài)指示器提供第二指示(例如，紅色LED)的信號。進(jìn)一步地，在某些實(shí)施例中，如果電池的荷電狀態(tài)處于第一和第二閾值之間，則微處理器可以向荷電狀態(tài)指示器發(fā)送致使荷電狀態(tài)指示器提供第三指示(例如，黃色LED)的信號。

在另一實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以是被配置為顯示與當(dāng)前電量與限定電池容量的總可能電量的比率相對應(yīng)的百分比的視覺指示面板。盡管所展示的實(shí)施例涉及荷電狀態(tài)指示器，但應(yīng)當(dāng)指出的是，任何合適類型的輸出設(shè)備(例如，音頻和/或視頻輸出設(shè)備)可以用于向用戶提供與電池相關(guān)的反饋。此外，應(yīng)當(dāng)指出的是，由荷電狀態(tài)指示器或任何其他合適的輸出裝置提供的反饋不限于荷電狀態(tài)。例如，在其他實(shí)施例中，輸出裝置可以提供與電池的溫度或一些其他期望的參數(shù)相關(guān)的反饋。

如以上所指出的，荷電狀態(tài)指示器還是電池和電池充電器/維護(hù)器之間的接口。使用荷電狀態(tài)指示器作為用于聯(lián)接到充電器/維護(hù)器的接口可能是所希望的，因?yàn)橛脩艨梢员入姵氐亩俗痈菀椎赜|及荷電狀態(tài)指示器。通常，電池充電器可以一夜對電池充電，而電池維護(hù)器可以在更長的時(shí)間段內(nèi)對電池充電、和/或簡單地維持所需的荷電狀態(tài)。例如，電池維護(hù)器可以用于維持電力運(yùn)動車輛的電池的電荷，所述電力運(yùn)動車輛可能在不活動期間放電。充電器/維護(hù)器可以包括電力轉(zhuǎn)換電路，以產(chǎn)生適用于對電池充電的輸出所需的任何方式轉(zhuǎn)換或調(diào)節(jié)從電網(wǎng)進(jìn)入的電力。另外，在某些實(shí)施例中，充電器/維護(hù)器可以包括充電控制電路，以監(jiān)測和控制到電池的電荷輸送。在一些實(shí)施例中，充電器/維護(hù)器可以經(jīng)由荷電狀態(tài)指示器接收來自電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，例如電池的荷電狀態(tài)，并且充電器/維護(hù)器的充電控制電路可以使用接收到的數(shù)據(jù)來控制對電池的電荷輸送。在其他實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以監(jiān)測電池的荷電狀態(tài)并且經(jīng)由發(fā)送到充電器/維護(hù)器的起動或停止信號來控制所述電荷輸送。例如，微處理器可以被配置為經(jīng)由荷電狀態(tài)指示器向充電器/維護(hù)器發(fā)送信號，以至少部分地基于電池的荷電狀態(tài)的荷電流、電池電芯中的一個或多個電池電芯的荷電狀態(tài)、電池的電壓、電池電芯中的一個或多個電池電芯的電壓、和/或任何其他合適的運(yùn)行參數(shù)來啟動或停止電荷流動。在一個實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以被配置成響應(yīng)于確定電池的荷電狀態(tài)已經(jīng)達(dá)到最大荷電狀態(tài)閾值或電池的電壓已經(jīng)達(dá)到最大電壓閾值而停止向電池的電荷流動。如此，電池管理系統(tǒng)可以保護(hù)電池電芯免于過充電。

電池管理系統(tǒng)還可以通過監(jiān)測電池的運(yùn)行參數(shù)并且控制對電池的電荷輸送來保護(hù)電池電芯免受損壞。例如，電池管理系統(tǒng)可以監(jiān)測荷電電池的每個電池電芯的荷電狀態(tài)和/或電壓、并且控制對電池的電荷輸送以促進(jìn)電芯平衡。這些電池電芯可能以不同的速率放電，這可能由較高的電池電芯溫度來強(qiáng)化。其結(jié)果是，這些電池電芯可能處于不同的電荷水平(例如，在放電或不活動時(shí)期之后)。雖然并聯(lián)的電池電芯可以自平衡到最低電壓，但是串聯(lián)的電池電芯可以保持在不同的電壓。因此，在充電過程中，一個或多個電池電芯可能比陣列中的其他電池電芯更早達(dá)到滿荷電狀態(tài)。對充滿電的電池電芯進(jìn)行過充電可能損壞電池電芯。因此，可能希望的是在恢復(fù)充電之前停止充電并使這些電池電芯平衡。

因此，電池管理系統(tǒng)可以被配置為控制被適配成使電池電芯平衡的電芯平衡系統(tǒng)。電芯平衡系統(tǒng)可以在電池管理系統(tǒng)外部或內(nèi)部。在某些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以對電池電芯應(yīng)用平衡算法，所述平衡算法可以選定具有最高電荷水平的電池電芯(例如，具有大于電池電芯的最低荷電狀態(tài)或電壓的荷電狀態(tài)或電壓的任何電池電芯)。所選定的電池電芯可以通過多個并聯(lián)電阻放電，直到達(dá)到充電最低的電池電芯的荷電狀態(tài)。一旦電池電芯平衡，電池管理系統(tǒng)可以向充電器/維護(hù)器發(fā)送信號以恢復(fù)充電。應(yīng)當(dāng)指出的是，在某些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以被配置為在整個充電過程中以任何合適的次數(shù)使這些電池電芯平衡。此外，電池管理系統(tǒng)(和電池的其他部件)可以適配成實(shí)施無源和/或有源電芯平衡技術(shù)。例如，在無源平衡過程中，來自一個或多個充電最多的電池電芯的放電能量可以作為熱量耗散。相比之下，在有源平衡過程中，能量可以從所述一個或多個充電最多的電池電芯汲取并且轉(zhuǎn)移到一個或多個充電最少的電池電芯。例如，電池管理系統(tǒng)可以包括被適配成將能量從充電最多的電池電芯轉(zhuǎn)移到充電最少的電池電芯的DC-DC轉(zhuǎn)換器。此外，電池管理系統(tǒng)可以被適配成實(shí)施連續(xù)電芯平衡。也就是說，電池管理系統(tǒng)可以在充電過程期間和在使用期間放電時(shí)使這些電池電芯平衡。

另外，電池管理系統(tǒng)可以被配置為將電池置于睡眠模式以保護(hù)電池電芯免受損壞。例如，電池管理系統(tǒng)可以電子地控制諸如固態(tài)開關(guān)(例如，場效應(yīng)晶體管(FET)或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MQSFET))的內(nèi)部開關(guān)的斷開和閉合，所述內(nèi)部開關(guān)可以被放置成與這些端子成一直線。斷開所述固態(tài)開關(guān)將阻止電流從電池流出，這將使電池與車輛斷開連接并將電池置于睡眠模式。特別地，電池管理系統(tǒng)可以被配置為監(jiān)測電池和/或電池電芯的一個或多個運(yùn)行參數(shù)、并且可以將電池置于睡眠模式，以避免過度放電(例如，欠電壓)、過電壓(例如，在充電過程中)、過熱或任何其他不希望的電池狀況。例如，如下面更詳細(xì)地描述的，微處理器可以被配置為將由每個電池電芯的電壓表測量的電壓和/或由電壓表測量的電壓與最小電壓閾值進(jìn)行比較，并且電池管理系統(tǒng)可以響應(yīng)于確定電池的電壓低于最小電壓閾值將電池置于睡眠模式，以避免電池的過度放電。在某些實(shí)施例中，最小電壓閾值可以高于用于起動車輛的最小電壓。另外，微處理器可以被配置為由每個電池電芯的熱電偶測量的溫度和/或由熱電偶測量的溫度與最大溫度閾值進(jìn)行比較，并且電池管理系統(tǒng)可以響應(yīng)于確定電池的溫度大于最大溫度閾值而迫使電池進(jìn)入睡眠模式。此外，電池管理系統(tǒng)可以被配置為響應(yīng)于從荷電狀態(tài)指示器接收到的信號將電池置于睡眠模式。例如，荷電狀態(tài)指示器可以接收用戶輸入(例如，用戶可以按下荷電狀態(tài)指示器的按鈕)以選擇性地迫使電池進(jìn)入睡眠模式。如果電池將在一段時(shí)間內(nèi)不使用，則可能希望的是使用戶能夠容易地將電池置于睡眠模式，以阻止電池的放電或使放電最小化。在睡眠模式下，可以改變電池的運(yùn)行、充電、放電和/或監(jiān)測。例如，可以通過使電池的輸入導(dǎo)體和輸出導(dǎo)體電解耦來避免進(jìn)一步的放電。類似地，某些監(jiān)測功能可以停止或置于較不頻繁的更新基礎(chǔ)之上以節(jié)省能量。然而，在睡眠模式中，可以維持對荷電狀態(tài)指示器(外部的或安裝在電池上)的某些連接，以允許手動重新啟動(“喚醒”)電池和/或管理系統(tǒng)，例如通過壓下瞬時(shí)接觸開關(guān)，如以下將討論的。

除了監(jiān)測和提供與這些運(yùn)行參數(shù)相關(guān)的反饋之外，電池管理系統(tǒng)還可以被配置為存儲指示這些運(yùn)行參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以在存儲器中存儲關(guān)于例外的歷史(例如，記錄)。例如，存儲器可以存儲與當(dāng)電池(或電池電芯中的一者或多者)的電壓、電流和/或溫度超過最大預(yù)定閾值時(shí)的事件相關(guān)的信息。在一些實(shí)施例中，存儲器還可以存儲與當(dāng)電池(或電池電芯中的一者或多者)的電壓、電流和/或溫度低于最小預(yù)定閾值時(shí)的事件相關(guān)的信息。存儲器可以存儲運(yùn)行參數(shù)(例如，電壓、電流和/或溫度)超出預(yù)定閾值的次數(shù)的計(jì)數(shù)。在某些實(shí)施例中，存儲器還可以存儲與每個事件相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳和/或持續(xù)時(shí)間。此外，存儲器可以被配置為存儲使用信息，例如平均負(fù)載、電池上的最大負(fù)載、持續(xù)運(yùn)行時(shí)間或可用于監(jiān)測電池的運(yùn)行狀態(tài)的其他參數(shù)。

可能希望的是例外記錄，以分析電池的性能。例如，所述歷史數(shù)據(jù)可以用于事后分析、制造數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、工程設(shè)計(jì)目的或用于保修使用，例如確定應(yīng)發(fā)出更換電池還是退款。為了訪問存儲器中存儲的歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入/輸出工具可以被聯(lián)接到連接器并且可以從存儲器下載數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)輸入/輸出工具可以分析所下載的數(shù)據(jù)或者可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚硌b置(例如計(jì)算機(jī))以用于分析。另外，數(shù)據(jù)輸入/輸出工具可以被配置為將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)以便存儲在存儲器中。例如，數(shù)據(jù)輸入/輸出工具可以傳輸數(shù)據(jù)，例如這些運(yùn)行參數(shù)的預(yù)定閾值、用于計(jì)算這些運(yùn)行參數(shù)的算法、用于電池的識別數(shù)據(jù)或任何其他合適的信息。

本發(fā)明示出了蓋從電池的殼體移除以展示電池管理系統(tǒng)和連接器的實(shí)施例。連接器可以是母插腳連接器。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在其他實(shí)施例中，連接器可以是公連接器和/或可以是不同類型的連接器。連接器包括被適配成電聯(lián)接到互補(bǔ)連接器(公插腳連接器)的一個或多個電觸點(diǎn)，以在連接器接口上傳輸信號和/或電力。特別地，連接器可以被適配成物理地和電氣地聯(lián)接到荷電狀態(tài)指示器的連接器。進(jìn)一步地，連接器可以被適配成物理地和電氣地聯(lián)接到數(shù)據(jù)輸入/輸出工具。為了實(shí)現(xiàn)對荷電狀態(tài)指示器和數(shù)據(jù)輸入/輸出工具的物理和電氣聯(lián)接，連接器可以包括與荷電狀態(tài)指示器的連接器和數(shù)據(jù)輸入/輸出工具的連接器的形狀(例如，尺寸和幾何形狀)和插腳配置互補(bǔ)的形狀和插腳配置。

在某些實(shí)施例中，連接器可以包括專有形狀和插腳配置。例如，連接器可以是鍵控的。在一個實(shí)施例中，可以選定所述專有形狀和插腳配置，使得連接器不聯(lián)接到除荷電狀態(tài)指示器和數(shù)據(jù)輸入/輸出工具之外的任何連接器。

此外，連接器可以包括任何合適數(shù)量的插腳(例如，如果連接器是公連接器)或插座觸點(diǎn)(例如，如果連接器是母連接器)。在某些實(shí)施例中，連接器可以包括六個或七個插座觸點(diǎn)。例如，連接器可以包括用于數(shù)據(jù)輸入的第一插座觸點(diǎn)和用于數(shù)據(jù)輸出的第二插座觸點(diǎn)，這些插座觸點(diǎn)可以被適配成聯(lián)接到數(shù)據(jù)輸入/輸出工具的電觸點(diǎn)或荷電狀態(tài)指示器的電觸點(diǎn)。例如，第一插座觸點(diǎn)可以用于將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)輸入/輸出工具下載到電池管理系統(tǒng)的存儲器。另外，第二插座觸點(diǎn)可以用于將與例外相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)從存儲器傳輸?shù)綌?shù)據(jù)輸入/輸出工具。連接器還可以包括用于電力輸入的第三插座觸點(diǎn)和用于電力輸出的第四插座觸點(diǎn)，這些插座觸點(diǎn)可以被適配成聯(lián)接到荷電狀態(tài)指示器的電觸點(diǎn)。

此外，連接器可以包括第五插座觸點(diǎn)和第六插座觸點(diǎn)，以激活荷電狀態(tài)指示器的一個或多個指示燈(例如，LED)。例如，荷電狀態(tài)指示器可以包括兩個指示燈，例如紅色指示燈和綠色指示燈。如果電池管理系統(tǒng)確定電池的荷電狀態(tài)高于一個預(yù)定閾值，則電池管理系統(tǒng)可以使用第五插座觸點(diǎn)發(fā)送信號以激活綠色指示燈。類似地，如果電池管理系統(tǒng)確定電池的荷電狀態(tài)低于一個預(yù)定閾值，則電池管理系統(tǒng)可以使用第六插座觸點(diǎn)發(fā)送信號以激活紅色指示燈。這些信號缺失可以使對應(yīng)的指示燈停用。另外，在某些實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以包括第三指示燈(例如，黃色LED)，并且如果電池管理系統(tǒng)確定電池的荷電狀態(tài)處于預(yù)定的閾值范圍內(nèi)，電池管理系統(tǒng)可以通過附加插座觸點(diǎn)發(fā)送信號以激活黃色指示燈。在其他實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以使用第五插座觸點(diǎn)(或任何其他合適的插座觸點(diǎn))發(fā)送二進(jìn)制信號(例如，二位或三位二進(jìn)制信號)以選擇性地激活荷電狀態(tài)指示器的指示燈(例如，紅色、綠色和/或黃色指示燈)。例如，電池管理系統(tǒng)可以發(fā)送用于選擇性地激活荷電狀態(tài)指示器的綠色指示器的第一二進(jìn)制信號(例如，001)、用于選擇性地激活荷電狀態(tài)指示器的黃色指示器的第二二進(jìn)制信號(例如010)、以及用于選擇性地激活荷電狀態(tài)指示器的紅色指示器的第三二進(jìn)制信號(例如，100)。在這樣的實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以經(jīng)由第六插座觸點(diǎn)(或任何其他合適的插座觸點(diǎn))發(fā)送電力信號以對荷電狀態(tài)指示器的經(jīng)選擇性激活的指示燈供電。

另外，連接器可以包括被適配成接收來自荷電狀態(tài)指示器的睡眠模式信號的第七插座觸點(diǎn)。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，連接器可以包括用于數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、指示燈控制或任何其他信號的附加插座觸點(diǎn)。例如，在其他實(shí)施例中，附加插座觸點(diǎn)可以用于將使用數(shù)據(jù)從存儲器傳輸?shù)綌?shù)據(jù)輸入/輸出工具。

另外，連接器可以符合提供高防入侵保護(hù)等級的連接標(biāo)準(zhǔn)。特別地，連接器的形狀和連接器的位置可以保護(hù)這些插座觸點(diǎn)免受潮濕、污垢和碎屑。例如，連接器可以凹進(jìn)在電池的蓋中，使得蓋延伸經(jīng)過連接器、并使連接器的暴露最小化。進(jìn)一步地，連接器可以被圍繞蓋的側(cè)壁布置。雖然連接器可以被布置在蓋的其他位置，但可能有利的是將連接器定位在蓋的側(cè)部上，以進(jìn)一步使連接器最小地暴露于可能接觸電池蓋的頂部的水分、污垢以及碎屑。

連接器經(jīng)由一個或多個引線電聯(lián)接到電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)可以被布置在電池電芯和電池的蓋之間。電池管理系統(tǒng)可以被布置在支撐件上，所述支撐件可以被聯(lián)接到殼體和/或蓋。因此，支撐件可以包括多個附接特征件(例如，螺釘)以將支撐件聯(lián)接到殼體和/或蓋。例如，支撐件可以聯(lián)接到殼體的側(cè)壁。在一個實(shí)施例中，支撐件可以聯(lián)接到這些側(cè)壁的頂部。應(yīng)當(dāng)指出的是，在支撐件聯(lián)接到殼體的一些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)被定位在離電池電芯一定距離處，使得電池管理系統(tǒng)不接觸電池電芯。將電池管理系統(tǒng)布置在離電池電芯一定距離處可以有利于保護(hù)電池管理系統(tǒng)免受可能的電解質(zhì)泄漏、過熱或壓力。另外，在一些實(shí)施例中，支撐件和電池管理系統(tǒng)可以被布置在由蓋的頂壁和側(cè)壁形成的蓋正下方的內(nèi)部腔室中。在這樣的實(shí)施例中，支撐件可以被緊固到蓋或緊固到殼體，并且被適配成延伸穿過殼體的側(cè)壁。在其他實(shí)施例中，支撐件可以與殼體或蓋成一體。然而，電池管理系統(tǒng)可以從電池移除。

本發(fā)明提供了示例性荷電狀態(tài)指示器20的實(shí)施例所述荷電狀態(tài)指示器包括被適配成聯(lián)接到電池的連接器的連接器(例如，多導(dǎo)體連接器)。連接器可以被可拆卸地聯(lián)接(例如，無需工具地可拆卸地聯(lián)接)到電池的連接器。荷電狀態(tài)指示器可以經(jīng)由引線聯(lián)接到連接器。引線可以增加荷電狀態(tài)指示器的可及性。引線可以是任何合適的長度。例如，引線的長度可以在約一英尺和五英尺之間或在約兩英尺和四英尺之間。在一個實(shí)施例中，引線的長度可以是約三英尺。

連接器可以是公插腳連接器。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在其他實(shí)施例中，連接器可以是母連接器和/或可以是不同類型的連接器。連接器可以包括被適配成電聯(lián)接到連接器的一個或多個電觸點(diǎn)，以在連接器接口上傳輸信號和/或電力。因此，連接器可以包括與電池的連接器的形狀(例如，尺寸和幾何形狀)和插腳配置互補(bǔ)的形狀和插腳配置。在一些實(shí)施例中，連接器可以包括專有形狀和插腳配置，例如具有高入侵保護(hù)等級的專有形狀和插腳配置。

另外，連接器可以包括任何合適數(shù)量的插腳(例如，如果連接器是公連接器)或插座觸點(diǎn)(例如，如果連接器是母連接器)。在某些實(shí)施例中，連接器可以包括六個、七個或八個插腳。例如，連接器可以包括用于電力輸入、電力輸出、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、指示燈的控制以及電池中睡眠模式開關(guān)的控制的插腳。此外，應(yīng)當(dāng)指出的是，在一些實(shí)施例中，電池的連接器可以包括比連接器更多的電觸點(diǎn)。例如，連接器可以包括被適配成聯(lián)接到數(shù)據(jù)輸入/輸出工具并且被適配成不聯(lián)接到連接器的電觸點(diǎn)。然而，連接器仍然可以完全裝配在電池的連接器上。

連接器可以包括用于電力輸入的第一插腳，所述第一插腳可以被適配成將電力從電池傳輸?shù)胶呻姞顟B(tài)指示器。在一些實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以被適配成使用來自電池的電力來運(yùn)行。例如，荷電狀態(tài)指示器可以包括可使用來自電池的電力的一個或多個指示燈。荷電狀態(tài)指示器包括第一指示燈、第二指示燈、以及第三指示燈。這些指示燈可以是LED、LCD、有機(jī)LED等。在一些實(shí)施例中，第一指示燈可以是提供電池的荷電狀態(tài)低(例如，小于10％滿電)的指示的紅色LED。荷電狀態(tài)指示器可以包括靠近第一指示燈的圖形(例如字母“E”)，以提供第一指示燈表示低荷電狀態(tài)的進(jìn)一步指示。第二指示燈可以是提供電池的荷電狀態(tài)刪除(例如，在10％和50％滿電之間)的指示的黃色或橙色LED。另外，第三指示燈可以是提供電池幾乎滿電(例如，至少50％充電)的指示的綠色LED。荷電狀態(tài)指示器可以包括靠近第三指示燈的圖形(例如字母“F”)，以提供第三指示燈表示滿荷電狀態(tài)的進(jìn)一步指示。應(yīng)當(dāng)注意的是，與這些指示燈相關(guān)聯(lián)的荷電狀態(tài)百分比僅僅作為示例提供，并且在其他實(shí)施例中可以變化。進(jìn)一步地，在一些實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以具有兩個指示燈而不是三個。

如上所述，這些指示燈可以由電池管理系統(tǒng)使用二進(jìn)制控制來激活。在某些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以通過連接器的第二插腳將信號傳輸?shù)胶呻姞顟B(tài)指示器，以選擇性地激活第一指示燈、第二指示燈、或第三指示燈。通過舉例的方式，電池管理系統(tǒng)可以傳輸用于選擇性地激活第一指示燈的第一信號(例如，001)、用于選擇性地激活第二指示燈的第二二進(jìn)制信號(例如，010)、以及用于選擇性地激活第三指示燈的第三二進(jìn)制信號(例如，100)。在其他實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以通過三個插腳傳輸電力信號，以激活與對應(yīng)的插腳相關(guān)聯(lián)的指示燈。例如，如上所述，電池管理系統(tǒng)可以通過第一插腳傳輸電力信號以激活第一指示燈、通過第二插腳傳輸電力信號以激活第二指示燈、以及通過第三插腳傳輸電力信號以激活第三指示燈。如上所述，這些電力信號缺失可以使對應(yīng)的指示燈停用。

雖然所展示的實(shí)施例涉及用于提供荷電狀態(tài)的指示的指示燈，但應(yīng)當(dāng)指出的是，在其他實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以被適配成提供荷電狀態(tài)的數(shù)字指示、分段顯示(其中每段表示荷電狀態(tài)的百分比)、用于提供低荷電狀態(tài)的指示的單一指示器(例如，LED或圖形)、或任何其他合適的荷電狀態(tài)指示。此外，應(yīng)當(dāng)指出的是，在其他實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器還可以被適配成提供與電池的其他運(yùn)行參數(shù)(例如溫度、電壓和/或電流)相關(guān)的信息、與電池的健康相關(guān)的信息、和/或電池是否正在接收電荷的指示。

如以上所指出的，荷電狀態(tài)指示器是電池管理系統(tǒng)和電池充電器/維護(hù)器之間的接口。如此，荷電狀態(tài)指示器用作充電系統(tǒng)的入口點(diǎn)。荷電狀態(tài)指示器包括用于聯(lián)接到充電器/維護(hù)器的第二連接器(例如，多導(dǎo)體連接器)。第二連接器可以直接聯(lián)接到荷電狀態(tài)指示器的本體，或者可以經(jīng)由引線聯(lián)接到荷電狀態(tài)指示器。連接器可以是任何合適的連接器，例如公插腳連接器、母插腳連接器等。連接器可以包括被適配成接收來自充電器/維護(hù)器的電力的第一插腳和第二插腳。另外，為了將電力傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)，連接器可以包括用于對電池充電的第三插腳和第四插腳。如以上所指出的，電池管理系統(tǒng)可以被適配成經(jīng)由荷電狀態(tài)指示器將數(shù)據(jù)(例如，荷電狀態(tài)數(shù)據(jù))傳輸?shù)匠潆娖?維護(hù)器，充電器/維護(hù)器可以使用所述數(shù)據(jù)控制對電池的電荷輸送。因此，連接器可包括適于數(shù)據(jù)輸入以接收來自電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的第五插腳，并且連接器可以包括適于數(shù)據(jù)輸出以將所接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)匠潆娖?維護(hù)器的附加插腳。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在一些實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以被配置為不將數(shù)據(jù)從電池管理系統(tǒng)傳輸?shù)匠潆娖?維護(hù)器，并且因此可以不包括用于促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)匠潆娖?維護(hù)器的第五插腳和附加插腳。

另外，連接器可以包括第七插腳，所述第七插腳被配置為向電池管理系統(tǒng)傳輸信號以控制開關(guān)(例如，固態(tài)開關(guān))以便將電池從車輛解除連接并且迫使電池進(jìn)入睡眠模式。具體地，響應(yīng)于手動按下荷電狀態(tài)指示器的復(fù)位按鈕，可以將信號從荷電狀態(tài)指示器傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)。在不使用期間，例如在冬季存放的夏季電力運(yùn)動車輛，使用復(fù)位按鈕迫使電池進(jìn)入睡眠模式可以有利于使電池的放電最小化。另外，復(fù)位按鈕可以通過將電池從車輛解除連接而用作防盜裝置。在某些實(shí)施例中，在復(fù)位按鈕已經(jīng)按下了預(yù)定時(shí)間量之后，可以將信號從荷電狀態(tài)指示器傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)。例如，荷電狀態(tài)指示器可以被適配成在復(fù)位按鈕已經(jīng)被按下2秒、3秒、4秒、5秒或任何其他合適的時(shí)間量之后發(fā)送信號。

復(fù)位按鈕還可以用于重新激活電池。例如，當(dāng)電池處于睡眠模式時(shí)，按下復(fù)位按鈕可以致使荷電狀態(tài)指示器向電池管理系統(tǒng)傳輸信號以控制開關(guān)將電池重新連接到車輛。在某些實(shí)施例中，在復(fù)位按鈕已經(jīng)按下了預(yù)定時(shí)間量之后，可以將重新激活信號從荷電狀態(tài)指示器傳輸?shù)诫姵毓芾硐到y(tǒng)。所述預(yù)定時(shí)間量可以與用于將電池從車輛解除連接的預(yù)定時(shí)間量相同或不同。例如，荷電狀態(tài)指示器可以被適配成在復(fù)位按鈕已經(jīng)被按下2秒、3秒、4秒、5秒或任何其他合適的時(shí)間量之后傳輸重新激活信號。

雖然所展示的實(shí)施例涉及可以被按下的復(fù)位按鈕，但在其他實(shí)施例中，復(fù)位按鈕可以是被適配成在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間移動的滑動開關(guān)或接通/斷開控制桿。在這樣的實(shí)施例中，荷電狀態(tài)指示器可以被適配成在所述開關(guān)或控制桿從接通狀態(tài)轉(zhuǎn)化到斷開狀態(tài)(或反之亦然)之后立即向電池管理系統(tǒng)傳輸信號，或者可以被適配成在預(yù)定時(shí)間量之后傳輸信號。進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)指出的是，復(fù)位按鈕可以被布置在荷電狀態(tài)指示器的任何合適的位置。

本發(fā)明提供了電池管理系統(tǒng)執(zhí)行的用于電池的睡眠模式控制的示例性邏輯如以上所指出的，電池管理系統(tǒng)可以被配置為監(jiān)控電池以確定電池是否應(yīng)當(dāng)被置于睡眠模式以保護(hù)電池。例如，電池管理系統(tǒng)可以被適配成分析電池的一個或多個運(yùn)行參數(shù)，以防止過放電(例如，欠電壓)、過電壓(例如，在充電期過程中)、過電流(例如，在充電過程中)、超溫、或任何其他不希望的電池狀況。進(jìn)一步地，電池管理系統(tǒng)可以被配置為響應(yīng)于用戶輸入將電池置于睡眠模式。

電池管理系統(tǒng)可以監(jiān)測一個或多個接收到的信號。所述一個或多個接收到的信號可以是來自布置在電池中的一個或多個傳感器的信號。例如，這些接收到的信號可以由每個電池電芯的電壓表、每個電池電芯的熱電偶、每個電池電芯的電流表、電池管理系統(tǒng)的電壓表、電池管理系統(tǒng)的電流表、電池管理系統(tǒng)的熱電偶、被適配成測量來自充電器/維護(hù)器的輸入電壓的電壓表、被適配成測量來自充電器/維護(hù)器的輸入電流的電流表等生成的。如上面詳細(xì)描述的，微處理器可以被配置為基于這些信號計(jì)算電池的多個運(yùn)行參數(shù)(例如，電壓、電流、溫度等)。另外，電池管理系統(tǒng)可以接收來自每個電池電芯的測量裝置的微處理器的一個或多個信號，并且所述信號可以包括針對對應(yīng)的電池電芯計(jì)算出的運(yùn)行參數(shù)。進(jìn)一步地，電池管理系統(tǒng)可以響應(yīng)于按下復(fù)位按鈕而接收來自荷電狀態(tài)指示器的信號。

電池管理系統(tǒng)可以被配置為確定是否已經(jīng)接收到將電池置于睡眠模式的用戶輸入。例如，如果電池是活動的并連接到車輛，并且電池管理系統(tǒng)接收來自荷電狀態(tài)連接器的信號(例如，通過第七插腳傳輸?shù)?，則電池管理系統(tǒng)可以確定已經(jīng)接收到將電池置于睡眠模式的用戶輸入。因此，響應(yīng)于所述用戶輸入，電池管理系統(tǒng)可以迫使電池進(jìn)入睡眠模式。在某些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以電子地控制諸如固態(tài)開關(guān)(例如，場效應(yīng)晶體管(FET)或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET))的內(nèi)部開關(guān)的斷開和閉合，以將電池置于睡眠模式。在這樣的實(shí)施例中，斷開所述開關(guān)將防止電流從電池流出，從而將電池從車輛解除連接并將電池置于睡眠模式。

如果電池管理系統(tǒng)沒有接收到將電池置于睡眠模式的用戶輸入，則電池管理系統(tǒng)可以繼續(xù)監(jiān)測和分析這些接收到的信號，以確定是否應(yīng)當(dāng)將電池置于睡眠模式。例如，電池管理系統(tǒng)可以確定電池的荷電狀態(tài)是否小于預(yù)定閾值。如上所述，可以基于電池的電壓、電流、和/或溫度來確定電池的荷電狀態(tài)。另外或可替代地，電池管理系統(tǒng)可以確定電池的放電深度是否大于預(yù)定放電深度閾值。此外，在某些實(shí)施例中，電池的電壓可以用作電池的荷電狀態(tài)的近似值。在某些實(shí)施例中，所述預(yù)定閾值可以至少部分地基于電池的這些參數(shù)和用于起動車輛的最小荷電。例如，如果車輛需要至少伏來起動，則所述預(yù)定閾值可以是至少伏。在一些實(shí)施例中，所述預(yù)定閾值可以是約.伏。如此，電池可以具有足以起動車輛并對車輛供電一段時(shí)間直到電池從充電器/維護(hù)器接收到電荷的荷電量。如果電池管理系統(tǒng)確定電池的荷電狀態(tài)小于所述預(yù)定閾值，則電池管理系統(tǒng)可以迫使電池進(jìn)入睡眠模式以防止過度放電(例如，欠電壓)。

另外，電池管理系統(tǒng)可以被適配成在充電過程中保護(hù)電池。例如，電池管理系統(tǒng)可以確定從充電器/維護(hù)器到電池的輸入電壓是否大于預(yù)定閾值。如果電池管理系統(tǒng)確定對電池的輸入電壓大于所述預(yù)定閾值，電池管理系統(tǒng)可以迫使電池進(jìn)入睡眠模式以防止輸入過電壓。類似地，電池管理系統(tǒng)可以確定從充電器/維護(hù)器到電池的輸入電流是否大于預(yù)定閾值。如果電池管理系統(tǒng)確定對電池的輸入電流大于所述預(yù)定閾值，電池管理系統(tǒng)可以迫使電池進(jìn)入睡眠模式以防止輸入過電流。應(yīng)當(dāng)指出的是，可以基于電池的這些參數(shù)來選定輸入電壓和輸入電流的預(yù)定閾值。

此外，電池管理系統(tǒng)可以被配置為監(jiān)測電池的溫度以防止過熱。例如，電池管理系統(tǒng)可以確定電池的溫度是否大于預(yù)定閾值。如以上所指出的，可以使用熱電偶和/或一個或多個電池電芯的熱電偶來確定電池的溫度。如果電池管理系統(tǒng)確定電池的溫度大于所述預(yù)定閾值，電池管理系統(tǒng)可以迫使電池進(jìn)入睡眠模式以防止過熱。另外，電池管理系統(tǒng)可以確定電池的溫度和/或電池的一個或多個電池電芯的溫度是否小于預(yù)定閾值。在某些實(shí)施例中，可能希望電池管理系統(tǒng)在充電過程中監(jiān)測電池的溫度和/或一個或多個電池電芯的溫度，因?yàn)楫?dāng)溫度低于預(yù)定溫度時(shí)對電池充電可能損壞電池電芯。例如，當(dāng)電池的溫度低于零華氏度時(shí)對某些鋰電池充電可能損壞電池電芯。因此，如果電池管理系統(tǒng)確定溫度低于預(yù)定閾值，則電池管理系統(tǒng)可以迫使電池進(jìn)入睡眠模式以防止對電池電芯的損壞(例如，在充電過程中)。

此外，應(yīng)當(dāng)指出的是，在某些實(shí)施例中，電池管理系統(tǒng)可以被配置為考慮運(yùn)行參數(shù)的組合以確定是否將電池轉(zhuǎn)變到睡眠模式。在某些實(shí)施例中，如果兩個或更多個運(yùn)行參數(shù)(例如，溫度、荷電狀態(tài)、放電深度、輸入電壓、輸入電流等)違反對應(yīng)的預(yù)定閾值，則電池管理系統(tǒng)可以將電池轉(zhuǎn)變到睡眠模式。通過舉例的方式，如果電池溫度為110華氏度，并且所有其他運(yùn)行參數(shù)不違反對應(yīng)的預(yù)定閾值，則電池管理系統(tǒng)可以不將電池轉(zhuǎn)變到睡眠模式。另外，如果電壓為14.8伏，并且所有其他運(yùn)行參數(shù)不違反對應(yīng)的預(yù)定閾值，則電池管理系統(tǒng)可以不將電池轉(zhuǎn)變到睡眠模式。然而，如果電池溫度為110華氏度并且電壓為14.8伏，則電池管理系統(tǒng)可以將電池轉(zhuǎn)變到睡眠模式。

如以上所指出的，荷電狀態(tài)指示器的復(fù)位按鈕還可以用于重新激活電池。本發(fā)明還提供了由電池管理系統(tǒng)執(zhí)行的用于電池的重新激活的示例性邏輯具體地，電池管理系統(tǒng)可以接收來自荷電狀態(tài)指示器的信號以重新激活電池。如以上所指出的，按下荷電狀態(tài)指示器的復(fù)位按鈕可以生成致使電池管理系統(tǒng)改變內(nèi)部開關(guān)的狀態(tài)(例如，從斷開到閉合或反之)的信號。因此，如果電池處于睡眠模式，則接收到的信號可以致使電池管理系統(tǒng)閉合開關(guān)并且重新激活電池。

在一些實(shí)施例中，可以檢測到致使電池管理系統(tǒng)將電池置于睡眠模式的狀況，例如欠電壓、輸入過電壓、輸入過電流、或過熱。當(dāng)電池被重新激活時(shí)，這種狀況可以仍然存在。因此，電池管理系統(tǒng)可以實(shí)施睡眠模式控制邏輯，以在電池重新激活之后繼續(xù)監(jiān)測電池的運(yùn)行參數(shù)并且保護(hù)電池免于所不希望的運(yùn)行狀況。如此，如果在電池被置于睡眠模式并且然后重新激活之后，所述狀況(例如，欠電壓、輸入過電壓、輸入過電流或超溫)仍然存在，則電池管理系統(tǒng)可以使電池回到睡眠模式以避免損壞電池。

雖然已經(jīng)展示和描述了本公開的僅僅某些特征和實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出許多修改和變化(例如，不同元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例，參數(shù)(例如，溫度、壓力等)值，材料使用，顏色，取向等方面的變化)，而在實(shí)質(zhì)上不偏離權(quán)利要求中所述的主題的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)替代實(shí)施例，任何過程或方法步驟的順序或序列可以改變或重新排序。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所公開實(shí)施例的真實(shí)精神范圍內(nèi)的所有這樣的變型和變化。此外，為了提供對實(shí)施例的簡明描述，可能沒有描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征(即，與目前構(gòu)想到的執(zhí)行所公開實(shí)施例的最佳方式無關(guān)的特征，或者與實(shí)現(xiàn)所主張的公開實(shí)施例無關(guān)的特征)。應(yīng)當(dāng)理解的是，在任何這樣的實(shí)際實(shí)施方式的開發(fā)過程中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，可以作出大量的實(shí)施特定的決策。這樣的開發(fā)工作可能是復(fù)雜的且耗時(shí)的，但對于享有本公開益處的那些普通技術(shù)人員來說，這不過是設(shè)計(jì)、制造及生產(chǎn)的例行任務(wù)而無需過多實(shí)驗(yàn)。