電池組、電池充電站和充電方法
【專利摘要】本文所描述的各種技術(shù)涉及電動車輛的電池組、電池和電池充電系統(tǒng)。電池可包括多個電池模塊，其中每個電池模塊可設(shè)有一個或多個電池單元，且所述多個電池模塊可在提供電力輸出時串聯(lián)連接。本文所述的電池充電系統(tǒng)可包括充電電路，其對多個電池模塊進行串聯(lián)連接且可用于對所述電池中的所述多個電池模塊進行串聯(lián)充電。額外的充電電路可分別連接至所述多個電池模塊，且所述額外的充電電路可用于對所述多個電池模塊中的至少一個電池模塊進行充電。
【專利說明】電池組、電池充電站和充電方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是2015年3月16日提交的題為“對電動車輛的改進(IMPROVEMENTS TOELECTRIC VEHICLES)”的申請?zhí)枮?2/133,991的美國臨時專利申請的正式申請，且要求該美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。本申請也是2015年4月22日提交的題為“對電動車輛的改進(IMPROVEMENTS TO ELECTRIC VEHICLES)”的申請?zhí)枮?2/150，848的美國臨時專利申請的正式申請，且要求該美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。第62/133,991和62/150,848號臨時申請中每一個的全部內(nèi)容出于所有目的均通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及電池，例如電動車輛電池的充電技術(shù)。特別地，本發(fā)明涉及對多組電池模塊進行串聯(lián)充電以及對組內(nèi)的各個電池模塊進行充電。
【背景技術(shù)】
[0004]電池充電技術(shù)是新型電池供電裝置(如電動車輛)的研發(fā)的重要部分。例如，環(huán)境友好、節(jié)能的新能源電動車輛是汽車發(fā)展的新興領(lǐng)域。電動車輛或其他電動裝置內(nèi)的電池可由多個串聯(lián)連接的電池模塊組成。例如，如果電池一共包括10個電池模塊且每個電池模塊提供40V的電壓輸出，那么當(dāng)所有的電池模塊串聯(lián)連接起來時則可獲得400V的電壓輸出。在一些充電系統(tǒng)中，這種電池模塊可串聯(lián)連接起來以對所有的模塊一起充電。然而，在一些這樣的情況下，串聯(lián)充電的電池模塊可能會不平衡地充電且某些單個電池模塊可能并未充滿，例如由于單個電池模塊之間的電阻等的差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決關(guān)于對電動裝置的電池內(nèi)的電池模塊進行充電的這些以及其他問題。
[0006]本發(fā)明的一個目的是提供用于電動車輛和其他電動裝置的電池組，其包括電池和電池充電系統(tǒng)，其中電池包括多個電池模塊，每個電池模塊包括(或設(shè)有)一個或多個電池單元，且多個電池模塊在提供電力輸出時串聯(lián)連接，其中電池充電系統(tǒng)包括:第一充電電路，該第一充電電路對多個電池模塊進行串聯(lián)連接，且該第一充電電路用于對電池中的多個電池模塊進行串聯(lián)充電；第二充電電路，該第二充電電路被分別連接至多個電池模塊，且該第二充電電路用于對多個電池模塊中的至少一個電池模塊進行充電。
[0007]本發(fā)明的另一個目的是提供用于對電池進行充電的電池充電站，其中電池包括多個電池模塊，每個電池模塊包括一個或多個電池單元，且多個電池模塊在提供電力輸出時串聯(lián)連接，其中電池充電站包括:第一充電電路，其用于對電池進行串聯(lián)充電；第二充電電路，其用于對至少一個電池模塊進行充電；第一充電電路與第二充電電路可相互配合地工作，或者，第一充電電路與第二充電電路獨立工作。
[0008]本發(fā)明的又一個目的是提供對電池進行充電的方法，其中電池包括多個電池模塊，每個電池模塊包括一個或多個電池單元，且多個電池模塊在提供電力輸出時串聯(lián)連接，其中該方法包括如下步驟:I)測量電池的電壓，判斷是否需要對電池進行充電，如果需要，貝1J:2)使用第一充電電路對電池中的電池模塊進行串聯(lián)充電；3)測量串聯(lián)連接的電池模塊的電壓是否達到第一預(yù)定電壓值;4)如果串聯(lián)連接的電池模塊的電壓達到第一預(yù)定電壓值，則測量電池中的每個電池模塊的電壓是否達到第二預(yù)定電壓值;5)選擇沒有達到第二預(yù)定電壓值的一個或多個電池模塊；以及6)使用相應(yīng)的第二充電電路對所選擇的一個或多個電池模塊進行充電，直至其電壓達到第二預(yù)定電壓值為止。
[0009]在本文所述的電池組、電池充電站和充電方法的一些實施例中，至少兩組獨立和/或合作的充電電路被用于對電池的電池模塊進行充電。例如，第一充電電路可以同時對整個電池進行串聯(lián)充電，而多個第二充電電路可以根據(jù)電池中各個電池模塊的電壓狀態(tài)獨立地對各個電池模塊進行充電，以解決串聯(lián)充電時的不平衡的問題。
【附圖說明】
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的電池充電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的控制電路的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0012]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的電池充電站的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0013]圖4示出其上可提供本公開的各種特征的計算系統(tǒng)的示例性方框圖。
【具體實施方式】
[0014]在下列描述中，為了進行解釋，闡述了許多具體細節(jié)以提供對本發(fā)明的各種實施例的徹底理解。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明的實施例可在不具有某些這些具體細節(jié)的情況下被實施。在其他情況下，以方框圖的形式示出公知的結(jié)構(gòu)和
目.ο
[0015]隨后的描述僅提供了示例性實施例且并不旨在限制本公開的范圍、適用性或配置。相反，隨后對示例性實施例的描述將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供用于實施示例性實施例的可行描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對各要素的功能和布置做出各種改變。
[0016]在下列的描述中給出了具體的細節(jié)以提供對實施例的徹底理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，實施例可在不具有這些具體細節(jié)的情況下被實施。例如，電路、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、過程和其他組件可被圖示為方框圖形式的組件，以免不必要的細節(jié)使實施例變得晦澀難懂。在其他情況下，不示出公知的電路、過程、算法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)的不必要細節(jié)以免使實施例變得晦澀難懂。
[0017]另外，要注意的是各個實施例可被描述為過程，其被描述為流程表、流程圖、數(shù)據(jù)流圖、結(jié)構(gòu)圖或方框圖。盡管流程圖可將操作描述成順序過程，但許多操作也可并行或同時地進行。此外，操作的順序可被重新安排。當(dāng)其操作完成時，進程終止，但也可能有未包括在圖中的額外步驟。進程可能對應(yīng)于方法、函數(shù)、過程、子例程、子程序等。當(dāng)進程對應(yīng)于函數(shù)時，其終止可對應(yīng)于該函數(shù)向調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)的一次返回。
[0018]下面將參考構(gòu)成本說明書的一部分的附圖來描述本發(fā)明的各種實施例。應(yīng)該理解的是，雖然在本發(fā)明中使用表示方向的術(shù)語，諸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等來描述本發(fā)明的各種示例性結(jié)構(gòu)部分和元件，但是在此使用這些術(shù)語只是為了方便說明的目的，且是基于附圖中顯示的示例方位而確定。由于本發(fā)明所公開的實施例可以按照不同的方向設(shè)置，所以這些表示方向的術(shù)語只是作為說明而不應(yīng)視作為限制。在可能的情況下，本發(fā)明中使用的相同或者相類似的附圖標(biāo)記指相同的組件。
[0019]術(shù)語“計算機可讀介質(zhì)”包括但不限于非臨時性介質(zhì)，如便攜式或固定存儲裝置、光學(xué)存儲裝置和各種其他能夠存儲、包含或載有指令和/或數(shù)據(jù)的介質(zhì)。代碼段或計算機可執(zhí)行指令可表示過程、函數(shù)、子程序、程序、例程、子例程、模塊、軟件包、類，或者，指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或程序語句的任意組合?？赏ㄟ^傳遞和/或接收信息、數(shù)據(jù)、自變量、參數(shù)或存儲器內(nèi)容而將一個代碼段耦合至另一個代碼段或硬件電路。信息、自變量(arguments)、參數(shù)、數(shù)據(jù)等可經(jīng)任何合適的手段，包括存儲器共享、消息傳遞、令牌傳遞、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)龋M行傳遞、轉(zhuǎn)發(fā)或傳輸。
[0020]此外，實施例可由硬件、軟件、固件、中間件、微代碼、硬件描述語言或它們的任意組合來實施。當(dāng)以軟件、固件、中間件或微代碼實施時，用于執(zhí)行必要任務(wù)的程序代碼或代碼段可被存儲在計算機可讀介質(zhì)中。處理器可執(zhí)行必要的任務(wù)。
[0021]本文描述了涉及電動車輛的電池組、電池和電池充電系統(tǒng)的各種技術(shù)(例如，系統(tǒng)、電路、方法、存儲有多個可由一個或多個處理器執(zhí)行的指令的非臨時性計算機可讀存儲器等)。本文所描述的電池可包括多個電池模塊，其中每個電池模塊可包括一個或多個電池單元，且多個電池模塊可在提供電力輸出時串聯(lián)連接。本文所描述的電池充電系統(tǒng)可包括充電電路，該充電電路與多個電池模塊串聯(lián)連接且可用于對所述電池中的所述多個電池模塊進行串聯(lián)充電。額外的充電電路可分別連接至所述多個電池模塊，且所述額外的充電電路可用于對所述多個電池模塊中的至少一個電池模塊進行充電。
[0022]現(xiàn)在參照圖1，其示出了根據(jù)某些實施例的電池充電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0023]如圖1所示，電池組150可包括電池充電系統(tǒng)10和電池110。電池110可包括多個電池模塊101.1、101.2、101.3.....101.1.....101.N(其可被單獨稱為或被統(tǒng)稱為電池模塊
101)，且每個電池模塊101.1、101.2、101.3.....101.1.....101.N可由一個或多個電池單元組成(或可包括一個或多個電池單元)。電池模塊101.1、101.2、101.3、...、101.1、...、11.N可串聯(lián)連接在一起以形成電池110，電池110可向任何電動裝置，例如電動車輛的馬達，供電。在這個實例中的充電系統(tǒng)10還包括第一充電電路100、100’、一個或多個第二充電電路111.1、111.2、111.3.....111.1.....111.N(其可被單獨稱為或被統(tǒng)稱為第二充電電路111)以及控制電路130。
[0024]在這個實例中，第一充電電路100，100’可被連接至電池110的兩端，且可用于對電池110中的多個電池模塊11.1、101.2.....101.?.....1O1.N進行串聯(lián)連接。電池模塊
101.1、101.2、101.3.....101.1.....101.N中的每一個還被分別連接至第二充電電路
111.1.111.2.111.3.....111.1.....111.N中的一個，從而第二充電電路111.1、111.2、
111.3.....lll.1.....111.N可用于獨立地對相應(yīng)的電池模塊101.1中的一個或多個電池模塊進行充電。在一些實施例中，第二充電電路中的一個或多個充電電路不僅可被連接至單個電池模塊，也可被串聯(lián)連接至多個電池模塊。例如，第二充電電路111可被串聯(lián)連接至兩個電池模塊或三個電池模塊等或多個電池模塊101的任何其他子集，從而允許第二充電電路111僅對多個電池模塊1I的該子集進行充電。
[0025]電池充電系統(tǒng)10可進一步包括電池電壓反饋電路102、102’以及電池模塊電壓反饋電路121.1、121.2、121.3.....121.1.....121.N(其可被單獨稱為或被統(tǒng)稱為電池模塊電壓反饋電路121)。在這個實例中，電池電壓反饋電路102、102’將電池110的兩端與控制電路130中的電池檢測系統(tǒng)(EMS)210(見圖2)相連。電池電壓反饋電路102、102’可檢測電池110的電壓狀態(tài)且可將反映電池110的當(dāng)前電壓V的電壓信號發(fā)送至控制電路130。每個電池模塊電壓反饋電路121.1可被連接至相應(yīng)的電池模塊101.1的兩端，以檢測每個電池模塊101.1的電壓狀態(tài)并將電壓信號發(fā)送至控制電路130的電池檢測系統(tǒng)(EMS)210。因此，在一些實施例中，可以監(jiān)測整個電池110的電壓狀態(tài)以及每個電池模塊11.1的個別電壓狀態(tài)。
[0026]此外，在充電期間，電池充電系統(tǒng)1的控制電路130可通過，例如插頭(圖中省略)與外部的充電粧\充電站140連接。出于充電的需要，控制電路130可將充電粧\充電站140的電力分配至第一充電電路100、100’以及第二充電電路111.1、111.2、111.3.....m.1、...、111.Νο
[0027]現(xiàn)在參照圖2，其示出了根據(jù)某些實施例的控制電路的電路結(jié)構(gòu)的另一個示意圖。
[0028]如圖2所示，控制電路130可包括電池檢測系統(tǒng)(EMS)210、處理芯片(MCU)212、一個或多個串行通信總線(例如，控制器局域網(wǎng)(CAN)總線)211、輸入和輸出端口(1\0開關(guān))213、繼電器220、221.1等。串行通信總線211可負(fù)責(zé)控制電路130中的模塊之間的數(shù)據(jù)通信以及模塊與外界之間的數(shù)據(jù)通信。電池檢測系統(tǒng)210可集成在控制電路130內(nèi)，且可通過串行通信總線211接收電池電壓反饋電路102、102’以及電池模塊電壓反饋電路121.1、121.2、
121.3.....121.1.....121.N的檢測到的電壓信號。電池檢測系統(tǒng)210可將從電池電壓反饋電路102和電池模塊電壓反饋電路121接收到的電壓信號傳達至處理芯片212。處理芯片212可負(fù)責(zé)控制電路130的數(shù)據(jù)計算和處理(例如，經(jīng)由硬件電路和/或存儲有計算機可執(zhí)行的軟件指令的計算機可讀介質(zhì)來執(zhí)行功能)，并通過串行通信總線211與電池檢測系統(tǒng)(EMS)
210、輸入和輸出端口 213和其他組件進行通信。輸入和輸出端口 213可與處理芯片212相連且可負(fù)責(zé)將處理芯片212的控制信號發(fā)送給繼電器220、221.1，以控制繼電器220、221.1的工作狀態(tài)。例如，在對從電池電壓反饋電路1 2和電池模塊電壓反饋電路121接收到的電壓信號進行處理后，處理芯片212可判定第一充電電路100和/或一個或多個第二充電電路111應(yīng)被接通還是被斷開。在這樣的情況下，處理芯片212可將合適的控制信號發(fā)送至繼電器220以接通或斷開第一充電電路100、100’，以及發(fā)送至合適的繼電器221(例如，被分別連接至第二充電電路 111.1、111.2、111.3、...'lll.1、...、111.N的繼電器220、221.1、221.2、
221.3.....221.1.....221.N中的任意一個或多個)以接通或斷開相應(yīng)的第二充電電路。每個繼電器221.1可響應(yīng)經(jīng)由輸入和輸出端口 213從處理芯片212接收到的控制信號來單獨和個別地控制其相應(yīng)的第二充電電路111.1的接通和斷開。
[0029]此外，在這個實例中，控制電路130進一步與外部的輔助充電器214、215相連以獲取工作電力。具體地，控制電路130可通過串行通信總線211與輔助充電器215相連來獲取工作電源。繼電器220、221.1可通過輸入和輸出端口 213與輔助充電器214相連來獲取工作電力。
[0030]在一些實施例中，第一充電電路100、100’和第二充電電路111.1、111.2、
111.3.....lll.1.....111.N的控制開關(guān)可對應(yīng)于繼電器220、221.1，該繼電器可被用作電路開關(guān)來控制控制電路的接通/斷開?？刂崎_關(guān)也可以是用于控制電路的接通/斷開的三極管和/或其他電氣元件。在某些實施例中，處理芯片(Μ⑶)212可以是例如AT89S51微控芯片或類似物。在這些和其他實施例中，處理芯片212可通過硬件電路和/或通過存儲有計算機可執(zhí)行軟件指令以執(zhí)行所述功能的計算機可讀介質(zhì)來執(zhí)行本文所述的各種功能。
[0031]電池電壓反饋電路102、102’可實時監(jiān)測電池110兩端的電壓V，并可將電壓信號發(fā)送給電池檢測系統(tǒng)(EMS) 210。電池檢測系統(tǒng)(EMS) 210可基于所接收到的電壓信號判定電池110是否需要充電。若電池需要充電，則處理芯片212可通過輸入和輸出端口 213向繼電器220發(fā)送接通信號，且繼電器220可接通第一充電電路100、100’，以通過施加第一充電電壓
Vl對電池模塊101.1、101.2.....lOl.1、...101』進行串聯(lián)充電。當(dāng)電池檢測系統(tǒng)江]\^)210
基于周期的或連續(xù)的電壓監(jiān)測、通過電池電壓反饋電路102、102’確定電池兩端的電壓V達到第一預(yù)定電壓值VtV例如，電池110被認(rèn)為完全充電時的電壓)，處理芯片212可向繼電器220發(fā)送斷開信號以斷開第一充電電路100、100’。在一些情況下，可采用高電壓(第一充電電壓Vl)對電池110進行充電，從而使充電效率更高。然而，如上面所討論的，由于電池模塊
101.1,101.2.....101.1.....101.N的個體差異(例如，內(nèi)阻差異等)，諸電池模塊中的一些電池模塊可能被不平衡地充電。例如，第一電池模塊101.1可能未被完全充電而達到第二預(yù)定電壓值Vt32 (例如，電池模塊被認(rèn)為完全充電時的電壓)。因此，單個電池模塊11.1也可以獨立地進行充電，如下所述。
[0032]電池模塊電壓反饋電路121.1、121.2、121.3.....121.1.....121.N可被配置成分別檢測每個電池模塊101.1兩端的電壓Vi，并將檢測到的電壓信號發(fā)送給電池檢測系統(tǒng)(EMS)210。電池檢測系統(tǒng)(EMS)210可判定/判斷各個電池模塊中的每一個是否已達到預(yù)定的第二預(yù)定電壓值VS。若電池檢測系統(tǒng)(EMS)210判定一個或多個的某電池模塊101.1尚未達到第二預(yù)定電壓值Vt32，則處理芯片212可通過輸入和輸出端口 213向相應(yīng)的繼電器221.1發(fā)送接通信號，且一個或多個第二充電電路lll.1可獨立地對當(dāng)使用第一充電電路100、10 ’對電池模塊進行串聯(lián)充電時未完全充電的任何電池模塊101.1進行充電。為了獨立地對電池模塊1I中的一個或多個進行充電，可使用第二充電電壓V2，直到電池模塊的個別電壓Vi達到第二預(yù)定電壓值VS。每個個別電池模塊的充電過程可以是相同的，直到所有電池模塊101.1、101.2.....101.1.....101.N都達到第二預(yù)定電壓值(Vt32)。對通過第一充電電路未完全串聯(lián)充電的各個電池模塊中的一個或多個電池模塊的充電可使用合適的第二充電電路進行，且可在由處理芯片212的配置所控制的過程中全部同時進行或在不同時間進行(例如，按照首先從充電最少的電池模塊開始的順序進行)。
[0033]如上所述，當(dāng)對用于電動車輛和其他電動裝置的電池進行充電時，可僅使用單個充電電路對電池進行充電且可能不對單個電池模塊單獨進行充電。然而，在這種情況下，每個電池模塊的電量可能與其他模塊不同，且當(dāng)這些模塊被串聯(lián)以使用時，模塊中的的這種電壓差異可能會使整個電池的內(nèi)阻增大，這會降低電池的總效率。因此，在某些實施例中，電池檢測系統(tǒng)(EMS)210、電池電壓反饋電路102、102’和電池模塊電壓反饋電路121.1、
121.2、121.3.....121.?.....121.N可對電池110的電壓狀態(tài)以及各個電池模塊的電壓進行實時監(jiān)測。每個個別電池模塊可按至少兩種不同的方式和以至少兩種不同的工作電壓進行充電，例如，通過第一充電電路100、100’和其各自的第二充電電路111進行充電，從而保證電池模塊中的每一個都能被完全充電以提高電池110的總工作效率。此外，如上所述，第二充電電路中的一個或多個不僅可被連接至單個電池模塊101，還可被串聯(lián)連接至多個電池模塊的子集(例如，兩個電池模塊、三個電池模塊等)。因此，在一些情況下，可按兩種以上不同的方式和以兩種以上不同的工作電壓對每個個別電池模塊進行充電。例如，第一電池模塊可使用第一充電電路進行充電，且可單獨地使用僅被連接至該單個電池模塊的第二充電電路進行充電，且還可使用被串聯(lián)連接至包括該第一電池模塊的電池模塊的子集(所述子集中有兩個、三個、四個等電池模塊)的另一第二充電電路(未在圖中示出)進行充電。
[0034]在一些實施例中，第二充電電路中的一個或多個不僅可被連接至單個電池模塊，還可被串聯(lián)連接至多個電池模塊。例如，第二充電電路111可被串聯(lián)連接至兩個電池模塊或三個電池模塊等或多個電池模塊101的任何其他子集，從而允許第二充電電路111僅對多個電池模塊101的該子集進行充電。
[0035]現(xiàn)在參照圖3，其示出了根據(jù)某些實施例的電池充電站的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0036]如上面參照圖1所討論的，電池充電系統(tǒng)10可以是設(shè)置在電動裝置(例如，電動車輛的馬達)內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)且可通過插頭(圖中省略)與外部的充電粧\充電站140相連接，從而由充電站\充電粧140提供電力。在其他實施例中，可將電池充電系統(tǒng)(例如，包括第一充電電路、第二充電電路、電池電壓反饋電路、電池模塊電壓反饋電路和控制電路130等)設(shè)置在充電粧\充電站內(nèi)，以得到如圖3所示的電池充電站20。在電池充電站20中，可通過例如多引腳插頭將第一充電電路、第二充電電路、電池電壓反饋電路和電池模塊電壓反饋電路與電池及電池模塊相連接。在這種實例中，電池充電站20的電路結(jié)構(gòu)可與電池充電系統(tǒng)10的電路結(jié)構(gòu)相似或相同。
[0037]現(xiàn)在參照圖4，其為用于可集成至或可操作性地連接至本文所述的電池組、電池模塊和電池充電站以及上述的任何其他組件的計算機系統(tǒng)或其他計算機裝置400的示例性方框圖。一個或多個計算機系統(tǒng)或其他計算機裝置400可控制上述的電動裝置和/或組件的一個或多個方面。例如，一個或多個計算機裝置400可用于實現(xiàn)如上所述的各種控制電路130、電池檢測系統(tǒng)(EMSs)210和/或MCUs 212以及電池充電站140。因此，這種組件可包括下面參照計算機裝置400所述的特征中的一些或全部特征。在一些實例中，計算機系統(tǒng)或其他計算機裝置400可包括平板電腦、個人數(shù)據(jù)助理、智能電話、游戲控制臺和/或用于控制電動車輛的專用計算機系統(tǒng)。前述計算裝置中的任何特定的一個裝置可全部或至少部分地被配置成表現(xiàn)出類似于計算機系統(tǒng)400的特征。
[0038]計算機裝置400被圖示為包括硬件元件，所述硬件元件可經(jīng)總線402進行電耦合(或可根據(jù)需要按其他方式進行通信)。硬件元件可包括處理單元，其具有一個或多個處理器404，包括但不限于一個或多個通用處理器和/或一個或多個專用處理器(如數(shù)字信號處理芯片、圖形加速處理器和/或類似物)；一個或多個輸入裝置406，其可包括但不限于方向盤、氣候控制按鈕或其他用戶輸入接收按鈕和/或類似物；以及一個或多個輸出裝置408，其可包括但不限于顯示裝置(例如，計算機屏幕)、GPS和/或類似物。
[0039]計算機系統(tǒng)400可進一步包括一個或多個非臨時性存儲裝置410(和/或與之通信)，其可包括但不限于本地存儲器和/或網(wǎng)絡(luò)可訪問存儲器和/或可包括但不限于磁盤驅(qū)動器、驅(qū)動器陣列、光學(xué)存儲裝置、固態(tài)存儲裝置，如隨機存取存儲器和/或只讀存儲器，其可以是可編程的、閃存可更新的和/或類似物。這種存儲裝置可被配置成實現(xiàn)任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)存儲，包括但不限于各種文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和/或類似物。
[0040]計算機裝置400還可包括通信子系統(tǒng)412，其可包括但不限于調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡(無線的和/或有線的)、紅外通信裝置、無線通信裝置和/或芯片集，例如Bluetooth?裝置、802.11裝置、WiFi裝置、WiMax裝置、蜂窩通信設(shè)施，如GSM(全球移動通信系統(tǒng))、W-CDMA(寬帶碼分多址)、LTE(長期演進)等和/或類似物。通信子系統(tǒng)412可允許與網(wǎng)絡(luò)(舉例來說，如下述的網(wǎng)絡(luò))、其他計算機系統(tǒng)和/或本文所述的任何其他裝置進行數(shù)據(jù)交換。在許多實施例中，計算機系統(tǒng)400將進一步包括工作存儲器414，其可包括隨機存取存儲器和/或只讀存儲器裝置，如上所述。
[0041]計算機設(shè)備400還可包括軟件元件，其被圖示為當(dāng)前位于工作存儲器414內(nèi)，所述軟件元件包括操作系統(tǒng)416、裝置驅(qū)動器、可執(zhí)行庫和/或其它代碼，如一個或多個應(yīng)用程序418，應(yīng)用程序418可包括由各種實施例提供的計算機程序和/或可被設(shè)計為實施方法和/或配置由本文所述其他實施例所提供的系統(tǒng)。舉例來說，針對上面所討論的方法而描述的一個或多個和過程/或系統(tǒng)組件可通過可由計算機(和/或計算機內(nèi)的處理器)執(zhí)行的代碼和/或指令來實現(xiàn);在一個方面，這種代碼和/或指令可隨后用于配置和/或調(diào)整通用計算機(或其他裝置)以根據(jù)所述的方法進行一個或多個操作。
[0042]—組這些指令和/或代碼可被存儲在非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì)上，例如上述的存儲裝置410。在一些情況下，存儲介質(zhì)可被結(jié)合在計算機系統(tǒng)內(nèi)，例如計算機系統(tǒng)400。在其他實施例中，存儲介質(zhì)可與計算機系統(tǒng)相分離(例如，可移動介質(zhì)，如閃存)和/或被提供在安裝包中，從而可使用存儲介質(zhì)通過存儲于其上的指令/代碼對通用計算機進行編程、配置和/或調(diào)整。這些指令可采用可由計算機裝置400執(zhí)行的可執(zhí)行代碼的形式和/或可采用源代碼和/或可安裝代碼的形式，該源代碼和/或可安裝代碼一旦在計算機系統(tǒng)400上編譯和/或安裝(例如，使用各種普通可用的編譯器、安裝程序、壓縮/解壓縮實用程序等中的任何一種來進行)即為可執(zhí)行代碼的形式。
[0043]顯而易見的是可根據(jù)特定要求進行相當(dāng)大的變化。例如，也可使用定制的硬件，和/或，特定的元件可實現(xiàn)為硬件、軟件(包括便攜式軟件，如小程序等)或其兩者中。進一步地，也可采用與其他計算裝置的連接，例如網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出裝置。
[0044]如上面所提及的，在一個方面，一些實施例可采用計算機系統(tǒng)(如計算機裝置400)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的各個實施例的方法。根據(jù)一組實施例，響應(yīng)于處理器404對包含在工作存儲器414內(nèi)的一個或多個指令(其可被結(jié)合至操作系統(tǒng)416和/或其他代碼，如應(yīng)用程序418中)中的一個或多個序列的執(zhí)行，計算機系統(tǒng)400執(zhí)行這種方法的過程中的一些或全部。這種指令可從另一個計算機可讀介質(zhì)，如存儲裝置410中的一個或多個，被讀入工作存儲器414中。僅舉例來說，執(zhí)行被包含在工作存儲器414中的指令序列可使處理器404執(zhí)行本文所述方法的一個或多個程序。
[0045]本文所使用的術(shù)語“機器可讀介質(zhì)”和“計算機可讀介質(zhì)”可指參與提供使機器按特定方式進行操作的數(shù)據(jù)的任何非臨時性介質(zhì)。在使用計算機裝置400實現(xiàn)的一個實施例中，各種計算機可讀介質(zhì)可涉及將指令/代碼提供至處理器404以執(zhí)行和/或可用于存儲和/或攜帶這種指令/代碼。在許多實施方式中，計算機可讀介質(zhì)是物理和/或有形的存儲介質(zhì)。這種介質(zhì)可采用非易失性介質(zhì)或易失性介質(zhì)的形式。非易失性介質(zhì)可包括，例如，光盤和/或磁盤，諸如存儲裝置410。易失性介質(zhì)可包括但不限于動態(tài)存儲器，諸如工作存儲器414。
[0046]物理和/或有形的計算機可讀介質(zhì)的示例形式可包括軟盤、柔性盤、硬盤、磁帶或任何其他磁性介質(zhì)、光盤，任何其它光學(xué)介質(zhì)、R0M、RAM等、任何其他存儲器芯片或卡盒，或計算機可從中讀取指令和/或代碼的任何其他介質(zhì)。各種形式的計算機可讀介質(zhì)可涉及將一個或多個指令的一個或多個序列運送至處理器404以執(zhí)行。舉例來說，指令最初可被載于遠程計算機的磁盤和/或光盤上。遠程計算機可將指令加載到其動態(tài)存儲器中并在傳輸介質(zhì)上將指令作為信號發(fā)送，從而由計算機系統(tǒng)400接收和/或執(zhí)行該指令。
[0047]通信子系統(tǒng)412(和/或其組件)通常將接收信號，且總線402隨后可將信號(和/或由信號所攜帶的數(shù)據(jù)、指令等)運送至工作存儲器414，處理器404從該工作存儲器檢索和執(zhí)行指令。由工作存儲器414所接收的指令可在被處理器404執(zhí)行之前或被執(zhí)行之后被選擇地存儲在非臨時性存儲裝置410中。
[0048]應(yīng)進一步理解的是，計算機裝置400的組件可跨網(wǎng)絡(luò)分布。例如，一些處理可使用第一處理器在一個位置執(zhí)行，而其他處理可由遠離第一處理器的另一個處理器執(zhí)行。計算機系統(tǒng)400的其他組件可按類似的方式分布。因而，計算機裝置400可被解釋為在多個位置執(zhí)行處理的分布式計算系統(tǒng)。在一些情況下，根據(jù)上下文，計算機系統(tǒng)400可被解釋為單個計算裝置，如獨特的膝上計算機、臺式計算機或類似物。
[0049]某些實施例的實例
[0050]在第一示例性實施例中，電動車輛的電池組(150)可包括電池(I 10)和電池充電系統(tǒng)(10)，其中電池(I 10)包括多個電池模塊(101.1、101.2.....101.?.....101.N)，每個電池模塊(101.1)設(shè)有一個或多個電池單元，且多個電池模塊(101.1、101.2.....101.1.....101.N)在提供電力輸出時串聯(lián)連接，其中電池充電系統(tǒng)(10)包括:第一充電電路(100、
100’)，該第一充電電路(100、100’)將多個電池模塊(101.1、101.2.....101.?.....101.N)
串聯(lián)連接，且該第一充電電路(100、100’)用于對電池(I 10)中的多個電池模塊(101.1、
101.2.....101.1.....101.N)進行串聯(lián)充電；第二充電電路(111.1、111.2.....111.1.....111.N)，該第二充電電路(I 11.1、111.2.....lll.1.....111.N)分別連接至多個電池模塊(101.1、101.2.....101.?.....101.N)，且該第二充電電路(111.1、111.2.....111.1.....111.N)用于對多個電池模塊(101.1、101.2.....101.1.....101.N)中的至少一個電池模塊(101.1)進行充電。
[0051]第二示例性實施例可包括第一示例性實施例的電池組(150)，其中第一充電電路
(100、100’)和第二充電電路(111.1、111.2.....lll.1.....111.N)可相互配合地工作，或者，第一充電電路(100、100’)和第二充電電路(111.1、111.2.....lll.1.....111.N)可獨立工作。
[0052]第三示例性實施例可包括第一示例性實施例的電池組(150)，其中第一充電電路
(100、100’)向串聯(lián)連接的多個電池模塊(101.1、101.2.....101.1.....101.N)的兩端施加電壓和電流以進行充電。
[0053]第四示例性實施例可包括第二示例性實施例的電池組(150)，其中第二充電電路(111.1、111.2、...、lll.1、...、111.N)對多個電池模塊(101.1、101.2、...、101.1、...、11.N)中的一個電池模塊(11.1 )進行選擇性地充電，該選擇性充電通過對該電池模塊(101.1)的兩端施加電壓和電流而進行。
[0054]第五示例性實施例可包括第一示例性實施例的電池組(150)，其進一步包括用于選擇性地接通或斷開第一充電電路(100、100’)或第二充電電路(111.1、111.2.....111.1.....111.N)的控制電路(130)。
[0055]第六示例性實施例可包括第五示例性實施例的電池組(150)，其中第二充電電路
(111.1、111.2.....lll.1.....111.N)可選擇電池(110)中的某個電池模塊(101.1)并對所選擇的電池模塊(101.1)的兩端進行充電。
[0056]第七示例性實施例可包括第六示例性實施例的電池組(I50)，其中電池充電系統(tǒng)
(10)進一步包括電池電壓反饋電路(102、102’)，該電池電壓反饋電路(102、102’)與控制電路(130)相連且用于將反映電池(110)的當(dāng)前電壓的電壓信號發(fā)送至控制電路(130);多個電池模塊(101.1、101.2、...、101.1、...、101.N)中的每一個連接至電池模塊電壓反饋電路(121.1,121.2.....121.?.....121.N)且電池模塊電壓反饋電路(121.1、121.2.....121.1.....121.N)與控制電路(130)相連且用于將反映電池模塊的當(dāng)前電壓的電壓信號發(fā)送至控制電路(I 30);控制電路(130)根據(jù)電池(I 1)的當(dāng)前電壓開始或停止施加用以對串聯(lián)連接的多個電池模塊(101.1、101.2.....101.1.....101.N)的兩端進行充電的電壓和電流;且控制電路(I 30)根據(jù)每個電池模塊(I O1.1)的當(dāng)前電壓選擇某個電池模塊(I O1.1)以開始或停止施加用于對所選擇的電池模塊(101.1)進行充電的電壓和電流。
[0057]第八示例性實施例可包括第七示例性實施例的電池組(150)，其中通過使用第一充電電壓(Vl)對電池(I 10)中的電池模塊進行串聯(lián)充電，且其中通過使用第二充電電壓(V2)對電池(110)中的所選擇電池模塊進行獨立充電。
[0058]第九示例性實施例可包括第八示例性實施例的電池組(150)，第一充電電壓(Vl)和第二充電電壓(V2)為不同的電壓。
[0059]第十示例性實施例可包括第一示例性實施例的電池組(150)，其中根據(jù)所選擇的電池模塊(101.1)的電壓，第二充電電路(lll.1)選擇合適的電壓對所選擇的電池模塊(101.1)進行充電，直到所選擇的電池模塊(101.1)達到預(yù)定電壓為止。
[0060]第十一示例性實施例可包括第七示例性實施例的電池組(150)，其中控制電路(130)進一步包括:電池檢測系統(tǒng)(210)，其被連接至電池電壓反饋電路(I 02、102 ’)和電池模塊電壓反饋電路(121.1、121.2.....121.?.....121.N)以用于接收由電池電壓反饋電路
(102、102’)和電池模塊電壓反饋電路(121.1、121.2.....121.1.....121.N)所發(fā)送的電壓信號并控制第一充電電路(100、100’)和/或第二充電電路(I 11.1、111.2.....lll.1.....111.N)的接通或斷開;第一電路開關(guān)(220)，其被連接至第一充電電路(100、100’)和電池檢測系統(tǒng)(210)以在電池檢測系統(tǒng)(210)的控制下接通或斷開第一充電電路(100、100’)；以及第二電路開關(guān)(221.1,221.2,221.3.....221.1.....221.N)，其被分別連接至第二充電電路(111.1、111.2.....lll.1.....111.N)，以及連接至電池檢測系統(tǒng)(210)以在電池檢測系統(tǒng)(210)的控制下接通或斷開第二充電電路(111.1、111.2.....lll.1.....111.N)。
[0061]在第十二示例性實施例中，電池充電站(20)可用于對電池(110)進行充電，其中電池(110)包括多個電池模塊(101.1、101.2.....101.1.....101.N)，每個電池模塊設(shè)有一個或多個電池單元，且多個電池模塊(101.1、101.2.....101.1.....101.N)在提供電力輸出時串聯(lián)連接，其中電池充電站(20)包括:用于對電池(110)進行串聯(lián)充電的第一充電電路(100、100’)；用于對至少一個電池模塊進行充電的第二充電電路(111.1、111.2.....111.1.....1ll.N);第一充電電路(100、100’)和第二充電電路(111.1、111.2.....111.1.....111.N)可相互配合地工作，或者，第一充電電路(100、100’)和第二充電電路
(111.1、111.2、...、lll.1、...、111.Ν)獨立地工作。
[0062]第十三示例性實施例可包括第十二示例性實施例的電池充電站(20)，其中第一充電電路(100、100’)施加電壓和電流以對串聯(lián)連接的多個電池模塊(101.1、101.2.....101.?.....101.N)的兩端進行充電。
[0063]第十四示例性實施例可包括第十二示例性實施例的電池充電站(20)，其進一步包括:被設(shè)置在電池充電站(20)中且用于選擇性地接通或斷開第一充電電路(100、100’)或第二充電電路(111.1、111.2.....lll.1.....1ll.N)的控制電路(130)。
[0064]在第十五示例性實施例中，可執(zhí)行一種方法以對電池(110)進行充電，其中電池
(110)包括多個電池模塊(101.1、101.2.....101.1.....101.N)，每個電池模塊設(shè)有一個或多個電池單元，且多個電池模塊(101.1、101.2.....101.1.....101.N)在提供電力輸出時串聯(lián)連接，其中該方法包括下列步驟:1)測量電池(110)的電壓(V)，判斷是否需要對電池進行充電，如果需要，則2)使用第一充電電路(100、100’)對電池(110)中的電池模塊進行串聯(lián)充電；3)測量串聯(lián)連接的電池模塊的電壓(V)是否達到第一預(yù)定電壓值(VtMd)如果串聯(lián)連接的電池模塊的電壓(V)達到第一預(yù)定電壓值(Vt31)，則測量電池(110)中的每個電池模塊的電壓(V1)是否達到第二預(yù)定電壓值(Vt32) ;5)選擇沒有達到第二預(yù)定電壓值(Vt32)的一個或多個電池模塊(101.1);以及6)使用相應(yīng)的第二充電電路(I 11.1、111.2.....lll.1.....111.N)對所選擇的一個或多個電池模塊(101.1)進行充電，直至其電壓(V1)達到第二預(yù)定電壓值(Vq2)為止。
[0065]盡管參照了附圖中所示的特定實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明所提供的充電系統(tǒng)和充電方法可在不背離本發(fā)明的精神、范圍和背景的前提下具有各種變型。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員仍應(yīng)意識到，本發(fā)明所公開的實施例中的參數(shù)可按不同的方式進行改變，且這些改變均落在本發(fā)明和權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于電動車輛的電池組，其包括: 電池，其包括多個串聯(lián)連接的電池模塊；以及 電池充電系統(tǒng)，其包括: 第一充電電路，其對所述多個電池模塊進行串聯(lián)連接，且所述第一充電電路被配置成對所述多個電池模塊進行串聯(lián)充電；以及 多個第二充電電路，其中所述多個第二充電電路中的每一個充電電路被連接至所述多個電池模塊中相應(yīng)的一個電池模塊，且其中所述多個第二充電電路中的每一個充電電路被配置成對所述相應(yīng)的電池模塊進行充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述第一充電電路和所述多個第二充電電路被配置成協(xié)同工作以對所述多個電池模塊進行充電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述第一充電電路和所述多個第二充電電路被配置成獨立工作以對所述多個電池模塊進行充電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述第一充電電路被配置成向所述串聯(lián)連接的多個電池模塊的兩端施加電壓和電流。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述多個第二充電電路中的第一個被配置成通過向所述第一電池模塊的兩端施加電壓和電流而對所述多個電池模塊中的第一電池模塊進行充電。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其進一步包括: 控制電路，其被配置成選擇性地接通和斷開所述第一充電電路和所述多個第二充電電路。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組，其中所述多個第二充電電路中的每一個充電電路被配置成對其相應(yīng)的電池模塊的兩端進行充電。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，其進一步包括: 電池電壓反饋電路，其被連接至所述電池以及所述控制電路，所述電池電壓反饋電路被配置成向所述控制電路發(fā)送反映所述電池的當(dāng)前電壓的電壓信號；以及 多個電池模塊電壓反饋電路，每個電池模塊電壓反饋電路被連接至所述控制電路和所述多個電池模塊中的一個，其中所述電池模塊電壓反饋電路中的每一個被配置成向所述控制電路發(fā)送反映與其相關(guān)聯(lián)的電池模塊的當(dāng)前電壓的電壓信號， 其中所述控制電路被配置成基于所述電池的所述當(dāng)前電壓來開始或停止施加用以對所述串聯(lián)連接的多個電池模塊的兩端進行充電的電壓和電流，以及 其中，所述控制電路進一步被配置成基于所述多個電池模塊中的每一個電池模塊的所述當(dāng)前電壓來選擇所述多個電池模塊中的第一電池模塊，以及開始或停止施加用以對所述第一所選電池模塊進行充電的電壓和電流。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組，其中: 所述多個電池模塊由所述第一充電電路使用第一充電電壓進行串聯(lián)充電；以及所述第一所選擇的電池模塊由對應(yīng)于所述第一所選擇的電池模塊的所述第二充電電路使用第二充電電壓進行獨立充電。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池組，其中所述第一充電電壓和所述第二充電電壓為不同的電壓。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組，其中所述控制電路進一步包括: 電池檢測系統(tǒng)，其被連接至所述電池電壓反饋電路和所述多個電池模塊電壓反饋電路中的每一個，所述電池檢測系統(tǒng)被配置成接收由所述電池電壓反饋電路和所述電池模塊電壓反饋電路所發(fā)送的所述電壓信號，并控制所述第一充電電路和所述多個第二充電電路的接通或斷開； 第一電路開關(guān)，其被連接至所述第一充電電路和所述電池檢測系統(tǒng)，所述第一電路開關(guān)被配置成在所述電池檢測系統(tǒng)的控制下接通或斷開所述第一充電電路；以及 多個第二電路開關(guān)，每個第二電路開關(guān)被連接至所述相應(yīng)的第二充電電路和連接至所述電池檢測系統(tǒng)，所述第二電路開關(guān)被配置成在所述電池檢測系統(tǒng)的控制下接通或斷開所述第二充電電路。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中基于所述多個電池模塊中的第一電池模塊的電壓，所述多個第二充電電路中的相應(yīng)的一個充電電路被配置成選擇合適的電壓以對所述第一電池模塊進行充電，直到所述第一電池模塊達到預(yù)定電壓為止。13.—種用于對包括串聯(lián)連接的多個電池模塊的電池進行充電的電池充電站，所述電池充電站包括: 第一充電電路，其被配置成對所述串聯(lián)連接的多個電池模塊進行串聯(lián)充電；以及 多個第二充電電路，每個第二充電電路被配置成對所述多個電池模塊中相應(yīng)的一個電池模塊進行充電。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池充電站，其中所述第一充電電路和所述多個第二充電電路被配置成在對所述多個電池模塊進行充電時協(xié)同工作。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池充電站，其中所述第一充電電路和所述多個第二充電電路被配置成在對所述多個電池模塊進行充電時獨立地工作。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池充電站，其中所述第一充電電路被配置成通過向所述串聯(lián)連接的多個電池模塊的兩端施加電壓和電流而對所述多個電池模塊進行串聯(lián)充電。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池充電站，其進一步包括: 控制電路，其被配置成選擇性地接通或斷開所述第一充電電路和所述第二充電電路。18.—種用于對包括串聯(lián)連接的多個電池模塊的電池進行充電的方法，所述方法包括: 測量所述電池的第一電壓； 基于所述測量到的第一電壓判定所述電池需要進行充電； 基于所述電池需要進行充電的所述判定，使用第一充電電路對所述多個電池模塊進行串聯(lián)充電； 在對所述多個電池模塊進行串聯(lián)充電后測量所述電池的第二電壓，并判定所述第二電壓是否至少等于第一預(yù)定電壓值； 響應(yīng)于判定所述第二電壓至少等于第一預(yù)定電壓值，測量所述多個電池模塊中的每一個電池模塊的個別電壓并將所述多個電池模塊中的每一個電池模塊的所述個別電壓與第二預(yù)定電壓值進行比較； 識別所述多個電池模塊中所具有的電壓小于所述第二預(yù)定電壓值的一個或多個電池豐旲塊;以及 對所識別的電池模塊中的每一個進行充電，其中所識別的電池模塊中的每一個電池模塊使用單獨的相應(yīng)第二充電電路各自進行充電，直到所識別的電池模塊中的每一個電池模塊的電壓達到至少所述第二預(yù)定電壓值為止。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中測量所述電池的所述第一電壓包括: 從電池電壓反饋電路接收電壓信號，所述電壓信號反映所述電池的當(dāng)前電壓。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中測量所述多個電池模塊中的每一個的所述個別電壓包括: 從多個電池模塊電壓反饋電路接收多個電壓信號，所述多個電壓信號中的每一個電壓信號反映所述電池模塊中相應(yīng)的一個電池模塊的當(dāng)前電壓。21.—種用于電動車輛的電池組，包括權(quán)利要求1至12中的任意一個技術(shù)特征或者技術(shù)特征的任意組合。22.—種用于對包括串聯(lián)連接的多個電池模塊的電池進行充電的電池充電站，包括權(quán)利要求13至17中的任意一個技術(shù)特征或者技術(shù)特征的任意組合。23.一種用于對包括串聯(lián)連接的多個電池模塊的電池進行充電的方法，包括權(quán)利要求18至20中的任意一個技術(shù)特征或者技術(shù)特征的任意組合。
【文檔編號】B60L11/18GK105914806SQ201610146881
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】莊繼圣
【申請人】中國新能源汽車有限公司