专利名称：二次电池组的制作方法
技术领域：
技术领域涉及二次电池组(secondary battery pack)，更具体地说，涉及包括单电池(cell)平衡系统的二次电池组，所述单电池平衡系统可去除以被重复使用。
背景技术：
通常，二次电池能够再充电，并且被形成为具有小尺寸和大容量。随着诸如移动电话、PDA或笔记本计算机之类的轻便且多功能的便携式无线设备的发展，已开发了二次电池作为便携式无线设备的驱动电源这一用途。特别是，二次电池的容量应当足够大，以供电动车、混合汽车等等使用。为了使二次电池的容量足够大，使用一组多个单电池，而不是单个单电池，从而能够向二次电池施加高电压，并且能够提高二次电池的容量。然而，由于单电池本身具有充电和放电特性，因此随着时间的推移多个单电池中每个单电池的电压趋向于失衡。二次电池组中的单电池之间的电压差导致电池之间失衡，从而造成二次电池组的容量损失。因此，已经开发了各种单电池平衡系统和方法以用于平衡每个单电池，以便在避免过充电的同时使二次电池的所有单电池都能够均勻地充电。然而，为了执行单电池平衡，应当向二次电池附加单电池平衡系统。在这种情况下，二次电池的制造成本增加。因此，存在二次电池成本增加的问题。
发明内容
根据一个方面，一种电池组(battery pack)包括至少一个电池单元(battery unit)以及控制器，该控制器用于控制至少一个电池单元的操作。至少一个电池单元包括单电池单元(cell unit)和单电池平衡系统，单电池单元包括多个单电池，单电池平衡系统用于平衡多个单电池之间的电压。单电池平衡系统被配置为能够被从所述至少一个电池单元拆卸下来(detachable)。根据另一方面，一种电池单元包括单电池单元和至少一个单电池平衡系统，单电池单元包括多个单电池，至少一个单电池平衡系统用于平衡多个单电池之间的电压。该单电池平衡系统被配置为能够被从电池单元拆卸下来。根据另一方面，一种单电池平衡系统用于平衡电池组内多电池(multi-cell)单元中的多个单电池之间的电压。所述单电池平衡系统包括第一连接器，用于将单电池平衡系统连接到第一电池单元的多单电池单元；第二连接器，用于将单电池平衡系统连接到控制器或第二电池单元中的至少一个；以及第三连接器，用于将单电池平衡系统连接到第三电池单元或控制器，其中，所述第一连接器、第二连接器和第三连接器被配置为允许单电池平衡系统能够被从电池组拆卸下来。
附图及例示示范性实施例的说明书，连同该说明一起，用于解释各个实施例的原理。图1是示出根据一些实施例的二次电池组的结构的示图；图2是示出根据一些实施例的用于二次电池组的电池单元的连接关系的示图；图3是示出根据一些实施例的所示出的单电池平衡系统的电路图的示图；以及图4是示出根据一些实施例的二次电池组的单电池单元的结构的示图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图描述本发明的一些实施例。然而，可以以不同的方式实现各种实施例，并且实施例不应被理解为将本发明局限于此处阐述的示范性实施例。而是，提供这些实施例是为了使本公开充分和完整。图1是示出根据一些实施例的二次电池组的结构的示图。参照图1，二次电池组包括控制器M、第一电池单元1S、第二电池单元2S和第三电池单元3S。控制器M从第一到第三电池单元IS到3S接收诸如温度、电压、电流等等的信息， 以确定电池单元IS到3S中每一个的状态。根据接收的信息达到单电池平衡。通过确定第一到第三电池单元IS到3S当中需要单电池平衡的电池单元、然后向第一到第三电池单元 IS到3S发送单电池平衡指令，来达到单电池平衡。此处，控制器M连接到第一电池单元1S， 但是也可以连接到第三电池单元3S。第一到第三电池单元IS到3S包括多个单电池(未示出)，并输出高电压和大量电流。此外，第一到第三电池单元IS到3S中的每一个还包括单电池平衡系统(未示出)，以便通过单电池平衡系统的操作达到单电池平衡。此外，第一到第三电池单元IS到3S以及单电池平衡系统能够容易地分离以及单独替换。尽管示出了第一到第三电池单元IS到3S连接到一个控制器M，但是实施例不局限于此。因此，可以不同地配置连接到控制器M的电池单元的数量。图2是示出用于图1中示出的二次电池组的电池单元的连接关系的示图。第一到第三电池单元IS到3S中的每个都被配置为包括单电池单元140和单电池平衡系统200。每个单电池单元140包括多个单电池和电池连接器220b，电池连接器220b将电流、电压、温度等等从多个单电池传送到外部。每个单电池平衡系统200包括第一连接器220a、第二连接器230a和第三连接器 230b，它们接收和发送来自外部的信号。在第一电池单元IS的单电池平衡系统200中，第一连接器220a连接到电池连接器220b，该电池连接器220b连接到单电池单元140。第二连接器230a连接到控制器M (未示出)，并且第三连接器230b连接到第二电池单元2S的第二连接器230a。在第二电池单元2S的单电池平衡系统200中，第一连接器220a连接到电池连接器220b，该电池连接器220b 连接到单电池单元140。第二连接器230a连接到第一电池单元IS的第三连接器230b，并且第三连接器230b连接到第三电池单元3S的第二连接器230a。在第三电池单元3S的单电池平衡系统200中，第一连接器220a连接到电池连接器220b，该电池连接器220b连接到单电池单元140。第二连接器230a连接到第二电池单元2S的第三连接器230b，并且第三连接器230b保持在断开状态。尽管图2中示出了示例的连接，但电池单元的数量和单电池平衡系统不局限于此。此外，每个单电池平衡系统可以被配置为连接到模块化(modular)的电池单元。模块化的电池单元可以是电池单元、另一个单电池平衡系统或控制器之一。当每个连接器都连接时，第一电池单元IS的单电池平衡系统200、第二电池单元 2S的单电池平衡系统200以及第三电池单元3S的单电池平衡单元200相互电连接。因此， 数据线(data)、地线(ground)、时钟线(CLK)、阳极线(+)和阴极线㈠中的每一个连接到第二电池单元2S和第三电池单元3S的数据线(data)、地线(ground)、时钟线(CLK)、阳极线(+)和阴极线(_)。此外，每个连接器220a、220b、230a和230b被配置为使得每个元件能够被容易地拆卸。每个连接器220a、220b、230a和230b也可以是能够被容易拆卸的，以使电路组件可以容易地分开。因此，每个单电池平衡系统200与单电池单元140可以被容易地去除或拆卸。每个电池单元IS到3S的单电池平衡系统200和单电池单元140可以独立地更换。因此，可以仅仅更换特定的单电池平衡系统200或者可以仅仅更换特定的单电池单元140。每个单电池平衡单元200可以可插拔地(mateably)连接到每个电池单元1S、2S 和3S。每个单电池平衡单元也可以可插拔地连接到控制器M以及连接到另一单电池平衡单元 200。图3是示出图1中示出的单电池平衡系统的电路图的示图。参照图3，单电池平衡系统包括第一连接器220a、第二连接器230a、第三连接器230b和开关SW。传送正电势电压的阳极线(+)、传送负电势电压的阴极线(_)、传送诸如电流、电压、温度等等的数据的数据线(data)、连接到地电势的地线(ground)、传送时钟的时钟线(CLK)、控制开关SW的开关控制线(S. C.)连接第一连接器220a、第二连接器230a和第三连接器230b。单电池平衡系统在开关SW断开时使阳极线⑴开路。此时，不执行单电池平衡操作。在该状态中，第一到第三电池单元IS到3S或者通过充电源充电，或者通过向外部设备提供电流来放电。当开关SW接通时阳极线(+)短路。在该状态中，单电池单元140执行单电池平衡操作。开关SW的操作可以由控制器M控制。图4是示出根据本发明实施例的二次电池组的单电池单元的结构的示图。参照图 4，单电池单元140包括多个单电池41、42和43以及发送或接收来自多个单电池41、42和 43的信号的印刷电路板(PCB)组件44，以及电池连接器220b。多个单电池41、42和43并联连接，以便提高电池单元140的容量。PCB组件44连接到多个单电池41、42和43，并接收每个单电池的诸如电压、电流和温度等等的信息。PCB组件44接收从每个单电池41、42和43输出的信息并将其通过电池连接器230b发送到控制器M。电池连接器220b通过与其连接的数据线(data)与控制器 M通信。此外，当PCB组件44接收到来自控制器M的单电池平衡指令时，执行单电池平衡。尽管此处将PCB44描述为印刷电路板，但其不局限于此。PCB —般可以被描述为保护电路模块，其被配置为与电池41、42和43中的每一个通信。电池连接器220b将单电池平衡指令信号传送到PCB组件44，并接收单电池平衡指
令信号。尽管使用特定术语描述了本发明的示范性实施例，但仅仅是作为示例来描述的。 将会理解，在不脱离权利要求的技术精神和范围的情况下，可以施行各种改变和修改。
权利要求
1.一种电池组，包括 至少一个电池单元；和控制器，用于控制至少一个电池单元的操作，其中，所述至少一个电池单元包括 单电池单元，其包括多个单电池；以及单电池平衡系统，用于平衡多个单电池之间的电压，其中，所述单电池平衡系统被配置为能够被从所述至少一个电池单元拆卸下来。
2.如权利要求1所述的电池组，其中，所述单电池平衡系统经由可拆卸连接器连接到所述电池单元。
3.如权利要求1所述的电池组，其中，所述单电池单元经由可拆卸连接器连接到所述单电池平衡系统。
4.如权利要求1所述的电池组，其中，所述控制器接收关于所述至少一个电池单元的状态的信息，并基于所述信息发送单电池平衡指令。
5.如权利要求4所述的电池组，其中，所述信息包括关于单电池单元中的每个单电池的电压、电流和温度的信息。
6.如权利要求1所述的电池组，其中，所述单电池平衡系统包括第一连接器，用于将单电池平衡系统连接到第一电池单元的单电池单元； 第二连接器，用于将单电池平衡系统连接到控制器或第二电池单元中的至少一个；以及第三连接器，用于将单电池平衡系统连接到第三电池单元或连接到控制器，其中，所述第一连接器、第二连接器和第三连接器被配置为允许单电池平衡系统被从所述至少一个电池单元拆卸下来。
7.如权利要求1所述的电池组，其中，所述单电池平衡系统可插拔地连接到电池单元。
8.如权利要求5所述的电池组，其中，所述第一连接器、第二连接器和第三连接器中的每一个包括电连接，所述电连接包括至少开关控制线，用于控制将所述至少一个电池单元连接到模块化电池单元的开关。
9.如权利要求8所述的电池组，其中，所述模块化电池单元包括控制器和电池单元之ο
10.如权利要求8所述的电池组，其中，所述单电池平衡系统在开关接通时平衡单电池电压，并且在开关断开时不平衡单电池电压。
11.如权利要求1所述的电池组，其中，所述单电池单元还包括用于连接单电池的保护电路模块和用于将单电池单元连接到单电池平衡系统的电池连接器。
12.如权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组包括多个电池单元，并且所述单电池平衡系统可插拔地连接到相邻电池单元的单电池平衡系统。
13.如权利要求12所述的电池组，其中，每个电池单元包括 第一连接器，用于将单电池平衡系统连接到第一单电池单元； 第二连接器，用于将第一电池单元连接到第一模块化电池单元；以及第三连接器，用于将第一电池单元连接到第二模块化电池单元。
14.如权利要求13所述的电池组，其中，所述第一模块化电池单元和第二模块化电池单元包括控制器和电池单元之一。
全文摘要
描述了一种可充电且具有大容量的二次电池组。所述二次电池组具有多个电池单元和至少一个控制器。所述电池组的每个电池单元包括单电池单元和单电池平衡系统。在一个实施例中，单电池平衡系统具有至少三个可拆卸的连接，用于将单电池平衡系统连接到单电池单元、控制器或连接到其他单电池平衡单元。所述连接允许单电池平衡系统能够被从电池单元拆卸下来并被重复使用。
文档编号H01M10/42GK102403544SQ20111026458
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者尹韩硕, 梁钟云, 沈世燮, 瀬川进, 金珍完, 金范奎, 黄义晶 申请人:三星Sdi株式会社