并联耦连在第一和第二系统端子中间的多个可再充电电池串，其中所述串中各个串的可再充电电池串联耦连在第一和第二系统端子中间，将电能从可再充电电池放电到与第一和第二系统端子耦连的负载，并且其中对于串中一个串的可再充电电池中的一个可再充电电池供电和/或放电包括通过串中的另一个串供应和释放电能。
[0044]根据再一附加实施例，电池系统操作方法包括对于电池系统的多个可再充电单元传导电能，并且其中可再充电电池各自包括多个可再充电单元，对于可再充电电池中的各个可再充电电池，使用可再充电电池中各个可再充电电池的相应处理电路对可再充电电池的相应各个可再充电电池执行操作，并使用电池系统的管理电路，与可再充电电池的处理电路通信。
[0045]参照图1，电池(也称作电池模块)显示为标记10。电池模块10包括外壳12和提供不同电压的第一电池端子13和第二电池端子14 (例如，在一个例子中，电池端子14可以处于地电势，电池端子13可以处于高于地电势的电压)。
[0046]在一个实施例中，多个可再充电单元(图1中没有显示)置于外壳12中。在一个实施例中，可再充电单元可以包括锂离子单元。这些单元在操作状态下各自提供近似为3.2伏的电压。在其它实施例中可以使用其它可再充电单元。
[0047]在电池模块10的不同配置中，置于外壳12中的可再充电单元的数目可以变化，并且可以串联和/或并联耦连以满足负载的电能需求。在示例性例子中，电池模块10被配置成在端子13和14之间提供12.9或19.2伏。电池模块10的其它配置也是可行的。
[0048]所描绘的电池模块10包括接口电路16，其被配置成实现电池模块10和外部装置(未显示)之间的通信。例如，在一些实施例中，电池模块10可以与诸如负载和/或充电器的外部装置通信。在其它例子中，电池模块10可以与电池系统(例如，一个示例性电池系统显示于图5中)中的一个或多个其它电池模块10 —起使用，接口电路16可以被配置成实现电池系统中的通信，这将在下文更详细描述。例如，电池模块10可以与其它电池模块10和/或在下文的示例性实施例中描述的电池系统的管理电路通信。
[0049]参照图2，其显示了电池模块10的一种配置的另外细节。所图示的电池模块10包括模块电路20和多个子模块22，子模块22还可以称作电池子模块22。在图2的例子中，为了讨论目的，描绘出两个子模块22，尽管其它电池模块10可以包括仅一个子模块22或另外的子模块22。在所描绘的实施例中，子模块22彼此并联耦连在第一电池端子13和第二电池端子14中间。
[0050]在一个实施例中，模块电路20被配置成执行监测和/或控制电池模块10以及实现电池模块10外部的通信。模块电路20的附加细节在下文描述。
[0051 ] 在一个实施例中，子模块22被配置成各自可拆卸的，并且相对于电池模块10可更换。例如，如果子模块22的单元或电路有故障，则子模块22可以在例如操作过程中被拿掉和更换。子模块22可以具有包含各自子模块22的开关电路24、单元26和子模块电路28的各自的外壳。在一个实施例中，如果子模块22有故障，或不操作，贝U整个子模块22可以被提供在空闲操作模式(下文进一步描述)下，从电池模块10中拿掉并用另一适当工作的子模块22更换。
[0052]在所不的实施例中，各个子模块22包括第一子模块端子17、第二子模块端子18、多个可再充电单元26和子模块电路28。第一子模块端子17和第二子模块端子18被提供不同的电压电平，并分别与第一电池端子13和第二电池端子14親连。例如，在一个实施例中，端子13，14可对应于正参考电压和负参考电压。
[0053]在一个实施例中，各个子模块22的开关电路24包括半导体开关电路，例如一个或多个晶体管。在一个更加具体的例子中，一个或多个充电晶体管与背靠背配置中的一个或多个放电晶体管串联耦连于相应的各个子模块22的端子13和单元26中间。在充电和放电晶体管的一些配置中由于体二极管的存在，充电和放电晶体管在截止状态下阻止单方向的电流流动。因此，在一个实施例中，充电晶体管可以被设置成使得在充电晶体管处于截止状态时没有电能可以流到相应的子模块22中，放电晶体管可以被设置成使得在充电晶体管处于截止状态时没有电能可以流出相应的子模块22。各个子模块22的开关电路24的充电晶体管的数目和放电晶体管的数目可以根据子模块22的设计而变化。例如，与具有较少容量的其它子模块22相比，具有更高容量的子模块22可以具有数目增加的充电晶体管(彼此并联耦连)和数目增加的放电晶体管(彼此并联耦连)。用半导体开关电路实现的开关电路24可以在不同的导电状态偏置以控制流进或流出相应子模块22的可再充电单元28的电能的量。选择性地将单元26与端子13电耦连的开关电路24的其它配置是可行的。
[0054]子模块22被配置成在时间上的不同时刻在占用操作模式和空闲操作模式下操作。在占用操作模式中，开关电路24的充电和放电晶体管中的一个或两个被提供在闭合配置中，以将单元26与端子17电耦连(允许单元26充电和/或放电)。相应地，在子模块22的占用操作模式中，子模块22的单元26被配置成接收来自电池端子13，14的电能，以对子模块22的相应单元26充电和/或在子模块22的相应单元26的放电操作中将电能供应到端子13，14。在空闲操作模式中，开关电路24处于开路配置(例如充电和放电晶体管都开路)，将单元26与端子17电隔离(单元26不充电或放电)。
[0055]子模块22在一些实施例中被配置成在占用和空闲操作模式下彼此独立操作。例如，电池模块10的一个或多个子模块22可在占用操作模式(相应开关电路24的充电和/或放电晶体管为“导通”或处于导电状态)下操作，而电池模块10的子模块22中另一个子模块在空闲操作模式(相应开关电路24的充电和放电晶体管为“截止”或处于非导电状态)下操作。相应地，在一个实施例中，电池模块10被配置成在时间上的不同时刻在多个不同模式下操作，其中不同数目的可再充电单元26被配置成将电能供应到负载或从充电器接收充电电能。
[0056]如本文中描述的，电池模块10 (或例如在下文中图5中的电池系统100)的不同部分可以被控制以独立提供于占用或空闲操作模式。子模块22的开关电路24可以分别打开或闭合以使子模块22中的相应子模块处于空闲或占用操作模式。在出现系统停机时，所有子模块22的开关电路24可以开路以使所有的子模块22处于空闲操作模式中。相应地，电池系统的单个电池模块10或多个电池模块10的子模块22可以处于空闲操作模式中。此夕卜，对于包括一个电池模块10的布局，如果单个电池模块10处于空闲操作模式中，则单个电池模块10的子模块22的开关电路24可以开路。对于包括多个电池模块10的布局，一个电池模块10可以处于空闲操作模式中，而电池系统的另一电池模块10可以处于占用操作模式中。
[0057]如下文所述，电池系统可包括设置成多个串的多个电池模块10。电池模块10的串可以被控制以独立地在占用操作模式和空闲操作模式下操作。电池模块10的一个串的子模块22的开关电路24可以开路以使电池模块10的串处于空闲操作模式中。其它子模块22和/或电池模块10 (或许也可以设置成电池模块10的其它串)的开关电路24可以闭合，使其它子模块22和/或电池模块10处于占用操作模式中，而一些子模块22或电池模块10在空闲操作模式下操作。在一个具体的例子中，给定电池模块10的一个子模块22可以处于占用操作模式中，而给定电池模块10的另一子模块22处于空闲操作模式中。在一些实施例中，串的一个电池模块10可以处于空闲操作模式中，而同一串的一个或更多其它电池模块10处于占用操作模式中(例如，关于下文图5A的示例性实施例描述的)。
[0058]相应地，在一个实施例中，电池模块10或电池系统(例如，包括多个电池模块10)的各部分可以独立地在占用或空闲操作模式下操作。在示例性实施例中，在占用和空闲操作模式之间的操作控制可以在子模块级、电池模块级、电池串级和/或整个电池系统级上实现。而且，电池模块10或电池系统可以具有不同数目的单元26，所述单元26被配置成在时间上的不同时刻基于在时间上的不同时刻有多少单元26在占用或空闲操作模式下操作而接收或供应电能。如果给定电池模块10具有两个子模块22，并且子模块22中只有一个在时间上的给定时刻处于空闲操作模式，则如果子模块22包含相同数目和配置的单元26，电池模块10的容量会降低至一半。
[0059]如上文讨论的，子模块22在电池模块10的常规操作中在占用操作模式下操作，以供应和/或接收电能。然而，出于各种原因，可能希望子模块22中的一个或多个在空闲操作模式下操作。例如，子模块22的内部单元26在电池模块10的操作过程中可能是有缺陷的或故障的，并且可能希望在空闲操作模式中给子模块22提供有缺陷的单元26以保护电池模块10、电池系统(如果存在)、负载和/或其它电路。在一个实施例中，电池模块10中处于空闲操作模式中的子模块22可以被去掉，并可能被更换。此后，在电池模块10中提供的新的、维修过的或更换的子模块22可以在占用操作模式下操作。而且，在一个实施例中，电池模块10的其它子模块22可以在子模块22在空闲操作模式下操作的过程中继续在占用操作模式下操作。
[0060]在另一例子中，电池模块10可以接收来自电池模块10外部的要求电池模块10的所有子模块22在空闲操作模式下操作的命令，且电池模块10的子模块22可以被控制以响应于接收该请求在空闲操作模式下操作。命令可以响应于电池模块10外部出现的(例如在电池系统的其它一些组件中)来自负载或者在示例性例子中来自充电器的警告条件而产生。相应地，在一个实施例中，一个或多个子模块22可以被控制以响应于一个或多个子模块22的外部出现的警告条件而在空闲操作模式下操作。
[0061]在一个实施例中，配置子模块22以选择性地操作于占用和空闲操作模式提供电池模块10的一种灵活实现方式，其甚至在出现一个或多个失效或有缺陷单元26时可以继续操作。特别是，如果各个子模块22的一个或多个单元26是有缺陷的(或它另外希望禁止个别子模块22)，则各个子模块22的开关电路24可以被开路，使各个子模块22处于空闲操作模式，而电池模块10的其它子模块22继续在占用操作模式下操作。如果一个或多个子模块22处于空闲操作模式，则电池模块10的容量被降低，但好处是电池模块10可继续在占用操作模式下操作，其中至少一个电池子模块22在占用操作模式下操作。当电池模块10的子模块22不在占用操作模式下操作时，电池模块10可以被认为处于空闲操作模式。而且，当系统中没有电池模块10在占用操作模式下操作时，电池系统可以被认为处于空闲操作模式。
[0062]可再充电单元26可以被设置成子模块端子17，18中间的串联串，以提供期望的电压(例如，4个上述的3.2V单元串联提供12.8V的电压)。在其它实施例中，可以串联耦连其它数目的单元26 (例如，在示例性实施例中串联2-24个单元26)。而且，多个单元26的串联串可以并联耦连在子模块端子17，18之间，以提供期望的容量。在一个例子中，45个单元26的串并联耦连在子模块22中。在其它实施例中，子模块22中可以提供其它数目的串O
[0063]在一个实施例中，子模块电路28包括存储电路29，这将在下文另外详细地讨论。在一个实施例中，存储电路29被配置成存储关于相应的各个子模块22的信息。在一个实施例中，存储电路29可以被配置成存储关于电池模块10的充电和放电的信息。例如，存储电路29可以存储关于子模块22的配置(例如单元26的数目和布局)的信息和关于子模块22的过去使用的历史信息。可以用被配置成保存存储信息以用于后续检索的适当的存储器来实现存储电路29。
[0064]在一个实施例中，存储电路29中存储的配置信息可以包括便于使用电池模块10中的相应的子模块22的信息(例如，关于更换电池模块10中有缺陷的子模块22)。配置信息可以被处理电路44 (下文参照图4讨论)使用，以控制或实现对于相应的子模块22的至少一个操作。例如，处理电路44可以使用配置信息来实现各个子模块22的充电和/或放电。在一个实施例中，存储电路29可以包括关于子模块22中包含的单元26的化学组成的配置信息，并且例如可以规定用于对子模块22的单元26充电的期望充电电流和在基本充电状态下单元26的期望电压范围。存储电路29可以包括关于子模块22中包含的单元26的数目、组30和串31 (关于图3中的一个例子描述)的配置信息和关于用来在相应的电池模块10中安装子模块22时通过模块电路20监测相应的子模块22的抽头或端口的信息。
[0065]存储电路29还可包括关于子模块22的过去使用历史的历史信息。例如，可以存储关于子模块22的充电和/或放电的历史信息。在一个实施例中，诸如电学特性(例如电