块22的开关电路24传导的充电电流而言增加的充电电流。在一个实施例中，处理电路44被配置成通过控制施加到相应的子模块22的充电电流来控制相应的子模块22的单元26的电压。
[0094]参照图5，其显示电池系统100的一个实施例。所描绘的电池系统100包括提供不同电压电平(例如正电平和地电平)的多个系统端子101，103。电池系统100被配置成与一个或多个诸如负载和/或充电器的外部装置102电耦连。电池系统100被配置成将电能供应到与系统端子101，103耦连的负载。此外，充电器也可与系统端子101，103连接，并被配置成供应用于对电池系统100充电的充电电流。
[0095]所图示的电池系统100的实施例包括电池部分104、管理电路106 (也称作电池管理单元或BMU)和接触器电路110。
[0096]电池部分104包括多个可再充电电池107。在一个实施例中，用电池模块10来实现电池107。尽管电池系统100的一些操作是关于本文中描述的电池模块10讨论的，但在电池系统100的其它实施例中可以使用电池107的其它配置。电池部分104被配置成存储负载使用的电能。电池部分104可在电池部分104的放电操作过程中将电能施加到负载，并可以在电池部分104的充电操作过程中从充电器接收电能。
[0097]所图示的电池部分104用于讨论目的，电池部分104中的电池107的其它布局也是可行的。在所描述的实施例中，电池107可以串联设置在系统端子101，103中间的多个相应的串105。图5中电池107的布局可以被称作电池107的串105的并行集合。此外，电池107可以设置成多个组108，以在端子101，103提供期望的系统电压来操作负载。电池107可设置成其它任何期望的配置，以提供电池系统100的期望电压和/或操作容量。
[0098]管理电路106可包括与上文关于图4讨论的模块电路20相似的电路。例如，管理电路106可包括用于与负载、充电器和/或电池部分104的电池107的电路通信的接口电路。管理电路106还可包括被配置成实现与负载、充电器和电池107通信的处理电路，以处理信息并控制包括例如电池107的电池系统10的操作。相应地，管理电路106还可被称作控制电路。
[0099]在一个具体例子中，管理电路106可控制关于电池系统100 (电池系统100的充电状态、电压、电流)的状态信息的向外部装置102 (例如负载和/或充电器)的输出。在一个实施例中，负载或充电器中的控制器可被配置成使用从电池系统100接收的信息改变负载或充电器的操作(例如，响应于电池系统100的小于阈值的充电状态来控制负载进入降低的功耗模式，或控制充电器增加或降低充电电流)。
[0100]而且，管理电路106可接收来自外部装置102(例如负载或充电器)的信息，并对其做出响应(例如，发布关闭电池系统100的系统停机命令)而改变电池系统100的操作。在一个实施例中，管理电路106和外部装置102通过CAN总线网络通信，但其它配置也是可行的。
[0101]在一个实施例中，管理电路106可被配置成通过将相应的唯一地址分配给电池系统100中存在的电池107的各个电池来实现各个电池107的逻辑地址分配，该地址可以用于通信。此外，管理电路106可控制如下文将进一步讨论的一个或多个接触器112，118的操作。
[0102]在一个实施例中，管理电路106还被配置成控制电池107的充电。如上文提到的，外部装置102可以是被配置成将充电电能通过端子101，103供应到电池107的充电器。在一个实施例中，管理电路106被配置成在电池107的充电操作过程中提供电池107的基本平衡的充电(例如，给电池107提供基本相同的充电状态)。例如，相应电池107的处理电路44可向管理电路106报告关于相应电池107的电学特性(例如，单元电压或单元的充电状态信息)的信息。管理电路106可提供控制电池107的相应处理电路44的控制信号以控制将不同量的充电电能施加到电池107的不同电池，从而提供电池107的基本平衡的充电。
[0103]例如，管理电路106可向电池107 (在一个例子中用电池模块10实现)的处理电路44提供控制信号。处理电路44可使用接收的控制信号来实现相应电池107 (在所描述的例子中被配置为电池模块10)的开关电路24的期望偏置，以试图获得电池107的基本平衡的充电。在一个例子中，如果一个电池107具有比其它电池107更高的充电状态，则管理电路107可向具有更高充电状态的一个电池107的处理电路44发布控制信号，以降低一个电池107的开关电路24的偏置，来试图让其它电池107接收增加的电能量(与由一个电池107接收的电能相比)，从而以更快的速率对其它电池107充电，以与一个电池107平衡(例如，给电池107提供相同的充电状态)。在一个例子中，具有比其它电池107更高充电状态的电池107中的一个电池可与充电器电隔离(例如使用一个电池107的开关电路24)，而其它电池107接收充电电能。
[0104]管理电路106还可通过在电池系统100的操作过程中控制信息的存储(例如在管理电路106的存储电路内，未显示)来提供数据记录功能。例如，管理电路106可存储关于警告条件出现、操作参数(例如，电压、电流、温度、充电状态)和在其寿命或以其它期望使用决定流进或流出电池100的总电流的信息。
[0105]在一个实施例中，管理电路106还可被配置成实现相对于充电器的通信。例如，通信可指示充电器何时对电池系统100充电是适当的，或者指示充电器由于电池系统100的电池107完全充满，充电可以停止。与充电器的其他通信也是可行的。
[0106]在一个实施例中，管理电路106还可被配置成控制电池系统100的系统操作。例如，如果电池系统100的操作温度变化到期望的操作范围(例如0-50摄氏度)之外，则管理电路106可控制风扇和加热或冷却元件(未显示)以提供适当范围内的电池系统100的操作温度。
[0107]如之前提到的，电池模块10和电池系统100在时间上的不同时刻可各自在占用和空闲操作模式下操作。在电池模块10的占用操作模式下，外部装置102可与电池模块10的电池端子13，14(图3)电连接。例如，负载可与电池端子13，14耦连，电池模块10可提供电能以给负载供电。在另一例子中，充电器可与电池端子13，14耦连，电池模块10可以接收来自充电器的充电电能以对电池模块10充电。在时间上的其它时刻，电池模块10可以处于空闲操作模式，此时，电池模块10既不供应电能也不接收电能(即既不放电也不充电)，并且可以例如使用电池模块10的开关电路24与外部装置102 (例如负载和/或充电器)电隔离。电池模块10可以独立于电池部分104的其它电池模块10而在占用和空闲操作模式下操作。
[0108]电池系统100和/或外部装置102 (例如负载或充电器)在电池107在不同操作模式之间转换过程中可能受到过量的涌流(例如用电池模块100实现的电池107从空闲操作模式到占用操作模式的转换)。继续讨论关于用于保护电池系统100和/或与电池系统100耦连的外部装置102不受过量涌流影响的不同布局。在第一例子中，接触器电路110被提供以限制涌流，而在第二例子中，用电池模块10来实现电池107，电池模块10的子模块22的开关电路24被用来限制涌流。电池模块10可被配置成限制关于电池端子13，14和单元26传导的电能的量到低于可发生对电池模块10和/或外部装置102的损坏的阈值水平。
[0109]接触器电路110被配置成提供电池系统100与诸如负载或充电器的外部装置102的电连接，而不传导可能损坏电池模块10、电池系统100和/或外部装置102的过量的涌流。在所图示的实施例中，接触器电路110包括主接触器112和预充电接触器电路114(也分别被称作第一接触器电路和第二接触器电路)。
[0110]主接触器112和预充电接触器电路114分别被配置成在占用和空闲操作模式下操作。在主接触器112和预充电接触器电路114的占用操作模式中，接触器112，118分别闭合，并将电池107与和系统端子101，103耦连的外部装置102电耦连。在主接触器112和预充电接触器电路114的空闲操作模式中，接触器112，118分别打开并操作以将电池107与和系统端子101，103耦连的外部装置102电隔离。如下文进一步讨论的，在占用操作模式下操作的预充电接触器电路114被配置成传导比在占用操作模式下操作的主接触器112降低的电流量。
[0111]在一个实施例中，管理电路106被配置成在电池部分104与外部装置102 (例如负载或充电器)电隔离的时间上的一个时刻和电池部分104与外部装置102电耦连的时间上的后续时刻之间的过渡周期中控制接触器电路110。例如，管理电路106可控制接触器电路110在电池系统100连接到外部装置102以防止过量的涌流进入或流出电池系统100时处于打开。在外部装置102电连接到电池系统100之后，并且在电池系统100从空闲操作模式到占用操作模式转换的过程中，管理电路106可控制预充电接触器电路114的预充电接触器118为闭合，而接触器电路112保持打开。电阻器116用于将电流限制到不会损坏电池系统100或外部装置102的组件或电路的水平。其后，在使用预充电接触器电路114传导电流达可接受的时间量(例如对电池系统100和/或外部装置102中的电容充电)之后，或者在避免过量涌流的适当时间，管理电路106可控制主接触器112闭合，以将电能从电池部分104供应到负载，或将充电电流从充电器供应到电池部分104。在一个实施例中，主接触器112和预充电接触器108两者可以由管理电路106基本同时打开，以提供电池部分104与系统端子101的电隔尚。
[0112]如上文讨论的，在一个实施例中，可使用电池模块10来实现电池107。电池模块10的各个子模块22的开关电路24可以被控制以在从电池模块10或包括多个电池模块10的电池系统100的空闲操作模式到占用操作模式转换(例如电池模块10或电池系统100开始电连接到诸如负载和/或充电器的外部装置102)时限制涌流。在一个例子中，接触器电路110可省略，可以完全使用电池模块10的开关电路24来实现限制涌流。参照图5，接触器电路110可省略，电池部分端子120和电池端子101是同一节点。在此例子中，电池系统100的电池模块10的可再充电单元26与外部装置102通过没有接触器的连接电路(例如端子120和外部装置102中间的电路)电连接。在另一例子中，接触器电路110和开关电路24两者被用来限制涌流。
[0113]在接触器电路110被省略的一个实施例中，处理电路44被配置成控制开关电路24(图2)以限制涌流。在一个例子中，子模块22的开关电路24的充电晶体管在电池模块10在空闲操作模式下操作期间偏置。之后，可能希望对电池模块10电学充电或放电。在系统端子101，103与负载或充电器连接之后，处理电路44可使用增加的偏置电压将电池模块10的开关电路24的充电晶体管从截止偏置到导通状态，增加的偏置电压在一段时间内将充电晶体管偏置为导通。例如，在不同实施例中可以使用斜坡或阶梯偏置电压。在一个例子中，放电晶体管可已经偏置为导通，接着在一段足以提供电池系统100和外部装置102的任何电容充电的时间段中通过将充电晶体管从截止状态偏置到导通状态，并避免对电池系统100或外部装置102造成损坏。
[0114]在另一例子中，开关电路24的放电和充电晶体管两者可基本同时偏置为导通一段时间以避免对电池模块10、电池系统100和/或外部装置102造成损坏。在一个例子中，开关电路24的适当充电和/或放电晶体管可在一段时间内(例如在一个实施例中，近似2秒)被偏置为导通(从截止状态到完全导通状态)。
[0115]偏置被配置成将关于电池模块10流动的电流限制到低于可能发生对电池系统100和/或外部装置102的电路造成损坏的阈值。偏置电压可在电池模块10和/或电池系统100从空闲操作模式到占用操作模式转换过程中的一段时期内被施加以将电池模块10的开关电路24从截止偏置到导通。
[0116]如上文提到的，在一些实施例中，可使用电池模块10的接触器电路110和开关电路24两者以限制涌流为可接受的非损坏水平。例如，在一个实施例中，开关电路24可以斜坡或阶梯方式被偏置为导通，接着闭合接触器112。
[0117]在操作电池系统100以将电能供应到负载或从充电器接收电能的过程中，一个或多个电池107可能部分或全部失效。如上文讨论的，在一个实施例中，可以用电池模块10来实现电池107。电池模块10可包括多个子模块22。电池模块10可经历部分失效，例如当子模块22中的一个子模块失效时。如上文讨论的，失效的子模块22可以处于空闲操作模式，而电池模块10的一个或多