专利名称：供电系统及电池充/放电控制方法
技术领域：
本发明涉及电池领i或，具体地，涉及供电系统及电池充/》文电控 制方法。
背景技术：
目前，笔记本电脑已经成为上班族的必备设备之一，笔记本使用的电池绝大部分都是钴酸锂离子电池包(Pack)，而锂离子电芯 的形状又主要有圓筒形电芯和方形电芯两种，根据具体的笔记本电 脑电池仓的i殳计，可以i殳计出纯圆筒形电芯ia合、纯方形电芯《且合 和圓筒形和方形混合组合的几种电池Pack 。才艮才居目前电池Pack的i殳计，，寸于纯圓筒形电芯纟且合和纯方形 电芯组合的Pack，全部电芯都是同时充/》文电，而圓形与方形混合 组合的Pack则是分时切换充/放电。但是，无论是哪种组合的钴酸 锂离子电池Pack,其循环寿命(Cycle Life )的指标基本上都是300 次不j氐于70%的原始容量。因此，钴酸4里离子电池虽然作为笔记本 电脑的主流，有着能量密度大(容量大)、电压高等特点，但是其 使用的循环寿命并不理想，并且，随着能量密度的不断提高，发生 安全事故的风险也会增大。目前，有一种新型的充电电池——磷酸铁锂电池，这是一种以 磷酸铁锂作为电极材料的可充电电池，其与现有主流的钴酸锂离子 电池相比，最大的优点是安全、循环寿命长、价格便宜。其循环周期在2000次左右不^f氐于80%的原始容量，其主要缺点是容量低， 例如，对于同才羊形状的18650电芯，钴酸锂电芯的容量可以估文到 2600mAH,最大可到2900mAH，而磷酸铁锂电芯的容量目前最大 只能做到1800mAH。所以，如果用磷酸《失锂电芯完全替代钴酸锂 电芯，虽然循环寿命会延长，但是单次的使用时间将会缩短。
另外，在大多数情况下，尤其实在办公环境中，笔记本电脑用 户都是习惯插上适配器(Adaptor)给电池充电，以<更移动办7>时能 够携带尽可能多的电池能量。更多的时候，用户移动办公会频繁插 拔Adaptor,这才羊，就会对笔记本电脑的电池产生频繁的充/》文电沖 击，进而对锂离子电池本身性能造成坏的影响，影响其循环寿命， 甚至产生安全隐患。
对于充/放电沖击问题，目前的一种解决方案是，用户在笔记本 电脑上自己i殳置调节电池的充电容量门限，例如，将原来的^[氐于 90%的容量就进行充电改为低于20%进行充电，这样，在电池容量 高于20%时，即使连接充电器，也不会对电池进行充电。这样虽然 减少了对电池的充/放电冲击，但是不能保证用户在移动办公时电池 携带足够或尽可能多的电量，在极端情况下，电池可能只携带了 20%的电量。
发明内容
考虑到相关才支术中存在的电池的循环寿命不长以及频繁的充/ 放电沖击会影响电池寿命的问题而提出本发明，为此，本发明旨在 提供一种供电系统及电池充/放电控制方法。
为解决上述技术问题， 一方面，本发明实施例提供了一种供电 系统，包括第一电池/电池组；第二电池/电池组，其中第一电池/ 电池组的循环寿命长于第二电池/电池组，第二电池/电池组的电池能量或能量密度高于第一电池/电池组；开关单元，与第一电池/电 池组和第二电池/电池组连接；控制单元，用于控制开关单元在第一 电池/电处4且和第二电池/电池组之间进4亍切4灸。优选地，第一电池/电池组的充》文电优先级高于第二电池/电池组。优选地，上述控制单元包括初始化才莫块，用于当供电系统与 充电电源连4妾或断开时，控制开关单元切换至第一电池/电池组；枱r 测才莫块，用于4企测第 一 电池/电池组和第二电池/电池组的充放电情 况；控制模块，用于根据检测模块的检测结果控制开关单元的切换 操作。优选地，上述第一电池/电池组包括磷酸《失锂电池/电池组， 第二电池/电池组包括钴酸锂电池/电池组或4艮锌电池/电池组。另一方面，本发明实施例4是供了一种电池充电控制方法，包括 以下处理连接充电电源，导通开关与第一电池/电池组串联连接构 成的第一充电电^各；实时4全测第一电池/电池组的电量是否为满或大 于预定第一阈值，在4企测结果为是的情况下，切断第一充电电路， 并导通开关与第二电池/电池组串联连4妄构成的第二充电电路，第一 电池/电池组的循环寿命长于第二电池/电池组，第二电池/电池组的 电池能量或能量密度高于第一电池/电池组。优选地，在导通第二充/放电电路之后，上述方法进一步包括 实时检测第二电池/电池组的电量是否为满或大于预定第二阈值，在 检测结果为是的情况下，禁止继续充电。优选地，第一电池包括磷酸4失锂电池/电池组，第二电池/电 池组包4舌钴酸4里电池/电池组或《艮4辛电池/电池组。再一方面，本发明实施例提供了一种电池放电控制方法，包括以下处理断开充电电源，导通开关与第一电池/电池组串联连4妄构 成的第一放电电路；实时检测第一电池/电池组的电量是否为零或者 小于预定第三阈值，在检测结果为是的情况下，切断第一放电电路 并导通开关与第二电池/电池组串耳关连4妄构成的第二》文电电^各，第一 电池/电池组的循环寿命长于第二电池/电池组，第二电池/电池组的 电池能量或能量密度高于第一电池/电池组。优选地，上述方法进一步包括实时4全测第二电池/电池组的电 量，在检测到第二电池/电池組的电量为零或者小于预定第四阈值的 情况下，进行电池电量低告警。优选地，第一电池/电池组包括A粦g史4失锂电池或磷酸4失锂电池 组，第二电池/电池组包凌舌4古酸4里电池/电池组或4艮4辛电池/电池组。通过本发明，同时设置具有不同充/方文电优先级的电池/电池组， 相比与现有4支术，可以有效纟爰解频繁充/》丈电带来的对电池包的沖 击，/人而可以^是高电池包的整体性能。
此处所说明的附图用来4是供对本发明的进一步理解，构成本申 请的一部分，本发明的示意性实施例及其i兌明用于解释本发明，并 不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是才艮据本发明实施例的供电系统的结构示意图；图2是才艮据本发明实施例的供电系统的 一 种实现方式的结构示 意图；图3是根据本发明实施例的电池充电控制方法的流程图4是根据本发明实施例的电池充电控制方法的一种实现方式 的流禾呈图5是根据本发明实施例的电池放电控制方法的流程图6是根据本发明实施例的电池放电控制方法的 一 种实现方式 的流程图。
具体实施例方式
在本发明实施例中，提出了一种基于混合电池(电池组)的供 电系统及电池充/方文电管理方法。下面，首先对本发明实施例相关的 概念进行简要描述。
(1 )循环寿命(cycle life ),在一定条件下，将充电电池进行 反复充放电，当容量等电池性能达到规定的要求以下时所能发生的 充/方文电次凄t。
(2) 能量密度(energy density )，单位质量或体积所能释》文的 能量， 一般用W ■ h/L或W . h/kg表示。
(3) 电池能量(battery energy )，等于体积比能量密度与体积 的乘积，或质量比能量密度与质量的乘积， 一般用W h表示。
实施例一
根据本发明实施例，首先提供了一种供电系统，图l给出了该 系统的结构框图，如图1所示，包括第一电池(或电池组)2和 第二电;也(或电处4a) 4, 二者可以构成电〖也包Pack,其中，第一电池的循环寿命长于第二电池，第二电池的电池能量或能量密度高
于第一电池；开关单元6,与第一电池和第二电池连接；控制单元 8,用于控制开关单元在第一电池和第二电池之间进行切换。在本 实施例中，将第 一 电池的充/放电优先级设置为高于第二电池的充/ ;改电优先级。
进一步地，如图1所示，上述控制单元8包括初始化模块80， 用于当供电系统与充电电源连4妄或断开时，*控制开关单元6切」换至 第一电池2;;险测才莫块82，用于4企测第一电池和第二电池的充放电 情况；控制模块84，连接至检测模块82,用于根据检测模块82的 检测结果控制开关单元的切换操作。
鉴于钴酸锂电池和磷铁酸锂电池的各自特点，在本发明实施例 中所4吏用的第一电池和第二电池分别为;粦4失S交4里电池(组)和钴酸 锂电池(组)，即，将磷铁酸锂(LiFeP04 )电池或串联磷铁酸锂电 池组与钴酸锂(LiCo02)电池或串联钴酸锂电池组并联组合成混合 型的电;也Pack (:^图2所示)。
此外，以-粦《失酸锂电池为第一优先进4亍充/》丈电，只有当》粦《失酸 锂电池的电量充满或放光之后，再对钴酸锂电池进行充/放电。这样， 例如在办公环境下，短时间频繁插拔充电器造成的充/放电冲击，基 本上由磷酸铁锂电池组来承担，而不会影响到钴酸锂电池组。因此， 以磷酸4失锂电池的长循环寿命(2000次@ 80%剩余)来承受充/方丈 电沖击，来弥补钴酸锂电池的循环寿命的不足(300次@ 70%剩余)， 以钴酸锂电池的高容量来弥补磷铁酸锂的容量不足，这样组合的电 池Pack,就安全性和循环寿命而言，相比于单一的钴酸锂离子电池， 有了较大提高。此外，由于磷酸铁锂电池价格比钴酸锂电池低廉， 因此本发明实施例可以降低电池成本。可选i也，上述的第二电;也还可以是4艮《辛电池或4艮4辛电池纟且。可 选地，上述的第一电池和第二电池可以采用并联连接方式。
实施例二
根据本发明实施例，还提供了一种电池充电控制方法，用于对 包4舌第一电池(或电池《且)和第二电池(或电池ia)、以及用于在 第 一 电池和第二电池之间进4亍切换的开关的供电系统进4亍电池充 电控制，其中，第一电池的循环寿命长于第二电池，第二电池的电 池能量或能量密度高于第一电池，该供电系统可以是图l或图2所 示的供电系统。
图3给出了本发明实施例的电池充电控制方法的流程图，如图 3所示，包4舌以下处玉里
步-骤S302,连4妄充电电源，导通开关与第一电池串耳关连4妄构成 的第一充电电^各；
步骤S304,实时4企测第一电池的电量是否为满或大于预定第一 阈值，在检测结果为是的情况下，切断第一充电电路，并导通开关 与第二电池串联连接构成的第二充电电路。
优选地，在导通第二充电电^各之后，上述方法进一步包括步驶《 S306:实时检测第二电池的电量是否为满或大于预定第二阈值，在 检测结果为是的情况下，禁止继续充电。
下面，以第 一 电池和第二电池分别为磷酸铁锂电池或^粦酸铁锂 电池组、钴酸锂电池或钴酸锂电池组为例来描述本发明。图4给出 了该情况下本发明实施例的实现过程。如图4所示，在插上充电器后，控制单元(或控制电路)控制 开关单元切换到LiFe04—边，即，导通第一充电电^各，之后判断 LiFe04是否满充，如果判断结果为否，则继续对LiFe04充电，否 则，控制单元控制开关单元切换到LiCo02—边，即，导通第二充 电电^各，之后判断LiCo02是否满充，如果判断结果为否，则继续 对LiCo02充电，否则，充电结束。需要i兌明的是，本发明的实现 不限于上述方式， <吏用4艮锌电池来代卢#钴酸锂电池也能获得相同的 冲支术效果。
通过以上实施例，使得磷铁酸锂电池的电量满充之后，再对钴 酸锂电池进行充电，短时间频繁插拔充电器造成的充电沖击，基本 上由磷酸铁锂电池组来承担，而不会影响到钴酸锂电池组，进而可 以提高整体电池性能。
实施例三
才艮据本发明实施例，还4是供了一种电池;故电控制方法，用于对 包4舌第一电池和第二电池、以及用于在第一电池和第二电池之间进 行切换的开关的供电系统进行电池放电控制，其中，第一电池的循 环寿命长于第二电池，第二电池的电池能量或能量密度高于第一电 池，该供电系统可以是图1或图2所示的供电系统。
图5症合出了该方法的流禾呈图，如图5所示，包4舌以下处理
步骤S502，断开充电电源，导通开关与第一电池串联连接构成 的第一》丈电电3各；
步骤S504,实时检测第 一 电池的电量是否为零或者小于预定第 三阈值，在检测结果为是的情况下，切断第一放电电路并导通开关 与第二电池串联连接构成的第二放电电路；步驶《S506,实时检测第二电池的电量，在4企测到第二电池的电 量为零或小于预定第四阈值的情况下，进行电池电量低告警。
下面，以第 一电池和第二电池分别为磷酸铁锂电池或磷酸铁锂 电池组、钴酸锂电池或钴酸锂电池组为例来描述本发明。图6给出 了该情况下本发明实施例的实现过程。
如图6所示，在拔下充电器之后，控制单元控制开关单元切换 到LiFe04—边，即，导通第一放电电路，之后判断LiFe04是否电 量放光，如果判断结果为否，则继续使LiFe04放电，否则，控制电 路控制开关单元切换到LiCo02—边，即，导通第二放电电路，之 后判断LiCo02是否电量放光，如果判断结果为否，则继续使LiCo02 放电，否则，进行电池电量低告警。需要说明的是，本发明的实现 不限于上述方式，使用银锌电池来代替钴酸锂电池也能获得相同的 :技术效果。
通过以上实施例，使得磷铁酸锂电池的电量放光之后，再对钴 酸锂电池进行放电，短时间频繁插拔充电器造成的放电沖击，基本 上由磷酸铁锂电池组来承担，而不会影响到钴酸锂电池组，进而可 以提高整体电池性能。
以上所述〗又为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发 明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进 等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种供电系统，其特征在于，包括第一电池/电池组；第二电池/电池组，其中所述第一电池/电池组的循环寿命长于所述第二电池/电池组，所述第二电池/电池组的电池能量或能量密度高于所述第一电池/电池组；开关单元，与所述第一电池/电池组和所述第二电池/电池组连接；控制单元，用于控制所述开关单元在所述第一电池/电池组和所述第二电池/电池组之间进行切换。
2. 4艮据4又利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第一电池 /电池组的充放电优先级高于所述第二电池/电池组。
3. 才艮据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述控制单元 包括初始化才莫块，用于当所述供电系统与充电电源连4妾或断 开时，控制所述开关单元切换至所述第 一 电池/电池组；才企测才莫块，用于#r测所述第 一 电池/电池组和所述第二电 池/电池组的充》文电情况；控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果控制所述 开关单元的切换纟喿作。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的供电系统，其特征在于， 所述第一电池/电池组包括磷酸铁锂电池/电池组，所述第二 电池/电池组包4舌钴酸4里电池/电池组或4艮锌电池/电池组。第二电池/电池组包括钴酸锂电池/电池组或4艮锌电池/电池 组。
5. —种电池充电控制方法，其特4正在于，所述方法包才舌连4妄充电电源，导通开关与第一电池/电池组串联连4妾构 成的第一充电电路；实时4企测所述第一电池/电池组的电量是否为满或大于预 定第一阈值，在一全测结果为是的情况下，切断所述第一充电电 ^各，并导通所述开关与第二电池/电池组串耳关连4妄构成的第二 充电电^各，所述第一电池/电池组的循环寿命长于所述第二电 池/电池组，所述第二电池/电池组的电池能量或能量密度高于 所述第 一 电池/电池组。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在导通所述第二充 电电^各之后，所述方法进一步包4舌实时4企测所述第二电池/电池组的电量是否为满或大于预 定第二阈值，在检测结果为是的情况下，禁止继续充电。
7. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第一电池 /电池组包括磷酸4失锂电池/电池组，所述第二电池/电池组包 4舌钴酸锂电池/电池组或4艮4辛电池/电池组。
8. —种电池放电控制方法，其特征在于，包括断开充电电源，导通开关与所述第一电池/电池《且串联连 接构成的第一放电电路；实时检测所述第 一 电池/电池组的电量是否为零或小于预 定第三阈值，在检测结果为是的情况下，切断所述第一放电电 ^各并导通所述开关与第二电池/电池组串4关连4妄构成的第二方文 电电3各，所述第一电池/电池组的循环寿命长于所述第二电池/电池组，所述第二电池/电池组的电池能量或能量密度高于所 述第一电池/电池组。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在导通所述第二放 电电^各之后，所述方法进一步包4舌实时才全测所述第二电池/电池组的电量，在4企测到所述第 二电池/电池组的电量为零或小于预定第四阈<直的情况下，进 行电池电量低告警。
10. 根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述第一电池 /电池组包括磷酸铁锂电池或磷酸《失锂电池组，所述第二电 ;也/电池组包4舌4古酉臾4里电;也/电;也纟且或4艮4辛电;也/电;也纟且。
全文摘要
本发明公开了一种供电系统以及电池充/放电控制方法，在上述供电系统中，包含第一电池和第二电池，其中，第一电池的循环寿命长于第二电池，第二电池的电池能量或能量密度高于第一电池；开关单元，与第一电池和第二电池连接；控制单元，用于控制开关单元在第一电池和第二电池之间进行切换。通过本发明，可以有效缓解频繁充/放电带来的对电池包的冲击，从而可以提高电池包的整体性能。
文档编号H02J7/00GK101667737SQ20081011929
公开日2010年3月10日 申请日期2008年9月2日 优先权日2008年9月2日
发明者于海峰 申请人:联想(北京)有限公司