电池组管理系统及均衡电池组中的电池模块的方法

专利名称：电池组管理系统及均衡电池组中的电池模块的方法
技术领域：
本发明涉及一种电池组管理系统及均衡电池模块的方法，尤其涉及一种应用于电池组的电池组管理系统及均衡电池组中的电池模块的方法。
背景技术：
在过去的几十年里，对电子装置(例如，电源)的各种应用需求越来越大。由于对电源的需求日益增大，电池组(例如，可充电电池组)获得了长足的发展。电池组包括多个相串联的电池。当一个电池损坏时，电池组的寿命会缩短。任意两个电池之间发生不均衡可缩短电池的寿命。图I所示为传统铅酸电池组100的框图。由于结构简单，铅酸电池组100通常用于低成本应用中。
铅酸电池组100包括多个相串联的电池模块101-104。每个电池模块包括六个电池111-116和两个电极120和129。经由两个电极120和129只能监测每个电池模块的电压。一旦电池111-116中的任意一个电池损坏了，将损坏整个铅酸电池组100 ；电池111-116中的任意两个电池之间发生不均衡，将缩短铅酸电池组100的寿命。

发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种电池组管理系统及均衡电池组中的多个电池模块的方法，在电池发生不均衡状态时调节电池模块的电压，从而提高电池组的效率并延长电池的寿命。为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于电池组的电池组管理系统。所述电池组管理系统包括多个电池模块、多个第一均衡单元、多个第二均衡单元和多个控制器。其中，所述第一均衡单元连接至所述多个电池模块，所述第二均衡单元连接至所述多个电池模块，其中每个第一均衡单元和每个第二均衡单元与每个电池模块相连。所述多个控制器连接至所述多个电池模块，其中每个控制器分别与每个电池模块相连，当所述多个控制器中的第一控制器确定所述第一电池模块的输出电压大于所述第一电池模块和第二电池模块的输出电压和时，所述第一控制器控制第一电池模块对应的第一均衡单元来调整所述第一电池模块的输出电压，当所述第一控制器确定所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和大于所述第一电池模块的输出电压时，所述第一控制器控制所述第一电池模块对应的第二均衡单元来调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，所述第一控制器进一步将降低后的所述第一电池模块的输出电压与降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和进行比较。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，所述第一电池模块对应的所述第二均衡单元通过调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和来调整所述第二电池模块的输出电压。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，所述第一电池模块进一步包括具有第一分压比的第一分压器；以及具有第二分压比的第二分压器，其中选取所述第二分压比以将所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和降低至与所述第一分压器的输出电压近似相等，所述第一分压器的输出电压为降低后的所述第一电池模块的输出电压，所述第二分压器的输出电压为降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，选取所述第一分压器的所述第一分压比以将所述第一电池模块的输出电压降低至所述第一控制器的第一模拟/数字转换器的输入电压范围内，选取所述第二分压器的所述第二分压比以将所述第二分压器的输出电压和降低至与所述第一分压器的输出电压近似相等。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，每个电池模块的输出电压近似相
坐寸O本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，所述第二分压器的分压比是所述第一分压器的分压比的二倍。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，每个电池模块具有相同数目的电池，每个电池具有近似相等的输出电压值。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，至少一个电池模块的输出电压与其它的电池模块的输出电压不相等，所述分压器降低所述至少一个电池模块的输出电压，从而使得降低后的输出电压与另一个与之相比较的电池模块的输出电压近似相等。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，当所述第一电池模块的输出电压与所述第二电池模块的输出电压不相等时，所述第一控制器进一步将降低后的所述第一电池模块的输出电压与降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和相比较。本发明还提供了一种均衡电池组中的多个电池模块的方法，所述的均衡方法包括将第一电池模块的输出电压与所述第一电池模块和第二电池模块的输出电压和进行比较，以及当所述第一电池模块的输出电压大于所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和时，调整所述第一电池模块的输出电压，当所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和大于所述第一电池模块的输出电压时，调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和。本发明所述的均衡电池组中的多个电池模块的方法，所述将第一电池模块的输出电压与所述第一电池模块和第二电池模块的输出电压和进行比较的步骤还包括将降低后的所述第一电池模块的输出电压与降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和进行比较。本发明所述的均衡电池组中的多个电池模块的方法，调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和的步骤包括调整所述第二电池模块的输出电压。本发明所述的均衡电池组中的多个电池模块的方法，降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和与降低后的所述第一电池模块的输出电压近似相等。本发明所述的均衡电池组中的多个电池模块的方法，每个电池模块的输出电压近似相等。本发明还提供了一种用于电池组的电池组管理系统。所述电池组管理系统包括用于将第一电池模块的输出电压与所述第一电池模块和第二电池模块的输出电压和相比较的装置，以及用于当所述第一电池模块的输出电压大于所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和时，调整所述第一电池模块的输出电压，并且当所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和大于所述第一电池模块的输出电压时，调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和的装置。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，用于比较的所述装置进一步包括将降低后的所述第一电池模块的输出电压与降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和进行比较的装置。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，用于调整的所述装置通过调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和来调整所述第二电池模块的输出电压。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和与降低后的所述第一电池模块的输出电压近似相等。本发明所述的用于电池组的电池组管理系统，每个电池模块的输出电压近似相·
坐寸ο与现有技术相比，本发明的电池组管理系统以及均衡方法的效率更高，且在电池发生不均衡状态时调节电池和/或电池模块的电压。因此,提高电池组的效率并延长电池的寿命。


图I所示为一个传统铅酸电池组的框图。图2A所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的框图。图2B所示为根据本发明的一个实施例的在被动模式下用于电池组的电池组管理系统中的均衡电路的结构图。图2C所示为根据本发明的一个实施例的在主动模式下用于电池组的电池组管理系统中的均衡单元的结构图。图3所示为根据本发明的另一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的框图。图4所示为根据本发明的另一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的框图。图5所示为根据本发明的一个实施例的电池组的结构图；图6所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的操作流程图。图7所示为采用本发明的一个实施例的电池组管理系统的电动车的框图。图8所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的框图。图9所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的框图。图10所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的操作流程图。图11所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的框图。图12所示为根据本发明的一个实施例的多个电池的框图。图13所示为根据本发明的另一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的框图。图14所示为根据本发明的另一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的框图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。以下将对本发明的实施例及其附图给出详细的说明。虽然本发明将结合实施例进行阐述，但应理解为这并非意指将本发明限定于这些实施例。相反，本发明意在涵盖由所附权利要求所界定的本发明精神和范围内所定义的各种可选项、可修改项和等同项。此外，在以下对本发明的详细描述中，为了提供针对本发明的完全的理解，阐明了大量的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外的一些实施例中，对于大家熟知的方案、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。图2A所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统200的框图。通过均衡技术延长电池组的寿命，并提高电池组管理系统200的 效率。在一个实施例中，电池组包括多个相串联的电池模块211-216。电池模块211-216中的每个电池模块分别包括多个电池，如3、4、5或6个电池。例如每个电池的电压为2伏，由此根据对应的数目，每个电池模块的电压为6伏、8伏、10伏或12伏。电池组与均衡单元220相连。在一个实施例中，均衡单元220包括分别与电池模块211-216相连的多个均衡电路221-226。更具体地说，均衡电路221与电池模块211相连，均衡电路222与电池模块212相连等。然而电池、电池模块和均衡电路的数目并不限于此，其数目可根据不同应用的需求而改变。为了简明和清楚起见，下面以包含6个电池的12伏电池模块为例进行详细描述。控制器230与电池组(例如，电池模块211-216)相连，且监测电池模块211-216的参数(例如，电压和/或温度)。在一个实施例中，控制器230实时地监测电池模块211-216的电压，且计算电池模块211-216之间的电压差。控制器230根据电压差判断是否发生不均衡。当电池模块211-216之间发生不均衡，控制器230控制相应的均衡电路调节不均衡的电池模块的电压。在一个实施例中，控制器230设定阈值VTHM，用于判断是否发生不均衡。如果电池模块211-216的电压差大于阀值VTHM，控制器230判定发生了不均衡。接着，控制器230启动相应的均衡电路来调节不均衡的电池模块的电压。在一个实施例中，控制器230检测到电池模块211和212的电压分别为Vmi和Vm2，例如，分别为12. 4伏和12伏。如果电池模块211和212之间的电压差AVm12大于阈值Vthm(例如，O. I伏)，控制器230判定电池模块211和212之间发生了不均衡。在控制器230的控制下，均衡电路221和222调节电池模块211和212的电压来均衡电池模块211和212，使电池模块211和212之间的电压差AVm12不再大于阈值VTHM。在一个实施例中,在被动模式下，均衡电路221在放电过程中对电池模块211进行放电或均衡电路221在充电过程中旁路电池模块211。经过一个或多个周期的放电或旁路，直至AVm12降至阈值VTHM。在另一个实施例中，在主动模式下，经由变压器(未不出)将电池模块211的能量传输给电池模块212，直至AVm12降至阈值Vthm。在一个实施例中，如果多个电池模块之间发生不均衡，控制器230计算这些电池模块之间的电压差，且给电压差设定优先级。例如，将具有最大值的电压差设为最高优先级，将具有最小值的电压差设为最低优先级。如果两个或多个电压差具有同样的值，则将这些电压差设为同一优先级。控制器230根据优先级调节不均衡的电池模块。在该实施例中，如果两个或多个电压差具有同一优先级，控制器230同时控制相应的均衡电路来调节不均衡的电池模块。在另一个实施例中，如果电池组管理系统200采用冷却器或风扇解决热量问题，控制器230无需判定和/或设定电压差的优先级，同时调节所有不均衡的电池模块。在一个实施例中，电子控制单元(Electronic Control Unit,简称EQJ) 240经由总线250与控制器230相连，且处理来自于控制器230的数据，这些数据包括但不限于电池模块211-216的电压和/或温度。E⑶240为电池组的均衡管理提供软件支持。E⑶240还可以显示数据和/或将数据传送给其它装置(未示出)做进一步的处理。ECU 240为可选的配置。在一个实施例中，为了节省成本可省略E⑶240。有利的是，控制器230实时地监测电池模块211-216之间的不均衡，并控制相应的均衡电路调节不均衡的电池模块的电压。因此，可采取上述措施防止不均衡的电池模块损坏。由于电池模块采用了均衡技术，可延长电池组的寿命。 图2B所示为根据本发明的一个实施例在被动模式下的用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统中的均衡电路220B的结构图。图2B结合图2A进行描述。在一个实施例中，图2A中的均衡电路(例如,均衡电路221-226)采用图2B所示的均衡电路220B的结构。在一个实施例中，均衡电路220B包括相串联的电阻281和开关282。均衡电路220B与图2A中的一个电池模块相连。更具体地说，电阻281的一端与一个电池模块的正极相连，开关282的一端与该电池模块的负极相连。控制器230控制开关282。在一个实施例中，第一均衡电路与第一电池模块相连，第二均衡电路与第二电池模块相连，其中，第一电池模块的电压大于第二电池模块的电压。当第一电池模块和第二电池模块的电压差大于阈值时，发生不均衡。此时，控制器230闭合第一均衡电路中的第一开关，而断开第二均衡电路中的第二开关。在放电过程中，放电电流流经第一均衡电路中的第一电阻，由此，第一均衡电路对第一电池模块进行放电，直至第一电池模块和第二电池模块之间达到均衡。在充电过程中，旁路电流流经第一电阻，由此，第一均衡电路旁路第一电池模块，直至第一电池模块和第二电池模块之间达到均衡。图2C所示为根据本发明的一个实施例的在主动模式下用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统中的均衡单元220C的结构图。在一个实施例中，均衡单元220C包括变压器。图2C结合图2A进行描述。在一个实施例中，均衡单元220C作为均衡单元220，以替代图2A所示实施例中的均衡电路221-226。在一个实施例中，均衡单元220C包括与多个开关291A-296A相串联的多个次级线圈291-296。每一个次级线圈与一个电池模块相连，例如，次级线圈291-296中的一个次级线圈依次与电池模块211-216中的一个电池模块对应地相连。更具体地说，次级线圈291经由开关291A与电池模块211相连，次级线圈292经由开关292A与电池模块212相连等。均衡单元220C还包括与开关292A相串联的初级线圈290。初级线圈290经由开关290A与电池组相连。控制器230控制开关290A-296A。在一个实施例中，第一次级线圈经由第一开关与第一电池模块相连，第二次级线圈经由第二开关与第二电池模块相连，第一电池模块的电压大于第二电池模块的电压。当第一电池模块和第二电池模块之间的电压差大于阈值时发生不均衡。此时，控制器230闭合第一开关而断开其它开关，由此，第一电池模块的能量存储在第一次级线圈上。在一个实施例中，控制器230闭合第二开关而断开其它开关，由此，第一次级线圈的能量传输给第二次级线圈。在另一个实施例中，控制器230闭合开关290A而断开其它开关，由此，第一次级线圈的能量传输给初级线圈290。电池模块211-216可共享初级线圈290的能量。重复执行上述过程直至第一电池模块和第二电池模块之间达到均衡。图3所示为根据本发明的另一个实施例的用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统300的框图。采用均衡技术可延长电池组的寿命，并提高电池组管理系统300的效率。在一个实施例中，电池组包括多个相串 联的电池模块(未示出)。图3所示为一个电池模块,如电池模块310。电池模块310还包括多个电池，如电池301-306。电池301-306与均衡单元320相连。在一个实施中，均衡单元320包括多个均衡电路，如均衡电路321A-326A。均衡电路321A-326A可采用图2B中均衡电路220B的结构。更具体地说，均衡电路321A-326A包括相串联的电阻311-316和开关321-326。然而电池、电池模块和均衡电路的数目并不限于此，其数目可根据不同应用的需要而改变。以下以2伏电池为例进行详细描述。控制器330与电池模块310 (例如电池301-306)相连，并监测电池301-306的参数(例如，电压和/或温度)。在一个实施例中，控制器330实时地检测电池301-306的电压，且计算电池301-306之间的电压差。当电池301-306之间的发生不均衡，控制器330控制相应的均衡电路321A-326A来调节不均衡电池的电压。在一个实施例中，控制器330设定阈值Vttc来判断是否发生不均衡。如果电池301-306之间的电压差大于阈值Vttc，控制器330判定发生了不均衡。接着，控制器330启动相应的均衡电路来调节不均衡电池的电压。
在一个实施例中，控制器330检测到电池301和302的电压分别为Va和Ve2，例如，分别为2. I伏和2. O伏。如果电池301和302之间的电压差Mci2大于阈值Vthc，例如O. 02伏，控制器330判定电池301和302之间发生不均衡。在这种情况下，控制器330控制均衡电路321A和321A来调节电池301和302的电压，直到电池301和302的电压差不再大于阈值VTH。。在一个实施例中，在主动模式下，均衡电路321A在放电过程中对电池301放电或在充电过程中旁路电池301，直至Λ Va2减小到阈值VTH。。更具体地说，在这种情况下，控制器330将控制信号发送给开关321，接着开关321持续闭合一个或多个周期。由此，电流流经电阻311和开关321，Vci降低。一旦Va降至电池301和302之间达到均衡，控制器330断开开关321，从而中止对电池301的放电或旁路。在一个实施例中，如果多个电池之间发生不均衡，控制器330可以计算那些电池之间的电压差，并设定电压差的优先级。接着，控制器330根据优先级调节不均衡电池。如果两个或多个电压差具有同一优先级，控制器330同时控制相应的均衡电路来调节不均衡电池的电压。在另一个实施例中，如果电池组管理系统300采用冷却器或风扇解决热量问题，控制器330无需判定和/或设定电压差的优先级，同时调节所有不均衡的电池。如果发生异常状态，控制器330产生预警信号，E⑶340经由总线350读取该预警信号。控制器330辨别异常状态。其中，异常状态包括但不限于过压(Over Voltage，简称OV)状态、低压(Under Voltage,简称UV)状态,或温度过高(Over Temperature,简称OT)状态。当发生异常状态时，控制器330采取措施保护相应的电池。在一个实施例中，如果发生OV状态，控制器330控制相应的均衡电路中止对过压电池的充电。如果发生UV状态，控制器330控制相应的均衡电路中止对低压电池的放电。如果发生OT状态，控制器330控制相应的均衡电路减小对温度过高的电池的充电或放电，甚至中止对温度过高的电池的充电或放电。在电池组管理系统300运行期间，发生异常状态的电池的数目可以改变。如果多个电池发生异常状态，控制器330可同时控制相应的均衡电路，从而提高电池组管理系统300的效率。E⑶340经由总线350与控制器330相连，并处理来自于控制器330的数据。其中，这些数据包括但并不限于电池301-306的电压和/或温度和表示异常状态的预警信号。E⑶340为电池组的均衡管理提供软件控制。E⑶340还可以显示数据和/或将数据发送给其它装置(未示出)做进一步地处理。E⑶340是可选的配置。在一个实施例中，为了节省成本可省略E⑶340。
在一个实施例中，参见图2C和图3，在主动模式下，均衡单元220C可代替均衡单元320中的均衡电路321A-326A。第一次级线圈经由第一开关与第一电池相连，第二次级线圈经由第二开关与第二电池相连。第一电池的电压大于第二电池的电压，当第一电池和第二电池之间的电压差大于阈值时，判定发生不均衡。控制器330闭合第一开关且断开其它开关，由此，第一电池的能量存储在第一次级线圈上。在一个实施例中，控制器330闭合第二开关且断开其它开关，由此，第一次级线圈的能量传送给第二次级线圈。在另一个实施例中，控制器330闭合开关290A且断开其它开关，由此，第一次级线圈的能量传送给初级线圈290。电池301-306共享初级线圈290的能量。反复执行以上过程直至均衡。有利的是，控制器330实时地监测电池301-306之间的不均衡，并控制相应的均衡电路调节不均衡电池的电压。由此，采取以上措施可保护不均衡的电池，以防止其损坏。控制器330监测电池301-306的异常状态，并采取以上措施保护每个电池，以延长电池寿命。因此，可延长电池组的寿命。图4所示为根据本发明的另一个实施例的用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统400。电池组管理系统400采用电池的均衡技术和电池模块的均衡技术延长电池组的寿命，且如果发生不均衡提高均衡速度。图4结合图2A、图2B、图2C和图3进行描述。图4中与其它图中标记类似的元件具有相类似的功能。在一个实施例中，电池组包括多个电池模块411-416。每个电池模块包括多个相串联的电池(图4未示出)。以下以电池模块411为例进行描述。电池模块411中的每一个电池分别与均衡单元421中的每一个均衡电路相连(图4未示出)。在一个实施例中，均衡单元421采用图3中的均衡单元320的结构。在另一个实施例中，均衡单元421采用图2C中均衡单元220C的结构。控制器431与电池模块411中的电池相连，并监测电池的参数(例如，电压和/或温度)。控制器431可作为前端模块。当一个电池发生异常状态时，控制器431控制相应的均衡电路保护状态异常的电池，并产生预警信号经由总线491传送给ECU 441。如果多个电池发生异常状态，控制器431同时控制相应的均衡电路保护相应的电池，从而提高电池组管理系统400的效率。
控制器431实时地检测电池模块411中电池的电压。当电池模块411中的电池发生不均衡时，控制器431控制相应的均衡电路通过对相应的电池的放电或旁路，或在相应的电池之间传送能量，来调节不均衡电池的电压。E⑶441经由总线491与控制器431相连，并处理来自于控制器431的数据。E⑶441可显示数据。在一个实施例中，E⑶441经由耦合器451将数据传送给E⑶480做进一步地处理。耦合器451隔离低电压端(例如，ECU 480)和高电压端(例如，ECU441)，从而保护E⑶480不受高电压损坏。在一个实施例中，控制器431可与其它电池模块(未示出)的电池相连，例如电池模块412中的第一电池。由此，控制器431同时检测电池模块412中的第一电池的电压和电池模块411中电池的电压。如果发生异常状态或者电池模块412中的第一电池和电池模块411中的电池之间发生不均衡，控制器431采用以上措施解决这个问题。在一个实施例中，如果多个电池之间发生不均衡，控制器431根据电池电压差的 优先级控制相应的均衡电路调节不均衡电池的电压，进而控制热量。在另一个实施例中，如果采用冷却器或风扇解决热量问题，控制器431无需判定和/或设定电压差的优先级，同时调节所有的不均衡电池。如果多个电池发生异常状态，控制器431同时采取以上措施保护相应的电池，从而提高电池组管理系统400的效率。控制器470与均衡单元460相连，例如多个均衡电路461-466，并实时地检测电池模块411-416的电压。在一个实施例中，均衡电路461-466采用图2B中的均衡电路220B的结构，并实现如上所述的功能。在另一个实施例中，均衡单元460采用图2C中的均衡单元220C的结构，并实现如上所述的功能。当电池模块411-416中任意两个电池模块之间发生不均衡，控制器470控制相应的均衡电路461-466调节不均衡的电池模块。在一个实施例中，如果多个电池模块之间发生不均衡，控制器470根据电池模块之间电压差的优先级控制相应的均衡电路调节不均衡电池模块的电压，进而控制热量。在另一个实施例中，如果采用冷却器或风扇解决热量问题，控制器470无需判定和/或设定电压差的优先级，同时调节所有的不均衡电池模块。E⑶480经由总线482与控制器470相连，并处理来自于控制器470的数据。E⑶480可显示数据，和/或将数据传送给其它装置(未示出)做进一步地处理。有利的是，当发生不均衡时，采用电池的均衡技术和电池模块的均衡技术可提高电池组管理系统400的效率。由此，可保护相应的电池或相应的电池模块，避免其损坏。因此，可延长电池组的寿命O电池组管理系统400中的ECU 441-446、均衡电路461-466、控制器470和ECU 480都是可选的配置。在一个实施例中，可省略均衡电路461-466和控制器470，其相应的功能由软件实现。例如，ECU 480经由ECU 441-446读取控制器431-436的数据，控制器431-436采取上述措施解决各种问题。在这种情况下，可省略总线482。在另一个实施例中，可省略ECU 441-446、均衡电路461-466、控制器470和ECU 480，控制器431-436可采取上述措施解决各种问题。图5所示为根据本发明的一个实施例的电池组500 (例如，铅酸电池组)的结构图。在一个实施例中，如前所述的电池组管理系统200、300或400可应用于电池组500中。电池组500包括多个相串联的电池模块501-506。每个电池模块有两个电极。经由两个电极可监测电池模块501-506中的每个电池模块的电压。例如，经由电极530和531监测电池模块501的电压，经由电极535和536监测电池模块506的电压。在一个实施例中，每个电池模块包括多个相串联的电池511-516。每个电池有两个电极。经由两个电极可监测电池511-516中每个电池的电压。例如，经由电极520和521监测电池511的电压，经由电极525和526监测电池516的电压。图6所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组的电池组管理系统的操作流程图600。图6结合图4进行描述。在步骤601中，控制器431-436监测电池模块411-416中电池的参数(例如，电压和/或温度)，控制器470监测电池模块411-416的参数(例如，电压和/或温度)。在步骤610中，如果电池发生异常状态，控制器431-436采取措施保护相应的电池。如果发生OV状态，控制器431-436控制相应的均衡单元421-426中止对过压电池的充电。如果发生UV状态，控制器431-436控制相应的均衡单元421-426中止对低压电池的放·电。如果发生OT状态，控制器431-436控制相应的均衡单元421-426减小对温度过高的电池的充电或放电，或中止对温度过高的电池的充电或放电。有利的是，控制器431-436可同时控制相应的均衡单元421-426，从而提高电池组管理系统400的效率。在步骤620中，控制器431-436计算电池之间的电压差AV。，并将AVc与阀值Vthc进行比较。如果大于Vth。，则判定电池发生不均衡。在一个实施例中，为了控制热量，控制器431-436根据电压差的优先级控制均衡单元411-416中相应的均衡电路调节不均衡电池的电压，直到均衡。在另一个实施例中，如果采用冷却器或风扇解决热量问题，控制器431-436可同时调节不均衡的电池。更具体地说，在被动模式下，相应的均衡电路在放电过程中对具有较高电压的电池进行放电，或在充电过程中旁路具有较高电压的电池。经过一个或多个周期的放电或旁路，直到降至阀值￥ 。。在主动模式下，变压器(未示出)将具有较高电压的电池的能量传送给具有较低电压的电池，直到AVc降至阀值VTHC。在步骤630中，控制器470计算电池模块之间的电压差Λ VM,并将Λ Vm与阀值Vthm进行比较。如果ΛVm大于Vthm，则判定电池模块发生不均衡。为了控制热量，控制器470根据电压差的优先级控制相应的均衡电路461-466调节不均衡的电池模块的电压，直至均衡。在另一个实施例中，采用冷却器或风扇解决热量问题，控制器470可同时调节所有不均衡的电池模块。更具体地说，在被动模式下，相应的均衡电路在放电过程中对具有较高电压的电池模块进行放电或在充电过程中旁路具有较高电压的电池模块。经过一个或多个周期，直到AVm降至VTHM。在主动模式下，变压器(未示出)将具有较高电压的电池模块的能量传送给具有较低电压的电池模块，直到Λ Vm降至VTHM。有利的是，根据电压差的优先级，采用均衡技术可同时调节多个电池和/或电池模块的电压，从而提高了电池组管理系统400的效率。图7所示为采用本发明的一个实施例的电池组管理系统702的电动车700(例如，电动汽车)的框图。图7结合其它图进行描述。电动车700除了所示元件外还包括其它已知元件。在一个实施例中，电动车700包括铅酸电池组701、电池组管理系统702、控制器电路703和发动机704。然而，本领域的技术人员应当能够了解所述电动车700的电池组并不仅限于铅酸电池组701，还可以是其它类型的电池组。电池组管理系统702可以是如前所述的电池组管理系统200、300或400的结构。在一个实施例中，电池组管理系统702和铅酸电池组701可集成封装。控制器电路703控制铅酸电池组701对发动机704的供电。发动机704驱动电动车700。有利的是，电池组管理系统702采用均衡技术实时地均衡多个电池和/或多个电池模块，由此，如果发生不均衡，可保护铅酸电池组701不会损坏。因此，可延长铅酸电池组701的寿命，并增强电动车700的可靠性。图8所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统800的框图。电池内的控制器850可用来延长电池组的寿命，并降低电池组的成本。图8结合图2B进行描述。在一个实施例中，电池组包括一个或多个相串联的电池模块。在图8的示例中， 电池组包括两个相串联的电池模块841和842。如图8所示，电池模块841包括六个电池801-806，电池模块842包括六个电池807-812。电池801-812中的一个电池分别与一个均衡电路相连。在一个实施例中,均衡电路821-832中的每个均衡电路可采用图2B中的均衡电路220B的结构。更具体地说，均衡电路包括相串联的电阻281和开关282。然而电池、电池模块和均衡电路的数目并不限于此，其数目可根据不同的应用而改变。以下以2伏电池为例进行详细描述。电池内的控制器850与均衡电路821-832和电池801-812相连。电池内的控制器850监测电池801-812的参数(例如，电压、电流和/或温度)，当发生不均衡时控制均衡电路821-832，且当发生异常状态时启动保护措施。在一个实施例中，电池内的控制器850监测电池801-812的电压，并计算电池模块841和842中的电池801-812中的任意两个电池之间的电压差。在这种情况下，电池内的控制器850可判断任意两个电池之间是否发生不均衡，甚至可判断不同电池模块中的电池是否发生不均衡。由此，提高电池均衡的效率。当电池801-812中的任意两个电池之间发生不均衡，电池内的控制器850控制相应的均衡电路821-832来调节电池的电压。在一个实施例中，由电池内的控制器850检测不均衡。例如，电池内的控制器850设定阈值Vthi来判断是否生不均衡。如果电池801-813中的任意两个电池之间的电压差大于阈值VTH1，电池内的控制器850判定发生了不均衡。电池内的控制器850启动相应的均衡电路来调节不均衡的电池的电压。例如，电池内的控制器850检测到电池模块841中电池801和电池模块842中电池807的电压分别为V1和V2(例如分别为2. I伏和2. O伏)。如果电池801和807之间的电压差AV12大于阈值Vthi (例如为O. 02伏)，电池内的控制器850判定电池801和807之间发生不均衡。在这种情况下，电池内的控制器850控制均衡电路821和827直至电池801和807之间达到均衡，即电池801和807之间的电压差AV12不再大于阈值VTH1。在一个实施例中，在被动模式下，均衡电路821在放电过程中对电池801进行放电或在充电过程中旁路电池801，直到AV12降至阈值乂 ”均衡电路821-832可采用图2B中的均衡电路220B的结构。电池内的控制器850将控制信号发送给均衡电路821中的开关282，开关282持续闭合一个或多个周期。由此,在放电过程中，放电电流流经均衡电路821中的电阻281和开关282。因此，V1减小。在充电过程中，充电电流流经均衡电路821中的电阻281和开关282。一旦AV12不再大于Vthi，电池801和807之间达到均衡，电池内的控制器850断开均衡电路821中的开关282，从而停止对电池801的放电或旁路。如果多个电池之间发生不均衡，电池内的控制器850计算多个电池之间的电压差，且给电压差设定优先级。在一个实施例中，最大的电压差设定为最高优先级，最小的电压差设定为最低优先级，即电压差越大，优先级越高。电池内的控制器850根据电压差的优先级调节不均衡电池。如果两个或多个电压差具有相同的优先级，电池内的控制器850同时控制相应的均衡电路调节不均衡的电池电压。在另一个实施例中，如果采用冷却器或风扇解决热量问题，电池内的控制器850无需判定和/或设定电压差的优先级，同时调节所有不均衡的电池。另外，电池内的控制器850监测电池801-812中的每个电池的参数(例如，电流、电压和温度)。电池内的控制器850还可检测异常状态，其中，所述异常状态包括但不限于OV状态、UV状态、OT状态、放电过流(Discharge Over Current,简称DOC)状态和充电过流(Charge Over Current,简称C0C)状态。如果发生前述异常状态，电池内的控制器850产生控制信号断开电池组中的放电开关861，和/或产生控制信号断开电池组中的充电开关 862，从而中止对电池801-812的放电或充电。在一个实施例中，电池内的控制器850监测电池801-812中的每个电池的电压，将这些电压与电池内的控制器850设定的阈值Vw *Vuv进行比较，以判断是否发生了 OV状态或UV状态；如果这些电池电压中的一个电池电压大于预定阈值￥<^，判定发生OV状态，电池内的控制器850产生控制信号断开充电开关862，从而中止对电池801-812的充电；如果这些电池电压中的一个电池电压小于预定阈值Vuv，判定发生UV状态，电池内的控制器850产生控制信号断开放电开关861，从而中止对电池801-812的放电。电池内的控制器850还可以监测检测电阻872的电压，将检测电阻872的电压与电池内的控制器850设定的阈值Vroc或Vmc进行比较，以判断是否发生COC状态或DOC状态；在充电过程中，如果检测电阻872的电压大于预定阈值Vkk，判定发生COC状态，电池内的控制器850产生控制信号断开充电开关862，从而中止对电池801-812的充电；在放电过程中，如果检测电阻872的电压大于预定阈值判定发生DOC状态，电池内的控制器850产生控制信号断开放电开关861，从而中止对电池801-812的放电。电池内的控制器850还可以监测与电池801-812中的每个电池相连的热敏电阻(图8未示出)的电压，将热敏电池的电压与电池内的控制器850设定的阈值^^进行比较，以判断是否发生OT状态；热敏电阻的电压大于预定阈值￥< ，判定发生OT状态，电池内的控制器850产生控制信号断开放电开关861和/或充电开关862，从而中止对电池801-812的放电和/或充电。有利的是，电池内的控制器850能够监测电池组中的电池801-812之间的不均衡，甚至计算不同电池模块中的电池801-812中的任意两个电池之间的电压差，且控制相应的均衡电路调节不均衡电池的电压。此外，电池内的控制器850能够检测电池801-812的异常状态，且产生控制信号以断开放电开关861和/或充电开关862，从而中止对电池801-812的放电和/或充电，以保护电池不会损坏。因此,延长电池组的寿命。图9所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统900的框图。图9结合图2B和图3进行描述。在一个实施例中，电池组包括多个电池模块。以图9为例，电池模块包括相串联的六个电池901-906。电池901-906中的一个电池分别与均衡电路921A-926A中的一个均衡电路相连。控制器930与电池901-906和均衡电路921A-926A相连，且监测电池901-906的电压。与图3标记相同的元件具有类似的功能，在此不再赘述。在一个实施例中，模块检测电路960与电池模块的两端相连，且监测电池组中的电池模块的电压。模块检测电路960还与模块均衡电路962相连，模块均衡电路962与电池模块的两端相连。在一个实施例中，模块均衡电路962采用图2B中的均衡电路220B的结构，以降低电池组的成本。更具体地说，模块均衡电路包括图2B中所示的相串联的电阻281和开关282。在一个实施例中，模块检测电路960监测电池模块的电压，且判断电池模块是否发生过压状态。更具体地说，模块检测电路960将12伏电池模块的预定阈值设定为Vthmw(例如为14. 76伏)。模块检测电路960监测电池模块的电压，将电池模块的检测电压与预定阈值Vthmw进行比较，且当检测电压大于预定阈值Vthmw时判定电池模块发生OV状态。当电池模块发生OV状态时，模块检测电路960产生控制信号，并发送给模块均衡电路962，以闭 合模块均衡电路962中的开关282。由此，在电池模块的两端建立包括开关282和电阻281的旁路。在这种情况下，当中止充电模式时，模块均衡电路962对电池模块进行放电，或在充电过程中旁路电池模块。经过一个或多个周期的放电或旁路，直到电池模块的电压不再大于预定阈值VTHMW。模块检测电路960用于监测包括不同数量的电池的电池模块。因此，可根据电池模块中的电池的数量设定预定阈值Vthmw,例如包括12个电池的电池模块的电压为24伏，其预定阈值^^胃设为26伏。此外，根据电池模块中的电池的数量设定模块均衡电路962的电阻的阻值，以调节旁路电流，从而提高电池组管理系统900的效率。有利的是，模块均衡电路962调节电池模块的电压，同时均衡电路921A-926A调节电池模块中的电池电压。由此，提高电池组管理系统900的响应速度和电池组管理系统900的效率，并延长电池组的寿命。图10所示为根据本发明的一个实施例的用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统的操作流程图1000。图10结合图9进行描述。在步骤1001中，如图9所示，控制器930监测参数(例如，电池模块中的多个电池901-906中的电压)，模块检测电路960监测电池模块的电压VM。在步骤1100中，模块检测电路960判断电池模块是否发生OV状态。例如，模块检测电路960监测电池模块的电压VM，且将Vm与预定阈值Vthmw进行比较。当Vm大于预定阈值Vthmw时，判定电池模块发生OV状态。模块检测电路960控制模块均衡电路962调节电池模块的电压\。更具体地说，模块均衡电路962放电或旁路电池模块，直到电池模块电压Vm降至预定阈值VTHMW。另外，根据电池模块的电池数量设定预定阈值Vthmw,从而不管电池模块中的电池数目是多少，均可检测出电池模块的过压状态。根据电池模块中的电池数量设定模块均衡电路962中的电阻的阻值，从而调节旁路电流，且提高电池组管理系统900的效率。在步骤1200中，控制器930计算多个电池中任意两个电池的电压差并将电压差Λ V·与预定阈值Vth■进行比较。当Λ V·大于预定阈值Vth■时，两个电池之间发生不均衡状态。控制器930控制相应的均衡电路调节不均衡电池的电压。
更具体地说，相应的均衡电路在放电过程中对具有较高电压的电池放电或在充电过程中旁路具有较高电压的电池。经过一个或多个周期的放电或充电，直到AVcM降至预定阐值Vticell。有利的是，多个均衡电路和模块均衡电路可同时调节多个电池和/或电池模块的电压，从而提高电池组管理系统900的效率。因此，本发明的实施例提供了一种用于电池组(例如，铅酸电池组)的电池组管理系统，其包括多个控制器，用于检测多个相串联的电池的电压。如果电池之间发生不均衡，控制器可控制多个均衡电路调节电池的电压。如果电池发生异常状态，控制器则采取措施保护电池。由于采用了均衡技术，从而保护电池不会损坏。因此，提高了电池组管理系统的效率，并延长了电池寿命。本发明的实施例还提供了一种电池组管理系统，其包括控制器，用于检测相串联的电池模块的电压。如果电池模块之间发生不均衡，控制器控制多个均衡电路调节电池模块的电压。由于采用均衡技术，从而保护电池模块不会损坏。因此，提高了电池组管理系统·的效率，并延长了电池寿命。本发明进一步提供了一种解决均衡多个电池模块的输出电压时日益凸显的问题的方法。本发明的不同的实施例为每一个电池模块提供一个比较器或者一个模块控制单元(Module Control Unit，简称MCU)。第一电池模块的比较器或MCU将第一电池模块的输出电压与第一电池模块和第二电池模块的输出电压和进行比较。如果第一电池模块的输出电压的一部分大于第一电池模块和第二电池模块的输出电压和的一部分，则启动对应于第一电池模块的第一模块均衡电路，同时终止对应于第二电池模块的第二模块均衡电路；如果第一电池模块和第二电池模块的输出电压和的一部分大于第一电池模块的输出电压，则启动对应于第二电池模块的第二模块均衡电路，同时终止对应于第一电池模块的第一模块均衡电路。如图11和图12所示，在一个实施例中，电池组管理系统包括多个电池模块1102、1104、1106和1108。尽管图11和图12中所示为四个电池模块，然而在其它实施例中，也可以使用其它数目的电池模块。如图11所示，电池模块1102包括多个串联的电池1110、1112、1114、1116、1118和1120。如图12所示，多个电池模块1102-1108也是串联连接。如前文所述，电池模块1102中的每个电池1110-1120分别连接至对应的均衡电路1134-1144。如图11所示，电池模块1102还包括电池均衡控制电路1158，该电池均衡控制电路1158通过均衡电路1134-1144来控制电池模块1102中电池1110-1120的均衡。图12中的每个电池模块1102-1108都包括图11中所示的类似的元件。例如，电池模块1104包括多个串联的电池1122-1132，分别与每个电池1122-1132连接的均衡电路1146-1156，以及通过均衡电路1146-1156来控制电池模块1104中每个电池1122-1132均衡的电池均衡控制电路1160。在一个实施例中，如图11所示，电池模块1102包括模块控制单元1162，该模块控制单元1162可以通过控制模块均衡电路1164来调整电池模块1102的输出电压，该模块控制单元1162还可以通过控制模块均衡电路1166来调整电池模块1102和电池模块1104的输出电压和。如图11所示，模块均衡电路1166通过调整电池模块1102和电池模块1104的输出电压和来调整电池模块1102和电池模块1104的输出电压。如图11和图12所示，模块均衡电路1166连接至电池模块1104的正极和电池模块1102的负极，且电池模块1102和1104串联连接。如前文所述，模块均衡电路1164和模块均衡电路1166由模块控制单元1162所控制,且模块均衡电路1164和1166可以在被动模式下调整与之相连的电池模块1102和1104的输出电压。如前文所述，在被动模式下，模块均衡电路1164和1166可以在放电期间对与之相连的电池模块进行放电，或者在充电期间对与之相连的电池模块进行旁路。如前文所述，模块均衡电路1164和1166可以采用图2C中所述的均衡单元220C，该均衡单元220C可以在主动模式下均衡电池模块。在一个实施例中，如图11所示，模块控制单元1162包括一对模拟/数字输入端(A/D I和A/D 2)以及一对输出(I/O I和1/02)。输出I/O I和I/O 2分别用来控制模块均衡电路1166和1164。输入端A/D I和A/D 2接收电池模块1102和1104的输出电压的一部分，该输出电压的一部分由分压电阻R1/R2以及R3/R4所确定。通过选择合适的电阻构成分压电阻R1/R2,提供一个分压比,从而将电池模块1102的输出电压降低到输入端A/DI的输入范围参数内。同样地，通过选择合适的电阻构成分压电阻R3/R4，提供一个分压比，从而将电池模块1102和1104的输出电压和降低到输入端A/D 2的输入范围参数内。 在一个实施例中，分压电阻R3和R4能够提供一个分压比，从而使电池模块1102和1104的输出电压和降低到与分压电阻Rl和R2提供的电压值近似相等，这样，电池模块1102的输出电压便可以与电池模块1102和1104的输出电压和相比较。在一个实施例中，如图11所示，每个电池模块1102和1104分别包括6个电池1110-1120和1122-1132，每个电池的电压值大约是2伏(V)，这样，每个电压模块的输出电压为12V。因此，如果分压器R1/R2的分压比为2 1，为了提供近似相等的电压输出，分压器R3/R4的分压比应该是4 I。换句话说，分压电阻Rl/R2(分压比为2 I)将电池模块1102的输出电压从12V降低到6V，分压电阻R3/R4(分压比为4 I)将电池模块1102和1104的输出电压和从24V降低到6V。前文所述的分压比仅仅是示例性的，在其它的实施例中，可以根据不同的设计需求，选取不同的分压比来满足模拟/数字输入端的参数要求。在一个实施例中，如图11所示，模块控制单元1162接收电池模块1102和1104的输出电压(由分压电阻R1/R2和R3/R4提供)，并且将它们进行比较。如果降低后的电池模块1102的输出电压值大于降低后的电池模块1102和1104的输出电压和，贝1J启动电池模块1102对应的模块均衡电路1164。然而，如果降低后的电池模块1102和1104的输出电压和大于降低后的电池模块1102的输出电压，则启动与串联连接的电池模块1102和1104对应的模块均衡电路1166。在另外一个实施例中，为了比较电池模块1102和1104的输出电压，图11中所示的模块控制单元1162和1168并不需要输入端A/D I和A/D 2的电压近似相等。相反，可以选择性地编程控制模块控制单元1162和1168，使得模块控制单元的输入端A/D I和A/D 2接收不同电压值的输入电压并进行比较。例如，模块控制单元1162的输入端A/D I和A/D 2可以分别从分压电阻Rl/R2(分压比为6 1，电池模块1102的输出电压为12V)处接收2V的输入电压和从分压电阻R3/R4(分压比为12 : 1，电池模块1102和1104的输出电压和为36V，其中电池模块1104的输出电压为24V)处接收3V的输入电压，并仍能够将降低后的输入电压进行比较。当使用具有不同的但是已知的电池容量的电池模块替代原有的电池模块时，采用上述编程调整，可以不必替换原来的分压电阻(R1/R2和R3/R4)。相反，可以重新对模块控制单元1162编程控制以应对电压变化。如图11和图12所示，当电池模块1102中的模块控制单元1162将电池模块1102的输出电压与电池模块1102和1104的输出电压和进行比较时，电池模块1104中的模块控制单元1168将电池模块1104的输出电压与电池模块1104和1106的输出电压和进行比较。这样，在示例性的实施例中，电池模块1104的输出电压可以被电池模块1104中的模块均衡电路1170和电池模块1102中的模块均衡电路1166(模块均衡电路1166均衡电池模块1104和1102的输出电压和)同时调整。在一个实施例中，如图13所示，如图11所示的模块控制单元1162和1168分别被比较器1362和1368所替代。模块控制单元1162和1168具有高精确度和灵活性，而比较器1362和1368具有相对低的成本。比较器1362和1368具有与前文所述的模块控制单元1162和1168相类似的应用。在一个实施例中，为了使得比较器1362提供适当的比较输出，应当适当地设置分压电阻(R1/R2与R3/R4)的分压比，从而使得比较器输入端(inputl和input2)的输入近似相等。如前文所述，模块控制单元1162和1168具有较高的灵活性，且·不需要输入的电压近似相等，但需要编程控制来比较不同的电压值。如同14所示的另一个实施例，模块控制单元或者比较器还可以接收额外的输入，从而使得模块控制单元或者比较器可以将电池模块1102的输出电压与电池模块1102和1104的输出电压和、电池模块1102-1106的电压和以及其它的附加的输入电压相比较。通过提供图11所示的附加的分压电阻(以及对模块控制单元进行适当的编程控制)，得到附加的电压输出，从而使得模块控制单元或者比较器将其进行比较。如图14所示，附加的模块均衡电路可以对电池模块1102的输出电压、电池模块1102和1104的输出电压和、电池模块1102-1106的输出电压和以及电池模块1102-1108的输出电压和进行调整。如前文所述，可以基于对电池模块1102的输出电压、电池模块1102和1104的输出电压和、电池模块1102-1106的输出电压和以及电池模块1102-1108的输出电压和的比较结果来选取模块均衡电路，并将其启动。图14中，电池模块1104、1106等也可以应用更多的附加的模块均衡电路；为了使图14更简洁，这些附加的模块均衡电路并未全部示出。上文具体实施方式
和附图仅为本发明的常用实施例。显然，在不脱离所附权利要求书所界定的本发明精神和保护范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露的实施例仅用于说明而非限制，本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
权利要求
1.一种用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，所述电池组管理系统包括 多个电池模块； 多个第一均衡单元，所述多个第一均衡单元连接至所述多个电池模块； 多个第二均衡单元，所述多个第二均衡单元连接至所述多个电池模块，其中每个第一均衡单元和每个第二均衡单元与每个电池模块相连；以及 多个控制器，所述多个控制器连接至所述多个电池模块，其中每个控制器分别与每个电池模块相连，当所述多个控制器中的第一控制器确定所述多个电池模块中的第一电池模块的输出电压大于所述第一电池模块和所述多个电池模块中的第二电池模块的输出电压和时，所述第一控制器控制所述第一电池模块对应的第一均衡单元来调整所述第一电池模块的输出电压，当所述第一控制器确定所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和大于所述第一电池模块的输出电压时，所述第一控制器控制所述第一电池模块对应的第二均衡单元来调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和。
2.根据权利要求I所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，所述第一控制器进一步将降低后的所述第一电池模块的输出电压与降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和进行比较。
3.根据权利要求I所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，所述第一电池模块对应的所述第二均衡单元通过调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和来调整所述第二电池模块的输出电压。
4.根据权利要求2所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，所述第一电池模块进一步包括 具有第一分压比的第一分压器；以及 具有第二分压比的第二分压器，其中选取所述第二分压比以将所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和降低至与所述第一分压器的输出电压近似相等，所述第一分压器的输出电压为降低后的所述第一电池模块的输出电压，所述第二分压器的输出电压为降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和。
5.根据权利要求4所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，选取所述第一分压器的所述第一分压比以将所述第一电池模块的输出电压降低至所述第一控制器的第一模拟/数字转换器的输入电压范围内，选取所述第二分压器的所述第二分压比以将所述第二分压器的输出电压和降低至与所述第一分压器的输出电压近似相等。
6.根据权利要求4所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，每个电池模块的输出电压近似相等。
7.根据权利要求6所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，所述第二分压器的分压比是所述第一分压器的分压比的二倍。
8.根据权利要求6所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，每个电池模块具有相同数目的电池，每个电池具有近似相等的输出电压值。
9.根据权利要求4所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，至少一个电池模块的输出电压与其它电池模块的输出电压不相等，所述第一分压器和所述第二分压器其中之一降低所述至少一个电池模块的输出电压，从而使得降低后的输出电压与另一个与之相比较的电池模块的输出电压近似相等。
10.根据权利要求2所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，当所述第一电池模块的输出电压与所述第二电池模块的输出电压不相等时，所述第一控制器进一步将降低后的所述第一电池模块的输出电压与降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和相比较。
11.一种均衡电池组中的多个电池模块的方法，其特征在于，所述均衡电池组中的多个电池模块的方法包括 将第一电池模块的输出电压与所述第一电池模块和第二电池模块的输出电压和进行比较；以及 当所述第一电池模块的输出电压大于所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和时，调整所述第一电池模块的输出电压，当所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和大于所述第一电池模块的输出电压时，调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和。
12.根据权利要求11所述的均衡电池组中的多个电池模块的方法，其特征在于，所述将第一电池模块的输出电压与所述第一电池模块和第二电池模块的输出电压和进行比较的步骤还包括 将降低后的所述第一电池模块的输出电压与降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和进行比较。
13.根据权利要求11所述的均衡电池组中的多个电池模块的方法，其特征在于，调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和的步骤包括调整所述第二电池模块的输出电压。
14.根据权利要求12所述的均衡电池组中的多个电池模块的方法，其特征在于，降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和与降低后的所述第一电池模块的输出电压近似相等。
15.根据权利要求14所述的均衡电池组中的多个电池模块的方法，其特征在于，每个电池模块的输出电压近似相等。
16.一种用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，所述电池组管理系统包括 用于将第一电池模块的输出电压与所述第一电池模块和第二电池模块的输出电压和相比较的装置；以及 用于当所述第一电池模块的输出电压大于所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和时，调整所述第一电池模块的输出电压，并且当所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和大于所述第一电池模块的输出电压时，调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和的装置。
17.根据权利要求16所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，用于比较的所述装置进一步包括将降低后的所述第一电池模块的输出电压与降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和进行比较的装置。
18.根据权利要求16所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，用于调整的所述装置通过调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和来调整所述第二电池模块的输出电压。
19.根据权利要求17所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，降低后的所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和与降低后的所述第一电池模块的输出电压近似相等。
20.根据权利要求19所述的用于电池组的电池组管理系统，其特征在于，每个电池模块的输出电压近似相等。
全文摘要
本发明公开了一种电池组管理系统及均衡电池组中的电池模块的方法。所述电池组管理系统包括用于将第一电池模块的输出电压与所述第一电池模块和第二电池模块的输出电压和相比较的装置，以及用于当所述第一电池模块的输出电压大于所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和时，调整所述第一电池模块的输出电压，并且当所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和大于所述第一电池模块的输出电压时，调整所述第一电池模块和所述第二电池模块的输出电压和的装置。本发明所述的电池组管理系统及均衡电池组中的电池模块的方法能提高电池组的效率并延长电池的寿命。
文档编号H02J7/00GK102916457SQ20111022871
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者张卫 申请人:凹凸电子(武汉)有限公司