专利名称：电池组的充放电方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及终端设备的电源技术，特别涉及电池组的充放电技术。
背景技术：
传统电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容 器的部分空间。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。时至今日，电池的种 类愈来愈多，类型也愈来愈广泛，如锌锰电池(含锌及二氧化锰)、锌汞电池(含锌及氧化 汞)、锂电池、镉_镍、铁_镍、锌_银、锌_空气和锂_硫化铁及铅酸蓄电池等等。并且，为 了提高电池的使用寿命，提供更多的能量，进一步提出了电池组的概念。电池组分串联和并联，并联的电池组要求每个电池电压相同，输出的电压等于一 个电池的电压，并联电池组能提供更强的电流。串联电池组没有过多的要求，只要保证电池 的容量差不多即可。串联电池组可以提供较高的电压。电池组在我们的生活中应用的十分 广泛，如为通信系统中的各终端设备提高电源等等。但是，电池组的寿命是有限的，电池组的使用时间会因为重复使用的次数与时间 而不断减少。也就是说，电池组可以通过充放电过程重复使用，但总的使用次数是有限的。 目前，电池组由多个电池单元通过串并联连接而成，放电时所有的电池单元同时放电，充电 时所有的电池单元同时充电。然而，本发明的发明人发现，由于一些类型的电池(如镍氢电池)有记忆效应，要 求在尽量用完电池电量后再进行充电，否则会导致电池容量变小。还有一些类型的电池 (如锂离子电池)，全寿期总的充电次数是基本固定的。因此如果采用同时放电、同时充电 的方式，将会导致电池组中的某些电池在尚未放完电时即已开始充电，减少了电池组的使 用寿命，而且，也为用户在充电时机上带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池组的充放电方法及其系统，延长电池组中电池单 元的使用寿命。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电池组的充放电方法，包含 以下步骤在放电时，电池组中的各电池单元逐个放电，在一个电池单元的电量放完后切换 到下一个电池单元继续放电；在充电时，仅对电量已放完的各电池单元进行充电。本发明的实施方式还提供了一种电池组的充放电系统，包含电池组，电池组包含至少2个电池单元；充电电路，用于对电池组中的各电池单元进行充电；放电电路，用于将电池组中的各电池单元进行放电；控制模块，用于控制电池组的充放电过程；
在放电时，控制模块控制电池组中的各电池单元逐个放电，在一个电池单元的电 量放完后再将下一个电池单元接入到放电电路进行放电；在充电时，控制模块控制充电电路仅对电量已放完的各电池单元进行充电。本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于在放电时，电池组中的各电池单元是逐个放电，而非一起放电；在充电时，仅对电 量已放完的各电池单元进行充电。因此，每个电池单元都可在电量用完后才充电，对于最大 充电次数一定的电池，全寿期可以有较多的电吞吐量；对于有记忆效应的电池，可以保证电 池的容量不会减小。进一步地，在充电时，是对已用完的各电池单元逐个进行充电，充完一个再充下一 个。因此每次充电时，即使遇到充电不完全，也只有一个电池会受到影响，保证了电池组整 体的充电质量。进一步地，在放电时，按充电的先后依次放电；充电时，按放电的先后依次充电。因 此可以使整个电池组中各电池单元的新旧程度基本一致。或者，在一个电池单元放电完毕 后，以随机的方式在可用的电池中选择下一个放电电池单元，同样可以使整个电池组中各 电池单元的新旧程度基本一致。
图1是根据本发明第一实施方式中的电池组的充电方法流程图；图2是根据本发明第一实施方式中的电池组的充放电方法示意图；图3是根据本发明第一实施方式中的电池组的放电方法流程图。
具体实施例方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本 领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化 和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施 方式作进一步地详细描述。本发明第一实施方式涉及一种电池组的充放电方法。该电池组的放电方法如图1 所示。在步骤110中，电池组在放电时，在当前时刻由电池组中的一个电池单元进行放 电。具体地说，可以在电池组中的各电池单元和充电电路或放电电路之间设置一个电子开 关，如图2所示，通过控制各电子开关将各电池单元连接到充电电路或放电电路，或从充电 电路或放电电路中断开。当然，也可以通过其他方式控制各电池单元与充电电路或放电电 路的连接或断开。在本步骤中，通过对电子开关的控制，将一个可用的电池单元接入到放电 电路，实现在当前时刻由电池组中的一个电池单元进行放电。接着，在步骤120中，判断当前放电的电池单元的电量是否已放完。如果已放完， 则进入步骤130 ；如果未放完，则由该电池单元继续放电，直至该电池单元的电量放完。具 体地说，可以通过监测电池单元的电压或放电电流，将监测到的电压或放电电流与预定的 第一门限进行比较。如果低于第一门限，则认为这个电池单元的电量已放完；如果高于或等
5于第一门限，则认为这个电池单元的电量尚未放完。除了监测电压之外，也可以通过其他各 种方式来判断一个电池单元的电量是否放完，本实施方式中通过监测电压来判断一个电池 单元的电量是否放完仅为一个具体实现的例子。在步骤130中，切换到下一个电池单元。具体地说，在剩余可用的电池单元中选择 一个，将所选择的电池单元接入到放电电路，将已用完的电池单元从放电电路中断开。此后 回到步骤110，由切换后的电池继续放电。本实施方式中的电池组的充电方法如图3所示。在步骤310中，在电量已放完的电池单元中选择一个电池单元进行充电。具体地 说，通过对开关的控制，将所选择的电池单元接入到充电电路，对该电池单元进行充电。接着，在步骤320中，判断当前充电的电池单元是否已充电完成。具体地说，可采 用与判断放电是否结束的类似方法，监测当前充电的电池单元的电压，将监测到的电压与 预定的第二门限进行比较。如果高于预定的第二门限，则认为这个电池单元充电完成，结束 该电池单元的充电流程，回到步骤310，继续从电量已放完的电池单元中选择一个电池单元 进行充电。如果监测到的电压低于或等于预定的第二门限，认为这个电池单元尚未充电完 成，继续充电，直至完成该电池单元的充电过程。由于充电时，是对已用完的各电池单元逐个进行充电，充完一个再充下一个。因此 每次充电时，即使遇到充电不完全，也只有一个电池会受到影响，保证了电池组整体的充电 质量，而且有利于应用上的实现。需要说明的是，在本实施方式中，是以逐个对电量已放完的各电池单元进行充电 为例进行说明的。但在其它的实施方式中，也可以采用其它的方式充电，例如同时对电量已 放完的各电池单元进行充电，使得充电总时间较短。不难发现，在本实施方式中，由于在放电时，电池组中的各电池单元是逐个放电， 而非一起放电。在充电时，仅对电量已放完的各电池单元进行充电。因此，每个电池单元都 可在电量用完后才充电，对于最大充电次数一定的电池，全寿期可以有较多的电吞吐量。对 于有记忆效应的电池，可以保证电池的容量不会减小。本发明第二实施方式涉及一种电池组的充放电方法。第二实施方式在第一实施方 式的基础上进行了改进，主要改进之处在于在放电时，根据电池组中的各电池单元充电的 先后次序，依次进行放电，先充电的电池单元先放电。在充电时，通过以下方式逐个对电量已放完的各电池单元进行充电根据各电池 单元放电的先后次序，依次进行充电，先放电的电池单元先充电。也就是说，本实施方式在第一实施方式的基础上，进一步地对如何选择当前放电 的电池单元以及如何选择当前充电的电池单元作了限定，使得放电时，按充电的先后依次 放电；充电时，按放电的先后依次充电。具体地如何获知哪一个电池单元是最早充电或放电的，可以有多种实现方法，下 面简单地列举2个例子方法一可以为各个电池单元设定一个循环顺序，如依次编号，再设置一个指针， 指针指向当前放电的电池单元。当前电池单元用完后，按顺序，下一个有电的电池单元就是 最早充电的。充电时，从指针位置按顺序向下走，第一个没电的电池单元就是最早放电的。例如，有五个电池单元，依次以1、2、3、4、5编号，形成1、2、3、4、5、1、2、3......的循环序列。当前指向2号电池单元，用了一半，5号和1号电池单元没电，3号和4号电池单 元有电。放电时，当2号电池单元用完后，下一个电池单元是3号，3号就是最早充电的，应 当用3号。充电时，5号电池单元就是最早放电的，应当先充5号电池单元。方法二 设置一个数组，对于每一个有电的电池单元，记录其最近的充电完成时 间，对于每一个没电的电池单元，记录其最近的放电完成时间。查询数组就可以知道哪一个 电池单元是最早充电或放电的。当然，还可以其他各种获知哪一个电池单元是最早充电或放电的方法，在此不再
一一例举。由于在本实施方式中，放电时，按充电的先后依次放电。充电时，按放电的先后依 次充电。因此可以使整个电池组中各电池单元的新旧程度基本一致。本发明第三实施方式涉及一种电池组的充放电方法。第三实施方式在第一实施方 式的基础上进行了改进，主要改进之处在于在放电时，一个电池单元的电量放完后，在电 池组中可用的电池单元中，随机选择下一个放电的电池单元；在充电时，以随机的方式从没 电的各电池单元中选择下一个待充电的电池单元进行充电。不难发现，本实施方式与第二实施方式都是在第一实施方式的基础上，进一步地 对如何选择当前放电的电池单元以及如何选择当前充电的电池单元作了限定。但本实施方 式的选择方法不同于第二实施方式中的选择方法，在第二实施方式中，是根据充电/放电 的先后次序依次进行放电/充电的；而在本实施方式中，是随机的方式选择下一个待放电/ 充电定电池单元的。虽然选择方法不同，但本实施方式同样可以使整个电池组中各电池单 元的新旧程度基本一致。此外，可以理解，除了通过随机选择或者根据各电池单元放电的先后次序选择下 一个放电的电池单元外，还可以有其他实现电池组中的各电池单元逐个放电的方式。随机 选择或者根据各电池单元放电的先后次序选择下一个放电的电池单元，仅为实现本发明的 两个具体的实现方案。本发明的方法实施方式可以以软件、硬件、固件等等方式实现。不管本发明是以 软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器 中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或 者可是换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存 储器(Programmable Read Only Memory，简称 “PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory, 简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简 称“EEPR0M”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。本发明第四实施方式涉及一种电池组的充放电系统。该电池组的充放电系统包 含电池组，电池组包含至少2个电池单元。 充电电路，用于对电池组中的各电池单元进行充电。放电电路，用于将电池组中的各电池单元进行放电。控制模块，用于控制电池组的充放电过程。在放电时，控制模块控制电池组中的各电池单元逐个放电，在一个电池单元的电量放完后再将下一个电池单元接入到放电电路进行放电。在充电时，控制模块控制充电电路仅对电量已放完的各电池单元进行充电。在本实施方式中，控制模块控制充电电路逐个对电量已放完的各电池单元进行充 电。在控制模块中，包含有判断子模块，用于判断一个电池单元的电量是否放完。具体地说，判断子模块将当前放电的电池单元的电压或放电电流与预设的第一门 限进行比较，如果小于预设的第一门限，则判定该电池单元的电量已放完。该判断子模块还用于判断一个电池单元的充电过程是否已完成。具体地说，判断 子模块将当前放电的电池单元的电压与预设的第二门限进行比较，如果大于预设的第二门 限，则判定该电池单元的充电过程已完成。不难发现，第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可 与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然 有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用 在第一实施方式中。本发明第五实施方式涉及一种电池组的充放电系统。第五实施方式在第四实施方 式的基础上进行了改进，主要改进之处在于控制模块根据电池组中的各电池单元充电的 先后次序，依次将电池单元接入到放电电路中，先充电的电池单元先接入到放电电路中。并 且，控制模块通过以下方式控制充电电路逐个对电量已放完的各电池单元进行充电根据各电池单元放电的先后次序，依次将电池单元接入到充电电路中，先放电的 电池单元先接入到充电电路中。不难发现，第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可 与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然 有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用 在第二实施方式中。本发明第六实施方式涉及一种电池组的充放电系统。第六实施方式在第四实施方 式的基础上进行了改进，主要改进之处在于控制模块通过以下方式选择下一个接入到放 电电路进行放电的电池单元在电池组中可用的电池单元中，随机选择下一个放电的电池单元。并且，控制模块通过以下方式对电量已放完的各电池单元进行充电以随机的方式从没电的各电池单元中选择一个电池单元，将所选择的电池单元接 入到充电电路中进行充电。不难发现，第三实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可 与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然 有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用 在第三实施方式中。需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上， 一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理 单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实 现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新 部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。 虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但 本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发 明的精神和范围。
权利要求
一种电池组的充放电方法，其特征在于，包含以下步骤在放电时，所述电池组中的各电池单元逐个放电，在一个电池单元的电量放完后才切换到下一个电池单元继续放电；在充电时，仅对电量已放完的各电池单元进行充电。
2.根据权利要求1所述的电池组的充放电方法，其特征在于，在所述充电的步骤中，包 含以下子步骤逐个对电量已放完的各电池单元进行充电。
3.根据权利要求2所述的电池组的充放电方法，其特征在于，在所述放电的步骤中，包 含以下子步骤根据所述电池组中的各电池单元充电的先后次序，依次进行放电，先充电的电池单元 先放电；在所述充电的步骤中，通过以下方式逐个对电量已放完的各电池单元进行充电 根据所述各电池单元放电的先后次序，依次进行充电，先放电的电池单元先充电。
4.根据权利要求2所述的电池组的充放电方法，其特征在于，在所述放电的步骤中，包 含以下子步骤一个电池单元的电量放完后，在所述电池组中可用的电池单元中，随机选择下一个放 电的电池单元；在所述充电的步骤中，包含以下子步骤以随机的方式从没电的各电池单元中选择一个电池单元进行充电。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池组的充放电方法，其特征在于，所述在一个 电池单元的电量放完后切换到下一个电池单元继续放电的步骤中，包含以下子步骤将当前放电的电池单元的电压或放电电流与预设门限进行比较，如果小于预设门限， 则判定该电池单元的电量已放完，切换到下一个电池单元继续放电。
6.一种电池组的充放电系统，其特征在于，包含 电池组，所述电池组包含至少2个电池单元；充电电路，用于对所述电池组中的各电池单元进行充电； 放电电路，用于将所述电池组中的各电池单元进行放电； 控制模块，用于控制所述电池组的充放电过程；在放电时，所述控制模块控制所述电池组中的各电池单元逐个放电，在一个电池单元 的电量放完后再将下一个电池单元接入到所述放电电路进行放电；在充电时，所述控制模块控制所述充电电路仅对电量已放完的各电池单元进行充电。
7.根据权利要求6所述的电池组的充放电系统，其特征在于，所述控制模块控制所述 充电电路逐个对电量已放完的各电池单元进行充电。
8.根据权利要求7所述的电池组的充放电系统，其特征在于，所述控制模块根据所述 电池组中的各电池单元充电的先后次序，依次将电池单元接入到放电电路中，先充电的电 池单元先接入到放电电路中；所述控制模块通过以下方式控制所述充电电路逐个对电量已放完的各电池单元进行 充电根据所述各电池单元放电的先后次序，依次将电池单元接入到充电电路中，先放电的电池单元先接入到充电电路中。
9.根据权利要求7所述的电池组的充放电系统，其特征在于，所述控制模块通过以下 方式选择所述下一个接入到所述放电电路进行放电的电池单元在所述电池组中可用的电池单元中，随机选择下一个放电的电池单元； 所述控制模块通过以下方式对电量已放完的各电池单元进行充电 以随机的方式从没电的各电池单元中选择一个电池单元，将所选择的电池单元接入到 充电电路中进行充电。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的电池组的充放电系统，其特征在于，所述控制 模块中包含判断子模块，用于判断一个电池单元的电量是否放完；所述判断子模块将当前放电的电池单元的电压或放电电流与预设门限进行比较，如果 小于预设门限，则判定该电池单元的电量已放完。
全文摘要
本发明涉及终端设备的电源技术，公开了一种电池组的充放电方法及其系统，可以延长电池组中电池单元的使用寿命。本发明中，在放电时，电池组中的各电池单元是逐个放电，而非一起放电；在充电时，是对已用完的各电池单元逐个进行充电，充完一个再充下一个。
文档编号G05B19/04GK101877424SQ20091005716
公开日2010年11月3日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者冯威, 朱伟, 李晓辉, 李晶, 王骞, 薛新华 申请人:上海易狄欧电子科技有限公司