專利名稱：電池組管理系統(tǒng)、電動(dòng)車及管理電池組的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組管理系統(tǒng)及管理電池組的方法，尤其涉及一種應(yīng)用于電池組的電池組管理系統(tǒng)及管理電池組的方法，以及包含電池組管理系統(tǒng)的電動(dòng)車。
背景技術(shù)：
在過去的幾十年里，對電子裝置(例如，電源)的各種應(yīng)用需求越來越大。由于對電源的需求日益增大，電池組(例如，可充電電池組)獲得了長足的發(fā)展。電池組包括多個(gè)相串聯(lián)的電池。當(dāng)一個(gè)電池?fù)p壞時(shí)，電池組的壽命會縮短。任意兩個(gè)電池之間發(fā)生不均衡可縮短電池的壽命。圖1所示為傳統(tǒng)鉛酸電池組100的方框圖。 由于結(jié)構(gòu)簡單，鉛酸電池組100通常用于低成本應(yīng)用中。鉛酸電池組100包括多個(gè)相串聯(lián)的電池模塊101-104。每個(gè)電池模塊包括六個(gè)電池111-116和兩個(gè)電極120和1四。經(jīng)由兩個(gè)電極120和1 只能監(jiān)測每個(gè)電池模塊的電壓。一旦電池111-116中的任意一個(gè)電池?fù)p壞了，將損壞整個(gè)鉛酸電池組100 ；電池111-116 中的任意兩個(gè)電池之間發(fā)生不均衡，將縮短鉛酸電池組100的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種電池組管理系統(tǒng)及管理電池組的方法，以提高工作效率，且在電池發(fā)生異?；虿痪鉅顟B(tài)時(shí)調(diào)節(jié)電池和/或電池模塊的電壓，從而提高電池組的效率并延長電池的壽命。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于電池組的電池組管理系統(tǒng)，其中，所述電池組包括多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊包括多個(gè)電池。所述電池組管理系統(tǒng)包括多個(gè)第一均衡單元、多個(gè)第一控制器、包括多個(gè)第二均衡電路的第二均衡單元，以及與所述電池模塊和所述均衡電路相連的第二控制器。其中，所述每一個(gè)電池均衡單元與一個(gè)電池模塊相連，所述每一個(gè)第一控制器與一個(gè)電池模塊和一個(gè)第一均衡單元相連。如果所述電池之間發(fā)生不均衡，所述第一控制器控制所述第一均衡單元來調(diào)節(jié)所述電池模塊中的電池電壓。所述每一個(gè)第二均衡電路與一個(gè)電池模塊相連。如果電池模塊之間發(fā)生不均衡，所述第二控制器控制所述第二均衡電路來調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓。本發(fā)明還提供了一種電動(dòng)車，其包括多個(gè)電池模塊的電池組、與所述電池組相連的電池組管理系統(tǒng)、與所述電池組管理系統(tǒng)相連的控制器電路，以及與所述控制器電路相連且給所述電動(dòng)車提供能量的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述控制器電路控制從所述電池組到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的供電。其中，所述每一個(gè)電池模塊包括多個(gè)電池。如果電池之間發(fā)生不均衡，所述電池組管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述電池的電壓，如果電池模塊之間發(fā)生不均衡，所述電池組管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓。本發(fā)明還提供了一種管理電池組的方法，所述電池組包括多個(gè)電池模塊，所述每一個(gè)電池模塊包括多個(gè)電池，所述的管理電池組的方法包括提供多個(gè)第一控制器監(jiān)測所述電池的電壓，根據(jù)所述電池之間的電壓差判斷是否發(fā)生不均衡，如果所述電池之間發(fā)生不均衡，控制所述多個(gè)第一均衡單元來調(diào)節(jié)所述電池的電壓，提供所述第二控制器監(jiān)測所述電池模塊的電壓，根據(jù)所述電池模塊之間的電壓差判斷是否發(fā)生不均衡，以及如果所述電池模塊之間發(fā)生不均衡，控制所述第二均衡單元來調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電池組管理系統(tǒng)以及方法的效率更高，且在電池發(fā)生異?；虿痪鉅顟B(tài)時(shí)調(diào)節(jié)電池和/或電池模塊的電壓。因此，提高電池組的效率并延長電池的壽命。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，以使本發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。


圖1所示為一個(gè)傳統(tǒng)鉛酸電池組的方框圖；圖2A所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)的方框圖；圖2B所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)中的均衡電路的結(jié)構(gòu)圖；圖2C所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)中的均衡單元的結(jié)構(gòu)圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)的方框圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)的方框圖；圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組的結(jié)構(gòu)圖；圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)的操作流程圖；圖7所示為采用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組管理系統(tǒng)的電動(dòng)車的方框圖；圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)的方框圖；圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)的方框圖；圖10所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)的操作流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將對本發(fā)明的實(shí)施例及其附圖給出詳細(xì)的說明。雖然本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行闡述，但應(yīng)理解為這并非意指將本發(fā)明限定于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明意在涵蓋由后附權(quán)利要求項(xiàng)所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種可選項(xiàng)、可修改項(xiàng)和等同項(xiàng)。此外， 在以下對本發(fā)明的詳細(xì)描述中，為了提供針對本發(fā)明的完全的理解，闡明了大量的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在另外的一些實(shí)施例中，對于大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明之主旨。本發(fā)明提供了一種用于電池組的電池組管理系統(tǒng)，所述電池組管理系統(tǒng)包括多個(gè)
8第一控制器，用于檢測多個(gè)相串聯(lián)的電池的電壓。如果電池之間發(fā)生不均衡，第一控制器控制多個(gè)第一均衡電路調(diào)節(jié)電池的電壓。如果發(fā)生異常，第一控制器采取措施保護(hù)相應(yīng)的電池。所述電池組管理系統(tǒng)還包括第二控制器，用于檢測多個(gè)相串聯(lián)的電池模塊的電壓。如果電池模塊之間發(fā)生不均衡，第二控制器控制多個(gè)第二均衡電路調(diào)節(jié)電池模塊的電壓。由于采用了均衡技術(shù)，從而避免電池和電池模塊的損壞。因此，提高了電池組管理系統(tǒng)的效率， 并延長了電池壽命。圖2A所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)200的方框圖。通過均衡技術(shù)延長電池組的壽命，并提高電池組管理系統(tǒng)200 的效率。在一個(gè)實(shí)施例中，電池組包括多個(gè)相串聯(lián)的電池模塊211-216。電池模塊211-216 中的每個(gè)電池模塊分別包括多個(gè)電池，如3、4、5或6個(gè)電池。例如每個(gè)電池的電壓為2伏， 由此根據(jù)對應(yīng)的數(shù)目，每個(gè)電池模塊的電壓為6伏、8伏、10伏或12伏。電池組與均衡單元 220相連。在一個(gè)實(shí)施例中，均衡單元220包括與電池模塊211-216相連的多個(gè)均衡電路 221-226。更具體地說，均衡電路221與電池模塊211相連，均衡電路222與電池模塊212 相連等等。電池、電池模塊和均衡電路的數(shù)目并不限于此，其數(shù)目可根據(jù)不同應(yīng)用的需求而改變。為了簡明和清楚起見，下面以包含6個(gè)電池的12伏電池模塊為例進(jìn)行詳細(xì)描述?？刂破?30與電池組(例如，電池模塊211-216)相連，且監(jiān)測電池模塊211-216的參數(shù)(例如，電壓和/或溫度)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器230實(shí)時(shí)地監(jiān)測電池模塊211-216 的電壓，且計(jì)算電池模塊211-216之間的電壓差?？刂破?30根據(jù)電壓差判斷是否發(fā)生不均衡。當(dāng)電池模塊211-216之間發(fā)生不均衡，控制器230控制相應(yīng)的均衡電路調(diào)節(jié)不均衡的電池模塊的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器230設(shè)定閾值VTHM，用于判斷是否發(fā)生不均衡。 如果電池模塊211-216的電壓差大于閥值VTHM，控制器230判定發(fā)生了不均衡。接著，控制器230啟動(dòng)相應(yīng)的均衡電路來調(diào)節(jié)不均衡的電池模塊的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器230檢測到電池模塊211和212的電壓分別為Vmi和Vm2， 例如，分別為12. 4伏和12伏。如果電池模塊211和212之間的電壓差A(yù)Vm12大于閾值 VTHM(例如，0. 1伏)，控制器230判定電池模塊211和212之間發(fā)生了不均衡。在控制器230 的控制下，均衡電路221和212調(diào)節(jié)電池模塊211和212的電壓來均衡電池模塊211和212， 使電池模塊211和212之間的電壓差八^12不再大于閾值￥ 。在一個(gè)實(shí)施例中，在被動(dòng)模式下，均衡電路221在放電過程中對電池模塊211進(jìn)行放電或均衡電路221在充電過程中旁路電池模塊211。經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)周期的放電或旁路，直至Δ Vm12降至閾值VTHM。在另一個(gè)實(shí)施例中，在主動(dòng)模式下，經(jīng)由變壓器(未示出)將電池模塊211的能量傳輸給電池模塊 212，直至AVm12降至閾值Vthm。在一個(gè)實(shí)施例中，如果多個(gè)電池模塊之間發(fā)生不均衡，控制器230計(jì)算這些電池模塊之間的電壓差，且給電壓差設(shè)定優(yōu)先級。例如，將具有最大值的電壓差設(shè)為最高優(yōu)先級，將具有最小值的電壓差設(shè)為最低的優(yōu)先級。如果兩個(gè)或多個(gè)電壓差具有同樣的值，則將這些電壓差設(shè)為同一優(yōu)先級?？刂破?30根據(jù)優(yōu)先級調(diào)節(jié)不均衡的電池模塊。在該實(shí)施例中，如果兩個(gè)或多個(gè)電壓差具有同一優(yōu)先級，控制器230同時(shí)控制相應(yīng)的均衡電路來調(diào)節(jié)不均衡的電池模塊。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果電池組管理系統(tǒng)200采用冷卻器或風(fēng)扇解決熱量問題，控制器230無需判定和/或設(shè)定電壓差的優(yōu)先級，同時(shí)調(diào)節(jié)所有不均衡的電池模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，電子控制單元(Electronic Control Unit，簡稱ECU) 240經(jīng)由總線250與控制器230相連，且處理來自于控制器230的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括但不限于電池模塊211-216的電壓和/或溫度。E⑶240為電池組的均衡管理提供軟件支持。E⑶240還可以顯示數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)傳送給其它裝置(未示出)做進(jìn)一步的處理。ECU 240為可選的配置。在一個(gè)實(shí)施例中，為了節(jié)省成本可省略ECU 2400有利的是，控制器230實(shí)時(shí)地監(jiān)測電池模塊211-216之間的不均衡，并控制相應(yīng)的均衡電路調(diào)節(jié)不均衡的電池模塊的電壓。因此，可采取上述措施防止不均衡的電池模塊損壞。由于電池模塊采用了均衡技術(shù)，可延長電池組的壽命。圖2B所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在被動(dòng)模式下的用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)中的均衡電路200B的結(jié)構(gòu)圖。圖2B結(jié)合圖2A進(jìn)行描述。在一個(gè)實(shí)施例中，圖2A中的均衡電路(例如，均衡電路221-226)采用圖2B所示的均衡電路200B 的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，均衡電路200B包括相串聯(lián)的電阻281和開關(guān)觀2。均衡電路 200B與圖2A中的一個(gè)電池模塊相連。更具體地說，電阻281的一端與一個(gè)電池模塊的正極相連，開關(guān)觀2的一端與電池模塊的負(fù)極相連。控制器230控制開關(guān)觀2。在一個(gè)實(shí)施例中，第一均衡電路與第一電池模塊相連，第二均衡電路與第二電池模塊相連，其中，第一電池模塊的電壓大于第二電池模塊的電壓。當(dāng)?shù)谝浑姵啬K和第二電池模塊的電壓差大于閾值時(shí)，發(fā)生不均衡。此時(shí)，控制器230閉合第一均衡電路中的第一開關(guān)，而斷開第二均衡電路中的第二開關(guān)。在放電過程中，放電電流流經(jīng)第一均衡電路中的第一電阻，由此，第一均衡電路對第一電池模塊進(jìn)行放電，直至第一電池模塊和第二電池模塊之間達(dá)到均衡。在充電過程中，旁路電流流經(jīng)第一電阻，由此，第一均衡電路旁路第一電池模塊，直至第一電池模塊和第二電池模塊之間達(dá)到均衡。圖2C所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在主動(dòng)模式下用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)中的均衡單元200C的結(jié)構(gòu)圖。在一個(gè)實(shí)施例中，均衡單元200C包括變壓器。圖2C結(jié)合圖2A進(jìn)行描述。在一個(gè)實(shí)施例中，均衡單元200C作為均衡單元220， 以替代圖2A所示實(shí)施例中的均衡電路221-226。在一個(gè)實(shí)施例中，均衡單元200C包括與多個(gè)開相串聯(lián)的多個(gè)次級線圈四1-四6。每一個(gè)次級線圈與一個(gè)電池模塊相連，例如，次級線圈四1_四6中的一個(gè)次級線圈依次與電池模塊211-216中的一個(gè)電池模塊對應(yīng)地相連。更具體地說，次級線圈291經(jīng)由開關(guān)^lA與電池模塊211相連，次級線圈292經(jīng)由開關(guān)與電池模塊212相連等等。 均衡單元200C還包括與開關(guān)相串聯(lián)的初級線圈四0。初級線圈290經(jīng)由開關(guān)^OA與電池組相連?？刂破?30控制開關(guān)^0A-296A。在一個(gè)實(shí)施例中，第一次級線圈經(jīng)由第一開關(guān)與第一電池模塊相連，第二次級線圈經(jīng)由第二開關(guān)與第二電池模塊相連，第一電池模塊的電壓大于第二電池模塊的電壓。當(dāng)?shù)谝浑姵啬K和第二電池模塊之間的電壓差大于閾值時(shí)發(fā)生不均衡。此時(shí)，控制器230閉合第一開關(guān)而斷開其它開關(guān)，由此，第一電池模塊的能量存儲在第一次級線圈上。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器230閉合第二開關(guān)而斷開其它開關(guān)，由此，第一次級線圈的能量傳輸給第二次級線圈。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器230閉合開關(guān)四(^而斷開其它開關(guān)，由此，第一次級線圈的能量傳輸給初級線圈四0。電池模塊211-216可共享初級線圈四0的能量。重復(fù)執(zhí)行上述過程直至第一電池模塊和第二電池模塊之間達(dá)到均衡。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)300的方框圖。采用均衡技術(shù)可延長電池組的壽命，并提高電池組管理系統(tǒng) 300的效率。在一個(gè)實(shí)施例中，電池組包括多個(gè)相串聯(lián)的電池模塊(未示出)。圖3所示為一個(gè)電池模塊，如電池模塊310。電池模塊310還包括多個(gè)電池，如301-306。電池301-306與均衡單元320相連。在一個(gè)實(shí)施中，均衡單元320包括多個(gè)均衡電路，如321A-3^A。均衡電路321A-326A可采用圖2B中均衡電路200B的結(jié)構(gòu)。更具體地說，均衡電路321A-326A包括相串聯(lián)的電阻311-316和開關(guān)321-326。電池、電池模塊和均衡電路的數(shù)目并不限于此， 其數(shù)目可根據(jù)不同應(yīng)用的需要而改變。以下以1個(gè)2伏電池為例進(jìn)行詳細(xì)描述?？刂破?30與電池模塊310 (例如電池301-306)相連，并監(jiān)測電池301-306的參數(shù)(例如，電壓和/或溫度)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器330實(shí)時(shí)地檢測電池301-306的電壓，且計(jì)算電池301-306之間的電壓差。當(dāng)電池301-306之間的發(fā)生不均衡，控制器330控制相應(yīng)的均衡電路321A-326A來調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器330設(shè)定閾值Vttc來判斷是否發(fā)生不均衡。如果電池301-306之間的電壓差大于閾值VTTC，控制器 330判定發(fā)生了不均衡。接著，控制器330啟動(dòng)相應(yīng)的均衡電路來調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器330檢測到電池301和302分別為Vei和Ve2，例如，分別為2. 1伏和2.0伏。如果電池301和302之間的電壓差Δ Va2大于閾值Vm，例如0. 02伏， 控制器330判定電池301和302之間發(fā)生不均衡。在這種情況下，控制器330控制均衡電路321Α和321Α來調(diào)節(jié)電池301和302的電壓，直到電池301和302的電壓差不再大于閾值VTre。在一個(gè)實(shí)施例中，在主動(dòng)模式下，均衡電路321A在放電過程中對電池301放電或在充電過程中旁路電池301，直至Δ Va2減小到閾值VTH。。更具體地說，在這種情況下，控制器 330將控制信號發(fā)送給開關(guān)321，接著開關(guān)321持續(xù)閉合一個(gè)或多個(gè)周期。由此，電流流經(jīng)電阻311和開關(guān)321，Vci降低。一旦Vci降至電池301和302之間達(dá)到均衡，控制器330斷開開關(guān)321，從而中止對電池301的放電或旁路。在一個(gè)實(shí)施例中，如果多個(gè)電池之間發(fā)生不均衡，控制器330可以計(jì)算那些電池之間的電壓差，并設(shè)定電壓差的優(yōu)先級。接著，控制器330根據(jù)優(yōu)先級調(diào)節(jié)不均衡電池。如果兩個(gè)或多個(gè)電壓差具有同一優(yōu)先級，控制器330同時(shí)控制相應(yīng)的均衡電路來調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果電池組管理系統(tǒng)300采用冷卻器或風(fēng)扇解決熱量問題，控制器330無需判定和/或設(shè)定電壓差的優(yōu)先級，同時(shí)調(diào)節(jié)所有不均衡的電池。如果發(fā)生異常狀態(tài)，控制器330產(chǎn)生預(yù)警信號，E⑶340經(jīng)由總線350讀取該預(yù)警信號?？刂破?30辨別異常狀態(tài)。其中，異常狀態(tài)包括但不限于過壓(Over Voltage，簡稱 0V)狀態(tài)、低壓(Under Voltage，簡稱UV)狀態(tài)，或溫度過高(Over Temperature，簡稱0T) 狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)時(shí)，控制器330采取措施保護(hù)相應(yīng)的電池。在一個(gè)實(shí)施例中，如果發(fā)生OV狀態(tài)，控制器330控制相應(yīng)的均衡電路中止對過壓電池的充電。如果發(fā)生UV狀態(tài)，控制器330控制相應(yīng)的均衡電路中止對低壓電池的放電。 如果發(fā)生OT狀態(tài)，控制器330控制相應(yīng)的均衡電路減小對溫度過高的電池的充電或放電， 甚至中止對溫度過高的電池的充電或放電。在電池組管理系統(tǒng)300運(yùn)行期間，發(fā)生異常狀態(tài)的電池的數(shù)目可以改變。如果多個(gè)電池發(fā)生異常狀態(tài)，控制器330可同時(shí)控制相應(yīng)的均衡電路，從而提高電池組管理系統(tǒng)300的效率。E⑶340經(jīng)由總線350與控制器330相連，并處理來自于控制器330的數(shù)據(jù)。其中，這些數(shù)據(jù)包括但并不限于電池301-306的電壓和/或溫度和表示異常狀態(tài)的預(yù)警信號。 E⑶340為電池組的均衡管理提供軟件控制。E⑶340還可以顯示數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送給其它裝置(未示出)做進(jìn)一步地處理。E⑶340是可選的配置。在一個(gè)實(shí)施例中，為了節(jié)省成本可省略E⑶340。在一個(gè)實(shí)施例中，參見圖2C和圖3，在主動(dòng)模式下，均衡單元200C可代替均衡單元320中的均衡電路321A-3^A。第一次級線圈經(jīng)由第一開關(guān)與第一電池相連，第二次級線圈經(jīng)由第二開關(guān)與第二電池相連。第一電池的電壓大于第二電池的電壓，當(dāng)?shù)谝浑姵睾偷诙姵刂g的電壓差大于閾值時(shí)，判定發(fā)生不均衡?？刂破?30閉合第一開關(guān)且斷開其它開關(guān)，由此，第一電池的能量存儲在第一次級線圈上。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器330閉合第二開關(guān)且斷開其它開關(guān)，由此，第一次級線圈的能量傳送給第二次級線圈。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器330閉合開關(guān)四(^且斷開其它開關(guān)，由此，第一次級線圈的能量傳送給初級線圈 2900電池301-306共享初級線圈四0的能量。反復(fù)執(zhí)行以上過程直至均衡。有利的是，控制器330實(shí)時(shí)地監(jiān)測電池301-306之間的不均衡，并控制相應(yīng)的均衡電路調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓。由此，采取以上措施可保護(hù)不均衡的電池，以防止其損壞?？刂破?30監(jiān)測電池301-306的異常狀態(tài)，并采取以上措施保護(hù)每個(gè)電池，以延長電池壽命。 因此，可延長電池組的壽命。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)400。電池組管理系統(tǒng)400采用電池的均衡技術(shù)和電池模塊的均衡技術(shù)延長電池組的壽命，且如果發(fā)生不均衡提高均衡速度。圖4結(jié)合圖2A、圖2B、圖2C和圖3進(jìn)行描述。圖4中與其它圖中標(biāo)記類似的元件具有相類似的功能。在一個(gè)實(shí)施例中，電池組包括多個(gè)電池模塊411-416。每個(gè)電池模塊包括多個(gè)相串聯(lián)的電池(圖4未示出)。以下以電池模塊411為例進(jìn)行描述。電池模塊411中的每一個(gè)電池分別與均衡單元421中的每一個(gè)均衡電路相連。在一個(gè)實(shí)施例中，均衡單元421采用圖3中的均衡單元320的結(jié)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，均衡單元421采用圖2C中均衡電路 200C的結(jié)構(gòu)。控制器431與電池模塊411中的電池相連，并監(jiān)測電池的參數(shù)(例如，電壓和/或溫度)?？刂破?31可作為前端模塊。當(dāng)一個(gè)電池發(fā)生異常狀態(tài)時(shí)，控制器431控制相應(yīng)的均衡電路保護(hù)狀態(tài)異常的電池，并產(chǎn)生預(yù)警信號經(jīng)由總線491傳送給ECU 441。如果多個(gè)電池發(fā)生異常狀態(tài)，控制器431同時(shí)控制相應(yīng)的均衡電路保護(hù)相應(yīng)的電池，從而提高電池組管理系統(tǒng)400的效率。控制器431實(shí)時(shí)地檢測電池模塊411中電池的電壓。當(dāng)電池模塊411中的電池發(fā)生不均衡時(shí)，控制器431控制相應(yīng)的均衡電路通過對相應(yīng)的電池的放電或旁路，或在相應(yīng)的電池之間傳送能量來調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓。E⑶441經(jīng)由總線491與控制器431相連，并處理來自于控制器431的數(shù)據(jù)。E⑶ 441可顯示數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，E⑶441經(jīng)由耦合器451將數(shù)據(jù)傳送給E⑶480做進(jìn)一步地處理。耦合器451隔離低電壓端(例如，電子控制單元480)和高電壓端(例如，ECU
12441)，從而保護(hù)E⑶480不受高電壓損壞。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器431可與其它電池模塊(未示出)的電池相連，例如電池模塊412中的第一電池。由此，控制器431同時(shí)檢測電池模塊421中的第一電池的電壓和電池模塊411中電池的電壓。如果發(fā)生異常狀態(tài)或者電池模塊412中的第一電池和電池模塊411中的電池之間發(fā)生不均衡，控制器431采用以上措施解決這個(gè)問題。在一個(gè)實(shí)施例中，如果多個(gè)電池之間發(fā)生不均衡，控制器431根據(jù)電池電壓差的優(yōu)先級控制相應(yīng)的均衡電路調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓，進(jìn)而控制熱量。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果采用冷卻器或風(fēng)扇解決熱量問題，控制器431無需判定和/或設(shè)定電壓差的優(yōu)先級，同時(shí)調(diào)節(jié)所有的不均衡電池。如果多個(gè)電池發(fā)生異常狀態(tài)，控制器431同時(shí)采取以上措施保護(hù)相應(yīng)的電池，從而提高電池組管理系統(tǒng)400的效率?？刂破?70與均衡單元460相連，例如多個(gè)均衡電路461-466，并實(shí)時(shí)地檢測電池模塊411-416的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，均衡電路461-466采用圖2B中的均衡電路200B 的結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)如上所述的功能。在另一個(gè)實(shí)施例中，均衡單元460采用圖2C中的均衡單元200C的結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)如上所述的功能。當(dāng)電池模塊411-416中任意兩個(gè)電池模塊之間發(fā)生不均衡，控制器470控制相應(yīng)的均衡電路461-466調(diào)節(jié)不均衡的電池模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，如果多個(gè)電池模塊之間發(fā)生不均衡，控制器470根據(jù)電池模塊之間電壓差的優(yōu)先級控制相應(yīng)的均衡電路調(diào)節(jié)不均衡電池模塊的電壓，進(jìn)而控制熱量。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果采用冷卻器或風(fēng)扇解決熱量問題，控制器470無需判定和/或設(shè)定電壓差的優(yōu)先級，同時(shí)調(diào)節(jié)所有的不均衡電池模塊。E⑶480經(jīng)由總線482與控制器470相連，并處理來自于控制器470的數(shù)據(jù)。E⑶ 480可顯示數(shù)據(jù)，和/或?qū)?shù)據(jù)傳送給其它裝置(未示出)做進(jìn)一步地處理。有利的是，當(dāng)發(fā)生不均衡時(shí)，采用電池的均衡技術(shù)和電池模塊的均衡技術(shù)可提高電池組管理系統(tǒng)400的效率。由此，可保護(hù)相應(yīng)的電池或相應(yīng)的電池模塊，避免其損壞。因此，可延長電池組的壽命。電池組管理系統(tǒng)400中的ECU 441-446、均衡電路461-466、控制器470和ECU 480 都是可選的配置。在一個(gè)實(shí)施例中，可省略均衡電路461-466和控制器470，其相應(yīng)的功能由軟件實(shí)現(xiàn)。例如，ECU 480經(jīng)由ECU 441-446讀取控制器431-436的數(shù)據(jù)，控制器431-436 采取上述措施解決各種問題。在這種情況下，可省略總線觀4。在另一個(gè)實(shí)施例中，可省略 ECU 441-446、均衡電路461-466、控制器470和ECU 480，控制器431-436可采取上述措施解決各種問題。圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組500(例如，鉛酸電池組)的結(jié)構(gòu)圖。在一個(gè)實(shí)施例中，如前所述的電池組管理系統(tǒng)200、300或400可應(yīng)用于電池組500中。 電池組500包括多個(gè)相串聯(lián)的電池模塊501-506。每個(gè)電池模塊有兩個(gè)電極。經(jīng)由兩個(gè)電極可監(jiān)測電池模塊501-506中的每個(gè)電池模塊的電壓。例如，經(jīng)由電極530和531監(jiān)測電池模塊501的電壓，經(jīng)由電極535和536監(jiān)測電池模塊506的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)電池模塊包括多個(gè)相串聯(lián)的電池511-516。每個(gè)電池有兩個(gè)電極。經(jīng)由兩個(gè)電極可監(jiān)測電池511-516中每個(gè)電池的電壓。例如，經(jīng)由電極520和521 監(jiān)測電池511的電壓，經(jīng)由電極525和5 監(jiān)測電池516的電壓。圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組的電池組管理系統(tǒng)的操作流程圖600。圖6結(jié)合圖4進(jìn)行描述。在步驟601中，控制器431-436監(jiān)測電池模塊411-416中電池的參數(shù)(例如，電壓和/或溫度)?？刂破?70監(jiān)測電池模塊411-416的參數(shù)(例如，電壓和/或溫度)。在步驟610中，如果電池發(fā)生異常狀態(tài)，控制器431-436采取措施保護(hù)相應(yīng)的電池。如果發(fā)生OV狀態(tài)，控制器431-436控制相應(yīng)的均衡單元421-4 中止對過壓電池的充電。如果發(fā)生UV狀態(tài)，控制器431-436控制相應(yīng)的均衡單元421-4 中止對低壓電池的放電。如果發(fā)生OT狀態(tài)，控制器431-436控制相應(yīng)的均衡單元421-4 減小對溫度過高的電池的充電或放電，或中止對溫度過高的電池的充電或放電。有利的是，控制器431-436可同時(shí)控制相應(yīng)的均衡單元421-426，從而提高電池組管理系統(tǒng)400的效率。在步驟620中，控制器431-436計(jì)算電池之間的電壓差Δ Vc，并將Δ Vc與閥值Vthc 進(jìn)行比較。如果△ V。大于Vth。，則判定發(fā)生不均衡。在一個(gè)實(shí)施例中，為了控制熱量，控制器431-436根據(jù)電壓差的優(yōu)先級控制均衡單元411-416中的均衡電路調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓，直到均衡。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果采用冷卻器或風(fēng)扇解決熱量問題，控制器431-436 可同時(shí)調(diào)節(jié)不均衡的電池。更具體地說，在被動(dòng)模式下，相應(yīng)的均衡電路在放電過程中對具有較高電壓的電池進(jìn)行放電，或在充電過程中旁路具有較高電壓的電池。經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)周期的放電或旁路，直到降至閥值￥^。。在主動(dòng)模式下，變壓器(未示出)將具有較高電壓的電池的能量傳送給具有較低電壓的電池，直到降至閥值VTHC。在步驟630中，控制器470計(jì)算電池模塊之間的電壓差Δ VM,并將Δ Vm與閥值Vthm 進(jìn)行比較。如果Δ Vm大于VTHM，則判定發(fā)生不均衡。為了控制熱量，控制器470根據(jù)電壓差的優(yōu)先級控制相應(yīng)的均衡電路461-466調(diào)節(jié)不均衡的電池模塊的電壓，直至均衡。在另一個(gè)實(shí)施例中，采用冷卻器或風(fēng)扇解決熱量問題，控制器470可同時(shí)調(diào)節(jié)所有不均衡的電池模塊。更具體地說，在被動(dòng)模式下，相應(yīng)的均衡電路在放電過程中對具有較高電壓的電池模塊進(jìn)行放電或在充電過程中旁路具有較高電壓的電池模塊。經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)周期，直到AVm降至VTHM。在主動(dòng)模式下，變壓器(未示出)將具有較高電壓的電池模塊的能量傳送給具有較低電壓的電池模塊，直到Δ Vm降至VTHM。有利的是，根據(jù)電壓差的優(yōu)先級，采用均衡技術(shù)可調(diào)節(jié)多個(gè)電池和/或電池模塊的電壓，從而提高了電池組管理系統(tǒng)400的效率。圖7所示為采用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池組管理系統(tǒng)702的電動(dòng)車700 (例如， 電動(dòng)汽車)的方框圖。圖7結(jié)合其它圖進(jìn)行描述。電動(dòng)車700除了所示元件外還包括其它已知元件。在一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)車700包括鉛酸電池組701、電池組管理系統(tǒng)702、控制器電路703和發(fā)動(dòng)機(jī)704。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠了解所述電動(dòng)車700的電池組并不僅限于鉛酸電池組701，還可以是其它類型的電池組。電池組管理系統(tǒng)702可以是如前所述的電池組管理系統(tǒng)200、300或400的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，電池組管理系統(tǒng)702和鉛酸電池組701可集成在單一集成電路(IC)上?？刂破麟娐?03控制電池組701對發(fā)動(dòng)機(jī) 704的供電。發(fā)動(dòng)機(jī)704給電動(dòng)車700提供能量。有利的是，電池組管理系統(tǒng)702采用均衡技術(shù)實(shí)時(shí)地均衡多個(gè)電池和/或多個(gè)電池模塊，由此，如果發(fā)生不均衡，可保護(hù)鉛酸電池組701不會損壞。因此，可延長鉛酸電池組 701的壽命，并增強(qiáng)電動(dòng)車700的可靠性。圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)800的方框圖。電池內(nèi)的控制器850可用來延長電池組的壽命，并降低電池組的成本。圖8結(jié)合圖2B進(jìn)行描述。在一個(gè)實(shí)施例中，電池組包括一個(gè)或多個(gè)相串聯(lián)的電池模塊。在圖8的示例中， 電池組包括兩個(gè)相串聯(lián)的電池模塊841和842。如圖8所示，電池模塊841包括六個(gè)電池 801-806，電池模塊842包括六個(gè)電池807-812。電池801-812中的一個(gè)電池與一個(gè)均衡電路相連。在一個(gè)實(shí)施例中，均衡電路821-832中的每個(gè)均衡電路可采用圖2B中的均衡電路 200B的結(jié)構(gòu)。更具體地說，均衡電路包括相串聯(lián)的電阻觀1，和開關(guān)觀2。電池、電池模塊和均衡電路的數(shù)目并不限于此，其數(shù)目可根據(jù)不同的應(yīng)用而改變。以下以2伏電池為例進(jìn)行詳細(xì)描述。電池內(nèi)的控制器850與均衡電路821-832和電池801-812相連。電池內(nèi)的控制器 850監(jiān)測電池801-812的參數(shù)(例如，電壓、電流和/或溫度)，當(dāng)發(fā)生不均衡時(shí)控制均衡電路821-832，且當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)時(shí)啟動(dòng)保護(hù)措施。在一個(gè)實(shí)施例中，電池內(nèi)的控制器850監(jiān)測電池801-812的電壓，并計(jì)算電池模塊841和842中的電池801-812中的任意兩個(gè)電池之間的電壓差。在這種情況下，電池內(nèi)的控制器850可判斷任意兩個(gè)電池之間是否發(fā)生不均衡，甚至可判斷不同電池模塊中的電池是否發(fā)生不均衡。由此，提高電池均衡的效率。當(dāng)電池801-812中的任意兩個(gè)電池之間發(fā)生不均衡，電池內(nèi)的控制器850控制相應(yīng)的均衡電路821-832來調(diào)節(jié)電池的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，電池內(nèi)的控制器850檢測不均衡。例如， 電池內(nèi)的控制器850設(shè)定閾值Vthi來判斷是否生不均衡。如果電池801-813中的任意兩上電池之間的電壓差大于閾值Vthi，電池內(nèi)的控制器850判定發(fā)生了不均衡。電池內(nèi)的控制器 850啟動(dòng)相應(yīng)的均衡電路來調(diào)節(jié)不均衡的電池的電壓。例如，電池內(nèi)的控制器850檢測到模塊841中電池801和電池模塊842中電池807 的電壓分別為V1和V2 (例如分別為2. 1伏和2. 0伏)。如果電池801和807之間的電壓差大于閾值Vthi (例如為0. 02伏)，電池內(nèi)的控制器850判定電池801和807之間發(fā)生不均衡。在這種情況下，電池內(nèi)的控制器850控制均衡電路821和827直至電池801和807之間達(dá)到均衡，即電池801和807之間的電壓差不再大于閾值VTH1。在一個(gè)實(shí)施例中，在被動(dòng)模式下，均衡電路821在放電過程中對電池801進(jìn)行放電或在充電過程中旁路電池801，直到 AV12降至閾值^卩均衡電路821-832可采用圖2B中的均衡電路的結(jié)構(gòu)。電池內(nèi)的控制器850將控制信號發(fā)送給均衡電路821中的開關(guān)觀2，開關(guān)282持續(xù)閉合一個(gè)或多個(gè)周期。 由此，在放電過程中，放電電流流經(jīng)均衡電路821中的電阻281和開關(guān)觀2。因此，V1減小。 在充電過程中，充電電流流經(jīng)均衡電路821中的電阻281和開關(guān)觀2。一旦AV12F再大于 Vthi,電池801和807之間達(dá)到均衡，電池內(nèi)的控制器850斷開均衡電路821中的開關(guān)282， 從而停止對電池801的放電或旁路。如果多個(gè)電池之間發(fā)生不均衡，電池內(nèi)的控制器850計(jì)算多個(gè)電池之間的電壓差，且給電壓差設(shè)定優(yōu)先級。在一個(gè)實(shí)施例中，最大的電壓差設(shè)定為最高的優(yōu)先級，最小的電壓差設(shè)定為最低的優(yōu)先，即電壓差越大，優(yōu)先級越高。電池內(nèi)的控制器850根據(jù)電壓差的優(yōu)先級調(diào)節(jié)不均衡電池。如果兩個(gè)或多個(gè)電壓差具有相同的優(yōu)先級，電池內(nèi)的控制器850同時(shí)控制相應(yīng)的均衡電路調(diào)節(jié)不均衡的電池電壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果采用冷卻器或風(fēng)扇解決熱量問題，電池內(nèi)的控制器850無需判定和/或設(shè)定電壓差的優(yōu)先級，同時(shí)調(diào)節(jié)所有不均衡的電池。另外，電池內(nèi)的控制器850監(jiān)測電池801-812中的每個(gè)電池的參數(shù)(例如，電流、 電壓和溫度)。電池內(nèi)的控制器850還可檢測異常狀態(tài)，其中，所述異常狀態(tài)包括但不限于 OV狀態(tài)、UV狀態(tài)、OT狀態(tài)，放電過流(Discharge Over Current，簡稱DOC)狀態(tài)和充電過流(ChargeOver Current，簡稱C0C)狀態(tài)。如果發(fā)生前述異常狀態(tài)，電池內(nèi)的控制器850產(chǎn)生控制信號斷開電池組中的放電開關(guān)861，和/或產(chǎn)生控制信號斷開電池組中的充電開關(guān) 862，從而中止對電池801-812的放電或充電。在一個(gè)實(shí)施例中，電池內(nèi)的控制器850監(jiān)測電池801-812中的每個(gè)電池的電壓，將這些電壓與電池內(nèi)的控制器850設(shè)定的閾值Vw和Vuv進(jìn)行比較，以判斷是否發(fā)生了 OV狀態(tài)或UV狀態(tài)。電池內(nèi)的控制器850還可以監(jiān)測檢測電阻872的電壓，將檢測電阻872的電壓與電池內(nèi)的控制器850設(shè)定的閾值Vroc和Viwc進(jìn)行比較，以判斷是否COC狀態(tài)或DOC狀態(tài)。電池內(nèi)的控制器850還可以監(jiān)測與電池801-812中的每個(gè)電池相連的熱敏電阻(圖8 未示出)的電壓，將熱敏電池的電壓與電池內(nèi)的控制器850設(shè)定的閾值Vra進(jìn)行比較，以判斷是否發(fā)生OT狀態(tài)。如果這些電池電壓中的一個(gè)電池電壓大于預(yù)定閾值Vqv，判定發(fā)生OV 狀態(tài)，電池內(nèi)的控制器850產(chǎn)生控制信號斷開充電開關(guān)862，從而中止對電池801-812的充電。如果這些電池電壓中的一個(gè)電池電壓小于預(yù)定閾值Vuv，判定發(fā)生UV狀態(tài)，電池內(nèi)的控制器850產(chǎn)生控制信號斷開放電開關(guān)861，從而中止對電池801-812的放電。在充電過程中，如果檢測電阻872的電壓大于預(yù)定閾值Vkk，判定發(fā)生COC狀態(tài)，電池內(nèi)的控制器850產(chǎn)生控制信號斷開充電開關(guān)862，從而中止對電池801-812的充電。在放電過程中，如果檢測電阻872的電壓大于預(yù)定閾值VDQC，判定發(fā)生DOC狀態(tài)，電池內(nèi)的控制器850產(chǎn)生控制信號斷開放電開關(guān)861，從而中止對電池801-812的放電。熱敏電阻的電壓大于預(yù)定閾值Vqt，判定發(fā)生OT狀態(tài)，電池內(nèi)的控制器850產(chǎn)生控制信號斷開放電開關(guān)861和/或充電開關(guān)862， 從而中止對電池801-812的放電和/或充電。有利的是，電池內(nèi)的控制器850能夠監(jiān)測電池組中的電池801-812之間的不均衡， 甚至計(jì)算不同電池模塊中的電池801-812中的任意兩個(gè)電池之間的電壓差，且控制相應(yīng)地均衡電路調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓。此外，電池內(nèi)的控制器850能夠檢測電池801-812的異常狀態(tài)，且產(chǎn)生控制信號斷開放電開關(guān)861和/或充電開關(guān)862，從而中止對電池801-812 的放電和/或充電，以保護(hù)電池不會損壞。因此，延長電池組的壽命。圖9所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)900的方框圖。圖9結(jié)合圖2B和圖3進(jìn)行描述。在一個(gè)實(shí)施例中，電池組包括多個(gè)電池模塊。以圖9為例，電池模塊包括相串聯(lián)的六個(gè)電池901-906。電池901-906中的一個(gè)電池與均衡電路921A_^6A中的一個(gè)均衡電路相連。控制器930與電池901-906和均衡電路921A-926A相連，且監(jiān)測電池901-906的電壓。與圖3標(biāo)記相同的元件具有類似的功能，在此不再贅述。 在一個(gè)實(shí)施例中，OV檢測電路960與電池模塊的兩端相連，且監(jiān)測電池組中的電池模塊的電壓。OV檢測電路960還與模塊OV均衡電路962相連，OV均衡電路962與電池模塊的兩端相連。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊OV均衡電路962采用圖2B中的均衡電路的結(jié)構(gòu)，以降低電池組的成本。更具體地說，模塊OV均衡電路包括圖2B中相串聯(lián)的電阻281和開關(guān) 282。在一個(gè)實(shí)施例中，OV檢測電路960監(jiān)測電池模塊的電壓，且判斷是否發(fā)生過壓狀態(tài)。更具體地說，OV檢測電路960將12伏電池模塊的預(yù)定閾值設(shè)定為VTHW(例如為14. 76 伏)。OV檢測電路960監(jiān)測電池模塊的電壓，將電池模塊的檢測電壓與預(yù)定閾值Vthw進(jìn)行比較，且當(dāng)檢測電壓大于預(yù)定閾值Vthqv時(shí)判定發(fā)生OV狀態(tài)。當(dāng)OV狀態(tài)發(fā)生時(shí)，OV檢測電路960產(chǎn)生控制信號，并發(fā)送給模塊OV均衡電路962，以閉合模塊OV均衡電路962中的開關(guān)282。由此，在電池模塊的兩端建立包括開關(guān)282和電阻的旁路。在這種情況下，當(dāng)中止充電模式時(shí)，模塊OV均衡電路962對電池模塊進(jìn)行放電，或在充電過程中旁路電池模塊。經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)周期的放電或旁路，直到電池模塊的電壓不再大于預(yù)定閾值VTHW。OV檢測電路960用于監(jiān)測包括不同數(shù)量的電池的電池模塊。因此，可根據(jù)電池模塊中的電池的數(shù)量設(shè)定預(yù)定閾值VTHW，例如包括12個(gè)電池的電池模塊的電壓為M伏，其預(yù)定閾值設(shè)為26伏。此外，根據(jù)電池模塊中的電池的數(shù)量設(shè)定模塊OV均衡電路962的電阻的阻值，以調(diào)節(jié)旁路電流，從而提高電池組管理系統(tǒng)900的效率。有利的是，模塊OV均衡電路962調(diào)節(jié)電池模塊電壓，同時(shí)均衡電路921A-926A調(diào)節(jié)電池模塊中的電池電壓。由此，提高電池組管理系統(tǒng)900的響應(yīng)速度和電池組管理系統(tǒng) 900的效率，并延長電池組的壽命。圖10所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)的操作流程圖1000。圖10結(jié)合圖9進(jìn)行描述。在步驟1001中，如圖9所示，控制器930監(jiān)測參數(shù)(例如，電池模塊中的多個(gè)電池 901-906中的電壓)，OV檢測電路960監(jiān)測電池模塊的電壓\。在步驟1100中，OV檢測電路960判斷是否有OV狀態(tài)。例如，OV檢測電路960監(jiān)測電池模塊電壓VM，且將Vm與預(yù)定閾值Vthmw進(jìn)行比較。當(dāng)電池模塊電壓Vm大于預(yù)定閾值 Vthmov時(shí)，判定為OV狀態(tài)。OV檢測電路960控制模塊OV均衡電路962調(diào)節(jié)電池模塊電壓VM。 更具體地說，模塊OV均衡電路962放電或旁路電池模塊，直到電池模塊電壓Vm降至預(yù)定閾值VTHMW。另外，根據(jù)電池模塊的電池?cái)?shù)量設(shè)定預(yù)定閾值Vthmw,從而不管電池模塊中的電池?cái)?shù)目是多少，均可檢測過壓狀態(tài)。根據(jù)電池模塊中的電池?cái)?shù)量設(shè)定模塊OV均衡電路962中的電阻的阻值，從而調(diào)節(jié)旁路電流，且提高電池組管理系統(tǒng)900的效率。在步驟1200中，控制器930計(jì)算多個(gè)電池中任意兩個(gè)電池的電壓差(例如， Δ Vcell)，并將電壓差△ V。·與預(yù)定閾值VTHe皿進(jìn)行比較。當(dāng)△ Ve皿大于預(yù)定閾值VTHeEa時(shí)， 多個(gè)電池之間發(fā)生不均衡狀態(tài)?？刂破?30控制相應(yīng)的均衡電路調(diào)節(jié)不均衡電池的電壓。更具體地說，相應(yīng)的均衡電路在放電過程中對具有較高電壓的電池放電或在充電過程中旁路具有較高電壓的電池。經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)周期的放電或充電，直到降至預(yù)定閾值V
THCELL°有利的是，多個(gè)均衡電路和模塊過壓均衡電路可同時(shí)調(diào)節(jié)多個(gè)電池和/或模塊的電壓，從而提高電池組管理系統(tǒng)900的效率。因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于電池組(例如，鉛酸電池組)的電池組管理系統(tǒng)，其包括多個(gè)控制器，用于檢測多個(gè)相串聯(lián)的電池的電壓。如果電池之間發(fā)生不均衡， 控制器可控制多個(gè)均衡電路調(diào)節(jié)電池的電壓。如果電池發(fā)生異常狀態(tài)，控制器則采取措施
17保護(hù)電池。由于采用了均衡技術(shù)，從而保護(hù)電池不會損壞。因此，提高了電池組管理系統(tǒng)的效率，并延長了電池壽命。本發(fā)明的實(shí)施例還提供的一種電池組管理系統(tǒng)，其包括控制器，用于檢測相串聯(lián)的電池模塊的電壓。如果電池模塊之間發(fā)生不均衡，控制器控制多個(gè)均衡電路調(diào)節(jié)電池模塊的電壓。由于采用均衡技術(shù)，從而保護(hù)電池模塊不會損壞。因此，提高了電池組管理系統(tǒng)的效率，并延長了電池壽命。上文具體實(shí)施方式
和附圖僅為本發(fā)明之常用實(shí)施例。顯然，在不脫離后附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明精神和保護(hù)范圍的前提下可以有各種增補(bǔ)、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實(shí)施例僅用于說明而非限制，本發(fā)明之范圍由后附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。
權(quán)利要求
1.一種用于電池組的電池組管理系統(tǒng)，所述電池組包括多個(gè)電池模塊，每個(gè)電池模塊包括多個(gè)電池，其特征在于，所述電池組管理系統(tǒng)包括多個(gè)第一均衡單元，所述每一個(gè)第一均衡單元與一個(gè)電池模塊相連； 多個(gè)第一控制器，所述每一個(gè)第一控制器與一個(gè)電池模塊和一個(gè)第一均衡單元相連， 當(dāng)所述電池之間發(fā)生不均衡，所述第一控制器控制所述第一均衡單元來調(diào)節(jié)所述電池模塊中的電池電壓；包括多個(gè)第二均衡電路的第二均衡單元，所述每一個(gè)第二均衡電路與一個(gè)電池模塊相連；以及與所述電池模塊和所述第二均衡電路相連的第二控制器，如果電池模塊之間發(fā)生不均衡，所述第二控制器控制所述第二均衡電路來調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組管理系統(tǒng)還包括 多個(gè)電子控制單元，所述每一個(gè)電子控制單元與一個(gè)第一控制器相連，所述電子控制單元處理來自于所述第一控制器的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述每一個(gè)第一均衡單元進(jìn)一步包括多個(gè)第一均衡電路，所述每一個(gè)第一均衡電路與一個(gè)電池相連，每個(gè)第一均衡電路進(jìn)一步包括電阻；以及與所述電阻相串聯(lián)且由相應(yīng)的第一控制器控制的開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，如果第一電池和第二電池之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池的電壓大于所述第二電池的電壓，則所述第一控制器閉合與所述第一電池和相應(yīng)電阻相連的第一開關(guān)，且斷開與所述第二電池相連的第二開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述每一個(gè)第一均衡單元進(jìn)一步包括經(jīng)由第一開關(guān)與所述電池組相連的主線圈；以及經(jīng)由多個(gè)第二開關(guān)與所述電池相連的多個(gè)次級線圈，所述每一個(gè)次級線圈與一個(gè)電池相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組管理系統(tǒng)還包括 與所述第二控制器相連且處理來自于所述第二控制器的數(shù)據(jù)的電子控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，如果電池發(fā)生異常，相應(yīng)的第一控制器控制相應(yīng)的第一均衡單元中止對所述電池的操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組管理系統(tǒng)還包括 多個(gè)第一電子控制單元，所述每一個(gè)第一電子控制單元與一個(gè)第一控制器相連，所述第一電子控制單元處理來自于所述第一控制器的數(shù)據(jù)；與所述第二控制器相連且處理來自于所述第二控制器的數(shù)據(jù)的第二電子控制單元；以及多個(gè)耦合器，所述每一個(gè)耦合器與一個(gè)第一電子控制單元和所述第二電子控制單元相連，所述耦合器隔離所述第一電子控制單元和所述第二電子控制單元之間的通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述每一個(gè)第二均衡電路進(jìn)一步包括電阻；以及與所述電阻相串聯(lián)且由所述第二控制器控制的開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，如果第一電池模塊和第二電池模塊之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池模塊的電壓大于所述第二電池模塊的電壓，則所述第二控制器閉合與所述第一電池模塊和相應(yīng)的電阻相連的第一開關(guān)，且斷開與所述第二電池模塊相連的第二開關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二均衡單元進(jìn)一步包括經(jīng)由第一開關(guān)與所述電池組相連的初級線圈；以及經(jīng)由多個(gè)第二開關(guān)與所述電池模塊相連的多個(gè)次級線圈，所述每一個(gè)次級線圈與一個(gè)電池模塊相連。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，如果第一電池和第二電池之間發(fā)生不均衡，同時(shí)第一電池模塊和第二電池模塊發(fā)生不均衡，則所述第一控制器控制所述第一均衡單元來調(diào)節(jié)所述第一電池的電壓，且所述第二控制器控制所述第二均衡電路來調(diào)節(jié)所述第一電池模塊的電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組管理系統(tǒng)還包括與所述每一個(gè)電池模塊相連的檢測電路，所述檢測電路監(jiān)測所述電池模塊的電壓，且判斷所述電池模塊是否發(fā)生過壓狀態(tài)；以及與所述電池模塊和所述檢測電路相連的第三均衡電路，如果所述電池模塊發(fā)生過壓狀態(tài)，所述第三均衡電路調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測電路根據(jù)所述電池模塊的電壓與預(yù)定閾值的比較值判斷所述過壓狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述電池模塊的電池?cái)?shù)目來設(shè)定所述預(yù)定閾值。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第三均衡電路包括 電阻；以及與所述電阻相串聯(lián)且由所述檢測電路控制的開關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池組管理系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述電池模塊中的電池?cái)?shù)目來設(shè)定所述第三均衡電路中的電阻的阻值。
18.—種電動(dòng)車，其特征在于，所述電動(dòng)車包括包括多個(gè)電池模塊的電池組，且所述每一個(gè)電池模塊進(jìn)一步包括多個(gè)電池； 與所述電池組相連的電池組管理系統(tǒng)，如果所述電池之間發(fā)生不均衡，所述電池組管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述電池的電壓，如果所述電池模塊之間發(fā)生不均衡，所述電池組管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓；與所述電池組管理系統(tǒng)相連的控制器電路；以及與所述控制器電路相連且給所述電動(dòng)車提供能量的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述控制器電路控制從所述電池組到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的供電。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述電池組管理系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)第一均衡單元，所述每一個(gè)第一均衡單元與一個(gè)電池模塊相連； 多個(gè)第一控制器，所述每一個(gè)第一控制器與一個(gè)電池模塊和一個(gè)第一均衡單元相連， 如果所述電池之間發(fā)生不均衡，所述第一控制器控制所述第一均衡單元來調(diào)節(jié)所述電池的電壓；包括多個(gè)第二均衡電路的第二均衡單元，所述每一個(gè)第二均衡電路與一個(gè)電池模塊相連；以及與所述電池模塊和所述第二均衡電路相連的第二控制器，如果電池模塊之間發(fā)生不均衡，所述第二控制器控制所述第二均衡電路來調(diào)節(jié)所述電池模塊。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述電池組管理系統(tǒng)還包括 多個(gè)電子控制單元，所述每一個(gè)電子控制單元與一個(gè)第一控制器相連，所述電子控制單元處理來自于所述第一控制器的數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述每一個(gè)第一均衡單元進(jìn)一步包括多個(gè)第一均衡電路，所述每一個(gè)第一均衡電路與一個(gè)電池相連，每個(gè)第一均衡電路進(jìn)一步包括電阻；以及與電阻相串聯(lián)且由相應(yīng)的第一控制器控制的開關(guān)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，如果第一電池和第二電池之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池的電壓大于所述第二電池的電壓，則所述第一控制器閉合與所述第一電池和相應(yīng)的電阻相連的第一開關(guān)，且斷開與所述第二電池相連的第二開關(guān)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述每一個(gè)第一均衡單元進(jìn)一步包括經(jīng)由第一開關(guān)與所述電池組相連的初級線圈；以及經(jīng)由多個(gè)第二開關(guān)與所述電池相連的多個(gè)次級線圈，所述每一個(gè)次級線圈與一個(gè)電池相連。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述電池組管理系統(tǒng)還包括 與所述第二控制器相連且處理來自于所述第二控制器的數(shù)據(jù)的電子控制單元。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，如果電池發(fā)生異常狀態(tài)，相應(yīng)的第一控制器控制相應(yīng)的第一均衡單元中止對所述電池的操作。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述電池組管理系統(tǒng)還包括 多個(gè)第一電子控制單元，所述每一個(gè)第一電子控制單元與一個(gè)第一控制器相連，所述第一電子控制單元處理來自于所述第一控制器的數(shù)據(jù)；與所述第二控制器相連且處理來自于所述第二控制器的數(shù)據(jù)的第二電子控制單元；以及多個(gè)耦合器，所述每一個(gè)耦合器與一個(gè)第一電子控制單元和所述第二電子控制單元相連，所述耦合器隔離所述第一電子控制單元和所述第二控制單元之間的通信。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述每一個(gè)第二均衡電路進(jìn)一步包括電阻；以及與所述電阻相串聯(lián)且由所述第二控制器控制的開關(guān)。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，如果第一電池模塊和第二電池模塊之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池模塊的電壓大于所述第二電池模塊的電壓，則所述第一控制器閉合與所述第一電池模塊和相應(yīng)的電阻相連的第一開關(guān)，且斷開與所述第二電池模塊相連的第二開關(guān)。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述每一個(gè)第一均衡單元包括經(jīng)由第一開關(guān)與所述電池組相連的初級線圈；以及經(jīng)由多個(gè)第二開關(guān)與所述電池相連的多個(gè)次級線圈，一個(gè)次級線圈與一個(gè)電池相連。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)車，其特征在于，如果第一電池之間發(fā)生不均衡，同時(shí)第一電池模塊之間發(fā)生不均衡，則所述第一控制器控制所述第一均衡單元來調(diào)節(jié)所述第一電池的電壓，所述第二控制器控制所述第二均衡電路來調(diào)節(jié)所述第一電池模塊的電壓。
31.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述電池組管理系統(tǒng)還包括 與所述每一個(gè)電池模塊相連的檢測電路，所述檢測電路監(jiān)測所述電池模塊的電壓，且判斷所述電池模塊是否發(fā)生過壓狀態(tài)；以及與所述電池模塊和所述檢測電路相連的第三均衡電路，如果所述電池模塊發(fā)生過壓狀態(tài)，所述第三均衡電路調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的電動(dòng)車，其特征在于，根據(jù)所述電池模塊的電壓與預(yù)定閾值的比較值判斷所述過壓狀態(tài)，根據(jù)所述電池模塊的電池?cái)?shù)目來設(shè)定所述預(yù)定閾值。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的電動(dòng)車，其特征在于，其中，所述第三均衡電路進(jìn)一步包括電阻；以及與所述電阻相串聯(lián)且由所述檢測電路控制的開關(guān)，根據(jù)所述電池模塊中的電池?cái)?shù)目來設(shè)定所述第三均衡電路中的電阻的阻值。
34.一種管理電池組的方法，所述電池組包括多個(gè)電池模塊，所述每一個(gè)電池模塊包括多個(gè)電池，所述的管理電池組的方法包括提供多個(gè)第一控制器監(jiān)測所述電池的電壓； 根據(jù)所述電池之間的電壓差判斷是否發(fā)生不均衡；如果所述電池之間發(fā)生不均衡，控制所述多個(gè)第一均衡單元來調(diào)節(jié)所述電池的電壓；提供第二控制器監(jiān)測所述電池模塊的電壓；根據(jù)所述電池模塊之間的電壓差判斷是否發(fā)生不均衡；以及如果所述電池模塊之間發(fā)生不均衡，控制所述第二均衡單元來調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括如果第一電池和第二電池之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池的電壓大于所述第二電池的電壓，對所述第一電池放電直至均衡。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括在充電過程中，如果第一電池和第二電池之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池的電壓大于所述第二電池的電壓，旁路所述第一電池直至均衡。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括如果第一電池和第二電池之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池的電壓大于所述第二電池的電壓，將所述第一電池的能量傳輸給所述第二電池直至均衡。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括如果電池發(fā)生異常，控制相應(yīng)的第一均衡單元中止對所述異常電池的操作。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括如果第一電池模塊和第二電池模塊之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池模塊的電壓大于所述第二電池模塊的電壓，對所述第一電池模塊放電直至均衡。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括在充電過程中，如果第一電池模塊和第二電池模塊之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池模塊的電壓大于所述第二電池模塊的電壓，旁路所述第一電池模塊直至均衡。
41.根據(jù)權(quán)利要求34所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括如果第一電池模塊和第二電池模塊之間發(fā)生不均衡，且所述第一電池模塊的電壓大于所述第二電池模塊的電壓，將所述第一電池模塊的能量傳輸給所述第二電池模塊直至均
42.根據(jù)權(quán)利要求34所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括監(jiān)測所述電池模塊的電壓；以及如果所述電池模塊發(fā)生過壓狀態(tài)，控制第三均衡單元來調(diào)節(jié)所述電池模塊的電壓。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法還包括比較所述電池模塊的電壓和預(yù)定閾值來判斷所述電池模塊是否發(fā)生過壓狀態(tài)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的管理電池組的方法，其特征在于，所述的管理電池組的方法根據(jù)每個(gè)電池模塊中的電池的數(shù)目來設(shè)定所述預(yù)定閾值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電池組的電池組管理系統(tǒng)、方法以及包含電池組管理系統(tǒng)的電動(dòng)車。所述電池組包括多個(gè)電池模塊，所述每一個(gè)電池模塊包括多個(gè)電池，所述電池組管理系統(tǒng)包括多個(gè)第一均衡單元、多個(gè)第一控制器、包含多個(gè)第二均衡電路的第二均衡單元和與電池模塊和第二均衡電路相連的第二控制器；如果電池之間發(fā)生不均衡，第一控制器控制第一均衡單元來調(diào)節(jié)電池模塊中的電池電壓；如果電池模塊之間發(fā)生不均衡，第二控制器控制第二均衡電路來調(diào)節(jié)電池模塊的電壓。
文檔編號B60R16/033GK102299529SQ20101021598
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者張衛(wèi), 高漢榮 申請人:凹凸電子(武漢)有限公司