專利名稱：電池組的充放電方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及終端設(shè)備的電源技術(shù)，特別涉及電池組的充放電技術(shù)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電池指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容 器的部分空間。隨著科技的進步，電池泛指能產(chǎn)生電能的小型裝置。時至今日，電池的種 類愈來愈多，類型也愈來愈廣泛，如鋅錳電池(含鋅及二氧化錳)、鋅汞電池(含鋅及氧化 汞)、鋰電池、鎘_鎳、鐵_鎳、鋅_銀、鋅_空氣和鋰_硫化鐵及鉛酸蓄電池等等。并且，為 了提高電池的使用壽命，提供更多的能量，進一步提出了電池組的概念。電池組分串聯(lián)和并聯(lián)，并聯(lián)的電池組要求每個電池電壓相同，輸出的電壓等于一 個電池的電壓，并聯(lián)電池組能提供更強的電流。串聯(lián)電池組沒有過多的要求，只要保證電池 的容量差不多即可。串聯(lián)電池組可以提供較高的電壓。電池組在我們的生活中應(yīng)用的十分 廣泛，如為通信系統(tǒng)中的各終端設(shè)備提高電源等等。但是，電池組的壽命是有限的，電池組的使用時間會因為重復(fù)使用的次數(shù)與時間 而不斷減少。也就是說，電池組可以通過充放電過程重復(fù)使用，但總的使用次數(shù)是有限的。 目前，電池組由多個電池單元通過串并聯(lián)連接而成，放電時所有的電池單元同時放電，充電 時所有的電池單元同時充電。然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于一些類型的電池(如鎳氫電池)有記憶效應(yīng)，要 求在盡量用完電池電量后再進行充電，否則會導(dǎo)致電池容量變小。還有一些類型的電池 (如鋰離子電池)，全壽期總的充電次數(shù)是基本固定的。因此如果采用同時放電、同時充電 的方式，將會導(dǎo)致電池組中的某些電池在尚未放完電時即已開始充電，減少了電池組的使 用壽命，而且，也為用戶在充電時機上帶來了不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電池組的充放電方法及其系統(tǒng)，延長電池組中電池單 元的使用壽命。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種電池組的充放電方法，包含 以下步驟在放電時，電池組中的各電池單元逐個放電，在一個電池單元的電量放完后切換 到下一個電池單元繼續(xù)放電；在充電時，僅對電量已放完的各電池單元進行充電。本發(fā)明的實施方式還提供了一種電池組的充放電系統(tǒng)，包含電池組，電池組包含至少2個電池單元；充電電路，用于對電池組中的各電池單元進行充電；放電電路，用于將電池組中的各電池單元進行放電；控制模塊，用于控制電池組的充放電過程；
在放電時，控制模塊控制電池組中的各電池單元逐個放電，在一個電池單元的電 量放完后再將下一個電池單元接入到放電電路進行放電；在充電時，控制模塊控制充電電路僅對電量已放完的各電池單元進行充電。本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于在放電時，電池組中的各電池單元是逐個放電，而非一起放電；在充電時，僅對電 量已放完的各電池單元進行充電。因此，每個電池單元都可在電量用完后才充電，對于最大 充電次數(shù)一定的電池，全壽期可以有較多的電吞吐量；對于有記憶效應(yīng)的電池，可以保證電 池的容量不會減小。進一步地，在充電時，是對已用完的各電池單元逐個進行充電，充完一個再充下一 個。因此每次充電時，即使遇到充電不完全，也只有一個電池會受到影響，保證了電池組整 體的充電質(zhì)量。進一步地，在放電時，按充電的先后依次放電；充電時，按放電的先后依次充電。因 此可以使整個電池組中各電池單元的新舊程度基本一致?；蛘撸谝粋€電池單元放電完畢 后，以隨機的方式在可用的電池中選擇下一個放電電池單元，同樣可以使整個電池組中各 電池單元的新舊程度基本一致。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的電池組的充電方法流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的電池組的充放電方法示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中的電池組的放電方法流程圖。
具體實施例方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細節(jié)。但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化 和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方案。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施 方式作進一步地詳細描述。本發(fā)明第一實施方式涉及一種電池組的充放電方法。該電池組的放電方法如圖1 所示。在步驟110中，電池組在放電時，在當(dāng)前時刻由電池組中的一個電池單元進行放 電。具體地說，可以在電池組中的各電池單元和充電電路或放電電路之間設(shè)置一個電子開 關(guān)，如圖2所示，通過控制各電子開關(guān)將各電池單元連接到充電電路或放電電路，或從充電 電路或放電電路中斷開。當(dāng)然，也可以通過其他方式控制各電池單元與充電電路或放電電 路的連接或斷開。在本步驟中，通過對電子開關(guān)的控制，將一個可用的電池單元接入到放電 電路，實現(xiàn)在當(dāng)前時刻由電池組中的一個電池單元進行放電。接著，在步驟120中，判斷當(dāng)前放電的電池單元的電量是否已放完。如果已放完， 則進入步驟130 ；如果未放完，則由該電池單元繼續(xù)放電，直至該電池單元的電量放完。具 體地說，可以通過監(jiān)測電池單元的電壓或放電電流，將監(jiān)測到的電壓或放電電流與預(yù)定的 第一門限進行比較。如果低于第一門限，則認為這個電池單元的電量已放完；如果高于或等
5于第一門限，則認為這個電池單元的電量尚未放完。除了監(jiān)測電壓之外，也可以通過其他各 種方式來判斷一個電池單元的電量是否放完，本實施方式中通過監(jiān)測電壓來判斷一個電池 單元的電量是否放完僅為一個具體實現(xiàn)的例子。在步驟130中，切換到下一個電池單元。具體地說，在剩余可用的電池單元中選擇 一個，將所選擇的電池單元接入到放電電路，將已用完的電池單元從放電電路中斷開。此后 回到步驟110，由切換后的電池繼續(xù)放電。本實施方式中的電池組的充電方法如圖3所示。在步驟310中，在電量已放完的電池單元中選擇一個電池單元進行充電。具體地 說，通過對開關(guān)的控制，將所選擇的電池單元接入到充電電路，對該電池單元進行充電。接著，在步驟320中，判斷當(dāng)前充電的電池單元是否已充電完成。具體地說，可采 用與判斷放電是否結(jié)束的類似方法，監(jiān)測當(dāng)前充電的電池單元的電壓，將監(jiān)測到的電壓與 預(yù)定的第二門限進行比較。如果高于預(yù)定的第二門限，則認為這個電池單元充電完成，結(jié)束 該電池單元的充電流程，回到步驟310，繼續(xù)從電量已放完的電池單元中選擇一個電池單元 進行充電。如果監(jiān)測到的電壓低于或等于預(yù)定的第二門限，認為這個電池單元尚未充電完 成，繼續(xù)充電，直至完成該電池單元的充電過程。由于充電時，是對已用完的各電池單元逐個進行充電，充完一個再充下一個。因此 每次充電時，即使遇到充電不完全，也只有一個電池會受到影響，保證了電池組整體的充電 質(zhì)量，而且有利于應(yīng)用上的實現(xiàn)。需要說明的是，在本實施方式中，是以逐個對電量已放完的各電池單元進行充電 為例進行說明的。但在其它的實施方式中，也可以采用其它的方式充電，例如同時對電量已 放完的各電池單元進行充電，使得充電總時間較短。不難發(fā)現(xiàn)，在本實施方式中，由于在放電時，電池組中的各電池單元是逐個放電， 而非一起放電。在充電時，僅對電量已放完的各電池單元進行充電。因此，每個電池單元都 可在電量用完后才充電，對于最大充電次數(shù)一定的電池，全壽期可以有較多的電吞吐量。對 于有記憶效應(yīng)的電池，可以保證電池的容量不會減小。本發(fā)明第二實施方式涉及一種電池組的充放電方法。第二實施方式在第一實施方 式的基礎(chǔ)上進行了改進，主要改進之處在于在放電時，根據(jù)電池組中的各電池單元充電的 先后次序，依次進行放電，先充電的電池單元先放電。在充電時，通過以下方式逐個對電量已放完的各電池單元進行充電根據(jù)各電池 單元放電的先后次序，依次進行充電，先放電的電池單元先充電。也就是說，本實施方式在第一實施方式的基礎(chǔ)上，進一步地對如何選擇當(dāng)前放電 的電池單元以及如何選擇當(dāng)前充電的電池單元作了限定，使得放電時，按充電的先后依次 放電；充電時，按放電的先后依次充電。具體地如何獲知哪一個電池單元是最早充電或放電的，可以有多種實現(xiàn)方法，下 面簡單地列舉2個例子方法一可以為各個電池單元設(shè)定一個循環(huán)順序，如依次編號，再設(shè)置一個指針， 指針指向當(dāng)前放電的電池單元。當(dāng)前電池單元用完后，按順序，下一個有電的電池單元就是 最早充電的。充電時，從指針位置按順序向下走，第一個沒電的電池單元就是最早放電的。例如，有五個電池單元，依次以1、2、3、4、5編號，形成1、2、3、4、5、1、2、3......的循環(huán)序列。當(dāng)前指向2號電池單元，用了一半，5號和1號電池單元沒電，3號和4號電池單 元有電。放電時，當(dāng)2號電池單元用完后，下一個電池單元是3號，3號就是最早充電的，應(yīng) 當(dāng)用3號。充電時，5號電池單元就是最早放電的，應(yīng)當(dāng)先充5號電池單元。方法二 設(shè)置一個數(shù)組，對于每一個有電的電池單元，記錄其最近的充電完成時 間，對于每一個沒電的電池單元，記錄其最近的放電完成時間。查詢數(shù)組就可以知道哪一個 電池單元是最早充電或放電的。當(dāng)然，還可以其他各種獲知哪一個電池單元是最早充電或放電的方法，在此不再
一一例舉。由于在本實施方式中，放電時，按充電的先后依次放電。充電時，按放電的先后依 次充電。因此可以使整個電池組中各電池單元的新舊程度基本一致。本發(fā)明第三實施方式涉及一種電池組的充放電方法。第三實施方式在第一實施方 式的基礎(chǔ)上進行了改進，主要改進之處在于在放電時，一個電池單元的電量放完后，在電 池組中可用的電池單元中，隨機選擇下一個放電的電池單元；在充電時，以隨機的方式從沒 電的各電池單元中選擇下一個待充電的電池單元進行充電。不難發(fā)現(xiàn)，本實施方式與第二實施方式都是在第一實施方式的基礎(chǔ)上，進一步地 對如何選擇當(dāng)前放電的電池單元以及如何選擇當(dāng)前充電的電池單元作了限定。但本實施方 式的選擇方法不同于第二實施方式中的選擇方法，在第二實施方式中，是根據(jù)充電/放電 的先后次序依次進行放電/充電的；而在本實施方式中，是隨機的方式選擇下一個待放電/ 充電定電池單元的。雖然選擇方法不同，但本實施方式同樣可以使整個電池組中各電池單 元的新舊程度基本一致。此外，可以理解，除了通過隨機選擇或者根據(jù)各電池單元放電的先后次序選擇下 一個放電的電池單元外，還可以有其他實現(xiàn)電池組中的各電池單元逐個放電的方式。隨機 選擇或者根據(jù)各電池單元放電的先后次序選擇下一個放電的電池單元，僅為實現(xiàn)本發(fā)明的 兩個具體的實現(xiàn)方案。本發(fā)明的方法實施方式可以以軟件、硬件、固件等等方式實現(xiàn)。不管本發(fā)明是以 軟件、硬件、還是固件方式實現(xiàn)，指令代碼都可以存儲在任何類型的計算機可訪問的存儲器 中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的或 者可是換的介質(zhì)等等)。同樣，存儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic，簡稱“PAL”)、隨機存取存儲器(Random Access Memory，簡稱“RAM”)、可編程只讀存 儲器(Programmable Read Only Memory，簡稱 “PROM”)、只讀存儲器(Read-Only Memory, 簡稱“ROM”)、電可擦除可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM，簡 稱“EEPR0M”)、磁盤、光盤、數(shù)字通用光盤(Digital Versatile Disc，簡稱“DVD”)等等。本發(fā)明第四實施方式涉及一種電池組的充放電系統(tǒng)。該電池組的充放電系統(tǒng)包 含電池組，電池組包含至少2個電池單元。 充電電路，用于對電池組中的各電池單元進行充電。放電電路，用于將電池組中的各電池單元進行放電?？刂颇K，用于控制電池組的充放電過程。在放電時，控制模塊控制電池組中的各電池單元逐個放電，在一個電池單元的電量放完后再將下一個電池單元接入到放電電路進行放電。在充電時，控制模塊控制充電電路僅對電量已放完的各電池單元進行充電。在本實施方式中，控制模塊控制充電電路逐個對電量已放完的各電池單元進行充 電。在控制模塊中，包含有判斷子模塊，用于判斷一個電池單元的電量是否放完。具體地說，判斷子模塊將當(dāng)前放電的電池單元的電壓或放電電流與預(yù)設(shè)的第一門 限進行比較，如果小于預(yù)設(shè)的第一門限，則判定該電池單元的電量已放完。該判斷子模塊還用于判斷一個電池單元的充電過程是否已完成。具體地說，判斷 子模塊將當(dāng)前放電的電池單元的電壓與預(yù)設(shè)的第二門限進行比較，如果大于預(yù)設(shè)的第二門 限，則判定該電池單元的充電過程已完成。不難發(fā)現(xiàn)，第一實施方式是與本實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可 與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細節(jié)在本實施方式中依然 有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細節(jié)也可應(yīng)用 在第一實施方式中。本發(fā)明第五實施方式涉及一種電池組的充放電系統(tǒng)。第五實施方式在第四實施方 式的基礎(chǔ)上進行了改進，主要改進之處在于控制模塊根據(jù)電池組中的各電池單元充電的 先后次序，依次將電池單元接入到放電電路中，先充電的電池單元先接入到放電電路中。并 且，控制模塊通過以下方式控制充電電路逐個對電量已放完的各電池單元進行充電根據(jù)各電池單元放電的先后次序，依次將電池單元接入到充電電路中，先放電的 電池單元先接入到充電電路中。不難發(fā)現(xiàn)，第二實施方式是與本實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可 與第二實施方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細節(jié)在本實施方式中依然 有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細節(jié)也可應(yīng)用 在第二實施方式中。本發(fā)明第六實施方式涉及一種電池組的充放電系統(tǒng)。第六實施方式在第四實施方 式的基礎(chǔ)上進行了改進，主要改進之處在于控制模塊通過以下方式選擇下一個接入到放 電電路進行放電的電池單元在電池組中可用的電池單元中，隨機選擇下一個放電的電池單元。并且，控制模塊通過以下方式對電量已放完的各電池單元進行充電以隨機的方式從沒電的各電池單元中選擇一個電池單元，將所選擇的電池單元接 入到充電電路中進行充電。不難發(fā)現(xiàn)，第三實施方式是與本實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可 與第三實施方式互相配合實施。第三實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細節(jié)在本實施方式中依然 有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細節(jié)也可應(yīng)用 在第三實施方式中。需要說明的是，本發(fā)明各設(shè)備實施方式中提到的各單元都是邏輯單元，在物理上， 一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理 單元的組合實現(xiàn)，這些邏輯單元本身的物理實現(xiàn)方式并不是最重要的，這些邏輯單元所實 現(xiàn)的功能的組合是才解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題的關(guān)鍵。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新 部分，本發(fā)明上述各設(shè)備實施方式并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的單元引入，這并不表明上述設(shè)備實施方式并不存在其它的單元。 雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進行了圖示和描述，但 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā) 明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種電池組的充放電方法，其特征在于，包含以下步驟在放電時，所述電池組中的各電池單元逐個放電，在一個電池單元的電量放完后才切換到下一個電池單元繼續(xù)放電；在充電時，僅對電量已放完的各電池單元進行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組的充放電方法，其特征在于，在所述充電的步驟中，包 含以下子步驟逐個對電量已放完的各電池單元進行充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組的充放電方法，其特征在于，在所述放電的步驟中，包 含以下子步驟根據(jù)所述電池組中的各電池單元充電的先后次序，依次進行放電，先充電的電池單元 先放電；在所述充電的步驟中，通過以下方式逐個對電量已放完的各電池單元進行充電 根據(jù)所述各電池單元放電的先后次序，依次進行充電，先放電的電池單元先充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組的充放電方法，其特征在于，在所述放電的步驟中，包 含以下子步驟一個電池單元的電量放完后，在所述電池組中可用的電池單元中，隨機選擇下一個放 電的電池單元；在所述充電的步驟中，包含以下子步驟以隨機的方式從沒電的各電池單元中選擇一個電池單元進行充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電池組的充放電方法，其特征在于，所述在一個 電池單元的電量放完后切換到下一個電池單元繼續(xù)放電的步驟中，包含以下子步驟將當(dāng)前放電的電池單元的電壓或放電電流與預(yù)設(shè)門限進行比較，如果小于預(yù)設(shè)門限， 則判定該電池單元的電量已放完，切換到下一個電池單元繼續(xù)放電。
6.一種電池組的充放電系統(tǒng)，其特征在于，包含 電池組，所述電池組包含至少2個電池單元；充電電路，用于對所述電池組中的各電池單元進行充電； 放電電路，用于將所述電池組中的各電池單元進行放電； 控制模塊，用于控制所述電池組的充放電過程；在放電時，所述控制模塊控制所述電池組中的各電池單元逐個放電，在一個電池單元 的電量放完后再將下一個電池單元接入到所述放電電路進行放電；在充電時，所述控制模塊控制所述充電電路僅對電量已放完的各電池單元進行充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊控制所述 充電電路逐個對電量已放完的各電池單元進行充電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊根據(jù)所述 電池組中的各電池單元充電的先后次序，依次將電池單元接入到放電電路中，先充電的電 池單元先接入到放電電路中；所述控制模塊通過以下方式控制所述充電電路逐個對電量已放完的各電池單元進行 充電根據(jù)所述各電池單元放電的先后次序，依次將電池單元接入到充電電路中，先放電的電池單元先接入到充電電路中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊通過以下 方式選擇所述下一個接入到所述放電電路進行放電的電池單元在所述電池組中可用的電池單元中，隨機選擇下一個放電的電池單元； 所述控制模塊通過以下方式對電量已放完的各電池單元進行充電 以隨機的方式從沒電的各電池單元中選擇一個電池單元，將所選擇的電池單元接入到 充電電路中進行充電。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的電池組的充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制 模塊中包含判斷子模塊，用于判斷一個電池單元的電量是否放完；所述判斷子模塊將當(dāng)前放電的電池單元的電壓或放電電流與預(yù)設(shè)門限進行比較，如果 小于預(yù)設(shè)門限，則判定該電池單元的電量已放完。
全文摘要
本發(fā)明涉及終端設(shè)備的電源技術(shù)，公開了一種電池組的充放電方法及其系統(tǒng)，可以延長電池組中電池單元的使用壽命。本發(fā)明中，在放電時，電池組中的各電池單元是逐個放電，而非一起放電；在充電時，是對已用完的各電池單元逐個進行充電，充完一個再充下一個。
文檔編號G05B19/04GK101877424SQ20091005716
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者馮威, 朱偉, 李曉輝, 李晶, 王騫, 薛新華 申請人:上海易狄歐電子科技有限公司