[发明专利]电池中的电芯平衡

说明书

本发明涉及电池中的电芯平衡。电池电芯平衡系统包含采用跨电芯的电压传感器的开关模式电路和平衡支路上的电流传感器，以使得能够实现在电池充电期间的可靠且高效的电芯平衡。

技术领域

本申请大体上涉及在充电或放电期间平衡电池电芯。

背景技术

串联地连接在可再充电电池中的电芯在经受重复的充电/放电周期时或在长时间段内处于不充电时倾向于失去平衡。该问题在可再充电电池系统中很常见，并且在锂离子电池（LIB）中特别严重。现有的减轻该失去平衡问题的尝试只取得了有限的成功。

发明内容

因此，一种装置包括彼此电串联地布置并且限定主充电/放电路径的至少第一和第二电池电芯，诸如锂离子电芯。平衡电路与主充电/放电路径电并联地布置。平衡电路包括继而包括两个相应电芯之间的电芯结点的平衡线、以及生成表示跨相应电芯的电压的信号的相应电芯结点之间的平衡线中的相应电压传感器。相应开关模式分配器（SMD）经由相应平衡支路与相应电芯的电压传感器电并联地连接到每个电芯结点。另外，相应电流传感器在每个平衡支路中电串联，并且有用于引起相应SMD限制通过电流传感器连接到的平衡支路的电流。提供至少一个控制器以用于控制SMD以均衡相应电芯的电压。

来自电流传感器的信号被提供给控制器，控制器基于来自电流传感器的信号来调制SMD以将通过平衡支路的电流限制为不大于阈值电流量值。

在示例中，控制器基于来自电流传感器的信号来调制SMD以仅在电池充电期间至少一个电芯达到完全电芯电压时将通过平衡支路的电流限制为不大于阈值电流。

在另一方面，一种组装件包括至少一个开关模式分配器（SMD），所述至少一个开关模式分配器（SMD）可并联地连接到至少一个相应电池电芯并且可操作成在电芯的充电期间均衡多个电芯之间的电压。至少一个电流传感器与SMD的控制输出电压相关联以使得SMD能够在充电期间限制从SMD到至少一个电芯的电流。

在另一方面，一种方法包括调制与相应电芯相关联的多个开关模式分配器（SMD）以在电池充电或放电期间均衡电芯之间的电压。该方法还包括限制与至少一个SMD相关联的至少一个平衡支路中的电流以满足阈值。阈值指定可以在任一方向上通过平衡支路的电流（正电流或负电流）的最大量值。

附图说明

参考附图可以最佳地理解本申请的细节（关于其结构和操作两者），其中相同的附图标记指代相同的部分，并且其中：

图1是与本原理一致的示例系统的框图；

图2是用于在具有串联的多个电芯的诸如锂离子电池之类的电池的充电期间平衡电芯电压的电路的示意图；和

图3是根据示例实施例的示例逻辑的流程图。

具体实施方式

本公开大体上涉及对电池进行充电，并且特别涉及对使用具有低动态阻抗的电芯的可再充电电池进行充电，这样的电池的一个示例是锂离子电池。本文的系统可以包括电池、由电池供电的组件、以及可以包括一个或多个计算组件以控制充电的充电组装件。充电组装件可以包括执行指令的一个或多个处理器，所述指令将组装件配置为与本原理一致地控制充电。如本文所使用的，指令指代用于处理系统中的信息的计算机实现的步骤。指令可以在软件、固件或硬件中实现，并且包括由系统的组件从事的任何类型的编程步骤。

处理器可以是任何常规的通用单芯片或多芯片处理器，其可以通过诸如地址线、数据线和控制线之类的各种线以及寄存器和移位寄存器来执行逻辑。

通过本文的流程图和用户接口描述的软件模块可以包括各种子例程、过程等。在不限制本公开的情况下，规定为由特定模块执行的逻辑可以被重新分配给其他软件模块和/或被一起组合在单个模块中和/或在可共享库中可获得。