[發明專利]多單元電池系統中使用的單元平衡電路

無效

• 申請號: 201110361973.4
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102570536A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: E·拉貝;A·艾倫;C·馬丁內茲
• 申請（專利權）人: 英特賽爾美國股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 毛力

相關申請的交叉參考

本申請要求2010年10月7日申請的、名稱為“多單元電池系統中集成電路的用于單元平衡電路的驅動器”(DRIVERS?FOR?CELL?BALANCHING?CIRCUITS?FROM?AN?INTEGRATED?CIRCUIT?IN?A?MULTI-CELL?BATTERY?SYSTEM)的美國臨時申請第61/390,758號的優先權，其被結合在此作為參考。

技術領域

本發明涉及電池充電電路，更具體地涉及與多單元電池組充電器一起使用的單元平衡電路。

多單元電池系統被廣泛用于多種電力設備，諸如混合電力車輛、電動工具、電動自行車和不間斷電源。單元平衡電路被應用在與這些類型的設備相關聯的電池組中。電池組包括多個串聯連接的電池單元。在這些多單元電池組的應用中，電池組經常包括多個鋰離子電池單元，每一個鋰離子電池單元都具有3.5到4伏的電壓。通過將多個電池單元組合在一起，可以提供具有更高電壓的整體多單元電池組。

與這些多單元電池組相關的諸個電池單元不是彼此完美匹配的，并且在經過一段長時間之后運轉多少會產生差異。用相同的充電和放電電流來對多單元電池組內的電池單元進行充電和放電，這會引起每一個電池單元兩端的電壓有所不同，因為這些電池單元的電氣特性不是彼此精確匹配的。當對多單元結構充電時，充電電路在當多單元電池組內的一個電池單元達到特定的最大安全電壓時就停止。而在放電時，系統在當當一個電池單元達到特定的最小安全電壓時就停止放電操作。因此，在這些情況中電池的使用并不是最優化的，因為多單元電池組內僅僅有限數量的電池單元被完全充電和放電。平衡電路使電池單元的電壓均等化，以優化電池組的使用。

概述

如所公開的和以下描述的，本發明包括用來平衡多單元電池組的裝置。多個可切換的負載中的每一個均與多單元電池組的多個電池單元中的一個電池單元相關聯。響應于驅動信號，負載按照第一操作模式對相關聯的電池單元進行放電，并且按照第二操作模式將部分充電電流從相關聯的電池單元轉移。多個電流模式驅動器電路將驅動信號施加到多個切換負載中的每一個上。

附圖說明

為了更全面的理解本發明，現在與附圖一起參照下面的描述，附圖中

圖1圖示了使用單個電流充電電源的多單元電池充電系統；

圖2是多單元電池驅動器的框圖以及用來操作多單元充電電路中的驅動器的相關IC；

圖3圖示了用于多單元電池充電系統的單元平衡電路的驅動電路。

附圖說明

為了更全面的理解，現在參考附圖進行下面的描述，附圖中

圖1圖示使用單個電流充電電源的多單元電池充電系統；

圖2是多單元電池驅動器的框圖以及用來操作多單元充電電路中的驅動器的相關IC；

圖3圖示用于多單元電池充電系統的單元平衡電路的驅動電路。

為了更全面的理解，現在與附圖一起參照下面的描述，附圖中

圖1圖示使用單個電流充電電源的多單元電池充電系統；

圖2是多單元電池驅動器的框圖以及用來操作多單元充電電路中的驅動器的相關IC；

圖3圖示用于多單元電池充電系統的單元平衡電路的驅動電路。

詳細說明

現在參考附圖，其中整個附圖中用相同的附圖標記指代相同的元件，圖示和描述了多單元電池系統中所使用的單元平衡電路的各種視圖和實施方式，也描述了其它可能的實施方式。附圖不必是按照比例繪制的，在一些情況下，僅為了圖示的目的，局部放大和/或簡化了附圖。基于下述的諸個可能實施方式的示例，本領域普通技術人員可以理解多種可能的應用和變形。

多單元電池系統被廣泛用于多種電動設備，諸如混合動力或電動車輛、電動工具、電動自行車和正在快速發展的不間斷電源。單元平衡電路被應用在與這些類型的設備相關聯的電池組中。電池組包括多個串聯連接的電池單元。在這些多單元電池組應用的每一個中，通常制造包括多個鋰離子電池單元的電池組，每一個鋰離子電池單元具有3.5到4伏的電壓。通過將多個這些3.5到4伏電壓的電池單元組合在一起，可以提供具有更高電壓的整體多單元電池組。