CN101606272A - 电源电池组模块、电池组、模块充电方法和具有该电池组的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电源电池组模块，该电池组模块包括充电工作额定温度为20℃以上的可再充电的电池(10)。根据本发明，该模块包括电池充电管理电路(50)，该电路包括：两个外部电池充电端子(21，22)，其中至少一个与电池使用端子(23，24)分开，被称为第二充电端子；第一中断/连接装置(53，54)，其位于所述第二充电端子(21，22)和使用端子(23，24)中的一个之间；第二连接装置(60)，其位于充电端子(21，22)和加热元件(33)之间，用于至少在第一中断位置处，将充电端子(21，22)连接到加热元件(33)。

Description

电源电池组模块、电池组、模块充电方法和具有该电池组的车辆
技术领域
本发明涉及一种电池组模块，其具有额定工作温度为20℃以上的可再充电电池。
背景技术
本发明的应用领域是电源电池组，例如用作驱动电动车辆中的牵引发动机驱动的电源。
当然该电池组模块还有其他应用，例如为固定装置供电。
电源电池组的这些应用采用了例如锂金属聚合物技术的电池。
电源电池组的一个目的是具有最大可能的能量密度。因此，由组合的薄膜构成的锂金属聚合物电池能够获得能量特定和体积(volumic)密度，分别大于100W.h/kg和100W.h/l。
电源电池组工业的另一个目的是生产使用寿命长的电池组模块，使用寿命长在发动机车辆的应用中是与燃烧发动机竞争的一个因素。
通常，本发明涉及的电池是需要通过加热元件来加热到其额定工作温度的类型。
在模块中，电池分支在外部连接端子之间。电池组由例如连接端子串联连接的多个模块构成。
电池可以是三种状态：充电，放电或再生。
电池可以通过连接到适当的外部充电器而被充电。
放电状态对应于电流从电池供给到电源消耗装置。
再生状态对应于电源消耗装置对电池进行再充电的情况，例如当电动车辆制动时，再生电流从牵引发动机驱动提供给电池组的电池。
为了保护模块和电池组的使用寿命，在需要充电时需考虑某些使用环境。
事实上，由于大功率密度的因素，有很高的充电电流在构成充电器的实体和电池组模块或电池组之间流动。
在过低温度下对电池组或电池组模块进行充电大大促进了电池中的模数石(dendrites)的形成，造成其使用寿命缩短。
文献WO 99/31 752描述了一种电池组控制系统，用作例如计算机或无线通信设备的紧急供电，这些设备通常由配电网整流器供电。通过该控制系统，从网络整流器给电池组充电，并且在供电网络损坏的情况下，电池组在设备中放电。系统包括休眠模式，在其中检测网络整流器的电压，然后进入冷却模式。在冷却模式中，系统利用网络整流器提供的电流将电池组的电池加热到60℃温度。一旦达到该温度60℃，系统切换为充电模式，其中位于电池组的端子和电池之间的中断器闭合，以从网络整流器对电池组进行充电。
因此可知，在大多数时间，即在没有损坏的时候，该系统不处于放电状态，但是总是连接到充电实体。该系统的缺点是没有永久连接到电池组的作为对电池组充电的实体的外部供电系统，该系统不能工作。该系统偶尔用于充电和放电循环，其少于1％的时间，且不集中地处于充电和放电状态。
正相反，当电池组用作例如发动机车辆等设备的唯一且自主的电源时，电池组模块受制于由例如超过20％的时间的更大的充电和放电周期比例造成的大量约束。
该根据文献WO 99/31 752的系统因此仅仅适合于将电池组用作例如发动机车辆等设备的唯一且自主的电源。由于其布局，该根据文献WO 99/31 752的系统不适用于将多个电池组模块串联。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池组模块和电池组，其适用于不将电池组模块或电池组永久地连接到充电实体，而是相反地必须对用户设备具有充分的放电自主性的应用，这使得能够控制对电池的加热和充电过程、保护电池组模块或电池组的使用寿命、以及在高强度使用中保持足够的功率密度。
为此，本发明的第一个主题是一种电源电池组模块，其包括：多个可再充电的电池，所述电池的额定工作充电温度为20℃以上；用于该电池的两个外部使用端子；和至少一个用于加热电池的电元件。
其特征在于，该电池组模块进一步包括用于管理电池的充电的电路，该电路包括：
-用于对电池充电的两个外部充电端子，其中所述两个外部充电端子连接到外部充电器，其中所述两个外部充电端子中的至少一个，称为第二充电端子，与所述两个外部使用端子不同。
-第一中断/连接装置，位于所述至少一个第二充电端子和称为第一使用端子的至少一个使用端子之间，
第一中断/连接装置能够处于第一中断位置和第二连接位置中的一个或另一个，其中第一中断位置防止电流在第二充电端子和第一使用端子之间流动，而第二连接位置连接第二充电端子和第一使用端子。
-第二连接装置，位于充电端子和加热元件之间，用于至少在第一中断/连接装置的第一中断位置中，将充电端子连接到加热元件，从而对加热元件供电。
例如，两个充电端子是第二充电端子，与称为第一使用端子的使用端子不同，第一中断/连接装置设置在第二端子和第一端子之间。
本发明的实施例特别解决与通过使用端子将多个模块串联相关联的问题。实际上，一个目的是提供一种易于使用的电池组模块，特别是在这种串联情况下使用而不会自动毁坏的电池组模块，例如发动机车辆等设备的唯一和自主的供电所需的。在这种情况下，出现了由于高电压(几百伏)造成的主要技术约束，这对每个模块中使用的中断器具有潜在的破坏性。
根据本发明的实施例：
-第二连接装置包括至少一个加热中断器，该加热中断器具有断开和闭合控制输入端，且该加热中断器与加热元件串联，该串联电路连接在充电端子之间，
控制输入端连接到断开激励装置，该断开激励装置包括控制输入端，用以在所述控制输入端上出现断开控制信号时将加热中断器置于断开位置，
在模块内设置第三装置，从而使加热中断器的闭合独立于断开激励装置和控制输入端；
-第二连接装置包括至少一个加热中断器，该加热中断器具有断开和闭合控制输入端，且该加热中断器与加热元件串联，该串联电路连接在充电端子之间，
控制输入端连接到第三装置以及断开激励装置，第三装置用于在充电端子之间出现电压时对加热中断器进行自动闭合激励，断开激励装置包括控制输入端，用以在所述控制输入端上出现断开控制信号时将加热中断器置于断开位置；
-断开激励装置的控制输入端与加热中断器的控制输入端是光电绝缘的；
-或者断开激励装置包括中断器，该中断器具有主电流中断/导通通路，该通路并联连接到由加热中断器和中断装置构成的串联电路，并具有控制端子作为断开控制输入端；
-第二连接装置包括与加热元件串联的至少一个加热中断器，该加热中断器具有断开和闭合控制输入端，该串联电路连接在充电端子之间。
加热中断器的控制输入端连接到限压装置；
-该第三装置包括用于从充电端子对充电输入端进行偏置的元件；
-限压装置包括至少一个齐纳二极管；
-加热中断器包括至少一个晶体管，该晶体管具有主电流中断/导通通路，该通路与加热元件串联，且该晶体管具有用以控制主通路并作为控制输入端的控制端子；
-加热中断器的晶体管是MOS晶体管，该晶体管具有构成主电流中断/导通通路的漏-源节并具有作为控制输入端的栅极；
-齐纳二极管与加热中断器的MOS晶体的栅-源节并联；
-第二连接装置包括与充电端子之间的加热元件串联的至少一个热保险丝，该热保险丝用于防止温度超出高于电池额定工作充电温度的预设温度；
-所述电池组模块包括至少一个用于测量模块的至少一个区域中的温度的部件，以及用于控制第一中断/连接装置的位置的控制装置，
所述控制装置对测量部件测量的温度敏感，从而当测量部件提供的最小温度高于或等于为所述控制装置预设的额定工作充电温度时，将第一中断/连接装置操作到连接位置；
-第二连接装置包括至少一个加热中断器，该加热中断器具有断开和闭合控制输入端且与加热元件串联，该串联电路连接在充电端子之间，
该模块包括连接到控制输入端的控制装置，用于仅在第一中断/连接装置处于连接位置时断开加热中断器；
-加热元件分别与在模块的所述区域中的温度测量部件相关联，以及
设置控制装置，以在第一中断/连接装置处于连接位置时，在相关联的部件测量的温度高于第一预设温度时使加热中断器断开，该第一预设温度高于额定工作充电温度，在相关联的部件测量的温度低于第二预设温度时使加热中断器闭合，该第二预设温度低于额定工作充电温度且为20℃以上；
-温度测量部件设置于模块的至少两个不同区域中；
-电池由薄膜的组合构成；
-电池具有高于80℃的额定工作充电温度；
-电池是锂金属聚合物类型；
-所述电池组模块包括用于产生定量充电设置点的装置，和用于与外界通信的第一通道，该第一通道能够发送该定量充电设置点；
本发明的第二主题是一种电池组，其特征在于，该电池组在电池组盒中包括多个上文所述的电池组模块，在该盒中模块通过其使用端子连接，该电池组包括至少两个能够从盒的外部连通并连接到模块的使用端子，和至少两个能够从盒的外部连通并连接到模块的充电端子。
根据本发明的其他特征：
-模块的使用端子在盒中连续地串联，一个外部使用端子连接到所有模块的最低电压的使用端子，而电池组的另一外部使用端子连接到所有模块的最高电压的使用端子；
-每个模块的充电端子能够在盒的外部连通；
-模块通过它们的充电端子在盒中连接，电池组包括两个能够在盒的外部连通并连接到模块的充电端子；
-模块的充电端子在盒中连续地串联，一个外部充电端子连接到所有模块的最低电压的充电端子，而电池组的另一个外部充电端子连接到所有模块的最高电压的充电端子；
-该电池组包括用于产生模块的定量充电设置点的装置，和与外部通信的第一通道，该第一通道能够发送所述定量设置点。
本发明的第三主题是通过外部充电器对上文所述的电池组模块进行充电的方法，其特征在于，
首先，至少一个第二外部充电端子相对于至少一个第一外部使用端子断开，其中至少一个第一外部使用端子与至少一个第二外部充电端子不同。
将充电器连接到外部充电端子，用以为外部充电端子施加电压，
将加热元件连接到外部充电端子，以在初始加热阶段用充电器的电压将模块的电池至少加热到额定工作充电温度，以及
在初始加热阶段之后，将至少一个第一外部使用端子连接到至少一个第二外部充电端子，以用充电器的电压对电池进行充电。
根据本发明的其他特征：
-两个充电端子是第二充电端子，与被称为第一使用端子的使用端子不同，
在初始加热阶段之前及期间，两个充电端子相对于使用端子断开，直到将电池加热到它们的额定工作充电温度，
在初始加热阶段之后，通过将充电端子连接到使用端子，用充电器的电压从第二充电端子对电池进行充电；
-设置在模块的至少一个区域中的至少一个测量部件测量温度，
模块计算器连接到测量部件，监控测量的电池温度，并在最小测量温度高于或等于额定工作充电温度时，使至少一个第一外部使用端子连接到至少一个第二外部充电端子；
-包括断开和闭合控制输入端的至少一个加热中断器与加热元件串联，该串联电路连接在两个外部充电端子之间，
在初始加热阶段，当外部充电端子上出现充电器电压时，加热中断器自动闭合，
模块的计算器控制控制输入端，使其仅在充电端子连接到使用端子时至少临时地使加热中断器断开；
-加热元件分别与模块的所述区域中的温度测量部件相关联，以及
当充电端子连接到使用端子时，计算器控制控制输入端，使得在相关联的部件的测量温度高于第一预设温度时使加热中断器断开，该第一预设温度高于额定工作充电温度，以及当相关联的部件的测量温度低于第二预设温度时使加热中断器闭合，该第二预设温度低于额定工作充电温度且为20℃以上；
-温度测量部件设置在模块的至少两个不同区域中；
-该电池组模块安装在发动机车辆中。
本发明的第四主题是发动机车辆，包括牵引发动机驱动和至少一个上文所述的电池组，用于至少临时地为牵引发动机驱动供电。
附图说明
通过参考附图给出的非限制性实例，从以下说明可更好地理解本发明，其中：
-图1示意性地描述了根据本发明的电池组模块，
-图2示意性地描述了根据图1的模块的电池的加热电路，
-图3示意性的描述了通过两个充电器对根据图1的两个串联模块充电的实例，
-图4示意性地描述了通过单个充电器对根据图1的两个串联模块充电的实例，
-图5示意性地描述了根据图1的模块的加热电路的实施例，
-图6示意性地描述了具有多个串联的模块1的电池组的实施例，在加热元件的电压指示下，通过单个充电器来对该电池组充电，
-图7对应于图6，是一个模块的加热元件部分失效(inactivation)的情况，
-图8是对根据本发明的模块进行充电处理的流程图，
-图9示意性地描述了根据图5的模块的加热电路的实施例的变体，以及
-图10示意性地描述了与根据本发明的发动机车辆上的模块包一起安装的充电器的实施例。
具体实施方式
以下参考附图中的实施例来描述本发明，其中电池由组合薄膜构成，例如由锂金属聚合物构成。这些薄膜的总厚度例如小于300微米，例如为大约150微米。该电池的额定工作充电温度为20℃以上，对于锂金属聚合物技术，额定工作充电温度为90℃。
在图1中，电池组模块1包括：串联的m个同样的可再充电且可放电的电池10，其位于两个第一外部连接和使用端子23、24之间；以及控制部件20，其用于控制其自己的电池10。该控制部件20例如是印刷电路板形式。
电池组可由一个或多个模块构成，这些模块通过它们的端子23、24串联在一起。为了将n个模块串联，如图3、4、5所示，通过电源线57，例如具有大的横截面的金属棒将模块的高电压端子24连接到下一个模块的低电压端子23，该电池组包括两个外部端子，其中之一连接到所有模块的最低电压端子23，而另一个连接到所有模块的最高电压端子24，这两个外部端子用于连接到用户装置的两个端子上，从而为用户装置提供电流。例如，1＜n＜15。当然，在其他未示出的实施例中，某些模块可以并联。
模块1的部件20包括充电和加热端子21、22，用于连接到外部充电器。充电端子21、22与连接到电池的连接端子23、24不同。连接端子23、24和充电端子21、22之间插入有用于管理电池10的充电的电路50。通过将端子23、24连接到相关联的串联电池10的两端，使充电电流到达电池，并且，当将模块1连接到用户装置时，放电电流从电池10流出，且再生电流达到电池10。当然，在本文没有图示出的实施例中，外部连接端子23、24可与用于从充电管理电路发送充电电流的端子物理上不同，这些发送端子电连接到电池和外部连接端子23、24。
端子21、22连接到用于检测外部充电器是否存在的模块51，模块51具有输出端52，输出端52在没有对端子21、22应用充电电压时提供第一信息信号，并在对端子21、22应用充电电压时提供第二充电检测信号。
同样地，在端子21、22之间设置一个或多个加热元件33，用于通过电阻加热电池10，所述加热元件通过下文将要描述的连接装置60并联地连接到端子21、22。这些元件33由例如加热片构成。
在图2所示的实施例中，加热片33设置于模块1中的至少第一和第二不同的加热区域Z1、Z2中，特别是例如在模块的壁区域Z1中，通过两个片Pch4和Pch5加热，以及在模块的中心区域Z2中，通过两个或三个加热片Pch1、Pch2和Pch3加热。
一方面，中断装置53、54朝着电池10设置在端子23、24之间，另一方面，朝着充电器和加热元件33设置在端子21、22之间。因此中断装置53、54位于连接到加热元件33的装置60和提供对电池的通道的端子23、24之间，并能够中断从端子21、22到端子23、24和电池10的充电电流。
这些中断装置53、54能够闭合，以使得电流在端子21、22和端子23、24之间的两个方向上流动。在图1中，它们包括位于端子21和端子23之间的中断器53，和位于端子22和端子24之间的另一中断器54。中断器53、54具有支持充电电流从端子21、22到端子23、24的流通的闭合位置。它们例如由直接植入在电子卡的印刷电路上的机械继电器构成。
在未示出的实施例中，中断器53、54之一省略，并且用使用端子23或24和充电端子21或22之间的电连接代替，中断装置54或53设置在其他使用端子24或23和放电端子22或21之间。电连接可以同样地意味着外部使用端子23是外部充电端子21，或外部使用端子24是外部充电端子22。
控制装置用来将中断装置53，54置于其闭合和中断位置中的一个或另一个。在图1所示的实施例中，这些控制装置包括计算器28，计算器28连接到用于激励中断器53和54的激励器55。计算器28连接到测量电池10的温度的一个或多个部件26、27，同时也连接到用于检测外部充电器是否存在的模块51的输出端52。例如，部件26用于测量区域Z1中的温度T1，而部件27用于测量区域Z2中的温度T2。
在电池组包括串联的多个模块1的情况下，可以为每个模块设置一个充电器，如图3所示，或者为所有模块设置共用的充电器，如图4所示。
在图3中，每个模块1a，1b包括其自己的充电端子21、22，它们与电池组的其他模块的充电端子21、22独立，且它们可通过任何连接到各自的充电端子Ca、Cb的适当装置从外部来连接到。
在图4中，模块1的充电端子21、22通过导体56串联。模块1a的高电压端子22a通过导体56连接到模块1b的低电压端子21b，电池组包括两个外部充电端子，其中一个连接到所有模块的最低电压端子21a，而另一个连接到所有模块的最高电压端子22b。可通过适于连接到公共充电器C的端子的任何装置从外部连接到这两个外部充电端子。
以下参考图1、2、5和9来描述将加热元件33连接到模块1中的充电端子21、22的装置60的实施例。在图5和9中，图示的实施例包括两个串联的模块1，而未示出保险丝35。
对于每一个加热元件33，连接装置60在加热电流的流通支路上包括与元件33串联的保险丝35和加热中断器34。该支路一端与充电端子21相连，且另一端与另一充电端子22相连。在加热中断器34的控制输入端61上设置闭合激励装置，从而在充电端子21，22之间有电压时，其自动闭合来使得加热电流流到相关联的元件33。在加热中断器34的控制输入端61上设置断开激励装置，从而在加热中断器的控制输入端61施加断开触发信号时，加热中断器34被断开。
在图5和图9中，每个加热中断器34由例如增强型MOS晶体管36构成，其具有与加热元件33串联的漏-源节，用于使加热电流流通。偏压电阻37将晶体管36的栅极61连接到充电端子22，而另一偏压电阻38将晶体管36的栅极61连接到充电端子21，以形成分压电路。当充电端子21、22之间的充电器出现电压时，晶体管36自动导通，然后偏压电阻37、38构成自动闭合激励装置。当然，可设置任何类型的晶体管36以构成加热中断器34，主要中断/导通通路(例如漏-源或集-射)与加热元件33串联。
同样，设置用于中断器34的控制输入端61的限压装置。在图5和9的实施例中，这些限压装置由齐纳二极管39构成，齐纳二极管39并联到晶体管36的栅-源控制节的偏压电阻。在图5所示的情况中，其中晶体管36是N型沟道MOS类型，其漏极连接到加热元件33，而其源极连接到充电端子21，齐纳二极管39并联到电阻38，其中其阴极连接到晶体管36的栅极61，其阳极连接到端子21。当然，晶体管36可以同样为P型增强型MOS类型，或P或N型损耗型MOS类型，如图2所示。
因此，解决了加热中断器34损坏的危险，这种风险出现在中断装置53、54断开，由单个充电器C在多个串联模块1串联的充电端子21、22上向多个串联模块1供给充电电压时。图6示出了这种电池组示例，其对应于图4，该电池组包括9个同样的串联的模块1，其中只示出了PCh加热元件。每个模块具有并联的两个加热元件PCh，每个具有18欧姆电阻(例如壁区域Z1的电阻)以及三个加热元件PCh，每个具有8欧姆电阻(例如中心区域Z2的电阻)。公共充电器C向9个模块1的端子21、22提供360伏特的总电压。因此每个模块1在其自身的端子21、22接收到40伏特的电压，如每个模块的伏特计的指示所示。
当通过断开其加热中断器34而使加热元件33中的一个失效时，这降低了其充电端子21、22之间的总加热电阻，并因此增加了其他加热元件33接收到的电压。图7描述了这种情况，其中在模块1c中，与三个8欧姆电阻的加热元件串联的中断器34断开，因此使电流在这三个元件中不流通，如模块的端子21、22之间的空白所示。则该模块1c的端子21、22处出现127.3V电压，而其他模块1的端子21、22处出现29.09V电压。由于过大的电压，这种情况对模块1c的加热中断器34来说有潜在的破坏性。
在图5和9中，当模块的充电端子21、22之间的电压增加时，晶体管36的栅极和源极之间的电压增加到某个点，在该点处电压稳定在与栅-源节并联的齐纳二级管39限定的极限值上。因此，对应于加热中断器34的闭合的晶体管36的导通不取决于控制交换(controlcommutation)，因此避免了图7所述的损坏情况。
在图2所示的变体中，每个加热中断器34包括MOS损耗晶体管，其具有漏-源节作为加热电流的通路。
在图5所示的实施例中，用于激励加热中断器34的断开的装置70包括光电耦合器或光耦合器，其包括连接到加热中断器34的控制输入端61的光电探测器71，和通过电阻77连接到控制输入端73的光源72，依次通过适当电路连接到计算器28。在图5所示的实施例中，光电探测器71是NPN型光电晶体管，具有并联连接到晶体管36的栅-源节的集-射通路，以及光源72是光电二极管。当通过来自输入端73的控制装置将光电二极管72置于导通状态时，光电晶体管71的集-射通路的电压接近于零而处于导通状态，这使得加热晶体管36的栅-源电压为零。然后加热晶体管36切换到断开状态，中断了到加热元件33的通路。当没有通过控制装置将光电二极管72置于导通状态时，光电晶体管71处于非导通状态，不改变自动闭合激励装置的机能。
图9是图5的变体。在图9中，用于激励加热中断器34的断开的装置70包括中断器74，中断器74具有并联到由加热晶体管36的栅-源节和中断器53构成的串联电路的电流中断/导通通路，且具有作为断开控制输入端的控制端子76。中断器74例如由双极型晶体管构成，具有由集-射节构成的电流中断/导通通路。连接到晶体管36的栅极61的电阻75将电流引导到晶体管74。晶体管74例如为NPN类型，其集电极连接到晶体管36的栅极61，并且发射极连接到中断器53的一端，这一端并非是连接到晶体管36的源极连接的充电端子21的那一端。因此可以只在中断器53闭合时激励晶体管74。这样防止了当中断器53断开时有命令导致加热中断器34断开，因此解决了上述加热元件33失效的问题，如参考图7所述的。当中断器53闭合，通过控制晶体管74的端子76将晶体管74置于导通状态时，其集-射电压接近于零，这使得通过输入端61切换到晶体管36的断开状态。相反地，当晶体管74处于非导通状态时，不会使得晶体管36的控制输入端61短路。当然，可以使用任何其他类型的晶体管76。
以下举例说明对电池充电的方法，如图8所述。
在最初的第一加热阶段，控制装置最初将中断装置53、54保持在断开位置，用于在步骤E1中将电池10从充电端子21，22断开。则模块处于四点模式(four-point mode)，其中使用端子23、24从充电端子21、22断开。
然后使用者通过任何适当装置将外部充电器连接到两个充电端子21、22，以向其施加加热电压。由充电器向充电端子21、22施加的该加热电压开始从零伏特增加到最大预设值。则加热中断器34处于允许加热电流流到加热元件33的位置。
当充电端子21、22之间的电压超出位于零伏特和最大预设值之间的预定阈值时，模块51探测到充电器存在并通过输出端52将充电器探测信号发送给计算器28。
施加到充电端子21、22的加热电压导致电流在加热元件33中流动，因此增加了电池10的温度。由于通过中断装置53、54使得连接到电池的端子23、24和充电端子21、22之间断开，充电器的电压不引起任何充电电流从充电器流到电池10，因此避免了冷充电。
在步骤E1之后的步骤E2，计算器28监控部件26和/或27随着时间测量的温度T1和/或T2。当计算器28确定模块温度T，其是温度T1或T2，或者是温度测量部件的最小温度，到达允许充电的预定值Tc时，在步骤E3，在跟随第一加热阶段的第二充电阶段，计算器28通过激励器55来命令每个中断器53、54从中断位置变为闭合位置。该预定充电允许温度值Tc等于额定工作充电温度，在上述示例中等于90℃。
然后施加给端子21、22的充电器的电压通过闭合的中断装置53、54发送到电池10的端子23、24，以对电池10充电。因此电池10通过端子21、22，闭合的中断装置53、54和端子23、24从充电器接收充电电流。然后该模块被称为处于两点模式(two-point mode)。
在电池10的第二充电阶段，计算器28命令加热中断器34断开和闭合。这些命令是电池的温度管理算法的函数，例如将部件26、27测量的温度T1和/或T2保持在电池的最小预设充电温度以上。
在图8的实施例中，在E3之后的步骤E4和E14，加热元件33的加热中断器34在初始加热阶段之后再次处于闭合位置。图8描述了由模块的第一区域Z1，例如壁区域的加热中断器33执行的左侧步骤E4、E5、E6、E7、E8、E9，以及由模块的第二区域Z2，例如中心区域的加热中断器33执行的右侧步骤E14、E15、E16、E17、E18、E19。以下描述第一区域的关于温度T1的步骤E4、E5、E6、E7、E8、E9，第二区域的关于温度T2的步骤E14、E15、E16、E17、E18、E19与步骤E4、E5、E6、E7、E8、E9相似。
在步骤E4之后，在步骤E5，计算器28测试测量的温度T1是否比额定工作充电温度Tc大了多于一个增量DT。当步骤E5为否定时，其返回到步骤E4。当步骤E5为肯定时，在步骤E6，计算器28将断开控制信号COM1发送给与第一区域的加热元件33相关联的激励装置70。在步骤E7，接着断开相关联的加热中断器34，终止向第一区域加热元件33的电流流通。
接下来，在步骤E8，计算器28检测测量的温度T1是否比额定工作充电温度Tc少了多于一个增量DT’。当步骤E8为否定时，其返回到步骤E7。当步骤E8为肯定时，在步骤E9，计算器28将闭合控制信号COM2发送给与第一区域的加热元件33相关联的激励装置37、38，因为不再发送断开控制信号给装置70。该处理返回到步骤E4，闭合相关联的加热中断器34，导致第一区域的加热元件33中的电流流通。
在另一个实施例中，加热中断器34的断开和闭合阶段是循环的，具有预定的周期。
在上文中，当在充电阶段，当通过闭合中断器34来激励加热元件33，或通过断开中断器34使加热元件33失效时，以非同步方式来平滑由加热造成的电流冲击(rush)。
因此，避免了由于每个模块不能处理其加热自治(autonomy)而导致的加热中断器的任何切换，且在两点模式和四点模式之间的交换阶段被严格管理，以保护中断器不损坏。
根据本发明，构造了一种电池组包，其包括多个串联的电池组模块以构造电池组。该电池组包可成功地安装并使用在有轮子的全电动陆地发送机车辆上(由带两个前轮和两个后轮的车辆构成，其中包括电池组包的总重量大约1吨)，即，其牵引发动机驱动由该电池组包独自供电以驱动车辆的两个轮子。
同样地，车辆也可装配车载充电结构，从用于n个模块的一组n个充电器进化为用于n个模块的单个充电器。当车辆空闲时，对模块进行再充电，例如来自例如法国230V网络的电网的典型供电的外部供电被连接到充电结构上为此目的设置的通道上。
在图10所示的实施例中，车辆V包括多个模块1的包PBAT和据有至少一个用于对电池组模块充电的充电器(CHG)的充电结构，
充电器(CHG)包括：
-至少一个连接通道(CXALEXT)，其用于将充电器(CHG)连接到外部供电，
-输出端子(SCH)，其电连接到模块的充电端子(21，22)，
-装置(MCH)，其用于从外部供电(ALEXT)对电池充电，充电装置(MCH)连接到输出端子(SCH)。
根据实施例，充电器(CHG)包括：
-第二通信通道(ACCINFCH)，用于与充电器的外部通信，其中第二通信通道能够接收包括定量充电设置点(CONSCH)的至少一个消息(MCH2)。
-自动控制装置(COMCH)，其连接到第二通信通道(ACCINFCH)，以在充电装置上施加定量充电设置点(CONSCH)，充电装置(MCH)设置为根据第二通信通道(ACCINFCH)上出现的定量充电设置点(CONSCH)从外部供电(ALEXT)对电池充电。
电池组包括：产生装置(PRODCONSCH)，用于产生模块的定量充电设置点(CONSCH)；以及用于与外界通信的第一通信通道(ACC1)，其中第一通信通道连接到充电器的第二通信通道(ACCINFCH)以向其发送定量充电设置点(CONSCH)。例如，模块的用于产生定量充电设置点(CONSCH)的产生装置(PRODCONSCH)设置在电池组包的一个模块上。
在本文所述的实施例中，第一和第二通道是总线B类型。第一和第二通道例如通过发动机车辆的CAN总线连接。
在实施例中，充电器CHG到外部供电的连接通道CXALEXT由到两个导体的简单连接构成。
在实施例中，在车辆V上设置用于电池组包PBAT的所有模块1的单个充电器CHG，如本文所述。

Claims (38)

1、一种电源电池组模块，该电池组模块包括额定工作充电温度为20℃以上的多个可再充电的电池(10)，用于该电池的两个外部使用端子(23，24)和至少一个用于加热电池的电元件，
其特征在于，该电源电池组模块进一步包括用于管理电池的充电的电路(50)，该电路包括：
-用于对电池充电的两个外部充电端子(21，22)，其中所述两个外部充电端子(21，22)连接到外部充电器，其中所述两个外部充电端子(21，22)中的至少一个，称为第二充电端子，与所述两个外部使用端子(23，24)不同，
-第一中断/连接装置(53，54)，位于所述至少一个第二充电端子(21，22)和称为第一使用端子(23，24)的至少一个使用端子(23，24)之间，
第一中断/连接装置(53，54)能够处于第一中断位置和第二连接位置中的一个或另一个，其中第一中断位置防止电流在第二充电端子(21，22)和第一使用端子(23，24)之间流动，而第二连接位置连接第二充电端子(21，22)和第一使用端子(23，24)，
-第二连接装置(60)，位于充电端子(21，22)和加热元件(33)之间，用于至少在第一中断/连接装置的第一中断位置中，将充电端子(21，22)连接到加热元件(33)，从而对加热元件(33)供电。
2、根据权利要求1所述的电池组模块，其特征在于，两个充电端子(21，22)是第二充电端子，与称为第一使用端子的使用端子(23，24)不同，第一中断/连接装置(53，54)设置在第二端子(21，22)和第一端子(23，24)之间。
3、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，第二连接装置(60)包括至少一个加热中断器(34)，该加热中断器具有断开和闭合控制输入端(61)，且该加热中断器与加热元件(33)串联，该串联电路连接在充电端子(21，22)之间，
控制输入端(61)连接到断开激励装置(70)，该断开激励装置包括控制输入端(73，76)，用以在所述控制输入端(73，76)上出现断开控制信号时将加热中断器置于断开位置，
在模块内设置第三装置，从而使加热中断器(34)的闭合独立于断开激励装置(70)和控制输入端(73，76)。
4、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，第二连接装置(60)包括至少一个加热中断器(34)，该加热中断器具有断开和闭合控制输入端(61)，且该加热中断器与加热元件(33)串联，该串联电路连接在充电端子之间(21，22)，
控制输入端(61)连接到第三装置(37，38)以及断开激励装置(70)，第三装置(37，38)用于在充电端子(21，22)之间出现电压时对加热中断器(34)进行自动闭合激励，断开激励装置(70)包括控制输入端(73，76)，用以在所述控制输入端(73，76)上出现断开控制信号时将加热中断器置于断开位置。
5、根据权利要求3或4所述的电池组模块，其特征在于，断开激励装置(70)的控制输入端(73)与加热中断器(34)的控制输入端(61)是光电绝缘的。
6、根据权利要求3或4所述的电池组模块，其特征在于，断开激励装置(70)包括中断器(74)，该中断器具有主电流中断/导通通路，该通路并联到由加热中断器(34)和中断装置(53)构成的串联电路，并具有控制端子(76)作为断开控制输入端。
7、根据权利要求3到6中的任一项所述的电池组模块，其特征在于，第三装置(37，38)包括将控制输入端(61)从充电端子(21，22)偏置的元件(37，38)。
8、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，第二连接装置(60)包括与加热电池(33)串联的至少一个加热中断器(34)，该加热中断器具有断开和闭合控制输入端(61)，该串联电路连接在充电端子(21，22)之间，
加热中断器(34)的控制输入端(61)连接到限压装置(39)。
9、根据权利要求8所述的电池组模块，其特征在于，限压装置(39)包括至少一个齐纳二极管。
10、根据权利要求3到9中的任一项所述的电池组模块，其特征在于，加热中断器(34)包括至少一个晶体管(36)，该晶体管具有主电流中断/导通通路，该通路与加热元件(33)串联，且该晶体管具有用以控制主通路并作为控制输入端(61)的控制端子。
11、根据权利要求10所述的电池组模块，其特征在于，加热中断器(34)的晶体管(36)是MOS晶体管，该晶体管具有构成主电流中断/导通通路的漏-源节并且具有作为控制输入端(61)的栅极。
12、根据权利要求9和11的结合所述的电池组模块，其特征在于，齐纳二极管与加热中断器(34)的MOS晶体(36)的栅-源节并联。
13、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，第二连接装置(60)包括与充电端子(21，22)之间的加热元件(33)串联的至少一个热保险丝(35)，该热保险丝用于防止温度超出高于电池额定工作充电温度的预设温度。
14、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，所述电池组模块包括至少一个用于测量模块的至少一个区域中的温度的部件(26，27)，以及用于控制第一中断/连接装置(53，54)的位置的控制装置(28)，
所述控制装置(28)对测量部件(26，27)测量的温度敏感，从而当测量部件(26，27)提供的最小温度高于或等于为所述控制装置(28)预设的额定工作充电温度时，将第一中断/连接装置(53，54)操作到连接位置。
15、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，第二连接装置(60)包括至少一个加热中断器(34)，该加热中断器具(34)有断开和闭合控制输入端(61)且与加热元件(33)串联，该串联电路连接在充电端子(21、22)之间，
该模块包括连接到控制输入端(61)的控制装置(28)，用于仅在第一中断/连接装置(53，54)处于连接位置时断开加热中断器(34)。
16、根据权利要求14和15的结合所述的电池组模块，其特征在于，加热元件(33)分别与在模块的所述区域(Z1，Z2)中的温度测量部件(26，27)相关联，以及
控制装置(28)设置为在第一中断/连接装置(53，54)处于连接位置时，在相关联的部件(26，27)测量的温度高于第一预设温度(Tc+DT)时使加热中断器(34)断开，该第一预设温度高于额定工作充电温度，在相关联的部件(26，27)测量的温度低于第二预设温度(Tc-DT)时使加热中断器(34)闭合，该第二预设温度低于额定工作充电温度且为20℃以上。
17、根据权利要求14和16中任一项所述的电池组模块，其特征在于，温度测量部件(26，27)设置于模块的至少两个不同区域(Z1，Z2)中。
18、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，电池由薄膜的组合构成。
19、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，电池具有为80℃以上的额定工作充电温度。
20、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，电池是锂金属聚合物类型。
21、根据以上权利要求中任一项所述的电池组模块，其特征在于，所述电池组模块包括用于产生定量充电设置点的装置，和用于与外界通信的第一通道，该第一通道能够传输该定量充电设置点。
22、一种电池组，其特征在于，该电池组在电池组盒中包括多个上述权利要求中任一项所述的电池组模块，在该盒中模块通过它们的使用端子(23，24)连接，该电池组包括至少两个能够从盒的外部连通并连接到模块的使用端子(23，24)和至少两个能够从盒的外部连通并连接到模块的充电端子(21，22)。
23、根据权利要求22所述的电池组，其特征在于，模块的使用端子(23，24)在盒中连续地串联，一个外部使用端子(23，24)连接到所有模块的最低电压的使用端子(23)，而电池组的另一个外部使用端子(24)连接到所有模块的最高电压的使用端子(24)。
24、根据权利要求22和23中任一项所述的电池组，其特征在于，每个模块的充电端子(21，22)能够在盒的外部连通。
25、根据权利要求22和23中任一项所述的电池组，其特征在于，模块通过它们的充电端子(21，22)在盒中连接，电池组包括两个能够在盒的外部连通并连接到模块的充电端子(21，22)。
26、根据权利要求23所述的电池组，其特征在于，模块的充电端子(21，22)在盒中连续地串联，一个外部充电端子(21，22)连接到所有模块的最低电压的充电端子(21)，而电池组的另一个外部充电端子(22)连接到所有模块的最高电压的充电端子(22)。
27、根据权利要求22到26中任一项所述的电池组，其特征在于，该电池组包括用于产生模块的定量充电设置点的装置，和与外部通信的第一通道，该第一通道能够发送所述定量充电设置点。
28、一种通过外部充电器对权利要求1到21中任一项所述的电池组模块进行充电的方法，其特征在于，
首先，至少一个第二外部充电端子(21，22)相对于至少一个第一外部使用端子(23，24)断开，其中至少一个第一外部使用端子(23，24)与至少一个第二外部充电端子(21，22)不同，
将充电器连接到外部充电端子(21，22)，用以为外部充电端子(21，22)施加电压，
将加热元件(33)连接到外部充电端子(21，22)，以在初始加热阶段用充电器的电压将模块的电池(10)至少加热到额定工作充电温度，以及
在初始加热阶段之后，将至少一个第一外部使用端子(23，24)连接到至少一个第二外部充电端子(21，22)，以用充电器的电压对电池(10)进行充电。
29、根据权利要求28所述的方法，其特征在于，两个充电端子(21，22)是第二充电端子，与被称为第一使用端子的使用端子(23，24)不同，
在初始加热阶段之前及期间，两个充电端子(21，22)相对于使用端子(23，24)断开，直到将电池加热到它们的额定工作充电温度，
在初始加热阶段之后，通过将充电端子(21，22)连接到使用端子(23，24)，用充电器的电压从第二充电端子(21，22)对电池进行充电。
30、根据权利要求28和29中任一项所述的方法，其特征在于，设置在模块的至少一个区域(Z1，Z2)中的至少一个测量部件(26，27)测量温度，
模块的计算器(28)连接到测量部件(26，27)，监控测量的电池温度，并在最小测量温度高于或等于额定工作充电温度时，使至少一个第一外部使用端子(23，24)连接到至少一个第二外部充电端子(21，22)。
31、根据权利要求28到30中任一项所述的方法，其特征在于，包括断开和闭合控制输入端(61)的至少一个加热中断器(34)与加热元件串联(33)，该串联电路连接在两个外部充电端子(21，22)之间，
在初始加热阶段，当外部充电端子(21，22)上出现充电器电压时，加热中断器(34)自动闭合，
模块的计算器控制控制输入端，使其仅在充电端子(21，22)连接到使用端子(23，24)时至少临时地使加热中断器断开。
32、根据权利要求30和31的结合所述的方法，其特征在于，加热元件(33)件分别与模块的所述区域(Z1，Z2)中的温度测量部件(26，27)相关联，以及
当充电端子(21，22)连接到使用端子(23，24)时，计算器控制控制输入端(61)，使得在相关联的部件(26，27)的测量温度高于第一预设温度(Tc+DT)时使加热中断器(34)断开，该第一预设温度高于额定工作充电温度，以及当相关联的部件(26，27)的测量温度低于第二预设温度(Tc-DT)时使加热中断器(34)闭合，该第二预设温度低于额定工作充电温度且为20℃以上。
33、根据权利要求30和32中的任一项所述的方法，其特征在于，温度测量部件(26，27)设置在模块的至少两个不同区域(Z1，Z2)中。
34、根据权利要求28到33中的任一项所述的方法，其特征在于，电池组模块安装在发动机车辆中。
35、一种发动机车辆，包括牵引发动机驱动和至少一个权利要求22到27中任一项所述的电池组，用于至少临时地为牵引发动机驱动供电。
36、根据权利要求35所述的发动机车辆，其特征在于，该发动机车辆进一步包括具有至少一个为电池组模块充电的充电器(CHG)的充电结构，
充电器(CHG)包括：
-至少一个连接通道(CXALEXT)，用于将充电器(CHG)连接到外部供电，
-输出端子(SCH)，其电连接到模块的充电端子(21，22)，
-用于从外部供电(ALEXT)对电池充电的装置(MCH)，充电装置(MCH)连接到输出端子(SCH)。
37、一种根据权利要求36所述的发动机车辆，其特征在于，充电器(CHG)包括：
-第二通信通道(ACCINFCH)，用于与充电器的外部通信，第二通信通道能够接收包括定量充电设置点(CONSCH)的至少一个消息(MCH2)，
-自动控制装置(COMCH)，其连接到第二通信通道(ACCINFCH)，用于在充电装置上施加定量充电设置点(CONSCH)，充电装置(MCH)设置为根据第二通信通道(ACCINFCH)上出现的定量充电设置点(CONSCH)从外部供电(ALEXT)对电池充电。
38、根据权利要求37所述的发动机车辆，其特征在于，电池组包括产生装置，用于产生模块的定量充电设置点(CONSCH)，以及用于与外界通信的第一通信通道，其中第一通信通道连接到充电器的第二通信通道(ACCINFCH)以向其发送定量充电设置点(CONSCH)。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315502A (zh) * 2011-08-19 2012-01-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动车的电池加热装置及其控制方法
CN103682519A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 惠州市亿能电子有限公司 电动汽车低温环境加热方法
CN105206897A (zh) * 2014-06-30 2015-12-30 观致汽车有限公司 用于控制电池组温度的装置和方法
CN105922880A (zh) * 2016-05-03 2016-09-07 北京新能源汽车股份有限公司 电动汽车动力电池的充电控制方法和控制系统
US9527390B2 (en) 2013-08-29 2016-12-27 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Electric vehicle charging system
CN113169381A (zh) * 2018-11-13 2021-07-23 瑞维安知识产权控股有限责任公司 用于非开关式高电压电源的配电系统
US11984719B2 (en) 2018-11-13 2024-05-14 Rivian Ip Holdings, Llc Quick battery disconnect system for high current circuits

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI381604B (zh) * 2009-05-25 2013-01-01 Pegatron Corp 具有加熱保護電路的電子裝置及其加熱保護方法
JP5251957B2 (ja) * 2010-10-20 2013-07-31 三菱自動車工業株式会社 充電制御装置
JP2013183523A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Nissan Motor Co Ltd 電動車両
JP5445702B2 (ja) * 2013-02-27 2014-03-19 三菱自動車工業株式会社 充電制御装置
KR101322934B1 (ko) * 2013-05-08 2013-10-28 주식회사 이젠 차량 장비용 배터리 모듈 및 그 구동 방법
KR101671371B1 (ko) 2013-05-23 2016-11-01 주식회사 엘지화학 비돌출 구조의 커넥터를 포함하고 있는 이차전지 팩
KR102123057B1 (ko) * 2013-12-27 2020-06-15 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 모듈용 승온 시스템 및 상기 승온 시스템 제어 방법
JP6367362B2 (ja) 2014-04-29 2018-08-01 エルジー・ケム・リミテッド 保護回路モジュール固定部を含む電池パック
US10291046B2 (en) * 2016-11-23 2019-05-14 Robert Bosch Gmbh Method for fast charging lithium-ion batteries
EP3337002B1 (en) * 2016-12-16 2023-06-14 Samsung SDI Co., Ltd Battery system and control unit for a battery system
FR3060484A1 (fr) * 2016-12-21 2018-06-22 Bluecar Procede et systeme de gestion d'un vehicule electrique ou hybride rechargeable
CN110392956B (zh) 2017-01-09 2023-06-23 米沃奇电动工具公司 电池组
CN207265713U (zh) * 2017-07-28 2018-04-20 特斯拉公司 具有热保护的充电系统
DE102018201202A1 (de) * 2018-01-26 2019-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung für einen Umrichter, Verfahren zum Betrieb eines Umrichters und Luftfahrzeug mit einer derartigen Schaltungsanordnung

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2442512A1 (fr) * 1978-11-22 1980-06-20 Anvar Nouveaux materiaux elastomeres a conduction ionique
FR2527610B1 (fr) * 1982-06-01 1987-08-14 Anvar Tetra-alkynyl borates ou -aluminates de metaux alcalins, leurs solutions solides avec des matieres plastiques et leur application a la constitution d'elements conducteurs pour des generateurs electrochimiques
FR2606217B1 (fr) * 1986-10-30 1990-12-14 Elf Aquitaine Nouveau materiau a conduction ionique constitue par un sel en solution dans un electrolyte liquide
FR2646966B1 (fr) * 1989-05-10 1996-02-02 Elf Aquitaine Procede de chauffage rapide et uniforme d'un ensemble multicouche comportant au moins une couche mince a base d'un materiau macromoleculaire a conduction ionique intercalee entre deux structures a conduction electronique elevee
FR2657552B1 (fr) * 1990-01-30 1994-10-21 Elf Aquitaine Procede et dispositif de decoupe d'un ensemble multicouche constitue d'une pluralite de couches minces.
CA2038160C (en) * 1991-03-13 1996-10-22 Jiri K. Nor Charging circuits for rechargeable batteries and cells
US5670861A (en) * 1995-01-17 1997-09-23 Norvik Tractions Inc. Battery energy monitoring circuits
US6037071A (en) * 1996-04-10 2000-03-14 Duracell Inc Current interrupter for electrochemical cells
DE19614435A1 (de) * 1996-04-12 1997-10-16 Ee Signals Gmbh & Co Kg Energieversorgungseinheit
JPH10284133A (ja) * 1997-04-08 1998-10-23 Sony Corp バッテリーパック及びバッテリーパック充電方法
US7059769B1 (en) * 1997-06-27 2006-06-13 Patrick Henry Potega Apparatus for enabling multiple modes of operation among a plurality of devices
US6025695A (en) * 1997-07-09 2000-02-15 Friel; Daniel D. Battery operating system
US6087036A (en) 1997-07-25 2000-07-11 3M Innovative Properties Company Thermal management system and method for a solid-state energy storing device
US6104967A (en) 1997-07-25 2000-08-15 3M Innovative Properties Company Fault-tolerant battery system employing intra-battery network architecture
CA2225585A1 (en) 1997-12-12 1999-06-12 Hydro-Quebec Battery control system
JP2000357540A (ja) * 1999-06-14 2000-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池の保護回路
AU2001265724A1 (en) 2000-06-02 2001-12-11 Astec International Limited Automatic module configuration in a telecommunications power system and battery configuration with a click
CA2348586A1 (en) 2001-05-25 2002-11-25 Corporation Avestor Inc. Power management system
US6680145B2 (en) 2001-08-07 2004-01-20 3M Innovative Properties Company Lithium-ion batteries
EP1302998A1 (en) 2001-10-16 2003-04-16 Mes-Dea S.A. Combined system comprising electric batteries and solid oxide fuel cell apparatus
JP2003168491A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Fuji Photo Film Co Ltd 二次電池ユニット、二次電池用温調装置、充電装置、充電プログラム並びに充電方法
EP1363343B1 (en) 2002-05-15 2004-12-15 Mes-Dea S.A. Low temperature sodium/metal chloride electrochemical battery unit
EP1543598A1 (en) * 2002-09-26 2005-06-22 Invensys Energy Systems (NZ) Limited Modular battery management apparatus with cell sensing and energy redistribution capabilities
JP2004146307A (ja) * 2002-10-28 2004-05-20 Solectron Japan Kk バッテリーユニット
FR2849280B1 (fr) 2002-12-23 2006-12-22 Batscap Sa Procede et dispositif de realisation d'ensembles de stockage d'energie
FR2849284B1 (fr) 2002-12-23 2007-01-05 Batscap Sa Dispositif de realisation d'ensembles de stockage d'energie comprenant des moyens de collage ameliores de fin d'enroulement
FR2849287B1 (fr) 2002-12-23 2006-12-22 Batscap Sa Dispositif de realisation d'ensembles de stockages d'energie comprenant des moyens de coupe ameliores
FR2849283B1 (fr) * 2002-12-23 2005-10-28 Batscap Sa Architecture de dispositif de bobinage d'ensemble de stockage d'energie electrique
FR2852148B1 (fr) * 2003-03-07 2014-04-11 Batscap Sa Materiau pour electrode composite, procede pour sa preparation
EP1673828B1 (en) * 2003-10-14 2013-05-08 Black & Decker Inc. Protection methods, protection circuits and protective devices for secondary batteries, a power tool, charger and battery pack adapted to provide protection against fault conditions in the battery pack
US20060028182A1 (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Jihui Yang Thermoelectric methods to control temperature of batteries
FR2866154B1 (fr) * 2004-02-10 2014-02-21 Batscap Sa Procede d'elaboration d'un dispositif electrochimique.
US7307402B2 (en) 2004-07-19 2007-12-11 Avestor Limited Partnership Method of charging alkali metal polymer batteries
JP2006035942A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
JP2006121827A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Ricoh Co Ltd 二次電池の保護回路
FR2876998B1 (fr) * 2004-10-22 2007-01-19 Batscap Sa Procede de preparation de gamma-liv205

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315502A (zh) * 2011-08-19 2012-01-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动车的电池加热装置及其控制方法
CN102315502B (zh) * 2011-08-19 2013-09-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动车的电池加热装置的控制方法
US9527390B2 (en) 2013-08-29 2016-12-27 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Electric vehicle charging system
CN104578235B (zh) * 2013-08-29 2018-02-13 三菱自动车工业株式会社 电动车辆充电系统
CN103682519A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 惠州市亿能电子有限公司 电动汽车低温环境加热方法
CN103682519B (zh) * 2013-12-23 2016-03-23 惠州市亿能电子有限公司 电动汽车低温环境加热方法
CN105206897A (zh) * 2014-06-30 2015-12-30 观致汽车有限公司 用于控制电池组温度的装置和方法
CN105206897B (zh) * 2014-06-30 2017-10-10 观致汽车有限公司 用于控制电池组温度的装置和方法
CN105922880A (zh) * 2016-05-03 2016-09-07 北京新能源汽车股份有限公司 电动汽车动力电池的充电控制方法和控制系统
CN113169381A (zh) * 2018-11-13 2021-07-23 瑞维安知识产权控股有限责任公司 用于非开关式高电压电源的配电系统
US11984719B2 (en) 2018-11-13 2024-05-14 Rivian Ip Holdings, Llc Quick battery disconnect system for high current circuits

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FR2912264A1 (fr) 2008-08-08
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CA2677242A1 (fr) 2008-08-28
CA2677242C (fr) 2014-12-09

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