CN102082310A - 能够保护电池单体免受高温膨胀的电池包和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够保护电池单体免受高温膨胀的电池包和方法，该方法包括：感测电池单体的温度和电压；确定感测到的电池单体的温度是否超过参考温度；当感测到的电池单体的温度超过参考温度时，确定感测到的电池单体的电压是否超过参考电压；当感测到的电池单体的电压超过参考电压时，使充电/放电/待机模式下的电池单体自放电。

Description

能够保护电池单体免受高温膨胀的电池包和方法
本申请要求2009年11月26日提交的第10-2009-0115143号韩国专利申请的优先权并主张其权益，该申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明的一个或多个实施例涉及一种能够防止电池单体高温膨胀或保护电池单体免受高温膨胀的电池包和方法。
背景技术
通常，电池包包括多个电池单体、用于防止电池单体过充电/过放电或保护电池单体免受过充电/过放电的充电/放电开关以及控制充电/放电开关的控制单元。
控制单元感测电池单体的电压来确定电池单体是否过充电/过放电。如果电池单体过充电，则控制单元断开充电开关来停止充电操作。如果电池单体过放电，则控制单元断开放电开关来停止放电操作。
然而，如果充电的电池单体长时间暴露于高温，则电池单体中产生大量的气体。因此，电池单体膨胀并泄漏液体，从而使电池包的稳定性和可靠性劣化。
例如，通常，由于导航装置(一种用于车辆的电子装置)会总是连接到电源线，所以导航装置的电池单体会总是被充电。因此，如果夏季车辆内部的温度突然升高，则导航装置的电池单体中会产生大量气体，使得电池单体会过度地膨胀并泄漏液体。
发明内容
本发明实施例的方面涉及一种能够防止电池单体高温膨胀或保护电池单体免受高温膨胀的电池包和方法。
本发明的实施例提供了一种保护电池单体免受高温膨胀的方法，该方法包括：感测电池单体的温度和电压；确定感测到的电池单体的温度是否超过参考温度；当感测到的电池单体的温度超过参考温度时，确定感测到的电池单体的电压是否超过参考电压；当感测到的电池单体的电压超过参考电压时，使充电/放电/待机模式下的电池单体自放电。
参考温度可以在大约45℃和大约70℃之间。
参考电压可以是大约3.85V。
电池单体的自放电步骤可包括以大约0.1C和大约2C的倍率使电池单体放电。
电池单体的自放电步骤可包括以大约0.1C和大约0.5C的倍率使电池单体放电。
当电池单体的剩余容量在大约50％和大约100％之间时，可执行电池单体的自放电。
可执行电池单体的自放电直到电池单体的剩余容量降至大约50％。
可执行电池单体的自放电直到感测到的电池单体的电压降至大约3.8V。
电池单体的自放电步骤可包括：使电池单体放电；确定电池单体的容量是否低于或等于大约50％；当电池单体的容量高于大约50％时，确定感测到的电池单体的电压是否低于或等于大约3.8V，其中，当电池单体的容量低于或等于大约50％时电池单体的放电停止，当电池单体的电压高于大约3.8V时电池单体的放电继续。
本发明的另一实施例提供了一种用于保护电池单体免受高温膨胀的电池包，该电池包包括：电池单体；温度传感器，用于感测电池单体的温度；自放电单元，电结合到电池单体并被构造为使电池单体自放电；控制单元，用于根据感测到的温度控制充电/放电/待机模式下的自放电单元。
充电开关元件可电结合到电池单体的主要电流通路，其中，控制单元独立地控制充电开关元件和自放电单元。
自放电单元可包括第一放电电阻器和自放电开关元件，第一放电电阻器和自放电开关元件彼此串联结合，并且自放电开关元件和第一放电电阻器与电池单体并联结合。
自放电单元还可包括结合在自放电开关元件和第一放电电阻器之间的发光二极管。
第二放电电阻器可与自放电开关元件或第一放电电阻器并联结合。
温度传感器可包括热敏电阻器和结合到热敏电阻器的分压电阻器。
控制单元可被构造为：当感测到的电池单体的温度超过参考温度并且感测到的电池单体的电压超过参考电压时，启动充电/放电/待机模式下的自放电单元。
控制单元可被构造为：如果电池单体的剩余容量在大约50％和大约100％之间，则启动自放电单元。
电池包可与导航装置安装在一起。
电池包可与用于车辆的电子装置安装在一起。
附图说明
附图与说明书一起示出本发明的示例性实施例，并且与说明书一起解释本发明的原理。
图1是根据本发明实施例的电池包的框图。
图2a是根据本发明实施例的电池包的自放电单元的电路图。
图2b是根据本发明另一实施例的电池包的自放电单元的电路图。
图2c是根据本发明另一实施例的电池包的自放电单元的电路图。
图3是安装有根据本发明实施例的电池包的导航装置的分解透视图。
图4是示出根据本发明实施例的方法的流程图。
图5是示出根据本发明实施例的方法中的正常模式操作的流程图。
图6是示出根据本发明实施例的方法中的充电或放电停止模式操作的流程图。
图7是示出根据本发明实施例的方法中的自放电模式操作的流程图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，简单地以说明的方式仅示出并描述了本发明的特定示例性实施例。本领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神或范围的所有情况下，可以对所描述的实施例做出各种不同方式的修改。因此，附图和描述实质上是示例性而非限制性的。相同的标号在整个说明书中始终表示相同的元件。
图1是根据本发明实施例的电池包100的框图。
参照图1，电池包100包括电池单体110、温度传感器120、自放电单元130、控制单元140、放电开关150和充电开关160。此外，电池包100包括与充电器或外部负载电结合/从充电器或外部负载电断开的包正极端子P+和包负极端子P-。
电池单体110是可充电/放电的并包括单体正极端子B+和单体负极端子B-。电池单体110可以是锂离子电池单体、锂聚合物电池单体以及它们的等同物中的任意一种，本发明构思不局限于此。通过放电开关150和充电开关160，单体正极端子B+电结合到包正极端子P+，单体负极端子B-电结合到包负极端子P-。单体正极端子B+与包正极端子P+之间的通路以及单体负极端子B-与包负极端子P-之间的通路是充电/放电电流通路，可将单体正极端子B+与包正极端子P+之间的通路以及单体负极端子B-与包负极端子P-之间的通路定义为大(或主要)电流通路。
温度传感器120安装在电池单体110上或电池单体110周围，以感测电池单体110的温度，将感测到的温度转换为电信号并将该电信号输入到控制单元140。温度传感器120可包括热敏电阻器121和分压电阻器122。如在本领域公知的，热敏电阻器121具有随温度改变的电阻值。此外，分压电阻器122被用来划分电压。也就是说，热敏电阻器121具有电结合到单体正极端子B+与包正极端子P+之间的结点N1的一个端子以及电结合到分压电阻器122的另一端子。分压电阻器122具有电结合到热敏电阻器121的一个端子，以及电结合到控制单元140的另一端子。此外，热敏电阻器121与分压电阻器122之间的结点N2结合到控制单元140的VTH端子，分压电阻器122结合到控制单元140的VSSTH端子。在此，如在本领域公知的，热敏电阻器121的电阻值随着温度的升高而降低。因此，随着温度升高，热敏电阻器121使输入到VTH端子的电压升高。此外，可以针对将要感测的温度范围选择(例如，适当地选择)分压电阻器122。也就是说，可以调节分压电阻器122的电阻值，以控制将要被感测的温度的范围。
自放电单元130并联结合到电池单体110的正极端子B+和负极端子B-。此外，自放电单元130电结合到控制单元140的TS端子。因此，自放电单元130根据控制单元140的控制信号进行操作/停止。自放电单元130迫使电池单体110放电以降低电池单体110的容量或电压。将在之后更详细地描述自放电单元130的构造和操作。
控制单元140电结合到温度传感器120和自放电单元130。此外，也可将电压传感器和电流传感器结合到控制单元140，以感测电池单体110的电压和电流。电压传感器和电流传感器是本领域适合的传感器。根据从温度传感器120接收的温度值，控制单元140控制自放电单元130，以使电池单体110在充电/放电/待机状态下自放电。具体来讲，如果电池单体110的温度超过参考温度，电池单体110的电压超过参考电压和/或电池单体110的容量超过参考容量，则控制单元140启动自放电单元130以迫使电池单体110进行放电。这防止了电池单体110的高温膨胀和液体泄漏(或者保护电池单体110免受高温膨胀和液体泄漏)。
控制单元140包括逻辑电路141和温度感测电路142。逻辑电路141通过TS端子电结合到自放电单元130。此外，温度感测电路142电结合到VTH端子和VSSTH端子，以将温度传感器120的感测值转换为电信号并将该电信号输入到逻辑电路141。也就是说，如果由温度感测电路142感测到的温度超过参考温度，电池单体110的电压超过参考电压，并且电池单体110的容量超过参考容量，则逻辑电路141启动自放电单元130以通过TS端子使电池单体110放电。在此，控制单元140感测电池单体110的电压和电流以计算电池单体110的容量。容量计算方法以及用于电池单体110的电压传感器和电流传感器是本领域内适合的方法和传感器。
在此，可不考虑电池单体110的容量。也就是说，如果由温度感测电路142感测到的温度超过参考温度并且电池单体110的电压超过参考电压，则逻辑电路141可通过TS端子启动自放电单元130。在这种情况下，可在不牺牲电池单体110的容量的情况下更有效地防止(减少)电池单体110的膨胀和液体泄漏。
放电开关150和充电开关160电结合在单体负极端子B-与包负极端子P-之间。放电开关150具有结合到单体负极端子B-的源极、结合到控制单元140的DOUT端子的栅极以及结合到充电开关160的漏极的漏极。此外，正向为从单体负极端子B-到包负极端子P-的体二极管并联结合到放电开关150。充电开关160具有结合到包负极端子P-的源极、结合到控制单元140的COUT端子的栅极以及结合到放电开关150的漏极的漏极。此外，正向为从包负极端子P-到单体负极端子B-的体二极管并联结合到充电开关160。
如果确定了电池单体110被放电至过放电电压(或具有过放电电压)，则控制单元140通过DOUT端子向放电开关150的栅极输出控制信号，以断开放电开关150。因此，电池单体110的放电操作被停止。此外，可通过放电开关150的体二极管将电池单体110充电。如果电池单体110具有过放电电流，则也适用相同的操作。
如果确定了电池单体110被充电至过放电电压(或具有过充电电压)，则控制单元140通过COUT端子向充电开关160的栅极输出控制信号，以断开充电开关160。因此，电池单体110的充电操作被停止。此外，可通过充电开关160的体二极管将电池单体110放电。如果电池单体110具有过充电电流，则也适用相同的操作。
在此，基本上通过逻辑电路141来控制放电开关150和充电开关160。也就是说，逻辑电路141基本上独立地控制自放电单元130、放电开关150和充电开关160。换言之，逻辑电路141独立地控制自放电单元130而不论放电开关150或充电开关160是导通还是断开。关于此点，自放电单元130与放电开关150，或者自放电单元130与充电开关160可不相互电连接。也就是说，控制单元140的TS端子、DOUT端子和COUT端子不相互电连接。
虽然在图1中示出了放电开关150和充电开关160的类型是N沟道场效应晶体管(FET)，但是本发明构思不局限于此。例如，放电开关150和充电开关160的类型可以是P沟道FET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和它们的等同物中的任一种。
在根据本发明示例性实施例的方法中，如果电池单体110的温度、电压和容量满足条件(例如，预定的条件)，则电池单体110自放电。例如，如果电池单体110的温度超过大约45℃至大约70℃，电池单体110的电压超过大约3.85V，并且电池单体110的容量是大约50％至大约100％，则电池单体110可被强制放电。因此，可防止或减少电池单体110的膨胀和液体泄漏。此外，还可提高安装有电池包100的电子装置的稳定性和可靠性。此外，温度范围、电压范围和容量范围会根据电池单体的类型、形状、结构和容量而改变，本发明不局限于此。
图2a是根据本发明实施例的电池包的自放电单元130的电路图。图2b是根据本发明另一实施例的电池包的自放电单元230的电路图。图2c是根据本发明另一实施例的电池包的自放电单元330的电路图。
参照图2a，自放电单元130包括放电开关元件131和放电电阻器132。例如，放电开关元件131可以是N沟道FET，本发明构思不局限于此。
放电开关元件131具有电结合到电池单体110的单体负极端子B-的源极、电结合到放电电阻器132的漏极和电结合到TS端子的栅极。此外，放电电阻器132具有结合到电池单体110的单体正极端子B+的一个端子以及电结合到放电开关元件131的漏极的另一端子。
因此，例如，如果将高信号通过TS端子输入，则N沟道FET被导通。因此，电流从电池单体110的单体正极端子B+流经放电开关元件131和电池单体110的单体负极端子B-。因此，电池单体110通过放电电阻器132自放电。
参照图2b，自放电单元230与自放电单元130基本上相同，但是自放电单元230还包括发光二级管(LED)233。在此，LED 233可具有电结合到放电电阻器132的阴极和电结合到放电开关元件131的漏极的阳极。
因此，当自放电单元230被启动时，LED 233发光，从而使使用者能够检测电池包100的自放电操作。此外，LED 233还可提高电池单体110的自放电速率。
参照图2c，自放电单元330与自放电单元230基本上相同，但是自放电单元330还包括额外的放电电阻器334。也就是说，额外的放电电阻器334可具有结合到电池单体110的单体正极端子B+的一个端子以及结合到LED233和放电开关元件131之间的结点N3的另一端子。此外，尽管未在附图中示出，但是额外的放电电阻器334可以与放电开关元件131并联结合。额外的放电电阻器334进一步提高自放电单元330的自放电速率。
图3是安装有根据本发明实施例的电池包100的导航装置400的分解透视图，该电池包100能够防止电池单体110高温膨胀或者保护电池单体110免于高温膨胀。
参照图3，电池包100与安装在车辆中的导航装置400安装在一起或安装在导航装置400上。电池包100还可与用于车辆的各种其他适合的电子装置安装在一起或安装在这些电子装置上。
因此，如果与用于车辆的适合的电子装置安装在一起或安装在这些电子装置上的电池包100被暴露到夏季中的高温环境，则电池包自放电，从而防止(或免于)膨胀和液体泄漏。
下面，将更详细地描述电池包100的控制单元140的操作。具体来讲，将更详细地描述控制单元140的逻辑电路的操作。
图4是示出根据本发明实施例的方法的流程图。
参照图4，该方法是防止电池单体(例如，电池单体100)高温膨胀或保护电池单体免于高温膨胀的方法。在此，如图4所示的方法包括：感测电池单体的温度和电压并计算电池单体的剩余容量的操作S100；确定电池单体的温度是否超过参考温度的操作S200；确定电池单体的电压是否超过参考电压的操作S400；确定电池单体的容量是否超过参考容量的操作S600；执行自放电模式操作的操作S700。
在此，如果在操作S200中确定电池单体的温度没有超过参考温度，则执行正常模式操作S300。此外，如果在操作S400中确定电池单体的电压没有超过参考电压，则执行充电或放电停止模式操作S500。
在下面的描述中，将明白每个操作都是由电池包的控制单元(即，逻辑电路)来执行的。
在操作S100中，控制单元通过利用温度传感器来感测电池单体的温度，并且控制单元通过利用电压传感器来感测电池单体的电压。此外，控制单元通过利用电池单体的电压或电流值来计算电池单体的剩余容量。
在操作S200中，控制单元确定感测到的电池单体的温度是否超过参考温度。在此，可将参考温度设置在大约45℃和大约70℃之间(或在45℃和70℃之间)，本发明构思不局限于此。也就是说，可根据电池单体的类型、形状、结构和容量来改变参考温度。通常，如果温度超过大约45℃，则锂离子电池单体或锂聚合物电池单体会有膨胀的趋势。因此，如果电池单体是锂离子电池单体或锂聚合物电池单体，则可将参考温度设置为至少大约45℃(或至少45℃)。
如果电池单体的温度超过参考温度(在操作S200中)，则执行操作S400。
在操作S400中，控制单元确定感测到的电池单体的电压是否超过参考电压。在此，可将参考电压设置为大约3.85V(或为3.85V)，本发明构思不局限于此。也就是说，可根据电池单体的类型、形状、结构和容量来改变参考电压。通常，如果电压超过大约3.85V并且温度超过大约45℃，则锂离子电池单体或锂聚合物电池单体会有膨胀的趋势。因此，如果电池单体是锂离子电池单体或锂聚合物电池单体，则可将参考电压设置为至少大约3.85V。
如果电池单体的电压超过参考电压(在操作S400)中，则执行操作S600。
在操作S600中，控制单元确定计算的电池单体的容量是否超过参考容量。在此，可将参考容量设置在大约50％和大约100％之间(在50％和100％之间)，本发明构思不局限于此。也就是说，可根据电池单体的类型、形状、结构和容量来改变参考容量。通常，如果容量是大约50％至大约100％，电压超过大约3.85V并且温度超过大约45℃，则锂离子电池单体或锂聚合物电池单体会有膨胀的趋势。因此，如果电池单体是锂离子电池单体或锂聚合物电池单体，则可将参考容量设置在大约50％和大约100％之间。
如果电池单体的容量超过参考容量(在操作S600中)，则执行操作S700。
在操作S700中，控制单元执行自放电操作直到电池单体的电压降低到某一电平(例如，预定的电平)。也就是说，控制单元启动自放电单元130使电池单体自放电直到电池单体的电压降至大约3.8V，本发明构思不局限于此。也就是说，可根据电池单体的类型、形状、结构和容量来改变电池单体的自放电停止电压。此外，在电池单体的容量降至大约50％之后自放电操作会停止(例如，立即停止)。也就是说，即使电池单体的当前电压超过大约3.8V，但是在电池单体的容量降至大约50％之后自放电操作也会停止(例如，立即停止)。
可以以大约0.1C和大约2C之间(或者0.1C和2C之间)的倍率来执行电池单体的自放电操作。在一个实施例中，可以以大约0.1C和大约0.5C(或者0.1C和0.5C)之间的倍率来执行电池单体的自放电操作。在此，可根据电池单体的类型、形状、结构和容量来改变自放电倍率。通常，如果锂离子电池单体或锂聚合物电池单体的自放电倍率低于大约0.1C，则难以抑制电池单体的高温膨胀；如果自放电倍率高于大约0.5C，则电池单体会快速劣化。因此，如果电池单体是锂离子电池单体或锂聚合物电池单体，则可将电池单体的自放电倍率设置在大约0.1C和大约0.5C之间。
此外，可不考虑电池单体的容量。也就是说，可仅考虑电池单体的温度和电压来确定是否执行自放电操作。换言之，当电池单体的温度超过参考温度并且电池单体的电压超过参考电压时电池单体可立即自放电。该方法会过多地降低电池单体的剩余容量，因此缩短了电池包的可用时间。然而，在一个实施例中，在自放电操作中不考虑电池单体的容量，从而更有效地防止或减少电池单体的膨胀和液体泄漏，尽管该方法会过多地降低电池包的剩余容量或可用时间。
如图4所示，可以以指定的顺序执行操作S200、操作S400和操作S600，本发明构思不局限于此。例如，可以以指定的顺序执行操作S200、操作S600和操作S400。此外，可以以指定的顺序执行操作S400、操作S200和操作S600。此外，可以以指定的顺序执行操作S400、操作S600和操作S200。此外，可以以指定的顺序执行操作S600、操作S200和操作S400。此外，可以以指定的顺序执行操作S600、操作S400和操作S200。在任一情况下，如果三种操作的条件都被满足，则以充电/放电/待机模式执行自放电模式操作S700。
也就是说，如果电池单体的温度超过大约45℃和大约70℃之间的某一温度(或参考温度)，电池单体的电压超过大约3.85V并且电池单体的容量在大约50％和大约100％之间，则执行自放电模式操作S700。此外，即使电池单体的电压没有降至大约3.8V，但是当电池单体的容量降至大约50％的时候，自放电模式操作S700也会停止(例如，立即停止)。
图5是示出根据本发明实施例的方法中的正常模式操作S300的流程图。
如果电池单体的温度不高于参考温度(在图4的操作S200中)，则执行正常模式操作S300。
正常模式操作S300包括：确定电池单体的电压是否高于过充电电压的操作S310；如果电池单体的电压高于过充电电压(在操作S310中)则停止充电操作的操作S320；确定电池单体的电压是否低于过放电电压的操作S330；如果电池单体的电压低于过放电电压(在操作S330中)则停止放电操作的操作S340。在此，如果电池单体的电压不低于过放电电压(在操作S330中)，则控制单元会返回至操作S310。
在操作S310中，控制单元使用电压传感器来确定电池单体的电压是否高于过充电电压(例如，大约4.3V)。
在操作S320中，控制单元向充电开关输出充电停止信号以断开充电开关。因此，将电池单体的充电操作停止。此外，尽管在该情况下，电池单体也可通过充电开关的体二极管来放电。
在操作S330中，控制单元使用电压传感器来确定电池单体的电压是否低于过放电电压(例如，大约2.3V)。
在操作S340中，控制单元向放电开关输出放电停止信号以断开放电开关。因此，停止电池单体的放电操作。此外，尽管在该情况下，电池单体也可通过放电开关的体二极管来充电。
此外，可以按相反的顺序来执行操作S310和操作S330。也就是说，可以首先执行操作S330然后执行操作S310。
图6是示出根据本发明实施例的方法中的充电或放电停止模式操作S500的流程图。
如果电池单体的温度超过参考温度且电池单体的电压未超过参考电压(在图4的操作S400中)，则执行充电或放电停止模式操作S500。如果电池单体的温度超过参考温度，电池单体的电压超过参考电压，而电池单体的容量没有超过参考容量(在图4的操作S600中)，则也执行充电或放电停止模式操作S500。
充电或放电停止模式操作S500包括：充电或放电停止操作S510；确定电池单体的温度是否低于或等于参考温度的操作S520。
在充电或放电停止操作S510中，控制单元断开充电开关或放电开关，以停止电池单体的充电操作或放电操作。也就是说，由于电池单体的温度超过参考温度，所以停止电池单体的充电或放电操作来稳定电池单体。
在操作S520中，控制单元确定电池单体的温度是否低于或等于参考温度(例如，在大约45℃和大约70℃之间)。
如果电池单体的温度低于或等于参考温度(在操作S520中)，则由于电池单体被稳定了而停止充电或放电停止模式。另一方面，如果电池单体的温度高于参考温度(在操作S520中)，则由于电池单体没有被稳定，所以控制单元返回至操作S510。
图7是示出根据本发明实施例的方法中的自放电模式操作S700的流程图。
如果电池单体的温度、电压和容量满足条件(例如，预定的条件)，则执行自放电模式操作S700。例如，如果电池单体的温度超过大约45℃和大约70℃之间的某一温度，电池单体的电压超过大约3.85V，且电池单体的容量为大约50％至大约100％，则执行电池单体自放电。在自放电模式操作中可不考虑电池单体的容量。
自放电模式操作S700包括：使电池单体放电的操作S710；确定电池单体的容量是否低于或等于停止容量的操作S720；确定电池单体的电压是否低于或等于停止电压的操作S730。在此，在电池单体的充电/放电/待机模式下执行自放电模式操作S700。也就是说，根据实施例，电池单体在其充电、放电或待机模式下自放电，从而即使电池单体处于任一情况下也能有效地防止(或减少)电池单体的膨胀和液体泄漏。
在操作S710中，控制单元向自放电单元输出自放电信号，以使电池单体自放电。
在操作S720中，控制单元确定电池单体的容量是否低于或等于大约50％。如果电池单体的容量低于或等于大约50％(在操作S720中)，则控制单元向自放电单元输出自放电停止信号以停止(例如，立即停止)电池单体的自放电操作。也就是说，控制单元停止自放电模式。
另一方面，如果电池单体的容量超过大约50％(在操作S720中)，则执行操作S730。
在操作S730中，控制单元确定电池单体的电压是否低于或等于大约3.8V。如果电池单体的电压高于大约3.8V(在操作S730中)，则控制单元返回至操作S710。另一方面，如果电池单体的电压低于或等于大约3.8V(在操作S730中)，则停止电池单体的自放电操作。也就是说，控制单元停止自放电模式。
此外，可以按相反的顺序执行操作S720和操作S730。也就是说，可以首先执行操作S730然后执行操作S720。
如上所述，在根据本发明实施例的方法中，如果电池单体的温度、电压和容量满足条件(例如，预定的条件)，则电池单体自放电。也就是说，如果电池单体的温度超过大约45℃和大约70℃之间的某一温度，电池单体的电压超过大约3.85V并且电池单体的容量在大约50％和大约100％之间，则电池单体在充电/放电/待机模式下被强制放电至大约3.8V。因此，根据本发明的实施例，可有效地防止或减少电池单体的膨胀和液体泄漏。此外，进一步提高了使用上述方法的电池包的稳定性和可靠性。此外，本发明构思适合于安装在在高温状态下频繁使用的电子装置(例如，用于车辆的导航装置和电子装置)上的电池包。
根据如上所述的本发明的实施例，如果电池单体的温度超过参考温度并且电池单体的电压超过参考电压，则电池单体自放电，从而有效地防止或减少了电池单体的高温膨胀或液体泄漏。此外，在电池单体的容量在大约50％和大约100％之间的同时电池单体可自放电，从而更有效地防止(或减少)了电池单体的高温膨胀或液体泄漏。
此外，可以在充电/放电/待机模式下执行自放电操作，从而保证了电池包的稳定性和可靠性而不论电池包的操作状态如何。
虽然结合特定的示例性实施例描述了本发明的各方面，但是应该理解的是，本发明并不局限于所公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖包括在权利要求书及其等同物的精神和范围之内的各种修改和等同布置。

Claims (19)

1.一种保护电池单体免受高温膨胀的方法，所述方法包括以下步骤：
感测电池单体的温度和电压；
确定感测到的电池单体的温度是否超过参考温度；
当感测到的电池单体的温度超过参考温度时，确定感测到的电池单体的电压是否超过参考电压；
当感测到的电池单体的电压超过参考电压时，使充电/放电/待机模式下的电池单体自放电。
2.如权利要求1所述的方法，其中，参考温度在45℃和70℃之间。
3.如权利要求1所述的方法，其中，参考电压是大约3.85V。
4.如权利要求1所述的方法，其中，电池单体的自放电步骤包括以0.1C和2C的倍率使电池单体放电。
5.如权利要求1所述的方法，其中，电池单体的自放电步骤包括以0.1C和0.5C的倍率使电池单体放电。
6.如权利要求1所述的方法，其中，当电池单体的剩余容量在50％和100％之间时，执行电池单体的自放电步骤。
7.如权利要求1所述的方法，其中，执行电池单体的自放电步骤直到电池单体的剩余容量降至大约50％。
8.如权利要求1所述的方法，其中，执行电池单体的自放电步骤直到感测到的电池单体的电压降至大约3.8V。
9.如权利要求1所述的方法，其中，电池单体的自放电步骤包括：
使电池单体放电；
确定电池单体的容量是否低于或等于50％；
当电池单体的容量高于50％时，确定感测到的电池单体的电压是否低于或等于3.8V，
其中，当电池单体的容量低于或等于50％时电池单体的放电停止，当电池单体的电压高于3.8V时电池单体的放电继续。
10.一种用于保护电池单体免受高温膨胀的电池包，所述电池包包括：
电池单体；
温度传感器，用于感测电池单体的温度；
自放电单元，电结合到电池单体并构造为使电池单体自放电；
控制单元，用于根据感测到的温度控制充电/放电/待机模式下的自放电单元。
11.如权利要求10所述的电池包，所述电池包还包括电结合到电池单体的主要电流通路的充电开关元件，
其中，控制单元独立地控制充电开关元件和自放电单元。
12.如权利要求10所述的电池包，其中，自放电单元包括第一放电电阻器和自放电开关元件，第一放电电阻器和自放电开关元件彼此串联结合，并且自放电开关元件和第一放电电阻器与电池单体并联结合。
13.如权利要求12所述的电池包，其中，自放电单元还包括结合在自放电开关元件和第一放电电阻器之间的发光二极管。
14.如权利要求13所述的电池包，其中，所述电池包还包括与自放电开关元件或第一放电电阻器并联结合的第二放电电阻器。
15.如权利要求10所述的电池包，其中，温度传感器包括热敏电阻器和结合到热敏电阻器的分压电阻器。
16.如权利要求10所述的电池包，其中，控制单元被构造为：当感测到的电池单体的温度超过参考温度并且感测到的电池单体的电压超过参考电压时，启动充电/放电/待机模式下的自放电单元。
17.如权利要求16所述的电池包，其中，控制单元被构造为：如果电池单体的剩余容量在50％和100％之间，则启动自放电单元。
18.如权利要求10所述的电池包，其中，电池包与导航装置安装在一起。
19.如权利要求10所述的电池包，其中，电池包与用于车辆的电子装置安装在一起。
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