CN104756281B - 电池组和用于控制电池组的充电的方法 - Google Patents

电池组和用于控制电池组的充电的方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明的电池组包括：电池胞，该电池胞包括至少一个单位电池胞；第一连接器，该第一连接器被电连接到电池胞；以及第二连接器，该第二连接器被电连接到电池胞和第一连接器，该第二连接器被成形以使得与第一连接器耦合。本发明使得多个电池组能够被同时充电，并且当需要时容易连接以增加电池容量，从而充分延长操作电器的可用时间。

Description

电池组和用于控制电池组的充电的方法
技术领域
本公开涉及一种电池组和用于对电池组充电的方法，并且更加具体地，涉及一种具有允许通过直接连接到充电器被充电并且提供多个电池组的互连的结构的电池组和用于对电池组充电的方法。
本申请要求在2013年4月10日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2013-0039256的优先权，其全部内容通过引用被合并在此。
背景技术
对于在移动装置中使用的电池组正在向更高的性能发展，并且特别地，它们的容量体积比逐渐地增加。
然而，例如智能电话或者膝上型计算机的便携式装置，变得更小但是朝着多样性功能和更高的数据处理速率发展，消耗更大的电量，从而难以仅通过一个电池组确保充分的使用时间。
因此，需要携带至少两个已充电的电池组，并且在这样的情况下，为了对各自的电池组充电，电池组被安装在电器主体或者充电器固定器上，并且当被连接到充电器时，被充电。
然而，将多个电池组安装在电器主体或者充电器固定器上并且然后对它们单独地充电可能是非常单调乏味的。此外，用户不得不在前一个电池组被完全地充电之后重复地执行将电池组连接到充电器的操作，并且不方便地，在操作期间，用户不能够进行其它的工作或者睡眠。
因此，在电池组的充电中，存在对于开发具有在没有被安装在电器或者充电器固定器的情况下允许其通过直接连接到充电器被充电并且通过电池组的互连允许多个电池组的同时充电的结构的需求。
发明内容
技术问题
本公开被设计以解决上述问题，并且因此，本公开的目的是为了提供一种具有在没有被安装到电器或者充电器固定器的情况下允许其通过直接连接到充电器被充电并且通过电池组的互连允许多个电池组的同时充电的结构的电池组。
然而，本公开的目的是不限于上述目的，并且本领域的普通技术人员从本公开的下面的描述将会清楚地理解在此没有提及的其它目的。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的电池组包括：电池胞(battery cell)，该电池胞包括至少一个单位电池胞(unit cell)；第一连接器，该第一连接器被电连接到电池胞；以及第二连接器，该第二连接器被电连接到电池胞和第一连接器，该第二连接器具有与第一连接器相对应的形状以使得与第一连接器耦合。
电池组可以包括控制器，该控制器基于电池胞的充电状态选择性地阻断第一连接器和第二连接器的电连接或第一连接器和电池胞的电连接。
当电池胞的充电状态(SOC)或者电压值高于或者等于预定参考值时控制器可以阻断第一连接器和电池胞的电连接，并且当电池胞的SOC或者电压值小于预定参考值时可以阻断第一连接器和第二连接器的电连接。
电池组可以进一步包括第一开关，该第一开关被连接在第一连接器和第二连接器之间以响应于从控制器输出的控制信号允许或者阻断第一连接器和第二连接器的电连接；和第二开关，该第二开关被连接在第一连接器和电池胞之间以响应于控制信号允许或者阻断第一连接器和电池胞的电连接。
电池组可以进一步包括电力线，该电力线电连接第一连接器、第二连接器以及电池胞。
电力线可以包括第一电力线，该第一电力线把第一连接器与第二连接器连接；和第二电力线，该第二电力线把第一电力线和电池胞连接。
第一开关可以被安装在第一电力线上，并且第二开关可以被安装在第二电力线上。
电池组可以进一步包括电池组壳体，该电池组壳体容纳电池胞。
第一连接器可以穿过电池组壳体的第一表面向外暴露，并且第二连接器可以穿过电池组壳体的第二表面向外暴露。
当电池胞的SOC或者电压值高于或者等于参考值时控制器可以输出充电完成信号。
电池组可以进一步包括指示灯，响应于从控制器输出的充电完成信号点亮该指示灯。
而且，利用通过连接根据本公开的多个电池组实现的电池组组件可以实现上述目的，并且在这样的情况下，通过第一连接器和第二连接器的耦合可以互连相邻的电池组。
同时，要实现上述目的的用于控制电池组的充电的方法控制上述电池组的充电，并且包括(a)确定是否充电电流正在流过第一连接器；(b)当充电电流正在流过第一连接器时把电池胞的SOC与参考SOC做比较；以及(c)基于比较的结果输出控制信号以使第一连接器和电池胞的电连接和第一连接器和第二连接器的电连接中的任意一个被选择。
步骤(c)可以包括，当电池胞的SOC小于参考SOC时输出控制信号以使第一连接器和电池胞电连接；和当电池胞的SOC高于或者等于参考SOC时输出控制信号以使第一连接器和第二连接器电连接。
有益效果
根据本公开的一个方面，当对电池组充电时，通过将电池组直接连接到充电器充电是可能的同时消除将电池组安装在电器或者充电器固定器上的需求。
根据本公开的另一方面，通过相互连接多个电池组同时充电是可能的。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例并且连同前述的公开一起，用作提供本公开的技术精神的进一步理解，并且因此，本公开没有被解释为受到附图的限制。
图1是图示其中第一连接器被看到的根据本公开的示例性实施例的电池组的透视图。
图2是图示其中第二连接器被看到的根据本公开的示例性实施例的电池组的透视图。
图3是图示根据本公开的示例性实施例的通过连接多个电池组实现的电池组组件的透视图。
图4是图示根据本公开的示例性实施例的电池组的内部电路配置的图。
图5是图示根据本公开的示例性实施例的用于控制电池组的充电的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将会参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解的是，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限制于通常的和字典的意思，而是基于允许发明人为了最佳地解释适当地定义术语的原理基于与本公开的技术方面相对应的意义和概念进行解释。因此，在此提出的描述仅是为了说明目的优选的实例，而不是旨在限制本公开的范围，因此应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以对其实施其它的等价物和变型。
首先，参考图1和图2描述根据本公开的示例性实施例的电池组10。
参考图1和图2，根据本公开的示例性实施例的电池组10包括电池胞(图4中的B)，该电池胞是由至少一个单位电池胞组成；电池组壳体11，该电池组壳体容纳电池胞；第一连接器12，该第一连接器12穿过电池组壳体11的第一表面向外暴露；以及第二连接器13，该第二连接器13穿过电池组壳体11的第二表面向外暴露。而且，电池组10可以进一步包括外部端子15，该外部端子15被电连接到电池胞B并且穿过电池组壳体11向外暴露；和指示灯，该指示灯以照明的方式指示电池组10的充电状态。
第一连接器12被电连接到电池胞B，并且可以用作充电器连接器C被连接到的连接端子，其提供多个电池组10的电连接。第一连接器12可以被实现成例如被形成没有从电池组壳体11的外部突出的母连接器的各种类型，并且可以被形成有例如，16针、30针等等的各种数目的针。
第二连接器13通过内部电路被电连接到第一连接器12，并且在电池组壳体11上，穿过不同于第一连接器12的暴露表面的表面被向外暴露。而且，第二连接器13具有与第一连接器12相对应的形状，使得第二连接器13被耦合用于相邻的电池组10的第一连接器12以被相互物理地/电连接。即，第二连接器13可以是，例如，具有电池组壳体11的突出外部的形状的公连接器，并且被形成有与第一连接器12相同的数目的针。
同时，虽然本公开的附图仅示出以母连接器的类型的第一连接器12和以公连接器的类型的第二连接器13，但是本公开在这方面没有被限制。即，与图示相反，以公连接器的类型的第一连接器12和以公连接器的类型的第二连接器13可以被估计。
参考图3，通过耦合第一连接器12和第二连接器13连接多个电池组10可以实现电池组组件。
当通过第一连接器12被连接到充电器连接器C时可以以相继次序对电池组组件充电。
即，在完成被直接地连接到充电器的电池组10的充电之后通过对下一个电池组10充电可以执行电池组组件的充电。在此，其中一个电池组10的充电被完成的时间点表示充电状态(SOC)或者电池组10的电压值高于或者等于预定参考值的时间点，并且是包含完全充电的概念。
通过被装备在每个电池组10中的第一连接器12和电池胞B的电连接或者连接释放和第一连接器12和第二连接器13的电连接或者连接释放可以实现此顺序充电。下面将会参考图4详细地描述允许顺序充电的电路配置的示例。
参考图4，电池组10可以进一步包括电力线L，该电力线L电连接第一连接器12、第二连接器13以及电池胞B；开关S，该开关S被安装在电力线L上；以及控制器16，该控制器16控制开关S的开关操作。
电力线L包括第一电力线L1，该第一电力线L1把第一连接器12与第二连接器13连接；和第二电力线L2，该第二电力线L2把电池胞B与第一电力线L1连接。本领域的普通技术人员将会理解，电力线L1和L2中的每一个包括连接电池胞B的正电极的高电势线和连接电池胞B的负电极的低电势线。而且，显然的是，第一电力线L1的高电势线连接第二电力线L2的高电势线，并且第一电力线L1的低电势线连接第二电力线L2的低电势线。
开关S被安装在电力线L上以允许或者阻断第一连接器12、第二连接器13以及电池胞B的电连接，并且要被安装的开关S的数目和安装位置可以被不同地确定。例如，开关S可以包括第一开关S1，该第一开关S1被安装在第一电力线L1上；和第二开关S2，该第二开关S2被安装在第二电力线L2上。
第一开关S1用作允许或者阻断第一连接器12和第二连接器13的电连接，并且第二开关S2用作允许或者阻断第一连接器12和电池胞B的电连接。下面将会详细地描述通过开关S1和S2的开关操作充电电流的流动。
虽然本公开的附图仅示出被安装在高电势线上的开关S1和S2，但是这仅用于图示的目的并且本公开不限于此，并且开关S1和S2可以被安装在高电势线和低电势线中的任何线上。
控制器16可以使用电池胞B两端的电压和/或组成电池胞B的每个单位电池胞两端的电压和/或流过第二电力线L2的电流计算电池胞B的SOC，并且可以通过参考被计算的SOC管理电池胞B的充电。
而且，当电池组B在充电模式下，即当第一连接器12被连接到充电器时，控制器16基于电池胞的SOC输出切换控制信号B以使开关S1和S2中的每一个独立地执行切换操作。在此，通过例如被连接在电力线L上的电流传感器可以检测是否电池组B处于充电模式下。
更加具体地，当电池胞B的SOC小于预定参考值时，控制器16输出切换控制信号以使第一开关S1处于切断状态下并且第二开关S2处于接通状态下。因此，充电电流被供应到电池胞B，而充电电流没有被供应到通过第二连接器13连接的相邻的电池组10。
而且，当电池胞B中的电荷数量高于或者等于参考值时，即，当电池胞B的SOC高于或者等于预定参考值时，控制器16输出切换控制信号以使第一开关S1处于接通状态下并且第二开关S2处于切断状态下。因此，充电电流不再被供应到电池胞B，并且充电电流被供应到通过第二连接器13连接的相邻的电池组10。在此，高于或者等于参考值的SOC对应于包括如在前述中所描述的完全充电的概念。
同时，在指示灯14被装备在根据本公开的电池组10中以指示充电被完成的情况下，当电池胞B的SOC高于或者等于参考值时控制器16可以被设置以输出充电完成信号。在这样的情况下，响应于从控制器16输出的充电完成信号，指示灯14被点亮以通知用户充电完成。
如在前述中所描述的，因为根据本公开的电池组10包括第一连接器12，所以电池组10具有允许到充电器的直接连接的结构。而且，因为电池组10包括第一连接器12和具有与第一连接器12的形状相对应的第二连接器13，所以电池组10具有在通过连接多个电池组构造的电池组组件的状态下允许同时充电的结构。
此外，因为根据本公开的电池组10包括基于电池胞B的SOC改变充电电流的流动的内部电路，所以顺序的充电是可行的。
在下文中，将会参考图5描述根据本公开的示例性实施例的用于控制电池组10的充电的方法。
参考图5，根据本公开的示例性实施例的用于控制电池组的充电的方法包括(a)确定是否进行与充电设备的连接；(b)确定电池的充电状态；以及(c)输出开关控制信号。
步骤(a)是确定是否充电电流正在流过被装备在电池组10中的第一连接器12的步骤。在此，使用被连接在电力线L上的电流传感器可以进行是否充电电流正在流动的确定。
步骤(b)是在充电电流正在流过第一连接器12的情况下将电池胞B的SOC与参考SOC进行比较的步骤。在此，参考SOC表示当电池胞B被充分地充电时的SOC，并且是包含如在前述中所描述的被完全充电的电池胞B的SOC的概念。
步骤(c)是基于在步骤(b)处的比较的结果输出控制信号以使第一连接器12和电池胞B的电连接和第一连接器12和第二连接器13的电连接中的任意一个被选择的步骤。控制信号对应于包含不同类型的第一控制信号和第二控制信号的概念。在此，第一控制信号是当电池胞B的SOC低于参考SOC时使第一连接器12和电池胞B被电连接的控制信号，并且第二控制信号是当电池胞B的SOC高于或者等于参考SOC时使第一连接器12和第二连接器13被电连接的控制信号。
而且，在本公开的描述中，应理解组成图4中示出的电路的每个元件在逻辑上而不是在物理上被区分。
即，每个元件对应于实现本公开的技术精神的逻辑元件，并且因此，尽管每个元件被集成或者分离，如果能够实现通过本公开的逻辑元件执行的功能则其应被解释为落入本公开的范围内。应进一步理解其落入本公开的范围内，不论是否名称是相同的，或者是否是执行相同或者相似的功能的元件。
在上文中，通过被限制的实施例和附图已经描述了本公开，但是本公开不限于此并且应理解在本公开和随附的权利要求和它们的等效物的精神和范围内本领域的普通技术人员可以进行各种变化和修改。

Claims (13)

1.一种电池组，包括：
电池胞，所述电池胞包括至少一个单位电池胞；
第一连接器，所述第一连接器被电连接到所述电池胞；以及
第二连接器，所述第二连接器被电连接到所述电池胞和所述第一连接器，所述第二连接器具有与相邻电池组的所述第一连接器相对应的形状以使得与所述相邻电池组的所述第一连接器耦合，
其中，所述电池组包括控制器，所述控制器基于所述电池胞的充电状态选择性地阻断所述第一连接器和所述第二连接器的电连接或所述第一连接器和所述电池胞的电连接，
其中，当所述电池胞的充电状态(SOC)或者电压值高于或者等于预定参考值时，所述控制器阻断所述第一连接器和所述电池胞的电连接，并且当所述电池胞的SOC或者电压值小于所述预定参考值时，所述控制器阻断所述第一连接器和所述第二连接器的电连接。
2.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括:
第一开关，所述第一开关被连接在所述第一连接器和所述第二连接器之间以响应于从所述控制器输出的控制信号允许或者阻断所述第一连接器和所述第二连接器的电连接；和
第二开关，所述第二开关被连接在所述第一连接器和所述电池胞之间以响应于所述控制信号允许或者阻断所述第一连接器和所述电池胞的电连接。
3.根据权利要求2所述的电池组，进一步包括：
电力线，所述电力线电连接所述第一连接器、所述第二连接器以及所述电池胞。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述电力线包括：
第一电力线，所述第一电力线把所述第一连接器与所述第二连接器连接；和
第二电力线，所述第二电力线把所述第一电力线与所述电池胞连接。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述第一开关被安装在所述第一电力线上，并且所述第二开关被安装在所述第二电力线上。
6.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括：
电池组壳体，所述电池组壳体容纳所述电池胞。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中，所述第一连接器穿过所述电池组壳体的第一表面向外暴露，并且所述第二连接器穿过所述电池组壳体的第二表面向外暴露。
8.根据权利要求1所述的电池组，其中，当所述电池胞的SOC或者电压值高于或者等于参考值时所述控制器输出充电完成信号。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中，所述电池组进一步包括指示灯，该指示灯响应于从所述控制器输出的充电完成信号而被点亮。
10.一种电池组组件，所述电池组组件通过连接权利要求1至9中任一项定义的多个电池组实现。
11.根据权利要求10所述的电池组组件，其中，相邻的电池组通过所述第一连接器和所述第二连接器的耦合而被互连。
12.一种用于控制权利要求1至9中任一项定义的电池组的充电的方法，所述方法包括：
(a)确定是否充电电流正在流过所述第一连接器；
(b)当所述充电电流正在流过所述第一连接器时把所述电池胞的充电状态(SOC)与参考SOC做比较；以及
(c)基于比较的结果输出控制信号，以使所述第一连接器和所述电池胞的电连接和所述第一连接器和第二连接器的电连接中的任意一个被选择。
13.根据权利要求12所述的用于控制所述电池组的充电的方法，其中，所述步骤(c)包括，当所述电池胞的SOC小于所述参考SOC时输出控制信号以使所述第一连接器和所述电池胞被电连接，并且当所述电池胞的SOC高于或者等于所述参考SOC时输出控制信号以使所述第一连接器和所述第二连接器被电连接。
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