CN105846489A - 电池充电和放电控制系统及电池充电和放电控制方法 - Google Patents

电池充电和放电控制系统及电池充电和放电控制方法 Download PDF

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Abstract

一种电池充电和放电控制系统及其控制方法，所述系统包括：充电状态(SOC)测量器和控制器。SOC测量器测量第一和第二电池组的充电状态。控制器调节第一和第二电池组的SOC。当第一和第二电池组的SOC之间的差异等于或者小于第一阈时，控制器调节第一和第二电池组的SOC，使得第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第一阈值。调节之前的第一和第二电池组的SOC的平均等于调节之后的第一和第二电池组的SOC的平均。控制器以第一C倍率使第一和第二电池组脉冲充电或者脉冲放电。

Description

电池充电和放电控制系统及电池充电和放电控制方法
相关申请的交叉引用
2015年1月30日提交并且名称为“Battery Charge and Discharge ControlSystem and Battery Charge and Discharge Control Method(电池充电和放电控制系统及电池充电和放电控制方法)”的韩国专利申请第10-2015-0015594号，通过引用以其全部并入本文。
技术领域
本文描述的一个或者多个实施例涉及一种电池充电和放电控制系统及电池充电和放电控制方法。
背景技术
移动设备可以基于来自可充电电池组的电力工作。为了延长移动设备的使用时间，电池组可能被频繁充电。另一途径涉及使用两个电池组来向一个移动设备供电。这两个电池组可以具有相同尺寸和化学性质。
每个电池组可以具有控制电路和燃料表电路或者微型计算机。燃料表电路或者微处理器计算电池组的容量。然而，这些电路增加电池组的价格。此外，用于一个设备的两个电池组可以具有相同形状、化学性质、容量和充电电压或者充电电流。这增加了尺寸并且降低按体积的能量效率。
总的来说，当未使用时电池可以经历更小劣化并且当使用时可以经历更大劣化。为了使劣化缓慢，可以以低倍率而不是高倍率使用电池。在用以使劣化缓慢的另一尝试中，可以仅当在更好的充电状态(SOC)的状态下使用电池。
当包括并联连接的电池组的储能系统或者电池系统充电或者放电时，所有并联连接的电池组工作。由此，当电池在休息状态或者长时间用于电池的劣化特性相对不好的SOC区域时，可能减少电池的寿命。
发明内容
根据一个或者多个实施例，提供一种电池充电和放电控制系统，包括：并联连接的第一和第二电池组；充电状态SOC测量器，用以测量第一和第二电池组的充电状态；以及控制器，用以调节第一和第二电池组的SOC，其中，当第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于或者小于第一阈值时，控制器要调节第一和第二电池组的SOC，使得第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第一阈值，并且调节之前的第一和第二电池组的SOC的平均，等于调节之后的第一和第二电池组的SOC的平均，其中控制器要以第一C倍率使第一和第二电池组脉冲充电或者脉冲放电。
根据一个或者多个实施例，提供一种用于控制并联连接的第一和第二电池组的方法，所述方法包括：(a)测量第一和第二电池组的充电状态SOC；(b)调节第一和第二电池组的SOC，使得当第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于或者小于第一阈值时，第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第一阈值；(c)调节第一和第二电池组的SOC，使得当第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于或者大于第二阈值时，第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第二阈值；以及(d)以第一C倍率使第一和第二电池组脉冲充电或者脉冲放电。
根据一个或者多个实施例，提供一种电池充电和放电控制装置，包括：接口；以及控制器，用以生成通过接口输出的信号，所述信号用以调节第一电池组和第二电池组的每个的充电状态SOC，其中：当第一电池组和第二电池组的SOC之间的差异小于第一阈值时，控制器要调节第一和第二电池组的SOC，使得第一和第二电池组的SOC之间的差异等于第一阈值，调节之前的第一和第二电池组的SOC的平均等于调节之后的第一和第二电池组的SOC的平均。
附图说明
通过参考附图详细描述示例性实施例，各特征将对于本领域技术人员变得显然，在附图中：
图1图示电池充电和放电控制系统的实施例；
图2图示基于SOC的电池的寿命的示例；
图3A和3B图示与用于调节电池组的SOC的方法有关的示例；
图4图示充电和放电开关的实施例；
图5A和5B图示根据C倍率的电池组的剩余容量的示例；
图6A图示由一个建议方法执行的连续充电和放电操作，以及图6B图示根据一个实施例的连续充电和放电操作；
图7图示电池充电和放电控制系统的另一实施例；
图8图示电池充电和放电控制方法的实施例；以及
图9图示电池充电和放电控制方法的另一实施例。
具体实施方式
现在将在下文参考附图更充分地描述示例实施例；然而，他们可以以不同形式体现，并且不应该被解释为限制于本文阐述的实施例。而是，提供这些实施例，使得本公开将是全面的和完整的，并且将向本领域技术人员完全传达示例性实现方式。可以组合各实施例以形成附加实施例。自始至终相同的标号指相同的元件。
图1图示电池充电和放电控制系统100的实施例，该系统100包括第一电池组110、第二电池组120、充电状态(SOC)测量单元130以及充电和放电控制器140。第一电池组110和第二电池组120并联连接。在图1中，图示两个电池组110和120。在另一实施例中，例如依赖于增加容量的系统需要，可以并联连接三个或者更多电池组。此外，可以并联连接包括串联连接的多个电池组的多个电池群组，以增加容量和输出电压。
SOC测量单元130连接至第一电池组110和第二电池组120，以测量第一电池组110和第二电池组120的充电状态。当第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC之间的差异小于第一阈值时，充电和放电控制器140调节第一电池组110和第二电池组120的SOC。调节涉及设置第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC之间的差异等于第一阈值。此外，调节之前的第一电池组110和第二电池组120的SOC的平均，设置为等于调节之后的第一电池组110和第二电池组120的SOC的平均。
例如，当第一电池组110的SOC是45％，第二电池组的SOC是55％，并且第一阈值设置为20％时，充电和放电控制器140可以调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得第一电池组110的SOC是40％，并且第二电池组120的SOC是60％。
调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC之间的差异变为20％，仅仅是一个示例。在另一实施例中该差异可以与不同值对应。此外，如果在调节之前第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC每个是50％，则第一电池组110或者第二电池组120之一的SOC可以调节为40％，并且另一个的SOC可以调节为60％。
充电和放电控制器140调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得调节之后的第一电池组110的SOC和第一参考值之间的差异、和调节之后的第二电池组120的SOC和第一参考值之间的差异的和是预定值，例如被最大化。在该情况下，第一参考值可以是用于减少或者最小化第一电池组110和第二电池组120的寿命的SOC值。
电池组的寿命可以依赖于电池组的SOC改变。增加或者最大化寿命的SOC可以例如依赖于电池组的类型改变。虽然电池组的SOC具有一定值，但是SOC可以根据电池组的使用减小或者增加一定百分比。在该情况下，可以调节电池组的SOC，使得电池组工作在电池组具有相对好的寿命特性的SOC部分。在一个实施例中，即使SOC增加或者减小，通过考虑SOC的增加或者减小量，电池组也可以不使用在不利于电池组的寿命特性的SOC部分中。
在上述示例中，如果由于其寿命特性使用具有50％SOC的电池组最不利，则可以将第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC调节为与50％不同，以便增加第一电池组110和第二电池组120的寿命。例如，因为在上述示例中第一阈值设置为20％，所以可以将第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC分别设置为40％和60％，以便增加第一电池组110和第二电池组120的寿命。如果第一阈值设置为30％替代20％，则可以将第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC分别调节为35％和65％。
当第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC之间的差异小于第一阈值时，充电和放电控制器140调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得第一电池组110的SOC和第二电池组的SOC之间的差异变为等于第一阈值，并且调节之前的第一电池组110和第二电池组120的SOC的平均，变为等于调节之后的第一电池组110和第二电池组120的SOC的平均。
当第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC之间的差异大于第二阈值时，充电和放电控制器140可以使第一电池组110和第二电池组120充电或者放电，使得第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC之间的差异小于或者等于第二阈值。
例如，当第二阈值设置为40％，第一电池组110的SOC是75％，并且第二电池组120的SOC是30％时，充电和放电控制器140可以调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC之间的差异小于或者等于40％。在调节之后，第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC可以分别为72.5％和32.5％。相应地，调节之前的第一电池组110和第二电池组120的SOC的平均，可以等于调节之后的第一电池组110和第二电池组120的SOC的平均。
充电和放电控制器140可以使用上述方法在调节第一电池组110和第二电池组120的SOC之后，以第一C倍率使第一电池组110和第二电池组120充电或者放电。在至少一个实施例中，C倍率与电流倍率对应，并且是用于在电池的充电和放电期间在各种使用条件下设置电流值，和用于使用电池的时间估计或者表示可用的单元。根据充电和放电倍率的电流值可以通过充电或者放电电流除以电池的额定容量计算出。术语“C”用作C倍率的单位。
由充电和放电控制器140使用的用以使电池组充电或者放电的充电或者者放电电流的第一C倍率的值，可以基于增加或者最大化第一电池组110和第二电池组120的寿命的C倍率值设置。
在一个实施例中，电池充电和放电控制系统100基于增加或者最大化电池组的寿命的C倍率值，设置当使电池组充电和放电时要使用的C倍率值。即使通过脉冲充电和放电而不是连续充电和放电施加高电流，也可以抑制电池的劣化并且可以延长电池的寿命。
电池充电和放电控制系统100可以包括第一开关SW1和第二开关SW2。第一开关SW1基于来自充电和放电控制器140的第一控制信号接通或者关断，以使第一电池组100充电或者放电。第二开关SW2基于来自充电和放电控制器140的第二控制信号接通或者关断，以使第二电池组120充电或者放电。
当第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC之间的差异大于第二阈值时，充电和放电控制器140可以使第一电池组110和第二电池组120充电或者放电，使得第一电池组110的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第二阈值。
第二阈值可以是不小于第一阈值的值，并且例如可以等于第一阈值。电池充电和放电控制系统100设置多个电池组之间的适当的SOC差异，并且当由SOC测量单元130测量出的电池组之间的SOC差异与所设置的SOC差异不同时，调节电池组之间或者当中的SOC差异以设置SOC差异。
第一阈值可以是用于增加在其间具有小SOC差异的电池组之间的SOC差异的参考值。第二阈值可以是用于减少在其间具有大SOC差异的电池组之间的SOC差异的参考值。
第一和第二阈值的每个可以包括偏移。当第一阈值和第二阈值二者是40％并且具有2％的偏移时，当电池组之间的SOC差异等于或者大于38％并且等于或者小于42％时，可以不执行用于调节电池组的SOC的操作。当电池组之间的SOC差异小于38％时，可以增加SOC差异，使得电池组之间的SOC差异是40％。此外，当电池组之间的SOC差异大于42％时，可以减少SOC差异，使得电池组之间的SOC差异是40％。
当在调节其SOC之前第一电池组110和第二电池组120的SOC等于或者小于10％或者等于或者大于90％时，充电和放电控制器140可以不调节第一电池组110和第二电池组120的SOC。相应地，即使第一电池组110和第二电池组120之间的SOC差异等于或者小于第一阈值，或者等于或者大于第二阈值，当第一电池组110和第二电池组120的任一个的SOC等于或者小于10％或者等于或者大于90％时，充电和放电控制器140也不调节第一电池组110和第二电池组120的SOC。
图2A和2B是图示根据SOC的电池的寿命的示例的图形。图2A图示根据中心SOC(例如，完全充电状态下的SOC和完全放电状态下的SOC之间的中值)的电池的寿命。在图2A的示例中，示出当基于中心SOC，SOC是-12.5％的状态被设置为完全放电状态并且SOC是+12.5％的状态被设置为完全充电状态时，电池的寿命。
参考图2A，当中心SOC设置为50％并且SOC在37.5％和62.5％之间的范围时，电池的寿命最短。当电池在SOC小于50％的部分中使用时电池寿命增加，并且当电池在SOC大于50％的部分中时电池的寿命也增加。相应地，在具有图2A中的SOC寿命特性的电池的情况下，当电池在SOC不是50％的部分中使用时，可以确保相对长的寿命。
图2B是图示根据未使用SOC的电池的寿命的示例的图形。未使用SOC可以对应当电池没有正被充电或者放电时(例如，电池没有正被使用的状态下)的电池的SOC。参考图2B，当未使用SOC是50％时，电池的寿命最短。相应地，在具有如图2B中的SOC寿命特性的电池的情况下，当电池留在SOC不是50％的部分中时，可以确保相对长的寿命。
图2A和2B的两个图形图示关于一定类型的电池测量出的结果，并且图2A和2B中的SOC寿命特性只是示例。不同测量或者特性可以获得用于其它实施例。
可以例如基于电池的类型通过重复测量获得电池的SOC寿命特性。在一个实施例中，可以根据测量出的结果设置不使用电池的SOC部分，并且可以在与所设置的部分不同的部分使用该电池，以确保相对长的寿命。
图3A和3B图示用于调节电池组的SOC的方法的一个实施例的操作的示例。在图3A和3B中图示第一电池组110和第二电池组120。这里，假设第一电池组110和第二电池组120并联连接。
图3A图示在调节第一电池组110和第二电池组120的SOC之前第一电池组110和第二电池组120的状态。图3B图示在调节第一电池组110和第二电池组120的SOC之后第一电池组110和第二电池组120的状态。在图3A和3B中，作为示例描述第一阈值设置为30％并且第一参考值(例如，最小化第一电池组110和第二电池组120的寿命的SOC)是50％的情况。
参考图3A，在调节第一电池组110和第二电池组120的SOC之前，第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC分别是60％和40％。参考图3B，在调节第一电池组110和第二电池组120的SOC之后，第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC分别是70％和30％。
因为第一电池组110和第二电池组120之间的SOC差异是20％并且小于30％的第一阈值，所以充电和放电控制器140调节第一电池组110和第二电池组120之间的SOC，使得第一电池组110和第二电池组120之间的SOC差异是30％。在该情况下，可以调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得调节SOC之前的SOC的平均等于调节SOC之后的SOC的平均。在该情况下，充电和放电控制器140调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得在使第一电池组110充电之后第一电池组110的SOC是70％，并且在使第二电池组120放电之后第二电池组120的SOC是30％。
作为另一示例，当在调节两个电池组(例如，第一电池组110和第二电池组120)的SOC之前，两个电池组的SOC分别是45％和60％时，第一阈值是30％并且第一参考值是40％时，充电和放电控制器140可以调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得第一电池组110的SOC和第二电池组120的SOC分别是37.5％和67.5％。在该情况下，在调节SOC之前是45％的第一电池组110的SOC在调节SOC之后变为37.5％，因此变为更接近第一参考值。随着第一电池组110的SOC更接近第一参考值，可能减少第一电池组110的寿命。由此，第一阈值可以设置为相对大的值，以防止第一电池组110的寿命的减少。当第一阈值设置为40％时，第一电池组110和第二电池组120的SOC可以分别调节为32.5％和72.5％，使得第一电池组110和第二电池组120的SOC距离第一参考值更远。
第一参考值是根据电池的特性变化的值并且可以由重复试验和测量获得。由此，也可以使用根据第一参考值和调节SOC之前的电池组的SOC灵活调节第一阈值的方法。
在前面的实施例中，已经描述用于两个电池组的电池充电和放电控制系统100。在另一实施例中，电池充电和放电控制系统100可以控制三个或者更多电池组。
当相同类型的三个或者更多电池组相互连接时，每个电池组的SOC可以被测量以确定最小SOC和最大SOC，并且可以被调节，使得最小SOC和最大SOC之间的差异具有一定阈值。因为不管电池组的数量电池组的寿命被最小化的电池组的SOC相同，所以可以调节电池组的SOC，使得电池组在距离一定部分的SOC尽可能远的范围工作。
图4图示作为选择地使电池组充电或者放电的开关的充电和放电开关的实施例。这个开关可以执行外部充电端子和每个电池组之间的开关操作，例如如图1中所示。图1中图示的第一开关SW1可以连接在第一电池组110和外部充电端子之间。图1中图示的第二开关SW2可以连接在第二电池组120和外部充电端子之间。
第一开关SW1和第二开关SW2的每个可以包括充电开关SWch和放电开关SWdis，如图4中图示。电池充电和放电控制系统100根据一个或者多个条件例如，最小化电池组的寿命的SOC(例如，第一参考值)、电池组的当前SOC和/或第一阈值，使电池组充电或者放电。相应地，第一开关SW1和第二开关SW2可以具有用于选择地使电池组充电或者放电的结构，如图4中图示。
图5A和5B图示根据C倍率的电池组的剩余容量(例如在通过每天一次使电池组充电和放电恒定能量被充电或者放电的条件下改变C倍率的同时测量的剩余容量)的示例。用以测量图5A和5B中的C倍率的电池的类型相互不同。
当C倍率是1C时，需要一个小时以使电池组从完全放电状态到完全充电状态充电，并且也需要一个小时使电池组从完全充电状态到完全放电状态放电。此外，由于每天一次使电池组充电和放电的条件，除了用于充电和放电的两个小时之外，电池组在22个小时期间处于休息状态。
参考图5A，在以3C的C倍率使电池组充电和放电的情况下，需要20分钟用于充电和放电，并且在23小时20分钟内不发生充电或者放电操作。在用于图5A中的测量的电池中，当电池以3C的C倍率被充电和放电时，测量最大的剩余容量。由此，此时电池的寿命可以最长。
在用于图5B中的测量的电池中，当电池以1C的C倍率被充电和放电时，测量最大的剩余容量。由此，此时电池的寿命可以最长。
参考图5A和5B，可以选择对于电池的寿命最有利的一定C倍率，并且可以通过以所选择的C倍率使电池充电和放电来增加电池的剩余容量。因为剩余容量是对电池的劣化和寿命有影响的因素，所以可以选择基于(例如，有利于)要使用的电池的劣化、寿命、容量和/或特性的C倍率。
图6A图示根据比较示例的连续充电和放电，并且图6B图示根据一个实施例的连续充电和放电。连续充电和放电可以与使用与像蓄能装置那样的多个电池的系统对应，其中当使电池(或者电池组)充电或者放电时，具有相同模式的连续充电或者放电电流施加于所有多个电池。
与比较示例对应的充电和放电方法可以引起当高倍率充电电流施加于电池以提高充电速度时加速电池的劣化的问题。
不像比较示例那样，图6B中执行的连续充电和放电使用脉冲充电和放电，并且可以由如通过划分图6A的图形获得的四个脉冲图形图示。图6B的四个图形示出当使四个电池组充电和放电时获得的结果。当假设左上侧的图形是用于第一电池组的图形，右上侧的图形是用于第二电池组的图形，右下侧的图形是用于第三电池组的图形，并且左下侧的图形是用于第四电池组的图形时，根据时间不连续的充电电流或者放电电流施加于第一到第四电池组。
参考图6B的四个图形，在脉冲充电和放电期间C倍率不超过4C。由此，可以理解设置C倍率的范围，以便根据第一到第四电池组的特性减少或者最小化电池的劣化。
如参考图5描述，电池的劣化特性可以根据C倍率的大小改变，因此这可以不利地影响电池的寿命。相应地，C倍率可以确定为在不对电池的劣化特性有不利影响的范围内，并且电池组可以该范围内的C倍率被充电和放电。
充电和放电控制器140可以在第一电池组的脉冲充电和放电操作的脉冲关断时间期间使第二电池组充电或者放电。这用于向电池组给出休息时间，并且可以通过向电池组给出休息时间降低电池组的劣化速度。
可替代地，如图6B中图示，充电和放电控制器140可以在使第一到第四电池组脉冲充电并且放电的同时，在第一到第三电池组的脉冲充电和放电操作的脉冲关断时间，使第四电池组充电或者放电。
当前说明书中呈现的电池组的数量仅仅是示例，并且可以根据系统的输出容量和该系统的输出电压的大小灵活调节。
图7图示电池充电和放电控制系统100’的另一个实施例，系统100’包括第一电池组110、第二电池组120、SOC测量单元130、充电和放电控制器140以及健康状态(SOH)计算器150。图7中的第一电池组110、第二电池组120、SOC测量单元130以及充电和放电控制器140可以基本与图1中的那些相同。
SOH计算器150计算第一电池组110和第二电池组120的每个的SOH。SOH可以与例如通过比较电池的理想状态与电池的当前状态获得的性能指数对应。SOH可以百分比(％)来表示，100％的SOH指示电池的当前状态恰好满足电池的一个或者更多初始规范。SOH可以以各种方式计算。示例包括基于电池的内部电阻、阻抗、容量、电压以及充电和放电操作的数量计算SOH。
SOH计算器150可以周期性地计算第一电池组110和第二电池组120的每个的SOH。当第一电池组110和第二电池组120的SOH由SOH计算器150计算出时，充电和放电控制器140可以根据计算出的SOH调节第一电池组110和第二电池组120的SOH。在一个实施例中，充电和放电控制器140可以仅当第一电池组110和第二电池组120之间的SOH差异等于或者大于第三阈值时，调节第一电池组110和第二电池组120的SOH。
当SOH计算器150的结果满足SOC调节条件时，充电和放电控制器140调节电池组的SOC。例如，当第一电池组110和第二电池组120的SOC通过充电和放电控制器140的调节分别设置为40％和60％，并且电池的寿命特性在SOC 40％处相对更好时，第二电池组120的SOH低于第一电池组110的SOH。
在该情况下，为了防止第二电池组相较于第一电池组110快速劣化，充电和放电控制器可以调节第一电池组110和第二电池组120的SOC，使得例如第一电池组110的SOC是60％，并且第二电池组120的SOC是40％。此外，可以向多个电池组给出劣化优先级，并且仅当具有相对高优先级的电池组的SOH低时可以调节电池组的SOC。
图8图示用于控制并联连接的第一和第二电池组的充电和放电操作的电池充电和放电控制方法的另一实施例。参考图8，该方法包括SOC测量操作S110、SOC扩大操作S120、SOC减少操作S130和电池充电和放电操作S140。
在操作S110，测量第一和第二电池组的充电状态。
在操作S120，如果第一电池组和第二电池组之间的SOC差异等于或者小于第一阈值，则调节第一和第二电池组的SOC，使得第一电池组和第二电池组之间的SOC差异等于第一阈值。
在操作S130中，如果第一电池组和第二电池组之间的SOC差异等于或者大于第二阈值，则调节第一和第二电池组的SOC，使得第一电池组和第二电池组之间的SOC差异等于第二阈值。
在操作S140中，第一和第二电池组以第一C倍率脉冲充电。
在SOC扩大操作S120和SOC减少操作S130中，可以调节第一和第二电池组的SOC，例如使得调节之前的第一和第二电池组的SOC的平均等于调节之后的第一和第二电池组的SOC的平均。由此，当增加第一电池组的SOC时，基于第一电池组的SOC增加量增加另一电池组的SOC，或者反之亦然。
此外，在SOC扩大操作S120中，可以调节第一和第二电池组的SOC，使得调节之后的第一电池组的SOC和第一参考值之间的差异和调节之后的第二电池组的SOC和第一参考值之间的差异的和被增加或者最大化。在该情况下，第一参考值可以是用于减少或者最小化第一和第二电池组的寿命的SOC值。
例如，当最小化第一和第二电池组的寿命的SOC是50％时，第一参考值可以是50％。在SOC扩大操作S120中，可以调节第一电池组的SOC和第二电池组的SOC以与50％不同或者远离50％。然而，可以在调节之后的第一和第二电池组的SOC的平均等于调节之前的第一和第二电池组的SOC的平均的范围内，和第一电池组和第二电池组之间的SOC差异等于第一阈值的SOC范围内，调节第一和第二电池组的SOC。
在SOC扩大操作S120或者SOC减少操作S130中，当在调节SOC之前，第一和第二电池组的SOC等于或者小于10％或者等于或者大于90％时，可以不调节第一电池组110和第二电池组120的SOC。相应地，即使第一电池组和第二电池组之间的SOC差异等于或者小于第一阈值，或者等于或者大于第二阈值，当第一或者第二电池组之一的SOC等于或者小于10％或者等于或者大于90％时，也不调节第一和第二电池组的SOC。
在一个实施例中，可以例如基于并联连接的电池的数量，改变可以不调节第一或者第二电池组之一的SOC的范围。
可以基于增加或者最大化第一和第二电池组的寿命的C倍率值，设置电池充电和放电操作S140中的第一C倍率。如参考图5A描述的，在当第一C倍率是3C时具有最佳寿命特性的电池组中，第一C倍率可以设置为等于或者小于4C的值或者接近3C。
在电池充电和放电操作S140中，通过在第一电池组的脉冲充电和放电操作的脉冲关断时间期间使第二电池组充电和放电，可以向每个电池组给出休息时间。通过向每个电池组给出休息时间改进每个电池组的寿命特性。
图9图示电池充电和放电控制方法的另一实施例，该方法包括SOC测量操作S210、SOC扩大操作S220、SOC减少操作S230、SOH计算操作S240和电池充电和放电操作S250。SOC测量操作S210、SOC扩大操作S220、SOC减少操作S230和电池充电和放电操作S250可以与图8中的SOC测量操作S110、SOC扩大操作S120、SOC减少操作S130和电池充电和放电操作S140基本相同。
在操作S240中，计算第一和第二电池组的SOH。
在操作S250中，可以基于在操作S240中计算出的第一和第二电池组的SOH调节第一和第二电池组的SOC。SOH可以用作用于确定电池的当前寿命状态的指标。当SOH高时，电池的当前状态与使用电池之前的状态最相似。相应地，可以理解，当SOH低时，电池进一步劣化。
如上面参考图2描述的，可以存在根据电池的类型对电池的剩余容量或者电池的寿命有不利影响的一定SOC部分。由此，可以调节具有低SOH的电池组的SOC，使得电池组工作在与电池组当前工作的SOC部分不同的SOC部分。
例如，当通过操作S220或者操作S230中的调节分别将第一和第二电池组的SOC设置为40％和60％，并且电池的寿命特性在SOC 40％相对更好时，第二电池组的SOH比第一电池组的SOH更低。在该情况下，为了防止第二电池组相较于第一电池组快速劣化，可以在操作S250中将第一电池组的SOC和第二电池组的SOC分别调节为60％和40％。
此外，在一个实施例中，可以向多个电池组给出劣化优先级，并且仅当具有相对高优先级的电池组的SOH低时可以调节电池组的SOC。
根据另一实施例，装置包括接口，以及控制器，该控制器用以生成信号以通过接口输出。该信号调节第一电池组和第二电池组的每个的充电状态(SOC)。当第一和第二电池组的SOC之间的差异小于第一阈值时，控制器调节第一和第二电池组的SOC，使得第一和第二电池组的SOC之间的差异等于第一阈值，调节之前的第一和第二电池组的SOC的平均等于调节之后的第一和第二电池组的SOC的平均。
接口可以采用各种形式。例如，当控制器(例如，控制器140)体现在集成电路芯片内时，接口可以是一个或者更多输出端子、导线、电线、端口、信号线或者没有或耦合控制器的其他类型的接口。
本文描述的方法、过程和/或操作可以由要由计算机、处理器、控制器或者其他信号处理设备执行的代码或者指令执行。计算机、处理器、控制器或者其他信号处理设备，可以是本文描述的那些或者除了本文描述的元件之外的。因为详细描述形成方法(或者计算机、处理器、控制器或者其他信号处理设备的操作)的基础的算法，所以用于实现方法实施例的操作的代码或者指令，可以将计算机、处理器、控制器或者其他信号处理设备变换为用于执行本文描述的方法的特定目的处理器。
本文公开的各实施例的控制器、调节器、测量器和其他处理特征，可以以例如可以包括硬件、软件或者二者的逻辑实现。当至少部分以硬件实现时，控制器、调节器、测量器和其他处理特征可以是例如各种集成电路中的任一个，包括但不限于一定专用集成电路、现场可编程门阵列、逻辑门的组合、片上系统、微处理器、或者另一类型的处理或控制电路。
当至少部分以软件实现时，控制器、调节器、测量器和其他处理特征，可以包括例如存储器或者其他存储设备，用于存储例如要由计算机、处理器、微处理器、控制器或者其他信号处理设备执行的代码或者指令。计算机、处理器、微处理器、控制器或者其他信号处理设备，可以是本文描述的那些或者是除了本文描述的元件之外的一个。因为详细描述形成方法(或者计算机、处理器、微处理器、控制器或者其他信号处理设备的操作)的基础的算法，所以用于实现方法实施例的操作的代码或者指令，可以将计算机、处理器、控制器或者其他信号处理设备变换为用于执行本文描述的方法的特定目的处理器。
此外，另一实施例可以包括计算机可读介质，例如非暂时计算机可读介质，用于存储上面描述的代码或者指令。计算机可读介质可以是易失性或者非易失性存储器或者其他存储设备，其可以可去除或者固定地耦合至计算机、处理器、控制器或者其他信号处理设备，其要执行用于执行本文描述的方法实施例的代码或者指令。
本文已经公开各示例实施例，并且虽然采用特定术语，但是它们仅仅以一般和描述性含义被使用和解释，并且不用于限制目的。在一些实例中，如自本申请提交时起将对于本领域技术人员显然的，除非另外指示，结合具体实施例描述的特征、特性和/或元素，可以单独或者组合结合其他实施例描述的特征、特性和/或元素使用。相应地，本领域技术人员将理解，可以作出各种形式和细节的改变，而不脱离如权利要求中阐述的本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种电池充电和放电控制系统，包括：
并联连接的第一和第二电池组；
充电状态SOC测量器，用以测量第一和第二电池组的充电状态；以及
控制器，用以调节第一和第二电池组的SOC，其中，当第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于或者小于第一阈值时，控制器要调节第一和第二电池组的SOC，使得第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第一阈值，并且调节之前的第一和第二电池组的SOC的平均，等于调节之后的第一和第二电池组的SOC的平均，其中控制器要以第一C倍率使第一和第二电池组脉冲充电或者脉冲放电。
2.如权利要求1所述的系统，其中，控制器要：
调节第一和第二电池组的SOC，使得调节之后的第一电池组的SOC和第一参考值之间的差异、以及调节之后的第二电池组的SOC和第一参考值之间的差异的和增加，第一参考值与用于减少或最小化第一和第二电池组的寿命的SOC值对应。
3.如权利要求1所述的系统，其中：
当第一和第二电池组的SOC在调节SOC之前等于或者小于10％，或者等于或者大于90％时，控制器不调节第一和第二电池组的SOC。
4.如权利要求1所述的系统，其中，控制器在第一电池组的脉冲充电和放电操作的脉冲关断时间期间，要使第二电池组充电或者放电。
5.如权利要求1所述的系统，其中：
当第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于或者大于第二阈值时，控制器要使第一和第二电池组充电或者放电，使得第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第二阈值。
6.如权利要求1所述的系统，还包括：
健康状态SOH计算器，用以计算第一和第二电池组的SOH，其中，控制器要基于由SOH计算器计算出的SOH调节第一和第二电池组的SOC。
7.如权利要求6所述的系统，其中，当第一电池组的SOH和第二电池组的SOH之间的差异等于或者大于第三阈值时，控制器要调节第一和第二电池组的SOC。
8.如权利要求1所述的系统，还包括：
第一开关，用以基于从控制器接收到的第一控制信号被接通或者关断，以使第一电池组充电或者放电；以及
第二开关，用以基于从控制器接收到的第二控制信号被接通或者关断，以使第二电池组充电或者放电。
9.一种用于控制并联连接的第一和第二电池组的方法，所述方法包括：
(a)测量第一和第二电池组的充电状态SOC；
(b)调节第一和第二电池组的SOC，使得当第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于或者小于第一阈值时，第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第一阈值；
(c)调节第一和第二电池组的SOC，使得当第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于或者大于第二阈值时，第一电池组的SOC和第二电池组的SOC之间的差异等于第二阈值；以及
(d)以第一C倍率使第一和第二电池组脉冲充电或者脉冲放电。
10.如权利要求9所述的方法，其中，(b)或(c)中的至少一个包括：
调节第一和第二电池组的SOC，使得调节SOC之前的第一和第二电池组的SOC的平均，等于调节SOC之后的第一和第二电池组的SOC的平均。
11.如权利要求9所述的方法，其中，(b)包括：
调节第一和第二电池组的SOC，使得调节SOC之后的第一电池组的SOC和第一参考值之间的差异、以及调节SOC之后的第二电池组的SOC和第一参考值之间的差异的和增加或者最大化，第一参考值与用于减少或最小化第一和第二电池组的寿命的SOC值对应。
12.如权利要求9所述的方法，还包括：
当第一和第二电池组的SOC在调节SOC之前等于或者小于10％，或者等于或者大于90％时，不调节第一和第二电池组的SOC。
13.如权利要求9所述的方法，还包括：
在第一电池组的脉冲充电和放电操作的脉冲关断时间期间，使第二电池组充电或者放电。
14.如权利要求9所述的方法，还包括：
计算第一和第二电池组的健康状态SOH，以及
根据第一和第二电池组的SOH调节第一和第二电池组的SOC。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
当第一电池组的SOH和第二电池组的SOH之间的差异等于或者大于第三阈值时，调节第一和第二电池组的SOC。
16.一种电池充电和放电控制装置，包括：
接口；以及
控制器，用以生成通过接口输出的信号，所述信号用以调节第一电池组和第二电池组的每个的充电状态SOC，其中：
当第一电池组和第二电池组的SOC之间的差异小于第一阈值时，控制器要调节第一和第二电池组的SOC，使得第一和第二电池组的SOC之间的差异等于第一阈值，调节之前的第一和第二电池组的SOC的平均等于调节之后的第一和第二电池组的SOC的平均。
17.如权利要求16所述的装置，其中，控制器要基于预定C倍率使第一和第二电池组脉冲充电或者脉冲放电。
18.如权利要求16所述的装置，其中，控制器要：
调节第一和第二电池组的SOC，使得调节之后的第一电池组的SOC和第一参考值之间的差异、以及调节之后的第二电池组的SOC和第一参考值之间的差异的和增加，第一参考值与用于减少或最小化第一和第二电池组的寿命的SOC值对应。
19.如权利要求16所述的装置，其中：
当第一和第二电池组的SOC在调节SOC之前等于或者小于第一值，或者等于或者大于大于第一值的第二值时，控制器不调节第一和第二电池组的SOC。
20.如权利要求16所述的装置，其中，控制器要在第一电池组的脉冲充电和放电操作的脉冲关断时间期间，使第二电池组充电或者放电。
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