CN105914806A - 电池组、电池充电站和充电方法 - Google Patents

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Abstract

本文所描述的各种技术涉及电动车辆的电池组、电池和电池充电系统。电池可包括多个电池模块，其中每个电池模块可设有一个或多个电池单元，且所述多个电池模块可在提供电力输出时串联连接。本文所述的电池充电系统可包括充电电路，其对多个电池模块进行串联连接且可用于对所述电池中的所述多个电池模块进行串联充电。额外的充电电路可分别连接至所述多个电池模块，且所述额外的充电电路可用于对所述多个电池模块中的至少一个电池模块进行充电。

Description

电池组、电池充电站和充电方法
相关申请的交叉引用
本申请是2015年3月16日提交的题为“对电动车辆的改进(IMPROVEMENTS TO ELECTRIC VEHICLES)”的申请号为62/133,991的美国临时专利申请的正式申请，且要求该美国临时专利申请的优先权。本申请也是2015年4月22日提交的题为“对电动车辆的改进(IMPROVEMENTS TOELECTRIC VEHICLES)”的申请号为62/150，848的美国临时专利申请的正式申请，且要求该美国临时专利申请的优先权。第62/133,991和62/150,848号临时申请中每一个的全部内容出于所有目的均通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及电池，例如电动车辆电池的充电技术。特别地，本发明涉及对多组电池模块进行串联充电以及对组内的各个电池模块进行充电。
背景技术
电池充电技术是新型电池供电装置(如电动车辆)的研发的重要部分。例如，环境友好、节能的新能源电动车辆是汽车发展的新兴领域。电动车辆或其他电动装置内的电池可由多个串联连接的电池模块组成。例如，如果电池一共包括10个电池模块且每个电池模块提供40V的电压输出，那么当所有的电池模块串联连接起来时则可获得400V的电压输出。在一些充电系统中，这种电池模块可串联连接起来以对所有的模块一起充电。然而，在一些这样的情况下，串联充电的电池模块可能会不平衡地充电且某些单个电池模块可能并未充满，例如由于单个电池模块之间的电阻等的差异。
发明内容
本发明旨在解决关于对电动装置的电池内的电池模块进行充电的这些以及其他问题。
本发明的一个目的是提供用于电动车辆和其他电动装置的电池组，其包括电池和电池充电系统，其中电池包括多个电池模块，每个电池模块包括(或设有)一个或多个电池单元，且多个电池模块在提供电力输出时串联连接，其中电池充电系统包括：第一充电电路，该第一充电电路对多个电池模块进行串联连接，且该第一充电电路用于对电池中的多个电池模块进行串联充电；第二充电电路，该第二充电电路被分别连接至多个电池模块，且该第二充电电路用于对多个电池模块中的至少一个电池模块进行充电。
本发明的另一个目的是提供用于对电池进行充电的电池充电站，其中电池包括多个电池模块，每个电池模块包括一个或多个电池单元，且多个电池模块在提供电力输出时串联连接，其中电池充电站包括：第一充电电路，其用于对电池进行串联充电；第二充电电路，其用于对至少一个电池模块进行充电；第一充电电路与第二充电电路可相互配合地工作，或者，第一充电电路与第二充电电路独立工作。
本发明的又一个目的是提供对电池进行充电的方法，其中电池包括多个电池模块，每个电池模块包括一个或多个电池单元，且多个电池模块在提供电力输出时串联连接，其中该方法包括如下步骤：1)测量电池的电压，判断是否需要对电池进行充电，如果需要，则：2)使用第一充电电路对电池中的电池模块进行串联充电；3)测量串联连接的电池模块的电压是否达到第一预定电压值；4)如果串联连接的电池模块的电压达到第一预定电压值，则测量电池中的每个电池模块的电压是否达到第二预定电压值；5)选择没有达到第二预定电压值的一个或多个电池模块；以及6)使用相应的第二充电电路对所选择的一个或多个电池模块进行充电，直至其电压达到第二预定电压值为止。
在本文所述的电池组、电池充电站和充电方法的一些实施例中，至少两组独立和/或合作的充电电路被用于对电池的电池模块进行充电。例如，第一充电电路可以同时对整个电池进行串联充电，而多个第二充电电路可以根据电池中各个电池模块的电压状态独立地对各个电池模块进行充电，以解决串联充电时的不平衡的问题。
附图说明
图1为根据本发明的一个或多个实施例的电池充电系统的电路结构的示意图。
图2为根据本发明的一个或多个实施例的控制电路的电路结构的示意图。
图3为根据本发明的一个或多个实施例的电池充电站的电路结构的示意图。
图4示出其上可提供本公开的各种特征的计算系统的示例性方框图。
具体实施方式
在下列描述中，为了进行解释，阐述了许多具体细节以提供对本发明的各种实施例的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明的实施例可在不具有某些这些具体细节的情况下被实施。在其他情况下，以方框图的形式示出公知的结构和装置。
随后的描述仅提供了示例性实施例且并不旨在限制本公开的范围、适用性或配置。相反，随后对示例性实施例的描述将向本领域的技术人员提供用于实施示例性实施例的可行描述。应当理解的是，在不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的前提下，可对各要素的功能和布置做出各种改变。
在下列的描述中给出了具体的细节以提供对实施例的彻底理解。然而，本领域的普通技术人员应理解，实施例可在不具有这些具体细节的情况下被实施。例如，电路、系统、网络、过程和其他组件可被图示为方框图形式的组件，以免不必要的细节使实施例变得晦涩难懂。在其他情况下，不示出公知的电路、过程、算法、结构和技术的不必要细节以免使实施例变得晦涩难懂。
另外，要注意的是各个实施例可被描述为过程，其被描述为流程表、流程图、数据流图、结构图或方框图。尽管流程图可将操作描述成顺序过程，但许多操作也可并行或同时地进行。此外，操作的顺序可被重新安排。当其操作完成时，进程终止，但也可能有未包括在图中的额外步骤。进程可能对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。当进程对应于函数时，其终止可对应于该函数向调用函数或主函数的一次返回。
下面将参考构成本说明书的一部分的附图来描述本发明的各种实施例。应该理解的是，虽然在本发明中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等来描述本发明的各种示例性结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，且是基于附图中显示的示例方位而确定。由于本发明所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下，本发明中使用的相同或者相类似的附图标记指相同的组件。
术语“计算机可读介质”包括但不限于非临时性介质，如便携式或固定存储装置、光学存储装置和各种其他能够存储、包含或载有指令和/或数据的介质。代码段或计算机可执行指令可表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类，或者，指令、数据结构或程序语句的任意组合。可通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容而将一个代码段耦合至另一个代码段或硬件电路。信息、自变量(arguments)、参数、数据等可经任何合适的手段，包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等，进行传递、转发或传输。
此外，实施例可由硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或它们的任意组合来实施。当以软件、固件、中间件或微代码实施时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可被存储在计算机可读介质中。处理器可执行必要的任务。
本文描述了涉及电动车辆的电池组、电池和电池充电系统的各种技术(例如，系统、电路、方法、存储有多个可由一个或多个处理器执行的指令的非临时性计算机可读存储器等)。本文所描述的电池可包括多个电池模块，其中每个电池模块可包括一个或多个电池单元，且多个电池模块可在提供电力输出时串联连接。本文所描述的电池充电系统可包括充电电路，该充电电路与多个电池模块串联连接且可用于对所述电池中的所述多个电池模块进行串联充电。额外的充电电路可分别连接至所述多个电池模块，且所述额外的充电电路可用于对所述多个电池模块中的至少一个电池模块进行充电。
现在参照图1，其示出了根据某些实施例的电池充电系统的电路结构的示意图。
如图1所示，电池组150可包括电池充电系统10和电池110。电池110可包括多个电池模块101.1、101.2、101.3、...、101.i、...、101.N(其可被单独称为或被统称为电池模块101)，且每个电池模块101.1、101.2、101.3、...、101.i、...、101.N可由一个或多个电池单元组成(或可包括一个或多个电池单元)。电池模块101.1、101.2、101.3、...、101.i、...、101.N可串联连接在一起以形成电池110，电池110可向任何电动装置，例如电动车辆的马达，供电。在这个实例中的充电系统10还包括第一充电电路100、100’、一个或多个第二充电电路111.1、111.2、111.3、...、111.i、...、111.N(其可被单独称为或被统称为第二充电电路111)以及控制电路130。
在这个实例中，第一充电电路100，100'可被连接至电池110的两端，且可用于对电池110中的多个电池模块101.1、101.2、...、101.i、...、101.N进行串联连接。电池模块101.1、101.2、101.3、...、101.i、...、101.N中的每一个还被分别连接至第二充电电路111.1、111.2、111.3、...、111.i、...、111.N中的一个，从而第二充电电路111.1、111.2、111.3、...、111.i、...、111.N可用于独立地对相应的电池模块101.i中的一个或多个电池模块进行充电。在一些实施例中，第二充电电路中的一个或多个充电电路不仅可被连接至单个电池模块，也可被串联连接至多个电池模块。例如，第二充电电路111可被串联连接至两个电池模块或三个电池模块等或多个电池模块101的任何其他子集，从而允许第二充电电路111仅对多个电池模块101的该子集进行充电。
电池充电系统10可进一步包括电池电压反馈电路102、102’以及电池模块电压反馈电路121.1、121.2、121.3、...、121.i、...、121.N(其可被单独称为或被统称为电池模块电压反馈电路121)。在这个实例中，电池电压反馈电路102、102'将电池110的两端与控制电路130中的电池检测系统(EMS)210(见图2)相连。电池电压反馈电路102、102'可检测电池110的电压状态且可将反映电池110的当前电压V的电压信号发送至控制电路130。每个电池模块电压反馈电路121.i可被连接至相应的电池模块101.i的两端，以检测每个电池模块101.i的电压状态并将电压信号发送至控制电路130的电池检测系统(EMS)210。因此，在一些实施例中，可以监测整个电池110的电压状态以及每个电池模块101.i的个别电压状态。
此外，在充电期间，电池充电系统10的控制电路130可通过，例如插头(图中省略)与外部的充电桩\充电站140连接。出于充电的需要，控制电路130可将充电桩\充电站140的电力分配至第一充电电路100、100'以及第二充电电路111.1、111.2、111.3、...、111.i、...、111.N。
现在参照图2，其示出了根据某些实施例的控制电路的电路结构的另一个示意图。
如图2所示，控制电路130可包括电池检测系统(EMS)210、处理芯片(MCU)212、一个或多个串行通信总线(例如，控制器局域网(CAN)总线)211、输入和输出端口(I\O开关)213、继电器220、221.i等。串行通信总线211可负责控制电路130中的模块之间的数据通信以及模块与外界之间的数据通信。电池检测系统210可集成在控制电路130内，且可通过串行通信总线211接收电池电压反馈电路102、102'以及电池模块电压反馈电路121.1、121.2、121.3、...、121.i、...、121.N的检测到的电压信号。电池检测系统210可将从电池电压反馈电路102和电池模块电压反馈电路121接收到的电压信号传达至处理芯片212。处理芯片212可负责控制电路130的数据计算和处理(例如，经由硬件电路和/或存储有计算机可执行的软件指令的计算机可读介质来执行功能)，并通过串行通信总线211与电池检测系统(EMS)210、输入和输出端口213和其他组件进行通信。输入和输出端口213可与处理芯片212相连且可负责将处理芯片212的控制信号发送给继电器220、221.i，以控制继电器220、221.i的工作状态。例如，在对从电池电压反馈电路102和电池模块电压反馈电路121接收到的电压信号进行处理后，处理芯片212可判定第一充电电路100和/或一个或多个第二充电电路111应被接通还是被断开。在这样的情况下，处理芯片212可将合适的控制信号发送至继电器220以接通或断开第一充电电路100、100'，以及发送至合适的继电器221(例如，被分别连接至第二充电电路111.1、111.2、111.3、...、111.i、...、111.N的继电器220、221.1、221.2、221.3、...、221.i、...、221.N中的任意一个或多个)以接通或断开相应的第二充电电路。每个继电器221.i可响应经由输入和输出端口213从处理芯片212接收到的控制信号来单独和个别地控制其相应的第二充电电路111.i的接通和断开。
此外，在这个实例中，控制电路130进一步与外部的辅助充电器214、215相连以获取工作电力。具体地，控制电路130可通过串行通信总线211与辅助充电器215相连来获取工作电源。继电器220、221.i可通过输入和输出端口213与辅助充电器214相连来获取工作电力。
在一些实施例中，第一充电电路100、100’和第二充电电路111.1、111.2、111.3、...、111.i、...、111.N的控制开关可对应于继电器220、221.i，该继电器可被用作电路开关来控制控制电路的接通/断开。控制开关也可以是用于控制电路的接通/断开的三极管和/或其他电气元件。在某些实施例中，处理芯片(MCU)212可以是例如AT89S51微控芯片或类似物。在这些和其他实施例中，处理芯片212可通过硬件电路和/或通过存储有计算机可执行软件指令以执行所述功能的计算机可读介质来执行本文所述的各种功能。
电池电压反馈电路102、102'可实时监测电池110两端的电压V，并可将电压信号发送给电池检测系统(EMS)210。电池检测系统(EMS)210可基于所接收到的电压信号判定电池110是否需要充电。若电池需要充电，则处理芯片212可通过输入和输出端口213向继电器220发送接通信号，且继电器220可接通第一充电电路100、100'，以通过施加第一充电电压V1对电池模块101.1、101.2、...、101.i、...101.N进行串联充电。当电池检测系统(EMS)210基于周期的或连续的电压监测、通过电池电压反馈电路102、102'确定电池两端的电压V达到第一预定电压值V0 1(例如，电池110被认为完全充电时的电压),处理芯片212可向继电器220发送断开信号以断开第一充电电路100、100'。在一些情况下，可采用高电压(第一充电电压V1)对电池110进行充电，从而使充电效率更高。然而，如上面所讨论的，由于电池模块101.1、101.2、...、101.i、...、101.N的个体差异(例如，内阻差异等)，诸电池模块中的一些电池模块可能被不平衡地充电。例如，第一电池模块101.i可能未被完全充电而达到第二预定电压值V0 2(例如，电池模块被认为完全充电时的电压)。因此，单个电池模块101.i也可以独立地进行充电，如下所述。
电池模块电压反馈电路121.1、121.2、121.3、...、121.i、...、121.N可被配置成分别检测每个电池模块101.i两端的电压Vi，并将检测到的电压信号发送给电池检测系统(EMS)210。电池检测系统(EMS)210可判定/判断各个电池模块中的每一个是否已达到预定的第二预定电压值V0 2。若电池检测系统(EMS)210判定一个或多个的某电池模块101.i尚未达到第二预定电压值V0 2，则处理芯片212可通过输入和输出端口213向相应的继电器221.i发送接通信号，且一个或多个第二充电电路111.i可独立地对当使用第一充电电路100、100'对电池模块进行串联充电时未完全充电的任何电池模块101.i进行充电。为了独立地对电池模块101中的一个或多个进行充电，可使用第二充电电压V2，直到电池模块的个别电压Vi达到第二预定电压值V0 2。每个个别电池模块的充电过程可以是相同的，直到所有电池模块101.1、101.2、...、101.i、...、101.N都达到第二预定电压值(V0 2)。对通过第一充电电路未完全串联充电的各个电池模块中的一个或多个电池模块的充电可使用合适的第二充电电路进行，且可在由处理芯片212的配置所控制的过程中全部同时进行或在不同时间进行(例如，按照首先从充电最少的电池模块开始的顺序进行)。
如上所述，当对用于电动车辆和其他电动装置的电池进行充电时，可仅使用单个充电电路对电池进行充电且可能不对单个电池模块单独进行充电。然而，在这种情况下，每个电池模块的电量可能与其他模块不同，且当这些模块被串联以使用时，模块中的的这种电压差异可能会使整个电池的内阻增大，这会降低电池的总效率。因此，在某些实施例中，电池检测系统(EMS)210、电池电压反馈电路102、102'和电池模块电压反馈电路121.1、121.2、121.3、...、121.i、...、121.N可对电池110的电压状态以及各个电池模块的电压进行实时监测。每个个别电池模块可按至少两种不同的方式和以至少两种不同的工作电压进行充电，例如，通过第一充电电路100、100'和其各自的第二充电电路111进行充电，从而保证电池模块中的每一个都能被完全充电以提高电池110的总工作效率。此外，如上所述，第二充电电路中的一个或多个不仅可被连接至单个电池模块101，还可被串联连接至多个电池模块的子集(例如，两个电池模块、三个电池模块等)。因此，在一些情况下，可按两种以上不同的方式和以两种以上不同的工作电压对每个个别电池模块进行充电。例如，第一电池模块可使用第一充电电路进行充电，且可单独地使用仅被连接至该单个电池模块的第二充电电路进行充电，且还可使用被串联连接至包括该第一电池模块的电池模块的子集(所述子集中有两个、三个、四个等电池模块)的另一第二充电电路(未在图中示出)进行充电。
在一些实施例中，第二充电电路中的一个或多个不仅可被连接至单个电池模块，还可被串联连接至多个电池模块。例如，第二充电电路111可被串联连接至两个电池模块或三个电池模块等或多个电池模块101的任何其他子集，从而允许第二充电电路111仅对多个电池模块101的该子集进行充电。
现在参照图3，其示出了根据某些实施例的电池充电站的电路结构的示意图。
如上面参照图1所讨论的，电池充电系统10可以是设置在电动装置(例如，电动车辆的马达)内的电路结构且可通过插头(图中省略)与外部的充电桩\充电站140相连接，从而由充电站\充电桩140提供电力。在其他实施例中，可将电池充电系统(例如，包括第一充电电路、第二充电电路、电池电压反馈电路、电池模块电压反馈电路和控制电路130等)设置在充电桩\充电站内，以得到如图3所示的电池充电站20。在电池充电站20中，可通过例如多引脚插头将第一充电电路、第二充电电路、电池电压反馈电路和电池模块电压反馈电路与电池及电池模块相连接。在这种实例中，电池充电站20的电路结构可与电池充电系统10的电路结构相似或相同。
现在参照图4，其为用于可集成至或可操作性地连接至本文所述的电池组、电池模块和电池充电站以及上述的任何其他组件的计算机系统或其他计算机装置400的示例性方框图。一个或多个计算机系统或其他计算机装置400可控制上述的电动装置和/或组件的一个或多个方面。例如，一个或多个计算机装置400可用于实现如上所述的各种控制电路130、电池检测系统(EMSs)210和/或MCUs 212以及电池充电站140。因此，这种组件可包括下面参照计算机装置400所述的特征中的一些或全部特征。在一些实例中，计算机系统或其他计算机装置400可包括平板电脑、个人数据助理、智能电话、游戏控制台和/或用于控制电动车辆的专用计算机系统。前述计算装置中的任何特定的一个装置可全部或至少部分地被配置成表现出类似于计算机系统400的特征。
计算机装置400被图示为包括硬件元件，所述硬件元件可经总线402进行电耦合(或可根据需要按其他方式进行通信)。硬件元件可包括处理单元，其具有一个或多个处理器404，包括但不限于一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器(如数字信号处理芯片、图形加速处理器和/或类似物)；一个或多个输入装置406，其可包括但不限于方向盘、气候控制按钮或其他用户输入接收按钮和/或类似物；以及一个或多个输出装置408，其可包括但不限于显示装置(例如，计算机屏幕)、GPS和/或类似物。
计算机系统400可进一步包括一个或多个非临时性存储装置410(和/或与之通信)，其可包括但不限于本地存储器和/或网络可访问存储器和/或可包括但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储装置、固态存储装置，如随机存取存储器和/或只读存储器，其可以是可编程的、闪存可更新的和/或类似物。这种存储装置可被配置成实现任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件系统、数据库结构和/或类似物。
计算机装置400还可包括通信子系统412，其可包括但不限于调制解调器、网卡(无线的和/或有线的)、红外通信装置、无线通信装置和/或芯片集，例如BluetoothTM装置、802.11装置、WiFi装置、WiMax装置、蜂窝通信设施，如GSM(全球移动通信系统)、W-CDMA(宽带码分多址)、LTE(长期演进)等和/或类似物。通信子系统412可允许与网络(举例来说，如下述的网络)、其他计算机系统和/或本文所述的任何其他装置进行数据交换。在许多实施例中，计算机系统400将进一步包括工作存储器414，其可包括随机存取存储器和/或只读存储器装置，如上所述。
计算机设备400还可包括软件元件，其被图示为当前位于工作存储器414内，所述软件元件包括操作系统416、装置驱动器、可执行库和/或其它代码，如一个或多个应用程序418，应用程序418可包括由各种实施例提供的计算机程序和/或可被设计为实施方法和/或配置由本文所述其他实施例所提供的系统。举例来说，针对上面所讨论的方法而描述的一个或多个和过程/或系统组件可通过可由计算机(和/或计算机内的处理器)执行的代码和/或指令来实现；在一个方面，这种代码和/或指令可随后用于配置和/或调整通用计算机(或其他装置)以根据所述的方法进行一个或多个操作。
一组这些指令和/或代码可被存储在非临时性计算机可读存储介质上，例如上述的存储装置410。在一些情况下，存储介质可被结合在计算机系统内，例如计算机系统400。在其他实施例中，存储介质可与计算机系统相分离(例如，可移动介质，如闪存)和/或被提供在安装包中，从而可使用存储介质通过存储于其上的指令/代码对通用计算机进行编程、配置和/或调整。这些指令可采用可由计算机装置400执行的可执行代码的形式和/或可采用源代码和/或可安装代码的形式，该源代码和/或可安装代码一旦在计算机系统400上编译和/或安装(例如，使用各种普通可用的编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等中的任何一种来进行)即为可执行代码的形式。
显而易见的是可根据特定要求进行相当大的变化。例如，也可使用定制的硬件，和/或，特定的元件可实现为硬件、软件(包括便携式软件，如小程序等)或其两者中。进一步地，也可采用与其他计算装置的连接，例如网络输入/输出装置。
如上面所提及的，在一个方面，一些实施例可采用计算机系统(如计算机装置400)执行根据本发明的各个实施例的方法。根据一组实施例，响应于处理器404对包含在工作存储器414内的一个或多个指令(其可被结合至操作系统416和/或其他代码，如应用程序418中)中的一个或多个序列的执行，计算机系统400执行这种方法的过程中的一些或全部。这种指令可从另一个计算机可读介质，如存储装置410中的一个或多个，被读入工作存储器414中。仅举例来说，执行被包含在工作存储器414中的指令序列可使处理器404执行本文所述方法的一个或多个程序。
本文所使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”可指参与提供使机器按特定方式进行操作的数据的任何非临时性介质。在使用计算机装置400实现的一个实施例中，各种计算机可读介质可涉及将指令/代码提供至处理器404以执行和/或可用于存储和/或携带这种指令/代码。在许多实施方式中，计算机可读介质是物理和/或有形的存储介质。这种介质可采用非易失性介质或易失性介质的形式。非易失性介质可包括，例如，光盘和/或磁盘，诸如存储装置410。易失性介质可包括但不限于动态存储器，诸如工作存储器414。
物理和/或有形的计算机可读介质的示例形式可包括软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其他磁性介质、光盘，任何其它光学介质、ROM、RAM等、任何其他存储器芯片或卡盒，或计算机可从中读取指令和/或代码的任何其他介质。各种形式的计算机可读介质可涉及将一个或多个指令的一个或多个序列运送至处理器404以执行。举例来说，指令最初可被载于远程计算机的磁盘和/或光盘上。远程计算机可将指令加载到其动态存储器中并在传输介质上将指令作为信号发送，从而由计算机系统400接收和/或执行该指令。
通信子系统412(和/或其组件)通常将接收信号，且总线402随后可将信号(和/或由信号所携带的数据、指令等)运送至工作存储器414，处理器404从该工作存储器检索和执行指令。由工作存储器414所接收的指令可在被处理器404执行之前或被执行之后被选择地存储在非临时性存储装置410中。
应进一步理解的是，计算机装置400的组件可跨网络分布。例如，一些处理可使用第一处理器在一个位置执行，而其他处理可由远离第一处理器的另一个处理器执行。计算机系统400的其他组件可按类似的方式分布。因而，计算机装置400可被解释为在多个位置执行处理的分布式计算系统。在一些情况下，根据上下文，计算机系统400可被解释为单个计算装置，如独特的膝上计算机、台式计算机或类似物。
某些实施例的实例
在第一示例性实施例中，电动车辆的电池组(150)可包括电池(110)和电池充电系统(10)，其中电池(110)包括多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)，每个电池模块(101.i)设有一个或多个电池单元，且多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)在提供电力输出时串联连接，其中电池充电系统(10)包括：第一充电电路(100、100')，该第一充电电路(100、100’)将多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)串联连接，且该第一充电电路(100、100')用于对电池(110)中的多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)进行串联充电；第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)，该第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)分别连接至多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)，且该第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)用于对多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)中的至少一个电池模块(101.i)进行充电。
第二示例性实施例可包括第一示例性实施例的电池组(150)，其中第一充电电路(100、100')和第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)可相互配合地工作，或者，第一充电电路(100、100')和第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)可独立工作。
第三示例性实施例可包括第一示例性实施例的电池组(150)，其中第一充电电路(100、100')向串联连接的多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)的两端施加电压和电流以进行充电。
第四示例性实施例可包括第二示例性实施例的电池组(150)，其中第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)对多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)中的一个电池模块(101.i)进行选择性地充电，该选择性充电通过对该电池模块(101.i)的两端施加电压和电流而进行。
第五示例性实施例可包括第一示例性实施例的电池组(150)，其进一步包括用于选择性地接通或断开第一充电电路(100、100')或第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)的控制电路(130)。
第六示例性实施例可包括第五示例性实施例的电池组(150)，其中第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)可选择电池(110)中的某个电池模块(101.i)并对所选择的电池模块(101.i)的两端进行充电。
第七示例性实施例可包括第六示例性实施例的电池组(150)，其中电池充电系统(10)进一步包括电池电压反馈电路(102、102')，该电池电压反馈电路(102、102')与控制电路(130)相连且用于将反映电池(110)的当前电压的电压信号发送至控制电路(130)；多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)中的每一个连接至电池模块电压反馈电路(121.1、121.2、...、121.i、...、12l.N)且电池模块电压反馈电路(121.1、121.2、...、121.i、...、12l.N)与控制电路(130)相连且用于将反映电池模块的当前电压的电压信号发送至控制电路(130)；控制电路(130)根据电池(110)的当前电压开始或停止施加用以对串联连接的多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)的两端进行充电的电压和电流；且控制电路(130)根据每个电池模块(101.i)的当前电压选择某个电池模块(101.i)以开始或停止施加用于对所选择的电池模块(101.i)进行充电的电压和电流。
第八示例性实施例可包括第七示例性实施例的电池组(150)，其中通过使用第一充电电压(V1)对电池(110)中的电池模块进行串联充电，且其中通过使用第二充电电压(V2)对电池(110)中的所选择电池模块进行独立充电。
第九示例性实施例可包括第八示例性实施例的电池组(150)，第一充电电压(V1)和第二充电电压(V2)为不同的电压。
第十示例性实施例可包括第一示例性实施例的电池组(150)，其中根据所选择的电池模块(101.i)的电压，第二充电电路(111.i)选择合适的电压对所选择的电池模块(101.i)进行充电，直到所选择的电池模块(101.i)达到预定电压为止。
第十一示例性实施例可包括第七示例性实施例的电池组(150)，其中控制电路(130)进一步包括：电池检测系统(210)，其被连接至电池电压反馈电路(102、102')和电池模块电压反馈电路(121.1、121.2、...、121.i、...、121.N)以用于接收由电池电压反馈电路(102、102')和电池模块电压反馈电路(121.1、121.2、...、121.i、...、121.N)所发送的电压信号并控制第一充电电路(100、100’)和/或第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)的接通或断开；第一电路开关(220)，其被连接至第一充电电路(100、100')和电池检测系统(210)以在电池检测系统(210)的控制下接通或断开第一充电电路(100、100')；以及第二电路开关(221.1、221.2、221.3、...、221.i、...、221.N)，其被分别连接至第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)，以及连接至电池检测系统(210)以在电池检测系统(210)的控制下接通或断开第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)。
在第十二示例性实施例中，电池充电站(20)可用于对电池(110)进行充电，其中电池(110)包括多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)，每个电池模块设有一个或多个电池单元，且多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)在提供电力输出时串联连接，其中电池充电站(20)包括：用于对电池(110)进行串联充电的第一充电电路(100、100')；用于对至少一个电池模块进行充电的第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)；第一充电电路(100、100')和第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)可相互配合地工作，或者，第一充电电路(100、100')和第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)独立地工作。
第十三示例性实施例可包括第十二示例性实施例的电池充电站(20)，其中第一充电电路(100、100')施加电压和电流以对串联连接的多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)的两端进行充电。
第十四示例性实施例可包括第十二示例性实施例的电池充电站(20)，其进一步包括：被设置在电池充电站(20)中且用于选择性地接通或断开第一充电电路(100、100')或第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)的控制电路(130)。
在第十五示例性实施例中，可执行一种方法以对电池(110)进行充电，其中电池(110)包括多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)，每个电池模块设有一个或多个电池单元，且多个电池模块(101.1、101.2、...、101.i、...、101.N)在提供电力输出时串联连接，其中该方法包括下列步骤：1)测量电池(110)的电压(V)，判断是否需要对电池进行充电，如果需要，则2)使用第一充电电路(100、100')对电池(110)中的电池模块进行串联充电；3)测量串联连接的电池模块的电压(V)是否达到第一预定电压值(V0 1)；4)如果串联连接的电池模块的电压(V)达到第一预定电压值(V0 1)，则测量电池(110)中的每个电池模块的电压(Vi)是否达到第二预定电压值(V0 2)；5)选择没有达到第二预定电压值(V0 2)的一个或多个电池模块(101.i)；以及6)使用相应的第二充电电路(111.1、111.2、...、111.i、...、111.N)对所选择的一个或多个电池模块(101.i)进行充电，直至其电压(Vi)达到第二预定电压值(V0 2)为止。
尽管参照了附图中所示的特定实施例描述了本发明，但应理解的是，本发明所提供的充电系统和充电方法可在不背离本发明的精神、范围和背景的前提下具有各种变型。本领域的普通技术人员仍应意识到，本发明所公开的实施例中的参数可按不同的方式进行改变，且这些改变均落在本发明和权利要求的精神和范围内。

Claims (23)

1.一种用于电动车辆的电池组，其包括：
电池，其包括多个串联连接的电池模块；以及
电池充电系统，其包括：
第一充电电路，其对所述多个电池模块进行串联连接，且所述第一充电电路被配置成对所述多个电池模块进行串联充电；以及
多个第二充电电路，其中所述多个第二充电电路中的每一个充电电路被连接至所述多个电池模块中相应的一个电池模块，且其中所述多个第二充电电路中的每一个充电电路被配置成对所述相应的电池模块进行充电。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一充电电路和所述多个第二充电电路被配置成协同工作以对所述多个电池模块进行充电。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一充电电路和所述多个第二充电电路被配置成独立工作以对所述多个电池模块进行充电。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一充电电路被配置成向所述串联连接的多个电池模块的两端施加电压和电流。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中所述多个第二充电电路中的第一个被配置成通过向所述第一电池模块的两端施加电压和电流而对所述多个电池模块中的第一电池模块进行充电。
6.根据权利要求1所述的电池组，其进一步包括：
控制电路，其被配置成选择性地接通和断开所述第一充电电路和所述多个第二充电电路。
7.根据权利要求6所述的电池组，其中所述多个第二充电电路中的每一个充电电路被配置成对其相应的电池模块的两端进行充电。
8.根据权利要求7所述的电池组，其进一步包括：
电池电压反馈电路，其被连接至所述电池以及所述控制电路，所述电池电压反馈电路被配置成向所述控制电路发送反映所述电池的当前电压的电压信号；以及
多个电池模块电压反馈电路，每个电池模块电压反馈电路被连接至所述控制电路和所述多个电池模块中的一个，其中所述电池模块电压反馈电路中的每一个被配置成向所述控制电路发送反映与其相关联的电池模块的当前电压的电压信号，
其中所述控制电路被配置成基于所述电池的所述当前电压来开始或停止施加用以对所述串联连接的多个电池模块的两端进行充电的电压和电流，以及
其中，所述控制电路进一步被配置成基于所述多个电池模块中的每一个电池模块的所述当前电压来选择所述多个电池模块中的第一电池模块，以及开始或停止施加用以对所述第一所选电池模块进行充电的电压和电流。
9.根据权利要求8所述的电池组，其中：
所述多个电池模块由所述第一充电电路使用第一充电电压进行串联充电；以及
所述第一所选择的电池模块由对应于所述第一所选择的电池模块的所述第二充电电路使用第二充电电压进行独立充电。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中所述第一充电电压和所述第二充电电压为不同的电压。
11.根据权利要求8所述的电池组，其中所述控制电路进一步包括：
电池检测系统，其被连接至所述电池电压反馈电路和所述多个电池模块电压反馈电路中的每一个，所述电池检测系统被配置成接收由所述电池电压反馈电路和所述电池模块电压反馈电路所发送的所述电压信号，并控制所述第一充电电路和所述多个第二充电电路的接通或断开；
第一电路开关，其被连接至所述第一充电电路和所述电池检测系统，所述第一电路开关被配置成在所述电池检测系统的控制下接通或断开所述第一充电电路；以及
多个第二电路开关，每个第二电路开关被连接至所述相应的第二充电电路和连接至所述电池检测系统，所述第二电路开关被配置成在所述电池检测系统的控制下接通或断开所述第二充电电路。
12.根据权利要求1所述的电池组，其中基于所述多个电池模块中的第一电池模块的电压，所述多个第二充电电路中的相应的一个充电电路被配置成选择合适的电压以对所述第一电池模块进行充电，直到所述第一电池模块达到预定电压为止。
13.一种用于对包括串联连接的多个电池模块的电池进行充电的电池充电站，所述电池充电站包括：
第一充电电路，其被配置成对所述串联连接的多个电池模块进行串联充电；以及
多个第二充电电路，每个第二充电电路被配置成对所述多个电池模块中相应的一个电池模块进行充电。
14.根据权利要求13所述的电池充电站，其中所述第一充电电路和所述多个第二充电电路被配置成在对所述多个电池模块进行充电时协同工作。
15.根据权利要求13所述的电池充电站，其中所述第一充电电路和所述多个第二充电电路被配置成在对所述多个电池模块进行充电时独立地工作。
16.根据权利要求13所述的电池充电站，其中所述第一充电电路被配置成通过向所述串联连接的多个电池模块的两端施加电压和电流而对所述多个电池模块进行串联充电。
17.根据权利要求13所述的电池充电站，其进一步包括：
控制电路，其被配置成选择性地接通或断开所述第一充电电路和所述第二充电电路。
18.一种用于对包括串联连接的多个电池模块的电池进行充电的方法，所述方法包括：
测量所述电池的第一电压；
基于所述测量到的第一电压判定所述电池需要进行充电；
基于所述电池需要进行充电的所述判定，使用第一充电电路对所述多个电池模块进行串联充电；
在对所述多个电池模块进行串联充电后测量所述电池的第二电压，并判定所述第二电压是否至少等于第一预定电压值；
响应于判定所述第二电压至少等于第一预定电压值，测量所述多个电池模块中的每一个电池模块的个别电压并将所述多个电池模块中的每一个电池模块的所述个别电压与第二预定电压值进行比较；
识别所述多个电池模块中所具有的电压小于所述第二预定电压值的一个或多个电池模块；以及
对所识别的电池模块中的每一个进行充电，其中所识别的电池模块中的每一个电池模块使用单独的相应第二充电电路各自进行充电，直到所识别的电池模块中的每一个电池模块的电压达到至少所述第二预定电压值为止。
19.根据权利要求18所述的方法，其中测量所述电池的所述第一电压包括：
从电池电压反馈电路接收电压信号，所述电压信号反映所述电池的当前电压。
20.根据权利要求19所述的方法，其中测量所述多个电池模块中的每一个的所述个别电压包括：
从多个电池模块电压反馈电路接收多个电压信号，所述多个电压信号中的每一个电压信号反映所述电池模块中相应的一个电池模块的当前电压。
21.一种用于电动车辆的电池组，包括权利要求1至12中的任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
22.一种用于对包括串联连接的多个电池模块的电池进行充电的电池充电站，包括权利要求13至17中的任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
23.一种用于对包括串联连接的多个电池模块的电池进行充电的方法，包括权利要求18至20中的任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
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