CN107611469A - 电池组 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池组。该电池组包括：多个正极和负极电池端子，被配置为连接到多个电池单元；多个正极充电端子，每个正极充电端子连接到正极电池端子之一；多个正极放电端子，每个正极放电端子连接到正极电池端子之一；多个负极充电端子，每个负极充电端子连接到负极电池端子之一；多个负极放电端子，每个负极放电端子连接到负极电池端子之一；多个放电控制开关，连接到正极放电端子和负极放电端子；以及控制单元，被配置为控制所述开关的状态从而选择性地串联连接电池单元，其中，所述正极和负极充电端子形成为充电端子单元，所述正极和负极放电端子形成为放电端子单元，其中，所述充电端子单元与所述放电端子单元间隔开。

Description

电池组
本申请是申请日为2012年5月25日、申请号为201210166857.1、发明名称为“电池组”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年5月26日提交的、发明名称为“电池组”的第61/490,542号美国临时申请的优先权，其通过整体引用结合于此。
技术领域
公开的技术涉及电池组及其端子配置。
背景技术
可充电的二次电池用作诸如蜂窝电话、笔记本计算机、摄像机、个人数字助理(PDA)的便携式电子设备以及诸如吸尘器的家用电器的便携式电源。在典型的家用吸尘器中，吸尘器的电机使用交流(AC)电源驱动。然而，为了在没有AC电源连接的空间中使用家用吸尘器，提供二次电池作为分离的电源。二次电池具有根据应用的容量，并且在许多应用中需要约100V的高容量或更高的电压。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种用于实现高效充电和高功率放电的电池组。
根据本发明的一个方面，提供了一种电池组，包括：多个正极和负极电池端子，被配置为连接到多个电池单元；多个正极充电端子，每个正极充电端子连接到正极电池端子之一；多个正极放电端子，每个正极放电端子连接到正极电池端子之一；多个负极充电端子，每个负极充电端子连接到负极电池端子之一；多个负极放电端子，每个负极放电端子连接到负极电池端子之一；多个放电控制开关，连接到正极放电端子和负极放电端子；以及控制单元，被配置为控制所述开关的状态从而选择性地串联连接电池单元，其中，所述正极和负极充电端子形成为充电端子单元，所述正极和负极放电端子形成为放电端子单元，其中，所述充电端子单元与所述放电端子单元间隔开。
根据本发明的一个方面，提供了一种电池组，包括：多个电池单元，每个电池单元被配置为通过外部充电器单独地充电，并且通过向外部负载提供电力来放电；多个正极和负极放电端子，被配置为从所述电池组向所述外部负载提供电力，所述正极和负极放电端子形成为放电端子单元；多个正极和负极充电端子，被配置为对所述电池单元进行充电，所述正极和负极充电端子形成为充电端子单元，其中，所述充电端子单元与所述放电端子单元间隔开；多个开关，连接到所述电池单元；以及控制单元，被配置为控制所述开关，使得如果所述电池组未正被充电，则所述电池单元被串联连接。
根据本发明的一个方面，提供一种电池组，包括：多个电池单元，每个电池单元具有正极和负极端子；以及多个正极和负极放电端子，被配置为从所述电池组向负载提供电力，所述正极和负极放电端子形成为放电端子单元；多个正极和负极充电端子，被配置为对所述电池单元进行充电，所述正极和负极充电端子形成为充电端子单元，其中，所述充电端子单元与所述放电端子单元间隔开；控制单元，被配置为提供用于对所述电池单元进行放电的第一配置，在第一配置中所述电池单元被连接，还被配置为提供用于对所述电池单元进行充电的第二配置，在第二配置中所述电池单元不被连接。
附图说明
图1A是示出根据本发明实施例的、处于放电备用模式的电池组和充电器的框图；
图1B是与图1A相应的电路图；
图1C是图1A的电池组放电备用模式的电池组的等效电路图；
图2A是示出根据本发明实施例的、处于充电备用模式的电池组和充电器的电路图；
图2B是图2A的电池组充电备用模式的电池组的等效电路图；
图3A是示出根据本发明实施例的、处于放电模式的电池组和充电器的电路图；
图3B是图3A的电池组放电模式的电池组的等效电路图；以及
图4是示出根据本发明实施例的电池组的充电/放电操作算法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图更加全面地描述多个示性实施例；然而，本发明的特征和方面可以以不同形式实施，并且不应解释为限于这里阐明的实施例。而是，提供这些实施例以使本公开彻底和完整。
图1A是示出电池组100和充电器200的框图，图1B是与图1A相应的电路图。参照图1A和图1B，电池组100包括电池模块110、电池管理单元120(BMU)、以及诸如微控制器的控制单元130。
电池模块110包括多个电池单元(battery unit)。例如，如图1A所示，电池模块110可以包括第一至第三电池单元111、112和113。将电池模块110描述为具有三个电池单元的电池模块110，但是其他实施例具有不同数量的电池单元。
电池单元111、112和113中的每一个都包括多个电池单体(battery cell)。电池单元111、112和113中的每一个所包括的多个电池单体相互串联或并联连接。
此外，电池单元111、112和113分别包括端子。例如，如图1A所示，第一电池单元111包括第一正极端子B1+和第一负极端子B1-。此外，第二电池单元112包括第二正极端子B2+和第二负极端子B2-。此外，第三电池单元113包括第三正极端子B3+和第三负极端子B3-。
电池管理单元120包括第一至第三单电池管理单元121、122和123、充电端子单元124、以及放电端子单元125。
第一单电池管理单元121包括第一充电/放电开关121a、第一熔丝(Fuse)单元121b、第一开关控制单元121c、和第一充电/放电端子单元121d。第一充电/放电开关121a可以由充电开关和放电开关组成。充电开关和放电开关可以电连接在第一电池单元111的第一正极端子B1+和第一单电池管理单元121的第一正极电池端子B1+之间。第一充电/放电开关121a允许第一电池单元111充电和放电，并且在发生过充电或过放电时用作主保护电路器件。
第一熔丝单元121b可以由第一熔丝、第一热电阻和第一熔丝开关组成。在这种情况下，当第一充电/放电开关121a损坏、故障或有其它不足时，第一熔丝单元121b可以用作辅助保护电路器件。在这个实施例中，第一熔丝开关由第一开关控制单元121c控制。
第一开关控制单元121c根据充电/放电模式控制第一充电/放电开关121a的开关操作，从而控制第一电池单元111的充电和放电。此外，第一开关控制单元121c检测第一电池单元111的一个或多个电压，并基于检测到的电压执行第一电池单元111的过充电/过放电保护和电压平衡。
第一充电/放电端子单元121d包括连接到第一熔丝单元121b的第一正极充电端子CP1+和第一正极放电端子DP1+、以及通过第一单电池管理单元121的第一负极电池端子B1-连接到第一电池单元111的第一负极端子B1-的第一负极充电端子CP1-和第一负极放电端子DP1-。
在这个实施例中，第一电池单元111的第一正极端子B1+通过第一充电/放电(C/D)开关121a和第一熔丝单元121b连接到第一正极充电端子CP1+和第一正极放电端子DP1+。此外，第一电池单元111的第一负极端子B1-通过用于感测第一电池单元111的电流的电流传感器121e连接到第一负极充电端子CP1-和第一负极放电端子DP1-。在一些实施例中，第一电池单元111的第一负极端子B1-直接连接到第一负极充电端子CP1-和第一负极放电端子DP1-。
第二单电池管理单元122包括第二次充电/放电开关122a、第二熔丝单元122b、第二开关控制单元122c和第二充电/放电端子单元122d。第二充电/放电开关122a可以由充电开关和放电开关组成。充电开关和放电开关可以电连接在第二电池单元112的第二正极端子B2+和第二单电池管理单元122的第二正极电池端子B2+之间。第二充电/放电开关122a允许第二电池单元112充电和放电，并且在发生过充电或过放电时用作主保护电路器件。
第二熔丝单元122b可以由第二熔丝、第二热电阻和第二熔丝开关组成。在这种情况下，当第二充电/放电开关122a损坏、故障或有其它不足时，第二熔丝单元122b可以用作辅助保护电路器件。在这个实施例中，第二熔丝开关由第二开关控制单元122c控制。
第二开关控制单元122c根据充电/放电模式来控制第二充电/放电开关122a的开关操作，从而控制第二电池单元112的充电和放电。此外，第二开关控制单元122c检测第二电池单元112的一个或多个电压，并基于检测到的电压执行第二电池单元112的过充电/过放电保护和电压平衡。
第二充电/放电端子单元122d包括连接到第二熔丝单元122b的第二正极充电端子CP2+和第二正极放电端子DP2+、以及通过第二单电池管理单元122的第二负极电池端子B2-连接到第二电池单元112的第二负极端子B2-的第二负极充电端子CP2-和第二负极放电端子DP2-。
在这个实施例中，第二电池单元112的第二正极端子B2+通过第二充电/放电开关122a和第二熔丝单元122b连接到第二正极充电端子CP2+和第二正极放电端子DP2+。此外，第二电池单元112的第二负极端子B2-通过用于感测第二电池单元112的电流的电流传感器122e而连接到第二负极充电端子CP2-和第二负极放电端子DP2-。在一些实施例中，第二电池单元112的第二负极端子B2-直接连接到第二负极充电端子CP2-和第二负极放电端子DP2-。
第三单电池管理单元123包括第三充电/放电开关123a、第三熔丝单元123b、第三开关控制单元123c、和第三充电/放电端子单元123d。第三充电/放电开关123a可以由充电开关和放电开关组成。充电开关和放电开关可以电连接在第三电池单元113的第三正极端子B3+和第三单电池管理单元123的第三正极电池端子B3+之间。第三充电/放电开关123a允许第三电池单元113充电和放电，并且在发生过充电或过放电时用作主保护电路器件。
第三熔丝单元123b可以由第三熔丝、第三热电阻和第三熔丝开关组成。在这种情况下，当第三充电/放电开关123a损坏、故障或有其它不足时，第三熔丝单元123b可以用作辅助保护电路器件。在这个实施例中，第三熔丝开关由第三开关控制单元123c控制。
第三开关控制单元123c根据充电/放电模式来控制第三充电/放电开关123a的开关操作，从而控制第三电池单元113的充电和放电。此外，第三开关控制单元123c检测第三电池单元113的一个或多个电压，并基于检测到的电压执行第三电池单元113的过充电/过放电保护和电压平衡。
第三充电/放电端子单元123d包括连接到第三熔丝单元123b的第三正极充电端子CP3+和第三正极放电端子DP3+、以及通过第三单电池管理单元123的第三负极电池端子B3-连接到第三电池单元113的第三负极端子B3-的第三负极充电端子CP3-和第三负极放电端子DP3-。
在这个实施例中，第三电池单元113的第三正极端子B3+通过第三充电/放电开关123a和第三熔丝单元123b连接到第三正极充电端子CP3+和第三正极放电端子DP3+。此外，第三电池单元113的第三负极端子B3-通过用于感测第三电池单元113的电流的电流传感器123e而连接到第三负极充电端子CP3-和第三负极放电端子DP3-。在一些实施例中，第三电池单元113的第三负极端子B3-直接连接到第三负极充电端子CP3-和第三负极放电端子DP3-。
充电端子单元124包括第一至第三正极充电端子CP1+、CP2+和CP3+，以及第一至第三负极充电端子CP1-、CP2-和CP3-。充电端子单元124具有用于单一物理单元中的第一至第三充电/放电端子单元121d、122d和123d的充电端子。
因此，充电端子单元124的第一正极充电端子CP1+、第二正极充电端子CP2+和第三正极充电端子CP3+一一对应地电连接到分别包括在第一至第三充电/放电端子单元121d、122d和123d中的第一正极充电端子CP1+、第二正极充电端子CP2+和第三正极充电端子CP3+。此外，充电端子单元124的第一负极充电端子CP1-、第二负极充电端子CP2-和第三负极充电端子CP3-一一对应地电连接到分别包括在第一至第三充电/放电端子单元121d、122d和123d中的第一负极充电端子CP1-、第二负极充电端子CP2-和第三负极充电端子CP3-。
放电端子单元125包括第一至第三正极放电端子DP1+、DP2+和DP3+，以及第一至第三负极放电端子DP1-、DP2-和DP3-。放电端子单元125具有用于单一物理单元中的第一至第三充电/放电端子单元121d、122d和123d的放电端子。
充电端子单元124的正极充电端子与负极充电端子相互间隔开，正极放电端子与负极放电端子也相互间隔开。此外，正极和负极充电端子与正极和负极放电端子间隔一距离，该距离大于正极和负极充电端子的间距且大于正极和负极放电端子的间距。
放电端子单元125的第一正极放电端子DP1+、第二正极放电端子DP2+和第三正极放电端子DP3+一一对应地电连接到分别包括在第一至第三充电/放电端子单元121d、122d和123d中的第一正极放电端子DP1+、第二正极放电端子DP2+和第三正极放电端子DP3+。此外，放电端子单元125的第一负极放电端子DP1-、第二负极放电端子DP2-和第三负极放电端子DP3-一一对应地电连接到分别包括在第一至第三充电/放电端子单元121d、122d和123d中的第一负极放电端子DP1-、第二负极放电端子DP2-和第三负极放电端子DP3-。
连接控制单元130具有控制器135，如果电池组100和充电器200相互连接，则控制器135确定充电器200是否连接到外部电源，并且确定是否保持第一至第三电池单元111、112和113的串联连接。
控制器135包括充电识别单元TB1和TB2、多个放电控制端子、以及第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2。如果电池组100连接到充电器200，则连接控制单元130的充电识别单元TB1和TB2可以连接到充电器200的充电识别单元TB1和TB2。连接控制单元130的充电识别单元TB1和TB2包括正极充电识别单元TB1和负极充电识别单元TB2。同样，充电器200的充电识别单元TB1和TB2包括正极充电识别单元TB1和负极充电识别单元TB2。如果电池组100连接到充电器200，则连接控制单元130的正极充电识别单元TB1连接到充电器200的正极充电识别单元TB1，以及连接控制单元130的负极充电识别单元TB2连接到充电器200的负极充电识别单元TB2。
连接控制单元130通过连接控制单元130的充电识别单元TB1和TB2检测充电器200的电压，并且根据检测到的电压的电平是否从“高”转向“低”、或从“低”转向“高”、或者是否保持在低电平来控制第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2的开关操作。
放电控制端子可以由第一至第三正极放电控制端子和第一至第三负极放电控制端子组成。例如，第一至第三正极放电控制端子和第一至第三负极放电控制端子一一对应地分别电连接到放电端子单元125的第一至第三正极放电控制端子DP1+、DP2+和DP3+以及第一至第三负极放电控制端子DP1-、DP2-和DP3-。第一正极放电控制端子DP1+电连接到组正极端子P1+，而且第三负极放电控制端子DP3-电连接到组负极端子P3-。组正极端子P1+和组负极端子P3-是当电池组100放电时连接到外部负载的端子。
第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2电连接在放电控制端子之间。例如，如图1A和图1B所示，第一放电控制开关SW1可以电连接在第一负极放电控制端子DP1-和第二正极放电控制端子DP2+之间。此外，第二放电控制开关SW2可以电连接在第二负极放电控制端子DP2-和第三正极放电控制端子DP3+之间。此外，二极管D1和D2可以连接在第一负极放电控制端子DP1-和第一放电控制开关SW1之间、以及第二负极放电控制端子DP2-和第二放电控制开关SW2之间。
二极管D1和D2允许第一至第三电池单元连接，以便当电池组放电时输出放电电流。当电池组充电时，二极管D1和D2防止第一至第三电池单元之间的电流路径连接。如图1A所示，当电池组100处于放电备用模式(即，自然放电状态)时，连接控制单元130接通(on)第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2从而电连接第一负极放电控制端子DP1-和第二正极放电控制端子DP2+以及第二负极放电控制端子DP2-和第三正极放电控制端子DP3+。如果第一负极放电控制端子DP1-和第二正极放电控制端子DP2+相互连接，则第一电池单元111的第一负极端子B1-和第二电池单元112的第二正极端子B2+相互连接。如果第二负极放电控制端子DP2-和第三正极放电控制端子DP3+相互连接，则第二电池单元112的第二负极端子B2-和第三电池单元113的第三正极端子B3+连接，从而在第一至第三电池单元111、112和113之间建立串联连接。连接控制单元130不仅在放电备用模式而且在放电模式下接通第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2，从而在第一至第三电池单元111、112和113之间建立串联连接。
充电器200包括多个输出端子以及充电识别单元TB1和TB2。充电器200的输出端子配置为以一对一的关系对应于充电端子单元124的第一至第三正极充电端子CP1+、CP2+和CP3+以及第一至第三负极充电端子CP1-、CP2-和CP3-。例如，充电器200的多个输出端子由第一至第三正极输出端子和第一至第三负极输出端子组成。当电池组100连接到充电器200时，充电器200的第一至第三正极输出端子连接到充电器200的正极充电识别单元TB1，充电器200的第一至第三负极输出端子连接到充电器200的负极充电识别单元TB2。因此，当电池组100连接到充电器200时，例如，在正极充电识别单元TB1和负极充电识别单元TB2中可以形成高电平电势。
参照附图描述根据一实施例的电池组100的功能。
图1C是图1A的电池组放电备用模式的电池组的等效电路图。图2A是示出根据一实施例的、处于充电备用模式的电池组和充电器的电路图，图2B是图2A的电池组充电备用模式的电池组的等效电路图。图3A是示出根据一实施例的、处于放电模式的电池组和充电器的电路图，图3B是图3A的电池组放电模式的电池组的等效电路图。图4是示出根据一实施例的、电池组的充电/放电算法的流程图。
1.放电备用模式
为了识别电池组100的当前模式，连接控制单元130通过充电识别单元TB1和TB2连续检测电池组100的电压(S410)。
连接控制单元130确定检测到的电压的电平是高(S420A)还是低(S420B)。如果检测到的电压的电平为低(S420B)，则连接控制单元130识别电池组处于放电备用模式(S460)。
在这种情况下，连接控制单元130接通第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2以串联连接第一至第三电池单元111、112和113(S470)。当电池组100没有由充电器200充电或者没有通过连接到外部负载进行放电时，即，处于自然放电状态(这可以由图1B所示的等效电路表示)，连接控制单元130接通第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2以保持第一至第三电池单元111、112和113彼此串联连接。
2.充电模式
当连接到外部电源的充电器200的输出端子连接到电池组100的充电端子单元124时，通过连接控制单元130的充电识别单元TB1和TB2检测的电压的电平从“低”转向“高”(S420A)。连接控制单元130将电池组100的模式识别为充电模式(S430)。因此，连接控制单元130关断(off)第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2(S440)。
在这种情况下，放电端子单元125的放电端子相互断开电连接，从而打开第一至第三电池单元111、112和113中的每一个之间的连接。
然后，将充电器200的输出端子连接到电池组100的充电端子单元124(S450)。由于充电端子单元124的各个充电端子分别连接到第一至第三电池单元111、112和113的端子，所以第一至第三电池单元111、112和113关于充电器200并联连接(S450)。因此，第一至第三电池单元111、112和113在它们并联连接的状态下进行充电(S450)。
然而，如果充电器200的输出端子连接到电池组100的充电端子单元124，但是充电器200没有连接到外部电源，则通过连接控制单元130的充电识别单元TB1和TB2检测的电压的电平为低的。因此，连接控制单元130保持第一至第三电池单元111、112和113相互串联连接。
3.放电模式
电池组100的放电模式识别和功能与放电备用模式识别和功能相似。由于连接控制单元130的功能，如果电压电平为低(S420B)，则连接控制单元130识别放电模式(S460)。
在这种情况下，连接控制单元130接通第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2以使第一至第三电池单元111、112和113(S470)彼此串联连接。如果组放电端子P1+和P3-连接到外部负载，则第一至第三电池单元111、112和113在它们串联连接的状态下通过组放电端子P1+和P3-进行放电(S480)。
无论电池组100是处于放电备用模式下或处于放电模式下，连接控制单元130都执行类似的开关控制操作。也就是说，由于连接控制单元130在放电备用模式下和放电模式下都接通第一放电控制开关SW1和第二放电控制开关SW2，所以在这两种情况下第一至第三电池单元111、112和113都相互串联连接。
虽然以上已经描述了电池组100的自动开关操作控制，但是还可以进行手动开关操作控制而不偏离各个实施例的特征。
根据各个方面，在充电过程中通过使电池单元相互并联连接来使电池单元充电，从而降低电池组的总充电时间，以及在放电过程中通过使电池单元相互串联连接来使电池单元放电，从而实现更高输出的电池组。
此外，根据本发明，可以使用低容量充电器为高容量电池组充电。例如，可以使用100V直流(DC)输出电压的充电器为300V DC输出电压的电池组充电。也就是说，在放电过程中第一至第三电池单元串联连接，并提供300V DC输出电压，而在充电过程中第一至第三电池单元关于充电器并联连接，从而对具有100V DC输出的第一至第三电池单元充电。
这里已经描述了示例性实施例，虽然采用了特定术语，但是仅以一般和描述性意义而非限制性目的来使用和解释这些术语。因此，本领域普通技术人员将理解，可以在形式和细节上进行各种改变而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (22)

1.一种电池组，包括：
多个正极和负极电池端子，被配置为连接到多个电池单元；
多个正极充电端子，每个正极充电端子连接到正极电池端子之一；
多个正极放电端子，每个正极放电端子连接到正极电池端子之一；
多个负极充电端子，每个负极充电端子连接到负极电池端子之一；
多个负极放电端子，每个负极放电端子连接到负极电池端子之一；
多个放电控制开关，连接到正极放电端子和负极放电端子；以及
控制单元，被配置为控制所述开关的状态从而选择性地串联连接电池单元，
其中，所述正极和负极充电端子形成为充电端子单元，所述正极和负极放电端子形成为放电端子单元，其中，所述充电端子单元与所述放电端子单元间隔开。
2.如权利要求1所述的电池组，其中，所述电池组被配置为通过所述正极和负极放电端子向负载提供电力，并且通过所述正极和负极充电端子对所述电池单元进行充电。
3.如权利要求1所述的电池组，其中，所述充电端子相互间隔开且所述放电端子相互间隔开，其中，所述充电端子与所述放电端子间隔一距离，该距离大于所述充电端子的间距且大于所述放电端子的间距。
4.如权利要求1所述的电池组，还包括二极管，该二极管位于所述开关之一与所述放电端子之一之间。
5.如权利要求1所述的电池组，还包括多个二极管，每个二极管分别位于所述开关之一与所述放电端子之一之间。
6.如权利要求1所述的电池组，其中，所述开关每一个都被配置为选择性地将一个电池单元的正极放电端子串联连接到下一个电池单元的负极放电端子。
7.如权利要求1所述的电池组，其中，所述正极和负极充电端子每一个都被配置为连接到外部充电器。
8.如权利要求1所述的电池组，其中，所述控制单元被配置为控制所述开关的状态，使得如果所述电池组未正被充电，则所述电池单元被串联连接。
9.如权利要求8所述的电池组，其中，所述控制单元被配置为与外部充电器进行通信以确定所述电池组是否正被充电。
10.一种电池组，包括：
多个电池单元，每个电池单元被配置为通过外部充电器单独地充电，并且通过向外部负载提供电力来放电；
多个正极和负极放电端子，被配置为从所述电池组向所述外部负载提供电力，所述正极和负极放电端子形成为放电端子单元；
多个正极和负极充电端子，被配置为对所述电池单元进行充电，所述正极和负极充电端子形成为充电端子单元，其中，所述充电端子单元与所述放电端子单元间隔开；
多个开关，连接到所述电池单元；以及
控制单元，被配置为控制所述开关，使得如果所述电池组未正被充电，则所述电池单元被串联连接。
11.如权利要求10所述的电池组，其中，所述充电端子相互间隔开且所述放电端子相互间隔开，其中，所述充电端子与所述放电端子间隔一距离，该距离大于所述充电端子的间距且大于所述放电端子的间距。
12.如权利要求10所述的电池组，还包括二极管，该二极管位于所述开关之一与所述电池单元之一之间。
13.如权利要求10所述的电池组，还包括多个二极管，每个二极管位于所述开关之一与所述电池单元之一之间。
14.如权利要求10所述的电池组，其中，所述开关每一个被配置为选择性地将一个电池单元的正极放电端子串联连接到下一个电池单元的负极放电端子。
15.如权利要求10所述的电池组，其中，所述控制单元被配置为与所述外部充电器进行通信以确定所述电池组是否正被充电。
16.一种电池组，包括：
多个电池单元，每个电池单元具有正极和负极端子；以及
多个正极和负极放电端子，被配置为从所述电池组向负载提供电力，所述正极和负极放电端子形成为放电端子单元；
多个正极和负极充电端子，被配置为对所述电池单元进行充电，所述正极和负极充电端子形成为充电端子单元，其中，所述充电端子单元与所述放电端子单元间隔开；
控制单元，被配置为提供用于对所述电池单元进行放电的第一配置，在第一配置中所述电池单元被连接，还被配置为提供用于对所述电池单元进行充电的第二配置，在第二配置中所述电池单元不被连接。
17.如权利要求16所述的电池组，其中，在第一配置中，所述电池单元被串联连接。
18.如权利要求17所述的电池组，其中，所述充电端子相互间隔开且所述放电端子相互间隔开，其中，所述充电端子与所述放电端子间隔一距离，该距离大于所述充电端子的间距且大于所述放电端子的间距。
19.如权利要求16所述的电池组，还包括：
多个开关，连接到所述电池单元；以及
二极管，位于所述开关之一与所述电池单元之一之间。
20.如权利要求19所述的电池组，其中，所述开关每一个被配置为选择性地将一个电池单元的正极放电端子串联连接到下一个电池单元的负极放电端子。
21.如权利要求16所述的电池组，其中，所述控制单元被配置为与外部充电器进行通信以确定所述电池组是否正被充电。
22.如权利要求16所述的电池组，其中，所述正极和负极充电端子每一个都被配置为连接到外部充电器。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9444118B2 (en) * 2011-05-26 2016-09-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
WO2015195195A2 (en) 2014-06-19 2015-12-23 Ping Li Electric motor, generator and commutator system, device and method
US20150372279A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-24 Turboroto Inc. Active battery stack system and method
TWI614964B (zh) * 2014-08-01 2018-02-11 技嘉科技股份有限公司 可快速低電壓充電的電池
CN104362374B (zh) * 2014-10-15 2017-02-08 东莞锂威能源科技有限公司 小容量电芯化成、分容的方法
KR101768316B1 (ko) * 2015-07-29 2017-08-14 엘지전자 주식회사 진공 청소기 및 배터리 어셈블리
TWI618523B (zh) * 2015-07-29 2018-03-21 Ｌｇ電子股份有限公司 真空吸塵器
US9692244B2 (en) * 2015-09-08 2017-06-27 Yung Ju Lee Charging means and apparatus for secondary battery
CN105552461B (zh) * 2016-02-16 2018-02-06 深圳安博检测股份有限公司 便携式汽车充电池放电装置
JP6883396B2 (ja) * 2016-08-25 2021-06-09 矢崎総業株式会社 急速充電装置
CN106374559B (zh) 2016-09-14 2021-08-20 华为技术有限公司 串联电池组的快速充电方法及相关设备
GB2556914A (en) 2016-11-25 2018-06-13 Dyson Technology Ltd Battery system
KR101751236B1 (ko) * 2016-12-13 2017-06-27 장원석 다층 분할 방식을 이용한 전기자동차 배터리 충전 시스템 및 방법
KR102204983B1 (ko) * 2017-09-25 2021-01-18 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치와 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102056876B1 (ko) * 2017-09-25 2019-12-17 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치와 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR102202012B1 (ko) * 2017-10-18 2021-01-11 주식회사 엘지화학 배터리팩 및 그것을 포함하는 전력 시스템
DE102017222192A1 (de) * 2017-12-07 2019-06-13 Audi Ag HV-Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, Bordnetz, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Steuern einer HV-Batterieanordnung
KR102021825B1 (ko) * 2018-03-13 2019-09-17 엘지전자 주식회사 청소기
KR102390394B1 (ko) * 2018-05-15 2022-04-22 주식회사 엘지에너지솔루션 메인 배터리와 서브 배터리를 제어하기 위한 장치 및 방법
CN109671971A (zh) * 2018-12-24 2019-04-23 深圳市中天和自动化设备有限公司 一种全自动包装机
US11117483B2 (en) * 2019-10-02 2021-09-14 Ford Global Technologies, Llc Traction battery charging method and charging system
CN212726500U (zh) * 2020-06-09 2021-03-16 中兴通讯股份有限公司 混联电池系统
GB202106907D0 (en) * 2021-05-14 2021-06-30 Intelligent Clean Energy Ltd Battery charging and voltage supply system
US11777334B2 (en) * 2021-11-11 2023-10-03 Beta Air, Llc System for charging multiple power sources and monitoring diode currents for faults
KR102617698B1 (ko) * 2023-03-29 2023-12-27 유호전기공업주식회사 충전식 직류공급기기가 내장된 가스절연개폐장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811959A (en) * 1996-12-27 1998-09-22 Kejha; Joseph B. Smart circuit board for multicell battery protection
CN101529641A (zh) * 2006-10-23 2009-09-09 丰田自动车株式会社 电池组、电池组的制造方法及设有电池组的车辆
CN102088104A (zh) * 2009-11-19 2011-06-08 Sb锂摩托有限公司 电池组、包括该电池组的车辆和形成该电池组的方法
CN102800903A (zh) * 2011-05-26 2012-11-28 三星Sdi株式会社 电池组

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58107032A (ja) 1981-12-18 1983-06-25 日本電気株式会社 充電回路
JPH0684546A (ja) 1992-09-01 1994-03-25 Japan Storage Battery Co Ltd 電気自動車用蓄電池装置
JPH08340641A (ja) 1995-06-12 1996-12-24 Tokyo R & D:Kk 電池電源回路
JP4075260B2 (ja) 1999-12-27 2008-04-16 ソニー株式会社 電池パック、電源装置並びに充電および放電方法
KR100478832B1 (ko) 2002-06-18 2005-03-24 오우석 충전용 배터리 관리기
JP4097582B2 (ja) 2003-09-12 2008-06-11 三洋電機株式会社 パック電池、パック電池と接続可能な電気機器、およびパック電池の種別判定方法
US20060092583A1 (en) * 2004-10-01 2006-05-04 Alahmad Mahmoud A Switch array and power management system for batteries and other energy storage elements
JP4874632B2 (ja) * 2005-11-15 2012-02-15 プライムアースＥｖエナジー株式会社 電池パック
JP2008043009A (ja) 2006-08-03 2008-02-21 Sony Corp 電池パックおよび制御方法
JP2008148387A (ja) 2006-12-06 2008-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池パック
KR100867803B1 (ko) 2006-12-11 2008-11-10 현대자동차주식회사 조전지의 충전 균등화 회로 장치
KR101254687B1 (ko) 2006-12-20 2013-04-15 주식회사 엘지화학 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법
CN101286644B (zh) 2007-04-13 2013-09-11 富港电子（东莞）有限公司 充电及放电系统
KR20100032961A (ko) 2008-09-19 2010-03-29 주식회사 엘지화학 배터리 충전시스템
WO2010042517A1 (en) 2008-10-07 2010-04-15 Boston-Power, Inc. Li-ion battery array for vehicle and other large capacity applications
JP5289037B2 (ja) 2008-12-26 2013-09-11 三洋電機株式会社 二次電池装置
US8945735B2 (en) 2009-02-23 2015-02-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Built-in charge circuit for secondary battery and secondary battery with the built-in charge circuit
KR101211756B1 (ko) 2010-02-11 2012-12-12 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
CN201732841U (zh) 2010-05-04 2011-02-02 郑州德朗能电池有限公司 可充电动力电池模块

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811959A (en) * 1996-12-27 1998-09-22 Kejha; Joseph B. Smart circuit board for multicell battery protection
CN101529641A (zh) * 2006-10-23 2009-09-09 丰田自动车株式会社 电池组、电池组的制造方法及设有电池组的车辆
CN102088104A (zh) * 2009-11-19 2011-06-08 Sb锂摩托有限公司 电池组、包括该电池组的车辆和形成该电池组的方法
CN102800903A (zh) * 2011-05-26 2012-11-28 三星Sdi株式会社 电池组

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