CN111162573A - 具有多组输出端子和可调节容量的电池 - Google Patents

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Abstract

一种电池控制系统，包括电池、模式模块和开关控制模块。该电池包括：第一和第二端子；第三和第四端子；多个单独贮放的电池；以及多个开关，其配置成将电池中的一些电池与第一、第二、第三和第四端子中的一些端子连接。该模式模块配置成基于多个当前操作参数中的至少一个操作参数来设置操作模式。该开关控制模块配置成基于操作模式来控制多个开关。

Description

具有多组输出端子和可调节容量的电池
技术领域
本公开涉及车辆，并且更特别地，涉及车辆的电池系统。
背景技术
本节中提供的信息的目的是总体上呈现本公开的背景。当前署名的发明人的工作(就本介绍描述的范围而言)以及说明书中在提交时可能没有认定为现有技术的各方面既不明确也不隐含地被认可是本公开的现有技术。
某些类型的车辆只包括产生推进扭矩的内燃发动机。混合动力车辆既包括内燃发动机又包括一个或多个电动机。某些类型的混合动力车辆利用电动机和内燃发动机来试图实现比只使用内燃发动机的情况下更大的燃料效率。某些类型的混合动力车辆利用电动机和内燃发动机来实现比内燃发动机自身可实现的更大的扭矩输出。
某些示例类型的混合动力车辆包括并联混合动力车辆、串联混合动力车辆以及其他类型的混合动力车辆。在并联混合动力车辆中，电动机与发动机并联工作，以将发动机的动力和距离优势与电动机的效率和再生制动优势相结合。在串联混合动力车辆中，发动机驱动发电机为电动机发电，并且电动机驱动变速器。这允许电动机承担发动机的一些动力责任，这可允许使用更小且可能更高效的发动机。
发明内容
在特征中，一种电池控制系统，包括电池、模式模块和开关控制模块。该电池包括：第一和第二端子；第三和第四端子；多个单独贮放的电池；以及多个开关，其配置成将电池中的一些电池与第一端子、第二端子、第三端子和第四端子中的一些端子连接。该模式模块配置成根据多个当前操作参数中的至少一个操作参数来设置操作模式。该开关控制模块配置成根据操作模式来控制多个开关。
在进一步的特征中，电池中的每一个是12伏特电池。
在进一步的特征中，开关控制模块配置成控制多个开关，使得：电池中的第一组的一个或多个电池连接到第一和第二端子并在第一和第二端子处提供第一操作电压；电池中的第二组的一个或多个电池连接到第三和第四端子并在第三和第四端子处提供第二操作电压。
在进一步的特征中，第一操作电压大于第二操作电压。
在进一步的特征中，第一操作电压等于第二操作电压。
在进一步的特征中，第一操作电压为48伏特，并且第二操作电压为12伏特。
在进一步的特征中，该电池还包括第五端子。
在进一步的特征中，开关控制模块配置成控制多个开关，使得：电池中的第一组的一个或多个电池连接到第一和第二端子并在第一和第二端子处提供第一操作电压；电池中的第二组的一个或多个电池连接到第三和第四端子并在第三和第四端子处提供第二操作电压；以及电池中的第三组的一个或多个电池连接到第五和第四端子并在第五和第四端子处提供第三操作电压。
在进一步的特征中，第一操作电压大于第二操作电压，第二操作电压等于第三操作电压。
在进一步的特征中，第一操作电压等于第二操作电压，第三操作电压大于第一操作电压。
在进一步的特征中，第一操作电压为48伏特，第二操作电压为12伏特，并且第三操作电压为12V。
在进一步的特征中，开关控制模块配置成：响应于操作模式为第一模式，控制多个开关，使得：电池中的第一部分连接到第一和第二端子，以及电池中的第二部分连接到第三和第四端子；并且响应于操作模式为第二模式，控制多个开关，使得：电池中的第三部分连接到第一和第二端子，以及电池中的第四部分连接到第三和第四端子。
在进一步的特征中，电池中的第一部分包括比电池中的第三部分数量更多的电池，电池中的第二部分包括比电池中的第四部分数量更少的电池。
在进一步的特征中，该电池还包括第五端子，并且其中开关控制模块配置成：响应于操作模式为第一模式，控制多个开关，使得：电池中的第一部分连接到第一和第二端子，电池中的第二部分连接到第三和第四端子，以及电池中的第三部分连接到第四和第五端子；并且响应于操作模式为第二模式，控制多个开关使得：电池中的第四部分连接到第一和第二端子，电池中的第五部分连接到第三和第四端子，电池中的第六部分连接到第四和第五端子。
在进一步的特征中，开关控制模块配置成响应于检测到电池中的一个电池发生故障，控制开关以电气隔离电池中的该个电池。
在进一步的特征中，预充电电路包括与第一和第二端子并联连接的电容器，其中预充电电路配置成将电池中的一个电池连接到电容器。
在进一步的特征中，预充电电路还配置成响应于判定电容器已经充电至预定电压，将电池中的第二电池连接到电容器。
在进一步的特征中，预充电电路还包括串联连接的电阻器和电感器，其中电阻器和电感器与第一和第二端子并联连接。
在进一步的特征中，第二预充电电路包括与第三和第四端子并联连接的第二电容器，其中该预充电电路配置成将电池中的一个电池连接到电容器。
在特征中，一种电池控制系统，包括电池、模式模块和开关控制模块。该电池包括：第一、第二和第三端子；多个单独贮放的电池；以及多个开关，其配置成将电池中的一些电池与第一、第二和第三端子中的一些端子连接。该模式模块配置成根据多个当前操作参数中的至少一个操作参数来设置操作模式。该开关控制模块配置成根据操作模式来控制多个开关。
通过具体实施方式、权利要求书及附图，本公开的更多应用领域变得显而易见。具体实施方式和特定示例仅仅用于说明目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
通过具体实施方式及附图，可以更全面地理解本公开，其中：
图1是示例发动机控制系统的功能方块图；
图2是车辆的示例电气系统的功能方块图；
图3A至图3B是包括电池的示例实施方式的示意图；
图4包括预充电电路的示例的示意图；
图5是描绘控制预充电电路的预充电电容器的预充电的示例方法的流程图；
图6包括示例容量控制系统的功能方块图；
图7和图8是示出电池的开关的操作模式及控制模式的示例状态图。
附图中，可以重复使用附图标记以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
车辆包括电池，该电池具有在电池的壳体上用于输出第一操作电压(例如，12V或48V)的第一输出端子和在壳体上用于输出第二操作电压(例如，12V或48V)的第二输出端子。该电池包括多个单独贮放的电池以及多个开关。开关控制模块控制开关以将各个电池中的一些电池连接到第一和第二输出端子并在第一和第二输出端子处提供目标容量和输出电压。开关控制模块可以例如根据车辆的操作模式(例如，启动、辅助、运行等)来设置目标容量。
该电池可包括与第一输出端子或第二输出端子并联连接的预充电电路。在各个实施方式中，一个预充电电路可连接到第一输出端子，并且一个预充电电路可连接到第二输出端子。预充电电路逐渐增大施加于输出端子的电压，以消除当各个电池中的一个或多个电池连接到输出端子时可能发生的瞬态电压。
现在参照图1，呈现了示例动力传动系统100的功能方块图。车辆的动力传动系统100包括发动机102，该发动机102燃烧空气/燃料混合物以产生扭矩。车辆可以是非自主的或自主的。
空气通过进气系统108吸入发动机102。进气系统108可包括进气歧管110和节流阀112。仅仅作为示例，节流阀112可包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)114控制节流阀致动器模块116，并且节流阀致动器模块116调节节流阀112的开度以控制进入进气歧管110的气流。
来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的汽缸。虽然发动机102包括多个汽缸，但是出于说明目的，示出了单个代表性汽缸118。仅仅作为示例，发动机102可包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个和/或12个汽缸。ECM 114可以指示汽缸致动器模块120在某些情况下选择性地停用一些汽缸，这可以提高燃料效率。
发动机102可使用四冲程循环或另一合适的发动机循环来工作。下面描述的四冲程循环的四个冲程将被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每次回转期间，在汽缸118内发生四个冲程中的两个冲程。因此，汽缸118经历所有四个冲程需要两次曲轴回转。对于四冲程发动机来说，一次发动机循环可对应于两次曲轴回转。
当汽缸118启用时，在进气冲程期间来自进气歧管110的空气通过进气阀122吸入汽缸118。ECM 114控制燃料致动器模块124，该燃料致动器模块124调节燃料喷射以实现期望空气/燃料比。燃料可以在中心位置处或在多个位置(诸如在每个汽缸的进气阀122附近)处喷射到进气歧管110中。在各个实施方式(未示出)中，燃料可以直接喷射到汽缸中或喷射到与汽缸相关联的混合室/端口中。燃料致动器模块124可以停止向停用的汽缸喷射燃料。
喷射的燃料与空气混合并在汽缸118中产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压燃式发动机，在这种情况下，压缩导致空气/燃料混合物点燃。可替换地，发动机102可以是点燃式发动机，在这种情况下，火花致动器模块126根据来自ECM 114的信号给汽缸118中的火花塞128通电，点燃空气/燃料混合物。某些类型的发动机，诸如均质压燃(HCCI)发动机，可以既执行压燃又执行点燃。可以相对于活塞处于其最高位置(其将被称为上止点(TDC))时的时间来指定火花的定时。
火花致动器模块126可由定时信号控制，该定时信号指定在TDC之前或之后多久产生火花。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花致动器模块126的操作与曲轴的位置可以同步。火花致动器模块126可以不向停用的汽缸提供火花或向停用的汽缸提供火花。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃料将活塞向下驱动，从而驱动曲轴。燃烧冲程可被定义为介于活塞到达TDC和活塞返回到最低位置(其将被称为下止点(BDC))时之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动并通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气系统134从车辆排出。
进气阀122可由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可由排气凸轮轴142控制。在各个实施方式中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可控制汽缸118的多个进气阀(包括进气阀122)和/或可控制多排汽缸(包括汽缸118)的进气阀(包括进气阀122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可控制汽缸118的多个排气阀和/或可控制多排汽缸(包括汽缸118)的排气阀(包括排气阀130)。虽然示出并已经对凸轮轴式阀致动进行讨论，但是可以实施无凸轮阀致动器。虽然示出单独的进气凸轮轴和排气凸轮轴，但是可以使用对于进气阀和排气阀两者具有凸缘的一个凸轮轴。
汽缸致动器模块120可通过使进气阀122和/或排气阀130不能打开来停用汽缸118。进气阀122打开时的时间可通过进气凸轮相位器148相对于活塞TDC而变化。排气阀130打开时的时间可通过排气凸轮相位器150相对于活塞TDC而变化。相位器致动器模块158可根据来自ECM 114的信号来控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。在各个实施方式中，凸轮定相可以省略。可变阀门升程(未示出)也可由相位器致动器模块158控制。在各个其他实施方式中，进气阀122和/或排气阀130可由除凸轮轴之外的致动器控制，诸如机电致动器、电液致动器、电磁致动器等。
发动机102可包括零个、一个或一个以上增压装置，该增压装置向进气歧管110提供加压空气。例如，图1示出包括涡轮增压器涡轮机160-1的涡轮增压器，该涡轮增压器涡轮机160-1由流过排气系统134的排放气体驱动。超级增压器是另一类型的增压装置。
涡轮增压器还包括涡轮增压器压缩机160-2，该涡轮增压器压缩机160-2由涡轮增压器涡轮机160-1驱动并压缩通向节流阀112的空气。废气门(WG)162控制通过和绕过涡轮增压器涡轮机160-1的排气流。废气门也可被称为(涡轮增压器)涡轮机旁通阀。废气门162可允许排气绕过涡轮增压器涡轮机160-1以减少由涡轮增压器提供的进气压缩。ECM 114可经由废气门致动器模块164来控制涡轮增压器。废气门致动器模块164可通过控制废气门162的开度来调节涡轮增压器的增压。
冷却器(例如，增压空气冷却器或中间冷却器)可使压缩的空气增压中含有的一些热量消散，热量可能在空气被压缩时产生。虽然出于说明目的而单独示出，但是涡轮增压器涡轮机160-1和涡轮增压器压缩机160-2可以彼此机械连接，从而将进气置于热排气附近。压缩的空气增压可以从排气系统134的部件吸收热量。
发动机102可包括排气再循环(EGR)阀170，该排气再循环(EGR)阀170选择性地将排气重新引导回到进气歧管110。EGR阀170可在排气系统134中从涡轮增压器涡轮机160-1的上游接收排放气体。EGR阀170可由EGR致动器模块172控制。
曲轴位置可以使用曲轴位置传感器180来测量。发动机速度可以根据使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置来判定。发动机冷却剂的温度可以使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量。ECT传感器182可位于发动机102内或冷却剂循环的其他位置，诸如散热器(未示出)。
进气歧管110内的压力可使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量。在各个实施方式中，可以测量发动机真空，发动机真空是大气空气压力和进气歧管110内的压力之差。流入进气歧管110的空气的质量流率可使用质量空气流量(MAF)传感器186来测量。在各个实施方式中，MAF传感器186可位于壳体中，该壳体还包括节流阀112。
节流阀112的位置可使用一个或多个节流阀位置传感器(TPS)190来测量。吸入发动机102的空气的温度可使用进气温度(IAT)传感器192来测量。也可以实施一个或多个其他传感器193。其他传感器193包括加速器踏板位置(APP)传感器、制动踏板位置(BPP)传感器，可包括离合器踏板位置(CPP)传感器(例如，在手动变速器的情况下)，以及可包括一个或多个其他类型的传感器。AAP传感器测量加速器踏板在车辆的客舱内的位置。BPP传感器测量制动踏板在车辆的客舱内的位置。CPP传感器测量离合器踏板在车辆的客舱内的位置。其他传感器193还可包括一个或多个加速度传感器，该一个或多个加速度传感器测量车辆的纵向(例如，前/后)加速度和车辆的横向加速度。虽然加速度计是示例型加速度传感器，但是可以使用其他类型的加速度传感器。ECM 114可使用来自传感器的信号来为发动机102作出控制判定。
ECM 114可与变速器控制模块194进行通信，例如，以使发动机操作与变速器195中的换挡相配合。ECM 114可与混合动力控制模块196进行通信，例如，以使发动机102和电动机198的操作相配合。虽然提供了一个电动机的示例，但是可以实施多个电动机。电动机198可以是永磁电动机或在自由旋转时根据反电磁力(EMF)来输出电压的另一合适类型的电动机，诸如直流(DC)电动机或同步电动机。在各个实施方式中，ECM 114、变速器控制模块194和混合动力控制模块196的各个功能可以集成到一个或多个模块中。
改变发动机参数的每个系统可被称为发动机致动器。每个发动机致动器具有相关联的致动器值。例如，节流阀致动器模块116可被称为发动机致动器，节流阀开度面积可被称为致动器值。在图1的示例中，节流阀致动器模块116通过调节节流阀112的叶片的角度来实现节流阀开度面积。
火花致动器模块126也可被称为发动机致动器，而对应的致动器值可以是相对于汽缸TDC的火花提前量。其他发动机致动器可包括汽缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相位器致动器模块158、废气门致动器模块164和EGR致动器模块172。对于这些发动机致动器，致动器值可分别对应于汽缸启用/停用顺序、加油速率、进气和排气凸轮相位器角度、目标废气门开度和EGR阀开度。
ECM 114可控制致动器值，以使发动机102根据扭矩请求来输出扭矩。ECM 114可例如基于一个或多个驾驶员输入(诸如APP、BPP、CPP和/或一个或多个其他合适的驾驶员输入)来确定扭矩请求。ECM 114可例如使用一个或多个功能或使(多个)驾驶员输入与扭矩请求相关的查找表来确定扭矩请求。
在一些情况下，混合动力控制模块196控制电动机198输出扭矩，例如，以补充发动机扭矩输出。混合动力控制模块196还可控制电动机198输出扭矩，在发动机102关闭时用于车辆推进。
混合动力控制模块196将来自电池208的电力施加于电动机198以使电动机198输出正扭矩。下面对电池进行进一步讨论。电动机198可例如将扭矩输出至变速器195的输入轴，至变速器195的输出轴或至另一部件。离合器200可被实施为将电动机198耦接到变速器195以及将电动机198与变速器195分离。一个或多个齿轮传动装置可以实施在电动机198的输出和变速器195的输入之间，以在电动机198的旋转和变速器195的输入的旋转之间提供一个或多个预定齿轮传动比。在各个实施方式中，电动机198可以省略。
ECM 114经由起动电动机202启动发动机102。对于发动机启动事件来说，ECM 114或车辆的另一合适模块使起动电动机202与发动机102接合。仅仅作为示例，当接收到钥匙接通命令时，ECM 114可使起动电动机202与发动机102接合。驾驶员可例如经由使车辆或车辆遥控钥匙的一个或多个点火钥匙、按钮和/或开关致动来输入钥匙接通命令。起动电动机202可接合耦接到曲轴或驱动曲轴旋转的一个或多个其他合适部件的飞轮。
ECM 114也可在自动停止/启动事件期间响应于自动启动命令或对于巡航事件来说响应于发动机启动命令来启动发动机。自动停止/启动事件包括在车辆停止、驾驶员已经踩下制动踏板并且驾驶员尚未输入钥匙断开命令的同时关闭发动机102。对于自动停止/启动事件来说，自动启动命令可以在发动机102关闭的同时产生，例如，在驾驶员松开制动踏板和/或踩下加速器踏板时。
巡航事件可包括在车辆正在移动(例如，车速大于预定速度，诸如每小时50英里)、驾驶员不使加速器踏板致动并且驾驶员尚未输入钥匙断开命令时，ECM 114关闭发动机102。对于巡航事件来说，发动机启动命令可以在发动机102关闭的同时产生，例如，在驾驶员踩下加速器踏板时。驾驶员可例如经由使一个或多个点火钥匙、按钮和/或开关致动来输入钥匙断开命令，如上讨论。
起动电动机致动器，诸如螺线管，可促使起动电动机202与发动机102接合。仅仅作为示例，起动电动机致动器可使起动小齿轮与耦接到曲轴的飞轮接合。在各个实施方式中，起动小齿轮可经由驱动轴和单向离合器耦接到起动电动机202。起动致动器模块204根据来自起动控制模块的信号来控制起动电动机致动器和起动电动机202，如下面进一步讨论。在各个实施方式中，起动电动机202可以保持与发动机102接合。
响应于启动发动机102的命令(例如，自动启动命令、巡航事件结束时的发动机启动命令或当接收到钥匙接通命令时)，起动致动器模块204向起动电动机202供应电流以启动发动机102。起动致动器模块204还可使起动电动机致动器致动以使起动电动机202与发动机102接合。在使起动电动机202与发动机102接合之后，起动致动器模块204可向起动电动机202供应电流，例如，以允许齿啮合。
电流向起动电动机202的施加驱动起动电动机202的旋转，且起动电动机202驱动曲轴的旋转(例如，经由飞轮)。起动电动机202驱动曲轴以启动发动机102的周期可被称为发动机曲柄起动。
起动电动机202从电池208抽取电力以启动发动机102。一旦在发动机启动事件之后发动机102正在运行，起动电动机202就与发动机102脱离，且可以断开到起动电动机202的电流流动。例如，当发动机速度超过预定速度时，诸如预定怠速，可以认为发动机102正在运行。仅仅作为示例，预定怠速可以是大约每分钟700转(rpm)或另一合适速度。当发动机102正在运行时，可以认为发动机启动完成。
发电机206将发动机102的机械能转换成交流(AC)电。例如，发电机206可耦接到曲轴(例如，经由齿轮或皮带)，并通过向曲轴施加负载来将发动机102的机械能转换成交流电。发电机206将AC电力整流成DC电力并将DC电力存储在电池208中。可替换地，在发电机206外部的整流器可被实施为将交流电转换成直流电。发电机206可以是例如交流发电机。在各个实施方式中，诸如在带式交流发电机起动(BAS)的情况下，起动电动机202和发电机206可以实施在一起。
图2是车辆的示例电气系统的功能方块图。电气系统包括上面讨论的电池208。
电池208具有两个或更多个不同组的输出端子，以提供两个或更多个直流(DC)操作电压。每组输出端子包括正极端子和负极端子。两组或更多组输出端子可以共用负极端子，或者两组或更多组输出端子的负极端子可以在电池208内内部连接或外部连接。仅仅作为示例，电池208可具有第一正极(例如，48伏特(V))端子210、第一负极端子212、第二正极(例如，第一12V)端子214、第三正极(例如，第二12V)端子216和第二负极端子220。虽然提供了具有48V操作电压和两个12V操作电压的电池208的示例，但是电池208可具有一个或多个其他操作电压，诸如只有两个12V操作电压、只有两个48V操作电压、两个48V操作电压和一个12V操作电压或者两个或更多个其他合适操作电压的组合。
电池208包括多个单独电池，诸如第一电池224-1，…，第N电池224-N(“电池224”)，其中N是大于或等于2的整数。在各个实施方式中，N可以等于6，8，10或12。每个电池224可包括一个或多个电池单元，且每个电池224可以在电池208内单独更换。仅仅作为示例，每个电池224可以是单独贮放的12V DC电池。单独更换电池224的能力可使电池208能够包括更短的保修期且具有更低的保修成本。电池224也可单独隔离，例如，在电池模块发生故障的情况下。在各个实施方式中，电池208可具有标准汽车级12V电池的形状规格。
每个电池224具有其自己的单独容量(例如，以安培小时Ah为单位)。电池208包括多个开关，诸如第一开关232-1、…、第N开关232-N(统称为“开关232”)。开关232使电池224能够串联连接、并联连接或串联和并联的组合连接，以在输出端子处提供期望输出电压和容量。
开关控制模块240控制开关232以在输出端子处提供期望输出电压和容量。开关控制模块240控制开关232以基于车辆的当前操作模式来改变输出端子处提供的容量，如下面进一步讨论。
图3A至图3B是包括电池208的示例实施方式的示意图。在图3A的示例中，电池224中的一组4个电池(例如，12V电池)可串联连接(经由开关232中的一些开关)到第一正极端子210和第一负极端子212以提供第一输出电压(例如，48V)。电池224中的各个电池可以连接(经由开关232中的一些开关)到第二正极端子214或第三正极端子216和第二负极端子220以在第二正极端子214和第三正极端子216处提供第二输出电压(例如，12V)。电池224中的多少个电池连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216指定了电池208的总容量在每个正极端子处可用的部分。
如图3B所示，第一组车辆电气部件使用电池208的两个或更多个操作电压中的一个操作电压来工作。例如，第一组车辆电气部件可连接到第二正极端子214和第三正极端子216。第一组车辆电气部件中的一些电气部件可连接到第二正极端子214，第一组车辆电气部件中的一些电气部件可连接到第三正极端子216。第一组车辆电气部件可包括，例如但不限于ECM114及车辆的其他控制模块、起动电动机202和/或其他电气负载，诸如第一12V负载304、第二12V负载308、其他控制模块312、第三12V负载316和第四12V负载320。在各个实施方式中，开关装置324可连接到第一正极端子和第二正极端子214两者。开关装置324可将其他控制模块312和第三12V负载316连接到第二正极端子214或第三正极端子216。
如图3A所示，第二组车辆电气部件使用电池208的两个或更多个操作电压中的另一操作电压来工作。例如，第二组车辆电气部件可连接到第一正极端子210。第二组车辆电气部件可包括，例如但不限于发电机206和各个电气负载，诸如48V负载328。可以控制发电机206给电池208再充电。
每个开关232可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT)、诸如金属氧化物半导体FET(MOSFET)的场效应晶体管(FET)或另一合适类型的开关。
电池208还可包括一个或更多个预充电电路。图4包括用于在第一正极端子210和第一负极端子212处输出的预充电电路404的示例的示意图。预充电电路404连接到电池中的四个电池224-1、224-2、224-3和224-4。
预充电电路404包括电荷泵408，该电荷泵408给比较器412供电。比较器412基于其输出416与来自数模转换器(DAC)424的输出420的比较来切换输出。更具体地，当DAC424的输出大于输出416时，比较器412将输出416设置为第一状态(例如，高电压或数字1)。当DAC424的输出小于输出416时，比较器412将输出416设置为第二状态(例如，低电压或数字0)。模数转换器(ADC)426将模拟电流(I)测量值转换成数字值并将数字值(对应于电流)提供给DAC 424。
预充电开关(Q1)428基于输出416的状态来断开和闭合。例如，当输出416处于第一状态时预充电开关428闭合，并且当输出416处于第二态时预充电开关428断开。电阻器432和电感器436串联连接在输出节点440和节点444之间，该节点444连接到接地电位。预充电电容器448与在输出节点440和节点444之间的电阻器432和电感器436并联连接。第一正极端子210连接到输出节点440，第一负极端子212连接到节点444。
当预充电开关428闭合时，电池224-1、224-2、224-3和224-4中连接到预充电开关428的输入452的一个或多个电池给预充电电容器448充电。第一开关232-1、第二开关232-2、第三开关232-3、第四开关232-4、第五开关232-5和第六开关232-6(SW1，SW2，SW3，SW4，SW5和SW6)控制电池224-1、224-2、224-3和224-4与预充电开关428的输入452以及与接地电位的连接。虽然提供了电池224-1、224-2、224-3和224-4的示例，但是与预充电电路428相似的预充电电路可另外地或可替换地连接到电池224中的每一个以及连接到第二正极端子214或第三正极端子216。
图5是描绘控制预充电电容器448的充电的示例方法的流程图。控制从504开始，其中开关控制模块240闭合第一开关232-1。第二开关232-2、第三开关232-3、第四开关232-4、第五开关232-5和第六开关232-6断开。当预充电开关428闭合时，第一电池224-1给预充电电容器448充电。
在508处，DAC 424基于通过预充电开关428的电流来增大其输出420，以将电流的变化率限制在预定电流变化率。比较器412基于DAC 424的输出420来切换，并且预充电开关428基于比较器412的输出416来断开和闭合。
在512处，DAC 424判定输入452处的电压减去输出节点440处的电压是否大于第一预定电压变化(Vchange1)。如果512为真，那么控制继续进行516。如果512为假，那么控制返回到508。第一预定电压变化可以是可校准的，且在预充电开关428闭合之前，在第一开关232-1闭合时可被设置为例如输入电压452的大约90％。
在516处，DAC 424将输出420设置成使比较器412断开预充电开关428。例如，DAC424可将输出420设置为预定低值。在520处，开关控制模块240断开第一开关232-1并闭合第二开关232-2和第三开关232-3。第一开关232-1、第四开关232-4、第五开关232-5和第六开关232-6断开。当预充电开关428闭合时，第一电池224-1和第二电池224-2给预充电电容器448充电。
在524处，DAC 424基于通过预充电开关428的电流来增大输出420，以将电流的变化率限制在预定电流变化率。比较器412基于DAC 424的输出420来切换，并且预充电开关428根据比较器412的输出416来断开和闭合。
在528处，DAC 424判定输入452处的电压减去输出节点440处的电压是否大于第二预定电压变化(Vchange2)。如果528为真，那么控制继续进行532。如果528为假，那么控制返回到524。第二预定电压变化可以是可校准的，且在预充电开关428闭合之前，在第二开关232-2和第三开关232-3闭合时可被设置为例如输入电压452的大约90％。
在532处，DAC 424将输出420设置成使比较器412断开预充电开关428。例如，DAC424可将输出420设置为预定低值。在536处，开关控制模块240断开第三开关232-3并闭合第四开关232-4和第五开关232-5。第一开关232-1、第三开关232-3和第六开关232-6断开。当预充电开关428闭合时，第一电池224-1、第二电池224-2和第三电池224-3给预充电电容器448充电。
在540处，DAC 424基于通过预充电开关428的电流来增大输出420，以将电流的变化率限制在预定电流变化率。比较器412基于DAC 424的输出420来切换，并且预充电开关428基于比较器412的输出416来断开和闭合。
在544处，DAC 424判定输入452处的电压减去输出节点440处的电压是否大于第三预定电压变化(Vchange3)。如果544为真，那么控制继续进行548。如果544为假，那么控制返回到540。第三预定电压变化可以是可校准的，且在预充电开关428闭合之前，在第四开关232-4和第五开关232-5闭合时可被设置为例如输入电压452的大约90％。
在548处，DAC 424将输出420设置成使比较器412断开预充电开关428。例如，DAC424可将输出420设置为预定低值。在552处，开关控制模块240断开第五开关232-5并闭合第六开关232-6。第一开关232-1、第三开关232-3和第五开关232-5断开。当预充电开关428闭合时，第一电池224-1、第二电池224-2、第三电池224-3和第四电池224-4给预充电电容器448充电。
在556处，DAC 424基于通过预充电开关428的电流来增大输出420，以将电流的变化率限制在预定电流变化率。比较器412基于DAC 424的输出420来切换，并且预充电开关428根据比较器412的输出416来断开和闭合。
在560处，DAC 424判定输入452处的电压减去输出节点440处的电压是否大于第四预定电压变化(Vchange4)。如果560为真，那么控制结束预充电过程。如果560为假，那么控制返回到556。第四预定电压变化是可校准的，且在预充电开关428闭合之前，在第六开关232-6闭合时可被设置为例如输入电压452的大约90％。虽然控制被示出并讨论为结束，但是当从第一正极端子210和第一负极端子212输出的电压接下来从截止转换为导通时，控制可以返回到504。
图6是示例容量控制系统的功能方块图。模式模块604基于一个或多个操作参数612来设置操作模式608。开关控制模块240基于操作模式608来控制电池208的开关232以控制电池208的总容量中的多少容量连接到第一正极端子210，电池208的容量中的多少容量连接到第二正极端子214以及电池208的容量中的多少容量连接到第三正极端子216。
图7是示出开关的操作模式及控制模式的状态图。就图6和图7而言，例如，当车辆的点火系统关闭时，模式模块604将操作模式608设置为第一模式(例如，车辆关闭模式)。第一模式在图7中用1表示。
例如，当电池224全部与第一正极端子210断开；电池224全部与第二正极端子214断开；电池224全部与第三正极端子216断开连接中的至少一种情况时，模式模块604可将操作模式608从第一模式转换为第二模式(例如，电源关闭模式)。第二模式在图7中用2表示。
例如，当电池224中的至少一个电池在电池224全部与正极端子中的一个正极端子断开连接之后转换为连接到该正极端子时，模式模块604可将操作模式608从第二模式转换为第三模式(例如，预充电模式)。换言之，当预充电电路404正在给连接到该正极端子的预充电电容器448充电时，模式模块604可将操作模式608从第二模式转换为第三模式。第三模式在图7中用3表示。
当预充电完成时，模式模块604可将操作模式608从第三模式转换为第一模式。
例如，当点火系统处于辅助状态时，模式模块604可将操作模式608从第一模式转换为第四模式(例如，辅助模式)。发动机102在辅助状态下可能不在运行，但是可以给一些车辆电子部件供电。第四模式在图7中用4表示。
在发动机102曲柄起动期间，模式模块604可将操作模式608转换为第五模式(例如，曲柄起动模式)。第五模式在图7中用5表示。例如，当发动机102在起动之后达到运行状态时，模式模块604可将操作模式608转换为第六模式(例如，运行模式)。第六模式在图7中用6表示。
例如，在自动停止/启动事件的自动停止部分期间，模式模块604可将操作模式608转换为第七模式。第七模式在图7中用7表示。例如，基于制动踏板位置(BPP)、加速器踏板位置(APP)、电池208的充电状态(SOC)、电池的温度以及操作参数612中的一个或多个其他操作参数中的至少一者，模式模块604可将操作模式608转换为第八模式。第八模式在图7中用8表示。
例如，基于BPP、APP、电池208的SOC、电池的温度以及操作参数612中的一个或多个其他操作参数中的至少一者，模式模块604可将操作模式608转换为第九模式。第九模式在图7中用9表示。
例如，基于BPP、APP、电池208的SOC、电池的温度以及操作参数612中的一个或多个其他操作参数中的至少一者，模式模块604可将操作模式608转换为第十模式。第十模式在图7中用10表示。例如，基于BPP、APP、电池208的SOC、电池的温度以及操作参数612中的一个或多个其他操作参数中的至少一者，模式模块604可将操作模式608转换为第十一模式。第十一模式在图7中用11表示。
图8包括状态图，该状态图包括附加的操作模式。例如，当第一正极端子210和第一负极端子212处的电压在预定上限电压之上或小于预定下限电压时，模式模块604可将操作模式608从任何其他模式转换为第十二模式。第十二模式在图8中用12表示。
例如，当第二正极端子214和第二负极端子220处的电压在预定上限电压上方或小于预定下限电压时，模式模块604可将操作模式608从任何其他模式转换为第十三模式。第十三模式在图8中用13表示。
例如，当第三正极端子216和第二负极端子220处的电压在预定上限电压之上或小于预定下限电压时，模式模块604可将操作模式608从任何其他模式转换为第十四模式。第十四模式在图8中用14表示。
当操作模式608处于第一模式时，开关控制模块240基于第一预定容量分配来控制电池208的开关232。第一预定容量分配可包括例如将电池208的整个容量连接到第二正极端子214和第二负极端子220。在第一预定容量分配中，电池208的容量不会连接到第三正极端子216或第一正极端子210。
当操作模式608处于第二模式时，开关控制模块240基于第二预定容量分配来控制电池208的开关232。第二预定容量分配可包括例如将电池208的容量都不连接到端子中将与正极端子断开的一个端子。电池208的整个容量可以不连接到正极端子或连接到将不断开的其他正极端子。
当操作模式608处于第三模式时，开关控制模块240基于第三预定容量分配来控制电池208的开关232。第三预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第一预定部分连接到正极端子中将要连接的一个正极端子。
当操作模式608处于第三模式时，开关控制模块240基于第三预定容量分配来控制电池208的开关232。第三预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第一预定部分连接到正极端子中将要连接的一个正极端子。第一预定部分可以大于零且小于电池208的总容量的100％。
当操作模式608处于第四模式时，开关控制模块240基于第四预定容量分配来控制电池208的开关232。第四预定容量分配可包括例如将电池208的总容量连接到第二正极端子214。在第四预定容量分配中，电池208的容量不会连接到第三正极端子216或第一正极端子210。
当操作模式608处于第五模式时，开关控制模块240基于第五预定容量分配来控制电池208的开关232。第五预定容量分配可包括例如将电池208的总容量连接到第二正极端子214。在第五预定容量分配中，电池208的容量不会连接到第三正极端子216或第一正极端子210。
当操作模式608处于第六模式时，开关控制模块240基于第六预定容量分配来控制电池208的开关232。第六预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第二预定部分、第三预定部分和第四预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第二预定部分可以是例如电池208的总容量的大约九分之一，第三预定部分可以是电池208的总容量的大约三分之一，以及第四预定部分可以是电池208的总容量的大约九分之二。如本文中使用，大约可以是+/-10％。
当操作模式608处于第七模式时，开关控制模块240基于第七预定容量分配来控制电池208的开关232。第七预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第五预定部分、第六预定部分和第七预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第五预定部分可以是例如电池208的总容量的大约0％，第六预定部分可以是电池208的总容量的大约六分之五，以及第七预定部分可以是电池208的总容量的大约六分之一。
当操作模式608处于第八模式时，开关控制模块240基于第八预定容量分配来控制电池208的开关232。第八预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第八预定部分、第九预定部分和第十预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第八预定部分可以是例如电池208的总容量的大约六分之一，第九预定部分可以是电池208的总容量的大约二分之一，以及第十预定部分可以是电池208的总容量的大约三分之一。
当操作模式608处于第九模式时，开关控制模块240基于第九预定容量分配来控制电池208的开关232。第九预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第十一预定部分、第十二预定部分和第十三预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第十一预定部分可以是例如电池208的总容量的大约三分之一，第十二预定部分可以是电池208的总容量的大约三分之一，以及第十三预定部分可以是电池208的总容量的大约三分之一。
当操作模式608处于第十模式时，开关控制模块240基于第十预定容量分配来控制电池208的开关232。第十预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第十四预定部分、第十五预定部分和第十六预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第十四预定部分可以是例如电池208的总容量的大约二分之一，第十五预定部分可以是电池208的总容量的大约三分之一，以及第十六预定部分可以是电池208的总容量的大约六分之一。
当操作模式608处于第十一模式时，开关控制模块240基于第十一预定容量分配来控制电池208的开关232。第十一预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第十七预定部分、第十八预定部分和第十九预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第十七预定部分可以是例如电池208的总容量的大约三分之二，第十八预定部分可以是电池208的总容量的大约六分之一，以及第十九预定部分可以是电池208的总容量的大约六分之一。
当操作模式608处于第十二模式时，开关控制模块240基于第十二预定容量分配来控制电池208的开关232。第十二预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第二十预定部分、第二十一预定部分和第二十二预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第二十预定部分可以是例如电池208的总容量的大约0％，第二十一预定部分可以是电池208的总容量的大约二分之一，以及第二十二预定部分可以是电池208的总容量的大约二分之一。
当操作模式608处于第十三模式时，开关控制模块240基于第十三预定容量分配来控制电池208的开关232。第十三预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第二十三预定部分、第二十四预定部分和第二十五预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第二十三预定部分可以是例如电池208的总容量的大约六分之一，第二十四预定部分可以是电池208的总容量的大约0％，以及第二十五预定部分可以是电池208的总容量的大约六分之五。
当操作模式608处于第十四模式时，开关控制模块240基于第十四预定容量分配来控制电池208的开关232。第十四预定容量分配可包括例如将电池208的总容量的第二十六预定部分、第二十七预定部分和第二十八预定部分分别连接到第一正极端子210、第二正极端子214和第三正极端子216。第二十六预定部分可以是例如电池208的总容量的大约六分之一，第二十七预定部分可以是电池208的总容量的大约六分之五，以及第二十八预定部分可以是电池208的总容量的大约0％。
当在电池224中的一个电池中检测到故障时，开关控制模块240电气隔离电池224中的该个电池并防止电池224中的该个电池直接地或间接地连接到任何正极端子。当在电池224中的一个电池中存在故障时，开关控制模块240还更新(减少)电池208的总容量。当在电池224中用于向第一正极端子210输出电力的多个电池中的一个电池中检测到故障时，开关控制模块240电气隔离电池224中的该个电池并连接电池224中的一个或多个其他电池以向第一正极端子210提供相同电力输出。
前面描述本质上仅仅是说明性的，且绝非旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的宽广教导可以以多种形式实施。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应受此限制，因为在研究附图、说明书及以下权利要求书时，其他修改可以显而易见。应当明白，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以以不同顺序(或同时)执行。此外，虽然每个实施例在上面被描述为具有某些特征，但是即使没有明确描述组合，就本公开的任何实施例而言描述的这些特征中的任何一个或多个特征也可以在其他实施例中的任何实施例的特征中实施和/或与其他实施例中的任何实施例的特征相结合。换言之，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此的置换仍然在本公开的范围内。
使用包括“连接”、“接合”、“耦接”、“相邻”、“紧接”、“在…之上”、“在…上方”、“在…下方”和“布置”的各个术语对元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系进行描述。除非明确地描述为“直接”，否则当在上述公开中对第一元件和第二元件之间的关系进行描述时，该关系可以是直接关系，其中第一元件和第二元件之间不存在其他中间元件，但是也可以是间接关系，其中第一元件和第二元件之间(在空间上或在功能上)存在一个或多个中间元件。如本文中使用，短语A，B和C中的至少一者应当被解释为指的是使用非排他性逻辑或的逻辑(A或B或C)，且不应当被解释为指的是“A中的至少一者、B中的至少一者以及C中的至少一者”。
附图中，如箭头所示，箭头的方向通常表示图示所关注的信息(诸如数据或指令)的流动。例如，当元件A和元件B交换各种信息但从元件A传送到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头并不暗示无其他信息从元件B传送到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或接收信息确认。
在本申请中，包括下面的定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指的是以下内容的一部分或者包括以下内容：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共用、专用或分组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共用、专用或分组)；提供所描述的功能性的其他合适的硬件部件；或上述一些或全部的组合(诸如在片上系统中)。
模块可包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可包括有线接口或无线接口，该有线接口或无线接口连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或它们的组合。本公开的任何给定模块的功能性可以分布在经由接口电路连接的多个模块之间。例如，多个模块可以允许负载均衡。在另外的示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以代表客户端模块完成某个功能。
如上面使用，术语代码可包括软件、固件和/或微代码，且可以指的是程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共用型处理器电路涵括执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语分组型处理器电路涵括与另外处理器电路组合地执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵括分立裸芯上的多个处理器电路、单个裸芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程或它们的组合。术语共用型存储器电路涵括存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语分组型存储器电路涵括与附加的存储器组合地存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文中使用，术语计算机可读介质不涵括通过介质(诸如沿载波)传播的瞬态电信号或电磁信号，术语计算机可读介质可以因此被认为是有形的和非暂时的。非暂时的、有形的计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)以及光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的装置及方法可以部分地或全部地由专用计算机实现，该专用计算机通过将通用计算机配置成执行体现在计算机程序中的一个或更多个特定功能而产生。上述功能模块、流程图部件以及其他元件用作软件规范，其可以通过熟练的技术人员或程序员的常规作业转换成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时的、有形的计算机可读介质上的处理器可执行的指令。计算机程序还可包括存储的数据或依赖于存储的数据。计算机程序可涵括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动器、一个或多个操作系统、用户应用、后台服务、后台应用等。
计算机程序可包括：(i)待解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON(JavaScript对象表示法)；(ii)汇编代码；(iii)由编译器从源代码生成的目标代码；(iv)由解释器执行的源代码；(v)由即时编译器编译和执行的源代码等。仅仅作为示例，可以通过包括C、C++、C#、Objective C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、
Figure BDA0002083046140000171
Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、
Figure BDA0002083046140000172
HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP(PHP:超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、
Figure BDA0002083046140000173
Visual
Figure BDA0002083046140000174
Lua、MATLAB、SIMULINK及
Figure BDA0002083046140000175
的语言使用语法编写源代码。

Claims (10)

1.一种车辆的电池控制系统，包括：
电池，所述电池包括：
第一端子和第二端子；
第三端子和第四端子；
多个单独贮放的电池；以及
多个开关，配置成将所述电池中的一些电池与所述第一端子、第二端子、第三端子和第四端子中的一些端子连接；
模式模块，配置成基于多个当前操作参数中的至少一个操作参数来设置操作模式；
开关控制模块，配置成根据所述操作模式来控制所述多个开关。
2.根据权利要求1所述的电池控制系统，其中所述开关控制模块配置成控制所述多个开关，使得：
所述电池中的第一组的一个或多个电池连接到所述第一端子和第二端子并在所述第一端子和第二端子处提供第一操作电压；以及
所述电池中的第二组的一个或多个电池连接到所述第三端子和第四端子并在所述第三端子和第四端子处提供第二操作电压。
3.根据权利要求1所述的电池控制系统，其中所述开关控制模块配置成：
响应于所述操作模式为第一模式，控制所述多个开关，使得：
所述电池中的第一部分连接到所述第一端子和第二端子；以及
所述电池中的第二部分连接到所述第三端子和第四端子；以及
响应于所述操作模式为第二模式，控制所述多个开关，使得：
所述电池中的第三部分连接到所述第一端子和第二端子；以及
所述电池中的第四部分连接到所述第三端子和第四端子。
4.根据权利要求3所述的电池控制系统，其中：
所述电池中的第一部分包括比所述电池中的第三部分数量更多的电池；以及
所述电池中的第二部分包括比所述电池中的第四部分数量更少的电池。
5.根据权利要求1所述的电池控制系统，其中所述电池进一步包括第五端子，其中所述开关控制模块配置成：
响应于所述操作模式为第一模式，控制所述多个开关，使得：
所述电池中的第一部分连接到所述第一端子和第二端子；
所述电池中的第二部分连接到所述第三端子和第四端子；以及
所述电池中的第三部分连接到所述第四端子和第五端子；以及
响应于所述操作模式为第二模式，控制所述多个开关，使得：
所述电池中的第四部分连接到所述第一端子和第二端子；
所述电池中的第五部分连接到所述第三端子和第四端子；以及
所述电池中的第六部分连接到所述第四端子和第五端子。
6.根据权利要求1所述的电池控制系统，其中，所述开关控制模块配置成响应于检测到所述电池中的一个电池发生故障，控制所述开关以电气隔离所述电池中的该个电池。
7.根据权利要求1所述的电池控制系统，进一步包括预充电电路，该预充电电路包括与所述第一端子和第二端子并联连接的电容器，其中所述预充电电路配置成将所述电池中的一个电池连接到所述电容器。
8.根据权利要求7所述的电池控制系统，其中，所述预充电电路进一步配置成响应于确定所述电容器已经充电至预定电压，将所述电池中的第二电池连接到所述电容器。
9.根据权利要求7所述的电池控制系统，其中，所述预充电电路进一步包括串联连接的电阻器和电感器，其中所述电阻器和所述电感器与所述第一端子和第二端子并联连接。
10.根据权利要求7所述的电池控制系统，进一步包括第二预充电电路，该第二预充电电路包括与所述第三端子和第四端子并联连接的第二电容器，其中所述预充电电路配置成将所述电池中的一个电池连接到所述电容器。
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