CN113765177A - 一种电池模块和充电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种电池模块和充电系统，用于提高电池模块的使用寿命和电池模块的安全性。本申请实施例提供一种电池模块，电池模块用于向终端设备放电，电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，检测与控制单元，用于接收终端设备发送的终端所需电压；控制升降压单元根据终端所需电压，通过电芯包向终端设备放电；或者，检测与控制单元，用于接收终端设备发送的第一误差参考量，第一误差参考量由终端设备根据终端设备的终端所需电压与终端设备在第一周期的负载输入电压得到；根据第一误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第一目标输出电压；控制升降压单元根据第一目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。

Description

一种电池模块和充电系统
技术领域
本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种电池模块和充电系统。
背景技术
电池模块广泛应用于各种终端设备中，例如终端设备可以包括电动车辆，例如常用在两轮电动车、三轮电动车等，但两轮电动车、三轮电动车的功率大小、电机驱动电压各不相同，比如目前常见的有36伏(V)、48V、60V、72V等不同的电压体制，如何实现电池模块的标准化、模块化、通配化，显得越来越重要。
在当前不同的电压体制下，电池模块主要采用串联不同节数的电芯组成电芯包实现，电芯包通过充放电开关与终端设备连接。根据电芯包及充电器的输出状态，控制充放电开关，以实现电池模块的对外放电及充电功能。
对于上述技术方案，电池模块的充电电压以及对外放电电压的范围都较宽，对负载的输入电压范围要求非常宽，不同电压体制的电池模块无法归一，存在电池模块的使用寿命低，安全性差的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种电池模块和充电系统，用于提高电池模块的使用寿命和电池模块的安全性。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供以下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种电池模块，电池模块用于向终端设备放电，电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，
检测与控制单元，用于接收终端设备发送的终端所需电压；控制升降压单元根据终端所需电压，通过电芯包向终端设备放电；
或者，
检测与控制单元，用于接收终端设备发送的第一误差参考量，第一误差参考量由终端设备根据终端设备的终端所需电压与终端设备在第一周期的负载输入电压得到；根据第一误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第一目标输出电压；控制升降压单元根据第一目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。
在上述方案中，该电池模块用于向终端设备放电。具体的，电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，检测与控制单元用于可以接收终端设备发送的终端所需电压，控制升降压单元根据终端所需电压，通过电芯包向终端设备放电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以控制升降压单元，根据终端所需电压通过电芯包向终端设备放电，对于不同电压体制的终端设备可以使用不同的终端所需电压，检测与控制单元都可以根据终端所需电压向终端设备放电，从而电池模块可以向各种类型的终端设备放电。或者，检测与控制单元用于可以接收终端设备发送的第一误差参考率，根据第一误差参考量可以获取到第一目标输出电压，控制升降压单元根据第一目标输出电压，通过电芯包向终端设备放电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以控制升降压单元，根据第一目标输出电压通过电芯包向终端设备放电，对于不同电压体制的终端设备可以发送相应的第一误差参考量，检测与控制单元都可以根据第一误差参考量获取第一目标输出电压，进而向终端设备放电，从而电池模块可以向各种类型的终端设备放电。实现终端设备始终工作在最优输入电压点，达到不同电压体制的电池模块归一化、标准化，提高电池模块的使用寿命和安全性。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第一目标输出电压；
Voutref1＝Voutref0+Verror1；
其中，Voutref1表示第一目标输出电压，Voutref0表示升降压单元在第一周期的输出电压，Verror1表示第一误差参考量。
在上述方案中，该第一目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Voutref1，不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上加上预设的电压校准量，从而可以得到第一目标输出电压。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于根据终端所需电压和升降压单元在第二周期的输出电压获取第二误差参考量，所述第二周期为在所述第一周期之前的电压控制周期；根据第二误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第二目标输出电压；控制升降压单元根据第二目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。在上述方案中，其中，检测与控制单元获取到终端所需电压，另外，检测与控制单元获取升降压单元在第二周期的输出电压，对于升降压单元的工作周期的大小不做限定。需要说明的是，本申请实施例中对电压的控制是按照多个电压周期来实现，并举例说明了第二周期、第一周期、第三周期之间的相对应关系，对不同周期的具体实现方式不做限定。检测与控制单元根据终端所需电压和升降压单元在第二周期的输出电压获取第二误差参考量，该第二误差参考量用于表示在第一周期需要补偿的电压值。接下来根据第二误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第二目标输出电压，该第二目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值。最后，检测与控制单元可以控制升降压单元根据第二目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。实现了电池模块在不同的电压体制下向终端设备的放电。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第二误差参考量：
Verror2＝Vinref-Voutref2；
其中，Verror2表示第二误差参考量，Vinref表示终端所需电压，Voutref2表示升降压单元在第二周期的输出电压。在上述方案中，该第二误差参考量用于表示在第一周期需要补偿的电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Verror2。不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上减去预设的电压差值校准量，从而可以得到第二误差参考量。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第二目标输出电压；
Voutref3＝Voutref0+Verror2；
其中，Voutref3表示第二目标输出电压，Voutref0表示升降压单元在第一周期的输出电压，Verror2表示第二误差参考量。在上述方案中，该第二目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Voutref3，不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上加上预设的电压校准量，从而可以得到第二目标输出电压。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于接收终端设备发送的终端信息，终端信息用于指示终端所需电压；根据终端信息获取终端所需电压。在上述方案中，终端设备可以向检测与控制单元发送终端信息，该终端信息也可以称为终端信号，终端信息用于指示终端所需电压，检测与控制单元可以根据终端信息获取终端所需电压，对于终端所需电压的获取方式有多种，此处不做限定。本申请实施例中，电池模块通过终端设备可以获取到终端所需电压，从而电池模块能够根据该终端所需电压向终端设备放电。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于当终端信息包括终端所需电压时，从终端信息中获取终端所需电压；或者，当终端信息包括电压指示信息时，从终端信息中获取电压指示信息，根据预设的电压指示信息与终端所需电压对应关系获取终端所需电压。在上述方案中，终端信息可以携带终端所需电压，则检测与控制单元通过解析终端信息可以得到终端所需电压。又如，终端信息不携带终端所需电压，而是携带电压指示信息，检测与控制单元根据预设的电压指示信息与终端所需电压对应关系获取终端所需电压，该电压指示信息与终端所需电压对应关系可以预先存储在电池模块中。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于当第一目标输出电压满足预设的电压补偿条件时，接收终端设备发送的第三误差参考量，第三误差参考量由终端设备根据终端设备的终端所需电压与终端设备在第三周期的负载输入电压得到，所述第三周期为在所述第一周期之后的电压控制周期；根据第三误差参考量和升降压单元在第三周期的输出电压获取第三目标输出电压；控制升降压单元根据第三目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。在上述方案中，当第一目标输出电压满足预设的电压补偿条件时，仍需要在第三周期对第一目标输出电压进行补偿，从而使得电池模块能够按照终端设备的终端所需电压进行放电。上述第三误差参考量与前述第一误差参考量的计算方式类似，第三目标输出电压与第一目标输出电压的计算方式类似，此处不再赘述。举例说明如下，升降压单元在第一周期按照第一目标输出电压进行放电，在第三周期按照第三目标输出电压进行放电，在经过x个周期之后，经过叠加后升降压单元的输出电压参考变为Voutrefx，在终端负载端口电压值接近于或者等于终端所需电压，从而实现终端负载端口电压以不同车辆负载的需求变化而变化，不受电芯材料、电芯剩余容量、串联节数、环境温度等的影响而变化，其中x为大于0的正整数。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于获取终端设备的线路阻抗；
根据线路阻抗和升降压单元在第一周期的输出电流获取第一周期的线路压降；
根据第一周期的线路压降和终端所需电压获取第四目标输出电压；
控制升降压单元根据第四目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。
在上述方案中，检测与控制单元获取到终端所需电压，另外，检测与控制单元获取终端设备的线路阻抗，例如该线路阻抗可以是终端设备的电阻，对于线路阻抗的具体方式不做限定。检测与控制单元还可以获取升降压单元在第一周期的输出电流，对于升降压单元的工作周期的大小不做限定。需要说明的是，本申请实施例中对电压的控制是按照多个电压周期来实现，并举例说明了第二周期、第一周期、第三周期之间的相对应关系，对不同周期的具体实现方式不做限定。检测与控制单元根据线路阻抗和升降压单元在第一周期的输出电流获取第一周期的线路压降，第一周期的线路压降用于表示在第一周期需要补偿的电压值。检测与控制单元为了能按照终端所需电压进行放电，还需要根据第一周期的线路压降和终端所需电压获取第四目标输出电压，该第四目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值；控制升降压单元根据第四目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。实现了电池模块在不同的电压体制下向终端设备的放电。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第一周期的线路压降：
Vdelta2＝R*It2；
其中，Vdelta2表示第一周期的线路压降，R表示线路阻抗，It2表示升降压单元在第一周期的输出电流，*表示相除运算。
在上述方案中，It2表示升降压单元在第一周期的输出电流，因此通过It2和R可以计算出第一周期的线路压降Vdelta2，该第一周期的线路压降用于表示在第一周期需要补偿的电压值。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第四目标输出电压；
Voutref4＝Vinref+Vdelta2；
其中，Voutref4表示第四目标输出电压，Vinref表示终端所需电压，Vdelta2表示第一周期的线路压降。
在上述方案中，检测与控制单元为了能按照终端所需电压进行放电，还需要根据第一周期的线路压降和终端所需电压获取第四目标输出电压，例如，终端所需电压再加上第一周期的线路压降可以得到第四目标输出电压，该第四目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值，不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上加上预设的电压校准量，从而可以得到第四目标输出电压。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于接收终端设备发送的终端设备在第一周期的负载输入电压；根据终端设备在第一周期的负载输入电压和升降压单元在第二周期的输出电压获取第二周期的线路压降；根据升降压单元在第二周期的输出电流和第二周期的线路压降获取线路阻抗；
或者，
检测与控制单元，用于根据预设的终端设备与线路阻抗的映射关系获取终端设备的线路阻抗。
在上述方案中，检测与控制单元还可以通过终端设备与线路阻抗的映射关系得到线路阻抗，例如不同类型的终端设备对应于不用的线路阻抗，在获取到终端设备的身份标识之后，通过上述映射关系可以获取到终端设备的线路阻抗。或者，检测与控制单元可以自行计算出线路阻抗，例如，检测与控制单元接收终端设备发送的终端设备在第一周期的负载输入电压，第一周期的负载输入电压是终端设备在第一周期检测到的负载端口电压；根据终端设备在第一周期的负载输入电压和升降压单元在第二周期的输出电压获取第二周期的线路压降，在得到第二周期的线路压降之后，再根据升降压单元在第二周期的输出电流和第二周期的线路压降获取线路阻抗，该升降压单元在第二周期的输出电流可以由检测与控制单元从升降压单元得到。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第二周期的线路压降：
Vdelta1＝Voutref2-Vin0，
其中，Vdelta1表示第二周期的线路压降，Voutref2表示升降压单元在第二周期的输出电压，Vin0表示终端设备在第一周期的负载输入电压。
在上述方案中，该线路压降用于表示在第一周期需要补偿的电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Vdelta1。不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上减去预设的电压差值校准量，从而可以得到线路压降。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取线路阻抗：
R＝Vdelta1/It1；
其中，R表示线路阻抗，Vdelta1表示第二周期的线路压降，It1表示升降压单元在第二周期的输出电流，/表示相除运算。
在上述方案中，It1表示升降压单元在第二周期的输出电流，因此通过It1和Vdelta1可以计算出线路阻抗，该线路阻抗可以用于计算在第一周期需要补偿的线路压降。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于接收终端设备发送的终端设备在第一周期的负载输入电压；根据终端所需电压和终端设备在第一周期的负载输入电压获取第一误差参考量；根据第一误差参考量和终端所需电压获取第五目标输出电压；控制升降压单元根据第五目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。
在上述方案中，检测与控制单元按照终端所需电压向终端设备进行放电，由于电池模块与终端设备之间的功率输出必然存在损耗，终端设备检测到终端设备在第一周期的负载输入电压，该负载输入电压是电池模块输出终端所需电压时终端设备接收到的实际电压，终端设备可以向电池模块发送该终端设备在第一周期的负载输入电压，检测与控制单元接收终端设备发送的终端设备在第一周期的负载输入电压，第一周期的负载输入电压是终端设备在第一周期检测到的负载端口电压。检测与控制单元根据终端所需电压和终端设备在第一周期的负载输入电压获取第一误差参考量，例如终端所需电压减去该负载输入电压得到第一误差参考量，然后检测与控制单元根据所第一误差参考量和终端所需电压获取第五目标输出电压，该第五目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值；控制升降压单元根据第五目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。实现了电池模块在不同的电压体制下向终端设备的放电。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第五目标输出电压；
Voutref5＝Vinref+Verror1；
其中，Voutref5表示第五目标输出电压，Vinref表示终端所需电压，Verror1表示第一误差参考量。
在上述方案中，该第五目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Voutref5，不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上加上预设的电压校准量，从而可以得到第五目标输出电压。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于根据第一目标输出电压获取脉冲宽度调制PWM占空比；根据PWM占空比控制升降压单元，使用电芯包向终端设备放电。在上述方案中，检测与控制单元获取到升降压单元在第一周期的目标电压为第一目标输出电压时，根据第一目标输出电压获取PWM占空比；根据PWM占空比控制升降压单元，使用电芯包向终端设备放电，本申请实施例中通过自动控制的方式，电池模块可以实现精确的向终端设备放电。
在一种可能的实现方式中，终端所需电压，包括如下至少一种：终端设备的终端额定电压、终端设备在第一周期内的终端工作电压、或者终端设备处于当前终端工作模式对应的输入电压。在上述方案中，终端所需电压可以是终端设备的终端额定电压，对于不同的终端设备，终端额定电压是不同的，该终端额定电压可以是终端设备在出厂前预先配置的。又如，终端所需电压可以是终端设备在第一周期内的工作电压，例如终端所需电压是终端设备在某一时刻的工作电压。又如，终端所需电压可以是终端设备处于当前终端工作模式对应的输入电压，对于不同的终端工作模式对应的输入电压不同，例如终端所需电压是车辆在某一时刻的工作模式下综合最优输入电压值，例如终端工作模式可以是最佳节能模式、或最佳动力模式。本申请实施例中对于终端所需电压的实现方式不做限定。
在一种可能的实现方式中，升降压单元，分别与检测与控制单元、电芯包连接；
升降压单元，还用于与终端设备连接；
检测与控制单元，还用于与终端设备连接。
在一种可能的实现方式中，升降压单元，用于通过电芯包放电时，实现如下至少一种电压控制模式：升压输出、或降压输出、或分时升降压输出、或分时升压与直通输出、或分时降压与直通输出、或分时升降压与直通输出。
第二方面，本申请实施例还提供一种电池模块，电池模块通过直流源充电，电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，
检测与控制单元，用于根据电芯包在第一周期的状态信息和所述直流源的输出功率获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压；根据充电限流和充电限压，电芯包在第一周期的充电电流和充电电压，和直流源的输出功率，获取电芯包在第一周期的目标充电功率；控制升降压单元根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电。
在上述方案中，该电池模块通过直流源充电，该电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，检测与控制单元，用于根据电芯包在第一周期的状态信息和所述直流源的输出功率获取所述电芯包在所述第一周期的充电限流和充电限压；根据充电限流和充电限压，电芯包在第一周期的充电电流和充电电压，和直流源的输出功率，获取电芯包在第一周期的目标充电功率；控制升降压单元根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压，并获取电芯包在第一周期的目标充电功率，可以根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电，因此电池模块能够实现自身快速精准调节充电功率，从而取消对充电器调压限流等功能的依赖，达到不同电压体制的电池模块归一化、标准化，提高电池模块的使用寿命和安全性。
在一种可能的实现方式中，状态信息包括：电芯温度，或者，所述状态信息包括：电芯温度和电芯容量。在上述方案中，电芯温度是指电芯包的温度，电芯容量是指电芯包的容量大小，对于电芯温度和电芯容量的具体实现方式不做限定。举例说明如下，电池模块中检测与控制单元通过检测电芯包的状态，如电芯温度，或者电芯温度和电芯容量等，按一定规则综合计算确定当前电芯包的充电限压值、充电限流值，然后根据电池模块的外部输入能力(即充电器当前输出能力)综合确定电芯包的实时目标充电功率，控制升降压单元对电芯包提供目标充电功率。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于根据充电限流和充电限压，和电芯包在第一周期的充电电流和充电电压获取电池模块的充电功率；根据电池模块的充电功率和直流源的输出功率获取目标充电功率。在上述方案中，检测与控制单元通过控制升降压单元，控制电芯包在目标充电功率下充电。电池模块不依赖于充电输入源的调压和/或限流等逻辑控制。检测与控制单元可以根据充电限流和充电限压等计算电池模块的充电功率，将电池模块的充电功率与直流源的输出功率这两个值进行取小，即为当前电芯的目标充电功率。
在一种可能的实现方式中，检测与控制单元，用于根据目标充电功率获取脉冲宽度调制PWM占空比；根据PWM占空比控制升降压单元，通过直流源对电芯包进行充电。在上述方案中，检测与控制单元获取到电芯包的目标充电功率之后，根据目标充电功率获取PWM占空比；根据PWM占空比控制升降压单元，通过直流源对电芯包进行充电，本申请实施例中通过自动控制的方式，电池模块可以实现精确的充电。
在一种可能的实现方式中，升降压单元，分别与检测与控制单元、电芯包连接；
升降压单元，还用于与直流源连接。
在一种可能的实现方式中，升降压单元，用于对电芯包充电时，实现如下至少一种电压控制模式：降压输入、或升压输入、或分时升降压输入、或分时升压与直通输入、或分时降压与直通输入、或分时升降压与直通输入。
第三方面，本申请实施例还提供一种充电系统，充电系统包括：如前述第二方面中任一项的电池模块；
电池模块为N个，N为大于或等于1的正整数。
在一种可能的实现方式中，当N大于1时，N个电池模块并联后同时和直流源连接。
在上述方案中，该电池模块可以通过任意的直流源进行充电，且本申请实施例中的多个电池模块可以共用同一个直流源。本申请实施例中，电池模块需要充电时，该电池模块并不依赖于直流源侧的均浮冲控制，输入源由普通直流源替代专用充电器，以使得电池模块能够实现标准化、归一化、电池快充。
在本申请的第三方面中，充电系统包括电池模块，该电池模块可以是前述第二方面以及各种可能的实现方式中所描述的电池模块，详见前述对第二方面以及各种可能的实现方式中的说明。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请实施例提供一种电池模块，该电池模块用于向终端设备放电。具体的，电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，检测与控制单元用于可以接收终端设备发送的终端所需电压，控制升降压单元根据终端所需电压，通过电芯包向终端设备放电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以控制升降压单元，根据终端所需电压通过电芯包向终端设备放电，对于不同电压体制的终端设备可以使用不同的终端所需电压，检测与控制单元都可以根据终端所需电压向终端设备放电，从而电池模块可以向各种类型的终端设备放电。或者，检测与控制单元用于可以接收终端设备发送的第一误差参考率，根据第一误差参考量可以获取到第一目标输出电压，控制升降压单元根据第一目标输出电压，通过电芯包向终端设备放电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以控制升降压单元，根据第一目标输出电压通过电芯包向终端设备放电，对于不同电压体制的终端设备可以发送相应的第一误差参考量，检测与控制单元都可以根据第一误差参考量获取第一目标输出电压，进而向终端设备放电，从而电池模块可以向各种类型的终端设备放电。实现终端设备始终工作在最优输入电压点，达到不同电压体制的电池模块归一化、标准化，提高电池模块的使用寿命和安全性。
本申请实施例提供一种电池模块，该电池模块通过直流源充电，该电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，检测与控制单元，用于根据电芯包在第一周期的状态信息和直流源的输出功率获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压；根据充电限流和充电限压，电芯包在第一周期的充电电流和充电电压，和直流源的输出功率，获取电芯包在第一周期的目标充电功率；控制升降压单元根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压，并获取电芯包在第一周期的目标充电功率，可以根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电，因此电池模块能够实现自身快速精准调节充电功率，从而取消对充电器调压限流等功能的依赖，达到不同电压体制的电池模块归一化、标准化，提高电池模块的使用寿命和安全性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电池模块的组成结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电池模块与终端设备的连接示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电池模块与直流源的连接示意图；
图4为本申请实施例提供的一种放电系统的组成结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种多个电池模块与直流源的连接示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种电池模块和充电系统，用于提高电池模块的使用寿命和电池模块的安全性。
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
目前，不同电压体制的电池模块无法归一，可充电电压以及对外放电电压范围宽，对终端设备的输入电压范围要求非常宽，无法使终端设备始终工作在输入电压点，导致电池电量下降时，电池输出电压等于电池电压同步下降，导致终端设备的动力跟随下降明显，影响使用。另外电池模块因容量、新旧程度、厂家等不同，很难实现任意并联扩容扩功率使用问题。同时因为电池与充放电端口之间只能直通，不同容量的电池模块无法并联充电，不同电池模块因材料、容量等差异，在电池高低温状态、电芯过放或浮充时，充电限流及调压控制不及时。例如，终端设备可以包括车载装置，不限定的是，本申请实施例中提供的终端设备是需要电池模块供电的设备，对于终端设备的类型以及具体实现方式不做限定，例如该终端设备可以是手机、可穿戴设备、个人电脑、服务器等。以终端设备具体为车载装置为例进行说明，对于大型车辆换电站，一个充电盒配置一个专用充电器，此类工况充电器使用效率得不到很好利用，在集中充电场景成本高。
如图1所示，本申请实施例提供一种电池模块，例如该电池模块可以是电动车中的电池模块。电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包。其中，检测与控制单元用于控制升降压单元进行充电或者放电，该升降压单元用于对电芯包进行升降压控制，例如升降压单元可以是直流/直流变换器(direct-current/direct-current converter，DC/DC)，本申请实施例中的DC/DC变换器可以包括但不限于非对称半桥反激变换器、非对称半桥正激变换器、LLC谐振变换器等。DC/DC变换器又可以称为DC/DC变换电路。电芯包可以是多个电芯组成的模组，电芯是动力电池的最小单位，也是电能存储单元，电芯有较高的能量密度，以尽可能多的存储电能，使电动汽车拥有更远的续航里程，电芯包在升降压单元的控制下进行充放电。
本申请实施例提供的电池模块可用于对外放电，或者通过直流源充电。本申请实施例中电池模块中集成升降压单元和检测与控制单元，根据本申请实施例提供的检测控制方案，电池模块可以根据终端设备的需要向终端设备提供输入端口电压，实现电池模块的标准化和归一化，灵活配置，同时解决充电安全及专用充电器等问题。
接下来，本申请实施例中将针对电池模块适用的放电场景和充电场景分别进行详细说明。
在放电场景下，电池模块用于向终端设备放电，该终端设备可以通过电池模块的供电进行工作。以终端设备具体为车载装置为例进行说明，例如驱动车辆行驶，或者驱动终端器件的工作，例如车载空调，车灯的工作等。终端设备具体可以是车辆电机驱动装置，或者车辆信号处理单元。
如图2所示，电池模块用于向终端设备放电，电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，
检测与控制单元，用于接收终端设备发送的终端所需电压；控制升降压单元根据终端所需电压，通过电芯包向终端设备放电；
或者，
检测与控制单元，用于接收终端设备发送的第一误差参考量，第一误差参考量由终端设备根据终端设备的终端所需电压与终端设备在第一周期的负载输入电压得到；根据第一误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第一目标输出电压；控制升降压单元根据第一目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。
在本申请的一些实施例中，如图2所示，升降压单元，分别与检测与控制单元、电芯包连接；
升降压单元，还用于与终端设备连接；
检测与控制单元，还用于与终端设备连接。
其中，电芯包与升降压单元之间建立连接，检测与控制单元和升降压单元建立连接，检测与控制单元与终端设备之间通过信号检测传输通道连接，升降压单元上包括功率接口，终端设备与该功率接口连接，升降压单元通过功率接口向终端设备放电。
具体的，在一种实现场景下，终端设备可以向电池模块发送终端所需电压，该终端所需电压是终端设备需要使用的工作电压，例如检测与控制单元与终端设备之间通过信号检测传输通道连接，终端设备通过该信号检测传输通道向检测与控制单元发送终端所需电压，以使得检测与控制单元获取到终端设备的终端所需电压。
在本申请实施例中，检测与控制单元接收终端设备发送的终端所需电压之后，检测与控制单元可以控制升降压单元根据终端所需电压，通过电芯包向终端设备放电，例如终端所需电压是用于控制升降压单元的目标值，该升降压单元可以根据该终端所需电压来控制电芯包的放电，使得电芯包的放电能量满足终端设备的输入电压的需求，实现终端设备始终工作在最优输入电压点，达到不同电压体制的电池模块归一化、标准化，提高电池模块的使用寿命和安全性。
具体的，在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于根据终端所需电压和升降压单元在第二周期的输出电压获取第二误差参考量，第二周期为在第一周期之前的电压控制周期；根据第二误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第二目标输出电压；控制升降压单元根据第二目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。
其中，检测与控制单元获取到终端所需电压，另外，检测与控制单元获取升降压单元在第二周期的输出电压，对于升降压单元的工作周期的大小不做限定。例如，第一周期和第二周期是相邻的两个电压控制周期，例如第一周期为当前周期，第二周期为当前周期的上一周期。需要说明的是，本申请实施例中对电压的控制是按照多个电压周期来实现，例如电压控制周期包括：第一周期、第二周期和第三周期，例如第一周期为当前周期，第二周期为当前周期的上一周期，第三周期为当前周期的下一周期，本申请实施例举例说明了第二周期、第一周期、第三周期之间的相对应关系，对不同周期的具体实现方式不做限定。
检测与控制单元根据终端所需电压和升降压单元在第二周期的输出电压获取第二误差参考量，该第二误差参考量用于表示在第一周期需要补偿的电压值。接下来根据第二误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第二目标输出电压，该第二目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值。最后，检测与控制单元可以控制升降压单元根据第二目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。实现了电池模块在不同的电压体制下向终端设备的放电。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第二误差参考量：
Verror2＝Vinref-Voutref2；
其中，Verror2表示第二误差参考量，Vinref表示终端所需电压，Voutref2表示升降压单元在第二周期的输出电压。
其中，该第二误差参考量用于表示在第一周期需要补偿的电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Verror2。不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上减去预设的电压差值校准量，从而可以得到第二误差参考量。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第二目标输出电压；
Voutref3＝Voutref0+Verror2；
其中，Voutref3表示第二目标输出电压，Voutref0表示升降压单元在第一周期的输出电压，Verror2表示第二误差参考量。
其中，该第二目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Voutref3，不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上加上预设的电压校准量，从而可以得到第二目标输出电压。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于接收终端设备发送的终端信息，终端信息用于指示终端所需电压；根据终端信息获取终端所需电压。
具体的，终端设备可以向检测与控制单元发送终端信息，该终端信息也可以称为终端信号，终端信息用于指示终端所需电压，检测与控制单元可以根据终端信息获取终端所需电压，对于终端所需电压的获取方式有多种，此处不做限定。本申请实施例中，电池模块通过终端设备可以获取到终端所需电压，从而电池模块能够根据该终端所需电压向终端设备放电。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于当终端信息包括终端所需电压时，从终端信息中获取终端所需电压；或者，当终端信息包括电压指示信息时，从终端信息中获取电压指示信息，根据预设的电压指示信息与终端所需电压对应关系获取终端所需电压。
具体的，终端信息可以携带终端所需电压，则检测与控制单元通过解析终端信息可以得到终端所需电压。又如，终端信息不携带终端所需电压，而是携带电压指示信息，检测与控制单元根据预设的电压指示信息与终端所需电压对应关系获取终端所需电压，该电压指示信息与终端所需电压对应关系可以预先存储在电池模块中。
例如，电压指示信息与终端所需电压对应关系可以是预设规则，例如检测与控制单元按照通信协议，如车辆发送所需电压值为48V，检测与控制单元接收到后解析出来车辆所需电压为48V。或者电压指示信息是车辆输出的某一个固定的编码电平，检测与控制单元能对应解析出车辆所需电压，或者电压指示信息是车辆输出的一个电压模拟信号，小于0.5V的模拟量认为是车辆所需电压是36V，0.5V-1V的模拟量认为是车辆所需电压为48V，1V-1.5V认为是车辆所需电压为60V等。或者电压指示信息也可以是电阻阻值信号，0欧姆-100欧姆，表示车辆所需电压为36V，200欧姆-300欧姆表示车辆所需电压为48V车辆等。
在本申请的一些实施例中，终端所需电压具有多种实现方式，例如终端所需电压，包括如下至少一种：终端设备的终端额定电压、终端设备在第一周期内的工作电压、或者终端设备处于当前终端工作模式对应的输入电压。
例如，终端所需电压可以是终端设备的终端额定电压，对于不同的终端设备，终端额定电压是不同的，该终端额定电压可以是终端设备在出厂前预先配置的。又如，终端所需电压可以是终端设备在第一周期内的终端工作电压，例如终端所需电压是终端设备在某一时刻的工作电压。又如，终端所需电压可以是终端设备处于当前终端工作模式对应的输入电压，对于不同的终端工作模式对应的输入电压不同，例如终端所需电压是车辆在某一时刻的工作模式下综合最优输入电压值，例如终端工作模式可以是最佳节能模式、或最佳动力模式。本申请实施例中对于终端所需电压的实现方式不做限定。
在本申请的一些实施例中，升降压单元，用于通过电芯包放电时，实现如下至少一种电压控制模式：升压输出、或降压输出、或分时升降压输出、或分时升压与直通输出、或分时降压与直通输出、或分时升降压与直通输出。其中，直通是指电芯包电压等于电池模块端口电压，即不升压也不降压。升压输出是指需要抬升电池包电压并输出，降压输出是至需要降低电池包电压并输出，分时指升降压单元按照预设的时间周期分别工作在不同的电压模式，例如分时升降压输出是指升降压单元按照预设的时间周期分别工作在升压输出或者降压输出，对于分时升压与直通输出、或分时降压与直通输出、或分时升降压与直通输出分别表示的含义不做详细说明。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元接收到终端设备的终端所需电压之后，检测与控制单元，用于获取终端设备的线路阻抗；根据线路阻抗和升降压单元在第一周期的输出电流获取第一周期的线路压降；根据第一周期的线路压降和终端所需电压获取第四目标输出电压；控制升降压单元根据第四目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。
其中，检测与控制单元获取到终端所需电压，另外，检测与控制单元获取终端设备的线路阻抗，例如该线路阻抗可以是终端设备的电阻，对于线路阻抗的具体方式不做限定。检测与控制单元还可以获取升降压单元在第一周期的输出电流，对于升降压单元的工作周期的大小不做限定。
检测与控制单元根据线路阻抗和升降压单元在第一周期的输出电流获取第一周期的线路压降，第一周期的线路压降用于表示在第一周期需要补偿的电压值。检测与控制单元为了能按照终端所需电压进行放电，还需要根据第一周期的线路压降和终端所需电压获取第四目标输出电压，该第四目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值；控制升降压单元根据第四目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。实现了电池模块在不同的电压体制下向终端设备的放电。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第一周期的线路压降：
Vdelta2＝R*It2；
其中，Vdelta2表示第一周期的线路压降，R表示线路阻抗，It2表示升降压单元在第一周期的输出电流，*表示相除运算。
具体的，It2表示升降压单元在第一周期的输出电流，因此通过It2和R可以计算出第一周期的线路压降Vdelta2，该第一周期的线路压降用于表示在第一周期需要补偿的电压值。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第四目标输出电压；
Voutref4＝Vinref+Vdelta2；
其中，Voutref4表示第四目标输出电压，Vinref表示终端所需电压，Vdelta2表示第一周期的线路压降。
其中，检测与控制单元为了能按照终端所需电压进行放电，还需要根据第一周期的线路压降和终端所需电压获取第四目标输出电压，例如，终端所需电压再加上第一周期的线路压降可以得到第四目标输出电压，该第四目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值，不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上加上预设的电压校准量，从而可以得到第四目标输出电压。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元获取终端设备的线路阻抗具有多种实现方式，例如检测与控制单元，用于接收终端设备发送的终端设备在第一周期的负载输入电压；根据终端设备在第一周期的负载输入电压和升降压单元在第二周期的输出电压获取第二周期的线路压降；根据升降压单元在第二周期的输出电流和第二周期的线路压降获取线路阻抗；
或者，
检测与控制单元，用于根据预设的终端设备与线路阻抗的映射关系获取终端设备的线路阻抗。
具体的，检测与控制单元还可以通过终端设备与线路阻抗的映射关系得到线路阻抗，例如不同类型的终端设备对应于不用的线路阻抗，在获取到终端设备的身份标识之后，通过上述映射关系可以获取到终端设备的线路阻抗。或者，检测与控制单元可以自行计算出线路阻抗，例如，检测与控制单元接收终端设备发送的终端设备在第一周期的负载输入电压，第一周期的负载输入电压是终端设备在第一周期检测到的负载端口电压；根据终端设备在第一周期的负载输入电压和升降压单元在第二周期的输出电压获取第二周期的线路压降，在得到第二周期的线路压降之后，再根据升降压单元在第二周期的输出电流和第二周期的线路压降获取线路阻抗，该升降压单元在第二周期的输出电流可以由检测与控制单元从升降压单元得到。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第二周期的线路压降：
Vdelta1＝Voutref2-Vin0，
其中，Vdelta1表示第二周期的线路压降，Voutref2表示升降压单元在第二周期的输出电压，Vin0表示终端设备在第一周期的负载输入电压。
其中，该线路压降用于表示在第一周期需要补偿的电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Vdelta1。不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上减去预设的电压差值校准量，从而可以得到线路压降。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取线路阻抗：
R＝Vdelta1/It1；
其中，R表示线路阻抗，Vdelta1表示第二周期的线路压降，It1表示升降压单元在第二周期的输出电流，/表示相除运算。
具体的，It1表示升降压单元在第二周期的输出电流，因此通过It1和Vdelta1可以计算出线路阻抗，该线路阻抗可以用于计算在第一周期需要补偿的线路压降。
在另一种实现场景下，终端设备可以向电池模块发送第一误差参考量，第一误差参考量由终端设备根据终端设备的终端所需电压与终端设备在第一周期的负载输入电压得到，例如检测与控制单元与终端设备之间通过信号检测传输通道连接，终端设备通过该信号检测传输通道向检测与控制单元发送第一误差参考量，以使得检测与控制单元获取到第一误差参考量，然后检测与控制单元根据第一误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第一目标输出电压；控制升降压单元根据第一目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。
其中，终端设备先获取第一误差参考量，该第一误差参考量用于表示电池模块在第一周期需要补偿的电压值，终端设备向检测与控制单元发送第一误差参考量。检测与控制单元获取到第一误差参考量，另外，检测与控制单元获取升降压单元在第一周期的输出电压，对于升降压单元的工作周期的大小不做限定。需要说明的是，本申请实施例中对电压的控制是按照多个电压周期来实现，例如电压控制周期包括：第一周期、第二周期和第三周期，例如第一周期为当前周期，第二周期为当前周期的上一周期，第三周期为当前周期的下一周期，本申请实施例举例说明了第二周期、第一周期、第三周期之间的相对应关系，对不同周期的具体实现方式不做限定。
检测与控制单元根据第一误差参考量和升降压单元在第一周期的输出电压获取第一目标输出电压；控制升降压单元根据第一目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电，该第一目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值。最后，检测与控制单元可以控制升降压单元根据第一目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。实现了电池模块在不同的电压体制下向终端设备的放电。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于通过如下方式获取第一目标输出电压；
Voutref1＝Voutref0+Verror1；
其中，Voutref1表示第一目标输出电压，Voutref0表示升降压单元在第一周期的输出电压，Verror1表示第一误差参考量。
其中，该第一目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Voutref1，不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上加上预设的电压校准量，从而可以得到第一目标输出电压。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元可以控制升降压单元根据第一目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电，即检测与控制单元完成了在第一周期向终端设备放电。当第一目标输出电压不满足预设的电压补偿条件时，不需要再对第一目标输出电压进行补偿。当第一目标输出电压满足预设的电压补偿条件时，仍需要在第三周期对第一目标输出电压进行补偿。其中，电压补偿条件具有多种实现方式，例如电压补偿条件可以是第一目标输出电压小于终端所需电压时，对第一目标输出电压进行正向补偿，例如电压补偿条件可以是第一目标输出电压大于终端所需电压时，对第一目标输出电压进行负向补偿，从而使得电池模块能够按照终端设备的终端所需电压进行放电。
例如，检测与控制单元，用于当第一目标输出电压满足预设的电压补偿条件时，接收终端设备发送的第三误差参考量，第三误差参考量由终端设备根据终端设备的终端所需电压与终端设备在第三周期的负载输入电压得到，第三周期为在第一周期之后的电压控制周期；根据第三误差参考量和升降压单元在第三周期的输出电压获取第三目标输出电压；控制升降压单元根据第三目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。
需要说明的是，当第一目标输出电压满足预设的电压补偿条件时，仍需要在第三周期对第一目标输出电压进行补偿，从而使得电池模块能够按照终端设备的终端所需电压进行放电。上述第三误差参考量与前述第一误差参考量的计算方式类似，第三目标输出电压与第一目标输出电压的计算方式类似，此处不再赘述。
举例说明如下，升降压单元在第一周期按照第一目标输出电压进行放电，在第三周期按照第三目标输出电压进行放电，在经过x个周期之后，经过叠加后升降压单元的输出电压参考变为Voutrefx，在终端负载端口电压值接近于或者等于终端所需电压，从而实现终端负载端口电压以不同车辆负载的需求变化而变化，不受电芯材料、电芯剩余容量、串联节数、环境温度等的影响而变化，其中x为大于0的正整数。
在本申请的一些实施例中，所述检测与控制单元，用于接收所述终端设备发送的所述终端设备在第一周期的负载输入电压；
根据所述终端所需电压和所述终端设备在第一周期的负载输入电压获取所述第一误差参考量；
根据所述第一误差参考量和所述终端所需电压获取第五目标输出电压；
控制所述升降压单元根据所述第五目标输出电压，使用所述电芯包向所述终端设备放电。
具体的，检测与控制单元按照终端所需电压向终端设备进行放电，由于电池模块与终端设备之间的功率输出必然存在损耗，终端设备检测到终端设备在第一周期的负载输入电压，该负载输入电压是电池模块输出终端所需电压时终端设备接收到的实际电压，终端设备可以向电池模块发送该终端设备在第一周期的负载输入电压，检测与控制单元接收终端设备发送的终端设备在第一周期的负载输入电压，第一周期的负载输入电压是终端设备在第一周期检测到的负载端口电压。检测与控制单元根据终端所需电压和终端设备在第一周期的负载输入电压获取第一误差参考量，例如终端所需电压减去该负载输入电压得到第一误差参考量，然后检测与控制单元根据所第一误差参考量和终端所需电压获取第五目标输出电压，该第五目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值；控制升降压单元根据第五目标输出电压，使用电芯包向终端设备放电。实现了电池模块在不同的电压体制下向终端设备的放电。
在本申请的一些实施例中，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述第五目标输出电压；
Voutref5＝Vinref+Verror1；
其中，所述Voutref5表示所述第五目标输出电压，所述Vinref表示所述终端所需电压，所述Verror1表示所述第一误差参考量。
其中，该第五目标输出电压用于表示在第一周期对升降压单元进行控制的目标电压值，通过上述计算公式可以准确计算出Voutref5，不限定的是，上述计算公式只是一种举例情况，不作为对本申请实施例中的限定。例如在上述计算公式中，还可以进行变形，例如在等式右边计算出结果之后，在该结果上加上预设的电压校准量，从而可以得到第五目标输出电压。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于根据第一目标输出电压获取脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)占空比；根据PWM占空比控制升降压单元，使用电芯包向终端设备放电。
其中，检测与控制单元获取到升降压单元在第一周期的目标电压为第一目标输出电压时，根据第一目标输出电压获取PWM占空比；根据PWM占空比控制升降压单元，使用电芯包向终端设备放电，本申请实施例中通过自动控制的方式，电池模块可以实现精确的向终端设备放电。
举例说明如下，检测与控制单元可以采用自动控制输出电压值的方式，即若第一目标输出电压Voutref1为48V，当前的实际输出电压为45V，那么在前一拍PWM的基础上，再增加大PWM1，当前PWM即为PWM+PWM1，下个周期再次检测实际输出电压变为47V了，而Voutref1还为48V，那么还需要增加PWM2，即当前PWM即为PWM+PWM1+PWM2，直到Voutref1等于48V，此时PWM维持动态稳定，根据最新的PWM控制升降压单元，使用电芯包向终端设备放电。
通过前述实施例的举例说明可知，电池模块用于向终端设备放电。具体的，电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，检测与控制单元用于可以接收终端设备发送的终端所需电压，控制升降压单元根据终端所需电压，通过电芯包向终端设备放电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以控制升降压单元，根据终端所需电压通过电芯包向终端设备放电，对于不同电压体制的终端设备可以使用不同的终端所需电压，检测与控制单元都可以根据终端所需电压向终端设备放电，从而电池模块可以向各种类型的终端设备放电。或者，检测与控制单元用于可以接收终端设备发送的第一误差参考率，根据第一误差参考量可以获取到第一目标输出电压，控制升降压单元根据第一目标输出电压，通过电芯包向终端设备放电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以控制升降压单元，根据第一目标输出电压通过电芯包向终端设备放电，对于不同电压体制的终端设备可以发送相应的第一误差参考量，检测与控制单元都可以根据第一误差参考量获取第一目标输出电压，进而向终端设备放电，从而电池模块可以向各种类型的终端设备放电。实现终端设备始终工作在最优输入电压点，达到不同电压体制的电池模块归一化、标准化，提高电池模块的使用寿命和安全性。
前述实施例对电池模块的放电流程进行了说明，接下来说明电池模块的充电流程，该电池模块可以通过任意的直流源进行充电，且本申请实施例中的多个电池模块可以共用同一个直流源。本申请实施例中，电池模块需要充电时，该电池模块并不依赖于直流源侧的均浮冲控制，输入源由普通直流源替代专用充电器，以使得电池模块能够实现标准化、归一化、电池快充。
如图3所示，一种电池模块，电池模块通过直流源充电，电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，
检测与控制单元，用于根据电芯包在第一周期的状态信息和直流源的输出功率获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压；根据充电限流和充电限压，电芯包在第一周期的充电电流和充电电压，和直流源的输出功率，获取电芯包在第一周期的目标充电功率；控制升降压单元根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电。
其中，电池模块中包括检测与控制单元，检测与控制单元可以先采集电芯包在第一周期的状态信息，然后根据该电芯包的状态信息和和直流源的输出功率确定电芯包在第一周期的充电限流和充电限压。该充电限流和充电限压由电芯包的状态信息和述直流源的输出功率决定，充电限流是指对电芯包充电时需要限制的最大电流值，实际的充电电流不能超过该充电限流，同样的，充电限压是指对电芯包充电时需要限制的最大电压值，实际的充电电压不能超过该充电限压。例如，在直流源的输出功率足够的情况下，根据该电芯包的状态信息确定电芯包在第一周期的充电限流和充电限压。
检测与控制单元获取到充电限流和充电限压，另外检测与控制单元还需要获取电芯包在第一周期的充电电流和充电电压，和直流源的输出功率，电芯包在第一周期的充电电流和充电电压是指在第一周期的实际充电电流和充电电压，直流源的输出功率是指直流源向电芯包提供电能的功率参数，基于充电限流和充电限压，电芯包在第一周期的充电电流和充电电压，和直流源的输出功率，可以综合获取电芯包在第一周期的目标充电功率，该电芯包在第一周期的目标充电功率是指在第一周期对电芯包进行充电时可以采用的目标充电功率，目标充电功率是对升降压单元进行控制的目标功率值，最后检测与控制单元可以控制升降压单元根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电。实现电池模块根据电芯实时状态，实现充电精准控制和管理，不依赖于特殊充电器实现充电控制，提高电池使用寿命及安全性。
在本申请的一些实施例中，电芯包的状态信息包括如下至少一种：电芯温度；
或者，
状态信息包括：电芯温度和电芯容量。
其中，电芯温度是指电芯包的温度，电芯容量是指电芯包的容量大小，对于电芯温度和电芯容量的具体实现方式不做限定。举例说明如下，电池模块中检测与控制单元通过检测电芯包的状态，如电芯温度，或者电芯温度和电芯容量等。例如电芯包的状态信息包括电芯温度，根据预设的电芯温度与充电限流的对应关系获取当前周期的电芯温度对应的充电限流，例如电芯温度处于第一温度区间时充电限流为C1，充电限压为V1，电芯温度处于第二温度区间时充电限流为C2，充电限压为V2。另外，状态信息除了包括电芯温度，还可以包括电芯容量，即根据电芯温度和电芯容量共同确定充电限流，对于具体的电芯温度和电芯容量下，可以确定相应的电芯包的充电限流和充电限压。在获取到电芯包的状态信息之后，按一定规则综合计算确定当前电芯包的充电限压值、充电限流值，然后根据电池模块的外部输入能力(即充电器当前输出能力)综合确定电芯包的实时目标充电功率，控制升降压单元对电芯包提供目标充电功率。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于根据充电限流和充电限压，和电芯包在第一周期的充电电流和充电电压获取电池模块的充电功率；根据电池模块的充电功率和直流源的输出功率获取目标充电功率。
其中，检测与控制单元通过控制升降压单元，控制电芯包在目标充电功率下充电。电池模块不依赖于充电输入源的调压和/或限流等逻辑控制。检测与控制单元可以根据充电限流和充电限压等计算电池模块的充电功率，将电池模块的充电功率与直流源的输出功率这两个值进行取小，即为当前电芯的目标充电功率。
在本申请的一些实施例中，检测与控制单元，用于根据目标充电功率获取脉冲宽度调制PWM占空比；根据PWM占空比控制升降压单元，通过直流源对电芯包进行充电。
其中，检测与控制单元获取到电芯包的目标充电功率之后，根据目标充电功率获取PWM占空比；根据PWM占空比控制升降压单元，通过直流源对电芯包进行充电，本申请实施例中通过自动控制的方式，电池模块可以实现精确的充电。
在本申请的一些实施例中，升降压单元，分别与检测与控制单元、电芯包连接；
升降压单元，还用于与直流源连接。
其中，电芯包与升降压单元之间建立连接，检测与控制单元和升降压单元建立连接，升降压单元上包括功率接口，直流源与该功率接口连接，升降压单元通过功率接口向电芯包。
在本申请的一些实施例中，升降压单元，用于对电芯包充电时，实现如下至少一种电压控制模式：降压输入、或升压输入、或分时升降压输入、或分时升压与直通输入、或分时降压与直通输入、或分时升降压与直通输入。
其中，直通是指电芯包电压等于电池模块端口电压，即不升压也不降压。升压输入是指需要抬升直流源的电压并输入，降压输入是至需要降低直流源的电压并输入，分时指升降压单元按照预设的时间周期分别工作在不同的电压模式，例如分时升降压输入是指升降压单元按照预设的时间周期分别工作在升压输入或者降压输入，对于分时升压与直通输入、或分时降压与直通输入、或分时升降压与直通输入分别表示的含义不做详细说明。
通过前述实施例的举例说明可知，电池模块通过直流源充电，该电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，检测与控制单元，用于根据电芯包在第一周期的状态信息和直流源的输出功率获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压；根据充电限流和充电限压，电芯包在第一周期的充电电流和充电电压，和直流源的输出功率，获取电芯包在第一周期的目标充电功率；控制升降压单元根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压，并获取电芯包在第一周期的目标充电功率，可以根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电，因此电池模块能够实现自身快速精准调节充电功率，从而取消对充电器调压限流等功能的依赖，达到不同电压体制的电池模块归一化、标准化，提高电池模块的使用寿命和安全性。
本申请实施例还提供一种充电系统，如图4所示，充电系统包括：如前述图3所示的电池模块；
电池模块为N个，N为大于或等于1的正整数。
在本申请的一些实施例中，当N大于1时，N个电池模块并联后同时和直流源连接。
该电池模块可以通过任意的直流源进行充电，且本申请实施例中的多个电池模块可以共用同一个直流源。本申请实施例中，电池模块需要充电时，该电池模块并不依赖于直流源侧的均浮冲控制，输入源由普通直流源替代专用充电器，以使得电池模块能够实现标准化、归一化、电池快充。
通过前述实施例的举例说明可知，充电系统中可以包括一个或多个的电池模块，电池模块通过直流源充电，该电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，检测与控制单元，用于根据电芯包在第一周期的状态信息和直流源的输出功率获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压；根据充电限流和充电限压，电芯包在第一周期的充电电流和充电电压，和直流源的输出功率，获取电芯包在第一周期的目标充电功率；控制升降压单元根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电。由于电池模块中包括检测与控制单元，该检测与控制单元可以获取电芯包在第一周期的充电限流和充电限压，并获取电芯包在第一周期的目标充电功率，可以根据目标充电功率，通过直流源对电芯包进行充电，因此电池模块能够实现自身快速精准调节充电功率，从而取消对充电器调压限流等功能的依赖，达到不同电压体制的电池模块归一化、标准化，提高电池模块的使用寿命和安全性。
接下来以详细的应用场景进行举例说明，例如终端设备具体为车载装置，终端所需电压具体为车载所需电压。如下所示的实施例一至三涉及电池模块的放电场景，实施例四涉及电池模块的充电场景。
本申请实施例通过集成检测与控制单元，与升降压单元，与电芯包及通信等检测电路，组成电动助力车或电动摩托车的电池模块，由检测与控制单元根据预设规则或通信协商检测车载所需电压，通过控制升降压单元实现按照车载所需电压输出，以满足不同车载装置的负载电压输出需求，实现电池模块的标准化，归一化。当电池模块需要充电时，由检测与控制单元根据实时电芯温度、电芯电压、电池模块输入端口充电电压，综合计算以得到最佳充电功率，并控制电池模块的充电功率，以使得电池模块不在依靠于充电器的调压限流控制，提高电池使用寿命及电池的安全性。
本申请实施例一：
以两轮电动助力车与电动摩托车的电池模块为例，两轮电动助力车的车载所需电压普遍低于电动摩托车的电池模块的输出电压，例如多数两轮电动助力车的车载所需电压为额定36V或48V，电动摩托车的电池模块的输出电压为额定60V或72V，电池模块识别所在车辆的车载所需电压，并控制电池模块按车载所需电压输出。主要包括如下步骤：
S11.电池模块安装到电动车上，电池模块在激活唤醒后输出一个较低安全电压Voutref0，确保车载装置的信号处理单元工作。
S12.车载装置的信号处理单元工作，由预设的信号检测传输通道将车载信息传递给电池模块的检测与控制单元，其中，信号检测传输通道传输的车载信息可以包含但不限于模拟信号、I/O逻辑电平、控制器局域网络(controller area network，CAN)通信、458通信、以及其他串并行通信方式等，车载信息中至少包含预先设定的车载所需电压Vinref，该车载所需电压的电压值可以是连续(如模拟信号、浮点数等)、分段(即一个电压体制代表一个电压区间)、或点(如36V、48V、60V......)等。
S13.检测与控制单元接收到车载信息后，按预设规则解析车载信息。预设规则指通信协议，如车辆发送车载所需电压的值为48V，电池模块接收到后解析出车载所需电压为48V。或者车辆输出某一个固定的编码电平，电池模块能对应解析出车载所需电压。或者车辆输出一个电压模拟信号，小于0.5V的模拟量对应于车载所需电压为36V，0.5V-1V的模拟量对应于车载所需电压为48V，1V-1.5V的模拟量对应于车载所需电压为60V等。或者，车载信息也可以是电阻阻值信号，0欧姆-100欧姆对应于车载所需电压为36V，200欧姆-300欧姆对应于车载所需电压为48V等。
S14.检测与控制单元通过预设规则，接收并解析车载所需电压Vinref，计算误差参考量Verror(例如Verror＝Vinref-Voutref0)，叠加到输出电压参考值Voutref1上。
S15.检测与控制单元Voutref1＝Voutref0+Verror作为新的升降压单元控制输出的电压环路参考，通过自动控制原理中比例积分(proportion integration，PI)、或比例积分微分(proportion integration differentiation，PID)等，计算出相应的PWM占空比，控制升降压单元按Voutref1输出。
S16.上述步骤S11至S15的运行过程中经过多次(例如x次)后，经过叠加后升降压单元输出电压参考变为Voutrefx，使得车载负载端口的电压值接近于或者等于Vinref，从而实现车载负载端口电压以不同车辆负载的需求变化而变化，不受电芯材料、电芯剩余容量、串联节数、环境温度等的影响而变化，其中，x为大于0的正整数，本申请实施例中对于x的取值不做限定。
本申请实施例二：
本实施例区别于实施例一，实施例二主要差异是车载装置的控制单元检测自己的输入端口电压Vin，由车载装置的控制单元根据输入端口电压Vin与当前状态的车载所需电压计算误差量Verror，然后将计算的误差量传递给电池模块的检测与控制单元，电池模块的检测与控制单元根据上一拍调节量与当前接收到的Verror计算当前的电压控制参考量，其中，一个拍是预设的一个电压控制周期，如计算周期是50微秒(us)，那么间隔50us就会重复计算一次，每计算一次就是一拍。而实施例一则由电池模块的检测与控制单元根据负载输入的Vinref计算误差量，且没有获取到车载负载端口电压Vin。
实施例二主要包括如下步骤：
S21.电池模块输出一个控制电压Voutref0，或者输出一个预设的默认安全电压Voutref0，统称为Voutref0。
S22.待车载负载工作后，车载装置通过持续周期检测负载输入端口电压Vin0，与车载装置的车载所需电压Vinref比较，得到误差量Verror(例如Verror＝Vinref-Vin0)。
S23.车载装置将上述误差量Verror传递给电池模块的检测与控制单元。例如，通过检测与控制单元，和车载装置的信号检测传输通道，例如车载装置发送的误差量可以是模拟信号、也可以是CAN或其他数字通信的信号，此处不做限定。
S24.电池模块的检测与控制单元将接收到的误差量Verror，叠加到新的输出电压参考Voutref1上。
S25.电池模块的检测与控制单元获取Voutref1＝Voutref0+Verror，作为新的升降压单元控制输出电压环路参考值，通过自动控制原理中PI、或PID等，计算PWM占空比，控制升降压单元放电按叠加后的Voutref1输出。
S26.上述步骤S22至S25的运行过程中经过x次后，经过叠加后升降压单元输出电压参考变为Voutrefx，在车载负载端口的电压值接近于或者等于Vinref，从而实现车载负载端口电压以不同车辆负载的需求变化而变化，不受电芯材料、剩余容量、串联节数、环境温度等的影响而变化，其中x为大于0的正整数，本申请实施例中对于x的取值不做限定。
本申请实施例三：
本实施例与实施例一、实施例二不同，引入瞬时负载电流It，通过瞬时负载电流It、线路压降V计算线路阻抗R，通过线路阻抗对输出电压进行实时补偿Vdelat＝It*R。
S31.电池模块输出一个控制电压Voutref0，或者输出一个预设的默认安全电压Voutref0，统称为Voutref0。
S32.待车辆工作后，车载装置通过持续周期检测负载输入端口电压Vin0，以及车载所需电压Vinref，传给电池模块的检测与控制单元。
S33.电池模块的检测与控制单元根据电池模块输出电压Voutref0，与负载输入端口电压计算得到线路压降Vdelta(例如Vdelta＝Voutref0-Vin0)，根据上一周期的输出电流It1计算出线路阻抗R＝Vdelta/It1。
S34.电池模块的检测与控制单元根据上述步骤S33计算的线路阻抗，与实时输出负载电流It2，计算线路压降Vdelta＝R*It2。
S35.电池模块的检测与控制单元根据车载所需电压Vinref，与上述步骤S34计算的线路压降Vdelta，得到输出电压目标值等于Voutrefx＝Vinref+Vdelta。
S36.经上述快速补偿后，从而实现车载负载端口电压以不同车辆负载的需求变化而变化，除了不受电芯材料、剩余容量、串联节数、环境温度以外，还不受负载电流变化等的影响而变化，车载负载端口电压即快速实现稳定。
本申请实施例四：
如图5所示，以充电系统包括N个电池模块为例，N个不同容量及状态的电池模块并联、利用同一个或多个直流源并联充电成为现实，其中N为大于或等于1的整数。每个电池模块中由各自的检测与控制单元根据电芯温度，或者电芯温度和电芯容量等，综合计算本电池模块的充电限流值及充电限压值，通过自动控制原理PI、或PID等算法计算输出PWM占空比，通过控制本电池模块的升降压单元实现对本电芯的精准充电管理功能，从而实现电池模块充电不依赖于充电器的均浮充控制，输入源由普通直流源替代专用充电器，可以实现电池模块的标准化、归一化、电池快充。主要包括如下步骤：
S41.电池模块需要充电时，电池模块的功率接口与直流源输出端口相连，本申请实施例可以使用普通直流源替代专用充电器，不需要特殊充电器及一对一实现充电。
S42.电池模块的检测与控制单元检测到电池模块的电芯温度，根据该电芯温度和直流源的输出功率，计算电池模块实时电芯充电限压值Vchgref及电池模块实时充电限流值Ichgref，或者检测与控制单元检测到电池模块的电芯温度和电芯容量，根据电芯温度、电芯容量和直流源的输出功率，计算电池模块实时电芯充电限压值Vchgref及电池模块实时充电限流值Ichgref。例如，电芯温度小于0度，那么充电电流为0，需要停止充电，电芯温度为0-5度，充电电流不大于0.2C，电芯温度5-15度，充电电流为0.5C，电芯温度大于15度，充电电流为1C等，不同的电芯材料，电芯温度区间划分和充电电流都会有所差异。
S43.电池模块的检测与控制单元根据实时充电电流It、电池实时充电电压Vbat作为反馈量，以及上述计算的实时允许的最大充电限流值Ichgref、电芯包充电限压值Vchgref作为参考量，通过自动控制原理PI或PID等算法，计算输出PWM占空比。
S44.通过上述计算的PWM占空比，控制升降压单元实现对本电芯的最大限压与限流充电控制，不依赖于特殊充电器的控制。
通过前述的举例说明可知，通过在电动车的电池模块中集成升降压单元，及检测与控制单元，针对不同电压等级车辆电池归一，电池输出电压自适应车辆负载需求。电池模块对负载放电电压不受电池串数、电池容量、环境温度、及负载电流影响，加速性能不受限制。电池模块对车辆放电时，通过检测负载电流、以及车辆负载对电压的实时需求，使车辆电驱动输入端口电压始终工作在最佳状态。
本申请实施例提供的充电系统可以实现不同容量、不同状态的电池模块并联扩容扩功率。实现电池模块根据电芯实时状态，实现充电精准控制和管理，不依赖于特殊充电器实现充电控制，提高电池使用寿命及安全性。实现普通直流源替换特殊充电器，降低集中充电成本，提升充电效率。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。上述术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (28)

1.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块用于向终端设备放电，所述电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，
所述检测与控制单元，用于接收所述终端设备发送的终端所需电压；控制所述升降压单元根据所述终端所需电压，通过所述电芯包向所述终端设备放电；
或者，
所述检测与控制单元，用于接收所述终端设备发送的第一误差参考量，所述第一误差参考量由所述终端设备根据所述终端设备的终端所需电压与所述终端设备在第一周期的负载输入电压得到；根据所述第一误差参考量和所述升降压单元在第一周期的输出电压获取第一目标输出电压；控制所述升降压单元根据所述第一目标输出电压，使用所述电芯包向所述终端设备放电。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述第一目标输出电压；
Voutref1＝Voutref0+Verror1；
其中，所述Voutref1表示所述第一目标输出电压，所述Voutref0表示所述升降压单元在所述第一周期的输出电压，所述Verror1表示所述第一误差参考量。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于根据所述终端所需电压和所述升降压单元在第二周期的输出电压获取第二误差参考量，所述第二周期为在所述第一周期之前的电压控制周期；根据所述第二误差参考量和所述升降压单元在所述第一周期的输出电压获取第二目标输出电压；控制所述升降压单元根据所述第二目标输出电压，使用所述电芯包向所述终端设备放电。
4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述第二误差参考量：
Verror2＝Vinref-Voutref2；
其中，所述Verror2表示所述第二误差参考量，所述Vinref表示所述终端所需电压，所述Voutref2表示所述升降压单元在第二周期的输出电压。
5.根据权利要求3或4所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述第二目标输出电压；
Voutref3＝Voutref0+Verror2；
其中，所述Voutref3表示所述第二目标输出电压，所述Voutref0表示所述升降压单元在所述第一周期的输出电压，所述Verror2表示所述第二误差参考量。
6.根据权利要求1，或3至5中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于接收所述终端设备发送的终端信息，所述终端信息用于指示所述终端所需电压；根据所述终端信息获取所述终端所需电压。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于当所述终端信息包括所述终端所需电压时，从所述终端信息中获取所述终端所需电压；或者，当所述终端信息包括电压指示信息时，从所述终端信息中获取所述电压指示信息，根据预设的电压指示信息与终端所需电压对应关系获取所述终端所需电压。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于当所述第一目标输出电压满足预设的电压补偿条件时，接收所述终端设备发送的第三误差参考量，所述第三误差参考量由所述终端设备根据所述终端设备的终端所需电压与所述终端设备在第三周期的负载输入电压得到，所述第三周期为在所述第一周期之后的电压控制周期；根据所述第三误差参考量和所述升降压单元在第三周期的输出电压获取第三目标输出电压；控制所述升降压单元根据所述第三目标输出电压，使用所述电芯包向所述终端设备放电。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于获取所述终端设备的线路阻抗；
根据所述线路阻抗和所述升降压单元在第一周期的输出电流获取第一周期的线路压降；
根据所述第一周期的线路压降和所述终端所需电压获取第四目标输出电压；
控制所述升降压单元根据所述第四目标输出电压，使用所述电芯包向所述终端设备放电。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述第一周期的线路压降：
Vdelta2＝R*It2；
其中，所述Vdelta2表示所述第一周期的线路压降，所述R表示所述线路阻抗，所述It2表示所述升降压单元在第一周期的输出电流，所述*表示相除运算。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述第四目标输出电压；
Voutref4＝Vinref+Vdelta2；
其中，所述Voutref4表示所述第四目标输出电压，所述Vinref表示所述终端所需电压，所述Vdelta2表示所述第一周期的线路压降。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于接收所述终端设备发送的所述终端设备在第一周期的负载输入电压；根据所述终端设备在第一周期的负载输入电压和所述升降压单元在第二周期的输出电压获取第二周期的线路压降；根据所述升降压单元在第二周期的输出电流和所述第二周期的线路压降获取线路阻抗；
或者，
所述检测与控制单元，用于根据预设的终端设备与线路阻抗的映射关系获取所述终端设备的线路阻抗。
13.根据权利要求12所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述第二周期的线路压降：
Vdelta1＝Voutref2-Vin0，
其中，所述Vdelta1表示所述第二周期的线路压降，所述Voutref2表示所述升降压单元在第二周期的输出电压，所述Vin0表示所述终端设备在第一周期的负载输入电压。
14.根据权利要求12或13所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述线路阻抗：
R＝Vdelta1/It1；
其中，所述R表示所述线路阻抗，所述Vdelta1表示所述第二周期的线路压降，所述It1表示所述升降压单元在第二周期的输出电流，所述/表示相除运算。
15.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于接收所述终端设备发送的所述终端设备在所述第一周期的负载输入电压；根据所述终端所需电压和所述终端设备在所述第一周期的负载输入电压获取所述第一误差参考量；根据所述第一误差参考量和所述终端所需电压获取第五目标输出电压；控制所述升降压单元根据所述第五目标输出电压，使用所述电芯包向所述终端设备放电。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于通过如下方式获取所述第五目标输出电压；
Voutref5＝Vinref+Verror1；
其中，所述Voutref5表示所述第五目标输出电压，所述Vinref表示所述终端所需电压，所述Verror1表示所述第一误差参考量。
17.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于根据所述第一目标输出电压获取脉冲宽度调制PWM占空比；根据所述PWM占空比控制所述升降压单元，使用所述电芯包向所述终端设备放电。
18.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述终端所需电压，包括如下至少一种：所述终端设备的终端额定电压、所述终端设备在所述第一周期内的工作电压、或者所述终端设备处于当前终端工作模式对应的输入电压。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述升降压单元，分别与所述检测与控制单元、所述电芯包连接；
所述升降压单元，还用于与所述终端设备连接；
所述检测与控制单元，还用于与所述终端设备连接。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述升降压单元，用于通过所述电芯包放电时，实现如下至少一种电压控制模式：升压输出、或降压输出、或分时升降压输出、或分时升压与直通输出、或分时降压与直通输出、或分时升降压与直通输出。
21.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块通过直流源充电，所述电池模块包括：检测与控制单元，升降压单元和电芯包，其中，
所述检测与控制单元，用于根据所述电芯包在第一周期的状态信息和所述直流源的输出功率获取所述电芯包在所述第一周期的充电限流和充电限压；根据所述充电限流和充电限压，所述电芯包在所述第一周期的充电电流和充电电压，和所述直流源的输出功率，获取所述电芯包在所述第一周期的目标充电功率；控制所述升降压单元根据所述目标充电功率，通过所述直流源对所述电芯包进行充电。
22.根据权利要求21所述的电池模块，其特征在于，所述状态信息包括：电芯温度；
或者，
所述状态信息包括：电芯温度和电芯容量。
23.根据权利要求21或22所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于根据所述充电限流和充电限压，和所述电芯包在所述第一周期的充电电流和充电电压获取电池模块的充电功率；根据所述电池模块的充电功率和所述直流源的输出功率获取所述目标充电功率。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述检测与控制单元，用于根据所述目标充电功率获取脉冲宽度调制PWM占空比；根据所述PWM占空比控制所述升降压单元，通过所述直流源对所述电芯包进行充电。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述升降压单元，分别与所述检测与控制单元、所述电芯包连接；
所述升降压单元，还用于与所述直流源连接。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的电池模块，其特征在于，所述升降压单元，用于对所述电芯包充电时，实现如下至少一种电压控制模式：降压输入、或升压输入、或分时升降压输入、或分时升压与直通输入、或分时降压与直通输入、或分时升降压与直通输入。
27.一种充电系统，其特征在于，所述充电系统包括：如权利要求21至26中任一项的电池模块；
所述电池模块为N个，所述N为大于或等于1的正整数。
28.根据权利要求27所述的充电系统，其特征在于，当所述N大于1时，所述N个电池模块并联后同时和所述直流源连接。
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