本发明专利技术涉及用于管理电池(300)的充电的电路(302)，包括至少一个加热元件(303i)，其被配置为当加热元件的端处的电压超过阈值时发热。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及电池，并且更具体地旨在电池中的充电管理。本专利技术具体涉及能够在多个初级电芯的电池中实现充电平衡和中断功能的充电管理电路。
技术介绍
电池为用于输出DC电压的、在两个节点或者两个端(分别为正极和负极)之间串联和/或并联的多个初级电芯(蓄电池等)的组。在电池放电阶段，电流从正极端通过待提供电力的负载而流到电池的负极端。在电池充电阶段，充电器施加流过负极端到电池的正极端的充电电流。该电流流过电池的不同电芯，这引起了电池的充电。电池通常与充电管理电路相关联，该充电管理电路通常被配置为了在再充电阶段检测充电的结束并且足够快地中断充电以避免可能导致损害的过充电。充电管理电路还能够在再充电阶段平衡电池电芯的充电水平。在特定电池中，充电管理电路是相当复杂的，并且显著导致了电池的成本、重量和/或体积的增加。
技术实现思路
因此，本专利技术的实施例的目的在于提供一种用于管理初级电芯的电池的充电的电路，该电路包括:多个加热元件，每个加热元件能够通过消散超过激活电压的热量来钳位其两端的电压，并且不同的加热元件旨在连接在电池的一个或者多个电芯的不同子组合件两端；至少一个温度传感器，其能够检测一个或者多个所述加热元件的激活；以及控制电路，其能够根据通过温度传感器检测加热元件的激活来控制电池的充电电流。根据一个实施例，每个加热元件的激活电压根据该加热元件旨在连接到的电芯的子组合件的额定完全充电电压来选择。根据一个实施例，每个加热元件的激活电压大于或者等于该加热元件旨在连接到的电芯的子组合件的额定完全充电电压。根据一个实施例，每个加热元件的激活电压小于该加热元件旨在连接到的电芯的子组合件的额定完全充电电压。根据一个实施例，每个加热元件包括稳压(Zener) 二极管。根据一个实施例，每个加热元件包括具有可编程激活电压的集成钳位电路。根据一个实施例，每个子组合件包括单个电芯。根据一个实施例，每个子组合件包括至少两个电芯。根据一个实施例，所述充电管理电路包括多个温度传感器，不同的温度传感器与不同的加热元件热耦合。根据一个实施例，所述控制电路被配置为当检测到加热元件的激活时修改充电电流。根据一个实施例，充电电流的修改包括在没有完全中断充电电流的情况下降低充电电流。根据一个实施例，充电电流的修改包括中断所述充电电流。根据一个实施例，所述控制电路被配置为当每个所述温度传感器检测到加热元件的激活时中断充电电流。另一个实施例提供了一种组合件，该组合件包括初级电芯的电池和上述类型的充电管理电路。【附图说明】在特定实施例的下面非限制描述中结合附图详细讨论上述特征和优势以及其它特征和优势，其中:图1是包括电池和用于管理电池充电的电路的示例的组合件的示例的电气图；图2是包括电池和用于管理电池充电的电路的另一个示例的组合件的示例的电气图；图3是包括电池和用于管理电池充电的电路的示例的组合件的示例的电气图；图4是包括电池和用于管理电池充电的电路的可替换实施例的组合件的示例的电气图；图5是以更详细方式示出图3的充电管理电路的元件的实施例的图3的组合件的局部电气图；图6是以更详细方式示出图4的充电管理电路的元件的实施例的图4的组合件的局部电气图；图7是示出关联图3至图6描述的类型的充电管理电路的操作的示例的时序图；图8是包括电池和用于管理电池充电的电路的另一个可替换实施例的组合件的不例的电气图；为了清楚起见，在不同附图中使用相同参考符号指定相同元件。而且，仅详细说明了用于理解所述实施例的那些元件。【具体实施方式】图1是组合件100的示例的电气图，该组合件包括用于输出DC电压的、在端V+和V-之间串联的四个初级电芯1li的电池104，i为从I到4的整数。在该示例中，电芯101 i为镍镉(NiCd)或者镍金属氢化物(NiMH)电芯。这种电芯具有以下特性:当充电电流流过电芯时，在电芯达到了它们的额定完全充电水平后即在电芯两端的电压达到了给定额电压水平或者额定完全充电水平后，电芯在寄生化学反应的作用下开始加热。被充电的电芯可以(至少某些时候)在没有被损害的情况下继续甘受充电电流。在这种情况下，该电芯两端的电压在没有导致对电芯的损害的情况下继续增加超过额定完全充电电压。当中断充电电流时，则电芯两端内的电压跌回且稳定在电芯的额定完全充电电压。过多的电功率以寄生化学反应来消耗。然而，这种电芯两端的电压不应当超过给定的临界阈值，或者不应当超过电芯可以承受的最大电压，否则将退化电芯。组合件100还包括耦接到电池104的充电管理电路102，该充电管理电路102被配置为检测充电结束并且在能够损害电池的过充电发生之前中断充电电流。电路102包括:靠近电芯10^的、在组合件内放置的温度传感器103和被配置为根据由传感器103测量的温度来控制充电电流的控制电路105。在充电阶段结束时，当最高充电的电芯超过它们的额定完全充电水平时，传感器103检测到由于在该电芯中的寄生化学反应而导致在组合件内温度上升。作为一个示例，在第一阶段，未中断充电电流，并且较少充电的电芯继续充电。例如，当由组合件内的传感器103测量的温度上升超过阈值时该电池被认为充分充电。该阈值例如与所有电池电芯或者电池的显著数量的电芯中的寄生化学反应的激活对应。然后，电路105中断充电电流。因此，充电管理电路102不仅实现电池充电中断功能而且实现电池电芯平衡功能。图1的充电管理电路102具有特别简单的形成、轻且小体积的优势。进一步地，该类型的管理电路已经被设置在许多现有镍镉电池或者镍金属氢化物电池中，摊销了该电路的开发成本且降低了该电路的成本。然而，该电路102仅兼容其中充电结束导致电芯温度显著增加的电芯。这不是对于所有电芯都是真的。具体地，这对于锂离子电池不是真的，在锂离子电池中，在充电结束时，该电芯两端内的电压在没有导致加热的情况下继续增加超过电芯的额定完全充电电压直到超过电芯被损害的危险的临界水平。然后应当提供比图1的电路更复杂且更昂贵的特定充电管理电路。图2是组合件200的另一个示例的电气图，该组合件200包括在DC电压输出端V+和V-之间串联的四个初级电芯201i(i为从I到4的整数)的电池204。在该示例中，电芯20込为其中充电结束不导致电芯的显著加热的电芯，例如锂离子电芯。组合件200还包括充电管理电路202，该充电管理电路202被配置为检测充电结束且在达到能够损害电池的过充电水平之前中断充电。电路202具有连接到每个电池电芯的输入。它被配置为监视每个电芯两端的电压并且在电芯达到其临界过充电电压水平之前中断充电。例如，电路200包括微分测量电路、比较器等。电路202还可以被配置为如果它检测到不同电芯的充电速度的不一致则经由旁路分支实现平衡功能。无论使用什么样的电芯技术均可以形成关联图2描述的类型的充电管理电路。然而，该类型的电路具有比关联图1中描述的类型的管理电路更复杂、更大体积且更昂贵的缺点。图3是组合件300的一个示例的电气图，该组合件包括电池304和充电管理电路302的实施例。在该示例中，电池304包括在DC电压输出端V+和V-之间串联的四个初级电芯301i，i为从I到4的整数。电芯301i为任何技术类型的。作为一个示例，电芯301 $以下的电芯，在该电芯中，在充电结束时，如果在电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对初级电芯(301i)的电池(304)的充电进行管理的电路(302；402；702)，所述电路包括：多个加热元件(303i；403j)，每个加热元件(303i；403j)能够通过消耗超过激活电压(UZ)的热量来钳位其两端的电压，并且不同的加热元件(303i；403j)旨在连接在电池的一个或者多个电芯(301i)的不同子组合件两端；至少一个温度传感器(103；703i)，其能够检测一个或者多个所述加热元件(303i；403j)的激活；以及控制电路(105；705)，其能够根据由温度传感器(103；703i)对加热元件(303i；403j)的激活的检测来控制电池的充电电流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安·多希，丹尼尔·沙特鲁，
申请(专利权)人：原子能与替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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