电池组和对电池组充电的方法技术

电池组包括：电池，包括至少一个电池单元；电池平衡设备，被配置为平衡至少一个电池单元的电压；开关单元，包括被布置在充电电流和放电电流流经的高电流路径上的充电开关和放电开关；电池管理单元，被配置为监视电池的电压和电流、控制电池平衡设备、以及控制电池的充电和放电操作，其中，当电池在利用恒定电流充电期间的状态满足预设的膨胀条件时，电池管理单元被配置为在预设的放电时长内操作电池平衡设备以使电池自放电，当预设的放电时长过去后，电池管理单元被配置为在预设的暂停时长内使电池暂停自放电，并且当预设的暂停时长过去后，电池管理单元被配置为对电池充电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池组和对电池组充电的方法
本公开涉及电池组和对电池组充电的方法。
技术介绍
二次电池(secondarycell)可将化学能转换为电能并输出电能。另一方面，二次电池可接收电能并将电能以化学能的形式存储。也就是说，二次电池是可重复充电和放电的电池。随着便携式电子设备(例如，移动电话、数码相机、膝上型计算机等)的使用愈来愈广泛，用于向便携式电子设备供电的电池也得到了积极的发展。在二次电池的恒定电流充电期间，二次电池中部分区域的温度会迅速升高，此时内部电阻也可能增加。在二次电池中，活性材料的相变和电解质的分解可能在正/负电极、Li-镀层和气体等之间生成副反应物，这会加速膨胀效应。膨胀效应发生时，二次电池的性能劣化并且这种性能劣化无法纠正。此外，膨胀效应可能导致电池发生电短路，然后，当二次电池受到外部冲击时，可能会产生火花等并且电池燃烧的风险也可能增加。因此，减少二次电池中气体和副反应物的生成以防止电池发生膨胀效应是非常重要的。为此，当处于充电状态的电池的内部温度迅速升高时，需要通过控制充电操作来抑制内部温度的上升，从而减少电池中副反应的发生。
技术实现思路
技术问题提供一种电池组，该电池组可抑制处于充电状态的电池的内部温度的突然升高，因而膨胀效应小。解决问题的技术方案根据本公开的一方面，电池组包括：电池，包括至少一个电池单元；电池平衡设备，被配置为平衡所述至少一个电池单元的电压；开关单元，包括被布置在充电电流和放电电流流经的高电流路径上的充电开关和放电开关；电池管理单元，被配置为监视电池的电压和电流、控制电池平衡设备以及控制电池的充电和放电操作，其中，当电池在利用恒定电流充电期间的状态满足预设的膨胀条件时，电池管理单元被配置为在预设的放电时长内操作电池平衡设备以使电池自放电，当预设的放电时长过去后，电池管理单元被配置为在预设的暂停时长内使电池暂停自放电，并且当预设的暂停时长过去后，电池管理单元被配置为对电池充电。电池组还可以包括并联连接到电池的自放电单元，自放电单元被配置为根据电池管理单元的控制使电池放电，其中电池管理单元可以被配置为操作自放电单元以使电池自放电。电池组又可以包括被配置为感测电池温度的温度传感器，其中，预设的膨胀条件可以是温度传感器感测到的温度随时间的变化等于或大于预设值的条件。预设的膨胀条件可以是电池的充电状态(stateofcharge，SOC)达到预设的SOC值的条件。可以利用可变的恒定电流对电池充电，并且电池管理单元被配置为当恒定电流的幅度改变时，确定预设的膨胀条件被满足。预设的SOC值可以在约60％至约80％的范围内。预设的膨胀条件可以包括温度随时间的变化等于或大于预设值并且电池的SOC等于或大于预设的SOC值的情况。根据本公开的一方面，对电池组充电的方法包括：利用恒定电流对电池充电；感测预设的膨胀条件；当电池满足预设的膨胀条件时，在预设的放电时长内使电池放电；当预设的放电时长过去后，在预设的暂停时长内使电池暂停放电；以及，重新开始对电池充电。对预设的膨胀条件的感测可以包括：感测电池的温度变化；当温度变化的斜率等于或大于预设的斜率时，确定预设的膨胀条件被满足。对预设的膨胀条件的感测可以包括：监视电池的充电状态(SOC)；当电池的SOC等于或大于预设的SOC值时，确定预设的膨胀条件被满足。在对电池充电时，可以利用可变的恒定电流对电池充电。对预设的膨胀条件的感测可以包括：监视施加到电池的恒定电流的幅度；当恒定电流的幅度改变时确定预设的膨胀条件被满足。在使电池放电时，可以通过使用电池平衡设备来使电池放电。有益效果根据一个或多个实施例，电池组可以预测处于充电状态的电池中会出现内部温度突然升高的部分，并且可以在该预测的部分中使电池放电并暂停其充电。由于可以在预测的部分中使处于充电状态的电池放电并暂停其充电，因此可以减少电池温度的突然升高。此外，由膨胀效应引起的电池性能的劣化和电池电阻的增加也可以减少，从而可增加电池的寿命。附图说明图1示出了根据实施例的电池组的内部结构。图2是示出在利用恒定电流-恒定电压充电期间，电池的内部温度变化的曲线图。图3示出了根据实施例的电池组的内部结构。图4示出了根据实施例的电池组的内部结构。图5示出了连接有恒流-恒压充电设备的电池组的内部结构。图6示出了根据实施例的电池组的内部结构具体实施方式附图示出了一个或多个实施例，并参照附图以充分理解这些实施例具有的优点和所能实现的目标。然而，这并非旨在将本公开限制于特定的实践模式，并且应当理解，不脱离精神和技术范围的所有改变、等同物和替代物都包含在本公开中。这里建议的实施例用于使本公开的描述完整，对这些实施例进行阐述是为了使本公开所属领域的普通技术人员能够充分理解本公开的范围。在说明书中，当认为对相关技术的某些详细说明可能会不必要地模糊本公开的实质时，省略了该详细说明。例如，在本公开的范围内，在一个示例性实施例中描述的特定形状、结构和特征可以在另一示例性实施例中修改。此外，在本公开的范围内，在一个示例性实施例中描述的元件的位置或布置可以在另一示例性实施例中改变。因此，本公开下文提供的详细描述不应受到限制，并且所附权利要求及其等同物的整个范围将落入本公开的范围和精神内。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。在本公开中描述的细节是示例。也就是说，可以在本公开的范围内的其他示例性实施例中改变这些细节。应当理解，尽管本文使用术语“第一”和“第二”来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。术语仅用于将一个元件与其他元件区分开来。本说明书中使用的术语仅用于描述特定实施例，并不旨在限制本公开。除非其在上下文中具有明显不同的含义，否则以单数形式使用的表达包括复数形式的表达。在本说明书中，应理解的是，诸如“包括”、“具有”和“包含”的术语旨在指示在说明书中公开的特征、数字、步骤、动作、组件、部件或其组合的存在，并且不旨在排除可能存在或可以添加一个或多个其他特征、数量、步骤、动作、组件、部件或其组合的可能性。应当理解的是，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种组件，但是这些组件不应受这些术语限制。这些组件仅用于将一个组件与另一组件区分开来。在下文中，将参照附图详细描述示例性实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同或相应的元件，并且将对其省略重复描述。图1示出了根据实施例的电池组的内部结构。参照图1，电池组100包括电池20、充电开关SW1、放电开关SW2、电池管理单元110和电池平衡设备130。电池20存储电力并且包括至少一个电池单元23。电池20可以包括一个电池单元23或多个电池单元23。电池单元23可以彼此串联、并联或以其组合来连接。电池单元23的数量以及电池20包括的电池单元23的连接方式可以根据所需的输出电压和蓄电容量来确定。电池单元23可以包括可再充电的二次电池。例如，电池单元23可以包括但不限于镍镉电池、铅蓄电池、镍金属氢化物(nickelmetalhydride，NiMH)电池、锂离子电池、锂聚合物电池等。电池管理单元110可以控制开关单元120以保护电池20。电池管理单元110可以通过使用开关单元120来控制被引入电池20或从电池20放电的电流的流动。例如，电池管理单元110可以执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组，包括：电池，包括至少一个电池单元；电池平衡设备，被配置为平衡所述至少一个电池单元的电压；开关单元，包括充电开关和放电开关，所述充电开关和放电开关布置在充电电流和放电电流流经的高电流路径上；和电池管理单元，被配置为监视所述电池的电压和电流、控制所述电池平衡设备、以及控制所述电池的充电和放电操作，其中，当所述电池在利用恒定电流充电期间的状态满足预设的膨胀条件时，所述电池管理单元被配置为在预设的放电时长内操作所述电池平衡设备以使所述电池自放电，当所述预设的放电时长过去后，所述电池管理单元被配置为在预设的暂停时长内使所述电池暂停自放电，并且当所述预设的暂停时长过去后，所述电池管理单元被配置为对所述电池充电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.28 KR 10-2016-00523091.一种电池组，包括：电池，包括至少一个电池单元；电池平衡设备，被配置为平衡所述至少一个电池单元的电压；开关单元，包括充电开关和放电开关，所述充电开关和放电开关布置在充电电流和放电电流流经的高电流路径上；和电池管理单元，被配置为监视所述电池的电压和电流、控制所述电池平衡设备、以及控制所述电池的充电和放电操作，其中，当所述电池在利用恒定电流充电期间的状态满足预设的膨胀条件时，所述电池管理单元被配置为在预设的放电时长内操作所述电池平衡设备以使所述电池自放电，当所述预设的放电时长过去后，所述电池管理单元被配置为在预设的暂停时长内使所述电池暂停自放电，并且当所述预设的暂停时长过去后，所述电池管理单元被配置为对所述电池充电。2.如权利要求1所述的电池组，还包括自放电单元，所述自放电单元并联连接到所述电池，并且被配置为根据所述电池管理单元的控制使所述电池放电，其中，所述电池管理单元被配置为操作所述自放电单元以使所述电池自放电。3.如权利要求1所述的电池组，还包括温度传感器，所述温度传感器被配置为感测所述电池的温度，其中，所述预设的膨胀条件是由所述温度传感器感测到的温度随时间的变化等于或大于预设值的条件。4.如权利要求1所述的电池组，其中所述预设的膨胀条件是所述电池的充电状态(SOC)达到预设的SOC值的条件。5.如权利要求1所述的电池组，其中所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋龙熙，鱼允弼，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR