提供了一种用于可再充电电池组（６）的电池组保护系统。所述系统（４）具有：开关模块（１６），用于根据控制信号选择性地中断电池组电流；电池组电压传感器，用于感测电池组电压；电池组温度传感器，用于生成电池组温度信号；和控制模块（２６），用于根据所述电池组温度信号和所述电池组电压生成所述控制信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及电池组系统，更具体地来说，涉及一种用于电池组系统 的电池组充电器。
技术介绍
可再充电电池组，特别是镍金属氢化物(NiMH)电池组，可用于多种应用 中。例如，可以将该电池组用作用于诸如蜂窝塔等的固定应用的备用电源。 该电池组在主电网停电(main grid outage)期间提供备用电力。在这样的应用 中，期望将该电池组连接到保持电池组的充电状态的电池组充电电路。在某 些情况下，对NiMH电池组充电会导致电池组过热，这可能会损坏电池组或 其他部件。
技术实现思路
提供一种用于可再充电电池组的电池组保护系统。所述系统具有开关 模块，用于根据控制信号选择性地中断电池组电流；电池组电压传感器，用 于感测电池组电压；电池组温度传感器，用于生成电池组温度信号；和控制 模块，用于根据电池组温度信号和电池组电压生成控制信号。还提供一种电池组保护电路。所述电路具有开关模块，用于根据控制信 号选择性地中断电池组电流。第 一振荡器模块生成具有第 一周期的第 一信号， 并且温度相关振荡器模块生成具有第二周期的第二信号。占空比生成器接收 第一信号和第二信号，并且生成控制信号。通过由第二周期建立的占空比在第 一周期对控制信号进行脉宽调制。提供一种用于保护可再充电电池组的方法。所述方法包括以下步骤监 测电池组温度和监测电池组电压，并且才艮据电池组温度和电池组电压选一奪性 地中断到电池组的电 流。根据下文中所提供的详细描述，本专利技术的其他领域的适用性将变得明了 。需要理解的是，这些详细描述和具体示例尽管表示了本专利技术的优选实施例， 但是仅仅是为了举例说明，而并非要限制本专利技术的范围。附图说明根据详细描述和附图，本专利技术将变得更加完全明白，其中图1是可再充电电源的方框图和电示意图2A是用作用于负载(load)的主电源的、图l的电源的功能方框图； 图2B是正在再充电的、图1的电源的功能方框图； 图2C是结合了主电源的、用作备用电源的、图l的电源的功能方框图; 图3是在25 。C作为放电程度(DOD)函数的操作电压的曲线图； 图4是示例性开关模块的电示意图5是用于图解说明可再充电电池组充电方法的步骤的流程图； 图6是根据本专利技术的某些实施的电池组充电器的功能方框图； 图7是图6的电池組充电器的一个实施的电示意图； 图7A示出了图7的电池组充电器的波形；以及图8是可再充电电源的透视图。具体实施例方式以下优选实施例的描述实际上仅为了示例，决不是为了限制本专利技术、其 应用、或使用。为了清楚起见，将在附图中使用相同的附图标记来标识类似 的元件。如在这所使用的术语，模块和/或设备是指执行一个或多个软件或固 件程序的特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用、专用、或分组)、 和存储器，和/或其他提供所描述的功能的适当部件。为了清楚起见，相同的 附图标记将用于标识类似元件。现在参见图1，示出了可再充电电源2的方框图和电示意图。电源2具有容纳电池组6的外壳4。电池組6具有多个单独电池8a、 8b......8n,统称为电池8。在一些实施中，电池8可以是镍金属氢化物(NiMH)电池，尽管也 可以使用其他类型的电池组。通过正总线14将电池组正极端子IO连接到电 源正极端子12。开关模块16将电池组负极端子18选择性地连接到负总线20。 将负总线20连接到电源负极端子22。沿着外壳4的端面适当地布置电源正 负极端子12、 22，从而便于多个可再充电电源2的相互电连接。中间接线24将电池组负极端子18连接到开关模块16。开关控制模块26根据将在下文中 描述的电池组电压和温度来生成开关控制信号28。还可以将可复位电路断路 器或保险丝(未示出)与电池组6串联布置。现在参见图2A,示出了连接到负载30的电源2。当开关模块16闭合时， 电源2的电池组6将电流提供给负载30。如果电池组温度高于预定阈值时， 开关控制模块26将通过开关控制信号28断开开关模块16。现在参见图2B，示出了连接到充电设备32的电源2。充电设备32提供 电源以对电源2的电池组6进行再充电。开关控制模块26监测电池组6的电 压和温度，并且根据稍后描述的方法控制电池组6的充电。现在参见图2C，将主电源34并联连接到负载30和电源2。主电源34 4是供电源给负载30和/或对电源2中的电池组6进行充电。如果主电源34停 止提供电流，例如在停电期间会发生，电源2继续提供电流给负载30,直到 恢复主电源34。电源2能够提供电源的时间量是由几个因素所决定的，这些 因素包括电池组6的容量(安培-小时)、主电源34故障时电池组6的充电状 态(SOC)、电池组6的温度、和负载30所消耗的电流。现在参见图3,示出了 NiMH电池组6的曲线族36。 y轴38表示电池组 电压，而x轴40表示每个电池组6的放电程度(DOD)。曲线族36表示了在 25 。C下电压与DOD的比较。可以看出电池组电压随着DOD下降而快速上升。 选择截止电压、或VCUTOTF 42以指示电池组6已被完全充电。现在参见图4,示出了一种示例性开关模块16。可以使用机电式继电器、 晶体管、电子集成电路的任意组合，和/或任何具有非常高和非常低的电阻状 态的材料来实施开关模块16。所示开关模块16包括NMOS晶体管Q!、 Q2、 和Q3。将每个晶体管Qw的源极连接到负总线20。将每个晶体管Qw的漏极 连接到中间连线24。将每个晶体管Q!-3的栅极连接到开关控制信号28。开关 模块16还可以包括指示器，诸如具有限流电阻器46的LED44,从而指示在 电池组6充电时开关模块是断开的还是闭合的。现在参见图5，示出了开关控制信号28生成方法的步骤。在所描述的实 施例中，开关控制信号是一种具有0至100。/。之间的占空比的PWM信号，但 是需要理解的是，也可以使用其他类型的控制信号和/或其他占空比来控制开 关模块16。所述方法始于步骤48。在步骤50中，控制确定电池组6的温度丁BAr「是否高于预定温度阈值TH。如果在步骤46中进行的确定得到肯定结果，则控制进入步骤52,并且通过将占空比(DC)设定为0%来断开开关模块16。在步 骤50中，如果Tbatt低于Th，控制则进入判定块54,并且确定电池组6的电 压VBAT.r是否低于预定电池组电压阈值VCUT0FF。如果在步骤54中进行的确定 得到肯定结果，控制则进入步骤56。在步骤56中，控制通过将占空比设定为100%来闭合开关模块16。返回到步骤54,如果VBATT等于或高于预定电池组电压阈值VCUT0FF,控制则进入步骤58,并且建立第一时间周期T!。然后控制进入步骤60,并且生成由tbatt进行温度补偿的第二时间周期T2。时 间周期T2随着tbatt的增加而减少。在步骤62中，控制生成具有根据T,和T2来得到的DC的开关控制信号28。现在参见图6,示出了开关控制模块26的功能方框图。温度传感器64 指示电池组温度TBATT。恒温器66将Tbatt与Th相比校，并且将开关启动信 号SW一EN提供给驱动器68。当tbatt高于TH时，恒温器66通过切断驱动器 68来断开开关模块16。当Tbatt低于或等于TH时，驱动器68产生具有由占空比(DC)生成器70 设定的占空比的PWM信号。当电压传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于可再充电电池组的电池组保护系统，所述系统包括：开关模块，用于根据控制信号选择性地中断电池组电流；电池组电压传感器，用于感测电池组电压；电池组温度传感器，用于生成电池组温度信号；和控制模块，用于根据所述电池组温度信号和所述电池组电压生成所述控制信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-1-17 11/037,4321.一种用于可再充电电池组的电池组保护系统，所述系统包括开关模块，用于根据控制信号选择性地中断电池组电流；电池组电压传感器，用于感测电池组电压；电池组温度传感器，用于生成电池组温度信号；和控制模块，用于根据所述电池组温度信号和所述电池组电压生成所述控制信号。2. 如权利要求1所述的电池组保护系统，其中所述控制信号是一种具有 占空比的脉宽调制(PWM)波形。3. 如权利要求2所述的电池组保护系统，其中当所述电池组温度超过第 一预定温度时，所述占空比为0%。4. 如权利要求3所述的电池组保护系统，其中当所述电池组温度低于所 述第一预定温度且所述电池组电压低于预定电压时，所述占空比为100%。5. 如权利要求4所述的电池组保护系统，其中当所述电池组温度低于所至100%之间。6. 如权利要求2所述的电池组保护系统，其中所述控制模块进一步包括 第一振荡器模块，用于生成具有第一周期的第一信号； 温度相关振荡器模块，用于生成具有第二周期的第二信号，所述第二信号根据所述电池组温度信号而改变；和占空比生成器模块，用于根据所述第一信号和所述第二信号生成PWM信号。7. 如权利要求6所述的电池组保护系统，其中所述温度相关振荡器模块 具有至少两个周期范围，所述第二周期在所述至少两个周期范围之一 内。8. 如权利要求7所述的电池组保护系统，进一步包括温度控制器，用于 选择所述至少两个周期范围之中的哪个会被所述温度相关振荡器所采用。9. 一种自保护可再充电电源，包括如权利要求1所述的电池组保护系统， 并且进一步包括可再充电电'池纟且；和外壳，用于容纳所述可再充电电池组、电池组电压传感器、电池组温度传感器、控制模块、和开关模块。10. —种电池组保护电路，包括开关模块，用于根据控制信号选择性地中断电池组电流； 第一振荡器模块，用于生成具有第一周期的第一信号； 温度相关振荡器模块，用于生成具有第二周期的第二信号；和 占空比生成器，用于接收所述第一信号和所述第二信号并生成所述控制信号，其中通过由所述第二周期建立的占空比在所述第一周期对所述控制信号进行脉宽调制。11. 如权利要求IO所述的电池组保护电路，其中所述温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：保罗甘博亚，
申请(专利权)人：科巴西斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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