电量管理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种电量管理方法和装置，更具体地，涉及用于对串联连接的多个可重复充电的电能存储单元的电量进行管理的电量管理方法、电量管理装置、电子设备和集成电路，本发明专利技术实施例利用电量均衡电路设置电能转移路径的特点，通过监控表征通过所述电能转移路径的转移的电能的均衡电流参数确定在电量均衡过程中在电能存储单元之间产生的电量转移，至少根据所述均衡电流参数来计量各电能存储单元的荷电状态或剩余电量，由此，不需要为每个电能存储单元设置单独的电量计和串联检测电阻，就可以较为准确地进行电能存储单元组的整体荷电状态的计量和电量均衡的控制，减小了电路复杂程度和电路规模，降低了成本。降低了成本。降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
电量管理方法和装置


[0001]本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及电量管理方法和装置，更具体地，涉及用于对串联连接的多个可充电的电能存储单元的电量进行管理的电量管理方法、电量管理装置、电子设备和集成电路。

技术介绍

[0002]随着电子设备处理器性能的不断提升，系统功耗持续增长。在设备内部空间有限的情况下，为了增加系统电池续航，需要通过串联或并联两个以上的电池增加整体的电池包电量。当选择串联多个电池的配置时，会遇到不同电池电量不完全匹配的问题，有时电池单体间甚至会出现较大的电量差异。为了解决上述问题，需要引入电量均衡电路来确保串联电池保持荷电状态(SOC，state of charge)一致，而外加均衡电路会导致局部(单节或者部分电池)的充电和放电。
[0003]现有技术中，根据整个电池组的采样电流计量电荷状态的电量计量方法，无法追踪上述局部的充放电造成的电量变化。为了准确估算电池电量，需要每一串电池对应安装一个单节电量计，该电量计需要利用该节电池的串联电阻进行电流和电荷采样，从而计量单个电池的电量变化，以便于进行电池包整体荷电状态的计量和电量均衡的控制。但是，这种解决方案需要为每个电池增加相应的元器件，同时，需要再串联电池之间增加串联的检测电阻，这一方面导致了电路规模增大，成本上升，另一方面还会导致接地设计复杂化。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电量管理装置、电子设备和集成电路以及对应的电量管理方法，以期望以更小的电路规模或较为简单的电路方式，较低的成本实现较为精确地计量串联的多个电能存储单元的电量。
[0005]第一方面，提供一种电量管理装置，用于对串联连接的多个可充电的电能存储单元的电量进行管理，包括：
[0006]电量均衡电路，用于通过电能转移路径进行电量均衡；
[0007]均衡电流检测电路，与电量均衡电路连接，用于检测表征流过所述电能转移路径的电流的均衡电流参数；以及
[0008]控制电路，与所述均衡电流检测电路连接，用于至少根据所述均衡电流参数计量各所述电能存储单元的储能参数，所述储能参数包括荷电状态或剩余电量中的至少一个。
[0009]第二方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：
[0010]串联连接的多个可重复充电的电能存储单元；以及
[0011]如第一方面所述的电量管理装置。
[0012]第三方面，提供用于对串联连接的多个可充电的电能存储单元的电量进行管理，包括：
[0013]多个开关网络，用于构建电量均衡电路，通过电能转移路径受控进行电量均衡；
[0014]均衡电流检测电路，具有与所述电能转移路径连接的端口，被配置为检测用于表征通过所述电能转移路径的转移的电能的均衡电流参数；以及
[0015]控制电路，与所述均衡电流检测电路连接，被配置为至少根据所述均衡电流参数计量各电能存储单元的储能参数，所述储能参数包括荷电状态或剩余电量中的至少一个。
[0016]第四方面，提供一种电量管理方法，用于对串联连接的多个可充电的电能存储单元的电量进行管理，包括：
[0017]检测表征流过与所述电能存储单元连接的电量均衡电路中的电能转移路径的电流的均衡电流参数；
[0018]至少根据所述均衡电流参数计量各电能存储单元的储能参数，所述储能参数包括荷电状态或剩余电量中的至少一个。
[0019]本专利技术实施例利用电量均衡电路设置电能转移路径的特点，通过监控表征通过所述电能转移路径的转移的电能的均衡电流参数确定在电量均衡过程中在电能存储单元之间产生的电量转移，至少根据所述均衡电流参数来计量各电能存储单元的电量或荷电状态，由此，不需要为每个电能存储单元设置单独的电量计和串联检测电阻，就可以较为准确地进行电能存储单元组的整体荷电状态的计量和电量均衡的控制，减小了电路复杂程度和电路规模，降低了成本。本专利技术所述的电量管理装置解决了多节电池串联的电池组内由于局部充放电造成的单节电池电荷状态(SOC)或电量计量失准问题，能够优化电池的均衡策略，提升了电荷计量的精度和电池组的安全。
附图说明
[0020]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0021]图1是现有技术中的电量管理装置的电路框图；
[0022]图2是本专利技术实施例的电量管理装置的电路框图；
[0023]图3是本专利技术实施例的电量管理装置的一个更具体的电路框图；
[0024]图4是本专利技术实施例采用的反激式主动电量均衡电路的电路图；
[0025]图5是本专利技术实施例采用的开关电容式主动电量均衡电路的电路图；
[0026]图6是本专利技术实施例的开关电容式主动电量均衡电路的原理图；
[0027]图7是本专利技术实施例的开关电容式主动电量均衡电路的另一个原理图；
[0028]图8是本专利技术实施例采用的升压
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降压式主动电量均衡电路的电路框图；
[0029]图9是本专利技术实施例采用的升压
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降压式主动电量均衡电路的原理图和工作波形图；
[0030]图10是本专利技术实施例采用的一种被动电量均衡电路的电路图；
[0031]图11是本专利技术实施例的均衡电流检测电路的一个示例的电路图；
[0032]图12是本专利技术实施例的一个可选实现方式的电量管理装置的电路框图；
[0033]图13是本专利技术实施例的电量管理方法的流程图。
具体实施方式
[0034]以下基于实施例对本申请进行描述，但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下
文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0035]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0036]同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0037]除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0038]在以下的描述中，术语“电能存储单元”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电量管理装置，用于对串联连接的多个可充电的电能存储单元的电量进行管理，其特征在于，包括：电量均衡电路，用于通过电能转移路径进行电量均衡；均衡电流检测电路，与电量均衡电路连接，用于检测表征流过所述电能转移路径的电流的均衡电流参数；以及控制电路，与所述均衡电流检测电路连接，用于至少根据所述均衡电流参数计量各所述电能存储单元的储能参数，所述储能参数包括荷电状态或剩余电量中的至少一个。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制电路还被配置为根据所述储能参数控制所述电量均衡电路工作，以使得各电能存储单元的电量趋向一致。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电量均衡电路为主动电量均衡电路，用于受控在至少两个电能存储单元之间进行电能转移，所述主动电量均衡电路的电能转移路径上包括至少一个储能网络，所述储能网络用于在电量均衡过程中存储均衡电能；所述均衡电流检测电路用于检测流过所述储能网络的电流作为所述均衡电流参数。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主动电量均衡电路还包括：多个开关网络，各开关网络分别连接到对应的电能存储单元；其中，多个开关网络共用所述至少一个储能网络或者电能转移路径。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：单元电压检测电路，用于检测各电能存储单元的电压参数；单元组电流检测电路，用于检测电能存储单元组的输出电流参数，所述电能存储单元组包括串联连接的多个所述电能存储单元；所述控制电路被配置为根据所述输出电流参数、所述均衡电流参数和各电能存储单元的电压参数计量各所述电能存储单元的储能参数。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：温度传感器，用于检测各电能存储单元和/或电能存储单元组的温度参数；所述控制电路被配置为根据所述均衡电流参数、各电能存储单元的电压参数、所述输出电流参数和所述温度参数计量各所述电能存储单元的储能参数。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制电路被配置为根据所述输出电流参数确定所述电能存储单元组的电量变化参数，根据所述均衡电流参数修正所述电量变化参数以确定经修正的电量变化参数，根据所述经修正的电量变化参数、各电能存储单元的电压参数和所述温度参数确定各电能存储单元的储能参数。8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制电路具有用于进行通信的通信接口，所述控制电路被配置为通过所述通信接口发送各电能存储单元的储能参数，接收根据所述储能参数确定的控制策略，根据所述控制策略控制所述电量均衡电路工作。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述均衡电流检测电路包括：第一电阻，设置在电能转移路径的至少一个电流回路中，用于进行电能转移的电流流过所述电流回路；以及电流检测电路，用于检测流过所述第一电阻的电流以表征所述均衡电流参数。10.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主动电量均衡电路为开关电容式主动电量均衡电路，所述储能网络包括电容；或者，
所述主动电量均衡电路为升压降压式主动电量均衡电路，所述储...

【专利技术属性】
技术研发人员：文司华，
申请(专利权)人：南京矽力微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：