充电电池模块以及充电电池模块充电方法技术

一种充电电池模块以及充电电池模块充电方法。该充电电池模块，包括串联的多个电池单元与一充电晶体管、一平衡电路以及一控制芯片。充电晶体管以充电电流对这些电池单元充电。平衡电路用于检测及平衡这些电池单元其中之一的电压。控制芯片接收这些电池单元的电压，根据这些电池单元的电压禁能该充电晶体管以及根据这些电池单元的电压控制该平衡电路进行第一阶段电池平衡。当控制芯片结束上述第一阶段电池平衡后，重新致能上述充电晶体管对这些电池单元充电，当重新致能的上述充电晶体管进入一定电压充电模式之后，上述控制芯片根据这些电池单元的电压控制上述平衡电路进行一第二阶段电池平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种充电电池模块以及其充电方法。
技术介绍
锂电池具有体积小、重量轻且可重复充放电的特性，而常以串联形式包装成一充电电池模块应用于电子产品上。然而，过度充电的锂电池会产生气体，有爆炸的危险。因此需要对一充电电池模块中的各电池单元进行监控,任一电池单元充电达一过充电压即停止整串电池单元的充电。从而严重影响充电电池模块的荷电能力。因此通常需要在充电的过程中进行各电池单元的电池平衡。—般而言，电池模块在充电过程中，通常会在定电流充电模式(Constant Currentmode,CC mode)下进行传统的电池平衡。由于此时的电池平衡是在有充电电流的情况下执行的，量测的电池端点电压会含有电池单元内阻产生的IR成分，然而当电池模块使用一段时间后，各电池单元的老化程度不一，各电池单元的内阻值也不相一致，各电池单元的内阻产生的IR成分也各不相同，这使得传统的电池平衡技术无法让各电池单元达到真正的电压平衡。
技术实现思路
本专利技术揭示一种充电电池模块以及一种充电电池模块充电方法。根据本专利技术一种实施方式所实现的一充电电池模块包括:串联的多个电池单兀、一充电晶体管、一平衡电路、以及一控制芯片。上述充电晶体管以一充电电流对这些电池单元充电。上述平衡电路耦接这些电池单元,用以检测及平衡这些电池单元其中之一的电压。上述控制芯片用以接收这些电池单元的电压，是根据这些电池单元的电压禁能上述充电晶体管，并根据这些电池单元的电压控制上述平衡电路进行第一阶段电池平衡。当上述控制芯片结束上述第一阶段电池平衡后，重新致能上述充电晶体管以对这些电池单元充电，当重新致能的上述充电晶体管进入一定电压充电模式之后，上述控制芯片根据这些电池单元的电压控制上述平衡电路进行一第二阶段电池平衡。根据本专利技术一种实施方式所实现的一充电电池模块充电方法包括以下步骤:检测一充电电池模块中多个串联的电池单元的电压；控制上述充电电池模块的一充电晶体管以一充电电流对这些电池单元充电；根据这些电池单元的的电压，禁能上述充电晶体管并控制上述充电电池模块的一平衡电路进行一第一阶段电池平衡；重新致能上述充电晶体管以对这些电池单元充电；以及当进入一定电压充电模式之后，根据这些电池单元的电位电压控制上述平衡电路进行一第二阶段电池平衡。本专利技术披露的通过控制充电电池模块的一平衡电路进行第一阶段电池平衡和第二阶段电池平衡，能够克服现有技术中的电池平衡技术无法让各电池单元充饱后，达到真正的开路电压平衡的缺陷。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。附图说明图1图解根据本专利技术一种实施方式所实现的一充电电池模块100 ；图2图解一电池单元的等效模型202 ；图3以流程解根据本专利技术一种实施方式所实现的一充电电池模块充电程序；图4以流程解图3步骤S302定电流充电下的电力监控程序；图5以流程图分解图3步骤S306所作的第一阶段电池平衡程序；图6以流程图 分解图3步骤S316所作的第二阶段电池平衡程序；且图7根据本
技术实现思路
举例说明两个电池单元的充电程序；tft2作定电流充电，t2、3作第一阶段电池平衡，t3、4定电流充电模式重启，t4、5作定电压充电，t5^t6作第二阶段电池平衡。附图符号说明100充电电池模块；102_1…102_6 电池单元；104 充电晶体管；106 平衡电路；106_1…106_6 平衡单元；108 控制芯片；11(Γ第一阶段电池平衡程序；112 第二阶段电池平衡程序；202 单一电池单元的等效模型；Γ 电流；I 充电电流；I taper 收尾电流值；OCV 电池单元的开路电压；IT电池单元的内阻；S302...S316 步骤；S402...S406 步骤；S502...S510 步骤；S602...S612 步骤； 1... 6 时间点；Vcelf单一电池单元的电压；Vover_th 过充电压；Vstop 警示电压；Vimbalancel2 电池单元2于时间点t2的不平衡电压差；Vimbalance22 电池单元2于时间点t5的不平衡电压差。具体实施例方式图1图解根据本专利技术一种实施方式所实现的一充电电池模块100，具有串联的多个电池单元102_1 102_6、一充电晶体管104、一平衡电路106以及一控制芯片108。充电晶体管104用以传递一充电电流Ic对各电池单元102-1~102_6充电。平衡电路106耦接电池单元102_f 102_6，用以检测及平衡电池单元102_1~102_6其中之一的电压。平衡电路106具有多个平衡单元106_1 106_6。这些平衡单元106_1 106_6对应耦接上述多个电池单元102_1 102_6。控制芯片108可接收各电池单元102_1 102_6的电压。除了个别接收这些电池单元102_广102_6的电压外，控制芯片108还可根据接收到的电压控制该充电晶体管104以及控制该平衡电路106。当充电晶体管104以一固定的充电电流Ic (即定电流充电模式)对各电池单元102_1 102_6充电时，控制芯片108可根据这些电池单元102_1 102_6的电压禁能该充电晶体管104，以及控制该平衡电路106进行第一阶段电池平衡，以平衡这些电池单元102_广102_6其中之一的电压。接着，控制芯片108重新致能充电晶体管104以相同的充电电流Ic对各电池单元102_1~102_6充电。当进入一定电压充电模式之后，控制芯片108根据电池单元102_1~ 102_6的电压控制平衡电路106进行一第二阶段电池平衡。举例而言，在充电过程中，电池单元102_广102_6的电压最大者为电池单元102_1，电池单元102_1 102_6的电压最小者为电池单元102_6。当电池单元102_1的电压达一警示电压时，控制芯片108禁能充电晶体管104，而停止对各电池单元102_1~102_6充电。此外，当电池单元102_1的电压与电池单元102_6的第一不平衡电压差值超越一第一平衡电压差时，控制芯片108可控制平衡电路106中的对应于电池单元102_1的平衡单元106_1对电池单元102_1进行前述的第一阶段电池平衡，以平衡电池单元102_1的电压。在一实施例中，控制芯片108可根据在禁能充电晶体管104之前电池单兀102_1的一第一电压与电池单元102_6的电压的一第一不平衡电压差，以及上述第一平衡电压差来决定一第一目标调整量。上述第一目标调整量较佳为上述第一不平衡电压差与第一平衡电压差的差值。此外，控制芯片108还可记录禁能充电晶体管104之后电池单元102_1的一第一基准电压。在第一阶段电池平衡进行的过程中，电池单元102_1的电压会逐渐下降。充电晶体管104禁能后，当电池单元102j的电压由上述第一基准电压下降上述第一目标调整量时，控制芯片108可控制平衡电路106 (即平衡单元106_1)以结束上述第一阶段电池平衡。在此要特别说明的是，本专利技术的充电电池模块100在结束第一阶段电池平衡时，将各电池单元102_1~102_6的内阻纳入考量，以避免充电晶体管104重新致能后各电池单元102_1 102_6的端点电压再次到达警示电压，进而使充电晶体管104被迫再次禁能，而无法让各电池单元102_1~本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电电池模块，包括：多个串联的电池单元；一充电晶体管，以一充电电流对这些电池单元充电；一平衡电路，耦接这些电池单元，用以检测及平衡这些电池单元其中之一的电压；一控制芯片，用以接收这些电池单元的电压，根据这些电池单元的电压禁能上述充电晶体管，并根据这些电池单元的电压控制上述平衡电路进行一第一阶段电池平衡；其中，上述控制芯片结束上述第一阶段电池平衡后，重新致能上述充电晶体管以对这些电池单元充电，当进入一定电压充电模式之后，上述控制芯片根据这些电池单元的电压控制上述平衡电路进行一第二阶段电池平衡。

【技术特征摘要】
2012.01.20 US 61/588,812;2012.02.17 US 61/600,2211.一种充电电池模块，包括: 多个串联的电池单元； 一充电晶体管，以一充电电流对这些电池单元充电； 一平衡电路，耦接这些电池单元，用以检测及平衡这些电池单元其中之一的电压； 一控制芯片，用以接收这些电池单元的电压，根据这些电池单元的电压禁能上述充电晶体管，并根据这些电池单元的电压控制上述平衡电路进行一第一阶段电池平衡； 其中，上述控制芯片结束上述第一阶段电池平衡后，重新致能上述充电晶体管以对这些电池单元充电，当进入一定电压充电模式之后，上述控制芯片根据这些电池单元的电压控制上述平衡电路进行一第二阶段电池平衡。2.如权利要求1所述的充电电池模块，其中，当这些电池单元中的一第一电池单元的一第一电压达到一警示电压，且上述第一电压与这些电池单元中最低电压者的一第一不平衡电压差超越一第一平衡电压差时，上述控制芯片禁能上述充电晶体管并进行上述第一阶段电池平衡， 其中，上述第一电压是上述第 一电池单元于禁能上述充电晶体管之前的电压。3.如权利要求2所述的充电电池模块，其中，上述控制芯片还将上述第一电池单元于禁能上述充电晶体管之后的电压记录为一第一基准电压，当上述第一电池单元的电压自上述第一基准电压下降一第一目标调整量后，上述控制芯片控制上述平衡电路以结束上述第一阶段电池平衡， 其中，上述第一目标调整量为上述第一不平衡电压差与上述第一平衡电压差的差值。4.如权利要求2所述的充电电池模块，其中，进入上述定电压充电模式之后，当这些电池单元中的一第二电池单元的的一第二电压与这些电池单元中最低电压者的一第二不平衡电压差超越一第二平衡电压差时，上述控制芯片控制上述平衡电路进行上述第二阶段电池平衡。5.如权利要求4所述的充电电池模块，其中，上述控制芯片是于上述充电电流降至一收尾电流值后、且上述第二不平衡电压差超越上述第二平衡电压差时，控制上述平衡电路进行上述第二阶段电池平衡。6.如权利要求4所述的充电电池模块，其中，上述控制芯片还将上述第二电池单元于启动上述第二阶段电池平衡时的电压记录为一第二基准电压，当上述第二电池单元的电压自上述第二基准电压下降一第二目标调整量后，上述该控制芯片控制上述平衡电路以结束上述第二阶段电池平衡， 其中，上述第二目标调整量为上述第二不平衡电压差与上述第二平衡电压差的差值。7.如权利要求4所述的充电电池模块，其中，上述第二平衡电压差小于上述第一平衡电压差。8.如权利要求4所述的充电电池模块，其中，上述第二电池单元为上述第一电池单元。9.如权利要求1所述的充电电池模块，其中，上述充电晶体管重新致能后，上述控制芯片在这些电池单元的一总输出电压达到一充电模式切换电压时，控制上述充电晶体管以上述定电压充电模式对这些电池单元充电。10.如权利要求9所述的充电电池模块,其中，上述总输出电压未达到上述充电模式切换电压前，上述控制芯片控...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜圣贤，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：