[发明专利]用于电池设备的电路电流平衡方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池装置，更具体地，涉及用于平衡电池装置各单元之间的电路电流的电路电流平衡方法和设备。 

背景技术

大体上，电池装置被构造得如图1所示。 

参考图1，该电池装置包括多个电池组电池堆(battery cellstack)C1～CN，在每一个电池组电池堆中串联连接至少一个电池组电池。电池组电池堆C1～CN分别与模拟预处理电路A1～AN连接。 

多个模拟预处理电路A1～AN的作用是检测、控制和调节电压和电流，连接到模拟预处理电路A1～AN之一的电池组电池可以依据应用的种类而改变。 

模拟预处理电路A1～AN分别与控制电池组电池堆C1～CN的控制器M1～MN连接。 

每一个模拟预处理电路A1～AN检测每一个电池组电池堆C1～CN的电压和电流，并将该电压和电流提供给相应的控制器M1～MN。每一个控制器M1～MN根据检测结果识别每个电池组电池的状态，例如过压、过流和过放电，然后打开/关闭开关元件CFET、DFET，以保护电池装置。 

在上述电池装置中，一个电池组电池堆、一个连接到该电池组电池堆的模拟预处理电路和一个连接到该模拟预处理电路的控制器被称为“一个单元”。 

假设流经设置在电池装置中的多个单元之一的电路电流是Icc，则基于接地GND的第N单元的电路电流可以被称为Iccn。 

电池装置的外部负载上流动的电流经过路径为：CFET→DFET→第N电池堆CN→......→第一电池堆→电流检测电阻R分路，并且该电流的方向可以根据充电或放电而反向。 

在上述电池装置中，由于电池组电池电压的不相等、电压与电流 检测电路中的电流的不相等、以及依赖温度的电压与电流检测电路的电路电流的不相等，使得第一至第N单元的电路电流Icc1、Icc2、......Iccn不总是保持恒定。 

这可以表达在一个等式中，如在下述等式1中。 

等式1

Icc1≠Icc2≠Iccn 

如上文提及，第一至第N单元的电路电流不相等，电路电流这样的不相等影响了电池堆的放电电流并因此导致了各单元的放电电流不相等。这是因为电路电流被加到了电池组电池堆的放电电流中。 

如果长时间保持这个状态，随着时间流逝，各单元的剩余容量也变得不相等。 

例如，假设第一电池组电池堆C1具有50％的剩余容量，第二电池组电池堆C2具有30％的剩余容量，然后第N电池组电池堆CN具有40％的剩余容量。 

假如在电池组电池堆的剩余容量不相等的情况下给电池组充电，那么当具有最大剩余容量的第一电池组电池堆C1被充满电时，整个电池装置就被确定为完全充电。这样，剩余容量不相等在充电之初就被保持下去。 

假如在这个状态下完成充电，那么第二电池组电池堆C2具有80％的剩余容量，第N电池组电池堆CN具有90％的剩余容量，所以它们不能被充满电。 

此外，各单元的电路电流不相等，即电路放电电流不相等，也导致了各电池组电池老化不相等，这是因为长期保存时，所有单元不是同时进入过放电区，而是有些先进入过放电区，有些后进入过放电区。 

从而，亟需一种允许平衡电池装置中的各单元的电路电流的技术。 

公开内容 

技术问题 

本发明被设计为解决现有技术的问题，因而本发明的一个目标是提供电池装置的电路电流平衡设备和方法，其可以平衡电池装置的各单元的电路电流。

技术方案 

为了实现上述目标并解决现有技术的问题，本发明提供了电池装置的电路电流平衡设备，该电池装置设置有多个电池堆，每个电池堆是由至少一个电池组成，该电路电流平衡设备平衡控制电路的电路电流，该控制电路连接到该多个电池堆的每一个并用于控制和监视该电池堆的状态，该电路电流平衡设备包括：比较器，其用于计算和输出在相应电池堆的输出电压和连接到该相应电池堆的控制电路的电压之间的电压差；以及电流源，其用于向控制电路的电路电流加上或从中减去与比较器的输出一致的假负载电流。