[发明专利]电池单元平衡方法、电池单元平衡系统以及电池组

说明书

技术领域

本发明涉及电池单元平衡方法、电池单元平衡系统以及电池组。

背景技术

通常，诸如笔记本电脑和手持式电动工具之类的便携式电子设备装配有 可再充电电池组作为电源。电池组由多个电池单元和用于控制各个电池单元 的过充电或过放电并计算电池容量的电池监控单元构成。

电池组的各个电池单元由于与制造过程相关联的各种原因而呈现出可 能发生的容量变化。出于这些原因，电池组在充/放电循环期间会不可避免 经历电池单元的充/放电电压变化。因此，电池组可能易于在充电过程中受 到某个电池单元过充电的影响，而在放电过程中受到某个电池单元过放电的 影响。电池组中某些电池单元过充电或过放电的发生导致电池组容量减少， 并导致电池组恶化和寿命缩短。

为了防止这种情况发生，电池监控单元通常配备有平衡电路以最小化串 联连接的多个电池单元之间的电压差。也就是说，电池监控单元感应每个电 池单元的电压，并且在这些电池单元之间的电压差大于基准值时对具有相对 较高电压的电池单元进行强制放电，以使得所有的电池单元具有相同的电 压。进一步，对这些电池单元的平衡在临近充电结束时启动以便节省电能。

出于这些原因，在传统技术中，对这些电池单元的平衡在临近充电结束 时且仅仅参照这些电池单元之间的电压差执行，因此，不能说实现了对这些 电池单元的完美和精确平衡。也就是说，在禁止电池单元过放电方面，传统 的电池单元平衡方法的效率不高。进一步，由于在手持式电动工具中使用的 电池组没有过放电控制单元，因此它的电池单元之一具有更高的处于深度放 电状态的机率。

如以上所讨论的，在诸如手持式电动工具之类的专用设备中安装的电池 组通常没有配备过放电控制单元系统。例如，为了增强手持式电动工具的最 大功率输出，手持式电动工具的制造商要求不要在电池组中安装过放电控制 单元。结果，很可能多个电池单元中的某个电池单元处于深度放电状况下。 进一步，这种过放电事件可能使反向电压加载到多个串联连接的电池单元中 的某个电池单元。一旦多个串联连接的电池单元中的某个电池单元面临反向 电压状态，相应的电池单元就会经历例如电流中断设备(CID)的开路。换 句话说，当反向电压施加到圆柱型锂离子电池时，该电池会处于高度不稳定 的状态，这触发了诸如CID之类的安全设备的运行以保证用户的安全。CID 的运行是不可逆的。因此，一旦CID被运行，电池单元无法再次正常运行。 也就是说，应该要用新电池组更换该电池组。

发明内容

根据本发明的示范性实施例的一方面提供了电池组以及电池单元平衡 方法，其通过在临近放电结束时启动对电池单元的平衡，无需过放电控制单 元就能够防止某个电池单元深度放电。

本发明的示范性实施例的另一方面提供电池组以及电池单元平衡方法， 其通过防止电池单元的可能的深度放电，能够防止由于施加反向电压而对电 池单元造成的损坏。

上述和其它方面能够通过在一个实施例中提供电池单元的平衡方法实 现，该方法包括：平衡检查条件确定，用于确定这些电池单元的电压中的最 大电压是否小于基准电压；平衡启动条件确定，用于确定各个电池单元之间 的剩余容量差和电压差是否超过基准值；平衡时间计算，用于计算对超过所 述基准值的电池单元放电所需的平衡时间；以及平衡操作，用于在这些电池 单元处于充电状态或处于休息状态时或在这些电池单元的放电电流小于基 准电流时使所选择的电池单元放电。

在根据本发明的示范性实施例中，提供了一种电池组的平衡方法，该电 池组包括多个电池单元。根据该方法，所述电池单元在临近放电结束时被平 衡。这样无需使用过放电控制单元就可以防止所述电池单元深度放电。

在根据本发明的另一示范性实施例中，提供了电池组的平衡方法，该电 池组包括多个电池单元。该方法包括：确定用于对所述放电单元进行平衡的 第一条件是否成立；确定用于对所述电池单元进行平衡的第二条件是否成 立；如果所述第一条件和第二条件成立，则计算平衡时间；并且根据所述平 衡时间进行平衡操作。

确定第一条件是否成立可以包括：确定所述多个电池单元的电压之中的最 大电压是否小于基准电压。所述基准电压在大约2.0到大约3.7V之间。

确定第二条件是否成立可以包括：确定所述多个电池单元中的两个电池单 元之间的剩余容量差或电压差是否超过基准值。