[发明专利]电池、电池系统、电池子模块、电池操作方法、电池系统操作方法、电池充电方法和电池系统充电方法

说明书

技术领域

本公开涉及电池、电池系统、电池子模块、电池操作方法、电池系统操作方法、电池充电方法和电池系统充电方法。

背景技术

可再充电电池被设计并用于对于电能具有不同需求的各种应用中。可再充电电池系统包括在充电操作过程中接收电能并且在放电操作过程中将电能供应给负载的可再充电单元。可再充电单元可以具有不同的化学性质，且在一个例子中可以包括锂离子单元。用在不同应用中的可再充电单元的数目根据负载的需求而变，单元的数目在一些实现方式中(例如运输实现方式中)可以是众多的。

一些可再充电单元在野外可能会失效。这种失效不仅可能使单个单元不可操作，而且还可能使电池的其它单元不可操作，即使其它单元可能并没有失效。不可操作的单元数目可能达到使电池失效或者另外不能满足负载需求的程度。根据电池配置，不可操作单元的更换可能是不可行的，使电池不可操作。

本文描述的本发明的多个方面针对改进的可充电电池、电池系统和电能存储和供应方法。

附图说明

下面参照以下的附图描述本发明的示例性实施例。

图1是根据一个实施例的电池模块的等距视图。

图2是根据一个实施例的电池模块的功能框图。

图3是根据一个实施例的电池模块的示意性电路示图。

图4是根据一个实施例的电池模块的电路的功能框图。

图5是根据一个实施例的电池系统的功能框图。

图5A是根据一个实施例的电池部分的功能框图。

图6是在一个实施例中与负载和充电器耦连的电池系统的功能框图。

图7是根据一个实施例的电池系统的电路组件和电池的功能框图。

图7a是根据一个实施例的电池系统的电路组件和电池的功能框图。

图8是根据一个实施例的电池模块的电路的功能框图。

具体实施方式

本发明的公开内容是为促进美国专利法“为了促进科学和实用技术的进步”(第八部分第一条)的立法目的而提交的。

如下文描述的，各个实施例提供可再充电电池模块、可再充电电池子模块和可再充电电池系统(其可选择性地在占用(engaged)或空闲(disengaged)操作模式下操作)以及相关方法。在占用操作模式中，电池模块的可再充电单元、电池子模块或电池系统被配置成接收来自外部装置的电能和/或向外部装置供应电能，所述外部装置诸如充电器或负载。在空闲操作模式中，电池模块的可再充电单元、电池子模块或电池系统与外部装置电隔离，因此不被配置成接收电能和/或供应电能。因此，本文中描述的一些实施例在一些实现方式中通过在空闲操作模式下隔离电池系统、电池模块或电池子模块的失效组件而其它适当操作的组件可保持在占用操作模式来提供改进的操作。

根据一个实施例，电池包括第一电池端子、第二电池端子和多个子模块，所述多个子模块各自包括第一子模块端子、第二子模块端子、电耦连在第一子模块端子和第二子模块端子之间的多个可再充电单元和开关电路，所述开关电路被配置成：在子模块中一个子模块的占用操作模式下将第一和第二电池端子中的一个与子模块中一个子模块的第一和第二子模块端子中的一个电耦连，在子模块中一个子模块的空闲操作模式下将第一和第二电池端子中的一个与子模块中的一个子模块的第一和第二子模块端子中的一个电隔离。

根据另一实施例，电池包括第一电池端子、第二电池端子和多个子模块，所述多个子模块各自包括电耦连在第一和第二电池端子之间的多个可再充电单元，并且其中子模块各自被配置成在占用操作模式下操作和在空闲操作模式下操作，在所述占用操作模式下，各个子模块的可再充电单元对于第一和第二电池端子供应和/或接收电能，在所述空闲操作模式下，各个子模块的可再充电单元对于第一和第二电池端子既不供应也不接收电能。

根据又一实施例，电池系统包括第一系统端子、第二系统端子、并联耦连于第一系统端子和第二系统端子之间的多个电池串，其中所述电池串中的各个电池串包括串联耦连于第一系统端子和第二系统端子之间的多个可再充电电池，并且其中所述电池串中的各个电池串被配置成在占用操作模式和空闲操作模式下操作，在所述占用操作模式下，各个电池串与第一和第二系统端子电耦连，并被配置成对于第一和第二系统端子供应和/或接收电能，在所述空闲操作模式下，各个电池串被配置成对于第一和第二系统端子既不供应也不接收电能。