[发明专利]用于电池支持的电源的充电器设备

说明书

本发明涉及一种充电器设备(100)，所述充电器设备包括：传感器(10)，其被配置为测量作为通过电池(200)的第一电池部分(210)的第一电流(I_POS)与通过电池(200)的第二电池部分(220)的第二电流(I_NEG)之间的差的差分电流(DELTA_I)，并且其被配置为基于所测量的差分电流(DELTA_I)来提供电流差信号(ΔI_meas)；补偿器(20)，其被配置为基于所提供的电流差信号(DELTA_I)和电池电流设定点(I_SP)来计算用于第一电池部分(210)的第一电流设定点(I_SP_POS)和用于第二电池部分(220)的第二电流设定点(I_SP_NEG)；以及控制器(30)，其被配置为基于所述第一电流设定点(I_SP_POS)来控制对所述第一电池部分(210)的充电和/或放电，并且基于所述第二电流设定点(I_SP_NEG)来控制对所述第二电池部分(220)的充电和/或放电。

技术领域

本发明涉及用于特别是在医学器械中被连接到保护性接地电位的电池支持的电源的充电补偿器的领域。具体地，本发明涉及充电器设备、电源系统、以及用于控制对电池的充电和放电的方法。

背景技术

需要高电平的DC电源电压的消费品能够被连接到供电电池。对于高电平的输出电压，电池由串联连接的许多单元(cell)组成。例如出于安全原因，可能有必要将电池的一个电位连接到保护性接地电位。将电池分成两个串联部分并且将这样创建的中心点连接到保护性接地可能有助于降低在任意电池电极与被连接到保护性接地电位的任意部件之间发生的绝缘努力或电压压力。

为了使电池达到期望的充电状态，可以使用市售的电池充电设备，也称为充电器。将充电器连接到包括中心接地的两个串联部分的电池可能会在单个绝缘故障(例如，电池电极中的一个与被连接到保护性接地电位的部分之间的绝缘击穿)的情况下导致不期望的高电压。如果针对电池部分中的任意部分使用分立的充电器，能够被避免这种情况。

对电池的各部分的非对称充电可能导致电池的各部分中的每个部分的不同充电状态，这是不期望的，会导致不均衡的老化和容量损失。防止这样的不同充电状态需要非常高准确度的充电电流测量和充电状态测量，例如通过高级的并且复杂的充电控制。可用的充电设备通过例如所谓的电流调节模式或者通过电压调节模式来操作和平衡电池的各分部或部分。

然而，现代锂离子电池具有相当平坦的充电曲线。这意味着电池电压在宽范围的充电状态内几乎不依赖于充电状态。因此，由于不能够通过简单的电压测量来检测充电状态，因而在充电曲线的平坦区域中，电压调节模式不能正常工作。因此，在充电曲线的平坦区域中优选应用电流调节模式。

国际专利申请公开WO2009145709A1描述了一种用于减轻电池不平衡的控制电路。

日本专利申请公开JP2004194410A描述了一种用于车辆的电源设备。

美国专利公开US6271645B1描述了一种用于平衡电池包内的第一电池组与第二电池组之间的能量水平的方法和电路。

发明内容

可能存在对于改进用于电池的充电器设备的需求。