[发明专利]监测和平衡串联布置的锂硫电池中的容量

权利要求书

1.一种用于监测在串联布置的多个锂硫电池中的至少两个电池或电池模块A和B之间的相对容量和荷电状态的装置，包括：

计时器；

电压监测模块，其被配置为基于从电压监测电路接收到的信号来监测在串联布置的所述锂硫电池或电池模块中的每一个的两端的电压降；以及

电池监测模块，其与所述计时器和所述电压监测模块耦合，并且被配置为在以恒定电流对所述电池进行充电的充电循环期间：

记录引领充电的电池A的监测电压在监测电压的变化率可测量地增加时，达到被设置在充电的最高点附近的第二充电阶段中的第一电压V₁(电池A)时的时间戳T₁(电池A)；

记录跟随充电的电池B的监测电压达到所述第一电压V₁(电池A)时的时间戳T₁(电池B)；

记录引领的电池A的监测电压达到被设置为实质上在充电的认定最高点处的第二电压V₂(电池A)时的时间戳T₂(电池A)；

在T₂(电池A)记录跟随充电的电池B的监测电压V₂(电池B)；以及

至少基于T₁(电池A)、T₁(电池B)、V₂(电池A)和V₂(电池B)来确定指示在电池A与电池B之间的相对容量差的度量。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电池监测模块还被配置为确定在电池A跨在V₁(电池A)和V₂(电池A)之间的电压增量进行充电的持续时间和电池B跨相同电压增量进行充电的预计持续时间之间的相对时间差，作为指示在电池A与电池B之间的相对容量差的所述度量。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述电池监测模块被配置为使用以下公式，来计算在电池A和电池B跨在V₁(电池A)和V₂(电池A)之间的相同电压增量进行充电的持续时间之间的所述相对时间差：

其中是相对于所述电压增量的dV/dt的认定值。

4.根据权利要求3所述的装置，其中相对于所述电压增量的dV/dt的所述认定值被计算为当在与电池B相同的充电速率和充电效率下充电时，对应于电池A的类型的额定锂硫电池的电压从电压V₁到电压V₂的随时间的平均变化率。

5.根据权利要求3所述的装置，其中相对于所述电压增量的dV/dt的所述认定值被计算为电池A或电池B在对该电池的T₁和T₂之间的电压随时间的实测平均变化率。

6.根据权利要求3所述的装置，其中所述电池监测模块还被配置为针对在电池A和电池B之间的相对容量差，来计算在电池A和电池B跨在V₁(电池A)和V₂(电池A)之间的相同电压增量进行充电的持续时间之间的所述相对时间差除以电池A跨在V₁(电池A)和V₂(电池A)之间的电压增量进行充电的持续时间，即：

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述电池监测模块还被配置为：考虑到在时间段T1到T2期间根据预期容量和实测电荷而计算的充电效率，确定指示在串联连接的所述多个锂硫电池中的每一个锂硫电池的电池之间的相对容量差的度量。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述电池监测模块还被配置为通过计算以下公式来确定在T₂(电池A)处所述电池中的电池x的放电程度或相对荷电状态：