用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備，所述設(shè)備包括：電池控制模塊，其包括多個(gè)單體控制單元，每個(gè)單體控制單元被分配給所述單體中的一個(gè)，其中，每個(gè)單體控制單元被配置為改變所分配的單體的電荷平衡并且被配置為測(cè)量所分配的單體的至少一個(gè)單體參數(shù)；以及主控制模塊，其被配置為定義電池單體針對(duì)充電放電循環(huán)的電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍，其中，所述優(yōu)選范圍相比于完整范圍被減小，所述主控制模塊還被配置為提供第一組選定的單體和第二組未選定的單體，在所述第一組選定的單體上執(zhí)行充電放電循環(huán)，所述充電放電循環(huán)包括所述完整范圍內(nèi)的完全充電狀態(tài)，在所述第二組未選定的單體上，在所述優(yōu)選范圍內(nèi)執(zhí)行所述充電放電循環(huán)。
【專利說(shuō)明】
用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電池管理系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備和方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鋰離子電池的堆疊需要平衡電池單體的電荷狀態(tài)，這是因?yàn)闆](méi)有能夠提供此的自然的副反應(yīng)。這是通過(guò)電池堆疊中并聯(lián)于每個(gè)單體或者至少每組并聯(lián)單體的小的電源或耗電器件(sink)來(lái)完成的。該方法有意地在個(gè)體單體上施加額外的充電電流或放電電流。通過(guò)對(duì)堆疊完全充電，通常第一單體達(dá)到100%的電荷狀態(tài)，其由電壓的急劇上升指示。這被用于將針對(duì)該特定單體的放電充電計(jì)量重設(shè)為零。
[0003]然后所述單體被連接到旁路通道，允許堆疊的剩余部分繼續(xù)被充電而不對(duì)所述第一單體過(guò)充電。最終第二單體達(dá)到其完全充電狀態(tài)并且然后也被連接到旁路通道。該流程繼續(xù)，直到所有單體都達(dá)到完全充電狀態(tài)。備選地，所述堆疊可以在主電源通道上被充電直到第一單體被完全充電，此時(shí)主充電器停止。隨后，所有單體或單體的組，其尚未到達(dá)完全充電狀態(tài)，借助于電荷平衡設(shè)備被充電而產(chǎn)生額外的但是小的充電電流。
[0004]US 2011/024 162 3A1描述了一種電池充電系統(tǒng)和方法，包括用于對(duì)一組或一串串聯(lián)連接的電池單體進(jìn)行充電的高電壓充電器，以及用于對(duì)各單體中的個(gè)體單體進(jìn)行充電的個(gè)體單體充電器。所描述的充電技術(shù)包括檢測(cè)被充電到預(yù)定電壓的至少一個(gè)單體，并且然后禁止高壓充電器對(duì)單體中的任一個(gè)進(jìn)一步充電。個(gè)體單體充電器對(duì)各單體的個(gè)體單體進(jìn)行充電，除了被充電到預(yù)定電壓的至少一個(gè)單體以外。
[0005]W0 2010/041 859A3描述了一種X射線成像裝置，并且更具體而言，其中冷凝器以低的電池電壓被充電的X射線成像裝置，并且電容器的充電電壓或者串聯(lián)連接到電容器的電池的輸出電壓和電容器的充電電壓的總和電壓被用作X射線生成電力。
[0006]所描述的X射線成像裝置被配置為使得電池電力和電容器電力被串聯(lián)連接以提供電力用于操作X射線成像裝置的電力，由此從低電池電力生成操作X射線成像裝置的電力， 并且獲得重量輕且較不笨重的X射線成像裝置。另外，所描述的X射線成像裝置感測(cè)電容器單元的充電電壓，并且在確定電容器單元的充電己經(jīng)完成時(shí)切斷從電池施加到電容器充電單元的電力，由此降低電池的電力消耗。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]可能存在改進(jìn)包括多個(gè)單體的電池的電池管理系統(tǒng)的需要。
[0008]這些需要通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題得以滿足。根據(jù)從屬權(quán)利要求和以下描述，另外的示范性實(shí)施例是明顯的。
[0009]本發(fā)明的一方面涉及一種用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備，所述設(shè)備包括:電池控制模塊，其包括多個(gè)單體控制單元，每個(gè)單體控制單元被分配給所述單體中的一個(gè)，其中，每個(gè)單體控制單元被配置為改變所分配的單體的電荷平衡并且被配置為測(cè)量所分配的單體的至少一個(gè)單體參數(shù)；以及主控制模塊，其被配置為定義電池單體針對(duì)充電放電循環(huán)的電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍，其中，所述優(yōu)選范圍相比于完整范圍被減小，所述主控制模塊還被配置為提供第一組選定的單體和第二組未選定的單體，在所述第一組選定的單體上執(zhí)行充電放電循環(huán)，所述充電放電循環(huán)包括所述完整范圍內(nèi)的完全充電狀態(tài)，在所述第二組未選定的單體上，在所述優(yōu)選范圍內(nèi)執(zhí)行所述充電放電循環(huán)。
[0010]本發(fā)明的另外的方面涉及包括多個(gè)單體的電池以及根據(jù)第一方面或所述第一方面的任何實(shí)現(xiàn)形式的設(shè)備。
[0011]本發(fā)明的另外的方面涉及包括高電壓生成器的X射線源，所述高電壓生成器包括根據(jù)第二方面的電池。
[0012]本發(fā)明的另外的方面涉及一種用于控制電池的多個(gè)單體的方法，所述方法包括以下步驟:定義電池單體針對(duì)充電放電循環(huán)的電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍，其中，所述優(yōu)選范圍相比于完整范圍被減小;提供第一組選定的單體和第二組未選定的單體，在所述第一組選定的單體上執(zhí)行所述充電放電循環(huán)，所述充電放電循環(huán)包括完整范圍內(nèi)的完全充電狀態(tài)，在所述第二組未選定的單體上，在所述優(yōu)選范圍內(nèi)執(zhí)行所述充電放電循環(huán)。
[0013]本發(fā)明有利地提供了該電池堆疊，產(chǎn)生在一定程度上依賴于電池的電荷狀態(tài)的電壓。盡管由于應(yīng)用尺寸原因通常不期望這樣，但是這有利地提供了用于檢測(cè)電池單體的電荷狀態(tài)的參考。
[0014]鋰離子電池(也己知為離子鋰電池或LIB)是可充電電池類型的家族中的成員，其中，在放電期間鋰離子從負(fù)極移動(dòng)到正極并且在充電時(shí)從正極移動(dòng)回到負(fù)極。相比于非充電鋰電池中使用的金屬鋰，鋰離子電池使用插層鋰化合物作為電極材料。鋰離子單體利用磷酸鐵鋰，LiFeP〇4,也稱為L(zhǎng)FP電池(其中“LFP”表示磷酸鐵鋰)以及更多的巖鹽型LiTi02和尖晶石型LiTi2〇4自然地示出非常平的電壓曲線，這在電力電子應(yīng)用中是高度理解的，這是因?yàn)槠滹@著地降低了系統(tǒng)中必要的設(shè)計(jì)裕量。
[0015]除了非常接近完全充電狀態(tài)，鋰離子電池的電壓曲線太平坦(例如，在電池電壓對(duì)電量的曲線圖中)而在鋰離子電池的充電管理的校準(zhǔn)中不是很有用，由此引入隨著時(shí)間個(gè)體單體可以向低電荷狀態(tài)漂移而不被注意到。在使電池保證其旨在的目的時(shí)，這些單體可以被過(guò)度充電并且因此被損壞，或者過(guò)早地停止電池操作。
[0016]因此，充電管理的再校準(zhǔn)需要再次完全充電，造成高的電池電壓，這在針對(duì)如由本發(fā)明所提供的電力電子轉(zhuǎn)換器的裕量中必須被考慮。在該過(guò)程中，這可能在一個(gè)月中必須執(zhí)行一次，所述系統(tǒng)可能針對(duì)正常操作不可用。此外，電池在完全負(fù)載的狀況中的操作加速了老化并且降低了單體的壽命。
[0017]本發(fā)明在重置充電計(jì)數(shù)器期間有利地避免了這些缺點(diǎn)并且保持堆疊電壓幾乎不被流程影響并且將個(gè)體單體在高電荷狀態(tài)狀況操作的時(shí)間降低到最小。正常操作的中斷不是必要的并且系統(tǒng)的操作電壓更加恒定并且能夠被偏移到更高的平均電壓而沒(méi)有針對(duì)電力轉(zhuǎn)換器部件的風(fēng)險(xiǎn)。
[0018]本發(fā)明通過(guò)以下來(lái)解決該問(wèn)題:僅將一部分(例如，堆疊的選定的單體的組，可能是包括僅一個(gè)單個(gè)單體的組)驅(qū)動(dòng)到完全充電的狀態(tài)以對(duì)充電管理進(jìn)行重新校準(zhǔn)，而堆疊的剩余部分浮動(dòng)在優(yōu)選水平上，一旦達(dá)到，校準(zhǔn)的部分就返回到優(yōu)選充電水平并且流程在電池堆疊的另一部分(例如，其他電池單體)上重復(fù)。
[0019]本發(fā)明有利地使用并聯(lián)于每個(gè)電池單體的至少一個(gè)充電控制塊或者并聯(lián)于并聯(lián)連接的單體的每個(gè)組的至少一個(gè)充電控制塊。這些塊被設(shè)計(jì)為以受控的方式來(lái)改變單體的電荷平衡。本發(fā)明有利地提供了在電池管理系統(tǒng)中使用的設(shè)備和方法。
[0020]同時(shí)，這些執(zhí)行對(duì)單體量(例如，電壓、溫度，以及電流、尤其是通過(guò)充電控制塊的支路電流)的測(cè)量。這些塊被直接連接或者經(jīng)由具有控制器的數(shù)據(jù)總線而被連接，所述控制器通過(guò)運(yùn)行軟件程序(包括電池平衡功能)來(lái)執(zhí)行電池管理。
[0021]如本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)“電荷狀態(tài)”，縮寫(xiě)為SoC，可以被理解為針對(duì)電池堆疊的燃料計(jì)量。SoC量可以被定義為測(cè)量結(jié)果的相對(duì)單位以示出電池中當(dāng)前存儲(chǔ)的能量的量的比率，例如，相對(duì)于標(biāo)稱值的剩余可用容量。
[0022]SoC量SoC=l是指完全充電的電池并且S〇C = 0是指完全放電的電池。備選地，SoC 的單位可以在百分點(diǎn)方面進(jìn)行指代(〇%=空；100%=滿)。另外，可以定義S〇C=l參考被設(shè)置為太高的端電壓并且S〇C = 0被設(shè)置為太低的端電壓，這樣會(huì)犧牲壽命(或者甚至安全)。 再往下，可能使(或者允許)優(yōu)選的SoC范圍在充電的完整范圍的邊界內(nèi)，或者允許系統(tǒng)的平衡而沒(méi)有對(duì)壽命的損害。
[0023]軟件中的電荷平衡功能，其造成在進(jìn)入電池堆疊的平衡過(guò)程的結(jié)束(其中，所有單體都在電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍內(nèi))，可以包括出自以下步驟中的任意數(shù)量或者任何組合:
[0024]-定義電池單體的電荷狀態(tài)SoC的優(yōu)選范圍，例如，0.5〈S〇C〈0.7，SoC
[0025]-定義電池單體的電荷狀態(tài)SoC的完整范圍，例如，0.5〈S〇C〈1.0,包括完全充電狀態(tài)，即，SoC等于一。
[0026]-選擇要在其上執(zhí)行平衡的單體或單體的組
[0027]-通過(guò)使用個(gè)體單體的充電計(jì)數(shù)器來(lái)控制電池主充電器，除了來(lái)自選定的單體或單體的組的充電計(jì)數(shù)器以外，使得這些單體的電荷狀態(tài)被保持在定義的范圍內(nèi)
[0028]-并行地，借助于充電控制塊來(lái)對(duì)選擇的單體進(jìn)行充電，直到由單體電壓指示完全充電狀態(tài)
[0029]-借助于充電控制塊來(lái)對(duì)選擇的單體進(jìn)行放電，直到單體達(dá)到電池的剩余部分的平均電荷狀態(tài)
[0030]-返回到單體選擇步驟并且選取某個(gè)其他單體或單體的組。[〇〇31]該流程能夠通過(guò)核查未離開(kāi)優(yōu)選電荷狀態(tài)(其由異常低的單體電壓指示)的剩余單體來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)。在該情況下，提出將單體選擇切換到該單體以便再次達(dá)到至少電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍。
[0032]本發(fā)明也可以僅僅正常地操作，使得中斷不被考慮。另外，最大堆疊電壓僅略微不同于所述電壓，所述電壓與電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍相關(guān)聯(lián)，并且允許針對(duì)更好的部件使用和效率來(lái)增加平均操作電壓。
[0033]本發(fā)明可以應(yīng)用于在不間斷的電源中需要平衡的電池(例如，鋰離子電池、聚合物鋰電池)，其中，針對(duì)電池管理的動(dòng)作可以不干擾正常操作，或者使用電池用于電力整形或者提供峰值電力的其他裝備，其受益于最為恒定的操作電壓水平。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述主控制模塊被配置為借助于所述單體控制單元將所述第一組選定的單體充電到完全充電的電荷狀態(tài)水平和/或借助于所述單體控制單元將所述第一組選定的單體放電到與所述第二組未選定的單體的電荷狀態(tài)水平相對(duì)應(yīng)的電荷狀態(tài)水平。
[0035]這有利地提供了改進(jìn)的電池管理。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述主控制模塊被配置為在所述電池的所有單體上變更所述第一組選定的單體。
[0037]這有利地提供了對(duì)所有電池單體的完整的電池管理而不損失能量存儲(chǔ)設(shè)備的性能。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述主控制模塊被配置為在所述電池的所有單體上變更所述第二組未選定的單體。
[0039]這有利地提供了對(duì)所有電池單體的電池管理而不損失能量存儲(chǔ)設(shè)備的性能。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述單體控制單元被配置為測(cè)量所分配的單體的電壓、溫度、電流或支路電流作為所分配的單體的所述至少一個(gè)單體參數(shù)。[0041 ]這有利地提供了對(duì)電池單體的調(diào)整的電池管理。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述單體控制單元被配置為控制所分配的單體的電荷狀態(tài)水平、電流或支路電流。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述主控制模塊被配置為將所述電池單體的所述電荷狀態(tài)的所述優(yōu)選范圍定義為在最小值與最大值之間的范圍，所述最小值高于充電的所述完整范圍的下限，所述最大值低于完全充電的電荷狀態(tài)水平的1.0。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述主控制模塊被配置為將所述電池單體的所述電荷狀態(tài)的所述優(yōu)選范圍定義為在最小值與最大值之間的范圍，所述最小值高于充電的所述完整范圍的下限，但至少為〇.5，而所述最大值低于完全充電的電荷狀態(tài)水平的0.7。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述主控制模塊被配置為通過(guò)將單體電壓與單體電壓閾值進(jìn)行比較來(lái)確定一個(gè)單體的完全充電的電荷狀態(tài)。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，所述主控制模塊被配置為當(dāng)在所述第一組選定的單體的所述完整范圍內(nèi)執(zhí)行所述充電放電循環(huán)時(shí)，確定所述第一組選定的單體中的每個(gè)單體的電荷狀態(tài)概況和/或所述第一組選定的單體中的每個(gè)單體的完全充電容量。
[0047]執(zhí)行本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是打孔卡片、(軟)盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)、硬盤(pán)、CD、DVD、USB(通用串行總線)存儲(chǔ)設(shè)備、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、R〇M(只讀存儲(chǔ)器)以及EPROM(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可以是數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，例如，互聯(lián)網(wǎng)，其允許下載程序代碼，或者另外的系統(tǒng)。[〇〇48]在本文中描述的方法、系統(tǒng)和設(shè)備可以被實(shí)施為數(shù)字信號(hào)處理器DSP中的軟件、微控制器中的軟件、FPGA中的軟件、PLD中的軟件或任何其他端處理器中的軟件，或者被實(shí)施為專用集成電路ASIC內(nèi)的硬件電路。
[0049]本發(fā)明能夠被實(shí)施在數(shù)字電子電路中或者計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件、或者它們的組合中，例如，被實(shí)施在常規(guī)的移動(dòng)設(shè)備的可用硬件中或者被實(shí)施在專用于處理在本文中描述的方法的新的硬件中。
[0050]本發(fā)明能夠被實(shí)施以供在各種圖像處理應(yīng)用中的圖像重建的使用并且旨在展示該變換對(duì)于圖像更改和分割任務(wù)的有用性?！靖綀D說(shuō)明】
[0051]參考以下示意性附圖將更加清楚地理解對(duì)本發(fā)明的更加完整的理解及其優(yōu)點(diǎn)，附圖不是按比例繪制的，其中，
[0052]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備的示意圖；
[0053]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制電池的多個(gè)單體的方法的示意性流程圖；并且
[0054]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0055]附圖中的圖示純粹是示意性的而并不旨在提供縮放關(guān)系和尺寸信息。在不同的附圖中，相似或相同的元件被提供具有相同的附圖標(biāo)記。一般而言，相同的部分、單元、實(shí)體或步驟在說(shuō)明中被提供具有相同的附圖標(biāo)記。
[0056]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備的示意圖。
[0057]一種設(shè)備200,用于控制電池100的多個(gè)單體110、120、130、140、150,所述設(shè)備200 包括:電池控制模塊210，其包括多個(gè)單體控制單元214、224、234、244、254，其中，每個(gè)單體控制單元被分配給單體中的一個(gè)，其中，每個(gè)單體控制單元被配置為改變所分配的單體的電荷平衡，并且其中，每個(gè)單體控制單元被配置為測(cè)量所分配的單體的至少一個(gè)單體參數(shù)。 [〇〇58] 電池100可以包括多個(gè)單體110、120、130、140、150以及設(shè)備200,所述設(shè)備可以被集成到電池100的殼體中。
[0059]設(shè)備200還可以包括主控制模塊220,所述主控制模塊220被配置為定義電池單體針對(duì)充電放電循環(huán)的電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍，其中，優(yōu)選范圍相比于完整范圍被減小，所述主控制模塊還被配置為提供第一組選定的單體和第二組未選定的單體，在所述第一組選定的單體上執(zhí)行充電放電循環(huán)，所述充電放電循環(huán)包括完整范圍內(nèi)的完全充電狀態(tài)，在所述第二組未選定的單體上，在優(yōu)選范圍內(nèi)執(zhí)行充電放電循環(huán)。
[0060]主控制模塊220可以被配置為通過(guò)第一最小電荷狀態(tài)值并且通過(guò)第一最大或完全充電的電荷狀態(tài)值來(lái)定義電池單體的電荷狀態(tài)的完整范圍。
[0061]主控制模塊220可以被配置為這樣定義完整范圍的第一最小電荷狀態(tài)值，使得電池的任何應(yīng)用電力要求都可以被滿足或者由電池100提供電池的容量的預(yù)定義的值。電池的容量可以是電池1〇〇在以額定電壓遞送的電荷的量。該容量可以以諸如安培小時(shí)(Ah)為單位來(lái)測(cè)量。
[0062]主控制模塊220可以被配置為定義在第二最小電荷狀態(tài)值與第二最大電荷狀態(tài)值之間的電荷狀態(tài)的有限范圍或優(yōu)選范圍。該優(yōu)選范圍的第二最小電荷狀態(tài)值可以被主控制模塊220定義為處于與完整范圍的第一最小電荷狀態(tài)值相同或?qū)?yīng)的，例如，相同，或更低的值。優(yōu)選范圍的第二最大電荷狀態(tài)值可以低于如由主控制模塊220所定義的完整范圍的第一最小電荷狀態(tài)值。[〇〇63] 電池100或電池的單體110、120、130、140、150可以在充電過(guò)程期間被直接連接到主充電器300或者如圖1中所圖示的通過(guò)設(shè)備200被間接連接到主充電器300。在放電過(guò)程期間，電池100可以向相同的設(shè)備供應(yīng)電力，所述相同的設(shè)備然后對(duì)應(yīng)于耗電器300。[〇〇64] X射線源500可以包括高電壓生成器400,所述高電壓生成器400包括電池100和設(shè)備 200。
[0065]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制電池的多個(gè)單體的方法的示意性流程圖。
[0066]所述方法以方框圖的形式進(jìn)行可視化。所述方法可以包括兩個(gè)步驟S1和S2,或者甚至另外的步驟。
[0067]作為所述方法的第一步驟，定義S1電池單體針對(duì)充電放電循環(huán)的電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍，其中，優(yōu)選范圍相比于完整范圍被減小。
[0068]作為所述方法的第二步驟，提供S2第一組選定的單體并且提供第二組未選定的單體，在所述第一組選定的單體上執(zhí)行充電放電循環(huán)，所述充電放電循環(huán)包括完整范圍內(nèi)的完全充電狀態(tài)，在所述第二組未選定的單體上，在優(yōu)選范圍內(nèi)執(zhí)行充電放電循環(huán)。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可以同時(shí)執(zhí)行這些步驟，將這些步驟分成多個(gè)操作或任務(wù)或者迭代地進(jìn)行重復(fù)?？梢赃f歸地實(shí)施對(duì)步驟的迭代，通過(guò)計(jì)數(shù)控制的循環(huán)或者通過(guò)狀況控制的循環(huán)。
[0070]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于控制電池的多個(gè)單體的設(shè)備的示意圖。
[0071] 設(shè)備200可以包括電池控制模塊210和主控制模塊220。電池控制模塊210可以包括多個(gè)單體控制單元214、224、234、244、254。一個(gè)單體控制單元214被耦合到一個(gè)單體110，單體控制單元214被分配給所述單體110。單體110、120、130、140、150中的每個(gè)可以被集成在單體殼體112,122,132,142,152中的一個(gè)中。[〇〇72] 在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例中，單體控制單元214、224、234、244、254可以經(jīng)由控制總線230被連接到主控制模塊220,接收關(guān)于單體控制單元214、224、234、244、254的分配的單體110、120、130、140、150的充電需求或放電需求的特定命令。
[0073]在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例中，主充電器300可以經(jīng)由控制總線230被連接到主控制模塊220,接收關(guān)于電池100的充電需求或放電需求的命令。[〇〇74] 在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例中，電池100可以包括正端子101和負(fù)端子102,經(jīng)由端子101、102，電池100可以被耦合到主充電器300。
[0075]在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例中，主控制模塊220可以實(shí)施電池狀態(tài)系統(tǒng)，例如， 庫(kù)侖計(jì)數(shù)系統(tǒng)(“CCS”)，其通過(guò)使用多個(gè)單體控制單元214、224、234、244、254來(lái)測(cè)量流入和流出電池100的電流并且將流入和流出單體110、120、130、140、150的電流隨時(shí)間進(jìn)行積分， 從而計(jì)算電池100容量。
[0076]在本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例中，提供了一種計(jì)算機(jī)程序或計(jì)算機(jī)程序單元，其特征在于，其適于在適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)上運(yùn)行根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)所述的方法的方法步驟。
[0077]根據(jù)本發(fā)明的另外的示范性實(shí)施例，計(jì)算機(jī)程序單元可以因此被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)單元上，所述計(jì)算機(jī)單元也可以是本發(fā)明后實(shí)施例的部分。該計(jì)算機(jī)單元可以適于執(zhí)行或引發(fā)執(zhí)行以上描述的方法的步驟。
[0078]此外，該計(jì)算單元可以適于操作上述裝置的部件。該計(jì)算單元能夠適于自動(dòng)操作和/或運(yùn)行用戶的命令。計(jì)算機(jī)程序可以被加載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲(chǔ)器中。因此，可以裝備數(shù)據(jù)處理器來(lái)執(zhí)行本發(fā)明的方法。
[0079]本發(fā)明的該示范性實(shí)施例覆蓋從一開(kāi)始就使用本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序，以及借助于將現(xiàn)有程序更新轉(zhuǎn)換為使用本發(fā)明的程序的計(jì)算機(jī)程序二者。
[0080]更進(jìn)一步地，計(jì)算機(jī)程序單元可以能夠提供所有必要步驟以完成如上所述的方法的示范性實(shí)施例的流程。
[0081]根據(jù)本發(fā)明另外的示范性實(shí)施例，提出了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如CD-ROM，其中，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有被存儲(chǔ)于所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序單元，所述計(jì)算機(jī)程序單元由前面的章節(jié)所描述。
[0082]計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)和/或被分布在合適的介質(zhì)上，例如，與其他硬件一起或作為其他硬件的部分供應(yīng)的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以以其他形式被分布，例如， 經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無(wú)線的電信系統(tǒng)被分布。[〇〇83]因此，計(jì)算機(jī)程序也可以被呈現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上，如萬(wàn)維網(wǎng)，并且能夠從這樣的網(wǎng)絡(luò)被下載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲(chǔ)器中。
[0084]根據(jù)本發(fā)明的另外的示范性實(shí)施例，提供了用于使計(jì)算機(jī)程序單元可用于下載的介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序單元被布置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的先前描述的實(shí)施例中的一個(gè)的方法。
[0085]必須指出，本發(fā)明的實(shí)施例是參考不同主題來(lái)描述的。尤其地，一些實(shí)施例是參考方法型權(quán)利要求來(lái)描述的，而其他實(shí)施例是參考裝置型權(quán)利要求來(lái)描述的。
[0086]然而，除非另有說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從以上和以下的描述中推斷出，除屬于一種類型的主題的特征的任意組合之外，涉及不同主題的特征之間的任意組合也被認(rèn)為在本申請(qǐng)中被公開(kāi)。然而，所有的特征都能夠被組合來(lái)提供多于特征的簡(jiǎn)單加合的協(xié)同效應(yīng)。
[0087]盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是圖示性或示范性的，而非限制性的;本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)研究附圖、公開(kāi)內(nèi)容以及權(quán)利要求，在實(shí)踐請(qǐng)求保護(hù)的發(fā)明時(shí)能夠理解并實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變型。
[0088]在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，并且詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或控制器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)的功能。盡管某些措施被記載在互不相同的從屬權(quán)利要求中，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對(duì)范圍的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于控制電池(100)的多個(gè)單體(110、120、130、140、150)的設(shè)備(200)，所述設(shè)備包括:-電池控制模塊(210)，其包括多個(gè)單體控制單元(214、224、234、244、254)，其中，每個(gè) 單體控制單元(214、224、234、244、254)被分配給所述單體(110、120、130、140、150)中的一 個(gè)，并且每個(gè)單體控制單元被配置為改變所分配的單體的電荷平衡并且被配置為測(cè)量所分 配的單體的至少一個(gè)單體參數(shù);以及-主控制模塊(220)，其被配置為定義電池單體(110、120、130、140、150)針對(duì)充電放電 循環(huán)的電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍，其中，所述優(yōu)選范圍相比于完整范圍被減小，所述主控制模塊 (220)還被配置為提供第一組選定的單體和第二組未選定的單體，在所述第一組選定的單 體上執(zhí)行所述充電放電循環(huán)，所述充電放電循環(huán)包括所述完整范圍內(nèi)的完全充電狀態(tài)，在 所述第二組未選定的單體上，在所述優(yōu)選范圍內(nèi)執(zhí)行所述充電放電循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述主控制模塊(220)被配置為借助于所述單體控制單元將所述第一組 選定的單體充電到完全充電的電荷狀態(tài)水平和/或借助于單體控制單元(214、224、234、 244、254)將所述第一組選定的單體放電到與所述第二組未選定的單體的電荷狀態(tài)水平相 對(duì)應(yīng)的電荷狀態(tài)水平。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述主控制模塊(220)被配置為在所述電池的所有單體上變更所述第一 組選定的單體。4.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述主控制模塊(220)被配置為在所述電池的所有單體上變更所述第二 組未選定的單體。5.根據(jù)前述權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，單體控制單元(214、224、234、244、254)被配置為測(cè)量所分配的單體的電 壓、溫度、電流或支路電流作為所分配的單體的所述至少一個(gè)單體參數(shù)。6.根據(jù)前述權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述單體控制單元(214、224、234、244、254)被配置為控制所分配的單體 的電荷狀態(tài)水平、電流或支路電流。7.根據(jù)前述權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述主控制模塊(220)被配置為將所述電池單體的所述電荷狀態(tài)的所述 優(yōu)選范圍定義為在最小值與最大值之間的范圍，所述最小值高于充電的所述完整范圍的下 限，所述最大值低于完全充電的電荷狀態(tài)水平的1.0。8.根據(jù)前述權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述主控制模塊(220)被配置為將所述電池單體的所述電荷狀態(tài)的所述 優(yōu)選范圍定義為在最小值與最大值之間的范圍，所述最小值高于充電的所述完整范圍的下 限，但是至少為0.5，所述最大值低于完全充電的電荷狀態(tài)水平的0.7。9.根據(jù)前述權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述主控制模塊(220)被配置為通過(guò)將單體電壓與單體電壓閾值進(jìn)行比 較來(lái)確定一個(gè)單體的完全充電的電荷狀態(tài)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述主控制模塊(220)被配置為當(dāng)在所述第一組選定的單體的所述完整 范圍內(nèi)執(zhí)行所述充電放電循環(huán)時(shí)，確定所述第一組選定的單體中的每個(gè)單體的電荷狀態(tài)概 況和/或所述第一組選定的單體中的每個(gè)單體的完全充電容量。11.一種包括多個(gè)單體(110、120、130、140、150)和根據(jù)前述權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng) 所述的設(shè)備(200)的電池(100)。12.—種包括高電壓生成器(400)的X射線源(500)，所述高電壓生成器包括根據(jù)權(quán)利要 求11所述的電池(100)。13.—種用于控制電池(100)的多個(gè)單體(110、120、130、140、150)的方法，所述方法包 括以下步驟:-定義(S1)電池單體針對(duì)充電放電循環(huán)的電荷狀態(tài)的優(yōu)選范圍，其中，所述優(yōu)選范圍相 比于完整范圍被減小;并且-提供(S2)第一組選定的單體，在所述第一組選定的單體上執(zhí)行充電放電循環(huán)，所述充 電放電循環(huán)包括所述完整范圍內(nèi)的完全充電狀態(tài)，并且提供第二組未選定的單體，在所述 第二組未選定的單體上，在所述優(yōu)選范圍內(nèi)執(zhí)行所述充電放電循環(huán)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在所述第一組選定的單體上在所述完整范圍上執(zhí)行充電放電循環(huán)的步驟還包括 借助于單體控制單元將所述第一組選定的單體充電到完全充電的電荷狀態(tài)水平。15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，在所述第一組選定的單體上在所述完整范圍上執(zhí)行充電放電循環(huán)的所述步驟還 包括借助于單體控制單元(214、224、234、244、254)將所述第一組選定的單體放電到與所述 第二組未選定的單體的電荷狀態(tài)水平相對(duì)應(yīng)的電荷狀態(tài)水平。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK105993094SQ201580008428
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月18日
【發(fā)明人】P·呂爾肯斯, A·加西亞托爾莫, B·阿克曼
【申請(qǐng)人】皇家飛利浦有限公司