电池模块及在其中执行的方法技术

电池模块(140)包括用于将该电池模块(140)连接到电源(505)的充电端子(503、504)、电池单元装置(210)和DC‑DC转换器(510)。电池单元装置(210)的第一端子(501)连接到第一充电端子(503)。DC‑DC转换器(510)的输入端子(511)连接到电池单元装置(210)的第二端子(502)，并且DC‑DC转换器(510)的另一输入端子(512)连接到第二充电端子(504)。DC‑DC转换器(510)的输出端子(513)连接到该电池单元装置(210)的第一端子(501)。DC‑DC转换器(510)将在其输入端子(511、512)处接收的输入电压(U3)转换为在该DC‑DC转换器(510)的输出端子(513)处的输出电压(U2)。输出电压(U2)高于输入电压(U3)。例如，电池模块(140)可被用作移动通信基站中的备用电源。例如，开关装置(520)可允许DC‑DC转换器(510)被旁路。

Battery module and the methods to be executed in it

The battery module (140) includes the battery module (140) connected to the power supply (505) charging terminal (503, 504), a battery unit (210) and DC (510) DC converter. The first terminal (501) of the battery unit (210) is connected to the first charge terminal (503). DC DC converter (510) input terminal (511) connected to a battery unit (210) of the second terminal (502), and the DC DC converter (510) another input terminal (512) connected to the second charging terminal (504). DC DC converter (510) output terminal (513) connected to the battery unit (210) of the first terminal (501). DC DC converter (510) in the input terminals (511, 512) received at the input voltage (U3) conversion in the DC DC converter (510) output terminal (513) of the output voltage (U2). The output voltage (U2) is higher than the input voltage (U3). For example, the battery module (140) can be used as a standby power in a mobile communication base station. For example, the switching device (520) allows DC DC converter (510) is bypassed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池模块及在其中执行的方法
本公开大体上涉及电池。背景可充电电池用在不同的设置中，例如用在电动汽车、诸如移动电话的手持设备中，或作为固定设备(诸如移动通信基站)中的备用电源。在许多情况下，当诸如线路电源(或主电源)的主电源可用时，期望对电池快速且有效地进行充电。然而，在充电期间，电池可能容易受到高充电电流和/或高温的损坏。高温和/或高充电电流可能会引起电池中不需要的化学反应，这可能会损坏电池和/或可能引起电池的性能恶化。在包括多个电池单元(batterycell)的电池中，监测和控制单体电池(cell)中的充电电流的分布可能是重要的，以便避免单体电池之间的不平衡，该不平衡可能会另外引起电池性能下降，和/或电池中的单体电池损坏。除了维持电池性能之外，这样的监测和控制对于确保电池在充电和/或放电期间的安全操作可能是重要的，因为电池可能含有在电池未被正确使用时可能引起危险的化学反应的材料或物质。虽然已经提出了许多不同类型的电池和电池模块，但将有利的是，提供新的电池模块，以用于解决上述问题中的至少一个。概述为了更好地解决上述问题中的至少一个，提供了具有在独立权利要求中限定的特征的电池模块和相关联的方法。在从属权利要求中限定了优选实施例。因此，根据第一方面，提供一种电池模块。该电池模块(或电池组)包括用于将电池模块连接到电源的第一充电端子和第二充电端子、具有第一端子和第二端子的电池单元装置和直流-直流(DC-DC)转换器。电池单元装置的第一端子连接(或耦合)到第一充电端子。转换器的输入端子连接(或耦合)到电池单元装置的第二端子。转换器的另一输入端子连接(或耦合)到第二充电端子。转换器的输出端子连接(或耦合)到电池单元装置的第一端子。转换器适用于将在转换器的输入端子处接收的输入电压转换为在转换器的输出端子处的输出电压。输出电压高于输入电压。将认识到的是，彼此连接的两个端子可例如彼此直接连接或彼此间接连接。例如，端子可经由一个或更多个其它组件彼此连接。例如，转换器可以是升压转换器(也称为增压转换器(boostconverter))或反激式转换器。当电压被施加在充电端子处时，转换器可适用于限制电池单元装置的充电电流。当电压被施加在充电端子处时，转换器连接(或耦合)的方式可允许转换器限制电池单元装置的第二端子和第二充电端子之间的充电电流。在电池单元装置的第二端子和第二充电端子之间流过的电流可受到被允许流经转换器的输入端子的电流的限制。太高的充电电流可能会有损坏电池单元装置和/或使其性能恶化的风险。限制充电电流有助于在充电期间保护电池单元装置。例如，由转换器提供的充电电流限制可延长电池单元装置的寿命。转换器可被布置成使得在对电池单元装置充电期间，电池单元装置的充电电流对应于至少在转换器的输入端子处提供(或在其间流过)的电流和在转换器的输出端子处提供(或流经其)的电流之和。例如，电池单元装置的充电电流可以是在转换器的输入端子处提供的电流和在转换器的输出端子处提供的电流之和(或具有与其相同的值)。转换器可被布置成使得在对电池单元装置充电期间，被施加在充电端子处的电压在至少电池单元装置和转换器的输入端子之间进行分压(或划分)。将认识到的是，被施加在充电端子处的电压可例如在比电池单元装置和转换器的输入端子更多的组件之间进行划分。根据一些实施例，转换器可适用于针对被施加在其输入端子处的电压电平的范围保持其输入端子处的一定的功率电平。换句话说，即使被施加在转换器的输入端子处的电压(在一定范围内)改变，转换器也能够至少近似地维持其输入端子处的相同的功率电平。因此，转换器的输入端子处的电流由被施加在转换器的输入端子处的电压控制。根据一些实施例，转换器可适用于在对电池单元装置充电期间针对被施加在充电端子处的电压电平的范围，并针对电池单元装置的电压电平的范围，保持该转换器的输入端子处的一定的功率电平。电池单元装置的电压可根据电池单元装置的充电状态而改变。例如，电池单元装置的电压可在充电期间增加，直到达到最大的电压电平为止。根据一些实施例，转换器可适用于针对被施加在其输入端子处的电压电平的范围保持在其输入端子处的一定的电流电平。换句话说，即使被施加在转换器的输入端子处的电压(在一定范围内)改变，转换器也能够至少近似地维持在其输入端子处的相同的电流电平。例如，转换器的输入端子处的电流被保持在一定电平所针对的输入电压电平的范围可以是比转换器保持在该转换器的输入端子处的一定的功率电平所针对的输入电压的电压范围低的电压范围。根据一些实施例，电池模块还可以包括开关装置。该开关装置可在第一模式和第二模式中是可操作的，在第一模式中，电池单元装置的第二端子连接(或耦合)到第二充电端子，使得转换器被旁路，在第二模式中，电池单元装置的第二端子与第二充电端子断开连接。开关装置使转换器旁路的能力允许在不需要转换器的情况下(诸如当充电电流不需要被转换器限制以保护电池单元装置时)更快和/或更有效地对电池单元装置进行充电。将认识到的是，即使在第二模式中电池单元装置的第二端子可与第二充电端子断开连接，这些端子之间仍有可能存在经由转换器的间接连接。根据一些实施例，电池模块还可包括控制器。如果在电池模块(或电池单元装置)处检测到某个条件，则控制器可控制开关装置从第一模式切换到第二模式。例如，控制器可以是电池管理系统(BMS)。例如，该某个条件可包括电池单元装置的充电电流超过阈值、和/或电池单元装置处的温度超过阈值、和/或电池单元装置中的单体电池处的电压超过阈值(例如，上限阈值)、和/或电池单元装置中的单体电池处的电压低于阈值(例如，下限阈值)。该某个条件可指示电池单元装置容易受到高充电电流的损坏。然后，切换到第二模式可帮助限制充电电流，使得损坏电池单元装置的风险降低。例如，提到单体电池处的电压超过某个阈值可指示单体电池可能有获得过度充电的风险。例如，提到单体电池处的电压低于另一阈值可指示单体电池的阻抗低，并且单体电池容易受到高充电电流的损坏。根据一些实施例，转换器可被配置成使得，如果被施加在转换器的输入端子处的电压低于(或降低至低于)阈值，则转换器控制开关装置从第二模式切换到第一模式。如果被施加在转换器的输入端子处的电压低，则这可指示电池单元装置被至少部分地充电，并且电池单元装置可能不容易受到大的充电电流的损坏。因此，切换到第一模式可以是提高充电效率的方式。当被施加在转换器的输入端子处的电压降低时，转换器的效率可能会降低。因此，一旦安全就切换到第一模式(其中，转换器被旁路)可以提高充电效率。根据一些实施例，开关装置可在用于对电池单元装置进行放电的第三模式中是可操作的。例如，电池单元装置可被放电，以为电路、设备或系统供电。根据一些实施例，电池单元装置的第一端子可具有比电池单元装置的第二端子高的电势。换句话说，第一端子可以是电池单元装置的正端子。也可设想相反的情况，即，电池单元装置的第一端子是电池单元装置的负端子，因此具有比电池单元装置的第二端子低的电势。根据一些实施例，电池单元装置可包括多个电池单元。例如，电池单元装置可包括串联和/或并联连接的一种或更多种类型的电池单元。根据一些实施例，电池单元装置可以包括锂和/或锂离子。例如，电池单元装置可包括至少一个锂(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池模块(140、700、900)，包括：第一充电端子和第二充电端子(503、504、703、704)，所述第一充电端子和所述第二充电端子用于将所述电池模块连接到电源(505)；电池单元装置(210)，所述电池单元装置具有第一端子和第二端子(501、502、701、702)；以及直流‑直流转换器(510、710、910)，其中，所述电池单元装置的所述第一端子(501、701)连接到所述第一充电端子(503、703)，其中，所述转换器的输入端子(511、711、911)连接到所述电池单元装置的所述第二端子(502、702)，并且所述转换器的另一输入端子(512、712、912)连接到所述第二充电端子(504、704)，其中，所述转换器的输出端子(513、713、913)连接到所述电池单元装置的所述第一端子，其中，所述转换器适用于将在所述转换器的所述输入端子处接收的输入电压(U3)转换为在所述转换器的所述输出端子处的输出电压(U2)，以及其中，所述输出电压高于所述输入电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池模块(140、700、900)，包括：第一充电端子和第二充电端子(503、504、703、704)，所述第一充电端子和所述第二充电端子用于将所述电池模块连接到电源(505)；电池单元装置(210)，所述电池单元装置具有第一端子和第二端子(501、502、701、702)；以及直流-直流转换器(510、710、910)，其中，所述电池单元装置的所述第一端子(501、701)连接到所述第一充电端子(503、703)，其中，所述转换器的输入端子(511、711、911)连接到所述电池单元装置的所述第二端子(502、702)，并且所述转换器的另一输入端子(512、712、912)连接到所述第二充电端子(504、704)，其中，所述转换器的输出端子(513、713、913)连接到所述电池单元装置的所述第一端子，其中，所述转换器适用于将在所述转换器的所述输入端子处接收的输入电压(U3)转换为在所述转换器的所述输出端子处的输出电压(U2)，以及其中，所述输出电压高于所述输入电压。2.如权利要求1所述的电池模块，其中，当电压(U1)被施加在所述充电端子处时，所述转换器适用于限制所述电池单元装置的充电电流(I1)。3.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述转换器适用于针对被施加在其输入端子处的电压(U3)电平的范围保持其输入端子处的一定的功率电平。4.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述转换器适用于在对所述电池单元装置充电期间针对被施加在所述充电端子处的电压(U1)电平的范围以及针对所述电池单元装置的电压(U2)电平的范围，保持所述转换器的输入端子处的一定的功率电平。5.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述转换器适用于针对被施加在其输入端子处的电压(U3)电平的范围保持其输入端子处的一定的电流(I2)电平。6.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述转换器被布置成使得在对所述电池单元装置充电期间：第一电流(I2)被提供在所述转换器的所述输入端子处；第二电流(I3)被提供在所述转换器的所述输出端子处；以及所述电池单元装置的充电电流(I1)对应于至少所述第一电流和所述第二电流之和。7.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，其中，所述转换器被布置成使得在对所述电池单元装置充电期间，被施加在所述充电端子处的电压(U1)在至少所述电池单元装置和所述转换器的所述输入端子之间进行分压。8.如前述权利要求中任一项所述的电池模块，还包括：开关装置(520、521、522、720)，所述开关装置在第一模式(810)和第二模式(820)中是可操作的，在所述第一模式中，所述电池单元装置的所述第二端子连接到所述第二充电端子，使得所述转换器被旁路，在所述第二模式中，所述电池单元装置的所述第二端子与所述第二充电端子断开连接。9.如权利要求8所述的电池模块，还包括：控制器(240)，所述控制器被配置为响应于在所述电池模块处检测到条件来控制所述开关装置从所述第一模式切换(830)到所述第二模式。10.如权利要求9所述的电池模块，其中，所述条件包括以下中的至少一个：所述电池单元装置的充电电流(I1)超过阈值；所述电池单元装置处的温度超过阈值；在所述电池单元装置中的单体电池(211)处的电压超过阈值；以及在所述电池单元装置中的单体电池(211)处的电压低于阈值。11.如权利要求8-10中任一项所述的电池模块，其中，所述转换器被配置为响应于被施加在所述转换器的所述输入端子处的电压(U3)低于阈值而控制所述开关装置从所述第二模式切换(840)到所述第一模式。12.如权利要求8-11中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马茨·梅林，
申请(专利权)人：因塞尔国际公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE