技术领域
[0001] 本公开涉及一种电池组,所述电池组配备有当电池组耦接到外部设备时
启动电池组的功能。
背景技术
[0002] 近来,已经开发出使用高
能量密度非
水电解质的高输出二次电池。通过将多个高输出二次电池
串联连接来提供大容量二次电池,以便可用于诸如
电动车辆这样的需要较大功率来驱动
电动机的设备。
[0003] 这样,单个大容量二次电池(下文中称为“电池”)由大致串联连接的多个电池组成。为此,提供了一种整体上监视和控制电池的状态的控制单元。控制单元监视电池的
电压、
电流、
温度等,通过计算估计电池的充电状态(SOC,State Of Charge),并控制电池。
[0004] 同时,这种控制单元在放电或充电状态下操作,但是当电池不是放电或充电状态时,由于控制单元消耗电
力,因此需要关闭控制单元以降低功耗。
[0005] 因此,在
现有技术中,当电池未处于放电或充电状态时,为了降低控制单元的功耗,允许控制单元在睡眠模式下操作并且持续检查电池是否要耦接到外部设备。
[0006] 然而,当在睡眠模式下操作的控制单元长时间放置时,可能发生电池放电。
[0007] 因此,本公开提出了一种电池组,所述电池组在电池未耦接到外部设备时允许电池进入关闭(shutdown)模式或断电(powerdown)模式,并且当电池耦接到外部设备时解除关闭(shutdown)模式或断电(powerdown)模式。
发明内容
[0008] 技术问题
[0009] 本公开提供了一种仅在耦接到外部设备时操作的电池组。
[0010] 技术方案
[0011] 根据示例性
实施例,一种在耦接到外部设备时启动的电池组包括:连接器,所述连接器是被配置为连接外部设备和电池组的构件;以及
启动电路,被配置为当电池组和外部设备耦接时启动电池组的操作,其中,连接器包括:(+)输出
端子,连接到电池组的(+)输出端子;耦接检查端子,被配置为检查外部设备和电池组是否耦接;数据收发端子,被配置为在外部设备和电池组之间收发数据;和(-)输出端子,连接到电池组的(-)输出端子。
[0012] 同时,电池组可进一步包括:多个电池单元;MCU,被配置为控制多个电池单元;AFE,被配置为控制MCU与多个电池单元之间的
接口,其中,启动电路可以设置在AFE和耦接检查端子之间,并且当电池组和外部设备耦接时,电池组的(+)输出端子的输出可以经由外部设备输入到耦接检查端子并且启动已经关闭的AFE。
[0013] 同时,启动电路可以包括被配置为分配电池组的电压的电压分配电路。
[0014] 同时,启动电路可以启动已经关闭的AFE,然后向MCU发送耦接状态检查信息,该耦接状态检查信息向MCU通知电池组和外部设备是否耦接。
[0015] 同时,AFE可以包括:第二保护模
块;
短路检测模块;电流、电压和温度测量模块,被配置为测量电池单元的电流、电压和温度;电池单元平衡模块,被配置为均匀调整多个电池单元的充电量;以及I2C通信模块,被配置为与MCU通信,其中AFE在从MCU接收到关闭命令时可以被关闭。
[0016] 同时,MCU可以包括:电流、电压和温度控
制模块,被配置为控制电流、电压和温度;保护模块,被配置为根据电流、电压和温度来保护电池免于过充电和过放电;FET
控制模块,被配置为控制电池组的FET;平衡控制模块,被配置为控制多个电池单元的平衡,其中当从启动电路接收的耦接状态检查信息是耦接状态时,MCU可以经由AFE接收电力并进行操作,并且当从启动电路接收的耦接状态检查信息是未耦接状态时,可以产生关闭进入
信号以关闭MCU,并且关闭信号可以发送到AFE。
[0017] 同时,根据示例性实施例的耦接到电池组的外部设备可以被配置为包括耦接电池组和外部设备的电池耦接部件,并且电池耦接部件可以被配置为包括在连接器的(+)输出端子和连接器的耦接检查端子之间形成电流路径的导电构件。
[0018] 同时,导电构件可以具有预定
电阻值,并且电池组可以根据预定电阻值识别耦接到电池组的外部设备的类型。
[0019] 技术效果
[0020] 根据本公开,电池组仅在耦接到外部设备时进行操作,因此具有非常小的功耗。因此,即使当电池长时间存放时,也不会发生由电池组放电引起的
低电压问题。
附图说明
[0021] 图1是根据示例性实施例的配置视图。
[0022] 图2是根据示例性实施例的更具体的配置视图。
[0023] 图3是根据示例性实施例的电压分配电路的示例性电路图。
具体实施方式
[0024] 在下文中,将参考附图详细描述本发明的实施例,使得本发明可以由本发明所属领域的普通技术人员容易地实施。然而,本公开可以以不同的形式实施,并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。在附图中,为了清楚起见,将省略用于描述本公开的任何不必要的内容,并且附图中相同的附图标记表示相同的元件。
[0025] 尽管这里使用诸如“第一”和“第二”的术语来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分开。例如,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件,而不脱离本发明的范围。在以下描述中,这些术语仅用于解释特定示例性实施例,而不是限制本发明。除非上下文另有明确说明,否则单数形式也旨在包括复数形式。
[0026] 在
说明书中,应理解当一个部件被称为“连接”或“耦接到”到另一个部件时,其可以“直接连接或耦接”到其他部件,或通过中间部件“电连接”到其他部件。此外,应理解当描述一个部件“包括”另一部件时,该部件不排除其他部件,而是可以进一步包括其他部件,除非有其他特别说明。在本公开的整个说明书中使用的术语“(执行……)的步骤”或“(做……)的步骤”并不意味着“用于……步骤”。
[0027] 在考虑本发明中的功能时,尽可能从当前广泛使用的一般术语选择本发明中使用的术语,但是这些术语可以根据本领域技术人员的意图、先例、或新技术的出现等而改变。另外,可以任意选择特定术语,在这种情况下,将在本发明中详细描述相应含义。因此,本发明中使用的术语不应基于术语的名称来简单定义,而是基于术语的含义和本发明的整体内容来定义。
[0028] 1.连接到外部设备并自动启动的电池组
[0029] 图1是示意性地示出根据示例性实施例的电池组的配置的视图。
[0030] 图2是详细示出根据示例性实施例的电池组的详细配置的视图。
[0031] 以下参考图1和图2描述根据示例性实施例的电池组。
[0032] 根据示例性实施例的电池组100在耦接到外部设备200时可以自动启动,并且当解除与外部设备的耦接时可以进入关闭模式。
[0033] 更具体地,示例性实施例的电池组100可以被配置为包括:连接器110,其是用于连接外部设备200和电池组100的构件;和启动电路120,其允许电池在电池组100和外部设备200耦接时开始操作。
[0034] 同时,连接器110可以被配置为包括:(+)输出端子111,连接到电池组100的(+)输出端子;耦接检查端子112,用于检查外部设备200和电池组100是否耦接;数据收发端子113,用于在外部设备200和电池组100之间收发数据;和(-)输出端子114,连接到电池组100的(-)输出端子。
[0035] 同时,电池组100可以被配置为进一步包括:多个电池单元130;控制多个电池单元130的MCU 140;和控制MCU 140和多个电池单元130之间的接口的AFE 150。
[0036] 同时,启动电路120设置在AFE 150和耦接检查端子112之间。当电池组100和外部设备200耦接时,电池组100的(+)输出端子的输出可以经由外部设备输入到耦接检查端子112,并启动已经关闭的AFE 150。
[0037] 同时,启动电路120可以被配置为包括连接到外部设备200的系统输入
节点121和分配电池组的电压的电压分配电路。
[0038] 更具体地,电压分配电路可以被配置为包括多个
电阻器和多个FET,并且多个FET可以根据施加在电池组的(+)输出端子和地之间的电压来操作。
[0039] 例如,电压分配电路可以如图3所示配置。
[0040] 当如此配置电压分配电路时,由构成电压分配电路的电阻器施加到AFE的启动电压可以小于电池组的
输出电压。
[0041] 同时,在启动已经关闭的AFE 150之后,启动电路120可以向MCU 140发送耦接状态检查信息,并向MCU通知电池组100和外部设备200是否耦接,该耦接状态检查信息是启动电路120的系统输入节点的状态信息。
[0042] 换句话说,在启动已经暂时关闭的AFE 150之后,启动电路120不再产生启动信号,而是仅向MCU 140发送耦接状态检查信息。
[0043] 同时,发送到MCU 140的耦接状态检查信息可以连续地或以预定周期发送,或者仅在MCU
请求信息时发送。
[0044] 同时,AFE 150可以被配置为包括:第二保护模块151;短路检测模块152;电流、电压和温度测量模块153,其测量电池单元的电流、电压和温度;电池单元平衡模块154,其调节多个电池单元的充电量;和与MCU 140通信的I2C通信模块155。
[0045] 同时,AFE 150可以在从MCU 140接收到关闭命令时关闭。
[0046] 同时,MCU 140可以被配置为包括:电流、电压和
温度控制模块141,其控制电流、电压和温度;保护模块142,其基于电流、电压和温度保护电池免于电池的过充电和过放电;FET控制模块143,其控制电池组的FET;和平衡控制模块144,其控制多个电池单元的平衡。
[0047] 同时,当从启动电路120接收的耦接状态检查信息是耦接状态时,MCU 140可以通过AFE 150接收电力来操作,并且当从启动电路120接收的耦接状态检查信息是耦接解除状态时,可以生成关闭进入信号以关闭MCU 140本身,并且可以将关闭信号发送到AFE 150。
[0048] 换句话说,当根据示例性实施例的电池组100耦接到外部设备200时,启动电路120使用电池组的(+)输出端子的输出电压来启动AFE 150,并且启动的AFE 150可以将操作电压施加到MCU 140以操作MCU 140。
[0049] 同时,当根据示例性实施例的电池组100已经耦接到外部设备200然后被解除耦接时,启动电路120将未耦接信号发送到MCU 140,接收该信号的MCU140执行进入关闭模式的预定步骤,然后MCU 140自身关闭。另外,在MCU 140关闭之前,或者在MCU 140关闭的同时,MCU 140可以发送关闭信号以关闭AFE 150。
[0050] 因此,当使用根据示例性实施例的电池组100时,当电池组100未处于耦接到外部设备200的状态时,电池组进入关闭模式,从而与电池组在睡眠模式下操作并检查耦接的现有技术相比,功耗减少。因此,即使当电池组长时间存放时,也可以减少由电池放电导致的发生低电压的问题。
[0051] 此外,在现有技术中,当电池组100关闭时,电池组应直接启动以启动电池组,但是在根据示例性实施例的电池组中,即使已经关闭电池组,当耦接了外部设备时,电池组自身也可以识别到外部设备的耦接并启动。
[0052] 同时,根据示例性实施例的电池组还可以在构成电池组100的多个电池单元和电池组的(+)输出端子之间设置熔丝160。
[0053] 即使当AFE 150的第二保护模块和MCU 140的保护模块可能未正常切断过电流时,进一步提供的熔丝160也可以切断在电池组中流动的过电流,由此可以确保电池的
稳定性。
[0054] 同时,根据示例性实施例的耦接到电池组的外部设备200可以被配置为包括耦接电池组和外部设备的电池耦接部件,并且电池耦接部件可以被配置为包括导电构件,所述导电构件在连接器的(+)输出端子和耦接检查端子之间形成电流路径。
[0055] 更具体地,导电构件具有预定电阻值,并且电池组可以根据该预定电阻值识别耦接到电池组的外部设备的类型。
[0056] 例如,当预定电阻为约10MΩ或更大时,可以确定使用电池组作为电源的
电子装置作为外部设备被耦接,并且当预定电阻小于约1MΩ时,可以确定充电器作为外部设备被耦接。
[0057] 同时,已经关于上述实施例具体描述了本发明的技术构思,但是应该注意,前述实施例仅用于说明而不限制本公开。另外,可以提供各种实施例以使本领域技术人员理解本发明的范围。