CN102646998B - 电池包的充电和放电*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池包的充电和放电***。所述充电和放电***包括：电流发生电路单元，包括接收功率并产生电流的多个电流发生电路；功率传输单元，分配充电期间输入的功率，将分配后的功率传输到所述多个电流发生电路，并且在放电期间将供应到所述多个电流发生电路的电流传输到电源单元；第一电流感测电路单元，感测从所述多个电流发生电路输出的电流；第二电流感测电路单元，感测从所述电流发生电路单元输出的总电流；电流控制电路单元，将第一电流感测电路单元感测到的电流与第二电流感测电路单元感测到的总电流进行比较，并且控制各个电流发生电路，从而保持各个电流发生电路之间的电流平衡。

Description

电池包的充电和放电***
本申请要求于2011年2月18日提交的第10-2011-0014661号韩国专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
本发明的实施例涉及一种电池包的充电和放电***。
背景技术
随着二次电池所要求的规格变得更加严格，用于制造和测试二次电池的充电和放电装置的输出电流所要求的规格相应地变得更加严格。目前，正在开发和制造能够产生最大电流为大约几百安培(A)的充电和放电装置。将来预计充电和放电装置的输出电流所要求的规格的标准更高。为了符合输出电流所要求的规格，必然需要设计和开发能够满足高电流和高电流精度的基本规格的电流发生模块。
可利用例如MOSFET来实现能够满足所要求的规格的高电流充电和放电装置。然而，随着所要求的规格变得更加严格，各种组件的成本会急剧增加，从而增加了制造电路的成本负担。
为了克服这些问题，可以通过将低电流发生模块彼此连接来产生高电流。在这种情况下，由于使各个低电流发生模块同步或者单个电流控制中存在的问题会引起各个低电流发生模块之间的电流不平衡，并且会向特定模块施加过负载，从而对充电和放电电路的稳定性和寿命产生负面影响。可选地，在单独控制单个模块的情况下，由各个模块的和来估计所有模块的整体电流值。因此，当从特定模块感测到的电流值中存在误差时，会降低所有模块的整体电流值的精度。
发明内容
本发明的实施例提供了一种电池包的充电和放电***，所述充电和放电***能够在稳定地保持电流发生模块之间的电流平衡的同时确保高电流的电流值精度。
根据本发明的实施例，提供了一种电池包的充电和放电***，所述充电和放电***包括：电流发生电路单元，包括接收功率并且产生电流的多个电流发生电路；功率传输单元，分配充电期间输入的功率，将分配后的功率传输到所述多个电流发生电路，并且在放电期间将供应到所述多个电流发生电路的电流传输到电源单元；第一电流感测电路单元，感测从所述多个电流发生电路输出的电流；第二电流感测电路单元，感测从电流发生电路单元输出的总电流；电流控制电路单元，将第一电流感测电路单元感测到的电流与第二电流感测电路单元感测到的总电流进行比较，并且可以控制各个电流发生电路，从而保持各个电流发生电路之间的电流平衡。
所述充电和放电***还可以包括数据处理单元，所述数据处理单元将第二电流感测电路单元感测到的总电流的模拟数据转换为数字数据。
所述电流控制电路单元可以包括分别安装在所述多个电流发生电路内的多个电流控制电路，并且所述功率传输单元可以将所述数字数据传输到各个电流控制电路。
第一电流感测电路单元可以包括多个电流感测电路，各个电流感测电路可以将各个电流感测电路感测到的电流反馈到各个电流控制电路。
所述多个电流控制电路可以将所述数字数据与第一电流感测电路单元的各个电流感测电路感测到的电流进行比较，并且可以控制各个电流发生电路，从而使电流发生电路产生的电流的值彼此相等。
另外，所述多个电流发生电路可以彼此并联连接，所述多个电流感测电路可以设置在所述多个电流发生电路产生的电流输出所经过的通路上，并且第二电流感测电路单元可设置在从所述多个电流发生电路输出的电流合并的通路上。
所述电流控制电路单元可以包括分别安装在所述电流发生电路单元内部的多个电流控制电路，并且所述功率传输单元可以将所述第二电流感测电路单元感测到的总电流传输到所述多个电流控制电路。
第一电流感测电路单元可以包括多个电流感测电路，并且所述多个电流感测电路可以将各个电流感测电路感测到的电流反馈到所述多个电流控制电路。
所述电流控制电路可以将所述第二电流感测电路单元感测到的总电流与所述第一电流感测电路单元的所述多个电流感测电路感测到的电流进行比较，并且控制各个电流发生电路，从而使所述电流发生电路产生的电流的值彼此相等。
所述多个电流发生电路可以彼此并联连接，所述多个电流感测电路可以设置在从所述多个电流发生电路产生的电流输出所经过的通路上，所述第二电流感测电路单元可以设置在从所述多个电流发生电路输出的电流合并的通路上。
如上所述，根据本发明的电池包的充电和放电***可以在稳定地保持每个电流发生模块的电流平衡的同时确保高电流精度。
本发明的其他方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐述，一部分将通过描述而清楚，或者可以通过本发明的实践而获知。
附图说明
从下面结合附图进行的详细描述中，本发明的目的、特征和优点将变得更加清楚，在附图中：
图1是根据本发明实施例的电池包的充电和放电***的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例的示例，从而本领域技术人员可以容易地理解和使用本发明的实施例的示例。
现在将详细描述根据本发明实施例的电池包的充电和放电***。
图1是根据本发明实施例的电池包的充电和放电***100的框图。
参照图1，根据本发明实施例的充电和放电***100包括电流发生电路单元110、功率传输单元120、第一电流感测电路单元130、第二电流感测电路单元140、电流控制电路单元150和数据处理单元160。
电流发生电路单元110可以接收从电源单元10输出的功率，并且产生使电池20充电和放电所需的电流。电流发生电路单元110可以包括彼此并联连接的多个电流发生电路。例如，电流发生电路单元110可以包括第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c。第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c可以分别产生电流。在本发明示出的实施例中，电流发生电路单元110包括三个电流发生电路，但是本发明并不将电流发生电路的数量限制为三个。
功率传输单元120在电池20充电期间分配从电源单元10输出的功率，将输出功率传输到电流发生电路单元110的第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c，并在电池20的放电期间将供应到第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c的电流传输到电源单元10。另外，功率传输单元120可以接收数据处理单元160处理过的数据，并且将所述数据传输到电流控制电路单元150。这里，在电流控制电路单元150安装在电流发生电路单元110中的情况下，数据处理单元160处理过的数据可以通过电流发生电路单元110被传输到电流控制电路单元150。功率传输单元120可以设置在电源单元10和电流发生电路单元110的前端之间。随后将更详细地描述电流发生电路单元110、功率传输单元120和电流控制电路单元150的构造。
第一电流感测电路单元130可以感测电流发生电路单元110的输出电流。第一电流感测电路单元130可以包括第一电流感测电路130a、第二电流感测电路130b和第三电流感测电路130c。
第一电流感测电路130a可以被构造为感测第一电流发生电路110a的输出电流131a，并且可以设置在第一电流发生电路110a产生的电流131a输出所经过的通路上。另外，第一电流感测电路130a可以将输出电流131a反馈到电流控制电路单元150的第一电流控制电路150a。
第二电流感测电路130b可以被构造为感测第二电流发生电路110b的输出电流131b，并且可以设置在第二电流发生电路110b产生的电流131b输出所经过的通路上。另外，第二电流感测电路130b可以将输出电流131b反馈到电流控制电路单元150的第二电流控制电路150b。
第三电流感测电路130c可以被构造为感测第三电流发生电路110c的输出电流131c，并且可以设置在第三电流发生电路110c产生的电流131c输出所经过的通路上。另外，第三电流感测电路130c可以将输出电流131c反馈到电流控制电路单元150的第三电流控制电路150c。
根据示出的实施例的第一电流感测电路单元130可以不必采用高价格、高精度的电流传感器，也可以使用相对廉价的电流传感器。
尽管示出的实施例示出了第一电流感测电路单元130包括三个电流感测电路，但是本发明并不将电流感测电路的数量限制为三个，电流感测电路和电流控制电路的数量可以根据电流发生电路的数量而改变。
第二电流感测电路单元140可以被构造为感测电流发生电路单元110的输出电流141(将被称作总输出电流)，并且可以设置在第一电流发生电路110a的输出电流131a、第二电流发生电路110b的输出电流131b和第三电流发生电路110c的输出电流131c合并的通路上。另外，第二电流感测电路单元140可以将总输出电流141反馈到数据处理单元160。
电流控制电路单元150可以分别控制第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c，以保持第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c产生的电流131a、131b和131c之间的平衡，即，使电流131a、131b和131c的值相等。电流控制电路单元150可以包括多个电流控制电路。例如，如图1所示，电流控制电路单元150可以包括第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c。
第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c可以分别安装在第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c内部或者外部，以控制各个电流发生电路110a、110b和110c。在示出的实施例中，将假设第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c分别安装在第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c内部来描述本发明。
现在将简要描述电流控制电路单元150的操作原理。***产生的最终输出电流被设定为目标值，但是各个电流发生模块产生的电流会根据各种外部因素而改变。因此，根据本发明实施例的电流控制电路单元150利用总输出电流141来调节将从第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c产生的电流的大小。基于该操作原理，现在将更详细地描述电流控制电路单元150。
第一电流控制电路150a安装在第一电流发生电路110a的内部，并且控制第一电流发生电路110a。这里，第一电流控制电路150a通过数据处理单元160和功率传输单元120接收关于总输出电流141的数据，并且第一电流感测电路130a感测到的输出电流131a可以被反馈到第一电流控制电路150a。因此，第一电流控制电路150a将总输出电流141与第一电流感测电路130a感测到的输出电流131a进行比较，并且确定输出电流131a是否具有合适的大小。另外，基于该确定结果，第一电流控制电路150a可以控制第一电流发生电路110a，以调节第一电流发生电路110a产生的电流的大小。
第二电流控制电路150b可以安装在第二电流发生电路110b的内部，并且控制第二电流发生电路110b。这里，第二电流控制电路150b通过数据处理单元160和功率传输单元120接收关于总输出电流141的数据，并且第二电流感测电路130b感测到的输出电流131b可以被反馈到第二电流控制电路150b。因此，第二电流控制电路150b将总输出电流141与第二电流感测电路130b感测到的输出电流131b进行比较，并且确定输出电流131b是否具有合适的大小。另外，基于该确定结果，第二电流控制电路150b可以控制第二电流发生电路110b，以调节第二电流发生电路110b产生的电流的大小。
第三电流控制电路150c可以安装在第三电流发生电路110c的内部，并且控制第三电流发生电路110c。这里，第三电流感测电路130c通过数据处理单元160和功率传输单元120接收关于总输出电流141的数据，并且第三电流感测电路130c感测到的输出电流131c可以被反馈到第三电流控制电路150c。因此，第三电流控制电路150c将总输出电流141与第三电流感测电路130c感测到的输出电流131c进行比较，并且确定输出电流131c是否具有合适的大小。另外，基于该确定结果，第三电流控制电路150c可以控制第三电流发生电路110c，以调节第三电流发生电路110c产生的电流的大小。
因此，第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c控制第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c，以保持电流平衡。
数据处理单元160可以接收从第二电流感测电路单元140反馈的总输出流141，并且可以将接收到的总输出电流141转换为数字数据。另外，数据处理单元160可以通过功率传输单元120将转换后的数据传输到第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c。如上所述，在第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c分别安装在第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c的内部的情况下，转换后的数据可以通过第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c被输出到第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c。可选地，在第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c分别安装在第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c的外部的情况下，转换后的数据可以通过功率传输单元120被直接传输到第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c。
根据本发明实施例的数据处理单元160将第二电流感测电路单元140感测到的总输出电流141的模拟值转换为数字值，然后将数字值反馈，从而将外部影响(例如，噪声)最小化。
此时，可以不形成数据处理单元160。在这种情况下，功率传输单元120可以被构造为将第二电流感测电路单元140感测到的总输出电流141直接传输到第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c。另外，第一电流控制电路150a、第二电流控制电路150b和第三电流控制电路150c将总输出电流141与第一电流感测电路130a感测到的输出电流131a、第二电流感测电路130b感测到的第二电流131b和第三电流感测电路130c感测到的第三电流131c进行比较，并且分别控制第一电流发生电路110a、第二电流发生电路110b和第三电流发生电路110c。
根据本发明的实施例，可以稳定地保持电流发生模块之间的电流平衡，并且可以确保高电流的电流精度。
尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖包含在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种电池包的充电和放电***，所述充电和放电***包括：
电流发生电路单元，包括接收功率并产生电流的多个电流发生电路；
功率传输单元，分配充电期间从电源单元输出的功率，将分配后的功率传输到所述多个电流发生电路，并且在放电期间将供应到所述多个电流发生电路的电流传输到电源单元；
第一电流感测电路单元，感测从所述多个电流发生电路输出的电流；
第二电流感测电路单元，感测从所述电流发生电路单元输出的总电流；
电流控制电路单元，将第一电流感测电路单元感测到的电流与第二电流感测电路单元感测到的总电流进行比较，并且控制各个电流发生电路，从而保持各个电流发生电路之间的电流平衡。
2.根据权利要求1所述的充电和放电***，所述充电和放电***还包括数据处理单元，所述数据处理单元将第二电流感测电路单元感测到的总电流的模拟数据转换为数字数据。
3.根据权利要求2所述的充电和放电***，其中，所述电流控制电路单元包括分别安装在所述多个电流发生电路内的多个电流控制电路，并且所述功率传输单元将所述数字数据传输到各个电流控制电路。
4.根据权利要求3所述的充电和放电***，其中，第一电流感测电路单元包括多个电流感测电路，各个电流感测电路将各个电流感测电路感测到的电流反馈到各个电流控制电路。
5.根据权利要求4所述的充电和放电***，其中，所述多个电流控制电路将所述数字数据与第一电流感测电路单元的各个电流感测电路感测到的电流进行比较，并且控制各个电流发生电路，从而使电流发生电路产生的电流的值彼此相等。
6.根据权利要求4所述的充电和放电***，其中，所述多个电流发生电路彼此并联连接，所述多个电流感测电路分别设置在所述多个电流发生电路产生的电流输出所经过的通路上，并且第二电流感测电路单元设置在从所述多个电流发生电路输出的电流合并的通路上。
7.根据权利要求1所述的充电和放电***，其中，所述电流控制电路单元包括安装在所述电流发生电路单元内部的多个电流控制电路，并且所述功率传输单元将所述第二电流感测电路单元感测到的总电流传输到所述多个电流控制电路。
8.根据权利要求7所述的充电和放电***，其中，第一电流感测电路单元包括多个电流感测电路，并且所述多个电流感测电路将各个电流感测电路感测到的电流反馈到所述多个电流控制电路。
9.根据权利要求8所述的充电和放电***，所述多个电流控制电路将所述第二电流感测电路单元感测到的总电流与所述第一电流感测电路单元的所述多个电流感测电路感测到的电流进行比较，并且控制各个电流发生电路，从而使所述多个电流发生电路产生的电流的值彼此相等。
10.根据权利要求8所述的充电和放电***，其中，所述多个电流发生电路彼此并联连接，所述多个电流感测电路设置在所述多个电流发生电路产生的电流输出所经过的通路上，所述第二电流感测电路单元设置在从所述多个电流发生电路输出的电流合并的通路上。
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