CN106956602B - 电池组和包括该电池组的电动车 - Google Patents

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Abstract

电池组和包括该电池组的电动车，所述电池组包括电池，该电池包括可再充电和可放电的至少一个电池单元，其中该电池向负载提供电力；控制器，被配置为控制负载要使用的电量；以及电池管理器，被配置为测量电池的剩余容量并且向控制器提供关于测量的剩余容量的信息。

Description

电池组和包括该电池组的电动车
相关申请的交叉引用
2015年11月25日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2015-0165566、标题为“电池组和包括该电池组的电动车”的韩国专利申请，在此通过引用将其全部内容并入。
技术领域
实施例涉及电池组和包括该电池组的电动车。
背景技术
根据电机控制而操作的电动车可以使用从电池组接收的预定放电电流。
发明内容
实施例针对电池组和包括该电池组的电动车。
实施例可以通过提供包括电池的电池组来实现，该电池包括可再充电和可放电的至少一个电池单元，其中电池向负载提供电力；控制器，被配置为控制负载要使用的电量；以及电池管理器，被配置为测量剩余的电池容量并且向控制器提供关于测量的剩余容量的信息。
电池管理器可以控制电池的充电和放电，并且可以根据电池的放电电流设置电池的保护电压电平。
响应于电池放电电流的减小，电池管理器可以减小电池的保护电压电平。
控制器可以根据剩余容量控制负载要使用的电量。
当电池的电压低于最小保护电压电平时，电池管理器可以停止电池的放电。
实施例可以通过提供一种电动车来实现；该电动车包括：驱动电机；可再充电和可放电的电池，该电池被配置为向驱动电机提供电力；电机控制器，被配置为控制驱动电机要使用的电量；以及电池管理器，被配置为测量电池的剩余容量并且向电机控制器提供关于测量的剩余容量的信息。
电池管理器可以控制电池的充电和放电，并且可以根据电池的放电电流设置电池的保护电压电平。
响应于电池放电电流的减小，电池管理器可以减小电池的保护电压电平。
电机控制器可以根据剩余容量来控制驱动电机要使用的电量。
当电池的电压低于最小保护电压电平时，电池管理器可以停止电池的放电。
附图说明
参考附图，通过对具体实施例的描述，各特征将对本领域技术人员明了，附图中：
图1示出了根据示例实施例的电池组的结构的示意图；
图2示出了电池电压随时间变化的曲线图；
图3示出了根据示例实施例的电池组的操作的示意图；以及
图4示出了根据示例实施例的电动车的结构的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图在下文更全面地描述示例实施例；但是，它们可以具体化为不同形式并且不应当被解释为受限于本文阐述的实施例。而是，提供这些实施例，从而本公开将更详尽和全面，并且将向本领域技术人员完整地传达示例实施方案。
附图中，为了清楚阐述，可以扩大层和区的尺寸。还将理解，当层或元件被称为在另一层或元件“上”时，它可以直接地在另一层或元件上，或者也可以存在中间层。相同的附图标记始终指代相同的元件。
如本文使用的术语“和/或”包括关联的列表项的一个或多个的任意和所有组合。诸如“其中至少一个”的表述，当其在元素列表前面时，修饰整个元素列表并且不修饰该列表的个体元素。
本说明书中使用的术语仅用来描述具体实施例，并且不意图限制该申请。单数形式中使用的表达包含复数形式的表达，除非上下文清楚地有不同意思。本说明书中，将理解，诸如“包括”或“具有”等术语意在指示本说明书中公开的特征、数量、步骤、动作、组件、部件或其组合的存在，并且不意图排除可能存在或可能添加的一个或多个其它特征、数量、步骤、动作、组件、部件或其组合的可能性。以上术语只用来相互区分组件。
图1示出了根据示例实施例的电池组100的结构的示意图。
参考图1，电池组100可以包括电池110、控制器120和电池管理器130。电池110可以包括至少一个电池单元，如多个电池单元111-1到111-n，电池单元可再充电和可放电。电池110向负载LOAD提供电力。
电池组100和负载LOAD可以经电池组端子P+和P-彼此连接，并且可以经电池组端子P+和P-向负载LOAD提供电力。实施方案中，当电池组100经电池组端子P+和P-连接到充电设备时，从充电设备向电池110提供电力以便对电池110中包括的电池单元111-1到111-n的每个进行充电。
例如，从电池110输出的放电电流可以流经电池组端子P+和P-，并且，由充电设备输入的充电电流也可以流经电池组端子P+和P-。
电池单元111-1到111-n可以包括可再充电的二次电池。实施方案中，电池单元111-1到111-n可以包括，如，镍铬电池、铅蓄电池、镍金属混合(NiMH)电池、锂离子电池或锂聚合物电池。
控制器120可以控制负载LOAD要使用的电量(如，提供给负载LOAD的电量)。电池管理器130可以测量电池110的剩余充电容量并且可以向控制器120提供关于测量的电池110的剩余充电容量的信息。控制器120可以根据或响应于剩余的充电容量来控制负载LOAD要使用的或提供给负载LOAD的电量。
例如，如果电池110的剩余充电容量减少并且其没有剩下太多可用的使用期或时间，则控制器120可以控制负载LOAD，使得负载LOAD使用的或向负载LOAD提供的电力更少。
电池管理器130可以控制电池110的充电和放电。电池管理器130可以通过控制放电开关SW1和充电开关SW2来控制电池110的充电和放电操作。当电池管理器130关闭放电开关SW1时，可以阻挡从电池110向电池组100的外部输出的放电电流。当电池管理器130关闭充电开关SW2时，阻挡输入到电池组100的充电电流。
实施方案中，电池管理器130可以监视数据，诸如电池单元111-1到111-n的电压、温度、充电电流、放电电流等，并且可以基于监视的数据控制电池110的充电和放电。
电池管理器130可以基于监视的数据计算电池的剩余电量、寿命、充电状态(SOC)，或可以确定电池110是否已发生任何反常。例如，电池管理器130可以确定是否已发生诸如过充电、过放电、过量电流、过量电压、过热、电池单元失衡、电池单元退化等反常。
当电池110已发生反常时，电池管理器130可以执行根据其中的内部算法所设置的操作。例如，电池管理器130可以控制充电开关SW2和/或放电开关SW1，或者可以切断保险丝。
实施方案中，电池管理器130可以根据监视的数据和预设算法控制电池单元111-1到111-n的均衡操作。
电池管理器130可以根据电池110的放电电流量来控制电池110的保护电压量或保护电压电平。例如，当从电池110输出的放电电流量减少时，电池管理器130也可以将保护电压设置成更低的电压。
保护电压量可以指示欠压保护(UVP)电平，并且可以被理解为，为防止在电池110的电压降低到预定电压或比预定电压更低时电池110的过放电而设置的电压电平。
当控制器120已根据电池110的剩余充电容量设置负载LOAD要使用的或提供给负载LOAD的少量电量时，从电池110输出的放电电流量可能比控制器120的控制操作前要少。当放电电流量减少时，根据该减少的放电电流量，电池管理器130可以将保护电压设置为比控制器120的控制操作前更低。
当电池110的电压低于最低或最小保护电压时，电池管理器130可以阻挡电池110的放电。当电池组100剩余电池容量时，根据实施例的电池组100可以调整放电电流量和UVP电平，从而增加其电池110的使用期或时间。然而，当电池电压降低到预定电压或更低时，电池电压的这一降低可能从整体上影响电池110和包括电池110的***。相应地，当电池电压等于或高于最低保护电压时，电池管理器130可以根据上述操作调整UVP电平。当电池电压减小到低于最低保护电压时，电池管理器130可以不再调整UVP电平而是停止电池110的放电。
图2示出了表示电池电压随时间变化的曲线图。
图2的曲线图中，水平轴表示时间，并且垂直轴表示电池电压。并且，图2的曲线图与其中电池在电池的使用期间未被充电的示例相应。并且，图2的曲线图示出了电池电压的示范性变化，并且该示例实施例不限于图2的曲线图所示的电池电压的变化形式。
当电池的使用期增加时，电池电压减小，并且在时间t1处、电池电压达到UVP电平时，可以停止电池放电以防止过放电。
即使当电池电压达到UVP电平时，实际上可能还剩或留有电池充电容量。使用电池的用户可能希望继续使用电池而不停止电池放电。
在此情况下，可以减少提供给负载LOAD的电力，并且可以改变UVP电平，如减小，以便电池继续放电。例如，当电池电压接近UVP电平时，从电池输出的放电电流量可以减小到当前(如，从前或最初)放电电流的50％，并且UVP电平可以被改变为当前(如，从前或最初)UVP电平的大约80％。
从而，根据示例实施例的电池组100(见图1)中，可以在考虑了电池充电容量后改变负载LOAD要使用的或提供给负载LOAD的电量。可以根据改变后的电量设置电池保护电压电平，从而增加电池110的使用期。
图3示出了根据示例实施例的电池组的操作的示意图。
图3所示的电池管理器130和控制器120分别与参考图1所述的电池管理器130和控制器120相同，并且为了描述的方便，可以省略其它元件。
参考图3，控制器120可以从电池管理器130接收电池容量信息，并且电池管理器130可以从控制器120接收负载功率信息。
控制器120可以基于从电池管理器130接收的电池容量信息来控制负载要使用的或提供给负载的电量。例如，当电池容量减少时，控制器120可以控制输出到负载的放电电流以减小到比当前(如，之前或最初)放电电流更小的电流。
实施方案中，电池管理器130可以从控制器120接收负载功率信息，如关于控制器120所确定的到负载的放电电流量的信息，并且可以根据接收的关于放电电流量的信息来改变电池的UVP电平。例如，当控制器120确定可以或将要使用比当前(如，之前或最初)放电电流还小的放电电流时，电池管理器130可以设置比当前(如，之前或最初)UVP电平更低的UVP电平。当根据实施例的电池组执行这一调整操作时，用户可以充分使用电池的容量，并且电池使用期增加。
图4示出了根据示例实施例的电动车200的结构的示意图。
参考图4，根据示例实施例的电动车200可以包括驱动电机210、电池220、电机控制器240和电池管理器230。驱动电机210可以向电动车200提供动力。电池220可再充电或可放电，并且可以向驱动电机210提供电力。电池220可以包括至少一个电池单元，如，可再充电且可放电的电池单元221-1到221-n。
电池单元221-1到221-n可以包括可再充电二次电池。实施方案中，电池单元221-1到221-n可以包括，如镍铬电池、铅蓄电池、NiMH电池、锂离子电池或锂聚合物电池。
电机控制器240可以控制驱动电机210要使用的或提供给驱动电机210的电量。电池管理器230可以测量电池220剩余的充电容量，并且可以向电机控制器240提供关于测量的电池220剩余充电容量的信息。
电机控制器240可以根据剩余充电容量来控制驱动电机210要使用的或提供给驱动电机210的电量。例如，如果电池220的剩余充电容量减少并且因而其没有剩下太多可用的使用期，则电机控制器240可以控制驱动电机210使用更少的电力。
电池管理器230可以控制电池220的充电和放电，并且可以根据放电电流设置电池220的保护电压。
电池管理器230可以通过控制放电开关和充电开关来控制电池220的充电和放电操作。当电池管理器230关闭放电开关时，可以阻挡从电池220输出的放电电流。当电池管理器230关闭充电开关时，可以阻挡输入到电池220的充电电流。
并且，电池管理器230可以监视数据，诸如电池单元221-1到221-n等的电压、温度、充电电流、放电电流等，并且可以基于监视的数据来控制电池220的充电和放电。
电池管理器230可以基于监视的数据计算电池的剩余电量、寿命、充电状态(SOC)，或者可以确定电池220是否已发生任何反常。例如，电池230可以确定是否已发生诸如过充电、过放电、过量电流、过量电压、过热、电池单元失衡、电池单元退化等反常。
当电池220已发生反常时，电池管理器230可以执行根据其内部算法设置的操作。例如，电池管理器230可以控制充电开关和/或放电开关，或可以切断保险丝。
并且，电池管理器230可以根据监视的数据和预设的算法来控制电池单元221-1到221-n的均衡操作。
电池管理器230可以根据电池220的放电电流量来控制电池220的保护电压量。
例如，当从电池220输出的放电电流量减少时，电池管理器230也可以将保护电压设置成更低的电压。
保护电压量可以指示UVP电平，并且可以被理解为，为了防止当电池220的电压降低到预定电压或更低时电池220的过放电而设置的电压电平。
当电机控制器240已根据电池220的剩余充电容量设置驱动电机210要使用的或提供给驱动电机210的少量电量时，从电池220输出的放电电流量可能比电机控制器240的控制操作前更少。当放电电流量减少时，根据放电电流这一减少量，电池管理器230可以之后将保护电压设置为比电机控制器240的控制操作前更低。例如，由于已经减小的放电电流，所以可以减小保护电压而不会使电池过放电。
当电池220的电压低于最低的保护电压时，电池管理器230可能阻挡电池220的放电。当电池容量有剩余时，根据实施例的电动车200可以调整放电电流量和UVP电平，从而增加使用期。然而，当电池电压降低到预定电压或更低时，电池电压的这一降低可能从整体上影响电池220和包括电池220的***。相应地，只要电池电压等于或高于最低的保护电压，电池管理器230就可以根据上述操作调整UVP电平。当电池电压减小到低于最低保护电压或降到最低保护电压之下时，电池管理器230可以不再调整UVP电平，而是停止电池220放电。
实施方案中，如图4所示，电动车200可以是汽车。实施方案中，包括执行上述操作的元件的电动自行车或电动摩托车也可被理解为具有和根据示例实施例的电动车200基本上相同的配置。
通过总结和回顾，当用户操作电动车时，不管电池组的容量是多少，电动车都可以继续使用预定的电流。即使当电池的充电容量不足够时，如果使用了预定放电电流，那么电池组的保护操作也可以被迅速地执行。
从而，尽管仍留下实际的电池容量，用户也不可以完全地使用该电池容量，并且电动车的行驶距离可能减少。
根据一个或多个示例实施例，可以提供电池组和包括该电池组的电动车，其中电池组中，根据电池的剩余充电电量而不同地设置电池的保护电压电平，从而提高电池的使用期。
实施例可以提供电池组，其中，根据电池的剩余充电电量而不同地设置电池的保护电压电平，从而提高电池的使用期。
本文已公开示例实施例，并且尽管使用了具体术语，但它们被使用并且只被在通用的和描述性的意义上做出解释，并且不出于限制的目的。一些实例中，截至本申请的提交，本领域普通技术人员应当是显见，结合具体实施例中所描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或将结合其它实施例中所描述的特征、特性和/或元件组合使用，除非特别地另有所指。相应地，本领域技术人员将理解，在不脱离后面的权利要求所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种变化。

Claims (8)

1.一种电动车，包括：
驱动电机；
电池组，包含：
可再充电和可放电的电池，所述电池被配置为向所述驱动电机提供电力；和
电池管理器，被配置为调整所述电池的欠压保护电平，测量所述电池的剩余容量，以及发送与所测量的剩余容量有关的剩余容量信息；
电机控制器，被配置为从所述电池管理器接收所述剩余容量信息，响应于所述剩余容量信息而控制所述驱动电机要使用的电量，
其中：
所述电机控制 器被配置为基于所述剩余容量信息来减少所述驱动电机要使用的电量，发送与减少的电量有关的减小的负载功率信息，以及
所述电池管理器被配置为响应于所述减小的负载功率信息来减小所述电池的欠压保护电平。
2.如权利要求1所述的电动车，其中，所述电池管理器：
控制所述电池的充电和放电，以及
根据所述电池的放电电流设置所述电池的欠压保护电平。
3.如权利要求2所述的电动车，其中，响应于所述电池放电电流的减小，所述电池管理器减小所述电池的欠压保护电平。
4.如权利要求1所述的电动车，其中，所述电机控制器根据剩余容量控制所述驱动电机要使用的电量。
5.如权利要求1所述的电动车，其中，当所述电池的电压低于所述电池的欠压保护电平时，所述电池管理器停止所述电池的放电。
6.如权利要求1所述的电动车，其中：
所述电池组还包括在所述电池与所述驱动电机之间串联电连接的放电开关和充电开关，以及
所述电池管理器被配置为直接控制所述放电开关和所述充电开关。
7.如权利要求6所述的电动车，其中，当所述电池的电压低于所述欠压保护电平时，所述电池管理器断开所述放电开关。
8.如权利要求1所述的电动车，其中：
所述电机控制器被配置为将与所述驱动电机要使用的受控电量有关的负载功率信息发送给所述电池管理器，以及
所述电池管理器被配置为从所述电机控制器接收所述负载功率信息，以及响应于所述负载功率信息而调整所述电池的欠压保护电平。
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