CN108461696B - 电压变化减小的电池组 - Google Patents

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Abstract

在一个方面中，本申请公开了一种电池堆(12)，所述电池堆(cell stack)可以包括电池模组(30)，所述电池模组(cell module)串联以产生电池堆工作电压(18)。电池模组(30)可以包括与串联开关(40)串联的电池单元(20)，并且包括并联连接到电池单元(20)和串联开关(40)的并联开关(44)。电池堆监测电路(50)可以具有连接到串联开关(40)的串联控制器(42)、连接到并联开关(44)的并联控制器(46)以及连接到电池单元(20)的电池单元监测器(28)，以测量来自每个电池模组(30)的单元参数。

Description

电压变化减小的电池组
技术领域
本申请涉及电池组。
背景技术
电池组(battery pack)可以包括以并联和串联组合配置的一个或多个电池堆(cell stack)，以实现预期工作电压和通常以安培小时为单位衡量的电流容量。遗憾的是，当所述电池堆中的一个电池单元发生故障时，所述电池堆工作电压可能下降到为所述电池组的负载提供功率所需的最低电池堆电压以下。此外，由于每个电池单元的内部电阻，若包括健康电池单元的电池组上的负载增大，电池堆工作电压可能下降到最低电池堆电压以下。此外，一个电池单元发生故障可能导致温度剧增，这可能逐级导致整个电池堆发生灾难性故障。
一种单个电池故障的解决方案是监测整个电池堆的温度和/或电压，并向用户发送电池组状况的指示。但是，单元故障需要更换整个电池堆，进而引起服务中断和更换成本。一种针对电池组重负载的解决方案是提高电池堆工作电压，使其在重负载时保持在最小电池堆电压以上。但是，使电池堆工作电压向上偏置可能会在轻载期间过度升高电压，从而使电池堆在所有负载条件下的电压变化过高。
第6,599,655号美国专利中公开了一种方法，所述方法通过隔离电池堆中的个别电池单元并且从剩余电池单元向负载提供电力来一次一个地调节所述电池单元。但是，没有任何可用方法可在调节期间以及在不断改变的负载条件下保持低电压变化。
发明内容
在一个方面中，公开了一种用于电池组的电池堆，所述电池堆可以包括一组电池模组，所述电池模组具有低端子和高端子，并且串联连接以产生所述电池堆的电池堆工作电压。所述电池单元可以连接到低端子或高端子中的一者，并且串联开关可以串联连接在所述电池单元与所述低端子或所述高端子中的另一者之间。并联开关可以在所述低端子与所述高端子之间并联连接到所述电池单元和所述串联开关。所述电池堆可以进一步包括电池堆监测电路，所述电池堆监测电路具有连接到所述串联开关的串联控制器以及连接到所述并联开关的并联控制器。所述电池堆监测电路还可以包括电池单元监测器，所述电池单元监测器连接到所述电池单元并且测量来自所述电池单元的单元参数。基于所测得的单元参数，所述电池堆监测电路可以选择性地将至少一个电池模组配置成通过在所述至少一个电池模组中闭合所述串联开关并且断开所述并联开关来促成所述电池堆工作电压，或者通过在所述至少一个电池模组中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压。
另一方面，公开了一种降低电池堆的电池堆工作电压的电压变化的方法，其中所述电池堆包括串联堆叠的两个或更多个电池模组。所述方法可以包括通过在所述电池模组中的工作组中的每个电池模组中闭合串联开关并且断开并联开关来将所述工作组配置成促成所述电池堆工作电压。所述方法可以进一步包括通过在所述电池模组中的备用组中的每个电池模组中断开串联开关并且闭合并联开关来将所述备用组配置成旁通所述电池堆工作电压。所述方法可以进一步包括监测所述两个或更多个电池模组中的至少一个电池模组的所述电池堆工作电压和所述单元电压。如果所述电池堆工作电压的变化量大于预定电池堆阈值，则所述备用组中的至少一个电池模组可以配置成通过闭合所述串联开关并且断开所述并联开关来促成所述电池堆工作电压，或者所述工作组中的至少一个电池模组可以配置成通过断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压。
在又一方面中，公开了一种具有多个电池堆的电池组，其中每个电池堆可以包括多个电池模组，所述多个电池模组串联连接，以产生所述电池堆的电池堆工作电压。
具体地，本公开技术方案1涉及一种用于电池组的电池堆，所述电池堆包括：一组电池模组，其中所述一组电池模组中包括的电池模组具有低端子和高端子，并且与相邻电池模组串联连接以产生所述电池堆的电池堆工作电压；电池单元，所述电池单元连接到所述低端子或所述高端子中的一者；串联开关，所述串联开关串联在所述电池单元与所述低端子或所述高端子中的另一者之间；并联开关，所述并联开关在所述低端子与所述高端子之间并联连接到所述电池单元和所述串联开关；以及电池堆监测电路，所述电池堆监测电路具有连接到所述串联开关的串联控制器、连接到所述并联开关的并联控制器以连接到所述电池单元的电池单元监测器；其中所述电池单元监测器测量所述电池单元的单元参数，并且基于所测得的单元参数，所述电池堆监测电路选择性地将所述组中的至少一个电池模组配置成通过在所述至少一个电池模组中闭合所述串联开关并且断开所述并联开关来促成所述电池堆工作电压，或者通过在所述至少一个电池模组中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压。
进一步地，本公开技术方案2，其中当所述至少一个电池模组旁通所述电池堆工作电压时，所述电池堆监测电路通过所述电池单元监测器对所述电池单元进行充电。
进一步地，本公开技术方案3，其中所述单元参数是单元电压，并且所述电池堆监测电路选择性地将所述至少一个电池模组配置成当所测得的单元电压降低到电压阈值以下时，旁通所述电池堆工作电压。
进一步地，本公开技术方案4，其中所述单元参数是单元温度，并且所述电池堆监测电路选择性地将所述至少一个电池模组配置成当所测得的单元温度升高到温度阈值以上时，旁通所述电池堆工作电压。
进一步地，本公开技术方案5，进一步包括位于所述电池单元与所述低端子之间的第一热熔丝以及位于所述电池单元与所述高端子之间的第二热熔丝，其中所述第一热熔丝和第二热熔丝配置成当所述电池单元中的温度超出熔断阈值时断开连接。
进一步地，本公开技术方案6，其中所述电池堆监测电路将所述至少一个电池模组配置成当所述第一热熔丝和第二热熔断器断开时，通过在所述至少一个电池模组中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压。
进一步地，本公开技术方案7，其中所述至少一个电池模组是备用单元，所述备用单元仅旁通所述电池堆工作电压，直至所述电池堆监测电路将至少一个其他电池模组配置成通过在所述至少一个其他电池模组中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压，由此所述电池堆监测电路将所述至少一个电池模组配置成通过在所述至少一个电池模组中闭合所述串联开关并且断开所述串联开关来促成所述电池堆工作电压。
进一步地，本公开技术方案8，进一步包括单元传感器，所述单元传感器连接到所述电池单元，并将所述单元参数提供给所述电池单元监测器。
进一步地，本公开技术方案9，进一步包括振动检测器，用于预测所述一组电池模组中的故障单元状况。
进一步地，本公开技术方案10，其中所述电池单元是锂离子电池。
进一步地，本公开技术方案11，其中所述串联开关和所述并联开关是半导体FET装置。
本公开技术方案12涉及一种电池组，所述电池组具有根据上述技术方案1到11中任一所述的多个电池堆。
进一步地，本公开技术方案13，其中每个电池堆中的所述电池堆监测电路连接到另一电池堆监测电路。
进一步地，本公开技术方案14，其中当所述至少一个电池模组旁通所述电池堆工作电压时，至少一个电池堆监测电路对所述电池单元进行充电。
本公开技术方案15涉及一种降低电池组中的电池堆的电池堆工作电压的电压变化的方法，其中所述电池堆具有串联堆叠的两个或更多个电池模组，所述方法包括：将所述两个或更多个电池模组中的工作组配置成通过在所述工作组中的每个电池模组中闭合串联开关并且断开并联开关来促成所述电池堆工作电压；将所述两个或更多个电池模组中的备用组配置成通过在所述备用组中的每个电池模组中断开串联开关并且闭合并联开关来旁通所述电池堆工作电压；监测所述两个或更多个电池模组中的至少一个电池模组的所述电池堆工作电压和所述单元电压；以及响应于所述电池堆工作电压的变化量大于预定电池堆阈值，执行以下操作中的至少一个操作：将所述备用组中的至少一个电池模组配置成通过在所述至少一个电池模组中闭合所述串联开关并且断开所述并联开关来促成所述电池堆工作电压；或者将所述工作组中的至少一个电池模组配置成通过在所述至少一个电池模组中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压。
进一步地，本公开技术方案16，所述方法进一步包括感测所述工作组中的每个电池模组中的所述电池单元的状况，其中所述状况是温度或电压中的一者。
进一步地，本公开技术方案17，所述的方法进一步包括当所述状况满足预定单元阈值时，隔离所述电池单元。
进一步地，本公开技术方案18，其中所述隔离包括断开至少一个熔丝。
进一步地，本公开技术方案19，进一步包括当所述至少一个电池模组旁通所述电池堆工作电压时，对所述备用组中的所述至少一个电池模组进行充电。
进一步地，本公开的技术方案20，其中超出所述预定电池堆阈值通过所述电池堆上的负载变化来确定。
附图说明
图1示出了根据本公开的各个方面的电池模组的示意图，其中所述电池模组的电池单元选择成促成电池堆。
图2示出了根据本说明书中所述的各个方面的图1所示电池模组的示意图，其中所述电池模组处于旁通模式并且配置成用于充电和调节。
图3示出了根据本公开的各个方面的两个电池堆，所述两个电池堆具有图1及图2所示的选定电池模组和旁通电池模组。
图4示出了根据本公开的各个方面的图2所示电池模组的示意图，其中所述电池模组将所述电池单元与电池堆热隔离。
图5是根据本公开的各个方面的并联组合的四个电池堆的示意图。
具体实施方式
参见图1，在本公开的各个方面中，用于电池组的电池堆12可以包括一组电池模组30，所述一组电池模组串联连接，以在电池堆阳极14与电池堆阴极16之间产生电池堆12的电池堆工作电压18。每个电池模组30可以包括电池单元20，所述电池单元产生单元电压并且与由串联控制器42控制的串联开关40串联连接。电池单元20可以连接到低端子32或高端子34中的一者，并且串联开关40可以连接到低端子32或高端子34中的另一者。在图1中，串联开关40图示成具有粗圆圈轮廓，所述粗圆圈轮廓表示“接通”(ON)(通电)状态，将单元电压促成给电池堆工作电压18。端子32和34可以限定电池模组30的电输入或输出。
电池单元20可以是锂离子成分，所述锂离子成分的额定值可以为约3.3到3.6伏特，并且任何数量的电池单元20可以串联连接，以促成电池堆工作电压。例如，在图1中，四个锂离子电池20可以级联以产生约13.2至14.4伏特的电池堆工作电压，忽略串联在电池模组30的低端子32与高端子34之间的其他部件中可能发生的损耗。或者，电池单元20可以是碱性镍金属氢化物或所属领域中已知的一些其他成分。要形成较高电压电池堆，例如270伏电池堆，可能需要更大数量的电池单元20。例如，假设用于电池单元20的设计电压为3伏，则可能需要总共90个促成性电池单元20来达到270伏的电池堆工作电压。
继续参见图1，并联开关44可以在低端子32与高端子34之间并联连接到电池单元20和串联开关40，以提供旁通电池单元20的路径。并联控制器46可以控制并联开关44以绕过被旁通的电池单元20来传导电池堆12的电池堆电流19，或者在串联开关闭合(“接通”)时开路并且允许电池堆电流19流动通过电池单元20。电池堆监测电路50可以连接到串联控制器42和并联控制器46，以分别控制串联开关40和并联开关44的切换。在图1中，并联开关44图示成具有表示断开“OFF”(开路)状态的细圆圈。
并联开关44和串联开关40中的一者或这两者可以是半导体装置例如FET开关、MOSFET、双极性接面电晶体，或者所属领域中已知的其他任何半导体开关。在图1中，所述串联开关40可以是N型沟道FET，并且并联开关44可以是P型沟道FET。每个FET可以包括跨漏极到源极(未示出)的齐纳二极管。半导体串联或并联开关的导通电阻(未示出)可以最小化，以使电池堆工作电压18的减小最小化并且使电池堆12内的加热最小化。可以添加其他电池模组30以补偿由于半导体开关的导通电阻引起的电阻损耗。
第一热熔丝38可以***在电池单元20的阴极与低端子32之间，并且第二热熔丝36可以***在电池单元20的阳极与电池模组的高端子34之间。热熔丝36和38可以配置成当电池单元中的温度超出所述热熔丝的熔断阈值时断开连接。断开热熔丝36和38可能需要进行断路，以使所述热熔丝分别与阳极和阴极热隔离。通常，热熔丝36和38可以是相同的，从而当处于闭路状态时，电池单元20的总体电气性能在最大单元温度下可用于电池堆12，而在开路(热熔丝断开)状态下，电池堆完全隔离并且免受电池单元20中的过热事件损害，例如由电池单元20中的短路引起的过热事件损害。
或者，热熔丝36和38可以具有不同成分，并且可以具有不同的熔断阈值以补偿电池单元20的阳极侧与阴极侧之间的不同热传导率或热风险。热熔丝36和38可以属于从阳极和阴极断开的状态变换类型。例如，铅或锡焊料可以在热熔丝的闭路操作期间提供低电阻触点，并且可以在焊料熔点下熔化，进而从阳极和触点脱落以形成开路状态。有利地，热熔丝36和38保护与电池模组30相关联的串联开关40和其他电路以及电池堆12的电路免受故障电池单元20的温度升高的损害。
仍然参见图1，电池堆监测电路50可以包括电池单元监测器28，所述电池单元监测器连接到电池模组30的电池单元20并且可以测量来自电池模组30的单元参数。电池单元监测器28也可以测量来自电池单元20的单元参数。基于所测得的单元参数，所述电池堆监测电路50可以选择性地将至少一个电池模组30配置成通过在所述至少一个电池模组30中闭合所述串联开关40并且断开所述并联开关44来促成所述电池堆工作电压18，或者通过断开所述串联开关40并且闭合所述并联开关44来旁通所述电池堆工作电压18。
所述单元电压可以是由电池单元监测器28测量的一个可能的单元参数，并且可以确定成电池单元20的阳极监测器22与阴极监测器24的电压之间的差值。基于所述单元电压，所述电池堆监测电路50可以选择性地将至少一个电池模组30配置成当所测得的单元电压下降到电压阈值以下时，旁通所述电池堆工作电压18。当电池单元20已经耗尽或放电时，电池单元20的单元电压可能降低到电压阈值以下，这可能会由于所需的电池堆电流19增大而加剧。可以通过电池单元监测器28连续地监测所述单元电压，以确定电池单元20是否已经耗尽。阳极电压和阴极电压的采样可以直接在电池单元20的阳极和阴极处进行，或者可以在与阳极或阴极分离的样本处进行，例如通过热熔丝36和38与阳极或阴极分离。
电池模组30还可以包括单元传感器26，所述单元传感器连接到电池单元20并向电池单元监测器28提供一个或多个单元参数。在一个方面中，单元传感器26可以将电池单元20的单元温度提供给电池单元监测器28，并且电池堆监测电路可以选择性地将电池模组30配置成在所测得的单元温度升高到温度阈值以上时旁通所述电池堆工作电压18。例如，所述单元温度可升高到指示电池单元故障或过热的温度阈值以上。单元传感器26还可以监测一个或多个其他单元参数，例如振动、冲击、压力、化学成分、电气信号或指示电池单元状况的其他任何参数。所述单元传感器可以在物理上与电池单元相邻或集成在一起。
在未示出的各个方面中，电池单元监测器28可以监测或记录性能度量，以确定给定电池单元是促成还是旁通电池堆工作电压18。例如，电池单元监测器28可以包括跟踪一段时间的电压放电分布并且从阳极监测器22、阴极监测器24和单元传感器26确定电池单元20是否衰减。
现在参见图2，在本公开的各个方面中，电池模组31可以通过使电池堆监测电路28关闭串联开关40并接通并联开关44，从而使电池堆电流19绕过电池单元20而旁通所述电池堆工作电压。电池堆监测电路50可以包括当旁通电池模组31时通过充电器开关76和电池单元监测器28将充电器74走线到电池单元20。阳极监测器22和阴极监测器24线路可以用于为电池单元20充电以及监测单元电压。或者，充电线(未示出)可以直接位于电池单元20的阳极和阴极处。有利地，电池模组31的旁通使得能够对其电池单元20充电的同时，使用未旁通的其他电池模组来维持电池堆工作电压18。
充电器74还可以包括在电池堆监测器电路50中。充电器可以参照低端子32电浮置，以使电池堆12中的每个电池模组30可以利用充电器74。电池堆12可以是用于电气***(未示出)的备用电源，并且当电池堆12不使用或轻负载时，用于操作充电器74的电力可以来自所述电气***。电池堆监测电路50还可以包括调节电路(未示出)，用于在必要时对电池单元20进行放电或调节。在一个方面中，用于操作所述调节电路的电力在轻负载条件下可以由电池堆12自身提供，作为自我修复操作。
参考图3，在本公开的方面中，电池模组130中的工作组可以配置成通过在所述工作组的每个电池模组130中闭合串联开关140并且断开并联开关144来促成电池堆112的电池堆工作电压118。电池模组131中的备用组可以配置成通过在所述备用组的每个电池模组131中断开串联开关140并且闭合并联开关144来旁通电池堆112的电池堆工作电压118。两个电池堆112可以并联组合以形成电池组110。
电池堆112的电池堆工作电压118和每个电池模组130和131的电池单元120的单元电压可以由电池堆监测电路150内的电池单元监测器128通过每个电池模组130和131的阳极监测器122和阴极监测器124进行监测。如果所监测的电池堆工作电压118的变化量大于预定电池堆阈值，则可以选择至少一个电池模组131来促成电池堆工作电压118，或者可以将至少一个电池模组130设置成旁通电池堆工作电压118。通过将电池堆112配置成选择或旁通电池单元20，可以降低电池堆工作电压118的电压变化。
例如，工作组中的一个或多个电池模组130的退化会导致电池堆工作电压118的下降量超出预定电池堆阈值，例如一伏特，并且电池堆监测电路150随后可以配置成旁通退化的电池模组130，并选择备用组中的电池模组131来促成所述电池堆工作电压118。在另一个示例中，超出所述预定电池堆阈值可以通过电池堆上的负载变化量来确定，其中负载所需电流的增加或减少可能导致电池堆工作电压的变化量超出所述预定电池堆阈值。在电池堆上发生重负载的情况下，电池堆工作电压118可能下降15％，并且可以选择额外的电池模组131来将电池堆工作电压118恢复到预定电池堆电压阈值内。
在另一方面中，电池堆监测电路150可以接收表明电池堆112上的负载已经改变，致使电池堆工作电压118变化量超出预定电池堆阈值的指示。
有利地，通过为电池堆112提供比在标称负载条件(nominal load condition)下满足电池堆工作电压118所需数目更多的电池单元20，同时监测所述单元电压和电池堆工作电压118，可以降低电池堆112上发生单元故障或负载改变时的电压变化。
继续参见图3，在多个实施例中，每个电池堆112可以包括电池堆监测电路150。视情况而定，用于两个电池堆112中的每个电池堆的电池堆监测电路150可以彼此连接。通过在两个电池堆之间共享关于单元电压的电池堆监测器数据，公用电池堆监测电路150可以以使两个电池堆112之间的电池堆工作电压118相等并且进一步降低电池组110的电压变化的方式，将电池模组分配给这两个电池堆中的备用组和选定组。或者，可以通过一个电池堆监测电路150(未示出)来监测和控制所述两个电池堆112。
被旁通的电池模组131中的一个或多个电池单元120可以通过电池单元监测器128进行充电或调节。所述调节过程可以分别通过阳极监测器线路122和阴极监测器线路124进行，并且可以包括将放电电阻器(未示出)与旁通电池单元120串联放置，以在调节期间使电池单元120放电。电池堆112还可以包括振动检测器或冲击检测器，用于预测电池堆112中的一个或多个电池模组130和131的故障单元状况。
参见图4，在本公开的方面中，当电池单元20中的温度超出熔断阈值时，热熔丝36和38可断开连接以将电池单元20与电池模组31中的其余部分隔离。电池堆监测电路50可以配置成检测热熔丝36和38中的一者或这两者已经断开，并且然后可以通过闭合并联开关44并且断开串联开关40来旁通电池单元20。例如，阳极监测器线路22中的电气变化可以指示热熔丝36已经熔断(断开)，并且可以触发电池单元监测器将电池模组31设置成旁通模式。
热熔丝36或38可以自动断开，以使得热熔丝36和38的开路在热熔丝36和38的物理状态改变时自动发生。或者，热熔丝36或38的断开可以响应于电池单元20中的温度超出熔断阈值而发生，但需要外部控制器，例如启动线路(enable line)或者外部启动元件(external enabling element)。
在本公开的方面中，图5示出了如何将四个电池堆212以并联串联组合形式设置以形成电池组210，所述电池组可以产生电池堆电流219和电池组电压211。每个电池堆212可以具有电池堆阳极214和电池堆阴极216。两个电池堆监测电路250中的每个电池堆监测电路可以通过每个电池模组30的串联控制器242和并联控制器246来控制两个电池堆212。
每个电池堆监测电路250可以具有电池单元监测器228，用于从报告电池单元状况的一个或多个电池模组230接收一个或多个单元参数。另外，单元电压(未示出)可以由另外的感测线路接收，例如阳极监测器、阴极监测器或者单元传感器。所述两个电池堆监测电路250可以通过监测器互连252连接，以交换关于每个电池单元状况的数据，并且协调选择哪些电池模组230用作备用组并且/或者选择哪些电池模组230用作每个电池堆212的选定组。另外，每个电池堆212可以包括其自己的电池堆监测电路250。
尽管图5所示的电池组210图示成每个电池堆212具有六个电池模组230，每个电池堆212可具有任何数量的电池模组230。两个以上的电池堆212可以并联连接以增加电池组210的存储容量，并且两个以上的电池堆212可以串联连接以增加电池组电压211。或者，每个电池堆212可以具有其自己的电池堆监测电路250。
除上述附图中所示之外的许多其他可能的实施例和配置涵盖在本申请范围内。各个实施例的不同特征和结构尚未被描述，它们可根据需要彼此组合使用。所有这些实施例中未说明的特征并不意图解释成其无法包括在这些实施例中，而是出于简明描述的目的。因此，不同实施例的各种特征可以根据需要组合和匹配，以形成新的实施例(无论该新实施例是否被明确说明)。此外，尽管已经描述了“一组”或“多个”各种元件，但是应理解，“一组”或“多个”可以包括仅具有一个元件的任意数量的各个元件。本说明书中涉及本说明书中所述特征的结合或排列。
本说明书使用了多个实例来公开本申请的实施例，包括最佳模式，同时还使得所属领域中的任何普通技术人员能够实践这些实施例，包括制造和使用任何装置或***并且执行所包含的任何方法。本申请的保护范围由权利要求书限定，并可包括所属领域的技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也应在权利要求书的覆盖范围内。

Claims (16)

1.一种用于电池组的电池堆，所述电池堆包括：
一组电池模块，其中所述一组电池模块中包括的电池模块具有低端子和高端子，并且与相邻电池模块串联连接以产生所述电池堆的电池堆工作电压；
电池单元，所述电池单元连接到所述低端子或所述高端子中的一者；
串联开关，所述串联开关串联在所述电池单元与所述低端子或所述高端子中的另一者之间；
并联开关，所述并联开关在所述低端子与所述高端子之间并联连接到所述电池单元和所述串联开关；
电池堆监测电路，所述电池堆监测电路具有耦合到所述串联开关的串联控制器、耦合到所述并联开关的并联控制器以及耦合到所述电池单元的电池单元监测器；以及
位于所述电池单元与所述低端子之间的第一热熔丝以及位于所述电池单元与所述高端子之间的第二热熔丝，其中所述第一热熔丝和所述第二热熔丝配置成当所述电池单元中的温度超出熔断阈值时断开连接；
其中所述电池堆监测电路将所述一组电池模块中的至少一个电池模块配置成当所述第一热熔丝和所述第二热熔断器断开时，通过在所述至少一个电池模块中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压；
其中所述电池单元监测器测量所述电池单元的单元参数，并且基于所测得的单元参数，所述电池堆监测电路选择性地将所述一组电池模块中的至少一个电池模块配置成通过在所述至少一个电池模块中闭合所述串联开关并且断开所述并联开关来促成所述电池堆工作电压，或者通过在所述至少一个电池模块中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压。
2.根据权利要求1所述的电池堆，其中当所述至少一个电池模块旁通所述电池堆工作电压时，所述电池堆监测电路通过所述电池单元监测器对所述电池单元进行充电。
3.根据权利要求1所述的电池堆，其中所述单元参数是单元电压，并且所述电池堆监测电路选择性地将所述至少一个电池模块配置成当所测得的单元电压降低到电压阈值以下时，旁通所述电池堆工作电压。
4.根据权利要求1所述的电池堆，其中所述单元参数是单元温度，并且所述电池堆监测电路选择性地将所述至少一个电池模块配置成当所测得的单元温度升高到温度阈值以上时，旁通所述电池堆工作电压。
5.根据权利要求1所述的电池堆，其中所述至少一个电池模块是备用单元，所述备用单元仅旁通所述电池堆工作电压，直至所述电池堆监测电路将至少一个其他电池模块配置成通过在所述至少一个其他电池模块中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压，由此所述电池堆监测电路将所述至少一个电池模块配置成通过在所述至少一个电池模块中闭合所述串联开关并且断开所述并联开关来促成所述电池堆工作电压。
6.根据权利要求1所述的电池堆，进一步包括单元传感器，所述单元传感器耦合到所述电池单元，并将所述单元参数提供给所述电池单元监测器。
7.根据权利要求1所述的电池堆，进一步包括振动检测器，用于预测所述一组电池模块中的故障单元状况。
8.根据权利要求1所述的电池堆，其中所述电池单元是锂离子电池。
9.根据权利要求1所述的电池堆，其中所述串联开关和所述并联开关是半导体FET装置。
10.一种电池组，所述电池组具有多个根据权利要求1到9中任一权利要求所述的电池堆。
11.根据权利要求10所述的电池组，其中每个电池堆中的所述电池堆监测电路耦合到另一电池堆监测电路。
12.根据权利要求10所述的电池组，其中当所述至少一个电池模块旁通所述电池堆工作电压时，至少一个电池堆监测电路对所述电池单元进行充电。
13.一种降低电池组中的电池堆的电池堆工作电压的电压变化的方法，其中所述电池堆具有串联堆叠的两个或更多个电池模块，所述方法包括：
将所述两个或更多个电池模块中的工作组配置成通过在所述工作组中的每个电池模块中闭合串联开关并且断开并联开关来促成所述电池堆工作电压；
将所述两个或更多个电池模块中的备用组配置成通过在所述备用组中的每个电池模块中断开串联开关并且闭合并联开关来旁通所述电池堆工作电压；
监测所述两个或更多个电池模块中的至少一个电池模块的所述电池堆工作电压和单元电压；以及
响应于所述电池堆工作电压的变化量大于预定电池堆阈值，通过断开至少一个熔丝来隔离至少一个电池单元，并且响应于断开至少一个熔丝，执行以下操作中的至少一个操作：
将所述备用组中的至少一个电池模块配置成通过在所述至少一个电池模块中闭合所述串联开关并且断开所述并联开关来促成所述电池堆工作电压；或者
将所述工作组中的至少一个电池模块配置成通过在所述至少一个电池模块中断开所述串联开关并且闭合所述并联开关来旁通所述电池堆工作电压。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括感测所述工作组中的每个电池模块中的所述电池单元的状况，其中所述状况是温度或电压中的一者。
15.根据权利要求13到14中的任一权利要求所述的方法，进一步包括当所述至少一个电池模块旁通所述电池堆工作电压时，对所述备用组中的所述至少一个电池模块进行充电。
16.根据权利要求13到14中的任一权利要求所述的方法，其中超出所述预定电池堆阈值通过所述电池堆上的负载变化来确定。
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