电池模块及其智能充电方法

技术领域

本申请涉及充电技术领域，尤其涉及一种电池模块及其智能充电方法。

背景技术

请参阅图1，其为传统电池模块连接负载系统时利用充电器进行充电的系统架构图。其中，Vchg为充电器110的电压大小，Vbat为电池模块120的电压大小，Vload为负载系统130的电压大小，I_chg为充电器110输出的总电流大小，I_bat为流经电池模块120的电流分流大小，I_load为流经负载系统130的电流分流大小，满足I_chg＝I_bat+I_load。

如图1所示，由于电池模块120与充电器110之间无任何方式能得知电池模块120处于连接负载系统130下充电，因此，当电池模块120在连接负载系统130的情况下进行充电时，实际能充入电池模块120的电量少于未连接负载系统130下能充入的电量，于是电池模块120存在无法充饱电的问题。此外，若是将充入电量百分比作为电池模块120的容量更新算法的依据时，则容量更新会面临失真的问题。

另外，电池模块120在连接负载系统130的情况下由定电流充电模式转换成定电压充电模式的时间相对于其未连接负载系统130的情况下久，造成电池模块120在连接负载系统130的情况下充电时间较久。

请参阅图2，其为传统电池模块连接负载系统和未连接负载系统时利用充电器进行充电的充电时间与电池模块的电池的电压之间的关系示意图。其中，实线为电池模块连接负载系统时利用充电器进行充电的充电时间与电池模块的电池的电压之间的关系曲线，一点链线为电池模块未连接负载系统时利用充电器进行充电的充电时间与电池模块的电池的电压之间的关系曲线。以相同固定电压为连接负载系统和未连接负载系统的电池模块的电池的起充点，连接有负载系统的电池模块的电池进入定电压充电模式的时间点t1晚于未连接有负载系统的电池模块的电池进入定电压充电模式的时间点t2，且从图2中可知电池模块在连接有负载系统的情况下充电的时间较久；且若以电池模块的电压为42伏特(V)代表电池模块的电池充饱电，可知电池模块在连接有负载系统的情况下，于电池模块的电池进入定电压充电模式后，因为负载效应产生的电压差，造成电池模块的电池存在无法充饱电的问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种电池模块及其智能充电方法，解决现有技术中，电池模块在连接负载系统的情况下电池模块的电池存在无法充饱电的问题。

为了实现上述目的，本申请是这样实现的：

第一方面，提供一种电池模块，电性连接负载系统。电池模块包括：电池、侦测单元及处理单元，侦测单元连接处理单元和电池。当电池模块电性连接充电器时，侦测单元侦测电池的电压大小及流经负载系统的电流大小；当电池模块电性连接充电器时，处理单元通过通道控制充电器的输出电流及输出电压的大小，及根据电池的电压大小判断电池处于定电流充电模式或定电压充电模式；其中，当处理单元判断电池处于定电流充电模式时，基于默认规则动态提高充电器的输出电流的大小；及当处理单元判断电池处于定电压充电模式时，基于默认规则动态提高充电器的输出电压的大小。

第二方面，提供一种电池模块的智能充电方法，包括以下步骤：判断电池模块是否电性连接负载系统；检测电池模块是否电性连接充电器；当判断电池模块电性连接负载系统且检测到电池模块电性连接充电器时，侦测电池模块的电池的电压大小；根据电池的电压大小判断电池处于定电流充电模式或定电压充电模式；当判断电池处于定电流充电模式时，基于默认规则动态提高充电器的输出电流的大小；及当判断电池处于定电压充电模式时，基于默认规则动态提高充电器的输出电压的大小。

因此，通过电池模块的电池处于定电流充电模式时，基于默认规则动态提高充电器的输出电流的大小；及通过电池模块的电池处于定电压充电模式时，基于默认规则动态提高充电器的输出电压的大小，借此补偿电池模块的电池因电池模块电性连接负载系统而充不满的电量，可确保电池模块的电池饱电，即解决电池模块因其电性连接负载系统而使得电池无法有效充饱的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为传统电池模块连接负载系统时利用充电器进行充电的系统架构图；

图2为传统电池模块连接负载系统和未连接负载系统时利用充电器进行充电的充电时间与电池模块的电池的电压之间的关系示意图；

图3为依据本申请的电池模块电性连接负载系统时利用充电器进行充电的一实施例系统架构示意图；

图4为在本申请的电池模块未连接负载系统的情况下电池模块的电池处于定电压充电模式时利用充电器进行充电的一实施例模型示意图；

图5为在本申请的电池模块连接负载系统的情况下电池模块的电池处于定电压充电模式时利用充电器进行充电的一实施例模型示意图；

图6为在本申请的电池模块连接负载系统的情况下电池模块的电池处于定电压充电模式时利用充电器进行充电的另一实施例模型示意图；及

图7为依据本申请的电池模块的智能充电方法的一实施例流程示意图。

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。

请参阅图3，其为依据本申请的电池模块电性连接负载系统时利用充电器进行充电的一实施例系统架构示意图。在本实施例中，电池模块300电性连接负载系统400和充电器500，充电器500、电池模块300和负载系统400并联。电池模块300包括：电池310、侦测单元320及处理单元330，侦测单元320连接处理单元330和电池310。其中，电池310的数量可为但不限于一个。

当电池模块300电性连接充电器500时，侦测单元320用于侦测电池的电压大小及流经所述负载系统400的电流大小；处理单元330通过媒介，例如：I/O接口、通道340，控制充电器500的输出电流及输出电压的大小，及根据电池310的电压大小判断电池310处于定电流充电模式或定电压充电模式。其中，侦测单元320可根据电池模块300未连接负载系统400时的预期充电电流的大小获取电池模块300因连接负载系统400所损失的充电电流的大小(即侦测经所述负载系统400的电流大小)。

在一实施例中，当处理单元330判断电池310处于定电流充电模式时，基于默认规则动态提高充电器500的输出电流的大小；当处理单元330判断电池310处于定电压充电模式时，基于默认规则动态提高充电器500的输出电压的大小。处理单元330借由控制信号的准位变化或不同的控制信号告知充电器500调整输出电流及输出电压的大小。

更详细地说，本实施例以默认电压值为标准，当电池310的电压大小小于所述默认电压值的大小时，处理单元330判断电池310处于定电流充电模式，反之，电池310处于定电压充电模式。其中，所述默认电压值的大小可依据不同的电池310的种类进行调整。

因此，默认规则动态提高充电器500的输出电流的大小，进而补偿电池模块300因其电性连接负载系统400而损失的电流大小，提高于定电流充电模式的速率；所述默认规则动态提高充电器500的输出电压的大小，进而补偿电池模块300的电池310因电池模块300电性连接负载系统400而充不满的电量，可确保电池模块300的电池310饱电。

在一实施例中，所述默认规则包括：当判断电池310处于定电流充电模式时，将流经负载系统400的电流大小加上预设电流值的大小的总和设定为充电器500需提供的所述输出电流的大小，以提高充电器500的所述输出电流的大小。其中，所述预设电流值的大小可为但不限于在电池模块300未连接负载系统400的情况下充电器500对处于定电流充电模式的电池310所输出的电流大小，但本实施例并非用以限定本申请。

由于流经负载系统400的电流大小会变动，因此，充电器500可依据所述控制信号的变化动态调整输出电流的大小。

在一实施例中，所述默认规则另包括：当判断电池310处于定电压充电模式时，根据流经负载系统400的电流大小计算补偿电压，以要求充电器500依照所述补偿电压的大小提高所述输出电压的大小，以补偿电池310因电池模块300电性连接负载系统400而充不满的电量，可确保电池模块300的电池310饱电；其中，所述补偿电压为流经负载系统400的电流大小及等效输出电阻的积，所述等效输出电阻为充电器500在电池310处于定电压充电模式时的等效电阻及连接电池310和充电器500的连接线600的电阻的总和。

其中，所述预设电压值的大小可为但不限于在电池模块300未连接负载系统400的情况下充电器500对处于定电压充电模式的电池310所输出的电压大小，但本实施例并非用以限定本申请。

在一实施例中，所述默认规则还包括：当判断电池310处于定电压充电模式且要求充电器500依照所述补偿电压的大小提高所述输出电压的大小后，周期性根据电池310的电压判断电池310是否尚未充饱电；及当第N次判断电池310尚未充饱电时，让所述补偿电压再提高N+1倍来提高所述充电器500的所述输出电压的大小，直至判断电池310饱电，其中，提高的所述补偿电压的大小和预设电压值的大小的总和小于电池310的过电压保护阀值的大小，N为正整数。

更详细地说，处理单元330可每隔一段预设时间(即周期性，例如但不限于5分钟或10分钟)根据侦测单元320所侦测到的电池310的电压判断电池310是否尚未充饱电；当处理单元330第一次判断电池310尚未充饱电时，处理单元330将所述预设电压值的大小加总两倍所述补偿电压的电压大小，并根据加总结果要求充电器500提高所述输出电压的大小；当处理单元330第二次判断电池310尚未充饱电时，处理单元330将所述预设电压值的大小加总三倍所述补偿电压的电压大小，并根据加总结果要求充电器500提高所述输出电压的大小，以此类推直至判断电池310饱电。应当注意的是，上述加总结果需小于电池310的过电压保护阀值的大小，即N有上限值，可根据不同的电池种类而有所不同。

在一实施例中，电池模块300还包括检测单元350，电性连接侦测单元320，用于检测电池模块300是否电性连接充电器500。

在一实施例中，电池模块300还包括存储单元360，电性连接处理单元330，用于存储定电流旗标值和定电压旗标值；当电池模块300电性连接充电器500时，处理单元330将所述定电流旗标值和所述定电压旗标值设置为0。

在一实施例中，当处理单元330判断电池310处于所述定电流充电模式时，处理单元330将所述定电流旗标值设置为1；当处理单元330判断电池310处于所述定电压充电模式时，处理单元330将所述定电压旗标值设置为1。

以下配合图4至图6以实例的方式进行所述补偿电压的电压大小的说明。

请参阅图4和图5，图4为在本申请的电池模块未连接负载系统的情况下电池模块的电池处于定电压充电模式时利用充电器进行充电的一实施例模型示意图，图5为在本申请的电池模块连接负载系统的情况下电池模块的电池处于定电压充电模式时利用充电器进行充电的一实施例模型示意图。

在图4中，Vchg_1为充电器500输出的电压大小，Vbat_1为未连接负载系统400的电池模块300的电压大小，Ichg_1为充电器500输出的电流大小，Ibat_1为流经未连接负载系统400的电池模块300的电流大小，Rcable_1为连接电池模块300和充电器500的连接线的电阻大小，Rchg，cv_1为充电器500在电池模块300的电池310处于定电压充电模式时的等效电阻大小，T

在图5中，Vchg_1为充电器500输出的电压大小，Vbat_L为电池模块300的电压大小，Ichg_1为充电器500输出的电流大小，Ibat_1为流经电池模块300的电流大小，Rcable_1为连接电池模块300和充电器500的连接线的电阻大小，Rchg，cv_1为充电器500在电池310处于定电压充电模式时的等效电阻大小，R

本申请的电池模块300为了使电性连接负载系统400的电池310所累积的充电电量与未电性连接负载系统400的电池310所累积的充电电量一致(即Q

请参阅图4和图6，图6为在本申请的电池模块连接负载系统的情况下电池模块的电池处于定电压充电模式时利用充电器进行充电的另一实施例模型示意图。

图6与图5的模型之间的差异在于电池模块300、负载系统400和充电器500的电性连接方式，图6的模型还包括负载系统400的电压大小V_L，因此，在连接负载系统400的电池模块300的电池310处于定电压充电模式时，充电器500能充进连接负载系统400的电池模块300的电池310的电量

本申请的电池模块300为了使电性连接负载系统400的电池模块300的电池310所累积的充电电量与未电性连接负载系统400的电池模块300的电池310所累积的充电电量一致(即Q

请参阅图7，其为依据本申请的电池模块的智能充电方法的一实施例流程示意图。在本实施例中，电池模块的智能充电方法包括以下步骤：判断电池模块是否电性连接负载系统(步骤410)；检测所述电池模块是否电性连接充电器(步骤420)；当判断所述电池模块电性连接所述负载系统且检测到所述电池模块电性连接所述充电器时，侦测所述电池模块的电池的电压大小(步骤430)；根据所述电池的电压大小判断所述电池处于定电流充电模式或定电压充电模式(步骤440)；当判断所述电池处于所述定电流充电模式时，基于默认规则动态提高所述充电器的输出电流的大小(步骤450)；及当判断所述电池处于所述定电压充电模式时，基于所述默认规则动态提高所述充电器的输出电压的大小(步骤460)。

在一实施例中，步骤450的默认规则可包括：当判断所述电池处于所述定电流充电模式时，将流经所述负载系统的电流大小加上预设电流值的大小的总和设定为所述充电器需提供的所述输出电流的大小，以提高所述充电器的所述输出电流的大小。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

在一实施例中，步骤460的默认规则可包括：当判断所述电池处于所述定电压充电模式时，根据流经所述负载系统的电流大小计算补偿电压，以要求所述充电器依照所述补偿电压的大小提高所述输出电压的大小；其中，所述补偿电压为流经所述负载系统的电流大小及等效输出电阻的积，所述等效输出电阻为所述充电器在所述电池处于所述定电压充电模式时的等效电阻及连接所述电池和所述充电器的连接线的电阻的总和。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

在一实施例中，步骤460的默认规则还可包括：当判断所述电池处于所述定电压充电模式且要求所述充电器依照所述补偿电压的大小提高所述输出电压的大小后，周期性根据所述电池的电压大小判断所述电池是否尚未充饱电；及当第N次判断所述电池尚未充饱电时，让所述补偿电压再提高N+1倍来提高所述充电器的所述输出电压的大小，直至判断所述电池饱电，其中，提高的所述补偿电压的大小和预设电压值的大小的总和小于所述电池的过电压保护阀值的大小，N为正整数。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

在一实施例中，所述电池模块的智能充电方法还包括：存储定电流旗标值和定电压旗标值；及当检测到所述电池模块电性连接所述充电器时，将所述定电流旗标值和所述定电压旗标值设置为0。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

在一实施例中，所述电池模块的智能充电方法还包括：当判断所述电池处于所述定电流充电模式时，将所述定电流旗标值设置为1；及当判断所述电池处于所述定电压充电模式时，将所述定电压旗标值设置为1。详细描述已于上述段落加以说明，于此不再赘述。

综上所述，本申请实施例的电池模块及其智能充电方法，通过电池模块的电池处于定电流充电模式时，基于默认规则动态提高充电器的输出电流的大小；及通过电池模块的电池处于定电压充电模式时，基于默认规则动态提高充电器的输出电压的大小，借此补偿电池模块的电池因电池模块电性连接负载系统而充不满的电量，可确保电池模块的电池饱电，即解决电池模块因其电性连接负载系统而使得电池无法有效充饱的问题。

虽然在本申请的图式中包含了以上描述的组件，但不排除在不违反发明的精神下，使用更多其他的附加组件，已达成更佳的技术效果。

虽然本发明使用以上实施例进行说明，但需要注意的是，这些描述并非用于限缩本发明。相反地，此发明涵盖了所属技术领域中的技术人员显而易见的修改与相似设置。所以，权利要求范围须以最宽广的方式解释来包含所有显而易见的修改与相似设置。