專利名稱：電池包的充電和放電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例涉及一種電池包的充電和放電系統(tǒng)。
背景技術：
隨著二次電池所要求的規(guī)格變得更加嚴格，用于制造和測試二次電池的充電和放電裝置的輸出電流所要求的規(guī)格相應地變得更加嚴格。目前，正在開發(fā)和制造能夠產(chǎn)生最大電流為大約幾百安培(A)的充電和放電裝置。將來預計充電和放電裝置的輸出電流所要求的規(guī)格的標準更高。為了符合輸出電流所要求的規(guī)格，必然需要設計和開發(fā)能夠滿足高電流和高電流精度的基本規(guī)格的電流發(fā)生模塊?？衫美鏜OSFET來實現(xiàn)能夠滿足所要求的規(guī)格的高電流充電和放電裝置。然而，隨著所要求的規(guī)格變得更加嚴格，各種組件的成本會急劇增加，從而增加了制造電路的成本負擔。為了克服這些問題，可以通過將低電流發(fā)生模塊彼此連接來產(chǎn)生高電流。在這種情況下，由于使各個低電流發(fā)生模塊同步或者單個電流控制中存在的問題會引起各個低電流發(fā)生模塊之間的電流不平衡，并且會向特定模塊施加過負載，從而對充電和放電電路的穩(wěn)定性和壽命產(chǎn)生負面影響?？蛇x地，在單獨控制單個模塊的情況下，由各個模塊的和來估計所有模塊的整體電流值。因此，當從特定模塊感測到的電流值中存在誤差時，會降低所有模塊的整體電流值的精度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例提供了一種電池包的充電和放電系統(tǒng)，所述充電和放電系統(tǒng)能夠在穩(wěn)定地保持電流發(fā)生模塊之間的電流平衡的同時確保高電流的電流值精度。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種電池包的充電和放電系統(tǒng)，所述充電和放電系統(tǒng)包括電流發(fā)生電路單元,包括接收功率并且產(chǎn)生電流的多個電流發(fā)生電路；功率傳輸單元，分配充電期間輸入的功率，將分配后的功率傳輸?shù)剿龆鄠€電流發(fā)生電路，并且在放電期間將供應到所述多個電流發(fā)生電路的電流傳輸?shù)诫娫磫卧?；第一電流感測電路單元，感測從所述多個電流發(fā)生電路輸出的電流；第二電流感測電路單元，感測從電流發(fā)生電路單元輸出的總電流；電流控制電路單元，將第一電流感測電路單元感測到的電流與第二電流感測電路單元感測到的總電流進行比較，并且可以控制各個電流發(fā)生電路，從而保持各個電流發(fā)生電路之間的電流平衡。所述充電和放電系統(tǒng)還可以包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元將第二電流感 測電路單元感測到的總電流的模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)。所述電流控制電路單元可以包括分別安裝在所述多個電流發(fā)生電路內的多個電流控制電路，并且所述功率傳輸單元可以將所述數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鱾€電流控制電路。第一電流感測電路單元可以包括多個電流感測電路，各個電流感測電路可以將各個電流感測電路感測到的電流反饋到各個電流控制電路。所述多個電流控制電路可以將所述數(shù)字數(shù)據(jù)與第一電流感測電路單元的各個電流感測電路感測到的電流進行比較，并且可以控制各個電流發(fā)生電路，從而使電流發(fā)生電路產(chǎn)生的電流的值彼此相等。另外，所述多個電流發(fā)生電路可以彼此并聯(lián)連接，所述多個電流感測電路可以設置在所述多個電流發(fā)生電路產(chǎn)生的電流輸出所經(jīng)過的通路上，并且第二電流感測電路單元可設置在從所述多個電流發(fā)生電路輸出的電流合并的通路上。所述電流控制電路單元可以包括分別安裝在所述電流發(fā)生電路單元內部的多個電流控制電路，并且所述功率傳輸單元可以將所述第二電流感測電路單元感測到的總電流 傳輸?shù)剿龆鄠€電流控制電路。第一電流感測電路單元可以包括多個電流感測電路，并且所述多個電流感測電路可以將各個電流感測電路感測到的電流反饋到所述多個電流控制電路。所述電流控制電路可以將所述第二電流感測電路單元感測到的總電流與所述第一電流感測電路單元的所述多個電流感測電路感測到的電流進行比較，并且控制各個電流發(fā)生電路，從而使所述電流發(fā)生電路產(chǎn)生的電流的值彼此相等。所述多個電流發(fā)生電路可以彼此并聯(lián)連接，所述多個電流感測電路可以設置在從所述多個電流發(fā)生電路產(chǎn)生的電流輸出所經(jīng)過的通路上，所述第二電流感測電路單元可以設置在從所述多個電流發(fā)生電路輸出的電流合并的通路上。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電池包的充電和放電系統(tǒng)可以在穩(wěn)定地保持每個電流發(fā)生模塊的電流平衡的同時確保高電流精度。本發(fā)明的其他方面和/或優(yōu)點將在下面的描述中部分地闡述，一部分將通過描述而清楚，或者可以通過本發(fā)明的實踐而獲知。


從下面結合附圖進行的詳細描述中，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚，在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池包的充電和放電系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例的示例，從而本領域技術人員可以容易地理解和使用本發(fā)明的實施例的示例。現(xiàn)在將詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的電池包的充電和放電系統(tǒng)。圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池包的充電和放電系統(tǒng)100的框圖。參照圖I，根據(jù)本發(fā)明實施例的充電和放電系統(tǒng)100包括電流發(fā)生電路單元110、功率傳輸單元120、第一電流感測電路單元130、第二電流感測電路單元140、電流控制電路單元150和數(shù)據(jù)處理單元160。電流發(fā)生電路單元110可以接收從電源單元10輸出的功率，并且產(chǎn)生使電池20充電和放電所需的電流。電流發(fā)生電路單元110可以包括彼此并聯(lián)連接的多個電流發(fā)生電路。例如，電流發(fā)生電路單元110可以包括第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路I IOb和第三電流發(fā)生電路110c。第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路IlOc可以分別產(chǎn)生電流。在本發(fā)明示出的實施例中，電流發(fā)生電路單元110包括三個電流發(fā)生電路，但是本發(fā)明并不將電流發(fā)生電路的數(shù)量限制為三個。功率傳輸單元120在電池20充電期間分配從電源單元10輸出的功率，將輸出功率傳輸?shù)诫娏靼l(fā)生電路單元110的第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路110c，并在電池20的放電期間將供應到第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路IlOc的電流傳輸?shù)诫娫磫卧?0。另外，功率傳輸單元120可以接收數(shù)據(jù)處理單元160處理過的數(shù)據(jù)，并且將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娏骺刂齐娐穯卧?50。這里，在電流控制電路單元150安裝在電流發(fā)生電路單元110中的情況下，數(shù)據(jù)處理單元160處理過的數(shù)據(jù)可以通過電流發(fā)生電路單元110被傳輸?shù)诫娏骺刂齐娐穯卧?50。功率傳輸單元120可以設置在電源單元10和電流發(fā)生電路單元110的前端之間。隨后將 更詳細地描述電流發(fā)生電路單元110、功率傳輸單元120和電流控制電路單元150的構造。第一電流感測電路單元130可以感測電流發(fā)生電路單元110的輸出電流。第一電流感測電路單元130可以包括第一電流感測電路130a、第二電流感測電路130b和第三電流感測電路130c。第一電流感測電路130a可以被構造為感測第一電流發(fā)生電路IlOa的輸出電流131a，并且可以設置在第一電流發(fā)生電路IlOa產(chǎn)生的電流131a輸出所經(jīng)過的通路上。另夕卜，第一電流感測電路130a可以將輸出電流131a反饋到電流控制電路單元150的第一電流控制電路150a。第二電流感測電路130b可以被構造為感測第二電流發(fā)生電路IlOb的輸出電流131b，并且可以設置在第二電流發(fā)生電路IlOb產(chǎn)生的電流131b輸出所經(jīng)過的通路上。另夕卜，第二電流感測電路130b可以將輸出電流131b反饋到電流控制電路單元150的第二電流控制電路150b。第三電流感測電路130c可以被構造為感測第三電流發(fā)生電路IlOc的輸出電流131c,并且可以設置在第三電流發(fā)生電路IlOc產(chǎn)生的電流131c輸出所經(jīng)過的通路上。另夕卜，第三電流感測電路130c可以將輸出電流131c反饋到電流控制電路單元150的第三電流控制電路150c。根據(jù)示出的實施例的第一電流感測電路單元130可以不必采用高價格、高精度的電流傳感器，也可以使用相對廉價的電流傳感器。盡管示出的實施例示出了第一電流感測電路單元130包括三個電流感測電路，但是本發(fā)明并不將電流感測電路的數(shù)量限制為三個，電流感測電路和電流控制電路的數(shù)量可以根據(jù)電流發(fā)生電路的數(shù)量而改變。第二電流感測電路單元140可以被構造為感測電流發(fā)生電路單元110的輸出電流141 (將被稱作總輸出電流)，并且可以設置在第一電流發(fā)生電路IlOa的輸出電流131a、第二電流發(fā)生電路IlOb的輸出電流131b和第三電流發(fā)生電路IlOc的輸出電流131c合并的通路上。另外，第二電流感測電路單元140可以將總輸出電流141反饋到數(shù)據(jù)處理單元160。
電流控制電路單元150可以分別控制第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路I IOb和第三電流發(fā)生電路110c，以保持第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路I IOb和第三電流發(fā)生電路IlOc產(chǎn)生的電流131a、131b和131c之間的平衡，S卩，使電流131a、131b和131c的值相等。電流控制電路單元150可以包括多個電流控制電路。例如，如圖I所示，電流控制電路單元150可以包括第一電流控制電路150a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c。第一電流控制電路150a、第二電流控制電路150b和第三電流控制 電路150c可以分別安裝在第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路IlOc內部或者外部，以控制各個電流發(fā)生電路IlOaUlOb和110c。在示出的實施例中，將假設第一電流控制電路150a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c分別安裝在第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路IlOc內部來描述本發(fā)明?，F(xiàn)在將簡要描述電流控制電路單元150的操作原理。系統(tǒng)產(chǎn)生的最終輸出電流被設定為目標值，但是各個電流發(fā)生模塊產(chǎn)生的電流會根據(jù)各種外部因素而改變。因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的電流控制電路單元150利用總輸出電流141來調節(jié)將從第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路IlOc產(chǎn)生的電流的大小。基于該操作原理，現(xiàn)在將更詳細地描述電流控制電路單元150。第一電流控制電路150a安裝在第一電流發(fā)生電路IlOa的內部，并且控制第一電流發(fā)生電路110a。這里，第一電流控制電路150a通過數(shù)據(jù)處理單元160和功率傳輸單元120接收關于總輸出電流141的數(shù)據(jù)，并且第一電流感測電路130a感測到的輸出電流131a可以被反饋到第一電流控制電路150a。因此，第一電流控制電路150a將總輸出電流141與第一電流感測電路130a感測到的輸出電流131a進行比較，并且確定輸出電流131a是否具有合適的大小。另外，基于該確定結果，第一電流控制電路150a可以控制第一電流發(fā)生電路110a，以調節(jié)第一電流發(fā)生電路IlOa產(chǎn)生的電流的大小。第二電流控制電路150b可以安裝在第二電流發(fā)生電路IlOb的內部，并且控制第二電流發(fā)生電路110b。這里，第二電流控制電路150b通過數(shù)據(jù)處理單元160和功率傳輸單元120接收關于總輸出電流141的數(shù)據(jù)，并且第二電流感測電路130b感測到的輸出電流131b可以被反饋到第二電流控制電路150b。因此，第二電流控制電路150b將總輸出電流141與第二電流感測電路130b感測到的輸出電流131b進行比較，并且確定輸出電流131b是否具有合適的大小。另外，基于該確定結果，第二電流控制電路150b可以控制第二電流發(fā)生電路110b，以調節(jié)第二電流發(fā)生電路IlOb產(chǎn)生的電流的大小。第三電流控制電路150c可以安裝在第三電流發(fā)生電路IlOc的內部，并且控制第三電流發(fā)生電路110c。這里，第三電流感測電路130c通過數(shù)據(jù)處理單元160和功率傳輸單元120接收關于總輸出電流141的數(shù)據(jù)，并且第三電流感測電路130c感測到的輸出電流131c可以被反饋到第三電流控制電路150c。因此，第三電流控制電路150c將總輸出電流141與第三電流感測電路130c感測到的輸出電流131c進行比較，并且確定輸出電流131c是否具有合適的大小。另外，基于該確定結果，第三電流控制電路150c可以控制第三電流發(fā)生電路110c，以調節(jié)第三電流發(fā)生電路IlOc產(chǎn)生的電流的大小。因此，第一電流控制電路150a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c控制第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路110c，以保持電流平衡。數(shù)據(jù)處理單元160可以接收從第二電流感測電路單元140反饋的總輸出流141，并且可以將接收到的總輸出電流141轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)。另外，數(shù)據(jù)處理單元160可以通過功率傳輸單元120將轉換后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝浑娏骺刂齐娐?50a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c。如上所述，在第一電流控制電路150a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c分別安裝在第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路IlOc的內部的情況下，轉換后的數(shù)據(jù)可以通過第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路IlOc被輸出到第一電流控制電路150a、第二 電流控制電路150b和第三電流控制電路150c?？蛇x地，在第一電流控制電路150a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c分別安裝在第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路IlOc的外部的情況下，轉換后的數(shù)據(jù)可以通過功率傳輸單元120被直接傳輸?shù)降谝浑娏骺刂齐娐?50a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c。根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)處理單元160將第二電流感測電路單元140感測到的總輸出電流141的模擬值轉換為數(shù)字值，然后將數(shù)字值反饋，從而將外部影響(例如，噪聲)最小化。此時，可以不形成數(shù)據(jù)處理單元160。在這種情況下，功率傳輸單元120可以被構造為將第二電流感測電路單元140感測到的總輸出電流141直接傳輸?shù)降谝浑娏骺刂齐娐?50a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c。另外，第一電流控制電路150a、第二電流控制電路150b和第三電流控制電路150c將總輸出電流141與第一電流感測電路130a感測到的輸出電流131a、第二電流感測電路130b感測到的第二電流131b和第三電流感測電路130c感測到的第三電流131c進行比較，并且分別控制第一電流發(fā)生電路110a、第二電流發(fā)生電路IlOb和第三電流發(fā)生電路110c。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以穩(wěn)定地保持電流發(fā)生模塊之間的電流平衡，并且可以確保高電流的電流精度。盡管已經(jīng)結合目前被認為是實用的示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應該理解，本發(fā)明不限于公開的實施例，而是相反，本發(fā)明意圖覆蓋包含在權利要求的精神和范圍內的各種修改和等同布置。
權利要求
1.一種電池包的充電和放電系統(tǒng),所述充電和放電系統(tǒng)包括 電流發(fā)生電路單元，包括接收功率并產(chǎn)生電流的多個電流發(fā)生電路； 功率傳輸單元，分配充電期間輸入的功率，將分配后的功率傳輸?shù)剿龆鄠€電流發(fā)生電路，并且在放電期間將供應到所述多個電流發(fā)生電路的電流傳輸?shù)诫娫磫卧? 第一電流感測電路單元，感測從所述多個電流發(fā)生電路輸出的電流； 第二電流感測電路單元，感測從所述電流發(fā)生電路單元輸出的總電流； 電流控制電路單元，將第一電流感測電路單元感測到的電流與第二電流感測電路單元感測到的總電流進行比較，并且控制各個電流發(fā)生電路，從而保持各個電流發(fā)生電路之間的電流平衡。
2.根據(jù)權利要求I所述的充電和放電系統(tǒng)，所述充電和放電系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元將第二電流感測電路單元感測到的總電流的模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的充電和放電系統(tǒng)，其中，所述電流控制電路單元包括分別安裝在所述多個電流發(fā)生電路內的多個電流控制電路，并且所述功率傳輸單元將所述數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鱾€電流控制電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的充電和放電系統(tǒng)，其中，第一電流感測電路單元包括多個電流感測電路，各個電流感測電路將各個電流感測電路感測到的電流反饋到各個電流控制電路。
5.根據(jù)權利要求4所述的充電和放電系統(tǒng)，其中，所述多個電流控制電路將所述數(shù)字數(shù)據(jù)與第一電流感測電路單元的各個電流感測電路感測到的電流進行比較，并且控制各個電流發(fā)生電路，從而使電流發(fā)生電路產(chǎn)生的電流的值彼此相等。
6.根據(jù)權利要求4所述的充電和放電系統(tǒng)，其中，所述多個電流發(fā)生電路彼此并聯(lián)連接，所述多個電流感測電路分別設置在所述多個電流發(fā)生電路產(chǎn)生的電流輸出所經(jīng)過的通路上，并且第二電流感測電路單元設置在從所述多個電流發(fā)生電路輸出的電流合并的通路上。
7.根據(jù)權利要求I所述的充電和放電系統(tǒng)，其中，所述電流控制電路單元包括安裝在所述電流發(fā)生電路單元內部的多個電流控制電路，并且所述功率傳輸單元將所述第二電流感測電路單元感測到的總電流傳輸?shù)剿龆鄠€電流控制電路。
8.根據(jù)權利要求7所述的充電和放電系統(tǒng)，其中，第一電流感測電路單元包括多個電流感測電路，并且所述多個電流感測電路將各個電流感測電路感測到的電流反饋到所述多個電流控制電路。
9.根據(jù)權利要求8所述的充電和放電系統(tǒng)，所述多個電流控制電路將所述第二電流感測電路單元感測到的總電流與所述第一電流感測電路單元的所述多個電流感測電路感測到的電流進行比較，并且控制各個電流發(fā)生電路，從而使所述多個電流發(fā)生電路產(chǎn)生的電流的值彼此相等。
10.根據(jù)權利要求8所述的充電和放電系統(tǒng)，其中，所述多個電流發(fā)生電路彼此并聯(lián)連接，所述多個電流感測電路設置在所述多個電流發(fā)生電路產(chǎn)生的電流輸出所經(jīng)過的通路上，所述第二電流感測電路單元設置在從所述多個電流發(fā)生電路輸出的電流合并的通路上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池包的充電和放電系統(tǒng)。所述充電和放電系統(tǒng)包括電流發(fā)生電路單元，包括接收功率并產(chǎn)生電流的多個電流發(fā)生電路；功率傳輸單元，分配充電期間輸入的功率，將分配后的功率傳輸?shù)剿龆鄠€電流發(fā)生電路，并且在放電期間將供應到所述多個電流發(fā)生電路的電流傳輸?shù)诫娫磫卧?；第一電流感測電路單元，感測從所述多個電流發(fā)生電路輸出的電流；第二電流感測電路單元，感測從所述電流發(fā)生電路單元輸出的總電流；電流控制電路單元，將第一電流感測電路單元感測到的電流與第二電流感測電路單元感測到的總電流進行比較，并且控制各個電流發(fā)生電路，從而保持各個電流發(fā)生電路之間的電流平衡。
文檔編號H02J7/00GK102646998SQ20111011926
公開日2012年8月22日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權日2011年2月18日
發(fā)明者南鎮(zhèn)元, 徐尚鐵, 柳昌錫, 瑟爾圭·瓦斯徹夫, 表永學 申請人:三星Sdi株式會社