電池組及其控制方法本申請參考于2012年3月23日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局在先提交的并按規(guī)定分配的序列號為10-2012-0030237的申請，將所述申請包含于此，并要求所述申請的所有權(quán)益。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明的一個實施例涉及一種電池組和一種控制該電池組的方法，更具體地講，涉及一種從發(fā)電模塊接收充電電流的電池組和一種控制該電池組以減少從發(fā)電模塊供應(yīng)到電池組的電能的損失的方法。

背景技術(shù)：
通常，與不能被充電和放電的一次電池不同，二次電池可以被充電和放電。二次電池可以用作移動裝置、電動車輛、混合動力車輛、電動自行車和不間斷電源(UPS)等的能量源。根據(jù)使用二次電池的外部裝置的類型，二次電池可以以單個電池的形式使用，或者可以以通過使多個二次電池成組而形成的電池模塊的形式使用。鉛酸電池可以用作使發(fā)動機起動的電源裝置。近來，為了改善燃料效率，使用了怠速停止和啟動(ISG)系統(tǒng)，并且該ISG系統(tǒng)已經(jīng)廣為使用。不管發(fā)動機起動的高輸出特性和發(fā)動機試圖起動的高頻率為何，支持ISG系統(tǒng)的電源裝置(即，發(fā)動機怠速防止系統(tǒng))必須良好地保持其充電和放電特性并且必須具有保證的壽命。然而，由于ISG系統(tǒng)中的頻繁的、重復(fù)性的發(fā)動機停止和再起動，可能導致現(xiàn)有的鉛酸電池的充電和放電特性劣化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個或多個實施例提供了一種接收來自發(fā)電模塊的充電電流的電池組和一種控制電池組以減少從發(fā)電模塊供應(yīng)到電池組的電能的損失的方法。附加方面將在下面的描述中部分地進行闡述，部分地通過描述將是清楚 的，或者可以通過實踐所給出的實施例而知曉。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種電池組包括：主電池，用來通過接收來自發(fā)電模塊的充電電流而充入電能；副電池，用來通過接收來自發(fā)電模塊的充電電流而充入電能；電池控制單元，用來在主電池的電壓等于或大于第一參考電壓時控制來自發(fā)電模塊的充電電流傳遞到副電池而不是主電池。發(fā)電模塊的輸出電壓高于主電池的額定電壓，副電池的額定電壓高于主電池的額定電壓。電池組還可以包括：第一開關(guān)，串聯(lián)地連接在發(fā)電模塊與主電池之間；第二開關(guān)，串聯(lián)地連接在發(fā)電模塊與副電池之間。當主電池的電壓小于第一參考電壓時，電池控制單元可以使第一開關(guān)接通并可以使第二開關(guān)斷開；當主電池的電壓等于或大于第一參考電壓時，電池控制單元可以使第二開關(guān)接通并可以使第一開關(guān)斷開。電池組還可以包括副電池放電單元，副電池放電單元在副電池的電壓等于或大于第二參考電壓時使副電池放電，第二參考電壓可以對應(yīng)于副電池被完全充電時的副電池的電壓。電池組還可以包括連接在副電池的端部端子之間的第三開關(guān)。當副電池的電壓小于第二參考電壓時，電池控制單元可以使第三開關(guān)斷開；當副電池的電壓等于或大于第二參考電壓時，電池控制單元可以使第三開關(guān)接通。電池組可以被包括在具有發(fā)動機的運輸設(shè)備中，并且可以向起動電動機供應(yīng)放電電流，起動電動機提供用來使運輸設(shè)備的發(fā)動機起動的驅(qū)動動力，發(fā)電模塊可以利用由發(fā)動機供應(yīng)的能量產(chǎn)生電能。電池組還可以包括連接在副電池的端部端子之間的第三開關(guān)。當副電池的電壓小于第二參考電壓時，電池控制單元可以使第三開關(guān)斷開；當副電池的電壓等于或大于第二參考電壓時，電池控制單元可以使第三開關(guān)接通；當副電池的電壓大于第三參考電壓時，電池控制單元可以使第三開關(guān)接通；當副電池的電壓等于或小于第三參考電壓時，電池控制單元可以使第三開關(guān)斷開。第二參考電壓對應(yīng)于副電池被完全充電時的副電池的電壓，第三參考電壓對應(yīng)于副電池的一定電壓。該一定電壓低于第二參考電壓并且對應(yīng)于利用儲存在副電池中的電能能夠一次性驅(qū)動起動電動機的充電容量。電池控制單元可以在放電模式下放出來自主電池和副電池的放電電流。電池組還可以包括：第一開關(guān)，串聯(lián)地連接在發(fā)電模塊與主電池之間； 第二開關(guān)，串聯(lián)地連接在發(fā)電模塊與副電池之間，電池控制單元可以在放電模式下使第一開關(guān)和第二開關(guān)接通。電池組還可以包括連接在副電池的端部端子之間的第三開關(guān)，電池控制單元可以在放電模式下使第三開關(guān)斷開。根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，一種控制包括通過接收來自發(fā)電模塊的充電電流來充入電能的主電池和副電池的電池組的方法包括下述操作：測量主電池的電壓；當主電池的電壓等于或大于第一參考電壓時，將來自發(fā)電模塊的充電電流傳遞到副電池而不是主電池。發(fā)電模塊的輸出電壓高于主電池的額定電壓，副電池的額定電壓高于主電池的額定電壓。電池組還可以包括：第一開關(guān)，串聯(lián)地連接在發(fā)電模塊與主電池之間；第二開關(guān)，串聯(lián)地連接在發(fā)電模塊與副電池之間。所述方法還可以包括下述操作：當主電池的電壓小于第一參考電壓時，使第一開關(guān)接通并使第二開關(guān)斷開；當主電池的電壓等于或大于第一參考電壓時，使第二開關(guān)接通并使第一開關(guān)斷開。所述方法還可以包括當副電池的電壓等于或大于第二參考電壓時使副電池放電的操作，第二參考電壓可以對應(yīng)于副電池被完全充電時的副電池的電壓。電池組還可以包括連接在副電池的端部端子之間的第三開關(guān)。所述方法還可以包括下述操作：當副電池的電壓小于第二參考電壓時，使第三開關(guān)斷開；當副電池的電壓等于或大于第二參考電壓時，使第三開關(guān)接通。電池組可以被包括在具有發(fā)動機的運輸設(shè)備中，并且可以向起動電動機供應(yīng)放電電流，起動電動機提供用來使運輸設(shè)備的發(fā)動機起動的驅(qū)動動力，發(fā)電模塊可以利用由發(fā)動機供應(yīng)的能量產(chǎn)生電能。電池組還可以包括連接在副電池的端部端子之間的第三開關(guān)。所述方法還可以包括下述操作：當副電池的電壓小于第二參考電壓時，使第三開關(guān)斷開；當副電池的電壓等于或大于第二參考電壓時，使第三開關(guān)接通；當副電池的電壓大于第三參考電壓時，使第三開關(guān)接通；當副電池的電壓等于或小于第三參考電壓時，使第三開關(guān)斷開。第二參考電壓對應(yīng)于副電池被完全充電時的副電池的電壓，第三參考電壓對應(yīng)于副電池的一定電壓，該一定電壓低于第二參考電壓，并且對應(yīng)于利用儲存在副電池中的電能能夠一次性驅(qū)動起動電動機的充電容量。所述方法還可以包括在放電模式下從主電池和副電池釋放放電電流的操作。電池組還可以包括串聯(lián)地連接在發(fā)電模塊與主電池之間的第一開關(guān)以及串聯(lián)地連接在發(fā)電模塊與副電池之間的第二開關(guān)，所述方法還可以包括在放電模式下使第一開關(guān)和第二開關(guān)接通的操作。電池組還可以包括連接在副電池的端部端子之間的第三開關(guān)。所述方法還可以包括在放電模式下使第三開關(guān)斷開的操作。附圖說明通過參照以下結(jié)合附圖考慮時的詳細描述，對本發(fā)明的更為完整的理解及其許多附帶的優(yōu)點將容易清楚，同時變得更好理解，在附圖中同樣的附圖標記表示相同或相似的組件，其中：圖1是示出了安裝有利用本發(fā)明實施例的原理構(gòu)造的電池組的運輸設(shè)備的示圖；圖2是示出了利用本發(fā)明另一實施例的原理構(gòu)造的電池組的結(jié)構(gòu)的示圖；圖3是示出了圖2的電池組中的主電池和副電池的特性的示圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的控制電池組的方法的流程圖；圖5是示出了利用本發(fā)明另一實施例的原理構(gòu)造的電池組的結(jié)構(gòu)的示圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的控制電池組的方法的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的控制電池組的方法的流程圖。具體實施方式通過參照以下對優(yōu)選實施例的詳細描述和附圖，可以更容易理解本發(fā)明的優(yōu)點和特征及實現(xiàn)這些優(yōu)點和特征的方法。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，并且不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完整的，并且這些實施例將把本發(fā)明的構(gòu)思充分地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將僅由權(quán)利要求來進行限定。此外，在此敘述的所有示例和附條件語句將在被解釋為不局限于這些具體敘述的示例和條件。在整個說明書中，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式，除非有與之相反 的特殊描述。另外，諸如“包括”或“包含”的術(shù)語用來說明存在所敘述的形式、數(shù)量、工藝、操作、組件和/或它們的組，但不排除存在一個或多個其它敘述的形式、數(shù)量、工藝、操作、組件和/或它們的組。盡管使用術(shù)語“第一”和“第二”來描述不同的組件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些組件、部件、區(qū)域、層和/或部分顯然不受術(shù)語“第一”和“第二”的限制。術(shù)語“第一”和“第二”僅僅用來在每個組件、部件、區(qū)域、層和/或部分之間進行區(qū)分。在下文中，將通過參照附圖解釋本發(fā)明的示例性實施例來詳細地描述本發(fā)明。圖1是示出了安裝有根據(jù)本發(fā)明實施例的電池組100的運輸設(shè)備10的示圖。例如，運輸設(shè)備10可以包括車輛和電動自行車等。電池組100可以通過接收由發(fā)電模塊110產(chǎn)生的充電電流I1來儲存電能，并且可以向起動電動機120供應(yīng)放電電流I2。例如，發(fā)電模塊110可以電力連接到發(fā)動機(未示出)，就這點而言，發(fā)電模塊110可以連接到發(fā)動機的驅(qū)動軸并且由此可將旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換為電學輸出。這里，由發(fā)電模塊110產(chǎn)生的充電電流I1可以供應(yīng)給電池組100。例如，發(fā)電模塊110可以包括直流(DC)發(fā)電機(未示出)或交流(AC)發(fā)電機(未示出)以及整流裝置等，并且可以供應(yīng)大約15V的DC電壓，特別地，在大約14.2V和大約14.8V之間的DC電壓。例如，可以在發(fā)動機起動時驅(qū)動起動電動機120，并且起動電動機120可以提供初始旋轉(zhuǎn)動力來使發(fā)動機的驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。例如，當使發(fā)動機起動或在怠速停止后使發(fā)動機再起動時，起動電動機120可以經(jīng)由電池組100的第一端子P1和第二端子P2接收儲存在電池組100中的電力，然后可以通過使驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)來起動發(fā)動機。在發(fā)動機起動時驅(qū)動起動電動機120，并且在對由起動電動機120起動的發(fā)動機進行驅(qū)動的同時，驅(qū)動發(fā)電模塊110來產(chǎn)生充電電流I1。例如，電池組100可以用作用來起動具有怠速停止和啟動(ISG)功能的ISG系統(tǒng)的發(fā)動機的電力裝置，以改善燃料效率。在ISG系統(tǒng)中，頻繁地重復(fù)發(fā)動機的停止和再起動，因此對電池組100進行重復(fù)地充電和放電。在應(yīng)用于當代的ISG系統(tǒng)的鉛酸電池中，因為重復(fù)地進行電池的充電操作和放電操作，所以可能使電池的耐久性和壽命縮短，并且可能使電池的充電特性和放電特性劣化。例如，由于重復(fù)的充電操作和放電操作導致充電容 量劣化，從而使發(fā)動機的起動性能劣化并縮短了鉛酸電池的更換周期。根據(jù)本實施例，電池組100包括很好地保持了其充電特性和放電特性且與鉛酸電池相比其隨時間的劣化較小的鋰離子電池，從而電池組100可以適合應(yīng)用于頻繁地重復(fù)發(fā)動機的停止和再起動的ISG系統(tǒng)。另外，因為電池組100與具有相同充電容量的鉛酸電池相比重量變得更輕，所以可以改善燃料效率；因為電池組100與鉛酸電池相比以較小的尺寸實現(xiàn)了相同的充電容量，所以可以節(jié)省安裝空間。鋰離子電池可以具有在大約12.6V和大約13.05V之間的DC額定電壓。額定電壓是指在充電操作過程中對于電池而言可接受的電壓。除了鋰離子電池之外，利用本實施例的原理構(gòu)造的電池組100還可以包括各種類型的電池。這里，包括在電池組100中的電池的額定電壓可以低于發(fā)電模塊10的輸出電壓。例如，鎳金屬氫化物(NiMH)電池或鎳鎘電池等可以應(yīng)用于電池組100。至少一個電負載130與發(fā)電模塊110和起動電動機120一起可以電連接到電池組100。電負載130的數(shù)量和類型可以根據(jù)運輸設(shè)備10的類型而變化。電負載130可以消耗儲存在電池組100中的電力，并可以經(jīng)由第一端子P1和第二端子P2接收來自電池組100的放電電流I2。電負載130可以包括各種類型的電子裝置，例如導航裝置、音頻裝置、照明燈光、車輛黑盒或防盜裝置等。主控單元140控制安裝了電池組100的運輸設(shè)備10的所有操作。主控單元140可以經(jīng)由第三端子P3連接到電池組100，從而主控單元140可以與電池組100交換控制信號，可以監(jiān)視電池組100的狀態(tài)，并且可以控制電池組100的操作。另外，主控單元140可以調(diào)整發(fā)電模塊110的輸出電流。主控單元140可以監(jiān)視電池組00的狀態(tài)，并由此可以使發(fā)電模塊110的充電電流I1增大或減小。此外，主控單元140可以向電池組100提供關(guān)于運輸設(shè)備10的操作狀態(tài)、充電模式或放電模式的信息，從而電池組100可以根據(jù)運輸設(shè)備10的操作狀態(tài)而操作。圖2是示出了利用本發(fā)明另一實施例的原理構(gòu)造的電池組100a的結(jié)構(gòu)的示圖。利用本實施例的原理構(gòu)造的電池組100a包括主電池210、副電池220、電池管理系統(tǒng)(BMS)230、第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2。主電池210和副電池220是彼此并聯(lián)地電連接在第一端子P1和第二端子P2之間且利用由發(fā)電模塊110供應(yīng)的充電電流而被充以電能的電池單元。圖3是示出了圖2的電池組100a中的主電池210和副電池220的特性的示圖。參照圖3，發(fā)電模塊110的輸出電壓比在充電操作過程中主電池210可接受的最大電壓高。副電池220是其在充電操作過程中的可接受電壓比主電池210在充電操作過程中的可接受電壓大的電池單元，并且副電池220可以接受發(fā)電模塊110的輸出電壓。因此，即使在主電池210在充電操作過程中到達了其可接受的最大電壓之后，副電池220也可以接收來自發(fā)電模塊110的充電電流并且可以進行充電。另外，與副電池220相比，主電池210可以具有較大的充電容量。根據(jù)本實施例，主電池210可以是鋰離子電池，副電池220可以是鉛酸電池。鋰離子電池的響應(yīng)速度快，并由此具有優(yōu)異的初始輸出特性。因此，當主電池210被形成為鋰離子電池且副電池220被形成為鉛酸電池時，能夠改善電池組100a的輸出特性并同時減小了由發(fā)電模塊110供應(yīng)的電力的損失。作為另一示例，可以將NiMH電池或鎳鎘電池等應(yīng)用于主電池210。返回參照圖2，第一開關(guān)SW1與主電池210串聯(lián)地電連接在第一端子P1和第二端子P2之間。參照圖2，第一開關(guān)SW1電連接在第一端子P1和主電池210之間。然而，在另一示例中，第一開關(guān)SW1可以電連接在主電池210和第二端子P2之間。第二開關(guān)SW2與副電池220串聯(lián)地電連接在第一端子P1和第二端子P2之間。參照圖2，第二開關(guān)SW2連接在第一端子P1和副電池220之間。然而，在另一示例中，第二開關(guān)SW2可以電連接在副電池220和第二端子P2之間。第一開關(guān)SW1和主電池210形成第一電荷通路PATH1，第二開關(guān)SW2和副電池220形成第二電荷通路PATH2。BMS230控制電池組100a的所有操作。例如，BMS230可以執(zhí)行主電池210的監(jiān)視操作、主電池210的單體平衡操作、主電池210的充電操作和放電操作的開始或停止和與主控單元140的通信等。BMS230可以經(jīng)由第三端子P3連接到主控單元140。這里，電池管理系統(tǒng)(BMS)亦可稱作電池控 制單元。BMS230根據(jù)主電池210的電壓Vmain控制第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2。根據(jù)主電池210的電壓Vmain，向主電池210或副電池220供應(yīng)充電電流。更詳細地講，當主電池210的電壓Vmain小于第一參考電壓時，BMS230經(jīng)由第一電荷通路PATH1將充電電流輸送到主電池210；當主電池210的電壓Vmain等于或大于第一參考電壓時，BMS230經(jīng)由第二電荷通路PATH2將充電電流輸送到副電池220。這里，第一參考電壓(圖4和圖6中的標號Vref1)被限定為等于或低于主電池的額定電壓的電壓。第一參考電壓對應(yīng)于主電池210可接受的最大電壓。由于上述構(gòu)造，使得即使在主電池210到達其極值電壓時，由發(fā)電模塊110供應(yīng)的電力也可以對副電池220進行充電。此外，當BMS230必須向起動電動機120或電負載130供應(yīng)放電電流時，BMS230可以接通第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2，然后可以放出充在主電池210和副電池220中的電能。在放電模式下，BMS230放出來自主電池210和副電池220二者的電能，從而使充在主電池210中的電能和充在副電池220中的電能可以一起使用，主電池210可以在放電操作的早期階段具有優(yōu)異的輸出特性。在本實施例中，響應(yīng)于來自主控單元140的放電請求，BMS230可以在放電模式下操作。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的控制電池組100a的方法的流程圖。當電池組100a在放電模式下操作(操作S402)時，使第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2一起接通，從而從主電池210和副電池220輸出放電電流(操作S404)。當電池組100a不在放電模式下操作(操作S402)時，BMS230測量主電池210的電壓Vmain(操作S406)，然后確定主電池210的電壓Vmain是否等于或大于第一參考電壓Vref1。當主電池210的電壓Vmain等于或大于第一參考電壓Vref1(操作S408)時，BMS230通過斷開第一開關(guān)SW1并通過接通第二開關(guān)SW2來向副電池220供應(yīng)充電電流(操作S410)。根據(jù)本實施例，為了防止瞬間浮置狀態(tài)，可以首先使第二開關(guān)SW2接通，然后可以使第一開關(guān)SW1斷開。當主電池210的電壓Vmain小于第一參考電壓Vref1(操作S408)時，BMS230通過接通第一開關(guān)SW1并通過斷開第二開關(guān)SW2來向主電池210 供應(yīng)充電電流(操作S412)。根據(jù)本實施例，為了防止瞬間浮置狀態(tài)，可以首先使第一開關(guān)SW1接通，然后可以使第二開關(guān)SW2斷開。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電池組100b的結(jié)構(gòu)的示圖。利用本實施例的原理構(gòu)造的電池組100b包括主電池210、副電池220、BMS230、第一開關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2和第三開關(guān)SW3。第三開關(guān)SW3可以電連接在副電池220的端部端子之間，并且可以通過BMS230來進行控制。第三開關(guān)SW3作為使副電池220放電的副電池放電單元來操作。根據(jù)本實施例，當副電池220的電壓Vsub等于或大于第二參考電壓Vref2時，BMS230通過使第三開關(guān)SW3接通長達預(yù)定的時間段來使副電池220放電。第二參考電壓Vref2可以對應(yīng)于在副電池220完全充電時的副電池220的電壓。這里，第二參考電壓(圖4和圖6中的標號Vref2)被限定為等于或低于副電池的額定電壓的電壓。根據(jù)本實施例，當主電池210的電壓Vmain到達第一參考電壓Vref1并且副電池220被完全充電時，使副電池220放電，從而總是確保電荷通路。圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的控制電池組100b的方法的流程圖。當電池組100b在放電模式下操作(操作S602)時，使第一開關(guān)SW1和第二開關(guān)SW2一起接通，從而從主電池210和副電池220輸出放電電流(操作S604)。這里，使第三開關(guān)SW3斷開(操作S604)。當電池組100b不在放電模式下操作(操作S602)時，BMS230測量主電池210的電壓Vmain(操作S606)，然后確定主電池210的電壓Vmain是否等于或大于第一參考電壓Vref1(操作S608)。當主電池210的電壓Vmain等于或大于第一參考電壓Vref1(操作S608)時，BMS230通過斷開第一開關(guān)SW1并通過接通第二開關(guān)SW2來向副電池220供應(yīng)充電電流(操作S610)。根據(jù)本實施例，為了防止瞬間浮置狀態(tài)，可以首先使第二開關(guān)SW2接通，然后可以使第一開關(guān)SW1斷開。另外，BMS230測量副電池220的電壓Vsub(操作S612)。當副電池220的電壓Vsub等于或大于第二參考電壓Vref2(操作S614)時，BMS230通過在預(yù)定的時間段期間使第三開關(guān)SW3接通來使副電池220放電(操作S616)。當主電池210的電壓Vmain小于第一參考電壓Vref1(操作S608)時，BMS230通過接通第一開關(guān)SW1并通過斷開第二開關(guān)SW2來向主電池210 供應(yīng)充電電流(操作S618)。這里，使第三開關(guān)SW3斷開(操作S618)。圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的控制電池組100b的方法的流程圖。根據(jù)本實施例，在主電池210的電壓Vmain等于或大于第一參考電壓Vref1(操作S608)并且副電池220的電壓Vsub等于或大于第二參考電壓Vref2(操作S614)時，使副電池220放電(操作S616)，直到副電池220中剩下的電能的量能夠一次性驅(qū)動起動電動機120為止。當使副電池220放電(操作S616)時，BMS230確定副電池220的電壓Vsub是否等于或小于第三參考電壓Vref3(操作S702)。這里，第三參考電壓Vref3對應(yīng)于副電池220中剩下的電能的量能夠一次性驅(qū)動起動電動機120時副電池220呈現(xiàn)出的電壓。當副電池220的電壓Vsub等于或小于第三參考電壓Vref3時，BMS230通過在使第一開關(guān)SW1斷開且使第二開關(guān)SW2接通的同時使第三開關(guān)SW3斷開來使副電池220停止放電(操作S704)。通過這樣做，總是在副電池220中保持剩下的電能的量能夠一次性驅(qū)動起動電動機120，從而可以進一步穩(wěn)定地實現(xiàn)ISG功能。根據(jù)本發(fā)明的上面的實施例中的一個或多個，在用來接收來自發(fā)電模塊的充電電流的電池組中，可以減少由發(fā)電模塊供應(yīng)給電池組的電能的損失。應(yīng)當理解，在此描述的示例性實施例應(yīng)當在描述性的意義上來考慮，而不是出于限制性的目的。每個實施例內(nèi)的特征或方面的描述通常應(yīng)當被認為可用于其它實施例中的其它類似的特征或方面。