CN102782930B - 电池控制设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池控制装置和方法。公开的是电池控制装置，其包括应急充电单元、辅助电池连接单元和应急控制单元，应急充电单元具有将电力施加于主电池组的外部充电端子，用于测量外部充电端子的电压的第一电压测量单元，和用于切换外部充电端子和主电池组之间的连接的应急充电开关；辅助电池连接单元具有经由接触器将电力施加于车辆的辅助电池连接端子，用于测量辅助电池连接端子的电压的第二电压测量单元，和用于切换辅助电池连接端子和接触器之间的连接的辅助电池开关；应急充电单元用于当测量第一电压测量单元的电压时接通应急充电开关，以及在测量第二电压测量单元的电压时接通辅助电池开关。

Description

电池控制设备和方法

技术领域

本申请要求于2010年1月6日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2010-0000928，和2011年1月6日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2011-0001467的优先权，其整个内容通过引用合并于此。

本公开涉及用于控制电池组的技术，并且更具体地，涉及当电池组被完全放电时，用于在应急情况下控制连接到外部电源单元的车辆电池组的方法和装置。

背景技术

近来，由于对便携式电子产品，诸如笔记本、摄像机、移动电话等等的需要迅速地增长，因此，开发了储能电池、机器人、卫星等等，这导致对能够重复充电和放电的高性能二次电池的广泛研究。

目前市场上可获得的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂离子电池等等。在它们之中，锂离子电池与基于镍的二次电池相比几乎不受到记忆效应的影响，因此，可以自由地充电和放电。另外，锂离子电池由于其非常低的自放电速率和高能量密度而引起许多关注。

尤其是，随着近来在对环境关注的增加，碳能量正在枯竭，环境上友好的车辆，诸如混合动力车辆、电动车辆等等已经在全世界引起许多关注，包括美国、欧洲、日本和韩国。在上述的混合动力车辆或者电动车辆中，最关键部件是电池，因为其对车辆电机提供驱动力。混合动力车辆或者电动车辆通过电池的充电和放电来提供动力，因此，具有高的燃料效率，并且与由内燃发动机提供动力的常规车辆相比不排放污染物。因此，这样的车辆用户的数目显著增长。

在这样的混合动力车辆或者电动车辆中使用电池的情况下，通过电池的自然消耗，或者在车辆停止期间通过来自车辆的漏电，电池的荷电状态（SOC）可能在车辆工作期间降低到下限。电池的荷电状态降低到下限指的是完全放电状态。此时，不从电池提供电力，并且因此，由电池供电的电动车辆或者设备的操作严重受限。

在正常情形之下，当电池被完全放电或者接近完全放电状态时，电池在电池充电站中或者通过使用电池充电器来充电。但是，当车辆电池在车辆没有位于电池充电站的情形下处于完全放电状态时，车辆将不工作，使得有必要对电池提供应急充电。在这样的情形，应急充电可以由应急车辆或者别的车辆提供，另外，可以使用应急电池代替完全放电的电池来移动到充电站。

因而，已经开发了提供有具有应急充电功能的辅助充电端子的车辆电池，提供有用于安装辅助电池的空间的车辆电池等，以为应急作准备。此外，具有应急充电功能和辅助电池安装功能的电池可以是对应急作出反应非常有用的单元。

发明内容

技术问题

但是，在具有应急充电功能和辅助电池安装功能的电池的情况下，缺乏对于每个情形下如何控制电池的研究。另外，近年来的车辆电池被提供有综合控制系统和各种安全单元。因此，当应急充电功能和辅助电池安装功能被简单地增加到电池时，电池控制设备无法有效地控制该电池，并且因此，电池本身可以具有严重的安全问题。

本公开被设计以解决现有技术的问题，并且因此，本公开的目的是提供电池控制设备，在应急情况下，该电池控制设备能够自动检测在电池组中提供的应急充电功能和辅助电池安装功能的使用，从而基于对应的功能来控制电池组。

本公开的其他的目的和优点将通过以下的描述理解，并且从在此处阐述的本公开的实施例而变得更加明显。应当理解，本公开的目的和优点可以容易地由在权利要求及其组合中定义的部分来实施。

技术解决方案

为了实现上述目的，提供了一种电池控制设备，其被提供在车辆电池组中，用于控制电池组，该车辆电池组能够在应急情况下被充电并且配备有辅助电池，该电池控制设备包括应急充电单元、辅助电池连接单元和应急控制单元，其中该应急充电单元包括：用于将电力施加于主电池组的外部充电端子，用于测量外部充电端子的电压的第一电压测量单元，和用于切换外部充电端子和主电池组之间的连接的应急充电开关；该辅助电池连接单元包括：用于经由接触器将电力施加于车辆的辅助电池连接端子，用于测量辅助电池连接端子的电压的第二电压测量单元，和用于切换辅助电池连接端子和接触器之间的连接的辅助电池开关；该应急控制单元用于在第一电压测量单元的电压测量期间通过接通应急充电开关而切换到应急充电模式，以及在第二电压测量单元的电压测量期间通过接通辅助电池开关而切换到辅助连接模式。

此外，在另一个方面中，根据本公开的电池管理系统包括上述电池控制设备。

此外，在另一个方面中，根据本公开的车辆包括上述电池控制设备。

此外，在另一个方面中，还提供了一种带有控制功能的车辆电池组，其能够被在应急情况下充电并且配备有辅助电池，该电池组包括：包括至少一个电池单体的主电池组；用于测量主电池组的电池电压并且控制主电池组的电池管理系统；用于在电池管理系统的控制下，切换主电池组的充电/放电电力的充电/放电控制开关；被提供有连接到主电池组的外部充电端子并且将充电电力直接施加于主电池组的应急充电模块；被提供有连接到主电力线的接触器的辅助电池连接端子并且将电力直接施加于车辆的辅助电池连接模块；以及用于当从应急充电模块的外部充电端子检测到电压时切换到应急充电模式，以及当从辅助电池连接模块的辅助电池连接端子检测到电压时切换到辅助连接模式的应急控制模块。

此外，在本发明的另一个方面中，还提供了一种电池控制方法，用于在应急情况下控制电池并且在被提供在车辆电池组中的电池控制设备中实现，车辆电池组可以在应急情况下被充电并且配备有辅助电池，该电池控制方法包括：（a）确定电压是否被施加于连接到主电池组的外部充电端子，并且将充电电力施加于主电池组和连接到接触器的辅助电池连接端子，并且将电力施加于车辆；（b）当电压被施加于外部充电端子时切换到应急充电模式，并且利用经由外部充电端子供应的电力对主电池组充电；以及（c）当电压被施加于辅助电池连接端子时切换到辅助电池连接模式，并且经由主电力线将电力从连接的辅助电池供应给车辆。

有益效果

根据本公开，在车辆电池组应急充电期间，或者在辅助电池安装期间，该电池组的应急控制系统自动地检测情形，使得在应急充电期间，电池的主电力被断开，并且对电池充电，并且在辅助电池安装期间，到电池的充电线路被断开，并且该辅助电池的电力仅仅提供给车辆，从而在进行各种尝试去处理应急情况时安全地控制电池组。

因此，即使当进行各种尝试去处理应急情况时，也不使电池本身过度工作，这降低了事故的发生，从而防止电池中的故障。

附图说明

从下面参考附图描述的实施例，本公开的其他的目的和方面将变得显而易见，在附图中：

图1是示出根据本公开的优选实施例的具有控制功能的电池组的主要构造的示意图；

图2是示出根据本公开的优选实施例的具有控制功能的电池组的主要电路构造的电路图；

图3是示出根据本公开的优选实施例的电池控制方法的处理的流程图；

图4是示出根据本公开的优选实施例的在电池控制方法的应急充电模式下在电池组中执行的控制处理的流程图；以及

图5是示出根据本公开的优选实施例的在电池控制方法的辅助电池连接模式下在电池组中执行的控制处理的流程图。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该明白，在说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应该认为局限于通常和字典含义，而是以发明人允许为了更好地解释适当地定义术语的原则为基础，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念解释。因此，在此处提出的描述仅是为了说明的目的优选的示例，意图不在于限制本公开的范围，因此，应该明白，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对其做出等效和改进。

图1是示出根据本公开的优选实施例的具有控制功能的电池组的主要电路构造的电路图。

参考图1，根据本公开优选实施例具有控制功能的电池组包括：主电池组210、充电/放电控制开关220、主充电端子230、电池管理系统（BMS）250、封装壳体（未示出）、应急充电模块110、辅助电池连接模块120和应急控制模块150。

主电池组210具有如下结构，其中多个电池单体连接在一起，并且每个电池单体用来充电和放电电能。主电池组210的电池单体串联连接在一起以满足由电池组供电的电力设备所需的电压容量。另外，主电池组210连接到车辆的车辆电力输入端子310以对车辆提供充电电力。此外，主电池组210配备有用于测量电压、温度和其他的状态信息的单元，并且该测量的信息被发送给电池管理系统250，将稍后描述。

充电/放电控制开关220用来防止主电池组210的过充电和过放电。充电/放电控制开关220通过将稍后描述的电池管理系统250的控制被接通和断开，并且包括用于防止过充电的C_FET晶体管和用于防止过放电的D_FET晶体管。另外，充电/放电控制开关220被提供在主电池组210和车辆电力输入端子310之间的主电源线L上。

主充电端子230是在电池管理系统250的控制下，用于将充电电力施加于主电池组210的电力输入端子，将稍后描述。

电池管理系统250用来测量在主电池组210中电池单体的状态，诸如电压、温度等等，并且基于测量的信息控制和管理主电池组210和整个电池。具体地，电池管理系统250用来基于主电池组210的状态控制充电/放电控制开关220，以便防止过充电和过放电并防止过电流流动。另外，电池管理系统250用来将主电池组210的状态信息和整个电池的各种信息发送给安装在车辆中的车辆计算系统350。

应急充电模块110提供有连接到主电池组210的外部充电端子，在应急状况下接收直接来自外部的充电电力，从而对主电池组210充电。应急充电模块110提供有与主充电端子230分离的可以在应急状况下使用的外部充电端子。也就是说，虽然主充电端子230连接到电池充电站中提供的预先确定的标准的端子以执行充电，但是在应急充电模块110中提供的外部充电端子被设计成在应急情况下临时对电池充电。

更详细地，应急充电模块110包括连接到主电池组的外部充电端子，用于测量外部充电端子电压的第一电压测量单元，和用于切换外部充电端子和主电池组之间的连接的应急充电开关。第一电压测量单元用来测量外部充电端子的电压，并且将测量的电压值发送给将稍后描述的应急控制模块150，从而确定是否经由外部充电端子执行应急充电。

另外，应急充电开关用来切换外部充电端子和主电池组210之间的电连接。应急充电开关通过将稍后描述的应急控制模块150的控制接通和断开。也就是说，在正常状态下，应急充电开关切断应急充电模块110的外部充电端子和主电池组210之间的电连接，并且当经由外部充电端子执行应急充电时，在将稍后描述的应急控制模块150的控制下，电连接到主电池组210的线路。

辅助电池连接模块120提供有辅助电池连接端子，辅助电池连接端子连接到从主电池组210连接到车辆电力输入端子的主电力线L的接触器，以在应急情况下连接到辅助电池，从而对车辆直接供电。辅助电池连接模块120包括辅助电池连接端子、第二电压测量单元和辅助电池开关。辅助电池连接端子连接到主电力线L的接触器，并且包括电连接到外部安装的辅助电池的电力输出端子的连接器。类似于第一电压测量单元，第二电压测量单元用来测量辅助电池连接端子的电压，并且将测量的电压值发送给将稍后描述的应急控制模块150，从而确定是否经由辅助电池连接端子提供来自辅助电池的电力。

另外，辅助电池开关用来切换辅助电池连接端子和主电力线L之间的电连接。辅助电池开关通过将稍后描述的应急控制模块150的控制接通和断开。也就是说，在正常状态下，辅助电池开关切断在辅助电池连接模块120的辅助电池连接端子和接触器之间的电连接，并且当经由辅助电池连接模块120提供来自辅助电池的电力时，在将稍后描述的应急控制模块150的控制下，将线路电连接到接触器。

应急控制模块150可以包括在电池管理系统250中，并且用来控制应急充电模块110和辅助电池连接模块120，从而在应急情况下控制电池。应急控制模块150确定是否从应急充电模块110和辅助电池连接模块120检测到电压，从而自动地检测是否通过应急充电模块110执行应急充电，或者是否安装辅助电池来供应电力。

当以上述方式检测到来自外部的应急单元时，电池组切换到应急模式。首先，当由应急充电模块110的第一电压测量单元检测到电压时，应急控制模块150确定经由外部充电端子施加应急充电电力，然后切换到应急充电模式，并且接通应急充电模块110的应急充电开关以将电力供应给主电池组210，从而执行充电操作。另外，应急控制模块150断开充电/放电控制开关220，使得在充电操作期间电力并不供应给车辆。

此外，当主电池组正在以应急充电模式充电时，应急控制模块150测量主电池组的电压，并且保持充电操作，直到充电电压达到预先确定的参考值为止。如果充电电压达到预先确定的参考值，则应急控制模块150断开应急充电模块110的应急充电开关，以切断外部充电端子的电力，从而停止应急充电操作。

当辅助电池连接模块120的第二电压测量单元检测到电压时，应急控制模块150确定经由辅助电池连接端子从辅助电池向车辆供应辅助电力，然后切换到辅助电池连接模式，并且接通辅助电池连接模块120的辅助电池开关，从而经由主电力线L将电力供应给车辆。另外，应急控制模块150断开充电/放电控制开关220，使得在该辅助电力正在供应给车辆的同时辅助电力不供应给主电池组210。

当在辅助电池连接模式下电力正从辅助电池供应给车辆时，应急控制模块150测量由辅助电池连接模块120连接的辅助电池的电压，基于测量的电压值计算辅助电池的荷电状态（SOC），并且将计算的SOC发送给车辆计算系统350。

另外，当切换到应急充电模式或者辅助电池连接模式时，应急控制模块150将模式切换信息发送给车辆计算系统350，使得车辆的用户可以识别车辆的电池组正在工作的模式。

虽然在图中未示出，但是封装壳体是用于容纳主电池组210、充电/放电控制开关220、主充电端子230、电池管理系统250、应急充电模块110、辅助电池连接模块120和应急控制模块150的组件的外壳。

图2是示出根据本公开的优选实施例的具有控制功能的电池组的主要电路构造的电路图。

将参考图2详细描述根据本公开的优选实施例的具有控制功能的电池组的电路操作和电池控制设备的电路操作。

参考图2，在根据本公开的电池组的内部电路中，高电位线路接头+和低电位线路接头-分别布置在主电池组210的两端。高电位线路和低电位线路连接到分别布置的车辆电力输入端子。另外，包括C_FET晶体管和D_FET晶体管的充电/放电控制开关220被布置在高电位线路或者低电位线路上，并且连接到包括应急控制模块150的电池管理系统250（以下简称控制器）以接通和断开。

此外，应急充电模块110连接到围绕主电池组210的高电位线路和低电位线路的两端。应急充电模块110提供有外部充电端子115，并且应急充电开关ES分别提供在高电位线路的连接部分和低电位线路的连接部分上。

辅助电池连接模块120电连接到在高电位线路和低电位线路上布置在充电/放电控制开关220和车辆电源输入端子310之间的接触器。辅助电池连接模块120提供有辅助电池连接端子125，并且辅助电池开关SS分别提供在高电位线路的连接部分和低电位线路的连接部分上。

主电池组210、应急充电模块110和辅助电池连接模块120分别包括主电池组电压测量单元S、第一电压测量单元S1、第二电压测量单元S2，它们连接到控制器250以测量主电池组的电压Vc、外部充电端子的电压V1，和辅助电池连接端子的电压V2。

控制器250连接到车辆计算系统的通信端口（COM端口）以将各种信号和信息数据发送给车辆。

在下面将描述期间由控制器250在配置的电路中执行应急控制的电路操作。

首先，将在下面描述由应急充电模块110执行的应急充电操作的情形。外部充电电力连接到外部充电端子115，并且第一电压测量单元S1测量施加于外部充电端子115的电压，并且将测量的电压值发送给控制器250。控制器250基于测量的电压值确定正在执行应急充电操作，切换到应急充电模式，接通应急充电开关ES，并且断开充电/放电控制开关220。

然后，经由外部充电端子115供应的充电电力经由应急充电开关ES施加于主电池组210，从而对主电池组210充电。通过关闭充电/放电控制开关220切断供应给车辆电力输入端子的电力。另外，控制器250经由主电池组电力测量单元S测量主电池组210的电力。如果电力达到预先确定的参考值，则控制器250确定应急充电操作完成，并且断开应急充电开关，从而停止应急充电操作。一旦完成应急充电操作，控制器250接通充电/放电控制开关220以将主电池组210的电力供应给车辆电力输入端子。

接下来，将在下面描述经由辅助电池连接模块120供应来自辅助电池的电力的情形。在这种情况下，外部辅助电池电连接到辅助电池连接端子125，并且第二电压测量单元S2测量施加于辅助电池连接端子125的电压，并且将测量的电压值发送给控制器250。控制器250基于测量的电压值确定正在从辅助电池供应电力，切换到辅助电池连接模式，接通辅助电池开关SS，并且断开充电/放电控制开关220。

通过该控制过程，通过断开充电/放电控制开关220切断连接到主电池组210的高电位线路和低电位线路，并且通过闭合辅助电池开关SS将辅助电池连接端子125和高电位线路接头+和低电位线路接头–的接触器连接在一起。因此，辅助电池连接端子125正电连接到车辆电力输入端子310，并与主电池组210断开连接。在这种情况下，从辅助电池连接端子125施加的辅助电池的电力仅仅供应给车辆电力输入端子310，而不供应给主电池组210。

同时，当根据辅助电池连接模式将电力供应给车辆时，控制器250经由第二电压测量单元S2测量辅助电池的电压，并且计算辅助电池的荷电状态。这样，在辅助电池连接模式中，控制器250计算辅助电池的荷电状态，并且经由通信线路将测量的值发送给车辆计算系统。

在这里，计算电池的荷电状态的方法使用具有诸如电池的电压、温度和电阻的三个变量的函数。这种计算电池的荷电状态的方法在本领域已知，并且因此，将省略其详细说明。

但是，在辅助电池连接的情形下，仅可以使用由辅助电池连接模块120中提供的第二电压测量单元S2测量的辅助电池的电压，并且因此，通常已知的方法不能用于计算辅助电池的荷电状态。因此，在本公开中，仅仅基于辅助电池的测量的电压值计算辅助电池的荷电状态。在这里，当辅助电池充足电，并且因此可以用于车辆时，电压被设置为100%，并且当辅助电池完全放电，并且因此不能用于车辆时，电压被设置为0%，使得辅助电池的测量的电压值被转换为基于该比值的百分数，从而计算辅助电池的荷电状态。

或者，在SOC计算模块安装在辅助电池本身中的情形下，控制器250可以从辅助电池接收计算的SOC信息，并且将SOC信息发送给车辆计算系统。

另外，当将各种信息发送给车辆计算系统时，控制器250可以使用车辆通信协议，诸如CAN通信。另外，从控制器250经由车辆计算系统的通信端口发送的信息可以进一步包括应急模式转换状态信息。也就是说，指示当前模式是应急充电模式还是辅助电池连接模式的模式状态信息可以被发送给车辆的用户以识别对应的状态。

执行上述操作的控制器250可以被配置为能够执行通过对根据本公开的电池控制方法编程获得的代码的微处理器，或者可以配置为通过将根据本公开的电池控制方法的控制流程实现为逻辑电路获得的半导体芯片，但是，本公开不受限于此。

同时，根据本公开的上述电池控制方法可以与用于管理电池组的电池管理系统250组合使用。

另外，本公开可以与各种动力系统，诸如化石燃料车辆、电动车辆、混合动力车辆、电动自行车等等组合使用。

此外，对本领域技术人员来说显而易见，根据本公开的电池控制方法可以模块化为PCB电路或者专用集成电路（ASIC），并且安装在电池组中。

图3是示出根据本公开的优选实施例的电池控制方法处理的流程图。

参考图3，根据本公开的电池控制方法，执行检查在各种应急处理单元中提供的电压测量单元的处理。也就是说，该处理是监视从应急充电单元、辅助电池连接单元等等中提供的电压测量单元接收的测量值的监视处理（S10）。

接下来，在监视电压测量单元期间，执行确定由应急充电单元中提供的第一电压测量单元S1测量的电压V1的值是否超过0V的处理。也就是说，当超过0V的电压被施加于应急充电单元的外部充电端子时，应急充电单元正在从外部电连接到外部充电端子。相反地，当0V的电压被施加于应急充电单元的外部充电端子时，没有从外部进行的电连接（S20）。

因此，当由第一电压测量单元测量到超过0V的电压时，确定正在从外部提供应急充电，并且控制器切换到用于对电池组执行应急充电操作的应急充电模式。当切换到应急充电模式时，控制器将来自应急充电单元的电力施加于主电池组以执行充电操作，并且切断经由其将电力从主电池组供应到车辆的主电力线（S40）。

相反地，当由第一电压测量单元测量到0V的电压时，确定没有从外部提供应急充电，并且执行确定由辅助电池连接单元中提供的第二电压测量单元S2测量的电压V2的值是否超过0V的处理。也就是说，当超过0V的电压被施加于辅助电池连接单元的辅助电池连接端子时，辅助电池正安装在外部以将电力施加于辅助电池连接端子。但是，当0V的电压被施加于辅助电池连接单元的辅助电池连接端子时，没有外部连接辅助电池（S30）。

在上述步骤中，当由第二电压测量单元S2测量到超过0V的电压时，确定辅助电池正安装在外部，并且控制器切换到辅助电池连接模式，其中辅助电池的电力被供应给车辆以在应急情况下工作。当切换到辅助电池连接模式时，控制器将来自辅助电池的电力施加于连接到车辆的主电力线以对车辆供应应急电力，并且切断主电池线以防止电力施加于主电池组（S60）。

另外，当在上述步骤S20和S30中测量的电压全部是0V时，确定没有对应急充电单元和辅助电池连接单元进行连接，并且控制器保持正常模式。也就是说，电力从主电池组供应到车辆（S50）。

图4是示出根据本公开的优选实施例的在电池控制方法的应急充电模式下在电池组中执行的控制处理的流程图。

参考图4，当由应急充电模块测量到超过0V的电压时，控制器切换到应急充电模式（S41）。

当切换到应急充电模式时，控制器将指示模式切换的信息发送给车辆计算系统。此时，控制器基于车辆通信协议经由车辆的通信端口将应急充电模式切换信息发送给车辆计算系统。因此，车辆的用户可以接收在车辆计算系统上显示的指示应急充电模式的通知，并且因此可以识别到在执行应急充电操作（S42）。

接下来，控制器断开在主电池组和车辆电力输入端子之间提供的充电/放电控制开关。因此，应急充电电力在应急充电操作期间不施加于车辆电力输入端子（S43）。

另外，控制器接通在主电池组和应急充电模块的外部充电端子之间提供的应急充电开关。因此，从外部充电单元供应的充电电力可以传送给主电池组（S44）。

这样，当充电电力从外部充电单元施加于主电池组时，主电池组被充电（S45）。

在主电池组的充电操作期间，控制器经由在主电池组中提供的电压测量单元S测量充电电压Vc（S46）。

此时，控制器确定充电电压Vc是否达到或者超出预先确定的参考值。在这里，如果充电电压Vc没有达到预先确定的参考值，则控制器保持步骤S45的充电操作（S47）。

相反地，如果充电电压Vc达到或者超出预先确定的参考值，则控制器确定主电池组被完全充电，并且断开在应急充电模块中提供的应急充电开关，使得从外部充电单元供应的充电电力被切断（S48）。

另外，控制器将应急充电完成信息发送给车辆计算系统。因此，应急充电完成信息被显示在车辆上，并且因此，用户可以识别应急充电完成。在这里，车辆计算系统可以通过语音或者消息将应急充电完成显示给用户（S49）。

图5是示出根据本公开的优选实施例的在电池控制方法的辅助电池连接模式下在电池组中执行的控制处理的流程图。

将参考图5描述在辅助电池连接模式下由电池管理系统执行的控制处理。

首先，当在辅助电池连接单元中提供的第二电压测量单元测量到超过0V的电压被施加于辅助电池连接端子时，控制器确定辅助电池正连接在外部，并且切换到辅助电池连接模式（S61）。

当切换到辅助电池连接模式时，控制器将指示模式切换的信息发送给车辆计算系统。此时，控制器基于车辆通信协议经由车辆的通信端口将辅助电池连接模式切换信息发送给车辆计算系统。因此，车辆的用户可以接收在车辆计算系统上显示的指示辅助电池连接模式的通知，并且因此可以识别到辅助电池的电力被供应给车辆（S62）。

接下来，控制器断开在主电池线路和主电池组之间提供的充电/放电控制开关。因此，在从辅助电池供电期间，辅助电池的电力并不施加于主电池组（S63）。

另外，控制器接通在连接到车辆电力输入端子的主电池线路和辅助电池模块的辅助电池连接端子之间提供的辅助电池开关。这样，当辅助开关接通时，从辅助电池供应的辅助电力经由接触器施加于主电力线，然后施加于连接到主电力线的车辆电力输入端子。此时，因为从主电力线到主电池组的连接线路在上述步骤S63中被切断，所以从辅助电池供应的电力仅仅施加于车辆，而并不施加于主电池组（S64）。

这样，当辅助电力从辅助电池施加于车辆电力输入端子时，辅助电力被供应给车辆驱动设备和需要电力的设备，不提供给主电池组，从而驱动车辆并操作设备（S65）。

此后，当正在给车辆供应辅助电力时，控制器经由在辅助电池连接单元中提供的第二电压测量单元S2测量辅助电池的电压V2（S66）。

当测量辅助电池的电压时，控制器基于测量的电压计算辅助电池的当前荷电状态（S67）。已经在上面描述了基于测量的电压计算辅助电池的荷电状态的构造，并且因此，其重复的描述将被省略。

当计算辅助电池的荷电状态时，控制器将计算的SOC信息发送给车辆计算系统。因此，车辆的用户可以接收辅助电池的SOC信息，并且确定车辆将能够利用从辅助电池供应的辅助电力行驶多久（S68）。

已经详细描述了本公开。但是，应该明白，虽然表示了本公开的优选实施例，但是详细的说明和特定的示例仅仅是通过说明的方式给出的，因为从这个详细说明中，对于那些本领域技术人员来说，在本公开的精神和范围之内各种改变和改进将变得显而易见。

Claims (21)

1.一种电池控制设备，所述电池控制设备被提供在车辆电池组中，用于控制电池组，所述车辆电池组能够在应急情况下被充电并且配备有辅助电池，所述电池控制设备包括：

应急充电单元，所述应急充电单元包括用于将电力施加于主电池组的外部充电端子，用于测量所述外部充电端子的电压的第一电压测量单元，和用于切换所述外部充电端子和所述主电池组之间的连接的应急充电开关；

辅助电池连接单元，所述辅助电池连接单元包括用于经由接触器将电力施加于车辆的辅助电池连接端子，用于测量所述辅助电池连接端子的电压的第二电压测量单元，和用于切换所述辅助电池连接端子和所述接触器之间的连接的辅助电池开关；以及

应急控制单元，所述应急控制单元用于在所述第一电压测量单元的电压测量期间通过接通所述应急充电开关来切换到应急充电模式，以及在所述第二电压测量单元的电压测量期间通过接通所述辅助电池开关来切换到辅助电池连接模式。

2.根据权利要求1所述的电池控制设备，其中，当切换到所述应急充电模式或者所述辅助电池连接模式时，所述应急控制单元断开连接到所述主电池组的充电/放电控制开关。

3.根据权利要求1所述的电池控制设备，其中，当切换到所述应急充电模式时，所述应急控制单元检测所述主电池组的电压，并且如果充电电压达到预先确定的参考值，断开所述应急充电开关。

4.根据权利要求3所述的电池控制设备，其中，当所述应急充电开关在应急充电完成后断开时，所述应急控制单元将指示所述应急充电完成的通知信号发送给车辆计算系统。

5.根据权利要求1所述的电池控制设备，其中，当切换到所述辅助电池连接模式时，所述应急控制单元经由所述第二电压测量单元测量连接的辅助电池的电压，计算所述辅助电池的荷电状态信息，并且将所述信息发送给车辆计算系统。

6.根据权利要求1所述的电池控制设备，其中，当切换到所述辅助电池连接模式时，所述辅助电池连接单元从连接的辅助电池接收荷电状态信息，并且将所述信息发送给车辆计算系统。

7.根据权利要求1所述的电池控制设备，其中，当切换到所述应急充电模式或者所述辅助电池连接模式时，所述应急控制单元将模式切换信息发送给车辆计算系统。

8.一种电池管理系统，所述电池管理系统包括权利要求1至7的任何一项所述的电池控制设备。

9.一种车辆，所述车辆包括权利要求1至7的任何一项所述的电池控制设备。

10.一种带有控制功能的车辆电池组，所述车辆电池组能够被在应急情况下充电并且配备有辅助电池，所述电池组包括：

主电池组，所述主电池组包括至少一个电池单体；

电池管理系统，所述电池管理系统用于测量所述主电池组的电池电压并且控制所述主电池组；

充电/放电控制开关，所述充电/放电控制开关用于在所述电池管理系统的控制下切换所述主电池组的充电/放电电力；

应急充电模块，所述应急充电模块被提供有连接到所述主电池组的外部充电端子，并且将充电电力直接施加于所述主电池组；

辅助电池连接模块，所述辅助电池连接模块被提供有连接到主电力线的接触器的辅助电池连接端子，并且将电力直接施加于车辆；以及

应急控制模块，所述应急控制模块用于当从所述应急充电模块的所述外部充电端子检测到电压时切换到应急充电模式，以及当从所述辅助电池连接模块的所述辅助电池连接端子检测到电压时切换到辅助电池连接模式。

11.根据权利要求10所述的电池组，其中，当切换到所述应急充电模式或者所述辅助电池连接模式时，所述应急控制模块断开所述充电/放电控制开关。

12.根据权利要求11所述的电池组，其中，所述充电/放电控制开关位于连接在所述主电池组和车辆电力输入端子之间的所述主电力线上。

13.根据权利要求12所述的电池组，其中，所述辅助电池连接模块的所述辅助电池连接端子连接到位于在所述充电/放电控制开关和所述车辆电力输入端子之间的所述主电力线上的所述接触器。

14.根据权利要求10所述的电池组，进一步包括：

主充电端子，所述主充电端子用于在所述电池管理系统的控制下将充电电力施加于所述主电池组；以及

封装壳体，所述封装壳体用于容纳所述主电池组、所述电池管理系统、所述充电/放电控制开关、所述应急充电模块、所述辅助电池连接模块、所述应急控制模块和所述主充电端子的组件。

15.一种电池控制方法，所述电池控制方法在应急情况下控制电池并且在被提供在车辆电池组中的电池控制设备中实现，所述车辆电池组能够被在应急情况下充电并且配备有辅助电池，所述电池控制方法包括以下步骤：

(a)确定电压是否被施加于连接到主电池组的外部充电端子，并且将充电电力施加于所述主电池组和连接到接触器的辅助电池连接端子，并且将电力施加于车辆；

(b)当电压被施加于所述外部充电端子时切换到应急充电模式，并且利用经由所述外部充电端子供应的电力对所述主电池组充电；以及

(c)当电压被施加于所述辅助电池连接端子时，切换到辅助电池连接模式，并且经由主电力线将电力从连接的辅助电池供应给所述车辆。

16.根据权利要求15所述的电池控制方法，其中，在步骤(b)或者步骤(c)中，当切换到所述应急充电模式或者所述辅助电池连接模式时，模式切换信息被发送给车辆计算系统。

17.根据权利要求15所述的电池控制方法，其中，步骤(b)包括以下步骤：

(1)当电压被施加于所述外部充电端子时切换到所述应急充电模式，并且断开所述主电池组的充电/放电控制开关；

(2)接通连接到所述外部充电端子的应急充电开关，并且将充电电力供应给所述主电池组；

(3)测量所述主电池组的充电电压，并且保持充电操作直到充电电压达到预先确定的参考值；以及

(4)如果所述主电池组的充电电压达到所述预先确定的参考值，则断开所述应急充电开关，并且完成应急充电。

18.根据权利要求17所述的电池控制方法，其中，在步骤(4)之后，应急充电完成信息被发送给车辆计算系统。

19.根据权利要求15所述的电池控制方法，其中，步骤(c)包括以下步骤：

(5)当电压被施加于所述辅助电池连接端子时切换到所述辅助电池连接模式，并且断开所述主电池组的所述充电/放电控制开关；以及

(6)接通连接到所述辅助电池连接端子的辅助电池开关，并且经由所述主电力线将电力从连接的辅助电池供应给所述车辆。

20.根据权利要求19所述的电池控制方法，在步骤(6)之后，进一步包括以下步骤：

(7)测量所述辅助电池的电压，并且计算所述辅助电池的荷电状态；以及

(8)将计算的所述辅助电池荷电状态发送给车辆计算系统。

21.根据权利要求19所述的电池控制方法，在步骤(6)之后，进一步包括以下步骤：

(9)从所述辅助电池接收荷电状态信息；以及

(10)将接收的所述辅助电池的荷电状态信息发送给车辆计算系统。