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TWI568131B - 電池系統和電池充電方法 - Google Patents

電池系統和電池充電方法 Download PDF

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TWI568131B
TWI568131B TW102133338A TW102133338A TWI568131B TW I568131 B TWI568131 B TW I568131B TW 102133338 A TW102133338 A TW 102133338A TW 102133338 A TW102133338 A TW 102133338A TW I568131 B TWI568131 B TW I568131B
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Taiwan
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battery
voltage
voltage threshold
equalization
threshold
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TW102133338A
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English (en)
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TW201424189A (zh
Inventor
鞏小飛
Original Assignee
凹凸科技國際股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

電池系統和電池充電方法
本發明係有關電池領域,特別關於一種電池系統和電池充電方法。
電池系統包括多個電池單元(例如,鋰離子電池),電池系統通常為手機、膝上型電腦或電動車供電。電池均衡器廣泛應用於電池系統中,以最大化電池單元的容量和增加電池的壽命。如果電池系統中的電池單元發生不均衡的情况,電池均衡器透過消耗電荷最高的電池單元上的能量或透過將電荷最高的電池單元上的能量轉移到電荷最低的電池單元,對電池單元進行均衡。
圖1所示為現有技術中鋰離子電池充電過程的充電電流與電池單元電壓的波形圖100。鋰離子電池的充電過程經歷了多個模式(例如,恆流充電模式和恆壓充電模式)。在時刻t0,電池單元具有電壓值V10,並由一充電電流進行充電。在時間段t0-t3,電池單元工作在恆流充電模式,在此期間充電電流恆定,電池單元電壓從V10增加到VM。在時間段t3-t4,電池單元進入恆壓充電模式,在此期間充電電流逐漸减小,電池單元電壓保持恆定。例如,電池單元電壓在時間段t3-t4保持為VM。在時刻t4,充電電流降到低於一電流臨限值。相應地,電池充電過程結束。
電池單元電壓在恆流充電模式的一時間段(這個時間段被稱為平台電壓區域)中具有一相對低的增長速率。例如,在時間段t1-t2,電池單元電壓的增長速率低於一速率臨限值。由於充電電流恆定,電池單元電量的增長速率在恆流充電模式的任意時間段應該保持恆定。所以,在平台電壓區域,電池單元電壓具有較低的增長速率,不能精確的反映電池單元電量的變化。
因此,對一個包含多個電池單元的電池組,電池均衡器可能在所有電池單元都處於平台電壓區域時進行均衡操作。由於電池單元電壓不能準確反映電池單元電量,電池均衡器難以透過監測電池單元的電池單元電壓準確地檢測到不均衡情况。例如,透過均衡,雖然電荷最高的電池單元的電量降到與電荷最低的電池單元的電量相等,但是電池單元的電壓並沒有隨電池單元的電量的改變而改變。所以,電池均衡器的均衡控制可能並不精確。
本發明的目的為提供一種電池系統,包括:多個電池單元,具有多個電池單元電壓;以及一均衡模組,耦接該多個電池單元,根據該多個電池單元在一恆流充電模式下的一充電電流設置一第一電壓臨限值,並當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓不滿足該第一電壓臨限值的要求時,啟動對該多個電池單元的一均衡檢查。
本發明還提供一種電池充電方法,包括:由一充電電流為多個電池單元充電,該多個電池單元具有多個電池單元電壓;根據一恆流充電模式下的該充電電流,設置一第一電壓臨限值;以及當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓不滿足該第一電壓臨限值的要求時,啟動對該多個電池單元的一均衡檢查。
本發明還提供一種電池系統,包括:串聯的多個電池模組,其中,每一該電池模組包括多個電池單元,該多個電池單元具有多個電池單元電壓;以及多個均衡模組,耦接該多個電池模組,其中,每一該均衡模組根據該多個電池單元在一恆流充電模式下的一充電電流設置一第一電壓臨限值,並當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓不滿足該第一電壓臨限值的要求時,啟動對該多個電池單元的一均衡檢查。
100‧‧‧波形圖
200‧‧‧本發明一個實施例的電池系統示意圖
205‧‧‧充電器
210‧‧‧均衡模組
290‧‧‧充電通路
300‧‧‧波形圖
301、302‧‧‧充電曲線
400‧‧‧本發明一實施例的電池系統的系統方塊示意圖
401‧‧‧均衡電路
402‧‧‧監測電路
403‧‧‧類比數位轉換器
404‧‧‧處理器
411‧‧‧電阻
421~423、460‧‧‧監測信號
440‧‧‧數位信號
470‧‧‧控制指令
480‧‧‧均衡信號
500‧‧‧本發明另一實施例的電池系統的系統方塊示意圖
504‧‧‧處理器
510‧‧‧均衡模組
531~533‧‧‧比較信號
540‧‧‧數位信號
541~543‧‧‧比較器
600‧‧‧本發明又一實施例的電池系統方塊示意圖
601、602‧‧‧電池模組
609‧‧‧電池組
611、612‧‧‧均衡模組
700‧‧‧流程圖
701~705‧‧‧步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述,以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中:圖1所示為先前技術中鋰離子電池充電過程的充電電流與電池單元電壓的波形圖; 圖2所示為根據本發明一實施例的電池系統方塊示意圖;圖3所示為根據本發明一實施例的電池單元在充電階段的電池單元電壓的波形圖;圖4所示為根據本發明一實施例的電池系統的系統方塊示意圖;圖5所示為根據本發明另一實施例的電池系統的系統方塊示意圖;圖6所示為根據本發明又一實施例的電池系統方塊示意圖;以及圖7所示為根據本發明一實施例的電池系統的均衡方法流程圖。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述,但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地,本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。
此外,在以下對本發明的詳細描述中,為了提供針對本發明的完全的理解,提供了大量的具體細節。然而,於本技術領域中具有通常知識者將理解,沒有這些具體細節,本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中,對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述,以便於凸顯本發明之主旨。
圖2所示為根據本發明一實施例的電池系統方塊示意圖200。在圖2所示的實施例中,電池系統包括電池單元C1、電池單元C2和電池單元C3,以及均衡模組210。雖然圖2所示的實施例顯示了三個電池單元,但本發明不限於此,電池系統200可以包含其他數量的電池單元。在本發明一實施例中,電池單元C1~電池單元C3可以是鋰離子電池。電池單元C1~電池單元C3耦接均衡模組210。均衡模組210監測電池單元C1~電池單元C3中每個電池單元的電池單元參數(例如,電池單元電壓、電池單元電流、電池單元溫度、電池單元電量等),並判斷電池單元C1~電池單元C3是否產生了不均衡的情况。當檢測到不均衡情况時,均衡模組210對電池單元C1~電池單元C3進行均衡。
在本發明一個實施例中,電池單元C1~電池單元C3 透過充電通路290與充電器205耦接。充電通路290包含開關S5。當開關S5接通時,電池單元C1~電池單元C3工作在充電模式(例如,恆流充電模式或恆壓充電模式),此時,充電器205以充電電流ICHARGE為電池單元C1~電池單元C3充電。當開關S5關斷或充電器205與電池單元C1~電池單元C3不耦接時,電池單元C1~電池單元C3處於靜置模式或放電模式,此時充電過程結束。
圖3所示為根據本發明一實施例的電池單元在充電階段的電池單元電壓VCELL的波形圖300。圖3將結合圖2進行描述。
在圖3所示的實施例中,波形圖300包含充電曲線301和充電曲線302。充電曲線301代表電池單元由充電電流ICHARGE1充電時電池單元電壓VCELL的變化。充電曲線302代表電池單元由充電電流ICHARGE2充電時電池單元電壓VCELL的變化。在本發明一個實施例中,充電電流ICHARGE1大於充電電流ICHARGE2。儘管圖3顯示了兩個充電曲線,但本發明並不限於此,圖3還可以包含其他充電電流對應的充電曲線。在本發明一個實施例中,這些充電曲線由電池廠家提供。
更具體地,在本發明一個實施例中,如充電曲線301所示,當電池單元由充電電流ICHARGE1充電時,電池單元在時間段t0~t5工作在恆流充電模式下,在時刻t5以後,工作在恆壓充電模式下。在恆流充電模式下,充電電流ICHARGE1保持恆定,電池單元電壓VCELL增加。在恆壓充電模式下,電池單元電壓VCELL保持在VM,充電電流ICHARGE1减小。在圖3所示的實施例中,充電曲線301在時間段t1~t2處於平台電壓區域TFLAT1,在此期間,電池單元電壓VCELL的增長速率低於一速率臨限值。同樣地,如充電曲線302所示,當電池單元由充電電流ICHARGE2充電時,電池單元在時間段t0~t6工作在恆流充電模式下,在時刻t6以後,電池單元工作在恆壓充電模式下。與充電曲線301類似地,充電曲線302在時間段t3~t4處於平台電壓區域TFLAT2
結合圖2和圖3可知,均衡模組210檢測電池單元C1~電池單元C3是否產生了不均衡的情况,並在檢測到不均衡情况時對電池單元C1~電池單元C3進行均衡。有利的是,當至少一個電池 單元工作在平台電壓區域之外時,均衡模組210啟動均衡操作。更具體地,在本發明一個實施例中,均衡模組210提供電壓臨限值VH,電壓臨限值VH高於電池單元工作在平台電壓區域的最大電池單元電壓值。例如,根據充電曲線301,當電池單元由充電電流ICHARGE1充電時,電壓臨限值VH1大於時刻t2的電池單元電壓。
如果電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3中的一或多個電池單元電壓高於電壓臨限值VH,表示電池單元C1~電池單元C3中的一或多個電池單元工作在平台電壓區域以外,當檢測到不均衡情况時,均衡模組210開始檢測電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3並均衡電池單元C1~電池單元C3。舉例來說,均衡模組210比較電池單元C1~電池單元C3中的最大電池單元電壓VMAX和最小電池單元電壓VMIN。當最大電池單元電壓VMAX和最小電池單元電壓VMIN的差值大於一臨限值VDIF時,則發生了不均衡情况。回響不均衡情况,均衡模組210均衡電池單元C1~電池單元C3。例如,均衡模組210識別具有最大電池單元電壓VMAX的電池單元CMAX,並透過消耗電池單元CMAX的電量來均衡電池單元C1~電池單元C3。在本發明另一個實施例中,均衡模組210還識別具有最小電池單元電壓VMIN的電池單元CMIN,並透過將電池單元CMAX中的電量傳遞到電池單元CMIN的方式均衡電池單元C1~電池單元C3。均衡模組210也能執行其他操作以檢測不均衡情况並均衡電池單元C1~電池單元C3,而不局限於圖3的實施例。
有利的是,均衡模組210根據充電電流ICHARGE調整電壓臨限值VH。電壓臨限值VH大於電池單元工作在平台電壓區域的最大電池單元電壓。如圖3所示,充電曲線301的平台電壓區域TFLAT1內的電池單元電壓高於充電曲線302的平台電壓區域TFLAT2內的電池單元電壓。所以,當電池單元由充電電流ICHARGE1充電時,均衡模組210將電壓臨限值VH設置為VH1,當電池單元由充電電流ICHARGE2充電時,均衡模組210將電壓臨限值VH設置為VH2。換言之,電壓臨限值VH根據流經電池單元C1~電池單元C3的充電電流而改變。因此,即使 平台電壓區域由於充電電流發生了改變,也不會執行均衡操作,直至至少一個電池單元工作在平台電壓區域之外。這樣,電池均衡控制會更精確。
在本發明另一個實施例中,均衡模組210提供電壓臨限值VL,電壓臨限值VL低於電池單元工作在平台電壓區域的最小電池單元電壓。根據充電電流ICHARGE調整電壓臨限值VL。如圖3的充電曲線301所示,當充電電流為ICHARGE1時,電壓臨限值VL低於電池單元在時刻t1時的電池單元電壓。當充電電流為ICHARGE1時,電壓臨限值VL設置為VL1,當充電電流為ICHARGE2時,電壓臨限值VL設置為VL2。在這種情况下,當電池單元C1~電池單元C3中至少一個電池單元的電池單元電壓低於電壓臨限值VL時,均衡模組210執行均衡操作。
在本發明另一個實施例中,均衡模組210提供電壓臨限值VH和電壓臨限值VL。例如,當電池單元由充電電流ICHARGE1充電時,電壓臨限值VH設置為VH1,電壓臨限值VL設置為VL1。當電池單元由充電電流ICHARGE2充電時,電壓臨限值VH設置為VH2,電壓臨限值VL設置為VL2。此時,當電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3中至少一個電池單元電壓大於電壓臨限值VH和/或小於電壓臨限值VL時,均衡模組210執行均衡操作。
有利的是,在上述三種情况下,只有在一個或多個電池單元工作在平台電壓區域之外時,電池均衡才執行。因此,電池均衡控制會更加精確。
圖4所示為根據本發明一實施例的電池系統的系統方塊示意圖400。圖4中與圖2標號相同的部件具有類似的功能。圖4將結合圖2和圖3進行描述。
在本發明一個實施例中,均衡模組210包含電阻411、均衡電路401、監測電路402、類比/數位轉換器403和處理器404。在本發明一個實施例中,監測電路402監測電池單元C1~電池單元C3中每個電池單元的電池單元參數(例如,電池單元電壓和電池單元電流),並產生多個對應的監測信號。在本發明一個實施例中,監測電 路402透過電阻411產生監測信號421、監測信號422和監測信號423,監測信號421~監測信號423分別指示電池單元C1~電池單元C3的電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3。在本發明一個實施例中,監測電路402監測流經電池單元C1~電池單元C3的充電電流ICHARGE,並產生指示充電電流ICHARGE的監測信號460。在本發明另一個實施例中,監測電路402還監測電池單元C1~電池單元C3的溫度和電量,並產生對應的監測信號(圖4中未示出)。
耦接監測電路402的類比/數位轉換器403將監測信號421~監測信號423和監測信號460轉換為數位信號440。耦接於類比/數位轉換器403的處理器404接收數位信號440,以獲取電池單元C1~電池單元C3的狀態資訊。
處理器404根據數位信號440執行機器可執行指令,以控制電池單元C1~電池單元C3。更具體地,在本發明一個實施例中,處理器404根據電池單元C1~電池單元C3的狀態資訊判斷是否發生了非期望狀態(例如,過壓情况,過流情况或欠壓情况等)。如果發生了非期望狀態,處理器404透過控制指令470控制監測電路402,保護電池單元C1~電池單元C3。
另外,處理器404檢測充電電流ICHARGE,並根據檢測的充電電流ICHARGE設置電壓臨限值VH和電壓臨限值VL
更具體地,在本發明一個實施例中,處理器404讀取多個資料集,每個資料集指示與充電電流相對應的電壓臨限值。例如,充電電流ICHARGE1、電壓臨限值VH1,和/或電壓臨限值VL1儲存為第一資料集;充電電流ICHARGE2、電壓臨限值VH2,和/或電壓臨限值VL2儲存為第二資料集。處理器404檢測充電電流ICHARGE,根據充電電流ICHARGE從多個資料集中選擇一資料集,並根據所選擇的資料集設置電壓臨限值VH和/或電壓臨限值VL。例如,當充電電流ICHARGE等於ICHARGE1時,選擇第一資料集,所以電壓臨限值VH設置為VH1,和/或電壓臨限值VL設置為VL1。類似地,當充電電流ICHARGE等於ICHARGE2時,選擇第二資料集,所以電壓臨限值VH設置為VH2,和/或電壓臨限值VL設置為VL2。 在本發明另一個實施例中,每個資料集指示一電池單元由對應的充電電流充電時電池單元電壓的變化。每個資料集代表對應的充電電流所對應的充電曲線,例如,充電曲線301對應充電電流ICHARGE1,充電曲線302對應充電電流ICHARGE2。處理器404檢測充電電流ICHARGE,並根據充電電流ICHARGE的大小從多個資料集中選擇一資料集。例如,當充電電流ICHARGE等於ICHARGE1時,選擇充電曲線301對應的資料集,當充電電流ICHARGE等於ICHARGE2時,選擇充電曲線302對應的資料集。然後,處理器404確定所選擇的資料集對應充電曲線的平台電壓區域,平台電壓區域的電池單元電壓增長速率低於一速率臨限值。處理器404根據平台電壓區域設置電壓臨限值VH和/或電壓臨限值VL。具體來說,處理器404設置電壓臨限值VH,使電壓臨限值VH大於電池單元工作在平台電壓區域時的最大電池單元電壓,和/或設置電壓臨限值VL,使電壓臨限值VL小於電池單元工作在平台電壓區域時的最小電池單元電壓。例如,在充電曲線301中,電壓臨限值VH設置為VH1,電壓臨限值VL設置為VL1。類似地,在充電曲線302中,電壓臨限值VH設置為VH2,電壓臨限值VL設置為VL2
電壓臨限值VH和電壓臨限值VL用於判斷是否有電池單元工作在平台電壓區域之外。處理器404將電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3中的每個電池單元電壓與電壓臨限值VH和/或電壓臨限值VL進行比較。在本發明一個實施例中,若至少一個電池單元的電池單元電壓大於電壓臨限值VH,處理器404判斷至少有一個電池單元工作在平台電壓區域之外,並開始檢測是否發生了不均衡情况。例如,當最大電池單元電壓VMAX和最小電池單元電壓VMIN的差值大於臨限值VDIF時,則電池單元C1~電池單元C3發生了不均衡情况,所以處理器404啟動均衡操作來均衡電池單元C1~電池單元C3。在本發明另一個實施例中,若至少一個電池單元的電池單元電壓小於電壓臨限值VL,處理器404開始檢測是否發生了不均衡情况。在本發明另一個實施例中,若至少一個電池單元的電池單元電壓大於電壓臨限值VH或小於電壓臨限值VL,處理器404開始檢測是否發生了不均衡情 况。
在本發明一個實施例中,處理器404產生均衡信號480以均衡電池單元C1~電池單元C3。監測電路402根據均衡信號480控制均衡電路401。更具體地,監測電路402根據均衡信號480控制開關S1、開關S2和開關S3,以致能旁路電流,旁路電流流過具有最大電池單元電壓VMAX的電池單元CMAX和均衡電路401,因此消耗了電池單元CMAX上的能量,電池單元CMAX的電量也隨之降低。當電池單元C1~電池單元C3處於均衡狀態時,例如,最大電池單元電壓VMAX和最小電池單元電壓VMIN的差值低於臨限值VDIF時,電池單元的均衡操作結束。
圖5所示為根據本發明另一實施例的電池系統的系統方塊示意圖500。圖5中與圖2、圖4標號相同的部件具有類似的功能。圖5將結合圖2、圖3和圖4進行描述。電池系統執行的均衡操作與圖4中電池系統400的均衡操作不同。
在圖5所示的實施例中,電池系統包含充電器205和均衡模組510。均衡模組510包含電阻411、均衡電路401、監測電路402、類比/數位轉換器403和處理器504。均衡模組510還包含比較器541、比較器542和比較器543,比較器541~比較器543分別用於接收監測信號421、監測信號422和監測信號423,其中,監測信號421~監測信號423分別指示電池單元C1~電池單元C3的電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3。比較器541~比較器543分別將監測信號421、監測信號422和監測信號423與電壓臨限值VTH進行比較,並產生比較信號531、比較信號532和比較信號533。類比/數位轉換器403將比較信號531~比較信號533轉換成數位信號540,並將數位信號540發送給處理器504。
處理器504根據數位信號540執行機器可執行指令,以控制電池單元C1~電池單元C3。與圖4中的處理器404功能類似,當電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3中至少一個電池單元電壓大於電壓臨限值VH或小於電壓臨限值VL時,處理器504開始檢測電池單 元C1~電池單元C3是否發生了不均衡情况,並在檢測到不均衡情况時均衡電池單元C1~電池單元C3。在圖5所示的實施例中,處理器504能執行均衡操作以將電池單元C1~電池單元C3的電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3調整到一預設值。更具體地,在本發明一個實施例中,當電池充電時,處理器504提供一個等於或大於電壓臨限值VH的電壓臨限值VTH。對於單個的電池單元,處理器504一直對其充電直到這個電池單元的電池單元電壓達到電壓臨限值VTH為止。在本發明一個實施例中,處理器504接收比較信號531、比較信號532和比較信號533。若比較信號531~比較信號533指示對應的電池單元C1~電池單元C3的電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3中的一電池單元電壓達到了電壓臨限值VTH,處理器504產生均衡信號480來致能與電池單元耦接的旁路電路。因此,結束對電池單元的充電,但繼續對其他的電池單元充電。當一電池單元的電池單元電壓達到電壓臨限值VTH時,均衡電路401中與之對應的旁路電路(例如,旁路電路包含串聯的開關和電阻)導通。當電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3都達到電壓臨限值VTH時,均衡操作停止。因此,電池單元的均衡操作完成。
例如,當電池單元C1的電池單元電壓VC1大於電壓臨限值VH時,比較器541將電池單元電壓VC1和電壓臨限值VTH進行比較。如果比較信號531指示電池單元電壓VC1達到電壓臨限值VTH,處理器504產生均衡信號480以接通開關S1。因此,充電電流ICHARGE流過開關S1、電池單元C2和電池單元C3。所以充電電流ICHARGE僅僅對電池單元C2和電池單元C3充電。電池單元C1的充電過程結束。同樣地,當電池單元電壓VC2和電池單元電壓VC3達到電壓臨限值VTH時,對應地接通開關S2和開關S3。因此,將電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3調節到電壓臨限值VTH,從而均衡電池單元C1~電池單元C3。
在本發明另一個的實施例中,處理器504執行可編程指令以執行比較操作。例如,處理器504將指示電池單元電壓VC1~電 池單元電壓VC3的數位信號540與電壓臨限值VTH進行比較。所以,在本實施例中,可以省去硬體比較器541~比較器543。
圖6所示為根據本發明又一實施例的電池系方塊示意圖600。圖6將結合圖2~圖5進行描述。圖6中與圖2標號相同的部件具有相似的功能。
在本發明又一個實施例中,電池系統包含電池組609,電池組609包含電池模組601和電池模組602。儘管在圖6所示的實施例中,電池組609包含兩個電池模組,但本發明並不限於此,電池組609也可以包含其他的數量的電池模組。每個電池模組包含已知數量的電池單元。例如,電池模組601包含電池單元C1~電池單元C3,電池模組602包含電池單元C4~電池單元C6。
電池模組601和電池模組602分別與均衡模組611和均衡模組612耦接。均衡模組611和均衡模組612具有與圖5所示的均衡模組510相似的結構。如果發生了不均衡情况,將電池單元C1~電池單元C6的電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC6調整為電壓臨限值VTH。在本發明又一個實施例中,電池模組601和均衡模組611設於一電池組內,而電池模組602和均衡模組612設於另一電池組內。由於電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC6中的每個電池單元電壓都會調整為VTH,所以也能够均衡不同電池組內的電池單元。
圖7所示為根據本發明一實施例的電池系統的均衡方法流程圖700。圖7將結合圖2~圖6進行描述。圖7揭示的具體步驟只是示例。換言之,本發明同樣適用於其他不同的步驟或對圖7進行的改進步驟。
在步驟701中,電池單元(例如,電池單元C1~電池單元C3)由充電電流(例如,充電電流ICHARGE)充電,並且具有相應的電池單元電壓(例如,電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3)。
在步驟702中,根據恆流充電模式下充電電流(例如,充電電流ICHARGE)的大小,設定第一電壓臨限值(例如,電壓臨限值VH或電壓臨限值VL)。
在步驟703中,當多個電池單元電壓中的一電池單元電壓不滿足第一電壓臨限值要求時,啟動對電池單元的均衡檢查。在本發明一個實施例中,當電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3中的一電池單元電壓大於電壓臨限值VH時,啟動均衡檢查。在本發明一個實施例中,當電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3中的一電池單元電壓小於電壓臨限值VL時,啟動均衡檢查。在本發明一個實施例中,當電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3中的一電池單元電壓大於電壓臨限值VH或小於電壓臨限值VL時,啟動均衡檢查。處理器404或處理器504根據充電電流ICHARGE提供電壓臨限值VH和電壓臨限值VL
在步驟704中,將多個電池單元電壓(例如,電池單元電壓VC1~電池單元電壓VC3)中的每個電池單元電壓和第二電壓臨限值(例如,電壓臨限值VTH)進行比較,並產生多個比較信號(例如,比較信號531~比較信號533)。
在步驟705中,根據比較信號均衡電池單元,以將每個電池單元電壓調節到第二電壓臨限值。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然,在不脫離後附申請專利範圍所界定的本發明精神和保護範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本技術領域中具有通常知識者應理解,本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此,在此披露之實施例僅用於說明而非限制,本發明之範圍由後附申請專利範圍及其合法均等物界定,而不限於先前之描述。
205‧‧‧充電器
210‧‧‧均衡模組
290‧‧‧充電通路
400‧‧‧本發明一實施例的電池系統的系統方塊示意圖
401‧‧‧均衡電路
402‧‧‧監測電路
403‧‧‧類比數位轉換器
404‧‧‧處理器
411‧‧‧電阻
421~423、460‧‧‧監測信號
440‧‧‧數位信號
470‧‧‧控制指令
480‧‧‧均衡信號

Claims (18)

  1. 一種電池系統,包括:多個電池單元,具有多個電池單元電壓;以及一均衡模組,耦接該多個電池單元,根據該多個電池單元在一恆流充電模式下的一充電電流設置一第一電壓臨限值,並當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓不滿足該第一電壓臨限值的要求時,啟動對該多個電池單元的一均衡檢查;其中,該均衡模組包括:一處理器,讀取一資料集,該資料集指示一電池單元由該充電電流充電時之一電池單元電壓的變化,該處理器還確定該資料集的一平台電壓區域,並根據該平台電壓區域選擇該第一電壓臨限值,該平台電壓區域的一電池單元電壓增長速率小於一速率臨限值。
  2. 如申請專利範圍第1項之電池系統,其中,當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓大於該第一電壓臨限值時,啟動該均衡檢查。
  3. 如申請專利範圍第1項之電池系統,其中,當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓小於該第一電壓臨限值時,啟動該均衡檢查。
  4. 如申請專利範圍第1項之電池系統,其中,該處理器將該第一電壓臨限值設置為大於該電池單元工作在該平台電壓區域時的一最大電池單元電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項之電池系統,其中,該處理器將該第一電壓臨限值設置為小於該電池單元工作在該平台電壓區域時的一最小電池單元電壓。
  6. 如申請專利範圍第1項之電池系統,其中,該均衡模組還包括: 多個比較器,將該多個電池單元電壓中的每一電池單元電壓與一第二電壓臨限值進行比較,並產生多個比較信號;以及根據該多個比較信號均衡該多個電池電壓,以將該多個電池單元電壓的該每一該電池單元電壓調節至該第二電壓臨限值。
  7. 如申請專利範圍第6項之電池系統,其中,該第二電壓臨限值大於或等於該第一電壓臨限值。
  8. 一種電池充電方法,包括:為多個電池單元充電,該多個電池單元具有多個電池單元電壓;根據在一恆流充電模式下的一充電電流,設置一第一電壓臨限值;當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓不滿足該第一電壓臨限值的要求時,啟動對該多個電池單元的一均衡檢查;讀取一資料集,該資料集指示一電池單元由該充電電流充電時之一電池單元電壓的變化;確定該資料集的一平台電壓區域,該平台電壓區域的一電池單元電壓增長速率低於一速率臨限值;以及根據該平台電壓區域設置該第一電壓臨限值。
  9. 如申請專利範圍第8項之電池充電方法,還包括:當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓大於該第一電壓臨限值時,啟動該均衡檢查。
  10. 如申請專利範圍第8項之電池充電方法,還包括:當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓小於該第一電壓臨限值時,啟動該均衡檢查。
  11. 如申請專利範圍第8項之電池充電方法,還包括: 將該第一電壓臨限值設置為大於該電池單元工作在該平台電壓區域時的一最大電池單元電壓值。
  12. 如申請專利範圍第8項之電池充電方法,還包括:將該第一電壓臨限值設置為小於該電池單元工作在該平台電壓區域時的一最小電池單元電壓值。
  13. 如申請專利範圍第8項之電池充電方法,還包括:將該多個電池單元電壓中的每一電池單元電壓與一第二電壓臨限值進行比較,並產生多個比較信號;以及根據該多個比較信號均衡該多個電池單元,以將該多個電池單元電壓的該每一電池單元電壓調節到該第二電壓臨限值。
  14. 一種電池系統,包括:串聯的多個電池模組,其中,該多個電池模組之每一電池模組包括多個電池單元,該多個電池單元具有多個電池單元電壓;以及多個均衡模組,耦接該多個電池模組,其中,該多個均衡模組中之每一均衡模組根據該多個電池單元在一恆流充電模式下的一充電電流設置一第一電壓臨限值,並當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓不滿足該第一電壓臨限值的要求時,啟動對該多個電池單元的一均衡檢查,其中,該多個均衡模組中之每一均衡模組包括:一處理器,讀取一資料集,該資料集指示一電池單元由該充電電流充電時之一電池單元電壓的變化,該處理器還確定該資料集的一平台電壓區域,並根據該平台電壓區域選擇該第一電壓臨限值,該平台電壓區域的一電池單元電壓增長速率小於一速率臨限值。
  15. 如申請專利範圍第14項之電池系統,其中,當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓大於該第一電壓臨限值時,啟動該均衡檢查。
  16. 如申請專利範圍第14項之電池系統,其中,當該多個電池單元電壓中的一電池單元電壓小於該第一電壓臨限值時,啟動該均衡檢查。
  17. 如申請專利範圍第14項之電池系統,其中,該每一均衡模組還包括:多個比較器,耦接該多個電池單元,將該多個電池單元電壓中的每一該電池單元電壓與一第二電壓臨限值進行比較,並產生多個比較信號,還根據該多個比較信號均衡該多個電池單元,以將該多個電池單元電壓中之每一電池單元電壓調節到該第二電壓臨限值。
  18. 如申請專利範圍第17項之電池系統,其中,該多個均衡模組設置相等的多個第二電壓臨限值。
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