[發明專利]電池管理電路、電池模塊與電池管理方法

無效

• 申請號: 201110227320.7
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102377214A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 俎永熙;林慶龍
• 申請（專利權）人: 芯傳科技股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;鄭特強

技術領域

本發明涉及一種電池的電力管理電路，且特別涉及一種單電池等級的電池管理電路、陣列式電池管理電路、電池模塊與電池管理方法。

背景技術

一般而言電池組(battery)，也稱之為電池，是由多個單電池(Cell)串聯或并聯所組成，最常見的就是車用鉛酸電池。電池可分為一般電池(primary?battery)與可充電電池(rechargeable?battery?or?secondary?battery)，一般電池在電量耗盡后無法再度充電使用，而可充電電池則可以重復充電使用，例如有鋰離子電池、鎳鐵電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等。

由于可充電電池具有存儲效應，其中以鎳鎘最為嚴重，所在充電電池如果過度放電或是過度充電皆會對電池造成傷害。一個電池組中通常會包括多個單電池，每個單電池的充電與放電特性會稍有不同，如果使用相同的電壓對所有單電池充電，可能會使得部份單電池過度充電而造成損害。反之，在放電時，電池組中的部分單電池可能會過度放電而造成損壞。

在傳統技術中，可充電電池的電源管理相當重要，但目前的管理技術大都以電池組為單位來進行管理，而沒有針對電池組中的單電池進行電源管理的技術，這使得可充電電池的充電與放電效率過低，同時在可充電電池的充電與放電過程中，其中的單電池容易因過度充電或是過度放電而造成損壞。

發明內容

本發明提供一種電池管理電路，其具有分別監控電池組中多個單電池(可充電電池)的電力狀態的功能，可以防止各單電池的過度充電或過度放電的情況發生，進而提高電池組的電力效率與使用壽命。

本發明另提供一種電池模塊，使用陣列控制器來個別監控所有可充電電池(單電池)的電力狀態，并在可充電電池的電壓超過預定的電壓范圍時，使充電路徑或放電路徑略過可充電電池以避免各可充電電池的過度充電或過度放電的情況發生，進而提高電池組的電力效率與使用壽命。

本發明另提供一種電池管理方法，可以直接監控所有可充電電池的電力狀態，并且據以控制所述多個可充電電池的充放電路徑以保護可充電電池。此外，此方法也可以用來收集各可充電電池的電力狀態，例如充放電效率或剩余電量。

本發明另提供一種電池模塊，在電池模塊中增設備用電池組以取代損壞的電池組，由此可加長電池模塊的使用壽命，避免單一電池組的損壞而影響整體電池模塊的電力輸出。

本發明的技術方案之一為一種電池管理電路，適用于一可充電電池(rechargeable?battery)，此電池管理電路包括一傳導電路，其耦接于可充電電池，傳導電路具有一第一傳導路徑與一第二傳導路徑，其中第一傳導路徑通過可充電電池，第二傳導路徑不通過可充電電池；以及一控制電路，耦接于可充電電池與傳導電路，根據可充電電池的電池電壓選擇性的導通傳導電路中的第一傳導路徑或第二傳導路徑。

在本發明一實施例中，當可充電電池的電池電壓大于一第一門限值時，傳導電路導通第二傳導路徑且不導通第一傳導路徑。當可充電電池的電池電壓小于一第二門限值時，傳導電路導通第二傳導路徑且不導通第一傳導路徑。當可充電電池的電池電壓位于一第一門限值與一第二門限值之間時，傳導電路導通第一傳導路徑且不導通第二傳導路徑，其中第一門限值大于第二門限值。

在本發明一實施例中，傳導電路包括一第一開關，其耦接于可充電電池的正端與第一端之間；一第二開關，其耦接于可充電電池的負端與該二端之間；以及一第三開關，其耦接于第一端與第二端之間。其中當可充電電池的電池電壓大于一第一門限值時，傳導電路導通第三開關且不導通第一開關與第二開關。當可充電電池的電池電壓小于一第二門限值時，傳導電路導通第三開關且不導通第一開關與第二開關。當可充電電池的電池電壓位于一第一門限值與一第二門限值之間時，傳導電路導通第一開關與第二開關且不導通第三開關，其中第一門限值大于第二門限值。

在本發明一實施例中，其中控制電路包括一電壓檢測單元，其耦接于可充電電池的正端與負端，用以檢測電池電壓；一控制單元，其耦接于電壓檢測單元與傳導電路，并根據可充電電池的電池電壓控制傳導電路以導通第一傳導路徑或第二傳導路徑；以及電流檢測單元，其耦接于可充電電池，用以檢測流經可充電電池的電流值。其中，控制單元根據可充電電池的電池電壓與流經可充電電池的電流值計算充電電池的電量。