[發明專利]充電電池組的直接平衡充電方法

有效

• 申請號: 201610235344.X
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105703447B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 周衍
• 申請（專利權）人: 周衍
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 武漢維創品智專利代理事務所(特殊普通合伙) 42239
• 代理人: 余麗霞

本發明公開了一種充電電池組的直接平衡充電裝置及方法，包括A電芯模塊、B電芯模塊、電池組控制器和充電直流電源，A電芯模塊作為底層模塊，A電芯模塊上層疊有若干個B電芯模塊；所述A電芯模塊內部包含一顆A電芯、一個連接于充電電池組充電正輸入端與A電芯正極之間的并聯正極控制電子開關，A電芯正極引出一條A電芯電壓監測信號線，A電芯電壓監測信號線與電池組控制器的電芯電壓監測端相連；A電芯負極與充電電池組負輸出端相連，本發明的蓄電池組或超級電容組可以接受較低的充電電壓，同時放電輸出電壓可通過模塊的串聯和并聯調整。在充電過程中無需對單個電芯或超級電容的電壓進行二次電壓平衡操作，減少了充電時間。

技術領域

本發明涉及一種充電系統，特別涉及一種充電電池組的直接平衡充電方法。

背景技術

電池電源裝置是將電源供應給相關的電子裝置的電力源，而應用于電源裝置的可以是具有多個電池的電池組(multicellbattery)。由于使用的是電池組，而非單一電池的關系，可應用高電壓，或增加容量。然而，因電池本身具有充放電的特性，每個電池的電壓會隨著時間改變而變得不平衡。電池組中電池間的電壓差可能會產生電池間的不平衡，因而耗損電池組的容量。關于此，已有許多電池平衡系統及方法以平衡每個電池，避免所有電池過度充電，且平衡充電。

現有技術中有一種方法，其允許電流通過電阻等流至電池組中高電壓電池，以調整電池平衡。雖然此方法滿簡單，但其有一缺點，即如果不平衡的高電壓電池增加時，會增加放電電流且會產生熱。除此之外，此方法的另一缺點是，在電池組的所有電池中，平衡被調整為具有最低電壓值的電池。除此之外，有一種允許充電電流流過電池組中低電壓電池以調整平衡的方法。此方法使用直流-直流轉換器，其優點為效率一般來說都很高，且產生的熱能很少。然而，此方法亦有一缺點，即如果低電壓的電池數量增加時，整個電池組的電池電壓會比其原始的最低電壓還低。而且，當讀取每個電池的電壓時，因讀取時間差的關系，讀到的電壓之間會產生很大的差異。由于電壓讀取時間的差異，電池平衡系統會確定電池是不平衡的。依據每個電池電壓讀取的時間，電壓值存在差別，尤其在鋰離子電池中使用線路選擇裝置來調整電壓平衡的裝置。在現有的電池平衡調整裝置中，當通過負載裝置載入電流時，電池的電極電壓(ternimal voltage)會隨著載入電流的變化而改變。負載裝置的負載會隨著時間的推移而改變。因此，當讀取到電池的電極電壓，且將其通過線路選擇裝置在中央處理器中比較時，即使所有電池的電壓實際上是平衡的，仍會分別讀取每個電池的電極電壓值。所以，中央處理器會確定每個電池是不平衡，然后輸出平衡控制信號以控制平衡電流控制區。當在電池平衡系統中，通過線路電壓選擇裝置讀取電池電極電壓時，如果負載電流在電池中沒有改變，則會發現電池電極電壓亦沒有變化。因此，中央處理器會確定電池電極的電壓是平衡的。然而，當負載電流改變時，電池電極電壓亦會變化。因此，當載入電流實時改變時，中央處理器會確定電池的電極電壓是變得不平衡，因為隨著時間改變帶來的負載變化導致了電壓讀取差異。像這樣，當中央處理器使用電路選擇裝置讀取電池的電極電壓時，由于選擇電池電極的時間不同，讀到的電池電極電壓可能會不同。

因此，需要一種電池平衡系統或方法，其能夠在電池系統中減少讀取電池電壓的誤差，快速地執行電壓平衡，且增加電壓平衡的準確性。

依據現有技術，電池平衡系統會有各種條件限制。舉例來說，只有在系統本身沒有運作時才可進行電壓平衡。由于這些限制的關系，電壓平衡運作變得復雜，會消耗不必要的時間，且會降低電壓平衡的準確性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種充電電池組的直接平衡充電方法，以解決上述背景技術中提出的問題。