電池組主動式電位等化充電方法
2023-10-11 08:59:49
專利名稱：電池組主動式電位等化充電方法
技術領域：
本發明涉及電池充電技術領域，尤其是指一種可使充電電池達到快速充電，且使其電位達到幾近等電位效果的電池組主動式電位等化充電方法。
背景技術：
目前，能源短缺，特別是油類資源，而公知交通運輸工具都因此油為燃料作為驅動，但因油燃燒後會造成環境汙染，故為減少此汙染，目前已研發出油電混合動力的運輸工具，或純電力驅動的運輸工具，因此，電力儲存及充電都是目前主要須克服的問題，藉此以延長充電電池的使用壽命。公知充電電池在多數個串並使用時，常因各充電電池間彼此的特性差異與使用情況不同，進而造成整組電池性能下降，故衍生有電位平衡電路(或稱電位等化器)來改善此
一現象。而公知電位平衡中都是以被動式電阻洩漏式平衡法作為平衡，其是在充電時，檢測電池組中單一充電電池的電壓達到設定上限時，將充電電池組中單一充電電池電量較高者進行放電動作，來達到電位平衡，但因考慮到散熱因素，其平衡電流大概介於50mA-200mA 不等，一來對於目前較大容量(安培/小時)的鋰電池，平衡電流太小，其相對無明顯作用， 二來平衡時間過長，在實際應用上效果不明顯；而上述被動式電阻洩漏式平衡法都已揭露於歐盟發明專利公告號數第EP1367688B1號專利案、美國專利公開號數第US200322^19號專利案及大陸專利公告號數CN101162792號專利案等案件內容中，因此，公知所存在的缺點實有待加以改善的空間。
發明內容
本發明主要要解決的技術問題在於提供一種電池組主動式電位等化充電方法， 其是可針對多數個充電電池的電量狀態，並選擇性通過不同大小的功率充電器對多數個或單一充電電池進行充電，而使該充電電池的電位可達到幾近等電位的效果。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種電池組主動式電位等化充電方法，其主要步驟包含有步驟一是先針對多數個相互串接的充電電池進行電量檢測，且是以該充電電池的電壓、電流或溫度至少其一來估測該等(這些)充電電池總殘餘電量狀態，其中，該等充電電池的總電量狀態是界定有一高電量參數及一低電量參數，而可依該高、低電量參數分類形成由至少一第一判斷規則及一第二判斷規則所組成的一判斷規則組；步驟二依照該判斷規則組去判斷該等充電電池的總殘餘電量並執行下列動作， 其中，若符合該第一判斷規則時，則選用一整組充電器對該等充電電池進行充電，且該整組充電器的充電電壓是大於該等充電電池的飽和電壓，而於充電同時，並持續依該判斷規則組判斷該等充電電池的總殘餘電量，若符合該第二判斷規則時，則停止該整組充電器的充電動作，並選用至少一單芯充電器對至少一充電電池進行充電，且該整組充電器的充電電壓是遠大於該單芯充電器的充電電壓，同時，該單芯充電器的充電電壓是至少大於單一充電電池的飽和電壓，且於充電同時，並持續依該判斷規則組判斷該等充電電池的殘餘電量， 若都不符合該第一、第二判斷規則時，則完成充電動作。作為優選方案，其中，該高電量參數為該等充電電池殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge，S0C)，且該高電量參數是由90%至95%。作為優選方案，其中，該低電量參數為該等充電電池殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge，S0C)，且該低電量參數是由60%至70%。作為優選方案，其中，該第一判斷規則為該等充電電池殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge, S0C)小於等於該低電量參數。作為優選方案，其中，該第二判斷規則為該等充電電池殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge, S0C)大於該低電量參數，並小於等於該高電量參數。作為優選方案，其中，於符合該第一判斷規則，且該整組充電器對該等充電電池進行充電時，更進一步判斷該整組充電器對該等充電電池的充電電流是否小於一第一設定值，若小於該第一設定值時，則持續依照該判斷規則組判斷該等充電電池的殘餘電量，若大於該第一設定值時，則繼續進行該整組充電器的充電動作。作為優選方案，其中，於符合該第二判斷規則，且該單芯充電器對該充電電池進行充電時，更進一步判斷每一充電電池的電壓、電流或溫度至少其一是否大於一第二設定值， 若小於該第二設定值時，則繼續進行該單芯充電器的充電動作，若大於該第二設定值時，則完成充電動作。作為優選方案，其中，每一單芯充電器是針對每一充電電池進行充電。作為優選方案，其中，每一單芯充電器是針對多數個充電電池進行充電。作為優選方案，其中，多數個單芯充電器是針對多數個充電電池進行充電。藉此，可通過該整組充電器先對所有充電電池進行大功率的充電，並進一步再切換至該單芯充電器對個別或多個充電電池進行小功率的充電，進而使該充電電池可達到快速充電的目的，且使其電位可達到幾近等電位的效果。
圖1是本發明充電方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明並能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。首先，請參閱圖1所示，為本發明充電方法的流程圖，其包含有下列步驟步驟一是先針對多數個相互串接的充電電池進行電量檢測，且是以該充電電池的電壓、電流或溫度至少其一來估測該等(這些)充電電池總殘餘電量狀態，而於本發明實施例中該等充電電池的總殘餘電量是通過該充電電池的電壓、電流及溫度共同進行估測，其中，該等充電電池的總電量狀態是界定有一高電量參數及一低電量參數，於本發明實施例中該高電量參數及該低電量參數是為該等充電電池殘餘電量對滿電電量的百分比 (State of charge, S0C)，且該高電量參數是由90%至95%，而該低電量參數則是由60%至70%，同時，可依該高、低電量參數分類形成由一第一判斷規則及一第二判斷規則所組成的一判斷規則組，其中，該第一判斷規則為該等充電電池的殘餘電量對滿電電量的百分比 (State of charge, S0C)小於等於該低電量參數，且該第二判斷規則為該等充電電池的殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge, S0C)大於該低電量參數，並小於等於該高電量參數。步驟二依照該判斷規則組去判斷該等充電電池的總殘餘電量並執行下列動作， 其中，若符合該第一判斷規則時，則選用一整組充電器對該等充電電池進行充電，且該整組充電器的充電電壓是大於該等充電電池的飽和電壓，而於充電同時，更進一步判斷該整組充電器對該等充電電池的充電電流是否小於一第一設定值，若小於該第一設定值時，則持續依照該判斷規則組判斷該等充電電池的殘餘電量，若大於該第一設定值時，則繼續進行該整組充電器的充電動作，另，若符合該第二判斷規則時，則停止該整組充電器的充電動作，並選用至少一單芯充電器對至少一充電電池進行充電，且該整組充電器的充電電壓是遠大於該單芯充電器的充電電壓，同時，該單芯充電器的充電電壓是至少大於單一充電電池的飽和電壓，且於充電同時，更進一步判斷每一充電電池的電壓、電流或溫度至少其一是否大於一第二設定值，而於本發明實施例中每一充電電池是通過電壓、電流及溫度共同進行判斷，若小於該第二設定值時，則繼續進行該單芯充電器的充電動作，若大於該第二設定值時，則完成充電動作，並結束該單芯充電器的充電作業，而於結束該單芯充電器的充電作業後，亦即代表該充電電池的總殘餘電量是高於該高電量參數，故都不符合該第一、第二判斷規則，再者，該充電電池亦會持續進行電量檢測。仍請參閱圖1所示，於實施本發明時，是先對該等充電電池進行電量檢測，並同時通過設定的高、低電量參數以界定出該第一、第二判斷規則，於本說明實施例中是以該高電量參數的電量百分比為90%，及該低電量參數的電量百分比為70%作說明，而該等充電電池會依照其所殘餘的電量進行不同方式的充電，其中，若當該等充電電池的電量百分比小於等於70% (該充電電池的總殘餘電量為低電量)時，則利用該整組充電器對該等充電電池進行大功率充電，故可達到快速充電的目的，且於充電同時，會一併判斷該整組充電器的充電電流是否超過該第一設定值，若小於該第一設定值時，則返回檢測該等充電電池的電量狀態，並依照該判斷規則組判斷該充電電池的殘餘電量，另，若大於該設定值時，則繼續進行該整組充電器的充電，而該第一設定值的判別是因為該等充電電池於充電時，若充入的電量累積越多時，該整組充電器的充電電流則會隨之減少，故該第一設定值可輔助判別該整組充電器是否持續充電，又，若當該等充電電池的電量百分比是大於70%，且同時小於等於90% (該充電電池的總殘餘電量為中電量)時，則選用至少一單芯充電器對至少一充電電池進行小功率充電，進而使該等充電電池的電位可達到幾近等電位的效果，本方法因是針對該充電電池不足之處通過該單芯充電單元進行充電，故不會損耗任何電量亦不會如公知電阻洩漏式平衡法般產生熱堆積，而於本實施例中該單芯充電器是具有多數個，且該單芯充電器及該等充電電池間可選擇性以單一單芯充電器對單一充電電池、以單一單芯充電器對多數個充電電池，或以多數個單芯充電器對單一充電電池進行充電，另，於充電同時，會一併判斷每一充電電池的電壓、電流及溫度是否大於該第二設定值，若小於該第二設定值時，則繼續進行該單芯充電器的充電動作，若大於該第二設定值時，則完成充電動作。以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍以權利要求書為準。
權利要求
1.一種電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，其主要步驟包含有步驟一是先針對多數個相互串接的充電電池進行電量檢測，且是以該充電電池的電壓、電流或溫度至少其一來估測該等充電電池總殘餘電量狀態，其中，該等充電電池的總電量狀態是界定有一高電量參數及一低電量參數，而可依該高、低電量參數分類形成由至少一第一判斷規則及一第二判斷規則所組成的一判斷規則組；步驟二 依照該判斷規則組去判斷該等充電電池的總殘餘電量並執行下列動作，其中， 若符合該第一判斷規則時，則選用一整組充電器對該等充電電池進行充電，且該整組充電器的充電電壓是大於該等充電電池的飽和電壓，而於充電同時，並持續依該判斷規則組判斷該等充電電池的總殘餘電量，若符合該第二判斷規則時，則停止該整組充電器的充電動作，並選用至少一單芯充電器對至少一充電電池進行充電，且該整組充電器的充電電壓是遠大於該單芯充電器的充電電壓，同時，該單芯充電器的充電電壓是至少大於單一充電電池的飽和電壓，且於充電同時，並持續依該判斷規則組判斷該等充電電池的殘餘電量，若都不符合該第一、第二判斷規則時，則完成充電動作。
2.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，該高電量參數是為該等充電電池殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge, S0C)，且該高電量參數是由90%至95%。
3.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，該低電量參數是為該等充電電池殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge, S0C)，且該低電量參數是由60%至70%。
4.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，該第一判斷規則為該等充電電池的殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge，S0C)小於等於該低電量參數。
5.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，該第二判斷規則為該等充電電池的殘餘電量對滿電電量的百分比(State of charge，S0C)大於該低電量參數，並小於等於該高電量參數。
6.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，於符合該第一判斷規則，且該整組充電器對該等充電電池進行充電時，更進一步判斷該整組充電器對該等充電電池的充電電流是否小於一第一設定值，若小於該第一設定值時，則持續依照該判斷規則組判斷該等充電電池的殘餘電量，若大於該第一設定值時，則繼續進行該整組充電器的充電動作。
7.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，於符合該第二判斷規則，且該單芯充電器對該充電電池進行充電時，更進一步判斷每一充電電池的電壓、 電流或溫度至少其一是否大於一第二設定值，若小於該第二設定值時，則繼續進行該單芯充電器的充電動作，若大於該第二設定值時，則完成充電動作。
8.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，每一單芯充電器是針對每一充電電池進行充電。
9.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，每一單芯充電器是針對多數個充電電池進行充電。
10.依權利要求1所述的電池組主動式電位等化充電方法，其特徵在於，多數個單芯充電器是針對多數個充電電池進行充電。
全文摘要
本發明涉及電池充電技術領域，具體披露了一種電池組主動式電位等化充電方法，其是針對多數個相互串接的充電電池做電量檢測，並通過設定高、低電量參數而界定出一判斷規則組，同時，依照該判斷規則組去判斷該等(這些)充電電池的總殘餘電量，並選擇對該等充電電池的充電方式，藉此，可針對該等充電電池的電量狀態，選擇是否對所有充電電池進行大功率的充電，或對個別或多個充電電池進行小功率的充電，進而使該等充電電池可達到快速充電的目的，且使其電位可達到幾近等電位的效果，同時，亦不損耗任何電量。
文檔編號H02J7/00GK102457070SQ201010511460
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者周顯光, 林志宏, 林鴻熙, 潘文華, 許凱評, 許孝友, 陳聖樺 申請人:財團法人聯合船舶設計發展中心