專利名稱：電池平衡電路與其平衡方法與電池模塊活化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電池平衡電路、其平衡方法與電池模塊活化方法。
背景技術：
對于儲能設備(例如服務器的不斷電系統(tǒng))而言，通常會有多個電池模塊彼此并聯(lián)，以提供電源給電子裝置。然而，當有新電池模塊與舊電池模塊一起并聯(lián)時，可能會因為新、舊電池模塊的電壓彼此不同，而產(chǎn)生瞬間的大電流涌入電子裝置及/或電池模塊本身。此瞬間涌入電子裝置的大電流可能會傷害電子裝置及/或電池組本身，而導致電子裝置的壽命減短及/或電池組受損。
除此之外，當電池模塊長時間維持飽和或無使用狀態(tài)時，電池模塊可能容易受到物質(zhì)鹽化、極板腐蝕與熱失控等因素，而導致電池模塊衰老失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例所提供的電池平衡電路與方法可以避免并聯(lián)的電池模塊因電壓不同而瞬間涌入電子裝置及/或電池模塊本身的大電流，以借此增加電子裝置內(nèi)的芯片的壽命。另外，本發(fā)明實施例所提供的電池平衡電路更可以用以活化長時間未使用或維持飽和的電池模塊，以增加電池模塊的壽命。本發(fā)明提供一種電池平衡電路。此電池平衡電路用以平衡彼此并聯(lián)的至少一可拆裝電池裝置與參考電池模塊的電壓，且具有負載信道、充放電信道、微控制單元與電量控制電路，其中可拆裝電池裝置為電池模塊裝置或電池模塊，且可以非破壞性的方式自電池平衡電路拆卸及安裝。負載信道與參考電池模塊連接，并通過第一切換器與可拆裝電池裝置連接。充放電信道與參考電池模塊斷開，并通過第二切換器與可拆裝電池裝置連接。微控制單元連接參考電池模塊及可拆裝電池裝置，用以監(jiān)視參考電池模塊及可拆裝電池裝置的狀態(tài)，并依據(jù)參考電池模塊的電壓得到門檻值。電量控制電路經(jīng)由負載信道與參考電池模塊連接。當可拆裝電池裝置的電壓大于或小于門檻值時，微控制單元控制第一與第二切換器，確保可拆裝電池裝置與負載信道斷開，與使可拆裝電池裝置經(jīng)由充放電信道與電量控制電路連接，且微控制單元更通過電量控制電路使參考電池模塊對可拆裝電池裝置進行充電或使可拆裝電池裝置放電至參考電池模塊。換句話說，本發(fā)明提供了一種電池平衡電路，用以平衡彼此并聯(lián)的至少一可拆裝電池裝置與參考電池模塊的電壓，該可拆裝電池裝置為電池模塊裝置或電池模塊，且可以非破壞性的方式自該電池平衡電路拆卸及安裝，該電池平衡電路包括負載信道，與該參考電池模塊連接，通過第一切換器與該可拆裝電池裝置連接；充放電信道，與該參考電池模塊斷開，通過第二切換器與該可拆裝電池裝置連接；微控制單元，連接該參考電池模塊及該可拆裝電池裝置，監(jiān)視該參考電池模塊及該可拆裝電池裝置的狀態(tài)，并依據(jù)該參考電池模塊的電壓得到門檻值；以及電量控制電路，經(jīng)由該負載信道與該參考電池模塊連接；其中當該可拆裝電池裝置的電壓大于或小于該門檻值時，該微控制單元控制該第一與第二切換器，確保該可拆裝電池裝置與該負載信道斷開，與使該可拆裝電池裝置經(jīng)由該充放電信道連接至該電量控制電路，該微控制單元更通過該電量控制電路使該參考電池模塊對該可拆裝電池裝置進行充電或使該可拆裝電池裝置放電至該參考電池模塊。本發(fā)明實施例提供一種電池平衡方法。此電池平衡方用以平衡電池平衡電路中彼此并聯(lián)的至少一可拆裝電池裝置與參考電池模塊的電壓，電池平衡電路具有負載信道與充放電信道，且可拆裝電池裝置為電池模塊裝置或電池模塊，且可以非破壞性的方式自該電池平衡電路拆卸及安裝。參考電池模塊與負載信道連接，且參考電池模塊與充放電信道斷開，可拆裝電池裝置通過第一與第二切換器分別與負載信道與充放電信道連接。首先，依據(jù)參考電池模塊的電壓得到門檻值。判斷電池模塊的電壓是否大于或小于門檻值。若電池模塊的電壓大于或小于門檻值，則控制第一與第二切換器，確保電池模塊與充放電信道連接，并確保電池模塊與負載信道斷開，以利用參考電池模塊對可拆裝電池裝置進行充電或使可拆裝電池裝置放電至參考電池模塊。若可拆裝電池裝置的電壓等于參考電池模塊門檻值，則控制第一與第二切換器，確?？刹鹧b電池裝置與負載信道連接，并確保電池模塊與充放 電信道斷開。本發(fā)明實施例提供一種電池模塊活化方法，此電池模塊活化方法用以對電池系統(tǒng)中長時間未使用或處于飽和的至少一待活化電池模塊進行活化。電池系統(tǒng)包含參考電池模塊、待活化電池模塊、負載信道與充放電信道。參考電池模塊與負載信道連接，待活化電池模塊通過第一與第二切換器分別與負載信道與充放電信道連接。首先，判斷待活化電池模塊的電量是否維持于設定值以上達一段預定時間。若待活化電池模塊的電量維持于設定值以上達一段預定時間，則控制第一與第二切換電路，使待活化電池模塊與負載信道斷開，并使待活化電池模塊與充放電信道連接。將待活化電池模塊的電量放電至參考電池模塊，而使待活化電池模塊的電量降低至待活化電池模塊的總電量的預定比例。依據(jù)參考電池模塊的電壓得到門檻值。利用充電電路使參考電池模塊對待活化電池模塊進行充電，以使待活化電池模塊的電壓達到門檻值。然后，控制第一與第二切換電路，使待活化電池模塊與充放電信道斷開，并使待活化電池模塊與負載信道連接。綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的電池平衡電路與方法可以增加電子裝置及/或電池模塊的壽命。另外，本發(fā)明實施例所提供的電池模塊活化方法可以增加電池模塊的壽命。為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權利要求保護范圍作任何的限制。


圖I是本發(fā)明實施例提供的電池平衡電路的電路圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的電池平衡方法的流程圖；圖3是本發(fā)明實施例所提供的電池模塊活化方法的流程圖。主要元件附圖標記說明I:電池平衡電路
11 :微控制單元12:電量控制電路121 :直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器122 :直流轉(zhuǎn)直流平衡放電器D1、D2:二極管21 24 :電池模塊裝置Al A4 :負載信道切換器BI B4 :充放電信道切換器
Cl:電源切換器Rl R4 :電流偵測電阻CH_A:負載信道CH_B :充放電信道S201 S210 :電池平衡方法的步驟流程S301 S306 電池模塊活化方法的步驟流程
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供一種電池平衡電路，用以平衡多個并聯(lián)的電池模塊的電壓，以避免產(chǎn)生瞬間涌入電子裝置及/或電池模塊本身的大電流。在本發(fā)明的另一個實施例中，更依照所述電池平衡電路的概念而提供一種電池平衡方法。除此之外，本發(fā)明實施例更提供一種基于使用所述電池平衡電路的電池模塊活化方法。請參照圖1，圖I是本發(fā)明實施例提供的電池平衡電路的電路圖。電池平衡電路I包括微控制單元(Micro Controller Unit, MCU) 11、電量控制電路12、負載信道CH_A與充放電信道CH_B。在圖I中，負載信道CH_A連接負載，且負載信道CH_A還通過電源切換器Cl而連接至電源輸入端。充放電信道CH_B與負載信道CH_A連接電量控制器12。多個電池模塊裝置21 24彼此并聯(lián)，且其電池模塊Pl P4分別通過其電流偵測電阻Rl R4而連接至接地端GND。多個電池模塊裝置21 24的電池模塊Pl P4分別通過負載信道切換器Al A4而連接至負載信道CH_A，且還分別通過充放電信道切換器BI B4而連接至充放電信道CH_B。請注意，本實施例雖以四個電池模塊裝置21 24為例，但是并非為對本發(fā)明的限制，本技術領域普通技術人員能依本發(fā)明揭示而增加或減少電池模塊裝置的數(shù)目并實施本發(fā)明。另外，電池模塊裝置21 24及/或電池模塊Pl P4的至少其中之一可以設計成可拆裝的電池裝置，亦即能以非破壞性的方式自電池平衡電路I拆卸及安裝，借此增加本發(fā)明實施應用的彈性。此外，在實施例中，電池模塊Pl P4的其中之一可以被選為參考電池模塊。除此之外，電量控制電路12經(jīng)由負載信道CH_A與參考電池模塊連接。微控制電單元11可以監(jiān)視電池模塊Pl P4的狀態(tài)，以偵測電池模塊Pl P4的電量、電壓與電池模塊型號等信息，與控制負載信道切換器Al A4與充放電信道BI B4的導通與斷路。另外，微控制單元11可能還可以控制電源切換器Cl的導通與斷路。除此之外，微控制電單元11因能夠偵測電池模塊Pl P4電池模塊型號等信息，因此微控制單元11還能夠判斷是否有新電池模塊的加入與舊電池模塊的移除。微控制單元11更可依據(jù)參考電池模塊的電性信息(如電壓、電流或電量等)來獲得一門檻值，此門檻值是用來決定是否對其他電池模塊進行充電或放電的比較基準值。電源輸入端例如可以是一個充電器，當電子裝置外接此充電器時，微控制單元11會控制電源切換器Cl與充放電信道切換器BI B4為導通，且控制負載信道切換器Al A4為斷路。除此之外，微控制單元11還控制電量控制電路12提供充電與放電路徑。如此，電源輸入端除了提供電源給負載信道CH_A所連接的 負載外，且還提供電源給電量控制電路12，以使電源輸入端通過電量控制電路12、充放電信道BUS_B對電池模塊Pl P4進行充電。然而，當用戶未將電子裝置與電源輸入端(或充電器)連接時，負載的電源由并聯(lián)的電池模塊Pl P4來提供。然而，當并聯(lián)的電池模塊Pl P4彼此電壓不同時(例如當電池模塊P2 P4至少其中之一為新增的電池模塊時)，可能會瞬間產(chǎn)生涌入電子裝置及/或電池模塊的大電流。為了避免因電壓不同而導致瞬間產(chǎn)生大電流，微控制單元11會檢視電池模塊P2 P4的電壓是否與電池模塊Pl相同。在不失一般性的情況下，可以選擇電池模塊Pl當作參考電池模塊，此時負載信道切換器Al為導通，而充放電信道切換器BI為斷路。換言之，參考電池模塊本身僅與負載信道CH_A連接，而不直接與充放電信道CH_B連接。若電池模塊P2的電壓與電池模塊Pl的電壓不同時(亦即，電池模塊P2的電壓大于或小于一門檻值)，則負載信道切換器A2為斷路，而充放電信道切換器B2會導通，以使電池模塊Pl通過電量控制電路12對電池模塊P2進行充電或電池模塊P2通過電量控制電路12向電池模塊PI放電，而使并聯(lián)的電池模塊PI、P2的電壓彼此相同。當電池模塊P2的電壓等于電池模塊Pl的電壓時，充放電信道切換器B2會切換為斷路，而負載信道切換器A2則會被切換為導通。更詳細地說，若以電池模塊Pl作為參考電池模塊，則電池模塊Pl與負載信道CH_A連接(負載信道切換器A2為導通)，且電池模塊Pl與充放電信道CH_B斷開(充放電信道切換器B2為斷路)。此時若電池模塊P2的電壓大于電池模塊Pl的電壓，則微控制單元11通過電量控制器12使電池模塊P2向電池模塊Pl放電，此時電池模塊P2與充放電信道CH_B連接(充放電信道切換器B2為導通)，而電池模塊P2與負載信道CH_A斷開(負載信道切換器A2為斷路)。若電池模塊P2的電壓小于電池模塊Pl的電壓，則微控制單元11通過電量控制器12使電池模塊Pl對電池模塊P2充電，此時電池模塊P2與充放電信道CH_B連接(充放電信道切換器B2為導通)，而電池模塊P2與負載信道CH_A斷開(負載信道切換器A2為斷路)。微控制單元11每隔一段掃描時間(例如為I秒，但不以此為限)會檢視目前電池模塊P2的電壓是否接近或等于電池模塊Pl的電壓(允許正負0、5伏特的差異，但不以此為限)。若視目前電池模塊P2的電壓是否接近或等于電池模塊Pl的電壓，則電池模塊P2與負載信道CH_A連接(負載信道切換器A2為導通)，而電池模塊P2與充放電信道CH_B斷開(充放電信道切換器B2為斷路)。雖然，上述例子，僅以電池模塊P2為例，但當電池模塊P3與P4的電壓與電池模塊Pl的電壓不同時，則依然可以參照上述的內(nèi)容，而使得各并聯(lián)的電池模塊Pl P4的電壓彼此相同。除此之外，當有其他的新電池模塊加入時，微控制單元11還可以檢視此新電池模塊的類型或型號是否為其默認列表所包含的電池模塊類型或型號。若新電池模塊的類型或型號為其默認列表所包含的電池模塊類型或型號，則微控制單元11會檢視新電池模塊的電壓是否與參考電池模塊(電池模塊Pl)的電壓相同。若新電池模塊的電壓與參考電池模塊(電池模塊Pl)的電壓不同，則可以進行參考上述的內(nèi)容對新電池模塊進行放電或充電后，才將新電池模塊與負載信道CH_A連接。另夕卜，若新電池模塊的類型或型號無法辨識，亦即此類型或型號非屬微控制單元11的默認列表所包含的電池模塊類型或型號，則微控制單元11將使新電池模塊與負載信道CH_A、充放電信道CH_B彼此斷開。在此請注意，上述實施例的門檻值可能是參考電池模塊的電壓，但本發(fā)明卻不以
此為限。上述門檻值亦有可能是參考電池模塊的電壓加減一個容許值(例如0、5伏特)所產(chǎn)生的電壓區(qū)間值，在此情況下，電池模塊的電壓大于門檻值是指電池模塊的電壓大于參考電池模塊的電壓加上容許值的上限值，電池模塊的電壓小于門檻值是指電池模塊的電壓小于參考電池模塊的電壓減去容許值的下限值，電池模塊的電壓等于門檻值是指電池模塊的電壓在上限與下限值之間。接著，描述電量控制電路12的其中一種實施方式，然而，此實施例并非用以限定本發(fā)明。電量控制電路12包括直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器121、直流轉(zhuǎn)直流平衡放電器122與兩個二極管Dl與D2。直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器121的輸入端與負載信道CH_A連接，其輸出端與二極管Dl的輸入端連接，且其控制端連接于微控制單元11。直流轉(zhuǎn)直流平衡放電器122的輸入端與充放電信道CH_B連接，其輸出端與二極管D2的輸入端連接，且其控制端連接于微控制單元11。另外，二極管Dl與D2的輸出端則分別與充放電信道CH_B與負載信道CH_A連接。當電池模塊(例如電池模塊P2)的電壓小于參考電池模塊(電池模塊Pl)的電壓，則直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器121接收來自于微控制單元11的充電控制信號而被致能(開始進行充電或放電操作)，同時負載信道切換器Al與充放電信道切換器B2導通，而負載信道切換器A2與充放電信道切換器BI斷路。接著，直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器121即可開始通過充放電信道CH_B對電池模塊P2進行定電流與定電壓充電，且微控制單元11會依據(jù)參考電池模塊(電池模塊Pl)的電壓，判斷是否已達平衡，若已完成即產(chǎn)生控制信號停止直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器121運作。二極管Dl用以防止電池模塊P2產(chǎn)生電流流入直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器121，而造成故障，故二極管Dl具有防護的作用。當電池模塊(例如電池模塊P2)的電壓大于參考電池模塊(電池模塊Pl)的電壓，則直流轉(zhuǎn)直流平衡放電器122接收來自于微控制單元11的放電控制信號而被致能，同時負載信道切換器Al與充放電信道切換器B2導通，而負載信道切換器A2與充放電信道切換器BI斷路。接著，直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器122即可開始通過充放電信道CH_B對參考電池模塊(電池模塊Pl)進行定電流與定電壓充電。且微控制單元11會依據(jù)參考電池模塊(電池模塊Pl)的電壓，判斷是否已達平衡，若已完成即產(chǎn)生控制信號停止直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器122運作。二極管D2用以防止參考電池模塊(電池模塊Pl)產(chǎn)生電流流入直流轉(zhuǎn)直流平衡放電器122，而造成故障，故二極管D2具有防護的作用。當電池模塊(例如電池模塊P2)的電壓等于或接近參考電池模塊(電池模塊Pl)的電壓(允許正負0. 5伏特的差異，但不以此為限)，則直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器121與直流轉(zhuǎn)直流放電器122會被禁能(停止進行充電或放電操作)，且同時負載信道切換器Al與A2導通，而充放電信道切換器BI與B2斷路。簡而言之，上述的電池平衡電路I通過微控制單元11來檢查并聯(lián)的電池模塊的電壓是否等于或接近參考電池模塊的電壓，并通過控制電量控制電路12來平衡電池模塊的電壓與參考電池模塊的電壓，以防此瞬間產(chǎn)生的大電流涌入電子裝置及/或電池模塊。另夕卜，值得一提的是，在圖I的實施例中，雖然電流偵測電阻Rl R4、負載信道切換器Al A4與充放電信道切換BI B4、電池模塊Pl P4封裝于電池模塊裝置21 24內(nèi)，但本發(fā)明卻不以此為限，在其他的實施中，電流偵測電阻Rl R4、負載信道切換器Al A4與充放電信道切換BI B4可能為電池平衡電路I的一部分。請參照圖2，圖2是本發(fā)明實施例提供的電池平衡方法的流程圖。圖2的電池平衡方法是基于圖I的電池平衡電路的概念所提出，因此圖2的電池平衡方法可以于圖I的電池平衡電路中實現(xiàn)，然而，卻不限定實施于圖I的電池平衡電路，凡具有負載信道、充放電 信道、微控制單元與電量控制電路的電池平衡電路皆可能用以實行圖2的電池平衡方法。首先，在步驟S201中，通過微控制單元控制對應的切換器將參考電池模塊與負載信道連接，以及將參考電池模塊與充放電信道斷開。接著，當用戶將符合規(guī)范的新電池模塊與參考電池模塊并聯(lián)(亦即有符合默認列表所包涵的電池模塊類型與型號的新電池模塊加入，其中新電池模塊為可拆裝的電池模塊)時，則可能會因為新電池模塊的電壓不同于或不接近于參考電池模塊的電壓，瞬間產(chǎn)生大電流涌入電子裝置及/或電池模塊。因此，必須針對不同于或不接近于參考電池模塊的電壓的新電池模塊逐一進行放電或充電后，才可以將經(jīng)放電或充電后的新電池模塊與負載信道相連接。請注意，圖2雖以新增新電池模塊為例，然如先前所述，新增的部分(即可拆裝的部分)亦可以是包含電池模塊的電池模塊裝置。在步驟S202中，微控制單元判斷是否有符合規(guī)范的至少一新電池模塊加入。若無任何符合規(guī)范的新電池模塊加入，則結(jié)束整個電池平衡方法。若有符合規(guī)范的新電池模塊加入，則執(zhí)行步驟S203。在步驟S203中，微控制單元選擇一個未被選擇且符合規(guī)范的新電池模塊。要注意的是，在新電池模塊加入時，微控制單元會控制對應的切換器將新電池模塊與負載信道斷開，且同時會將新電池模塊與充放電信道斷開。接著，在步驟S204中，微控制單元會判斷是否需要對選擇的新電池模塊進行充電或放電。當選擇的新電池模塊的電壓比參考電池模塊的電壓大，且還多出某一個默認電壓值(例如0.5伏特，但不以此為限)時，則判斷選擇的新電池模塊需要放電，并執(zhí)行步驟S207。當參考電池模塊的電壓比選擇的新電池模塊的電壓大，且還多出某一個默認電壓值(例如0. 5伏特，但不以此為限)時，則判斷選擇的新電池模塊需要充電，并執(zhí)行步驟S205。若選擇的新電池模塊的電壓接近或等于參考電池模塊的電壓(允許正負0. 5伏特的差異，但不以此為限)，則判斷不需要對選擇的新電池模塊充電或放電，并執(zhí)行步驟S209。若選擇的新電池模塊需要充電，則在步驟S205中，微控制單元會控制多個對應的切換器，以將選擇的新電池模塊與充放電信道連接，并將選擇的新電池模塊與負載信道斷開。接著，在步驟S206中，微控制單元會控制電量控制電路接收參考電池模塊的電壓，并使電量控制電路依據(jù)參考電池模塊的電壓產(chǎn)生定電壓與/或定電流的信號，以對選擇的新電池模塊充電，同時，微控制單元每隔一段掃描時間(例如I秒，但不以此為限)會繼續(xù)檢視參考電池模塊的電壓與選擇的新電池模塊的電壓，這個充電步驟將持續(xù)到選擇的新電池模塊的電壓接近或等于參考電池模塊的電壓(允許正負0.5伏特的差異，但不以此為限)后，才會結(jié)束，并進入步驟S209。若選擇的新電池模塊需要放電，則在步驟S207中，微控制單元會控制多個對應的切換器，以將選擇的新電池模塊與充放電信道連接，并將選擇的新電池模塊與負載信道斷開。接著，在步驟S208中，微控制單元會控制電量控制電路接收選擇的新電池模塊的電壓，并使電量控制電路依據(jù)的新電池模塊的電壓產(chǎn)生定電壓與/或定電流的信號，以對選擇的新電池模塊放電，同時，微控制單元每隔一段掃描時間(例如I秒，但不以此為限)會繼續(xù)檢視參考電池模塊的電壓與選擇的新電池模塊的電壓，這個放電步驟將持續(xù)到選擇的新電池模塊的電壓接近或等于參考電池模塊的電壓(允許正負0. 5伏特的差異，但不以此為限)后，才會結(jié)束，并進入步驟S209。在選擇的新電池模塊的電壓接近或等于參考電池模塊的電壓(允許正負0. 5伏特的差異，但不以此為限)時，則步驟S209會被執(zhí)行。在步驟S209中，微控制單元會控制多 個對應的切換器，以將選擇的新電池模塊與負載信道連接，并將選擇的新電池模塊與充放電信道斷開。如此，將使得選擇的新電池模塊及其并聯(lián)參考電池模塊的兩者的電壓相同或相近，故能避免瞬間產(chǎn)生大電流涌入電子裝置及/或電池模塊本身。接著，在步驟S210中，微控制單元判斷是否有其他未選擇且符合規(guī)范的新電池模塊。若有其他未選擇且符合規(guī)范的新電池模塊，則回到步驟S203，若無其他未選擇且符合規(guī)范的新電池模塊，則結(jié)束整個電池平衡方法。通過圖2所提供的電池平衡方法，將可以使加入的每一個新電池模塊的電壓相同或相近于與其并聯(lián)的參考電池模塊的電壓，從而避免瞬間產(chǎn)生大電流涌入電子裝置及/或電池模塊。圖I的電池平衡電路除了可以用以平衡電池的電壓外，更可以用來活化長時間維持飽和或無使用的電池模塊，以避免電池模塊會產(chǎn)生鹽化、極板腐蝕與熱失控等問題，從而提升電池模塊的壽命。請參照圖3，圖3是本發(fā)明實施例所提供的電池模塊活化方法的流程圖。簡單地說，圖3具有電池平衡電路的電池系統(tǒng)可以對其長時間未使用或處于飽和的至少一待活化電池模塊進行活化。首先，在步驟S301中，微控制單元判斷是否有至少一電池模塊長時間未使用或維持飽和。更詳細地說，步驟S301的其中一種實施方式是使用微控制單元判斷電池模塊的電量是否維持于設定值以上達一段預定時間，而此電量維持于設定值以上達一段預定時間的電池模塊就是長時間未使用或維持飽和的電池模塊(或稱待活化電池模塊)。若有電池模塊長時間未使用或維持飽和，則執(zhí)行步驟S302。若沒有電池模塊長時間未使用或維持飽和，則結(jié)束電池模塊活化方法。在步驟S302中，微控制單元選擇其中一個未被選擇且長時間未使用的新電池模塊。接著，在步驟S303中，微控制單元通過控制對應的切換器，將選擇的電池模塊與負載信道斷開，并將選擇的電池模塊與充放電信道連接。在步驟S304中，微控制單元控制電量控制電路接收選擇的電池模塊的電壓，并使電量控制電路依據(jù)選擇的電池模塊的電壓產(chǎn)生定電壓與/或定電流的信號，以借此對選擇的電池模塊放電，同時，這些放出的電力會通過負載信道作為提供給負載的電源，或者對其他的電池模塊充電，此放電步驟將持續(xù)到選擇的電池模塊的電池容量降至門檻值(門檻值例如20% 50%的額定電池容量，但不限定于此)后才結(jié)束。然后，在步驟S305中，微控制單元控制電量控制電路依據(jù)參考電池模塊的電壓得到門檻值，并使電量控制電路依據(jù)選擇的參考電池模塊的電壓產(chǎn)生定電壓與/或定電流的信號，以借此對選擇的電池模塊充電，此充電步驟將持續(xù)到選擇的電池模塊的電壓接近或相等于門檻值后才結(jié)束。在步驟S306中，微控制單元通過控制對應的切換器，將選擇的電池模塊與負載信道連接，并將選擇的電池模塊與充放電信道斷開。在步驟S307中，微控制單元判斷是否尚有其他未選擇且長時間未使用或維持飽和的電池模塊。若有其他未選擇且長時間未使用或維持飽和的電池模塊，則回到步驟S301，若無其他未選擇且長時間未使用或維持飽和的電池模塊，則表示全部應該活化的電池模塊皆已經(jīng)完成活化，故可以結(jié)束電池模塊活化方法。綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的電池平衡電路與方法可以避免并聯(lián)的電池模塊因電壓不同而瞬間涌入電子裝置及/或電池模塊本身的大電流，以借此增加電子裝置內(nèi)的芯片的壽命。另外，本發(fā)明實施例所提供的電池平衡電路更可以用以活化長時間未使用或 維持飽和的電池模塊，以增加電池模塊的壽命。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，其并非用以局限本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種電池平衡電路，用以平衡彼此并聯(lián)的至少一可拆裝電池裝置與參考電池模塊的電壓，該可拆裝電池裝置為電池模塊裝置或電池模塊，且可以非破壞性的方式自該電池平衡電路拆卸及安裝，其特征在于，該電池平衡電路包括 負載信道，與該參考電池模塊連接，通過第一切換器與該可拆裝電池裝置連接； 充放電信道，與該參考電池模塊斷開，通過第二切換器與該可拆裝電池裝置連接； 微控制單元，連接該參考電池模塊及該可拆裝電池裝置，監(jiān)視該參考電池模塊及該可拆裝電池裝置的狀態(tài)，并依據(jù)該參考電池模塊的電壓得到門檻值；以及 電量控制電路，經(jīng)由該負載信道與該參考電池模塊連接； 其中當該可拆裝電池裝置的電壓大于或小于該門檻值時，該微控制單元控制該第一與第二切換器，確保該可拆裝電池裝置與該負載信道斷開，與使該可拆裝電池裝置經(jīng)由該充放電信道連接至該電量控制電路，該微控制單元更通過該電量控制電路使該參考電池模塊對該可拆裝電池裝置進行充電或使該可拆裝電池裝置放電至該參考電池模塊。
2.如權利要求I所述的電池平衡電路，其特征在于，其中當該可拆裝電池裝置的電壓大于該門檻值時，該微控制單元通過該電量控制電路使該可拆裝電池裝置放電至該參考電池模塊；以及當該可拆裝電池裝置的電壓小于該門檻值時，該微控制單元通過該電量控制電路使該參考電池模塊對該可拆裝電池裝置進行充電。
3.如權利要求I所述的電池平衡電路，其特征在于，其中當該可拆裝電池裝置的電壓等于該門檻值時，該微控制單元控制該第一與第二切換器，確保該可拆裝電池裝置與該充放電信道斷開，與確保該可拆裝電池裝置與該負載信道連接。
4.如權利要求I所述的電池平衡電路，其特征在于，其中該微控制單元更用以判斷是否有新增的可拆裝電池裝置與參考電池模塊并聯(lián)。
5.如權利要求I所述的電池平衡電路，其特征在于，其中該電量控制電路包括 第一二極管，其輸出端連接該充放電信道； 第二二極管，其輸出端連接該負載信道； 直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器，受控于該微控制單元，其輸入端通過該負載信道連接該可拆裝電池裝置，其輸出端連接該第一二極管的輸入端；以及 直流轉(zhuǎn)直流平衡放電器，受控于該微控制單元，其輸入端通過該充放電信道連接該參考電池模塊，其輸出端連接該第二二極管的輸入端。
6.如權利要求5所述的電池平衡電路，其特征在于，其中該直流轉(zhuǎn)直流平衡充電器接收充電制控信號而致能，并且利用該參考電池模塊對該可拆裝電池裝置進行充電。
7.如權利要求5所述的電池平衡電路，其特征在于，其中該直流轉(zhuǎn)直流平衡放電器接收放電制控信號而致能，并且使該可拆裝電池裝置放電至該參考電池模塊。
8.—種電池平衡方法，用以平衡電池平衡電路中彼此并聯(lián)的至少一可拆裝電池裝置與參考電池模塊的電壓，該電池平衡電路具有負載信道與充放電信道，該可拆裝電池裝置為電池模塊裝置或電池模塊，并可以非破壞性的方式自該電池平衡電路拆卸及安裝，其中該參考電池模塊與該負載信道連接，且該參考電池模塊與該充放電信道斷開，該可拆裝電池裝置通過第一與第二切換器分別與該負載信道與該充放電信道連接，其特征在于，該電池平衡方法包括 依據(jù)該參考電池模塊的電壓得到門檻值；判斷該可拆裝電池裝置的電壓是否大于或小于該門檻值； 若該可拆裝電池裝置的電壓大于或小于該門檻值，則控制該第一與第二切換器，確保該可拆裝電池裝置與該充放電信道連接，并確保該可拆裝電池裝置與該負載信道斷開，以利用該參考電池模塊對該可拆裝電池裝置進行充電或使該可拆裝電池裝置放電至該參考電池模塊；以及 若該可拆裝電池裝置的電壓等于該門檻值，則控制該第一與第二切換器，確保該可拆裝電池裝置與該負載信道連接，并確保該可拆裝電池裝置與該充放電信道斷開。
9.如權利要求8所述的電池平衡方法，其特征在于，其中當該可拆裝電池裝置的電壓大于該門檻值時，使該可拆裝電池裝置放電至該參考電池模塊；以及當該電池模塊的電壓小于該門檻值時，利用該參考電池模塊對該可拆裝電池裝置進行充電。
10.一種電池模塊活化方法，其特征在于，用以對電池系統(tǒng)中長時間未使用或處于飽和的至少一待活化電池模塊進行活化，該電池系統(tǒng)包含參考電池模塊、該待活化電池模塊、負載信道與充放電信道，該參考電池模塊與該負載信道連接，該待活化電池模塊通過第一與第二切換器分別與該負載信道與該充放電信道連接，該電池模塊活化方法包括 判斷該待活化電池模塊的電量是否維持于設定值以上達預定時間； 若該待活化電池模塊的電量維持于該設定值以上達該預定時間，控制該第一與第二切換電路，確保該待活化電池模塊與該負載信道斷開，并確保該待活化電池模塊與該充放電信道連接； 將該待活化電池模塊的電量放電至該參考電池模塊，而使該待活化電池模塊的電量降低至該待活化電池模塊的總電量的預定比例； 依據(jù)該參考電池模塊的電壓得到門檻值； 利用充電電路使該參考電池模塊對該待活化電池模塊進行充電，以使該待活化電池模塊的電壓達到該門檻值；以及 控制該第一與第二切換電路，使該待活化電池模塊與該充放電信道斷開，并使該待活化電池模塊與該負載信道連接。
全文摘要
一種電池平衡電路，用以平衡彼此并聯(lián)的至少一可拆裝電池模塊與參考電池模塊的電壓，其具有負載信道、充放電信道、微控制單元與電量控制電路；負載信道與參考電池模塊連接，并通過第一切換器與可拆裝電池模塊連接；充放電信道與參考電池模塊斷開，并通過第二切換器與可拆裝電池模塊連接；當可拆裝電池模塊的電壓大于或小于門檻值時，微控制單元控制第一與第二切換器，使可拆裝電池模塊與負載信道斷開，與使可拆裝電池模塊經(jīng)由充放電信道連接至電量控制電路，且微控制單元通過電量控制電路對可拆裝電池模塊進行充電或放電。本發(fā)明提供的電池平衡電路可避免并聯(lián)的電池模塊瞬間涌入電子裝置及/或電池模塊本身的大電流，以增加電子裝置內(nèi)芯片的壽命。
文檔編號H02J7/00GK102761149SQ20111011030
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權日2011年4月29日
發(fā)明者蕭松欣, 郭國振 申請人:新普科技股份有限公司