[发明专利]用于在具有多个锂离子电池的电池组中控制电压平衡的系统及其方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电池平衡系统，其可在具有多个电池的电池组中读取电池的电压，且比较读到的电压以将电池充电或放电，尤指一种电池平衡系统及方法，其以相同时序来读取电池组中所有电池的电压，以消除由于电压读取时间差所产生的电池电压读取误差。

背景技术

一般来说，电池电源装置是将电源供应给相关的电子装置的电力源，而应用于电源装置的可以是具有多个电池的电池组(mulitcellbattery)。由于使用的是电池组，而非单一电池的关系，可应用高电压，或增加容量。然而，因电池本身具有充放电的特性，每个电池的电压会随着时间改变而变得不平衡。

电池组中电池间的电压差可能会产生电池间的不平衡，因而耗损电池组的容量。关于此，已有许多电池平衡系统及方法以平衡每个电池，避免所有电池过度充电，且平衡充电。

举例来说，有一种方法，其允许电流通过电阻等流至电池组中高电压电池，以调整电池平衡。虽然此方法满简单，但其有一缺点，即如果不平衡的高电压电池增加时，会增加放电电流且会产生热。除此之外，此方法的另一缺点是，在电池组的所有电池中，平衡被调整为具有最低电压值的电池。

除此之外，有一种允许充电电流流过电池组中低电压电池以调整平衡的方法。此方法使用直流-直流转换器，其优点为效率一般来说都很高，且产生的热能很少。

然而，此方法亦有一缺点，即如果低电压的电池数量增加时，整个电池组的电池电压会比其原始的最低电压还低。

而且，当读取每个电池的电压时，因读取时间差的关系，读到的电压之间会产生很大的差异。由于电压读取时间的差异，电池平衡系统会确定电池是不平衡的。

依据每个电池电压读取的时间，这里将会描述电压值之差，请参考图1及图2。

图1是现有技术的示意图，该图示出了在锂离子电池中使用线路选择装置来调整电压平衡的装置，而图2是现有技术的时序图，该图示出了在锂离子电池中的电压读取时间。

参考图1，在现有的电池平衡调整装置中，当通过负载装置5载入电流时，电池的电极电压(temimal voltage)会随着载入电流的变化而改变。负载装置5的负载会随着时间的推移而改变。因此，当读取到电池的电极电压，且将其通过线路选择装置1在中央处理器3中比较时，即使所有电池的电压实际上是平衡的，仍会分别读取每个电池的电极电压值。所以，中央处理器3会确定每个电池是不平衡，然后输出平衡控制信号以控制平衡电流控制区4。

参考图2，当在电池平衡系统中，通过线路电压选择装置1读取电池电极电压时，如果负载电流在电池(B1、B2、B3、B4)中没有改变，则会发现电池电极电压亦没有变化。因此，中央处理器3会确定电池电极的电压是平衡的。然而，当负载电流改变时，电池电极电压亦会变化。因此，当载入电流实时改变时，中央处理器3会确定电池的电极电压是变得不平衡，因为随着时间改变带来的负载变化导致了电压读取差异。

像这样，当中央处理器3使用电路选择装置1读取电池的电极电压时，由于选择电池电极的时间不同，读到的电池电极电压可能会不同。

因此，需要一种电池平衡系统或方法，其能够在电池系统中减少读取电池电压的误差，快速地执行电压平衡，且增加电压平衡的准确性。

依据现有技术，电池平衡系统会有各种条件限制。举例来说，只有在系统本身没有运作时才可进行电压平衡。由于这些限制的关系，电压平衡运作变得复杂，会消耗不必要的时间，且会降低电压平衡的准确性。

发明内容

因此，采用本发明可解决现有技术所会发生的问题。本发明的主要目的是在一段相同的保留时间内保持电压之后，读取锂离子电池中的电池电极电压，从而消除因时间改变而带来的电极电压的变化所导致的电池电压读取误差，因此，可改善电池平衡的准确性。

本发明的另一目的是在由多个电池组构成的平衡系统中，通过通信装置以接收另一电池组的电压数据，以便调整电池组的电压平衡，或是接收电压平衡的目标值，以便调整电压平衡。

为达成上述目的，本案是提供一种电池平衡调整系统，用于在具有多个锂离子电池的电池组中调整电池的电压平衡，其具有系统控制器，此系统包括有：具有多个电池的电池组，其包括主要模组及从属模组；中央处理器(CPU)，其位于系统控制器中，为在主要模组及从属模组中的每个电池输出同步信号；第一垂直接口，用于传送自中央处理器输出至主要模组的同步信号；以及第二垂直接口，用于将经由第一垂直接口传送的同步信号传送至从属模组。