[发明专利]电池电压平衡器、电池装置及其电池模块外壳

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池电压平衡器、电池装置及其电池模块外壳，尤指一种具同步平衡的电池电压平衡器、电池装置及其电池模块外壳。

背景技术

随着节能减碳以及环保的诉求，各国政府在立法及政策上，对于交通工具的二氧化碳排放标准日趋严格，而对电动车的研发也给予计划性的辅导，以期能逐渐取代汽/柴油车而降低对环境的污染。

不同于消费性电子产品对电池的需求，电动车的电池必须提供大的电流才能提供电动车足够的动力驱动，故常见以多个电池单元串联并联来提供所需电力。而且电动车的电池充电不易，能否发挥电池的最大使用效率也是一个重要的课题。

以往为发挥消费性电子产品的电池效率而发展的电池单元的电压平衡技术，虽然可以让消费性电子产品的电池使用效率提高。但是面对电动车的电池的充放电过程的大电流而造成电池的极化压降以及电池的内阻压降，传统的电压平衡技术无法正确地量测电池电压，因而造成无法达到预期的提高使用效率的优点。而且传统的电压平衡技术是通过将电池电压较高的电池进行放电的方式，使电池电压能降到相同的电压值。这样的平衡方式也会造成不必要的电力损失，而这些电力损失会产生热而进一步会造成电池的操作温度上升而影响电池。

发明内容

鉴于现有技术中对于大电流充放电的电池，无法正确判断电池电压来进行电池电压平衡，而且电池电压平衡过程也会损失电池所储存的电力。本发明利用电感为媒介将电池电压平衡过程的电力进行转移以避免电力耗损，而且以检测模式、平衡模式交替等的方式，于任一电池电压平衡器进行电池电压平衡时，会停止其他电池电压平衡器的检测动作，以避免电池电压检测的异常而造成不正确的电池电压平衡。

为达上述目的，本发明提供了一种具同步平衡的电池装置，包含一电池模块、(N-1)个电感、(N-1)个平衡开关以及(N-1)个电池电压平衡器，其中N为2或以上的整数。电池模块包含N个电池单元，N个电池单元以正端与负端耦接方式串联成一串。每一个电感的一端对应耦接至N个电池单元中两相邻的电池的连接点。每一个平衡开关对应与些电池单元中相邻两电池单元并联并耦接对应的电感的其他一端。每一个电池电压平衡器耦接对应的相邻两电池单元并检测相邻两电池单元的电压以决定是否进行一电池电压平衡程序，若是则控制对应的平衡开关，使相邻两电池单元中电池电压较高者经平衡开关释放电力至对应电感中储存，并将对应电感所储存的电力经平衡开关释放至相邻两电池单元中电池电压较低者。其中，每一个电池电压平衡器具有一第一同步输出入端及一第二同步输出入端，于进行电池电压平衡程序前，于第二同步输出入端产生一暂停检测信号至其他一电池电压平衡器的第一同步输出入端，使其他一电池电压平衡器暂停检测相邻两电池单元的电压。

其中每一电池电压平衡器于该第一同步输出入端接收该暂停检测信号并于进行该电池电压平衡程序前，于该第二同步输出入端产生该暂停检测信号。

所述的具同步平衡的电池装置，还包含(N-1)个平衡致能电路，每一平衡致能电路对应与该些电池单元中相邻两电池单元并联并根据对应相邻两电池单元的电压决定是否产生一平衡致能信号以启动对应的电池电压平衡器。

所述的具同步平衡的电池装置，还包含：一第N个电感，耦接该N个电池单元中最上方的电池单元的一正端；一第N个平衡开关，耦接该最上方的电池单元的一负端及该第N个电感，其中该第N个平衡开关具有一平衡电力输入端，用以耦接其他一电池装置的一平衡电力输出端；一第N个电池电压平衡器，用以检测该最上方的电池单元的电压及该其他电池装置的该平衡电力输出端的电压以决定是否进行该电池电压平衡程序；以及一第N个平衡致能电路，用以根据其他电池装置的该平衡电力输出端的电压决定是否产生该平衡致能信号以启动该第N个电池电压平衡器；其中，该N个电池单元中最下方的电池单元的正端做为该平衡电力输出端。

所述的具同步平衡的电池装置，还包含：一第N个电感，耦接该N个电池单元中最下方的电池单元的一负端；一第N个平衡开关，耦接该最下方的电池单元的一正端及该第N个电感，其中该第N个平衡开关具有一平衡电力输出端，用以耦接其他电池装置的一平衡电力输入端；一第N个电池电压平衡器，用以检测该其他电池装置的该平衡电力输入端的电压以决定是否进行该电池电压平衡程序；以及一第N个平衡致能电路，用以根据该最下方的电池单元的该正端及其他电池装置的该平衡电力输入端的电压决定是否产生该平衡致能信号以启动该第N个电池电压平衡器；其中，该N个电池单元中最上方的电池单元的负端做为该平衡电力输入端。