[发明专利]在组装电池系统中提升安全的方法和封包的电池系统

说明书

技术领域

本发明关于一种在组装电池系统中提升安全的方法，尤指一种利用一开关-电阻对(switch-resistor pair)来控制多个电池分支串连接以提升安全的方法。

背景技术

在一电池系统(battery system)组装期间，除非特别小心的采用准备步骤，当两个电池分支(battery branches)被连接在一起时，可能会产生火花及巨大电流。火花会危及人身，而巨大电流则会损伤电池系统。

在图1中所示的电路，将第一电池分支B1与第二电池分支B2经由一开关S连接在一起。第一电池分支B1的第一电压为V1并具有第一电阻R1，第二电池分支B 2的第二电压为V2并具有第二电阻R2。

当开关S被切入时，电流I＝(V1-V2)/(R1+R2)

对于大的电池系统，第一电阻R1及第二电阻R2是非常的小，例如R1+R2等于10毫欧(mOhms)，且在第一次组装时，第一电压V1及第二电压V2之间的累计电压差(accumulated voltage difference)可能非常大，例如V1-V2等于10V，则产生的I相当于1000A的高电流。

这与存在于电池内的高能量将会产生：

·火花或电弧-会有安全问题。

·非常高的电流-会对电池寿命有负面冲击问题。

这些问题，皆有待改善。

发明内容

针对先前技术的问题点，本发明的目的在于提供一种在组装电池系统中提升安全的方法和一种封包的电池系统，其可以在电池系统组装期间提升安全性。

本发明的在组装电池系统中提升安全的方法，在一第一电池分支串接一第一控制开关，而在一第二电池分支串接一第二控制开关，并以一开关-电阻对(switch-resistor pair)连接该第一电池分支及第二电池分支；当电流水平被认为是可接受时的稍后时间，该开关-电阻对中的开关才被切入。

其中，该第一控制开关是由两个充电及放电场效应晶体管QC1及QD1组成，而该第二控制开关是由另两个充电及放电场效应晶体管QC2及QD2组成。

其中，在经由首先连接电源路径及之后再偏压导通该些场效应晶体管，在组装期间，该些场效应晶体管被关闭不导通。

其中，该开关-电阻对是由一场效应晶体管构成的第一开关及由另一场效应晶体管构成的第二开关与两个电阻连接而成。

本发明的封包的电池系统，包括：

一第一电池模组串，是由多个电池模组与一第一开关-电阻对串接而成；及

一第二电池模组串，是由多个电池模组与一第二开关-电阻对串接而成；

该第一电池模组串与该第二电池模组串连接成一电池系统(Battery system)，并具有一系统正极端及一系统负极端；

每一电池模组具有多个电池芯串接而成，且内部具有一监视及平衡电池芯的模拟前端以及一传输讯号的通讯接口；

该第一开关-电阻对内具有一第一电流侦测电阻、一由两个充电及放电场效应晶体管构成的第一控制开关以及一第一限制电阻；该第一限制电阻与该第一控制开关间设有一由场效应晶体管QR1构成的开关；该第二开关-电阻对内具有一第二电流侦测电阻、一由两个充电及放电场效应晶体管构成的第二控制开关以及一第二限制电阻；另，第二限制电阻与第二控制开关间设有一由场效应晶体管QR2构成的开关；

该第一电池模组串的多个电池模组的电压V1与该第二电池模组串的多个电池模组的电压V2，两者间有一电压差ΔV；

该第一控制开关的充电场效应晶体管及第二控制开关的充电场效应晶体管为常开(Open)，直至该第一电池模组串的电压V1及该第二电池模组串的电压V2在一预先定义的电压差范围内；

该第一开关-电阻对的开关场效应晶体管QR1及第二开关-电阻对的开关场效应晶体管QR2为常关(Close)，直至过充(over-charge)条件要求它们打开；

在组装该封包系统时，当该第一电池模组串及第二电池模组串之间的电压差非常大时，该第一限制电阻及第二限制电阻将限制放电电流(discharging current)以保证安全；

该组装电池封包可立即被充电及被放电；但被充电时被该第一限制电阻及第二限制电阻限制；

该第一限制电阻的电阻值远大于第一电流侦测电阻，同时该第二限制电阻的电阻值远大于第二电流侦测电阻；