[实用新型]串联电池组的主动平衡模块

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种串联电池组的主动平衡模块，尤其是一种结合电感型及模块化平衡结构的串联电池组的主动平衡模块。

背景技术

由于环保意识抬头，以电力为动力来源的应用日益蓬勃，如：全电动汽车(EV或BEV)、混合燃气/电动汽车(HEV)、插电式混合电动汽车(PHEV)或储能系统(ESS)等，在上述应用中，普遍需要使用电池组(Battery)储存及供应动力，该电池组可由数个高功率密度、高峰值功率锂聚合物或锂铁磷酸(LiFePO4)电池串联组成。以锂电池组为例，大量串联的锂电池使用过程中，会因老化而导致电池容量不同，每次充电时，因电池间的残余电荷、充电速度等差异，将导致电池中的电荷状态(SoC)不平衡，为避免锂电池因过压(over voltage)而降低效能或损坏，通常需由电池管理系统(BMS)管控电池组的电荷平衡状态。

为免电池充电过量，可采用简单低廉的被动平衡(passive balance)方式，将储电量较高的电池分流至旁路电阻(bypass resistor)，以免有些电池过量充电，其余电池却充电不足，只是此方式除会耗散功率外，还有发热及充电速度慢等情况尚待改进。因此，逐渐发展出可重新分配电荷状态的主动平衡(active balance)方式，可于充放电过程中，可补偿电压较低的电池，除确保各电池均不会过量充电外，且可快速充电及降低充电温度，进一步提高电池的效能、可靠性及安全性，并可降低系统成本。是以，主动平衡式电池管理系统实乃促进电动应用产业发展的关键技术。

现有主动平衡式电池管理系统主要分为电容型平衡、电感型平衡及模块化平衡方式，电容型平衡方式虽易控制且不需电压侦测电路，但其平衡时间较长，不适用于须快速充电的应用；另，电感型平衡方式虽可快速平衡电荷且能量转换效率高，只是须克服变压器互感及漏感等情况；又，模块化平衡方式虽可提供稳定的电压，然其所需成本较高，且各模块仅能控制有限的电池数量(区域式电池平衡)，无法达成全域式电池平衡。

有鉴于此，有必要改善上述现有技术的缺点，以符合实际需求，提升其实用性。

实用新型内容

本实用新型是提供一种串联电池组的主动平衡模块，可快速达成全域式电池平衡。

本实用新型揭示一种串联电池组的主动平衡模块，其包含：一转换单元，设有一初级侧线圈及数个次级侧线圈；一返驰开关，电性连接该转换单元的初级侧线圈；一初级侧调控器，电性连接该转换单元及该返驰开关，该初级侧调控器、该返驰开关及该转换单元共同构成具有初级侧调节功能的返驰式架构；数个分时切换器，电性连接于该转换单元的数个次级侧线圈与一串联电池组的数个蓄电单元之间；及一能估算各蓄电单元的充电量的处理器，电性连接该分时切换器并分时切换各分时切换器的导通状态，及电性连接该初级侧调控器并使各次级侧线圈分时输出一定电流至各蓄电单元且由该初级侧调控器分时取得一参考讯号。

所述初级侧调控器具有一取样端及一调节端，该取样端电性连接该转换单元的初级侧线圈，该调节端电性连接该返驰开关。

所述转换单元设有一辅助线圈，该辅助线圈的极性与各次级侧线圈的极性相同。

所述初级侧调控器具有一取样端及一调节端，该取样端电性连接该转换单元的辅助线圈，该调节端电性连接该返驰开关。

所述处理器由该初级侧调控器的调节端分时取得一脉宽调变讯号，并依据该脉宽调变讯号的工作周期等比换算各蓄电单元的电压值。

所述串联电池组的主动平衡模块，另包含一限流元件，该限流元件电性连接于该返驰开关与一接地端之间。

所述串联电池组的主动平衡模块，另包含一变阻切换器，该变阻切换器电性连接于该返驰开关及该处理器。

所述变阻切换器设有一变阻开关、一小阻元件及一大阻元件，该变阻开关电性连接该返驰开关及该处理器，该小阻元件及该大阻元件电性连接该变阻开关。

所述串联电池组的主动平衡模块，另包含数个隔离器，各隔离器电性连接于该处理器与各分时切换器之间。

所述隔离器为一光耦合器。

所述串联电池组的主动平衡模块，另包含一电压侦测器，该电压侦测器设有数个侦测端及数个管控端及一个通信埠，各侦测端电性连接各蓄电单元，各管控端电性连接各分时切换器，该通信埠电性连接该处理器。

所述电压侦测器设有一用以指示该电压侦测器的工作状态的指示灯。