CN102237699A - 充电装置及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电装置及充电方法。所述充电装置适于对第一电池单元与第二电池单元充电，且其包括一节点、控制电路、充电电路、及分流单元。控制电路耦接充电电路、分流单元、第一电池单元与第二电池单元，用来控制充电电路提供一第一或第二充电电流，以及用来控制分流单元之状态。分流单元对应第一电池单元且于一第一状态时具有一第一阻抗，于一第二状态时具有一小于第一阻抗的第二阻抗。

Description

充电装置及充电方法

技术领域

本发明关于一种充电装置及充电方法，尤其关于一种能够平衡电池单元的充电状况的充电装置及充电方法。

背景技术

充电电池具有可以重复充电的优点因此相当经济方便。图1显示已知充电电路耦接于一充电电池时的示意图。如图1所示，一充电电池10包括有多个互相串联的电池单元11。充电电路21耦接于充电电池10的两端，藉以对充电电池10中的每一个电池单元11进行充电。然而，应用于大功率且高串联并联的充电电池，如电动车的充电电池时，容易产生充电不平衡的现象。导致充电电池10中某些电池单元11的容量无法充饱，或者有时会有电池单元11的过充现象，而造成电池爆炸等的潜在危险。

为了减少某些电池单元11的容量无法充饱，并保护充电电池10，通常会于充电电池10及充电电路21间更耦接一保护电路(IC)，例如一般市售型号为TI/BQ77PL900或O2/OZ8920的锂电池保护IC，用以平衡所述电池单元11的充电状态。然而，所述保护电路无法有效率地平衡所述电池单元11的充电状态，因此需要开发一种效率较高的充电电池的充电方法。

发明内容

本发明一实施例的目的在于提供一种能够平衡电池单元的充电状况的充电装置及充电方法。本发明一实施例的目的在于提供一种能够更进一步微调电池单元的充电状况的充电装置及充电方法。

依据本发明一实施例，提供一种充电装置用来对多个电池单元充电，多个电池单元包括一第一电池单元与一第二电池单元，第一与第二电池单元均具有一第一电极与一第二电极，第一电池单元的第二电极耦接第二电池单元的第一电极，使第一与第二电池单元串联地耦接。该充电装置包括一节点、一充电电路、一分流单元及一控制电路。节点耦接第一电池单元的第一电极。充电电路耦接节点，用来提供一第一充电电流或一第二充电电流至节点，其中第一充电电流大于第二充电电流。分流单元耦接节点，分流单元于一第一状态时具有一第一阻抗，于一第二状态时具有一第二阻抗，第一阻抗大于第二阻抗。控制电路耦接充电电路、分流单元、第一电池单元与第二电池单元，用来控制充电电路提供第一或第二充电电流，以及用来控制分流单元的状态。

控制电路包括一前端电路及一后端电路。前端电路耦接第一电池单元、第二电池单元与分流单元，前端电路用来检测该第一电池单元的电压与该第二电池单元的电压，并用来将分流单元的状态由第一状态切换为第二状态。后端电路耦接前端电路与充电电路，用来依据前端电路所检测的第一与第二电池单元的电压，以控制前端电路将该分流单元的状态由第一状态切换为第二状态，后端电路更依据前端电路所检测的第一与第二电池单元的电压，控制充电电路由提供第一充电电流改为提供第二充电电流。

于一实施例中，分流单元包括一开关元件及一电阻。开关元件受控制电路的前端电路的控制呈一开启状态或一关闭状态，当开关元件呈关闭状态时分流单元呈第一状态，当开关元件呈开启状态时分流单元呈第二状态。电阻当开关元件进入开启状态时，分流来自充电电路的第一充电电流，使第一充电电流的一子电流通过电阻。

于一实施例中，分流单元包括一能量储存单元，当分流单元呈第二状态时，分流单元使第一充电电流的一子电流通过能量储存单元，以供能量储存单元储存该子电流的能量。较佳的情况是，分流单元更包括一第一开关元件，且第一开关元件受控制电路的前端电路的控制而呈一开启状态或一关闭状态，第一开关元件、能量储存单元及第一电池单元形成一回圈，当第一开关元件呈开启状态时分流单元分呈第二状态，当第一开关元件呈关闭状态时该分流单元呈第一状态。

于一实施例中，当分流单元由第二状态切换为第一状态时，分流单元更耦接第二电池单元，藉以使能量储存单元利用已储存的能量对第二电池单元进行充电。较佳的情况是，分流单元更包括一第二开关元件，且第二开关元件受控制电路的前端电路的控制而呈一开启状态或一关闭状态，第二开关元件、能量储存单元及第二电池单元形成另一回圈。当第一开关元件呈开启状态及第二开关元件呈关闭状态时，第一分流单元呈该第二状态。当第一开关元件呈关闭状态及第二开关元件呈开启状态时，第一分流单元呈第一状态。

于一实施例中，能量储存单元包括一电感。

于一实施例中，后端电路包括一设定单元，用以供一使用者设定第一充电电流及第二充电电流的大小。于一实施例中，后端电路包括一学习单元，用以收集充电装置进行充电操作的一历史资料，并依据该历史资料求得第一充电电流及第二充电电流的大小。

依据本发明一实施例，提供一种充电方法，用来对多个电池单元充电，多个电池单元包括一第一电池单元与一第二电池单元，第一与第二电池单元均具有一第一电极与一第二电极，第一电池单元的第二电极耦接第二电池单元的第一电极，使第一与第二电池单元串联地耦接，且第一电池单元的第一电极耦接一节点，节点耦接于一分流单元。充电方法包括以下步骤。提供一第一充电电流至节点。检测第一电池单元的电压与第二电池单元的电压。控制分流单元的状态，其包括依据第一与第二电池单元的电压，以将分流单元由一第一状态切换为一第二状态，其中分流单元于第一状态时具有一第一阻抗；于第二状态时具有小于第一阻抗的一第二阻抗。依据第一与第二电池单元的电压，从提供第一充电电流改为提供一第二充电电流，其中第一充电电流大于第二充电电流。

于一实施例中，控制该分流单元的状态的步骤还包括：控制分流单元于一预定分流期间呈第二状态，使第一充电电流的一子电流通过分流单元的一能量储存单元，以供能量储存单元储存子电流的能量。较佳的情况是，控制分流单元的状态的步骤还包括：将分流单元由第二状态切换为第一状态，并使分流单元耦接第二电池单元，以供能量储存单元对第二电池单元充电。

于一实施例中，此充电方法还包括：收集所述电池单元被充电的一历史资料，并依据该历史资料求得第一充电电及第二充电电流的大小。

于一实施例中，提供一种充电装置，用来对多个电池单元充电，多个电池单元包括一第一电池单元与一第二电池单元，第一与第二电池单元均具有一第一电极与一第二电极，第一电池单元的第二电极耦接第二电池单元的第一电极，使第一与第二电池单元串联地耦接。充电装置包括一节点、一充电电路、一分流单元及一控制电路。节点耦接第一电池单元的第一电极。充电电路耦接节点并用来提供一充电电流节点。分流单元耦接节点且包括一能量储存单元，分流单元于一第一状态时具有一第一阻抗，于一第二状态时具有一第二阻抗，第一阻抗大于该第二阻抗。控制电路耦接充电电路、分流单元、第一电池单元与第二电池单元，用来控制分流单元的状态。当分流单元呈第二状态时，分流单元使充电电流的一子电流通过能量储存单元，以供能量储存单元储存该子电流的能量。当分流单元由第二状态切换为第一状态时，分流单元更耦接第二电池单元，藉以使能量储存单元利用已储存的能量对第二电池单元进行充电。

如上所述，于本发明一实施例中，当测得第一电池单元符合一非平衡条件时，能够用第一电流对处于平衡状态的电池单元充电，用比第一电流小的电流对处于非平衡状态的第一电池单元充电，如此即可缩小处于平衡状态的电池单元与处于非平衡状态的第一电池单元的电压差。于一实施例中，当测得第一电池单元符合一非平衡微调条件时，控制充电电路产生一小于初始充电电流的平衡微调电流。藉以更进一步缩小处于平衡状态的电池单元与处于非平衡状态的第一电池单元，两者的充电电流的比率。而能够更进一步缩小处于平衡状态的电池单元与处于非平衡状态的第一电池单元的电压差。

根据本发明实施例提供的技术方案，能够更进一步微调电池单元的充电状况。

附图说明

图1显示已知充电电路耦接于一充电电池时的示意图；

图2显示依本发明一实施例的充电装置耦接于一充电电池的示意图；

图3A显示依本发明一实施例的分流单元及电池单元耦接状况的部分电路图；

图3B显示依本发明另一实施例的分流单元及电池单元耦接状况的部分电路图；

图4显示依本发明一实施例的后端电路的方块图；

图5A显示本发明一实施例的充电方法的流程图；

图5B显示图5A实施例的充电方法的步骤S06的流程图。

附图标号

1a            第二电极

1b            第一电极

10            充电电池

11            电池单元

110           电池单元

11a           电池单元

11b           电池单元

200           充电装置

21            充电电路

210           充电电路

220           控制电路

221           前端电路

222           后端电路

230           分流单元

231a～231b    开关元件

232a～232b    电阻

23a～23b      分流单元

240           节点

24a～24b      分流单元

241a～242a    开关元件

243a          能量储存单元

31a           电感

32a           电阻

310           储存单元

320           设定单元

330           学习单元

具体实施方式

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附附图，作详细说明如下。

图2显示依本发明一实施例的充电装置耦接于一充电电池的示意图。如图2所示，充电装置200耦接于一电池，用以对该电池充电。电池包括有多个电池单元110，所述电池单元110互相串联并形成多数个连接点。充电装置200包括一节点240、多个分流单元230、一控制电路220及一充电电路210。节点240耦接该电池的所述电池单元110其一。充电电路210耦接节点240，并提供充电电流Ia至节点240。充电电流Ia为一初始电流Ia0或小于初始电流Ia0的一平衡微调电流Ia1(将于后述)。多个分流单元230分别对应所述电池单元110，每一分流单元230于一第一状态时具有一第一阻抗，于一第二状态时具有小于第一阻抗的一第二阻抗，且皆是用以分流来自充电电路210的充电电流Ia，使充电电流Ia分成：流过该分流单元230的子电流Ib、及流过对应该分流单元230的电池单元110的子电流Ic。于一实施例中第一阻抗可以为无穷大(例如：开路)，此时子电流Ib实质上为零。更具体而言，每一分流单元230分别并联于一电池单元110。控制电路220用以检测所述电池单元110的电压，当测得所述电池单元110的充电状态不平衡时，控制分流单元230对来自充电电路210的充电电流Ia进行分流，当测得所述电池单元110的充电状态为平衡时，关闭分流单元230的分流功能。控制电路220通过一通用非同步收发传输单元(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，以下称作UART单元)耦接于充电电路210，以与充电电路210进行通信，并利用一控制信号控制充电电路210对所述电池单元110进行充电的充电电流Ia的大小。控制信号可以为由UART单元产生的脉冲宽度调变(Pulse WidthModulation，PWM)信号。

于本实施例中，控制电路220包括一前端电路221及一后端电路222。于一实施例中，前端电路221可以为/包括一保护电路(保护IC)，而后端电路222可以为/包括一运算单元或一微处理器。后端电路222通过一I²C总线接口单元耦接于前端电路221，以与前端电路221进行通信。前端电路221检测所述电池单元110的电压，并将所述电压提供给后端电路222，当后端电路222判断所述电池单元110的充电状态不平衡时，后端电路222通过I²C总线接口单元指示前端电路221对所述分流单元230发出一开关信号Sw，用以控制分流单元230对来自充电电路210的充电电流Ia进行分流。

图3A显示依本发明一实施例的分流单元及电池单元耦接状况的部分电路图。如图3A所示，节点240耦接电池单元110的第一电极1b。所述电池单元110包括一电池单元11a及一电池单元11b，电池单元11a及电池单元11b均具有一第一电极1b与一第二电极1a，电池单元11a的第二电极1a耦接电池单元11b的第一电极1b，使电池单元11a及电池单元11b互相串联，且电池单元11a并联于分流单元23a，电池单元11b并联于分流单元23b。分流单元23a及23b分别包括一开关元件231a及231b及一电阻232a及232b。由于分流单元23a及23b具有相似的功能，因此以下仅对分流单元23a加以说明，而省略分流单元23b的相关说明。当开关元件231a呈关闭状态时分流单元23a呈第一状态且具有第一阻抗，于本实施例中形成断路状态因此第一阻抗实质上为无穷大。当开关元件231a呈开启状态时分流单元呈第二状态且具有对应电阻232a的第二阻抗。于充电操作时，在初始状态下，开关元件231a及231b预设为关闭状态，且充电电路210产生一初始充电电流Ia0。

当后端电路222测得电池单元11a的电压符合一非平衡条件时，指示前端电路221发出开关信号Sw，用以使分流单元23a的开关元件231a进入开启状态，使分流单元23a呈第二状态并对来自充电电路210的初始充电电流Ia0进行分流。此时，电池单元11a为非平衡状态，流过电池单元11a的电流为子电流Ic0，流过分流单元23a的电阻232a的电流为子电流Ib0，因开关元件231b依然为关闭状态，故流过电池单元11b的电流为初始充电电流Ia0，实质上没有电流通过分流单元23b的电阻232b。设电阻232a的电阻为R1且电池单元11a其电阻为RH；其电压为VH，依据克希荷电流定律则Ia0＝Ic0+Ib0，依据克希荷电压定律则Ib0*R1＝VH，得知Ic0＝Ia0-Ib0且Ib0＝VH/R1。Ib0大于0，Ic0小于Ia0，子电流Ic0与初始充电电流Ia0的比率为Ic0/Ia0＝(Ia0-Ib0)/Ia0＝1-Ib0/Ia0。于非平衡状态下以初始充电电流Ia0对电池单元11b充电，以比初始充电电流Ia0小的子电流Ic0对电池单元11a充电，如此即可缩小电池单元11a与电池单元11b的电压差，亦即缩小电池单元11a与电池单元11b已储存的电容量间的差。应了解的是，于本领域的技术人员可以适当地设定非平衡条件，例如可以设定为电池单元11a的电压大于一第一过充预设值(以LiFeO4充电单元为示例，可以设为3.4V)，且/或任两电池单元110间的电压差大于一平衡预设值(例如可以设为10mV)。

当后端电路222测得电池单元11a的电压更进一步符合一非平衡微调条件时，使充电电路210所发出的电流从初始充电电流Ia0缩小至平衡微调电流Ia1。在非平衡微调状态下，电池单元11a的充电电流为子电流Ic1，电池单元11b的充电电流为初始充电电流Ia1，两者间的比率为Ic1/Ia1＝(Ia1-Ib1)/Ia1＝1-Ib1/Ia1。依据克希荷电流定律及电压定律则Ib0＝Ib1＝VH/R1，由于Ia1小于Ia0，因此Ic1/Ia1小于Ic0/Ia0。由此可知，在非平衡微调状态下电池单元11a的充电电流Ic1与电池单元11b的充电电流Ia1两者间的差，大于在非平衡状态下电池单元11a的充电电流Ic0与电池单元11b的充电电流Ia0两者间的差，能够更进一步缩小电池单元11a与电池单元11b的电压差，亦即更进一步缩小电池单元11a与电池单元11b已储存的电容量间的差。应了解的是，于本领域的技术人员可以适当地设定非平衡微调条件，例如可以设定为电池单元11a的电压大于一第二过充预设值，且/或任两电池单元110间的电压差大于一平衡预设值(例如可以设为10mV)。较佳的情况是第二过充预设值大于第一过充预设值(以LiFeO4充电单元为示例，可以设为3.5V)。

当后端电路222测得所述电池单元110的电压更进一步符合一充电停止条件时，使充电电路210停止供应电流，停止电池的充电操作。应了解的是，于本领域的技术人员可以适当地设定充电停止条件，例如可以设定为任两电池单元110间的电压差小于一平衡预设值(例如可以设为10mV)。较佳的情况是充电停止条件更包括有任一异常条件。而异常条件可依于本领域的技术人员依不同的产品及使用环境进行设定。

图3B显示依本发明另一实施例的分流单元及电池单元耦接状况的部分电路图。如图3B所示，电池单元11a及电池单元11b互相串联，且电池单元11a对应于分流单元24a，电池单元11b对应于分流单元24b，此外于一操作状态下电池单元11b更对应于分流单元24a。更具体而言，电池单元11a并联于分流单元24a，电池单元11b并联于分流单元24b，此外于一操作状态下电池单元11b更耦接于分流单元24a。于本实施例中各分流单元可以使用大致相同的结构，以下仅以分流单元24a为示例加以说明。分流单元24a更包括有一能量储存单元243a。当分流单元24a呈该第二状态时具有第二阻抗，分流来自充电电路210的充电电流Ia，使充电电流Ia分成子电流Ib及子电流Ic，子电流Ib流过分流单元24a的能量储存单元243a藉以供能量储存单元243a储存子电流Ib的电能，子电流Ic流过对应分流单元24a的电池单元11a。于本实施例中，当分流单元24a呈第一状态时，具有实质上无穷大的第一阻抗，实质上未对来自充电电路210的电流Ia进行分流，此时电池单元11b耦接于分流单元24a，能量储存单元243a释放已储存的电能，并利用该已储存的电能对电池单元11b进行充电。

以下将更详细说明本实施例。分流单元24a包括一第一及二开关元件241a及242a及一能量储存单元243a。第一开关元件241a、能量储存单元243a及电池单元11a形成一回圈，且第二开关元件241a、能量储存单元243a及电池单元11b形成另一回圈。更具体而言，电池单元11a的第一电极1b耦接于第一开关元件241a的第一端，第一开关元件241a的第二端耦接于能量储存单元243a的第一端，能量储存单元243a的第二端耦接于电池单元11a的第二电极1a。电池单元11b的第一电极1b耦接于能量储存单元243a的第一端，能量储存单元243a的第二端耦接于第一开关元件242a的第一端，第一开关元件242a的第二端耦接于电池单元11b的第二电极1a。电池单元11b的第一电极1b耦接于电池单元11a的第二电极1a。于本实施例中，能量储存单元243a可以包括有一电感31a及一并联于电感31a的电阻32a。

于充电操作时，在初始状态下，分流单元24a的开关元件241a及242a预设为关闭状态，且充电电路210产生一初始充电电流Ia0。

当后端电路222测得电池单元11a的电压符合一非平衡条件时，指示前端电路221发出开关信号Sw，用以使分流单元24a的第一开关元件241a进入开启状态，此时第二开关元件242a依旧保持关闭状态，分流单元24a于一预定分流期间内对来自充电电路210的初始充电电流Ia0进行分流。电池单元11a为非平衡状态，流过电池单元11a的电流为子电流Ic0，流过分流单元24a的电流为子电流Ib0，因分流单元24b的开关元件依然为关闭状态，分流单元24b呈第一状态，故流过电池单元11b的电流为初始充电电流Ia0，实质上没有电流通过分流单元24b。依据克希荷电流及电压定律得知Ic0＝Ia0-Ib0。Ib0大于0，Ic0小于Ia0，电流Ic0与电流Ia0的比率为Ic0/Ia0＝(Ia0-Ib0)/Ia0＝1-Ib0/Ia0。于非平衡状态下以初始充电电流Ia0对电池单元11b充电，以比初始充电电流Ia0小的子电流Ic0对电池单元11a充电，如此即可缩小电池单元11a与电池单元11b的电压差，亦即缩小电池单元11a与电池单元11b已储存的电容量间的差。此外，子电流Ib0更流过能量储存单元243a，以供能量储存单元243a储存该预定分流期间内子电流Ib0的电能，更具体而言能量储存单元243a的电感31a将子电流Ib0的能量以磁场的形式暂时储存起来，等到子电流Ib0减小时电感31a能够再将磁场的能量释放出来。于该预定分流期间过后，前端电路221控制第一开关元件241a进入关闭状态，分流单元24a呈第一状态，分流单元24a的第一阻抗为无穷大，流过分流单元24a的子电流Ib0实质上为零，亦即分流单元24a实质上停止对来自充电电路210的初始充电电流Ia0进行分流，前端电路221控制第二开关元件242a进入开启状态，使分流单元24a耦接电池单元11b，更具体而言电感31a的两端分别耦接于电池单元11b的两端。由于电流Ib0变小或者变为0，电感31a将所储存的磁场的能量释放出来，并对电池单元11b进行充电。藉此，本实施例的充电装置能够减少电能的损耗同时还能够更进一步减小电池单元11a与电池单元11b的电压差。

前端电路221将所测得的电压提供给后端电路222，当后端电路222判断电池单元11a的电压更进一步符合一非平衡微调条件时，使充电电路210所发出的电流从初始充电电流Ia0缩小至平衡微调电流Ia1。在非平衡微调状态下，电池单元11a的充电电流为Ic1，电池单元11b的充电电流为Ia1，两者间的比率为Ic1/Ia1＝(Ia1-Ib1)/Ia1＝1-Ib1/Ia1。如先前所述，Ic1/Ia1小于Ic0/Ia0。因此，在非平衡微调状态下电池单元11a的充电电流Ic1与电池单元11b的充电电流Ia1两者间的差，大于在非平衡状态下电池单元11a的充电电流Ic0与电池单元11b的充电电流Ia0两者间的差，能够更进一步缩小电池单元11a与电池单元11b的电压差。

图4显示依本发明一实施例的后端电路的方块图。如图4所示，后端电路222包括一储存单元310。储存单元310例如可以为一存储器。于一实施例中，当充电装置200制造完成时，储存单元310已储存有初始充电电流Ia0及平衡微调电流Ia1的一出厂时的预设值。于一实施例中，后端电路220可以更包括有一设定单元320，用以供使用者依据自己的使用习惯，设定初始充电电流Ia0及/或平衡微调电流Ia1的一使用者设定值，并将其储存于储存单元310中。于一实施例中，后端电路220可以包括有一学习单元330，学习单元330用以收集一使用者使用充电装置200对一电池进行充电的历史资料，并依据此历史资料求得一初始电流Ia0及平衡微调电流Ia1的一自动调整值，并将其储存于储存单元310中。举例而言，学习单元330能够收集每次充电时电池的总充电时间、电池中一电池单元110进入非平衡状态时的时间、电池中一电池单元110进入非平衡微调状态时的时间等，并据此适应性地调整初始电流Ia0及平衡微调电流Ia1的大小。更具体而言，可以将所收集的各参数分别乘以各自的权重，再将其标准化(normalize)以产生一系数，再利用该系数乘以该初始充电电流Ia0及平衡微调电流Ia1，事实上，本技术领域的技术人员可依本发明的揭露、实施本发明时所采用的电路元件等的特性及/或实施本发明时所欲达成的充电速度与效果，来决定前述的权重分配。然此例并非对本发明的限制，本技术领域的技术人员当可依据前述揭露内容，均等地变化实施本发明。

图5A显示本发明一实施例的充电方法的流程图。如图5A所示，本发明一实施例的充电方法，用来对多个电池单元充电，多个电池单元包括一第一电池单元与一第二电池单元，第一与第二电池单元均具有一第一电极与一第二电极，第一电池单元的第二电极耦接第二电池单元的第一电极，使第一与第二电池单元串联地耦接，且第一电池单元的第一电极耦接一节点，节点耦接于一分流单元。充电方法包括以下步骤。

步骤S02：提供一第一充电电流至节点。

步骤S04：检测第一电池单元的电压与第二电池单元的电压。

步骤S06：控制该分流单元的状态。请参照图5B，于一实施例中步骤S06包括有步骤S62：依据第一与第二电池单元的电压，以将分流单元由一第一状态切换为一第二状态。且分流单元于第一状态时具有一第一阻抗；于第二状态时具有小于第一阻抗的一第二阻抗。

步骤S08：依据第一与第二电池单元的电压，从提供第一充电电流改为提供一第二充电电流。第一充电电流大于该第二充电电流。于一实施例中，当测得第一电池单元符合一非平衡微调条件时，从提供第一充电电流改为提供第二充电电流，其中非平衡微调条件包括第一电池单元的电压大于一过充预设值，且第一及第二电池单元间的电压差大于一平衡预设值。

步骤S10：收集所述电池单元被充电的一历史资料，并依据该历史资料求得第一充电电流及第二充电电流的大小。

图5B显示图5A实施例的充电方法的步骤S06的流程图。如图5B所示，本发明一实施例的充电方法的步骤S06包括以下步骤。

步骤S62：依据第一与第二电池单元的电压，以将分流单元由一第一状态切换为一第二状态。

步骤S64：控制分流单元于一预定分流期间呈第二状态，使第一充电电流的一子电流通过分流单元的一能量储存单元，以供能量储存单元储存子电流的能量。

步骤S66：于该预定分流期间过后，将分流单元由第二状态切换为第一状态，并使分流单元耦接第二电池单元，以供能量储存单元对第二电池单元充电。

如上所述，于本发明一实施例中，利用一充电电路对多个电池单元进行充电，于充电过程中测得所述这些电池单元中一第一电池单元处于非平衡状态下时，能够控制第一电池单元所对应的一分流单元，分流来自充电电路的初始充电电流。而能够用初始充电电流对处于平衡状态的电池单元充电，用比初始充电电流小的电流对处于非平衡状态的第一电池单元充电，如此即可缩小处于平衡状态的电池单元与处于非平衡状态的第一电池单元的电压差。于一实施例中，当测得第一电池单元符合一非平衡微调条件时，控制充电电路产生一小于初始充电电流的平衡微调电流。藉以更进一步缩小处于平衡状态的电池单元与处于非平衡状态的第一电池单元，两者的充电电流的比率。而能够更进一步缩小处于平衡状态的电池单元与处于非平衡状态的第一电池单元的电压差。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (22)

1.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置用来对多个电池单元充电，所述多个电池单元包括一第一电池单元与一第二电池单元，所述第一与第二电池单元均具有一第一电极与一第二电极，所述第一电池单元的第二电极耦接所述第二电池单元的第一电极，使所述第一与第二电池单元串联地耦接，所述充电装置包括：

一节点，耦接所述第一电池单元的第一电极；

一充电电路，耦接所述节点，用来提供一第一充电电流或一第二充电电流至所述节点，其中所述第一充电电流大于所述第二充电电流；

一分流单元，耦接所述节点，所述分流单元于一第一状态时具有一第一阻抗，于一第二状态时具有一第二阻抗，所述第一阻抗大于所述第二阻抗；以及

一控制电路，耦接所述充电电路、所述分流单元、所述第一电池单元与所述第二电池单元，用来控制所述充电电路提供所述第一或第二充电电流，以及用来控制所述分流单元的状态，所述控制电路包括：

一前端电路，耦接所述第一电池单元、所述第二电池单元与所述分流单元，所述前端电路用来检测所述第一电池单元的电压与所述第二电池单元的电压，并用来将所述分流单元的状态由所述第一状态切换为所述第二状态；以及

一后端电路，耦接所述前端电路与所述充电电路，用来依据所述前端电路所检测的所述第一与第二电池单元的电压，以控制所述前端电路将所述分流单元的状态由所述第一状态切换为所述第二状态，所述后端电路依据所述前端电路所检测的所述第一与第二电池单元的电压，控制所述充电电路由提供所述第一充电电流改为提供所述第二充电电流。

2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述分流单元包括：

一开关元件，受所述控制电路的所述前端电路的控制呈一开启状态或一关闭状态，当所述开关元件呈所述关闭状态时所述分流单元呈所述第一状态，当所述开关元件呈所述开启状态时所述分流单元呈所述第二状态；

一电阻，当所述开关元件进入所述开启状态时，分流来自所述充电电路的所述第一充电电流，使所述第一充电电流的一子电流通过所述电阻。

3.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述控制电路的所述后端电路判断所述第一电池单元的电压符合一非平衡条件时，控制所述前端电路将所述开关元件由所述关闭状态切换为所述开启状态。

4.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，

所述分流单元包括一能量储存单元；

当所述分流单元呈所述第二状态时，所述分流单元使所述第一充电电流的一子电流通过所述能量储存单元，以供所述能量储存单元储存所述子电流的能量。

5.如权利要求4所述的充电装置，其特征在于，

所述分流单元还包括一第一开关元件，且所述第一开关元件受所述控制电路的所述前端电路的控制而呈一开启状态或一关闭状态，所述第一开关元件、所述能量储存单元及所述第一电池单元形成一回圈；

当所述第一开关元件呈开启状态时所述分流单元分呈所述第二状态，当所述第一开关元件呈所述关闭状态时所述分流单元呈所述第一状态。

6.如权利要求5所述的充电装置，其特征在于，

当所述分流单元由所述第二状态切换为第一状态时，所述分流单元耦接所述第二电池单元，藉以使所述能量储存单元利用已储存的能量对所述第二电池单元进行充电。

7.如权利要求6所述的充电装置，其特征在于，

所述分流单元还包括一第二开关元件，且所述第二开关元件受所述控制电路的所述前端电路的控制而呈一开启状态或一关闭状态，所述第二开关元件、所述能量储存单元及所述第二电池单元形成另一回圈；

当所述第一开关元件呈开启状态及所述第二开关元件呈关闭状态时，所述第一分流单元呈所述第二状态；

当所述第一开关元件呈关闭状态及所述第二开关元件呈开启状态时，所述第一分流单元呈所述第一状态。

8.如权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述能量储存单元包括一电感。

9.如权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述控制电路的所述后端电路判断所述第一电池单元的电压符合一非平衡条件时，控制所述前端电路将所述第一开关元件由所述关闭状态切换为所述开启状态。

10.如权利要求3或9所述的充电装置，其特征在于，所述非平衡条件包括所述第一电池单元的电压大于一第一过充预设值，且所述第一及第二电池单元间的电压差大于一平衡预设值。

11.如权利要求10所述的充电装置，其特征在于，所述后端电路测得所述第一电池单元的电压符合一非平衡微调条件时，控制所述充电电路由提供所述第一充电电流改为提供所述第二充电电流。

12.如权利要求11所述的充电装置，其特征在于，所述非平衡微调条件包括所述第一电池单元的电压大于一第二过充预设值，所述第一及第二电池单元间的电压差大于所述平衡预设值，且所述第二过充预设值大于所述第一过充预设值。

13.如权利要求3或9所述的充电装置，其特征在于，所述后端电路测得所述第一电池单元符合一非平衡微调条件时，控制所述充电电路由提供所述第一充电电流改为提供所述第二充电电流。

14.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述后端电路包括一设定单元，用以供一使用者设定所述第一充电电流及所述第二充电电流的大小。

15.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述后端电路包括一学习单元，用以收集所述充电装置进行充电操作的一历史资料，并依据所述历史资料求得所述第一充电电流及所述第二充电电流的大小。

16.一种充电方法，其特征在于，所述充电方法用来对多个电池单元充电，所述多个电池单元包括一第一电池单元与一第二电池单元，所述第一与第二电池单元均具有一第一电极与一第二电极，所述第一电池单元的第二电极耦接所述第二电池单元的第一电极，使所述第一与第二电池单元串联地耦接，且所述第一电池单元的第一电极耦接一节点，所述节点耦接于一分流单元与一充电电路，所述充电方法包括：

利用所述充电电路提供一第一充电电流至所述节点；

利用一控制电路检测所述第一电池单元的电压与所述第二电池单元的电压；

依据所述第一与第二电池单元的电压，利用所述控制电路将所述分流单元由一第一状态切换为一第二状态，其中所述分流单元于所述第一状态时具有一第一阻抗；于所述第二状态时具有小于所述第一阻抗的一第二阻抗；以及

依据所述第一与第二电池单元的电压，利用所述控制电路控制所述充电电路，使所述充电电路从提供所述第一充电电流改为提供一第二充电电流，其中所述第一充电电流大于所述第二充电电流。

17.如权利要求16所述的充电方法，其特征在于，所述控制所述分流单元的状态的步骤还包括：控制所述分流单元于一预定分流期间呈所述第二状态，使所述第一充电电流的一子电流通过所述分流单元的一能量储存单元，以供所述能量储存单元储存所述子电流的能量。

18.如权利要求17所述的充电方法，其特征在于，所述控制所述分流单元的状态的步骤还包括：将所述分流单元由所述第二状态切换为所述第一状态，并使所述分流单元耦接所述第二电池单元，以供所述能量储存单元对所述第二电池单元充电。

19.如权利要求18所述的充电方法，其特征在于，所述依据所述第一与第二电池单元的电压，从提供所述第一充电电流改为提供一第二充电电流的步骤，包括：

当测得所述第一电池单元符合一非平衡微调条件时，从提供所述第一充电电流改为提供所述第二充电电流，其中所述非平衡微调条件包括所述第一电池单元的电压大于一过充预设值，且所述第一及第二电池单元间的电压差大于一平衡预设值。

20.如权利要求16所述的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括：

收集所述第一及第二电池单元被充电的一历史资料，并依据所述历史资料求得所述第一充电电及所述第二充电电流的大小。

21.一种充电装置，其特征在于，所述充电方法用来对多个电池单元充电，所述多个电池单元包括一第一电池单元与一第二电池单元，所述第一与第二电池单元均具有一第一电极与一第二电极，所述第一电池单元的第二电极耦接所述第二电池单元的第一电极，使所述第一与第二电池单元串联地耦接，所述充电装置包括：

一节点，耦接所述第一电池单元的第一电极；

一充电电路，耦接所述节点，用来提供一充电电流至所述节点；

一分流单元，耦接所述节点且包括一能量储存单元，所述分流单元于一第一状态时具有一第一阻抗，于一第二状态时具有一第二阻抗，所述第一阻抗大于所述第二阻抗；以及

一控制电路，耦接所述充电电路、所述分流单元、所述第一电池单元与所述第二电池单元，用来控制所述分流单元的状态；

其中当所述分流单元呈所述第二状态时，所述分流单元使所述充电电流的一子电流通过所述能量储存单元，以供所述能量储存单元储存所述子电流的能量。

22.如权利要求21所述的充电装置，其特征在于，

当所述分流单元由所述第二状态切换为第一状态时，所述分流单元耦接所述第二电池单元，藉以使所述能量储存单元利用已储存的能量对所述第二电池单元进行充电。

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