CN103545871B - 藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法与装置 - Google Patents

藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法与装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法，应用于一电源供应装置，包括步骤：从电源供应装置中相互串联的一组电池模块中的一特定电池模块取得第一电压信息，其中每一电池模块包括至少一电池单元；从该组电池模块中的至少一其它电池模块取得第二电压信息；依据第一电压信息与第二电压信息决定是否致能特定电池模块的一主动平衡电路的至少一部分。与现有技术相比，本发明藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法能在不产生任何副作用的状况下实现多电池模块间的自动化平衡，同时能实现具备多电池模块的电源供应装置的自我平衡，而不受电池模块数的限制。本发明同时公开了一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置。

Description

藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法与装置
技术领域
本发明涉及电源供应装置，特别涉及一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法与装置。
背景技术
传统的电源供应装置诸如一备源电源供应器中通常设置有为了特殊目的的控制电路，以供对该传统的电源供应装置中的电池的某些运作进行控制。依据相关技术，该传统的电源供应装置当中的这样的控制电路往往需要特别的设计，这会产生某些问题。例如：当该传统的电源供应装置的输出电压的规格需要的更动时，该控制电路必须对应地修改，而导致相关成本的增加。又例如：因应不同的使用者的需求而造成该控制电路的设计更新，会使得该传统的电源供应装置中的机构组件诸如某些外壳零件必须修改，而导致相关成本的增加。因此，需要一种新颖的方法于不产生任何副作用的状况下加强电源供应装置的相关控制、并且改善电源供应装置的基本架构。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法与装置，以解决上述问题。
本发明的另一目的在于提供一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法与装置，以在不产生任何副作用的状况下实现多电池模块之间的自动化平衡。
本发明的较佳实施例中提供一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法，该方法应用于一电源供应装置，该方法包括有下列步骤：从该电源供应装置中相互串联的一组电池模块中的一特定电池模块取得第一电压信息，其中每一电池模块包括至少一电池单元（BatteryCell）；从所述电池模块中除所述特定电池模块外的至少一其它电池模块取得第二电压信息；以及依据该第一电压信息与该第二电压信息决定是否致能（Enable）该特定电池模块的一主动平衡电路的至少一部分。
本发明于提供上述方法的同时，亦对应地提供一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置，该装置包括一电源供应装置的至少一部分。尤其是，该装置包括：一特定电池模块，而该特定电池模块为该电源供应装置中相互串联的一组电池模块中的一电池模块，其中每一电池模块包括至少一电池单元；一主动平衡电路，耦接至该特定电池模块；一电压信息分享端口，设置于该电源供应装置的多个电源供应模块中的一特定电源供应模块，其中该特定电池模块设置于该特定电源供应模块；以及一判断电路，耦接至该特定电池模块、该主动平衡电路、与该电压信息分享端口。另外，该主动平衡电路用来为该特定电池模块进行主动平衡，而该电压信息分享端口用来进行电压信息分享。此外，该判断电路用来从该特定电池模块取得第一电压信息、通过该电压信息分享端口从该组电池模块中的至少一其它电池模块取得第二电压信息、以及依据该第一电压信息与该第二电压信息决定是否致能该主动平衡电路的至少一部分。
本发明的好处之一是，所述藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法与装置能在不产生任何副作用的状况下实现多电池模块之间的自动化平衡。另外，本发明的方法与装置能实现具备多电池模块的电源供应装置的自我平衡，而不受电池模块数的限制。于是，依据本发明的方法与装置所实现的电源供应装置可提供极高的输出电压，而没有较弱电池模块的寿命急剧缩短的问题。因此，本发明的方法与装置对于该电源供应装置的制造、测试、安装、使用、检修（例如：抽换故障的电池模块）、弹性升级（例如：藉由新增或移除至少一电池模块来改变输出电压的规格）均有极大的帮助。
附图说明
第1图为依据本发明一第一实施例的一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置的示意图。
第2图为依据本发明一实施例的一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法的流程图。
第3图为第2图所示的方法于一实施例中所涉及的实施细节。
第4图为第2图所示的方法于另一实施例中所涉及的实施细节。
第5图为第2图所示的方法于另一实施例中所涉及的实施细节。
第6图为第5图所示的电源供应模块的示意图。
第7图为第6图所示的电源供应模块的多个复制品于一实施例中的连接关系。
第8图为依据本发明一实施例的一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置的示意图。
第9图为第2图所示的方法于另一实施例中所涉及的实施细节。
100,800藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置
110-1,110-2,...,110-J判断电路
112-1,112-2,...,112-J闸控逻辑电路
120-1,120-2,...,120-J主动平衡电路
200藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法
210,220,230步骤
310开关模块
400,M(1),M(2),M(3),M(4),M(i)电源供应模块
512,912开关
615-1,615-2,615-3,615-4,615-i平衡控制电路
ABd,BSc,VHi,VHo,VLi,VLo电压信息分享端口的端子
BS+,BS-一组电池模块的全体的对外端子
C(1),C(2),...,C(J),C(i)电容器
{CBn(1),CBn-1(1),CBn-2(1),...,CB1(1)},
{CBn(2),CBn-1(2),CBn-2(2),...,CB1(2)},
{CBn(3),CBn-1(3),CBn-2(3),...,CB1(3)},
{CBn(4),CBn-1(4),CBn-2(4),...,CB1(4)},
{CBn(i),CBn-1(i),CBn-2(i),...,CB1(i)}各组电池单元
CON(1),CON(2),CON(3),CON(4),
CON(i)连接端子
D(1),D(2),...,D(J),D(i),
DA(1),DA(2),...,DA(J),DA(i),
Dpc二极管
LP(1),LP(2),...,LP(J),LP(i)对应于一次侧的线圈
LS(1),LS(2),...,LS(J),LS(i)对应于二次侧的线圈
N:1二次侧对一次侧的线圈匝数比
{OPA1(1),OPA2(1)},
{OPA1(2),OPA2(2)},
{OPA1(i),OPA2(i)}各组运算放大器
PK+,PK-一组电池单元的全体的对外端子
Q(1),Q(2),...,Q(J),Q(i)金属氧化物半导体场效晶体管
Rpc,R2R,
{RR(1),R2R(1),R2R+(1),R’2R(1),R’2R+(1)},
{RR(2),R2R(2),R2R+(2),R’2R(2),R’2R+(2)},
{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)},
{RR1(i),RR2(i),RR3(i),RR4(i),RR5(i),
R’R1(i),R”R1(i)}电阻器
VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)电池模块
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。
第1图为依据本发明一第一实施例的一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡（ActiveBalancing）控制的装置100的示意图，其中装置100包括一电源供应装置的至少一部分（例如一部分或全部），而该电源供应装置的例子可包括（但不限于）备源电源供应器。例如：装置100可代表该电源供应装置当中的电气系统，而该电气系统包括该电源供应装置的至少一控制电路。又例如：装置100可代表该电源供应装置的整体。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据本实施例的一变化例，装置100可代表该电气系统当中除了电池之外的部分，诸如上述的至少一控制电路。依据本实施例的另一变化例，装置100可代表包括该电源供应装置的一系统，而该电源供应装置为这个系统的子系统。
如第1图所示，装置100包括相互串联的一组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}，而该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体的对外端子BS+与BS-可视为该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}所形成的整个电池系统的正、负端子，其中每一电池模块诸如电池模块VBM(i)可包括至少一电池单元（例如一个或多个电池单元；未显示于第1图），而索引i可代表落于区间[1,J]的范围的任一正整数。另外，装置100包括至少一判断电路，诸如分别对应于该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的多个判断电路{110-1,110-2,...,110-J}，且另包括分别对应于该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的多个主动平衡电路{120-1,120-2,...,120-J}、分别对应于该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的多个电压信息分享端口（其每一者包括多个端子诸如某些端子{ABd,BSc,VHi,VHo,VLi,VLo}；未显示于第1图）、以及并联的二极管Dpc与电阻器Rpc，其中该些主动平衡电路{120-1,120-2,...,120-J}分别耦接至该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}，而该些电压信息分享端口分别设置于该电源供应装置的多个电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}（未标示于第1图），并且该些判断电路{110-1,110-2,...,110-J}分别耦接至该组电池模块{VBM(1)，VBM(2)，...，VBM(J)}、该些主动平衡电路{120-1,120-2,...,120-J}、以及该些电压信息分享端口。尤其是，该些判断电路{110-1,110-2,...,110-J}中的每一判断电路诸如判断电路110-i可包括一闸控逻辑（GatingLogic）电路112-i，并且该些主动平衡电路{120-1,120-2,...,120-J}中的每一主动平衡电路诸如主动平衡电路120-i可包括分别对应于一次侧与二次侧的多个线圈LP(i)与LS(i)，且另包括一开关诸如一金属氧化物半导体场效晶体管（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，以下简称为「MOSFET」）Q(i)、和该开关并联的一个二极管D(i)、一能量缓存单元诸如至少一电容器C(i)、以及另一个二极管DA(i)，其中该能量缓存单元耦接至对应于该二次侧的线圈LS(i)，而索引i可代表落于区间[1,J]的范围的任一正整数。如第1图所示，电容器C(i)的两端子分别耦接至对应于该二次侧的线圈LS(i)的两端子。于本实施例中，该二次侧对该一次侧的线圈匝数比（亦即，线圈LS(i)的匝数对线圈LP(i)的匝数的比例）可等于N:1，其中符号「N」可代表一个定值。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，该线圈匝数比可予以变化，其中上述的定值N可代换为其它的定值（其通常为一正整数）。例如：该线圈匝数比可因应该电源供应装置的某些设计目标或需求而予以变化。另外，本实施例中的电容器C(i)被用来作为该能量缓存单元的一例。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，该能量缓存单元的架构可予以变化。例如：该能量缓存单元可包括多个电容器{C(i)}。又例如：该能量缓存单元可包括一个或多个电感器。又例如：该能量缓存单元可包括至少一电容器C(i)及／或至少一电感器。
具体的，包括上述线圈LP(i)与LS(i)的变压器的规格、以及主动平衡电路120-i中的其它组件（诸如该MOSFETQ(i)、电容器C(i)、以及二极管D(i)与DA(i)、另一个二极管）的规格可依照其各自可能承受的电压／电流来决定。相仿地，上述的二极管Dpc与电阻器Rpc的规格可依照其各自可能承受的电压／电流来决定。例如：二极管Dpc的规格可为「3A,600V」，而电阻器Rpc的规格可为「200K,2W」，其中符号「A」、「V」、「W」分别代表安培（Ampere）、伏特（Volt）、瓦特（Watt），而符号「K」代表103，尤其是代表103欧姆（Ohm）的电阻值的简称。
依据本实施例，主动平衡电路120-i用来为电池模块VBM(i)进行主动平衡，而对应于电池模块VBM(i)的该电压信息分享端口用来进行电压信息分享。尤其是，分别对应于该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的该些电压信息分享端口可分别用来进行该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}当中不同的电池模块的间的电压信息分享，如同第1图所示的该些判断电路{110-1,110-2,...,110-J}以及第1图所示的该些主动平衡电路{120-1,120-2,...,120-J}的间的箭头中的至少一部分箭头所示。于是，上述的至少一判断电路诸如该些判断电路{110-1,110-2,...,110-J}可妥善地进行相关控制诸如主动平衡控制。
具体的，上述的电阻器Rpc可用来为第1图所示的架构导通预先充电（Pre-charge）路径。例如：在该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}已经设置于第1图所示的架构内的状况下，当电阻器Rpc被设置于第1图所示的架构中时，电阻器Rpc可利用该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的总输出电压对电容器{C(i)}进行预先充电，以避免第1图所示架构在进行主动平衡运作之初出现反应不及的问题。另外，于主动平衡运作的过程中，上述的能量缓存单元诸如上述的至少一电容器C(i)可用来暂时地储存抽取自电池模块VBM(i)的能量，其中上述的二极管Dpc可用来将暂时地储存于上述的能量缓存单元（例如：上述的至少一电容器C(i)）的能量传回该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体。
第2图为依据本发明一实施例的一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法200的流程图。该方法可应用于第1图所示的装置100，尤其是第1图所示的判断电路{110-1,110-2,...,110-J}。该方法说明如下：
于步骤210中，上述判断电路110-i从该电源供应装置中相互串联的该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}中的一特定电池模块，诸如上述的电池模块VBM(i)，取得第一电压信息。
于步骤220中，通过对应于电池模块VBM(i)的该电压信息分享端口，判断电路110-i从该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}中的除特定电池模块之外的至少一其它电池模块（尤其是该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}当中除了电池模块VBM(i)之外的至少一电池模块）取得第二电压信息。
于步骤230中，判断电路110-i依据该第一电压信息与该第二电压信息决定是否致能（Enable）该特定电池模块的主动平衡电路的至少一部分，诸如对应于电池模块VBM(i)的主动平衡电路120-i的至少一部分（例如一部分或全部）。
依据本实施例，电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}中的每一电源供应模块，诸如电源供应模块M(i)，可包括至少一对应的电压信息分享端口，其中该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}分别设置于电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}。例如，电源供应模块M(i)的该电压信息分享端口可包括上述端子{ABd,BSc,VHi,VHo,VLi,VLo}，而判断电路110-i可利用对应该特定电池模块的电压信息分享端口（尤其是电源供应模块M(i)的该电压信息分享端口）以及对应该至少一其它电池模块的电压信息分享端口（尤其是该些电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}当中除了电源供应模块M(i)之外的至少一电源供应模块的电压信息分享端口）进行电压信息分享，以供进行主动平衡控制。
具体的，上述每一电源供应模块诸如电源供应模块M(i)可实施成为一个电池箱／电池盒（BatteryPack）。如此，对用户而言，该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}可分别视为具备独立结构的模块。
为了便于理解，请参考第3图。第3图为第2图所示的方法200于一实施例中所涉及的实施细节。例如：在J=2的状况下，上述电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}包括两个电源供应模块{M(1),M(2)}。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，该些电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}的数量J可予以变化。
如第3图所示，每一电池模块诸如电池模块VBM(i)可包括相互串联的一组电池单元{CBn(i)，CBn-1(i)，CBn-2(i)，...，CB1(i)}，而该组电池单元{CBn(i),CBn-1(i),CBn-2(i),...,CB1(i)}的全体的对外端子PK+与PK-可视为该组电池单元{CBn(i),CBn-1(i),CBn-2(i),...,CB1(i)}所在的整个电源供应模块M(i)的正、负端子，并且每一判断电路诸如判断电路110-i（尤其是其内的闸控逻辑电路112-i）可包括至少一比较器诸如一组运算放大器（OperationalAmplifier，可简称为「OP-AMP」或「OPAMP」）{OPA1(i),OPA2(i)}、以及多个电阻器{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)}，其中该些电阻器{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)}耦接至电源供应模块M(i)的该电压信息分享端口，而上述至少一比较器诸如该组运算放大器{OPA1(i),OPA2(i)}耦接至该些电阻器{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)}与判断电路110-i，并且索引i可代表落于区间[1,J]的范围的任一正整数。尤其是，该些电阻器{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)}各自的电阻值分别等于{R,2R,2R+,2R,2R+}，而电阻值2R+为比电阻值2R略大的电阻值。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，该组运算放大器{OPA1(i),OPA2(i)}与该些电阻器{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)}所形成的架构可因应判断电路110-i的判断规则的改变而予以变化。例如：该组运算放大器{OPA1(i),OPA2(i)}的数量可予以变化。又例如：该些电阻器{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)}中的至少一部分电阻器的电阻值可予以调整。又例如：额外的电阻器可被设置于判断电路110-i中。
于本实施例中，电阻器{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)}用来从该第一电压信息与该第二电压信息分别取得第一分压信息与第二分压信息，而上述至少一比较器诸如该组运算放大器{OPA1(i),OPA2(i)}用来对该第一分压信息与该第二分压信息进行至少一比较运作，以产生至少一比较结果。于是，判断电路110-i可利用上述的至少一比较结果控制主动平衡电路120-i的至少一部分，以选择性地致能主动平衡电路120-i的至少一部分。
另外，电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}中的每一电源供应模块M(i)（例如：电源供应模块M(1)与M(2)中的任一者）可包括多个端子，诸如电源供应模块M(i)的该电压信息分享端口中的端子{ABd，BSc，VHi，VHo，VLi，VLo}以及某些连接端子CON(i)，其中连接端子CON(i)可用来电气连接针对该组电池单元{CBn(i),CBn-1(i),CBn-2(i),...,CB1(i)}的某些控制电路。例如：连接端子CON(i)可用来电气连接针对该组电池单元{CBn(i),CBn-1(i),CBn-2(i),...,CB1(i)}的外接式的电池单元平衡电路。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。
此外，对应该特定电池模块的电压信息分享端口（例如：电源供应模块M(1)的该电压信息分享端口）耦接至对应上述至少一其它电池模块的电压信息分享端口（例如：电源供应模块M(2)的该电压信息分享端口），容许判断电路110-i（例如：判断电路110-1）从上述至少一其它电池模块（例如：电源供应模块M(2)）取得该第二电压信息，并且容许特定电池模块110-i（例如：判断电路110-1）将该第一电压信息提供予该至少一其它电池模块（例如：电源供应模块M(2)），以供决定是否致能对应该至少一其它电池模块的至少一其它主动平衡电路的至少一部分（例如：主动平衡电路120-2的一部分或全部）。如此，该方法另包括：将对应该特定电池模块的电压信息分享端口（例如：电源供应模块M(1)的该电压信息分享端口）耦接至对应上述的至少一其它电池模块的电压信息分享端口（例如：电源供应模块M(2)的该电压信息分享端口），容许判断电路110-i（例如：判断电路110-1）从上述的至少一其它电池模块（例如：电源供应模块M(2)）取得该第二电压信息，并且容许特定电池模块110-i（例如：判断电路110-1）将该第一电压信息提供予该至少一其它电池模块（例如：电源供应模块M(2)），以供决定是否致能对应该至少一其它电池模块的至少一其它主动平衡电路的至少一部分（例如：主动平衡电路120-2的一部分或全部）。
请注意，依据本发明的某些实施例，诸如第2图所示的实施例（及其某些变化例诸如第3图所示的实施例），电源供应模块M(i)的该些端子{ABd,BSc,VHi,VHo,VLi,VLo}的符号的意义可说明如下：
VHo–电压信息输出端子，其可用来将电源供应模块M(i)的端子PK+的电压信息输出至下一个串接并且具备较低电压的电源供应模块M(i+1)（若存在），诸如下一个具备较低电压的电池箱／电池盒；例如，电源供应模块M(1)的端子VHo可用来将电源供应模块M(1)的端子PK+的电压信息输出至下一个具备较低电压的电源供应模块M(2)。
VLo–电压信息输出端子，其可用来将电源供应模块M(i)的端子PK-的电压信息输出至上一个串接并且具备较高电压的电源供应模块M(i-1)（若存在），诸如下一个具备较高电压的电池箱／电池盒；例如，电源供应模块M(2)的端子VLo可用来将电源供应模块M(2)的端子PK-的电压信息输出至上一个具备较高电压的电源供应模块M(1)。
VHi–电压信息输入端子，其可用来接收上一个具备较高电压的电源供应模块M(i-1)（若存在）的端子PK+的电压信息；例如，电源供应模块M(2)的端子VHi可用来接收上一个具备较高电压的电源供应模块M(1)的端子PK+的电压信息。
VLi–电压信息输入端子，其可用来接收下一个具备较低电压的电源供应模块M(i+1)（若存在）的端子PK-的电压信息；例如，电源供应模块M(1)的端子VLi可用来接收下一个具备较低电压的电源供应模块M(2)的端子PK-的电压信息。
ABd–电压信息输入／输出端子，其可用来分享主动平衡电路120-i中的二极管DA(i)的电压信息予其它电源供应模块；例如，电源供应模块M(1)的端子ABd可用来分享主动平衡电路120-1中的二极管DA(1)的电压信息予其它电源供应模块诸如电源供应模块M(2)；又例如，电源供应模块M(2)的端子ABd可用来分享主动平衡电路120-2中的二极管DA(2)的电压信息予其它电源供应模块诸如电源供应模块M(1)。
BSc–电池统公共（BatterySystemCommon）端子，其可用来作为公共接地（CommonGround；亦可译为「共地」）。
依据本发明的某些实施例，诸如第2图所示的实施例（及其某些变化例诸如第3图所示的实施例），判断电路110-i可控制上述能量缓存单元的能量暂存运作。尤其是，依据该第一电压信息与该第二电压信息，判断电路110-i可选择性地致能主动平衡电路120-i的该至少一部分，以容许能量从该特定电池模块诸如电池模块VBM(i)通过该一次侧与该二次侧传送至该能量缓存单元诸如上述的至少一电容器C(i)。
具体的，该能量缓存单元（诸如电容器C(i)）的两端子分别耦接至该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体的两对外端子BS+与BS-，容许该能量缓存单元将暂存于该能量缓存单元的能量分配予该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体。尤其是，该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}各自的主动平衡电路{120-1,120-2,...,120-J}分别包括各自的能量缓存单元诸如电容器{C(1),C(2),...,C(J)}，而该些能量缓存单元相互并联。于是，依据该第一电压信息与该第二电压信息，判断电路110-i可选择性地致能主动平衡电路120-i，以容许能量从该特定电池模块诸如电池模块VBM(i)通过该一次侧与该二次侧传送至该些能量缓存单元诸如电容器{C(1),C(2),...,C(J)}，其中每一能量缓存单元的两端子分别耦接至该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体的该两对外端子BS+与BS-，容许该些能量缓存单元将暂存于该些能量缓存单元的能量分配予该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体。如此，该方法另包括：将该能量缓存单元（诸如电容器C(i)）的两端子分别耦接至该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体的两对外端子BS+与BS-，容许该能量缓存单元将暂存于该能量缓存单元的能量分配予该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体。尤其是，该方法另包括：将每一能量缓存单元的两端子分别耦接至该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体的该两对外端子BS+与BS-，容许该些能量缓存单元将暂存于该些能量缓存单元的能量分配予该组电池模块{VBM(1),VBM(2),...,VBM(J)}的全体。
关于第3图所示的开关模块310说明如下。开关模块310可以设置于电源供应模块M(J)当中，以供进行某些开关。例如：在J=2的状况下，开关模块310可以设置于第3图所示的电源供应模块M(2)当中，其中该多个电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}中的剩余的电源供应模块M(1)当中不需要设置有开关模块310。又例如：在J=18的状况下，开关模块310可以设置于电源供应模块M(18)当中，其设置方式如同第3图所示的电源供应模块M(2)当中的开关模块310的设置方式，其中该多个电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}中的剩余的电源供应模块{M(1),M(2),…,M(17)}中的任一者当中不需要设置有开关模块310。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据本发明的某些实施例，诸如第3图所示的实施例的某些变化例，只要不影响本发明的实施，开关模块310的设置方式可以予以变化。例如：依据第3图所示实施例的一变化例，开关模块310可以设置于电源供应模块M(J)的外。又例如：依据第3图所示实施例的另一变化例，开关模块310可以设置于该多个电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}中的每一者，其中电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J-1)}中的每一者中的开关模块310的两个对外端子被短路，也因此电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J-1)}中的每一者中的开关模块310被禁能（Disable）。
第4图为第2图所示的方法200于另一实施例中所涉及的实施细节，诸如电源供应模块400，其中上述该些电阻器{RR(i),R2R(i),R2R+(i),R’2R(i),R’2R+(i)}被代换为另一组电阻器{RR1(i),RR2(i),RR3(i),RR4(i),RR5(i),R’R1(i),R”R1(i)}。例如：该些电阻器{RR1(i),RR2(i),RR3(i),RR4(i),RR5(i),R’R1(i),R”R1(i)}各自的电阻值分别等于{R1,R2,R3,R4,R5,R1,R1}。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，该组运算放大器{OPA1(i),OPA2(i)}与该些电阻器{RR1(i),RR2(i),RR3(i),RR4(i),RR5(i),R’R1(i),R”R1(i)}所形成的架构可因应判断电路110-i的判断规则的改变而予以变化。例如：该组运算放大器{OPA1(i),OPA2(i)}的数量可予以变化。又例如：该些电阻器{RR1(i),RR2(i),RR3(i),RR4(i),RR5(i),R’R1(i),R”R1(i)}中的至少一部分电阻器的电阻值可予以调整。又例如：额外的电阻器可被设置于判断电路110-i中。
请注意，关于第4图所示的开关模块310说明如下。在不同的状况下，开关模块310可以选择性地设置于电源供应模块400当中，以供进行某些开关。例如：在i=J的状况下，开关模块310可以设置于第4图所示的电源供应模块400当中，其中开关模块310的设置方式如同第3图所示的电源供应模块M(2)当中的开关模块310的设置方式。又例如：在i<J的状况下，开关模块310不需要设置于电源供应模块400当中，其中电池单元CB1(i)的下方端子与对外端子PK-的间的连接方式如同第3图所示的电源供应模块M(1)当中的电池单元CB1(i)的下方端子与对外端子PK-的间的连接方式。本实施例与前述实施例／变化例相仿的处不再重复赘述。
第5图为第2图所示的方法200于另一实施例中所涉及的实施细节，诸如电源供应模块M(i)的实施细节。例如：在i<J的状况下，本实施例的电源供应模块M(i)中的开关模块310的两个对外端子可通过开关512予以短路，使电池单元CB1(i)的下方端子直接电气连接至对外端子PK-；于是，在i<J的状况下，电源供应模块M(i)中的开关模块310没有作用。因此，第3图所示的电源供应模块M(1)可视为第5图所示的电源供应模块M(i)在i<J的状况下的等效电路。又例如：在i=J的状况下，本实施例的电源供应模块M(i)中的开关模块310的两个对外端子并未通过开关512予以短路；于是，在i=J的状况下，
电源供应模块M(i)中的开关模块310可以依需要进行开关。因此，第3图所示的电源供应模块M(2)可视为第5图所示的电源供应模块M(i)在i=J的状况下的等效电路。本实施例与前述实施例／变化例相仿的处不再重复赘述。
于第5图所示的实施例中，电源供应模块M(i)包括开关512。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据第5图所示实施例的一变化例，并不需要设置有开关512。尤其是，于本变化例中，可以选择性地采用一跳线（未显示）来代换开关512。例如：在i<J的状况下，可藉由利用该跳线将本变化例的电源供应模块M(i)中的开关模块310的两个对外端子予以短路，使电池单元CB1(i)的下方端子直接连接至对外端子PK-；于是，在i<J的状况下，电源供应模块M(i)中的开关模块310没有作用。又例如：在i=J的状况下，并未藉由利用该跳线将本变化例的电源供应模块M(i)中的开关模块310的两个对外端子予以短路；于是，在i=J的状况下，电源供应模块M(i)中的开关模块310可以依需要进行开关。
第6图为第5图所示的电源供应模块M(i)的示意图，其中平衡控制电路615-i可包括第5图所示的电源供应模块M(i)当中属于判断电路110-i的各个组件以及属于主动平衡电路120-i的各个组件。为了简明起见，上述的开关512并未绘示于第6图中。本实施例与前述实施例／变化例相仿的处不再重复赘述。
请注意，第6图描述了开关模块310。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据第6图所示实施例的某些变化例，开关模块310可选择性地设置于第6图所示的电源供应模块M(i)当中。例如：在i<J的状况下，这些变化例的电源供应模块M(i)中不需要设置有开关模块310，其中电池单元CB1(i)的下方端子直接连接至对外端子PK-。又例如：在i=J的状况下，这些变化例的电源供应模块M(i)中可以设置有开关模块310，其中开关模块310的设置方式如第6图所示。
第7图为第6图所示的电源供应模块M(i)的多个复制品于一实施例中的连接关系，其中电源供应模块M(i)的该多个复制品的例子可包括电源供应模块{M(1),M(2),M(3),M(4)}。为了简明起见，上述的开关512并未绘示于第7图中，并且上述的开关模块310仅绘示于电源供应模块M(4)中。本实施例与前述实施例／变化例相仿之处不再重复赘述。
请注意，第7图描述了了开关模块310。这只是为了说明的目的而已，并非对本发明的限制。依据第7图所示实施例的某些变化例，开关模块310可选择性地设置于电源供应模块M(J)（例如：第7图所示的电源供应模块M(4)）当中。例如：在i<J的状况下，这些变化例的电源供应模块M(i)（例如：第7图所示的电源供应模块{M(1),M(2),M(3)}中的任一者）中不需要设置有开关模块310，其中电池单元CB1(i)的下方端子直接连接至对外端子PK-。又例如：在i=J的状况下，这些变化例的电源供应模块M(J)（例如：第7图所示的电源供应模块M(4)）中可以设置有开关模块310，其中开关模块310的设置方式如第7图所示。
第8图为依据本发明一实施例的一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置800的示意图。相较于第1图所示的实施例，本实施例中针对该些主动平衡电路{120-1,120-2,...,120-J}（尤其是针对该些主动平衡电路{120-1,120-2,...,120-J}各自的能量缓存单元诸如电容器{C(1),C(2),…,C(J)}），分别设置了专属的二极管{Dpc}与电阻器{Rpc}。本实施例与前述实施例／变化例相仿之处不再重复赘述。
第9图为第2图所示的方法200于另一实施例中所涉及的实施细节。相较于第3图所示的实施例，本实施例中的该多个电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}中的每一者不需要设置有上述的开关模块310，其中于该多个电源供应模块{M(1),M(2),...,M(J)}中的任一者当中，电池单元CB1(i)的下方端子与对外端子PK-的间的连接方式如同第3图所示的电源供应模块M(1)当中的电池单元CB1(i)的下方端子与对外端子PK-的间的连接方式。另外，相较于第3图所示的实施例，本实施例中针对电源供应模块M(J)（其在J=2的状况下为电源供应模块M(2)），设置了开关912，以供进行上述该些开关，其中开关912的功能可用来取代上述的开关模块310的功能。本实施例与前述实施例／变化例相仿之处不再重复赘述。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (12)

1.一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法，所述方法应用于一电源供应装置，其特征在于，所述方法包括有下列步骤：
判断电路从所述电源供应装置中相互串联的一组电池模块中的一特定电池模块取得第一电压信息，其中所述电源供应装置的多个电源供应模块中的每一电源供应模块包括一电压信息分享端口，所述电池模块分别设置于所述电源供应模块，每一所述电池模块包括至少一电池单元，且所述判断电路耦接至所述特定电池模块和所述电压信息分享端口；
将对应所述特定电池模块的电压信息分享端口耦接至至少一其它所述电池模块对应的电压信息分享端口，以从至少一其它所述电池模块取得第二电压信息；以及
所述判断电路依据所述第一电压信息与所述第二电压信息决定是否致能所述特定电池模块的一主动平衡电路的至少一部分；
其中，所述判断电路包括：
多个电阻器，耦接至所述电压信息分享端口，用来从所述第一电压信息与所述第二电压信息分别取得第一分压信息与第二分压信息；其中，所述第一分压信息由两个并联的所述电阻器所产生，所述第二分压信息由另外两个并联的所述电阻器所产生，且所述并联的两电阻器的一所述电阻器的电阻值略大于另一所述电阻器的电阻值；以及
至少一比较器，耦接至多个所述电阻器与所述判断电路，用来对所述第一分压信息与所述第二分压信息进行至少一比较运作，以产生至少一比较结果；
其中所述判断电路通过至少一所述比较结果控制所述主动平衡电路的至少一部分，以选择性地致能所述主动平衡电路的至少一部分。
2.如权利要求1所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法，其特征在于，还包括：
将对应所述特定电池模块的电压信息分享端口耦接至对应至少一其它所述电池模块的电压信息分享端口，以将所述第一电压信息提供给至少一其它所述电池模块，以供决定是否致能对应至少一其它所述电池模块的至少一其它主动平衡电路的至少一部分。
3.如权利要求1所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法，其特征在于，所述主动平衡电路包括分别对应于一次侧与二次侧的多个线圈；以及所述藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法还包括：
依据所述第一电压信息与所述第二电压信息，选择性地致能所述主动平衡电路的至少一部分，以容许能量从所述特定电池模块通过所述一次侧与所述二次侧传送至所述主动平衡电路的一能量缓存单元；以及
将所述能量缓存单元的两端子分别耦接至一组所述电池模块的全体的两对外端子，以容许所述能量缓存单元将暂存于所述能量缓存单元的能量分配予每一所述电池模块。
4.如权利要求3所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法，其特征在于，每一所述电池模块各自的主动平衡电路包括各自的能量缓存单元，所述能量缓存单元相互并联；以及所述藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法还包括：
依据所述第一电压信息与所述第二电压信息，选择性地致能所述特定电池模块的所述主动平衡电路的至少一部分，以容许能量从所述特定电池模块通过所述一次侧与所述二次侧传送至所述能量缓存单元；以及
将每一能量缓存单元的两端子分别耦接至一组所述电池模块的全体的所述两对外端子，以容许所述能量缓存单元将暂存于所述能量缓存单元的能量分配予每一所述电池模块。
5.如权利要求3所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法，其特征在于，所述能量缓存单元包括一电容器，所述电容器的两端子分别耦接至对应于所述二次侧的线圈的两端子。
6.如权利要求1所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的方法，其特征在于，每一所述电池模块包括相互串联的一组电池单元。
7.一种藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置，所述装置包括一电源供应装置的至少一部分，其特征在于，所述装置包括：
一特定电池模块，所述特定电池模块为所述电源供应装置中相互串联的一组电池模块中的一电池模块，其中每一所述电池模块包括至少一电池单元；
一主动平衡电路，耦接至所述特定电池模块、用来为所述特定电池模块进行主动平衡；
一电压信息分享端口，设置于所述电源供应装置的多个电源供应模块中的一特定电源供应模块、用来进行电压信息分享，其中多个所述电源供应模块中的每一所述电源供应模块包括一电压信息分享端口，所述电池模块分别设置于所述电源供应模块，且所述特定电池模块设置于所述特定电源供应模块；以及
一判断电路，耦接至所述特定电池模块、所述主动平衡电路与所述电压信息分享端口，用来从所述特定电池模块取得第一电压信息、通过所述电压信息分享端口从所述电池模块中除所述特定电池模块外的至少一其它所述电池模块取得第二电压信息、以及依据所述第一电压信息与所述第二电压信息决定是否致能所述主动平衡电路的至少一部分，其中对应所述特定电池模块的电压信息分享端口耦接至至少一其它所述电池模块对应的电压信息分享端口；
其中，所述判断电路包括：
多个电阻器，耦接至所述电压信息分享端口，用来从所述第一电压信息与所述第二电压信息分别取得第一分压信息与第二分压信息；其中，所述第一分压信息由两个并联的所述电阻器所产生，所述第二分压信息由另外两个并联的所述电阻器所产生，且所述并联的两电阻器的一所述电阻器的电阻值略大于另一所述电阻器的电阻值；以及
至少一比较器，耦接至多个所述电阻器与所述判断电路，用来对所述第一分压信息与所述第二分压信息进行至少一比较运作，以产生至少一比较结果；
其中所述判断电路通过至少一所述比较结果控制所述主动平衡电路的至少一部分，以选择性地致能所述主动平衡电路的至少一部分。
8.如权利要求7所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置，其特征在于，将对应所述特定电池模块的电压信息分享端口耦接至对应至少一其它所述电池模块的电压信息分享端口，以容许所述特定电池模块将所述第一电压信息提供予至少一其它所述电池模块，以供决定是否致能对应至少一其它所述电池模块的至少一其它主动平衡电路的至少一部分。
9.如权利要求7所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置，其特征在于，所述主动平衡电路包括：
分别对应于一次侧与二次侧的多个线圈；以及
一能量缓存单元，耦接至对应于所述二次侧的线圈，用来暂存能量；
其中依据所述第一电压信息与所述第二电压信息，所述判断电路选择性地致能所述主动平衡电路的至少一部分，以容许能量从所述特定电池模块通过所述一次侧与所述二次侧传送至所述能量缓存单元，所述能量缓存单元的两端子分别耦接至所述电池模块的全体的两对外端子，以容许所述能量缓存单元将暂存于所述能量缓存单元的能量分配予每一所述电池模块。
10.如权利要求9所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置，其特征在于，每一所述电池模块各自的主动平衡电路包括各自的能量缓存单元，所述能量缓存单元相互并联；依据所述第一电压信息与所述第二电压信息，所述判断电路选择性地致能所述特定电池模块的所述主动平衡电路的至少一部分，以容许能量从所述特定电池模块通过所述一次侧与所述二次侧传送至所述能量缓存单元；以及每一能量缓存单元的两端子分别耦接至所述电池模块的全体的两对外端子，以容许所述能量缓存单元将暂存于所述能量缓存单元的能量分配予每一所述电池模块。
11.如权利要求9所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置，其特征在于，所述能量缓存单元包括一电容器，所述电容器的两端子分别耦接至对应于所述二次侧的线圈的两端子。
12.如权利要求7所述的藉助于电压信息分享来进行主动平衡控制的装置，其特征在于，每一所述电池模块包括相互串联的一组电池单元。
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