CN104009516A - 控制电源供应组件的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制电源供应组件的装置。所述装置包括该电源供应组件的至少一部分，并包括至少一电池模组，该至少一电池模组中的每一电池模组为电源供应组件中彼此串联的一组电池模组中的一电池模组。该至少一电池模组中的每一电池模组包括至少一电池单元、至少一处理电路与至少一平衡电路。平衡电路电连接于电池单元与处理电路。处理电路用于控制该组电池模组之中上述每一电池模组的工作。在处理电路的控制下，平衡电路进行至少一电池单元的平衡操作。平衡电路提供偏压予处理电路，处理电路从平衡电路得到电能。本发明同时公开了一种控制电源供应组件的方法。

Description

控制电源供应组件的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电源供应装置，尤指一种控制电源供应组件的方法及其相关的装置。
背景技术
传统的电源供应装置（例如，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，以实现对传统的电源供应装置中电池的某些工作进行控制。根据相关现有技术，传统的电源供应装置当中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：当传统的电源供应装置的输出电压的规格需要更动时，控制电路则必须对应地修改，从而会导致相关成本的增加。又例如：因应不同的使用者需求而造成控制电路的设计需要不断更新，会使得传统的电源供应装置中的机构组件（例如，某些外壳零件）必须进行修改，从而会导致相关成本的增加。因此，需要一种新的方法在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
本发明的目的在于提供一种控制电源供应组件的方法及其相关的装置，以解决上述问题。
本发明的另一目的在于提供一种控制电源供应组件的方法及其相关的装置，以实现可组态的电池系统（configurable battery system）以及易于组态的系统架构（easy system configuration）。
为实现上述目的，本发明提供了一种控制电源供应组件的装置。所述装置包括所述电源供应组件的至少一部分。所述装置包括至少一电池模组，至少一所述电池模组中的每一电池模组为所述电源供应组件中彼此串联的一组电池模组中的一电池模组。一组所述电池模组中的每一电池模组包括至少一电池单元、至少一处理电路以及至少一平衡电路，其中至少一所述平衡电路电连接于至少一所述电池单元以及至少一所述处理电路。至少一所述处理电路用于控制一组所述电池模组中的每一电池模组的工作。在至少一所述处理电路的控制下，至少一所述平衡电路进行至少一电池单元的平衡操作。另外，至少一所述平衡电路为至少一所述处理电路提供一偏压，至少一所述处理电路从至少一平衡电路得到电能。
相应的，本发明还提供了一种控制电源供应组件的方法，所述方法包括有下列步骤：通过所述电源供应组件中彼此串联的一组电池模组中的一特定电池模组的一平衡电路来进行所述特定电池模组的至少一电池单元的平衡操作；通过所述平衡电路来为所述特定电池模组的一处理电路提供一偏压，所述处理电路从所述平衡电路得到电能，并用于控制所述特定电池模组的工作；以及通过一主动式平衡电路来进行至少所述一电池单元与所述电源供应组件中至少一其他模组的电池单元之间的主动平衡操作。
与现有技术相比，本发明控制电源供应组件的方法及装置可在不产生任何副作用的状况下实现多个电池模组之间的自动化平衡。另外，本发明控制电源供应组件的方法及装置不受电池模组个数的限制，并可实现具有多个电池模组的电源供应装置的自我平衡。因此，根据本发明的方法及装置所实施的电源供应装置可提供相当高的输出电压，还可以避免电量较低的电池模组发生使用寿命缩短的问题。本发明的方法及装置对于电源供应装置的制造、测试、安装、使用、检修（例如：抽换故障的电池模组）及/或弹性升级（例如：藉由新增或移除至少一电池模组来改变输出电压的规格）均有极大的帮助。再者，基于本发明的方法及装置可轻易地实现一电源供应装置以及达成低成本的目标。由于每一功能方块（例如，电池模组、电源模组或整合模组的任一模组）为全功能模组化功能方块（full-featured modularized functional block），因此，可实现易于组态的系统架构。另外，由于方块/区块平衡功能（block balancing function）以及偏压电路内建于模组之中，因此，当电源供应装置因应不同需求而分别应用于不同系统时（例如，电池模组的个数改变时），无需重新设计功能方块。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明控制电源供应组件的装置第一实施例的示意图。
图2为本发明控制电源供应组件的装置第二实施例的示意图。
图3为本发明控制电源供应组件的装置第三实施例的示意图。
图4为本发明控制电源供应组件的装置第四实施例的示意图。
图5为本发明控制电源供应组件的装置第五实施例的示意图。
图6为本发明控制电源供应组件的装置又一实施例的示意图。
图7为图6所示的多个平衡电路的其中之一的具体电路。
图8为图6所示的多个处理电路其中之一的具体电路。
第9图为本发明控制电源供应组件的装置第六实施例的示意图。
第10图为本发明控制电源供应组件的装置第七实施例的示意图。
【符号说明】
BM                                            电池模块
BB+、BB-、PB+、PB-、IB+、IB-、PACK+、PACK-    外接端子
BMS                                       区块管理服务电路
PM                                            电源模块
RSEN1                                         感测电阻
IM                                            整合模块
{BM(1),BM(2),…,BM(J)}                        电池模块
ID                                            识别
V’s                                          电压值
T’s                                             温度值
Bias_V                                           偏压
PAK+、PAK-、IM_BAT+、BAT+、OVP                   端子
{T1(1),T1(2),…,T1(J)}、T1(j)
{T2(1),T2(2),…,T2(J)}、T2(j)
{T3(1),T3(2),…,T3(J)}、T3(j)
{T4(1),T4(2),…,T4(J)}、T4(j)
{T5(1),T5(2),…,T5(J)}、T5(j)
{T10(1),T10(2),…,T10(J)}、T10(j)
{T13(1),T13(2),…,T13(J)}、T13(j)
T14(J)、T14(j)
{T15(1),T15(2),…,T15(J)}、T15(j)
{Vbias(1),Vbias(2),…,Vbias(J)}、Vbias(j)
{Vbs(1),Vbs(2),…,Vbs(J)}、Vbs(j)
{BLM(1),BLM(2),…,BLM(J)}、BLM(j)               平衡电路
{CKT(1),CKT(2),…,CKT(J)}、CKT(j)               处理电路
1、1.1、N                                       绕组
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图为本发明控制电源供应组件的装置一第一实施例的示意图，在此实施例中所示装置包括一电池模组BM。电池模组BM可以是该电源供应组件的一部分，并可称作电池区块（battery block，BB）。电池模组BM可包括至少一电池单元（battery cell）（例如，一个或多个电池单元），如第1图左半部所示的电池单元。电池模组BM还可包括至少一处理电路以及至少一平衡电路，其中该至少一处理电路可用来控制电池模组BM的工作，而该至少一平衡电路电连接于该至少一电池单元以及该至少一处理电路。在该至少一处理电路的控制下，该至少一平衡电路可进行电池模组BM的该至少一电池单元的平衡操作。举例来说，该至少一平衡电路包括一被动式平衡电路（passive balancing circuit）（为了简洁起见，在第1图中标示为「被动式平衡」），同时该平衡电路还包括一主动式平衡电路，诸如一主动式区块平衡与偏压电路（active block balancing andbias circuit）（为了简洁起见，在第1图中标示为「主动式区块平衡与偏压」）。该至少一处理电路可包括一数字通信控制电路（digital communication controlcircuit）（为了简洁起见，在第1图中标示为「数字通信」）以及一区块管理服务电路（block management service circuit，BMS circuit）（为了简洁起见，在第1图中标示为「BMS」）。另外，电池模组BM还包括一数字接口以及一模拟接口，该数字接口与该模拟接口分别通过多个数字信号与多个模拟信号来供电池模组BM与该电源供应组件中的一个或多个模组进行通信。
根据本实施例，该被动式平衡电路可用来进行电池模组BM的多个电池单元的被动式平衡操作。举例来说，在区块管理服务电路的控制下，该被动式平衡电路可进行电池模组BM的多个电池单元之间的被动式平衡操作，更具体地说，在电池模组BM的多个电池单元中特定电池单元的电压降（voltage drop）大于电池模组BM的多个电池单元中其他电池单元的电压降的情形下，该被动式平衡电路可动态地将能量从电池模组BM的多个电池单元的一特定电池单元之中移除。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，该被动式平衡电路可对电池模组BM的多个电池单元进行被动式平衡操作，更具体地说，在电池模组BM的多个电池单元的总电压降大于该电源供应组件中至少一其他模组的总电压降（例如，另一电池模组的多个电池单元的总电压降，或者是并非称为「电池模组」的某一模组中多个电池单元的总电压降）的情形下，该被动式平衡电路可动态地将能量从电池模组BM的该多个电池单元中移除。
另外，依据本实施例，该主动式平衡电路（例如，该主动式区块平衡与偏压电路）可用来进行电池模组BM的多个电池单元的主动式平衡操作。举例来说，在该电源供应组件的一系统控制电路的控制下，该主动式平衡电路（例如，该主动式区块平衡与偏压电路）可进行电池模组BM的该多个电池单元与该电源供应组件的至少一其他模组（例如，另一电池模组，或者是并非称为「电池模组」的某一模组）的多个电池单元之间的主动式平衡操作，更具体地说，该主动式平衡电路进而可动态地收集来自电池模组BM（更具体地说，电池模组BM的多个电池单元）的能量以将能量重新分配给该至少一其他模组，或收集来自该至少一其他模组的能量以将能量重新分配给电池模组BM（更具体地说，电池模组BM的所述多个电池单元）。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，该主动式平衡电路（例如，该主动式区块平衡与偏压电路）可对电池模组BM的所述多个电池单元进行主动式平衡操作。更具体地说，在此实施例中，该主动式区块平衡与偏压电路另可提供一偏压予电池模组BM的至少一处理电路，其中电池模组BM的至少一处理电路便可从该主动式区块平衡与偏压电路得到电能。
上述的至少一处理电路可用来控制电池模组BM的工作。举例来说，该数字通信控制电路可进行电池模组BM（更具体地说，电池模组BM的区块管理服务电路）的数字通信控制。在另一例子中，所述区块管理服务电路可侦测电池模组BM的多个电池单元中的每一电池单元的多个端子的电压准位，并可基于电压准位侦测的侦测结果（例如，电池模组BM的多个电池单元的多个端子的电压准位）来选择性地致能或禁能该至少一平衡电路的至少一部分（例如，一部分或全部），诸如上述的被动式平衡电路的至少一部分（例如，一部分或全部）及/或上述的主动式平衡电路的至少一部分（例如，一部分或全部）。
在实际实施时，电池模组BM可包括一外壳，其可用来保护电池模组BM的组件（例如，多个电池单元及内部电路），举例来说，多个电池单元的多个外接端子BB+与BB-可位于电池模组BM的外壳上，并可藉由设置于电池模组BM的外壳上的一个或多个连接器（connector）来实现。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。在另一例子中，多个电池单元的多个外接端子BB+与BB-可藉由从电池模组BM的外壳延伸出去的一个或多个连接器以及一个或多个连接线（cable）来实现。
第2图为本发明控制电源供应组件的装置一第二实施例的示意图，其中在此实施例中所示装置可包括一电源模组PM。电源模组PM可以是该电源供应装置的一部分，并可称作电源区块（power block，PB）。电源模组PM可包括一感测电阻RSEN1，感测电阻RSEN1可用来侦测电源供应组件中的多个电池单元的电流，诸如通过电源供应组件中所有的电池模组{BM}的电池单元的一电流路径上的电流。电源模组PM另可包括多个开关（例如，在此实施例中所示的两个金氧半场效晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）），所述多个开关可位于电源供应组件的电池单元的电流路径上，并可选择性地致能或禁能电源供应组件的电池单元的该电流路径。举例来说，在电源供应组件包括彼此串联的多个电池模组的情形下，感测电阻RSEN1可用来侦测这些电池模组的电池单元的电流。在另一例子中，在电源供应组件包括单一电池模组的情形下，感测电阻RSEN1可用来侦测电池模组中电池单元的电流。另外，电源模组PM可包括至少一处理电路，电源模组PM的该至少一处理电路可包括一数字通信控制电路（为了简洁起见，在第2图中标示为「数字通信」）以及一主控制电路（为了简洁起见，在第2图中标示为「主控制」）。另外，电源模组PM还可包括一数字接口以及一模拟接口，该数字接口与该模拟接口分别通过多个数字信号与多个模拟信号来供电源模组PM与电源供应组件中的一个或多个模组进行通信。
依据本实施例，上述至少一处理电路可用来控制电源模组PM的工作，举例来说，电源模组PM的数字通信控制电路可执行电源模组PM（更具体地说，电源模组PM的主控制电路）的数字通信控制。在另一例子中，主控制电路可基于自电源模组PM的模拟接口所接收到的一个或多个模拟信号来控制电源模组PM的多个开关（例如，多个金氧半场效晶体管）。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。在另一例子中，主控制电路可基于流经感测电阻RSEN1的电流来控制该多个开关（例如，多个金氧半场效晶体管）。在另一例子中，主控制电路可控制位于电源供应组件中的一个或多个其他模组（例如，一个或多个电池模组{BM}）。在另一例子中，主控制电路可收集来自电源供应组件的其他模组（例如，一个或多个电池模组{BM}）的信息。
在实际实施时，电源模组PM可包括一外壳，其可用来保护电源模组PM的组件（例如，多个电池单元及内部电路），举例来说，电源模组PM中包括感测电阻RSEN1与多个金氧半场效晶体管的局部电路的多个外接端子PB+与PB-可位于电源模组PM的外壳上，并可藉由设置于电源模组PM的外壳上的一个或多个连接器来实现。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。在另一例子中，多个外接端子PB+与PB-可藉由从电源模组PM的外壳延伸出去的一个或多个连接器以及一个或多个连接线来实现。
第3图为本发明控制电源供应组件的装置一第三实施例的示意图，其中在此实施例中所示装置可包括一整合模组IM。整合模组IM可以是电源供应组件一部分，并可称作整合区块（integrated block，IB）。整合模组IM可藉由将第1图所示的电池模组BM与第2图所示的电源模组PM整合于同一模组来实现。举例来说，整合模组IM可包括第1图所示的电池模组BM中的所有的组件以及第2图所示的电源模组PM中的所有的组件。此仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。在一例子中，整合模组IM可包括第1图所示的电池模组BM的至少一部分（例如，一部分或全部）以及第2图所示的电源模组PM的至少一部分（例如，一部分或全部），其中某些共同组件（例如，数字接口以及模拟接口）可共享。由于第3图所示的实施例的架构可由第1图与第2图所示的实施例变化而得，因此，第3图所示的实施例的架构的相关工作可相似于第1图与第2图所示的实施例的相关工作，故与前述实施例相仿之处在此便不再赘述。
另外，依据本发明的实施例，电源模组电连接于电源供应组件中彼此串联的一组电池模组。其中电源模组PM包括一模拟接口和一主控制电路，模拟接口用于通过多个模拟信号来供电源模组PM与电源供应组件中一个或多个其他模组进行通信；主控制电路用于根据自电源模组PM的模拟接口所接收到的一个或多个模拟信号来控制多个开关（如图中多个金氧半场效晶体管），其中多个开关位于通过电源供应组件中所有的电池模组的电池单元的一电流路径上。一电池模组（例如，上述的电池模组BM）的平衡电路可用来收集来自电源供应组件中的一个或多个其他电池模组的能量，以将电源供应组件中所有的电池模组中具有最多能量的电池模组的能量提供给该电池模组。在本发明的某些实施例中，电源模组以及一电池模组（例如，上述的电池模组BM）可整合于同一模组，而该同一模组可称作一整合模组。举例来说，该整合模组电连接于电源供应组件中彼此串联的该组电池模组。更具体地说，当该整合模组的至少一电池单元的能量大于一默认值时，整合模组的至少一电池单元提供能量给整合模组的平衡电路以及整合模组的处理电路；当该整合模组的至少一电池单元的能量小于一默认值时，电源供应组件的所有的电池模组中具有最多能量的一电池模组提供能量给该整合模组的处理电路。
在实际实施时，整合模组IM可包括一外壳，其可用来保护整合模组IM的组件（例如，多个电池单元及内部电路），举例来说，多个电池单元的多个外接端子IB+与IB-可位于整合模组IM的外壳上，并可藉由设置于整合模组IM的外壳上的一个或多个连接器来实现。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。在另一例子中，多个电池单元的多个外接端子IB+与IB-可藉由从整合模组IM的外壳延伸出去的一个或多个连接器以及一个或多个连接线来实现。
第4图为本发明控制电源供应组件的装置一第四实施例的示意图，其中在此实施例中所示装置可包括一组电池模组{BM}，诸如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}。该组电池模组{BM}中的每一电池模组可以是第1图所示的电池模组BM的一复制品。该装置还可包括一电源模组，诸如第2图所示的电源模组PM。举例来说，符号「J」可代表大于1的正整数。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，符号「J」可代表一正整数，其可等于或大于1。另外，一能量重新分配与箝制电路（energyredistribution and clamping circuit）（为了简洁起见，于第4图中标示为「能量重新分配与箝制」）可作为上述系统控制电路的范例。由第4图可知，该组电池模组{BM}（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}中的多个电池模组是彼此串联的，更具体地说，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}的多个电池单元）是彼此串联的，多个端子PAK+与PAK-可视为整体电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}的多个外接端子。
依据本实施例，在上述系统控制电路（例如，第4图所示的能量重新分配与箝制电路）的控制下，一特定电池模组BM(j)（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}中的任一电池模组，其中索引「j」可以是位于区间[1,J]之间的正整数）的主动式平衡电路，诸如特定电池模组BM(j)的主动式区块平衡与偏压电路，可用来进行电池模组BM的多个电池单元的主动式平衡操作。举例来说，在该系统控制电路（例如，能量重新分配与箝制电路）的控制下，主动式平衡电路（例如，特定电池模组BM(j)的主动式区块平衡与偏压电路）可进行电池模组BM的多个电池单元与电源供应组件的至少一电池模组（例如，一个或多个电池模组）之间的主动式平衡操作，更具体地说，主动式平衡电路动态地收集来自特定电池模组BM(j)的能量以将能量重新分配给上述至少一其他电池模组，或收集来自上述至少一其他电池模组的能量以将能量重新分配给特定电池模组BM(j)。更具体地说，特定电池模组BM(j)（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}中的任一电池模组）的主动式区块平衡与偏压电路可为电源模组PM的内部电路提供第1图所示实施例中的偏压（例如，第4图所示的偏压Bias_V），其中第4图所示的电源模组PM可从特定电池模组BM(j)的主动式区块平衡与偏压电路得到电能。
另外，依据本实施例，在第4图所示的多个模组（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}以及电源模组PM）之中任两个模组的多个模拟接口之间所传送或接收的多个模拟信号可包括一个或多个个别区块电压（individual blockvoltage）（亦即，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}中其中一者（诸如特定电池模组BM(j)）的多个电池单元的总电压降）、一个或多个平均区块电压（average block voltage）（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}所分别对应的总电压降的平均，诸如多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}的多个端子BB+与BB-之间的多个电压差的平均），和/或门控信号（gating signal）。举例来说，上述一个或多个个别区块电压可由特定电池模组BM(j)的区块管理服务电路所产生。在另一例子中，上述一个或多个个别区块电压可由电源模组PM的主控制电路所产生。在另一例子中，上述多个闸控信号可由电源模组PM的主控制电路所产生，其中多个闸控信号可用来控制多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}。
由第4图可知，在第4图所示的多个模组（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}以及电源模组PM）之中任两个模组的多个数字接口之间所传送或接收的多个数字信号可包括一个或多个识别（identification，ID）（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}以及电源模组PM的多个识别）、一个或多个电压值（为了简洁起见，在第4图中标示为「V’s」）、一个或多个温度值（为了简洁起见，在第4图中标示为「T’s」），和/或一个或多个状态（status）。举例来说，上述一个或多个识别可用来指示出该多个数字信号所挟带的多个封包（packet）的目的地址。在另一例子中，上述一个或多个识别可用来指示出相关信息的来源（或该相关信息所属的来源），诸如上述一个或多个电压值的来源、上述一个或多个温度值的来源，和/或上述一个或多个状态的来源，其中该多个数字信号可指示出第4图所示的多个模组（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}以及电源模组PM）之中任一模组的相关信息，诸如第4图所示的多个模组之中目前所考虑的模组的电压值、温度值以及状态。
依据本实施例，该电源供应组件可轻易地实施及组态。由于每一功能方块（例如，多个电池模组{BM}之中的任一模组，以及电源模组PM）为全功能模组化功能方块，故可实现易于组态的系统架构。当该电源供应组件因应不同需求而分别应用于不同系统时（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}的个数「J」改变时），无需重新设计功能方块。
第5图为本发明控制电源供应组件的装置一第五实施例的示意图，其中于此实施例中所示装置可包括一组电池模组{BM}，诸如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J-1)}。该组电池模组{BM}之中的每一电池模组可以是第1图所示的电池模组BM的一复制品。该装置还可包括一整合模组，诸如第3图所示的整合模组IM。相似地，一能量重新分配与箝制电路（为了简洁起见，于第5图中标示为「能量重分配与箝制」）可作为上述系统控制电路的实施例。由第5图可知，该组电池模组{BM}（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J-1)}以及整合模组IM中的多个模组是彼此串联的，更具体地说，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J-1)}的多个电池单元以及整合模组IM）彼此串联，以及多个端子PAK+与PAK-可视为整体电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J-1)}以及整合模组IM的多个外接端子。由于第5图所示的整合模组IM可藉由将第4图所示的电池模组BM(J)与第4图所示的电源模组PM整合于同一模组来实现，因此，在此实施例中所示的架构可由第4图所示实施例的架构变化而得，第5图所示实施例的架构的相关工作可相似于第4图所示实施例的相关工作，故与前述实施例相仿之处在此便不再赘述。
依据本实施例，该电源供应装置可轻易地实施及组态。由于每一功能方块（例如，多个电池模组{BM}之中的任一模组，以及整合模组IM）均为全功能模组化功能方块，故可实现易于组态的系统架构，并可节省相关成本。由于该多个主动式区块平衡与偏压电路是内建于多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J-1)}与整合模组IM之中，因此，当该电源供应装置因应不同需求而分别应用于不同系统时（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J-1)}的个数「J-1」改变时），无需重新设计功能方块。
第6图为本发明控制电源供应组件的装置又一实施例的示意图。多个平衡电路{BLM(1),BLM(2),…,BLM(J)}可作为上述至少一平衡电路的实施例，更具体地说，可作为第1图所示的电池模组BM的所述主动式区块平衡与偏压电路的实施例。因此，多个平衡电路{BLM(1),BLM(2),…,BLM(J)}可分别视为在第4图所示实施例中多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}的多个主动式区块平衡与偏压电路，或可分别视为于第5图所示实施例中多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J-1)}与整合模组IM的多个主动式区块平衡与偏压电路。
另外，多个处理电路{CKT(1),CKT(2),…,CKT(J)}可作为第1图所示电池模组BM的至少一处理电路的实施例。举例来说，处理电路CKT(j)可实际设置于电池模组BM(j)的区块管理服务电路之中。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，可改变处理电路CKT(j)的架构，举例来说，处理电路CKT(j)可实际设置于电池模组BM(j)的另一部份之中。于另一例子中，处理电路CKT(j)可包括上述电池模组BM(j的至少一处理电路的至少一部分（例如，一部分或全部）。
由第6图可知，多个平衡电路{BLM(1),BLM(2),…,BLM(J)}的多个端子{{T1(1),T2(1)},{T1(2),T2(2)},…,{T1(J),T2(J)}}可分别电连接于第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM之中相对应的多组电池单元，并可分别视为第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM之中的多个内部端子。多个平衡电路{BLM(1),BLM(2),…,BLM(J)}的多个端子{{T3(1),T4(1),T5(1)},{T3(2),T4(2),T5(2)},…,{T3(J),T4(J),T5(J)}}可分别设置于第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM的多个模拟接口之中，并可分别视为第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM之中的多个外接端子，其中多个端子{T3(1),T3(2),…,T3(J)}彼此电连接，以及多个端子{{T4(1),T5(1)},{T4(2),T5(2)},…,{T4(J),T5(J)}}彼此电连接。另外，多个处理电路{CKT(1),CKT(2),…,CKT(J)}的多个端子{{T10(1),T13(1),T15(1)},{T10(2),T13(2),T15(2)},…,{T10(J),T13(J),T14(J),T15(J)}}电连接于多个平衡电路{BLM(1),BLM(2),…,BLM(J)}的多个端子{{Vbias(1),T3(1),T5(1)},{Vbias(2),T3(2),T5(2)},…,{Vbias(J),T3(J),T4(J),T5(J)}}。由于多个平衡电路{BLM(1),BLM(2),…,BLM(J)}可分别经由多个端子{Vbias(1),Vbias(2),…,Vbias(J)}来给多个处理电路{CKT(1),CKT(2),…,CKT(J)}提供电能，多个端子{Vbias(1),Vbias(2),…,Vbias(J)}可分别视为多个处理电路{CKT(1),CKT(2),…,CKT(J)}是本地能量端子（local power terminal）。因此，多个端子{T10(1),T10(2),…,T10(J)}（其分别电连接于多个端子{Vbias(1),Vbias(2),…,Vbias(J)}）可分别视为多个处理电路{CKT(1),CKT(2),…,CKT(J)}的本地能量输入端子，以及端子T14(J)可视为处理电路CKT(J)的本地接地端（local ground）。请注意，多个处理电路{CKT(1),CKT(2),…,CKT(J)}的多个端子{Vbs(1),Vbs(2),…,Vbs(J)}彼此电连接。另外，举例来说，第6图所示最下方的端子可用来输出该偏压以供上述的系统控制电路（例如，整个系统的系统控制电路）之用，以及端子IM_BAT+可电连接于处理电路CKT(J)的某一端子。
第7图为第6图所示多个平衡电路{BLM(1),BLM(2),…,BLM(J)}的其中之一所涉及的实施细节。关于第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM其中任一模组中多个端子{T1(j),T2(j),T3(j),T4(j),T5(j),Vbias(j)}的连接细节，可相同于第6图所示的实施例的相关连接细节。
依据本实施例，平衡电路BLM(j)可包括多个绕组，其可分别对应于一一次侧以及一二次侧，诸如标示为「1」的绕组、标示为「N」的绕组以及标示为「1.1」的绕组。更具体地说，标示为「1」的绕组对应于一次侧，以及标示为「N」的绕组与标示为「1.1」的绕组之中的任一绕组对应于二次侧。举例来说，对于由标示为「1」的绕组与标示为「N」的绕组所形成的一第一变压器来说，该二次侧与一次侧之间的匝数比（亦即，标示为「1」的绕组与标示为「N」的绕组之间的匝数比）可为「N：1」，其中该第一变压器可用来进行相对应模组（例如，第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM其中的任一模组）的主动式平衡操作。于另一例子中，对于由标示为「1」的绕组与标示为「1.1」的绕组所形成的一第二变压器来说，该二次侧与该一次侧之间的匝数比（亦即，标示为「1」的绕组与标示为「1.1」的绕组之间的匝数比）可为「1.1：1」，其中该第二变压器可用来产生该偏压以供相对应模组（例如，第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM）的内部电路来使用，更具体地说，该第二变压器可产生该偏压以供上述相对应模组的至少一处理电路来使用。
基于第7图所示的架构，偏压能量可由具有较高能量的多个电池区块（更具体地说，第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM）而得，其中所述较高能量于电池区块作动的期间重新分配（或取走）。另外，在第7图所示的架构中索引「j」等于「J」的情形下，当没有电池区块作动时，偏压能量也可经由第6图所示的整合模组IM的电池单元来发送。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。依据本实施例的某些变化例，在诸如对应于第4图所示的架构的系统中，相似地，该偏压可藉由相邻于电源模组PM的电池模组BM(J)（扮演整合模组IM的角色）所产生，其中偏压能量接着可被引导至电源模组PM。
第8图为第6图所示的多个处理电路{CKT(1),CKT(2),…,CKT(J)}的其中之一（例如，处理电路CKT(j)）所涉及的实施细节。关于第6图所示的多个电池模组（亦即，多个电池模组BM(1)、BM(2)...）与整合模组IM之中任一模组的多个端子{T10(j),T13(j),T14(j),T15(j),Vbs(j)}的连接细节，其可相同于第6图所示实施例的相关连接细节。
依据本实施例，处理电路CKT(j)可包括多个电阻、多个二极管以及多个开关（例如，此实施例中所示的多个金氧半场效晶体管）。举例来说，在第8图所示实施例中索引「j」等于「J」的情形下，第6图所示的端子IM_BAT+可电连接于处理电路CKT(j)的端子BAT+。于另一例子中，处理电路CKT(j)的端子OVP可用于某些控制目的。
第9图为本发明控制电源供应组件的装置第六实施例的示意图，其中于此实施例中所示装置可包括多个分支（branch），每一分支可包括一组电池模组以及一整合模组，诸如第5图所示的多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J-1)}以及整合模组IM。由第9图可知，该多个分支并联耦接于整个系统的多个外接端子PACK+与PACK-之间，其中每一分支的多个端子PAK+与PAK-分别电连接于整个系统的多个外接端子PACK+与PACK-。另外，上述系统控制电路（为了简洁起见，于第9图中标示为「系统控制」）可控制每一分支的工作，举例来说，第9图所示的架构可应用于整个系统为中低电压（low-medium voltage）（例如，输出电压小于或等于154伏特（Volt，V））与低分支电流（例如，输出电流小于或等于80安培（Ampere，A））的系统。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。
第10图为本发明控制电源供应组件的装置一第七实施例的示意图，其中在此实施例中所示装置可包括多个分支，每一分支可包括一组电池模组以及一电源模组，诸如第4图所示的多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}以及电源模组PM。由第10图可知，该多个分支并联耦接于整个系统的多个外接端子PACK+与PACK-之间，其中每一分支的多个端子PAK+与PAK-分别电连接于整个系统的多个外接端子PACK+与PACK-。另外，上述系统控制电路（为了简洁起见，于第10图中标示为「系统控制」）可控制每一分支的工作，举例来说，第10图所示的架构可应用于整个系统为高电压（例如，输出电压大于154伏特，且小于或等于450伏特）与高分支电流（例如，输出电流大于或等于120安培）的系统。以上仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。
基于上述实施例，本发明还可提供一种控制电源供应组件（如上述的电源供应组件）的方法，其中该方法可包括下列步骤：利用电源供应组件中彼此串联的一组电池模组{BM}（例如，多个电池模组{BM(1),BM(2),…,BM(J)}中的特定电池模组BM(j)的至少一平衡电路来进行特定电池模组BM(j)的至少一电池单元的平衡操作；以及利用所述至少一平衡电路来为特定电池模组BM(j)的至少一处理电路提供相对应的偏压，其中所述至少一处理电路从所述至少一平衡电路中得到电能，并用来控制特定电池模组BM(j)的工作。由于该方法的相关操作细节已于前述实施例说明，故与前述实施例相仿之处在此便不再赘述。
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 (13)

1.一种控制电源供应组件的装置，所述装置包括所述电源供应组件的至少一部分，其特征在于，所述装置包括：
至少一电池模组，至少一所述电池模组中的每一电池模组为所述电源供应组件中彼此串联的一组电池模组中的一电池模组，其中一组所述电池模组中的每一电池模组包括：
至少一电池单元；
一处理电路，用于控制一组所述电池模组中的每一所述电池模组的工作；以及
一平衡电路，所述平衡电路电连接于所述处理电路以及至少一所述电池单元，所述平衡电路在所述处理电路的控制下，进行至少一所述电池单元的平衡操作；
其中所述平衡电路用于为所述处理电路提供一偏压，所述处理电路从所述平衡电路得到电能。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，一组所述电池模组中的每一所述电池模组还包括：
一模拟接口，用于通过多个模拟信号来供一组所述电池模组中的每一所述电池模组与所述电源供应组件中的一个或多个其他模组进行通信。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述平衡电路包括：
一主动式平衡电路，所述主动式平衡电路电连接于所述模拟接口以及至少一所述电池单元，用于进行至少一所述电池单元的主动式平衡操作。
4.如申权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述电源供应组件的一系统控制电路的控制下，所述主动式平衡电路进行至少一所述电池单元与所述电源供应组件中至少一其他模组的电池单元之间的主动平衡操作。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述电源供应组件的所述系统控制电路的控制下，所述主动式平衡电路动态地收集来自至少一所述电池单元的能量以将能量重新分配给至少一所述其他模组，或收集来自至少一所述其他模组的能量以将能量重新分配给至少一所述电池单元。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主动式平衡电路为一主动式区块平衡与偏压电路，包括：
多个绕组，多个所述绕组分别对应于一一次侧以及一二次侧；
其中多个所述绕组中的一第一绕组与一第二绕组形成一第一变压器，所述第一变压器用于进行一组所述电池模组中的每一所述电池模组的主动式平衡操作；多个所述绕组中的所述第一绕组与一第三绕组形成一第二变压器，所述第二变压器用于产生所述偏压；以及所述主动式区块平衡与偏压电路为所述处理电路提供所述偏压，所述处理电路从所述主动式区块平衡与偏压电路得到电能。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
一电源模组，所述电源模组电连接于所述电源供应组件中彼此串联的一组所述电池模组，其中所述电源模组包括：
一模拟接口，用于通过多个模拟信号来供所述电源模组与所述电源供应组件中一个或多个其他模组进行通信；以及
一主控制电路，用于根据自所述电源模组的所述模拟接口所接收到的一个或多个模拟信号来控制多个开关，其中多个所述开关位于通过所述电源供应组件中所有的电池模组的电池单元的一电流路径上。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电池模组的平衡电路收集来自所述电源供应组件中的一个或多个其他所述电池模组的能量，以将所述电源供应组件中具有最多能量的电池模组的能量提供给所述电源模组。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电源模组以及所述电池模组为整合于同一模组的一整合模组。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述整合模组电连接于所述电源供应组件中彼此串联一组所述电池模组。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，当所述整合模组的至少一电池单元的能量大于一默认值时，所述整合模组的至少一电池单元提供能量给所述整合模组的平衡电路及所述整合模组的处理电路;而当所述整合模组的至少一电池单元的能量小于一默认值时，一具有最多能量的电池模组提供能量给所述整合模组的处理电路。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，一组所述电池模组中的每一所述电池模组还包括一模拟接口；多个所述模拟接口之间所传送或接收的多个所述模拟信号包括一组所述电池模组中的一电池模组的至少一所述电池单元的一总电压降、一组所述电池模组所分别对应的总电压降的平均，以及所述主控制电路所产生的多个闸控信号。
13.一种控制电源供应组件的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
通过所述电源供应组件中彼此串联的一组电池模组中的一特定电池模组的一平衡电路来进行所述特定电池模组的至少一电池单元的平衡操作；
通过所述平衡电路来为所述特定电池模组的一处理电路提供一偏压，所述处理电路从所述平衡电路得到电能，并用于控制所述特定电池模组的工作；以及
通过一主动式平衡电路来进行至少所述一电池单元与所述电源供应组件中至少一其他模组的电池单元之间的主动平衡操作。
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