CN106911152A - 无线充电平衡系统及无线充电平衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电平衡系统以及无线充电平衡方法，通过一电池管理系统以侦测多个电池模块的电池电量，无线充电平衡系统包括一电力源、一无线充电传送器及多个无线充电接收器。无线充电传送器用来将第一电能转换为一无线电能，并传送无线电能给各无线充电接收器。各无线充电接收器电性连接相应的所述多个电池模块其中之一，并将无线电能转换为一对电池模块充电的第二电能。其中，在所述多个电池模块处于充电状态时，无线充电接收器减缓转换电能给高电量的电池模块，无线充电接收器增加转换电能给低电量的电池模块。

Description

无线充电平衡系统及无线充电平衡方法

技术领域

本发明涉及一种无线充电平衡系统及无线充电平衡方法，特别是涉及关于多数量串/并联的电池模块的无线充电平衡系统及其平衡方法。

背景技术

电池平衡技术在多数量串并联的应用领域相当的广泛与重要。因电池模块数量多，所以这些电池模块产生不平衡的机会就变大。尤其是在电动车及储能系统日益普及的现在。其中，现有的主动平衡技术大多需要一个复杂的电路接线，并包括很多的开关控制。

在多数量串并联的应用领域，例如电动巴士系统、储能柜、或是乘用车诸多系统，这些电池模块占据相当庞大的空间。因此，在多数量串并联的系统中，将各串的电压通过电线引出，自然形成很多又复杂的接线。其中，电线在电池系统内是一个不可靠又风险高的元件，往往因电线设计不良或电线破皮产生短路而引发起火燃烧或损坏的例子。此外，现有的主动平衡电路大多通过复杂接线来达到平衡的目的，为了增加电池效能而设计的主动平衡电路，往往增加了许多的电力线而产生其他安全的风险，造成使用上的困扰。

发明内容

本发明公开了一种无线充电平衡系统及其平衡方法，通过无线充电技术以对多个电池模块进行分串平衡，借此提升无线充电平衡系统的使用方便性。

本发明公开一种无线充电平衡系统，通过电池管理系统以侦测多个电池模块的电池电量。无线充电平衡系统包括电力源、无线充电传送器及多个无线充电接收器。电力源用来提供第一电能。无线充电传送器电性连接电力源，无线充电传送器用来将第一电能转换为无线电能，并传送无线电能。各无线充电接收器电性连接相应的所述多个电池模块其中之一，各无线充电接收器用来接收无线电能，并将无线电能转换为第二电能，各第二电能用来对相应的电池模块充电；其中，在所述多个电池模块处于充电状态时，电池管理系统管控与高电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的无线充电接收器，以减缓转换电能给高电量的所述多个电池模块其中之一或一些，电池管理系统管控与低电量的所述多个电池模块其中之一或一些对应的无线充电接收器，以增加转换电能给低电量的所述多个电池模块其中之一或一些。

本发明公开一种无线充电平衡系统，通过电池管理系统以侦测多个电池模块的电池电量，无线充电平衡系统包括：电力源、多个无线充电传送器及多个无线充电接收器。电力源用来提供第一电能；多个无线充电传送器分别电性连接电力源，各无线充电传送器用来将第一电能转换为一无线电能，并传送所述多个无线电能。各无线充电接收器电性连接相应的所述多个电池模块其中之一，各无线充电接收器用来接收相应的无线电能，并将相应的无线电能转换为第二电能，各第二电能用来对相应的电池模块充电；其中，在所述多个电池模块处于充电状态时，电池管理系统管控与高电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的无线充电接收器，以减缓转换电能给高电量的所述多个电池模块其中之一或一些，电池管理系统管控与低电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的无线充电接收器，以增加转换电能给低电量的所述多个电池模块其中之一或一些。

本发明公开一种无线充电平衡方法，适用于一无线充电平衡系统。无线充电平衡系统通过电池管理系统以侦测多个电池模块的电池电量，无线充电平衡系统包括电力源、无线充电传送器及多个无线充电接收器。无线充电传送器电性连接电力源，各无线充电接收器电性连接相应的所述多个电池模块其中之一，方法包括：无线充电传送器用来将第一电能转换为无线电能，并传送无线电能给各无线充电接收器；各无线充电接收器用来接收无线电能，并将无线电能转换为第二电能，各第二电能用来对相应的电池模块充电；在所述多个电池模块处于充电状态时，电池管理系统管控与高电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的无线充电接收器，以减缓转换电能给高电量的所述多个电池模块其中之一或一些；电池管理系统管控与低电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的无线充电接收器，以增加转换电能给低电量的所述多个电池模块其中之一或一些。

本发明的具体手段为使用一种无线充电平衡系统，通过对应各电池模块的无线接收器的设计，以使多串电池模块达到电池容量的主动平衡，并降低现有的主动平衡技术的接线复杂度及限制，借此提升无线充电平衡系统的使用方便性。

以上的概述与接下来的实施方式，均是为了进一步说明本发明的技术手段与达成功效，然而所叙述的实施方式与附图仅提供参考说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的无线充电平衡系统的示意图。

图2是根据图1的本发明另一种实施方式的无线充电平衡系统的功能方块示意图。

图3A是根据图1的本发明另一种实施方式的所述多个电池模块的充电电量示意图。

图3B是本发明另一种实施方式的所述多个电池模块的放电电量示意图。

图4是本发明另一种实施方式的无线充电平衡系统的示意图。

图5是本发明另一种实施方式的无线充电平衡系统的示意图。

图6是本发明另一种实施方式的无线充电平衡系统的平衡方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

1、1a：无线充电平衡系统

TX1、TX2、TX3、TX4、TX5、TX1a：无线充电传送器

T1、T2：第一转换模块

T11：直流-直流转换单元

T13、T23：直流-交流转换单元

T21：交流-直流转换单元

T3：传送线圈

T5：第一控制模块

T7：第一通讯模块

RX1、RX2、RX3、RX4、RX5：无线充电接收器

R1：第二转换模块

R11：直流-直流转换单元

R13：整流单元

R3：接收线圈

R5：第二控制模块

R7：第二通讯模块

RS：开关

P1：电力源

B1、B2、B3、B4、B5：电池模块

S601～S607：流程步骤

具体实施方式

图1是本发明一种实施方式的无线充电平衡系统的示意图。请参阅图1。图1绘示一个无线充电传送器TX1及五个无线充电接收器RX1～RX5。为了方便说明，无线充电接收器RX1～RX5的数量以五个来说明。在其他实施方式中，无线充电接收器的数量例如为两个、三个或多个。本实施方式不限制无线充电接收器RX1～RX5的数量。

实际上，无线充电传送器TX1电性连接电力源P1。无线充电传送器TX1将电力源P1的电能转换为无线电能，并输出无线电能给所述多个无线充电接收器RX1～RX5。各无线充电接收器RX1～RX5电性连接相应的所述多个电池模块B1～B5其中之一。而所述多个电池模块B1～B5处于串联状态。也就是说，无线充电接收器RX1～RX5与电池模块B1～B5的配置关系为一对一的配置关系，如图1所绘示。

详细来说，每一个电池模块B1～B5包括多个并联、串联、并串联或串并联的蓄电池。蓄电池例如为锂锰电池、磷酸锂铁电池、钴镍锰电池、铅酸电池或其他电池。本实施方式不限制电池模块B1～B5的实施方式。另外，电力源P1例如为直流电源或交流电源。其中，直流电源通过太阳能发电机、车载发电机、电池、风力发电机或其他直流电源等来实现。交流电源通过交流市电或逆变器来实现。本实施方式不限制电力源P1的实施方式。

接着，各无线充电接收器RX1～RX5接收到无线电能，并将无线电能转换为对电池模块B1～B5充电的电能。也就是说，无线充电接收器RX1～RX5将对电池模块B1～B5充电。假设所述多个电池模块B1～B5其中之一(如电池模块B2)先达到充电饱和状态时，相应的无线充电接收器RX2将停止转换电能给电池模块B2，而其他的无线充电接收器RX1、RX3～RX5仍持续转换电能，并对相应的电池模块B1、B3～B5充电，借此达到所述多个电池模块B1～B5的电池容量的主动平衡。

简单来说，串联的所述多个电池模块B1～B5的不平衡将会造成电池容量无法有效率的释放与储能。再者，现有的主动式平衡方法须通过复杂的电路接线以及复杂的开关控制，以达到电池容量的平衡。然而，本实施方式通过无线充电的技术手段，以降低复杂的电路接线以及复杂的开关控制，借此达到所述多个电池模块B1～B5的电池容量的主动平衡。

接下来，进一步说明无线充电平衡系统1的细部元件及运作。

图2是根据图1的本发明另一种实施方式的无线充电平衡系统的功能方块示意图。请参阅图2。为了方便说明，本实施方式的电力源P1为直流电源。其中，本实施方式以一个无线充电传送器TX1对一个无线充电接收器RX1的运作来说明。本技术领域的技术人员根据本实施方式的技术精神，应可推知其余无线充电接收器RX2～RX5的运作。

进一步来说，无线充电传送器TX1包括一第一转换模块T1、一传送线圈T3、一第一控制模块T5及一第一通讯模块T7。实际上，第一转换模块T1电性连接电力源P1、传送线圈T3及第一控制模块T5。第一通讯模块T7电性连接第一控制模块T5。第一转换模块T1例如通过直流-直流转换单元T11及直流-交流转换单元T13来实现。其中，直流-交流转换单元T13电性连接直流-直流转换单元T11及传送线圈T3。第一控制模块T5电性连接直流-交流转换单元T13或直流-直流转换单元T11。

无线充电接收器RX1包括一接收线圈R3、一第二转换模块R1、一电池模块B1、一第二控制模块R5及一第二通讯模块R7。实际上，第二转换模块R1电性连接接收线圈R3、电池模块B1及第二控制模块R5。第二通讯模块R7电性连接第二控制模块R5。第二转换模块R1包括一整流单元R13及一直流-直流转换单元R11。其中，整流单元R13电性连接接收线圈R3、直流-直流转换单元R11及第二控制模块R5。直流-直流转换单元R11电性连接整流单元R13、第二控制模块R5及电池模块B1。

进一步来说，传送线圈T3及接收线圈R3例如通过感应方式或共振方式，以达到电能无线传输的运作。其中感应式无线充电可提供近距离且小功率的应用。共振式无线充电可提供远距离且中功率的应用。而第一及第二通讯模块T7、R7例如通过蓝牙通讯、射频通讯、WiFi通讯或其他通讯方式，以进行数据传输、交换或通讯作业。第一及第二控制模块T5、R5例如分别通过处理器、微处理器、半导体电子元件的控制电路、处理电路或判断电路来实现。本实施方式不限制传送线圈T3、接收线圈R3、第一及第二通讯模块T7、R7、第一及第二控制模块T5、R5的实施方式。

另外，直流-直流转换单元T11、R11例如通过直流转换电路、升压电路、降压电路、升降压电路、过电压保护电路、过电流保护电路及其他电路的其中之一或组合来实现。直流-交流转换单元T13例如通过逆变电路、交流转换电路、过电压保护电路、过电流保护电路及其他电路的其中之一或组合来实现。而整流单元R13例如通过桥式电路、半桥式电路或其他电路来实现。本实施方式不限制直流-直流转换单元T11、R11、直流-交流转换单元T13及整流单元R13的实施方式。

举例来说，电力源P1用来提供一第一电能。第一电能为直流电能。无线充电传送器TX1用来接收直流电能，并将直流电能转换为一无线电能。无线充电传送器TX1传送无线电能给无线充电接收器RX1。无线充电接收器RX1接收无线电能，并将无线电能转换为一第二电能。第二电能为对电池模块B1充电的直流电能。

请参阅图1，在所述多个电池模块B1～B5处于充电状态时，电池管理系统管控与高电量的电池模块B1～B5相应的无线充电接收器RX1～RX5，减缓转换电能给高电量的电池模块B1～B5；电池管理系统管控与低电量的电池模块B1～B5相应的无线充电接收器RX1～RX5，以增加转换电能给低电量的电池模块B1～B5。

由所述多个电池模块B1～B5的电量相互比较，以得出高电量及低电量。例如五个电池模块的电量分别是90％、100％、70％、60％及80％的电量。其中，90％、100％、70％及80％的电量为所述多个电池模块B1～B5中的相对较高的电量。其中，100％的电量已达到饱和电量。而60％的电量为所述多个电池模块B1～B5中的相对较低的电量。当然，电池管理系统可取得并比较所述多个电池模块B1～B5的电量，以得到高电量的所述多个电池模块B1～B5其中之一或一些，以及低电量的所述多个电池模块B1～B5其中之一或一些。进一步来说，电池管理系统依据所述多个电池模块B1～B5的电量产生一第一管控信号及一第二管控信号的其中之一或组合。无线充电传送器TX1依据第一管控信号传送无线电能，各无线充电接收器RX1～RX5依据第二管控信号决定是否自无线充电传送器TX1接收无线电能。

此外，各无线充电接收器RX1～RX5具有一识别特征，且第一管控信号包括至少一个识别特征。无线充电传送器TX1依据第一管控信号的识别特征，以传递无线电能给相应识别特征的无线充电接收器RX1～RX5。各无线充电接收器RX1～RX5进一步包括一开关RS，且第二管控信号包括至少一个识别特征，各无线充电接收器RX1～RX5依据第二管控信号的识别特征，以导通或截止各开关RS。

识别特征例如为指示各电池模块B1～B5的标识符、识别芯片、sim卡、RFID或其他识别数据。因此，电池管理系统通过识别特征以区别每一电池模块B1～B5。所以，电池管理系统可管控无线充电传送器TX1传送无线电能给多串联的所述多个电池模块B1～B5的其中之一或一些，借此达到所述多个电池模块B1～B5的电池容量的主动平衡。

值得一提的是，在所述多个电池模块B1～B5处于放电状态时，所述多个电池模块B1～B5其中之一放电达到一低电量默认值，电池管理系统管控放电达到低电量默认值的电池模块B1～B5，致使相应的无线充电接收器RX1～RX5转换电能对放电达到低电量默认值的电池模块B1～B5充电。也就是说，电池管理系统管控低电量的电池模块B1～B5停止释放电能，并对低电量的电池模块B1～B5补充电能。

此外，电池管理系统通过无线通信方式将平衡信息传送给无线充电传送器TX1及无线充电接收器RX1～RX5，其中平衡信息内容包括识别特征确认、功率确认以及电能传输开始停止命令确认等；或是电池管理系统通过UART、CAN、SPI、RS485等实体通讯接口，将平衡信息送给无线充电传送器TX1，其中无线充电传送器TX1接收到欲平衡的通讯信息始传送电能，而无线充电接收器RX1～RX5则被动接收无线电能；或是使用多条实体I/O连接线作为无线充电传送器TX1与无线充电接收器RX1～RX5的控制线，且所述多个实体I/O连接线分别电性连接无线充电传送器TX1与各无线充电接收器RX1～RX5。

进一步来说，电池管理系统的管控方式则可在充放电时随时进行。例如，在其他实施方式中，管控策略为：当电池组进行充电时，电池管理系统检测到某些串电池模块B1～B5的上升速率过快或是电压比其他串数高，则电池管理系统下达到主动平衡命令给较低电量串的电池模块B1～B5。其中，给较低电量串的电池模块B1～B5的电力来源可以是一个外部辅助电源，或充电器或由电池组(Battery Pack)提供，使得其他串数的电池模块B1～B5也能同时达到充饱条件。

另一方面，当所述多个电池模块B1～B5进行放电时，电池管理系统检测到某些电池模块B1～B5的下降速率或电压比其他串数低，则电池管理系统下达主动平衡命令，以对这些电池模块B1～B5进行充电，直到电池模块B1～B5平衡达到同时释放条件。本实施方式不限制无线充电平衡系统1的实施方式。

图3A是根据图1的本发明另一种实施方式的所述多个电池模块的充电电量示意图。请参阅图3A。图3A所绘示的所述多个电池模块B1～B5是图1中的所述多个电池模块B1～B5。所述多个电池模块B1～B5已分别充电达到电量90％、100％、70％、60％及80％(SOC，State of Charge，即「充电电池容量」)。其中，电池模块B2已达到充电饱和状态。因此，图1中的无线充电接收器RX2与电池模块B2之间的电路开关将处于截止状态，致使无线充电接收器RX2停止转换电能给电池模块B2。也就是说，无线充电接收器RX2停止对电池模块B2充电。

此外，本实施方式将减缓电量较高的电池模块B1、B5的充电速率，以及提升电量较低的电池模块B3、B4的充电速率。实际上，电池管理系统将所述多个电池模块B1～B5的充电电量等信息传输给无线充电传送器TX1的第一控制模块T5或无线充电接收器RX1～RX5的第二控制模块R5。其中，无线充电接收器RX1、RX5的第二控制模块R5控制第二转换模块R1的转换效能，例如降低无线充电接收器RX1、RX5的第二转换模块R1的功率开关RS的责任周期。因此，无线充电接收器RX1、RX5将减缓对电池模块B1、B5的充电速率。

而无线充电接收器RX3、RX4的第二控制模块R5控制第二转换模块R1的转换效能，例如提升无线充电接收器RX3、RX4的第二转换模块R1的功率开关RS的责任周期。因此，无线充电接收器RX3、RX4将提升对电池模块B3、B4的充电速率。也就是说，所述多个无线充电接收器RX1、RX3～RX5会以不同的充电速率对相应的电池模块B1、B3～B5充电。

一般来说，所述多个电池模块B1～B5其中之一达到充电饱和状态时，现有的技术将停止对所述多个电池模块B1～B5充电作业。因此，除了所述多个电池模块B1～B5其中之一充饱电外，其余电池模块均处于未充饱电的状态。所以，本实施方式通过无线充电主动平衡方式，以使所述多个电池模块B1～B5都能达到充电饱和状态。例如在电池模块B2的电量达到饱和状态时，相应的无线充电接收器RX2将停止转换电能，借此停止对电池模块B2充电。而其余无线充电接收器RX1、RX3～RX5仍持续接收无线电能，并对电池模块B1、B3～B5充电，借此达到所述多个电池模块B1～B5的电池容量的主动平衡。

图3B是本发明另一种实施方式的所述多个电池模块的放电电量示意图。请参阅图3B。图3B所绘示的所述多个电池模块B1～B5是图1中的所述多个电池模块B1～B5。电池模块B1～B5已分别放电达到电量30％、10％、40％、5％及15％。其中，电池模块B2、B4放电已达到低电量默认值，低电量默认值例如为充电电池容量的10％。当电池模块B2、B4放电达到低电量默认值时，电池模块B2、B4离群；或是电池模块B2、B4的电量已放空。

因此，电池管理系统将所述多个电池模块B1～B5的放电电量等信息传输给无线充电传送器TX1的第一控制模块T5或无线充电接收器RX1～RX5的第二控制模块R5。电池模块B2、B4将停止放电作业或减缓放电速率。且无线充电传送器TX1将输出无线电能给无线充电接收器RX2、RX4，无线充电接收器RX2、RX4将对电池模块B2、B4充电。

此外，无线充电接收器RX1、RX3的第二控制模块R5将控制电量较高的电池模块B1、B3的放电速率提高。无线充电接收器RX5的第二控制模块R5将控制电量较低的电池模块B5的放电速率降低，借此达到所述多个电池模块B1～B5的电池容量的主动平衡。

简单来说，主动平衡会在充电中及放电中来动作。本实施方式是一种无线充电架构，通过无线充电技术对所述多个电池模块B1～B5进行分串平衡，不受现有的主动平衡方式的接线限制(通常是相邻的两串接电池模块相互平衡)。因此，本实施方式可对每一分串的电池模块B1～B5进行平衡作业。

如图3A的充电作业时，电池管理系统会依据各串电池模块B1～B5的充电电量状态，以提供信息给无线充电传送器TX1及无线充电接收器RX1～RX5。因此，无线充电接收器RX1、RX5将对电量较高的电池模块B1、B5减缓充电速率；无线充电接收器RX3～RX4对电量较低的电池模块B3、B4加速充电速率，借此达到同时充饱的平衡功能。

如图3B的放电作业时，电池管理系统会依据各串电池模块B1～B5剩余电量状态，以提供信息给无线充电传送器TX1及无线充电接收器RX1～RX5。因此，电量较高的电池模块B1、B3将取出更多电量，电量较低的电池模块B2、B4则由无线充电传送器TX1及无线充电接收器RX2、RX4补充电量，以减缓或停止电量较低的电池模块B2、B4的放电，借此达到各串电池模块B1～B5同时放完的平衡功能。

图4是本发明另一种实施方式的无线充电平衡系统的示意图。请参阅图4。本实施方式与前述实施方式图2的无线充电接收器TX1a、TX1相似。然而，无线充电接收器TX1a、TX1之间仍存有差异，其在于：电力源PS为交流电源。且第一转换模块T2包括一交流-直流转换单元T21及一直流-交流转换单元T23。交流-直流转换单元T21电性连接电力源PS及直流-交流转换单元T23。直流-交流转换单元T23电性连接传送线圈T3及第一控制模块T5。交流-直流转换单元T21例如通过整流电路、桥式电路或其他电路来实现。其他部分均相同，在这里不予赘述。

图5是本发明另一种实施方式的无线充电平衡系统的示意图。请参阅图5。本实施方式的无线充电平衡系统1a与前述实施方式图1的无线充电平衡系统1相似。然而，无线充电平衡系统1a、1之间仍存有差异，不同之处在于：本实施方式包括五个无线充电传送器TX1～TX5对五个无线充电接收器RX1～RX5。

本实施方式的无线充电平衡系统1a为分散管理方式，以一个无线充电传送器TX1～TX5分别对一个无线充电接收器RX1～RX5，如图5所绘示。例如，无线充电传送器TX3用来传送无线电能给无线充电接收器RX3，借此对电池模块B3充电。

举例来说，当电池模块B2达到充电饱和状态时，电池管理系统通知无线充电传送器TX2的第一控制模块T5及无线充电接收器RX2的第二控制模块R5，致使无线充电传送器TX2停止传送无线电能给无线充电接收器RX2。且无线充电接收器RX2将停止接收及转换无线电能，借此停止或减缓对电池模块B2充电。当然，其余无线充电传送器TX1、TX3～TX5及其余无线充电接收器RX1、RX3～RX5仍处于无线充电状态。

在其他实施方式中，当电池模块B2达到充电饱和状态时，电池管理系统通知无线充电传送器TX2的第一控制模块T5及无线充电接收器RX2的第二控制模块R5，致使无线充电传送器TX2将停止接收及转换无线电能，借此停止或减缓对电池模块B2充电。另外，电池管理系统将管控无线充电传送器TX2以对其余无线充电接收器RX1、RX3～RX5传送无线电能，借此增加其余电池模块B1、B3～B5其中之一的充电速率。例如无线充电传送器TX2传送无线电能给无线充电接收器RX3。本实施方式不限制无线充电平衡系统1a的运作实施方式。

图6是本发明另一种实施方式的无线充电平衡系统的平衡方法的流程图。请参阅图6。一种无线充电平衡方法，适用于一无线充电平衡系统1。无线充电平衡系统1通过一电池管理系统以侦测多个电池模块B1～B5的电池电量。无线充电平衡系统1包括一电力源P1、一无线充电传送器TX1及多个无线充电接收器RX1～RX5。无线充电传送器TX1电性连接电力源P1。各无线充电接收器RX1～RX5电性连接相应的所述多个电池模块B1～B5其中之一，方法包括下列步骤：

在步骤S601中，无线充电传送器TX1用来将第一电能转换为一无线电能，并传送无线电能给各无线充电接收器RX1～RX5。接着，在步骤S603中，各无线充电接收器RX1～RX5用来接收无线电能，并将无线电能转换为一第二电能，各第二电能用来对相应的电池模块B1～B5充电。

实际上，无线充电传送器TX1通过传送线圈T3以传送无线电能给各无线充电接收器RX1～RX5。各无线充电接收器RX1～RX5通过接收线圈R3以接收无线电能。此外，无线充电传送器TX1与各无线充电接收器RX1～RX5通过第一及第二通讯模块T7、R7，以创建通讯通道。因此，无线充电传送器TX1可传送无线电能给特定或指定的电池模块B1～B5，致使对特定或指定的电池模块B1～B5充电。

在步骤S605中，在所述多个电池模块B1～B5处于充电状态时，无线充电接收器RX1～RX5减缓转换电能给电量较高的电池模块B1～B5；无线充电接收器RX1～RX5增加转换电能给电量较低的电池模块B1～B5。实际上，在所述多个电池模块B1～B5处于充电状态时，电池管理系统管控与电量较高的电池模块B1～B5其中之一或一些相应的无线充电接收器RX1～RX5，以减缓转换电能给电量较高的电池模块B1～B5其中之一或一些；电池管理系统管控与电量较低的电池模块B1～B5其中之一或一些相应的无线充电接收器RX1～RX5，以增加转换电能给电量较低的电池模块B1～B5其中之一或一些。

例如，无线充电传送器TX1传送无线电能给无线充电接收器RX1～RX5。其中，电池模块B1～B5已充电达到饱和状态。因此，本实施方式通过无线充电技术对所述多个电池模块B1～B5进行分串平衡，不受现有的主动平衡方式的接线限制(通常是相邻的两串接电池模块相互平衡)。因此，本实施方式可对每一分串的电池模块B1～B5进行平衡作业。

其中，如图3A中的电池模块B4的电量最低。因此，电池管理系统可管控无线充电接收器RX4的运作，以调升无线充电接收器RX4的第二转换模块R1的责任周期，借此增加转换电能给电池模块B4。除了充饱电的电池模块B2外，电池模块B1的电量最高。因此，电池管理系统可管控无线充电接收器RX1的运作，以降低无线充电接收器RX1的第二转换模块R1的责任周期，借此减缓转换电能给电池模块B1。

在步骤S607中，所述多个电池模块B1～B5处于放电状态时，所述多个电池模块B1～B5其中之一放电达到一低电量默认值，电池管理系统管控放电达到低电量默认值的电池模块B1～B5，致使相应的无线充电接收器RX1～RX5转换电能对放电达到低电量默认值的电池模块B1～B5充电。实际上，如图3B中的电池模块B2、B4放电达到低电量默认值。因此，电池模块B2、B4已离群或已放空，电池管理系统可管控无线充电传送器TX1以及无线充电接收器RX2、RX4的运作，以自无线充电传送器TX1传送无线电能给无线充电接收器RX2、RX4，借此减缓电池模块B2、B4的放电速率。

值得一提的是，在其他实施方式中，无线充电传送器以及无线充电接收器的配置关系例如为一对一的配置关系。而电池管理系统根据一对一的配置关系，以管控所述多个无线充电传送器以及所述多个无线充电接收器的运作。本技术领域的技术人员根据本实施方式技术精神可自由设计图6的流程步骤。

综上所述，本发明利用一种无线充电平衡系统，通过各无线充电接收器电性连接对应所述多个电池模块其中之一的设计，以解决多数量串并联的电池模块的主动平衡的接线问题。且本发明公开一种无线充电架构的主动平衡方式，不但克服接线问题，且平衡的策略也可更弹性及更有效果地提升无线充电平衡系统的使用方便性。此外，无线充电传送器与无线充电接收器的配置关系可为集中管理式或分散管理式配置关系。借此本实施方式通过无线充电的技术手段，以降低复杂的电路接线以及复杂的开关控制。这样一来，本发明的无线充电平衡系统确实提升使用的方便性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种无线充电平衡系统，通过一电池管理系统以侦测多个电池模块的电池电量，所述无线充电平衡系统包括：

电力源，用来提供第一电能；

无线充电传送器，电性连接所述电力源，所述无线充电传送器用来将所述第一电能转换为无线电能，并传送所述无线电能；及

多个无线充电接收器，各所述无线充电接收器电性连接相应的所述多个电池模块其中之一，各所述无线充电接收器用来接收所述无线电能，并将所述无线电能转换为第二电能，各所述第二电能用来对相应的所述电池模块充电；

其中，在所述多个电池模块处于充电状态时，所述电池管理系统管控与高电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的所述无线充电接收器，以减缓转换电能给高电量的所述多个电池模块其中之一或一些；所述电池管理系统管控与低电量的所述多个电池模块其中之一或一些对应的所述无线充电接收器，以增加转换电能给低电量的所述多个电池模块其中之一或一些。

2.如权利要求1所述的无线充电平衡系统，其特征在于，在所述多个电池模块处于放电状态时，所述多个电池模块其中之一放电达到低电量默认值，所述电池管理系统管控放电达到所述低电量默认值的所述电池模块，致使相应的所述无线充电接收器转换电能对放电达到所述低电量默认值的所述电池模块充电。

3.如权利要求1或2所述的无线充电平衡系统，其特征在于，所述无线充电传送器包括第一转换模块、传送线圈、第一控制模块及第一通讯模块，所述第一转换模块电性连接所述电力源、所述传送线圈及所述第一控制模块，所述第一通讯模块电性连接所述第一控制模块。

4.如权利要求3所述的无线充电平衡系统，其特征在于，所述电力源为直流电源，所述第一转换模块包括直流-直流转换单元及直流-交流转换单元，所述直流-直流转换单元电性连接所述电力源及所述直流-交流转换单元，所述直流-交流转换单元电性连接所述传送线圈及所述第一控制模块。

5.如权利要求3所述的无线充电平衡系统，其特征在于，所述电力源为交流电源，所述第一转换模块包括交流-直流转换单元及直流-交流转换单元，所述交流-直流转换单元电性连接所述电力源及所述直流-交流转换单元，所述直流-交流转换单元电性连接所述传送线圈及所述第一控制模块。

6.如权利要求1或2所述的无线充电平衡系统，其特征在于，各所述无线充电接收器包括接收线圈、第二转换模块、第二控制模块及第二通讯模块，所述第二转换模块电性连接所述接收线圈、所述电池模块及所述第二控制模块。

7.如权利要求6所述的无线充电平衡系统，其特征在于，所述第二转换模块包括整流单元及直流-直流转换单元，所述整流单元电性连接所述接收线圈、所述直流-直流转换单元及所述第二控制模块，所述直流-直流转换单元电性连接所述整流单元、所述第二控制模块及所述电池模块。

8.如权利要求1或2所述的无线充电平衡系统，其特征在于，所述电池管理系统依据所述多个电池模块的电量产生第一管控信号与第二管控信号的其中之一或组合，所述无线充电传送器依据所述第一管控信号传送所述无线电能，各所述无线充电接收器依据所述第二管控信号决定是否自所述无线充电传送器接收所述无线电能。

9.如权利要求8所述的无线充电平衡系统，其特征在于，各所述无线充电接收器具有识别特征，且所述第一管控信号包括至少一个所述识别特征，所述无线充电传送器依据所述第一管控信号的所述识别特征，以传递所述无线电能给相应所述识别特征的所述无线充电接收器。

10.如权利要求9所述的无线充电平衡系统，其特征在于，各所述无线充电接收器进一步包括开关，且所述第二管控信号包括至少一个所述识别特征，各所述无线充电接收器依据所述第二管控信号的所述识别特征，以导通或截止各所述开关，而所述电池管理系统管控与高电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的所述无线充电接收器的所述开关，以降低责任周期，以及所述电池管理系统管控与低电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的所述无线充电接收器的所述开关，以增加责任周期。

11.如权利要求1所述的无线充电平衡系统，其特征在于，所述电池管理系统通过无线通信方式将平衡信息传送给所述无线充电传送器及所述多个无线充电接收器；或是所述电池管理系统通过实体通讯接口将平衡信息送给所述无线充电传送器，而所述无线充电接收器则被动接收所述无线电能；或是所述电池管理系统通过多条实体I/O连接线，以作为所述无线充电传送器与各所述无线充电接收器的控制线，且所述多个实体I/O连接线分别电性连接所述无线充电传送器与各所述无线充电接收器。

12.一种无线充电平衡系统，通过一电池管理系统以侦测多个电池模块的电池电量，所述无线充电平衡系统包括：

电力源，用来提供第一电能；

多个无线充电传送器，分别电性连接所述电力源，各所述无线充电传送器用来将所述第一电能转换为无线电能，并传送所述多个无线电能；及

多个无线充电接收器，各所述无线充电接收器电性连接相应的所述多个电池模块其中之一，各所述无线充电接收器用来接收相应的所述无线电能，并将相应的所述无线电能转换为第二电能，各所述第二电能用来对相应的所述电池模块充电；

其中，在所述多个电池模块处于充电状态时，所述电池管理系统管控与高电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的所述无线充电接收器，以减缓转换电能给高电量的所述多个电池模块其中之一或一些，所述电池管理系统管控与低电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的所述无线充电接收器，以增加转换电能给低电量的所述多个电池模块其中之一或一些。

13.如权利要求12所述的无线充电平衡系统，其特征在于，其中在所述多个电池模块处于放电状态时，所述多个电池模块其中之一放电达到低电量默认值，所述电池管理系统管控达到所述低电量默认值的所述电池模块，致使相应的所述无线充电接收器转换电能对达到所述低电量默认值的所述电池模块充电。

14.一种无线充电平衡方法，适用于一无线充电平衡系统，所述无线充电平衡系统通过电池管理系统以侦测多个电池模块的电池电量，所述无线充电平衡系统包括电力源、无线充电传送器及多个无线充电接收器，所述无线充电传送器电性连接所述电力源，各所述无线充电接收器电性连接相应的所述多个电池模块其中之一，所述方法包括：

所述无线充电传送器用来将所述第一电能转换为无线电能，并传送所述无线电能给各所述无线充电接收器；

各所述无线充电接收器用来接收所述无线电能，并将所述无线电能转换为第二电能，各所述第二电能用来对相应的各所述电池模块充电；

在所述多个电池模块处于充电状态时，所述电池管理系统管控与高电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的所述无线充电接收器，以减缓转换电能给高电量的所述多个电池模块其中之一或一些；所述电池管理系统管控与低电量的所述多个电池模块其中之一或一些相应的所述无线充电接收器，以增加转换电能给低电量的所述多个电池模块其中之一或一些。

15.如权利要求14所述的无线充电平衡方法，其特征在于，所述无线充电平衡方法进一步包括：

所述多个电池模块处于放电状态时，所述多个电池模块其中之一放电达到低电量默认值，所述电池管理系统管控放电达到所述低电量默认值的所述电池模块，致使相应的所述无线充电接收器转换电能对放电达到所述低电量默认值的所述电池模块充电。