CN108063465A - 充放电平衡控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种充放电平衡控制装置及方法,包含有以下步骤:读取测量参数;计算判断参数;判断参数的平均值;根据充放电状态选择一对应的充电电池;计算设定参数;设定关闭时间;停止该选择的充电电池的充放电状态该关闭时间;重新启动该选择的充电电池的充放电状态。通过上述步骤选择出过度充放电的充电电池,并将选择出的充电电池停止充放电该关闭时间后,在重新启动,如此一来,便可延长充电电池的使用寿命。

Description

充放电平衡控制装置及方法
技术领域
本发明是一种充放电装置及方法,尤指一种充放电平衡控制装置及方法。
背景技术
由于环保意识兴起,利用电力作为能量来源的电动车辆早已开发多年,而电动车辆的电池模块是通过组合多个充电电池,以提供电力驱动电动车辆行驶。
一般电池模块的组装是将该些充电电池之间通过一连接装置将各充电电池彼此串联或并联,以组合成该电池模块,因此,该电池模块的品质需要考虑到该些连接装置的导电品质,而该些连接装置的导电品质不仅与其本身的导电性有关,且与其连接各充电电池的连接强度也有关。举例来说,当充电电池与连接装置间通过螺丝组装时,若螺丝锁的较紧时,可以使充电电池与连接装置间的接触面积较大而导致电阻值较小,更可以减少该连接装置与空气接触的机会,降低该连接装置或该充电电池的电极被氧化的可能性,以使该电池模块的电阻值与其出厂时的电阻值相同,如此一来,该电动模块方才能提供电动车辆额定功率,不至于因为不稳定的额定功率损坏电动车辆的其他部件。
由于电池模块设置于电动车辆上,随着电动车辆的移动,因道路崎岖或驾驶者的驾驶习惯问题,将致使电池模块的连接组件松脱或该些充电电池本身过度充、放电,而现有技术若欲对螺丝紧固程度进行检测时,必须在该电池模块未使用的状态下才能实施,避免触电或短路等的危险发生。
再者,检测电池模块亦可以通过对充电电池进行测量而进行电池模块的状况评估,详细而言,中国台湾专利第TW I398660号发明案揭露了一种电池模块检测方法,利用一电压检测模块检测该电池模块中各个接点的电压值,且利用一分流器检测该电池模块放电时的电流值。藉此计算出各段连接线的电阻值,据以判断各段连接线的状态,如此一来,便可提前查知组装品质下降的情形,以及早进行改善,避免接点老化或松脱造成电器危害。
此外,该电池模块中的各个充电电池本身的品质则与其自身的内电阻值有关,而现有检测充电电池内电阻的方式如中国台湾专利第TW I398660号发明案揭露的一种电池模块检测方法所述,是通过分别检测各个充电电池在充电至饱和状态时的空载电压、加载电压及负载电流,计算出各充电电池的内电阻值,藉此判断各充电电池的剩余电量以及电池的健康状态。
然而,上述通过检测螺丝紧固程度,以作为初步判定电池模块情况的方式,其需要待使用者进厂检测方才能得知,并无法即时得知目前电池模块的情况,而通过电压检测以及电阻检测的方式,其需要都是在检测电池模块或电池模块本身的物理状态,藉此判断是否会有充电电池的电器危害或是推算剩余电量等,并未针对该电池模块的充电方式或放电方式进行改善。
由于该电池模块由多个充电电池组装而成,而该电池模块在充放电过程中,各个充电电池的剩余电量可能不同,而不同电量的充电电池在充放电时会造成其中部分的充电电池过度充电或过度放电,进而造成部分的充电电池寿命快速缩短,因而影响了该电池模块的整体寿命,因此现有技术的电池模块尚需进一步的改良。
发明内容
有鉴于前揭电池模块未针对该电池模块的充电方式或放电方式进行改善,导致不同电量的充电电池在充放电的过程中过度充电或过度放电,造成的充电电池寿命快速缩短的缺点,本发明提供一种充放电平衡控制装置及方法,该充放电平衡控制方法控制一充放电平衡控制装置中的各个充电电池的充放电状态,该充放电平衡控制方法包含有以下步骤:
读取各充电电池的一测量参数;
根据各充电电池的测量参数分别计算出一判断参数;
计算该些充电电池的该些判断参数的平均值;
根据该充放电平衡控制装置的充放电状态选择一对应的充电电池;
根据该选择的充电电池的判断参数及该些判断参数的平均值计算一设定参数;
根据该设定参数设定一关闭时间;
停止该选择的充电电池的充放电状态该关闭时间后,重新启动该选择的充电电池的充放电状态。
而该充放电平衡控制装置包含有:
一正极;
一负极;
多个充电电池;
多个第一开关,各该第一开关分别与其中一充电电池串联后,电连接于该正极与该负极之间;
一控制模块,分别电连接至该些第一开关及该些充电电池,以读取各充电电池的一测量参数,并分别根据各充电电池的测量参数分别计算出一判断参数,且进一步计算该些充电电池的该些判断参数的平均值;
其中该控制模块根据该充放电平衡控制装置的充放电状态选择一对应的充电电池,且根据该选择的充电电池的判断参数及该些判断参数的平均值计算一设定参数,并根据该设定参数设定一关闭时间,关闭该选择的充电电池对应的第一开关该关闭时间后,重新开启该选择的充电电池对应的第一开关。
通过本发明的充放电平衡控制装置及方法,当该充放电平衡控制装置进行充放电时,利用选择对应的过度充放电的充电电池,暂停该选择的充电电池的充放电状态,避免该选择的充电电池过度地充放电,如此一来,便可延长该充放电平衡控制装置中的该些充电电池的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明充放电平衡控制方法的流程示意图。
图2为本发明充放电平衡控制方法第一较佳实施例的流程示意图。
图3为本发明充放电平衡控制方法第二较佳实施例的流程示意图。
图4为本发明充放电平衡控制方法第三较佳实施例的流程示意图。
图5为本发明充放电平衡控制方法第四较佳实施例的流程示意图。
图6为本发明充放电平衡控制装置较佳实施例的电路示意图。
图7为本发明充放电平衡控制装置另一较佳实施例的电路示意图。
具体实施方式
以下配合图式及本发明较佳实施例,进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段。
请参阅图1所示,本发明是一种充放电平衡控制装置及方法,该充放电平衡控制方法控制一充放电平衡控制装置中的各个充电电池的充放电状态,该充放电平衡控制方法包含有以下步骤:
读取各充电电池的一测量参数(S11);
根据各充电电池的测量参数分别计算出一判断参数(S12);
计算该些充电电池的该些判断参数的平均值(S13);
根据该充放电平衡控制装置的充放电状态选择一对应的充电电池(S14);
根据该选择的充电电池的判断参数及该些判断参数的平均值计算一设定参数(S15);
根据该设定参数设定一关闭时间(S16);
停止该选择的充电电池的充放电状态该关闭时间(S17)后;
重新启动该选择的充电电池的充放电状态(S18)。
当该充放电平衡控制装置进行充放电时,利用选择对应的过度充放电的充电电池,暂停该选择的充电电池的充放电状态,避免该选择的充电电池过度地充放电,如此一来,便可延长该充放电平衡控制装置中的该些充电电池的使用寿命。
进一步而言,该充放电平衡控制方法预设有一倍率参数,在根据该设定参数设定一关闭时间(S16)的步骤中,根据以下公式计算该关闭时间:
Toff=K×s;
当中Toff为该关闭时间,且该关闭时间的单位为秒;K为该设定参数;s为该倍率参数。
请参阅图2所示,本发明第一较佳实施例,在该根据该充放电平衡控制装置的充放电状态选择一对应的充电电池(S14)的步骤中,当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是充电状态时,选择剩余电量最多的充电电池(S141)。而当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是放电状态时,选择剩余电量最少的充电电池(S142)。
请参阅图3所示,本发明第二较佳实施例,由于该些充电电池的剩余电量与其所对应的端电压有关,当该些充电电池的剩余电量越多时,其所对应的端电压也越大,因此,在第二较佳实施例中,该测量参数是该些充电电池的端电压,且该判断参数等于该测量参数,即该些充电电池的端电压。
故在选择剩余电量最多的充电电池(S141)的步骤中,选择端电压最大的充电电池为剩余电量最多的充电电池,而在选择剩余电量最少的充电电池(S142)的步骤中,选择端电压最小的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
在第二较佳实施例中,该些判断参数的平均值根据以下公式计算:
当中Vavg为该些判断参数的平均值,即该些充电电池端电压的平均值;V1~Vn为各充电电池对应的判断参数,即各充电电池的端电压;n为该些充电电池的数量。
当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
当中K为该设定参数,为一正整数;Vmax为剩余电量最多的充电电池的端电压,即该些充电电池端电压中的最大值;Vavg为该些判断参数的平均值。
当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
当中K为该设定参数,为一正整数;Vmin为剩余电量最少的充电电池的端电压,即该些充电电池端电压中的最小值;Vavg为该些判断参数的平均值。
请参阅图4所示,本发明第三较佳实施例,由于该些充电电池的剩余电量与其所对应的功率亦有关,当该些充电电池的剩余电量越多时,其所对应的功率也越大,因此,在第三较佳实施例中,该测量参数是该些充电电池的端电压及电流,且该些判断参数是该些充电电池的功率,而该些判断参数根据以下公式计算:
W1=V1×I1;W2=V2×I2;...Wn=Vn×In
当中W1~Wn为该些充电电池的功率,即该些充电电池的判断参数;V1~Vn为该些充电电池的端电压;I1~In为该些充电电池的电流;n为该些充电电池的数量。
故在选择剩余电量最多的充电电池(S141)的步骤中,选择功率最大的充电电池为剩余电量最多的充电电池,而在选择剩余电量最少的充电电池(S142)的步骤中,选择功率最小的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
在第三较佳实施例中,该些判断参数的平均值根据以下公式计算:
当中Wavg为该些判断参数的平均值,即该些充电电池功率的平均值;W1~Wn为各充电电池对应的判断参数,即各充电电池的功率;n为该些充电电池的数量。
当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
当中K为该设定参数,是一正整数;Wmax为剩余电量最多的充电电池的功率,即该些充电电池功率中的最大值;Wavg为该些判断参数的平均值。
当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
当中K为该设定参数,为一正整数;Wmin为剩余电量最少的充电电池的功率,即该些充电电池功率中的最小值;Wavg为该些判断参数的平均值。
请参阅图5所示,本发明第四较佳实施例,由于该些充电电池的剩余电量与其所对应的内电阻也有关,当该些充电电池的剩余电量越多时,其所对应的内电阻越小,因此,在第四较佳实施例中,该测量参数是该些充电电池的端电压及电流,且该些判断参数是该些充电电池的内电阻,而在读取各充电电池的测量参数(S11)的步骤中,进一步包含有以下子步骤:
读取各充电电池的加载端电压及电流(S111);
分别关闭各充电电池对应的第一开关以分别读取各充电电池的空载端电压(S112);其中该些测量参数是该些充电电池的加载端电压、电流及空载端电压。
该些判断参数根据以下公式计算:
当中R1~Rn为该些充电电池的内电阻,即该些充电电池的判断参数;V1~Vn为该些充电电池的加载端电压;I1~In为该些充电电池的电流;V1’~Vn’为该些充电电池的空载端电压;n为该些充电电池的数量。
故在选择剩余电量最多的充电电池(S141)的步骤中,选择内电阻最小的充电电池为剩余电量最多的充电电池,而在选择剩余电量最少的充电电池(S142)的步骤中,选择内电阻最大的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
在第四较佳实施例中,该些判断参数的平均值根据以下公式计算:
当中Ravg为该些判断参数的平均值,即该些充电电池内电阻的平均值;R1~Rn为各充电电池对应的判断参数,即各充电电池的内电阻;n为该些充电电池的数量。
当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
当中K为该设定参数,为一正整数;Rmin为剩余电量最多的充电电池的内电阻,即该些充电电池内电阻中的最小值;Ravg为该些判断参数的平均值。
当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
当中K为该设定参数,为一正整数;Rmax为剩余电量最少的充电电池的内电阻,即该些充电电池内电阻中的最大值;Ravg为该些判断参数的平均值。
请参阅图6所示,该充放电平衡控制装置10包含有一正极11、一负极12、多个充电电池13、多个第一开关14及一控制模块15。
各该第一开关14分别与其中一充电电池13串联后,电连接于该正极11及该负极12之间。在本较佳实施例中,该些第一开关14为继电器、绝缘栅双极晶体管(Insulated GateBipolar Transistor,IGBT)或金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。
该控制模块15分别电连接至该些第一开关14及该些充电电池13,以读取各充电电池13的一测量参数,并分别根据各充电电池13的测量参数分别计算出一判断参数,且进一步计算该些充电电池13的该些判断参数的平均值。
该控制模块15根据该些充电电池13的充放电状态选择一对应的充电电池13,且根据该选择的充电电池13的判断参数及该些判断参数的平均值计算一设定参数,并根据该设定参数设定一关闭时间,关闭该选择的充电电池13对应的第一开关14该关闭时间后,重新开启该选择的充电电池13对应的第一开关14。
当该充放电平衡控制装置10进行充放电时,即可控制该充放电平衡控制装置10中的各个充电电池13的充放电状态,利用选择对应的过度充放电的充电电池13,暂停该选择的充电电池13的充放电状态,避免该选择的充电电池13过度地充放电,如此一来,便可延长该充放电平衡控制装置10中的该些充电电池13的使用寿命。
进一步而言,请参阅图7所示,该充放电平衡控制装置10还包含有多个第一高压二极管D1、多个第二高压二极管D2及多个第二开关14’。各该第一高压二极管D1分别具有一阳极及一阴极,且各该第一高压二极管D1的阴极连接至该正极11,而各该第一高压二极管D1的阳极分别通过其中一组串联的第一开关14与充电电池13电连接至该负极12。
各该第二高压二极管D2分别具有一阳极及一阴极,且各该第二高压二极管D2的阴极分别与其中一第二开关14’电连接,以形成一组串联的第二开关14’与第二高压电极体D2。各组串联的第二高压二极管D2与第二开关14’电连接于该正极11与其中一充电电池13的电池正极之间,其中各第二高压二极管D2的阳极直接或通过该第二开关14’间接地电连接至该正极11。在本较佳实施例中,该些第二开关14’为继电器、绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)或金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。
如此一来,当该充放电平衡控制装置10充电时,充电电流由该正极11流入该充放电平衡控制装置10内部,并通过串联的第二高压二极管D2与第二开关14’流入对应的充电电池13中,且该控制模块15利用该些第二开关14’控制对应的充放电电池13的充电状态,而该控制模块15在充电控制该些第一开关14开路,同时通过该些第一高压二极管D1的设置,避免充电的反向电流对该些第一开关14造成损害。
反之,当该充放电平衡控制装置10放电时,放电电流由该负极12流入该充放电平衡控制装置10内部,先通过该些充电电池13,再通过串联的第一高压二极管D1与第一开关14流至该正极11,且该控制模块15利用该些第一开关14控制对应的充放电电池13的放电状态,而该控制模块15在充电控制该些第二开关14’开路,同时通过该些第二高压二极管D1的设置,避免放电的电流对该些第二开关14’造成损害。
进一步而言,该控制模块15执行本发明充放电平衡控制方法的第一至第四较佳实施例,以选择对应的充电电池13,并通过控制该对应的充电电池13对应的第一开关14的启闭,做为停止及重新启动该选择的充电电池的充放电状态的具体技术手段,避免该选择的充电电池13过度地充放电,达到延长该充放电平衡控制装置10使用寿命的目的。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (26)

1.一种充放电平衡控制方法,其特征在于,控制一充放电平衡控制装置中的各个充电电池的充放电状态,该充放电平衡控制方法包含有以下步骤:
读取各充电电池的一测量参数;
根据各充电电池的测量参数分别计算出一判断参数;
计算该些充电电池的该些判断参数的平均值;
根据该充放电平衡控制装置的充放电状态选择一对应的充电电池;
根据该选择的充电电池的判断参数及该些判断参数的平均值计算一设定参数;
根据该设定参数设定一关闭时间;
停止该选择的充电电池的充放电状态该关闭时间后,重新启动该选择的充电电池的充放电状态。
2.如权利要求1所述的充放电平衡控制方法,其特征在于,进一步预设有一倍率参数,且其中在根据该设定参数设定一关闭时间的步骤中,根据以下公式计算该关闭时间:
Toff=K×s;
当中Toff为该关闭时间,且该关闭时间的单位为秒;K为该设定参数;s为该倍率参数。
3.如权利要求1或2所述的充放电平衡控制方法,其特征在于,在该根据该充放电平衡控制装置的充放电状态选择一对应的充电电池的步骤中:
当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是充电状态时,选择剩余电量最多的充电电池;
当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是放电状态时,选择剩余电量最少的充电电池。
4.如权利要求3所述的充放电平衡控制方法,其特征在于:
该测量参数是该些充电电池的端电压,且该判断参数等于该测量参数;
在选择剩余电量最多的充电电池的步骤中,选择端电压最大的充电电池为剩余电量最多的充电电池;
在选择剩余电量最少的充电电池的步骤中,选择端电压最小的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
5.如权利要求4所述的充放电平衡控制方法,其特征在于,当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Vmax为剩余电量最多的充电电池的端电压,即该些充电电池端电压中的最大值;Vavg为该些判断参数的平均值。
6.如权利要求4所述的充放电平衡控制方法,其特征在于,当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Vmin为剩余电量最少的充电电池的端电压,即该些充电电池端电压中的最小值;Vavg为该些判断参数的平均值。
7.如权利要求3所述的充放电平衡控制方法,其特征在于:
该测量参数是该些充电电池的端电压及电流,且该些判断参数是该些充电电池的功率,而该些判断参数根据以下公式计算:
W1=V1×I1;W2=V2×I2;...Wn=Vn×In
当中W1~Wn为该些充电电池的功率,即该些充电电池的判断参数;V1~Vn为该些充电电池的端电压;I1~In为该些充电电池的电流;n为该些充电电池的数量;
在选择剩余电量最多的充电电池的步骤中,选择功率最大的充电电池为剩余电量最多的充电电池;
在选择剩余电量最少的充电电池的步骤中,选择功率最小的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
8.如权利要求7所述的充放电平衡控制方法,其特征在于,当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Wmax为剩余电量最多的充电电池的功率,即该些充电电池功率中的最大值;Wavg为该些判断参数的平均值。
9.如权利要求7所述的充放电平衡控制方法,其特征在于,当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Wmin为剩余电量最少的充电电池的功率,即该些充电电池功率中的最小值;Wavg为该些判断参数的平均值。
10.如权利要求3所述的充放电平衡控制方法,其特征在于:
在读取各充电电池的测量参数的步骤中,进一步包含有以下子步骤:
读取各充电电池的加载端电压及电流;
分别关闭各充电电池对应的第一开关以分别读取各充电电池的空载端电压;
该些测量参数是该些充电电池的加载端电压、电流及空载端电压;
该些判断参数是该些充电电池的内电阻,而该些判断参数根据以下公式计算:
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>V</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <msub> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>V</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <msub> <mi>I</mi> <mn>2</mn> </msub> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mo>...</mo> </mtd> <mtd> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>V</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> <msub> <mi>I</mi> <mi>n</mi> </msub> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
当中R1~Rn为该些充电电池的内电阻,即该些充电电池的判断参数;V1~Vn为该些充电电池的加载端电压;I1~In为该些充电电池的电流;V1’~Vn’为该些充电电池的空载端电压;n为该些充电电池的数量;
在选择剩余电量最多的充电电池的步骤中,选择内电阻最小的充电电池为剩余电量最多的充电电池;
在选择剩余电量最少的充电电池的步骤中,选择内电阻最大的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
11.如权利要求10所述的充放电平衡控制方法,其特征在于,当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Rmin为剩余电量最多的充电电池的内电阻,即该些充电电池内电阻中的最小值;Ravg为该些判断参数的平均值。
12.如权利要求10所述的充放电平衡控制方法,其特征在于,当该充放电平衡控制装置中的充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Rmax为剩余电量最少的充电电池的内电阻,即该些充电电池内电阻中的最大值;Ravg为该些判断参数的平均值。
13.一种充放电平衡控制装置,其特征在于,包含有:
一正极;
一负极;
多个充电电池;
多个第一开关,各该第一开关分别与其中一充电电池串联后,电连接于该正极与该负极之间;及
一控制模块,分别电连接至该些第一开关及该些充电电池,以读取各充电电池的一测量参数,并分别根据各充电电池的测量参数分别计算出一判断参数,且进一步计算该些充电电池的该些判断参数的平均值;
其中该控制模块根据该些充电电池的充放电状态选择一对应的充电电池,且根据该选择的充电电池的判断参数及该些判断参数的平均值计算一设定参数,并根据该设定参数设定一关闭时间,关闭该选择的充电电池对应的第一开关该关闭时间后,重新开启该选择的充电电池对应的第一开关。
14.如权利要求13所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,进一步包含有:
多个第一高压二极管,各该第一高压二极管分别具有一阳极及一阴极,且各该第一高压二极管的阴极连接至该正极,而各该第一高压二极管的阳极分别通过其中一组串联的第一开关与充电电池电连接至该负极;
多个第二开关;及
多个第二高压二极管,各该第二高压二极管分别具有一阳极及一阴极,而各该第二高压二极管的阴极分别与其中一第二开关电连接,以形成一组串联的第二开关及第二高压电极体,其中各组串联的第二高压二极管与第二开关电连接于该正极与其中一充电电池的电池正极之间,且其中各第二高压二极管的阳极直接地电连接至该正极或通过该第二开关间接地电连接至该正极。
15.如权利要求13所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,该些第一开关及该些第二开关为继电器、绝缘栅双极晶体管或金属氧化物半导体场效晶体管。
16.如权利要求13所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,该控制模块进一步预设有一倍率参数,且根据以下公式计算该关闭时间:
Toff=K×s;
当中Toff为该关闭时间,且该关闭时间的单位为秒;K为该设定参数;s为该倍率参数。
17.如权利要求13至16中任一项所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,:
当该些充电电池的充放电状态是充电状态时,该控制模块选择剩余电量最多的充电电池;
当该些充电电池的充放电状态是放电状态时,该控制模块选择剩余电量最少的充电电池。
18.如权利要求17所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,:
该测量参数是该些充电电池的端电压,且该判断参数等于该测量参数;
该控制模块选择端电压最大的充电电池为剩余电量最多的充电电池,及选择端电压最小的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
19.如权利要求18所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,当该些充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Vmax为剩余电量最多的充电电池的端电压,即该些充电电池端电压中的最大值;Vavg为该些判断参数的平均值。
20.如权利要求18所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,当该些充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Vmin为剩余电量最少的充电电池的端电压,即该些充电电池端电压中的最小值;Vavg为该些判断参数的平均值。
21.如权利要求17所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,:
该测量参数是该些充电电池的端电压及电流,且该些判断参数是该些充电电池的功率,而该些判断参数根据以下公式计算:
W1=V1×I1;W2=V2×I2;...Wn=Vn×In
当中W1~Wn为该些充电电池的功率,即该些充电电池的判断参数;V1~Vn为该些充电电池的端电压;I1~In为该些充电电池的电流;n为该些充电电池的数量;
该控制模块选择功率最大的充电电池为剩余电量最多的充电电池,及选择功率最小的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
22.如权利要求21所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,当些充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Wmax为剩余电量最多的充电电池的功率,即该些充电电池功率中的最大值;Wavg为该些判断参数的平均值。
23.如权利要求21所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,当该些充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Wmin为剩余电量最少的充电电池的功率,即该些充电电池功率中的最小值;Wavg为该些判断参数的平均值。
24.如权利要求17所述的充放电平衡控制装置,其特征在于:
该控制模块进一步读取各充电电池的加载端电压及电流,并分别关闭各充电电池对应的第一开关以分别读取各充电电池的空载端电压;
该些测量参数是该些充电电池的加载端电压、电流及空载端电压;
该些判断参数是该些充电电池的内电阻,而该些判断参数根据以下公式计算:
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>V</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <msub> <mi>I</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>V</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <msub> <mi>I</mi> <mn>2</mn> </msub> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mo>...</mo> </mtd> <mtd> <mrow> <msub> <mi>R</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>V</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>&amp;prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>V</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> <msub> <mi>I</mi> <mi>n</mi> </msub> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
当中R1~Rn为该些充电电池的内电阻,即该些充电电池的判断参数;V1~Vn为该些充电电池的加载端电压;I1~In为该些充电电池的电流;V1’~Vn’为该些充电电池的空载端电压;n为该些充电电池的数量;
该控制模块选择内电阻最小的充电电池为剩余电量最多的充电电池,及在选择剩余电量最少的充电电池的步骤中,选择内电阻最大的充电电池为剩余电量最少的充电电池。
25.如权利要求24所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,当该些充电电池的充放电状态是充电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Rmin为剩余电量最多的充电电池的内电阻,即该些充电电池内电阻中的最小值;Ravg为该些判断参数的平均值。
26.如权利要求24所述的充放电平衡控制装置,其特征在于,当该些充电电池的充放电状态是放电状态时,该设定参数根据以下公式计算:
<mrow> <mi>K</mi> <mo>=</mo> <mrow> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mn>100</mn> </mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>v</mi> <mi>g</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>|</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
当中K为该设定参数,为一正整数;Rmax为剩余电量最少的充电电池的内电阻,即该些充电电池内电阻中的最大值;Ravg为该些判断参数的平均值。
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