CN108270259A - 定电流模式的充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定电流模式的充电方法，包括步骤：借由中央监控模块与充电电池通信，取得充电电池充电时所需的第一电流及第一电压；中央监控模块传送第一电流输出指令与第一电压输出指令至第一充电模块与第二充电模块；第一充电模块与第二充电模块接收第一电流输出指令与第一电压输出指令；第一充电模块输出第二电压与第二电流至充电电池，并传送第二电压输出值与第二电流输出值至中央监控模块，第二充电模块输出第三电压与第三电流至该充电电池，并传送第三电压输出值与第三电流输出值至该中央监控模块；中央监控模块侦测第二电压输出与第一电压之差小于电压预定值，中央监控模块传送比第一电流小之电流预定值的第四电流输出指令至第一充电模块。

Description

定电流模式的充电方法

技术领域

本发明是一种充电系统，特别是关于定电流之充电系统。

背景技术

工业和科技造福人类，人类享受发明所带来的便利，便利科技提高生活质量，然而，发明科技长期下来，愈多隐忧也随之接踵而来，如生态破坏及能源危机等隐忧，迫使人类不得不正视之。为维护地球生态，以及人类永续生存，节能环保势在必行，环保科技因应而生。

以交通工具发展为例，早期农业时代的脚踏车或牛车，经工业革命发展成至今机车、汽车和飞机等，缩短人类运输路程和时程。机车和汽车仰赖石油以维持机械动力，长期下来，将导致能源危机，如石油短缺、供应链紧张致使能源价格飙涨，民众苦不堪言，甚至造成空气污染等不可逆问题。对此，发展低污染低耗能之绿能交通工具是不二法门，电动车为现今较为普及的绿能交通工具之一。

完善充电系统必须建构在良好的充电效率，对于采用太阳能供电系统而言，尽可能不过度浪费能量资源，缩短充电时间。参阅图1A，现有充电控制系统进入恒压充电模式时，其充电电流由控制器计算决定，此电流命令会受到电压回授值影响而巨幅变动，如图1右半部所示，电流在恒压控制状态下呈曲线型骤减，再者，于并联系统中，还会因模块组件差异，互相拉扯而导致电流命令晃动过大，或因自然平衡而有模块输出能量差异大的情况产生。如此的现象，影响充电效率甚巨。

综上所陈，为改善现有技术的缺失，本发明提供一种具定电流模式的充电系统，借由降低电流命令，以调控电压不进入恒压控制状态。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种定电流模式的充电系统，其特征在于，包括一充电电池、一第一充电模块、一第二充电模块及一中央监控模块。所述中央监控模块耦接于所述第一充电模块与所述第二充电模块之间，以及耦接于所述充电电池，所述中央监控模块与所述充电电池通信，以取得所述充电电池所需的一第一电流及一第一电压。所述第一充电模块耦接于所述第一充电电池，该第一充电模块输出一第二电流及一第二电压。所述第二充电模块提供一第三电流及一第三电压。其中当所述中央监控模块侦测到所述第二电压与所述第一电压之差小于一电压预值，所述中央监控模块传送比所述第一电流小的一第四电流输出指令，所述第一电流与所述第四电流之差为一电流预定值。

优选地，所述第一充电模块包括一第一电源供应器，所述第二充电模块包括一第二电源供应器。

优选地，当所述第二电压小于所述第一电压2伏特时，所述中央监控模块降低所述第一电流2安培。

优选地，所述中央监控模块反复侦测所述第二电压是否小于所述第一电压为所述电压预定值，并反复降低所述第一电流，直到所述第四电流小于3安培，停止充电。

优选地，所述中央监控模块反复侦测所述第三电压是否小于所述第一电压为所述电压预定值，以判定是否再次降低所述第一电流。

优选地，当所述第二电流小于3安培时，所述第一充电模块停止运作。

本发明另一目的在于提供一种定电流模式的充电方法，包括以下步骤：

借由一中央监控模块与一充电电池通信，以取得所述充电电池充电时所需的一第一电流及一第一电压；

所述中央监控模块传送所述第一电流输出指令与所述第一电压输出指令至一第一充电模块与一第二充电模块；

所述第一充电模块与所述第二充电模块接收所述第一电流输出指令与所述第一电压输出指令；

所述第一充电模块输出一第二电压与一第二电流至所述充电电池，并传送所述第二电压输出值与所述第二电流输出值至所述中央监控模块，所述第二充电模块输出一第三电压与一第三电流至该充电电池，并传送所述第三电压输出值与所述第三电流输出值至该中央监控模块；以及

所述中央监控模块侦测所述第二电压输出值与所述第一电压之差小于一电压预定值，所述中央监控模块传送比所述第一电流小一电流预定值的一第四电流输出指令至所述第一充电模块。

优选的，还包括：所述中央监控模块侦测所述第三电压值与所述第一电压之差小于所述电压预定值，所述中央监控模块传送比所述第一电流小所述电流预定值的所述第四电流输出指令至所述第二充电模块。

优选的，还包括：所述中央监控模块侦测所述第二电压小于所述第一电压为2伏特时，则所述中央监控模块降低所述第一电流2安培，为所述第四电流。

优选的，还包括：所述中央监控模块反复间隔地侦测所述第二电压是否小于所述第一电压为所述电压预定值，以判定是否再次降低所述第一电流。

优选的，当所述第四电流小于3安培时，所述第一充电模块停止运作。

优选的，当所述第三电压小于所述第一电压2伏特时，所述中央监控模块降低所述第一电流2安培。

优选的，所述中央监控模块反复侦测所述第三电压是否小于所述第一电压为所述电压预定值，并反复间隔地降低所述第四电流，直到所述第四电流小于3安培，停止充电。

优选的，所述电压预定值及所述电流预定值是小于所述第四电流。

优选的，所述第一充电模块耦接于所述充电电池，所述第二充电模块耦接于所述充电电池，所述中央监控模块耦接于所述充电电池、所述第一充电模块与所述第二充电模块。

优选的，所述第一充电模块包括一第一电源供应器，所述第二充电模块包括一第二电源供应器。

附图说明

图1A是显示现有充电曲线图。

图1B是显示本发明充电曲线图。

图2是显示本发明系统的架构图。

图3是根据图2显示并联输出流程图。

图4是显示本发明方法的步骤流程图。

符号说明

100 系统，102 第一充电模块，1022 第一电源供应器，

104 第二充电模块 ，1042 第二电源供应器，106 充电电池，

108 中央监控模块， 300 方法， 306 步骤，

302 步骤，304 步骤，312 步骤，

308 步骤，310 步骤，Vo2 第三电压，

Vo1 第二电压，Io1 第二电流， Ireq 第一电流，

Io2 第三电流，Vreq 第一电压，Id 电流预定值，

Ireq_new 第四电流 ，X 撷取节点，Vd 电压预定值。

具体实施方式

现对本发明不同的实施方式进行说明。下列描述提供本发明特定的施行细节，使阅者彻底了解这些实施例的实行方式。然熟悉本领域的技术人员须了解本发明也可在不具备这些细节的条件下实行。此外，文中不会对一些已熟知的结构或功能作细节描述，以避免造成各种实施例间不必要的混淆，以下描述中使用的术语将以最广义的合理方式解释，即使其与本发明某特定实施例的细节描述一起使用。此外，附图并未描绘实际实施例的每一特征，所描绘的图式组件是皆为相对尺寸，而非按实际比例绘制。

图2是显示本发明充电系统的架构图，系统100包含充电电池106、第一充电模块102、第二充电模块104及中央监控模块108，其中，充电电池106耦接于第一充电模块102；而中央监控模块108耦接于第一充电模块102与第二充电模块104之间，以及耦接于充电电池106。第一充电模块102、第二充电模块104与充电电池106是采用并联方式，以下说明将以并联描述之。须说明的是，本发明系统内部电器组件/模块不局限于附图所示的配置，附图仅提供其中一种配置方式，得依照实际需求而有所调整。

于一实施例中，中央监控模块108耦接于第一充电模块102及第二充电模块104之间的一撷取节点X，中央监控模块108与充电电池106之BMS通讯，获得充电电池106于充电时所需的第一电压Vreq及第一电流Ireq。

于此实施例中，第一充电模块102内包含第一电源供应器(PSU1) 1022，第二充电模块104内包含第二电源供应器(PSU2) 1042，如图2所示。详言之，第一充电模块102透过第一电源供应器1022耦接于第二充电模块104的第二电源供应器1042，第一电源供应器1022提供第二电流Io1及第二电压Vo1，第二电源供应器1042提供第三电流Io2及第三电压Vo2，如图2所示。第二电流Io1及第二电压Vo1传输至撷取节点X，第三电流Io2及第三电压Vo2传输至撷取节点X。中央监控模块108自撷取节点X取得第二电压Vo1或第三电压Vo2，并与第一电压Vreq比对。

进一步地，当中央监控模块108侦测到第二电压Vo1小于第一电压Vreq为一电压预定值Vd(Vreq-Vo1 <Vd)时，或第三电压Vo2小于第一电压Vreq为电压预定值Vd(Vreq-Vo2 <Vd)时，中央监控模块108将以固定比例降低第一电流Ireq，成为第四电流Ireq_new。举例而言，同时参阅图1B及图2，当中央监控模块108一侦测到Vreq-Vo1 <2 (Vd=2)伏特或Vreq-Vo2 <2 (Vd=2)伏特时，则第一电流Ireq命令会降低2安培，致使系统100不会进入恒压控制状态。参阅图1B，降低第一电流Ireq指令初期(如图1B的t0初期)，电压会同时微幅下降，但随后微幅上升(如图1B的t0后期)，而当中央监控模块108又侦测到Vreq-Vo1 <2伏特或Vreq-Vo2 <2伏特时(如图1B的t1)，第一电流Ireq指令会再度降低2安培(如图1B的t1-t2所示)，经过反复间隔地降低电流，以控制电压，避免进入恒压控制状态(如图1所示)。最后，当第一电流Ireq小于3安培时，第一、二充电模块102、104停止供应电源，结束充电；反之，持续进行充电。需注意的是，电压预定值Vd及电流预定值Id应小于第四电流Ireq_new的输出值。熟知该项技术领域之通常知识者应当理解，电压及电流降低幅度不局限于上述实施例，得依照实际需求和整体架构而变更。

参阅图4，该图是本发明实施例显示定电流模式的充电步骤流程图，并可同时参阅图2的组件。本文所述的流程提供不同步骤的示例。虽揭示特定顺序及序列，除非另外指定，可更动流程的步骤顺序。因此，所述的流程仅为示例性，且所述流程得由不同顺序步骤以执行之，甚至一些步骤可同时并行。除此之外，并非每一执行包括相同步骤，故本文所述的实施例可能忽略一或多个步骤。本发明亦包括其他步骤流程。所述方法300得由系统100以执行之，故以下说明主要是借由系统100以操作下列步骤，并同时参阅图1B及图2较为清楚明了，必要时，得搭配装现有组件以执行之，方法300包括下列步骤：

步骤302：借由中央监控模块108与充电电池106通信，以取得充电电池106充电时所需的第一电流Ireq及第一电压Vreq。

步骤304：中央监控模块108传送第一电流Ireq输出指令与第一电压Vreq输出指令至第一充电模块102与第二充电模块104。

步骤306：第一充电模块102与第二充电模块104接收第一电流Ireq输出指令与第一电压Vreq输出指令。

步骤308：第一充电模块102输出第二电压Vo1与第二电流Io1至充电电池106，并传送第二电压Vo1输出值与第二电流Io1输出值至中央监控模块108，第二充电模块104输出第三电压Vo2与第三电流Io2至充电电池106，并传送第三电压Vo2输出值与第三电流Io2输出值至中央监控模块108。

步骤310：中央监控模块108侦测第二电压Vo1输出值与第一电压Vreq之差小于一电压预定值Vd，中央监控模块108传送比第一电流Ireq小一电流预定值Id的第四电流Ireq_new输出指令至第一充电模块1022。

举例而言，同时参阅图1B及图2，当中央监控模块108一侦测到Vreq-Vo1<2伏特或Vreq-Vo2 <2伏特时，则第一电流Ireq指令会降低2安培，致使系统100不会进入恒压控制状态。参阅图1B，降低第一电流Ireq指令初期(如图1B的t0初期)，电压会同时微幅下降，但随后微幅上升(如图1B的t0后期)，而当中央监控模块108又侦测到Vreq-Vo1 <2伏特或Vreq-Vo2 <2伏特时(如图2的t1)，第一电流Ireq命令会再度降低2安培(如图1B的t1-t2所示)，经过反复间隔地降低电流，以控制电压，避免进入恒压控制状态(如图1所示)。

步骤311：中央监控模块108侦测第三电压Vo2与第一电压Vreq之差小于电压预定值Vd，中央监控模块108传送比第一电流Ireq小一电流预定值Id的第四电流Ireq_new输出指令至第二充电模块104。步骤311为可选的，也可以与步骤310同时并行。

步骤312：反复操作步骤310(或步骤311)，当第一电流Ireq小于3安培时，第一、二充电模块102、104停止供应电源，结束充电。

综上所述，本发明提供一种定电流模式的充电系统，中央监控模块侦测到第一充电模块的第一电压或第二充电模块的第二电压小于所需电压一预定值时，将以固定比例降低所需电流，如此反复侦测、降低操作，以避免进入恒压控制状态，避免电流受到电压回授值影响而产生巨幅变动。

上述的目的在于解释，各种特定细节是为了提供对于本发明的彻底理解。熟知本发明领域的技艺人员应可实施本发明，而无需其中某些特定细节。在其他实施例中，现有的结构及装置并未显示于方块图中。在图示组件之间可能包括中间结构。所述的组件可能包括额外的输入和输出，其并未详细描绘于附图中。

于不同实施例所提的组件是为单独电路，惟亦可将部分或全部组件整合于单一电路中，因而，所附的权利要求书中所述的不同组件可能对应一或多了电路的部分功能。

本发明包括各种处理程序，所述处理程序得以硬盘组件加以执行，或内嵌于计算机可读取指令中，其可形成一般或特殊目的且具有编程指令的处理器或逻辑电路，以执行程序，除此之外，所述程序亦得由硬件及软件的组合加以执行。

用基本形式来描述方法，在未脱离本发明范畴下，任一方法或讯息得自程序中增加或删除，熟知所述项技术领域的技艺人员应可进一步改良或修正本发明，特定实施方式仅用以说明，非限制本发明。

若文中有一组件“A”耦接 (或耦合) 至组件“B”，组件A可能直接耦接(或耦合)至B，亦或是经组件C间接地耦接 (或耦合) 至B。若说明书载明一组件、特征、结构、程序或特性A会导致一组件、特征、结构、程序或特性B，其表示A至少为B的一部分原因，亦或是表示有其他组件、特征、结构、程序或特性协助造成B。在说明书中所提到的“可能”一词，其组件、特征、程序或特性不受限于说明书中；说明书中所提到的数量不受限于“一”或“一个”等词。

对熟悉此领域的技术人员，本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明的精神。在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改与类似的配置，均应包括在下述权利要求内，此范围应覆盖所有类似修改与类似结构，且应做最宽广的诠释。

本发明并未局限在此处所描述的特定细节特征。在本发明的精神与范畴下，先前描述与图示相关的许多不同的发明变更是允许的。因此，本发明将由下述的权利要求来包括其可能的修改变更，而非由上方描述来界定本发明的范畴。

Claims (10)

1.一种定电流模式的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

借由一中央监控模块与一充电电池通信，以取得所述充电电池充电时所需的一第一电流及一第一电压；

所述中央监控模块传送所述第一电流输出指令与所述第一电压输出指令至一第一充电模块与一第二充电模块；

所述第一充电模块与所述第二充电模块接收所述第一电流输出指令与所述第一电压输出指令；

所述第一充电模块输出一第二电压与一第二电流至所述充电电池，并传送所述第二电压输出值与所述第二电流输出值至所述中央监控模块，所述第二充电模块输出一第三电压与一第三电流至该充电电池，并传送所述第三电压输出值与所述第三电流输出值至该中央监控模块；以及

所述中央监控模块侦测所述第二电压输出值与所述第一电压之差小于一电压预定值，所述中央监控模块传送比所述第一电流小一电流预定值的一第四电流输出指令至所述第一充电模块。

2.根据权利要求1所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，还包括：所述中央监控模块侦测所述第三电压值与所述第一电压之差小于所述电压预定值，所述中央监控模块传送比所述第一电流小所述电流预定值的所述第四电流输出指令至所述第二充电模块。

3.根据权利要求1所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，还包括：

所述中央监控模块侦测所述第二电压小于所述第一电压为2伏特时，则所述中央监控模块降低所述第一电流2安培，为所述第四电流。

4.根据权利要求1所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，还包括：

所述中央监控模块反复间隔地侦测所述第二电压是否小于所述第一电压为所述电压预定值，以判定是否再次降低所述第一电流。

5.根据权利要求4所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，当所述第四电流小于3安培时，所述第一充电模块停止运作。

6.根据权利要求2所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，当所述第三电压小于所述第一电压2伏特时，所述中央监控模块降低所述第一电流2安培。

7.根据权利要求6所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，所述中央监控模块反复侦测所述第三电压是否小于所述第一电压为所述电压预定值，并反复间隔地降低所述第四电流，直到所述第四电流小于3安培，停止充电。

8.根据权利要求1所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，所述电压预定值及所述电流预定值是小于所述第四电流。

9.根据权利要求1所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，

所述第一充电模块耦接于所述充电电池，所述第二充电模块耦接于所述充电电池，所述中央监控模块耦接于所述充电电池、所述第一充电模块与所述第二充电模块。

10.根据权利要求1所述的定电流模式的充电方法，其特征在于，所述第一充电模块包括一第一电源供应器，所述第二充电模块包括一第二电源供应器。