CN110198058A - 并联电池系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及并联电池系统及方法。所述并联电池系统包括彼此并联连接的多个电池模块、与多个电池模块串联连接的电池平衡模块、多个电压检测模块及至少一控制模块；所述电池平衡模块包括第一电路及第二电路；所述多个电压检测模块经配置以检测多个电池模块的电压，并产生电性信息信号；在平衡操作中，依据电压比较结果，至少一控制模块判断多个电池模块之间的电压差是否超过一预定范围，若是，则至少一控制模块输出限流信号，以配置各电池模块以对应的第二电路作为导通路径。本发明通过主动式的电压平衡架构，除可避免过大电流产生，同时亦可大幅节省等待时间。

Description

并联电池系统及方法

技术领域

本发明涉及一种并联电池系统及方法，特别是涉及一种具有主动式并联管理机制的并联电池系统及方法。

背景技术

现有的大功率电池组的电池重量使得运输受到很大的限制，因此可使用小功率电池模块，通过组合方式来得到所需的大功率电池模块，以解决运输问题，同时满足多样的市场需求。

然而，当两个电池组并联时，依据电气特性，电流会从电压高的电池流向电压低的电池，若电压差距很大，则会产生大电流，并可能伴随火花，导致组件受损，甚至可能引起爆炸。

此外，由于电池的制造差异性，或者电池在经使用后产生的差异，并联的多个电池会发生提供的电流不平衡，产生电流不平衡值。这个电流不平衡值会造成电池温度异常升高，进而影响了电池的使用寿命。

因此，需要提出能避免大电流产生，又能达到并联目的的装置与方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种并联电池系统及方法。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种并联电池系统，所述并联电池系统包括多个电池模块、多个电压检测模块以及至少一控制模块。所述多个电池模块，彼此并联连接，各与一电池平衡模块串联连接，所述电池平衡模块包括：一第一电路，包括一主开关；及一第二电路，与所述第一电路并联连接，所述第二电路包括串联连接的一限流辅助开关及一限流元件。所述多个电压检测模块分别连接所述多个电池模块，经配置以检测对应的所述电池模块的电压，并各产生一电性信息信号。所述至少一控制模块，分别连接于各所述多个电压检测模块及各所述电池平衡模块。其中各所述电压检测模块向所述至少一控制模块传输所述电性信息信号，所述至少一控制模块经配置以接收并处理所述多个电池模块的电压并产生一电压比较结果，其中在一平衡操作中，所述至少一控制模块经配置以依据所述电压比较结果判断所述多个电池模块之间的电压差是否超过一预定范围，若是，则所述至少一控制模块向所述多个电池平衡模块分别输出一限流信号，以控制各所述限流辅助开关导通，使所述多个电池模块分别以对应的所述第二电路作为导通路径，若否，则所述至少一控制模块向所述多个电池平衡模块分别输出一控制信号，以控制各所述主开关导通，使所述多个电池模块分别以对应的所述第一电路作为导通路径。

优选地，若所述至少一控制模块判断所述多个电池模块之间的电压差为0，则所述至少一控制模块经配置以分别输出所述控制信号控制所述多个电池模块以所述第一电路作为导通路径。

优选地，所述至少一控制模块的数量为多个，且所述多个控制模块直接连接对应的电压检测模块，且分别通过一通讯总线彼此连接。

优选地，所述多个控制模块经配置以分别通过所述通讯总线接收并处理所述多个电性信息信号，并产生所述电压比较结果。

优选地，在一放电操作中，所述至少一控制模块经配置以控制所述多个电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径以对一负载装置放电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

优选地，在所述放电操作中，所述至少一控制模块经配置以控制具有最高电压的所述电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径以对所述负载装置放电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

优选地，在一充电操作中，所述至少一控制模块经配置以控制所述多个电池模块的其中之一以对应的所述第一电路作为导通路径，以通过一电源对选定的所述电池模块充电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

优选地，在所述充电操作中，所述至少一控制模块经配置以控制具有最低电压的所述电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径，以通过所述电源对具有最低电压的所述电池模块充电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种并联电池方法，所述并联电池方法包括：配置多个电池平衡模块与并联的多个电池模块分别串联，各所述多个电池平衡模块包括：一第一电路，包括一主开关；及一第二电路，与所述第一电路并联连接，所述第二电路包括串联连接的一限流辅助开关及一限流元件；配置多个电压检测模块分别检测所述多个电池模块的电压，并各产生一电性信息信号；配置各所述多个电压检测模块向所述至少一控制模块传输所述电性信息信号；配置所述至少一控制模块以接收并处理所述多个电性信息信号，并产生一电压比较结果；配置所述至少一控制模块进行一平衡操作，依据所述电压比较结果，判断各所述电池模块之间的电压差是否超过一预定范围，若是，则配置所述至少一控制模块向所述多个电池平衡模块分别输出一限流信号，以控制各所述限流辅助开关导通，使所述多个电池模块分别以对应的所述第二电路作为导通路径，若否，则配置所述至少一控制模块向所述多个电池平衡模块分别输出一控制信号，以控制各所述主开关导通，使所述多个电池模块分别以对应的所述第一电路作为导通路径。

优选地，若所述至少一控制模块判断所述多个电池模块之间的电压差为0，则所述至少一控制模块经配置以分别输出所述控制信号控制所述多个电池模块以所述第一电路作为导通路径。

优选地，所述至少一控制模块的数量为多个，且所述并联电池方法更包括：以所述多个控制模块直接连接对应的电压检测模块，且分别通过一通讯总线彼此连接。

优选地，所述并联电池方法更包括：配置所述多个控制模块以分别通过所述通讯总线接收并处理所述多个电性信息信号，并产生所述电压比较结果。

优选地，所述并联电池方法更包括：配置所述至少一控制模块进行一放电操作，控制所述多个电池模块的其中之一以对应的所述第一电路作为导通路径，以对一负载装置放电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

优选地，所述并联电池方法更包括：配置所述至少一控制模块进行所述放电操作，控制具有最高电压的所述电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径，以对所述负载装置放电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

优选地，所述并联电池方法更包括：配置所述至少一控制模块进行一充电操作，控制所述多个电池模块的其中之一以对应的所述第一电路作为导通路径，以通过一电源对选定的所述电池模块充电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

优选地，所述并联电池方法更包括：配置所述至少一控制模块进行所述充电操作，控制具有最低电压的所述电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径，以通过所述电源对具有最低电压的所述电池模块充电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的并联电池系统及方法，其能通过“主动式电压平衡架构”的技术方案，相较于现有技术中，需依靠充/放电时，电池模块之间的电压相近时才能启动主开关的被动方式，本发明通过主动式的电压平衡架构，除可避免过大电流产生，同时亦可大幅节省等待时间。

本发明的其中另一有益效果在于，本发明所提供的并联电池系统及方法，其能通过以“依据充放电命令调整电压平衡架构”，相较于现有技术中，需依靠充放电时，电池模块之间的电压相近时才能启动主开关的被动方式，本发明不仅可克服并联管理的困难，除可避免过大电流产生，同时亦可大幅节省等待时间。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的并联电池系统的方块图。

图2为本发明第一实施例的并联电池系统的电路布局图。

图3为本发明的第二实施例的并联电池方法的流程图。

图4～6为本发明第三实施例的并联电池系统的方块图及电路布局图。

图7为本发明的第四实施例的并联电池方法的流程图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“并联电池系统及方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

为了解释清楚，在一些情况下，本技术可被呈现为包括包含功能块之独立功能块，其包含装置、装置组件、软件中实施之方法中的步骤或路由，或硬件及软件的组合。

实施根据这些方法之装置可以包括硬件、韧体及/或软件，且可以采取任何各种形体。本文描述之功能也可以实施于外围设备或内置卡。通过进一步举例，这种功能也可以实施在不同芯片或在单个装置上执行之不同程序之电路板。

指令、用于传送这样的指令的介质、用于执行指令的计算资源或用于支持这样的计算资源的其他结构，是用于提供在这些公开中所述的功能之手段。

第一实施例

请参阅图1所示，图1为本发明第一实施例的并联电池系统的方块图。如图所示，并联电池系统1包括多个电池模块10A、10B、…、10N，彼此并联连接，且各与电池平衡模块12A、12B、…、12N串联连接。为了避免充放电时出现过大的电流，电池模块10A、10B、…、10N的电池组件可以适当的通过电池平衡模块12A、12B、…、12N的操作，使得并联的电池模块10A、10B、…、10N之间维持适当的电压分布。在本发明的一个或多个实施例中，操作电池平衡模块12A、12B、…、12N以适当地管理电池模块10A、10B、…、10N的电流配置，使其能以适当的电流进行充放电。

电池模块10A、10B、…、10N可各自具备多个电池组件，多个电池组件的每一个例如是锂离子电池或铅电池等二次电池，且可通过电源供给的电力进行充电，另一方面使蓄积在各电池组件中的电力根据需要进行放电。

此系统进一步配置有控制模块16及多个电压检测模块11A、11B、…、11N。电压检测模块11A、11B、…、11N分别连接于电池模块10A、10B、…、10N及电池平衡模块12A、12B、…、12N，且检测其电压，例如，开路电压(open-circuit voltage，OCV)，并个别产生电性信息信号，控制模块16用于接收电性信息信号，并处理此电性信息信号，以分别取得各电池模块10A、10B、…、10N的电压，并产生电压比较结果。此处，电压比较结果主要定义了各电池模块10A、10B、…、10N之间的电压大小关系。依据此电压大小关系，可配置控制模块16分别控制电池平衡模块12A、12B、…、12N在不同状态之间进行切换。此外，控制模块16可通过这样的通讯特性，得知电池模块10A、10B、…、10N的充电状态消息，包括电压、电流或剩余电量等。

需要说明的，电压检测模块11A、11B、…、11N可均从属于控制模块16，且控制模块16可通过使用一或多个处理器而实施。处理器可为可程序化单元，诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器(digital signal processor；DSP)芯片、场可程序化门阵列(field-programmable gate array；FPGA)等。处理器的功能亦可通过一个或若干个电子装置或IC实施。换言的，通过处理器执行的功能可实施于硬件域或软件域或硬件域与软件域的组合内。

因此，在此前提下，控制模块16可通过检测各电池模块10A、10B、…、10N之间的电压大小关系来进行主动式的电压平衡，其具体细节将参照图2进行说明。

请参照图2，其为本发明第一实施例的并联电池系统的电路布局图。此处，将针对控制模块16、电池平衡模块12A、12B、…、12N、电池模块10A、10B、…、10N及电压检测模块11A、11B、…、11N的运作进行说明。

如图所示，以电池平衡模块12A而言，其包括第一电路120A、第二电路122A。第一电路120A包括主开关MSA，第二电路122A与第一电路120A并联连接，其包括串联连接的限流辅助开关PSA及限流元件RA。作为主开关MSA及限流辅助开关PSA，可使用继电器或电力用半导体开关等构成即可。在本实施方式中，以作为主开关MSA及限流辅助开关PSA使用了开关晶体管的情况为例进行说明。如图所示，第一电路120A、120B、…、120N中的主开关MSA、MSB、…、MSN，以及第二电路122A、122B、…、122N中的限流开关PSA、PSB、…、PSN采用半导体开关，如MOSFET，而限流元件RA、RB、…、RN采用电阻。电压检测模块11A、11B、…、11N分别连接于电池模块10A、10B、…、10N及电池平衡模块12A、12B、…、12N的第二电路122A、122B、…、122N，且检测其电压，例如，开路电压(open-circuit voltage,OCV)，并个别产生电性信息信号，控制模块16用于接收电性信息信号，并处理此电性信息信号，以分别取得各电池模块10A、10B、…、10N的电压，并产生电压比较结果。

控制模块16分别连接第一电路120A及第二电路122A，其主要用于依据各电池模块10A、10B、…、10N之间的电压大小关系，来判断各电池模块10A是否需要进行电压平衡，以决定电池模块10A的导通路径为第一电路120A或第二电路122A。

详细而言，当电池模块10A、10B、…、10N彼此因自放电效应或制程差异导致电压不同时，如需进行充放电，电压差异较大的电池模块之间恐会产生过大的电流而导致组件受损或电池温度异常升高。

因此，在此平衡操作中，若电池模块10A、10B、…、10N之间的电压差超过预定值，则需要进行电压平衡。因此，控制模块16会将限流开关PSA、PSB、…、PSN配置为导通，而将主开关MSA、MSB、…、MSN配置为关断。具体而言，通过限流开关PSA、PSB、…、PSN及限流元件RA的以较低的电流，使电池模块10A、10B、…、10N之间的电压差异缩小。当电压差或电流量降低至安全范围，控制模块16可以依据电性信息信号，以控制信号控制主开关MSA、MSB、…、MSN进入导通状态，同时操作开关T1导通。需要说明的是，在开关T1不存在的情况下，可直接并联电源或负载进行充放电，同时电池模块10A、10B、…、10N彼此之间仍会持续进行平衡，但是并非确保以全功率充放电。

而在此实施例中，并联电池系统有三种操作情境。其一，当电池模块10A、10B、…、10N未达平衡，而开关T1关断。此时，开关T2由外部控制信号控制导通时，可由电源14独立提供电流至负载RL。其二，当电池模块10A、10B、…、10N已达平衡，则开关T1导通。当开关T1导通时，可确保电池模块10A、10B、…、10N以全功率进行充放电。而若此时电源14无电力时，可由外部控制信号控制开关T2关断。其三，若在电池模块10A、10B、…、10N已达平衡而开关T1导通时，若电源14具备足够能力时，可由外部控制控制信号控制开关T2导通，使电源14可提供电流至负载，亦可同时对电池模块10A、10B、…、10N全功率充电。另须说明的是，当用户未将电池并联系统1连接负载RL或电源14时，电池并联系统1仍会进行平衡操作，以在用户有充放电需求时，电池并联系统1可直接以全功率充放电。

第二实施例

以下将根据附图详细说明本发明的并联电池方法。在本实施例中，在所属领域具有通常知识者能设想的方式或各种可能性下，本实施例提供的方法亦可适用于上文中所描述的任何实施方式。

此外，实施根据这些方法的装置可以包括硬件、韧体及/或软件，且可以采取任何各种形体。本文描述的功能也可以实施于外围设备或内置卡。通过进一步举例，这种功能也可以实施在不同芯片或在单个装置上执行的不同程序的电路板。

请参考图3，为本发明的第二实施例的并联电池方法的流程图。如图所示，本实施例的并联电池方法包括以下步骤：

步骤S100：配置多个电池平衡模块与并联的多个电池模块分别串联。可参考图1、2所示，电池平衡模块包括第一电路、第二电路，第一电路包括主开关，第二电路与第一电路并联连接，其包括串联连接的限流辅助开关及限流元件。其中，第一电路、第二电路的具体配置已于上文中描述，故省略重复叙述。

步骤S101：配置电压检测模块分别检测各多个电池模块的电压，并产生电性信息信号。并进入步骤S102，配置各电压检测模块向控制模块传输电性信息信号。电压检测电路可采用任何可自主检测各电池模块的电压变化的电路架构。

步骤S103：配置控制模块接收并处理电性信息信号，并产生电压比较结果。控制模块处理此电性信息信号，以分别取得各电池模块的电压，电压比较结果主要定义了各电池模块之间的电压大小关系。

步骤S104：控制模块可通过检测各电池模块之间的电压大小关系来进行主动式的电压平衡，在此平衡操作中，若电池模块经比较为各电池模块具有一定程度的电压差异，则需要进行电压平衡，因此，须配置各电池模块以第二电路作为导通路径。

步骤S105：配置控制模块判断各电池模块之间的电压差是否到达预定范围。具体而言，通过限流开关及限流元件的以较低的电流，使电池模块之间的电压差异缩小。

若电压检测电路于步骤S105中判断电池模块之间的电压差已经超过预定范围，代表无法在安全的范围内进行大电流的充放电，则进入步骤S106，配置控制模块向电池平衡模块分别输出限流信号，并进入步骤S107，配置各电池模块以第二电路做为导通路径。

若控制模块于步骤S105中判断电池模块之间的电压差并未超过预定范围，代表可以安全的范围进行大电流的充放电，则进入步骤S108，配置控制模块输出控制信号以控制各电池模块以第一电路作为导通路径。

因此，相较于先前技术中，需依靠充/放电时，电池模块之间的电压相近时才能启动主开关的被动方式，本发明的方法通过主动式的电压平衡架构，除可避免过大电流产生，同时亦可大幅节省等待时间。

第三实施例

请参考图4～6，图4～6为本发明第三实施例的并联电池系统的方块图及电路布局图。需要说明的是，本实施例具有多个控制模块16A、16B、…、16N，以控制模块16A而言，其直接连接对应的电压检测模块11A，且分别通过通讯总线13连接控制模块16B、…、16N。电压检测模块11A、11B、…、11N分别连接于电池模块10A、10B、…、10N及电池平衡模块12A、12B、…、12N，且检测其电压，例如，开路电压(open-circuit voltage,OCV)，并个别产生电性信息信号。多个控制模块16A、16B、…、16N分别通过通讯总线13接收并处理电性信息信号，并产生电压比较结果。电压检测模块11A、11B、…、11N亦可分别从属于控制模块16A、16B、…、16N，由控制模块16A、16B、…、16N进行管理，或是仅与控制模块16A、16B、…、16N通讯的模块。

在此实施例中，电压检测模块11A、11B、…、11N分别连接于电池模块10A、10B、…、10N及电池平衡模块12A、12B、…、12N的第二电路122A、122B、…、122N，且经配置以检测电池模块10A、10B、…、10N的电压，并产生包括上述电压信息的电性信息信号，并通过通讯总线13传输至各控制模块16A、16B、…、16N。控制模块16A、16B、…、16N接收此电性信息信号，并进一步处理分析电池模块10A、10B、…、10N的电压并产生电压比较结果。类似于第一实施例，依据各电池模块10A、10B、…、10N之间的电压大小关系，各控制模块16A、16B、…、16N可判断电池模块10A、10B、…、10N是否需要进行电压平衡，以决定电池模块10A、10B、…、10N的导通路径为第一电路120A、120B、…、120N或第二电路122A、122B、…、122N。

详细而言，当电池模块10A、10B、…、10N彼此因自放电效应或制程差异导致电压不同时，如需进行充放电，电压差异较大的电池模块之间恐会产生过大的电流而导致组件受损或电池温度异常升高。因此，在进行充放电前，需先进行平衡操作。

进一步参考图5来说明，依据各电池模块10A、10B、…、10N之间的电压比较结果，控制模块16A、16B、…、16N将可得知电池模块10N的电压为最低。

在此实施例中，以充电操作进行举例。为了使电池模块10A、10B、…、10N以既安全又迅速的方式达到全功率充电，可采取将电池模块10A、10B、…、10N的其中之一先搭上之配置，优选地，可以具有最低电压者先搭上的前提，但不以此为限，亦可采取以具有次低电压者先搭上的前提。具体来说，当控制模块16A、16B、…、16N已得知电池模块10N的电压为最低时，控制模块16N输出控制信号，使电池模块10N直接以第一电路120N作为导通路径，而其余电池模块10A、10B、…等则以第二电路122A、122B、…等作为导通路径。因此，在充电操作中，本实施例的电源14可预先针对电池模块10N进行充电，使电池模块10N的电压迅速上升以接近其余电池模块10A、10B的电压。同时，为了避免电池模块10A、10B、…等之间产生过大的电流，电池模块10A、10B、…等彼此之间可通过第二电路122A、122B、…中的限流开关PSA、PSB…等及限流电阻RA、RB…等，以安全的电流量进行平衡操作。

在充电操作的过程中，各控制模块16A、16B、…、16N仍会持续检测电池模块10A、10B、…、10N的电压，直到控制模块16A、16B、…、16N检测具有最低电压的电池模块10N及具有次低电压的电池模块之间的电压差到达预定范围，或两者相等时，控制模块16A、16B、…将输出控制信号以控制电池模块10A、10B、…中具有最低电压者以对应的第一电路120A、120B…作为导通路径，而其余电池模块维持在平衡操作状态，也就是说，以第二电路作为导通路径，并重复上述操作。此时由于以第一电路作为导通路径的电池模块之间的电压差相近，可确保电池模块10A、10B、…、10N之间以安全范围内的电流量进行充电，而具有最低电压的电池模块的电压将逐渐与其余电池模块接近，直至全部的电池模块10A、10B、…、10N均以第一电路作为导通路径为止。

进一步参考图6来说明，依据各电池模块10A、10B、…、10N之间的电压比较结果，控制模块16A、16B、…、16N将可得知电池模块10N的电压为最高。

在此实施例中，以放电操作进行举例。为了使电池模块10A、10B、…、10N以既安全又迅速的方式达到全功率放电，可采取将电池模块10A、10B、…、10N的其中之一先搭上之配置，优选地，可以具有最高电压者先搭上的前提，但不以此为限，亦可采取以具有次高电压者先搭上的前提。具体来说，当控制模块16A、16B、…、16N已得知电池模块10N的电压为最高时，控制模块16N输出控制信号，使电池模块10N直接以第一电路120N作为导通路径，而其余电池模块10A、10B、…等则以第二电路122A、122B、…等作为导通路径。因此，在充电操作中，本实施例可预先针对负载RL进行放电，使电池模块10N的电压迅速下降以接近其余电池模块10A、10B、…的电压。同时，为了避免电池模块10A、10B、…等之间产生过大的电流，电池模块10A、10B、…等彼此之间可通过第二电路122A、122B、…中的限流开关PSA、PSB…等及限流电阻RA、RB…等，以安全的电流量进行平衡操作。

在放电操作的过程中，各控制模块16A、16B、…、16N仍会持续检测电池模块10A、10B、…、10N的电压，直到控制模块16A、16B、…、16N检测具有最低电压的电池模块10N及具有次低电压的电池模块之间的电压差到达预定范围，或两者相等时，控制模块16A、16B、…将输出控制信号以控制电池模块10A、10B、…中具有最高电压者以对应的第一电路120A、120B…作为导通路径，而其余电池模块维持在平衡操作状态，亦即，以第二电路作为导通路径，并重复上述操作。此时由于以第一电路作为导通路径的电池模块之间的电压差相近，可确保电池模块10A、10B、…、10N之间以安全范围内的电流量进行充电，而具有最高电压的电池模块的电压将逐渐与其余电池模块接近，直至全部的电池模块10A、10B、…、10N均以第一电路作为导通路径为止。

因此，相较于先前技术中，需依靠充/放电时，电池模块之间的电压相近时才能启动主开关的被动方式，本发明通过主动式的电压平衡架构，除可避免过大电流产生，同时亦可大幅节省等待时间。

此外，请复参考图5，控制模块16A、16B、…、16N还分别连接了多个显示模块18A、18B、…、18N，分别对应于电池模块10A、10B、…、10N，依据控制模块16A、16B、…、16N输出限流信号与控制信号的差异，可同时配置显示模块18A、18B、…、18N根据控制模块16A、16B、…、16N输出的信号来显示多个电池模块10A、10B、…、10N的平衡状态。举例而言，显示模块18A、18B、…、18N可各包括LED指示灯，当电池模块10A、10B需要以第二电路122A、122B作为导通路径时，显示模块18A、18B的LED指示灯可显示须进行平衡操作的指示，例如，红灯，而其余的控制模块，例如，控制模块16N可控制显示模块18N的LED指示灯显示达到平衡状态，例如，绿灯。此显示状态可用于指示是否可全功率充电，不必人工平衡。

第四实施例

以下将根据附图详细说明本发明的并联电池方法的另一态样。在本实施例中，并联电池方法主要适用于第三实施例，但不限于此，在所属领域技术人员能设想的方式或各种可能性下，本实施例提供的方法亦可适用于上文中所描述的任何实施方式。

请参考图7，其为本发明的第四实施例的并联电池方法的流程图。

步骤S200：配置多个电池平衡模块与并联的多个电池模块分别串联。可参考图4～6所示，电池平衡模块包括第一电路、第二电路，第一电路包括主开关，第二电路与第一电路并联连接，其包括串联连接的限流辅助开关及限流元件。其中，第一电路、第二电路的具体配置已于上文中描述，故省略重复叙述。

步骤S201：配置电压检测模块分别检测各电池模块的电压，并产生电性信息信号。

步骤S202，配置各电压检测模块通过通讯总线向多个控制模块传输电性信息信号。举例来说，可在取得各电池模块的电压后，多个控制模块可通过通讯总线彼此交换电压信息。

步骤S203，配置多个控制模块接收并处理电性信息信号，并产生电压比较结果。电压比较结果主要定义了各电池模块之间的电压大小关系。依据此电压大小关系，各控制模块可用于分别控制电池平衡模块在不同状态之间进行切换。

步骤S204：配置控制模块以控制具有最高/最低电压的电池模块以第一电路作为导通路径。如第三实施例所述，以充电操作进行举例，为了使电池模块迅速达到全功率充电，可采取以最低电压者先搭上的前提。以放电操作进行举例。为了使电池模块迅速达到全功率放电，可采取以最高电压者先搭上的前提。

步骤S205：配置控制模块以控制其余电池模块进行平衡操作。在此平衡操作中，依据用户的充放电命令，为了避免电池模块之间产生过大的电流，电池模块彼此之间可通过第二电路中的限流开关及限流电阻等，以安全的电流量进行平衡操作。

步骤S206：配置电压检测模块及控制模块检测具有最高/最低电压与具有次高/次低的电池模块之间的电压差是否超过预定范围。具体而言，电池模块中电压最高或最低者可通过第一电路作为导通路径，以较快的速度接近其余电池模块的电压，而其余电池模块则通过第二电路作为导通路径，以较低的电流进行充放电，使各电池模块彼此之间以安全的电流量进行平衡，直到电压最高或最低的电池模块的电压接近其余电池模块中电压最高或最低者。

若电压检测模块与控制模块于步骤S206中判断具有最高电压的电池模块及具有次高电压的电池模块之间的电压差到达预定范围，或两者相等时，或具有最低电压的电池模块及具有次低电压的电池模块之间的电压差到达预定范围，或两者相等时，代表可以安全的范围进行大电流的充放电，则回到步骤S204，配置控制模块以控制具有最高/最低电压的电池模块以第一电路作为导通路径，并进入步骤S205，配置控制模块以控制其余电池模块进行平衡操作，以对应的第二电路作为导通路径。此时由于电压差相近，可确保电池模块之间以安全范围内的电流量进行充放电。

若电压检测模块与控制模块于步骤S206中判断具有最高电压的电池模块及具有次高电压的电池模块之间的电压差尚未到达预定范围，或具有最低电压的电池模块及具有次低电压的电池模块之间的电压差尚未到达预定范围，则进入步骤S207，使其余电池模块维持平衡操作，亦即，配置其余电池模块以第二电路作为导通路径，并回到步骤S206，持续检测具有最高/最低电压与具有次高/次低的电池模块之间的电压差是否超过预定范围。

因此，相较于先前技术中，需依靠充放电时，电池模块之间的电压相近时才能启动主开关的被动方式，本发明依据充放电命令调整电压平衡架构，不仅克服了并联管理的困难，除可避免过大电流产生，同时亦可大幅节省等待时间。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (16)

1.一种并联电池系统，其特征在于，所述并联电池系统包括：

多个电池模块，彼此并联连接，各与一电池平衡模块串联连接，所述电池平衡模块包括：

一第一电路，包括一主开关；及

一第二电路，与所述第一电路并联连接，所述第二电路包括串联连接的一限流辅助开关及一限流元件；以及

多个电压检测模块，分别连接所述多个电池模块，经配置以检测对应的所述电池模块的电压，并各产生一电性信息信号；

至少一控制模块，分别连接于各所述多个电压检测模块及各所述电池平衡模块；

其中各所述电压检测模块向所述至少一控制模块传输所述电性信息信号，所述至少一控制模块经配置以接收并处理所述多个电池模块的电压并产生一电压比较结果，

其中在一平衡操作中，所述至少一控制模块经配置以依据所述电压比较结果判断所述多个电池模块之间的电压差是否超过一预定范围，若是，则所述至少一控制模块向所述多个电池平衡模块分别输出一限流信号，以控制各所述限流辅助开关导通，使所述多个电池模块分别以对应的所述第二电路作为导通路径，若否，则所述至少一控制模块向所述多个电池平衡模块分别输出一控制信号，以控制各所述主开关导通，使所述多个电池模块分别以对应的所述第一电路作为导通路径。

2.根据权利要求1所述的并联电池系统，其特征在于，若所述至少一控制模块判断所述多个电池模块之间的电压差为0，则所述至少一控制模块经配置以分别输出所述控制信号控制所述多个电池模块以所述第一电路作为导通路径。

3.根据权利要求1所述的并联电池系统，其特征在于，所述至少一控制模块的数量为多个，且所述多个控制模块直接连接对应的电压检测模块，且分别通过一通讯总线彼此连接。

4.根据权利要求3所述的并联电池系统，其特征在于，所述多个控制模块经配置以分别通过所述通讯总线接收并处理所述多个电性信息信号，并产生所述电压比较结果。

5.根据权利要求1或4所述的并联电池系统，其特征在于，在一放电操作中，所述至少一控制模块经配置以控制所述多个电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径以对一负载装置放电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

6.根据权利要求5所述的并联电池系统，其特征在于，在所述放电操作中，所述至少一控制模块经配置以控制具有最高电压的所述电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径以对所述负载装置放电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

7.根据权利要求1或4所述的并联电池系统，其特征在于，在一充电操作中，所述至少一控制模块经配置以控制所述多个电池模块的其中之一以对应的所述第一电路作为导通路径，以通过一电源对选定的所述电池模块充电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

8.根据权利要求7所述的并联电池系统，其特征在于，在所述充电操作中，所述至少一控制模块经配置以控制具有最低电压的所述电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径，以通过所述电源对具有最低电压的所述电池模块充电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

9.一种并联电池方法，其特征在于，所述并联电池方法包括：

配置多个电池平衡模块与并联的多个电池模块分别串联，各所述多个电池平衡模块包括：

一第一电路，包括一主开关；及

一第二电路，与所述第一电路并联连接，所述第二电路包括串联连接的一限流辅助开关及一限流元件；

配置多个电压检测模块分别检测所述多个电池模块的电压，并各产生一电性信息信号；

配置各所述多个电压检测模块向所述至少一控制模块传输所述电性信息信号；

配置所述至少一控制模块以接收并处理所述多个电性信息信号，并产生一电压比较结果；

配置所述至少一控制模块进行一平衡操作，依据所述电压比较结果，判断各所述电池模块之间的电压差是否超过一预定范围，若是，则配置所述至少一控制模块向所述多个电池平衡模块分别输出一限流信号，以控制各所述限流辅助开关导通，使所述多个电池模块分别以对应的所述第二电路作为导通路径，若否，则配置所述至少一控制模块向所述多个电池平衡模块分别输出一控制信号，以控制各所述主开关导通，使所述多个电池模块分别以对应的所述第一电路作为导通路径。

10.根据权利要求9所述的并联电池方法，其特征在于，若所述至少一控制模块判断所述多个电池模块之间的电压差为0，则所述至少一控制模块经配置以分别输出所述控制信号控制所述多个电池模块以所述第一电路作为导通路径。

11.根据权利要求9所述的并联电池方法，其特征在于，所述至少一控制模块的数量为多个，且所述并联电池方法更包括：

以所述多个控制模块直接连接对应的电压检测模块，且分别通过一通讯总线彼此连接。

12.根据权利要求11所述的并联电池方法，其特征在于，所述并联电池方法更包括：

配置所述多个控制模块以分别通过所述通讯总线接收并处理所述多个电性信息信号，并产生所述电压比较结果。

13.根据权利要求9或12所述的并联电池方法，其特征在于，所述并联电池方法更包括：

配置所述至少一控制模块进行一放电操作，控制所述多个电池模块的其中之一以对应的所述第一电路作为导通路径，以对一负载装置放电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

14.根据权利要求13所述的并联电池方法，其特征在于，所述并联电池方法更包括：

配置所述至少一控制模块进行所述放电操作，控制具有最高电压的所述电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径，以对所述负载装置放电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

15.根据权利要求9或12所述的并联电池方法，其特征在于，所述并联电池方法更包括：

配置所述至少一控制模块进行一充电操作，控制所述多个电池模块的其中之一以对应的所述第一电路作为导通路径，以通过一电源对选定的所述电池模块充电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。

16.根据权利要求15所述的并联电池方法，其特征在于，所述并联电池方法更包括：

配置所述至少一控制模块进行所述充电操作，控制具有最低电压的所述电池模块以对应的所述第一电路作为导通路径，以通过所述电源对具有最低电压的所述电池模块充电，其余所述多个电池模块进行所述平衡操作。