CN110707766A - 并联电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种并联电池管理系统及方法。系统包括彼此并联的多个电池区块、负载装置/电源及通讯总线。电池区块各包括开关组件、电池模块及管理模块。管理模块包括处理器及侦测模块。侦测模块用于侦测电池模块的电性信息、开关组件的开关状态及负载装置/电源的充放电电流。处理器经配置以执行管理程序，包括基于克希荷夫电流定律产生多个电流方程式，同时计算主节点电位，并计算开关组件切换为导通状态后，各电池区块的导通电流值，且根据预定电流阈值及导通电流值判断是否可将对应的开关组件切换为导通状态，而产生判断结果，借此能够精确且适当的控制电池模块并联的时间点。

Description

并联电池管理系统

技术领域

本发明涉及一种并联电池管理系统及方法，特别是涉及一种基于节点法进行电池管理的并联电池管理系统及方法。

背景技术

大功率电池组发展迅速，但电池重量与安全性问题，使得运输问题，受到很大的限制。

若能将小功率电池模块，依应用组合成所需之一大功率电池模块，再加上理想的并联管理，如此运输问题便可得到舒缓，又能满足多样之市场需求。

然而，于现有的并联电池模块中，当多个电池模块并联时，依据电气特性，电流会从电压较高的电池模块流向电压较低的电池模块，若多个电池模块之间的电压差异过大，不仅会产生过大电流，更甚至会产生火花，轻则组件受损，重则引起爆炸，因此亟需一种管理机制来控制多个电池模块并联的时间点。

故，如何通过管理机制的改良，来精确且适当的控制电池模块并联的时间点，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

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管理系统，其包括彼此并联多个电池区块及通讯总线彼此并联，多个电池区块与一负载装置或一电源并联连接且各包括开关组件、电池模块及管理模块。开关组件设置于第一节点及第二节点之间，经配置以在导通状态及关断状态之间切换。电池模块连接于开关组件及第二节点之间。管理模块分别连接开关组件及电池模块，管理模块包括处理器及侦测模块。侦测模块用于侦测该电池模块的电性信息、开关组件的开关状态及负载装置或电源的充放电电流。通讯总线分别连接各电池区块的管理模块，其中，各处理器经配置以执行管理程序，管理程序包括：通过通讯总线取得各开关组件的开关状态、各电池模块的电性信息及充放电电流；将负载装置或电源等效为电流源，将充放电电流作为电流源的等效电流；以处理器对应的电池区块的第二节点作为参考节点，且第一节点作为主节点；依据各开关状态、各电性信息及电流源的等效电流，基于克希荷夫电流定律，设定参考节点及主节点分别具有参考节点电位及主节点电位，借此产生多个电流方程式；以多个所述电流方程式联立计算主节点电位；依据所计算的主节点电位及各所述电性信息，计算各电池区块的导通电流值；根据预定电流阈值及导通电流值判断是否可将对应的开关组件切换为导通状态，而产生判断结果；以及依据判断结果控制对应的开关组件的开关状态。

优选地，各所述电池模块包括一电池源以及一电池内阻，各所述电性信息包括所述电池源的一开路电压值以及一电池内阻值，所述处理器经配置以依据各所述开关状态、各所述开路电压值及各所述电池内阻值产生多个所述电流方程式。

优选地，所述管理程序进一步包括依据各所述电池内阻值及所述主节点电位计算各所述电池区块的所述导通电流值。

优选地，各所述处理器经配置以在执行所述管理程序之前，预先判断对应的所述开关组件的所述开关状态是否为关断状态，若是，则执行所述管理程序。

优选地，各所述处理器经配置以依据各所述电性信息、各所述开关状态及所述负载装置或所述电源之所述充放电电流，决定执行所述管理程序的顺序。

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，提供一种并联电池管理方法，所述并联电池管理方法包括：将多个电池区块彼此并联，且与一负载装置或一电源并联连接，多个所述电池区块各包括开关组件、电池模块及管理模块。开关组件设置于第一节点及第二节点之间，经配置以在导通状态及关断状态之间切换。电池模块连接于开关组件及第二节点之间。管理模块分别连接开关组件及电池模块，管理模块包括处理器及侦测模块。侦测模块用于侦测电池模块的电性信息、开关组件的开关状态及负载装置或电源之充放电电流。进一步，通过通讯总线分别连接各电池区块的管理模块；配置各处理器经配置以执行管理程序，管理程序包括：通过通讯总线取得各开关组件的开关状态、各电池模块的电性信息及充放电电流；将负载装置或电源等效为电流源，将充放电电流作为电流源的等效电流；以处理器对应的电池区块的第二节点作为参考节点，且第一节点作为主节点；依据各所述开关状态、各所述电性信息及电流源的等效电流，基于克希荷夫电流定律，设定参考节点及主节点分别具有参考节点电位及主节点电位，借此产生多个电流方程式；以所述多个电流方程式联立计算主节点电位；依据所计算的主节点电位及各所述电性信息，计算各电池区块的导通电流值；根据预定电流阈值及导通电流值判断是否可将对应的开关组件切换为导通状态，而产生判断结果；以及依据判断结果控制对应的开关组件的开关状态。

优选地，各所述电池模块包括一电池源以及一电池内阻，各所述电性信息包括所述电池源的一开路电压值以及一电池内阻值，所述处理器经配置以依据各所述开关状态、各所述开路电压值及各所述电池内阻值产生多个所述电流方程式。

优选地，所述管理程序进一步包括依据各所述电池内阻值及所述主节点电位计算各所述电池区块的所述导通电流值。

优选地，所述并联电池管理方法还包括配置各所述处理器以在执行所述管理程序之前，预先判断对应的所述开关组件的所述开关状态是否为关断状态，若是，则执行所述管理程序。

优选地，各所述处理器经配置以依据各所述电性信息、各所述开关状态及所述负载装置或所述电源之所述充放电电流，决定执行所述管理程序的顺序。

本发明的有益效果在于，本发明所提供的并联电池管理系统及方法，其能通过“依据开关状态、电性信息及电流源的等效电流，基于克希荷夫电流定律产生多个电流方程式”以及“以电流方程式联立计算该主节点电位及各电池区块的导通电流值”，以根据预定电流阈值及导通电流值判断是否可将对应的开关组件切换为导通状态，能够精确且适当的控制电池模块并联的时间点，来克服现有技术的缺陷。

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管理系统的方块图。

图2为本发明第一实施例的并联电池管理系统的电池区块A的放大图。

图3为本发明的第二实施例的并联电池管理系统的管理程序的流程图。

图4为本发明第三实施例的并联电池管理系统的操作范例的电路布局图。

图5为本发明第四实施例的并联电池管理系统的操作范例的电路布局图。

图6为本发明的第五实施例的并联电池管理方法的流程图。

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“并联电池管理系统及方法”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。

实施根据这些揭露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。这种形体的典型例子包括大型储能系统、电动发动工具等大电流的装置等。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不同程序之电路板。

该指令、用于传送这样的指令之介质、用于执行其之计算资源或用于支持这样的计算资源的其他结构，系为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管理系统的方块图。如图所示，并联电池管理系统1包括彼此并联连接的多个电池区块A、B、…、N以及通讯总线13，且多个电池区块A、B、…、N与负载装置/电源16并联连接。电池区块A、B、…、N分别包括开关组件12A、12B、…、12N、电池模块10A、10B、…、10N及管理模块14A、14B、…、14N。电池模块10A、10B、…、10N分别与开关组件12A、12B、…、12N串联连接。

请进一步参阅图2，其为本发明第一实施例的并联电池管理系统的电池区块A的放大图。以电池区块A而言，电池区块A包括开关组件12A、电池模块10A及管理模块14A。开关组件12A，设置于第一节点N1A及电池模块10A之间，经配置以在导通状态及关断状态之间切换。电池模块10A，连接于开关组件12A及第二节点N2A之间。

电池模块10A、10B、…、10N的电池组件可以适当的通过管理模块14A、14B、…、14N的操作，使得并联的电池区块A、B、…、N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，电池区块A、B、…、N可分别为电池组，电池模块10A、10B、…、10N可分别为电芯，可依照需求调整串/并联的数量。此外，管理模块14A、14B、…、14N同时可适当地管理电流在电池模块10A、10B、…、10N之间的流动，使其能以适当的电子特性进行充放电。在其他实施例中，电池模块10A、10B、…、10N可各自具备多个电芯，多个电芯的每一个例如是锂离子电池或铅电池等二次电池。

在本实施例中，管理模块14A分别连接开关组件12A及电池模块10A，管理模块14A包括处理器140及侦测模块142。

侦测模块142可用于侦测电池模块10A的电性信息以及负载装置/电源16的充放电电流，例如，电池模块10A的开路电压(open-circuit voltage,OCV)，并个别产生电性信息讯号，并可配置处理器140处理此电性信息讯号，以取得电池模块10A的开路电压。另一方面，侦测模块142亦可用于侦测开关组件12A的开关状态，或开关组件12A的开关状态可由处理器140所控制。侦测模块142可为模拟前端(analog front end；AFE)电路，例如可包括纯模拟电路及数字模拟混合电路，并可执行讯号抓取(signal capture)、模拟滤波(analogfiltering)、数字模拟转换(DAC)、模拟数字转换(ADC)、功率放大等功能。

需要说明的，侦测模块142可从属于处理器140，且处理器140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 gatearray；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。换言之，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。

续言之，并联电池管理系统1还包括通讯总线13，其分别连接各电池区块A、B、…、N的管理模块14A、14B、…、14N，因此，所取得的各电池模块10A、10B、…、10N的电性信息及各开关组件12A、12B、…、12N的开关状态可通过通讯总线13传输至各管理模块14A、14B、…、14N。

其中，各个处理器，例如处理器142，可经配置以执行管理程序。详细来说，此管理程序主要依据当前各电池模块10A、10B、…、10N的电性信息、各开关组件12A、12B、…、12N的开关状态以及负载装置/电源16的充放电电流，基于节点法，来判定对应的开关组件，例如开关组件12A，是否能够切换为导通状态，以及若切换为导通状态后，是否会对其他的电池模块产生不良影响。因此，可通过上述演算机制，让对应的电池区块计算出精确且适当的时机来切换开关组件，同时确保正在进行充放电的电池区块仍能维持正常运作。

第二实施例

请参考图3，为本发明的第二实施例的并联电池管理系统的管理程序的流程图，且本实施例提供的流程可一并参照图1及图2。如图所示，管理程序包括以下步骤：

步骤S100：通过通讯总线13取得各开关组件12A、12B、…、12N的开关状态、各电池模块10A、10B、…、10N的电性信息及负载装置/电源16的充放电电流。各电池模块10A、10B、…、10N可包括电池源以及电池内阻，因此电性信息可包括电池源的开路电压值以及电池内阻值。

步骤S102：将负载装置/电源16等效为电流源，将充放电电流作为电流源的等效电流。此外，处理器140更可经配置以将各所述开关状态、各所述开路电压值、各所述电池内阻值及负载装置/电源16的充放电电流以数字数据的形式储存于管理模块14A、14B、…、14N内建的记忆单元中。

步骤S104：以处理器对应的电池区块的第二节点作为参考节点，且第一节点作为主节点。

步骤S106：依据各所述开关状态、各所述电性信息及电流源的等效电流，基于克希荷夫电流定律，设定参考节点及主节点分别具有参考节点电位及主节点电位，借此产生多个电流方程式。具体而言，在电路分析中，节点分析(nodal analysis)法是一种用电路的节点电压来分析电路的一种方法。根据克希荷夫电流定律，节点分析法会对于每一节点给出一个方程式，要求所有进入某节点的支路电流的总和等于所有离开这节点的支路电流的总和，而支路电流则表示为节点电压的线性函数。换言之，可选择一个节点为参考点。设定这参考点为接地点，电位为零，以接地线或底架标示于电路图。对于每一个未知电压节点，按照克希荷夫电流定律，写出一个方程式，要求所有流入这节点的支路电流的总和等于所有流出这节点的支路电流的总和。此处，节点的电压指的是节点与参考点之间的电压差。

而本实施例的电路架构可基于上述节点分析法，经由处理器140处理，进而产生以第一节点作为主节点下的多个电流方程式。

步骤S108：以多个电流方程式联立计算该主节点电位。

步骤S110：依据所计算的主节点电位及多个电性信息，计算各电池区块的导通电流值。

步骤S112：根据预定电流阈值及导通电流值，判断是否可将对应的该开关组件切换为导通状态，而产生一判断结果。

换言之，预定电流阈值可为电池模块10A、10B、…、10N的电流容许范围。若所计算出的导通电流值在电池模块10A、10B、…、10N的电流容许范围内，则判定开关组件，例如开关组件12A，可切换为导通状态，而不致产生不利影响。另一方面，若所计算出的充放电电流值超过电池模块10A、10B、…、10N的电流容许范围，则判定此时间点下，开关组件，例如开关组件12A，不应切换为导通状态。

若是，则进入步骤S116：依据判断结果将对应的开关组件切换为导通状态。以电池区块A而言，若所计算出的导通电流值在电池模块10A的电流容许范围内，则依据此判定结果，处理器140可将开关组件12A切换为导通状态。

若否，则进入步骤S114：依据判断结果将对应的开关组件维持在关断状态。以电池区块A而言，若所计算出的导通电流值超过电池模块10A的电流容许范围，则依据此判定结果，处理器140可将开关组件12A维持在关断状态。

依据本发明所提供的并联电池管理系统，其能通过“依据开关状态、电性信息及电流源的等效电流，基于克希荷夫电流定律产生多个电流方程式”以及“以电流方程式联立计算该主节点电位及各电池区块的导通电流值”，以根据预定电流阈值及导通电流值判断是否可将对应的开关组件切换为导通状态，能够精确且适当的控制电池模块并联的时间点，来克服现有技术的缺陷。

第三实施例

现将请参阅图4说明本发明的并联电池管理系统的操作范例。图4为本发明第三实施例的并联电池管理系统的操作范例的电路布局图。

如图4所示，提供了并联电池管理系统2的简化电路图。并联电池管理系统2包括电池区块A、B及C，电池区块A、B、C与电源并联，且各包括开关组件12A、12B及12C及电池模块10A、10B及10C。在此情境中，开关组件12A、12B已经处在导通状态，而开关组件12C尚未导通，且电池模块10A、10B、10C各包括内电阻R1、R2、R3及电压源S1、S2、S3，其中，内电阻R1的电阻值为100mΩ，内电阻R2的电阻值为150mΩ，而内电阻R3的电阻值为200mΩ，电压源S1、S2、S3的电压值分别为V1、V2、V3，且分别为200V、210V及220V。

此实施例中，电池区块A、B及C与一电源并联，因此，将电源等效为电流源16’，将充放电电流作为电流源的等效电流Ichg，为10A(Amp)。

此时，为了判断开关组件12C导通后对系统产生的效应，可从电池区块C的视野出发，将第一节点N1C及第二节点N2C分别作为主节点及参考节点。其中，并且，基于节点法，设定参考节点接地，因此参考节点电位假定为0，而主节点的主节点电位为Vbus。

因此，依据上述开关状态、电性信息及等效电流，可基于克希荷夫电流定律列出电流方程式，如下式(1)：

(Vbus-V1)/R1+(Vbus-V2)/R2+(Vbus-V3)/R3＝Ichg.........式(1)

因此，可经由整理获得下述式(2)：

Vbus*(1/R1+1/R2+1/R3)＝Ichg+V3/R3+V2/R2+V1/R1......式(2)

并可获得主节点电位Vbus，如下式(3)：

Vbus＝(Ichg+V3/R3+V2/R2+V1/R1)×(R1//R2//R3)...........式(3)

因此，进一步代入上述数据，可由下式(4)求得主节点电位Vbus：

Vbus＝(10+220/0.2+210/0.15+200/0.1)/(1/0.1+1/0.15+1/0.2)＝208.1538……式(4)

因此，在算出主节点电位Vbus后，可依各电池区块A、B、C的内电阻R1、R2、R3的电阻值与主节点电位Vbus算出对应的电流I1、I2、I3，如下式(5)、(6)、(7)：

I1＝(Vbus-V1)/R1.........式(5)；

I2＝(Vbus-V2)/R2.........式(6)；

I3＝(Vbus-V1)/R3.........式(7)。

并联后所有电池区块A、B、C皆不能发生过电流的情形，计算出电流I1、I2、I3后，进一步配置处理器判断是否满足下式(8)、(9)、(10)：

DOCI1＜I1＜COCI1..........式(8)

DOCI2＜I2＜COCI2..........式(9)

DOCI3＜I3＜COCI3..........式(10)

其中DOCI1、DOCI2、DOCI3分别为电池区块A、B、C的最大放电电流容许值，COCI1、COCI2、COCI3分别为电池区块A、B、C的最大充电电流容许值，若电流I1、I2、I3是在此范围内，则处理器判断开关组件12C可切换为导通状态，则配置管理模块14C控制开关组件12C切换为导通状态。

第四实施例

现将请参阅图5说明本发明的并联电池管理系统的操作范例。图5为本发明第四实施例的并联电池管理系统的操作范例的电路布局图。

类似图4，图5提供了并联电池管理系统3的简化电路图。在此情境中，设置有电池区块A、B、C、…、N-1、N开关组件12A、12B、12C…12(N-1)已经处在导通状态，而开关组件12N尚未导通，且电池模块10A、10B、10C…10(N-1)、10N各包括内电阻R1、R2、R3…、R(N-1)、RN及电压源S1、S2、S3、…、S(N-1)、SN，电压源S1、S2、S3、…、S(N-1)、SN的电压值分别为V1、V2、V3、…、V(N-1)、VN。

其中，并联电池管理系统3的简化电路架构、内电阻R1、R2、R3…、R(N-1)、RN的电阻值及电压源S1、S2、S3、…、S(N-1)、SN的电压值均为已知，并可储存于内存中。

此时，为了判断开关组件12N导通后对系统产生的效应，可从电池区块N的视野出发，将第一节点N1N及第二节点N2N分别作为主节点及参考节点。其中，并且，基于节点法，设定参考节点接地，因此参考节点电位假定为0，而主节点的主节点电位为Vbus’。

因此，依据上述开关状态、电性信息及等效电流，可基于克希荷夫电流定律列出电流方程式，如下式(11)：

并可获得主节点电位Vbus，如下式(12)：

因此，进一步代入上述数据，可求得主节点电位Vbus’。在算出主节点电位Vbus’后，可依各电池区块A、B、C、…、N的内电阻R1、R2、R3…、R(N-1)、RN的电阻值与主节点电位Vbus’算出对应的电流I1、I2、I3、…IN，如下式(13)：

In＝(Vbus’-Vn)/Rn，n＝1、2、…、N………式(13)

并联后所有电池区块A、B、C、…、N皆不能发生过电流的情形，计算出电流I1、I2、I3、…、IN后，进一步配置处理器判断是否满足下式(14)、(15)：

以电池区块A之角度而言：

DOCI1<I1<COCI1……式(14)；

以此类推，以电池区块n之角度而言：

DOCIn<In<COCIn……式(15)；

其中，n＝1、2、…、N，DOCI1、DOCI2、DOCI3、…DOCIN分别为电池区块A、B、C、…、N的最大放电电流容许值，COCI1、COCI2、COCI3、…、COCIN分别为电池区块A、B、C、…、N的最大充电电流容许值，若电流I1、I2、I3、…、IN是在此范围内，则处理器判断开关组件12N可切换为导通状态，则配置管理模块14N控制开关组件12N切换为导通状态。

第五实施例

以下将根据附图详细说明本发明的并联电池管理方法的一种形态。在本实施例中，并联电池管理方法适用于第一至第四实施例，但不限于此，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。

请参考图6，其为本发明的第五实施例的并联电池管理方法的流程图。

步骤S200：将多个电池区块彼此并联，且与一负载装置或一电源并联。如图1所示，所述多个电池区块各包括开关组件、电池模块及管理模块。开关组件设置于第一节点及第二节点之间，经配置以在导通状态及关断状态之间切换。电池模块连接于开关组件及第二节点之间。管理模块，分别连接开关组件及电池模块，管理模块包括处理器及侦测模块。侦测模块用于侦测电池模块的电性信息及该开关组件的开关状态。

步骤S202：通过通讯总线分别连接各电池区块的管理模块。

步骤S204：配置各处理器以执行管理程序。可选的，配置各处理器以在执行管理程序之前，可预先执行步骤S203：配置处理器依据电性信息、各所述开关状态及负载装置或电源之充放电电流，决定执行管理程序的顺序。详细来说，在有多个电池区块需要判断对应的开关组件是否可切换为导通状态的情况下，可先判断此时为与负载装置并联进行放电，或与电源并联进行充电。而在进行放电的状况下，可采取具有最高电压的电池区块先并联为前提，并依据各电池区块的电压大小进行排序，来决定执行管理程序的顺序，例如，由最高电压者到次高电压者的顺序依序执行。另一方面，在进行充电的状况下，可采取具有最低电压的电池区块先并联为前提，并依据各电池区块的电压大小进行排序，来决定执行管理程序的顺序。如此，将更有效率的进行管理程序，节省判断尚未并联的电池区块是否可进行并联所需的时间。

之后，可执行步骤S203’：判断对应的开关组件的开关状态是否为关断状态，若是，则执行步骤S204，配置处理器执行管理程序。管理程序进一步包括下列步骤：

步骤S206：通过通讯总线取得各开关组件的开关状态、各电池模块的电性信息及负载装置/电源的充放电电流。各电池模块可包括电压源以及电池内阻，因此电性信息可包括电压源的开路电压值以及电池内阻值。

步骤S208：将负载装置/电源等效为电流源，将充放电电流作为电流源的等效电流。此外，处理器更可经配置以将各所述开关状态、各所述开路电压值、各所述电池内阻值及负载装置/电源的充放电电流以数字数据的形式储存于管理模块内建的记忆单元中。

步骤S210：以处理器对应的电池区块的第二节点作为参考节点，且第一节点作为主节点。

步骤S212：依据各所述开关状态、各所述电性信息及电流源的等效电流，基于克希荷夫电流定律，设定参考节点及主节点分别具有参考节点电位及主节点电位，借此产生多个电流方程式。类似的，可根据克希荷夫电流定律及上述节点分析法，经由处理器140处理，进而产生以第一节点作为主节点下的多个电流方程式。

步骤S214：以多个所述电流方程式联立计算主节点电位。

步骤S216：依据所计算的主节点电位及各所述电性信息，计算各电池区块的导通电流值。

步骤S218：根据预定电流阈值及导通电流值，判断是否可将对应的该开关组件切换为导通状态，而产生一判断结果。

换言之，预定电流阈值可为电池模块的电流容许范围。若所计算出的导通电流值在电池模块的电流容许范围内，则判定开关组件可切换为导通状态，而不致产生不利影响。另一方面，若所计算出的充放电电流值超过电池模块的电流容许范围，则判定此时间点下，开关组件不应切换为导通状态。

若是，则进入步骤S220：依据判断结果将对应的开关组件切换为导通状态。以特定电池区块而言，若所计算出的导通电流值在对应的电池模块的电流容许范围内，则依据此判定结果，处理器可将此开关组件切换为导通状态。

若否，则进入步骤S222：依据判断结果将对应的开关组件维持在关断状态。以特定电池区块而言，若所计算出的导通电流值超过对应的电池模块的电流容许范围，则依据此判定结果，处理器可将此开关组件维持在关断状态。

本发明的有益效果在于，本发明所提供的并联电池管理系统及方法，其能通过“依据开关状态、电性信息及电流源的等效电流，基于克希荷夫电流定律产生多个电流方程式”以及“以电流方程式联立计算该主节点电位及各电池区块的导通电流值”，以根据预定电流阈值及导通电流值判断是否可将对应的开关组件切换为导通状态，能够精确且适当的控制电池模块并联的时间点，来克服现有技术的缺陷。

此外，在进行放电或充电的状况下，可采取“具有最高电压的电池区块先并联为前提或具有最低电压的电池区块先并联为前提的方式”，依据各电池区块的电压大小进行排序，借此决定执行管理程序的顺序。将可更有效率的进行管理程序，并节省判断尚未并联的电池区块是否可进行并联所需的时间。

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 (10)

1.一种并联电池管理系统，其特征在于，所述并联电池管理系统包括：

多个电池区块彼此并联，且与一负载装置或一电源并联连接，多个所述电池区块各包括：

一开关组件，设置于一第一节点及一第二节点之间，经配置以在导通状态及关断状态之间切换；

一电池模块，连接于所述开关组件及所述第二节点之间；及

一管理模块，分别连接所述开关组件及所述电池模块，所述管理模块包括：

一处理器；及

一侦测模块，用于侦测所述电池模块的一电性信息、所述开关组件的一开关状态及所述负载装置或所述电源的一充放电电流；以及

一通讯总线，分别连接各所述电池区块的所述管理模块，

其中，各所述处理器经配置以执行一管理程序，所述管理程序包括：

通过所述通讯总线取得各所述开关组件的所述开关状态、各所述电池模块的所述电性信息及所述充放电电流；

将所述负载装置或所述电源等效为一电流源，将所述充放电电流作为所述电流源的一等效电流；

以所述处理器对应的所述电池区块的所述第二节点作为一参考节点，且所述第一节点作为一主节点；

依据各所述开关状态、各所述电性信息及所述电流源的所述等效电流，基于克希荷夫电流定律，设定所述参考节点及所述主节点分别具有一参考节点电位及一主节点电位，借此产生多个电流方程式；

以所述些电流方程式联立计算所述主节点电位；

依据所计算的所述主节点电位及所述些电性信息，计算各所述电池区块的一导通电流值；

根据一预定电流阈值及所述导通电流值判断是否可将对应的所述开关组件切换为导通状态，而产生一判断结果；以及

依据所述判断结果控制对应的所述开关组件的所述开关状态。

2.根据权利要求1所述的并联电池管理系统，其特征在于，各所述电池模块包括一电池源以及一电池内阻，各所述电性信息包括所述电池源的一开路电压值以及一电池内阻值，所述处理器经配置以依据各所述开关状态、各所述开路电压值及各所述电池内阻值产生多个所述电流方程式。

3.根据权利要求2所述的并联电池管理系统，其特征在于，所述管理程序进一步包括依据各所述电池内阻值及所述主节点电位计算各所述电池区块的所述导通电流值。

4.根据权利要求1所述的并联电池管理系统，其特征在于，各所述处理器经配置以在执行所述管理程序之前，预先判断对应的所述开关组件的所述开关状态是否为关断状态，若是，则执行所述管理程序。

5.根据权利要求4所述的并联电池管理系统，其特征在于，各所述处理器经配置以依据各所述电性信息、各所述开关状态及所述负载装置或所述电源之所述充放电电流，决定执行所述管理程序的顺序。

6.一种并联电池管理方法，其特征在于，所述并联电池管理方法包括：

将多个电池区块彼此并联，且与一负载装置或一电源并联连接，多个所述电池区块各包括：

一开关组件，设置于一第一节点及一第二节点之间，经配置以在导通状态及关断状态之间切换；

一电池模块，连接于所述开关组件及所述第二节点之间；及

一管理模块，分别连接所述开关组件及所述电池模块，所述管理模块包括：

一处理器；及

一侦测模块，用于侦测所述电池模块的一电性信息、所述开关组件的一开关状态及所述负载装置或所述电源之一充放电电流；

通过一通讯总线分别连接各所述电池区块的所述管理模块；

配置各所述处理器经配置以执行一管理程序，所述管理程序包括：

通过所述通讯总线取得各所述开关组件的所述开关状态、各所述电池模块的所述电性信息及所述充放电电流；

将所述负载装置或所述电源等效为一电流源，将所述充放电电流作为所述电流源的一等效电流；

以所述处理器对应的所述电池区块的所述第二节点作为一参考节点，且所述第一节点作为一主节点；

依据各所述开关状态、各所述电性信息及所述电流源的所述等效电流，基于克希荷夫电流定律，设定所述参考节点及所述主节点分别具有一参考节点电位及一主节点电位，借此产生多个电流方程式；

以多个所述电流方程式联立计算所述主节点电位；

依据所计算的所述主节点电位及各所述电性信息，计算各所述电池区块的一导通电流值；

根据一预定电流阈值及所述导通电流值判断是否可将对应的所述开关组件切换为导通状态，而产生一判断结果；以及

依据所述判断结果控制对应的所述开关组件的所述开关状态。

7.根据权利要求6所述的并联电池管理方法，其特征在于，各所述电池模块包括一电池源以及一电池内阻，各所述电性信息包括所述电池源的一开路电压值以及一电池内阻值，所述处理器经配置以依据各所述开关状态、各所述开路电压值及各所述电池内阻值产生多个所述电流方程式。

8.根据权利要求7所述的并联电池管理方法，其特征在于，所述管理程序进一步包括依据各所述电池内阻值及所述主节点电位计算各所述电池区块的所述导通电流值。

9.根据权利要求6所述的并联电池管理方法，其特征在于，所述并联电池管理方法还包括配置各所述处理器以在执行所述管理程序之前，预先判断对应的所述开关组件的所述开关状态是否为关断状态，若是，则执行所述管理程序。

10.根据权利要求9所述的并联电池管理方法，其特征在于，各所述处理器经配置以依据各所述电性信息、各所述开关状态及所述负载装置或所述电源之所述充放电电流，决定执行所述管理程序的顺序。

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