CN112531800B - 分布式电池平衡管理方法及运用该方法的电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分布式电池平衡管理方法及运用该方法的电池系统。该分布式电池平衡管理方法包括：通过电池系统平衡管理单元进行电池系统平衡步骤及通过各电池模块的各模块平衡管理电路各自进行电池模块平衡步骤。电池系统平衡步骤包括：取得各电池模块的模块最小电压；取得电池系统的系统最小电压及系统平均电压；判断各电池模块的模块最小电压是否大于系统平均电压，当判断为是，设定各模块平衡管理电路的平衡时间占空比为第一占空比，当判断为否，设定平衡时间占空比为第二占空比。设定各模块平衡管理电路的平衡总使能信号为使能状态，以允许各电池模块的N个电池进行对应的电压平衡控制。

Description

分布式电池平衡管理方法及运用该方法的电池系统

技术领域

本发明涉及一种电池平衡管理方法，特别是指一种分布式电池平衡管理方法。本发明也涉及运用此分布式电池平衡管理方法的电池系统。

背景技术

请参考图1。图1显示现有技术的电池系统的示意图。现有技术的电池系统100包含：一电池系统管理单元11以及M个电池模块12-1、12-2、…、12-M-1、12-M。各个电池模块(例如电池模块12-1)包括一模块管理电路121、一电池组123及N个平衡电路122-1、…、122-N-1、122-N。电池组123具有彼此串联的N个电池B-1、…、B-N-1、B-N，各自都耦接于模块管理电路121。

以电池模块12-1为例，在电池模块12-1的电池组123中，彼此串联的N个电池B-1、…、B-N-1、B-N会有彼此电压不平衡的问题。

为了解决这样的电压不平衡的问题，现有技术的电池系统100必须要针对各个电池模块(例如电池模块12-1、12-2、…、12-M-1、12-M)中的每一电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)进行电压转换、电压收集以及电压监控，以便进行整体的电压平衡控制机制。现有技术的电池系统100的重大缺点在于：上述的电压转换、电压收集及电压监控的所有信息，都会先通过各个电池模块(例如电池模块12-1、12-2、…、12-M-1、12-M)各自的模块管理电路121经由通信接口ID1，分别传回到电池系统管理单元11。接着，电池系统管理单元11再将电压平衡控制机制各个电池模块(例如电池模块12-1、12-2、…、12-M-1、12-M)各自所需的电压平衡控制机制经由通信接口ID1，分别传回到各个电池模块(例如电池模块12-1、12-2、…、12-M-1、12-M)。也就是说，各个电池模块(例如电池模块12-1、12-2、…、12-M-1、12-M)中的各个模块管理电路121无法独立地进行各自的电压平衡控制机制。

这样的缺点在于：上述的电压转换、电压收集、电压监控的所有信息加上整体的电压平衡控制机制都仅能通过单一个电池系统管理单元11来处理。当电池模块的数量很大时(即当M的数值很大时)及/或当电池的数量很大(即当N的数值很大时)，由于电池系统管理单元11所需处理的信息量过于庞大，电池系统管理单元11的处理程序将变得复杂，最终会耗费时间，因而使得现有技术的电池系统100在进行整体的电压平衡控制机制时严重地延误时间，导致电压失衡的状态需耗费多时才能改善。

有鉴于此，本发明提出一种分布式电池平衡管理方法以及运用此分布式电池平衡管理方法的电池系统。由此，本发明能够使整体的电压平衡控制机制变得轻省简单，以使能迅速解决电压失衡的问题。

发明内容

就其中一个观点言，本发明提供了一种分布式电池平衡管理方法，用以控制一电池系统达到全系统电压平衡的状态，该电池系统包含：一电池系统平衡管理单元；以及M个电池模块，通过一通信接口与该电池系统平衡管理单元耦接，其中M为大于1的正整数，其中该M个电池模块中的各个电池模块包括：一模块平衡管理电路，通过该通信接口与该电池系统平衡管理单元耦接；一电池组，具有彼此串联的N个电池，各自都耦接于该模块平衡管理电路，其中N为大于1的正整数；以及N个平衡电路，各自对应耦接于对应的各个该电池，且与该模块平衡管理电路耦接，其中该M个电池模块中的M个电池组彼此依序串联，用以产生一电池系统电压(VPCK)；该分布式电池平衡管理方法包含：该电池系统平衡管理单元进行一电池系统平衡步骤；以及各模块平衡管理电路各自进行一电池模块平衡步骤；其中该电池系统平衡步骤包括：(S13)：通过该通信接口自该M个电池模块中的各个模块平衡管理电路取得该电池系统中所有的该电池的电压，以及取得各该电池模块的一模块最小电压，其中该模块最小电压为该电池模块中的N个电池的电压中的最小电压；(S14)：根据该电池系统中所有的该电池的电压以计算取得一系统最小电压以及一系统平均电压，其中该系统最小电压为该电池系统中所有的该电池的电压中的最小电压，其中该系统平均电压为该电池系统中所有的该电池的电压的平均值；以及模块设定步骤(S15)：对该M个电池模块中的每一电池模块进行以下步骤：(S152)：判断该电池模块的该模块最小电压是否大于该系统平均电压，当判断为是，进入步骤(S153)，当判断为否，进入步骤(S154)；(S153)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的一平衡时间占空比设定为第一占空比；(S154)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的该平衡时间占空比设定为第二占空比，其中该第一占空比大于该第二占空比；以及(S155)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的一平衡总使能信号设定为使能状态，其中当该平衡总使能信号为使能状态时，允许该电池模块的N个电池进行对应的电压平衡控制；其中于该电池模块平衡步骤中，各个该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比，以控制对应的该电池模块中的每一个平衡电路，由此对每一个对应的电池进行电压平衡控制。

在一较佳实施例中，该模块设定步骤(S15)还包括：对该M个电池模块中的每一电池模块进行以下步骤：(S151)：判断该模块最小电压与该系统最小电压的差值是否大于一第一差值阈值，当判断为是，才进入步骤(S152)，当判断为否，进入步骤(S158)；以及(S158)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的该平衡总使能信号设定为禁止状态；其中当该平衡总使能信号为禁止状态时，不允许该电池模块的任一个电池进行对应的电压平衡控制。

在一较佳实施例中，该电池系统平衡步骤还包括步骤(S12)：根据该电池系统的一系统电流判断该电池系统是否为放电状态；其中当步骤(S12)的判断为否时，才进入该步骤(S13)，当步骤(S12)的判断为是，进入步骤(S18)；其中步骤(S18)：将该电池系统中所有的M个电池模块的该平衡总使能信号都设定为禁止状态。

在一较佳实施例中，该电池系统平衡步骤还包括步骤(S21)：于步骤(S15)后经过一第一延迟时间之后，回到步骤(S13)。

在一较佳实施例中，该电池系统平衡步骤还包括步骤(S21)：于步骤(S15)后经过一第一延迟时间之后，回到步骤(S12)。

在一较佳实施例中，在该M个电池模块都已经执行过该模块设定步骤(S15)之后，该分布式电池平衡管理方法还包括步骤(S16)：

根据一第一外部指令，判断是否需进行该电池系统平衡步骤，当判断为是时，经过一第二延迟时间后回到步骤(S12)，当判断为否时，才进入步骤(S21)。

在一较佳实施例中，该第一占空比与该第二占空比根据以下方式之一而获得：(1)：该第二占空比为一预设值，该第一占空比为该预设值加上一占空比差值；(2)：该第一占空比为一预设值，该第二占空比为该预设值减去一占空比差值；或(3)：该第一占空比为该预设值加上一占空比差值，该第二占空比为一预设值减去该占空比差值。

在一较佳实施例中，该占空比差值为一固定值。

在一较佳实施例中，该占空比差值相关于一平衡电压差值或一平衡电池容量。

在一较佳实施例中，该电池模块平衡步骤包括：(S43)：各个该模块平衡管理电路自对应的该电池模块中的该电池组分别收集该N个电池各自的电压，且根据对应的该电池模块中所有的该N个电池的电压以计算取得对应的该电池模块的该模块最小电压；以及平衡使能步骤(S45)：对该N个电池中的各个该电池进行以下步骤：(S452)：判断该电池的电压与该模块最小电压的差值是否大于一第二差值阈值，当判断为是，进入步骤(S453)，当判断为否，进入步骤(S454)；(S453)：各个该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比使能该电池所对应的该平衡电路，以对该电池进行电压平衡控制；以及(S454)：该模块平衡管理电路禁止该电池所对应的该平衡电路。

在一较佳实施例中，该平衡使能步骤(S45)还包括：对该N个电池中的各个该电池进行以下步骤：(S451)：判断该电池的电压是否大于一下限阈值，当判断为是，才进入步骤(S452)，当判断为否，进入步骤(S454)。

在一较佳实施例中，该电池模块平衡步骤还包括步骤(S42)：判断该平衡总使能信号是否为使能状态，其中当步骤(S42)的判断为是时，才进入该步骤(S43)，当步骤(S42)的判断为否，进入步骤(S52)；其中步骤(S52)：禁止该电池模块中所有的该N个平衡电路。

在一较佳实施例中，该电池模块平衡步骤还包括步骤(S55)：于步骤(S45)后经过一第三延迟时间(T3)之后，回到步骤(S43)。

在一较佳实施例中，该电池模块平衡步骤还包括步骤(S55)：于步骤(S45)后经过一第三延迟时间之后，回到步骤(S42)。

在一较佳实施例中，在该N个电池中的每一电池都已经执行过该平衡使能步骤(S45)之后，该分布式电池平衡管理方法还包括步骤(S50)：根据一第二外部指令，判断是否需进行电池模块平衡步骤，当判断为是时，经过一第四延迟时间后回到步骤(S42)，当判断为否时，才进入步骤(S55)。

在一较佳实施例中，各该平衡电路包括一旁路开关以及一旁路阻抗元件，其中该旁路开关以及该旁路阻抗元件耦接于对应的该电池；其中步骤(S453)包括：该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比以控制对应的该旁路开关而导通一旁路电流且持续一平衡时间，以针对各该平衡电路所对应的该电池进行电压平衡控制；其中该平衡时间正比于该平衡时间占空比。

就另一个观点言，本发明也提供了一种电池系统，包含：一电池系统平衡管理单元；以及M个电池模块，通过一通信接口与该电池系统平衡管理单元耦接，其中M为大于1的正整数；其中该M个电池模块中的各个电池模块包括：一模块平衡管理电路，通过该通信接口与该电池系统平衡管理单元耦接；一电池组，具有彼此串联的N个电池，各自都耦接于该模块平衡管理电路，其中N为大于1的正整数；以及N个平衡电路，各自对应耦接于对应的各个该电池，且与该模块平衡管理电路耦接，其中该M个电池模块中的M个电池组彼此依序串联，用以产生一电池系统电压；其中该电池系统平衡管理单元进行一电池系统平衡步骤；其中各模块平衡管理电路各自进行一电池模块平衡步骤；其中该电池系统平衡管理单元所进行的该电池系统平衡步骤包括：(S13)：通过该通信接口自该M个电池模块中的各个模块平衡管理电路取得该电池系统中所有的该电池的电压，以及取得各该电池模块的一模块最小电压，其中该模块最小电压为该电池模块中的N个电池的电压中的最小电压；(S14)：根据该电池系统中所有的该电池的电压以计算取得一系统最小电压以及一系统平均电压，其中该系统最小电压为该电池系统中所有的该电池的电压中的最小电压，其中该系统平均电压为该电池系统中所有的该电池的电压的平均值；以及模块设定步骤(S15)：对该M个电池模块中的每一电池模块进行以下步骤：(S152)：判断该电池模块的该模块最小电压是否大于该系统平均电压，当判断为是，进入步骤(S153)，当判断为否，进入步骤(S154)；(S153)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的一平衡时间占空比设定为第一占空比；(S154)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的该平衡时间占空比设定为第二占空比，其中该第一占空比大于该第二占空比；以及(S155)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的一平衡总使能信号设定为使能状态，其中当该平衡总使能信号为使能状态时，允许该电池模块的N个电池进行对应的电压平衡控制；其中各个该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比，以控制对应的该电池模块中的每一个平衡电路，由此对每一个对应的电池进行电压平衡控制。

以下通过具体实施例详加说明，应当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的功效。

附图说明

图1显示现有技术的电池系统的示意图。

图2显示本发明的电池系统的一实施例示意图。

图3显示本发明的电池系统之中，各平衡电路的一实施例示意图。

图4显示本发明的电池系统的电池模块22-1中，各平衡电路的一具体实施例示意图。

图5显示本发明的分布式电池平衡管理方法的一实施例示意图。

图6显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，电池系统平衡管理单元所进行的电池系统平衡步骤S1000的一实施例示意图。

图7显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，电池系统平衡管理单元所进行的电池系统平衡步骤S1000的另一实施例示意图。

图8显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，电池系统平衡管理单元所进行的电池系统平衡步骤S1000的又一实施例示意图。

图9显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，电池系统平衡管理单元所进行的电池系统平衡步骤S1000的再一实施例示意图。

图10显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，各模块平衡管理电路所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的一实施例示意图。

图11显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，各模块平衡管理电路所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的另一实施例示意图。

图12显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，各模块平衡管理电路所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的又一实施例示意图。

图13显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，各模块平衡管理电路所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的再一实施例示意图。

图中符号说明

100 已知的电池系统

11 已知的电池系统管理单元

12-1 已知的电池模块

12-2 已知的电池模块

12-M-1 已知的电池模块

12-M 已知的电池模块

121 已知的模块管理电路

122-1 已知的平衡电路

122-2 已知的平衡电路

122-N-1 已知的平衡电路

122-N 已知的平衡电路

123 已知的电池组

200 电池系统

21 电池系统平衡管理单元

22-1 电池模块

22-2 电池模块

22-M-1 电池模块

22-M 电池模块

221 模块平衡管理电路

222-1 平衡电路

222-2 平衡电路

222-N-1 平衡电路

222-N 平衡电路

223 电池组

B-1 电池

B-N-1 电池

B-N 电池

IB-1 旁路电流

IB-N-1 旁路电流

IB-N 旁路电流

i 电池模块的个数

ID1 通信接口

ID2-1 传输接口

ID2-M-1 传输接口

j 电池的个数

M 电池模块的总数

N 电池的总数

R-1 旁路阻抗元件

R-N-1 旁路阻抗元件

R-N 旁路阻抗元件

S1000 电池系统平衡步骤

S2000 电池模块平衡步骤

S11～S15 步骤

S151～S158 步骤

S16～S18 步骤

S20 步骤

S21 步骤

S41～S43 步骤

S45 步骤

S451～S456 步骤

S50～S53 步骤

S55 步骤

P-1 旁路开关

P-N-1 旁路开关

P-N 旁路开关

VPCK 电池系统电压

VPCK+ 电池输出正端

VPCK- 电池输出负端

具体实施方式

本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。

请参考图2并对照图5。图2显示本发明的电池系统的一实施例(电池系统200)示意图。图5显示本发明的分布式电池平衡管理方法的一实施例示意图。

如图2所示，本发明的电池系统200包含：一电池系统平衡管理单元21以及M个电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M。在一实施例中，M为大于1的正整数。各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)通过一通信接口ID1个别地与电池系统平衡管理单元21耦接。

各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)包括：一模块平衡管理电路221、一电池组223及N个平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N。在一实施例中，N为大于1的正整数。各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的模块平衡管理电路221通过通信接口ID1个别地与电池系统平衡管理单元21耦接。各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的电池组223具有彼此串联的N个电池B-1、…、B-N-1、B-N，各自对应耦接于对应的模块平衡管理电路221。各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的N个平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N各自对应耦接于对应的电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)。且，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的N个平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N都与对应的模块平衡管理电路221耦接。

如图2所示，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)彼此依序串联。其中，其依序串联方式为：各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)俩俩之间通过传输接口ID2-1、…、ID2-M-1彼此耦接。例如，电池模块22-1通过传输接口ID2-1与电池模块22-2彼此耦接。电池模块22-M-1通过传输接口ID2-M-1与电池模块22-M彼此耦接。如此一来，M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的M个电池组223彼此依序串联，用以产生一电池系统电压VPCK。如图2所示，电池模块22-1的电池B-1的阳极用以作为电池系统200的电池输出正端VPCK+，而电池模块22-M的电池B-N(图未示)的阴极用以作为电池系统200的电池输出负端VPCK-。如此一来，电池输出正端VPCK+与电池输出负端VPCK-之间具有电池系统电压VPCK。

以电池模块22-1为例，在电池模块22-1的电池组223中，彼此串联的N个电池B-1、…、B-N-1、B-N可能会有彼此电压不平衡的问题发生。举例而言，电池B-1的电压为4.2V、电池B-N-1的电压为3.9V、电池B-N的电压为3.6V，而其余的电池的电压的值的可能范围在4.2V～3.6V间，但却彼此此不同。在此情况下，表示在电池模块22-1的电池组223中的N个电池有彼此电压不平衡的问题发生了。其他的电池模块(例如电池模块22-2、…、22-M-1、22-M)的电池组223中的N个电池也可能有彼此电压不平衡的问题发生了。

为了解决这个电压不平衡的问题。如图5所示，本发明能够利用分布式电池平衡管理方法，由此控制电池系统200达到全系统电压平衡的状态。如图5所示，本发明的分布式电池平衡管理方法包含：通过电池系统平衡管理单元21进行一电池系统平衡步骤S1000以及通过各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221各自进行一电池模块平衡步骤S2000(关于电池系统平衡管理单元21如何进行电池系统平衡步骤S1000及关于各模块平衡管理电路221如何各自进行电池模块平衡步骤S2000的特征与细节，容后详述)。

需说明的是，根据本发明，利用分布式电池平衡管理方法，由此控制电池系统200达到“全系统电压平衡的状态”中的“全系统电压平衡的状态”意指：通过上述的分布式电池平衡管理方法，对电池系统200内的各个电池模块中的各个电池进行电压平衡控制，使得电池系统200内的所有电池彼此达到一电压平衡的状态。

请参考图2并对照图3-图4。图3显示本发明的电池系统之中，各平衡电路的一实施例示意图。图4显示本发明的电池系统的电池模块22-1中，各平衡电路的一具体实施例示意图。

为了简洁说明起见，以下图3及图4所示的实施例将以电池模块22-1为例来详述本发明的特征与优点。然而，需说明的是，其余的电池模块(例如电池模块22-2、…、22-M-1、22-M)同样具有电池模块22-1的特征与优点。

如图3及图4所示，在电池模块22-1中，各平衡电路(例如平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N)包括对应的旁路开关(例如旁路开关P-1、…、P-N-1、P-N)以及对应的旁路阻抗元件(例如旁路阻抗元件R-1、…、R-N-1、R-N)。各旁路开关(例如P-1、…、P-N-1、P-N)以及各旁路阻抗元件(例如R-1、…、R-N-1、R-N)耦接于各自所对应的电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)。

根据本发明，利用分布式电池平衡管理方法，电池模块22-1中的模块平衡管理电路221能够根据对应的一平衡时间占空比以控制对应的各旁路开关(例如旁路开关P-1、…、P-N-1、P-N)而导通对应的各旁路电流(例如旁路电流IB-1、…、IB-N-1、IB-N)且持续电池模块22-1所对应的一平衡时间，以针对各平衡电路(例如平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N)所对应的电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)进行电压平衡控制。在一实施例中，各平衡电路(例如平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N)所对应的平衡时间正比于电池模块22-1所对应的平衡时间占空比(关于平衡时间占空比的特征与细节，容后详述)。

请参考图3-图4并对照图6。图6显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，电池系统平衡管理单元所进行的电池系统平衡步骤S1000的一实施例示意图。

首先，本发明的分布式电池平衡管理方法通过电池系统平衡管理单元21进行电池系统平衡步骤S1000。

如图6所示，根据本发明，在一实施例中，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000包括：开始(如图6所示的步骤S11)；接着，电池系统平衡管理单元21通过通信接口ID1自M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各个模块平衡管理电路221取得电池系统200中M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)的所有的电池的电压(如图6所示的步骤S13)。此外，通过通信接口ID1取得各电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)各自对应的模块最小电压(如图6所示的步骤S13)。

需说明的是，在一实施例中，以电池模块22-1为例，所谓的电池模块22-1的“模块最小电压”为电池模块22-1中的N个电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)的电压中的最小电压。类似地，以电池模块22-2为例，所谓的电池模块22-2的“模块最小电压”为电池模块22-2中的N个电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)的电压中的最小电压。类似地，以电池模块22-M为例，所谓的电池模块22-M的“模块最小电压”为电池模块22-M中的N个电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)的电压中的最小电压。也就是说，根据本发明(如图6所示的步骤S13)，M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)将会有M个“模块最小电压”。

接着，电池系统平衡管理单元21根据电池系统200中M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)的所有的电池的电压以计算取得一系统最小电压以及一系统平均电压(如图6所示的步骤S14)。

需说明的是，在一实施例中，所谓的“系统最小电压”指的是：电池系统200中M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)的所有的电池(本实施例中共M*N个电池)的电压中的最小电压。在一实施例中，所谓的“系统平均电压”指的是：电池系统200中M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)的所有的电池(本实施例中共M*N个电池)的电压的平均值。

接着，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000将会执行“模块设定步骤”(如图6所示的步骤S15)，于模块设定步骤S15中，电池系统平衡管理单元21会对M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的每一电池模块进行以下步骤。

在“模块设定步骤”(如图6所示的步骤S15)中，首先，电池系统平衡管理单元21判断各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的模块最小电压是否大于系统平均电压(如图6所示的步骤S152)。

接着，电池系统平衡管理单元21会根据各个电池模块对应的判断结果，对各个电池模块判断是否进入步骤S153，换言之，当某个电池模块于步骤152的判断结果为是时，会对该个电池模块进行步骤S153。在一实施例中，步骤S153指的是：电池系统平衡管理单元21将步骤S153中判断为是的各个电池模块中各自对应的模块平衡管理电路221的一平衡时间占空比设定为第一占空比。

另一方面，当某个电池模块于步骤152的判断结果为否时，会对该个电池模块进行步骤S154。在一实施例中，步骤S154指的是：电池系统平衡管理单元21将步骤S152中判断为否的各个电池模块中各自对应的模块平衡管理电路221的一平衡时间占空比设定为第二占空比。

需说明的是，在一实施例中，以电池模块22-1为例，电池模块22-1所对应的模块平衡管理电路221具有单一个对应的“平衡时间占空比”。类似地，以电池模块22-2为例，电池模块22-2所对应的模块平衡管理电路221具有单一个对应的“平衡时间占空比”。类似地，以电池模块22-M为例，电池模块22-M所对应的模块平衡管理电路221具有单一个对应的“平衡时间占空比”。也就是说，根据本发明(如图6所示的步骤S153及/或步骤S154)，M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)将会有M个“平衡时间占空比”(分别根据步骤S152而设定为第一占空比或第二占空比)。

需说明的是，本发明的特征与优点在于：由于各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的平衡电路

(例如平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N)的一个周期内的使能时间与各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的“平衡时间占空比”成正比，由此可使得各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)的总平衡时间大致上接近。

根据本发明，在一实施例中，第一占空比大于第二占空比。详言之，当步骤S152中判断为是时，即代表模块最小电压大于系统平均电压，因此，本发明可以较大的平衡时间占空比(第一占空比)来对步骤S152中判断为是的电池模块的电池进行电压平衡，如此可适应性地平衡各电池模块所需的总平衡时间。

具体而言，在一实施例中，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000可设定第二占空比为一预设值并将第一占空比设定为此预设值加上一占空比差值。在另一实施例中，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000可设定第一占空比为一预设值并将第二占空比设定为此预设值减去一占空比差值。在又一实施例中，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000可设定第一占空比为预设值加上一占空比差值并将第二占空比设定为此预设值减去此占空比差值。

在一实施例中，上述的占空比差值可为一固定值，例如但限于前述预设值的50％。在另一实施例中，上述的占空比差值可相关于一平衡电压差值或一平衡电池容量。

需说明的是，在本发明中，上述的平衡电压差值可以下列公式获得：平衡电压差值＝开始平衡电压－停止平衡电压。在一实施例中，开始平衡电压对以电池模块的角度来说，可对应于前述的模块最小电压。

需说明的是，在本发明中，上述的平衡电池容量可以下列公式获得：平衡电池容量＝满充电容量X不平衡荷电状态差值。

在“模块设定步骤”(如图6所示的步骤S15)中，在图6所示的步骤S153及/或步骤S154之后，接着，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000将各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的模块平衡管理电路221所对应的平衡总使能信号设定为使能状态(如图6所示的步骤S155)。

需说明的是，在一实施例中，以电池模块22-1为例，电池模块22-1所对应的模块平衡管理电路221具有单一个对应的“平衡总使能信号”。类似地，以电池模块22-2为例，电池模块22-2所对应的模块平衡管理电路221具有单一个对应的“平衡总使能信号”。类似地，以电池模块22-M为例，电池模块22-M所对应的模块平衡管理电路221具有单一个对应的“平衡总使能信号”。

也就是说，根据本发明(如图6所示的步骤S155)，M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)将会有M个“平衡总使能信号”。

需说明的是，本发明的特征与优点在于：当各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的模块平衡管理电路221所对应的平衡总使能信号为使能状态时，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000允许各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的N个电池进行对应的电压平衡控制。需说明的是，是否对某个电池进行电压平衡控制，其判断与操作的细节则容后详述。

接着，本发明的分布式电池平衡管理方法通过各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221各自进行电池模块平衡步骤S2000，细节容后详述。

于各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000中，各模块平衡管理电路221根据各自对应的平衡时间占空比，以控制对应的各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的每一个平衡电路(例如平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N)，由此对每一个对应的电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)进行电压平衡控制。

需说明的是，本发明的特征与优点在于：(1)通过电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000，可使M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的M个模块平衡管理电路221所各自对应的M个平衡总使能信号为使能状态，由此允许各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的N个电池进行对应的电压平衡控制。(2)此外，通过电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000，可取得M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的M个模块平衡管理电路221所各自对应的M个“平衡时间占空比”。从电池系统平衡步骤S1000所取得的M个“平衡时间占空比”可供各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221在进行各自的电池模块平衡步骤S2000时使用。意即，在电池模块平衡步骤S2000中，M个模块平衡管理电路221根据从电池系统平衡步骤S1000所取得的M个“平衡时间占空比”，以控制对应的各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的每一个平衡电路(例如平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N)，由此对每一个对应的电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)进行电压平衡控制。

如此一来，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221能够各自独立进行电池模块平衡步骤S2000，由此对每一个对应的电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)进行电压平衡控制。简而言之，每一电池模块能够各自独立进行电压平衡控制，由此使不同的电池模块在接近的时间内达到全系统电压平衡的状态。如此一来，也可使电池系统平衡管理单元21的负担变得轻省简单，以使能迅速解决每一电池模块的电压失衡的问题(关于各模块平衡管理电路221如何各自进行电池模块平衡步骤S2000更多特征与细节，容后详述)。

需说明的是，根据本发明，利用分布式电池平衡管理方法，由此对每一电池模块的每一个对应的电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)进行电压平衡控制中的“电压平衡控制”的意义与目标在于：通过上述的分布式电池平衡管理方法，对电池系统200内的各个电池模块中的各个电池进行电压平衡控制，使得电池系统200内的所有电池彼此达到一电压平衡的状态。

需说明的是，在一实施例中，如图6所示，于步骤S155后，接着，进入步骤S156与S157，即，以循环控制使电池系统2000内的M个电池模块都经过上述相同的步骤。需说明的是，上述步骤S156与S157是用以作为循环控制的步骤，仅为举例而非限制，本领域技术人员也可采用其他种类的循环控制步骤。此外，步骤S15中的电池模块[i]、模块平衡管理电路[i]以及平衡时间占空比[i]中的“[i]”都为用以计数的编号，本实施例中，i会从1计数至M+1而后跳出循环，同样地，上述循环的控制方式仅为举例而非限制。需说明的是，电池模块[i]对应于图2中的电池模块22-i，模块平衡管理电路[i]对应于图2中电池模块22-i所对应的模块平衡管理电路221，其中i＝1～M。

请参考图7并对照图3-图4。图7显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，电池系统平衡管理单元所进行的电池系统平衡步骤S1000的另一实施例示意图。

如图7所示，在一实施例中，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000中所执行的“模块设定步骤”(如图7所示的步骤S15)尚可判断各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中各自对应的模块最小电压与系统最小电压的差值是否大于一差值阈值VTHD1(如图7所示的步骤S151)。当判断为是，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000才进入上述的步骤S152。然而，当判断为否，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000进入步骤S158。

在一实施例中，步骤S158指的是：将步骤S151判断为否的各个电池模块中各自对应的模块平衡管理电路221所对应的平衡总使能信号设定为禁止状态。需说明的是，在一实施例中，当步骤S151判断为否的电池模块的平衡总使能信号设定为禁止状态时，不允许该电池模块的任一个电池进行对应的电压平衡控制。

请继续参考图7并对照图3-图4。如图7所示，在一实施例中，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000尚可包括步骤S12。在一实施例中，步骤S12指的是：电池系统平衡管理单元21尚可根据电池系统200的一系统电流判断电池系统200是否为放电状态。

本实施例中，当步骤S12的判断为否时，才进入上述的步骤S13。

另一方面，当步骤S12的判断为是时，则进入步骤S18(如图7所示的步骤S18)。在一实施例中，步骤S18指的是：电池系统平衡管理单元21将电池系统200中所有的M个电池模块各自对应的平衡总使能信号都设定为禁止状态。意即，电池系统200中所有的M个平衡总使能信号都设定为禁止状态。接着，在一实施例中，直接进入步骤S20(如图7所示的步骤S20)，代表电池系统平衡步骤S1000结束。

请继续参考图7并对照图3-图4。如图7所示，在一实施例中，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000尚可包括步骤S21。在一实施例中，步骤S21指的是：于步骤S15后，接着，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000直接进入步骤S20(如图7所示的步骤S20)，代表电池系统平衡步骤S1000结束。接着，经过一延迟时间T1之后(如图7所示的步骤S21)，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000可再回到上述的步骤S13。需说明的是，在本实施例中，步骤S20可视为一非必须的步骤，换言之，就一角度而言，于步骤S15后可选择结束(S20)，或经过步骤S21后回到较前面的步骤，本文中涉及结束的步骤都具有相同精神，将不予重复。

请参考图8并对照图3-图4。图8显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，电池系统平衡管理单元所进行的电池系统平衡步骤S1000的又一实施例示意图。如图8所示，在一实施例中，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000尚可包括步骤S21。在一实施例中，步骤S21指的是：于步骤S15后，接着，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000直接进入步骤S20(如图8所示的步骤S20)，代表电池系统平衡步骤S1000结束。接着，本实施例中，经过一延迟时间T1之后(如图8所示的步骤S21)，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000可再回到上述的步骤S12。

请参考图9并对照图3-图4。图9显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，电池系统平衡管理单元所进行的电池系统平衡步骤S1000的再一实施例示意图。

如图9所示，在一实施例中，在M个电池模块都已经执行过上述的模块设定步骤S15之后(意即，在图9所示的步骤S157的判断为是之后)，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000尚可包括步骤S16。在一实施例中，步骤S16指的是：于步骤S15后，接着，电池系统平衡管理单元21可根据一外部指令，判断是否需进行前述的电池系统平衡步骤。

当步骤S16的判断为是时，经过一延迟时间T2后(如图9所示的步骤S17)，可再度回到上述的步骤S12。

当步骤S16的判断为否时，则直接进入步骤S20(如图9所示的步骤S20)，代表电池系统平衡步骤S1000结束。在一实施例中，经过一延迟时间T1之后(如图9所示的步骤S21)，电池系统平衡管理单元21所进行的电池系统平衡步骤S1000可再回到上述的步骤S12。

以下详述，在本发明中，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的更多特征与细节。

请参考图10并对照图3-图4。图10显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，各模块平衡管理电路所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的一实施例示意图。如图10所示，在一实施例中，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000包括：开始(如图10所示的步骤S41)；接着，各个模块平衡管理电路221自对应的各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的电池组223分别收集N个电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)各自的电压，且各个模块平衡管理电路221根据对应的各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中所有的N个电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)的电压以计算取得对应的各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)的模块最小电压。

如上所述，根据本发明(如图6所示的步骤S13及图10所示的步骤S43)，M个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)将会有M个“模块最小电压”。

接着，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000将会执行“平衡使能步骤”(如图10所示的步骤S45)。意即，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221将会对对应的电池模块内的N个电池中的每一电池进行以下步骤。

在“平衡使能步骤”(如图10所示的步骤S45)中，首先会进行步骤452，亦即：各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221会判断各电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)的电压与各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)各自对应的模块最小电压的差值是否大于一差值阈值VTHD2。

接着，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221会根据各个电池对应的判断结果，对各个电池判断是否进入步骤S453或步骤S454，换言之，当某个电池于步骤452的判断结果为是时，会对该个电池进行步骤S453，当某个电池于步骤452的判断结果为否时，会对该个电池进行步骤S454。在一实施例中，步骤S453指的是：各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221根据各自对应的平衡时间占空比使能各个需进入步骤S453的电池(于步骤452的判断结果为是者)所各自对应的平衡电路(于步骤452的判断结果为是的电池的所对应的平衡电路)，以对需进入步骤S453的电池进行电压平衡控制。

需说明的是，根据本发明，如前所述，在电池模块平衡步骤S2000中，M个模块平衡管理电路221根据从电池系统平衡步骤S1000所取得的M个“平衡时间占空比”，以控制对应的各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的每一个平衡电路(例如平衡电路222-1、…、222-N-1、222-N)，由此对每一个对应的需进行平衡的电池进行电压平衡控制。

从另一个角度来说，这表示“在电池模块平衡步骤S2000中，M个模块平衡管理电路221必须根据从电池系统平衡步骤S1000所取得的M个‘平衡时间占空比’来执行其功能”。

另一方面，在一实施例中，步骤S454指的是：各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221会禁止各个需进入步骤S454的电池(于步骤452的判断结果为否者)所各自对应的平衡电路(于步骤452的判断结果为否的电池所的对应的平衡电路)，亦即，于步骤452的判断结果为否者不进行电压平衡控制。

需说明的是，在一实施例中，如图10所示，于步骤S453及/或步骤S454后，接着，进入步骤S455与S456，即，以循环控制使电池模块内的N个电池都经过上述相同的步骤。接着，进入步骤S53(如图10所示的步骤S53)，代表电池模块平衡步骤S2000结束。需说明的是，上述步骤S455与S456是用以作为循环控制的步骤，仅为举例而非限制，本领域技术人员也可采用其他种类的循环控制步骤。此外，步骤S45中的电池[j]以及平衡电路[j]中的“[j]”都为用以计数的编号，本实施例中，j会从1计数至N+1而后跳出循环，同样地，上述循环的控制方式仅为举例而非限制。需说明的是，电池[j]对应于图2中的任一电池模块(例如22-1)中的电池B-j，平衡电路[j]对应于该电池B-j所对应的平衡电路222-j，其中i＝1～N。

请参考图11并对照图3-图4。图11显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，各模块平衡管理电路所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的另一实施例示意图。

如图11所示，在一实施例中，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000中所执行的“平衡使能步骤”(如图11所示的步骤S45)尚可判断各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的每一电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)的电压是否大于一下限阈值VTHL(如图11所示的步骤S451)，当步骤S451的判断为是，才进入上述的步骤S452，当步骤S451的判断为否，则进入上述的步骤S454。

请继续参考图11并对照图3-图4。如图11所示，在一实施例中，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000尚可包括步骤S42。在一实施例中，步骤S42指的是：各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各个模块平衡管理电路221会判断各自对应的平衡总使能信号是否为使能状态，本实施例中，当步骤S42的判断为是时，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000才进入步骤S43。当步骤S42的判断为否，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000进入步骤S52。在一实施例中，步骤S52指的是：禁止该电池模块(步骤S42的判断为否者)中所有的N个平衡电路。接着，在一实施例中，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000直接进入步骤S53(如图11所示的步骤S53)，代表电池模块平衡步骤S2000结束。

请继续参考图11并对照图3-图4。如图11所示，在一实施例中，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000尚可包括步骤S55。在一实施例中，步骤S55指的是：经过一延迟时间T3之后，可再回到上述的步骤S43。需说明的是，在本实施例中，步骤S53可视为一非必须的步骤，换言之，就一角度而言，于步骤S45后可选择结束(S53)，或经过步骤S55后回到较前面的步骤，本文中涉及结束的步骤都具有相同精神，将不予重复。

请参考图12并对照图3-图4。图12显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，各模块平衡管理电路所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的又一实施例示意图。如图12所示，在本实施例中，步骤S55指的是：经过一延迟时间T3之后(如图12所示的步骤S55)，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000可再回到上述的步骤S42。

请参考图13并对照图3-图4。图13显示本发明的分布式电池平衡管理方法中，各模块平衡管理电路所各自进行的电池模块平衡步骤S2000的再一实施例示意图。

如图13所示，在一实施例中，在各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的N个电池中的每一电池(例如电池B-1、…、B-N-1、B-N)都已经执行过平衡使能步骤S45之后(意即，在图13所示的步骤S456的判断为是之后)，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000尚可包括步骤S50。在一实施例中，步骤S50指的是：于步骤S45后，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221尚可根据一外部指令，判断是否需进行电池模块平衡步骤。

当步骤S50的判断为是时，经过一延迟时间T4后(如图13所示的步骤S51)，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000可再度回到上述的步骤S42。

当步骤S50的判断为否时，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000直接进入步骤S53(如图13所示的步骤S53)，代表电池模块平衡步骤S2000结束。在一实施例中，经过一延迟时间T3之后(如图13所示的步骤S55)，各个电池模块(例如电池模块22-1、22-2、…、22-M-1、22-M)中的各模块平衡管理电路221所各自进行的电池模块平衡步骤S2000可再回到上述的步骤S42。

需说明的是，上述图6、图7、图8、图9所示的实施例并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的图6、图7、图8、图9所示的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成亦可，用以取代另一实施例中对应的组成部件。

类似地，需说明的是，上述图10、图11、图12、图13所示的实施例并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的图10、图11、图12、图13所示的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成亦可，用以取代另一实施例中对应的组成部件。

以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容而已，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成亦可，用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。

Claims (32)

1.一种分布式电池平衡管理方法，用以控制一电池系统达到全系统电压平衡的状态，该电池系统包含：一电池系统平衡管理单元；以及M个电池模块，通过一通信接口与该电池系统平衡管理单元耦接，其中M为大于1的正整数，其中该M个电池模块中的各个电池模块包括：一模块平衡管理电路，通过该通信接口与该电池系统平衡管理单元耦接；一电池组，具有彼此串联的N个电池，各自都耦接于该模块平衡管理电路，其中N为大于1的正整数；以及N个平衡电路，各自对应耦接于对应的各个该电池，且与该模块平衡管理电路耦接，其中该M个电池模块中的M个电池组彼此依序串联，用以产生一电池系统电压；该分布式电池平衡管理方法包含：

该电池系统平衡管理单元进行一电池系统平衡步骤；以及

各模块平衡管理电路各自进行一电池模块平衡步骤；

其中该电池系统平衡步骤包括：

(S13)：通过该通信接口自该M个电池模块中的各个模块平衡管理电路取得该电池系统中所有的该电池的电压，以及取得各该电池模块的一模块最小电压，其中该模块最小电压为该电池模块中的N个电池的电压中的最小电压；

(S14)：根据该电池系统中所有的该电池的电压以计算取得一系统最小电压以及一系统平均电压，其中该系统最小电压为该电池系统中所有的该电池的电压中的最小电压，其中该系统平均电压为该电池系统中所有的该电池的电压的平均值；以及

模块设定步骤(S15)：对该M个电池模块中的每一电池模块进行以下步骤：

(S152)：判断该电池模块的该模块最小电压是否大于该系统平均电压，当判断为是，进入步骤(S153)，当判断为否，进入步骤(S154)；

(S153)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的一平衡时间占空比设定为第一占空比；

(S154)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的该平衡时间占空比设定为第二占空比，其中该第一占空比大于该第二占空比；以及

(S155)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的一平衡总使能信号设定为使能状态，其中当该平衡总使能信号为使能状态时，允许该电池模块的N个电池进行对应的电压平衡控制；

其中于该电池模块平衡步骤中，各个该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比，以控制对应的该电池模块中的每一个平衡电路，由此对每一个对应的电池进行电压平衡控制。

2.如权利要求1所述的分布式电池平衡管理方法，其中该模块设定步骤(S15)还包括：对该M个电池模块中的每一电池模块进行以下步骤：

(S151)：判断该模块最小电压与该系统最小电压的差值是否大于一第一差值阈值，当判断为是，才进入步骤(S152)，当判断为否，进入步骤(S158)；以及

(S158)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的该平衡总使能信号设定为禁止状态；

其中当该平衡总使能信号为禁止状态时，不允许该电池模块的任一个电池进行对应的电压平衡控制。

3.如权利要求1所述的分布式电池平衡管理方法，其中该电池系统平衡步骤还包括步骤(S12)：根据该电池系统的一系统电流判断该电池系统是否为放电状态；其中当步骤(S12)的判断为否时，才进入该步骤(S13)，当步骤(S12)的判断为是，进入步骤(S18)；

其中步骤(S18)：将该电池系统中所有的M个电池模块的该平衡总使能信号都设定为禁止状态。

4.如权利要求1所述的分布式电池平衡管理方法，其中该电池系统平衡步骤还包括步骤(S21)：于步骤(S15)后经过一第一延迟时间之后，回到步骤(S13)。

5.如权利要求3所述的分布式电池平衡管理方法，其中该电池系统平衡步骤还包括步骤(S21)：于步骤(S15)后经过一第一延迟时间之后，回到步骤(S12)。

6.如权利要求3所述的分布式电池平衡管理方法，其中在该M个电池模块都已经执行过该模块设定步骤(S15)之后，该分布式电池平衡管理方法还包括步骤(S16)：

根据一第一外部指令，判断是否需进行该电池系统平衡步骤，当判断为是时，经过一第二延迟时间后回到步骤(S12)，当判断为否时，才进入步骤(S21)。

7.如权利要求1所述的分布式电池平衡管理方法，其中该第一占空比与该第二占空比根据以下方式之一而获得：

(1)：该第二占空比为一预设值，该第一占空比为该预设值加上一占空比差值；

(2)：该第一占空比为一预设值，该第二占空比为该预设值减去一占空比差值；或

(3)：该第一占空比为该预设值加上一占空比差值，该第二占空比为一预设值减去该占空比差值。

8.如权利要求7所述的分布式电池平衡管理方法，其中该占空比差值为一固定值。

9.如权利要求7所述的分布式电池平衡管理方法，其中该占空比差值相关于一平衡电压差值或一平衡电池容量。

10.如权利要求1所述的分布式电池平衡管理方法，其中该电池模块平衡步骤包括：

(S43)：各个该模块平衡管理电路自对应的该电池模块中的该电池组分别收集该N个电池各自的电压，且根据对应的该电池模块中所有的该N个电池的电压以计算取得对应的该电池模块的该模块最小电压；以及

平衡使能步骤(S45)：对该N个电池中的各个该电池进行以下步骤：

(S452)：判断该电池的电压与该模块最小电压的差值是否大于一第二差值阈值，当判断为是，进入步骤(S453)，当判断为否，进入步骤(S454)；

(S453)：各个该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比使能该电池所对应的该平衡电路，以对该电池进行电压平衡控制；以及

(S454)：该模块平衡管理电路禁止该电池所对应的该平衡电路。

11.如权利要求10所述的分布式电池平衡管理方法，其中该平衡使能步骤(S45)还包括：对该N个电池中的各个该电池进行以下步骤：

(S451)：判断该电池的电压是否大于一下限阈值，当判断为是，才进入步骤(S452)，当判断为否，进入步骤(S454)。

12.如权利要求10所述的分布式电池平衡管理方法，其中该电池模块平衡步骤还包括步骤(S42)：判断该平衡总使能信号是否为使能状态，其中当步骤(S42)的判断为是时，才进入该步骤(S43)，当步骤(S42)的判断为否，进入步骤(S52)；

其中步骤(S52)：禁止该电池模块中所有的该N个平衡电路。

13.如权利要求10所述的分布式电池平衡管理方法，其中该电池模块平衡步骤还包括步骤(S55)：于步骤(S45)后经过一第三延迟时间(T3)之后，回到步骤(S43)。

14.如权利要求12所述的分布式电池平衡管理方法，其中该电池模块平衡步骤还包括步骤(S55)：于步骤(S45)后经过一第三延迟时间之后，回到步骤(S42)。

15.如权利要求12所述的分布式电池平衡管理方法，其中在该N个电池中的每一电池都已经执行过该平衡使能步骤(S45)之后，该分布式电池平衡管理方法还包括步骤(S50)：

根据一第二外部指令，判断是否需进行电池模块平衡步骤，当判断为是时，经过一第四延迟时间后回到步骤(S42)，当判断为否时，才进入步骤(S55)。

16.如权利要求10所述的分布式电池平衡管理方法，其中各该平衡电路包括一旁路开关以及一旁路阻抗元件，其中该旁路开关以及该旁路阻抗元件耦接于对应的该电池；

其中步骤(S453)包括：该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比以控制对应的该旁路开关而导通一旁路电流且持续一平衡时间，以针对各该平衡电路所对应的该电池进行电压平衡控制；其中该平衡时间正比于该平衡时间占空比。

17.一种电池系统，包含：

一电池系统平衡管理单元；以及

M个电池模块，通过一通信接口与该电池系统平衡管理单元耦接，其中M为大于1的正整数；

其中该M个电池模块中的各个电池模块包括：

一模块平衡管理电路，通过该通信接口与该电池系统平衡管理单元耦接；

一电池组，具有彼此串联的N个电池，各自都耦接于该模块平衡管理电路，其中N为大于1的正整数；以及

N个平衡电路，各自对应耦接于对应的各个该电池，且与该模块平衡管理电路耦接，其中该M个电池模块中的M个电池组彼此依序串联，用以产生一电池系统电压；

其中该电池系统平衡管理单元进行一电池系统平衡步骤；

其中各模块平衡管理电路各自进行一电池模块平衡步骤；

其中该电池系统平衡管理单元所进行的该电池系统平衡步骤包括：

(S13)：通过该通信接口自该M个电池模块中的各个模块平衡管理电路取得该电池系统中所有的该电池的电压，以及取得各该电池模块的一模块最小电压，其中该模块最小电压为该电池模块中的N个电池的电压中的最小电压；

(S14)：根据该电池系统中所有的该电池的电压以计算取得一系统最小电压以及一系统平均电压，其中该系统最小电压为该电池系统中所有的该电池的电压中的最小电压，其中该系统平均电压为该电池系统中所有的该电池的电压的平均值；以及

模块设定步骤(S15)：对该M个电池模块中的每一电池模块进行以下步骤：

(S152)：判断该电池模块的该模块最小电压是否大于该系统平均电压，当判断为是，进入步骤(S153)，当判断为否，进入步骤(S154)；

(S153)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的一平衡时间占空比设定为第一占空比；

(S154)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的该平衡时间占空比设定为第二占空比，其中该第一占空比大于该第二占空比；以及

(S155)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的一平衡总使能信号设定为使能状态，其中当该平衡总使能信号为使能状态时，允许该电池模块的N个电池进行对应的电压平衡控制；

其中各个该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比，以控制对应的该电池模块中的每一个平衡电路，由此对每一个对应的电池进行电压平衡控制。

18.如权利要求17所述的电池系统，其中该模块设定步骤(S15)还包括：对该M个电池模块中的每一电池模块进行以下步骤：

(S151)：判断该模块最小电压与该系统最小电压的差值是否大于一第一差值阈值，当判断为是，才进入步骤(S152)，当判断为否，进入步骤(S158)；以及

(S158)：将该电池模块中的该模块平衡管理电路的该平衡总使能信号设定为禁止状态；

其中当该平衡总使能信号为禁止状态时，该模块平衡管理电路不允许该电池模块的任一个电池进行对应的电压平衡控制。

19.如权利要求17所述的电池系统，其中该电池系统平衡管理单元所进行的该电池系统平衡步骤还包括步骤(S12)：

根据该电池系统的一系统电流判断该电池系统是否为放电状态；其中当步骤(S12)的判断为否时，才进入该步骤(S13)，当步骤(S12)的判断为是，进入步骤(S18)；

其中步骤(S18)：将该电池系统中所有的M个电池模块的该平衡总使能信号都设定为禁止状态。

20.如权利要求17所述的电池系统，其中该电池系统平衡管理单元所进行的该电池系统平衡步骤还包括步骤(S21)：于步骤(S15)后经过一第一延迟时间之后，回到步骤(S13)。

21.如权利要求19所述的电池系统，其中该电池系统平衡管理单元所进行的该电池系统平衡步骤还包括步骤(S21)：于步骤(S15)后经过一第一延迟时间之后，回到步骤(S12)。

22.如权利要求19所述的电池系统，其中在该M个电池模块都已经执行过该模块设定步骤(S15)之后，该电池系统平衡管理单元所进行的该电池系统平衡步骤还包括步骤(S16)：

该电池系统平衡管理单元根据一第一外部指令，判断是否需进行该电池系统平衡步骤，当判断为是时，经过一第二延迟时间后回到步骤(S12)，当判断为否时，才进入步骤(S21)。

23.如权利要求17所述的电池系统，其中该第一占空比与该第二占空比根据以下方式之一而获得：

(1)：该第二占空比为一预设值，该第一占空比为该预设值加上一占空比差值；

(2)：该第一占空比为一预设值，该第二占空比为该预设值减去一占空比差值；或

(3)：该第一占空比为该预设值加上一占空比差值，该第二占空比为一预设值减去该占空比差值。

24.如权利要求23所述的电池系统，其中该占空比差值为一固定值。

25.如权利要求23所述的电池系统，其中该占空比差值相关于一平衡电压差值或一平衡电池容量。

26.如权利要求17所述的电池系统，其中各模块平衡管理电路所各自进行的该电池模块平衡步骤包括：

(S43)：各个该模块平衡管理电路自对应的该电池模块中的该电池组分别收集该N个电池各自的电压，且根据对应的该电池模块中所有的该N个电池的电压以计算取得对应的该电池模块的该模块最小电压；以及

平衡使能步骤(S45)：对该N个电池中的各个该电池进行以下步骤：

(S452)：判断该电池的电压与该模块最小电压的差值是否大于一第二差值阈值，当判断为是，进入步骤(S453)，当判断为否，进入步骤(S454)；

(S453)：各个该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比使能该电池所对应的该平衡电路，以对该电池进行电压平衡控制；以及

(S454)：该模块平衡管理电路禁止该电池所对应的该平衡电路。

27.如权利要求26所述的电池系统，其中该平衡使能步骤(S45)还包括：对该N个电池中的各个该电池进行以下步骤：

(S451)：判断该电池的电压是否大于一下限阈值，当判断为是，才进入步骤(S452)，当判断为否，进入步骤(S454)。

28.如权利要求26所述的电池系统，其中各模块平衡管理电路所各自进行的该电池模块平衡步骤还包括步骤(S42)：

判断该平衡总使能信号是否为使能状态，其中当步骤(S42)的判断为是时，才进入该步骤(S43)，当步骤(S42)的判断为否，进入步骤(S52)；

其中步骤(S52)：禁止该电池模块中所有的该N个平衡电路。

29.如权利要求26所述的电池系统，其中各模块平衡管理电路所各自进行的该电池模块平衡步骤还包括步骤(S55)：于步骤(S45)后经过一第三延迟时间之后，回到步骤(S43)。

30.如权利要求28所述的电池系统，其中各模块平衡管理电路所各自进行的该电池模块平衡步骤还包括步骤(S55)：于步骤(S45)后经过一第三延迟时间之后，回到步骤(S42)。

31.如权利要求28所述的电池系统，其中在该N个电池中的每一电池都已经执行过该平衡使能步骤(S45)之后，各模块平衡管理电路所各自进行的该电池模块平衡步骤还包括步骤(S50)：

各模块平衡管理电路根据一第二外部指令，判断是否需进行电池模块平衡步骤，当判断为是时，经过一第四延迟时间后回到步骤(S42)，当判断为否时，才进入步骤(S55)。

32.如权利要求26所述的电池系统，其中各该平衡电路包括一旁路开关以及一旁路阻抗元件，其中该旁路开关以及该旁路阻抗元件耦接于对应的该电池；

其中该模块平衡管理电路根据对应的该平衡时间占空比以控制对应的该旁路开关而导通一旁路电流且持续一平衡时间，以针对各该平衡电路所对应的该电池进行电压平衡控制；其中该平衡时间正比于该平衡时间占空比。

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