CN208028609U - 电池电力管理装置 - Google Patents

Abstract

一种电池电力管理装置，包含有：多个电池装置，分别具有一正极连接端及一负极连接端，且这些电池装置均设有一电力侦测单元及一电力开关；一电力平衡控制器，讯号连接该电力侦测单元，并通过该电力侦测单元控制该电力开关的动作；及多个连接导线，其一端分别连接这些电池装置的正极连接端及负极连接端，而另一端连接至少一负载单元；藉此，该电力平衡控制器接收该电力侦测单元侦测的电量信息，而后依据该电量信息进一步控制这些电力开关的启闭，且本实用新型的方案不必连接一并联电路结构或连接一外部并联器，即可达到具有平衡速度快、效率高且控制简单的功效。

Description

电池电力管理装置

技术领域

本实用新型与一种电力管理装置有关，特别是指一种用于电动车或其他机动装置的电池电力管理装置。

背景技术

随着电动车的负载设备演进，规格差异越来越大，当负载需要扩增时，原本的电源能力可能不足，或随着可靠度的要求越来越高，将电池电源系统设计成模块化，具有并联且冗余的需求也是必然的趋势。

前述电池电源系统的特性除需要增加模块以扩充容量外，另一方面，在其中有部分电池组件损坏时，也必须能够马上更替以保证系统的可靠度；在上述需求下，当电池有更换或扩充的情况发生时，如何防止电池模块间不能因过大的瞬间过电流而导致电池模块的损坏，或是因过电流而产生危险过热状态等所衍生出的技术或产品设计，都是未来电池系统及电源系统是否具有可扩充性及具备安全性等特质的关键技术。

另外，现有的充电电力系统与电池组在容量上未精确地匹配，该电池组亦会遭受不平衡情况。由于电池组之间的制造变化，此种电池组不平衡情况可存在于新电池中，又，当电池组容量随时间以不同速率衰退时，不平衡电池组或其中一不良的电池具有降低整体容量的问题，其意味着具有较低电荷状态的电池组永远不能完整地充电。

需进一步说明的是，一般充电电力系统与电池组往往通过连接一并联电路结构亦或连接一外部并联器，以进行电池的供电切换及各个电池间的电力平衡，然而，使用者在扩充电池时或更换电池都必须先分离该并联电路结构或该外部并联器，其亦会增加使用更换的难度；再者，该并联电路结构或该外部并联器会增加设置该充电电力系统的电子装置的内部体积与成本。

是以，本案创作人在观察到上述缺失后，而遂有本创作的产生。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种电池电力管理装置，通过电力平衡控制器讯号连接多个电池装置内的电力侦测单元，从而侦测及控制这些电池装置的充、放电，并能在低成本的状态下有效率达到多个不同电压的电池装置的平衡保护，确保并联结构的可靠性，且在要扩充电池容量时，不必连接一并联电路结构或连接一外部并联器，即可达到具有平衡速度快、效率高、控制简单的目的。

本实用新型的次要目的是提供一种电池电力管理装置，确保不会让任一电池装置发生过充或过度放电的情形，且通过放电的平衡也可以有效延长电池使用的时间，重要的是本实用新型能在不增加任何额外硬件的条件下达到增加电池使用寿命。

为达上述目的，本实用新型所提供的电池电力管理装置，包含有：多个电池装置，分别具有一正极连接端及一负极连接端，且这些电池装置内均设置有一电力侦测单元及一电力开关；一电力平衡控制器，讯号连接该电力侦测单元，并通过该电力侦测单元控制该电力开关的动作；及多个连接导线，这些连接导线的一端系分别连接这些电池装置的正极连接端及负极连接端，这些连接导线的另一端连接至少一负载单元。

较佳地，该电池装置内设有一电源管理系统(Battery Management System,简称：BMS)，该电源管理系统具有该电力开关，该电力侦测单元电性连接该电源管理系统。

较佳地，该电池装置内的电力开关用以控制该正极连接端的导通。

较佳地，这些电池装置内还设有一限流单元，且该限流单元连接一控制开关，该控制开关连接该电源管理系统。

较佳地，该电力侦测单元以无线讯号传输的方式讯号连接该电力平衡控制器。

较佳地，该无线讯号传输的方式选自于蓝牙Bluetooth、红外线IR、无线局域网络Wi-Fi、无线局域网网络WLAN、无线通信ZigBee、无线通信Z-wave及近距离无线通信NFC的其中之一。

较佳地，这些电池装置通过至少一讯号线连接该电力平衡控制器，使该电力侦测单元以有线讯号传输的方式讯号连接该电力平衡控制器。

较佳地，该电力平衡控制器依据这些电力侦测单元侦测到的电量信息控制这些电力开关的启闭，使其中至少一电池装置进行放电。

较佳地，该电力平衡控制器依据这些电力侦测单元侦测到的电量信息控制这些电力开关的启闭，使这些电池装置进行平衡放电。

较佳地，该电力平衡控制器依据这些电力侦测单元侦测到的电量信息控制这些电力开关的启闭，使其中至少一电量较高的电池装置通过这些连接导线，对另一电量较低的电池装置进行充电。

本实用新型的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本实用新型所提供的电池电力管理装置，主要是通过该电力平衡控制器接收这些电池装置的电力侦测单元侦测到的电量信息，而后该电力平衡控制器依据该电量信息进一步控制这些电力开关的启闭；藉此，本实用新型实施例能在低成本的状态下有效率达到多个不同电压的电池装置的平衡保护，确保这些电池装置在并联时的可靠性，且在要扩充电池容量时，不必连接一并联电路结构或连接一外部并联器，即可达到具有平衡速度快、效率高、控制简单的功效。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的装置方块图；

图2为本实用新型第一实施例的电路示意图；

图3为本实用新型第一实施例的使用示意图；

图4为本实用新型第一实施例装设于电动车的使用示意图；

图5为本实用新型第二实施例的使用示意图。

附图标记说明：

100-电池电力管理装置，10-电池装置，11-正极连接端，12-负极连接端，13-电力侦测单元，14-电源管理系统，141-电力开关，15-限流单元，16-控制开关，20-电力平衡控制器，30-连接导线，40-讯号线，200-电动车，201-负载单元。

具体实施方式

请参阅图1及图2所示，为本实用新型第一实施例的装置方块图及电路示意图，其提供了一种电池电力管理装置100，该电池电力管理装置100包含有：

多个电池装置10，其分别具有一正极连接端11及一负极连接端12，且这些电池装置10内均设置有一电力侦测单元13及一电力开关141，该电力开关141用以控制该正极连接端11的导通；于本实施例中，该电池装置10内设有一电源管理系统14(Battery ManagementSystem,简称：BMS)，该电源管理系统14具有该电力开关141，又，该电力侦测单元13电性连接该电源管理系统14；另外，如图2所示，这些电池装置10内还设有一限流单元15，且该限流单元15连接一控制开关16，又，该控制开关16连接该电源管理系统14。

一电力平衡控制器20，其讯号连接该电力侦测单元13，并通过该电力侦测单元13控制该电力开关141的动作；于本实施例中，该电力侦测单元13以无线讯号传输的方式讯号连接该电力平衡控制器20，而该无线讯号传输的方式选自于蓝牙Bluetooth、红外线IR、无线局域网络Wi-Fi、无线局域网网络WLAN、无线通信ZigBee、无线通信Z-wave及近距离无线通信NFC的其中之一。

多个连接导线30，这些连接导线30的一端分别连接这些电池装置10的正极连接端11及负极连接端12，而这些连接导线30的另一端连接至少一负载单元201；于本实施例中，该负载单元201能为电动车200装置内的负载组件，例如，驱动马达、头灯、方向灯、控制器和显示器等。

为供进一步了解本实用新型实施例构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，兹将本实用新型使用方式加以叙述，相信当可由此而对本实用新型有更深入且具体的了解，如下所述：

请参阅图2，并配合图3及图4所示，为本实用新型第一实施例的电路示意图及使用示意图，其显示本实用新型应用于一电动车200的实施例；于运作使用状态时，该电力平衡控制器20接收这些电池装置10的电力侦测单元13侦测到的电量信息，并具有以下电力操控执行程序：

其一，当电量信息为其中一电池装置10的电量低于其他的电池装置10时，且低于该电力平衡控制器20设定的默认值，该电力平衡控制器20使电量较低的电池装置10内的电力侦测单元13控制这些电力开关141呈开路状态，从而使其中至少一电池装置10进行放电。

其二，当电量信息为其中一电池装置10的电量低于其他的电池装置10时，且邻近该电力平衡控制器20设定的默认值，该电力平衡控制器20使电量较低的电池装置10内的电力侦测单元13及该电源管理系统14控制输出，从而使这些电池装置10进行平衡放电。

其三，当电量信息为其中一电池装置10的电量低于其他的电池装置10时，且低于该电力平衡控制器20设定的默认值，该电力平衡控制器20讯号控制这些电池装置10的电力侦测单元13及该电源管理系统14，从而使电量较高的这些电池装置10通过这些连接导线30，进一步对另一电量较低的电池装置10进行充电。

藉此，本实用新型实施例能在低成本的状态下有效率达到多个不同电压的电池装置10的平衡保护，确保这些电池装置10在并联时的可靠性，且在要扩充电池容量时，不必连接一并联电路结构或连接一外部并联器，即可达到具有平衡速度快、效率高、控制简单的功效。

请参阅图5所示，为本实用新型第二实施例的使用示意图，本实施例与第一实施例相较，其不同之处在于这些电池装置10通过至少一讯号线40连接该电力平衡控制器20，使该电力侦测单元13以有线讯号传输的方式讯号连接该电力平衡控制器20；更详细地，本实施例的电力平衡控制器20由该讯号线40接收这些电池装置10的电力侦测单元13侦测到的电量信息，并执行上述这些电力操控执行程序；藉此，本实施例同样能达到如第一实施例的功效。

值得一提的是，本实用新型实施例利用该限流单元15以及搭配该控制开关16连接该电源管理系统14的设置，从而防止在对电量较低的电池装置10进行充电时所发生过电流及过充的情形，换言之，该限流单元15及该控制开关16能有效率的达到在这些电池装置10并联时的平衡保护，解决不同电压的电池装置10在并联时充、放电引起安全问题。

兹，再将本实用新型的特征及其可达成的预期功效陈述如下：

本实用新型的电池电力管理装置100，主要通过该电力平衡控制器20接收这些电池装置10的电力侦测单元13侦测到的电量信息，而后该电力平衡控制器20依据该电量信息进一步控制这些电力开关141的启闭。

藉此，本实用新型具有以下实施功效及技术功效：

其一，本实用新型通过电力平衡控制器20讯号连接多个电池装置10内的电力侦测单元13，从而侦测及控制这些电池装置10的充、放电，并能在低成本的状态下有效率达到多个不同电压的电池装置10的平衡保护，确保这些电池装置10在并联时的可靠性，且在要扩充电池容量时，不必连接一并联电路结构或连接一外部并联器，即可达到具有平衡速度快、效率高且控制简单的目的。

其二，本实用新型可确保不会让任一电池装置10发生过充或过度放电的情形，且通过放电的平衡也可以有效延长电池使用的时间，重要的是，本实用新型能在不增加任何额外硬件的条件下达到增加电池使用寿命。

综上所述，本实用新型在同类产品中确实有其极佳的进步实用性，同时遍查国内外关于此类结构的技术数据，文献中亦未发现有相同的构造存在在先，是以，本创作实已具备新型专利要件，依法提出申请。

但是，以上所述，仅为本创作的较佳可行实施例而已，故举凡应用本实用新型说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本实用新型专利范围内。

Claims (10)

1.一种电池电力管理装置，包含有：

多个电池装置，分别具有一正极连接端及一负极连接端，且这些电池装置内均设置有一电力侦测单元及一电力开关；

一电力平衡控制器，讯号连接该电力侦测单元，并通过该电力侦测单元控制该电力开关的动作；及

多个连接导线，这些连接导线的一端分别连接这些电池装置的正极连接端及负极连接端，这些连接导线的另一端连接至少一负载单元；

其中，该电力平衡控制器接收这些电池装置的电力侦测单元侦测到的电量信息，该电力平衡控制器依据该电量信息控制这些电力开关的启闭。

2.根据权利要求1所述的电池电力管理装置，其中，该电池装置内设有一电源管理系统，该电源管理系统具有该电力开关，该电力侦测单元电性连接该电源管理系统。

3.根据权利要求2所述的电池电力管理装置，其中，该电池装置内的电力开关用以控制该正极连接端的导通。

4.根据权利要求2所述的电池电力管理装置，其中，这些电池装置内还设有一限流单元，且该限流单元连接一控制开关，该控制开关连接该电源管理系统。

5.根据权利要求1所述的电池电力管理装置，其中，该电力侦测单元以无线讯号传输的方式讯号连接该电力平衡控制器。

6.根据权利要求5所述的电池电力管理装置，其中，该无线讯号传输的方式选自于蓝牙Bluetooth、红外线IR、无线局域网络Wi-Fi、无线局域网网络WLAN、无线通信ZigBee、无线通信Z-wave及近距离无线通信NFC的其中之一。

7.根据权利要求1所述的电池电力管理装置，其中，这些电池装置通过至少一讯号线连接该电力平衡控制器，使该电力侦测单元以有线讯号传输的方式讯号连接该电力平衡控制器。

8.根据权利要求1所述的电池电力管理装置，其中，该电力平衡控制器依据这些电力侦测单元侦测到的电量信息控制这些电力开关的启闭，使其中至少一电池装置进行放电。

9.根据权利要求1所述的电池电力管理装置，其中，该电力平衡控制器依据这些电力侦测单元侦测到的电量信息控制这些电力开关的启闭，使这些电池装置进行平衡放电。

10.根据权利要求1所述的电池电力管理装置，其中，该电力平衡控制器依据这些电力侦测单元侦测到的电量信息控制这些电力开关的启闭，使其中至少一电量较高的电池装置通过这些连接导线，对另一电量较低的电池装置进行充电。