TW202122817A

TW202122817A - 電子裝置

Info

Publication number: TW202122817A
Application number: TW108145478A
Authority: TW
Inventors: 周碩嶸; 王川榮
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-16

Abstract

一種電子裝置包括：電流偵測單元、電壓偵測單元和控制單元。電流偵測單元偵測蓄電池模組的電流以輸出電流偵測訊號。電壓偵測單元耦接每一該多個蓄電池以輸出多個電池電壓訊號，其中每一該多個電池電壓訊號分別對應每一該多個蓄電池。控制單元從多個電池電壓訊號選擇最大值以作為參考電池電壓以計算第一相對荷電狀態。控制單元計算多個電池電壓訊號之平均值以計算第二相對荷電狀態。其中當第一相對荷電狀態相差第二相對荷電狀態超過誤差範圍時，控制單元啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池之放電裝置。

Description

電子裝置

本發明係有關於一種電子裝置，特別是有關於蓄電池充放電平衡的電子裝置。

隨著電子產品和電動車的發展，蓄電池(或稱二次電池)的應用也日益廣泛。隨者蓄電池的使用時間增加，蓄電池會產生老化的現象。由於老化的蓄電池通常具有較高的電池電壓，所以老化的蓄電池很容易進入到過壓保護(over voltage protection, OVP)，而使得整個蓄電池模組無法再繼續被充電。

因此，本發明提出了一種電子裝置。根據蓄電池的實際應用狀況，本發明可以自動地調整對蓄電池充電或放電以解決上述電池不平衡的現象。另外，本發明也能夠有效地延長蓄電池的循環壽命。藉此，解決上述的問題。

一種電子裝置耦接於具有多個蓄電池單元的蓄電池模組，其中每一該多個蓄電池單元包括蓄電池和耦接於蓄電池的放電裝置。電子裝置包括：電流偵測單元、電壓偵測單元和控制單元。電流偵測單元用以偵測蓄電池模組的電流以輸出電流偵測訊號。一電壓偵測單元耦接每一該多個蓄電池以輸出多個電池電壓訊號，其中每一該多個電池電壓訊號分別對應每一該多個蓄電池。其中當控制單元接收到電流偵測訊號時，控制單元用以執行電量誤差補償程序，包括下面的步驟：從多個電池電壓訊號選擇最大值以作為參考電池電壓，並依據參考電池電壓計算第一相對荷電狀態。計算多個電池電壓訊號之平均值，並且依據平均值計算第二相對荷電狀態。其中當第一相對荷電狀態相差第二相對荷電狀態超過誤差範圍時，控制單元啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池之放電裝置。

以下說明是本發明的實施例。其目的是要舉例說明本發明的一般性的原則，不應視為本發明之限制，本發明之範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

第1圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置500應用於電力系統1000的架構圖。如第1圖所示，電力系統1000包括：電源100、電源轉換裝置200、切換裝置SW、負載300、蓄電池模組400和電子裝置500。在一些實施例中，如果電源100是直流電壓源，則電源轉換裝置200可以是直流-直流轉換器(DC-DC converter)，但本發明不限於此。在其他一些實施例中，如果電源100是交流電壓源，則電源轉換裝置200可以是交流-直流轉換器(AC-DC converter)，但本發明不限於此。於此實施例中，蓄電池模組400具有多個彼此串並聯的蓄電池單元，例如：蓄電池單元401a和蓄電池單元401b。第1圖僅繪示蓄電池單元401a和蓄電池單元401b以說明各個實施例，但不用於限制本發明的蓄電池單元之數量及連接關係。在蓄電池模組400中，每一個蓄電池單元，如：蓄電池單元401a和蓄電池單元401b，皆具有蓄電池(未圖示)。

其中電子裝置500包括控制單元501、電流偵測單元503、電壓偵測單元505和溫度偵測單元507。在電子裝置500中，控制單元501耦接電源轉換裝置200以進行通訊。控制單元501耦接電流偵測單元503。當電流偵測單元503偵測到蓄電池模組400的充電電流I1或放電電流I2時，電流偵測單元503輸出電流偵測訊號S2給控制單元501。接著，控制單元501耦接電壓偵測單元505，並且電壓偵測單元505分別耦接蓄電池模組400中的每一個蓄電池單元以偵測每一個蓄電池單元中的蓄電池的端電壓。例如：電壓偵測單元505偵測蓄電池單元401a中的蓄電池(未圖示)的端電壓，並且輸出電池電壓訊號VB1給控制單元501，使得控制單元501依據電池電壓訊號VB1取得蓄電池單元401a中的蓄電池(未圖示)的電量。電壓偵測單元505偵測蓄電池單元401b中的蓄電池(未圖示)的端電壓，並且輸出電池電壓訊號VB2給控制單元501，使得控制單元501依據電池電壓訊號VB2取得蓄電池單元401b中的蓄電池(未圖示)的電量。依此類推，如果蓄電池模組400中有n個蓄電池單元，則電壓偵測單元505輸出n個電池電壓訊號給控制單元501。

控制單元501耦接溫度偵測單元507。當溫度偵測單元507偵測蓄電池模組400的電池溫度落入一溫度範圍時，溫度偵測單元507輸出溫度正常訊號T給控制單元501。其中上述溫度範圍為大於20℃且小於40℃，但本發明不限於此。

一般情況下，電源轉換裝置200接收來自電源100的電力後，電源轉換裝置200輸出直流電力給負載300。此時，控制單元505依據多個電池電壓訊號來判斷蓄電池模組400的電容量是否到達額定電容量(nominal capacity)，舉例說明，控制單元505依據電池電壓訊號VB1~VB2計算蓄電池模組400的電容量。當控制單元505判斷蓄電池模組400未到達額定電容量時，控制單元505導通切換裝置SW，使得電源轉換裝置200輸出的部份的直流電力可以對蓄電池模組400以進行充電，並且電流偵測單元503可以量測蓄電池模組400的充電電流I1。其中，電源轉換裝置200輸出的部份的直流電力即為蓄電池模組400的充電電流I1。

當控制單元505判斷蓄電池模組400到達額定電容量時，控制單元505導通截止切換裝置SW，以避免蓄電池模組400被過充。

本發明將以蓄電池的相對荷電狀態(relative state of charge, RSOC)來表示蓄電池當前的電容量，但本發明不限於此。在本領域之公知常識中，相對荷電狀態可用以定義蓄電池中的剩餘電容量，通常相對荷電狀態以百分比來表示。蓄電池中的剩餘電量會受到充電電流、放電電流、電池溫度及循環次數所影響。所以，通常相對荷電狀態的範圍是0~100%。當蓄電池被完全充電時，相對荷電狀態為100%以代表蓄電池到達額定電容量。當蓄電池被完全放電時，相對荷電狀態為0%以代表蓄電池到達放電截止電壓(cut-off discharge voltage)。

另外，當電源100沒有輸出電力時，電源轉換裝置200不會輸出直流電力。或著，當電源轉換裝置200發生故障時，電源轉換裝置200也不會輸出直流電力。當電源轉換裝置200沒有輸出直流電力時，電源轉換裝置200會輸出一通訊訊號S1給控制單元501。控制單元501接收到通訊訊號S1之後，控制單元501導通切換裝置SW，使得蓄電池模組提供放電電流I2給負載300。

電流偵測單元503依據充電電流I1或放電電流I2產生電流偵測訊號S2給控制單元501。控制單元501可以依據電流偵測訊號S2判斷蓄電池模組400的工作狀態。在一些實施例中，目前市場上，大部分的電流偵測器輸出的電流偵測訊號S2為正值(大於零)，代表蓄電池模組400正進行充電；反之，當電流偵測訊號S2為負值(小於零)，蓄電池模組400正進行放電。另外，如果電流偵測訊號S2等於零(即：電流偵測訊號S2沒有被輸出)時，蓄電池模組400不進行放電也不進行充電。但本發明不限於此。

特別注意的是，第1圖雖然同時繪示充電電流I1和放電電流I2。本領域之技術人員可以理解到蓄電池模組400不會同時進行充電和放電，所以第1圖僅為了方便說明本發明之原理，而同時繪示充電電流I1和放電電流I2於第1圖中。另外，本發明的電子裝置500不限制僅用於第1圖的電力系統1000。本發明的電子裝置500可以用於電動車、筆記型電腦、智慧型手機、平板電腦等，但本發明不限於此。

當蓄電池模組400進行充電或放電時，蓄電池模組400中常常會發生電池不平衡的現象。以下將詳述，電子裝置500解決蓄電池模組400中的電池不平衡的現象之方法。

第2圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置500連接蓄電池模組400之架構圖。請同時參閱第1圖及第2圖以說明下面之各個實施例。蓄電池模組400具有多個蓄電池單元，例如：蓄電池單元401a、蓄電池單元401b等。其中每一多個蓄電池單元包括蓄電池和耦接於蓄電池的放電裝置。例如：蓄電池單元401a包括蓄電池B1和放電裝置D1，並且放電裝置D1耦接於蓄電池B1。蓄電池單元401b包括蓄電池B2和放電裝置D2，並且放電裝置D2耦接於蓄電池B2。由於蓄電池單元401a的操作原理相同於蓄電池單元401b，故本發明僅以蓄電池單元401a之操作作為範例說明。為了簡化圖示，第2圖僅繪示兩個蓄電池單元401a和401b作為範例說明，但第2圖不用於限制本發明的蓄電池單元之數量及連接方式。

特別注意的是，為了讓電池平衡達到最佳化，每一個蓄電池(如：B1和B2)皆具有相同的額定電容量。也就是說，每一個蓄電池(如：B1和B2)皆具有相同的最高充電電壓。

如第2圖所示，在蓄電池單元401a中，放電裝置D1具有開關裝置SW1和電阻R1。開關裝置SW1連接於蓄電池B1的第一電極和電阻的第一端，並且電阻的第二端連接於蓄電池的第二電極。於本發明中，蓄電池B1的第一電極為正極端，且蓄電池B1的第二電極為負極端，但本發明不限於此。在一些實施例中，每一多個電阻(如：R1和R2)具有相同的電阻值，但本發明不限於此。

電壓偵測單元505耦接每一個蓄電池(B1和B2)以輸出電池電壓訊號(VB1和VB2)。其中電池電壓訊號VB1代表蓄電池B1的電壓，並且電池電壓訊號VB2代表蓄電池B2的電壓。如第1圖和第2圖所示，電壓偵測單元505量測蓄電池B1的端電壓P1和P2以計算蓄電池B1的端電壓P1和P2的電壓差，並將端電壓P1和P2的電壓差做為電池電壓訊號VB1輸出給控制單元501。因此，控制單元501可以透過電池電壓訊號VB1取得蓄電池B1的當前電壓。同樣地，電壓偵測單元505量測蓄電池B2的端電壓P3和P4，並輸出電池電壓訊號VB2讓控制單元501取得蓄電池B2的當前電壓。因此，每一個電池電壓訊號(VB1~VB2)分別代表每一蓄電池(蓄電池B1和B2)的電池電壓。

當電流偵測單元503偵測到蓄電池模組400輸出的充電電流I1或放電電流I2時，電流偵測單元503輸出電流偵測訊號S2給控制單元501。當控制單元501接收到電流偵測訊號S2時，代表蓄電池模組400正進行充電或放電，而控制單元501開始執行一電量誤差補償程序。

在電量誤差補償程序中，控制單元501從多個電池電壓訊號(VB1、VB2)選擇最大值以作為參考電池電壓，並依據參考電池電壓計算第一相對荷電狀態(簡稱：第一RSOC)。其中第一RSOC的計算方式由方程式(1)來表示：

第一RSOC=

(1)

在方程式(1)中，V_MAX 代表蓄電池(B1或B2)的最大充電電壓，並且V_REF 則為參考電池電壓。特別注意的是，蓄電池(B1、B2)的最大充電電壓為蓄電池的既定規格。在本發明的蓄電池模組400中，每一蓄電池皆具有相同的最大充電電壓。

接著，在電量誤差補償程序中，控制單元501計算多個電池電壓訊號(VB1、VB2)之一平均值，並且依據平均值計算第二相對荷電狀態(簡稱：第二RSOC) 。其中第二RSOC的計算方式由方程式(2)來表示：

第二RSOC=

(2)

在方程式(2)中，V_MAX 代表蓄電池(B1或B2)的最大充電電壓，並且V_avg 則為多個電池電壓訊號(VB1、VB2)之平均值。

其中當控制單元501判斷第一RSOC相差第二RSOC超過誤差範圍時，控制單元501啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池之放電裝置。其中，誤差範圍大約為0%~5%，但本發明不限於此。更具體說明電量誤差補償程序如下。

請參閱第1圖及第2圖，當控制單元501判斷蓄電池B1的電壓大於蓄電池B2的電壓時，控制單元501選擇對應蓄電池B1的電池電壓訊號VB1作為參考電池電壓(方程式(1)中的V_REF )，並且控制單元501依據方程式(1)計算出第一RSOC。也就是說，第一RSOC代表蓄電池B1的當前電量。

接著，控制單元501計算分別對應蓄電池B1和B2的電池電壓訊號(VB1、VB2)之平均值，並且控制單元501依據方程式(2)計算出第二RSOC。也就是說，第二RSOC可以代表整個蓄電池模組400的當前電量。

當蓄電池模組400接收充電電流I1(即：蓄電池模組400被充電)時，如果第一RSOC與第二RSOC之相差超過誤差範圍，代表蓄電池B1的當前電量大於蓄電池模組400的當前電量超過誤差範圍。此時，蓄電池B1可能會提早進入過電壓保護，而導致蓄電池B2無法繼續被充電。因此，控制單元501輸出控制訊號S3以導通開關裝置SW1以啟動放電裝置D1，使得部分的充電電流I1流經電阻R1以減緩蓄電池B1的充電速度。同時，控制單元501輸出控制訊號S4關閉開關裝置SW2，故放電裝置D2沒有被啟動。當第一RSOC與第二RSOC之相差落入誤差範圍時，控制單元501截止開關裝置SW1以繼續原本的充電程序。最後，當第二RSOC等於100%時，控制單元501截止切換裝置SW以停止繼續對蓄電池模組400充電。

在其他一些實施例中，當蓄電池模組400提供放電電流I2(即：蓄電池模組400進行放電)時，如果第一RSOC與第二RSOC之相差超過誤差範圍，代表蓄電池B1的當前電量大於蓄電池模組400的當前電量超過誤差範圍。同樣地，控制單元501輸出控制訊號S3以導通開關裝置SW1以啟動放電裝置D1，使得蓄電池B1輸出的電流之一部分流入電阻R1以加速消耗蓄電池B1的電量。同時，控制單元501輸出控制訊號S4關閉開關裝置SW2，故放電裝置D2沒有被啟動。當第一RSOC與第二RSOC之相差落入誤差範圍時，控制單元501截止開關裝置SW1以繼續原本的放電程序。

特別注意的是，當控制單元501接收到電流偵測訊號S2時，控制單元501才會執行上述之電量誤差程序。反之，當控制單元501沒有接收到電流偵測訊號S2(或電流偵測訊號S2等於零)時，控制單元501開始執行電池平衡程序。

請參閱第1圖和第2圖，當控制單元501關閉切換裝置SW時，蓄電池模組400不會產生充電電流I1或放電電流I2。此時，控制單元501會對蓄電池模組400執行電池平衡程序。

控制單元501關閉切換裝置SW之後，電子裝置500中的溫度量測單元507會量測蓄電池模組400的電池溫度。當溫度量測單元507偵測電池溫度落入溫度範圍時，溫度量測單元507輸出溫度正常訊號T給控制單元501。當溫度量測單元507偵測電池溫度沒有落入溫度範圍時，溫度量測單元507不會輸出溫度正常訊號T。在一些實施例中，溫度範圍為大於20℃且小於40℃。經過實驗的統計，當蓄電池模組400的電池溫度落入上述溫度範圍時，電池平衡程序對蓄電池模組400的損害可以降至最低。

因此，當控制單元501接收到溫度正常訊號T時，控制單元501開始執行電池平衡程序。

在電池平衡程序中，控制單元501從該多個電池電壓訊號(VB1、VB2)選擇一最小值和一最大值。其中電池電壓訊號(VB1、VB2)的最大值作為參考電持電壓。控制單元501依據最小值和參考電池電壓計算電池電壓差。其中電池電壓差的計算方式如方程式(3)所示：

(3)

藉由方程式(3)取得電池電壓差之後，當控制單元501判斷該電池電壓差超過電壓閥值時，該控制單元501啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池之放電裝置。更具體說明電池平衡程序如下。

請同時參閱第1圖和第2圖。蓄電池模組400具有多個蓄電池單元。假設對應蓄電池B1的電池電壓訊號VB1為最大值，並且對應蓄電池B2的電池電壓訊號VB2為最小值。控制單元501將對應蓄電池B1的電池電壓訊號VB1作為參考電池電壓。接著，控制單元501依據參考電池電壓和最小值計算電池電壓差。

當控制單元501判斷電池電壓差超過電壓閥值時，表示蓄電池B1的電量大於蓄電池B2的電量超過可忍受的範圍。此時，如果控制單元501導通切換裝置SW時，蓄電池模組400在一開始就出現電池不平衡現象。如此，控制單元501會來不及進行上述之電量誤差補償程序，而造成蓄電池模組400的損壞。

因此，為了避免上述狀況，在電池平衡程序中，控制單元501會輸出控制訊號S3以導通開關裝置SW1以啟動放電裝置D1，並讓蓄電池B1對電阻R1進行放電。同時，控制單元501會輸出控制訊號S4關閉開關裝置SW2，故放電裝置D2沒有被啟動。當控制單元501判斷參考電池電壓(蓄電池B1的電壓)與上述的最小值之相差小於電壓閥值時，控制單元501截止開關裝置SW1以停止電池平衡程序。

在一些實施例中，電壓閥值大約為0.1~0.5伏特，但本發明不限於此。在一些實施例中，溫度量測單元507具有處理單元(未圖示)，處理單元(未圖示)用以判斷電池溫度是否落入溫度範圍以輸出溫度正常訊號T。

在一些實施例中，蓄電池B1和B2可以是鉛酸電池(Lead-acid Battery)、鎳鎘電池(Nickel-cadmium Battery)、鎳氫電池(NiMH Battery)、鎳鋅電池(Nickel-zinc Battery)、鋰電池(Lithium Battery)、碳鋅電池(Carbon-zinc Battery)、鋁電池(Aluminum battery)等，但本發明不限於此。

在一些實施例中，本發明所提的誤差範圍和電壓閥值可以經由軟體或韌體設置於控制單元501中。另外，本發明所提的溫度範圍可以經由軟體或韌體設置於溫度量測單元507中的處理單元(未圖示)。

第3A圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置500的控制方法2000之流程圖。以下請同時參閱第1圖和第3A圖以說明下面各個實施例。如第3A圖所示，控制方法2000包括步驟S100~S500，並且步驟S300代表電量誤差補償程序，並且步驟S500代表電池平衡程序。控制方法2000是由電子裝置500所執行，並且電子裝置500由步驟S100開始執行。

在步驟S100中，電子裝置500中的電流偵測單元503用以偵測蓄電池模組400的電流，其中蓄電池模組400的電流是充電電流I1或放電電流I2。當電流偵測單元503偵測到蓄電池模組400的電流(充電電流I1或放電電流I2)時，電流偵測單元503會輸出電流偵測訊號S2給控制單元501。當電流偵測單元503沒有偵測到蓄電池模組400的電流(充電電流I1或放電電流I2)時，電流偵測單元503不會輸出電流偵測訊號S2給控制單元501。接著，電子裝置500繼續進行步驟S200。

在步驟S200中，電子裝置500中的控制單元501判斷是否接收到電流偵測訊號S2。如果控制單元501沒有接收到電流偵測訊號S2，控制單元501則進入步驟S400。在步驟S400中，控制單元501判斷是否接收到來自溫度偵測單元507的溫度偵測訊號T。如果控制單元501接收到溫度偵測訊號T，則控制單元501進入步驟S500以執行電池平衡程序。完成電池平衡程序後，控制單元501重新由步驟S100開始執行。

在步驟S400中，如果控制單元501沒有接收到溫度偵測訊號T，控制單元501會回到步驟S100。

在步驟S200中，如果控制單元501接收到電流偵測訊號S2，控制單元501則進入步驟S300以執行電量誤差補償程序。完成電量誤差補償程序後，控制單元501重新由步驟S100開始執行。

本發明的重點在於控制方法2000中的步驟S300和S500。接著，本發明將繼續分別詳述步驟S300和S500。

第3B圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置500的電量誤差補償程序S300之流程圖。請同時參閱第1圖、第2圖、第3A圖和第3B圖，以說明電量誤差補償程序S300的實施例。在電量誤差補償程序S300中，電子裝置500由步驟S310開始執行。

請參閱第2圖和第3B圖。在步驟S310，電子裝置500中的電壓偵測單元505耦接蓄電池模組400中的每一個蓄電池(如：蓄電池B1和B2)，以輸出多個電池電壓訊號(VB1、VB2)。其中每一個電池電壓訊號(VB1、VB2)分別代表每一個蓄電池(如：蓄電池B1和B2)的電池電壓。在控制單元501接收到多個電池電壓訊號(VB1、VB2)之後，控制單元501進入步驟S315。

在步驟S315中，控制單元501從多個電池電壓訊號(VB1、VB2)中選擇具有最大值者，以作為參考電池電壓(方程式(1)中的V_REF )。接著，控制單元501進入步驟S320。

在步驟S320中，依據方程式(1)，控制單元501將參考電池電壓(V_REF )帶入方程式(1)以取得第一RSOC。接著，控制單元501進入步驟S325。

在步驟S325中，控制單元501計算多個電池電壓訊號(VB1、VB2)的一平均值(方程式(2)中的V_avg )。完成計算多個電池電壓訊號(VB1、VB2)的平均值之後，控制單元501進入步驟S330。

在步驟S330中，依據方程式(2)，控制單元501將平均值(V_avg )帶入方程式(2)以取得第二RSOC。接著，控制單元501進入步驟S350。

在步驟S350中，控制單元501判斷第一RSOC和第二RSOC之間的相差是否超過誤差範圍。如果控制單元501判斷第一RSOC和第二RSOC之間的相差沒有超過誤差範圍，則控制單元501直接進入步驟S360以結束電量誤差補償程序，並且控制單元501重新執行步驟S100(如第3A圖所示)。

在步驟S350中，如果控制單元501判斷第一RSOC和第二RSOC之間的相差超過誤差範圍，則控制單元501進入步驟S355，以啟動耦接對應於參考電池電壓(V_REF )的蓄電池之放電裝置。接著，控制單元501進入步驟S360以結束電量誤差補償程序，並且控制單元501重新執行步驟S100(如第3A圖所示)。

舉例說明，於第2圖中，如果蓄電池B1的電壓為具有最大值者，而電池偵測單元505輸出對應蓄電池B1的電池電壓訊號VB1亦為具有最大值者。控制單元501將對應蓄電池B1的電池電壓訊號VB1作為參考電池電壓。當控制單元501判斷第一RSOC和第二RSOC之間的相差超過誤差範圍時，控制單元501導通開關裝置SW1以啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池B1之放電裝置D1。

第3C圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置500的電池平衡程序S500之流程圖。請同時參閱第1圖、第2圖、第3A圖和第3C圖，以說明電池平衡程序S500的實施例。在電池平衡程序S500中，電子裝置500由步驟S510開始執行。

請參閱第2圖和第3C圖。在步驟S510，電子裝置500中的電壓偵測單元505耦接蓄電池模組400中的每一個蓄電池(如：蓄電池B1和B2)，以輸出多個電池電壓訊號(VB1、VB2)。其中每一個電池電壓訊號(VB1、VB2)分別代表每一蓄電池(如：蓄電池B1和B2)的電池電壓。在控制單元501接收到多個電池電壓訊號(VB1、VB2)之後，控制單元501進入步驟S515。

在步驟S515中，控制單元501從多個電池電壓訊號(VB1、VB2)中選擇具有最大值者，以作為參考電池電壓。接著，控制單元501進入步驟S520。

在步驟S520中，控制單元501從多個電池電壓訊號(VB1、VB2)中選擇具有最小值者。接著，控制單元501進入步驟S525。

在步驟S525中，依據方程式(3)，控制單元501將參考電池電壓與最小值者帶入方程式(3)，以取得電池電壓差。接著，控制單元501進入步驟S530。

在步驟S530中，控制單元501判斷電池電壓差是否超過電壓閥值。如果控制單元501判斷電池電壓差沒有超過電壓閥值，則控制單元501直接進入步驟S550以結束電量誤差補償程序，並且控制單元501重新執行步驟S100(如第3A圖所示)。

在步驟S530中，如果控制單元501判斷電池電壓差超過電壓閥值，則控制單元501進入步驟S540以啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池之放電裝置。接著，控制單元501進入步驟S550以結束電量誤差補償程序，並且控制單元501重新執行步驟S100(如第3A圖所示)。

舉例說明，於第2圖中，如果蓄電池B1的電壓為具有最大值者，而電池偵測單元505輸出對應蓄電池B1的電池電壓訊號VB1亦為具有最大值者。控制單元501將對應蓄電池B1的電池電壓訊號VB1作為參考電池電壓。當控制單元501判斷電池電壓差超過電壓閥值時，控制單元501導通開關裝置SW1以啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池B1之放電裝置D1。

第4A圖所示為根據本發明之一實施例的電量誤差補償程序之波形示意圖。請同時參閱第1圖、第2圖和第4A圖，以說明此實施例。如第4A圖所示，在時間t1之前，由於控制單元501依據電流訊號S2判斷蓄電池模組400沒有進行充電或放電，所以在時間t1之前控制單元501不會進行電量誤差補償程序。在時間t1時，蓄電池模組400開始提供放電電流I2。此時，控制單元501取得第一相對荷電量RSOC1是對應蓄電池B1的電量，並且第一相對荷電量RSOC1大於第二相對荷電量RSOC2超過誤差範圍。控制單元501開始進行電量誤差補償程序。控制單元501導通開關裝置SW1以啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池B1之放電裝置D1。如此，加快蓄電池B1的放電速度，使得第一相對荷電量RSOC1可以在短時間內(時間t1與t2之間)與第二相對荷電量RSOC2達到平衡。當第一相對荷電量RSOC1與第二相對荷電量RSOC2達到平衡時，控制單元501停止電量誤差補償程序。經過多次實驗本發明的電量誤差補償程序，時間t1與t2之間的長度約為10秒。

第4B圖所示為根據本發明之一實施例的電量誤差補償程序之波形示意圖。請同時參閱第1圖、第2圖和第4B圖，以說明此實施例。如第4B圖所示，在時間t3之前，由於控制單元501依據電流訊號S2判斷蓄電池模組400沒有進行充電或放電，所以在時間t3之前控制單元501不會進行電量誤差補償程序。在時間t3時，蓄電池模組400開接受充電電流I1。此時，控制單元501取得第一相對荷電量RSOC1是對應蓄電池B2的電量，並且第一相對荷電量RSOC1大於第二相對荷電量RSOC2超過誤差範圍。控制單元501開始進行電量誤差補償程序。控制單元501導通開關裝置SW2以啟動耦接對應於參考電池電壓的蓄電池B2之放電裝置D2以減緩蓄電池B2的充電速度(因為部分充電電流被放電裝置D2消耗)，使得第一相對荷電量RSOC1可以在短時間內(時間t3與t4之間)與第二相對荷電量RSOC2達到平衡。當第一相對荷電量RSOC1與第二相對荷電量RSOC2達到平衡時，控制單元501停止電量誤差補償程序。經過多次實驗本發明的電量誤差補償程序，時間t3與t4之間的長度約為10秒。

綜上所述，本發明主要是利用電子裝置500來改變蓄電池模組400的充電速度和放電速度。藉此，來達到更有效的電池平衡效果。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域具有通常技術知識者，在不違背本發明精神和範圍的情況下，可做些許變動與替代，因此本發明之保護範圍當應視隨後所附之申請專利範圍所界定者為準。

1000:電力系統 100:電源 200:電源轉換裝置 300:負載 400:蓄電池模組 401a、401b:蓄電池單元 500:電子裝置 501:控制單元 503:電流偵測單元 505:電壓偵測單元 507:溫度偵測單元 2000:控制方法 S100~S500:步驟 S310~S360:步驟 S510~S550:步驟 SW:切換裝置 B1、B2:蓄電池 D1、D2:放電裝置 SW1、SW2:開關裝置 R1、R2:電阻 I1:充電電流 I2:放電電流 S1:通訊訊號 S2:電流偵測訊號 S3、S4:控制訊號 VB1、VB2:電池電壓訊號 P1~P4:端電壓 T:溫度正常訊號 RSOC1:第一相對荷電量 RSOC2:第二相對荷電量 t1~t4:時間

第1圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置應用於電力系統的架構圖。第2圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置連接蓄電池模組之架構圖。第3A圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置的控制方法之流程圖。第3B圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置的電量誤差補償程序之流程圖。第3C圖所示為根據本發明之一實施例的電子裝置的電池平衡程序之流程圖。第4A圖所示為根據本發明之一實施例的電量誤差補償程序之波形示意圖。第4B圖所示為根據本發明之一實施例的電量誤差補償程序之波形示意圖。

401a、401b:蓄電池單元

500:電子裝置

501:控制單元

503:電流偵測單元

505:電壓偵測單元

B1、B2:蓄電池

D1、D2:放電裝置

SW1、SW2:開關裝置

R1、R2:電阻

I1:充電電流

I2:放電電流

SW:切換裝置

S1:通訊訊號

S2:電流偵測訊號

S3~S4:控制訊號

VB1、VB2:電池電壓訊號

P1~P4:端電壓

Claims

一種電子裝置，耦接於具有多個蓄電池單元的一蓄電池模組，其中每一該多個蓄電池單元包括一蓄電池和耦接於該蓄電池的一放電裝置，其中該電子裝置包括：一電流偵測單元，用以偵測該蓄電池模組的一電流以輸出一電流偵測訊號；一電壓偵測單元，耦接每一該多個蓄電池以輸出多個電池電壓訊號，其中每一該多個電池電壓訊號分別對應每一該多個蓄電池；以及一控制單元，其中當該控制單元接收到該電流偵測訊號時，該控制單元用以執行一電量誤差補償程序，包括：從該多個電池電壓訊號選擇一最大值以作為一參考電池電壓，並依據該參考電池電壓計算一第一相對荷電狀態；以及計算該多個電池電壓訊號之一平均值，並且依據該平均值計算一第二相對荷電狀態；其中當該第一相對荷電狀態相差該第二相對荷電狀態超過一誤差範圍時，該控制單元啟動耦接對應於該參考電池電壓的該蓄電池之該放電裝置。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括一溫度量測單元，用以量測該蓄電池模組的一電池溫度，其中當該溫度量測單元偵測該電池溫度落入一溫度範圍時，該溫度量測單元輸出一溫度正常訊號。
如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中當該控制單元沒有接收到該電流偵測訊號且接收到該溫度正常訊號時，該控制單元用以執行一電池平衡程序。
如申請專利範圍第3項所述之電子裝置，其中該電池平衡程序包括：從該多個多個電池電壓訊號選擇一最小值；以及依據該最小值和該參考電池電壓計算一電池電壓差。
如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該電池平衡程序更包括：當該控制單元判斷該電池電壓差超過一電壓閥值時，該控制單元啟動耦接對應於該參考電池電壓的該蓄電池之該放電裝置。
如申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中該溫度範圍介於20℃至40℃之間。
如申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中該電壓閥值為0.1~0.5伏特。
如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中每一該多個放電裝置包括一電阻和一開關裝置，並且該開關裝置連接於該蓄電池的一第一電極和該電阻的一第一端，並且該電阻的一第二端連接於該蓄電池的一第二電極。
如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該控制單元導通該開關裝置以啟動該放電裝置。
如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中每一該多個蓄電池具有相同的一最高充電電壓。