TWI436513B - Battery management system switching method - Google Patents

Description

電池管理系統之切換方法

本發明係關於一種電池管理系統切換方法，尤指一種適用於電動車輛之電池管理系統切換方法。

安全可靠的電池組產品，是各電池製造廠除在後段電池保護電路系統設計上的關鍵技術。電池管理系統(Battery Management System，簡稱BMS)，主要用於監控電池組的操作狀態，包括、溫度、電壓、充電和放電電流以及充電狀態，以便提供詳細的剩餘供電時間和電池健康資訊，確保使用者做出正確的電源管理判斷。

為了增強電池組的安全，只要電池組出現電流過大、短路、電壓過高、或是過熱等任何異常現象，電池管理系統會產生警示信號提供使用者必需進行電池維修，且電池管理系統將切斷系統與電池組間的連線，以避免電池組持續劣化。

目前市面上的電池組為了避免電池組劣化的情形發生，一般會加裝電池管理系統以管控電池組的電量消耗。然而，加上了電池管理系統之後，卻會加快電池組的容量消耗，而造成電池組更容易發生過放電的現象。

舉例來說，一組10安培小時(Ah)的鋰電池組原本的自放電為一個月消耗0.2安培小時，在電池為充飽的狀態下可以擺放三年以上不會發生過放電。但是，電池管理系統一個月的電量銷耗高達1.8安培小時，只要電池組擺放超過半年就一定會發生過放電的情形。有鑑於此，確實有必要針對此一課題進行改善。

本發明之主要目的係在提供一種電池管理系統切換方法，俾能通過不同切換方式來提升電池組的儲電時間。

為達成上述目的，本發明之電池管理系統係電性連接至一電池組，其具有三種切換模式，包括：一工作模式、一靜置模式、及一休眠模式，其中，工作模式係電池管理系統控制電池組處於充電、或放電狀態，靜置模式係電池管理系統控制電池組處於非充電、或非放電狀態，休眠模式係電池管理系統控制電池組處於斷路狀態。電池管理系統之切換方法包含下述步驟：(A)電池管理系統偵測電池組是否處於靜置模式超過一特定時間，若是，則執行步驟(B)：電池管理系統控制電池組進入該休眠模式。

較佳地，本發明之電池組係為一包含有複數顆電池芯之鋰電池組，電池管理系統可包含有一計時器以偵測電池組之靜置時間。另外，本發明更可包含有一手動開關，其係電性連接至電池組，以可手動切換電池組之工作模式、靜置模式、及休眠模式。

其次，本發明之電池管理系統的切換方法可與電動車的鑰匙開關、啟動開關作連結，電池管理系統係電性連接至一電池組、一鑰匙開關、及一啟動開關。當鑰匙開關關閉時，電池管理系統控制電池組進入休眠模式；當鑰匙開關開啟時，電池管理系統控制電池組進入靜置模式；當啟動開關開啟時，電池管理系統控制電池組由靜置模式進入工作模式；當啟動開關關閉時，電池管理系統控制電池組由工作模式進入靜置模式。

請先參考圖1，其係本發明第一實施例之系統架構圖。如圖所示，本發明之電池管理系統1係電性連接至一電池組2。電池管理系統1包含有一計時器11，電池組2係為一包含有複數顆電池芯之鋰電池組。

本發明之電池管理系統1具有三種切換模式，包括：一工作模式、一靜置模式、及一休眠模式。其中，工作模式係電池管理系統1控制電池組2處於充電、或放電狀態，靜置模式係電池管理系統1控制電池組2處於非充電、或非放電狀態，休眠模式係電池管理系統1控制電池組2處於斷路狀態。所謂的斷路狀態，是指電池組2中至少有一顆電池芯超過過放電保護點，故電池管理系統1強制電池組2斷路。

本發明之靜置模式與休眠模式在功能上有所不同。於靜置模式中，電池管理系統1有90%的功能需要正常運作，但在休眠模式中，電池管理系統1只需要維持10%的功能左右即可，因此兩種模式的消耗電流會差到10倍以上

以習知技術中所舉的例子，一個月在靜置模式下會消耗1.8安培小時的電量，在休眠模式下大約只會消耗0.2安培小時左右的電量。因此，若以同一組充飽的鋰電池組而言，保持靜置模式電量無法支撐過半年，若能在適當的時機下將電池管理系統1切換至休眠模式，則可以支撐到兩年左右，都不會有過放電的情形發生。但需要說明的是，不能任意地將電池管理系統1切換至休眠模式，因為在休眠模式下，無法進行正常放電，必須要充電後才會回到靜置模式。

接著，請參考圖2所示本實施例之方法流程圖，本發明所提供之電池管理系統1切換方法為：電池管理系統1的計時器11偵測電池組2是否處於靜置模式超過一特定時間(步驟S21)，例如，是否超過168小時？若是，則電池管理系統1控制電池組2進入休眠模式(步驟S22)。

通過本發明所提供之方法，電池組2處於工作模式時，只要電池管理系統1不造成續航力縮減太多(例如減少1%以內)，或是充電時間拉長太多(例如增加10%以內)，即可達到節省電力的基本要求。

當然，本發明電池管理系統1之切換動作，亦可由手動完成。請參考圖3所示之第二實施例示意圖。如圖所示，本發明另可包含有一手動開關3以手動切換工作模式、靜置模式、及休眠模式，其中，手動開關3係與電池組2電性連接。然而，必須多做說明的是，在設計上手動開關3必須不能被輕易地觸碰到，以避免電池組2被不當誤觸為休眠模式、或靜置模式。當確定長時間不會使用電池組2時，使用者可利用手動開關3將電池管理系統1切換為休眠模式，需要使用時，再手動切換為靜置模式即可。

另外，本發明的切換方法亦可與電動車的鑰匙開關、啟動開關作連結，請參考圖4所示之第三實施例示意圖。如圖所示，電池管理系統1係再電性連接至一鑰匙開關4、及一啟動開關5。本實施例之實現方法，請參考圖5所示：當鑰匙開關4關閉時，電池管理系統1控制電池組2進入休眠模式(步驟S51)；當鑰匙開關4開啟時，電池管理系統1控制電池組2進入靜置模式(步驟S52)。當啟動開關5開啟時，電池管理系統控制電池組2由靜置模式進入工作模式(步驟S53)，此時，電池組2係正常放電；當啟動開關5關閉時，電池管理系統1控制電池組2由工作模式進入靜置模式(步驟S54)。

綜合上述，經由本發明所提供之切換方法，可有效掌控電池組2的電量消耗，以避免電池組2發生過放電的情況。然而，上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1．．．電池管理系統

11．．．計時器

2．．．電池組

3．．．手動開關

4．．．鑰匙開關

5．．．啟動開關

S21~S22，S51~S54．．．步驟

圖1係本發明第一實施例之示意圖。

圖2係本發明第一實施例之方法流程圖。

圖3係本發明第二實施例之示意圖。

圖4係本發明第三實施例之示意圖。

圖5係本發明第三實施例之方法流程圖。

S21~S22．．．步驟

Claims (7)

1. 一種電池管理系統之切換方法，該電池管理系統包含有一計時器並電性連接至一電池組，該電池組具有三種切換模式，包括：一工作模式、一靜置模式、及一休眠模式，其中，該工作模式係為該電池管理系統控制該電池組處於充電、或放電狀態，該靜置模式係該電池管理系統控制該電池組處於非充電、或非放電狀態，該休眠模式係該電池管理系統控制該電池組處於斷路狀態，該電池管理系統之切換方法包含下述步驟：(A)該電池管理系統偵測該電池組是否處於該靜置模式超過一特定時間，若是，則執行步驟(B)；以及(B)該電池管理系統進入該休眠模式。
2. 申請專利範圍第1項所述之電池管理系統切換方法其中，該電池組為一包含有複數顆電池芯之鋰電池組。
3. 申請專利範圍第1項所述之電池管理系統切換方法其中，該特定時間介於24小時至480小時之間。
4. 申請專利範圍第1項所述之電池管理系統切換方法其中，更包含有一手動開關，其係電性連接至該電池組，以手動切換該工作模式、該靜置模式、及該休眠模式。
5. 一種電池管理系統之切換方法，該電池管理系統係電性連接至一電池組、一鑰匙開關、及一啟動開關，該電池管理系統包含有三種切換模式，包括：一工作模式、一靜置模式、及一休眠模式，其中，該工作模式係該電池管理系統控制該電池組處於充電、或放電狀態，該靜置模式 係該電池管理系統控制該電池組處於非充電、或非放電狀態，該休眠模式係該電池管理系統控制該電池組處於斷路狀態，該電池管理系統之切換方法包含下述步驟：(A)當該鑰匙開關關閉時，該電池管理系統控制電池組進入該休眠模式；(B)當該鑰匙開關開啟時，該電池管理系統控制電池組進入該靜置模式；(C)當該啟動開關開啟時，該電池管理系統控制電池組由該靜置模式進入該工作模式；以及(D)當該啟動開關關閉時，該電池管理系統控制電池組由該工作模式進入該靜置模式。
6. 申請專利範圍第5項所述之電池管理系統切換方法其中，該鑰匙開關係為電動車之鑰匙開關。
7. 申請專利範圍第5項所述之電池管理系統切換方法其中，該啟動開關係為電動車之啟動開關。