TWI669882B - 電力系統及其管理方法 - Google Patents

Abstract

一種電力系統及其管理方法，電力系統包含複數個電池包與一電池管理裝置，其中，電池包包括有一殼體、一電池芯組、一編碼器與一電池包監控單元，電池芯組設置於殼體中；編碼器係可產生複數種編碼組態之其中一者，編碼器具有一操作部供人員手動設定其編碼組態；電池包監控單元偵測電池芯組之狀態，並依據編碼器的編碼組態產生一識別碼，電池包監控單元輸出包含有前述識別碼的狀態訊號。電池管理裝置接收各電池包監控單元輸出的狀態訊號，並依據所接收的狀態訊號之識別碼取得對應的電池芯組之狀態。藉此，管理方法可簡化設定識別碼的步驟。

Description

電力系統及其管理方法

本發明係與電力系統有關；特別是指一種使用多個電池包供電的電力系統及其管理方法。

隨著科技的進步，對於電力能源的需求也與日俱增，對於電力的需求而言，可採用交流電作為電源，或多個電池芯串接而成的電池包作為電源。以電池包作為電源的好處是電源是可移動式，不受限於在一固定位置使用。

習用的電池包主要包含複數個電池芯組與一電池包監控單元，電池芯組用以提供電力，電池包監控單元電性連接電池芯組，以偵測電池芯組的狀態，例如電壓、電流、溫度等。電池包監控單元會將電池芯組的狀態連同一識別碼編成一狀態訊號輸出，以供後續的電池管理裝置辨識電池包。前述之識別碼係於生產電池包時，將識別碼燒錄於電池包監控單元的非揮發記憶體中。因此，在後續若要再改變電池包的識別碼，便需要使用對應的燒錄設備改變非揮發記憶體所儲存的識別碼。

當有多個電池包應用於一個電力系統時，電力系統包含一電池管理裝置用以與電池包通訊，藉以取得電池芯之狀態。然，若有任一電池包需更換為新的電池包，人員便需在電池管理裝置中設定新的電池包的識別碼，或是將新的電池包重新燒錄與原有之電池包相同的識別碼。如此，將會造成改更改識別碼作業的不便。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種電力系統及其管理方法，可以供人員快速調整電池包的識別碼，簡化設定識別碼的步驟。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種電力系統，用以供電予一負載，包含複數個電池包與一電池管理裝置，其中，該些電池包用以供電予該負載；各該電池包包含有一殼體、一電池芯組、一編碼器與一電池包監控單元，其中：該編碼器係可產生複數種編碼組態之其中一者，該編碼器具有一操作部供人員手動設定該編碼器的一該編碼組態；該電池芯組位於該殼體中；該電池包監控單元電性連接該電池芯組及該編碼器且偵測該電池芯組之狀態，並依據該編碼器的編碼組態產生對應的一識別碼，且該電池包監控單元輸出一狀態訊號，其中該狀態訊號包含有該識別碼及該電池芯組之狀態；該電池管理裝置電性連接該些電池包監控單元，且接收各該電池包監控單元輸出的狀態訊號，並依據所接收的狀態訊號之識別碼取得對應的電池包之電池芯組之狀態。

本發明提供的一種電力系統之管理方法，包含：提供複數個電池包，各該電池包包含一電池芯組與一編碼器，其中該編碼器供產生複數種編碼組態之其中一者，該編碼器具有一操作部供人員手動設定其中一該編碼組態；透過各該電池包之編碼器的操作部設定各該編碼器的編碼組態；依據各該編碼器的編碼組態產生對應的一識別碼，且各該識別碼係對應各該電池包；偵測各該電池芯組之狀態；依據各該識別碼及各該電池芯組之狀態輸出一狀態訊號，且各該狀態訊號包含有各該識別碼及各該電池芯組之狀態；接收該些狀態訊號，並依據所接收的狀態訊號之識別碼取得對應的電池包之電池芯組之狀態。

本發明之效果在於，人員可以直接從編碼器的操作部改變編碼組態，進而改變電池包的識別碼，使電池包成為通用型的電池包，在生產電池包時無需針對每一電池包設定唯一的識別碼。當有任一電池包需替換時，只要將原本的電池包取下，再將新的電池包換上，同時將新的電池包之編碼器的編碼組態設定成與原本電池包的編碼組態相同即可。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖１所示，為本發明一較佳實施例之電力系統1，該電力系統1係以供電予電動車的一負載為例，電力系統1包含複數個電池包100、一電池管理裝置200與一顯示單元300，其中：

該些電池包100於本實施例中係以串聯的方式電性連接，用以供電予負載。該些電池包100的結構相同，於後茲以一個電池包100為例說明。請參圖２與圖３所示，電池包100包含一殼體10、一電池芯組20、一編碼器30與一電池包監控單元40，其中：

殼體10上設置有一正端子12與一負端子14，以及一通訊端子16。

電池芯組20設置於殼體10中，且包含有複數個串聯的電池芯22。電池芯組20的正極經一第一導電件24電性連接正端子12，電池芯組20的負極經一第二導電件26電性連接負端子14，以自正端子12及負端子14輸出電力。本實施例中，第一、第二導電件24, 26之中的一者包含一開關元件262，另一者包含一保險絲242，更詳而言，電池芯組20的正極透過保險絲242電性連接到正端子12，電池芯組20的負極透過開關元件262電性連接到負端子14，開關元件262可受控制而呈導通或截止。實務上，保險絲242與開關元件262二者的位置亦可互換，或者只設置其中一者，亦可二者皆不設置。

編碼器30係可產生複數種編碼組態之其中一者，編碼器30具有一編碼部32與一操作部34，編碼部32用以對應操作部34所受的操作產生該些編碼組態之其中一者，操作部34供人員手動設定編碼器30的一該編碼組態，編碼部32位於殼體10中，操作部34突伸至殼體10外。本實施例中，編碼器30係以具有個四個輸出接腳的編碼開關為例，編碼組態共同16種組態，操作部34包括一旋桿342與一旋鈕344連接於旋桿342，旋桿342可於複數個旋轉角度之間轉動且每一旋轉角度對應編碼部32產生一種編碼組態。

請配合圖３，為了供人員辨識所產生的編碼組態，殼體10上設置有複數個編碼標記18位於操作部34外圍（即圖３中的1~16及刻度），每一編碼標記18對應旋桿342的一該旋轉角度。而旋鈕344上設置有一指標346，旋鈕344供人員旋動，以帶動指標346對應其中一該編碼標記18。實務上，指標346亦可設置於操作部34上的任一位置，重要的是在旋桿342被轉動後能對應到一個編碼標記18。

電池包監控單元40電性連接電池芯組20及編碼器30的編碼部32，本實施例中，電池包監控單元40包含一偵測模組42與一微控制器44，偵測模組42電性連接電池芯組20，以偵測電池芯組20之狀態，所偵測之狀態包含電池芯組20的總電壓、電流、各別電池芯的電壓、溫度之其中至少一種。微控制器44電性連接偵測模組42、編碼器30及開關元件262，且微控制器44另透過一通訊介面46連接至通訊端子16，通訊介面46用以將微控制器44的輸出的訊號轉成匯流排之訊號，例如CAN-BUS之訊號。微控制器44依據編碼器30的編碼組態產生對應的一識別碼，並依據識別碼及電池芯組20之狀態輸出一狀態訊號，經由通訊介面46轉成對應的匯流排之訊號後輸出。此外，電池包監控單元40更可控制開關元件262截止，使電池芯組20停止輸出電力至正端子12與負端子14，以切斷電池包100輸出的電力。

藉此，電池包100所輸出的狀態訊號中包含了對應編碼器30之編碼組態的識別碼及電池芯組20之狀態。人員可以手動從編碼器30的操作部34改變編碼組態，進而改變電池包100的識別碼，使本實施例的電池包100成為通用型電池包，亦即，在生產電池包100時無需針對電池包100設定唯一的識別碼。

電池管理裝置200透過匯流排連接到每一個電池包100的通訊端子16，藉以與電池包監控單元40通訊。電池管理裝置200電性連接顯示單元300。使用者在組裝電力系統1時，可以直接於各個電池包100的編碼器30設定編碼組態，且藉由位在殼體10外的操作部可以達到方便使用者調整編碼組態之功效。將每個電池包100的編碼組態設成不同（即圖１中的1~16）之後，即可讓每個電池包100將狀態訊號傳送至電池管理裝置200，電池管理裝置200解析所收到的狀態訊號後，即可判斷狀態訊號是由哪個電池包100發送。

藉由上述架構，即可進行圖４所示之管理方法，該管理方法包含下列步驟：

首先，提供該些電池包100，且將電池包100串聯電性連接，並在各個電池包100的編碼器30的操作部34設定一個編碼組態；

電池包監控單元40依據各個編碼器30的編碼組態產生對應的識別碼。各識別碼係對應代表各個電池包100。

由各電池包監控單元40偵測各電池芯組20之狀態，且由各電池包監控單元40依據各識別碼及各電池芯組20之狀態輸出狀態訊號到匯流排上。各狀態訊號包含有各識別碼及各電池芯組20之狀態；

由電池管理裝置200透過匯流排接收該些狀態訊號，並依據所接收的狀態訊號之識別碼取得對應的電池包100的電池芯組20之狀態。藉此，電池管理裝置200即可以管理每一個電池包100的狀態，亦可傳送控制訊號予對應的電池包，令對應的電池包100的電池包監控單元40控制開關元件262導通或截止。此外，電池管理裝置200亦可經由顯示單元300顯示每一個電池包100的狀態，電池包100的狀態包含電池芯組20之狀態、開關元件262的導通、截止狀態等。

為了避免人為設定的錯誤，本實施例的管理方法更包含，電池管理裝置200判斷所接收的該些電池包監控單元40之識別碼重覆時，發出一警示訊息，本實施例中，警示訊息包含有重覆的識別碼，可透過顯示單元300顯示警示訊息，以提示人員有哪些識別碼重覆，需要重新調整對應的編碼器30。實務上，警示訊息亦可以聲音、燈號的方式呈現。

更值得一提的是，藉由本發明之電力系統，當有任一電池包100需替換時，只要將原本的電池包100取下，再將新的電池包100換上，同時將新的電池包100之編碼器30的編碼組態設定成與原本電池包100的編碼組態相同即可，有效改善習用的電力系統電池包需要重新燒錄識別碼，或由電池管理裝置上重新設定識別碼之缺失。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］

1‧‧‧電力系統

100‧‧‧電池包

10‧‧‧殼體

12‧‧‧正端子

14‧‧‧負端子

16‧‧‧通訊端子

18‧‧‧編碼標記

20‧‧‧電池芯組

22‧‧‧電池芯

24‧‧‧第一導電件

242‧‧‧保險絲

26‧‧‧第二導電件

262‧‧‧開關元件

30‧‧‧編碼器

32‧‧‧編碼部

34‧‧‧操作部

342‧‧‧旋桿

344‧‧‧旋鈕

346‧‧‧指標

40‧‧‧電池包監控單元

42‧‧‧偵測模組

44‧‧‧微控制器

46‧‧‧通訊介面

200‧‧‧電池管理裝置

300‧‧‧顯示單元

圖１為本發明一較佳實施例之電力系統的示意圖。 圖２為上述較佳實施例之電池包的示意圖。 圖３為一示意圖，揭示上述較佳實施例之電池包的旋鈕及編碼標記。 圖４為上述較佳實施例之電力系統之管理方法流程圖。

Claims (8)

1. 一種電力系統，用以供電予一負載，包含：複數個電池包，用以供電予該負載；各該電池包包含有一殼體、一電池芯組、一編碼器與一電池包監控單元，其中：該編碼器係可產生複數種編碼組態之其中一者，該編碼器具有一操作部供人員手動設定該編碼器的一該編碼組態；該電池芯組位於該殼體中；該電池包監控單元電性連接該電池芯組及該編碼器且偵測該電池芯組之狀態，並依據該編碼器的編碼組態產生對應的一識別碼，且該電池包監控單元輸出一狀態訊號，其中該狀態訊號包含有該識別碼及該電池芯組之狀態；一電池管理裝置，電性連接該些電池包監控單元，且接收各該電池包監控單元輸出的狀態訊號，並依據所接收的狀態訊號之識別碼取得對應的電池包之電池芯組之狀態；其中，各該編碼器具有一編碼部，該編碼部用以對應該操作部產生一該編碼組態；各該編碼部位於各該殼體中且電性連接各該電池包監控單元，各該操作部突伸至各該殼體外；其中，各該編碼器的操作部包括一旋桿，該旋桿可於複數個旋轉角度之間轉動且每一該旋轉角度對應編碼部輸出一該編碼組態；各該操作部上設置有一指標；各該電池包的殼體上設置有複數個編碼標記位於該操作部外圍，每一該編碼標記對應該旋桿的一該旋轉角度，且該指標對應其中一該編碼標記。
2. 如請求項1所述之電力系統，其中該電池管理裝置判斷所接收的該些電池包監控單元之識別碼重覆時，發出一警示訊息。
3. 如請求項2所述之電力系統，該警示訊息包含有重覆的識別碼。
4. 如請求項1所述之電力系統，其中各該編碼器的操作部包括一旋鈕連接該旋桿，該旋鈕具有該指標；各該電池包的該些編碼標記，圍繞於各該旋鈕外圍。
5. 如請求項1所述之電力系統，其中各該電池包包含一正端子與一負端子，各該電池芯組的正極經一導電件電性連接該正端子，各該電池芯組的負極經另一導電件電性連接該負端子，其中，該二導電件之中的一者包含一開關元件，該開關元件電性連接該電池包監控單元且受電池包監控單元控制而導通或截止。
6. 一種電力系統之管理方法，包含：提供複數個電池包，各該電池包包含一殼體、一電池芯組與一編碼器，其中各該電池芯組位於各該殼體中，各該編碼器供產生複數種編碼組態之其中一者，各該編碼器具有一操作部供人員手動設定其中一該編碼組態；其中，各該編碼器具有一編碼部，該編碼部用以對應該操作部產生一該編碼組態；各該編碼部位於各該殼體中，各該操作部突伸至各該殼體外；其中，各該編碼器的操作部包括一旋桿，該旋桿可於複數個旋轉角度之間轉動且每一該旋轉角度對應編碼部輸出一該編碼組態；各該操作部上設置有一指標；各該電池包的殼體上設置有複數個編碼標記位於該操作部外圍，每一該編碼標記對應該旋桿的一該旋轉角度，且該指標對應其中一該編碼標記；轉動各該電池包之編碼器的操作部的旋桿，使各該操作部上的指標對應其外圍的一該編碼標記，以設定各該編碼器的編碼組態；依據各該編碼器的編碼組態產生對應的一識別碼，且各該識別碼係對應各該電池包；偵測各該電池芯組之狀態；依據各該識別碼及各該電池芯組之狀態輸出一狀態訊號，且各該狀態訊號包含有各該識別碼及各該電池芯組之狀態；接收該些狀態訊號，並依據所接收的狀態訊號之識別碼取得對應的電池包之電池芯組之狀態。
7. 如請求項6所述電力系統之管理方法，包含判斷所接收的該些識別碼重覆時，發出一警示訊息。
8. 如請求項7所述電力系統之管理方法，該警示訊息包含有重覆的識別碼。