TWI701889B - 多節電池組充電平衡裝置、系統及其方法 - Google Patents

多節電池組充電平衡裝置、系統及其方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種多節電池組充電平衡裝置、系統及其方法，使N個電池於系統運作時維持Ｎ-X個電池於充電迴路，該方法包括依序執行下列步驟：固定電流充電模式步驟：實施以一固定電流來進行充電的固定電流充電模式，該切換條件是該N-X個電池中蓄電容量最高的X個電池的蓄電容量大於該X個離線電池的蓄電容量；以及滿足一預設上限電壓值後變更為固定電壓充電模式步驟：實施以一固定電壓來進行充電的固定電壓充電模式，該切換條件是該N-X個電池中電壓最高的X個電池的電壓大於該X個離線電池的電壓。

Description

多節電池組充電平衡裝置、系統及其方法
本發明涉及一種與多節電池組充電有關，特別是指一種多節電池組充電平衡裝置、系統及其方法。
電池被廣泛應用於各式電子產品，且通常採用多節的電池結構，也就是串聯或並聯連接多個電池，以供應電子產品運作所需要的電力，由複數個串聯連接的電池組成的多節電池組常被用在如筆記本電腦、無電源線電力工具、電動車輛、無間斷電源等應用中，用於這類多節電池組的電池管理電路重要功能是管理電池組的均衡，電池均衡是於電池組使用期間使多節電池組中的每個電池兩端的電壓進行匹配管控的過程，此直接影響整個多節電池組的有效使用容量和可運行時間，失衡的電池將會導致過早的充電終止或提早放電終止而影響電池的使用效能。
事實上，每一相同種類電池的內阻與容量均存在著些許差異，此差異性將隨充放電循環次數增加而逐漸加大，許多因素可能會導致電池失衡，例如電池間的容量失配，充電狀態差異，電池阻抗變化、溫度梯度以及在高放電速率時的電池自熱，多節電池組雖擁有良好的性能與高安全性，但仍然必須避免電池過充、過放或過熱的狀況發生，為了延長多節電池組的壽命與保護使用者的安全，必須建構電池管理系統來確保電池運作在安全的範圍內，基本上電池管理系統的主要功能為量測電池的電壓並進行調整與保護，在多節電池組中，電池因內阻或製程的不同，而造成使用過程中有電池電壓不一致的狀況發生，這樣的問題會導致多節電池組因為某顆電池提早過充或過放，而大幅影響多節電池組的使用效率與壽命。多節電池組會因為電池製造或使用的差異，造成電池間容量的不同 ，早期傳統充電技術皆以被動式平衡法為主，被動式平衡法主要是以較長時間消耗電池能量的方式達到平衡不同容量的電池效果，通過在旁路功率電阻器和開關將能量轉化成熱量來繞開分流能量，雖然此法電路簡單且低成本，但過多的能量作為熱量被浪費掉，且有效率低以及平衡時間長的缺點，然而，當充電電流過大且平衡電流不夠，會造成幾乎沒有平衡效果，電池間仍然不平衡，結果就是真實電量較大的電池無法充滿，造成快滿電的電池容易達到截止電壓，但此截止電壓因包含電池內阻之影響，而與電池的開路電壓有較大差異，因此等於是提早結束充電，使多節電池組無法充飽。
有鑑於上述缺失，本發明的目的在於提供一種多節電池組充電平衡裝置、系統及其方法，可以有效的在多節電池組充電時平衡蓄電容量不同的電池且維持快速充電的目的，同時可以使多節電池組中的每一顆電池均達到接近充飽的功效，本發明透過一輪休架構，該架構可讓其中一顆電池離線而保持整體多節電池組的穩定充電，當將充電迴路中的電池切換成新離線電池，且將原離線電池加入充電迴路中時，控制器可將連接新離線電池的切換電路的串聯開關斷開，且旁路開關導通，這樣新離線電池就不會被充電，並將連接原離線電池的切換電路的串聯開關導通，且旁路開關斷開，以讓原離線電池加入充電迴路中進行充電。
於開始充電時，多節電池組的充電模式為一固定電流充電模式（在下文敘述中，固定電流充電模式將以CC模式稱之），此時充電電流固定且可為最高充電電流，因此充入多節電池組的蓄電容量較多且速度也較快，在此CC模式下，本發明讓蓄電容量最高的電池先離線並將原先的離線電池加入，以讓每個電池蓄電容量都能被快速充滿，且每個電池的蓄電容量因輪休架構而能達到平衡。
當多節電池組在CC模式下各電池的蓄電容量都快充滿時，即滿足一預設上限電壓值後，此時多節電池組充電模式會變更為固定電壓充電模式充電（在下文敘述中，固定電壓充電模式將以CV模式稱之），此時電壓固定且充電電流下降，充電速度變慢，在此CV模式下，本發明讓電壓最高的電池離線並將原先的離線電池加入，以讓多節電池組可以在固定電壓充電模式下能維持以較大的電流充電，此外，透過以一相對最高電壓值作為電池輪休的切換條件可以確保每顆電池的電壓都會收斂到接近相同值，因為當充電迴路中的某顆電池的電壓提升至一相對最高電壓值即會被置換離線而停止充電，並將原先離線的相對較低電壓值的電池加入充電迴路中，在此CV模式下，經由透過不停置換電壓最高的電池，讓所有電池電壓都收斂至接近相同數值，因此本發明的充電平衡裝置、系統及其方法可以讓多節電池組內每顆電池都接近被完全充飽的最佳平衡狀況。
為達成上述目的，本發明提供一種多節電池組充電平衡裝置，供使用在一具有N個電池的充電系統，N為正整數，包括：多個切換電路，用以使該N個電池中之Ｎ-X個電池形成一充電迴路，X為正整數，且使其餘X個電池離線於該充電迴路而作為離線電池；  一控制器，用以偵測各電池之電性，依序執行一固定電流充電模式及一固定電壓充電模式，並將該N-X個電池的電性分別與該X個離線電池的電性相比較，而將符合一切換條件的X個電池，自該充電迴路中離線而成為新離線電池，並將該X個已離線電池加入該充電迴路，而使該N個電池於系統運作時維持該Ｎ-X個電池於充電迴路；其中，於該固定電流充電模式係以一固定電流來進行充電，該切換條件是該N-X個電池中蓄電容量最高的X個電池的蓄電容量大於該X個離線電池的蓄電容量，於該固定電壓充電模式係以一固定電壓來進行充電，該切換條件是該N-X個電池中電壓最高的X個電池的電壓大於該X個離線電池的電壓。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡裝置，其中，該多個切換電路包括M個切換電路，M為正整數，且等於N，該M個切換電路一對一連接該N個電池，該控制單元連接該M個切換電路，且控制該M個切換電路形成該充電迴路。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡裝置，其中，每個切換電路包括一串聯開關及一旁路開關，該串聯開關係串聯連接該電池，該旁路開關係連接該串聯開關及該電池，且與該串聯開關及該電池形成並聯連接。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡裝置，其中，該固定電流充電模式變更為該固定電壓充電模式之條件為滿足一預設之上限電壓值。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡裝置，其中，該控制器係一微控制單元(Microcontroller Unit，MCU)、一個人電腦（Personal Computer，PC）、一可程式化邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）或一現場可程式化閘陣列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)。
為達成上述目的，本發明提供一種多節電池組充電平衡系統，其包括：N個電池，N為正整數；多個切換電路, 用以使該N個電池中之Ｎ-X個電池形成一充電迴路，X為正整數，且使其餘X個電池離線於該充電迴路而作為離線電池；一控制器，用以偵測各電池之電性，依序執行一固定電流充電模式及一固定電壓充電模式，並將該N-X個電池的電性分別與該X個離線電池的電性相比較，而將符合一切換條件的X個電池，自該充電迴路中離線而成為新離線電池，並將該X個已離線電池加入該充電迴路，而使該N個電池於系統運作時維持該Ｎ-X個電池於充電迴路；其中，於該固定電流充電模式係以一固定電流來進行充電，該切換條件是該N-X個電池中蓄電容量最高的X個電池的蓄電容量大於該X個離線電池的蓄電容量，於該固定電壓充電模式係以一固定電壓來進行充電，該切換條件是該N-X個電池中電壓最高的X個電池的電壓大於該X個離線電池的電壓。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡系統，其中，該多個切換電路包括M個切換電路，M為正整數，且等於N，該M個切換電路一對一連接該N個電池，該控制器連接該M個切換電路，且控制該M個切換電路形成該充電迴路。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡系統，其中，每個切換電路包括一串聯開關及一旁路開關，該串聯開關係串聯連接該電池，該旁路開關係連接該串聯開關及該電池，且與該串聯開關及該電池形成並聯連接。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡系統，其中，該固定電流充電模式變更為該固定電壓充電模式之條件為滿足一預設之上限電壓值。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡系統，其中，該控制器係一微控制單元(Microcontroller Unit，MCU)、一個人電腦（Personal Computer，PC）、一可程式化邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）或一現場可程式化閘陣列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)。
又，為達成上述目的，本發明提供一種多節電池組充電平衡方法，供使用在一具有N個電池的充電系統，N為正整數，該充電系統包括多個切換電路，用以使該N個電池中之Ｎ-X個電池形成一充電迴路，X為正整數，且使其餘X個電池離線於該充電迴路而作為離線電池；以及一控制器，用以偵測各電池之電性，並將該N-X個電池的電性分別與該X個離線電池的電性相比較，而將符合一切換條件的X個電池，自該充電迴路中離線而成為新離線電池，並將該X個已離線電池加入該充電迴路，而使該N個電池於系統運作時維持該Ｎ-X個電池於充電迴路，該方法包括依序執行下列步驟： 一固定電流充電模式步驟：實施以一固定電流來進行充電的固定電流充電模式，該切換條件是該N-X個電池中蓄電容量最高的X個電池的蓄電容量大於該X個離線電池的蓄電容量；以及 一固定電壓充電模式步驟：實施以一固定電壓來進行充電的固定電壓充電模式，該切換條件是該N-X個電池中電壓最高的X個電池的電壓大於該X個離線電池的電壓。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡方法，其中，該固定電流充電模式變更為該固定電壓充電模式之條件為滿足一預設之上限電壓值。
又，為達成上述目的，本發明所揭多節電池組充電平衡方法，其中，該控制器係一微控制單元(Microcontroller Unit，MCU)、一個人電腦（Personal Computer，PC）、一可程式化邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）或一現場可程式化閘陣列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。
以下，茲配合各圖式列舉對應之較佳實施例來對本發明的多節電池組充電平衡裝置、系統及其方法的組成構件及達成功效來作說明。然各圖式中多節電池組充電平衡裝置、系統及其方法的構件、尺寸及外觀僅用來說明本發明的技術特徵，而非對本發明構成限制。
第1圖是本發明的多節電池組充電平衡系統的組成方塊圖，本發明的多節電池組充電平衡系統應用於一電力系統，電力系統可以是可攜式電腦、手機、電動車、電動機車、可攜式小家電等各種需要透過電池供電來運作的設備。
如第1圖所示，多節電池組充電平衡系統10藉由兩端11、13連接上述的電力系統，且包括六個電池31-36及一多節電池組充電平衡裝置50。多節電池組充電平衡裝置50係從六個電池31-36中選擇5個電池31-35形成一充電迴路，且將分別偵測六個電池31-36的各別電性，其中，未被分配在充電迴路中的電池36定義為離線電池。在五個電池31-35的各別電性分別與離線電池36的電性相比較的結果符合一切換條件時，多節電池組充電平衡裝置50選擇五個電池31-35中的其中一者自充電迴路中斷開，並將離線電池36加入該充電迴路，被斷開的該電池成為新離線電池。
請續參照第1圖，多節電池組充電平衡裝置50包括六個切換電路51-56及一控制器57。切換電路51-56的數等於電池的數量，也就是請求項中定義的N跟M都是代表數值6。六個切換電路51-56一對一連接六個電池31-36。控制器57連接六個切換電路51-56，且控制六個切換電路51-56形成充電迴路。換言之，控制器57有多個連接埠，來連接六個切換電路51-56，控制器57有多個連接埠這是本領域可理解，於此不做贅述。
每個切換電路51-56包括一串聯開關511-561及一旁路開關 513-563。串聯開關511-561串聯連接電池31-36，旁路開關513-563連接串聯開關511-561及電池31-36，且與串聯開關511-561及電池31-36形成並聯連接。 其中，N及M都分別代表特定數值，因此，本領域人員能輕易理解數值是可改變的。切換電路的串聯開關及旁路開關可以是電晶體、二極體或上述主動元件組成的電路。
充電迴路的形成是透過控制器57控制該些切換電路51-56。舉例來說，在初始時選擇電池31-35作為充電迴路，電池36作為離線電池，這也表示，連接電池31-35的切換電路的串聯開關是導通，旁路開關是斷開，但電池36是休息的，且連接電池36的切換電路的串聯開關是斷開，旁路開關是導通。接著，控制器57偵測充電迴路中電池31-35的各別電性及離線電池36的電性，並分別比較電池31-35的電性與離線電池36的電性時，可發現電池35的電性符合切換條件，因此，控制器57控制連接電池35的切換開關動作，而使電池35成為新離線電池，以讓電池35暫時休息，同時，電池36(原離線電池)加入充電迴路中。應注意的是，傳統電力系統的電池配置的總數量的總和電壓等於電力系統所需的電壓，也就是不會有額外的離線(閒置)電池，但本發明除了依據電力系統所需電量來配置對應電池外，還額外增加一個電池，因此，本實施例中N是6，N-1(等於5)個電池形成的充電迴路，離線電池則可休息等待被分配充電。
本發明所述多節電池組充電平衡裝置50以及多節電池組充電平衡系統10的運作及判斷邏輯是讓電池31-36的蓄電容量逐漸提高，因此，於剛開始充電時(假設電池31-36都處於低電量狀態，但不局限於此狀態)，此時多節電池組的充電模式為一固定電流充電模式(CC模式)充電，此時充電電流固定且為較高的充電電流，因此充入多節電池組的蓄電容量較多且速度也較快，於此CC模式下，本發明會讓最高蓄電容量的電池先離線並將原先的離線電池加入，以讓每個電池的蓄電容量都能被快速增加，且每個電池的蓄電容量會趨於平衡，例如通常係可為多節電池組內之鋰離子電池在固定電流模式(CC模式)中以固定電流被充電至一預定之上限充電電壓值，其中預定之上限充電電壓值通常為4.1V／電池或4.2V／電池。本實施例在初始時選擇電池31-35作為充電迴路，電池36作為離線電池，這也表示，連接電池31-35的切換電路的串聯開關是導通，旁路開關是斷開，但電池36是休息的，且連接電池36的切換電路的串聯開關是斷開，旁路開關是導通。接著，控制器57偵測充電迴路中電池31-35的各別蓄電容量及離線電池36的蓄電容量，並分別比較電池31-35的蓄電容量與離線電池36的蓄電容量，可發現電池35具有最高的蓄電容量且大於離線電池36的蓄電容量，因此，控制器57判斷結果符合固定電流充電模式(CC模式)切換條件。所以，控制器57控制連接電池35的切換開關動作，而使電池35成為新離線電池，以讓電池35暫時休息，同時，電池36(原離線電池)加入充電迴路中。
當電池31-36蓄電容量都快充滿至接近上限充電電壓值時，此時多節電池組充電模式會變更為一固定電壓充電模式(CV模式)充電，此時電壓固定且充電電流下降，充電速度變慢，於此CV模式下，本發明會讓一相對最高電壓的電池離線，以讓多節電池組在此固定電壓充電模式(CV模式)下能以更大的電流充電，滿足以下的公式 (1)： I charge = (V CV –V totalcells ) / R charge 其中 I charge 為充電電流，V CV 為固定電壓充電模式(CV模式)下的充電電壓，V totalcells 為多節電池組的總電壓，R charge 為整體充電路徑的電阻，從公式(1)可以知道當充電模式進入固定電壓充電模式(CV模式)時，在 R charge 和V CV 不變的情況下，只有降低V totalcells 的數值才能增加充電電流，因此在固定電壓充電模式(CV模式)下，本發明會將電壓最高的電池離線，並將原離線電池加入充電迴路中(由於原離線電池電壓低於新離線電池電壓，因此等同降低V totalcells )，以增加充電電流以及充電速度， 此外，透過以一相對最高電壓值作為電池輪休的切換條件可以確保每顆電池的充電電壓都會收斂到接近相同值，即當某顆電池電壓提升至一相對最高的電壓值即會被置換離線而停止充電，因此透過不停置換最高電壓的電池，並將原先離線的相對較低電壓值的電池加入充電迴路中，會讓所有電池電壓收斂至接近相同數值。透過離線最高電壓的電池可以確保每顆電池的電壓接近一致，即可保證每顆電池都可以在固定電壓充電模式(CV模式)下同時充滿至接近滿電電壓，例如鋰離子電池滿電電壓為4.2V，當其中一顆電池達到4.2V，多節電池組會停止充電，但由於本發明會讓所有電池電壓也會接近4.2V，因此所有電池都會非常接近充飽的狀態。本實施例在固定電壓充電模式(CV模式)下假設電池31-35作為充電迴路，電池36作為離線電池，這也表示，連接電池31-35的切換電路的串聯開關是導通，旁路開關是斷開，但電池36是休息的，且連接電池36的切換電路的串聯開關是斷開，旁路開關是導通。接著，控制器57偵測充電迴路中電池31-35的各別電壓及離線電池36的電壓，並分別比較電池31-35的電壓與離線電池36的電壓。隨後在比較電池31-35的電壓與離線電池36的電壓相比較時，發現電池35具有最高的電壓且大於離線電池36的電壓，因此，控制器57判斷結果符合固定電壓充電模式(CV模式)的切換條件，所以，控制器57控制連接電池35的切換開關動作，而使電池35成為新離線電池，以讓電池35暫時休息，同時，電池36(原離線電池)加入充電迴路中。
請參考第2圖顯示依據傳統充電技術與本發明所述多節電池組充電平衡方法的電池充入容量比較圖，第2圖是模擬應用在4個電池串聯的多節電池組充入電量效果比較，假設一年使用300次充放電循環，傳統充電技術隨著使用時間的增加，電池都會快速老化，而使總充入容量隨使用時間而逐漸變低，但使用本發明的多節電池組充電平衡方法，總充入容量較傳統充電技術高且各個電池都可穩定充電至接近平衡的滿電狀況，可以顯示本發明的多節電池組充電平衡方法透過平衡電池間的容量差異讓所有電池可以同時充滿至接近滿電電壓的技術來達到大幅提升多節電池組的使用效率與壽命的效果。
請合併參照第1圖以及第3圖及前述多節電池組充電平衡系統10以及多節電池組充電平衡裝置50的說明，圖3是依照本發明一實施例所繪示的多節電池組充電平衡方法的步驟流程圖，本實施例中N是6，N-1(等於5)個電池形成的充電迴路，離線電池則可休息等待被分配充電，本發明多節電池組充電平衡方法供使用在一具有N個電池31-36的充電系統10，N為正整數，該充電系統10包括多個切換電路51-56，用以使該N個電池31-36中之Ｎ-1個電池形成一充電迴路，且使1個電池離線於該充電迴路而作為離線電池；以及一控制器57，用以偵測各電池31-36之電性，並將該N-1個電池分別與該1個離線電池相比較，而將符合一切換條件的1個電池，自該充電迴路中離線而成為新離線電池，並將該1個已離線電池加入該充電迴路，而使該N個電池31-36於系統運作時維持該Ｎ-1個電池於充電迴路，本發明所述多節電池組充電平衡方法依序執行以下步驟，首先，步驟S1：一固定電流充電模式步驟，實施以一固定電流來進行充電的固定電流充電模式(CC模式)，該切換條件是該N-1個電池中蓄電容量最高的1個電池的蓄電容量大於該1個離線電池的蓄電容量，該充電電流固定且可為最高充電電流，因此充入多節電池組的蓄電容量較多且速度也較快，此時讓最高” 蓄電容量”的電池先離線並將原先的離線電池加入，以讓每個電池蓄電容量都能被快速充滿，且每個電池的蓄電容量會被充電的差不多平衡；步驟S2：判斷是否滿足一預設上限電壓值，於一實施例中，當多節電池組在CC模式下各電池的蓄電容量都快充滿時，即滿足一預設上限電壓值後，此時多節電池組充電模式會變更為固定電壓充電模式充電（CV模式），若滿足一預設上限電壓值，則執行步驟S3：否則，再次持續執行步驟S1一固定電流充電模式步驟；以及步驟S3：一固定電壓充電模式步驟：當電池蓄電容量都快充滿時，實施以一固定電壓來進行充電的固定電壓充電模式(CV模式)，該切換條件是該N-1個電池中電壓最高的1個電池的電壓大於該1個離線電池的電壓，此時電壓固定且充電電流下降，充電速度變慢，讓相對最高”電壓”的電池離線並將原先的離線電池加入，用以增加充電電流與充電速度，以讓多節電池組可以在固定電壓充電模式下以更大的電流充電，因此透過不停置換相對電壓最高電池，會讓多節電池組所有電池電壓收斂至相同數值，達到每顆電池均會充飽的功效。
雖然，本實施例中離線電池的數量是一個，但實務中，離線電池的數量也可以是兩個或兩個以上。當離線電池設計為兩個或兩個以上時，本領域之人仍可透過本發明的說明理解電池總數量會增加，而充電迴路的電池數量應為N-2或N-X，X表示有兩個以上的離線電池。
綜合上述，本發明所揭之多節電池組充電平衡系統當多節電池組進行充電時，可以有效藉由至少有一個電池為離線來作充電分配，還可控制讓每個電池都能穩定的充電，來達到每個的電池的蓄電容量的平衡。
最後，強調，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本發明之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本發明之申請專利範圍所涵蓋。
10:多節電池組充電平衡系統、充電系統 11、13:端 31、32、33、34、35、36:電池 50:多節電池組充電平衡裝置 51、52、53、54、55、56:切換電路 511、512、513、514、515、516:串聯開關 513、523、533、543、553、563:旁路開關 57:控制器 S1、S2、S3:步驟
第1圖顯示依據本發明所述多節電池組充電平衡系統的組成方塊圖。 第2圖顯示依據傳統充電技術與本發明所述多節電池組充電平衡方法的電池充入容量比較圖。 第3圖顯示依據本發明所述多節電池組充電平衡方法的步驟流程圖。
S1、S2、S3:步驟

Claims (10)

  1. 一種多節電池組充電平衡裝置，供使用在一具有N個電池的充電系統，N為正整數，包括： 多個切換電路，用以使該N個電池中之Ｎ-X個電池形成一充電迴路，X為正整數，且使其餘X個電池離線於該充電迴路而作為離線電池；以及 一控制器，用以偵測各電池之電性，依序執行一固定電流充電模式及一固定電壓充電模式，並將該N-X個電池的電性各別與該X個離線電池的電性相比較，而將符合一切換條件的X個電池，自該充電迴路中離線而成為新離線電池，並將該X個已離線電池加入該充電迴路，而使該N個電池於系統運作時維持該等Ｎ-X個電池於充電迴路； 其中，於該固定電流充電模式係以一固定電流來進行充電，該切換條件是該N-X個電池中蓄電容量最高的X個電池的蓄電容量大於該X個離線電池的蓄電容量，於該固定電壓充電模式係以一固定電壓來進行充電，該切換條件是該N-X個電池中電壓最高的X個電池的電壓大於該X個離線電池的電壓。
  2. 如請求項1之多節電池組充電平衡裝置，其中，該多個切換電路包括M個切換電路，M為正整數，且等於N，該M個切換電路一對一連接該N個電池，該控制單元連接該M個切換電路，且控制該M個切換電路形成該充電迴路。
  3. 如請求項2之多節電池組充電平衡裝置，其中，每個切換電路包括一串聯開關及一旁路開關，該串聯開關係串聯連接該電池，該旁路開關係連接該串聯開關及該電池，且與該串聯開關及該電池形成並聯連接。
  4. 如請求項1之多節電池組充電平衡系統，其中，該固定電流充電模式變更為該固定電壓充電模式之條件為滿足一預設之上限電壓值。
  5. 一種多節電池組充電平衡系統，其包括： N個電池，N為正整數； 多個切換電路, 用以使該N個電池中之Ｎ-X個電池形成一充電迴路，X為正整數，且使其餘X個電池離線於該充電迴路而作為離線電池；以及 一控制器，用以偵測各電池之電性，依序執行一固定電流充電模式及一固定電壓充電模式，並將該N-X個電池的電性各別與該X個離線電池的電性相比較，而將符合一切換條件的X個電池，自該充電迴路中離線而成為新離線電池，並將該X個已離線電池加入該充電迴路，而使該N個電池於系統運作時維持該等Ｎ-X個電池於充電迴路； 其中，於該固定電流充電模式係以一固定電流來進行充電，該切換條件是該N-X個電池中蓄電容量最高的X個電池的蓄電容量大於該X個離線電池的蓄電容量，於該固定電壓充電模式係以一固定電壓來進行充電，該切換條件是該N-X個電池中電壓最高的X個電池的電壓大於該X個離線電池的電壓。
  6. 如請求項5之多節電池組充電平衡系統，其中，該多個切換電路包括M個切換電路，M為正整數，且等於N，該M個切換電路一對一連接該N個電池，該控制器連接該M個切換電路，且控制該M個切換電路形成該充電迴路。
  7. 如請求項6之多節電池組充電平衡系統，其中，每個切換電路包括一串聯開關及一旁路開關，該串聯開關係串聯連接該電池，該旁路開關係連接該串聯開關及該電池，且與該串聯開關及該電池形成並聯連接。
  8. 如請求項5之多節電池組充電平衡系統，其中，該固定電流充電模式變更為該固定電壓充電模式之條件為滿足一預設的上限電壓值。
  9. 一種多節電池組充電平衡方法，供使用在一具有N個電池的充電系統，N為正整數，該充電系統包括多個切換電路，用以使該N個電池中之Ｎ-X個電池形成一充電迴路，X為正整數，且使其餘X個電池離線於該充電迴路而作為離線電池；以及 一控制器，用以偵測各電池之電性，並將該N-X個電池的電性各別與該X個離線電池的電性相比較，而將符合一切換條件的X個電池，自該充電迴路中離線而成為新離線電池，並將該X個已離線電池加入該充電迴路，而使該N個電池於系統運作時維持該等Ｎ-X個電池於充電迴路，該方法包括依序執行下列步驟： 一固定電流充電模式步驟：實施以一固定電流來進行充電的固定電流充電模式，該切換條件是該N-X個電池中蓄電容量最高的X個電池的蓄電容量大於該X個離線電池的蓄電容量；以及 一固定電壓充電模式步驟：實施以一固定電壓來進行充電的固定電壓充電模式，該切換條件是該N-X個電池中電壓最高的X個電池的電壓大於該X個離線電池的電壓。
  10. 如請求項9之多節電池組充電平衡方法，其中，該固定電流充電模式變更為該固定電壓充電模式之條件為滿足一預設之上限電壓值。 。
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