TWI796871B - 電熱式電池電量平衡模組 - Google Patents

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Abstract

一種電熱式電池電量平衡模組，包含一電池單元、複數電熱片、一平衡控制開關單元、複數加熱控制開關與一控制器，該電池單元包含複數電池串，該些電熱片間隔地設置在該些電池串之間，該平衡控制開關單元電性連接該些電池串且具有一共同連接端，該共同連接端電性連接該些電熱片，各該加熱控制開關串聯各該電熱片，當該控制器判斷出任一電池串的電壓與其他電池串的電壓有差異時，控制該平衡控制開關單元與該些加熱控制開關的開關狀態，將該些電池串中的部分電池串以及該些電熱片中的部分電熱片構成一平衡迴路。

Description

電熱式電池電量平衡模組
本發明涉及一種電池電量平衡模組，尤指電熱式電池電量平衡模組。
習知車用電池組通常由多個電池串聯而成，可理解的是，縱使該多個電池為相同規格，彼此間仍存在差異，例如該多個電池的老化程度彼此不同，且或多或少存在自放電與漏電的問題。如此一來，該車用電池組的效能將直接受到影響，說明如下。
一般而言，該車用電池組係受一電池管理系統(BMS)的監控，如圖10A所示，假設該車用電池組包含串聯的一第一電池71、一第二電池72與一第三電池73，圖10A呈現該第一電池至該第三電池71~73為充飽電的狀態。隨著該車用電池組長時間使用，在某一時間點可能產生如圖10B所示的不平衡狀態，該第一電池至該第三電池71~73的蓄電量彼此不同，其中，該第一電池71的蓄電量最高，該第三電池73的蓄電量次之，該第二電池72的蓄電量最低。
在此狀態下進行充電時，如圖10C所示，當該電池管理系統偵測出該第一電池71已充飽電，就停止充電動作，導致該第二電池72與該第三電池73還沒充飽電就停止充電。如以圖10C之蓄電量狀態行車，在行車的過程中，該車用電池組放電給車輛各電子系統與馬達，因為該第二電池72的蓄電量最低，故請參考圖10D，該第二電池72將比該第一電池71和該第三電池73更早被偵測到其蓄電量已耗盡，該電池管理系統即實施相關節電模式與功能，惟該第一電池71和該第三電池73仍有一定蓄電量，導致該車用電池組的使用效率無法有效提升。
為了改善電池之間充電時的不平衡狀態，習知技術包含電池電量之被動式平衡手段與主動式平衡手段。
關於電池電量之被動式平衡手段可參考圖11，其以一第一電池81與一第二電池82為例，其各並聯一平衡電阻83，且各該平衡電阻83串聯一平衡開關84，所述平衡電阻83與平衡開關84係設置在該電池管理系統的電路板上，故其與該第一電池81和該第二電池82的位置為分離設置。在充電的過程中，當該電池管理系統偵測出第二電池82的蓄電量過低(和該第一電池81相比)，可控制該第一電池81的平衡開關84為導通，且控制該第二電池82的平衡開關84為開路，使一充電電流85直接對該第二電池82進行充電，讓該第二電池82的蓄電量能追上該第一電池81，達到平衡的效果。
然而，在充電的過程中，為避免實施平衡手段時，該平衡電阻83所產生功率過大而發熱造成損壞，故會限制平衡電阻83之平衡電流大小，一般例如可限制在小於0.15A，不宜過大，卻也相對造成平衡速度較慢的缺點。可理解的是，欲加大平衡電流以提升平衡速度，需加大該電池管理系統的電路板面積以供設置對應的平衡電阻83，導致該電池管理系統的電路板面積無法進一步縮減，故限制車體的可用空間。是以，"提升電池平衡速度"與"最小化電池管理系統電路板面積"並無法兼得。
關於主動式平衡手段的範例可參考圖12A，該車用電池組包含串聯的一第一電池91、一第二電池92、…與一第六電池96，該第一電池91的負極與該第六電池96的正極電性連接一變壓器T之一次側繞組W1，該一次側繞組W1串聯一次側開關97，該變壓器T二次側繞組包含一第一輔助繞組W2-1、一第二輔助繞組W2-2、…與一第六輔助繞組W2-6，該第一電池至該第六電池91~96分別並聯於該第一輔助繞組至該第六輔助繞組W2-1~W2-6，且該第一輔助繞組W2-1至該第六輔助繞組W2-6分別串聯一第一開關至一第六開關981~986。
舉例來說，當車輛的電池管理系統偵測出該第二電池92的蓄電量比其他電池更低時，可先控制該一次側開關97為導通，且控制該第一開關至該第六開關981~986為開路，使該第一電池至該第六電池91~96放電以輸出一電流I1給該一次側繞組W1，該一次側繞組W1為電感性元件而具有儲能效果。請參考圖12B，該一次側繞組W1儲能後，該電池管理系統可控制該第二開關982為導通，以及控制該一次側開關97和其餘電子開關為開路，此時，該第二輔助繞組W2-2感應該一次側繞組W1所提供的能量，並輸出充電電流I2給該第二電池92進行充電，使該第二電池92與其餘電池的蓄電量趨於一致，達到平衡的效果。
然而，該變壓器T包含一鐵心以供繞設該一次側繞組W1與該第一輔助繞組至該第六輔助繞組W2-1~W2-6，惟鐵心是具一定體積與重量的構件，亦會限制車體的可用空間。
[所欲解決之問題]
本發明的主要目的在於提供一種電熱式電池電量平衡模組，以期克服習知被動式平衡手段無法兼具"提升電池平衡速度"與"最小化電池管理系統電路板面積"的缺點，以及克服習知主動式平衡手段採用變壓器所導致限制車體的可用空間的缺點。
[解決問題的技術手段]
本發明電熱式電池電量平衡模組包含： 一電池單元，包含複數電池串； 複數電熱片，間隔地設置在該些電池串之間； 一平衡控制開關單元，電性連接所述電池串，所述平衡控制開關單元具有一共同連接端，所述共同連接端電性連接所述電熱片； 複數加熱控制開關，所述加熱控制開關串聯所述電熱片；以及 一控制器，電性連接所述電池串、所述平衡控制開關單元與所述加熱控制開關，當所述控制器判斷出任一電池串的電壓與其他電池串的電壓有差異時，控制所述平衡控制開關單元與所述加熱控制開關的開關狀態，將所述電池串中的部分電池串以及所述電熱片中的部分電熱片構成一平衡迴路。
[發明之功效]
本發明採用電熱片作為平衡電阻，因電熱片具有低電阻、消耗功率大的特性，也就是說比一般電阻器可承受更大的電流，能操作在較大的平衡電流，故可以達到快速平衡效果；此外，因為該些電熱片間隔地設置在該些電池串之間，故可與該些電池串一同設置在電池盒中，不需另外安排車體空間安裝該些電熱片。是以，本發明不僅具備提升電池平衡速度的特色，還能避免車體空間的耗費，將車體可用空間最大化，克服先前技術所述問題。
請參考圖1與圖2，本發明電熱式電池電量平衡模組可為一車輛的一鋰電池模組1，但不以鋰電池模組1為限，本發明模組的實施例包含一電池單元10、複數電熱片20、一平衡控制開關單元30、複數加熱控制開關40與一控制器50，其中，該平衡控制開關單元30、該些加熱控制開關40與該控制器50可實施在一電池管理系統(Battery Management System, BMS)1''，也就是說，該鋰電池模組1包含該電池管理系統1''、該電池單元10與該些電熱片20。圖1所示為當本發明模組與一充電站60連接時，在充電狀態下實施電池電量平衡控制。
該電池單元10包含複數電池串100，且該些電池串100形成串聯的電性連接結構，其中，位在一末端之一電池串100的正極作為該電池單元10的正極A，位在另一末端之另一電池串100的負極作為該電池單元10的負極B。一般而言，該些電池串100可供容置在一電池盒內，該電池盒與該電池管理系統(BMS)的電路板為分離設置。請參考圖3，每個電池串100可包含複數個規則排列且並聯的電池芯101，所述規則排列可為矩陣排列，各該電池芯101可為鋰電池芯。
該些電熱片20容置在該電池盒內，也就是說，該些電熱片20係與該電池管理系統(BMS)的電路板為分離設置，該些電熱片20間隔地設置在該些電池串100之間，讓每個電池串100中的電池芯101都能鄰接其中之任一電熱片20。如圖2所示，各該電熱片20電性連接該電池單元10的正極A或負極B。例如在寒冷的環境下，當平衡電流通過該些電熱片20而使該些電熱片20發熱時，可對其鄰接的電池串100進行加熱，提供電池串100較佳的工作溫度環境，避免電池串100因環境溫度過低而發生異常。
該平衡控制開關單元30電性連接該些電池串100，該平衡控制開關單元30具有一共同連接端300，該共同連接端300電性連接該些電熱片20，如圖2所示的實施例包含兩電熱片20，其中之一電熱片20連接在該電池單元10的正極A與該共同連接端300之間，另一電熱片20連接在該電池單元10的負極B與該共同連接端300之間。本發明的實施例中，該平衡控制開關單元30包含複數平衡控制開關301，各該平衡控制開關301例如可為繼電器或電晶體，各該平衡控制開關301具有一第一端與一第二端，該些平衡控制開關301的第一端彼此電性連接而構成該共同連接端300，該些平衡控制開關301的第二端分別且依序電性連接兩相鄰電池串100的連接節點y。
請參考圖2，各該加熱控制開關40串聯各該電熱片20，形成一對一的連接結構，其中，各該加熱控制開關40例如可為繼電器或電晶體。於其他實施例中，請參考圖4，該些電熱片20中的部分電熱片20形成並聯連接，且每個電熱片20亦串聯加熱控制開關40，透過該些加熱控制開關40的開關控制，改變該些電熱片20的並聯態樣，以適應性調整通過該些電熱片20的電流大小。
該控制器50電性連接該些電池串100、該平衡控制開關單元30與該些加熱控制開關40，該控制器50能偵測每一個電池串100的電壓大小，其偵測方式為所屬技術領域中的通常知識，亦非本案的重點，在此容不贅述。該控制器50並具有複數輸出端以分別電性連接該些平衡控制開關301與該些加熱控制開關40，以輸出驅動信號各別控制各該平衡控制開關301與各該加熱控制開關40的開關狀態(即：導通/開路狀態)，該控制器50例如可透過脈寬調變(PWM)信號控制該些平衡控制開關301與該些加熱控制開關40。當該控制器50判斷出任一電池串100的電壓與其他電池串10的電壓有差異時，該控制器50依序在不同的複數時序階段中控制該平衡控制開關單元30與該些加熱控制開關40的開關狀態，以在各該時序階段中，將該些電池串100中的部分電池串100以及該些電熱片20中的部分電熱片20構成一平衡迴路。
本發明透過在先後不同時序階段構成不同平衡迴路的技術手段，讓具有較高蓄電量的電池串100進行放電，其放電電流即為平衡電流，使具有較高蓄電量的電池串100與其餘電池串100的蓄電量趨於一致，達成平衡該些電池串100的蓄電量的效果。
本發明的實施例中，該控制器50可分別定義並儲存該些電池串100、該些平衡控制開關301與該些加熱控制開關40的編號或代碼，以利識別與各別控制。請參考圖5，該平衡控制開關單元30包含一第一平衡控制開關31、一第二平衡控制開關32、一第i平衡控制開關、…與一第M平衡控制開關3M，i與M為正整數，亦即該平衡控制開關單元30包含該第一平衡控制開關31至該第M平衡控制開關3M，且1＜i＜M，該些平衡控制開關31~3M的第一端連接該共同連接端300。圖2所示的該些電熱片20分別為圖5所示的一第一電熱片21與一第二電熱片22為例。圖2所示的該些加熱控制開關40分別為圖5所示的一第一加熱控制開關41與一第二加熱控制開關42為例，該第一加熱控制開關41串聯該第一電熱片21，該第二加熱控制開關42串聯該第二電熱片22。該些電池串包含一第一電池串11、一第二電池串12、…、一第j電池串、…與一第N電池串1N，j與N為正整數，亦即該些電池串包含該第一電池串11至該第N電池串1N，且1＜j＜N，其中，N=M+1。本發明的實施例中，M=13，N=14。該第一電池串11的負極透過該些電熱片中之至少一電熱片(即：該第二電熱片22)與該些加熱控制開關中之至少一加熱控制開關(即：該第二加熱控制開關42)連接該共同連接端300。該第N電池串1N的正極透過該些電熱片中之至少一電熱片(即：該第一電熱片21)與該些加熱控制開關中之至少一加熱控制開關(即：該第一加熱控制開關41)連接該共同連接端300。其中之該第j電池串與其中之該第j+1電池串的連接節點y連接其中之該第i平衡控制開關的第二端，其中i=j，舉例而言，該第四電池串14與該第五電池串15的連接節點y連接該第四平衡控制開關34的第二端。
以下配合圖式說明本發明的實施範例。
範例一：
在充電的過程中，當該控制器50判斷出該第j電池串的電壓為低時，可定義該些時序階段為一第一時序階段與一第二時序階段，依序在該第一時序階段和該第二時序階段中控制該平衡控制開關單元30與該些加熱控制開關40的開關狀態。本發明的實施例中，當該控制器50判斷出該第j電池串的電壓Vj低於其餘電池串的電壓Vx減去一門檻電壓Vth時，即Vj＜Vx-Vth時，判斷該第j電池串的電壓為低的狀態，其中，該門檻電壓為該控制器50儲存的一可調整預設值。舉例而言，當該控制器50偵測出該第j電池串的電壓為3.6V，其餘電池串的電壓為4V，該門檻電壓可為0.3V，則該第j電池串被判斷為電壓低的狀態。
在該第一時序階段中，該控制器50控制該第i平衡控制開關為導通(其中i=j)、其餘平衡控制開關為開路、連接該第N電池串1N的正極的加熱控制開關為導通，以及連接該第一電池串11的負極的加熱控制開關為開路，構成一第一平衡迴路；請參考圖6，以該控制器50判斷第二電池串12的電壓為低為例，在該第一時序階段中，該控制器50控制該第二平衡控制開關32為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接該第N電池串1N的正極的第一加熱控制開關41為導通，以及連接該第一電池串11的負極的第二加熱控制開關42為開路，構成該第一平衡迴路L1。
在該第二時序階段中，該控制器50控制該第i-1平衡控制開關為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接該第N電池串1N的正極的加熱控制開關為開路，以及連接該第一電池串11的負極的加熱控制開關為導通，構成一第二平衡迴路；請參考圖7，承圖6，該第二時序階段中，該控制器50控制該第一平衡控制開關31為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接該第N電池串1N的正極的第一加熱控制開關41為開路，以及連接該第一電池串11的負極的第二加熱控制開關42為導通，構成該第二平衡迴路L2。
如前所述，該控制器50可透過脈寬調變(PWM)信號控制該些平衡控制開關301與該些加熱控制開關40，也就是說，該控制器50在該第一時序階段與該第二時序階段所設定的脈寬調變參數可彼此不同。舉例來說，該控制器50設定對應於該第一時序階段的脈寬調變信號的責任週期(duty cycle)為D1、對應於該第二時序階段的脈寬調變信號的責任週期為D2、該第一時序階段的時間長度為T1以及該第二時序階段的時間長度為T2，其中，D1×T1×R=D2×T2，R為對應於該第一平衡迴路中的電池串總電壓與對應於該第二平衡迴路中的電池串總電壓的比值。
是以，從圖6與圖7來看，該第二電池串的電壓為3.6V，其餘電池串的電壓為4V，該第一平衡迴路L1中的電池串總電壓為48V，該第二平衡迴路L2中的電池串總電壓為4V，故R為12。當該控制器50判斷出R＞1，則設定T1＜T2且D1＜D2，理由在於平衡該第一平衡迴路L1與該第二平衡迴路L2中的各電池串的放電效果，限制該第一平衡迴路L1中的電池串的放電速度，避免過度放電而導致不平衡。
藉此，在充電的過程中，第三電池串至第十四電池串在該第一時序階段透過該第一平衡迴路L1放電，該第二電池串12是充電狀態；在第二時序階段中，第一電池串11透過該第二平衡迴路L2放電，該第二電池串12仍是充電狀態。如此一來，可縮小該第二電池串12和其餘電池串的蓄電量差異，直到該控制器50判斷出Vj≧Vx-Vth，即可停止電池電量平衡手段。
範例二：
範例二與範例一的差異在於範例二的R＜1，當該控制器50判斷出R＜1，則設定T1＞T2且D1＞D2，理由在於平衡該第一平衡迴路L1與該第二平衡迴路L2中的各電池串的放電效果，提升該第一平衡迴路L1中的電池串的放電速度，避免相較於該第二平衡迴路L2中的電池串的放電速度放電過慢而導致不平衡。舉例而言，請參考圖8，該控制器50判斷第八電池串18的電壓為低為例，其第一時序階段與第二時序階段的電路動作可依範例一類推，其中，該第八電池串的電壓為3.6V，其餘電池串的電壓為4V，該第一平衡迴路L1中的電池串總電壓為24V，該第二平衡迴路L2中的電池串總電壓為28V，故R為0.85。
範例三：
在充電的過程中，當該控制器50判斷出該第j電池串的電壓為高時，可定義該些時序階段為一第一時序階段與一第二時序階段，依序在該第一時序階段和該第二時序階段中控制該平衡控制開關單元30與該些加熱控制開關40的開關狀態。本發明的實施例中，當該控制器50判斷出該第j電池串的電壓Vj高於其餘電池串的電壓Vx加上一門檻電壓Vth時，即Vj＞Vx+Vth時，判斷該第j電池串的電壓為高的狀態，其中，該門檻電壓為該控制器50的一可調整預設值。舉例而言，該第j電池串的電壓為4.1V，其餘電池串的電壓為3.8V，該門檻電壓可為0.2V，則該第j電池串被判斷為電壓高的狀態。
在該第一時序階段中，該控制器50控制該第i-1平衡控制開關為導通(其中i=j)、其餘平衡控制開關為開路、連接該第N電池串1N的正極的加熱控制開關為導通，以及連接該第一電池串11的負極的加熱控制開關為開路，構成一第一平衡迴路；請參考圖9，該控制器50判斷第四電池串14的電壓為高為例，在該第一時序階段中，該控制器50控制該第三平衡控制開關33為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接該第N電池串1N的正極的第一加熱控制開關41為導通，以及連接該第一電池串11的負極的第二加熱控制開關42為開路，構成該第一平衡迴路L1。
在該第二時序階段中，該控制器50控制該第i平衡控制開關為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接該第N電池串1N的正極的加熱控制開關為開路，以及連接該第一電池串的負極的加熱控制開關為導通，構成一第二平衡迴路；請參考圖9，該第二時序階段中，該控制器50控制該第四平衡控制開關34為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接該第N電池串1N的正極的第一加熱控制開關41為開路，以及連接該第一電池串11的負極的第二加熱控制開關42為導通，構成該第二平衡迴路L2。
藉此，該第四電池串14的電壓為高，在第一時序階段中，該第四電池串14透過該第一平衡迴路L1放電，在第二時序階段中，該第四電池串14也透過該第二平衡迴路L2放電，如此一來，可縮小該第四電池串14和其餘電池串的蓄電量差異，直到該控制器50判斷出Vj≦Vx+Vth，即可停止電池電量平衡手段。
綜上所述，本發明包含以下技術功效：
1、本發明採用電熱片20作為平衡電阻，因電熱片20具有低電阻、消耗功率大的特性，也就是說能操作在較大的平衡電流，故可以達到快速平衡效果，此外，請參考圖3，因為該些電熱片20間隔地設置在該些電池串100的電池芯101之間，故可與該些電池串100一同設置在電池盒中，不需另外安排車體空間安裝該些電熱片20，故本發明兼具"提升電池平衡速度"以及"車體可用空間最大化"的優點。
2、兩相鄰電池芯101的連接節點y僅連接到單一平衡控制開關301，該控制器50可各別控制該些平衡控制開關301，此控制手段單純，安全性高。
3、本發明可對多個電池串100同時進行平衡控制，如前所述的範例一，有十二個電池串在該第一時序階段同時放電平衡；如前所述的範例二，有六個電池串在該第一時序階段同時放電平衡，有七個電池串在該第二時序階段同時放電平衡；如前所述的範例三，有十一個電池串在該第一時序階段同時放電平衡，有四個電池串在該第二時序階段同時放電平衡。搭配該控制器50實施的脈寬調變(PWM)控制手段，達到快速平衡的效果。
4、本發明透過該控制器50實施的脈寬調變(PWM)控制手段，可輕易適用於各種電壓高低狀態，例如該些電池串100中有單一電池串的電壓較低(如範例一、二)、該些電池串100中有單一電池串的電壓較高(如範例三)、該些電池串100中有多個電池串的電壓較低，以及該些電池串100中有多個電池串的電壓較高等電壓高低狀態。
1:鋰電池模組 1'':電池管理系統 10:電池單元 100:電池串 101:電池芯 11:第一電池串 12:第二電池串 14:第四電池串 15:第五電池串 1N:第N電池串 20:電熱片 30:平衡控制開關單元 300:共同連接端 301:平衡控制開關 31:第一平衡控制開關 32:第二平衡控制開關 34:第四平衡控制開關 3M:第M平衡控制開關 40:加熱控制開關 41:第一加熱控制開關 42:第二加熱控制開關 50:控制器 60:充電站 71,81,91:第一電池 72,82,92:第二電池 73,93:第三電池 83:平衡電阻 84:平衡開關 85:充電電流 94:第四電池 95:第五電池 96:第六電池 97:一次側開關 981:第一開關 982:第二開關 983:第三開關 984:第四開關 985:第五開關 986:第六開關 y:連接節點 A:正極 B:負極 L1:第一平衡迴路 L2:第二平衡迴路 T:變壓器 W1:一次側繞組 W2-1:第一輔助繞組 W2-2:第二輔助繞組 W2-3:第三輔助繞組 W2-4:第四輔助繞組 W2-5:第五輔助繞組 W2-6:第六輔助繞組 I1:電流 I2:充電電流
圖1：本發明電熱式電池電量平衡模組應用在充電中車輛的示意圖。 圖2：本發明電熱式電池電量平衡模組的電路示意圖。 圖3：本發明中，電池芯與電熱片的排列構造示意圖。 圖4：本發明電熱式電池電量平衡模組另一實施例的電路示意圖。 圖5：本發明電熱式電池電量平衡模組的電路示意圖。 圖6：本發明中，範例一產生第一平衡迴路的電路動作示意圖。 圖7：本發明中，範例一產生第二平衡迴路的電路動作示意圖。 圖8：本發明中，範例二產生第一、第二平衡迴路的電路動作示意圖。 圖9：本發明中，範例三產生第一、第二平衡迴路的電路動作示意圖。 圖10A~10D：習知車用電池組產生蓄電量不平衡的示意圖。 圖11：習知電池電量之被動式平衡電路的示意圖。 圖12A、12B：習知電池電量之主動式平衡電路的示意圖。
10:電池單元
100:電池串
20:電熱片
30:平衡控制開關單元
300:共同連接端
301:平衡控制開關
40:加熱控制開關
50:控制器
y:連接節點
A:正極
B:負極

Claims (12)

  1. 一種電熱式電池電量平衡模組，包含：一電池單元，包含複數電池串；複數電熱片，間隔地設置在所述電池串之間；一平衡控制開關單元，電性連接所述電池串，所述平衡控制開關單元具有一共同連接端，所述共同連接端電性連接所述電熱片；複數加熱控制開關，所述加熱控制開關串聯所述電熱片；以及一控制器，電性連接所述電池串、所述平衡控制開關單元與所述加熱控制開關，當所述控制器判斷出任一電池串的電壓與其他電池串的電壓有差異時，控制所述平衡控制開關單元與所述加熱控制開關的開關狀態，將所述電池串中的部分電池串以及所述電熱片中的部分電熱片構成一平衡迴路。
  2. 如請求項1所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，所述電池串包含彼此並聯連接的複數鋰電池芯。
  3. 如請求項1所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，所述電熱片中的部分電熱片形成並聯連接。
  4. 如請求項1所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，所述平衡控制開關單元包含一第一平衡控制開關至一第M平衡控制開關，所述平衡控制開關的一第一端連接所述共同連接端，M為正整數；所述電池串為一第一電池串至一第N電池串，N為正整數；所述第一電池串的負極透過所述電熱片中之至少一電熱片與所述加熱控制開關中之至少一加熱控制開關連接所述共同連接端；所述第N電池串的正極透過所述電熱片中之至少一電熱片與所述加熱控制開關中之至少一加熱控制開關連接所述共同連接端； 其中之一第j電池串與其中之一第j+1電池串的連接節點連接其中之一第i平衡控制開關的一第二端，其中i=j，1<i<M，1<j<N。
  5. 如請求項4所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，當所述控制器判斷出所述第j電池串的電壓為低時，依序在一第一時序階段和一第二時序階段中控制所述平衡控制開關單元與所述加熱控制開關的開關狀態；在所述第一時序階段中，所述控制器控制所述第i平衡控制開關為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接所述第N電池串的正極的加熱控制開關為導通，以及連接所述第一電池串的負極的加熱控制開關為開路，構成一第一平衡迴路；在所述第二時序階段中，所述控制器控制所述第i-1平衡控制開關為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接所述第N電池串的正極的加熱控制開關為開路，以及連接所述第一電池串的負極的加熱控制開關為導通，構成一第二平衡迴路。
  6. 如請求項4所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，當所述控制器判斷出所述第j電池串的電壓為高時，依序在一第一時序階段和一第二時序階段中控制所述平衡控制開關單元與所述加熱控制開關的開關狀態；在所述第一時序階段中，所述控制器控制所述第i-1平衡控制開關為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接所述第N電池串的正極的加熱控制開關為導通，以及連接所述第一電池串的負極的加熱控制開關為開路，構成一第一平衡迴路；在所述第二時序階段中，所述控制器控制所述第i平衡控制開關為導通、其餘平衡控制開關為開路、連接所述第N電池串的正極的加熱控制開關為開路，以及連接所述第一電池串的負極的加熱控制開關為導通，構成一第二平衡迴路。
  7. 如請求項5或6所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，所述控制器透過脈寬調變信號控制所述平衡控制開關與所述加熱控制開關；所述控制器設定對應於所述第一時序階段的脈寬調變信號的責任週期為D1、對應於所述第二時序階段的脈寬調變信號的責任週期為D2、所述第一時序階段的時間長度為T1以及所述第二時序階段的時間長度為T2，其中，D1×T1×R=D2×T2，R為對應於所述第一平衡迴路中的電池串總電壓與對應於所述第二平衡迴路中的電池串總電壓的比值。
  8. 如請求項7所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，當所述控制器判斷出R>1，則設定T1<T2且D1<D2。
  9. 如請求項7所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，當所述控制器判斷出R<1，則設定T1>T2且D1>D2。
  10. 如請求項1所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，所述平衡控制開關單元、所述加熱控制開關與所述控制器實施在一電池管理系統。
  11. 如請求項10所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，所述電熱式電池電量平衡模組為一鋰電池模組，所述鋰電池模組包含所述電池管理系統、所述電池單元與所述電熱片。
  12. 如請求項1所述之電熱式電池電量平衡模組，其中，所述電熱式電池電量平衡模組在充電狀態下實施電池電量平衡控制。
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