TWI828448B - 電池平衡系統及電池平衡控制方法 - Google Patents

Abstract

一種電池平衡系統包括電壓感測單元、特徵電壓選擇器及控制單元。電壓感測單元用以感測一電池組中彼此串聯之複數電池的每一個該電池之一電池電壓，而對應產生複數電池電壓感測訊號。特徵電壓選擇器用以根據複數該電池電壓感測訊號而產生一特徵電壓。控制單元用以於一平衡操作模式中比較該特徵電壓與至少一閾值電壓，以適應性調整該至少一閾值電壓，並比較該電池電壓感測訊號與調整後之該至少一閾值電壓以決定一電池平衡指令，進而對該對應之電池執行一移除電荷平衡指令或一供應電荷平衡指令，或對該對應之電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。

Description

電池平衡系統及電池平衡控制方法

本發明係有關一種電池平衡系統，特別是指一種具有特徵電壓之電池平衡系統。本發明也有關一種電池平衡控制方法。

傳統的電池於充電時所進行之電池平衡方法係採用一固定電壓閾值作為比較依據，其中當電池電壓高於所述固定電壓閥值時，即會啟動電池平衡方法，進入平衡操作模式。傳統的電池平衡方法通常需要將所述固定電壓閾值設置靠近於電池操作電壓的邊界，然而電池於操作時會歷經多次之不完全充放電，使得電池電壓逐漸無法觸及所述固定電壓閾值，進而導致電池內部之不平衡更加嚴重，並導致電池安全性降低或電池損壞。此外，在充電過程中，電池電壓並不會完全反應電池之真實電量，其中電池電壓之值係受到電池內阻與充電電流的影響而改變。若誤判電池內阻所產生之電壓而對錯誤的電池進行平衡，會造成不平衡的狀態更加嚴重，進而導致後續要花更多時間與能量以進行電池平衡。

其他相關的專利案包括美國專利US10971939B2與US10608442B1。

有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種電池平衡系統及電池平衡控制方法，不僅可以提升電池的平衡效果，更可以提升電池的安全性及穩定度以延長電池的壽命。

本發明提供了一種電池平衡系統，包含：一電壓感測單元，用以感測一電池組中彼此串聯之複數電池的每一個該電池之一電池電壓，而對應產生複數電池電壓感測訊號；一特徵電壓選擇器，用以根據複數該電池電壓感測訊號而產生一特徵電壓；以及一控制單元，用以於一平衡操作模式中比較該特徵電壓與至少一閾值電壓，以適應性調整該至少一閾值電壓，並比較該電池電壓感測訊號與調整後之該至少一閾值電壓以產生一電池平衡指令，進而對對應之該電池執行一移除電荷平衡指令或一供應電荷平衡指令，或對對應之該電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。

本發明提供了一種電池平衡控制方法，包含：感測一電池組中彼此串聯之複數電池的每一個該電池之一電池電壓，而對應產生複數電池電壓感測訊號；根據複數該電池電壓感測訊號而產生一特徵電壓；以及於一平衡操作模式中比較該特徵電壓與至少一閾值電壓，以適應性調整該至少一閾值電壓，並比較該電池電壓感測訊號與調整後之該至少一閾值電壓以產生一電池平衡指令，進而對對應之該電池執行一移除電荷平衡指令或一供應電荷平衡指令，或對對應之該電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。

在一些實施例中，當該特徵電壓選擇器只操作於在一移除電荷式的電池平衡方式中時，該特徵電壓之選擇係相關於複數該電池電壓感測訊號中之最低者。

在一些實施例中，該至少一閾值電壓為單一之該閾值電壓，其中該控制單元於該特徵電壓不低於該閾值電壓之時點，將該特徵電壓加上一可調整步階電壓，以適應性調高該閾值電壓。

在一些實施例中，當該特徵電壓選擇器只操作於一供應電荷式電池平衡方式時，該特徵電壓係相關於複數該電池電壓感測訊號中之最高者。

在一些實施例中，該至少一閾值電壓包括一上界閾值與一下界閾值，該上界閾值與該下界閾值之差值為一可調整步階電壓，且該特徵電壓介於該上界閾值與該下界閾值之間；其中當該電池電壓感測訊號低於該下界閾值時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該供應電荷平衡指令；其中當該電池電壓感測訊號介於該上界閾值與該下界閾值之間時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。

在一些實施例中，該控制單元於該特徵電壓不低於該上界閾值時，適應性調高該上界閾值。

在一些實施例中，該控制單元於該特徵電壓不低於該上界閾值時，以調高後之該上界閾值減去該可調整步階電壓作為該下界閾值。

在一些實施例中，該特徵電壓選擇器操作於一混和式電池平衡方式時，該特徵電壓介於複數該電池電壓感測訊號中之最高者與最低者之間，其中該混和式電池平衡方式包括一移除電荷式電池平衡方式與一供應電荷式電池平衡方式。

在一些實施例中，該特徵電壓為複數該電池電壓感測訊號中之最高者與最低者之一平均電壓。

在一些實施例中，該特徵電壓達成供應電荷予對應之該電池與對對應之該電池移除電荷所需的時間相同。

在一些實施例中，該至少一閾值電壓包括一上界閾值與一下界閾值，該上界閾值與該下界閾值之差值為一可調整步階電壓，且該特徵電壓介於該上界閾值與該下界閾值之間；其中當該電池電壓感測訊號高於該上界閾值時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該移除電荷平衡指令；其中當該電池電壓感測訊號低於該下界閾值時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該供應電荷平衡指令；其中當該電池電壓感測訊號介於該上界閾值與該下界閾值之間時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。

在一些實施例中，該控制單元於該特徵電壓不低於該上界閾值時，適應性調高該上界閾值。

在一些實施例中，該控制單元於該特徵電壓不低於該上界閾值時，以調高後之該上界閾值減去該可調整步階電壓作為該下界閾值。

在一些實施例中，該平衡操作模式之起始時點相關於每一該電池電壓感測訊號不低於一開始閾值之時點，且該平衡操作模式包括一結束調整閾值電壓時點，該結束調整閾值電壓時點相關於當該至少一閾值電壓不低於一滿充閾值之時點。

在一些實施例中，該控制單元根據一電池模型而調整該可調整步階電壓，其中該電池模型相關於該電池組之工作充放電電流、電壓、溫度、內阻、容量及/或老化程度。

以下將藉由具體實施例詳加說明，以更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

100:電池平衡系統

110:電壓感測單元

120:特徵電壓選擇器

130:控制單元

200:電池組

201-20N:電池

300:充電電路

310:開關

320:驅動器

330:位移移位器

340:限流電阻

400:隔離式直流/直流電壓轉換器

Cmd:電池平衡指令

Cmd1-CmdN:電池平衡指令

S100-S180:步驟

S121、S131:步驟

S171-S173:步驟

S200-S240:步驟

S211、S231:步驟

T1-T4:時段

Tb:移除電荷時間

Tc:供應電荷時間

V1-V4:電壓

Vc1-VcN:電池電壓感測訊號

Vbal:平衡電壓

Vch:充電電壓

Vsig:特徵電壓

Vstep:可調整步階電壓

VFC:滿充閾值

VH:最高電壓

VL:最低電壓

VLB:下界閾值

VST:開始閾值

VUB:上界閾值

圖1是本發明之一實施例中，電池平衡系統的模組方塊圖。

圖2A是本發明之一實施例中，電池平衡系統中，產生特徵電壓Vsig的操作流程圖(一)。

圖2B是本發明之一實施例中，電池平衡系統中，產生特徵電壓Vsig的操作流程圖(二)。

圖2C是本發明之一實施例中，電池平衡系統中，產生特徵電壓Vsig的操作流程圖(三)。

圖3A至圖3D是本發明之一些實施例中，電池電壓感測訊號於充電時的位準示意圖。

圖4A是本發明之一實施例中，電池平衡系統中各電壓的位準示意圖。

圖4B是本發明之一實施例中，控制單元運作時的流程圖。

圖5A至圖5D是本發明之一些實施例中，電池電壓感測訊號於充電時的波形示意圖。

圖6是本發明之一實施例中，放電電路的電路示意圖。

圖7是本發明之一實施例中，電池組200的電路示意圖。

本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各電路間之耦接關係，以及各訊號波形之間之關係，至於電路、訊號波形與頻率則並未依照比例繪製。

請參照圖1，圖1是本發明之一實施例中，電池平衡系統100的模組方塊圖。如圖1所示，電池平衡系統100包含一電壓感測單元110、一特徵電壓選擇器120以及一控制單元130，其中電壓感測單元110耦接特徵電壓 選擇器120及控制單元130，特徵電壓選擇器120耦接控制單元130。在一些實施例中，電壓感測單元110耦接一電池組200，並用以感測電池組200中彼此串聯之複數電池201-20N的每一個電池之電池電壓，而對應產生電池電壓感測訊號Vc1-VcN，其中N為大於0之一正整數。電池電壓感測訊號Vc1-VcN可以儲存於記憶體中以供計算或傳遞。在一些實施例中，電壓感測單元110包括一類比數位轉換器(ADC)以及一多工器(MUX)以實現感測電壓的功能，其中所述類比數位轉換器及所述多工器之結構與功能係為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所習知，故不贅述。

在一些實施例中，特徵電壓選擇器120用以根據複數該電池電壓感測訊號Vc1-VcN而產生一特徵電壓Vsig。在一些實施例中，特徵電壓選擇器120更根據一電池模型而產生特徵電壓Vsig。電池模型相關於電池組之工作充放電之電流、電壓、溫度、內阻、容量及/或老化程度，用以制定電池特性、估計充電狀態和健康狀態、開發演算法、優化系統層級以及即時模擬電池管理系統設計等，此係為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所習知，故不贅述。

控制單元130用以於平衡操作模式中，比較特徵電壓Vsig與至少一閾值電壓，以適應性調整該至少一閾值電壓，並例如分別比較調整後之該至少一閾值電壓與電池電壓感測訊號Vc1-VcN中的每一個，以對應產生電池平衡指令Cmd1-CmdN，用以分別針對電池201-20N之每一個，執行一移除電荷平衡指令、一供應電荷平衡指令或停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。

請參照圖2A、圖2B及圖2C，圖2A-2C是本發明之一實施例中，電池平衡系統100中，產生特徵電壓Vsig的操作流程圖。如圖2A所示，當電池平衡系統100操作於平衡操作模式時，電池平衡系統100之電壓感測單元 110感測複數電池201-20N的每一個電池之電池電壓，而對應產生電池電壓感測訊號Vc1-VcN(步驟S100)。接著，將複數該電池電壓感測訊號Vc1-VcN中之最高者設為一最高電壓VH，並將複數該電池電壓感測訊號Vc1-VcN中之最低者設為一最低電壓VL(步驟S110)。隨後，判斷電池平衡系統100是否操作於一混和式電池平衡方式(步驟S120)。若電池平衡系統100操作於混和式電池平衡方式，特徵電壓選擇器120先將一平衡電壓Vbal設置為最高電壓VH與最低電壓VL之間的平均電壓(步驟S140)。若電池平衡系統100並非操作於混和式電池平衡方式，則進一步判斷電池平衡系統100是否只操作於一移除電荷式電池平衡方式(步驟S121)。若電池平衡系統100並非只操作於移除電荷式電池平衡方式，則進一步判斷電池平衡系統100是否只操作於一供應電荷式電池平衡方式(步驟S131)。

如圖2B所示，接續步驟S140，特徵電壓選擇器120係根據平衡電壓Vbal計算一移除電荷時間Tb(步驟S150)，並根據平衡電壓Vbal計算一供應電荷時間Tc(步驟S160)，其中移除電荷時間Tb代表將複數該電池電壓感測訊號Vc1-VcN中的最高電壓VH調整至平衡電壓Vbal所需的時間，供應電荷時間Tc代表將複數該電池電壓感測訊號Vc1-VcN中的最低電壓VL調整至平衡電壓Vbal所需的時間。在一些實施例中，當複數電池彼此間的特性差異不大時，電池電壓的變化正比於電池電荷量的變化，因此，移除電荷時間Tb正比於最高電壓VH與平衡電壓Vbal之差值，且反比於移除電池中電荷的移除電流，如公式1所示；供應電荷時間Tc正比於平衡電壓Vbal與最低電壓VL之差值，且反比於供應電池中電荷的供應電流，如公式2所示；其中Ib為用以移除電池中電荷的移除電流，Ic為用以供應電池中電荷的供應電流。

需說明的是，以上公式1與公式2所計算之移除電荷時間Tb與供應電荷時間Tc僅是實施方式的一種，估計移除電荷時間Tb與供應電荷時間Tc當然也可以更根據電池模型來計算，以提高準確度。

計算完移除電荷時間Tb及供應電荷時間Tc後，特徵電壓選擇器120係判斷移除電荷時間Tb與供應電荷時間Tc之間的匹配程度是否在一誤差值Er內(步驟S170)，其中步驟S170之判斷式如公式3所示。若是，代表移除電荷時間Tb與供應電荷時間Tc之間達到平衡，此時特徵電壓選擇器120將特徵電壓Vsig設置為平衡電壓Vbal(步驟S180)並結束運作；若否，代表所選擇之特徵電壓Vsig仍未使得移除電荷時間Tb與供應電荷時間Tc之間達到平衡，此時特徵電壓選擇器120係進一步判斷移除電荷時間Tb是否長於供應電荷時間Tc(步驟S171)。若是，特徵電壓選擇器120係將最低電壓VL設置為平衡電壓Vbal，並將平衡電壓Vbal設置為最高電壓VH與最低電壓VL之間的平均值(步驟S172)；若否，特徵電壓選擇器120係將最高電壓VH設置為平衡電壓Vbal，並將平衡電壓Vbal設置為最高電壓VH與最低電壓VL之間的平均值(步驟S173)。當步驟S172及步驟S173運作完畢後，特徵電壓選擇器120會再次執行步驟S150以調整移除電荷時間Tb及供應電荷時間Tc並接續其後面的步驟，直到所選擇之特徵電壓Vsig可使移除電荷時間Tb與供應電荷時間Tc之間達到平衡為止，藉以產生適合的特徵電壓Vsig。在一些實施例中，當特徵電壓選擇器120操作於混和式電池平衡方式時，特徵電壓Vsig介於複數該電池電壓感測訊號Vc1-VcN中之最高者(最高電壓VH)與最低者(最低電壓VL)之間。在一些實施例中，特徵電壓Vsig為複數該電池電壓感測訊號Vc1-VcN中之最高者(最高電壓VH)與最低者(最低電壓VL)之一平均電壓(對應步驟S140及步驟S180之公式)。

公式3：|Tb-Tc|/(Tb+Tc)<Er

需說明的是，當電池平衡系統100操作於混和式電池平衡方式，在本實施例中，步驟S150、S160、S170、S171、S172、S173與S180舉例說明以二分逼近法的方式，選擇特徵電壓Vsig；以此方式所選擇之特徵電壓Vsig的目的，旨在使所選擇之特徵電壓Vsig，可以達成供應電荷予對應之該電池與對對應之該電池移除電荷所需的時間相同，也就是說對對應之電池供應電荷與對電池移除電荷，兩者結束的時間相同，以在最短的時間內達成平衡。

如圖2C所示，接續步驟S121，當電池平衡系統100只操作於移除電荷式電池平衡方式，特徵電壓選擇器120將特徵電壓Vsig設置為最低電壓VL(步驟S122)並結束設置特徵電壓Vsig的操作流程。接續步驟S131，當電池平衡系統100只操作於供應電荷式電池平衡方式，特徵電壓選擇器120係將特徵電壓Vsig設置為最高電壓VH(步驟S132)並結束運作；若否，代表電池平衡系統100無法操作於移除電荷式電池平衡方式操作於；若否，代表電池平衡系統100無法操作於以下三種電池平衡方式：混和式電池平衡方式、移除電荷式電池平衡方式與供應電荷式電池平衡方式，也就是代表電池平衡系統100無法進行電池平衡操作，特徵電壓選擇器120係將特徵電壓Vsig設置為零電壓或是其他值以示意電池平衡系統100無法進行電池平衡操作。其中混和式電池平衡方式包括移除電荷式電池平衡方式與供應電荷式電池平衡方式。

請參照圖3A至圖3B，圖3A至圖3B是本發明之一些實施例中，電池電壓感測訊號Vc1-Vc4於電池組200充電時的位準示意圖，其中圖3B之時點晚於圖3A之時點，因此圖3B中各電壓的位準高於圖3A中各電壓的位準。如圖3A及圖3B所示，在本實施例中，電池平衡系統100係操作於移除電荷式電池平衡方式中，因此特徵電壓Vsig設置為電池電壓感測訊號Vc1-Vc4 中之最低者(即電池電壓感測訊號Vc3)，且該至少一閾值電壓為單一之該閾值電壓(即上界閾值VUB)。在本實施例中，閾值電壓(即上界閾值VUB)例如但不限於當將特徵電壓Vsig設置為電池電壓感測訊號Vc1-Vc4中之最低者(即電池電壓感測訊號Vc3)之時點，以此時點之特徵電壓Vsig(即此時點之電池電壓感測訊號Vc3)加上一可調整步階電壓以產生閾值電壓(即上界閾值VUB)。在一些實施例中，當特徵電壓Vsig逐漸上升至不低於上界閾值VUB時，例如由圖3A之特徵電壓Vsig上升至圖3B之特徵電壓Vsig，此時點之特徵電壓Vsig不低於(例如等於)圖3A之上界閾值VUB時，控制單元130係適應性調高上界閾值VUB(例如將圖3A之上界閾值VUB調高至圖3B之上界閾值VUB)。

請繼續參照圖3A，在一些實施例中，當電池電壓感測訊號Vc2、Vc4高於上界閾值VUB時，代表電池電壓感測訊號Vc2、Vc4與特徵電壓Vsig之間的差異較大，在電池組200仍處於充電過程中，此時控制單元130係對電池202、204執行移除電荷平衡指令，以使得電池電壓感測訊號Vc2、Vc4之上升速度較緩慢，進而使電池電壓感測訊號Vc2、Vc4逐漸往特徵電壓Vsig靠近。在一些實施例中，當電池電壓感測訊號Vc1、Vc3低於上界閾值VUB時，代表電池電壓感測訊號Vc1、Vc3與特徵電壓Vsig之間的差異較小，此時控制單元130係對電池201、203停止執行移除電荷平衡指令，以使得電池電壓感測訊號Vc1、Vc3之上升速度維持正常。

請繼續參照圖3B，在一些實施例中，在電池組200仍處於充電過程中，由於控制單元130對電池202、204執行移除電荷平衡指令，因此電池電壓感測訊號Vc2、Vc4之上升速度較緩慢。當控制單元130適應性調高上界閾值VUB時，電池電壓感測訊號Vc4係低於上界閾值VUB而使得電池電壓感測訊號Vc4與特徵電壓Vsig之間的差異較小，此時控制單元130係對電 池204停止執行移除電荷平衡指令，以使得電池電壓感測訊號Vc4在充電時之上升速度恢復正常。需說明的是，在本實施例中，特徵電壓Vsig設置為電池電壓感測訊號Vc1-Vc4中之最低者，隨著電池組200充電時間增加，特徵電壓Vsig也隨著電池電壓感測訊號Vc1-Vc4中之最低者上升而上升。

請參照圖3C至圖3D，圖3C至圖3D是本發明之一些實施例中，電池電壓感測訊號Vc1-Vc4於電池組200充電時的位準示意圖，其中圖3D之時點晚於圖3C之時點，因此圖3D中各電壓的位準高於圖3C中各電壓的位準。如圖3C及圖3D所示，在本實施例中，電池平衡系統100係操作於混和式電池平衡方式中，因此特徵電壓Vsig設置為電池電壓感測訊號Vc1-Vc4中之最高者(電池電壓感測訊號Vc2)與最低者(電池電壓感測訊號Vc3)之平均電壓或達成供應電荷予對應之該電池與對對應之該電池移除電荷所需的時間相同之特徵電壓Vsig。此外，在本實施例中，該至少一閾值電壓包括上界閾值VUB與下界閾值VLB，其中上界閾值VUB與下界閾值VLB之差值為一可調整步階電壓Vstep，且特徵電壓Vsig介於上界閾值VUB與下界閾值VLB之間(指開始設定上界閾值VUB與下界閾值VLB時的特徵電壓Vsig)。在一些實施例中，當特徵電壓Vsig逐漸上升至不低於上界閾值VUB時(例如圖3C之特徵電壓Vsig上升至圖3D之特徵電壓Vsig)，控制單元130係適應性調高上界閾值VUB(例如將圖3C之上界閾值VUB調高至圖3D之上界閾值VUB)，並以調高後之上界閾值VUB減去可調整步階電壓Vstep作為下界閾值VLB。

請繼續參照圖3C，在一些實施例中，當電池電壓感測訊號Vc2、Vc4高於上界閾值VUB時，代表電池電壓感測訊號Vc2、Vc4與特徵電壓Vsig之間的差異較大，此時控制單元130在電池組200充電過程中，係對電池202、204執行移除電荷平衡指令，以使得電池電壓感測訊號Vc2、Vc4之上升速度較緩慢，進而使電池電壓感測訊號Vc2、Vc4逐漸往特徵電壓Vsig 靠近。在一些實施例中，當電池電壓感測訊號Vc3低於下界閾值VLB時，代表電池電壓感測訊號Vc3與特徵電壓Vsig之間的差異較大，此時控制單元130在電池組200充電過程中，係對電池203執行供應電荷平衡指令，以使得電池電壓感測訊號Vc3之上升速度相對較高，進而使電池電壓感測訊號Vc3逐漸往特徵電壓Vsig靠近。在一些實施例中，當電池電壓感測訊號Vc1介於上界閾值VUB與下界閾值VLB之間時，代表電池電壓感測訊號Vc1與特徵電壓Vsig之間的差異較小，此時控制單元130係對電池201停止執行移除電荷平衡指令或供應電荷平衡指令，以使得電池電壓感測訊號Vc1之上升速度維持正常。

請繼續參照圖3D，在一些實施例中，由於控制單元130對電池202、204執行移除電荷平衡指令，因此電池電壓感測訊號Vc2、Vc4之上升速度較緩慢。當控制單元130適應性調高上界閾值VUB時，電池電壓感測訊號Vc4係低於上界閾值VUB而使得電池電壓感測訊號Vc4與特徵電壓Vsig之間的差異較小，此時控制單元130係對電池204停止執行移除電荷平衡指令，以使得電池電壓感測訊號Vc4之上升速度恢復正常。需說明的是，在本實施例中，特徵電壓Vsig設置為電池電壓感測訊號Vc1-Vc4中之最高者(電池電壓感測訊號Vc2)與最低者(電池電壓感測訊號Vc3)之平均電壓，且隨著電池組200充電時間增加，特徵電壓Vsig也隨著該平均電壓上升而上升。

在一些實施例中，所述平衡操作模式之起始時點相關於每一該電池電壓感測訊號不低於一開始閾值VST之時點，且所述平衡操作模式包括結束調整閾值電壓時點相關於該至少一閾值電壓不低於一滿充閾值VFC之時點。其中開始閾值VST與滿充閾值VFC相關於電池組200之充電程序中的階段，舉例而言，開始閾值VST超過電池組200之電壓平坦區之電壓，滿充閾值VFC則不高於電池組200充電完成時之電壓。其中電壓平坦區係電池 組200在充電過程中的一個階段，為本領域中具有通常知識者所熟知，在此不予贅述。

請同時參照圖4A及圖4B，圖4A是本發明之一實施例中，電池平衡系統100中各電壓的位準示意圖；圖4B是本發明之一實施例中，控制單元130運作時的流程圖，其中在本實施例中，該至少一閾值電壓包括上界閾值VUB及下界閾值VLB。如圖4A及圖4B所示，當電池平衡系統100開始對電池組200充電時，控制單元130將上界閾值VUB及下界閾值VLB皆設置在開始閾值VST(步驟S200)，並判斷特徵電壓Vsig是否高於上界閾值VUB(步驟S210)。若是，開始調整閾值電壓(開始調整階段)。若否，控制單元130係等待特徵電壓Vsig隨著電池組200充電而改變(步驟S211)，並再次執行步驟210；若執行步驟210之結果為是，控制單元130調整上界閾值VUB，其係將上界閾值VUB調整為目前的上界閾值VUB加上可調整步階電壓Vstep(步驟S220)。接著，控制單元130判斷調整後的上界閾值VUB是否高於滿充閾值VFC(步驟S230)。若否，控制單元130調整下界閾值VLB，其係將下界閾值VLB調整為調整後的上界閾值VUB減去可調整步階電壓Vstep(步驟S231)，並再次執行步驟230；若執行步驟230之結果為是，控制單元130係將上界閾值VUB及下界閾值VLB設置為滿充電壓VFC(步驟S240)並結束調整階段，也就是不再調整閾值電壓(上界閾值VUB及下界閾值VLB為固定值)。

請參照圖5A至圖5D，圖5A至圖5D是本發明之一些實施例中，電池電壓感測訊號Vc1-Vc3於電池組200充電時，且電池201、202、203處於平衡操作模式中的波形示意圖。如圖5A所示，在本實施例中，電池平衡系統100係只操作於移除電荷式電池平衡方式中，因此特徵電壓Vsig設置為電池電壓感測訊號Vc1-Vc3中之最低者(即電池電壓感測訊號Vc3)，且該至少一閾值電壓為單一之該閾值電壓(即上界閾值VUB)。在一些實施例中， 當特徵電壓Vsig逐漸上升至不低於上界閾值VUB時，控制單元130係適應性調高上界閾值VUB。舉例來說，於時段T1時，上界閾值VUB係對應電壓V1，其中當特徵電壓Vsig上升到達上界閾值VUB時，控制單元130係將上界閾值VUB加上可調整步階電壓Vstep，以將上界閾值VUB調高至電壓V2。同理，於時段T2(或時段T3)時，上界閾值VUB係對應電壓V2(或電壓V3)，其中當特徵電壓Vsig到達上界閾值VUB時，控制單元130係將上界閾值VUB再次加上可調整步階電壓Vstep，以將上界閾值VUB調高至電壓V3(或電壓V4)。

請繼續參照圖5A，在本實施例中，當電池電壓感測訊號Vc1-Vc3之波形為虛線時，代表控制單元130對對應之電池執行移除電荷平衡指令；當電池電壓感測訊號Vc1-Vc3之波形為實線時，代表控制單元130對對應之電池停止執行移除電荷平衡指令。以電池電壓感測訊號Vc1(對應電池201)為例，於時段T1與時段T2中，由於電池電壓感測訊號Vc1與特徵電壓Vsig之間的差異較大，控制單元130在電池組200充電過程中，係對電池201執行移除電荷平衡指令，以使得電池電壓感測訊號Vc1之總和上升速度較緩慢，進而使電池電壓感測訊號Vc1逐漸往特徵電壓Vsig靠近。隨著時間的推移，電池電壓感測訊號Vc1已逐漸往特徵電壓Vsig靠近，因此於時段T3與時段T4中，控制單元130對電池201停止執行移除電荷平衡指令所佔的時間比例愈來愈高，以使電池電壓感測訊號Vc1越來越接近特徵電壓Vsig。同理，以電池電壓感測訊號Vc2(對應電池202)為例，隨著時間的推移(自時段T1至時段T4)，控制單元130對電池202停止執行移除電荷平衡指令所佔的時間比例亦愈來愈高。簡言之，當電池電壓感測訊號與特徵電壓Vsig差距相對較大時，根據本發明，可以加速電池電壓感測訊號靠近特徵電壓Vsig，當電池電壓感測訊號與特徵電壓Vsig差距相對較小時，根據本發明，可以減速電池電壓感測訊號靠近特徵電壓Vsig。

在一些實施例中，控制單元130根據所述電池模型而調整可調整步階電壓Vstep，其中所述電池模型相關於電池組200之工作充放電電流、電壓、溫度、內阻、容量及/或老化程度。換句話說，控制單元130係根據電池組200中複數電池201-20N的使用狀態以選擇適合的可調整步階電壓Vstep之值，進而提升電池平衡的效率。在一些實施例中，可調整步階電壓Vstep之值係決定每一個電池電壓感測訊號Vc1-VcN與特徵電壓Vsig之間的一電壓差所對應之平衡強度。當可調整步階電壓Vstep較大時，所述電壓差所對應之平衡強度的變化較弱，即平衡強度較弱；反之，當可調整步階電壓Vstep較小時，所述電壓差所對應之平衡強度的變化較強，即平衡強度較強。

如圖5B所示，在本實施例中，圖5B中各電壓之變化與圖5A中各電壓之變化雷同，故不贅述。需注意的是，圖5B與圖5A之間的差別在於控制單元130適應性調高上界閾值VUB之值(即可調整步階電壓Vstep)不同。相較於圖5A，圖5B之可調整步階電壓Vstep較小，因此控制單元130會較頻繁地調高上界閾值VUB，使得控制單元130亦頻繁地對電池電壓感測訊號高於上界閾值VUB之電池執行移除電荷平衡指令，以提高平衡強度。如此一來，電池電壓感測訊號Vc1-Vc3之間即可較快靠近特徵電壓Vsig而達成平衡。

如圖5C所示，在本實施例中，特徵電壓選擇器120係操作於混和式電池平衡方式中，因此特徵電壓Vsig設置為電池電壓感測訊號Vc1-Vc3中之最高者(電池電壓感測訊號Vc1)與最低者(電池電壓感測訊號Vc3)之平均電壓。此外，在本實施例中，該至少一閾值電壓包括上界閾值VUB與下界閾值VLB，其中上界閾值VUB與下界閾值VLB之差值為可調整步階電壓Vstep，且特徵電壓Vsig介於上界閾值VUB與下界閾值VLB之間。在一些實施例中，當特徵電壓Vsig逐漸上升至不低於上界閾值VUB時，控制單元130 係適應性調高上界閾值VUB，並以調高後之上界閾值VUB減去可調整步階電壓Vstep作為下界閾值VLB。舉例來說，於時段T2時，上界閾值VUB係對應電壓V2且下界閾值VLB係對應電壓V1，其中當特徵電壓Vsig到達上界閾值VUB時，控制單元130係將上界閾值VUB調高至電壓V3，並以調高後之上界閾值VUB(電壓V3)減去可調整步階電壓Vstep作為下界閾值VLB(對應電壓V2)。同理，於時段T3時，上界閾值VUB係對應電壓V3且下界閾值VLB係對應電壓V2，其中當特徵電壓Vsig到達上界閾值VUB時，控制單元130係將上界閾值VUB調高至電壓V4，並以調高後之上界閾值VUB(電壓V4)減去可調整步階電壓Vstep作為下界閾值VLB(對應電壓V3)。

請繼續參照圖5C，在本實施例中，當電壓感測訊號Vc1-Vc3之波形為虛線時，代表控制單元130對電池執行移除電荷平衡指令或供應電荷平衡指令；當電壓感測訊號Vc1-Vc3之波形為實線時，代表控制單元130對電池停止執行移除電荷平衡指令或供應電荷平衡指令。以電池電壓感測訊號Vc1(對應電池201)為例，於時段T1與時段T2中，由於電池電壓感測訊號Vc1與特徵電壓Vsig之間的差異較大，控制單元130對電池201執行移除電荷平衡指令所佔的時間比例較高，以使得電池電壓感測訊號Vc1之上升速度較緩慢，進而使電池電壓感測訊號Vc1逐漸往特徵電壓Vsig靠近。隨著時間的推移，電池電壓感測訊號Vc1已逐漸往特徵電壓Vsig靠近，因此於時段T3與時段T4中，控制單元130對電池201停止執行移除電荷平衡指令所佔的時間比例愈來愈高，以避免電池電壓感測訊號Vc1之上升速度過度緩慢。

又以電池電壓感測訊號Vc3(對應電池203)為例，於時段T1與時段T2中，由於電池電壓感測訊號Vc3與特徵電壓Vsig之間的差異較大，控制單元130對電池203執行供應電荷平衡指令所佔的時間比例較高，以使得電池電壓感測訊號Vc3之上升速度較快速，進而使電池電壓感測訊號Vc3逐 漸往特徵電壓Vsig靠近。隨著時間的推移，電池電壓感測訊號Vc3已逐漸往特徵電壓Vsig靠近，因此於時段T3與時段T4中，控制單元130對電池203停止執行供應電荷平衡指令所佔的時間比例愈來愈高，以避免電池電壓感測訊號Vc3之上升速度過度快速。

如圖5D所示，在本實施例中，特徵電壓選擇器120係操作於供應電荷式電池平衡方式中，因此特徵電壓Vsig設置為電池電壓感測訊號Vc1-Vc3中之最高者(即電池電壓感測訊號Vc1)。此外，在本實施例中，該至少一閾值電壓包括上界閾值VUB與下界閾值VLB，其中上界閾值VUB與下界閾值VLB之差值為可調整步階電壓Vstep，且特徵電壓Vsig介於上界閾值VUB與下界閾值VLB之間。在一些實施例中，當特徵電壓Vsig逐漸上升至不低於上界閾值VUB時，控制單元130係適應性調高上界閾值VUB，並以調高後之上界閾值VUB減去可調整步階電壓Vstep作為下界閾值VLB。舉例來說，於時段T1時，上界閾值VUB係對應電壓V2且下界閾值VLB係對應電壓V1，其中當特徵電壓Vsig到達上界閾值VUB時，控制單元130係將上界閾值VUB調高至電壓V3，並以調高後之上界閾值VUB(電壓V3)減去可調整步階電壓Vstep作為下界閾值VLB(對應電壓V2)。同理，於時段T2時，上界閾值VUB係對應電壓V3且下界閾值VLB係對應電壓V2，其中當特徵電壓Vsig到達上界閾值VUB時，控制單元130係將上界閾值VUB調高至電壓V4，並以調高後之上界閾值VUB(電壓V4)減去可調整步階電壓Vstep作為下界閾值VLB(對應電壓V3)。

請繼續參照圖5D，在本實施例中，當電壓感測訊號Vc1-Vc3波形為虛線時，代表控制單元130對電池執行供應電荷平衡指令；當電壓感測訊號Vc1-Vc3波形為實線時，代表控制單元130對電池停止執行供應電荷平衡指令。以電池電壓感測訊號Vc3(對應電池203)為例，於時段T1中，由於 電池電壓感測訊號Vc3與特徵電壓Vsig之間的差異較大，控制單元130對電池203執行供應電荷平衡指令所佔的時間比例較高，以使得電池電壓感測訊號Vc3之上升速度較快速，進而使電池電壓感測訊號Vc3逐漸往特徵電壓Vsig靠近。隨著時間的推移，電池電壓感測訊號Vc3已逐漸往特徵電壓Vsig靠近，因此於時段T2與時段T3中，控制單元130對電池203停止執行供應電荷平衡指令所佔的時間比例愈來愈高，以避免電池電壓感測訊號Vc3之上升速度過度快速。同理，以電池電壓感測訊號Vc2(對應電池202)為例，隨著時間的推移(自時段T1至時段T3)，控制單元130對電池202停止執行供應電荷平衡指令所佔的時間比例亦愈來愈高。

在一些實施例中，當特徵電壓選擇器120操作於移除電荷式電池平衡方式時，控制單元130係透過放電的方式以減少電池組200之複數電池201-20N中對應的電池所儲存的電荷量。請參照圖6，圖6是本發明之一實施例中，放電電路300的電路示意圖。如圖6所示，電池201-20N中的每一個具有一組相對應之放電電路300，其中每一個放電電路300包括一開關310、一驅動器320以及一位準移位器330。在一些實施例中，放電電路300係透過驅動器320控制開關310，以決定是否電連接複數電池201-20N中對應的電池之正負端，而實現放電的效果，其中放電電路300更包括一限流電阻340。在一些實施例中，位準移位器330用以將每一個電池平衡指令Cmd1-CmdN之電壓位準調整為電池201-20N中相對應之電池之電壓位準，以將每一個電池平衡指令Cmd1-CmdN調整至可獨立控制電池201-20N中相對應之電池之開關310，以針對個別的電池進行放電。

在一些實施例中，當特徵電壓選擇器120操作於供應電荷式電池平衡方式時，控制單元130係透過充電的方式以增加電池組200之複數電池201-20N中對應的電池所儲存的電荷量。請參照圖7，圖7是本發明之另 一實施例中，電池組200的電路示意圖。如圖7所示，控制單元130係透過一隔離式直流/直流電壓轉換器400以將電池組200中複數電池201-20N中對應的電池之電壓轉換為一充電電壓Vch，並透過電池平衡命令Cmd(Cmd1~CmdN)以選擇需要充電的電池，進而使隔離式直流/直流電壓轉換器400產生充電電壓Vch而對所選擇的電池進行充電。隔離式直流/直流電壓轉換器400之結構與功能係為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所習知，故不贅述。

在一些實施例中，平衡操作模式之起始時點相關於每一該電池電壓感測訊號不低於一開始閾值之時點，且該平衡操作模式包括一結束調整閾值電壓時點，該結束調整閾值電壓時點相關於當該至少一閾值電壓不低於一滿充閾值之時點。於該結束調整閾值電壓時點之後，不再繼續調整閾值電壓，但特徵電壓Vsig的選擇則可以結束或繼續進行。需要說明的是，即使結束調整閾值電壓，仍可繼續進行特徵電壓Vsig選擇，也可以停止進行特徵電壓Vsig選擇。此外，在該結束調整閾值電壓時點之後，不再繼續調整閾值電壓，但對電池的平衡操作則繼續進行。也就是說，電池平衡系統在結束調整閾值電壓時點之後，仍處於平衡操作模式，可繼續決定電池平衡指令，進而對該對應之電池執行移除電荷平衡指令或供應電荷平衡指令，或對對應之電池停止執行移除電荷平衡指令或供應電荷平衡指令。

綜上所述，本發明之電池平衡系統係透過決定特徵電壓以動態調整用以平衡電池的至少一閾值電壓，並透過比較該至少一閾值電壓與每一個電池電壓感測訊號以判斷相對應之電池是否需要進行平衡。本發明不僅可以涵蓋較廣的電池電壓感測訊號操作範圍，更可以提高電池電壓感測訊號與特徵電壓之間的差異較大者的平衡強度及/或降低電池電壓感測訊 號與特徵電壓之間的差異較小者的平衡強度，以實現效率較佳且穩定度較高的電壓平衡方法。

以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用，舉例而言，兩個或以上之實施例可以組合運用，而一實施例中之部分組成亦可用以取代另一實施例中對應之組成部件。此外，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，舉例而言，本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算或產生某輸出結果」，不限於根據該訊號的本身，亦包含於必要時，將該訊號進行電壓電流轉換、電流電壓轉換、及/或比例轉換等，之後根據轉換後的訊號進行處理或運算產生某輸出結果。由此可知，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，其組合方式甚多，在此不一一列舉說明。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。

100:電池平衡系統

110:電壓感測單元

120:特徵電壓選擇器

130:控制單元

200:電池組

201-20N:電池

Cmd1-CmdN:電池平衡指令

Vc1-VcN:電池電壓感測訊號

Vsig:特徵電壓

Claims (31)

1. 一種電池平衡系統，包含：一電壓感測單元，用以感測一電池組中彼此串聯之複數電池的每一個該電池之一電池電壓，而對應產生複數電池電壓感測訊號；一特徵電壓選擇器，用以根據複數該電池電壓感測訊號而產生一特徵電壓；以及一控制單元，用以於一平衡操作模式中，比較該特徵電壓與至少一閾值電壓，以適應性調整該至少一閾值電壓，並比較該電池電壓感測訊號與調整後之該至少一閾值電壓，以產生一電池平衡指令，進而對對應之該電池執行一移除電荷平衡指令或一供應電荷平衡指令，或對對應之該電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。
2. 如請求項1所述之電池平衡系統，其中當該特徵電壓選擇器只操作於一移除電荷式電池平衡方式時，該特徵電壓係相關於複數該電池電壓感測訊號中之最低者。
3. 如請求項2所述之電池平衡系統，其中該至少一閾值電壓為單一之該閾值電壓，其中該控制單元於該特徵電壓不低於該閾值電壓時，將該特徵電壓加上一可調整步階電壓以適應性調高該閾值電壓。
4. 如請求項1所述之電池平衡系統，其中當該特徵電壓選擇器只操作於一供應電荷式電池平衡方式時，該特徵電壓係相關於複數該電池電壓感測訊號中之最高者。
5. 如請求項4所述之電池平衡系統，其中該至少一閾值電壓包括一上界閾值與一下界閾值，該上界閾值與該下界閾值之差值為一可調整步階電壓，且該特徵電壓介於該上界閾值與該下界閾值之間； 其中當該電池電壓感測訊號低於該下界閾值時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該供應電荷平衡指令；其中當該電池電壓感測訊號介於該上界閾值與該下界閾值之間時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。
6. 如請求項5所述之電池平衡系統，其中該控制單元於該特徵電壓不低於該上界閾值時，適應性調高該上界閾值。
7. 如請求項6所述之電池平衡系統，其中該控制單元於該特徵電壓不低於該上界閾值時，以調高後之該上界閾值減去該可調整步階電壓作為該下界閾值。
8. 如請求項1所述之電池平衡系統，其中該特徵電壓選擇器操作於一混和式電池平衡方式時，該特徵電壓介於複數該電池電壓感測訊號中之最高者與最低者之間，其中該混和式電池平衡方式包括一移除電荷式電池平衡方式與一供應電荷式電池平衡方式。
9. 如請求項8所述之電池平衡系統，其中該特徵電壓為複數該電池電壓感測訊號中之最高者與最低者之一平均電壓。
10. 如請求項8所述之電池平衡系統，其中該特徵電壓達成供應電荷予對應之該電池與對對應之該電池移除電荷所需的時間相同。
11. 如請求項8所述之電池平衡系統，其中該至少一閾值電壓包括一上界閾值與一下界閾值，該上界閾值與該下界閾值之差值為一可調整步階電壓，且該特徵電壓介於該上界閾值與該下界閾值之間；其中當該電池電壓感測訊號高於該上界閾值時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該移除電荷平衡指令； 其中當該電池電壓感測訊號低於該下界閾值時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該供應電荷平衡指令；其中當該電池電壓感測訊號介於該上界閾值與該下界閾值之間時，該控制單元決定對應之該電池平衡指令為對該對應之電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。
12. 如請求項11所述之電池平衡系統，其中該控制單元於該特徵電壓不低於該上界閾值時，適應性調高該上界閾值。
13. 如請求項12所述之電池平衡系統，其中該控制單元於該特徵電壓不低於該上界閾值時，以調高後之該上界閾值減去該可調整步階電壓作為該下界閾值。
14. 如請求項1所述之電池平衡系統，其中該特徵電壓選擇器更根據一電池模型而產生該特徵電壓。
15. 如請求項1所述之電池平衡系統，其中該平衡操作模式之起始時點相關於每一該電池電壓感測訊號不低於一開始閾值之時點，且該平衡操作模式包括一結束調整閾值電壓時點，該結束調整閾值電壓時點相關於當該至少一閾值電壓不低於一滿充閾值之時點。
16. 如請求項3、5與11中任一項所述之電池平衡系統，其中該控制單元更根據一電池模型而調整該可調整步階電壓，其中該電池模型相關於該電池組之工作充放電電流、電壓、溫度、內阻、容量及/或老化程度。
17. 一種電池平衡控制方法，包含：感測一電池組中彼此串聯之複數電池的每一個該電池之一電池電壓，而對應產生複數電池電壓感測訊號；根據複數該電池電壓感測訊號與一電池模型而產生一特徵電壓；以及 於一平衡操作模式中比較該特徵電壓與至少一閾值電壓，以適應性調整該至少一閾值電壓，並比較該電池電壓感測訊號與調整後之該至少一閾值電壓以產生一電池平衡指令，進而對對應之該電池執行一移除電荷平衡指令或一供應電荷平衡指令，或對對應之該電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。
18. 如請求項17所述之電池平衡控制方法，其中當只操作於一移除電荷式電池平衡方式時，該特徵電壓係相關於複數該電池電壓感測訊號中之最低者。
19. 如請求項18所述之電池平衡控制方法，其中該至少一閾值電壓為單一之該閾值電壓，且該適應性調整該至少一閾值電壓之步驟，包括：於該特徵電壓不低於該閾值電壓時，將該特徵電壓加上一可調整步階電壓以適應性調高該閾值電壓。
20. 如請求項17所述之電池平衡控制方法，其中當只操作於一供應電荷式電池平衡方式時，該特徵電壓係相關於複數該電池電壓感測訊號中之最高者。
21. 如請求項20所述之電池平衡控制方法，其中該至少一閾值電壓包括一上界閾值與一下界閾值，該上界閾值與該下界閾值之差值為一可調整步階電壓，且該特徵電壓介於該上界閾值與該下界閾值之間；其中當該電池電壓感測訊號低於該下界閾值時，對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該供應電荷平衡指令；其中當該電池電壓感測訊號介於該上界閾值與該下界閾值之間時，對應之該電池平衡指令為對該對應之電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。
22. 如請求項21所述之電池平衡控制方法，其中該適應性調整該至少一閾值電壓之步驟，包括：於該特徵電壓不低於該上界閾值時，適應性調高該上界閾值。
23. 如請求項22所述之電池平衡控制方法，其中該適應性調整該至少一閾值電壓之步驟，包括：於該特徵電壓不低於該上界閾值時，以調高後之該上界閾值減去該可調整步階電壓作為該下界閾值。
24. 如請求項17所述之電池平衡控制方法，其中當操作於一混和式電池平衡方式時，該特徵電壓介於複數該電池電壓感測訊號中之最高者與最低者之間，其中該混和式電池平衡方式包括一移除電荷式電池平衡方式與一供應電荷式電池平衡方式。
25. 如請求項24所述之電池平衡控制方法，其中該特徵電壓為複數該電池電壓感測訊號中之最高者與最低者之一平均電壓。
26. 如請求項24所述之電池平衡控制方法，其中該特徵電壓達成供應電荷予對應之該電池與對對應之該電池移除電荷所需的時間相同。
27. 如請求項24所述之電池平衡控制方法，其中該至少一閾值電壓包括一上界閾值與一下界閾值，該上界閾值與該下界閾值之差值為一可調整步階電壓，且該特徵電壓介於該上界閾值與該下界閾值之間；其中當該電池電壓感測訊號高於該上界閾值時，對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該移除電荷平衡指令；其中當該電池電壓感測訊號低於該下界閾值時，對應之該電池平衡指令為對該對應之電池執行該供應電荷平衡指令；其中當該電池電壓感測訊號介於該上界閾值與該下界閾值之間時，對應之該電池平衡指令為對該對應之電池停止執行該移除電荷平衡指令或該供應電荷平衡指令。
28. 如請求項27所述之電池平衡控制方法，其中該適應性調整該至少一閾值電壓之步驟，包括：於該特徵電壓不低於該上界閾值時，適應性調高該上界閾值。
29. 如請求項28所述之電池平衡控制方法，其中該適應性調整該至少一閾值電壓之步驟，包括：於該特徵電壓不低於該上界閾值時，以調高後之該上界閾值減去該可調整步階電壓作為該下界閾值。
30. 如請求項17所述之電池平衡控制方法，其中該平衡操作模式之起始時點相關於每一該電池電壓感測訊號不低於一開始閾值之時點，且該平衡操作模式包括一結束調整閾值電壓時點，該結束調整閾值電壓時點相關於當該至少一閾值電壓不低於一滿充閾值之時點。
31. 如請求項19、21與27中任一項所述之所述之電池平衡控制方法，其中該控制單元根據一電池模型而調整該可調整步階電壓，其中該電池模型相關於該電池組之工作充放電電流、電壓、溫度、內阻、容量及/或老化程度。