[发明专利]电池管理电路、电池模块与电池管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池的电力管理电路，且特别涉及一种单电池等级的电池管理电路、阵列式电池管理电路、电池模块与电池管理方法。

背景技术

一般而言电池组(battery)，也称之为电池，是由多个单电池(Cell)串联或并联所组成，最常见的就是车用铅酸电池。电池可分为一般电池(primary battery)与可充电电池(rechargeable battery or secondary battery)，一般电池在电量耗尽后无法再度充电使用，而可充电电池则可以重复充电使用，例如有锂离子电池、镍铁电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等。

由于可充电电池具有存储效应，其中以镍镉最为严重，所在充电电池如果过度放电或是过度充电皆会对电池造成伤害。一个电池组中通常会包括多个单电池，每个单电池的充电与放电特性会稍有不同，如果使用相同的电压对所有单电池充电，可能会使得部份单电池过度充电而造成损害。反之，在放电时，电池组中的部分单电池可能会过度放电而造成损坏。

在传统技术中，可充电电池的电源管理相当重要，但目前的管理技术大都以电池组为单位来进行管理，而没有针对电池组中的单电池进行电源管理的技术，这使得可充电电池的充电与放电效率过低，同时在可充电电池的充电与放电过程中，其中的单电池容易因过度充电或是过度放电而造成损坏。

发明内容

本发明提供一种电池管理电路，其具有分别监控电池组中多个单电池(可充电电池)的电力状态的功能，可以防止各单电池的过度充电或过度放电的情况发生，进而提高电池组的电力效率与使用寿命。

本发明另提供一种电池模块，使用阵列控制器来个别监控所有可充电电池(单电池)的电力状态，并在可充电电池的电压超过预定的电压范围时，使充电路径或放电路径略过可充电电池以避免各可充电电池的过度充电或过度放电的情况发生，进而提高电池组的电力效率与使用寿命。

本发明另提供一种电池管理方法，可以直接监控所有可充电电池的电力状态，并且据以控制所述多个可充电电池的充放电路径以保护可充电电池。此外，此方法也可以用来收集各可充电电池的电力状态，例如充放电效率或剩余电量。

本发明另提供一种电池模块，在电池模块中增设备用电池组以取代损坏的电池组，由此可加长电池模块的使用寿命，避免单一电池组的损坏而影响整体电池模块的电力输出。

本发明的技术方案之一为一种电池管理电路，适用于一可充电电池(rechargeable battery)，此电池管理电路包括一传导电路，其耦接于可充电电池，传导电路具有一第一传导路径与一第二传导路径，其中第一传导路径通过可充电电池，第二传导路径不通过可充电电池；以及一控制电路，耦接于可充电电池与传导电路，根据可充电电池的电池电压选择性的导通传导电路中的第一传导路径或第二传导路径。

在本发明一实施例中，当可充电电池的电池电压大于一第一门限值时，传导电路导通第二传导路径且不导通第一传导路径。当可充电电池的电池电压小于一第二门限值时，传导电路导通第二传导路径且不导通第一传导路径。当可充电电池的电池电压位于一第一门限值与一第二门限值之间时，传导电路导通第一传导路径且不导通第二传导路径，其中第一门限值大于第二门限值。

在本发明一实施例中，传导电路包括一第一开关，其耦接于可充电电池的正端与第一端之间；一第二开关，其耦接于可充电电池的负端与该二端之间；以及一第三开关，其耦接于第一端与第二端之间。其中当可充电电池的电池电压大于一第一门限值时，传导电路导通第三开关且不导通第一开关与第二开关。当可充电电池的电池电压小于一第二门限值时，传导电路导通第三开关且不导通第一开关与第二开关。当可充电电池的电池电压位于一第一门限值与一第二门限值之间时，传导电路导通第一开关与第二开关且不导通第三开关，其中第一门限值大于第二门限值。

在本发明一实施例中，其中控制电路包括一电压检测单元，其耦接于可充电电池的正端与负端，用以检测电池电压；一控制单元，其耦接于电压检测单元与传导电路，并根据可充电电池的电池电压控制传导电路以导通第一传导路径或第二传导路径；以及电流检测单元，其耦接于可充电电池，用以检测流经可充电电池的电流值。其中，控制单元根据可充电电池的电池电压与流经可充电电池的电流值计算充电电池的电量。