[发明专利]电池组和以其热电特性控制电池组充放电的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电池组的控制方法(control algorithm)，且特别是有关于一种电池组和近似等温设计(Pseudo-isothermal Design)的控制电池组的方法。

背景技术

电池经由串、并联焊接组成电池组，随着组装的方式不同以及面对的散热环境不同，电池均温性因电池数量越多而越差，因此导致电池组内某些区域的电池较其他区域的电池老化的快，如不能抑制此现象，则稍微损坏的电池将会因此加速老化，原本良好的的电池单体也会因损坏的电池作用下提早损坏，这也是电池组寿命远比单一电池的寿命要差的原因，尤其是越大容量的电池组更容易遭遇此种损坏风险。

因此，让电池组内各别电池均温将有益于电池组寿命的增长，目前的做法有对电池个别控制以及利用均温散热的冷却装置达成。依照热传学基本理论，控制电池温度的做法有三种方式，由下列热传学公式来看：

ρVCP∂T∂t=-hA(T-Tambient)+Q·v]]>

电池的温度为热产生量减掉环境散热量后，剩余能量所造成的电池温升。

在上式中，为物质暂态温度变化率，与比热和质量有关。这一种控制电池温度的方式包括将电池浸于其他高热含量材质的作法，配合材料相变化时需吸收大量潜热，使温升被限制。

至于式中-hA(T-T_ambient)为能量对外散失项，与热对流系数、散热面积、物体表面与室温差有关。此种控制电池温度的方式着手于散热的温控方式，需要主动的热管理，所以需要增加成本制作散热系统。

则为总热产生率，与其相应的方式是控制热源产生量，间接控制温度。

目前已知的专利大多是用前两种方式来增长电池组寿命。譬如美国专利US6,288,521(B1)提出电池组内个别电池做充放电控管的方法，目的是让电池组内的每个电池都是最佳状态，充放电电路及控制逻辑是增加电池组寿命的关键。美国专利US7,609,034(B2)则提出依不同电池的操作温度各别做充放电的控制，期望能得到各电池皆能寿命相同的目标。美国专利公开号US2010/236854(A1)及韩国专利KR 20100035912(A)则利用冷却流道与装置，将电池组内各电池的温度抑制于固定范围。

发明内容

本发明提供一种电池组，能避免因电池组内某些区域操作温度不均效应造成的电池损坏。

本发明另提供一种控制电池组的方法，能依负载需求控制并联电池组的放电顺序。

本发明提出一种电池组，具有数个温度范围区。这个电池组包括数个并联电池组以及数个可变电阻，每个并联电池组分别位在各个温度范围区，且每一并联电池组是由数个单电池并联而成。可变电阻则位于两两并联电池组之间，以减缓因每一并联电池组的工作温度、残余电量不同导致电位不平衡使电流回灌所造成的电池组寿命减少问题。

在本发明的一实施例中，上述电池组还包括数个节流控制器，分别与每一并联电池组相连，以控制每一并联电池组的放电顺序。

本发明另提出一种控制电池组的方法，包括先提供一电池组，这个电池组具有数个温度范围区。其中，电池组包括数个并联电池组与数个可变电阻，各个并联电池组设置在各个温度范围区中，且每一可变电阻设在两两并联电池组之间。然后，根据环境温度控制上述并联电池组的放电顺序。

在本发明的另一实施例中，上述控制并联电池组的放电顺序的装置包括利用数个节流控制器，分别控制每一并联电池组。