[实用新型]充电式电池管理装置

说明书

技术领域

本实用新型是属于电能转换调整电路的技术领域，特别是关于一种利用控制模块控制充电开关以通过独立的储能模块同时对至少一具低电位的电池单元充电，而达到等化各电池单元电位的充电式电池管理装置。

背景技术

目前，电动车或油电混合车等绿色交通机具是大量采用锂铁电池作为可重复充放电的动能供应电池组，又由于单一锂铁电池的电压一般约为3～4伏特，远远不足于电动车或油电混合车所需高达100伏特以上的驱动电压，因此，其动能供应电池组势必由多个锂铁电池单元串联而成。然而，常理言之，各电池单元间原本即具有些微的特性差异，例如内阻不同而造成充放电时可容纳及输出的电能不同，再经过多次的反复充放电后将使各电池单元间具有一电压差，造成各电池单元的电位不平衡，降低电池组的性能效率。又，若电池单元电位过高时，将加速电池老化或烧毁，反之，若电位过低时则造成电池老化损坏。

为解决上述问题，于现有技术中可采用以旁路电阻并联耦接具有较高电能的电池单元的方式消耗多余电能而均衡各电池单元的电位，然此种被动式电池电位等化方式将因电阻耗能而产生热量，造成电池组温度上升而减短使用寿命、降低能量转换效率且不易扩充。

发明内容

有鉴于现有技术的问题，本实用新型的目的在于提供一充电式电池管理装置，以由多个储能模块单独充电各电池单元而等化各电池单元的电位。

为达上述目的，本实用新型的充电式电池管理装置是适用以监控利用电源进行充电的一电池组的多个电池单元，且通过独立充电的方式等化各所述电池单元所储存的电能量，其包含多个储能模块、一监测模块及一控制模块。所述多个储能模块是耦接电源及所述电池组，各所述储能模块包含一第一线圈、一磁芯及一第二线圈，各所述第一线圈由所述磁芯耦合所述第二线圈且串接一第一开关。所述监测模块是电性连接所述多个电池单元，监测所述多个电池单元的电位、电流及温度，并比对所述多个电池单元的电位平衡状态，当所述多个电池单元的其中至少的一相对具有较低电位时，所述监测模块输出一充电讯号。又所述控制模块耦接所述监测模块且通过所述多个第一开关耦接所述多个储能模块，所述控制模块接收所述充电讯号而释放所述电池组的电能以形成一第一电流，且导通对应的所述第一开关，使所述第一电流流入对应的所述第一线圈后，通过所述第一线圈与所述第二线圈的互感效应，产生一增充电流，增加对应的所述电池单元的充电电流量。

为避免所述多个电池单元过充而造成所述电池组损坏，所述充电式电池管理装置更包括一第二开关，是耦接电源、所述多个储能模块及所述控制模块，当所述监测模块测得所述电池组的充电电流过大、电位能达饱合或温度过高时，输出一停电讯号至所述控制模块，使所述控制模块关闭所述第二开关而停止电源供电。又所述第二开关为低功耗且可承受200安培以上工作电流的电子式开关。

另一方面，为避免所述多个电池单元过度放电而造成电池老化，本实用新型的充电式电池管理装置更于所述监测单元测得所述多个电池单元的电位状态过低而输出一异常讯号至所述控制单元时，使所述控制单元通过一放电防护单元停止对所述电池组放电。

再者，为提升所述电池组的储电效率，各所述第二线圈是通过一第三开关耦接一同步整流元件，使所述储能模块同步整流所述第一电流而充电所述电池单元，且所述第三开关为一金属氧化物半导体场效应晶体管。或者，各所述第二线圈是串接一二极管，以非同步整流所述第一电流而充电所述电池单元。

本实用新型在所述电池组充电的同时利用装置整体电能对至少一相对低电位的所述电池单元增流充电而平衡整体电位，提升装置能量转换效率。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的第一实施态样的方块图；

图2为本实用新型较佳实施例的第一实施态样的电路示意图；

图3为本实用新型较佳实施例的第二实施态样的电路示意图。

附图标记说明：3-充电式电池管理装置；30-储能模块；301-第一线圈；302-磁芯；303-第二线圈；304-第一开关；305-第三开关；31-监测模块；32-控制模块；33-第二开关；34-放电防护模块；35-同步整流元件；4-电池组；40-电池单元；I₁-第一电流；I_p-增充电流。

具体实施方式

为使贵审查委员能清楚了解本实用新型的内容，谨以下列说明搭配图式，敬请参阅。