[实用新型]可携式复合型电池系统

说明书

技术领域

本实用新型关于一种可携式复合型电池系统，特别是指一种可搭载于各式电动车上使用，并藉由可携式高能量电池组及定置式动力电池组的能源提供系统以达成方便补充能源、更大的动态功率提供及足够行驶距离的多重需求的改良型可携式复合型电池系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电动车辆马达动力充足平顺的输出，都已逐步的克服实现，但是如何补充电动车的电能，以适应现今的使用习惯，却一直还是电动车发展最重要的课题。

电动车辆由于其特殊的使用情境，需要同时满足其对续航力及马力的需求，在不易由单一电池组同时满足各种特性需求的客观条件之下，先前已有提出结合高能量电池及高功率电池的复合式电池系统来达成此目的。其基本概念在于各种电池都有其不同的特性表现，通常高功率密度电池其能量密度表现较差，反之亦然。然而在一般电动车辆等高负载变动率的应用中，对电池系统的要求则是需要兼具高功率及高能量的表现，如中国台湾2002年7月11日公告第494071号专利案中，其目的在使用一种切换开关来调变高能量电池组及高功率电池组的输出功率分配，以提供电动车辆的动态功率需求。该专利技术必须同时侦测两组电池的输出电压及电流，加上操作感测器(即油门命令)及扭力感测器等讯号经电脑计算后决定切换开关的导通方式。然而该专利所提出的双向切换开关实务上并无法达成即时分配两组电池输出功率的功能，也就是说无法应付电动车辆快速的功率需求变化。

又如另一个I259816专利技术其目的也在结合高能量电池及高功率电池的优点，且仅利用一个简单的复合型电池管理系统(即DC/DC转换器)来限制高能量电池组的最大输出，并将电压转换至与高功率电池组相同的电压后并联输出，当负载需求大过该转换器所能提供的功率上限时，便藉由并联的高功率电池组提供所需的额外功率；反之当负载未消耗功率时，则该转换器由高能量电池所转换的功率则全部充入高功率电池，以补充该高功率电池先前所释放的能量。该设计虽然较为简单也能具体的实施该项专利技术，但由于该复合型电池管理系统的输出功率必须合理的负责负载的平均消耗功率，通常功率不能太小，而且并不会依照负载需求而调整大小，因此可能会有对高功率电池(尤其是铅酸电池)以高率(high C rate)充电的情况发生，此举可能导致高功率电池的使用寿命减短。

另一个需要付出的代价是因高功率电池其内阻会因快速充电时的大电流而产生较大的压降，进而转变为热能消耗，降低充电效率，浪费宝贵的电池能量。有鉴于此，后来又有新型第M455644号专利的提出，将上述的复合型电池管理系统(即直流/直流转换器)一分为二，该两组直流/直流转换器的第一组输出与高功率电池组相连结，而第二组输出则与负载端直接连结。再藉由一组智慧型开关可将复合型电池管理模组的两组直流/直流转换器的输出以及高功率电池组的输出做不同的切换以因应不同的负载需求，同时保护高功率电池组避免被太快速的充电而影响到能源使用效率及电池组寿命。此举虽有改善效果，但将连续变动式的行车负载简化成两段输出变化加以控制，对于补充高功率电池组的电能仍会受行车负载变动而变动，对延长高功率电池组寿命及能源转换使用效率仍不够理想。

因此，为了克服上述问题，本实用新型藉由结合可携式高能量电池组及定置式高功率电池组的优点，以应付电动车辆这种大负载变化，同时满足高能量及高功率的应用需求，并提出了新的可变输出管理系统模组以改善复合型电池组的运作效率及使用寿命，如此应为一最佳解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的即在于提供一种可携式复合型电池系统，能够应付电动车辆这种大负载变化，且同时满足高能量及高功率的应用需求，还能够提高可携式高能量电池组及定置式高功率电池组之间的能源使用效率及延长整体电池系统的使用寿命。

为达成上述目的，本实用新型公开了一种可携式复合型电池系统，其特征在于包含：

一负载资讯中心，与一负载电性连接以计算该负载所需的总功率，并侦测系统所有电池组的残余容量及放电能力的资讯后，加上对定置式高功率电池组所应施加的充电功率，以得出该可携式高能量电池组所应输出的功率值，并能够产生一输出功率控制讯号；

至少一组或一组以上的可携式高能量电池组，与该负载资讯中心电性连接，该可携式高能量电池组内建有一电池管理模组；

一定置式高功率电池组，与该负载资讯中心电性连接以补足该可携式高能量电池组所提供的功率较负载所需不足的功率；