CN102969744A - 适用于电池装置的充放电监测管理电路 - Google Patents

Abstract

一种适用于电池装置的充放电监测管理电路，是供组设于一电动机踏车上。电池装置包括多个电池单元、一输出端口、以及一电源端口，以供电动机踏车连接于输出端口而提供其所需电力。电源端口是供连接至一电源供应端以对所述电池单元进行充电。本发明的充放电监测管理电路包括：一电池管理单元，是用以对所述电池单元的电量进行监控及管理；一充电单元，是通过电池管理单元对所述电池单元进行充电；一微控制单元，是依据电池管理单元所传送的电池信息对电动机踏车进行侦测，进而提供其所需电力，并做输出能量显示资料。

Description

适用于电池装置的充放电监测管理电路

技术领域

本发明是关于一种自动侦测电池电压充电电路及电量管理电路，特别是关于一种装置于电动机踏车上以管理其电力的充放电监测管理电路。

背景技术

近年来，由于全球油价飙涨，且环保节能已渐成世界趋势，各国政府与企业皆积极推动发展电动机踏车及其相关产业，已知的电动车主要是以电池作为其电力来源来驱动其动力***。常用的电动车辆主要分为助动车、电动机车、及电动汽车三类。

基于安全上的考量，目前电动机踏车所使用的电池动力，主要是以串并联多个电池来提供其马达所需的高电压和大容量。然而，由于电池具有放电过度则无法再次充电的特性，因此为避免串并联电池组放电过度造成损坏，已知多以保护电路或电池管理模块对各电池进行控管。由于当电动车的剩余电量不足时，可能造成马达无法有效加速等情况而有安全上的疑虑，因此电动车的能量管理及剩余能量显示皆相当重要。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题

由于已知的车用电池规格种类多样，且其所使用的电压及电流不同，因此当使用者进行充电程序时，必须使用特定的电源供应器，对于助动车或电动机车等轻型机具的使用者来说，随车额外携带尺寸不小的电源供应器较为不便。

缘此，本发明的一目的是提供一种应用于一电池装置的充放电监测管理电路，本发明整合了充电器的功能，使用者只要带着电源线，当电池组没电或想充电时，只要有交流(AC)供电的插座，就能对电池组进行充电动作。本发明的充放电监测管理电路是设置于电池装置中，可对电池装置中中的各电池单元进行监测及管理，并能将资料转换为数据化显示。

本发明解决问题的技术手段

本发明为解决已知技术的问题所采用的技术手段是提供一种充放电监测管理电路，其是用以组设于重复充电式的一电池装置中；电池装置包括多个电池单元、一输出端口、以及一电源端口，是供装置于一电动机踏车上以提供其所需电力，电源端口是供连接至一电源供应端以对所述电池单元进行充电。充放电监测管理电路包括：一电池管理单元、一充电单元、以及一微控制单元，其中电池管理单元是连接至所述电池单元，以对其电量进行监控及管理；充电单元连接至电池管理单元、以及电源端口，是通过电池管理单元对所述电池单元进行充电，应用本公司专利自动侦测电压技术，不论电池组是12V、24V、36V、48V…等各种电压，充电模块皆能适当提供相对正确的充电电压，提供电池充电用；微控制单元连接至电池管理单元、以及输出端口，是依据电池管理单元所传送的电池信息，对连接于输出端口的电动机踏车进行侦测，进而提供其所需电力。

在本发明一较佳实施例中，充放电监测管理电路还包括一侦测电路、以及一调整电路，其是分别连接于微控制单元以及输出端口之间；微控制单元是通过侦测电路，侦测连接输出端口上的电动机踏车所需电压及电流，并通过调整电路，对提供至电动机踏车的电力的电压及电流进行调整；微控制单元更可依据侦测结果对输出电压及输出电流进行调整，以提供电动机踏车所需的电压及电流。

在本发明一较佳实施例中，充放电监测管理电路还包括一转换电路、以及一信息输出电路，其是互相连接，并连接于微控制单元、以及输出端口之间；其中，转换电路用以将模拟信号转换为数字信号，信息输出电路是供输出端口输出一电池信息，供使用者或厂商了解目前电池组的各项状态。

在本发明一较佳实施例中，电池管理单元还包括一微控制器、一电压侦测电路、一电流侦测电路、一充电控制电路、一放电控制电路、以及一平衡控制电路，微控制器是通过电压侦测电路及电流侦测电路对所述电池单元的电压及电流进行侦测，并依据侦测所得的电压及电流，通过平衡控制电路对所述电池单元进行控制，并于必要时通过充电控制电路、或放电控制电路对任一电池单元进行充电或放电程序，以达到电池单元中每串电芯容量平衡控制的目的。

本发明对照先前技术的功效

经由本发明所采用的技术手段，具有多个电池单元的电池装置是供使用者装置于一电动机踏车上，以自输出端口提供其所需电力；组设于电池装置中的充放电监测管理电路，是可有效对电池装置中的所述电池单元的电量进行监控及管理；并且，当指示电池装置电力不足时，使用者将电源端口连接至一电源供应端即可通过充放电监测管理电路对所述电池单元进行充电程序。本发明较佳实施例中，本发明整合了充电器的功能，使用者只要带着电源线，电池组没电或想充电时，配合电动车供电站设置，只要有AC供电插座的场域，就能进行充电动作。

附图说明

本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明，其中：

图1是显示本发明一较佳实施例的示意图；

图2是显示本发明一较佳实施例的微控制单元对电动机踏车进行侦测及提供电力的流程图；

图3是显示设置有本发明的电池装置的电动机踏车示意图；

图4是显示本发明的电池装置连接至电源供应端以进行充电程序的使用示意图。

具体实施方式

请参阅图1-图4，其是显示本发明一较佳实施例的示意图。本发明的充放电监测管理电路9是组设于重复充电式的一电池装置1中，如图1所示，电池装置1包括多个电池单元11、一输出端口12、以及一电源端口13，是供装置于一电动机踏车2上以自输出端口12提供其所需电力，电源端口13是供连接至一电源供应端3(例如一AC插座)以对各电池单元11进行充电。

充放电监测管理电路9包括一电池管理单元90、一微控制单元91、一侦测电路92、一调整电路93、一转换电路94、一信息输出电路95、以及一充电单元96。电池管理单元90是连接至各个电池单元11及充电单元96；微控制单元91是连接至电池管理单元90；侦测电路92、调整电路93、以及相连接的转换电路94与信息输出电路95，是分别连接于微控制单元91与输出端口12之间；充电单元96是连接于电源端口13。

电池管理单元90是对各电池单元11的电量进行监控及管理，其包括有一微控制器901、一充电控制电路902、一放电控制电路903、一电压侦测电路904、一电流侦测电路905、以及一平衡控制电路906，其中微控制器901是通过电压侦测电路904及电流侦测电路905对各电池单元11的电压及电流进行侦测，依据侦测所得结果，通过平衡控制电路906对各电池单元11进行控制，并于必要时通过充电控制电路902、或放电控制电路903对任一电池单元进行充电或放电程序，以达到各电池单元11中每串电芯容量平衡控制的目的。电池管理单元90中的微控制器901依据充电控制电路902、放电控制电路903、电压侦测电路904、电流侦测电路905、以及平衡控制电路906产生一序列电池信息(例如包括电池电压、电流等)。

微控制单元91依据电池管理单元90所传送的电池信息，通过侦测电路92侦测电动机踏车2的所需电力的电压及电流值，通过调整电路93对自输出端口12所输出的电力的电压及电流进行调整，并对电动机踏车2进行侦测以提供其所需电力。转换电路94用以将模拟信号转换为数字信号，信息输出电路95是供输出端口12输出一电池信息，供使用者或厂商了解目前电池组的各项状态。充电单元96是通过电池管理单元90的控管对各电池单元11进行充电，应用本公司专利自动侦测电压技术，不论电池组是12V、24V、36V、48V…等各种电压，充电模块皆能适当提供相对正确的充电电压，提供电池充电用。

请参照图2，其是显示本发明一较佳实施例的微控制单元91对电动机踏车2进行侦测及提供电力的流程图。微控制单元91是通过侦测电路92进行侦测，并依据侦测结果，对输出端口12的输出电压及输出电流进行调整，反复进行侦测及调整以提供电动机踏车2所需的电压及电流。

如图2所示，微控制单元91是先通过侦测电路92，侦测电动机踏车2的电压(步骤S101)，若侦测电压值不为0，微控制单元将输出端口12所提供的输出电压值设定为此侦测电压值，然后通过侦测电路92侦测电动机踏车2此时的反馈电流(步骤S102)；微控制单元91中设定有一第一预设电流值、以及一第二预设电流值，在本实施例中，第一预设电流值例如为1安培，第二预设电流值例如为3.5安培；若反馈电流值小于此第一预设电流值(1安培)，微控制单元91是将输出电流设定为此第一预设电流值(1安培)，并持续对电动机踏车2提供电力(步骤S103)，而若反馈电流大于此第一预设电流值(1安培)，微控制单元91是将输出电流设定为第二预设电流值(3.5安培)，并持续对电动机踏车2提供电力(步骤S104)。

若微控制单元91通过侦测电路92侦测所得的侦测电压值为0，则再通过侦测电路92对电动机踏车2的反馈电流值进行侦测(步骤S105)；微控制单元91是设定有一第一预设电压值、一第二预设电压值、一第一调整电压值、以及一第二调整电压值，在本实施例中，第一预设电压值较佳是为3伏特，第二预设电压值较佳是为12伏特，第一调整电压值较佳是为2伏特，第二调整电压值较佳是为1伏特；若反馈电流小于第一预设电流值(1安培)，微控制单元91是将输出电压设定为第一预设电压值(3伏特)，并再对电动机踏车2的反馈电流进行侦测(步骤S106)，若此时电动机踏车2的反馈电流大于第一预设电流值(1安培)，则微控制单元91是将输出电压调整为将目前的输出电压减少第二调整电压值(1伏特)，然后以此输出电压持续对电动机踏车2供电(步骤S107)；若此时电动机踏车2的反馈电流小于第一预设电流值(1安培)，则微控制单元91是将输出电压自第一预设电压值(3伏特)向上调整第一预设电压值(2伏特)，并侦测其的反馈电流(步骤S108)，重复此过程直到其的反馈电流大于第一预设电流值(1安培)，然后微控制单元91是将输出电压调整为将此时的输出电压减少第二调整电压值(1伏特)，并以此输出电压持续对电动机踏车2供电(步骤S109)。

若侦测所得的反馈电流大于第一预设电流值(1安培)，微控制单元91是将输出电压设定为第二预设电压值(12伏特)，并侦测反馈电流值(步骤S110)；若此时电动机踏车2的反馈电流大于第一预设电流值(1安培)，则微控制单元91是将输出电压调整为将目前的输出电压减少第二调整电压值(1伏特)，然后以此输出电压持续对电动机踏车2供电(步骤S111)；若此时电动机踏车2的反馈电流小于第一预设电流值(1安培)，则微控制单元91是将输出电压自第二预设电压值(12伏特)向下调整第一预设电压值(2伏特)，并侦测其的反馈电流(步骤S112)，重复此过程直到其的反馈电流大于第一预设电流值(1安培)，然后微控制单元91是将输出电压调整为将此时的输出电压减少第二调整电压值(1伏特)，并以此输出电压持续对电动机踏车2供电(步骤S113)。

请一并参照图1及图3，其是显示将本发明的电池装置1装置于电动机踏车2中的示意图。如图所示，电池装置1是经由输出端口12对电动机踏车2进行供电，本发明的充放电监测管理电路9是侦测电动机踏车2所需要的电压及电流，并据以调整输出端口12所提供的电压及电流，使用者并可通过电动机踏车2的显示单元21实时知晓电池装置1的状态及剩余电量。

请参照图4，其是显示以设置有本发明的电池装置连接至电源供应端以进行充电程序的使用示意图。当电池装置1的电量不足时，使用者可以电源线将电源端口13连接至电源供应端3，通过本发明的充放电监测管理电路9，即可对电池装置1中的各个电池单元11进行充电。

由以上的实施例可知，本发明所提供的充放电监测管理电路确具产业上的利用价值，故本发明业已符合于专利的条件。惟以上的叙述仅为本发明的较佳实施例说明，凡精于此项技术者当可依据上述的说明而作其它种种的改良，惟这些改变仍属于本发明的发明精神及权利要求所界定的专利范围中。

Claims (7)

1.一种适用于电池装置的充放电监测管理电路，其是用以组设于重复充电式的一电池装置中，该电池装置包括多个电池单元、一输出端口、以及一电源端口，供装置于一电动机踏车上以自该输出端口提供所需电力，该电源端口是供连接至一电源供应端以对所述电池单元进行充电，该充放电监测管理电路包括：

一电池管理单元，连接至所述电池单元，以对其电量进行监控及管理，并产生电池信息；

一充电单元，连接至该电池管理单元、以及该电源端口，该充电单元通过该电池管理单元对所述电池单元进行充电；

一微控制单元，连接至该电池管理单元、以及该输出端口，依据该电池管理单元所传送的电池信息，对连接于该输出端口的该电动机踏车进行侦测以提供其所需电力。

2.如权利要求1所述的适用于电池装置的充放电监测管理电路，还包括一侦测电路，其连接于该微控制单元以及该输出端口之间；该微控制单元通过该侦测电路，侦测连接该输出端口上的该电动机踏车的所需电压及电流。

3.如权利要求2所述的适用于电池装置的充放电监测管理电路，还包括一调整电路，其连接于该微控制单元以及该输出端口之间；该微控制单元通过该调整电路，对提供至该电动机踏车的电力的电压及电流进行调整。

4.如权利要求2所述的适用于电池装置的充放电监测管理电路，其中，该微控制单元依据通过该侦测电路侦测所得的侦测结果，对该输出端口的输出电压及输出电流进行调整，以提供该电动机踏车所需的电压及电流。

5.如权利要求1所述的适用于电池装置的充放电监测管理电路，还包括一转换电路、以及一信息输出电路，其互相连接，并连接于该微控制单元、以及该输出端口之间；该转换电路用以将模拟信号转换为数字信号，该信息输出电路供该输出端口输出该电池信息。

6.如权利要求1所述的适用于电池装置的充放电监测管理电路，其中该电池管理单元还包括一微控制器、一电压侦测电路、以及一电流侦测电路，该微控制器连接至该电压侦测电路以及该电流侦测电路，通过该电压侦测电路及该电流侦测电路对所述电池单元的电压及电流进行侦测。

7.如权利要求1所述的适用于电池装置的充放电监测管理电路，其中该电池管理单元还包括一充电控制电路、一放电控制电路、以及一平衡控制电路，其分别连接至该微控制器，该微控制器依据侦测所得的电压及电流，通过该平衡控制电路对所述电池单元进行控制。

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