TW201818632A - 充放電平衡控制裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種充放電平衡控制裝置及方法,包含有以下步驟:讀取量測參數;計算判斷參數;判斷參數的平均值;根據充放電狀態選擇一對應的充電電池;計算設定參數;設定關閉時間;停止該選擇的充電電池的充放電狀態該關閉時間;重新啟動該選擇的充電電池的充放電狀態。透過上述步驟選擇出過度充放電的充電電池,並將選擇出的充電電池停止充放電該關閉時間後,在重新啟動,如此一來,便可延長充電電池的使用壽命。
Description
本發明係一種充放電裝置及方法,尤指一種充放電平衡控制裝置及方法。
由於環保意識興起,利用電力作為能量來源之電動車輛早已開發多年,而電動車輛的電池模組係藉由組合多個充電電池,以提供電力驅動電動車輛行駛。
一般電池模組的組裝係將該些充電電池之間透過一連接裝置將各充電電池彼此串聯或並聯,以組合成該電池模組,因此,該電池模組的品質需要考慮到該些連接裝置的導電品質,而該些連接裝置的導電品質不僅與其本身的導電性有關,且與其連接各充電電池的連接強度也有關。舉例來說,當充電電池與連接裝置間係透過螺絲組裝時,若螺絲鎖的較緊時,可以使充電電池與連接裝置間的接觸面積較大而導致電阻值較小,更可以減少該連接裝置與空氣接觸的機會,降低該連接裝置或該充電電池的電極被氧化的可能性,以使該電池模組的電阻值與其出廠時的電阻值相同,如此一來,該電動模組方才能提供電動車輛額定功率,不至於因為不穩定的額定功率損壞電動車輛之其他部件。
由於電池模組設置於電動車輛上,隨著電動車輛的移動,因道路崎嶇或駕駛者的駕駛習慣問題,將致使電池模組的連接組件鬆脫或該些充電電池本身過度充、放電,而現有技術若欲對螺絲緊固程度進行檢測時,必須在該電池模組未使用的狀態下才能實施,避免觸電或短路等的危險發生。
再者,檢測電池模組亦可以透過對充電電池進行量測而進行電池模組的狀況評估,詳細而言,第TW I398660號發明案揭露了一種電池模組檢測方法,利用一電壓檢測模組檢測該電池模組中各個接點的電壓值,且利用一分流器檢測該電池模組放電時的電流值。藉此計算出各段連接線的電阻值,據以判斷各段連接線的狀態,如此一來,便可提前查知組裝品質下降的情形,以及早進行改善,避免接點老化或鬆脫造成電器危害。
此外,該電池模組中的各個充電電池本身的品質則與其自身的內電阻值有關,而現有檢測充電電池內電阻的方式如第TW I398660號發明案揭露的一種電池模組檢測方法所述,係透過分別檢測各個充電電池在充電至飽和狀態時的空載電壓、加載電壓及負載電流,計算出各充電電池的內電阻值,藉此判斷各充電電池的剩餘電量以及電池的健康狀態。
然而,上述透過檢測螺絲緊固程度,以作為初步判定電池模組情況的方式,其需要待使用者進廠檢測方才能得知,並無法即時得知目前電池模組的情況,而透過電壓檢測以及電阻檢測的方式,其需要都是在檢測電池模組或電池模組本身的物理狀態,藉此判斷是否會有充電電池的電器危害或是推算剩餘電量等,並未針對該電池模組的充電方式或放電方式進行改善。
由於該電池模組係由多個充電電電池組裝而成,而該電池模組在充放電過程中,各個充電電池的剩餘電量可能不同,而不同電量的充電電池在充放電時會造成其中部分的充電電池過度充電或過度放電,進而造成部分的充電電池壽命快速縮短,因而影響了該電池模組的整體壽命,因此現有技術的電池模組尚需進一步之改良。
有鑑於前揭電池模組未針對該電池模組的充電方式或放電方式進行改善,導致不同電量的充電電池在充放電的過程中過度充電或過度放電,造成的充電電池壽命快速縮短的缺點,本發明提供一種充放電平衡控制裝置及方法,該充放電平衡控制方法係控制一充放電平衡控制裝置中的各個充電電池的充放電狀態,該充放電平衡控制方法包含有以下步驟: 讀取各充電電池的一量測參數; 根據各充電電池的量測參數分別計算出一判斷參數; 計算該些充電電池的該些判斷參數的平均值; 根據該充放電平衡控制裝置的充放電狀態選擇一對應的充電電池; 根據該選擇的充電電池的判斷參數及該些判斷參數的平均值計算一設定參數; 根據該設定參數設定一關閉時間; 停止該選擇的充電電池的充放電狀態該關閉時間後,重新啟動該選擇的充電電池的充放電狀態。
而該充放電平衡控制裝置係包含有: 一正極; 一負極; 複數充電電池; 複數第一開關,各該第一開關係分別與其中一充電電池串聯後,電連接於該正極與該負極之間; 一控制模組,係分別電連接至該些第一開關及該些充電電池,以讀取各充電電池的一量測參數,並分別根據各充電電池的量測參數分別計算出一判斷參數,且進一步計算該些充電電池的該些判斷參數的平均值; 其中該控制模組根據該充放電平衡控制裝置的充放電狀態選擇一對應的充電電池,且根據該選擇的充電電池的判斷參數及該些判斷參數的平均值計算一設定參數,並根據該設定參數設定一關閉時間,關閉該選擇的充電電池對應的第一開關該關閉時間後,重新開啟該選擇的充電電池對應的第一開關。
透過本發明的充放電平衡控制裝置及方法,當該充放電平衡控制裝置進行充放電時,利用選擇對應的過度充放電的充電電池,暫停該選擇的充電電池的充放電狀態,避免該選擇的充電電池過度地充放電,如此一來,便可延長該充放電平衡控制裝置中的該些充電電池的使用壽命。
以下配合圖式及本發明較佳實施例,進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段。
請參閱圖1所示,本發明係一種充放電平衡控制裝置及方法,該充放電平衡控制方法係控制一充放電平衡控制裝置中的各個充電電池的充放電狀態,該充放電平衡控制方法係包含有以下步驟: 讀取各充電電池的一量測參數(S11); 根據各充電電池的量測參數分別計算出一判斷參數(S12); 計算該些充電電池的該些判斷參數的平均值(S13); 根據該充放電平衡控制裝置的充放電狀態選擇一對應的充電電池(S14); 根據該選擇的充電電池的判斷參數及該些判斷參數的平均值計算一設定參數(S15); 根據該設定參數設定一關閉時間(S16); 停止該選擇的充電電池的充放電狀態該關閉時間(S17); 重新啟動該選擇的充電電池的充放電狀態(S18)。
當該充放電平衡控制裝置進行充放電時,利用選擇對應的過度充放電的充電電池,暫停該選擇的充電電池的充放電狀態,避免該選擇的充電電池過度地充放電,如此一來,便可延長該充放電平衡控制裝置中的該些充電電池的使用壽命。
進一步而言,該充放電平衡控制方法係預設有一倍率參數,在根據該設定參數設定一關閉時間(S16)的步驟中,係根據以下公式計算該關閉時間:;
當中Toff
為該關閉時間,且該關閉時間的單位為秒;K為該設定參數;s為該倍率參數。
請參閱圖2所示,係本發明第一較佳實施例,在該根據該充放電平衡控制裝置的充放電狀態選擇一對應的充電電池(S14)的步驟中,當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係充電狀態時,係選擇剩餘電量最多的充電電池(S141)。而當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係放電狀態時,係選擇剩餘電量最少的充電電池(S142)。
請參閱圖3所示,係本發明第二較佳實施例,由於該些充電電池的剩餘電量與其所對應的端電壓有關,當該些充電電池的剩餘電量越多時,其所對應的端電壓也越大,因此,在第二較佳實施例中,該量測參數係該些充電電池的端電壓,且該判斷參數等於該量測參數,即該些充電電池的端電壓。
故在選擇剩餘電量最多的充電電池(S141)的步驟中,係選擇端電壓最大的充電電池為剩餘電量最多的充電電池,而在選擇剩餘電量最少的充電電池(S142)的步驟中,係選擇端電壓最小的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
在第二較佳實施例中,該些判斷參數的平均值係根據以下公式計算:;
當中Vavg
為該些判斷參數的平均值,即該些充電電池端電壓的平均值;V1
~Vn
為各充電電池對應的判斷參數,即各充電電池的端電壓;n為該些充電電池的數量。
當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:;
當中K為該設定參數,係一正整數;Vmax
為剩餘電量最多的充電電池的端電壓,即該些充電電池端電壓中的最大值;Vavg
為該些判斷參數的平均值。
當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:;
當中K為該設定參數,係一正整數;Vmin
為剩餘電量最少的充電電池的端電壓,即該些充電電池端電壓中的最小值;Vavg
為該些判斷參數的平均值。
請參閱圖4所示,係本發明第三較佳實施例,由於該些充電電池的剩餘電量與其所對應的功率亦有關,當該些充電電池的剩餘電量越多時,其所對應的功率也越大,因此,在第三較佳實施例中,該量測參數係該些充電電池的端電壓及電流,且該些判斷參數係該些充電電池的功率,而該些判斷參數根據以下公式計算:;
當中W1
~Wn
為該些充電電池的功率,即該些充電電池的判斷參數;V1
~Vn
為該些充電電池的端電壓;I1
~In
為該些充電電池的電流;n為該些充電電池的數量。
故在選擇剩餘電量最多的充電電池(S141)的步驟中,係選擇功率最大的充電電池為剩餘電量最多的充電電池,而在選擇剩餘電量最少的充電電池(S142)的步驟中,係選擇功率最小的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
在第三較佳實施例中,該些判斷參數的平均值係根據以下公式計算:;
當中Wavg
為該些判斷參數的平均值,即該些充電電池功率的平均值;W1
~Wn
為各充電電池對應的判斷參數,即各充電電池的功率;n為該些充電電池的數量。
當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:;
當中K為該設定參數,係一正整數;Wmax
為剩餘電量最多的充電電池的功率,即該些充電電池功率中的最大值;Wavg
為該些判斷參數的平均值。
當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:;
當中K為該設定參數,係一正整數;Wmin
為剩餘電量最少的充電電池的功率,即該些充電電池功率中的最小值;Wavg
為該些判斷參數的平均值。
請參閱圖5所示,係本發明第四較佳實施例,由於該些充電電池的剩餘電量與其所對應的內電阻也有關,當該些充電電池的剩餘電量越多時,其所對應的內電阻越小,因此,在第四較佳實施例中,該量測參數係該些充電電池的端電壓及電流,且該些判斷參數係該些充電電池的內電阻,而在讀取各充電電池的量測參數(S11)的步驟中,係進一步包含有以下子步驟: 讀取各充電電池的加載端電壓及電流(S111); 分別關閉各充電電池對應的第一開關以分別讀取各充電電池的空載端電壓(S112);其中該些量測參數係該些充電電池的加載端電壓、電流及空載端電壓。
該些判斷參數根據以下公式計算:;
當中R1
~Rn
為該些充電電池的內電阻,即該些充電電池的判斷參數;V1
~Vn
為該些充電電池的加載端電壓;I1
~In
為該些充電電池的電流;V1
’~Vn
’為該些充電電池的空載端電壓;n為該些充電電池的數量。
故在選擇剩餘電量最多的充電電池(S141)的步驟中,係選擇內電阻最小的充電電池為剩餘電量最多的充電電池,而在選擇剩餘電量最少的充電電池(S142)的步驟中,係選擇內電阻最大的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
在第四較佳實施例中,該些判斷參數的平均值係根據以下公式計算:;
當中Ravg
為該些判斷參數的平均值,即該些充電電池內電阻的平均值;R1
~Rn
為各充電電池對應的判斷參數,即各充電電池的內電阻;n為該些充電電池的數量。
當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:;
當中K為該設定參數,係一正整數;Rmin
為剩餘電量最多的充電電池的內電阻,即該些充電電池內電阻中的最小值;Ravg
為該些判斷參數的平均值。
當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:;
當中K為該設定參數,係一正整數;Rmax
為剩餘電量最少的充電電池的內電阻,即該些充電電池內電阻中的最大值;Ravg
為該些判斷參數的平均值。
請參閱圖6所示,該充放電平衡控制裝置10係包含有一正極11、一負極12、複數充電電池13、複數第一開關14及一控制模組15。
各該第一開關14係分別與其中一充電電池13串聯後,電連接於該正極11及該負極12之間。在本較佳實施例中,該些第一開關14係繼電器、絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)或金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)。
該控制模組15係分別電連接至該些第一開關14及該些充電電池13,以讀取各充電電池13的一量測參數,並分別根據各充電電池13的量測參數分別計算出一判斷參數,且進一步計算該些充電電池13的該些判斷參數的平均值。
該控制模組15根據該些充電電池13的充放電狀態選擇一對應的充電電池13,且根據該選擇的充電電池13的判斷參數及該些判斷參數的平均值計算一設定參數,並根據該設定參數設定一關閉時間,關閉該選擇的充電電池13對應的第一開關14該關閉時間後,重新開啟該選擇的充電電池13對應的第一開關14。
當該充放電平衡控制裝置10進行充放電時,即可控制該充放電平衡控制裝置10中的各個充電電池13的充放電狀態,利用選擇對應的過度充放電的充電電池13,暫停該選擇的充電電池13的充放電狀態,避免該選擇的充電電池13過度地充放電,如此一來,便可延長該充放電平衡控制裝置10中的該些充電電池13的使用壽命。
進一步而言,請參閱圖7所示,該充放電平衡控制裝置10還包含有複數第一高壓二極體D1、複數第二高壓二極體D2及複數第二開關14’。各該第一高壓二極體D1係分別具有一陽極及一陰極,且各該第一高壓二極體D1之陰極係連接至該正極11,而各該第一高壓二極體D1之陽極係分別透過其中一組串聯的第一開關14與充電電池13電連接至該負極12。
各該第二高壓二極體D2係分別具有一陽極及一陰極,且各該第二高壓二極體D2之陰極係分別與其中一第二開關14’電連接,以形成一組串聯的第二開關14’與第二高壓電極體D2。各組串聯的第二高壓二極體D2與第二開關14’係電連接於該正極11與其中一充電電池13的電池正極之間,其中各第二高壓二極體D2的陽極係直接或透過該第二開關14’間接地電連接至該正極11。在本較佳實施例中,該些第二開關14’係繼電器、絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)或金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)。
如此一來,當該充放電平衡控制裝置10充電時,充電電流係由該正極11流入該充放電平衡控制裝置10內部,並通過串聯的第二高壓二極體D2與第二開關14’流入對應的充電電池13中,且該控制模組15係利用該些第二開關14’控制對應的充放電電池13的充電狀態,而該控制模組15在充電係控制該些第一開關14開路,同時透過該些第一高壓二極體D1的設置,避免充電的反向電流對該些第一開關14造成損害。
反之,當該充放電平衡控制裝置10放電時,放電電流係由該負極12流入該充放電平衡控制裝置10內部,先通過該些充電電池13,再通過串聯的第一高壓二極體D1與第一開關14流至該正極11,且該控制模組15係利用該些第一開關14控制對應的充放電電池13的放電狀態,而該控制模組15在充電係控制該些第二開關14’開路,同時透過該些第二高壓二極體D1的設置,避免放電的電流對該些第二開關14’造成損害。
進一步而言,該控制模組15係執行本發明充放電平衡控制方法的第一至第四較佳實施例,以選擇對應的充電電池13,並透過控制該對應的充電電池13對應的第一開關14的啟閉,做為停止及重新啟動該選擇的充電電池的充放電狀態的具體技術手段,避免該選擇的充電電池13過度地充放電,達到延長該充放電平衡控制裝置10使用壽命的目的。
以上所述僅是本發明的較佳實施例而已,並非對本發明做任何形式上的限制,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然而並非用以限定本發明,任何熟悉本專業的技術人員,在不脫離本發明技術方案的範圍內,當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本發明技術方案的內容,依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
10‧‧‧充放電平衡控制裝置
11‧‧‧正極
12‧‧‧負極
13‧‧‧充電電池
14‧‧‧第一開關
14’‧‧‧第二開關
圖1係本發明充放電平衡控制方法之流程示意圖。 圖2係本發明充放電平衡控制方法第一較佳實施例之流程示意圖。 圖3係本發明充放電平衡控制方法第二較佳實施例之流程示意圖。 圖4係本發明充放電平衡控制方法第三較佳實施例之流程示意圖。 圖5係本發明充放電平衡控制方法第四較佳實施例之流程示意圖。 圖6係本發明充放電平衡控制裝置較佳實施例之電路示意圖。 圖7係本發明充放電平衡控制裝置另一較佳實施例之電路示意圖。
Claims (26)
- 一種充放電平衡控制方法,係控制一充放電平衡控制裝置中的各個充電電池的充放電狀態,該充放電平衡控制方法包含有以下步驟: 讀取各充電電池的一量測參數; 根據各充電電池的量測參數分別計算出一判斷參數; 計算該些充電電池的該些判斷參數的平均值; 根據該充放電平衡控制裝置的充放電狀態選擇一對應的充電電池; 根據該選擇的充電電池的判斷參數及該些判斷參數的平均值計算一設定參數; 根據該設定參數設定一關閉時間; 停止該選擇的充電電池的充放電狀態該關閉時間後,重新啟動該選擇的充電電池的充放電狀態。
- 如請求項1所述之充放電平衡控制方法,係進一步預設有一倍率參數,且其中在根據該設定參數設定一關閉時間的步驟中,係根據以下公式計算該關閉時間:; 當中Toff 為該關閉時間,且該關閉時間的單位為秒;K為該設定參數;s為該倍率參數。
- 如請求項1或2所述之充放電平衡控制方法,其中在該根據該充放電平衡控制裝置的充放電狀態選擇一對應的充電電池的步驟中: 當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係充電狀態時,係選擇剩餘電量最多的充電電池; 當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係放電狀態時,係選擇剩餘電量最少的充電電池。
- 如請求項3所述之充放電平衡控制方法,其中: 該量測參數係該些充電電池的端電壓,且該判斷參數等於該量測參數; 在選擇剩餘電量最多的充電電池的步驟中,係選擇端電壓最大的充電電池為剩餘電量最多的充電電池; 在選擇剩餘電量最少的充電電池的步驟中,係選擇端電壓最小的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
- 如請求項4所述之充放電平衡控制方法,其中當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Vmax 為剩餘電量最多的充電電池的端電壓,即該些充電電池端電壓中的最大值;Vavg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項4所述之充放電平衡控制方法,其中當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Vmin 為剩餘電量最少的充電電池的端電壓,即該些充電電池端電壓中的最小值;Vavg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項3所述之充放電平衡控制方法,其中: 該量測參數係該些充電電池的端電壓及電流,且該些判斷參數係該些充電電池的功率,而該些判斷參數根據以下公式計算:; 當中W1 ~Wn 為該些充電電池的功率,即該些充電電池的判斷參數;V1 ~Vn 為該些充電電池的端電壓;I1 ~In 為該些充電電池的電流;n為該些充電電池的數量; 在選擇剩餘電量最多的充電電池的步驟中,係選擇功率最大的充電電池為剩餘電量最多的充電電池; 在選擇剩餘電量最少的充電電池的步驟中,係選擇功率最小的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
- 如請求項7所述之充放電平衡控制方法,其中當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Wmax 為剩餘電量最多的充電電池的功率,即該些充電電池功率中的最大值;Wavg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項7所述之充放電平衡控制方法,其中當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Wmin 為剩餘電量最少的充電電池的功率,即該些充電電池功率中的最小值;Wavg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項3所述之充放電平衡控制方法,其中: 在讀取各充電電池的量測參數的步驟中,係進一步包含有以下子步驟: 讀取各充電電池的加載端電壓及電流; 分別關閉各充電電池對應的第一開關以分別讀取各充電電池的空載端電壓; 該些量測參數係該些充電電池的加載端電壓、電流及空載端電壓; 該些判斷參數係該些充電電池的內電阻,而該些判斷參數根據以下公式計算:; 當中R1 ~Rn 為該些充電電池的內電阻,即該些充電電池的判斷參數;V1 ~Vn 為該些充電電池的加載端電壓;I1 ~In 為該些充電電池的電流;V1 ’~Vn ’為該些充電電池的空載端電壓;n為該些充電電池的數量; 在選擇剩餘電量最多的充電電池的步驟中,係選擇內電阻最小的充電電池為剩餘電量最多的充電電池; 在選擇剩餘電量最少的充電電池的步驟中,係選擇內電阻最大的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
- 如請求項10所述之充放電平衡控制方法,其中當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Rmin 為剩餘電量最多的充電電池的內電阻,即該些充電電池內電阻中的最小值;Ravg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項10所述之充放電平衡控制方法,其中當該充放電平衡控制裝置中的充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Rmax 為剩餘電量最少的充電電池的內電阻,即該些充電電池內電阻中的最大值;Ravg 為該些判斷參數的平均值。
- 一種充放電平衡控制裝置,係包含有: 一正極; 一負極; 複數充電電池; 複數第一開關,各該第一開關係分別與其中一充電電池串聯後,電連接於該正極與該負極之間;及 一控制模組,係分別電連接至該些第一開關及該些充電電池,以讀取各充電電池的一量測參數,並分別根據各充電電池的量測參數分別計算出一判斷參數,且進一步計算該些充電電池的該些判斷參數的平均值; 其中該控制模組根據該些充電電池的充放電狀態選擇一對應的充電電池,且根據該選擇的充電電池的判斷參數及該些判斷參數的平均值計算一設定參數,並根據該設定參數設定一關閉時間,關閉該選擇的充電電池對應的第一開關該關閉時間後,重新開啟該選擇的充電電池對應的第一開關。
- 如請求項13所述之充放電平衡控制裝置,係進一步包含有: 複數第一高壓二極體,各該第一高壓二極體係分別具有一陽極及一陰極,且各該第一高壓二極體之陰極係連接至該正極,而各該第一高壓二極體之陽極係分別透過其中一組串聯的第一開關與充電電池電連接至該負極; 複數第二開關;及 複數第二高壓二極體,各該第二高壓二極體係分別具有一陽極及一陰極,而各該第二高壓二極體之陰極係分別與其中一第二開關電連接,以形成一組串聯的第二開關及第二高壓電極體,其中各組串聯的第二高壓二極體與第二開關係電連接於該正極與其中一充電電池的電池正極之間,且其中各第二高壓二極體的陽極係直接地電連接至該正極或透過該第二開關間接地電連接至該正極。
- 如請求項13所述之充放電平衡控制裝置,其中該些第一開關及該些第二開關係繼電器、絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)或金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)。
- 如請求項13所述之充放電平衡控制裝置,其中該控制模組係進一步預設有一倍率參數,且係根據以下公式計算該關閉時間:; 當中Toff 為該關閉時間,且該關閉時間的單位為秒;K為該設定參數;s為該倍率參數。
- 如請求項13至16中任一項所述之充放電平衡控制裝置,其中: 當該些充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該控制模組係選擇剩餘電量最多的充電電池; 當該些充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該控制模組係選擇剩餘電量最少的充電電池。
- 如請求項17所述之充放電平衡控制裝置,其中: 該量測參數係該些充電電池的端電壓,且該判斷參數等於該量測參數; 該控制模組係選擇端電壓最大的充電電池為剩餘電量最多的充電電池,及選擇端電壓最小的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
- 如請求項18所述之充放電平衡控制裝置,其中當該些充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Vmax 為剩餘電量最多的充電電池的端電壓,即該些充電電池端電壓中的最大值;Vavg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項18所述之充放電平衡控制裝置,其中當該些充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Vmin 為剩餘電量最少的充電電池的端電壓,即該些充電電池端電壓中的最小值;Vavg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項17所述之充放電平衡控制裝置,其中: 該量測參數係該些充電電池的端電壓及電流,且該些判斷參數係該些充電電池的功率,而該些判斷參數根據以下公式計算:; 當中W1 ~Wn 為該些充電電池的功率,即該些充電電池的判斷參數;V1 ~Vn 為該些充電電池的端電壓;I1 ~In 為該些充電電池的電流;n為該些充電電池的數量; 該控制模組係選擇功率最大的充電電池為剩餘電量最多的充電電池,及選擇功率最小的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
- 如請求項21所述之充放電平衡控制裝置,其中當些充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Wmax 為剩餘電量最多的充電電池的功率,即該些充電電池功率中的最大值;Wavg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項21所述之充放電平衡控制裝置,其中當該些充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Wmin 為剩餘電量最少的充電電池的功率,即該些充電電池功率中的最小值;Wavg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項17所述之充放電平衡控制裝置,其中: 該控制模組係進一步讀取各充電電池的加載端電壓及電流,並分別關閉各充電電池對應的第一開關以分別讀取各充電電池的空載端電壓; 該些量測參數係該些充電電池的加載端電壓、電流及空載端電壓; 該些判斷參數係該些充電電池的內電阻,而該些判斷參數根據以下公式計算:; 當中R1 ~Rn 為該些充電電池的內電阻,即該些充電電池的判斷參數;V1 ~Vn 為該些充電電池的加載端電壓;I1 ~In 為該些充電電池的電流;V1 ’~Vn ’為該些充電電池的空載端電壓;n為該些充電電池的數量; 該控制模組係選擇內電阻最小的充電電池為剩餘電量最多的充電電池,及在選擇剩餘電量最少的充電電池的步驟中,係選擇內電阻最大的充電電池為剩餘電量最少的充電電池。
- 如請求項24所述之充放電平衡控制裝置,其中當該些充電電池的充放電狀態係充電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Rmin 為剩餘電量最多的充電電池的內電阻,即該些充電電池內電阻中的最小值;Ravg 為該些判斷參數的平均值。
- 如請求項24所述之充放電平衡控制裝置,其中當該些充電電池的充放電狀態係放電狀態時,該設定參數係根據以下公式計算:; 當中K為該設定參數,係一正整數;Rmax 為剩餘電量最少的充電電池的內電阻,即該些充電電池內電阻中的最大值;Ravg 為該些判斷參數的平均值。
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