电池模块、电池模块供电管理方法及其装置制造方法
【专利摘要】一种电池模块供电管理方法，应用在供电给一负载的一电池模块上，其包含N，N≧2个电池单元、N个线性调整器以及N个一对一地对应电耦接该N个电池单元与该N个线性调整器的开关，所述线性调整器的一输出端彼此并联且与一负载电耦接；该方法先控制该N个开关全部导通，使得每一个电池单元的一输出电流经由相对应的该线性调整器的输出端输出，并汇总成一总电流供给该负载，再取得该N个电池单元的所述输出电流，并判断所述输出电流的该总电流小于该电池单元的额定电流的M倍且大于该额定电流的(M-1)倍时，控制该N个开关中的M个导通，且2≦M≦N。本发明还提供一电池模块供电管理装置。
【专利说明】电池模块、电池模块供电管理方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池模块、电池模块供电管理方法及其装置，特别是涉及一种可适时调整电池模块中电池单元的并联数目的电池模块、电池模块供电管理方法及其装置。
【背景技术】
[0002]人们日常生活中使用的许多电器，例如电视、计算机、电话、打印机、手机、游戏机及可携式音乐播放器等其实都是使用直流电工作，因此，直流供电系统在现今的电子产品中扮演了相当重要的角色，它可维持直流电源的稳定供应或机动性，使电子产品不致因缺电而受限。
[0003]举例而言,不断电系统UPS (Uninterruptible Power Supply)于供应计算机的电源发生不正常中断或是电流不稳定时，担负起暂时紧急供应电源的功能，使计算机不会因停电而被迫流失数据，或者造成系统的毁损。参见图1所示，现有一种不断电装置I具有一将三相交流电源100转成单相交流电源的电压分配单元11，一将电压分配单元11输出的单相交流电源转成一直流电的电源供应单兀12，其输出直流电供给一负载，例如服务器200，同时输出直流电至一充电电路13，使将直流电转成电池14的额定电压并对电池14充电。电池14还与一变压模块15电稱接，且一开关16电稱接在电池14与服务器200之间并受电源供应单元12控制。当交流电源100停止输出电力时，电源供应单元12控制开关16导接变压模块15与服务器200，使电池14输出电力并经由变压模块15转成服务器200所需的直流电，再经由开关16供给服务器200，借此达到不断电的目的。
[0004]但现有不断电装置I只能供单一负载使用，且其除了需要使用电压分配单元11将交流电转成直流电外，其变压模块15大多采用电路复杂、成本高且体积较大的交换(切换)式直流-直流转换器，使得不断电装置I的整体体积无法缩小且成本无法下降，而不适于应用在要求轻薄短小的电子产品或设备中。
【发明内容】
[0005]本发明的一目的在于提供一种电池模块，其可根据负载所需电流，适时调整供电的并联电池单元数目，以延长电池模块的工作时间及提升其效能。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种应用于上述电池模块的电池模块供电管理方法，其可根据负载所需电流，适时调整电池模块中的并联电池单元数目。
[0007]本发明的再一目的在于提供一种具上述电池模块的电池模块供电管理装置，其除了能缩小整体体积外，还可减少制造成本，并能提升电力转换效率
[0008]本发明提供一种电池模块，用以供电给一负载，其包含:N，N 3 2个并联的电池单元；N个线性调整器；N个开关，其一对一地对应电耦接在该N个电池单元与该N个线性调整器的一输入端之间，且该N个线性调整器的一输出端彼此并联且与该负载电耦接；及一电池管理单元，其用以控制该N个开关与该N个电池单元的导接数目。
[0009]较佳地，当该N个电池单元要开始放电时，该电池管理单元控制该N个开关全部导通，使该N个线性调整器分别与相对应的该N个电池单元导接，以将每一个电池单元的一输出电流经由相对应的该线性调整器的输出端输出，并汇总成一总电流供给该负载。
[0010]较佳地，该电池管理单元取得该N个电池单元的所述输出电流，并判断所述输出电流的该总电流小于该电池单元的一额定电流的M倍且大于该额定电流的(M-1)倍时，控制该N个开关中的M个导通，其中2 = M兰N。
[0011]较佳地，该电池管理单元判断该总电流小于一比该电池单元的额定电流小的默认值时，其控制该N个开关全部导通，若否，则控制该N个开关中的I个导通。
[0012]较佳地，该电池管理单元还判断该总电流大于该额定电流的N倍时，则控制该N个开关断开。
[0013]较佳地，该电池模块还包括一受该电池管理单元控制的充电电路，其与一直流电源电耦接，以取得该直流电源的电力并对所述电池单元充电。
[0014]再者，本发明提供一种电池模块供电管理方法，应用在供电给一负载的一电池模块上，该电池模块包含N，N 3 2个并联的电池单元、N个线性调整器及N个开关，该N个开关一对一地对应电耦接在该N个电池单元与该N个线性调整器的一输入端之间，且该N个线性调整器的一输出端彼此并联且与该负载电耦接，以及一电池管理单元，其用以控制该N个开关与该N个电池单元的导接数目，该方法包括:(A)当该N个电池单元要开始放电时，该电池管理单元控制该N个开关全部导通，使该N个线性调整器分别与相对应的该N个电池单元导接，以将每一个电池单元的一输出电流经由相对应的该线性调整器的该输出端输出，并汇总成一总电流供给该负载 '及(B)该电池管理单元取得该N个电池单元的所述输出电流，并判断所述输出电流的该总电流小于该电池单元的一额定电流的M倍且大于该额定电流的(M-1)倍时，控制该N个开关中的M个导通，且2 ^ M ^ N0
[0015]较佳地，该电池模块供电管理方法还包括步骤(C):该电池管理单元判断该总电流小于一比该电池单元的额定电流小的默认值时，其控制该N个开关全部导通，若否，则控制该N个开关中的I个导通。
[0016]较佳地，在步骤(B)之前，该电池管理单元判断该总电流大于该额定电流的N倍时，其控制该N个开关全部断开。
[0017]此外，本发明提供一种电池模块供电管理装置，可接受一直流电源输入并用以供电给一负载，其包含:一电源线，其电稱接在该直流电源与该负载之间，以传输电力给该负载；一电池模块，其与该电源线电耦接，以取得该直流电源的电力并储存，并包括N，N 3 2个并联的电池单元、N个线性调整器、N个一对一地对应电耦接在该N个电池单元与该N个线性调整器的一输入端之间的开关，且该N个线性调整器的一输出端彼此并联且与该电源线电耦接，及一电池管理单元，其用以控制该N个开关与该N个电池单元的导接数目；一电压侦测电路，其与该电源线电耦接；以及一控制单元，其与该电池模块及该电压侦测电路电耦接。
[0018]较佳地，该电压侦测电路侦测该直流电源的一电压低于一第一默认值时，产生一第一触发讯号，且该控制单元根据该第一触发讯号产生一控制讯号控制该电池模块输出电力经由该电源线供给该负载。
[0019]较佳地，当该电池模块输出电力时，该电池管理单元控制该N个开关全部导通，使该N个线性调整器与相对应的该N个电池单元导接，以将每一个电池单元的一输出电流经由相对应的该线性调整器的该输出端输出至该电源线而汇总成一总电流供给该负载。
[0020]较佳地，该电池管理单元取得该N个电池单元的所述输出电流，并判断所述输出电流的该总电流小于该电池单元的一额定电流的M倍且大于该额定电流的(M-1)倍时，控制该N个开关中的M个导通，其中2 = M兰N。
[0021]较佳地，该电池管理单元判断该总电流小于一比该电池单元的额定电流小的默认值时，其控制该N个开关全部导通，若否，则控制该N个开关中的I个导通。
[0022]较佳地，该电池管理单元还判断该总电流大于该额定电流的N倍时，则控制该N个开关断开。
[0023]较佳地，该电池模块还包括一受该电池管理单元控制的充电电路，其与该直流电源电耦接，以取得该直流电源的电力并对所述电池单元充电。
[0024]较佳地，该电池模块供电管理装置还包含一电耦接在该电源线，并与该控制单元电耦接的开关及一电耦接在该开关与另一电池模块供电管理装置的一电源线之间，且与该控制单元电耦接的电流侦测电路，且该开关使该电源线与该电流侦测电路恒导接。
[0025]较佳地，该电流侦测电路侦测该电源线由该电池模块供电管理装置流至该另一电池模块供电管理装置的电流大于一第二默认值时，产生一第二触发讯号给该控制单元，使该控制单元根据该第二触发讯号控制该开关断开该电源线与该电流侦测电路。
[0026]本发明的有益效果在于:借由在电池模块的数个并联电池单元与相对应的数个线性调整器的输入端之间对应电耦接数个开关，并由电池管理单元根据负载所需总电流的大小，对应调整控制开关导通的数量，即调整电池单元并联数目，让总电流集中由与线性调整器对应导接的电池单元输出，可使电池单元的输出电压较小，而降低线性调整器输入端与输出端之间的压差，以减少在线性调整器上的能量损失，而相对提高线性调整器的转换效率，并且采用线性调整器作为降压转换电路，可进一步缩小电池模块体积、降低功率组件上的温升、延长电池模块的工作时间，以及应用该电池模块的电池模块供电管理装置的电路设计简单，整体体积、耗电量及成本也能相对降低，并且可提升电池模块供电管理装置的反应时间，进而达到提升系统整体工作效率的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是一电路方块图，说明现有一种不断电系统装置。
[0028]图2是一电路方块图，说明本发明电池模块的一较佳实施例。
[0029]图3是一电路示意图，说明本发明实施例中的一电池的等效电路。
[0030]图4是一电路方块图，说明本发明实施例中电池模块的电池单元分别与相对应的线性调整器电耦接时的供电态样。
[0031]图5是一流程图，说明本发明电池供电管理方法的一较佳实施例的流程步骤。
[0032]图6是一电路方块图，说明本发明的电池模块应用在一电池模块供电管理装置中的一较佳实施例。
[0033]图7是一电路示意图，说明将数个图6所示的电池模块供电管理装置串联连接使用时，所述电池模块供电管理装置可以实时地互相支持电力。
[0034]图8是一电路方块图，说明本发明电池模块供电管理装置的另一较佳实施例。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0036]参见图2所示，是一电路方块图，说明本发明电池模块的一较佳实施例。该电池模块300主要供电给一负载10，其包含由N (N ^ 2，且N为正整数)个电池单元并联组成的一电池组40、N个线性调整器(Iinearregulator)、N个开关及一电池管理单元30,在本实施例中是以N=3为例，但并不以此为限，且此处所指的电池单元可以是单一电池，也可以是一串联电池。其中三个开关SW1、SW2、SW3 —对一地对应电耦接在三个电池单元41、42、43与三个线性调整器31、32、33的输入端之间，用以导接或断开电池单元41、42、43与线性调整器31、32、33，且所述线性调整器31、32、33的输出端彼此并联再与负载10电耦接。又所述电池单元41、42、43是可充电电池，且如图2所示，电池模块300还包括一受电池管理单元30控制的充电电路34，其可与一直流电源电耦接，以取得直流电源的电力并对电池组40中的所述电池单元41、42、43充电。
[0037]再参见图3所示，是本实施例的各个电池单元41、42、43的一般等效电路示意图，其具有一内部电压Vb及一内部电阻Rb，因此如下式(I)所示，其输出电压V_battery实际上是内部电压Vb减去输出电流Ib在内部电阻Rb上产生的压降。
[0038]V_battery=Vb -1b*Rb.....(I)
[0039]其中Ib为各个电池单元41、42、43的输出电流，且由式(I)可以知，当输出电流Ib越大，将造成在电阻Rb上的跨压变大，则使得电池单元41、42、43的外部电压V_battery降低。
[0040]而为了提供足够的电流给负载10，如图4所示，通常一般的做法会让三个电池单元41、42、43与三个线性调整器31、32、33 —对一地电耦接，使所述电池单元41、42、43的输出电流il、i2、i3由相对应的线性调整器31、32、33的输出端输出并汇集成总电流i输出给负载10。
[0041]然而，由于线性调整器31?33的特性是低压差转换，亦即其输入端与输出端的电压差越小时，转换效率越佳。因此，在本实施例中，当负载10所需的总电流i刚好是电池单元的额定电流(最大输出电流)的3倍时，输出电流il、i2、i3刚好是电池单元的额定电流(current rating),此时各个电池单元41?43的输出电压V_battery最小而与相对应的各个线性调整器31?33的输出电压V_LR的压差最小，则线性调整器31?33的转换效率最高；但是，当负载10所需的总电流i比额定电流的2倍还少，甚至只需要一颗电池就足够提供电流时，输出电流il、i2、?3将因只平均分摊到总电流i的三分之一，使得各个电池单元41?43的输出电压V_battery增加，而与相对应的各个线性调整器31?33的输出电压V_LR的压差变大，导致线性调整器31?33不但转换效率变差且易因温度升高而烧毁。
[0042]因此，若能降低线性调整器31?33的输入端的电压(即电池单元41、42、43的外部电压V_battery)与线性调整器31、32、33的输出端的电&V_LR间的电压差(AV)，将可减少线性调整器31、32、33上的能量转换损失(P=AV*i)。以下将进一步说明。
[0043]如下式所示，单一线性调整器上的跨压Λ V可以表示为:
[0044]Δ V=V_battery - V_LR=Vb -1*Rb - V_LR.....(2)
[0045]利用上式(2)，则若只导接一电池单元41与一线性调整器31时，线性调整器31的功率损失可以下式表示:
[0046]Pl= Δ V*i= (Vb -1*Rb - V_LR) *1.....(3)
[0047]因此，由上式(3)可以推导出若两个电池单元41、42与两个线性调整器31、32 —对一导接时，线性调整器31、32分别功率损失如下式:
[0048]P2= (Vb - (i/2) *Rb - V_LR) *1.....(4)
[0049]同理可以推导出若三个电池单元41、42、43与三个线性调整器31、32、33 —对一导接时,线性调整器31、32、33分别功率损失如下式:
[0050]P3= (Vb - (i/3) *Rb - V_LR) *1.....(5)
[0051]故由上式(3)?(5)，可推导出N个电池单元与N个线性调整器一对一导接时，每个线性调整器的功率损失如下式:
[0052]PN= (Vb - (i/N) *Rb - V_LR) *1.....(6)
[0053]所以，由式(6)可以清楚得知，当电池单元与线性调整器一对一导接的数目增加，电池单元的输出电流将减少，使得电池单元的外部电压V_battery相对增加，导致线性调整器的输入端与输出端之间的电压差变大，而造成线性调整器上的功率损失增加，因此若能根据负载10所需的总电流i，适时调整电池单元41、42、43与线性调整器31、32、33 —对一导接的数目，将可以减少在线性调整器31、32、33上能量的浪费。
[0054]因此，参见图5所示，其是本发明电池模块供电管理方法的一较佳实施例的流程图，在此实施例中是以图2为例的电池模块300来做说明。当电池模块300要开始放电供电给负载10时，本实施例电池模块供电管理方法首先由电池管理单元30执行步骤SI，控制所述开关SW1、SW2、SW3导通，使全部线性调整器31?33的输入端分别与全部电池单元41?43 —对一导接，以将各该电池单元41?43的输出电压V_battery适当降压,转换成负载10所需的电压V_LR，同时，所述电池单元41?43的输出电流il、i2、i3分别流入对应导接的线性调整器31?33，并从线性调整器31?33的输出端输出并汇总成总电流i (即i=il+i2+i3)后输出至负载10。
[0055]然后，经过一默认时间后，电池管理单元30执行步骤S2，从所述电池单元41?43取得其输出电流il、i2、i3，并执行步骤S3，判断所述输出电流il、i2、?3的总和(即总电流i)是否大于电池单元41 (42或43)的一额定电流(或称最大输出电流)1的N(在此实施例中，N=3)倍，若是，表示总电流i过电流，则电池管理单元30执行步骤S4，控制所述开关SW1、Sff2, SW3断开(不导通)，以防止线性调整器31?33因流经电流过大而烧毁。若否，电池管理单元30执行步骤S5，判断总电流i是否小于额定电流I的M倍且大于该额定电流I的(M-1)倍，其中2兰M兰N，在本实施例中，N=3，则M可能是2或3。
[0056]当M=3，且若步骤S5为是，则电池管理单元30判断总电流i小于额定电流I的
3(M=3)倍且大于该额定电流I的2(M-1=2)倍时，则执行步骤S6，令N个开关中的M个导通，此时M=3，即控制该3个开关SW1、SW2、SW3全部导通。或者，当M=2，电池管理单元30判断总电流i小于额定电流I的2(M=2)倍且大于该额定电流I的I (M-1=I)倍(即额定电流)时，则如步骤S6，控制该3个开关SWl、Sff2, SW3中的2个导通。借此，让总电流i只由与线性调整器31?33其中两个导接的电池单元输出，例如只由与线性调整器31、32导接的两个电池单元41、42平均输出电流il、i2，而使流过电池单元41、42的内部电阻Rb的输出电流il、i2较大，而在内部电阻Rb上产生较大的压降，使得电池单元41、42的输出电压V_battery较小，而降低与其对应电耦接的线性调整器31、32的输入端与输出端之间的压差，以减少在线性调整器31、32上的能量损失，并相对提高线性调整器31、32的转换效率。
[0057]再者，观察上式⑴可知，当负载10所需的总电流i过小而只需要一个电池单元，例如电池单元41的输出电流il供给负载10时，由于总电流i (即电池的输出电流il)与电池的内部电阻Rb的乘积i*Rb相对于Vb过小，并无法有效达到降低电池单元的外部电压V_battery的效果。例如，假设电池单元41内部电压Vb为4V，电池单元41的内部电阻Rb为25πιΩ，输出电流il (即总电流i)为1A，将上述参数代入式(I)计算可得:
[0058]V_battery=Vb -1*Rb=4 - l*25m Ω =3.975V.....(7)
[0059]由式(7)可知，当输出电流il太小时，电池单元41的内部电阻Rb上的跨压仅会造成外部电压V_battery下降0.625%,对于降低电池单元41的外部电压V_battery的效果不大，造成线性调整器31输出入两端之间的跨压过大，导至致线性调整器31功率损失提高并且温度上升，易使线性调整器31因持续承受高温而毁损。
[0060]因此，再回到步骤S5，若判断结果为否，电池管理单元30则执行步骤S7，进一步判断总电流i是否小于一比电池单元41(42或43)的额定电流I还要小的默认值(例如额定电流4A，默认值1A)，若是，表示总电流i过小，电池管理单元30则执行步骤S8，控制3个开关SWl?SW3全部导通，让全部的电池单元41?43与全部的线性调整器31?33 —对一地导接，使全部的电池单元41?43平均分摊总电流且平均流过所分别导接的线性调整器31?33，让全部的线性调整器31?33平均分摊功率损失，可避免线性调整器31?33因承受高温而毁损。
[0061]而若步骤S7的判断为否，表示总电流i小于额定电流I但大于该默认值，电池管理单元30则执行步骤S9，控制该3个开关SWl?SW3中的I个导通，使其中一个电池单元，例如电池单元41与一个线性调整器31对应导接，而如上式(I)所示，降低线性调整器31的输入端与输出端之间的压差，以减少在线性调整器31上的能量损失，而相对提高线性调整器31的转换效率。
[0062]再参见图6所示，本实施例的电池模块300可应用在一电池模块供电管理装置2，例如直流不断电装置，该电池模块供电管理装置2接受一直流电源3输入，以供应电力给一负载4，且电池模块供电管理装置2可以与另一电池模块供电管理装置5串联。该电池模块供电管理装置2包含一电源线21、该电池模块300、一电压侦测电路23、一开关24、一电流侦测电路25及一控制单元26。在此实施例中，该电源线21例如一直流总线(DCBus)，其与直流电源3及负载4电耦接，以传输直流电源3的电力给负载4，负载4在本实施例中可以是任何使用直流电的电子装置或电子设备，例如笔记本电脑、服务器等。而另一电池模块供电管理装置5可以是具有与电池模块供电管理装置2完全相同的电路架构或是具有不同的电路架构，且电流侦测电路25是电耦接在另一电池模块供电管理装置5传输电力的一电源线51上。值得注意的是，本发明的应用不限于直流不断电装置，其亦可以适用于具有并联型电池组及线性调整器的相关应用中。
[0063]又如上所述，电池模块300与电源线21电耦接，以取得直流电源3的电力并储存。
[0064]电压侦测电路23与电源线21电耦接，以侦测直流电源3的一电压Vdc，并于判断电压Vdc低于一第一默认值时，表示直流电源3供电不正常，例如停止供电或供电不稳，电压侦测电路23会产生一第一触发讯号给控制单兀26,该控制单兀26根据该第一触发讯号产生一控制讯号，以控制电池模块300输出电力经由电源线21供应给负载4,而达到使负载4不断电的目的，此时，电池模块300中的线性调整器31?33会将所对应导接的电池单元41?43的外部电压V_battery转成与直流电源Vdc相同的电压(即负载4所需的电压)再输出至电源线21。同时，电池模块300会如同上述，根据负载4所需电流大小，决定要由多少个并联电池单元来输出电流，有效控制线性调整器具有最佳转换效率、降低功率组件上的温升，以延长电池模块300的工作寿命，并使得应用该电池模块300的电池模块供电管理装置2的整体体积、耗电量及成本也能相对降低，并且可提升电池模块供电管理装置2的反应时间，进而达到提升系统整体工作效率的效果。
[0065]开关24电耦接在电源线21上，用以控制电流侦测电路25与电源线21导接与否，并受控制单元26控制，且开关24是恒导通(ON)状态，亦即使电源线21与电流侦测电路25恒导接，因此，当电池模块供电管理装置2与另一电池模块供电管理装置5皆正常供电时，电池模块供电管理装置2输出的第二电流12与另一电池模块供电管理装置5输出的第一电流Il相当，因此，电池模块供电管理装置2无需提供第二电流12给另一电池模块供电管理装置5，而当电池模块供电管理装置2正常供电，但另一电池模块供电管理装置5无法正常供电时，电池模块供电管理装置2输出的第二电流12即能经由电源线21、开关24及电流侦测电路25及时供电给另一电池模块供电管理装置5，使能持续供电给电耦接在其电源线51上的另一负载6，直到另一电池模块供电管理装置5恢复正常供电，借此达到使另一电池模块供电管理装置5不断电的目的。当然，在上述实施例中，若直流电源3供电不正常而改由电池模块供电管理装置2的电池模块300供电时，电池模块300亦能够经由电源线21、开关24及电流侦测电路25及时供电给另一电池模块供电管理装置5。
[0066]而且，电流侦测电路25会持续侦测电源线21上流经的电流是否过大，例如侦测由电池模块供电管理装置2流至另一电池模块供电管理装置5的第二电流12是否大于一第二默认值(例如另一电池模块供电管理装置5发生短路而过电流)，并于侦测到电源线21过电流时，即产生一第二触发讯号给控制单元26，令控制单元26根据第二触发讯号控制开关24断开(不导接)电源线21与电流侦测电路25，以保护电池模块供电管理装置2本身电路不致因输出电流过大(过电流)而烧毁。
[0067]借此，如图7所示，借由将数个本实施例的电池模块供电管理装置Ul?Un透过其开关SI?Sn串联连接时，当其中一个电池模块供电管理装置，例如电池模块供电管理装置U3无法正常供电给其负载L3时，电池模块供电管理装置U2会经由开关S2及时供电给电池模块供电管理装置U3所电耦接的负载L3 ;同理，当电池模块供电管理装置U2无法正常供电时，电池模块供电管理装置Ul亦能及时提供电力给电池模块供电管理装置U2，而达到电池模块供电管理装置Ul?Un之间适时相互支持电力的功效。
[0068]值得一提的是，本实施例的电池模块供电管理装置的电池模块300采用的线性调整器具有反应速度较快、低功耗、体积小、成本低等优点，因此还能具体减少电池模块供电管理装置2的体积、耗电量及成本，并提升电池模块供电管理装置2的反应速度。
[0069]另外，如图8所示，电池模块供电管理装置2亦可省略图6中的开关24及电流侦测电路25，而作为一独立的(不支持其它装置电力)直流不断电装置，亦即当电压侦测电路23侦测直流电源3的电压Vdc，并于判断电压Vdc低于第一默认值时，即产生第一触发讯号给控制单元26，使控制电池模块300输出电力至电源线21以供给负载4，而达到使负载4不断电的目的,此时，电池模块300会根据负载4所需电流大小，决定要由多少个并联电池单元来输出电流，以提升系统整体工作效率。
[0070]综上所述，本实施例的电池模块300借由在多个电池单元与相对应的多个线性调整器的输入端之间对应电耦接多个控制电池单元与线性调整器导接与否的开关，并由电池管理单元30根据负载所需总电流i的大小，对应控制开关导通的数量，让总电流i集中由与线性调整器对应导接的电池单元输出，即调整电池单元并联的数量，可使电池单元的输出电压V_battery较小，而降低线性调整器的输入端与输出端之间的压差，以减少在线性调整器上的能量损失，而相对提高线性调整器的转换效率、降低功率组件上的温升，并且采用线性调整器作为降压转换电路，可进一步缩小电池模块300体积、延长电池模块300的操作时间及应用该电池模块300的电池模块供电管理装置2的整体体积、耗电量及成本也相对降低，并且可提升电池模块供电管理装置2的反应时间，确实达成本发明的目的。
【权利要求】
1.一种电池模块供电管理方法，应用在供电给一负载的一电池模块上，该电池模块包含N，N会2个并联的电池单元、N个线性调整器及N个开关，该N个开关一对一地对应电耦接在该N个电池单元与该N个线性调整器的一输入端之间，且该N个线性调整器的一输出端彼此并联且与该负载电耦接，以及一电池管理单元，其用以控制该N个开关与该N个电池单元的导接数目，其特征在于: 该方法包括: (A)当该N个电池单元要开始放电时，该电池管理单元控制该N个开关全部导通，使该N个线性调整器分别与相对应的该N个电池单元导接，以将每一个电池单元的一输出电流经由相对应的该线性调整器的该输出端输出，并汇总成一总电流供给该负载；及 (B)该电池管理单元取得该N个电池单元的所述输出电流，并判断所述输出电流的该总电流小于该电池单元的一额定电流的M倍且大于该额定电流的(M-1)倍时，控制该N个开关中的M个导通，且2兰M兰N。
2.根据权利要求1所述的电池模块供电管理方法，其特征在于:该方法还包括步骤(C):该电池管理单元判断该总电流小于一比该电池单元的额定电流小的默认值时，其控制该N个开关全部导通，若否，则控制该N个开关中的I个导通。
3.根据权利要求1所述的电池模块供电管理方法，其特征在于:在步骤(B)之前，该电池管理单元判断该总电流大于该额定电流的N倍时，其控制该N个开关全部断开。
4.一种电池模块，用以供电给一负载，其特征在于: 该电池模块包含: N个并联的电池单元，其中N 3 2 ; N个线性调整器； N个开关，其一对一地对应电耦接在该N个电池单元与该N个线性调整器的一输入端之间，且该N个线性调整器的一输出端彼此并联且与该负载电耦接；及 一电池管理单元，其用以控制该N个开关与该N个电池单元的导接数目。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于:当该N个电池单元要开始放电时，该电池管理单元控制该N个开关全部导通，使该N个线性调整器分别与相对应的该N个电池单元导接，以将每一个电池单元的一输出电流经由相对应的该线性调整器的输出端输出，并汇总成一总电流供给该负载。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于:该电池管理单元取得该N个电池单元的所述输出电流，并判断所述输出电流的该总电流小于该电池单元的一额定电流的M倍且大于该额定电流的(M-1)倍时，控制该N个开关中的M个导通，其中2 = M = N。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于:该电池管理单元判断该总电流小于一比该电池单元的额定电流小的默认值时，其控制该N个开关全部导通，若否，则控制该N个开关中的I个导通。
8.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于:该电池管理单元还判断该总电流大于该额定电流的N倍时，则控制该N个开关断开。
9.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于:该电池模块还包括一受该电池管理单元控制的充电电路，其与一直流电源电耦接，以取得该直流电源的电力并对所述电池单元充电。
10.一种电池模块供电管理装置，可接受一直流电源输入并用以供电给一负载，其特征在于: 该电池模块供电管理装置包含: 一电源线，电耦接在该直流电源与该负载之间，以传输电力给该负载； 一电池模块，与该电源线电耦接，以取得该直流电源的电力并储存，并包括: N个并联的电池单元，其中N 3 2 ; N个线性调整器； N个开关，其一对一地对应电耦接在该N个电池单元与该N个线性调整器的一输入端之间，且该N个线性调整器的一输出端彼此并联且与该电源线电耦接；及 一电池管理单元，其用以控制该N个开关与该N个电池单元的导接数目； 一电压侦测电路，与该电源线电耦接；以及 一控制单元，与该电池模块及该电压侦测电路电耦接。
11.根据权利要求10所述的电池模块供电管理装置，其特征在于:该电压侦测电路侦测该直流电源的一电压低于一第一默认值时，产生一第一触发讯号，且该控制单元根据该第一触发讯号产生一控制讯号控制该电池模块输出电力经由该电源线供给该负载。
12.根据权利要求11所述的电池模块供电管理装置，其特征在于:当该电池模块输出电力时，该电池管理单元控制该N个开关全部导通，使该N个线性调整器与相对应的该N个电池单元导接，以将每一个电池单元的一输出电流经由相对应的该线性调整器的该输出端输出至该电源线而汇总成一总电流供给该负载。
13.根据权利要求12所述的电池模块供电管理装置，其特征在于:该电池管理单元取得该N个电池单元的所述输出电流，并判断所述输出电流的该总电流小于该电池单元的一额定电流的M倍且大于该额定电流的(M-1)倍时，控制该N个开关中的M个导通，其中2刍M刍N。
14.根据权利要求13所述的电池模块供电管理装置，其特征在于:该电池管理单元判断该总电流小于一比该电池单元的额定电流小的默认值时，其控制该N个开关全部导通，若否，则控制该N个开关中的I个导通。
15.根据权利要求13所述的电池模块供电管理装置，其特征在于:该电池管理单元还判断该总电流大于该额定电流的N倍时，则控制该N个开关断开。
16.根据权利要求10所述的电池模块供电管理装置，其特征在于:该电池模块还包括一受该电池管理单元控制的充电电路，其与该直流电源电耦接，以取得该直流电源的电力并对所述电池单元充电。
17.根据权利要求10所述的电池模块供电管理装置，其特征在于:该电池模块供电管理装置还包含一电耦接在该电源线，并与该控制单元电耦接的开关及一电耦接在该开关与另一电池模块供电管理装置的一电源线之间且与该控制单元电耦接的电流侦测电路，且该开关使该电源线与该电流侦测电路恒导接。
18.根据权利要求17所述的电池模块供电管理装置，其特征在于:该电流侦测电路侦测该电源线由该电池模块供电管理装置流至该另一电池模块供电管理装置的电流大于一第二默认值时，产生一第二触发讯号给该控制单元，使该控制单元根据该第二触发讯号控制该开关断开该电源线与该电流侦测电路。
【文档编号】H02J7/00GK104333052SQ201310309755
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】林良俊, 周德昱, 郑明旺, 赖威列 申请人:光宝电子(广州)有限公司, 光宝科技股份有限公司