专利名称：提高组合型电池效能的筛选分级方法
技术领域：
本发明涉及一种电池(Cell)分级方法，特别是涉及一种运用于电池组(Pack)内部电池(Cell)挑选配对的方法。
背景技术：
电池组中的电池组合，是采用多颗电池进行串联或并联的组合方式。通过串联或并联的组合方式，电池组可以达到所需要的电子特性需求。一般来说，串联用以达到特定电压，并联用以达到特定电容量。
然而，若电池组中的电池是使用未经过分级的电池相互配对在一起，该电池组在经过多次充电和放电的过程后，会产生电池组使用状态的不平衡。电池组状态的不平衡，会导致电池组充放电的效能降低，亦会减少电池组的使用寿命。
因此，提供一种改善上述缺点的电池分级方法确有其必要性。该方法是先将电池依据其电子特性分级后，再相互配对，以组成电池组(Pack)。
请参阅表一。表一为电池分级方法的使用对于电池组电量剩余百分比的比较表。在初始状态时，两电池组初始电量分别为6328mAh及6322mAh。经过25个周期后，两电池组的电量剩余百分比分别为99.79％及99.70％。此时两电池组于电量剩余百分比上并没有太大的差别。
经过100个周期后，两电池组电量剩余百分比分别为95.69％及93.91％。两电池组于电量剩余百分比上的差距为1.78％。
经过175个周期后，两电池组电量剩余百分比分别为90.24％及87.77％。两电池组于电量剩余百分比上的差距为2.47％。两电池组于电量剩余百分比上的差距，较经过100个周期后的差距，多了0.69％。
经过250个周期后，两电池组电量剩余百分比分别为84.86％及81.13％。两电池组于电量剩余百分比上的差距为3.73％。两电池组于电量剩余百分比上的差距，较经过175个周期后的差距，多了1.26％。
经过300个周期后，两电池组电量剩余百分比分别为82.66％及76.70％。两电池组于电量剩余百分比上的差距为5.96％。两电池组于电量剩余百分比上的差距，较经过250个周期后的差距，多了2.23％。
由表一中可知，两电池组在周期数越多时，其电量剩余百分比的差距越大。因此，电池组中使用以电子特性分级后的电池，比电池组中未使用以电子特性分级的电池，还能避免电池组的使用寿命减少。
表一有鉴于此，本发明人经不断精进研发提出了本发明。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种电池分级方法。该方法针对电池测量其电子特性，并依照其所测得的电子特性，对电池进行分级。
本发明的另一目的在于提供一种电池分级方法。该方法提供电池组内部电池挑选配对的组合方式，使得组合后的电池组经过多次充电和放电的过程后，电池组仍处于平衡的状态。
本发明的另一目的在于提供一种电池分级方法。该方法提供电池组内部电池挑选配对的组合方式，以避免电池组的使用寿命减少，并提高电池组整体使用效能。
关于本发明的优点及精神，可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
图1为本发明的第一较佳具体实施例的流程图。
图2为本发明的第二较佳具体实施例的流程图。
图3为本发明的第三较佳具体实施例的流程图。
附图符号说明S100～S104流程步骤S200～S208流程步骤S300～S312流程步骤具体实施方式
请参阅图1。图1为本方法的第一较佳具体实施例的流程图。该方法适用于将N1颗电池分类为M1组。N1为正整数。M1为正整数。N1大于等于M1。首先，执行步骤S100，测量每一颗电池的电容量。接着执行步骤S102，依据步骤S100中所测得的该电容量，针对每一颗电池产生一相对应于其电容量的相似度数值。
若N1颗电池测量后分别有C1、C2、C3及C4四种不同的电容量范围，则针对电容量范围为C1的电池，产生相对应的相似度数值VC1。同理，针对电容量范围为C2的电池，产生相对应的相似度数值VC2。针对电容量范围为C3的电池，产生相对应的相似度数值VC3。针对电容量范围为C4的电池，产生相对应的相似度数值VC4。
依据步骤S102所产生的结果，N1颗电池共有VC1、VC2、VC3及VC4四种相似度数值。
最后执行步骤S104，依据每一颗电池相似度数值，将该N1颗电池分类为M1组。
因此，于本实施例中，N1颗电池最后分类成4组。即M1的值为4。
于本实施例中，该N1颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用多阶负载模式。该多阶负载模式是先利用小电流量测量该N1颗电池电容量。该N1颗电池共分成A1及A2两种电容量范围。该N1颗电池中，有N11颗电池其电容量范围为A1，N12颗电池其电容量范围为A2。
接着再利用大电流针对该N11颗电池及该N12颗电池进行延续性电容量量测。该N11颗电池又可分为B1及B2二组电容量范围。该N12颗电池又可分为B3及B4二组电容量范围。
该N1颗电池中，小电流量测的电容量范围为A1，大电流量测的电容量范围B1的电池，其整体电容量范围为C1。同理，小电流量测的电容量范围为A1，大电流量测的电容量范围B2，其整体电容量范围为C2。小电流量测的电容量范围为A2，大电流量测的电容量范围B3，其整体电容量范围为C3。同理，小电流量测的电容量范围为A2，大电流量测的电容量范围B4，其整体电容量范围为C4。
因此，该N1颗电池一共可以分成C1、C2、C3及C4四种不同的电容量范围。
于另一实施例中，该N1颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用小电流(轻载)模式。依据小电流量测电容量的结果，即可得知该N1颗电池所有的电容量范围。
于另一实施例中，该N1颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用大电流(重载)模式。依据大电流量测电容量的结果，即可得知该N1颗电池所有的电容量范围。
于另一实施例中，该N1颗电池的电容量测量方式，是以定功率放电的方式测量。依据定功率量测电容量的结果，即可得知该N1颗电池所有的电容量范围。
于另一实施例中，该N1颗电池的电容量测量方式，是结合多阶负载模式及定功率放电的方式测量。
请参阅图2。图2为本发明的第二较佳具体实施例的流程图。该方法适用于将N2颗电池分类为M2组。N2为正整数。M2为正整数。N2大于等于M2。首先，执行步骤S200，测量每一颗电池的电容量。接着执行步骤S202，依据步骤S200中所测得的电容量，针对每一颗电池产生一相对应于其电容量的第一相似度数值。
若N2颗电池测量后具有C1、C2及C3三种不同的电容量范围，则针对电容量范围为C1的电池，产生相对应的第一相似度数值V1。同理，针对电容量范围为C2的电池，产生相对应的第一相似度数值V2。针对电容量范围为C3的电池，产生相对应的第一相似度数值V3。
于本实施例中，该N2颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用多阶负载模式。
于另一实施例中，该N2颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用小电流(轻载)模式。
于另一实施例中，该N2颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用大电流(重载)模式测量。
于另一实施例中，该N2颗电池的电容量测量方式，是以定功率放电的方式测量。
于另一实施例中，该N2颗电池的电容量测量方式，是结合多阶负载模式及定功率放电的方式测量。
接着执行步骤S204。计算每一颗电池的单位时间电压差(K)。若于T1时间点，一电池的电压为V1，于T2时间点，该电池的电压为V2，则该电池的单位时间电压差(K)为(V2-V1)/(T2-T1)。
于本实施例中，自T1时间点至T2时间点，该N2颗电池储存于一固定温度的环境中。
于另一实施例中，自T1时间点至T2时间点，该N2颗电池储存于一变动温度的环境中。
接着执行步骤S206，依据步骤S204中所计算出的该单位时间电压差(K)，针对每一颗电池产生一相对应于其单位时间电压差(K)的第二相似度数值。
若N2颗电池测量后具有K1、K2、K3、K4及K5五种不同的单位时间电压差范围，则针对单位时间电压差范围为K1的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK1。同理，针对单位时间电压差范围为K2的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK2。针对单位时间电压差范围为K3的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK3。针对单位时间电压差范围为K4的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK4。针对单位时间电压差范围为K5的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK5。
最后执行步骤S208，依据每一颗电池的第一及第二相似度数值，将该N2颗电池分类为M2组。
依据上述步骤所产生的结果，第一相似度数值共有三种(V1，V2，V3)，第二相似度数值共有五种(VK1，VK2，VK3，VK4，VK5)。则上述第一及第二相似度数值一共可以形成15种组合。
因此，于本实施例中，N2颗电池最后分类成15组。即M2的值为15。
请参阅图3。图3为本发明的第三较佳具体实施例的流程图。该方法适用于将N3颗电池分类为M3组。N3为正整数。M3为正整数。N3大于等于M3。首先，执行步骤S300，测量每一颗电池的电容量。接着执行步骤S302，依据步骤S300中所测得的电容量，针对每一颗电池产生一相对应于其电容量的第一相似度数值。
若N3颗电池测量后具有C1、C2、C3及C4四种不同的电容量范围，则针对电容量范围为C1的电池，产生一相对应的第一相似度数值V1。同理，针对电容量范围为C2的电池，产生一相对应的第一相似度数值V2。针对电容量范围为C3的电池，产生一相对应的第一相似度数值V3。针对电容量范围为C4的电池，产生一相对应的第一相似度数值V4。
于本实施例中，该N2颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用多阶负载模式。
于另一实施例中，该N3颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用小电流(轻载)模式。
于另一实施例中，该N3颗电池的电容量测量方式，是以定电流放电的方式测量。该定电流放电测量方式采用大电流(重载)模式测量。
于另一实施例中，该N3颗电池的电容量测量方式，是以定功率放电的方式测量。
于另一实施例中，该N3颗电池的电容量测量方式，是结合多阶负载模式及定功率放电的方式测量。
接着执行步骤S304，计算每一颗电池的单位时间电压差(K1)。若于T1时间点，一电池的电压为V1，于T2时间点，该电池的电压为V2，则该电池的单位时间电压差(K1)为(V2-V1)/(T2-T1)。
于本实施例中，自T1时间点至T2时间点，该N2颗电池储存于一固定温度的环境中。
于另一实施例中，自T1时间点至T2时间点，该N2颗电池储存于一变动温度的环境中。
接着执行步骤S306，依据步骤S304中所计算出的该单位时间电压差(K1)，针对每一颗电池产生一相对应于其单位时间电压差(K1)的第二相似度数值。
若N3颗电池测量后具有K11、K12、K13、K14、K15及K16六种不同的单位时间电压差范围，则针对单位时间电压差范围为K11的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK11。同理，针对单位时间电压差范围为K12的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK12。针对单位时间电压差范围为K13的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK13。针对单位时间电压差范围为K14的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK14。针对单位时间电压差范围为K15的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK15。针对单位时间电压差范围为K16的电池，产生一相对应的第二相似度数值VK16。
接着执行步骤S308，计算每颗电池的单位时间电阻差(K2)。若于T3时间点，一电池的电阻为R1，于T4时间点，该电池的电阻为R2，则该电池的单位时间电阻差(K2)为(R2-R1)/(T4-T3)。
于本实施例中，自T3时间点至T4时间点，该N3颗电池储存于一固定温度的环境中。
于另一实施例中，自T3时间点至T4时间点，该N3颗电池储存于一变动温度的环境中。
接着执行步骤S310，依据步骤S308中所计算出的该单位时间电阻差(K2)，针对每一颗电池产生一相对应于其单位时间电阻差(K2)的第三相似度数值。
若N3颗电池测量后具有K21、K22、K23、K24、K25及K26六种不同的单位时间电阻差范围，则针对单位时间电阻差范围为K21的电池，产生一相对应的第三相似度数值VK21。同理，针对单位时间电阻差范围为K22的电池，产生一相对应的第三相似度数值VK22。针对单位时间电阻差范围为K23的电池，产生一相对应的第三相似度数值VK23。针对单位时间电阻差范围为K24的电池，产生一相对应的第三相似度数值VK24。针对单位时间电阻差范围为K25的电池，产生一相对应的第三相似度数值VK25。针对单位时间电阻差范围为K26的电池，产生一相对应的第三相似度数值VK26。
于本实施例中，该N3颗电池的电阻测量方式，是以定频率的方式测量。
最后执行步骤S312，依据每一颗电池的第一、第二及第三相似度数值，将该N3颗电池分类为M3组。
依据上述步骤所产生的结果，第一相似度数值共有四种(V1，V2，V3，V4)。第二相似度数值共有六种(VK11，VK12，VK13，VK14，VK15，VK16)。第三相似度数值共有六种(VK21，VK22，VK23，VK24，VK25，VK26)。则上述第一、第二及第三相似度数值一共可以形成144种组合。
因此，于本实施例中，N3颗电池最后分类成144组。即M3的值为144。
藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种变化及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
权利要求
1.一种电池分级方法，该方法适用于将N电池分类为M组，N为正整数，M为正整数，N大于等于M，该方法包含以下步骤(a)测量每一颗电池的至少一电子特性；(b)依据步骤(a)中所测得的该至少一电子特性，针对每一颗电池产生至少一相对应于上述电子特性的相似度数值；(c)依据上述相似度数值，将该N电池分类为M组。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该电子特性为如下电子特性组成的群组中至少一种电容量(C)、电压(V)、电阻(R)、单位时间电压差(K1)及单位时间电组差(K2)。
3.如权利要求2所述的方法，其中，该电容量的测量方式为定电流放电测量方式。
4.如权利要求3所述的方法，其中，该定电流放电测量方式采用多阶负载模式。
5.如权利要求3所述的方法，其中，该定电流放电测量方式采用轻载模式。
6.如权利要求3所述的方法，其中，该定电流放电测量方式采用重载模式。
7.如权利要求2所述的方法，其中，该电容量的测量方式为定功率放电测量方式。
8.如权利要求2所述的方法，其中，该电容量的测量方式是结合多阶负载模式及定功率放电的方式测量。
9.如权利要求2所述的方法，其中，该电阻的测量方式为定频率测量方式。
10.如权利要求2所述的方法，其中，该单位时间电压差(K1)是由下列公式所决定K1＝(V2-V1)/(T2-T1)；上述公式中，V1为一电池于T1时间点的电压值，V2为该电池于T2时间点的电压值。
11.如权利要求10所述的方法，其中，自T1时间点至T2时间点，该N电池储存于一固定温度的环境中。
12.如权利要求10所述的方法，其中，自T1时间点至T2时间点，该N电池储存于一变动温度的环境中。
13.如权利要求2所述的方法，其中，该单位时间电阻差(K2)是由下列公式所决定K2＝(R2-R1)/(T4-T3)；上述公式中，R1为一电池于T3时间点的电阻值，R2为该电池于T4时间点的电阻值。
14.如权利要求13所述的方法，其中，自T3时间点至T4时间点，该N电池储存于一固定温度的环境中。
15.如权利要求13所述的方法，其中，自T3时间点至T4时间点，该N电池储存于一变动温度的环境中。
16.一种电池分级方法，该方法适用于将N电池分类为M组，N为正整数，M为正整数，N大于等于M，该方法包含以下步骤(a)测量每一颗电池的电容量；(b)依据步骤(a)中所测得的该电容量，针对每一颗电池产生一相对应于上述电容量的第一相似度数值；(c)依据上述相似度数值，将该N电池分类为M组。
17.如权利要求16所述的方法，其中，该电容量的测量方式为定电流放电测量方式。
18.如权利要求17所述的方法，其中，该定电流放电测量方式采用多阶负载模式。
19.如权利要求17所述的方法，其中，该定电流放电测量方式采用轻载模式。
20.如权利要求17所述的方法，其中，该定电流放电测量方式采用重载模式。
21.如权利要求16所述的方法，其中，该电容量的测量方式为定功率放电测量方式。
22.如权利要求16所述的方法，其中，该电容量的测量方式是结合多阶负载模式及定功率放电的方式测量。
23.如权利要求16所述的方法，于步骤(b)及步骤(c)间，还包含步骤(b1)(b1)测量每一颗电池的单位时间电压差(K1)，并且依据上述所测得的该单位时间电压差(K1)，针对每一颗电池产生一相对应于上述单位时间电压差的第二相似度数值。
24.如权利要求23所述的方法，其中，该单位时间电压差(K1)是由下列公式所决定K1＝(V2-V1)/(T2-T1)；上述公式中，V1为一电池于T1时间点的电压值，V2为该电池于T2时间点的电压值。
25.如权利要求24所述的方法，其中，自T1时间点至T2时间点，该N电池储存于一固定温度的环境中。
26.如权利要求24所述的方法，其中，自T1时间点至T2时间点，该N电池储存于一变动温度的环境中。
27.如权利要求23所述的方法，于步骤(b1)及步骤(c)间，还包含步骤(b2)(b2)测量每一颗电池的单位时间电阻差(K2)，并且依据上述所测得的该单位时间电阻差(K2)，针对每一颗电池产生一相对应于上述单位时间电阻差(K2)的第三相似度数值。
28.如权利要求27所述的方法，其中，该单位时间电阻差(K2)是由下列公式所决定K2＝(R2-R1)/(T4-T3)；上述公式中，R1为一电池于T3时间点的电阻值，R2为该电池于T4时间点的电阻值。
29.如权利要求28所述的方法，其中，该R1及该R2的测量方式为定频率测量方式。
30.如权利要求28所述的方法，其中，自T3时间点至T4时间点，该N电池系储存于一固定温度的环境中。
31.如权利要求28所述的方法，其中，自T3时间点至T4时间点，该N电池储存于一变动温度的环境中。
全文摘要
一种用以分类具有不同电子特性电池(Cell)的方法。该方法是将具有相似电子特性的电池分成同一类。首先，测量每一颗电池的电子特性。依据所测得的电子特性，针对每一颗电池产生相对应的相似度数值。接着依据每一颗电池的相似度数值，将具有相似电子特性的电池分成同一类。藉此，同一类的电池系用以相互配对，以组成电池组(Pack)。
文档编号B07C5/34GK101073800SQ200610080380
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者张莹崟, 方瑞钦 申请人:顺达科技股份有限公司