本发明专利技术公开了一种可降低充电等待时间的充电方法及电池模块，所述电池模块至少包含一主电池组，用以在放电时，对负载提供电能；一电压转换装置；一辅助储存电能装置；一电池管理芯片，电池管理芯片设有第一组控制充放电开关及第二组控制充放电开关以分别对主电池组和辅助储存电能装置进行独立控制，当电池模块被一外部充电器进行充电时，主电池组和辅助储存电能装置可同时被充电，而当电池模块和外部充电器断开后，辅助储存电能装置可通过第二组控制充放电开关及该电压转换装置作为内部充电器继续对主电池组充电，例如进行等电压模式的充电。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池模块，特别是指一种可以缩短充电等待时间的电池组及方法，并规范充放电行为以提升充放电安全。
技术介绍
在油价高涨及为地球暖化效应而高喊节能减碳的今天，油电混合车，或电动车，电动机车衍然成为各国政府极力推展给其人民的最爱。然而，只要牵涉到“电动”车，它们就必然有一个大容量的电池，或者至少是多个串、并联的电池所组成的一电池组。而它们内部储存的电能唯一可用来充电的就是借着室内充电器或户外充电站来对它们充电。而不是像一般汽车或柴油车由汽柴油引擎通过皮带或驱动机构带动发电机发电来对电池充电。另一方面，电动车的电池又是主要且唯一的动力源，它们的电容量至少约是笔记本电脑(约只有4AH的电容量)的10倍到100倍，才会受到车主的欢迎。相对地，对电池模块充电的时间就会很长，因此，这又常是车主不爱用电动车的主因之一。传统的电池模块100架构及充电器120请参考图1所示，包含一个多个串及/或并联的电池芯110(在此及之后就称为电池组或主电池组)，一个电池管理芯片BMU及一条信号线总线150。充电器充电时通过信号线总线150向电池管理芯片BMU取得充电的电压值及电流值。另一方面，借着电池管理芯片BMU内部过充、过放检测电路(未图示)、及一些逻辑电路(未图示)由接脚CO来控制外接的充电保护开关115，接脚DO控制放电保护开关 116，过电流检测电路控制(未图示)外接的保险丝117。充电器120的正负两极则对着电池组110的端部的正、负电极充电，又通常是充电器120的正极经由保险丝117，充、放电保护开关115、116对电池组110的端部的正极充电。现有的一般的电池模块100的充电多采用CC-CV(定电流-定电压)模式，即先以 CC定电流的模式对电池充电，再转换至CV定电压的模式。请参考图2A所示的电池进行充电时，电压-时间及电流-时间关系图。由图2A中可看到CC定电流模式充电的过程可以使电池模块充电达70%的电容量，而CV定电压模式的过程则是对所剩下30%的电容量充电。然而，CC定电流模式所需的时间相对于CV定电压模式所需的时间短的非常多。因此， 以充电的时间效率而言，显然地，CC定电流的模式与CV定电压模式相比较，前者的时间效率显著的高很多。另一种现有的技术，请参考图2B，当电池管理芯片BMU检测到主电池组210的电池电压偏低时(ex.锂电池约小于2. 5V)所采用的方法。先以较小的定电流(ex. 0. 1C)充电， 直到电压高于设定的全充电压时才以标准的CC模式(ex.0. 7C)充电。再一种现有的技术，请参考图2B，为了能更快的充电，一开始的CC模式充电的定电流采以较大的定电流(ex. 1.0C)充电，直到电池电压到达某一设定点时，转由第二段的 CC模式(ex. 0. 7C)来充电。不管以上的那一种，CV定电压模式充电都需要很久，特别是电动车，这种高容量的电池或电池组，CC定电流模式后的CV定电压模式充电的时间就会更长。因此，如何使电池模块的充电更有效率，使每个车主可以不在充电站等待太长时间，提高充电效率，将是个重要而待突破的课题。有鉴于此，本专利技术将提供一种电池模块，它可大幅缩短电等待时间，又可以提升电池模块瞬间的放电能力并具有较高的充放电保护能力的电池模块。
技术实现思路
本专利技术揭露一种可降低充电等待时间的电池模块，至少包含一主电池组，用以在放电时，对负载提供电能；一电压转换装置；一辅助储存电能装置；一电池管理芯片，电池管理芯片设有第一组控制充放电开关及第二组控制充放电开关以分别对主电池组和辅助储存电能装置进行独立控制，当电池模块被一外部充电器进行充电时，主电池组和辅助储存电能装置可同时被充电，而当电池模块和充电器断开后，辅助储存电能装置可通过第二组控制充放电开关及该电压转换装置作为内部充电器继续对主电池组充电，例如进行等电压模式的充电。另外，本专利技术的辅助储存电能装置230可经由电压转换装置与主电池组同时对负载放电，以因应瞬间需要大电能的场合。另外，本专利技术的电池管理芯片BMU具有主动修正外部充电器输出电压不准确的问题的能力，进一步保护了主电池组，增加充放电的安全，也节省了充电的时间。关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中图1显示现有电池模块及充电器/负载示意图；图2A显示现有电池模块被充电时多以先CC模式后CV模式充电；图2B显示现有电池管理芯片BMU在检测到主电池组的电池电压偏低时所采用的充电方法；图2C显示现有电池管理芯片BMU可提供更快速的充电方式；图3显示本专利技术的可降低充电等待时间的电池模块的示意图；图4A显示本专利技术的辅助储存电能装置在外部充电器被移除后，内部充电器对主电池组进行CC4、CC5充电；图4B显示本专利技术的辅助储存电能装置在外部充电器被移除后，内部充电器对主电池组进行CC4、CV2充电。附图标号BMU电池管理芯片100、200电池模块110、210主电池组120、220充电器115、215、225充电保护开关 116、216、2沈放电保护开关117、217保险丝230辅助储存电能装置240电压转换装置150、250信号总线具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。一如先前技术所述，现有的电池模块主要元件包含的是一组串及/或并联的电池芯110例如锂电池、镍氢电池或一个大电池例如铅酸电池，或一个锂铁电池或氧化锂铁磷电池，等主电池。再一个主元件是电池管理芯片BMU。它们的被充电多要经过CC-CV阶段， 而CV阶段则是最耗时，而所充的电能又不及于CC阶段。本专利技术可以突破这样的窘态。本专利技术的电池模块200除上述主电池外210，另加一个辅助储能装置230，又称子储能装置230，一个电压转换装置(voltage converter) 2400 子储能装置230可以是独立的子电池或是电容，超级电容等等之类。在一实施例中，如图3 所示，主电池组210是一串及并联的电池芯的电池组230，子储能装置230则是只有并联的电池芯。图3的示意图仅为说明方便，并不作为主电池组和子储能装置的限制，因为本专利技术可以适用于两者相同，或者不同，例如更大或更小，都不影响本专利技术的实施。另外，电池管理芯片BMU除了图1的过电流检测电路控制(未图示)外接的保险丝217，接脚COl及充电保护开关215，接脚、DOl控制放电保护开关216，另有接脚C02及充电保护开关225，接脚D02控制放电保护开关226。在主电池210被充电器220充电时，也同时被充电器220充电。主电池组110被放电时，子储能装置230也可同时被放电。更特别的是当充电器端子(未图示)拔离电池模块200后，子储能装置230可以经由电压转换装置240提高电位后配合电池管理芯片BMU的独立的控制接脚C02及D02控制充放电开关 225、226。上述三者的组合架构犹如一内部充电器对主电池210继续以CV模式充电或CC 模式充电。一如先前所述，CC模式是最符合经济效率的。因此，加了子储能装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可降低充电等待时间的电池模块，其特征在于，至少包含一主电池组，用以在放电时，对负载提供电能；一电压转换装置；一辅助储存电能装置；一电池管理芯片，所述电池管理芯片设有第一组控制充放电开关及第二组控制充放电开关以分别对所述主电池组和所述辅助储存电能装置进行独立控制，当所述电池模块被一外部充电器进行充电时，所述主电池组和所述辅助储存电能装置同时被充电，而当所述电池模块和所述充电器断开后，所述辅助储存电能装置可通过所述第二组控制充放电开关及所述电压转换装置作为内部充电器继续对所述主电池组充电。2.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述的辅助储存电能装置包含和主电池组相同型或不同型的电池或超级电容。3.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述的电池管理芯片能够通过一信号传输总线主动修正充电器的额定输出电压，以使得充电器的电压精准度如同使用了和所述电池管理芯片同等级的电压精准度。4.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块可以在充电器进行CC定电流模式至一预定程度后就和所述充电器断开，而通过所述第二组控制充放电开关及所述电压转换装置而权充内部充电器继续对所述主电池组进行充电。5.如权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述的辅助储存电能装置能经由电压转换装置与所述主电池组同时对负载放电，以提升瞬间放电电流。6.一种降低电池组充电等待时间的方法，其特征在于，所述方法至少包含以下步骤提供一电池模块，所述电池模块包含一主电池组、一电压转换装置、一辅助储存电能装置及一电池管理芯片，所述电池管理芯片设有第一组控制充放电开关及第二组控制充放电开关以分别对所述主电池组和所述辅助储存电能装...
【专利技术属性】
技术研发人员：何昌祐，
申请(专利权)人：新德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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