电池结构及其电量测量方法技术

本发明专利技术揭露一种电池结构及其电量测量方法，适用于一电池结构，其包括由串联的一三元素电池与至少一锂铁电池。此电池结构的电量测量方法先测量三元素电池的电量，以依据三元素电池的电量取得电池结构的目前电量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池结构及电量测量方法，更具体地说涉及一种结合三元素电池的电池结构及藉由量测三元素电池电量以取得整体电池结构电量的电量测量方法
技术介绍
电池发展主要以锂离子电池为发展主力，锂离子电池无论是在能量密度、能量效率、循环寿命、充电时间与安全性皆是首选。为发挥电池最大效能与延长电池使用寿命，故须设一电池管理系统进行侦测，电池管理系统最主要的目的是取得电池状态信息、性能调校与电池外部保护，其中与使用者最相关的为电池剩余电量的估测。电池剩余电量称之为残电量(State Of Charge, S0C),电动车中的电池相当于汽油车的油箱,则残电量就相当于油量，故对于顾客评估剩余电量尤其重要。熟知的残电量估测方法有 (I)车辆行进时，采用电流量测积分-使用库伦计量测电流进行积分求出累积耗电量。(2)车辆静止时，或是单独测量电池结构时，采用开路电压法(Open circuitvoltage, OCV)-量测电压源通过开路电压曲线进行分析。但上述的开路电压法应用于锂铁电池时，将有下列的问题所在(1)锂铁电池的开路电压曲线较为平缓，若直接量测电压值则可能造成判读错误。(2)锂铁电池经过充放电截止电压后，其电压会继续漂动，故无法直接量测电池端电压作为残电量的判断。因此，如何提供一个较为准确的电池电量的测量模式，为厂商应考虑的问题。
技术实现思路
本专利技术欲解决的问题提供一种结合三元素电池的。为解决上述结构问题，本专利技术揭露一种电池结构，其包括至少一锂铁电池，其特征在于，电池结构包括一三元素电池，三元素电池与上述锂铁电池形成串联。为解决上述方法问题，本专利技术揭露一种电量测量方法，应用于量测一电池结构的电量，电池结构包括串联的三元素电池及至少一锂铁电池，其特征在于，方法包括测量三元素电池的电量；以及依据三元素电池的电量取得电池结构的目前电量。本专利技术的特点在于本专利技术的电池结构包括串联的三元素电池与锂铁电池，其中，三元素电池的开路电压曲线斜度较大，曲线变化比锂铁电池更为明确，因此不论充电、放电皆能作为电量变化的判断依据。其次，三元素电池经过充放电截止电压后，其电压并不会过度漂动，因此能直接作为残电量的判断。附图说明图1A、图1B、图1C、图ID及图IE绘示本专利技术实施例的电池结构的电池配置示意图；图2绘示本专利技术实施例的另一电池结构示意图；图3绘示本专利技术实施例的电量测量方法流程图4绘示本专利技术实施例的电池替换方法流程图；图5绘示本专利技术三元素电池及锂铁电池的开路电压曲线示意图；图6绘示本专利技术三元素电池及锂铁电池的放电曲线示意图；以及图7绘示本专利技术整体电池结构及锂铁电池的放电曲线示意图。主要组件符号说明10a, 10b, 10c, 10d, IOe 电池结构11三元素电池 12锂铁电池13电量测量单元14显示单元15充电单元Tl第一时段T2第二时段T3第三时段T4第四时段步骤SI 10-120步骤S210-230具体实施例方式配合图式将本专利技术较佳实施例详细说明如下。首先请參照图1A、图1B、图1C、图ID及图IE绘示本专利技术实施例的电池结构10的电池配置示意图。电池结构包括ー个三元素电池11及ー个以上的锂铁电池12，从图IA至图IE得知，不论锂铁电池12的数量多寡，三元素电池11与所有锂铁电池12形成串联形式，而且三元素电池11的配置顺序并未有所限定。如电池结构IOa与电池结构IOb各具有ー个三元素电池11及ー个锂铁电池12，两者的顺序并不作限定，可先配置三元素电池，后串接锂铁电池12，或是先配置锂铁电池12后串接三元素电池11。又如电池结构10c、电池结构IOd与电池结构IOe各具有ー个三元素电池11及ニ个以上的锂铁电池12，三元素电池11与锂铁电池12为串接。三元素电池11串接于所有锂铁电池12的前端、任ニ个锂铁电池之间或是所有锂铁电池的后端。其中，三元素电池11的电量比例及各锂铁电池12的电量比例需为相等、或是十分近似，以避免各电池的电量比例相差过大，导致部分电池的供电负担过大，从而缩短电池寿命，或是造成电池损坏的情形。其次，三元素电池11包含的化学成份选自由镍、钴、锰以及锂所组成的群组，更进一歩者，可为镍、钴、锰以及锂的化合物，例如钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)或磷酸铁锂(LiFePO4)。请參阅图2绘示本专利技术实施例的另ー电池结构IOa示意图。此电池结构IOa还包括一电量测量単元13、一显示单元14与一充电单元15。此实施例得以施行于图IA至图IE中任一种电池排列的电池结构10a，以下各实施例暂以电池结构IOa说明，但不以此为限。电量测量単元13电性连接三元素电池11，用以测量三元素电池11的电量。其中，三元素电池11的电量比例因与其它锂铁电池12的电量比例相等或相近，且亦与整个电池结构IOa的总电量比例相等或相近，故使用者可将三元素电池11的电量比例视为电池结构IOa的总电量比例。显示单元14电性连接至电量测量単元13，用以显示三元素电池11的电量。其中，显示单元14可为一般显示器、液晶显示器、ニ极管结构式显示器或是其它可用以呈现电量信息的显示组件。充电单元15电性连接至整个电池结构IOa的电极，用以对串联的三元素电池11及锂铁电池12进行充电。充电单元15及其相关技术为本专利技术
者，具通常知识者所熟知，在此即不赘述。请參阅图3绘示本专利技术实施例的电量测量方法流程图，请同时參阅图2以利于了解。此方法应用于量测ー电池结构IOa的电量，电池结构IOa包括一三元素电池11及ー个 以上的锂铁电池12，此等电池皆为串联形式。此方法说明如下測量三元素电池11的电量(步骤SI 10)。如前述，电量测量単元13电性连接三元素电池11，藉以测量三元素电池11的电量。依据三元素电池11的电量取得电池结构IOa的一目前电量(步骤S120)。如前述，三元素电池11的电量比例因与其它锂铁电池12、亦或整个电池结构IOa的电量比例相等或相近，故可将三元素电池11的电量比例视为电池结构IOa的总电量比例。请參阅图4绘示本专利技术实施例的电池替换方法流程图，请同时參阅图2以利于了解。此方法说明如下判断是否存在一损坏电池(步骤S210)。利用相关的侦测工具以对电池结构IOa中的各电池进行检查，侦测工具会依据电池的反应以判断整个电池结构IOa中，三元素电池11或是任ー锂铁电池12是否损坏。当有损坏电池存在时，需先对ー替换电池进行充电或放电行为，以使得替换电池的电量比例等同于电池结构IOa中未损坏电池的电量比例(步骤S220)。之后，再将替换电池取代损坏电池(步骤S230)，避免各电池的电量比例相差过大，导致部分电池的供电负担过大，从而缩短电池寿命，或是造成电池损坏的情形。请參阅图5绘示本专利技术三元素电池及锂铁电池的开路电压曲线示意图，请同时參阅图2以利于了解。其中，第一时段Tl为电池放电时段，第二时段T2为放电截止时段，第三时段T3为电池充电时段，第四时段T4为充电截止时段。第一时段Tl期间，锂铁电池12放电时，其初始放电的开路电压曲线变化相当的缓慢，然而，到达电量即将耗尽时，开路电压曲线斜度变化增大而急遽下降。就电量测量作业而言，很难取得很正确的电池残电量的变化。三元素电池11放电时，不但开路电压曲线斜度较大且明显，自始自终皆未有开路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电量测量方法，应用于量测电池结构的电量，该电池结构包括串联的三元素电池及至少一锂铁电池，其特征在于，该方法包括：测量该三元素电池的电量；以及依据该三元素电池的电量取得该电池结构的目前电量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昱仁，林金亨，林保成，蔡祖扬，林忠敬，
申请(专利权)人：光阳工业股份有限公司，财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：