一种多段式电池模块充电方法及其装置，该方法包括下列步骤a.以一第一预设电流对电池模块进行第一阶段充电；b.以一判断单元判断该电池模块是否达到一预设电压；c.若判断该预设电压达到时，以一第二预设电流对电池模块进行第二阶段充电；d.若判断该预设电压再度达到，且各电芯的间达到一预设压差或其中一电芯超过该预设电压时，针对电压较低的电芯以一第三预设电流进行第三阶段充电；e.若判断该预设电压再度达到时，以该预设电压对该电池模块进行定电压充电，并以该第二预设电流做为起始充电电流，至该电池模块充饱。此方法可避免电池模块充电时，有部分电芯过充或尚未充饱电的状态，即能稳定电压、提升电池充电效率、延长电池使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种电池模块的充电方法及装置，可调整电流方向，针对电压较低的电芯，进行充电的多段式电池模块充电方法及装置。
技术介绍
传统对电池模块的充电，多采取单串电池组或电池整体模块的状态进行多段式充电，第一阶段为定电流充电，第二阶段为定电压充电。如图5所示为ー传统电池充电状态示意图。电池第一阶段UqcTt1)进行定电流(IB)充电，曲线(Vrc)代表电池模块电压的变化。当电池模块电压达到电器提供的电压(vinc)吋，则进入第二阶段(t=t~t2)定电压(Vinc)充电，直到电池模块充饱(t=t2)为止。此做法是先提供一定电流对电池模块充电一段时间至预设电压，充电过程中不仅温度会随之升高，且因是对电池模块整体的电压进行充电，并无法针对其中各个电芯的充电状态做调整，但每个电芯的电阻值、初始电压未必相同，因此充电达预设电压的过程中，有可能某一电芯或电芯组的电压已经超过安全值(即每ー电芯或每ー电芯组之间的电压不平衡)，会造成电池模块过热而影响寿命的问题。为解决上述问题，遂有人提供另ー种电池充电状态，如图6所示。此充电方法是先测出各电芯组的最大电压以及最小电压的变化。第一阶段(t、')是采用定电流(Ib)充电，当电芯组最大电压(V6niax)达到额定电压(VMff)时，就关闭充电器，当电芯组的最大电压下降至电压下限(VcJ时，充电器再恢复供电至电芯组，待再次达到额定电压(VMff)时，再关闭充电器，如此反复开关充电器，直到各电芯充饱电为止。第二阶段(t=trt2)中，是根据电芯组最小电压的变化来决定电流的大小，当电芯组最小电压(V6min)超过充电器给予的电压(Vin。)时，即进入第二阶段逐步调降充电电流的大小，并同样随着电芯组最大电压的变化，间断地给予供电，直到电池充饱(t=t2)为止。此充电方法虽能平衡各电芯组(或电芯)之间的电压，避免电流过充、电压过高、温度过高的问题，但反复开关充电器，频繁地对电池充电、放电会折损电池寿命，并且延长整个充电的时间。图7提供了另ー种充电方式，其是以第一预设电流(I1)对电池模块进行第一阶段UqcTt1)充电，当电池模块中，有电芯达到预设电压(V1)，则改以ー小于第一预设电流(I1)的第二预设电流(I2)进行第二阶段(t=t~t2)充电，当电池模块中有电芯达到预设电压(V1)，则以该预设电压、进行充电，直到电池模块充饱为止。此种方式，是利用调整电流大小，将各电芯的电压控制在预设电压以下，虽然也可以避免电芯的电压过大，但其每阶段充电只观察是否有电芯超过预设电压，仍无法确保每颗电芯都达到预设电压，各电芯之间的电压无法平衡。而台湾地区专利公告第1366322号，提供了一种充电装置，包含一第一电压转换器、一第二电压转换器及ー控制模块。第一电压转换器会输出电力，对第一储能组件及第ニ储能组件充电，第二电压转换器会输出电カ，对该第二储能组件充电。当第二储能组件充电达ー饱和临界电压时，控制模块控制第二电压转换器停止对第二储能组件充电，同时使欲流进第二储能组件的电流回授至第一电压转换器进行转换，第一电压转换器转换后，再对第一储能组件充电，以降低供应电源的输出电力，达到节能的功效。其中，欲流进第二储能组件的电流会先流向一电感，该电感因发生反向激磁而开始储能，并经控制模块控制开关后，电感会释放其所储存的能量，并回授至第一电压转换器进行转换。上述充电装置虽能避免单个储能组件过充，以及可针对电压较低的储能组件进行充电，但因电感无法用于控制多余的电流的流向，多的电流仅能止于邻近的储能组件，因此，当充电装置需要对多个储能组件充电时，每个储能组件都需搭配一电压转换器，以进行充电的判断，进而达到平衡各储能组件的电压的目的。据此，这种充电技术在针对高功率储能的应用，如电动脚踏车(E-bike)、电动车(EV)或储能装置(ESS)时，会因为该等装置中储能组件动辄上百颗，甚至千颗，迫使该充电装置必须相应该储存组件的数目增加使用电压转换器，不仅增加整体充电电路的复杂度和不确定因素，也会造成整体成本的提闻。因此，如何使充电模块中的各电芯或电芯组之间的电压达到平衡，进而避免电池模块温度过高、提高电池模块寿命，为待解决的课题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于，提供一种多段式电池模块充电方法，该方法是将定电流充电分成数阶段，每阶段有不同的电流值以及充电时间，当充电达预定电压后，再进行定电压充电。采阶段式定电流充电的方法，可以解决习知在一短时间内一次充达预设电压而导致电池温度过高,降低电池寿命的问题。本专利技术的另一目的在于，提供一种多段式电池模块充电方法，该方法是将定电流充电分成第一阶段充电、第二阶段充电及第三阶段充电，并在第二阶段充电达预设电压时，调整电流值，以一微小电流对尚未充达预设电压的电芯进行第三阶段充电，等待预设电压再度达到后，进行定电压充电。针对充电未达预设电压的电芯充电的方法，可以避免充电器不断的对已经充饱的电芯充电，造成过充、温度过高的问题，也可确保每个电芯皆能充达预设电压，维持各电芯间电压平衡。本专利技术的又一目的在于，提供一种多段式电池模块充电装置，以实现前述的多段式电池模块充电方法。为达上述各项目的，本专利技术的一手段是，提供一多段式电池模块充电方法，该方法包括下列步骤: a.以一第一预设电流对电池模块进行第一阶段充电； b.以一判断单元判断该电池模块是否达到一预设电压； c.若判断该预设电压达到时，以一第二预设电流对电池模块进行第 二阶段充电； d.若判断该预设电压再度达到，且各电芯之间达到一预设压差或其 中一电芯超过所述预设电压时，针对电压较低的电芯以一第三预 设电流进行第三阶段充电； e.若判断该预设电压再度达到时，以该预设电压对该电池模块进行 定电压充电，并以该第二预设电流做为起始充电电流，至该电池 模块充饱。其中，本专利技术使第二预设电流为该第一预设电流减去ー电流差值，该第三预设电流为该第二预设电流减去ー电流差值，且每阶段电流搭配适当的充电时间，如此一歩一歩的充电达预设电压，可改良习知，在一短时间内一次充达预设电压的做法，使本专利技术电池模块充电吋，不会发生温度过高而影响电池寿命的问题。其中，本专利技术针对电压较低的电芯进行第三阶段充电的手段，是对应各电芯设置ー开关回路，当判断有电芯充电达预设电压或各电芯间达ー预设压差吋，该开关回路便被导通，供电流通过，并对电压较低的电芯进行充电，使各电芯皆能充电达预定电压，不会有电芯过充的情形发生。本专利技术的另一手段是，提供一多段式电池模块充电装置，该装置包括: ー电池模块，包括复数串联的电芯； 一充电器，与该电池模块连接形成一充电回路，以提供电流给该电池模块；以及ー电池管理系统，连接于各该电芯的两极，用以监测各电芯的电压或各电芯之间的压差，并据以调整该充电回路。其中，该电池管理系统对应于各该电芯设置一所述开关回路，开关回路包括ー电阻、一开关组件。该开关回路初始为尚未与充电回路导通的状态，当电池管理系统监测到各电芯的间达ー预设压差或其中一电芯超过ー预设电压吋，则透过控制该开关组件来导通开关回路与充电回路，此时，电流不会再流向已充饱的电芯，而会流向开关回路，经由该电阻消耗电流。上述手段可以实现本专利技术「针对电压较低的电芯进行充电」的目的，且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多段式电池模块充电方法，该方法包括下列步骤：a.以一第一预设电流对电池模块进行第一阶段充电；b.以一判断单元判断该电池模块是否达到一预设电压；c.若判断该预设电压达到时，以一第二预设电流对电池模块进?行第二阶段充电；d.若判断该预设电压再度达到，且各电芯之间达到一预设压差?或其中一电芯超过所述预设电压时，针对电压较低的电芯以?一第三预设电流进行第三阶段充电；e.若判断该预设电压再度达到时，以该预设电压对该电池模块进行定电压充电，并以该第二预设电流做为起始的充电电流，至该电池模块充饱。
【技术特征摘要】
2012.07.10 TW 1011247261.一种多段式电池模块充电方法，该方法包括下列步骤: a.以一第一预设电流对电池模块进行第一阶段充电； b.以一判断单元判断该电池模块是否达到一预设电压； c.若判断该预设电压达到时，以一第二预设电流对电池模块进 行第二阶段充电； d.若判断该预设电压再度达到，且各电芯之间达到一预设压差 或其中一电芯超过所述预设电压时，针对电压较低的电芯以 一第三预设电流进行第三阶段充电； e.若判断该预设电压再度达到时，以该预设电压对该电池模块 进行定电压充电，并以该第二预设电流做为起始的充电电流， 至该电池模块充饱。2.根据权利要求1所述的多段式电池模块充电方法，其 中，该第二预设电流为该第一预设电流减去一电流差值，该第三预设电流为该第二预设电流减去一电流差值。3.根据权利要求1所述的多段式电池模块充电方法，其中，所述预设电压为各电芯安全运作时，所能承受的一电压最大值。4.根据权利要求1所述的多段式电池模块充电方法，其中，所述判断单元为一电池管理系统。5.根据权利要求4所述的多段式电池模块充电方法,其中，该电池管理系统提供一开关回路，于步骤d中，当各该电芯达到一预设压差或其中一电芯超过所述预设电压时，该电池管理系统控制导通该开关回路，供所述第三预设电流通...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑世仁，曾志宏，
申请(专利权)人：德臻科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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