发明名称 利用充电状态之单元等化方法及系统
摘要 本发明系关于一种平衡电池电量的方法。本发明系利用每一电池之电压以外的其他资讯如:每一电池的充电状态、每一电池的容量及/或库伦效率,而这些资讯可由双延伸卡尔曼滤波器计算出。本发明定义或参照一位于一极大值与极小值之间的工作充电状态范围。此极大与极小值可为常数或为其他变数的函数而随之改变。此外,充电状态可相对于每一电池之最大充电值或最大放电值而测得。当各电池分别具有的充电状态彼此不相等时,利用一排序程序以决定需进行电量平衡的电池。
申请公布号 TWI276279 申请公布日期 2007.03.11
申请号 TW093136724 申请日期 2004.11.29
申请人 LG化学公司 发明人 圭葛里L 普力特
分类号 H02J7/04(2006.01) 主分类号 H02J7/04(2006.01)
代理机构 代理人 吴冠赐 台北市松山区敦化北路102号9楼;杨庆隆 台北市松山区敦化北路102号9楼;苏建太 台北市松山区敦化北路102号9楼
主权项 1.一种电池组之电池电量平衡的方法,包括下列步 骤: 量测每一该电池组之复数个电池的充电状态; 量测每一该等电池之充电容量及放电容量至少其 中之一;以及当下列状况其中之一发生时,平衡该 等电池之至少一电池的电量: 至少一该等电池之电池的可充电容量低于该等电 池之另一电池的可充电容量达到一特定値时;及 至少一该等电池之电池的可放电容量低于该等电 池之另一电池的可放电容量达一特定値时。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中每一该等 电池的该可充电容量的量测系计算每一该等电池 之充电状态的预设最大値与其充电状态现値之间 的差値。 3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中每一该等 电池的该可充电容量的量测更包括一将该差値乘 以每一该等电池之总容量的步骤。 4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中每一该等 电池的该可充电容量的量测更包括一计算库伦效 率的步骤。 5.如申请专利范围第2项所述之方法,其中每一该等 电池的该可充电容量的量测更包括一将该差値乘 以每一该等电池之标准容量的步骤。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中每一该等 电池的该可充电容量的量测更包括一计算库伦效 率的步骤。 7.如申请专利范围第2项所述之方法,其中平衡该等 电池之至少一电池的电量之步骤系使该至少一具 有一低于该等电池之另一电池之可充电容量的可 充电容量达到一临界値的电池所具之电荷量减少 。 8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该至少一 具有一低于该等电池之另一电池之可充电容量的 可充电容量达到一临界値的电池系藉由将该等电 池依照其分别具有之充电容量排序的方法判别。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中每一该等 电池的该可放电容量的量测系计算每一该等电池 之充电状态的预设最小値与其充电状态现値之间 的差値。 10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中每一该 等电池的该可放电容量的量测更包括一将该差値 乘以每一该等电池之总容量的步骤。 11.如申请专利范围第9项所述之方法,其中每一该 等电池的该可放电容量的量测更包括一将该差値 乘以每一该等电池之标准容量的步骤。 12.如申请专利范围第9项所述之方法,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤系使该至少一 具有一低于该等电池之另一电池之可放电容量的 可放电容量达到一临界値的电池所具之电荷量增 加。 13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中该至少 一具有一低于该等电池之另一电池之可放电容量 的可放电容量达到一临界値的电池系藉由将该等 电池依照其分别具有之放电容量排序的方法判别 。 14.如申请专利范围第1项所述之方法,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤系将电荷从该 等电池之一电池转移至该等电池之另一电池。 15.如申请专利范围第1项所述之方法,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤仅当该等电池 之一预设之充电状态最低値与一预设之充电状态 最高値之间的差値达到或超过一临界値时才进行 。 16.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该等电 池之充电状态的値系藉由卡尔曼滤波器、双卡尔 曼滤波器、延伸卡尔曼滤波器及双延伸卡尔曼滤 波器其中之一计算出。 17.如申请专利范围第1项所述之方法,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤仅当该等电池 之充电状态估计値位于于一特定之充电状态估计 値之误差边界之外达到超过一临界値时才进行。 18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该误差 边界系运用一充电状态値之估计误差协方差估计 値计算。 19.如申请专利范围第1项所述之方法,其中当该等 电池之可放电容量最大値与可放电容量最小値之 间的差値及该等电池之可充电容量最大値与可充 电容量最小値之间的差値落在一特定范围内时,平 衡该等电池之至少一电池的电量之步骤便停止。 20.如申请专利范围第1项所述之方法,其中当该等 电池之一电池同时被判断需要增加电荷及减少电 荷时,平衡该等电池之至少一电池的电量之步骤便 停止。 21.一种电池组之电池电量平衡的方法,包括下列步 骤: 量测每一该电池组之复数个电池的充电状态; 依据该等电池分别具有的充电状态,排序该等电池 ;以及 依据该等电池之排序,平衡该等电池之电池电量。 22.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该等电 池之充电状态系以卡尔曼滤波器进行计算。 23.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该等电 池之充电状态系以延伸卡尔曼滤波器进行计算。 24.如申请专利范围第22项所述之方法,其中平衡该 等电池之电池电量之步骤仅当该等电池之一预设 之充电状态最低値与一预设之充电状态最高値之 间的差値达到或超过一临界値时才进行。 25.一种平衡电池组之电池电量的系统,包括: 一具有复数个电池之电池组; 一侦测器,该侦测器系与该等电池之至少二电池相 连接,以侦测该等电池之至少二电池的充电状态; 以及 一控制器,该控制器系与该侦测器及该等电池相连 接; 其中,该控制器依据每一该等电池之充电状态,平 衡该该等电池之至少二电池的电量。 26.如申请专利范围第25项所述之系统,其中该系统 更包括一连接于该等电池及该控制器之装置,以平 衡该该等电池之至少二电池的电量。 27.如申请专利范围第25项所述之系统,其中该系统 更包括一控制器,以量测每一该等电池之充电容量 及放电容量至少其中之一,且当下列状况其中之一 发生时,平衡该等电池之至少一电池的电量; 至少一该等电池之电池的可充电容量低于该等电 池之另一电池的可充电容量达到一临界値时,及 至少一该等电池之电池的可放电容量低于该等电 池之另一电池的可放电容量达一临界値时。 28.如申请专利范围第27项所述之系统,其中每一该 等电池的该可充电容量的量测系计算每一该等电 池之充电状态的预设最大値与其充电状态现値之 间的差値。 29.如申请专利范围第28项所述之系统,其中每一该 等电池的该可充电容量的量测更包括一将该差値 乘以每一该等电池之总容量的步骤。 30.如申请专利范围第29项所述之系统,其中每一该 等电池的该可充电容量的量测更包括一计算库伦 效率的步骤。 31.如申请专利范围第27项所述之系统,其中每一该 等电池的该可充电容量的量测更包括一将该差値 乘以每一该等电池之标准容量的步骤。 32.如申请专利范围第31项所述之系统,其中每一该 等电池的该可充电容量的量测更包括一计算库伦 效率的步骤。 33.如申请专利范围第25项所述之系统,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤系使该至少一 具有一低于该等电池之另一电池之可充电容量的 可充电容量达到一临界値的电池所具之电荷量减 少。 34.如申请专利范围第33项所述之系统,其中该至少 一具有一低于该等电池之另一电池之可充电容量 的可充电容量达到一临界値的电池系藉由将该等 电池依照其分别具有之充电容量排序的方法判别 。 35.如申请专利范围第25项所述之系统,其中每一该 等电池的该可放电容量的量测系计算每一该等电 池之充电状态的预设最小値与其充电状态现値之 间的差値。 36.如申请专利范围第35项所述之系统,其中每一该 等电池的该可放电容量的量测更包括一将该差値 乘以每一该等电池之总容量的步骤。 37.如申请专利范围第35项所述之系统,其中每一该 等电池的该可放电容量的量测更包括一将该差値 乘以每一该等电池之标准容量的步骤。 38.如申请专利范围第35项所述之系统,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤系使该至少一 具有一低于该等电池之另一电池之可放电容量的 可放电容量达到一特定値的电池所具之电荷量增 加。 39.如申请专利范围第38项所述之系统,其中该至少 一具有一低于该等电池之另一电池之可放电容量 的可放电容量达到一临界値的电池系藉由将该等 电池依照其分别具有之放电容量排序的方法判别 。 40.如申请专利范围第25项所述之系统,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤系将电荷从该 等电池之一电池转移至该等电池之另一电池。 41.如申请专利范围第25项所述之系统,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤仅当该等电池 之一预设之充电状态最低値与一预设之充电状态 最高値之间的差値达到或超过一临界値时才进行 。 42.如申请专利范围第25项所述之系统,其中该等电 池之充电状态的値系藉由卡尔曼滤波器、双卡尔 曼滤波器、延伸卡尔曼滤波器及双延伸卡尔曼滤 波器其中之一计算出。 43.如申请专利范围第25项所述之系统,其中平衡该 等电池之至少一电池的电量之步骤仅当该等电池 之充电状态估计値位于于一特定之充电状态估计 値之误差边界之外达到超过一临界値时才进行。 44.如申请专利范围第43项所述之系统,其中该误差 边界系运用一充电状态値之估计误差协方差估计 値计算。 45.如申请专利范围第25项所述之系统,其中当该等 电池之可放电容量最大値与可放电容量最小値之 间的差値及该等电池之可充电容量最大値与可充 电容量最小値之间的差値落在一特定范围内时,平 衡该等电池之至少一电池的电量之步骤便停止。 46.如申请专利范围第25项所述之系统,其中当该等 电池之一电池同时被判断需要增加电荷及减少电 荷时,平衡该等电池之至少一电池的电量之步骤便 停止。 47.一种平衡电池组之电池电量的系统,包括: 一用以量测该电池组之每一复数个电池之充电状 态的手段; 一用以量测每一该等电池之充电容量及放电容量 至少其中之一的手段;以及 一当下列状况其中之一发生时,平衡该等电池之至 少一电池之电量的手段; 至少一该等电池之电池的可充电容量低于该等电 池之另一电池的可充电容量达到一临界値时,及 至少一该等电池之电池的可放电容量低于该等电 池之另一电池的可放电容量达一临界値时。 48.一种利用一机器可读取之电脑程式码编码的储 存媒体,其中该储存媒体具有复数个指示一微电脑 执行一平衡一电池组的电池电量之方法的程式,该 方法包括下列步骤: 量测每一该电池组之复数个电池的充电状态; 量测每一该等电池之充电容量及放电容量至少其 中之一;以及 当下列状况其中之一发生时,平衡该等电池之至少 一电池的电量; 至少一该等电池之电池的可充电容量低于该等电 池之另一电池的可充电容量达到一临界値时,及 至少一该等电池之电池的可放电容量低于该等电 池之另一电池的可放电容量达一临界値时。 图式简单说明: 图一系本发明之一电池组电量平衡系统的示意图 。 图二系本发明之一电池组电量平衡系统之进行方 法的流程图。 图三系本发明之另一电池组电量平衡的系统之进 行方法的流程图。
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