CN104009514A

CN104009514A - 用于一电池系统的电池分支的控制电路以及控制方法

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Publication number: CN104009514A
Application number: CN201410069093.3A
Authority: CN
Inventors: 蔡富生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: TW201434236A; TWI511415B; TWI511416B; JP2014166142A; JP2014166140A; JP5842018B2; CN104009515B; CN104009517B; TWI523376B; TW201434234A; US20140239899A1; JP2014166139A; US9219367B2; JP6214429B2; CN104009516A; US20140239911A1; US20140239898A1; JP2014166141A; US9214820B2; JP5957479B2

Abstract

本发明公开了一种用于一电池系统的电池分支的控制电路，所述控制电路包括一继电器单元、一开关单元以及一控制单元。所述继电器单元耦接于所述电池分支。所述开关单元并联耦接于所述继电器单元。所述控制单元耦接于所述继电器单元以及所述开关单元，控制单元用于控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换以选择性地导通流经所述电池分支的一分支电流。本发明同时公开了一种用于一电池系统的电池分支的控制方法，所述控制方法包括：将一继电器单元耦接于所述电池分支，以及将一开关单元并联耦接于所述继电器单元；以及控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换以选择性地导通流经所述电池分支的一分支电流。

Description

用于一电池系统的电池分支的控制电路以及控制方法

技术领域

本发明涉及电池分支的控制领域，特别涉及一种用于一电池系统的电池分支的控制电路及其相关的控制方法。

背景技术

为了提供具有高电能的电池系统，可并联多个电池分支以组成上述电池系统，其中每一电池分支可包括彼此串接的多个电池（或电池模块）。举例来说，可并联10个电池分支（或电池串），且每一个电池分支皆允许66安培的电流通过，以组成总供应/接收电流为660安培的一电池系统。然而，由于流过各电池分支的电流均为高电流，因此，在控制电池系统的电流供给时会产生大量的能量损耗。

因此，需要一种创新的电流控制架构来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于一电池系统的电池分支的控制电路及其相关的控制方法来解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于一电池系统的电池分支的控制电路。所述控制电路包括一继电器单元、一开关单元以及一控制单元。所述继电器单元耦接于所述电池分支。所述开关单元系并联耦接于所述继电器单元。所述控制单元耦接于所述继电器单元以及所述开关单元，控制单元用于控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换以选择性地导通流经所述电池分支的一分支电流。

相应的，本发明还提供了一种用于一电池系统的电池分支的控制方法。所述控制方法包括下列步骤：将一继电器单元耦接于所述电池分支，以及将一开关单元并联耦接于所述继电器单元；以及控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换以选择性地导通流经所述电池分支的一分支电流。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明用于一电池系统的电池分支的控制电路一实施例的示意图。

图2为本发明用于一电池系统的电池分支的控制电路另一实施例的示意图。

图3为图2所示的多个控制信号一实施例的信号时序图。

图4为图2所示的多个控制信号另一实施例的信号时序图。

图5为图2所示的多个控制信号又一实施例的信号时序图。

图6为本发明用于一电池系统的电池分支的控制方法一实施例的流程图。

图7为本发明用于一电池系统的电池分支的控制方法另一实施例的流程图。

【符号说明】

100、200 电池系统

102 电池分支

110、210 控制电路

120、220 继电器单元

130、230 开关单元

140、240 控制单元

602、604、606、608、610、612、702、704、706、708、709、710、711、712步骤

B₁、B₂、Bm 电池单元

C_R、C_S、S_RL、S_C、S_D 控制信号

PAK+、PAK- 端点

S_M 操作模式信号

I、I_C、I_D 分支电流

DR 感测结果

R_SEN 感测组件

L 线圈

M_R、M_C、M_D 晶体管

SW 电枢

P、Q 触点

GND 接地电压

N_RL、N_C、N_D 控制端

D_R、D_C、D_D 体二极管

V_BIAS 偏压

I_L 电流

T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10、T0’、T1’、T2’、T3’、T4’、T5’、T6’、T7’、T8’ 时间点

I_PC、I_PC1、I_PC2、I_PD、I_PD1、I_PD2 预定电流值

I_PU 电流上限

ΔT_A、ΔT_B 时间

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。需要注意的是，在权利要求书及说明书中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书中并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包括」为一开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。此外，「耦接」一词在此指包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。

为了控制高电能的电池系统（例如，具有高输入电流/输出电流的电池系统），本发明所提供的控制电路采用继电器并联开关组件（例如，金氧半场效晶体管开关（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET））的组合式开关的架构，藉由控制继电器与开关单元的切换时序，来减少电池系统的能量损耗，并可提升电池系统的使用寿命。

请参阅第1图，其为本发明用于一电池系统的电池分支的控制电路一实施例的示意图。于此实施例中，电池系统100包括一电池分支102以及一控制电路110，其中控制电路110用于控制流经电池分支102的一分支电流I。电池分支102可包括（但不限于）彼此串接的多个电池单元（battery unit）B₁～Bm，其中多个电池单元B₁～Bm之中的每一电池单元可以是电池芯（battery cell）（单一电池）、电池区块（battery block）（包括彼此并联的多个电池）、电池模块（batterymodule）（包括彼此串联的多个电池区块）或电池组（battery pack）（包括串联与并联的多个电池）。另外，多个电池单元B₁～Bm可自端点PAK＋（例如，一高压侧（high side terminal））与端点PAK－（例如，一低压侧（low side terminal））来提供一外接电子装置（未显示于第1图中）所需的电源，或可由端点PAK＋与端点PAK－来接收充电电源。在一设计变化中，电池分支102也可以只包括单一电池单元。

控制电路110可包括一继电器单元120、一开关单元130以及一控制单元140。继电器单元120耦接于电池单元Bm（亦即，耦接于电池分支102）。开关单元130与继电器单元120并联于电池单元Bm与端点PAK-之间。另外，控制单元140耦接于继电器单元120与开关单元130，控制单元140用于控制继电器单元120以及开关单元130的切换以选择性地导通分支电流I。举例来说，控制单元140可产生一控制信号C_R以断开或接通继电器单元120，以及产生一控制信号C_S以断开或接通开关单元130。控制单元140还可接收一操作模式信号S_M来控制电池系统100操作于一充电模式（例如，由端点PAK＋与端点PAK－来接收充电电源）或一放电模式（或一闲置模式）（例如，自端点PAK＋与端点PAK－来提供外接电子装置所需之电源）。

在另一实施例中，当端点PAK＋与端点PAK－耦接于一充电装置（未绘示于第1图中）时，控制单元140可根据操作模式信号S_M来产生控制信号C_R与控制信号C_S以分别接通继电器单元120以及开关单元130，进而导通一充电电流（亦即，分支电流I）。于另一实施例中，当端点PAK＋与端点PAK－耦接于一电子装置（未绘示于第1图中）时，控制单元140可根据操作模式信号S_M来产生控制信号C_R与控制信号C_S以分别接通继电器单元120以及开关单元130，进而提供电子装置所需的电能（亦即，放电电流）。由于继电器组件具有低接通电阻（switch-on resistance）与低功耗的特性，继电器单元120可有效地减少电池分支102与端点PAK－之间的等效电阻。另外，继电器单元120与开关单元130彼此并联耦接，因此，可进一步减少电池分支102与端点PAK－之间的等效电阻，故可满足降低功耗的需求。

值得注意的是，继电器单元120根据控制信号C_R来由断开状态（switch-offstate）切换至接通状态（switch-on state）（或由接通状态切换至断开状态）需要一切换时间，这可能会影响外接于电池系统100的一电子装置的运作。举例来说，在外接于电池系统100的电子装置应用于高速数据传输的情形下，电池系统100会因切换时间而影响供应电子装置所需的电源，使得电子装置延迟传输数据的时机。

因此，为了确保电池系统100不受继电器单元120的切换时间的影响，可使用相较于继电器单元120有较短切换时间的开关单元130。举例来说，当控制单元140利用控制信号C_R与控制信号C_S来分别接通继电器单元120与开关单元130时，在继电器单元120接通之前，开关单元130可为充电/放电电流提供一特定导通路径。另外，在继电器单元120以及开关单元130均接通的情形下，若继电器单元120的等效阻抗（例如，接通电阻）小于开关单元130的等效阻抗（例如，接通电阻），则流经电池分支102的电流主要会流经继电器单元120。换言之，电池系统100不仅可满足降低功耗的需求，也可实时接收/供应电能（亦即，进行充电/充电操作）。

第1图所示的控制电路110为基于本发明概念的基本电路架构，因此，任何采用第1图所示的电路架构的电路均落入本发明的保护范围。为了便于理解本发明的技术特征，以下采用一具体实施例来进一步说明本发明控制电路的细节，然而，基于第1图所示的电路架构的其它电路亦是可行的。请参阅第2图，其为本发明用于一电池系统的电池分支的控制电路一实施例的示意图。由第2图可知，电池系统200可包括第1图所示的电池分支102以及一控制电路210，其中控制电路210的架构是基于第1图所示的控制电路110的架构。在此实施例中，控制电路210可包括一继电器单元220、一开关单元230、一控制单元240以及一感测组件R_SEN（于此实施例中，感测组件R_SEN由一电阻来实现），其中继电器单元220、开关单元230以及控制单元240可分别用于实现第1图所示的继电器单元120、开关单元130以及控制单元140。感测组件R_SEN耦接于电池分支102，并可用于感测流经电池分支102的分支电流（例如，分支电流I_C或分支电流I_D）以产生一感测结果DR，而控制单元240可根据感测结果DR来控制继电器单元220以及开关单元230的切换。

继电器单元220可包括一线圈L、一晶体管M_R、一电枢SW以及多个触点（contact）P与Q。线圈L耦接于一偏压V_BIAS与晶体管M_R之间，而晶体管M_R则是耦接于线圈L与一接地电压GND之间。晶体管M_R可由一金氧半场效晶体管来实现，故可具有一控制端N_RL以及一体二极管（body diode）D_R。开关单元230可包括一晶体管M_C（即第一晶体管）以及一晶体管M_D（即第二晶体管）。晶体管M_C耦接于感测组件R_SEN与晶体管M_D之间，而晶体管M_D耦接于晶体管M_C与端点PAK-之间。于此实施例中，晶体管M_C与晶体管M_D均可由金氧半场效晶体管来实现，因此，晶体管M_C可具有一控制端N_C以及一体二极管D_C（即第一体二极管），以及晶体管M_D可具有一控制端N_D以及一体二极管D_D（即第二体二极管），其中体二极管D_C是以相反方向来与体二极管D_D耦接的。

控制单元240可产生一控制信号S_RL至控制端N_RL以控制晶体管M_R的导通状态，进而控制继电器单元220的切换状态。举例来说（但本发明不限于此），继电器单元220可以是一常闭型（normally closed）继电器，因此，当晶体管M_R根据控制信号S_RL导通时，电流I_L流经线圈L产生磁场，进而带动电枢SW，使触点P与触点Q分离。

为了进一步了解第2图所示的控制电路240的工作原理，请结合第2图来参阅第3图。第3图为第2图所示的多个控制信号S_RL、S_C与S_D一实施例的信号时序图。在时间点T0，电池系统200操作于一充电模式，其中晶体管M_R根据控制信号S_RL关断以保持继电器单元230接通（亦即，触点P与触点Q相连），此外，晶体管M_C与晶体管M_D分别根据控制信号S_C与控制信号S_D导通（亦即，开关单元230处于接通状态）。

当感测结果DR指示出充电电流（亦即，分支电流I_C）减少至一预定电流值I_PC时（例如，电池分支102已充电饱和），控制单元240可断开继电器单元220以及开关单元230以截断一充电路径,（亦即，在时间点T1）。更具体地说，控制信号S_RL切换至高准位以导通晶体管M_R，使触点P与触点Q分离，此外，当控制信号S_D维持高准位以保持晶体管M_D导通时，控制信号S_C切换至低准位以关断晶体管M_C。因此，外接于电池系统200的充电装置（未绘示于第2图中）便可停止对电池系统200进行充电。值得注意的是，在控制单元240切换控制信号S_RL的信号准位之后，会需要一段时间ΔT_A（如第3图所示）来分开/分离触点P与触点Q，换言之，时间ΔT_A即是将处于接通状态的继电器单元220断开所需的切换时间。相较于时间ΔT_A，将处于导通状态的晶体管M_C关断所需的切换时间是可忽略的，因此，在时间点T1与时间点T2之间，触点P仍与触点Q相连结，晶体管M_C则可视为处于关断状态，故分支电流I_C仍可经由继电器单元220而流向端点PAK-。

接下来，在时间点T3，控制单元240根据操作模式信号S_M将电池系统200切换至一放电模式，举例来说，电池系统200可将电能提供给一外接电子装置（未绘示于第2图中）。控制单元240可接通继电器单元230与开关单元220以将放电电流（亦即，分支电流I_D）提供给外接电子装置。更具体地说，控制信号S_RL切换至低准位以关断晶体管M_R，使得触点P连结至触点Q，此外，当控制信号S_D维持高准位以保持晶体管M_D导通时，控制信号S_C切换至高准位以导通晶体管M_C。值得注意的是，在控制单元240切换控制信号S_RL的信号准位之后，会需要一段时间ΔT_B（如第3图所示）将触点P与触点Q相连接，换言之，时间ΔT_B即是将处于断开状态的继电器单元220接通所需的切换时间。相较于时间ΔT_B，将处于关断状态的晶体管M_C导通所需的切换时间是可忽略的，因此，在时间点T3与时间点T4之间，触点P与触点Q分离，晶体管M_C则可视为处于导通状态，故分支电流I_D仍可经由晶体管M_C与晶体管M_D流向电池分支102。另外，由于晶体管M_D根据控制信号S_D而保持导通，因此，在晶体管M_C导通之前，分支电流I_D也可经由晶体管M_D以及体二极管D_C来流向电池分支102。简言之，将电能提供给外接电子装置几乎不会有延迟的问题。

当感测结果DR指示出分支电流I_D减少至一预定电流值I_PD时（例如，所有（或几乎所有）储存于电池分支102电能已提供给外接电子装置），控制单元240断开继电器单元220与开关单元230以截断一放电路径（亦即，在时间点T5）。更具体地说，控制信号S_RL切换至高准位以导通晶体管M_R，使得触点P与触点Q分离，此外，当控制信号S_C维持高准位以保持晶体管M_C导通时，控制信号S_D切换至低准位以关断晶体管M_D。因此，电池系统200便可停止供应电能。相似地，将处于接通状态的继电器单元220断开需要时间ΔT_A，而相较于时间ΔT_A，将处于导通状态的晶体管M_D关断所需的切换时间是可忽略的，因此，在时间点T5与时间点T6之间，分支电流I_D仍可经由继电器单元220流向电池分支102。

接下来，在时间点T7，控制单元240根据操作模式信号S_M再度将电池系统200切换至充电模式。控制单元240可接通继电器单元220以及开关单元230，使分支电流I_C对电池分支102进行充电。更具体地说，控制信号S_RL切换至低准位以关断晶体管M_R，使得触点P连结至触点Q，此外，当控制信号S_C维持高准位以保持晶体管M_C导通时，控制信号S_D切换至高准位以导通晶体管M_D。相似地，将处于断开状态的继电器单元220接通需要时间ΔT_B，而相较于时间ΔT_B，将处于关断状态的晶体管M_D导通所需的切换时间是可忽略的，因此，在时间点T7与时间点T8之间，分支电流I_C仍可经由晶体管M_C与体二极管DD流向端点PAK-。简言之，对电池系统200进行充电几乎不会有延迟的问题。

由上可知，可将晶体管M_C视为一充电晶体管，其可用于控制电池系统200的充电操作，以及可将晶体管M_D视为一放电晶体管，其可用于控制电池系统200的放电操作。

当电池系统200即将充电饱和时，外接于电池系统200的充电装置可执行一浮动充电操作（float charge operation）（例如，以定电压或低充电电流来对电池系统200进行充电）。然而，由于浮动充电操作的充电电流较小且容易变动，这会使得继电器单元220于接通、断开状态之间频繁地切换，而缩短继电器单元220的使用寿命。请结合第2图来参阅第4图。第4图为第2图所示的多个控制信号S_RL、S_C与S_D另一实作范例的信号时序图。于此实施例中，为了避免频繁地切换继电器单元220，当分支电流较低时，分支电流的导通路径主要由开关单元230提供。进一步的说明如下。

在时间点T0’，电池系统200操作于一充电模式，其中晶体管M_R根据控制信号S_RL来关断以保持继电器单元230接通，而晶体管M_C与晶体管M_D分别根据控制信号S_C与控制信号S_D导通。当感测结果DR指示出充电电流（亦即，分支电流I_C）减少至一第一预定电流值I_PC1时（例如，电池分支102即将充电饱和），控制单元240可断开继电器单元220并保持开关单元230接通（亦即，在时间点T1’）。更具体地说，控制信号S_RL切换至高准位以导通晶体管M_R，使得触点P与触点Q分离，而控制信号S_C与控制信号S_D均维持高准位以保持晶体管M_C与晶体管M_D导通。如此一来，便可延长继电器单元220的使用寿命。

接下来，当感测结果DR指示出分支电流I_C减少至小于第一预定电流值I_PC1的一第二预定电流值I_PC2时（例如，电池分支102已充电饱和），控制单元240可保持继电器单元220断开，并断开开关单元230以截断一充电路径（亦即，于时间点T2’）。更具体地说，控制信号S_RL与控制信号S_D均维持高准位，而控制信号S_C则是切换至低准位以关断晶体管M_C。

接下来，在时间点T3’，控制单元240可根据操作模式信号S_M来将电池系统200切换至一放电模式。更具体地说，控制单元240可将控制信号S_RL切换至低准位以关断晶体管M_R，使得触点P连结至触点Q，进而接通继电器单元230。另外，控制单元240可将控制信号S_C切换至高准位以导通晶体管M_C、并维持控制信号S_D处于高准位以保持晶体管M_D导通，进而接通开关单元220。相似地，在控制单元240切换控制信号S_RL的信号准位之后，会需要一段时间ΔT_B来将触点P与触点Q相连接，因此，在继电器单元220接通（亦即，时间点T4’）之前，分支电流I_D可经由开关单元230流向电池分支102。

当感测结果DR指示出分支电流I_D减少至一第一预定电流值I_PD1时（例如，大部分储存于电池分支102电能已提供给外接电子装置），控制单元240可断开继电器单元220并保持开关单元230接通（亦即，于时间点T5’）。更具体地说，控制信号S_RL切换至高准位以导通晶体管M_R，使得触点P与触点Q分离，而控制信号S_C与控制信号S_D均维持高准位以保持晶体管M_C与晶体管M_D导通。接下来，当感测结果DR指示出分支电流I_C减少至小于第一预定电流值I_PD1的一第二预定电流值I_PD2时（例如，电池分支102已充电饱和），控制单元240可维持继电器单元220断开，并断开开关单元230以截断一放电路径（亦即，于时间点T6’）。更具体地说，控制信号S_RL与控制信号S_C均维持高准位，而控制信号S_D则是切换至低准位以关断晶体管M_D。

接下来，在时间点T7’，控制单元240可根据操作模式信号S_M再度将电池系统200切换至充电模式。控制单元240可接通继电器单元220以及开关单元230，使分支电流I_C对电池分支102进行充电。更具体地说，控制信号S_RL切换至低准位以关断晶体管M_R，使得触点P连结至触点Q，此外，当控制信号S_C维持高准位以保持晶体管M_C导通时，控制信号S_D切换至高准位以导通晶体管M_D。相似地，在控制单元240切换控制信号S_RL的信号准位之后，会需要时间ΔT_B来将触点P与触点Q相连接，因此，在继电器单元220接通（亦即，时间点T8’）之前，分支电流I_C仍可经由开关单元230流向端点PAK?。

请注意，以上描述仅用于解释本发明，并非用于限制本发明。于一实施例中，继电器单元220可由其他类型的继电器（例如，常开型（normally open）继电器）来实现。于另一实施例中，开关单元230所包括的开关组件也可以采用其他类型开关组件来实现，且开关单元230所包括的开关组件的个数也不限定为两个。于又一实施例中，判断电池系统200是否充电/放电完毕的方式不限于通过感测组件R_SEN所产生的感测结果，举例来说，控制单元240可比较多个电池单元B₁～Bm的总电压是否与充电电源的电压相等来判断是否完成充电。于另一例子中，控制单元240可侦测电池系统200的温度来判断是否完成充电。于又一例子中，控制单元240可根据充电/放电的时间来判断是否完成充电/放电操作。简言之，只要是采用第1图所示的控制电路110的架构来控制电池分支，均遵循本发明的发明精神。

本发明所提出的控制电路还可用于过电流（例如，短路）保护机制。请结合第2图来参阅第5图。第5图为第2图所示的多个控制信号S_RL、S_C与S_D另一实施例的信号时序图。于此实施例中，电池系统200操作于充电模式，当感测结果DR指示出分支电流I_C大于一电流上限I_PU时，控制单元240可断开继电器单元220以及开关单元230（亦即，于时间点T9）。更具体地说，控制单元240可将控制信号S_RL切换至高准位以导通晶体管M_R，使触点P与触点Q分离，此外，控制单元240可将控制信号S_C与控制信号S_D切换至低准位以分别关断晶体管M_C与晶体管M_D。值得注意的是，由于将处于断开状态的继电器单元220接通需要一段时间ΔT_A，因此，在时间点T9与时间点T10之间，分支电流I_C（亦即，过电流）可经由继电器单元220流向端点PAK-，避免过电流造成晶体管M_C与晶体管M_C的损坏。

另外，对于具有多个并联的电池分支的电池系统来说，多个电池分支的至少其一可由本发明所提出的控制电路（例如，第2图所示的控制电路210）来控制，而剩余的电池分支则可通过继电器来控制（例如，包括第2图所示的继电器单元220的控制电路）。

请参阅第6图，其为本发明用于一电池系统的电池分支的控制方法一实施例的流程图。控制方法可应用于第2图所示的控制电路240，并可简单归纳如下。

步骤602：开始。

步骤604：将一继电器单元耦接至电池分支，以及将一开关单元并联耦接于继电器单元。

步骤606：感测流经电池分支的分支电流以产生一感测结果。

步骤608：根据所述感测结果来判断分支电流是否减少至一预定电流值，若是，执行步骤610，反之，执行步骤606。

步骤610：断开继电器单元以及开关单元以截断一特定导通路径。

步骤612：结束。

在步骤610中，可根据电池系统所处的操作模式来决定要截断的特定导通路径（例如，充电路径或放电路径）。由于本领域技术人员阅读第1图～第3图的相关说明之后，应可轻易了解第6图所示的每一步骤的操作细节，故进一步的说明在此便不再赘述。

请参阅第7图，其为本发明用于一电池系统的电池分支的控制方法另一实施例的流程图。控制方法可应用于第2图所示的控制电路210，并可简单归纳如下。

步骤702：开始。

步骤704：将一继电器单元耦接至电池分支，以及将一开关单元并联耦接于继电器单元。

步骤706：感测流经电池分支的分支电流以产生一感测结果。

步骤708：根据感测结果来判断分支电流是否减少至一第一预定电流值，若是，执行步骤709，反之，执行步骤706。

步骤709：断开继电器单元而维持开关单元导通。

步骤710：根据感测结果来判断分支电流是否减少至小于第一预定电流值的一第二预定电流值，若是，执行步骤711，反之，执行步骤709。

步骤711：维持继电器单元断开，并断开开关单元以截断一特定导通路径。

步骤712：结束。

在步骤711中，可根据电池系统所处在的操作模式来决定要截断的特定导通路径（例如，充电路径或放电路径）。由于本领域技术人员阅读第1图～第4图的相关说明之后，应可轻易了解第7图所示的每一步骤的操作细节，故进一步的说明在此便不再赘述。

综上所述，本发明所提供的控制电路可降低电池系统的能量损耗、增加电池系统随时可充/放电的便利性，并可延长电池系统、继电器组件的使用寿命以及提供过电流（短路）的防护措施。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims

1.一种用于一电池系统的电池分支的控制电路，其特征在于，包括：

一继电器单元，耦接于所述电池分支；

一开关单元，并联耦接于所述继电器单元；以及

一控制单元，耦接于所述继电器单元以及所述开关单元，所述控制单元用于控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换以选择性地导通流经所述电池分支的分支电流。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关单元的切换时间短于所述继电器单元的切换时间。

3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：

一感测组件，耦接于所述电池分支，用于感测所述分支电流以产生一感测结果；

其中所述控制单元根据所述感测结果来控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换。

4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，当所述感测结果指示所述分支电流减少至一预定电流值时，所述控制单元断开所述继电器单元以及所述开关单元以截断一特定导通路径。

5.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，当所述感测结果指示所述分支电流减少至一第一预定电流值时，所述控制单元断开所述继电器单元而保持所述开关单元接通；以及当所述感测结果指示所述分支电流减少至小于所述第一预定电流值的一第二预定电流值时，所述控制单元保持所述继电器单元断开，并断开所述开关单元以截断一特定导通路径。

6.如权利要求4或5所述的控制电路，其特征在于，所述特定导通路径为一充电路径或一放电路径。

7.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，当所述感测结果指示所述分支电流大于一电流上限时，所述控制单元断开所述继电器单元以及所述开关单元。

8.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关单元包括：

一第一晶体管，所述第一晶体管具有一第一体二极管，所述第一晶体管由所述控制单元所控制；以及

一第二晶体管，所述第二晶体管串联耦接于所述第一晶体管并具有一第二体二极管，所述第二晶体管由所述控制单元所控制，所述第二体二极管以相反方向与所述第一体二极管耦接。

9.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述第一晶体管用于控制所述电池系统的充电操作，所述第二晶体管用于控制所述电池系统的放电操作。

10.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述控制单元用于接收一操作模式信号以控制所述电池系统操作于一充电模式或一放电模式；以及在所述控制单元断开所述继电器单元、关断所述第一晶体管以及导通所述第二晶体管之后，当所述控制单元根据所述操作模式信号来将所述电池系统切换至所述充电模式或所述放电模式时，所述控制单元会接通所述继电器单元以及导通所述第一晶体管。

11.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，当所述继电器单元以及所述开关单元均接通时，所述继电器单元的等效阻抗小于所述开关单元的等效阻抗。

12.一种用于一电池系统的电池分支的控制方法，其特征在于，包括：

将一继电器单元耦接于所述电池分支，以及将一开关单元并联耦接于所述继电器单元；

控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换以选择性地导通流经所述电池分支的分支电流，控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换的步骤包括：感测所述分支电流以产生一感测结果，以及根据所述感测结果来控制所述继电器单元以及所述开关单元的切换;

当所述感测结果指示所述分支电流减少至一第一预定电流值时，断开所述继电器单元而保持所述开关单元接通，当所述感测结果指示所述分支电流减少至小于所述第一预定电流值的一第二预定电流值时，保持所述继电器单元断开，并断开所述开关单元以截断一特定导通路径;以及

当所述感测结果指示所述分支电流大于一电流上限时，断开所述继电器单元以及所述开关单元。