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TW201445845A - 並聯式放電調節裝置及其調節方法 - Google Patents

並聯式放電調節裝置及其調節方法 Download PDF

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TW201445845A
TW201445845A TW102118514A TW102118514A TW201445845A TW 201445845 A TW201445845 A TW 201445845A TW 102118514 A TW102118514 A TW 102118514A TW 102118514 A TW102118514 A TW 102118514A TW 201445845 A TW201445845 A TW 201445845A
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Inventor
yu-fu Zhou
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Td Hitech Energy Inc
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Abstract

本發明揭示一種並聯式放電調節裝置及其調節方法,其係利用第一放電調節電路以接收第一電流,且第一放電調節電路可根據第一預設電流,以調節第一電流之流量,並使第一電流流入功率裝置,第二放電調節電路以接收第二電流,且第二放電調節電路可根據第二預設電流,以調節第二電流之流量,並使第二電流流入功率裝置。藉此,本創作可利用二預設電流藉以維持二電能裝置之額定電流,進而可避免電能裝置過度放電,並利用二放電調節電路應用在兩組電能裝置或以上數量以直接並聯供電給功率裝置。

Description

並聯式放電調節裝置及其調節方法
本發明係有關一種電流調節裝置及其調節方法,特別是有關一種並聯式單向電流調節裝置及其調節方法。
現今電能釋放裝置之技術應用十分廣泛,一般而言,電能釋放裝置例如是電池或發電機,而當中的電池是指可將本身儲存的化學能轉成電能的裝置,包含一次電池、二次電池或燃料電池。而發電機是指可將機械能、熱能、光能等各式的能量轉成電能的裝置。
電能釋放裝置可提供功率裝置所需電能,其功率裝置之應用領域例如有筆記型電腦、行動電話、個人數位助理以及平板型電腦等可攜式電子裝置,甚至於電動自行車、電動車等電動載具乃至於電力系統。
在實際應用上為避免放電電流過大而傷及電能釋放裝置或功率裝置,因此電能釋放裝置需要有過度放電保護的相關機制,依目前現有的技術而言,大多是以持續電流監測或以中斷截止電流的方式來保護電能釋放裝置,避免使用者用不當且過大電流的方式進行放電,然而這樣的使用方式,在電能釋放裝置應用上將造成非預期的斷電異常等問題。
因此,如何避免電能釋放裝置之放電電流過大而傷及電能釋放裝置或功率裝置,卻又要避免電能釋放裝置造成非預期的斷電異常,即是個重要的課題。
有鑑於此,本發明係針對上述之問題,本發明提出一種並聯式放電調節裝置及其調節方法,藉此得以解決以上之缺失。
本發明之主要目的,係在提供一種並聯式放電調節裝置及其調節方法,其係利用第一放電調節電路及第二放電調節電路分別根據第一預設電流及第二預設電流,進行調節第一電流及第二電流之流量,並使第一電流及第二電流流入功率裝置,藉以維持二電能裝置之額定電流,進而 可避免二電能裝置過度放電,由於本發明之並聯式放電調節裝置不同於過去單以持續電流監測或中斷截止的電池保護方式,因此,本發明在電池的裝置應用上可以避免非預期的斷電異常等問題,藉以增加裝置使用上的可靠性。
本發明之另一目的,係在提供一種並聯式放電調節裝置及其調節方法,其係利用二放電調節電路應用在兩組電能裝置或以上數量以直接並聯供電給功率裝置,因此本發明可適合於具備不同電池芯特性的電池組並聯使用,或是在不同容量的電能裝置之間亦可以並聯在一起使用,或是在不同充電容量狀態的電能裝置或電能裝置可以並聯一起使用。
為達上述之目的,本發明揭示一種並聯式放電調節裝置,包含有第一放電調節電路電性連接第一電能裝置及功率裝置,以接收第一電流,且第一放電調節電路可根據第一預設電流,以調節第一電流之流量,並使第一電流流入功率裝置,第二放電調節電路電性連接第二電能裝置及功率裝置,以接收第二電流,且第二放電調節電路可根據第二預設電流,以調節第二電流之流量,並使第二電流流入功率裝置。
一種放電調節方法,包含有下列步驟,選擇性接收來自二電能裝置之第一電流及第二電流,根據第一預設電流及第二預設電流,以個別調節第一電流及第二電流之流量,並可選擇性調整第一電流及第二電流流入功率裝置。
底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明,當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
10‧‧‧並聯式放電調節裝置
12‧‧‧第一電能裝置
14‧‧‧第二電能裝置
16‧‧‧功率裝置
18‧‧‧第一放電調節電路
20‧‧‧第二放電調節電路
22‧‧‧第一調節控制器
24‧‧‧第二調節控制器
P1‧‧‧第一電性接點
P2‧‧‧第二電性接點
P3‧‧‧第三電性接點
P4‧‧‧第四電性接點
S1‧‧‧第一開關
S2‧‧‧第二開關
D1‧‧‧第一二極體
D2‧‧‧第二二極體
F1‧‧‧第一順向端
R1‧‧‧第一逆向端
F2‧‧‧第二順向端
R2‧‧‧第二逆向端
L1‧‧‧第一電感
L2‧‧‧第二電感
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
I1‧‧‧第一電流
I2‧‧‧第二電流
IL1‧‧‧第一洩漏電流
IL2‧‧‧第二洩漏電流
ID1‧‧‧第一放電電流
ID2‧‧‧第二放電電流
第1圖係為本發明第一實施例之並聯式放電調節裝置放電示意圖。
第2圖係為本發明第一實施例之並聯式放電調節裝置電路方塊圖。
第3圖係為本發明第二實施例之並聯式放電調節裝置電路方塊圖。
第4圖係為本發明之放電調節方法流程示意圖。
本發明在此列舉一裝置實施例,參閱第1圖及第2圖,藉此說明本發明第一實施例之並聯式放電調節裝置放電示意圖及電路方塊圖, 如圖所示,本發明揭示一種並聯式放電調節裝置10,電性連接第一電能裝置12、第二電能裝置14及功率裝置16,並聯式放電調節裝置10包含有第一放電調節電路18電性連接第一電能裝置12及功率裝置16,第二放電調節電路20電性連接第二電能裝置14及功率裝置16。第一放電調節電路18可用於接收第一電流I1,並根據第一預設電流,以調節第一電流I1之流量,使第一電流I1流入功率裝置16,第二放電調節電路20可用於接收第二電流I2,並根據第二預設電流,以調節第二電流I2之流量,使第二電流I2流入功率裝置16。
接著,如第2圖所示,本發明之第一電流I1係由第一電能裝置12釋放第一洩漏電流IL1,在第一放電調節電路18接收第一洩漏電流IL1之後,可轉輸出成第一放電電流ID1,第二電流I2則係由第二電能裝置14釋放第二洩漏電流IL2,且在第二放電調節電路20接收第二洩漏電流IL2可轉輸出成第二放電電流ID2
此外,本發明之第一電能裝置12及第二電能裝置14係為電池或發電機,功率裝置16係為電動機、用電裝置或電力網路。且前述之電池可以是可充式電池,用電裝置可以為資訊、通信、空調、照明、機械動力或其他用電系統,而電力網路係為上述用電系統組合而成的電力負載網路。換言之,當第一電能裝置12及第二電能裝置14使用如可充式電池,功率裝置16使用如電動機時,本發明之第一預設電流及第二預設電流即係個別針對可充式電池的額定電流實際情況進行設定(意即針對可充式電池的輸出電流做設定),藉以維持第一洩漏電流IL1及第二洩漏電流IL2之流量不超過第一電能裝置12及第二電能裝置14之額定電流,藉此將得以保護第一電能裝置12及第二電能裝置14,藉此避免第一電能裝置12及第二電能裝置14過度放電發生損壞,此外,本發明亦可依據第一預設電流及第二預設電流針對第一放電電流ID1及第二放電電流ID2針對電動機之額定電流進行設定,以避免功率裝置16過度充電發生損壞。
據上,本發明於此所揭示之並聯式放電調節裝置10,不同於過去單以持續電流監測或中斷截止的電池保護方式,因此,本發明在電能裝置12、14應用上可以避免非預期的斷電異常等問題,藉以增加裝置使用上的可靠性。
此外,本發明於前揭之實施方式,僅是對於本發明之技術思想概略說明,本發明之細部結構元件及具體實施例中之元件結構及操作方式,將於下文中搭配隨附的圖式再作更細部說明。
復閱第2圖,本發明之並聯式放電調節裝置10,其中第一電能裝置12具有第一電性接點P1及第二電性接點P2,第二電能裝置14具有第三電性接點P3及第四電性接點P4,且第一電性接點P1及第三電性接點P3係為正極,第二電性接點P2及第四電性接點P4係為負極。
承上所述,本發明之第一放電調節電路18包含有第一調節控制器22,可根據第一預設電流進行調節第一洩漏電流IL1之流量,第一開關S1串接第一電性接點P1,且電性連接第一調節控制器22,第一調節控制器22可根據第一預設電流,來決定第一開關S1之導通次數,進而調節第一洩漏電流IL1之流量。第一二極體D1具有第一順向端F1及第一逆向端R1,第一順向端F1電性連接第一開關S1,第二逆向端R2電性連接第二電性接點P2,第一二極體D1可控制第一洩漏電流IL1之流向路徑,第一電感L1電性連接第一開關S1與第一順向端F1之共接點,以儲存第一洩漏電流IL1,第一電感L1可將第一洩漏電流IL1轉輸出成第一放電電流ID1,第一電容C1串接第一電感L1再電性連接第二電性接點P2及第一逆向端R1之共接點,第一電容C1並聯功率裝置16,以接收並儲存第一洩漏電流IL1,進而提供第一放電電流ID1以流入功率裝置16。
第二放電調節電路20包含有第二調節控制器24,根據第二預設電流,以調節第二洩漏電流IL2之流量,第二開關S2串接第三電性接點P3,且電性連接第二調節控制器24,第二調節控制器24可根據第二預設電流,來決定第二開關S2之導通次數,進而調節第二洩漏電流IL2之流量,第二二極體D2具有第二順向端F2及第二逆向端R2,第二順向端F2電性連接第二開關S2,第二逆向端R2電性連接第四電性接點P4,且第二二極體D2可控制第二洩漏電流IL2之流向路徑,第二電感L2電性連接第二開關S2與第二順向端F2之共接點,以儲存第二洩漏電流IL2,且第二電感L2可將第二洩漏電流IL2轉輸出成第二放電電流ID2,第二電容C2串接第二電感L2,並電性連接第四電性接點P4及第二逆向端R2之共接點,第二電感L2並聯功率裝置16,以接收並儲存第二洩漏電流IL2,進而提供第二放電電流ID2以流入功率裝置 16。
據上,第一二極體D1可根據其順向端F1及逆向端R1之間的特性關係,可在第一開關S1導通時間形成逆向偏壓,以控制第一洩漏電流IL1全部流入第一電感L1,當第一開關S1開路時,第一二極體D1形成順向偏壓以繼續第一電感L1的慣性電流,將第一電感L1內的能量轉移到第一電容C1,因此,第一電容C1可接收並儲存第一洩漏電流IL1,進而提供第一放電電流ID1以流入功率裝置16。第二二極體D2根據其順向端F2及逆向端R2之間的特性關係,可在第二開關S2導通時間形成逆向偏壓,以控制第二洩漏電流IL2全部流入第二電感L2,當第二開關S2開路時,第二二極體D2形成順向偏壓以繼續第二電感L2的慣性電流,將第二電感L2內的能量轉移到第二電容C2,因此,第二電容C2可接收並儲存第二洩漏電流IL2,進而提供第二放電電流ID2以流入功率裝置16。
如前所述,依據本發明所揭示之並聯式放電調節裝置10,當第一放電調節電路18於第一洩漏電流IL1小於第一預設電流時,第一調節控制器22可增加第一開關S1導通時間比例,以增加輸出第一洩漏電流IL1之流量,當第一洩漏電流IL1大於第一預設電流時,第一調節控制器22可減少第一開關S1導通時間比例,以減少輸出第一洩漏電流IL1之流量,當第一洩漏電流IL1等於第一預設電流時,第一調節控制器22可恆定第一開關S1導通時間比例,以穩定輸出第一洩漏電流IL1之流量。第二放電調節電路20於第二洩漏電流IL2小於第二預設電流時,第二調節控制器24可增加第二開關S2導通時間比例,增加輸出第二洩漏電流IL2之流量,當第二洩漏電流IL2大於第二預設電流時,第二調節控制器24可減少第二開關S2導通時間比例,減少輸出第二洩漏電流IL2之流量,當第二洩漏電流IL2等於第二預設電流時,第二調節控制器24可恆定第二開關S2導通時間比例,以穩定輸出第二洩漏電流IL2之流量。
再者,同如前述,本發明之第一預設電流及第二預設電流各自針對第一電能裝置12、第二電能裝置14之額定電流情況進行設定只是本發明技術內容其中之一之實施方式,然而,本發明並不以此為限,依據本發明之技術思想,第一預設電流及第二預設電流亦可同時考量第一電能裝置12、第二電能裝置12及功率裝置16之額定電流的實際情況做設定,第 一調節控制器22及第二調節控制器24其導通時間比例的控制方式大致上與前文所述相同,在此不再贅述,惟第一預設電流及第二預設電流之設定方式,將會於下文中搭配隨附的圖式再作更細部說明。
復閱第2圖,如前所述之並聯式放電調節裝置10,第一放電調節電路18於第一放電電流ID1小於第一預設電流時,第一調節控制器22可增加第一開關S1導通時間比例,以增加輸出第一放電電流ID1之流量,當第一放電電流ID1大於第一預設電流時,第一調節控制器22可減少第一開關S1導通時間比例,以減少輸出第一放電電流ID1之流量,當第一放電電流ID1等於第一預設電流時,第一調節控制器22可恆定第一開關S1導通時間比例,以穩定輸出第一放電電流ID1之流量。第二放電調節電路20於第二放電電流ID2小於第二預設電流時,第二調節控制器24可增加第二開關S2導通時間比例,增加輸出第二放電電流ID2之流量,當第二放電電流ID2大於第二預設電流時,第二調節控制器24可減少第二開關S2導通時間比例,減少輸出第二放電電流ID2之流量,當第二放電電流ID2等於第二預設電流時,第二調節控制器24可恆定第二開關S2導通時間比例,以穩定輸出第二放電電流ID2之流量。
此外,由於本發明之第一預設電流及第二預設電流亦可同時針對於第一電能裝置12、第二電能裝置14及功率裝置16的額定電流情況進行設定,因此,當第一電能裝置12及第二電能裝置14使用為電池,功率裝置16使用電動機時,第一預設電流及第二預設電流即針對電池之放電額定電流及電動機之額定最大電流做設定。詳言之,例如當第一電能裝置12及第二電能裝置14所使用的電池具有最大放電電流15安培,而功率裝置16使用額定最大電流為20安培的電動機。由於電動機本身並沒有過大電流的保護或限制的功能,因此,設計者可以設定第一預設電流及第二預設電流為10安培,將得以確保第一電能裝置12與第二電能裝置14的放電電流不會超過其安全界線15安培之外,功率裝置16的輸入電流也不會超過第一電能裝置12與第二電能裝置14的電流總和20安培,如以一來,將可以保護電池與電動機都不會有過大電流而造成損壞。但,假設功率裝置16本身具有控制裝置避免操作電流超過20安培,則設計者可以設定第一預設電流及第二預設電流為15安培,使得電動機在沒有過大電流的情況下,第一電 能裝置12及第二電能裝置14可以有更大的放電調配範圍。
當然,前揭第一實施例之並聯式放電調節裝置10,其技術特徵僅是本發明其中之一裝置實施例,依據本發明之技術內容而言,當然並不以此為限,接續,參閱第3圖,藉此說明本發明第二實施例之並聯式放電調節裝置電路方塊圖,如圖所示,本發明於前所述之第一電能裝置12、第二電能裝置14、功率裝置16、第一放電調節電路18及第二放電調節電路20,其作用及連結方式大致上與該第二實施例相同,相同技術內容在此不再重複贅述。
惟本發明之第二實施例不同處在於第一放電調節電路18之第一開關S1串接第二電性接點P2,且電性連接第一調節控制器22,第一二極體D1具有第一順向端F1及第一逆向端R1,第一順向端F1電性連接第一電性接點P1,第一逆向端R1電性連接第一開關S1,且第一二極體D1可控制第一洩漏電流IL1之流向路徑,第一電感L1電性連接第一電性接點P1與第一順向端F1之共接點,以儲存第一洩漏電流IL1,且第一電感L1可將第一洩漏電流IL1轉輸出成第一放電電流ID1,第一電容C1串接第一電感L1,且電性連接於第一開關S1及第一逆向端R1之共接點,第一電容C1並聯功率裝置16以接收並儲存第一放電電流ID1,進而提供第一放電電流ID1以流入功率裝置16。
接著,第二放電調節電路20之第二開關S2串接第四電性接點P4,且電性連接第二調節控制器20,第二調節控制器D2可根據第二預設電流,來決定第二開關S2之導通次數,進而調節第二洩漏電流IL2之流量,第二二極體D2具有第二順向端F2及第二逆向端R2,且第二順向端F2電性連接第三電性接點P3,第二逆向端R2電性連接第二開關S2,第二二極體D2可控制第二洩漏電流ID2之流向路徑,第二電感L2電性連接第三電性接點P3與第二順向端F2之共接點,以儲存第二洩漏電流IL2,且第二電感L2可將第二洩漏電流IL2轉輸出成第二放電電流ID2,第二電容C2串接第二電感L2,並電性連接第二開關S2及第二逆向端R2之共接點,且第二電感L2並聯功率裝置16,以接收並儲存第二放電電流ID2,進而提供第二放電電流ID2以流入功率裝置16。
依據本發明前揭之第一實施例及第二實施例之技術內容,可得知第一實施例是將第一開關S1、第一電感L1、第二開關S2及第二電感L2 設置於正端迴路,第二實施例則是將第一開關S1、第一電感L1、第二開關S2及第二電感L2設置於負端迴路,依據第二實施例所揭示之技術內容同樣可達成第一實施例之功效。
另外,本發明之第一調節控制器22及第二調節控制器24係以脈衝寬度調變技術,分自進行觸發第一開關S1及第二開關S2。且第一開關S1及第二開關S2係為雙極性電晶體、場效應電晶體、絕緣柵雙極電晶體或切換式開關。
本發明於此為求說明書應明確且充分揭露,使該發明所屬技術領域中具有通常知識者,能瞭解其內容,並可據以實現,因此,於第1圖、第2圖及第3圖皆是以二組電能裝置12、14作為舉例說明,然而依據本發明之技術思想,本發明之並聯式放電調節裝置10亦可並聯更多數量之第一電能裝置12、第二電能裝置14,此時僅須使第一放電調節電路18、第二放電調節電路20對應相同數量之第一電能裝置12、第二電能裝置14即可。
接著,本發明於此可列舉一方法實施例,參閱第4圖,本發明之放電調節方法流程示意圖,參閱同時復閱第2圖,如圖所示,本發明之一種放電調節方法,包含有下列步驟,如步驟S10,選擇性接收來自二電能裝置之第一電流I1及第二電流I2,接著,如步驟S12,根據第一預設電流及第二預設電流,以個別調節第一電流I1及第二電流I2之流量,步驟S14選擇性調整第一電流I1及第二電流I2流入功率裝置16。此外,本發明前述之二電能裝置分別係為第一電能裝置12及第二電能裝置14,第一電流I1係由第一電能裝置12釋放第一洩漏電流IL1,第一放電調節電路18可接收第一洩漏電流IL1並轉輸出成第一放電電流ID1,第二電流I2係由第二電能裝置14釋放第二洩漏電流IL2,且第二放電調節電路20可接收第二洩漏電流IL2並轉輸出成第二放電電流ID2
據上,本發明之放電調節方法,其中第一洩漏電流IL1及第二洩漏電流IL2與第一放電電流ID1及第二放電電流ID2之流量係以第一調節控制器22及第二調節控制器24分自控制第一開關S1及第二開關S2進行調節,且第一調節控制器22可根據第一預設電流,決定第一開關S1之導通次數,第二調節控制器24可根據第二預設電流,決定第二開關S2之導通次數。
因此,當第一洩漏電流IL1小於第一預設電流時,第一調節控制器22可增加第一開關S1導通時間比例,以增加輸出第一洩漏電流IL1之流量,當第一洩漏電流IL1大於第一預設電流時,減少第一開關S1導通時間比例,以減少輸出第一洩漏電流IL1之流量,當第一洩漏電流IL1等於第一預設電流時,恆定第一開關S1導通時間比例,以穩定輸出第一洩漏電流IL1之流量。
當第二洩漏電流IL2小於第二預設電流時,第二調節控制器24可增加第二開關S2導通時間比例,以增加輸出第二洩漏電流IL2之流量,當第二洩漏電流IL2大於第二預設電流時,減少第二開關S2導通時間比例,以減少輸出第二洩漏電流IL2之流量,當第二洩漏電流IL2等於第二預設電流時,恆定第二開關S2導通時間比例,以穩定輸出第二洩漏電流IL2之流量。
再者,本發明於前所揭示之第一預設電流及第二預設電流係個自針對第一電能裝置12、第二電能裝置14之額定電流情況進行設定,然而此技術特徵只是本發明技術內容其中之一之實施方式,本發明並不以此為限,依據本發明之技術思想,於此可在列舉另一調節方式,使第一預設電流及第二預設電流可同時考量第一電能裝置12、第二電能裝置12及功率裝置16之額定電流的實際情況做設定,而第一調節控制器22及第二調節控制器24其導通時間比例的控制方式大致上與前文所述相同,相同技術內容在此不再贅述,惟第一預設電流及第二預設電流之設定方式,將會於下文中搭配隨附的圖式再作更細部說明。
如第2圖所示,本發明之另一調節方式,其技術內容在於當第一放電電流ID1小於第一預設電流時,第一調節控制器22可增加第一開關S1導通時間比例,以增加輸出第一放電電流ID1之流量,當第一放電電流ID1大於第一預設電流時,減少第一開關S1導通時間比例,以減少輸出第一放電電流ID1之流量,當第一放電電流ID1等於第一預設電流時,恆定第一開關S1導通時間比例,以穩定輸出第一放電電流ID1之流量。
當第二放電電流ID2小於第二預設電流時,第二調節控制器24可增加第二開關S2導通時間比例,以增加輸出第二放電電流ID2之流量,當第二放電電流ID2大於第二預設電流時,減少第二開關S2導通時間比例,以減少輸出第二放電電流ID2之流量,當第二放電電流ID2等於第二預設電流 時,恆定第二開關S2導通時間比例,以穩定輸出第二放電電流ID2之流量。
綜上所述,本發明另一調節方式主要是用於考量功率裝置16額定電流之限制進行調節,因此利用第一調節控制器22及第二調節控制器24分別根據第一預設電流及第二預設電流針對功率裝置16所能接受的最大第一放電電流ID1及第二放電電流ID2,進行調節流量,使第一放電電流ID1及第二放電電流ID2流入功率裝置16的流量不超過功率裝置16額定電流之限制,如此一來,將可避免功率裝置16過度放電,進而降低功率裝置16過度充放電而受到損壞或壽命減損的機會。
此外,本發明之放電調節方法,其中第一洩漏電流IL1及第二洩漏電流IL2調節方式係為第一調節控制器22及第二調節控制器24以脈衝寬度調變技術,分自進行觸發第一開關S1及第二開關S2。且第一電能裝置12、第二電能裝置14係為電池或發電機,功率裝置16係為電動機、直流用電裝置或電力網路。且前述之用電裝置可以為資訊、通信、空調、照明、機械動力或其他用電系統,而電力網路係為上述用電系統組合而成的電力負載網路。第一開關S1及第二開關S2係為雙極性電晶體、場效應電晶體、絕緣柵雙極電晶體或切換式開關。
綜上所述,依據本發明所揭示之並聯式放電調節裝置10,其係可應用在兩組第一電能裝置12及第二電能裝置14或以上數量以直接並聯供電給功率裝置16,並聯式放電調節裝置10可適合於具備不同電池芯特性的電池組並聯使用,例如鋰錳電池與磷酸鋰鐵電池可以並聯在一起使用,不會因特性差異而使任一第一電能裝置12或第二電能裝置14之額定電流超過其承受的範圍,在不同容量的第一電能裝置12或第二電能裝置14之間亦可以並聯在一起使用,例如不同額定電流之10安時與20安時的電能裝置12或電能裝置14可並聯使用,或是在不同充電容量狀態的第一電能裝置12或第二電能裝置14可以並聯一起使用,例如一個充飽的第一電能裝置12與剩餘一半電量的第二電能裝置14可以並聯使用。
此外,對於電動車而言,電動車騎乘距離與電池組容量有相當大的關係,但電池組體積較大就不易搬動,因此一般人能夠隨意抽取之體積與重量也將有所限制,依據工業局的標準,10公斤的電池模組重量為一般使用者所能夠輕易抽取交換的最高重量上限。然因電池模組容量之較 大者需要較多之鋰電池所組成,相對的重量與體積也較重與大,因此,若需航程則需改善電源裝置,即需使用一個以上的電池模組。
使用一個以上的電池模組對同一個功率裝置進行供電時,由於各個電池組的特性皆不相同,因此可能會發生模組負擔電流不均甚或造成單顆模組過載之情形。為解決此一問題,依據本發明之技術思想,即可提供輕型電動車開發抽取式可並聯鋰電池儲電模組,而此處所謂抽取式可並聯鋰電池儲電模組裝置,即係為本發明之並聯式放電調節裝置10,利用第一放電調節電路18及第二放電調節電路20之獨立模組及平均且穩定的分擔功率裝置16之能力,主要是為了改善電源裝置擴充所遭受的限制。
此外,本發明之第一放電調節電路18及第二放電調節電路20採模組化設計更有以下優點:在輸出功率增加時,可直接並聯增加模組來達到所需要的功率輸出;而當其中之一第一放電調節電路18或第二放電調節電路20故障時,可快速替換模組,以維持裝置運作之高可靠度。
如上所述,使用本發明之並聯式放電調節裝置10,更可以解決過去技術在電池組(包含過電流斷路裝置)並聯之前必須先確保各並聯電池組之間的容量與阻抗平衡,以確保不會因為功率裝置之額定電流的分配不均而造成斷電的問題。
雖然,本發明前述之實施例揭露如上,然其並非用以限訂本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內所為之更動與潤飾,均屬於本發明專利範圍之主張。關於本發明所界定之專利範圍請參考所附之請求項。
10‧‧‧並聯式放電調節裝置
12‧‧‧第一電能裝置
14‧‧‧第二電能裝置
16‧‧‧功率裝置
18‧‧‧第一放電調節電路
20‧‧‧第二放電調節電路
22‧‧‧第一調節控制器
24‧‧‧第二調節控制器
P1‧‧‧第一電性接點
P2‧‧‧第二電性接點
P3‧‧‧第三電性接點
P4‧‧‧第四電性接點
S1‧‧‧第一開關
S2‧‧‧第二開關
D1‧‧‧第一二極體
D2‧‧‧第二二極體
F1‧‧‧第一順向端
R1‧‧‧第一逆向端
F2‧‧‧第二順向端
R2‧‧‧第二逆向端
L1‧‧‧第一電感
L2‧‧‧第二電感
C1‧‧‧第一電容
C2‧‧‧第二電容
I1‧‧‧第一電流
I2‧‧‧第二電流
IL1‧‧‧第一洩漏電流
IL2‧‧‧第二洩漏電流
ID1‧‧‧第一放電電流
ID2‧‧‧第二放電電流

Claims (26)

  1. 一種並聯式放電調節裝置,電性連接一第一電能裝置、一第二電能裝置及一功率裝置,該並聯式放電調節裝置至少包括:一第一放電調節電路,電性連接該第一電能裝置及該功率裝置,以接收一第一電流,且該第一放電調節電路可根據一第一預設電流,以調節該第一電流之流量,並使該第一電流流入該功率裝置;以及一第二放電調節電路,電性連接該第二電能裝置及該功率裝置,以接收一第二電流,且該第二放電調節電路可根據一第二預設電流,以調節該第二電流之流量,並使該第二電流流入該功率裝置。
  2. 如請求項1所述之並聯式放電調節裝置,其中該第一電流係由該第一電能裝置釋放一第一洩漏電流,該第一放電調節電路可接收該第一洩漏電流並轉輸出成一第一放電電流,該第二電流係由該第二電能裝置釋放一第二洩漏電流,且該第二放電調節電路可接收該第二洩漏電流並轉輸出成一第二放電電流。
  3. 如請求項2所述之並聯式放電調節裝置,其中該第一電能裝置具有一第一電性接點及一第二電性接點,且該第一放電調節電路更包括:一第一調節控制器,根據該第一預設電流,以調節該第一洩漏電流之流量;一第一開關,串接該第一電性接點,且電性連接該第一調節控制器,該第一調節控制器可根據該第一預設電流,來決定該第一開關之導通次數,進而調節該第一洩漏電流之流量;一第一二極體,具有一第一順向端及一第一逆向端,該第一順向端電性連接該第一開關,且該第二逆向端電性連接該第二電性接點,且該第一二極體可控制該第一洩漏電流之流向路徑;一第一電感,電性連接該第一開關與該第一順向端之共接點,以儲存該第一洩漏電流,且該第一電感可將該第一洩漏電流轉輸出成該第一放電電流;以及一第一電容,串接該第一電感,並電性連接該第二電性接點及該第一逆向端之共接點,且該第一電容並聯該功率裝置,以接收並儲存該第一洩漏電流,進而提供該第一放電電流以流入該功率裝置。
  4. 如請求項3所述之並聯式放電調節裝置,其中該第二電能裝置具有一第三電性接點及一第四電性接點,且該第二放電調節電路更包括:一第二調節控制器,根據該第二預設電流,以調節該第二洩漏電流之流量;一第二開關,串接該第三電性接點,且電性連接該第二調節控制器,該第二調節控制器可根據該第二預設電流,來決定該第二開關之導通次數,進而調節該第二洩漏電流之流量;一第二二極體,具有一第二順向端及一第二逆向端,該第二順向端電性連接該第二開關,該第二逆向端電性連接該第四電性接點,且該第二二極體可控制該第二洩漏電流之流向路徑;一第二電感,電性連接該第二開關與該第二順向端之共接點,以儲存該第二洩漏電流,且該第二電感可將該第二洩漏電流轉輸出成該第二放電電流;以及一第二電容,串接該第二電感,並電性連接該第四電性接點及該第二逆向端之共接點,且該第二電感並聯該功率裝置,以接收並儲存該第二洩漏電流,進而提供該第二放電電流以流入該功率裝置。
  5. 如請求項2所述之並聯式放電調節裝置,其中該第一電能裝置具有一第一電性接點及一第二電性接點,且該第一放電調節電路更包括:一第一調節控制器,根據該第一預設電流,以調節該第一洩漏電流之流量;一第一開關,串接該第二電性接點,且電性連接該第一調節控制器,該第一調節控制器可根據該第一預設電流,來決定該第一開關之導通次數,進而調節該第一洩漏電流之流量;一第一二極體,具有一第一順向端及一第一逆向端,該第一順向端電性連接該第一電性接點,該第一逆向端電性連接該第一開關,且該第一二極體可控制該第一洩漏電流之流向路徑;一第一電感,電性連接該第一電性接點與該第一順向端之共接點,以儲存該第一洩漏電流,且該第一電感可將該第一洩漏電流轉輸出成該第一放電電流;以及一第一電容,串接該第一電感,並電性連接於該第一開關及該第一逆 向端之共接點,且該第一電容並聯該功率裝置,以接收並儲存該第一放電電流,進而提供該第一放電電流以流入該功率裝置。
  6. 如請求項5所述之並聯式放電調節裝置,其中該第二電能裝置具有一第三電性接點及一第四電性接點,且該第二放電調節電路更包括:一第二調節控制器,根據該第二預設電流,以調節該第二洩漏電流之流量;一第二開關,串接該第四電性接點,且電性連接該第二調節控制器,該第二調節控制器可根據該第二預設電流,來決定該第二開關之導通次數,進而調節該第二洩漏電流之流量;一第二二極體,具有一第二順向端及一第二逆向端,且該第二順向端電性連接該第三電性接點,該第二逆向端電性連接該第一開關,該第二二極體可控制該第二洩漏電流之流向路徑;一第二電感,電性連接該第三電性接點與該第二順向端之共接點,以儲存該第二洩漏電流,且該第二電感可將該第二洩漏電流轉輸出成該第二放電電流;以及一第二電容,串接該第二電感,並電性連接該第二開關及該第二逆向端之共接點,且該第二電感並聯該功率裝置,以接收並儲存該第二放電電流,進而提供該第二放電電流以流入該功率裝置。
  7. 如請求項4或6所述之並聯式放電調節裝置,其中該第一放電調節電路於該第一洩漏電流小於該第一預設電流時,該第一調節控制器可增加該第一開關導通時間比例,增加輸出該第一洩漏電流之流量,當該第一洩漏電流大於該第一預設電流時,該第一調節控制器可減少該第一開關導通時間比例,減少輸出該第一洩漏電流之流量,當該第一洩漏電流等於該第一預設電流時,該第一調節控制器可恆定該第一開關導通時間比例,以穩定輸出該第一洩漏電流之流量。
  8. 如請求項7所述之並聯式放電調節裝置,其中該第二放電調節電路於該第二洩漏電流小於該第二預設電流時,該第二調節控制器可增加該第二開關導通時間比例,增加輸出該第二洩漏電流之流量,當該第二洩漏電流大於該第二預設電流時,該第二調節控制器可減少該第二開關導通時間比例,減少輸出該第二洩漏電流之流量,當該第二洩漏電流等於該第 二預設電流時,該第二調節控制器可恆定該第二開關導通時間比例,以穩定輸出該第二洩漏電流之流量。
  9. 如請求項4或6所述之並聯式放電調節裝置,其中該第一放電調節電路於該第一放電電流小於該第一預設電流時,該第一調節控制器可增加該第一開關導通時間比例,增加輸出該第一放電電流之流量,當該第一放電電流大於該第一預設電流時,該第一調節控制器可減少該第一開關導通時間比例,減少輸出該第一放電電流之流量,當該第一放電電流等於該第一預設電流時,該第一調節控制器可恆定該第一開關導通時間比例,以穩定輸出該第一放電電流之流量。
  10. 如請求項7所述之並聯式放電調節裝置,其中該第二放電調節電路於該第二放電電流小於該第二預設電流時,該第二調節控制器可增加該第二開關導通時間比例,增加輸出該第二放電電流之流量,當該第二放電電流大於該第二預設電流時,該第二調節控制器可減少該第二開關導通時間比例,減少輸出該第二放電電流之流量,當該第二放電電流等於該第二預設電流時,該第二調節控制器可恆定該第二開關導通時間比例,以穩定輸出該第二放電電流之流量。
  11. 如請求項8或10所述之並聯式放電調節裝置,其中該第一調節控制器及該第二調節控制器係以脈衝寬度調變技術,分自進行觸發該第一開關及該第二開關。
  12. 如請求項8或10所述之並聯式放電調節裝置,其中該第一電能裝置及第二電能裝置係為電池或發電機,且該功率裝置係為電動機、用電裝置或電力網路。
  13. 如請求項12所述之並聯式放電調節裝置,其中該用電裝置可以為資訊、通信、空調、照明、機械動力或其他用電系統,而電力網路係為用電系統組合而成的電力負載網路。
  14. 如請求項8或10所述之並聯式放電調節裝置,其中該第一開關及該第二開關係為雙極性電晶體、場效應電晶體、絕緣柵雙極電晶體或切換式開關。
  15. 一種放電調節方法,包括下列步驟:選擇性接收來自二電能裝置之一第一電流及一第二電流;以及 根據一第一預設電流及一第二預設電流,以個別調節該第一電流及該第二電流之流量,並可選擇性調整該第一電流及該第二電流流入一功率裝置。
  16. 如請求項15所述之並聯式放電調節裝置,其中該二電能裝置分別係為一第一電能裝置及一第二電能裝置,且該第一電流係由該第一電能裝置釋放一第一洩漏電流,該第一放電調節電路可接收該第一洩漏電流並轉輸出成一第一放電電流,該第二電流係由該第二電能裝置釋放一第二洩漏電流,且該第二放電調節電路可接收該第二洩漏電流並轉輸出成一第二放電電流。
  17. 如請求項16所述之放電調節方法,其中該第一洩漏電流及該第二洩漏電流之流量係以一第一調節控制器及一第二調節控制器分自控制一第一開關及一第二開關進行調節,且該第一調節控制器可根據該第一預設電流,決定該第一開關之導通次數,該第二調節控制器可根據該第二預設電流,決定該第二開關之導通次數。
  18. 如請求項17所述之放電調節方法,其中該第一洩漏電流小於該第一預設電流時,該第一調節控制器可增加該第一開關導通時間比例,以增加輸出該第一洩漏電流之流量,當該第一洩漏電流大於該第一預設電流時,減少該第一開關導通時間比例,以減少輸出該第一洩漏電流之流量,當該第一洩漏電流等於該第一預設電流時,恆定該第一開關導通時間比例,以穩定輸出該第一洩漏電流之流量。
  19. 如請求項18所述之放電調節方法,其中該第二洩漏電流小於該第二預設電流時,該第二調節控制器可增加該第二開關導通時間比例,以增加輸出該第二洩漏電流之流量,當該第二洩漏電流大於該第二預設電流時,減少該第二開關導通時間比例,以減少輸出該第二洩漏電流之流量,當該第二洩漏電流等於該第二預設電流時,恆定該第二開關導通時間比例,以穩定輸出該第二洩漏電流之流量。
  20. 如請求項16所述之放電調節方法,其中該第一放電電流及該第二放電電流之流量係以一第一調節控制器及一第二調節控制器分自控制一第一開關及一第二開關進行調節,且該第一調節控制器可根據該第一預設電流,決定該第一開關之導通次數,該第二調節控制器可根據該第二預 設電流,決定該第二開關之導通次數。
  21. 如請求項20所述之放電調節方法,其中該第一放電電流小於該第一預設電流時,該第一調節控制器可增加該第一開關導通時間比例,以增加輸出該第一放電電流之流量,當該第一放電電流大於該第一預設電流時,減少該第一開關導通時間比例,以減少輸出該第一放電電流之流量,當該第一放電電流等於該第一預設電流時,恆定該第一開關導通時間比例,以穩定輸出該第一放電電流之流量。
  22. 如請求項21所述之放電調節方法,其中該第二放電電流小於該第二預設電流時,該第二調節控制器可增加該第二開關導通時間比例,以增加輸出該第二放電電流之流量,當該第二放電電流大於該第二預設電流時,減少該第二開關導通時間比例,以減少輸出該第二放電電流之流量,當該第二放電電流等於該第二預設電流時,恆定該第二開關導通時間比例,以穩定輸出該第二放電電流之流量。
  23. 如請求項19或22所述之放電調節方法,其中該第一洩漏電流及該第二洩漏電流調節方式係為該第一調節控制器及該第二調節控制器以脈衝寬度調變技術,分自進行觸發該第一開關及該第二開關。
  24. 如請求項15所述之放電調節方法,其中該第一電能裝置及第二電能裝置係為電池或發電裝置,且該功率裝置係為電動機、用電裝置或電力網路。
  25. 如請求項24所述之並聯式放電調節裝置,其中該用電裝置可以為資訊、通信、空調、照明、機械動力或其他用電系統,而電力網路係為上述用電系統組合而成的電力負載網路。
  26. 如請求項17所述之放電調節方法,其中該第一開關及該第二開關係為雙極性電晶體、場效應電晶體、絕緣柵雙極電晶體或切換式開關。
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