備用電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種備用電池，特別涉及可提升系統(tǒng)可靠度的智能備用電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大型系統(tǒng)中，備用電池作為簡(jiǎn)易的不間斷電源化ninterruptible Power Supply,UP巧，其可于系統(tǒng)的交流電源供應(yīng)中斷時(shí)提供備載電力。然而，備用電池因?yàn)槠?常恒處于充滿電力的狀態(tài)且長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下工作，其電池壽命都會(huì)較一般電池明顯縮 減。所W，如何設(shè)計(jì)一種高可靠度且具有較長(zhǎng)使用時(shí)間的備用電池，已成為現(xiàn)今工程師的一 大挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種備用電池，包括：一電池芯；一存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ) 一計(jì)算機(jī)程序；W及一處理器，執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序，W監(jiān)控該電池芯的操作狀態(tài)，其中該處 理器根據(jù)該電池芯的該操作狀態(tài)，選擇性地產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)。
[0004] 在一些實(shí)施例中，該處理器設(shè)定該電池芯的可使用容量?jī)H為其最大容量的80 %W 下，其中當(dāng)該電池芯進(jìn)行充電且達(dá)其最大充電量的70%時(shí)，該處理器即輸出一充滿指示信 號(hào)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)該電池芯的剩余電量低于其最大充電量的30%時(shí)，該處理器即輸出 一第一等級(jí)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)該電池芯的剩余電量低于其最大充電量的50 %時(shí)，該 處理器即輸出一第二等級(jí)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)該電池芯已使用超過(guò)5年時(shí)，該處理器 即輸出一第H等級(jí)信號(hào)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)該電池芯的電壓、電流，或是溫度超過(guò)一可容 許值時(shí)，該處理器即輸出一暫時(shí)失效信號(hào)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)與該電池芯相連接的一保險(xiǎn) 絲烙毀時(shí)，該處理器即輸出一永久失效信號(hào)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)一 180天周期屆滿且該電 池芯的剩余電量低于其最大充電量的70%時(shí)，該處理器即校正該電池芯的開(kāi)路電壓、自我 放電速率，W及阻抗值。在一些實(shí)施例中，該電池芯提供電力至一系統(tǒng)端，其中當(dāng)該處理器 接收到來(lái)自該系統(tǒng)端的一斷電信號(hào)時(shí)，該處理器即控制該電池芯停止提供電力。在一些實(shí) 施例中，該處理器還控制一發(fā)光二極管，W根據(jù)送些輸出信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一閃光信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0005] 圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的備用電池的示意圖；
[0006] 圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的備用電池的示意圖；
[0007] 圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的備用電池的充電程序的流程圖；
[000引圖4A、4B是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的備用電池的放電程序的流程圖；W及
[0009] 圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的備用電池的校正程序的流程圖。
[0010] 附圖符號(hào)說(shuō)明
[0011] 100、200~備用電池；
[001引 110~電池芯；
[0013] 120~存儲(chǔ)介質(zhì)；
[0014] 130~處理器；
[001引 140~充電開(kāi)關(guān)；
[001引 150~放電開(kāi)關(guān)；
[0017] 160~檢測(cè)電阻；
[001引 170~保險(xiǎn)絲；
[0019] 180~發(fā)光二極管；
[0020] 220~系統(tǒng)端；
[0021] 230~交流供應(yīng)電源；
[002引DATA~備用電池的數(shù)據(jù)傳輸端；
[002引化K~備用電池的時(shí)鐘傳輸端；
[0024] 沈~信號(hào)；
[00巧]SI~系統(tǒng)信號(hào)；
[0026] TP~備用電池的正輸出端；
[0027] TN~備用電池的負(fù)輸出端
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為讓本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的具體實(shí)施例， 并結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0029] 圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的備用電池100的示意圖。備用電池100可 應(yīng)用于一大型系統(tǒng)或一銷售點(diǎn)終端（PointOf Sales,PO巧系統(tǒng)中，并用于提供備載電力。 如圖1所示，備用電池100包括；一電池芯110、一存儲(chǔ)介質(zhì)120,W及一處理器130。電池芯 110可包括串聯(lián)的多個(gè)電力存儲(chǔ)元件，其可用于執(zhí)行一般電池充電或是電池放電的功能。存 儲(chǔ)介質(zhì)120可為一寄存器或一存儲(chǔ)器，其可用于存儲(chǔ)一計(jì)算機(jī)程序。處理器130可用于執(zhí) 行存儲(chǔ)介質(zhì)120中的計(jì)算機(jī)程序，W監(jiān)控電池芯110的操作狀態(tài)。處理器130還可根據(jù)電 池芯110的操作狀態(tài)，選擇性地產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)SE,W便于和備用電池100相連接 的系統(tǒng)將能根據(jù)送些輸出信號(hào)SE取得關(guān)于電池芯110的操作狀態(tài)信息。
[0030] 圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的備用電池200的示意圖。圖2更詳細(xì) 地說(shuō)明圖1的備用電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在圖2的實(shí)施例中，備用電池200包括；一電池芯 110、一存儲(chǔ)介質(zhì)120、一處理器130、一充電開(kāi)關(guān)140、一放電開(kāi)關(guān)150、一檢測(cè)電阻160， W及一保險(xiǎn)絲170。電池芯110、存儲(chǔ)介質(zhì)120,W及處理器130的功能大致如圖1的實(shí) 施例所述。充電開(kāi)關(guān)140和放電開(kāi)關(guān)150可W各自用一金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,MOS陽(yáng)T)來(lái)實(shí)施。處理器 130 藉由切換充電開(kāi)關(guān)140和放電開(kāi)關(guān)150來(lái)控制備用電池200的供電模式。處理器130還藉 由監(jiān)控檢測(cè)電阻160的電壓和電流來(lái)取得關(guān)于電池芯110的電壓信息和電流信息。保險(xiǎn)絲 170有防止電池芯110承載過(guò)大電流而燒毀的功能。在一些實(shí)施例中，備用電池200還包括 一溫度計(jì)（未顯示），W取得周遭的環(huán)境溫度。
[0031] 在一些實(shí)施例中，備用電池200可連接至一系統(tǒng)端220。系統(tǒng)端220可W是一大型 系統(tǒng)或一銷售點(diǎn)終端系統(tǒng)。系統(tǒng)端220平常由一交流供應(yīng)電源230供給電力，而當(dāng)交流供 應(yīng)電源230突然發(fā)生斷電時(shí)，備用電池200將提供備載電力給系統(tǒng)端220作為最后數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)的用途。更詳細(xì)而言，備用電池200的一正輸出端TP和一負(fù)輸出端TN均連接至系統(tǒng)端 220, W提供斷電時(shí)的一備用輸出電壓。另外，備用電池200的一數(shù)據(jù)傳輸端DATA和一時(shí)鐘 傳輸端CLK也連接至系統(tǒng)端220,使得系統(tǒng)端220和備用電池200可經(jīng)由送些傳輸端進(jìn)行通 信及信號(hào)交換。由于系統(tǒng)端220通常是操作于密閉高溫環(huán)境下，且備用電池200平常不用 時(shí)都保持在電力充滿狀態(tài)，此種環(huán)境條件很容易減損備用電池200的使用壽命。為了克服 此一缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種智能設(shè)計(jì)，其令備用電池200的處理器130可自動(dòng)輸出關(guān)于電池 芯110的輸出信號(hào)SE,因此系統(tǒng)端220將能分析送些輸出信號(hào)SE并取得電池芯110的操作 狀態(tài)信息。假使電池芯110發(fā)生老化、容量不足等問(wèn)題，系統(tǒng)端220將可早一步得知而提前 作出必要的處理。在一些實(shí)施例中，處理器130還連接至一顯示器，而顯示器是根據(jù)送些輸 出信號(hào)沈顯示關(guān)于電池芯110的操作狀態(tài)信息。在另一些實(shí)施例中，處理器130還控制一 發(fā)光二極管化i曲t-Emitting Diode, LED) 180,而發(fā)光二極管180是根據(jù)送些輸出信號(hào)沈 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一閃光信號(hào)。操作人員可藉由讀取顯示器、發(fā)光二極管的訊息了解是否有對(duì)備 用電池200進(jìn)行維修或更換的必要性。
[0032] W下實(shí)施例將會(huì)說(shuō)明處理器130所輸出的各種輸出信號(hào)SE。必須理解的是，送些 實(shí)施例僅為舉例，并非用于限制本發(fā)明。
[0033] 處理器130所輸出的輸出信號(hào)SE包括；一充滿指不信號(hào)、一第一等級(jí)信號(hào)、一第 二等級(jí)信號(hào)、一第H等級(jí)信號(hào)、一暫時(shí)失效信號(hào)，W及一永久失效信號(hào)。為了增加安全邊際， 電池芯110降級(jí)使用，而處理器130可W設(shè)定電池芯110的可使用容量?jī)H為其最大容量的 80%W下。舉例而言，若電池芯110的最大容量為2800mAh(毫安培*小時(shí)），則處理器130 可設(shè)定電池芯110的可使用容量為2200mAh(2200/2800 = 78. 6% <80% )。換言之，此時(shí) 電池芯110的最大充電量即為2200mAh，而非為原本的2800mAh。當(dāng)電池芯110進(jìn)行充電且 達(dá)其最大充電量的70%時(shí)，處理器130即輸出一充滿指示信號(hào)。此種70%充滿指示的設(shè)計(jì) 可W避免備用電池200如傳統(tǒng)電池長(zhǎng)期充電至其最大充電量的95%W上，因此本發(fā)明的備 用電池200將可有較長(zhǎng)的使用壽命。在其他實(shí)施例中，亦可將70 %充滿指示修改為80 %或 60%充滿指示，亦能達(dá)到類似的效果。處理器130可內(nèi)建一計(jì)數(shù)器，其中當(dāng)此計(jì)數(shù)器指示電 池芯110已經(jīng)使用超過(guò)5年時(shí)（或是已出廠超過(guò)5年），處理器130即輸出一第H等級(jí)信 號(hào)化evel3)。處理器130還可監(jiān)控電池芯110的剩余電量，其中當(dāng)電池芯110的剩余電量 低于其最大充電量的50%時(shí)，處理器130即輸出一第二等級(jí)信號(hào)化evel2)，另外，當(dāng)電池 芯110的剩余電量低于其最大充電量的30%時(shí)，處理器130即輸出一第一等級(jí)信號(hào)化evel 1)。W上各等級(jí)信號(hào)是用于提醒操作人員關(guān)于電池芯110的安全條件，其優(yōu)先順序由高至 低是第一等級(jí)信號(hào)、第二等級(jí)信號(hào)、第H等級(jí)信號(hào)。舉例而言，若處理器130輸出第一等級(jí) 信號(hào)，則代表電池芯110的剩余電量已不足W支撐系統(tǒng)端220執(zhí)行最后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序，而 操作人員應(yīng)立即更換備用電池200W避免未來(lái)發(fā)生數(shù)據(jù)遺失。另一方面，當(dāng)電池芯110的 電壓、電流，或是溫度超過(guò)一可容許值時(shí)，處理器130即輸出一暫時(shí)失效信號(hào)燈emporary 化ilure，TF)，送代表備用電池200應(yīng)暫時(shí)不使用一陣子W待恢復(fù)正常。當(dāng)與電池芯110相 連接的保險(xiǎn)絲170烙毀時(shí)，處理器130即輸出一永久失效信號(hào)（Permanent化ilure，PF)，此 代表備用電池200發(fā)生故障而無(wú)法再供使用。W上各個(gè)監(jiān)控電池狀態(tài)及輸出信號(hào)的步驟， 均可通過(guò)在存儲(chǔ)介質(zhì)120中寫(xiě)入適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)程序代碼，再W處理器130執(zhí)行此計(jì)算機(jī)程 序代碼而實(shí)現(xiàn)。在另一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)介質(zhì)120、處理器130,W及計(jì)算機(jī)程序代碼也可用 特定的組合邏輯電路（CombinationalLogicCir州it)及時(shí)序電路（SequentialCircuit) 來(lái)實(shí)施。
[0034] 在一些實(shí)施例中，發(fā)光二極管180可用表一的方式來(lái)呈現(xiàn)不同輸出信號(hào)SE:
[0035]
[003引表一；發(fā)光二極管呈現(xiàn)不同輸出信號(hào)
[0037] 在另一些實(shí)施例中，系統(tǒng)端220也可用表二的方式來(lái)呈現(xiàn)不同輸出信號(hào)SE:
[0038]
[00測(cè)表二；系統(tǒng)端220呈現(xiàn)不同輸出信號(hào)
[0040] 圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的備用電池200的充電程序的流程圖。首先， 在步驟S302,將備用電池20