專利名稱：使用可充電電池的電子產(chǎn)品與其電池狀態(tài)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種使用多個(gè)可充電電池的電子產(chǎn)品，其檢測(cè)這些可充電電池的溫度狀態(tài)以達(dá)成這些電池間的熱平衡，并控制這些電池的充電操作。
背景技術(shù)：
以目前的筆記型計(jì)算機(jī)、可攜式電子產(chǎn)品、甚至是電動(dòng)汽車、電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)腳踏車等電子產(chǎn)品而言，其內(nèi)部會(huì)安裝多組電池，以提供產(chǎn)品所需電力。這些電池組之間可能呈現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)的方式。
電池平衡在多組電池串聯(lián)/并聯(lián)的電子產(chǎn)品是屬于重要議題。如果電池之間無(wú)法達(dá)成平衡的話，電池不但容易發(fā)生危險(xiǎn)，且電池老化速度快，又導(dǎo)致必須更換電池，造成不環(huán)保的議題。—般，影響電池平衡的因素有以下幾點(diǎn)阻抗(impedance)、自然老化(aging)、溫度(temperature)、位置(placement)、靜態(tài)電壓/電流與動(dòng)態(tài)電壓/電流。其中，以電池溫度平衡是最重要因素。如果電池溫度因素控制得宜的話，其他因素就可以被控制在許可范圍內(nèi)。因此，如何使不同電池間的溫度達(dá)成熱平衡是議題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)涉及一種使用多個(gè)可充電電池的電子產(chǎn)品與其電池狀態(tài)控制方法，其檢測(cè)這些可充電電池的溫度狀態(tài)以達(dá)成這些電池間的熱平衡，并控制這些電池的充電操作。根據(jù)本申請(qǐng)一例，提出一種電子產(chǎn)品，包括多個(gè)并聯(lián)電池組；以及多個(gè)電池平衡電路，分別耦接至這些并聯(lián)電池組，當(dāng)該并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)一預(yù)定溫度范圍時(shí)，該電池平衡電路對(duì)該并聯(lián)電池組進(jìn)行一熱平衡操作，以讓該并聯(lián)電池組的溫度回到該預(yù)定溫度范圍內(nèi)。根據(jù)本申請(qǐng)另一例，提出一種電子產(chǎn)品的電池狀態(tài)控制方法，包括檢測(cè)多個(gè)并聯(lián)電池組的各別溫度；當(dāng)該并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)一預(yù)定溫度范圍時(shí)，對(duì)該并聯(lián)電池組進(jìn)行一熱平衡操作，以讓該并聯(lián)電池組的溫度回到該預(yù)定溫度范圍內(nèi)；以及根據(jù)對(duì)這些并聯(lián)電池組的一溫度檢測(cè)結(jié)果，控制對(duì)這些并聯(lián)電池組的一充電操作。為了對(duì)本申請(qǐng)的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下


圖I顯示根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的示意圖。圖2顯示根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池平衡電路的示意圖。圖3顯示根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的累加示意圖。圖4顯示根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的充電控制流程圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明
10:電池IOA :串聯(lián)電池組IOB :并聯(lián)電池組100:充電控制器200:電池平衡電路Zl Z2 :齊納二極管 Cl :電容U2 :可控硅整流器Rl R8 :電阻Ql:晶體管Ul :放大器DA :差動(dòng)放大器310 313 D型觸發(fā)計(jì)數(shù)器 314:累加電路410 430 :步驟
具體實(shí)施例方式圖I顯示根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的使用可充電電池的電子產(chǎn)品的示意圖。圖I顯示出多個(gè)電池間的串聯(lián)/并聯(lián)示意圖。在本文中，將彼此串聯(lián)的電池10稱為「串聯(lián)電池組」，如圖I中的參考符號(hào)IOA所示；將彼此并聯(lián)的電池10稱為「并聯(lián)電池組」，如圖I中的參考符號(hào)IOB所示。各并聯(lián)電池組IOB更耦接至一相對(duì)應(yīng)的電池平衡電路200。所有的電池平衡電路200則耦接至充電控制器100。電池平衡電路200用以使得并聯(lián)電池組IOB能達(dá)成熱平衡。充電控制器100會(huì)根據(jù)電池平衡電路200的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制對(duì)所有并聯(lián)電池組IOB的充電操作。以3C產(chǎn)品或是電動(dòng)車(電動(dòng)汽車、電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)腳踏車)等電子產(chǎn)品而言，其電池會(huì)被串接以提供充電電壓16. 8V。通常，串聯(lián)4個(gè)電池單元10 (假設(shè)每個(gè)電池單元提供4. 2V)即可輸出16. 8V。雖然于圖I中顯示出12個(gè)電池單元10，但當(dāng)知本申請(qǐng)并不受限于此，可視需要而增/減。圖2是顯示根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池平衡電路的示意圖。如圖2所示，本申請(qǐng)實(shí)施例的電池平衡電路200耦接至單一并聯(lián)電池組10B。所以，以圖I的情況而言，因有4個(gè)并聯(lián)電池組,故需要4個(gè)電池平衡電路200。電池平衡電路200至少包括齊納二極管Zl Z2、電容Cl、可控硅整流器U2、電阻Rl R8、晶體管Ql與放大器Ul。放大器Ul與電阻R3 R8組成差動(dòng)放大器(DA，differential amplifier)。在本申請(qǐng)中，對(duì)于并聯(lián)電池組，可設(shè)定其預(yù)定溫度范圍。當(dāng)并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)此預(yù)定溫度范圍時(shí)，電池平衡電路200試著達(dá)成讓此并聯(lián)電池組的溫度達(dá)成熱平衡(也就是說(shuō)，試著讓此并聯(lián)電池組的溫度回到預(yù)定溫度范圍內(nèi))。相反地，如果并聯(lián)電池組的溫度并未超過(guò)此預(yù)定溫度范圍時(shí)，電池平衡電路200可不進(jìn)行熱平衡。不過(guò)，不論此電池平衡電路200是否處于溫度熱平衡操作下，此電池平衡電路200都不會(huì)影響到其他并聯(lián)電池組的狀況。當(dāng)并聯(lián)電池組IOB的溫度超過(guò)此預(yù)定溫度范圍(亦即，其溫度過(guò)高)時(shí)，電池平衡電路200會(huì)進(jìn)行開路，以達(dá)熱平衡。在此情況下，齊納二極管Z2會(huì)進(jìn)入崩潰區(qū)，使得由電池所發(fā)出的電流會(huì)流經(jīng)電阻Rl并觸發(fā)可控硅整流器U2的柵極，使得其陽(yáng)極與陰極彼此導(dǎo)通。由于電阻本身是良好的發(fā)熱體與功率消耗材料，因此，并聯(lián)電池組IOB的能量會(huì)消耗于電阻R1，以降低其溫度，達(dá)成熱平衡。所謂的達(dá)到熱平衡比如是指，并聯(lián)電池組IOB的溫度回到預(yù)定溫度范圍內(nèi)(亦即，其溫度適中)。由圖2可知，在電池平衡電路200進(jìn)行熱平衡操作時(shí)，電池的電流會(huì)流經(jīng)Z1 — Rl — U2。而且，在此情況下，不同的并聯(lián)電池組不會(huì)彼此受影響。當(dāng)并聯(lián)電池組IOB達(dá)成熱平衡時(shí)，晶體管Ql會(huì)截止，所以，電池的電流會(huì)經(jīng)由晶體管Ql的本體二極管(body diode)。由圖2可知，在電池平衡電路200已達(dá)成熱平衡操作時(shí)，電池的電流會(huì)流經(jīng)Z1 — Q1。亦即，在電池平衡電路200已達(dá)成熱平衡操作時(shí)，電池平衡電路200會(huì)形成回路，且不同的并聯(lián)電池組不會(huì)彼此影響。電阻R4是每一電池組都有的熱電阻，且其放置位置有關(guān)于整個(gè)并聯(lián)電池組的最差位置。電阻R4會(huì)連接至一參考點(diǎn)REF，且所有的并聯(lián)電池組共用此參考點(diǎn)REF，亦即，所有的并聯(lián)電池組都連接至此參考點(diǎn)REF。電阻R5會(huì)連接至一外部電壓，以當(dāng)成比較參考值。調(diào)整電阻R6 R8的話，則可調(diào)整此并聯(lián)電池組的預(yù)定溫度范圍。另外，更可利用一可變電 阻控制器或調(diào)整器來(lái)加以控制電阻值。齊納二極管Zl可以預(yù)防逆向的發(fā)生。當(dāng)此并聯(lián)電池組IOB的溫度超過(guò)預(yù)定溫度范圍時(shí)，放大器Ul會(huì)輸出邏輯I ;反之，放大器Ul會(huì)輸出邏輯O。由放大器Ul所輸出的邏輯信號(hào)會(huì)輸入至圖3中的D型觸發(fā)計(jì)數(shù)器的一(Di)，i為正整數(shù)，i = 0 3 (以圖I的情況而言)?，F(xiàn)請(qǐng)參考圖3，其顯示根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的累加示意圖。如圖3所示，各D型觸發(fā)計(jì)數(shù)器310 313的輸入引腳Dl D4耦接至各對(duì)應(yīng)的電池平衡電路200所輸出的邏輯信號(hào)。各D型觸發(fā)計(jì)數(shù)器310 313的輸出引腳Ql Q4則輸入至累加電路314，以進(jìn)行累力口。下表I顯示出累加電路314的累加真值結(jié)果。表I
Ql I Q2 I Q3 I Q4 I Y ~0 0 0 0 0~
~ 0 0 I T ~0 0 I 0 T ~0 0 I I T ~0 I 0 0 T ~0 I 0 I ~
~0 I I 0 ~
I I I ~
~I 0 0 0 T
權(quán)利要求
1.一種電子產(chǎn)品，包括 多個(gè)并聯(lián)電池組；以及 多個(gè)電池平衡電路，分別耦接至這些并聯(lián)電池組，當(dāng)該并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)一預(yù)定溫度范圍時(shí)，該電池平衡電路對(duì)該并聯(lián)電池組進(jìn)行一熱平衡操作，以讓該并聯(lián)電池組的溫度回到該預(yù)定溫度范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的電子產(chǎn)品，其中，當(dāng)該并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)該預(yù)定溫度范圍時(shí)，該電池平衡電路處于一開路狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求I所述的電子產(chǎn)品，其中，各電池平衡電路包括 一第一齊納二極管，耦接至該并聯(lián)電池組； 一第二齊納二極管，耦接至該第一齊納二極管； 一第一電阻與一可控娃整流器，稱接至該第一齊納二極管； 一晶體管，耦接至該第一齊納二極管；以及 一差動(dòng)放大器，耦接至該晶體管，檢測(cè)該并聯(lián)電池組的溫度是否超過(guò)該預(yù)定溫度范圍； 其中，當(dāng)該并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)該預(yù)定溫度范圍時(shí)，該第二齊納二極管進(jìn)入一崩潰區(qū)，一電池電流流經(jīng)該第一齊納二極管與該第一電阻并觸發(fā)以導(dǎo)通該可控硅整流器，該并聯(lián)電池組的一能量消耗于該第一電阻，以降低溫度而達(dá)成熱平衡；以及 當(dāng)該并聯(lián)電池組達(dá)成熱平衡時(shí)，該晶體管被截止，使得該電池電流流經(jīng)該晶體管的一本體二極管。
4.如權(quán)利要求I所述的電子產(chǎn)品，還包括 多個(gè)計(jì)數(shù)器，耦接至這些電池平衡電路，計(jì)數(shù)該電池平衡電路之一檢測(cè)結(jié)果；以及 一累加電路，耦接至這些計(jì)數(shù)器，累加這些計(jì)數(shù)器的一計(jì)數(shù)結(jié)果。
5.如權(quán)利要求4所述的電子產(chǎn)品，還包括 一充電控制器，耦接至該累加電路，該充電控制器根據(jù)該累加電路的一累加結(jié)果而控制對(duì)這些并聯(lián)電池組的一充電操作。
6.如權(quán)利要求5所述的電子產(chǎn)品，其中， 該充電控制器讀取該累加電路的該累加結(jié)果； 該充電控制器根據(jù)該累加結(jié)果，設(shè)定一充電電壓與一電池充電狀態(tài)；以及 該充電控制器重復(fù)上述步驟，直到這些并聯(lián)電池組到達(dá)該電池充電狀態(tài)。
7.—種電子產(chǎn)品的電池狀態(tài)控制方法,包括 檢測(cè)多個(gè)并聯(lián)電池組的各別溫度； 當(dāng)該并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)一預(yù)定溫度范圍時(shí)，對(duì)該并聯(lián)電池組進(jìn)行一熱平衡操作，以讓該并聯(lián)電池組的溫度回到該預(yù)定溫度范圍內(nèi)；以及 根據(jù)對(duì)這些并聯(lián)電池組的一溫度檢測(cè)結(jié)果，控制對(duì)這些并聯(lián)電池組的一充電操作。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中， 當(dāng)該并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)該預(yù)定溫度范圍時(shí)，消耗該并聯(lián)電池組的一能量，以降低溫度而達(dá)成熱平衡。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括 計(jì)數(shù)這些并聯(lián)電池組的該溫度檢測(cè)結(jié)果；以及累加該溫度檢測(cè)結(jié)果。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括根據(jù)該溫度檢測(cè)結(jié)果的一累加結(jié)果而控制對(duì)這些并聯(lián)電池組的該充電操作。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，讀取該累加結(jié)果；根據(jù)該累加結(jié)果，設(shè)定一充電電壓與一電池充電狀態(tài)；以及重復(fù)上述步驟，直到這些并聯(lián)電池組到達(dá)該電池充電狀態(tài)。
全文摘要
使用可充電電池的電子產(chǎn)品與其電池狀態(tài)控制方法。該電子產(chǎn)品包括多個(gè)并聯(lián)電池組；以及多個(gè)電池平衡電路，分別耦接至這些并聯(lián)電池組，當(dāng)該并聯(lián)電池組的溫度超過(guò)一預(yù)定溫度范圍時(shí)，該電池平衡電路對(duì)該并聯(lián)電池組進(jìn)行一熱平衡操作，以讓該并聯(lián)電池組的溫度回到該預(yù)定溫度范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102780239SQ201110134120
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者顏維廷 申請(qǐng)人:廣達(dá)電腦股份有限公司