CN101286645A

CN101286645A - 电池高温状况的电力管理方法及装置

Info

Publication number: CN101286645A
Application number: CNA2007100901120A
Authority: CN
Inventors: 郭献元
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2008-10-15

Abstract

一种电池高温状况的电力管理方法及装置，其可以应用于搭配至电池单元，用以对该电池单元提供高温状况的电力管理功能；且其特点在于当电池单元的操作环境温度超过上限临界温度值时，便开启该电池单元的线路电源开关来检测其截止放电电压；若截止放电电压大于上限临界电压值，则启动放电回路来令该电池单元进行放电。此特点可以让电池单元在操作环境温度过高的情况下，仍可以具有较为安定的操作特性和可以在高温下储存的特性。

Description

电池高温状况的电力管理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种电池电力管理技术，特别涉及一种电池高温状况的电力管理方法及装置，其可应用于搭配至电池单元，例如锂电池单元，用以对该电池单元提供高温状况的电力管理功能。

背景技术

锂电池为一种可充电式的电池，目前已广泛应用于各式电子装置，特别是便携式的电子装置，例如数码相机、移动电话、随身听音响装置、掌上型计算机等，用以对这些电子装置提供电力。锂电池的优点在于体积虽小但容量很大、不具有电容量存储效应、以及不使用时的电能流失率极低。

然而锂电池在实际应用上的一项缺点在于其操作特性在高温的环境下常会显现出不稳定状况，使得输出的电压值产生异常现象而对其所搭配的电子装置的操作功能造成不良的影响。同时在高温储存状态下锂电池易有危险性，容量衰退及体积膨胀的疑虑。

发明内容

鉴于以上所述已知技术的缺点，本发明的主要目的便是在于提供一种电池高温状况的电力管理方法及装置，其可使得锂电池在操作环境温度过高或高温储存的情况下，仍可具有较为安定的操作特性。

本发明的电池高温状况的电力管理方法至少包含以下的处理动作：(P1)检测该电池单元目前的操作环境温度；(P2)比较所检测到的操作环境温度值是否超过预设的上限临界温度值；(P3)若是，则令该线路电源开关切换成闭路状态，致使该电池单元通过该线路电源开关来输出电力；(P4)在该电池单元通过该线路电源开关来输出电力时，检测该电池单元的截止放电电压；(P5)比较所检测到的截止放电电压值是否超过预设的上限临界电压值；(P6)若是，则令该电池单元进行放电程序。

根据本发明的电池高温状况的电力管理方法，其中所述电池单元为锂电池单元。

根据本发明的电池高温状况的电力管理方法，所述电池单元进一步通过线路电源开关来输出电力至所述负载电路。

根据本发明的电池高温状况的电力管理方法，在步骤(P3)中，则令所述线路电源开关可选择性切换成闭路状态，致使所述电池单元通过所述线路电源开关来输出电力到负载电路。

在实体架构上，本发明的电池高温状况的电力管理装置包含：(A)温度检测模块，其可检测该电池单元目前的操作环境温度；(B)温度比较模块，其可比较该温度检测模块所检测到的操作环境温度是否超过预设的上限临界温度值；若是，则发出开关使能信号；(C)开关控制模块，其可以响应该温度检测模块所发出的开关使能信号而令该电池单元的线路电源开关切换成闭路状态，致使该电池单元通过该线路电源开关来输出电力；(D)截止放电电压检测模块，其可在该开关控制模块令该电池单元输出电力之后，被启动来检测该电池单元的截止放电电压；(E)截止放电电压比较模块，其可比较该截止放电电压检测模块所检测到的截止放电电压值是否大于预设的上限临界电压值；若是，则发出放电回路使能信号；反之，则发出放电回路禁能信号；以及(F)放电回路模块，其耦接至该电池单元，且其可以响应该截止放电电压比较模块所发出的放电回路使能信号而被启动来令该电池单元通过其来进行放电程序；并可响应该截止放电电压比较模块所发出的放电回路禁能信号而被关闭来停止该放电程序。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，其中所述电池单元为锂电池单元。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，其中所述温度检测模块为热敏电阻器。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，其中所述温度检测模块包括人为设定的上限临界温度值设定功能，用以设定人为设定的上限临界温度值。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，其中所述截止放电电压检测模块包括人为设定的截止放电电压值设定功能，用以设定人为设定的截止放电电压值。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，其中所述放电回路模块包括人为设定的放电电流值设定功能，用以设定人为设定的放电电流值。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，其中所述温度检测模块还包括用以开启或关闭所述温度检测模块的开关单元。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，其中所述温度比较模块还包括用以开启或关闭所述电池单元与所述开关控制模块、截止放电电压检测模块、截止放电电压比较模块以及放电回路模块间的电源供应线路的开关单元。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，其中所述电池单元可以通过线路电源开关来输出电力至负载电路，。

根据本发明的电池高温状况的电力管理装置，所述开关控制模块具有可以供使用者依据使用需求设定是否启用所述开关控制模块的开关单元。

本发明的电池高温状况的电力管理方法及装置的特点在于当电池单元的操作环境温度超过上限临界温度值时，便开启该电池单元的线路电源开关来检测其截止放电电压；若截止放电电压大于上限临界电压值，则启动放电回路来令该电池单元进行放电。此特点可让电池单元于操作环境温度过高的情况下，仍可具有较为安定的操作特性和可以在高温下储存的特性。

附图说明

图1为应用示意图，用以显示本发明的电池高温状况的电力管理装置搭配至电池单元的应用方式；

图2为架构示意图，用以显示本发明的电池高温状况的电力管理装置的内部基本架构。

其中，附图标记说明如下：

10 电池单元(锂电池)

20 负载电路

30 线路电源开关

100 本发明的电池高温状况的电力管理装置

110 温度检测模块

115 第一开关单元

120 温度比较模块

125 第二开关单元

130 开关控制模块

135 第三开关单元

140 截止放电电压检测模块

150 截止放电电压比较模块

160 放电回路模块

具体实施方式

以下配合附图，详细公开说明本发明的电池高温状况的电力管理方法及装置的实施例。

图1即显示本发明的电池高温状况的电力管理装置(如标号100所指的方块所包含的部分)的应用方式。如图所示，本发明的电池高温状况的电力管理装置100在实际应用上搭配至电池单元10，特别是可充电式的电池单元，例如为锂电池单元，且该锂电池单元10例如用以提供电力给便携式的电子装置(例如为数码相机、移动电话、随身听音响装置、或掌上型计算机)的内部主机电路20(以下称为“负载电路”)。在实际应用时，本发明的电池高温状况的电力管理装置100即可对该锂电池单元10提供高温状况的电力管理功能，使得该锂电池单元10在其操作环境温度过高的情况下，仍可具有较为安定的操作特性。在具体实施上，本发明的电池高温状况的电力管理装置100可以例如整合至该锂电池单元10、或整合至便携式电子装置的内部电路(未显示在附图中)。

如图2所示，本发明的电池高温状况的电力管理装置100的内部基本架构至少包含：(A)温度检测模块110；(B)温度比较模块120；(C)开关控制模块130；(D)截止放电电压检测模块140；(E)截止放电电压比较模块150；以及(F)放电回路模块160。以下即首先分别说明这些构成模块的个别属性及功能。

温度检测模块110例如为热敏电阻器(thermistor)，用以检测该锂电池单元10目前的操作环境温度，并响应地输出正比于温度值的电流信号来作为电池操作温度信号TLB。在具体实施上，此电池操作温度信号TLB可直接为原始的模拟形式，或进而转换为数字形式的温度信号。

较佳者，该温度检测模块110还包括第一开关单元115，该第一开关单元115用以开启或关闭该温度检测模块110。具体而言，当该第一开关单元115开启时，该温度检测模块110执行该锂电池单元10目前的操作环境温度的检测，并响应地输出正比于温度值的电流信号来作为电池操作温度信号TLB。当该第一开关单元115关闭时，该温度检测模块110不执行该锂电池单元10目前的操作环境温度的检测，据此，可阻断本发明的电池高温状况的电力管理装置100的后续运作，同时能减少该电池单元10因执行本发明的电池高温状况的电力管理装置100的运作所消秏的额外电力。需补充说明的是，该第一开关单元115可选择性的建置于该温度检测模块110，而使用者可依据使用环境温度，决定是否启用本发明的电池高温状况的电力管理装置100。

温度比较模块120例如为模拟式或数字式比较器，用以比较上述的温度检测模块110所检测到的电池操作温度TLB是否超过预设的上限临界温度值Tref；若否，则不执行任何响应动作(也就是不发出开关使能信号)；反之，则发出开关使能信号至开关控制模块130。在具体实施上，此温度检测模块110包括人为设定的上限临界温度值设定功能，可让厂商视实际产品规格及应用环境的状况来设定所需的上限临界温度值Tref。若温度比较模块120为模拟式比较器，则此上限临界温度值Tref例如可采用可变电阻器来做调整。

较佳的，该温度比较模块120还包括第二开关单元125，该第二开关单元125用以开启或关闭该电池单元10与该开关控制模块130、截止放电电压检测模块140、截止放电电压比较模块150以及放电回路模块160间的电源供应线路。具体而言，当该温度比较模块120比较出上述的温度检测模块110所检测到的电池操作温度TLB超过预设的上限临界温度值Tref时，始开启该第二开关单元125，也就是令该第二开关单元125闭路，以令该电池单元10的电源能够通过该第二开关单元125导通至该开关控制模块130、截止放电电压检测模块140、截止放电电压比较模块150以及放电回路模块160，以供该些模块运作。换言之，当该温度比较模块120比较出上述的温度检测模块110所检测到的电池操作温度TLB未超过预设的上限临界温度值Tref时，令该第二开关单元125开路，则因该电池单元10的电源能够通过该第二开关单元125导通至该开关控制模块130、截止放电电压检测模块140、截止放电电压比较模块150以及放电回路模块160，而不会造成额在待机状态下的电力浪费。

开关控制模块130可响应上述的温度检测模块110所发出的开关使能信号而令该锂电池单元10的线路电源开关30切换成闭路状态，致使该锂电池单元10通过该线路电源开关30来输出电力至负载电路20。需补充说明者，该开关控制模块130可选择性的建置于电池高温状况的电力管理装置100，且该开关控制模块130较佳的具有可供使用者依据使用需求设定是否启用该开关控制模块130的第三开关单元135。

截止放电电压检测模块140可于上述的开关控制模块130令该锂电池单元10输出电力之后，被启动来检测该锂电池单元10的截止放电电压(以下表示为Vd-off)。

截止放电电压比较模块150例如为模拟式或数字式比较器，用以比较上述的截止放电电压检测模块140所检测到的截止放电电压值Vd-off是否大于预设的上限临界截止放电电压值Vd-ref；若否(即锂电池单元10的截止放电电压Vd-off等于或小于该预设的上限临界电压值Vd-ref)，则发出放电回路禁能信号至放电回路模块160；反之，则发出放电回路使能信号至放电回路模块160。在具体实施上，此截止放电电压比较模块150包括人为设定的上限临界截止放电电压设定功能，可让厂商视实际产品规格及应用环境的状况来设定所需的上限临界截止放电电压值Vd-ref。

放电回路模块160耦接至该锂电池单元10，且其可响应上述的截止放电电压比较模块150所发出的放电回路使能信号而被启动来令该锂电池单元10通过其来进行放电程序；并可响应该截止放电电压比较模块150所发出的放电回路禁能信号而被关闭来停止该放电程序。在具体实施上，此放电回路模块160包括人为设定的放电电流值设定功能，可让厂商视实际产品规格及应用环境的状况来设定所需的放电电流值。

以下即利用应用实例来说明本发明的电池高温状况的电力管理装置100在实际应用时的整体操作方式。

在实际操作时，该第一开关单元115建置于该温度检测模块110，而使用者可依据使用环境温度，决定启用本发明的电池高温状况的电力管理装置100。则该温度检测模块110即被启动来持续检测该锂电池单元10目前的操作环境温度，并响应地输出正比于温度值的电流信号来作为电池操作温度信号TLB，再接着令温度比较模块120比较所检测到的操作环境温度TLB是否超过预设的上限临界温度值Tref；若否，则代表锂电池单元10可正常操作，因此不执行任何响应动作；反之，则发出开关使能信号至第二开关单元125，令第二开关单元125响应地令该锂电池单元10的线路电源开关30可选择性决定是否切换成闭路状态，致使该锂电池单元10通过该线路电源开关30来输出电力给负载电路20。

当上述的开关控制模块130令该锂电池单元10输出电力之后，截止放电电压检测模块140即被启动来检测该锂电池单元10的截止放电电压Vd-off，并接着令截止放电电压比较模块150比较所检测到的截止放电电压值Vd-off是否大于预设的上限临界截止放电电压值Vd-ref；若否(即Vd-off等于或小于Vd-ref)，则发出放电回路禁能信号至放电回路模块160；反之若是，则发出放电回路使能信号至放电回路模块160，令放电回路模块160响应地被启动来让该锂电池单元10通过其来进行放电程序。由于锂电池单元10在过高的操作温度环境下即会视截止放电电压是否过大来进行放电，因此可使得锂电池单元10于此情况下仍可具有较为安定的操作特性及较可在高温储存的特性。

总而言之，本发明提供了一种电池高温状况的电力管理方法及装置，其可应用于搭配至电池单元，用以对该电池单元提供高温状况的电力管理功能；且其特点在于当电池单元的操作环境温度超过上限临界温度值时，便开启该电池单元的线路电源开关来检测其截止放电电压；若截止放电电压大于上限临界电压值，则启动放电回路来令该电池单元进行放电。此特点可让电池单元于操作环境温度过高的情况下，仍可具有较为安定的操作特性。本发明因此较先前技术具有更佳的进步性及实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容的范围。本发明的实质技术内容广义地定义于下述的权利要求中。若任何他人所完成的技术实体或方法与下述的权利要求所定义者为完全相同、或是为一种等效的变更，均将被视为涵盖于本发明的权利要求中。

Claims

1. 一种电池高温状况的电力管理方法，其可以应用于电池单元，且所述电池单元可以输出电力至负载电路，用以对所述电池单元提供高温状况的电力管理功能；此电池高温状况的电力管理方法包含：

(1)检测所述电池单元目前的操作环境温度；

(2)比较所检测到的操作环境温度值是否超过预设的上限临界温度值；

(3)若是，则令所述电池单元通过所述线路电源开关来输出电力到负载电路；

(4)在所述电池单元通过所述线路电源开关来输出电力时，检测所述电池单元的截止放电电压；

(5)比较所检测到的截止放电电压值是否超过预设的上限临界电压值；以及

(6)若是，则令所述电池单元进行放电程序。

2. 如权利要求1所述的电池高温状况的电力管理方法，其中所述电池单元为锂电池单元。

3. 如权利要求1所述的电池高温状况的电力管理方法，所述电池单元进一步通过线路电源开关来输出电力至所述负载电路。

4. 如权利要求3所述的电池高温状况的电力管理方法，在步骤(3)中，则令所述线路电源开关可选择性切换成闭路状态，致使所述电池单元通过所述线路电源开关来输出电力到负载电路。

5. 一种电池高温状况的电力管理装置，其可以搭配至电池单元，且所述电池单元可以输出电力至负载电路，用以对所述电池单元提供高温状况的电力管理功能；

此电池高温状况的电力管理装置包含：

温度检测模块，其可以检测所述电池单元目前的操作环境温度；

温度比较模块，其可以比较所述温度检测模块所检测到的操作环境温度是否超过预设的上限临界温度值；若是，则发出开关使能信号；

截止放电电压检测模块，其可以响应所述温度检测模块所发出的开关使能信号，并通过所述电池单元输出的电力，被启动来检测所述电池单元的截止放电电压；

截止放电电压比较模块，其可以比较所述截止放电电压检测模块所检测到的截止放电电压值是否大于预设的上限临界电压值；若是，则发出放电回路使能信号；反之，则发出放电回路禁能信号；以及

放电回路模块，其耦接至所述电池单元，且其可以响应所述截止放电电压比较模块所发出的放电回路使能信号而被启动来令所述电池单元通过其来进行放电程序；并可以响应所述截止放电电压比较模块所发出的放电回路禁能信号而被关闭来停止所述放电程序。

6. 如权利要求5所述的电池高温状况的电力管理装置，其中所述电池单元为锂电池单元。

7. 如权利要求5所述的电池高温状况的电力管理装置，其中所述温度检测模块为热敏电阻器。

8. 如权利要求5所述的电池高温状况的电力管理装置，其中所述温度检测模块包括人为设定的上限临界温度值设定功能，用以设定人为设定的上限临界温度值。

9. 如权利要求5所述的电池高温状况的电力管理装置，其中所述截止放电电压检测模块包括人为设定的截止放电电压值设定功能，用以设定人为设定的截止放电电压值。

10. 如权利要求5所述的电池高温状况的电力管理装置，其中所述放电回路模块包括人为设定的放电电流值设定功能，用以设定人为设定的放电电流值。

11. 如权利要求5所述的电池高温状况的电力管理装置，其中所述温度检测模块还包括用以开启或关闭所述温度检测模块的开关单元。

12. 如权利要求5所述的电池高温状况的电力管理装置，其中所述电池单元可以通过线路电源开关来输出电力至负载电路，且所述电池高温状况的电力管理装置还包括开关控制模块，其可以响应所述温度检测模块所发出的开关使能信号而令所述电池单元的线路电源开关切换成闭路状态，致使所述电池单元通过所述线路电源开关来输出电力，所述截止放电电压检测模块则可以在所述开关控制模块令所述电池单元输出电力之后，被启动来检测所述电池单元的截止放电电压。

13. 如权利要求12所述的电池高温状况的电力管理装置，其中所述温度比较模块还包括用以开启或关闭所述电池单元与所述开关控制模块、截止放电电压检测模块、截止放电电压比较模块以及放电回路模块间的电源供应线路的开关单元。

14. 如权利要求11所述的电池高温状况的电力管理装置，所述开关控制模块具有可以供使用者依据使用需求设定是否启用所述开关控制模块的开关单元。