專利名稱：保護電池組的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種保護電池組的裝置。尤指一種用于保護電池組 的裝置和方法，其中包括配置在電源側(cè)的傳感器，以便能夠檢測撞擊 強度，因此在檢測到外部物理撞擊所產(chǎn)生的振動時會產(chǎn)生警告信號。
背景技術：
當檢測到電熱調(diào)節(jié)器(thermistor)的溫度時，用于保護電池組的 傳統(tǒng)電路會檢測電池組的電壓、電流及溫度，以避免過度充電、過度 放電、過流(over-current)及短路，因此避免電池組過熱。然而，當 電池組受到撞擊時，傳統(tǒng)電路不具有判斷電池組是否安全的功能。所 以，具有如下缺點，即，電池組中的電池可能會著火或爆炸。在此將參考圖1以描述保護電池組的傳統(tǒng)電路。參考圖l，在傳統(tǒng)電池組中，主電源(其中包括正端子及負端子) 將電流施加到將被充電的電池組的電池。開關2及開關3將從主電源 輸入的電流轉(zhuǎn)換為適合電池充電用的電壓與電流。當電壓檢測器檢測 到電池組的電壓時，電流檢測器會檢測電池中充電的電流。進一步， 電熱調(diào)節(jié)器會檢査電池組的溫度。電流檢測器、電壓檢測器及電熱調(diào) 節(jié)器分別向測量IC4提供與電流、電壓及溫度相關的信息。測量IC4 會接收電流、電壓及溫度的相關信息。當?shù)诙Ｗo電路6執(zhí)行第二保 護操作時，第一保護電路5會利用得到的信息來避免電池組過度充電、 過度放電、過流及短路。如上所述，電池組的傳統(tǒng)保護電路100沒有受到撞擊的警告裝置， 也無法控制電池組的安全性。
因此，電池組的保護電路的必要性增加了，其具有在受到物理撞 擊時產(chǎn)生警報的功能，并具有測量電壓、電流、及電池組的溫度以便 維持電池組的安全性的功能。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明用以解決上述于先前技術的問題，且其目的是提供 一種保護電池組的裝置及方法，其中包括保護電池組的先進電路，因 此可保護電池組避免物理撞擊，并確保其安全性。為達成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了保護電池組的裝 置，其包括傳感器、穩(wěn)壓二極管、開關元件、以及警告電路，傳感 器檢測外部物理撞擊以輸出電壓信號；在傳感器輸出大于預定電壓值 的電壓信號時，穩(wěn)壓二極管被加電；依據(jù)通過穩(wěn)壓二極管的電力來打 開/關閉開關元件；警告電路依據(jù)傳感器輸出的電壓信號來產(chǎn)生警告信號。此時，開關元件會中斷電池組主電源的電力提供。依據(jù)本發(fā)明，警告電路包括多種顏色的發(fā)光二極管，其可依據(jù)從 傳感器輸出的電壓發(fā)射紅色、黃色及綠色光。傳感器優(yōu)選包括有壓電傳感器、壓力傳感器及撞擊傳感器中的至少一個。為達成本發(fā)明的目的，本發(fā)明的另一實施例，提供了保護電池組的裝置，其包括傳感器、第一保護電路、測量IC、第二保護電路、以及警告電路。傳感器檢測外部物理撞擊以便輸出電壓信號；第一保 護電路接收從傳感器輸出的電壓信號；測量IC確定從第一保護電路所 接收到的電壓信號是否大于預定值，以便輸出電壓信號給第一保護電路或第二保護電路；警告電路連接至第一及第二保護電路，以便從第一及第二保護電路接收電壓信號并產(chǎn)生警告信號。 為達成本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種保護電 池組的方法，其包括如下步驟使用傳感器輸出電壓信號以檢測物理 撞擊；使用測量IC確定從傳感器輸出的電壓信號的數(shù)值是否在預定的 范圍內(nèi)；當電壓信號的數(shù)值是在預定的范圍內(nèi)時，使發(fā)光二極管發(fā)射 綠光；當電壓信號值是在預定的范圍之外時，確定電壓信號的數(shù)值是 否大于預定的數(shù)值；當電壓信號值大于預定數(shù)值時，從測量IC將電壓 信號輸出至第二保護電路；將第二保護電路接收到的電壓信號輸出至 警告電路，以使發(fā)光二極管發(fā)射紅光；當電壓信號的數(shù)值是小于預定 的數(shù)值時，從測量IC輸出電壓信號至第一保護電路；以及將第一保護 電路接收到的電壓信號輸出至警告電路，以使發(fā)光二極管發(fā)射黃光。在本發(fā)明用以保護電池組的方法中，傳感器優(yōu)選包括有壓電傳感 器、壓力傳感器及撞擊傳感器中的至少一個。


圖1是顯示保護電池組的傳統(tǒng)裝置的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的保護電池組裝置的電路圖，其中裝置 具有當檢測到外部物理撞擊而導致的振動時產(chǎn)生警告信號的結構。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施例保護電池組裝置的電路圖，其 中裝置具有當檢測到外部物理撞擊而導致的振動時會產(chǎn)生各種警告信號的結構。圖4是描繪本發(fā)明實施例的用于保護電池組免于外部物理撞擊的 方法的流程圖。
具體實施方式
在此將描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，請參考隨附的圖示。于本發(fā)明 所附的圖示中，相同的參考標號即表示相同的結構元素。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例用以保護電池組的裝置200的電路圖，
其中裝置200具有當因檢測到外部物理撞擊而振動時是會產(chǎn)生警告信 號的結構。根據(jù)本發(fā)明實施例的保護電池組的裝置200包括具有電池陣列的 電池組，主電源201，用以對電池組的電池提供電流，傳感器202，用 以檢測預定外部撞擊的強度，以便輸出電壓信號，警告電路205，用以 依據(jù)從傳感器202輸出的電壓信號來產(chǎn)生警告信號，穩(wěn)壓二極管203， 傳感器所產(chǎn)生的電壓信號會加在其上，以及開關204，當電壓信號加在 穩(wěn)壓二極管上時，其關閉主電源。傳感器202包括壓電傳感器，以檢測預定的外部撞擊的強度，以 便輸出電壓信號。警告電路205包括發(fā)光二極管(LED)，可分別發(fā)射紅光、黃光 以及綠光等。在本說明書中，雖然警告電路是被描述為具有上述的發(fā) 光二極管，但是本領域技術人員可以理解其也可以使用可視覺辯識的 指示單元。進一步，可依據(jù)電池組的狀態(tài)提供聽覺警告給使用者。主電源201會在電池組上加上電力，以對電池組充電。開關2及 3會將所施加的電力轉(zhuǎn)換成電池組充電時適用的電壓及電流。利用該電 壓及電流對電池組的電池進行充電。電阻206會檢測電池組充電的電流，并且將電池組的相關信息送 到測量IC4。當通過熱調(diào)節(jié)器檢查電池組的溫度時，測量IC4會通過電壓檢測 部分來檢測電池組的電壓。依據(jù)電池組的電壓、電流及溫度的相關信 息，通過使用第一及第二保護電路5及6，測量IC4控制電池組使其避 免過度充電、過度放電及過流。進一步，測量IC4使用溫度信息避免 電池組過熱，以確保電池組的安全性。
另一方面，傳感器202會檢測外部物理撞擊，并將外部物理撞擊 轉(zhuǎn)換成電壓信號，以分別使LED發(fā)亮，讓使用者可知道電池組受到外 部物理撞擊。同時施加電力至穩(wěn)壓二極管203上，并因此關閉開關204， 以中斷從主電源提供的電力。此操作可避免電池組的內(nèi)部電池著火或 爆炸。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的保護電池組的裝置的電路圖，裝 置具有當因檢測到外部物理撞擊而振動時會產(chǎn)生警告信號的結構。參考圖3，保護電池組的裝置300包括具有電池陣列的電池組， 主電源201，以提供電力給電池組的電池，傳感器202，以檢測預定的 物理撞擊強度，以便輸出電壓信號，第一保護電路5，以接收從傳感器 202輸出的電壓信號，測量IC4，以計算從第一保護電路5接收到的電 壓，以便控制電池組，第二保護電路6，以在計算出的電壓比預定的電 壓還大時，從測量IC4接收電壓信號，以及警告電路205，連接至第一 及第二保護電路5及6，以產(chǎn)生警告信號。傳感器202會檢測預定的外度撞擊的強度，并輸出電壓信號。傳 感器202包括利用壓電效應的壓電傳感器，其中，當壓力以特定方向 加于晶體板時，會產(chǎn)生與施于晶體板兩表面的力成比例的電荷，壓力 傳感器，其利用了當向其施予壓力時物質(zhì)會變形或響應壓力的特性，以及撞擊傳感器，其具有兩個可彼此拆卸的電極，以便在電流施加到 開關期間檢測振動幅度大于預定值的振動，其中所述振動傳遞到所述 開關。此本領域技術人員可理解在本發(fā)明范圍內(nèi)可使用各種傳感器。警告電路205包括發(fā)光二極管(LED)，其可發(fā)射紅光、黃光、 綠光、…等。主電源201會對電池組施加電力以使其充電。通過開關2及3將 所施加的電力轉(zhuǎn)換成電源所適用的電壓及電流。電池組的電池會利用 此電壓及電流充電。電阻206會檢測充電電池組的電流，并將有關電流的信息送到測量IC4。測量IC4會通過電壓檢測部分來檢測電池組的電壓，并且還通過 電熱調(diào)節(jié)器檢査電池組的溫度。依據(jù)電池組的電壓、電流及溫度的相 關信息，測量IC304會使用第一及第二保護電路5及6來控制電池組， 以避免電池組過度充電、過度放電及過流，還可依據(jù)電池組的溫度相 關信息來避免電池組過熱，以確保電池組的安全性。如上所述，傳感器202會檢測外部物理撞擊，并將其轉(zhuǎn)換成電壓 信號，以電壓信號輸出至第一保護電路5。測量IC4會從第一保護電路5接收電壓信號，并將其與已設定的 電壓數(shù)值比較。"預設的電壓數(shù)值"是外部撞擊對電池組沒有影響的 數(shù)值。因此，測量IC4會從第一保護電路5接收電壓信號，并將電壓信 號與預設的電壓數(shù)值比較。所以，當接收的電壓信號比預設的電壓值 大時，測量IC4會將電壓信號輸出至第二保護電路6。在接收電壓信號后，第二保護電路6會中斷從主電源201提供給 保險絲207的電力，從而使電池組不向電池組施加電力，且警告電路 (即LED)會發(fā)射紅光。進一步，當從第一保護電路5接收的電壓信號是在預設電壓數(shù)值 的范圍內(nèi)時，測量IC4會將電壓信號輸出至第一保護電路5。 LED 205 會依據(jù)電壓信號而發(fā)射黃光。
因此，當電池組受到外部物理撞擊時，本發(fā)明中電池組的保護電路可以檢測撞擊，并通過警告電路，即多種顏色的LED，來可視地顯示撞擊的強度。在此將描述本發(fā)明電池組保護電路的方法，請參考圖4。參考圖4，在步驟S401中，傳感器202檢測到包括機械振動的物 理撞擊，并輸出電壓信號。在步驟S402中，測量IC4確定從傳感器202輸出的電壓信號的數(shù) 值是否在預定的臨界值的范圍內(nèi)。在步驟S403中，如果從傳感器202輸出的電壓信號的數(shù)值是在預 定的臨界值的范圍內(nèi)，則LED發(fā)射綠光。在步驟S404中，當從傳感器202輸出的電壓信號的數(shù)值是在預定 的臨界值的范圍外時，測量IC4判斷此數(shù)值超出臨界值的數(shù)量是否大 于參考值?；陔姵亟M的使用及其設計規(guī)格來判斷超出的數(shù)值大或小。在步驟S405中，如果超出臨界值的數(shù)值較大，則測量IC4會將電 壓信號輸出至第二保護電路，并使第二保護電路中斷提供給保險絲207 的電力，以讓LED發(fā)射紅光。在步驟S406中，如果超出臨界值的值較小，則測量IC4會將電壓 信號輸出至第一保護電路，并使第一保護電路操作LED，以讓LED發(fā) 射黃光。工業(yè)應用如上所述，本發(fā)明保護電池組的裝置包括位于主電源上的傳感器， 使其能夠檢測撞擊強度，而且發(fā)光二極管通過從傳感器輸出的電壓信 號而發(fā)亮，因此保護電池組受到物理撞擊。上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權利 范圍自應以申請專利范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權利要求
1.一種用于保護電池組的裝置，包括傳感器，其用于檢測外部物理撞擊以輸出電壓信號；穩(wěn)壓二極管，當該傳感器輸出大于預定的電壓數(shù)值的電壓信號時，向該穩(wěn)壓二極管施加電力；開關元件，其依據(jù)通過該穩(wěn)壓二極管的電力而打開或關閉；以及警告電路，其依據(jù)該傳感器輸出的該電壓信號來產(chǎn)生警告信號。
2. 如權利要求l所述的保護電池組的裝置，其中，該警告電路包 括多種顏色的發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管依據(jù)傳感器所輸出的電壓信 號而發(fā)射紅光、黃光及綠光。
3. 如權利要求l所述的保護電池組的裝置，其中，該傳感器包括 壓電傳感器、壓力傳感器、及撞擊傳感器中的至少一個。
4. 如權利要求l所述的保護電池組的裝置，其中，開關元件中斷 來自電池組的主電源的電力供應。
5. —種保護電池組的裝置，包括傳感器，其用于檢測外部物理撞擊以輸出電壓信號；第一保護電路，其用于接收從該傳感器輸出的電壓信號；測量IC，其用于確定從該第一保護電路接收到的電壓是否大于預定的數(shù)值，以便將該電壓信號輸出至該第一保護電路或第二保護電路； 第二保護電路，用于接收來自該測量IC的電壓信號；以及 警告電路，其連接至該第一及第二保護電路，以便從該第一及第二保護電路接收該電壓信號，并產(chǎn)生警告信號。
6. 如權利要求5所述的保護電池組的裝置，其中，該警告電路包 括多種顏色的發(fā)光二極管以發(fā)射紅光、黃光及綠光。
7. 如權利要求5所述的保護電池組的裝置，其中，當從傳感器輸 出的該電壓信號小于預定的數(shù)值時，測量IC通過第一保護電路將電壓 信號輸出至警告電路。
8. 如權利要求5所述的保護電池組的裝置，其中，當從傳感器輸 出的電壓信號大于預定的數(shù)值時，測量IC通過第二保護電路將電壓信 號輸出至警告電路。
9. 一種保護電池組的方法，包括如下步驟使用傳感器檢測物理撞擊以輸出電壓信號；使用測量IC確定從傳感器輸出的電壓信號的數(shù)值是否在預定的 范圍內(nèi)；以及如果電壓信號的數(shù)值超出預定的范圍，則操作警告電路。
10. 如權利要求9所述的保護電池組的方法，其中，當電壓信號 的數(shù)值在預定的范圍之外時，確定的步驟進一步包括，確定電壓信號 的數(shù)值是否大于預定的數(shù)值。
11. 如權利要求IO所述的保護電池組的方法，其中，當電壓信號 的數(shù)值大于預定的數(shù)值時，確定的步驟進一步包括如下步驟將電壓 信號從測量IC輸出至第二保護電路，同時操作步驟進一步包括如下步 驟將從第二保護電路接收的電壓信號輸出至警告電路，以使發(fā)光二極管發(fā)射紅光。
12. 如權利要求IO所述的保護電池組的方法，其中，當電壓信號的數(shù)值小于預定的數(shù)值時，確定的步驟進一步包括如下步驟將電壓信號從測量IC輸出至第一保護電路，同時操作步驟進一步包括如下步驟將從第一保護電路接收的電壓信號輸出至警告電路，以使發(fā)光二 極管發(fā)射黃光。
13.如權利要求9所述的保護電池組的方法，其中，傳感器包括 壓電傳感器、壓力傳感器及撞擊傳感器中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種保護電池組的裝置及方法。裝置包括檢測外部物理撞擊的傳感器，以輸出電壓信號；第一保護電路，以從傳感器接收電壓信號輸出；測量IC，以確定從第一保護電路輸出的電壓是否大于預定的值，以便將電壓信號輸出至第一保護電路或第二保護電路；第二保護電路，以從測量IC接收電壓信號；以及連接至第一及第二保護電路的警告電路，以便從第一及第二保護電路接收電壓信號，并產(chǎn)生警告信號。
文檔編號H02H7/18GK101164213SQ200680013573
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月19日 優(yōu)先權日2005年4月21日
發(fā)明者宋正勇 申請人:Lg化學株式會社