混合形式的充電電池模塊的制作方法
【專利摘要】一種混合形式的充電電池模塊包含第一、第二電池組、第一、第二開關與控制單元。第一電池組具有第一電容量且包含多個不同規(guī)格的第一電池芯；第二電池組具有第二電容量且包含多個第二電池芯；控制單元用以取得第一電、第二電池組的狀態(tài)并用以控制第一、第二電池組的充電/放電流程；第一開關連接第一電池組與控制單元以利用控制單元依據(jù)第一、第二電容量的差值控制第一開關以使第一電池組進入放電的狀態(tài)；第二開關連接第二電池組與控制單元以利用控制單元依據(jù)第一、第二電容量的差值控制第二開關以使第二電池組進入放電的狀態(tài)。
【專利說明】混合形式的充電電池模塊
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種充電電池模塊，且特別是有關于一種混合形式的充電電池模塊。
【背景技術】
[0002]近年來由于科技發(fā)達、電子產(chǎn)品不斷推陳出新，例如:筆記型計算機、智能型手機、平板計算機…等。就發(fā)展趨勢而言，電子產(chǎn)品常具有可充電電池，舉例來說，一般的手機，筆記型計算機皆配備電池。
[0003]一般而言，可充電電池有共同的電化學特性，即其中的化學反應是可逆反應，可通過外加電源，讓電能轉化為化學能，使放過電的電池恢復到原來的狀態(tài)。相反地，如果其中的化學反應是不可逆的，電池就不能充電，例如干電池就是如此。
[0004]然而，如果好幾個電池串聯(lián)在一起充電，則需要有預防措施。因為溫度的變化或電池壽命的不同，會造成各個電池端電壓的輕微差異，而且，電池串聯(lián)得愈多，其端電壓的差異愈大，愈容易造成損害。
[0005]由此可見，上述現(xiàn)有的技術，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發(fā)展完成。因此，如何能有效地平衡各電池組的電量，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前相關領域極需改 進的目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一技術特征是在提供一種混合形式的充電電池模塊，以解決先前技術的問題。
[0007]本發(fā)明所提供的充電電池模塊包含第一電池組、第二電池組、控制單元、第一開關與第二開關。第一電池組具有第一電容量且包含多個不同規(guī)格的第一電池芯；第二電池組具有第二電容量且包含多個第二電池芯；控制單元，連接第一電池組及第二電池組，用以取得第一電池組及第二電池組的狀態(tài)并用以控制第一電池組及第二電池組的一充電/放電流程；第一開關連接第一電池組與控制單元以利用控制單元依據(jù)第一電容量與第二電容量的一差值控制第一開關以使第一電池組進入放電的狀態(tài)；第二開關連接第二電池組與控制單元以利用控制單元依據(jù)第一電容量與第二電容量的一差值控制第二開關以使第二電池組進入放電的狀態(tài)。
[0008]于一實施例中，第二電池組包含多個不同規(guī)格的第二電池芯。
[0009]于一實施例中，當差值大于設定范圍且第一電池組的電壓大于第二電池組的電壓時，控制單元打開第一開關以使第一電池組進入放電的狀態(tài)。
[0010]于一實施例中，當?shù)谝浑姵亟M進行放電的狀態(tài)直到控制單元判斷差值小于設定范圍時，控制單元關閉第一開關以使充電電池模塊繼續(xù)進行一充電/放電程序。
[0011 ] 于一實施例中，當差值大于設定范圍、第一電池組的電壓大于設定值時，控制單元打開第一開關以使第一電池組進入放電的狀態(tài)。
[0012]于一實施例中，當?shù)谝浑姵亟M進行放電的狀態(tài)直到控制單元判斷差值小于設定范圍且第一電池組的電壓小于設定值時，控制單元關閉第一開關以使充電電池模塊繼續(xù)進行一充電/放電程序。
[0013]于一實施例中，當控制單元判斷第一電池組的電壓小于第一設定值且第二電池組的電壓未達到第二設定值時，控制單元將不會打開第二開關，其中第二設定值為第二電池組的最大電壓安全值。
[0014]于一實施例中，當控制單元判斷第一電池組的電壓小于第一設定值、差值大于設定范圍、且第二電池組的電壓大于第二設定值時，控制單元將打開第二開關，以使第一電池組進入放電的狀態(tài)。
[0015]綜上所述，本發(fā)明的技術方案與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。通過上述技術方案，可達到相當?shù)募夹g進步，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價值，其至少具有下列優(yōu)點.[0016]1.避免電池組之間狀態(tài)不一所造成的損害；以及
[0017]2.平衡各電池組的電量。
[0018]以下將以實施方式對上述的說明作詳細的描述，并對本發(fā)明的技術方案提供更進
一步的解釋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下:
[0020]圖1是依照本發(fā)明一實施例的一種混合形式的充電電池模塊的方塊圖。
[0021]符號說明
[0022]100:充電電池模塊
[0023]110:控制單元
[0024]120:第一電池組
[0025]121:第一電池芯
[0026]130:第二電池組
[0027]131:第二電池芯
[0028]140:第一開關
[0029]141:第一開關組件
[0030]142:第一電阻器
[0031]150:第二開關
[0032]151:第二開關組件
[0033]152:第二電阻器
[0034]Va、Vb、Vc、Vd;電位
【具體實施方式】
[0035]為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同的號碼代表相同或相似的組件。另一方面，眾所周知的組件與步驟并未描述于實施例中，以避免對本發(fā)明造成不必要的限制。
[0036]圖1是依照本發(fā)明一實施例的一種使用在電子裝置的混合形式的充電電池模塊100的方塊圖。如圖1所示，此充電電池模塊100包含控制單元110、第一電池組120、第二電池組130、第一開關140與第二開關150。在架構上，控制單元110連接第一電池組120及第二電池組130，第一開關140及第二開關150分別連接第一電池組120及第二電池組130且皆連接控制單元110。實作上，控制單元110可為電池內(nèi)建的控制器、系統(tǒng)中的內(nèi)嵌控制器、比較器電路或其它處理單元，熟習此項技藝者當視當時需要彈性選擇。第一電池組120內(nèi)包含多個第一電池芯121且第二電池組130內(nèi)包含多個第二電池芯131。第一電池組120具有第一電容量，且第二電池組130具有第二電容量。為了配合電子裝置外型設計，第一電池組120與第二電池組130內(nèi)的多個第一電池芯121及多個第二電池芯131均具有兩種以上的規(guī)格以使充電電池模塊100可呈現(xiàn)不同的外型來配合電子裝置的外型設計。雖然第一電池組120及第二電池組130內(nèi)具有兩種以上規(guī)格的電池芯，但是第一電容量與第二電容量的電容量差值需在一設定范圍內(nèi)以使充電的過程較為安全。隨著產(chǎn)品設計的不同，當?shù)谝浑姵亟M120內(nèi)的第一電池芯121具有兩種以上的規(guī)格時，第二電池組130內(nèi)的第二電池芯131仍可是相同規(guī)格的電池芯。當?shù)谝浑姵亟M120內(nèi)的第一電池芯121具有兩種以上的規(guī)格時，即代表第一電池組120內(nèi)具有兩種以上不同電容量的第一電池芯121。當?shù)诙姵亟M130內(nèi)的第二電池芯131具有兩種以上的規(guī)格時，即代表第一電池組130內(nèi)具有兩種以上不同電容量的第二電池芯131。
[0037]于使用時，控制單元110用以取得第一電池組120及第二電池組130的狀態(tài)，并用以控制第一電池組120及第二電池組130的充電/放電流程，其包括充電程序及放電程序；再者，控制單元110依據(jù)第一電池組120及第二電池組130的狀態(tài)以控制第一開關140及第二開關150，使第一電池組120及第二電池組130中至少一者進入放電的狀態(tài)，藉以避免第一電池組120及第二電池組130之間狀態(tài)差異過大所造成電池模塊的損害。
[0038]具體而言，控制單元110在充電電池模塊100進行充電的過程中會讀取第一電池組120的電壓(S卩，電位Va、電位Vb之間的電位差)與第二電池組130的電壓(S卩，電位Vc、電位Vd之間的電位差)，當?shù)谝浑姵亟M120的電壓大于一設定值且第一電容量與第二電容量的差值大于一設定范圍時，控制單元110將第一電池組120所連接的第一開關140打開以使第一電池組120進入放電的狀態(tài)，且在放電的狀態(tài)下，控制單元110停止上述的充電程序及放電程序。實務上，控制單元HO可令充電器來對第一電池組120及第二電池組130停止執(zhí)行充、放電程序，與第一開關140及第二開關150打開后的放電的狀態(tài)不同。于本實施例中，此設定值為第一電池組120的最大電壓安全值。
[0039]接著，當?shù)谝浑姵亟M120電壓小于上述的設定值且控制單元110判斷第一電容量與第二電容量的差值小于設定范圍時，控制單元110關閉第一開關140以對電池模塊100繼續(xù)進行充電/放電程序，藉以在充電的過程中平衡各電池組的電量。
[0040]簡言之，于一實施例中，當?shù)谝浑娙萘颗c第二電容量的差值大于設定范圍且第一電池組120的電壓大于第二電池組130的電壓時，控制單元110打開第一開關140以使第一電池組120進入放電的狀態(tài)。當?shù)谝浑姵亟M120進行放電的狀態(tài)直到控制單元110判斷該差值小于設定范圍時，控制單元110關閉第一開關140以使充電電池模塊100繼續(xù)進行一充電/放電程序。
[0041]隨著產(chǎn)品設計的不同，當?shù)谝浑姵亟M120的電壓未超過設定值但是第一電容量與第二電容量的差值超過設定范圍時，則控制單元仍會打開第一開關140以使第一電池組120進入放電的狀態(tài)。待控制單元110判斷第一電容量與第二電容量的差值小于設定范圍，控制單元110關閉第一開關140以對電池模塊100繼續(xù)進行充電/放電程序，藉以在充電的過程中平衡各電池組的電量。
[0042]于另一實施例，在充電的過程中，當控制單元110判斷第一電池組120的電壓小于一第一設定值且第二電池組130的電壓未達到第二設定值時，縱使第一電容量與第二電容量的差值大于設定范圍，控制單元110將不會打開第二開關150而持續(xù)對電池模塊進行充電/放電程序，以在安全的狀態(tài)下維持電池模塊的充電功能。第二設定值為第二電池組130的最大電壓安全值。當?shù)诙姵亟M130的電壓大于第二設定值時，控制單元110將會打開第二開關150使第二電池組130呈現(xiàn)放電的狀態(tài)，且控制單元110停止充電程序及放電程序。當?shù)诙姵亟M130進入自放電的程序直到控制單元110判斷第二電池組130的電壓小于第三設定值時，控制單元110才會關閉第二開關150以使電池模塊100繼續(xù)進行充電/放電程序。設立第一電池組120的第一設定值的主要目的在于避免電池模塊內(nèi)的單一電池組突然發(fā)生問題時，其它電池組仍然可進行正常的充電/放電程序以使電池模塊維持正常的功能。
[0043]于圖1中，第一開關140可包括第一開關組件141與第一電阻器142。在架構上，第一開關組件141與第一電阻器142串聯(lián)，當?shù)谝婚_關140打開時，第一開關組件141導通可形成短路，第一電池組120可通過第一電阻器142放電；反之，當?shù)谝婚_關140關閉時，第一開關組件141截止可形成斷路，第一電池組120無法通過第一電阻器142放電。相似地，第二開關150可包括第二開關組件151與第二電阻器152，其中第二開關組件151與電阻器152串聯(lián)，當?shù)诙_關150打開時，第二開關組件151導通可形成短路，第二電池組130可通過電阻器152放電；反之，當?shù)诙_關150關閉時，第二開關組件151截止可形成斷路，第二電池組130無法通過電阻器152放電。實際上，第一開關組件141及第二開關組件151可為金氧半導體(MOS)或雙載子接面晶體管(BJT)，熟習此項技藝者當視當時需要彈性選擇。
[0044]另外，雖然圖1僅繪示兩個第一電池組120及第二電池組130，然此并不限制本發(fā)明。實際上，熟習此項技藝者當視當時需要彈性選擇電池組與對應的開關的數(shù)量。
[0045]綜上所述，本發(fā)明可有效避免電池組之間狀態(tài)不一所造成的損害，進而平衡各電池組的電量。
[0046]雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權利要求中所界定的內(nèi)容為準。
【權利要求】
1.一種混合形式的充電電池模塊,其特征在于,該充電電池模塊包含: 一第一電池組，具有一第一電容量且包含多個不同規(guī)格的第一電池芯； 一第二電池組，具有一第二電容量且包含多個第二電池芯； 一控制單元，連接該第一電池組及該第二電池組，用以取得該第一電池組及該第二電池組的狀態(tài)并用以控制該第一電池組及該第二電池組的一充電/放電流程； 一第一開關，連接該第一電池組與該控制單元以利用該控制單元依據(jù)該第一電容量與該第二電容量的一差值控制該第一開關以使該第一電池組進入放電的狀態(tài)；以及 一第二開關，連接該第二電池組與該控制單元以利用該控制單元依據(jù)該第一電容量與該第二電容量的該差值控制該第二開關以使該第二電池組進入放電的狀態(tài)。
2.如權利要求1所述的充電電池模塊，其特征在于，該第二電池組包含多個不同規(guī)格的第二電池芯。
3.如權利要求1所述的充電電池模塊，其特征在于，當該差值大于一設定范圍且該第一電池組的電壓大于該第二電池組的電壓時，該控制單元打開該第一開關以使該第一電池組進入放電的狀態(tài)。
4.如權利要求3所述的充電電池模塊，其特征在于，當該第一電池組進行放電的狀態(tài)直到該控制單元判斷該差值小于該設定范圍時，該控制單元關閉該第一開關以使該充電電池模塊繼續(xù)進行一充電/放電程序。
5.如權利要求1所述的充電電池模塊，其特征在于，當該差值大于一設定范圍、該第一電池組的電壓大于一設定值時，該控制單元打開該第一開關以使該第一電池組進入放電的狀態(tài)。
6.如權利要求5所述的充電電池模塊，其特征在于，當該第一電池組進行放電的狀態(tài)直到該控制單元判斷該差值小于該設定范圍且該第一電池組的電壓小于一設定值時，該控制單元關閉該第一開關以使該充電電池模塊繼續(xù)進行一充電/放電程序。
7.如權利要求1所述的充電電池模塊，其特征在于，當該控制單元判斷該第一電池組的電壓小于一第一設定值且該第二電池組的電壓未達到一第二設定值時，該控制單元將不會打開該第二開關，其中該第二設定值為該第二電池組之最大電壓安全值。
8.如權利要求1所述的充電電池模塊，其特征在于，當該控制單元判斷該第一電池組的電壓小于一第一設定值、該差值大于一設定范圍、且該第二電池組的電壓大于一第二設定值時，該控制單元將打開該第二開關，以使該第一電池組進入放電的狀態(tài)。
【文檔編號】H02J7/00GK103683375SQ201310339594
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權日:2012年8月12日
【發(fā)明者】劉千里, 藍啟銘 申請人:仁寶電腦工業(yè)股份有限公司