CN101141072A - 混合形式的充电电池模块及其制造及充放电方法 - Google Patents

Abstract

一种混合形式的充电电池模块，包括：一第一电池组；一第一可程序保险丝；一第一放电开关；一第一充电开关；一第一模拟前端电路；一第一感热电阻；一第二电池组；一第二可程序保险丝；一第二放电开关；一第二充电开关；一第二模拟前端电路；一第二感热电阻；以及一控制器；该充电电池模块置于一治具中时，该第一电池组及该第二电池组可达到电压平衡的目的，当第一电池组与第二电池组的电压已达平衡时，则第一电池组与第二电池组可同时进行平行充放电程序。此外，本发明亦公开一种混合形式的充电电池模块的制造方法、一种混合形式的充电电池模块的充电方法以及一种混合形式的充电电池模块的放电方法。

Description

混合形式的充电电池模块及其制造及充放电方法

技术领域

本发明是有关于一种混合形式的充电电池模块及其制造及充放电方法，特别是一种通过一治具使不同形式的充电电池组的电压平衡，而可使不同形式的充电电池组同时进行平行充放电。

背景技术

按，公知的充电电池模块及其充放电方法，例如美国专利US20050116686(公开专利)公开一种电池装置具有复数电池组，其主要是用以防止单一(特定)电池衰退的现象，其中每一电池组包括一个或多个电池(cell)所组成，此混合形式的电池装置由电子装置的中央处理器(CPU)依据电池组的充/放电循环次数判断哪一个电池维持驱动(active)状态，因此，每一电池组为序列式(Sequence)。惟该专利在其中一个电池于充、放电过程中发生问题时，并无法同时将电池充电开关关闭，因此，容易使充电电池受损，且该专利的电池组是以序列式上充、放电，其负载能力较低且充、放电时间较长，诚属美中不足之处。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种混合形式的充电电池模块及其制造及充放电方法，其采用两种以上的电池组，可因应电子装置的尺寸而选择不同形式的电池组，设计上弹性较大。

本发明的另一目的在于提供一种混合形式的充电电池模块及其制造及充放电方法，其充/放电控制方法是采平行式(parallel)充放电，具备较高的负载能力以及较短的充电时间。

本发明的另一目的在于提供一种混合形式的充电电池模块及其制造及充放电方法，其充/放电控制方法是采平行式(parallel)充放电，两种不同形式的电池组维持电压(位)平衡可以充分使用其所储存的能量。

为实现上述目的，本发明提供的混合形式的充电电池模块，其包括：

一第一电池组；

一第一可程序保险丝，其第一端耦接至该第一电池组；

一第一放电开关，其源极耦接至该第一可程序保险丝的第二端；

一第一充电开关，其汲极耦接至该第一放电开关的汲极；

一第一模拟前端电路，分别耦接至该第一放电开关及第一充电开关的闸极，其可侦测该第一电池组的电压或电流，并据以控制该第一放电开关及第一充电开关的启/闭；

一第一感热电阻，其一端耦接至一地电位，可感测该第一电池组的温度；

一第二电池组；

一第二可程序保险丝，其第一端耦接至该第二电池组；

一第二放电开关，其源极耦接至该第二可程序保险丝的第二端；

一第二充电开关，其汲极耦接至该第二放电开关的汲极；

一第二模拟前端电路，分别耦接至该第二放电开关及第二充电开关的闸极，其可侦测该第二电池组的电压或电流，并据以控制该第二放电开关及第二充电开关的启/闭；

一第二感热电阻，其一端耦接至一地电位，可感测该第二电池组的温度；以及

一控制器，分别耦接至该第一感热电阻的另一端、该第一可程序保险丝的一控制端、第二感热电阻的另一端、该第二可程序保险丝的一控制端；

俾该充电电池模块置于一治具中时，该第一电池组及该第二电池组可达到电压平衡的目的。

所述的混合形式的充电电池模块，其中该第一放电开关、第一充电开关、第二放电开关以及第二充电开关系为一场效应晶体管。

所述的混合形式的充电电池模块，其中该第一模拟前端电路及该第二模拟前端电路为一集成电路。

所述的混合形式的充电电池模块，其进一步包括一内存，其耦接至该控制器，可储存该第一模拟前端电路及该第二模拟前端电路所感测的电压值及电流值，以及该第一感热电阻及第二感热电阻所感测的温度值。

所述的混合形式的充电电池模块，其中该内存为一电子可抹除式内存。

所述的混合形式的充电电池模块，其进一步包括一第一安全保护电路及一第二安全保护电路，其分别耦接至该第一可程序保险丝的控制端及该第二可程序保险丝的控制端，其内部具有一电压比较器，可于该第一电池组或第二电池组的电压高于一默认值时，控制该控制端使该第一可程序保险丝及/或该第二可程序保险丝烧断，以保护该第一电池组及/或第二电池组。

所述的混合形式的充电电池模块，其进一步具有一第一预充电电路及一第二预充电电路，其中该第一预充电电路耦接于该第一放电开关、第一充电开关、第一模拟前端电路及该充电电池模块的输出端之间；而该第二预充电电路则耦接于该第二放电开关、第二充电开关、第一模拟前端电路及该充电电池模块的输出端之间，可提供小电流对该第一电池组及该第二电池组进行预充电。

所述的混合形式的充电电池模块，其中该第一预充电电路及第二预充电电路为一场效应晶体管。

所述的混合形式的充电电池模块，其中该治具进一步包括：

一第一二极管，用以防止该第一电池组的电流倒流；

一第一限流电阻，其一端耦接至该第一二极管，用以限制流过该第一电池组的电流；

一第二二极管，用以防止该第二电池组的电流倒流；

一第二限流电阻，其一端耦接至该第二二极管，用以限制流过该第二电池组的电流；

一第一输出端，其分别耦接至该第一二极管及该第二二极管的正极；以及

一第二输出端，其分别耦接至该第一电池组及该第二电池组的负极；

以一负载可耦接至第一输出端及该第二输出端，使该第一电池组及该第二电池组于该治具中形成封闭回路并分别藉由该第一限流电阻及该第二限流电阻进行放电。

本发明提供的混合形式的充电电池模块的制造方法，其包括下列步骤：

于复数电池胞元中找出一批符合第一规范的复数第一电池胞元，及另一批符合第二规范的第二复数电池胞元；

分别将复数第一电池胞元及复数第二电池胞元组装成一第一电池组及一第二电池组；

提供一控制板，并分别与该第一电池组及该第二电池组耦接；

通过一治具对该第一电池组及该第二电池组进行放电；

判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否已平衡，若否，则持续进行放电；以及

将该治具移除，对该第一电池组及该第二电池组进行充电。

所述的制造方法，其中于该复数电池胞元中找出一批符合第一规范的复数第一电池胞元，及另一批符合第二规范的第二复数电池胞元的步骤中，该第一规范及该第二规范为该电池胞元的电压。

所述的制造方法，其中于该提供一控制板的步骤中，该控制板上进一步具有一充电开关及一放电开关，且其默认值皆为关闭。

所述的制造方法，其中于该通过一治具对该第一电池组及该第二电池组进行放电的步骤中，该充电开关为关闭，而该放电开关为导通，该第一电池组及该第二电池组由小电流进行放电，以达到电压平衡的目的。

所述的制造方法，其中于该判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否已平衡，若否，则持续进行放电的步骤中，当该第一电池组及该第二电池组中的放电电流比值达到平衡时，即会停止放电。

所述的制造方法，其中于将该治具移除，该对该第一电池组及该第二电池组进行充电的步骤中，该充电开关被导通而该放电开关被关闭，该第一电池组及该第二电池组依据一安全控制法则进行充电至交货电压为止。

所述的制造方法，其中该安全控制法则是根据该第一电池组及该第二电池组的温度、电压及电流等参数的状态进行分析，以决定是否要关闭该充电开关。

所述的制造方法，其中该充电开关及放电开关为一场效应晶体管。

本发明提供的混合形式的充电电池模块的充电方法，其中该充电电池模块具有一第一电池组及一第二电池组、一第一充电开关及一第二充电开关、一第一保险丝及一第二保险丝，该充电方法包括下列步骤：

将该第一电池组及第二电池组切换至充电状态；

分别将该第一充电开关及该第二充电开关开启，并对该第一电池组及该第二电池组进行充电；

判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的充电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的充电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否不平衡，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；

判断该第一充电开关或第二充电开关是否故障，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；

判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否超过临界电压，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；

判断该第一电池组及该第二电池组是否充饱，若否，则继续充电；以及

分别将该第一充电开关及该第二充电开关关闭。

所述的充电方法，其中该第一充电开关及第二充电开关为一场效应晶体管；而该第一保险丝及第二保险丝为一可程序保险丝。

所述的充电方法，其中于该判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否过高的步骤中，该过高电压值为4.3V。

所述的充电方法，其中于该判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否超过临界电压的步骤中，该临界电压值为4.4V。

本发明提供的混合形式的充电电池模块的放电方法，其中该充电电池模块具有一第一电池组及一第二电池组、一第一放电开关及一第二放电开关、一第一保险丝及一第二保险丝，该放电方法包括下列步骤：

将该第一电池组及第二电池组切换至放电状态；

分别将该第一放电开关及该第二放电开关开启，并对该第一电池组及该第二电池组进行放电；

判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否过低，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的放电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的放电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；以及

判断该第一放电开关或第二放电开关是否故障，若是，则同时烧毁该第一保险丝及第二保险丝。

所述的放电方法，其中该第一放电开关及第二放电开关为一场效应晶体管；而该第一保险丝及第二保险丝为一可程序保险丝。

所述的放电方法，其中于该判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否过低的步骤中，该过低电压值为2.5V。

概括地说，本发明的混合形式的充电电池模块其包括：一第一电池组；一第一可程序保险丝，其第一端耦接至该第一电池组；一第一放电开关，其源极耦接至该第一可程序保险丝的第二端；一第一充电开关，其汲极耦接至该第一放电开关的汲极；一第一模拟前端电路，分别耦接至该第一放电开关及第一充电开关的闸极，其可侦测该第一电池组的电压或电流，并据以控制该第一放电开关及第一充电开关的启/闭；一第一感热电阻，其一端耦接至一地电位，可感测该第一电池组的温度；一第二电池组；一第二可程序保险丝，其第一端耦接至该第二电池组；一第二放电开关，其源极耦接至该第二可程序保险丝的第二端；一第二充电开关，其汲极耦接至该第二放电开关的汲极；一第二模拟前端电路，分别耦接至该第二放电开关及第二充电开关的闸极，其可侦测该第二电池组的电压或电流，并据以控制该第二放电开关及第二充电开关的启/闭；一第二感热电阻，其一端耦接至一地电位，可感测该第二电池组的温度；以及一控制器，分别耦接至该第一感热电阻的另一端、该第一可程序保险丝的一控制端、第二感热电阻的另一端、该第二可程序保险丝的一控制端；该充电电池模块置于一治具中时，该第一电池组及该第二电池组可达到电压平衡的目的。

本发明的混合形式的充电电池模块的制造方法，其包括下列步骤：于复数电池胞元中找出一批符合第一规范的复数第一电池胞元，及另一批符合第二规范的第二复数电池胞元；分别将复数第一电池胞元及复数第二电池胞元组装成一第一电池组及一第二电池组；提供一控制板，并分别与该第一电池组及该第二电池组耦接；对该第一电池组及该第二电池组进行放电；判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否已平衡，若否，则持续进行放电；以及对该第一电池组及该第二电池组进行充电。

本发明的混合形式的充电电池模块的充电方法，其中该充电电池模块具有一第一电池组及一第二电池组、一第一充电开关及一第二充电开关、一第一保险丝及一第二保险丝，该充电方法包括下列步骤：将该第一电池组及第二电池组切换至充电状态；分别将该第一充电开关及该第二充电开关开启，并对该第一电池组及该第二电池组进行充电；判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；判断该第一电池组或该第二电池组中的充电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；判断该第一电池组或该第二电池组中的充电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否不平衡，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；判断该第一充电开关或第二充电开关是否故障，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否超过临界电压，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；判断该第一电池组及该第二电池组是否充饱，若否，则继续充电；以及分别将该第一充电开关及该第二充电开关关闭。

本发明的混合形式的充电电池模块的放电方法，其中该充电电池模块具有一第一电池组及一第二电池组、一第一放电开关及一第二放电开关、一第一保险丝及一第二保险丝，该充电方法包括下列步骤：将该第一电池组及第二电池组切换至放电状态；分别将该第一放电开关及该第二放电开关开启，并对该第一电池组及该第二电池组进行放电；判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否过低，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；判断该第一电池组或该第二电池组中的放电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；判断该第一电池组或该第二电池组中的放电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；以及判断该第一放电开关或第二放电开关是否故障，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝。

附图说明

图1为一示意图，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块的方块示意图。

图2为一示意图，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块装置于一治具中的示意图。

图3为一示意图，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块的制造方法流程示意图。

图4为一示意图，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块的充电方法流程示意图。

图5为一示意图，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块的放电方法流程示意图。

具体实施方式

请参照图1，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块的方块示意图。如图所示，本发明的混合形式的充电电池模块，至少包括：一第一电池组10；一第一可程序保险丝11；一第一放电开关12；一第一充电开关13；一第一模拟前端电路14；一第一感热电阻15；一第二电池组20；一第二可程序保险丝21；一第二放电开关22；一第二充电开关23；一第二模拟前端电路24；一第二感热电阻25；以及一控制器30所组合而成。

其中，该第一电池组10为一充电电池，且其包括复数个电池胞元(cell)。

该第一可程序保险丝11具有三端，其第一端耦接至该第一电池组10，第二端耦接至该第一放电开关12的源极，另一控制端则耦接至该控制器30；该控制器30可由输出低电位至该控制端，使电流流过第一端-控制端及第二端-控制端间，使其上电阻(图未示)的温度升高而烧断该第一可程序保险丝11。

该第一放电开关12，其例如但不限于为一场效应晶体管(FET)且其源极(source)耦接至该第一可程序保险丝11的第二端。

该第一充电开关13，其例如但不限于为一场效应晶体管(FET)且其汲极耦接至该第一放电开关12的汲极(drain)。

该第一模拟前端(analog front end)电路14为一集成电路，其分别耦接至该第一放电开关12及第一充电开关13的闸极(gate)，其内建有侦测器(图未示)可侦测该第一电池组10的电压或电流，并据以控制该第一放电开关12及第一充电开关13的启/闭。

该第一感热电阻15的一端耦接至一地电位(ground)，另一端则耦接至该控制器30，其可感测该第一电池组10的温度并传送至该控制器30进行处理。

该第二电池组20亦为一充电电池，且其包括复数个电池胞元(cell)。

该第二可程序保险丝21具有三端，其第一端耦接至该第二电池组20，第二端耦接至该第二放电开关22的源极，另一控制端则耦接至该控制器30；该控制器30可由输出低电位至该控制端，使电流流过第一端-控制端及第二端-控制端间，使其上的电阻(图未示)的温度升高而烧断该第二可程序保险丝21。

该第二放电开关22，其例如但不限于为一场效应晶体管(FET)且其源极(source)耦接至该第二可程序保险丝21的第二端。

该第二充电开关23，其例如但不限于为一场效应晶体管(FET)且其汲极耦接至该第二放电开关22的汲极(drain)。

该第二模拟前端电路24为一集成电路，其分别耦接至该第二放电开关22及第二充电开关23的闸极(gate)，其内建有侦测器(图未示)可侦测该第二电池组20的电压或电流，并据以控制该第二放电开关22及第二充电开关23的启/闭。

该第二感热电阻25的一端耦接至一地电位(ground)，另一端则耦接至该控制器30，其可感测该第二电池组20的温度并传送至该控制器30进行处理。

该控制器30分别耦接至该第一感热电阻15的另一端、该第一可程序保险丝11的一控制端、第二感热电阻25的另一端、该第二可程序保险丝21的一控制端，其可接收该第一模拟前端电路14、第一感热电阻15所感测的该第一电池组10上的电压、电流以及温度等参数，以及接收该第二模拟前端电路24、第二感热电阻25所感测的该第二电池组20上的电压、电流以及温度等参数，并据以输出控制信号至该第一可程序保险丝11的控制端以及第二可程序保险丝21的控制端以烧断该第一可程序保险丝11及第二可程序保险丝21；或者输出控制信号至该第一模拟前端电路14及第二模拟前端电路24以同时关闭该第一放电开关12或该第一充电开关13以及该第二放电开关22或第二充电开关23，以停止该第一电池组10及第二电池组20的充、放电作业。

此外，本发明的混合形式的充电电池模块进一步包括一内存35，例如但不限于为一电子可抹除式内存(EEPROM)，其耦接至该控制器30，可储存该第一模拟前端电路14及该第二模拟前端电路24所感测的电压值及电流值，以及该第一感热电阻15及第二感热电阻25所感测的温度值供该控制器30参考。

此外，本发明的混合形式的充电电池模块进一步包括一第一安全保护电路40及一第二安全保护电路45，其分别耦接至该第一可程序保险丝11的控制端及该第二可程序保险丝21的控制端，其内部具有一电压比较器(图未示)，可于该第一电池组10或第二电池组10的电压高于一默认值时，控制该控制端使该第一可程序保险丝及/或该第二可程序保险丝烧断，以保护该第一电池组10及/或第二电池组20。

此外，本发明的混合形式的充电电池模块进一步具有一第一预充电电路50及一第二预充电电路55，其中该第一预充电电路50耦接于该第一放电开关12、第一充电开关13、第一模拟前端电路14及该充电电池模块的输出端(BATT+)之间；而该第二预充电电路55则耦接于该第二放电开关22、第二充电开关23、第二模拟前端电路24及该充电电池模块的输出端(BATT+)之间，其可提供小电流对该第一电池组10及该第二电池组20进行预充电。其中，该第一预充电电路50及第二预充电电路55为一场效应晶体管。

请参照图2，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块装置于一治具60中的示意图。如图所示，本发明的混合形式的充电电池模块于使用时需由一治具60进行放电，以使该第一电池组10及第二电池组20中的电流比例达到一固定值。其中该治具60进一步包括：一第一二极管61；一第一限流电阻62；一第二二极管63；一第二限流电阻64；一第一输出端65；以及一第二输出端66。

其中，该第一二极管61用以防止该第一电池组10的电流倒流。

该第一限流电阻62，其一端耦接至该第一二极管61，用以限制流过该第一电池组10的电流。

该第二二极管63，用以防止该第二电池组20的电流倒流。

该第二限流电阻64，其一端耦接至该第二二极管63，用以限制流过该第二电池组20的电流。

该第一输出端65，其分别耦接至该第一二极管61及该第二二极管63的正极，用以耦接至一负载(图未示)的一端。

该第二输出端66，其分别耦接至该第一电池组10及该第二电池组20的负极，用以耦接至该负载(图未示)的另一端；该负载耦接至第一输出端65及该第二输出端66时，该第一电池组10及该第二电池组20可分别经由该第一限流电阻62、第一二极管61及该第二限流电阻64、第二二极管63进行放电。其中该第一限流电阻62及该第二限流电阻64会依据该第一电池组10及该第二电池组20内部阻抗不同而分配流过该第一电池组10及该第二电池组20的电流，至最后其电流比例达到固定值为止。

因此，由上述混合形式的充电电池模块及其治具60，本发明可以达到平行式(parallel)充放电，以具备较高的负载能力以及较短的充电时间，因此，确可改善公知混合形式的充电电池模块的缺点。

此外，本发明亦提供一种混合形式的充电电池模块的制造方法。请参照图3，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块的制造方法流程示意图。如图所示，本发明的混合形式的充电电池模块的制造方法，其包括下列步骤：于复数电池胞元中找出一批符合第一规范的复数第一电池胞元，及另一批符合第二规范的第二复数电池胞元(步骤1)；分别将复数第一电池胞元及复数第二电池胞元组装成一第一电池组10及一第二电池组20(步骤2)；提供一控制板，并分别与该第一电池组10及该第二电池组20耦接(步骤3)；通过治具60对该第一电池组10及该第二电池组20进行放电(步骤4)；判断该第一电池组10及该第二电池组20中的电压是否已平衡，若否，则持续进行放电(步骤5)；以及将治具移除，且将充、放电开关12、13、22、23等导通，此时第一电池组10及第二电池组20可进行平行充放电(步骤6)。

于该步骤1中，该复数电池胞元可能是同一厂商制造但不同批号，或不同厂商制造且不同批号，不同批号的电池胞元其出厂电压可能有些许差异，因此，需从中找出一批符合第一规范的复数第一电池胞元，及另一批符合第二规范的第二复数电池胞元，其中该第一规范及第二规范系指出厂电压，例如该第一规范为3.5±2mV，而该第二规范为3.7±2mV。

于该步骤2中，分别将符合第一规范的复数第一电池胞元及符合第二规范的复数第二电池胞元组装成一第一电池组10及一第二电池组20。其中，该第一电池组10及第二电池组20例如但不限于具有六个电池胞元。

于该步骤3中，提供一控制板(图未示)，并分别与该第一电池组10及该第二电池组20耦接；其中该控制板具有图1中所示的第一可程序保险丝11；第一放电开关12；第一充电开关13；第一模拟前端电路14；第一感热电阻15；第二可程序保险丝21；第二放电开关22；第二充电开关23；第二模拟前端电路24；第二感热电阻25；以及控制器30，且于该步骤3中，该第一放电开关12、第一充电开关13、第二放电开关22及第二充电开关23皆为关闭(OFF)状态。

于该步骤4中，通过治具60对该第一电池组10及该第二电池组20进行放电；其中，该第一电池组10及该第二电池组20可通过该治具60以小电流进行放电直至电压平衡为止。

于该步骤5中，判断该第一电池组10及该第二电池组20中的电压是否平衡，若否，则持续进行放电；当该第一电池组10及该第二电池组20中的放电电流比值达到平衡时，表示其电压已平衡，因此会停止放电。

于该步骤6中，将治具60移除，且将充放电开关12、13、22、23导通，此时第一电池组10及第二电池组20可进行平行充放电；其中，该第一充电开关13及第二充电开关23被开启以便对该第一电池组10及该第二电池组20进行充电至出厂供货电压。

此外，此发明亦提供一种混合形式的充电电池模块的充电方法。请参照图4，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块的充电方法流程示意图。如图所示，本发明的混合形式的充电电池模块的充电方法，其中该充电电池模块具有一第一电池组10及一第二电池组20、一第一充电开关13及一第二充电开关23、一第一保险丝11及一第二保险丝21，其包括下列步骤：将该第一电池组10及第二电池组20切换至充电状态(步骤1)；分别将该第一充电开关13及该第二充电开关23开启，并对该第一电池组10及该第二电池组20进行充电(步骤2)；判断该第一电池组10或该第二电池组20中的电压是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关13及第二充电开关23(步骤3)；判断该第一电池组10或该第二电池组20中的充电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关13及第二充电开关23(步骤4)；判断该第一电池组10或该第二电池组20中的充电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关13及第二充电开关23(步骤5)；判断该第一电池组10或该第二电池组20中的电压是否不平衡，若是，则同时烧断该第一保险丝11及第二保险丝21(步骤6)；判断该第一充电开关13或第二充电开关23是否故障，若是，则同时烧断该第一保险丝11及第二保险丝21(步骤7)；判断该第一电池组10或该第二电池组20中的电压是否超过临界电压，若是，则同时烧断该第一保险丝11及第二保险丝21(步骤8)；判断该第一电池组10及该第二电池组20是否充饱，若否，则继续充电(步骤9)；以及分别将该第一充电开关13及该第二充电开关23关闭(步骤10)。

于该步骤2中，分别将该第一充电开关13及该第二充电开关23开启，并对该第一电池组10及该第二电池组20进行充电；其中该第一充电开关13及第二充电开关23为一场效应晶体管。

于该步骤3中，判断该第一电池组10或该第二电池组20中的电压是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关13及第二充电开关23；其中，该过高电压值为4.3V，亦即该第一电池组10或该第二电池组20中的电压高于4.3V时，该第一充电开关13及第二充电开关23将会被关闭，以免破坏该第一电池组10或该第二电池组20的结构。

于该步骤4中，判断该第一电池组10或该第二电池组20中的充电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关13及第二充电开关23，以免烧毁该第一电池组10或该第二电池组20。

于该步骤5中，判断该第一电池组10或该第二电池组20中的充电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关13及第二充电开关23，以免烧毁该第一电池组10或该第二电池组20。

于该步骤6中，判断该第一电池组10或该第二电池组20中的电压是否不平衡，若是，则同时烧断该第一保险丝11及第二保险丝21，以避免不平衡的电压所产生的电流流入电压较低的电池组中，而烧毁该电池组。

于该步骤7中，判断该第一充电开关13或第二充电开关23是否故障，若是，则同时烧断该第一保险丝11及第二保险丝21；在该内存35中各有一位用以记录该第一充电开关13及第二充电开关23的状态，例如开启时状态为1，关闭时状态为0，因此，当第一充电开关13及第二充电开关23关闭时，该控制器30读取该状态值为0，但仍感应到线路上有电流时，表示该第一充电开关13及第二充电开关23故障，因此，同时将该第一保险丝11及第二保险丝21烧断，以免烧毁该第一电池组10或该第二电池组20。

于该步骤8中，判断该第一电池组10或该第二电池组20中的电压是否超过临界电压，若是，则同时烧毁该第一保险丝11及第二保险丝21；其中该临界电压值为4.4V。

此外，此发明亦提供一种混合形式的充电电池模块的放电方法。请参照图5，其显示本发明一较佳实施例的混合形式的充电电池模块的放电方法流程示意图。如图所示，本发明的混合形式的充电电池模块的放电方法，其中该充电电池模块具有一第一电池组10及一第二电池组20、一第一放电开关12及一第二放电开关22、一第一保险丝11及一第二保险丝21，其包括下列步骤：将该第一电池组10及第二电池组20切换至放电状态(步骤1)；分别将该第一放电开关12及该第二放电开关22开启，并对该第一电池组10及该第二电池组20进行放电(步骤2)；判断该第一电池组10或该第二电池组20中的电压是否过低，若是，则同时关闭该第一放电开关12及第二放电开关22(步骤3)；判断该第一电池组10或该第二电池组20中的放电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关12及第二放电开关22(步骤4)；判断该第一电池组10或该第二电池组20中的放电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关12及第二放电开关22(步骤5)；以及判断该第一放电开关12或第二放电开关22是否故障，若是，则同时烧毁该第一保险丝11及第二保险丝21(步骤6)。

于该步骤2中，分别将该第一放电开关12及该第二放电开关22开启，并对该第一电池组10及该第二电池组20进行放电；其中该第一放电开关12及该第二放电开关22为一场效应晶体管。

于该步骤3中，判断该第一电池组10或该第二电池组20中的电压是否过低，若是，则同时关闭该第一放电开关12及第二放电开关22；其中，该过低电压值为2.5V，亦即该第一电池组10或该第二电池组20中的电压低于2.5V时，该第一放电开关12及第二放电开关22将会被关闭。

于该步骤4中，判断该第一电池组10或该第二电池组20中的放电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关12及第二放电开关22，以免烧毁该第一电池组10或该第二电池组20。

于该步骤5中，判断该第一电池组10或该第二电池组20中的放电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关12及第二放电开关22，以免烧毁该第一电池组10或该第二电池组20。

于该步骤6中，判断该第一放电开关12或第二放电开关22是否故障，若是，则同时烧断该第一保险丝11及第二保险丝21，以避免烧毁该电池组；在该内存35中各有一位用以记录该第一充电开关13及第二充电开关23的状态，例如开启时状态为1，关闭时状态为0，因此，当第一充电开关13及第二充电开关23关闭时，该控制器30读取该状态值为0，但仍感应到线路上有电流时，表示该第一充电开关13及第二充电开关23故障，因此，同时将该第一保险丝11及第二保险丝21烧毁，以免烧毁该第一电池组10或该第二电池组20。此外，该第一保险丝11及第二保险丝21为一可程序保险丝。

所以，经由本发明的实施，其具有下列优点：

1、采用两种以上的电池组，可因应电子装置的尺寸而选择不同形式的电池组，设计上弹性较大；

2、其充/放电控制方法是采平行式(parallel)充放电，具备较高的负载能力以及较短的充电时间；

3、其充/放电控制方法是采平行式(parallel)充放电，两种不同形式的电池组维持电压(位)平衡可以充分使用其所储存的能量等优点；此外，本发明的充电电池模块及其制造及充放电方法不管该充电电池模块是于充电或放电模式中，只要有一个电池组碰到非正常或临界安全条件时，即同时关掉两个电池组的充电开关、放电开关或保险丝，以避免电池组被破坏，因此，确可改善公知充电电池模块及其充放电方法的缺点。

本发明所描述的，乃较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而于本发明的技术思想而为熟习该项技术人员易于推知的，俱不脱本发明的专利权范畴。

Claims (24)

1.一种混合形式的充电电池模块，其特征在于：

一第一电池组；

一第一可程序保险丝，其第一端耦接至该第一电池组；

一第一放电开关，其源极耦接至该第一可程序保险丝的第二端；

一第一充电开关，其汲极耦接至该第一放电开关的汲极；

一第一模拟前端电路，分别耦接至该第一放电开关及第一充电开关的闸极，其可侦测该第一电池组的电压或电流，并据以控制该第一放电开关及第一充电开关的启/闭；

一第一感热电阻，其一端耦接至一地电位，可感测该第一电池组的温度；

一第二电池组；

一第二可程序保险丝，其第一端耦接至该第二电池组；

一第二放电开关，其源极耦接至该第二可程序保险丝的第二端；

一第二充电开关，其汲极耦接至该第二放电开关的汲极；

一第二模拟前端电路，分别耦接至该第二放电开关及第二充电开关的闸极，其可侦测该第二电池组的电压或电流，并据以控制该第二放电开关及第二充电开关的启/闭；

一第二感热电阻，其一端耦接至一地电位，可感测该第二电池组的温度；以及

一控制器，分别耦接至该第一感热电阻的另一端、该第一可程序保险丝的一控制端、第二感热电阻的另一端、该第二可程序保险丝的一控制端；

该充电电池模块置于一治具中时，该第一电池组及该第二电池组可达到电压平衡。

2.如权利要求1所述的混合形式的充电电池模块，其特征在于该第一放电开关、第一充电开关、第二放电开关以及第二充电开关为一场效应应晶体管。

3.如权利要求1所述的混合形式的充电电池模块，其特征在于该第一模拟前端电路及该第二模拟前端电路为一集成电路。

4.如权利要求1所述的混合形式的充电电池模块，其特征在于包括一内存，其耦接至该控制器，可储存该第一模拟前端电路及该第二模拟前端电路所感测的电压值及电流值，以及该第一感热电阻及第二感热电阻所感测的温度值。

5.如权利要求4所述的混合形式的充电电池模块，其特征在于该内存为一电子可抹除式内存。

6.如权利要求1所述的混合形式的充电电池模块，其特征在于包括一第一安全保护电路及一第二安全保护电路，其分别耦接至该第一可程序保险丝的控制端及该第二可程序保险丝的控制端，其内部具有一电压比较器，可于该第一电池组或第二电池组的电压高于一默认值时，控制该控制端使该第一可程序保险丝及/或该第二可程序保险丝烧断，以保护该第一电池组及/或第二电池组。

7.如权利要求1所述的混合形式的充电电池模块，其特征在于具有一第一预充电电路及一第二预充电电路，其中该第一预充电电路耦接于该第一放电开关、第一充电开关、第一模拟前端电路及该充电电池模块的输出端之间；而该第二预充电电路则耦接于该第二放电开关、第二充电开关、第二模拟前端电路及该充电电池模块的输出端之间。

8.如权利要求7所述的混合形式的充电电池模块，其特征在于该第一预充电电路及第二预充电电路为一场效应晶体管。

9.如权利要求1所述的混合形式的充电电池模块，其特征在于该治具进一步包括：

一第一二极管，用以防止该第一电池组的电流倒流；

一第一限流电阻，其一端耦接至该第一二极管，用以限制流过该第一电池组的电流；

一第二二极管，用以防止该第二电池组的电流倒流；

一第二限流电阻，其一端耦接至该第二二极管，用以限制流过该第二电池组的电流；

一第一输出端，其分别耦接至该第一二极管及该第二二极管的正极；以及

一第二输出端，其分别耦接至该第一电池组及该第二电池组的负极；

以一负载可耦接至第一输出端及该第二输出端，使该第一电池组及该第二电池组于该治具中形成封闭回路并分别藉由该第一限流电阻及该第二限流电阻进行放电。

10.一种混合形式的充电电池模块的制造方法，其特征在于包括下列步骤：

于复数电池胞元中找出一批符合第一规范的复数第一电池胞元，及另一批符合第二规范的第二复数电池胞元；

分别将复数第一电池胞元及复数第二电池胞元组装成一第一电池组及一第二电池组；

提供一控制板，并分别与该第一电池组及该第二电池组耦接；

通过一治具对该第一电池组及该第二电池组进行放电；

判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否已平衡，若否，则持续进行放电；以及

将该治具移除，对该第一电池组及该第二电池组进行充电。

11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于于该复数电池胞元中找出一批符合第一规范的复数第一电池胞元，及另一批符合第二规范的第二复数电池胞元的步骤中，该第一规范及该第二规范为该电池胞元的电压。

12.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于该提供一控制板的步骤中，该控制板上进一步具有一充电开关及一放电开关，且其默认值皆为关闭。

13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于该通过一治具对该第一电池组及该第二电池组进行放电的步骤中，该充电开关为关闭，而该放电开关为导通，该第一电池组及该第二电池组由小电流进行放电，以达到电压平衡的目的。

14.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于该判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否已平衡，若否，则持续进行放电的步骤中，当该第一电池组及该第二电池组中的放电电流比值达到平衡时，即会停止放电。

15.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于将该治具移除，该对该第一电池组及该第二电池组进行充电的步骤中，该充电开关被导通而该放电开关被关闭，该第一电池组及该第二电池组依据一安全控制法则进行充电至交货电压为止。

16.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于该安全控制法则是根据该第一电池组及该第二电池组的温度、电压及电流等参数的状态进行分析，以决定是否要关闭该充电开关。

17.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于该充电开关及放电开关为一场效应晶体管。

18.一种混合形式的充电电池模块的充电方法，其中该充电电池模块具有一第一电池组及一第二电池组、一第一充电开关及一第二充电开关、一第一保险丝及一第二保险丝，其特征在于该充电方法包括下列步骤：

将该第一电池组及第二电池组切换至充电状态；

分别将该第一充电开关及该第二充电开关开启，并对该第一电池组及该第二电池组进行充电；

判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的充电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的充电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一充电开关及第二充电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否不平衡，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；

判断该第一充电开关或第二充电开关是否故障，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；

判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否超过临界电压，若是，则同时烧断该第一保险丝及第二保险丝；

判断该第一电池组及该第二电池组是否充饱，若否，则继续充电；以及

分别将该第一充电开关及该第二充电开关关闭。

19.如权利要求18所述的充电方法，其特征在于该第一充电开关及第二充电开关为一场效应晶体管；而该第一保险丝及第二保险丝为一可程序保险丝。

20.如权利要求18所述的充电方法，其特征在于该判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否过高的步骤中，该过高电压值为4.3V。

21.如权利要求18所述的充电方法，其特征在于该判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否超过临界电压的步骤中，该临界电压值为4.4V。

22.一种混合形式的充电电池模块的放电方法，其中该充电电池模块具有一第一电池组及一第二电池组、一第一放电开关及一第二放电开关、一第一保险丝及一第二保险丝，其特征在于该放电方法包括下列步骤：

将该第一电池组及第二电池组切换至放电状态；

分别将该第一放电开关及该第二放电开关开启，并对该第一电池组及该第二电池组进行放电；

判断该第一电池组或该第二电池组中的电压是否过低，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的放电电流是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；

判断该第一电池组或该第二电池组中的放电温度是否过高，若是，则同时关闭该第一放电开关及第二放电开关；以及

判断该第一放电开关或第二放电开关是否故障，若是，则同时烧毁该第一保险丝及第二保险丝。

23.如权利要求22所述的放电方法，其特征在于该第一放电开关及第二放电开关为一场效应晶体管；而该第一保险丝及第二保险丝为一可程序保险丝。

24.如权利要求22所述的放电方法，其特征在于该判断该第一电池组及该第二电池组中的电压是否过低的步骤中，该过低电压值为2.5V。

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