CN101164213A - 保护电池组的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种保护电池组的装置及方法。装置包括：检测外部物理撞击的传感器，以输出电压信号；第一保护电路，以从传感器接收电压信号输出；测量IC，以确定从第一保护电路输出的电压是否大于预定的值，以便将电压信号输出至第一保护电路或第二保护电路；第二保护电路，以从测量IC接收电压信号；以及连接至第一及第二保护电路的警告电路，以便从第一及第二保护电路接收电压信号，并产生警告信号。
Description
技术领域
本发明是关于一种保护电池组的装置。尤指一种用于保护电池组的装置和方法，其中包括配置在电源侧的传感器，以便能够检测撞击强度，因此在检测到外部物理撞击所产生的振动时会产生警告信号。
背景技术
当检测到电热调节器(thermistor)的温度时，用于保护电池组的传统电路会检测电池组的电压、电流及温度，以避免过度充电、过度放电、过流(over-current)及短路，因此避免电池组过热。然而，当电池组受到撞击时，传统电路不具有判断电池组是否安全的功能。所以，具有如下缺点，即，电池组中的电池可能会着火或爆炸。
在此将参考图1以描述保护电池组的传统电路。
参考图1，在传统电池组中，主电源(其中包括正端子及负端子)将电流施加到将被充电的电池组的电池。开关2及开关3将从主电源输入的电流转换为适合电池充电用的电压与电流。当电压检测器检测到电池组的电压时，电流检测器会检测电池中充电的电流。进一步，电热调节器会检查电池组的温度。电流检测器、电压检测器及电热调节器分别向测量IC4提供与电流、电压及温度相关的信息。测量IC4会接收电流、电压及温度的相关信息。当第二保护电路6执行第二保护操作时，第一保护电路5会利用得到的信息来避免电池组过度充电、过度放电、过流及短路。
如上所述，电池组的传统保护电路100没有受到撞击的警告装置，也无法控制电池组的安全性。
因此，电池组的保护电路的必要性增加了，其具有在受到物理撞击时产生警报的功能，并具有测量电压、电流、及电池组的温度以便维持电池组的安全性的功能。
发明内容
因此，本发明用以解决上述于先前技术的问题，且其目的是提供一种保护电池组的装置及方法，其中包括保护电池组的先进电路，因此可保护电池组避免物理撞击，并确保其安全性。
为达成上述目的，根据本发明的实施例，提供了保护电池组的装置，其包括：传感器、稳压二极管、开关元件、以及警告电路，传感器检测外部物理撞击以输出电压信号；在传感器输出大于预定电压值的电压信号时，稳压二极管被加电；依据通过稳压二极管的电力来打开/关闭开关元件；警告电路依据传感器输出的电压信号来产生警告信号。此时，开关元件会中断电池组主电源的电力提供。
依据本发明，警告电路包括多种颜色的发光二极管，其可依据从传感器输出的电压发射红色、黄色及绿色光。
传感器优选包括有压电传感器、压力传感器及撞击传感器中的至少一个。
为达成本发明的目的，本发明的另一实施例，提供了保护电池组的装置，其包括：传感器、第一保护电路、测量IC、第二保护电路、以及警告电路。传感器检测外部物理撞击以便输出电压信号；第一保护电路接收从传感器输出的电压信号；测量IC确定从第一保护电路所接收到的电压信号是否大于预定值，以便输出电压信号给第一保护电路或第二保护电路；警告电路连接至第一及第二保护电路，以便从第一及第二保护电路接收电压信号并产生警告信号。
为达成本发明的目的，根据本发明的一方面，提供了一种保护电池组的方法，其包括如下步骤：使用传感器输出电压信号以检测物理撞击；使用测量IC确定从传感器输出的电压信号的数值是否在预定的范围内；当电压信号的数值是在预定的范围内时，使发光二极管发射绿光；当电压信号值是在预定的范围之外时，确定电压信号的数值是否大于预定的数值；当电压信号值大于预定数值时，从测量IC将电压信号输出至第二保护电路；将第二保护电路接收到的电压信号输出至警告电路，以使发光二极管发射红光；当电压信号的数值是小于预定的数值时，从测量IC输出电压信号至第一保护电路；以及将第一保护电路接收到的电压信号输出至警告电路，以使发光二极管发射黄光。
在本发明用以保护电池组的方法中，传感器优选包括有压电传感器、压力传感器及撞击传感器中的至少一个。
附图说明
图1是显示保护电池组的传统装置的示意图。
图2是根据本发明实施例的保护电池组装置的电路图，其中装置具有当检测到外部物理撞击而导致的振动时产生警告信号的结构。
图3是根据本发明另一优选实施例保护电池组装置的电路图，其中装置具有当检测到外部物理撞击而导致的振动时会产生各种警告信号的结构。
图4是描绘本发明实施例的用于保护电池组免于外部物理撞击的方法的流程图。
具体实施方式
在此将描述本发明的优选实施例，请参考随附的图示。于本发明所附的图示中，相同的参考标号即表示相同的结构元素。
图2是根据本发明实施例用以保护电池组的装置200的电路图，其中装置200具有当因检测到外部物理撞击而振动时是会产生警告信号的结构。
根据本发明实施例的保护电池组的装置200包括具有电池阵列的电池组，主电源201，用以对电池组的电池提供电流，传感器202，用以检测预定外部撞击的强度，以便输出电压信号，警告电路205，用以依据从传感器202输出的电压信号来产生警告信号，稳压二极管203，传感器所产生的电压信号会加在其上，以及开关204，当电压信号加在稳压二极管上时，其关闭主电源。
传感器202包括压电传感器，以检测预定的外部撞击的强度，以便输出电压信号。
警告电路205包括发光二极管(LED)，可分别发射红光、黄光以及绿光等。在本说明书中，虽然警告电路是被描述为具有上述的发光二极管，但是本领域技术人员可以理解其也可以使用可视觉辩识的指示单元。进一步，可依据电池组的状态提供听觉警告给使用者。
主电源201会在电池组上加上电力，以对电池组充电。开关2及3会将所施加的电力转换成电池组充电时适用的电压及电流。利用该电压及电流对电池组的电池进行充电。
电阻206会检测电池组充电的电流，并且将电池组的相关信息送到测量IC4。
当通过热调节器检查电池组的温度时，测量IC4会通过电压检测部分来检测电池组的电压。依据电池组的电压、电流及温度的相关信息，通过使用第一及第二保护电路5及6，测量IC4控制电池组使其避免过度充电、过度放电及过流。进一步，测量IC4使用温度信息避免电池组过热，以确保电池组的安全性。
另一方面，传感器202会检测外部物理撞击，并将外部物理撞击转换成电压信号，以分别使LED发亮，让使用者可知道电池组受到外部物理撞击。同时施加电力至稳压二极管203上，并因此关闭开关204，以中断从主电源提供的电力。此操作可避免电池组的内部电池着火或爆炸。
图3是根据本发明另一实施例的保护电池组的装置的电路图，装置具有当因检测到外部物理撞击而振动时会产生警告信号的结构。
参考图3，保护电池组的装置300包括：具有电池阵列的电池组，主电源201，以提供电力给电池组的电池，传感器202，以检测预定的物理撞击强度，以便输出电压信号，第一保护电路5，以接收从传感器202输出的电压信号，测量IC4，以计算从第一保护电路5接收到的电压，以便控制电池组，第二保护电路6，以在计算出的电压比预定的电压还大时，从测量IC4接收电压信号，以及警告电路205，连接至第一及第二保护电路5及6，以产生警告信号。
传感器202会检测预定的外度撞击的强度，并输出电压信号。传感器202包括利用压电效应的压电传感器，其中，当压力以特定方向加于晶体板时，会产生与施于晶体板两表面的力成比例的电荷，压力传感器，其利用了当向其施予压力时物质会变形或响应压力的特性，以及撞击传感器，其具有两个可彼此拆卸的电极，以便在电流施加到开关期间检测振动幅度大于预定值的振动，其中所述振动传递到所述开关。此本领域技术人员可理解在本发明范围内可使用各种传感器。
警告电路205包括发光二极管(LED)，其可发射红光、黄光、绿光、…等。
主电源201会对电池组施加电力以使其充电。通过开关2及3将所施加的电力转换成电源所适用的电压及电流。电池组的电池会利用此电压及电流充电。
电阻206会检测充电电池组的电流，并将有关电流的信息送到测量IC4。
测量IC4会通过电压检测部分来检测电池组的电压，并且还通过电热调节器检查电池组的温度。依据电池组的电压、电流及温度的相关信息，测量IC304会使用第一及第二保护电路5及6来控制电池组，以避免电池组过度充电、过度放电及过流，还可依据电池组的温度相关信息来避免电池组过热，以确保电池组的安全性。
如上所述，传感器202会检测外部物理撞击，并将其转换成电压信号，以电压信号输出至第一保护电路5。
测量IC4会从第一保护电路5接收电压信号，并将其与已设定的电压数值比较。“预设的电压数值”是外部撞击对电池组没有影响的数值。
因此，测量IC4会从第一保护电路5接收电压信号，并将电压信号与预设的电压数值比较。所以，当接收的电压信号比预设的电压值大时，测量IC4会将电压信号输出至第二保护电路6。
在接收电压信号后，第二保护电路6会中断从主电源201提供给保险丝207的电力，从而使电池组不向电池组施加电力，且警告电路(即LED)会发射红光。
进一步，当从第一保护电路5接收的电压信号是在预设电压数值的范围内时，测量IC4会将电压信号输出至第一保护电路5。LED 205会依据电压信号而发射黄光。
因此，当电池组受到外部物理撞击时，本发明中电池组的保护电路可以检测撞击，并通过警告电路，即多种颜色的LED，来可视地显示撞击的强度。
在此将描述本发明电池组保护电路的方法，请参考图4。
参考图4，在步骤S401中，传感器202检测到包括机械振动的物理撞击，并输出电压信号。
在步骤S402中，测量IC4确定从传感器202输出的电压信号的数值是否在预定的临界值的范围内。
在步骤S403中，如果从传感器202输出的电压信号的数值是在预定的临界值的范围内，则LED发射绿光。
在步骤S404中，当从传感器202输出的电压信号的数值是在预定的临界值的范围外时，测量IC4判断此数值超出临界值的数量是否大于参考值。基于电池组的使用及其设计规格来判断超出的数值大或小。
在步骤S405中，如果超出临界值的数值较大，则测量IC4会将电压信号输出至第二保护电路，并使第二保护电路中断提供给保险丝207的电力，以让LED发射红光。
在步骤S406中，如果超出临界值的值较小，则测量IC4会将电压信号输出至第一保护电路，并使第一保护电路操作LED，以让LED发射黄光。
工业应用
如上所述，本发明保护电池组的装置包括位于主电源上的传感器，使其能够检测撞击强度，而且发光二极管通过从传感器输出的电压信号而发亮，因此保护电池组受到物理撞击。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1. 一种用于保护电池组的装置，包括：
传感器，其用于检测外部物理撞击以输出电压信号；
稳压二极管，当该传感器输出大于预定的电压数值的电压信号时，向该稳压二极管施加电力；
开关元件，其依据通过该稳压二极管的电力而打开或关闭；以及
警告电路，其依据该传感器输出的该电压信号来产生警告信号。
2. 如权利要求1所述的保护电池组的装置，其中，该警告电路包括多种颜色的发光二极管，该发光二极管依据传感器所输出的电压信号而发射红光、黄光及绿光。
3. 如权利要求1所述的保护电池组的装置，其中，该传感器包括压电传感器、压力传感器、及撞击传感器中的至少一个。
4. 如权利要求1所述的保护电池组的装置，其中，开关元件中断来自电池组的主电源的电力供应。
5. 一种保护电池组的装置，包括：
传感器，其用于检测外部物理撞击以输出电压信号；
第一保护电路，其用于接收从该传感器输出的电压信号；
测量IC，其用于确定从该第一保护电路接收到的电压是否大于预定的数值，以便将该电压信号输出至该第一保护电路或第二保护电路；
第二保护电路，用于接收来自该测量IC的电压信号；以及
警告电路，其连接至该第一及第二保护电路，以便从该第一及第二保护电路接收该电压信号，并产生警告信号。
6. 如权利要求5所述的保护电池组的装置，其中，该警告电路包括多种颜色的发光二极管以发射红光、黄光及绿光。
7. 如权利要求5所述的保护电池组的装置，其中，当从传感器输出的该电压信号小于预定的数值时，测量IC通过第一保护电路将电压信号输出至警告电路。
8. 如权利要求5所述的保护电池组的装置，其中，当从传感器输出的电压信号大于预定的数值时，测量IC通过第二保护电路将电压信号输出至警告电路。
9. 一种保护电池组的方法，包括如下步骤：
使用传感器检测物理撞击以输出电压信号；
使用测量IC确定从传感器输出的电压信号的数值是否在预定的范围内；以及
如果电压信号的数值超出预定的范围，则操作警告电路，
其中，当电压信号的数值在预定的范围之外时，确定的步骤进一步包括如下步骤：确定电压信号的数值是否大于预定的数值。
10. (删除)
11. 如权利要求9所述的保护电池组的方法，其中，当电压信号的数值大于预定的数值时，确定的步骤进一步包括如下步骤：将电压信号从测量IC输出至第二保护电路，同时操作步骤进一步包括如下步骤：将从第二保护电路接收的电压信号输出至警告电路，以使发光二极管发射红光。
12. 如权利要求9所述的保护电池组的方法，其中，当电压信号的数值小于预定的数值时，确定的步骤进一步包括如下步骤：将电压信号从测量IC输出至第一保护电路，同时操作步骤进一步包括如下步骤：将从第一保护电路接收的电压信号输出至警告电路，以使发光二极管发射黄光。
13. 如权利要求9所述的保护电池组的方法，其中，传感器包括压电传感器、压力传感器及撞击传感器中的至少一个。
Claims (13)
1.一种用于保护电池组的装置，包括：
传感器，其用于检测外部物理撞击以输出电压信号；
稳压二极管，当该传感器输出大于预定的电压数值的电压信号时，向该稳压二极管施加电力；
开关元件，其依据通过该稳压二极管的电力而打开或关闭；以及警告电路，其依据该传感器输出的该电压信号来产生警告信号。
2.如权利要求1所述的保护电池组的装置，其中，该警告电路包括多种颜色的发光二极管，该发光二极管依据传感器所输出的电压信号而发射红光、黄光及绿光。
3.如权利要求1所述的保护电池组的装置，其中，该传感器包括压电传感器、压力传感器、及撞击传感器中的至少一个。
4.如权利要求1所述的保护电池组的装置，其中，开关元件中断来自电池组的主电源的电力供应。
5.一种保护电池组的装置，包括：
传感器，其用于检测外部物理撞击以输出电压信号；
第一保护电路，其用于接收从该传感器输出的电压信号；
测量IC，其用于确定从该第一保护电路接收到的电压是否大于预定的数值，以便将该电压信号输出至该第一保护电路或第二保护电路；
第二保护电路，用于接收来自该测量IC的电压信号；以及
警告电路，其连接至该第一及第二保护电路，以便从该第一及第二保护电路接收该电压信号，并产生警告信号。
6.如权利要求5所述的保护电池组的装置，其中，该警告电路包括多种颜色的发光二极管以发射红光、黄光及绿光。
7.如权利要求5所述的保护电池组的装置，其中，当从传感器输出的该电压信号小于预定的数值时，测量IC通过第一保护电路将电压信号输出至警告电路。
8.如权利要求5所述的保护电池组的装置，其中，当从传感器输出的电压信号大于预定的数值时，测量IC通过第二保护电路将电压信号输出至警告电路。
9.一种保护电池组的方法，包括如下步骤：
使用传感器检测物理撞击以输出电压信号；
使用测量IC确定从传感器输出的电压信号的数值是否在预定的范围内；以及
如果电压信号的数值超出预定的范围，则操作警告电路。
10.如权利要求9所述的保护电池组的方法，其中，当电压信号的数值在预定的范围之外时，确定的步骤进一步包括，确定电压信号的数值是否大于预定的数值。
11.如权利要求10所述的保护电池组的方法，其中，当电压信号的数值大于预定的数值时，确定的步骤进一步包括如下步骤：将电压信号从测量IC输出至第二保护电路，同时操作步骤进一步包括如下步骤：将从第二保护电路接收的电压信号输出至警告电路，以使发光二极管发射红光。
12.如权利要求10所述的保护电池组的方法，其中，当电压信号的数值小于预定的数值时，确定的步骤进一步包括如下步骤：将电压信号从测量IC输出至第一保护电路，同时操作步骤进一步包括如下步骤：将从第一保护电路接收的电压信号输出至警告电路，以使发光二极管发射黄光。
13.如权利要求9所述的保护电池组的方法，其中，传感器包括压电传感器、压力传感器及撞击传感器中的至少一个。
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