CN101373900A - 电池模块及其充放电方法 - Google Patents

电池模块及其充放电方法 Download PDF

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CN101373900A CNA2007101423836A CN200710142383A CN101373900A CN 101373900 A CN101373900 A CN 101373900A CN A2007101423836 A CNA2007101423836 A CN A2007101423836A CN 200710142383 A CN200710142383 A CN 200710142383A CN 101373900 A CN101373900 A CN 101373900A
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Abstract

一种电池模块及其充放电方法。电池模块包括电池、充放电电路、温度感测电路及充放电速度控制电路。充放电电路耦接于电池。而温度感测电路更包括正温度系数元件，正温度系数元件用以感测电池的温度，使得温度感测电路根据电池的温度输出第一模拟信号。充放电速度控制电路用以根据第一模拟信号输出一控制信号至充放电电路，以调整电池的充放电速度。

Description

电池模块及其充放电方法
技术领域
本发明涉及一种电池模块及其充放电方法，且特别是涉及一种利用正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)元件感测电池温度，以对应调整充放电速度的电池模块及其充放电方法。
背景技术
在电子科技急速发展的今日，各式电子装置不断推陈出新。人们在处理各种事务及休闲生活中，大量利用电子装置以享受科技所带来的便利性。其中，电子装置的电力来源即来自于电池模块。
请参照图1，其示出了为传统电池模块的方块示意图。传统电池模块10包括电池110及充放电电路140，且电池110例如为锂电池(Li-Ion Battery)。充放电电路140耦接于电池110，且电池110可经由充放电电路140接收一外部电源，以进行充电。此外，电池110亦可经由充放电电路140提供电力，以供外部电子装置使用。
请参照图2，其示出了为电池110的电压、电流及温度的测量波形图。曲线210用以表示电池110的温度，而曲线220用以表示电池110的两端电压，曲线230则用以表示流经电池110的电流。
电池110经充放电电路140，以“恒流(constant current)恒压(constantvoltage)”的充电方式进行充电。亦即，电池110是先以恒定电流进行充电。接着，当电池110两端的电压达到恒定的电压值时，充放电电路140即停止对电池110进行充电。之后，流经电池110的电流将降至很小，最后逐渐趋于零。
然而，此种控制方式容易造成电池过热而烧毁。此外，当温度过热时，容易造成电池爆裂，而严重地影响使用者的安全。
发明内容
本发明涉及一种利用正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)元件感测电池温度，以对应调整充放电速度的电池模块及其充放电方法。如此一来，不仅能有效地避免电池因过热而烧毁，更能预防电池的爆裂，以提高使用者操作上的安全性。
根据本发明，提出一种电池模块。电池模块包括电池、充放电电路、温度感测电路及充放电速度控制电路。充放电电路耦接于电池。而温度感测电路更包括正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)元件，正温度系数元件用以感测电池的温度，使得温度感测电路根据电池的温度输出第一模拟信号。充放电速度控制电路用以根据第一模拟信号输出一控制信号至充放电电路，以调整电池的充放电速度。
根据本发明，提出一种电池模块的充放电方法。电池模块包括电池、充放电电路、温度感测电路及充放电控制电路，且充放电方法包括如下步骤:
首先，提供一正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)元件感测电池的温度。接着，温度感测电路根据电池的温度输出第一模拟信号。最后，充放电控制电路根据第一模拟信号输出控制信号至充放电电路，以调整电池的充放电速度。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1示出了为传统电池模块的方块示意图。
图2示出了为电池110的电压、电流及温度的测量波形图。
图3示出了依照本发明一较佳实施例的一种电池模块的方块示意图。
图4示出了为电池310的电压、电流及温度的测量波形图。
图5示出了为温度感测电路320的细部电路图。
图6示出了为充放电速度控制电路330的方块示意图。
图7示出了为感测模块332的方块示意图。
图8示出了依照本发明一较佳实施例的一种充放电方法的流程图。
附图符号说明
10：传统电池模块
30：依照本发明较佳实施例的一种电池模块
110、310：电池
140、340：充放电电路
320：温度感测电路
322：正温度系数元件
330：充放电速度控制电路
332：感测模块
334：模拟/数字转换器
336：微控制器
3322：电压跟随器
3324：反相加法器
3326：反相放大器
810-830：流程步骤
OP1、0P2、OP3：运算放大器
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7：电阻
VR1、VR2：可变电阻
ZD：齐纳二极管。
具体实施方式
请参照图3，其示出了依照本发明一较佳实施例的一种电池模块的方块示意图。电池模块30包括电池310、温度感测电路320、充放电速度控制电路330及充放电电路340。其中，电池310例如为锂电池(Li-Ion Battery)。充放电电路340耦接于电池310，且电池310可经由充放电电路340接收一外部电源，以进行充电。此外，电池310亦可经由充放电电路340提供电力，以供外部电子装置使用。
温度感测电路320更包括正温度系数(Positive TemperatureCoefficient，PTC)元件322。正温度系数元件322用以感测电池310的温度，使得温度感测电路320根据电池310的温度输出模拟信号S1。充放电速度控制电路330根据模拟信号S1输出控制信号S2至充放电电路340，且充放电电路340根据控制信号S2调整电池310的充放电速度。
一般来说，电池的充放电速度可以1C、0.5C及0.1C等方式表示。举例来说，使用1000mA的电流对规格为1000mAh的电池进行充电，则充放电速度即为1C。若改以500mA的电流对规格为1000mAh的电池进行充电，则充放电速度即为0.5C。同样地，若改以100mA的电流对规格为1000mAh的电池进行充电，则充放电速度即为0.1C。
电池模块30经由正温度系数元件322感测电池310的温度，使得电池310的充放电速度能根据其温度进行适当地调整。如此一来，不仅能有效地避免电池310因过热而烧毁，还能达到充饱的效果，更能预防电池310的爆裂，以提高其安全性。
请参照图4，其示出了为电池310的电压、电流及温度的测量波形图。曲线410用以表示电池310的温度，而曲线420用以表示电池310的两端电压，曲线430则用以表示电池310的电流。
当电池310的温度低于60℃时，充放电速度控制电路330控制充放电电路340以1C的充放电速度对电池310进行快速充电。此时，温度上升会很快，且电池310的两端电压对应也会迅速上升至电压V2。
然后，当电池310的温度高于或等于60℃，且低于70℃时，充放电速度控制电路330控制充放电电路340改以0.5C的充放电速度对电池310进行正常充电。此时，温度缓慢上升，且电池310的两端电压由电压V2上升至电压V3。
之后，当电池310的温度高于或等于70℃，且低于80℃时，充放电速度控制电路330控制充放电电路340改以0.1C的充放电速度对电池310进行慢速充电。此时，温度更缓慢上升，且电池310的两端电压由电压V3上升至电压V4。
最后，当电池310的温度高于或等于80℃时，由于电池310已被充饱，因此，充放电速度控制电路330控制充放电电路340停止对电池310进行充电。流经电池310的电流将降至很小，最后逐渐趋于零。
请参照图5，其示出了为温度感测电路320的细部电路图。温度感测电路320包括正温度系数元件322、电阻R1及可变电阻VR1，且第一电阻R1、可变电阻VR1与正温度系数元件322串接。
进一步来说，正温度系数元件322的一端耦接至直流电源VDD，而另一端耦接至电阻R1的一端。电阻R1的另一端耦接至可变电阻VR1的一端，而可变电阻VR1的另一端耦接至一接地端。当电池310的温度改变时，模拟信号S1的大小即随之改变。充放电速度控制电路330根据模拟信号S1的大小控制充放电电路340以不同的充放电速度对电池310进行充电。
请参照图6，其示出了为充放电速度控制电路330的方块示意图。充放电速度控制电路330包括感测模块332、模拟/数字转换器334及微控制器336。其中，模拟/数字转换器334可选择性地配置在微控制器336之中，或在独立微控制器336之外。感测模块332用以将模拟信号S1转换为模拟信号S3后，输出至模拟/数字转换器334。模拟/数字转换器334将模拟信号S3转换为数字信号S4后，输出至微控制器336。微控制器336根据数字信号S4输出控制信号S2至充放电电路340，以调整电池310的充放电速度。
此外，充放电速度控制电路330亦可仅包括模拟/数字转换器334及微控制器336。模拟/数字转换器334将温度感测电路320输出的模拟信号S1转换为数字信号S4后，输出至微控制器336。微控制器336即根据数字信号S4输出控制信号S2至充放电电路340，以调整电池310的充放电速度。
请参照图7，其示出了为感测模块332的方块示意图。感测模块332包括电压跟随器3322、反相加法器3324、反相放大器3326、电阻R2及齐纳二极管ZD。电压跟随器3322是经反相加法器3324耦接至反相放大器3326，且反相放大器3326是经电阻R2耦接至齐纳二极管ZD。
电压跟随器3322接收模拟信号S1，并据以输出模拟信号S5。反相加法器3324根据模拟信号S5及参考信号S6输出模拟信号S7。其中，参考信号S6例如为-12V。反相放大器3326用以将模拟信号S7反相放大，以输出模拟信号S2。
进一步来说，电压跟随器3322包括运算放大器OP1，且运算放大器OP1的输出端与运算放大器OP2的反相输入端电性连接。而运算放大器OP1的非反相输入端用以接收模拟信号S1。
反相加法器3324包括运算放大器OP2、电阻R3、电阻R4、电阻R5及可变电阻VR2。电阻R3的两端分别耦接至运算放大器OP2的反相输入端及输出端，且电阻R4的两端分别耦接至运算放大器OP2的反相输入端及运算放大器OP1的输出端。可变电阻VR2经电阻R5耦接至运算放大器OP2的反相输入端。
反相放大器3326包括运算放大器OP3、电阻R6及电阻R7。电阻R6的两端分别耦接至运算放大器OP2的输出端及运算放大器OP3的反相输入端。而电阻R7的两端分别耦接至运算放大器OP3的输出端及反相输入端。
请参照图8，其示出了依照本发明一较佳实施例的一种充放电方法的流程图。充放电方法用于上述电池模块30，且包括如下步骤:
首先如步骤810所示，提供正温度系数元件322感测电池310的温度。接着如步骤820所示，温度感测电路320根据电池310的温度输出模拟信号S1。充放电控制电路330根据模拟信号S1输出控制信号S2至充放电电路340，以调整电池310的充放电速度。
本发明上述实施例所揭露的电池模块及其充放电方法，是利用正温度系数元件322感测电池310的温度，使得电池310的充放电速度能根据其温度进行适当地调整。如此一来，不仅能有效地避免电池310因过热而烧毁，更能预防电池310的爆裂，以提高其安全性。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视本发明的申请专利范围所界定者为准。

Claims (18)

1.一种电池模块，包括:
一电池；
一充放电电路，耦接于所述电池；
一温度感测电路，用以根据所述电池的温度输出一第一模拟信号，该温度感测电路包括:
一正温度系数元件，用以感测该电池的温度；以及
一充放电速度控制电路，用以根据该第一模拟信号输出一控制信号至该充放电电路，以调整该电池的充放电速度。
2.如权利要求1所述的电池模块，其中，该充放电速度控制电路包括:
一模拟/数字转换器，用以将该第一模拟信号转换为一数字信号；以及
一微控制器，用以根据该数字信号输出该控制信号。
3.如权利要求2所述的电池模块，其中，该模拟/数字转换器是配置于该微控制器。
4.如权利要求1所述的电池模块，其中，该充放电速度控制电路包括:
一感测模块，用以将该第一模拟信号转换为一第二模拟信号；
一模拟/数字转换器，用以将该第二模拟信号转换为一数字信号；以及
一微控制器，用以根据该数字信号输出该控制信号。
5.如权利要求4所述的电池模块，其中，该感测模块及该模拟/数字转换器是配置于该微控制器。
6.如权利要求4所述的电池模块，其中，该感测模块包括:
一电压跟随器，用以接收该第一模拟信号，并据以输出一第三模拟信号；
一反相加法器，用以根据该第三模拟信号及一参考信号，输出一第四模拟信号；以及
一反相放大器，用以该第四模拟信号反相放大后输出该第二模拟信号。
7.如权利要求6所述的电池模块，其中，该反相加法器包括:
一运算放大器；
一第一电阻，该第一电阻的两端分别耦接至该运算放大器的反相输入端及输出端；
一第二电阻，该第二电阻的一端耦接至该运算放大器的反相输入端；
一第三电阻；以及
一第一可变电阻，经该第三电阻耦接至该运算放大器的反相输入端。
8.如权利要求6所述的电池模块，其中，该感测模块包括:
一齐纳二极管；以及
一第一电阻，该反相放大器经该第一电阻耦接至该齐纳二极管。
9.如权利要求1所述的电池模块，其中，该温度感测电路更包括:
一第一电阻；以及
一第一可变电阻，该第一电阻及该第一可变电阻与该正温度系数元件串接。
10.一种电池模块的充放电方法，该电池模块包括一电池、一充放电电路、一温度感测电路及一充放电控制电路，该充放电方法包括:
提供一正温度系数元件感测该电池的温度；
该温度感测电路根据该电池的温度输出一第一模拟信号；以及
该充放电控制电路根据该第一模拟信号输出一控制信号至该充放电电路，以调整该电池的充放电速度。
11.如权利要求10所述的充放电方法，其中，该充放电速度控制电路包括:
一模拟/数字转换器，用以将该第一模拟信号转换为一数字信号；以及
一微控制器，用以根据该数字信号输出该控制信号。
12.如权利要求11所述的充放电方法，其中，该模拟/数字转换器是配置于该微控制器。
13.如权利要求10所述的充放电方法，其中，该充放电速度控制电路包括:
一感测模块，用以将该第一模拟信号转换为一第二模拟信号；
一模拟/数字转换器，用以将该第二模拟信号转换为一数字信号；以及
一微控制器，用以根据该数字信号输出该控制信号。
14.如权利要求13所述的充放电方法，其中，该感测模块及该模拟/数字转换器是配置于该微控制器。
15.如权利要求13所述的充放电方法，其中，该感测模块包括:
一电压跟随器，用以接收该第一模拟信号，并据以输出一第三模拟信号；
一反相加法器，用以根据该第三模拟信号及一参考信号，输出一第四模拟信号；以及
一反相放大器，用以该第四模拟信号反相放大后输出该第二模拟信号。
16.如权利要求15所述的充放电方法，其中，该反相加法器包括:
一运算放大器；
一第一电阻，该第一电阻的两端分别耦接至该运算放大器的反相输入端及输出端；
一第二电阻，该第二电阻的一端耦接至该运算放大器的反相输入端；
一第三电阻；以及
一第一可变电阻，经该第三电阻耦接至该运算放大器的反相输入端。
17.如权利要求15所述的充放电方法，其中，该感测模块包括:
一齐纳二极管；以及
一第一电阻，该反相放大器经该第一电阻耦接至该齐纳二极管。
18.如权利要求10所述的充放电方法，其中，该温度感测电路更包括:
一第一电阻；以及
一第一可变电阻，该第一电阻及该第一可变电阻与该正温度系数元件串接。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103026797A (zh) * 2010-08-06 2013-04-03 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 通过可变串联阻抗的固态光源的热控制
CN109216794A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 青岛恒金源电子科技有限公司 一种基站用电池组的运行方法
CN110838740A (zh) * 2018-08-17 2020-02-25 珠海格力电器股份有限公司 一种充电电流的控制方法及装置
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN109216794A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 青岛恒金源电子科技有限公司 一种基站用电池组的运行方法
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