CN101399439B

CN101399439B - 一种用于电子产品的电池保护方法和装置

Info

Publication number: CN101399439B
Application number: CN2007101225248A
Authority: CN
Inventors: 刘旭国
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd; Shanghai Lenovo Electronic Co Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd; Shanghai Lenovo Electronic Co Ltd
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2027-09-26
Also published as: CN101399439A

Abstract

本发明提供一种用于电子产品的电池保护方法和装置，其中，方法包括：步骤一，在电池恢复充、放电的温度点T1之下，设定用于控制电池正常工作温度的温度切换点Tp1和Tp2，其中Tp1＜Tp2＜T1；步骤二，利用嵌入式控制器监控电池的温度，如果电池的温度达到Tp2，则根据电池所处的充、放电状态及电子产品所处的状态来采取降温措施或者报警措施。本发明提供了主动保护机制，使电池处于安全状态，不增加成本，对电池异常能起到预防作用。

Description

一种用于电子产品的电池保护方法和装置

技术领域

本发明涉及电池保护技术，特别是涉及一种用于电子产品的电池保护方法和装置。

背景技术

在电子产品(例如笔记本电脑)的使用过程中，电池过热比较容易引发安全问题，例如：因笔记本电脑的锂电池过热产生的爆炸、起火、或电池损坏等。电子产品的锂电池一般有一个适宜的工作温度，当锂电池超出这个温度范围时，电池使用寿命和单次放电能力都会受到严重影响，而且有可能发生安全隐患。

而让电池工作在适宜温度，即可以对电池起到保护作用，同时还能保证电池的正常使用寿命和单次最佳放电性能。因此，现有技术都在力争对笔记本电池的工作温度进行控制。

以下是现有电池厂商对电池温度进行控制的一种解决方案：

在电池保护方面，电池厂商的做法：电池中会设置3个温度点，T1、T2、T3，T1＜T2＜T3.当电池内部温度达到T2时，电池会停止充、放电，当电池温度小于T1时，电池充、放电恢复正常；当温度达到T3时，电池内部芯片烧毁保险丝。

该方案的缺点是：

1、虽然起到了在电池超过高温时的保护作用(温度达到T3烧毁保险丝)，但会损坏电池使用寿命。

2、当使用电池供电时，如果电池内部温度达到T2，则电池会切断放电，导致系统异常关机，用户数据丢失。

3、正常情况下，电池温度增高的主要原因是因系统负载增大，散热能力有限所致。T1/T2这两个温度点的设置，可能导致电池长时间处于停止工作状态，或者在“正常工作”-“停止工作”之间重复跳变。这种方式会影响用户使用，且对电池寿命也有影响。

现有对笔记本电池温度进行控制的另一种解决方案：

设定系统电流阈值，并设定事件信息。使用EC(Embed Controller，嵌入式控制器)读取电池当前放电电流，把该电流和系统设定的电流阈值作比较，并根据比较结果，和BIOS(基本输入输出系统)/OS(操作系统)协调操作降低CPU频率、LCD(液晶屏)背光，或者强制系统休眠。

该方案的缺点是：

1、在实际操作中很难确定系统电流阈值，例如：系统电流阈值随机器配置不同而不同，也会随着锂电池电压的降低而改变。

2、电池放电电流的增大，并不能说明电池出现问题。设置电流来限制系统动作，没有实际意义，会干扰用户正常使用。

3、当AC(外接电源)存在时，它检测不出放电电流，从而也检测不出危险。

因此，现有技术对电池温度的控制还存在诸多缺陷，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电子产品的电池保护方法和装置，解决现有技术不能将电池温度控制在合适的工作区间，不能在电池过热前采取有效措施进行降温的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于电子产品的电池保护方法，其中，包括：步骤一，在电池恢复充、放电的温度点T1之下，设定用于控制电池正常工作温度的温度切换点Tp1和Tp2，其中Tp1＜Tp2＜T1；步骤二，利用嵌入式控制器监控电池的温度，如果电池的温度达到Tp2，则根据电池所处的充、放电状态及电子产品所处的状态来采取降温措施或者报警措施；

所述温度切换点Tp1为取消降温措施或取消报警措施的切换点，如果电池的温度低于切换点Tp1，则所述嵌入式控制器取消降温措施和/或取消报警措施，并将电子产品恢复到采取降温措施或采取报警措施之前的状态；

其中，在所述电池处于放电状态下，所述步骤二进一步包括：

如果电池的温度达到Tp2且电子产品处于开机状态，则强制电子产品处于最佳散热状态，同时设置电子产品运行于最佳省电模式；

如果电池的温度达到Tp2且电子产品处于睡眠/待机状态、休眠状态或关机状态，则所述嵌入式控制器触发事件来通知电子产品报警；

如果电池的温度小于Tp1，则恢复电子产品在采取降温措施之前的原始散热状态及原始运行模式。

上述的方法，其中，所述电子产品为笔记型计算机

上述的方法，其中，在所述电池处于充电状态下，所述步骤二进一步包括：如果电池温度达到Tp2，则所述嵌入式控制器降低电池的充电电流或者停止充电；如果电池温度小于Tp1，则所述嵌入式控制器恢复对电池的正常充电。

上述的方法，其中，Tp1＞＝0℃，Tp2＜＝65℃。

上述的方法，其中，Tp2＝56℃。

上述的方法，其中，还设置有电池停止充、放电的温度点T2，电池烧毁保险丝的温度点Td，其中，T1＜T2＜Td。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种用于电子产品的电池保护装置，其中，包括：温度点设置模块，用于：在电池恢复充、放电的温度点T1之下，设定用于控制电池正常工作温度的温度切换点Tp1和Tp2，其中Tp1＜Tp2＜T1；嵌入式控制器，用于：监控电池的温度，如果电池的温度达到Tp2，则根据电池所处的充、放电状态及电子产品所处的状态来采取降温措施或者报警措施；如果电池的温度低于切换点Tp1，则取消降温措施和/或取消报警措施，并将电子产品恢复到采取降温措施或采取报警措施之前的状态，所述温度切换点Tp1为取消降温措施或取消报警措施的切换点；

其中，在所述电池处于放电状态下时，如果电池的温度达到Tp2且电子产品处于开机状态，则强制电子产品处于最佳散热状态，同时设置电子产品运行于最佳省电模式；如果电池的温度达到Tp2且电子产品处于睡眠/待机状态、休眠状态或关机状态，则触发事件来通知电子产品报警；如果电池的温度小于Tp1，则恢复电子产品在采取降温措施之前的原始散热状态及原始运行模式。

上述的装置，其中，所述电子产品为笔记型计算机，所述嵌入式控制器连接并控制风扇和报警模块。

本发明的技术效果在于：

1、当电池因系统大负荷运转导致电池温度异常时，可以保护用户数据不丢失。

2、使电池工作在合适的温度，可以延长电池的使用寿命和保证同等条件下单次放电最优。

3、提供了主动保护机制，使电池处于安全状态。

4、不增加成本。

5、对电池异常能起到预防作用。例如：长时间处于高温非正常状况时，用户有机会作其他处理。

附图说明

图1 a、1b是使用本发明电池保护方法的笔记本电脑的EC连接示意图；

图2是本发明方法的步骤流程图；

图3是本发明方法根据两个温度点进行切换的切换示意图；

图4是本发明方法在温度达到Tp2后的处理流程图；

图5是本发明方法在温度低于Tp1后的处理流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例以笔记本电脑为例，但并不局限于此，任何具有可以测量电池温度的EC，并且能够根据EC的信号调整用电状态和散热状态的电子设备均能适用本发明。

EC是笔记本特有芯片，笔记本电脑的一些电源管理，如笔记本进入待机或关机模式、外部电源系统的电力调度、智能电池的电力检测、充放电任务，以及一些实用的快捷按钮等，这些重要的功能都是由EC来完成的。实际上，笔记本的EC是传统的KBC(Keyboard controller，键盘控制器)的延伸。

具体实施中可以参照图1a和图1b。图1a中EC可以通过SMBUS来读取电池温度，图1b中是图1a的增强设计，增加了可以测量电池表面温度的热传感器，如果SMBUS或者电池发生错误，EC可以通过热传感器来读取电池表面温度做参考。

本发明方法，就是在电池使用时，用EC监控电池温度，当电池温度超出正常范围时，EC触发事件通知系统，系统作相关处理，促使电池温度到达正常范围。对电池而言，它有最佳和最安全工作的温度范围，假设是Tp1～Tp2，Tp1＜Tp2。在这个温度范围内，锂电池既能够发挥最佳性能，使用上又很安全。电池本身也有温度保护点，T1＜T2＜T3。本发明通过对电池、EC、系统间的相互操作，保证电池使用(充、放电)在合理状态。

图2为本发明方法的步骤流程图，如图，本发明方法包括：

步骤101，在电池恢复充、放电的温度点T1之下，设定用于控制电池正常工作温度的温度切换点Tp1和Tp2，其中Tp1＜Tp2＜T1；

步骤102，利用嵌入式控制器监控电池的温度，如果电池的温度达到Tp2，则根据电池所处的充、放电状态及电子产品所处的状态来采取降温措施或者报警措施。所述温度切换点Tp1为取消降温措施或取消报警措施的切换点，如果温度低于切换点Tp1，则取消降温措施或取消报警措施，，并将电子产品恢复到采取降温措施或采取报警措施之前的状态。

图3是本发明方法根据两个温度点进行切换的切换示意图，如图，在温度达到Tp2系统要进行特殊处理流程，温度低于Tp1要进行系统恢复处理流程。

下面详细说明各步骤。

步骤101，本发明先设定如下温度点：Tp1＜Tp2＜T1＜T2＜Td；

其中Tp1～Tp2是锂电池正常工作(锂性能和安全，一般20～45摄氏度)的温度范围。T2是锂电池停止充、放电的温度点。一般T2＞70摄氏度且T2＞T1；T1是锂电池恢复充、放电的温度电，一般T1＜70摄氏度；Td是锂电池烧毁保险丝的温度点。Td＞T2。

然后，步骤102，EC/KBC检测电池温度，当温度到达预定义临界点时，作如下处理：

1、如果电池处于放电状态，

a)温度达到Tp2且系统处于S0(开机状态)，则强制系统处于最佳散热状态，同时设置系统运行于最佳省电模式。

b)温度达到Tp2且系统处于S3(睡眠状态)/S4(休眠状态)/S5(关机状态)，则EC报警。

c)温度小于Tp1，则恢复系统原始散热状态同时恢复系统原运行模式。

2、如果电池处于充电状态，

a)温度达到Tp2，EC降低充电电流或者停止充电；

b)温度小于Tp1，EC恢复正常充电。

EC读取电池温度的基本技术：通过SMBUS(系统总线)/I2C或者AD/DA(模拟/数字)来完成。

其中，“最佳散热状态”是指：风扇工作与最大能力，CPU和关键器件处于throttling(CPU专用术语，指降低有效使用频率)。“最佳省电模式”是指：笔记本各部件处于低功耗状态，例如：CPU处于低频，VGA(视频图形阵列)处于节能，LCD处于低亮度，系统其他各关键部件(网卡、光驱、USB设备等)处于关闭状态。“EC报警”是指： EC可以驱动PC BEEP(电脑本身发出的“的的声”)或者通过指示灯闪烁来警告用户。降低充电电流是指：锂电池使用CC(充电电流)/CV(充电电压)的充电方式，EC可从电池内部读取电池需要的充电电流I，设置CC，使得输出给电池的充电电流I’＜I。恢复系统： EC可以直接控制上下电信号线来恢复系统。恢复系统原运行模式：对于散热部分的恢复，EC可以使能原有的thermal table(热量设置表)。关于操作系统(OS)部分，EC通过总线或者端口把信息传递给AP(应用软件)，由AP负责系统的恢复。

以上处理过程，还可进一步参考图4和图5，图4是本发明方法在温度达到Tp2后的特殊处理流程图，图5是本发明方法在温度低于Tp1后的恢复处理流程图。

如图4，温度达到Tp2后，先判断电子产品是否有外接电源，如果没有外接电源则采取以下措施：使系统运行在最佳散热和最低功耗模式、强制系统进入S3/S4模式或者EC告警；如果有外接电源并且电池正在充电，则采取以下措施：停止充电或降低充电电流或者EC告警。

如图5，温度低于Tp1后，先判断电子产品是否有外接电源，如果没有外接电源则将电子产品恢复到采取降温措施或采取报警措施之前的状态，如果有外接电源则启动正常充电流程。

此外，具体的温度点举例如下：

Tp1＞＝0℃，Tp2＝56℃。

电池包内温度的一般设定：T1＝65℃，T2＝73℃，Td＝90℃。当电池温度超过73℃时，电池停止充、放电；当电池温度小于65℃时，电池恢复充、放电。当电池温度超过90℃时，电池自动把保险丝摧毁，电池永久损害。

此外，对应本发明方法，本发明还提供了一种用于电子产品的电池保护装置，包括：温度点设置模块，用于：在电池恢复充、放电的温度点T1之下，设定用于控制电池正常工作温度的温度切换点Tp1和Tp2，其中Tp1＜Tp2＜T1；嵌入式控制器，用于：监控电池的温度，如果电池的温度达到Tp2，则根据电池所处的充、放电状态及电子产品所处的状态来采取降温措施或者报警措施。

采用本方案之后的优势是：

3、提供了主动保护机制，使电池处于安全状态。

4、不增加成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于电子产品的电池保护方法，其特征在于，包括：

步骤一，在电池恢复充、放电的温度点T1之下，设定用于控制电池正常工作温度的温度切换点Tp1和Tp2，其中Tp1＜Tp2＜T1；

步骤二，利用嵌入式控制器监控电池的温度，如果电池的温度达到Tp2，则根据电池所处的充、放电状态及电子产品所处的状态来采取降温措施或者报警措施；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子产品为笔记型计算机。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述电池处于充电状态下，所述步骤二进一步包括：

如果电池温度达到Tp2，则所述嵌入式控制器降低电池的充电电流或者停止充电；

如果电池温度小于Tp1，则所述嵌入式控制器恢复对电池的正常充电。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，

Tp1＞＝0℃，Tp2＜＝65℃。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，Tp2＝56℃。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还设置有电池停止充、放电的温度点T2，电池烧毁保险丝的温度点Td，其中，T1＜T2＜Td。

7.一种用于电子产品的电池保护装置，其特征在于，包括：

温度点设置模块，用于：在电池恢复充、放电的温度点T1之下，设定用于控制电池正常工作温度的温度切换点Tp1和Tp2，其中Tp1＜Tp2＜T1；

嵌入式控制器，用于：监控电池的温度，如果电池的温度达到Tp2，则根据电池所处的充、放电状态及电子产品所处的状态来采取降温措施或者报警措施；如果电池的温度低于切换点Tp1，则取消降温措施和/或取消报警措施，并将电子产品恢复到采取降温措施或采取报警措施之前的状态，所述温度切换点Tp1为取消降温措施或取消报警措施的切换点；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电子产品为笔记型计算机，所述嵌入式控制器连接并控制风扇和报警模块。