CN103872399A - 切换电池系统中电池组态的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种切换电池系统中电池组态的方法，其中电池系统包含保护单元、控制器、切换单元及复数个电池，该切换单元包含复数个开关，且该复数个开关包含连接每两相邻电池的复数个第一开关、每一电池阳极的复数个第二开关及每一电池阴极的复数个第三开关，该方法包含该控制器设定该复数个开关为预设状态；该控制器检查该复数个开关是否为该预设状态；当该复数个开关为该预设状态时，该保护单元检查该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态是否符合安全规则；当该安全规则符合时，该控制器和该保护单元执行第一相对应的动作。本发明可利用控制器改变切换单元内的复数个开关的切换状态，以达到输出可变电压的目的。

Description

切换电池系统中电池组态的方法
技术领域
本发明是有关于一种切换电池系统中电池组态的方法，尤指一种利用控制器改变电池系统中的复数个电池的连接组态，以达到输出可变电压的目的的切换电池系统中电池组态的方法。
背景技术
现今各种移动装置(例如智慧型手机或平板电脑等)被广泛使用，所以应用于移动装置的移动电源亦应运而生。然而，因为移动电源的输出电压是固定的，所以当移动电源在对可携式装置充电时，移动电源容易产生大量的热，导致移动电源的输出效率降低。另外，当移动电源在对可携式装置充电时，移动电源容易产生大量的热，所以移动电源有爆炸的危险。因此，如何设计一种具有可变输出电压的移动电源将是移动电源设计者的一项重要课题。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种切换电池系统，以解决现有技术中移动电源只能输出电压固定的技术问题。
本发明提供一种切换电池系统中电池组态的方法，该电池系统包含保护单元、控制器、切换单元及复数个电池，其中该切换单元包含复数个开关，且该复数个开关包含连接该复数个电池中每两个相邻电池的复数个第一开关、连接每个电池阳极的复数个第二开关以及连接每个电池阴极的复数个第三开关，该方法包含：该控制器设定该复数个开关为预设状态，其中该预设状态是关闭状态；该控制器检查该复数个开关是否为该预设状态；当该复数个开关为该预设状态时，该保护单元检查该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态是否符合安全规则；及当该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态符合该安全规则时，该控制器和该保护单元执行第一相对应的动作。
作为进一步可选的技术方案，该控制器和该保护单元执行该第一相对应的动作包含：该控制器设定该复数个第一开关开启；及该保护单元检查该复数个第二开关和该复数个第三开关是否全部关闭。
作为进一步可选的技术方案，该方法还包含：当该复数个第二开关和该复数个第三开关没有全部关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
作为进一步可选的技术方案，该控制器和该保护单元执行该第一相对应的动作包含：该控制器设定该复数个第二开关与该复数个第三开关开启；及该保护单元检查该复数个第一开关是否关闭。
作为进一步可选的技术方案，该方法还包含：当该复数个第一开关没有关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
作为进一步可选的技术方案，该控制器和该保护单元执行该第一相对应的动作包含：该控制器设定该复数个第一开关中的两个第一开关开启，其中该复数个第一开关中未开启的第一开关是介于开启的该两个第一开关之间；该保护单元检查该复数个第二开关和该复数个第三开关是否全部关闭；及当该复数个第二开关和该复数个第三开关全部关闭时，该控制器和该保护单元执行第二相对应的动作。
作为进一步可选的技术方案，该控制器和该保护单元执行该第二相对应的动作包含：当该复数个第二开关和该复数个第三开关没有全部关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
作为进一步可选的技术方案，该控制器和该保护单元执行该第二相对应的动作包含：该控制器设定该复数个第三开关中连接对应于开启的该两个第一开关的电池的阴极的第三开关开启，其中开启的第三开关和开启的该两个第一开关不连接；该保护单元检查该复数个第二开关和该复数个第三开关中除了开启的该第三开关之外的其余第三开关是否全部关闭；及当该复数个第二开关和该其余第三开关全部关闭时，该控制器和该保护单元执行第三相对应的动作。
作为进一步可选的技术方案，该控制器和该保护单元执行该第三相对应的动作包含：当该复数个第二开关和该其余第三开关没有全部关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
作为进一步可选的技术方案，该控制器和该保护单元执行该第三相对应的动作包含：该控制器设定该复数个第二开关中连接对应于开启的该两个第一开关的电池的阳极的第二开关开启，其中该开启的第二开关和该开启的两个第一开关不连接；及该保护单元检查该复数个第二开关中除了开启的该第二开关之外的其余第二开关和该其余第三开关是否全部关闭。
作为进一步可选的技术方案，该方法还包含：当该其余第二开关和该其余第三开关没有全部关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
作为进一步可选的技术方案，该安全规则是如果该复数个第一开关开启时，该保护单元检查该复数个第二开关中每两个相邻的第二开关的状态是否相反以及该复数个第三开关中每两个相邻的第三开关的状态是否相反，其中该安全规则储存于微控制器中，且该安全规则用以避免该复数个电池中任意一个电池短路。
本发明还提供一种切换电池系统中电池组态的方法，该电池系统包含保护单元、控制器、切换单元及复数个电池，其中该切换单元包含复数个开关，且该复数个电池包含连接该复数个开关中每两个相邻电池的复数个第一开关、连接每一个电池阳极的复数个第二开关以及连接每一个电池阴极的复数个第三开关，该方法包含：该控制器设定该复数个开关为预设状态，其中该预设状态是关闭状态；该控制器检查该复数个开关是否为该预设状态；当该复数个开关为该预设状态时，该保护单元检查该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态是否符合安全规则；及当该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态不符合该安全规则时，该控制器设定该复数个开关为该预设状态。
与现有技术相比，本发明可利用控制器改变切换单元内的复数个开关的切换状态，所以本发明的电池系统中复数个电池的连接组态可被改变，以达到输出可变电压的目的。
附图说明
图1为本发明一实施例的电池系统的示意图。
图2为本发明的一实施例的切换电池系统中电池组态的方法的流程图。
图3为本发明的一实施例的电池系统内的复数个开关处于串联状态的示意图。
图4为本发明的一实施例的切换电池系统中电池组态的方法的流程图。
图5为本发明的一实施例的电池系统内的复数个开关处于并联状态的示意图。
图6为本发明的一实施例的切换电池系统中电池组态的方法的流程图。
图7为本发明一实施例的电池系统内的复数个开关处于二并联的串联电池组的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参照图1和图2，图1为本发明一实施例的电池系统的示意图，图2为本发明的一实施例的切换电池系统中电池组态的方法的流程图。如图1所示，电池系统100包含保护单元102、控制器104、切换单元106及4个电池1081-1084，其中切换单元106包含11个开关，且11个开关包含连接4个电池1081-1084中每两个相邻电池的3个第一开关1061-1063、连接每一个电池阳极的4个第二开关1064-1067以及连接每一个电池阴极的4个第三开关1068-1071。另外，本发明并不受限于电池系统100包含4个电池1081-1084及包含11个开关的情况。图2的操作方法是利用图1的电池系统100说明，详细步骤如下：
步骤200：开始；
步骤202：控制器104设定复数个（11个）开关为预设状态；其中预设状态时为关闭（OFF）状态。
步骤204：控制器104检查复数个（11个）开关是否为预设状态；如果是，进行步骤206；如果否，跳回步骤202；
步骤206：保护单元102检查复数个第二开关与复数个第三开关的状态是否符合安全规则，即如果3个第一开关1061-1063处于关闭状态时，保护单元102检查4个第二开关1064-1067与4个第三开关1068-1071的状态是否符合安全规则；如果是，控制器104和保护单元102执行第一相对应的动作，即进行步骤208及步骤210；如果否，跳回步骤202；
步骤208：控制器104设定复数个第一开关开启(ON)，即设定3个第一开关1061-1063开启(ON)；
步骤210：保护单元102检查复数个第二开关和复数个第三开关是否全部关闭，即检查4个第二开关1064-1067与4个第三开关1068-1071是否全部关闭；如果是，进行步骤212；如果否，跳回步骤202；
步骤212：结束。
在步骤202中，11个开关的预设状态是关闭(OFF)状态。在步骤206中，安全规则是如果复数个第一开关开启时，保护单元102检查复数个第二开关中每两个相邻的第二开关的状态是否相反以及复数个第三开关中每两个相邻的第三开关的状态是否相反，即如果3个第一开关1061-1063开启时，保护单元102检查4个第二开关1064-1067中每两个相邻的第二开关的状态是否相反以及4个第三开关1068-1071中每两相邻的第三开关的状态是否相反，其中安全规则是储存于微控制器(未绘示)，且安全规则是用以避免复数个电池中任意一个电池短路，即用以避免4个电池1081-1084中任意一个电池短路。在步骤210中，当4个第二开关1064-1067与4个第三开关1068-1071确实全部处于关闭状态时，4个电池1081-1084是处于串联状态，如图3所示，图3为本发明的一实施例的电池系统内的复数个开关处于串联状态的示意图。
请参照图1、图2和图4，图4为本发明的一实施例的切换电池系统中电池组态的方法的流程图。图4的操作方法是利用图1的电池系统100说明，详细步骤如下：
步骤400：开始；
步骤402：控制器104设定复数个开关（11个）为预设状态；
步骤404：控制器104检查复数个开关（11个）是否为预设状态；如果是，进行步骤406；如果否，跳回步骤402；
步骤406：保护单元102检查复数个第二开关与复数个第三开关的状态是否符合安全规则，即如果3个第一开关1061-1063开启时，保护单元102检查4个第二开关1064-1067与4个第三开关1068-1071的状态是否符合安全规则；如果是，控制器104和保护单元102执行第一相对应的动作，即进行步骤408与步骤410；如果否，跳回步骤402；
步骤408：控制器104设定复数个第二开关与复数个第三开关开启，即控制器104设定4个第二开关1064-1067与4个第三开关1068-1071开启；
步骤410：保护单元102检查复数个第一开关是否关闭，即检查3个第一开关1061-1063是否全部关闭；如果是，进行步骤412；如果否，跳回步骤402；
步骤412：结束。
图4的实施例和图2的实施例的差别在于在步骤408中，控制器104是设定4个第二开关1064-1067与4个第三开关1068-1071开启；以及在步骤410中，保护单元102检查3个第一开关1061-1063是否全部关闭。因此，在步骤410中，当3个第一开关1061-1063确实全部关闭时，4个电池1081-1084是处于并联状态，如图5所示，图5为本发明的一实施例的电池系统内的复数个开关处于并联状态的示意图。
请参照图1、图2和图6，图6为本发明的一实施例的切换电池系统中电池组态的方法的流程图。图6的操作方法是利用图1的电池系统100说明，详细步骤如下：
步骤600：开始；
步骤602：控制器104设定复数个（11个）开关为预设状态；
步骤604：控制器104检查复数个（11个）开关是否为预设状态；如果是，进行步骤606；如果否，跳回步骤602；
步骤606：当复数个第一开关为该预设状态时，保护单元102检查复数个第二开关与复数个第三开关的状态是否符合安全规则，即如果3个第一开关1061-1063开启时，保护单元102检查4个第二开关1064-1067与4个第三开关1068-1071的状态是否符合安全规则；如果是，控制器104和保护单元102执行第一相对应的动作，即进行步骤608与步骤610；如果否，跳回步骤602；
步骤608：控制器104设定复数个第一开关中的两个第一开关开启，于本实施例中，控制器104设定3个第一开关1061-1063中的第一开关1061、1063开启，设定第一开关1062关闭；
步骤610：保护单元102检查复数个第二开关和复数个第三开关是否全部关闭，即保护单元102检查4个第二开关1064-1067与4个第三开关1068-1071是否全部关闭；如果是，控制器104和保护单元102执行第二相对应的动作，即进行步骤612及步骤614；如果否，跳回步骤602；
步骤612：控制器104设定复数个第三开关中连接对应于两个开启的第一开关的电池的阴极的第三开关开启，即控制器104设定4个第三开关1068-1071中连接对应于第一开关1061、1063的电池的阴极的第三开关1069、1071开启；
步骤614：保护单元102检查该复数个第二开关和该复数个第三开关中除了该开启的第三开关之外的其余第三开关是否全部关闭，即保护单元102检查4个第二开关1064-1067与除了开启的第三开关1069、1071之外的其余2个第三开关1068、1070是否全部关闭；如果是，控制器104和保护单元102执行第三相对应的动作，即进行步骤616与步骤618；如果否，跳回步骤602；
步骤616：控制器104设定复数个第二开关中连接对应于两个开启的第一开关的电池的阳极的第二开关开启，即控制器104设定4个第二开关1064-1067中连接对应于开启的第一开关1061、1063的电池的阳极的第二开关1064、1066开启；
步骤618：保护单元102检查复数个第二开关中除了开启的第二开关之外的其余第二开关和复数个第三开关中除了开启的第三开关之外的其余第三开关是否全部关闭，即保护单元102检查除了开启的第二开关1064、1066之外的其余2个第二开关1065、1067与除了开启的第三开关1069、1071之外的其余2个第三开关1068、1070是否全部关闭；如果是，进行步骤620；如果否，跳回步骤602；
步骤620：结束。
在步骤608中，控制器104是设定3个第一开关1061-1063中的第一开关1061、1063开启，其中3个第一开关1061-1063中未开启的第一开关1062是介于两个开启的第一开关1061、1063之间；在步骤612中，控制器104设定4个第三开关1068-1071中连接对应于第一开关1061、1063的电池的阴极的第三开关1069、1071开启，其中开启的第三开关1069、1071和两个开启的第一开关1061、1063不连接；在步骤614中，保护单元102检查4个第二开关1064-1067与除了开启的第三开关1069、1071之外的其余2个第三开关1068、1070是否全部关闭；在步骤616中，控制器104设定4个第二开关1064-1067中连接对应于两个开启的第一开关1061、1063的电池的阳极的第二开关1064、1066开启，其中开启的第二开关1064、1066和两个开启的第一开关1061、1063不连接；在步骤618中，保护单元102检查除了开启的第二开关1064、1066之外的其余2个第二开关1065、1067与除了开启的第三开关1069、1071之外的其余2个第三开关1068、1070是否全部关闭。因此，在步骤620中，当2个第二开关1065、1067与2个第三开关1068、1070确实全部关闭时，4个电池1081-1084是处于二并联的串联(二个电池串联)电池组，如图7所示，图7为本发明一实施例的电池系统内的复数个开关处于二并联的串联电池组的示意图。
本发明还提供一种切换电池系统中电池组态的方法，电池系统包含保护单元、控制器、切换单元及复数个电池，其中切换单元包含复数个开关，且复数个电池包含连接复数个开关中每两个相邻电池的复数个第一开关、连接每一个电池阳极的复数个第二开关以及连接每一个电池阴极的复数个第三开关，上述方法包含：控制器设定复数个开关为预设状态，其中预设状态是关闭(OFF)状态；控制器检查复数个开关是否为预设状态；当复数个开关为预设状态时，保护单元检查复数个第二开关与复数个第三开关的状态是否符合安全规则；及当复数个第二开关与复数个第三开关的状态不符合安全规则时，控制器设定复数个开关为预设状态。
综上所述，本发明所提供的切换电池系统中电池组态的方法是利用控制器改变切换单元内的复数个开关的切换状态，以及利用保护单元检查切换单元内的复数个开关的切换状态。如此，相较于现有技术，因为本发明可利用控制器改变切换单元内的复数个开关的切换状态，所以本发明的电池系统中复数个电池的连接组态可被改变，以达到输出可变电压的目的。另外，本发明可利用保护单元检查切换单元内的复数个开关的切换状态，所以本发明可确保电池系统中复数个电池的串/并联组态改变时，电池系统不会因为电池短路而烧毁。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (13)

1.一种切换电池系统中电池组态的方法，该电池系统包含保护单元、控制器、切换单元及复数个电池，其中该切换单元包含复数个开关，且该复数个开关包含连接该复数个电池中每两个相邻电池的复数个第一开关、连接每个电池阳极的复数个第二开关以及连接每个电池阴极的复数个第三开关，其特征在于该方法包含：
该控制器设定该复数个开关为预设状态，其中该预设状态是关闭状态；
该控制器检查该复数个开关是否为该预设状态；
当该复数个开关为该预设状态时，该保护单元检查该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态是否符合安全规则；及
当该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态符合该安全规则时，该控制器和该保护单元执行第一相对应的动作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该控制器和该保护单元执行该第一相对应的动作包含：
该控制器设定该复数个第一开关开启；及
该保护单元检查该复数个第二开关和该复数个第三开关是否全部关闭。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于该方法还包含：
当该复数个第二开关和该复数个第三开关没有全部关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于该控制器和该保护单元执行该第一相对应的动作包含：
该控制器设定该复数个第二开关与该复数个第三开关开启；及
该保护单元检查该复数个第一开关是否关闭。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于该方法还包含：
当该复数个第一开关没有关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于该控制器和该保护单元执行该第一相对应的动作包含：
该控制器设定该复数个第一开关中的两个第一开关开启，其中该复数个第一开关中未开启的第一开关是介于开启的该两个第一开关之间；
该保护单元检查该复数个第二开关和该复数个第三开关是否全部关闭；及
当该复数个第二开关和该复数个第三开关全部关闭时，该控制器和该保护单元执行第二相对应的动作。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于该控制器和该保护单元执行该第二相对应的动作包含：
当该复数个第二开关和该复数个第三开关没有全部关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于该控制器和该保护单元执行该第二相对应的动作包含：
该控制器设定该复数个第三开关中连接对应于开启的该两个第一开关的电池的阴极的第三开关开启，其中开启的该第三开关和开启的该两个第一开关不连接；
该保护单元检查该复数个第二开关和该复数个第三开关中除了开启的该第三开关之外的其余第三开关是否全部关闭；及
当该复数个第二开关和该其余第三开关全部关闭时，该控制器和该保护单元执行第三相对应的动作。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于该控制器和该保护单元执行该第三相对应的动作包含：
当该复数个第二开关和该其余第三开关没有全部关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于该控制器和该保护单元执行该第三相对应的动作包含：
该控制器设定该复数个第二开关中连接对应于开启的该两个第一开关的电池的阳极的第二开关开启，其中该开启的第二开关和开启的该两个第一开关不连接；及
该保护单元检查该复数个第二开关中除了开启的该第二开关之外的其余第二开关和该其余第三开关是否全部关闭。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于该方法还包含：
当该其余第二开关和该其余第三开关没有全部关闭时，该控制器重新设定该复数个开关为该预设状态。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于该安全规则是如果该复数个第一开关开启时，该保护单元检查该复数个第二开关中每两个相邻的第二开关的状态是否相反以及该复数个第三开关中每两个相邻的第三开关的状态是否相反，其中该安全规则储存于微控制器中，且该安全规则用以避免该复数个电池中任意一个电池短路。
13.一种切换电池系统中电池组态的方法，该电池系统包含保护单元、控制器、切换单元及复数个电池，其中该切换单元包含复数个开关，且该复数个电池包含连接该复数个开关中每两个相邻电池的复数个第一开关、连接每一个电池阳极的复数个第二开关以及连接每一个电池阴极的复数个第三开关，其特征在于该方法包含：
该控制器设定该复数个开关为预设状态，其中该预设状态是关闭状态；
该控制器检查该复数个开关是否为该预设状态；
当该复数个开关为该预设状态时，该保护单元检查该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态是否符合安全规则；及
当该复数个第二开关与该复数个第三开关的状态不符合该安全规则时，该控制器设定该复数个开关为该预设状态。
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