CN109149667A - 电池控制方法及电池控制装置 - Google Patents

电池控制方法及电池控制装置 Download PDF

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Abstract

一种电池控制方法及电池控制装置。电池控制方法包括以下步骤。判断一电池的一充电电压值是否大于一电压临界值。当此电池的此充电电压值大于此电压临界值，取得此电池的一电池温度。当此电池的此电池温度小于一第一温度，以一第一累积速度累积一计时参数。当此计时参数达到一时间临界值，降低此电池的此充电电压值。

Description

电池控制方法及电池控制装置
技术领域
本发明是有关于一种控制方法与控制装置，且特别是有关于一种电池控制方法与电池控制装置。
背景技术
可充电电池广泛应用于各种电子产品中，从手机到笔记本电脑皆可见到可充电电池的踪影。然而，电池在出厂后便会开始老化。电池更因不同的温度以及不同的充电电压会有不同的老化速度。
若电池位于高温环境(例如温度高于摄氏40度)且处于长期满充电的情况下，将会加快电池劣化及老化的速度。处在高充电电压和高温度环境下的电池甚至可能发生严重的膨胀，更可能因此导致使用此电池的电子产品损坏。因此，如何依据电池的使用环境、温度来设定充电电压为目前业界努力的方向之一。
发明内容
本发明有关于一种电池控制方法与电池控制装置，针对电池的不同使用情况(例如环境温度)，改变电池的充电电压值，以减缓电池老化、延长电池寿命以及减少电池的膨胀率。
根据本发明的一方面，提出一种电池控制方法。此电池控制方法包括以下步骤。判断一电池的一充电电压值是否大于一电压临界值。当此电池的此充电电压值大于此电压临界值，取得此电池的一电池温度。当此电池的此电池温度小于一第一温度，以一第一累积速度累积一计时参数。当此计时参数达到一时间临界值，降低此电池的此充电电压值。
根据本发明的另一方面，提出一种电池控制装置。此电池控制装置包括一温度感测单元、一计时单元、一运算单元以及一处理单元。温度感测单元用以取得一电池的一电池温度。计时单元用以储存一计时参数。运算单元，用以累积此计时参数。处理单元用以判断电池的一充电电压值是否大于一电压临界值，处理单元在电池的充电电压值大于电压临界值且电池的电池温度小于一第一温度时，通知运算单元以一第一累积速度累积计时参数，并且处理单元在计时参数达到一时间临界值时，通知一充电单元降低电池的充电电压值。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：
附图说明
图1绘示依照本发明的一实施例的一电池控制装置与一主板及一电池连接的示意图。
图2绘示依照本发明的一实施例的一电池控制方法的流程图。
图3绘示依照本发明的一实施例的累积计时参数的示意图。
图4绘示依照本发明的另一实施例的一电池控制方法的流程图。
其中附图标记为：
110：电池控制装置
112：温度感测单元
114：计时单元
116：运算单元
118：处理单元
120：主板
122：充电单元
900：电池
BT：电池温度
CV：充电电压值
S202～S218、S402～S416：流程步骤
T1、T2、T3、T4：时间
TP：计时参数
具体实施方式
以下提出各种实施例进行详细说明，然而，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式省略部份元件，以清楚显示本发明的技术特点。
请参照图1。图1绘示依照本发明的一实施例的一电池控制装置110与一主板120连接的示意图。电池控制装置110包括一温度感测单元112、一计时单元114、一运算单元116以及一处理单元118。处理单元118耦接于温度感测单元112、计时单元114及运算单元116。运算单元116耦接于计时单元114及处理单元118。主板120包括一充电单元122。充电单元122耦接于电池控制装置110的处理单元118。
温度感测单元112、计时单元114、运算单元116、处理单元118以及充电单元122可以例如是藉由使用一芯片、芯片内的一电路区块、一韧体电路、含有多个电子元件及导线的电路板或储存多组程序代码的一储存媒体来实现，也可藉由计算机系统、服务器等电子装置执行对应软件或程序来实现。
请同时参照图1及图2。图2绘示依照本发明的一实施例的一电池控制方法的流程图。图2绘示的电池控制方法可应用于如图1所示的电池控制装置110。为了清楚说明上述各项组件的运作以及本发明实施例的配置快取内容的方法，以下将搭配图2的流程图详细说明如下。然而，本发明所属技术领域中具有通常知识者均可了解，本发明实施例的电池控制方法并不局限应用于图1的电池控制装置110，也不局限于图2的流程图的各项步骤顺序。
根据本发明一实施例，首先，于步骤S202，处理单元118判断电池900的充电电压值CV是否大于一电压临界值。当处理单元118判断电池900的充电电压值CV不大于一电压临界值，则再次执行步骤S202。当处理单元118判断电池的充电电压值CV大于电压临界值，则执行步骤S204。于步骤S204，温度感测单元112取得电池900的目前的电池温度BT，并将目前的电池温度BT传送给处理单元118。于步骤S206，处理单元118判断电池900的电池温度BT与第一温度及第二温度之间的关系。
在本实施例中，藉由第一温度及第二温度可分为三个区间，第二温度大于第一温度。当处理单元118判断电池900的电池温度BT小于第一温度，则于步骤S208中，处理单元118通知运算单元116以一第一累积速度累积计时参数TP。当处理单元118判断电池900的电池温度BT大于或等于第一温度但小于第二温度，于步骤S210，处理单元118通知运算单元116以一第二累积速度累积此计时参数TP。当处理单元118判断电池900的电池温度BT大于或等于第二温度，于步骤S212，处理单元118通知运算单元116以一第三累积速度累积此计时参数TP。累积后的计时参数TP储存于计时单元114。其中，第二累积速度大于第一累积速度，第三累积速度大于第二累积速度。
接着，于步骤S214，处理单元118判断计时参数TP是否达到一时间临界值。在处理单元118判断计时参数TP未达到时间临界值时，则重新执行步骤S202。在处理单元118判断计时参数TP达到时间临界值时，执行步骤S216。于步骤S216，处理单元118通知充电单元122降低电池900的充电电压值CV。处理单元118可以一电压调降值降低电池的充电电压值CV，电压调降值与时间临界值具有一正向关系。也就是说，时间临界值设定愈大，电压调降值就愈大。此外，降低后的电池900的充电电压值CV为不可逆，也就是降低后的电池900的充电电压值CV不会再次的被提高。
随后，于步骤S218，处理单元118将计时参数TP归零。在计时参数TP归零后，重新执行步骤S202。举例来说，上述将计时参数TP归零可以将计时参数TP重新设定为0，亦可以将计时参数TP设定为一初始值。
请参照图3，其绘示依照本发明的一实施例的累积计时参数TP的示意图。在本实施例中，电池900的电池温度BT在时间T1至T2之间大于或等于第一温度且小于第二温度，因此，在时间T1至T2之间运算单元116依据第二累积速度累积计时参数TP。随后，在时间T2后且在时间T3之前，电池温度BT改变为大于或等于第二温度，此时改以第三累积速度继续累积计时参数TP。接着，在时间T3后，电池温度BT降至大于或等于第一温度且小于第二温度的温度区间，此时改以第二累积速度继续累积计时参数TP。在时间T4，计时参数TP累积达到时间临界值。当计时参数TP在时间T4达到时间临界值时，处理单元118以电压调降值降低电池900的充电电压值CV。
在本发明的一实施例中，电压临界值设定为4.1V，第一温度设定为摄氏25度，第二温度设定为摄氏40度，时间临界值设定为1000。上述的电压临界值、第一温度、第二温度及时间临界值的设定数值仅作为举例说明，并不以此为限。首先，处理单元118判断电池900的目前的充电电压值CV是否大于4.1V(电压临界值)。当电池900的目前的充电电压值CV大于4.1V，温度感测单元112取得电池900目前的电池温度BT。处理单元118判断目前的电池温度BT是小于摄氏25度(第一温度)，或者目前的电池温度BT是大于或等于摄氏25度(第一温度)且小于摄氏40度(第二温度)，或者目前的电池温度BT是大于或等于摄氏40度(第二温度)。
若目前的电池温度BT小于摄氏25度，则处理单元118通知运算单元116累积计时参数TP，将目前的计时参数TP加1(第一累积速度)，调整计时参数TP。若目前的电池温度BT大于或等于摄氏25度且小于摄氏40度，则处理单元118通知运算单元116累积计时参数TP，将目前的计时参数TP加上1.5(第二累积速度)，调整计时参数TP。若目前的电池温度BT大于或等于摄氏40度，则处理单元118通知运算单元116累积计时参数TP，将目前的计时参数TP加上2(第三累积速度)，调整计时参数TP。
随后，处理单元118判断累积的计时参数TP是否达到1000(时间临界值)。若累积的计时参数TP仍未达1000，则处理单元118重新判断电池900的充电电压值CV是否大于4.1V，再次依据电池温度BT以不同的累积速度累积计时参数TP。若累计的计时参数TP已达(大于或等于)1000，处理单元118通知充电单元122将电池900的充电电压值CV减去0.02V(电压调降值)，降低电池900的充电电压值CV。接着，处理单元118将计时参数TP归零，并重新判断电池900的充电电压值CV是否大于4.1V，再次执行上述流程。上述的充电电压值CV减去0.02V仅作为举例说明，电压调降值并不以0.02V为限。
在本发明的另一实施例中，电压临界值亦设定为4.1V，第一温度设定为摄氏25度，第二温度设定为摄氏40度，时间临界值设定为1000，计时参数TP的初始值设定为1。上述的电压临界值、第一温度、第二温度、时间临界值及计时参数TP的设定仅作为举例说明，并不以此为限。首先，处理单元118判断电池900的目前充电电压值CV是否大于4.1V(电压临界值)。当电池900的目前充电电压值CV大于4.1V，温度感测单元112取得电池900目前的电池温度BT。处理单元118判断目前的电池温度BT与摄氏25度(第一温度)及摄氏40度(第二温度)之间的关系。
若目前的电池温度BT小于摄氏25度，则处理单元118通知运算单元116累积计时参数TP，将目前的计时参数TP乘以1.1(第一累积速度)，调整计时参数TP。若目前的电池温度BT大于等于摄氏25度且小于摄氏40度，则处理单元118通知运算单元116累积计时参数TP，将目前的计时参数TP乘以1.3(第二累积速度)，调整计时参数TP。若目前的电池温度BT大于等于摄氏40度，则处理单元118通知运算单元116累积计时参数TP，将目前的计时参数TP乘以1.5(第三累积速度)，调整计时参数TP。
随后，处理单元118判断累积后的计时参数TP是否达到1000(时间临界值)。若累加后的计时参数TP仍未达到时间临界值1000，则处理单元118重新判断电池900的充电电压值CV是否大于4.1V，再次依据电池温度BT以不同的累积速度累积计时参数TP。若累积后的计时参数TP已达1000，处理单元118通知充电单元122将电池900的充电电压值CV乘以0.99，降低电池900的充电电压值CV。接着，处理单元118将计时参数TP重新设定为初始值1，并重新判断电池900的充电电压值CV是否大于4.1V，再次执行上述流程。
依据上述实施例可以清楚了解累积计时参数TP并不以使用加法为限，亦可使用乘法或其他运算累积计时参数TP，各种可用以调整计时参数TP的方法皆属于本发明的保护范围。同样地，调整电池900的充电电压值CV亦不以使用减法为限，亦可使用乘法或其他运算以降低充电电压值CV。
请同时参照图1及图4。图4绘示依照本发明的另一实施例的一电池控制方法的流程图。图4绘示的电池控制方法可应用于如图1所示的电池控制装置110。为了清楚说明上述各项元件的运作以及本发明实施例的配置快取内容的方法，以下将搭配图4的流程图详细说明如下。然而，本发明所属技术领域中具有通常知识者均可了解，本发明实施例的电池控制方法并不局限应用于图1的电池控制装置110，也不局限于图4的流程图的各项步骤顺序。
在本实施例中，仅将电池温度BT透过第一温度分为两个区间。首先，于步骤S402，处理单元118判断电池900的充电电压值CV是否大于一电压临界值。当处理单元118判断电池900的充电电压值CV不大于一电压临界值，则再次执行步骤S402。当处理单元118判断电池900的充电电压值CV大于电压临界值，则执行步骤S404。于步骤S404，温度感测单元112取得电池900的目前的电池温度BT，并将目前的电池温度BT传送给处理单元118。于步骤S406，处理单元118判断电池900的电池温度BT是否大于第一温度。
当处理单元118判断电池900的电池温度BT小于第一温度，于步骤S408，处理单元118通知运算单元116以一第一累积速度累积计时参数TP。当处理单元118判断电池900的电池温度BT大于或等于第一温度，于步骤S410，处理单元118通知运算单元116以一第二累积速度累积此计时参数TP。其中，第二累积速度大于第一累积速度。
接着，于步骤S412，处理单元118判断计时参数TP是否达到时间临界值。在处理单元118判断计时参数TP未达到时间临界值时，则重新执行步骤S402。在处理单元118判断计时参数TP达到时间临界值时，执行步骤S414。于步骤S414，处理单元118通知充电单元122降低电池900的充电电压值CV。随后，于步骤S416，处理单元118将计时参数TP归零。将计时参数TP归零后，重新执行步骤S402。
在本发明另一实施例中，可以不以第一温度及/或第二温度划分温度区间，而是依据一线性关系定义上述累积计时参数TP的累积速度和电池温度BT之间的关系。举例来说，可以计时参数TP加上目前温度的十分之一作为累积计时参数TP的方式。当电池温度BT为摄氏25度时，累积计时参数TP的方式为目前的计时参数TP加上25(目前温度)的十分之一，即目前的计时参数TP加上2.5，以调整计时参数TP。当电池温度BT为摄氏50度时，累积计时参数TP的方式为目前的计时参数TP加上50(目前温度)的十分之一，即目前的计时参数TP加上5，以调整计时参数TP。电池温度BT愈高，计时参数TP的调整值就愈大，使累积计时参数TP达到时间临界值的速度就愈快。
当电池900一直处于充满电且位于高电压的状态时，会加速电池900的膨胀速度。若此时电池900处于高温的环境，将会更加速电池900的膨胀。本发明实施例透过判断电池900的充电电压值CV是否大于电压临界值，当电池900的充电电压值CV大于电压临界值，依据电池900的电池温度BT以不同的累积速度来累积计时参数TP。当计时参数TP达到时间临界值，降低电池900的充电电压值CV。透过上述实施例可针对电池900的长期使用情况，依据长期的电池温度BT变化改变电池900的充电电压值CV，以减缓电池900老化及延长电池900寿命，而并非仅针对电池900当下的使用情况及电池温度BT调整充电电压值CV。更可因应不同的使用情况减少电池900的膨胀率。
综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，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后附的权利要求所界定者为准。

Claims (12)

1.一种电池控制方法，其特征在于，包括：
判断一电池的一充电电压值是否大于一电压临界值；
当该电池的该充电电压值大于该电压临界值，取得该电池的一电池温度；
当该电池的该电池温度小于一第一温度，以一第一累积速度累积一计时参数；以及
当该计时参数达到一时间临界值，降低该电池的该充电电压值。
2.如权利要求1所述的电池控制方法，其特征在于，更包括在降低该电池的该充电电压值的步骤后，归零该计时参数。
3.如权利要求2所述的电池控制方法，其特征在于，更包括：
当该电池的该电池温度大于或等于该第一温度，以一第二累积速度累积该计时参数；
其中该第一累积速度小于该第二累积速度。
4.如权利要求2所述的电池控制方法，其特征在于，更包括：
当该电池温度大于或等于该第一温度且小于一第二温度，以一第二累积速度累积该计时参数；
其中该第二温度大于该第一温度，该第二累积速度大于该第一累积速度。
5.如权利要求4所述的电池控制方法，其特征在于，更包括：
当该电池温度大于或等于该第二温度，以一第三累积速度累积该计时参数；
其中该第三累积速度大于该第二累积速度。
6.如权利要求1所述的电池控制方法，其特征在于，降低该电池的该充电电压值的步骤将该充电电压值减去一电压调降值，该电压调降值与该时间临界值具有一正向关系。
7.一种电池控制装置，其特征在于，包括：
一温度感测单元，用以取得一电池的一电池温度；
一计时单元，用以储存一计时参数；
一运算单元，用以累积该计时参数；以及
一处理单元，用以判断该电池的一充电电压值是否大于一电压临界值，该处理单元在该电池的该充电电压值大于该电压临界值且该电池的该电池温度小于一第一温度时，通知该运算单元以一第一累积速度累积该计时参数，并且该处理单元在该计时参数达到一时间临界值时，通知一充电单元降低该电池的该充电电压值。
8.如权利要求7所述的电池控制装置，其特征在于，该处理单元在降低该电池的该充电电压值后，更将该计时参数归零。
9.如权利要求8所述的电池控制装置，其特征在于，该处理单元更在该电池的该电池温度大于或等于该第一温度时，通知该运算单元以一第二累积速度累积该计时参数；
其中该第一累积速度小于该第二累积速度。
10.如权利要求8所述的电池控制装置，其特征在于，该处理单元更在该电池温度大于或等于该第一温度且小于一第二温度时，通知该运算单元以一第二累积速度调整该计时参数；
其中该第二温度大于该第一温度，该第二累积速度大于该第一累积速度。
11.如权利要求10所述的电池控制装置，其特征在于，该处理单元更在该电池温度大于或等于该第二温度时，通知该运算单元以一第三累积速度累积该计时参数；
其中该第三累积速度大于该第二累积速度。
12.如权利要求7所述的电池控制装置，其特征在于，该处理单元以一电压调降值降低该电池的该充电电压值，该电压调降值与该时间临界值具有一正向关系。
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