CN111146829B - 两阶段充电的电池管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池管理方法，利用控制单元以及时间计数单元在电池管理系统的全工作周期中设定时间戳以建立固定的工作排程。时间戳将全工作周期划分为一或多个时间区段。在每一时间区段中，控制单元可以通过调节单元控制充电单元将充电电池先充至未饱和电量并待机，直到下一时间区段开始之前，再将充电电池续充至满充电容量。因此，充电电池不仅可以依照固定的工作排程稳定且重复地循环运作，还可以避免长时间处于满充电容量的状态造成电池寿命的缩短。

Description

两阶段充电的电池管理方法

技术领域

本发明涉及一种电池管理方法，特别是有关一种通过两阶段充电以延长电池寿命的电池管理方法。

背景技术

目前市面上充电电池如锂电池的应用，可用于按照固定工作排程稳定且重复地周期性循环运作的设备或装置，例如扫地机器人。以扫地机器人为例，扫地机器人在一天24小时的循环中，会定时离开充电座出去工作；由于扫地机器人通常维持在同一场所中进行工作，工作的时间鲜少有变化，因此扫地机器人也通常在大致固定的时间回到充电座充电。在公知技术中，当扫地机器人回到充电座时，充电座会直接将扫地机器人的充电电池充饱，使得充电电池维持满充电容量很长一段时间，直到扫地机器人下一次出去工作。

但是，当电池处于满充电容量的状态，容易造成电池寿命的缩短。举例来说，一般具有能够有效反复充电500次以上规格的充电电池，如果长期处于满充电容量的状态，往往会使得实际上能够有效反复充电的次数少于100次。

另外，在扫地机器人的操作系统中加入可辨识绝对时间的时钟，虽然有助于操作系统根据用户所设定的工作排程以及用户的使用习惯，弹性调整充电电池充饱的时间点以及工作模式，但是，前述的系统架构设计起来较为复杂、系统运算更为费时耗能，而且组件配置成本也较为昂贵。

因此，有必要发展一种简单而稳定的电池管理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单而稳定的电池管理方法，藉由两阶段充电的设计避免让充电电池长时间处于满充电容量的状态下，并让充电电池的电池寿命得以延长。

为了达到上述目的，本发明公开了一种两阶段充电的电池管理方法，适用于一电池管理系统，所述电池管理系统耦接于充电单元并具有控制单元、时间计数单元、调节单元以及充电电池。所述电池管理方法具有所述控制单元建立所述充电电池的工作排程，其中所述工作排程具有时间戳；所述控制单元通过所述调节单元控制所述充电单元对所述充电电池开始进行充电至低于所述充电电池的满充电容量的未饱和电量；以及所述控制单元根据所述时间戳以及所述时间计数单元的计数值判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

本发明适用于一电池管理系统的电池管理方法，可以根据用户的使用习惯，利用控制单元以及时间计数单元在电池管理系统的全工作周期中设定固定的时间戳以建立固定的工作排程。时间戳将全工作周期划分为一或多个时间区段，且每一时间区段的时间长度对应于时间计数单元的计数值。在每一时间区段中，控制单元可以通过调节单元控制充电单元将工作(放电)完毕的充电电池先充至未饱和电量并待机，直到下一时间区段开始之前，再将即将进入工作状态的充电电池续充至满充电容量。也就是说，藉由本发明的电池管理方法，充电电池不仅可以在无人为介入的状态下依照固定的工作排程稳定且重复地周期性循环运作，还可以避免长时间处于满充电容量的状态造成电池寿命的缩短。因此，本发明所提供的简单且稳定的电池管理方法，可以达到确保充电电池以满充电容量开始工作以及延长电池寿命的目的。

附图说明

图1为本发明实施方式电池管理系统的方块示意图。

图2是本发明实施方式电池管理方法进行两阶段充电的流程图。

图3是本发明实施方式在只有1个时间戳被建立时电池管理方法建立工作排程的示意图。

图4是本发明实施方式在复数个时间戳被建立时电池管理方法建立工作排程的示意图。

图5是本发明第一实施方式电池管理方法根据具有单一时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。

图6是本发明第二实施方式电池管理方法根据具有复数个时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。

图7是本发明第三实施方式电池管理方法根据具有复数个时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。

图8是本发明第四实施方式电池管理方法根据具有复数个时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。

图9是本发明第五实施方式电池管理方法根据具有复数个时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。

其中，附图标记说明如下：

1000 电池管理系统

1 控制单元

2 时间计数单元

3 调节单元

4 充电电池

5 保护电路

6 感测单元

9 充电单元

C 全工作周期

I11,I12,I23,I31 时间区段

Q 固定补充电前计数量

Q12,Q23,Q31 补充电前计数量

T1,T2,T3 时间戳

C11,C12,C23,C31 戳间计数量

A1,A2,A3 时间点

J 特定计数量

K 特定次数

P 预留计数量

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施方式电池管理系统1000的方块示意图。本发明所提供的一种两阶段充电的电池管理方法适用于电池管理系统1000，而电池管理系统1000可应用于按照固定工作排程稳定且重复地周期性循环运作的设备或装置，例如扫地机器人。电池管理系统1000电性连接于外部的充电单元9，以建立提供定电流以及定电压的直流充电回路对充电电池4充电。电池管理系统1000包括控制单元1以及电性连接于控制单元1的保护电路5、调节单元3、时间计数单元2、感测单元6以及充电电池4等复数个组件。控制单元1可以接收各组件的讯号，例如：流经保护电路5的电流值或突波、充/放电回路的电压值、时间计数单元2的计数值、感测单元6所感测到的温度值(即充电电池4温度值)或流经充电电池4的电流值，以及充电电池4的电压值或电量值等等，并将所接收到的讯号进行运算，再根据运算的结果传送指令到各组件以控制各组件的运作。控制单元1可以是、但不限于一种电池电量监测芯片、电池电量计、微处理器或电源控制器等。

如图1所示，保护电路5另电性连接于调节单元3与充电电池4之间，用以侦测并保护电池管理系统1000的充/放电回路免于遭受过大电流或突波的损害。保护电路5可以、但不限于由保险丝、充电控制场效晶体管以及放电控制场效晶体管所组成。通过充电控制场效晶体管以及放电控制场效晶体管之间的协作，电池管理系统1000的充/放电回路的电流值可以被调控在适当的范围内，以避免过大电流或突波的产生而造成充电电池4损坏。如果电池管理系统1000的充/放电回路中有无可避免的过大电流产生，仍可以通过保险丝的熔断机制形成断路，让充/放电回路获得保护。保护电路5另可包含预充电单元，用以在充电电池4的(初始)电量值较低的情况下，对充电电池4预先进行充电，以避免在低电量状态下运作时所可能对充电电池4造成的损害。

感测单元6可以、但不限于包括电流传感器以及温度传感器。在实际应用中，电流传感器可以是电流检测电阻，用以感测流经充电电池4的电流值并将测得的电流值传送给控制单元1。温度传感器可以是热电偶温度计或测温电阻温度计，用以感测充电电池4的电池温度值并将测得的电池温度值传送给控制单元1。另外要说明的是，在充电电池4为低电压或低温的状态下，控制单元1可以根据测得的充电电池4的电流值、温度值以及电压值，通过调节单元3控制充电单元9提供更小的电流来对充电电池4进行充电，以达到保护充电电池4的目的。

时间计数单元2可以是、但不限于计数器或石英震荡器，藉由以固定频率递增次数(累积计数)或递减次数(倒数计数)的方式度量所经过的时间，并以对应于累积/倒数计数过程的计数量代表所经过的时间。举例来说，在实际应用中，时间计数单元2的固定频率可以为每秒计数20次，也就是20Hz。因此，当时间计数单元2累绩计数或倒数计数1200次时，代表经过的时间为1分钟。另外要说明的是，本发明所采用的计时装置为时间计数单元2而可以不是时钟，适用于以固定周期或固定工作排程运行的设备，例如扫地机器人。由于前述设备以固定的周期运作，所以设备只需要认知周期的长度即可；换句话说，设备只需要采用简单的时间计数单元2来度量周期时间长度以及先/后周期之间的时间长度差异(可视为相对时间)，就可按照度量的结果正常且稳定地循环运作，不需要再额外采用时钟来度量绝对时间。如此一来，可以降低设备组件的建置成本并简化设计。

如图1所示，充电单元9通过调节单元3与充电电池4建立充电回路，因此调节单元3具有调节充电回路的电压值以及切换充/放电回路的功能。举例来说，常见的充电单元9所提供的电压源的电压值可为24V，但实际上充电电池4因为使用寿命或设计规格等缘故所具有的额定电压可为18V，此时就需要通过调节单元3的降压功能将充电单元9所提供的电压值从24V降至18V。此外，当充电电池4需要放电时，控制单元1可以控制调节单元3断开与充电单元9之间的电性连接，以让电池管理系统1000通过充电电池4进行放电。当充电电池4需要充电时，控制单元1可以控制调节单元3回复与充电单元9之间的电性连接以建立充电回路，并让充电单元9通过充电回路对充电电池4进行充电。

请参考图2，图2是本发明实施方式电池管理方法进行充电的流程图；如图2所示，电池管理方法对充电电池4进行充电的流程包括以下步骤：

步骤S200：控制单元1建立充电电池4的工作排程，工作排程包括时间戳；

步骤S202：控制单元1通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量；

步骤S204：控制单元1根据时间戳以及时间计数单元2的计数值判断是否将

充电电池4补充电至满充电容量。

以下针对电池管理方法对充电电池4进行第一阶段充电并判断是否续充的流程进行详细说明；请参考图2、图3、以及图4，图3是本发明实施方式在只有1个时间戳被建立时电池管理方法建立工作排程的示意图，图4是本发明实施方示在复数个时间戳被建立时电池管理方法建立工作排程的示意图。本发明电池管理系统1000在出厂时可以内建复数个默认值，包括全工作周期C、固定补充电前计数量Q、时间戳的可建立数量上限，以及预留计数量P等。其中，全工作周期C是电池管理系统1000所认知的单一完整循环的总工作时数或计数量。全工作周期C可以被划分成复数个时间区段，且当电池管理系统1000的时间计数单元2依序历经复数个时间区段并到达最后一个时间区段的终点时，电池管理系统1000的控制单元1可以认知此循环的终结并将时间计数单元2重置以重新开始计数下一循环，如此周而复始(步骤S200)。在实际应用中，全工作周期C可对应于一天24小时，但不限于此。全工作周期C所能被划分产生的复数个时间区段的数目是有限且固定的，时间戳的可建立数量上限就对应于前述的数目。举例来说，当时间戳的可建立数量上限等于3，代表全工作周期C的单一完整循环上最多可以放置3个时间戳，换句话说，全工作周期C最多可以被划分产生3个时间区段I12,I23,I31(如图4所示)。在实际应用中(如扫地机器人的应用领域)，也可仅在全工作周期C上放置一个时间戳(也就是将全工作周期C视为一个时间区段I11，如图3所示)；但本发明不限于此，全工作周期C上所具有的时间戳的数量端视设计需求而定。关于固定补充电前计数量Q以及预留计数量P所代表的意义，将于后续段落中予以说明。在建立具有时间戳之工作排程之后，控制单元1可通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量，为了避免充电电池4长时间维持在满充电容量的状态下致使电池寿命缩短，本发明可于充电电池4充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量时先暂停充电(步骤S202)，之后于以固定周期或固定工作排程运行的设备进行下一次工作之前再将充电电池4补充电至满充电容量(步骤S204)，意即对充电电池4采取两阶段充电的设计。至于如何判断将充电电池4由低于满充电容量的未饱和电量时补充电至满充电容量的机制，可采取控制单元1根据时间戳以及时间计数单元2的计数值判断是否将充电电池4补充电至满充电容量之方式，其作用原理将于后续段落中予以说明。

请参考图5，图5是本发明第一实施方式电池管理方法根据具有单一时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图，在本发明的其中一个实施方式中，只有一个时间戳被建立在全工作周期C中，其包括以下步骤：

步骤S500：当充电电池4通过放电且经过特定计数量而降至特定电压值或特定电量值时，控制单元1撷取充电电池4开始放电的时间点为时间戳；

步骤S502：控制单元1通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量；

步骤S504：当时间计数单元2的计数量符合默认的固定补充电前计数量Q时，控制单元1开始通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。

以下针对在只有1个时间戳被建立时电池管理方法建立工作排程的流程进行详细说明。请参考图3。首先，当充电电池4在时间点A1开始放电时，例如可以固定周期或固定工作排程运行的设备开始进行工作时，时间计数单元2也同时持续进行计数，但此刻控制单元1尚未撷取充电电池4开始放电的时间点A1为时间戳T1，因为控制单元1尚无法确定设备在时间点A1将充电电池4放电的目的是要让充电电池4开始固定地循环作业，或只是随机地将充电电池4短暂放电后再中断放电。因此，唯有当充电电池4确实完成一定程度的放电后，充电电池4的放电行为才可以被视为一种固定循环作业的象征，且充电电池4开始放电的时间点A1才可以被控制单元1视为合格的时间戳T1(步骤S500)。在实际应用中，由于充电电池4放电时的电流值(通常约3A)相较于充电时的电流值(通常约200mA)大上许多，因此控制单元1可以藉由电流值的差异得知充电电池4是否开始放电，并将充电电池4开始放电的时间点A1对应到时间计数单元2的计数。当充电电池4开始放电并经过时间计数单元2的特定计数量J(为一默认值)后，控制单元1可以根据充电电池4的电压是否降至特定电压值(为一默认值)，来决定是否撷取时间点A1为合格的时间戳T1；控制单元1也可以根据充电电池4的电量是否降至特定电量值(例如20％的满充电容量，为一默认值)，来决定是否撷取时间点A1为合格的时间戳T1。前述例示仅为说明控制单元1撷取合格时间戳的方法，并不用于限定本发明权利要求的范围。

当控制单元1撷取时间点A1为时间戳T1且后续并未建立其他时间戳，时间戳T1成为全工作周期C上唯一的时间戳，且据时间戳T1所建立的工作排程只有单一的时间区段I11，换句话说，前述单一的时间区段I11实质上相当于默认的全工作周期C。因此，控制单元1可以将默认的全工作周期C所对应的时间计数单元2的计数量设定为戳间计数量C11，其中戳间计数量指的是从这一时间戳到下一时间戳之间所历经的时间计数单元2的计数量。在本实施方式中，因为工作排程所具有的时间戳只有1个，从这一时间戳到下一时间戳所历经的期间相当于全工作周期C的单一完整循环(例如为24小时)，因此控制单元1可以设定对应于全工作周期C的计数量为戳间计数量C11。此外，在本实施方式中，由于戳间计数量C11为固定的默认值(相当于全工作周期C)，控制单元1只要记得在时间计数单元2计数到低于前述戳间计数量C11的一固定计数量时，让充电电池4开始续充即可，其中前述固定计数量就是固定补充电前计数量Q(为一默认值)。举例来说，在24小时的单一完整循环中，固定补充电前计数量Q可以是相当于22小时的计数量。如此一来，当时间计数单元2从时间戳T1开始计数之后，控制单元1可通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量(步骤S502)；而当时间计数单元2计数了相当于22小时的计数量时，控制单元1就可以开始通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量(步骤S504)，如此一来便可有效地缩短充电电池4处于满充电容量的状态的时间。

请参考图6。图6是本发明第二实施方式电池管理方法根据具有复数个时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。在本发明其他实施方式(第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式以及第五实施方式)中，有复数个时间戳被建立在全工作周期C中。本发明的第二实施方式包括以下步骤：

步骤S600：当充电电池4通过放电且经过特定计数量而降至特定电压值或特定电量值时，控制单元1撷取充电电池4开始放电的时间点为时间戳；

步骤S602：当复数个时间戳被建立时，控制单元1撷取时间计数单元2从复数个时间戳其中每一时间戳开始到下一时间戳为止的计数量为戳间计数量；

步骤S604：控制单元1通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量；

步骤S606：控制单元1根据默认的预留计数量P设定补充电前计数量Q12,Q23,Q31；

步骤S608：控制单元1控制时间计数单元2以补充电前计数量Q12,Q23,Q31为计数量从时间戳开始倒数；

步骤S610：控制单元1根据时间计数单元2的倒数计数值判断是否将所述充电电池4补充电至所述满充电容量；

步骤S612：当时间计数单元2的倒数计数值为特定值，控制单元1开始通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。

以下针对在复数个时间戳被建立时第二实施方式的控制单元1建立工作排程的流程进行详细说明。关于控制单元1撷取合格时间戳的方法已于前一实施方式(第一实施方式)中详细说明，于此不再赘述。请参考图4。如图4所示，在全工作周期C的单一完整循环中，当用户在3个时间点A1,A2,A3让充电电池4分别进行3次放电，控制单元1可以根据前一实施方式中所述的撷取合格时间戳的方法撷取并建立3个时间戳T1,T2,T3，以建立充电电池4的工作排程(步骤S600)。当工作排程建立后，控制单元1可以撷取时间计数单元2从3个时间戳T1,T2,T3之中每一时间戳开始到下一时间戳为止的计数量为戳间计数量C12,C23,C31(步骤S602)。换句话说，控制单元1可以撷取时间计数单元2从时间戳T1开始到时间戳T2为止的计数量为戳间计数量C12，撷取时间计数单元2从时间戳T2开始到时间戳T3为止的计数量为戳间计数量C23，且撷取时间计数单元2从时间戳T3开始到时间戳T1为止的计数量为戳间计数量C31。另外要说明的是，戳间计数量C12,C23,C31在本实施方示中虽然都分别例示为相当于8小时，但本发明不限于此；C12,C23,C31三者彼此之间的计数量可以相等也可以不相等，端视用户的需求与操作而定。

当时间计数单元2从3个时间戳T1,T2,T3之一开始计数之后，控制单元1可通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量(步骤S604)。请参考图4，以下以图4中所示的时间戳T1以及下一时间戳T2为例，针对第二实施方式的控制单元1判断是否将充电电池4补充电至满充电容量的判断方法进行详细说明。首先，控制单元1可以根据在步骤S602中所撷取的戳间计数量C12以及预留计数量P设定补充电前计数量Q12,，其中预留计数量P为一默认值，指的是在下一时间戳T2之前要预留多少时间让充电电池4开始续充至满充电容量，以让充电电池4能够以满充电容量的状态进行排定于下一时间戳T2执行的放电作业。在本实施方式中，控制单元1设定补充电前计数量Q12的方法，是将戳间计数量C12减去预留计数量P的差值设定为补充电前计数量Q12(步骤S606)。另外要说明的是，在实际应用中，预留计数量P可以但不限定于设定为相当于2小时的时间计数单元2的计数量，也就是说，在下一时间戳T2之前的2小时，可以开始将充电电池4从未饱和电量补充电至满充电容量，而充电电池4从未饱和电量补充电至满充电容量的时间长度也不局限于等于预留计数量P所对应之时间长度。

当补充电前计数量Q12设定完成后，控制单元1可以设定时间计数单元2在时间戳T1时具有总数等于补充电前计数量Q12的计数量，并从时间戳T1开始倒数(步骤S608)。接着，控制单元1计可以根据时间计数单元2的倒数计数值判断是否将所述充电电池4补充电至所述满充电容量。具体来说，当时间计数单元2的倒数计数值尚未到达特定值(为一默认值)，充电电池4不进行续充；而当倒数计数值等于特定值，控制单元1才开始通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。在实际应用中，前述特定值可以为0，也就是说，当时间计数单元2将全部的补充电前计数量Q12倒数完毕后，充电电池4才开始进行续充(步骤S610、步骤S612)，但本发明不限于此。另外要说明的是，虽然前述描述以时间戳T1与下一时间戳T2之间的时间区段I12为例说明本实施方式的判断方法，但时间戳T2与下一时间戳T3之间的时间区段I23、以及时间戳T3与下一时间戳T1之间的时间区段I31可应用相同的判断方法，以此类推，于此不再赘述。

请参考图7。图7是本发明第三实施方式电池管理方法根据具有复数个时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。本发明的第三实施方式包括以下步骤：

步骤S700：当充电电池4通过放电且经过特定计数量而降至特定电压值或特定电量值时，控制单元1撷取充电电池4开始放电的时间点为时间戳；

步骤S702：当复数个时间戳被建立时，控制单元1撷取时间计数单元2从复数个时间戳其中每一时间戳开始到下一时间戳为止的计数量为戳间计数量；

步骤S704：控制单元1通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量；

步骤S706：控制单元1根据默认的预留计数量P设定补充电前计数量Q12,Q23,Q31；

步骤S708：控制单元1控制时间计数单元2从时间戳开始累积计数；

步骤S710：控制单元1根据时间计数单元2的累积计数值与补充电前计数量Q12,Q23,Q31之间的比较结果，判断是否将充电电池4补充电至满充电容量。

步骤S712：当时间计数单元2的累积计数值符合补充电前计数量Q12,Q23,Q31，控制单元1通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。

关于在复数个时间戳被建立时控制单元1建立工作排程(步骤S700、步骤S702)的方法，已于前一实施方式(第二实施方式)中详细说明，于此不再赘述。当时间计数单元2从3个时间戳T1,T2,T3之一开始计数之后，控制单元1可通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量(步骤S704)。。请参考图4。以下以图4中所示的时间戳T1以及下一时间戳T2为例，针对第三实施方式判断是否将充电电池4补充电至满充电容量的判断方法进行详细说明。首先，控制单元1可以根据在步骤S702中所撷取的戳间计数量C12以及预留计数量P设定补充电前计数量Q12，其中本实施方式设定补充电前计数量Q12的方法可与第二实施方式设定补充电前计数量Q12的方法相同，于此不再赘述(步骤S706)。当补充电前计数量Q12设定完成后，控制单元1可以设定时间计数单元2在时间戳T1时具有的总计数量为0，并从时间戳T1开始累积计数(步骤S708)。

接着，控制单元1可以根据时间计数单元2的累积计数值与补充电前计数量Q12之间的比较结果，判断是否将充电电池4补充电至满充电容量。具体来说，当时间计数单元2的累积计数值尚未符合对应于补充电前计数量Q12的特定值，充电电池4不进行续充；而当累积计数值符合对应于补充电前计数量Q12的特定值，控制单元1才开始通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。在实际应用中，当累积计数值等于补充电前计数量Q12时，充电电池4才开始进行续充(步骤S710、步骤S712)，但本发明不限于此。另外要说明的是，虽然前述描述以时间戳T1与下一时间戳T2之间的时间区段I12为例说明本实施方式的判断方法，但时间戳T2与下一时间戳T3之间的时间区段I23、以及时间戳T3与下一时间戳T1之间的时间区段I31可应用相同的判断方法，以此类推，于此不再赘述。

请参考图8。图8是本发明第四实施方式电池管理方法根据具有复数个时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。本发明的第四实施方式包括以下步骤：

步骤S800：当充电电池4通过放电且经过特定计数量而降至特定电压值或特定电量值时，控制单元1撷取充电电池4开始放电的时间点为时间戳；

步骤S802：当复数个时间戳被建立时，控制单元1撷取时间计数单元2从复数个时间戳其中每一时间戳开始到下一时间戳为止的计数量为戳间计数量；

步骤S804：控制单元1通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量；

步骤S806：控制单元1控制时间计数单元2以戳间计数量的计数量从时间戳开始倒数；

步骤S808：控制单元1根据时间计数单元2的倒数计数值判断是否将充电电池4补充电至满充电容量；

步骤S810：当时间计数单元2的倒数计数值符合默认的预留计数量P时，控制单元1通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。

关于在复数个时间戳被建立时控制单元1建立工作排程(步骤S800、步骤S802)的方法，已于第二实施方式中详细说明，于此不再赘述。当时间计数单元2从3个时间戳T1,T2,T3之一开始计数之后，控制单元1可通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量(步骤S804)。请参考图4。以下以图4中所示的时间戳T1以及下一时间戳T2为例，针对第四实施方式判断是否将充电电池4补充电至满充电容量的判断方法进行详细说明。首先，控制单元1可以设定时间计数单元2在时间戳T1时具有总数等于戳间计数量C12的计数量，并从时间戳T1开始倒数(步骤S806)。接着，控制单元1根据时间计数单元2的倒数计数值判断是否将充电电池4补充电至满充电容量。具体来说，当时间计数单元2的倒数计数值尚未符合对应于预留计数量P的特定值，充电电池4不进行续充；而当倒数计数值符合对应于预留计数量P的特定值，控制单元1才开始通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。在实际应用中，当倒数计数值小于预留计数量P时，充电电池4才开始进行续充(步骤S808、步骤S810)，但本发明不限于此。另外要说明的是，虽然前述描述以时间戳T1与下一时间戳T2之间的时间区段I12为例说明本实施方式的判断方法，但时间戳T2与下一时间戳T3之间的时间区段I23、以及时间戳T3与下一时间戳T1之间的时间区段I31可应用相同的判断方法，以此类推，于此不再赘述。

请参考图9。图9是本发明第四实施方式电池管理方法根据具有复数个时间戳的工作排程进行两阶段充电的流程图。本发明的第五实施方式包括以下步骤：

步骤S900：当充电电池4通过放电且经过特定计数量而降至特定电压值或特定电量值时，控制单元1撷取充电电池4开始放电的时间点为时间戳；

步骤S902：当复数个时间戳被建立时，控制单元1撷取时间计数单元2从复数个时间戳其中每一时间戳开始到下一时间戳为止的计数量为戳间计数量；

步骤S904：控制单元1通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量；

步骤S906：控制单元1控制时间计数单元2从时间戳开始累积计数；

步骤S908：控制单元1根据时间计数单元2的累积计数值与戳间计数量之间的运算结果判断是否将充电电池4补充电至满充电容量；

步骤S910：当累积计数值与戳间计数量之间的计算结果符合默认的预留计数量P时，控制单元1通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。

关于在复数个时间戳被建立时控制单元1建立工作排程(步骤S900、步骤S902)的方法，已于第二实施方式中详细说明，于此不再赘述。当时间计数单元2从3个时间戳T1,T2,T3之一开始计数之后，控制单元1可通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量(步骤S904)。请参考图4。以下以图4中所示的时间戳T1以及下一时间戳T2为例，针对第五实施方式判断是否将充电电池4补充电至满充电容量的判断方法进行详细说明。首先，控制单元1可以设定时间计数单元2在时间戳T1时具有的总计数量为0，并从时间戳T1开始累积计数(步骤S906)。接着，控制单元1根据时间计数单元2的累积计数值与戳间计数量之间的运算结果判断是否将充电电池4补充电至满充电容量。具体来说，当戳间计数量减去时间计数单元2的累积计数值的差值尚未符合对应于预留计数量P的特定值，充电电池4不进行续充；而当戳间计数量减去累积计数值的差值符合对应于预留计数量P的特定值，控制单元1才开始通过调节单元3控制充电单元9将充电电池4补充电至满充电容量。在实际应用中，当前述差值小于预留计数量P时，充电电池4才开始进行续充(步骤S908、步骤S910)，但本发明不限于此。另外要说明的是，虽然前述描述以时间戳T1与下一时间戳T2之间的时间区段I12为例说明本实施方式的判断方法，但时间戳T2与下一时间戳T3之间的时间区段I23、以及时间戳T3与下一时间戳T1之间的时间区段可应用相同的判断方法I31，以此类推，于此不再赘述。

上述对于第一实施方式、第二实施方式、第三实施方示、第四实施方式以及第五实施方式的描述，只是为了说明控制单元1判断是否将充电电池4补充电至满充电容量的判断方法可以有多种实施方式，但并不限于本发明所揭露的实施方式。

另外要说明的是，为了避免充电电池4长时间处于满充电容量而缩短了电池寿命，本发明利用控制单元1通过调节单元3控制充电单元9对充电电池4开始进行充电至低于充电电池4的满充电容量的未饱和电量，其目的就是为了不要让充电电池4在第一阶段充电时就被充满、并在接近下一次放电之前的第二阶段才把电充满。因此，搭配默认的预留计数量P以及充电电池4的充电速率等参数，只要是合理的未饱和电量都可以应用于本发明以达成前述的发明目的。在本发明的一种实施方式中，未饱和电量可以是实质上介于80％满充电容量与95％满充电容量之间的电量，但不限于此。在其他实施方式中，未饱和电量可以是低于95％满充电容量的合理特定电压值。

如前所述，应用本发明电池管理系统1000的设备(例如扫地机器人)通常是根据固定的工作排程执行固定的周期性作业。但是，也可以设计前述设备在出厂时不内建默认的固定工作排程，以让工作排程根据用户自身的需求以及喜好进行设定。另一方面，用户在刚启用前述设备时通常也不会马上就确立自身的使用模式或设备的作业模式，而是需要一段时间去尝试以及习惯，才能根据习惯确立合适的固定工作排程。也就是说，用户对于设备通常是使用了特定次数K之后，才会为设备建立固定的工作排程，以让设备的充电电池4可以稳定且重复地循环运作。因此，本发明的电池管理方法在建立充电电池4工作排程的过程中，还可以于电池管理系统1000内建另一默认值为特定次数K。当用户在第1次、第2次……、第K次使用设备并让设备的充电电池4放电时，电池管理系统1000会直接认定第K次以前(包括第K次)的所有放电作业尚属于试用期间，因此第K次以前(包括第K次)的开始放电时间点不应该被识别为时间戳。当控制单元1判断充电电池4放电的次数达到特定次数K时，控制单元1才会根据前述撷取合格时间戳的方法，将充电电池4下次(第K+1次)以及之后开始放电的时间点撷取为时间戳，据以建立固定的工作排程。

本发明适用于一电池管理系统的电池管理方法，可以根据用户的使用习惯，利用控制单元以及时间计数单元在电池管理系统的全工作周期中设定固定的时间戳以建立固定的工作排程。时间戳将全工作周期划分为一或多个时间区段，且每一时间区段的时间长度对应于时间计数单元的计数值。在每一时间区段中，控制单元可以通过调节单元控制充电单元将工作(放电)完毕的充电电池先充至未饱和电量并待机，直到下一时间区段开始之前，再将即将进入工作状态的充电电池续充至满充电容量。也就是说，藉由本发明的电池管理方法，充电电池不仅可以在无人为介入的状态下依照固定的工作排程稳定且重复地周期性循环运作，还可以避免长时间处于满充电容量的状态造成电池寿命的缩短。因此，本发明所提供的简单且稳定的电池管理方法，可以达到确保充电电池以满充电容量开始工作以及延长电池寿命的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两阶段充电的电池管理方法，适用于一电池管理系统，所述电池管理系统耦接于充电单元，并包括控制单元、时间计数单元、调节单元以及充电电池，所述电池管理方法包括：

所述控制单元建立所述充电电池的工作排程，所述工作排程包括时间戳，所述控制单元建立所述充电电池的工作排程，包括：

当所述充电电池通过放电且经过特定计数量而降至特定电压值或特定电量值时，所述控制单元撷取所述充电电池开始放电的时间点为所述时间戳，或当所述控制单元判断所述充电电池放电的次数达到特定次数时，所述控制单元撷取所述充电电池下次开始放电的时间点为所述时间戳，其中所述工作排程中所能建立的所述时间戳的数量上限为预设且固定；

所述控制单元通过所述调节单元控制所述充电单元对所述充电电池开始进行充电至低于所述充电电池的满充电容量的未饱和电量；以及

所述控制单元根据所述时间戳以及所述时间计数单元对应所经过时间的计数值判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

2.如权利要求1所述的电池管理方法，其中：

所述控制单元建立所述充电电池的工作排程另包括：

当所建立的所述时间戳的数量为1时，所述控制单元设定所述电池管理系统的全工作周期所对应的所述时间计数单元的计数量为戳间计数量；以及

所述控制单元根据所述时间戳以及所述时间计数单元对应所经过时间的计数值判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量，包括：

当所述时间计数单元的所述计数量符合低于所述戳间计数量的固定补充电前计数量时，所述控制单元开始通过所述调节单元控制所述充电单元将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

3.如权利要求1所述的电池管理方法，其中：

所述控制单元于所述工作排程中建立复数个时间戳，且所述控制单元建立所述充电电池的工作排程另包括：

当所述复数个时间戳被建立时，所述控制单元撷取所述时间计数单元从所述复数个时间戳其中每一时间戳开始到下一时间戳为止的计数量为戳间计数量；以及

所述控制单元根据所述时间戳以及所述时间计数单元对应所经过时间的计数值判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量，包括：

所述控制单元根据默认的预留计数量设定补充电前计数量，包括：

所述控制单元设定所述戳间计数量减去默认的所述预留计数量所得的差值为所述补充电前计数量；

所述控制单元控制所述时间计数单元以所述补充电前计数量为计数量从所述时间戳开始倒数；以及

所述控制单元根据所述时间计数单元的倒数计数值判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

4.如权利要求3所述的电池管理方法，另包括：

当所述时间计数单元的所述倒数计数值为特定值，所述控制单元开始通过所述调节单元控制所述充电单元将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

5.如权利要求3所述的电池管理方法，其中所述控制单元根据所述时间戳以及所述时间计数单元对应所经过时间的计数值判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量，包括：

所述控制单元根据默认的预留计数量设定补充电前计数量；

所述控制单元控制所述时间计数单元从所述时间戳开始累积计数；以及

所述控制单元根据所述时间计数单元的累积计数值与所述补充电前计数量之间的比较结果，判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

6.如权利要求5所述的电池管理方法，另包括：

当所述时间计数单元的所述累积计数值符合所述补充电前计数量，所述控制单元通过所述调节单元控制所述充电单元将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

7.如权利要求5所述的电池管理方法，其中所述控制单元根据默认的预留计数量设定补充电前计数量包括：

所述控制单元设定所述戳间计数量减去默认的所述预留计数量所得的差值为所述补充电前计数量。

8.如权利要求3所述的电池管理方法，其中所述控制单元根据所述时间戳以及所述时间计数单元对应所经过时间的计数值判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量，包括：

所述控制单元控制所述时间计数单元以所述戳间计数量的计数量从所述时间戳开始倒数；以及

所述控制单元根据所述时间计数单元的倒数计数值判断是否将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

9.如权利要求8所述的电池管理方法，另包括：

当所述时间计数单元的所述倒数计数值符合默认的预留计数量时，所述控制单元通过所述调节单元控制所述充电单元将所述充电电池补充电至所述满充电容量。

10.如权利要求1所述的电池管理方法，其中所述控制单元通过所述调节单元控制所述充电单元对所述充电电池开始进行充电至低于所述充电电池的满充电容量的未饱和电量，包括：

所述控制单元通过所述调节单元控制所述充电单元将所述电池充电至介于80％满充电容量与95％满充电容量之间的电量。