JP7286736B2 - スマートバッテリー装置及びその操作方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリー装置に関し、特に、スマートバッテリー装置及びその操作方法に関する。
バッテリー装置は、電気エネルギーを供給することができる。よって、バッテリー装置は、様々な電子デバイスに共通して見られる。近年、バッテリー装置の寿命、パフォーマンス及び安全性が重要視されており、製造者は、高性能な製品の提供を望む。しかし、バッテリー装置の動作温度及び充／放電電流は、バッテリー装置の寿命、パフォーマンス及び安全性に影響する。よって、バッテリー装置の寿命、パフォーマンス及び安全性をどのように向上させ、管理するかが、各製造者による技術の改善の焦点となっている。
本発明は、スマートバッテリー装置及びその操作方法を提供し、バッテリーユニットの寿命、パフォーマンス及び安全性を向上させることを目的とする。
本発明の一実施形態によるスマートバッテリー装置は、バッテリーユニットと、温度検出ユニットと、処理ユニットと、を有する。温度検出ユニットは、周囲温度を感知して、温度信号を生成する。処理ユニットは、バッテリーユニット及び温度検出ユニットに結合されている。処理ユニットは、充電モードにおいて、温度信号を受信するとともに、バッテリーユニットの電力容量を取得し、温度信号に従って全容量を設定し、バッテリーユニットの電力容量が全容量に達した場合に指示フラグを生成する。指示フラグは、バッテリーユニットがフル充電状態であることを示すために使用される。
本発明の一実施形態は、スマートバッテリー装置の操作方法を提供する。方法は、以下の工程を有する。周囲温度を感知して、温度信号を生成する。充電モードにおいて、温度信号を受信して、バッテリーユニットの電力容量を取得する。全容量が温度信号に従って設定されるとともに、バッテリーユニットの電力容量が全容量に達した場合に、指示フラグが生成される。指示フラグは、バッテリーユニットがフル充電状態であることを示すために使用される。
本発明により開示されるスマートバッテリー装置及びその操作方法によれば、温度検出ユニットは、周囲温度を感知して、温度信号を生成する。処理ユニットは、充電モードにおいて、温度信号及びバッテリーユニットの電力容量に従って指示フラグを生成し、指示フラグは、バッテリーユニットがフル充電状態であることを示すために使用される。これにより、スマートバッテリー装置を効率的に管理することができ、バッテリーユニットの寿命、パフォーマンス、安全性を向上させる。
本発明の実施形態は、図面及び以下の詳細な説明を参照する。
本発明の一実施形態によるスマートバッテリー装置を示す図である。 本発明の一実施形態によるスマートバッテリー装置の操作方法のフローチャートである。 図２の工程２０６の詳細なフローチャートである。 図２の工程２１２の詳細なフローチャートである。 図２の工程２１２の別の詳細なフローチャートである。
以下の各実施形態において、同じ符号は、同一又は類似の素子やコンポーネントを示す。
図１は、本発明の一実施形態によるスマートバッテリー装置を示す図である。図１を参照する。スマートバッテリー装置１００は、電力を蓄積するとともに、蓄積した電力を、それに接続された受電装置（図示省略）に供給する。いくつかの実施形態において、受電装置は、電力で作動させる必要がある各種電子デバイス又は電気自動車であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
スマートバッテリー装置１００は、バッテリーユニット１１０と、温度検出ユニット１２０と、処理ユニット１３０と、放電スイッチ１４０と、充電スイッチ１５０と、を有する。
バッテリーユニット１１０は、電力を供給する。いくつかの実施形態において、バッテリーユニット１１０は、直列及び／又は並列に接続された１つ以上の電池により形成される。さらに、バッテリーユニット１１０は、リチウム電池、ニッケル水素電池、密閉型鉛蓄電池又は他の任意の適切な充電池であってもよい。
温度検出ユニット１２０は、周囲温度を感知して、温度信号を生成する。いくつかの実施形態において、温度検出ユニット１２０は、正の温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ、負の温度係数（ＮＴＣ）サーミスタ、温度検出チップ、又は、他の適切な温度検出素子によって実装されてもよい。
処理ユニット１３０は、バッテリーユニット１１０及び温度検出ユニット１２０に結合されている。いくつかの実施形態において、処理ユニット１３０は、システムオンチップ（ＳｏＣ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロコントローラーユニット（ＭＣＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、アプリケーションプロセッサ（ＡＰ）、又は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）によって実装されてもよいが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
放電スイッチ１４０は、バッテリーユニット１１０及び処理ユニット１３０に結合されている。処理ユニット１３０は、例えば、スマートバッテリー装置１００が放電モードに移行するように放電スイッチ１４０を制御して、バッテリーユニット１１０の電力を受電装置に供給する。充電スイッチ１５０は、処理ユニット１３０及びスマートバッテリー装置１００のバッテリー正端子ＢＡＴＴ＋に結合されている。処理ユニット１３０は、例えば、スマートバッテリー装置１００が充電モードに移行するように充電スイッチ１５０を制御して、外部電源（図示省略）から供給される充電電流により、バッテリーユニット１１０を充電する。いくつかの実施形態において、放電スイッチ１４０及び充電スイッチ１５０は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によって実装されてもよいが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
本実施形態において、処理ユニット１３０は、外部電源が存在するか否かを検出する。処理ユニット１３０が、外部電源の存在を検出すると、スマートバッテリー装置１００が充電モードに移行することを示し、処理ユニット１３０は、充電スイッチ１５０を制御して、バッテリーユニット１１０を充電する。その後、処理ユニット１３０は、充電モードにおいて、温度信号を受信して、バッテリーユニット１１０の電力容量を取得し、温度信号に従って全容量を設定し、且つ、バッテリーユニット１１０の電力容量が全容量に達した場合に指示フラグを生成する。指示フラグは、バッテリーユニットがフル充電状態であることを示すために使用される。つまり、処理ユニット１３０は、異なる温度に応じて、バッテリーユニット１１０の異なる全容量を設定してもよい。よって、バッテリーの寿命及び安全性が効果的に向上する。
さらに、処理ユニット１３０が温度信号を受信した後に、処理ユニット１３０は、温度信号の温度が第一所定温度より低いか否かを判断する。本実施形態において、第一所定温度は、例えば０度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第一所定温度よりも低い場合、スマートバッテリー装置１００が低温であることを示す。バッテリーユニット１１０がこの温度で充電されて、バッテリーユニット１１０の寿命又はパフォーマンスに影響するのを防止するために、処理ユニット１３０は、スマートバッテリー装置１００を制御して、保護モードに移行する。例えば、処理ユニット１３０は、充電スイッチ１５０をオフに制御して、バッテリーユニット１１０の充電機能を停止する。
温度信号の温度が第一所定温度よりも低くない場合、処理ユニット１３０は、温度信号の温度が第二所定温度より低いか否かを判断する。本実施形態において、第二所定温度は、例えば、第一所定温度よりも高い。また、第二所定温度は、例えば２５度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第二所定値よりも低い場合、例えば、温度が０～２５度の場合、スマートバッテリー装置１００は、正常な温度であることを示す。その後、処理ユニット１３０は、全容量を第一所定値に設定し、バッテリーユニット１１０の電力容量が第一所定値に達した場合に指示フラグを生成する。本実施形態において、第一所定値は、例えば１００％であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。つまり、温度が０～２５度であり、且つ、バッテリーユニット１１０の電力容量が第一所定値に達した場合に、処理ユニット１３０は、例えば、バッテリーユニット１１０がフル充電状態（例えば、１００％）であることを示す高論理レベル“１”の指示フラグを生成する。その後、高論理レベル“１”の指示フラグが受電装置に提供され、受電装置は、バッテリーユニット１１０がフル充電状態（すなわち、１００％）であることを表示する。
温度信号の温度が第二所定温度よりも低くない場合、処理ユニット１３０は、温度信号の温度が第三所定温度よりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第三所定温度は、例えば、第二所定温度よりも高い。また、第三所定温度は、例えば４５度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第三所定温度よりも低い場合、例えば、温度が２５～４５度である場合に、スマートバッテリー装置１００は、比較的高温であることを示す。その後、処理ユニット１３０は、全容量を第二所定値に設定し、バッテリーユニット１１０の電力容量が第二所定値に達した場合に指示フラグを生成する。本実施形態において、第二所定値は、例えば、第一所定値よりも小さい。また、第二所定値は、例えば９５％であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。つまり、温度が２５～４５度であり、且つ、バッテリーユニット１１０の電力容量が第二所定値（例えば、９５％）に達すると、処理ユニット１３０は、例えば、バッテリーユニット１１０がフル充電状態（例えば、１００％）であることを示す高論理レベル“１”の指示フラグを生成する。その後、高論理レベル“１”の指示フラグが受電装置に提供され、受電装置は、バッテリーユニット１１０がフル充電状態（つまり、１００％）であることを表示する。
温度信号の温度が第三所定温度よりも低くない場合、処理ユニット１３０は、温度信号の温度が第四所定温度よりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第四所定温度は、例えば、第三所定温度よりも高い。また、第四所定温度は、例えば６０度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第四所定値よりも低い場合、例えば、温度が４５～６０度である場合、スマートバッテリー装置１００がさらに高い温度であることを示す。その後、処理ユニット１３０は、全容量を第三所定値に設定し、バッテリーユニット１１０の電力容量が第三所定値に達した場合に指示フラグを生成する。本実施形態において、第三所定値は、例えば、第二所定値よりも小さい。また、第三所定値は、例えば９０％であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。つまり、温度が４５～６０度であり、且つ、バッテリーユニット１１０の電力容量が第三所定値（例えば、９０％）に達する場合に、処理ユニット１３０は、例えば、バッテリーユニット１１０がフル充電状態（例えば、１００％）であることを示す高論理レベル“１”の指示フラグを生成する。その後、高論理レベル“１”の指示フラグが受電装置に提供され、受電装置は、バッテリーユニット１１０がフル充電状態（即ち、１００％）であることを表示する。
温度信号の温度が第四所定温度よりも低くない場合、例えば、温度が６０度よりも高い場合、スマートバッテリー装置１００が非常に高温であることを示す。バッテリーユニット１１０がこの温度で充電されることにより、バッテリーユニット１１０の寿命やパフォーマンスに影響するのを防止するために、処理ユニット１３０は、保護モードに移行するようにスマートバッテリー装置１００を制御する。例えば、処理ユニット１３０は、充電スイッチ１５０をオフに制御して、バッテリーユニット１１０の充電機能を停止する。
上記実施形態において、処理ユニット１３０が、例えば、高論理レベル“１”の指示フラグを生成した後に、バッテリーユニット１１０の電力容量が指示フラグに対応するフル充電状態ではない（例えば、１００％、９５％、又は、９０％）ことを検出した場合に、処理ユニット１３０は、指示フラグをクリアして、バッテリーユニット１１０の現在の電力容量を受電装置に提供し、受電装置は、バッテリーユニット１１０の現在の電力容量を表示する。
また、本実施形態のスマートバッテリー装置１００は、電流検出ユニット１６０をさらに有する。電流検出ユニット１６０は、バッテリーユニット１１０、処理ユニット１３０及びスマートバッテリー装置１００のバッテリー負極ＢＡＴＴ－に結合されている。電流検出ユニット１６０は、バッテリーユニット１１０の放電電流を感知する。
処理ユニット１３０は、外部電源が存在しないことを検出すると、スマートバッテリー装置１００が放電モードに移行することを示し、処理ユニット１３０は、放電スイッチ１４０を制御して、バッテリーユニット１１０を放電する。その後、処理ユニット１３０は、放電モードにおいて、温度信号及び放電電流を受信し、温度信号又は放電電流のＣレートに従って調整指示を生成する。調整指示は、操作の調整を受電装置に指示するために使用される。その後、処理ユニット１３０は、調整指示を、伝送インターフェース１３１を介して受電装置に送信する。いくつかの実施形態において、伝送インターフェース１３１は、例えば、システム管理バス（ＳＭｂｕｓ）である。つまり、処理ユニット１３０は、異なる温度又は異なる放電電流のＣレートに従って異なる調整指示を受電装置に提供して、受電装置に、そのの内部素子の電力消費（例えば、受電装置の処理デバイス（例えば、ＣＰＵ）の周波数を調整する）を調整させる。よって、バッテリーの寿命及び安全性が効果的に向上する。
さらに、処理ユニット１３０は、温度信号を受信した後に、温度信号の温度が第一所定温度よりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第一所定温度は、例えば－２０度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第一所定温度よりも低い場合、スマートバッテリー装置１００が低すぎる温度であることを示す。バッテリーユニット１１０がこの温度で放電され、バッテリーユニット１１０の寿命やパフォーマンスに影響するのを防止するために、処理ユニット１３０は、スマートバッテリー装置１００を保護モードに移行するように制御する。例えば、処理ユニット１３０は、放電スイッチ１４０をオフに制御して、バッテリーユニット１１０の放電機能を停止する。
温度信号の温度が第一所定温度よりも低くない場合、処理ユニット１３０は、温度信号の温度が第二所定温度よりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第二所定温度は、例えば、第一所定温度よりも高い。また、第二所定温度は、例えば４５度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第二所定値よりも低い場合、例えば、温度が－２０～４５度である場合、スマートバッテリー装置１００が正常な温度であることを示し、処理ユニット１３０は、調整指示を生成しない。つまり、処理ユニット１３０は、調整指示を受電装置に生成せず、且つ、受電装置も、操作を調整せずに、通常操作を実行する。その後、処理ユニット１３０は、温度信号を連続的に監視し、後続の操作（例えば、スマートバッテリー装置１００を保護モードに移行するように制御する操作や、調整指示を生成しない操作等）を実行する。
温度信号の温度が第二所定温度よりも低くない場合、処理ユニット１３０は、温度信号の温度が第三所定温度よりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第三所定温度は、例えば、第二所定温度よりも高い。また、第三所定温度は、例えば５０度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第三所定温度よりも低い場合、例えば、温度が４５～５０度である場合、スマートバッテリー装置１００がやや高温であることを示す。その後、処理ユニット１３０は、第一調整値を有する調整指示を生成する。本実施形態において、第一調整値は、例えば、２５％のスロットル（throttling）であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。つまり、温度が４５～５０度である場合、処理ユニット１３０は、例えば、２５％のスロットルの調整指示を受電装置に生成し、受電装置は、２５％のスロットルの調整指示に従って、受電装置の処理デバイスの周波数に対して２５％のスロットルを実行する。その後、処理ユニット１３０は、温度信号を連続的に監視して、後続の操作（例えば、調整指示を生成しない操作や、第一調整値を有する調整指示を生成する操作等）を実行する。
温度信号の温度が第三所定温度よりも低くない場合、処理ユニット１３０は、温度信号の温度が第四所定温度よりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第四所定温度は、例えば、第三所定温度よりも高い。また、第四所定温度は、例えば５５度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第四所定値よりも低い場合、例えば、温度が５０～５５度である場合、スマートバッテリー装置１００が比較的高温であることを示す。その後、処理ユニット１３０は、第二調整値を有する調整指示を生成する。本実施形態において、第二調整値は、例えば５０％のスロットルであるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。つまり、温度が５０～５５度である場合、処理ユニット１３０は、例えば、５０％のスロットルの調整指示を受電装置に生成し、受電装置は、５０％のスロットルの調整指示に従って、受電装置の処理デバイスの周波数に対して５０％のスロットルを実行する。その後、処理ユニット１３０は、温度信号を連続的に監視して、第一調整値を有する調整指示を生成する操作や、第二調整値を有する調整指示を生成する操作を実行する。
温度信号の温度が第四所定温度よりも低くない場合、処理ユニット１３０は、温度信号の温度が第五所定温度よりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第五所定温度は、例えば、第四所定温度よりも高い。また、第五所定温度は、例えば６０度であるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
温度信号の温度が第五所定値よりも低い場合、例えば、温度が５５～６０度である場合、スマートバッテリー装置１００が高温であることを示す。その後、処理ユニット１３０は、第三調整値を有する調整指示を生成する。本実施形態において、第三調整値は、例えば、７５％のスロットルであるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。つまり、温度が５５～６０度の場合、処理ユニット１３０は、例えば、７５％のスロットルの調整指示を受電装置に生成し、受電装置は、７５％のスロットルの調整指示に従って、受電装置の処理デバイスの周波数に対して７５％のスロットルを実行する。その後、処理ユニット１３０は、温度信号を連続的に監視して、第二調整値を有する調整指示を生成する操作や、第三調整値を有する調整指示を生成する操作を実行する。
温度信号の温度が第五所定温度よりも低くない場合、例えば、温度が６０度よりも高い場合、スマートバッテリー装置１００が非常に高温であることを示す。その後、処理ユニット１３０は、シャットダウン指示を有する調整指示を生成する。つまり、温度が６０度より高い場合、処理ユニット１３０は、シャットダウン指示を有する調整指示を受電装置に生成し、受電装置は、シャットダウン操作を実行する。これにより、バッテリーユニット１１０がこの温度で放電されて、バッテリーユニット１１０の寿命やパフォーマンスに影響することを防止する。よって、処理ユニット１３０は、受電装置の処理デバイスがスロットル操作やシャットダウン操作を実行してバッテリーユニット１１０の過放電を防止するように調整指示を生成することによって、バッテリーユニット１１０の寿命、パフォーマンス及び安全性を効果的に向上させる。
また、処理ユニット１３０が放電電流を受信した後に、処理ユニット１３０は、放電電流のＣレートが第一所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第一所定Ｃレートは、例えば１Ｃであるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
放電電流のＣレートが第一所定Ｃレートよりも低い場合、放電電流のＣレートが正常であることを示し、処理ユニット１３０は調整指示を生成しない。つまり、処理ユニット１３０は、調整指示を受電装置に生成せず、受電装置は、操作を調整せずに通常の操作を実行する。その後、処理ユニット１３０は、放電電流を連続的に監視して、後続の操作（例えば、処理ユニット１３０は、調整指示を生成しない等）を実行する。
放電電流のＣレートが第一所定Ｃレートよりも低くない場合、処理ユニット１３０は、放電電流のＣレートが第二所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第二所定Ｃレートは、例えば、第一所定Ｃレートよりも高い。また、第二所定Ｃレートは、例えば１．２Ｃであるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
放電電流のＣレートが第二所定Ｃレートよりも低い場合、例えば、放電電流のＣレートが１Ｃ～１．２Ｃである場合、放電電流のＣレートがやや高いことを示す。その後、処理ユニット１３０は、第一調整値を有する調整指示を生成する。本実施形態において、第一調整値は、例えば、５０％のスロットルであるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。つまり、放電電流のＣレートが１Ｃ～１．２Ｃである場合、処理ユニット１３０は、例えば、５０％のスロットルの調整指示を受電装置に生成し、受電装置は、５０％のスロットルの調整指示に従って、受電装置の処理デバイスの周波数に対して５０％のスロットルを実行する。その後、処理ユニット１３０は、放電電流を連続的に監視して、後続の操作（調整指示を生成しない操作や、第一調整値を有する調整指示を生成する操作等）を実行する。
放電電流のＣレートが第二所定Ｃレートよりも低くない場合、処理ユニット１３０は、放電電流のＣレートが第三所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第三所定Ｃレートは、例えば、第二所定Ｃレートよりも高い。また、第三所定Ｃレートは、例えば１．４Ｃであるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
放電電流のＣレートが第三所定Ｃレートよりも低い場合、例えば、放電電流のＣレートが１．２Ｃ～１．４Ｃである場合、放電電流のＣレートが高いことを示す。その後、処理ユニット１３０は、第二調整値を有する調整指示を生成する。本実施形態において、第二調整値は、例えば、第一調整値よりも大きい。また、第二調整値は、例えば、７５％のスロットルであるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。つまり、放電電流のＣレートが１．２Ｃ～１．４Ｃである場合、処理ユニット１３０は、例えば、７５％のスロットルの調整指示を受電装置に生成し、受電装置は、７５％のスロットルの調整指示に従って、受電装置の処理デバイスの周波数に対して７５％のスロットルを実行する。その後、処理ユニット１３０は、放電電流を連続的に監視して、後続の操作（例えば、第一調整値を有する調整指示を生成する操作や、第二調整値を有する調整指示を生成する操作等）を実行する。
放電電流のＣレートが第三所定Ｃレートよりも低くない場合、処理ユニット１３０は、放電電流のＣレートが第四所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する。本実施形態において、第四所定Ｃレートは、例えば、第三所定Ｃレートよりも高い。また、第四所定Ｃレートは、例えば１．５Ｃであるが、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
放電電流のＣレートが第四所定Ｃレートよりも低い場合、例えば、放電電流のＣレートが１．４～１．５Ｃである場合、放電電流のＣレートが高いことを示す。その後、処理ユニット１３０は、制限指示を有する調整指示を生成する。つまり、放電電流のＣレートが１．４～１．５Ｃである場合、処理ユニット１３０は、制限指示を有する調整指示を受電装置に生成し、受電装置は、制限指示の調整指示に従って、受電装置の処理デバイスの周波数に対して制限操作を実行する。例えば、受電装置の処理デバイスの周波数は、例えば７５％のスロットルに制限される。その後、処理ユニット１３０は、放電電流を連続的に監視して、後続の操作（第二調整値を有する調整指示を生成する操作や、制限指示を有する調整指示を生成する操作等）を実行する。
放電電流のＣレートが第四所定Ｃレートよりも低くない場合、例えば、放電電流のＣレートが１．５Ｃよりも高い場合、放電電流のＣレートが高すぎることを示す。その後、処理ユニット１３０は、シャットダウン指示を有する調整指示を生成する。つまり、放電電流のＣレートが１．５Ｃよりも高い場合、処理ユニット１３０は、シャットダウン指示を有する調整指示を受電装置に生成し、受電装置は、シャットダウン指示を有する調整指示に従って、シャットダウン操作を実行する。よって、処理ユニット１３０は、受電装置の処理デバイスがスロットル操作やシャットダウン操作を実行して、バッテリーユニット１１０の過放電を防止するように調整指示を生成することによって、バッテリーユニット１１０の寿命、パフォーマンス及び安全性を効率的に向上させる。
以上の説明によれば、本発明の実施形態は、スマートバッテリー装置の操作方法をさらに提供する。図２は、本発明の一実施形態によるスマートバッテリー装置の操作方法のフローチャートである。方法は、工程２０２において、周囲温度を感知して、温度信号を生成する。工程２０４において、充電モードにおいて、温度信号を受信し、バッテリーユニットの電力容量を取得する。工程２０６において、温度信号に従って全容量を設定し、バッテリーユニットの電力容量が全容量に達した場合に指示フラグを生成する。指示フラグは、バッテリーユニットがフル充電状態であることを示すために使用される。工程２０８において、バッテリーユニットの放流電流を感知する。工程２１０において、放電モードにおいて、温度信号及び放電電流を受信する。工程２１２において、温度信号又は放電電流のＣレートに従って調整指示を生成する。調整指示は、操作を調整することを受電装置に指示するために使用される。
図３は、図２の工程２０６の詳細なフローチャートである。工程３０２において、温度信号の温度が第一所定温度よりも低いか否かを判断する。温度信号の温度が第一所定温度よりも低い場合、方法は、工程３０４を実行する。工程３０４において、スマートバッテリー装置を、保護モードに移行するように制御する。
温度信号の温度が第一所定温度よりも低くない場合、方法は、工程３０６を実行する。工程３０６において、温度信号の温度が第二所定温度よりも低いか否かを判断する。温度信号の温度が第二所定温度よりも低い場合、方法は、工程３０８を実行する。工程３０８において、全容量を第一所定値に設定し、バッテリーユニットの電力容量が第一所定値に達した場合に指示フラグを生成する。
温度信号の温度が第二所定温度よりも低くない場合、方法は、工程３１０を実行する。工程３１０において、温度信号の温度が第三所定温度よりも低いか否かを判断する。温度信号の温度が第三温度よりも低い場合、方法は、工程３１２を実行する。工程３１２において、全容量を第二所定値に設定し、バッテリーユニットの電力容量が第二所定値に達した場合に指示フラグを生成する。温度信号の温度が第三所定温度よりも低くない場合、方法は、工程３１４を実行する。工程３１４において、温度信号の温度が第四所定温度よりも低いか否かを判断する。
温度信号の温度が第四所定温度よりも低い場合、方法は、工程３１６を実行する。工程３１６において、全容量を第三所定値に設定し、バッテリーユニットの電力容量が第三所定値に達した場合に指示フラグを生成する。温度信号の温度が第四所定温度よりも低くない場合、方法は、工程３１８を実行する。工程３１８において、スマートバッテリー装置を、保護モードに移行するように制御する。本実施形態において、第二所定温度は第一所定温度よりも高く、第三所定温度は第二所定温度よりも高く、第四所定温度は第三所定温度よりも高く、第二所定値は第一所定値よりも小さく、第三所定値は第二所定値よりも小さい。
図４は、図２の工程２１２の詳細なフローチャートである。工程４０２において、温度信号の温度が第一所定温度よりも低いか否かを判断する。温度信号の温度が第一所定温度よりも低い場合、方法は、工程４０４を実行する。工程４０４において、スマートバッテリー装置を、保護モードに移行するように制御する。温度信号の温度が第一所定温度よりも低くない場合、方法は工程４０６を実行する。工程４０６において、温度信号の温度が第二所定温度よりも低いか否かを判断する。
温度信号の温度が第二所定温度よりも低い場合、方法は、工程４０８を実行する。工程４０８において、調整指示を生成しない。工程４０８を実行した後、方法は、工程４０２に戻って後続の操作を実行する。
温度信号の温度が第二所定温度よりも低くない場合、方法は、工程４１０を実行する。工程４１０において、温度信号の温度が第三所定温度よりも低いか否かを判断する。温度信号の温度が第三所定温度よりも低い場合、方法は工程４１２を実行する。工程４１２において、第一調整値を有する調整指示を生成する。工程４１２を実行した後、方法は、工程４０６に戻って後続の操作を実行する。
温度信号の温度が第三所定温度よりも低くない場合、方法は、工程４１４を実行する。工程４１４において、温度信号の温度が第四所定温度よりも低いか否かを判断する。温度信号の温度が第四所定温度よりも低い場合、方法は、工程４１６を実行する。工程４１６において、第二調整値を有する調整指示を生成する。工程４１６を実行した後、方法は、工程４１０に戻って後続の操作を実行する。
温度信号の温度が第四所定温度よりも低くない場合、方法は、工程４１８を実行する。工程４１８において、温度信号の温度が第五所定温度よりも低いか否かを判断する。温度信号の温度が第五所定温度よりも低い場合、方法は、工程４２０を実行する。工程４２０において、第三調整値を有する調整指示を生成する。工程４２０を実行した後、方法は、工程４１４に戻って後続の操作を実行する。
温度信号の温度が第五所定温度よりも低くない場合、方法は、工程４２２を実行する。工程４２２において、シャットダウン指示を有する調整指示を生成する。本実施形態において、第二所定温度は第一所定温度よりも高く、第三所定温度は第二所定温度よりも高く、第四所定温度は第三所定温度よりも高く、第五所定温度は第四所定温度よりも高く、第二調整値は第一調整値よりも大きく、第三調整値は第二調整値よりも大きい。
図５は、図２の工程２１２の別の詳細なフローチャートである。工程５０２において、方法は、放電電流のＣレートが第一所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する。放電電流のＣレートが第一所定Ｃレートよりも低い場合、方法は、工程５０４を実行する。工程５０４において、調整指示を生成しない。
放電電流のＣレートが第一所定Ｃレートよりも低くない場合、方法は、工程５０６を実行する。工程５０６において、放電電流のＣレートが第二所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する。放電電流のＣレートが第二所定Ｃレートよりも低い場合、方法は、工程５０８を実行する。工程５０８において、第一調整値を有する調整指示を生成する。工程５０８を実行した後、方法は、工程５０２に戻って後続の操作を実行する。
放電電流のＣレートが第二所定Ｃレートよりも低くない場合、方法は、工程５１０を実行する。工程５１０において、放電電流のＣレートが第三所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する。放電電流のＣレートが第三所定Ｃレートよりも低い場合、方法は、工程５１２を実行する。工程５１２において、第二調整値を有する調整指示を生成する。工程５１２を実行した後、方法は、工程５０６に戻って後続の操作を実行する。
放電電流のＣレートが第三所定Ｃレートよりも低くない場合、方法は、工程５１４を実行する。工程５１４において、放電電流のＣレートが第四所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する。放電電流のＣレートが第四所定Ｃレートよりも低い場合、方法は、工程５１６を実行する。工程５１６において、制限指示を有する調整指示を生成する。工程５１６を実行した後、方法は、工程５１０に戻って後続の操作を実行する。
放電電流のＣレートが第四所定Ｃレートよりも低くない場合、方法は、工程５１８を実行する。工程５１８において、シャットダウン指示を有する調整指示を生成する。本実施形態において、第二所定Ｃレートは第一所定Ｃレートよりも高く、第三所定Ｃレートは第二所定Ｃレートよりも高く、第四所定Ｃレートは第三所定Ｃレートよりも高く、第二調整値は第一調整値よりも大きい。
図２、図３、図４及び図５の工程の順序は、説明のためのものであり、本発明の工程の順序を限定することを意図していないことに留意されたい。ユーザーは、必要に応じて、上記の工程の順序を変更することができる。上述したフローチャートは、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、さらなる工程を追加してもよいし、工程を減らしてもよい。
要約すると、本発明の実施形態により開示されるスマートバッテリー装置及びその操作方法によれば、温度検出ユニットは、周囲温度を感知して温度信号を生成する。充電モードにおいて、温度信号及びバッテリーユニットの電力容量に従って指示フラグを生成し、指示フラグは、バッテリーユニットがフル充電状態であることを示すために使用される。また、本発明の実施形態は、電流検出ユニットをさらに有し、バッテリーユニットの放電電流を感知する。処理ユニットは、放電モードにおいて、温度信号及び放電電流のＣレートに従って調整指示を生成し、調整指示は、操作の調整を受電装置に指示するために使用される。よって、スマートバッテリー装置を効率的に管理することができ、バッテリーユニットの寿命、パフォーマンス及び安全性が向上する。
本発明の好ましい実施例を上述したように開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の思想を脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。
１００…スマートバッテリー装置
１１０…バッテリーユニット
１２０…温度検出ユニット
１３０…処理ユニット
１３１…伝送インターフェース
１４０…放電スイッチ
１５０…充電スイッチ
１６０…電流検出ユニット
ＢＡＴＴ＋…バッテリー正極
ＢＡＴＴ－…バッテリー負極

Claims (8)

  1. スマートバッテリー装置であって、
    バッテリーユニットと、
    周囲温度を感知して温度信号を生成する温度検出ユニットと、
    前記バッテリーユニット及び前記温度検出ユニットに結合された処理ユニットであって、充電モードにおいて、前記温度信号を受信し、前記バッテリーユニットの電力容量を取得し、前記温度信号に従って全容量を設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記全容量に達した場合に指示フラグを生成し、前記指示フラグは、前記バッテリーユニットがフル充電状態であることを示すために使用される、処理ユニットと、
    を有し、
    前記処理ユニットは、前記温度信号の温度が第一所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第一所定温度よりも低い場合に前記スマートバッテリー装置を保護モードに移行するように制御し、前記温度信号の温度が前記第一所定温度よりも低くない場合に、前記温度信号の温度が第二所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低い場合に前記全容量を第一所定値に設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記第一所定値に達した場合に前記指示フラグを生成し、前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低くない場合に前記温度信号の温度が第三所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低い場合に前記全容量を第二所定値に設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記第二所定値に達した場合に前記指示フラグを生成し、前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低くない場合に前記温度信号の温度が第四所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低い場合に前記全容量を第三所定値に設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記第三所定値に達した場合に前記指示フラグを生成し、前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低くない場合に前記スマートバッテリー装置を前記保護モードに移行するように制御し、前記第二所定温度は前記第一所定温度よりも高く、前記第三所定温度は前記第二所定温度よりも高く、前記第四所定温度は前記第三所定温度よりも高く、前記第二所定値は前記第一所定値よりも小さく、前記第三所定値は前記第二所定値よりも小さいことを特徴とするスマートバッテリー装置。
  2. 前記バッテリーユニット及び前記処理ユニットに結合された電流検出ユニットであって、前記バッテリーユニットの放電電流を感知する電流検出ユニットをさらに有し、
    前記処理ユニットは、放電モードにおいて、前記温度信号及び前記放電電流を受信し、前記温度信号又は前記放電電流のＣレートに従って調整指示を生成し、前記調整指示は、操作を調整することを受電装置に指示するために使用されることを特徴とする請求項１に記載のスマートバッテリー装置。
  3. 前記処理ユニットは、前記温度信号の温度が第一所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第一所定温度よりも低い場合に前記スマートバッテリー装置を保護モードに移行するように制御し、前記温度信号の温度が前記第一所定温度よりも低くない場合に前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低い場合に前記調整指示を生成せず、前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低くない場合に前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低い場合に第一調整値を有する前記調整指示を生成し、前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低くない場合に前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低い場合に第二調整値を有する前記調整指示を生成し、前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低くない場合に前記温度信号の温度が第五所定温度よりも低いか否かを判断し、前記温度信号の温度が前記第五所定温度よりも低い場合に第三調整値を有する前記調整指示を生成し、前記温度信号の温度が前記第五所定温度よりも低くない場合にシャットダウン指示を有する前記調整指示を生成し、前記第一所定温度は前記第二所定温度よりも低く、前記第二所定温度は前記第三所定温度よりも低く、前記第三所定温度は前記第四所定温度よりも低く、前記第四所定温度は前記第五所定温度よりも低く、前記第一調整値は前記第二調整値よりも小さく、前記第二調整値は前記第三調整値よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のスマートバッテリー装置。
  4. 前記処理ユニットは、前記放電電流のＣレートが第一所定Ｃレートよりも低いか否かを判断し、前記放電電流のＣレートが前記第一所定Ｃレートよりも低い場合に前記調整指示を生成せず、前記放電電流のＣレートが前記第一所定Ｃレートよりも低くない場合に前記放電電流のＣレートが第二所定Ｃレートよりも低いか否かを判断し、前記放電電流のＣレートが前記第二所定Ｃレートよりも低い場合に第一調整値を有する前記調整指示を生成し、前記放電電流のＣレートが前記第二所定Ｃレートよりも低くない場合に前記放電電流のＣレートが第三所定Ｃレートよりも低いか否かを判断し、前記放電電流のＣレートが前記第三所定Ｃレートよりも低い場合に第二調整値を有する前記調整指示を生成し、前記放電電流のＣレートが前記第三所定Ｃレートよりも低くない場合に前記放電電流のＣレートが第四所定Ｃレートよりも低いか否かを判断し、前記放電電流のＣレートが前記第四所定Ｃレートよりも低い場合に制限指示を有する前記調整指示を生成し、前記放電電流のＣレートが前記第四所定Ｃレートよりも低くない場合にシャットダウン指示を有する前記調整指示を生成し、前記第一所定Ｃレートは前記第二所定Ｃレートよりも低く、前記第二所定Ｃレートは前記第三所定Ｃレートよりも低く、前記第三所定Ｃレートは前記第四所定Ｃレートよりも低く、前記第一調整値は前記第二調整値よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のスマートバッテリー装置。
  5. スマートバッテリー装置の操作方法であって、
    周囲温度を感知して温度信号を生成する工程と、
    充電モードにおいて、前記温度信号を受信し、バッテリーユニットの電力容量を取得する工程と、
    前記温度信号に従って全容量を設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記全容量に達した場合に指示フラグを生成する工程であって、前記指示フラグは、前記バッテリーユニットがフル充電状態であることを示す、工程と、
    を有し、
    前記温度信号に従って全容量を設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記全容量に達した場合に前記指示フラグを生成する工程は、
    前記温度信号の温度が第一所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第一所定温度よりも低い場合に、前記スマートバッテリー装置を保護モードに移行するように制御する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第一所定温度よりも低くない場合に、前記温度信号の温度が第二所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低い場合に、前記全容量を第一所定値に設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記第一所定値に達した場合に、前記指示フラグを生成する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低くない場合に、前記温度信号の温度が第三所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低い場合に、前記全容量を第二所定値に設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記第二所定値に達した場合に、前記指示フラグを生成する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低くない場合に、前記温度信号の温度が第四所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低い場合に、前記全容量を第三所定値に設定し、前記バッテリーユニットの前記電力容量が前記第三所定値に達した場合に、前記指示フラグを生成する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低くない場合に、前記スマートバッテリー装置を前記保護モードに移行するように制御する工程と、
    を有し、
    前記第二所定温度は前記第一所定温度よりも高く、前記第三所定温度は前記第二所定温度よりも高く、前記第四所定温度は前記第三所定温度よりも高く、前記第二所定値は前記第一所定値よりも小さく、前記第三所定値は前記第二所定値よりも小さいことを特徴とする方法。
  6. 前記バッテリーユニットの放電電流を感知する工程と、
    放電モードにおいて、前記温度信号及び前記放電電流を受信する工程と、
    前記温度信号又は前記放電電流のＣレートに従って調整指示を生成する工程であって、前記調整指示は、操作を調整することを受電装置に指示するために使用される、工程と、
    を有することを特徴とする請求項５に記載のスマートバッテリー装置の操作方法。
  7. 前記温度信号に従って前記調整指示を生成する工程は、
    前記温度信号の温度が第一所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第一所定温度よりも低い場合に、前記スマートバッテリー装置を保護モードに移行するように制御する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第一所定温度よりも低くない場合に、前記温度信号の温度が第二所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低い場合に、前記調整指示を生成しない工程と、
    前記温度信号の温度が前記第二所定温度よりも低くない場合に、前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低い場合に、第一調整値を有する前記調整指示を生成する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第三所定温度よりも低くない場合に、前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低い場合に、第二調整値を有する前記調整指示を生成する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第四所定温度よりも低くない場合に、前記温度信号の温度が第五所定温度よりも低いか否かを判断する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第五所定温度よりも低い場合に、第三調整値を有する前記調整指示を生成する工程と、
    前記温度信号の温度が前記第五所定温度よりも低くない場合に、シャットダウン指示を有する前記調整指示を生成する工程と、を有し、
    前記第二所定温度は前記第一所定温度よりも高く、前記第三所定温度は前記第二所定温度よりも高く、前記第四所定温度は前記第三所定温度よりも高く、前記第五所定温度は前記第四所定温度よりも高く、前記第二調整値は前記第一調整値よりも高く、前記第三調整値は前記第二調整値よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のスマートバッテリー装置の操作方法。
  8. 前記放電電流のＣレートに従って前記調整指示を生成する工程は、
    前記放電電流のＣレートが第一所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する工程と、
    前記放電電流のＣレートが前記第一所定Ｃレートよりも低い場合に、前記調整指示を生成しない工程と、
    前記放電電流のＣレートが前記第一所定Ｃレートよりも低くない場合に、前記放電電流のＣレートが第二所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する工程と、
    前記放電電流のＣレートが前記第二所定Ｃレートよりも低い場合に、第一調整値を有する前記調整指示を生成する工程と、
    前記放電電流のＣレートが前記第二所定Ｃレートよりも低くない場合に、前記放電電流のＣレートが第三所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する工程と、
    前記放電電流のＣレートが前記第三所定Ｃレートよりも低い場合に、第二調整値を有する前記調整指示を生成する工程と、
    前記放電電流のＣレートが前記第三所定Ｃレートよりも低くない場合に、前記放電電流のＣレートが第四所定Ｃレートよりも低いか否かを判断する工程と、
    前記放電電流のＣレートが前記第四所定Ｃレートよりも低い場合に、制限指示を有する前記調整指示を生成する工程と、
    前記放電電流のＣレートが前記第四所定Ｃレートよりも低くない場合に、シャットダウン指示を有する前記調整指示を生成する工程と、
    を有し、
    前記第二所定Ｃレートは前記第一所定Ｃレートよりも高く、前記第三所定Ｃレートは前記第二所定Ｃレートよりも高く、前記第四所定Ｃレートは前記第三所定Ｃレートよりも高く、前記第二調整値は前記第一調整値よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のスマートバッテリー装置の操作方法。
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