TWI396354B - 電池組、電子系統及監測電池組之方法 - Google Patents

Description

電池組、電子系統及監測電池組之方法

本發明係關於關於一種電源系統，尤其是關於一種帶有嵌入式電池單元監測器的電池系統。

電池被廣泛應用於筆記型電腦、手機等電子設備，為這些電子設備供電。然而，當電池處於充電或放電的過程中，電池的溫度會隨之升高。當放熱回應(exothermic reaction)變為自激式(self-sustaining)放熱時，鋰離子電池，特別是鈷陰極化學類型(cobalt cathode chemistry type)的電池，會達到一個臨界溫度(例如，在攝氏135度到攝氏145度之間)。過高的溫度將會惡化電池。

在傳統電子設備中，可以採用一熱敏電阻以監測電池組的溫度。然而，當電池單元遠離熱敏電阻時，熱敏電阻無法快速地反應該電池單元出現的溫度過高的情況。

本發明提供了一種電池組，包括：一電池單元；以及一射頻(RF)電池單元監測器，內嵌於該電池單元裡，監測該電池單元並產生指示該電池單元的一預定狀況的一警告信號。

本發明還提供一種電子系統，包括：一負載；以及一電池組，對該負載供電，其中，該電池組包括：一電池單元；以及一射頻(RF)電池單元監測器，內嵌於該電池單 元裡，監測該電池單元並產生指示該電池單元的一預定狀況的一警告信號。

本發明還提供一種監測一電池組的方法，包括：利用內嵌於一電池單元裡的一射頻(RF)電池單元監測器監測在該電池組中的該電池單元；以及產生指示該電池單元的一預定狀況的一警告信號。

本發明公開了一種具有嵌入式電池單元監測器的電池組/系統。由於附圖所示的實施例是為了舉例目的，為簡明起見，本發明中通常應包括的一些子元件和/或週邊元件在此處將省略說明。在描述與本發明最佳實施例時使用了一些特定的術語以求清晰。然而，本發明的說明書所揭示的內容並不僅限於所用的術語和所指的實施例。顯然，每項內容都包含了以類似模式執行的所有等效技術。

在一實施例中，提供了一具有一或多個電池單元之電池組。電池單元監測器(例如，一射頻(RF)電池單元監測器)係內嵌至每個電池單元中，用於監測相應的電池單元，當電池單元出現預定狀況時產生一警告信號(例如，異常狀況或故障狀況)。每個RF電池單元監測器包括一感應電路，用於偵測相應電池單元的預定狀況並產生一偵測信號。每個RF電池單元監測器還包括一傳送器，用於根據電池單元監測器的偵測信號產生警告信號。電池組還包括一接收器，用於接收警告信號，以及包括一電池管理單元，根據警告信號觸發對電池組的一保護動作(例如，終 止電池組充電或是終止電池組放電)。

圖1所示為根據本發明一實施例具有嵌入式電池單元監測器101之電池單元100的方塊圖。電池單元100係於一電池組中(為簡明起見，在圖1中未示出)。電池單元監測器101係內嵌至電池單元100中，並耦接於電池單元100的正極131和負極133之間。電池單元監測器101係用於監測電池單元100，當電池單元100出現預定狀況(例如，異常狀況)時，產生一警告信號191。在一實施例中，異常狀況可包括一過電壓狀況或一溫度過高狀況，但不以此為限。在一實施例中，電池單元監測器101包括一感應電路104，用於偵測電池單元100出現的異常狀況並產生一偵測信號103以表示偵測到的異常狀況。電池單元監測器101還包括一傳送器135，用於接收偵測信號103，並根據來自感應電路104的偵測信號103產生警告信號191。有利的是，電池組能夠獲得警告信號191，並執行相應的保護動作(例如，終止電池組充電或是終止電池組放電)以防止電池組在異常狀況中受到損壞。

圖2A所示為根據本發明一實施例具有嵌入式電池單元監測器101A的電池單元100A的詳細電路圖。與圖1中標記相同的單元具有相似的功能，為了簡明起見，在此將不對其進行重複性描述。在一實施例中，感應電路104用於偵測電池單元100A出現的異常狀況並產生偵測信號103。傳送器135A用於根據來自感應電路104的偵測信號103產生警告信號191。

更具體地說，感應電路104包括一電壓感應器111、 一比較器117以及一邏輯或閘(OR Gate)121。在一實施例中，電壓感應器111可以是一個電阻。電壓感應器111用於監測電池單元100A的電壓。比較器117將比較由電壓感應器111所監測的電壓與一參考電壓113。參考電壓113可以是一個預定臨界電壓。如果電池單元100A的電壓高於參考電壓113，則表示出現一過電壓狀況，比較器117則產生一信號(例如，一個高位準信號)至OR閘121。

在一實施例中，感應電路104也包括一溫度感應器115和一比較器119。在一實施例中，溫度感應器115可以是一個熱敏電阻。在另一實施例中，溫度感應器115可以是一個內部熱感應電路。溫度感應器115用於監測電池單元100A的溫度，並產生一代表電池單元100A溫度之信號，該溫度信號具有一電壓位準V_t。比較器119比較電壓位準V_t與參考電壓113。如果電壓位準V_t高於參考電壓113，則表示出現溫度過高狀況，比較器119則產生一信號(例如，一高電壓位準信號)至OR閘121。

在一實施例中，電壓感應器111和溫度感應器115分別持續監測電池單元100A的電壓和溫度。如果出現異常狀況(例如，過電壓狀況和/或溫度過高狀況)，OR閘121能夠產生偵測信號103(例如，一高電壓位準信號)至傳送器135A。如果出現異常狀況，傳送器135A能夠根據偵測信號103產生警告信號191至電池組。更具體地說，如果電池單元100A的電壓高於預定臨界值和/或如果電池單元100A的溫度高於預定臨界值，將產生警告信號191。然後，相應保護動作即被執行以保護電池組。

在一實施例中，傳送器135A包括一脈衝產生器105、一電阻109以及與脈衝產生器105耦接之一開關107(例如，一電晶體)。當脈衝產生器105收到表示異常狀況的偵測信號103時，脈衝產生器105能夠根據偵測信號103產生一系列之脈衝至開關107。在一實施例中，脈衝產生器105能夠回應偵測信號103，並產生一系列頻率為f0的相對高電流脈衝(例如，責任週期為1%的脈衝寬度調變信號)。開關107用於接收來自脈衝產生器105的系列脈衝，並產生警告信號191。在一實施例中，開關107係由脈衝將之週期性導通和斷開。因此，在一實施例中，警告信號191表示為頻率為f0的交流信號。當開關107導通時，電池單元100A的電池單元電壓下降。所以，在一實施例中，回應於警告信號191，正極131與負極133之間的電池單元電壓可以表示為頻率為f0的交流電壓。

圖2B所示為根據本發明另一實施例具有嵌入式電池單元監測器101B之電池單元100B詳細電路圖。與圖1和圖2A中標記相同的單元具有相似的功能，為了簡明起見，在此將不對其進行重複性描述。在一實施例中，電池單元監測器101B包括一傳送器135B，用於接收偵測信號103，並根據偵測信號103產生警告信號191。更具體地說，在一實施例中，傳送器135B包括一振盪器205和耦接於振盪器205的一電容207。在一實施例中，振盪器205可以是一個高頻單音振盪器(high frequency single tone oscillator)。在另一實施例中，振盪器205可以是一個高頻雙音振盪器(high frequency dual tone oscillator)。

振盪器205能夠接收來自OR閘121的偵測信號103。在一實施例中，振盪器205具有頻率f_osc，並根據偵測信號103產生一振盪信號作為警告信號191，例如一具有相對高頻f_osc(例如，10MHz)的正弦交流波形。電容207用於將頻率為f_osc的警告信號191傳遞至電池單元100B。由此，當電壓感應器111偵測到過電壓狀況時和/或溫度感應器115偵測到溫度過高狀況時，回應於警告信號191，電池單元100B的電池單元電壓可被表示為具有頻率f_osc的交流電壓。

根據以上針對圖2A和圖2B的描述，警告信號191可以反應電池單元100出現的異常狀況，例如溫度過高和/或過電壓狀況。因此，回應警告信號191，電池單元中即可出現一種交流電壓。以下將結合圖3針對如何偵測該警告信號，並且如果出現異常狀況將如何執行相關動作等方面進行闡述。

圖3所示為根據本發明一實施例電池系統300(例如，一電池組)的架構方塊圖。電池組300包括一或多個呈串聯或並聯耦接之電池單元組310，電池單元組310中之每個電池單元可以採用如圖1所示的架構。電池單元監測器係內嵌至電池單元組310中之每個電池單元中。因此，電池單元組310係分別由各個嵌入式之電池單元監測器獨立地監測。在一實施例中，電池組300也包括一正極331、一負極333、一接收器301、以及一開關307。在一實施例中，接收器301可包括一電池管理單元305，用以控制開 關307。根據以上針對圖2A和圖2B的描述，當偵測出電池單元出現一種異常狀況(例如，溫度過高狀況和/或過電壓狀況)時，電池單元回應警告信號，產生一交流電壓。因此，在一實施例中，一交流電壓係呈現於電池組300的正極331和負極333之間。在一實施例中，接收器301係耦接電池組300的正極331和負極333，透過偵測電池組300的正極331和負極333之間的交流電壓以接收來自電池單元監測器的警告信號。接收器301也可以根據警告信號產生一驅動信號303。

在一實施例中，接收器301包括一由電容313和電阻315串聯耦接的高通濾波器，以濾除伴隨電池組300的雜訊。在一實施例中，如果來自電池單元組310的警告信號(例如，交流信號)的頻率f0高於高通濾波器的截止頻率，高通濾波器即產生一驅動信號303。電池管理單元305可以接收來自高通濾波器的驅動信號303，並根據驅動信號303產生一開關信號391。回應於開關信號391，即可執行對應的保護動作以保護電池組300。例如，為了避免電池組300受到損壞，開關信號391將開關307斷開以終止電池充/放電。

在一實施例中，電池管理單元305包括一偵測電路340，用於偵測來自接收器301的驅動信號303。這種架構僅是為了說明其用途，在電池管理單元305中也可以採用其他架構。在一實施例中，偵測電路340包括一整流器341和一比較器345。整流器341可以是一個相對高頻整流器，用於接收驅動信號303並且對驅動信號303進行整流。在 一實施例中，整流器341根據驅動信號303產生一電壓信號，比較器345比較此電壓信號與一參考信號343。在一實施例中，如果來自整流器341的電壓信號的電壓位準高於參考信號343的電壓位準，則比較器345輸出一信號(例如，一相對高電壓位準信號)至電池管理單元305。之後，電源管理單元305即可根據比較結果產生一開關信號391以觸發對電池組300的一保護動作。例如，開關信號391可以斷開耦接於電池組300正極331的開關307。因此，斷開電池組300與一負載或一充電器(為簡明起見，在圖3中未示出)間的連接，且可以保護電池組300以避免其在溫度過高狀況和/或過電壓狀況中受到損壞。

圖4所示為根據本發明另一實施例電池系統400(例如，電池組)的架構方塊圖。與圖3中標記相同的單元具有相似的功能，為了簡明起見，在此將不對其進行重複性描述。電池組400包括一接收器401，類似於圖3中的接收器301。接收器401偵測來自電池單元組310的警告信號，且一驅動信號303被產生送至電池管理單元305。在一實施例中，接收器401包括由一電容313、一電感417以及一電阻315串聯耦接的一帶通濾波器，用於濾除伴隨電池組400的雜訊。在一實施例中，帶通濾波器的共振頻率可被設為等於圖2A和圖2B中警告信號191的頻率，因此，警告信號可通過帶通濾波器。這樣，接收器401接收來自電池單元組310的相對高頻警告信號，且帶通濾波器可產生產生驅動信號303。電池管理單元305可根據驅動信號303產生一開關信號391，該開關信號391透過控制 開關307可觸發對電池組400的保護動作，例如，在電池管理單元305的控制下，開關信號391可以將開關307斷開。因此，斷開電池組400與負載或充電器(為簡明起見，在圖4中未示出)間的連接，並可以保護電池組400以避免其在異常狀況中受到損壞。

因此，當內嵌至電池單元組310中之電池單元100的電池單元監測器101偵測到一種預定狀況(例如，溫度過高狀況和/或過電壓狀況)時，電池單元監測器101即可產生一警告信號。在一實施例中，警告信號可導致電池單元100產生一交流電壓。因此，回應警告信號，電池組300(400)的正極331和負極333之間即呈現一交流電壓。隨後，接收器301(401)偵測警告信號，且驅動信號303被產生至電池管理單元305。電池管理單元305可以產生一能夠控制開關307的開關信號391。根據驅動信號303，且在電池管理單元305的控制下，開關307被斷開以保護電池組300(400)。有利的是，電池單元組310中的每個電池單元係由個別的嵌入式電池單元監測器101所監測。如果電池單元組310中某一電池單元處於一溫度過高和/或過電壓狀況，這個電池單元中的電池單元監測器101即可發送一警告信號以警告電池組300(400)。因此，相應之保護動作被執行以保護電池組300(400)以避免其在異常狀況中受到損壞。

如圖2B所述，傳送器135B包括電容207，用於將來自振盪器205的警告信號傳遞至電池單元100B的正極131。參考圖5和圖6，以下描述了該電容在製造過程中的 實施例。

根據本發明一實施例，圖5所示為電池單元監測器在製造過程中(例如，圖2B中的電池單元監測器101B)之晶粒500的剖面圖。如圖5所示，晶粒500包括金屬層503、505和絕緣層507。絕緣層507將金屬層503、505隔離。耦接金屬層503、505的電路501包括圖2B中所示之感應電路104和振盪器205。在晶粒500的製造過程中，金屬層503、金屬層505係形成於製造感應電路104和振盪器205的同時。有利的是，可使絕緣層507形成於金屬層503和金屬層505之間，因此金屬層503、絕緣層507和金屬層505可以構成具有較大電容值的電容207。所以，這種架構可以避免為製造電容而形成兩層額外的金屬層，同時可以降低晶粒500的成本。

根據本發明一實施例，圖6所示為電池單元監測器101B在製造過程中之晶粒600的另一剖面圖。晶粒600包括多層金屬層，例如金屬層603、金屬層605和金屬層607。由絕緣層615和絕緣層617將這些金屬層彼此隔離。在一實施例中，金屬層603透過一通孔613與金屬層607相耦接。在一實施例中，耦接於金屬層605和金屬層607的電路601包括圖2B中所示之感應電路104和振盪器205。在晶粒600的製造過程中，金屬層603、金屬層605和金屬層607同時形成於製造感應電路104和振盪器205的同時。有利的是，多層金屬層能夠擴大可提供的電容垂直層數量。因此，金屬層603、金屬層605和絕緣層615可構成第一電容，金屬層605、金屬層607和絕緣層617 可構成第二電容。如圖6所示，第一電容和第二電容係並聯耦接。有利的是，電容207可包括並聯耦接之第一電容和第二電容。因此，圖6中並聯耦接電容之電容值即是圖5中所示電容的兩倍。在一實施例中，不需要額外的金屬層來構造電容並且可以減少晶粒600的成本。

圖7所示為根據本發明一實施例電池單元監測器101的電池單元監測器晶粒700。在一實施例中，電池單元監測器101係被製造在電池單元監測器晶粒700上。電池單元監測器晶粒700包括一底層705(例如，一基板)和一頂層703(例如，圖5中所示之金屬層503或圖6中所示之金屬層603)。在一實施例中，由於底層705接地，因此底層705可以耦接至電池單元100的負極133。在一實施例中，頂層703是正向觸點，可以經由一單線與電池單元100的正極131相耦接。因此，透過單線可以將電池單元監測器晶粒700嵌入電池單元100中。有利的是，在一實施例中，電池單元監測器晶粒700可被整合於電池單元100的頂蓋中，或是在另一實施例中，電池單元監測器晶粒700可被整合於電池單元100的中心。

電池組300(400)可應用於多種電子系統中。圖8所示為根據本發明一實施例之電子系統800方塊圖，例如電動車、電腦等。在一實施例中，電子系統800可以包括一電池組804和耦接至電池組804的一負載806。在一實施例中，負載806可以包括車用馬達、計算機系統等，但不以此為限。在一實施例中，電子系統800包括一輸入端802，其可耦接至一適配器(為簡明起見，在圖8中未示 出)。在某種情況下，適配器可以為電池組804充電。電池組804可以為負載806供電。在一實施例中，電池組804採用如圖3/圖4中所示的架構。電池組804包括一或多個電池單元，每個電池單元都被嵌入一電池單元監測器以監測電池單元。因此，可以精確地監測並保護電池組804以避免電池組804由於其中的各個電池單元上出現的任何異常狀況而受到損壞。

圖9所示為根據本發明一實施例由電池系統執行的方法流程圖900。在一實施例中，電池系統採用如圖3/圖4所示的架構。以下將結合圖1、圖2A和圖2B對圖9進行描述。在步驟902中，電池組中的每個電池單元分別由對應的電池單元監測器101進行監測，當相關電池單元出現預定狀況時產生警告信號191，其中，電池單元監測器101是內嵌至每個電池單元中。在一實施例中，溫度感應器115可以監測電池單元的溫度，當電池單元的溫度高於預定臨界值，電池單元監測器101將產生警告信號191；電壓感應器111可以監測電池單元的電壓，當電池單元的電壓高於預定臨界值，電池單元監測器101將產生警告信號191。在步驟904中，電池單元監測器101產生一代表電池單元出現預定狀況之警告信號191。在一實施例中，預定狀況可以是一種異常狀況(例如，過電壓和/或溫度過高狀況)。在步驟906中，根據警告信號191中，一種對電池單元的保護動作被觸發(例如，終止電池充/放電)。在一實施例中，回應警告信號191，即可斷開電池單元與負載或充電器間的連接。

圖10所示為根據本發明另一實施例具有嵌入式電池單元監測器101C的電池單元100C的示意圖。與圖1、圖2A和圖2B具有相同元件符號之元件具有類似的功能，為了清楚和簡明起見這些元件不再贅述。圖10中的示例性感應電路104係用於說明，其他結構也可用於感應電路104。

在一實施例中，電池單元監測器101C包括一傳送器135C，用於接收偵測信號103並根據偵測信號103產生警告信號191的。更具體地說，在一實施例中，傳送器135C包括一射頻(RF)振盪器1005以及與其耦接的天線1007。天線1007可為一射頻迴路天線。射頻振盪器1005可為射頻單音振盪器器或射頻雙音振盪器，但不以此為限。

射頻振盪器1005接收來自邏輯或閘121的偵測信號103。在一實施例中，射頻振盪器1005根據偵測信號103產生一振盪信號，例如，具有相對較高頻率的正弦交流波形作為警告信號191。天線1007可操作為將警告信號191傳送給電池單元100C。由此，當電壓感測器111偵測到過電壓狀況和/或溫度感測器115偵測到過熱狀況時，電池單元100C兩端的電壓顯示為具有射頻振盪器1005的頻率的交流電壓，以回應警告信號191。

如圖1所述，警告信號191反映了電池單元異常狀況(如過熱和/或過電壓狀況)。因此，當偵測到電池單元100C的異常狀況，電池單元兩端的電壓顯示一交流電壓。圖12將描述有關偵測警告信號191和當發生異常狀況時啟動相應動作之相關內容。

圖11所示為根據本發明一實施例具有電池單元監測器101C的晶粒(die)1100的示意圖。晶片1100包括底層1105(例如，一基板)和頂層1103。在一實施例中，由於底層1105接地，底層1105可耦接至電池單元100的負極133。在一實施例中，頂層1103為正極接觸，可透過一電線耦接至電池單元100的正極131。晶粒1100包括媒介1113和媒介1115。媒介1113與傳送器135C中的警告信號191相連且媒介1115連接至地，反之亦然。晶粒1100可包括與頂層1103的金屬層相連的天線1111。

圖12所示為根據本發明一實施例的電池系統1200(如電池組)的方塊圖。與圖1、圖3和圖4具有相同元件符號之元件具有類似的功能，為了清楚和簡明起見不再贅述。

在一實施例中，電池組1200包括相串聯和/或並聯連接的電池單元組310C，每個電池單元可採用圖10中的結構。射頻電池單元監測器嵌入在電池單元組310C中的每一個電池單元裡。因此，電池單元組310C分別由各自的嵌入式射頻電池單元監測器進行監測。在一實施例中，電池組1200還包括正極331、負極333、接收器1201和開關307。接收器1201可包括天線1211、帶通濾波器1212和電池單元管理單元305。開關307係受控於電池單元管理單元305。如圖10所述，當偵測到電池單元100C的異常狀況(如過熱狀況和/或過電壓狀況)時，電池單元100C的兩端顯示一交流電壓以回應警告信號191。因此，在一實施例中，電池組1200的正極331和負極333之間顯示 一交流電壓。在一實施例中，接收器1201透過天線1211與傳送器135C中的天線1007通信，並透過偵測電池組1200的正極331和負極333之間的交流電壓(如高頻交流電壓)接收來自一或多個射頻電池單元監測器的警告信號191。驅動信號303可根據警告信號191而被產生。

在一實施例中，帶通濾波器1212包括電感1213和與其並聯的電容1215，以過濾電池組1200的雜訊。帶通濾波器1212根據警告信號191產生驅動信號303。電池單元管理單元305接收來自帶通濾波器1212的驅動信號303，並根據驅動信號303產生開關信號391。相應的動作可被執行以回應警告信號391動作以保護電池組1200。例如，開關信號391關斷開關307以終止電池充/放電，使電池組1200免於損毀。

在一實施例中，電池組1200可用於各種電子系統，例如，圖8所示的電子系統800。在一實施例中，具有嵌入式射頻電池單元監測器的電池單元系統(例如，電池單元系統1200)可執行圖9所示的流程。

因此，本發明提供了一種電池組。電池組的每個電池單元裡內嵌有射頻電池單元監測器，用以監測相應的電池單元。當偵測到電池單元的異常狀況(如過熱狀況和/或過電壓狀況)時，相應的射頻電池單元監測器產生警告信號傳送給電池組。電池組中的接收器接收警告信號，並產生驅動信號傳送給電池單元管理單元。電池單元管理單元採取相應的動作，例如，終止電池組和其他電路之間的連接來保護電池組，使其免於在異常狀況下損毀。

如上所述，電池組中的每個電池單元包括射頻電池單元監測器，用以分別地監測相應的電池單元。一旦相應電池單元中的射頻電池單元監測器偵測到異常狀況，就將異常狀況通知電池組。因此，電池單元監測更為準確，且回應異常狀況的速度更為迅速。

上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離後附申請專利範圍所界定的本發明精神和保護範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本技術領域中具有通常知識者應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅用於說明而非限制，本發明之範圍由後附申請專利範圍及其合法均等物界定，而不限於此前之描述。

100、100A、100 B、100 C‧‧‧電池單元

101‧‧‧電池單元監測器

101A、101 B、101 C‧‧‧電池單元監測器

103‧‧‧偵測信號

104‧‧‧感應電路

105‧‧‧脈衝產生器

107‧‧‧開關

109‧‧‧電阻

111‧‧‧電壓感應器

113‧‧‧參考電壓

115‧‧‧溫度感應器

117‧‧‧比較器

119‧‧‧比較器

121‧‧‧邏輯或閘(OR Gate)

131‧‧‧正極

133‧‧‧負極

135、135A、135 B‧‧‧傳送器

191‧‧‧警告信號

205‧‧‧振盪器

207‧‧‧電容

300‧‧‧電池系統/電池組

301‧‧‧接收器

303‧‧‧驅動信號

305‧‧‧電池管理單元

307‧‧‧開關

310‧‧‧電池單元組

310C‧‧‧電池單元組

313‧‧‧電容

315‧‧‧電阻

331‧‧‧正極

333‧‧‧負極

340‧‧‧偵測電路

341‧‧‧整流器

343‧‧‧參考信號

345‧‧‧比較器

391‧‧‧開關信號

400‧‧‧電池組

401‧‧‧接收器

417‧‧‧電感

500‧‧‧晶粒

501‧‧‧電路

503‧‧‧金屬層

505‧‧‧金屬層

507‧‧‧絕緣層

600‧‧‧晶粒

601‧‧‧電路

603、605、607‧‧‧金屬層

613‧‧‧通孔

615‧‧‧絕緣層

617‧‧‧絕緣層

700‧‧‧電池單元監測器晶粒

703‧‧‧頂層

705‧‧‧底層

800‧‧‧電子系統

802‧‧‧輸入端

804‧‧‧電池組

806‧‧‧負載

900‧‧‧流程圖

902~906‧‧‧步驟

1005‧‧‧射頻振盪器

1007‧‧‧天線

1100‧‧‧晶粒

1103‧‧‧頂層

1105‧‧‧底層

1111‧‧‧天線

1113、1115‧‧‧媒介

1200‧‧‧電池系統/電池組

1201‧‧‧接收器

1211‧‧‧天線

1212‧‧‧帶通濾波器

1213‧‧‧電感

1215‧‧‧電容

以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：

圖1所示為根據本發明一實施例具有嵌入式電池單元監測器之電池單元的方塊圖。

圖2A所示為根據本發明一實施例具有嵌入式電池單元監測器的電池單元的詳細電路圖。

圖2B為根據本發明另一實施例具有嵌入式電池單元監測器之電池單元詳細電路圖。

圖3所示為根據本發明一實施例電池系統之架構方塊 圖。

圖4所示為根據本發明另一實施例電池系統的架構方塊圖。

圖5所示為本發明一實施例嵌入式電池單元監測器之晶粒剖面圖。

圖6所示為本發明的另一實施例的嵌入式電池單元監測器的晶粒剖面圖。

圖7所示為本發明的一個實施例的嵌入式電池單元監測器的晶粒。

圖8所示為本發明一實施例之電子系統方塊圖。

圖9所示為本發明一實施例由電池系統執行的方法流程圖。

圖10所示為根據本發明另一實施例具有嵌入式電池單元監測器的電池單元的示意圖。

圖11所示為根據本發明一實施例具有電池單元監測器的晶粒示意圖。

圖12所示為根據本發明一實施例的電池系統的方塊圖。

100 A‧‧‧電池單元

101A‧‧‧電池單元監測器

103‧‧‧偵測信號

104‧‧‧感應電路

105‧‧‧脈衝產生器

107‧‧‧開關

109‧‧‧電阻

111‧‧‧電壓感應器

113‧‧‧參考電壓

115‧‧‧溫度感應器

117‧‧‧比較器

119‧‧‧比較器

121‧‧‧邏輯或閘(OR Gate)

131‧‧‧正極

133‧‧‧負極

135A‧‧‧傳送器

191‧‧‧警告信號

Claims (22)

1. 一種電池組，包括：一電池單元；以及一射頻(RF)電池單元監測器，內嵌於該電池單元裡，監測該電池單元並透過一射頻振盪器產生指示該電池單元的一預定狀況的一警告信號，且利用一耦接至該射頻振盪器之天線將該警告信號傳送給該電池單元。
2. 如申請專利範圍第1項的電池組，其中，該射頻電池單元監測器包括：一溫度感測器，監測該電池單元的一溫度，且其中，當該電池單元的該溫度大於一預定臨界值時，該射頻電池單元監測器產生該警告信號。
3. 如申請專利範圍第1項的電池組，其中，該射頻電池單元監測器包括：一電壓感測器，監測該電池單元的一電壓，且其中，當該電池單元的該電壓大於一預定臨界值時，該射頻電池單元監測器產生該警告信號。
4. 如申請專利範圍第1項的電池組，其中，該射頻電池單元監測器包括：一感應電路，偵測該電池單元的該狀況預定狀況並產生一偵測信號；以及一傳送器，接收該偵測信號並根據來自該感應電路的偵測信號產生該警告信號。
5. 如申請專利範圍第4項的電池組，其中，該射頻振盪 器接收該偵測信號並根據該偵測信號產生該警告信號。
6. 如申請專利範圍第1項的電池組，進一步包括：一接收器，耦接至該電池組的一正極和一負極，該接收器接收該警告信號並根據該警告信號產生一開關信號。
7. 如申請專利範圍第6項的電池組，其中，該接收器包括：一天線，接收該警告信號；一帶通濾波器，耦接至該天線並根據該警告信號產生一驅動信號；以及一電池單元管理單元，接收來自該帶通濾波器的該驅動信號，並根據該驅動信號產生該開關信號，其中，該開關信號為該電池組觸發一保護動作。
8. 如申請專利範圍第7項的電池組，其中，該電池單元管理單元包括：一整流器，接收該驅動信號並產生一電壓信號；以及一比較器，比較該電壓信號與一參考信號，並根據一比較結果產生該開關信號。
9. 一種電子系統，包括：一負載；以及一電池組，對該負載供電，其中，該電池組包括：一電池單元；以及一射頻(RF)電池單元監測器，內嵌於該電池單元裡，監測該電池單元並透過一射頻振盪器產生指示 該電池單元的一預定狀況的一警告信號，且利用一耦接至該射頻振盪器之天線將該警告信號傳送給該電池單元。
10. 如申請專利範圍第9項的電子系統，其中，該射頻電池單元監測器包括：一溫度感測器，監測該電池單元的一溫度，且其中，當該電池單元的該溫度大於一預定臨界值時，該射頻電池單元監測器產生該警告信號。
11. 如申請專利範圍第9項的電子系統，其中，該射頻電池單元監測器包括：一電壓感測器，監測該電池單元的一電壓，且其中，當該電池單元的該電壓大於一預定臨界值時，該射頻電池單元監測器產生該警告信號。
12. 如申請專利範圍第9項的電子系統，其中，該射頻電池單元監測器包括：一感應電路，偵測該電池單元的該預定狀況並產生一偵測信號；以及狀況預定狀況一傳送器，接收該偵測信號並根據來自該感應電路的偵測信號產生該警告信號。
13. 如申請專利範圍第12項的電子系統，該射頻振盪器接收該偵測信號並根據該偵測信號產生該警告信號。
14. 如申請專利範圍第9項的電子系統，進一步包括：一接收器，耦接至該電池組的一正極和一負極，該接收器接收該警告信號並根據該警告信號產生一開關信號。
15. 如申請專利範圍第14項的電子系統，其中，該接收器包括：一天線，接收該警告信號；一帶通濾波器，耦接至該天線，並根據該警告信號產生一驅動信號；以及一電池單元管理單元，接收來自該帶通濾波器的該驅動信號，並根據該驅動信號產生該開關信號，其中，該開關信號為該電池組觸發一保護動作。
16. 如申請專利範圍第15項的電子系統，其中，該電池單元管理單元包括：一整流器，接收該驅動信號並產生一電壓信號；以及一比較器，比較該電壓信號與一參考信號，並根據一比較結果產生該開關信號。
17. 如申請專利範圍第9項的電子系統，其中，該負載包括一汽車馬達。
18. 如申請專利範圍第9項的電子系統，其中，該負載包括一電腦系統。
19. 一種監測一電池組的方法，包括：利用內嵌於一電池單元裡的一射頻(RF)電池單元監測器監測在該電池組中的該電池單元；以及產生指示該電池單元的一預定狀況的一警告信號。
20. 如申請專利範圍第19項的方法，進一步包括：監測該電池單元的一溫度；以及如果該電池單元的該溫度大於一預定臨界值，產生該警告信號。
21. 如申請專利範圍第19項的方法，進一步包括：監測該電池單元的一電壓；以及如果該電池單元的該電壓大於一預定臨界值，產生該警告信號。
22. 如申請專利範圍第19項的方法，進一步包括：根據該警告信號為該電池組觸發一保護動作。