TWI398977B - 電子裝置的充電電池管理方法 - Google Patents

Description

電子裝置的充電電池管理方法

本發明涉及一種電子裝置的充電電池管理方法，尤其涉及一種可延長充電電池壽命的充電電池管理方法。

當前，為符合攜帶方便與不佔空間等需求，資訊家電產品之發展趨勢係朝向輕薄短小方向研發，較常見的產品如筆記型電腦、個人資料處理器、行動電話等，無一不跟隨此發展趨勢。綜觀上述各項產品，為求令使用者之應用更具備機動性，均配備有可充電式電池以作為工作電源。

請參閱第一圖，係筆記型電腦1的方塊圖。筆記型電腦1設有主機2、充電電池4與電源轉換單元6，充電電池4為一鋰離子電池，電源轉換單元6為一交直流轉換器(AC Adapter)。主機2設有處理單元8、輸入單元10、輸出單元12、直流轉換單元14(DC/DC Converter)與充電單元16。直流轉換單元14設有第一直流轉換單元18與第二直流轉換單元20。

主機2連接充電電池4與電源轉換單元6，電源轉換單元6用以將外部的交流電壓轉換成直流電壓，並提供直流電壓給充電單元16及第二直流轉換單元20。充電單元16用以接收電源轉換單元6提供的直流電壓，並將電源轉換單元6提供的直流電壓轉換成充電電池4所需的電壓與電流，以對充電電池4進行充電。

充電電池4用以提供電壓給第一直流轉換單元18，第一直流轉換單元18用以接收充電電池4提供的電壓，並將充電電池4提供的電壓分別轉換成處 理單元8、輸入單元10與輸出單元12所需的電壓與電流，以分別提供給處理單元8、輸入單元10與輸出單元12。輸入單元10可為鍵盤、滑鼠與觸控裝置等，輸出單元12可為顯示器與喇叭等。處理單元8可為鍵盤控制晶片(Keyboard Controller,KBC)，亦可為可程式控制晶片。

第二直流轉換單元20用以接收電源轉換單元6提供的直流電壓，並將電源轉換單元6提供的直流電壓轉換成處理單元8、輸入單元10與輸出單元12所需的電壓與電流，以分別提供給處理單元8、輸入單元10與輸出單元12。

請一併參閱第二圖，係現有的筆記型電腦1的充電電池4管理方法。充電電池4管理方法包括如下步驟：S901：開啟筆記型電腦1；S902：處理單元8偵測外部電源是否存在，若處理單元8偵測到筆記型電腦1透過電源轉換單元6連接外部電源時，則執行S903，反之，執行S907；S903：處理單元8決定由外部電源供電給筆記型電腦1；S904：處理單元8偵測充電電池4的容量，並判斷充電電池4容量是否飽和，若充電電池4容量為飽和，則執行S905，反之，執行S906；S905：處理單元8控制充電單元16，使充電單元16停止對充電電池4進行充電，之後，重複執行S902；S906：處理單元8控制充電單元16，使充電單元16對充電電池4進行充電，之後，重複執行S904；S907：處理單元8決定由充電電池4供電給筆記型電腦1；S908：處理單元8偵測充電電池4的容量，並判斷充電電池4容量是否低於預設值，若充電電池4容量低於預設值，則執行S909，反之，執行S910；S909：處理單元8發出訊號，指示充電電池4容量過低，以使筆記型電 腦1進入休眠模式，之後，重複執行S901；及S910：處理單元8決定由充電電池4繼續供電給筆記型電腦1，之後，重複執行S902。

惟，上述充電電池4管理方法有以下缺點，筆記型電腦1在長時間操作後會產生高熱，而筆記型電腦1產生的高熱會傳遞至充電電池4，當充電電池4容量為不飽和狀態，且筆記型電腦1透過電源轉換單元6連接外部電源時，充電單元16會對充電電池4進行充電，至充電電池4達到飽和。因此，充電電池4會持續處於高熱與飽和狀態，使充電電池4加速老化並縮短充電電池4的使用壽命。

緣是，本發明人有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究，終於提出一種有效改善上述缺失之本發明。

本發明的主要目的係針對上述習知技術存在之缺陷提供一種可延長充電電池壽命的電子裝置的充電電池管理方法。

為實現上述目的，本發明提供的一種電子裝置的充電電池管理方法，係用於控制電子裝置上的充電電池，其充電電池管理方法包括以下步驟：首先，電子裝置內的處理單元先取得充電電池的溫度；其次，由處理單元判斷充電電池的溫度是否大於溫度預設值；及最後，當充電電池的溫度大於溫度預設值時，處理單元發出第一訊號，以減少充電電池的充電電壓與充電電流。

為實現上述目的，本發明提供另一種電子裝置的充電電池管理方法，用於偵測電子裝置上的充電電池並控制電子裝置上的充電單元，以提供充電電壓與充電電流給充電電池，其充電電池管理方法包括：首先，由處理單元取得充電電池的溫度；其次，由處理單元判斷充電電池的溫度是否大於預設溫度； 最後，當充電電池的溫度小於或等於預設溫度時，處理單元發出第一訊號，以控制充電單元提供基本充電電壓與基本充電電流，當充電電池的溫度大於預設溫度時，處理單元發出第二訊號，以控制充電單元減少充電電壓與充電電流。

如上所述，本發明電子裝置的充電電池管理方法可偵測充電電池的溫度，若充電電池的溫度升高時，可控制充電單元減少充電電壓與充電電流，以避免充電電池加速老化，進而延長充電電池的壽命。

1‧‧‧筆記型電腦

2‧‧‧主機

4‧‧‧充電電池

6‧‧‧電源轉換單元

8‧‧‧處理單元

10‧‧‧輸入單元

12‧‧‧輸出單元

14‧‧‧直流轉換單元

16‧‧‧充電單元

18‧‧‧第一直流轉換單元

20‧‧‧第二直流轉換單元

第一圖係筆記型電腦之方塊圖。

第二圖係現有的電池管理方法。

第三圖係本發明充電電池管理方法第一實施例之流程圖。

第四圖係本發明充電電池管理方法第二實施例之流程圖。

為詳細說明本發明之技術內容、所達成的目的及功效，以下茲例舉實施例並配合圖式詳予說明。

請參閱第一圖與第三圖，第三圖係本發明電子裝置的充電電池管理方法的第一實施例。本發明充電電池管理方法可運用於現有的資訊家電產品，例如筆記型電腦、個人資料處理器與行動電話等。以筆記型電腦1為例說明，本發明充電電池管理方法包括以下步驟：S001：開啟筆記型電腦1；S002：處理單元8判斷筆記型電腦1是否透過電源轉換單元6連接外部電源，若筆記型電腦1連接外部電源，則執行S003，反之，重複執行S002；S003：處理單元8判斷充電電池4是否為飽和狀態，若充電電池4為飽和狀態，則重複執行S002，反之，執行S004； S004：處理單元8偵測並讀取充電電池4的溫度；S005：處理單元8判斷充電電池4的溫度是否大於一溫度預設值，若充電電池4的溫度大於溫度預設值，則執行S006，反之，執行S007；S006：處理單元8控制充電單元16，使充電單元16提供較低的充電電壓與較低的充電電流給充電電池4，之後，重複執行S002；及S007：處理單元8控制充電單元16，使充電單元16提供基本的充電電壓與基本的充電電流給充電電池4，之後，重複執行S002。

藉此，當充電電池4的溫度大於溫度預設值時，充電單元16提供較低的充電電壓與較低的充電電流給充電電池4，以減慢充電電池的充電速度，並使充電電池4永遠處於非飽和狀態，直到充電電池4的溫度小於溫度預設值。在真正實施時，上述步驟S003至S005可以互換。

請參閱第四圖，係本發明充電電池管理方法的第二實施例。請一併參閱以下表格，為充電電池4的預設溫度、充電電壓與充電電流對應表，為提高本發明充電電池管理方法的準確度，可將充電電池4的預設溫度、充電電壓與充電電流分成多個區段。

本發明充電電池管理方法包括以下步驟：S101：開啟筆記型電腦1；S102：處理單元8判斷筆記型電腦1是否透過電源轉換單元6連接外部電源，若筆記型電腦1連接外部電源，則執行S103，反之，重複執行5102 ；S103：處理單元8判斷充電電池4是否為飽和狀態，若充電電池4為飽和狀態，則重複執行S102，反之，執行S104；S104：處理單元8偵測並讀取充電電池4的溫度；S105：處理單元8判斷充電電池4的溫度是否大於溫度預設值，若充電電池4的溫度大於溫度預設值，則執行S106，反之，執行S108；S106：處理單元8判斷充電電池4的溫度所對應的充電電壓減少量與充電電流減少量，例如，充電電池4的溫度為37度時，充電電壓應該減少3%，而且充電電流應該減少20%；S107：處理單元8控制充電單元16，使充電單元16提供計算後的充電電壓與計算後的充電電流給充電電池4，之後，重複執行S102；及S108：處理單元8控制充電單元16，使充電單元16提供基本的充電電壓與基本的充電電流給充電電池4，之後，重複執行S102。

本發明充電電池管理方法的充電電池4的預設溫度、充電電壓與充電電流對應表可簡化成下列公式：V=Vb×(1-Vx)

I=Ib×(1-Ix)

上述公式中，V為計算後的充電電壓，I為計算後的充電電流，Vb為基本充電電壓，Ib為基本充電電流，Vx為充電電壓減少量，Ix為充電電流減少量。

充電電壓減少量Vx與充電電流減少量Ix可以下列公式表示：

上述公式中，Tt為充電電池4的溫度，Tb為基本溫度，Ts為溫度區間量，Vrv為電壓變動量，Vrb為基本電壓減少量，Irv為電流變動量，Irb為基本電流減少量。

本實施例中，基本溫度Tb為30度，溫度區間量Ts為5，亦即，溫度以每5度為一區間，電壓變動量Vrv為1%，基本電壓減少量Vrb為2%。當充電電池4的溫度Tt為37時：

所以，Vx為3%，Ix為20%。在使用本計算時，處理單元8可以先判斷充電電池4的溫度Tt是否大於基本溫度Tb，若充電電池4的溫度Tt大於基本溫度Tb，則執行上述公式，若充電電池4的溫度Tt小於或等於基本溫度Tb，處理單元8控制充電單元16，使充電單元16提供基本充電電壓Vb與基本充電電流Ib給充電電池4。

在真正實施時，充電電池4的預設溫度、充電電壓與充電電流對應表可藉由經驗法則而求得，或藉由充電電池4的溫度特性而求得。

當充電電池4的存餘量越高時，充電電池4的溫度應該處於較低狀態，以避免充電電池4加速老化與縮短壽命，即當充電電池4的溫度越高時，充電電池4的存餘量應該處於較低狀態。

綜上所述，本發明充電電池管理方法可偵測充電電池4的溫度，若充電電池4的溫度升高時，可控制充電單元16提供較低的充電電壓與較低的充電電流給充電電池4，以減慢充電電池的充電速度，並使充電電池4永遠處於非飽和狀態，直到充電電池4的溫度小於溫度預設值，以避免充電電池4加速老化，進而延長充電電池的壽命。

Claims (12)

1. 一種電子裝置的充電電池管理方法，用於控制電子裝置上的充電電池，其充電電池管理方法包括：首先，電子裝置內的一處理單元先取得該充電電池之溫度；其次，由該處理單元判斷該溫度是否大於一溫度預設值；及最後，當充電電池之溫度大於該溫度預設值時，處理單元發出一第一訊號，以減少充電電池的充電電壓與充電電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述預設溫度包括一基本溫度及由基本溫度開始增加，並以特定數值區隔而成的至少兩個溫度區間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述充電電壓減少量與充電電流減少量與充電電池之上升溫度呈正比。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述充電電壓減少量與充電電流減少量與充電電池之上升的溫度區間呈正比。
5. 如申請專利範圍第3項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述充電電池可為鋰離子電池或鋰聚合物電池。
6. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述充電電池可為鋰離子電池或鋰聚合物電池。
7. 一種電子裝置的充電電池管理方法，用於偵測電子裝置上的充電電池並控制電子裝置上的充電單元，以提供充電電壓與充電電流給該充電電池，其充電電池管理方法包括：首先，由電子裝置內的一處理單元取得該充電電池之溫度；其次，由該處理單元判斷該溫度是否大於一預設溫度； 最後，當充電電池之溫度小於或等於該預設溫度時，處理單元發出一第一訊號，以控制充電單元提供一基本充電電壓與一基本充電電流，當充電電池之溫度大於該預設溫度時，處理單元發出一第二訊號，以控制充電單元減少該充電電壓與該充電電流；其中所述充電電壓減少量與充電電流減少量與充電電池之上升溫度呈正比。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述充電電池可為鋰離子電池或鋰聚合物電池。
9. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述預設溫度包括一基本溫度及由基本溫度開始增加，並以特定數值區隔而成的至少兩個溫度區間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述充電電壓減少量與充電電流減少量與充電電池之上升的溫度區間呈正比。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述充電電池之溫度大於該預設溫度時，該充電電壓之計算公式為
12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置的充電電池管理方法，其中所述充電電池可為鋰離子電池或鋰聚合物電池。