TWI509943B - 電源管理系統與放電保護的方法 - Google Patents

Description

電源管理系統與放電保護的方法

本發明關於一種電源管理系統，特別是指一種具有放電保護的電源管理系統及其放電保護的方法。

一般車用電池在車用引擎關閉後隨即進入待機狀態，這裡所謂的「待機狀態」指的是車用電池沒有辦法透過汽車引擎帶動的發電機充電，但還必須持續供應電力給車用電子裝置如防盜系統、定位系統等等使用。車用電池在經過長時間的待機過程中，往往會因為連接著該車用電子裝置而導致車用電池自行放電直至電力完全耗盡，進而導致使用者及時要用車時車子無法發動的情況。如此，易造成使用者在使用上的不便。

因此，雖然已有習知技術提出了透過在電池外部設置一個電池的開關，由使用者以人工方式將電池關閉；而當使用者要發動汽車時再用人工切換方式將車用電池開啟，但這種需要使用者自行以人工方式開關電池，對於使用上仍是相當不便利的；同時，使用者無法獲知何種狀態下才是關閉電池的最佳時機，因為若電池在待機過程中完全停止供電給電子裝置，會使汽車上的防盜系統、定位系統等電子裝置也會一併失效。

為了解決上述問題，本發明的一目的在於提出一種電源管理 系統，能對車用電源如車用電池提供放電保護管理。

為達到上述發明目的，該電源管理系統包括一第一電池模組、一第二電池模組、一電壓檢測裝置以及一控制裝置。

較佳地，該第一電池模組與該第二電池模組以並聯方式連接。

該電壓檢測裝置係分別檢測出該第一電池模組輸出的一第一電壓值、該第二電池模組輸出的一第二電壓值以及該第一電池模組和該第二電池模組並聯後輸出的一並聯電壓值。

該控制裝置係接收該電壓檢測裝置傳來的該第一電壓值、該第二電壓值以及該並聯電壓值，且該控制裝置分別透過一第一開關與該第一電池模組連接以及一第二開關與第二電池模組連接，其中當該控制裝置判斷出該並聯電壓值符合一預定的第一閥值範圍時，該控制裝置控制該第二開關來關閉該第二電池模組的放電以形成放電保護。

較佳地，該控制裝置進一步包括一查找表與一判斷單元。

該查找表包括至少一閥值範圍，該至少一閥值範圍包括該預定的第一閥值範圍。該判斷單元分別判斷該第一電壓值、該第二電壓值以及該並聯電壓值是否對應到該查找表的至少一閥值範圍，來控制上述開關進而開啟或關閉該第一電池模組和該第二電池模組的兩者至少其中之一的放電。

較佳地，該預定的第一閥值範圍為12~13伏特。

較佳地，當該控制裝置判斷出該第一電壓值的瞬間壓差變化值符合一預定的第二閥值範圍，該控制裝置控制該第二開關來開啟該第二 電池模組的放電。

較佳地，該預定的第二閥值範圍為0.2~1伏特；該瞬間的定義為1秒之內。

較佳地，當該控制裝置關閉該第二電池模組的放電時，該第一電池模組仍保持開啟運作。

為了解決上述問題，本發明的另一目的在於提出一種放電保護的方法。該方法包括下列步驟：利用一電壓檢測裝置判斷一第一電池模組與一第二電池模組並聯後輸出的一並聯電壓值是否符合一預定的第一閥值範圍，進而確認該第一電池模組與該第二電池模組是否處於待機狀態。

當判斷出該並聯電壓值是符合該預定的第一閥值範圍時，利用一控制裝置關閉該第二電池模組的放電。

利用該電壓檢測裝置判斷該第一電池模組輸出的一第一電壓值的瞬間壓差值是否符合一預定的第二閥值範圍。

當判斷出該第一電壓值的瞬間壓差值符合該預定的第二閥值範圍時，該控制裝置再啟動該第二電池模組的放電。

較佳地，該預定的第一閥值範圍為12~13伏特。

較佳地，該預定的第二閥值範圍為0.2~1伏特，該瞬間的定義為1秒之內。

較佳地，該控制裝置進一步包括一查找表與一判斷單元。

該查找表包括至少一閥值範圍，該至少一閥值範圍包括該預定的第一閥值範圍與該預定的第二閥值範圍。該判斷單元依據該查找表對 應的該第一電壓值、該第二電壓值以及該並聯電壓值來開啟或關閉該第一電池模組和該第二電池模組的兩者至少其中之一的放電。

較佳地，當該控制裝置關閉該第二電池模組的放電時，該第一電池模組仍保持開啟運作。

相較於習知技術，本發明透過判斷該多個電池模組的並聯電壓來確認該電池模組是否處於待機狀態，如果是處於待機狀態，進而關閉其中一電池模組，能避免所有的電池模組因為與汽車上的電子裝置連接而在長時間的待機過程成完全放電，進而導致無法發動的情況產生，同時汽車上的電子裝置都能夠維持正常功能。接著，再透過檢測另一未被關閉的電池模組產生的瞬間壓差值來判斷使用者需要發動汽車，進而再度開啟先前被關閉的電池模組，因為被關閉的電池模組還保有大部分的電力，因而能夠確保汽車能夠在長時間的待機後再次順利發動，這設計對於使用者而言是相當便利的。

100、200‧‧‧電源管理系統

110、210‧‧‧第一電池模組

120、220‧‧‧第二電池模組

130、230‧‧‧電壓檢測裝置

140、240‧‧‧控制裝置

142‧‧‧查找表

147‧‧‧判斷單元

150、250‧‧‧第一開關

160、260‧‧‧第二開關

S01~S04‧‧‧皆為方法步驟

第1圖，繪示本發明第一較佳實施例的電源管理系統的結構示意圖。

第2圖，繪示本發明第一較佳實施例的控制裝置之內部元件示意圖。

第3圖，繪示本發明的第二較佳實施例的電源控制系統的結構示意圖。

第4圖，繪示依照本發明的較佳實施例的放電保護的方法的 步驟流程圖。

以下各實施例的說明是參考圖式，用以說明本發明可用以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

參考第1圖、第2圖，其中第1圖繪示本發明第一較佳實施例的電源管理系統100的結構示意圖；第2圖繪示本發明第一較佳實施例的控制裝置140之內部元件示意圖。該電源管理系統100，主要運用於車用電源的放電保護管理，其包括一第一電池模組110、一第二電池模組120、一電壓檢測裝置130以及一控制裝置140。

上述該第一電池模組110與該第二電池模組120可以由至少一鉛酸電池單元、一磷酸鋰鐵電池單元、一氧化鋰鐵電池單元及一鋰聚合物電池單元之一或複數個所構成。

較佳地，該第一電池模組110與該第二電池模組120每一個可以分別由8個磷酸鋰鐵電池單元透過不同的串並聯方式組成，惟並不因此限定本發明的電池單元數量，而後再將該第一電池模組110與該第二電池模組120兩者並聯。

該電壓檢測裝置130的兩個輸入端與該第一電池模組110與該第二電池模組120分別連接，以分別檢測出該第一電池模組輸出的一第一電壓值、該第二電池模組輸出的一第二電壓值，以及該第一電池模組和該第二電池模組並聯後輸出的一並聯電壓值。

該控制裝置140的輸入端與該電壓檢測裝置130連接，接收該電壓檢測裝置130傳來的該第一電壓值、該第二電壓值以及該並聯電壓值，且該控制裝置分別透過一第一開關150與該第一電池模組110電性連接以及透過一第二開關160與第二電池模組120電性連接。

請參考第2圖，該控制裝置140進一步包括一內建的查找表142與一判斷單元147。該查找表142包括至少一閥值範圍，該至少一閥值範圍包括一預定的第一閥值範圍及一預定的第二閥值範圍。該判斷單元147用於分別判斷該第一電壓值、該第二電壓值以及該並聯電壓值是否對應到該查找表142的至少一閥值範圍的內容，來控制上述各開關150,160進而開啟或關閉該第一電池模組110和該第二電池模組120的兩者至少其中之一的放電。

在本較佳實施例中，該第一開關150與該第二開關160都是設置於該控制裝置140之中。當該控制裝置140判斷出該並聯電壓值符合該預定的第一閥值範圍(12-13伏特)時，該控制裝置140控制該第二開關160來關閉該第二電 池模組的放電以形成該放電保護，且在該控制裝置140關閉該第二電池模組120的放電的情況下，該第一電池模組110仍保持開啟放電運作，因此該第一電池模組110仍可供應車用防盜系統以及定位系統等電子設備所需要的基本電力。

由於汽車發動時僅依賴該第一電池模組110的電力是不足夠的，因此當該控制裝置140判斷出該第一電壓值的瞬間壓差值符合該預定的第二閥值範圍(0.2~1伏特)時，該控制裝置140控制該第二開關160來重新開啟該第二電池模組120的放電。該瞬間的定義為1秒之內。在這個情況下，該第二電池模組120與該第一電池模組110一同放電，因而可以提供足夠的電力發動汽車。

參考第3圖，繪示本發明的第二較佳實施例的電源控制系統的結構示意圖。第二較佳實施例與第一較佳實施例之間的差異在於：第二較佳實施例的電源管理系統200是分別將該第一開關250設置於該第一電池模組210之中、該第二開關260設置於該第二電池模組220之中，而其餘元件的組成及運作皆相同，以下不再累述。

參考第4圖，係繪示依照本發明的較佳實施例的放電保護的方法的步驟流程圖，其能運用於上述電源控制系統100,200，但方便瞭解以下各步驟僅搭配該電源控制系統100之各元件加以說明。上述放電保護的方法包括以下步驟： 首先，步驟S01，利用一電壓檢測裝置130判斷一第一電池模組110與一第二電池模120組並聯後輸出的一並聯電壓值是否符合一預定的第一閥值範圍(12~13伏特)，進而確認該第一電池模組110與該第二電池模組120是否處於待機狀態。

步驟S02，判斷出該並聯電壓值是符合該預定的第一閥值範圍時，利用一控制裝置140關閉該第二電池模組120的放電。

步驟S03，利用該電壓檢測裝置130判斷該第一電池模組110輸出的一第一電壓值的瞬間壓差值是否符合一預定的第二閥值範圍(0.2~1伏特)。

步驟S04，判斷出該第一電壓值的瞬間壓差值符合該預定的第二閥值範圍時，該控制裝置140再透過一第二開關160啟動該第二電池模組120的放電。

其中該控制裝置140進一步包括：一查找表142與一判斷單元147。此部分裝置與本發明第一較佳實施例相同，請參考第2圖的說明，就不在此贅述。

其中當該控制裝置140關閉該第二電池模組120的放電時，該第一電池模組110仍保持開啟運作。

綜上所述，本發明的電源控制系統100,200相較於習知技術，能透過判斷該多個電池模組的並聯電壓來確認該電池模組是否處於待機狀態；如果是處於待機狀態，即可關閉其中一電池模 組，能避免習知技術中所有的電池模組因為與汽車上的電子裝置連接而在長時間的待機過程成完全放電進而導致汽車無法發動的情況產生，且同時汽車上的電子裝置都能夠維持正常功能。接著，再透過檢測另一未被關閉的電池模組產生的瞬間壓差值來判斷使用者需要發動汽車，進而再度開啟先前被關閉的電池模組，因為被關閉的電池模組還保有大部分的電力，因而能夠確保汽車能夠在長時間的待機後再次順利發動，這設計對於使用者而言是相當便利的，極具新穎性及進步性。

以上僅是本發明的較佳實施方式，應當指出，對於熟悉本技術領域的技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。

100‧‧‧電源管理系統

110‧‧‧第一電池模組

120‧‧‧第二電池模組

130‧‧‧電壓檢測裝置

140‧‧‧控制裝置

150‧‧‧第一開關

160‧‧‧第二開關

Claims (9)

1. 一種電源管理系統，包含：一第一電池模組：一第二電池模組，該第一電池模組與該第二電池模組以並聯方式連接；一電壓檢測裝置，係分別檢測出該第一電池模組輸出的一第一電壓值、該第二電池模組輸出的一第二電壓值以及該第一電池模組和該第二電池模組並聯後輸出的一並聯電壓值；一控制裝置，係接收該電壓檢測裝置傳來的該第一電壓值、該第二電壓值以及該並聯電壓值，且該控制裝置分別透過一第一開關與該第一電池模組連接以及一第二開關與第二電池模組連接，其中當該控制裝置判斷出該並聯電壓值符合一預定的第一閥值範圍時，該控制裝置控制該第二開關來關閉該第二電池模組的放電以形成放電保護；其中該控制裝置進一步包括：一查找表，該查找表包括至少一閥值範圍，該至少一閥值範圍包括該預定的第一閥值範圍；一判斷單元，該判斷單元分別判斷該第一電壓值、該第二電壓值以及該並聯電壓值是否對應到該查找表的至少一閥值範圍，來控制上述開關進而開啟或關閉該第一電池模組和該第二電池模組的兩者至少其中之一的放電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中該預定的第一閥值範圍為12~13伏特。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中當該控制裝置判斷出該 第一電壓值的瞬間壓差值符合一預定的第二閥值範圍，該控制裝置控制該第二開關來開啟該第二電池模組的放電。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電源管理系統，其中該預定的第二閥值範圍為0.2~1伏特，該瞬間的定義為1秒內的時間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電源管理系統，其中當該控制裝置關閉該第二電池模組的放電時，該第一電池模組仍保持開啟運作。
6. 一種放電保護的方法，包括下列步驟：利用一電壓檢測裝置判斷一第一電池模組與一第二電池模組並聯後輸出的一並聯電壓值是否符合一預定的第一閥值範圍，進而確認該第一電池模組與該第二電池模組是否處於待機狀態；當判斷出該並聯電壓值是符合該預定第一閥值範圍時，利用一控制裝置關閉該第二電池模組的放電；利用該電壓檢測裝置判斷該第一電池模組輸出的一第一電壓值的瞬間壓差值是否符合一預定的第二閥值範圍；當判斷出該第一電壓值的瞬間壓差值符合該預定的第二閥值範圍時，該控制裝置再啟動該第二電池模組的放電；其中該控制裝置進一步包括：一查找表，該查找表包括至少一閥值範圍，該至少一閥值範圍包括該預定的第一閥值範圍；一判斷單元，該判斷單元分別判斷該第一電壓值、該第二電壓值以及該並聯電壓值是否對應到該查找表的至少一閥值範圍，來控制上述開關進而開啟或關閉該第一電池模組和該第二電池模組的兩者至少其中之一的 放電。
7. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該預定的第一閥值範圍為12~13伏特。
8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該預定的第二閥值範圍為0.2~1伏特，該瞬間的定義為1秒之內。
9. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中當該控制裝置關閉該第二電池模組的放電時，該第一電池模組仍保持開啟運作。