TWI678855B - 低電壓門檻調整方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種低電壓門檻調整方法，具有下列步驟：偵測當前電壓是否低於低電壓門檻值；當當前電壓低於低電壓門檻值，偵測當前電流是否超過預設電流門檻值；當當前電流超過預設電流門檻值，偵測當前溫度是否超過預設溫度；當前溫度並未超過預設溫度，檢查當前荷電值是否高於預設荷電值；以及當當前荷電值高於預設荷電值，降低低電壓門檻值。

Description

低電壓門檻調整方法
本發明是有關於一種電源管理技術，且特別是有關於一種低電壓門檻調整方法。
一般而言，電池管理具有量測電壓、防止過度充電、過度放電（低電壓保護）、溫度異常偵測等防護措施，以避免電池產生不可回復的損害。舉例來說，在電池管理系統偵測到過度放電的情形時，會停止繼續放電，以避免電池內壓過高而影響內部正負離子的活性。然而，在忽然有大電流通過的情形下，電池內部的正負離子會產生瞬間的變化而使電壓忽然間快速降低。倘若電壓降低到低電壓門檻時，電池管理系統會使電池停止放電。然在多數的情形中，在大電流離開後電池的電壓會回升。也就是說，電池仍然具備安全放電的條件但卻被迫停止輸出電流，因而造成了用電人員不必要的困擾。
本發明提供一種低電壓門檻調整方法，通過動態的調整低電壓門檻值，進而減少電池暫時因低電壓而無法輸出電流，造成用電人員不必要困擾的情形。
本發明的一種低電壓門檻調整方法，具有下列步驟。偵測當前電壓是否低於低電壓門檻值；當當前電壓低於低電壓門檻值，偵測當前電流是否超過預設電流門檻值；當當前電流超過預設電流門檻值，偵測當前溫度是否超過預設溫度；當前溫度並未超過預設溫度，檢查當前荷電值是否高於預設荷電值；以及當當前荷電值高於預設荷電值，降低低電壓門檻值。
基於上述，本發明的低電壓門檻調整方法會在電池的電壓低於低電壓門檻值的情形下，進一步確認電壓過低的情形是否是過大電流導致的結果。倘若確保電池放電的安全性時，進一步調降低電壓門檻，減少電池在具備安全放電條件下卻停止輸出電流的情形。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示本發明一實施例的低電壓門檻調整方法的流程示意圖。在此實施例中，低電壓門檻調整方法適用於電池管理系統電路中。電池管理系統電路例如是以控制器晶片、監控晶片以及與電池相連的二極體共同組合而成。並且，低電壓門檻調整方法可以例如由電池管理系統電路的控制器晶片所執行，又或者是由獨立且與電池管理系統電路連接的晶片所執行，本發明不限於此。
請參照圖1，在使用電池的過程中，電池管理系統電路會不斷的偵測電池的當前電壓的數值。特別是，在步驟S110，電池管理系統電路會偵測當前電壓是否低於低電壓門檻值。倘若當前電壓的數值不低於低電壓門檻值，表示目前電池沒有電壓過低的風險，電池管理系統執行步驟S170允許電池持續放電，並結束流程。
舉例來說，在本發明一實施例中，預設低電壓門檻值例如為2.7伏（V）。倘若電池管理系統電路偵測到當前電壓的數值為3伏，電池管理系統允許電池持續放電。然而，若電池管理系統電路偵測到當前電壓的數值為2.65伏，電池管理系統電路則會繼續執行下述流程。
然而，在步驟S120，一旦當前電壓的數值低於低電壓門檻值，電池管理系統電路會偵測當前電流是否超過預設電流門檻值，藉此判斷當前電壓的降低的原因是否為瞬間過大的電流所造成的。倘若當前電流並未超過預設電流門檻值，表示當前電壓低於低電壓門檻值的情形是因為正常放電至低電流門檻值所導致的結果。因此，電池管理系統電路執行步驟S160，啟用低電壓保護程序，並結束流程。
舉例來說，在本發明一實施例中，倘若額定電流為1（即1C），預設電流門檻值例如為1.5C或2C。以預設電流門檻值為1.5C為例，倘若電池管理系統電路若判斷當前電流為1.2C時，電池管理系統電路執行步驟S160，啟用低電壓保護程序，並結束流程。
倘若電池管理系統電路判斷當前電流為1.7C，表示電壓過低有可能是因為瞬間過大電流造成的，因此電池管理系統電路則會繼續執行下述流程。
在步驟S130，電池管理系統電路會偵測當前溫度是否超過預設溫度。倘若當前溫度超過預設溫度，表示電池的溫度已經超過安全的放電溫度。倘若再繼續放電，會造成電池內部的不可逆的化學變化。因此，電池管理系統電路會執行低電壓保護程序，並結束流程。
舉例來說，在本實施例中，預設溫度例如是60度。倘若偵測到當前溫度為63度，電池管理系統電路執行步驟S160，啟用低電壓保護程序，並結束流程。
然而，若電池管理系統電路判斷當前溫度為55度，表示電池還能在安全的溫度下放電，因此電池管理系統電路則會繼續執行下述流程。
在步驟S140，電池管理系統電路會進一步檢查當前荷電值是否高於預設荷電值。詳細來說，荷電值（State of charge，SOC）反應了電池的剩餘容量。倘若當前荷電值低於預設荷電值，表示電池的剩餘電量不足，必須充電。
舉例來說，在本實施例中，預設荷電值為15%。倘若偵測到當前荷電值為13%，電池管理系統電路執行步驟S160，啟用低電壓保護程序，並結束流程。
然若當前荷電值還高於預設荷電值，表示仍有剩餘電量進行放電。因此，電池管理系統電路會判斷電池的狀況仍能繼續放電，因此直接降低低電壓門檻值，以使電池能夠繼續運作。
舉例來說，在本實施例中，預設荷電值為15%。倘若偵測到當前荷電值為33%，電池管理系統電路執行步驟S150，降低低電壓門檻值，並結束流程。在本實施例中，電池管理系統電路每次調降低電壓門檻值時，會以電壓調整值為調整幅度的基礎，而使低電壓門檻值往下降低一個單位的電壓調整值或電壓調整值的倍數。舉例來說，在此實施例中，電壓調整值為0.2伏。也就是說，低電壓門檻值會由2.7伏調整為2.5伏。
在本發明的其他實施例中，電池管理系統電路在調降低電壓的門檻值時，會依據當前電壓，而以電壓調整值的倍數調整低電壓門檻值。舉例來說，倘若當前電壓為2.4伏，電路管理系統電路會將低電壓門檻值由2.7伏往下調整兩個單位的電壓調整值，即2.3伏。
在本發明的其他實施例中，電池管理系統電路在調降低電壓的門檻值時，會直接調整低電壓門檻值為當前電壓。舉例來說，倘若當前電壓為2.4伏，電路管理系統電路會直接將低電壓門檻值調整成2.4伏。然本發明不以前述實施例為限。
值得一提的是，在本發明的一實施例中，電池管理系統電路降低低電壓門檻值之後，仍然會持續執行步驟S110，即偵測當前電壓是否低於低電壓門檻值。倘若當前電壓又再次低於低電壓門檻值，電池管理系統電路會再次執行步驟S110至步驟S160，以確認電壓下降的原因是否仍然來自於瞬間的電流。若在步驟S140電池管理系統電路判斷當前荷電值高於預設荷電值，並欲降低低電壓門檻值時，電池管理系統電路例如再次將低電壓門檻值往下調整一個單位的電壓調整值，然本發明不限於此。
除此之外，在本發明的一實施例中，電池管理系統電路還會進一步判斷調整後的低電壓門檻值是否低於放電終止電壓。放電終止電壓是電池所能夠安全工作的最低臨界值。詳細來說，電池管理系統電路以放電終止電壓為基準，並加入緩衝電壓值，進而設定低電壓門檻值，藉此以確保電池運作的安全性。實際上，若當前電壓低於低電壓門檻值但高於放電終止電壓，此時，電池仍能夠在高安全的條件下進行放電。然若當前電壓低於放電終止電壓，此時若繼續放電，電池會造成不可逆的損害。因此電池管理系統電路會進一步判斷低電壓門檻值是否不小於放電終止電壓，以避免過度地調整低電壓門檻值。
舉例來說，在本發明一實施例中，放電終止電壓例如為2伏。也就是說，倘若調整後的低電壓門檻值低於2伏時，電池管理系統電路會將調整後的低電壓門檻值回復成調整前的低電壓門檻值。或者是，在其他實施例中，電池管理系統電路會將低電壓門檻值調成放電終止電壓，即2伏特。又或者是，在另一實施例中，電池管理系統電路會直接啟動低電壓保護程序。本發明不限於此。
值得一提的是，電池管理系統電路除了預設低電壓門檻值外，更儲存了初始低電壓門檻值。初始低電壓門檻值是電池在出廠時，所設定的低電壓門檻值。由於在運行低電壓門檻調整方法時，低電壓門檻值的調整是為了因應瞬間的大電流。因此，電池管理系統電路在偵測到當前電壓上升後，會進一步判斷當前電壓是否已高於初始預設電壓門檻值。倘若當前電壓已高於初始預設電壓門檻值，則電池管理系統電路會將低電壓門檻值調整回初始預設電壓門檻值，以確保低電壓保護程序能夠正確運行。
綜上所述，本發明的低電壓門檻調整方法會在電池的電壓低於低電壓門檻值的情形下，進一步確認電壓過低的情形是否是過大電流導致的結果。並且，低電壓門檻調整方法會進一步判斷輸出電流的條件，例如溫度、荷電值（SOC），以在確認電池放電情形為安全的條件下調降低電壓門檻值，以維持電流的輸出。基此，在確保電池處於安全放電的情形下，也減少電池在具備安全放電條件下卻停止輸出電流的情形，因而優化了使用者的使用體驗。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S110~S170‧‧‧步驟
圖1繪示本發明一實施例的低電壓門檻調整方法的流程示意圖。

Claims (9)

  1. 一種低電壓門檻調整方法，包括：偵測當前電壓是否低於低電壓門檻值；當該當前電壓低於該低電壓門檻值，偵測當前電流是否超過預設電流門檻值；當該當前電流超過該預設電流門檻值，偵測當前溫度是否超過預設溫度；當該當前溫度並未超過該預設溫度，檢查當前荷電值是否高於預設荷電值；以及當該當前荷電值高於該預設荷電值，降低該低電壓門檻值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的低電壓門檻調整方法，其中，倘若該當前電流不超過該預設電流門檻值，或者該當前溫度超過該預設溫度，或者該當前荷電值不高於該預設荷電值，啟動低電壓保護程序。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的低電壓門檻調整方法，其中，該預設電流門檻值為1.5倍額定電流或2倍額定電流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的低電壓門檻調整方法，其中，該預設溫度為60度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的低電壓門檻調整方法，其中，該低電壓門檻值為2.7伏。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的低電壓門檻調整方法，其中在降低該低電壓門檻值時，是依據一電壓調整值或該電壓調整值的倍數調降該低電壓門檻值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的低電壓門檻調整方法，還包括：判斷調整後的該低電壓門檻值是否低於放電終止電壓；以及當調整後的該低電壓門檻值低於該放電終止電壓，執行：將調整後的低電壓門檻值回復成調整前的低電壓門檻值、將調整後的該低電壓門檻值調整為該放電終止電壓，或者啟動低電壓保護程序。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的低電壓門檻調整方法，其中，該放電終止電壓為2伏。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的低電壓門檻調整方法，還包括：偵測到該當前電壓上升；判斷該當前電壓是否已高於初始預設電壓門檻值；若該當前電壓已高於該初始預設電壓門檻值，將該低電壓門檻值調整為該初始預設電壓門檻值。
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