TWI715205B - 電池裝置以及用於電池裝置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種電池裝置以及用於電池裝置的控制方法。電池裝置被設置於電動輔助交通工具。電池裝置包括電池模組、感測器、處理器以及保護單元。感測器依據電動輔助交通工具的使用狀態並提供多個感測訊號。處理器依據所述多個感測訊號提供控制訊號。保護單元依據控制訊號控制關於電池模組的充電操作以及放電操作的至少其中之一。
Description
本發明是有關於一種電池裝置以及控制方法,且特別是有關於一種用於電動輔助交通工具的電池裝置以及控制方法。
近年來由於全球暖化加速,環保議題當道,電動輔助自行車以及電動輔助滑板車等電動輔助交通工具逐漸成為具有環保以及節約能源等優點的主要交通代步工具。因此,電動輔助自行車以及電動輔助滑板車的電池裝置更是實現環保以及節約能源的重要裝置之一。因此,如何使電池裝置在適當的情境下進行充電、放電操作,是電池裝置的開發重點之一。
本發明提供一種用於電動輔助交通工具的電池裝置以及控制方法。電池裝置以及控制方法能夠依據電動輔助交通工具的使用狀態控制電池模組的充電操作以及放電操作。
本發明的電池裝置被設置於一電動輔助交通工具。電池
裝置包括電池模組、感測器、處理器以及保護單元。感測器經配置以感測電動輔助交通工具的一使用狀態,並提供對應於使用狀態的多個感測訊號。處理器耦接於感測器。處理器經配置以依據所述多個感測訊號提供多個控制訊號的其中之一。保護單元耦接於處理器以及電池模組。保護單元經配置以依據所述多個控制訊號的其中之一控制電池模組的一充電操作以及一放電操作的至少其中之一。
本發明的控制方法用於電池裝置。電池裝置被設置於一電動輔助交通工具。控制方法包括:感測電動輔助交通工具的使用狀態,並提供對應於使用狀態的多個感測訊號;以及依據所述多個感測訊號提供多個控制訊號的其中之一,並依據所述多個控制訊號的其中之一執行電池裝置的電池模組的充電操作以及放電操作的至少其中之一。
基於上述,本發明的電池裝置以及控制方法能夠依據電動輔助交通工具的使用狀態來控制電池模組的充電操作以及放電操作,藉以減少不必要的能源浪費,並減少因為不當的放電操作所造成的意外。
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。
10:電動輔助交通工具
100、600A、600B、600C、600D:電池裝置
110、610:電池模組
120、620:感測器
130、630:處理器
140、640:保護單元
X、Y、Z:方向
PCH:充電路徑
PDC:放電路徑
SS1、SS2、SS3:感測訊號
CS1、CS2、CS3:控制訊號
300:控制方法
S310、S320:步驟
S401~S425:步驟
A、B:步驟節點
501~507:波形圖
t:時間
SV:訊號值
650:輔助保護晶片
660:開關元件
670:電流感測電阻
642:保護晶片
644:第一開關
646:第二開關
L-PCH:低電壓充電路徑
L-PDC:低電壓放電路徑
H-PCH:高電壓充電路徑
H-PDC:高電壓放電路徑
WS1:第一開關訊號
WS2:第二開關訊號
PB:電源開關
BB:備用電池
MD:記憶元件
圖1是依據本發明一實施例所繪示的配置在電動輔助交通工具上的電池裝置的示意圖。
圖2是依據本發明第一實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。
圖3是依據本發明一實施例所繪示的控制方法流程圖。
圖4A、4B、4C是依據本發明一實施例所繪示的另一控制方法流程圖。
圖5是依據本發明一實施例所繪示的對應於電動輔助交通工具的使用狀態的感測訊號波形圖。
圖6A是依據本發明第二實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。
圖6B是依據本發明第三實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。
圖6C是依據本發明第四實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。
圖6D是依據本發明第五實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。
請參考圖1。圖1是依據本發明一實施例所繪示的配置在電動輔助交通工具上的電池裝置的示意圖。在本實施例中,電池裝置100被配置在電動輔助交通工具10上或在電動輔助交通工具
10的內部。本實施例的電動輔助交通工具10可以是電動輔助自行車或電動輔助滑板車。電池裝置100會依據電動輔助交通工具10的使用狀態進行充電操作以及放電操作。
請同時參考圖1以及圖2。圖2是依據本發明第一實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。在本實施例中,電池裝置100包括電池模組110、感測器120、處理器130以及保護單元140。電池模組110包括一個電芯或串聯連接的多個電芯。感測器120感測電動輔助交通工具10的使用狀態,並提供對應於使用狀態的感測訊號SS1、SS2、SS3。在本實施例中,感測器120能夠對電動輔助交通工具10的3個運動方向進行感測。所述3個運動方向分別對應於電動輔助交通工具10的方向X、Y、Z的運動方向。在本實施例中,感測器120能夠對電動輔助交通工具10的3個方向X、Y、Z的運動方式提供感測訊號SS1、SS2、SS3。舉例來說,感測訊號SS1的變化會至少對應於電動輔助交通工具10在方向Y上的運動方式。另舉例來說,感測訊號SS2的變化會至少對應於電動輔助交通工具10在方向X上的運動方式。再舉例來說,感測訊號SS3的變化會至少對應於電動輔助交通工具10在方向Z上的運動方式。本發明並不以此為限。感測器120可以是由加速度計(G-sensor)來實現。
在本實施例中,處理器130耦接於感測器120。處理器130接收感測器120所提供的感測訊號SS1、SS2、SS3。處理器
130依據感測訊號SS1、SS2、SS3提供控制訊號CS1、CS2、CS3的其中之一。也就是說,處理器130會依據感測訊號SS1、SS2、SS3提供對應於電動輔助交通工具10的使用狀態的控制訊號CS1、CS2、CS3的其中之一。處理器130可例如是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU),或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合,其可載入並執行電腦程式。
在本實施例中,保護單元140耦接於處理器130以及電池模組110。保護單元140接收處理器130所提供的控制訊號CS1、CS2、CS3的其中之一,並依據控制訊號CS1、CS2、CS3的其中之一控制關於電池模組110的充電操作以及放電操作的至少其中之一。上述關於電池模組110的充電操作是指讓電池模組110接收來自於電動輔助交通工具10或外部電源所提供的電力。上述關於電池模組110的放電操作是指將電池模組110所儲存的電力提供到電動輔助交通工具10。在本實施例中,控制訊號CS1、CS2、CS3分別對應於不同的充電操作以及放電操作。舉例來說,保護單元140依據控制訊號CS1停止執行關於電池模組110的充電操作以及放電操作。保護單元140依據控制訊號CS2執行關於
電池模組110的充電操作以及放電操作。保護單元140依據控制訊號CS3控制電池模組110停止執行關於電池模組110的放電操作。本實施例的控制訊號的數量以3個為例,本發明的控制訊號的數量可以是多個,本發明並不以本實施例為限。
進一步舉例來說,電池模組110可經由充電路徑PCH接收電力以進行充電。電池模組110可經由放電路徑PDC提供電力以進行放電。保護單元140依據控制訊號CS1斷開充電路徑PCH、放電路徑PDC以停止執行充電操作以及放電操作。保護單元140依據控制訊號CS2導通充電路徑PCH、放電路徑PDC以執行充電操作以及放電操作。保護單元140依據控制訊號CS3斷開放電路徑PDC以停止執行放電操作。
請同時參考圖2以及圖3。圖3是依據本發明一實施例所繪示的控制方法流程圖。在本實施例中,控制方法300可適用於電池裝置100。控制方法300包括步驟S310以及步驟S320。在步驟S310中,控制方法300藉由感測器120感測電動輔助交通工具(如圖1所示的電動輔助交通工具10)的使用狀態,並提供對應於使用狀態的感測訊號SS1、SS2、SS3。在步驟S320中,控制方法300藉由處理器130依據感測訊號SS1、SS2、SS3提供控制訊號CS1、CS2、CS3的其中之一。此外,在步驟S320中,控制方法300還藉由保護單元140依據控制訊號CS1、CS2、CS3的其中之一執行充電操作以及放電操作的至少其中之一。步驟S310以及
步驟S320的實施細節可以由圖1以及圖2的實施例獲致足夠的教示,因此恕不在此重述。
在此值得一提的是,電池裝置100以及控制方法300能夠依據電動輔助交通工具的使用狀態來控制電池模組110的充電操作以及放電操作,藉以減少不必要的能源浪費,並減少因為不當的放電操作所造成的意外。
進一步來說明,請同時參考圖2、圖4A、圖4B、圖4C以及圖5。圖4A、4B、4C是依據本發明一實施例所繪示的另一控制方法流程圖。圖5是依據本發明一實施例所繪示的感測訊號波形圖。在本實施例的控制方法可適用於電池裝置100。圖5中示出多種感測訊號SS1、SS2、SS3的波形圖S501~S507。波形圖S501~S507的縱軸分別以訊號值(SV)來表示。訊號值可以是電壓值、電流值或旗標值。波形圖S501~S507的橫軸分別以時間(t)來表示。
在本實施例中,電池裝置100在步驟S401中被啟動。電池裝置100在啟動之後,會在步驟S402中感測電動輔助交通工具(如圖1所示的電動輔助交通工具10)的使用狀態,並提供對應於使用狀態的感測訊號SS1、SS2、SS3。在步驟S403中,電池裝置100會判斷感測訊號SS1、SS2、SS3的至少一者的訊號值是否發生變化。如果感測訊號SS1、SS2、SS3的至少一者的訊號值被判斷出發生變化,控制方法進入步驟節點A。在另一方面,如果
感測訊號SS1、SS2、SS3的至少一者的訊號值被判斷出沒有發生變化,控制方法則回到進入步驟S402。
在本實施例中,感測訊號SS1具有第一預設訊號值,感測訊號SS2具有第二預設訊號值,並且感測訊號SS3具有第三預設訊號值。上述的第一預設訊號值、第二預設訊號值以及第三預設訊號值分別是電池裝置100在啟動之後的感測訊號SS1、SS2、SS3的訊號初始值。在感測訊號SS1的訊號值維持在第一預設訊號值,感測訊號SS2的訊號值的變化維持在第二預設訊號值,並且感測訊號SS3的訊號值的變化維持在第三預設訊號值的情況下(如波形圖501),表示著電動輔助交通工具並沒有移動而呈現停止的狀態。因此,電池裝置100會藉由處理器130判斷出電動輔助交通工具已停止,並提供控制訊號CS1。保護單元140會依據控制訊號CS1停止執行充電操作以及放電操作。本實施例的第一預設訊號值、第二預設訊號值以及第三預設訊號值可以相同或不相同。
在本實施例中,感測訊號SS1的第一預設訊號值的第一差值範圍可以被設定,感測訊號SS2的第二預設訊號值的第二差值範圍可以被設定,感測訊號SS3的第三預設訊號值的第三差值範圍可以被設定。舉例來說,如果感測訊號SS1的訊號值的變化維持在第一差值範圍內,感測訊號SS2的訊號值的變化維持在第二差值範圍內時,並且感測訊號SS3的訊號值的變化維持在第三
差值範圍內時,表示電動輔助交通工具正在平穩移動中。處理器130則提供控制訊號CS2。保護單元140依據第二控制訊號CS2執行充電操作以及放電操作。
在感測訊號SS1、SS2、SS3的至少一者的訊號值被判斷出發生變化的情況下,控制方法會依據感測訊號SS1、SS2、SS3的變化經由步驟節點A進入步驟S404、S408、S411、S414、S417、S420的其中之一。上述進入步驟S404、S408、S411、S414、S417、S420的其中之一的判斷是由處理器130來執行。
如果感測訊號SS2的訊號值被判斷出發生第一偏移,控制方法會進入步驟S404。接下來,處理器130在步驟S405判斷發生第一偏移的時間長度是否大於或等於第一時間長度(第一時間長度例如是3秒)。如果處理器130判斷出第一偏移的時間長度是否大於或等於第一時間長度,如波形圖502所示。波形圖502相較於波形圖501具有感測訊號SS2的訊號值的第一偏移。上述的第一偏移是大於感測訊號SS2的第二預設訊號值的第二差值範圍。也就是說,第一偏移是感測訊號SS2的訊號值偏移到第二差值範圍以外的波形態樣。在步驟S406中,處理器130判斷電動輔助交通工具已傾倒(如電動輔助交通工具已朝左側或右側傾倒),並提供控制訊號CS3。保護單元140在步驟S406中會依據控制訊號CS3停止執行放電操作。如此一來,可避免誤觸油門以造成傷害。接下來,控制方法會進入步驟S407以回到步驟S402。
請回到步驟S405,在另一方面,當處理器130判斷出發生第一偏移的時間長度小第一時間長度時,控制方法則會進入步驟S407以回到步驟S402。
回到步驟節點A,如果感測訊號SS2的訊號值被判斷出發生第二偏移,控制方法會進入步驟S408。接下來,處理器130在步驟S409判斷發生第二偏移的時間長度是否大於或等於第二時間長度(第二時間長度例如是3秒)。如果處理器130判斷出第二偏移的時間長度是否大於或等於第二時間長度,如波形圖503所示。波形圖503相較於波形圖501具有感測訊號SS1的訊號值的第二偏移。上述的第二偏移是大於感測訊號SS1的第一預設訊號值的第一差值範圍。也就是說,第二偏移是感測訊號SS2的訊號值偏移到第一差值範圍以外的波形態樣。在步驟S410中,處理器130判斷電動輔助交通工具被搬運或被攜帶而持續地前傾或後傾,並提供控制訊號CS1。保護單元140在步驟S410中會依據控制訊號CS1停止執行充電操作以及放電操作。如此一來,可降低電池模組110的電力消耗。接下來,控制方法會進入步驟S407以回到步驟S402。
請回到步驟S409,在另一方面,當處理器130判斷出發生第二偏移的時間長度小第二時間長度時,控制方法會進入步驟S407以回到步驟S402。
回到步驟節點A,如果感測訊號SS1的訊號值被判斷出
發生第一起伏,控制方法會進入步驟S411。進一步來說明,感測訊號SS1的訊號值的上升指示電動輔助交通工具目前進行具有正加速度的行駛。感測訊號SS1的訊號值的下降指示電動交通工目前進行具有負加速度的行駛。上述的第一起伏是感測訊號SS1的訊號值自第一預設訊號值上升到第一訊號值,接著下降到低於第一預設訊號值的第二訊號值,並且回到第一預設訊號值的訊號值起伏,如波形圖504所示。波形圖504中,第一訊號值減去第一預設訊號值的差值大於第一預設訊號值減去第二訊號值的差值。第一起伏的訊號值變化大於第一差值範圍。
在步驟S412中,處理器130判斷感測訊號SS1的訊號值的第一起伏的時間長度是否小於第三時間長度(第三時間長度例如是1秒)。當處理器130判斷出感測訊號SS1的訊號值的第一起伏的時間長度小於第三時間長度時,控制方法進入步驟S413。在本實施例中,第三時間長度會短於第一時間長度以及第二時間長度。在步驟S413中,處理器130會判斷電動輔助交通工具已完成加速起步,並且提供控制訊號CS2。保護單元140在步驟S413中會依據控制訊號CS2執行充電操作以及放電操作。
在另一方面,當處理器130在步驟S412中判斷出感測訊號SS1的訊號值的第一起伏的時間長度大於或等於第三時間長度時,處理器130會判斷電動輔助交通工具在行進間進行加速再減速。控制方法則進入步驟S407。
回到步驟節點A,如果感測訊號SS1的訊號值被判斷出發生第二起伏,控制方法會進入步驟S414。上述的第二起伏是感測訊號SS1的訊號值自第一預設訊號值下降到第三訊號值,上升到高於第一預設訊號值的第四訊號值,並回到第一預設訊號值的起伏,如波形圖505所示。波形圖505中,第一預設訊號值減去第三訊號值的差值大於第四訊號值減去第一預設訊號值的差值。第二起伏的訊號值變化大於第一預設訊號值的第一差值範圍。
在步驟S415中,處理器130判斷感測訊號SS1的訊號值的第二起伏的時間長度是否小於第四時間長度(第四時間長度例如是1秒)。當處理器130判斷出感測訊號SS1的訊號值的第二起伏的時間長度小於第四時間長度時,控制方法進入步驟S416。在本實施例中,第四時間長度會短於第一時間長度以及第二時間長度。在步驟S416中,處理器130會判斷電動輔助交通工具已完成煞車,並且提供控制訊號CS3。保護單元140在步驟S416中會依據控制訊號CS3停止執行放電操作。
在另一方面,當處理器130在步驟S415中判斷出感測訊號SS1的訊號值的第二起伏的時間長度大於或等於第四時間長度時,處理器130會判斷電動輔助交通工具在行進間進行減速再加速。控制方法則進入步驟S407。
回到步驟節點A,如果感測訊號SS1的訊號值被判斷出發生第三起伏,控制方法會進入步驟S417。上述的第三起伏是感
測訊號SS1的訊號值自第一預設訊號值下降到第五訊號值,上升到高於第一預設訊號值的第六訊號值,並回到第一預設訊號值的起伏,如波形圖506所示。波形圖506中,第一預設訊號值減去第五訊號值的差值大於第六訊號值減去第一預設訊號值的差值。第一預設訊號值減去第五訊號值的差值大於第一預設訊號值減去第三訊號值的差值。第三起伏的訊號值變化大於第一預設訊號值的第一差值範圍。
在步驟S418中,處理器130判斷感測訊號SS1的訊號值的第三起伏的時間長度是否小於第五時間長度(第五時間長度例如是0.5秒)。在本實施例中,第五時間長度短於第四時間長度。當處理器130判斷出感測訊號SS1的訊號值的第二起伏的時間長度小於第五時間長度時,控制方法進入步驟S419。在步驟S419中,處理器130會判斷出電動輔助交通工具已遭到碰撞,並且提供控制訊號CS1。保護單元140在步驟S419中會依據控制訊號CS1停止執行充電操作以及放電操作。除此之外,在一些實施例中,處理器130在判斷出電動輔助交通工具已遭到碰撞時,還可以指示電池裝置100發出警示訊號。
在另一方面,當處理器130在步驟S418中判斷出感測訊號SS1的訊號值的第二起伏的時間長度大於或等於第五時間長度時,處理器130會判斷電動輔助交通工具沒有遭到碰撞。控制方法則進入步驟S407。
在本實施例中,在停止執行充電操作以及放電操作的至少一者的情況下(如步驟S406、S410、S416、S19),電池裝置100可藉由步驟S413恢復到能夠執行充電操作以及放電操作的情況。
回到步驟節點A,如果感測訊號SS1、SS2、SS3都發生振盪,控制方法會進入步驟S420。感測訊號SS1的訊號值的振盪大於第一差值範圍。感測訊號SS2的訊號值的振盪大於第二差值範圍。感測訊號SS3的訊號值的振盪大於第三差值範圍,如波形圖507所示。
在步驟S421中,處理器130判斷感測訊號SS1、SS2、SS3的訊號值的振盪的持續時間長度是否大於或等於第一設定時間長度(第一設定時間長度例如是2秒)。當處理器130判斷出感測訊號SS1、SS2、SS3的訊號值的振盪的持續時間長度大於或等於第一設定時間長度時,控制方法會經由步驟節點B進入步驟S422。在另一方面,當處理器130判斷出感測訊號SS1、SS2、SS3的訊號值的振盪的持續時間長度小於第一設定時間長度時,控制方法會進入步驟S407。
在步驟S422中,處理器130會判斷出電動輔助交通工具已行駛在崎曲不平的道路上,並放大第一差值範圍、第二差值範圍以及第三差值範圍。如此一來,電池裝置100能夠針對在崎曲不平的道路的環境提供新的第一差值範圍、第二差值範圍以及第三差值範圍。電池裝置100可依據新的第一差值範圍、第二差值
範圍以及第三差值範圍提供控制訊號CS1、CS2、CS3的其中一者,藉以防止因為電動輔助交通工具已行駛在崎曲不平的道路上所造成的錯誤充電操作以及錯誤放電操作。
在步驟S423中,處理器130會進一步地判斷停止發生振盪的持續時間是否大於或等於第二設定時間長度(第二設定時間長度例如是2秒)。當處理器130判斷出停止發生振盪的持續時間大於或等於第二設定時間長度時,表示電動輔助交通工具已駛離崎曲不平的道路。因此控制方法會進入步驟S424。在步驟S424中,處理器130會恢復第一差值範圍、第二差值範圍以及第三差值範圍。接下來,控制方法會進入步驟S425以回到步驟S402。
在另一方面,當處理器130在步驟S423中判斷出停止發生振盪的持續時間小第二設定時間長度時,表示電動輔助交通工具還行駛在崎曲不平的道路。因此控制方法會進入步驟S425。
請參考圖6A,圖6A是依據本發明第二實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。在本實施例中,電池裝置600A包括電池模組610、感測器620、處理器630、保護單元640以外,還包括輔助保護晶片650、開關元件660以及電流感測電阻670。本實施例的電池模組610、感測器620、處理器630、保護單元640可以在圖2~4C的多個實施例獲致足夠的教示,因此恕不在此重述。在本實施例中,輔助保護晶片650耦接於電池模組610與開關元件660。本實施例的高電壓充電路徑H-PCH、高電壓放電路徑H-PDC
是相同的路徑,低電壓充電路徑L-PCH與低電壓放電路徑L-PDC是不同的路徑。開關元件660被設置在高電壓充電路徑H-PCH、高電壓放電路徑H-PDC上。輔助保護晶片650會偵測電池模組610所儲存的電量,並在電池模組610所儲存的電量發生異常的情況下(例如是電池模組610所儲存的電量過高、過低或電池損壞)斷開開關元件660,藉以使電池模組610所儲存的電量發生異常的情況下停止充電操作以及放電操作。開關元件660可以是由保險絲或任意形式的電晶體開關來實現。電流感測電阻670被設置在低電壓充電路徑L-PCH或低電壓放電路徑L-PDC上。電流感測電阻670依據充電操作、放電操作所產生的電流值提供一電流感測訊號。保護單元640還耦接於電流感測電阻670。保護單元640還會依據電流感測訊號判斷充電操作、放電操作的電流值是否過高或過低,並在所述電流值是否過高或過低的情況下停止充電操作、放電操作。
在本實施例中,保護單元640包括保護晶片642、第一開關644以及第二開關646。保護晶片642耦接於處理器630。保護晶片642依據多個控制訊號(如圖2所示的控制訊號CS1、CS2、CS3)的其中之一提供第一開關訊號WS1以及第二開關訊號WS2。第一開關644配置於電池裝置600A的低電壓充電路徑L-PCH上。第一開關644依據第一開關訊號WS1斷開或導通低電壓充電路徑L-PCH。第二開關646配置於電池裝置600A的低電壓
放電路徑L-PDC上。第二開關646依據第二開關訊號WS2斷開或導通低電壓放電路徑L-PDC。第一開關644以及第二開關646分別是由任意形式的電晶體開關來實現。
電池裝置600A還包括狀態指示器680以及通訊介面690。狀態指示器680以及通訊介面690分別耦接於處理器630。當處理器630可依據感測訊號SS1、SS2、SS3判斷出電動輔助交通工具的使用狀態,並藉由狀態指示器680、通訊介面690提供關聯於電動輔助交通工具的使用狀態的訊息。狀態指示器680可以是由任何形式的揚聲器、平面顯示器、可撓式顯示器以及狀態指示燈的至少一者來實現。通訊介面690可以是由有線通訊介面以及無線通訊介面的至少一者來實現。
除此之外,電池裝置600A還包括用以啟動或關閉電池裝置600A的電源開關PB、用以供應處理器630電力的備用電池BB以及用以儲存設定資訊的記憶元件MD。電源開關PB可以是任何形式的實體開關。備用電池BB可以是任何形式的電池。記憶元件MD可以是任何型是的隨機存取記憶體(random access memory,RAM)、快閃記憶體(flash memory)或類似元件或上述元件的組合。設定資訊可例如包括前述的第一時間長度、第二時間長度、第三時間長度、第四時間長度、第五時間長度、第一設定時間長度、第二設定時間長度、第一差值範圍、第二差值範圍以及第三差值範圍等資訊。
在本實施例中,基於電池裝置600A的高電壓充電路徑H-PCH、高電壓放電路徑H-PDC、低電壓充電路徑L-PCH、低電壓放電路徑L-PDC以及保護單元640的配置方式,電池裝置600A適用於高電壓以及高電流的充電、放電操作。
請參考圖6B,圖6B是依據本發明第二實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。在本實施例中,與圖6A的電池裝置600A不同的是,電池裝置600B的高電壓充電路徑H-PCH、高電壓放電路徑H-PDC是不同的,並且低電壓充電路徑L-PCH、低電壓放電路徑L-PDC是相同的。保護單元640耦接在高電壓充電路徑H-PCH以及高電壓放電路徑H-PDC上。基於圖6B的配置,電池裝置600B適用於低電壓以及高電流的充電、放電操作。
請參考圖6C,圖6C是依據本發明第二實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。在本實施例中,與圖6A的電池裝置600A不同的是,電池裝置600C的低電壓充電路徑L-PCH與低電壓放電路徑L-PDC是相同的,並且保護單元640耦接在高電壓充電路徑H-PCH以及高電壓放電路徑H-PDC的相同路徑上。基於圖6C的配置,電池裝置600C適用於低電壓以及低電流的充電、放電操作。
請參考圖6D,圖6D是依據本發明第二實施例所繪示的電池裝置的電路示意圖。在本實施例中,與圖6C的電池裝置600C不同的是,電池裝置600D的保護單元640耦接在低電壓充電路徑
L-PCH以及低電壓放電路徑L-PDC的相同路徑上。基於圖6D的配置,電池裝置600D適用於高電壓以及低電流的充電、放電操作。
綜上所述,本發明的電池裝置以及控制方法能夠依據電動輔助交通工具的使用狀態來控制電池模組的充電操作以及放電操作,藉以減少不必要的能源浪費,並減少因為不當的放電操作所造成的意外。
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。
100:電池裝置
110:電池模組
120:感測器
130:處理器
140:保護單元
CS1、CS2、CS3:控制訊號
PCH:充電路徑
PDC:放電路徑
SS1、SS2、SS3:感測訊號
Claims (17)
- 一種電池裝置,該電池裝置被設置於一電動輔助交通工具,該電池裝置包括:一電池模組;一感測器,經配置以感測該電動輔助交通工具的一使用狀態,並提供對應於該使用狀態的一第一感測訊號、一第二感測訊號以及一第三感測訊號;一處理器,耦接於該感測器,經配置以依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供多個控制訊號的其中之一;以及一保護單元,耦接於該處理器以及該電池模組,經配置以依據該些控制訊號的其中之一控制關於該電池模組的一充電操作以及一放電操作的至少其中之一,其中該第一感測訊號具有一第一預設訊號值,該第二感測訊號具有一第二預設訊號值,並且該第三感測訊號具有一第三預設訊號值,其中該處理器設定該第一感測訊號的該第一預設訊號值的一第一差值範圍,該第二感測訊號的該第二預設訊號值的一第二差值範圍以及該第三感測訊號的該第三預設訊號值的一第三差值範圍,其中當該第一感測訊號的訊號值發生大於該第一差值範圍的 一第一感測訊號偏移,並且發生該第一感測訊號偏移的時間長度大於或等於一第一時間長度時,該處理器判斷該電動輔助交通工具被搬運,並提供該些控制訊號的一第一控制訊號,並且其中該保護單元依據該第一控制訊號停止執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第1項所述的電池裝置,其中:當該第一感測訊號的訊號值維持在該第一預設訊號值,該第二感測訊號的訊號值的變化維持在該第二預設訊號值,並且該第三感測訊號的訊號值的變化維持在該第三預設訊號值時,該處理器判斷該電動輔助交通工具已停止,並提供該第一控制訊號,該保護單元依據該第一控制訊號停止執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第2項所述的電池裝置,其中:當該第一感測訊號的訊號值的變化維持在基於該第一預設訊號值的該第一差值範圍內,該第二感測訊號的訊號值的變化維持在基於該第二預設訊號值的該第二差值範圍內時,並且該第三感測訊號的訊號值的變化維持在基於該第三預設訊號值的該第三差值範圍內時,該處理器提供該些控制訊號的一第二控制訊號,該保護單元依據該第二控制訊號執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第3項所述的電池裝置,其中: 當該第二感測訊號的訊號值發生大於該第二差值範圍的一第二感測訊號偏移,並且發生該第二感測訊號偏移的時間長度大於或等於一第二時間長度時,該處理器判斷該電動輔助交通工具已傾倒,並提供該些控制訊號的一第三控制訊號,該保護單元依據該第三控制訊號停止執行該放電操作。
- 如申請專利範圍第4項所述的電池裝置,其中:該第一感測訊號的訊號值的上升指示該電動輔助交通工具目前進行具有正加速度的行駛,該第一感測訊號的訊號值的下降指示該電動交通工目前進行具有負加速度的行駛,該處理器依據該第一感測訊號的一第一起伏的時間長度短於一第三時間長度的結果判斷該電動輔助交通工具已完成加速起步,並提供該第二控制訊號,該第一起伏是該第一感測訊號的訊號值自該第一預設訊號值上升到一第一訊號值,下降到低於該第一預設訊號值的一第二訊號值,並回到該第一預設訊號值的起伏,該第一訊號值減去該第一預設訊號值的差值大於該第一預設訊號值減去該第二訊號值的差值,該第三時間長度短於該第一時間長度以及該第二時間長度,該第一起伏的訊號值變化大於該第一差值範圍,該保護單元依據該第二控制訊號執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第5項所述的電池裝置,其中:該處理器依據該第一感測訊號的一第二起伏的時間長度短於一第四時間長度的結果判斷該電動輔助交通工具已完成煞車,並提供該第三控制訊號,該第二起伏是該第一感測訊號的訊號值自該第一預設訊號值下降到一第三訊號值,上升到高於該第一預設訊號值的一第四訊號值,並回到該第一預設訊號值的起伏,該第一預設訊號值減去該第三訊號值的差值大於該第四訊號值減去該第一預設訊號值的差值,該第四時間長度短於該第一時間長度以及該第二時間長度,該第二起伏的訊號值變化大於該第一差值範圍,該保護單元依據該第三控制訊號停止執行該放電操作。
- 如申請專利範圍第6項所述的電池裝置,其中:該處理器依據該第一感測訊號的一第三起伏的時間長度短於一第五時間長度的結果判斷該電動輔助交通工具受到碰撞,並提供該第一控制訊號,該第三起伏是該第一感測訊號的訊號值自該第一預設訊號值下降到一第五訊號值,上升到高於該第一預設訊號值的一第六訊號值,並回到該第一預設訊號值的起伏,該第一預設訊號值減去該第五訊號值的差值大於該第六訊號值減去該第一預設訊號值的差值, 該第一預設訊號值減去該第五訊號值的差值大於該第一預設訊號值減去該第三訊號值的差值,該第五時間長度短於該第四時間長度,該第三起伏的訊號值變化大於該第一差值範圍,該保護單元依據該第一控制訊號停止執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第5項所述的電池裝置,其中:當該第一感測訊號的訊號值、該第二感測訊號的訊號值以及該第三感測訊號的訊號值在發生振盪,該第一感測訊號的訊號值的振盪大於該第一差值範圍,該第二感測訊號的訊號值的振盪大於該第二差值範圍,並且該第三感測訊號的訊號值的振盪大於該第三差值範圍,並該些振盪的持續時間長度大於或等於一設定時間長度時,該處理器放大該第一差值範圍,放大該第二差值範圍,並放大該第三差值範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述的電池裝置,其中該保護單元包括:一保護晶片,耦接於該處理器,經配置以依據該些控制訊號的其中之一提供一第一開關訊號以及一第二開關訊號;一第一開關,配置於該電池裝置的一充電路徑上,經配置以依據該第一開關訊號斷開或導通該充電路徑;以及一第二開關,配置於該電池裝置的一放電路徑上,經配置以 依據該第二開關訊號斷開或導通該放電路徑。
- 一種用於電池裝置的控制方法,該電池裝置被設置於一電動輔助交通工具,該控制方法包括:感測該電動輔助交通工具的一使用狀態,並提供對應於該使用狀態的一第一感測訊號、一第二感測訊號以及一第三感測訊號,其中該第一感測訊號具有一第一預設訊號值,該第二感測訊號具有一第二預設訊號值,並且該第三感測訊號具有一第三預設訊號值;設定該第一感測訊號的該第一預設訊號值的一第一差值範圍,該第二感測訊號的該第二預設訊號值的一第二差值範圍以及該第三感測訊號的該第三預設訊號值的一第三差值範圍;以及依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供多個控制訊號的其中之一,並依據該些控制訊號的其中之一執行關於該電池裝置的一電池模組的一充電操作以及一放電操作的至少其中之一,其中依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供該些控制訊號的其中之一,並依據該些控制訊號的其中之一執行關於該電池裝置的該電池模組的該充電操作以及該放電操作的至少其中之一的步驟包括:當該第一感測訊號的訊號值發生大於該第一差值範圍的一第二偏移,並且發生該第二偏移的時間長度大於一第一時間 長度時,判斷該電動輔助交通工具被搬運,並提供該些控制訊號的一第一控制訊號;以及依據該第一控制訊號停止執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第10項所述的控制方法,其中依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供該些控制訊號的其中之一,並依據該些控制訊號的其中之一執行關於該電池裝置的該電池模組的該充電操作以及該放電操作的至少其中之一的步驟包括:當該第一感測訊號的訊號值維持在該第一預設訊號值,該第二感測訊號的訊號值的變化維持在該第二預設訊號值,並且該第三感測訊號的訊號值的變化維持在該第三預設訊號值時,判斷該電動輔助交通工具已停止,並提供該第一控制訊號;以及依據該第一控制訊號停止執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第11項所述的控制方法,其中依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供該些控制訊號的其中之一,並依據該些控制訊號的其中之一執行關於該電池裝置的該電池模組的該充電操作以及該放電操作的至少其中之一的步驟包括:當該第一感測訊號的訊號值的變化維持在基於該第一預設訊號值的一第一差值範圍內,該第二感測訊號的訊號值的變化維持 在基於該第二預設訊號值的一第二差值範圍內,並且該第三感測訊號的訊號值的變化維持在基於該第三預設訊號值的一第三差值範圍內時,該處理器提供該些控制訊號的一第二控制訊號;以及依據該第二控制訊號執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第12項所述的控制方法,其中依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供該些控制訊號的其中之一,並依據該些控制訊號的其中之一執行關於該電池裝置的該電池模組的該充電操作以及該放電操作的至少其中之一的步驟包括:當該第二感測訊號的訊號值發生大於該第二差值範圍的一第二感測訊號偏移,並且發生該第二感測訊號偏移的時間長度大於一第二時間長度時,判斷該電動輔助交通工具已傾倒,並提供該些控制訊號的一第三控制訊號;以及依據該第三控制訊號停止執行該放電操作。
- 如申請專利範圍第13項所述的控制方法,其中該第一感測訊號的訊號值的上升指示該電動輔助交通工具目前進行具有正加速度的行駛,該第一感測訊號的訊號值的下降指示該電動交通工目前進行具有負加速度的行駛,其中依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供該些控制訊號的其中之一,並依據該些控制訊號的其中之一執行關於該電池裝置的該電池模組的該充電操作以及 該放電操作的至少其中之一的步驟包括:依據該第一感測訊號的一第一起伏判斷該電動輔助交通工具已完成加速起步,並提供該第二控制訊號,其中該第一起伏是在一第三時間長度內,該第一感測訊號的訊號值自該第一預設訊號值上升到一第一訊號值,下降到低於該第一預設訊號值的一第二訊號值,並回到該第一預設訊號值,其中該第一訊號值減去該第一預設訊號值的差值大於該第一預設訊號值減去該第二訊號值的差值,其中該第三時間長度短於該第一時間長度以及該第二時間長度,其中該第一起伏的訊號值變化大於該第一差值範圍;以及依據該第二控制訊號執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第14項所述的控制方法,其中依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供該些控制訊號的其中之一,並依據該些控制訊號的其中之一執行關於該電池裝置的該電池模組的該充電操作以及該放電操作的至少其中之一的步驟包括:依據該第一感測訊號的一第二起伏判斷該電動輔助交通工具已完成煞車,並提供該第三控制訊號,其中該第二起伏是在一第四時間長度內,該第一感測訊號的訊號值自該第一預設訊號值下降到一第三訊號值,上升到高於該第一預設訊號值的一第四訊號值,並回到該第一預設訊號值,其中該第一預設訊號值減去該第 三訊號值的差值大於該第四訊號值減去該第一預設訊號值的差值,其中該第四時間長度短於該第一時間長度以及該第二時間長度,其中該第二起伏的訊號值變化大於該第一差值範圍;以及依據該第三控制訊號停止執行該放電操作。
- 如申請專利範圍第15項所述的控制方法,其中依據該第一感測訊號、該第二感測訊號以及該第三感測訊號的變動提供該些控制訊號的其中之一,並依據該些控制訊號的其中之一執行關於該電池裝置的該電池模組的該充電操作以及該放電操作的至少其中之一的步驟包括:依據該第一感測訊號的一第三起伏判斷該電動輔助交通工具受到碰撞,並提供該第一控制訊號,其中該第三起伏是在一第五時間長度內,該第一感測訊號的訊號值自該第一預設訊號值下降到一第五訊號值,上升到高於該第一預設訊號值的一第六訊號值,並回到該第一預設訊號值,其中該第一預設訊號值減去該第五訊號值的差值大於該第六訊號值減去該第一預設訊號值的差值,其中該第五時間長度短於該第四時間長度,其中該第三起伏的訊號值變化大於該第一差值範圍;以及依據該第一控制訊號停止執行該充電操作以及該放電操作。
- 如申請專利範圍第10項所述的控制方法,其中還包括:當該第一感測訊號的訊號值、該第二感測訊號的訊號值以及該第三感測訊號的訊號值在發生振盪,該第一感測訊號的訊號值 的振盪大於該第一差值範圍,該第二感測訊號的訊號值的振盪大於該第二差值範圍,並且該第三感測訊號的訊號值的振盪大於該第三差值範圍,並該些振盪的持續時間長度大於或等於一設定時間長度時,放大該第一差值範圍,放大該第二差值範圍,並放大該第三差值範圍。
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