TWI837978B - 智慧充電方法及應用其之電子裝置 - Google Patents
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Abstract
一種智慧充電方法及應用其之電子裝置。智慧充電方法包括以下步驟。判斷一電子裝置是否連接於一充電器。若電池連接於充電器，則判斷一現在時間是否位於一預訂空閒時段。若現在時間位於預訂空閒時段，則以小於0.8C之充放電倍率對電子裝置之一電池進行一定電流充電。定電流充電持續一預計定電流充電時間。在預計定電流充電時間結束後，閒置電池一預計閒置時間。在預計閒置時間結束後，對電池進行一定電壓充電。
Description
本揭露是有關於一種控制方法及應用其之電子裝置，且特別是有關於一種智慧充電方法及應用其之電子裝置。
許多電子裝置為了便於攜帶，設置了電池來提供電力。然而，根據不同用戶的使用習慣，電池將處於不同的工作環境(儲存時的電壓、工作時的溫度、充放電的電流大小...等)，間接引起電池不同程度的老化，進而影響電池的使用壽命。
舉例來說，如果某些用戶的習慣是長時間插著電源供應器來使用筆記型電腦，把筆記型電腦當作桌上型電腦來使用，這會使得電池長期處於一個高電壓的狀態儲存，而加速電池的老化並減少電池的壽命。為了延長電池的壽命，研究人員正致力開發一種智慧充電方法，來提供電池健康充電模式(Battery Healthy Mode)，以延長電池的壽命。
本揭露係有關於一種智慧充電方法及應用其之電子裝置，其採用低充放電倍率的定電流充電程序，並且將定電壓充電程序安排於最後，以使電池在健康充電模式中不會長時間處於滿載的情況，進而延長使用壽命。
根據本揭露之一方面，提出一種智慧充電方法。智慧充電方法包括以下步驟。判斷一電子裝置是否連接於一充電器。若電子裝置連接於充電器，則判斷一現在時間是否位於一預訂空閒時段。若現在時間位於預訂空閒時段，則以小於0.8C之充放電倍率對電子裝置之一電池進行一定電流充電。定電流充電持續一預計定電流充電時間。在預計定電流充電時間結束後，閒置電池一預計閒置時間。在預計閒置時間結束後，對電池進行一定電壓充電。
根據本揭露之另一方面，提出一種電子裝置。電子裝置包括一電源連接埠、一電池、一充電單元及一電源管理單元。電源連接埠用以連接於一充電器。充電單元連接於電池。充電單元用以對電池充電。電源管理單元連接於電源連接埠與電池。電源管理單元包括一連接埠偵測電路、一時間判斷電路及一控制電路。連接埠偵測電路用以判斷電源連接埠是否連接於充電器。控制電路用以控制充電單元。若電源連接埠連接於充電器，則時間判斷電路判斷一現在時間是否位於一預訂空閒時段。若現在時間位於預訂空閒時段，則控制電路輸出一定電流控制訊號至充電單元，以使充電單元以小於0.8C之充放電倍率對電池進行一定電流
充電。定電流充電持續一預計定電流充電時間。在時間判斷電路判斷出預計定電流充電時間結束後，控制電路輸出一閒置訊號至充電單元，以使充電單元閒置該電池一預計閒置時間。在時間判斷電路判斷出預計閒置時間結束後，控制電路輸出一定電壓控制訊號至充電單元，以使充電單元對電池進行一定電壓充電。
為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
100:電子裝置
110:電源連接埠
120:電池
130:充電單元
150:電源管理單元
151:電池偵測電路
152:時間設定電路
153:運算電路
155:控制電路
158:連接埠偵測電路
159:時間判斷電路
900:充電器
CC1,CC2:充電電流曲線
CCT:預計定電流充電時間
CT:現在時間
CM1:定電流控制訊號
CM2:閒置訊號
CM3:定電壓控制訊號
CV1,CV2:充電電壓曲線
CVT:預計定電壓充電時間
E1,E2:電量曲線
IDT:預計閒置時間
M0:不充電模式
M1:一般充電模式
M2:健康充電模式
P1:預訂忙碌時段
P2:預訂空閒時段
RE:剩餘電量
S110,S120,S130,S140,S141,S142,S143,S144,S145,S146,S147:步驟
TM:預計總充電時間
Vm:預定充電電壓
第1圖繪示根據一實施例之電子裝置之示意圖。
第2圖繪示根據一實施例之電子裝置在一天的使用時段。
第3圖繪示根據另一實施例之電子裝置在一天的使用時段。
第4圖繪示根據一實施例之電子裝置之電池管理模式的示意圖。
第5圖示例說明預計總充電時間之一例。
第6圖示例說明根據一實施例之一般充電模式與健康充電模式的比較。
第7圖示例說明根據一實施例之一般充電模式與健康充電模式的充電曲線圖。
第8圖繪示根據一實施例之電子裝置之方塊圖。
第9圖繪示根據一實施例之智慧充電方法的流程圖。
第10圖示例說明預計總充電時間之另一例。
第11圖示例說明根據另一實施例之一般充電模式與健康充電模式的比較。
第12圖示例說明根據另一實施例之一般充電模式與健康充電模式的充電曲線圖。
請參照第1圖，其繪示根據一實施例之電子裝置100之示意圖。電子裝置100例如是一筆記型電腦、一手機、一平板電腦、一遊戲機或一電子閱讀器。當電子裝置100連接於充電器900，在電子裝置100之電池120充滿電卻未立即拔除充電器900時，電池120將會長時間處於滿電的情況，這將減損電池120的壽命。
請參照第2圖，其繪示根據一實施例之電子裝置100在一天的使用時段。部分使用者移動到不同場所時，仍會攜帶著電子裝置100，其在白天、下午與晚上(例如是8點到24點)都可能會使用到電子裝置100，而僅在深夜(例如是0點到8點)不會使用到電子裝置100。此例之白天、下午與晚上則可定義為一預訂忙碌時段P1；夜間則可定義為一預訂空閒時段P2。
請參照第3圖，其繪示根據另一實施例之電子裝置100在一天的使用時段。部分使用者僅在工作場所會使用電子裝置100，故在上班時間(例如是9點到18點)會使用到電子裝置100，而在夜間(例如是18點到9點)則不會使用到電子裝置100。此例之上班時間可定義為預訂忙碌時段P1；夜間則可定義為預訂空閒時段P2。
請參照第4圖，其繪示根據一實施例之電子裝置100之電池管理模式的示意圖。在本實施例中，電池120具有「不充電模式M0」、「一般充電模式M1」及「健康充電模式M2」等三種電池管理模式。在電子裝置100未插上充電器900時，電池120位於不充電模式M0；在電子裝置100已插上充電器900且位於預訂忙碌時段P1時，電池120可以被控制於一般充電模式M1；在電子裝置100已插上充電器900且位於預訂空閒時段P2時，電池120可以被控制於健康充電模式M2。
在一般充電模式M1中，可執行一般的充電方法，例如是先採取1C之充放電倍率對電池120進行定電流充電，接著再馬上採取定電壓充電，以使電池120之電量能夠快速回充。
在健康充電模式M2中，可以執行一智慧充電方法，例如是先採取0.2C之充放電倍率對電池120進行定電流充電，接著使未充滿電的電池120閒置一段時間後，才採取定電壓充電，以避免電池120長時間處於滿電的情況。
第5圖示例說明預計總充電時間TM之一例。倘若現在時間CT為0點，則在預訂空閒時段P2內，還能夠充電的預計總充電時間TM為8小時。
請參照第6圖，其示例說明根據一實施例之一般充電模式M1與健康充電模式M2的比較。在預訂忙碌時段P1中預計總充電時間TM為8小時的情況下，第6圖之上側圖的一般充電模式M1會先以1C之充放電倍率進行定電流充電，例如是目標充電至80%的電量，其預計定電流充電時間CCT為1小時。接著，再立即執行定
電壓充電，將電池120充滿至100%，其預計定電壓充電時間CVT為2小時。然後，持續維持滿電的情況，其預計閒置時間IDT為5小時。一般充電模式M1會持續長時間的滿電狀態，適用於預訂忙碌時段P1。
在預訂空閒時段P2中，預計總充電時間TM為8小時的情況下，第6圖之下側圖的健康充電模式M2會先以0.2C之充放電倍率進行定電流充電，例如是目標充電至80%的電量，其預計定電流充電時間CCT為4小時。接著，持續維持80%電量的情況，其預計閒置時間IDT為2小時。最後，才執行定電壓充電，將電池120充滿至100%，其預計定電壓充電時間CVT為2小時。健康充電模式M2會以較低的充放電倍率進行定電流充電，並且將定電壓充電執行於閒置動作之後，以避免電池120長時間維持於滿電狀態，適用於預訂空閒時段P2。
請參照第7圖，其示例說明根據一實施例之一般充電模式M1與健康充電模式M2的充電曲線圖。在預訂忙碌時段P1之10點進行充電的情況下，第7圖之上側圖的一般充電模式M1會在10點~11點的預計定電流充電時間CCT之內，控制充電電流曲線CC1位於1C之充放電倍率；在11點~13點的預計定電壓充電時間CVT之內，控制充電電壓曲線CV1位於預定充電電壓Vm；在13點~18點的預計閒置時間IDT之內，控制電量曲線E1持續位於100%。
在預訂空閒時段P2之0點~8點進行充電的情況下，第7圖之下側圖的健康充電模式M2會在0點~4點的預計定電流充電
時間CCT之內，控制充電電流曲線CC2位於0.2C之充放電倍率；在4點~6點的預計閒置時間IDT之內，控制電量曲線E2持續位於80%；在6點~8點的預計定電壓充電時間CVT之內，控制充電電壓曲線CV2位於預定充電電壓Vm。電量曲線E2在8點才達到100%。
本實施例之電子裝置100不僅可在預訂忙碌時段P1執行一般充電模式M1，更可在預訂空閒時段P2執行健康充電模式M2。請參照第8圖，其繪示根據一實施例之電子裝置100之方塊圖。電子裝置100包括一電源連接埠110、上述之電池120、一充電單元130及一電源管理單元150。電源管理單元150包括一電池偵測電路151、一時間設定電路152、一運算電路153、一控制電路155、一連接埠偵測電路158及一時間判斷電路159。電源連接埠110例如是一電源線插孔、一磁吸接口、一無線充電盤、或一TYPE-C連接埠。電池120例如是一鋰離子電池、一鋰聚合物電池、一鎳鎘電池、或一鎳氫電池。充電單元130用以對電池120進行充電，例如是一電路、一晶片或一電路板。電源管理單元150用以進行充電程序的監控，例如是一電路、一晶片或一電路板。
在本實施例中，透過低充放電倍率的定電流充電程序、與定電壓充電程序的時序安排，以使電池120在健康充電模式M2中不會長時間處於滿電的情況，進而延長使用壽命。以下更搭配一流程圖詳細說明上述各項元件的運作。
請參照第9圖，其繪示根據一實施例之智慧充電方法的流程圖。在步驟S110中，如第8圖所示，連接埠偵測電路158
判斷電子裝置100之電源連接埠110是否連接於充電器900。若電子裝置100之電源連接埠110連接於充電器900，則進入步驟S120。
在步驟S120中，如第8圖及第2、3圖所示，時間判斷電路159判斷一現在時間CT是否位於預訂空閒時段P2。若現在時間不位於預訂空閒時段P2，則進入步驟S130；若現在時間CT位於預訂空閒時段P2，則進入步驟S140。
在步驟S130中，如第8圖及第4圖所示，電源管理單元150控制電池120進入一般充電模式M1。
在步驟S140中，如第8圖及第4圖所示，電源管理單元150控制電池120進入健康充電模式M2。
接著，在步驟S141中，如第8圖所示，電池偵測電路151偵測電池120之一剩餘電量RE。電池偵測電路151例如是在進入健康充電模式M2時，才偵測電池120之剩餘電量RE。或者，電池偵測電路151例如是週期性地偵測電池120之剩餘電量RE，在進入健康充電模式M2時，提供已偵測之剩餘電量RE。
然後，在步驟S142中，如第8圖及第5圖所示，時間設定電路152提供預計總充電時間TM。時間設定電路152例如是按照第2圖或第3圖之預訂空閒時段P2計算能夠充電的預計總充電時間TM。
接著，在步驟S143中，如第8圖所示，運算電路153依據剩餘電量RE，計算預計定電流充電時間CCT。
然後，在步驟S144中，如第8圖所示，運算電路153依據預計總充電時間TM、預計定電流充電時間CCT及預計定電壓充電時間CVT，計算預計閒置時間IDT。預計定電壓充電時間CVT例如是固定不變的時間長度。
接著，在步驟S145中，如第8圖所示，控制電路155輸出一定電流控制訊號CM1至充電單元，以使充電單元130以0.2C之充放電倍率對電子裝置100之電池120進行定電流充電。
然後，在步驟S146中，如第8圖所示，在時間判斷電路159判斷出預計定電流充電時間CCT結束後，控制電路155輸出一閒置訊號CM2至充電單元130，以使充電單元130閒置電池120。
接著，在步驟S147中，如第8圖所示，在時間判斷電路159判斷出預計閒置時間IDT結束後，控制電路155輸出一定電壓控制訊號CM3至充電單元130，以使充電單元130對電池進行定電壓充電，定電壓充電持續預計定電壓充電時間。
上述實施例採用低充放電倍率的定電流充電程序，並且將定電壓充電程序安排於閒置之動作之後，以使電池120在健康充電模式M2中不會長時間處於滿電的情況，進而延長使用壽命。
在另一實施例中，在預計總充電時間TM較短的情況下，預計閒置時間IDT亦可能為0。請參照第10圖，其示例說明預
計總充電時間TM之另一例。倘若現在時間CT為2點，則在預訂空閒時段P2內，還能夠充電的預計總充電時間TM為6小時。
請參照第11圖，其示例說明根據另一實施例之一般充電模式M1與健康充電模式M2的比較。在預訂忙碌時段P1中，預計總充電時間TM為6小時的情況下，第11圖之上側圖示的一般充電模式M1會先以1C之充放電倍率進行定電流充電，例如是目標電至80%的電量，其預計定電流充電時間CCT為1小時。接著，再立即執行定電壓充電，將電池120充滿至100%，其預計定電壓充電時間CVT為2小時。然後，持續維持滿電的情況，其預計閒置時間IDT為3小時。一般充電模式M1會持續長時間的滿電狀態，適用於預訂忙碌時段P1。
在預訂空閒時段P2中，預計總充電時間TM為6小時的情況下，第11圖之下側圖示的健康充電模式M2會先以0.2C之充放電倍率進行定電流充電，例如是目標電至80%的電量，其預計定電流充電時間CCT為4小時。接著，在僅剩的2小時，將電池120充滿至100%，其預計定電壓充電時間CVT為2小時。健康充電模式M2會以較低的充放電倍率進行定電流充電，並且將定電壓充電執行最後，以避免電池120長時間維持於滿電狀態，適用於預訂空閒時段P2。
請參照第12圖，其示例說明根據另一實施例之一般充電模式M1與健康充電模式M2的充電曲線圖。在預訂忙碌時段P1之12點進行充電的情況下，第12圖之上側圖示的一般充電模式M1會
在12點~13點的預計定電流充電時間CCT之內，控制充電電流曲線CC1位於1C之充放電倍率；在13點~15點的預計定電壓充電時間CVT之內，控制充電電壓曲線CV1位於預定充電電壓Vm；在15點~18點的預計閒置時間IDT之內，控制電量曲線E1持續位於100%。
在預訂空閒時段P2之2點~8點進行充電的情況下，第12圖之下側圖示的健康充電模式M2會在2點~6點的預計定電流充電時間CCT之內，控制充電電流曲線CC2位於0.2C之充放電倍率；在6點~8點的預計定電壓充電時間CVT之內，控制充電電壓曲線CV2位於預定充電電壓Vm。電量曲線E2在8點才達到100%。
上述實施例採用低充放電倍率的定電流充電程序，並且將定電壓充電程序安排於最後，以使電池120在健康充電模式M2中不會長時間處於滿電的情況，進而延長使用壽命。
綜上所述，雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S110,S120,S130,S140,S141,S142,S143,S144,S145,S146,S147:步驟
Claims (10)
- 一種智慧充電方法，包括：判斷一電子裝置是否連接於一充電器；若該電子裝置連接於該充電器，則判斷一現在時間是否位於一預訂空閒時段；若該現在時間位於該預訂空閒時段，則以小於0.8C之充放電倍率對該電子裝置之一電池進行一定電流充電，該定電流充電持續一預計定電流充電時間；在該預計定電流充電時間結束後，閒置該電池一預計閒置時間；以及在該預計閒置時間結束後，對該電池進行一定電壓充電。
- 如請求項1所述之智慧充電方法，其中該在該預計定電流充電時間結束後，該電池之電量為80%以下。
- 如請求項1所述之智慧充電方法，更包括：獲得該電池之一剩餘電量；獲得一預計總充電時間；依據該剩餘電量，計算該預計定電流充電時間；以及依據該預計總充電時間、該預計定電流充電時間及一預計定電壓充電時間，計算該預計閒置時間。
- 如請求項1所述之智慧充電方法，其中該定電壓充電持續一預計定電壓充電時間，該預計定電壓充電時間固定不變。
- 如請求項4所述之智慧充電方法，其中該預計定電壓充電時間為120分鐘。
- 一種電子裝置，包括：一電源連接埠，用以連接於一充電器；一電池；一充電單元，連接於該電池，該充電單元用以對該電池充電；以及一電源管理單元，連接於該電源連接埠與該電池，該電源管理單元包括：一連接埠偵測電路，用以判斷該電源連接埠是否連接於該充電器；一時間判斷電路；及一控制電路，用以控制該充電單元；其中，若該電源連接埠連接於該充電器，則該時間判斷電路判斷一現在時間是否位於一預訂空閒時段；若該現在時間位於該預訂空閒時段，則該控制電路輸出一定電流控制訊號至該充電單元，以使該充電單元以小於0.8C之充放電倍率對該電池進行一定電流充電，該定電流充電持續一預計定電流充電時間； 在該時間判斷電路判斷出該預計定電流充電時間結束後，該控制電路輸出一閒置訊號至該充電單元，以使該充電單元閒置該電池一預計閒置時間；在該時間判斷電路判斷出該預計閒置時間結束後，該控制電路輸出一定電壓控制訊號至該充電單元，以使該充電單元對該電池進行一定電壓充電。
- 如請求項6所述之電子裝置，其中該在該預計定電流充電時間結束後，該電池之電量為80%以下。
- 如請求項6所述之電子裝置，其中該電源管理單元更包括：一電池偵測電路，用以偵測該電池之一剩餘電量；一時間設定電路，用以提供一預計總充電時間；以及一運算電路，用以依據該剩餘電量，計算該預計定電流充電時間，並依據該預計總充電時間、該預計定電流充電時間及一預計定電壓充電時間，計算該預計閒置時間。
- 如請求項6所述之電子裝置，其中該定電壓充電持續一預計定電壓充電時間，該預計定電壓充電時間固定不變。
- 如請求項9所述之電子裝置，其中該預計定電壓充電時間為120分鐘。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| US18/524,732 US20240178694A1 (en) | 2022-11-30 | 2023-11-30 | Smart charging method and electronic device using the same |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI837978B true TWI837978B (zh) | 2024-04-01 |
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|---|---|---|---|---|
| US20210296921A1 (en) | 2018-12-10 | 2021-09-23 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Charging Method and Apparatus |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210296921A1 (en) | 2018-12-10 | 2021-09-23 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Charging Method and Apparatus |
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