TW202121790A - 電池裝置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種電池裝置包括：蓄電池單元、電流感測單元、溫度感測單元、儲存單元和處理單元。電流感測單元偵測負載電流。溫度感測單元偵測蓄電池單元的電池溫度。儲存單元儲存循環次數、多個閥值區間及多個充電電壓值。處理單元執行放電紀錄程序。依據負載電流、電池溫度及循環次數取得蓄電池單元的放電深度。將負載電流、電池溫度及放電深度儲存於儲存單元。處理單元執行充電程序。選擇對應於工作閥值區間的充電電壓值以作為主充電電壓值，並使用相同於主充電電壓值的直流電壓對蓄電池單元進行定電壓充電。

Description

電池裝置及其控制方法
本發明係有關於一種電池裝置及其控制方法，特別是有關於蓄電池充放電的電池裝置及其控制方法。
隨著電子產品和電動車的發展，蓄電池(或稱二次電池)的應用也日益廣泛。因此，如何有效的延長蓄電池的循環壽命(battery cycle life)，成為現今科技發展的重要課題。由於現今的市場需求的變化，消費者喜歡具有快速充電功能的電子產品。然而，對蓄電池進行快速充電，往往易造成過充蓄電池，而致使蓄電池的循環壽命降低。另外，當蓄電池對重載(heavy load)持續供電時，由於重載需要接收大電流，所以容易造成蓄電池過度放電，以至於蓄電池的電容量過低。蓄電池的電容量過低也是降低蓄電池的循環壽命之重要因素。
隨者蓄電池的放電過程中，如果負載由大負荷工作(又稱：重載)減輕至小負荷工作(又稱：輕載)，蓄電池會產生電壓回升的現象(又稱：回電現象)。由於傳統的技術沒有考慮回電現象，在蓄電池結束放電程序後，蓄電池常常被固定倍率的電壓所充電。因此，當蓄電池被充至截止電壓時，回電現象又會在把蓄電池的電壓往上提升。結果，蓄電池的電壓被提升至大於該蓄電池的額定飽和電壓，以致於傳統的技術常常過充蓄電池。
因此，本發明提出了一種電池裝置及其控制方法。根據蓄電池的實際應用狀況，本發明可以自動地調整對蓄電池充電以避免過充。另外，本發明也能夠有效地防止蓄電池過度放電。藉此，解決上述的問題。
一種電池裝置包括：蓄電池單元、電流感測單元、溫度感測單元、儲存單元和處理單元。電流感測單元耦接蓄電池單元及負載以偵測負載電流。溫度感測單元用以偵測蓄電池單元的電池溫度。儲存單元用以儲存蓄電池單元的循環次數、多個閥值區間及多個充電電壓值。每一多個閥值區間分別對應於每一多個充電電壓值。處理單元耦接蓄電池單元及儲存單元，並用以接收負載電流和電池溫度。處理單元用以執行放電紀錄程序。依據負載電流、電池溫度及循環次數取得蓄電池單元的放電深度。每當處理單元取得該負載電流、電池溫度及放電深度時，處理單元將負載電流、電池溫度及放電深度儲存於儲存單元以產生多個放電深度。處理單元還用以執行充電程序。從儲存單元取得多個放電深度的最大值。判斷最大值落入多個閥值區間的其中之一，以作為工作閥值區間。選擇對應於工作閥值區間的充電電壓值以作為主充電電壓值。使用相同於主充電電壓值的直流電壓對蓄電池單元進行定電壓充電。
一種用於蓄電池單元的控制方法。該控制方法包括以下步驟。偵測負載電流。偵測蓄電池單元的電池溫度。儲存蓄電池單元的循環次數、多個閥值區間及多個充電電壓值，其中每一該多個閥值區間分別對應於每一該多個充電電壓值。執行放電紀錄程序。接收負載電流以儲存於儲存單元。接收電池溫度以儲存於儲存單元。每當取得負載電流和電池溫度時，儲存負載電流及電池溫度於儲存單元以產生多個負載電流及多個電池溫度。執行充電程序。從儲存單元取得多個負載電流的最大值。從儲存單元取得多個電池溫度的最大值。依據多個負載電流的最大值、多個電池溫度的最大值和循環次數計算蓄電池單元的放電深度。判斷該放電深度落入多個閥值區間的其中之一，以作為工作閥值區間。選擇對應於工作閥值區間的充電電壓值以作為主充電電壓值。使用相同於主充電電壓值的直流電壓對蓄電池單元進行定電壓充電。
參考附圖來描述本發明，其中在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相似或等效的元件。附圖不是按比例繪製的，而是僅用於說明本發明。本發明的幾個形態如下描述，並參考示例應用作為說明。應該理解的是，闡述了許多具體細節、關係和方法以提供對本發明的全面了解。然而，相關領域的普通技術人員將容易認識到，本發明可以被實行即便在沒有一個或多個具體細節的情況下或沒有利用其他方法來實施本發明。在其他情況下，未詳細示出習知的結構或操作以避免模糊本發明。本發明不受所示的行為或事件的順序所限制，因為一些行為可能以不同的順序發生和/或與其他行為或事件同時發生。此外，並非所有說明的行為或事件都需要根據本發明的方法來實施。
以下說明是本發明的實施例。其目的是要舉例說明本發明的一般性的原則，不應視為本發明之限制，本發明之範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
第1圖所示為根據本發明之一實施例的傳統的蓄電池放電之波形圖。在蓄電池的放電過程中，負載的改變可能會產生回電的現象。當蓄電池放電時，蓄電池的放電量增加，並且蓄電池的電壓會降低。當蓄電池的電壓降低至截止電壓時，蓄電池的放電量停止增加並停止放電。
如第1圖所示，蓄電池的電池電壓之初始值為4伏特(V)。當蓄電池開始放電以提供電能給負載時，蓄電池的電池電壓由4伏特開始往下遞減，並且蓄電池的放電量也會逐漸遞增。當蓄電池的電池電壓下降至約3.6伏特時，負載的負荷工作減輕，以致於蓄電池的電池電壓被提升，而此現象稱為回電現象。
如果蓄電池提供電能給重載時，蓄電池的回電現象就越大(回升電壓越多)。如果蓄電池提供電能給輕載時，蓄電池的回電現象就越小(回升電壓越少)。更清楚地說明，負載的變化量越大，回電現象就越大；反之，負載的變化量越小，回電現象就越小。例如：當負載由滿載(full load)變化至空載(no load)時，蓄電池的回電現象最大。當負載由輕載(light load)變化至空載時，蓄電池的回電現象較小。
因此，傳統的技術以固定不變的定電壓對蓄電池進行充電。在一些實施例中，當蓄電池對一重載提供電力之後，蓄電池需要被進行充電以準備進行下一次放電。此時，在蓄電池被充電之過程中，傳統的充電技術沒有考慮到回電現象而致使蓄電池的電壓超過初始設定值(額定飽和電壓)。如果蓄電池的電壓超過初始設定值，表示蓄電池被過充。本發明主要是利用蓄電池的回電現象提出一種電池裝置的控制方法，以避免蓄電池被過充。
第2圖所示為根據本發明之一實施例的電池裝置100之架構圖。如第2圖所示，電池裝置100包括：蓄電池單元102、電流感測單元103、溫度感測單元104、儲存單元105和處理單元101。處理單元101分別耦接於蓄電池單元102、電流感測單元103、溫度感測單元104、儲存單元105。此外，處理單元101還耦接電壓調整裝置200。處理單元101控制電壓調整裝置200，使得電壓調整裝置200輸出一直流電壓V1以對蓄電池單元102進行定電壓充電(constant voltage charge)。在一些實施例中，當蓄電池單元102進行放電時，處理單元101截止電壓調整裝置200輸出直流電壓V1。因此，避免蓄電池單元102進行放電時，電壓調整裝置200還持續對蓄電池單元102進行充電，而導致蓄電池單元102的損壞。
電池裝置100中的電流感測單元103耦接蓄電池單元102及負載300之間以偵測負載電流Io。其中負載電流Io產生自蓄電池單元102，並且負載電流Io流經(或穿過)電流感測單元103至負載300。在一些實施例中，電流感測單元103可以是霍爾感測器(hall sensor)、電流檢測電阻等，但本發明不限於此。依據所偵測到的負載電流Io，電流感測單元103輸出第一感測訊號S1給處理單元101。處理單元101依據第一感測訊號S1取得負載電流Io的大小。
電池裝置100中的溫度感測單元104用以偵測蓄電池單元102的電池溫度。當蓄電池單元102進行放電或充電時，蓄電池單元102的電池溫度也會不斷的增加。溫度感測單元104偵測蓄電池單元102的電池溫度，並且輸出第二感測訊號S2給處理單元101。依據第二感測訊號S2，處理單元101判斷電池溫度的大小。
電池裝置100中的儲存單元105用以儲存蓄電池單元102的循環次數、多個閥值區間及多個充電電壓值，並且每一多個閥值區間分別對應於每一多個充電電壓值。其中蓄電池單元102的循環次數代表蓄電池單元102完成充放電的次數。在一些實施例中，一次循環次數代表：對蓄電池單元102完成一次放電程序，且對蓄電池單元102完成一次充電程序以充滿蓄電池單元102。蓄電池單元102的循環次數即代表蓄電池單元102的電池壽命。對一般傳統的蓄電池而言，蓄電池的循環次數會不斷地增加直到到達蓄電池的額定循環次數。當蓄電池的循環次數到達額定循環次數時，蓄電池的電池壽命結束且不能再使用。
在一些實施例中，儲存於儲存單元105的多個閥值區間及多個充電電壓值可以如表1所示，但本發明不限於此。
閥值區間 充電電壓值(伏特)
0~50000 4.4
50000~100000 4.375
100000~200000 4.35
200000~250000 4.325
250000~300000 4.3
大於300000 4.275
表1
處理單元101會計算出蓄電池單元102之放電深度(depth of discharge, DOD)，並且判斷放電深度落入哪一閥值區間(如表1所示)，並且擷取對應於該閥值區間的充電電壓值。例如：如果處理單元101計算出的放電深度落入閥值區間：0~50000，處理單元101從儲存單元105擷取充電電壓值：4.4伏特。接著，處理單元101控制電壓調整裝置200以4.4伏特的直流電壓對蓄電池單元102進行一定電壓充電。儲存於儲存單元105的多個閥值區間可以依據實際狀況，彈性地預設在儲存單元105中。
由此可知，在本發明中，蓄電池單元102之放電深度扮演重要的角色，以下將詳述取得放電深度的方法。
如第2圖所示，處理單元101可以用來控制蓄電池單元102進行放電，並且處理單元101也可以控制電壓調整裝置200對蓄電池單元102進行定電壓充電。
首先，當處理單元101控制蓄電池單元102進行放電時，處理單元101同時執行放電紀錄程序。
在放電紀錄程序中，處理單元101會接收來自電流感測單元103的第一感測訊號S1以判斷蓄電池單元102輸出的負載電流Io的值，並且處理單元101會接收來自溫度感測單元104的第二感測訊號S2以判斷蓄電池單元102的電池溫度。
在一些實施例中，處理單元101可以每隔一段預設時間讀取電流感測單元103的第一感測訊號S1以判斷負載電流Io的值。其中預設時間的單位可以是秒、分鐘、日、周等，但本發明不限於此。使用者可以依據實際的需求設定合適的預設時間。每一次處理單元101判斷出負載電流Io的值，處理單元101將負載電流Io的值儲存於儲存單元105，並且設定電流因數以代表負載電流Io的值，如表2所示，但本發明不限於此：
  負載電流Io 電流因數
第1次 0.2C 1
第2次 0.4C 2
第3次 0.6C 4
第4次 0.8C 16
第5次 1.0C 256
表2
在表2中，處理單元101設定的電流因數與負載電流Io為成正比關係。在一般的情況，負載電流Io越大，表示負載300所需要的工作電流越大。例如：電動車進行高速行駛時，蓄電池會供應較高的負載電流Io。反之，電動車進行慢速行駛時，蓄電池會供應較低的負載電流Io。另外，通常大部分的蓄電池輸出超過1C的負載電流時，蓄電池會進行保護模式以避免蓄電池損壞。因此，處理單元101在儲存單元105中建立表2時，通常處理單元101不會讀取超過1C的負載電流Io，所以1C的負載電流所對應的電流因數為最大值，但本發明不限於此。
在本發明中所述的C(C-rate)為蓄電池的電量單位。而在本領域之通常知識者可理解到一般的電池除了以安培(或毫安)做單位來表示電池的充放電流大小之外，也使用英文字母C(C-Rate)來當作額定容量(電流乘以時間)之電流部分，以它做為電流大小衡量的單位。由於C-Rate與時間成倒數關係，所以C-Rate的數值越高時，表示蓄電池的充放電的電流越大且蓄電池的充放電時間越短；反之C-Rate的數值越低時，表示蓄電池的充放電的電流越小且蓄電池的充放電時間越長。舉例說明，1C是在1小時內將蓄電池內所有的電容量全部充滿或釋放的電流量；2C是在0.5小時(30分鐘)內將蓄電池所有的電容量充滿或釋放的電流量；10C是在0.1小時(6分鐘)內將蓄電池所有的電容量充滿或釋放。0.5C是在2小時(120分鐘)內將蓄電池所有的電容量充滿或釋放。舉例說明，若蓄電池的電量為10000 mAh，則1C所代表的電流即為10000 mA，2C所代表的電流則為20000 mA…等。因此，本案將C(C-rate)來代表負載電流Io的大小以方便簡單說明本發明之工作流程及原理，但並不用於限制本發明。
在一些實施例中，處理單元101可以每隔一段預設時間讀取溫度感測單元104的第二感測訊號S2以判斷電池溫度的大小。其中預設時間的單位可以是秒、分鐘、日、周等，但本發明不限於此。使用者可以依據實際的需求設定合適的預設時間。每一次處理單元101判斷出電池溫度的大小，處理單元101將電池溫度的值儲存於儲存單元105，並且設定溫度因數以代表電池溫度的值，如表3所示，但本發明不限於此：
  電池溫度(℃) 溫度因數
第1次 0 1
第2次 20 2
第3次 30 4
第4次 40 8
第5次 50 16
第6次 60 32
表3
通常大部分的蓄電池的電池溫度超過60℃時，蓄電池會進行保護模式以避免蓄電池損壞。因此，處理單元101在儲存單元105中建立表3時，通常處理單元101不會讀取超過60℃的電池溫度，所以60℃的電池溫度所對應的溫度因數為最大值，但本發明不限於此。
在其他一些實施例中，處理單元101也可以設定溫度因數以代表電池溫度的變化範圍，如表4所示：
電池溫度(℃) 溫度因數
0~20 1
21~30 2
31~40 4
41~50 8
51~60 16
大於或等於60 32
表4
同於表3，通常處理單元101不會讀取超過60℃的電池溫度，所以60℃的電池溫度所對應的溫度因數為最大值，但本發明不限於此。
在表3或表4中，電池溫度越高通常代表蓄電池使用時間越長，或代表蓄電池輸出的負載電流Io越高。特別注意的是，在一些實施例中，表3或表4中的電池溫度可以與表2中的負載電流Io有對應關係。依據實際需求，可以調整處理單元101建立表3或表4的任一者於儲存單元105中。
在一些實施例中，當處理單元101每一次取得電池溫度和負載電流Io時，處理單元101依據負載電流Io、電池溫度及循環次數計算蓄電池單元102的放電深度(depth of discharge, DOD)。首先，處理單元101將負載電流Io轉換為對應的電流因數，且將電池溫度轉換為對應的溫度因數。接著，處理單元101透過方程式(1)計算出放電深度。其中方程式(1)如下所示： 電流因數*溫度因數*循環次數=放電深度       (1)
處理單元101計算出蓄電池單元102的放電深度，並將該放電深度儲存於儲存單元105。當處理單元101完成計算並儲存放電深度時，放電紀錄程序完成。如果蓄電池單元102仍然持續供應負載電流Io給負載300，處理單元101則反覆執行放電紀錄程序以形成多個放電深度於儲存單元105中。當處理單元101偵測到蓄電池單元102的相對荷電狀態(relative state of charge, RSOC)小於或等於3%時，處理單元101控制蓄電池單元102以停止供應負載電流Io，並停止反覆執行放電紀錄程序。
在本領域之公知常識中，相對荷電狀態可用以定義蓄電池中的剩餘電量，通常相對荷電狀態以百分比來表示。蓄電池中的剩餘電量會受到充電電流、放電電流、電池溫度及循環次數所影響。所以，通常相對荷電狀態的範圍是0~100%。當蓄電池被完全充電時，相對荷電狀態為100%。當蓄電池被完全放電時，相對荷電狀態為0%。當蓄電池單元102的相對荷電狀態小於或等於3%時，通常蓄電池單元102的電壓已到達最低放電電壓。此時，如果不對蓄電池單元102進行充電，蓄電池單元102有可能會被損壞。
當蓄電池單元102停止供應負載電流Io時，處理單元101停止執行放電紀錄程序，並且處理單元101同時完成建立表2、表3(或表4)、和完成計算多個放電深度。
當處理單元101控制電壓調整裝置200對蓄電池單元102進行充電時，處理單元101執行充電程序。在充電程序中，處理單元101從儲存於儲存單元105的多個放電深度中，選擇最大值。依據表1，處理單元101判斷最大值落入多個閥值區間的其中之一，以作為一工作閥值區間。例如：在表1中，處理單元101判斷最大值落入閥值區間為50000~100000，則處理單元101將50000~100000作為工作閥值區間。
接著，處理單元101從表1選擇對應於工作閥值區間的充電電壓值以作為主充電電壓值。例如：在處理單元101將50000~100000作為工作閥值區間之後，處理單元101選擇4.375伏特作為主充電電壓值。
最後，處理單元101控制電壓調整裝置200以直流電壓V1對蓄電池單元102進行定電壓充電，並且直流電壓V1的大小相同於主充電電壓值(例如：4.375伏特)。
在其他一些實施例中，在放電紀錄程序中，處理單元101僅完成建立表2和表3(或表4)以儲存於儲存單元105中。當處理單元101執行充電程序時，處理單元101從表2選擇最大的電流因數(例如：256)，並且從表3選擇最大的溫度因數(例如：32)。接著，處理單元101將最大的電流因數(例如：256)和最大的溫度因數(例如：32)代入方程式1，以計算出放電深度。
接著，在充電程序中，處理單元101依據表1判斷放電深度落入那一個閥值區間，以選擇對應的充電電壓值以作為主充電電壓值。最後，處理單元101控制電壓調整裝置200以直流電壓V1對蓄電池單元102進行定電壓充電，並且直流電壓V1的大小相同於主充電電壓值。
在電壓調整裝置200對蓄電池單元102充電的過程中，處理單元101偵測蓄電池單元102的電池電壓。當蓄電池單元102的電池電壓接近主充電電壓值於誤差範圍內時，處理單元101停止充電程序，並停止電壓調整裝置200對蓄電池單元102充電。同時，處理單元101增加儲存單元105中的循環次數。
當蓄電池單元102進行下一次放電時，處理單元101重新執行上述的放電紀錄程序，並重建表2和表3(或表4)。根據建立完成的表2和表3(或表4)，處理單元101進行下一次充電程序。
在一些實施例中，蓄電池單元102可以是鉛酸電池(Lead-acid Battery)、鎳鎘電池(Nickel-cadmium Battery)、鎳氫電池(NiMH Battery)、鎳鋅電池(Nickel-zinc Battery)、鋰電池(Lithium Battery)、碳鋅電池(Carbon-zinc Battery)、鋁電池(Aluminum battery)等，但本發明不限於此。
在一些實施例中，處理單元101可以是控制器(controller)、中央處理單元(central processing unit, CPU)、圖形處理器(graphic processing unit, GPU)、現場可程式化邏輯陣列(field programmable gate array, FPGA)、微控制器(micro control unit, MCU)或微處理器(micro processing unit, MPU)等，但本發明不限於此。
在一些實施例中，儲存單元105可以是動態隨機存取存儲器(Dynamic Random Access Memory, DRAM)、靜態隨機存取存儲器(Static Random Access Memory, SRAM)、快閃記憶體(flash memory)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, EEPROM)、非揮發性記憶體(Non-Volatile Memory)、硬碟(Hard Disk Drive, HDD)或固態硬碟(Solid-State Disk, SSD)等，但本發明不限於此。
第3圖所示為根據本發明之一實施例的用於電池裝置100的控制方法400之流程圖。請同時參閱第2圖及第3圖，以說明下面之各個實施例。控制方法400主要由電池裝置100所執行，並且電池裝置100由步驟401開始執行。
在步驟401中，電池裝置100中的電流感測單元103偵測負載電流Io，其中蓄電池單元102輸出負載電流Io至負載300。另外，電池裝置100中的溫度感測單元104偵測蓄電池單元102的電池溫度。電流感測單元103輸出第一感測訊號S1給處理單元101，並且溫度感測單元104輸出第二感測訊號S2給處理單元101。依據第一感測訊號S1和第二感測訊號S2，處理單元101可以判斷蓄電池單元102輸出的負載電流Io之大小和蓄電池單元102的電池溫度之大小。此時，處理單元101設定對應負載電流Io的電流因數，並且處理單元101設定對應電池溫度的溫度因數。接著，電池裝置100繼續執行步驟403。
在步驟403中，儲存單元105用以儲存蓄電池單元102的循環次數、多個閥值區間及多個充電電壓值，其中每一多個閥值區間分別對應於每一多個充電電壓值，如表1所示。接著，電池裝置100繼續執行步驟405。
在步驟405中，處理單元101判斷蓄電池單元102的相對荷電狀態是否大於3%。如果處理單元101判斷相對荷電狀態大於3%，則處理單元101進入步驟407以執行放電紀錄程序。如果處理單元101判斷相對荷電狀態小於或等於3%，處理單元101進入步驟413以執行衝電程序。
當處理單元101進入步驟407時，處理單元101繼續執行步驟409。在步驟409中，處理單元101依據負載電流Io、電池溫度及循環次數取得蓄電池單元102的放電深度(DOD)。其中處理單元101將所取得的負載電流Io轉換為電流因數，且將所取得電池溫度轉換為溫度因數。處理單元101電流因數、溫度因數及循環次數代入方程式(1)，以計算出放電深度。接著，電池裝置100繼續執行步驟411。
在步驟411中，處理單元101將負載電流Io、電流因數、電池溫度、溫度因數及放電深度儲存於儲存單元105。執行完成步驟411以後，處理單元101回到步驟405。如果相對荷電狀態仍然大於3%，處理單元101繼續執行步驟407~411，以取得新負載電流Io和電池溫度。處理單元101還再計算放電深度。如此一來，經過反覆執行步驟405~411，儲存單元105儲存多個放電深度。同時，經過反覆執行步驟405~411，根據多個負載電流Io、多個電流因數、多個電池溫度和多個溫度因數，處理單元101在儲存單元105中建立表2和表3(或表4)。當相對荷電狀態小於或等於3%時，處理單元101進入步驟413以執行充電程序。充電程序由步驟415開始。
在步驟415中，處理單元101從儲存單元105取得多個放電深度的最大值。接著，處理單元101進入步驟417。
在步驟417中，依據儲存於儲存單元105的表1，處理單元101判斷多個放電深度的最大值落入多個閥值區間的其中之一，以作為工作閥值區間。例如：如果處理單元101取得放電深度的最大值落入閥值區間：0~50000，處理單元101則將閥值區間：0~50000作為工作閥值區間。接著，處理單元101進入步驟419。
在步驟419中，處理單元101選擇對應於工作閥值區間的充電電壓值以作為主充電電壓值，並且處理單元101控制電壓調整裝置200以使用相同於主充電電壓值的直流電壓V1對蓄電池單元102進行定電壓充電。例如：如表1所示，如果工作閥值區間為0~50000，則對應於工作閥值區間的充電電壓值為4.4伏特。因此，處理單元101控制電壓調整裝置200以使用相同於4.4伏特的直流電壓V1對蓄電池單元102進行定電壓充電。接著，處理單元101進入步驟421。
在步驟421中，處理單元101判斷蓄電池單元102的電池電壓是否接近主充電電壓值於誤差範圍。當蓄電池單元102的電池電壓接近主充電電壓值於誤差範圍時，處理單元101進入步驟423。在步驟423中，處理單元101停止充電程序，並且增加儲存於儲存單元105中的循環次數。在一些實施例中，誤差範圍約為±5%內，但本發明不限於此。
在步驟421中，當蓄電池單元102的電池電壓沒有接近主充電電壓值於誤差範圍時，處理單元101則反覆執行步驟419及421。當電池裝置100結束充電程序時，表示蓄電池單元102的相對荷電狀態為100%(即：蓄電池單元102被完全充滿)。
第4圖所示為根據本發明之其他一些實施例的用於電池裝置100的控制方法500之流程圖。以下請同時參閱第2圖及第4圖，以說明下面的各個實施例。控制方法500主要由電池裝置100所執行，並且電池裝置100由步驟501開始執行。相較於控制方法400(如第3圖所示)，控制方法500的步驟501至507完全相同於控制方法400的步驟401至407。因此，於此實施例中，本發明僅由步驟509開始說明。
在步驟509中，處理單元101接收電流感測單元103的第一感測訊號S1以取得負載電流Io的大小，並且處理單元101接收溫度感測單元104的第二感測訊號S2以取得電池溫度的大小。接著，處理單元101繼續進行步驟511。
在步驟511中，處理單元101將負載電流Io的大小和電池溫度的大小儲存於儲存單元105中。接著，處理單元101回到步驟505，並判斷相對荷電狀態是否大於3%。如果相對荷電狀態大於3%，處理單元101繼續執行步驟507至511。如此反覆進行步驟505至511，儲存單元105儲存多個負載電流Io、多個電池溫度、多個電流因數和多個溫度因數，並且處理單元101據此建立表2及表3(或表4)以儲存於儲存單元105中。
在步驟505中，當處理單元101判斷蓄電池單元102的相對荷電狀態小於或等於3%時，處理單元101結束放電紀錄程序，並且處理單元101將進入步驟513以進行充電程序。
在步驟515中，處理單元101從儲存單元105中取得負載電流Io的最大值及電池溫度的最大值。依據表2，處理單元101取得對應負載電流Io的最大值之電流因數。依據表3，處理單元101取得對應電池溫度的最大值之溫度因數。例如：然後，處理單元101將進入步驟517。
在步驟517中，處理單元101依據多個負載電流的最大值、多個電池溫度的最大值及循環次數計算蓄電池單元102的放電深度(DOD)。其中，處理單元101將在步驟515取得的電流因數、溫度因數代入方程式(1)，以計算出放電深度。依據表1，處理單元101判斷計算出的放電深度落入哪一個閥值區間。例如：依據表1，如果處理單元101判斷放電深度落入的閥值區間為50000~100000，處理單元101將此閥值區間作為工作閥值區間。接著，處理單元101執行步驟519至523。其中控制方法500的步驟519至523相同於控制方法400的步驟419至423，所以本發明不再贅述。
本發明所提出的控制方法400和500(如第4圖及第5圖所示)，可以有效的避免蓄電池單元102被過充。請參閱表5，表5是本發明用控制方法400對蓄電池進行實驗的結果，其中進行實驗的蓄電池的最高充電電壓為4.4伏特。
負載電流Io 充電電壓(伏特) 蓄電池的RSOC
>02C 4.4 100%
0.4C 4.375 99%
0.6C 4.35 97.5%
0.8C 4.325 95%
1C 4.3 92.5%
表5
請同時參閱第2圖、第3圖和表5。在表5中，負載電流Io越小表示負載300所需的電力越小(輕載)；反之，負載電流Io越大表示負載300所需的電力越大(重載)。當負載電流Io小於0.2C時，處理單元101控制電壓調整裝置200以4.4伏特的充電電壓對蓄電池充電。此時，當充電程序完成時，蓄電池的RSOC為100%，且蓄電池被完全充電。當負載電流Io小於0.2C時，蓄電池不易發生回電現象。因此，可以利用最高充電電壓為4.4伏特對蓄電池進行定電壓充電。
如表5所示，如果負載電流Io提升，則對蓄電池的充電電壓下降。由於負載電流Io提升，所以蓄電池的電池溫度也跟著提高。依據表2及表3，當負載電流Io越高時，電流因數也越高，並且當電池溫度越高時，溫度因數也越高。依據方程式(1)，處理單元101計算出的放電深度也會越高。依據表1，如果放電深度越高，則放電深度落入的閥值區間也越高。依據表1，當放電深度落入的閥值區間越高時，所對應的充電電壓也越低。
當負載電流Io越高，表示負載300越接近重載，以致於蓄電池的回電現象越明顯。因此，不需要用蓄電池的最高充電電壓來進行充電。
如表5所示，當負載電流Io提升至0.4C時，處理單元101透過控制方法400計算出放電深度落入的閥值區間為50000~100000，並且處理單元101依據表1選擇4.375伏特作為充電電壓。當充電程序結束時，蓄電池的RSOC為99%。其中透過回電現象，蓄電池的RSOC會自行提升至100%，因此，蓄電池仍然是可以被完全充電。
因此，當負載電流Io越高，由於回電現象越明顯，所以對蓄電池進行的充電電壓越低。如此一來，本發明不僅可以避免蓄電池被過充，還可以節省電力以達節能的功效。
第5圖所示為根據本發明之其他一實施例的電力系統800之架構圖。請同時參閱第2圖及第5圖。電力系統800包括AC/DC轉換裝置810、系統控制單元830和電池裝置100。其中系統控制單元830還包括切換裝置830a和電壓調整裝置830b。AC/DC轉換裝置810耦接AC交流電源900，並且AC/DC轉換裝置810將AC交流電源900轉換為直流電源給系統控制單元830。透過切換裝置830a，系統控制單元830將AC交流電源900輸出的直流電源給電壓調整裝置830b及負載300。
由於AC/DC轉換裝置810持續供應直流電源給負載300，所以電池裝置100不需要供電給負載300。此時，系統控制單元830會通知電池裝置100中的處理單元101，以截止蓄電池單元102放電，並且停止放電紀錄程序。同時，如果處理單元101判斷蓄電池單元102的RSOC小於或等於3%時，處理單元101控制電壓調整裝置830b調整AC交流電源900輸出的直流電源，並且電壓調整裝置830b對蓄電池單元102進行定電壓充電。
當AC交流電源900中斷或過低時，AC/DC轉換裝置810無法供應直流電源給負載300。此時，系統控制單元830會通知電池裝置100中的處理單元101，以控制蓄電池單元102供應電力給負載300，並且啟動放電紀錄程序。此時，系統控制單元830控制切換裝置830a切斷電池裝置101與AC/DC轉換裝置810之間的線路，以避免蓄電池單元102供應的電力逆灌至AC/DC轉換裝置810的輸出，以致於AC/DC轉換裝置810燒毀。
當AC交流電源900恢復時，蓄電池單元102則停止供應電力給負載300。或者，蓄電池單元102的RSOC小於或等於3%時，處理單元101停止蓄電池單元101進行放電。當AC交流電源900恢復時，處理單元101才控制電壓調整裝置830b調整AC交流電源900輸出的直流電源，並且電壓調整裝置830b對蓄電池單元102進行定電壓充電。
在其他一些實施例中，電壓調整裝置830b也可以設置於電池裝置100中，但本發明不限於此。
綜上所述，本發明主要是利用蓄電池的回電現象，來調整對蓄電池進行充電的電壓。如此，可以有效地防止蓄電池被過充，並且可以達到節省電力的功效。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域具有通常技術知識者，在不違背本發明精神和範圍的情況下，可做些許變動與替代，因此本發明之保護範圍當應視隨後所附之申請專利範圍所界定者為準。
本文使用的術語僅用於描述特定實施例，而不旨在限制本發明。如本文所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式「一」、「一個」和「該」也包含複數形式。此外，就術語「包括」 、「包含」 、「具有」或其他變化用法被用於詳細描述和/或請求項，這些術語旨在以類似於術語「包含」的方式具有相同意思。
100:電池裝置 101:處理單元 102:蓄電池單元 103:電流感測單元 104:溫度感測單元 105:儲存單元 200:電壓調整裝置 300:負載 400:控制方法 401~423:步驟 500:控制方法 501~523:步驟 900:AC交流電源 800:電力系統 810:AC/DC轉換裝置 830:系統控制單元 830a:切換裝置 830b:電壓調整裝置 V1:直流電壓 S1:第一感測訊號 S2:第二感測訊號 Io:負載電流
第1圖所示為根據本發明之一實施例的傳統的蓄電池放電之波形圖。 第2圖所示為根據本發明之一實施例的電池裝置之架構圖。 第3圖所示為根據本發明之一實施例的用於電池裝置的控制方法之流程圖。 第4圖所示為根據本發明之其他一些實施例的用於電池裝置的控制方法之流程圖。 第5圖所示為根據本發明之其他一實施例的電力系統之架構圖。
100:電池裝置
101:處理單元
102:蓄電池單元
103:電流感測單元
104:溫度感測單元
105:儲存單元
200:電壓調整裝置
300:負載
V1:直流電壓
S1:第一感測訊號
S2:第二感測訊號
Io:負載電流

Claims (10)

  1. 一種電池裝置，包括： 一蓄電池單元； 一電流感測單元，耦接該蓄電池單元及一負載以偵測一負載電流； 一溫度感測單元，用以偵測該蓄電池單元的一電池溫度； 一儲存單元，用以儲存該蓄電池單元的一循環次數、多個閥值區間及多個充電電壓值，其中每一該多個閥值區間分別對應於每一該多個充電電壓值；以及 一處理單元，耦接該蓄電池單元及該儲存單元，並用以接收該負載電流和該電池溫度，其中該處理單元用以執行一放電紀錄程序，包括： 依據該負載電流、該電池溫度及該循環次數取得該蓄電池單元的一放電深度；以及 每當該處理單元取得該負載電流、該電池溫度及該放電深度時，該處理單元將該負載電流、該電池溫度及該放電深度儲存於該儲存單元以產生多個放電深度； 其中該處理單元還用以執行一充電程序，包括： 從該儲存單元取得該多個放電深度的一最大值； 判斷該最大值落入該多個閥值區間的其中之一，以作為一工作閥值區間； 選擇對應於該工作閥值區間的該充電電壓值以作為一主充電電壓值；以及 使用相同於該主充電電壓值的一直流電壓對該蓄電池單元進行一定電壓充電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電池裝置，其中該處理單元耦接於一電壓調整裝置，並且該處理單元依據該主充電電壓控制該電壓調整裝置以該直流電壓對該蓄電池單元進行該定電壓充電。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電池裝置，其中當該處理單元偵測該蓄電池單元的一電池電壓接近該主充電電壓值於一誤差範圍時，該處理單元停止該充電程序，並且增加儲存於該儲存單元中的該循環次數。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電池裝置，其中當該處理單元判斷該蓄電池單元的一相對荷電狀態大於3%時，該處理單元執行該放電紀錄電程序。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之電池裝置，其中當該處理單元判斷該蓄電池單元的一相對荷電狀態小於或等於3%時，該處理單元停止該放電紀錄電程序並執行該充電程序。
  6. 一種用於一蓄電池單元的控制方法，包括： 偵測一負載電流； 偵測該蓄電池單元的一電池溫度； 儲存該蓄電池單元的一循環次數、多個閥值區間及多個充電電壓值，其中每一該多個閥值區間分別對應於每一該多個充電電壓值； 執行一放電紀錄程序，包括： 接收該負載電流以儲存於一儲存單元； 接收該電池溫度以儲存於該儲存單元； 每當取得該負載電流和該電池溫度時，儲存該負載電流及該電池溫度於該儲存單元以產生多個負載電流及多個電池溫度； 執行一充電程序，包括： 從該儲存單元取得該多個負載電流的一最大值； 從該儲存單元取得該多個電池溫度的一最大值； 依據該多個負載電流的該最大值、該多個電池溫度的該最大值和該循環次數計算該蓄電池單元的一放電深度； 判斷該放電深度落入該多個閥值區間的其中之一，以作為一工作閥值區間； 選擇對應於該工作閥值區間的該充電電壓值以作為一主充電電壓值；以及 使用相同於該主充電電壓值的一直流電壓對該蓄電池單元進行一定電壓充電。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之控制方法，其中當該蓄電池單元的一電池電壓接近該主充電電壓值於一誤差範圍時，該充電程序被停止，並且增加儲存於該儲存單元中的該循環次數。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之控制方法，其中當該蓄電池單元的一相對荷電狀態大於3%時，執行該放電紀錄電程序。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之控制方法，其中當該蓄電池單元的一相對荷電狀態小於或等於3%時，停止該放電紀錄電程序並執行該充電程序。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之控制方法，其中該控制方法由具有該蓄電池單元的一電池裝置所執行。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6698909B1 (ja) * 2019-04-09 2020-05-27 三菱電機株式会社 車載電子制御装置
TWI745087B (zh) * 2020-09-18 2021-11-01 廣達電腦股份有限公司 智慧電池裝置及其操作方法
US20230229225A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-20 Dell Products L.P. Intelligent battery discharge control to support environmental extremes

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2979939B2 (ja) * 1993-12-27 1999-11-22 株式会社日立製作所 二次電池システムの運転方法
US5659240A (en) * 1995-02-16 1997-08-19 General Electric Company Intelligent battery charger for electric drive system batteries
US6275006B1 (en) * 1998-05-27 2001-08-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for charging secondary battery
US6075343A (en) * 1999-02-12 2000-06-13 Quanta Computer Inc. Rechargeable battery pack module
US6683440B2 (en) * 2001-05-29 2004-01-27 Canon Kabushiki Kaisha Detecting method for detecting internal information of a rechargeable battery, detecting apparatus for detecting internal information of a rechargeable battery, apparatus in which said detecting method is applied, apparatus including said detecting apparatus, and storage medium in which a software program of said detecting method is stored
FR2863416B1 (fr) * 2003-12-05 2006-03-03 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et systeme de charge d'une batterie dont la pression interne varie en fonction de l'etat de charge et de la temperature
JP2005224013A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Honda Motor Co Ltd 電源装置
US7628236B1 (en) * 2005-08-01 2009-12-08 Brown Albert W Manually operated electrical control and installation scheme for electric hybrid vehicles
US8453772B2 (en) * 2005-08-01 2013-06-04 Albert W. Brown Manually operated electrical control and installation scheme for electric hybrid vehicles
US7928735B2 (en) * 2007-07-23 2011-04-19 Yung-Sheng Huang Battery performance monitor
TWI344231B (en) * 2007-07-24 2011-06-21 Quanta Comp Inc Battery module and charge and discharge method thereof
CN101714647B (zh) * 2008-10-08 2012-11-28 株式会社牧田 电动工具用蓄电池匣以及电动工具
GB0913769D0 (en) * 2009-08-06 2009-09-16 Eh Europe Gmbh A method and apparatus for charging a battery
TWI422849B (zh) * 2009-08-13 2014-01-11 Neotec Semiconductor Ltd 以直流內阻估算鋰電池容量之方法
CN101702453B (zh) * 2009-10-27 2013-06-05 中兴通讯股份有限公司 一种蓄电池充电管理方法及装置
TWI489730B (zh) * 2010-01-08 2015-06-21 Simplo Technology Co Ltd 電池充電方法
US9146282B2 (en) * 2010-12-02 2015-09-29 Blackberry Limited System and method for detecting counterfeit and defective batteries using battery characteristic profiles
US9201121B2 (en) * 2010-12-06 2015-12-01 Texas Instruments Incorporated System and method for sensing battery capacity
TWI423557B (zh) * 2011-05-11 2014-01-11 Quanta Comp Inc 使用可充電電池之電子產品與其電池狀態控制方法
US20130002199A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Ran Hu Charging of Li-ion Batteries
JP5971680B2 (ja) * 2012-01-11 2016-08-17 株式会社東芝 電池寿命事前検知方法、電池システム、及び電池コントローラ
TWI469416B (zh) * 2012-04-03 2015-01-11 Quanta Comp Inc 充電電池模組、電池供電之電子裝置、以及電池充電方法
US9614258B2 (en) * 2012-12-28 2017-04-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device and power storage system
TWI579686B (zh) * 2013-01-07 2017-04-21 廣達電腦股份有限公司 具有電源控制功能之電子裝置
CN103969585B (zh) * 2013-01-31 2018-03-30 国际商业机器公司 评估电池的使用状况的方法和装置、相关***和车辆
CN104813180B (zh) * 2013-02-19 2017-04-05 古河电气工业株式会社 二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置
JP6155743B2 (ja) * 2013-03-26 2017-07-05 株式会社Ｇｓユアサ 充電状態検出装置および充電状態検出方法
JP2014219332A (ja) * 2013-05-10 2014-11-20 三洋電機株式会社 二次電池の表示用の相対容量の算出方法
TWI464935B (zh) * 2013-07-04 2014-12-11 Quanta Comp Inc 電池模組
TWI545863B (zh) * 2014-05-21 2016-08-11 廣達電腦股份有限公司 電池保護系統與電池保護方法
TWI505531B (zh) * 2014-08-05 2015-10-21 Quanta Comp Inc 備用電池
JPWO2016051722A1 (ja) * 2014-09-29 2017-07-13 日本電気株式会社 蓄電装置、制御装置、蓄電システム、蓄電装置の制御方法および制御プログラム
JP2016082617A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 富士通株式会社 需要調整計画生成装置、需要調整計画生成方法、及び需要調整計画生成プログラム
US10557893B2 (en) * 2014-11-19 2020-02-11 Gs Yuasa International Ltd. Management device for secondary battery, and method of managing secondary battery
CN107209228B (zh) * 2014-12-10 2020-07-31 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件状态估计装置以及方法、蓄电***、记录介质
TWI531134B (zh) * 2014-12-29 2016-04-21 廣達電腦股份有限公司 電池電源裝置
EP3264560B1 (en) * 2015-02-24 2019-12-04 Beijing Samevolt Co., Ltd. Smart battery, electric energy allocation bus system and battery charging and discharging method
US20170054316A1 (en) * 2015-08-21 2017-02-23 Caterpillar Inc. System and method of charging battery
JP6441188B2 (ja) * 2015-09-01 2018-12-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池管理装置、電池システムおよびハイブリッド車両制御システム
US10044213B2 (en) * 2015-09-09 2018-08-07 Texas Instruments Incorporated Fast charging for lithium ion battery
JP6394817B2 (ja) * 2015-10-15 2018-09-26 富士電機株式会社 電源システムおよび該システムにおけるパワーアシスト開始点の再設定方法
KR102014451B1 (ko) * 2015-11-13 2019-08-26 주식회사 엘지화학 이차 전지의 출력 파라미터를 조정하는 시스템 및 그 방법
CN106849212A (zh) * 2015-12-08 2017-06-13 普威能源公司 电池储能***和其控制***以及其应用
GB201522305D0 (en) * 2015-12-17 2016-02-03 Oxis Energy Ltd Battery management system
CN109075405B (zh) * 2016-04-22 2021-08-13 株式会社村田制作所 充放电控制装置、充放电控制方法、电池组、电子设备、电动车辆、电动工具及电力存储***
US10914789B2 (en) * 2016-06-28 2021-02-09 Analog Devices International Unlimited Company Wireless sensing for battery systems
TWI606628B (zh) * 2016-09-02 2017-11-21 廣達電腦股份有限公司 電池裝置、電子裝置以及電池裝置之保護方法
GB2547502B (en) * 2016-11-10 2018-05-02 Tanktwo Oy Detection of false reporting in a smart battery system
KR102038610B1 (ko) * 2016-12-05 2019-10-30 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법
KR102066703B1 (ko) * 2017-01-24 2020-01-15 주식회사 엘지화학 배터리 관리 장치 및 방법
TWI627808B (zh) * 2017-04-28 2018-06-21 廣達電腦股份有限公司 電池裝置及電池保護方法
US11043821B2 (en) * 2017-06-08 2021-06-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electricity storage system and management device
WO2018225417A1 (ja) * 2017-06-08 2018-12-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電システム、管理装置
JPWO2019021099A1 (ja) * 2017-07-25 2020-08-06 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電システム、電子機器及び車両、並びに推定方法
US10649512B2 (en) * 2017-07-25 2020-05-12 Quanta Computer Inc. High efficient battery backup system
TWI634720B (zh) * 2017-11-17 2018-09-01 廣達電腦股份有限公司 電源管理電路
CN108649595B (zh) * 2017-12-18 2021-10-22 普威能源公司 电池储能***和其控制***以及其应用
EP3674730B1 (en) * 2018-04-10 2021-04-07 LG Chem, Ltd. Battery diagnostic device and method
JP7145035B2 (ja) * 2018-10-29 2022-09-30 本田技研工業株式会社 学習装置、学習方法、及びプログラム
TW202018461A (zh) * 2018-11-06 2020-05-16 廣達電腦股份有限公司 電子裝置及其延長電池壽命的方法
US10725112B1 (en) * 2019-03-01 2020-07-28 Ses Holdings Pte. Ltd. Methods of controlling secondary lithium metal batteries to access reserve energy capacity and battery control systems incorporating the same
TWI691142B (zh) * 2019-06-20 2020-04-11 廣達電腦股份有限公司 智慧電池裝置及充電方法
CN110707804B (zh) * 2019-10-18 2023-03-24 上海玫克生储能科技有限公司 一种具有在线测试功能的储能备电装置及测试方法
TWI742582B (zh) * 2020-03-24 2021-10-11 廣達電腦股份有限公司 充電裝置及其方法
TWI754943B (zh) * 2020-05-28 2022-02-11 廣達電腦股份有限公司 智慧電池裝置

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