TWI433375B - 電池組及其電子裝置 - Google Patents

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Description

電池組及其電子裝置
本發明有關於一種電池組及其電子裝置，特別有關於具有複數個電池的電池組及其電子裝置。
習知技術中，可移動式電子裝置(例如筆記型電腦)通常都會使用單一電池來提供電力。然而，這種電池通常重量較重，在講求電子裝置輕薄化的現代，較不方便使用。而且，若使用單一電池來提供電力，一旦電池損毀，而又未攜帶變壓器，則有可能陷入電子裝置完全無法使用的窘境。
本發明之一目的為提供一種具有複數個電池的電池組。
本發明之另一目的為提供一種使用複數個電池的電子裝置。
本發明之又一目的為提供一種複數個電池的電池管理方法。
本發明之一實施例提供了一種電池組，其包含複數個電池。其中該等電池中的每一個包含：一控制電路，用以偵測該等電池之電量以產生一電量訊息；以及至少一傳輸介面，用以輸出該電量訊息，並用以接收一外部電能或輸出儲存於該電池中的電能，且該控制電路更根據該等電池之電量決定是否以該外部電能對該等電池進行充電。
本發明之另一實施例揭露了一種電子裝置，包含複數個電池、一電能供應器以及一電池管理電路。其中該等電池中的每一個包含：一控制電路，用以產生一電量訊息；以及至少一傳輸介面，用以輸出該電量訊息，並用以接收一外部電能或輸出儲存於該電池中的電能；以及一接口，該等電池中的其中一個主電池透過該接口耦接該電池管理電路，且該等電池中的其他電池透過該傳輸介面與該主電池呈現串列關係。
本發明之另一實施例揭露了一種電子裝置，包含複數個電池、一電能供應器以及一電池管理電路。其中該等電池中的每一個包含：一控制電路，用以產生一電量訊息；以及至少一傳輸介面，用以輸出該電量訊息，並用以接收一外部電能或輸出儲存於該電池中的電能；以及複數個接口，該等電池呈現並列關係，且該等電池中的每一個均利用該傳輸介面透過該接口耦接該電池管理電路。
本發明之又一實施例揭露了一種電池管理方法，運用在使用複數個電池的電子裝置上，包含：使用一電池管理電路偵測該等電池的電壓值：以及根據該等電壓值，判斷是否有新的電池***，若是則選擇該等電池中電壓最高的進行充電，若否則取得該等電池的狀態訊息。
根據前述之實施例，電子裝置可使用各種不同排列方式以及各種數量的複數個電池，因此使用者可以在重量、蓄電力上自由選擇，以達到最佳的電子裝置使用狀態。
請留意，後緒的描述及圖示僅用以說明，並非用以限制本發明之範圍。且”耦接”一詞係包含任何直接及間接的電氣連接手段。
第1圖繪示了使用根據本發明實施例的電池組之電子裝置的示意圖。如第1圖所示，筆記型電腦101使用了複數個電池103、105、107以及109。
以下將詳細說明複數個電池組以並列方式及串列方式裝設於筆記型電腦101。第2圖繪示了根據本發明之第一實施例，於第一實施例中，電池係呈現串列的狀態。第3圖繪示了根據本發明之第二實施例，於第二實施例中，電池係呈現並列的狀態。
請參閱第2圖，該圖繪示了根據本發明第一實施例的複數個電池組以並列方式裝設於電子裝置，該等電池分別與電子裝置電連接之示意圖。如第2圖所示，筆記型電腦200會具有一電池槽201並具有分佈於電池槽201內的複數個接口203、205、207以及209。電池211、213、215以及217分別具有傳輸介面218、220、222、224以及控制電路219、221、223以及225。控制電路219、221、223以及225用以產生各電池的電量訊息，而傳輸介面218、220、222以及224用以輸出電量訊息至筆記型電腦中的電池管理電路(將於第4圖描述)，並用以接收一外部電能(此例所指之外部電能為充電模式時，自筆記型電腦變壓器接收的電能)或輸出儲存於電池211、213、215以及217中的電能至筆記型電腦。
請參閱第3圖，該圖繪示了根據本發明第二實施例的複數個電池組以串列方式裝設於電子裝置，該等電池分別與電子裝置電連接之示意圖。相較於第2圖，第3圖中筆記型電腦300亦具有一電池槽301但僅具有一接口315分佈於電池槽301內。電池303、305、和307分別具有傳輸介面317、319、321、323以及325，及控制電路309、311、和325。在此實施例中，電池303、305、以及307係為串列連接，亦即電池303透過其本身的傳輸介面317耦接筆記型電腦的傳輸介面315以電連至筆記型電腦中的電池管理電路。而電池305會透過其本身的傳輸介面321耦接至電池303的傳輸介面319。同樣的，電池307會透過其本身的傳輸介面325耦接至電池305的傳輸介面323。藉由這樣的排列方式，第3圖中的電池305和307雖然不像第2圖一樣會直接連接到電腦，但依然可以跟電腦進行資料的交換以及電能的接收和輸出。請留意第2圖中的第一實施例和第3圖中的第二實施例可以合併運作。舉例來說，第一實施例中，可更包含電池227-233，其分別串列於電池211-217。而且，第2圖和第3圖所示的複數個電池，可分別具有不同的最大蓄電量。
第2圖和第3圖所示的實施例中，傳輸介面203、205、207、209、218、220、222、224、315、317、319、321、323以及325可為USB(通用序列匯流排，Universal Serial Bus)介面，但並不表示僅限制在此傳輸介面，任何可以傳輸資料和電能的傳輸介面均應在本發明所涵蓋的範圍之內。此外，第2圖和第3圖所示之結構和電池數量，亦僅用以說明而非用以限定本發明之範圍。
第2圖和第3圖的實施例，除了揭露使用複數電池的電子裝置外，亦揭露了一電池組。此電池組包含複數個電池，這些電池中的每一個包含：一控制電路，用以產生一電量訊息；以及至少一傳輸介面，用以輸出該電量訊息，並用以接收一外部電能或輸出儲存於該電池中的電能。
請參閱第4圖、第5圖，該等圖式繪示了使用複數個電池之電子裝置的方塊圖。如第4圖所示、電池407、413、419以及425分別具有傳輸介面409、415、421和427，以及控制電路411、417、423和429。如前所述，電池407、413、419以及425透過傳輸介面409、415、421和427和電池管理電路403耦接，控制電路411、417、423和429產生電量訊息並透過傳輸介面409、415、421和427傳送給電池管理電路403。電池管理電路403用以根據電量訊息控制電能供應器405對電池407、413、419以及425進行充電。此外，傳輸介面409、415、421和427亦用以在一放電模式下輸出儲存於電池407、413、419以及425中的電能。而在一實施例中，電池管理電路403可更具有一多工器431，以在複數個電池間切換來傳輸電量訊息或電能。而且，電池407、413、419以及425中，可有部忿被作為備用電池使用(此例中為電池429)，而部份被作為主電池使用(此例中為407、413和419)。亦即，備用電池平常不使用，僅在所有其他電池均耗盡時，才會使備份電池提供儲存的電能。
第5圖繪示了第4圖所示之方塊圖的更詳細結構。如第5圖所示，電池507、509以及511透過SMbus(系統管理匯流排)505跟BIOS(Basic Input/Output System、基本輸出輸入系統)503進行資料和電能之傳輸。其中，BIOS 503可用以自控制電路513、515和517讀取電池的相關訊息(例如電量，有無新電池***等)，並傳送給主控制器501。此處的SMbus 505以及BIOS 503僅為一種實施方式，非限定本發明之範圍。關於如何自電池取得電池訊息及電量，為熟知此項技藝者可輕易知悉，故在此不再贅述。
於此對應第二實施例的電路圖中，電池507、509以及511以串列聯相接，但僅有電池507透過傳輸介面519跟筆記型電腦直接連接。電池507係做為主電池使用，而電池509和511係作為副電池使用，電池509和511可用以在電池507電量不足時，對電池507予以充電。須注意的是，如之前所述，第2圖所示的並列方式和第3圖所示的串列方式可以合併使用。因此第5圖雖然僅繪示了一串列的電池列，但可運用在多個串列的電池列。例如，第5圖亦可包含由主電池529、副電池531和533形成的串列電池列，以及由主電池535、副電池537和539形成的串列電池列。
第4圖和第5圖所示的實施例中，可偵測是否有新的電池***，當有新的電池***時，電池中的控制電路會傳送訊息如此筆記型電腦中的主控制器可得知是否有新的電池***。電池充電和放電的先後順序可自由決定，而在一實施例中，係針對高電壓的電池先充電，而由電壓最低的電池進行供電。
在取得電池訊息後，可將電池訊息顯示在螢幕上，其可由第4圖和第5圖分別繪示的主控制器401和501來執行。如第6圖所示，螢幕600上具有一視窗602，視窗602中顯示了主電池電量符號601、603、605、607以及609的電量，以及備用電池電量符號611的電量。如此，使用者可以很快的了解所有電池的電力狀態。此螢幕600可如第6圖所示般，為筆記型電腦610本身的螢幕。若為其他類型的電子裝置，則可為其他形態的螢幕，例如獨立於機體本身的螢幕。
根據前述之實施例，本發明提供了一種電池管理方法。第7圖繪示了根據本發明之實施例的電池管理方法的流程圖。第7圖所示之電池管理方法包含了下列步驟：
步驟701
檢測電池的電壓值。
步驟703
根據電壓值判斷是否有新電池***。若是則到步驟705、若否則到步驟707。
步驟705
選擇電壓最高的電池進行充電，電壓最低的進行供電。而無論是步驟703或705，之後均會進入步驟707。
步驟707
取得電池狀態資訊。
步驟707其中一種實施方式為：
利用USB介面作為主控制器以及電池中的控制電路之溝通介面，並使用一暫存器暫存主控制器以及電池中的控制電路所產生的資料。因此，USB介面會將暫存器中暫存的資料傳送給主控制器，或將主控制器所產生的資料傳送至暫存器儲存。此外，須進行初始化工作，亦即調用電池驅動入口函數，對電池管理電路中的有關驅動電池的參數進行初始化。而且，須調用電池的API(Application Programming Interface、應用程式介面)函數，來取得電池狀態的資訊。
須注意的是，以上步驟707的實施方式，僅用以舉例，並非用以限定本發明，熟知此項技藝者可根據本發明揭露之內容，以其他方式取得電池狀態資訊。舉例來說，晶片BQ26220是一種常被使用的電池監控晶片，熟知此項技藝者可利用此晶片取得電池狀態資訊。
步驟709
於螢幕上顯示電池狀態。
其他詳細步驟可藉由上述之實施例輕易知悉，故在此不再贅述。
相較於習知技術中僅使用單一電池的筆記型電腦，本案所提供的筆記型電腦係使用複數個電池來提供電力。因此，使用者可視情況自由決定要使用多少顆電池。例如，若使用者預期會長時間的在無外在電源供應的情況下使用筆記型電腦，則可將所有電池都裝入筆記型電腦以增加其使用時間。或者，若使用者預期會長時間的背著筆記型電腦行走，但又擔心臨時需要筆記型電腦做文書處理，則可僅放入一或兩顆電池，以在可提供電力的情況下減輕重量。而且，各電池可為具有不同最大蓄電量的電池。因此使用者可以視需求而自由搭配。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
101、200、300、610．．．筆記型電腦
103-109．．．電池
201、301．．．電池槽
203、205、207、209、218、220、222、224、315、317、317、319、321、323、325、409、415、421、427、519、521、523、525、527．．．傳輸介面
211、213、215、217、303、305、307．．．電池
219、221、223、225、309、311、313、411、417、423、429、513、515、517．．．控制電路
401、501．．．主控制器
403．．．電池管理電路
405．．．電能供應器
407、413、419、425、507、529、535．．．主電池
429．．．備用電池
503．．．BIOS
505．．．SMbus
509、511、531、533、537、539．．．副電池
600．．．螢幕
601、603、605、607、609．．．主電池電量符號
602．．．視窗
611．．．備用電池電量符號
第1圖繪示了使用根據本發明實施例的電池組之電子裝置的示意圖。
第2圖繪示了根據本發明第一實施例的電池分別與電子裝置並列相接的示意圖。
第3圖繪示了根據本發明第二實施例的電池以串列排列並與電子裝置連接的示意圖。
第4圖、第5圖繪示了使用了複數個電池之電子裝置的方塊圖。
第6圖繪示了在螢幕上顯示各電池之電量的示意圖。
第7圖繪示了根據本發明之實施例的電池管理方法的流程圖。
101．．．筆記型電腦
103-109．．．電池

Claims (12)

  1. 一種電池組，包含：複數個電池，其中每一該些電池中的每一個包含：一控制電路，用以偵測每一該些電池之電量以產生一電量訊息；以及至少一傳輸介面，用以輸出該電量訊息，並用以接收一外部電能或輸出儲存於每一該些電池中的電能，且該控制電路更根據每一該些電池之電量決定是否以該外部電能對每一該些電池進行充電；其中每一該些電池中包含：一第一電池，包含一第一端以及一第二端；以及一第二電池，包含一第三端以及一第四端；其中該第三端直接連接該第二端，以使每一該些電池透過該至少一傳輸介面彼此串列相接。
  2. 一種電子裝置，包含：複數個電池，其中每一該些電池包含：一控制電路，用以產生一電量訊息；以及至少一傳輸介面，用以輸出該電量訊息，並用以接收一充電電能或輸出儲存於每一該些電池中的電能；一電能供應器，用以提供該充電電能；一電池管理電路，耦接該電能供應器以及每一該些電池，用以根據該電量訊息控制該電能供應器對每一該些電池進行充電；以及 一接口，每一該些電池中的其中一個主電池透過該接口耦接該電池管理電路，且每一該些電池中的其他電池透過該至少一傳輸介面與該主電池呈現串列關係。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中當原本未耦接該電池管理電路的一電池耦接該電池管理電路後，該電池管理電路使該電能供應器提供該充電電能給電壓最高的該電池，且使電壓最低的該電池提供所儲蓄的電能。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，該電子裝置更包含一螢幕以及一主控制器，該主控制器根據該電量訊息在該螢幕上顯示各電池的電量狀態。
  5. 一種電子裝置，包含：複數個電池，其中每一該些電池中的每一個包含：一控制電路，用以產生一電量訊息；以及至少一傳輸介面，用以輸出該電量訊息，並用以接收一充電電能或輸出儲存於每一該些電池中的電能；一電能供應器，用以提供該充電電能；一電池管理電路，耦接該電能供應器以及每一該些電池，用以根據該電量訊息控制該電能供應器對每一該些電池進行充電；以及複數個接口，每一該些電池呈現並列關係，且每一該些電池中的每一個均利用該至少一傳輸介面透過該接口耦接該電池管理電路。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電子裝置，其中當原本未耦接該電池管理電路的一電池耦接該電池管理電路後，該電池管理電路使該電能供應器提供該充電電能給電壓最高的該電池，且使電壓最 低的該電池提供所儲蓄的電能。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之電子裝置，該電子裝置更包含一螢幕以及一主控制器，該主控制器根據該電量訊息在該螢幕上顯示各電池的電量狀態。
  8. 一種電池管理方法，運用在使用複數個電池的電子裝置上，包含：使用一電池管理電路偵測每一該些電池的電壓值：以及根據每一該些電壓值，判斷是否有新的電池***，若是則選擇每一該些電池中電壓最高的進行充電，若否則取得每一該些電池的狀態訊息。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電池管理方法，其中該電子裝置具有一傳輸介面、一主控制器以及一暫存器，每一該些電池具有一控制電路，其中取得每一該些電池的狀態訊息之步驟包含：利用該至少一傳輸介面作為該主控制器以及該控制電路之溝通介面；使用該暫存器暫存主控制器以及電池中的控制電路所產生的資訊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之電池管理方法，其中取得每一該些電池的狀態訊息之步驟包含：調用電池驅動入口函數，對該電池管理電路中的有關驅動電池的參數進行初始化。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之電池管理方法，其中取得每一該些電池的狀態訊息之步驟包含：調用每一該些電池的應用程式介面函數，來取得電池狀態的資訊。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之電池管理方法，更包含：根據該狀態訊息在該電子裝置上顯示每一該些電池的電量。
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