專利名稱：保護(hù)電池組的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種保護(hù)電池組的裝置。尤指一種用于保護(hù)電池組 的裝置和方法，其中包括配置在電源側(cè)的傳感器，以便能夠檢測撞擊 強(qiáng)度，因此在檢測到外部物理撞擊所產(chǎn)生的振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生警告信號。
背景技術(shù)：
當(dāng)檢測到電熱調(diào)節(jié)器(thermistor)的溫度時(shí)，用于保護(hù)電池組的 傳統(tǒng)電路會(huì)檢測電池組的電壓、電流及溫度，以避免過度充電、過度 放電、過流(over-current)及短路，因此避免電池組過熱。然而，當(dāng) 電池組受到撞擊時(shí)，傳統(tǒng)電路不具有判斷電池組是否安全的功能。所 以，具有如下缺點(diǎn)，即，電池組中的電池可能會(huì)著火或爆炸。在此將參考圖1以描述保護(hù)電池組的傳統(tǒng)電路。參考圖l，在傳統(tǒng)電池組中，主電源(其中包括正端子及負(fù)端子) 將電流施加到將被充電的電池組的電池。開關(guān)2及開關(guān)3將從主電源 輸入的電流轉(zhuǎn)換為適合電池充電用的電壓與電流。當(dāng)電壓檢測器檢測 到電池組的電壓時(shí)，電流檢測器會(huì)檢測電池中充電的電流。進(jìn)一步， 電熱調(diào)節(jié)器會(huì)檢査電池組的溫度。電流檢測器、電壓檢測器及電熱調(diào) 節(jié)器分別向測量IC4提供與電流、電壓及溫度相關(guān)的信息。測量IC4 會(huì)接收電流、電壓及溫度的相關(guān)信息。當(dāng)?shù)诙Ｗo(hù)電路6執(zhí)行第二保 護(hù)操作時(shí)，第一保護(hù)電路5會(huì)利用得到的信息來避免電池組過度充電、 過度放電、過流及短路。如上所述，電池組的傳統(tǒng)保護(hù)電路100沒有受到撞擊的警告裝置， 也無法控制電池組的安全性。
因此，電池組的保護(hù)電路的必要性增加了，其具有在受到物理撞 擊時(shí)產(chǎn)生警報(bào)的功能，并具有測量電壓、電流、及電池組的溫度以便 維持電池組的安全性的功能。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明用以解決上述于先前技術(shù)的問題，且其目的是提供 一種保護(hù)電池組的裝置及方法，其中包括保護(hù)電池組的先進(jìn)電路，因 此可保護(hù)電池組避免物理撞擊，并確保其安全性。為達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了保護(hù)電池組的裝 置，其包括傳感器、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)元件、以及警告電路，傳感 器檢測外部物理撞擊以輸出電壓信號；在傳感器輸出大于預(yù)定電壓值 的電壓信號時(shí)，穩(wěn)壓二極管被加電；依據(jù)通過穩(wěn)壓二極管的電力來打 開/關(guān)閉開關(guān)元件；警告電路依據(jù)傳感器輸出的電壓信號來產(chǎn)生警告信號。此時(shí)，開關(guān)元件會(huì)中斷電池組主電源的電力提供。依據(jù)本發(fā)明，警告電路包括多種顏色的發(fā)光二極管，其可依據(jù)從 傳感器輸出的電壓發(fā)射紅色、黃色及綠色光。傳感器優(yōu)選包括有壓電傳感器、壓力傳感器及撞擊傳感器中的至少一個(gè)。為達(dá)成本發(fā)明的目的，本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了保護(hù)電池組的裝置，其包括傳感器、第一保護(hù)電路、測量IC、第二保護(hù)電路、以及警告電路。傳感器檢測外部物理撞擊以便輸出電壓信號；第一保 護(hù)電路接收從傳感器輸出的電壓信號；測量IC確定從第一保護(hù)電路所 接收到的電壓信號是否大于預(yù)定值，以便輸出電壓信號給第一保護(hù)電路或第二保護(hù)電路；警告電路連接至第一及第二保護(hù)電路，以便從第一及第二保護(hù)電路接收電壓信號并產(chǎn)生警告信號。 為達(dá)成本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種保護(hù)電 池組的方法，其包括如下步驟使用傳感器輸出電壓信號以檢測物理 撞擊；使用測量IC確定從傳感器輸出的電壓信號的數(shù)值是否在預(yù)定的 范圍內(nèi)；當(dāng)電壓信號的數(shù)值是在預(yù)定的范圍內(nèi)時(shí)，使發(fā)光二極管發(fā)射 綠光；當(dāng)電壓信號值是在預(yù)定的范圍之外時(shí)，確定電壓信號的數(shù)值是 否大于預(yù)定的數(shù)值；當(dāng)電壓信號值大于預(yù)定數(shù)值時(shí)，從測量IC將電壓 信號輸出至第二保護(hù)電路；將第二保護(hù)電路接收到的電壓信號輸出至 警告電路，以使發(fā)光二極管發(fā)射紅光；當(dāng)電壓信號的數(shù)值是小于預(yù)定 的數(shù)值時(shí)，從測量IC輸出電壓信號至第一保護(hù)電路；以及將第一保護(hù) 電路接收到的電壓信號輸出至警告電路，以使發(fā)光二極管發(fā)射黃光。在本發(fā)明用以保護(hù)電池組的方法中，傳感器優(yōu)選包括有壓電傳感 器、壓力傳感器及撞擊傳感器中的至少一個(gè)。


圖1是顯示保護(hù)電池組的傳統(tǒng)裝置的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)電池組裝置的電路圖，其中裝置 具有當(dāng)檢測到外部物理撞擊而導(dǎo)致的振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生警告信號的結(jié)構(gòu)。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例保護(hù)電池組裝置的電路圖，其 中裝置具有當(dāng)檢測到外部物理撞擊而導(dǎo)致的振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種警告信號的結(jié)構(gòu)。圖4是描繪本發(fā)明實(shí)施例的用于保護(hù)電池組免于外部物理撞擊的 方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在此將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，請參考隨附的圖示。于本發(fā)明 所附的圖示中，相同的參考標(biāo)號即表示相同的結(jié)構(gòu)元素。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用以保護(hù)電池組的裝置200的電路圖，
其中裝置200具有當(dāng)因檢測到外部物理撞擊而振動(dòng)時(shí)是會(huì)產(chǎn)生警告信 號的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)電池組的裝置200包括具有電池陣列的 電池組，主電源201，用以對電池組的電池提供電流，傳感器202，用 以檢測預(yù)定外部撞擊的強(qiáng)度，以便輸出電壓信號，警告電路205，用以 依據(jù)從傳感器202輸出的電壓信號來產(chǎn)生警告信號，穩(wěn)壓二極管203， 傳感器所產(chǎn)生的電壓信號會(huì)加在其上，以及開關(guān)204，當(dāng)電壓信號加在 穩(wěn)壓二極管上時(shí)，其關(guān)閉主電源。傳感器202包括壓電傳感器，以檢測預(yù)定的外部撞擊的強(qiáng)度，以 便輸出電壓信號。警告電路205包括發(fā)光二極管(LED)，可分別發(fā)射紅光、黃光 以及綠光等。在本說明書中，雖然警告電路是被描述為具有上述的發(fā) 光二極管，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解其也可以使用可視覺辯識的 指示單元。進(jìn)一步，可依據(jù)電池組的狀態(tài)提供聽覺警告給使用者。主電源201會(huì)在電池組上加上電力，以對電池組充電。開關(guān)2及 3會(huì)將所施加的電力轉(zhuǎn)換成電池組充電時(shí)適用的電壓及電流。利用該電 壓及電流對電池組的電池進(jìn)行充電。電阻206會(huì)檢測電池組充電的電流，并且將電池組的相關(guān)信息送 到測量IC4。當(dāng)通過熱調(diào)節(jié)器檢查電池組的溫度時(shí)，測量IC4會(huì)通過電壓檢測 部分來檢測電池組的電壓。依據(jù)電池組的電壓、電流及溫度的相關(guān)信 息，通過使用第一及第二保護(hù)電路5及6，測量IC4控制電池組使其避 免過度充電、過度放電及過流。進(jìn)一步，測量IC4使用溫度信息避免 電池組過熱，以確保電池組的安全性。
另一方面，傳感器202會(huì)檢測外部物理撞擊，并將外部物理撞擊 轉(zhuǎn)換成電壓信號，以分別使LED發(fā)亮，讓使用者可知道電池組受到外 部物理撞擊。同時(shí)施加電力至穩(wěn)壓二極管203上，并因此關(guān)閉開關(guān)204， 以中斷從主電源提供的電力。此操作可避免電池組的內(nèi)部電池著火或 爆炸。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的保護(hù)電池組的裝置的電路圖，裝 置具有當(dāng)因檢測到外部物理撞擊而振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生警告信號的結(jié)構(gòu)。參考圖3，保護(hù)電池組的裝置300包括具有電池陣列的電池組， 主電源201，以提供電力給電池組的電池，傳感器202，以檢測預(yù)定的 物理撞擊強(qiáng)度，以便輸出電壓信號，第一保護(hù)電路5，以接收從傳感器 202輸出的電壓信號，測量IC4，以計(jì)算從第一保護(hù)電路5接收到的電 壓，以便控制電池組，第二保護(hù)電路6，以在計(jì)算出的電壓比預(yù)定的電 壓還大時(shí)，從測量IC4接收電壓信號，以及警告電路205，連接至第一 及第二保護(hù)電路5及6，以產(chǎn)生警告信號。傳感器202會(huì)檢測預(yù)定的外度撞擊的強(qiáng)度，并輸出電壓信號。傳 感器202包括利用壓電效應(yīng)的壓電傳感器，其中，當(dāng)壓力以特定方向 加于晶體板時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與施于晶體板兩表面的力成比例的電荷，壓力 傳感器，其利用了當(dāng)向其施予壓力時(shí)物質(zhì)會(huì)變形或響應(yīng)壓力的特性，以及撞擊傳感器，其具有兩個(gè)可彼此拆卸的電極，以便在電流施加到 開關(guān)期間檢測振動(dòng)幅度大于預(yù)定值的振動(dòng)，其中所述振動(dòng)傳遞到所述 開關(guān)。此本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解在本發(fā)明范圍內(nèi)可使用各種傳感器。警告電路205包括發(fā)光二極管(LED)，其可發(fā)射紅光、黃光、 綠光、…等。主電源201會(huì)對電池組施加電力以使其充電。通過開關(guān)2及3將 所施加的電力轉(zhuǎn)換成電源所適用的電壓及電流。電池組的電池會(huì)利用 此電壓及電流充電。電阻206會(huì)檢測充電電池組的電流，并將有關(guān)電流的信息送到測量IC4。測量IC4會(huì)通過電壓檢測部分來檢測電池組的電壓，并且還通過 電熱調(diào)節(jié)器檢査電池組的溫度。依據(jù)電池組的電壓、電流及溫度的相 關(guān)信息，測量IC304會(huì)使用第一及第二保護(hù)電路5及6來控制電池組， 以避免電池組過度充電、過度放電及過流，還可依據(jù)電池組的溫度相 關(guān)信息來避免電池組過熱，以確保電池組的安全性。如上所述，傳感器202會(huì)檢測外部物理撞擊，并將其轉(zhuǎn)換成電壓 信號，以電壓信號輸出至第一保護(hù)電路5。測量IC4會(huì)從第一保護(hù)電路5接收電壓信號，并將其與已設(shè)定的 電壓數(shù)值比較。"預(yù)設(shè)的電壓數(shù)值"是外部撞擊對電池組沒有影響的 數(shù)值。因此，測量IC4會(huì)從第一保護(hù)電路5接收電壓信號，并將電壓信 號與預(yù)設(shè)的電壓數(shù)值比較。所以，當(dāng)接收的電壓信號比預(yù)設(shè)的電壓值 大時(shí)，測量IC4會(huì)將電壓信號輸出至第二保護(hù)電路6。在接收電壓信號后，第二保護(hù)電路6會(huì)中斷從主電源201提供給 保險(xiǎn)絲207的電力，從而使電池組不向電池組施加電力，且警告電路 (即LED)會(huì)發(fā)射紅光。進(jìn)一步，當(dāng)從第一保護(hù)電路5接收的電壓信號是在預(yù)設(shè)電壓數(shù)值 的范圍內(nèi)時(shí)，測量IC4會(huì)將電壓信號輸出至第一保護(hù)電路5。 LED 205 會(huì)依據(jù)電壓信號而發(fā)射黃光。
因此，當(dāng)電池組受到外部物理撞擊時(shí)，本發(fā)明中電池組的保護(hù)電路可以檢測撞擊，并通過警告電路，即多種顏色的LED，來可視地顯示撞擊的強(qiáng)度。在此將描述本發(fā)明電池組保護(hù)電路的方法，請參考圖4。參考圖4，在步驟S401中，傳感器202檢測到包括機(jī)械振動(dòng)的物 理撞擊，并輸出電壓信號。在步驟S402中，測量IC4確定從傳感器202輸出的電壓信號的數(shù) 值是否在預(yù)定的臨界值的范圍內(nèi)。在步驟S403中，如果從傳感器202輸出的電壓信號的數(shù)值是在預(yù) 定的臨界值的范圍內(nèi)，則LED發(fā)射綠光。在步驟S404中，當(dāng)從傳感器202輸出的電壓信號的數(shù)值是在預(yù)定 的臨界值的范圍外時(shí)，測量IC4判斷此數(shù)值超出臨界值的數(shù)量是否大 于參考值。基于電池組的使用及其設(shè)計(jì)規(guī)格來判斷超出的數(shù)值大或小。在步驟S405中，如果超出臨界值的數(shù)值較大，則測量IC4會(huì)將電 壓信號輸出至第二保護(hù)電路，并使第二保護(hù)電路中斷提供給保險(xiǎn)絲207 的電力，以讓LED發(fā)射紅光。在步驟S406中，如果超出臨界值的值較小，則測量IC4會(huì)將電壓 信號輸出至第一保護(hù)電路，并使第一保護(hù)電路操作LED，以讓LED發(fā) 射黃光。工業(yè)應(yīng)用如上所述，本發(fā)明保護(hù)電池組的裝置包括位于主電源上的傳感器， 使其能夠檢測撞擊強(qiáng)度，而且發(fā)光二極管通過從傳感器輸出的電壓信 號而發(fā)亮，因此保護(hù)電池組受到物理撞擊。上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利 范圍自應(yīng)以申請專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于保護(hù)電池組的裝置，包括傳感器，其用于檢測外部物理撞擊以輸出電壓信號；穩(wěn)壓二極管，當(dāng)該傳感器輸出大于預(yù)定的電壓數(shù)值的電壓信號時(shí)，向該穩(wěn)壓二極管施加電力；開關(guān)元件，其依據(jù)通過該穩(wěn)壓二極管的電力而打開或關(guān)閉；以及警告電路，其依據(jù)該傳感器輸出的該電壓信號來產(chǎn)生警告信號。
2. 如權(quán)利要求l所述的保護(hù)電池組的裝置，其中，該警告電路包 括多種顏色的發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管依據(jù)傳感器所輸出的電壓信 號而發(fā)射紅光、黃光及綠光。
3. 如權(quán)利要求l所述的保護(hù)電池組的裝置，其中，該傳感器包括 壓電傳感器、壓力傳感器、及撞擊傳感器中的至少一個(gè)。
4. 如權(quán)利要求l所述的保護(hù)電池組的裝置，其中，開關(guān)元件中斷 來自電池組的主電源的電力供應(yīng)。
5. —種保護(hù)電池組的裝置，包括傳感器，其用于檢測外部物理撞擊以輸出電壓信號；第一保護(hù)電路，其用于接收從該傳感器輸出的電壓信號；測量IC，其用于確定從該第一保護(hù)電路接收到的電壓是否大于預(yù)定的數(shù)值，以便將該電壓信號輸出至該第一保護(hù)電路或第二保護(hù)電路； 第二保護(hù)電路，用于接收來自該測量IC的電壓信號；以及 警告電路，其連接至該第一及第二保護(hù)電路，以便從該第一及第二保護(hù)電路接收該電壓信號，并產(chǎn)生警告信號。
6. 如權(quán)利要求5所述的保護(hù)電池組的裝置，其中，該警告電路包 括多種顏色的發(fā)光二極管以發(fā)射紅光、黃光及綠光。
7. 如權(quán)利要求5所述的保護(hù)電池組的裝置，其中，當(dāng)從傳感器輸 出的該電壓信號小于預(yù)定的數(shù)值時(shí)，測量IC通過第一保護(hù)電路將電壓 信號輸出至警告電路。
8. 如權(quán)利要求5所述的保護(hù)電池組的裝置，其中，當(dāng)從傳感器輸 出的電壓信號大于預(yù)定的數(shù)值時(shí)，測量IC通過第二保護(hù)電路將電壓信 號輸出至警告電路。
9. 一種保護(hù)電池組的方法，包括如下步驟使用傳感器檢測物理撞擊以輸出電壓信號；使用測量IC確定從傳感器輸出的電壓信號的數(shù)值是否在預(yù)定的 范圍內(nèi)；以及如果電壓信號的數(shù)值超出預(yù)定的范圍，則操作警告電路。
10. 如權(quán)利要求9所述的保護(hù)電池組的方法，其中，當(dāng)電壓信號 的數(shù)值在預(yù)定的范圍之外時(shí)，確定的步驟進(jìn)一步包括，確定電壓信號 的數(shù)值是否大于預(yù)定的數(shù)值。
11. 如權(quán)利要求IO所述的保護(hù)電池組的方法，其中，當(dāng)電壓信號 的數(shù)值大于預(yù)定的數(shù)值時(shí)，確定的步驟進(jìn)一步包括如下步驟將電壓 信號從測量IC輸出至第二保護(hù)電路，同時(shí)操作步驟進(jìn)一步包括如下步 驟將從第二保護(hù)電路接收的電壓信號輸出至警告電路，以使發(fā)光二極管發(fā)射紅光。
12. 如權(quán)利要求IO所述的保護(hù)電池組的方法，其中，當(dāng)電壓信號的數(shù)值小于預(yù)定的數(shù)值時(shí)，確定的步驟進(jìn)一步包括如下步驟將電壓信號從測量IC輸出至第一保護(hù)電路，同時(shí)操作步驟進(jìn)一步包括如下步驟將從第一保護(hù)電路接收的電壓信號輸出至警告電路，以使發(fā)光二 極管發(fā)射黃光。
13.如權(quán)利要求9所述的保護(hù)電池組的方法，其中，傳感器包括 壓電傳感器、壓力傳感器及撞擊傳感器中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種保護(hù)電池組的裝置及方法。裝置包括檢測外部物理撞擊的傳感器，以輸出電壓信號；第一保護(hù)電路，以從傳感器接收電壓信號輸出；測量IC，以確定從第一保護(hù)電路輸出的電壓是否大于預(yù)定的值，以便將電壓信號輸出至第一保護(hù)電路或第二保護(hù)電路；第二保護(hù)電路，以從測量IC接收電壓信號；以及連接至第一及第二保護(hù)電路的警告電路，以便從第一及第二保護(hù)電路接收電壓信號，并產(chǎn)生警告信號。
文檔編號H02H7/18GK101164213SQ200680013573
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者宋正勇 申請人:Lg化學(xué)株式會(huì)社