电池匣及其充放电控制方法，笔记本电脑的制作方法

专利名称：电池匣及其充放电控制方法，笔记本电脑的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有多个电池模块的电池匣，以及具有这种电 池匣的笔记本电脑，本发明还涉及对多个电池模块进行充放电的控 制方法。
背景技术：
随着移动计算能力的提高和因特网的普及，笔记本电脑由于其 可随时随地接收、发送和处理信息而越来越受到人们的青睐。伴随 着性能迅速4是升的另 一个问题就是笔记本电脑的功耗日益增加，为 了达到更长的4吏用时间，也就需要更大的电池才莫组。目前延长笔记 本使用时间的办法主要是通过额外增加一块或更多块备用电池，同 时通过系统电源管理来尽量减少^>电量。
采用备用电池的方案一^L是有两种i殳计方案， 一是4妄口与固定 才几构与主电池相同，主电;也用完电后，暂时关才几(或〗木眠)換上备 用电池。另一个方案是将备用电池i殳计成可与其它可^夺换部件如光 驱等相同尺寸和共用才姿口的形式，此方案中两块电池同时供电，相 当于增大了电池的容量，但它的缺陷是无法与替换部件同时工作。目前有关笔i己本备用电池和外置电池的i殳计方案比4交多，例
如
如图l所示的一种现有技术中，此方案可将多个电池;漠块串联 起来4吏用，通过笔i己本后部i殳计多个可串耳关在一起的电池方案来延 长1"吏用时间。它的在夹点是由于电池自重4交大，在多个电池串联时， 移动起来可能因重力^^电池损坏(断裂)。另外的一个问题是它如 果要同时为串联的电池充电时，需要更大功率的充电器，而且会因 电池容易因经常充电不满，使电池寿命受损。
在另 一种现有才支术中，没计了 一个独立的外置蓄电池才莫块为笔 记本供电，它同时存在携带不便的缺点，而且需要额外设计的充电 器为外置电池充电。

发明内容
本发明的 一个目的是提供能控制至少两个电池模块以多种模
式充》文电的电;;也匣。
本发明的另 一个目的是提供具有本发明的电池匣的笔记本电脑。
为了上述目的，本发明的一个方面涉及一种电池匣，具有壳体，
壳体用来置放至少两个电池才莫块；其特征在于，还包括
至少两个充放电电路模块，每一充放电电路模块包括有一充电 电^各和 一》文电电3各，每一 电池才莫块分别与 一个充电电3各及一 个力文电 电路相连；
充放电管理模块，与每一充电电路及每一放电电路相连，对至 少两个电池模块中的至少 一个电池模块进行检测，并获得至少两个电池模块中的至少 一个电池模块与能量相关信息，根据与能量相关 信息对至少两个电池模块中的至少 一个电池模块进行充放电管理。
优选的，充放电管理模块包括
才企测单元，用于对至少两个电池才莫块中的至少 一个电池才莫块进
行检测，并获得该至少一个电池模块与能量相关信息；
管理单元，根据与能量相关信息对至少两个电池模块中的至少 一个电池才莫块进行充》文电管理。
优选的，电池匣还包括保护冲莫块，连4妄在至少两个电池才莫块 和至少两个充放电电路模块之间或整合到至少两个充放电电路模 块中，用于保护至少两个充放电电路模块每一充放电电路模块中的 充电电^各和;改电电^各和至少两个电池才莫块。
优选的，壳体包括有至少两个电池室，用于容纳至少二个电 池模块。
优选的，电池匣还包4舌主控背才反，至少二个充方文电电蹈4莫块 和充放电管理模块设置在主控背板上。
本发明的第二方面还涉及一种笔记本电脑，包括 一显示屏；
一主才几，主才几上具有第一电气4妻口 ；
一电池匣，电池匣上具有第二电气"l姿口 ；
主才几上的第一电气4姿口和电池匣上的第二电气4妄口进行 电气连才姿，
其中，电池匣还包才舌
8至少两个充放电电路模块，每一至少两个充力丈电电踪^莫 块包括有 一充电电路和一放电电路，每一 电池才莫块分别与 一个
充电电^各及一 个》丈电电^各相连；
充放电管理才莫块，与每一充电电路及每一放电电路相连， 对至少两个电池模块中的至少 一 个电池模块进行检测，并获得 至少两个电池模块中的至少 一个电池模块与能量相关信息，根 据与能量相关信息对至少两个电池模块中的至少一个电池模 块进4于充》文电管理。
优选地，充》丈电管理才莫块包4舌
才企测单元，用于对至少两个电池才莫块的至少 一个电池才莫 块进行4企测，并获得至少两个电池才莫块的至少一个电池才莫块与 能量相关信息；
管理单元，根据与能量相关信息对至少一个至少两个电 池才莫块进行充放电管理。
优选地，电池匣还包括主控背才反，至少二个充》文电电鴻4莫块 和充》文电管理才莫块i殳置在主控背板上。
本发明的另 一方面涉及一种充放电控制方法，应用于包括至少 两个电池才莫块的设备中，包括以下步骤
A. 4全测至少一个电池才莫块，获得与至少一个电池才莫块的 与电池能量相关的信息；
B. 根据与电池能量相关的信息产生与充电或放电相关的 管理信息；
C. 才艮据与充电或力文电相关的管理信息，对至少一个电池 才莫块进行管理，〗吏至少一个电池才莫块进入充电、；故电或关闭状 态。优选地，与电池能量相关的信息为电量信息或电压信息。
与充电或放电相关的管理信息为充电指令、放电指令或关闭 指令。
才艮据与电池能量相关的信息产生与充电或i文电相关的管理信 息包4舌
判断与电池能量相关的信息是否达到预定值；
在与电池能量相关的信息达到预定值时，产生放电指令 或关闭指令；在与电池能量相关的信息没达到预定值时，产生 充电指令。
在充电爿犬态下，预定〗直为满电压的80%~ 100%中的一个^直； 在》文电状态下预定值为满电压的0~ 10%中的一个值。
优选地，在放电状态下，当全部所述至少两个电池模块的电压 值或电量值均在预定值以下时，进行电量不足提示。
优选地，充放电控制方法，还包括检测充电器步骤，如果充电 器的功率大于预设的功率，则对至少两个电池才莫块同时充电；如果 是功率小于预设功率的小功率充电器，则至少两个电池才莫块依次分
别进4于充电。
采用本发明方案之后的优点是
1.多个电池模块可同时对笔记本主机供电，且不影响到携带 的方Y更性和其它i殳备的^f吏用。电池匣中的电池才莫块也可单独配合笔 i己本主才/W吏用。2. 电池匣中的各个电池才莫块的充电和;故电过程一皮i殳计成各个 电池才莫块多种放电和充电可管理模式，便于用户应用于不同的场 合，例如，通过普通充电器对各个电池模块分别进行充电，在时间 较紧时通过大容量充电器可多个电池同时充电等等。
3. 只需用同一个普通充电器就可以在不关笔记本电脑和进行 电池才莫块插换的情况下同时对多个电池进行顺序或同时充电。
4. 由于电池匣可以根据用户的使用场合被填插入不同数量电 池模块，从而大大增加使用的灵活性，例如，对于进行野外作业的 人员来说，本发明可确保笔记本电脑连续一天甚至是数天的长时间 4吏用，以典型的14"显示屏笔i己本为例，本发明单层最大可容纳6 组6芯电池，其电量可高达4400mAh x 6+4400mAh=30800mAh，按 一般6芯4小时使用时间算，可保证连续不间断工作28小时。
5. 如果对电池才莫块进4亍标准化:没计(例如全部才莫块均为6芯 才莫块)，还可以通过附加的专用多电池才莫块充电装置进4亍同时快速 充电，这对于特殊行业的应用是一个较好的解决方案。


图1示出了现有技术带有外组接电池匣的笔记本电脑。
图2是本发明电池匣与电池模块结合方式的一个实例(抽屉式) 的示意图。
图3是本发明电池才莫块插入电池匣及电池匣的一个实现方式 (独立4妄插件方式)的一个实例的立体图。
图4是本发明上述实例中，电池模块插入电池匣时的滑槽结构 剖牙见图。图5是上述实例中，电池才莫块与电池匣间的锁定装置局部方文大图。
图6是上述实例中，电池模块与主控背板的电气连接方式。
图7和图8是上述实例中的电池匣与笔记本电脑主机的连接方 式示意图
图9为电池匣与主才几连4妄的另一种形式的一个实例。 图lO是两层式电池匣的一个i殳计实例。 图11为主控背板系统电路逻辑框图。
图12作为一个充电方式的实例，其中的曲线图为一个标准电 池充电时的充电电力乾、充电电压和充电量特'性曲线。
图13为对多个电池才莫块进4亍步步5艮进式充电的一个实例工作流程。
图14为对多个电池才莫块顺序充访丈电时的另一个实例流程示意图。
图15为》文电流程的 一 个实例流程。 图16为力文电流程的另一个实例流程。 图17为充电流禾呈的一种具体实施方式
。
需要说明的是，这些附图仅仅是示意性的，并不是为了限制本 发明。另外，为了简化一见图， 一些对本领域:技术人员来i兌显而易见
12的必要部件或元件如电路元件、连接部件、电路、连接线、数据线 等并没有全部示出。
具体实施例方式
下面对本发明的电池匣以及具有这种电池匣的笔记本电脑进
4亍i爭纟田i兌明。
本发明的一个方面涉及电池匣，在一种具体实施方式
中，本发 明的电池匣包4舌
壳体，用来放置至少两个电池模块；
至少两个充放电电路模块，每一 充放电电路模块包括有 一 充电 电^各和一i文电电^各，每一电池才莫块分别与 一个充电电^各及一个》文电 电路相连；
充放电管理模块，与每一充电电路及每一放电电路相连，对至 少两个电池才莫块中的至少 一个进^^佥测，并获纟寻至少 一个电池才莫块 与能量相关信息，根据与能量相关信息对所检测的至少 一个电池模 块进行充放电管理。
充力文电管理才莫块包括4全测单元，用于对至少两个电池才莫块中 的至少一个电池模块进行检测，并获得至少 一个电池模块与能量相 关信息；管理单元，根据与能量相关信息对至少一个电池模块进行 充方文电管理。
优选地，电池匣还包括保护才莫块，保护冲莫块可以整合到充i丈 电电鴻4莫块中，也可以在作为单独的一部分连4妻在电池才莫块和充i丈 电电路模块之间，用于保护电路和电池模块，例如用于防止过载和短路，还可以防止过充、过力丈、过压、过流、过热，；故电欠压保护等。
壳体包括有至少两个电池室，用于容纳电池冲莫块。
电池4莫块以^由屉式方式容纳在电池室内，即电池匣中具有容纳 电池模块的室或空腔，电池模块以抽拉方式置入电池匣的室或腔 中，并且可以方俊J也以^由4立方式/人电池匣中耳又出。
电池匣还包括主控背板，充放电电路模块和充放电管理模块 设置在主控背板上。
电池模块优选是以可拆卸的方式固定在电池室内，例如通过第 一锁定机构进行固定，诸如凹凸镶嵌方式(例如卡钩和卡槽)、滑 动拨块来锁定。
电池才莫块两侧面上和电池室侧壁上具有相对应的引导结构。
本发明的另一方面涉及具有上述电池匣的笔i己本电脑，在一种具体实施方式
中，本发明的笔记本电脑包括
一显示屏；
一主才几，主才几上具有第一电气冲妄口 ；
一电池匣，电池匣上具有第二电气4妄口 ；
主才几上的第一电气4妄口和电池匣上的第二电气4妄口进4亍 电气连接，
其特征在于，电池匣还包括
至少两个充放电电路模块，每一充放电电路模块包括有 一充电电^各和一方欠电电^各，每一 电池才莫块分别与 一 个充电电游" 及一个》丈电电^各相连；充放电管理才莫块，与每一充电电路及每一放电电路相连， )寸至少两个电池才莫块中的至少 一个进4亍才企测，并获纟寻至少 一个 电池模块与能量相关信息，根据与能量相关信息对所检测的至 少 一个电池才莫块进行充》欠电管理。
充放电管理模块还被设置成与笔记本主机中的嵌入式控制器 进4亍通讯以管理电池才莫块的充》文电。
笔记本主才几通过第二锁定片几构固定在笔记本主才几下部。电池匣 的大小和形状优选与笔记本主机相匹配。
电池匣和笔记本主才几之间通过插接方式进^亍电气连^妾。可替换 地，电池匣和笔i己本主才几之间的电气连才妻通过笔i己本主才几原装电池
电池匣以可拆卸方式安装在笔记本主才几中。电池匣优选以抽屉 式方式安装在笔记本主才几内。
图2是本发明电池匣与电池模块结合方式的一个实例(抽屉式) 的示意图。电池匣100包括多个电池才莫块114;电池匣壳体102; 主控背+反104;可选》也包4舌多个电池室112,用于容纳电池才莫块114。
电池模块114与主控背板104的电气连接方式，可以是多种形 式，包括4旦不限于触点连接、插接方式(插座连接)等，例如接 插件可选用现有的电池接插件例如耳关想^>司的笔记本电脑产品天 逸F21上所用的4妄插件。例如，如图2和图6所示，主控背^反104 具有背一反电气连4妾插件106,电池才莫块114具有与之相应的电池才莫 块电气连^t妻插件(未示出)，位于电池才莫块114的内端。电池才莫块 114通过电池模块电气连接插件电气连接至主控背板104的背板电气连接插件106。图2和图6所示的连才妄插件是示意性的，本领域 技术人员熟知如何设计和制造实际应用的连接插件。
如图2、图4和图6所示，电池匣100与电池模块114之间的 结合是4由屉式的。电池匣壳体102中具有具有多个电池室112。电 池才莫块114两侧面上具有引导滑槽111，电池室侧壁113上具有与 之相对应的引导凸块110,通过二者的配合可以非常容易地将电池 模块114引导到电池室112中，从而可以准确地使电池模块电气连 接插件与背板电气连接插件106连接在一起。位于最边上的电池室 112,电〉也匣壳体102的侧壁直4妄可以充当电〉也室侧壁113，如图4 所示。这种引导结构还同时起定位作用。可替换地，这种引导结构 也可以:没置在电池才莫块114上、下侧面上以及电池室112上、下内 壁相应位置。
如图3和图5所示，在电池才莫块114的外端上部和/或下部具有 卡钩118,在电池室112的相应位置具有卡槽120,通过二者的配合 可以将电池才莫块114固定在电池室112内。优选地，卡钩118的上 部具有4牛面，^f吏得在将电池才莫块114推入电池室112中时，卡钩118 容易卡在卡槽120中。优选地，卡钩118具有适当地的弹性，使电 池模块114装入和拆卸较为容易，同时还不容易脱锁。例如，由于 具有弹性，当装入电池模块U4时，卡钩118容易卡入到120中； 同样，当需要更换或拆卸电池模块114时，将卡钩118向下按，由 于具有弹性，卡钩118^艮容易从卡槽120脱出，/人而将电池才莫块114 取出，从而容易地实现了卡钩118与卡槽120之间锁定和解锁。电 池才莫块114之间及电池才莫块114与电池匣100之间通过如上所述的 凹凸镶嵌方式进行相互卡合或固定，电池才莫块114插入到位后，通 过第一锁定机构118、 120被稳固地锁住，拔下电池模块114时需要 先打开第一锁定才几构118、 120才能拔下。电池才莫块114与电池匣100之间的第一锁定才几构并不限于图示凹凸《裏嵌方式，例如，还可 以通过滑动拨块来锁定。
如图3、图7、图8所示，电池匣100有利地为扁平的盒状， 二维大小和形状优选与笔记本主才几200相对应，即匹配，这样就可 以非常方便地将电池匣100安装在笔记本主机200下部，即安装在 一起后电池匣100与笔记本主才几200的周边基本对应，这样就使得 便于二者固定在一起并方便携带、包装。在电池匣壳体102的上部 具有至少两个定〗立突起122，在笔i己本主才几200下部具有相应的至 少两个定4立3L123;同时，在电池匣壳体102的上表面具有至少一 个第二锁定4几构124,在笔记本主才几200下表面具有相应的至少一 个锁定孔(未示出)，定位突起122与定位孔123之间以及第二锁 定才几构124与锁定孔之间的相互配合，就可以将电池匣100可拆卸 地安装在笔记本主才几200下部。如图所示，定位突起122、第二锁 定机构124以及定位孔123、锁定孔有利地分别位于矩形电池匣壳 体102和笔记本主机200的不同角附近，这样就可以更牢固地将电 池匣100与笔i己本主才几200安装在一起。图中所示出的第二锁定枳^ 构^U又是示意性的，实际结构可以与图示的结构不同。第二锁定枳^ 构在本领域是熟知的，例如可以采用普通笔记本电脑中闭合时将显 示器与主才几部分固定在一起的锁定4几构如滑动拨块，还例如可以是 螺栓连接。
可替换地，在另一种优选的具体实施方式
中，将电池匣100安 装小型化，使得其以可拆卸的方式地安装在笔记本主机200的内。 例如，可以采用以抽屉式方式安装在笔记本主才几200内，如中国专 利CN 2570874Y (申请号02231168.8 )标题为"具有可容纳临时 备用电池结构的笔记本电脑"中所描述的那样。
参照图3、图7、图8，电池匣壳体102的上表面具有连4妾插件 116，笔记本主机200的下部具有相应的连接插槽117, 二者的配合即可实现电池匣100与笔记本主才几200的电气连接。即，当通过上
述定位和锁定装置进行安装的同时，连接插件116插入到连4妻插槽 117中，乂人而实现了电池匣100与笔记本主才几200的电气连4妻。通 过合适的电赠4殳计，也可以4吏电池匣100与笔记本主才几200通过连 接插件116和连接插槽117进行信号和数据传输。连接插件116和 连接插槽117的这种插接连接方式在本领域是熟知的，例如可采用 联想公司的笔记本电脑型号天逸F21的接插件，在此不再赘述。
图9示出了电池匣100与笔记本主机200电气连接的另一种实 施方式。如图所示，此类i殳计中，电池匣100的电池仓连4妄才几构128 采耳又了与主才几200原装电池^f立置的电池仓126相乂于应的结构i殳计 (例如耳关想7>司天逸F21的电池仓和相应的电池结构)，/人而可以
天逸F21的设计来实现这种实施方式，在此不再赘述。
以上具体实施方式
和实施例均是示例性的，而不是为了限制本 发明。例如，电池匣100与电池才莫块114之间的结合可以是如上所 述的抽屉式(包括全封闭式或部分封闭式)，也可以是卡合结构(卡 簧+盖，例如类似干电池电池盒的形式)或其它方式。采用抽屉式 _没计时，电池匣100前部可以i殳计有活动门，以4呆持匣体的完整性 形态。
本发明的电池匣100也可增设其它的接口如USB接口为其它 电子设备进行供电。
本发明的电池匣100也可增设其它的4妄口如高清显示接口等等 用于连接不同的其它i殳备，此时在电池匣100与电脑主才几200之间 设计有相应的电气连接以传送数据和控制信号。插入电池匣100的电池才莫块114可以是相同*见才各(如全是6芯 电池才莫块)，也可以是不同類b格的组合(如3芯+ 6芯+ 6芯+ 9芯 +…)。
有利地，可以在电池匣100上i殳置指示灯或LCD显示才反，用 来显示各个电池模块114的充电或放电状况、电量，以及进行电量 不足提示等。
以上实施方式电池均为单层排列，图IO示出了两层式电池匣 的一个"i殳计实例。而且本发明并不限于此，4艮才居实际应用，电池组 也可以i殳计成3层、4层或更多层排列。
图11为主控背板104的电路逻辑框图。如图所示，主控背板 104包括充放电管理模块302、充放电电路模块304、充电模块 306。图ll仅仅是例举，充放电管理模块302、充放电电路模块304 等也可以以其它方式置于电池匣100中。
充电模块306与外部电源、充》文电管理才莫块302、充力文电电^各 模块304电气连接，充电模块306的功能主要负责外部电源(例如 市电)的电压电流转换，并供给至充放电电路模块304 。
充放电电路模块304与负载、充电模块306、各个电池模块114 相电气连4妄，同时通过总线308与充》文电管理模块302进行通讯。 充》文电电鴻4莫块304中具有对应各个电池才莫块114的充电和力欠电电 路，起开关和调节充电或》文电电流、电压作用；充放电电^各模块304 中的充放电电路主要是相当于一个切换开关和流量开关，它在充放 电管理模块302的控制下负责控制各个电池模块114的充电和放电 顺序，并根据预定的充电或放电策略控制各电池模块114的充电电 压、充电电流和充电与》丈电的顺序(如^t姿附图12中所-淡到的步步 跟进式充电模式时，充放电电路模块302会根据电池电量量的变化情况调节对各个电池模块输出的充电电压和电流)，即在充放电管
理模块302的指令下接通或关闭各个电池模块114的充电或放电电 路，调节各个电池模块114的充电或放电电压、电流；充放电电路 才莫块304中还可以具有保护才莫块，主要是用于防止过载和短路，还 可以防止过充、过》丈、过压、过流、过热，；故电欠压^f呆护等，它也 接收来自充放电管理模块302的指令进行各种安全保护；同时将电 能提供给负载；充放电电路模块304还与负载电气连接端口相连， 将电能提供给负载。
图11所示的实施例仅仅是例举，可替换地，各个电池模块114 也可以具有各自的充放电电路才莫块304,即一个电池冲莫块114对应 一个充i文电电^各才莫块304。
各个电池才莫块114具有各自的电池管理单元310,用于冲企测各 个电池模块114的状态(例如电池模块114的电压、电流、电量、 温度等)和类型，并将电池模块114的状态和类型通过数据总线308 发送给充放电管理模块302。电池管理单元310集成在电池模块114 电池模块上，它是现有技术中标准的电池模块的组成部分，在此不 再赘述。
可^^t奂地，电池管理单元310也可以集成在充方文电管理才莫块 302中。
充》文电管理才莫块302，与充电才莫块306电气连接，进行充电或 》文电4喿作；并且通过数据总线308与充放电电聘4莫块304、各个电 池管理单元310连接，可选地通过数据总线308与笔记本主机200 连接，进行通讯。充放电管理模块302是主控模块，它通过电池管 理单元31(U企测各电池才莫块的状态(如电压、电流、温度、电量等 等)和类型并可以与笔记本主机200中的嵌入式控制器(EC)进行 通讯以管理各电池模块114的充放电工作，从而控制着各个电气连接端口 106上的电池才莫块114的充电或力欠电次序，并对充放电的速 度和放电的电量进行管理和控制；另外，通过对充》文电管理才莫块302 编程，可实现按可定制的充电、放电管理(如图13~16所示的方 式)；充放电管理模块302还具有存储体312，用来存储数据，例如 预设值(如电压预设值、电量预设值、功率预设值等)，所;险测的 电池模块与能量相关信息(如所检测的电压、电量、功率等)。换 句话说，充放电管理模块302，通过充放电电路模块304接通或关 闭各个电池模块114的充电或放电电路，调节充电或放电电流、电 压，用于管理和控制各个电池才莫块114的充电或;^欠电次序，并对充 电或力文电的速度和电量进行管理和控制。
图11所示的实施例仅仅是例举，可替换地，在另一种实施例 中，本发明的电池匣包4舌
壳体，用来放置至少两个电池才莫块；
两个或更多个充》丈电电赠4莫块，每个充》丈电电游4莫块包4舌有一 充电电3各和一》i:电电^各，每一 电池才莫块分别与 一个充电电^各及一个 力欠电电3各才目连；
充力丈电管理才莫块，与每一充电电if各及每一放电电^各相连，对一 个或两个以上电池模块进行检测，并获得所检测的电池模块的与能 量相关信息，例如电压、电量等，根据所检测到的与能量相关信息， 对电池才莫块进行充》丈电管理。
在该实施例中，充力文电管理冲莫i夹包4舌
检测单元，用于对至少一个电池模块进行检测，并获得所检测 的电池模块与能量相关信息；管理单元，根据与能量相关信息对电池模块进行充放电管理。
同样，在本实施例中，还包含与图11所示的实施例的一些对 本发明所必须的部件、元件和才莫块，例如存^f诸体，用于存储各种凌史 据，如各种预设值和测定值(电压、电量、功率等)。
本发明的另 一 方面涉及一种充》文电控制方法，应用于包括至少
两个电池4莫块的i殳备中，在一种具体实施方式
中，包4舌以下步驶A:
A. 纟企测至少一个电池才莫块，获得与至少一个电池才莫块的 与电池能量相关的信息；
B. 根据与电池能量相关的信息产生与充电或放电相关的 管理信息；
C. 根据述与充电或放电相关的管理信息，对至少一个电 池模块进行管理，使至少一个电池模块进入充电、放电或关闭 状态。
述与电池能量相关的信息为电量信息或电压信息。与充电或 放电相关的管理信息为充电指令、放电指令或关闭指令。
才艮据与电池能量相关的信息产生与充电或》文电相关的管理信 息包4舌
判断与电池能量相关的信息是否达到预定值；
在与电池能量相关的信息达到预定值时，产生放电指令 或关闭指令；在与电池能量相关的信息没达到预定值时，产生 充电指令。
优选地，在充电状态下，预定值为满电量或满电压的80% ~ 100%的第一预定值；在i文电状态下预定值为满电量或满电压的0~ 10%的第二预定值。优选地，在充电状态下，预定值为或满电压的90%的第一预定值；在i文电状态下预定值为或满电压的5%的第二 预定值。
优选地，当正在充电或放电的电池模块114的电量达到预定值 时，则关闭该电池^^莫块114的充电或》欠电电^^,对余下的电池^^莫块 114进行步骤A-D,直到全部至少两个电池才莫块114的电量达到预 定值。
优选地，当正在充电或放电的电池^t块114的电量已经达到预 定4直时，同时进4亍以下两个步-骤
判断正在充电或方文电的电池才莫块114是否充电或i文电完 全，如果已经充电或放电完全，则关闭该电池模块114的充电 或》文电电^各；
对余下的电池模块114进行步骤A-D，直到全部电池模 块114充电或》丈电完全。
优选地，在》文电状态下，当全部电池冲莫块114的电压值或电量 值均在预定值以下时，进行电量不足提示。
本发明的充放电控制方法，还可以包括检测充电器步骤，如果 充电器的功率大于预i殳的功率，则对所述至少两个电池才莫块同时充 电；如果是功率小于预设功率的小功率充电器，则所述至少两个电 池才莫块依次分别进行充电。
图12和图13示出了步步跟进式充电的特性曲线和工作流程。 图12是对一个标注电池才莫块114进^f亍步步^艮进式充电时的充电电 流、充电电压和电池容量特性曲线图。在图12中的曲线中，虚线、 实线、点划线分别为为0。C、 20。C、 40。C的下的特性曲线，竖直的 点划线AB表示在正在充电的电池才莫块114充电到一定电量(如90%,此充电量可通过软件编程设置)时，充电控制开始同时对下 一个电量未满的电池冲莫块进行充电。采用此种步步跟进式控制逻 辑，可以有效缩短总的充电时间，^提高效率。
图13为对多个电池才莫块进行步步跟进式充电方法的一个实例 工作流程(以6芯11.4V电池4莫组为例)。如图所示，步骤如下
步骤S401,对电量未满的电池模块114开始充电。
步艰《S402，充》丈电管理才莫块302才艮才居电池管理单元310所^f专丰lr 的该电池才莫块114的状态，判断该电池才莫块114的充电量或电压是 否达到第一预设值(或预定值)(即，判断电量或电压2第一预设 值)，例如充电量达到90%(相对于满电量，全文中电量均是如此)，
A、去;女5ll 114、/ 4rr菜右由吾《由右达$)1楚 一Z古.N
进行步骤S408继续充电；如果充电量或电压达到第一预设值，则 进4亍步-骤S404,同时进4亍步4聚S406。
在步骤S404中，开始对下一个电量未满的电池才莫块114进行 充电。
在步骤S406中，判断本电池模块114充电是否完成，如果没 有完成，则进行步-骤S408，继续充电；如果已经完成，则进行步骤 S410。
在步骤S410中，关闭本电池模块114的充电电路，然后进行 步驶A S412。
在步骤S412中，判断全部电池才莫块114充电是否完成，如果 没有全部完成，则进4亍步-骤S404;如果全部完成，则进4亍步-骤S414。
步艰《S414,结束充电。图14为对多个电池才莫块采耳又顺序充电方式的流程。如图所示， 步-骤如下
步骤S501，开始对电量未满的电池才莫块114充电，然后进行步 骤S502。
步骤S502，判断该电池模块114充电是否完成，如果该电池才莫 块114充电没有完成，则进4亍步艰《S504继续充电；如果该电池才莫 块充电已经完成，则进4亍步,《S506。
步骤S506中，判断全部电池;溪块114充电是否完成，如果没 有全部完成，则进行步骤S508;如果全部完成，则进行步骤S510。
在步骤S508中，开始对下一个电池冲莫块114进行充电。
步骤S510，结束充电。
在以上两种充电方法中，在开始充电之前，可以另外增加一个 充电器类型4全测步骤，在该步骤中，检测充电器的类型，如果是功 率小于预^没功率的小功率充电器(例如市售的为单个电池才莫块充电 的充电器)，则用上述两种方法中的一种对各个电池才莫块114逐个 进行充电；如果是功率大于预设功率的大功率充电器，则对多个电 池才莫块114同时充电。可-#换地，也可以在电池匣100上i殳置充电 方式选纟奪4妄4丑，例如可以i殳置"步步5艮进式充电"、"顺序充电"、 "多个电池同时充电"等充电方式选择按钮，这些按钮与充放电管 理模块302相连接，用户可以根据充电器的类型对充电方式进行选 择。同样地，也可以在电池匣100上设置有》文电方式选择按钮。
图15示出了电池匣方文电流程的一个实施例。如图所示，步袈纟 如下步骤S601 ，对电量大于第二预设值的某个电池模块开始放电， *接着进4亍步艰《S602。
在步骤S602中，判断本电池才莫块114电量是否达到第二预设 值(即电量S第二预设值)，例如电量^10%,如果电量没有达到第 二预i殳值，则进4亍步-骤S604，继续》文电；如果电量达到第二预i殳值， 则进4亍步-骤S606。
在步骤S606中，对下一个电量大于第二预设值的电池才莫块114 进行放电，接着进行步骤S608，同时返回步骤S602。
在步骤S608中，判断全部电池才莫块114的电量是否均在第二 预_没值以下(即电量^第二预i殳值)，如果全部电池才莫块114的电量 还没有均在第二预设值以下，则返回步骤S606;如果全部电池模块 114的电量均在第二预i殳-f直以下，则进^亍步艰《S610。
在步骤S610中，进行电量不足提示，接着进行步骤S612。
在步艰《S612,结束》文电。
可替换地，也可以采用图16所示的力文电方法进行放电，即按 如下步骤进行放电
步骤S701，电量大于第二预i殳值(例如10%,优选5%)的某 个电池才莫块电池才莫块114开始》文电，4妻着进4亍步-骤S702。
在步骤S702中，判断本电池才莫块114电量是否达到第二预i殳 值(即判断是否电量S第二预设值)，如果电量没有达到第二预设值， 则进行步骤S708，继续放电；如果放电量达到第二预设值，则同时 进行步骤S704和步骤S706。在步骤S704中，开始对下一个电量大于第二预i殳值的某个电 池才莫块电池才莫块114进行》文电。
在步骤S706中，判断本电池模块114放电是否完成，如果没 有完成，则进行步骤S708，继续》丈电；如果已经完成，则进4亍步骤 S710。
在步-银S710中，关闭本电池才莫块114的》文电电^各，然后进4亍 步骤S712。
在步骤S712中，判断全部电池才莫块114的电量是否在第二预 设值以下，如果没有全部在第二预设值以下，则进行步骤S701;如 果全部在第二预i殳^直以下，则进4于步艰《S714。
在步骤S714中，进行电量不足提示。
步驶采S716，结束方文电。
^尤选;也，在开始充电或力文电之前，还可以包4舌只t电池才莫块114 的类型和/或电量进行检测的步骤，以才艮据电池才莫块114的类型和电 量》t其进4亍充电或力文电，例々。确定充电或》丈电电压、充电或》文电电 流，各个电池才莫块114的充》文电次序，哪些电池才莫块114需要充电， 哪些电池才莫块114可以;故电等。
如图17所示，本发明的充电方法的另一优选具体实施方式
包 4舌以下步驶《
步骤S802，对各个对电池模块114的电量进行一企测；
步骤S804,判断全部电池模块114的电量均是满的，如果全部 均是满的，则不进行充电；如果不是全部是满的，则进行步骤S806;步骤S806,对电量未满的电池才莫块114进4亍依次充电或同时充电。
总之，本发明的电池匣既可以采用图13至16所示的方法对各 个电池才莫块114进4亍依次充电或方文电，也可以对多个电池才莫块114 同时充电或》文电。
采用本发明方案之后的优点是
1. 多个电池;f莫块114可同时对主机200供电，且不影响到携 带的方便性和其它设备的使用。电池匣100中的电池模块114也可 单独配合笔记本主才几200 4吏用。
2. 电池匣100中的各个电池才莫块114的充电和;故电过禾呈^皮i殳 计成各个电池多种i文电和充电可管理才莫式， -使于用户应用于不同的 场合，例如，通过普通充电器对各个电池模块114分别进行充电， 在时间4交紧时通过大容量充电器可多个电池才莫块114同时充电等等。
》夹114 4翁4炎的f青况下同时只于多个电池进4亍顺序或同时充电。
4.由于电池匣100可以根据用户的使用场合被填插入不同数 量电池才莫块114，从而大大增加使用的灵活性，例如，对于进行野 外作业的人员来说，本发明可确保笔记本连续一天甚至是数天的长 时间使用，以典型的14"显示屏笔记本为例，本发明单层最大可容 纟内6组6芯电池，其电量可高达4400mAh x 6+4400mAh=30800mAh ， 按一般6芯4小时使用时间算，可保证连续不间断工作28小时。5.如果对电池才莫块114进行标准化设计(例如全部模块均为6 芯才莫块)，还可以通过附加的专用多电池才莫块114充电装置进行同 时快速充电，这对于特殊行业的应用是一个较好的解决方案。
虽然以上具体实施方式
是以笔记本的电池匣为例对本发明进 行说明，但是本发明并不限于此，本发明的电池匣以及充放电方法 可以用于各种凄t据处理系统。通过简单的i殳计，如增加或改变4妄口 ， 本发明的电池匣还可以用于音频播放器(如MP3播放器)、视频播 放器(如MP4播放器)、数码摄像机(DV)、数码相机(DC)、个 人数字助理(PDA)、电子词典、便携式全if求定位系统等各种便携 式电子产品和小型电子设备。
当然，本发明还可有其他具体实施方式
，以上所述仅为本发明 的优选实施例，并非用来限定本发明的实施范围；在不背离本发明 精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员凡是依本
发明内容
所做出各种相应的变化与修改，都属于本发明的权利要求的保护范围。主要组件符号说明
100: 电〖也匣
102:电池匣壳体
106:背板电气连接插件
110:引导凸块
112:电;也室
114:电〖也才莫块
116:连接插件
118:卡钩
122:定位突起
124:第二锁定才几构
126:电池仓
200:笔记本主机
302:充》丈电管理才莫^:
306:充电才莫块
310:电-也管J里单元
104:主控背才反
111:引导滑槽 113:电^L室個'J壁
117:连接插槽 120:卡槽 123:定位凹部
128:电池仓连4妄才几构
304:充力文电电鴻4莫块 308:数据总线 312:存储体
权利要求
1. 一种电池匣，具有壳体，所述壳体用来放置至少两个电池模块；其特征在于，还包括至少两个充放电电路模块，每一所述至少两个充放电电路模块包括有一充电电路和一放电电路，所述每一电池模块分别与一个所述充电电路及一个所述放电电路相连；充放电管理模块，与每一所述充电电路及每一所述放电电路相连，对至少一个所述至少两个电池模块进行检测，并获得所述至少一个所述至少两个电池模块的与能量相关信息，根据所述与能量相关信息对所述至少一个所述至少两个电池模块进行充放电管理。
2. 才艮据斥又利要求1所述的电池匣，其特4正在于，所述充》文电管理 模块包括才企测单元，用于，于至少一个所述至少两个电^4莫块进4亍 ;险测，并获得所述至少 一个所述至少两个电池才莫块与能量相关 信息；管理单元，根据所述与能量相关信息对所述至少一个所 述至少两个电池4莫块进4于充^:电管理。
3. 根据权利要求1所述的电池匣，其特征在于，所述电池匣还包括保护^^莫块，连接在所述至少两个电池^^莫块和所述至少两个充》文电电聘4莫块之间或整合到所述至少两个充i文电电蹈4莫块中，用于j呆护所述每一所述至少两个充方欠电电赠4莫块中的充电 电3各和》文电电3各和所述至少两个电地4莫块。
4. 根据权利要求1所述的电池匣(100)，其特征在于，所述壳体 包4舌至少两个电池室，用于容纳所述至少二个电池才莫块。
5. 根据权利要求1所述的电池匣，其特征在于，所述电池匣还包 括主控背—反，所述至少二个充i欠电电聘4莫块和所述充方欠电管 理模块设置在主控背板上。
6. —种笔记本电脑，其特征在于，包4舌一显示屏；一主才几，所述主才几上具有第一电气4妄口 ；一电池匣，所述电池匣上具有第二电气冲妄口；所述主才几上的第一电气4妻口和所述电池匣上的第二电气 才姿口进4亍电气连接，其中，所述的电池匣还包括至少两个充》文电电鴻4莫块，每一所述至少两个充》文电电 3各才莫块包括有一充电电3各和一力文电电3各，所述每一 电池才莫块分 别与一个所述充电电3各及一 个所述力文电电3各相连；充i文电管J里才莫块，与每一所述充电电^各及每一所述方文电 电^各相连，对至少一个所述至少两个电池才莫块进4于一全测，并获 得所述至少 一个所述至少两个电池模块的与能量相关信息，根 据所述与能量相关信息对所述至少一个所述至少两个电池才莫 块进4于充力文电管理。
7. 根据权利要求6所述的笔记本电脑，其特征在于，所述充放电 管理模块包括4企测单元，用于对至少一个所述至少两个电池才莫块进4亍 才企测，并获得所述至少一个所述至少两个电池才莫块与能量相关 信息；管理单元， 一艮据所述与能量相关信息对所述至少一个所 述至少两个电池才莫块进行充》欠电管理。
8. 根据权利要求6所述的笔记本电脑，其特征在于，所述电池匣 还包括主控背板，所述至少二个充i文电电蹈4莫块和所述充方文 电管理模块设置在主控背板上。
9. 一种充》文电控制方法，应用于包4舌至少两个电池才莫块的i殳备 中，其特征在于，所述方法包括以下步4緊检测至少一个电池模块，获得与所述至少一个电池模块 的与电池能量相关的信息；根据所述与电池能量相关的信息产生与充电或放电相关 的管理〗言息；根据述与充电或放电相关的管理信息，对所述至少 一个 电池模块进行管理，使所述至少一个电池模块进入充电、放电 或关闭状态。
10. 根据权利要求9所述的充放电控制方法，其特征在于，所述与 电池能量相关的信息为电量信息或电压信息。
11. 根据权利要求所9所述的充i文电控制方法，其特;f正在于，所述 与充电或放电相关的管理信息为充电指令、放电指令或关闭 指令。
12. 根据权利要求11所述的充放电控制方法，其特征在于，所述 根据所述与电池能量相关的信息产生与充电或放电相关的管 理信息包括判断所述与电池能量相关的信息是否达到预定值；在所述与电池能量相关的信息达到预定值时，产生放电指令或关闭指令；在所述与电池能量相关的信息没达到预定值 时，产生充电指令。
13. 根据权利要求10至12任一项所述的充放电控制方法，其特征 在于，在充电状态下，所述预定值为大于等于满电压的80% 小于等于满电压的100%中间的一个值；在放电状态下所述预 定值大于等于满电压的0%小于等于满电压的10%—个值。
14. 根据权利要求10至12所述的充放电控制方法，其特征在于， 在放电状态下，当全部所述至少两个电池模块的电压值或电量 值均在所述预定值以下时，进行电量不足l是示。
15. 才艮据权利要求9至12任一项所述的充力文电控制方法，其特征 在于，所述的充》丈电控制方法，还包括一企测充电器，如果充电 器的功率大于预i殳的功率，则对所述至少两个电池才莫块同时充 电；如果是功率小于预设功率的小功率充电器，则所述至少两 个电池模块依次分别进行充电。
全文摘要
本发明涉及一种电池匣，包括壳体，用来放置至少两个电池模块；至少两个充放电电路模块，每一充放电电路模块包括有充电电路和放电电路，每一电池模块分别与一个充电电路及一个放电电路相连；充放电管理模块与每一充电电路及每一放电电路相连，对电池模块进行检测，获得电池模块的能量信息，根据能量信息对电池模块进行充放电管理。本发明还涉及具有本发明电池匣的笔记本电脑，以及充放电控制方法，包括步骤检测电池模块，获得与电池能量相关的信息；根据该信息产生与充放电相关的管理信息；根据管理信息，对电池模块进行管理，使电池模块进入充电、放电或关闭状态。本发明的电池匣以及充放电方法，便于用户应用于不同的场合，增加了灵活性。
文档编号H01M10/46GK101436650SQ20071017756
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年11月16日
发明者军 伍, 杨大业 申请人:联想(北京)有限公司