专利名称：锂电池模块的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种电池模块，特别是有关于一种适用于多支电池芯以并联方式，而达到有效应用的电池模块。
背景技术：
电池可说是一切可携式电子装置动力来源，举凡行动电话、笔记型电脑、个人数位助理、随身听等等，皆有赖电池提供电力。但毕竟电池只是一种蓄积电量的装置，可携式电子装置使用时就消耗电池的电能。当可携式电子装置被开启以使用时，电池电力就会持续被消耗直至该可携式电子装置被关闭或者剩余的电能不足以驱动该装置时，可携式电子装置就会被强迫关闭。后者所表示意义是储存于电池内的电力低于一临界值。一般而言， 不管以环保考量，或者以长时间总平均成本思考，可携式电子装置多会采取电池再充电的方式，将原来耗损的电能补充回来。电池的续航力也常被来评断笔记型电脑的好坏，因此，多数的笔记型电脑不但要求单一电池芯本身的电池容量要高，更要求一个锂电池模块包含有不只一支的电池芯，例如至少二支甚至四支或六支的电池芯。如此一来，由于每支电池芯本身所含化学性质及在锂电池模块的相对位置都可能使每支电池芯电量的消耗有所差异，因此，电池的管理就相对要比只有单支电池芯来得更复杂。现有的多电池芯电池架构是以串联及并联的方式达到笔记型电脑所要的电压与功率。请参考图1所示的示意图。图1显示一锂电池模块100及其连接的负载及/或者是充电器200。锂电池模块100包含六个电池芯(cells) 110、一电池管理单元(battery management unit) 120。六个电池芯(cells) 110分成二支电池芯110并联为一组的三组 111、112、113互为串联。设每一支为标准电压为3. 8V容量2200mAh的锂电池芯，那么，经过串联及并联后就可以获得11. 4V的电压及4400mAh电池容量。串、并联组合的两端部即为充、放电的端部115、116。其中，电池芯的正端(+)经由外接的两个晶体管(图1中以开关符号表示)连接至一端部115。电池管理单元130的充电开关接脚CO及放电开关接脚DO所控制。负载及/或者是充电器200则例如是笔记型电脑及其充电器(charging adapter) 0上述的锂电池模块100的六个电池芯110共用一个充电开关CO及一个放电开关 DO。由电池管理芯片120针对整个电池组的状况，统一决定可否充电与放电。充电时，充电器的电压等于串联电池的电压总合。放电时，放电电流等于每组并联电池的输出电流总合。充电时采用(CC-CV;定电流-定电压)充电模式，先对电池提供大的充电电流； 在电池电压大于一第一预设值(尚未到达饱和前的一 taper voltage)之前，充电电流便开始减小；电池电压达到饱和并保持恒定之后，充电电流进一步减小，直到小于第二预设值 (taper current为止)就视为充饱电了，这种充电方法，能够避免在电池电压的饱和值附近仍对电池进行大电流充电，从而导致过热现象。基于上述电电池芯110是采取并、串联的方式，充饱电的侦测方式多采taper current即充电电流是否已小于第二预设值，而第一预设值则是看整个电池组的电压。
因此，依据现有技术，锂电池模块的电池芯110最好都是相同等级的，否则，只要其中之一电池芯110的化学特性变差就会拖垮整体锂电池模块的充放电能力。有鉴于此，本发明之一目的便是解决上述的问题。
发明内容
本发明揭露一种多电池芯的锂电池模块，锂电池模块包含一电池管理单元，一电源转换器，多电池芯是以并联的方式连接，并且每池电池芯的充电开关与放电开关都是独立的。而电池管理单元的充电控制接脚与充电控制接脚都是以排线的形式连接于上述的充电开关与放电开关的。因此，每支电池芯都可以被单独的控制，包含充电器对某一指定电池芯集中充放电，或依序对电池芯充、放电同时充电、或同时放电。或禁止某一支不良品充电。此外，在某些系统负载及/或充电器场合，电源转换器是可以省略的。在另一实施例中，第二开关的个数是单一的，而对应的电池管理单元的接脚DO也同，如此可以降低电池管理单元的成本，对于某些客源这是有吸引力的，因为电池芯被独立管理充电的重要性是高于放电的独立管理的。
图1示依据现有技术所绘的锂电池模块的示意图；图2A示依据本发明第一实施例锂电池模块的示意图；图2B则示第一开关和第二开关实际使用时包含二个场效晶体管及背对背的二个二极管；图3示依据本发明第二实施例锂电池模块的示意图；图4示依据本发明第三实施例锂电池模块的示意图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种锂电池模块，其特征在于，所述的模块至少包含多支电池芯以并联连接；一电池管理单元，所述的电池管理单元的充电控制接脚为第一排线，所述的第一排线输出多个充电控制信号，其数量至少相等于所述的多支电池芯，以使得所述的多支电池芯能被独立控制，所述的电池管理单元的放电控制接脚为第二排线，所述的第二排线输出多个放电控制信号，其数量至少相等于所述的多支电池芯，以使得所述的多支电池芯的放电能被独立控制；多个第一开关，所述的多个第一开关由所述的多个充电控制信号分别控制；多个第二开关，分别与所述的多个第一开关串联再串联于所述的多支电池芯并联节点，所述的多个第二开关由所述的多个放电控制信号分别控制。
2.如权利要求1所述的锂电池模块，其特征在于，所述的模块还包含一电压转换器，连接于所述的锂电池模块输出的一端与所述的多支电池芯并联的支点之间，以输出锂电池模块额定的电压。
3.如权利要求2所述的锂电池模块，其特征在于，所述的电源转换器具有调降充电器输出电压的功能，以使上述的电池芯不致于高压下充电而损害。
4.如权利要求1所述的锂电池模块，其特征在于，所述的电池管理单元具有对上述的电池芯单独指定其中的一支而进行单支集中充电或以预定顺序对电池芯顺序充电的能力。
5.如权利要求1所述的锂电池模块，其特征在于，所述的电池管理单元具有对上述的电池芯单独指定其中之一支或二支指定其禁止电量输出，或对其充电的能力。
6.如权利要求1所述的锂电池模块，其特征在于，所述的电池芯不限定其容量大小及形状。
7.—种锂电池模块，其特征在于，所述的模块至少包含多支电池芯以并联连接；一电池管理单元，所述的电池管理单元的充电控制接脚为第一排线，所述的第一排线输出多个充电控制信号，其数量至少相等于所述的多支电池芯，以使得所述的多支电池芯能被独立控制；多个第一开关，所述的多个第一开关由所述的多个充电控制信号分别控制；及一第二开关，所述的多个第一开关并联的节点串联，所述的第二开关由所述的电池管理单元的一放电控制信号所控制。
8.如权利要求7所述的锂电池模块，其特征在于，所述的模块还包含一电压转换器，连接于所述的锂电池模块输出的一端与所述的多支电池芯并联的支点之间，以输出锂电池模块额定的电压，此外，所述的电压转换器具有调降充电器输出电压的功能，以使上述的电池芯不致在高压下充电而损害。
9.如权利要求7所述的锂电池模块，其特征在于，所述的电池管理单元具有对上述的电池芯单独指定其中之一支而进行单支集中充电或以预定顺序对电池芯顺序充电的能力。
10.如权利要求7所述的锂电池模块，其特征在于，所述的电池芯不限定其容量大小及形状。
全文摘要
本发明揭露一种多电池芯的锂电池模块，该模块包含多支电池芯以并联连接；一电池管理单元，电池管理单元的充电控制接脚为第一排线，第一排线输出多个充电控制信号，其数量至少相等于多支电池芯，以使得多支电池芯能被独立控制，电池管理单元的放电控制接脚为第二排线，第二排线输出多个放电控制信号，其数量至少相等于多支电池芯，以使得多支电池芯的放电能被独立控制；多个第一开关，多个第一开关由多个充电控制信号分别控制；多个第二开关，分别与多个第一开关串联再串联于多支电池芯并联节点，多个第二开关由多个放电控制信号分别控制。
文档编号H01M10/052GK102163756SQ20101012135
公开日2011年8月24日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者何昌祐 申请人:新德科技股份有限公司