专利名称：电池管理系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种电池管理系统及方法，尤其涉及一种可以通过电子装置 既有的通信接口对于可充式电池与燃料电池进行管理的系统及方法。
背景技术：
随着电子装置，如家电用品与可携式装置的功能的强化与普及，这些装 置已经成为人们的生活必需品之一。这些装置所使用的电源通常由电池所提 供。
一些电子装置所使用的电力来源主要是可重复充电的可充式电池，如锂
离子(Li-ion)电池。随着多媒体信息的迅速发展，电子装置所要求的电池容量 也将越来越高。然而，由于高容量的锂离子电池存在安全上的问题，因此， 目前锂离子电池的开发存在了瓶颈。
目前来说，燃料电池的应用非常广泛。家庭备用电力、车船的电力系统、 与低功率的可携式装置等都可使用燃料电池。由于燃料电池的应用普及且相 较于高容量的锂离子电池具有较佳的安全性，因此，燃料电池将可能取代锂 离子电池，成为新一代电子装置的电力来源。
以笔记本电脑为例，笔记本电脑中利用系统管理总线(System Management Bus, SMBus)作为电池与计算机之间的通信接口 。系统管理总线 定义一些特定地址，如智能型电池系统(Smart Battery System)、与智能型电池 充电系统(Smart Battery Charger)等。然而，由于燃料电池并非笔记本电池的 主流供电来源，因此，系统管理总线并未定义燃料电池的相关地址。若要通 过燃料电池供给笔记本电脑电源，则必须重新修改系统电路，以在原有的系 统管理总线加入相应燃料电池的地址。由于系统电路的修改牵涉到不同系统 构件间的通信及相应规格的制定，将会是非常复杂的，且可能会对系统的稳 定性造成影响。若系统电路并未修改，则燃料电池仅能进行一般的充电行为， 无法得知笔记本电脑中电池的相关信息，且进行相关管理作业。
发明内容
有鉴于此，本发明提供电池管理系统及方法。
本发明实施例的电池管理系统包括一电子装置与一燃料电池模块。电子 装置包括一处理模块、 一第一电源接口、 一第一通信接口与一可充式电池。 燃料电池模块包括与第一电源接口连接的一第二电源接口 、与第一通信接口 连接的一第二通信接口、至少一燃料电池与一控制单元。控制单元通过处理 模块、第一通信接口与第二通信接口由电子装置接收相应可充式电池的一第 一电池状态，且根据第一 电池状态决定是否通过第二电源接口与第一 电源接 口利用燃料电池对于可充式电池进行充电。
本发明实施例的电池管理方法用于具有一处理模块、 一第一电源接口、 一第一通信接口与一可充式电池的一电子装置。首先，提供一燃料电池模块， 其中燃料电池模块包括与第一 电源接口连接的一第二电源接口 、与第一通信 接口连接的一第二通信接口、与至少一燃料电池。燃料电池模块通过处理模 块、第一通信接口与第二通信接口由电子装置接收相应可充式电池的一第一 电池状态。之后，根据第一电池状态决定是否通过第二电源接口与第一电源 接口利用燃料电池对于可充式电池进行充电。
本发明实施例的电池管理系统及方法在无须修改系统电路的情形下可 以通过既有的通信接口对于可充式电池与燃料电池进行相关管理。
本发明上述方法可以通过程序码方式收录于实体媒体中。当程序码被机 器载入且执行时，机器变成用以实行本发明的装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例， 并结合附图，详细说明如下。
图1为示出根据本发明的一实施例的电池管理系统的示意图。
图2为一流程图，示出根据本发明的一实施例的电池管理方法。 图3为一流程图，示出根据本发明的一实施例的根据可充式电池的电池 状态决定是否利用燃料电池对于可充式电池进行充电的方法。
图4为一流程图，示出根据本发明的一实施例的根据可充式电池与燃料电池的电池状态决定是否利用燃料电池直接充电与/或对于可充式电池进行 充电的方法。
图5为一流程图，示出根据本发明的一实施例的将可充式电池与/或燃料 电池的电池状态与/或相应的通知进行显示的方法。 其中，附图标记说明如下 1000电池管理系统； 1100电子装置； 1110处理模块； 1120可充式电池； 1130第一电源接口； 1140第一通信接口； 1150显示单元； 1200燃料电池模块； 1210控制单元； 1220燃料电池； 1230第二电源接口； 1240第二通信接口；
S2100、 S2200、 S2300步骤；
S2310、 S2320、 S2330步骤；
S4100、 S4200、…、S4900步骤；
S5100、 S5200步骤。
具体实施例方式
图1为根据本发明实施例的电池管理系统。
根据本发明实施例的电池管理系统1000包括一电子装置1100与一燃料 电池模块1200。电子装置1100包括一处理模块1110、 一可充式电池1120、 一第一电源接口 1130、 一第一通信接口 1140与一显示单元1150。电子装置 1100可以是一处理器为基础的装置，如笔记本电脑、个人数字助理、掌上型 游戏机、移动电话等的可携式装置。值得注意的是，任何具有可充式电池的 电子装置皆可实施于本发明。处理模块1110可以是电子装置1100的基本输
8入输出系统(BIOS)与/或中央处理单元(CPU)，用以提取可充式电池1120的电 池状态，与进行相关的管理作业。可充式电池1120可以是可重复充电的可 充式电池，如锂离子电池，以提供电子装置1100操作所需的电源。第一电 源接口 1130可以接受外部电源，如电源线，以直接对于电子装置进行供电 与/或对于可充式电池1120进行充电。第一通信接口 1140用以与外部装置进 行通信。在一些实施例中，第一通信接口 1140可以包括一通用序列总线 (USB)、符合IEEE 1394的一接口、 一安全数字输入输出(SDIO)接口 、 一 RS 232接口、 一RS422接口、 一RS485接口、 一蓝牙接口、 一红外线接口、与 一无线电频率(RF)通信接口等。显示单元1150可以接受处理模块1110的指 不，以显不相关信息。
燃料电池模块1200包括一控制单元1210、 一至少燃料电池1220、 一第 二电源接口 1230、与一第二通信接口 1240。控制单元1210可以取得燃料电 池1220与/或可充式电池1120的电池状态，且根据电池状态进行本发明的电 池管理方法。第二电源接口 1230用以与电子装置1100的第一电源接口 1130 进行连接，以将燃料电池1220的电源传送至电子装置1100。第二通信接口 1240用以与电子装置1100的第一通信接口 1140进行连接，以在电子装置 1100与燃料电池模块1200间传输相关信息。类似地，在一些实施例中，第 二通信接口 1240可以包括一通用序列总线、符合IEEE 1394的一接口、 一 安全数字输入输出接口、 一RS 232接口、 一RS422接口、 一RS485接口、 一蓝牙接口、 一红外线接口、与一无线电频率通信接口等。
图2显示根据本发明实施例的电池管理方法。
首先，如步骤S2100，电子装置1100的处理模块1110取得可充式电池 1120的电池状态。值得注意的是，在一些实施例中，可充式电池1120的电 池状态可以是可充式电池1120剩余的电量。如步骤S2200，燃料电池模块 1200的控制单元1210通过处理模块1110、第一通信接口 1140与第二通信 接口 1240由电子装置1100接收可充式电池1120的电池状态。如步骤S2300， 根据可充式电池1120的电池状态决定是否直接利用燃料电池供应电子装置 1100所需的电源与/或对于可充式电池1120进行充电。
接下来，根据可充式电池1120的电池状态决定是否直接利用燃料电池 供应电子装置1100所需的电源与/或对于可充式电池1120进行充电的实施例将进行说明。
图3显示根据本发明实施例的根据可充式电池的电池状态决定是否利用
燃料电池对于可充式电池进行充电的方法。
如步骤S2310,判断可充式电池1120的电量是否小于一设定值。值得说 明的是，系统中可以设定一充电开始临界
设定值。当可充式电池1120的电量小于此设定值时，则表示可充式电 池1120需要进行充电。若可充式电池1120的电量并未小于设定值(步骤 S2310的"否")，继续步骤S2310的判断。若可充式电池1120的电量小于 设定值(步骤S2310的"是")，如步骤S2320，判断一组态设定是否为"真"。 必须说明的是，系统中可以事先设定一组态设定，用以表示是否需要对于可 充式电池1120进行充电。在一些实施例中，当组态设定为"真"时，表示 欲对于可充式电池1120进行充电。当组态设定为"非"时，表示不对于可 充式电池1120进行充电。当组态设定并非为"真"时(步骤S2320的"否")， 结束流程。当组态设定为"真"时(步骤S2320的"是")，如步骤S2330， 通过第二电源接口 1230与第一电源接口 1130利用燃料电池1220对于可充 式电池1120进行充电。
图4显示本发明、实施例，根据可充式电池与燃料电池的电池状态决定是 否利用燃料电池直接充电与/或对于可充式电池进行充电的方法。
如步骤S4100，燃料电池模块1200的控制单元1210通过处理模块1110、 第一通信接口 1140与第二通信接口 1240由电子装置1100取得可充式电池 1120的电池状态。如步骤S4200，根据可充式电池1120的电池状态判断可 充式电池1120的电量是否小于一设定值。若可充式电池1120的电量并未小 于设定值(步骤S4200的"否")，继续步骤S4200的判断。若可充式电池1120 的电量小于设定值(步骤S4200的"是")，如步骤S4300，取得燃料电池1220 的电池状态。值得注意的是，在一些实施例中，燃料电池1220的电池状态 可以是燃料电池1220的温度、燃料电池1220的剩余可用时间、燃料电池1220 的燃料浓度、与/或燃料电池1220的燃料体积等。如步骤S4400，根据燃料 电池1220的电池状态判断燃料电池1220是否运行正常。在一些实施例中， 根据燃料电池1220的电池状态判断燃料电池1220是否运行正常可以判断燃 料电池1220的温度是否小于一既定温度、判断燃料电池1220的剩余可用时
10间是否大于一既定时间、判断燃料电池1220的燃料浓度是否大于一既定浓
度、与/或判断燃料电池1220的燃料体积是否大于一既定体积。若燃料电池 1220并非运行正常(步骤S4500的"否")，如步骤S4600，产生一警示信息， 并结束流程。值得注意的是，在一些实施例中，产生的警示信息可以通过第 二通信接口 1240与第一通信接口 1240由燃料电池模块1200的控制单元 1210传送至电子装置1100的处理模块1110。处理模块1110可以将接收的警 示信息通过显示单元1150进行显示。在一些实施例中，警示信息可以提示 使用者可充式电池1120与燃料电池1220的电池状态都是异常，且要求接上 电源线，以通过电源线进行供电与/或对于可充式电池1120进行充电。若燃 料电池1220运行正常(步骤S4500的"是")，如步骤S4700，通过第二电源 接口 1230与第一电源接口 1130利用燃料电池1220对于电子装置1100进行 供电。如步骤S4800，判断组态设定是否为"真"。类似地，系统中可以事先 设定一组态设定，用以表示是否需要对于可充式电池1120进行充电。在一 些实施例中，当组态设定为"真"时，表示欲对于可充式电池1120进行充 电。当组态设定为"非"时，表示不对于可充式电池1120进行充电。当组 态设定并非为"真"时(步骤S4800的"否")，结束流程。当组态设定为"真" 时(步骤S4800的"是")，如步骤S4卯0，通过第二电源接口 1230与第一电 源接口 1130利用燃料电池1220对于可充式电池1120进行充电。
在一些实施例中，可充式电池1120与/或燃料电池1220的电池状态与/ 或相应的通知可以进行显示。图5显示根据本发明实施例的将可充式电池与 /或燃料电池的电池状态与/或相应的通知进行显示的方法。
如步骤S5100，通过第二通信接口 1240与第一通信接口 1240由燃料电 池模块1200的控制单元1210将可充式电池1120与/或燃料电池1220的电池 状态与/或相应的通知传送至电子装置1100的处理模块1110。值得注意的是， 在一些实施例中，控制单元1210可以根据可充式电池1120与/或燃料电池 1220的电池状态分别进行相应的判定，并产生相应的通知。举例来说，当可 充式电池1120的电量低于一既定临界时，可以产生一信息，以通知可充式 电池1120目前为低电量的状态。如步骤S5200，处理模块1110将接收到的 可充式电池1120与/或燃料电池1220的电池状态与/或相应的通知通过显示 单元1150进行显示。必须说明的是，前述实施例的通知是通过显示单元1150进行显示。然而，在一些实施例中，系统可以是先设定通知的模式，如显示 与/或以声音的方式进行提示。另外，在一些实施例中，系统也可仅将产生的 通知进行记录，而不进行任何提示。
由于第一通信接口是电子装置中既有的通信接口。因此，在无须修改系 统电路的情形下，本发明实施例的电池管理系统及方法可以通过既有的通信 接口对于可充式电池与燃料电池进行相关管理。
本发明的方法，或特定型态或其部份，可以以程序码的型态包含于实体 媒体，如软盘、光碟片、硬盘、或是任何其他机器可读取(如计算机可读取) 存储媒体，其中，当程序码被机器，如计算机载入且执行时，此机器变成用 以参与本发明的装置。本发明的方法与装置也可以以程序码型态通过一些传 送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序 码被机器，如计算机接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装 置。当在一般用途处理器实作时，程序码结合处理器提供一操作类似于应用 特定逻辑电路的独特装置。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何 本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与 润饰，因此本发明的保护范围当以随附的权利要求所界定的保护范围为准。
1权利要求
1.一种电池管理系统，包括一电子装置，包括一处理模块；一第一电源接口；一第一通信接口；以及一可充式电池；以及一燃料电池模块，包括一第二电源接口，用以与该第一电源接口连接；一第二通信接口，用以与该第一通信接口连接；至少一燃料电池；以及一控制单元，通过该处理模块、该第一通信接口与该第二通信接口由该电子装置接收相应该可充式电池的一第一电池状态，且根据该第一电池状态决定是否通过该第二电源接口与该第一电源接口利用该燃料电池对于该可充式电池进行充电。
2. 如权利要求1所述的电池管理系统，其中该控制单元根据该第一电池 状态判断该可充式电池的电量是否小于一设定值，若该可充式电池的电量小 于该设定值时，通过该第二电源接口与该第一电源接口利用该燃料电池对于 该可充式电池进行充电。
3. 如权利要求2所述的电池管理系统，其中该控制单元还根据一组态设 定以决定是否对于该可充式电池进行充电。
4. 如权利要求2所述的电池管理系统，其中该控制单元还取得该燃料电 池的一第二电池状态，且根据该第二电池状态判断该燃料电池是否运行正 常，若该燃料电池运行正常，通过该第二电源接口与该第一电源接口利用该 燃料电池对于该可充式电池进行充电。
5. 如权利要求4所述的电池管理系统，其中该控制单元根据该第二电池 状态判断该燃料电池是否运行正常判断该燃料电池的温度是否小于一既定 温度、判断该燃料电池的剩余可用时间是否大于一既定时间、判断该燃料电 池的燃料浓度是否大于一既定浓度、或判断该燃料电池的燃料体积是否大于 一既定体积。
6. 如权利要求1所述的电池管理系统，其中该控制单元根据该第一电池 状态判断该可充式电池的电量是否小于一设定值，若该可充式电池的电量小 于该设定值时，取得该燃料电池的一第二电池状态，且根据该第二电池状态 判断该燃料电池是否运行正常，若该燃料电池运行正常，直接通过该第二电 源接口与该第一 电源接口利用该燃料电池对于该电子装置进行供电。
7. 如权利要求6所述的电池管理系统，其中该控制单元还在利用该燃料 电池对于该电子装置进行供电的同时，根据一组态设定决定是否通过该第二 电源接口与该第一 电源接口利用该燃料电池对于该可充式电池进行充电。
8. 如权利要求1所述的电池管理系统，其中该控制单元还取得该燃料电池的一第二电池状态，且通过该第二通信接口与该第一通信接口将该第二电 池状态或相应该第二电池状态的一通知传送至该电子装置的该处理模块，且 该处理模块将该第二电池状态或相应该第二电池状态的该通知显示于一显示单元。
9. 如权利要求1所述的电池管理系统，其中该控制单元还通过该第二通 信接口与该第一通信接口将该第一 电池状态或相应该第一 电池状态的一通 知传送至该电子装置的该处理模块，且该处理模块将该第一电池状态或相应 该第一电池状态的该通知显示于一显示单元。
10. 如权利要求1所述的电池管理系统，其中该处理模块包括一基本输入 输出系统。
11.如权利要求1所述的电池管理系统，其中该第一通信接口包括一通用 序列总线、符合IEEE 1394的一接口、 一安全数字输入输出接口、 一RS232 接口、 一RS422接口、 一RS485接口、 一蓝牙接口、 一红外线接口、或一 无线电频率通信接口。
12.—种电池管理方法，用于具有一处理模块、 一第一电源接口、 一第一 通信接口与一可充式电池的一电子装置，包括下列步骤提供一燃料电池模块，其中该燃料电池模块包括与该第一 电源接口连接 的一第二电源接口、与该第一通信接口连接的一第二通信接口、与至少一燃 料电池；该燃料电池模块通过该处理模块、该第一通信接口与该第二通信接口由 该电子装置接收相应该可充式电池的一第一电池状态；以及根据该第一电池状态决定是否通过该第二电源接口与该第一电源接口 利用该燃料电池对于该可充式电池进行充电。
13. 如权利要求12所述的电池管理方法，还包括下列步骤 根据该第一电池状态判断该可充式电池的电量是否小于一设定值；以及 若该可充式电池的电量小于该设定值时，通过该第二电源接口与该第一电源接口利用该燃料电池对于该可充式电池进行充电。
14. 如权利要求13所述的电池管理方法，还包括根据一组态设定以决定是否对于该可充式电池进行充电。
15. 如权利要求13所述的电池管理方法，还包括下列步骤 取得该燃料电池的一第二电池状态;根据该第二电池状态判断该燃料电池是否运行正常；以及 若该燃料电池运行正常，通过该第二电源接口与该第一 电源接口利用该 燃料电池对于该可充式电池进行充电。
16. 如权利要求15所述的电池管理方法，其中根据该第二电池状态判断 该燃料电池是否运行正常是判断该燃料电池的温度是否小于一既定温度、判 断该燃料电池的剩余可用时间是否大于一既定时间、判断该燃料电池的燃料 浓度是否大于一既定浓度、或判断该燃料电池的燃料体积是否大于一既定体 积。
17. 如权利要求12所述的电池管理方法，还包括下列步骤 根据该第一电池状态判断该可充式电池的电量是否小于一设定值； 若该可充式电池的电量小于该设定值时，取得该燃料电池的一第二电池状态；根据该第二电池状态判断该燃料电池是否运行正常；以及 若该燃料电池运行正常，直接通过该第二电源接口与该第一 电源接口利 用该燃料电池对于该电子装置进行供电。
18. 如权利要求17所述的电池管理方法，还包括在利用该燃料电池对于 该电子装置进行供电的同时，根据一组态设定决定是否通过该第二电源接口 与该第一 电源接口利用该燃料电池对于该可充式电池进行充电。
19. 如权利要求12所述的电池管理方法，还包括下列步骤 取得该燃料电池的一第二电池状态；通过该第二通信接口与该第一通信接口将该第二电池状态或相应该第二电池状态的一通知传送至该电子装置的该处理模块；以及该处理模块将该第二电池状态或相应该第二电池状态的该通知进行显不o
20. 如权利要求12所述的电池管理方法，还包括下列步骤通过该第二通信接口与该第一通信接口将该第一 电池状态或相应该第一电池状态的一通知传送至该电子装置的该处理模块；以及该处理模块将该第一电池状态或相应该第一电池状态的该通知进行显示。
21. 如权利要求12所述的电池管理方法，其中该处理模块包括一基本输 入输出系统。
22. 如权利要求12项所述的电池管理方法，其中该第一通信接口包括一 通用序列总线、符合IEEE 1394的一接口、 一安全数字输入输出接口、 一RS 232接口、 一RS422接口、 一RS485接口、 一蓝牙接口、 一红外线接口、或 一无线电频率通信接口。
全文摘要
一种电池管理系统及方法。电池管理系统包括一电子装置与一燃料电池模块。电子装置包括一处理模块、一第一电源接口、一第一通信接口与一可充式电池。燃料电池模块包括与第一电源接口连接的一第二电源接口、与第一通信接口连接的一第二通信接口、至少一燃料电池与一控制单元。控制单元通过处理模块、第一通信接口与第二通信接口由电子装置接收相应可充式电池的一第一电池状态，且根据第一电池状态决定是否通过第二电源接口与第一电源接口利用燃料电池对于可充式电池进行充电。本发明可以实现在无须修改系统电路的情形下通过既有的通信接口对于可充式电池与燃料电池进行相关管理。
文档编号H02J7/00GK101656424SQ200810144588
公开日2010年2月24日 申请日期2008年8月22日 优先权日2008年8月22日
发明者叶剑平, 柯友俊, 江正文, 赖俊荣, 赖将文, 陈怡成, 黄佩莹 申请人:南亚电路板股份有限公司