专利名称：具有电池管理系统的充电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于可充电式电池的充电装置。尤指，一种用于可充电式电池具有电池管理系统的充电装置，其可让可充电式电池在完全充饱之后的静置期间保持充饱的状态。
背景技术：
既然电池属电化装置，其效能会随着时间逐渐降低。就替换人力及缩短的使用寿命而言，过早的损耗意味着更高的花费。耗损的电池需承担无可预知负载损失的风险。在正常的运作下，电池的损耗速度会基于充饱时的维护程度而受影响。在任何操作情况下，过度充电皆对电池有害。 锂电池充电器为一种限压装置，其相似于铅酸系统。两者之间的差异在于各电池单元的电压更高、电压的容许范围更小，且在充饱时，无涓流或浮充电。铅酸电池对于电压截止提供较高的弹性，但锂电池的制造商却需对其设定要求很高，因为锂电池无法接受过度充电。锂电池为「干净」的系统且仅接受其所能吸收的。任何多余的，皆将成为其负担。大多数的电池可以充电到4. 20V/cell并具有+/ - 50mV/cell的容许范围。虽较高的电压可增加其容量，但其所造成的电池氧化将减少其寿命。更重要，若充电超过4. 20V/cell将有安全性的疑虑。用于充电式电池的电池充电器，尤其是锂电池，一般具有三个充电阶段。第一充电阶段为涓流(trigger charge)阶段,第二充电阶段为恒流(constant current)阶段,第三充电阶段为恒压(constant voltage)阶段。从电子技术角度针对充电式电池而言，第一充电阶段为充电限流阶段，第二充电阶段为高恒压阶段，第三充电阶段为低恒压阶段。第二充电阶段和第三充电阶段的相互转换是由充电电流所决定。当电流大于充电电流时，其维持在第二充电阶段；当电流小于充电电流时，其维持在第三充电阶段。该充电电流亦称为转换电流或转折电流。请参照图I。图I显示可充电式电池充电时电流(I)及电压(V)对时间的关系图。电流的变化以虚线绘示，而电压的变化以实线绘示。第一充电阶段为O到tl，第二充电阶段为tl到t2，而第三充电阶段为t2到t3。在t3之后，将不再对该可充电式电池进行充电。在第一充电阶段中，该电流在电压增加时，相对于时间以接近线性关系保持不变。在第二充电阶段中，该电流显著增加并保持一定值。同时，该电压仍持续增加，但其增加的速度却随着时间递减。当该可充电式电池进入到第三充电阶段时，该电流将在电压维持不变下随着时间递减。该可充电式电池将持续进行充电直到一截止电流到达t3。既然在t3之后无电流输入到该可充电式电池中，该可充电式电池的电压连同储存于其中的电压都将自然地下降。—般来说，充电器藉由上述截止电流在t3之后(第三充电阶段完成时)，设有一截止点(cut off point)以保护可充电式电池免于过度充电。意即，图I所示截止点之后，将不再进行充电程序。所有可充电式电池皆具有自放电的特性。假若可充电式电池在不供电的情况下，长期处于自放电状态，则可充电式电池的容量将降低。如图I所示，电压在t3之后开始降低。这不仅造成低电量，更会影响到其寿命及容量。传统上，锂电池的充电控制系统会藉由一电压侦测器来侦测充电中锂电池的即时电压并将电压值传送给事先内建于可携式装置的一微处理器。因此，该微处理器可以依据其电压值即时判定适宜的充电阶段并确认充电电池的状态。再者，该微处理器可藉由一脉冲宽度调变讯号控制一控制单元以调变来自连接器的电源，成为一固定电流或固定电压以对电池进行充电。因此，充电的过程利用重复侦测电压及责任周期调变来完成。然而，虽然充电控制系统具有方便的充电管理可藉由侦测电流容量来对可充电式电池进行充电，其无法对完全充饱的可充电式电池的电池容量进行控制。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种可让可充电式电池在完全充饱之后的静置期间保持充饱状态的充电装置。为达到上述目的，本实用新型提出一种用于可充电式电池具有电池管理系统的充电装置，包括一充电模块，电连接于一电源，用于对该可充电式电池进行充电；一电压侦测模块，用于侦测该可充电式电池的一电压；及一判定模块，用于当该电压侦测模块侦测到该可充电式电池的电压降到低于一第一预设电压时，指示该充电模块以一增补电流对该可充电式电池进行充电直到该可充电式电池的电压达到一第二预设电压，其中该可充电式电池的电压会因可充电式电池在完全充饱之后的静置期间自放电而下降。 根据本实用新型构想，该可充电式电池为锂电池。根据本实用新型构想，该第二预设电压等于可充电式电池在完全充饱时的电压。根据本实用新型构想，该充电装置进一步包括一功率因数校正电路，连接于该电源及该充电模块之间，用于减少输入电流的畸变并让电流与电压同相。根据本实用新型构想，该增补电流的最大值小于该可充电式电池在完全充饱之前所提供给该可充电式电池的电流。本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过电池管理系统的设置，可让可充电式电池在完全充饱之后的静置期间保持充饱的状态。
图I显示可充电式电池充电时电流(I)及电压(V)对时间的关系图。图2为根据本实用新型一较佳实施例的示意图。图3及图4显示根据本实用新型较佳实施例的可充电式电池在充电时电流⑴及电压(V)对时间的关系图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的及另外的技术特征和优点做进一步地说明。请参照图2至图4。其揭示根据本实用新型的一较佳实施例。图2为根据本实用新型用于可充电式电池20具有电池管理系统的充电装置10的示意图。图3及图4显示根据本实用新型可充电式电池20在充电时电流(I)及电压(V)对时间的关系图。[0021]在此实施例中，可充电式电池20为锂电池。应了解到可充电式电池20并不限于为锂电池，亦可使用铅酸电池。如上所述，传统的充电器会在可充电式电池完全充饱后设有一截止点以保护可充电式电池免于过度充电。意即，在截止点后，将不再对可充电式电池进行充电。然而，可充电式电池会在静置时自动放电使得可充电式电池的容量降低。因此，本实用新型的主要目的在于提供一种可让可充电式电池在完全充饱之后的静置期间保持充饱状态的充电装置。充电装置10包含一充电模块101、一电压侦测模块102及一判定模块103。充电模块101电连接于一电源30并用于对可充电式电池20进行充电。在此实施例中，电源30提供直流电(DC)。但实际上，充电装置10亦可包含一 AC-DC转换器用以在供电给充电模块101之前，先将交流电(AC)转换成直流电。 电压侦测模块102连接于可充电式电池20用以侦测并监视可充电式电池20的电压。判定模块103连接于充电模块101及电压侦测模块102。判定模块103会判定是否要对可充电式电池20进行充电。假若可充电式电池20由电压侦测模块102所侦测的电压降到低于一第一预设电压Vl时，则判定模块103将指示充电模块101对可充电式电池20以一增补电流C2进行充电直到可充电式电池20的电压达到一第二预设电压V2。如上所述，可充电式电池20的电压主要会因可充电式电池20在完全充饱之后的静置期间自放电而下降。根据本实用新型，第二预设电压V2等于可充电式电池20在完全充饱时的电压。换句话说，第二预设电压V2等于可充电式电池20在截止电流Cl时的电压。然而，第二预设电压V2亦可设定为稍低于可充电式电池20在完全充饱时的电压以防止可充电式电池20过度充电。第一预设电压Vl可以设定为10%低于可充电式电池20在完全充饱时的电压。请参照图3，其显示图I中t2开始后的关系图。截止电流Cl为图I中第三充电阶段所提供的电流。截止电流Cl为充电模块101提供给可充电式电池20的电流最小值。充电模块101在第三充电阶段的电流降到截止电流t3时停止供电给可充电式电池20。在t3时，可充电式电池20的电压为V2。可充电式电池20在t3之后不再进行充电，直到t4，当可充电式电池20的电压降到Vl，始对可充电式电池20供予一增补电流C2使得可充电式电池20的电压可以从Vl增加到V2。在电压增加的期间，供给可充电式电池20的增补电流C2将随着时间递减直到增补电流C2递减到截止电流Cl且可充电式电池20的电压增加到V2(t5)。增补电流C2的最大值可小于可充电式电池20在完全充饱前，供给可充电式电池20的电流。图4显示两个阶段的充电过程t4_t5及t6_t7，如图4所示，Vl及V2之间电压调整的充电循环将持续到可充电式电池20从充电装置10上移除。应注意t4_t5及t6_t7充电过程所需的时间不尽然会相同，其会随着可充电式电池20的状态及充电过程中的温度而变化。此外，充电装置10可进一步包含一功率因数校正电路104，其连接于电源30及充电模块101之间，用于减少输入电流的畸变并让电流与电压同相。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实 用新型的保护范围内。
权利要求1.一种具有电池管理系统的充电装置，其特征在于，包括 一充电模块，电连接于一电源，用于对可充电式电池进行充电； 一电压侦测模块，用于侦测该可充电式电池的一电压；及 一判定模块，用于当该电压侦测模块侦测到该可充电式电池的电压降到低于一第一预设电压时，指示该充电模块以一增补电流对该可充电式电池进行充电直到该可充电式电池的电压达到一第二预设电压， 其中该可充电式电池的电压会因可充电式电池在完全充饱之后的静置期间自放电而下降。
2.如权利要求I所述的充电装置，其特征在于，该可充电式电池为锂电池。
3.如权利要求I所述的充电装置，其特征在于，该第二预设电压等于可充电式电池在完全充饱时的电压。
4.如权利要求I所述的充电装置，其特征在于，进一步包括一功率因数校正电路，连接于该电源及该充电模块之间，用于减少输入电流的畸变并让电流与电压同相。
5.如权利要求I所述的充电装置，其特征在于，该增补电流的最大值小于该可充电式电池在完全充饱之前所提供给该可充电式电池的电流。
专利摘要本实用新型揭示一种具有电池管理系统的充电装置，其可让可充电式电池在完全充饱之后的静置期间保持充饱的状态。该充电装置包含一充电模块，电连接于一电源，用于对该可充电式电池进行充电；一电压侦测模块，用于侦测该可充电式电池的一电压；及一判定模块，用于当该电压侦测模块侦测到该可充电式电池的电压降到低于一第一预设电压时，指示该充电模块以一增补电流对该可充电式电池进行充电直到该可充电式电池的电压达到一第二预设电压，其中该可充电式电池的电压会因可充电式电池在完全充饱之后的静置期间自放电而下降。
文档编号H02J7/00GK202772617SQ201220361528
公开日2013年3月6日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者黄保生 申请人:高达能源科技股份有限公司