电池扩充系统以及相关的电池充放电控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明有关一种电池扩充系统以及充放电控制方法，尤指一种具有单一充放电路径的电池扩充系统以及相关的电池充放电控制方法。
【背景技术】
[0002]移动系统的电源设计方案对于维持移动系统的运作具有相当关键的角色。如何设计移动系统的电力供应，使移动系统在使用过程中不必迁就电力而可发挥其完整的功能以及运作足够长的时间，一直是业界持续研究的方向。由于移动系统诉求其可移动的方便性，因此在无法直接以交流市电作为电源输入的限制下(虽然移动系统也可以插电使用，但却也大大影响了可移动性)，利用移动系统本身的储能元件(电池)作为电源输入的方案成为普遍的作法。
[0003]举例而言，在医疗环境下常使用的移动医疗工作站，其配置了一系统主机，且内建了至少一个电池模块以对该系统主机供电。由于移动医疗工作站的使用环境的特殊性，常常需要长时间开机运作，并且高频率地在不同地点之间移动。这种特殊的使用状况(其他非医疗环境下使用的移动系统也存在有相同的使用需求)使得这一类型的移动系统对于电池模块的电力供应要求来得严苛许多。一般虽可配置大容量的电池以满足长时间的使用，但电池模块电力耗尽之前必须关机进行更换，或直接连接于市电进行充电，这些都造成移动系统中断无法运作。
[0004]目前另有解决方案是在移动系统原本的电池模块外，在移动系统主机上另外设置电池的扩充槽以安装第二个电池模块，如此可提供额外的电力并且第二个电池模块具有可更换的特性。然而安装于扩充槽的电池模块其容量有限，若欲提供更大容量的第二电池模块，则必须选用其他规格的电池模块，或是更改移动系统的设计，使其具有更多的扩充槽，而这些都是较不方便的作法。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种具有单一充放电路径的电池扩充系统，使系统主机具有更弹性的电池扩充方案。
[0006]根据本发明的一个实施例，提供了一种具有单一充放电路径的电池扩充系统，可拆卸地安装于一系统主机，以对该系统主机供电，或由该系统主机对该电池扩充系统充电，该电池扩充系统包含有一第一电池单兀、一第二电池单兀、一第一充放电电路、一第二充放电电路以及一控制器。该第一充放电电路耦接于该第一电池单元与该系统主机之间，该第二充放电电路耦接于该第二电池单元与该系统主机之间，该控制器耦接于该第一充放电电路、该第二充放电电路、该第一电池单元以及该第二电池单元。该第一充放电电路包含一第一充电开关、一第一放电开关以及一第一电流控制装置，该第一放电开关耦接于该第一充电开关以及该第一电流控制装置之间，该第一电流控制装置耦接该第一电池单元。该第二充放电电路包含一第二充电开关、一第二放电开关以及一第二电流控制装置，该第一充电开关、该第二充电开关以及该系统主机彼此耦接，该第二放电开关耦接于该第二充电开关以及该第二电流控制装置之间，该第二电流控制装置耦接该第二电池单元。该控制器用来开启该第一放电开关或该第二放电开关，使该第一电池单元或该第二电池单元对该系统主机供电，以及用来开启该第一充电开关或该第二充电开关，使该系统主机对该第一电池单元或该第二电池单元充电。
[0007]根据本发明的另一个实施例，提供了一种电池充放电控制方法，一个具有单一充放电路径的电池扩充系统可拆卸地安装于一系统主机，以对该系统主机供电，或由该系统主机对该电池扩充系统充电，该电池扩充系统包含有一第一电池单兀以及一第二电池单元，该电池充放电控制方法包含下列步骤:于该第一电池单元与该系统主机之间形成一第一充放电电路，该第一充放电电路包含一第一充电开关、一第一放电开关以及一第一电流控制装置，该第一放电开关耦接于该第一充电开关以及该第一电流控制装置之间，该第一电流控制装置耦接该第一电池单元；于该第二电池单元与该系统主机之间形成一第二充放电电路，该第二充放电电路包含一第二充电开关、一第二放电开关以及一第二电流控制装置，该第一充电开关、该第二充电开关以及该系统主机彼此稱接，该第二放电开关稱接于该第二充电开关以及该第二电流控制装置之间，该第二电流控制装置耦接该第二电池单元；开启该第一放电开关或该第二放电开关，使该第一电池单元或该第二电池单元对该系统主机供电；以及开启该第一充电开关或该第二充电开关，使该系统主机对该第一电池单元或该第二电池单元充电。
[0008]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该控制器另用来开启该第一充电开关或该第二充电开关，使该第二电池单元对该第一电池单元充电或该第一电池单元对该第二电池单元充电。
[0009]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中当该控制器检测到该第一电池单元的电位大于该第二电池单元的电位一设定值时，开启该第二充电开关，使该第一电池单元对该第二电池单元充电。
[0010]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该第一电流控制装置包含并联的一第一限流电路以及一第一电流调整装置，该第二电流控制装置包含并联的一第二限流电路以及一第二电流调整装置。
[0011 ] 在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该控制器于开启该第一放电开关或该第二放电开关时，同时开启该第一电流调整装置或该第二电流调整装置，使该第一电池单元或该第二电池单元对该系统主机供电。
[0012]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该控制器于开启该第一充电开关或该第二充电开关时，同时开启该第一电流调整装置或该第二电流调整装置，使该系统主机对该第一电池单元或该第二电池单元充电。
[0013]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该控制器于开启该第一充电开关使该第一电池单兀可被充电时，该控制器用来检测该第一电池单兀的一充电电流，并于该充电电流大于一临界值时，关闭该第一电流调整装置并开启该第一限流电路，以将该充电电流限制于该临界值以下。
[0014]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该控制器另用来以脉冲宽度调变(pulse width modulat1n, PffM)控制该第一充电开关的开启与关闭，以限制对该第一电池单元的充电电流。
[0015]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该控制器另用来检测该第一电池单元以及该第二电池单元的电池状态，并于其中该第一电池单元的电池状态发生异常时，关闭该第一放电开关。
[0016]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该第一电池单元的电池状态发生异常包含:该第一电池单元未耦接于该第一充放电电路、该控制器无法读取该第一电池单元的电池信息或该控制器读取到该第一电池单元的异常电池信息。
[0017]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，其中该控制器于该第一电池单元或该第二电池单元的电池状态正常时，开启该第一放电开关或该第二放电开关。
[0018]在本发明的电池扩充系统以及电池充放电控制方法中，还包含一扩充座，该第一电池单元以及该第二电池单元可拆卸地安装于该扩充座上，该第一充放电电路、该第二充放电电路以及该控制器设置于该扩充座内，且该第一充放电电路以及该第二充放电电路分别提供电子接点，于该第一电池单元以及该第二电池单元安装于该扩充座上时分别与该第一电池单元以及该第二电池单元电性连接。其中该扩充座可拆卸地安装于该系统主机上，且该系统主机系以直流电对该电池扩充系统充电。
[0019]本发明的实施例中所公开的电池扩充系统以及电池的充放电控制方法，以扩充的形式连接于一系统主机上，使系统主机的充电控制芯片将电池扩充系统视为单一的电池单元而对电池扩充系统进行直流电充放电控制。电池扩充系统的任一电池单元均可自由插拔更换，使电池扩充系统具有更灵活的运用弹性。
【附图说明】
[0020]图1为本发明具有单一充放电路径的电池扩充系统以及一系统主机的示意图。
[0021]图2为本发明的电池扩充系统以及系统主机一第一实施例的功能方块示意图。
[0022]图3为本发明的电池扩充系统以及系统主机一第二实施例的功能方块示意图。
[0023]图4为电池扩充系统的电池单元放电时的流程示意图。
[0024]图5以及图6为电池扩充系统的电池单元充电时的流程示意图。
[0025]【符号说明】
[0026]I 充电控制芯片
[0027]2