專利名稱：溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置及使用該裝置的電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組，更具體地說(shuō)，涉及一種能夠測(cè)量導(dǎo)體中流動(dòng)的 電流的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置及使用該裝置的電池組。
背景技術(shù)：
通常，二次電池可再充電，并且因而可重復(fù)4吏用，這與一次電池不同。 二次電池通常被用作用于通信、信息處理及音頻/視頻的便攜式裝置的主要 電源。目前，對(duì)二次電池的關(guān)注日益增加，并且對(duì)二次電池的開(kāi)發(fā)也在快速 地進(jìn)行。其中的主要原因是因?yàn)槎坞姵厥且环N具有高輸出電壓和低放電率 的超輕、高能量密度且環(huán)境友好的電池，還因?yàn)槎坞姵厥且环N具有相對(duì)較 長(zhǎng)壽命的電源?；陔姌O活性物質(zhì)，二次電池被分為鎳-金屬氫化物(Ni-MH)電池、 鋰離子(Li-離子)電池等。具體而言，可以基于電解質(zhì)類型，例如，當(dāng)使 用液態(tài)電解質(zhì)時(shí)和當(dāng)使用固態(tài)電解質(zhì)或凝膠型電解質(zhì)時(shí)，對(duì)鋰離子(Li-離 子)電池進(jìn)行分類。同樣，基于接納電極組件的罐的形狀，二次電池被分為 多種類型，例如罐型、袋型等。鋰離子(Li-離子)電池的重量能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一次電池，并且因此 可以被制造為超輕電池。而且，針對(duì)每塊單電池而言，鋰離子(Li-離子) 電池的平均電壓大約為3.6V,緊湊程度是諸如Ni-Cd電池和鎳-金屬氫化物 (Ni-MH)電池之類的其它二次電池的大約為1.2V的平均電壓的三倍。而
且，在大約為20。C的溫度下，鋰離子電池每個(gè)月具有少于5%的放電率，這 大約是Ni-Cd電池和鎳-金屬氯化物電池放電率的三分之一。而且，鋰離子 電池不使用諸如鎘(Cd)和汞(Hg)之類的重金屬，因此是環(huán)境友好的。 而且，鋰離子電池在正常狀態(tài)下至少可再充電一千次。相應(yīng)地，隨著信息通 信技術(shù)的發(fā)展，基于上述優(yōu)勢(shì)對(duì)二次電池的研究會(huì)越來(lái)越多。而且，在可再充電二次電池的情況下，多個(gè)二次電池被安裝在便攜式電 子產(chǎn)品上，例如以組的形式被安裝在筆記本個(gè)人電腦(PC)上，從而被使 用。在這種情況下，充電/放電控制電路被嵌入組型二次電池中，并控制關(guān) 于電池的充電/放電的一般事件。而且，充電/放電控制電路阻止電池被過(guò)度 充電或過(guò)度放電，從而提高了電池的穩(wěn)定性。而且，充電/放電控制電路測(cè) 量在電池充電/放電情況下的電流，從而控制充電和;改電。在這種情況下，充電/放電控制電路具有外部電阻，該外部電阻位于電 流在其中流動(dòng)的導(dǎo)體的 一個(gè)位置處，并且該充電/放電控制電路通過(guò)測(cè)量該電流。當(dāng)高電流在該外部電阻中流動(dòng)時(shí)，該外部電阻兩端的電壓值也顯著改 變。相應(yīng)地，諸如高容量電池組等的電池組使高電流在外部電阻中流動(dòng)。外 部電阻兩端的電壓值隨高電流的流動(dòng)而顯著地改變。然而，當(dāng)電壓值的測(cè)量 范圍過(guò)寬時(shí)，可能不能準(zhǔn)確地測(cè)量外部電阻中流動(dòng)的實(shí)際電流。相應(yīng)地，可 能無(wú)法有效地控制電池的充電/放電。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的方面用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述和/或其它問(wèn)題，因此本發(fā)明 的 一個(gè)方面提供一種能夠準(zhǔn)確測(cè)量電路中流動(dòng)的實(shí)際電流的溫度補(bǔ)償電流 測(cè)量裝置。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種能夠在沒(méi)有擴(kuò)展外部電阻的情況下基于對(duì) 電流的準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果來(lái)有效計(jì)算電池的充電/放電量和控制充電電流的電池組。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所提供的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置包括導(dǎo)體，電流在所述導(dǎo)體中流動(dòng)；溫度傳感器，圍繞所述導(dǎo)體布置以測(cè)量所述導(dǎo)體的溫 度；以及溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件，電連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以測(cè)量 所述兩個(gè)位置之間的電壓，電連接至所述溫度傳感器以測(cè)量所述導(dǎo)體的溫 度，并通過(guò)將所測(cè)得的溫度和所述電壓用作輸入信號(hào)來(lái)測(cè)量所述導(dǎo)體中流動(dòng) 的電i危。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件可以包括電壓 斗全測(cè)部件，凈皮連^妄至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以測(cè)量所述兩個(gè)位置之間的電壓；度的電壓值；以及算術(shù)運(yùn)算部件，將所述溫度檢測(cè)部件測(cè)得的與溫度相對(duì)應(yīng) 的電壓值轉(zhuǎn)換成所述導(dǎo)體的電阻值，并通過(guò)使用該電阻值和由所述電壓檢測(cè) 部件測(cè)得的所述導(dǎo)體兩個(gè)位置之間的電壓來(lái)計(jì)算所述導(dǎo)體中流動(dòng)的電流電量。另外，所述溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件可以包括變換器，被電連接至所(A/D)轉(zhuǎn)換器，被連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以將所測(cè)得的模擬電壓轉(zhuǎn)換 成數(shù)字電壓；以及微控制器單元，被電連接至所述變換器和所述A/D轉(zhuǎn)換 器以接收從所述變換器和所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出的電壓值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種使用所述溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置的電 池組，該電池組包括可再充電電池；充電/》文電開(kāi)關(guān)元件，被電連接至所 述電池的高電流；導(dǎo)體，被電連接至高電流通道，用于給所述電池充電/放 電的電流在所述高電流通道中流動(dòng)；溫度傳感器，圍繞所述導(dǎo)體布置以測(cè)量 所述導(dǎo)體的溫度；以及充電/i文電控制電路，故電連4妻至所述電池以測(cè)量電 壓，被電連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以測(cè)量所述兩個(gè)位置之間的電壓，被電 連接至所述溫度傳感器以測(cè)量所述導(dǎo)體的溫度，并且被電連接至用于所述電 池的充電/放電的高電流通道以接通/切斷所述充電/放電開(kāi)關(guān)元件，并且同時(shí)
通過(guò)將從導(dǎo)體測(cè)得的電壓和溫度用作輸入信號(hào)來(lái)計(jì)算所述導(dǎo)體中流動(dòng)的電 流，并通過(guò)計(jì)算所述電池的容量來(lái)調(diào)節(jié)所述充電/放電開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)的電 流電量。另外，所述充電/放電控制電路可以包括溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件，包括被連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以測(cè)量所述兩個(gè)位置之間的電壓的電壓抬二 測(cè)部件，被電連接至所述溫度傳感器以檢測(cè)由所述溫度傳感器測(cè)得的溫度的 電壓值的溫度檢測(cè)部件，以及算術(shù)運(yùn)算部件，將由所述溫度檢測(cè)部件測(cè)得的 與溫度相對(duì)應(yīng)的電壓值轉(zhuǎn)換成所述導(dǎo)體的電阻值，并通過(guò)使用所述電阻值和 由所述電壓檢測(cè)部件測(cè)得的所述導(dǎo)體兩個(gè)位置之間的電壓，來(lái)計(jì)算所述導(dǎo)體中流動(dòng)的電流電量；以及充電/》文電部件，-坡電連沖妾至所述電池以測(cè)量所述 電池的電壓，并被電連接至所述開(kāi)關(guān)元件，并接通/切斷用于電池的充電/i丈 電的充電/放電開(kāi)關(guān)元件，以及接收電池的電壓和由所述溫度補(bǔ)償電流檢測(cè) 部件得到的電池的電流值，計(jì)算所述電池的充電W文電量，并調(diào)節(jié)所述充電/ 方文電開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)的電流電量。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述充電/放電控制電路可以包括溫度補(bǔ)償 電流檢測(cè)部件，包括被電連接至所述溫度傳感器以將所述溫度傳感器所檢測(cè) 的電阻值轉(zhuǎn)換成電壓值的變換器，被連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以將所測(cè)得 的模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓的A/D轉(zhuǎn)換器以及電連接至所述變換器和所述 A/D轉(zhuǎn)換器以接收從所述變換器和所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出的電壓值的微控制 器單元；以及充電/方文電部件，#:電連接至所述電池以測(cè)量所述電池的電壓，/放電開(kāi)關(guān)元件，接收所述電池的電壓和通過(guò)所述溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件得 到的電池的電流值來(lái)計(jì)算所述電池的充電/》文電量，并調(diào)節(jié)所述充電/》丈電開(kāi) 關(guān)元件中流動(dòng)的電流電量。所述充電/》文電開(kāi)關(guān)元件可以以場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET)的形式形成。所述溫度傳感器可以以熱敏電阻或集成電路型溫度傳 感器的形式形成。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，所述導(dǎo)體可以使用同一種材料以均勻的厚度和 寬度沿一個(gè)方向被延伸，并且所述導(dǎo)體的電阻值隨長(zhǎng)度的增加而增加，并且 所述導(dǎo)體的電阻值隨溫度而改變。在這種情況下，所述導(dǎo)體可以以導(dǎo)線的形式形成。所述導(dǎo)體可以由銅(Cu)、鎳(Ni)及金(Au)中的任一種形成。 所述導(dǎo)體可以是形成于絕緣基板上的印制電路圖案。當(dāng)所述導(dǎo)體是形成于絕 緣基板上的印制電路圖案時(shí)所述，所述導(dǎo)體、所述溫度傳感器及所述溫度補(bǔ) 償電流檢測(cè)電路部件可以被提供在同 一絕緣基板上。本發(fā)明的附加方面和/或優(yōu)勢(shì)的部分將在下面的描述中被陳述，部分將 從描述中顯而易見(jiàn)，或者可以通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明得知。
/人結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的下列描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面及優(yōu) 勢(shì)將變得更明顯和更易于理解，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置的電路圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明另 一 實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置的電路圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置的電路圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池組的電路圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電池組的電路圖；及 圖6為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電池組的電路圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，在附 圖中相似的附圖標(biāo)記始終表示相似的元件。為獲知釋本發(fā)明，下面參見(jiàn)附圖來(lái) 描述實(shí)施例。圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置的電路圖。 參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置100可以包 括導(dǎo)體110、溫度傳感器120和溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130。如果電流在導(dǎo)體110中流動(dòng)，則導(dǎo)體110可以被使用。例如，導(dǎo)體IIO 可以被形成為電路板的印制電路圖案中高電流通道的圖案或?qū)Ь€。當(dāng)導(dǎo)體 110以導(dǎo)線的形式形成時(shí)，導(dǎo)體110通常用作高電流進(jìn)出的通道。由于導(dǎo)體 110的電流幅度值增加到一相對(duì)高電流，因此相對(duì)降低了由于微小電流而導(dǎo)致的電流測(cè)量誤差。相應(yīng)地，當(dāng)通過(guò)將溫度補(bǔ)償電流卩險(xiǎn)測(cè)電3各部件130電連 接至以導(dǎo)線的形式形成的導(dǎo)體110來(lái)測(cè)量電流時(shí)，可以測(cè)量到相對(duì)準(zhǔn)確的電流值。而且，導(dǎo)體110可以以在絕緣基板上形成的印制電路圖案的形式形成。在這種情況下，印制電路圖案像導(dǎo)線一樣，可以是極高電流進(jìn)出的通道。而且，導(dǎo)體110可以使用相同的材料以均勻厚度和寬度沿一個(gè)方向被延 伸，導(dǎo)體110的電阻值可以隨長(zhǎng)度的增加而增加，并且導(dǎo)體110的電阻值可 以隨溫度而變化，并給溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130提供線性電阻值。而且，導(dǎo)體no可以由銅(Cu)、鎳(Ni)和金(Au)中的任一種形 成。在這種情況下，由以上材料中的任意材料形成的導(dǎo)體IIO具有很強(qiáng)的特 性，即電阻變化率隨溫度的增加而線性增加。相應(yīng)地，在導(dǎo)體110中流動(dòng)的 電流值由于待補(bǔ)償?shù)臏囟榷赡馨l(fā)生相對(duì)小的誤差。而且，導(dǎo)體110、溫度傳感器120及溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130可以 被形成在同一絕緣基板上。具體而言，導(dǎo)體IIO和溫度傳感器120在該導(dǎo)體110 和該溫度傳感器120彼此不電連接的范圍內(nèi)彼此相鄰。在導(dǎo)體110中流動(dòng)的電 流可以是給溫度傳感器120和溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130提供電源的高電 流。相應(yīng)地，導(dǎo)體110、溫度傳感器120和溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130可 以被形成在同 一絕緣基板上，從而形成相同的地電勢(shì)。而且，溫度傳感器120可以圍繞導(dǎo)體IIO布置，從而測(cè)量導(dǎo)體110的溫度。 例如，溫度傳感器120可以以熱敏電阻或集成電路型溫度傳感器的形式形成， 并且貼在導(dǎo)體IIO上而不與該導(dǎo)體IIO產(chǎn)生短路，從而測(cè)量該導(dǎo)體110的溫度。溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130可以被電連接至導(dǎo)體110的兩個(gè)位置，從 而測(cè)量這兩個(gè)位置之間的電壓和溫度傳感器120所測(cè)得的溫度。溫度補(bǔ)償電流 檢測(cè)電路部件130具有如上所述的連接關(guān)系。相應(yīng)地，溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路
部件130可以獲得關(guān)于電壓和溫度的信息，并基于該信息測(cè)量導(dǎo)體110中流動(dòng) 的電流。更具體地說(shuō)，溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130被電連接至導(dǎo)體110的 兩個(gè)位置，從而檢測(cè)導(dǎo)體110的電壓。在這種情況下，當(dāng)該導(dǎo)體110的這兩個(gè) 位置之間的電阻值已知時(shí)，可以獲知導(dǎo)體110中流動(dòng)的電流電量。相應(yīng)地，當(dāng) 在導(dǎo)體110中流動(dòng)的電流電量改變時(shí)，電壓值也隨之改變，并且因此有可能基 于已改變的電壓值而獲知導(dǎo)體110中流動(dòng)的電流電量。而且，熱量隨導(dǎo)體110 中流動(dòng)的電流電量和電流流動(dòng)的時(shí)間量而/人導(dǎo)體IIO中產(chǎn)生，導(dǎo)體110的電阻 值由此改變。在這種情況下，圍繞導(dǎo)體IIO布置的溫度傳感器120感知導(dǎo)體110 的溫度。而且，溫度補(bǔ)償電流;險(xiǎn)測(cè)電路部件130可以接收溫度傳感器120感知 到的溫度，并基于關(guān)于所感知的溫度的信息來(lái)獲知電阻隨導(dǎo)體IIO溫度的變化 率。在這種情況下，溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130通過(guò)先前存儲(chǔ)的溫度-電 阻的查找表來(lái)檢測(cè)導(dǎo)體110的電阻。溫度-電阻的查找表通過(guò)按與溫度的比例 增加電阻而形成。如上所述，因?yàn)闇囟妊a(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130可以根據(jù)導(dǎo) 體110兩個(gè)位置之間的電壓和導(dǎo)體110的溫度來(lái)獲知已改變的電阻值，所以溫 度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130可以根據(jù)導(dǎo)體110溫度的改變來(lái)計(jì)算實(shí)際的電流 電量。同樣地，溫度#卜償電流檢測(cè)電路部件130可以根據(jù)它的每一項(xiàng)功能通過(guò) 電連接無(wú)源元件、有源元件、邏輯元件及集成電路部件等而形成。圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置的電路圖。 參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置200包括導(dǎo)體 110、溫度傳感器120及溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件130。而且，溫度補(bǔ)償電流 檢測(cè)電路部件130可以包括電壓檢測(cè)部件231、溫度檢測(cè)部件232及算術(shù)運(yùn)算 部件233。電壓4全測(cè)部件231可以^皮連4妄至導(dǎo)體110的兩個(gè)位置，并測(cè)量這兩個(gè)位置 之間的電壓。在這種情況下，所測(cè)得的電壓可以作為電壓值被發(fā)送給算術(shù)運(yùn)算 部件233。溫度檢測(cè)部件232可以;故電連接至溫度傳感器120,并檢測(cè)由溫度傳感器 120 一全測(cè)的溫度。在這種情況下，溫度4全測(cè)部件232可以向算術(shù)運(yùn)算部件233
輸出與由溫度傳感器120檢測(cè)到的溫度相對(duì)應(yīng)的電壓值。電壓值轉(zhuǎn)換成導(dǎo)體110的電阻值。而且，算術(shù)運(yùn)算部件233可以通過(guò)使用由 電壓才企測(cè)部件231測(cè)得的導(dǎo)體110兩個(gè)位置之間的電壓以及隨導(dǎo)體U0的溫 度改變而改變的電阻值來(lái)計(jì)算電流110中流動(dòng)的電流電量。在這種情況下， 算術(shù)運(yùn)算部件233可以嵌入以根據(jù)由溫度檢測(cè)部件232測(cè)得的溫度將電壓值 轉(zhuǎn)換成導(dǎo)體110的電阻值的查找表。算術(shù)運(yùn)算部件233可以通過(guò)使用對(duì)照表 根據(jù)導(dǎo)體no的溫度來(lái)計(jì)算該導(dǎo)體110的電阻值，并且還可以通過(guò)使用計(jì)算 出的電阻值和導(dǎo)體110兩個(gè)位置之間的電壓值來(lái)計(jì)算導(dǎo)體110中流動(dòng)的電流 電量。溫度補(bǔ)償電流;險(xiǎn)測(cè)電路部件233的電壓4企測(cè)部件231和溫度4全測(cè)部件 232可以根據(jù)電壓檢測(cè)部件231和溫度檢測(cè)部件232的每一項(xiàng)功能通過(guò)電連接 無(wú)源元件、有源元件及集成電路等而形成。而且，算術(shù)運(yùn)算部件233可以以嵌 入有比較功能和運(yùn)算功能的程序的微控制器單元的形式形成。在這種情況下， 存儲(chǔ)元件可以被電連接至該算術(shù)運(yùn)算部件233的內(nèi)部或外部。然而，溫度補(bǔ)償 電流;f全測(cè)電^各部件130的配置不限于此。圖3為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置的電路圖。參照?qǐng)D3,根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置300包括導(dǎo) 體110、溫度傳感器120及溫度補(bǔ)償電流4全測(cè)電路部件130。而且，溫度補(bǔ) 償電流檢測(cè)電路部件130可以包括變換器331、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器332及 微控制器單元(MCU) 333。變換器331可以電連接至溫度傳感器120，將已檢測(cè)到的溫度傳感器的 電阻值轉(zhuǎn)換成電壓值。例如，變換器331可以以惠斯通電橋(未示出)的類 型形成。在這種情況下，溫度傳感器120可以至少是惠斯通電橋的四個(gè)電阻 之中的一個(gè)電阻。當(dāng)溫度變化時(shí)，電連接至惠斯通電橋的溫度傳感器120可 以在該惠斯通電橋之間產(chǎn)生電阻差，并向微控制器單元333發(fā)送所產(chǎn)生的電 阻值。而且，變換器331可以以集成電路的類型形成。然而，變換器331的 類型不限于以上描述的類型。A/D轉(zhuǎn)換器332可以電連接至導(dǎo)體110的兩個(gè)位置，從而將測(cè)得的模擬 電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓，并向微控制器單元333輸出該數(shù)字電壓的值。微控制器單元333可以電連接至變換器331和A/D轉(zhuǎn)換器332，從而接 收從變換器331輸出的電壓值和從A/D轉(zhuǎn)換器332輸出的電壓值。微控制 器單元333在外部存儲(chǔ)器或內(nèi)部存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)從A/D轉(zhuǎn)換器332輸出的導(dǎo) 體110兩個(gè)位置之間的電壓值，將從變換器331接收的根據(jù)溫度得到的電壓 值與在外部存儲(chǔ)器或者內(nèi)部存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的溫度-電阻查找表進(jìn)行比較，并 計(jì)算導(dǎo)體no的電阻值。當(dāng)通過(guò)使用電阻值和導(dǎo)體110兩個(gè)位置之間的電壓 值來(lái)計(jì)算導(dǎo)體110中流動(dòng)的電流電量時(shí)，有可能獲知導(dǎo)體110中流動(dòng)的根據(jù) 溫度改變而被補(bǔ)償?shù)碾娏麟娏?。在這種情況下，微控制器單元333可以通過(guò) 使用具有改進(jìn)的信號(hào)處理功能的數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)實(shí)時(shí)處理電壓值和溫度 值。圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池組的電路圖。參照?qǐng)D4，才艮據(jù)本發(fā)明的電池組400可以包括可再充電電池410、充電/ 放電開(kāi)關(guān)元件420、導(dǎo)體110、溫度傳感器120以及充電/方丈電控制電路430。如果電池410是可獲得的，那么電池410可以被使用。例如，可再充電 電池410可以是鋰離子電池、鋰離子聚合物電池等。充電/》史電開(kāi)關(guān)元件420可以包括充電開(kāi)關(guān)元件421和方文電開(kāi)關(guān)元件 422。而且，充電/》文電開(kāi)關(guān)元件420可以被電連接至電池410的高電流通道。 而且，高電流通道可以是與便攜式電子裝置或者充電器(未示出)的電池接 納部分相連的充電/方文電端子(+P,-P)的充電通道或放電通道。在這種情況 下，充電/放電開(kāi)關(guān)元件420可以以N溝道型或者P溝道型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET)的形式形成，并且因此通過(guò)充電/放電控制電路430接通/切斷充電/ 放電通道。在這種情況下，充電通道和》文電通道是電流流向相反方向的相對(duì) 方向。在這種情況下，為了使充電通道和放電通道單向流動(dòng)，寄生二極管 421a和422a分別-敗形成在充電/放電開(kāi)關(guān)元件420中，當(dāng)充電開(kāi)關(guān)元件421 4皮才妄通時(shí)，與充電開(kāi)關(guān)元件421相連的寄生二^L管421a阻止電流在方文電通 道中流動(dòng)，同樣地，當(dāng)放電開(kāi)關(guān)元件422被切斷時(shí)，與放電開(kāi)關(guān)元件422相 連的寄生二才及管422a阻止電流在充電通道中流動(dòng)。導(dǎo)體110凈皮電連4婁至高電流通道，用于對(duì)電池410進(jìn)行充電/》文電的電 流在該高電流通道中流動(dòng)。該導(dǎo)體IIO具有如上所述導(dǎo)體IIO相同的配置， 因此在這里將省略重復(fù)性描述。溫度傳感器120圍繞導(dǎo)體IIO布置，并測(cè)量溫度。溫度傳感器120被電 連接至充電/放電控制電路430,并向充電/放電控制電路430傳輸導(dǎo)體110 的溫度值。在這種情況下，溫度傳感器120在上面已被描述，因此在這里將 省略有關(guān)的重復(fù)性描述。充電/放電控制電路430被電連接至導(dǎo)體IIO的兩個(gè)位置，并測(cè)量電壓。 充電/放電控制電路430還被電連接至溫度傳感器120,并測(cè)量溫度，并通過(guò) 將測(cè)得的電壓和溫度用作輸入信號(hào)來(lái)測(cè)量導(dǎo)體110中流動(dòng)的電流。而且，充 電/放電控制電路430也被電連接至充電/放電開(kāi)關(guān)元件420,從而接通/切斷 充電/放電開(kāi)關(guān)元件420。充電/放電控制電路430的特定操作可以被劃分為 充電和放電的情況。具體而言，在充電的情況下，充電/放電控制電路430 可以接通充電開(kāi)關(guān)元件421，,人而將充電開(kāi)關(guān)元件421連4矣至高電流通道， 以便電池410可以通過(guò)充電器(未示出)被充電。而且，在放電的情況下， 充電/放電控制電路430可以接通放電開(kāi)關(guān)元件422,以便電池410可以給便 攜式電子裝置供電。在控制充電/放電通道的同時(shí)，充電/放電控制電路430 一皮嵌入以圖1的溫度補(bǔ)償電流;險(xiǎn)測(cè)電路部件130的功能。相應(yīng)地，充電/》文 電控制電路430可以通過(guò)使用導(dǎo)體110兩點(diǎn)之間的電壓值和導(dǎo)體110的溫度 值來(lái)測(cè)量在導(dǎo)體110中流動(dòng)的充電/放電電流電量。而且，充電/放電控制電路430可以通過(guò)檢測(cè)電池410的電壓和電池410 的電流幅度值來(lái)計(jì)算電池410的壽命周期。在這種情況下，充電/放電控制 電路430通過(guò)持續(xù)計(jì)算充電電池的電壓和電流來(lái)計(jì)算電池410的充電量。而 且，充電/放電控制電路430通過(guò)持續(xù)計(jì)算放電電池的電壓和電流來(lái)計(jì)算電15
池410的放電量。通過(guò)該計(jì)算方法計(jì)算出的電池410的充電量和放電量被持 續(xù)累加并存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器或者內(nèi)部存儲(chǔ)器中。當(dāng)電池410的充電/放電完 成一個(gè)周期時(shí)，充電/放電控制電路430將電池壽命周期的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 外部存儲(chǔ)器或內(nèi)部存儲(chǔ)器中。在這種情況下，當(dāng)電池壽命周期的計(jì)數(shù)達(dá)到臨 界周期時(shí)，例如，100個(gè)周期的計(jì)數(shù)，則充電/放電控制電路430判斷電池 410已老化。此時(shí)，充電/放電控制電路430由于電池410的壽命周期而控制 充電開(kāi)關(guān)元件421的流動(dòng)電流電量變^^。結(jié)果，電池410的壽命^皮延長(zhǎng)。通 過(guò)準(zhǔn)確4全測(cè)電池410的電流電量，電池組400可以結(jié)合電池410的壽命周期 來(lái)給電池410充電。圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電池組的電路圖。參照?qǐng)D5,根據(jù)本發(fā)明的電池組500包括可再充電電池410、充電/方文電 開(kāi)關(guān)元件420、導(dǎo)體IIO、溫度傳感器120及充電/放電控制電路430。而且， 充電/》欠電控制電路430包括充電/放電部件531和溫度補(bǔ)償電流纟企測(cè)部件 532。充電/》文電部件531可以測(cè)量電池110的電壓。而且，充電M文電部件531 可以電連4姿至充電/力文電開(kāi)關(guān)元件420和該充電/》文電部件531的高電流通道， 從而接通/切斷充電/》文電開(kāi)關(guān)元件420。同時(shí)，充電/放電部件531可以調(diào)節(jié) 充電/放電開(kāi)關(guān)元件420的電流電量。例如，當(dāng)充電/放電開(kāi)關(guān)元件420以FET 的形式形成時(shí)，充電/放電部件531可以改變施加于該FET柵極和源極的直 流(DC)電壓，從而調(diào)節(jié)從源極流向漏極的電流電量。而且，通過(guò)使用該 電流電量調(diào)節(jié)方法，可以根據(jù),人溫度補(bǔ)償電流電路部件流向?qū)w110的電流 值來(lái)控制充電/放電開(kāi)關(guān)元件420。在這種情況下，充電W文電部件531可以 從溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件532接收與該電流值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，通過(guò)使用該信 號(hào)信息來(lái)調(diào)節(jié)充電/放電開(kāi)關(guān)元件421中流動(dòng)的電流電量，從而有效地控制 電池410的充電/方丈電。同樣地，充電/放電部件531可以以無(wú)源元件、有源 元件、集成電路及微控制器單元等的形式形成。而且，充電/放電部件531 通過(guò)檢測(cè)充電/放電時(shí)流動(dòng)電流的電量來(lái)計(jì)算電池410壽命的壽命周期，然后充電/放電部件531針對(duì)電池410的壽命周期來(lái)調(diào)節(jié)流動(dòng)電流的電量。在這種情況下，這種通過(guò)充電/放電部件531的計(jì)算方法以上已被描述，因此 這里將省略重復(fù)性的描述。溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件532可以包括電壓檢測(cè)部 件532a、溫度一企測(cè)部件532b及算術(shù)運(yùn)算部件532c。在這種情況下，電壓斗企 測(cè)部件532a可以被連接至導(dǎo)體110的兩個(gè)位置，從而測(cè)量這兩個(gè)位置之間 的電壓。溫度檢測(cè)部件532b可以被電連接至溫度傳感器120，從而4企測(cè)針 對(duì)溫度傳感器120所測(cè)得溫度的電壓值。而且，算術(shù)運(yùn)算部件532c可以將 與由溫度檢測(cè)部件532b測(cè)得的與溫度相對(duì)應(yīng)的電壓值轉(zhuǎn)換成導(dǎo)體110的電 阻值，并通過(guò)使用該電阻值和由電壓檢測(cè)部件532a測(cè)得的導(dǎo)體110兩個(gè)位 置之間的電壓來(lái)計(jì)算在導(dǎo)體110中流動(dòng)的電流電量。在這種情況下，算術(shù)運(yùn) 算部件532c將計(jì)算出的電流電量傳輸至充電/放電部件531。充電/放電部件 531接收電流電量并控制充電/》文電開(kāi)關(guān)元件420, 乂人而調(diào)節(jié)充電/力欠電電流電 量。同樣地，以上已經(jīng)描述了溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件532,因此這里將省略 有關(guān)的重復(fù)性描述。通過(guò)溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件532準(zhǔn)確地檢測(cè)電池410的 電流電量，電池組500可以4十對(duì)電池410的壽命周期來(lái)纟合電池410充電。 圖6為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電池組的電路圖。參照?qǐng)D6,根據(jù)本發(fā)明的方面的電池組600包括可再充電電池410、充 電/放電開(kāi)關(guān)元件420、導(dǎo)體110、溫度傳感器120以及充電/放電控制電路 430。而且，充電/放電控制電路430可以包括充電/放電部件631和溫度補(bǔ)償 電流4全測(cè)部件632。充電/放電部件631從《敖控制器單元MCU 632c接收與導(dǎo)體110中流動(dòng) 的充電/放電電流值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，并基于該信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)該充電/放電開(kāi)關(guān)元 件420的充電/放電電流電量。因?yàn)槌潆?放電部件631有與上述充電/》丈電部 件相同的功能，所以在這里將省略重復(fù)性描述。溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件632可以包括變換器632a、 A/D轉(zhuǎn)換器632b及 微控制器單元632c。變換器632a可以被電連接至溫度傳感器120,從而將 已檢測(cè)到的溫度傳感器120的電阻值轉(zhuǎn)換成電壓值。而且，A/D轉(zhuǎn)換器632b
可以被連接至導(dǎo)體110的兩個(gè)位置，從而將測(cè)得的模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓。而且，微控制器單元632c可以被電連接至變換器632a和A/D轉(zhuǎn)換器 632b,從而接收從變換器632a和A/D轉(zhuǎn)換器632b輸出的電壓值。同樣地， 已經(jīng)參照?qǐng)D3描述了如上述構(gòu)造的溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件632,因此在這里 將省略重復(fù)性描述，只描述與充電/;^文電部件631的操作關(guān)系。首先，A/D 轉(zhuǎn)換器632b測(cè)量導(dǎo)體110中流動(dòng)的模擬電壓值，將所檢測(cè)的模擬電壓值轉(zhuǎn) 換成數(shù)字電壓值，并將所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)值傳輸至微控制器單元632c。同時(shí)， 變換器632a測(cè)量導(dǎo)體110的溫度，并將與該溫度相對(duì)應(yīng)的電壓值輸出至微 控制器單元632c。如上所述，接收導(dǎo)體110兩個(gè)位置之間的電壓值和與導(dǎo)體 110的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的微控制器單元632c,可以計(jì)算導(dǎo)體110中流動(dòng)的 充電/放電電流電量，因?yàn)槲⒖刂破鲉卧?32c已經(jīng)獲知導(dǎo)體110兩個(gè)位置之 間的電壓值和根據(jù)導(dǎo)體110的溫度而定的電阻值。當(dāng)計(jì)算出的電流電量被傳 輸至充電/放電部件631時(shí)，充電/放電部件631可以調(diào)節(jié)充電/力文電開(kāi)關(guān)元件 420中流動(dòng)的電流電量，從而針對(duì)電池410的壽命周期來(lái)調(diào)節(jié)充電/》丈電電流 電量。另外，微控制器單元632c可以與充電/放電部件631作為整體而形成， 從而同時(shí)執(zhí)行對(duì)充電/放電的控制和對(duì)充電放電電流電量的計(jì)算。通過(guò)溫度 補(bǔ)償電流檢測(cè)部件632準(zhǔn)確地4全測(cè)電池410的電流電量，電池組600可以針 對(duì)電池410的壽命周期來(lái)給電池410充電。如上所述，纟艮據(jù)本發(fā)明的方面，可以測(cè)量電流在其中流動(dòng)的導(dǎo)體的兩個(gè) 位置之間的電壓和導(dǎo)體的溫度，從而準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)體中流動(dòng)的實(shí)際電流和電 荷。而且，根據(jù)本發(fā)明的方面，4是供一種電池組，該電池組可以將常規(guī)充電/ ;故電控制電路中所包括的外部電阻移去，因此可以減少生產(chǎn)成本，也可以準(zhǔn)確 計(jì)算充電/放電通道中流動(dòng)的電流，從而有效地控制電池的充電/i免電。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，不過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解，可以在不脫離發(fā)明原理和精神的情況下對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā) 明的范圍在權(quán)利要求及其等同替換中限定。
權(quán)利要求
1、一種溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置，包括導(dǎo)體，電流在所述導(dǎo)體中流動(dòng)；溫度傳感器，圍繞所述導(dǎo)體布置以測(cè)量所述導(dǎo)體的溫度；以及溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件，被電連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以測(cè)量所述兩個(gè)位置之間的電壓，被電連接至所述溫度傳感器以測(cè)量所述導(dǎo)體的溫度，并通過(guò)將所測(cè)得的溫度和所述電壓用作輸入信號(hào)來(lái)測(cè)量所述導(dǎo)體中流動(dòng)的電流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述導(dǎo)體使用同一種材料以均勻的厚 度和寬度沿一個(gè)方向被延伸，并且所述導(dǎo)體的電阻值隨長(zhǎng)度的增加而增加，并 且所述導(dǎo)體的電阻值隨溫度而改變。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述導(dǎo)體由從銅Cu、鎳Ni及金Au 所組成的組中選擇的任意一種形成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述導(dǎo)體以導(dǎo)線的形式形成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述導(dǎo)體是形成于絕緣基板上的印制 電路圖案。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述導(dǎo)體、所述溫度傳感器以及所述 溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件位于同一絕緣基板上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述溫度傳感器以熱敏電阻和集成電 路型溫度傳感器之一 的形式形成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件包括 電壓檢測(cè)部件，被連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以測(cè)量所述兩個(gè)位置之間的電壓；溫度4企測(cè)部件， 得溫度的電壓值；以及算術(shù)運(yùn)算部件，將所還&厭松l'j鄰旰測(cè)仔的與'/i 成所述導(dǎo)體的電阻值，并通過(guò)使用該電阻值和由所述電壓^r測(cè)部件測(cè)得的所 述導(dǎo)體的兩個(gè)位置之間的電壓來(lái)計(jì)算所述導(dǎo)體中流動(dòng)的電流電量。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件包括: 轉(zhuǎn)換成電壓值；模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器，被連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以將所測(cè)得的模擬電壓轉(zhuǎn) 換成數(shù)字電壓；以及微控制器單元，被電連接至所述變換器和所述A/D轉(zhuǎn)換器，以接收從所述 變換器和所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出的電壓值。
10、 一種電池組，包括 可再充電電-池；充電/放電開(kāi)關(guān)元件，被電連接至所述電池的高電流；導(dǎo)體，被電連接至高電流通道，用于所述電池的充電/放電的電流在所述高 電流通道中流動(dòng)；溫度傳感器，圍繞所述導(dǎo)體布置以測(cè)量所述導(dǎo)體的溫度；以及充電/方欠電控制電3各，；故電連接至所述電池以測(cè)量電壓，；波電連接至所述導(dǎo) 體的兩個(gè)位置以測(cè)量所述兩個(gè)位置之間的電壓，被電連接至所述溫度傳感器以 測(cè)量所述導(dǎo)體的溫度，并通過(guò)將從所述導(dǎo)體測(cè)得的電壓和溫度用作輸入信號(hào)來(lái) 計(jì)算所述導(dǎo)體中流動(dòng)的電流，并調(diào)節(jié)所述充電/放電開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)的電流電 量。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組，其中所述充電/放電控制電路包括 溫度補(bǔ)償電流;險(xiǎn)測(cè)部件，包括電壓檢測(cè)部件，被連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以測(cè)量所述兩個(gè)位置之 間的電壓；溫度檢測(cè)部件，被電連接至所述溫度傳感器以檢測(cè)所述溫度傳感器所測(cè)得溫度的電壓值；以及算術(shù)運(yùn)算部件，將由所述溫度檢測(cè)部件測(cè)得的與溫度相對(duì)應(yīng)的電壓值轉(zhuǎn)換成所述導(dǎo)體的電阻值，并通過(guò)使用所述電阻值和由所述電壓檢測(cè)部件 測(cè)得的所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置之間的電壓，來(lái)計(jì)算所述導(dǎo)體中流動(dòng)的電流電量；以及充電/》文電部件，凈皮電連接至所述電池以測(cè)量所述電池的電壓，并^皮電連接 至用于所述電池的充電w文電的充電w文電開(kāi)關(guān)元件和高電流通道，以沖妾收電流 值，根據(jù)所述溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件計(jì)算充電/放電量，并調(diào)節(jié)所述充電/放電開(kāi) 關(guān)元件中流動(dòng)的電流電量。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組，其中所述充電/放電控制電路包括 溫度補(bǔ)償電流纟全測(cè)部件，包括變換器，被電連接至所述溫度傳感器以將已檢測(cè)到的所述溫度傳感器 的電阻值轉(zhuǎn)換成電壓值；A/D轉(zhuǎn)換器，被連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以將所測(cè)得的模擬電壓轉(zhuǎn) 換成數(shù)字電壓；以及微控制器單元，被電連接至所述變換器和所述A/D轉(zhuǎn)換器以接收從 所述變換器和所述A/D轉(zhuǎn)換器輸出的電壓值；以及 充電/放電部件，#:電連接至所述電池以測(cè)量所述電池的電壓，并且被電連 接至所述充電/放電開(kāi)關(guān)元件，并導(dǎo)通/切斷所述充電/放電開(kāi)關(guān)元件，并接收所 述電池的電流值，根據(jù)所述溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)部件計(jì)算充電/放電量，并調(diào)節(jié)所 述充電/放電開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)的電流電量。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組，其中所述充電/放電開(kāi)關(guān)元件以場(chǎng)效 應(yīng)晶體管FET的形式形成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組，其中所述導(dǎo)體以導(dǎo)線的形式形成。
15、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組，其中所述導(dǎo)體是形成于絕緣基板上的 印制電路圖案。
16、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組，其中所述導(dǎo)體由從銅Cu、鎳Ni及金 Au所組成的組中選擇的任意一種形成。
17、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組，其中所述導(dǎo)體使用同一種材料以均勻 的厚度和寬度沿一個(gè)方向被延伸，并且所述導(dǎo)體的電阻值隨長(zhǎng)度的增加而增力口， 并且所述導(dǎo)體的電阻值隨溫度而改變。
18、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的電池組，其中所述溫度傳感器以熱敏電阻和集 成電路型溫度傳感器之一 的形式形成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置及使用該裝置的電池組。一種電池組，更具體地說(shuō)一種能夠準(zhǔn)確測(cè)量所述電池組中充電/放電通道電路中流動(dòng)的實(shí)際電流的溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置。所述溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置包括導(dǎo)體，電流在所述導(dǎo)體中流動(dòng)；溫度傳感器，圍繞所述導(dǎo)體布置以測(cè)量所述導(dǎo)體的溫度；以及溫度補(bǔ)償電流檢測(cè)電路部件，電連接至所述導(dǎo)體的兩個(gè)位置以測(cè)量所述兩個(gè)位置之間的電壓，電連接至所述溫度傳感器以測(cè)量所述導(dǎo)體的溫度，并通過(guò)將所測(cè)得的溫度和所述電壓用作輸入信號(hào)來(lái)測(cè)量所述導(dǎo)體中流動(dòng)的電流。因此，可以利用所述溫度補(bǔ)償電流測(cè)量裝置來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算實(shí)際充電/放電電流并有效控制所述電池組的充電量。
文檔編號(hào)G01R31/36GK101398446SQ20081016710
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者沈世燮 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社