[發(fā)明專利]操作電池的荷電狀態(tài)指示器的方法、指示電路及監(jiān)測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310184912.4
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103427134A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 威廉·丹森;拉茲洛·利普賽依;法拉維斯·盧浦
• 申請（專利權(quán)）人: 凹凸電子(武漢)有限公司
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48;H01M10/42;G01R31/36
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種操作電池的荷電狀態(tài)指示器的方法、電池荷電狀態(tài)的指示電路以及電池荷電狀態(tài)的監(jiān)測電路。

背景技術(shù)

荷電狀態(tài)（State?of?Charge，簡稱SOC）是電池中當(dāng)前存儲的能量與其完全充電狀態(tài)的能量的比值的度量。例如，半滿狀態(tài)的電池可描述為具有50%的SOC。

過去，只有少數(shù)高端的電池包（例如，用于電源工具的電池包）才具有SOC指示器。很多中低端的電源工具的電池包沒有SOC指示器。具有SOC指示器的電池包通過分立元件來實現(xiàn)。然而，許多終端用戶發(fā)現(xiàn)在開始一個項目前知道電池的SOC極其重要。例如，在爬上樓梯到屋頂工作前，能提前知道電源工具的電池包中還有多少電力很有益處。

SOC指示器通常采用多個發(fā)光二極管（Light-emitting?Diode，簡稱LED）來實現(xiàn)。其中，點亮的LED的數(shù)量指示SOC。也就是說，每個LED與一個SOC閾值相關(guān)，如果SOC達到了該閾值，對應(yīng)的LED被點亮。

現(xiàn)有技術(shù)中的SOC指示器有很多問題。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的電池包SOC指示器工作的功耗模式的示意圖100，通常有一個按鈕用于激活SOC監(jiān)測電路和SOC指示器，以使其工作一固定的時間段。如圖1所示，SOC指示器包括待機模式和正常模式。當(dāng)按鈕被松開時，SOC指示器工作于待機模式，此時SOC指示器消耗非常低的電流，以等待按鈕被按下。當(dāng)按鈕被按下時，SOC指示器工作于正常模式，此時SOC指示器顯示電池包的SOC。

然而，按鈕可能會引發(fā)一些損壞電池包的故障情況。例如，當(dāng)電池包置于工具箱內(nèi)，按鈕被工具箱中的其他物件碰到時，可能會不小心被按下并長期保持按下的狀態(tài)。結(jié)果，SOC監(jiān)測器和SOC指示器均開啟，從而導(dǎo)致從電池包流出大約為10-20毫安的持續(xù)電流。通常，一個完全充電的鋰離子電池存儲1500毫安.時的電能。如果電池包被使用一整天，可能只剩下500毫安.時的電能。假設(shè)漏電流為20毫安，只需一天多的時間即可耗盡剩下的所有電能。如果長時間不使用，例如經(jīng)過一個很長的假期或是幾次使用之間間隔好幾周，電池包被完全放電。完全放電將損害電池包并縮短其使用壽命。

現(xiàn)有技術(shù)中的SOC指示器還存在一個問題，即通過關(guān)斷所有的LED來指示最低的SOC，這樣會混淆用戶得知真實的SOC。圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中的SOC指示器工作于正常模式時的多個狀態(tài)的示意圖200。在圖2中，SOC指示器包括三個LED，SOC指示器可工作于狀態(tài)202、204、206或208。為便于描述，圖2中黑色的LED表示對應(yīng)的LED被點亮，白色的LED表示對應(yīng)的LED被熄滅。在狀態(tài)202中，當(dāng)電池包的SOC大于第一閾值T1時（例如，電池包完全充電時），SOC指示器通過點亮所有的LED來顯示SOC。隨著電池包被使用，SOC逐漸降低，LED依次熄滅。例如，在狀態(tài)204中，當(dāng)SOC高于第二閾值T2但低于第一閾值T1時，兩盞LED保持點亮，一盞LED熄滅。在狀態(tài)206中，當(dāng)SOC高于第三閾值T3但低于第二閾值T2時，一盞LED保持點亮，兩盞LED熄滅。在狀態(tài)208中，當(dāng)達到最低的SOC時，例如，SOC低于第三閾值T3，所有的LED熄滅。然而，當(dāng)所有的LED熄滅時，用戶可能會產(chǎn)生困惑。例如，LED可能因為以下其他原因全部熄滅：LED損壞，按鈕損壞，或是電池包損壞。因此，用戶不能確定是發(fā)生以上的問題，還是電池包具有最低的SOC。

現(xiàn)有技術(shù)中的SOC指示器還有一個問題，即當(dāng)SOC靠近閾值（例如，T1、T2和T3）時，由于電噪聲或其他原因，LED會隨著SOC的變化而閃變。例如，如果輸入比較器的電池電壓和參考閾值電壓非常接近，電池電壓由于負載變化或電池內(nèi)部的變化而受到較大的噪聲調(diào)制，從而使得比較器不穩(wěn)定地交替輸出邏輯“1”和邏輯“0”。隨著比較器的輸出在“1”和“0”之間來回變化，LED閃變。這不能就真實的SOC提供清晰的指示，從而困惑用戶。

概括而言，現(xiàn)有技術(shù)中的SOC指示器易受到誤操作的影響，從而消耗電池的電能，并且不能夠提供SOC的清晰指示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種操作電池的荷電狀態(tài)指示器的方法、指示電池荷電狀態(tài)的設(shè)備以及電池荷電狀態(tài)的監(jiān)測電路，可降低誤操作的影響，并提供清晰的電池電荷指示。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種操作電池包的荷電狀態(tài)指示器的方法，所述方法包括：

如果開啟裝置被激活，荷電狀態(tài)指示器的操作從第一模式切換至第二模式，在所述第二模式下，所述荷電狀態(tài)指示器消耗第一數(shù)量的電力；及