[發明專利]操作電池的荷電狀態指示器的方法、指示電路及監測電路

有效

• 申請號: 201310184912.4
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103427134A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 威廉·丹森;拉茲洛·利普賽依;法拉維斯·盧浦
• 申請（專利權）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: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及電池領域，尤其涉及一種操作電池的荷電狀態指示器的方法、電池荷電狀態的指示電路以及電池荷電狀態的監測電路。

背景技術

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

過去，只有少數高端的電池包（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。然而，許多終端用戶發現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光二極管（Light-emitting?Diode，簡稱LED）來實現。其中，點亮的LED的數量指示SOC。也就是說，每個LED與一個SOC閾值相關，如果SOC達到了該閾值，對應的LED被點亮。

現有技術中的SOC指示器有很多問題。圖1所示為現有技術中的電池包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，按鈕可能會引發一些損壞電池包的故障情況。例如，當電池包置于工具箱內，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。結果，SOC監測器和SOC指示器均開啟，從而導致從電池包流出大約為10-20毫安的持續電流。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。

現有技術中的SOC指示器還存在一個問題，即通過關斷所有的LED來指示最低的SOC，這樣會混淆用戶得知真實的SOC。圖2所示為現有技術中的SOC指示器工作于正常模式時的多個狀態的示意圖200。在圖2中，SOC指示器包括三個LED，SOC指示器可工作于狀態202、204、206或208。為便于描述，圖2中黑色的LED表示對應的LED被點亮，白色的LED表示對應的LED被熄滅。在狀態202中，當電池包的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204中，當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206中，當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208中，當達到最低的SOC時，例如，SOC低于第三閾值T3，所有的LED熄滅。然而，當所有的LED熄滅時，用戶可能會產生困惑。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，用戶不能確定是發生以上的問題，還是電池包具有最低的SOC。

現有技術中的SOC指示器還有一個問題，即當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部的變化而受到較大的噪聲調制，從而使得比較器不穩定地交替輸出邏輯“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，現有技術中的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。

發明內容

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

為解決上述技術問題，本發明提供了一種操作電池包的荷電狀態指示器的方法，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，所述荷電狀態指示器消耗第一數量的電力；及