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TW201407179A - 電子裝置及其偵測電池變形的方法 - Google Patents

電子裝置及其偵測電池變形的方法 Download PDF

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TW201407179A
TW201407179A TW102125954A TW102125954A TW201407179A TW 201407179 A TW201407179 A TW 201407179A TW 102125954 A TW102125954 A TW 102125954A TW 102125954 A TW102125954 A TW 102125954A TW 201407179 A TW201407179 A TW 201407179A
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藍啓銘
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仁寶電腦工業股份有限公司
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Abstract

一種電子裝置及其偵測電池變形的方法在此揭露，其中電子裝置包括電池模組、形變偵測模組與系統。電池模組的內部具有至少一電池。形變偵測模組，裝設在電池模組內，用以偵測電池發生的變形，據以產生一訊號。系統，用以直接接收由形變偵測模組所傳來的訊號，並判斷訊號是否大於一第一設定值或小於一第二設定值，俾當訊號大於第一設定值或小於第二設定值時，啟動一保護機制以避免電池持續發生形變。

Description

電子裝置及其偵測電池變形的方法
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種偵測電池變形的電子裝置及方法。
近年來由於科技發達、電子產品不斷推陳出新，例如：筆記型電腦、智慧型手機、平板電腦…等。就發展趨勢而言，電子產品常具有可充電電池，舉例來說，一般的手機，筆記型電腦皆配備電池。
長期使用的電池，電池的本體因為內部氣體或是化學作用所產生的壓力膨脹，而膨脹的電池具有一定的危險性。為了測出電池是否膨脹，美國專利(US 7,826,189)採用長條導體環繞電池模組的殼體100的外表面，且長條導體的兩端所交疊的長度為Lo(如第1圖所示)，當電池膨脹時，最造成長條導體的兩端平移，因此交疊的長度Lo會縮減，藉此得知電池膨脹。
然而，當電池模組溫度升高時，也會影響長度Lo；殼體100的材料老化，也會影響長度Lo。由此可見，上述 現有的技術，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此，如何能有效地偵測電池變形，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域極需改進的目標。
本發明之一態樣是在提供偵測電池變形的電子裝置及方法，以解決先前技術的問題。
根據本發明一實施例，一種電子裝置包括電池模組、形變偵測模組與系統。電池模組的內部具有至少一電池。形變偵測模組，裝設在電池模組內，用以偵測電池發生的變形，據以產生一訊號。系統，用以直接接收由形變偵測模組所傳來的訊號，並判斷訊號是否大於一第一設定值或小於一第二設定值，俾當訊號大於第一設定值或小於第二設定值時，啟動一保護機制以避免電池持續發生形變。
形變偵測模組包括電阻器與應變計。電阻器連接一系統電壓源，應變計與電阻器串接，在電池發生變形時，應變計的電阻值增加，系統直接接收應變計上的電壓以作為訊號，並判斷電壓是否大於第一設定值。
或者，形變偵測模組包括電阻器與壓力感測器。電阻器連接一系統電壓源，壓力感測器與電阻器串接，電池發生變形時所產生的壓力，會使壓力感測器的電阻值降低，系統直接接收壓力感測器上的電壓以作為訊號，並判 斷電壓是否小於第二設定值。
形變偵測模組位於電池模組的外殼的內表面，或位於電池模組內之電池的電芯的殼體的表面。
系統包括充電器與內嵌控制器，充電器連接電池模組。在啟動保護機制時，內嵌控制器用以命令充電器停止對電池模組進行充電；或者，在啟動保護機制時，內嵌控制器用以閂鎖充電器，藉以停止對電池模組進行充電。
形變偵測模組連接獨立的電池，其中獨立的電池不連接系統。
系統包含內嵌控制器，且內嵌控制器用來接收並判斷訊號後，利用判斷結果啟動該保護機制。
根據本發明另一實施例，一種偵測電池變形的方法，適用於一電子裝置，電子裝置的電池模組的內部具有電池，方法包含下列步驟：(a)利用一系統直接接收由一形變偵測模組所傳來的訊號，其中形變偵測模組裝設在電池模組內用以偵測電池發生的變形，進而由系統判斷訊號是否大於一第一設定值或小於一第二設定值；(b)當訊號大於第一設定值或小於第二設定值時，利用系統啟動一保護機制以避免電池持續發生形變。
形變偵測模組包括一電阻器與一應變計，電阻器連接一系統電壓源，應變計與電阻器串接，步驟(a)包括：在電池發生變形時，應變計的電阻值增加，利用系統直接接收應變計上的電壓以作為訊號，並判斷電壓是否大於第一設定值。
或者，形變偵測模組包括一電阻器與一壓力感測器，電阻器連接一系統電壓源，壓力感測器與電阻器串接，步驟(a)包括：電池發生變形時所產生的壓力，會使壓力感測器的電阻值降低，利用系統直接接收壓力感測器上的電壓以作為訊號，並判斷電壓是否小於第二設定值。
系統包括一充電器，充電器連接電池模組，步驟(b)包括：在啟動保護機制時，命令充電器停止對電池模組進行充電；或者，在啟動保護機制時，閂鎖充電器，藉以停止對電池模組進行充電。
根據本發明又一實施例，一種電子裝置包括電池模組、形變偵測模組與系統。電池模組包括一外殼與至少一電池，電池設置在外殼中；形變偵測模組裝設在電池模組內，形變偵測模組包括一第一導體與一第二導體，第一導體固定在外殼的內表面，第二導體固定在電池上且面對第一導體，俾當電池發生變形時，使第一、第二導體彼此接觸。當第一、第二導體彼此接觸時，系統用以啟動一保護機制以避免電池持續發生形變。
第一導體為一金屬片且第二導體為一導電接點，或者第導體為導電接點且第二導體為金屬片。
系統包括充電器與內嵌控制器，充電器連接電池模組。在啟動保護機制時，內嵌控制器用以命令充電器停止對電池模組進行充電；或者，在啟動保護機制時，內嵌控制器用以閂鎖充電器，藉以停止對電池模組進行充電。
根據本發明再一實施例，一種偵測電池變形的方 法，適用於一電子裝置，電子裝置包括一外殼、至少一電池一第一導體與一第二導體，電池設置在外殼中，第一導體固定在外殼的內表面，第二導體固定在電池上且面對第一導體，方法包含：(a)利用一形變偵測模組去偵測電池發生的變形，形變偵測模組包括一第一導體與一第二導體，第一導體固定在外殼的內表面，第二導體固定在電池上且面對第一導體，俾當電池發生變形時，使第一、第二導體彼此接觸；(b)當第一、第二導體彼此接觸時，利用一系統去啟動一保護機制以避免電池持續發生形變。
第一導體為一金屬片且第二導體為一導電接點，或者第導體為導電接點且第二導體為金屬片。
系統包括一充電器，充電器連接電池模組，步驟(b)包括：在啟動保護機制時，命令充電器停止對電池模組進行充電；或者，在啟動保護機制時，閂鎖充電器，藉以停止對電池模組進行充電。
系統包含內嵌控制器且內嵌控制器用來接收並判斷由形變偵測模組發出的訊號後，利用判斷結果啟動保護機制。
綜上所述，本發明之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點：1.有效地偵測電池是否變形；以及2.保護機制可避免電池持續發生形變。
以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。
100‧‧‧殼體
200、500‧‧‧電子裝置
210、510‧‧‧電池模組
212、512‧‧‧電池
220‧‧‧形變偵測模組
222‧‧‧電阻器
225‧‧‧電阻變化元件
227、527‧‧‧系統電源
230、530‧‧‧系統
232、532‧‧‧充電器
235、535‧‧‧內嵌控制器
310‧‧‧外殼
320‧‧‧殼體
400、700‧‧‧方法
410~430、710~730‧‧‧步驟
511‧‧‧外殼
521‧‧‧第一導體
522‧‧‧第二導體
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是先前技術的電池模組的局部示意圖；第2圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置的等效示意圖；第3A圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置的剖面示意圖；第3B圖是依照本發明另一實施例之一種電子裝置的剖面示意圖；第4圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置的操作方法的流程圖；第5圖是依照本發明又一實施例之一種電子裝置的剖面示意圖；第6圖是依照本發明又一實施例之一種電子裝置的等效示意圖；以及第7圖是依照本發明一實施例之一種偵測電池變形的方法的流程圖。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。
第2圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置200的等效示意圖。電子裝置200包括電池模組210、形變偵測模組220與系統230。在架構上，電池模組210的內部具有至少一電池212。於使用時，形變偵測模組220用以偵測電池212發生的變形，據以產生一訊號。系統230用以直接接收由形變偵測模組220所傳來的訊號，並判斷訊號是否大於一第一設定值或小於一第二設定值，俾當訊號大於第一設定值或小於第二設定值時，啟動一保護機制以避免電池212持續發生形變而危害電子裝置。在本發明之一實施例中，形變偵測模組220可以連接至系統的內嵌控制器中以利用內嵌控制去判斷形變偵測模組所傳來的訊號。
形變偵測模組220包括電阻器222與電阻變化元件225。在架構上，電阻器222連接系統電源227以使系統電源227對形變偵測模組進行供電，電阻變化元件225與電阻器222串接。於一實施例中，電阻變化元件225為應變計(strain gauge)，在電池212發生變形時，應變計的電阻值增加，系統230直接接收應變計上的電壓以作為訊號，並判斷應變計上的電壓是否大於第一設定值。舉例來說，若系統電源227的電壓為3.3V且電阻器222為1kΩ，則第一設定值可為2V。隨著產品設計之不同，形變偵測模組也 可以利用獨立的電池進行供電而不需要連結至系統電源。
或者，於另一實施例中，電阻變化元件225為壓力感測器(pressure sensor)。電池212發生變形時所產生的壓力，會使壓力感測器的電阻值降低，系統230直接接收壓力感測器上的電壓以作為訊號，並判斷壓力感測器上電壓是否小於第二設定值。舉例來說，若系統電源227的電壓為3.3V且電阻器222為1kΩ，則第一設定值可為1V。
於一實施例中，上述保護機制為系統230會停止對電池模組210進行充電。如第2圖所示，系統230包括充電器232與內嵌控制器235。在架構上，充電器232連接電池模組210。內嵌控制器235用來接收並判斷由形變偵測模組220發出的訊號後，利用判斷結果啟動保護機制。在啟動保護機制時，內嵌控制器235用以命令充電器232停止對電池模組210進行充電，藉以避免電池212持續發生形變而危害電子裝置。當系統230由形變偵測模組220所傳來的訊號中判斷電池模組210恢復正常時，則系統230內之內嵌控制器235將命令充電器232重新對電池模組210進行供電。
或者，在啟動保護機制時，內嵌控制器用以閂鎖(Latch)充電器232，藉以停止對電池模組210進行充電，避免電池212持續發生形變。當使用者想要打開充電器232時，使用者必須將電池模組重新插拔以使電池模組210與系統230之間重新連接才能打開充電器232。
第3A圖是依照本發明一實施例之一種電子裝置 200的剖面示意圖。如第3A圖所示，形變偵測模組220裝設在電池模組210內，具體而言，形變偵測模組220位於電池模組210的外殼310的內表面，以避免設在外表面所受的外界影響。
第3B圖是依照本發明另一實施例之一種電子裝置200的剖面示意圖。如第3B圖所示，形變偵測模組220裝設在電池模組210內，具體而言，形變偵測模組220位於電池模組210內之電池212的電芯的殼體320的表面，以避免設在外表面所受的外界影響。
第4圖是依照本發明一實施例之一種偵測電池變形的方法400的流程圖，方法400適用於如上之電子裝置200。如第4圖所示，方法400包含下列步驟410~430(應瞭解到，在本實施例中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。
於步驟410，利用一系統直接接收由一形變偵測模組所傳來的訊號，其中形變偵測模組裝設在電池模組內用以偵測電池發生的變形。於步驟420，由系統判斷訊號是否大於一第一設定值或小於一第二設定值。於步驟420，當訊號大於第一設定值或小於第二設定值時，利用系統啟動一保護機制以避免電池持續發生形變。
於一實施例中，形變偵測模組包括一電阻器與一應變計，電阻器連接一系統電壓源，應變計與電阻器串接，步驟410包括：在電池發生變形時，應變計的電阻值增加， 利用系統直接接收應變計上的電壓以作為訊號，並於步驟420判斷電壓是否大於第一設定值。
或者，於另一實施例中，形變偵測模組包括一電阻器與一壓力感測器，電阻器連接一系統電壓源，壓力感測器與電阻器串接，步驟410包括：電池發生變形時所產生的壓力會施加在壓力感測器上而使壓力感測器的電阻值降低，利用系統直接接收壓力感測器上的電壓以作為訊號，並於步驟420判斷電壓是否小於第二設定值。
系統包括一充電器，充電器連接電池模組，步驟430包括：在啟動保護機制時，命令充電器停止對電池模組進行充電，藉以避免電池持續發生形變。或者，步驟430包括：在啟動保護機制時，閂鎖充電器，藉以停止對電池模組進行充電，避免電池持續發生形變。當使用者想要打開充電器時，使用者必須將電池模組與系統之間重新連接才能打開充電器且系統繼續利用形變偵測模組所發出的訊號判斷電池模組是否發生形變。
第5圖是依照本發明又一實施例之一種電子裝置500的剖面示意圖。電子裝置500包括電池模組510、形變偵測模組520。電池模組510包括外殼511與電池512，電池512設置在外殼511中；形變偵測模組520裝設在電池模組510內，形變偵測模組520包括第一導體521與第二導體522，第一導體521固定在外殼511的內表面，第二導體522固定在電池512上且面對第一導體511，俾當電池512發生變形時，使第一導體521、第二導體522彼此接觸。
於第5圖中，第一導體521為一金屬片且第二導體522為一導電接點，然此不限制本發明，實務上，金屬片與導電接點的位置可以互換，亦即第一導體可為導電接點且第二導體可為金屬片。於一實施例中，形變偵測模組520連接獨立的電池512，其中獨立的電池512不連接上述之系統。
第6圖是依照本發明又一實施例之一種電子裝置500的等效示意圖。電子裝置500包括系統530，當第一導體521、第二導體522彼此接觸時，系統530用以啟動一保護機制以避免電池512持續發生形變。於第6圖中，系統電源527連接第一導體521，系統530連接第二導體522，系統530藉由電壓輸入與否來判斷第一導體521、第二導體522是否接觸。或者，系統電壓源可連接第二導體，且系統連接第一導體，熟習此項技藝者當世當時需要彈性選擇之。
於一實施例中，上述保護機制為系統530會停止對電池模組510進行充電。如第1圖所示，系統530包括充電器532與內嵌控制器535。在架構上，充電器532連接電池模組510。內嵌控制器535用來接收並判斷由形變偵測模組520發出的訊號後，利用判斷結果啟動保護機制。在啟動保護機制時，內嵌控制器535用以命令充電器532停止對電池模組510進行充電，藉以避免電池512持續發生形變。
或者，在啟動保護機制時，內嵌控制器535用以閂鎖(Latch)充電器532，藉以停止對電池模組510進行充 電，避免電池512持續發生形變。當使用者想要打開充電器232時，使用者必須將電池模組510與系統530之間重新連接才能打開充電器532。
第7圖是依照本發明一實施例之一種偵測電池變形的方法700的流程圖，方法700適用於如上之電子裝置500。如第7圖所示，方法700包含下列步驟710~730(應瞭解到，在本實施例中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。
於步驟710，利用一形變偵測模組去偵測電池發生的變形，形變偵測模組包括一第一導體與一第二導體，第一導體固定在外殼的內表面，第二導體固定在電池上且面對第一導體，俾當電池發生變形時，使第一、第二導體彼此接觸。於步驟720，判斷第一、第二導體是否接觸。於步驟730，當第一、第二導體彼此接觸時，利用一系統去啟動一保護機制以避免電池持續發生形變。
系統包括一充電器，充電器連接電池模組，步驟730包括：在啟動保護機制時，命令充電器停止對電池模組進行充電，藉以避免電池持續發生形變。或者，步驟730包括：在啟動保護機制時，閂鎖充電器，藉以停止對電池模組進行充電，避免電池持續發生形變。當使用者想要打開充電器時，使用者必須將電池模組與系統之間重新連接才能打開充電器。
綜上所述，本發明可有效地偵測電池是否變形，當 電池變形時，藉由保護機制可避免電池持續發生形變。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧電子裝置
210‧‧‧電池模組
212‧‧‧電池
220‧‧‧形變偵測模組
222‧‧‧電阻器
225‧‧‧電阻變化元件
227‧‧‧系統電源
230‧‧‧系統
232‧‧‧充電器
235‧‧‧內嵌控制器

Claims (14)

  1. 一種電子裝置，包括：一電池模組，其內部具有至少一電池；一形變偵測模組，裝設在電池模組內，用以偵測該電池發生的變形，據以產生一訊號；一系統，用以直接接收由該形變偵測模組所傳來的該訊號，並判斷該訊號是否大於一第一設定值或小於一第二設定值，俾當該訊號大於該第一設定值或小於該第二設定值時，啟動一保護機制以避免該電池持續發生形變。
  2. 如請求項1所述之電子裝置，其中該形變偵測模組包括：一電阻器，連接一系統電壓源；以及一應變計(strain gauge)，與該電阻器串接，其中在該電池發生變形時，該應變計的電阻值增加，該系統直接接收該應變計上的電壓以作為該訊號，並判斷該電壓是否大於該第一設定值。
  3. 如請求項1所述之電子裝置，其中該形變偵測模組包括：一電阻器，連接一系統電壓源；以及一壓力感測器(pressure sensor)，與該電阻器串接，其中該電池發生變形時所產生的壓力，會使該壓力感測器的電阻值降低，該系統直接接收該壓力感測器上的電壓以作為該訊號，並判斷該電壓是否小於該第二設定值。
  4. 如請求項1所述之電子裝置，其中該形變偵測模組位於該電池模組的外殼的內表面，或位於電池模組內之該電池的電芯的殼體的表面。
  5. 如請求項1所述之電子裝置，其中該系統包括：一充電器，連接該電池模組；以及一內嵌控制器，用以在啟動該保護機制時，命令該充電器停止對該電池模組進行充電。
  6. 如請求項1所述之電子裝置，其中該系統包括：一充電器，連接該電池模組；以及一內嵌控制器，用以在啟動該保護機制時，閂鎖(Latch)該充電器，藉以停止對該電池模組進行充電。
  7. 如請求項1所述之電子裝置，其中該形變偵測模組連接一獨立的電池，其中該獨立的電池不連接該系統。
  8. 如請求項1所述之電子裝置，其中該系統包含一內嵌控制器且該內嵌控制器用來接收並判斷該訊號後，利用一判斷結果啟動該保護機制。
  9. 一種偵測電池變形的方法，適用於一電子裝置，該電子裝置的電池模組的內部具有該電池，該方法包含：(a)利用一系統直接接收由一形變偵測模組所傳來的訊號，其中該形變偵測模組裝設在電池模組內用以偵測電池 發生的變形，進而由該系統判斷訊號是否大於一第一設定值或小於一第二設定值；以及(b)當該訊號大於第一設定值或小於第二設定值時，利用該系統啟動一保護機制以避免電池持續發生形變。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該形變偵測模組包括一電阻器與一應變計，該電阻器連接一系統電壓源，該應變計與該電阻器串接，步驟(a)包括：在該電池發生變形時，該應變計的電阻值增加，利用該系統直接接收該應變計上的電壓以作為該訊號，並判斷該電壓是否大於該第一設定值。
  11. 如請求項9所述之方法，其中該形變偵測模組包括一電阻器與一壓力感測器，該電阻器連接一系統電壓源，該壓力感測器與該電阻器串接，步驟(a)包括：該電池發生變形時所產生的壓力，會使該壓力感測器的電阻值降低，利用該系統直接接收該壓力感測器上的電壓以作為該訊號，並判斷該電壓是否小於該第二設定值。
  12. 如請求項9所述之方法，其中該系統包括一充電器，該充電器連接該電池模組，步驟(b)包括：在啟動該保護機制時，命令該充電器停止對該電池模組進行充電。
  13. 如請求項9所述之方法，其中該系統包括一充電器，該充電器連接該電池模組，步驟(b)包括： 在啟動該保護機制時，閂鎖該充電器，藉以停止對該電池模組進行充電。
  14. 如請求項9所述之方法，其中該系統包含一內嵌控制器且該內嵌控制器用來接收並判斷由該形變偵測模組發出的該訊號後，利用一判斷結果啟動該保護機制。
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