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TW201803194A - 電池裝置及其外力檢測方法 - Google Patents

電池裝置及其外力檢測方法 Download PDF

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TW201803194A
TW201803194A TW105122049A TW105122049A TW201803194A TW 201803194 A TW201803194 A TW 201803194A TW 105122049 A TW105122049 A TW 105122049A TW 105122049 A TW105122049 A TW 105122049A TW 201803194 A TW201803194 A TW 201803194A
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pressure sensing
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battery
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TW105122049A
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TWI605629B (zh
Inventor
楊志坤
蘇彥銘
蕭志偉
張國賢
李御民
Original Assignee
太普電子(常熟)有限公司
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Application filed by 太普電子(常熟)有限公司 filed Critical 太普電子(常熟)有限公司
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Publication of TW201803194A publication Critical patent/TW201803194A/zh

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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

一種電池裝置,包括一電池芯與一殼體。殼體用以包覆或覆蓋電池芯。電池裝置更包括一壓力感測部,設置於一電池芯與一殼體之間。其中,當殼體受到一外力碰撞時,壓力感測部接受到外力,且外力大於一壓力門檻值,處於一第一狀態的壓力感測部將轉變為可被紀錄的一第二狀態,第二狀態不同於第一狀態。

Description

電池裝置及其外力檢測方法
本發明係為一種電池裝置及其外力檢測方法,特別是關於一種偵測電池受到外力狀況的電池裝置及其外力檢測方法。
隨著如筆記型電腦、行動電話、視訊攝影機、數位相機等可攜式電子設備之使用需求日益增加,具有高能量密度且可作為可攜式電子設備之電源之二次電池之需求亦水漲船高。此外,電動車所需之二次電池亦日益提高。其中,二次電池等電池裝置例如為鋰離子電池。
然而,在以往的電池裝置之驗證過程中,電池裝置往往受到異常之外力碰撞、擠壓時,後端維修人員只能依據電池裝置之外觀上的痕跡,以判斷電池裝置是否受到異常外力;或是後端維修人員往往需將電池裝置等產品進行拆解後,並依電池裝置之失效功能,以進行特定部位、零件或電路等檢查。尤其是,在電池裝置發生異常當下,即有可能會造成使用人員或維修人員的生命之威脅,藉此造成使用上的不方便以及危害生命安全。
本發明在於提供一種電池裝置及其外力檢測方法,透過壓力感測部以偵測出電池裝置受到異常之外力碰撞、擠壓或摔落,藉此以達成保護電池裝置及分析電池裝置歷程之目的。
本發明提出一種電池裝置,包括一電池芯與一殼體。殼體用以包覆或覆蓋電池芯。電池裝置更包括一壓力感測部,設置於一 電池芯與一殼體之間。其中,當殼體受到一外力碰撞時,壓力感測部接受到外力,且外力大於一壓力門檻值,處於一第一狀態的壓力感測部將轉變為可被紀錄的一第二狀態,第二狀態不同於第一狀態。
本發明提出一種電池裝置的外力檢測方法,適用於一電池裝置,電池裝置一電池芯與一殼體,殼體用以包覆或覆蓋電池芯,外力檢測方法包括:設置一壓力感測部於一電池芯與一殼體之間;當殼體受到一外力碰撞時,壓力感測部接受到外力,且外力大於一壓力門檻值,處於一第一狀態的壓力感測部將轉變為可被紀錄的一第二狀態,第二狀態不同於第一狀態。
本發明之電池裝置透過壓力感測部以感測電池裝置所受到的外力大小。其中,於外力大於壓力門檻值時,電池裝置可透過壓力感測部以被分析出導致產品受到碰撞、擠壓或衝擊等因素,藉此保護電池裝置與紀錄歷程。如此一來,本發明確實提升電池裝置的安全性,以及記錄電池裝置受到外力碰撞、撞擊或自高處摔落而產生故障、毀損或不良的情形。
以上之概述與接下來的實施例,皆是為了進一步說明本發明之技術手段與功能,然所敘述之實施例與圖式僅提供參考說明用,並非用來對本發明加以限制者。
1、1a‧‧‧電池裝置
10‧‧‧電池芯
12、12a、12b、12c‧‧‧壓力感測部
120‧‧‧色彩形成層
122‧‧‧色彩上色層
B1‧‧‧第一基底層
B2‧‧‧第二基底層
BL‧‧‧基底層
14‧‧‧殼體
S1‧‧‧第一殼體
S2‧‧‧第二殼體
16‧‧‧電池管理單元
160‧‧‧處理單元
162‧‧‧保護單元
164‧‧‧開關單元
R1‧‧‧壓力感測電阻、壓力感測薄膜
R2‧‧‧分壓電阻
PS‧‧‧電壓源
SW1‧‧‧放電開關
SW2‧‧‧充電開關
FS‧‧‧第一端
SS‧‧‧第二端
F‧‧‧外力
FA‧‧‧受力區
Ob‧‧‧物體
S801~S809‧‧‧流程步驟
圖1為本發明一實施例之電池裝置之立體示意圖。
圖2為本發明另一實施例之壓力感測部之剖面示意圖。
圖2A為本發明另一實施例之壓力感測部之剖面示意圖。
圖3為本發明另一實施例之電池裝置之立體示意圖。
圖3A為本發明另一實施例之電池裝置之剖面示意圖。
圖4為本發明另一實施例之電池芯、壓力感測部及電池管理單元之功能方塊示意圖。
圖5為本發明另一實施例之多種壓力感測部之外力-壓力感測電阻之波形示意圖。
圖6為本發明另一實施例之壓力感測部對多種分壓電阻之外力-分壓之波形示意圖。
圖7為本發明另一實施例之壓力感測部及電池管理單元之示意圖。
圖8為本發明另一實施例之電池裝置的外力檢測方法之流程圖。
圖1為本發明一實施例之電池裝置之立體示意圖。請參閱圖1。一種電池裝置1,包括一電池芯10、一壓力感測部12及一殼體14。其中,壓力感測部12位於電池芯10與殼體14之間。壓力感測部12用以包覆或覆蓋電池芯10。殼體14用以包覆或覆蓋壓力感測部12。在實務上,電池芯10例如為鋰電池、Polymide(聚亞醯胺)電池、充電電池或其他電池。電池芯10為一帶電罐體,為了避免帶電罐體與其他導電物體接觸而導致電池芯10的短路,通常會在帶電罐體外包覆一絕緣膜或絕緣層的殼體14。
本發明之壓力感測部12設置於電池芯10與殼體14之間,於電池裝置1受外力碰撞而造成殼體14變形或損傷,致使壓力感測部12感測到外力大於一壓力門檻值,壓力感測部12將自一第一狀態轉換為一第二狀態。也就是說,使用者可透過壓力感測部12而辨識出電池裝置1是否受到外力碰撞、衝擊或毀損。
為了方便說明,本實施例之電池裝置1係以3號電池或AA電池來說明。在其他實施例中,電池裝置1亦可為其他號電池、行動電源、PDA、智慧型手機、路況導航機或其他裝置。壓力感測部12例如為壓力感測膜、壓力感測薄膜或壓力感測層。而殼體14例如為透明、可透視或其他材質的殼體。因此,於電池裝置1受到外力碰撞,而致使壓力感測部12感測到外力大於一壓力門檻 值,壓力感測部12將自一第一狀態轉換為一第二狀態。
此外,壓力感測部12例如透過物理性結構、化學性結構、壓阻式應變感測器或電路來實現的壓力感測薄膜。其中,於壓力感測部12受到外力,且外力大於壓力門檻值時,例如壓力感測部12具有物理性結構,則第一狀態及第二狀態分別為第一物理現象及一第二物理現象。因此,使用者可區別出第一物理現象及第二物理現象之間的差異。例如,第一狀態為全部電池表面均呈現白色。而第二狀態為受力區之電池表面呈現微紅色,其餘表面區域仍為白色。
又例如,壓力感測部12具有化學性結構,第一狀態及第二狀態分別為一第一化學現象及一第二化學現象。因此,使用者可區別出第一化學現象及第二化學現象之間的差異。例如,第一狀態為全部電池表面均呈現為液態,而第二狀態為受力區之電池表面呈現結晶或固態,其餘區域仍為液態。也就是說,第一化學現象係指壓力感測部12為一過飽和溶液薄膜。而第二化學現象係指局部或全部的過飽和溶液薄膜與晶種接觸,由液化變固化凝結完全結晶之現象。
又例如,壓力感測部12具有壓阻式應變感測器的壓力感測薄膜,第一狀態及第二狀態分別為壓力感測部12產生一第一及一第二分壓訊號。因此,電池裝置1中的電池管理單元(未繪示)可區別出第一及第二分壓訊號。例如,第二分壓訊號大於第一分壓訊號,藉此電池裝置1區別出受到外力碰撞並啟動保護機制。本實施例不限制壓力感測部12、第一狀態及第二狀態等的態樣或運作態樣。
接下來,進一步說明壓力感測部12或電池裝置1等的細部構造及運作。
圖2為本發明另一實施例之壓力感測部之剖面示意圖。請參閱圖1。壓力感測部12包括一第一基底層B1、一色彩形成層120、 一色彩上色層122及一第二基底層B2。在實務上,色彩形成層120連接第一基底層B1及色彩上色層122。色彩上色層122連接色彩形成層120及第二基底層B2。第一及第二基底層B1、B2例如分別為聚酯基片(polyester base)。
色彩形成層120例如包括多個色球,這些色球貼附於第一基底層B1。這些色球例如為紅色、藍色、綠色、黃色或其他顏色之色球。當外力F作用於第一基底層B1的中間區域,則相對於中間區域之受力區FA的這些色球受到外力F擠壓而破損,致使色球內所包覆的染料流出。
色彩上色層122例如為白紙、白布、可吸染料的材料或其他顏色的材料。當破損的色球的染料流出時,染料將流入色彩上色層122。因此,色彩上色層122將被破損的色球的染料所汙染。所以,使用者可從電池裝置1的表面,以辨識出電池裝置1受到外力F碰撞的位置。
圖2A為本發明另一實施例之壓力感測部之剖面示意圖。請參閱圖1。其中圖2A與圖2中壓力感測部12a、12的二者結構相似,而以下將對二者所包括的相同元件以相同標號表示。壓力感測部12a、12二者的差異在於:壓力感測部12a包括一色彩形成層120、一色彩上色層122及一基底層BL。
在實務上,色彩上色層122連接色彩形成層120及基底層BL。其中,若一物體Ob碰撞到色彩形成層120時,例如色彩形成層120之中間區域受到外力F的作用。因此,受力區FA的這些色球破損,而使這些色球內所包覆的染料流出。染料將流入色彩上色層122,並對色彩上色層122進行染色作業。所以,使用者可清楚地辨識電池裝置1受到外力F作用的位置。其中,使用者可根據使用需求,來設計這些色球受外力破損的壓力門檻值。其餘均相同,在此不予贅述。
圖3為本發明另一實施例之電池裝置之立體示意圖。圖3A為本發明另一實施例之電池裝置之剖面示意圖。請參閱圖3及圖3A。本實施例之電池裝置1a係以行動電源來說明。電池裝置1a包括一第一殼體S1(或稱上殼體)、一第二殼體S2(或稱下殼體)、一電池芯10、一壓力感測部12b及一電池管理單元16。其中,壓力感測部12b係以一壓電薄膜感測器、一壓阻式應變感測器或一壓力感測薄膜來說明。因此,壓電薄膜感測器、壓阻式應變感測器或壓力感測薄膜根據殼體14所受到的外力大小,以輸出不同電壓大小之分壓訊號給電池管理單元16。
在實務上,第一殼體S1及第二殼體S2將組成一具有容置空間的殼體14。電池芯10、壓力感測部12b及電池管理單元16設置於第一殼體S1及第二殼體S2所構成的容置空間內。因此,當殼體14受到外力碰撞時,外力將傳遞至壓力感測部12b,而壓力感測部12b將產生一分壓訊號給電池管理單元16。其中,壓力感測部12b亦可記錄壓力感測位置(及受力區),亦即分壓訊號包括受力位置等資訊。
接著,電池管理單元16用以管理電池芯10的充放電作業。電池管理單元16例如透過印刷電路板(PCB)或PCBA(Printed Circuit Board +Assembly)來實現。電池管理單元16根據分壓訊號以判斷外力是否大於壓力門檻值。當外力大於壓力門檻值時,電池管理單元16將切斷連接電池芯10的迴路,致使電池裝置1的電池芯10停止供電給外接設備;或是使市電或外接設備停止供電給電池裝置1的電池芯10。本實施例不限制電池管理單元16的態樣。
圖4為本發明另一實施例之電池芯、壓力感測部及電池管理單元之功能方塊示意圖。請參閱圖4。壓力感測部12b例如為壓力感測薄膜,並具有一壓力感測電阻R1。壓力感測薄膜電性連接電 池管理單元16。其中,壓力感測電阻R1值根據外力的大小而有不同的阻抗值。
另外,電池管理單元16包括一分壓電阻R2、一電壓源PS、一處理單元160、一開關單元164及一保護單元162。在實務上,壓力感測電阻R1串接電壓源PS及分壓電阻R2,以形成一分壓電路。處理單元160電性連接開關單元164、保護單元162、壓力感測電阻R1及分壓電阻R2。
其中,開關單元164包括一放電開關SW1及一充電開關SW2。放電開關SW1及充電開關SW2例如分別透過切換開關、場效電晶體、雙極性電晶體或其他半導體開關元件來實現。另外,保護單元162例如為保險絲、過充保護電路或過電流保護電路。本實施例不限制開關單元164及保護單元162的態樣。
此外,一第一端FS電性連接保護單元162。一第二端SS電性連接開關單元164。其中,第一端FS及第二端SS分別為正極端及負極端。在實務上,第一端FS及第二端SS例如用以耦接至外接設備或市電的連接埠或電性介面。
舉例來說,當電池裝置1受到外力碰撞時,壓力感測薄膜根據外力的大小而對應產生一壓力感測電阻R1。藉此壓力感測電阻R1與分壓電阻R2將對應產生一分壓訊號,並傳輸給處理單元160。其中,於處理單元160判斷出外力大於壓力門檻值時,處理單元160可截止放電開關SW1及充電開關SW2其中之一或組合,例如使放電開關SW1或充電開關SW2處於截止狀態;或是處理單元160亦可啟動保護單元162,例如燒斷保險絲。因此,電性連接電池芯10的充放電迴路將處於開迴路(open circuit),藉此保護電池芯10及外接設備。
值得一提的是,在其他實施例中,電池管理單元16更包括一紀錄單元(未繪示)及一計時單元(未繪示),分別電性連接處理單元160。計時單元用以提供一時間參數給處理單元160。當處理單元 160截止開關單元164時,紀錄單元紀錄第一狀態或第二狀態的發生時間或受力狀況。在實務上,紀錄單元例如透過快閃記憶體、儲存記憶體或其他記憶體來實現。計時單元例如透過計時器或震盪器來實現。本實施例不限制紀錄單元及計時單元的態樣。
圖5為本發明另一實施例之多種壓力感測部之外力-壓力感測電阻之波形示意圖。圖6為本發明另一實施例之壓力感測部對多種分壓電阻之外力-分壓之波形示意圖。請參閱圖5及圖6。圖5為壓力感測薄膜之外力-壓力感測電阻之波形。其中,X軸向表示為外力,Y軸向表示為壓力感測電阻值。由圖可知,外力越大,則壓力感測薄膜之壓力感測電阻值越小。反之,外力越小,則壓力感測薄膜之壓力感測電阻值越大。
值得注意的是,如圖4中的壓力感測部12之壓力感測電阻R1與電池管理單元16之分壓電阻R2的匹配關係將影響如圖6之外力-分壓的曲線波形。例如,外力-分壓的曲線波形越趨近於平坦的水平線時,使用者須使用精度越高的處理單元或MCU,以辨識分壓訊號。反之,外力-分壓的曲線波形之斜率越大時,使用者可使用一般的處理單元或MCU,以辨識分壓訊號。簡單來說,外力-分壓的曲線波形將影響到如圖4中的處理單元160或MCU的選用。
當使用者選定壓力感測薄膜,則壓力感測薄膜之壓力感測電阻隨著外力大小而變化的特性也就被固定下來。因此,如何選定與壓力感測電阻匹配的分壓電阻,以達到「使用一般的處理單元或MCU即可精準的判斷出外力大小」以及上述紀錄電池裝置1發生碰撞或時間或保護電池裝置1等功能。
接著,圖6中包括5條外力-分壓的曲線。其中,X軸向表示為外力,Y軸向表示為分壓(即圖4中的分壓訊號DS)。其中,壓力感測部12係為固定型態的壓力感測薄膜。而a、b、c、d及e 等曲線分別表示100K、47K、30K、10K及3K歐姆的分壓電阻。也就是說,本實施例係以固定分壓電阻值此參數,致使壓力感測電阻值根據外力大小而產生不同曲線的變化。
例如分壓電阻為100K歐姆時,壓力感測電阻值根據外力大小而產生的曲線變化如a曲線。又如,分壓電阻為47K歐姆時,壓力感測電阻值根據外力大小而產生的曲線變化如c曲線。同理可知,b、c、d及e等曲線。當然,這五條曲線的每一條都可做為處理單元判斷外力大小的依據。其中,本實施例透過下列方式選用分壓電阻,以達到「使用低成本、低位元的處理單元,而達到相同於高成本、高位元及高精度的處理單元」之保護功能。
其中,a、b及c等三條曲線分別為「外力200公克以下的分壓曲線為陡峭,而外力200公克以上的分壓曲線為平緩」之曲線。因此,需提高處理單元的精度,以判斷外力200公克以上的分壓。此外,d及e等二條曲線分別為「外力0至1000公克的分壓曲線呈現斜率上升」之曲線。因此,可用一般處理單元,以判斷外力0至1000公克以上的分壓。
詳細來說,處理單元及分壓電阻的選用原則如下:首先,選用處理單元的原則。在實務上,取得壓力感測薄膜之外力-壓力感測電阻曲線表,以計算外力最大與最小的區間。舉例來說,以圖4中之分壓電阻R2選用100K歐姆時,電壓源PS例如為2.5V。而處理單元160例如為10bit的處理器,具有1024點,藉此處理單元160每一點的偵測電壓為2.441mV。例如,於外力20公克時之壓力感測電阻R1為30K歐姆。於外力1000公克時之壓力感測電阻R1約為1K歐姆。因此,計算出分壓的最大值及最小值,分別為24.75mV及576.92mV。所以,以每一點的偵測電壓為2.441mV之處理單元160,其鑑別度是非常明顯的。
接著,選用分壓電阻的原則,例如為斜率(m)=△Y/△X。舉例來說,如表一,先將壓力感測薄膜以外力區間分類,例如區間一、
區間二、區間三、區間四及區間五分別為0至200公克、200至400公克、400至600公克、600至800公克以及800至1000公克。其中,這些區間分別以3K、10K、100k歐姆之斜率相對大,如表一。
步驟一,先將壓力感測薄膜以外力區間分類,並比較各區間的斜率,以取得相對大的斜率之分壓電阻,詳如表一。
Figure TW201803194AD00001
步驟二,取得相對大的斜率之分壓電阻後,再計算出平坦區的斜率,藉此取得最大斜率之分壓電阻之曲線。例如,200至1000 公克,藉此取得最大斜率之分壓電阻,10k歐姆,詳如表二。
Figure TW201803194AD00002
步驟三,將步驟一及二的選項進行交集,找出最佳的分壓電阻。因此,本實施例取得以10K歐姆作為分壓電阻時,其用一般的處理單元或MCU,即可達到良好的判斷分壓訊號與壓力門檻值的關係,並且降低處理單元或MCU的成本。此外,在其他實施例中,使用者亦可選用這些外力區間中出現頻率較多的10K歐姆之分壓電阻。當然,所屬技術領域具有通常知識者可根據本實施例之技術精神以選用處理單元、壓力感測薄膜及分壓電阻。
圖7為本發明另一實施例之壓力感測部及電池管理單元之示意圖。請參閱圖7。其中,圖7與圖2中之壓力感測部12c、12的二者結構相似。壓力感測部12c、12二者的差異在於:壓力感測部12c具有一第一面及一相對第一面的第二面。第一面包括一第一基底層B1、一色彩形成層120、一色彩上色層122及一第二基底層B2。而第二面為一壓力感測薄膜R1。
在實務上,色彩形成層120連接第一基底層B1及色彩上色層122。色彩上色層122連接色彩形成層120及第二基底層B2。第一基底層B1與殼體14相鄰。第二基底層B2與壓力感測薄膜R1相鄰。壓力感測薄膜R1具有一壓力感測電阻R1,壓力感測薄膜R1電性連接至一電池管理單元16。
也就是說,本實施例之壓力感測部12c透過兩種不同方式呈 現壓力感測的態樣。其中之一方式為以破損的色球所流出的染料,以流入色彩上色層122並對色彩上色層122進行染色作業。其中之另一方式為以壓力感測薄膜R1產生分壓訊號給電池管理單元16,藉此使電池管理單元16管制電池芯10停止充放電,或是切斷連接電池芯10的充放電迴路。簡單來說,使用者可從電池裝置1的外觀;或是從電池裝置1的充放電使用功能,以判斷出電池裝置1是否遭受到外力的碰撞。其中,外力大於壓力門檻值。
值得一提的是,在其他實施例中,壓力感測部具有一第一面及一相對第一面的第二面。第一面包括一色彩形成層120、一色彩上色層122及一基底層BL,如圖2A所繪示。而第二面為一壓力感測薄膜R1。其中,色彩上色層122連接色彩形成層120及基底層BL。色彩形成層120與殼體14相鄰。基底層BL與壓力感測薄膜R1相鄰。而壓力感測薄膜R1具有一壓力感測電阻R1,壓力感測薄膜R1電性連接至一電池管理單元16。其餘均相同,在此不予贅述。
圖8為本發明另一實施例之電池裝置的外力檢測方法之流程圖。請參閱圖8。一種電池裝置的外力檢測方法,適用於一電池裝置。電池裝置包括一電池芯與一殼體。殼體用以包覆或覆蓋電池芯。外力檢測方法包括下列步驟:
於步驟S801中,設置一壓力感測部於一電池芯與一殼體之間。接者,於步驟S803中,當殼體受到一外力碰撞時,殼體傳遞外力至壓力感測部,而使壓力感測部接受到外力。
於步驟S805中,判斷外力是否大於一壓力門檻值。若步驟S805的判斷結果為是,則進入步驟S807中,處於一第一狀態的壓力感測部將轉變為可被紀錄的一第二狀態,第二狀態不同於第一狀態。反之,若步驟S805的判斷結果為否,則進入步驟S809中,仍維持第一狀態。
在實務上,第一狀態及第二狀態分別為一第一化學現象及一第二化學現象,且第一化學現象係指壓力感測部為一過飽和溶液薄膜,而第二化學現象係指局部或全部的過飽和溶液薄膜與晶種接觸,由液化變固化凝結完全結晶之現象;或是第一狀態及第二狀態分別為一第一物理現象及一第二物理現象,且第一物理現象係指壓力感測部具有一第一顏色,而第二物理現象係指具有第一顏色的壓力感測部更包括一第二顏色;或是第一狀態係指壓力感測部輸出小於壓力門檻值的一分壓訊號給一電池管理單元,而第二狀態係指壓力感測部輸出大於壓力門檻值的分壓訊號給電池管理單元。
也就是說,外力檢測方法可透過物理性外觀、化學性外觀或電子訊號等,以呈現出電池裝置受到外力損害的位置、發生時間或是其他資訊。此外,若電池裝置受到二次或多次碰撞、摔落或重擊等,電池裝置仍可記錄二次或多次碰撞、摔落或重擊等之第二狀態。例如,紀錄單元紀錄多筆電池裝置受到碰撞、摔落或重擊等之位置、發生時間、外力大小或其他資訊。本實施例不限制外力檢測方法之步驟流程。
由此可知,本發明所解決之問題,在於電池裝置之有效生命週期中,能有效地呈現電池裝置之損傷或碰撞的部位、範圍與程度、歷程。電池裝置一但受到撞擊,若傷害到電池裝置內的電路佈局或其相關零件(IC、電容等),或傷害到電池芯本身,將可能導致電池裝置失效,甚至產生危險。因此,若能透過壓力感測部以主動偵測出上述異常現象,並啟動主動式的防護機制,將能有效的給予分析人員更詳細的分析依據。
綜上所述,本發明之電池裝置透過壓力感測部以感測電池裝置所受到的外力大小。其中,壓力感測部為包括多個到達壓力門檻值即破損的色球;或是到達壓力門檻值即由液化變固化凝結完全結晶之過飽和溶液薄膜;或是根據外力大小而變化壓力感測電 阻值之壓力感測薄膜。因此,於外力大於壓力門檻值時,電池裝置透過壓力感測部以呈現外觀上的差異或受損位置;或是電池裝置透過壓力感測部以輸出分壓訊號給處理單元,致使處理單元截止或切斷連接電池芯的充放電迴路。如此一來,電池裝置本發明確實提升電池裝置的安全性,以及記錄電池裝置受到外力碰撞、撞擊或自高處摔落而產生故障、毀損或不良的情形。
以上所述僅為本發明之實施例,其並非用以侷限本發明之專利範圍。
1‧‧‧電池裝置
10‧‧‧電池芯
12‧‧‧壓力感測部
14‧‧‧殼體

Claims (16)

  1. 一種電池裝置,包括一電池芯與一殼體,該殼體用以包覆或覆蓋該電池芯,該電池裝置包括:一壓力感測部,設置於一電池芯與一殼體之間;其中,當該殼體受到一外力碰撞時,該壓力感測部接受到該外力,且該外力大於一壓力門檻值,處於一第一狀態的該壓力感測部將轉變為一第二狀態,該第二狀態不同於該第一狀態。
  2. 如請求項1所述之電池裝置,其中該壓力感測部為一壓力感測薄膜,並具有一壓力感測電阻,該壓力感測薄膜電性連接至一電池管理單元,該電池管理單元包括一分壓電阻、一電壓源、一處理單元、一開關單元及一保護單元,該壓力感測薄膜串接該電壓源及該分壓電阻,該處理單元電性連接該開關單元、該保護單元、該壓力感測薄膜及該分壓電阻。
  3. 如請求項2所述之電池裝置,其中該電壓源、該壓力感測薄膜與該分壓電阻形成為一分壓電路,該分壓電路用以提供一分壓訊號給該處理單元,該處理單元根據該分壓訊號以判斷該外力是否大於該壓力門檻值。
  4. 如請求項3所述之電池裝置,其中該保護單元電性連接該電池芯及一第一端,該開關單元電性連接該電池芯及一第二端,而於該處理單元判斷出該外力大於該壓力門檻值時,該處理單元控制該開關單元處於截止狀態,或是控制該保護單元處於保護狀態。
  5. 如請求項3所述之電池裝置,其中該電池管理單元更包括一紀錄單元及一計時單元,分別電性連接該處理單元,該計時單元用以提供一時間參數給該處理單元,當該處理單元截止該開關單元時,該紀錄單元紀錄該第一狀態或該第二狀態的發生時間或受力狀況。
  6. 如請求項1所述之電池裝置,其中該壓力感測部包括一第一基底層、一色彩形成層、一色彩上色層及一第二基底層,該色彩形成層連接該第一基底層及該色彩上色層,該色彩上色層連接該色彩形成層及該第二基底層,該第一基底層與該殼體相鄰,該第二基底層與該電池芯相鄰。
  7. 如請求項6所述之電池裝置,其中該色彩形成層包括多個色球,該些色球貼附於該第一基底層,於該外力作用於該殼體,致使貼附於該第一基底層的該些色球其中一些受到外力擠壓而破損,致使其中一些色球內所包覆的染料流至該色彩上色層,該色彩上色層為紙材或布材。
  8. 如請求項1所述之電池裝置,其中該壓力感測部包括一色彩形成層、一色彩上色層及一基底層,該色彩上色層連接該色彩形成層及該基底層,該色彩形成層與該殼體相鄰,該基底層與該電池芯相鄰。
  9. 如請求項8所述之電池裝置,其中該色彩形成層包括多個色球,該些色球貼附於該色彩上色層,於該外力作用於該殼體,致使貼附於該色彩上色層的該些色球其中一些受到外力擠壓而破損,致使其中一些色球內所包覆的染料流至該色彩上色層,該色彩上色層為紙材或布材。
  10. 如請求項1所述之電池裝置,其中該第一狀態及該第二狀態分別為一第一化學現象及一第二化學現象,且該第一化學現象係指該壓力感測部為一過飽和溶液薄膜,該第二化學現象係指局部或全部的該過飽和溶液薄膜與晶種接觸,由液化變固化凝結完全結晶之現象。
  11. 如請求項1所述之電池裝置,其中該壓力感測部具有一第一面及一相對該第一面的第二面,該第一面包括一第一基底層、一色彩形成層、一色彩上色層及一第二基底層,該色彩形成層連接該第一基底層及該色彩上色層,該色彩上色層連接該 色彩形成層及該第二基底層,該第一基底層與該殼體相鄰,該第二基底層與該電池芯相鄰,而該第二面為一壓力感測薄膜,並具有一壓力感測電阻,該壓力感測薄膜電性連接至一電池管理單元。
  12. 如請求項1所述之電池裝置,其中該壓力感測部具有一第一面及一相對該第一面的第二面,該第一面包括一色彩形成層、一色彩上色層及一基底層,該色彩上色層連接該色彩形成層及該基底層,該色彩形成層與該殼體相鄰,該基底層與該電池芯相鄰,而該第二面為一壓力感測薄膜,並具有一壓力感測電阻,該壓力感測薄膜電性連接至一電池管理單元。
  13. 一種電池裝置的外力檢測方法,適用於一電池裝置,該電池裝置一電池芯與一殼體,該殼體用以包覆或覆蓋該電池芯,該外力檢測方法包括:設置一如請求項1至12其中之一的壓力感測部於一電池芯與一殼體之間;當該殼體受到一外力碰撞時,該壓力感測部接受到該外力,且該外力大於一壓力門檻值,處於一第一狀態的該壓力感測部將轉變為一第二狀態,該第二狀態不同於該第一狀態。
  14. 如請求項13所述之電池裝置的外力檢測方法,其中該第一狀態及該第二狀態分別為一第一化學現象及一第二化學現象,且該第一化學現象係指該壓力感測部為一過飽和溶液薄膜,而該第二化學現象係指局部或全部的該過飽和溶液薄膜與晶種接觸,由液化變固化凝結完全結晶之現象。
  15. 如請求項13所述之電池裝置的外力檢測方法,其中該第一狀態及該第二狀態分別為一第一物理現象及一第二物理現象,且該第一物理現象係指該壓力感測部具有一第一顏色,而該第二物理現象係指具有該第一顏色的該壓力感測部更包括一第二顏色。
  16. 如請求項13所述之電池裝置的外力檢測方法,其中該第一狀態係指該壓力感測部輸出小於該壓力門檻值的一分壓訊號給一電池管理單元,而該第二狀態係指該壓力感測部輸出大於該壓力門檻值的該分壓訊號給該電池管理單元。
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