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TW201834309A - 用於改進電池組之溫度管理之方法 - Google Patents

用於改進電池組之溫度管理之方法 Download PDF

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TW201834309A
TW201834309A TW107106987A TW107106987A TW201834309A TW 201834309 A TW201834309 A TW 201834309A TW 107106987 A TW107106987 A TW 107106987A TW 107106987 A TW107106987 A TW 107106987A TW 201834309 A TW201834309 A TW 201834309A
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李吉明
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聯發科技股份有限公司
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Abstract

本發明提供了一種用於改進電池組之溫度管理之方法。電池組包括：經由PCB（印刷電路板）的至少一個供電線路充電的電池芯、安裝在PCB上並耦合到該至少一個供電線路的保護電路模組，以及分別反映電池芯的溫度和PCB的溫度的複數個溫度感測器。該方法包括：通過溫度感測器測量電池芯溫度和PCB溫度；當通過充電電流和充電電壓給電池芯充電時，根據電池芯溫度控制該充電電壓和該充電電流，並根據PCB溫度進一步調整該充電電流，從而限制PCB的溫度。

Description

用於改進電池組之溫度管理之方法
本發明涉及一種用於改進電池組（battery pack）之溫度管理之方法，以及更特別地，涉及一種應用於配備有不同的溫度感測器的電池組，該不同的溫度感測器分別用於反映電池芯（battery cell）的溫度和印刷電路板（printed circuit board，PCB）的溫度，從而，在給電池芯充電時，通過根據PCB溫度調整充電電流的方式來改進電池組的溫度管理，以更有效地限制PCB的溫度。
行動裝置已廣泛應用於現代日常生活中，諸如筆記本電腦、平板電腦、行動電話、數碼相機、攝像機、導航儀、便攜式遊戲控制台、可穿戴設備等。在行動裝置中，用於儲存電力和供電的電池組是必不可少的部件。
請參考第1圖，第1圖示出了一種用於行動裝置（未示出）的先前技術的電池組100。電池組100包括電池芯B0、保護電路模組（protection circuit module，PCM）120以及溫度感測器S0，其中，保護電路模組120被安裝在印刷電路板（PCB）110上。印刷電路板（PCB）110具有兩個供電引腳（supply pin）B+和B-，引腳B+經由（via）印刷電路板（PCB）110的供電線路（supply trace）P+在節點n11處耦接於電池芯B0的陽極，以及，引腳B-經由印刷電路板（PCB）110的另一供電線路P-在節點n12處耦接於電池芯B0的陰極。通過提供給引腳B+的充電電流和施加在引腳B+和B-之間的充電電壓，電池芯B0能夠充電（或再充電），以儲存電力。另一方面，經由引腳B+傳遞放電電流的方式，電池芯B0可將已儲存的電力提供給行動裝置。
保護電路模組（PCM）120包括保護電路122和兩個電晶體Ma0和Mb0。電晶體Ma0的漏極端和源極端，以及電晶體Mb0的漏極端和源極端串聯耦接在引腳B-與節點n12之間。電晶體Ma0和Mb0的閘極端耦接於保護電路122。通過電晶體Ma0和Mb0，保護電路122檢測並緩減引腳B+和B-上出現的過電壓和過電流。其中，保護電路模組（PCM）120在沒有參考任何溫度測量的情況下進行操作（執行過電壓和過電流保護）。
溫度感測器S0耦接在節點n12和印刷電路板（PCB）110的引腳iT11之間。溫度感測器S0被設計為感測電池芯B0的溫度，並且經由引腳iT11反映已感測到的電池芯溫度。日本電子和信息技術產業協會（Japan Electronics and Information Technology Industries Association，JEITA）給電池安全充電提供了準則。當電池B0進行充電時，JEITA準則僅考慮電池芯的溫度，具體地，針對充電電流和充電電壓，JEITA準則建議採用電池芯溫度相關的上限（upper bound）。
然而，申請人發現這對於電池充電安全性及消費者使用將產生危險。因此，需要提供一種改進的電池組之溫度管理之方法，以提高行動裝置的安全性。
有鑑於此，本發明提供一種用於改進電池組之溫度管理之方法，以解決上述問題。
在一些實施例中，提供一種用於改進電池組之溫度管理之方法，該電池組包括：電池芯、保護電路模組和複數個溫度感測器；該電池芯可經由印刷電路板PCB的至少一個供電線路充電；該保護電路模組被安裝在該PCB上且耦接於該至少一個供電線路；該複數個溫度感測器包括至少一個電池芯溫度感測器和至少一個PCB溫度感測器；每個電池芯溫度感測器用於反映該電池芯的溫度，以及，每個PCB溫度感測器用於反映該PCB的溫度；以及，該方法包括以下步驟：通過該至少一個電池芯溫度感測器測量電池芯溫度，以及，通過該至少一個PCB溫度感測器測量PCB溫度；當通過充電電流和充電電壓給該電池芯充電時，根據該電池芯溫度控制該充電電壓和該充電電流；以及，根據該PCB溫度進一步調整該充電電流，以限制該PCB的溫度。
在另一些實施例中，提供一種用於改進電池組之溫度管理之方法，該電池組包括：該電池組包括：電池芯、保護電路模組和複數個溫度感測器；該電池芯可經由PCB的至少一個供電線路放電；該保護電路模組被安裝在該PCB上且耦接於該至少一個供電線路；以及該複數個溫度感測器包括至少一個PCB溫度感測器；每個PCB溫度感測器用於反映該PCB的溫度。以及，該方法包括以下步驟：通過該至少一個PCB溫度感測器測量PCB溫度；以及，當該電池芯放電給系統負載時，根據該PCB溫度調整該系統負載，以限制該PCB的溫度。
在上述技術方案中，可在充電過程中根據PCB溫度進一步調整充電電流，以及，在放電過程中根據PCB溫度調整系統負載，以更有效地限制PCB的溫度，從而提高電池芯的安全性。
先前技術在行動裝置的充電過程和放電過程中均未考慮印刷電路板（PCB）110的溫度，且JEITA準則僅定義了考慮電池芯的溫度。然而，申請人發現，例如，請參見第1圖，當大量的充電電流在跡線P+和P-上流動時，跡線P+、P-和電晶體Ma0、Mb0的有限寄生阻抗將耗費相當大的功率，會使得印刷電路板（PCB）的溫度升高，因此，印刷電路板（PCB）將成為除正充電的電池芯之外的另一熱源。作為熱源，印刷電路板（PCB）將使整個行動裝置變熱並使用戶感到不舒服，甚至引燃行動裝置。此外，印刷電路板（PCB）將使得電池芯變熱，危及電池芯和電池組的安全性，甚至導致電池芯的永久損壞或爆炸。因此，本申請提出一種改進的電池組之溫度管理之方法，能夠更有效地限制PCB的溫度，提高電池芯的安全性。
為了提高電池芯的安全性，本發明提供一種用於改進電池組（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的電池組200、600、700或800）之溫度管理之方法，其中，電池組包括電池芯（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的電池芯B1）、安裝在PCB上且耦接於至少一個供電線路的保護電路模組（例如，第2圖，第6圖，第7圖或第8圖中的保護電路模組220）和複數個溫度感測器，該複數個溫度感測器包括至少一個電池芯溫度感測器（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的S1）和至少一個PCB溫度感測器（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的S2），其中，電池芯可經由PCB（第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的PCB 210、610、710或810）的至少一個供電線路（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的跡線P+或P-）充電。每個電池芯溫度感測器可以反映電池芯的溫度，以及每個PCB溫度感測器可以反映PCB的溫度。該方法可以包括：通過至少一個電池芯溫度感測器測量電池芯溫度（例如，第3a圖中的步驟304），以及，通過至少一個PCB溫度感測器測量PCB溫度（例如，第4a圖的步驟404或第5a圖中的步驟504）；當通過充電電流（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的Ic）和充電電壓（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的Vc）給電池芯充電時，根據電池芯溫度控制充電電壓和充電電流（例如，第2圖、第6圖、第7圖、第8圖或第3a圖中的步驟306）；以及，根據PCB溫度進一步調節充電電流（例如，第2圖、第6圖、第7圖、第8圖或者第4a圖中的步驟410,414和/或416），以限制PCB的溫度。
在一實施例中（例如，第6圖），電池組（例如，第6圖中的600）可進一步包括單個溫度介面引腳（例如，iT61）的溫度感測器介面（例如，TIF6）以及監測電路，監測電路耦接在單個溫度介面引腳和複數個溫度感測器之間，用於實現該複數個溫度感測器中的每個溫度感測器的溫度測量。
在一實施例中（例如，第2圖或第7圖），電池組（例如，第2圖或第7圖中的200或700）可以進一步包括溫度感測器介面（例如，TIF2或TIF7），其可以包括第一溫度介面引腳（例如，iT21或iT71）和第二溫度介面引腳（例如，iT22或iT72）。其中，至少一個電池芯溫度感測器的其中一個（例如，S1）耦接於第一溫度介面引腳，以及，至少一個PCB溫度感測器中的其中一個（例如，S2）耦接於第二溫度介面引腳。在一實施例中（例如，第2圖），電池組（例如，第2圖中的200）可以進一步包括監測電路（例如，240），監測電路耦接於第二溫度介面引腳，用於實現該複數個溫度感測器中除該至少一個電池芯溫度感測器中的該其中一個和至少一個PCB溫度感測器中的其中一個以外的其餘溫度感測器（例如，S3和/或S4）的溫度測量。
在一實施例中（例如，第8圖），電池組（例如，第8圖中的800）可以進一步包括：溫度感測器介面（例如，TIF8）和監測電路（例如，840）。溫度感測器介面可包括第一溫度介面引腳（例如，iT81）和第二溫度介面引腳（例如，iT82），其中，至少一個電池芯溫度感測器中的其中一個（例如，S1）耦接於第一溫度介面引腳。監測電路耦接在第二溫度介面引腳與該複數個溫度感測器中的除該至少一個電池芯溫度感測器中的該其中一個的其餘部分的溫度感測器（例如，S2至S4）之間，以實現該複數個溫度感測器的該其餘部分的溫度感測器的溫度測量。
在一實施例中（例如，第4a圖），根據PCB溫度進一步調節充電電流可以包括：如果PCB溫度大於第一溫度閾值（例如，T_1），則減小充電電流（例如，步驟410），以及，如果PCB溫度小於第二溫度閾值（例如，T_1H），則增大充電電流（例如，步驟414）；其中，第一溫度閾值不低於第二溫度閾值。在一實施例中（例如，第4a圖），根據PCB溫度進一步調節充電電流可以進一步包括：如果PCB溫度大於最大溫度閾值（例如，T_max），則關閉充電（例如，步驟416）；其中，最大溫度閾值不低於第一溫度閾值。在一實施例中（例如，第4a圖），該方法可以進一步包括：如果PCB溫度大於最大溫度閾值，則發出警告消息（例如，步驟418）。
在一實施例中（例如，第3a圖和第3b圖），根據電池芯溫度控制充電電壓和充電電流（例如，步驟306）可以包括：如果電池芯溫度處於中溫範圍內（例如，T_LSOFT至T_HSOFT），則將充電電壓（例如，Vc）保持為低於第一電壓閾值（例如，V_FLOAT1）；如果電池芯溫度處於高溫範圍內（例如，T_HSOFT至T_HHARD），則將充電電壓保持為低於第二電壓閾值（例如，V_FLOAT2）；以及，如果電池芯溫度處於低溫範圍內（例如，T_LHARD至T_LSOFT），則將充電電壓保持為低於第三電壓閾值。高溫範圍中的溫度值大於中溫範圍中的溫度值，低溫範圍中的溫度值低於中溫範圍中的溫度值，以及，第二電壓閾值和第三電壓閾值小於第一電壓閾值，第二電壓閾值和第三電壓閾值相等或不相等（例如，在第3a圖和第3b圖所示的實施例中，假定第二電壓閾值和第三電壓閾值相等）。
在一實施例中（例如，第3a圖和第3b圖），根據電池芯溫度控制充電電壓和充電電流（例如，步驟306）可以包括：如果電池芯溫度處於中溫範圍內（例如，T_LSOFT至T_HSOFT），則將充電電流（例如，Ic）保持為低於第一電流閾值（例如，ICHG）；如果電池芯溫度處於高溫範圍內（例如，T_HSOFT至T_HHARD），則將充電電流保持為低於第二電流閾值（例如，ICHG_SOFT），以及，如果電池芯溫度處於低溫範圍（例如，T_LHARD至T_LSOFT），則將充電電流保持為低於第三電流閾值。高溫範圍中的溫度值大於中溫範圍中的溫度值，低溫範圍中的溫度值低於中溫範圍中的溫度值，以及，第二電流閾值和第三電流閾值小於第一電流閾值，該第二電流閾值和該第三電流閾值相等或不相等。
在一實施例中（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖），該方法可以進一步包括：當電池芯放電至系統負載（例如，L_sys）時，根據PCB溫度調整該系統負載。在一實施例中（例如，第5a圖），根據PCB溫度調整該系統負載可以包括：如果PCB溫度大於第一放電溫度閾值（例如，T_Mdis），則減少系統負載（例如，第5a圖中的步驟508）。在一實施例中（例如，第5a圖），根據PCB溫度調整該系統負載可以包括：如果PCB溫度大於第二放電溫度閾值，則禁用系統負載（例如，步驟508），其中，該第二放電溫度閾值高於該第一放電溫度閾值。在一實施例中（例如，第5a圖），該方法可以進一步包括：當電池芯放電至系統負載時，如果PCB溫度大於第三放電溫度閾值，則發出警告消息（例如，步驟508），其中，第一放電溫度閾值、第二放電溫度閾值和第三放電溫度閾值可以相等或不相等。
另一方面，本發明提供一種改進電池組（例如，第2圖、第6圖、第7圖或第8圖中的200、600、700或800）的溫度管理的方法。電池組可以包括：電池芯（例如，B1），安裝在PCB（例如，210、610、710或810）上且耦接於至少一個供電線路（例如，P+和/或P-）的保護電路模組（例如，220），以及複數個溫度感測器，該複數個溫度感測器包括至少一個電池芯溫度感測器（例如，S1）和至少一個PCB溫度感測器（例如，S2）；每個電池芯溫度感測器可反映電池芯的溫度，每個PCB溫度感測器可反映PCB的溫度，其中，該電池芯可經由PCB（例如，210、610、710或810）的至少一個供電線路（例如，P+和/或P-）進行放電。該方法可以包括：通過該至少一個PCB溫度感測器測量PCB溫度（例如，第5a圖中的步驟504），以及，當電池芯放電至系統負載時，根據PCB溫度調整系統負載（例如，步驟508中的第5a圖）。
請參考第2圖，第2圖根據本發明實施例示出了一種用於裝置20的電池組200。裝置20可以是行動裝置，諸如筆記本電腦、平板電腦、行動電話、數碼相機、便攜式攝像機、導航儀、便攜式遊戲機或可穿戴設備等。裝置20可以包括（未示出）：應用處理器（application processor）、監視器（monitor）和用戶介面（user interface）等。電池組200可以包括：電池芯B1、保護電路模組（PCM）220（位於PCB 210上）、監測電路（monitoring circuit）240和複數個溫度感測器，諸如第2圖的示例中的S1至S4。PCB 210包括兩個供電引腳B+和B-，以及溫度感測器介面（temperature sensor interface）TIF2。如第2圖所示，溫度感測器介面TIF2包括兩個溫度介面引腳iT21和iT22。
引腳B+經由PCB 210的至少一個供電線路P+在節點n21處耦接於電池芯B1的一端（例如，陽極），以及，引腳B-經由PCB 210的至少一個另一供電線路P-在節點n22處耦接於電池芯B1的另一端（例如，陰極）。通過從裝置20提供給引腳B+的充電電流Ic和在引腳B+和B-之間施加的充電電壓Vc，電池芯B1被充電（再充電），以儲存電力。另一方面，電池芯B1經由引腳B+傳遞放電電流Id，以對已儲存的電力進行放電，並向裝置20供電。
保護電路模組（PCM）220耦接於節點n21，且包括保護電路222和兩個電晶體Ma1和Mb1。電晶體Ma1的漏極端和源極端以及電晶體Mb1的漏極端和源極端串聯耦接在引腳B-和節點n22之間。電晶體Ma1和Mb1的閘極端耦接於保護電路222。通過電晶體Ma1和Mb1，保護電路222檢測並緩減在引腳B+和B-上出現的過電壓和過電流。
在電池組200中，複數個溫度感測器（例如，S1至S4）包括至少一個電池芯溫度感測器和至少一個PCB溫度感測器；每個電池芯溫度感測器可反映電池芯B1的溫度，以及，每個PCB溫度感測器可反映PCB 210的溫度。從而，裝置20可通過一個或複數個電池芯溫度感測器測量電池芯溫度，以及，通過一個或複數個PCB溫度感測器測量PCB溫度。
例如，溫度感測器S1可以是電池芯溫度感測器；溫度感測器S1耦接在引腳iT21和節點n22之間，且被放置在電池芯B1附近，以反映電池芯B1的溫度。
另一方面，溫度感測器S2可以是PCB溫度感測器；溫度感測器S2耦接在引腳iT22和引腳B-之間，且被放置在跡線P+、P-或電晶體Ma1、Mb1的附近，以反映PCB 210的溫度。在第2圖的示例中，溫度感測器S3可以是另一個（可選的）PCB溫度感測器，以及，溫度感測器S4可以是另一個（可選的）電池芯溫度感測器。例如，溫度感測器S1和S4可以被分別放置在電池芯B1的陽極和陰極附近。溫度感測器S3和/或S4是可選的；例如，在一實施例中，電池組200可以僅包括溫度感測器S1、S2和S3。在一實施例中，除溫度感測器S1至S4之外，電池組200還可以包括更多的溫度感測器。應當說明的是，第2圖中示出的溫度感測器S1、S2、S3、S4的位置僅為一種示例，而不是對本發明的限制。例如，S3可位於監測電路240的外部，但耦接於監測電路240。
在第2圖所示的實施例中，裝置20經由引腳iT21獲得溫度感測器S1的溫度讀數。例如，溫度感測器S1可以是負溫度係數（negative temperature coefficient，NTC）的熱敏電阻，以及，裝置20可通過測量引腳iT21上的電壓或電流來獲得溫度感測器S1的溫度讀數。另一方面，裝置20可經由引腳iT22獲得溫度感測器S2的溫度讀數。例如，溫度感測器S2可以是另一NTC熱敏電阻，以及，裝置20可通過測量引腳iT22上的電壓或電流來獲得感測器S2的溫度讀數。
監測電路240耦接於節點n21、節點n22和引腳iT22，以及耦接於溫度感測器S3和S4。監測電路240實現溫度感測器S3和S4的溫度測量，因此，裝置20經由引腳iT22獲得溫度感測器S3和S4分別感測到的溫度讀數。共同經由引腳iT21和iT22，裝置20可根據一個或複數個電池芯溫度感測器的一個或複數個溫度讀數來估量或測量電池芯溫度，以及，根據一個或複數個PCB溫度感測器的一個或複數個溫度讀數來估量或測量PCB溫度。
請結合第2圖，參考第3a圖、第3b圖、第4a圖和第4b圖。第3a圖根據本發明實施例示出了流程圖300，第3b圖根據本發明實施例示出了流程圖300的操作。第4a圖根據本發明實施例示出了流程圖400，第4b圖根據本發明實施例示出了流程圖400的操作示例。當通過充電電流Ic和充電電壓Vc給電池芯B1充電時，裝置20（第2圖）可執行用於根據電池芯溫度控制充電電壓Vc和充電電流Ic的流程圖300。此外，當給電池芯B1充電時，裝置20可以執行用於根據PCB溫度進一步調節充電電流Ic的流程圖400，以限制PCB 210的溫度。
如第3a圖所示，流程圖300的主要步驟描述如下。
步驟302：當裝置20通過充電電流Ic和充電電壓Vc開始給電池芯B1充電時，裝置20（第2圖）啟動流程圖300。
步驟304：裝置20通過一個或複數個電池芯溫度感測器測量電池芯溫度，並進入步驟306。例如，在一實施例中，電池組200包括單個（single）電池芯溫度感測器S1，以及，裝置20通過測量引腳iT21上的電流和/或電壓來獲得電池芯溫度感測器S1的電池芯溫度讀數，並將電池芯溫度感測器S1的電池芯溫度讀數作為電池芯溫度。在另一實施例中，電池組200可包括複數個電池芯溫度感測器，例如S1和S4；裝置20通過測量引腳iT21上的電流和/或電壓獲得電池芯溫度感測器S1的電池芯溫度讀數，並通過引腳iT22和監測電路240獲得電池芯溫度感測器S4的另一電池芯溫度讀數；然後，裝置20計算複數個電池芯溫度感測器（例如，S1和S4）的複數個電池芯溫度讀數的統計值（例如，最大值、最小值、平均值或加權和等），以將該統計值作為電池芯溫度。
步驟306：根據步驟304的電池芯溫度，裝置20通過以下方式控制充電電壓Vc和充電電流Ic，該以下方式包括：如果電池芯溫度處於中溫範圍（middle temperature range）TR2內，則將充電電壓Vc保持為低於電壓閾值V_FLOAT1（請參考第3b圖）；如果電池芯溫度處於高溫範圍（high temperature range）TR3內，則將充電電壓Vc保持為低於另一電壓閾值V_FLOAT2；以及，如果電池芯溫度處於低溫範圍（low temperature range）TR1內，則將充電電壓Vc保持為低於電壓閾值V_FLOAT3（例如，電壓閾值V_FLOAT3可與V_FLOAT2相等，如第3b圖所示）；此外，如果電池芯溫度處於中溫範圍TR2內，則將充電電流Ic保持為低於電流閾值ICHG；如果電池芯溫度處於高溫範圍TR3內，則將充電電流Ic保持為低於另一電流閾值ICHG_SOFT；以及，如果電池芯溫度處於低溫範圍TR1內，則將充電電流Ic保持為低於電流閾值ICHG_SOFT0（例如，電流閾值ICHG_SOFT0可與ICHG_SOFT相等，如第3b圖所示）。如果電池芯溫度大於高溫範圍TR3的溫度上限T_HHARD或者低於低溫範圍TR1的溫度下限T_LHARD，則裝置20可通過將充電電壓Vc和充電電流Ic設置為零來關閉或停止充電。在步驟306之後，裝置20迭代回到步驟304，以測量更新後的電池芯溫度，並重複步驟306。
如第3b圖所示，電壓閾值V_FLOAT2小於電壓閾值V_FLOAT1；電流閾值ICHG_SOFT小於電流閾值ICHG。高溫範圍TR3中的溫度值大於中溫範圍TR2中的溫度值，以及，低溫範圍TR1中的溫度值小於中溫範圍TR2中的溫度值。例如，高溫範圍TR3可介於溫度界限值T_HSOFT和T_HHARD之間，中溫範圍TR2可介於溫度界限值T_LSOFT和T_HSOFT之間，以及，低溫範圍TR1可介於溫度界限值T_LHARD和T_LSOFT之間，其中，溫度界限值T_HHARD＞T_HSOFT＞T_LSOFT＞T_LHARD。電壓閾值V_FLOAT1和V_FLOAT2，電流閾值ICHG和ICHG_SOFT以及溫度界限值T_HHARD、T_HSOFT、T_LSOFT和T_LHARD的數值可根據JEITA準則進行設置，以符合JEITA準則。
申請人發現，恆流(constant current，CC)模式時（充電瓦數最大），控制充電電流是主要控制散熱的最直接方式。除了通過第3a圖所示的流程圖300來控制充電電壓Vc和充電電流Ic之外，裝置20可同時執行第4a圖中的流程圖400，以根據PCB溫度進一步調節充電電流Ic。如第4a圖所示，流程圖400的主要步驟可以描述如下。可以理解地，調整充電電壓Vc通常是依據電池芯溫度，但在恆壓（CV）模式時，為保護電芯為目的，也可以依據PCB溫度，只是非主要影響因子。
步驟402：當裝置20通過充電電流Ic和充電電壓Vc開始給電池芯B1充電時，裝置20（第2圖）啟動流程圖400。換句話說，當電池芯B1充電時，裝置20可同時執行流程圖300和400。
步驟404：裝置20通過一個或複數個PCB溫度感測器測量PCB溫度，並進入步驟406。例如，在一實施例中，電池組200（第2圖）包括單個PCB溫度感測器S2，以及，裝置20通過測量引腳iT22上的電流和/或電壓獲得PCB溫度感測器S2的PCB溫度讀數，並將PCB溫度感測器S2的PCB溫度讀數作為PCB溫度。在另一實施例中，電池組200可包括複數個PCB溫度感測器，例如S2和S3；裝置20通過測量引腳iT22上的電流和/或電壓來獲得PCB溫度感測器S2的PCB溫度讀數，經由引腳iT22和監測電路240獲得PCB溫度感測器S3的另一PCB溫度讀數，以及，將複數個PCB溫度感測器S2和S3的複數個PCB溫度讀數的統計值作為PCB溫度。應當說明的是，本發明對電池芯溫度感測器、PCB溫度感測器以及溫度感測器介面中包含的引腳的數量均不做任何限制。附圖僅為便於理解給出的部分示例，而不是對本發明的限制。
步驟406：裝置20將步驟404的PCB溫度與最大溫度閾值T_max進行比較。如果PCB溫度大於最大溫度閾值T_max，則裝置20進入步驟416，否則裝置20進入步驟408。
步驟408：裝置20將步驟404的PCB溫度與第一溫度閾值T_1進行比較。如果PCB溫度大於第一溫度閾值T_1，則裝置20進入步驟410，否則裝置20進入步驟412。
步驟410：裝置20減小或降低充電電流Ic。
步驟412：裝置20將步驟404的PCB溫度與第二溫度閾值T_1H進行比較。如果PCB溫度小於第二溫度閾值T_1H，則裝置20進入步驟414，否則裝置20迭代回到步驟404，以測量更新後的PCB溫度。在一實施例中，最大溫度閾值T_max不低於（或大於）第一溫度閾值T_1，以及，第一溫度閾值T_1不低於（或大於）第二溫度閾值T_1H。
步驟414：裝置20增大充電電流Ic。
步驟416：在步驟406中，當PCB溫度大於最大溫度閾值T_max時，裝置20關閉（或停止）充電。
步驟418：當PCB溫度大於最大溫度閾值T_max時，裝置20可發出警告消息以通知裝置20的使用者。例如，裝置20可通過警報聲音、振動、閃爍的狀態燈和/或在裝置20的屏幕上顯示警告圖標發出警告消息。
第4b圖示出了執行流程圖400的示例。如第4b圖所示，在時間點t0，裝置20通過充電電流Ic的初始量開始給電池芯B1充電。在時間點t1，PCB溫度仍低於第二溫度閾值T_1H，因此，裝置20可增大充電電流Ic（步驟412和414）。在時間點t1之後，隨著充電電流Ic的增大，PCB溫度開始升高得更快。在時間點t2，PCB溫度上升到變得高於第一溫度閾值T_1，從而，裝置20減小充電電流Ic（步驟408和410）。例如，在一實施例中，裝置20可在位於時間點t2之後的時間點t3和t4上持續減小充電電流Ic。在時間點t2之後，隨著充電電流Ic的減小，PCB溫度開始下降。在位於時間點t3和t4之後的時間點t5上，PCB溫度下降到低於第二溫度閾值T_1H，從而，裝置20增大充電電流Ic（步驟412和414）。在時間點t5之後，隨著充電電流Ic的增大，PCB溫度開始升高。在位於時間點t6和t7之後的時間點t8處，PCB溫度升高到第一溫度閾值T_1以上，從而，裝置20減小充電電流Ic（步驟408和410）。在時間點t8之後，假定PCB溫度因某種原因迅速上升，且在時間點t9變得高於最大溫度閾值T_max；作為響應，裝置20將在時間點t9通過將充電電流Ic降至零來關閉充電（步驟406和416），以降低PCB溫度。
通過執行第4a圖中的流程圖400，當給電池芯B1充電時，裝置20可以將PCB 210的溫度限制在溫度閾值T_1和T_1H之間的目標範圍內，從而提高充電的安全性，且同時保持優選的（或優化的）充電速度。儘管通過低充電電流進行充電是安全的，但是會導致更長的充電時間，從而降低充電速度。但是，根據流程圖400的充電將不會損害充電速度，因為當PCB溫度較低（例如，低於溫度閾值T_1H）時，充電電流Ic將被增大（步驟414），從而，充電電流Ic將盡可能地保持為高（或大）電流，除非PCB溫度升高到溫度閾值T_1或T_max以上。
根據本發明，充電電流Ic的大小（amount）可以由流程圖300（第3a圖）和流程圖400（第4a圖）共同控制。例如，當在流程圖400的步驟414中增大充電電流Ic時，如果電池芯溫度處於溫度範圍TR2內（第3a圖和第3b圖），則裝置20還將充電電流Ic保持為低於電流閾值ICHG，如流程圖300的步驟306所述。如果電池芯溫度上升到超過從溫度範圍TR2到TR3的溫度界限值T_HSOFT（第3a圖和第3b圖），則裝置20將使充電電流Ic降低到低於電流閾值ICHG_SOFT（在流程圖300的步驟306中），而不管PCB溫度是否大於溫度閾值T_1（流程圖400的步驟408）。
請結合第2圖，參考第5a圖和第5b圖。第5a圖根據本發明實施例示出了流程圖500，以及，第5b圖根據本發明實施例示出了流程圖500的操作。當電池芯B1（第2圖）放電且提供放電電流Id給裝置20時（其中，裝置20充當系統負載L_sys），裝置20可執行流程圖500，用於根據PCB溫度調節放電電流Id。如第5a圖所示，流程圖500的主要步驟可以描述如下。
步驟502：當裝置20開始汲取（drain）電池組200的電池芯B1供應的放電電流Id時，裝置20（第2圖）啟動流程圖500。
步驟504：與步驟404類似，裝置20通過一個或複數個PCB溫度感測器測量PCB溫度，並進入步驟506。
步驟506：裝置20將步驟504的PCB溫度與放電溫度閾值T_Mdis進行比較。如果PCB溫度大於放電溫度閾值T_Mdis，則裝置20進入步驟508，否則裝置20重複步驟504，以測量更新後的PCB溫度。
步驟508：裝置20減少系統負載L_sys、禁用（disable）系統負載L_sys，和/或發出類似於步驟418的警告消息。例如，裝置20使裝置20的一些組件（未示出）暫停，以減少系統負載L_sys，和/或裝置20關機，以禁用（或最小化）系統負載L_sys。當PCB溫度太高時（例如，大於放電溫度閾值T_Mdis），減少或禁用系統負載L_sys會降低或停止供應放電電流Id，從而使得PCB溫度下降。特別地，如果PCB溫度大於另一放電溫度閾值，則裝置20禁用系統負載，其中，第二放電溫度閾值大於第一放電溫度閾。
對於快速充電或大的系統負載的應用，越來越大的充電電流或放電電流會流經電池組，但保護電路模組（PCM）受限於充電路徑阻抗及PCB散熱尺寸的限制，造成PCB溫度與電池芯溫度會有溫度差異。申請人發現，PCM上產生的熱量也會影響行動裝置的整機/機殼溫度，對於電池充電/放電安全性及消費者使用將產生危險。如第5b圖所示，在時間點td1上，當電池芯B1的放電開始時，PCB溫度將比電池芯溫度上升得更快。例如，在時間點td2，PCB溫度將上升到溫度值Ta，而電池芯溫度僅上升到低於溫度值Ta的溫度值Tb。換句話說，PCB溫度的上升轉換速率（rising slew rate）大於電池芯溫度的上升轉換速率。通過給電池組200配備除一個或複數個電池芯溫度感測器之外的額外的一個或複數個PCB溫度感測器，本發明可以利用一個或複數個PCB溫度感測器測量的PCB溫度作為更敏感的指示符（indicator），具體地，利用PCB溫度的上升轉換速率較電池芯的上升轉換速率快且高特性，在行動裝置出現異常大電流但未超過過電流時可預先監測該大電流，以對電池組200的潛在的和/或即將到來的過熱事件更早和更快地觸發適當的響應（例如，步驟508），提供額外保護。
在一實施例中，裝置20將PCB溫度與不同的放電溫度閾值進行比較，並相應地執行不同的動作。例如，如果PCB溫度大於第一放電溫度閾值但小於第二放電溫度閾值，則裝置20將系統負載L_sys減少到第一級別（level）；如果PCB溫度大於第二放電溫度閾值但小於第三放電溫度閾值，則裝置20將系統負載L_sys減少到第二級別；以及，如果PCB溫度大於第三放電溫度閾值，則禁用（關閉）系統負載L_sys；其中，第一放電溫度閾值小於第二放電溫度閾值，第二放電溫度閾值小於第三放電溫度閾值；以及，當系統負載L_sys處於第二級別時，系統負載L_sys比處於第一級別時汲取更少的放電電流Id。
請參考第6圖，第6圖根據本發明實施例示出了一種用於裝置60的電池組600。電池組600包括電池芯B1，安裝在PCB 610上的保護電路模組（PCM）220，監測電路640和複數個溫度感測器，例如第6圖的示例中的S1至S4。PCB 610包括兩個供電引腳B+和B-以及溫度感測器介面TIF6，其中，溫度感測器介面TIF6包括單個的溫度介面引腳iT61。
與第2圖所示的實施例類似，在第6圖所示的實施例中，裝置60通過電池組600中的複數個溫度感測器測量電池芯溫度和PCB溫度；當通過充電電流Ic和充電電壓Vc給電池芯B1充電時，裝置60執行用於根據電池芯溫度控制充電電壓Vc和充電電流Ic的流程圖300（第3a圖）。另外，當電池芯B1充電時，裝置60還執行用於根據PCB溫度調節充電電流Ic的流程圖400（第4a圖），以限制PCB 610的溫度。當電池芯B1放電且提供放電電流Id給充當系統負載L_sys的裝置60時，裝置60執行用於根據PCB溫度調節放電電流Id的流程圖500（第5a圖）。
在電池組600中，引腳B+經由PCB 610的供電線路P+在節點n61處耦接於電池芯B1的一端（例如，陽極），以及，引腳B-經由PCB 610的供電線路P-在節點n62處耦接於電池芯B1的另一端（例如，陰極）。保護電路模組（PCM）220耦接於節點n61，且包括保護電路222和兩個電晶體Ma1和Mb1。電晶體Ma1的漏極端和源極端以及電晶體Mb1的漏極端和源極端串聯耦接在引腳B-和節點n62之間。電晶體Ma1和Mb1的閘極端耦接於保護電路222。通過電晶體Ma1和Mb1，保護電路222可檢測並緩解在引腳B+和B-上出現的過電壓和過電流。
在電池組600中，複數個溫度感測器（例如，S1至S4）包括至少一個電池芯溫度感測器和至少一個PCB溫度感測器；每個電池芯溫度感測器可反映電池芯B1的溫度，以及，每個PCB溫度感測器可反映PCB 610的溫度。監測電路640耦接在節點n61和n62之間，且耦接於單個的溫度介面引腳iT61和複數個感測器S1至S4，用於經由引腳iT61實現複數個溫度感測器中的每一個溫度感測器的溫度測量。從而，裝置60可通過一個或複數個電池芯溫度感測器來測量電池芯溫度，並通過一個或複數個PCB溫度感測器來測量PCB溫度。
例如，溫度感測器S1可以是電池芯溫度感測器，耦接在監測電路640和節點n62之間，且被放置在電池芯B1附近，以反映電池芯B1的溫度。溫度感測器S2可以是PCB溫度感測器，耦接在監測電路640和引腳B-之間，且被放置在跡線P+，P-或者電晶體Ma1，Mb1附近，以反映PCB 210的溫度。在第6圖的示例中，溫度感測器S3可以是另一（可選的）PCB溫度感測器，以及，溫度感測器S4可以是另一（可選的）電池芯溫度感測器。
在第6圖所示的實施例中，憑藉監測電路640，裝置60可經由引腳iT61訪問電池組600的所有溫度感測器S1至S4，從而，裝置60可以測量電池組600的電池芯溫度和PCB溫度。例如，監測電路640可以通過以下操作來收集溫度感測器S1至S4的溫度讀數（同時地或順序地），該以下操作包括：將一個或複數個已知的電壓或電流傳導至溫度感測器S1至S4，並測量感測器S1至S4的合成電流（resultant current）或跨電壓（cross-voltage）。然後，在一實施例中，經由引腳iT61，監測器640將溫度感測器S1至S4的溫度讀數（例如，數字化的溫度讀數）順序地傳送給裝置60，從而，裝置60可獲得電池芯溫度和/或PCB溫度，如步驟304（第3a圖），步驟404（第4a圖）和/或步驟504（第5a圖）。例如，如果存在複數個電池芯溫度感測器產生複數個電池芯溫度讀數，則裝置60可通過經由單個引腳iT61從監測電路640接收到的複數個電池芯溫度讀數的統計值來計算電池芯溫度。類似地，如果存在複數個PCB溫度感測器產生複數個PCB溫度讀數，則裝置60可通過經由引腳iT61從監測電路640接收到的複數個PCB溫度讀數的統計值來計算PCB溫度。
在另一實施例中，監測電路640可包括邏輯處理電路，用於通過複數個電池芯溫度讀數的統計值來計算電池芯溫度；和/或，通過複數個PCB溫度讀數的統計值來計算PCB溫度。然後，監測電路640將所計算出的電池芯溫度和/或PCB溫度輸出至裝置60，以用於步驟304、步驟404和/或步驟504。
請參考第7圖，第7圖根據本發明實施例示出了一種用於裝置70的電池組700。電池組700包括電池芯B1，安裝在PCB 710上的保護電路模組（PCM）220以及溫度感測器S1和S2。PCB 710可包括兩個供電引腳B+和B-以及溫度感測器介面TIF7，溫度感測器介面TIF7可包括兩個溫度介面引腳iT71和iT72。
類似於第2圖和第6圖所示的實施例，在第7圖所示的實施例中，裝置70可通過電池組700中的溫度感測器S1和S2來測量電池芯溫度和PCB溫度；當通過充電電流Ic和充電電壓Vc給電池芯B1充電時，裝置70可執行用於根據電池芯溫度控制充電電壓Vc和充電電流Ic的流程圖300（第3a圖）。此外，當電池芯B1充電時，裝置70可執行用於根據PCB溫度進一步調節充電電流Ic的流程圖400（第4a圖），以限制PCB 710的溫度。以及，當電池芯B1放電且提供放電電流Id給充當系統負載L_sys的裝置70時，裝置70可執行用於根據PCB溫度來調節放電電流Id的流程圖500（第5a圖）。
在電池組700中，引腳B+經由PCB 710的供電線路P+在節點n71處耦接於電池芯B1的一端（例如，陰極），引腳B-經由PCB 710的供電線路P-在節點n72處耦接於電池芯B1的另一端（例如，陽極）。保護電路模組（PCM）220耦接於節點n71，且包括保護電路222和兩個電晶體Ma1和Mb1。電晶體Ma1的漏極端和源極端以及電晶體Mb1的漏極端和源極端串聯耦接在引腳B-和節點n72之間。電晶體Ma1和Mb1的閘極端耦接於保護電路222。通過電晶體Ma1和Mb1，保護電路222可檢測並緩解在引腳B+和B-上出現的過電壓和過電流。
溫度感測器S1可以是電池芯溫度感測器，被放置在電池芯B1的附近，以反映電池芯B1的溫度。溫度感測器S2可以是PCB溫度感測器，用於反映PCB 710的溫度。從而，裝置60可通過電池芯溫度感測器S1（例如，在第3a圖的步驟304中）測量電池芯溫度，以及，通過PCB溫度感測器S2測量PCB溫度（例如，在第4a圖的步驟404中或在第5a圖的步驟504中）。例如，經由引腳iT71，裝置70通過提供已知的電壓或電流給電池芯溫度感測器S1並在引腳iT71上測量合成電流或跨電壓（該跨電壓可以是指引腳It71與引腳B-之間的電壓）來測量電池芯溫度。類似地，經由引腳iT72，裝置70可通過提供已知電壓或電流至PCB溫度感測器S2並在引腳iT72上測量合成電流或跨電壓來測量PCB溫度。
請參考第8圖，第8圖根據本發明實施例示出了一種用於裝置80的電池組800。電池組800包括電池芯B1，安裝在PCB 810上的保護電路模組（PCM）220，監測電路840和複數個溫度感測器，例如第8圖的示例中的S1至S4。PCB 810包括兩個供電引腳B+和B-以及可以溫度感測器介面TIF8，溫度感測器介面TIF8包括兩個溫度介面引腳iT81和iT82。
類似於第2圖、第6圖和第7圖所示的實施例，在第8圖所示的實施例中，裝置80可通過電池組800中的複數個溫度感測器來測量電池芯溫度和PCB溫度；當通過充電電流Ic和充電電壓Vc給電池芯B1充電時，裝置80可執行用於根據電池芯溫度來控制充電電壓Vc和充電電流Ic的流程圖300（第3a圖）。此外，當電池芯B1充電時，裝置80可執行用於根據PCB溫度進一步調節充電電流Ic的流程圖400（第4a圖），以限制PCB 810的溫度。當電池芯B1放電且提供放電電流Id給充當系統負載L_sys的裝置80時，裝置80可執行用於根據PCB溫度調節放電電流Id的流程圖500（第5a圖）。
在電池組800中，引腳B+經由PCB 810的供電線路P+在節點n81處耦接於電池芯B1的一端（例如，陽極），引腳B-經由PCB 810的供電線路P-在節點n82處耦接於電池芯B1的另一端（例如，陰極）。保護電路模組（PCM）220耦接於節點n81，且包括保護電路222和兩個電晶體Ma1和Mb1。電晶體Ma1的漏極端和源極端以及電晶體Mb1的漏極端和源極端串聯耦接在引腳B-和節點n82之間。電晶體Ma1和Mb1的閘極端耦接於保護電路222。通過電晶體Ma1和Mb1，保護電路222可檢測和緩解在引腳B+和B-處出現的過電壓和過電流。
在電池組800的複數個溫度感測器（例如，S1至S4）中，溫度感測器S1可以是電池芯溫度感測器，耦接在引腳iT81和節點n82之間，且用於反映電池芯B1的溫度。另一方面，複數個溫度感測器中除電池芯溫度感測器S1之外的其餘部分的溫度感測器（例如，S2至S4）可包括至少一個PCB溫度感測器，用於反映PCB 810的溫度。例如，溫度感測器S2可以是PCB溫度感測器，耦接在監測電路840和引腳B-之間。可選地，例如，複數個溫度感測器還可以包括作為附加的PCB溫度感測器的溫度感測器S3和作為附加的電池芯溫度感測器的溫度感測器S4。監測電路840耦接於引腳iT82和複數個溫度感測器中除電池芯溫度感測器S1之外的其餘部分的溫度感測器（例如S2至S4），用於實現該複數個溫度感測器中除電池芯溫度感測器S1之外的其餘部分的溫度感測器的溫度測量。裝置80因此可以通過一個或複數個電池芯溫度感測器來測量電池芯溫度，以實現第3a圖中的步驟304，以及，通過PCB溫度感測器測量PCB溫度，以實現第4a圖中的步驟404和/或第5a圖中的步驟504。
例如，經由引腳iT81，裝置80通過提供已知電壓或電流給溫度感測器S1並測量引腳iT81處的合成電流或電壓來獲得電池芯溫度讀數。同時或順序地，在溫度感測器S4用作另一個電池芯溫度感測器的實施例中，監測電路840可將已知電壓或電流傳導到溫度感測器S4，測量（並數字化）合成電流或電壓，以獲得額外的電池芯溫度讀數，然後經由引腳iT82將額外的電池芯溫度讀數發送給裝置80，從而，裝置80通過電池芯溫度感測器S1和S4的電池芯溫度讀數的統計值來計算電池芯溫度，該電池芯溫度可在步驟304（第3a圖）中使用。
另一方面，監測電路840還可以將已知電壓或電流傳導至PCB溫度感測器S2，測量（並數字化）合成電流或電壓，以獲得PCB溫度讀數，並經由引腳iT82將PCB溫度讀數傳送至裝置80；在溫度感測器S3被用作另一PCB溫度感測器的實施例中，監測電路840將已知電壓或電流傳導到溫度感測器S3，測量溫度感測器S3上的（和數字化）合成電流或電壓，以獲得額外的PCB溫度讀數，然後還經由引腳iT82將額外的PCB溫度讀數傳送至裝置80，從而，裝置80可通過PCB溫度感測器S2和S3的PCB溫度讀數的統計值計算PCB溫度，該PCB溫度可在步驟404（第4a圖）和步驟504（第5a圖）中使用。
總之，本發明為裝置的電池組配備至少一個電池芯溫度感測器和至少一個PCB溫度感測器，以提供電池芯溫度和PCB溫度。當通過充電電流和充電電壓給電池組的電池芯充電時，本發明可根據電池芯溫度控制充電電壓和充電電流，並根據PCB溫度進一步調整充電電流，以限制PCB的溫度。當電池組的電池芯放電至充當系統負載的裝置時，本發明可以根據PCB溫度調整裝置的系統負載。因此，本發明可以改進電池組的溫度管理，防止PCB（PCM）成為另一熱源，從而提高充電和/或放電的安全性。
以上描述為本發明實施的較佳實施例，僅用來例舉闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明的範疇。在通篇說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的組件。所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別組件的方式，而係以組件在功能上的差異來作為區別的基準。本發明的範圍應當參考后附的申請專利範圍來確定。在以上描述和以下的申請專利範圍當中所提及的術語“包含”和“包括”為開放式用語，故應解釋成“包含，但不限定於…”的意思。此外，術語“耦接”意指間接或直接的電氣連接。因此，若文中描述一個裝置耦接至另一裝置，則代表該裝置可直接電氣連接於該另一裝置，或者透過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該另一裝置。
雖然已經對本發明實施例及其優點進行了詳細說明，但應當理解的係，在不脫離本發明的精神以及申請專利範圍所定義的範圍內，可以對本發明進行各種改變、替換和變更，例如，可以通過結合不同實施例的若干部分來得出新的實施例。所描述的實施例在所有方面僅用於說明的目的而並非用於限制本發明。本發明的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為准。所屬技術領域中具有通常知識者皆在不脫離本發明之精神以及範圍內做些許更動與潤飾。
200、100、600、700、800‧‧‧電池組
20、60、70、80‧‧‧裝置
210、110、610、710、810‧‧‧印刷電路板（PCB）
220、120‧‧‧保護電路模組（PCM）
222、122‧‧‧保護電路
240、640、840‧‧‧監測電路
B1、B0‧‧‧電池芯
S1、S2、S3、S4、S0‧‧‧溫度感測器
n21、n22、n11、n12、n61、n62、n71、n72、n81、n82‧‧‧節點
Ma1、Mb1、Ma0、Mb0‧‧‧電晶體
B+、B-‧‧‧供電引腳
TIF2、TIF6、TIF7、TIF8‧‧‧溫度感測器介面
iT11‧‧‧引腳
iT21、iT22、iT61、iT71、iT72、iT81、iT82‧‧‧溫度介面引腳
Ic‧‧‧充電電流
Id‧‧‧放電電流
Vc‧‧‧充電電壓
L_sys‧‧‧系統負載
P+、P-‧‧‧供電線路
300、400、500‧‧‧流程圖
302、304、306、402、404、406、408、412、416、418、410、414、502、504、506、508‧‧‧步驟
TR1‧‧‧低溫範圍
TR2‧‧‧中溫範圍
TR3‧‧‧高溫範圍
V_FLOAT1、V_FLOAT2‧‧‧電壓閾值
ICHG、ICHG_SOFT‧‧‧電流閾值
T_LHARD、T_LSOFT、T_HSOFT、T_HHARD‧‧‧溫度界限值
T_max‧‧‧最大溫度閾值
T_1H‧‧‧第二溫度閾值
T_1‧‧‧第一溫度閾值
T_Mdis‧‧‧放電溫度閾值
Ta、Tb‧‧‧溫度值
t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、td1、td2‧‧‧時間點。
在閱讀以下詳細描述和附圖之後，本發明的上述目的和優點對於所屬技術領域中具有通常知識者來說將變得更加顯而易見，其中：
第1圖（先前技術）示出了傳統的電池組；
第2圖根據本發明實施例示出了一種電池組；
第3a圖根據本發明實施例示出了一種流程圖，以及，第3b圖根據本發明實施例例示了第3a圖中的流程圖的操作；
第4a圖根據本發明實施例示出了一種流程圖，以及，第4b圖根據本發明實施例例示了第4a圖中的流程圖的操作示例；
第5a圖根據本發明實施例示出了一種流程圖，以及，圖5b根據本發明實施例例示了第5a圖中的流程圖的操作示例；
第6圖至第8圖分別根據本發明實施例示出了一種電池組。 在下面的詳細描述中，為了說明的目的，闡述了許多具體細節，以便所屬技術領域中具有通常知識者能夠更透徹地理解本發明實施例。然而，顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實施一個或複數個實施例，不同的實施例可根據需求相結合，而並不應當僅限於附圖所列舉的實施例。

Claims (10)

  1. 一種用於改進電池組之溫度管理之方法，該電池組包括：電池芯、保護電路模組和複數個溫度感測器； 該電池芯可經由印刷電路板PCB的至少一個供電線路充電； 該保護電路模組被安裝在該PCB上且耦接於該至少一個供電線路； 該複數個溫度感測器包括至少一個電池芯溫度感測器和至少一個PCB溫度感測器；每個電池芯溫度感測器用於反映該電池芯的溫度，以及，每個PCB溫度感測器用於反映該PCB的溫度； 以及，該方法包括： 通過該至少一個電池芯溫度感測器測量電池芯溫度，以及，通過該至少一個PCB溫度感測器測量PCB溫度； 當通過充電電流和充電電壓給該電池芯充電時，根據該電池芯溫度控制該充電電壓和該充電電流；以及， 根據該PCB溫度進一步調整該充電電流，以限制該PCB的溫度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，根據該PCB溫度進一步調整該充電電流的步驟包括： 如果該PCB溫度大於第一溫度閾值，減小該充電電流；以及 如果該PCB溫度小於第二溫度閾值，增大該充電電流； 其中，該第一溫度閾值大於該第二溫度閾值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，根據該PCB溫度進一步調整該充電電流的步驟還包括： 如果該PCB溫度大於最大溫度閾值，關閉充電； 其中，該最大溫度閾值大於該第一溫度閾值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，該方法還包括： 如果該PCB溫度大於該最大溫度閾值，發出警告消息。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，根據該電池芯溫度控制該充電電壓和該充電電流的步驟包括： 如果該電池芯溫度處於中溫範圍內，則保持充電電壓低於第一電壓閾值； 如果該電池芯溫度處於高溫範圍內，則保持充電電壓低於第二電壓閾值；以及 如果電池芯溫度處於低溫範圍內，則保持充電電壓低於第三電壓閾值； 其中，該高溫範圍中的溫度值大於該中溫範圍中的溫度值，該低溫範圍中的溫度值小於該中溫範圍中的溫度值，該第二電壓閾值和該第三電壓閾值小於該第一電壓閾值，該第二電壓閾值和該第三電壓閾值相等或不相等。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，根據該電池芯溫度控制該充電電壓和該充電電流的步驟包括： 如果該電池芯溫度處於中溫範圍內，則保持該充電電流低於第一電流閾值； 如果該電池芯溫度處於高溫範圍內，則保持該充電電流低於第二電流閾值；以及 如果該電池芯溫度處於低溫範圍內，則保持該充電電流低於第三電流閾值； 其中，該高溫範圍中的溫度值大於該中溫範圍中的溫度值，該低溫範圍中的溫度值小於該中溫範圍中的溫度值，該第二電流閾值和該第三電流閾值小於該第一電流閾值，該第二電流閾值和該第三電流閾值相等或不相等。
  7. 一種用於改進電池組之溫度管理之方法，該電池組包括：電池芯、保護電路模組和複數個溫度感測器； 該電池芯可經由PCB的至少一個供電線路放電； 該保護電路模組被安裝在該PCB上且耦接於該至少一個供電線路；以及 該複數個溫度感測器包括至少一個PCB溫度感測器；每個PCB溫度感測器用於反映該PCB的溫度； 以及，該方法包括： 通過該至少一個PCB溫度感測器測量PCB溫度；和 當該電池芯放電給系統負載時，根據該PCB溫度調整該系統負載，以限制該PCB的溫度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，根據該PCB溫度調整該系統負載的步驟包括： 如果該PCB溫度大於第一放電溫度閾值，減少該系統負載。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，根據該PCB溫度調整該系統負載的步驟包括： 如果該PCB溫度大於第二放電溫度閾值，禁用該系統負載；其中，該第二放電溫度閾值高於該第一放電溫度閾值。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該方法還包括： 當該電池芯放電給系統負載時，如果該PCB溫度大於第三放電溫度閾值，發出警告消息。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112134342A (zh) * 2020-08-07 2020-12-25 华为技术有限公司 一种储能装置、系统以及储能装置的控制方法
TWI727471B (zh) * 2019-10-23 2021-05-11 英研智能移動股份有限公司 電池保護方法
TWI882502B (zh) * 2023-11-01 2025-05-01 華碩電腦股份有限公司 電池模組及其電池保護方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6623306B2 (ja) * 2015-11-16 2019-12-18 モレックス エルエルシー 電力充電モジュール及びその使用方法
CN109148985A (zh) * 2017-06-15 2019-01-04 苏州宝时得电动工具有限公司 一种电池包充电方法及装置
CN110907056A (zh) * 2018-09-14 2020-03-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池组温度检测系统
CN110970688B (zh) * 2018-11-30 2020-12-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池加热系统和方法
US11070068B2 (en) 2019-02-06 2021-07-20 International Business Machines Corporation Battery pack and method for discharging the same after a fault event
CN111725572A (zh) 2019-03-18 2020-09-29 东莞新能德科技有限公司 电子设备
CN110161416A (zh) * 2019-06-13 2019-08-23 上海钧正网络科技有限公司 一种电池监测装置、方法及电池
CN112701741B (zh) * 2019-10-23 2024-03-12 北京小米移动软件有限公司 充电控制方法、装置及存储介质
CN112909364B (zh) * 2019-12-03 2022-08-09 北京小米移动软件有限公司 充电方法及装置、终端设备、存储介质
CN111540969B (zh) * 2020-05-14 2023-05-12 义乌易换骑电池有限公司 一种磷酸铁锂电池的安全管理方法
DE102020209396A1 (de) 2020-07-24 2022-01-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Erfassung von elektrischen Fehlerzuständen in einem Wechselakkupack und System zur Durchführung des Verfahrens
US20230400361A1 (en) * 2020-11-16 2023-12-14 Meta Platforms Technologies, Llc Systems and methods for cell temperature measurement
KR20230024553A (ko) * 2021-08-12 2023-02-21 삼성전자주식회사 내부 온도에 기초한 배터리 충전을 위한 전자 장치

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3936286B2 (ja) * 2002-12-24 2007-06-27 株式会社マキタ 充電装置及び充電方法
KR100790480B1 (ko) 2005-10-11 2008-01-02 엘지전자 주식회사 이동통신 단말기의 과열 경보장치 및 방법
JP5131189B2 (ja) 2006-03-24 2013-01-30 日本電気株式会社 充電システム、充電制御プログラムおよび携帯端末
US7615968B2 (en) 2006-08-04 2009-11-10 Nokia Corporation Method and device for charging a battery at elevated temperatures
JP2008067426A (ja) * 2006-09-04 2008-03-21 Yamaha Motor Electronics Co Ltd 車両用充電制御方法
JP2009017703A (ja) * 2007-07-05 2009-01-22 Mitsumi Electric Co Ltd 二次電池の充電制御回路及びこれを用いた充電制御装置
JP4660523B2 (ja) 2007-09-19 2011-03-30 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 電池セルの表面温度で充電制御する充電システム
KR100998301B1 (ko) 2007-11-08 2010-12-03 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 이를 구비하는 전자기기
JP4816705B2 (ja) * 2008-10-01 2011-11-16 ソニー株式会社 バッテリの制御装置、バッテリの制御方法、及び、バッテリ
JP5275176B2 (ja) 2009-08-31 2013-08-28 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 電池パックおよびその機能停止方法
KR101147231B1 (ko) 2010-07-23 2012-05-18 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩 및 그의 충방전 제어 방법
TWI423500B (zh) 2010-10-14 2014-01-11 Nat Univ Chin Yi Technology 使用印刷電路板電路整合鋰離子電芯模組化之結構
US9285278B2 (en) 2013-05-09 2016-03-15 Apple Inc. System and methods for thermal control using sensors on die
WO2014198231A1 (en) 2013-06-14 2014-12-18 Mediatek Inc. Method for reading, writing, or updating information for battery cell via connecting interface between portable device and battery pack including battery cell so as to obtain precise information
WO2015147527A1 (ko) 2014-03-24 2015-10-01 정윤이 배터리팩, 셀 모듈 및 셀 모듈 조립체
CN104536483B (zh) 2014-12-11 2017-12-12 上海卓悠网络科技有限公司 一种通讯终端的温度控制方法与装置
EP3154120A1 (en) 2015-10-09 2017-04-12 Continental Automotive GmbH System and method for estimating a temperature
CN205883705U (zh) 2016-07-28 2017-01-11 广东欧珀移动通信有限公司 Pcb板

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI727471B (zh) * 2019-10-23 2021-05-11 英研智能移動股份有限公司 電池保護方法
CN112134342A (zh) * 2020-08-07 2020-12-25 华为技术有限公司 一种储能装置、系统以及储能装置的控制方法
TWI882502B (zh) * 2023-11-01 2025-05-01 華碩電腦股份有限公司 電池模組及其電池保護方法

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Publication number Publication date
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