[发明专利]具有能量采集特征的蓄电装置及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有能量采集特征的蓄电装置及保护方法，特别涉及一种以电磁波、振动、光线、冷热温差、风能或波潮的能量采集，以避免二次电池过放电的蓄电装置及保护方法。

背景技术

现行的二次电池可应用范围广泛，例如移动通讯系统、精密电子仪器或是常见的相机，甚至在车载电池装置、不断电系统，或是照明系统都可以见到二次电池的身影。

而在电池的使用规格上，大致上可分为由单一电芯构成的电池单元，所应用范围如前述的移动通讯系统、精密电子仪器或是常见的相机所用的电池，当有多个电池单元称为电池模块，而当有多个电池模块时则称的为电池系统，所应用范围如前述的车载电池装置、不断电系统，或是照明系统。

然而在这些二次电池在充电之后，其电量会因电芯本身的内阻或电池平衡系统电路板(Battery Management System，BMS)，抑是其他电池保护电路的自身会耗电而使电池的电量逐渐消失，这种现象为电池的自耗电现象（或称自然放电、漏电）。

而在二次电池的使用过程中，必须要小心避免二次电池会因完全耗尽电能，而发生电池材料结构损坏，将对二次电池产生不可挽回的损害。

虽然在现行的技术当中对于二次电池材料结构损坏的问题，可以通过检测设备来进行检测二次电池的放电电压，使电芯电压下降到一定程度时，自动关闭二次电池与设备之间的回路，以避免二次电池持续放电，进而达到保护二次电池。

然而，即使利用检测设备以对二次电池在使用上提供一定的保护，但是由于二次电池放着不使用时，仍然还是会因本身的自耗电现象，使二次电池持续深度放电，当二次电池的放电深度愈大，二次电池可使用的放电循环寿命减损的程度就越严重。

依目前现有技术，有可提供避免二次电池持续深度放电的方法，例如是在使用说明书中提醒消费者定期进行充电，然而一旦消费者没有注意或忘记，使用说明书的实质作用形同无效，或是当二次电池低电量时，由电池保护电路发出警告声响来警告使用者，然而过于频繁警告声响不但会让使用者困扰，况且若是二次电池的存放环境是在于一些高噪音的使用环境，使用者也是听不到，这样的设计也只会让二次电池的电量耗电更快。

而在二次电池的电量若是因为持续深度放电，开始低于大约0.5伏特时，二次电池便会造成永久性损害，开始产生充容量减损，最严重的情况则是二次电池难以再充电使用。

有鉴于此，可知目前极需要有一种维持蓄电单元电量准位的具有能量采集特征的蓄电装置及保护方法来保护二次电池免于持续深度放电而造成永久性损害，因此发明人针对上述产生的问题进行研究与探讨，藉由近年来能量采集的技术进步，应用在电池能量准位的补充，提出一种具有能量采集特征的方式达成蓄电装置保护的方法，得以改善以上所述的缺陷。

发明内容

为改善以上所述的缺陷，本发明的主要目的，在于提供一种具有能量采集特征的蓄电装置及保护方法，并不针对蓄电单元充电至饱和为目的，利用外部能量进行采集并转换成电荷之后，再转以输出充电电流至蓄电单元以抵销蓄电单元自耗电，仅以维持蓄电单元最低电量为目的，因此本发明具有外部能量采集较低门槛的优势，无须充沛的外部能量才能对蓄电单元进行充电利用此较低门槛的能量采集，因此本发明可避免蓄电单元持续深度放电，而造成蓄电单元的损坏。

本发明的又一目的，在于提供一种具有能量采集特征的蓄电装置及保护方法，利用外部能量转以输出充电电流至蓄电单元，因此本发明可使蓄电单元长期接收外部能量，以维持最低电量，蓄电单元即使长期不使用，也不会立即发生深度放电，因此本发明可提供蓄电单元在使用上更具有耐久性。

为达上述的目的，本发明提供一种具有能量采集特征的蓄电装置，包含有采集单元以采集外部能量，能量转换单元电性连接采集单元，以接收外部能量转换成电荷，并输出电荷形成电流，充电控制单元电性连接能量转换单元，接收电流并输出低于预设电压电流限制的充电电流，蓄电单元电性连接充电控制单元，接收充电电流以储存电荷。

本发明还提供一种具有能量采集特征的蓄电装置的保护方法，可以保护蓄电单元、蓄电模块或蓄电系统，其包含有下列步骤：采集外部能量，转换外部能量成电荷，以输出电荷形成电流，接收并输出低于预设电压电流限制的充电电流至蓄电单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：