[发明专利]用于调整电池端电压的方法和装置

说明书

本发明涉及可充电电池，特别是涉及在根据由具有不同电池的化学性质的电池组呈现的不同放电曲线来计算的放电期间在某些点上调整一个电池端电压的方法和装置。

已往，电池(也通称“哑”(dump)电池)提供一种难以预料的电源，所以典型地一个由电池组供电的装置的用户不能得到可靠的预先警告：一个电池组的可操作容量即将用完。因此，不能显示有多少剩余时间能够使用，以致于例如在该电池组完成放电之前一个用户不能够保存当前正在工作的数据或设置一个替换电源。结果，为了在电池用完容量之前确定备用电源开始操作的时间，许多的电子产品已经被特别地设计有试图估计电池电荷状态的电路。例如，通过测量电池组的端电压来进行估计电池的状态，并且当该端电压达到某一个降低电压限制时执行某一个放电结束的操作，例如触发任一种所需要的报警或执行保存磁盘操作。这个降低电压限制通常被称为放电结束电压(EODV)并且典型地是一个恒定值，也就是根据用于放电结束操作所需要的剩余容量和用于安全与有效地使用一个电池的需求来设置该降低电压限制。

然而，一个电池组的放电曲线根据它的电池化学性质来变化。因此，如果设计一种产品的电路在用于某一类型电池组的一个设置电压上开始EODV保存磁盘操作，并且利用具有不同的电池化学性质与具有不同的放电曲线的不同电池组给该产品供电，那么EODV保存磁盘的操作可能被执行的太快将导致容量的浪费，更糟的是执行保存磁盘的操作太晚将导致损失数据。

一个具有不同的放电曲线的两个电池化学性质的实例是石墨基锂离子电池和焦炭基锂离子电池。一个典型的石墨基锂离子电池能够具有如在图1中所示的放电曲线，而一个典型的焦炭基锂离子电池能够具有如在图2中所示的放电曲线。用于焦炭基锂离子电池的放电曲线逐渐地下降(图2)，而用于石墨基锂离子电池的放电曲线在容量末端迅速地下降(图1)。因此，在石墨基锂离子电池中接近容量结束的电压大大地高于在焦炭基锂离子电池中接近容量结束的电压。

各种电池的化学性质具有某些下限，对该下限电池可以安全地被放电而不影响电池性能。例如，在一方面石墨基锂离子电池不应被放电到低于2.7V。另一方面焦炭基锂离子电池可以安全地被放电到2.5V而不影响电池的性能。因此，如果设计一种产品的电路在一个设置电压，例如对于一个焦炭基锂离子电池(它将保留大约150mAh的容量)为3.0V上开始EODV保存磁盘操作，并且一个石墨基锂离子电池可以被代替，那么当端电压达到目前的3.0V电压时，在该电池组中没有足够的剩余容量(例如只有40mAh)用于EODV保存磁盘操作并且数据可能被丢失。在其它具有不同的电池化学性质的电池中，例如在锂聚合物电池和NiMH电池中可以识别出具有与焦炭基锂离子电池和石墨基锂离子电池相对应的相同问题。

因此，最好是能够提供一种方法以便允许一个产品在放电曲线的适当的点上开始这种所需要的操作，而与实际的端电压无关，其中该产品利用测量端电压来触发EODV或其它操作。我们现在已经发现，令人惊讶地是通过调整一个电池的端电压能够实现这种方法。

因此，在第一方面，本发明提供一种用于控制在一个装置中触发一种操作的方法，它利用测量一个电池的端电压以便在一个预定阈值上触发该操作，该方法包括在达到一个预定点时把该端电压变换成一个预定值。

在第二方面，本发明提供一种用于控制在一个装置中触发一种操作的装置，它利用测量一个电池组的端电压来在一个预定阈值上触发该操作，该装置包括在达到一个预定点时把该端电压变换成一个预定值的装置。

在第三方面，根据本发明的一个电池组设置有用于控制触发一个操作的电路。

能够理解的是：可以设计该装置以便在一个给定的电压阈值上触发一个操作，或在沿着电池组放电曲线的不同的电压阈值上触发各种操作。此外，每个电压阈值可以触发多种操作。因此，在另一个方面，本发明预计沿着实际的电压放电曲线转换在大于一个点的多个点上的端电压，从而在适当时间触发多个操作。