溫度補償電流測量裝置及使用該裝置的電池組的製作方法

2023-06-08 00:27:16 1

專利名稱：溫度補償電流測量裝置及使用該裝置的電池組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池組，更具體地說，涉及一種能夠測量導體中流動的 電流的溫度補償電流測量裝置及使用該裝置的電池組。
背景技術：
通常，二次電池可再充電，並且因而可重複4吏用，這與一次電池不同。 二次電池通常被用作用於通信、信息處理及音頻/視頻的可攜式裝置的主要 電源。目前，對二次電池的關注日益增加，並且對二次電池的開發也在快速 地進行。其中的主要原因是因為二次電池是一種具有高輸出電壓和低放電率 的超輕、高能量密度且環境友好的電池，還因為二次電池是一種具有相對較 長壽命的電源。基於電極活性物質，二次電池被分為鎳-金屬氫化物(Ni-MH)電池、 鋰離子(Li-離子)電池等。具體而言，可以基於電解質類型，例如，當使 用液態電解質時和當使用固態電解質或凝膠型電解質時，對鋰離子(Li-離 子)電池進行分類。同樣，基於接納電極組件的罐的形狀，二次電池被分為 多種類型，例如罐型、袋型等。鋰離子(Li-離子)電池的重量能量密度遠遠高於一次電池，並且因此 可以被製造為超輕電池。而且，針對每塊單電池而言，鋰離子(Li-離子) 電池的平均電壓大約為3.6V,緊湊程度是諸如Ni-Cd電池和鎳-金屬氫化物 (Ni-MH)電池之類的其它二次電池的大約為1.2V的平均電壓的三倍。而
且，在大約為20。C的溫度下，鋰離子電池每個月具有少於5%的放電率，這 大約是Ni-Cd電池和鎳-金屬氯化物電池放電率的三分之一。而且，鋰離子 電池不使用諸如鎘(Cd)和汞(Hg)之類的重金屬，因此是環境友好的。 而且，鋰離子電池在正常狀態下至少可再充電一千次。相應地，隨著信息通 信技術的發展，基於上述優勢對二次電池的研究會越來越多。而且，在可再充電二次電池的情況下，多個二次電池被安裝在可攜式電 子產品上，例如以組的形式被安裝在筆記本個人電腦(PC)上，從而被使 用。在這種情況下，充電/放電控制電路被嵌入組型二次電池中，並控制關 於電池的充電/放電的一般事件。而且，充電/放電控制電路阻止電池被過度 充電或過度放電，從而提高了電池的穩定性。而且，充電/放電控制電路測 量在電池充電/放電情況下的電流，從而控制充電和;改電。在這種情況下，充電/放電控制電路具有外部電阻，該外部電阻位於電 流在其中流動的導體的 一個位置處，並且該充電/放電控制電路通過測量該電流。當高電流在該外部電阻中流動時，該外部電阻兩端的電壓值也顯著改 變。相應地，諸如高容量電池組等的電池組使高電流在外部電阻中流動。外 部電阻兩端的電壓值隨高電流的流動而顯著地改變。然而，當電壓值的測量 範圍過寬時，可能不能準確地測量外部電阻中流動的實際電流。相應地，可 能無法有效地控制電池的充電/放電。發明內容本發明的方面用於解決現有技術中的上述和/或其它問題，因此本發明 的 一個方面提供一種能夠準確測量電路中流動的實際電流的溫度補償電流 測量裝置。本發明的一個方面提供一種能夠在沒有擴展外部電阻的情況下基於對 電流的準確測量結果來有效計算電池的充電/放電量和控制充電電流的電池組。根據本發明的一個方面，所提供的溫度補償電流測量裝置包括導體，電流在所述導體中流動；溫度傳感器，圍繞所述導體布置以測量所述導體的溫 度；以及溫度補償電流檢測電路部件，電連接至所述導體的兩個位置以測量 所述兩個位置之間的電壓，電連接至所述溫度傳感器以測量所述導體的溫 度，並通過將所測得的溫度和所述電壓用作輸入信號來測量所述導體中流動 的電i危。根據本發明的一個方面，所述溫度補償電流檢測電路部件可以包括電壓 鬥全測部件，淨皮連^妄至所述導體的兩個位置以測量所述兩個位置之間的電壓；度的電壓值；以及算術運算部件，將所述溫度檢測部件測得的與溫度相對應 的電壓值轉換成所述導體的電阻值，並通過使用該電阻值和由所述電壓檢測 部件測得的所述導體兩個位置之間的電壓來計算所述導體中流動的電流電量。另外，所述溫度補償電流檢測電路部件可以包括變換器，被電連接至所(A/D)轉換器，被連接至所述導體的兩個位置以將所測得的模擬電壓轉換 成數字電壓；以及微控制器單元，被電連接至所述變換器和所述A/D轉換 器以接收從所述變換器和所述A/D轉換器輸出的電壓值。根據本發明的一個方面，提供一種使用所述溫度補償電流測量裝置的電 池組，該電池組包括可再充電電池；充電/》文電開關元件，被電連接至所 述電池的高電流；導體，被電連接至高電流通道，用於給所述電池充電/放 電的電流在所述高電流通道中流動；溫度傳感器，圍繞所述導體布置以測量 所述導體的溫度；以及充電/i文電控制電路，故電連4妻至所述電池以測量電 壓，被電連接至所述導體的兩個位置以測量所述兩個位置之間的電壓，被電 連接至所述溫度傳感器以測量所述導體的溫度，並且被電連接至用於所述電 池的充電/放電的高電流通道以接通/切斷所述充電/放電開關元件，並且同時
通過將從導體測得的電壓和溫度用作輸入信號來計算所述導體中流動的電 流，並通過計算所述電池的容量來調節所述充電/放電開關元件中流動的電 流電量。另外，所述充電/放電控制電路可以包括溫度補償電流檢測部件，包括被連接至所述導體的兩個位置以測量所述兩個位置之間的電壓的電壓抬二 測部件，被電連接至所述溫度傳感器以檢測由所述溫度傳感器測得的溫度的 電壓值的溫度檢測部件，以及算術運算部件，將由所述溫度檢測部件測得的 與溫度相對應的電壓值轉換成所述導體的電阻值，並通過使用所述電阻值和 由所述電壓檢測部件測得的所述導體兩個位置之間的電壓，來計算所述導體中流動的電流電量；以及充電/》文電部件，-坡電連衝妾至所述電池以測量所述 電池的電壓，並被電連接至所述開關元件，並接通/切斷用於電池的充電/i丈 電的充電/放電開關元件，以及接收電池的電壓和由所述溫度補償電流檢測 部件得到的電池的電流值，計算所述電池的充電W文電量，並調節所述充電/ 方文電開關元件中流動的電流電量。根據本發明的又一方面，所述充電/放電控制電路可以包括溫度補償 電流檢測部件，包括被電連接至所述溫度傳感器以將所述溫度傳感器所檢測 的電阻值轉換成電壓值的變換器，被連接至所述導體的兩個位置以將所測得 的模擬電壓轉換成數字電壓的A/D轉換器以及電連接至所述變換器和所述 A/D轉換器以接收從所述變換器和所述A/D轉換器輸出的電壓值的微控制 器單元；以及充電/方文電部件，#:電連接至所述電池以測量所述電池的電壓，/放電開關元件，接收所述電池的電壓和通過所述溫度補償電流檢測部件得 到的電池的電流值來計算所述電池的充電/》文電量，並調節所述充電/》丈電開 關元件中流動的電流電量。所述充電/》文電開關元件可以以場效應電晶體 (FET)的形式形成。所述溫度傳感器可以以熱敏電阻或集成電路型溫度傳 感器的形式形成。根據本發明的再一方面，所述導體可以使用同一種材料以均勻的厚度和　寬度沿一個方向被延伸，並且所述導體的電阻值隨長度的增加而增加，並且 所述導體的電阻值隨溫度而改變。在這種情況下，所述導體可以以導線的形式形成。所述導體可以由銅(Cu)、鎳(Ni)及金(Au)中的任一種形成。 所述導體可以是形成於絕緣基板上的印製電路圖案。當所述導體是形成於絕 緣基板上的印製電路圖案時所述，所述導體、所述溫度傳感器及所述溫度補 償電流檢測電路部件可以被提供在同 一絕緣基板上。本發明的附加方面和/或優勢的部分將在下面的描述中被陳述，部分將 從描述中顯而易見，或者可以通過實踐本發明得知。


/人結合附圖對實施例的下列描述中，本發明的這些和/或其它方面及優 勢將變得更明顯和更易於理解，在附圖中圖1為根據本發明一個實施例的溫度補償電流測量裝置的電路圖； 圖2為根據本發明另 一 實施例的溫度補償電流測量裝置的電路圖； 圖3為根據本發明又一實施例的溫度補償電流測量裝置的電路圖； 圖4為根據本發明一個實施例的電池組的電路圖； 圖5為根據本發明另一實施例的電池組的電路圖；及 圖6為根據本發明又一實施例的電池組的電路圖。
具體實施方式
現在將詳細參照本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，在附 圖中相似的附圖標記始終表示相似的元件。為獲知釋本發明，下面參見附圖來 描述實施例。圖1為根據本發明一個實施例的溫度補償電流測量裝置的電路圖。 參照圖1，根據本發明一個實施例的溫度補償電流測量裝置100可以包 括導體110、溫度傳感器120和溫度補償電流檢測電路部件130。如果電流在導體110中流動，則導體110可以被使用。例如，導體IIO　 可以被形成為電路板的印製電路圖案中高電流通道的圖案或導線。當導體 110以導線的形式形成時，導體110通常用作高電流進出的通道。由於導體 110的電流幅度值增加到一相對高電流，因此相對降低了由於微小電流而導致的電流測量誤差。相應地，當通過將溫度補償電流卩險測電3各部件130電連 接至以導線的形式形成的導體110來測量電流時，可以測量到相對準確的電流值。而且，導體110可以以在絕緣基板上形成的印製電路圖案的形式形成。在這種情況下，印製電路圖案像導線一樣，可以是極高電流進出的通道。而且，導體110可以使用相同的材料以均勻厚度和寬度沿一個方向被延 伸，導體110的電阻值可以隨長度的增加而增加，並且導體110的電阻值可 以隨溫度而變化，並給溫度補償電流檢測電路部件130提供線性電阻值。而且，導體no可以由銅(Cu)、鎳(Ni)和金(Au)中的任一種形 成。在這種情況下，由以上材料中的任意材料形成的導體IIO具有很強的特 性，即電阻變化率隨溫度的增加而線性增加。相應地，在導體110中流動的 電流值由於待補償的溫度而可能發生相對小的誤差。而且，導體110、溫度傳感器120及溫度補償電流檢測電路部件130可以 被形成在同一絕緣基板上。具體而言，導體IIO和溫度傳感器120在該導體110 和該溫度傳感器120彼此不電連接的範圍內彼此相鄰。在導體110中流動的電 流可以是給溫度傳感器120和溫度補償電流檢測電路部件130提供電源的高電 流。相應地，導體110、溫度傳感器120和溫度補償電流檢測電路部件130可 以被形成在同 一絕緣基板上，從而形成相同的地電勢。而且，溫度傳感器120可以圍繞導體IIO布置，從而測量導體110的溫度。 例如，溫度傳感器120可以以熱敏電阻或集成電路型溫度傳感器的形式形成， 並且貼在導體IIO上而不與該導體IIO產生短路，從而測量該導體110的溫度。溫度補償電流檢測電路部件130可以被電連接至導體110的兩個位置，從 而測量這兩個位置之間的電壓和溫度傳感器120所測得的溫度。溫度補償電流 檢測電路部件130具有如上所述的連接關係。相應地，溫度補償電流檢測電路
部件130可以獲得關於電壓和溫度的信息，並基於該信息測量導體110中流動 的電流。更具體地說，溫度補償電流檢測電路部件130被電連接至導體110的 兩個位置，從而檢測導體110的電壓。在這種情況下，當該導體110的這兩個 位置之間的電阻值已知時，可以獲知導體110中流動的電流電量。相應地，當 在導體110中流動的電流電量改變時，電壓值也隨之改變，並且因此有可能基 於已改變的電壓值而獲知導體110中流動的電流電量。而且，熱量隨導體110 中流動的電流電量和電流流動的時間量而/人導體IIO中產生，導體110的電阻 值由此改變。在這種情況下，圍繞導體IIO布置的溫度傳感器120感知導體110 的溫度。而且，溫度補償電流;險測電路部件130可以接收溫度傳感器120感知 到的溫度，並基於關於所感知的溫度的信息來獲知電阻隨導體IIO溫度的變化 率。在這種情況下，溫度補償電流檢測電路部件130通過先前存儲的溫度-電 阻的查找表來檢測導體110的電阻。溫度-電阻的查找表通過按與溫度的比例 增加電阻而形成。如上所述，因為溫度補償電流檢測電路部件130可以根據導 體110兩個位置之間的電壓和導體110的溫度來獲知已改變的電阻值，所以溫 度補償電流檢測電路部件130可以根據導體110溫度的改變來計算實際的電流 電量。同樣地，溫度#卜償電流檢測電路部件130可以根據它的每一項功能通過 電連接無源元件、有源元件、邏輯元件及集成電路部件等而形成。圖2為根據本發明另一實施例的溫度補償電流測量裝置的電路圖。 參照圖2，根據本發明另一實施例的溫度補償電流測量裝置200包括導體 110、溫度傳感器120及溫度補償電流檢測電路部件130。而且，溫度補償電流 檢測電路部件130可以包括電壓檢測部件231、溫度檢測部件232及算術運算 部件233。電壓4全測部件231可以^皮連4妄至導體110的兩個位置，並測量這兩個位置 之間的電壓。在這種情況下，所測得的電壓可以作為電壓值被發送給算術運算 部件233。溫度檢測部件232可以;故電連接至溫度傳感器120,並檢測由溫度傳感器 120 一全測的溫度。在這種情況下，溫度4全測部件232可以向算術運算部件233
輸出與由溫度傳感器120檢測到的溫度相對應的電壓值。電壓值轉換成導體110的電阻值。而且，算術運算部件233可以通過使用由 電壓才企測部件231測得的導體110兩個位置之間的電壓以及隨導體U0的溫 度改變而改變的電阻值來計算電流110中流動的電流電量。在這種情況下， 算術運算部件233可以嵌入以根據由溫度檢測部件232測得的溫度將電壓值 轉換成導體110的電阻值的查找表。算術運算部件233可以通過使用對照表 根據導體no的溫度來計算該導體110的電阻值，並且還可以通過使用計算 出的電阻值和導體110兩個位置之間的電壓值來計算導體110中流動的電流 電量。溫度補償電流;險測電路部件233的電壓4企測部件231和溫度4全測部件 232可以根據電壓檢測部件231和溫度檢測部件232的每一項功能通過電連接 無源元件、有源元件及集成電路等而形成。而且，算術運算部件233可以以嵌 入有比較功能和運算功能的程序的微控制器單元的形式形成。在這種情況下， 存儲元件可以被電連接至該算術運算部件233的內部或外部。然而，溫度補償 電流;f全測電^各部件130的配置不限於此。圖3為根據本發明又一實施例的溫度補償電流測量裝置的電路圖。參照圖3,根據本發明又一實施例的溫度補償電流測量裝置300包括導 體110、溫度傳感器120及溫度補償電流4全測電路部件130。而且，溫度補 償電流檢測電路部件130可以包括變換器331、模數(A/D)轉換器332及 微控制器單元(MCU) 333。變換器331可以電連接至溫度傳感器120，將已檢測到的溫度傳感器的 電阻值轉換成電壓值。例如，變換器331可以以惠斯通電橋(未示出)的類 型形成。在這種情況下，溫度傳感器120可以至少是惠斯通電橋的四個電阻 之中的一個電阻。當溫度變化時，電連接至惠斯通電橋的溫度傳感器120可 以在該惠斯通電橋之間產生電阻差，並向微控制器單元333發送所產生的電 阻值。而且，變換器331可以以集成電路的類型形成。然而，變換器331的 類型不限於以上描述的類型。A/D轉換器332可以電連接至導體110的兩個位置，從而將測得的模擬 電壓轉換成數字電壓，並向微控制器單元333輸出該數字電壓的值。微控制器單元333可以電連接至變換器331和A/D轉換器332，從而接 收從變換器331輸出的電壓值和從A/D轉換器332輸出的電壓值。微控制 器單元333在外部存儲器或內部存儲器中存儲從A/D轉換器332輸出的導 體110兩個位置之間的電壓值，將從變換器331接收的根據溫度得到的電壓 值與在外部存儲器或者內部存儲器中存儲的溫度-電阻查找表進行比較，並 計算導體no的電阻值。當通過使用電阻值和導體110兩個位置之間的電壓 值來計算導體110中流動的電流電量時，有可能獲知導體110中流動的根據 溫度改變而被補償的電流電量。在這種情況下，微控制器單元333可以通過 使用具有改進的信號處理功能的數位訊號處理器來實時處理電壓值和溫度 值。圖4為根據本發明一個實施例的電池組的電路圖。參照圖4，才艮據本發明的電池組400可以包括可再充電電池410、充電/ 放電開關元件420、導體110、溫度傳感器120以及充電/方丈電控制電路430。如果電池410是可獲得的，那麼電池410可以被使用。例如，可再充電 電池410可以是鋰離子電池、鋰離子聚合物電池等。充電/》史電開關元件420可以包括充電開關元件421和方文電開關元件 422。而且，充電/》文電開關元件420可以被電連接至電池410的高電流通道。 而且，高電流通道可以是與可攜式電子裝置或者充電器(未示出)的電池接 納部分相連的充電/方文電端子(+P,-P)的充電通道或放電通道。在這種情況 下，充電/放電開關元件420可以以N溝道型或者P溝道型場效應電晶體 (FET)的形式形成，並且因此通過充電/放電控制電路430接通/切斷充電/ 放電通道。在這種情況下，充電通道和》文電通道是電流流向相反方向的相對 方向。在這種情況下，為了使充電通道和放電通道單向流動，寄生二極體 421a和422a分別-敗形成在充電/放電開關元件420中，當充電開關元件421 4皮才妄通時，與充電開關元件421相連的寄生二^L管421a阻止電流在方文電通 道中流動，同樣地，當放電開關元件422被切斷時，與放電開關元件422相 連的寄生二才及管422a阻止電流在充電通道中流動。導體110淨皮電連4婁至高電流通道，用於對電池410進行充電/》文電的電 流在該高電流通道中流動。該導體IIO具有如上所述導體IIO相同的配置， 因此在這裡將省略重複性描述。溫度傳感器120圍繞導體IIO布置，並測量溫度。溫度傳感器120被電 連接至充電/放電控制電路430,並向充電/放電控制電路430傳輸導體110 的溫度值。在這種情況下，溫度傳感器120在上面已被描述，因此在這裡將 省略有關的重複性描述。充電/放電控制電路430被電連接至導體IIO的兩個位置，並測量電壓。 充電/放電控制電路430還被電連接至溫度傳感器120,並測量溫度，並通過 將測得的電壓和溫度用作輸入信號來測量導體110中流動的電流。而且，充 電/放電控制電路430也被電連接至充電/放電開關元件420,從而接通/切斷 充電/放電開關元件420。充電/放電控制電路430的特定操作可以被劃分為 充電和放電的情況。具體而言，在充電的情況下，充電/放電控制電路430 可以接通充電開關元件421，,人而將充電開關元件421連4矣至高電流通道， 以便電池410可以通過充電器(未示出)被充電。而且，在放電的情況下， 充電/放電控制電路430可以接通放電開關元件422,以便電池410可以給便 攜式電子裝置供電。在控制充電/放電通道的同時，充電/放電控制電路430 一皮嵌入以圖1的溫度補償電流;險測電路部件130的功能。相應地，充電/》文 電控制電路430可以通過使用導體110兩點之間的電壓值和導體110的溫度 值來測量在導體110中流動的充電/放電電流電量。而且，充電/放電控制電路430可以通過檢測電池410的電壓和電池410 的電流幅度值來計算電池410的壽命周期。在這種情況下，充電/放電控制 電路430通過持續計算充電電池的電壓和電流來計算電池410的充電量。而 且，充電/放電控制電路430通過持續計算放電電池的電壓和電流來計算電15
池410的放電量。通過該計算方法計算出的電池410的充電量和放電量被持 續累加並存儲在外部存儲器或者內部存儲器中。當電池410的充電/放電完 成一個周期時，充電/放電控制電路430將電池壽命周期的計數數據存儲在 外部存儲器或內部存儲器中。在這種情況下，當電池壽命周期的計數達到臨 界周期時，例如，100個周期的計數，則充電/放電控制電路430判斷電池 410已老化。此時，充電/放電控制電路430由於電池410的壽命周期而控制 充電開關元件421的流動電流電量變^^。結果，電池410的壽命^皮延長。通 過準確4全測電池410的電流電量，電池組400可以結合電池410的壽命周期 來給電池410充電。圖5為根據本發明另一實施例的電池組的電路圖。參照圖5,根據本發明的電池組500包括可再充電電池410、充電/方文電 開關元件420、導體IIO、溫度傳感器120及充電/放電控制電路430。而且， 充電/》欠電控制電路430包括充電/放電部件531和溫度補償電流糹企測部件 532。充電/》文電部件531可以測量電池110的電壓。而且，充電M文電部件531 可以電連4姿至充電/力文電開關元件420和該充電/》文電部件531的高電流通道， 從而接通/切斷充電/》文電開關元件420。同時，充電/放電部件531可以調節 充電/放電開關元件420的電流電量。例如，當充電/放電開關元件420以FET 的形式形成時，充電/放電部件531可以改變施加於該FET柵極和源極的直 流(DC)電壓，從而調節從源極流向漏極的電流電量。而且，通過使用該 電流電量調節方法，可以根據,人溫度補償電流電路部件流嚮導體110的電流 值來控制充電/放電開關元件420。在這種情況下，充電W文電部件531可以 從溫度補償電流檢測部件532接收與該電流值相對應的信號，通過使用該信 號信息來調節充電/放電開關元件421中流動的電流電量，從而有效地控制 電池410的充電/方丈電。同樣地，充電/放電部件531可以以無源元件、有源 元件、集成電路及微控制器單元等的形式形成。而且，充電/放電部件531 通過檢測充電/放電時流動電流的電量來計算電池410壽命的壽命周期，然後充電/放電部件531針對電池410的壽命周期來調節流動電流的電量。在這種情況下，這種通過充電/放電部件531的計算方法以上已被描述，因此 這裡將省略重複性的描述。溫度補償電流檢測部件532可以包括電壓檢測部 件532a、溫度一企測部件532b及算術運算部件532c。在這種情況下，電壓鬥企 測部件532a可以被連接至導體110的兩個位置，從而測量這兩個位置之間 的電壓。溫度檢測部件532b可以被電連接至溫度傳感器120，從而4企測針 對溫度傳感器120所測得溫度的電壓值。而且，算術運算部件532c可以將 與由溫度檢測部件532b測得的與溫度相對應的電壓值轉換成導體110的電 阻值，並通過使用該電阻值和由電壓檢測部件532a測得的導體110兩個位 置之間的電壓來計算在導體110中流動的電流電量。在這種情況下，算術運 算部件532c將計算出的電流電量傳輸至充電/放電部件531。充電/放電部件 531接收電流電量並控制充電/》文電開關元件420, 乂人而調節充電/力欠電電流電 量。同樣地，以上已經描述了溫度補償電流檢測部件532,因此這裡將省略 有關的重複性描述。通過溫度補償電流檢測部件532準確地檢測電池410的 電流電量，電池組500可以4十對電池410的壽命周期來糹合電池410充電。 圖6為根據本發明又一實施例的電池組的電路圖。參照圖6,根據本發明的方面的電池組600包括可再充電電池410、充 電/放電開關元件420、導體110、溫度傳感器120以及充電/放電控制電路 430。而且，充電/放電控制電路430可以包括充電/放電部件631和溫度補償 電流4全測部件632。充電/放電部件631從《敖控制器單元MCU 632c接收與導體110中流動 的充電/放電電流值相對應的信號，並基於該信號來調節該充電/放電開關元 件420的充電/放電電流電量。因為充電/放電部件631有與上述充電/》丈電部 件相同的功能，所以在這裡將省略重複性描述。溫度補償電流檢測部件632可以包括變換器632a、 A/D轉換器632b及 微控制器單元632c。變換器632a可以被電連接至溫度傳感器120,從而將 已檢測到的溫度傳感器120的電阻值轉換成電壓值。而且，A/D轉換器632b
可以被連接至導體110的兩個位置，從而將測得的模擬電壓轉換成數字電壓。而且，微控制器單元632c可以被電連接至變換器632a和A/D轉換器 632b,從而接收從變換器632a和A/D轉換器632b輸出的電壓值。同樣地， 已經參照圖3描述了如上述構造的溫度補償電流檢測部件632,因此在這裡 將省略重複性描述，只描述與充電/;^文電部件631的操作關係。首先，A/D 轉換器632b測量導體110中流動的模擬電壓值，將所檢測的模擬電壓值轉 換成數字電壓值，並將所轉換的數位訊號值傳輸至微控制器單元632c。同時， 變換器632a測量導體110的溫度，並將與該溫度相對應的電壓值輸出至微 控制器單元632c。如上所述，接收導體110兩個位置之間的電壓值和與導體 110的溫度相對應的信號的微控制器單元632c,可以計算導體110中流動的 充電/放電電流電量，因為微控制器單元632c已經獲知導體110兩個位置之 間的電壓值和根據導體110的溫度而定的電阻值。當計算出的電流電量被傳 輸至充電/放電部件631時，充電/放電部件631可以調節充電/力文電開關元件 420中流動的電流電量，從而針對電池410的壽命周期來調節充電/》丈電電流 電量。另外，微控制器單元632c可以與充電/放電部件631作為整體而形成， 從而同時執行對充電/放電的控制和對充電放電電流電量的計算。通過溫度 補償電流檢測部件632準確地4全測電池410的電流電量，電池組600可以針 對電池410的壽命周期來給電池410充電。如上所述，糹艮據本發明的方面，可以測量電流在其中流動的導體的兩個 位置之間的電壓和導體的溫度，從而準確計算導體中流動的實際電流和電 荷。而且，根據本發明的方面，4是供一種電池組，該電池組可以將常規充電/ ;故電控制電路中所包括的外部電阻移去，因此可以減少生產成本，也可以準確 計算充電/放電通道中流動的電流，從而有效地控制電池的充電/i免電。雖然已經示出並描述了本發明的幾個實施例，不過本領域技術人員應當 理解，可以在不脫離發明原理和精神的情況下對這些實施例進行改變，本發 明的範圍在權利要求及其等同替換中限定。
權利要求
1、一種溫度補償電流測量裝置，包括導體，電流在所述導體中流動；溫度傳感器，圍繞所述導體布置以測量所述導體的溫度；以及溫度補償電流檢測電路部件，被電連接至所述導體的兩個位置以測量所述兩個位置之間的電壓，被電連接至所述溫度傳感器以測量所述導體的溫度，並通過將所測得的溫度和所述電壓用作輸入信號來測量所述導體中流動的電流。
2、 根據權利要求1所述的裝置，其中所述導體使用同一種材料以均勻的厚 度和寬度沿一個方向被延伸，並且所述導體的電阻值隨長度的增加而增加，並 且所述導體的電阻值隨溫度而改變。
3、 根據權利要求1所述的裝置，其中所述導體由從銅Cu、鎳Ni及金Au 所組成的組中選擇的任意一種形成。
4、 根據權利要求1所述的裝置，其中所述導體以導線的形式形成。
5、 根據權利要求1所述的裝置，其中所述導體是形成於絕緣基板上的印製 電路圖案。
6、 根據權利要求1所述的裝置，其中所述導體、所述溫度傳感器以及所述 溫度補償電流檢測電路部件位於同一絕緣基板上。
7、 根據權利要求1所述的裝置，其中所述溫度傳感器以熱敏電阻和集成電 路型溫度傳感器之一 的形式形成。
8、 根據權利要求1所述的裝置，其中所述溫度補償電流檢測電路部件包括 電壓檢測部件，被連接至所述導體的兩個位置以測量所述兩個位置之間的電壓；溫度4企測部件， 得溫度的電壓值；以及算術運算部件，將所還&厭松l'j鄰旰測仔的與'/i 成所述導體的電阻值，並通過使用該電阻值和由所述電壓^r測部件測得的所 述導體的兩個位置之間的電壓來計算所述導體中流動的電流電量。
9、 根據權利要求1所述的裝置，其中所述溫度補償電流檢測電路部件包括: 轉換成電壓值；模數A/D轉換器，被連接至所述導體的兩個位置以將所測得的模擬電壓轉 換成數字電壓；以及微控制器單元，被電連接至所述變換器和所述A/D轉換器，以接收從所述 變換器和所述A/D轉換器輸出的電壓值。
10、 一種電池組，包括 可再充電電-池；充電/放電開關元件，被電連接至所述電池的高電流；導體，被電連接至高電流通道，用於所述電池的充電/放電的電流在所述高 電流通道中流動；溫度傳感器，圍繞所述導體布置以測量所述導體的溫度；以及充電/方欠電控制電3各，；故電連接至所述電池以測量電壓，；波電連接至所述導 體的兩個位置以測量所述兩個位置之間的電壓，被電連接至所述溫度傳感器以 測量所述導體的溫度，並通過將從所述導體測得的電壓和溫度用作輸入信號來 計算所述導體中流動的電流，並調節所述充電/放電開關元件中流動的電流電 量。
11、 根據權利要求IO所述的電池組，其中所述充電/放電控制電路包括 溫度補償電流;險測部件，包括電壓檢測部件，被連接至所述導體的兩個位置以測量所述兩個位置之 間的電壓；溫度檢測部件，被電連接至所述溫度傳感器以檢測所述溫度傳感器所測得溫度的電壓值；以及算術運算部件，將由所述溫度檢測部件測得的與溫度相對應的電壓值轉換成所述導體的電阻值，並通過使用所述電阻值和由所述電壓檢測部件 測得的所述導體的兩個位置之間的電壓，來計算所述導體中流動的電流電量；以及充電/》文電部件，淨皮電連接至所述電池以測量所述電池的電壓，並^皮電連接 至用於所述電池的充電w文電的充電w文電開關元件和高電流通道，以衝妾收電流 值，根據所述溫度補償電流檢測部件計算充電/放電量，並調節所述充電/放電開 關元件中流動的電流電量。
12、 根據權利要求IO所述的電池組，其中所述充電/放電控制電路包括 溫度補償電流糹全測部件，包括變換器，被電連接至所述溫度傳感器以將已檢測到的所述溫度傳感器 的電阻值轉換成電壓值；A/D轉換器，被連接至所述導體的兩個位置以將所測得的模擬電壓轉 換成數字電壓；以及微控制器單元，被電連接至所述變換器和所述A/D轉換器以接收從 所述變換器和所述A/D轉換器輸出的電壓值；以及 充電/放電部件，#:電連接至所述電池以測量所述電池的電壓，並且被電連 接至所述充電/放電開關元件，並導通/切斷所述充電/放電開關元件，並接收所 述電池的電流值，根據所述溫度補償電流檢測部件計算充電/放電量，並調節所 述充電/放電開關元件中流動的電流電量。
13、 根據權利要求10所述的電池組，其中所述充電/放電開關元件以場效 應電晶體FET的形式形成。
14、 根據權利要求IO所述的電池組，其中所述導體以導線的形式形成。
15、 根據權利要求IO所述的電池組，其中所述導體是形成於絕緣基板上的 印製電路圖案。
16、 根據權利要求IO所述的電池組，其中所述導體由從銅Cu、鎳Ni及金 Au所組成的組中選擇的任意一種形成。
17、 根據權利要求IO所述的電池組，其中所述導體使用同一種材料以均勻 的厚度和寬度沿一個方向被延伸，並且所述導體的電阻值隨長度的增加而增力口， 並且所述導體的電阻值隨溫度而改變。
18、根據權利要求IO所述的電池組，其中所述溫度傳感器以熱敏電阻和集 成電路型溫度傳感器之一 的形式形成。
全文摘要
本發明公開了一種溫度補償電流測量裝置及使用該裝置的電池組。一種電池組，更具體地說一種能夠準確測量所述電池組中充電/放電通道電路中流動的實際電流的溫度補償電流測量裝置。所述溫度補償電流測量裝置包括導體，電流在所述導體中流動；溫度傳感器，圍繞所述導體布置以測量所述導體的溫度；以及溫度補償電流檢測電路部件，電連接至所述導體的兩個位置以測量所述兩個位置之間的電壓，電連接至所述溫度傳感器以測量所述導體的溫度，並通過將所測得的溫度和所述電壓用作輸入信號來測量所述導體中流動的電流。因此，可以利用所述溫度補償電流測量裝置來準確計算實際充電/放電電流並有效控制所述電池組的充電量。
文檔編號G01R31/36GK101398446SQ20081016710
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月27日 優先權日2007年9月28日
發明者沈世燮 申請人:三星Sdi株式會社