[发明专利]一种电池供电管理装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电池供电管理领域，具体涉及一种电池供电管理装置及方法。

【背景技术】

电子设备的正常运作对于设备的供电管理往往具有较高的要求。在医疗电子设备领域，这种要求更加严格。例如，便携式除颤监护仪经常应用于院外实施急救，并且需要提供高能量的除颤电流和监护功能，因此除颤监护仪除了配备AC/DC适配器作为供电电源外，还配备有大容量的供电电池。并且在实施急救的过程中，除颤监护仪通常使用电池为主要供电电源。所以保证电池的正常使用尤其关键，特别是在电池容量不允许再使用时应该准确、及时地更换电池或关机。为了给除颤监护仪提供更多电量和更长的工作时间，同时防止一块电池故障导致无法进行救护，一般都需要使用两块电池进行供电，这时就会涉及电池之间的供电切换问题。因为除颤监护仪应用于紧急并且高风险的心脏除颤治疗场合，所以就要求在切换供电电池时，绝不能影响设备的正常工作，不能给设备带来额外的风险。目前关于两个电池之间切换供电的问题，已有的实现方案是通过检测当前供电电池的电压，当供电电池的电压低于某临界电压值时，自动切换到另一个电池供电。以Medtronic Physio-Control公司的除颤监护仪为例进行说明：机器开机时，电源选择电路选择一块电池进行供电，并由电池电压监控电路对供电电池的电压进行监控；当供电电池的电压低于一个临界电压值时(电池电量耗尽时)，由电源选择电路切换到另一个电池进行供电。通过电池电压来判断电池电量是基于电池电压与剩余电量之间存在某种已知关系，当电池无负载即处于松弛状态时，依据电池电压可估算出当前电池的电池充电状态参数(State Of Charge，简称SOC)，即电池的剩余电量。但是，以对电池电压的监控作为电池切换的依据存在着以下问题：

首先，电池内阻会引起压降，且电池内阻并不是一个定值，其阻抗大小与SOC、电池温度、电池使用年限等因素都有关，所以当电池带载时、环境温度改变时、电池使用了一定年限后，都必须对电池的SOC曲线进行修正，才可能通过电池电压在SOC曲线对应得到较为准确的电池剩余容量值。要实现对SOC曲线的校正就必须建立起一个庞大的数据表，工作量很大。

另外，电池还具有松弛特性，在电池停止供电或充电后其电压会长时间变化，且变化的时间和速率与充放电电流大小以及充放电时间有关。松弛特性使得依据电池电压对电池电量判断时会出现电量反弹现象。

在实际应用中，该方法还存在一个问题，由于在完整的电池放电过程中，电池电压的变化较小，下降较平缓，只有当电池电量快耗尽时，电池电压才会出现较大幅度的下降。因此大都是将电池切换阈值电压设定在电池电量即将耗尽时，而在电池电量基本耗尽时进行切换，对电池的损伤较大，会降低电池的使用寿命。

可以看到，电池电压受环境等因素影响较大，导致依据电池电压难以准确检测电池剩余电量，就可能出现在关断供电电池前，当前供电电池的剩余电量不足以支持一次较大能量的充放电，对设备的正常工作来说存在较大的风险，无法保证在电池的整个使用寿命内都实现准确的电池供电状态转换。

【发明内容】

本发明的所要解决的技术问题在于提供电池供电管理装置及方法，能够准确地依据电池的使用状态及时实现电池的供电状态转换。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种用于多电池供电设备的智能电池切换装置及方法，将设备安全、及时地切换到其它电池供电，以保障设备的继续运行。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池供电管理装置，适用于包括电池供电的设备，包括：

数据获取模块，包括第一数据获取单元，所述第一数据获取单元用于获取处于供电状态的电池的状态数据，所述电池为智能电池，所述状态数据至少包括剩余电量值；

控制模块，用于将所述剩余电量值和切换阈值电量进行比较，在所述剩余电量值低于切换阈值电量时控制该电池结束供电。

进一步地，还包括电源选择单元，所述数据获取模块还包括用于获取备用电池的电量值的第二数据获取单元，所述控制模块还用于将所述备用电池的电量值和切换阈值电量进行比较，在所述备用电池的电量值高于切换阈值电量时输出切换控制信号，所述电源选择单元响应所述切换控制信号选通所述备用电池，所述控制模块在所述备用电池的电量值等于或低于切换阈值电量时输出关机控制信号。