[发明专利]电池组

说明书

【技术领域】

本发明关于一种电池供电电路，特别是关于一种具有低温工作补偿的电池组，以使取用该电池组的负载能在低温下具有足够的能量作为开机及使用。 

【背景技术】

近年来，随着科技进步，通讯及消费性电子产业发达，许多消费性负载，例如：GPS卫星导航、个人数字助理、行动电话、笔记型计算机、相机及摄影机等等，广泛应用在大众生活当中。对于此等负载的小型化、轻量化及高性能化的要求也比普通装置要来的多，伴随之，使用此等负载的供电电池其要求也比一般装置要来的高，其中，对于供电电池的放电负荷及低温放电特性于应用领域上，受限于整体设计成本、尺寸、复杂性及市场价值等条件，一直使得负载的供电电池在低温放电的实际应用中，其技术无法有效突破。 

请同时参阅图1及图2所示，图1为显示现有电池组供应负载电力的示意图，图2为显示现有电池组供应负载的放电容量与电池电压关系的波形图。如图所示，横轴代表电池的放电容量，其单位为毫安-小时，纵轴代表电池的电压，其单位为伏特。电池组100经由一第一负载端11及一第二负载端12连接一负载14，例如：笔记型计算机，常使用如图所示的具有三串三并电池单元13的电池组100来提供操作所需的电力。其中笔记型计算机所使用的电池组，一般以镍氢(NiMH)电池或是镍镉(NiCd)电池为主，较高级机种则多配合续电力较佳且无记忆效应的锂离子(Li-ion)电池。 

如图2所示，电池的放电曲线A1、A2、A3、A4、A5在初期时，充饱电的电池电压都维持在一额定电压准位。笔记型计算机开机时，电池组100的供电电压会往下掉，在经过一段平缓的区间，这区间的电压下降曲线并不明显，直到供电末期，电压才会又快速往下降，其中在不同的温度区段下，会有不同分布的放电曲线，且温度越低，其电池电压及放电容量都会越小，故造成如图所示的具有不同分布的放电曲线A1、A2、A3、A4、A5。 

由上述可知，现有市面上用于负载例如笔记型计算机的供电电池，其在低温的环境下，由于受限于本身电池的化学特性，在低温环境下其化学特性较差，仅能在某一温度区段内提供正常的工作电压，一旦低于该温度区段，其供给电压就会不足以使负载正常使用，特别是在摄氏负30度的环境下，其提供的能量不足以使计算机开机及使用，故在此动态负载的条件下，一般供电电池几乎无法达到在低温时所期望的使用效率。续电力较佳且无记忆效应的锂离子(Li-ion) 电池由于重量较轻、体积能量密度比较高，又没有记忆效应，故在低温的环境下，能勉强让负载例如笔记型计算机可作为开机及使用，但其具有电流较小的缺点，若以相同数量的电池设计来看，其电池的化学特性仍会大幅缩短电池模态(Battery Mode)下的使用时间，且电池的成本也相对的提高许多，不符合产品设计的理念。 

再者，在电池的现有技术中，虽然有业者设计出适合工作于较低温区段的特殊电池(即业者惯称的低温电池)，但相对地，此类电池在高温区段工作环境下的效能并不好，且此类电池的成本通常较高，以单纯此类电池组作为负载的供电电池，也不能解决电池组工作效能受到环境温度影响的问题。且具备低温电池特性的电池价格较高，若全数采用低温电池作为负载供电的电池组，则成本非常高。 

【发明内容】

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有低温工作补偿兼具成本考虑的电池组，借由在一般低成本的主电池串联连接补偿电池，以改善现有一般电池组在低温的环境下不足以使负载开机，以及全数采用低温电池的高成本缺点。 

本发明的另一目的是提供一种适合操作于预设全域工作温度区段的电池组，借由主电池及补偿电池在不同工作温度区段发挥不同的工作效能组合，使得负载在预定的工作温度区段中，能有够高的工作电压及足够的电能使其正常使用。 

本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段在电池组中包括有一主电池及至少一串联连接主电池的补偿电池，补偿电池的负极连接于主电池的正极，正极则经由一低温供电回路连接至负载，补偿电池的选用采用具备低温电池的特性，其低温放电功率衰减幅度小。 

本发明的较佳实施例中，更包括有一切换开关组，借由开路与闭路两个开关状态来切换电池组的不同工作模式。再者，于一较佳实施例中，更包括有一电流抑制组件，其串联连接于补偿电池与第一负载端之间，作为负载在启动阶段作为抑制电流之用。 

经由本发明所采用的技术手段，在供应电能至负载的主电池中串联连接有补偿电池，由于补偿电池在低温工作区段的放电功率衰减幅度小，故使得本发明具有低温工作补偿的电池组能在低温的环境下，仍能提供负载所需的开机电能，使负载顺利完成开机。