專利名稱：電池組和控制電池組的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組和控制電池組的方法，其中根據(jù)包括在該電池組中的每個(gè)
二次電池的劣化程度來禁止對(duì)該電池組進(jìn)行充電或放電。
背景技術(shù)：
近來，便攜式電子設(shè)備如筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer, PC)、便攜式電話和數(shù)碼相機(jī)已普及，而鋰離子二次電池由于其優(yōu)點(diǎn)(如高輸出、高能量密度、體積小和輕重量)被廣泛用作這種便攜式電子設(shè)備的電源。 與利用例如鎳/鎘或鎳/氫的其它類型二次電池相比，鋰離子二次電池具有較高的能量密度。因此將鋰電池保持在足夠的安全水平是非常重要的。為此，利用鋰離子二次電池的電池組包括用于禁止充電或放電以防止過充電、過放電或過電流的保護(hù)電路。
然而，例如當(dāng)電池組中的鋰離子二次電池由于電池組的操作而劣化時(shí)，認(rèn)為僅通過該保護(hù)電路就可以將電池組保持在足夠的安全水平，則是不恰當(dāng)?shù)摹?眾所周知，鋰離子二次電池的劣化會(huì)由于重復(fù)的充放電而發(fā)展，而這種劣化又增加了二次電池的內(nèi)部電阻。當(dāng)二次電池的內(nèi)部電阻由于劣化而增加時(shí)，在電池上出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)于內(nèi)部電阻增加的顯著電壓降，因此，即使充電條件保持不變電池的容量也會(huì)降低。
讓我們假定在電池組中串聯(lián)連接多個(gè)二次電池(電池單元)。當(dāng)具有串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元的電池組被反復(fù)充放電時(shí)，每個(gè)電池單元出現(xiàn)劣化，且劣化程度在電池單元之間可以不同。當(dāng)電池單元由于電池單元之間的劣化程度不同而具有不同的電池容量時(shí)，所謂的電池平衡就不存在了。因此，相對(duì)于其它電池單元來說劣化到相當(dāng)高水平的電池單元可能處于不期望的低安全水平。在這種情況下，考慮到用戶安全，需要采取措施如中斷電池組的充電或放電。 例如，專利文獻(xiàn)l(JP-A-2007-335337)公開了一種用于檢測(cè)電源設(shè)備中使用的多個(gè)電池組之間的單元平衡狀態(tài)，當(dāng)判定已經(jīng)失去單元平衡時(shí)禁止充電或放電的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
通常，在一些情況下諸如在電池組的可服務(wù)時(shí)間由于重復(fù)的充放電明顯變短時(shí)，
通過認(rèn)識(shí)到該電池組中使用的電池單元已劣化，用戶可以停止使用該電池組。 然而，取決于劣化程度，即使電池組的安全性已變低，電池組的可服務(wù)時(shí)間可能也
不會(huì)明顯縮短。因此，用戶可能繼續(xù)使用該電池組，而沒有意識(shí)到電池單元的劣化，因此可
能出現(xiàn)危險(xiǎn)情況。在這種情況下，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的電池組具有不能強(qiáng)制禁止電池組充電或
放電的問題。 根據(jù)上述專利文獻(xiàn)l，可以基于電池組整體上的劣化程度來實(shí)施控制以禁止充放電。然而，不能根據(jù)電池組中使用的多個(gè)電池單元中的每個(gè)的劣化程度來禁止充放電。
在近來的一些電池組中，進(jìn)行設(shè)置以基于在一些情況下(諸如當(dāng)充電/放電循環(huán)數(shù)目已超過預(yù)設(shè)值時(shí))對(duì)電池單元已劣化到不期望的低安全水平的判定來禁止充電或放電。然而，當(dāng)安全水平在達(dá)到充電/放電循環(huán)的預(yù)設(shè)數(shù)目前變?yōu)椴黄谕牡退綍r(shí)，不能禁 止對(duì)該電池組進(jìn)行充電或放電。 因此期望提供一種電池組和針對(duì)該電池組的控制方法，該電池組可根據(jù)其中使用 的多個(gè)電池單元中的每個(gè)的劣化程度而被強(qiáng)制禁止充電或放電。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種電池組，包括
通過串聯(lián)連接多個(gè)電池單元而形成的二次電池； 控制部，測(cè)量在所述多個(gè)電池單元中的每個(gè)電池單元處的電壓且根據(jù)測(cè)量結(jié)果來 控制每個(gè)部分； 充電/放電控制電路，在控制部實(shí)施的控制下臨時(shí)禁止二次電池的充電和放電；
中斷電路，在控制部實(shí)施的控制下中斷二次電池的充電和放電電流，以永久禁止 二次電池的充電和放電； 放電電路，在控制部實(shí)施的控制下在所述多個(gè)電池之中對(duì)預(yù)定的電池單元放電；
容量測(cè)量部，測(cè)量電池單元在放電電路處的放電量；以及 存儲(chǔ)總放電量信息和充電/放電禁止記錄的存儲(chǔ)部，所述總放電量信息指示由容 量測(cè)量部測(cè)量的總放電量，所述充電/放電禁止記錄指示由所述充電/放電控制電路對(duì)所 述二次電池施加的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)。 對(duì)于總放電量信息指示的總放電量的值和充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/
放電禁止的計(jì)數(shù)，設(shè)置用于判斷二次電池的安全性的第一閾值和第二閾值。 控制部基于測(cè)量的結(jié)果來判斷所述多個(gè)電池單元之間的單元平衡的狀態(tài)，當(dāng)判定
失去單元平衡時(shí)，通過控制放電電路對(duì)所述多個(gè)電池單元中具有較高電壓的電池單元放電
來進(jìn)行用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?，且基于容量測(cè)量部測(cè)量的放電量來更新所述
總放電量信息。 控制部將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的所述總放電量信息指示的總放電量與第一閾值進(jìn)行 比較，當(dāng)比較的結(jié)果是判定所述總放電量超過第一閾值時(shí)，控制充電/放電控制電路來臨 時(shí)禁止所述二次電池的充電和放電，并更新所述充電/放電禁止記錄。 控制部將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)
數(shù)與第二閾值進(jìn)行比較，并在比較的結(jié)果是判定臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超過第二閾值
時(shí)控制中斷電路來永久禁止所述二次電池的充電和放電。 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供一種控制方法，包括以下步驟 測(cè)量二次電池的多個(gè)串聯(lián)連接的電池單元中的每個(gè)電池單元處的電壓且根據(jù)測(cè) 量結(jié)果控制每個(gè)部分； 測(cè)量所述多個(gè)電池單元中的預(yù)定電池單元經(jīng)由用于對(duì)電池單元進(jìn)行放電的放電 電路放電的放電量； 將總放電量信息和充電/放電禁止記錄存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中，所述總放電量信息指示 在容量測(cè)量步驟測(cè)得的總放電量，所述充電/放電禁止記錄指示由充電/放電控制電路對(duì) 所述二次電池施加的用以臨時(shí)禁止所述二次電池的充電和放電的臨時(shí)充電/放電禁止的 計(jì)數(shù)。 對(duì)于總放電量信息指示的總放電量的值和充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/ 放電禁止的計(jì)數(shù)，設(shè)置用于判斷二次電池的安全性的第一和第二閾值。
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上述控制步驟包括以下步驟基于測(cè)量結(jié)果判斷多個(gè)電池單元之間的單元平衡的狀態(tài)，當(dāng)判定失去單元平衡時(shí)通過控制放電電路對(duì)所述多個(gè)電池單元中具有較高電壓的電池單元放電來進(jìn)行用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?，且基于在容量測(cè)量步驟測(cè)量的放電的電量來更新所述總放電量信息。 控制步驟還包括以下步驟將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的總放電量信息指示的總放電量與第一閾值進(jìn)行比較，當(dāng)比較的結(jié)果是判定總放電量超過第一閾值時(shí)，控制充電/放電控制電路來臨時(shí)禁止二次電池的充電和放電，并更新充電/放電禁止記錄。 控制步驟還包括以下步驟將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)與第二閾值進(jìn)行比較，并當(dāng)比較的結(jié)果是判定臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超過第二閾值時(shí)通過控制中斷電路來永久禁止二次電池的充電和放電，所述中斷電路中斷二次電池的充電和放電電流以永久禁止二次電池的充電和放電。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，測(cè)量二次電池的串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元中的每個(gè)處的電壓，且根據(jù)測(cè)量的結(jié)果控制每個(gè)部分。測(cè)量從所述多個(gè)電池單元中的預(yù)定電池單元處放電的放電量，通過用于對(duì)電池單元放電的放電電路放電。 指示在容量測(cè)量步驟測(cè)量的總放電量的總放電量信息和指示由用于臨時(shí)禁止二次電池的充電和放電的充電/放電控制電路對(duì)二次電池施加的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)的充電/放電禁止記錄被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中。對(duì)于總放電量信息指示的總放電量的值和充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)，設(shè)置用于判斷二次電池的安全性的第一和第二閾值。基于測(cè)量結(jié)果來判斷所述多個(gè)電池單元之間的單元平衡的狀態(tài)，當(dāng)判定已失去單元平衡時(shí)，通過控制放電電路對(duì)所述多個(gè)電池單元中具有較高電壓的電池單元放電來進(jìn)行用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚??；谠谌萘繙y(cè)量步驟測(cè)量的放電量來更新總放電量信息。將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的總放電量信息指示的總放電量與第一閾值進(jìn)行比較，當(dāng)比較的結(jié)果是判定總放電量超過第一閾值時(shí)，控制充電/放電控制電路來臨時(shí)禁止二次電路的充電和放電。相應(yīng)地更新充電/放電禁止記錄。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)與第二閾值進(jìn)行比較，并在比較的結(jié)果是判定臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超過第二閾值時(shí)，通過對(duì)中斷二次電池的充電電流和放電電流以永久禁止對(duì)二次電池的充放電的中斷電路進(jìn)行控制來永久禁止二次電池的充電和放電。因此可以避免電池組的劣化的發(fā)展導(dǎo)致的危險(xiǎn)情況，以使電池組保持安全。 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，判斷多個(gè)電池單元之間的電池平衡的狀態(tài)，且當(dāng)判定失去電池平衡時(shí)，通過對(duì)多個(gè)電池單元中的具有高電壓的電池單元進(jìn)行放電來進(jìn)行用于適當(dāng)?shù)乇３蛛姵仄胶獾男Ｆ教幚?。存?chǔ)在存儲(chǔ)部中的總放電量值與第一閾值比較，且當(dāng)判定總放電量值超過第一閾值時(shí)臨時(shí)禁止二次電池的充電或放電。此外，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)與第二閾值比較，且在判定臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超過第二閾值時(shí)中斷流向二次電池的充電電流和放電電流以永久禁止二次電池的充電和放電。因此該實(shí)施例優(yōu)點(diǎn)在于可避免由于電池組的劣化的發(fā)展導(dǎo)致的危險(xiǎn)狀態(tài)，從而保持足夠的安全水平。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組的示例配置的框 圖2是示出中斷電路的示例配置的框6
圖3是示出控制部的示例配置的框圖；以及 圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制二次電池的充電和放電的步驟流 程的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考

本發(fā)明的實(shí)施例。本實(shí)施例涉及以下處理判斷電池組的多個(gè) 串聯(lián)連接的電池單元之間的單元平衡狀態(tài)并根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)電池單元放電以適當(dāng)?shù)乇３?單元平衡。當(dāng)不能適當(dāng)?shù)乇３謫卧胶鈺r(shí)，基于放電量臨時(shí)禁止充電和放電。根據(jù)充電和 放電被臨時(shí)禁止的次數(shù)，可永久禁止充電和放電。
[電池組配置] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池組1的示例配置。對(duì)該例子的圖示和說明將省 略除了與本實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的部分之外的其它部分，以避免使說明變得復(fù)雜。當(dāng)在外部電子 設(shè)備中使用電池組1時(shí)，通過將其正端6和負(fù)端7分別連接到外部電子設(shè)備的正端和負(fù)端 來對(duì)電池組l放電。當(dāng)電池組被充電時(shí)，其安裝在充電器上，以與在電設(shè)備中使用電池組時(shí) 相同的方式，正端6和負(fù)端7分別連接到充電器的正端和負(fù)端。 形成電池組l的主要部分包括二次電池2、控制部3、中斷電路4和開關(guān)電路5。 二 次電池2是諸如鋰離子電池等二次電池，其通過串聯(lián)連接多個(gè)電池單元(例如電池單元10a 和10b)而形成。 例如，控制部3包括集成電路(Integrated Circuit, IC)。集成電路設(shè)置有端子 FU、Vcc、VL、VH、CS、OD、OC和GND。端子FU是連接到中斷電路4以輸出用于控制中斷電路 4的操作的中斷控制信號(hào)的端子。端子Vcc是向其提供用于驅(qū)動(dòng)用作控制部3的集成電路 的電源的端子。端子VL是連接在電池單元10a和電池單元10b之間以測(cè)量電池單元10b處 的電壓V2的端子。端子VH是連接到二次電池2的正端以測(cè)量二次電池2的電壓的端子。 端子CS是連接在設(shè)置于稍后說明的開關(guān)電路5中的充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field effect transistor,FET) lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a之間的端子，且該端子用于通過檢測(cè)放 電電流來保護(hù)二次電池2不受過電流的損害。端子0D是連接到放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a 的柵極端子以輸出用于控制放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a的操作的放電控制信號(hào)的端子。端 子0C是連接到充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla的柵極端子以輸出用于控制充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶 體管lla的操作的充電控制信號(hào)的端子。端子GND是連接在開關(guān)電路5和二次電池2的負(fù) 端之間以測(cè)量二次電池2的地電勢(shì)的端子。 控制部3測(cè)量在二次電池2的電池單元10a和10b中的每個(gè)處的電壓。控制部3 基于由此而測(cè)量的電壓來控制稍后說明的開關(guān)電路5。例如，控制部3關(guān)斷開關(guān)電路5以在 任一個(gè)電池單元的電壓達(dá)到過充電檢測(cè)電壓時(shí)防止過充電，并在電壓等于或降到低于過放 電檢測(cè)電壓時(shí)防止過放電。 控制部3還基于在電池單元10a和10b處電壓測(cè)量的結(jié)果來判斷電池單元10a和 10b之間的單元平衡的狀態(tài)。當(dāng)判斷的結(jié)果是判定失去了電池單元之間的單元平衡時(shí)，控制 部3進(jìn)行校平處理以獲得適當(dāng)?shù)膯卧胶??？刂撇?基于該處理的結(jié)果來控制中斷電路4 和開關(guān)電路5。稍后說明控制部3的細(xì)節(jié)。 中斷電路4在控制部3實(shí)施的控制下中斷用于對(duì)二次電池2充電和放電的路徑。例如，如圖2所示，中斷電路4包括熔斷器13、加熱器電阻器14和開關(guān)元件15，且熔斷器13 被設(shè)置成與二次電池2串聯(lián)連接。當(dāng)過電流流過二次電池2時(shí)，熔斷器13被過電流生成的 熱燒斷，從而中斷用于對(duì)二次電池2充電和放電的路徑。 例如，當(dāng)失去電池單元之間的單元平衡時(shí)，在控制部3實(shí)施的控制下開關(guān)元件15 被接通，從而形成允許電流從二次電池2流向熔斷器13和加熱器電阻器14的路徑。這時(shí)， 流過加熱器電阻器14的電流在加熱器電阻器14處生成熱。熔斷器13的溫度由于來自加 熱器電阻器14的熱而上升，且當(dāng)達(dá)到燒斷溫度時(shí)熔斷器13被燒斷，從而中斷用于對(duì)二次電 池2充電和放電的路徑。 例如，可使用具有機(jī)械接觸或電開關(guān)(如場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的開關(guān)作為開關(guān)元件15。 中斷電路4不限于此處說明的例子，可使用其它類型的中斷電路。 再次參考圖1，開關(guān)電路5由充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管 12a形成。當(dāng)電池電壓達(dá)到過充電檢測(cè)電壓時(shí)，基于來自控制部3的充電控制信號(hào)，來關(guān)斷 或控制充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla以禁止充電電流流動(dòng)。在充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla被 關(guān)斷之后，只能通過寄生二極管llb進(jìn)行放電。 當(dāng)電池電壓下降到過放電檢測(cè)電壓時(shí)，基于來自控制部3的放電控制信號(hào)，來關(guān) 斷或控制放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a以禁止放電電流流動(dòng)。在放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a 被關(guān)斷之后，只能通過寄生二極管12b進(jìn)行充電。 圖3示出控制部3的示例配置。在圖3中，允許電流實(shí)際流動(dòng)的路徑由實(shí)線表示， 且各種類型的控制信號(hào)由虛線表示。控制部3包括控制電路21、控制開關(guān)22a和22b、容量 計(jì)數(shù)器23a和23b以及存儲(chǔ)器24。 控制電路21使用未示出的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory, RAM)作為工 作存儲(chǔ)器，根據(jù)提前存儲(chǔ)在未示出的只讀存儲(chǔ)器(Read OnlyMemory， ROM)中的程序來控制 該部的每個(gè)部分?？刂齐娐?1基于供給到端子VH、 VL和GND的電壓來測(cè)量電池單元10a 和10b處的電壓。 控制電路21基于在電池單元10a和10b處測(cè)量的電壓來計(jì)算電池單元之間的電 壓差，以判斷電池單元之間的單元平衡。當(dāng)判定失去單元平衡時(shí)，電路控制稍后說明的控制 開關(guān)22a或22b以進(jìn)行校平處理，即對(duì)具有較高電壓的電池單元放電以校平電池單元10a 和10b的電壓的處理。根據(jù)校平處理的結(jié)果，用于控制設(shè)置在開關(guān)電路5處的充電控制場(chǎng) 效應(yīng)晶體管lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a的充電控制信號(hào)和放電控制信號(hào)被輸出到端 子0C禾P 0D。 當(dāng)充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a被關(guān)斷時(shí)，控制電路 21對(duì)稍后說明的存儲(chǔ)器24提供指示場(chǎng)效應(yīng)晶體管已被關(guān)斷以臨時(shí)禁止二次電池2的充電 和放電的信息(以下將該信息稱為"充電/放電禁止信息")。 控制電路21基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的信息將用于控制中斷電路4的中斷控制信 號(hào)輸出到端子FU。 控制開關(guān)22a和22b在控制電路21實(shí)施的控制下被接通/關(guān)斷?？刂崎_關(guān)22a 和22b被控制成通常為關(guān)斷，而在失去電池單元之間的單元平衡時(shí)被接通。例如，當(dāng)電池 單元10a的電壓高于電池單元10b的電壓時(shí)，控制開關(guān)22a被接通。結(jié)果，形成允許電流在 端子VH和VL之間流動(dòng)的路徑。因而，可使用在稍后說明的容量計(jì)數(shù)器23a處提供的放電
8負(fù)載對(duì)電池單元10a放電。當(dāng)電池單元10b的電壓高于電池單元10a的電壓時(shí)，控制開關(guān)22b被接通。結(jié)果，形成允許電流在端子VH和GND之間流動(dòng)的路徑。因而，可使用在容量計(jì)數(shù)器23b處提供的放電負(fù)載來對(duì)電池單元10b放電。 盡管未示出，容量計(jì)數(shù)器23a包括放電負(fù)載和放電量檢測(cè)電路。當(dāng)控制開關(guān)22a被接通時(shí)，使用放電負(fù)載對(duì)電池單元10a放電以減小其電壓。放電量檢測(cè)電路檢測(cè)流過放電負(fù)載的電流且將檢測(cè)的電流乘以電流流過的時(shí)間以計(jì)算放電量。與容量計(jì)數(shù)器23a相似，容量計(jì)數(shù)器23b包括放電負(fù)載和放電量檢測(cè)電路。當(dāng)控制開關(guān)22b被接通時(shí)，使用放電負(fù)載對(duì)電池單元10b放電以減小其電壓，且通過放電量檢測(cè)電路計(jì)算放電量。指示由容量計(jì)數(shù)器23a和23b計(jì)算的放電量的信息(以下可將該信息稱為"放電量信息")被提供給存儲(chǔ)器24。 存儲(chǔ)器24是非易失性存儲(chǔ)器，諸如電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(ElectricallyErasable and Programmable Read Only Memory,EEP匪)。指示二次電池2基于從控制電路21提供的充電/放電禁止信息而被臨時(shí)禁止充電和放電的計(jì)數(shù)的信息(以下可將該信息稱為"充電/放電禁止記錄")被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中。每次從控制電路21提供充電/放電禁止信息時(shí)，更新該充電/放電禁止記錄。 指示在一系列校平處理期間由容量計(jì)數(shù)器23a或23b測(cè)量的放電量的總值的信息(以下稱為"總放電量信息")也存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中。每次從容量計(jì)數(shù)器23a或23b提供放電量信息時(shí)，更新總放電量信息。在控制電路21請(qǐng)求時(shí)讀出充電/放電禁止記錄和總放電量信息并將其提供給控制電路21。 盡管以上描述了在這個(gè)例子中的控制部3的特征被合并在集成電路中，但本發(fā)明不限于該例子，且每個(gè)特征也可以獨(dú)立地提供在集成電路外。
[電池組的操作] 在本發(fā)明實(shí)施例的電池組1中，判斷電池單元之間的單元平衡狀態(tài)，且根據(jù)判斷的結(jié)果進(jìn)行用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?。?dāng)校平處理的結(jié)果是沒有達(dá)到適當(dāng)?shù)膯卧胶鈺r(shí)，進(jìn)行臨時(shí)或永久禁止充電和放電的處理。下面將詳細(xì)說明在電池組1處進(jìn)行的每個(gè)處理。 在以下說明中，當(dāng)沒必要利用后綴標(biāo)記來進(jìn)行元件的區(qū)分時(shí)，電池單元10a或10b、控制開關(guān)22a或22b以及容量計(jì)數(shù)器23a或23b將被簡單地分別稱為"電池單元10"、"控制開關(guān)22"以及"容量計(jì)數(shù)器23"。 首先，控制電路21進(jìn)行以下處理基于各個(gè)電池單元10a和10b的電壓VI和V2來判斷電池單元10a和10b之間的單元平衡的狀態(tài)?？刂齐娐?1基于分別提供給控制部3的端子VH、 VL和GND的電壓VVH、 V"和VfflD來測(cè)量電池單元10a和10b的電壓VI和V2。
在該例子中，兩個(gè)電池單元10a和10b串聯(lián)連接。因此，使用端子VH處的電壓V^和端子VL處的電壓V^根據(jù)表達(dá)式1來計(jì)算電池單元10a的電壓VI。使用端子VL處的電壓Va和端子GND處的電壓V③D，根據(jù)表達(dá)式2來計(jì)算電池單元10b的電壓V2。由于端子GND處的電壓V^基本上為OV，在端子VL處的電壓本身可以被認(rèn)為構(gòu)成電池單元10b的電壓V2。 VI = VVH-VVL 表達(dá)式1
V2 = VvfV, ( " VVL)表達(dá)式2
可基于電池單元之間的電壓差來判斷電池單元之間的單元平衡狀態(tài)?？刂茊卧?1 基于計(jì)算出的各個(gè)電池單元10a和10b的電壓VI和V2來計(jì)算電壓差的絕對(duì)值I Vl-V2 | ，以 判斷電池單元之間的單元平衡狀態(tài)。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，提前針對(duì)電壓差絕對(duì)值|V1_V2|設(shè)置預(yù)定閾值(例如由 A[V]表示)。閾值A(chǔ)是用于判斷在電池單元之間是否存在適當(dāng)?shù)膯卧胶獾闹??？赏ㄟ^檢 查電壓差絕對(duì)值|V1_V2|和閾值A(chǔ)之間的關(guān)系是否滿足下示表達(dá)式3來判斷單元平衡的狀 態(tài)。 |V1_V2| > A 表達(dá)式3 當(dāng)滿足表達(dá)式3時(shí)，即當(dāng)電壓差絕對(duì)值|V1_V2|超過閾值A(chǔ)時(shí)，判定失去了電池單 元10a和lOb之間的單元平衡。當(dāng)不滿足表達(dá)式3時(shí)，即當(dāng)電壓差絕對(duì)值|V1_V2|等于或 小于閾值A(chǔ)時(shí)，在電池單元10a和lOb之間存在適當(dāng)?shù)膯卧胶狻?當(dāng)上述判斷處理的結(jié)果是判定已失去了單元平衡時(shí)，控制電路21進(jìn)行校平處理 以獲得適當(dāng)?shù)膯卧胶??？刂齐娐?1控制與電池單元10(即具有較高電壓的電池單元10a 或10b)相關(guān)聯(lián)的控制開關(guān)22，以對(duì)該電池單元10放電，使得該電池單元和其它電池單元 IO之間的電壓差等于或小于閾值A(chǔ)。 例如，當(dāng)電池單元10a的電壓V1高于電池單元10b的電壓V2時(shí)，控制電路21實(shí)
施控制，使得控制開關(guān)22a被接通以對(duì)電池單元10a放電。此時(shí)，容量計(jì)數(shù)器23a測(cè)量從電
池單元10a放電的電量，并將指示測(cè)量的放電量的放電量信息提供給存儲(chǔ)器24。 例如，當(dāng)電池單元10b的電壓V2高于電池單元10a的電壓V1時(shí)，控制電路21實(shí)
施控制，使得控制開關(guān)22b被接通以對(duì)電池單元10b放電。此時(shí)，容量計(jì)數(shù)器23b測(cè)量從電
池單元10b放電的量，并將指示測(cè)量的放電量的放電量信息提供給存儲(chǔ)器24。 控制電路21讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息并將由此提供的放電量信息
所指示的放電量添加到由總放電量信息所指示的放電量的總值，從而更新總放電量信息。
更新的總放電量信息被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中。 當(dāng)用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚淼慕Y(jié)果是電池單元10a和lOb之間的電壓 差的絕對(duì)值|V1_V2|變?yōu)榈扔诨蛐∮陂撝礎(chǔ)時(shí)，控制電路21實(shí)施控制以關(guān)斷與已被放電的 電池單元10相關(guān)聯(lián)的控制開關(guān)22，從而終止電池單元10的放電。 在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量值，提供用于判斷 電池組1的安全性的閾值Cl。基于總放電量值和閾值CI之間的關(guān)系來判斷電池組1的安 全水平是否變低?？刂齐娐?1讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息并將由該總放電量 信息所指示的總放電量值與閾值C1比較。當(dāng)比較的結(jié)果是總放電量值超過閾值C1時(shí)，則 判定單元已變得明顯不平衡從而降低了電池組1的安全水平。 當(dāng)總放電量值等于或小于閾值C1時(shí)，控制電路21繼續(xù)校平處理，直到在電池單元 10a和10b之間實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶饣蛑钡娇偡烹娏恐党^閾值Cl。
當(dāng)總放電量值超過閾值C1時(shí)，控制電路21將充電控制信號(hào)和放電控制信號(hào)輸出 到開關(guān)電路5以實(shí)施控制，使得充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lib 被關(guān)斷，從而臨時(shí)禁止二次電池2的充電和放電。以下的說明包括一些簡化表達(dá)，諸如"充 電/放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和12a被接通/關(guān)斷"的語句，其代表"開關(guān)電路5中設(shè)置 的充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a被接通/關(guān)斷"的語句。
10
當(dāng)通過關(guān)斷充電/放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管11a和12b來臨時(shí)禁止二次電池2的充 電和放電時(shí)，控制電路21將指示充電和放電已被臨時(shí)禁止的充電/放電禁止信息提供給存 儲(chǔ)器24。作為充電/放電禁止記錄而存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的指示充電和放電的臨時(shí)禁止的計(jì)數(shù) 的值增加，以更新充電/放電禁止信息，且更新的信息被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中。
即使當(dāng)充電和放電被臨時(shí)禁止時(shí)也進(jìn)行用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾纳鲜鲂Ｆ教?理。當(dāng)充電和放電被禁止時(shí)進(jìn)行的校平處理的結(jié)果是電池單元10a和10b之間的電壓差的 絕對(duì)值|V1-V2|變得等于或小于閾值A(chǔ)時(shí)，控制電路21判定在電池單元10a和10b之間已 實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶?。在這種情況下，控制電路21將放電控制信號(hào)和充電控制信號(hào)輸出 到開關(guān)電路5，以實(shí)施控制使得充電/放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和llb被接通。因而充電 和放電禁止被取消從而可以進(jìn)行充電和放電。 在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，對(duì)于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量值，提供用于判斷 電池組1的安全性的閾值C2。基于閾值C2和來自任一個(gè)電池單元10的放電量的總值(作 為在臨時(shí)禁止充電和放電期間執(zhí)行的用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚淼慕Y(jié)果)之間 的關(guān)系，來判斷電池組1的安全水平是否變低。 控制電路21讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息并比較由該總放電量信息所 指示的總放電量值與閾值C2。當(dāng)比較的結(jié)果是總放電量值超過閾值C2時(shí)，判定單元已變得 明顯不平衡從而降低電池組1的安全水平。 當(dāng)總放電量值等于或小于閾值C2時(shí)，控制電路21繼續(xù)校平處理，直到在電池單元 10a和10b之間實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶猓蛑钡娇偡烹娏恐党^閾值C2。
如上所述，在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，在即使在用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ?處理期間閾值C1被從二次電池2放電的電量值超過也沒有實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾那闆r下， 二次電池2的充電和放電被臨時(shí)禁止。當(dāng)在充電和放電的臨時(shí)禁止期間實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧?平衡時(shí)，臨時(shí)充電/放電禁止被取消以允許充電和放電。 然而，當(dāng)電池組1的安全水平明顯較低時(shí)，即使通過校平處理曾經(jīng)實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)?單元平衡，仍可能會(huì)再次失去單元平衡。在這種情況下，電池組將反復(fù)進(jìn)入充電和放電被臨 時(shí)禁止的狀態(tài)以及充電和放電被允許的狀態(tài)。 在本發(fā)明的這一實(shí)施例中，提供了用于判斷電池組1的安全性的閾值N，且該閾值 N與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的充電/放電禁止記錄所表示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)比較。 基于比較結(jié)果，可在電池組1處于明顯較低的安全水平時(shí)永久禁止二次電池2的充電和放 電，以阻止使用該電池組。 控制電路21讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的充電/放電禁止記錄，并比較充電/放電 禁止記錄所表示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)和閾值N。當(dāng)臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超 過閾值N時(shí)，判定電池組1處于明顯較低的安全水平。 在這種情況下，控制電路21向中斷電路4輸出中斷控制信號(hào)以實(shí)施控制，使得提 供在中斷電路4中的開關(guān)元件15被接通。當(dāng)中斷電路4的開關(guān)元件15被接通時(shí)，形成允 許電流流過加熱器電阻器14的路徑。熔斷器13被加熱器電阻器14處生成的熱熔斷，從而 中斷用于對(duì)二次電池2充電和放電的路徑以永久禁止充電和放電。 當(dāng)臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)等于或小于閾值N時(shí)，控制電路21繼續(xù)校平處理以 實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶狻?br> 現(xiàn)在基于更具體的例子來說明電池組1的操作。將基于如下假定說明這些例子
電池單元10b的劣化進(jìn)行得比電池單元10a更快，即電池單元10a的電壓VI高于電池單元
10b的電壓V2。將說明以下四個(gè)典型例子。 1.臨時(shí)充電/放電禁止被重復(fù)多次的例子。 2.校平處理的結(jié)果實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶獾睦印?3.通過在臨時(shí)充電/放電禁止期間進(jìn)行的校平處理實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶獾睦?子。 4.通過在臨時(shí)充電/放電禁止期間進(jìn)行的校平處理沒有實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾?例子。
1.臨時(shí)充電/放電禁止被重復(fù)多次的例子 當(dāng)基于表達(dá)式3判定電池單元10a和10b已變得不平衡時(shí)，控制電路21進(jìn)行用于 實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?，該處理涉及接通控制開關(guān)22a以對(duì)電池單元10a放電。容 量計(jì)數(shù)器23a測(cè)量從電池單元10a放電的電量并將作為測(cè)量的結(jié)果而獲得的放電量信息提 供給存儲(chǔ)器24。控制電路21基于提供給自己的放電量信息來更新存儲(chǔ)器24中的總放電量 信息。 接著，控制電路21將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息指示的總放電量值與閾 值Cl進(jìn)行比較。在該例子中，在電池單元10a和10b之間沒有實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶?，且?放電量值超過閾值C1。因此，控制電路21實(shí)施控制使得充電/放電場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和 lib被關(guān)斷，以臨時(shí)禁止二次電池2的充電和放電?？刂齐娐?1將充電/放電禁止信息提 供給存儲(chǔ)器24以更新充電/放電禁止記錄。 接著，控制電路21將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的充電/放電禁止記錄所指示的臨時(shí)充 電/放電禁止的計(jì)數(shù)與閾值N進(jìn)行比較。在該例子中，臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超過閾 值N。因此，控制電路21實(shí)施控制使得中斷電路4的開關(guān)元件15被接通。在控制電路21 實(shí)施的控制下在中斷電路4中形成允許電流流過加熱器電阻器14的路徑，熔斷器13被加 熱器電阻器14生成的熱熔斷。因而，二次電池2的充電和放電被永久禁止。
2.校平處理的結(jié)果實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶獾睦?當(dāng)基于表達(dá)式3判定電池單元10a和10b變得不平衡時(shí)，控制電路21進(jìn)行用于實(shí) 現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?，該處理涉及接通控制開關(guān)22a以對(duì)電池單元10a放電。容 量計(jì)數(shù)器23a測(cè)量從電池單元10a放電的電量并將作為測(cè)量結(jié)果而獲得的放電量信息提供 給存儲(chǔ)器24?？刂齐娐?1基于提供給自己的放電量信息來更新存儲(chǔ)器24中的總放電量信 息。 接著，控制電路21使用表達(dá)式3來判斷電池單元10a和10b之間的單元平衡的狀 態(tài)。在該例子中，通過校平處理實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶?，表達(dá)式3不成立。因此，控制電路 21實(shí)施控制以關(guān)斷控制開關(guān)22a，從而終止電池單元10a的放電以結(jié)束校平處理。
3.通過臨時(shí)充電/放電禁止期間進(jìn)行的校平處理實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶獾睦?
當(dāng)基于表達(dá)式3判定電池單元10a和10b變得不平衡時(shí)，控制電路21進(jìn)行用于實(shí) 現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?，該處理涉及接通控制開關(guān)22a以對(duì)電池單元10a放電。容 量計(jì)數(shù)器23a測(cè)量從電池單元10a放電的電量并將作為測(cè)量的結(jié)果獲得的放電量信息提供 給存儲(chǔ)器24?？刂齐娐?1基于提供給自己的放電量信息更新存儲(chǔ)器24中的總放電量信
12息。 接著，控制電路21將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息指示的總放電量值與閾 值CI進(jìn)行比較。在該例子中，在電池單元10a和10b之間沒有實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶?，且?放電量值超過閾值C1。因此，控制電路21實(shí)施控制使得充電/放電場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和 lib被關(guān)斷，以臨時(shí)禁止二次電池2的充電和放電。控制電路21將充電/放電禁止信息提 供給存儲(chǔ)器24以更新充電/放電禁止記錄。 接著，控制電路21將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的充電/放電禁止記錄所指示的臨時(shí)充 電/放電禁止的計(jì)數(shù)與閾值N進(jìn)行比較。在該例子中，臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)沒有超 過閾值N。因此，校平處理繼續(xù)。容量計(jì)數(shù)器23a測(cè)量從電池單元10a放電的電量并將通過 測(cè)量獲得的放電量信息提供給存儲(chǔ)器24?？刂齐娐?1基于提供給自己的放電量信息來更 新存儲(chǔ)器24中的總放電量信息。 接著，控制電路21使用表達(dá)式3來判斷電池單元10a和10b之間的單元平衡的狀 態(tài)。在這個(gè)例子中，通過在充電和放電被禁止時(shí)進(jìn)行的校平處理實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶猓?達(dá)式3不成立。因此，控制電路21實(shí)施控制以關(guān)斷控制開關(guān)22a，從而終止對(duì)電池單元10a 的放電以結(jié)束校平處理?？刂齐娐?1還實(shí)施控制以接通充電/放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla 和12a以取消對(duì)二次電池2的充電和放電的臨時(shí)禁止。 4.通過在臨時(shí)充電/放電禁止期間進(jìn)行的校平處理沒有實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾?例子 當(dāng)基于表達(dá)式3判定電池單元10a和10b變得不平衡時(shí)，控制電路21進(jìn)行用于實(shí) 現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?，該處理涉及接通控制開關(guān)22a以對(duì)電池單元10a放電。容 量計(jì)數(shù)器23a測(cè)量從電池單元10a放電的電量并將作為測(cè)量的結(jié)果而獲得的放電量信息提 供給存儲(chǔ)器24?？刂齐娐?1基于提供給自己的放電量信息來更新存儲(chǔ)器24中的總放電量 信息。 接著，控制電路21將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息指示的總放電量值與閾 值C1進(jìn)行比較。在這個(gè)例子中，在電池單元10a和10b之間沒有實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶猓?總放電量值超過閾值C1。因此，控制電路21實(shí)施控制使得充電/放電場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和 lib被關(guān)斷，以臨時(shí)禁止二次電池2的充電和放電?？刂齐娐?1將充電/放電禁止信息提 供給存儲(chǔ)器24以更新充電/放電禁止記錄。 接著，控制電路21將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的充電/放電禁止記錄所指示的臨時(shí)充 電/放電禁止的計(jì)數(shù)與閾值N進(jìn)行比較。在這個(gè)例子中，臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)沒有 超過閾值N。因此，校平處理繼續(xù)。容量計(jì)數(shù)器23a測(cè)量從電池單元10a放電的電量，并將 通過測(cè)量獲得的充電量信息提供給存儲(chǔ)器24?？刂齐娐?1基于提供給自己的放電量信息 來更新存儲(chǔ)器24中的總放電量信息。 接著，控制電路21將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息所指示的總放電量值與 閾值C2進(jìn)行比較。在該例子中，在電池單元10a和10b之間沒有實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶?，且?放電量值超過閾值C2。因此，控制電路21實(shí)施控制以接通中斷電路4的開關(guān)元件15。在 控制電路21實(shí)施的控制下在中斷電路4中形成允許電流流過加熱器電阻器14的路徑，熔 斷器13被加熱器電阻器14處生成的熱熔斷。因而，二次電池2的充電和放電被永久禁止。
現(xiàn)在參考圖4所示的流程圖來說明可用在本發(fā)明的實(shí)施例中的用于控制二次電池2的充電和放電的處理的流程。除非有相反說明，以下描述的處理是在控制電路21實(shí)施 的控制下執(zhí)行的。以下處理以預(yù)定的時(shí)間間隔被周期性地執(zhí)行。 在步驟Sl ，使用提供給控制部3的端子VH、VL和GND的電壓VVH、Vk和VeND根據(jù)上 述表達(dá)式1和2來測(cè)量各個(gè)電池單元10a和10b的電壓VI和V2。 在步驟S2，根據(jù)在步驟S1計(jì)算的電池單元10a和10b的電壓V1和V2計(jì)算電壓 差絕對(duì)值IVl-V2l，且如表達(dá)式3所示將其與閾值A(chǔ)比較。當(dāng)比較結(jié)果是電壓差絕對(duì)值 Vl-V2|超過閾值A(chǔ)時(shí)，判定失去了電池單元10a和10b之間的單元平衡，處理進(jìn)行到步驟 S3。當(dāng)電壓差絕對(duì)值|V1-V2|等于或小于閾值A(chǔ)時(shí)，判定存在適當(dāng)?shù)膯卧胶猓幚矸祷夭?驟S1。 在步驟S3，在控制電路21實(shí)施的控制下接通與具有較高電壓的電池單元IO(即 電池單元10a或10b)相關(guān)聯(lián)的控制開關(guān)22。在步驟S4，該具有較高電壓的電池單元被放 電。也就是說，進(jìn)行用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚怼４藭r(shí)，利用與被放電的電池單元 10相關(guān)聯(lián)的容量計(jì)數(shù)器23測(cè)量放電量，且指示這樣測(cè)得的放電量值的放電量信息被提供 給存儲(chǔ)器24?；谔峁┙o存儲(chǔ)器24的放電量信息更新總放電量信息。
在步驟S5，電池單元10a和10b之間的電壓差的絕對(duì)值|V1_V2|再次與閾值A(chǔ)比 較。當(dāng)電壓差絕對(duì)值|V1-V2|等于或小于閾值A(chǔ)時(shí)，判定在電池單元10a和10b之間實(shí)現(xiàn) 了適當(dāng)?shù)膯卧胶狻Ｈ缓?，在步驟S6，控制開關(guān)22被關(guān)斷以終止校平處理，從而實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)?單元平衡。 在步驟S5，當(dāng)電壓差絕對(duì)值|V1_V2|超過閾值A(chǔ)時(shí)，判定單元不平衡，且處理進(jìn)行 到步驟S7。 在步驟S7，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息被讀出，且將在用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯?元平衡的校平處理之后的總放電量的值與閾值C1比較。當(dāng)比較結(jié)果是總放電量值超過閾 值C1時(shí)，判定電池組1的安全性變低，處理前進(jìn)到步驟S8。當(dāng)總放電量值等于或小于閾值 Cl時(shí)，處理返回步驟S4。 在步驟S8，利用經(jīng)由控制部3的端子0C和0D從控制電路21輸出的充電控制信號(hào)
和放電控制信號(hào)來關(guān)斷充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a。此時(shí)，從
控制電路21向存儲(chǔ)器24提供指示充電和放電已被臨時(shí)禁止的充電/放電禁止信息?；?br> 提供給存儲(chǔ)器24的充電/放電禁止信息來更新充電/放電禁止記錄。 在步驟S9，由于充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a在步驟
S8被關(guān)斷，所以臨時(shí)禁止二次電池2的充電和放電。 在步驟S10，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的充電/放電禁止記錄被讀出，且充電/放電禁 止記錄指示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)與閾值N比較。當(dāng)比較結(jié)果是臨時(shí)充電/放電禁 止的計(jì)數(shù)超過閾值N時(shí)，利用經(jīng)由端子FU從控制電路21輸出的中斷控制信號(hào)將中斷電路 4的熔斷器13強(qiáng)制熔斷。因而二次電池2的充電和放電被永久禁止，步驟序列被終止。
在步驟SIO，當(dāng)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)等于或小于閾值N時(shí)，處理進(jìn)行到步驟S12。
在步驟S12，電池單元10a和10b之間的電壓差的絕對(duì)值|V1_V2|與閾值A(chǔ)再次比 較。當(dāng)電壓差絕對(duì)值|V1_V2|等于或小于閾值A(chǔ)時(shí)，判定在電池單元10a和10b之間實(shí)現(xiàn) 了適當(dāng)?shù)膯卧胶?。因此，在步驟S14，控制開關(guān)22被關(guān)斷以終止電池單元10的放電。在 步驟S15，充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管lla和放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12a被接通以允許二次電池
142的充電和放電。然后處理返回步驟Sl。 在步驟S12，當(dāng)電壓差絕對(duì)值|V1_V2|超過閾值A(chǔ)時(shí)，判定單元不平衡，且處理進(jìn)行 到步驟S13。 在步驟S13，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的總放電量信息被讀出，且該信息指示的總放電 量值與閾值C2比較。當(dāng)比較的結(jié)果是總放電量值超過閾值C2時(shí)，判定電池組1的安全性 變低。因此，處理進(jìn)行到步驟Sll，在該步驟，中斷電路4的熔斷器13被強(qiáng)制熔斷以永久禁 止二次電池2的充電和放電。當(dāng)總放電量值等于或小于閾值C2時(shí)，處理返回步驟S12。
如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施例中，校平處理的總放電量被存儲(chǔ)，且在該總放電量超 過預(yù)定值時(shí)判定電池組的安全性變低。然后，二次電池的充電和放電被臨時(shí)禁止。存儲(chǔ)二 次電池的充電和放電被禁止的次數(shù)，且當(dāng)臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超過預(yù)定計(jì)數(shù)時(shí)，判 定電池組的安全性變得明顯較低。因此，二次電池的充電和放電被永久禁止。因此，即使用 戶沒有意識(shí)到電池組的安全性已經(jīng)變低而繼續(xù)使用該電池組時(shí)，也可以避免危險(xiǎn)情況。
以上說明了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，且在不脫離本發(fā)明 精神的情況下可作出本發(fā)明的各種修改和應(yīng)用。例如，盡管實(shí)施例被描述為其中兩個(gè)電池 單元10a和10b串聯(lián)連接的例子，但本發(fā)明不限于這樣的實(shí)施例，還可應(yīng)用到使用三個(gè)或更 多個(gè)電池單元的例子。 本發(fā)明包含與在2008年11月18日提交日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)
JP2008-294333的公開相關(guān)的主題內(nèi)容，其全部內(nèi)容通過引用包括在此。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在所附權(quán)利要求或其等同方案的范圍內(nèi)，可以基于設(shè)計(jì)
需求和其它因素進(jìn)行各種修改、組合、子組合和改變。
權(quán)利要求
一種電池組，包括通過串聯(lián)連接多個(gè)電池單元而形成的二次電池；控制部，測(cè)量在所述多個(gè)電池單元中的每個(gè)電池單元處的電壓且根據(jù)測(cè)量結(jié)果來控制每個(gè)部分；充電/放電控制電路，在所述控制部實(shí)施的控制下臨時(shí)禁止所述二次電池的充電和放電；中斷電路，在所述控制部實(shí)施的控制下中斷所述二次電池的充電和放電電流以永久禁止所述二次電池的充電和放電；放電電路，在所述控制部實(shí)施的控制下對(duì)所述多個(gè)電池單元之中的預(yù)定電池單元放電；容量測(cè)量部，測(cè)量所述電池單元在所述放電電路處的放電量；以及存儲(chǔ)總放電量信息和充電/放電禁止記錄的存儲(chǔ)部，所述總放電量信息指示由所述容量測(cè)量部測(cè)量的總放電量，所述充電/放電禁止記錄指示由所述充電/放電控制電路對(duì)所述二次電池施加的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)，其中對(duì)于所述總放電量信息指示的總放電量的值和所述充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)，設(shè)置用于判斷所述二次電池的安全性的第一閾值和第二閾值；所述控制部基于測(cè)量的結(jié)果來判斷所述多個(gè)電池單元之間的單元平衡的狀態(tài)，當(dāng)判定失去所述單元平衡時(shí)，通過控制所述放電電路對(duì)所述多個(gè)電池單元中具有較高電壓的電池單元放電來進(jìn)行用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?，且基于所述容量測(cè)量部測(cè)量的放電量來更新所述總放電量信息，所述控制部將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的所述總放電量信息指示的總放電量與所述第一閾值進(jìn)行比較，當(dāng)比較的結(jié)果是判定所述總放電量超過所述第一閾值時(shí)，控制所述充電/放電控制電路來臨時(shí)禁止所述二次電池的充電和放電，并更新所述充電/放電禁止記錄；以及所述控制部將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的所述充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)與所述第二閾值進(jìn)行比較，并在比較的結(jié)果是判定所述臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超過所述第二閾值時(shí)控制所述中斷電路來永久禁止所述二次電池的充電和放電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中當(dāng)判定通過所述校平處理實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧?衡時(shí)，所述控制部控制所述放電電路以終止所述校平處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中當(dāng)所述總放電量的值和所述第一閾值之間的比 較結(jié)果是所述總放電量的值等于或小于所述第一閾值時(shí)，所述控制部繼續(xù)所述校平處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池組，其中對(duì)于所述總放電量的值，設(shè)置用于判斷所述二次電池的安全性的第三閾值； 當(dāng)所述臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)和所述第二閾值之間的比較結(jié)果是判定所述臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)等于或小于所述第二閾值時(shí)，所述控制部再次判定所述單元平衡的狀態(tài)；在判斷的結(jié)果是判定單元不平衡時(shí)，所述控制部繼續(xù)所述校平處理；以及 當(dāng)所述總放電量的值和所述第三閾值之間的比較結(jié)果是判定所述總放電量的值超過 所述第三閾值時(shí)，所述控制部控制所述中斷電路來永久禁止所述二次電池的充電和放電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中，當(dāng)單元平衡的狀態(tài)判斷的結(jié)果是判定已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)膯卧胶鈺r(shí)，所述控制電路控制所述放電電路來終止所述校平處理并控制所述充電/放電控制電路來取消所述臨時(shí)充 電/放電禁止。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中當(dāng)所述總放電量的值和所述第三閾值之間的比 較結(jié)果是判定所述總放電量的值等于或小于所述第三閾值時(shí)，所述控制部繼續(xù)所述校平處理。
7. —種控制方法，包括以下步驟控制步驟，用于測(cè)量二次電池的多個(gè)串聯(lián)連接的電池單元中的每個(gè)電池單元處的電壓 且根據(jù)測(cè)量結(jié)果來控制每個(gè)部分；容量測(cè)量步驟，用于測(cè)量所述多個(gè)電池單元中的預(yù)定電池單元經(jīng)由用于對(duì)電池單元進(jìn) 行放電的放電電路放電的放電量；存儲(chǔ)步驟，用于將總放電量信息和充電/放電禁止記錄存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中，所述總放電 量信息指示在容量測(cè)量步驟測(cè)得的總放電量，所述充電/放電禁止記錄指示由充電/放電 控制電路對(duì)所述二次電池施加的用以臨時(shí)禁止所述二次電池的充電和放電的臨時(shí)充電/ 放電禁止的計(jì)數(shù)，其中對(duì)于所述總放電量信息指示的總放電量的值和所述充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí) 充電/放電禁止的計(jì)數(shù)，設(shè)置用于判斷所述二次電池的安全性的第一閾值和第二閾值；以 及所述控制步驟包括以下步驟基于測(cè)量的結(jié)果來判斷所述多個(gè)電池單元之間的單元平衡的狀態(tài)，當(dāng)判定失去所述單 元平衡時(shí)通過控制所述放電電路對(duì)所述多個(gè)電池單元中具有較高電壓的電池單元放電來 進(jìn)行用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膯卧胶獾男Ｆ教幚?，且基于在容量測(cè)量步驟測(cè)量的放電的電量來更 新所述總放電量信息，將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的所述總放電量信息指示的總放電量與所述第一閾值進(jìn)行比 較，當(dāng)比較的結(jié)果是判定所述總放電量超過所述第一閾值時(shí)，控制所述充電/放電控制電 路來臨時(shí)禁止所述二次電池的充電和放電，并更新所述充電/放電禁止記錄；以及將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)部中的所述充電/放電禁止記錄指示的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù) 與所述第二閾值進(jìn)行比較，并在比較的結(jié)果是判定所述臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)超過所 述第二閾值時(shí)通過控制中斷電路來永久禁止所述二次電池的充電和放電，所述中斷電路中 斷所述二次電池的充電和放電電流以永久禁止所述二次電池的充電和放電。
全文摘要
電池組和控制電池組的方法。該電池組包括通過串聯(lián)連接多個(gè)電池單元形成的二次電池；控制部，測(cè)量所述多個(gè)電池單元中每個(gè)的電壓并根據(jù)測(cè)量結(jié)果控制每個(gè)部分；充電/放電控制電路，在控制部的控制下臨時(shí)禁止二次電池的充電和放電；中斷電路，在控制部的控制下中斷二次電池的充電和放電，以永久禁止二次電池的充電和放電；放電電路，在控制部的控制下對(duì)電池單元中的預(yù)定電池單元放電；容量測(cè)量部，測(cè)量從電池單元放電的電量；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)指示總放電量的總放電量信息和指示對(duì)二次電池施加的臨時(shí)充電/放電禁止的計(jì)數(shù)的充電/放電禁止記錄。
文檔編號(hào)H01M10/42GK101740801SQ20091022216
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者巖田繁基 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社