CN101421883B - 电池组件及其断路检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池组件及断路检测方法，包括：组电池，由多个二次电池的电池至少被串联连接而成；电压检测部，对各电池的端子电压进行检测；充放电控制部，基于由电压检测部检测出的各电池的端子电压控制组电池的充放电；短路部，使电池之间的连接点与高侧或低侧的电源线短路或者使电池之间的连接点之间短路；断路检测部，控制接通/断开短路部，并且基于接通/断开控制的状态和在电压检测部中检测出的电池之间的连接点的电压、高侧或低侧的电源线的电压及各电池的端子电压之中的至少其中之一，检测出从电压检测部到电池之间的连接点的连接线的断路。据此，可在不发生平时的损耗的情况下，可靠地检测出二次电池的电池的中间接头的松动(脱落)。

Description

电池组件及其断路检测方法
技术领域
本发明涉及电池组件及其断路检测方法，特别是涉及在二次电池的电池为多个且至少被串联连接而构成的组电池的电池组件中，检测电池之间的连接点的连接线的断路，即，中间接头的松动。
背景技术
作为可以检测上述中间接头的松动的典型的以往技术，例如公开在日本专利公开公报特开平10—150721号。该以往技术，提出了预先将中间接头与电压检测单元的连接线经由上拉阻抗或下拉阻抗连接到电源线，如果上述中间接头脱落，连接线的电压就上升至充电禁止电压，以此来防止过电压或过充电的二次电池的保护电路。
然而，在上述的以往技术中，存在在稳定状态下因上述上拉阻抗或下拉阻抗产生损耗的问题。因此，为了减少损耗必须要增大上拉阻抗或下拉阻抗的阻抗值。
另一方面，在电池组件中，除了电压检测单元以外，大多还设置检测出各电池的端子电压，从与充放电控制单元同等以上的阈值检测出异常，并进行保护动作的双重保护用IC等。如果设置上述双重保护用IC，通过在上述双重保护用IC内的均一的内阻，电池组件的充电端子之间被连接，因此，会存在所测定出的电池电压被分压为平均分担上述充电端子之间的总电压的电压，不能检测出实际的过充电状态的问题。即，即使电池的上述总电压没有异常，但因电池均衡(Cell Balance)崩溃，一部分电池成为过充电状态(本应在上述双重保护用IC中也检测出异常的状态)的情况下，如果在上述中间接头产生松动，因上述双重保护用IC的分压阻抗被平均化，上述电压检测单元及充放电控制单元的过充电检测、以及上述双重保护用IC的过充电检测均不能发挥作用，即使是过充电状态，充电也会被继续。
因此，如果将如上述双重保护用IC那样的其它的电路与上述电压检测单元并联设置，则因其它的电路的输入阻抗或电容、进而内部的分压阻抗等，对各电池的端子的连接线的断路检测更加困难。特别是为了减少如上所述的损耗，如果增大上述上拉阻抗或下拉阻抗的阻抗值，在上述中间接头脱落时，被输入到电压检测单元的电压不会产生太大的变化，因此检测变得困难。
发明内容
本发明的目的在于提供通过以低损耗可靠地检测出断路，可以使异常状态的持续充电在过充电之前停止的电池组件及其断路检测方法。
本发明提供的电池组件包括：组电池，包含多个二次电池的电池，它们至少被串联连接；电压检测部，检测上述各电池的端子电压；充放电控制部，基于由上述电压检测部检测出的上述各电池的端子电压，控制上述组电池的充放电；短路部，使上述电池之间的连接点与高侧或低侧的电源线短路或者使在上述电池之间的连接点之间短路；断路检测部，进行上述短路部的接通/断开控制，并基于上述接通/断开控制的状态、和由上述电压检测部检测出的上述电池之间的连接点的电压、上述高侧或低侧的电源线的电压及上述各电池的端子电压之中的至少其中之一，检测出从上述电压检测部到上述电池之间的连接点的连接线的断路。
在上述的电池组件中包括：由多个二次电池的电池至少被串联连接而成的组电池(按照需要也可以适当地并联连接多个电池)，电压检测部及充放电控制部，其中，充放电控制部，基于由电压检测部检测出的各电池的端子电压，控制充放电，以防止例如在充电时，因电池均衡的偏差，特定的电池被过电压或过充电，而且，在使电池之间的连接点，即，中间接头在高侧或低侧的电源线短路或在使连接点之间短路的短路部设置断路检测部，上述断路检测部对此短路部进行接通/断开控制，并从其控制状态和在电压检测部检测出的连接点的电压，电源线的电压及各电池的端子电压之中的至少其中之一，检测出从电压检测部到连接点的连接线的断路，即，中间接头的松动(脱落)。
因此，通过与各电池的端子连接的电路的输入阻抗或电容等，只是单从各电池的端子电压检测出从电压检测部到连接点的连接线的断路困难，但是，通过断路检测部选择驱动短路部，可以从电池之间的连接点的电压、电源线的电压及各电池的端子电压之中的至少一个，从所期待的电压和实际上由电压检测部检测出的电压的偏差，可靠地检测出连接线的断路。据此，可以使异常状态下的持续充电在过充电之前停止。而且，因为短路部在断路检测时被驱动，所以，在平时不发生损耗，可以降低损耗。
附图说明
图1是表示使用本发明的第一实施例的断路检测方法的充电系统的电气结构的方框图。
图2是表示图1的电池组件1的内部结构的方框图。
图3是表示图2的ASIC40及控制IC18的一个结构例的方框图。
图4是用于说明本发明的第一实施例的中间接头的松动(脱落)检测动作的波形图。
图5是用于说明本发明的第一实施例的中间接头的松动(脱落)检测动作的波形图。
图6是用于说明本发明的第一实施例的中间接头的松动(脱落)检测动作的波形图。
图7是用于说明本发明的第一实施例的中间接头的松动(脱落)检测动作的波形图。
图8是表示本发明的第一实施例的中间接头的松动(脱落)检测动作的处理顺序的流程图。
图9是表示使用本发明的第二实施例的断路检测方法的电池组件的电气结构的方框图。
图10是表示使用本发明的其它的实施例的断路检测方法的充电系统的电气结构的方框图。
图11是表示图10的ASIC40及控制IC18的一个结构例的方框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。另外，在以下的图示中，对于同样的要素或类似的要素附加了同样的或类似的符号，有时会省略其说明。
(第一实施例)
图1是表示使用本发明的第一实施例的断路检测方法的充电系统的电气结构的方框图。此充电系统包括电池组件1和对电池组件1进行充电的充电器2。也可以还包括从电池组件1进行供电的没有图示的负载设备而构成电子设备系统。在此情况下，电池组件1虽在图1中从充电器2进行充电，但是，也可以将该电池组件1安装到上述负载设备，经由负载设备进行充电。电池组件1及充电器2通过进行供电的直流高(High)侧的端子T11、T21和通讯信号的端子T12、T22以及用于供电及通讯信号的GND端子T13、T23被相互连接。在设置上述负载设备的情况下，也设置同样的端子。
在上述电池组件1内，从上述的端子T11延伸的、作为直流高侧的电源线的充电路径11介有保险丝24、25，并且，还介有在充电和放电时其导电形式互不相同的FET12、13，该充电路径11与组电池14的高侧端子连接。上述组电池14的低侧端子经由作为直流低侧的电源线的充电路径15与上述GND端子T13连接，在此充电路径15，介有将充电电流及放电电流转换为电压值的电流检测阻抗16。
上述组电池14由多个二次电池的电池至少被串联连接而成，也可以根据需要适当地并联连接多个电池。上述电池的温度由温度传感器17检测，并被输入到控制IC18内的模拟/数字转换器19。
而且，上述各电池的端子电压，如后所述，通过ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)40选择性地被读取，并被输入到上述控制IC18内的模拟/数字转换器19。电池的选择，由作为充放电控制单元的充放电控制部21经由通讯部20进行。并且，由上述电流检测阻抗16检测出的电流值也被上述ASIC40读取，并被输入到控制IC18内的模拟/数字转换器19。另外，在图1中，取出各电池的端子电压的ASIC40和测定各电池的端子电压的模拟/数字转换器19为互相分离的结构，但是，本实施例并不限定于此。例如，也可以是在ASIC40内设置模拟/数字转换器19的结构。
充放电控制部21，具备微电脑及其外围电路等，响应经由上述模拟/数字转换器19的各输入值，运算对于充电器2请求输出的充电电流的电压值及电流值，并从通讯部22经由端子T12、T22和T13、T23发送到充电器2。而且，如果从经由上述模拟/数字转换器19的各输入值检测出端子T11、T13之间的短路、或来自充电器2的异常电流等电池组件1的外部的异常，或者，由上述温度传感器17检测出组电池14有异常的温度上升，上述充放电控制部21则进行断开上述FET12、13等的保护动作。
另一方面，上述组电池14的各电池的端子电压，被ASIC40读取，并且也被与ASIC40并联且与组电池14连接的双重保护IC23读取。双重保护IC23的检测结果，如果高于双重保护IC23的阈值，该阈值被设定成高于上述充放电控制部21的异常判断的阈值，双重保护IC23就将FET27接通(ON)。上述FET27是针对串联地介入在充电路径11的上述保险丝24、25而设置的，上述保险丝24、25的连接点经由发热阻抗26及此FET27而被接地。因此，通过上述充放电控制部21将FET27接通(ON)，基于发热阻抗26产生的热量，上述保险丝24、25熔断。据此，在因上述充放电控制部21的异常等，不能应对电池的过电压等的严重的异常情况下，通过熔断上述保险丝24、25来实现双重的保护动作。
例如，在上述充放电控制部21将FET12、13断开(OFF)的正常的充放电时的过电压的阈值电压，每个电池为4.35V，双重保护IC23熔断保险丝24、25的阈值电压例如每个电池为4.4V。因此，在正常使用时的过电压的情况下可以修复，而在异常时的过电压的情况下，电池组件1不能再使用，由此安全性得以提高。
而且，如果由双重保护IC23将FET27接通(ON)，两个保险丝24、25会因发热阻抗26所产生的热量而被熔断。此时，在充电状态下，即使组电池14侧的保险丝25首先熔断，由于从充电器2供给的充电电流，充电器2侧的保险丝24也会在其后熔断。另一方面，即使充电器2侧的保险丝24首先熔断，只要组电池14可以向上述双重保护IC23供给驱动FET27的电流，则组电池14侧的保险丝25也会熔断。如果组电池14不能供给电流，虽然该组电池14侧的保险丝25不被熔断，但是，却能够将组电池14侧从上述连接点起与电池组件1的外部可靠地分离。
对此，在电池组件1没有安装在充电器2的放电状态下，如果组电池14能够向上述双重保护IC23供给驱动FET27的电流，即使充电器2侧的保险丝24先熔断，组电池14侧的保险丝25也会随后熔断。在组电池14侧的保险丝25先熔断时，虽然充电器2侧的保险丝24没有被不熔断，但是，却能够将组电池14侧从上述连接点起与电池组件1的外部可靠地分离。
如此，通过将串联连接的保险丝24、25的连接点经发热阻抗26及FET27接地，不论电池组件1是否安装在充电器2上，都可以将组电池14侧从上述连接点起与电池组件1的外部可靠地分离。
另一方面，在充电器2中，控制IC30的通讯部32接收来自电池组件1的输出请求，充电控制部31控制充电电流供给电路33，以上述的电压值及电流值供给充电电流。充电电流供给电路33由AC-DC转换器或DC-DC转换器等构成，将输入电压转换为上述充电控制部31所指示的电压值、电流值及脉冲幅宽，并经由端子T21、T11和T23、T13供给充电路径11、15。
图2是更为详细地说明上述电池组件1内的结构的方框图。在图2的例子中，上述组电池14由四个电池E1～E4构成，自上述端子T11起的高侧的充电路径11连接有端子T4，自上述端子T13起的低侧的充电路径15连接有GND端子T0。在上述端子T0-T4之间串联连接有上述四个电池E1～E4，各电池E1～E4也可以由相互并联连接的多个电池构成。并且，各电池E1～E4的连接点与作为中间接头的端子T1～T3连接。
图3是表示上述ASIC40的一个结构例及与控制IC18的电压测定相关部分的结构的方框图。在图2及图3中，各端子T0～T4连接有连接线L0～L4，在上述ASIC40和双重保护IC23中，除上述GND端子T0之外，为了不让端子T1～T4的电压Vin1～Vin4给彼此的电压检测带来影响，分别经由输入阻抗R11～R14和输入阻抗R21～R24从端子T30～T34、T40～T44读取。并且，在各端子T30～T34、T40～T44之间也可以根据需要设置用于消除噪音的电容C11～C14、C21～C24。这些电容C11～C14、C21～C24也可以不设置在各端子T30～T34、T40～T44之间，而是设置在各端子T30～T34、T40～T44和GND之间。双重保护IC23的各输入端子T40～T44之间设置有将上述电压Vin4均等分压的阻抗R31～R34。
上述温度传感器17由热敏阻抗等构成，一端被预先设定的电压V0偏压，另一端自被控制IC18接通/断开(ON/OFF)驱动的开关28起经由上述电流检测阻抗16，与上述低侧的充电路径15连接，其与开关28的连接点的电压，被上述控制IC18的模拟/数字转换器19读取。
上述各端子T30～T34经由输入切换部41，选择性地连接在用于进行电压测定的上述控制IC18的模拟/数字转换器19。上述输入切换部41由开关S0???L；S1L、S1H；S2L、S2H；S3L、S3H；S4H；STL、STH。
上述开关S0L；S1L、S1H；S2L、S2H；S3L、S3H；S4H，一端连接在上述各端子T30～T34，另一端连接在上述模拟/数字转换器19的高侧输入端19H或低侧输入端19L。上述开关STL、STH，一端连接在上述电流检测阻抗16的各端子，另一端分别连接在上述模拟/数字转换器19的高侧输入端19H和低侧输入端19L。上述开关S0L；S1L、S1H；S2L、S2H；S3L、S3H；S4H；STL、STH通过电池选择部42选择性地被接通/断开(ON/OFF)驱动。
因此，例如，通过将开关STL、STH接通(ON)，将开关S0L；S1L、S1H；S2L、S2H；S3L、S3H；S4H断开(OFF)，模拟/数字转换器19可以检测出电流检测阻抗16的端子之间的电压，从而可以检测出各电池E1～E4的充放电的电流。而且，例如，通过将开关S0L、S4H接通(ON)，将开关S1L、S1H；S2L、S2H；S3L、S3H；S5L(应为STL)、S5H(应为STH)断开(OFF)，模拟/数字转换器19可以检测出施加在组电池14整体上的充电电压或放电电压。
上述开关S0L；S1L、S1H；S2L、S2H；S3L、S3H；S4H；STL、STH的切换信号，由控制IC18侧的充放电控制部21内的切换控制部211生成，从上述通讯部20经由ASIC40侧的通讯部43提供给上述电池选择部42。然后，上述充放电控制部21内的断路检测部212，根据模拟/数字转换器19所得到的检测结果，进行后述的断路检测。
应该关注的是，在本实施例中，在上述各端子T31～T34和GND端子T30之间可以设置短路电路44，上述短路电路44由短路阻抗R41～R44及与其成对的开关Q1～Q4组成的串联电路构成。上述电池选择部42，按照经由上述通讯部43接收的切换控制部211的切换信号，对上述开关Q1～Q4进行接通/断开(ON/OFF)控制。当开关Q1～Q4接通(ON)时，与各开关Q1～Q4连接的各端子T31～T34，经由短路阻抗R41～R44，与GND端子T30短路。
图4～图7是用于说明基于上述断路检测部212对连接线L1～L3的断路检测动作，即，对中间接头的端子T1～T3的松动(脱落)检测动作的波形图。在进行此断路检测时，切换控制部211使开关STL、STH处于断开(OFF)状态。图4及图5是正常时的波形图，图6及图7是在端子T3发生松动(脱落)时的波形图。
首先，图4是表示上述电压Vin1～Vin4的变化的图，切换控制部211将与GND的连接线L0对应的开关S0L接通(ON)，且将低侧的开关S1L、S2L、S3L断开(OFF)的状态下，将与高侧的连接线L1～L4对应的开关S1H、S2H、S3H、S4H选择一个接通(ON)，从而模拟/数字转换器19可以读取上述电压Vin1～Vin4的变化。然后，在期间W1，与对应的连接线L1～L4相对应的短路开关Q1～Q4，通过电池选择部42择一地被接通(ON)，各电压Vin1～Vin4分别降至由输入阻抗R11～R14和短路阻抗R41～R44的分压比(大致为1：2)的电压。
另一方面，图5是表示各端子T0～T4之间的电池电压A1～A4的变化的波形图，切换控制部211将低侧的开关S0L、S1L、S2L、S3L和高侧的开关S1H、S2H、S3H、S4H成对地接通(ON)，从而模拟/数字转换器19可以读取上述电池电压A1～A4的变化。并且，如果没有产生异常，各电池电压A1～A4，以被输入阻抗R11～R14和短路阻抗R41～R44决定的同样的分压比(大致为1：2)的电压变化。
对此，例如，如果在端子T3产生松动(脱落)，如图6所示，在上述电压Vin1～Vin4之中，除该线以外的电压Vin1、Vin2、Vin4，显示出与上述的图4相同的变化，而脱落的线L3所对应的电压Vin3，如果短路开关Q3接通(ON)，则通过短路阻抗R43大致降低至GND电位。以下，对对基于短路阻抗R43的、大致降低至GND电位的压降进行说明。
上述输入阻抗R11～R14；R21～R24的阻抗值，例如为kΩ级，而上述双重保护IC23内的分压阻抗R31～R34的阻抗值彼此相等，例如为MΩ级。因此，即使在端子T3产生松动(脱落)，如果短路开关Q3断开(OFF)，作为电压Vin3，在上述双重保护IC23内中，从电压Vin4被分压阻抗R31～R34分压的电压，照原样呈现，与在正常状态下的电压相等(在此，电池E1～E4的均衡(产生电压)均等)。针对于此，如果短路开关Q3接通(ON)，上述电压Vin4被阻抗值较大的上述分压阻抗R34消耗，如上所述，端子T3的电压Vin3大体上降至GND电位。
而且，在图7中，如果在端子T3产生松动(脱落)，在电压检测中不使用发生松动(脱落)的线L3的电池电压A1、A2显示出与上述的图6相同的变化。而将脱落的线L3作为高侧在电压检测中使用的电池电压A3，如果短路开关Q3接通(ON)，就与上述的说明同样地通过短路阻抗R43降低到大致GND电位。因此，将脱落的线L3作为低侧在电压检测出中使用的电池电压A4，如果短路开关Q4接通(ON)，就上升到大致Vin4。
图8是用于说明如上所述的断路检测部212的断路检测动作的流程图。在图8的例子中，表示从上述图5及图7所示的电池电压A1～A4的变化进行断路检测的情况。另外，模拟/数字转换器19例如电源为3.3V，输入电压的动态范围为2.5V。因此，上述输入端19H、19L之间的电压分为1/3分压并被输入。
在步骤S1中，通过来自上述控制IC18的切换控制部211的切换信号，选定检测对象线。并且，电池选择部42使来自成为对象的电池的端子T0～T4的连接线L0～L4，通过开关S0L；S1L、S1H；S2L、S2H；S3L、S3H；S4H连接到模拟/数字转换器19的输入端19L、19H，进行模拟/数字转换器19的电压测定。并且，电池选择部42将短路开关Q1～Q4择个地接通(ON)。然后，再次由模拟/数字转换器19进行电压测量。
在步骤S2中，对短路开关Q1～Q4的断开(OFF)状态和接通(ON)状态的电压差是否大于由上述输入阻抗R11～R14及短路阻抗R41～R44以及电池电压等而预先被决定的阈值电压，例如是否大于0.5V进行判断。若小(在步骤S2为否)，则在步骤S3，对全部的检测对象线进行电池电压A1～A4的测定是否结束的判断，若没有结束，则返回到(在步骤S3为否)上述步骤S1。若已经结束(在步骤S3为是)，在步骤S4，判断为全部的检测对象线正常，并结束处理。
对此，在上述步骤S2，当检测出的电池电压A1～A4之差比阈值电压，例如0.5V大时(在步骤S2为是)，就在步骤S5判断已产生异常，即，松动(脱落)，并在步骤S6，让上述控制IC18的充放电控制部21，使FET12、13断开(OFF)，将要求的充电电流的电流值设为0，并且报告错误状态，从而结束处理。
这样，断路检测部212，通过利用短路开关Q1～Q4及开关S0L；S1L、S1H；S2L、S2H；S3L、S3H；S4H的控制状态，从被期待作为连接点的电压Vin1～Vin4或电池电压A1～A4的电压、和用上述模拟/数字转换器19实际检测出的电压的偏差，能够可靠地检测出连接线L1～L3的断路，即，中间接头的端子T1～T3的松动(脱落)。据此，可以使异常状态下的持续充电在过充电之前停止。而且，因为上述短路阻抗R41～R44在断路检测时被驱动，所以，在平时不产生损耗，可以降低损耗。
上述断路检测部212的检测结果被用于充放电控制部21的充放电控制。在此，如果端子T0、T4脱落，就不能充放电，没有安全上的问题。对此，如果作为中间接头的上述端子T1～T3与上述ASIC40或双重保护IC23的连接线L1～L3脱离，就无法得知每个电池的输入电压，即使通过充电器2将端子T0-T4之间的充电电压保持为规定的电压，由于电池均衡的偏差，在某个电池上也会存在产生过电压或过充电的危险。因此，上述充放电控制部21，如果检测出上述端子T1～T3的松动(脱落)就将FET12、13断开(OFF)，禁止充放电。据此，可以确保对于上述端子T1～T3的松动(脱落)的安全性。另外，充放电控制部21，如果检测出端子T1～T3的松动(脱落)，就通过将FET27接通(ON)，熔断保险丝24、25，使充放电完全停止也可以。
特别是在除进行电压检测的ASIC40之外，还另行设置检测出各电池E1～E4的端子电压，并从与上述充放电控制部21同等以上的阈值检测出异常，进行保护动作的双重保护IC23的情况下，其双重保护IC23和ASIC40与各电池E1～E4的端子T0～T4并联连接，由于输入阻抗R11～R14、R21～R24或电容C11～C14、C21～C24，以及如上所述的内部的分压阻抗R31～R34等，检测各连接线L0～L4的断路，即，端子T0～T4的松动(脱落)更加困难，而本发明特别有效。
另外，在上述的例子中，通过将各连接线L1～L4与GND的连接线L0短路，从而检测出端子T1～T3的松动(脱落)，但是，使各连接线L0～L3在高侧的连接线L4短路或各连接线L0～L3之间短路也可以。
(第二实施例)
图9是表示使用本发明的第二实施例的断路检测方法的电池组件1a的电气结构的方框图。此电池组件1a与图2所示的上述的电池组件1类似，因此，相对应的部分附加了同样的参照符号进行表示，其说明省略。此电池组件1a也可以与上述图1所示的充电器2组合而构成同样的充电系统。
在此电池组件1a中，与上述端子T1～T4连接的各连接线L1～L4通过设置在双重保护IC23的输入侧的短路开关Q1～Q4，在上述GND的连接线L0短路，其短路开关Q1～Q4通过控制IC18a被接通/断开(ON/OFF)控制。此时，ASIC40a可以使用没有设置上述短路电路44的以往的部件。
而且，在此，双重保护IC23的输入阻抗R21～R24作为上述短路阻抗而发挥作用，但是，进行松动(脱落)判断的阈值电压(上述的0.5V)，可以按照电路结构的不同而适当地设定。
如以上说明所述，本发明的第一实施例及第二实施例的电池组件包括：由多个二次电池的电池至少被串联连接而成的组电池；电压检测单元及充放电控制单元，其中，上述充放电控制单元，基于上述电压检测单元检测出的各电池的端子电压控制充放电，以便防止因例如充电时的电池均衡的偏差，特定的电池过电压或过充电，其中，在使上述电池之间的连接点，即，中间接头在高侧或低侧的电源线或者在连接点之间短路的短路单元设置断路检测单元，上述断路检测单元接通/断开控制此短路单元，并且从其控制状态和在上述电压检测单元检测出的连接点的电压、电源线的电压及各电池的端子电压之中的至少一个，检测出从电压检测单元到上述连接点的连接线的断路，即，上述中间接头的松动(脱落)。
因此，通过与各电池的端子连接的电路的输入阻抗或电容等，如果只是单从上述各电池的端子电压检测出上述连接线的断路是困难的，但是，通过断路检测单元有选择性地驱动短路单元，可以对上述连接点的电压、电源线的电压及各电池的端子电压之中的至少一个，从其所期待的电压和通过电压检测单元实际检测出的电压的偏差，可靠地检测出上述断路。据此，可以使异常状态下的持续充电在过充电之前停止。而且，因为上述短路单元在断路检测时被驱动，所以，在平时不发生损耗，可以降低损耗。
上述的第一实施例及第二实施例涉及设置有双重保护IC23的充电系统，但是，本发明并不限于此。如图10所示，即使在图1的电池组件1中不设置双重保护IC23的结构，也可以适用本发明。在检测断路的情况下，充放电控制部21将FET12、13断开(OFF)，使充放电控制停止也可以，通过将FET27接通(ON)，将保险丝24、25熔断，使充放电完全停止也可以。
另外，如图11所示，即使是在没有双重保护IC23的情况下，如果R11～R14为相同的阻抗值，C11～C14为相同的电容，例如在L1断路的情况下，端子T31的电位进行以下变化，即，成为电池E1及E2的各电池电压A1及A2的平均值。这样，即使是在没有双重保护IC23的情况下，以以往的方法，可能不能检测出断路。因此，本发明在没有双重保护IC23的情况中也同样有效。
根据上述的各实施例，对本发明归纳如下：即，本发明的电池组件包括：组电池，包含多个二次电池的电池，它们至少被串联连接；电压检测部，检测上述各电池的端子电压；充放电控制部，基于由上述电压检测部检测出的上述各电池的端子电压控制上述组电池的充放电；短路部，使上述电池之间的连接点与高侧或低侧的电源线短路或者使上述电池之间的连接点之间短路；断路检测部，进行上述短路部的接通/断开控制，并基于上述接通/断开控制的状态和由上述电压检测部检测出的上述电池之间的连接点的电压、上述高侧或低侧的电源线的电压及上述各电池的端子电压之中的至少其中之一，检测出从上述电压检测部到上述电池之间的连接点的连接线的断路。
在上述的电池组件中包括：包含至少被串联连接的多个二次电池的电池的组电池(按照需要也可以适当地并联连接多个电池)，电压检测部及充放电控制部，其中，基于由电压检测部检测出的各电池的端子电压，充放电控制部控制充放电，以防止在例如充电时因电池均衡的偏差，特定的电池过电压或过充电，而且，在使电池之间的连接点，即，中间接头在高侧或低侧的电源短路或在使连接点之间短路的短路部设置断路检测部，上述断路检测部，对此短路部进行接通/断开控制，并且从其控制状态和由电压检测部检测出的连接点的电压、电源线的电压及各电池的端子电压之中的至少其中之一，检测出从电压检测部到连接点的连接线的断路，即，中间接头的松动(脱落)。
因此，通过与各电池的端子连接的电路的输入阻抗或电容等，只是单从各电池的端子电压检测出从电压检测部到连接点的连接线的断路困难，但是，通过断路检测部选择驱动短路部，可以从电池之间的连接点的电压、电源连接线的电压及各电池的端子电压之中的至少一个，从所期待的电压和实际上由电压检测部检测出的电压的偏差，可靠地检测出连接线的断路。据此，可以使异常状态下的持续充电在过充电之前停止。而且，因为短路部在断路检测时被驱动，所以，在平时不发生损耗，可以降低损耗。
在上述的电池组件中，上述短路部由上述短路部由短路阻抗及开关的串联电路构成，所述短路阻抗使上述高侧的电源线及上述电池之间的连接点分别与上述低侧的电源线短路为宜。
此时，按照来自断路检测部的要求控制开关接通/断开(ON/OFF)，各电池的端子从连接在高侧的电源线或电池之间的连接点的输入阻抗经由短路阻抗，连接到低侧的电源线。
因此，断路检测部可以从输入到电压检测部的、开关断开(OFF)时的经由输入阻抗的电压和开关接通时的基于输入阻抗及短路阻抗的分压电压检测出从电压检测部到连接点的连接线的断路。
在上述的电池组件中，上述电压检测部包括：模拟/数字转换器，用于测量上述电池之间的连接点的电压；输入切换部，可将上述电池之间的连接点选择性地连接到上述模拟/数字转换器，其中，上述电池之间的连接点在通过上述输入切换部连接到上述模拟/数字转换器之后，由上述短路部短路为宜。
此时，可以可靠地测定电池之间的连接点的通过短路部短路之后的电压。
在上述的电池组件中，还包括电池选择部，将上述电池之间的连接点通过上述输入切换部连接到上述模拟/数字转换器之后，通过上述短路部使上述电池之间的连接点短路为宜。
此时，因为电池选择部控制模拟/数字转换器和电池之间的连接点的连接、并控制电池之间的连接点的短路，所以，可以可靠地测定电池之间的连接点的短路前后的电压。
在上述的电池组件中，上述电压检测部及上述短路部作为ASIC而一体构成为宜。
此时，只是在通用的电池组件装载此ASIC，就可以防止在电池之间的连接点和电压检测部之间发生了断路的状态下组电池继续被充放电。并且，由于此ASIC内的短路部只在断路检测时使二次电池的电池的端子短路，因此，没有短路部消耗平时电流的情况。因此，可以抑制短路部的损耗的增大。
在上述的电池组件中，还包括：双重保护用IC，其中，上述充放电控制部，将上述电压检测部的检测出结果与预先设定的阈值进行比较，如果检测出异常就进行保护动作；上述双重保护用IC，与上述电压检测部独立地另行检测出上述各电池的端子电压，并将上述检测出的电压与和上述充放电控制部的阈值同等以上的阈值进行比较，如果检测出异常就进行保护动作为宜。
此时，除电压检测部之外另行设置检测出各电池的端子电压，通过将其检测结果与和充放电控制单元的阈值同等以上的阈值进行比较，检测出过电压和过充电等异常，进行保护动作的双重保护用IC，因此，其双重保护用IC和电压检测部与各电池的端子并联连接，因输入的阻抗或电容以及内部的分压阻抗等，对各电池的端子的连接线的断路检测更加困难。本发明在设置了双重保护用IC时特别有效。
本发明涉及的电池组件的断路检测方法，对具有由多个二次电池的电池至少被串联连接而成的组电池的电池组件进行断路检测，包括：使上述电池之间的连接点在高侧或低侧的电源线短路或者使上述电池之间的连接点之间短路的短路步骤；基于上述短路步骤的短路的状态和因上述短路步骤的短路而在上述电池之间的连接点出现的电压、上述高侧或低侧的电源线的电压及上述各电池的端子电压之中的至少其中之一，检测出到上述电池之间的连接点的连接线的断路的断路检测步骤。
在上述的电池组件的断路检测方法中，包括由多个二次电池的电池至少串联连接而成的组电池(按照需要也可以适当地并联连接多个电池)，基于各电池的端子电压，控制充放电，以防止在例如充电时因电池均衡的偏差，特定的电池过电压或过充电，而且，使电池之间的连接点，即，中间接头在高侧或低侧的电源短路或使连接点之间短路，并且从短路的状态、因该短路而呈现的连接点的电压、电源线的电压及各电池的端子电压之中的至少一个，检测出向连接点的连接线的断路，即，中间接头的松动(脱落)。
因此，通过与各电池的端子连接的电路的输入阻抗或电容等，单从各电池的端子电压检测出到连接点的连接线的断路困难，但是，可以通过电池之间的连接点的短路从电池之间的连接点的电压、电源线的电压及各电池的端子电压之中的至少其中之一，从所期待的电压和实际由检测出的电压的偏差，可靠地检测出连接线的断路。据此，可以使异常状态下的持续充电在过充电之前停止。而且，因为电池之间的连接点的短路在断路检测时进行，所以，在平时不发生损耗，可以降低损耗。
产业上的可利用性
根据本发明，可以在不像上拉阻抗等发生平时的损耗的情况下，抑制输入阻抗或输入电容的影响，可靠地检测出由多个二次电池的电池至少被串联连接而成的组电池的中间接头的松动(脱落)。

Claims (6)

1.一种电池组件，其特征在于包括：
组电池，包含多个二次电池的电池，它们至少被串联连接；
电压检测部，检测上述各电池的端子电压；
充放电控制部，基于由上述电压检测部检测出的上述各电池的端子电压，控制上述组电池的充放电；
短路部，使上述电池之间的连接点与高侧或低侧的电源线短路或者使上述电池之间的连接点之间短路；
断路检测部，进行上述短路部的接通/断开控制，并基于上述接通/断开控制的状态、和由上述电压检测部检测出的上述电池之间的连接点的电压、上述高侧或低侧的电源线的电压以及上述各电池的端子电压之中的至少其中之一，检测出从上述电压检测部到上述电池之间的连接点的连接线的断路，
所述短路部由短路阻抗及开关的串联电路构成，所述短路阻抗使上述高侧的电源线及上述电池之间的连接点分别与上述低侧的电源线短路。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，上述电压检测部包括：
模拟/数字转换器，用于测量上述电池之间的连接点的电压；
输入切换部，可将上述电池之间的连接点选择性地连接到上述模拟/数字转换器，其中，
上述电池之间的连接点，在通过上述输入切换部连接在上述模拟/数字转换器之后
由上述短路部短路。
3.根据权利要求2所述的电池组件，其特征在于还包括：电池选择部，在将上述电池之间的连接点通过上述输入切换部连接到上述模拟/数字转换器之后，通过上述短路部使上述电池之间的连接点短路。
4.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于：上述电压检测部及上述短路部，作为ASIC而一体构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池组件，其特征在于还包括：双重保护用IC，其中，
上述充放电控制部，将上述电压检测部的检测结果与预先设定的阈值进行比较，如果检测出异常就进行保护动作；
上述双重保护用IC，与上述电压检测部独立地另行检测出上述各电池的端子电压，并将上述检测出的电压与和上述充放电控制部的阈值同等以上的阈值进行比较，如果检测出异常就进行保护动作。
6.一种电池组件的断路检测方法，对具有由多个二次电池的电池至少被串联连接而成的组电池的电池组件进行断路检测，其特征在于包括：
使上述电池之间的连接点与高侧或低侧的电源线短路或者使上述电池之间的连接点之间短路的短路步骤；
基于上述短路步骤的短路的状态、和因上述短路步骤的短路而在上述电池之间的连接点出现的电压、上述高侧或低侧的电源线的电压及上述各电池的端子电压之中的至少其中之一，检测出到上述电池之间的连接点的连接线的断路的断路检测步骤；
将上述电池之间的连接点选择性地连接到用于测量上述电池之间的连接点的电压的模拟/数字转换器的连接步骤，
在通过上述连接步骤被连接在上述模拟/数字转换器之后，上述电池之间的连接点由上述短路步骤短路。
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