CN102067372A - 二次电池组 - Google Patents

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Abstract

提供了一种二次电池组，其中根据从外部接口输入的信息检测二次电池的保护和控制状态以便执行到为每个连接对象设置的模式的切换。为此，二次电池组包括：二次电池块（12），由连接二次原电池（11）形成；电流检测单元（13），监视二次电池块（12）的充电/放电电流；输出电压检测单元（15），监视输出电压；通信终端（17）；ID终端（18），检测到设备的连接；以及控制单元（19）。控制单元（19）根据来自通信终端（17）的电势和通信信息和来自ID终端（18）的设备连接信息执行电池组充电/放电控制和容量计算，由此控制整个电池组的工作。

Description

二次电池组
技术领域
本发明涉及一种二次电池组（secondary battery pack），其包括控制具有所连接的多个二次电池的二次电池块的充电或放电切换的控制部；以及外部接口。本发明特别地涉及一种二次电池组，其具有使得能够根据要连接的目标设备来分别地设置二次电池的保护和控制条件的功能。
背景技术
诸如锂离子电池的二次电池的使用近年来在诸如电动设备和电力存储的领域中已变得广泛。对执行保护和控制过程的功能的需求正在增加，所述保护和控制过程集中于此类设备的各个主单元（main unit）的使用。同时，存在对保证长期可靠性和安全性并改善电池寿命的巨大需求。通常，以允许在内部二次电池（也称为原电池（cell））的容许范围内将最大的范围用于充电或放电的方式来固定电池组的保护和控制功能的设置，该设置广泛地允许由要使用的电池充电器或设备确定的工作范围。也就是说，基于到设备的连接的检测、电流的状态等来统一地设置保护和控制功能。通常，方法之一是基于到设备的连接的检测和电流的状态来控制保护电路的功率消耗。例如，在专利文献1中提出的是一种基于电池组的电流水平来控制保护电路的功率消耗的技术。在专利文献2中提出的是一种基于是否检测到电池组被连接到电子设备来控制保护电路的功率消耗的技术。在专利文献3中提出的是一种基于通信终端的电压水平来控制保护电路的功率消耗的技术。
专利文献1：JP-A-11-283677
专利文献2：JP-A-2001-155781
专利文献3：JP-A-2002-300731。
发明内容
本发明要解决的问题 
图3是举例说明典型常规二次电池组的配置示例的电路配置图，其中，许多二次电池被串联地连接。在图3中，所述二次电池组包括:二次电池块2，其中，二次电池1被串联地连接；电流检测部3，其监视所述二次电池块2的充电和放电电流；原电池电压检测部4，其监视二次电池1的电压；通信终端6，其允许监视电池块2的温度的温度检测部5与设备等通信；ID终端7，其检测与设备的连接；以及控制部8。控制部8基于来自原电池电压检测部4的二次电池1的电压信息、来自电流检测部3的电流信息、来自通信终端6的电势/通信信息、和来自ID终端7的设备连接信息控制二次电池组的充电和放电，计算容量并执行其它过程以在总体上控制电池组的工作。电池组还装配有在控制部8的控制下执行ON/OFF操作的充电开关（在下文中称为SW）和放电SW 10。
此类常规二次电池组在基于来自电流检测部3的电流信息、来自通信终端6的电压水平/通信信息、和来自ID终端7的设备连接信息来控制电路的工作条件并减少电路的功率消耗方面是有效的。然而，针对预定连接设备专门地固定二次电池组的保护及其它控制过程的设置。因此，如果存在要连接的各种设备，则不可能以最适合于每个设备的方式来改变二次电池组的保护及其它控制过程的设置。
因此，本发明的目的是提供一种二次电池组，其能够为要连接的每个目标设备提供二次电池的保护和控制条件的最适当设置。
解决问题的手段 
为了达到以上目的，本发明的二次电池组包括：二次电池块，其具有被连接的多个二次电池；电流检测部，其监视所述二次电池块的充电和放电电流；输出电压检测部，其监视所述二次电池块的输出电压；通信终端，用以与连接设备通信；ID终端，其检测到所述连接设备的连接；以及控制部，其基于来自所述电流检测部、所述输出电压检测部、所述通信终端和所述ID终端的信息来控制充电开关和放电开关。所述控制部包括：比较装置，其用于将来自所述通信终端或ID终端的信息与规定条件相比较；确定装置，其用于确定所述连接设备的类型；以及切换装置，其用于切换到对每个所述连接设备预设的保护和控制模式。
此外，可以从被电连接的连接设备发送来自所述通信终端或所述ID终端的信息。
此外，可以以非接触方式通过磁波或电波从所述连接设备发送来自所述通信终端或所述ID终端的信息。
此外，在针对每个连接设备设置的保护和控制模式下，可以对被分别地设置的专用计算过程和数据表进行参考，并根据连接设备的类型和情况来执行控制和处理。
本发明的优点 
如上所述，根据本发明，关于二次电池组的保护和控制，基于从诸如通信终端和ID终端的外部接口输入的信息来确定连接设备的类型，使得可以根据连接目标和情况将保护和控制模式从一个设置切换到另一个。因此，可以由一个二次电池组进行控制以便适合于其中使用各种连接设备的区域；可以有效地利用诸如容量和放电电流的二次电池组的电特性。
附图说明
图1是举例说明根据本发明的实施例的二次电池组的配置的电路配置图。
图2是举例说明根据本发明的实施例的二次电池组的确定过程的控制流程图。
图3是举例说明常规二次电池组的配置示例的电路配置图。
标号解释
1, 11：          二次电池
2, 12：          二次电池块
3, 13：          电流检测部
4, 14：          原电池电压检测部
15：              输出电压检测部
5, 16：          温度检测部
6, 17：          通信终端
7, 18：          ID终端
8, 19：          控制部
9, 20：          充电SW
10, 21：        放电SW。
具体实施方式
在下文中，参考附图来描述本发明的实施例。
图1是举例说明根据本发明的实施例的二次电池组的配置的电路配置图。在图1中，二次电池组包括：二次电池块12，其具有串联地连接的多个二次电池11；电流检测部13，其监视二次电池块12的充电和放电电流；原电池电压检测部14，其监视二次电池11的电压；输出电压检测部15，其监视电池组的输出电压；通信终端17，其允许监视二次电池块12的温度的温度检测部16与连接设备等通信；以及ID终端18，其检测到设备的连接；以及控制部19。控制部19基于来自原电池电压检测部14的二次电池11的电压信息、来自电流检测部13的电流信息、来自通信终端17的电势/通信信息、和来自ID终端18的设备连接信息控制电池组的充电和放电，计算容量并执行其它过程以在总体上控制电池组的工作。二次电池组还装配有在控制部19的控制下执行ON/OFF操作的充电SW 20和放电SW 21。
根据本实施例，控制部19具有以下功能：基于来自通信终端17和ID终端18的信息以及当时来自电流检测部13、原电池电压检测部14、输出电压检测部15、和温度检测部16的关于电流、电压和温度的信息以集中的方式进行关于与专用设备的连接、二次电池组是否在独立地运行、与除所述专用设备之外的任何设备的连接状态、以及连接设备的类型的确定；依照为连接设备的每个连接状态或每种类型准备的数据表来执行保护、控制和计算过程。此外，控制部19包括内部存储器并具有存储数据表且记录使用环境、计算结果和错误日志的功能。
下面描述根据本实施例的二次电池组的操作模式。图2是根据本发明的实施例的举例说明如何控制二次电池组的流程图。
关于图1所示的二次电池组，在第一操作模式下，控制部19基于来自通信终端17和ID终端18的信息来进行图2所示的流程图中的A的确定。也就是说，基于关于所传送的通信终端的电势、ID终端的电势等的信息，控制部19进行关于二次电池组是独立地运行还是被连接到设备的确定。当来自通信终端17和ID终端18的信息不满足关于连接设备的存在的规定条件时，其确定二次电池组处于独立状态。因此，应用用于独立状态的控制过程以便控制保护和计算。作为独立状态的规定值，控制部19基于该规定值进行确定，可以设置在通信终端17的电势小于或等于1V的情况下不建立通信的条件或ID终端的电势小于或等于1V的条件。
在第二操作模式下，当来自通信终端17和ID终端18的信息满足关于连接设备的存在的规定条件时，控制部19进行图2所示的流程图中的B的确定。也就是说，通过将规定的确定值与关于所传送的通信终端的电势、ID终端的电势等的信息相比较，控制部19进行关于连接设备是专用电池充电器、专用主单元、或任何其它设备的确定。当确定连接设备是专用电池充电器时，控制部19基于根据来自通信终端17的通信信息或来自ID终端18的电势信息确定的电池充电器的类型来对预设数据表进行参考；且然后，切换到保护、控制和计算操作方面的相应类型的设置。当确定连接设备是专用主单元时，控制部19基于根据来自通信终端17的通信信息或来自ID终端18的电势信息确定的主单元的类型来对预设数据表进行参考；且然后，切换到保护、控制和计算操作方面的相应类型的设置。当确定连接设备是任何其它设备时，控制部19关断充电SW 20和放电SW 21以停止充电和放电功能，从而防止电池组被用于除专用设备之外的任何设备。控制部19还在内部存储器中记录错误日志。
作为专用设备（电池充电器和主单元）的连接状态的规定值，由控制部19基于该规定值进行确定，可以设置在通信终端17的电势大于或等于4V的情况下建立通信的条件或ID终端的电势处于2V至10V范围内的诸如3V或5V的规定水平的条件。作为其它设备的连接状态的规定值，由控制部19基于该规定值进行确定，可以设置在通信终端17的电势大于或等于4V的情况下不建立通信的条件或ID终端的电势未处于2V至10V范围内的诸如4V或7V的规定水平的条件。作为控制部19在确定设备是专用设备（电池充电器/主单元）并切换到保护、控制和计算操作方面的相应类型的设备的设置时进行参考的数据表，对于充电，可以设置以下各项：电池充电器的类型、关于是否发生脉冲充电的信息、关于是否发生再生充电的信息、过电流检测电流、过电流检测延迟时间、过充电检测电压、过充电检测延迟时间、充电保护检测温度、充电保护温度检测延迟时间、低压充电保护检测电压、和低压充电保护检测延迟时间。对于放电，可以设置以下各项：主单元的类型、关于是否发生脉冲放电的信息、过电流检测电流、过电流检测延迟时间、过放电检测电压、过放电检测延迟时间、放电保护检测温度、和放电保护温度检测延迟时间。
当通信终端17和ID终端18的状态随着电池组被从设备去除或附着于设备而改变时，初始值被恢复为用于保护、控制和计算的设置。然后，从第一操作模式起的一系列上述过程依照每个确定条件进行以检查被连接的设备的连接状态和类型以进行复位。
关于连接设备的状态及保护、控制和计算操作的状态的确定，基于关于当时来自电流检测部13、原电池电压检测部14、输出电压检测部15、和温度检测部16的电流、电压、和温度的信息以及来自通信终端17和ID终端18的连接信息以集中的方式进行关于与专用设备的连接、二次电池组是否独立地运行、与除专用设备之外的任何设备的连接的状态、以及连接设备的类型的确定。依照为连接设备的每个连接状态或每种类型准备的数据表，可以在保护、控制和计算操作方面进行设置。
通过确认从外部接口输入的信息是否满足规定确定条件及当时的充电和放电电流及输出终端电压的变化，控制部19进行关于与专用设备的连接、二次电池组是否独立地运行、和与除专用设备之外的任何设备的连接的状态的确定；然后根据连接目标和控制二次电池组时的情况将保护和控制模式从一种设置切换到另一种。
可以以非接触方式借助于来自连接设备的磁波或电波来发送来自通信终端和ID终端的信息。例如，当将磁波用于传输时，使电池组的磁体与专用设备的磁体对准。随着磁体的接近，接收机的接触开关被接通以产生电势水平的变化并发送规定的固定水平或脉冲。因此，进行关于设备是否是专用设备和控制模式是否被切换的确定。当将电波用于传输时，由专用传输/接收/转换设备根据规定无线电通信协议来发送通信信息和ID信息。根据是否建立了通信和传输信息片是否被按照规定顺序并与规定内容一起发送，进行关于设备是否是专用设备和控制模式是否被切换的确定。
工业实用性
本发明涉及一种诸如锂离子电池的二次电池组，其使用近年来在诸如电动设备和电力存储的领域中已变得广泛。此类二次电池组的保护和控制功能被以允许在内部二次电池（也称为原电池）的容许范围内将最大的范围用于充电或放电的方式基于到设备的连接的检测、电流的状态等来统一地设置。根据本发明，关于二次电池组的保护和控制，基于从诸如通信终端和ID终端的外部接口输入的信息来确定连接设备的类型；可以根据连接目标和情况将保护和控制模式从一种设置切换到另一种。因此，可以由一个二次电池组进行控制以便适合于其中使用各种连接设备的区域；可以有效地利用诸如容量和放电电流的二次电池组的电特性。因此，二次电池组对于工业目的而言极其有用。

Claims (4)

1. 一种二次电池组，包括：二次电池块，具有被连接的多个二次电池；电流检测部，监视所述二次电池块的充电和放电电流；输出电压检测部，监视所述二次电池块的输出电压；通信终端，用以与连接设备通信；ID终端，该ID终端检测到所述连接设备的连接；以及控制部，该控制部基于来自所述电流检测部、所述输出电压检测部、所述通信终端和所述ID终端的信息来控制充电开关和放电开关，所述二次电池组的特征在于： 
所述控制部包括： 
比较装置，用于将来自所述通信终端或所述ID终端的信息与规定条件相比较； 
确定装置，用于确定所述连接设备的类型；以及 
切换装置，用于切换到为每个所述连接设备预设的保护和控制模式。
2. 如权利要求1所述的二次电池组，其特征在于 
从电连接的连接设备发送来自所述通信终端或所述ID终端的信息。
3. 如权利要求1所述的二次电池组，其特征在于 
以非接触方式通过磁波或电波从所述连接设备发送来自所述通信终端或所述ID终端的信息。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的二次电池组，其特征在于
在为每个连接设备设置的保护和控制模式下，对分别地设置的专用计算过程和数据表进行参考，并根据连接设备的类型和情况来执行控制和处理。
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