CN102474124A - 充电控制电路、电池组件以及充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电控制电路，包括：控制对二次电池进行充电的充电部的动作的充电控制部；检测所述二次电池的端子电压的电压检测部；以及检测流过所述二次电池的电流的电流检测部，其中，所述充电控制部多次重复恒流恒压充电，该恒流恒压充电是指，从所述充电部向所述二次电池供应指定的设定电流值的充电电流使所述充电部执行恒流充电，并且当在所述恒流充电的执行过程中由所述电压检测部检测出的端子电压等于指定的阈值电压值时，通过从所述充电部向所述二次电池供应所述阈值电压值的充电电压使所述充电部执行恒压充电，直到由所述电流检测部检测出的电流值等于指定的阈值电流值为止，并且所述充电控制部每次重复所述恒流恒压充电时，增大所述阈值电压值增大减小所述设定电流值和所述阈值电流值。

Description

充电控制电路、电池组件以及充电系统

技术领域

本发明涉及一种控制二次电池的充电的充电控制电路、以及具备该充电控制电路的电池组件和充电系统。

背景技术

一直以来，作为可在短时间内对二次电池进行充电的充电方式，已知有一种通过一定的电流以脉冲状流过而进行充电的脉冲充电方式(例如，参照专利文献1)。在这种脉冲充电方式中，通过在脉冲电流流过的短期间内，以超过满充电电压的充电电压且较大的电流对二次电池进行充电，从而缩短充电时间。

另外，已知还有一种在多阶段使恒流充电的充电电流阶段性减少的多阶恒流充电方式(例如，参照专利文献2)。在这种多阶恒流充电方式中，由于充电末期的充电电流减少，电池温度的上升也能够降低，因此二次电池的劣化较少。

但是，在如上所述的脉冲充电方式中，由于在满充电附近充电脉冲被施加于二次电池的瞬间，二次电池的端子电压会超过满充电电压，因此存在致使二次电池劣化的问题。

另一方面，在多阶恒流充电方式中，不会像脉冲充电方式那样有意图地对二次电池施加超过满充电电压的电压，相比脉冲充电方式能够降低二次电池的劣化。但是，在多阶恒流充电方式中，存在相比脉冲充电方式充电时间延长的问题。

专利文献1：日本专利公开公报特开2005-253210号

专利文献2：日本专利公开公报特开2007-151261号

发明内容

本发明的目的在于提供一种充电控制电路，该充电控制电路与脉冲充电方式相比容易降低二次电池的劣化，并且与背景技术所涉及的多阶恒流充电方式相比容易缩短充电时间，以及使用该充电控制电路的电池组件和充电系统。

本发明所提供的充电控制电路包括：控制对二次电池进行充电的充电部的动作的充电控制部；检测所述二次电池的端子电压的电压检测部；以及检测流过所述二次电池的电流的电流检测部，其中，所述充电控制部多次重复恒流恒压充电，该恒流恒压充电是，从所述充电部向所述二次电池供应指定的设定电流值的充电电流以使所述充电部执行恒流充电，并且当在所述恒流充电的执行过程中由所述电压检测部检测出的端子电压等于指定的阈值电压值时，通过从所述充电部向所述二次电池供应所述阈值电压值的充电电压，直到由所述电流检测部检测出的电流值等于指定的阈值电流值为止，使所述充电部执行恒压充电，并且所述充电控制部每次重复所述恒流恒压充电时，增大所述阈值电压值减小所述设定电流值和所述阈值电流值。

附图说明

图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的充电控制电路的电池组件以及充电系统的结构的一例的方框图。

图2是表示存储在图1所示的存储部中的数据表的一例的表形式的说明图。

图3是表示图1所示的充电控制部的动作的一例的流程图。

图4是用于说明图1所示的充电系统的动作的一例的说明图。

图5是用于说明图1所示的充电系统的动作的另一例的说明图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明所涉及的实施方式。另外，在各图中标注有相同符号的结构表示相同结构，并省略其说明。图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的充电控制电路5的电池组件2以及充电系统1的结构的一例的方框图。图1所示的充电系统1组合有电池组件2和设备侧电路3。

充电系统1例如为便携式个人计算机或数码相机、移动电话等电子设备、电动汽车或混合动力汽车等车辆等的电池搭载设备系统。并且，设备侧电路3例如为这些电池搭载设备系统的主体部分，负荷电路34是在这些电池搭载设备系统中，通过来自电池组件2的电力供应而动作的负荷电路。

电池组件2具备：二次电池4、充电控制电路5、检流电阻6、开关元件Q1、Q2、以及连接端子11、12、13。电池组件2可装卸于设备侧电路3。另外，充电控制电路5具备：控制部50、电压检测部51、电流检测部52以及通信部53。

此外，充电系统1并不一定限于电池组件2与设备侧电路3可分离的结构。也可以是在充电系统1整体构成一个充电控制电路5。另外，在充电系统1中，还可以由电池组件2和设备侧电路3分担具备充电控制电路5。另外，二次电池4并非必须被设成电池组件，并且，例如充电控制电路5也可以构成为车载用的ECU(Electric Control Unit，电子控制单元)。

设备侧电路3具备：连接端子31、32、33、负荷电路34、充电部35、通信部36以及控制部37。充电部35与供电用的连接端子31、32连接，通信部36与连接端子33连接。

另外，如果将电池组件2安装在设备侧电路3上，则电池组件2的连接端子11、12、13分别与设备侧电路3的连接端子31、32、33连接。

通信部53、36是可经由连接端子13、33互相收发数据的通信接口电路。

充电部35是经由连接端子31、32向电池组件2供应与来自控制部37的控制信号相应的电流、电压的电源电路。充电部35可以是例如从商用电源电压生成电池组件2的充电电流的电源电路，也可以是基于例如太阳光、风力、或水力等自然能量发电的发电装置、或通过内燃机等的动力进行发电的发电装置等。

控制部37是例如利用微型计算机而构成的控制电路。而且，如果由通信部36接收到从电池组件2中的控制部50通过通信部53发送来的请求指示，控制部37按照由通信部36接收到的请求指示控制充电部35，由此从充电部35向连接端子11、12输出与从电池组件2发送的请求指示相应的电流或电压。

在电池组件2中，连接端子11通过开关元件Q2和开关元件Q1而与二次电池4的正极连接。作为开关元件Q1和开关元件Q2，例如可以使用p沟道(p-channel)的FET(FieldEffect Transistor，场效应晶体管)。

开关元件Q1、Q2分别具有寄生二极管。而且，开关元件Q2的寄生二极管配置成使二次电池4的放电电流的流动方向(从二次电池4的正极朝向连接端子11的方向)为顺方向的朝向。由此，开关元件Q2断开时仅切断二次电池4的充电方向(从连接端子11朝向二次电池4的正极的方向)的电流。

另外，开关元件Q1的寄生二极管配置成使二次电池4的充电电流的流动方向为顺方向的朝向。由此，开关元件Q1断开时仅切断二次电池4的放电方向的电流。开关元件Q1、Q2通常接通，异常时断开以保护二次电池4。

另外，连接端子12通过检流电阻6而与二次电池4的负极连接，构成从连接端子11经由开关元件Q2、开关元件Q1、二次电池4以及检流电阻6直到连接端子12的电流路径。

此外，连接端子11、12、13、31、32、33只要将电池组件2和设备侧电路3电连接即可，例如可以是电极或连接器、端子台等，也可以是接地焊盘(land或pad)等配线图案。

检流电阻6是电流检测用的所谓分流电阻(shunt resistance)，将二次电池4的充电电流和放电电流转换为电压值。此外，还可以使用例如电流互感器(current transformer)或霍尔元件等检流元件来代替检流电阻6。

二次电池4例如可以是单电池，还可以是例如多个二次电池串联连接的组电池，也可以是例如多个二次电池并联连接的组电池，还可以是组合多个二次电池串联和并联连接的组电池。作为二次电池4例如可以使用锂离子二次电池。此外，二次电池4并不限于锂离子二次电池。例如也可以使用镍氢二次电池或镍镉二次电池等各种二次电池作为二次电池4。

这里，二次电池4在端子电压Vb非常低时有可能发生内部短路。例如，在锂离子二次电池的情况下，如果一个电池(cell)的端子电压为1.4V以下程度，则在电池内部有可能产生锂的析出而发生内部短路。因此，在二次电池4为单电池的情况下，当端子电压Vb为1.4V以下程度时，在电池内部有可能发生内部短路。另外，在二次电池4为n个电池串联连接的组电池的情况下，当端子电压Vb为1.4V×n以下程度时，在电池内部有可能发生内部短路。因此，预先设定在二次电池4中有可能发生内部短路的电压作为判定电压Vj。

电压检测部51利用例如模拟数字转换器构成，检测二次电池4的端子电压(端子间电压)，并将表示该端子电压的信号向控制部50输出。

电流检测部52利用例如模拟数字转换器构成。另外，电流检测部52检测检流电阻6的两端间的电压Vr，并将表示该电压Vr的信号作为表示流过二次电池4的充电电流值Ic的信息向控制部50输出。另外，关于表示充电电流值Ic的信息(电压Vr)，电流检测部52例如以正值表示对二次电池4充电的方向，以负值表示二次电池4充电(应为放电)的方向。

在控制部50中，例如通过用检流电阻6的电阻值R除该电压Vr，从而获得流过二次电池4的充电电流值Ic。

控制部50例如具备执行指定的运算处理的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、存储有指定的控制程序的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、临时存储数据的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、利用例如ROM构成的存储部502以及它们的周边电路等。

另外，控制部50通过执行存储在ROM中的控制程序，作为充电控制部501而发挥其功能。

充电控制部501利用通信部53、36向控制部37发送设定电流值Is的充电电流的请求指示。由此，基于控制部37的控制，从充电部35向二次电池4供应设定电流值Is的充电电流以执行恒流充电。然后，当由电压检测部51检测出的二次电池4的端子电压Vb达到指定的阈值电压值Vth时，充电控制部501利用通信部53、36向控制部37发送阈值电压值Vth的充电电压的请求指示。由此，基于控制部37的控制，从充电部35向二次电池4供应阈值电压值Vth的充电电压以执行恒压充电。如此，充电控制部501执行恒压充电，直到由电流检测部52检测出的充电电流值Ic达到阈值电流值Ith为止。这样，通过组合恒流充电与恒压充电，充电控制部501执行恒流恒压(CCCV，Constant CurrentConstant Voltage)充电。

进而，在由电压检测部51检测出的端子电压Vb超过预先设定的判定电压Vj时而开始的恒流恒压充电(CCCV充电)中，充电控制部501基于存储在存储部502中的数据表A，通过一边使阈值电压值Vth阶段性增大至二次电池4的满充电电压Vf、并使阈值电流值Ith阶段性减小至用于判定二次电池4的满充电的判定电流值If，一边多次重复恒流恒压充电，将二次电池4充电至满充电。

另一方面，在由电压检测部51检测出的端子电压Vb小于判定电压Vj时开始的恒流恒压充电的下一次重复的恒流恒压充电中，充电控制部501基于存储在存储部502中的数据表A，阶段性增大阈值电压值Vth和阈值电流值Ith使它们比前一次的恒流恒压充电时的值大。

例如图2所示，存储部502中预先存储有数据表A(LUT，Look Up Table，查询表)，在该数据表中，将由充电控制部501进行的恒流恒压充电中所使用的设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith与端子电压Vb对应起来。

在图2所示的数据表A中，电压值V1至V4、Vf具有V1＜V2＜V3＜V4＜Vf的关系。电压值Vf是二次电池4的满充电电压。这里，数据表A示出判定电压Vj例如具有V1＜Vj＜V2的关系时的例子。另外，电流值I0至I6、If具有If＜I0＜I1＜I2＜I3＜I4＜I5＜I6的关系。电流值If是用于判断二次电池4的满充电的判定电流值。

在图2所示的数据表A中，将0V至满充电电压Vf的端子电压Vb的电压范围划分为五个阶段(区域)，存储与各阶段对应的设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith。另外，与各阶段对应的端子电压Vb的电压范围的下限值被设定为与端子电压Vb比各阶段低一个阶段的阶段对应的阈值电压值Vth相等的电压。由此，每次执行恒流恒压充电时，都将端子电压Vb向较高的阶段移动一个阶段。

而且，在数据表A中，在端子电压Vb小于判定电压Vj的阶段1、2，将设定电流值Is、阈值电流值Ith以及阈值电压值Vth设定成当从阶段1、2分别移动到其后的阶段2、3时，各值分别增大。而且，端子电压Vb小于判定电压Vj的阶段1、2中的设定电流值Is(充电电流值)被设定为微小的电流值，该微小的电流值即使在二次电池4发生内部短路的情况下，也不会导致电池组件2的故障或损伤。

此外，判定电压Vj也可以不必是有可能在二次电池4中发生内部短路的电压。例如，当有可能在二次电池4中发生内部短路的电压小于电压值V1时，可以将判定电压Vj设定在例如满足V1＜Vj＜V2的条件的电压范围内。

在这种情况下，端子电压Vb超过有可能在二次电池4中发生内部短路的电压的阶段2中的设定电流值Is(充电电流值)没有必要一定为即使二次电池4发生内部短路时也不会导致电池组件2的故障或损伤的程度的电流值。但是，在阶段2中，由于端子电压Vb小于判定电压Vj，因此，将设定电流值Is(充电电流值)设定为小于更后面的阶段3时的值。

由此，通过将阶段2中的充电电流值设定为小于其后的阶段3的电流值，能够减少因充电致使二次电池4产生的发热量。这样，通过适当设定判定电压Vj，能够调节二次电池4中产生的发热量，电池组件2的热设计变得容易。

另一方面，在数据表A中，在端子电压Vb超过判定电压Vj的阶段3、4，设定设定电流值Is、阈值电流值Ith以及阈值电压值Vth，以使从阶段3、4分别移动到其后的阶段4、5时，设定电流值Is和阈值电流值Ith分别减小，而阈值电压值Vth增大。另外，阶段3、4的阈值电流值Ith被设定成与其后的阶段4、5中的设定电流值Is相等。

这里，如果设定电流值Is的电流流过二次电池4，则其端子电压Vb为设定电流值Is的电流流过二次电池4的内部电阻而产生的电压与二次电池4的开路电压(OCV，OpenCircuit Voltage)相加所得的电压。因此，端子电压Vb与二次电池4的开路电压并不一致，其差根据充电电流变化。

所以，在以多阶段进行恒流充电的情况下，如果当前进一个阶段时，通过一定值的减法或加法使设定电流值Is减小和阈值电压值Vth增大，则在充电电流较多时，端子电压Vb(充电电压)与二次电池4的开路电压之差较大，因此在开路电压充分上升之前端子电压Vb就达到阈值电压值Vth而结束恒流充电，导致充电时间延长。另一方面，如果配合充电电流较多时而将阈值电压值Vth设定得较高，则充电电流较少时，端子电压Vb(充电电压)与二次电池4的开路电压之差较小，因此端子电压Vb达到阈值电压值Vth时，开路电压过高，有可能促进二次电池4的劣化。

因此，图1所示的充电控制电路5并不按一定值的减法、加法这样的运算使设定电流值Is减小和阈值电压值Vth的增大，而是预先例如实验性地求出可执行良好的充电(恒流充电不会过早结束、且二次电池4的劣化较少的充电)的设定电流值Is与阈值电压值Vth的组合并作为数据表A存储在存储部502中。

然后，通过基于该数据表A在各阶段(端子电压Vb)中设定设定电流值Is(充电电流值)和阈值电压值Vth，实现最佳的设定电流值Is与阈值电压值Vth的组合，从而容易执行良好的充电。

此外，并不一定必须具备存储部502。也可以在以多阶段进行恒流充电的情况下，当前进一个阶段时，充电控制部501不使用数据表A而是例如通过运算使设定电流值Is和阈值电压值Vth增减。

下面，对如上所述构成的充电系统1的动作进行说明。图3是表示图1所示的充电控制部501的动作的一例的流程图。另外，图4是用于说明图1所示的充电系统1的动作的说明图。

首先，由电压检测部51在例如图4所示的时刻T1检测二次电池4的端子电压Vb(步骤S1)。接着，由充电控制部501从存储部502的数据表A中读出与端子电压Vb对应的设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith(步骤S2)。

这样，在时刻T1，由于端子电压Vb低于电压值V1，因此由充电控制部501根据数据表A中的阶段1，将设定电流值Is设定为电流值I1、阈值电压值Vth设定为电压值V1、阈值电流值Ith设定为电流值I0。然后，由充电控制部501向控制部37发送请求电流值I1的充电电流的请求指示，按照控制部37的控制从充电部35向二次电池4供应电流值I1的充电电流，以执行恒流充电CC1(步骤S3)。

这样，随着用电流值I1的充电电流对二次电池4充电，端子电压Vb上升，如果端子电压Vb小于阈值电压值Vth(在步骤S4为“否”)，由充电控制部501重复步骤S3继续恒流充电CC1。

另一方面，如果端子电压Vb达到阈值电压值Vth以上(在步骤S4为“是”，时刻T2)，充电控制部501向步骤S5转移。然后，由充电控制部501向控制部37发送请求电压值V1的充电电压的请求指示，按照控制部37的控制从充电部35向二次电池4供应电压值V1的充电电压，以执行恒压充电CV1(步骤S5)。

这里，假如在时刻T1二次电池4发生了内部短路，由于二次电池4未被充电因此端子电压Vb不上升，而继续恒流充电CC1。但是，由于恒流充电CC1中的充电电流值I1被设定为不会导致电池组件2的故障或损伤的程度的微小的电流值，因此即使二次电池4发生了内部短路，也能够降低导致电池组件2的故障或损伤的危险。

接着，在恒压充电CV1中，随着用电压值V1的充电电压对二次电池4充电，由电流检测部52检测出的充电电流值Ic逐渐减小。此时，如果充电电流值Ic大于阈值电流值Ith(在步骤S6为“否”)，重复步骤S5继续恒压充电CV1。如此，在步骤S1至S6(时刻T1至T3)，执行恒流恒压充电。

然后，当充电电流值Ic变成阈值电流值Ith以下时(在步骤S6为“是”，时刻T3)，充电控制部501向步骤S7转移。然后，由充电控制部501比较阈值电流值Ith与电流值If(步骤S7)。在时刻T3，由于阈值电流值Ith被设定为电流值I0而不是电流值If(在步骤S7为“否”)，因此充电控制部501向步骤S1转移，再次重复下一次恒流恒压充电。

接着，在步骤S1(时刻T3)，当由电压检测部51检测端子电压Vb时，由于端子电压Vb为电压值V1，因此由充电控制部501从存储部502的数据表A中读出与电压值V1的端子电压Vb对应的阶段2的电流值I4、电压值V2以及电流值I3分别作为设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith(步骤S2)。即，设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith分别比之前的阶段1增大。

然后，由充电控制部501向控制部37发送请求电流值I4的充电电流的请求指示。而且，按照控制部37的控制从充电部35向二次电池4供应电流值I4的充电电流，以执行恒流充电CC2(步骤S3)。

这里，从恒流充电CC1转移到恒压充电CV1意味着随着充电二次电池4的端子电压Vb上升，可以认为二次电池4未发生内部短路。因此，在恒流充电CC2中，可以使设定电流值Is增加至作为充电电流的上限值的电流值I6，即可以不设置数据表A的阶段2，而将阶段3中的端子电压Vb的范围设为V1≤Vb＜V3。在这种情况下，由于充电电流增大，因此能够缩短充电时间。

但是，由于充电电流的增加导致二次电池4的发热量增大，因此根据热设计方面的需要，通过将阶段2中的设定电流值Is设定为小于电流值I6的电流值I4，能够降低发热量。

以下，重复步骤S3至S7，执行恒流充电CC2和恒压充电CV2，即执行恒流恒压充电，再次向步骤S1转移(时刻T5)。这样，由于端子电压Vb变成电压值V2(步骤S1)，因此由充电控制部501从存储部502的数据表A中读出与电压值V2的端子电压Vb对应的阶段3的电流值I6、电压值V3以及电流值I5分别作为新的设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith(步骤S2)。即，设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith分别比之前的阶段2增大。

然后，由充电控制部501将设定电流值Is作为电流值I6、阈值电压值Vth作为电压值V3、阈值电流值Ith作为电流值I5，再次执行步骤S3至S7，作为恒流恒压充电执行使充电电流为电流值I6的恒流充电CC3(时刻T5至T6)、以及使充电电压为电压值V3的恒压充电CV3(时刻T6至T7)。

而且，在恒压充电CV3(时刻T6至T7)中，当充电电流值Ic变成阈值电流值Ith以下时(在步骤S6为“是”，时刻T7)，充电控制部501向步骤S7转移。

在时刻T7，由于阈值电流值Ith被设定为电流值I5而不是电流值If(在步骤S7为“否”)，因此充电控制部501向步骤S1转移，再次重复下一次恒流恒压充电。

这样，由于端子电压Vb变成电压值V3(步骤S1)，因此由充电控制部501从存储部502的数据表A中读出与电压值V3的端子电压Vb对应的阶段4的电流值I5、电压值V4以及电流值I2分别作为新的设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith(步骤S2)。即，在端子电压Vb超过判定电压Vj时开始的恒流恒压充电(恒流充电CC4、恒压充电CV4)中，阈值电压值Vth比之前的阶段3增大，设定电流值Is和阈值电流值Ith比之前的阶段3减小。

然后，由充电控制部501将设定电流值Is作为电流值I5、阈值电压值Vth作为电压值V4、阈值电流值Ith作为电流值I2，再次执行步骤S3至S7，执行使充电电流为电流值I5的恒流充电CC4(时刻T7至T8)、以及使充电电压为电压值V4的恒压充电CV4(时刻T8至T9)。

然后，在恒压充电CV4(时刻T8至T9)中，当充电电流值Ic变成阈值电流值Ith以下时(在步骤S6为“是”，时刻T9)，向步骤S7转移。

在时刻T9，由于阈值电流值Ith被设定为电流值I2而不是电流值If(在步骤S7为“否”)，因此充电控制部501向步骤S1转移，再次重复下一次恒流恒压充电。

这样，由于端子电压Vb成为电压值V4(步骤S1)，因此由充电控制部501从存储部502的数据表A中读出与电压值V4的端子电压Vb对应的阶段5的电流值I2、电压值Vf以及电流值If分别作为新的设定电流值Is、阈值电压值Vth以及阈值电流值Ith(步骤S2)。即，阈值电压值Vth比之前的阶段4增大，设定电流值Is和阈值电流值Ith比之前的阶段4减小。

然后，由充电控制部501将设定电流值Is作为电流值I2、阈值电压值Vth作为电压值Vf、阈值电流值Ith作为电流值If，再次执行步骤S3至S7，执行使充电电流为电流值I2的恒流充电CC5(时刻T9至T10)、以及使充电电压为电压值Vf的恒压充电CV5(时刻T10至T11)。

然后，在恒压充电CV5(时刻T10至T11)中，当充电电流值Ic变成阈值电流值Ith以下时(在步骤S6为“是”，时刻T11)，充电控制部501向步骤S7转移。

在时刻T11，由于阈值电流值Ith与电流值If相等(在步骤S7为“是”)，因此由充电控制部501向控制部307发送使充电电流为零的请求指示，按照控制部37的控制充电部35停止充电电流的供应(步骤S8)，结束二次电池4的充电。

以上，在由电压检测部51检测出的端子电压Vb超过判定电压Vj时开始的恒流恒压充电(时刻T5至T11)中，充电控制部501基于数据表A，通过一边使阈值电压值Vth阶段性增大至二次电池4的满充电电压Vf、并使阈值电流值Ith阶段性减小至用于判定二次电池4的满充电的判定电流值If，一边多次重复恒流恒压充电，将二次电池4充电至满充电。

其结果是，在恒流充电CC3、CC4、CC5中，由于执行以多阶段使充电电流阶段性减小的多阶恒流充电，因此能够实现二次电池4的劣化较少这一多阶恒流充电的优点。另外，由于不会像脉冲充电方式那样有意图地对二次电池施加超过满充电电压的电压，因此相比脉冲充电方式能够降低二次电池4的劣化。

另外，在恒压充电CV3、CV4、CV5中，随着用阈值电压值Vth的充电电压对二次电池4充电，二次电池4的充电电流值Ic逐渐减小。

这里，如果是背景技术中记载的多阶恒流充电方式，则不执行恒压充电CV3、CV4、CV5，而是继恒流充电CC3、CC4、CC5之后执行使电流值减小一个阶段的恒流充电。这样，相比背景技术中记载的多阶恒流充电方式，图1所示的充电控制电路5能够额外充电相当于图4所示的斜线部B、C、D的面积的电荷量，因此相比多阶恒流充电方式容易缩短充电时间。

另外，在背景技术所涉及的多阶恒流充电方式中，在某一阶段的恒流充电中，如果二次电池的端子电压达到指定的阈值以上，使充电电流减小一个阶段以执行下一阶段的恒流充电，但在这种情况下，在从检测出端子电压达到阈值以上到减小充电电流值为止的控制响应时间内，端子电压会超过阈值电压，有可能导致二次电池的劣化。

另一方面，图1所示的充电控制电路5在某阶段的恒流充电中，如果二次电池4的端子电压Vb达到阈值电压值Vth以上，则转移至使充电电压为阈值电压值Vth的恒压充电，因此恒流充电之后进行直接控制二次电池的端子电压(充电电压)的电压控制，其结果是容易降低二次电池4的端子电压Vb超过阈值电压值Vth的危险。

另外，端子电压Vb超过判定电压Vj时开始的恒流恒压充电中的阈值电流值Ith基于数据表A被用作为其后重复恒流恒压充电时的设定电流值Is。其结果是从恒压充电CV3向恒流充电CC4转移时以及从恒压充电CV4向恒流充电CC5转移时，充电电流和充电电压为连续的值，从而平滑地进行转移，因此降低了对二次电池4造成的冲击。

此外，在时刻T1至T5，示出了分两个阶段增大设定电流值Is的例子，但也可以使设定电流值Is在一个阶段变化到最大的电流值I6，还可以将变成电流值I6的阶段数设为三个阶段以上。

另外，在时刻T5至T11，示出了分阶段3至5这三个阶段使设定电流值Is减小至电流值If的例子，但也可以分两个阶段减小，还可以为四个阶段以上。

另外，如图5所示，还可以为不设置使设定电流值Is(充电电流)增大的阶段的结构。

即，本发明所提供的充电控制电路包括：控制对二次电池进行充电的充电部的动作的充电控制部；检测所述二次电池的端子电压的电压检测部；以及检测流过所述二次电池的电流的电流检测部，其中，所述充电控制部多次重复恒流恒压充电，该恒流恒压充电是，从所述充电部向所述二次电池供应具有指定的设定电流值的充电电流使所述充电部执行恒流充电，并且当在所述恒流充电的执行过程中由所述电压检测部检测出的端子电压等于指定的阈值电压值时，通过从所述充电部向所述二次电池供应具有所述阈值电压值的充电电压使所述充电部执行恒压充电，直到由所述电流检测部检测出的电流值等于指定的阈值电流值为止，并且所述充电控制部每次重复所述恒流恒压充电时，增大所述阈值电压值增减小所述设定电流值和所述阈值电流值。

根据该结构，由充电控制部执行基于设定电流值的恒流充电。然后，当二次电池的端子电压上升至阈值电压值时，由充电控制部执行使充电电压为阈值电压值的恒压充电，直到流过二次电池的电流值减小至阈值电流值为止。然后，通过充电控制部，一边将阈值电压值阶段性增大至二次电池的满充电电压，并阶段性减小设定电流值和阈值电流值，一边多次重复将该恒流充电与恒压充电作为一套动作的恒流恒压充电。

由此，由于一边阶段性减小充电电流一边重复执行恒流充电，因此与背景技术所涉及的多阶恒流充电同样能够降低二次电池的劣化。另外，由于不会像脉冲充电方式那样有意图地对二次电池施加超过满充电电压的电压，因此相比脉冲充电方式能够降低二次电池的劣化。此外，接着恒流充电之后执行恒压充电，在执行该恒压充电的期间中，充电电流逐渐减少，因此相比使充电电流在恒流充电之后一次性地减少一个阶段程度的现有的多阶恒流充电，充电量增大，其结果，相比背景技术所涉及的多阶恒流充电方式容易缩短充电时间。

另外，较为理想的是，所述充电控制部将所述恒流恒压充电中使用的阈值电流值用作为下一次重复恒流恒压充电时的所述设定电流值。尤其是，在需要阶段性减少所述二次电池的充电电流的电池电压的区域中，所述充电控制部最好将所述恒流恒压充电中的阈值电流值用作为下一次重复恒流恒压充电时的所述设定电流值。

根据该结构，由于在前一阶段的恒流恒压充电中的恒压充电的最终流过二次电池的电流成为后一阶段的恒流恒压充电中的恒流充电的充电电流，因此各阶段的恒流恒压充电之间转移时的充电电流连续而平滑地变化，其结果是能够降低对二次电池造成的冲击。

另外，较为理想的是，在由所述电压检测部检测出的端子电压小于预先设定的判定电压时开始的恒流恒压充电的下一次重复的恒流恒压充电中，所述充电控制部增大所述设定电流值、所述阈值电压值以及所述阈值电流值使它们比紧接之前的恒流恒压充电时的值大。

根据该结构，在二次电池的端子电压小于判定电压时开始的恒流恒压充电的下一次重复的恒流恒压充电中，设定电流值、阈值电压值以及阈值电流值比紧接之前的恒流恒压充电时的值大。即，在二次电池的端子电压小于判定电压时开始的恒流恒压充电中，设定电流值、阈值电压值以及阈值电流值被设定成小于之后执行的恒流恒压充电时的值。

这里，当无论二次电池的端子电压如何，都阶段性减小设定电流值和阈值电流值时，刚刚开始充电之后的设定电流值、即充电电流值为最大电流值。因此，假如二次电池发生了内部短路，则在刚刚充电开始之后最大充电电流值被供应给发生了内部短路的二次电池，有可能导致充电控制电路的故障或损伤。

但是，在二次电池发生了内部短路的情况下，由于可认为二次电池的端子电压降低而小于判定电压，因此，通过在二次电池的端子电压小于判定电压时开始的恒流恒压充电中，将设定电流值、阈值电压值以及阈值电流值设定成小于之后执行的恒流恒压充电时的值，从而能够减小对有可能发生内部短路的二次电池供应的充电电流值，其结果是能够降低导致充电控制电路的故障或损伤的危险。

另外，较为理想的是，所述充电控制部将在由所述电压检测部检测出的端子电压超过了所述判定电压时开始的恒流恒压充电中使用的所述阈值电流值，用作为下一次重复恒流恒压充电时的所述设定电流值。

根据该结构，由于在二次电池的端子电压超过判定电压而认为未发生内部短路时开始的恒流恒压充电中的恒压充电的最终流过二次电池的电流成为下一阶段的恒流恒压充电中的恒流充电的充电电流，因此各阶段的恒流恒压充电之间转移时的充电电流连续而平滑地变化，其结果是能够降低对二次电池造成的冲击。

另外，较为理想的是，上述的充电控制电路还包括存储部，将所述各恒流恒压充电中使用的所述设定电流值、所述阈值电压值以及所述阈值电流值与所述端子电压对应起来预先加以存储，所述充电控制部在所述各恒流恒压充电中使用与开始所述各恒流恒压充电时由所述电压检测部检测出的端子电压相对应地存储在所述存储部中的设定电流值以及阈值电压值。

根据该结构，通过存储部，将多次恒流恒压充电中使用的多个设定电流值以及阈值电压值与二次电池的端子电压对应起来预先存储。然后，充电控制部在该开始的恒流恒压充电中使用与开始恒流恒压充电时由电压检测部检测出的端子电压相对应地存储在存储部中的设定电流值以及阈值电压值。在这种情况下，并不按照一定值的加法、减法这样的运算来增减设定电流值、以及阈值电压值，而是预先例如实验性地根据二次电池的端子电压求出可执行良好的充电的设定电流值与阈值电压值(充电电压)的组合并存储在存储部中。由此，充电控制部通过使用存储在存储部中的设定电流值与阈值电压值，容易按照二次电池的端子电压执行良好的充电。

另外，本发明所涉及的电池组件包括上述的充电控制电路以及所述二次电池。

根据该结构，在电池组件中，相比脉冲充电方式容易降低二次电池的劣化，相比背景技术所涉及的多阶恒流充电方式容易缩短充电时间。

另外，本发明所涉及的充电系统包括：上述的充电控制电路、所述二次电池以及所述充电部。

根据该结构，在充电系统中，相比脉冲充电方式容易降低二次电池的劣化，相比背景技术所涉及的多阶恒流充电方式容易缩短充电时间。

在上述结构的充电控制电路、电池组件以及充电系统中，由于一边阶段性减少充电电流一边重复执行恒流充电，因此与背景技术所涉及的多阶恒流充电同样能够降低二次电池的劣化。另外，由于不会像脉冲充电方式那样有意图地对二次电池施加超过满充电电压的电压，因此相比脉冲充电方式能够降低二次电池的劣化。此外，接着恒流充电之后执行恒压充电，在执行该恒压充电的期间中，充电电流逐渐减少，因此，相比使充电电流在恒流充电之后一次性地减少一个阶段程度的现有的多阶恒流充电，充电量增大，其结果，相比背景技术所涉及的多阶恒流充电方式容易缩短充电时间。

本申请以2009年11月20日提出的日本专利申请特愿2009-264700号为基础，其内容包含在本申请中。

此外，在发明的实施方式的项目中描述的具体的实施方式或实施例只是为了明确本发明的技术内容，并不应仅限定于这样的具体例进行狭义解释，在本发明的精神与文中记载的技术方案的范围内可以进行各种变更并加以实施。

产业上的可利用性

本发明所涉及的充电控制电路以及具备该充电控制电路的电池组件与充电系统能够适用于便携式个人计算机或数码相机、移动电话等电子设备、电动汽车或混合动力汽车等车辆、组合了太阳能电池或发电装置与二次电池的电源系统等各种电池搭载装置、系统中。

Claims (7)

1.一种充电控制电路，其特征在于包括：

充电控制部，控制对二次电池进行充电的充电部的动作；

电压检测部，检测所述二次电池的端子电压；以及

电流检测部，检测流过所述二次电池的电流，其中，

所述充电控制部，多次重复恒流恒压充电，其中，所述恒流恒压充电是指，从所述充电部向所述二次电池供应具有指定的设定电流值的充电电流而使所述充电部执行恒流充电，并且当在所述恒流充电的执行过程中由所述电压检测部检测出的端子电压等于指定的阈值电压值时，通过从所述充电部向所述二次电池供应具有所述阈值电压值的充电电压而使所述充电部执行恒压充电，直到由所述电流检测部检测出的电流值等于指定的阈值电流值为止，并且所述充电控制部每次重复所述恒流恒压充电时，增大所述阈值电压值减小所述设定电流值和所述阈值电流值。

2.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于：

所述充电控制部，将所述恒流恒压充电中使用的所述阈值电流值用作为下一次重复恒流恒压充电时的所述设定电流值。

3.根据权利要求1所述的充电控制电路，其特征在于：

所述充电控制部，在由所述电压检测部检测出的端子电压小于预先设定的判定电压时开始的恒流恒压充电的下一次重复的恒流恒压充电中，增大所述设定电流值、所述阈值电压值以及所述阈值电流值使它们比紧接之前的恒流恒压充电时的值大。

4.根据权利要求3所述的充电控制电路，其特征在于：

所述充电控制部，将在由所述电压检测部检测出的端子电压超过了所述判定电压时开始的恒流恒压充电中使用的所述阈值电流值用作为下一次重复恒流恒压充电时的所述设定电流值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的充电控制电路，其特征在于还包括：

存储部，将所述各恒流恒压充电中使用的所述设定电流值、所述阈值电压值以及所述阈值电流值与所述端子电压对应起来预先加以存储，其中，

所述充电控制部，在所述各恒流恒压充电中使用与开始所述各恒流恒压充电时由所述电压检测部检测出的端子电压相对应地存储在所述存储部中的设定电流值以及阈值电压值。

6.一种电池组件，其特征在于包括：

如权利要求1至5中任一项所述的充电控制电路；以及

二次电池。

7.一种充电系统，其特征在于包括：

如权利要求1至5中任一项所述的充电控制电路；

二次电池；以及

所述充电部。

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