CN103094636A - 放电控制方法、电池组、蓄电系统、电子设备及电动车辆 - Google Patents

放电控制方法、电池组、蓄电系统、电子设备及电动车辆 Download PDF

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Abstract

本公开涉及放电控制方法、电池组、蓄电系统、电子设备及电动车辆。一种电池组中的放电控制方法，包括：测量电池单元的环境温度和电池单元的电压；第一放电处理，在环境温度高于第一预定温度并且电池单元的电压高于第一电压时，对电池单元放电，直到电池单元的电压变为低于第一电压的第二电压；以及第二放电处理，在环境温度低于第一预定温度并且电池单元的电压高于第三电压时，对电池单元放电，直到电池单元的电压变为低于第三电压的第四电压。

Description

放电控制方法、电池组、蓄电系统、电子设备及电动车辆
技术领域
本发明例如涉及电池组的放电控制方法、电池组、蓄电系统、电子设备、电动汽车、以及使用电池组的电力系统。
背景技术
以电池为代表的蓄电装置已经用在各种电子设备中。锂离子二次电池是在电子设备中主要使用的电池类型的示例。由于它们可再充电，并能够输出高电压，所以锂离子二次电池被广泛使用。最近，为了满足更高输出和容量的需求，由多个电池单元以多串联或多并联的方式构成的组装电池已被越来越多地使用。这种组装电池被装在容器中以形成电池组。
如果在高温环境中长时间不使用电池组，则由于电池组的膨胀或气体的产生降低了电池组的性能。在日本专利第2961853号中公开了当二次电池在高温环境中不使用时对二次电池进行放电的技术。
发明内容
在日本专利第2961853号公开的技术中，当电池在高温条件下时，二次电池通过接通双金属式开关电连接到放电电路。由于使用双金属式开关，存在电池组的尺寸增加的问题。此外，日本专利第2961853号没有公开在正常温度环境下对电池组放电。
期望提供在高温环境和在正常的温度环境根据需要进行放电处理的电池组。
根据本发明的实施方式，提供了一种控制电池组的放电的方法，包括：测量电池单元的环境温度和所述电池单元的电压；第一放电处理，当所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第一电压的第二电压；以及第二放电处理，当所述环境温度低于所述第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第三电压的第四电压。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种电池组，包括：电池单元；以及控制部，被输入关于所述电池单元的环境温度的信息和关于所述电池单元的电压的信息，其中，所述控制部进行第一放电处理，在所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第一电压的第二电压；以及所述控制部进行第二放电处理，在所述环境温度低于所述第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第三电压的第四电压。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种电池组，包括：电池单元；正极线，连接到所述电池单元的正极；负极线，连接到所述电池单元的负极；以及控制部，被输入关于所述电池单元的环境温度的信息和关于所述电池单元的电压的信息，并且至少具有连接到所述正极线的第一端子和响应于所述电池单元的电压输出具有不同电压电平的控制信号的第二端子；以及电阻，连接在所述第二端子和所述负极线之间，其中，所述控制部进行第一放电处理，在所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于所述第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第一电压的第二电压；以及所述控制部进行第二放电处理，在所述环境温度低于所述第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第三电压的第四电压，并且，通过将电流施加至具有所述正极线、所述第一端子、所述第二端子、所述电阻以及所述负极线的放电线路来进行所述第一放电处理和所述第二放电处理。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种蓄电系统，其中，由基于可再生能源进行发电的发电机来对电池组进行充电。
根据本发明的又一实施方式，提供一种包括电池组的蓄电系统，其中，所述系统向连接到电池组的电子设备提供电力。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种电子设备，所述电子设备从电池组接收电力。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种电动车辆，包括：转换装置，从电池组接收电力，并且将电力转换为所述车辆的驱动力；以及控制装置，基于与所述电池组相关的信息，进行与车辆控制相关的信息处理。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种电力系统，包括电力信息收发单元，经由网络向外部设备发送信号，并且从外部设备接收信号，其中，所述系统基于由所述电力信息收发单元接收的信息对电池组进行充放电控制。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种电力系统，从所述电池组接收电力，或从发电机或电力网络向电池组提供电力。
根据至少一个实施方式，提供了一种电池组，其能够在高温环境和正常温度环境下根据需要进行放电处理。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的电池组的结构的框图；
图2是检测电压、返回电压等的设置的实例；
图3是示出放电处理的实例流程图；
图4是示出根据第二实施方式的电池组的结构的框图；
图5是示出根据变形例的放电线路的示意图；
图6是示出根据另一变形例的放电线路的示意图；
图7是示出根据又一变形例的放电线路的示意图；
图8是示出根据变形例的电池组的结构的示意图；
图9是示出电池组的应用的框图；
图10是示出电池组的另一应用的框图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的实施方式。此外，按以下顺序进行说明。
1.第一实施方式
2.第二实施方式
3.变形例
4.应用例
此外，本发明不限于以下描述的实施方式。
1.第一实施方式
电池组的结构
图1示出根据第一实施方式的电池组的主要结构的实例。在电池组中，两个电池单元BT1和BT2（当没有必要区分电池单元时，被简称为电池单元BT）串联连接。电池单元BT例如是锂离子二次电池。如果电池单元BT的完全充电电压为4.2V，这是锂离子二次电池的电压，则电池组1的完全充电电压是8.4V。
电池单元BT不限于锂离子二次电池并且可以是诸如锂离子聚合物等的其他二次电池。此外，电池单元BT的数量不限于两个。一个或多个电池单元BT可以包括在一个电池组中。可以适当地改变电池单元BT的连接结构。多个电池单元BT可以并联连接。串联连接的多个电池单元BT可并联连接。电池单元BT的数量或连接结构可以根据电池组的应用来改变。
正极线1被设置在电池单元BT1的正极和电池组的正极端子11之间。负极线2被设置在电池单元BT2的负极和负极端子12之间。由电池组1供电的外部装置（负载）连接到正极端子11和负极端子12。当电池组1被充电时，电池充电器连接到电池组1。
电池组1包括保护集成电路（IC）13。保护IC 13与中央处理单元（CPU）、存储装置等集成。此外，保护IC 13可以是被制造得具有永久存储在其中并且不重写入的期望数据的ROM型IC。保护IC 13具有测量各电池单元BT1的端子间的电压的功能。如果连接多个电池BT，则保护IC13测量各电池单元BT的端子间的电压。在本实施方式中，保护IC 13测量跨电池单元BT1的电压和跨电池单元BT2的电压。在这种情况下，保护IC 13还通过过电流检测电阻14检测电池组1中的过电流。
保护IC 13形成有多个端子（引脚）。定义根据应用而使用的端子。例如，定义用于检测电池单元BT的端子间的电压的端子和用作用于运行保护IC 13的电源的端子。使用电池单元BT1和电池BT2的电压来运行保护IC 13。电池单元BT1和BT2的电压由调节器（未示出）转换，产生用于运行保护IC 13的电源电压。所产生的电源电压被输入到保护IC 13的预定端子。为了使用电池单元BT的电压操作电池组BT的电力，例如，即使电池组1从负载分离并且不使用电池组1，也运行IC 13。
保护IC 13形成有连接到正极线L1的端子Ps。正极线L1和端子Ps之间连接电阻R0。此外，保护IC 13形成有端子A。端子Ps用作用于端子A的电源的端子。电池单元BT的电压由电阻R0降低，并且产生预定电压。该预定电压成为端子A的电源。此外，可不存在电阻R0。因此，如果端子Ps和A端子之间的开关元件被短路，则电流可以由电阻R0限制。因此，优选提供电阻R0。
在保护IC 13的内部，在端子Ps和端子A之间，连接开关元件（未示出）。例如，所述开关元件是场效应晶体管（FET）。在端子Pa和端子A之间连接的开关元件被称为开关元件S。通过导通开关元件S连接端子Ps和端子A。如果开关元件S被导通，电流可以经由端子Pa和端子A流入保护IC 13的内部。例如，通过经由端子Ps和端子S的电流的流动可以对电池单元BT放电。在开关元件S被断开的状态中，没有电流在端子Ps和端子A之间流动。
从端子A输出高逻辑电平或低控制信号。响应于电池单元的BT1和电池单元BT2的电压，切换从端子A输出的控制信号的电平。例如，如果电池单元的BT1和BT2中的至少一个的电压超过预定电压，则从端子A输出的信号电平被切换到高电平。从端子A输出高电平的信号。也就是说，端子A用作输出控制信号的端子，并且用作对电池单元BT放电时的放电线路。
用于充放电控制的FET 15连接到电池单元BT 2的负极和负极端子12之间的负极线L2。用于充放电控制的FET 15可以由除FET以外的绝缘栅双极晶体管（IGBT）构成。用于充放电控制的FET 15由用于充电控制的FET和用于放电控制的FET构成。例如，用于放电控制的FET和用于充电控制的FET按该顺序从电池单元BT2的负极连接。用于放电控制的FET的ON/OFF由从保护IC 13提供的控制信号来控制。用于充电控制的FET的ON/OFF由从保护IC 13提供的控制信号来控制。
温度传感器16测量电池组1（电池单元BT）的环境温度（周边温度）。电池组1的环境温度例如是电池组1的内部的温度。优选地，环境温度可以是电池组1的附近的温度。温度传感器16可以用各种传感器，诸如恒温器、电阻温度传感器16、半导体传感器等。由温度传感器获得的关于环境温度的温度信息被提供到保护IC 13。此外，温度传感器16的功能可并入保护IC 13。
数字晶体管DTr 20连接到源自IC 13的端子A的线。数字晶体管DTr20是配备有作为开关元件S的一个实例的NPN型晶体管Tr 30、电阻器R1和电阻器R2的构造。
晶体管Tr 30的集电极端子连接通信端子17，晶体管Tr 30的发射极端子连接到负极线L2。电阻器R1作为输入电阻被连接到晶体管Tr 30的基极端子，电阻器R2并联连接在晶体管Tr 30的基极和发射极之间。电阻器R1的一端连接至电阻器R2与基极端子之间的线路。电阻器R2的另一端连接至晶体管Tr 30的发射极和负极线L2之间的线路。如下所述，电流被移动至电阻器R1和电阻器R2以执行放电处理。因此，电阻器R1和电阻器R2被设置得稍微低于数字晶体管的电阻值。
放电线路包括保护IC 13的正极线、端子Ps、端子A、电阻器R1和电阻器R2。放电线路的一个实例如图1中的虚线所示。在放电时，电流被从正极线L1经由端子Ps提供至保护IC 13。被提供至保护IC 13的电流是从端子A的输出。从端子A输出的电流经由电阻器R1和电阻器2被供给至负极线L2。电流流过用于负极线L2的放电控制的FET，以执行放电处理。
响应于从端子A输出的控制信号的电平，数字晶体管DTr 20被导通/截止。例如，如果来自端子A的高电平控制信号被输入晶体管Tr 30的基极端子，则晶体管Tr 30导通。例如，通过导通晶体管Tr 30，通信端子17的电势电平被改变至低电平，且低电平信号从通信端子17输出。如果来自端子A的低电平控制信号被输入晶体管Tr 30的基极端子，则晶体管Tr 30截止。例如，通过晶体管Tr 30截止，通信端子17的电势电平改变至高电平，且高电平信号从通信端子17输出。
通信端子17是进行与连接到电池组1的外部设备的通信的端子。外部设备例如是响应于电池组1进行放电的电池充电器。电池充电器被连接到电池组1以进行充电处理。电池充电器监控经由通信端子17提供的信号的电平。如果从通信端子17提供低电平的信号，则充电处理停止。此外，用于根据诸如系统管理总线（SMBus）、控制器区域网络（CAN）等的标准进行通信的通信端子布置在电池组1中。
保护IC的功能
保护IC 13具有过充电保护功能、过放电保护功能以及过电流保护功能。此外，保护IC 13具有高温下的放电功能以及在常温中的放电功能。首先，将描述过充电保护功能。保护IC 13监控电池单元BT1和电池单元BT2的端子间的电压，并且在端子间的至少一个电压高于预定电压值（例如，4.270V）的情况下断开用于充电控制的FET，通过断开用于充电控制的FET来阻断电流。该功能是过充电保护功能。
将描述过放电保护功能。保护IC13监控电池单元BT的端子间的电压，监控电池单元BT1和电池单元BT2的端子间的电压，并且在至少一个电池电压例如变为1.5V至2V的过电流状态时，关断用于放电控制的FET。通过关断用于放电控制的FET来阻断放电电流。其功能是过放电保护功能。
将描述过电流保护功能。如果电池的正极端子和负极端子短路，大电流会流动，因此，存在异常加热的风险。此外，保护IC13使用过电流检测电阻器14检测电流，并且在放电电流等于或高于某电流值时断开用于放电控制的FET。通过断开用于放电控制的FET来阻断电流。该功能是过电流保护功能。
保护IC13具有在高温状态下执行对电池单元BT放电的第一放电处理的功能。此外，保护IC13具有在常温状态下执行对电池单元BT放电的第二放电处理的功能。在描述第一放电处理和第二放电处理之前，将参照图2描述用于确定常温状态和高温状态的阈值的设置实例，以及检测电压和返回电压的设置实例。图2中的横轴示出了温度，纵轴示出了各电池单元BT1的电压。如上所述，温度是由温度传感器16测量的，电压是由保护传感器IC13测量的。此外，例如定期进行温度和电压的测量。
如图2所示，高检测温度TAH被设置为第一预定温度的实例。高温检测的温度TAH被设置为45℃。如果高检测温度TAH超过45℃，则保护IC13被确定为高温状态，如果高检测温度TAH小于45℃，则保护IC13被确定为常温状态。此外，常温返回温度TRAH被设置为第二预定温度的示例。也就是说，常温返回温度TRAH为40℃。在检测温度和返回温度处保持迟滞，因此能够防止保护IC13的操作不稳定。作为第一电压的示例，高温放电检测电压VAH例如被设置为4.090V。此外，作为第二电压的实例，高温放电返回电压VRAH被设置为例如3.900V。
作为第三电压的实例，设置常温放电检测电压VAU。常温放电检测电压VAU被设置为例如4.240V。此外，运行过充检测功能的电压被设置为高于常温放电检测电压VAU的电压（例如，4.270V）。此外，作为第四电压的实例，设置常温返回电压VRAU。常温放电返回电压VRAU是4.050V。此外，图2所示的电源的大小关系是示例。例如，如果设置上述电压值，则高温放电检测电压值VAH高于常温放电返回电压VRAU。
在高的状态下，如果至少一个电池单元BT的电压高于高温放电检测电压VAH，并且在常温状态，至少一个电池单元BT的电压高于常温放电检测电压VAU，则保护IC13从端子A输出高电平的控制信号。数字晶体管DTr20的晶体管Tr30由来自端子A的高电平的控制信号导通。通过导通晶体管Tr30，通信端子17的电势电平被改变到低电平。来自通信端子17的低电平的信号被提供到充电器作为警报信号。
接收到报警信号的充电器停止充电处理。然而，存在由于规格和缺陷充电器未识别报警信号而使得充电处理不停止的情况。通常，在高温下，如果电压稍微高，则电池单元BT的膨胀容易发生。因此，如果温度高于45℃并且膨胀容易发生，且电池单元BT的电压高于高温放电检测电压VAH，则保护IC13执行对电池单元BT放电的第一放电处理，直到电池单元BT变为高温放电返回电压VRAH。
在常温状态下，即使在电池电压BT的电压是高状态的情况下，电池单元BT的性能的劣化也不容易发生。然而，例如，如果电池单元BT的电压在4.240V至4.300V之间被充电，则电池单元BT的性能劣化，并且电池单元BT的寿命减少。通过将常温放电检测电压VAU设置为例如高达4.240V，当电池单元BT被放电到4.240V时，可以向充电器提供报警信号。然而，如上所述，存在电池单元BT的电压被例如充电至约4.240V至4.300V的情况。当电池单元被充电高达4.270V时，运行上述过充检测功能，但是，例如，电池单元被充电至约4.250V，不运行过充检测功能。如上所述，当电池单元BT被放电至约4.250V的电池组在常温状态下没有使用时，需要对电池单元BT放电。
这里，当保护IC13低于45℃并且电池单元BT的电压高于常温放电检测电压VAU时，进行对电池单元BT放电的第二放电处理，直到电池单元BT成为常温放电返回电压VRAU。即使在常温状态下，电池单元BT也可以被放电，通过第二放电处理，电池单元BT的电压可以降低到电池单元BT的常温返回放电电压VRAU。
例如，当进行第一和第二放电处理时，保护IC13接通端子Ps和端子A之间的开关元件S。在该情况下，例如，用于放电控制的FET导通，用于充电控制的FET导通。来自电池单元BT的电流从正极线L1经由端子Ps流过保护IC13的内部，并且从保护IC13的端子A输出。此外，电流经由数字晶体管DTr20的电阻器R1和电阻器R2流入负极线L2。此外，电流经由用于放电控制的FET流入电池单元BT的负极。
当电池单元BT的电压被下降到高温放电返回电压VRAH、或常温放电返回电压VRAU，则放电处理被终止。例如，通过断开端子Ps和端子A之间的开关元件S来终止放电处理。通过断开放电控制的FET来终止放电处理。
此外，例如，当仅基于常温放电检测电压VAH对保护IC13进行放电处理、且电池单元BT的电压在电池单元BT的高温放电检测电压VAH附近时，存在由保护IC13输出的控制信号的电平频繁切换的可能性。此外，保护IC13频繁进行执行开始和停止的操作。因此，通过设置相对于高温放电检测电压VAH具有迟滞的高温放电检测电压VAH来防止保护IC13的操作不稳定。同样地，设置相对于常温放电检测电压VAU具有迟滞的常温放电返回电压VRAU。
在电池组1连接到诸如充电器等的外部设备的状态下以及在与外部设备分离的状态下，可以进行第一放电处理和第二放电处理。即使外部设备被分离，电池组1也可以自放电。由于电池组1被自放电，从而防止了电池组1的膨胀或气体的产生，避免了电池组1的劣化。例如，能够防止电池单元BT由于金属析出等的劣化。
通过适当地设置高温检测放电电压VAH和常温放电检测电压VAU，在电池单元BT膨胀之前，进行放电处理。因此，不需要设置根据电池单元BT的膨胀来检测压力变化的元件等。为了使用电池组1完成放电处理，电池组1的放电处理不依赖于外部设备的处理。
为了测量电池单元BT的电压，没有必要对电池单元BT放电。例如，通过适当地设置常温放电返回电压VRAU来防止对电池单元BT没必要地放电。
由于电池组1中的数字晶体管DTr20被小型化，所以防止电池组1变大。另外，使用用于进行通信的已有线路进行放电处理。因此，不需要添加改进的放电电路。
处理
将参照图3的流程图描述处理。如果需要，则由保护IC13进行图3示出的处理。此外，表示大小关系的大、小等表述包括被设置为在参照以上和小于参照的情况、以及被设置为大于参照和在参照以下的情况。关于温度的高低关系也同样表示。
首先，由温度传感器16测量的温度信息T被提供到IC13。在步骤S1中的处理中，确定温度信息是否低于高温检测温度TAH。如果温度信息T高于高温检测温度TAH，确定是高状态。如果是在高状态，则处理进行到步骤S2。如果确定高温信息T低于高检测温度TAH，则确定常温状态。如果温度信息是常温状态，则处理进行到步骤S6。
在步骤S2中，确定电池单元BT1的电压V1高于高温放电检测电压VAH。此外，确定电池单元BT2的电压V2是否高于高温放电检测电压VAH。如果电压V1和电压V2中的至少一个高于高温放电检测电压VAH，例如，电压V1或电压V2高于高温放电检测电压VAH，则处理进行到步骤S3。如果电压V1和电压V2低于高温放电检测电压VAH，则处理返回到步骤S1。
在步骤S3中，从端子A输出高电平的控制信号，数字晶体管DTr20接通。此外，如果在步骤S2中的确定为肯定时，则从端子A输出高电平的控制信号，无论电池组1是否被连接到充电器。此外，步骤S3，第一放电处理，例如，端子Ps和A之间开关元件S接通。例如，用于充电控制的FET和用于放电控制的FET接通。在这种情况下，形成如下所述的放电线路，通过电流流入放电线路完成第一放电处理。此外，电流流入放电线路，电流从端子Ps向端子A流入保护IC13。
放电线路
电池单元BT（正极）→端子PS→端子A→电阻器R1→电阻器R2→放电控制FET→电池单元BT（负极）
当在步骤S3中进行第一放电处理时，在步骤S4中，并行进行关于温度信息T的确定。在步骤S4中，确定温度信息T是否高于常温返回温度TRAH。如果温度信息T高于常温返回温度TRAH，则在步骤S5中，第一放电处理继续。
此外，在步骤S4中，温度T可以与高温检测温度TAH进行比较。然而，如果由温度传感器16测得的温度在高温检测温度TAH周围波动，则保护IC的操作变得不稳定。因此，设置相对于高温检测温度TAH具有迟滞的常温返回温度TRAH。
在步骤S5中，确定电压V1和电压V2是否低于高温放电返回电压VRAH。如果电压V1和电压V2不低于高温放电返回电压VRAH，则处理返回到步骤S5，第一放电处理继续。如果电压V1和电压V2低于高温放电返回电压VRAH，则第一放电处理被终止。例如，端子A和端子Ps之间的开关元件S断开。用于放电控制的FET可被断开。在这种情况下，上述的放电线路被阻止，从电池单元BT的放电停止。另外，处理返回到步骤S1。
此外，在步骤S5中可以确定电压V1和电压V2是否低于高温放电返回电压VRAH。因此，无论电压V1和电压V2是否在高温放电检测电压VAH的周围，保护IC13的操作都变得不稳定。例如，保护IC13的操作频繁切换并且输出低或高电平的控制信号。因此，经由通信端子17连接的外部设备的操作变得不稳定。为了防止这样的情况，设置相对于高温放电检测电压VAH具有迟滞的高温放电返回电压VRAH。
将描述在步骤S1中被确定为常温状态的处理。在步骤S6中，确定电池单元BT1的电压V1是否高于正常放电检测电压VAU。此外，确定电池单元BT2的电压V2是否高于正常放电检测电压VAU。如果电压V1和电压V2中的至少一个电压高于正常放电检测电压VAU，则处理返回到步骤S7。如果电压V1和电压V2的电压低于常温放电检测电压VAU，则处理返回到步骤S1。
在步骤S7中，输出来自端子A的高电平的控制信号，数字晶体管DTr20导通。此外，如果步骤S6的确定是肯定的，则无论电池组1是否连接到充电器，都输出来自端子A的高电平的控制信号。另外，在步骤S7中，实现第二放电处理。在第二放电处理中，例如，端子Ps和端子A之间的开关元件S接通。例如，用于充电控制的FET和用于放电控制的FET接通。因此，形成上述放电线路，电流流入放电线路。
在步骤S7中进行第二放电处理的同时，在步骤S8中并行进行关于温度信息T的确定。步骤S8中的确定具有与步骤S1相同的内容。如果未被改变为高温状态，也就是说，在步骤8中，如果确定是肯定的，则处理进行到步骤S9。此外，如果温度信息T高于高温检测温度TAH，需要迅速对电池单元BT放电。因此，在步骤S8中，参照高温检测温度TAH。
在步骤S9中，确定电压V1和电压V2是否低于正常放电返回电压VRAU。如果电压V1和电压V2不低于常温放电返回电压VRAU，则处理返回到步骤S7，并且第二放电处理继续。例如，如果电压V1和电压V2低于常温放电返回电压VRAU，则第二放电处理终止。例如，端子Ps和端子A之间的开关元件S可以断开。因此，用于放电控制的FET可截止。在这种情况下，上述放电线路被阻断，从电池单元BT的放电停止。此外，处理返回到步骤S1。
在步骤S4中的确定中，如果温度信息T不高于常温返回温度TRAH，则处理进行到步骤S9。在步骤S9中，实现上述处理，确定电压V1和电压V2是否低于常温放电返回电压VRAU。如果电压V1和电压V2不低于常温放电返回电压VRAU，则处理返回到步骤S7，并且进行第二放电处理。如果电压V1和电压V2低于常温返回电压VRAU，则处理返回到步骤S1。
在步骤S8中的确定中，如果温度信息T不低于高温检测温度TAH，则处理进入S5。在步骤S5中，实现上述处理，并且确定电压V1和电压V2是否低于高温放电返回电压VRAH。当电压V1和电压V2高于高温返回电压VRAH时，处理返回到S3并且进行第一放电。如果电压V1和电压V2低于高温放电返回电压VRAH，则处理返回到步骤S1。
2．第二实施方式
接下来，将描述第二实施方式。图4是根据第二实施方式的电池组2的结构实例。在电池组2的结构中，相同的参考标号被用于与电池组1相同的元件，将省略重复的描述。
电池组2具有串联连接的4个电池单元BT1、BT2、BT3和BT4。电池组2具有例如两个保护IC18、19。保护IC18监控电池单元BT1和电池单元BT2的电压。保护IC19监控电池单元BT3和电池单元BT4的电压。保护IC18和保护IC19均具有端子Ps和端子A。
保护IC18的端子A连接到数字晶体管DTr21。数字晶体管DTr21配备有晶体管Tr31、电阻器R3和电阻器R4。电阻器R3连接到晶体管Tr31的基极端子。电阻器R4并联连接在基极和发射极之间。晶体管Tr31的集电极端子连接到“或”电路40。
保护IC19的端子A连接到数字晶体管DTr22。数字晶体管DTr22配备有晶体管Tr32、电阻器R5和电阻器R6。电阻器R5连接到晶体管Tr32的基极端子。电阻器R6并联连接在基极和发射极之间。晶体管Tr32的集电极端子连接到“或”电路40。
由从保护IC18的端子A输出的高电平的信号导通数字晶体管DTr21。由从保护IC19的端子A输出的高电平的信号导通数字晶体管DTr22。当至少一个数字晶体管DTr导通时，响应于“或”电路40的操作，低电平的控制信号被输出到通信端子17。
保护IC18和保护IC19连接到“或”电路41。在保护IC19中检测到过电流检测电阻器14。如果由保护IC19检测到过电流，则例如保护IC19输出关断用于放电控制的FET的低电平控制信号。低电平控制信号被经由“或”电路41供给到用于充电和放电控制的FET15。由低电平控制信号导通用于放电控制的FET。
如果任何电池单元BT成为过电流状态，则保护IC18和保护19中的至少一个输出控制信号来关断用于充电控制的FET。例如，从保护IC18和保护19中的至少一个输出低电平控制信号。由“或”电路41确定来自保护IC18和保护IC19的输出的“或”。从“或”电路41输出根据确定结果的控制信号。也就是说，如果从保护IC18和保护IC19中的至少一个供给低电平控制信号，则从OR电路41输出低电平控制信号。低电平输出的控制信号被提供到用于充电控制的FET。由低电平控制信号关断用于充电控制的FET，并且运行过电流防止功能。
根据第二实施方式的电池组2可以进行每个块的放电处理。例如，由电池单元BT1和电池单元BT2形成块1。由电池单元BT3和电池单元BT4形成块2。保护IC18针对由电池单元BT1和电池单元BT2构成的块1进行上述第一和第二放电处理。保护IC19针对由电池单元BT3和电池单元BT4构成的块2进行上述第一和第二放电处理。在图4中，以虚线示出每个块中的放电线路的实例。此外，第一和第二放电处理的内容与图3所述的处理相同，所以将省略重复描述。
根据第二实施方式的电池组2可以对每个块放电，并仅对所选择的块进行放电处理。例如，如果电池单元BT的电压是变化的，则即使在高温下不使用电池组2，也需要只对所选择的块进行放电。
3．变形例
虽然描述了根据本发明的多个实施方式，但本发明并不限于上述本发明的实施方式。以下将描述多个变形例。
图5示出放电电路的第一变形例的结构实例。此外，为了简化说明，省略了图5的一部分。图5中的GND对应于负极线L2。在第一变形例中，线L3设置在正极线L1和负极线L2之间。电阻器R7和FET50以该顺序从正极线L1侧连接到线L3。通信端子17连接在电阻器R7和用于放电的FET50之间。
如上所述，当进行第一或第二放电处理时，从端子A输出高电平控制信号。由高电平控制信号导通FET50。流入正极线L1的电流经由电阻器R7和FET50流入负极线L2，通过导通FET50进行放电处理。如上所述，形成不经过保护IC13的内部的放电线路，由电流流入放电线路来进行放电处理。由于大电流不流入保护IC13的内部，所以较大的电流流入放电线路，并且能够迅速对电池单元BT放电。
图6示出根据第二变形例的放电电路的的结构实例。此外，为了简化说明，省略了图6的一部分。图6中的GND对应于负极线L2。线L4设置在正极线L1和负极线L2之间。PNP型晶体管Tr 33和用于放电的电阻器R8以该顺序从正极线L1侧连接到线L4。通信端子17连接在PNP型晶体管Tr33和电阻器R8之间。当进行第一或第二放电处理时，从端子A输出低电平控制信号。由低电平控制信号导通PNP型晶体管Tr33。
通过导通PNP型晶体管Tr33，流入正极线L1的电流经由PNP型晶体管Tr33和电阻器R8流入负极线L2，进行放电处理。因此，形成不经过保护IC13的内部的放电线路，由电流流入放电线路来进行放电处理。由于电流不流入保护IC13的内部，所以较大的电流流入放电线路，并且能够迅速对电池单元BT放电。
图7示出放电电路的第三变形例的结构实例。此外，为了简化说明，省略了图7的一部分。图7中的GND对应于负极线L2。第三变形例是在第一实施方式中的数字晶体管DTr20设置在FET51中，并且下拉电阻器R9连接在端子A和FET51之间的实例。FET51和下拉电阻器R9连接到每个负极线L2。
当完成第一或第二放电处理时，接通端子A和端子Ps之间的开关元件S。适当地设置下拉电阻器R9的电阻值，使得电流能够流入下拉电阻器R9。如图7中的虚线所示，从正极线L1流动的电流经由端子Ps和端子A流入电阻器R9。如上所述，通过将电流流入电阻器而不是数字晶体管DTr中的电阻器来进行放电处理。
图8示出了电池组的其他变形例。电池组具有串联连接的4个电池单元BT1、BT2、BT3和BT4。电池组中的保护IC60监控每个电池单元BT的电压。由保护IC60进行的处理与由保护IC13进行的处理相同。如上所述，多个电池单元BT的数目被限制为两个。可以由一个保护IC监控多个电池单元BT的电压。因此，能够减少部件数。
上述实施方式是开关元件S布置在端子Ps和端子A之间的结构，但可以是开关元件S布置在正极线L1和端子Ps之间的结构。执行根据上述实施方式的放电处理，以对多个电池单元放电。然而，可以对电池单元中的每个设置放电线路，并且可以单独地对要放电的电池单元放电。
本公开中公开的结构、数值等是示例，并且在不发生技术冲突的范围中改变。在不发生技术冲突的范围中，可以适当地组合上述实施方式和变形例。
此外，本发明具有以下结构。
（1）一种电池组中的放电控制方法，包括：
测量电池单元的环境温度和所述电池单元的电压；
第一放电处理：在所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第一电压的第二电压；以及
第二放电处理：在所述环境温度低于所述第一预定温度并且所述电池单元的电压高于所述第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第三电压的第四电压。
（2）根据（1）所述的放电控制方法，
其中，在进行所述第一放电处理时，确定所述环境温度是否低于第二预定温度，
在进行所述第二放电处理时，确定所述环境温度是否低于所述第一预定温度，以及
所述第二预定温度低于所述第一预定温度。
（3）根据（1）或（2）所述的放电控制方法，
其中，通过将电流施加至放电线路来进行所述第一放电处理和所述第二放电处理，
其中，所述放电线路包括：
正极线，连接到所述电池单元的正极，
负极线，连接到所述电池单元的负极，
第一端子，连接到所述正极线并且布置在控制部中，
第二端子，设置于所述控制部，并且响应于所述电池单元的电
压输出具有不同电压电平的控制信号，以及
电阻器，连接在所述第二端子和所述负极线之间。
（4）一种电池组，包括：
电池单元；以及
控制部，被输入关于所述电池单元的环境温度的信息和关于所述电池单元的电压的信息，
其中，所述控制部进行第一放电处理：在所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第一电压的第二电压；以及
所述控制部进行第二放电处理：在所述环境温度低于所述第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第三电压的第四电压。
（5）根据（4）所述的电池组，
其中，所述控制部在进行所述第一放电处理时，确定所述环境温度是否低于第二预定温度，
所述控制部在进行所述第二放电处理时，确定所述环境温度是否低于所述第一预定温度，以及
所述第二预定温度低于所述第一预定温度。
（6）一种电池组，包括：
电池单元；
正极线，连接到所述电池单元的正极；
负极线，连接到所述电池单元的负极；以及
控制部，被输入关于所述电池单元的环境温度的信息和关于所述电池单元的电压的信息，并且至少具有连接到所述正极线的第一端子和响应于所述电池单元的电压输出具有不同电压电平的控制信号的第二端子；以及
电阻器，连接在所述第二端子和所述负极线之间，
其中，所述控制部进行第一放电处理：在所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第一电压的第二电压；以及所述控制部进行第二放电处理：在所述环境温度低于所述第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于第三电压的第四电压，以及
通过将电流施加至具有所述正极线、所述第一端子、所述第二端子、所述电阻器以及所述负极线的放电线路来进行所述第一放电处理和所述第二放电处理。
（7）根据（6）所述的电池组，其中，所述电阻器包括在开关元件中。
（8）根据（7）所述的电池组，
其中，所述开关元件是包括第一电阻器、第二电阻器以及晶体管的数字晶体管，
其中，所述第一电阻器连接在所述第二端子和所述晶体管的基极端子之间，第二电阻器并联连接在所述晶体管的基极端子和发射极端子之间。
（9）一种蓄电系统，其中，由基于可再生能源进行发电的发电机来对根据（4）至（8）中任一项所述的电池组进行充电。
（10）一种包括根据（4）至（8）中任一项所述的电池组的蓄电系统，其中，所述系统向连接到所述电池组的电子设备提供电力。
（11）一种电子设备，从根据（4）至（8）中任一项所述的电池组接收电力。
（12）一种电动车辆，包括：
转换装置，从根据（4）至（8）中任一项所述的电池组接收电力，并且将电力转换为所述车辆的驱动力；以及
控制装置，基于与所述电池组相关的信息，进行与车辆控制相关的信息处理。
（13）一种电力系统，包括电力信息收发单元，经由网络向外部设备发送信号，并且从外部设备接收信号，
其中，所述系统基于由所述电力信息收发单元接收的信息对根据（4）至（8）中任一项所述的电池组进行充放电控制。
（14）一种电力系统，从根据（4）至（8）中任一项所述的电池组接收电力，或从发电机或电力网络向电池组提供电力。
4．应用例
如下面描述的，将描述电池组的应用例。然而，应用例不限于以下描述的应用例。
作为应用例的住宅内的蓄电电池
将参照图9描述将本发明的电池组应用于住宅的蓄电系统的示例。例如，在用于住宅101的蓄电系统100中，电力从诸如火电站102a、核电站102b、水电站102c经由电力网络109、信息网络112、智能电表107、电源枢纽108等的集中式电力系统102提供到蓄电装置103。此外，电力从诸如家用电力站104等的独立源提供到蓄电装置103。电力被存储在蓄电装置103中。通过利用蓄电装置103馈送住宅101中使用的电力。相同的蓄电系统可以用于除了住宅101以外的建筑物。
用于控制电力厂104、电力消耗设备105、蓄电装置103的控制器、以及用于控制每个设备的控制器110、智能电表107和用于获得各种信息的传感器111设置在住宅101中。每个装置由电力网络109和信息网络112连接。太阳能电池、燃料电池和风车等被用作电厂104，所产生的电力被供给到电力消耗装置105和/或蓄电装置103。电力消耗装置105具有冰箱105a、空调系统105b、电视接收机105c、洗浴装置105d等。此外，电力消耗装置105包括电动车辆106。该电动车辆106具有电动车106a、混合动力汽车106b、以及电动自行车106。电动车辆106可以是电辅助自行车。
蓄电装置103由二次电池或电容器构成。例如，蓄电装置由锂离子二次电池构成。即使锂离子二次电池是固定类型，但它也可以被用在电动车辆106。上述电池组适用于蓄电装置103。标准仪表107检测商用电力的使用量，并且具有向电力公司发送检测的量的功能。电力网络109可以是DC电源、AC电源和非接触式电能传输中的任意一种及其组合。
各种传感器111例如是人存在传感器、光传感器、物体检测传感器、功耗传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。由各种传感器111获得的信息被发送到控制器110。天气状况和人类状况由信息传感器111的信息掌握以自动控制电力消耗装置105，因此，能够将能耗最小化。控制器110能够将关于住宅101的信息经由互联网发送到到外部的电力公司。
电力线、AC-DC转换等的分支处理由电源枢纽108实现。连接到控制器110的信息网络112的通信方法是用于使用诸如通用异步接收发送器（UART）等的通信接口的方法，以及用于通过诸如蓝牙、ZigBee、Wi-Fi等的无线通信标准使用传感器网络的方法。蓝牙方法用于多媒体通信，并且可以执行一对多的通信连接。ZigBee使用电气和电子工程师协会（IEEE）802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是被称为个人区域网（PAN）或W（无线）PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制器110连接到外部服务器113。服务器113可以由住宅101、电力公司和供应商的任何一个来控制。例如，由服务器113发送和接收的信息是功耗信息、生活方式信息、电费、天气信息、自然灾害信息和电力合约。可以从除家中以外的装置（例如，移动电话）和电力消耗装置（例如，电视接收机）接收和发送上述信息。该信息可以显示在诸如显示装置、移动电话，个人数字助理（PDA）等的装置上。
用于控制每个装置的控制器110由CPU、RAM、ROM等构成，并且作为实例被容纳在蓄电装置103中。控制器110由存储设备103、家用电力设备104、电力消耗装置105、各种传感器111、服务器113和信息网络112连接，并且具有调节商用电力的使用量以及发电量的功能。此外，控制器可以提供用于在电力市场进行电力交易的功能等。
如上所述，蓄电装置103不仅可以存储诸如火电站102a、核电站102b、水电站102c的集中式电力系统102的电力，也可以存储诸如家用的电力装置104（太阳能发电、风力发电）的电力。因此，即使家用电力装置104所产生的电力被改变，则被发送到外部的电力的量也是恒定的，并且能够正确地进行放电。例如，在太阳能发电中获得的电力被存储在蓄电装置103中，在夜间电费较低的电力被存储在蓄电装置103中，并且可以在日间电费较高的时段使用由蓄电装置103存储的电力。
此外，在实例中，虽然描述了控制器110被容纳在蓄电装置103中的实例，但也可以容纳在智能电表107中或者单独设置。另外，蓄电系统100可用于多个家庭，并且可用于独立式住宅的房屋。
汽车中的蓄电系统的应用例
将参照图10描述将本发明应用于汽车的蓄电系统的实例。图10是示意性地示出根据本发明的使用串行混合动力系统的混合动力车辆的结构的实例。串行混合动力系统是使用因引擎运动的发动机所生成的电力或一次存储在电池的电力的车辆驱动的电力驱动力转换器。
混合动力车辆200装载有引擎201、发电机202、电力驱动力转换装置203、驱动轮204a、驱动轮204b、轮205a、轮205b、电池208、车辆控制装置209、各种传感器210以及充电口211。上述根据本发明的蓄电系统被应用于电池208，可以应用一个或多个蓄电系统。
混合动力车辆200驱动作为驱动源的电力驱动力转换装置203。电力驱动力转换装置203的实例是发动机。电力驱动力转换装置203由电池208的电力驱动，并且电力驱动力转换装置203的扭矩被传输到驱动轮204a和204b。此外，电力驱动力转换装置203适用于使用直流交流（DC-AC）或反向转换（AC-DC）的AC发动机和DC发动机。各种传感器210经由车辆控制装置209控制引擎的旋转次数以及油门开度（油门开度；未示出）。各种传感器210包括速度传感器、加速度传感器和引擎转数传感器等。
引擎201的扭矩被传输到发电机202，并且存在由发电机202的扭矩所产生的电力被存储在电池208中的可能。
如果混合动力车辆由制动机制减速，则在减速时的阻力被添加作为电力驱动力转换装置203的扭矩。由电力驱动力转换装置203的扭矩所产生的再生电力被存储在电池208中。
由于电池208连接到混合动力车辆的外部的电源，从外部电源向作为输入端口的充电端口211供给电力，所以能够存储所存储的电力。
虽然图中未示出，但信息处理装置可以被设置为用于基于关于二次电池的信息对车辆控制进行信息处理。作为信息处理装置，例如，存在用于基于关于电池剩余量的信息进行电池剩余量感应的信息处理装置等。
此外，如上所述，虽然示出了由发动机使用由引擎驱动发电机所生成的电力或使用一次存储在电池中的电力驱动的串行混合动力车辆的实例。然而，本发明适用于并行混合动力车辆，该并行混合动力车辆适于切换仅进行引擎的驱动、仅进行发动机的驱动以及进行引擎和发送机的驱动这三种方法。此外，本发明对仅由驱动发送机驱动而不使用引擎的电动车辆也有效。
本发明包含于2011年10月27日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-235838中所公开的主题，其全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，均应包含在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (15)

1.一种电池组中的放电控制方法，包括：
测量电池单元的环境温度和所述电池单元的电压；
第一放电处理，在所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于所述第一电压的第二电压；以及
第二放电处理，在所述环境温度低于所述第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于所述第三电压的第四电压。
2.根据权利要求1所述的放电控制方法，
其中，在进行所述第一放电处理时，确定所述环境温度是否低于第二预定温度，
在进行所述第二放电处理时，确定所述环境温度是否低于所述第一预定温度，以及
所述第二预定温度低于所述第一预定温度。
3.根据权利要求1所述的放电控制方法，
其中，通过将电流施加至放电线路来进行所述第一放电处理和所述第二放电处理，
其中，所述放电线路包括：
正极线，连接到所述电池单元的正极，
负极线，连接到所述电池单元的负极，
第一端子，连接到所述正极线并且设置于控制部，
第二端子，设置于所述控制部，并且响应于所述电池单元的电压输出具有不同电压电平的控制信号，以及
电阻器，连接在所述第二端子和所述负极线之间。
4.根据权利要求1所述的放电控制方法，
其中，通过将电流施加至放电线路来进行所述第一放电处理和所述第二放电处理，
其中，所述放电线路包括：
正极线，连接到所述电池单元的正极，
负极线，连接到所述电池单元的负极，
第一端子，连接到所述正极线并且设置于控制部，
第二端子，设置于所述控制部，并且响应于所述电池单元的电压输出具有不同电压电平的控制信号，
开关元件，其控制端连接至所述第二端子，以及
电阻器，与所述开关元件串联连接在所述正极线和所述负极线之间。
5.一种电池组，包括：
电池单元；以及
控制部，被输入关于所述电池单元的环境温度的信息和关于所述电池单元的电压的信息，
其中，所述控制部进行第一放电处理：在所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于所述第一电压的第二电压；以及
所述控制部进行第二放电处理：在所述环境温度低于所述第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于所述第三电压的第四电压。
6.根据权利要求5所述的电池组，
其中，所述控制部在进行所述第一放电处理时，确定所述环境温度是否低于第二预定温度，
所述控制部在进行所述第二放电处理时，确定所述环境温度是否低于所述第一预定温度，以及
所述第二预定温度低于所述第一预定温度。
7.一种电池组，包括：
电池单元；
正极线，连接到所述电池单元的正极；
负极线，连接到所述电池单元的负极；以及
控制部，被输入关于所述电池单元的环境温度的信息和关于所述电池单元的电压的信息，并且至少具有连接到所述正极线的第一端子和响应于所述电池单元的电压输出具有不同电压电平的控制信号的第二端子，以及
电阻器，连接在所述第二端子和所述负极线之间，
其中，所述控制部进行第一放电处理：在所述环境温度高于第一预定温度并且所述电池单元的电压高于第一电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于所述第一电压的第二电压；所述控制部进行第二放电处理：在所述环境温度低于所述第
一预定温度并且所述电池单元的电压高于第三电压时，对所述电池单元放电，直到所述电池单元的电压变为低于所述第三电压的第四电压，以及
通过将电流施加至具有所述正极线、所述第一端子、所述第二端子、所述电阻器以及所述负极线的放电线路来进行所述第一放电处理和所述第二放电处理。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中，所述电阻器包括在开关元件中。
9.根据权利要求8所述的电池组，
其中，所述开关元件是包括第一电阻器、第二电阻器以及晶体管的数字晶体管，
其中，所述第一电阻器连接在所述第二端子和所述晶体管的基极端子之间，所述第二电阻器并联连接在所述晶体管的基极端子和发射极端子之间。
10.一种蓄电系统，其中，由基于可再生能源进行发电的发电机来对根据权利要求5所述的电池组进行充电。
11.一种蓄电系统，包括根据权利要求5所述的电池组，其中，所述系统向连接到所述电池组的电子设备提供电力。
12.一种电子设备，从根据权利要求5所述的电池组接收电力。
13.一种电动车辆，包括：
转换装置，从根据权利要求5所述的电池组接收电力，并且将电力转换为所述车辆的驱动力；以及
控制装置，基于与所述电池组相关的信息，进行与车辆控制相关的信息处理。
14.一种电力系统，包括电力信息收发单元，所述电力信息收发单元经由网络向外部设备发送信号，并且从所述外部设备接收信号，
其中，所述系统基于由所述电力信息收发单元接收的信息对根据权利要求5所述的电池组进行充放电控制。
15.一种电力系统，从根据权利要求5所述的电池组接收电力，或从发电机或电力网络向所述电池组提供电力。
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