CN104137379B - 电池控制系统、电池组、电子设备和充电器 - Google Patents

电池控制系统、电池组、电子设备和充电器 Download PDF

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Abstract

一种电池组(10)，包括多个电芯(100)、测量单元(测量单元(200))和电池控制单元(电池控制单元(400))。所述多个电芯100彼此串联。测量单元(200)测量电芯(100)的电压。电池控制单元(400)基于由测量单元(200)测量的电压控制电芯100的放电。此外，在所述电芯(100)进行放电时，所述电池控制单元(400)基于由测量单元(200)测量的电压指定电压最低的最小电压电芯。此外，在最小电压电芯过度放电之前，电池控制单元(400)输出用于降低所述放电时的放电电流的第一信号。

Description

电池控制系统、电池组、电子设备和充电器
技术领域
本发明涉及电池控制系统、电池组、电子设备和充电器。
背景技术
提出了用于稳定地对电池组执行充电和放电的多种方法。
专利文献1(日本未审专利公开No.2003-217679)公开了如下放电方法。每当电池电压在对二次(secondary)电池进行放电期间降至放电终止电压时，二次电池在重复暂时停止的同时间歇式地放电。此时，每次在暂时停止之后重新开始放电，都在放电电流逐步降低的同时执行放电。由此，与连续执行高速率放电的情况相比，认为可以从二次电池提取大的放电量并且可以稳定地增加该放电量。
相关文献
专利文献
[专利文献1]日本未审专利公开No.2003-217679
发明内容
发明人发现在具有彼此串联的多个电池单元的电池组中存在以下问题。各个电池单元的电压不一定彼此相等。由此原因，当具有最低电压的电池单元在电池组放电期间达到过放电检测电压时，在此时刻终止放电。在这种情况中，存在在所有电池单元的剩余容量残存的状态下终止放电的可能。
根据本发明，提供了一种电池控制系统，包括：测量单元，测量彼此串联的多个电池单元的电压；电池控制单元，基于由测量单元测量的电压控制电池单元的放电，其中，电池控制单元在执行电池单元的放电时基于由测量单元测量的电压指定电压最低的最小电压单元，并且在最小电压单元过度放电之前输出用于降低所述放电时的放电电流的第一信号。
根据本发明，提供了一种电池控制系统，包括：测量单元，测量彼此串联的多个电池单元的电压；电池控制单元，基于由测量单元测量的电压控制电池单元的充电，其中，电池控制单元在对电池单元执行充电时基于由测量单元测量的电压指定电压最高的最大电压单元，并且在最大电压单元过度充电之前输出用于降低所述充电时的充电电流的第一信号。
根据本发明，提供了一种电池组，包括：彼此串联的多个电池单元；测量单元，测量电池单元的电压；电池控制单元，基于由测量单元测量的电压控制电池单元的放电，其中，电池控制单元在执行电池单元的放电时基于由测量单元测量的电压指定电压最低的最小电压单元，并且在最小电压单元过度放电之前输出用于降低所述放电时的放电电流的第一信号。
根据本发明，提供了一种电池组，包括：彼此串联的多个电池单元；测量单元，测量电池单元的电压；电池控制单元，基于由测量单元测量的电压控制对电池单元的充电，其中，电池控制单元在对电池单元执行充电时基于由测量单元测量的电压指定电压最高的最大电压单元，并且在最大电压单元过度充电之前输出用于降低所述充电时的充电电流的第一信号。
根据本发明，提供了一种电子设备，包括：电池组，包括彼此串联的多个电池单元；测量单元，测量电池单元的电压；电池控制单元，基于由测量单元测量的电压控制电池单元的放电；负载，消耗从电池组的放电的电能；以及负载控制单元，连接到控制负载的电池控制单元，其中，电池控制单元在执行电池单元的放电时基于由测量单元测量的电压指定电压最低的最小电压单元，并且在最小电压单元过度放电之前输出用于降低所述放电时的放电电流的第一信号，以及负载控制单元在从电池控制单元接收第一信号时降低放电电流。
根据本发明，提供了一种充电器，包括：测量单元，测量彼此串联的多个电池单元的电压；电池控制单元，基于由测量单元测量的电压控制电池单元的充电；以及充电控制单元，连接到电池控制单元，其控制所述充电时的充电电压和充电电流，其中，电池控制单元在对电池单元执行充电时基于由测量单元测量的电压指定电压最高的最大电压单元，并且在最大电压单元过度充电之前输出用于降低所述充电时的充电电流的第一信号，以及充电控制单元在从电池控制单元接收到第一信号时降低充电电流。
根据本发明，当执行电池单元的放电时，电池控制单元在最小电压单元过度放电之前输出用于降低所述放电时的放电电流的第一信号。由此，不会出现最小电压单元过度放电的情况。此外，当执行对电池单元的充电时，电池控制单元在最大电压单元过度充电之前输出用于降低所述充电时的充电电流的第一信号。由此，不会出现最大电压单元过度充电的情况。通过这种方式，可以防止由于特定电芯的电压终止充电和放电。因此，能够防止彼此串联的多个电池单元过度放电或过度充电，并且稳定地使它们放电或充电。
附图说明
从以下描述的优选实施例和附图可以使上述目标、其他目标、特征和优势更加清楚，其中：
图1是示出了根据第一示例性实施例的电池组和电子设备的配置的电路图；
图2是示出了根据第一示例性实施例的放电控制方法的流程图；
图3是示出了根据第一示例性实施例的放电控制方法的图；
图4是示出了用于描述第一示例性实施例的效果的对比示例的图；
图5是示出了根据第二示例性实施例的放电控制方法的图；
图6是示出了根据第三示例性实施例的电子设备的配置的示意图；
图7是示出了根据第四示例性实施例的电子设备的配置的示意图；
图8是示出了根据第五示例性实施例的电子设备的配置的示意图；
图9是示出了根据第六示例性实施例的电池组和电子设备的配置的电路图；
图10是示出了根据第七示例性实施例的电池组和充电器的配置的电路图；
图11是示出了根据第七示例性实施例的充电控制方法的流程图；
图12是示出了根据第七示例性实施例的充电控制方法的图；
图13是示出了用于描述第七示例性实施例的效果的对比示例的图；以及
图14是示出了根据第八示例性实施例的电池组和充电器的配置的电路图。
具体实施方式
下文中，将参照附图对本发明的实施例进行描述。在所有附图中，相似的元素由相似的附图标记来指示，并且将不会重复其描述。
这里使用的术语“电池组10”指具有多个电池单元的组装电池。此外，术语“电池单元”指具有至少一个或更多个电芯100的单元。此外，包括在“电池单元”中的电芯100可以包括多个具有正电极和负电极等的单个电池。此外，多个“电池单元”可分别包括不同量的电芯100。下文中，将对“电池组10”中包括的“电池单元”是具有彼此并联的两个单个电池的电芯100的情况进行描述。
(第一示例性实施例)
参照图1和2描述根据第一示例性实施例的电池组10。图1是示出了根据第一示例性实施例的电池组10和电子设备60的配置的电路图。电池组10包括多个电芯100、测量单元(测量单元200)以及电池控制单元(电池控制单元400)。多个电芯100彼此串联。测量单元200测量电芯100的电压。电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压控制对电芯100的放电。此外，在执行电芯100的放电时，电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压指定电压最低的最小电压电芯。此外，在最小电压电芯过度放电之前，电池控制单元400输出用于降低放电过程中的放电电流的第一信号。下文中，将进行具体描述。
如图1所示，电池组10包括多个电芯100。这里，电池组10包括例如N个电芯100。此外，如上文所述，电芯100具有两个单个电池。具体地，电芯100是锂离子二次电池。此外，电芯100是例如层叠型电池，其中在外部材料中使用层叠膜。在根据第一示例性实施例的电池组10中，在外部主体(未示出)中分别容纳多个电芯100，并且以将电芯排成行的形态将电芯100封装在电池组10中。同时，可以通过任意的方式来形成电芯100的封装外观，并且可将其构造成例如将多个电芯100沿其厚度方向层叠成行的形态，或构造成层叠的电芯100与多行相邻布置的形态。在这一封装或类似封装中，同样可以获得与第一示例性实施例中相同的效果。
这里，当电池组充电和放电时，所有的电芯100并不限于具有相同的电压。第一个理由是，考虑在每个电芯100中会出现内部电阻的差别。每个电芯100都具有内部电阻。该内部电阻具有随着温度降低而增加的趋向。由此原因，由于电池组10内的温差会导致每个电芯100中存在内部电阻的差别。由于每个内部电阻导致的电压降与充电和放电的电流值成比例。因此，存在每个电芯100的电压发生变化的可能。具体地，当放电期间的电流变得更大时，由内部电阻导致的电压降分量增加。由此原因，存在由于内部电阻的差别导致电压出现显著变化的可能。
此外，第二个理由是，考虑各个电芯100的完全充电容量彼此不同。电池组10的完全充电容量通过反复充电和放电而降低。在这一过程中，各个电芯100的完全充电容量并不总是均等地降低。当电池组10放电时，完全充电容量降低最多的电芯100在放电期间与其它电芯100相比电压降低得更快。此外，完全充电容量降低最多的电芯100在充电期间与其它电芯100相比电压升高得也更快。与此同时，这里使用的“完全充电容量”指电芯100完全充电时的容量(单位为Ah)。因此，在这种情况中，还存在每个电芯100的电压发生变化的可能。
通过这种方式，存在每个电芯的电压由于各种原因发生变化的可能。这里，如第一个理由所述，假定由于例如每个电芯100中存在温差而存在内部电阻的差别。在这种情况中，具有最高电压的电芯100被称为“最大电压电芯”，而具有最低电压的电芯100被称为“最低电压电芯”。
根据第一示例性实施例的电池组10除了电芯100之外还包括控制电路20。控制电路20包括测量单元200、电池控制单元400和开关500。
此外，控制电路20连接到彼此串联的电芯100。控制电路20包括内部正电极端子160、内部负电极端子180、外部正电极端子710和外部负电极端子720。内部正电极端子160连接到一个串联的电芯100的正电极端子120。此外，内部负电极端子180连接到另一个串联的电芯100的负电极端子140。
内部正电极端子160通过控制电路20内的互连(未示出)连接到外部正电极端子710，以便连接到使用电池组10的外部设备。此外，内部负电极端子180同样类似地连接到外部负电极端子720。与此同时，内部负电极端子180和外部负电极端子720接地(GND)。
用于停止充电或放电的开关500提供于内部正电极端子160和外部正电极端子710之间。开关500提供于例如电芯100侧的内部正电极端子160和外部正电极端子710之间。在这种情况中，开关500是例如P-沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在开关500内提供两个P-沟道MOSFET。由此，一个MOSFET用于控制充电。另一方面，另一MOSFET用于控制放电。此外，开关500中的每个MOSFET连接到测量单元200。
同时，当开关500是N-沟道MOSFET时，开关500被布置在内部负电极端子180和外部负电极端子720之间。此外，开关500还可以是例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)、继电器或断路器。
测量单元200测量多个电芯100中的每一个的电压。测量单元200通过互连(标记未示出)连接在电芯100之间。此外，为了测量彼此串联的多个电芯100的电压之和，测量单元200可以测量内部正电极端子160和内部负电极端子180的两端之间的电压。此外，测量单元200可测量流经电芯100的电流。
电池控制单元400连接到测量单元200。电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压来控制对每个电芯100的放电。电池控制单元400包括基于由测量单元200测量的电压执行算术运算处理的算术运算单元(未示出)。此外，电池控制单元400包括用于从电池控制单元400向电子设备60发送信号或从电子设备60接收信号的通信单元(未示出)。电池控制单元400连接到用于向电子设备60发送信号和从电子设备60接收信号的通信端子730。
此外，测量单元200、电池控制单元400和开关500改善充放电的安全性和循环寿命，并从而充当保护电路。当将电芯100放电至下文所述的过放电检测电压值VOD或更低值时，测量单元200、电池控制单元400和开关500强制终止电芯放电。此外，电池控制单元400包括存储下文所述的放电基准电压值V1等的存储单元(未示出)
通过该方式，在第一示例性实施例中，对包括多个电芯100和控制电路20的电池组10进行封装。
接下来，将描述根据第一示例性实施例的连接到电池组10的电子设备60。电子设备60包括负载600和负载控制单元(负载控制单元640)。电子设备60的负载600由于从电池组10放电而消耗电能。负载控制单元640连接到电池控制单元400，并接收第一信号以及控制负载600。此外，当从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640降低放电电流。下文中，将进行具体描述。
图1示意性地示出了电子设备60。其中提供的负载600由于从电池组10放电而消耗电能。图1中，将负载600总体示为消耗电能的可变电阻器。
这里，举例来讲，电子设备60是显示设备。具体地，电子设备60是液晶显示设备。因此，电子设备60包括显示单元、发光单元、调谐单元、操作单元等(均未示出)作为负载600。负载600包括至少一个或更多个发光单元(未示出)。发光单元是例如液晶显示设备的背光。
负载600通过互连(未示出)连接到正电极端子810和负电极端子820。电子设备60的正电极端子810和负电极端子820通过例如互连(标记未示出)连接到电池组10的外部正电极端子710和外部负电极端子720。由此，电子设备60能够接收由电池组10放电而引起的电能。
负载控制单元640连接到负载600。负载控制单元640控制负载600。由此，负载控制单元640控制由负载600引起的电能消耗量。具体地，当负载600包括背光时，负载控制单元640控制背光的亮度。
此外，负载控制单元640可以连接到通信端子830。电子设备60侧的通信端子830通过例如互连(未示出)连接到电池组10侧的通信端子730。由此，负载控制单元640连接到电池控制单元400，并能够接收第一信号。
此外，负载控制单元640可包括算术运算单元(未示出)。算术运算单元根据下文描述的第一信号执行算术运算处理，并在该时刻对负载600执行最适当的控制。
当从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640降低放电电流。在这种情况中，举例来讲，当负载600包括背光时，负载控制单元640通过降低发光单元的亮度来降低放电电流。由此，可以防止最小电压电芯过度放电。此外，可以防止用户突然不能使用电子设备。下文将具体描述该放电控制方法。
此外，负载控制单元640可引起电子设备60的显示单元(未示出)执行显示，以使得得知电池组10的剩余容量很低。由此，可以使用户做好电子设备60不能使用的准备。
接下来，参考图2和3描述上文所述的电池组10的放电控制方法。图2是根据第一示例性实施例的放电控制方法的流程图。图3是示出了根据第一示例性实施例的放电控制方法的图。根据第一示例性实施例的放电控制方法包括以下步骤。首先，当执行对电芯100的放电时，基于由测量单元200测量的电压来指定电压最低的最小电压电芯(S120)。接下来，在最小电压电芯过度放电之前，输出用于降低放电过程中的放电电流第一信号(S140)。下文中，将给出具体描述。
这里，将每个电芯100都设置成处于被充电到完全充电的状态。每个电芯100的放电电压在初始阶段中是充电基准电压值V2。此外，每个电芯100的剩余容量是完全充电容量。
首先，在图2中，电子设备60的正电极端子810和负电极端子820分别连接到电池组10的外部正电极端子710和外部负电极端子720。由此，开始从多个电芯100放电。与此同时，测量单元200开始测量彼此串联的多个电芯100的电压(S110)。此外，可测量电芯100的电流。
这里因电池组10的放电产生的电能由电子设备60的负载600消耗。此外，由负载控制单元640控制负载600，从而负载600以恒定电流操作。同时，此处，认为开关500不具有任何内部电阻。
接下来，电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压来指定电压最低的最小电压电芯(S120)。
这里，图3(a)示出了自放电开始时刻起始的时间与第一示例性实施例中的最小电压电芯的电压之间的关系。由于由电芯100的放电引起的电压降和由内部电阻引起的电压降，电芯100的电压单调地降低。此外，包括最小电压电芯的所有电芯100彼此串联。由此原因，流经各个电芯100的电流彼此相等。另一方面，各个电芯100的内部电阻彼此不同。例如，具有最低温度的电芯100的内部电阻最大。由于由内部电阻引起的电压降与电流成比例，所以具有最大内部电阻的电芯100的电压降分量大于其他电芯的电压降分量。也就是说，最小电压电芯的电压降低比其他电芯100要更快。因此，具有最大内部电阻的电芯100被指定为“最小电压电芯”。
此外，图3(b)示出了自放电开始时刻起始的时间与第一实施例中的最小电压电芯的剩余容量之间的关系以及自放电开始时刻起始的时间与最小电压电芯的电流之间的关系。
在图3(b)中，由负载控制单元640以恒定电流操作负载600。由此原因，直到时刻t1之前的放电是恒流放电。因此，所有电芯100的电流是恒定电流值ID且保持恒定。此外，每个电芯100的剩余容量线性下降。
与此同时，在放电的初始阶段中，对应于最小电压电芯的电芯100可改变。在该情况中，此时具有最低电压的电芯100被指定为“最小电压电芯”，并且可基于在任意时间测量的电压改变所指定的“最小电压电芯”。
接下来，在指定了最小电压电芯之后，电池控制单元400确定最小电压电芯的电压等于或小于放电基准电压值V1这一警报条件(S130)。如下文所述，该“放电基准电压值V1”是用于确定最小电压电芯接近于过度放电的基准电压。与此同时，“放电基准电压值V1”被存储在电池控制单元400的存储单元中。
这里，将“放电基准电压值V1”设置为高于过放电检测电压值VOD。基于电子设备60侧的特性(比如电池组10所连接到的电子设备60能够维持多久)来设置“放电基准电压值V1”。举例来讲，当电子设备60具有在电池组10的放电电压变得等于或小于预定电压的情况下被关停的特性时，可将所述预定电压设置为“放电基准电压值V1”。
另一方面，可基于电池组10侧的特性来设置“放电基准电压值V1”。可将“放电基准电压值V1”设置为例如通过将测量单元200的测量精度添加到过放电检测电压值VOD所获得的值。这里使用的“测量单元200的测量精度”指例如测量单元200的IC的电压检测精度。具体地，“放电基准电压值V1”是例如VOD+100毫伏。
此外，“放电基准电压值V1”可被设置为等于或大于放电终止电压值V0。这里使用的“放电终止电压值V0”指供电子设备60侧确定电池组10不具有任何剩余容量的电压值。
如上所述，通过设置“放电基准电压值V1”，最小电压电芯没有过度放电，从而可以抑制最小电压电芯劣化。
这里使用的“过放电检测电压值VOD”指例如用于抑制锂离子二次电池等中的劣化的电压的下限。当最小电压电芯达到“过放电检测电压值VOD”时，强制终止电池组10的放电。具体地，电池控制单元400通过测量单元200向开关500发送用于停止放电的信号。由此，执行控制以使得最小电压电芯不过度充电。在本示例性实施例中，“过放电检测电压值VOD”被存储在电池控制单元400的存储单元中。
如时刻t1之前的情况，当最小电压电芯的电压高于放电基准电压值V1并且未满足警报条件(S130；否)时，电池控制单元400继续按现状对所有电芯100进行放电。
另一方面，当最小电压电芯的电压被设置为等于或小于放电基准电压值V1并且满足警报条件(S130；是)时，电池控制单元400输出用于降低放电过程中的放电电流的第一信号(S140)。通过电池组10的通信端子730和电子设备60的通信端子830将第一信号发送到电子设备60的负载控制单元640。
这里使用的“第一信号”指为了使电池控制单元400降低负载600侧的放电电流而输出的信号。可根据所连接的电子设备60改变“第一信号”。具体地，“第一信号”可以是例如用于在负载600的导通和关断之间切换的1比特信号。此外，“第一信号”可以是例如对应于最小电压电芯的当前电压值的信号。此外，“第一信号”可以包括对应于电池组10的当前电流值的信号。
此外，输出“第一信号”的时段可被设置为仅仅建立上述警报条件的瞬间。在这一情况中，在负载控制单元640接收到第一信号之后，负载控制单元640执行用于降低放电电流的所有控制。另一方面，输出“第一信号”的时段可被设置为满足上述警报条件所持续的时段，在这种情况中，可在任何时间根据情况改变“第一信号”。举例来讲，电池控制单元400能够继续发送对应于上述最小电压电芯的当前电压值的信号。
这里，在图3(a)和3(b)中，满足警报条件的时刻(S130；是)是时刻t1。如图3(a)所示，最小电压电芯的电压被设置为放电基准电压值V1。因此，最小电压电芯的电压处于满足警报条件的状态中。与此同时，虽然图中并未示出，在时刻t1，其它电芯100的电压等于或大于放电基准电压值V1。
此外，如图3(b)所示，在时刻t1，最小电压电芯的剩余容量是Ca1，并且剩余容量残存。与此同时，所有电芯100的剩余容量也残存。
接下来，当在时刻t1从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640降低放电电流(S150)。
在第一示例性实施例中，负载600包括诸如背光的发光单元。在这种情况中，负载控制单元640通过降低发光单元的亮度来降低放电电流。
如图3(b)所示，在时刻t1之后，负载控制单元640将放电电流从恒定电流值ID逐渐降低。具体地，当流经发光单元的电流降低时，负载控制单元640降低亮度。在这种情况中，最小电压电芯的剩余容量在时刻t1之后缓慢降低。
此外，如图3(a)所示，在时刻t1之后，负载控制单元640基于第一信号执行控制，以使得最小电压电芯的电压达到大于过放电检测电压值VOD的值。由此，在时刻t1之后，举例来讲，最小电压电芯的电压缓慢降低。当负载控制单元640不降低放电电流时，最小电压电芯的电压有可能在时刻t2达到过放电检测电压值VOD。另一方面，在S150中，负载控制单元640降低放电电流。由此，从时刻t1到时刻t3，最小电压电芯的电压能够被维持得高于过放电检测电压值VOD。因此，可以防止最小电压电芯过度放电。
在S150中，负载控制单元640可引起电子设备60的显示单元(未示出)执行显示，以使得得知电池组10的剩余容量很低。由此，可以使用户做好电子设备60不能使用的准备。
此外，在S150中，负载控制单元640可执行控制，以使得放电电流被设置为等于或大于使电子设备60进行操作所需的最小电流值。由此，可以长时间使用电子设备60。
当执行进一步的放电时，如图3(a)所示，最小电压电芯的电压在时刻t3被设置为放电终止电压值V0。此外，在这种情况中，如图3(b)所示，最小电压电芯的剩余容量被设置为Ca0。通过这种方式，举例来讲，当最小电压电芯的电压被设置为放电终止电压值V0时，电池控制单元400终止放电(S160)。
另一方面，用户侧可随意终止对电子设备60的使用(S160)。
如上文所述，根据第一示例性实施例的电池组10的放电得到控制。
接下来，将使用图4作为对比示例来描述第一示例性实施例的效果。图4是示出了用于描述第一示例性实施例的效果的对比示例的图。
与第一示例性实施例不同，图4示出了电池控制单元400不执行对最小电压电芯的放电的控制的对比示例。图4(a)示出了从放电开始时刻起始的时间与对比示例中的最小电压电芯的电压之间的关系。此外，图4(b)示出了从放电开始时刻起始的时间与对比示例中的最小电压电芯的剩余容量之间的关系，以及从放电开始时刻起始的时间与最小电压电芯的电流之间的关系。与此同时，图4的时间t被假定为与图3的时间t相同。此外，放电电流被假定为恒定电流值ID并保持恒定。
这里，在对比示例中，还假定由于内部电阻的差别，每个电芯100的电压发生变化。类似地，在这种情况中，具有最大内部电阻的电芯100是“最小电压电芯”。
如图4(a)所示，在对比示例中，最小电压电芯的电压从放电开始起单调降低。由于最小电压电芯具有大的内部电阻，最小电压电芯的电压降低比其它电芯100更快。此外，在对比示例中，电池控制单元400不像第一示例性实施例中一样执行用于降低放电电流的控制。因此，即使电压变得低于放电基准电压值V1时，最小电压电芯的电压也随着剩余容量的降低继续降低。
在时刻t2，最小电压电芯的电压进一步降低至过放电检测电压值VOD。最小电压电芯的电压比其他电芯100的电压更快地达到过放电检测电压值VOD。通过这种方式，当最小电压电芯的电压降至过放电检测电压值VOD时，电池控制单元400通过测量电压200向开关500发送用于停止放电的信号。由此，电池控制单元400强制终止放电。
此外，如图4(b)所示，最小电压电芯的剩余容量线性降低。在时刻t2，如上文所述，最小电压电芯的电压降至过放电检测电压值VOD。由此原因，在剩余容量Ca1残存的状态中，强制终止对最小电压电芯的放电。此外，在时刻t2，其它电芯100也处于剩余容量残存的状态。
通过这种方式，在对比示例中，由于特定电芯100的电压，在整个电池组10中，有可能在大量剩余容量残存的状态中强制终止放电。
另一方面，根据第一示例性实施例，当执行对电芯100的放电时，电池控制单元400在最小电压电芯过度放电之前输出用于降低放电过程中的放电电流的第一信号。由此，可以降低对于连接到电池组10的电子设备60的放电电流。因此，最小电压电芯过度放电的情况不会出现。通过这种方式，可以防止由于特定电芯的电压而终止放电。
此外，举例来讲，当电子设备60的负载控制单元640降低负载600中所消耗的放电电流时，由最小电压电芯的内部电阻导致的电压降降低。由此，可以对最小电压电芯稳定地且长时间地放电。换言之，可以延迟最小电压电芯的电压达到过放电检测电压值VOD的时间。
如上文所述，根据第一示例性实施例，可以防止包括彼此串联的多个电芯100的电池组10过度放电，并对电池组稳定地且长时间地放电。
如上文所述，在第一示例性实施例中，描述了电子设备60是液晶显示设备的情况，但是电子设备还可以是包括作为像素的多个发光单元(比如有机EL元件)的显示设备。在这种情况中，当负载控制单元640接收到第一信号时，可以降低例如流经所有发光单元的电流。
如上文所述，在第一示例性实施例中描述了各个电芯100的内部电阻彼此不同的情况，在各个电芯100完全充电容量彼此不同的情况中也可以得到相同的效果。
(第二示例性实施例)
将参考图5描述第二示例性实施例。图5是示出了根据第二示例性实施例的放电控制方法的图。除了S150有所区别外，第二示例性实施例与第一示例性实施例相同。下文中，将进行具体描述。
在第二示例性实施例中可以使用与第一示例性实施例相同的电池组10。此外，电子设备60是例如与第一示例性实施例相同的显示设备。
这里，图5(a)示出了从放电开始时刻起始的时间与第二示例性实施例中的最小电压电芯的电压之间的关系。此外，图5(b)示出了从放电开始时刻起始的时间与第二示例性实施例中的最小电压电芯的剩余容量之间的关系，以及从放电开始时刻起始的时间与最小电压电芯的电流之间的关系。
如图5(a)所示，在时刻t1，最小电压电芯的电压变得等于或小于放电基准电压值V1。因此，当最小电压电芯的电压变得等于或小于放电基准电压值V1且满足警报条件(S130；是)时，电池控制单元400输出用于降低放电过程中的放电电流的第一信号(S140)。
此外，如图5(b)所示，在时刻t1，最小电压电芯的剩余容量是Ca1，且尚未达到完全充电容量0。与此同时，所有电芯100的剩余容量残存。
接下来，当在时刻t1从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640降低放电电流(S150)。在这种情况中，负载控制单元640基于第一信号控制负载600，以使得最小电压电芯的电压在放电基准电压值V1处保持恒定。在这种情况中，“第一信号”是对应于最小电压电芯的当前电压值的信号。负载控制单元640在参照第一信号时降低负载600的电能消耗。由此，负载控制单元640能够在固定最小电压电芯的电压的同时降低放电电流。
如图5(a)所示，在时刻t1之后，通过负载控制单元640的控制，最小电压电芯的电压在放电基准电压值V1处保持恒定。
此外，如图5(b)所示，在时刻t1之后，通过负载控制单元640的控制，电流显著降低。此外，最小电压电芯的剩余容量缓慢降低。
接下来，如图5(b)所示，在时刻t3，最小电压电芯的电压降至放电终止电压值V0。此外，此时，最小电压电芯的容量被设置为Ca0。由此原因，电池控制单元400终止放电(S160)。另一方面，当期望在最小电压电芯的电压被维持在放电基准电压值V1等状态下终止放电时，负载控制单元640可停止负载600。可替换地，用户侧可终止对电子设备60的使用。
如上文所述，执行根据第二示例性实施例的放电控制。
根据第二示例性实施例，可以获得与第一示例性实施例中相同的效果。此外，根据第二示例性实施例，负载控制单元640基于第一信号控制负载600，以使得最小电压电芯的电压在放电基准电压值V1处保持恒定。由此，当驱动负载600需要预定电压或更高的电压时，可以延长驱动时间。此外，可以在不使最小电压电芯处于接近过度放电的状态的情况下，抑制最小电压电芯的劣化。
(第三示例性实施例)
图6是示出了根据第三示例性实施例的电子设备60的配置的示意图。除了存在多个负载600之外，第三示例性实施例与第一示例性实施例相同。下文中，将进行具体描述。
这里，如图6所示，根据第三示例性实施例的电子设备60是例如通过电磁波的发送和接收来执行电话呼叫或分组通信的便携式通信终端。
该电子设备60包括声音输出单元601、具有发光单元的显示单元602、操作单元603、声音输入单元604、通信单元(通信单元605)、处理器单元(处理器单元606)、存储单元607和负载控制单元640。
声音输出单元601是输出电话呼叫的声音的扬声器。此外，声音输入单元604是输入电话呼叫的声音的麦克风。此外，具有发光单元的显示单元602是显示诸如电话号码或邮件等符号和图像的液晶显示设备。此外，处理器单元606对诸如电话呼叫的声音信号或分组通信的数据等信号执行算术运算处理。存储单元607存储诸如电话号码或邮件的数据。通信单元605通过电磁波发送和接收诸如声音信号或分组的信号。通过这种方式，第三示例性实施例的电子设备60包括多个负载600。
负载控制单元640连接到与第一示例性实施例中相同的电池组10(在图中未示出的区域中)。此外，负载控制单元640连接到上述每一个负载600。由此，负载控制单元640能够控制每个负载600的电能消耗量。
与此同时，用于向每个负载600供电的互连(未示出)可以不一定通过负载控制单元640连接到每个负载600。
这里，假定图2中S140的状态。即，该状态是满足电池组10中的最小电压电芯的电压等于或小于放电基准电压值V1这一警报条件的状态，且电池控制单元400向负载控制单元640发送第一信号。
当连续使用所有负载600时，电池组10的最小电压电芯快速改变到过度放电状态。从而，当从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640按如下所述降低负载600的放电电流。
举例来讲，与第一示例性实施例中的情况一样，负载控制单元640逐渐降低显示单元602的发光单元的亮度。通过这种方式，负载控制单元640逐渐降低负载600所消耗的放电电流。
此外，举例来讲，与第一示例性实施例中的情况一样，负载控制单元640可引起显示单元602执行显示，以使得得知电池组10的剩余容量很低。由此，可以使用户做好电子设备60不能使用的准备。
此外，举例来讲，负载控制单元640降低处理器单元606的处理速度。这里，“降低处理器单元606的处理速度”指的是降低处理器单元606的时钟频率。通过这种方式，可以通过降低时钟频率来降低处理器单元606中消耗的电流。
此外，举例来讲，负载控制单元640控制通信单元605，以便限制电话呼叫以及仅执行分组通信。在通过电话呼叫发送和接收声音信号的过程中，通信单元605中消耗的电能大于通过分组通信发送和接收数据信号中的消耗。通过这种方式，负载控制单元640能够施加以下限制：只使用具有相对较小的功耗的负载。
如上文所述，负载控制单元640可逐渐降低在当前时间消耗电能的负载600的数量。由此，能够以负载600为单位降低放电电流。
根据第三示例性实施例，电子设备60包括多个负载600。在这种情况中，当从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640能够适当地选择降低放电电流的方法。负载控制单元640可以逐渐降低在当前时间消耗电能的负载600的数量。由此，可以以负载600为单位降低放电电流。因此，可以防止整个电子设备60因最小电压电芯的过度放电而无法使用。此外，用户能够稳定地且长时间地使用电子设备60。
(第四示例性实施例)
图7是示出了根据第四示例性实施例的电子设备60的配置的示意图。除了电子设备60是混合汽车或电动汽车的动力控制设备之外，第四示例性实施例与第一示例性实施例相同。下文中，将进行具体描述。
这里，如图7所示，根据第四示例性实施例的电子设备60是例如诸如混合汽车的动力控制设备。与第一示例性实施例中相同的电池组10安装于混合汽车上，并且连接到电子设备60。
电子设备60包括电动机单元(电动机单元608)、引擎单元(引擎单元609)、负载控制单元640和逆变器660。负载控制单元640连接到电池组10的电池控制单元400(在图中未示出的区域中)。此外，逆变器660连接到电池组10的外部正电极端子710和外部负电极端子720(在图中未示出的区域中)。
电动机单元608将来自电池组10的电能转换成汽车的动力。此外，电动机单元608通过逆变器660将汽车的动力转换成电能，并能够将所转换的电能提供给电池组10。
引擎单元609通过燃烧汽油将动力提供给汽车。负载控制单元640连接到电动机单元608和引擎单元609。由此，负载控制单元640控制每个负载600对汽车的动力作出贡献的比例。
与此同时，用于向电动机单元608提供电能的互连(未示出)可以不一定通过负载控制单元640连接。
这里，混合汽车由电动机单元608驱动，并假定处于图2中的S140的状态。即，混合汽车处于满足电池组10中的最小电压电芯的电压等于或小于放电基准电压值V1这一警报条件的状态，且电池控制单元400向负载控制单元640发送第一信号。
当仅电动机单元608继续按现状被驱动时，电池组10的最小电压电芯很快就过度放电。从而，当从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640按如下进行控制。
举例来讲，负载控制单元640降低从电池组10到电动机单元608的电能供应量，并且增加引擎单元609中的驱动比例。换言之，负载控制单元640执行控制，以使得引擎单元609中对动力的贡献比例逐渐变大。与此同时，可将驱动从电动机单元608切换到引擎单元609。由此，可以降低电动机单元608中消耗的放电电流。通过这种方式，可以逐渐切换到使用其它能量的负载600(引擎单元609)。
根据第四示例性实施例，可以获得与第一示例性实施例中相同的效果。
如上文所述，在第四示例性实施例中，描述了混合汽车的情况，但是也可以使用电动汽车。在这种情况中，当从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640通过降低提供给电动机单元608的电能来降低放电电流。与此同时，在这种情况中，由于只有一种动力源，因此负载控制单元640优选地逐渐降低放电电流。
此外，在第四示例性实施例中，描述了混合汽车的情况，但是也可以使用电力辅助的自行车。如第一示例性实施例所述，当最小电压电芯过度放电时，电池组10强制终止放电。从而，当从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640逐渐降低提供给电动机单元608的电能。即，负载控制单元640减弱电动机单元608的辅助力。由此，可以在用户几乎感觉不到负载变化的情况下长时间使用电动机单元608。
(第五示例性实施例)
图8是示出了根据第五示例性实施例的电子设备60的配置的示意图。除了电子设备60连接到不同于电池组10的至少一个或更多个其它供电单元(供电单元12)之外，第五示例性实施例与第一示例性实施例相同。下文中，将进行具体描述。
这里，如图8所示，根据第五示例性实施例的电子设备60是例如控制来自多个供电电源的电能的电能控制设备。
与第一示例性实施例中相同的电池组10连接到太阳能电池92。太阳能电池92将太阳光的光能转换成电能。当从太阳能电池92提供光伏电能时，通过所述电能对电池组10进行充电。
此外，电子设备60包括转换器单元670和负载控制单元640。转换器单元670将从电池组10提供的直流电流转换成交变电流。此外，转换器单元670具有发送第一信号(发送自电池组10)的功能。与此同时，用于从电池组10直接向负载控制单元640发送第一信号的互连(未示出)可连接于此。此外，电池组10连接到电子设备60的转换器单元670。
负载控制单元640连接到其它供电单元12。供电单元12是例如供应自电力公司的电能的配电盘。例如，交变电流提供自供电单元12。
负载控制单元640连接到多个家用供电插座610。由用户将多个负载600连接到供电插座610。
这里，假定从电池组10向供电插座610供应电能。此外，假定电池组10是图2中S140的状态。即，电池组10处于满足电池组10中的最小电压电芯的电压等于或小于放电基准电压值V1这一警报条件的状态，且电池控制单元400向负载控制单元640发送第一信号。
当按现状只连续消耗来自电池组10的电能时，电池组10的最小电压电芯很快就过度放电。
从而，当从电池控制单元400接收到第一信号时，负载控制单元640降低从电池组10到供电插座610的供电量，并增加从其它供电单元12到供电插座610的供电量。由此，可以防止电池组10的最小电压电芯过度放电。
与此同时，可以在无需不连续地从电池组10切换到供电单元12的情况下，逐渐增加其它供电单元12作出的贡献的比例。
根据第五示例性实施例，电子设备60连接到不同于电池组10的至少一个或更多个其它供电单元12。同样如第一示例性实施例所述，当最小电压电芯过度放电时，电池组10强制终止放电。由此原因，举例来讲，当用户从电池组10接收供电时，供电失败即刻发生。因此，当接收到第一信号时，负载控制单元640降低从电池组10到供电插座610的供电量，并增加从其它供电单元12到供电插座610的供电量。由此，可以防止电池组10的最小电压电芯过度放电。此外，可以连续向负载600侧供电。
(第六示例性实施例)
图9是示出了根据第六示例性实施例的电池组10和电子设备60的配置的电路图。除了第一示例性实施例中的电池组10的控制电路20被包括在电子设备60中之外，第六示例性实施例与第一示例性实施例相同。下文中，将进行具体描述。
如图9所述，第六示例性实施例的电池组10不具有控制电路20。即，电池组10只包括彼此串联的多个电芯100。正电极端子160位于电池组10的电芯1一侧。另一方面，负电极端子180位于电池组10的电芯N一侧。此外，在每个电芯100之间具有电芯端子130。
除了负载600和负载控制单元640，第六示例性实施例的电子设备60还包括测量单元200、电池控制单元400和开关500。测量端子760位于电子设备60的电池组10一侧。
此外，正电极端子740和负电极端子750位于电子设备60的电池组10一侧。电子设备60的正电极端子740和负电极端子750分别连接到电池组10的正电极端子160和负电极端子180。由此，电子设备60能够从电池组10接收供电。
此外，测量单元200连接到测量端子760。电子设备60的测量端子760通过互连(标记未示出)连接到电池组10的电芯端子130。由此，测量单元200能够测量每个电芯100的电压。
根据第六示例性实施例，可以获得与第一示例性实施例相同的效果。此外，根据第六示例性实施例，可以简化频繁交换的电池组10。
(第七示例性实施例)
将参见图10描述根据第七示例性实施例的电池组10。图10是示出了根据第一示例性实施例的电池组10和充电器90的配置的电路图。除了电池控制单元400的功能之外，第七示例性实施例与第一示例性实施例相同。电池组10的配置与第一示例性实施例相同。在所述配置中，电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压控制对电芯100进行充电。此外，在执行电芯100的充电时，电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压指定电压最高的最大电压电芯。此外，在最小容量单元过度充电之前，电池控制单元400输出用于降低充电过程中的充电电流的第一信号。下文中，将进行具体描述。
电池控制单元400连接到测量单元200。电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压来控制对每个电芯100的充电。
这里，如第一示例性实施例中一样，假定由于例如温差的存在，每个电芯100中的内部电阻具有差别。在这种情况中，具有最小内部电阻的电芯100的电压降分量小于其它电芯100的电压降分量。即，当电池组10充电时，最大电压电芯在充电期间的电压提升要比其他电芯100更快。因此，在执行对电芯100的充电时，电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压将具有最小内部电阻的这一电芯100指定为“最大电压电芯”。下文将详细描述根据第七示例性实施例的充电方法的细节。
接下来，将描述连接到第七示例性实施例的电池组10的充电器90。电子设备60包括充电控制单元(充电控制单元940)。充电控制单元940连接到电池控制单元400，并控制充电过程中的充电电压和充电电流。此外，当从电池控制单元400接收到第一信号时，充电控制单元940降低充电电流。下文中，将进行具体描述。
充电器90包括例如供电电源900。这里使用的供电电源900指的是用于对电池组10进行充电的电源。充电器90的正电极端子810和负电极端子820连接到供电电源900。同时，当供电电源900是交变电流时，充电器90可包括将交变电流转换成直流的转换器单元(未示出)。此外，供电电源900可以是不同于充电器90的外部供电电源。
正电极端子810和负电极端子820被提供于充电器90的电池组10一侧。充电器90的正电极端子810和负电极端子820分别连接到电池组10的外部正电极端子710和外部负电极端子720。由此，充电器90能对电池组10进行充电。
充电控制单元940连接到供电电源900。由此，充电控制单元940控制供电电源900的电压和电流。
此外，充电控制单元940连接到通信端子830。充电器90侧的通信端子830通过例如互连(标记未示出)连接到电池组10侧的通信端子730。由此，充电控制单元940连接到电池控制单元400，并能够接收第一信号。
当从电池控制单元400接收到第一信号时，充电控制单元940降低充电电流。由此，可以防止最大电压电芯过度充电。下文将详述这一充电控制方法的细节。
接下来，将参考图11和12描述上文所述的电池组10的充电控制方法。图11是示出了根据第七示例性实施例的充电控制方法的流程图。图12是示出了根据第七示例性实施例的充电控制方法的图。同时，图12的时间t与图3和4的时间t无关。根据第七示例性实施例的充电控制方法包括以下步骤。首先，当对电芯100充电时，基于由测量单元200测量的电压来指定具有最高电压的最大电压电芯(S220)。接下来，在最大电压电芯过度充电之前，输出用于降低充电过程中的充电电流的第一信号(S240)。下文中，将给出具体描述。
这里，假定电池组中至少最大电压电芯不具有剩余容量。最大电压电芯的电压在初始阶段中变成接近放电终止电压值V0的值。电压被假定为例如放电基准电压值V1。
首先，在图11中，充电器90的正电极端子810和负电极端子820分别连接到电池组10的外部正电极端子710和外部负电极端子720。由此，开始对电芯100充电(S210)。
通过恒流和恒压充电方法来执行这一充电。这里使用的“恒流和恒压充电方法”指如下充电方法：在整个电池组10的电压达到特定充电电压之前使用恒定充电电流执行充电，并且在达到特定充电电压之后将所施加的电压设置为恒定的充电电压。这里，举例来讲，以上“充电电压”被设置为NV2，以使得电芯100的电压被设置为充电基准电压值V2。此外，“充电电流”被设置为IC。
此外，在充电开始的同时，测量单元200测量彼此串联的多个电芯100的电压。此外，还可同时测量电芯100的电流。
接下来，电池控制单元400基于由测量单元200测量的电压来指定具有最高电压的最大电压电芯(S220)。
这里，图12(a)示出了自充电开始时刻起始的时间与第七示例性实施例中的最大电压电芯的电压之间的关系。由于充电，电芯100的电压单调地上升。包括最大电压电芯的所有电芯100彼此串联。由此原因，流经各个电芯100的电流彼此相等。另一方面，各个电芯100的内部电阻彼此不同。例如，具有最高温度的电芯100的内部电阻最小。由于由内部电阻引起的电压降与电流成比例，所以具有最小内部电阻的电芯100的电压降分量小于其他电芯的电压降分量。也就是说，最大电压电芯的电压升高比其他电芯100要更快。因此，具有最小内部电阻的电芯100被指定为“最大电压电芯”。
此外，图12(b)示出了自充电开始时刻起始的时间与第七示例性实施例中的最大电压电芯的剩余容量之间的关系以及自放电开始时刻起始的时间与最大电压电芯的电流之间的关系。
在图12(b)中，直到时刻t1之前，执行恒流充电。充电电流在IC保持恒定。此外，每个电芯100的剩余容量线性升高。
与此同时，在充电的初始阶段中，对应于最大电压电芯的电芯100可改变。在该情况中，当前时间具有最高电压的电芯100被指定为“最大电压电芯”，并且可基于在任意时间测量的电压改变所指定的“最大电压电芯”。
接下来，在指定了最小电压电芯之后，电池控制单元400确定最大电压电芯的电压等于或小于充电基准电压值V2这一警报条件(S230)。如下文所述，该“充电基准电压值V2”是用于确定最大电压电芯接近于过度充电的基准电压。与此同时，“充电基准电压值V2”被存储在电池控制单元400的存储单元中。
这里，将“充电基准电压值V2”设置为低于过充电检测电压值VOC。具体地，“充电基准电压值V2”是例如额定充电电压值。由此，由于最大电压电芯没有被过度充电，所以可以抑制最大电压电芯中的劣化。与此同时，这里使用的“额定充电电压值”指的是可充电电压值，考虑到对电池组10进行充电时的安全性，该可充电电压值被设置为低于过充电检测电压值VOC。
这里使用的“过充电检测电压值VOC”指例如使锂离子二次电池等中不出现缺陷的电压的上限。当最大电压电芯达到“过充电检测电压值VOC”时，强制终止对电池组10的充电。具体地，电池控制单元400通过测量单元200向开关500发送用于停止充电的信号。由此，电池控制单元执行控制以使得最大电压电芯不过度充电。同时，“过充电检测电压值VOC”被存储在电池控制单元400的存储单元中。
如时刻t1之前的情况，当最大电压电芯的电压低于充电基准电压值V2并且未满足警报条件(S230；否)时，电池控制单元400继续按现状对所有电芯100进行充电。
另一方面，当最大电压电芯的电压达到充电基准电压值V2或更高并且满足警报条件(S230；是)时，电池控制单元400输出用于降低充电过程中的充电电流的第一信号(S240)。通过电池组10的通信端子730和充电器90的通信端子830将第一信号发送到充电器90的充电控制单元940。
这里使用的“第一信号”指为了使电池控制单元400降低充电器90侧的充电电流的信号。第七示例性实施例中的“第一信号”可被设置为与第一示例性实施例中的“第一信号”相同，只不过该信号是关于充电的信号。
这里，在图12(a)和12(b)中，满足警报条件(S230；是)的时刻是时刻t1。如图12(a)所示，最大电压电芯的电压被设置为充电基准电压值V2。因此，最大电压电芯的电压处于满足警报条件的状态中。与此同时，虽然图中并未示出，在时刻t1，其它电芯100的电压等于或大于充电基准电压值V2。
此外，如图12(b)所示，在时刻t1，最大电压电芯的剩余容量尚未达到完全充电容量CRa。与此同时，所有电芯100仍处于未完全充电的状态。
接下来，当在时刻t1从电池控制单元400接收到第一信号时，充电控制单元940降低充电电流(S250)。
如图12(b)所示，在时刻t1之后，充电控制单元940将充电电流从IC逐渐降低。在这种情况中，最大电压电芯的剩余容量在时刻t1之后缓慢升高。
此外，如图12(a)所示，在时刻t1之后，充电控制单元940基于第一信号执行控制，以使得最大电压电芯的电压变得小于过充电检测电压值VOC。具体地，充电控制单元940执行控制，以使得电压在例如充电基准电压值V2处保持恒定。当充电控制单元940不降低充电电流时，最大电压电芯的电压有可能在时刻t2达到过充电检测电压值VOC。另一方面，在S250中，充电控制单元940降低充电电流。由此，从时刻t1到时刻t2，最大电压电芯的电压能够被维持得低于过充电检测电压值VOC。因此，可以防止最大电压电芯过度充电。
进一步执行充电，从而如图3(b)所示，最大电压电芯的剩余容量在时刻t3达到完全充电容量CRa。此外，最大电压电芯的电流在时刻t3达到充电终止电流值I0。这里使用的“充电终止电流值I0”指的是当电芯100接近完全充电时收敛到恒定值时的电流值。因此，在时刻t3，充电控制单元940终止充电(S260)。
另一方面，用户侧可随意终止对电子设备60的使用(S260)。
如上文所述，根据第七示例性实施例的电池组10的放电得到控制。
接下来，将使用图13作为对比示例来描述第七示例性实施例的效果。图13是示出了用于描述第七示例性实施例的效果的对比示例的图。
与第七示例性实施例不同，图13示出了电池控制单元400不执行对最大电压电芯的充电的控制的对比示例。图13(a)示出了从充电开始时刻起始的时间与对比示例中的电芯100的电压之间的关系。此外，图13(b)示出了从充电开始时刻起始的时间与对比示例中的电芯100的剩余容量之间的关系，以及从充电开始时刻起始的时间与电芯100的电流之间的关系。与此同时，图13的时间t被假定为与图12的时间t相同。
如图13(a)所示，在对比示例中，最大电压电芯的电压从充电开始起单调增加。此外，由于最大电压电芯具有小的内部电阻，最大电压电芯的电压升高比最小电压电芯的电压升高更快。
在对比示例中，电池控制单元400不基于最大电压电芯的电压执行用于降低充电电流的控制。由于通过恒流和恒压充电方法来执行充电，因此充电电流在IC保持恒定。因此，在N个电芯100的电压之和等于NV2之前，即使电压被设置为等于或大于充电基准电压值V2时，最大电压电芯的电压也继续升高。
最大电压电芯的电压进一步升高到过充电检测电压值VOC。通过这种方式，当最大电压电芯的电压升至过充电检测电压值VOC时，电池控制单元400通过测量电压200向开关500发送用于停止充电的信号。由此，电池控制单元400强制终止充电。
此外，如图13(b)所示，最大电压电芯的剩余容量尚未达到完全充电容量CRa。即，尽管所有电芯100都处于尚未充分充电的状态中，也强制终止充电。
当为了对其它电芯100进行充电而从该状态执行再充电时，最大电压电芯的电压超过过充电检测电压值VOC。在这种情况中，上述电压值或更高值的充电不能执行。
通过这种方式，在对比示例中，由于特定电芯100的电压，电池组10作为整体，尽管尚未完全充电，仍有可能强制终止充电。
另一方面，根据第七示例性实施例，当执行对电芯100的充电时，电池控制单元400在最大电压电芯过度充电之前输出用于降低充电过程中的充电电流的第一信号。由此，可以降低对于连接到电池组10的充电器90的充电电流。因此，最大电压电芯过度充电的情况不会出现。通过这种方式，能够防止由于特定电芯的电压而终止充电。
此外，根据第七示例性实施例，对最大电压电芯的充电由于过度充电而强制终止的情况不会发生。由此，可以继续对其它电芯100进行充电。也就是说，可以使整个电池组10接近完全充电。
此外，根据第七示例性实施例，在过度充电状态中终止对最大电压电芯的充电的情况不会发生。因此，可以抑制最大电压电芯中的劣化。
如上文所述，根据第七示例性实施例，具有彼此串联的多个电芯100的电池组10能避免被过度充电，而且能够稳定地且长时间地充电。
如上文所述，根据第七示例性实施例，描述了各个电芯100的内部电阻彼此不同的情况，但在各个电芯100完全充电容量彼此不同的情况中也可以得到相同的效果。
(第八示例性实施例)
图14是示出了根据第八示例性实施例的电池组10和充电器90的配置的电路图。除了第七示例性实施例中的电池组10的控制电路20被包括在充电器90中之外，第八示例性实施例与第七示例性实施例相同。下文中，将进行具体描述。
如图14所示，第八示例性实施例的电池组10不具有控制电路20。即，电池组10只包括彼此串联的多个电芯100。正电极端子160位于电池组10的电芯1一侧。另一方面，负电极端子180位于电池组10的电芯N一侧。此外，在每个电芯100之间具有电芯端子130。
除了供电电源900和充电控制单元940，第八示例性实施例的充电器90还包括测量单元200、电池控制单元400和开关500。测量端子760位于充电器90的电池组10一侧。
此外，正电极端子740和负电极端子750位于充电器90的电池组10一侧。充电器90的正电极端子740和负电极端子750分别连接到电池组10的正电极端子160和负电极端子180。由此，充电器90能够对电池组10进行充电。
此外，测量单元200连接到测量端子760。充电器90的测量端子760通过互连(标记未示出)连接到电池组10的电芯端子130。由此，测量单元200能够测量每个电芯100的电压。
根据第八示例性实施例，能够获得与第七示例性实施例相同的效果。此外，根据第八示例性实施例，能够简化频繁交换的电池组10。
在前述示例性实施例中，电池控制单元400可以响应于对电芯100进行放电的情况和对电芯100进行充电的情况输出第一信号。
在前述示例性实施例中，描述了电池控制单元400基于放电基准电压值V1或充电基准电压值V2发送第一信号的情况。如上文所述，最小电压电芯或最大电压电芯的电压通过负载控制单元640或充电控制单元940的控制发生波动。其中，电池控制单元400可将第二放电基准电压值设置为低于放电基准电压值V1或将第二充电基准电压值设置为高于充电基准电压值V2，并且可发送第二信号。在这种情况中，负载控制单元640或充电控制单元940可更多地降低放电电流或充电电流。与此同时，电池控制单元400可以不只发送第二信号，而是分多步发送信号。
在前述示例性实施例中，描述了电池控制单元400通过测量单元200向开关500发送信号的情况，但电池控制单元400可直接将信号发送到开关500。
如上所述，虽然参照附图对本发明的实施例进行了描述，但是它们只是对本发明的示意，并且可采用与上述内容不同的各种配置。例如，在以上实施例中，描述了电芯100是层叠类型的电池的情况，但是即使当电芯100是具有其它构型(比如圆柱形和方形)的电池时，也可类似地获得本发明的效果。
本申请要求享有于2012年2月29日提交的日本专利申请No.2012-44628的优先权，其内容通过引用而完全并入此处。

Claims (19)

1.一种电池控制系统，包括：
测量单元，测量彼此串联的多个电池单元的电压；
电池控制单元，基于由所述测量单元测量的所述电压，控制所述电池单元的放电，
其中，所述电池控制单元
在执行所述电池单元的所述放电时，基于由所述测量单元测量的所述电压，指定所述电压最低的最小电压单元，
在不满足所述最小电压单元的所述电压等于或小于放电基准电压值这一警报条件时，继续按现状对所有所述电池单元进行所述放电，所述放电基准电压值高于指示过放电状态的过放电检测电压值，以及
当满足所述警报条件时，输出用于降低所述放电时的放电电流的第一信号。
2.根据权利要求1所述的电池控制系统，还包括连接到所述电池控制单元的负载控制单元，该负载控制单元接收所述第一信号并且控制消耗所述放电的电能的负载，
其中，当从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，所述负载控制单元降低所述放电电流。
3.根据权利要求2所述的电池控制系统，其中，所述负载控制单元基于所述第一信号控制所述负载，以使得所述最小电压单元的所述电压在所述放电基准电压值处保持恒定。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述电池单元是包括锂离子二次电池的电池控制系统。
5.一种电池控制系统，包括：
测量单元，测量彼此串联的多个电池单元的电压；
电池控制单元，基于由所述测量单元测量的所述电压，控制对所述电池单元的充电，
其中，所述电池控制单元
在对所述电池单元执行所述充电时，基于由所述测量单元测量的所述电压，指定电压最高的最大电压单元，
在不满足所述最大电压单元的所述电压等于或大于充电基准电压值这一警报条件时，继续按现状对所有所述电池单元进行所述充电，所述充电基准电压值低于指示过充电状态的过充电检测电压值，以及
当满足所述警报条件时，输出用于降低所述充电时的充电电流的第一信号。
6.根据权利要求5所述的电池控制系统，还包括连接到所述电池控制单元的充电控制单元，该充电控制单元接收所述第一信号并且控制所述充电时的充电电压和充电电流，
其中，当从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，所述充电控制单元降低所述充电电流。
7.根据权利要求6所述的电池控制系统，其中，所述充电控制单元基于所述第一信号执行控制，以使得所述最大电压单元的所述电压在所述充电基准电压值处保持恒定。
8.一种电池组，包括：
彼此串联的多个电池单元；
测量单元，测量所述电池单元的电压；以及
电池控制单元，基于由所述测量单元测量的所述电压，控制所述电池单元的放电，
其中，所述电池控制单元
在执行所述电池单元的所述放电时，基于由所述测量单元测量的所述电压，指定所述电压最低的最小电压单元，
在不满足所述最小电压单元的所述电压等于或小于放电基准电压值这一警报条件时，继续按现状对所有所述电池单元进行所述放电，所述放电基准电压值高于指示过放电状态的过放电检测电压值，以及
当满足所述警报条件时，输出用于降低所述放电时的放电电流的第一信号。
9.一种电池组，包括：
彼此串联的多个电池单元；
测量单元，测量所述电池单元的电压；以及
电池控制单元，基于由所述测量单元测量的所述电压，控制对所述电池单元的充电，
其中，所述电池控制单元
在对所述电池单元执行所述充电时，基于由所述测量单元测量的所述电压，指定所述电压最高的最大电压单元，
在不满足所述最大电压单元的所述电压等于或大于充电基准电压值这一警报条件时，继续按现状对所有所述电池单元进行所述充电，所述充电基准电压值低于指示过充电状态的过充电检测电压值，以及
当满足所述警报条件时，输出用于降低所述充电时的充电电流的第一信号。
10.一种电子设备，包括：
电池组，包括彼此串联的多个电池单元；
测量单元，测量所述电池单元的电压；
电池控制单元，基于由所述测量单元测量的所述电压，控制所述电池单元的放电；
负载，消耗从所述电池组的所述放电的电能；以及
负载控制单元，连接到控制所述负载的所述电池控制单元，
其中，所述电池控制单元
在执行所述电池单元的所述放电时，基于由所述测量单元测量的所述电压，指定所述电压最低的最小电压单元，
在不满足所述最小电压单元的所述电压等于或小于放电基准电压值这一警报条件时，继续按现状对所有所述电池单元进行所述放电，所述放电基准电压值高于指示过放电状态的过放电检测电压值，以及
当满足所述警报条件时，输出用于降低所述放电时的放电电流的第一信号，以及
所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，降低所述放电电流。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述负载包括至少一个或更多个发光单元，以及
所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，通过降低所述发光单元的亮度来降低所述放电电流。
12.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述负载包括至少一个或更多个处理器单元，以及
所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，通过降低所述处理器单元的处理速度来降低所述放电电流。
13.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述电子设备是执行电话呼叫或分组通信的便携式通信终端，
所述负载包括执行所述通信的通信单元，以及
所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时限制所述电话呼叫，并且通过控制所述通信单元以便只执行所述分组通信来降低所述放电电流。
14.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述负载包括至少一个或更多个电动机单元，以及
所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，通过降低供应给所述电动机单元的电能来降低所述放电电流。
15.根据权利要求10所述的电子设备，还包括由汽油驱动的引擎单元，
其中，所述负载是至少一个或更多个电动机单元，以及
所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时降低从所述电池组到所述电动机单元的供电量，并通过增加所述引擎单元中的驱动比例来降低所述放电电流。
16.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述电子设备连接到不同于所述电池组的至少一个或更多个其它供电单元，
其中，所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时降低从所述电池组到所述负载的供电量，并增加从所述供电单元到所述负载的供电量。
17.根据权利要求10中的任一项所述的电子设备，其中，所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，逐渐降低消耗所述负载的所述放电电流。
18.根据权利要求10-17中的任一项所述的电子设备，还包括多个所述负载，
其中，所述负载控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，逐渐降低当前消耗电能的负载的数量。
19.一种充电器，包括：
测量单元，测量彼此串联的多个电池单元的电压；
电池控制单元，基于由所述测量单元测量的所述电压，控制所述电池单元的充电；以及
充电控制单元，连接到所述电池控制单元，所述充电控制单元控制所述充电时的充电电压和充电电流，
其中，所述电池控制单元
在对所述电池单元执行所述充电时，基于由所述测量单元测量的所述电压，指定所述电压最高的最大电压单元，
在不满足所述最大电压单元的所述电压等于或大于充电基准电压值这一警报条件时，继续按现状对所有所述电池单元进行所述充电，所述充电基准电压值低于指示过充电状态的过充电检测电压值，以及
当满足所述警报条件时，输出用于降低所述充电时的所述充电电流的第一信号，以及
所述充电控制单元在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，降低所述充电电流。
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Patentee before: NEC Energy Components Co., Ltd.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
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Denomination of invention: Battery control system, battery pack, electronic device, and charger

Effective date of registration: 20190821

Granted publication date: 20160907

Pledgee: Sumitomo Mitsui Banking Corporation

Pledgor: Vision AESC Energy Components Co., Ltd.

Registration number: Y2019990000102