CN104145400A - 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

多个电芯(100)彼此串联。温度测量单元(300)测量两个或更多个电芯(100)的温度。电池控制单元(400)基于由温度测量单元(300)测量的温度，控制对电芯(100)的充电和放电。此外，在执行电芯(100)的充电时或执行电芯(100)的放电时，电池控制单元(400)基于由温度测量单元(300)测量的温度，指定具有最低温度的最低温度电芯和具有最高温度的最高温度电芯。此外，当最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件未被满足时，电池控制单元(400)继续按现状进行充电或放电。另一方面，当温差ΔT满足第一条件时，电池控制单元(400)输出第一信号。

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
提出了用于从电池组稳定地获得电能的多种方法。
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。在这种情况中，当在暂时停止之后重新开始放电时，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，可以从二次电池提取大量的电能。
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。由于多种原因，各个电池单元的电压不一定彼此相等。由此原因，当任何电池单元的电压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：温度测量单元，测量彼此串联的多个电池单元中的两个或更多个电池单元的温度；以及电池控制单元，基于由温度测量单元测量的温度，控制电池单元的充电和放电，其中，电池控制单元在执行电池单元的充电时或执行电池单元的放电时基于由温度测量单元测量的温度指定温度最低的最低温度单元和温度最高的最高温度单元，当最高温度单元和最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时继续按现状进行充电或放电，以及当温差满足第一条件时输出第一信号。
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；温度测量单元，测量两个或更多个电池单元的温度；以及电池控制单元，基于由温度测量单元测量的温度控制电池单元的充电和放电，其中，电池控制单元在执行电池单元的充电时或执行电池单元的放电时基于由温度测量单元测量的温度指定温度最低的最低温度单元和温度最高的最高温度单元，当最高温度单元和最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时继续按现状进行充电或放电，以及当温差满足第一条件时输出第一信号。
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；温度测量单元，测量两个或更多个电池单元的温度；以及电池控制单元，基于由温度测量单元测量的温度控制电池单元的放电；负载，消耗来自电池组的放电的电能；以及负载控制单元，连接到电池控制单元，控制负载，其中，电池控制单元在执行电池单元的充电时基于由温度测量单元测量的温度指定温度最低的最低温度单元和温度最高的最高温度单元，当最高温度单元和最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时继续按现状进行充电或放电，以及当温差满足第一条件时输出第一信号，以及负载控制单元在从电池控制单元接收到第一信号时降低放电时的电流。
根据本发明，提供了一种充电器，包括：温度测量单元，测量彼此串联的多个电池单元中的两个或更多个电池单元的温度；电池控制单元，基于由温度测量单元测量的温度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，其控制充电时的电压和电流，其中，电池控制单元在执行电池单元的充电时基于由温度测量单元测量的温度指定温度最低的最低温度单元和温度最高的最高温度单元，当最高温度单元和最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时继续按现状进行充电或放电，以及当温差满足第一条件时输出第一信号，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时的电流。
根据本发明，当最高温度单元和最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时，电池控制单元输出第一信号。当从电池控制单元接收到第一信号时，电子设备或充电器能够降低放电或充电时的电流。由此，可以抑制由每个电池单元之间的温差引起的电压差所导致的任何电池单元的过度放电或过度充电。因此，可以稳定地对电池组进行充电或放电。
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是示出了根据第一实施例的控制方法的流程图；
图3是示出了根据第一实施例的控制方法的流程图；
图4是示出了根据第一实施例的控制方法的图；
图5是示出了根据第一实施例的控制方法的图；
图6是示出了用于描述第一实施例的效果的对比示例的图；
图7是示出了根据第二实施例的控制方法的流程图；
图8是示出了根据第二实施例的控制方法的图；
图9是示出了用于描述第二实施例的效果的对比示例的图；
图10是示出了根据第三实施例的电子设备的配置的示意图；
图11是示出了根据第四实施例的电子设备的配置的示意图；
图12是示出了根据第五实施例的电子设备的配置的示意图；
图13是示出了根据第六实施例的电池组和电子设备的配置的电路图；
图14是示出了根据第七实施例的电池组和充电器的配置的电路图；
图15是示出了根据第七实施例的控制方法的图；
图16是示出了用于描述第七实施例的效果的对比示例的图；
图17是示出了根据第八实施例的控制方法的图；以及
图18是示出了根据第九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。
(第一实施例)
参照图1描述根据第一实施例的电池组10。图1是示出了根据第一实施例的电池组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、温度测量单元(温度测量单元300和温度传感器)、以及电池控制单元(电池控制单元400)。多个电芯100彼此串联。温度测量单元300测量两个或更多个电芯100的温度。电池控制单元400基于由温度测量单元300测量的温度，控制对电芯100的充电和放电。此外，在对电芯100执行充电时或对电芯100执行放电时，电池控制单元400基于由温度测量单元300测量的温度，指定具有最低温度的最低温度电芯和具有最高温度的最高温度电芯。此外，电池控制单元400通过算术运算处理获得最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT，以及当温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件未被满足时继续按现状进行充电或放电。另一方面，当温差ΔT满足第一条件时，电池控制单元400输出第一信号。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(secondary)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在多行中彼此相邻布置的形态。在这一封装或类似封装中，同样可以获得与第一实施例中相同的效果。
第一实施例中的各个电芯100的完全充电容量是例如彼此相同的。当由于每个电芯100的温差导致电芯100的电压发生变化时，这种电池组10尤其有效。同时，理论上，即使各个电芯100的完全充电容量彼此不同时，也能获得相同的效果。
第一实施例中的电池组10除电芯100外还包括控制电路20。控制电路20包括电压和电流测量单元200、温度测量单元300、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)和开关500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。
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连接到电压和电流测量单元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。
控制电路20具有温度测量单元300。温度测量单元300测量两个或更多个电芯100的温度。温度测量单元300包括至少两个或更多个温度传感器(321、322和323)。温度传感器是例如热电耦。
温度测量单元300的温度传感器被提供用于例如测量布置在最外侧的至少一个电芯100以及比所述至少一个电芯100更靠内的电芯100的温度。当电池组10通电时，被布置在电池组10内的电芯100中的最外侧的电芯100具有向外部散热的趋向，从而不太可能变热。另一方面，在该情况下，位于电池组10的内侧的电芯100由于电芯100的内部电阻引起的生热而具有变热的趋向。因此，例如，按如上描述布置温度传感器，从而可以测量到具有最大温差的两个电芯100的温度。
这里，温度传感器321、温度传感器322和温度传感器323分别被提供为与不同的电芯100进行接触。其中，温度传感器321被提供为与布置在最外侧的电芯100(图中的电芯1)接触。此外，温度传感器322被提供为与位于电池组10的中心附近的电芯100(图中的电芯3)接触。此外，温度传感器323被提供为与布置在与温度传感器321相对侧的外侧的电芯100(图中的电芯N)接触。同时，每个温度传感器都附着于例如容纳电芯100的外部主体(未示出)。
此外，温度传感器还可位于电池组10的外部附近。由此，温度测量单元300能够测量外部空气的温度。
此外，温度测量单元300接收信号(比如在上述温度传感器中出现的热电动力)，以便计算温度。温度测量单元300连接到电池控制单元400。由此，电池控制单元400接收由温度测量单元300所测量的温度的信号。同时，电池控制单元400可以接收温度传感器的信号，以便计算温度。
此外，如图1所示，控制电路20可以具有电压和电流测量单元200。电压和电流测量单元200测量多个电芯100中每一个的电压和电流。电压和电流测量单元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，电压和电流测量单元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，内部负电极端子180和外部负电极端子720之间具有电阻值已知的电阻器220。电压和电流测量单元200连接到电阻器220的两端。通过这种方式，通过测量施加到电阻器220的电压值，电压和电流测量单元200计算该电压值除以以上的电阻值，作为流经电芯100的电流值。
电池控制单元400连接到温度测量单元300以及电压和电流测量单元200。电池控制单元400基于由温度测量单元300测量的温度以及由电压和电流测量单元200测量的电压和电流，来控制对每个电芯100的充放电。电池控制单元400包括基于上述温度、电压和电流执行算术运算处理的算术运算单元(未示出)。例如，电池控制单元400基于由温度测量单元300测量的温度，指定具有温度传感器的电芯100中具有最低温度的最低温度电芯和具有最高温度的最高温度电芯。此外，电池控制单元400可包括存储单元(未示出)，其存储所测量的温度、电压和电流、或多种类型的设置值。换言之，这里使用的存储单元指存储器区域。
这里使用的“最高温度电芯”和“最低温度电芯”指的是例如具有温度传感器的电芯100中具有最高温度的电芯100和具有最低温度的电芯100，其中使用温度测量单元300来测量温度。因此，“最高温度电芯”和“最低温度电芯”不一定是电池组10中具有最高温度的电芯100和具有最低温度的电芯100。另一方面，基于通过提前测量温度分布获得的所估计的温度图，“最高温度电芯”和“最低温度电芯”可被指定为例如电池组10中的N个电芯100中的具有最高温度的电芯100和具有最低温度的电芯100。换言之，可基于具有温度传感器的电芯100的温度分布，从包括不具有温度传感器的其它电芯100在内的N个电芯100中，指定“最高温度电芯”和“最低温度电芯”。与此同时，所估计的温度图被存储在电池控制单元400的存储单元中。
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。
电池控制单元400通过算术运算处理获得最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT，以及当温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件未被满足时继续按现状进行充电或放电。另一方面，当温差ΔT满足第一条件时，电池控制单元400输出第一信号。电池控制单元400通过通信端子730将例如第一信号发送到电子设备60的负载控制单元640。同时，下文中将描述该控制方法的细节。
此外，“第一信号”可包括例如指示最高温度电芯与最低温度电芯之间的电压差的电压差信号。由此，已经接收到包括电压差信号的第一信号的电子设备60的负载控制单元640能够基于电压差信号控制负载。
此外，“第一信号”可包括例如指示最高温度电芯与最低温度电芯之间的温差ΔT的温差信号。由此，已经接收到包括温差信号的第一信号的电子设备60的负载控制单元640能够基于温差信号控制负载。
此外，“第一信号”可包括例如指示最高温度电芯与最低温度电芯中的至少一个电芯100的温度的温度信号。由此，已经接收到包括温度信号的第一信号的电子设备60的负载控制单元640能够基于温度信号控制负载。
此外，“第一信号”可包括例如指示外部空气的温度的外部空气温度信号。由此，已经接收到包括温度信号的第一信号的电子设备60的负载控制单元640基于外部空气温度信号设置下文描述的温差ΔT的基准值T1，从而能够控制负载。
此外，电压和电流测量单元200、电池控制单元400和开关500为了改善充放电的安全性和循环寿命，充当保护电路。当将电芯100放电至过放电检测电压值VOD或更低值时，电压和电流测量单元200、电池控制单元400和开关500强制终止放电。另一方面，当将电芯充电至过充电检测电压值VOC或更高值时，强制终止充电。此外，电池控制单元400的存储单元存储温差ΔT的基准值V1等。
通过该方式，在第一实施例中，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降低放电时的电流。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，例如，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)。算术运算单元根据来自电池控制单元400的第一信号等执行算术运算处理，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降低电流。负载控制单元640例如单调地降低电流。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电流。由此，可以抑制由温度导致的每个电芯100的电压发生变化。
接下来，将参考图2至5描述上文所述的电池组10的控制方法。图2和3是示出了根据第一实施例的控制方法的流程图。图4和5是示出了根据第一实施例的控制方法的图。根据第一实施例的放电控制方法包括以下步骤。首先，当执行电芯100的放电时，电池控制单元400基于由温度测量单元300测量的温度，指定具有最低温度的最低温度电芯和具有最高温度的最高温度电芯(S120)。接着，电池控制单元400确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件(S130)。接下来，当最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件未被满足时(S130；否)，电池控制单元400继续按现状进行放电。另一方面，当温差ΔT满足第一条件时(S130；是)，电池控制单元400输出第一信号(S140)。下文中，将给出具体描述。
这里，每个电芯100都变为处于被充电到完全充电的状态。每个电芯100的放电时的电压在初始阶段中是例如VC。此外，每个电芯100的剩余容量是完全充电容量。
首先，在流程图2中，开始从多个电芯100放电。具体地，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。同时，温度测量单元300开始测量具有温度传感器的电芯100的温度。此外，电压和电流测量单元200开始测量彼此串联的多个电芯100的电压和电流(S110)。
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，从而假定负载600以恒定电流操作。此时，认为开关500具有可忽略地小的内部电阻。
此外，当电芯100通电时，由于电芯100的内部电阻等，将发出焦耳热。原理上，每个电芯100的温度由于焦耳热而升高。然而，由于诸多因素，每个电芯100的温度并不总是均等地升高，这些因素包括：电芯100的位置、电子设备60的使用环境(比如外部空气温度)、电芯100自身的比热、电池组10的封装外观、向外界的热耗散、电子设备的放电电流等。
接着，电池控制单元400基于由温度测量单元300测量的温度，指定具有最低温度的最低温度电芯和具有最高温度的最高温度电芯(S120)。这里，举例来讲，在放电的初始阶段中，位于最外侧的电芯100(图1中的电芯1)具有允许散热的趋向，从而成为最低温度电芯。另一方面，位于电池组10的中心附近的电芯100(图1中的电芯3)不太可能引起散热，从而成为最高温度电芯。
图4(a)示出了自放电开始时刻起始的时间与第一实施例中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT之间的关系。
如图4(a)所示，在早于时刻t1的放电初始阶段中，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT单调地增加。同时，在初始阶段中，当温差较小时，难以指定最高温度电芯和最低温度电芯，可在任意时间对最高温度电芯和最低温度电芯进行更新。
此外，图4(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低温度电芯的电压Va和最高温度电芯的电压Vb之间的关系。此外，图中示出了自放电开始时刻起始的时间与第一实施例中的最高温度电芯的电压Vb和最低温度电芯的电压Va之间的电压差ΔV之间的关系。同时，最低温度电芯由粗实线示出，最高温度电芯由细实线示出。此外，图4(c)示出了自放电开始时刻起始的时间与第一实施例中的电芯100的电流之间的关系。
在图4(c)中，由于负载控制单元640，负载600以恒流操作。由此原因，直到时刻t1之前的放电是恒流放电。此外，包括最低温度电芯和最高温度电芯在内的所有电芯100彼此串联。因此，所有电芯100的电流在恒定电流值ID1处保持恒定。与此同时，在这里为了简化描述，只是假定使用恒流，但即使电流改变，同样可以获得第一实施例的效果。
这里，图5(a)示出了电芯100中的温度与电芯100的内部电阻之间的关系。随着电芯100中的温度降低，电芯100的内部电阻增加。具体地，随着温度变得更低，内部电阻具有显著增加的趋向。由此原因，最低温度电芯的内部电阻大于最高温度电芯的内部电阻。因此，即使相同的电流流动时，由于内部电阻之间的差别，电压降的大小也彼此不同。由此原因，每个电芯100中的电压有所变化。
如图4(b)所示，在早于时刻t1时，由于内部电阻的差别，最低温度电芯的电压Va比最高温度电芯的电压Vb下降的更快。该差(Vb-Va)等于通过将内部电阻的差与ID1相乘所得到的值。
接下来，电池控制单元400设置“温差ΔT的基准值T1”(S125)。如下文所述，这里使用的“温差ΔT的基准值T1”指为了使电池控制单元400输出第一信号的温差ΔT的阈值。换言之，“温差ΔT的基准值T1”是启动控制的阈值，所述控制用于抑制由温度导致的电芯100的电压变化。同时，“温差ΔT的基准值T1”可被提前设置。在这种情况中，该步骤可略去。
这里，如图5(a)所示，电芯100的内部电阻具有随着温度降低急剧增加的趋向。由此原因，最低温度电芯的电压下降变得比其它电芯100的电压下降更快。因此，随着电芯100的温度变得更低，由于电芯100之间的微小温差，每个电芯100之间的电压差具有急剧增加的趋向。
从而，电池控制单元400基于电芯100的温度，改变第一条件中的“温差ΔT的基准值T1”。举例来讲，随着最低温度电芯或最高温度电芯的温度变得更低，“温差ΔT的基准值T1”被设置为小得多的值。
也就是说，举例来讲，电池控制单元400可如图5(b)所示针对电芯100的温度T改变“温差ΔT的基准值T1”。同时，图5(b)示出了电芯100中的温度与“温差ΔT的基准值T1”之间的关系。当电芯100的温度低时，将“温差ΔT的基准值T1”设得较低，从而即使电芯100之间仅具有微小温差，电池控制单元400也能够根据每个电芯100之间的电压变化执行用于降低每个电芯100之间的电压差的控制。这里，举例来讲，基于最低温度电芯的温度，根据图5(b)设置“温差ΔT的基准值T1”。同时，可提前设置温差ΔT的基准值T1，并将其存储在存储单元中。
同时，针对电芯100温度的“温差ΔT的基准值T1”作为表格或函数存储在电池控制单元400的存储单元中。
此外，电池控制单元400可根据使用电子设备60的环境等改变所述表格或函数。
接下来，电池控制单元400确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件(S130)。
当最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件未被满足时(S130；否)，电池控制单元400继续按现状进行放电。
另一方面，当温差ΔT满足第一条件(S130；是)时，电池控制单元400输出第一信号(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”可以是例如脉冲信号。在这种情况中，“第一信号”的调制方案可以是例如脉冲宽度调制(PWM)方案或脉冲幅度调制(PAM)方案。
此外，“第一信号”可包括例如指示最高温度电芯与最低温度电芯之间的电压差的电压差信号。由此，当接收到包括电压差信号的第一信号时，负载控制单元640能够基于电压差信号降低电流。电流由负载控制单元640降低，从而在所有电芯100中，可以降低由内部电阻导致的电压降。因此，可以在通电期间降低每个电芯100之间的电压差。
此外，“第一信号”可包括例如指示最高温度电芯与最低温度电芯之间的温差ΔT的温差信号。当接收到包括温差信号的第一信号时，负载控制单元640能够执行控制，以使得随着温差变大，电流大大降低。如上所述，随着温差ΔT变大，每个电芯100之间的内部电阻之差增加。由此原因，电流由负载控制单元640降低，从而在所有电芯100中，可以降低由内部电阻导致的电压降。因此，可以在通电期间降低每个电芯100之间的电压差。
此外，“第一信号”可包括例如指示最低温度电芯与最高温度电芯中的至少一个电芯100的温度的温度信号。当接收到包括温度信号的第一信号时，负载控制单元640执行控制，以使得电流随着温度降低而降低。如上所述，随着电芯100的温度变低，每个电芯100之间的内部电阻之差有增加的趋向。因此，电流由负载控制单元640降低，从而在所有电芯100中，即使当每个电芯100之间的内部电阻之差很大时，也可以降低由内部电阻导致的电压降。因此，可以在通电期间降低每个电芯100之间的电压差。
此外，“第一信号”可包括例如指示外部空气的温度的外部空气温度信号。当接收到包括外部空气温度信号的第一信号时，负载控制单元640执行控制，以使得电流随着外部空气的温度降低而降低。当外部空气的温度很低时，例如位于最外侧的最低温度电芯的温度有可能变得更低。因此，电流由负载控制单元640降低，从而可以抑制由于外部空气温度的影响导致的通电期间电芯100的电压发生变化。
此外，“第一信号”可以是例如与当前最低温度电芯等的电压值相对应的信号。此外，“第一信号”可包括与当前电池组10的电流值相对应的信号。
这里，在图4(a)、4(b)和4(c)中，满足第一条件的时刻(S130；是)是时刻t1。如图4(a)所示，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT是基准值T1。因此，温差ΔT处于满足第一条件的状态中。
此外，如图4(b)所示，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差增加到Vg0。
这里，电池控制单元400和负载控制单元640按如下基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV执行控制(S400)。
图3是示出了基于电压差ΔV的控制的细节的流程图。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降低电流(S410)。由此，负载控制单元640能够在通电期间降低每个电芯100之间的电压差。与此同时，在这一情况中，负载控制单元640执行控制，以使得电流具有能够驱动至少负载600的值。
在第一实施例中，负载600包括发光单元(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电流。
如图4(c)所示，在时刻t1之后，负载控制单元640例如将放电电流从恒定电流值ID线性降低。具体地，负载控制单元640降低流经发光单元的电流，并且降低亮度。
此外，如图4(a)所示，在时刻t1之后，由于以下两个原因，温差ΔT的增加变得缓慢，并且接下来，温差ΔT降低。第一个原因是因为当负载控制单元640接收到第一信号时通过降低电流来抑制整个电池组10的生热。第二个原因是由于电芯100的布置，最低温度电芯的焦耳热变得大于最高温度电芯的焦耳热。在第一实施例中，举例来讲，最高温度电芯是位于电池组10的内侧的电芯100，而最低温度电芯是位于电池组10外侧的电芯100。由此原因，当电池组10通电时，最低温度电芯的内部电阻高于最高温度电芯的内部电阻。也就是说，由最低温度电芯的内部电阻导致的生热量变得大于由最高温度电芯的内部电阻导致的生热量。因此，最低温度电芯的温度上升变得快于最高温度电芯的温度上升。通过这种方式，在时刻t1之后，温差ΔT的增加变得缓慢，并且接下来，温差ΔT减小。
此外，如图4(b)所示，直到时刻t1，最低温度电芯的电压Va比最高温度电芯的电压Vb下降得低得多。在时刻t1之后，负载控制单元640降低电流，从而由内部电阻导致的电压降分量降低。在第一实施例中，在时刻t1之后，每个电芯100的电压增加由内部电阻导致的上述电压降分量的减少量。此外，最低温度电芯的电压Va接近最高温度电芯的电压Vb。
接下来，电池控制单元400确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV是否等于或小于第一基准电压值Vg1(S420)。在输出第一信号之后，第一基准电压值Vg1能立刻被设置为小于最高温度电芯和最低温度电芯之间的电位差Vg0的电压值。在第一实施例中，Vg1被设置为Vg0的2/3的值。
在时刻t1之后，当最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV高于第一基准电压值Vg1(S420；否)时，负载控制单元640继续用于降低电流的控制(S410)。
如图4(a)所示，在时刻t1之后，温差ΔT的增加变得缓慢，并且在时刻t2，温差ΔT变成最大值TM。此外，在时刻t2之后，温差ΔT与放电过程中的电流的降低相关联地缓慢降低。
如图4(b)所示，此外，负载控制单元640执行用于降低电流的控制，从而在时刻t2，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV变得等于或小于第一基准电压值Vg1。
如时刻t2的情况，当最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV等于或小于第一基准电压值Vg1(S420；是)时，电池控制单元400停止第一信号(S430)。
从而，负载控制单元640停止用于急剧降低电流的控制。与此同时，按如上所述，优选地基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的电位差确定输出“第一信号”的时段，但可根据情况改变。输出“第一信号”的时段可以是例如在满足以上第一条件所持续的时段。此外，所述时段落入例如以上第一条件，从而可被设置为恒定时间。此外，可基于温差ΔT的时间变化率来确定所述时段。即，电池控制单元可通过算术运算处理获得温差ΔT的时间变化率，并可在直到时间变化率变为小于输出所述“第一信号”之后紧接着的时间变化率为止的时段(例如直到时间变化率变成1/2或0的时段)中输出“第一信号”。
此外，当第一信号停止时，负载控制单元640执行控制，以使得电流被设置为等于或小于当前电流值(ID2)(S440)。这里，当第一信号停止时，负载控制单元640执行控制，以使得电流在当前电流值(ID2)处保持恒定。由此，负载控制单元640可待机，而不增加电压差ΔV，直到温差ΔT降低或温差ΔT处于平衡状态为止。
如图4(c)所示，在时刻t2之后，负载控制单元640执行控制，以使得电流在恒定电流值ID2处保持恒定。
如图4(a)所示，在时刻t2之后，温差ΔT缓慢上升，并且在时刻t3，温差ΔT变成最大值TM。在时刻t3之后，温差ΔT逐渐下降。
如图4(b)所示，在时刻t3之后，最低温度电芯和最高温度电芯的电压与剩余容量的降低相关联地下降。此外，最高温度电芯和最低温度电芯的内部电阻与以上温差ΔT的降低相关联地彼此接近。由此，在时刻t2之后，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV进一步降低。
接下来，电池控制单元400确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV是否等于或小于比第一基准电压值Vg1更低的第二基准电压值Vg2(S450)。第一实施例中的“第二基准电压值Vg2”被设置为第一基准电压值Vg1的1/2。然而，当“第二基准电压值Vg2”低于第一基准电压值Vg1时，即使在其它值的情况中也可以获得相同效果。举例来讲，“第二基准电压值Vg2”可被设置为0、等于电压和电流测量单元200中的电压分辨率的电压值等。当电压差ΔV大于第二基准电压值Vg2(S450；否)时，负载控制单元640继续S440的控制。
在时刻t4，电压差ΔV降至比第一基准电压值cg1更低的第二基准电压值Vg2。当电压差ΔV等于或小于第二基准电压值Vg2(S450；是)时，电池控制单元400输出不同于第一信号的第二信号(S460)。这里使用的“第二信号”指为了使电池控制单元400释放负载600侧的电流控制而输出的信号。当接收到第二信号时，负载控制单元640能够增加电流。换言之，当接收到第二信号时，负载控制单元640可以释放用于将电流设置为等于或小于恒定值的控制(S440)。通过这种方式，电压差ΔV变得例如等于或小于第二基准电压值Vg2，负载控制单元640确定温度分布变成平衡状态，由此增加电流。与此同时，当负载控制单元640能够认识到以上信号是不同于第一信号的信号时，第二信号的调制方案可与以上所述相同。此外，与第一信号类似，第二信号可包括电压差信号等。
接下来，确定是否继续对电池组10进行放电(S180)。在这种情况中，确定每个电芯100的电压是否等于或大于过放电检测电压VOD，并且当电压等于或大于VOD时可继续进行放电。当继续进行放电(S180；是)时，电池控制单元400再次基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT控制电池组10。当温差ΔT由于负载600的使用环境改变等而增加时，可执行与上述相同的控制。
另一方面，当不继续对电池组10进行放电(S180；否)时，终止对电子设备60的使用，并且终止对电池组10进行放电(S190)。
通过这种方式，电池控制单元400和负载控制单元640能够执行控制，以使得电芯100之间的电压差降低。即，可以抑制电芯100的电压变化。此外，可以在所有电芯100的剩余容量残存的状态中抑制最低温度电芯的过度放电。如上所述，根据第一实施例的电池组10得到控制。
接下来，将使用图6作为对比示例来描述第一实施例的效果。图6是示出了用于描述第一实施例的效果的对比示例的图。
与第一实施例不同，图6示出了电池控制单元400不基于电芯100的温度执行控制的对比示例。与此同时，与在第一实施例中的情况一样，从各个电芯100的完全充电容量彼此相等的状态开始放电。
图6(a)示出了自放电开始时刻起始的时间与对比示例中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT之间的关系。图6(b)示出了自放电开始时刻起始的时间与对比示例中的最低温度电芯的电压Va和最高温度电芯的电压Vb之间的关系。此外，图中示出了自放电开始时刻起始的时间与对比示例中的最高温度电芯的电压Vb和最低温度电芯的电压Va之间的电压差ΔV之间的关系。与此同时，图中的虚线示出了第一实施例中的电压差ΔV。此外，图6(c)示出了自放电开始时刻起始的时间与对比示例中的电芯100的电流之间的关系。同时，图6中的横轴的间隔与图4中横轴的间隔相同。
如图6(c)所示，由于负载控制单元640，负载600以恒流进行操作。即，假定电流在恒定电流值ID1处始终保持恒定。
如图6(a)所示，在对比示例中，在早于时刻t1的放电初始阶段中，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT单调地增加。
在图6(a)中，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT变成基准值T1。在时刻t1之后，温差ΔT进一步增加。如上所述，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电阻差由于温差ΔT而出现。此外，由最低温度电芯的内部电阻导致的发热量变得大于最高温度电芯的内部电阻导致的发热量。由此原因，随着时间的流逝，温差ΔT的增加变得缓慢。在比t2慢的时刻t5，对比示例中的温差ΔT变成比第一实施例中的最大值TM更大的最大值TM2。在时刻t5之后，温差ΔT降低。
如图6(b)所示，自放电开始起，最高温度电芯和最低温度电芯之间的内部电阻的差别与温差ΔT的增加相关联地变大。由此原因，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV变得更大。此外，在从时刻t1到时刻t5期间，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV变得大得多。在时刻t5，对比示例中的电压差ΔV变成比第一实施例中的最大值Vg0更大的最大值Vg4。
此外，当继续进行放电时，在时刻t6，最低温度电芯的电压Va变得等于或小于过放电检测电压值VOD。在这种情况中，强制终止电池组10的放电。
通过这种方式，在对比示例中，即使当各个电芯100的完全充电容量彼此相等时，每个电芯100的电压也因由温差ΔT引起的内部电阻差而发生变化。此外，在对比示例中，上述温差ΔT变成比第一实施例中的最大值TM更大的最大值TM2。由此原因，每个电芯100的电压有可能依温差ΔT显著变化。此外，在对比示例中，当继续进行放电时，存在在所有电芯100的剩余容量残存的状态中对最低温度电芯过度放电的可能。当电芯100(其是锂离子二次电池)变为过度放电状态时，会发生以下现象：正电极材料被洗提(elute)或负电极的集电极被洗提，而且电芯不再充当二次电池。具体地，当电池组10处于低温环境中且放电期间的电流很大时，很有可能最低温度电芯被过度放电。
通过这种方式，在对比示例中，由于电芯100之间的温差，有可能电池组10不能稳定地放电。
另一方面，根据第一实施例，当满足最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件时，电池控制单元400输出输出第一信号。当接收到第一信号时，电子设备60能够执行用于控制放电过程中的电流的控制。在第一实施例中，可以通过执行以上控制获得以下效果。
根据第一实施例，由负载控制单元640降低放电过程中的电流，从而可以降低由每个电芯100的内部电阻导致的电压降分量。由此，可以降低每个电芯100之间的电压差。
此外，根据第一实施例，可以抑制最低温度电芯的过度放电。如上述对比示例所述，当由于温差ΔT而出现电压差ΔV时，按现状继续放电将引起仅仅最低温度电芯被过度放电。在这种情况中，有可能所有电芯100在剩余容量残存的情况下都不能被放电。另一方面，根据第一实施例，电池控制单元400能够通过输出第一信号将增加的温差ΔT传输到电子设备60。由此，可以防止最低温度电芯提前过度放电，并且可以长时间维持对电池组10的放电。
此外，根据第一实施例，当电池组10特别地处于低温环境下时，可以抑制每个电芯100之间的内部电阻的差别增加。如图4所示，电芯100之间的内部电阻具有随着温度变低而急剧增加的趋向。由此原因，即使电芯100之间存在小的温差时，也有可能出现大的电压差。在这种情况中，可以通过执行所述控制来适当地抑制电压变化。
如上文所述，根据第一实施例，可以稳定地对电池组10进行放电。
如上文所述，在第一实施例中，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。
此外，在第一实施例中，负载控制单元640基于“第一信号”降低负载600侧的电流，但可以基于电压差ΔV控制电流。在这种情况中，电池控制单元400和负载控制单元640能够进一步执行以下控制。
第一信号包括指示最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV的电压差信号。负载控制单元640包括存储第一基准电压值Vg1的存储单元(未示出)、以及将电压差信号与第一基准电压值Vg1进行比较的算术运算单元(未示出)。
当接收到第一信号时，负载控制单元640基于电压差信号降低电流，直到电压差ΔV变得等于或小于第一基准电压值Vg1为止。此外，负载控制单元640可执行控制，以使得电流随着电压差ΔV变大而大大降低。另一方面，当电压差ΔV在输出第一信号后变得等于或小于第一基准电压值Vg1时，电池控制单元400停止输出第一信号。
通过这种方式，通过使用最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV作为电池组10内的每个电芯100之间的电压变化的指标，负载控制单元640能够执行用于降低电流的控制。即，可以不仅根据温差ΔT而且根据现实存在的电压差ΔV的大小来抑制电芯100之间的电压变化。由此，可以抑制只由最低温度电芯突出所导致的电压降的增长。因此，可以防止在所有电芯100的剩余容量残存的状态中最低温度电芯的放电由于过度放电而终止。
(第二实施例)
将参照图7和8描述第二实施例。图7是示出了根据第二实施例的控制方法的流程图。此外，图8是示出了根据第二实施例的控制方法的图。除了不执行基于电压差的控制之外，第二实施例与第一实施例相同。下文中，将给出具体描述。与此同时，假定图8的横轴与图3不相关。
在第一实施例中，给出了以下描述：电池控制单元400发送第一信号，然后电池控制单元400和负载控制单元640基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV执行控制。然而，如以下第二实施例所述，电池控制单元400还能够只基于温差ΔT执行控制。
此外，在第二实施例中，将描述最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT随时间增加的情况。具体地，电池组10可包括大量电芯100，并用于低温环境中。也就是说，在电池组10内的内侧电芯100中，在生热期间不太可能散热，然而在电池组10的外侧电芯100中，则有向外界散热的趋向。
首先，在流程图7中，开始从多个电芯100放电。同时，开始由温度测量单元300执行的温度测量以及由电压和电流测量单元200执行的电压和电流测量(S110)。
接着，电池控制单元400基于由温度测量单元300测量的温度，指定具有最低温度的最低温度电芯和具有最高温度的最高温度电芯(S120)。具体地，举例来讲，位于最外侧的电芯100(图1中的电芯1)成为最低温度电芯。另一方面，位于电池组10的中心附近的电芯100(图1中的电芯3)成为最高温度电芯。
这里，由于电芯100的内部电阻等，发出焦耳热。每个电芯100的温度由于焦耳热而升高。
图8(a)示出了自放电开始时刻起始的时间与第一实施例中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT之间的关系。这里，举例来讲，最高温度电芯的温度升高很快。另一方面，最低温度电芯的温度升高很慢。最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT在开始放电的同时单调增长。
在图8(c)中，由负载控制单元640以恒流操作负载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的电流在恒定电流值ID1处保持恒定。
此外，如上所述，假定最高温度电芯的温度升高很快，最低温度电芯的温度升高很慢。由此原因，最高温度电芯和最低温度电芯之间的内部电阻的差别随时间增加。
如图8(b)所示，由于内部电阻的差别，最低温度电芯的电压Va比最高温度电芯的电压Vb下降的更快。此外，由于内部电阻随时间发生上述改变，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV增加。
接下来，电池控制单元400设置“温差ΔT的基准值T1”(S125)。这里，举例来讲，与第一实施例的情况一样，基于最低温度电芯的温度设置“温差ΔT的基准值T1”。
接下来，电池控制单元400确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件(S130)。
当最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件未被满足时(S130；否)，电池控制单元400继续按现状进行放电。
另一方面，当温差ΔT满足第一条件(S130；是)时，电池控制单元400输出第一信号(S140)。
这里，在图8(a)、8(b)和8(c)中，满足第一条件的时刻(S130；是)是时刻t1。如图8(a)所示，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT变成基准值T1。因此，温差ΔT处于满足第一条件的状态中。
此外，如图3(b)所示，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差增加到Vg6。
这里，电池控制单元400和负载控制单元640按如下仅基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV执行控制。
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降低电流(S510)。
如图8(c)所示，在时刻t1之后，负载控制单元640例如将放电电流从恒定电流值ID1线性降低。与此同时，即使负载控制单元640的电流降低量是任意的时，也可以获得相同的效果。
此外，如图8(a)所示，紧接在时刻t1之后，由于放电所引起的生热，最高温度电芯将温度维持在高位。由此原因，负载控制单元640在S510中降低电流，从而最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT不会立即降低。另一方面，由负载控制单元640来降低电流，从而在时刻t1之后，温差ΔT的增加变得缓慢。
此外，如图8(b)所述，直到时刻t1，最低温度电芯的电压Va比最高温度电芯的电压Vb下降得更低。在时刻t1之后，负载控制单元640降低电流，从而由内部电阻导致的电压降分量降低。即，在时刻t1之后，最低温度电芯的电压Va接近最高温度电芯的电压Vb。
接下来，在输出第一信号之后，电池控制单元400再次确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件(S520)。
在时刻t1之后，当温差ΔT满足第一条件(S520；否)时，负载控制单元640继续进行控制，以便进一步降低电流(S510)。
如图8(a)所示，在时刻t1之后，当负载控制单元640接收到第一信号时，通过降低电流来抑制整个电池组10的生热。由此，可使温差ΔT的增加缓慢。在时刻t2，温差ΔT变成最大值TM3。此外，在时刻t2之后，温差ΔT与放电过程中的电流的进一步降低相关联地缓慢降低。
如图8(c)所示，即使在时刻t2之后，负载控制单元640也继续进行控制，以便降低电流。
如图8(b)所示，即使在时刻t2之后，最低温度电芯的电压Va也逐渐接近最高温度电芯的电压Vb。
如图8(a)所示，此外，负载控制单元640执行用于降低电流的控制，从而温差ΔT在时刻t3变得小于基准值T1。即，温差ΔT不满足第一条件。
如时刻t3的情况一样，当输出第一信号且然后不满足温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件(S520；否)时，电池控制单元400停止第一信号(S530)。从而，负载控制单元640通过控制负载600来停止用于降低电流的控制。
如图8(c)所示，在时刻t3之后，例如，负载控制单元640执行控制，以使得电流在恒定电流值ID3处保持恒定。
如图8(b)所示，在时刻t3之后，最低温度电芯和最高温度电芯的电压与剩余容量的降低相关联地下降。由此，即使在时刻t3之后，也可以抑制电压差ΔV的增长。
接下来，确定是否继续对电池组10进行放电(S180)。当继续进行放电(S180；是)时，电池控制单元400基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT再次控制电池组10。
另一方面，当不继续对电池组10进行放电(S180；否)时，终止对电子设备60的使用，并且终止对电池组10进行放电(S190)。
如上所述，控制了根据第二实施例的电池组。
接下来，将使用图9作为对比示例来描述第二实施例的效果。图9是示出了用于描述第二实施例的效果的对比示例的图。
与第二实施例不同，图9示出了电池控制单元400不基于电芯100的温度执行控制的对比示例。与此同时，与第二实施例中的情况一样，从各个电芯100的完全充电容量彼此相等的状态开始放电。
图9(a)示出了自放电开始时刻起始的时间与对比示例中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT之间的关系。图9(b)示出了自放电开始时刻起始的时间与对比示例中的最低温度电芯的电压Va和最高温度电芯的电压Vb之间的关系。此外，图中示出了自放电开始时刻起始的时间与对比示例中的最高温度电芯的电压Vb和最低温度电芯的电压Va之间的电压差ΔV之间的关系。此外，图9(c)示出了自放电开始时刻起始的时间与对比示例中的电芯100的电流之间的关系。同时，假定图9中的横轴的间隔与图8中横轴的间隔相同。
如图9(c)所示，由负载控制单元640以恒流操作负载600。即，假定电流在恒定电流值ID处始终保持恒定。
如图9(a)所示，在对比示例中，假定最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT同样随着在放电开始的同时开始单调地增加。
在图9(a)中，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT是基准值T1。此外，如上所述，最高温度电芯的温度升高很快，最低温度电芯的温度升高很慢。由此原因，即使在时刻t1之后，温差ΔT也进一步继续升高。对比示例中的温差ΔT进一步超过第二实施例中的最大值TM3。
如图9(b)所示，从放电开始起，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV增加。此外，即使在时刻t1之后，最高温度电芯和最低温度电芯之间的内部阻抗的差别也增加。由此原因，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV随时间增加。
当继续进行放电时，在图9(b)中，在时刻t4，最低温度电芯的电压Va变得等于或小于过放电检测电压值VOD。即，最低温度电芯过度放电。在这种情况中，电压差ΔV增加到比第二实施例中的最大值Vg5更大的最大值Vg7。
通过这种方式，温差ΔT有可能根据电池组10的使用环境随时间增加。由此原因，在对比示例中，即使当各个电芯100的完全充电容量彼此相等时，每个电芯100之间的电压差也可能随时间增加。因此，在对比示例中，当继续进行放电时，存在在所有电芯100的剩余容量残存的状态中对最低温度电芯过度放电的可能。
另一方面，根据第二实施例，可以获得与第一实施例中相同的效果。此外，根据第二实施例，电池控制单元400和负载控制单元640能够只基于温差ΔT执行控制。例如在温差ΔT随时间增加的情况中，第二实施例尤其有效。此外，第二实施例甚至可应用于电芯100中的初始完全充电容量存在差别的情况。
此外，根据第二实施例，由负载控制单元640降低放电过程中的电流，从而可以降低每个电芯100之间的温差ΔT。即，可以抑制由温差ΔT导致的每个电芯100之间的内部电阻的差别增加。
(第三实施例)
图10是示出了根据第三实施例的电子设备60的配置的示意图。除了存在多个负载600之外，第三实施例与第一实施例相同。下文中，将进行具体描述。
这里，如图10所示，根据第三实施例的电子设备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包括例如声音输出单元(声音输出单元601)、具有发光单元的显示单元602、操作单元(操作单元603)、声音输入单元(声音输入单元604)、通信单元(通信单元605)、算术运算处理单元(处理器单元606)、存储单元(存储单元607)和负载控制单元(负载控制单元640)。算术运算处理单元(处理器单元606)用于执行电子设备60的算术运算处理。
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)可以不必通过负载控制单元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中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件的状态，且电池控制单元400向负载控制单元640发送第一信号。
当继续按现状使用所有负载600时，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差进一步增加。此外，最低温度电芯有可能被过度放电。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按如下所述降低负载600的电流。
举例来讲，与第一实施例的情况一样，负载控制单元640逐渐降低发光单元(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中消耗的电流。
此外，举例来讲，负载控制单元640降低算术运算处理单元(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(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时的消耗。通过这种方式，负载控制单元640能够施加以下显著：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，可以以负载600为单位降低电流。
根据第三实施例，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为单位降低电流。因此，即使电子设备60包括多个负载600时，也可以抑制由每个电池单元之间的温差导致的电压差的出现。
(第四实施例)
图11是示出了根据第四实施例的电子设备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，第四实施例与第一实施例相同。下文中，将进行具体描述。
这里，如图11所示，根据第四实施例的电子设备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。
该电子设备60包括电驱动单元(电动机单元608)、燃料驱动单元(引擎单元609)、负载控制单元(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)。与此同时，电驱动单元(电动机单元608)用于将电能转换成机械能，而燃料驱动单元(引擎单元609)则用于将燃料的燃烧能转换成机械能。
电动机单元608例如将来自电池组10的电能转换成汽车中的动力。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，并将所转换的电能提供给电池组10。
引擎单元609例如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)可以不必通过负载控制单元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，该状态是满足电池组10中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件的状态，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，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差进一步增加。此外，最低温度电芯有可能过度放电。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到电驱动单元(电动机单元608)的供电量，并且增加燃料驱动单元(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)。
根据第四实施例，可以获得与第一实施例中相同的效果。
如上文所述，在第四实施例中，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优选地逐渐降低电流。
此外，在第四实施例中，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。如上所述，当最低温度电芯过度放电时，电池组10的放电过程有可能被强制终止。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使用电动机单元608。
(第五实施例)
图12是示出了根据第五实施例的电子设备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，第五实施例与第一实施例相同。下文中，将进行具体描述。
这里，如图12所示，根据第五实施例的电子设备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是例如是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，假定供应到供电插座610的电能来自电池组10。此外，假定电池组10是图2中S140的状态。即，该状态是满足电池组10中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件的状态，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，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差进一步增加。此外，最低温度电芯有可能过度放电。
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。
与此同时，可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。举例来讲，当最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差增加且最低温度电芯过度放电时，有可能强制终止电池组10的放电。由此原因，举例来讲，当用户从电池组10接收到供电时，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的最小温度电芯过度放电。此外，可以连续向负载600侧供电。
(第六实施例)
图13是示出了根据第六实施例的电池组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，第六实施例与第一实施例相同。下文中，将进行具体描述。
如图13所述，第六实施例的电池组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，第六实施例的电子设备60还包括电压和电流测量单元200、温度测量单元300、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。
温度测量单元300的温度传感器321、温度传感器322和温度传感器323从提供给电池组10的外部主体(未示出)的开口(未示出)插入，并安装在每个电芯100上。
此外，电压和电流测量单元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，电压和电流测量单元200能够测量每个电芯100的电压。
根据第六实施例，可以获得与第一实施例相同的效果。此外，根据第六实施例，可以简化频繁交换的电池组10。
(第七实施例)
将参见图14描述根据第七实施例的电池组10。图14是示出了根据第七实施例的电池组10和充电器90的配置的电路图。除了充电器90连接到电池组10之外，第七实施例与第一实施例相同。下文中将进行详细描述。
电池控制单元400连接到电压和电流测量单元200。电池控制单元400能够基于由温度测量单元300测量的温度等来控制对每个电芯100的充电。
接下来，将描述连接到第七实施例的电池组10的充电器90。该电子设备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，接收第一信号并控制充电过程中的电压和电流。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降低充电过程中的电流。下文中，将进行具体描述。
充电器90包括供电电源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电流的转换器单元(未示出)。
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(未示出)连接到电池组10侧的通信端子730。由此，连接到电池控制单元400的充电控制单元940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能够降低充电过程中的电流。下文将详述这一充电控制方法的细节。
接下来，将参考图2、3和15描述上文所述的电池组10的控制方法。与此同时，图3中的“负载控制单元”被“充电控制单元”取代。图15是示出了根据第七实施例的充电控制方法的图。同时，图15的时间t等与上述实施例中的时间t等无关。在根据第七实施例的充电控制方法中，第一实施例中的放电被充电取代，并且包括相同的步骤。下文中，将给出具体描述。
这里，假定电池组10中的所有电芯100无剩余容量。所有电芯100中的电压在初始阶段中变成接近放电终止电压V0的值。
首先，在图2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的充电(S110)。
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所施加的电压固定为该充电电压。这里，举例来讲，以上“充电电压”被设置为NVC，以使得电芯100的电压被设置为充电基准电压值VC。此外，“充电电流”被设置为IC1。
接下来，电池控制单元400指定最低温度电芯和最高温度电芯(S120)。此外，电池控制单元400设置温差ΔT的基准值T1(S125)。
这里，图15(a)示出了自充电开始时刻起始的时间与第七实施例中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT之间的关系。此外，图15(b)示出了自充电开始时刻起始的时间与第七实施例中的最低温度电芯的电压Va和最高温度电芯的电压Vb之间的关系。此外，图中示出了自放电开始时刻起始的时间与第一实施例中的最高温度电芯的电压Vb和最低温度电芯的电压Va之间的电压差ΔV之间的关系。此外，图15(c)示出了自放电开始时刻起始的时间与第七实施例中的电芯100的电流和剩余容量之间的关系。与此同时，假定电芯100的剩余容量的差别可忽略地小。
如图15(c)所示，由充电控制单元940以恒流进行充电。即，所有电芯100的电流在恒定电流值IC1处保持恒定。
如图15(a)所示，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT在比时刻t1更早的充电初始阶段中单调地增加。
如图15(b)所示，在早于时刻t1时，由于内部电阻的差别，最低温度电芯的电压Va比最高温度电芯的电压Vb上升的更快。
这里，在图15(a)中，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT变为基准值T1。通过这种方式，当满足最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件时(S130；是)，电池控制单元400输出第一信号(S140)。与此同时，与第一实施例的情况相同，“第一信号”可包括例如指示最高温度电芯与最低温度电芯之间的电压差的电压差信号。
此外，如图15(b)所示，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差增加到Vg0。
接着，电池控制单元400和充电控制单元940基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV按如下执行控制(S400)。如图3所示，在从电池控制单元400接收到第一信号的时刻t1，已经接收到第一信号的充电控制单元940降低电流(S410)。在这种情况中，当接收到第一信号时，充电控制单元940基于例如指示最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV的电压差信号降低电流，直到电压差ΔV变得等于或小于第一基准电压值Vg1为止。此外，充电控制单元940执行控制，以使得电流随着例如电压差ΔV变大而大大降低。由此，充电控制单元940能够在通电期间降低每个电芯100之间的电压。与此同时，在这种情况中，充电控制单元940将电流控制到至少可充电电流值或更大值(大于0的值)。
在图15(c)中，在时刻t1之后，充电控制单元940降低电流。例如，像第一实施例中的情况一样，充电控制单元940使电流线性降低。
此外，如图15(a)所示，在时刻t1之后，由于以下两个原因，温差ΔT的增加变得缓慢，并且接下来，温差ΔT降低。第一个原因是因为：当充电控制单元940接收到第一信号时，通过降低电流来抑制整个电池组10的生热。第二个原因是由于：因电芯100的布置，最低温度电芯的焦耳热变得大于最高温度电芯的焦耳热。由最低温度电芯的内部电阻导致的生热量变得大于由最高温度电芯的内部电阻导致的生热量。因此，最低温度电芯的温度上升变得快于最高温度电芯的温度上升。通过这种方式，在时刻t1之后，温差ΔT的增加变得缓慢，并且接下来，温差ΔT减小。
在图15(b)中，在时刻t1之后，充电控制单元940降低电流，从而由内部电阻导致的分量降低。在第七实施例中，在时刻t1之后，例如，每个电芯100的电压降低由内部电阻导致的电压降分量的减少量。此外，最低温度电芯的电压Va接近最高温度电芯的电压Vb。
如图15(c)所示，在时刻t1之后，充电控制单元940降低电流，从而剩余容量的增加变得缓慢。
接下来，在输出第一信号之后，电池控制单元400确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV是否等于或小于第一基准电压值Vg1(S420)。
在时刻t1之后，当最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV高于第一基准电压值Vg1(S420；否)时，充电控制单元940继续用于降低电流的控制(S410)。
如图15(a)所示，进一步地，充电控制单元940执行用于降低电流的控制，从而在时刻t2，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV变得等于或小于第一基准电压值Vg1。
像时刻t2的情况一样，当最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV等于或小于第一基准电压值Vg1(S420；是)时，电池控制单元400停止第一信号(S430)。
从而，充电控制单元940停止用于降低电流的控制。此外，当第一信号停止时，充电控制单元940执行控制，以使得电流被设置为例如等于或小于当前电流值(ID2)(S440)。这里，当第一信号停止时，充电控制单元940执行控制，以使得电流在例如当前电流值(ID2)保持恒定。由此，充电控制单元940可待机，而不增加电压差ΔV，直到温差ΔT降低或温差ΔT处于平衡状态为止。
如图15(c)所示，例如，在时刻t2之后，充电控制单元940执行控制，以使得电流在恒定电流值IC2处保持恒定。
如图15(a)所示，在时刻t2之后，温差ΔT缓慢上升，并且在时刻t3，温差ΔT变成最大值TM。在时刻t3之后，温差ΔT逐渐下降。
如图15(b)所示，在时刻t3之后，最高温度电芯和最低温度电芯的电压与剩余容量的增加相关联地上升。此外，最高温度电芯和最低温度电芯的内部电阻与以上温差ΔT的降低相关联地彼此接近。由此，在时刻t2之后，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV进一步降低。
接下来，在第一信号停止之后，电池控制单元400确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV是否等于或小于第二基准电压值Vg2(S420)。当电压差ΔV大于第二基准电压值Vg2(S420；否)时，充电控制单元940继续S440的控制。
在时刻t4，电压差ΔV降至比第一基准电压值Vg1更低的第二基准电压值Vg2。当电压差ΔV等于或小于第二基准电压值Vg2(S450；是)时，电池控制单元400输出例如不同于第一信号的第二信号(S460)。当接收到第二信号时，充电控制单元940例如能够增加电流。换言之，当接收到第二信号时，充电控制单元940能够释放用于将电流设置为等于或小于恒定值的控制(S440)。通过这种方式，电压差ΔV变得例如等于或小于第二基准电压值Vg2，从而充电控制单元940确定温差ΔT变成处于平衡状态，由此增加电流。
接下来，确定是否继续对电池组10进行充电(S180)。在这种情况中，可以确定每个电芯100的电压是否等于或高于过充电检测电压VOC。当继续进行充电(S180；是)时，电池控制单元400可基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT再次控制电池组10。当温差ΔT由于电池组10的使用环境改变而增加时可执行与上述相同的控制。
在图15(b)中，电芯100的电压通过进一步执行充电而上升。在时刻t5，充电控制单元940执行从恒流充电到恒压充电的切换。
在图15(c)中，在时刻t5之后，充电控制单元940将充电电流逐渐从IC1降低。所有电芯的剩余容量在时刻t6达到完全充电容量CRa。此外，最大电压电芯的电流在时刻t6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t6，充电控制单元940终止充电(S190)。
如上文所述，根据第七实施例的电池组10得到控制。
接下来，将使用图16作为对比示例来描述第七实施例的效果。图16是示出了用于描述第七实施例的效果的对比示例的图。
与第七实施例不同，图16示出了电池控制单元400不基于温度执行控制的对比示例。图16(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16(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的电流和剩余容量之间的关系。与此同时，图16的时间t被假定为与图15的时间t相同。
如图16(c)所示，充电控制单元940以恒流进行充电。即，假定电流在恒定电流值IC1处始终保持恒定。
如图16(a)所示，在对比示例中，在早于时刻t1的放电初始阶段中，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT单调地增加。
在图16(a)中，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT变成基准值T1。在时刻t1之后，温差ΔT进一步增加。如上所述，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电阻差由于温差ΔT而出现。此外，由最低温度电芯的内部电阻导致的发热量变得大于最高温度电芯的内部电阻导致的发热量。由此原因，随着时间的流逝，温差ΔT的增加变得缓慢。在比时刻t2更早的时刻t7，对比示例中的温差ΔT变成比第一实施例中的最大值TM更大的最大值TM2。在时刻t7之后，温差ΔT降低。
如图16(b)所示，自充电开始起，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV增加。此外，在从时刻t1到时刻t2期间，最高温度电芯和最低温度电芯之间的内部电阻的差别与温差ΔT的增加相关联地增加。由此原因，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV进一步地增加。在时刻t7，对比示例中的电压差ΔV变成比第一实施例中的最大值Vg0更大的最大值Vg4。
此外，当继续进行充电时，在时刻t8，最低温度电芯的电压Va变成过充电检测电压值VOC。与此同时，这里使用的“过充电检测电压值VOC”指的是例如为了使锂离子二次电池等中不出现诸如发烟、点火或爆炸等缺陷的电压的上限。在这种情况中，电池组10的电池控制单元400强制终止充电。
如图16(c)所示，在时刻t8，所有电芯100的剩余容量C未达到完全充电容量值CRa。
通过这种方式，在对比示例中，即使当各个电芯100的完全充电容量彼此相等时，每个电芯100的电压也会因由温差ΔT引起的内部电阻差而发生变化。此外，在对比示例中，上述温差ΔT变成比第一实施例中的最大值TM更大的最大值TM2。由此原因，每个电芯100的电压有可能依温差ΔT显著变化。此外，在对比示例中，当继续进行充电时，存在最低温度电芯在所有电芯100被完全充电之前过度充电的可能。
另一方面，根据第七实施例，当满足最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件时，电池控制单元400输出第一信号。当接收到第一信号时，充电器90能够执行用于降低充电过程中的电流的控制。由此，在第七实施例中，同样可以在充电过程中获得与第一实施例相同的效果。即，可以抑制最低温度电芯的过度充电。因此，根据第七实施例，可以稳定地对电池组10进行充电。
(第八实施例)
将参照图7和17描述根据第八实施例的电池组10。除了不执行基于电压差的控制之外，第八实施例与第七实施例相同。与此同时，图7中的“负载控制单元”被“充电控制单元”取代。此外，图15的时间t等与以上实施例的时间t等不相关。下文中，将给出具体描述。
在第七实施例中，给出了与以下描述：电池控制单元400发送第一信号，然后电池控制单元400和充电控制单元940基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV执行控制。然而，如第八实施例所述，电池控制单元400还能够只基于温差ΔT执行控制。
此外，在第八实施例中，将描述最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT随时间增加的情况。具体地，电池组10可包括大量电芯100，并用于低温环境中。也就是说，在电池组10内的内侧电芯100中，在生热期间不太可能散热，然而在电池组10内的外侧电芯100中，则有向外界散热的趋向。
首先，在图7的流程图中，开始对电芯100进行充电(S110)。接着，电池控制单元400基于由温度测量单元300测量的温度，指定具有最低温度的最低温度电芯和具有最高温度的最高温度电芯(S120)。
这里，图17(a)示出了自放电开始时刻起始的时间与第八实施例中的最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT之间的关系。此外，图17(b)示出了自充电开始时刻起始的时间与第八实施例中的最低温度电芯的电压Va和最高温度电芯的电压Vb之间的关系。此外，图中示出了自放电开始时刻起始的时间与第八实施例中的最高温度电芯的电压Vb和最低温度电芯的电压Va之间的电压差ΔV之间的关系。此外，图17(c)示出了自放电开始时刻起始的时间与第八实施例中的电芯100的电流和剩余容量之间的关系。
如图17(c)所示，直到时刻t1，由充电控制单元940以恒流进行充电。即，所有电芯100的电流在恒定电流值IC1处保持恒定。
如图17(a)所示，举例来讲，最高温度电芯的温度升高很快。另一方面，最低温度电芯的温度升高很慢。最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT例如在开始放电的同时单调增长。
如图17(b)所示，自开始充电起，由于内部电阻的差别，最低温度电芯的电压Va比最高温度电芯的电压Vb上升的更快。由此原因，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV增加。
这里，在图17(a)中，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT变成基准值T1。通过这种方式，当满足最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件时(S130；是)，电池控制单元400输出第一信号(S140)。
此外，如图17(b)所示，在时刻t1，最高温度电芯和最低温度电芯之间的电压差ΔV增加到Vg5。
这里，电池控制单元400和充电控制单元940基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT按如下执行控制。
在从电池控制单元400接收到第一信号的时刻t1，充电控制单元940降低电流(S510)。
在图17(c)中，在时刻t1之后，充电控制单元940降低电流。例如，像第一实施例中的情况一样，充电控制单元940使电流线性降低。与此同时，即使充电控制单元940的电流降低量是任意的时，也可以获得相同的效果。
此外，如图17(a)所示，紧接在时刻t1之后，由于放电所引起的生热导致最高温度电芯将温度维持在高位。由此原因，充电控制单元940在S510中降低电流，从而最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT不会立即降低。另一方面，由充电控制单元940来降低电流，从而在时刻t1之后，温差ΔT的增加变得缓慢。
在图17(b)中，在时刻t1之后，充电控制单元940降低电流，从而由内部电阻导致的分量降低。即，在时刻t1之后，最低温度电芯的电压Va接近最高温度电芯的电压Vb。
接下来，在输出第一信号之后，电池控制单元400再次确定最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT是否等于或大于基准值T1这一第一条件(S520)。
在时刻t1之后，当温差ΔT满足第一条件(S520；是)时，负载控制单元640继续用于降低电流的控制(S510)。
如图17(a)所示，进一步地，充电控制单元940执行用于降低电流的控制，从而抑制整个电池组10的生热。由此，可使温差ΔT的增加变得缓慢。在时刻t2，温差ΔT变成最大值TM3。此外，在时刻t2之后，温差ΔT与放电过程中的电流的进一步降低相关联地缓慢降低。
如图17(c)所示，即使在时刻t2之后，充电控制单元940也继续用于降低电流的控制。
如图17(b)所示，即使在时刻t2之后，最低温度电芯的电压Va也逐渐接近最高温度电芯的电压Vb。
如图17(a)所示，负载控制单元640执行用于降低电流的控制，从而温差ΔT在时刻t3变得小于基准值T1。即，温差ΔT不满足第一条件。
接下来，像时刻t3的情况一样，当输出第一信号且然后未满足最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT等于或大于基准值T1这一第一条件(S520；否)时，电池控制单元400停止第一信号(S530)。从而，充电控制单元940停止用于降低电流的控制。
如图17(c)所示，在时刻t3之后，充电控制单元940执行控制，以使得电流在恒定电流值IC3处保持恒定。
如图17(b)所示，在时刻t3之后，最高温度电芯和最低温度电芯的电压与剩余容量的增加相关联地上升。
接下来，确定是否继续对电池组10进行充电(S180)。当继续进行充电(S180；是)时，电池控制单元400基于最高温度电芯和最低温度电芯之间的温差ΔT再次控制电池组10。当温差ΔT由于电池组10的使用环境改变等而增加时，可执行与上述相同的控制。
在图17(b)中，电芯100的电压通过进一步执行充电而上升。在时刻t4，充电控制单元940执行从恒流充电到恒压充电的切换。
在图17(c)中，在时刻t4之后，充电控制单元940将充电电流逐渐从IC3降低。所有电芯的剩余容量在时刻t5达到完全充电容量CRa。此外，最大电压电芯的电流在时刻t5达到充电终止电流值I0。因此，在时刻t5，充电控制单元940终止充电(S190)。
如上文所述，根据第七实施例的电池组10得到控制。
根据第八实施例，在充电过程中同样可以获得与第一、第二或第七实施例中相同的效果。此外，根据第八实施例，电池控制单元400和负载控制单元640能够只基于温差ΔT执行控制。例如，在温差ΔT随时间增加等情况中，第八实施例尤其有效。此外，甚至可将第八实施例应用到电芯100中的初始完全充电容量存在差别的情况。
此外，根据第八实施例，由负载控制单元640降低放电过程中的电流，从而可以降低每个电芯100之间的温差ΔT。即，可以抑制由温差ΔT导致的每个电芯100之间的内部电阻的差别的增加。
(第九实施例)
图18是示出了根据第九实施例的电池组10和充电器90的配置的电路图。除了第七实施例中的电池组10的控制电路20被包括在充电器90中之外，第九实施例与第七实施例相同。下文中，将进行具体描述。
如图18所述，第九实施例的电池组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。
除了充电控制单元940，第九实施例的充电器90还包括电压和电流测量单元200、温度测量单元300、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。
温度测量单元300的温度传感器321、温度传感器322和温度传感器323从提供给电池组10的外部主体(未示出)的开口(未示出)插入，并安装在每个电芯100上。
此外，电压和电流测量单元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，电压和电流测量单元200能够测量每个电芯100的电压。
根据第六实施例，可以获得与第一实施例相同的效果。此外，根据第六实施例，可以简化频繁交换的电池组10。
在前述实施例中，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.2012-44629的优先权，其内容通过引用而完全并入此处。

Claims (32)

1.一种电池控制系统，包括：
温度测量单元，测量彼此串联的多个电池单元中的两个或更多个电池单元的温度；以及
电池控制单元，基于由所述温度测量单元测量的所述温度，控制所述电池单元的充电和放电，
其中，所述电池控制单元
在执行所述电池单元的所述充电时或执行所述电池单元的所述放电时，基于由所述温度测量单元测量的所述温度，指定所述温度最低的最低温度单元和所述温度最高的最高温度单元，
当所述最高温度单元和所述最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时，继续按现状进行所述充电或所述放电，以及
当所述温差满足所述第一条件时，输出第一信号。
2.根据权利要求1所述的电池控制系统，还包括：测量所述电池单元的电压的电压测量单元，
其中，在输出所述第一信号且然后所述最高温度单元和所述最低温度单元之间的电压差变得等于或小于第一基准电压值时，所述电池控制单元停止输出所述第一信号。
3.根据权利要求2所述的电池控制系统，其中，所述第一信号包括指示所述电压差的电压差信号。
4.根据权利要求2或3所述的电池控制系统，其中，在停止所述第一信号且然后所述电压差变得等于或小于比所述第一基准电压值低的第二基准电压值时，所述电池控制单元输出不同于所述第一信号的第二信号。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述电池控制单元基于所述电池单元的所述温度，改变所述第一条件中的所述温差的所述基准值。
6.根据权利要求5所述的电池控制系统，其中，随着所述最低温度单元或所述最高温度单元的温度变得更低，所述温差的所述基准值变得更小。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述第一信号包括指示所述温差的温差信号。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述第一信号包括温度信号，该温度信号指示所述最低温度单元和所述最高温度单元中的至少一个电池单元的温度。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述温度测量单元还测量外部空气的温度，以及
所述第一信号包括指示所述外部空气的温度的外部空气温度信号。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的电池控制系统，其中，当输出所述第一信号且然后所述温差不满足所述第一条件时，所述电池控制单元停止输出所述第一信号。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述温度测量单元测量以下各项的温度：
布置在最外侧的至少一个电池单元；以及
比所述至少一个电池单元更靠内的所述电池单元。
12.根据权利要求1-11中的任一项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，所述负载控制单元接收所述第一信号并控制消耗所述放电的电能的负载，
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，降低所述放电时的电流。
13.根据权利要求12所述的电池控制系统，还包括测量所述电池单元的电压的电压测量单元，
其中，所述第一信号包括指示所述最高温度单元和所述最低温度单元之间的电压差的电压差信号，
当接收到所述第一信号时，所述负载控制单元基于所述电压差信号降低所述电流，直到所述电压差变得等于或小于所述第一基准电压值为止，以及
在输出所述第一信号且然后所述电压差变得等于或小于所述第一基准电压值时，所述电池控制单元停止输出所述第一信号。
14.根据权利要求13所述的电池控制系统，其中，在停止所述第一信号且然后所述电压差变得等于或小于比所述第一基准电压值低的第二基准电压值时，所述电池控制单元输出不同于所述第一信号的第二信号，以及
当接收到所述第二信号时，所述负载控制单元能够增加所述电流。
15.根据权利要求12-14中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述第一信号包括指示所述温差的温差信号，
当接收到所述第一信号时，所述负载控制单元基于所述温差信号执行控制，以使得所述电流随着所述温差变大而降低。
16.根据权利要求12-15中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述第一信号包括温度信号，该温度信号指示所述最低温度单元和所述最高温度单元中的至少一个电池单元的温度，以及
当接收到所述第一信号时，所述负载控制单元执行控制，以使得所述电流随着所述温度变低而降低。
17.根据权利要求12-16中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述温度测量单元还测量外部空气的温度，以及
所述第一信号包括指示所述外部空气的温度的外部空气温度信号，以及
当接收到所述第一信号时，所述负载控制单元执行控制，以使得所述电流随着所述外部空气的温度变低而降低。
18.根据权利要求12-17中的任一项所述的电池控制系统，其中，当停止所述第一信号时，所述负载控制单元执行控制，以使得所述电流变得等于或小于当前电流值。
19.根据权利要求1-18中的任一项所述的电池控制系统，其中，所述电池单元包括锂离子二次电池。
20.一种电池组，包括：
彼此串联的多个电池单元；
温度测量单元，测量两个或更多个所述电池单元的温度；以及
电池控制单元，基于由所述温度测量单元测量的所述温度，控制所述电池单元的充电和放电，
其中，所述电池控制单元
在执行所述电池单元的所述充电时或执行所述电池单元的所述放电时，基于由所述温度测量单元测量的所述温度，指定所述温度最低的最低温度单元和所述温度最高的最高温度单元，
当所述最高温度单元和所述最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时，继续按现状进行充电或放电，以及
当所述温差满足所述第一条件时，输出第一信号。
21.一种电子设备，包括：
电池组，包括彼此串联的多个电池单元；
温度测量单元，测量两个或更多个电池单元的温度；以及
电池控制单元，基于由所述温度测量单元测量的所述温度，控制所述电池单元的放电；
负载，消耗来自所述电池组的所述放电的电能；以及
负载控制单元，连接到所述电池控制单元，控制所述负载，
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，基于由所述温度测量单元测量的所述温度，指定所述温度最低的最低温度单元和所述温度最高的最高温度单元，
当所述最高温度单元和所述最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时，继续按现状进行所述充电或所述放电，以及
当所述温差满足所述第一条件时，输出第一信号，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，降低所述放电时的电流。
22.根据权利要求21所述的电子设备，还包括测量所述电池单元的电压的电压测量单元，
其中，在输出所述第一信号且然后所述最高温度单元和所述最低温度单元之间的电压差变得等于或小于第一基准电压值时，所述电池控制单元停止输出所述第一信号。
23.根据权利要求21或22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电流。
24.根据权利要求21或22所述的电子设备，其中，所述负载包括至少一个或更多个算术运算处理单元，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，通过降低所述算术运算处理单元的处理速度来降低所述电流。
25.根据权利要求21或22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
在从所述电池控制单元接收到所述第一信号时，所述负载控制单元通过控制所述通信单元以便限制所述电话呼叫以及只执行所述分组通信，来降低所述电流。
26.根据权利要求21或22所述的电子设备，其中，所述负载包括至少一个或更多个电驱动单元，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驱动单元的所述电能来降低所述电流。
27.根据权利要求21或22所述的电子设备，还包括由燃料驱动的燃料驱动单元，
其中，所述负载是至少一个或更多个电驱动单元，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，通过降低从所述电池组到所述电驱动单元的供电量以及增加所述燃料驱动单元中的驱动比例来降低所述电流。
28.根据权利要求21或22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。
29.根据权利要求21-28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，单调地降低所述负载中消耗的所述电流。
30.根据权利要求21-29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，降低当前消耗所述电能的负载的数量。
31.一种充电器，包括：
温度测量单元，测量彼此串联的多个电池单元中的两个或更多个电池单元的温度；
电池控制单元，基于由所述温度测量单元测量的所述温度，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，控制所述充电时的电压和电流，
其中，所述电池控制单元
在执行所述电池单元的所述充电时，基于由所述温度测量单元测量的所述温度，指定所述温度最低的最低温度单元和所述温度最高的最高温度单元，
当所述最高温度单元和所述最低温度单元之间的温差等于或大于基准值这一第一条件未被满足时，继续按现状进行所述充电或所述放电，以及
当所述温差满足所述第一条件时输出第一信号，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，降低所述充电时的电流。
32.根据权利要求31所述的充电器，还包括测量所述电池单元的电压的电压测量单元，
其中，在输出所述第一信号且然后所述最高温度单元和所述最低温度单元之间的电压差变得等于或小于第一基准电压值时，所述电池控制单元停止输出所述第一信号。
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