CN104584371B - 组电池以及二次电池的放电控制方法 - Google Patents

组电池以及二次电池的放电控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104584371B
CN104584371B CN201480002219.3A CN201480002219A CN104584371B CN 104584371 B CN104584371 B CN 104584371B CN 201480002219 A CN201480002219 A CN 201480002219A CN 104584371 B CN104584371 B CN 104584371B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
discharge
battery group
electric power
magnitude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480002219.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104584371A (zh
Inventor
尼嵜央典
松田直人
龟山寿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic New Energy Co ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN104584371A publication Critical patent/CN104584371A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104584371B publication Critical patent/CN104584371B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H02J2007/0067—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/10—Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H02J7/0049—Detection of fully charged condition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

本发明提供一种组电池，其向以比通常状态下的电力高的峰值放电电力来瞬间提高处理速度的电子设备提供电力，具备：电池群，其将多个二次电池串联连接而成；检测部，其通过电子电路来对流过所述电池群的充放电的电流值与所述电池群的电压值进行切换并时间分割地进行检测；和控制/运算部，其利用通过所述检测部来检测的电流值以及电压值来进行运算以及控制，所述检测部在检测所述电池群的电压值的前后检测电流值，在该电流值的至少一个超过规定的阈值时，所述控制/运算部判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响。

Description

组电池以及二次电池的放电控制方法
技术领域
本发明涉及一种向以比通常状态下的电力高的峰值放电电力来瞬间提高处理速度的电子设备提供电力的组电池以及二次电池的放电控制方法。
背景技术
现有的专利文献1所述的组电池具备：电池群，其将多个二次电池串联连接而成；电流/电压检测部4，其通过多路复用器(multiplexer)来对与流过该电池群的充放电的电流对应的电压和各个二次电池的电压进行切换并以时分方式进行检测；和控制/运算部，其获取并计算由电流/电压检测部4检测的电压。此时，依次测定各个二次电池的电压、与电流对应的电压。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-240234号公报
发明内容
近年来，在便携型的个人计算机(PC)等电子设备中，具有提高中央运算处理装置(CPU)的瞬间处理速度的功能。在电子设备利用该功能时，组电池通过几ms的脉冲放电来进行瞬间峰值的电力上升。这种功能在动画编辑、3D游戏等需要基于CPU的高速运算处理的情况下特别有效。
进行这样的脉冲放电时，二次电池单元的电压暂时降低，在脉冲放电之后，二次电池单元的电压恢复。此时，若进行在二次电池单元的电压比规定低电压低时进行的剩余容量的修正，则无论二次电池单元的电压是否恢复，剩余容量都可能处于被修正的低容量，而不是正确的剩余容量。
此外，在脉冲放电时，若二次电池单元的电压降低到放电停止电压(规定电压)以下，则可能放电停止，在关机电压以下则可能组电池的微型计算机关机。
本发明是以解决该缺点为目的而被开发的。本发明的重要的目的在于，提供一种能够对峰值放电(脉冲放电)时的二次电池单元的电压进行计算、运算的组电池。
为了解决所述现有课题，本发明的电池组是一种组电池，其向以比通常状态下的电力高的峰值放电电力来瞬间提高处理速度的电子设备提供电力，具备：电池群，其将多个二次电池串联连接而成；检测部，其通过电子电路来对流过所述电池群的充放电的电流值与所述电池群的电压值进行切换并时间分割地进行检测；和控制/运算部，其利用通过所述检测部来检测的电流值以及电压值来进行运算以及控制，所述检测部在检测所述电池群的电压值的前后检测电流值，在该电流值的至少一个超过规定的阈值时，所述控制/运算部判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响。
此外，本发明的二次电池的放电控制方法是一种二次电池的放电控制方法，该二次电池向以比通常状态下的电力高的峰值放电电力来瞬间提高处理速度的电子设备提供电力，通过电子电路，对流过将多个二次电池串联连接而成的电池群的充放电的电流值与所述电池群的电压值进行切换并时间分割地进行检测，在检测所述电池群的电压值的前后检测电流值，在该电流值的至少一个超过规定的阈值时，判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响。
在本发明的组电池中，通过在检测各个二次电池单元的电压的前后检测电流值，连续地检测二次电池单元的电压变化、电流值变化，从而能够适当地检测脉冲放电的发生。进一步地，能够对峰值放电电力(脉冲放电)时的二次电池单元的电压进行计算、运算。由此，在脉冲放电电力时，不会达到修正的规定低电压、放电停止电压、关机电压以下。
附图说明
图1是本发明的实施方式1以及2涉及的组电池的示意结构图。
图2是表示本发明的实施方式1以及2涉及的组电池的得到A/D转换处理后的值的定时的图。
图3是表示本发明的实施方式1以及2涉及的组电池的得到A/D转换处理后的值的其他定时的图。
图4是表示本发明的实施方式1涉及的组电池的放电时的电压、电流的图。
图5是表示本发明的实施方式2涉及的组电池的充电、放电时的电压、电流的图。
具体实施方式
(实施方式1)
下面，基于附图来对本发明的实施方式1进行说明。
图1所示的组电池10按照能够装卸的方式，被安装在具备对其进行充电的电源的电子设备即便携设备20，例如便携式PC。便携式PC是笔记本型的便携式个人计算机。便携设备20与将来自插座的交流工业电力转换为直流电力的电源适配器(未图示)。电源适配器将直流电力提供给便携设备20。
便携设备20具备对被提供的电力进行控制的微型计算机内置的控制/电源部21。控制/电源部21向组电池10输出电力，此外，向便携设备20的负载22提供电力。在未从电源适配器提供电力的情况下，通过组电池10来向便携设备20提供电力。
近年来，在便携型的个人计算机(PC)中，具有提高中央运算处理装置(CPU)的瞬间处理速度的功能。在电子设备利用该功能时，组电池进行使瞬间的峰值的电力上升为几ms的脉冲放电。这种功能在动画编辑、3D游戏等需要基于CPU的高速运算处理的情况下特别有效。
图1所示的组电池10将多个二次电池1并联连接来作为并联单元2。进一步，多个并联单元2串联连接来作为电池群3。进一步，组电池具备：对流过电池群3的充放电的电流和每个并联单元2的电压进行检测的电流/电压检测部4、根据通过电流/电压检测部4来检测的电流与电压，进行控制、运算的微型计算机内置的控制/运算部5。
并联单元2的二次电池1是锂离子电池。图1所示的组电池10将3个二次电池1并联连接来作为并联单元2。但是，本发明的组电池10也能够在并联单元2中并联连接2个二次电池1，或者并联连接4个以上的二次电池1。并联单元2通过作为金属板或者导线的连接抽头7来并联连接。
具备对电池群3的电流进行检测的电流检测部8。此外，具备作为电流/电压检测部4的电子电路的多路复用器6和微处理器单元(以下记为MPU)，其中，该电流/电压检测部4将与输入的电流对应的电压信号与电池电压信号以规定的取样周期来切换输出，该微处理器单元通过该多路复用器6输出的数据，来对二次电池1的充放电进行监视、控制。在MPU中，具备将模拟信号转换为数字信号，并输出到控制/运算部5的A/D转换器9。
虽未图示，但电流检测部8具备：与电池群3串联连接的电流检测电阻；和对该电流检测电阻两端的电压进行增幅的放大器(amplifier)。放大器的输出电压与流过电池群3的电流成比例。因此，能够根据放大器的输出电压来检测电池的电流。此外，由于电池的充电电流与放电电流流过的方向相反，因此对于充电电流与放电电流，放大器的输出电压的极性、即正负相反。若放大器将放电电流设为正的输出电压，则充电电流为负的输出电压。因此，能够通过从放大器输出的信号的正负来识别充电电流与放电电流。
进一步地，如图1所示，组电池10具备检测电池的温度的温度检测部11。该温度检测部11具备与电池紧密接触配设的热敏电阻等温度传感器12。此外，温度检测部11还内置有将温度传感器12的电阻的变化转换为电压的变化的温度-电压转换电路。将从该温度-电压转换电路输出的信号输入到多路复用器6，通过控制/运算部5来检测电池温度。
多路复用器6依次切换从电流检测部8输出的电流信号、各个并联单元2的电压信号、和从温度-电压转换电路输出的信号，并输出到A/D转换器9。如图1所示，组电池10将3组并联单元2串联连接。因此，多路复用器6以规定的取样周期依次切换电流检测部8的电流信号、3组并联单元2的电压信号，并输出到A/D转换器9。多路复用器6对1个通道的电流信号、3个通道的二次电池1单元的电压信号、1个通道的电池总计电压信号、和1个通道的从温度-电压转换电路输出的信号进行切换。
另外，对于来自电流检测部8的信号，通过与A/D转换器9另外设置A/D转换器(未图示)，并将其输出送到控制/运算部5，从而能够正确地检测电流值，并累计容量。
多路复用器6以250ms的取样周期来切换多个通道的输入，并输出到A/D转换器9。能够缩短取样周期，来迅速地检测电池的电流、温度、电压的变化。相反地，能够延长取样周期，来减少部件成本。因此，多路复用器6的取样周期是考虑部件成本和电流、电压变化的状态而被设定在所述范围的。
A/D转换器9将从多路复用器6输入的模拟信号转换为数字信号并进行输出。A/D转换器9与多路复用器6切换输入的定时同步地，将输入的模拟信号转换为数字信号。因此，A/D转换器9在每次多路复用器6切换输入时，将输入的模拟信号转换为数字信号并进行输出。也就是说，在多路复用器6切换输入之后，A/D转换器9将输入信号转换为数字信号，然后多路复用器6反复切换输入的动作，来将输入信号转换为数字信号。
A/D转换器9的输出被输入到控制/运算部5。从A/D转换器9输入到控制/运算部5的数字信号是表示流过电池群3的充放电的电流值的电流信号、作为并联单元2的正极侧的电压的电压信号。检测温度信号的组电池10除了该信号，还输出表示电池群3的温度的温度信号。这些信号以多路复用器6与A/D转换器9的取样周期，被输入到控制/运算部5。控制/运算部5对输入的信号进行运算，并进行控制等。
进一步地，控制/运算部5对电池群3的充放电电流进行累计并对剩余容量进行运算处理，根据充电电流、电压来检测电池群3的满充电，此外，检测异常电流、异常温度、异常电压等，从而控制充放电。由开关晶体管等构成的控制元件13被控制/运算部5接通断开控制，在异常电流、异常温度、异常电压的检测时，切换为断开并阻断电流。
控制/运算部5对通过A/D转换器9而转换的充放电电流乘以取样周期(例如，250ms)的值进行累计，在放电时将满充电减去累计量，或者在充电时将充电开始时的剩余容量加上累计量。通过这样的计算，来计算电池群3的剩余容量。
将二次电池1设为锂离子电池的组电池10利用限制了电流、电压的额定电流(MAX电流为0.5～1C左右)/额定电压(MAX为4.2V/并联单元左右)充电，在并联单元2的电压为规定值以上、充电电流为规定值以下的条件时，判定为满充电。若检测到电池的满充电，则控制/运算部5将充电用的控制元件13切换为断开来停止充电，并且从通信处理部14输出将剩余容量设为100％的信息。满充电的信息经由通信线路15，被发送到便携设备20。另外，各种信息被从通信处理部14输出，输入到通信处理部14。
图1所示的组电池10将作为P沟道型FET的充电用FET13A和放电用FET13B与电池群3串联连接，来作为控制元件13。P沟道型的FET被输入“高”电压并切换为断开。该组电池10在将二次电池1设为锂离子电池的情况下，若任意一个并联单元2的电压为锂离子电池的过充电电压，例如，为4.2V以上，则将充电用FET13A控制为断开。因此，若成为该状态，则控制/运算部5向充电用FET13A的栅极输入断开信号的“高”电压。处于断开状态的充电用FET13A能够通过寄生二极管来流过放电电流。因此，在充电用FET13A为断开的状态下电池能够进行放电。若在该状态下，由于便携设备20导致电池被放电并且电压降低，则充电用FET13A被切换为接通。
此外，若组电池10的任意一个并联单元2的电池电压为锂离子电池的过放电电压(放电停止电压)，例如，为3.2V以下，则对放电用FET13B进行断开控制。由此，若成为该状态，则控制/运算部5向放电用FET13B的栅极输入作为断开信号的”高”电压。处于断开状态的放电用FET13B能够通过寄生二极管来流过充电电流。因此，在放电用FET13B为断开的状态下电池能够进行充电。若在该状态下，电池被从便携设备20充电并且电压上升，则放电用FET13B切换为接通。
进一步地，若组电池10的任意一个并联单元2的电池电压为关机电压，例如，为3.0V以下，则控制/运算部5的微型计算机关机。
此外，在锂离子电池为过放电电压以上时，持续放电，控制/运算部5通过从A/D转换器9输入的电压信号来修正余量。若从A/D转换器9输入表示二次电池1的电压达到、降低到第1电压的信号，则控制/运算部5通过与第1电压(例如，(在具有多个电池单元时为最低电池单元的电压)锂离子电池3.4V/单元)对应而预先设定的第1剩余容量(率)Ya1(例如，8％)，来修正计算出的剩余容量率。
这里，在达到与规定剩余容量(例如，8％)对应的电池电压(规定低电压)时，能够对从满充电放电的容量，除以规定值(1-规定剩余容量值，这里为0.92)，从而求出学习容量。
也就是说，若将第1剩余容量Ya1设为规定剩余容量8％，若计算出的剩余容量为9％，则控制/运算部5将9％保持为剩余容量，直到二次电池1的电池电压降低到第1电压V1为止。另一方面，在计算出的剩余容量为9％以上的情况下，若二次电池1的电池电压降低到第1电压V1，则在该时刻，控制/运算部5将计算出的剩余容量的值修正为8％。
进一步地，持续放电，若表示二次电池1的电压降低到规定的放电终止电压的信号被输入，则控制/运算部5将运算出的余量修正为0。其原因是，若电池电压降低到放电终止电压，则二次电池1的实际容量作为下限容量，成为0。并且，控制/运算部5将从放电开始起到放电终止电压为止的放电电流累计量运算并保存为总放电量(＝总容量)。
在图2中，图2(a)是表示得到A/D转换处理后的值的定时的图，图2(b)是图2(a)的放大图，图2(c)是表示与图2(b)的时间轴对应的脉冲放电的电流的图表，图2(d)是与图2(b)的时间轴对应的脉冲放电的电压的图表。
在实施方式1中，控制/运算部5的微型计算机以250ms的周期，使控制/运算的程序进行动作。
如图2(a)、(b)所示，在将周期250ms划分为1/8的规定的期间(约30ms)，从周期的起始起，作为电流测定期间I1(1～2ms)、电压测定期间V1(1μs(最小测定期间))、电流测定期间I2(1～2ms)，在检测二次电池单元的电压的前后检测电流值。并且，在图2(a)的箭头所示的被划分为1/8的各个测定期间的最后，通过控制/运算部5来对被转换的数字值进行输入、接收、检测。并且，对每个并联单元2的V2、V3进行测定，也同样检测二次电池1的总计电压、也就是电池群3的电压Vp。接着，检测电流、温度、电流，然后，连续3次划分为1/8的期间，在一个期间测定2次电流。此外，多路复用器6中的测定期间最小为大约0.5ms，标准为1～2ms，在大约0.5～20ms的范围内也能够利用。
此外，如图2(c)、(d)所示，由于脉冲放电(大约几m～10ms)，因此电流、电压变动。由于脉冲放电，因此放电电流被放电到便携设备20，此时，特别地，若由于由二次电池1的内部电阻引起的电压降，导致图2(d)的电池电压大幅度下降，放电电流停止，则电池电压恢复。
在实施方式1中，通过在检测每个并联单元2的电压的前后检测电流值，从而对于脉冲放电时间为几m～30ms(例如，大约10ms)的脉冲放电，通过连续检测到每个并联单元2的电压变化、电流值变化，能够适当地检测脉冲放电的产生。
另外，如图2(a)所示，检测16次电流，对这些值进行平均来作为电流值，如上所述，控制/运算部5对电池群3的充放电电流进行累计来运算剩余容量。
在以上测定、检测的实施方式1中，如下面那样进行控制。
在检测每个并联单元2的电压的前后检测电流值时，在电流值超过规定的阈值(例如，2C)时，判定为具有脉冲(峰值)放电。
此外，在电流值为规定的阈值(例如，2C)以下时，设为不存在脉冲(峰值)放电，对不受后述的峰值放电的影响的通常状态的电池电压Vnormal进行测定、运算。
此外，如接下来所述，也可以测定电流、电压。在图3中，如图3(a)所示，在周期250ms中，在连续4次(大约0.5ms/次)检测每个并联单元2的电压(V1、V2、V3、总计电压Vp)，并检测1次(大约0.5ms/次)温度的信号电压之后，检测1次(大约16ms/次)与电流对应的电压。
此外，如图3(b)、(c)所示，在电池电压的测定中，在上次测定与该时刻处的电压的差电压为规定电压值(例如，1V))以下，或者，在电流的测定中，在上次测定电流值与该时刻的测定电流值的差电流为规定值(例如，1C)以下时，设为没有脉冲(峰值)放电，对不受后述的峰值放电的影响的电池电压Vnormal进行测定、运算。
在图4中，表示在通过来自组电池10的电力来驱动的便携设备20中，在利用内置于其中的CPU提高瞬间处理速度的功能时，组电池10的电压最低的单元的放电时的电压、电流。在满充电(Fully charged)之后，没有来自工业电力的电力提供，通过来自组电池10的电力，便携设备20进行驱动。
虽然若在放电时进行脉冲放电，电池群3的电压值可能达到上述修正的规定低电压(3.4V/单元)、放电停止电压(3.2V)、关机电压(3.0V)以下，但不优选电池群3的电压值降低至这些电压以下。
在本发明的实施方式1中，如下所述，在组电池10的电压最低的并联单元2，进行测定、计算、判定，并进行放电控制。对不受峰值放电的影响的电池电压Vnormal进行测定，利用此时的最大峰值放电电力Pmax，通过式1来计算初始放电电流I0，通过式2来计算由二次电池1的内部电阻R引起的电压降ΔV0。然后，通过式3来计算下一个峰值放电时的放电电流Ik，通过式4来计算由放电电流Ik与内部电阻R引起的电压降ΔVk。进一步地，通过式5来计算下一个峰值放电时的输出电压Vout，并对是否大于规定值进行判定。
(式1)
I0＝Pmax/Vnormal
(式2)
ΔV0＝I0×R
(式3)
Ik＝Pmax/(Vnormal-ΔVk-1) (k＝1，2，…，n)
(式4)
ΔVk＝Ik×R (k＝1，2，…，n)
(式5)
Vout＝Vnormal-ΔVn
在判定为下一个峰值放电时的输出电压Vout比规定值小时，对下一个峰值放电进行控制。例如，通过经由通信处理部14，从控制/运算部5向便携设备20发送信号，来停止峰值放电。
此外，如图4所示，在时间T1处的电压测定时之后，判定为下一个峰值放电时的输出电压Vout比规定值大，通过经由通信处理部14，从控制/运算部5向便携设备20发送指示降低峰值放电的电力的信号，从而便携设备20中的消耗电力下降，峰值放电的电力下降。由此，由于时间Td处的峰值放电的电力降低，峰值放电的电力下降，因此即使峰值放电，也不会达到上述修正的规定低电压(3.4V/单元，图4中为LV2Voltage)、放电停止电压(3.2V，图4中为EndVoltage)、关机电压(3.0V，图4中为system shutdown)以下。因此，不会错误修正剩余容量、停止放电、关机。在判定为比规定值大时，进行下一个峰值放电。
接下来，对本发明的另一实施方式进行说明。此外，在通过来自组电池10的电力来驱动的便携设备20中，将来自工业电力的电力提供与电源适配器连接，驱动便携设备20，并且对组电池10进行充电。此时，在利用内置于便携设备20中的CPU提高瞬间处理速度的功能时，由于提高处理速度的功能的脉冲放电电力大，因此脉冲放电电力被从组电池10提供给便携设备20。
在从剩余容量小的状态起对组电池10进行充电，并且剩余容量(电池电压)小时，若进行脉冲放电，则可能达到上述修正的规定低电压(3.4V/单元)、放电停止电压(3.2V)、关机电压(3.0V)以下。
在本发明的实施方式1中，如下所述，在组电池10的电压最低的并联单元2中，进行测定、计算、判定，并进行放电控制。对不受峰值放电的影响的电池电压Vnormal进行测定，利用此时的最大峰值放电电力Pmax(使用下述的方法，通常监视单元电压并更新Pmax。虽然Pmax的初始值为例如100W，但通过并联单元2的电压，立即通过例如10W步骤而被更新)、该电力的增加部分Pstep，通过式6来计算初始放电电流I0，通过式7来计算由二次电池1的内部电阻R引起的电压降ΔV0。然后，通过式8来计算下一个峰值放电时的放电电流Ik，通过式9来计算由放电电流Ik与内部电阻R引起的电压降ΔVk。进一步地，通过式10来计算下一个峰值放电时的输出电压Vout，对是否大于规定值(上述修正的规定低电压(3.4V/单元))进行判定。
(式6)
I0＝(Pmax+Pstep)/Vnormal
(式7)
ΔV0＝I0×R
(式8)
Ik＝(Pmax+Pstep)/(Vnormal-ΔVk-1) (k＝1，2，…，n)
(式9)
ΔVk＝Ik×R (k＝1，2，…，n)
(式10)
Vout＝Vnormal-ΔVn
在判定为比规定值大时，控制所述下一个峰值放电。例如，通过经由通信处理部14，从控制/运算部5向便携设备20发送信号，从而将峰值放电设为Pmax+Pstep。
在判定为比规定值大时，通过1步骤中提高的峰值放电电力Pmax，发送进行下一个峰值放电的信号。
此外，在二次电池1中流过电流的状态下，能够检测流过二次电池1的电流与电压，并通过式11来运算电池的内部电阻(R)。
(式11)
R＝(Eocv-Eccv)/I
其中，在该式中，Eocv是电池的无负载电压，Eccv是流过电流I的状态下的电池电压，I是电流。
此外，由于电池的内部电阻R取决于温度、劣化程度，因此也能够对确定内部电阻R的函数、表格进行存储，根据存储的函数、表格来求出电池的内部电阻R。
(实施方式2)
对于与实施方式1相同的内容则省略说明。实施方式2的结构(图1)、得到A/D转换处理了的值的定时(图2)与实施方式1相同。实施方式2的得到A/D转换处理后的值的另一定时(图3)以及充电、放电时的电压、电流(图5)与实施方式1不同。
在实施方式2中，如下所述那样控制图3中的测定、检测。
在检测每个并联单元2的电压的前后检测电流值时，在电流值超过规定的阈值(例如，2C)时，作为存在脉冲放电，即使测定出在电流值之间测定出的二次电池的电压值为上述修正的规定低电压(3.4V/单元)以下、放电停止电压(规定值3.2V/单元)以下、或者微型计算机的关机电压(规定值3.0V/单元)以下，也不利用，不进行修正、放电停止、关机。
在图3中，如图3(a)所示，在周期250ms中，连续检测4次(大约0.5ms/次)每个并联单元2的电压、1次(大约0.5ms/次)温度的信号电压之后，检测多次(在测定时间为16ms的情况下，连续测量例如128次，并计算平均值)与电流对应的电压。
此外，如图3(b)、(c)所示，若在电池电压的测定中发生脉冲放电，则虽然能够通过电池电压的测定检测脉冲放电的电压，但在电流测定时，由于脉冲放电结束，电流值恢复，因此不能测定、检测脉冲放电时的电流，不能进行适当的控制。这里，在脉冲放电中，若在不检测电流的情况下，进行电池电压的测定、检测，则可能检测修正的规定低电压(3.4V/单元)以下、放电停止电压(规定值3.2V/单元)以下、或者微型计算机的关机电压(规定值3.0V/单元)以下，可能进行与这些对应的错误的控制。
在图5中，在通过来自组电池10的电力来驱动的便携设备20中，在利用内置于此的CPU提高瞬间处理速度的功能时，表示充电、放电时的电压、电流。
在满充电(Fully charged)之后，不存在来自工业电力的充电，通过来自组电池10的电力，驱动PC。
由于若在放电时进行脉冲放电，则不优选电池群3的电压值达到上述修正的规定低电压以下，因此如图5(横轴表示时间，纵轴表示电流、电压)所示，由于若在规定电压LV2(例如，3.7V)以下进行脉冲放电，则成为修正的规定低电压(3.4V/单元)以下，因此若在放电时成为规定电压(例如，3.7V)，则通过经由通信处理部14，从控制/运算部5向所述个人计算机发送信号，从而能够向个人计算机通知其为不适合现状的脉冲放电的二次电池电压。
此外，通过这样的信号，在个人计算机等电子设备中，能够使脉冲放电的电力降低。
-产业上的可利用性-
本发明涉及的组电池以及二次电池的放电控制方法能够对峰值放电电力(脉冲放电)时的二次电池单元的电压进行计算、运算。此外，由于在脉冲放电电力时，不会达到修正的规定低电压、放电停止电压、关机电压以下，因此作为向以比通常状态下的电力高的峰值放电电力来瞬间提高处理速度的电子设备提供电力的组电池以及二次电池的放电控制方法等是有用的。
-符号说明-
1…二次电池
2…并联单元
3…电池群
4…电流/电压检测部
5…控制/运算部
6…多路复用器
7…连接抽头
8…电流检测部
9…A/D转换器
10…组电池
11…温度检测部
12…温度传感器
13…控制元件
13A…充电用FET
13B…放电用FET
14…通信处理部
15…通信线路
20…便携设备
21…控制/电源部
22…负载

Claims (14)

1.一种组电池，其向以比通常状态下的电力高的峰值放电电力来瞬间提高处理速度的电子设备提供电力，具备：
电池群，其将多个二次电池串联连接而成；
检测部，其通过电子电路来对流过所述电池群的充放电的电流值与所述电池群的电压值进行切换并以时分的方式进行检测；和
控制/运算部，其利用通过所述检测部来检测的电流值以及电压值来进行运算以及控制，
所述检测部按照规定的周期反复地进行在检测所述电池群的电压值的前后检测电流值的动作，从而连续地检测所述二次电池的电压值和电流值的变化，在该电流值的至少一个超过规定的阈值，并且在电流值之间测定出的所述电池群的电压值为规定电压值以下时，所述控制/运算部判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响。
2.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，
在判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响时，即使所述电池群的电压值为放电停止电压值以下，也不进行所述电池群的剩余容量值的修正。
3.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，
在判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响时，即使所述电池群的电压值为规定电压值以下，所述控制/运算部也不进行放电停止或者关机。
4.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，
在所述电池群的电压值为规定电压值以下时，从控制/运算部向所述电子设备发送信号。
5.根据权利要求4所述的组电池，其特征在于，
所述信号是指示使所述峰值放电电力降低的信号。
6.一种二次电池的放电控制方法，该二次电池向以比通常状态下的电力高的峰值放电电力来瞬间提高处理速度的电子设备提供电力，
通过电子电路，对流过将多个二次电池串联连接而成的电池群的充放 电的电流值与所述电池群的电压值进行切换，并以时分的方式进行检测，
按照规定的周期反复地进行在检测所述电池群的电压值的前后检测电流值的动作，从而连续地检测所述二次电池的电压值和电流值的变化，在该电流值的至少一个超过规定的阈值，并且在电流值之间测定出的所述电池群的电压值为规定电压值以下时，判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响。
7.根据权利要求6所述的二次电池的放电控制方法，其特征在于，
在判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响时，即使所述电池群的电压值为放电停止电压值以下，也不进行所述电池群的剩余容量值的修正。
8.根据权利要求6所述的二次电池的放电控制方法，其特征在于，
在判定为所述电池群的电压值受到所述峰值放电电力的影响时，即使所述电池群的电压值为规定电压值以下，控制/运算部也不进行放电停止或者关机。
9.根据权利要求6所述的二次电池的放电控制方法，其特征在于，
在所述电池群的电压值为规定电压值以下时，向所述电子设备发送信号。
10.根据权利要求9所述的二次电池的放电控制方法，其特征在于，
所述信号是指示使所述峰值放电电力降低的信号。
11.根据权利要求6所述的二次电池的放电控制方法，其特征在于，
对所述通常状态下的所述电池群的电压值Vnormal进行测定，
利用最大峰值放电电力Pmax，通过式I0＝Pmax/Vnormal来计算初始放电电流I0，
通过式ΔV0＝I0×R来计算由所述电池群的内部电阻R引起的电压降ΔV0，
通过式Ik＝Pmax/(Vnormal-ΔVk-1)来计算所述峰值放电电力时的放电电流Ik，利用所述放电电流Ik，通过式ΔVk＝Ik×R来计算由内部电阻R引起的电压降ΔVk，其中k＝1、2、…、n，
通过式Vout＝(Vnormal-ΔVn)来计算第n次峰值放电电力时的输出电压值Vout，判定Vout是否比规定值大。
12.根据权利要求11所述的二次电池的放电控制方法，其特征在于，
在所述输出电压值Vout比所述规定值大时，使所述峰值放电电力降低。
13.根据权利要求6所述的二次电池的放电控制方法，其特征在于，
对所述通常状态下的所述电池群的电压值Vnormal进行测定，
利用最大峰值放电电力Pmax、规定的电力增加部分Pstep，通过式I0＝(Pmax+Pstep)/Vnormal来计算初始放电电流I0，通过式ΔV0＝I0×R来计算由内部电阻R引起的电压降ΔV0，
通过式Ik＝(Pmax+Pstep)/(Vnormal-ΔVk-1)来计算所述峰值放电电力时的放电电流Ik，利用放电电流Ik，通过式ΔVk＝Ik×R来计算由内部电阻R引起的电压降ΔVk，其中k＝1、2、…、n，
通过式Vout＝(Vnormal-ΔVn)来计算第n次峰值放电电力时的输出电压值Vout，判定Vout是否比规定值大。
14.根据权利要求13所述的二次电池的放电控制方法，其特征在于，
在所述输出电压值Vout比所述规定值大时，使所述峰值放电电力增加。
CN201480002219.3A 2013-05-17 2014-05-13 组电池以及二次电池的放电控制方法 Active CN104584371B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-104593 2013-05-17
JP2013104594 2013-05-17
JP2013-104594 2013-05-17
JP2013104593 2013-05-17
PCT/JP2014/002511 WO2014185053A1 (ja) 2013-05-17 2014-05-13 パック電池、及び、二次電池の放電制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104584371A CN104584371A (zh) 2015-04-29
CN104584371B true CN104584371B (zh) 2017-06-27

Family

ID=51898043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480002219.3A Active CN104584371B (zh) 2013-05-17 2014-05-13 组电池以及二次电池的放电控制方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10164452B2 (zh)
JP (1) JP5843051B2 (zh)
CN (1) CN104584371B (zh)
WO (1) WO2014185053A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9726731B2 (en) * 2013-12-31 2017-08-08 Chervon (Hk) Limited Battery pack, method for detecting battery pack, charging assembly and electric tool
KR20180083951A (ko) * 2015-12-11 2018-07-23 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션 복수의 배터리 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한 방법 및 장치
CN105516512B (zh) * 2016-01-15 2018-09-11 广东欧珀移动通信有限公司 控制方法、控制装置及电子装置
US10840725B2 (en) 2016-07-10 2020-11-17 Gbatteries Energy Canada Inc. Battery charging with charging parameters sweep
CN106532950A (zh) * 2016-12-05 2017-03-22 安徽永川电气设备有限公司 防断电生产用动力配电柜
CN106532949A (zh) * 2016-12-05 2017-03-22 安徽永川电气设备有限公司 车间用动力配电柜
US10250045B2 (en) * 2017-01-05 2019-04-02 Gbatteries Energy Canada Inc. System and method for battery pack
EP3373407B1 (de) * 2017-03-10 2020-02-12 VARTA Microbattery GmbH Verfahren zum betreiben eines modularen batteriespeichersystems, modulares batteriespeichersystem und batteriemanagementsystem hierfür
EP3607605A1 (en) 2017-04-05 2020-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Power supply system
US10862329B2 (en) 2017-06-01 2020-12-08 Apple Inc. Electronic device with activity-based power management
US9800719B1 (en) * 2017-07-11 2017-10-24 Premergy, Inc. Systems and methods for managing power for a mobile device
JP6958316B2 (ja) * 2017-12-14 2021-11-02 トヨタ自動車株式会社 電池システム及びリチウムイオン二次電池の容量回復方法
CN108539721B (zh) * 2018-03-30 2020-06-23 联想(北京)有限公司 一种过流保护的方法和电子设备
JP7087799B2 (ja) * 2018-08-02 2022-06-21 株式会社デンソー 劣化状態推定装置及びこれを含む電源装置
CN109856548B (zh) * 2018-12-19 2020-07-28 安徽江淮汽车集团股份有限公司 动力电池容量估算方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4672555A (en) * 1984-10-18 1987-06-09 Massachusetts Institute Of Technology Digital ac monitor
JPH10260236A (ja) * 1997-03-17 1998-09-29 Fuji Elelctrochem Co Ltd 二次電池の残存容量の監視方法
JP2001110459A (ja) * 1999-10-06 2001-04-20 Nec Mobile Energy Kk 容量補正機能を備えた電池パック
US6506997B2 (en) * 2000-09-21 2003-01-14 Massachusetts Institute Of Technology Spot welding system and method for sensing welding conditions in real time
JP2003250228A (ja) * 2002-02-21 2003-09-05 Nec Tokin Corp 電源回路及び電源回路の制御方法
JP4606846B2 (ja) * 2004-11-12 2011-01-05 パナソニック株式会社 電池監視装置
JP4667276B2 (ja) * 2006-03-07 2011-04-06 三洋電機株式会社 複数の二次電池を直列・並列に接続しているパック電池
CN101714647B (zh) * 2008-10-08 2012-11-28 株式会社牧田 电动工具用蓄电池匣以及电动工具
JP5525862B2 (ja) * 2010-02-26 2014-06-18 三洋電機株式会社 充電装置、プログラム
US10044074B2 (en) * 2011-03-18 2018-08-07 Johnson Controls Technology Company Battery power source control and current detection systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
US10164452B2 (en) 2018-12-25
WO2014185053A1 (ja) 2014-11-20
CN104584371A (zh) 2015-04-29
US20160079788A1 (en) 2016-03-17
JPWO2014185053A1 (ja) 2017-02-23
JP5843051B2 (ja) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104584371B (zh) 组电池以及二次电池的放电控制方法
CN101542306B (zh) 蓄电装置的异常检测装置及方法
CN104635165B (zh) 一种光电互补供电系统蓄电池剩余电量的准确估算方法
CN101960690B (zh) 充电设备和充电方法
CN101536285B (zh) 蓄电元件的异常检测装置以及方法
US8358136B2 (en) State of charge calculator for multi-cell energy storage system having cell balancing
CN101465449B (zh) 电池组、便携设备、电池组的内部短路检测方法和程序
CN103543406B (zh) 测定系统
CN102231551B (zh) 一种兼顾充电时间和电池寿命的电池充电器
CN102460198A (zh) 电池控制装置和电池控制方法
CN102222949B (zh) 电池管理装置及方法
KR100969589B1 (ko) 급속 충전용 배터리 모듈 관리 시스템
JP4667276B2 (ja) 複数の二次電池を直列・並列に接続しているパック電池
JP2002343445A (ja) 組電池の電圧検出回路
KR101146404B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 그를 포함하는 배터리 팩
CN101421902A (zh) 充电方法以及电池组件及其充电器
CN102540088A (zh) 电池监视装置以及电池监视方法
CN110140057A (zh) 电压检测集成电路和包括其的电池管理系统
CN105988086A (zh) 电池余量预测装置及电池组
US20160266211A1 (en) Remaining battery life prediction device and battery pack
CN103207372B (zh) 电池余量测量系统、电池余量测量程序以及电池余量测量方法
CN101034137B (zh) 电池截止放电电压测量及修正方法
CN2906637Y (zh) 一种电动自行车的电池电量检测装置
CN105871021A (zh) 用于电动自行车电池组快速充电的电池管理系统及方法
JP2012050228A (ja) 電池制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230904

Address after: Osaka, Japan

Patentee after: Panasonic New Energy Co.,Ltd.

Address before: Japan Osaka

Patentee before: Sanyo Electric Co.,Ltd.