CN105529690A - 电池保护电路、电池保护装置、电池组以及电池保护方法 - Google Patents
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Abstract
一种能够强化并联连接多个电池芯所得的二次电池的保护功能的电池保护电路、电池保护装置、电池组以及电池保护方法。所述电池保护电路具备:过充电检测部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的过充电时,禁止对应的电池芯的充电;过放电检测部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的过放电时,禁止对应的电池芯的放电;充电电流限制部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过充电电流的期间,限制上述充电电流超过预定的充电电流值的情况;放电电流限制部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过放电电流的期间,限制上述放电电流超过预定的放电电流值的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护的技术。
背景技术
例如在专利文献1中公开了对并联连接多个电池芯(cell)所得的二次电池进行保护的技术。本文献所公开的技术是针对从电位差高的电池芯向电位差低的电池芯流过的冲击电流而保护电池芯的技术。
专利文献1:日本特开2006-345660号公报
发明内容
但是,上述现有技术是针对从电位差高的电池芯向电位差低的电池芯的仅一个方向的过电流而保护电池芯的技术,因此有时无法充分保护并联连接多个电池芯所得的二次电池。因此,目的在于提供一种能够强化并联连接多个电池芯所得的二次电池的保护功能的电池保护电路、电池保护装置、电池组以及电池保护方法。
为了达到上述目的,根据一个形式,提供一种对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护的电池保护电路,其中,具备:
过充电检测部,其针对上述二次电池的电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的过充电时,禁止对应的电池芯的充电;
过放电检测部,其针对上述二次电池的电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的过放电时,禁止对应的电池芯的放电;
充电电流限制部,其针对上述二次电池的电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过充电电流的期间,限制上述充电电流超过预定的充电电流值的情况;以及
放电电流限制部,其针对上述二次电池的电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过放电电流的期间,限制上述放电电流超过预定的放电电流值的情况。
根据一个形式,能够强化并联连接多个电池芯所得的二次电池的保护功能。
附图说明
图1是表示电池保护电路的结构例子的图。
图2是表示电池保护方法的一个例子的图。
图3是表示电池保护电路的结构例子的图。
图4是表示电池保护电路的结构例子的图。
符号说明
3:正侧电池芯连接端子;
5:正侧负载连接端子;
6:负侧负载连接端子;
8:正侧电源路径;
11、21:充电控制用晶体管(充电控制元件的例子);
12、22:放电控制用晶体管(放电控制元件的例子);
16:26:负侧电源路径;
17、27:负侧电池芯连接端子;
30、40、50、60:保护控制电路;
31、41、51、61:电流检测电路;
32、42、52、62:充电过电流检测电路;
33、43、53、63:充电电流限制电路(充电电流限制部的例子);
34、44、54、64:充电控制电路(充电控制部的例子);
35、45、55、65:放电过电流检测电路;
36、46、56、66:放电电流限制电路(放电电流限制部的例子);
37、47、57、67:放电控制电路(放电控制部的例子);
38、48、58、68:过充电检测电路(过充电检测部的例子);
39、49、59、69:过放电检测电路(过放电检测部的例子);
71、72、73、74:模拟开关;
80:保护模块;
90、91:保护IC;
100、101:电池组;
200:二次电池;
201、202:电池芯。
具体实施方式
以下,参照附图说明用于实施本发明的方式。
图1是作为本发明的一个实施方式的电池组100的结构图。电池组100内置地具备能够向与负载连接端子5、6连接的未图示的外部负载供给电力的二次电池200、保护二次电池200的保护模块80。电池组100既可以内置在外部负载中,也可以外置。作为外部负载的具体例子,可以列举便携终端(便携电话、便携游戏机、PDA、移动个人计算机、智能手机、平板终端、音乐或影像的便携播放器等)、计算机、头戴耳机、照相机等电子设备。
二次电池200能够通过与负载连接端子5、6连接的未图示的充电器进行充电。作为二次电池200的具体例子,可以列举锂离子电池、镍氢电池等。将2个电池芯201、202相互并联连接而构成二次电池200。
保护模块80具备负载连接端子5、负载连接端子6、电池芯连接端子3、17、27,是针对过电流保护与电池芯连接端子3、17、27连接的二次电池200的电池保护装置。电池芯连接端子3经由电源路径8与负载连接端子5连接。电池芯连接端子17经由电源路径16与负载连接端子6连接,电池芯连接端子27经由电源路径26与负载连接端子6连接。电池芯连接端子3与电池芯201和电池芯202双方的正极连接。电池芯连接端子17不与电池芯202的负极连接,而与电池芯201的负极连接。电池芯连接端子27不与电池芯201的负极连接,而与电池芯202的负极连接。
保护模块80具备晶体管11、12、21、22。晶体管11是能够切断电池芯201的充电路径的充电路径切断部,晶体管12是能够切断电池芯201的放电路径的放电路径切断部。晶体管21是能够切断电池芯202的充电路径的充电路径切断部,晶体管22是能够切断电池芯202的放电路径的放电路径切断部。在图示的情况下,晶体管11能够切断电池芯201的充电电流所流过的电源路径16,晶体管12能够切断电池芯201的放电电流所流过的电源路径16。晶体管21能够切断电池芯202的充电电流所流过的电源路径26,晶体管22能够切断电池芯202的放电电流所流过的电源路径26。
晶体管11、12是能够切换电源路径16的导通/切断的开关元件,串联地插入到电源路径16。晶体管21、22是能够切换电源路径26的导通/切断的开关元件,串联地插入到电源路径26。
晶体管11、12、21、22例如是MOSFET。晶体管11插入到电源路径16使得晶体管11的寄生二极管的顺方向与电池芯201的放电方向一致。晶体管12插入到电源路径16使得晶体管12的寄生二极管的顺方向与电池芯201的充电方向一致。晶体管21插入到电源路径16使得晶体管21的寄生二极管的顺方向与电池芯202的放电方向一致。晶体管22插入到电源路径26使得晶体管22的寄生二极管的顺方向与电池芯202的充电方向一致。
此外,晶体管11、12、21、22也可以是IGBT、双极型晶体管等其他半导体元件。另外,也可以在晶体管11、12、21、22的漏极-源极之间(或集电极-发射极之间)追加二极管。
保护模块80具备电阻13、23。电阻13是用于检测流过电池芯201的放电电流或充电电流的电流值的检测电阻,串联地插入到电池芯连接端子17和晶体管11、12之间的电源路径16。电阻23是用于检测流过电池芯202的放电电流或充电电流的电流值的检测电阻,串联地插入到电池芯连接端子27和晶体管21、22之间的电源路径26。
保护模块80具备电容器14、24。电容器14与电阻13并联连接。通过将电容器14与电阻13并联连接,提高了使用电阻13的电流检测的精度。电容器24与电阻23并联连接。通过将电容器24与电阻23并联连接,提高了使用电阻23的电流检测的精度。
保护模块80具备保护IC90。保护IC90是被从二次电池200供电而保护二次电池200的集成电路。保护IC90由一个芯片构成。
保护IC90具备VDD端子、VSS1端子、VSS2端子。VDD端子是经由电阻1与电池芯连接端子3或电源路径8连接的正侧电源端子。VSS1端子是在电池芯连接端子17和电阻13之间与电源路径16连接的负侧电源端子。VSS2端子是在电池芯连接端子27和电阻23之间与电源路径26连接的负侧电源端子。
电阻1是防止在VDD端子流过过电流的电流限制电阻。电容器2具有连接在电阻R1和VDD端子之间的一端、在电池芯连接端子17和电阻13之间与电源路径16连接的另一端。由电阻1和电容器2构成的RC低通滤波器能够对VDD端子和VSS1端子之间的电源电压进行平滑化。
保护IC90具备:充电控制电路34,其通过从保护IC90的COUT1端子输出高电平的信号而能够将晶体管11导通,通过输出低电平的信号而能够将晶体管11关断。充电控制电路34通过将晶体管11导通,能够许可在电源路径16中流过对电池芯201进行充电的方向的电流,通过将晶体管11关断,能够禁止在电源路径16中流过对电池芯202进行充电的方向的电流。
另外,保护IC90具备:放电控制电路37,其通过从保护IC90的DOUT1端子输出高电平的信号而能够将晶体管12导通,通过输出低电平的信号而能够将晶体管21关断。放电控制电路37通过将晶体管12导通,能够许可在电源路径16中流过对电池芯201进行放电的方向的电流,通过将晶体管12关断,能够禁止在电源路径16中流过对电池芯201进行放电的方向的电流。
同样,保护IC90具备:充电控制电路44,其通过从保护IC90的COUT2端子输出高电平的信号而能够将晶体管21导通,通过输出低电平的信号而能够将晶体管21关断。充电控制电路44通过将晶体管21导通,能够许可在电源路径26中流过对电池芯202进行充电的方向的电流,通过将晶体管21关断,能够禁止在电源路径26中流过对电池芯202进行充电的方向的电流。
另外,保护IC90具备:放电控制电路47,其通过从保护IC90的DOUT2端子输出高电平的信号而能够将晶体管22导通,通过输出低电平的信号而能够将晶体管22关断。放电控制电路47通过将晶体管22导通,能够许可在电源路径26中流过对电池芯202进行放电的方向的电流,通过将晶体管22关断,能够禁止在电源路径26中流过对电池芯202进行放电的方向的电流。
保护模块80是对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护的电池保护装置的一个例子。保护模块80具备具有保护控制部的保护IC90。保护控制部针对构成二次电池的多个电池芯分别设置,控制对应的电池芯的保护。保护控制电路30针对电池芯201而设置,是控制电池芯201的保护的保护控制部的一个例子,保护控制电路40针对电池芯202而设置,是控制电池芯202的保护的保护控制部的一个例子。
保护控制电路30具备电流检测电路31、充电过电流检测电路32、充电电流限制电路33、充电控制电路34、放电过电流检测电路35、放电电流限制电路36、放电控制电路37、过充电检测电路38、过放电检测电路39。保护控制电路40具备电流检测电路41、充电过电流检测电路42、充电电流限制电路43、充电控制电路44、放电过电流检测电路45、放电电流限制电路46、放电控制电路47、过充电检测电路48、过放电检测电路49。
保护模块80具备保护IC90,该保护IC90具备针对构成二次电池的多个电池芯分别设置的充电电流限制部、针对构成二次电池的多个电池芯分别设置的放电电流限制部。
充电电流限制电路33是针对电池芯201设置的充电电流限制部的一个例子,放电电流限制电路36是针对电池芯201设置的放电电流限制部的一个例子。充电电流限制电路33和放电电流限制电路36将VDD端子和VSS1端子或CS1端子之间的电压作为电源电压而动作。同样,充电电流限制电路43是针对电池芯202设置的充电电流限制部的一个例子,放电电流限制电路46是针对电池芯202设置的放电电流限制部的一个例子。充电电流限制电路43和放电电流限制电路46将VDD端子和VSS2端子或CS2端子之间的电压作为电源电压而动作。
另外,保护模块80具备设置在构成二次电池的多个电池芯各自的充电路径上的充电控制元件、设置在构成二次电池的多个电池芯各自的放电路径上的放电控制元件。
晶体管11是设置在作为电池芯201的充电路径的电源路径16上的充电控制元件的一个例子,晶体管12是设置在作为电池芯201的放电路径的电源路径16上的放电控制元件的一个例子。同样,晶体管21是设置在作为电池芯202的充电路径的电源路径26上的充电控制元件的一个例子,晶体管22是设置在作为电池芯202的放电路径的电源路径26上的放电控制元件的一个例子。
充电电流限制电路33进行充电电流限制控制,即通过控制晶体管11的导通状态,来限制在充电电流I1流过与充电电流限制电路33对应的电池芯201的期间中充电电流I1超过预定的充电电流值Icth1的情况。晶体管11是通过充电电流限制电路33的充电电流限制控制来限制在流过充电电流I1的充电期间中充电电流I1超过充电电流值Icth1的情况的充电电流限制元件。晶体管11能够限制在电池芯201的充电方向上流过的充电电流I1的流动,充电电流限制电路33使晶体管11进行导通动作,以便限制充电电流I1的流动。
因此,即使充电电流I1上升而达到充电电流值Icth1,充电电流限制电路33也能够一边缩减充电电流I1的流动使得充电电流I1不会超过充电电流值Icth1,一边使充电电流I1以大于零的电流值继续流过。
同样,充电电流限制电路43进行充电电流限制控制,即通过控制晶体管21的导通状态,来限制在充电电流I2流过与充电电流限制电路43对应的电池芯202的期间中充电电流I2超过预定的充电电流值Icth2的情况。晶体管21是通过充电电流限制电路43的充电电流限制控制来限制在流过充电电流I2的充电期间中充电电流I2超过充电电流值Icth2的情况的充电电流限制元件。晶体管21能够限制在电池芯202的充电方向上流过的充电电流I2的流动,充电电流限制电路43使晶体管21进行导通动作以便限制充电电流I2的流动。
因此,即使充电电流I2上升而达到充电电流值Icth2,充电电流限制电路43也能够一边缩减充电电流I2的流动使得充电电流I2不超过充电电流值Icth2,一边使充电电流I2以大于零的电流值继续流过。
此外,流过电源路径8的充电电流I是流过电池芯201和电源路径16的充电电流I1、流过电池芯202和电源路径26的充电电流I2的和。另外,充电电流值Icth1和放电电流值Icth2既可以是相等的值,也可以是不相同的值。
这样,通过用预定的充电电流值限制充电电流I1或I2,即使电池芯201和电池芯202的容量相互不同,也能够防止在两个电池芯之间流过过剩的充放电电流。另外,能够将具有相互不同的容量的多个电池芯并联连接起来,因此能够高效地使用有限的安装面积。例如,容量越小则电池芯的体积越小,因此能够将这些多个电池芯中的具有相对小的容量的电池芯安装在存在于安装多个电池芯的基板上的间隙空间中。
另外,通过这样用预定的充电电流值限制充电电流I1或I2,即使在电池芯201和电池芯202的连接时两个电池芯之间的电压差大,也能够防止在两个电池芯之间流过过剩的充放电电流。另外,通过用预定的充电电流值限制充电电流I1或I2,即使任意一个电池芯充满电,也能够防止剩余的电池芯中流过过剩的充电电流。另外,通过用预定的充电电流值限制充电电流I1或I2,即使任意一个电池芯的内部阻抗由于电池芯的劣化等而增加,也能够防止剩余的电池芯中流过过剩的充电电流。
此外,充电电流限制电路33通过控制保护IC90的COUT1端子和V-1端子之间的电压值,能够调整晶体管11的栅极-源极之间的电压值,因此能够一边增减充电电流I1的电流值一边进行限制。COUT1端子与晶体管11的栅极连接,V-1端子经由电阻15与晶体管11的源极连接。同样,充电电流限制电路43通过控制保护IC90的COUT2端子和V-2端子之间的电压值,能够调整晶体管21的栅极-源极之间的电压值,因此能够一边增减充电电流I2的电流值一边进行限制。COUT2端子与晶体管21的栅极连接,V-2端子经由电阻25与晶体管21的源极连接。
另一方面,放电电流限制电路36进行放电电流限制控制,即通过控制晶体管12的导通状态,来限制在放电电流I1(与图示的箭头相反方向的电流)流过与放电电流限制电路36对应的电池芯201的放电期间中放电电流I1超过预定的放电电流值Idth1的情况。晶体管12是通过放电电流限制电路36的放电电流限制控制来限制在流过放电电流I1的放电期间中放电电流I1超过放电电流值Idth1的情况的放电电流限制元件。晶体管12能够限制在电池芯201的放电方向上流过的放电电流I1的流动,放电电流限制电路36使晶体管12进行导通动作以便限制放电电流I1的流动。
因此,即使放电电流I1上升而达到放电电流值Idth1,放电电流限制电路36也能够一边缩减放电电流I1的流动使得放电电流I1不超过放电电流值Idth1,一边使放电电流I1以大于零的电流值继续流过。
同样,放电电流限制电路46进行放电电流限制控制,即通过控制晶体管22的导通状态,来限制在放电电流I2(与图示的箭头相反方向的电流)流过与放电电流限制电路46对应的电池芯202的放电期间中放电电流I2超过预定的放电电流值Idth2的情况。晶体管22是通过放电电流限制电路46的放电电流限制控制来限制在流过放电电流I2的放电期间中放电电流I2超过放电电流值Idth2的情况的放电电流限制元件。晶体管22能够限制在电池芯202的放电方向上流过的放电电流I2的流动,放电电流限制电路46使晶体管22进行导通动作以便限制放电电流I2的流动。
因此,即使放电电流I2上升而达到放电电流值Idth2,放电电流限制电路46也能够一边缩减放电电流I2的流动使得放电电流I2不超过放电电流值Idth2,一边使放电电流I2以大于零的电流值继续流过。
此外,流过电源路径8的放电电流I(与图示的箭头相反方向的电流)是流过电池芯201和电源路径16的放电电流I1、流过电池芯202和电源路径26的放电电流I2的和。另外,放电电流值Idth1和放电电流值Idth2既可以是相等的值,也可以是不相同的值。
这样,通过用预定的放电电流值限制放电电流I1或I2,即使电池芯201和电池芯202的容量相互不同,也能够防止在两个电池芯之间流过过剩的充放电电流。另外,能够将具有相互不同的容量的多个电池芯并联连接起来,因此能够高效地使用有限的安装面积。例如,容量越小则电池芯的体积越小,因此能够将这些多个电池芯中的具有相对小的容量的电池芯安装在存在于安装多个电池芯的基板上的间隙空间中。
另外,通过这样用预定的放电电流值限制放电电流I1或I2,即使在电池芯201和电池芯202的连接时两个电池芯之间的电压差大,也能够防止在两个电池芯之间流过过剩的充放电电流。特别地通过与用预定的充电电流值限制充电电流I1或I2的上述功能组合,能够更迅速地防止在两个电池芯之间流过过剩的充放电电流的情况。
另外,通过用预定的放电电流值限制放电电流I1或I2,能够针对经由电源电路8与负载连接端子5连接的负载防止流过过剩的负载电流。
此外,放电电流限制电路36通过控制保护IC90的DOUT1端子和VSS1端子或CS1端子之间的电压值,能够调整晶体管12的栅极-源极之间的电压值,因此能够一边增减放电电流I1的电流值一边进行限制。DOUT1端子与晶体管12的栅极连接,VSS1端子经由电阻13与晶体管12的源极连接,CS1端子不经由电阻13与晶体管12的源极连接。同样,放电电流限制电路46通过控制保护IC90的DOUT2端子和VSS2端子或CS2端子之间的电压值,能够调整晶体管22的栅极-源极之间的电压值,因此能够一边增减放电电流I2的电流值一边进行限制。DOUT2端子与晶体管22的栅极连接,VSS2端子经由电阻23与晶体管22的源极连接,CS2端子不经由电阻23与晶体管22的源极连接。
充电电流限制电路33在充电电流I1的检测值比充电电流值Icth1小的情况下,进行充电电流上升控制,即通过增高地变更晶体管11的控制电压,来允许充电电流I1上升到比充电电流值Icth1低的值。相反,充电电流限制电路33在充电电流I1的检测值比充电电流值Icth1大的情况下,进行充电电流降低控制,即通过降低地变更晶体管11的控制电压,来降低充电电流I1的电流值。在晶体管11是MOSFET的情况下,晶体管11的控制电压相当于晶体管11的栅极-源极之间的电压。
充电电流限制电路33通过进行充电电流上升控制和充电电流降低控制,即使充电电流I1上升,也能够使充电电流I1的电流值稳定地接近充电电流值Icth1。特别地,充电电流限制电路33通过周期性地进行充电电流上升控制和充电电流降低控制,即使充电电流I1上升,也能够更稳定地使充电电流I1的电流值收敛为充电电流值Icth1。
充电电流限制电路43也通过进行同样的控制,使充电电流I2的电流值稳定地接近充电电流值Icth2。
放电电流限制电路36在放电电流I1的检测值比放电电流值Idth1小的情况下,进行放电电流上升控制,即通过增高地变更晶体管12的控制电压,来允许放电电流I1上升到比放电电流值Idth1低的值。相反,放电电流限制电路36在放电电流I1的检测值比放电电流值Idth1大的情况下,进行放电电流降低控制,即通过降低地变更晶体管12的控制电压,来降低放电电流I1的电流值。在晶体管12是MOSFET的情况下,晶体管12的控制电压相当于晶体管12的栅极-源极之间的电压。
放电电流限制电路36通过进行放电电流上升控制和放电电流降低控制,即使放电电流I1上升,也能够使放电电流I1的电流值稳定地接近放电电流值Idth1。特别地,放电电流限制电路36通过周期性地进行放电电流上升控制和放电电流降低控制,即使放电电流I1上升,也能够更稳定地使放电电流I1的电流值收敛为放电电流值Idth1。
放电电流限制电路46也通过进行同样的控制,使放电电流I2的电流值稳定地接近放电电流值Idth2。
通过由保护IC90的电流检测电路31检测保护IC90的VSS1端子和CS1端子之间的电压,能够取得充电电流I1的检测值或放电电流I1的检测值。电流检测电路31例如通过测定电阻13的两端电压和流过电阻13的电流的方向,能够取得充电电流I1的检测值或放电电流I1的检测值。VSS1端子与电池芯连接端子17和电阻13的一端之间的电源路径16连接,CS1端子与电阻13的另一端和晶体管11、12之间的电源路径16连接。
同样,通过由保护IC90的电流检测电路41检测保护IC90的VSS2端子和CS2端子之间的电压,能够取得充电电流I2的检测值或放电电流I2的检测值。电流检测电路41例如通过测定电阻23的两端电压和流过电阻23的电流的方向,能够取得充电电流I2的检测值或放电电流I2的检测值。VSS2端子与电池芯连接端子27和电阻23的一端之间的电源路径26连接,CS2端子与电阻23的另一端和晶体管21、22之间的电源路径26连接。
电流检测电路31是针对电池芯201设置的电流检测部的一个例子。电流检测电路31将VDD端子和VSS1端子或CS1端子之间的电压作为电源电压而动作。同样,电流检测电路41是针对电池芯202设置的电流检测部的一个例子。电流检测电路41将VDD端子和VSS2端子或CS2端子之间的电压作为电源电压而动作。
保护模块80具备保护IC90,该保护IC90具备针对构成二次电池的多个电池芯分别设置的充电过电流检测部。充电过电流检测电路32是针对电池芯201设置的充电过电流检测部的一个例子,充电过电流检测电路42是针对电池芯202设置的充电过电流检测部的一个例子。
充电过电流检测电路32在从电流检测电路31取得预定的第一充电过电流检测阈值以上的充电电流I1的检测值的情况下,判断为检测出对电池芯201进行充电的方向的过电流(充电过电流)。充电过电流检测电路32在检测出电池芯201的充电过电流的情况下,禁止充电电流I1流过电池芯201。充电过电流检测电路32在禁止充电电流I1流过电池芯201的情况下,输出充电禁止信号。
充电过电流检测电路42也是与充电过电流检测电路32相同的电路。充电过电流检测电路42在从电流检测电路41取得预定的第二充电过电流检测阈值以上的充电电流I2的检测值的情况下,输出禁止充电电流I2流过电池芯202的充电禁止信号。
此外,第一充电过电流检测阈值和第二充电过电流检测阈值既可以是相等的值,也可以是不同的值。
保护模块80具备保护IC90,该保护IC90具备针对构成二次电池的多个电池芯分别设置的放电过电流检测部。放电过电流检测电路35是针对电池芯201设置的放电过电流检测部的一个例子,放电过电流检测电路45是针对电池芯202设置的放电过电流检测部的一个例子。
放电过电流检测电路35在从电流检测电路31取得预定的第一放电过电流检测阈值以上的放电电流I1的检测值的情况下,判断为检测出对电池芯201进行放电的方向的过电流(放电过电流)。放电过电流检测电路35在检测出电池芯201的放电过电流的情况下,禁止放电电流I1流过电池芯201。放电过电流检测电路35在禁止放电电流I1流过电池芯201的情况下,输出放电禁止信号。
放电过电流检测电路45也是与放电过电流检测电路35相同的电路。放电过电流检测电路45在从电流检测电路41取得预定的第二放电过电流检测阈值以上的放电电流I2的检测值的情况下,输出禁止放电电流I2流过电池芯202的放电禁止信号。
此外,第一放电过电流检测阈值和第二放电过电流检测阈值既可以是相等的值,也可以是不同的值。
保护模块80具备保护IC90,该保护IC90具备针对构成二次电池的多个电池芯分别设置的过充电检测部。过充电检测电路38是针对电池芯201设置的过充电检测部的一个例子,过充电检测电路48是针对电池芯202设置的过充电检测部的一个例子。
过充电检测电路38是通过针对电池芯201检测出预定的第一过充电检测阈值以上的电池芯电压而判断为在电池芯201中检测出过充电的充电过电压检测电路。过充电检测电路38在电池芯201中检测出过充电的情况下,禁止对电池芯201进行充电。过充电检测电路38在禁止对电池芯201进行充电的情况下,输出充电禁止信号。
过充电检测电路48也是与过充电检测电路38相同的电路。过充电检测电路48在针对电池芯202检测出预定的第二过充电检测阈值以上的电池芯电压的情况下,禁止对电池芯202进行充电,输出充电禁止信号。
此外,第一过充电检测阈值和第二过充电检测阈值既可以是相等的值,也可以是不同的值。
保护模块80具备保护IC90,该保护IC90具备针对构成二次电池的多个电池芯分别设置的过放电检测部。过放电检测电路39是针对电池芯201设置的过放电检测部的一个例子,过放电检测电路49是针对电池芯202设置的过放电检测部的一个例子。
过放电检测电路39是通过针对电池芯201检测出预定的第一过放电检测阈值以下的电池芯电压而判断为在电池芯201中检测出过放电的放电过电压检测电路。过放电检测电路39在电池芯201中检测出过放电的情况下,禁止对电池芯201进行放电。过放电检测电路39在禁止对电池芯201进行放电的情况下,输出放电禁止信号。
过放电检测电路49也是与过放电检测电路39相同的电路。过放电检测电路49在针对电池芯202检测出预定的第二过放电检测阈值以上的电池芯电压的情况下,输出禁止对电池芯202进行放电的放电禁止信号。
此外,第一过放电检测阈值和第二过放电检测阈值既可以是相等的值,也可以是不同的值。
充电控制电路34在从过充电检测电路38和充电过电流检测电路32中的至少一个检测电路输出了充电禁止信号时,将晶体管11关断。通过晶体管11的关断,能够切断电池芯201的充电电流所流过的电源路径16,因此能够停止流过电池芯201的充电电流,能够针对过充电或充电过电流保护电池芯201。同样,充电控制电路44在从过充电检测电路48和充电过电流检测电路42中的至少一个检测电路输出了充电禁止信号时,将晶体管21关断。通过晶体管21的关断,能够切断电池芯202的充电电流所流过的电源路径26,因此能够停止流过电池芯202的充电电流,能够针对过充电或充电过电流保护电池芯202。
放电控制电路37在从过放电检测电路39和放电过电流检测电路35中的至少一个检测电路输出了放电禁止信号时,将晶体管12关断。通过晶体管12的关断,能够切断电池芯201的放电电流所流过的电源路径16,因此能够停止流过电池芯201的放电电流,能够针对过放电或放电过电流保护电池芯201。同样,放电控制电路47在从过放电检测电路49和放电过电流检测电路45中的至少一个检测电路输出了放电禁止信号时,将晶体管22关断。通过晶体管22的关断,能够切断电池芯202的放电电流所流过的电源路径26,因此能够停止流过电池芯202的放电电流,能够针对过放电或放电过电流保护电池芯202。
充电控制电路34与电池芯201和电池芯202之间的同极间(在图示的情况下,为电池芯201的负极和电池芯202的负极之间)的电位差ΔV和/或电流I1和I2对应地,对通过充电电流限制电路33限制电流、还是通过充电过电流检测电路32停止电流进行切换。充电控制电路34例如在将充电方向设为正的方向时的电位差ΔV为零、或不满比零大的设定阈值Vth的情况下,禁止充电电流限制电路33限制充电电流I1的流动,许可充电过电流检测电路32停止充电电流I1的流动。相反,充电控制电路34例如在将充电方向设为正的方向时的电位差ΔV为设定阈值Vth以上的情况下,许可充电电流限制电路33限制充电电流I1的流动,禁止充电过电流检测电路32停止充电电流I1的流动。
充电控制电路34通过判定电位差ΔV是否为设定阈值Vth以上,能够判断在电池芯201和电池芯202之间是否流过过剩的充放电电流。将充电方向设为正的方向时的电位差ΔV为设定阈值Vth以上的状态是在电池芯201和电池芯202之间流过过剩的充放电电流的状态。在这样的状态下,即使通过充电过电流检测电路32检测出充电过电流,通过由充电电流限制电路33限制充电电流I1的流动,也能够以比零大的电流值继续流过充电电流I1。相反,将充电方向设为正的方向时的电位差ΔV不满设定阈值Vth的状态是在电池芯201和电池芯202之间不流过过剩的充放电电流的状态。在这样的状态下,如果通过充电过电流检测电路32检测出充电过电流,则能够停止充电电流I1的流动。
充电控制电路44也与电位差ΔV和/或电流I1和I2对应地,对通过充电电流限制电路43限制电流、还是通过充电过电流检测电路42停止电流进行切换。充电控制电路44也可以是与充电控制电路34相同的电路,因此省略其详细说明,但对于充电电流I2,能够得到与充电控制电路34相同的效果。
放电控制电路37与电位差ΔV和/或电流I1和I2对应地,对通过放电电流限制电路36限制电流、还是通过放电过电流检测电路35停止电流进行切换。放电控制电路37例如在将放电方向设为正的方向时的电位差ΔV为零、或不满比零大的设定阈值Vth的情况下,禁止放电电流限制电路36限制放电电流I1的流动,许可放电过电流检测电路35停止放电电流I1的流动。相反,放电控制电路37例如在将放电方向设为正的方向时的电位差ΔV为设定阈值Vth以上的情况下,许可放电电流限制电路36限制放电电流I1的流动,禁止放电过电流检测电路35停止放电电流I1的流动。
放电控制电路37通过判定电位差ΔV是否为设定阈值Vth以上,能够判断在电池芯201和电池芯202之间是否流过过剩的充放电电流。将放电方向设为正的方向时的电位差ΔV为设定阈值Vth以上的状态是在电池芯201和电池芯202之间流过过剩的充放电电流的状态。在这样的状态下,即使通过放电过电流检测电路35检测出放电过电流,通过由放电电流限制电路36限制放电电流I1的流动,也能够以比零大的电流值继续流过放电电流I1。相反,将放电方向设为正的方向时的电位差ΔV不满设定阈值Vth的状态是在电池芯201和电池芯202之间不流过过剩的充放电电流的状态。在这样的状态下,如果通过放电过电流检测电路35检测出放电过电流,则能够停止放电电流I1的流动。
放电控制电路47也与电位差ΔV和/或电流I1和I2对应地,对通过放电电流限制电路46限制电流、还是通过放电过电流检测电路45停止电流进行切换。放电控制电路47也可以是与放电控制电路37相同的电路,因此省略其详细说明,但对于放电电流I2,能够得到与放电控制电路37相同的效果。
此外,能够通过检测VSS1端子和VSS2端子之间的电压(或电池芯连接端子17和电池芯连接端子27之间的电压)来取得电位差ΔV。另外,能够通过检测电阻13的两端电压来取得电流I1,能够通过检测电阻23的两端电压来取得电流I2。
充电过电流检测电路32和充电电流限制电路33相互并联连接,从电流检测电路31供给的电流检测值分别被输入到充电过电流检测电路32和充电电流限制电路33。
充电过电流检测电路32例如具有用于判定从电流检测电路31供给的充电电流I1的检测值是否为预定的第一充电过电流检测阈值以上的比较器32a。充电过电流检测电路32在通过比较器32a判断为充电电流I1的检测值为预定的第一充电过电流检测阈值以上的情况下,向充电控制电路34输出禁止充电电流I1流过电池芯201的充电禁止信号。
充电电流限制电路33例如具有用于判定从电流检测电路31供给的充电电流I1的检测值比充电电流值Icth1小还是大的比较器33a。充电电流限制电路33与通过比较器33a判定的充电电流I1的检测值和充电电流值Icth1之间的大小关系对应地,向充电控制电路34输出用于调整输入到晶体管11的控制电压值的模拟调整信号。
同样,充电过电流检测电路42和充电电流限制电路43相互并联连接,从电流检测电路41供给的电流检测值分别被输入到充电过电流检测电路42和充电电流限制电路43。充电过电流检测电路42和充电电流限制电路43分别具有比较器,输出与比较器的判断结果对应的模拟调整信号,这一点与充电过电流检测电路32和充电电流限制电路33的情况相同,因此省略说明。对于放电过电流检测电路35和放电电流限制电路36的情况、放电过电流检测电路45和放电电流限制电路46的情况也一样,因此省略说明。
图2是表示通过充电电流限制电路33进行的电池保护方法所包含的各控制步骤的流程的状态转移图。S0~S6表示充电电流限制电路33的控制状态。此外,通过充电电流限制电路43和放电电流限制电路36和放电电流限制电路46进行的电池保护方法也是与图2相同的流程。因此,以下代表性地说明充电电流限制电路33的动作,省略或简化对其他控制电路的动作的说明。
VGS1表示晶体管11的栅极-源极间电压(栅极电压)。V1~V6表示栅极电压VGS1的电压值,全部是晶体管11的接通阈值以上的电压值。即,状态S1~S6是通过晶体管11接通而流过充电电流I1的状态。对于栅极电压VGS1的电压值,“0<V1<V2<V3<V4<V5<V6”的关系成立。
阈值Ith相当于上述的充电电流值Icth1。充电电流限制电路33在充电电流I1小于阈值Ith的情况下(I1<Ith),判定为充电电流I1是正常值。另一方面,充电电流限制电路33在充电电流I1大于阈值Ith的情况下(I1>Ith),判定为充电电流I1是过大的充电电流。
首先,充电电流限制电路33在充电电流限制电路33的电源接通时的初始状态(状态S0)下,将晶体管11的栅极电压值设定为零,使得晶体管11从关断的状态开始。由此,能够防止在电源接通时电池芯201中流过过大的充电电流I1。
充电电流限制电路33接通晶体管11来允许充电电流I1流过电池芯201,因此将栅极电压值设定为V1。栅极电压值V1是比晶体管11的接通阈值稍大的值,由此能够使晶体管11半接通。由此,能够缩减充电电流I1的电流值来流过晶体管11。
充电电流限制电路33在阶段性地每次提高或每次降低晶体管11的栅极电压时,重复判定充电电流I1的检测值是否比充电电流值Ith小。
充电电流限制电路33在判定为充电电流I1的检测值比充电电流值Ith小的情况下,进行充电电流上升控制,即通过增高地变更晶体管11的栅极电压,允许充电电流I1上升到比充电电流值Ith低的值。通过增高地变更晶体管11的栅极电压,能够提高充电电流I1的允许上限值。充电电流I1的允许上限值是充电电流I1可取的最大的电流值。
另一方面,充电电流限制电路33在判定为充电电流I1的检测值比充电电流值Ith大的情况下,进行充电电流降低控制,即通过降低地变更晶体管11的栅极电压,降低充电电流I1的电流值。通过降低地变更晶体管11的栅极电压,能够降低充电电流I1的允许上限值。
通过重复进行这样的控制,即使充电电流I1过剩地增加,也能够使充电电流I1在充电电流值Ith附近继续流过。
例如,充电电流限制电路33在状态S1下,判定充电电流I1的检测值是否比预定的充电电流值Ith小。充电电流限制电路33在充电电流I1的检测值比充电电流值Ith小的情况下,将晶体管11的栅极电压值从V1增大为V2(从S1转移到S2)。电压值V2是比电压值V1稍大的值。由此,晶体管11能够流过的电流值稍微上升,因此能够提高充电电流I1的允许上限值。充电电流限制电路33在状态S2下使晶体管11半接通,由此能够缩减充电电流I1的电流值来流过晶体管11。
充电电流限制电路33判定在状态S2下充电电流I1的检测值是否小于预定的充电电流值Ith。
充电电流限制电路33在状态S2下充电电流I1的检测值小于充电电流值Ith的情况下,将晶体管11的栅极电压值从V2增大为V3(从S2转移到S3)。电压值V3是比电压值V2稍大的值。由此,晶体管11能够流过的电流值稍微上升,因此能够进一步提高充电电流I1的允许上限值。充电电流限制电路33在状态S3下,使晶体管11半接通,由此能够缩减充电电流I1的电流值来流过晶体管11。
充电电流限制电路33在即使在各状态下通过晶体管11逐渐提高充电电流I1的允许上限值,在状态S5下也判定为充电电流I1的检测值比充电电流值Ith小的情况下,通过晶体管11增大充电电流I1的允许上限值的提高幅度。例如,充电电流限制电路33通过使晶体管11的栅极电压比晶体管11的接通阈值大预定值以上,来增大充电电流I1的允许上限值的提高幅度。充电电流限制电路33例如将晶体管11的栅极电压的从S5到S6的提高幅度设为比晶体管11的栅极电压的此前的提高幅度(例如从S4到S5的提高幅度)大。由此,晶体管11全接通,因此晶体管11的接通电阻降低,能够抑制晶体管11的发热上升。
相反,充电电流限制电路33在即使在各状态下通过晶体管11逐渐降低充电电流I1的允许上限值,在状态S1下也判定为充电电流I1的检测值比充电电流值Ith大的情况下,通过晶体管11增大充电电流I1的允许上限值的降低幅度。例如,充电电流限制电路33通过使晶体管11的栅极电压比晶体管11的接通阈值小预定值以上,来增大充电电流I1的允许上限值的降低幅度。充电电流限制电路33例如将晶体管11的栅极电压的从S1到S0的降低幅度设为比晶体管11的栅极电压的此前的降低幅度(例如从S3到S2的降低幅度)大。由此,晶体管11关断,因此能够防止在电池芯201中持续流过过剩的充电电流I1。
此外,充电电流限制电路33、43以及放电电流限制电路36、46这4个限制电路相互独立地进行与上述同样的控制。例如,放电电流限制电路46也在每次提高或每次降低晶体管22的栅极电压时,重复判定放电电流I2的检测值是否比放电电流值Ith小。
放电电流限制电路46在判定为放电电流I2的检测值比放电电流值Ith小的情况下,进行放电电流上升控制,即通过增高地变更晶体管22的栅极电压,允许放电电流I2上升到比放电电流值Ith低的值。通过增高地变更晶体管22的栅极电压,能够提高放电电流I2的允许上限值。放电电流I2的允许上限值是放电电流I2可取的最大的电流值。
另一方面,放电电流限制电路46在判定为放电电流I2的检测值比放电电流值Ith大的情况下,进行放电电流降低控制,即通过降低地变更晶体管22的栅极电压,降低放电电流I2的电流值。通过降低地变更晶体管22的栅极电压,能够降低充电电流I2的允许上限值。
通过重复进行这样的控制,即使放电电流I2过剩地增加,也能够使放电电流I2在放电电流值Ith附近继续流过。
例如,放电电流限制电路46在状态S1下,判定放电电流I2的检测值是否比预定的放电电流值Ith小。放电电流限制电路46在放电电流I2的检测值比放电电流值Ith小的情况下,将晶体管22的栅极电压值从V1增大为V2(从S1转移到S2)。电压值V2是比电压值V1稍大的值。由此,晶体管22能够流过的电流值稍微上升,因此能够提高放电电流I2的允许上限值。放电电流限制电路46在状态S2下使晶体管22半接通,由此能够缩减放电电流I2的电流值来流过晶体管22。
另外,与上述同样地,放电电流限制电路46在即使在各状态下通过晶体管22逐渐提高放电电流I2的允许上限值,在状态S5下也判定为放电电流I2的检测值比放电电流值Ith小的情况下,通过晶体管22增大放电电流I2的允许上限值的提高幅度。例如,放电电流限制电路46通过使晶体管22的栅极电压比晶体管22的接通阈值大预定值以上,来增大放电电流I2的允许上限值的提高幅度。放电电流限制电路46例如将晶体管22的栅极电压的从S5到S6的提高幅度设为比晶体管22的栅极电压的此前的提高幅度(例如从S4到S5的提高幅度)大。由此,晶体管22全接通,因此晶体管22的接通电阻降低,能够抑制晶体管22的发热上升。
相反,放电电流限制电路46在即使在各状态下通过晶体管22逐渐降低放电电流I2的允许上限值,在状态S1下也判定为放电电流I2的检测值比放电电流值Ith大的情况下,通过晶体管22增大放电电流I2的允许上限值的降低幅度。例如,放电电流限制电路46通过使晶体管22的栅极电压比晶体管22的接通阈值小预定值以上,来增大放电电流I2的允许上限值的降低幅度。放电电流限制电路46例如将晶体管22的栅极电压的从S1到S0的降低幅度设为比晶体管22的栅极电压的此前的降低幅度(例如从S3到S2的降低幅度)大。由此,晶体管22关断,因此能够防止在电池芯202中持续流过过剩的放电电流I2。
充电电流限制电路43和放电电流限制电路36的动作也相同。
图3是表示作为本发明的其他实施方式的电池组101的第一结构例子的图。省略或简化对与上述实施方式相同的结构和效果的说明。电池组101具备保护模块81。
保护模块81是对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护的电池保护装置的一个例子。保护模块81具备具有保护控制部的保护IC91。保护控制部针对构成二次电池的多个电池芯分别设置,控制对应的电池芯的保护。保护控制电路50针对电池芯201设置,是控制电池芯201的保护的保护控制部的一个例子,保护控制电路60针对电池芯202设置,是控制电池芯202的保护的保护控制部的一个例子。
保护控制电路50具备电流检测电路51、充电电流限制电路53、充电控制电路54、放电电流限制电路56、放电控制电路57、过充电检测电路58、过放电检测电路59。保护控制电路60具备电流检测电路61、充电电流限制电路63、充电控制电路64、放电电流限制电路66、放电控制电路67、过充电检测电路68、过放电检测电路69。
电流检测电路51、充电控制电路54、放电控制电路57、过充电检测电路58、过放电检测电路59分别是与图1中的电流检测电路31、充电控制电路34、放电控制电路37、过充电检测电路38、过放电检测电路39相同的电路。电流检测电路61、充电控制电路64、放电控制电路67、过充电检测电路68、过放电检测电路69分别是与图1中的电流检测电路41、充电控制电路44、放电控制电路47、过充电检测电路48、过放电检测电路49相同的电路。
充电电流限制电路53是包含图1中的充电电流限制电路33的电流限制功能和充电过电流检测电路32的电流停止功能的电路。充电电流限制电路63是包含图1中的充电电流限制电路43的电流限制功能和充电过电流检测电路42的电流停止功能的电路。放电电流限制电路56是包含图1中的放电电流限制电路36的电流限制功能和放电过电流检测电路35的电流停止功能的电路。放电电流限制电路66是包含图1中的放电电流限制电路46的电流限制功能和放电过电流检测电路45的电流停止功能的电路。
充电电流限制电路53的电流限制功能和电流停止功能共用通过电流检测电路51取得的充电电流I1或放电电流I1的检测值。由此,能够使输入充电电流I1或放电电流I1的检测值的比较器在两个功能中通用。充电电流限制电路53与电池芯201和202之间的同极间的电位差ΔV和/或电流I1和I2对应地,许可电流限制功能和电流停止功能中的一方功能工作,禁止另一方功能工作。
充电电流限制电路63、放电电流限制电路56以及放电电流限制电路66也具有与充电电流限制电路53相同的功能,因此得到与充电电流限制电路53相同的效果。
图4是表示作为本发明的其他实施方式的电池组101的第二结构例子的图。省略或简化对与上述实施方式相同的结构和效果的说明。
在图4中,充电过电流检测电路52、62分别是包含图1中的充电过电流检测电路32、42的电流停止功能的电路,充电电流限制电路53、63分别是包含图1中的充电电流限制电路33、43的电流限制功能的电路。同样,放电过电流检测电路55、65分别是包含图1中的放电过电流检测电路35、45的电流停止功能的电路,放电电流限制电路56、66分别是包含图1中的放电电流限制电路36、46的电流限制功能的电路。
串联连接充电电流限制电路53和充电过电流检测电路52。在图4的情况下,从电流检测电路51供给的电流检测值经由充电电流限制电路53输入到充电过电流检测电路52,充电电流限制电路53的输出被输入到充电过电流检测电路52。
充电电流限制电路53例如经由模拟开关71向充电控制电路54输出用于调整输入到晶体管11的控制电压值的模拟调整信号。模拟开关71依照从充电过电流检测电路52输出的信号,被控制开关。
充电过电流检测电路52在没有检测出充电过电流的情况下,通过将模拟开关71接通,许可充电电流限制电路53向充电控制电路54输出模拟调整信号。充电控制电路54在许可通过充电电流限制电路53进行电流限制的情况下,依照模拟调整信号控制晶体管11的接通状态。
另一方面,充电过电流检测电路52在检测出充电过电流的情况下,通过关断模拟开关71,禁止充电电流限制电路53向充电控制电路54输出模拟调整信号。充电过电流检测电路52在检测出充电过电流的情况下,向充电控制电路54输出禁止在电池芯201中流过充电电流I1的充电禁止信号。充电控制电路54在输出了充电禁止信号时,关断晶体管11。
充电电流限制电路63和充电过电流检测电路62的串联结构、模拟开关73以及充电控制电路64也具有与充电电流限制电路53和充电过电流检测电路52的串联结构、模拟开关71以及充电控制电路54相同的功能。放电电流限制电路56和放电过电流检测电路55的串联结构、模拟开关72以及放电控制电路57也具有与充电电流限制电路53和充电过电流检测电路52的串联结构、模拟开关71以及充电控制电路54相同的功能。放电电流限制电路66和放电过电流检测电路65的串联结构、模拟开关74以及放电控制电路67也具有与充电电流限制电路53和充电过电流检测电路52的串联结构、模拟开关71以及充电控制电路54相同的功能。因此,省略它们的说明。
以上,通过实施方式例子说明了电池保护电路、电池保护装置、电池组以及电池保护方法,但本发明并不限于上述实施方式例子。在本发明的范围内能够进行与其他实施方式例子的一部分或全部的组合、置换等各种变形以及改进。
例如,示例了构成二次电池200的电池芯的并联数是2个的情况,但在3个以上的情况下也能够同样考虑。另外,晶体管11和晶体管12也可以相互置换图示的配置位置。另外,晶体管21和晶体管22也可以相互置换图示的配置位置。
另外,示例了将充电控制用晶体管11、21、放电控制用晶体管12、22以及电阻13、23插入到负侧的电源路径16、26的情况。但是,也可以将充电控制用晶体管11、21、放电控制用晶体管12、22以及电阻13、23插入到正侧的电源路径8。
另外,构成二次电池的各电池芯既可以是单个的电池芯,也可以是串联或并联连接多个电池芯而构成的电池芯。另外,各电池芯的容量既可以是相互相同的值,也可以是不同的值。
另外,限制充电电流的元件和限制放电电流的元件并不限于N沟道型的MOSFET,也可以是其他形式的元件。例如也可以是P沟道型的MOSFET、双极型晶体管、光电耦合器、传感器等。
另外,保护IC90或保护模块80也可以是不内置于电池组中的结构,也可以是安装在接受来自二次电池的电力供给的电子设备等电气负载中的结构。
Claims (20)
1.一种电池保护电路,对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护,其特征在于,具备:
过充电检测部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的过充电时,禁止对应的电池芯的充电;
过放电检测部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的过放电时,禁止对应的电池芯的放电;
充电电流限制部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过充电电流的期间,限制上述充电电流超过预定的充电电流值的情况;以及
放电电流限制部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过放电电流的期间,限制上述放电电流超过预定的放电电流值的情况。
2.根据权利要求1所述的电池保护电路,其特征在于,
上述充电电流限制部在上述充电电流的检测值比上述预定的充电电流值小的情况下,允许上述充电电流上升到比上述预定的充电电流值低的值,在上述充电电流的检测值比上述预定的充电电流值大的情况下,降低上述充电电流的电流值,
上述放电电流限制部在上述放电电流的检测值比上述预定的放电电流值小的情况下,允许上述放电电流上升到比上述预定的放电电流值低的值,在上述放电电流的检测值比上述预定的放电电流值大的情况下,降低上述放电电流的电流值。
3.根据权利要求2所述的电池保护电路,其特征在于,
上述充电电流限制部在上述充电电流的检测值比上述预定的充电电流值小的情况下,提高上述充电电流的允许上限值,
上述放电电流限制部在上述放电电流的检测值比上述预定的放电电流值小的情况下,提高上述放电电流的允许上限值。
4.根据权利要求3所述的电池保护电路,其特征在于,
上述充电电流限制部在即使逐渐提高上述充电电流的允许上限值,上述充电电流的检测值也比上述预定的充电电流值小的情况下,增大上述充电电流的允许上限值的提高幅度,
上述放电电流限制部在即使逐渐提高上述放电电流的允许上限值,上述放电电流的检测值也比上述预定的放电电流值小的情况下,增大上述放电电流的允许上限值的提高幅度。
5.根据权利要求3或4所述的电池保护电路,其特征在于,
上述充电电流限制部在上述充电电流的检测值比上述预定的充电电流值大的情况下,降低上述充电电流的允许上限值,
上述放电电流限制部在上述放电电流的检测值比上述预定的放电电流值大的情况下,降低上述放电电流的允许上限值。
6.根据权利要求5所述的电池保护电路,其特征在于,
上述充电电流限制部在即使逐渐降低上述充电电流的允许上限值,上述充电电流的检测值也比上述预定的充电电流值大的情况下,增大上述充电电流的允许上限值的降低幅度,
上述放电电流限制部在即使逐渐降低上述放电电流的允许上限值,上述放电电流的检测值也比上述预定的放电电流值大的情况下,增大上述放电电流的允许上限值的降低幅度。
7.一种电池保护装置,对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护,其特征在于,具备:
过充电检测部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的过充电时,禁止对应的电池芯的充电;
过放电检测部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的过放电时,禁止对应的电池芯的放电;
充电控制元件,其针对上述二次电池的各电池芯的充电路径分别设置,在通过上述过充电检测部禁止了对应的电池芯的充电的情况下,切断对应的电池芯的充电路径;
放电控制元件,其针对上述二次电池的各电池芯的放电路径分别设置,在通过上述过放电检测部禁止了对应的电池芯的放电的情况下,切断对应的电池芯的放电路径;
充电电流限制部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过充电电流的充电期间,通过上述充电限制元件限制上述充电电流超过预定的充电电流值的情况;以及
放电电流限制部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过放电电流的放电期间,通过上述放电控制元件限制上述放电电流超过预定的放电电流值的情况。
8.根据权利要求7所述的电池保护装置,其特征在于,
上述充电电流限制部在上述充电电流的检测值比上述预定的充电电流值小的情况下,通过上述充电控制元件允许上述充电电流上升到比上述预定的充电电流值低的值,在上述充电电流的检测值比上述预定的充电电流值大的情况下,通过上述充电控制元件降低上述充电电流的电流值,
上述放电电流限制部在上述放电电流的检测值比上述预定的放电电流值小的情况下,通过上述放电控制元件允许上述放电电流上升到比上述预定的放电电流值低的值,在上述放电电流的检测值比上述预定的放电电流值大的情况下,通过上述放电控制元件降低上述放电电流的电流值。
9.根据权利要求8所述的电池保护装置,其特征在于,
上述充电电流限制部在上述充电电流的检测值比上述预定的充电电流值小的情况下,通过上述充电控制元件提高上述充电电流的允许上限值,
上述放电电流限制部在上述放电电流的检测值比上述预定的放电电流值小的情况下,通过上述放电控制元件提高上述放电电流的允许上限值。
10.根据权利要求9所述的电池保护装置,其特征在于,
上述充电电流限制部在即使通过上述充电控制元件逐渐提高上述充电电流的允许上限值,上述充电电流的检测值也比上述预定的充电电流值小的情况下,通过上述充电控制元件增大上述充电电流的允许上限值的提高幅度,
上述放电电流限制部在即使通过上述放电控制元件逐渐提高上述放电电流的允许上限值,上述放电电流的检测值也比上述预定的放电电流值小的情况下,通过上述放电控制元件增大上述放电电流的允许上限值的提高幅度。
11.根据权利要求9或10所述的电池保护装置,其特征在于,
上述充电电流限制部在上述充电电流的检测值比上述预定的充电电流值大的情况下,通过上述充电控制元件降低上述充电电流的允许上限值,
上述放电电流限制部在上述放电电流的检测值比上述预定的放电电流值大的情况下,通过上述放电控制元件降低上述放电电流的允许上限值。
12.根据权利要求11所述的电池保护装置,其特征在于,
上述充电电流限制部在即使通过上述充电控制元件逐渐降低上述充电电流的允许上限值,上述充电电流的检测值也比上述预定的充电电流值大的情况下,通过上述充电控制元件增大上述充电电流的允许上限值的降低幅度,
上述放电电流限制部在即使通过上述放电控制元件逐渐降低上述放电电流的允许上限值,上述放电电流的检测值也比上述预定的放电电流值大的情况下,通过上述放电控制元件增大上述放电电流的允许上限值的降低幅度。
13.根据权利要求9~12中的任意一项所述的电池保护装置,其特征在于,
上述充电控制元件是控制上述充电电流的充电控制晶体管,
上述放电控制元件是控制上述放电电流的放电控制晶体管,
上述充电电流限制部通过控制上述充电控制晶体管的控制电压来变更上述充电电流的允许上限值,
上述放电电流限制部通过控制上述放电控制晶体管的控制电压来变更上述放电电流的允许上限值。
14.根据权利要求10所述的电池保护装置,其特征在于,
上述充电控制元件是控制上述充电电流的充电控制晶体管,
上述放电控制元件是控制上述放电电流的放电控制晶体管,
上述充电电流限制部通过使上述充电控制晶体管的控制电压比上述充电控制晶体管的接通阈值大预定值以上,来增大上述充电电流的允许上限值的提高幅度,
上述放电电流限制部通过使上述放电控制晶体管的控制电压比上述放电控制晶体管的接通阈值大预定值以上,来增大上述放电电流的允许上限值的提高幅度。
15.根据权利要求12所述的电池保护装置,其特征在于,
上述充电控制元件是控制上述充电电流的充电控制晶体管,
上述放电控制元件是控制上述放电电流的放电控制晶体管,
上述充电电流限制部通过使上述充电控制晶体管的控制电压比上述充电控制晶体管的接通阈值小预定值以上,来增大上述充电电流的允许上限值的降低幅度,
上述放电电流限制部通过使上述放电控制晶体管的控制电压比上述放电控制晶体管的接通阈值小预定值以上,来增大上述放电电流的允许上限值的降低幅度。
16.一种电池组,其特征在于,具备:
权利要求7~15的任意一项所述的电池保护装置;以及
上述二次电池。
17.一种电池保护方法,其对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护,其特征在于,具备:
过充电检测步骤,其针对上述二次电池的各电池芯分别禁止检测出过充电的电池芯的充电;
过放电检测步骤,其针对上述二次电池的各电池芯分别禁止检测出过放电的电池芯的放电;
充电电流限制步骤,其针对上述二次电池的各电池芯分别进行以下控制,即在电池芯中流过充电电流的期间,限制上述充电电流超过预定的充电电流值的情况;以及
放电电流限制步骤,其针对上述二次电池的各电池芯分别进行以下控制,即在电池芯中流过放电电流的期间,限制上述放电电流超过预定的放电电流值的情况。
18.一种电池保护电路,对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护,其特征在于,具备:
充电电流限制部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过充电电流的期间,限制上述充电电流超过预定的充电电流值的情况;
充电过电流检测部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的充电过电流的情况下,禁止对应的电池芯的充电;
放电电流限制部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在对应的电池芯中流过放电电流的期间,限制上述放电电流超过预定的放电电流值的情况;
放电过电流检测部,其针对上述二次电池的各电池芯分别设置,在检测出对应的电池芯的放电过电流的情况下,禁止对应的电池芯的放电;
充电控制部,其与上述二次电池的各电池芯之间的同极间的电位差对应地,对通过上述充电电流限制部限制电流、还是通过上述充电过电流检测部停止电流进行切换;以及
放电控制部,其与上述二次电池的各电池芯之间的同极间的电位差对应地,对通过上述放电电流限制部限制电流、还是通过上述放电过电流检测部停止电流进行切换。
19.根据权利要求18所述的电池保护电路,其特征在于,
将上述充电电流限制部和上述充电过电流检测部并联连接,
将上述放电电流限制部和上述放电过电流检测部并联连接。
20.根据权利要求18所述的电池保护电路,其特征在于,
将上述充电电流限制部和上述充电过电流检测部串联连接,
将上述放电电流限制部和上述放电过电流检测部串联连接。
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