JP2005318736A - 電池保護装置、及び、それを用いた電池保護システム、並びに、電池保護方法 - Google Patents

電池保護装置、及び、それを用いた電池保護システム、並びに、電池保護方法 Download PDF

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Abstract

【課題】電池の過充電、過放電を検出し、スイッチング素子を制御する電池保護装置、及び、電池保護システム、並びに、電池保護方法に関し、各々独立して、電池の状態を検出し、保護しつつ、回路構成を簡略化できる電池保護装置、及び、電池保護システム、並びに、電池保護方法を提供する。
【解決手段】直列に接続された複数の電池を異常状態から保護する電池保護システムにおいて、複数の電池に直列に接続されたスイッチング素子と、複数の電池に対応して設けられ、対応する電池の異常状態を検出し、異常検出電流を出力する複数の電池保護装置と、電池保護装置から出力される異常検出信号に応じてスイッチング素子を駆動するドライブ回路とを有し、一つの電池保護装置の出力端子を異なる電池保護装置の入力端子に順次に接続し、最終段の電池保護装置の出力端子をドライブ回路に接続した。
【選択図】図2

Description

本発明は電池保護装置、及び、それを用いた電池保護システム、並びに、電池保護方法に係り、特に、電池の過充電、過放電を検出し、スイッチング素子を制御する電池保護装置、及び、電池保護システム、並びに、電池保護方法に関する。
リチウムイオン電池は、そのエネルギー密度や充放電特性から充電を行って、繰り返し使用する2次電池として注目されている。しかし、リチウムイオン電池は、過放電、過充電などによりその特性が劣化しやすので、電池保護システムにより保護する必要があった。
図7は従来の一例のブロック構成図を示す。
従来の電池保護システム1において、n個の電池11を直列に接続して用いる場合、保護IC12により、n個の電池11、各々の両端を端子T11〜Tn+1に接続して、監視する。保護IC12は、n個の電池11の過放電或いは過充電状態を検出すると、端子T21、T22からドライバ回路13、14に異常検出信号を供給する。ドライバ回路13、14は、保護IC12の端子T21、T22からの異常検出信号に応じてMOSトランジスタM1、M2のゲート電圧を制御して、MOSトランジスタM1、M2をオフする。MOSトランジスタM1、M2は、そのドレイン−ソースが電池11と端子T1との間に直列に接続されている。MOSトランジスタM1、M2がオフすることにより、電池11と端子T1とが切断され、放電あるいは充電が停止され、過放電、過充電から電池11を保護していた。
図7に示すような電池保護システム1では、一つの保護IC12により直列接続された電池の保護を行う必要があり、電池の数が増加したときに、保護IC12に高電圧が印加されることになるので、保護IC12が電圧に耐えられなくなるため、せいぜい数段直列接続された電池の保護しかできなかった。このため、直列多段接続された電池の保護が可能な電池保護システムが要求されている。
直列多段接続された電池の保護が可能な電池保護システムとして、検出部分を各電池毎にブロック化して異常検出を行い、異常検出情報を高電位側から低電位側に順次に送信し、最終段のブロックから出力された異常検出情報によって、電池に直列に接続されたスイッチ素子をオフして、電池の保護を行うシステムが提案されていた(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−307782号公報
しかるに、従来の電池管理システムでは、隣接する保護ブロックの電圧を検出してレベルシフトを行っていたため、ブロックを独立して駆動することができず、また、配線が複雑になる等の課題があった。
また、従来の電池管理システムでは、複数の保護ブロックを所定の順序に接続する必要があったため、
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な回路構成で、各々独立して、各電池の状態を検出できる電池保護装置、及び、電池保護システム、並びに、電池保護方法を提供することを目的とする。
本発明は、直列に接続された複数の電池(111−1〜111−n)を異常状態から保護する電池保護システム(100)において、複数の電池(111−1〜111‐n)に直列に接続されたスイッチング素子(M1、M2)と、複数の電池(111−1〜111−n)に対応して設けられ、対応する電池(111−i)の異常状態を検出し、異常検出電流を出力する複数の電池保護装置(113−1〜113−n)と、電池保護装置(113−i)から出力される異常検出信号に応じてスイッチング素子(M1、M2)を駆動するドライブ回路(114、115)とを有し、電池保護装置(113−i)は、電池(111−i)の異常を検出し、異常が検出されたときに、異常検出信号を出力する検出部(211、R21、R22、231、232)と、外部から電流が入力される入力端子(T15、T16)と、入力端子(T15、T16)に入力された電流を電圧に変換する電圧変換部(233)と、検出部(211、R21、R22、231、232)の出力と電圧変換部(233)の出力とを合成する合成部(M11〜M17、234)と、合成部(M11〜M17、234)で合成された合成信号を電流に変換する電流変換部(M18、M19)と、電流変換部(M18、M19)で変換された電流を出力する出力端子(T13、T14)とから構成され、一つの電池保護装置(113−(i+1))の出力端子(T13、T14)を異なる電池保護装置(113−i)の入力端子(T15、T16)に順次に接続し、最終段の電池保護装置(113−n)の出力端子(T13、T14)をドライブ回路(114、115)に接続したことを特徴とする。
電池保護装置(113−1〜113−n)は、1チップの半導体集積回路から構成されたことを特徴とする。
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、特許請求の範囲が限定されるものではない。
本発明によれば、直列に接続された複数の電池に対応して設けられた複数の電池保護装置の一つの電池保護装置の出力端子を異なる電池保護装置の入力端子に順次に接続し、最終段の電池保護装置の出力端子をドライブ回路に接続し、ドライブ回路によりスイッチ素子をスイッチングすることにより、簡単な回路構成で、各々独立して、各電池の状態を検出し、複数の電池の保護を行うことができる。
〔システム構成〕
図1は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。
本実施例の電池保護システム100は、n個の電池111−1〜111−n、MOSトランジスタM1、M2、抵抗R1、R2、フィルタ回路112−1〜112−n、保護IC113−1〜113−n、ドライブ回路114、115から構成されている。
n個の電池111−1〜111−nは、直列接続されている。直列接続されたn個の電池111−1〜111−nの一端は、ソース−ドレイン間が直列接続されたMOSトランジスタM1、M2を介して端子T1に接続されている。また、直列接続されたn個の電池111−1〜111−nの他端は、端子T2に接続されている。
フィルタ回路112−1〜112−n、保護IC113−1〜113−nは、電池111−1〜111−nに対応して設けられている。
〔フィルタ回路112−i〕
フィルタ回路112−iは、フィルタ回路112−1〜112−nのうちの一つのフィルタ回路を示している。
フィルタ回路112−iは、抵抗R11とキャパシタC11から構成されており、電池111−iの両端に接続されて、電池111−iに発生する電圧のノイズ成分を除去する。
〔保護IC113−i〕
図2は保護IC113−iのブロック構成図を示す。
保護IC113−iは、保護IC113−1〜113−nのうちの一つの保護ICを示しており、1チップの半導体集積回路から構成される。保護IC113−iは、電池111−iの過充電及び過放電を検出し、MOSトランジスタM1、M2を制御する回路であり、基準電圧生成回路211、過充電検出回路212、過放電検出回路213から構成されている。保護IC113−iの端子T11、T12には、フィルタ回路112−iによりノイズ成分が除去された電圧が電池111−iより印加される。
〔基準電圧生成回路211〕
基準電圧生成回路211は、電流源221、及び、定電圧ダイオードDzから構成されており、端子T11と端子T12との間に接続され、電池111−iの両端の電圧から基準電圧Vrefを生成する。基準電圧生成回路211で生成された基準電圧Vrefは、過充電検出回路212及び過放電検出回路213に供給される。
〔過充電検出回路212〕
図3は過充電検出回路212の回路構成図を示す。
過充電検出回路212は、コンパレータ231、遅延回路232、電流源233、234、抵抗R21、R22、MOSトランジスタM11〜M19から構成される。
抵抗R21及び抵抗R22は、端子T11と端子T12との間に直列に接続され、端子T11と端子T12との間に印加される電圧を分圧し、検出電圧Vsを生成するための分圧回路を構成している。検出電圧Vsは、抵抗R21と抵抗R22との接続点から出力されており、コンパレータ231の非反転入力端子に印加される。コンパレータ231の反転入力端子には、基準電圧生成回路212から基準電圧Vrefが印加されている。
コンパレータ231は、ヒステリシスコンパレータから構成されており、検出電圧Vsが基準電圧Vrefより十分に大きくなると、出力をハイレベルとし、検出電圧Vsが基準電圧Vrefより十分に小さくなると、出力をローレベルとする。
コンパレータ231の出力は、遅延回路232に供給される。遅延回路232は、コンパレータ231の出力を遅延させて出力する。
端子T15は、電流源233を介して端子T12に接続されている。端子T15には、外部から電流が供給される。端子T15に供給される電流が大きいときには、端子T15と電流源233との接続点の電位はハイレベルとなり、端子T15に供給される電流が小さいときには、端子T15と電流源233との接続点の電位はローレベルとなる。
MOSトランジスタM11〜M14は、NORゲートを構成しており、遅延回路232の出力と端子T15と電流源233との接続点の電位とのNOR論理を出力する。また、MOSトランジスタM15とMOSトランジスタM16とは、MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力を反転するインバータを構成している。さらに、MOSトランジスタM17と電流源234は、出力回路を構成しており、MOSトランジスタM15、M16により構成されるインバータの出力段として作用する。
また、MOSトランジスタM18、M19は、カレントミラー回路を構成しており、MOSトランジスタM17と電流源234により構成される出力回路の出力を折り返して、端子T13から出力する。
次に、過充電検出回路212の動作を説明する。
電池111−iが過充電状態となり、検出電圧Vsが基準電圧Vrefより大きくなると、コンパレータ231の出力がハイレベルになる。コンパレータ231の出力がハイレベルになると、遅延回路232により所定時間遅延した後、遅延回路232の出力がハイレベルになる。
遅延回路232の出力がハイレベルになると、MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力が端子T15の状態によらず、ローレベルになる。MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力がローレベルになると、MOSトランジスタM15、M16から構成されるインバータの出力がハイレベルになる。
MOSトランジスタM15、M16から構成されるインバータの出力がハイレベルになると、電流源234とともに出力回路を構成するMOSトランジスタM17がオフし、MOSトランジスタM18、M19から構成されるカレントミラー回路から電流が引き込まれる。これによって、端子T13から外部に電流が出力される。
以上によって、端子T11と端子T12との間に接続された電池111−iの過充電状態を検出して、端子T13に反映することができる。
また、端子T15に外部から電流が供給されると、端子T15と電流源233との接続点の電位がハイレベルになる。端子T15と電流源233との接続点の電位がハイレベルになると、MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力が遅延回路232の出力によらず、ローレベルになる。MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力がローレベルになると、MOSトランジスタM15、M16から構成されるインバータの出力がハイレベルになる。
MOSトランジスタM15、M16から構成されるインバータの出力がハイレベルになると、電流源234とともに出力回路を構成するMOSトランジスタM17がオフし、MOSトランジスタM18、M19から構成されるカレントミラー回路から電流が引き込まれる。これによって、端子T13から外部に電流が出力される。
以上によって、端子T15の状態を端子T13に反映することができる。
〔過放電検出回路213〕
次に、過放電検出回路213について説明する。
図4は過放電検出回路213の回路構成図を示す。同図中、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
過放電検出回路213は、図3に示す過充電検出回路212と略同じ構成であり、図3に示す過充電検出回路212において、抵抗R11と抵抗R12との接続点をコンパレータ231の反転入力端子に接続し、基準電圧生成回路211で生成された基準電圧Vrefをコンパレータ231の非反転入力端子に接続した構成である。
ここで、過放電検出回路213の動作を説明する。
電池111−iが過放電状態となり、検出電圧Vsが基準電圧Vrefより小さくなると、コンパレータ231の出力がハイレベルになる。コンパレータ231の出力がハイレベルになると、遅延回路232により所定時間遅延した後、遅延回路232の出力がハイレベルになる。
遅延回路232の出力がハイレベルになると、MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力が端子T16の状態によらず、ローレベルになる。MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力がローレベルになると、MOSトランジスタM15、M16から構成されるインバータの出力がハイレベルになる。
MOSトランジスタM15、M16から構成されるインバータの出力がハイレベルになると、電流源234とともに出力回路を構成するMOSトランジスタM17がオフし、MOSトランジスタM18、M19から構成されるカレントミラー回路から電流が引き込まれる。これによって、端子T14から外部に電流が出力される。
以上によって、端子T11と端子T12との間に接続された電池111−iの過放電状態を検出して、端子T14に反映することができる。
また、端子T16に外部から電流が供給されると、端子T16と電流源233との接続点の電位がハイレベルになる。端子T16と電流源233との接続点の電位がハイレベルになると、MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力が遅延回路232の出力によらず、ローレベルになる。MOSトランジスタM11〜M14により構成されるNORゲートの出力がローレベルになると、MOSトランジスタM15、M16から構成されるインバータの出力がハイレベルになる。
MOSトランジスタM15、M16から構成されるインバータの出力がハイレベルになると、電流源234とともに出力回路を構成するMOSトランジスタM17がオフし、MOSトランジスタM18、M19から構成されるカレントミラー回路から電流が引き込まれる。これによって、端子T14から外部に電流が出力される。
以上によって、端子T16の状態を端子T14に反映することができる。
保護IC113−iは、電池111−iが過充電状態になったとき、又は、端子T15に外部から電流が供給された状態では、端子T13から電流が出力し、電池111−iが過放電状態になったとき、又は、端子T16に外部から電流が供給された状態では、端子T14から電流が出力する。
このとき、保護IC113−iは、端子T11、T12に印加される電池111−iから供給される電圧によってのみ駆動される。このため、保護IC113−iは、一つの電池111−iから印加される電圧程度の耐圧が保証されていればよい。
保護IC113−1〜113−nは、前段の保護IC113−(i-1)の端子T13と次段の保護IC113−iの端子T15とが接続され、前段の保護IC113−(i-1)の端子T14と次段の保護IC113−iの端子T16とが接続された構成とされている。
なお、初段の保護IC113−1の端子T15、T16は開放状態とされ、最終段の保護IC113−nの端子T13はドライブ回路114に接続され、最終段の保護IC113−nの端子T14はドライブ回路115に接続される。
図5はドライブ回路114の回路図を示す。
ドライブ回路114は、nチャネルMOSトランジスタM31、M32、抵抗R31、R32から構成されている。nチャネルMOSトランジスタM31は、ドレインが抵抗R31を介して端子T11に接続され、ソースが端子T2との間に接続され、ゲートが最終段の保護IC113−nの端子T13に接続されている。抵抗R32は、nチャネルMOSトランジスタM42のゲートと端子T2との間に接続されている。nチャネルMOSトランジスタM32は、ソース−ドレインがMOSトランジスタM2のゲートと端子T2との間に接続され、ゲートが抵抗R31とMOSトランジスタM31のドレインと接続点に接続されている。
ドライブ回路114は、電池111−1〜111−nのうちの少なくとも一つの電池111−iが過充電状態になり、最終段の保護IC113−nの端子T13から電流が出力されると、抵抗R31に電流が流れ、MOSトランジスタM31のゲートがハイレベルになる。MOSトランジスタM31はゲートがハイレベルになると、オンする。MOSトランジスタM31がオンすると、MOSトランジスタM32のゲートがローレベルになる。
MOSトランジスタM32はゲートがローレベルになると、オフする。MOSトランジスタM32がオフすることにより、MOSトランジスタM32のドレイン電位がハイレベルになる。これによって、MOSトランジスタM2のゲートがハイレベルになる。MOSトランジスタM2は、pチャネルMOSトランジスタであるので、ゲートがハイレベルになることにより、オフし、端子T1と電池111−1との接続を切断する。これによって、電池111−1〜111−iの充電が停止される。
なお、ドライブ回路115は、図4に示すドライブ回路114と同じ構成であるので、その説明は省略する。ドライブ回路115は、最終段の保護IC113−nの端子T14から電流が供給されたときに、過放電状態であると、判断して、MOSトランジスタM1をオフさせる。これによって、電池111−1〜111−nの放電が停止される。
また、本実施例では、直接接続された電池111−1〜111−nを保護するために、保護IC113−1〜113−nの端子T13、T14と端子T15と端子T16とを順次に接続する構成について説明したが、本実施例の保護ICは、単独でも使用可能である。
図6は保護ICを単独で使用する場合のブロック構成図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
本変形例の電池保護システム200は、一つの電池111を保護IC113で保護するシステムである。保護IC113は、端子T11と端子T12とがフィルタ回路112を介して電池111の両端に接続されている。また、保護IC113は、端子T13がドライブ回路114を介してMOSトランジスタM2に接続され、端子T14がドライブ回路115を介してMOSトランジスタM1に接続されている。さらに、保護IC113は、端子T15、T16は、開放状態とされている。
保護IC113は、端子T11と端子T12との間の電圧を検出して、電池111の過充電状態及び過放電状態を検出し、MOSトランジスタM1、M2を制御して、電池111を過充電及び過放電から保護する。
このように、本実施例の保護IC113によれば、そのまま、一つの電池111の保護に用いることが可能である。
なお、本実施例では、保護ICに過充電検出回路及び過放電検出回路を搭載した例について説明したが、図2に示す回路を用いて過電流検出回路を搭載するようにしてもよい。
また、本実施例では、電位の高い位置に配置された電池111−(i-1)を保護する保護IC113−(i-1)の端子T13、T14を次に電位の低い位置に配置された電池111−iの保護IC113−(i-1)の端子T15、T16に接続するようにしたが、本実施例の保護ICは、レベルシフトなどを行う必要がないので、一つの保護IC113−iの端子T13、T14を他の保護IC113−jの端子T15、T16に順次に接続し、初段の保護ICの端子T13、T14を開放し、最終段の保護ICの端子T15、16をドライブ回路114、115に接続すればよく、監視している電池111-i、111−jの電位は考慮する必要はない。なお、保護IC113−jは、保護IC113−1〜113−nのうちの保護IC113−iを除く、任意の保護ICを示している。
本発明の一実施例のシステム構成図である。 保護IC113−iのブロック構成図である。 過充電検出回路212の回路構成図である。 過放電検出回路213の回路構成図である。 ドライブ回路114の回路構成図である。 保護ICを単独で使用する場合のブロック構成図である。 従来の一例のブロック構成図である。
符号の説明
100 電池保護システム
111−1〜111−n、111−i 電池
112−1〜111−n、112−i フィルタ回路
113−1〜113−n、113−i 保護IC
114、115 ドライブ回路
231 コンパレータ、232 遅延回路、233、234 電流源
M11〜M19 MOSトランジスタ、R11、R12 抵抗
T11〜T16 端子

Claims (5)

  1. 電池を異常状態から保護する電池保護装置において、
    前記電池の異常を検出し、異常が検出されたときに、異常検出信号を出力する検出部と、
    外部から電流が入力される入力端子と、
    前記入力端子に入力された電流を電圧に変換する電圧変換部と、
    前記検出部の出力と前記電圧変換部の出力とを合成する合成部、
    前記合成部で合成された合成信号を電流に変換する電流変換部と、
    前記電流変換部で変換された電流を出力する出力端子とを有することを特徴とする電池保護装置。
  2. 1チップの半導体集積回路から構成されたことを特徴とする請求項1記載の電池保護装置。
  3. 直列に接続された複数の電池を異常状態から保護する電池保護システムにおいて、
    前記複数の電池に直列に接続されたスイッチング素子と、
    前記複数の電池に対応して設けられ、対応する電池の異常状態を検出し、異常検出電流を出力する複数の電池保護装置と、
    前記電池保護装置から出力される異常検出信号に応じて前記スイッチング素子を駆動するドライブ回路とを有し、
    前記電池保護装置は、
    前記電池の異常を検出し、異常が検出されたときに、異常検出信号を出力する検出部と、
    外部から電流が入力される入力端子と、
    前記入力端子に入力された電流を電圧に変換する電圧変換部と、
    前記検出部の出力と前記電圧変換部の出力とを合成する合成部、
    前記合成部で合成された合成信号を電流に変換する電流変換部と、
    前記電流変換部で変換された電流を出力する出力端子とから構成され、
    一つの電池保護装置の前記出力端子を異なる電池保護装置の前記入力端子に順次に接続し、最終段の電池保護装置の前記出力端子を前記ドライブ回路に接続したことを特徴とする電池保護システム。
  4. 前記電池保護装置は、1チップの半導体集積回路から構成されたことを特徴とする請求項3記載の電池保護システム。
  5. 直列に接続された複数の電池を異常状態から保護する電池保護方法において、
    前記電池の異常を検出し、異常が検出されたときに、異常検出信号を出力する検出部と、
    外部から電流が入力される入力端子と、
    前記入力端子に入力された電流を電圧に変換する電圧変換部と、
    前記検出部の出力と前記電圧変換部の出力とを合成する合成部、
    前記合成部で合成された合成信号を電流に変換する電流変換部と、
    前記電流変換部で変換された電流を出力する出力端子とから構成された電池保護回路を前記複数の電池に対応して設け、
    一つの電池保護装置の前記出力端子を異なる電池保護装置の前記入力端子に順次に接続し、最終段の電池保護装置の前記出力端子から出力される電流に応じて前記複数の電池に直列に接続されたスイッチング素子を制御し、前記複数の電池を保護することを特徴とする電池保護方法。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008278688A (ja) * 2007-05-02 2008-11-13 Seiko Instruments Inc バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
WO2009008314A1 (ja) * 2007-07-06 2009-01-15 Seiko Instruments Inc. バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
WO2009008313A1 (ja) * 2007-07-06 2009-01-15 Seiko Instruments Inc. バッテリ保護ic及びバッテリ装置
JP2009089488A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Hitachi Ltd 車両用直流電源装置
JP2009165205A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Nec Tokin Corp 二次電池パック
JP2010183708A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Seiko Instruments Inc バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
JP2010187510A (ja) * 2009-02-13 2010-08-26 Seiko Instruments Inc バッテリーの保護回路装置
JP2010541522A (ja) * 2007-09-27 2010-12-24 ビーワイディー カンパニー リミテッド マルチセルの保護回路及び方法
JP2011254667A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Seiko Instruments Inc バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置
JP2013051873A (ja) * 2012-10-25 2013-03-14 Seiko Instruments Inc バッテリ保護ic及びバッテリ装置
US9013146B2 (en) 2009-06-29 2015-04-21 Nec Energy Devices, Ltd. Secondary battery pack

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5170610B2 (ja) * 2006-02-28 2013-03-27 日立工機株式会社 充電装置
JP4533328B2 (ja) * 2006-02-28 2010-09-01 株式会社リコー 充電制御用半導体集積回路、その充電制御用半導体集積回路を使用した充電装置及び2次電池接続検出方法
KR100905663B1 (ko) * 2006-07-13 2009-06-30 주식회사 엘지화학 배터리 장치의 회로 동작 전류 밸런싱 장치 및 방법
JP5248764B2 (ja) * 2006-11-02 2013-07-31 パナソニック株式会社 蓄電素子の異常検出装置、蓄電素子の異常検出方法及びその異常検出プログラム
JP4864730B2 (ja) * 2007-01-05 2012-02-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電池電圧監視装置
JP2009017651A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Lenovo Singapore Pte Ltd 過電圧保護システム、電池パック、および電子機器
JP4858378B2 (ja) * 2007-09-14 2012-01-18 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 多セル直列電池用のセル電圧監視装置
US7847512B2 (en) * 2008-03-20 2010-12-07 Min Carroll Solar powered DC load system
CN101728841B (zh) * 2008-10-13 2015-03-25 三美电机株式会社 电池盒
JP5431842B2 (ja) * 2008-10-21 2014-03-05 セイコーインスツル株式会社 バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
JP5396825B2 (ja) * 2008-11-14 2014-01-22 ミツミ電機株式会社 保護回路
JP5439800B2 (ja) * 2008-12-04 2014-03-12 ミツミ電機株式会社 二次電池保護用集積回路装置及びこれを用いた二次電池保護モジュール並びに電池パック
JP4898982B1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-21 パナソニック株式会社 電池電源装置、及び電池電源システム
US8797043B2 (en) * 2010-10-04 2014-08-05 Intersil Americas Inc. System and method for detection of open connections between an integrated circuit and a multi-cell battery pack
JP6030820B2 (ja) * 2010-11-05 2016-11-24 ミツミ電機株式会社 電池電圧監視回路
JP5758131B2 (ja) * 2011-01-17 2015-08-05 株式会社東芝 電池監視回路、および、電池監視システム
JP5691950B2 (ja) * 2011-09-05 2015-04-01 株式会社デンソー 電圧監視装置
JP5891809B2 (ja) * 2012-01-23 2016-03-23 ミツミ電機株式会社 電池保護回路及び電池保護装置、並びに電池パック
CN103825252B (zh) * 2012-11-19 2017-03-15 比亚迪股份有限公司 一种电池连接断线的保护装置及保护系统
KR101733740B1 (ko) 2016-01-07 2017-05-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호 회로
CN111490569B (zh) * 2020-03-10 2022-05-13 深圳市创芯微微电子有限公司 一种电池保护芯片、多串电池级联保护电路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3081994B2 (ja) * 1997-10-22 2000-08-28 セイコーインスツルメンツ株式会社 半導体装置
JPH11150883A (ja) * 1997-11-18 1999-06-02 Sony Corp 充電装置、二次電池装置、充電システムおよび充電方法
JP2001307782A (ja) * 2000-04-19 2001-11-02 Tokyo R & D Co Ltd 電池特性データ伝達方法および電池管理システム
JP4605952B2 (ja) * 2001-08-29 2011-01-05 株式会社日立製作所 蓄電装置及びその制御方法
JP2003208927A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Nec Tokin Tochigi Ltd 多直用電池パック
FR2842359B1 (fr) * 2002-07-11 2004-08-27 Cit Alcatel Dispositif de protection perfectionne, a circuits 1s, pour un ensemble de batterie de generateurs electrochimiques
JP4080408B2 (ja) 2003-10-07 2008-04-23 松下電器産業株式会社 電池用保護icおよびそれを利用した電池パック

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008278688A (ja) * 2007-05-02 2008-11-13 Seiko Instruments Inc バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
JP2009195100A (ja) * 2007-07-06 2009-08-27 Seiko Instruments Inc バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
WO2009008313A1 (ja) * 2007-07-06 2009-01-15 Seiko Instruments Inc. バッテリ保護ic及びバッテリ装置
JP2009017732A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Seiko Instruments Inc バッテリ保護ic及びバッテリ装置
US8405359B2 (en) 2007-07-06 2013-03-26 Seiko Instruments Inc. Battery protection IC and battery device
WO2009008314A1 (ja) * 2007-07-06 2009-01-15 Seiko Instruments Inc. バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
TWI462425B (zh) * 2007-07-06 2014-11-21 Seiko Instr Inc Battery protection integrated circuit and battery device
US8319476B2 (en) 2007-07-06 2012-11-27 Seiko Instruments Inc. Battery state monitoring circuit and battery device
KR101269342B1 (ko) 2007-07-06 2013-05-29 세이코 인스트루 가부시키가이샤 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
JP2010541522A (ja) * 2007-09-27 2010-12-24 ビーワイディー カンパニー リミテッド マルチセルの保護回路及び方法
JP2009089488A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Hitachi Ltd 車両用直流電源装置
JP2009165205A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Nec Tokin Corp 二次電池パック
JP2010183708A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Seiko Instruments Inc バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
JP2010187510A (ja) * 2009-02-13 2010-08-26 Seiko Instruments Inc バッテリーの保護回路装置
US9013146B2 (en) 2009-06-29 2015-04-21 Nec Energy Devices, Ltd. Secondary battery pack
JP2011254667A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Seiko Instruments Inc バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置
KR101771719B1 (ko) 2010-06-03 2017-08-25 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
JP2013051873A (ja) * 2012-10-25 2013-03-14 Seiko Instruments Inc バッテリ保護ic及びバッテリ装置

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