TW465133B - Battery set - Google Patents

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33 五、發明說明（1) 本發明係有關一種電池組， 進行充放電的不能控制、強制 電池組在超過其壽命而繼續 度減少其電容量值，過度充電 池’其中鋰呈樹枝狀結晶析出 在電池内部引起短路，使發生 有’由於使用者的不當使用而 金屬造成劃傷等，在如此之無 下’會產生類似的問題。 並且’本來電池是作為一種 業者進行處理之，但是現狀是 可能性。在此種情形下，現狀 態而處於危險的狀態下，其發 發明農崖 本發明係用以解決上述問題 達到壽命時其功能顯著下降， 後’進行合適的處理以限制其 如此之本發明，係判定功能 制、強制放電的控制的電池組 制機構，係將電池充放電者； 單元強制放電者；功能檢測機 態者；判定機構，係判定由該 能狀態的喪失者；及控制機構 係用以判定喪失功能狀態的 放電的控制。 處於使用狀態時，不只是極 、過度放電被反復進行的電 -’衝破隔離物（Separator) 冒煙、火的可能性大增。還 使電池組解體、或因鋒利的 法預期的狀態出現的情形 ;入) 商業用廢棄物，應有特定之 也有與可燃物一起被廢棄之 之電池組例如為過度充電狀 生冒煙、火的可能性增大。 開發而成者，係提供一種在 判定為功能喪失的電池組 使用者。 狀態的喪失進行充放電的控ρ ’其特徵為具備：充放電控 強制放電控制機構，係對各 構’係檢測電池組的功能狀 功能檢測機構所檢測出的功 ’係按照由該判定機構所得

89119980.ptd 第4頁 4 651 3 3 五、發明說明C2) 之功能狀態喪 機構與強制放 定進行充放電 然後，其特 構’孫計測由 構，係以上述 能狀/?!的喪失 係計數充放電 均溫度者，還 充電率者，上 及上述充電率 溫度檢測機構 溫度每上升1 〇 製造曰開始所 時間是否為規 為上述功能檢 數者，上述判 從而判斷功能 有’容量檢測 係以上述充滿 狀態的喪失者 累積放電或充 的電容量值為 又’其特徵 失的判定， 電控制機構 的控制、強 徵為：作為 製造日開始 經過之時間 者；作為上 的週期者， 有計測機構 述經過時間 加以修正者 係檢測平均 °C所經過的 經過之時間 定值以上從 測機構具有 定機構，係 狀態的喪失 機構係檢測 之電容量是 ;作為上述 電‘的電容量 規定值以上 為：作為上 有選擇性地控制上述充 者，係以按照功能狀態 制放電的控制者。 上述功能檢測機構，具 所經過之時間者，上述 是否為規定值以上從而 述功能檢測機構具有， 溫度檢測機構係檢測電 及上述計時機構係計測 係由上述循環數、上述 ;作為上述功能檢測機 溫度者’與計時機構係 時間為2倍並以此2倍規 者，上述判定機構係以 而判定為功能狀態的喪 ，計數機構係計測充放 以上述循環數是否為規 者，作為上述功能檢測 充滿之電容量者，上述 否為規定值以下從而判 功能檢測機構具有，累 者’上述判定機構係以 從而判定為功能狀態的 述功能檢測機構具有， 放電控制 喪失的判 有計時機 判定機 判定為功 計數機構 池組的平 電池組的 平均溫度 構具有， 使該平均 則計測由 上述經過 失者；作 電的循環 定者以上 機構具 判定機構 定為功能 積機構係 上述累積 喪失者。 計測溫度

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五、發明說明¢3) 與電流的機構，μ, 定的溫度與電流二:=構係根據由上述所撿；則出 定為功能狀態率是否為規定值以下 測溫度與電流的^ ^為上述功能檢測機構具有^ -定的溫度中判定機構係在上述所4出： 判定為功能狀態的喪失者U流是否=規定值以下從而 檢測電流的機肖，：二2上述功能檢測機構具有， 值判定為功能狀構t以上述單元電壓的 + ^ _的丧失者，作為上述功能檢測機馗日 有，檢測機構係檢測電池電壓與電流者，上述判定赫/、 以上述電池電壓與電流的值判定為功能狀態的喪失去構係 為上述功旎檢測機構具有，檢測溫度的機構，上，作 構係以上述電池組的溫度或單元的溫度是否為規定機 上’是否為規定值以上且為規定時間以上從而判= 狀態的喪失者；作為上述功能檢測機構具有，至少:1能 以上檢測溫度之機構，上述判定機構係以上述丨處的p 與其他之溫度的平均值的差是否為規定值以上從而判a定又 功能狀態的喪失者；作為上述功能檢測機構具有，計^機 構，係計測規定溫度的内部阻抗，上述判定機構，係以上 述内部阻抗疋否為規定值以上從而判定為功能狀態的喪失 身；作為上述功能檢測機構具有’檢測機構，係檢測電池 電麇、電流、溫度者’在上述電池電壓的變動為很大時， 加袂電池電壓、電流、溫度的檢測取樣週期，上述功能檢

4 65 i '發明說明（4) _ ϊ m ΐ機構具有’非揮發性記憶體，係在上述電池 μ下降時^記憶放置檢測資料及判定資料者。 還有，其特徵為：作為上述功能檢測機構具 滿導電線或導電性薄臈並貼附於電池組或單元之桿籤 態的夺失者；上二電斷從而判定為功能狀 、 迷功能檢測機構具有，歷力感測器或;^ | :測器，上述判定機構係針對施加於電池组的擊 :上=上或是否為規定值以上且為規定次數 上次規疋f間Μ上從而判定為功能狀態的喪失 1能檢測機構具有，歪斜感測器係檢測電池組的歪钭者^ 士述判定機構係以上述歪斜是否為規定值以上 ^狀態的喪失者；上述功能檢測機構 為 以解液的鴻漏者，上述判定機構，係=

圓I 者· 、f β k 規疋值以上從而判定為功能狀態的喪失 的1乃至多個H 置於基板上的熱發生場所 度保險絲的熔斷判定為功能狀態的喪失者。 上L皿 又’其特彳政為：上彳十# j上仕 機構把判定上述判定係藉，由上述充放電控制 充電或使充放雷i =構為功能狀態的喪失作為條件進行 f池袓的H 恥的控制，且藉由強制放電控制機構對'^ 電的電产路柄所井刀斷控制充放電的半導體單元或充放 不能的；制；；上險，，進行充電或使充放電 4控制機構，係按照上述判定機構所判

第7頁 4 65 五、發明說明（5) 定的功能狀態的喪失，相斟於 充放電不能、充電或充放電苹：放=機構進行充電或 -的控制的同時，相對於強错u電或充放電停止中任 控制，進行按照必要所H之ϋ =機構進行強制放電的 填難燃性物質的控：狀態的喪失’進行在電池組内充 制且，係判定功能狀態的喪失，進行充放電的控 t的控制者’其特徵為具備：充放電控制機 強i丨Ϊ將電池充放電者；強制放電控制機構，係將各單元 者1電者，液體檢測機構，係用以檢測電池組的液洩漏 #杜及控制機構，係以由該液體檢測機構檢測之液洩漏為 二，相對於上述充放電控制機構進行充電或使充放電不 二’控制’相對於強制放電控制機構對電池組的各單元進 制放電的控制者，上述充電或使充放電不能的控制， l'檢測液體之步驟及將其熔斷的保險絲熔斷部而進行 者0 本發明之其他目的及優點，由隨後之說明書中，則可更 為明顯。 排本發明係根據所包含之結構特徵、元件組合、及構件之 列’被例舉於如下之陳述中，且本發明之範圍由隨附之'、 申請專利範圍所限定》 叫’ Z為檢測部；3為通信部；4為記憶部；5為演算/

89119980.ptd 465 1 3 3 五、發明說明（6) 處理部；6為控制部；？為充放電控制部；8 電控制部’及9為功能喪失處理部。 w強制软

?巾，計測部i ’係計測以直列狀接續 ;的由製造曰開始的經過時間、充放電效率、電池 :、電流、電歷、溫度、規定溫度的内部阻抗=容 ί於等，例如’計時機構及充放電檢測電路、Ϊ、壓 3測電路、罐測器、計測電池組的充放Ϊ循；池電 器、•擊感測器、塵力感測器、歪斜感測器；畏；的 H係f/ t電池組解體、破損等的異常狀•的h J ;”其狀態者，例如’覆蓋電池組的異常檢測；V 部機器的通信，例如，“卜部機用，進行與外 日的機構。記憶部4，係^判年月 2基準用之資料者’例如，收納製造曰、經收納 ::效率、充放電容量、電流1壓、溫度、内 充 t ί丄ί力、及歪斜等中的規定值的資料。在A，功：狀 2喪失的判係判定如是否為壽命或異常狀態、2 異常狀態在規定的次數或規定時間以上是否有重復等，j 電，組是否喪失正常地可使用的功能狀態的判定。 *、 演算/判定處理部5，係以由計測部丨、檢測部2、通信 3所~取得的各種情報為基礎，執行用以進行功能狀態喪13失1 判定的各種演算，係以所取得之各情報及各演算情報為基 礎進行功能狀態喪失的判定者。按制部6，係按照藉由演* 异/判疋處理部5所得之功能狀態喪失的判定，進行充敌電

89119980.ptd 第9頁 - 4 65 1 2 3 五、發明說明（7) 控制部7、強制敌 者。充放電控制部$控制邛8及功能喪失處理部9的控制 電控制部8，係強* ，係控制2次電池的充放電者；強制放 9 ’係發出嗶聲尊次電池的放電者；功能喪失處理部 (例如，主機）進Λ報進行處理，或送出警報至外部機器 的判定，在控制^« * 疋處理部5所得之功能狀態喪失 S & :卩6相對於充放電控制部7、強制放電控制 二 b 处理部9進行控制中，例如，充電、放電、 停止，而禁止充放電、同時強制放電、，充電或充 、-:、、、不可此、或加上警報。此等皆有如下的條件。 一首先，使充電或充放電為不可能之同時對電池組的各單 元強制放電，例如，由製造曰開始的經過時間為一定值以 時’電池組的溫度超過規定值以上，又計測出該狀態的 4間為規疋值以上時，判斷為電池組以解體時使用氣體感 測器檢測由電池内洩漏之電解液，該氣體濃度為規定值以 上時’為規定值以上時，單元電壓為一定值，例如為4.4v 以上而超過規定期間時’藉由歪斜感測器檢測因過度充電 引起電池的膨ί張使其歪斜為規定值以上時等，在單元的溫 度超過規定值而經過規定期間時，在禁止充電、放電或充 放電之同時進行強制放電。 還有，使充電或充放電不可能，例如，計測規定溫度的 内部阻抗，該内部阻抗為規定值以上時，電池組的滿充電 容量為規定值，例如為設計值或初期滿充電容量的50%以 下時，藉由累積放電容量或充電容量，容量為規定值，例

89J19980.ptd 第10頁 465133 -------- - — ______ 五、發明說明（8) 如達到初期滿充電谷1或设汁谷量的1 0 0 0倍時，計測電池 組的充放電循環數，週期的計測值為規定值，例如超過 3 0 0 0次以上時’計測由電池組的規定溫度與電流值所得之 充放電效率’該效率為低於規定值以上時，檢測加於電池 組的衝擊及壓力該衝擊及壓力為規定值以上、或在規定值 _ 以上時規定次數以上重復進行’在規定期間以上繼續施加 時’在流通規定值以上的最大電流時，規定值以上的最大 電流間斷的以規定時間或規定次數流動時，例如藉由保護 電路基板的内部短路等，由於不經由電流檢測電阻而流動 異常之電流，利用電池電壓值的變動算定的電流值為規定（丄) 以上時’作為SRAM (靜態隨機存取記憶體）等的記憶支援用 電池内藏有小型1次電池’該1次電池的餘量係在消耗完時 等。

在電池組内部至少3處以上設置檢測溫度之機構，其中1 處的/JHL度與其他之溫度檢測值的平均值相比較在規定範圍 外時（為防止在環境溫度較低時由溫度的絕對值進行判定 時異常溫度的檢測變慢，係為分別進行設定），停止充電 或充放電。在放電過程中檢測出異常時，若不停止溫度異 常、過電流異常的立即放電將發生冒煙、火等的重大故障 時以外待放電停止後，停止充電或充放電。規定以上的電 流即使在規定時間以上也無法滿充電時，電池電壓在蜆定 以下對電池進行預充電時，通常在預充電時間結束後移至 急速充電’但是即使規定的電流值有流動’其預充電時間 仍比規定時間長時，禁止充電或充放電。

465133 五、發明說明（9) 具有檢測在規 檢測值為規定值 最大電流流經時 時間或規定次數 時間經過後導通 流再次重復流動 次後在其最大電 檢測出壽命或危 藉由鳴鈐等輪出 不可以使其為使 諾的情形，若不 用者而言電池組 其他，在檢測出 期前的規定時間 規定值例如2 〇 〇 〇 池組時發出警報 其次，說明對 組的各實施形態 制的本發明的實 構’ 1 2為時間計 構’ 1 5為溫度計 用以記憶電池組 由基準日記憶機 命判定機構13，

定溫度之 以上時使 ’其規定 流經時， 充放電用 時禁止放 流流經時 險時，對 警報。對 用不能的 承諾時， 突然不能 壽命期或 時，電池 次時，或 電池的自敌電電流的機構，在其 充電不能’還有，在規定以上的 以上的最大電流係間斷地以規定 暫時使充電或放電不能，在規定 控制FET ’在規定以上的最大電 電’將此重復規定次數例如為3 構成永久的充放電不能。又，在 外部主機藉由通信發出警報，或 外部機器發出警報時，會輪出可 通知給使用者，此係為使用者承 則疋期發出警報。此係針對對使 使用時會造成困擾的情形而設。 危險時’在經過由製造日至壽命 ，的充放電循環數的計測值超過 細*加規定以上的衝擊與壓力至電 應於各異常狀熊i隹彡· 。圖2係顯示：由二的本發明的電池 ® 4^'判定進行充放電控 測機構，U為壽命基準/記憶機 測機構。圖2中Λ 護機 ^ „ 基準曰記憶機構1 1，係 的h日；時間計㈤機構12，係用以計測 構1、丨所§己憶的製造日開始的經過時間；壽 係判定藉由時間計測機構丨2所計測的經過 0

第12頁 465133 五、發明說明（10) 時間是否超過規定時間，例如由製造日開始是否經過5年 以上者；保護機構1 4，係以壽命判定機構1 3的判定為基 準，例如控制由製造日開始經過5年以上的電池組為充電 或充放電不能，並使電池組的各單元強制放電者。溫度計 測機構1 5 ’係使越為高溫狀態則壽命越短反映之經過時間 -的計測的情形，計測溫度者。該情形下，時間計測機構 1 2，係按照在規定時間計測的平均溫度或最大溫度累進經 過時間的計數，例如係以1 〇。〇 2倍規則來計測經過時間。 該1 0 °C 2倍規則，係以諸如平均溫度2 〇 X：為5年、3 0 DC為2. 5年、40 C為1.25年、50 t：為0.625年的每上升1〇勺則判定 壽命的時間為其1 / 2，總之，其經過時間正好為2倍者。 現在，以壽命為L、總壽命為LT、規定期間的平均溫度 或最大溫度為Tp i、基準溫度（例如2 〇 〇c )為Ts、規定期間 為At 1，則某時點的電池組的壽命L可由下式求得。 L = LT- Σ (2ίτΡ^^)/ι〇) χ At{ 因此 在規定期間的平均溫度為2 〇 〇c的杯 . 就此規定的總壽命所減除期的：二’ Δΐ 1係由 的^形，^的2倍由總壽命所減除期間的平均溫度為㈣ :為時間計測機構12，#使用由 年月曰的機構，㈣壽命判定機構信取得 準可叶測經過時間，從而可判 2的年月曰為基 句I過5年以上。利

4 65 彳 3 3 五、發明説明（11) =壽命判定機構13在由製造曰開始經過5年以前，例如判 定為經過3年輸出警報，或具有計測電池組的充放電的循 =數的機構，使循環數的計測值超過規定值例如為2〇〇 〇次 二f形為輸出警報的構成即可。還有，暫時記憶循環數的 ^ —滿充電容量，使滿充電容量的推移近似於直線、曲線 ^，線，藉由推測滿充電容量為規定值以下的循環數推測 ^壽命期’將該值按照要求送信至主機也可。作為壽命， =合由循環數與製造日的經過時間進行判定，例如循環數 ，100次使滿充電容量下降5%，經過時間為i年使滿充電容

蕙下降1 0 %。又，經過時間由電池組的平均溫度、充電率 進行修正亦可。 “例如單一單元為2. 0 V以下使其電池電壓下降，控制微電 ^暫停工作時，在之前暫於非揮發性記憶體記憶經過時 ^ ’電池被充電微電腦起動時繼續對由非揮發性記憶體所 己隐的經過時間進行計時。還有’微電腦暫停工作後進行 最初的充電時’首先起動微電腦，藉由推測計測此時之電 地電壓或單元電壓由電池電壓或單元電壓的下降進行暫停 工作的期間，消除經過時間的空白，其後對電池開始正式 $電。又’微電腦暫停工作後，藉由作為SRAM等的記憶支1 援用電池内藏的小型1次電池的電力提供，對經過時間計 p 夸。還有，若該小型1次電池的餘量消耗完使充放電不 能0 /1度單一單元電壓為規定的電壓以下例如為〗v以下的情 % ’成為充電或充放電不能。通常此異常的發生，由於係

第14頁 465133 五、發明說明（12) 微電腦暫停工作之後’為檢測出此，在充電時暫時切斷充 放電用控制FET (場效電晶體）’經由阻抗與二極體流入 僅可起動微電腦的電流。然後，微電腦計測各單元的電 壓’若為η以上時導通充放電用控制FET，若未滿lv則切 斷充放電用控制FET。 檢測出1度壽命期或危險，在微電腦切斷充放電用控制 的情形，電池電壓下降微電腦暫停工作後’由於微電 位，有若再次充電時而成為充電可能狀態。在此， 3=1" 止再充電的進行，在非揮發性記憶體記 隐檢測出之婦命期或危險。 圖圖3圖電池組的解體及損傷等的標籤的實施形態的 形能的圖’〜，=褚由標籤異常檢測使電池強制放電的實施 圖：圖；：27二用二，擊檢測時的處理的-例的 部，24為電池组其2把26為導電部’ 23為接點導體 路，29為電池'。25為基板，27為控制K，28為放電電 圖3中，標翁^ 端具有接點導4體部m面之一面布滿導電線μ，在兩 組24的盒體表圖3⑻、⑹所示，係、貼附於電池 板25連接的導接點導體部23接角萄連接與盒體内的基 形，如圖3(B) \ _ 以檢測電池組24的解體為目的之情 21，藉由標籤2 ，採用由解體容易去除部位貼附標籤 檢測解體。還右導電部2 2的切斷、接點導體部2 3的剝離 形’如圖3 ( C )戶斤_以，'則切斷、針刺及損傷為目的之情 不’採用覆蓋電池組24的盒體的貼附，藉

___ 4 65 1 ___ 五、發明說明（13) 5 " " 〜^ 由標籤21中導電部22的切斷，檢測電池組24的切斷、針刺 . 及損傷等’並檢測電池組24的解體。又，標籤即使在其背 面取代導電線布滿導電性薄膜也可檢測出由標籤破損弓丨起 之解體，不只是電池組的盒體，貼附於内部及單元亦可。 其次，說明由標籤異常檢測使電池強制放電的實施形 態。如圖3(B)、（c)所示，貼附於電池組24的盒體表面的 標籤21 ’如圖4所示直列狀插接於電池組的偏壓控制Vcc的 接地電路，由微電腦等的控制I C 2 7係與標籤21的接地端相 反側，總之係由偏壓控制V c c侧的電位所監視。在控制 IC 2 7中’電池組被解體’或盒體因切斷及針刺受到損傷，j 標籤21的導體部2 2被切斷，接點導體部2 3受到剝離，由於厂^ 接地電路的切斷’偏壓控制Vcc成為浮動狀態，因為監視 位準由接地電位上升至Vcc，檢測此並導通放電電路28， 使電池2 9強制放電之同時成為充電或充放電不能。 還有，如圖5所示在施加規定以上的衝擊至電池組的情 形（步驟S11)，切斷1度充放電用控制FET(步驟S12),為充 放電不能後’將各早元的電塵值與各部的溫度與充放電電 流值與異常前的資料相比較（步驟s 1 3 )，判定是否有異常 C步驟S14)。充放電電流的異常，即使導通充放電用控制 FET根據是否有流動進行判定亦可。其後，規定的期間加 快各測定的取樣週期（步驟S 1 5 )，測定各單元的電壓值與 各部的溫度與電流值（步驟S1 6 )，在確認是否有測定值的 變動後（步驟S1 7 )，若正常使充放電可能，使作為電池組 的功能復活（步驟S 1 8 )。還有，作為此時點之充放電不能

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__4651 33 五、發明說明（14) 的期間，藉由將警報送信至外部* led等用以輸出警報。在電池1^機=減餘量顯示用的 4 £電 度檢測的各取樣週期，監禎雷a f w 電流、溫度的變動。 視電池電壓、 圖6係顯示有關切斷充放電電路的有關本發明 的其他實施形態的圖，圖7係顯示對由溫度保險絲德 ㊁：：工溫度檢測的構成例的圖，係顯示”為〜池 Ϊ池視1c，33為充放電用控制m，34為控制微電為 =電流檢測阻抗’ 36為放大器，37為卿議（可程 ί = 讀(記憶體），38為液體檢測部及溫度保險 栌 ^微電腦，42、43為溫度保險絲，44為發熱阻抗 體’45為微電腦’Q1、Q2為控制fet。 ，圖6中，電池31係3個單元直接連接的2次電池，電流檢 測阻抗3 5係用以檢測其充放電電流j，放大器3 6係用以放 大由電流檢測阻抗35所檢測出之微小電壓。控制微電腦34 係用以進行電池組内的控制，進行用以此的演算處理還有 相ί於^部主裝置進行通信等。EEPR0M37係收納程式及控 制-貝料等的記憶機構。電池電壓監視〗C32係檢測電池電壓 進行充放電控制的保護I c，充放電用控制FET3 3係藉由電 池電壓監視IC32或控制微電腦34的信號以導通/切斷控制 充放電的FET。 液體檢測部及溫度保險絲3 8，在如接續部之液體的放入 部的附近配置液體檢測部，係將保險絲炫斷部由液體檢測 部至少離開1 〇mm以上熱分離配置而成者，檢測出液體與熔

89119980.ptd 第17頁 _ 4 65jj3 3__— 五、發明說明（15) 斷保險絲熔斷部—起使各單元強制放電。還有，保險絲熔 斷部即使有液體進入亦有使與液體不會接觸由矽等的密封 材進行密封。此係液體檢測部與保險絲熔斷部接近，藉由 保險絲 '溶斷部的發熱若係液體檢測部的液體受到蒸發而消 失則保險絲不會熔斷，反復將此進行多遍係用以防止保險 -絲變得不會炼斷。 接續電持3 1與電池電壓監視IC 3 2之間的電壓檢測引線， 使用具有規定值以上例如為丨〇 〇 Ω以上的阻抗值的引線。 此若使用通常之引線，在斷線後會有因短路的冒煙、火地 可能。對於電壓檢測引線，例如為數# A左右，因為沒必v ) 要特別流經的大電流，例如即使為1 k Ω的阻抗值也沒有問 題。 圖7中，溫度保險絲4 2，係直列狀插入電流路徑者，溫 度保險絲4 3係配置於發生基板上的熱之各位置呈直列狀連 接者。發熱阻抗體44，係FETQ1或FETQ2為導通時電流流動 產生熱，而使溫度保險絲42熔斷者。液體檢測部41，係若 檢測出液體則阻抗值下降者，此時因為FETQ1的閘極電壓 上升’導通F ETQ 1使發熱阻抗體4 4進行發熱，從而使在電 流路徑的溫度保險絲42熔斷。還有，微電腦45，係檢測出 直列狀連接的溫度保險絲43中任一之熔斷，導通FETQ2使 p 發熱阻抗體44發熱，從而使在電流路徑的溫度保險絲42炼 斷。藉由此等使充電或充放電不能。 通常的溫度保險絲的情形，在單元溫度為規定溫度以上 時成為充放電電流路徑的溫度保險絲處於切斷而為充放電

465133 ，一定 落較大 路徑， 斷而構 地使充 放電電 功能檢 的喪失 構成亦 之本發 ，52為 為加壓 他的液 係用以 燃性物 述各機 的功能 包住電 中，具 ，還有 板、盒 測出其 的情形 可。圖 明之電 控制部 部。難 體狀或 此壓縮 質，係 構、.功 狀態的 池的各 有隔熱 ’作為 體等發 五、發明說明（16) 不能’例如單數多的情形 至電流路徑，則其電壓降 度保險絲4 2於充放電電流 由微電腦使檢測其是否溶 能的構成，可如上述永久 斷’或可使用熔斷插入充 機構。 又’藉由上述各機構、 火的可能性高的功能狀態 難燃性物質至電池組内的 的難燃性物質進行充填狀 的圖，係顯示5 1為電池組 封入儲氣瓶，54為閥，55 瓶5 3，係壓縮例如發、其 質後之封入者，加壓部5 5 性物質封入儲氣瓶53的難 池組51的盒體，根據由上 命或冒煙、火的可能性高 控制打開閥5 4。此時，如 性物質充填於包裝的盒體 形也不會對外部產生影響 其含有消炎劑，即使在基 可進行消炎。 又，本發明並不只限定 要插入多數的溫度保險絲 °在此，僅配置1個的溫 其他的溫度保險絲43，係 成°作為充電或充放電不 放電用控制FET33為切 流路徑的溫度保險絲42的 達到壽命或冒煙、 ，使為充填矽等的 8係顯示使對矽等 池組其他實施形態 ，53為難燃性物質 燃性物質封入儲氣 粉末狀的難燃性物 的如彈簧者°難燃 經由閥54充填於電 能檢測出其達到壽 喪失的控制部5 2的 早元或基板，難燃 性即使在高溫之悄· 難燃性物質根據使 生冒煙、火的情形 於上述實施形態，可進行各種之

891i9980.ptd 第19頁 4.65 1 33 五、發明說明（17) 變形。例如，相掛於造丨* a 喪失的電池組的期，其功能顯著下降，功能 出警報的控制的控制、強制放電的控制、發 在多樣化是不言而喻的。還有，使其組合或當然其變形存 的^· 1d:顯然可知’根據本發明’係判定功能狀態 且^右你:充放電的控制、強制放電的控制的電池組，其 具備充放電控制機爐，放# m m , ^ ^ .椴構係將電池充放電者；強制放電控制 單元強制放電者；功能檢測機構，係檢測電 所檢钏1二大態者:判定機構’係判定由該功能檢測機構(1 判定^ Μ 1能狀f的喪失者；及控制機構，係按照由該、 述充放雪：Γ之功能狀態喪失的判定，有選擇性地控制上 ϊίϋ; 與強制放電控制機構者，由於係以按照 判定進行充放電控制、強制放電控制，達 力能顯者,下降，作為功能狀態的喪失判定功能喪失 控制：二ΐ ! ί ΐ定可進行充放電的控制、強制放電的 徑制進仃適合的處理可限制其使用。 由=曰構,具有計時機構，… 2間疋否為規疋值以上從而判定為功能狀態的喪失 :週期者’溫度檢測機構係檢測電池组均二：放】 構及上述計時機構係計測電 充以：土 述經過時間係由上述循環數、上述平均溫度電ί

®I19980.ptd 第20頁 465133 五、發明說明（18) , 加以修正者；作為上述功能檢測機構具·有，溫度檢測機構 係檢測平均溫度者，與計時機構係使該平均溫度每上升1 〇 °C所經過的時間為2倍並以此2倍規則計測由製造日開始所 經過之時間者，上述判定機構係以上述經過時間是否為規 定值以上從而判定為功能狀態的喪失者；作為上述功能檢 — 測機構具有，計數機構係計測充放電的循環數者，上述判 定機構’係以上述循環數是否為規定者以上從而判斷功能 狀態的喪失者；作為上述功能檢測機構具有，容量檢測機 構係檢測充滿之電容量者’上述判定機構係以上述充滿之 電容量是否為規定值以下從而判定為功能狀態的喪失者；Q 作為上述功能檢測機構具有’累積機構係累積放電或充電 的電容量者，上述判定機構係以上述累積的電容量值為規 疋值以上從而判定為功能狀邊的喪失，可高精度地進行由 奇命引起的功能狀態的喪失的判定。 又’作為上述功能檢測機構具有’計測溫度與電流的機 構，上述判定機構係根據由上述所檢測出之—定的溫度與 電流值的充放電效率是否為規定值以下從而判定為功能狀 態的喪失者；作為上述功能檢測機構具有，計測溫度與電 流的機構，上述判定機構係在上述所撿測出之一定的^度 中的電池的自放電電流是否為規定值以下從而判定為功能 狀態的喪失者；作為上述功能檢測機構具有，檢測電流的 機構’上述判定機構係以上述充放電電流的值判定為功能 狀態的喪失者；作為上述功能檢測機構具有，檢測單元電 壓的機構’上述判定機構係以上述單元電壓的值判定為功

465133 五、發明說明（19) 能狀態的喪失者；作為上述 係檢測電池電壓與電流者， 壓與電流的值判定為功能狀 測機構具有，檢測溫度的機 池組的溫度或單元的溫度是 值以上且為規定時間以上從 作為上述功能檢測機構具有 機構，上述判定機構係以上 平均值的差是否為規定值以 者，作為上述功能檢測機構 度的内部阻抗，由於上述判 為規定值以上從而判定為功 動作中，也可確切進行功能 還有’其特徵係為作為上 布滿導電線或導電性薄膜並 上述判定機構係以上述導電 fe'的喪失者；上述功能檢測 感測器，上述判定機構係針 擊’以是否規定值以上或是 以上或規定時間以上從而判 功能檢測機構具有，歪斜感 上述判定機構係以上述歪斜 功能狀態的喪失者；上述功 係檢測電解液的洩漏者，上 功能檢測機構具有，檢測機構 上述判定機構係以上述電池電 態的喪失者；作為上述功能檢 構’上述判定機構係以上述電 否為規定值以上，是否為規定 而判定為功能狀態的喪失者； ’炱少在3處以上檢測溫度之 述1處的溫度與其他之溫度的 上從而判定為功能狀態的喪失 具有’叶測機構係計測規定溫 定機構係以上述内部阻抗是否 能狀態的喪失，即使在充放電 狀態的喪失的判定。 述功能檢測機構具有，於背面 貼附於電池組或單元之標籤， 線疋否斷線從而判定為功能狀 機構具有，壓力感測器或衝擊 對施加於電池組的壓力或衝 否為規定值以上且為規定次數 定為功能狀態的喪失者；上述 測器係檢測電池紅的歪斜者， 是否為規定值以上從而判定為 能檢測機構具有，氣體感測器 述判定機構係以上述氣體的檢

i9l!9980.ptd 第22頁 465133 五、發明說明（20) " "' " -- 測值否為規定值以上從而判定為功能狀態的喪失者；上 述f此檢測機構具有’配置於基板上的熱發生場所的1乃 至多個的溫度保險絲者，上述判定機構，由於係以上述溫 ^保，絲的熔斷判定為功能狀態的喪失，即使對於外在= P早害等也可確切地進行功能狀態的喪失的判定。 、^ ’控制機構，係藉由上述充放電控制機構把判定上述 判=機構為功能狀態的喪失作為條件進行充電或使充放電 不能的控制，且藉由強制放電控制機構對電池組的各旱元 進行強制放電的控制者；上述充放電控制機構，係藉由導 通/切斷控制充放電的半導體單元或充放電的電流路經所 插入的溫度保險絲，進行充電或使充放電不能的控制者； ^述控制機構，係按照上述判定機構所判定的功能狀態的 喪失，相對於充放電控制機構進行充電或充放電不能’、充 =或充放電禁止、充電或充放電停止中任一的控制的同 時，相對於強制充放電機構進行強制放電的控制，進行按 1必要所發出之警報的控制者；又，由於按照上述判定機 才所判定的功能狀態的喪失，進行在電池組内充填難燃性 物質的控制，相對於功能狀態的喪失可進行適合的處理。 ^AiU虎之說明 1 計測部 2 檢測部 3 通信部 4 記憶部 5 演算/判定處理部

9119980.ptd 第23頁 465133 五、發明說明（21) 6 控 制 部 7 充 放 電 控 制 部 8 強 制 放 電 控 制 部 9 功 能 喪 失 處 理 部 11 基 準 曰 記 憶 機 構 12 時 間 計 測 機 構 13 壽 命 判 定 機 構 14 保 護 機 構 15 溫 度 計 測 機 構 L 壽 命 LT 總 壽 命 Tp i 規 定 期 間 的 平 均溫度 Ts 基 準 溫 度 △ ti 規 定 期 間 21 標 籤 22 ^ 26 導 電 部 23 接 點 導 體 部 24 電 池 組 25 基 板 27 控 制 1C 28 放 電 電 路 29 電 池 Vcc 偏 壓 控 制 31 電 池 最大溫度

Q

9119980.ptd 第24頁 4 651 3 3 五、發明說明（22)

32 電池電壓監視1C

33 充放電用控制FET 34 控制微電腦 35 電流檢測阻抗 36 放大器

37 EEPROM 38 液體檢測部及溫度保險絲 41 微電腦 4 2、4 3 溫度保險絲 44 發熱阻抗體

45 微電腦 Ql、Q2 控制 FET 51 電池組 52 控制部 53 難燃性物質封入儲氣瓶 54 閥 5 5 加壓部

5119980.ptd 第25頁 465133 圖式簡單說明 圖1係顯不本發明的電池組的貫施形遙的圖。 圖2係顯示藉由壽命判定進行充放電控制的本發明的實 施形態的圖。 圖3 ( A )〜3 (C)係檢測電池組的解體及損傷等的標籤的實 施形癌的圖。 圖4係顯示藉由標籤異常檢測使電池強制放電的實施形 態的圖。 圖5係用以說明衝擊檢測時的處理的一例的圖。 圖6係顯示有關切斷充放電電路的有關本發明的電池組 的其他實施形態的圖。

59119980.ptd 第26頁

Claims (1)

1. 4 6 S j 六、申請專利範圍 1 · ~種電 的控制、強 充放電控 強制放電 功能檢測 判定機構 態的喪失者 及控制機 的判定，有 控制機構者 以按照功 放電的控制 2. 如申請 檢測機構， 時間者，上 值以上從而 3. 如申請 機構，具有 前，不斷記 復時，接續 4. 如申請 構，推測上 5. 如申請 包括，記憶 池組， 制放電 制機構 控制機 機構， ，係判 構，係 選擇性 能狀態 者。 專利範 具有計 述判定 判定為 專利範 非揮發 憶上述 上述經 專利範 述中斷 專利範 機構， 強制 係判定功能狀態的喪失用以進行充放電 的控制者’其特徵為具備： ’係將電池充放電者； 構’係對各單元強制放電者； 係檢測電池組的功能狀態者； 定由該功能檢測機構所檢測出的功能狀 按照由該判定機構所得之功能狀態喪失 地控制上述充放電控制機構與強制放電 喪失的判定，進行充放電的控制 1第1項之電池組，其中作為上述功能 1機構，係計測由製造日開始所經過之 構，係以上述經過之時間是否為規 功能狀態的喪失者。 H員之電池組，其中作為上述計時 兄憶體，在電池電壓下降計測中 =時間，在藉由充電而使電 過時間繼續計測。 € &灰 H3項之電：組’其中上述計時機 、間，而繼縯接續上述經過時 圍第2項之電池組，其中 係用以々情制、生 τ上11叶時機構 用Μ ,己憶氣造日；通信機構 4 65133 六、申請專利範圍 ' —— _______________ 由外部機器利用通信取得現在的 用以計測由上述製造日開始至卜、月曰；及演算機構’係 過時間。 迷現在的年月日為止的經 6. 如申請專利範圍第2至5項中任— 為上述功能檢測機構具有，計數 項之電池組，其中作 環數者；溫度檢測機構，係檢測構’係計數充放電的循 -計測機構及上述計時機構，係^ 池'纟且的平均溫度者；或 述經過時間係由上述循環數、、^ ^電池組的充電率者’上 加以修正者。 上述平均溫度或上述充電率 7. 如申請專利範圍第i項之電池組，其、 檢測機構具有，溫度檢測機^^ \ 1 j取稱’係檢測平均溫度者；與 時機構，係使該平均溫度每上升1〇所經過的時間為倍 並以此2倍規則計測由製造日開始所經過之時間者，上述 判定機構係以上述經過時間是否為規定值以上從而判定為 功能狀態的喪失者。 8. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中作為上述功能 檢測機構具有’計數機構，係計測充放電的循環數者，上 述判定機構’係以上述循環數是否為規定者以上從而判定 為功能狀態的喪失者。 9 ·如申請專利範圍第1項之電池级，其中作為上述功能 丫) 檢測機構具有’容量檢測機構，係檢測滿充電容量者，上 述判疋機構係以上述滿.充電容量是否為規定值以下從而判 定為功能狀態的喪失者》 1 〇.如申請專利範圍第〗項之電池組，其中作為上述功能

   •9119980.ptd ---- 第28頁 465133 六、申請專利範圍 檢測機構具有，累積機構，係累積放電或充電的電容量 者’上述判定機構係以上述累積的電容量值是否為規定值 以上從而判定為功能狀態的喪失者。 11.如申請專利範圍第1項之電池組，其中作為上述功能 檢測機構具有計測溫度與電流的機構，上述判定機構係根 據由上述所檢测出之一定的溫度與電流值的充放電效率是 否為規定值以下從而判定為功能狀態的喪失者。 ' 1 2 _如申請專利範圍第1項之電池組，其中作為上述功能 檢測機構具有計測溫度與電流的機構，上述判定機構係在 上述所檢測出之一定的溫度中的電池的自放電電流是否為 規定值以上從而判定為功能狀態的喪失者。 1 3.如申請專利範圍第1項之電池組，其中作為上述功能 檢測機構具有檢測電流的機構，上述判定機構係以上述充 放電電流的值判定為功能狀態的喪失者。 1 4·如申請專利範圍第1 3項之電^池組，其中上述判定機 構’係以作為上述充放電電流，其規定值以上的最大電流 流通時間或次數是否為規定時間以上，從而判定為功能狀 態的喪失者。 1 5.如申請專利範圍第1 4項之電池組，其中上述控制機 構’係以上述判定機構所判定功能狀態的喪失為條件，使 上述充電控制機構為暫時充電或充放電不能，在規定時間 後再開放充放電，藉由最大電流值成為永久的充電或充放 電不能。 1 6·如申請專利範圍第1 3項之電池組，其中上述判定機 1 Η 1 η ._ 591l9980.ptd -----—------· 第29頁 465133 六、申請專利範圍 構’係以即使規定之上的電流在規定時間以上流動也是否 為無法滿充電，從而判定功能狀態的喪失。 1 7 ·如申請專利範圍第1項之電池組，其中作為上述功能 檢測機構具有檢測單元電壓的機構，上述判定機構係以上 述單元電壓的值判定為功能狀態的喪失者。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之電池組，其中上述判定機 構’係以上述單元電壓中任—者是否為規定值以下從而判 疋為功能狀態的喪失者。 1 9 ·如申請專利範圍第1 7項之電池組，其中上述判定機 構’係以上述單元電壓中任__者是否為規定值以上從而判? 定為功能狀態的喪失者。 ' 2 0，如申請專利範圍第1 7項之電池組，其中上述判定機 才f ’係以上述最小單元電壓與最大單元電壓的差是否為規 定值以上從而判定為功能狀態的喪失者。 21. 如申請專利範圍第丨項之電池組，其中作為上述功能 ，測，構具有，檢測機構，係檢測電池電壓與電流者，上 述判定機構係以上述電池電壓與電流的值判定為功能狀離 的喪失者。 ^ ^ L 22. 如申請專利範圍第21項之電池組，其中上述判定機 Ϊ二ΐ在以規定的電壓以下及電流值預充電的情形，直預、 電時間是否為規定時間以上從而判定為功能狀態的喪失 465133

   891199S〇.ptd i ； 第31頁 465133 六、申請專利範圍 斷線從而判定為功能狀態的喪失者。 其中上述功能檢測 上述判定機構係針 3 0.如申請專利範圍第1項之電池組 機構具有，壓力感測器或衝擊感測器 _____w抒你种 對施加於電池組的壓力或衝擊，以是否規定值以上或是否 為規定值以上且為規定次數以上或規定時間以上從而判定 為功能狀態的喪失者。 ^ 31•如申請專利範圍第3〇項之電池組，其中作為上述功 能檢測機構具有檢測電壓、電流與溫度的機構，上述判定 機構’在判定上述功能狀態的喪失之時點比較前後的電壓 與電流與溫度，判定為無急遽的變動，上述控制機構，係 以上述判定機構判定為功能狀態的喪失為條件，藉由上述 充放電控制機構在進行成為暫時的充電或充放電不能的控 制後，在無上述急遽的變動時，使充放電功能恢復。 測3播2·爐Y請專㈣㈣31項之電池組，其中上述功能檢 構由上述判定機構判定功能狀態的喪失後，加快使充 放電功能恢復為止的取樣週期。 、+* 冓具有，正斜感測器，係檢測電池組的歪斜者，上 成判定機構係以上述歪斜是否Α 能狀態的喪失者。 -否為規定值以上從而判定為功 申請專利範圍第1項之電池組’其中上述功能檢測 —八有，氣體感測器，係撿測電解液的洩漏者，上述判 構，係以上述氣體的撿測值是否為規定值以上從而判 疋為功能狀態的喪失者。

   89119980.ptd 第32頁 465133 二、申請專利範圍 3 5 如申請專利範圍第1 機構具有’配置於基板上 度保險絲者，上述判定機 疋為功能狀態的喪失者。 36. 如申請專利範圍第1 構’係藉由上述充放電控 能狀態的喪失作為條件進 37. 如申請專利範圍第1 構’係藉由上述充放電控 能狀態的喪失作為條件進 且藉由強制放電控制機構 的控制者》 項之電池組，其中上述功能檢測 的熱發生場所的1乃至多個的溫 構係以上述溫度保險絲的炼斷判 項之電池組，其中上述控制機 制機構把判定上述判定機構為功 行充電或使充放電不能的控制。 項之電池組’其中上述控制機 制機構把判定上述判定機構為功 行充電或使充放電不能的控制， 對電池組的各單元進行強制放電 其中上述充 的半導體單 進行充電或 38.如申請專利範圍第36或37項之電池組 放電控制機構，係藉由導通/切斷控制充放， π或充放電的電流路經所插入的溫度保險絲 使充電不能的控制者。 39.如申請專利範圍第1項 構’係按照上述判定機構所 於充放電控制機構進行充電 禁止、充電或充放電停止中 制充放電機構進行強制放電 之警報的控制者。 之電池組，其中上述控制機 判定的功能狀態的喪失，相對 或充放電不能、充電或充放電 任一的控制的同時，相對於強 的控制，進行按照必要所發出

   構4===二::能;:=制:行

   S91199E0.ptd 第33頁 4 65 ί 3 3 六、申請專利範圍 在電池組内充填難燃性物質的控制 的4二制一種Λ池組，係判定功能狀態的喪失，進行充放電 的=制、強制放電的控制者，其特徵為具備: 充放電控制機構，係將電池充放電者· 強制放電控制機構，係將各單元強制放電者； 液體檢測機構，係用以檢測電池組的液洩漏者； 及控制機構’係以由該液體檢測機構檢測之液浪漏為條 件，相對於上述充放電控制機構進行充電或使充放電不能 的控制，相對於強制放電控制機構對電池組的各單元進行 強制放電的控制者’上述充電或使充放電不能的控制，係 由檢測液體之步驟及將其熔斷的保險絲熔斷部而進行者 4 2.如申請專利範圍第41項之電池組，其中為上述充電 或充放電不能的控制，係根據由檢測出液體所炫斷' 絲熔斷部所進行者。 π 、 fm