组电池控制方法、组电池控制电路以及具备该组电池控制电路的充电电路、电池组件的制作方法

专利名称：组电池控制方法、组电池控制电路以及具备该组电池控制电路的充电电路、电池组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及减少将多个二次电池串联连接而构成的组电池的不均衡的组电池控制方 法、组电池控制电路以及具备该组电池控制电路的充电电路、电池组件。
背景技术：
图6是表示利用背景技术所涉及的二次电池的充放电方法，对串联连接多个二次电池 的组电池进行充放电时的各个二次电池、例如三个二次电池lll、 112、 113的各端子电压 all、 a12、 al3的变化的坐标图。
首先，在曰寸亥IJTIOI， 二次电池lll、 112、 113的端子电压a11、 a12、 al3均为放电 终止电压Vt (例如3.0V)而相同，二次电池lll、 112、 113处于均衡的状态。在此，若 在组电池流过充电电流并进行充电，则端子电压all、 a12、 al3会逐渐增大。
另外，二次电池，如果充电至端子电压超过规定的充电终止电压Vf，就会劣化。因此， 在对如上所述的组电池进行充电时，组电池的两端电压被设定为充电终止电压Vf x二次电 池的串联数。充电终止电压Vf，当二次电池例如是锂离子电池时， 一般而言是4.2V，因 此，在串联连接三个二次电池111、 112、 113的组电池的情况下，组电池的两端电压被充 电至4.2Vx3=12.6V。
二次电池，如果劣化其内阻就会增大，因此，若串联连接多个二次电池lll、 112、 113 并在该串联电路的两端施加充电电压，则内阻大的二次电池、即劣化的二次电池的端子电 压会大于其他未劣化的电池。这样，充电电压不能被平均地分压到各个二次电池。例如， 假设二次电池111、 112、 113依次劣化，则劣化最严重的二次电池111的端子电压all 最高，劣化最少的二次电池113的端子电压ctl3最低。
这样，在图6中，在充电结束的时刻T102， 二次电池111、 112、 113的端子电压all、 a12、 al3成为不同的电压，就会发生二次电池111、 112、 113的不均衡。接下来，若在 发生这样的不均衡的状态下将已充电的组电池连接至负载并放电，则劣化越严重的二次电 池，其端子电压下降会越快。由于让二次电池放电时，如果过放电二次电池就会劣化，因此，设定不让使二次电池 达到劣化程度的电压，来作为应结束放电的电压即放电终止电压Vt。放电终止电压Vt例 如在锂离子电池的情况下， 一般而言是3.0V左右的电压。而且，若端子电压all、 a12、 a13中最小的电压下降至放电终止电压Vt=3.0V，就结束放电(时刻T103)。
这样，在时刻T103，劣化最严重的二次电池111的端子电压all最低，劣化程度最 少的二次电池113的端子电压al3最高，端子电压all、 a12、 a13的不均衡进一步扩大。
而且，在劣化少的二次电池112、 113的端子电压a12、 al3下降至放电终止电压Vt 之前，劣化最严重的二次电池111的端子电压all会下降至放电终止电压Vt，其结果， 结束放电并停止向负载供电。因此，存在无法有效利用劣化少的二次电池112、 113的电 池容量，组电池整体的电池容量下降的问题。
而且，若反复这样的充放电动作，则如时刻T104、 T105所示，劣化比其他二次电池 更严重的二次电池111的劣化就会越来越严重，存在端子电压all、 ctl2、 a13之差会增 大的问题。
在此，已知一种技术，在充电结束了时，通过让端子电压超过充电终止电压Vf的二 次电池强制性地放电以使端子电压下降，从而减少多个二次电池间的端子电压之差，减少 构成组电池的二次电池间的不均衡(例如参照日本专利公开公报特开2005 — 176520号，
以下称作"专利文献r')。
图7是表示在充电结束了时，通过让端子电压超过充电终止电压Vf的二次电池强制 性地放电以使端子电压下降，从而减少多个二次电池间的端子电压之差时的端子电压all、 a12、 a13的变化的坐标图。
如图7所示，在充电结束了时(时刻T202)，通过将端子电压超过充电终止电压Vf 的二次电池lll，为了调整均衡而使其强制性地放电，使端子电压all下降，从而减少二 次电池lll、 112、 113的端子电压a11、 a12、 a13之差(时刻T203)。
然而，在专利文献l所公开的技术中，使劣化最严重的二次电池lll进一步强制性地 放电，而不让劣化少的二次电池放电。这样，劣化最严重的二次电池lll被放电的机会比 劣化少的二次电池增加，会进一步促进劣化最严重的二次电池的劣化。因此，存在二次电 池lll、 112、 113的劣化的不一致增大而不均衡扩大的问题。
而且，二次电池越劣化，其电池容量越减少，且放电时的端子电压的下降越快。这样， 在专利文献1所公开的技术中，由于使因劣化而电池容量减少的二次电池111在充电结束 后进一步强制性地放电，因此，充给二次电池lll的充电量会进一步减少，其结果，当劣化最严重的二次电池111的端子电压all由于使用而引起放电下降至放电终止电压Vt时 (时刻T204)，其他二次电池112、 113的端子电压a12、 a13与不进行用于调整均衡的 强制性放电时相比电压反而更高，存在二次电池111、 112、 113的端子电压all、 a12、 al3 之差增大，不均衡会扩大的问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种组电池控制方法、组电池控制电路以及具备该组电池控制 电路的充电电路、电池组件，能够降低劣化最严重的二次电池的劣化进一步被促进的可能 性，减少各个二次电池的端子电压之差。
本发明所涉及的组电池控制电路包括电压检测部，分别检测将多个二次电池串联连 接而构成的组电池中的各个二次电池的端子电压；放电部，用于让上述多个二次电池放电； 以及不均衡减少处理部，在设定时刻，执行通过上述放电部让端子电压比由上述电压检测 部检测的上述多个二次电池的端子电压中最低的端子电压即最低电压高的二次电池放电 的不均衡减少处理，以使各个二次电池的端子电压之差减小，其中，上述设定时刻为预先 设定的作为上述多个二次电池的端子电压降至低于被预先设定的作为应结束放电的电压 的放电终止电压的时刻。
另外，本发明所涉及的组电池控制方法，包括以下工序电压检测工序，分别检测将 多个二次电池串联连接而构成的组电池中的该多个二次电池的端子电压；以及不均衡减少 处理工序，在设定时刻，通过上述放电部让端子电压比在上述电压检测工序检测的上述多 个二次电池的端子电压中最低的端子电压即最低电压高的二次电池放电，且放电至该二次 电池的端子电压达到上述最低电压为止，其中，上述设定时刻为预先设定的作为上述多个 二次电池的端子电压降至低于被预先设定的作为应结束放电的电压的放电终止电压的时 刻。
根据如上结构的组电池控制电路及组电池控制方法，放电至串联连接多个二次电池的 组电池的多个二次电池中至少其中之一的端子电压变成低于被预先设定的应结束放电的 电压的放电终止电压的状态的组电池中，劣化越严重的二次电池其端子电压越低。这样， 可以认为在端子电压变成低于放电终止电压的设定时刻，端子电压最低的二次电池的劣化 最严重。
因此，通过让端子电压比最低电压高的二次电池、即被认为比端子电压最低的二次电 池的劣化程度轻的二次电池放电，减少各个二次电池的端子电压之差，从而能够降低使劣化最严重的二次电池进一歩放电而促进劣化的可能性，并且能够减少各个二次电池的端子 电压之差。
另外，本发明所涉及的充电电路还包括上述的组电池控制电路；对上述组电池进行 充电的充电部；以及将用户进行的为了通过上述充电部对上述组电池进行充电的操作的时 刻作为上述设定时刻而检测的检测部，其中，上述不均衡减少处理部，当上述检测部检测 到上述设定时刻时，执行上述不均衡减少处理，上述充电部，在上述不均衡减少处理部执 行上述不均衡减少处理之后，对上述组电池进行充电。
如上结构的充电电路，由于在用户进行为了通过充电部对组电池进行充电的操作时， 即在多个二次电池中的至少其中之一的端子电压变成低于放电终止电压的可能性高时执 行不均衡减少处理后对组电池进行充电，所以能够降低使劣化最严重的二次电池进一步放 电而促进劣化的可能性，并且能够减少各个二次电池的端子电压之差。而且，通过在减少 各个二次电池的端子电压之差的状态下对组电池进行充电，能够减少二次电池的不均衡累 计增大。
另外，本发明所涉及的电池组件包括上述任一记载的组电池控制电路以及上述组电池。
如上结构的电池组件，由于能够在电池组件进行上述的不均衡减少处理，所以能够降 低在电池组件中使劣化最严重的二次电池进一歩放电而促进劣化的可能性，并且能够减少 各个二次电池的端子电压之差。
另外，本发明所涉及的电池组件与根据来自外部的指示输出二次电池的充电用的电流 的充电装置连接，包括上述的组电池控制电路；上述组电池；以及将用户进行的为了通 过上述充电部对上述组电池进行充电的操作的时刻作为上述设定时刻而检测的检测部，上 述不均衡减少处理部，当上述检测部检测到上述设定时刻时，在执行上述不均衡减少处理 之后，向上述充电装置输出让上述充电用的电流输出的指示。
如上结构的电池组件，由于能够在用户进行为了通过充电部对组电池进行充电的操作 时、即被认为劣化最严重的二次电池的端子电压成为最低的电压时，执行不均衡减少处理， 减少各个二次电池的端子电压之差后，通过充电装置对组电池进行充电，所以降低使劣化 最严重的二次电池进一步放电而促进劣化的可能性，并且减少各个二次电池的端子电压之 差的状态下用充电装置对组电池进行充电，从而能够减少二次电池的不均衡累计增大。


8图1是表示使用具备本发明的一实施方式所涉及的组电池控制电路的电池组件的充电 系统的结构的一个例子的方框图。
图2是表示图1所示的组电池和放电部的详细结构的一个例子的电路图。 图3是表示第一实施例所涉及的充电系统的动作的一个例子的说明图。 图4是表示第一实施例所涉及的充电系统的动作的一个例子的说明图。 图5是表示第二实施例所涉及的充电系统的动作的一个例子的说明图。 图6是用于说明背景技术所涉及的充电方法的说明图。 图7是用于说明背景技术所涉及的充电方法的说明图。
具体实施例方式
下面，基于

本发明所涉及的实施方式。另外，各图中标注同一符号的结构表 示同一结构，省略其说明。 (第一实施例)
图l是表示使用具备本发明的一实施方式所涉及的组电池控制电路的电池组件2的充 电系统1的结构的一个例子的方框图。该充电系统1虽然在电池组件2之外还具备对电池 组件2进行充电的充电装置3而构成，但不必分离成电池组件2和充电装置3，也可以如 图1所示，电池组件2和充电装置3作为一体的电路的结构。另外，也可以还包含从电池 组件2进行供电的负载电路4而作为电气设备系统。另外，电池组件2虽然在图1中是从 充电装置3进行充电，但电池组件2也可以安装在负载电路4，通过负载电路4进行充电。 电池组件2及充电装置3通过进行供电的直流高侧的端子T11、T21、通信信号的端子Tl2、 T22、用于供电及通信信号的GND端子T13、 T23而相互连接。电池组件2安装在负载 电路4的情况下也设置同样的端子。
充电装置3的端子T21、 T23与负载电路4连接，从组电池14供给的电流通过开关 元件12、充电路径ll、端子Tll、 T21被供给至负载电路4。负载电路4是被来自电池 组件2的供电驱动的电气设备的负载电路，例如通过将未图示的电气设备的电源开关接通， 从电池组件2向负载电路4供给负载电路4的驱动电流。
电池组件2包括开关元件12、组电池14、电流检测阻抗16、温度传感器17、控制 IC (Integrated Circuit,集成电路)18、电压检测电路20 (电压检测部)、放电部23以 及端子Tll、 T12、 Tl3。作为开关元件12，可以使用FET (Field Effect Transistor, 场效应晶体管)等半导体开关元件、或继电器开关(relayswitch)等开关元件。另外，控制IC18包括模拟/数字转换器19、控制部21以及通信部22。
而且，在电池组件2内，在从端子T11延伸的直流高侧的充电路径11中，设置有开 关元件12。充电路径11的另一端与组电池14的高侧端子连接。组电池14的低侧端子通 过直流低侧的充电路径15与GND端子T13连接。在充电路径15中设置将充电电流及放 电电流转换为电压值的电流检测阻抗16。
组电池14包括串联连接的多个二次电池141、 142、 143，各个二次电池的温度由温 度传感器17来检测，并被输入至控制IC18内的模拟/数字转换器19。作为二次电池141、 142、 143，例如可以使用锂离子二次电池。另夕卜，二次电池141、 142、 143不限于单个 的二次电池，例如也可以为将多个二次电池并联连接的结构。
另外，多个二次电池141、 142、 143的各个端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3分别由电压 检测电路20来检测，并被输入至控制IC18内的模拟/数字转换器19。另外，由电流检 测阻抗16检测的电流值也被输入至控制IC18内的模拟/数字转换器19。上述模拟/数 字转换器19将各个输入值转换为数字值，输出至控制部21。
另外，在组电池14连接有用于分别选择性地让二次电池141、 142、 143放电的放电 部23。
图2是表示组电池14与放电部23的详细结构的一个例子的电路图。图2所示的放电 部23包括开关元件SW1、 SW2、 SW3以及阻抗R1、 R2、 R3。而且，开关元件SWl和 阻抗Rl的串联电路与二次电池141并联连接，开关元件SW2和阻抗R2的串联电路与二 次电池142并联连接，开关元件SW3和阻抗R3的串联电路与二次电池143并联连接。 作为开关元件SW1、 SW2、 SW3,例如可以使用FET等半导体开关元件、或继电器开关 等各种开关元件。
开关元件SW1、 SW2、 SW3根据来自控制部21的控制信号进行接通、断开，若开 关元件SW1接通，则二次电池141经由阻抗R1放电；若开关元件SW2接通，则二次电 池142经由阻抗R2放电；若开关元件SW3接通，则二次电池143经由阻抗R3放电。
控制部21包括例如执行规定的运算处理的CPU (Central Processing Unit,中央处 理器)、存储规定的控制程序的ROM (Read Only Memory,只读存储器)、临时存储数 据的RAM (Random Access Memory,随机存取存储器)以及它们的周边电路等。而且， 控制部21通过执行存储在ROM的控制程序，作为充放电控制部211以及不均衡减少处 理部212而发挥作用。
此时，电压检测电路20、放电部23以及不均衡减少处理部212相当于权利要求的组电池控制电路的一个例子。
不均衡减少处理部212通过从组电池14向负载电路4供给电流，在二次电池141、 142、 143中至少其中之一的端子电压变成低于放电终止电压Vt时，执行不均衡减少处理， 将端子电压比由电压检测电路20检测的二次电池141、 142、 143的端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3中最低的最低电压高的二次电池，通过放电部23放电，使该二次电池的端子电压达 到上述最低电压为止。
充放电控制部211响应来自模拟/数字转换器19的各个输入值，运算对充电装置3 指示输出的充电电流的电压值、电流值，并将其运算结果从通信部22经由端子T12、 T22 以及T13、 T23发送至充电装置3，从而由充电装置3对组电池14进行充电。
另外，充放电控制部211根据来自模拟/数字转换器19的各个输入值,对于端子Tll、 T13间的短路、来自充电装置3的异常电流等电池组件2的外部的异常、或组电池14的 异常的温度上升等，进行断开开关元件12等保护动作。
在充电装置3中，将来自充放电控制部211的指示，在控制IC30中用通信单元即通 信部32接收，充电控制部31控制充电电流供给电路33 (充电部)，以上述的电压值、电 流值以及脉冲宽度供给充电电流。
充电电流供给电路33包括AC—DC转换器(coiwerter)或DC—DC转换器等。而且， 充电电流供给电路33将输入电压转换为从充电控制部31指示的电压值、电流值以及脉冲 宽度，并经由端子T21、 T11以及T23、 T13供给至充电路径11、 15。
另外，并不限于在电池组件2中具备控制部21的例子，也可以在充电装置3具备控 制部21。另外，也可以在电池组件2和充电装置3都具备控制部21。
接下来，说明使用如上构成的电池组件2的充电系统1的动作。图3是表示图1所示 的充电系统l的动作的一个例子的说明图。首先，例如在充电装置3连接有电池组件2的 情况等，通过充放电控制部211接通开关元件12，并且，从充放电控制部211，以规定的 电流、电压开始充电的指示，经由通信部22、端子T12、 T22以及通信部32发送至充电 控制部31，而开始充电(时刻T1)。
这样，根据来自充电控制部31的控制信号，以根据来自充放电控制部211的指示的 电流、电压，从充电电流供给电路33经由端子T21、 Tll、充电路径ll以及开关元件12 向组电池14供给充电电流。而且，随着二次电池141、 142、 143被充电，端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3上升。
在时刻T1，端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3例如均等于放电终止电压Vt (例如3.0V)，二次电池141、 142、 143处于均衡的状态。
而且，当二次电池141、 142、 143被充电，则会根据二次电池141、 142、 143的劣 化的程度，端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3间产生差。具体而言，劣化越严重的二次电池，其 内阻越大，端子电压的上升也越大。例如，若二次电池141、 142、 143依次劣化，则劣 化最严重的二次电池141的端子电压Vbl最高，劣化最少的二次电池143的端子电压Vb3 最低。
另外，在图3中，虽然记载了将恒定的电流供给至组电池14的恒流(CC)充电时的 端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3的变化的例子，但对充电方法没有限定，也可以使用以恒定的 电压进行充电的恒压(CV)充电、从恒流(CC)充电切换至恒压(CV)充电的恒流恒压 (CCCV)充电、以脉冲状供给充电电流的脉冲充电、以微弱电流进行充电的连续补充充 电(tricklecharge)等各种充电方式。另夕卜，也可以是边向负载电路4供给负载电流边对组 电池14进行充电的结构。
而且，例如若由电压检测电路20检测的、由模拟/数字转换器19得到的组电池14 的端子电压Vb为充电终止电压Vf乘以二次电池的串联数的电压、例如4.2Vx3二12.6V， 则通过充放电控制部211，将应停止供给充电电流的指示经由通信部22、端子T12、 T22 以及通信部32发送至充电控制部31，通过充电控制部31使充电电流供给电路33的输出 电流为零，从而充电结束(时刻T2)。
另夕卜，不限于组电池14的端子电压Vb达到充电终止电压Vf乘以二次电池的串联数 的电压(例如4.2Vx3 = 12.6V)时结束充电的例子，也可以在端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3 中的最大电压达到充电终止电压Vf (例如4.2V)时结束充电，从而减少二次电池141、 142、 143的劣化。
在时刻T2，端子电压以二次电池141、 142、 143劣化严重的顺序升高，例如端子电 压Vbl〉Vb2〉Vb3。
接下来，例如若接通负载电路4的未图示的电源开关，则从组电池14供给的电流经 由开关元件12、充电路径ll、端子Tll、 T21供给至负载电路4，组电池14、即二次电 池141、 142、 143放电。这样，端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3根据二次电池141、 142、 143
的放电而逐渐下降。
在二次电池141、 142、 143放电的过程中，劣化越严重的二次电池，其电压的下降 越快。因此，在放电开始时、即组电池14是满充电的状态下，端子电压Vbl〉Vb2〉Vb3， 但若组电池14的放电进行到一定程度，则电压的顺序反过来(hwerted),劣化越严重的二次电池其端子电压越低，端子电压Vb3〉Vb2〉Vbl。
而且，若通过模拟/数字转换器19得到的端子电压Vb3、 Vb2、 Vbl中，电压最低 的端子电压Vb3达到放电终止电压Vt，则通过充放电控制部211，断开开关元件12，防 止组电池14的过放电，而放电停止(时刻T3)。并且，通过不均衡减少处理部212，接 通放电部23的开关元件SW2、 SW3，让端子电压比端子电压Vb3高的二次电池142、 143放电。据此，开始不均衡减少处理。
另夕卜，不限于端子电压Vb3、 Vb2、 Vbl中电压最低的端子电压Vb3达到放电终止电 压Vt时开始不均衡减少处理的例子，例如，也可以在组电池14的端子电压Vb变成低于 放电终止电压Vt乘以二次电池的串联数的值时，执行不均衡减少处理。
此时，如图4所示，在端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3的平均值达到放电终止电压Vt时， 执行不均衡减少处理。这样，虽然端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3中的任意一个有可能低于放 电终止电压Vt，但通过放电部23只让端子电压比放电终止电压Vt高的二次电池放电至 放电终止电压Vt，能够减少因过放电导致的劣化。
而且，若二次电池142、 143的端子电压Vb2、 Vb3分别与端子电压Vbl大致一致， 则通过不均衡减少处理部212分别将开关元件SW2、 SW3断开，停止由放电部23进行 放电，不均衡减少处理结束(时刻T4)。
以上，通过不均衡减少处理部212进行的不均衡减少处理，端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3 大致相同，二次电池141、 142、 143的不均衡减少。另夕卜，在时刻T3，劣化越少的二次 电池其端子电压越高。因此，不均衡减少处理部212通过在时刻T3使端子电压高的二次 电池放电，从而使劣化少的二次电池放电，能够减少各个二次电池的端子电压之差。
这样，在图l所示的电池组件2中，不会如图7所示的背景技术、即在充电结束了时 使端子电压超过充电终止电压Vf的二次电池强制性地放电，使端子电压下降从而减少多 个二次电池间的端子电压之差的情况那样，使劣化最严重的二次电池放电，进一步促进劣 化最严重的二次电池的劣化，其结果，能够降低进一步促进产生劣化的二次电池的劣化的 可能性，并减少各个二次电池的端子电压之差。
而且，在图1所示的电池组件2中，由于在组电池14放电之后进行不均衡减少处理， 所以之后再次开始组电池14的充电时(时刻T5),处于端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3之差 被减少的状态，减少了如图6所示的背景技术那样的、反复对组电池进行充放电导致各个 二次电池的端子电压之差累计增大的情况。
另外，如上所示，使用电压检测电路20、放电部23以及不均衡减少处理部212构成的组电池控制电路，由于不需要组电池14的充电电路，只在电池组件2 —侧设置即可， 所以不用变更充电器即可在电池组件中具备组电池控制电路，因此能够减少组电池中的各 个二次电池的端子电压之差。
另外，虽然示出了不均衡减少处理部212使端子电压Vb2、 Vb3下降至与最低电压即 端子电压Vbl大致一致的例子，但也可以在最低电压低于放电终止电压Vt时，通过放电 部23只让端子电压比放电终止电压Vt高的二次电池放电，放电至端子电压达到放电终止 电压Vt。此时，能够降低通过进一步用放电部23让端子电压低于放电终止电压Vt的二 次电池放电，让其成为过放电状态的可能性。
(第二实施例)
接下来，对本发明的第二实施例所涉及的充电电路的充电系统la进行说明。充电系 统la与充电系统l同样如图l所示。充电系统la与充电系统l相比，由电池组件2a的 不均衡减少处理部212a进行不均衡减少处理的执行时刻有所不同。而且，充电装置3相 当于充电部的一个例子，电压检测电路20、放电部23以及不均衡减少处理部212a相当 于组电池控制电路的一个例子，充放电控制部211、电压检测电路20、放电部23以及不 均衡减少处理都212a相当于充电电路的一个例子。
另外，充电系统la与充电系统l同样，电池组件2a与充电装置3也可以作为一体的 电路而构成。而且，也可以进一步包含从电池组件2a进行供电的负载电路4，作为电子设 备系统而构成。另外，电池组件2a也可以安装在负载电路4，通过负载电路4进行充电。 并且，在充电装置3也可以具备控制部21a。另外，电池组件2和充电装置3也可以都具 备控制部21a。
由于其他结构以及动作与充电系统1相同，所以省略其说明，下面说明充电系统la 的特征点。
不均衡减少处理部212a在用户进行为了对电池组件2a进行充电的操作时，检测该操 作并开始不均衡减少处理，执行不均衡减少处理之后，通过将使充电用的电流输出的指示 输出至充电装置3，以此对组电池14进行充电。
此时，用户进行的为了对电池组件2a进行充电的操作，例如是用户将电池组件2a安 装在充电装置3、或用户通过将充电装置3的未图示的电源插头插入插座等用户欲对电池 组件2a进行充电的操作。
而且，通过进行这样的操作，例如开始充电的要求从充电装置3的控制IC30经由端子T22、 T12、通信部22发送至控制部21a，或通过未图示的检测电路检测充电装置3 与电池组件2a的连接或检测从充电装置3输出的充电电压，以此，不均衡减少处理部212a 检测用户进行的为了对电池组件2a进行充电的操作，开始不均衡减少处理。此时，不均 衡减少处理部212a相当于检测部的一个例子。
另外，在例如用户将充电装置3的未图示的电源插头插入插座时，也可以通过从未图 示的电源电路提供控制部21a的动作用电源电压，以此控制部21a的CPU开始动作，而 作为不均衡减少处理部212a发挥作用，检测用户进行的为了对电池组件2a进行充电的操 作。此时，控制部21a相当于检测部的一个例子。
在用户将电池组件2a安装在充电装置3、或用户将充电装置3的未图示的电源插头插 入插座时，由于二次电池141、 142、 143中的至少其中之一的端子电压变成低于放电终 止电压Vt，不能从组电池14对负载电路4供电，所以用户欲对组电池14进行充电的可 能性高。
艮P，检测到用户将电池组件2a安装在充电装置3、或用户将充电装置3的未图示的电 源插头插入插座的时刻，相当于多个二次电池141、 142、 143中至少其中之一的端子电 压变成低于作为应结束放电的电压而被预先设定的放电终止电压Vt的设定时刻的一个例子。
另外，不均衡减少处理部212a也可以基于由模拟/数字转换器19得到的端子电压 Vbl、 Vb2、 Vb3，将端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3中的至少其中之一的端子电压变成低于 放电终止电压Vt的时刻作为设定时刻，开始不均衡减少处理。
接下来，对使用如上构成的电池组件2a的充电系统la的动作进行说明。图5是表示 图1所示的充电系统la的动作的一个例子的说明图。首先，进行与图3的时刻T1 T3 同样的充放电动作。而且，在时刻T3，劣化越严重的二次电池其端子电压越低，端子电压 Vb3〉Vb2〉Vbl，由于在时刻T3停止从组电池14向负载电路4的供电，所以该状态照原 样被维持。
接下来，例如通过用户将电池组件2a安装在充电装置3、或用户将充电装置3的未图 示的电源插头插入插座，开始充电的要求例如从充电装置3的控制IC30通过端子T22、 T12、通信部22发送至控制部21a。而且，通过不均衡减少处理部212a，接通放电部23 的开关元件SW2、 SW3，让端子电压比端子电压Vbl高的二次电池142、 143放电(时 刻TIO)。据此，不均衡减少处理开始。
而且，当二次电池142、 143的端子电压Vb2、 Vb3分别与端子电压Vbl大致一致时，通过不均衡减少处理部212a分别将开关元件SW2、 SW3断开，停止由放电部23进行的 放电，不均衡减少处理结束。并且，以规定的电流、电压开始充电的指示从不均衡减少处 理部212a经由通信部22、端子T12、 T22以及通信部32发送至充电控制部31，开始充 电(时刻Tll)。
这样，响应来自充电控制部31的控制信号，以根据来自不均衡减少处理部212a的指 示的电流、电压，从充电电流供给电路33通过端子T21、 Tll、充电路径ll以及开关元 件12向组电池14供给充电电流，组电池14被充电。
以上，通过不均衡减少处理部212a进行的不均衡减少处理，端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3大致一致，二次电池141、 142、 143的不均衡被减少。另外，在时刻TIO，劣化越 少的二次电池其端子电压越高。因此，不均衡减少处理部212通过在时刻T10让端子电压 高的二次电池放电，从而使劣化少的二次电池放电，可以减少各个二次电池的端子电压之 差。
这样，图l所示的电池组件2a，不会如图7所示的背景技术、即在充电结束时让端子 电压超过充电终止电压Vf的二次电池强制性地放电减少端子电压，从而减少多个二次电 池间的端子电压之差的情况那样，使劣化最严重的二次电池放电，进一步促进劣化最严重 的二次电池的劣化，其结果，能够降低进一步促进发生劣化的二次电池的劣化的可能性， 并能够减少各个二次电池的端子电压之差。
而且，在图1所示的电池组件2a中，由于在组电池14的充电前进行不均衡减少处理， 所以开始充电时(时刻Tll)，处于端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3之差被减少的状态，减少 了如图6所示的背景技术那样的、反复对组电池进行充放电导致各个二次电池的端子电压 之差累计增大的情况。
另外，如充电系统1 (图3)所示，在端子电压Vb3、 Vb2、 Vbl中电压最低的端子 电压Vb3达到放电终止电压Vt的时刻T3进行不均衡减少处理时，在不均衡减少处理结 束(时亥UT4)后，直到开始充电(时刻T5)的时间较长时，在直到进行充电的期间二次 电池141、 142、 143会自放电，在端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3产生差，以后的充放电动 作中端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3之差有可能累计增大。
但是，如充电系统la (图5)所示，通过在开始充电(时刻Tll)之前进行不均衡减 少处理，例如即使由于自放电产生不均衡时，由于在开始充电前减少端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3之差，可以在减少二次电池141、 142、 143的不均衡后进行充电，所以能够减少反 复对组电池进行充放电而导致各个二次电池的端子电压之差累计增大。另夕卜，如电池组件2 (图3)所示，在端子电压Vb3、 Vb2、 Vbl中电压最低的端子 电压Vb3达到放电终止电压Vt的时刻T3进行不均衡减少处理时，例如在端子电压Vb3、 Vb2、 Vbl中电压最低的端子电压Vb3达到放电终止电压Vt前，用户从负载设备拆下电 池组件2并安装在充电装置3而开始充电时等，在不进行不均衡减少处理就充电，其结果， 以后的充放电动作中端子电压Vbl、 Vt2、 Vb3之差有可能累计增大。
但是，如充电系统la (图5)所示，通过在开始充电(时刻Tll)之前进行不均衡减 少处理，例如即使用户在端子电压Vb3、 Vb2、 Vbl中电压最低的端子电压Vb3达到放电 终止电压Vt前欲对电池组件2a进行充电时，由于在开始充电前减少端子电压Vbl、 Vb2、 Vb3之差，可以在减少二次电池141、 142、 143的不均衡后进行充电，所以能够降低反 复对组电池充放电而导致各个二次电池的端子电压之差累计增大的可能性。
另外，在时刻T3 T4、时刻T10 T11所示的不均衡减少处理中，示出了通过只将 与端子电压比其他二次电池高的二次电池并联连接的开关元件接通，只让端子电压比其他 二次电池高的二次电池放电的例子，但也可以将放电部23的阻抗R1、 R2、 R3设定为实 质上相同的阻抗值，在不均衡减少处理中使所有的开关元件SW1、 SW2、 SW3接通。此 时，实质上相同的阻抗值是指精度误差或特性不一致导致的阻抗变动范围包含在相同的范 围内。
若使所有的开关元件SW1、 SW2、 SW3接通，则在二次电池141、 142、 143分别 并联连接阻抗值实质上相同的阻抗。这样，由于在阻抗R1、 R2、 R3流过使各个二次电池 的端子电压相等的电流，所以端子电压高的二次电池的放电电流增大，端子电压低的二次 电池的放电电流减小。其结果，由于发生劣化端子电压下降的二次电池的放电电流被减小， 所以可以降低进一步促进发生劣化的二次电池的劣化的可能性，并减少各个二次电池的端 子电压之差，减少二次电池141、 142、 143的不均衡。
如上构成的组电池控制电路、组电池控制方法、充电电路以及电池组件，适合用作用 于便携式个人计算机或数码照相机等电子设备、电动汽车或混合动力车等车辆等的电池搭 载装置的组电池控制电路、组电池控制方法、充电电路以及这样的电池搭载装置的电源所 使用的电池组件、对这样的电池组件进行充电的充电装置。
本发明所涉及的组电池控制电路包括电压检测部，分别检测将多个二次电池串联连 接而构成的组电池中的各个二次电池的端子电压；放电部，用于让所述多个二次电池放电； 以及不均衡减少处理部，在设定时刻，执行通过所述放电部让端子电压比由所述电压检测 部检测的所述多个二次电池的端子电压中最低的端子电压即最低电压高的二次电池放电的不均衡减少处理，以使各个二次电池的端子电压之差减小，其中，所述设定时刻为预先 设定的作为所述多个二次电池的端子电压降至低于被预先设定的作为应结束放电的电压 的放电终止电压的时刻。
根据该结构，通过不均衡减少处理部，在作为多个二次电池的端子电压降至低于被预 先设定的作为应结束放电的电压的放电终止电压的时刻而被预先设定的设定时刻，通过放 电部让端子电压比由电压检测部检测的多个二次电池的端子电压中最低的最低电压高的 二次电池放电，使各个二次电池的端子电压之差减小。
若使串联连接的劣化程度不同的多个二次电池的组电池放电，则由于劣化越严重的二 次电池其端子电压的下降越快，所以放电至多个二次电池中端子电压降至低于被预先设定 的作为应结束放电的电压的放电终止电压的状态的组电池中，劣化越严重的二次电池其端 子电压越低。这样，认为在电压变成低于放电终止电压的设定时刻，端子电压最低的二次 电池劣化最严重。
因此，通过使端子电压比最低电压高的二次电池、即被认为比端子电压最低的二次电 池的劣化程度轻的二次电池放电，减少各个二次电池的端子电压之差，可以降低进一步使 劣化最严重的二次电池放电而促进其劣化的可能性，并减少各个二次电池的端子电压之 差。
另外，较为理想的是，上述放电部为分别选择性地让上述多个二次电池放电的放电部， 上述不均衡减少处理部在上述不均衡减少处理中，通过上述放电部选择性地让端子电压比 上述最低电压高的二次电池放电。
根据该结构，不均衡减少处理部由于通过放电部选择性地只让端子电压比最低电压高 的二次电池放电，可以使各个二次电池的端子电压之差减小。
另外，上述放电部也可以通过将阻抗值实质上相同的阻抗分别并联到所述多个二次电 池，使上述多个二次电池以端子电压越高的二次电池的放电电流越大的方式放电。
根据该结构，若不均衡减少处理部通过放电部进行放电动作，则通过放电部，阻抗值 实质上相同的阻抗被分别并联到多个二次电池。这样，由于在与各个二次电池并联的阻抗 流过使各个二次电池的端子电压相等的电流，所以端子电压高的二次电池的放电电流增 大，端子电压低的二次电池的放电电流减小。其结果是，由于发生劣化端子电压下降的二 次电池的放电电流被减小，所以可以降低使发生劣化的二次电池的劣化进一步促进的可能 性，并减少各个二次电池的端子电压之差。
另外，较为理想的是，上述不均衡减少处理部在上述不均衡减少处理中，当由上述电压检测部检测的上述最低电压低于上述放电终止电压时，通过上述放电部只让端子电压比 上述放电终止电压高的二次电池放电，且放电至该二次电池的端子电压达到上述放电终止 电压为止。
根据该结构，由于当电压检测部检测的最低电压低于放电终止电压时，不均衡减少处 理部，通过放电部只让端子电压比放电终止电压高的二次电池放电，并放电至该二次电池 的端子电压达到放电终止电压，所以可以降低端子电压低于放电终止电压的二次电池被进 一步放电，陷入过放电状态的可能性。
另外，较为理想的是，上述不均衡减少处理部，将通过让上述组电池向负载供给电流， 使上述多个二次电池中的至少其中之一的端子电压变成低于上述放电终止电压的时刻作 为上述设定时刻，而执行上述不均衡减少处理。
根据该结构，在通过从组电池向负载供给电流，使多个二次电池中至少其中之一的端 子电压低于放电终止电压时、即被认为劣化最严重的二次电池的端子电压变成最低的最低 电压的时刻，通过让端子电压比最低电压高的二次电池、即被认为比端子电压最低的二次 电池的劣化程度轻的二次电池放电，减少各个二次电池的端子电压之差，可以降低使劣化 最严重的二次电池进一步放电而促进劣化的可能性，并减少各个二次电池的端子电压之 差。
另外，上述不均衡减少处理部，将通过让上述组电池向负载供给电流，使上述组电池 的端子电压变成低于将上述二次电池的串联数乘以上述放电终止电压的值的时刻作为上 述设定时刻，而执行上述不均衡减少处理。
根据该结构，由于通过检测组电池的端子电压，并与放电终止电压乘以二次电池的串 联数的值比较，就可以检测设定时刻，所以不必为检测设定时刻而分别检测多个二次电池 的端子电压并与放电终止电压比较，可以简化不均衡减少处理。
另外，本发明所涉及的充电电路包括上述的组电池控制电路；对上述组电池进行充 电的充电部；以及将用户进行的为了通过上述充电部对上述组电池充电的操作的时刻作为 上述设定时刻而检测的检测部，上述不均衡减少处理部当上述检测部检测到上述设定时刻 时，执行上述不均衡减少处理，上述充电部在上述不均衡减少处理部执行上述不均衡减少 处理之后，对上述组电池进行充电。
根据该结构，若用户进行为了通过充电部对组电池充电的操作，则通过不均衡减少处 理部执行不均衡减少处理后，通过充电部对组电池充电。用户在进行为了对组电池充电的 操作时，由于组电池的端子电压下降从而不能驱动负载的可能性、即多个二次电池中至少其中之一的端子电压低于放电终止电压的可能性高，所以认为如上所述劣化最严重的二次 电池的端子电压成为最低的电压的可能性高。
所以，用户在进行为了通过充电部对组电池充电的操作时，若在执行不均衡减少处理 后对组电池充电，则可以降低使劣化最严重的二次电池进一步放电而促进劣化的可能性， 并减少各个二次电池的端子电压之差。而且，通过在减少各个二次电池的端子电压之差的 状态下对组电池充电，可以减少二次电池的不均衡累计增大。
另外，本发明所涉及的电池组件包括上述任意一项记载的组电池控制电路以及上述组 电池。
根据该结构，由于在电池组件可以进行不均衡减少处理，所以可以降低在电池组件使 劣化最严重的二次电池进一步放电而促进劣化的可能性，并减少各个二次电池的端子电压 之差。
另外，本发明所涉及的电池组件，与根据来自外部的指示输出二次电池的充电用的电 流的充电装置连接，包括上述的组电池控制电路；上述组电池；以及将用户进行的为了 通过上述充电部对上述组电池充电的操作的时刻作为上述设定时刻而检测的检测部，上述 不均衡减少处理部当上述检测部检测到上述设定时刻时，在执行上述不均衡减少处理之 后，向上述充电装置输出让上述充电用的电流输出的指示。
根据该结构，如上所述，由于在用户进行为了通过充电部对组电池充电的操作时、即 被认为劣化最严重的二次电池的端子电压成为最低的电压时，执行不均衡减少处理，减少 各个二次电池的端子电压之差后可以通过充电装置对组电池充电，所以降低使劣化最严重 的二次电池进一步放电而促进劣化的可能性，通过在减少各个二次电池的端子电压之差的 状态下用充电装置对组电池充电，可以减少二次电池的不均衡累计增大。
另夕卜，本发明所涉及的组电池控制方法，包括以下工序电压检测工序，分别检测将 多个二次电池串联连接而构成的组电池中的该多个二次电池的端子电压；以及不均衡减少
处理工序，在设定时刻，通过所述放电部让端子电压比在所述电压检测工序检测的所述多 个二次电池的端子电压中最低的端子电压即最低电压高的二次电池放电，且放电至该二次 电池的端子电压达到所述最低电压为止，其中，所述设定时刻为预先设定的作为所述多个 二次电池的端子电压降至低于被预先设定的作为应结束放电的电压的放电终止电压的时 刻。
根据该结构，在作为多个二次电池的端子电压降至低于预先设定的作为应结束放电的 电压的放电终止电压的时刻而被预先设定的设定时刻，端子电压比多个二次电池的端子电压中最低的最低电压高的二次电池被放电，直到该二次电池的端子电压达到上述最低电压。
这样，如上所述，通过使端子电压比最低电压高的二次电池、即被认为比端子电压最 低的二次电池的劣化程度轻的二次电池放电，减少各个二次电池的端子电压之差，可以降 低进一步使劣化最严重的二次电池放电而促进劣化的可能性，并减少各个二次电池的端子 电压之差。
权利要求
1.一种组电池控制电路，其特征在于包括电压检测部，分别检测将多个二次电池串联连接而构成的组电池中的各个二次电池的端子电压；放电部，用于让所述多个二次电池放电；以及不均衡减少处理部，在设定时刻，执行通过所述放电部让端子电压比由所述电压检测部检测的所述多个二次电池的端子电压中最低的端子电压即最低电压高的二次电池放电的不均衡减少处理，以使各个二次电池的端子电压之差减小，其中，所述设定时刻为预先设定的作为所述多个二次电池的端子电压降至低于被预先设定的作为应结束放电的电压的放电终止电压的时刻。
2. 根据权利要求l所述的组电池控制电路，其特征在于所述放电部，为分别选择性地让所述多个二次电池放电的放电部；所述不均衡减少处理部，在所述不均衡减少处理中，通过所述放电部选择性地让端子电压比所述最低电压高的二次电池放电。
3. 根据权利要求l所述的组电池控制电路，其特征在于所述放电部，通过将阻抗值实质上相同的阻抗分别并联到所述多个二次电池，使所述多个二次电池以端子电压越高的二次电池的放电电流越大的方式放电。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的组电池控制电路，其特征在于所述不均衡减少处理部，在所述不均衡减少处理中，当由所述电压检测部检测的所述最低电压低于所述放电终止电压时，通过所述放电部，只让端子电压比所述放电终止电压高的二次电池放电，且放电至该二次电池的端子电压达到所述放电终止电压为止。
5. 根据权利要求l至4中任一项所述的组电池控制电路，其特征在于所述不均衡减少处理部，将通过让所述组电池向负载供给电流，使所述多个二次电池中的至少其中之一的端子电压变成低于所述放电终止电压的时刻作为所述设定时刻，而执行所述不均衡减少处理。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的组电池控制电路，其特征在于 所述不均衡减少处理部，将通过让所述组电池向负载供给电流，使所述组电池的端子电压变成低于将所述二次电池的串联数乘以所述放电终止电压的值的时刻作为所述设定 时刻，而执行所述不均衡减少处理。
7. —种充电电路，其特征在于包括 如权利要求1至3中任一项所述的组电池控制电路； 对所述组电池进行充电的充电部；以及将用户进行的为了通过所述充电部对所述组电池进行充电的操作的时刻作为所述设 定时刻而检测的检测部，其中，所述不均衡减少处理部，当所述检测部检测到所述设定时刻时，执行所述不均衡减少 处理，所述充电部，在所述不均衡减少处理部执行所述不均衡减少处理之后，对所述组电池 进行充电。
8. —种电池组件，其特征在于包括 如权利要求1至6中任一项所述的组电池控制电路；以及 所述组电池。
9. 一种电池组件，与根据来自外部的指示输出二次电池的充电用的电流的充电装置连接，其特征在于包括如权利要求1至4中任一项所述的组电池控制电路； 所述组电池；以及将用户进行的为了通过所述充电部对所述组电池进行充电的操作的时刻作为所述设 定时刻而检测的检测部，其中，所述不均衡减少处理部，当所述检测部检测到所述设定时刻时，在执行所述不均衡减 少处理之后，向所述充电装置输出让所述充电用的电流输出的指示。
10. —种组电池控制方法，其特征在于包括以下工序电压检测工序，分别检测将多个二次电池串联连接而构成的组电池中的该多个二次电池的端子电压；以及不均衡减少处理工序，在设定时刻，通过所述放电部，让端子电压比在所述电压检测工序检测的所述多个二次电池的端子电压中最低的端子电压即最低电压高的二次电池放电，且放电至该二次电池的端子电压达到所述最低电压为止，其中，所述设定时刻为预先设定的作为所述多个二次电池的端子电压降至低于被预先设定的作为应结束放电的电压的放电终止电压的时刻。
全文摘要
本发明提供一种组电池控制方法、组电池控制电路及具备该组电池控制电路的充电电路、电池组件。本发明包括电压检测部，分别检测将多个二次电池串联连接而构成的组电池中的各个二次电池的端子电压；放电部，用于让上述多个二次电池放电；以及不均衡减少处理部，在设定时刻，执行通过所述放电部让端子电压比由所述电压检测部检测的所述多个二次电池的端子电压中最低的端子电压即最低电压高的二次电池放电的不均衡减少处理，以使各个二次电池的端子电压之差减小，其中，所述设定时刻为预先设定的作为所述多个二次电池的端子电压降至低于被预先设定的作为应结束放电的电压的放电终止电压的时刻。
文档编号H02J7/34GK101563827SQ20078004558
公开日2009年10月21日 申请日期2007年12月12日 优先权日2006年12月14日
发明者仲辻俊之 申请人:松下电器产业株式会社