[發明專利]二次電池裝置及其過放電的防護方法

無效

• 申請號: 02102395.6
• 申請日: 2002-01-24
• 公開（公告）號: CN1372346A
• 公開（公告）日: 2002-10-02
• 發明（設計）人: 三好基寬
• 申請（專利權）人: GS－美爾可泰克株式會社
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48;H01M10/42;H02J7/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王維玉,丁業平

發明領域

本發明涉及含有過放電防護單元的二次電池裝置，以及二次電池過放電的防護方法。

背景技術

二次電池裝置包括(比如)相互串聯的多個單電池。在這樣的二次電池中，由于單電池容量或內阻的變化，一些單電池可能被過充電或放電。例如，當作為單電池的鋰離子電池被過充電而超過其容許電壓時，其有機電解質會發生分解反應。相反，當鋰離子電池被過放電時，內阻會增高或發生類似的情況，導致電池性能下降或安全性變差。

因此，電池裝置中通常包括防護電路。單電池組通過防護電路與外部電路電連接，比如負載和充電器。防護電路單獨檢測每一單電池的端電壓。當其中一個單電池的端電壓高于預定的參比電壓時，防護電路使場效應晶體管(FET)元件或類似元件切斷電池與外部電路的連接，迫使充電或放電停止。因此，可防止過充電或過放電，從而保護單電池。

當CPU正處于預定的工作狀態時(如讀取數據)強行斷電，便攜式個人計算機或類似設備很容易出現故障，比如硬盤會發生故障。應盡可能避免這種強行斷電現象的發生。移動電話在通話時發生強行斷電，同樣會給通話人帶來不便。

對于常規的二次電池裝置，即使二次電池裝置總的電池電壓處于正常的范圍，可提供足夠高的電功率使設備工作，但當單電池的端電壓變化很大時，防護電路會中斷電池對某一設備(如個人計算機的主機)的放電，以防止其中的一個單電池過放電。于是，即便是個人計算機的CPU處于預定工作狀態或移動電話正在通話時，都可能發生強行斷電現象。當然有必要保護單電池以免發生過放電或類似問題。但也有很多時候要對負載預定工作狀態的連續性優先加以考慮。

發明內容

本發明目的是提供一種二次電池裝置，以及防止二次電池過放電的方法，使其盡可能不發生故障，如負載處于預定工作狀態時斷電。

為實現上述目的，采取下列方法。根據本發明第一個方面的二次電池裝置包括二次電池、負載狀態判斷單元、以及與二次電池連接的過放電防護單元。二次電池給負載電路供電。負載狀態判斷單元判斷負載電路的工作狀態。過放電防護單元檢測二次電池的放電狀態，當二次電池達到一個預定的放電狀態時，其便停止從二次電池的放電。當負載狀態判斷單元判斷負載電路處于需要供電保護的預定工作狀態時，允許向負載電路繼續供電，而不切斷從二次電池的放電。

此處使用的“需要供電保護的負載電路預定工作狀態”指的是處于下列狀態(1)或(2)。負載電路的預定工作狀態可由使用者任意設定，或由制造商預先設定為明確的條件。

狀態(1)，當強行斷電時，負載電路或與其連接的各種設備容易發生故障。

具體地說，當應用本發明的二次電池裝置時，如應用于便攜式個人計算機或類似設備時，負載電路可設定為下列狀態(i)到(iv)的其中之一：

(i)硬盤驅動狀態；

(ii)所謂的運行狀態，啟動應用程序的時候，CPU根據鍵盤操作輸入的信號執行應用程序；

(iii)處理等待狀態，啟動應用程序的時候，前述應用程序的運行狀態結束后，等待后續的輸入信號；以及

(iv)低耗電的處理等待狀態，即所謂的睡眠狀態，當處理等待狀態持續預定的一段時間后，其將抑制電能消耗。

狀態(2)，當強行斷電時，即使并未出現象狀態(1)的故障，但也無法使用負載電路或與其連接的各種設備。

這種狀態的具體實例包括：

(i)呼叫狀態，當本發明的二次電池裝置應用于移動電話時，接收到通訊信號時實現呼叫操作的狀態，以及摘機和掛機之間的通訊狀態，以及

(ii)本發明的二次電池裝置應用于數據通訊終端時，與基站進行通訊的狀態。

根據本發明，當負載狀態判斷單元判斷負載電路處于需要供電保護的預定工作狀態時，過放電防護單元允許給負載電路繼續供電而不中斷從二次電池的放電。因此，當負載電路處于需要供電保護的預定工作狀態時，如個人計算機的硬盤驅動狀態或移動電話的通訊狀態，可以盡可能地避免如突然斷電故障的發生。

能守在二次電池的負載電路側提供過放電防護功能，可消除過放電到一定程度，二次電池的端電壓下降到低于一預定的參比電壓的危險。當負載電路處于預定的工作狀態時，二次電池裝置可能被過放電。但可以認為是工作電路處于需要短時間供電保護的預定工作狀態。因此，可以使用一種機制通知外部二次電池被過放電的事實，從而盡可能早中止負載電路的工作。如該機制可通過在個人計算機屏幕上顯示或聲音報警的方式通知外部。這樣，二次電池不會達到因持續的過放電而造成的異常狀態，從而經充電后可恢復到正常的端電壓。