[發明專利]電池組和控制方法

有效

• 申請號: 200910138109.0
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101572326A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 吉川泰男
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01M10/00
• 分類號: H01M10/00;H01M10/36;H01M10/40;H01M10/42;H01M2/34;G05B19/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 周少杰

技術領域

本發明涉及電池組以及用于檢測電池組中的異常的電池組的控制方法。?

背景技術

近年來，如筆記本PC(個人計算機)、移動電話和PDA(個人數字助理)的移動電子設備已經變得普遍。已經廣泛使用具有如高電壓、高能量密度、以及輕質的優點的鋰離子二次電池(secondary?battery)作為移動電子設備的電源。?

二次電池的電池組通常包括稱為化學熔絲的熔絲作為保護設備，該熔絲在過充電或過電流時對二次電池進行操作。化學熔絲被配置為包括熔絲和發熱電阻器(heater?resistor)。由于由流入發熱電阻器的電流產生的熱量，熔絲熔斷(fusion-cut)。?

如上所述的電池組被配置為使得在如過充電和過電流的異常狀態下，將電流施加到化學熔絲的發熱電阻器以熔斷熔絲，并停止對二次電池的充電或放電。?

參照圖4，現在將描述現有技術的電池組100的配置示例。電池組100的正極端111和負極端112分別連接到外部電子設備或充電器的正極端和負極端，以對電池組100放電或充電。二次電池102例如是鋰離子二次電池，并且包括串聯和/或并聯連接的一個或多個電池單元115。?

AFE(模擬前端)103測量二次電池102的電池單元115的各個電壓，并且通過使用電流檢測電阻器107測量電流的大小和方向。然后，AFE?103將測量值提供到MPU(微處理單元)104。此外，基于來自稍后描述的MPU104的命令，AFE?103將控制信號發送到開關電路105以防止過充電或過放電。?

開關電路105被配置為包括充電控制FET(場效應晶體管)116a和放電控制FET?117a。如果電池電壓達到過充電檢測電壓，則開關電路105被控制為截止充電控制FET?116a，從而防止充電電流的流動。在充電控制FET?116a截止以后，經由寄生二極管116b只可以出現放電。?

此外，如果電池電壓降低到過放電檢測電壓，則開關電路105被控制為截止放電控制FET?117a，從而防止放電電流的流動。在放電控制FET?117a的截止以后，經由寄生二極管117b只可以出現充電。?

化學熔絲106被配置為包括熔絲118和發熱電阻器119，并且串聯連接到二次電池102。如果例如檢測到到二次電池102的過電流，則過電流直接流到熔絲118中。結果，熔絲118發熱并熔斷。?

此外，如果例如檢測到對二次電池102的過充電，則FET?108基于下述MPU?104的控制而導通。結果，形成電流從二次電池102經由熔絲118和發熱電阻器119流到FET?108中的通路。然后，電流流到發熱電阻器119中，并且發熱電阻器119發熱。由于來自發熱電阻器119的熱量，熔絲118熔斷。?

基于二次電池102的電壓值和AFE?103提供的電流值，如果二次電池102的任一電池單元115的電壓達到過充電檢測電壓、或降到或低于過放電檢測電壓，則MPU?104為AFE?103提供用于控制開關電路105的命令。此外，在檢測到異常時，MPU?104控制FET?108的柵極信號以導通FET?108，并且對化學熔絲106執行熔斷處理。?

此外，MPU?104包括用于計數從熔斷處理的開始起的時間的計數器110，所述熔斷處理在FET?108導通時開始。計數器110預先設置有超時時間，即，計數操作的完成時間。在設置的超時時間，計數操作完成。?

如果熔絲118被熔斷，則MPU?104將指示熔絲118已經被熔斷的熔斷警報經由通信端子113和114發送到與電池組100連接的電子設備。?

隨后，參照圖5的流程圖，將描述當在現有技術的電池組100中檢測到二次電池102的異常時執行的處理的流程。假設在MPU?104的控制下執行下面的處理。此外，假設在每個預定的時間(例如，每秒)循環執行下面的處理。?

在步驟S101，在檢測到異常(如對二次電池102的過充電或過電流)時，對于該異常需要熔斷熔絲118，確定是否已經滿足熔絲118的熔斷條件，或是否已經設置熔斷警報。在初始階段，重置熔斷警報。如果已經滿足熔斷條件，或如果已經設置熔斷警報，則確定已經檢測到二次電池102的異常，并且處理進行到步驟S102。在步驟S102，根據基于來自MPU?104的命令從AFE?103發送的控制信號，使得充電控制FET?116a和放電控制FET?117a進入截止狀態。?