專利名稱：電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于諸如圓柱形鋰離子二次電池的二次電池的電池組。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，包括移動(dòng)電話和筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)在內(nèi)的越來(lái)越多的電子器件已經(jīng)變 成無(wú)線式及便攜式電子器件，并且已經(jīng)陸續(xù)開(kāi)發(fā)了薄型化、小型化且輕量化的便攜式電子 器件。而且，由于電動(dòng)工具和車(chē)載器械(電動(dòng)車(chē)輛)的器件和功能的多樣化使得電力使用 量增大，因此，對(duì)作為這些電子器件的能源的電池的高容量化和輕量化的要求提高。因此，作為滿足上述要求的二次電池，已經(jīng)提出了利用鋰離子嵌入和脫嵌的鋰離 子二次電池(下文也稱為鋰離子電池)。鋰離子電池具有正極和負(fù)極。例如，正極是以將使用諸如LiCoA或LiNW2的鋰復(fù) 合氧化物的正極活性材料層形成在正極集電體上的方式形成的。負(fù)極由使用可嵌入和脫嵌 鋰的碳材料(例如，石墨或難石墨化的碳材料)的負(fù)極活性材料層形成。負(fù)極活性材料層形 成在負(fù)極集電體上。負(fù)極和正極一個(gè)層疊在另一個(gè)之上，隔膜置于負(fù)極和正極之間，并且彎 曲或卷繞而形成電池元件。此種電池元件容納在金屬殼或?qū)訅耗ぶ校?，與通過(guò)將鋰鹽溶 解在非質(zhì)子有機(jī)溶劑中獲得的非水電解液一起容納在金屬殼或?qū)訅耗ぶ校瑥亩纬呻姵?。鋰離子電池被設(shè)計(jì)成在正常使用條件下確保足夠安全。例如，鋰離子電池配備有 在電池內(nèi)部溫度增大時(shí)限制電流的正溫度系數(shù)(PTC)元件，以及在內(nèi)電壓增大時(shí)切斷電池 中電連接的安全閥。而且，由于鋰離子電池對(duì)過(guò)充電和過(guò)放電敏感，所以鋰離子電池通常形成為電池 單元(battery cell)和保護(hù)電路被一體化的電池組。該保護(hù)電路具有過(guò)充電保護(hù)功能、過(guò) 放電保護(hù)功能和過(guò)電流保護(hù)功能。下面將簡(jiǎn)單地描述這些保護(hù)功能。現(xiàn)描述過(guò)充電保護(hù)功能。當(dāng)對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電時(shí)，即使在鋰離子電池充滿電 之后，電池電壓仍繼續(xù)增大。這種過(guò)充電狀態(tài)對(duì)鋰離子電池可能是危險(xiǎn)的。因此，有必要 在充電控制電壓等于或小于電池的額定電壓(例如，4.2V)的狀態(tài)下在恒定電壓下以恒定 電流執(zhí)行充電。然而，還存在由充電器的故障或使用不同型號(hào)的充電器導(dǎo)致發(fā)生過(guò)充電的 危險(xiǎn)。當(dāng)電池被過(guò)充電并且電池電壓等于或大于一定電壓值時(shí)，該保護(hù)電路斷開(kāi)充電控制 FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)并中斷充電電流。這個(gè)功能是過(guò)充電保護(hù)功能?，F(xiàn)描述過(guò)放電保護(hù)功能。當(dāng)電池被放電到低于額定放電截止電壓并達(dá)到電池電壓 為例如2V至1. 5V以下的過(guò)放電狀態(tài)時(shí)，該電池就可能失效。當(dāng)電池被放電且電池電壓等 于或小于一定電壓值時(shí)，該保護(hù)電路斷開(kāi)放電控制FET并中斷放電電流。這個(gè)功能是過(guò)放 電保護(hù)功能。
現(xiàn)說(shuō)明過(guò)電流保護(hù)功能。當(dāng)電池的正端子與負(fù)端子之間發(fā)生短路時(shí)，存在大電流 流動(dòng)和異常發(fā)熱產(chǎn)生的危險(xiǎn)。當(dāng)流過(guò)等于或大于一定電流值的放電電流時(shí)，保護(hù)電路斷開(kāi) 放電控制FET并中斷放電電流。這個(gè)功能是過(guò)電流保護(hù)功能。過(guò)放電保護(hù)功能和過(guò)電流保 護(hù)功能是相似的功能，因?yàn)槎贾袛嗔朔烹婋娏鳌＿@類鋰離子電池必須由正規(guī)的制造商制造的充電裝置進(jìn)行充電，以便安全使用電 池并防止諸如電池壽命縮短的問(wèn)題的發(fā)生。例如，一些非正規(guī)的充電裝置不滿足正常的技 術(shù)規(guī)范，如果使用這種充電裝置進(jìn)行充電，則存在電池被過(guò)充電的可能性。另一方面，如果 使用電池組作為電源的電子器件(以下稱為應(yīng)用裝置)不是正規(guī)的器件，則存在放電電流 太大的可能性。因而，期望應(yīng)用裝置是正規(guī)的裝置。日本專利第3833679號(hào)記載了充電控制方法，在該方法中，在電池組與充電裝置 之間執(zhí)行相互認(rèn)證之后，當(dāng)認(rèn)證失敗時(shí)，中斷充電電流。此外，未審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi) 第11-164548號(hào)記載了在電池組與充電裝置之間進(jìn)行無(wú)線通信，電池組的信息被充電裝置 獲得，而基于如此獲得的信息來(lái)進(jìn)行充電。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)日本專利第3833679號(hào)中記載的充電控制方法，電池組中的微計(jì)算機(jī)與充電 裝置中的微計(jì)算機(jī)經(jīng)由專用通信線路進(jìn)行雙向通信。如上所述，當(dāng)設(shè)置不同于供電端子的 通信端子時(shí)，非正規(guī)的電池組或非正規(guī)的充電裝置制造商會(huì)直接意識(shí)到基于通信端子的存 在來(lái)進(jìn)行認(rèn)證。因此，通過(guò)分析由通信端子控制的微計(jì)算機(jī)，很可能生產(chǎn)出包括非正規(guī)的電 池單元的電池組，該電池單元配備有用于認(rèn)證的復(fù)制的電子電路。此外，設(shè)置通信端子導(dǎo)致 組件數(shù)目增多和費(fèi)用增大。日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)第11-164548號(hào)中記載的執(zhí)行無(wú)線通信的構(gòu)造由于無(wú) 線通信而增大了費(fèi)用。此外，存在用于無(wú)線通信的單元被復(fù)制的可能性。另外，電池組通常包括多個(gè)單電池，并且期望進(jìn)行關(guān)于每個(gè)單電池是否為正規(guī)產(chǎn) 品的認(rèn)證。對(duì)于其中一個(gè)識(shí)別電阻器連接到電池組的構(gòu)造，難以處理部分單電池被非正規(guī) 產(chǎn)品代替的情形。而且，在使用多個(gè)電池單元的電池組中，在每個(gè)電池的兩個(gè)端子和檢測(cè)部 之間設(shè)置配線，以檢測(cè)每個(gè)電池單元的電池電壓。這會(huì)使得電池組中的配線復(fù)雜化。當(dāng)使用多個(gè)電池單元時(shí)，期望的是，提供未設(shè)置用于認(rèn)證的通信端子的電池組，該 通信端子包括在執(zhí)行上述認(rèn)證的電池組中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種電池組，其包括多個(gè)單電池，該多個(gè)單電池 串聯(lián)或并聯(lián)連接在第一線路與第二線路之間，每個(gè)單電池都具有電池單元、執(zhí)行認(rèn)證處理 的控制電路、連接到控制電路并將系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串疊加在電池單元的電池輸出上的通信 塊、以及由控制電路控制的開(kāi)關(guān)元件?？刂齐娐樊a(chǎn)生自身的地址。每個(gè)單電池的控制電路 將包括該地址的系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串經(jīng)由通信塊以及第一線路和第二線路傳輸?shù)奖倔w，并對(duì) 每個(gè)單電池進(jìn)行認(rèn)證。當(dāng)認(rèn)證成功時(shí)，接通開(kāi)關(guān)元件，并執(zhí)行充電或放電，而當(dāng)認(rèn)證失敗時(shí)， 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)元件，并禁止充電或放電。優(yōu)選地，單電池的控制電路進(jìn)一步控制電池單元的過(guò)充電和過(guò)放電的保護(hù)功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，每個(gè)單電池經(jīng)由兩條傳輸電池電壓的線路與本體通信。 與使用單獨(dú)的通信端子和通信線路的構(gòu)造相比，可以簡(jiǎn)化構(gòu)造和減少費(fèi)用。本體可以與多個(gè)單電池單獨(dú)地進(jìn)行通信，并確定每個(gè)單電池是否是正規(guī)產(chǎn)品。


圖1是可應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的圓柱形鋰離子電池的實(shí)例的截面圖；圖2是可應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的圓柱形鋰離子電池中的安全裝置的組件的透視 圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圓柱形鋰離子電池的正極部的截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圓柱形鋰離子電池的正極部的平面圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的保護(hù)和認(rèn)證電路的構(gòu)造的連接圖；圖6是用于描述保護(hù)和認(rèn)證電路中通信塊接收操作的接線圖；圖7A至圖7C是用于描述保護(hù)和認(rèn)證電路中通信塊的接收操作的波形圖；圖8是用于描述保護(hù)和認(rèn)證電路中通信塊的傳輸操作的接線圖；圖9是用于描述本發(fā)明實(shí)施方式的控制操作的流程圖；圖10是用于描述本發(fā)明實(shí)施方式中充電時(shí)的控制操作的流程圖；圖11是用于描述本發(fā)明實(shí)施方式中放電時(shí)的控制操作的流程圖；圖12是示出本發(fā)明實(shí)施方式的構(gòu)造的方框圖；圖13A和圖1 是用于描述本發(fā)明實(shí)施方式的傳輸信號(hào)的波形圖；圖14是示出本發(fā)明實(shí)施方式的變形例的構(gòu)造的方框圖；以及圖15是示出本發(fā)明實(shí)施方式的控制處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式將描述本發(fā)明的實(shí)施方式1. 一般的鋰離子二次電池的實(shí)例2.實(shí)施方式3.變形例應(yīng)當(dāng)理解，以下描述的本發(fā)明的實(shí)施方式是本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)例并包括各種優(yōu) 選的技術(shù)限定。然而，本發(fā)明的范圍不局限于這些實(shí)施方式，除非在以下的描述中說(shuō)明了該 范圍限制于此。1. 一般的鋰離子二次電池的實(shí)例現(xiàn)參考圖1來(lái)描述可應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電池單元的一般的圓柱形鋰 離子電池的實(shí)例。發(fā)電元件10容納在圓柱形電池殼體20中。發(fā)電元件10由帶狀正極11和帶狀負(fù)極12組成，該正極11和負(fù)極12繞中心銷(xiāo)15 卷繞，其中隔膜13置于正極與負(fù)極之間，隔膜13浸有液狀電解質(zhì)的電解液。正極11具有 這樣的結(jié)構(gòu)，其中包括可進(jìn)行鋰(Li)嵌入和脫嵌的正極材料的正極混合物層lib作為正極 活性材料，設(shè)置在由例如鋁箔形成的正極集電體Ila的兩側(cè)(或一側(cè))上。由鋁等制成的 正極引線14附接至正極集電體Ila并從發(fā)電元件10引出。負(fù)極12具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中包括可進(jìn)行鋰嵌入和脫嵌的負(fù)極材料的負(fù)極混合 物層12b作為負(fù)極活性材料，設(shè)置在由例如銅箔形成的負(fù)極集電體12a的兩側(cè)(或一側(cè)) 上。由銅制成的負(fù)極引線16附接至負(fù)極集電體12a并從發(fā)電元件10中引出。
隔膜13由多孔膜形成，該多孔膜由諸如合成樹(shù)脂或陶瓷制成。電解液包括例如諸 如有機(jī)溶劑的溶劑和溶解在該溶劑中的電解鹽的鋰鹽。一對(duì)絕緣板31和32配置在通過(guò)將 正極11和負(fù)極12繞中心銷(xiāo)15卷繞所形成的發(fā)電元件10的端面上。電池殼體20由例如鍍鎳(Ni)鐵(Fe)或不銹鋼制成。電池殼體20在一個(gè)端面 (負(fù)極)側(cè)封閉，而在另一個(gè)端面(正極)側(cè)敞開(kāi)。電池殼體20連接到負(fù)極，并制成用作負(fù) 極端子。另外，安全機(jī)構(gòu)40和電池蓋50通過(guò)擠壓進(jìn)電池殼體20的敞開(kāi)端面而固定其中墊 片60置于電池殼體20與安全機(jī)構(gòu)40和電池蓋50之間，從而使電池殼體20密閉。現(xiàn)參考圖2描述安全機(jī)構(gòu)40的實(shí)例，其中圖2是安全機(jī)構(gòu)40的一半的透視圖。由 諸如鋁的金屬材料制成的安全閥41嵌合在由諸如鋁的金屬材料制成的支撐座42中，絕緣 座43置于安全閥41與支撐座42之間。安全閥41在其底部中心具有朝向發(fā)電元件10突 出的突出部41a，且突出部41a插入在支撐座42底部中心形成的開(kāi)口 4 中。在安全閥41 的外圍，設(shè)置有法蘭部41b以確保電池蓋50和安全閥41之間經(jīng)由置于法蘭部41b與電池 蓋50之間的PTC元件44的電連接。多個(gè)開(kāi)口 42b作為通氣孔形成在支撐座42的側(cè)壁中。 正極引線14被焊接至安全閥41的突出部41a。在安全機(jī)構(gòu)40中，當(dāng)由于內(nèi)部短路、外部所施加的加熱等引起電池內(nèi)壓增大并達(dá) 到預(yù)定值時(shí)，增大的內(nèi)壓經(jīng)由支撐座42的開(kāi)口 42b傳送到安全閥41。由于內(nèi)壓使安全閥 41朝向電池蓋50變形。結(jié)果，緩和了電池內(nèi)壓，但中斷了安全閥41與正極引線14之間的 電連接，從而中斷電池蓋50與發(fā)電元件10之間的電連接。電池蓋50用作電池的正極端子。如同電池殼體20那樣，例如，電池蓋50由鍍鎳 不銹鋼制成，在其外圍具有法蘭部51，并在其上部具有多個(gè)切口(notch)。電池蓋50的法 蘭部51經(jīng)由置于法蘭部51與法蘭部41b之間的PTC元件44電連接至安全閥41的法蘭部 41b。當(dāng)溫度升高時(shí)PTC元件44的電阻值增大，從而PTC元件44防止由大電流引起的異常 發(fā)熱的發(fā)生。例如，以上描述的二次電池的制造如下。首先，將可執(zhí)行鋰嵌入和脫嵌的正極材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合在一起，以制備正 極混合物，并將該正極混合物分散在混合溶劑中，從而獲得正極混合物漿料。接著，將正極 混合物漿料涂布在正極集電體Ila上并進(jìn)行干燥，然后對(duì)其進(jìn)行壓縮成型以形成正極混合 物層lib。這樣，就形成了正極11。隨后，通過(guò)超聲波焊接、點(diǎn)焊接等將正極引線14連接至 正極集電體11a。將可執(zhí)行鋰嵌入和脫嵌的負(fù)極材料和粘結(jié)劑混合在一起，以制備負(fù)極混合物，并 將該負(fù)極混合物分散在混合溶劑中，從而獲得負(fù)極混合物漿料。接著，將負(fù)極混合物漿料涂 布在負(fù)極集電體1 上并進(jìn)行干燥，然后對(duì)其進(jìn)行壓縮成型以形成負(fù)極混合物層12b。這 樣，就形成了負(fù)極12。隨后，通過(guò)超聲波焊接、點(diǎn)焊接等將負(fù)極引線16連接至負(fù)極集電體 12a。另外，將正極11和負(fù)極12卷繞多次，從而獲得卷繞電極體，其中在正極11與負(fù)極 12之間設(shè)置有隔膜13。然后，將該卷繞電極體夾在一對(duì)絕緣板31和32之間，并被容納在 電池殼體20中。隨后，將正極引線14焊接至安全機(jī)構(gòu)40的安全閥41上，而將負(fù)極引線16 焊接至電池殼體20上。而且，通過(guò)將電解鹽溶解在溶劑中來(lái)制備電解液。隨后，將電解液注入電池殼體207中，并用電解液浸漬隔膜13。此后，通過(guò)將安全機(jī)構(gòu)40和電池蓋50擠壓到電池殼體20的 敞開(kāi)部中而將它們固定到該敞開(kāi)部，其中在電池殼體20與安全機(jī)構(gòu)40和電池蓋50之間設(shè) 置有墊片60。用這種方式，就完成了鋰離子電池的制造。盡管在上述描述中未進(jìn)行說(shuō)明，但 實(shí)際上，樹(shù)脂環(huán)墊圈裝在電池蓋50中，且該電池被樹(shù)脂管完全覆蓋。2.實(shí)施方式正極側(cè)的結(jié)構(gòu)當(dāng)將本發(fā)明實(shí)施方式應(yīng)用于上述鋰離子二次電池時(shí)，與本實(shí)施方式相關(guān)的部分形 成在圖3和圖4中所示的正極側(cè)上。發(fā)電元件和其他組件與參考圖1已經(jīng)描述的一般的圓 柱形鋰離子電池的那些相似。安全裝置包括由鋁或其他金屬材料制成的盤(pán)狀物112、由鋁或其他金屬材料制成 的板狀安全閥114、以及其他部件。安全閥114具有用作開(kāi)裂閥(cleavage valve)的薄的 部分。附接到正極集電體的正極引線111被焊接至盤(pán)狀物112。該盤(pán)狀物112具有在其中 心形成的突出部113作為中斷部。用于通風(fēng)的多個(gè)開(kāi)口形成在盤(pán)狀物112中。突出部113 與位于突出部113上面的安全閥114接觸或焊接至安全閥114。盤(pán)狀物112的除突出部113 之外的其他部分通過(guò)為環(huán)狀絕緣體的盤(pán)狀物座(未示出)與安全閥114絕緣。在圖1的結(jié)構(gòu)中，PTC元件44配置在安全閥41與電池蓋50之間。在這個(gè)實(shí)施方 式中，如圖3中所示，印刷線路板115配置在安全閥114與電池蓋116之間。因此，印刷線 路板115的厚度與PTC元件44基本相同是優(yōu)選的。印刷線路板115是在其中心具有開(kāi)口 的環(huán)狀板，并且可在其兩側(cè)上形成布線圖案。在印刷線路板115的下面上，形成可電連接至安全閥114的圖案。由于相對(duì)高的 電流流過(guò)該圖案，因此使該圖案與安全閥114在大面積內(nèi)面接觸是優(yōu)選的。例如，形成環(huán)狀 導(dǎo)電圖案。該導(dǎo)電圖案和形成在印刷線路板115的上面上的導(dǎo)電圖案的預(yù)定部分經(jīng)由通孔 等而電連接。電池殼體120連接到發(fā)電元件的負(fù)極集電體，并用作負(fù)極端子。安全閥114、印刷 線路板115、以及電池蓋116的法蘭部擠壓到電池殼體120的敞開(kāi)部中，其中墊片121配置 在這些部件與電池殼體120之間，并使電池120密閉。電池蓋116與三個(gè)腳部117a、117b和117c形成為一體，所述三個(gè)腳部位于從平坦 法蘭部朝向位于中央的平坦端子面。這些腳部117a、117b和117c以約120°的角間隔被定 位，且在腳部117a、117b和117c之間形成開(kāi)口。盡管圖中未示出，但樹(shù)脂環(huán)形墊圈裝在電 池蓋116中，且該電池被樹(shù)脂管完全覆蓋。當(dāng)在電池殼體120中產(chǎn)生氣體且內(nèi)壓增大時(shí)，通過(guò)盤(pán)狀物112中的開(kāi)口向上推動(dòng) 安全閥114以緩和內(nèi)壓，且突出部113和安全閥114之間的焊接部分脫落，從而中斷了發(fā)電 元件的正極側(cè)與電池蓋116之間的電連接。當(dāng)內(nèi)壓進(jìn)一步增大時(shí)，安全閥114的自身的薄 的部分被破壞，從而氣體通過(guò)形成在印刷線路板115的中央的開(kāi)口 118以及電池蓋116的 腳部117a、117b和17c之間的開(kāi)口而釋放到電池的外部。在印刷線路板115上，形成有鋰離子電池的保護(hù)和認(rèn)證電路。即，P溝道FET元件 131裝配在印刷線路板115上，該P(yáng)溝道FET元件131用作接通/斷開(kāi)發(fā)電元件的正極側(cè) (安全閥114)與電池單元的正極輸出端子(電池蓋116)之間的電流通路的開(kāi)關(guān)元件。而 且，向FET元件131供給控制信號(hào)的控制電路IC(集成電路)132、串聯(lián)插入上述電流通路的保險(xiǎn)絲133、以及其他電路元件裝配在印刷線路板115上，從而形成保護(hù)和認(rèn)證電路?？刂齐娐稩C 132包括微計(jì)算機(jī)，并具有保護(hù)功能和認(rèn)證功能。作為裝配在印刷線 路板115上的電路組件中的相對(duì)大的組件，F(xiàn)ET元件131和控制電路IC 132布置在電池蓋 116的腳部117a、117b和17c之間的開(kāi)口之下，以使FET元件131和控制電路IC 132的上 部不碰到電池蓋116(參見(jiàn)圖4)。當(dāng)流動(dòng)的電流等于或高于預(yù)定值，或者溫度升高到或超過(guò)預(yù)定值溫度時(shí)，保險(xiǎn)絲 133熔斷。保險(xiǎn)絲133的一端連接至FET元件131，其另一端經(jīng)由導(dǎo)電圖案連接(例如，焊 接)至電池蓋116的法蘭部。包括FET元件131和保險(xiǎn)絲133的導(dǎo)電圖案具有流過(guò)充電電 流和放電電流所需要的尺寸(寬度或體積)。設(shè)置了密封FET元件131和保險(xiǎn)絲133附近的區(qū)域的涂層材料(用交替的長(zhǎng)短虛 線表示的)134，和密封控制電路IC 132附近的區(qū)域的涂層材料(用交替的長(zhǎng)短虛線表示 的)135，其中FET元件131和保險(xiǎn)絲133是裝配在印刷線路板115上的主要電路組件。可 選擇地，印刷線路板115可被完全包覆。形成為電池殼體120的突出部的蝶片(tab) 120a通過(guò)焊接等連接至導(dǎo)電圖案，該 導(dǎo)電圖案連接至控制電路IC 132的接地側(cè)端子。蝶片120a可以是小蝶片，因?yàn)榕c充電電 流或放電電流相比流過(guò)控制電路IC 132的電流較小。保護(hù)和認(rèn)證電路圖5示出本發(fā)明實(shí)施方式的保護(hù)和認(rèn)證電路的電路構(gòu)造。電池單元(發(fā)電元件) BT的正極連接到P溝道FET QpI的源極，F(xiàn)ET QpI的漏極和P通道FET Qp2的漏極連接在一 起，并且FET 的源極經(jīng)由保險(xiǎn)絲133連接到正側(cè)端子(電池蓋116)。FET 是用于充 電控制的FET，充電控制信號(hào)Sl經(jīng)由電阻器從控制電路IC 132供給到FET GlpI的柵極。FET是用于放電控制的FET，放電控制信號(hào)S2經(jīng)由電阻器從控制電路IC 132供給到FET Qp2 的柵極。寄生二極管dl和d2存在于FET的漏極與源極之間。控制電路IC 132的供電端子連接到電池單元BT的正極側(cè)和FET 的源極，而 控制電路132的接地端子(GND)連接到電池單元BT的負(fù)極側(cè)。如上所述，這個(gè)連接是經(jīng)由 與電池殼體120形成為一體的碟片120a建立的。進(jìn)一步地，通信塊141連接到控制電路IC 132。通信塊141與認(rèn)證的本體進(jìn)行雙 向通信。本體是充電裝置或使用電池組作為電源的應(yīng)用裝置，并包括結(jié)構(gòu)與電池組中的通 信塊141相似的通信塊。電池組與本體通過(guò)用于傳輸正負(fù)電源的兩條線路而連接。系列二 進(jìn)制數(shù)據(jù)串經(jīng)由這兩條線路進(jìn)行傳送。從控制電路IC 132輸出并被發(fā)送到本體的信息包 括電池單元BT的端子電壓。可使用由EIA(電子工業(yè)聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)定義的RS422、RS-485等 作為傳輸方法。稍后將詳細(xì)描述通信塊141。保護(hù)操作當(dāng)在上述保護(hù)和認(rèn)證電路中電池單元BT的電壓達(dá)到過(guò)充電檢測(cè)電壓，或者電池 單元BT的電壓等于或小于過(guò)放電檢測(cè)電壓時(shí)，控制電路IC 132將控制信號(hào)傳輸?shù)紽ET的 柵極，從而防止過(guò)充電和過(guò)放電。此處，當(dāng)使用鋰離子電池時(shí)，過(guò)充電檢測(cè)電壓可設(shè)定為例 如4. 2 士0. 5V，而過(guò)放電檢測(cè)電壓可設(shè)定為2. 4士0. IV。當(dāng)電池電壓達(dá)到過(guò)充電檢測(cè)電壓時(shí)，通過(guò)來(lái)自控制電路IC 132的充電控制信號(hào) Sl斷開(kāi)充電控制FET %1，從而無(wú)充電電流流過(guò)。在充電控制FET 被斷開(kāi)之后，只有經(jīng)由寄生二極管dl和放電控制FET Qp2發(fā)生放電的可能性。當(dāng)電池電壓為過(guò)放電檢測(cè)電壓時(shí)，通過(guò)來(lái)自控制電路IC 132的放電控制信號(hào)S2 斷開(kāi)放電控制FET %2，從而無(wú)放電電流流過(guò)。在放電控制FET 被斷開(kāi)之后，只有經(jīng)由 寄生二極管d2和充電控制FET 發(fā)生充電的可能性。而且，當(dāng)在電池的正端子和負(fù)端子 之間發(fā)生短路時(shí)，將存在高電流流過(guò)和異常發(fā)熱產(chǎn)生的危險(xiǎn)性。當(dāng)流過(guò)的放電電流等于或 大于一定電流值時(shí)，保護(hù)和認(rèn)證電路通過(guò)斷開(kāi)放電控制FET 而將放電電流中斷。另外， 當(dāng)由于FET QpI或Qp2損壞而導(dǎo)致發(fā)生高電流流過(guò)的異常狀態(tài)時(shí)，保險(xiǎn)絲133熔斷以確保安 全。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式，每個(gè)電池都包括保護(hù)和認(rèn)證電路，這使多個(gè)電池 串聯(lián)或并聯(lián)連接變得容易。進(jìn)一步地，沒(méi)有必要通過(guò)將引線引出至電池外部來(lái)連接保護(hù)和 認(rèn)證電路。由于P溝道FET用于接通/斷開(kāi)正側(cè)線路，所以可以將保護(hù)和認(rèn)證電路布置在 正側(cè)安全裝置上面的空間中并可以消除用于連接的引線長(zhǎng)的問(wèn)題。此外，通過(guò)將控制電路 的接地端子連接到作為電池殼體的延伸部分的碟片，可以簡(jiǎn)化布線圖案并防止組件數(shù)目的 增加。通信塊通信塊141包括從線路接收平衡差分輸入的接收器142和向該線路發(fā)送平衡差 分輸出的發(fā)生器145。從本體傳輸?shù)南盗卸M(jìn)制數(shù)據(jù)串被供給到正側(cè)端子(+)和負(fù)側(cè)端子 (-)，并作為差分輸入經(jīng)由電容器143和144輸入到接收器142。從接收器142獲得的系列 二進(jìn)制數(shù)據(jù)串被輸入到控制電路IC 132。發(fā)生器145的差分輸出經(jīng)由電容器143和144被供給到電池組的正側(cè)端子⑴和 負(fù)側(cè)端子(-)。從控制電路IC 132輸出的系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串被供給到發(fā)生器145。通過(guò)發(fā) 生器145輸出的系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串疊加在從每個(gè)輸出端子引出的傳輸線路上。盡管圖中沒(méi) 有示出，反相位使能信號(hào)從控制電路IC 132供給到接收器142和發(fā)生器145，從而切換接收 器142和發(fā)生器145的操作狀態(tài)(其中接收器142和發(fā)生器145連接到傳輸線路)和非操 作狀態(tài)(其中接收器142和發(fā)生器145與傳輸線路斷開(kāi))。設(shè)置在本體中并具有相似構(gòu)造的通信塊的操作狀態(tài)與非操作狀態(tài)之間的切換，相 對(duì)于電池組中的切換操作在相位上是相反的。即，當(dāng)從本體向電池組傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，本體的發(fā) 生器和電池組的接收器142連接到正側(cè)端子和負(fù)側(cè)端子。反之，當(dāng)從電池組向本體傳輸數(shù) 據(jù)時(shí)，電池組的發(fā)生器145和本體的接收器連接到正側(cè)端子和負(fù)側(cè)端子。參考圖6，將描述其中接收器142處于操作狀態(tài)的數(shù)據(jù)接收操作。如圖7A中所示， 在正側(cè)端子(Ta)與負(fù)側(cè)端子(Tb)之間提供具有電池單元BT電壓例如+4V的信號(hào)電壓Vab 作為偏壓，該信號(hào)電壓具有P-P(峰-峰值)為+3V的振幅。作為通過(guò)電容器143和144的 結(jié)果，端子Tc和Td之間的電壓Vcd具有該偏壓被截?cái)嘟爻?cut)的信號(hào)波形(圖7B)，該 信號(hào)波形在中心為0V。圖7B中示出的信號(hào)波形被輸入到接收器142中，而接收器142根據(jù)信號(hào)波形是正 還是負(fù)，將系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串Ve (圖7C)輸出到輸出端子(Te)。示出了當(dāng)接收器142的電 源電壓為3V時(shí)的該系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串的波形。從接收器142輸出的該系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串 Ve被供給到控制電路IC 132。在發(fā)生器145處于操作狀態(tài)的數(shù)據(jù)傳輸操作中，執(zhí)行與上述數(shù)據(jù)接收操作相反的處理。將要從控制電路IC 132傳輸?shù)南盗卸M(jìn)制數(shù)據(jù)串(其是與圖7C中波形相似的波 形)供給到圖8中表示為T(mén)f的輸入端子。發(fā)生器145的差分輸出(產(chǎn)生于Tc和Td之間 的與圖7B相似的電壓Vcd)被傳輸?shù)浇?jīng)由電容器143和144連接到正側(cè)端子和負(fù)側(cè)端子的 傳輸線路。該電壓是與產(chǎn)生于Ta和Tb之間的圖7A相同的電壓Vab。圖7B中示出的信號(hào)波形被輸入到接收器142中，接收器142根據(jù)該信號(hào)波形是正 還是負(fù)，將二進(jìn)制數(shù)據(jù)(圖7C)輸出到輸出端子(Te)。示出當(dāng)接收器142的電源電壓為+3V 時(shí)的該二進(jìn)制數(shù)據(jù)的波形。認(rèn)證和控制處理通過(guò)使用上述通信塊141，在電池組與本體(充電裝置或應(yīng)用裝置)之間執(zhí)行雙向 通信，執(zhí)行認(rèn)證處理，并根據(jù)認(rèn)證結(jié)果執(zhí)行控制處理。以預(yù)定的間隔例如1秒的間隔，通過(guò) 保護(hù)和認(rèn)證電路中的控制電路IC 132重復(fù)進(jìn)行認(rèn)證處理。此外，在充電操作和放電操作中 都執(zhí)行認(rèn)證處理。作為認(rèn)證方式，使用相互認(rèn)證，例如詢問(wèn)/響應(yīng)方式。相互認(rèn)證在電池組附接至本 體時(shí)執(zhí)行相互認(rèn)證?？梢酝ㄟ^(guò)使用例如檢測(cè)物理連接存在與否的方法檢測(cè)電池組是否附接 至本體。在詢問(wèn)/響應(yīng)方式中，保密信息在電池組和本體之間共享，詢問(wèn)數(shù)據(jù)首先從本體傳 輸?shù)诫姵亟M。詢問(wèn)數(shù)據(jù)是臨時(shí)數(shù)據(jù)，而且使用隨機(jī)數(shù)字作為詢問(wèn)數(shù)據(jù)。接收到詢問(wèn)數(shù)據(jù)的電池組由它的保密信息和該詢問(wèn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生響應(yīng)數(shù)據(jù)，并將該響 應(yīng)數(shù)據(jù)返回到本體。本體也執(zhí)行相同的產(chǎn)生處理，并將由此所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行 比較。當(dāng)發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)與響應(yīng)數(shù)據(jù)匹配時(shí)，就確認(rèn)該電池組知悉此保密信息。S卩，附接至本體 的電池組被確定為正規(guī)產(chǎn)品。否則，該電池組未通過(guò)認(rèn)證，并被確定為非正規(guī)產(chǎn)品。存儲(chǔ)該 認(rèn)證結(jié)果。然后，電池組執(zhí)行認(rèn)證，而本體被認(rèn)證。本體由從電池組接收到的詢問(wèn)數(shù)據(jù)和保密 信息產(chǎn)生響應(yīng)數(shù)據(jù)，并將該響應(yīng)數(shù)據(jù)返回到電池組。在電池組中對(duì)通過(guò)相同的產(chǎn)生處理產(chǎn) 生的數(shù)據(jù)和接收到的響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，基于該數(shù)據(jù)是否與響應(yīng)數(shù)據(jù)匹配執(zhí)行認(rèn)證，并存 儲(chǔ)認(rèn)證結(jié)果。在這種情況下，電池組確定該本體是否是正規(guī)產(chǎn)品。電池組獲得的認(rèn)證結(jié)果被返回到本體。在本體中，當(dāng)兩個(gè)認(rèn)證結(jié)果都成功時(shí)，就確 定相互認(rèn)證成功，且本體保存相互認(rèn)證的結(jié)果。當(dāng)該認(rèn)證失敗時(shí)，就不允許該本體使用該電 池組。執(zhí)行認(rèn)證的電池組將關(guān)于被認(rèn)證的本體的認(rèn)證結(jié)果保存。如稍后將要描述的，當(dāng)該認(rèn) 證失敗時(shí)，禁止對(duì)該電池組進(jìn)行充電或放電。充電或放電僅可以由正規(guī)的本體執(zhí)行，因?yàn)榉?正規(guī)的本體沒(méi)有通過(guò)電池組的認(rèn)證。上述詢問(wèn)/響應(yīng)方式的認(rèn)證方法是認(rèn)證方法的實(shí)例， 也可使用其他的認(rèn)證方法。例如，也可使用這種方法，根據(jù)該方法，單電池和本體具有它們 本身的ID，本體對(duì)單電池的ID執(zhí)行認(rèn)證，并且單電池對(duì)本體的ID執(zhí)行認(rèn)證。如圖9中所示，當(dāng)電池組附接至本體(充電裝置或應(yīng)用裝置)時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行處理。 在步驟Sl中，測(cè)量電壓和電流。電池單元兩端的電壓表示為B+，以及正側(cè)端子與負(fù)側(cè)端子 之間的電壓表示為EB+。測(cè)量這些電壓之間的電壓差，并基于該電壓差計(jì)算電流值。在步驟 S2中，測(cè)量單元電壓。當(dāng)使用單個(gè)單元時(shí)，該單元電壓等于B+。在步驟S3中，檢測(cè)電流方向，并基于電流方向判定該操作是充電操作還是放電操 作。當(dāng)該操作被判定為充電操作時(shí)，執(zhí)行步驟S4(在充電時(shí)執(zhí)行的處理)；當(dāng)該操作被判定 為放電操作時(shí)，執(zhí)行步驟S5(在放電時(shí)執(zhí)行的處理)。11
在充電時(shí)執(zhí)行的處理將參考圖10描述在充電時(shí)執(zhí)行的處理(圖9中的步驟S4)。在步驟Sll中，判定 步驟S2中測(cè)得的單元電壓是否是2. 5V或3. OV以上。為了防止過(guò)放電，檢查該電池電壓是 否等于或大于預(yù)定值。如果在步驟Sll中單元電壓不是2. 5V或3V以上，則結(jié)束該處理。如果在步驟Sll中單元電壓是2. 5V或3V以上，則在步驟S12中判定認(rèn)證是否成 功。上述認(rèn)證處理是在步驟Sll中該單元電壓為2. 5V或3V以上時(shí)被執(zhí)行?？商鎿Q地，該 認(rèn)證處理可在電池組附接至充電裝置之后立即執(zhí)行。如果認(rèn)證成功，則不執(zhí)行充電中斷操作。如果認(rèn)證失敗，則在步驟S13中設(shè)定定時(shí) 器，并在步驟S14中判定預(yù)定時(shí)間例如60秒是否已經(jīng)過(guò)去。該等待時(shí)間保證該認(rèn)證操作確 實(shí)被執(zhí)行。如果沒(méi)有過(guò)去60秒，則處理回到步驟S12。如果判定已過(guò)去60秒，則在步驟S15 中執(zhí)行充電中斷操作。也即，斷開(kāi)充電控制FET QpI0在步驟S16中，測(cè)量電壓B+和EB+。在步驟S17中，對(duì)這些電壓進(jìn)行相互比較。如 果B+ < EB+，則判定該電池組連接到充電裝置，且該處理回到步驟S16。如果B+ > EB+，則 判定該電池組已從充電裝置中取下，且處理進(jìn)行到步驟S19。在步驟S19中，取消充電中斷 操作，并接通充電控制FET。因此使該狀態(tài)進(jìn)入充電控制FETQpl和放電控制FET Qp2都接 通的正常狀態(tài)。在放電時(shí)執(zhí)行的處理將參考圖11描述在放電時(shí)執(zhí)行的處理(圖9中步驟S5)。在步驟S21中，判定步 驟S2中測(cè)得的單元電壓是否是4. IV或4. 2V以下。為了防止過(guò)放電，檢查電池電壓是否等 于或小于預(yù)定電壓。如果在步驟S21中單元電壓不是4. IV或4. 2V以下，則結(jié)束該處理。如果在步驟S21中單元電壓是4. IV或4. 2V以下，則在步驟S22中確定認(rèn)證是否 成功。上述認(rèn)證處理是在在步驟S21中該電壓為4. IV或4. 2V以下時(shí)被執(zhí)行?？商鎿Q的， 該認(rèn)證處理可在電池組附接至本體之后立即執(zhí)行。如果認(rèn)證成功，則不執(zhí)行放電中斷操作。如果認(rèn)證失敗，則在步驟S23中設(shè)定定時(shí) 器，并在步驟S24中判定預(yù)定時(shí)間例如60秒是否已經(jīng)過(guò)去。該等待時(shí)間可保證該認(rèn)證操作 確實(shí)被執(zhí)行。如果沒(méi)有過(guò)去60秒，則處理回到步驟S22。如果判定已過(guò)去60秒，則在步驟 S25中執(zhí)行放電中斷操作。即，斷開(kāi)放電控制FET Qp20在步驟幻6中，測(cè)量電壓B+和EB+。在步驟S27中，對(duì)這些電壓進(jìn)行相互比較。如 果B+ > EB+或B+≤EB+,則判定放電電流未被中斷，且處理回到步驟S26。如果B+ >> EB+,即，如果B+充分大于EB+，則在步驟S28中確認(rèn)放電電流已被中斷，且處理進(jìn)行到步驟 S29。在步驟幻9中，測(cè)量電壓B+和EB+。在步驟S30中，對(duì)這些電壓進(jìn)行相互比較。如 果B+ >> EB+，則判定電池組連接到本體，且處理回到步驟S29。如果B+ = EB+或B+ > EB+，則在步驟S31中判定電池組已從本體中取下，且處理進(jìn)行到步驟S32。在步驟S32中， 取消放電中斷操作，并接通放電控制FET。因此使該狀態(tài)進(jìn)入充電控制FET Qpl和放電控制 FET Qp2都接通的正常狀態(tài)。具有多個(gè)單電池的電池組本發(fā)明實(shí)施方式是其中多個(gè)(例如五個(gè))上述圓柱形鋰離子二次電池(單電池) 串聯(lián)連接的電池組。每個(gè)單電池包括圖5中所示的保護(hù)和認(rèn)證電路。因此，沒(méi)有必要將用于測(cè)量電壓和電流的導(dǎo)線從每個(gè)單電池中引出，而這簡(jiǎn)化了電池組的結(jié)構(gòu)。如圖12中所示， 多個(gè)單電池8乂1、8乂2、8乂3、8乂4和似5串聯(lián)連接，從而形成電池組150。在電池組150的正 側(cè)端子和負(fù)側(cè)端子處，產(chǎn)生4. 2VX5 = 21V的輸出電壓。電池組150和本體(充電裝置或應(yīng)用裝置)160通過(guò)線路L+和L-連接。如上所 述，電池電壓和疊加在電池電壓上的系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串經(jīng)由線路L+和L-傳輸?shù)奖倔w160。 本體160的通信塊161具有與單電池BXl至B)(5中的每一個(gè)中的通信塊(參見(jiàn)圖5至圖8) 相同的構(gòu)造。即，通信塊161具有經(jīng)由電容器163和164從電池組150接收數(shù)據(jù)串的接收 器162以及經(jīng)由電容器163和164向電池組150發(fā)送數(shù)據(jù)串的發(fā)生器165。通信塊161連接到控制電路IC 166?？刂齐娐稩C 166控制本體160與電池組150 之間的通信，并控制本體160與電池組150之間的認(rèn)證處理。為電池組150的每個(gè)單電池 分配地址。例如，分配4位的地址。該地址存儲(chǔ)在每個(gè)單電池的控制電路IC 132中的非易 失性存儲(chǔ)器中。在組裝電池組時(shí)，識(shí)別容納在同一電池組中的單電池所借助的該地址被寫(xiě) 入單電池的控制電路IC 132中的非易失性存儲(chǔ)器中。例如，將地址(0001)分配給單電池BXl，并將地址(0010)、(0011)和(0100)分別 分配給單電池BX2、BX3和BX4。由于用這種方式分配地址，所以可以在經(jīng)由兩條線路L+和 L-的通信中單獨(dú)地對(duì)每個(gè)單電池執(zhí)行雙向通信。例如，當(dāng)控制電路IC 166指定單電池BXl的地址(0001)并將數(shù)據(jù)傳輸至電池組 150時(shí)，只有單電池BXl產(chǎn)生數(shù)據(jù)并將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖倔w160的通信塊161。如圖 13A中所示，從電池組150發(fā)送并在其頭部具有每個(gè)單電池的地址的數(shù)據(jù)被本體160的通信 塊161接收，且圖13B中所示的二進(jìn)制數(shù)據(jù)串被供給到控制電路IC 166。如上所述，由于單獨(dú)地執(zhí)行與電池組150的各單電池的通信，所以也可對(duì)每個(gè)單 電池執(zhí)行認(rèn)證。因此，當(dāng)單電池BXl至B)(5中的一個(gè)為非正規(guī)產(chǎn)品時(shí)，可以中斷充電或放電。如圖14中所示，除多個(gè)單電池BXl至B)(5之外，在電池組中還可設(shè)置通信塊171、 控制電路IC 176、充電控制FET Qn3和放電控制FET Qn4。寄生二極管d3和d4存在于FET 的漏極與源極之間。由于充電控制FET Qn3和放電控制FET Qn4設(shè)置在單電池的外部，所 以可以使用N溝道FET。本體的構(gòu)造與圖12中所示的實(shí)例相同。通信塊171執(zhí)行與電池組中每個(gè)單電池的通信，且每個(gè)單電池的各自的信息都供 給到控制電路IC 176?？刂齐娐稩C 176基于該輸入的各自的信息檢測(cè)每個(gè)單電池的過(guò) 充電或過(guò)放電。當(dāng)發(fā)生過(guò)充電時(shí)，斷開(kāi)充電控制FET Qn3;當(dāng)發(fā)生過(guò)放電時(shí)，斷開(kāi)放電控制 FETQn4。在如圖14中所示的單個(gè)并行電路構(gòu)造中，每個(gè)單電池中的充電控制FET和放電控 制FET都可以省去。然而，在多個(gè)并行電路構(gòu)造中，因?yàn)榧词挂粋€(gè)電路被中斷，另一并聯(lián)電 路還被充電和放電，所以難以省去每個(gè)單電池中的充電控制FET和放電控制FET。對(duì)具有多個(gè)單電池的電池組執(zhí)行的認(rèn)證如圖15的流程圖中所示，對(duì)具有多個(gè)單電池BXl至B)(5的電池組150執(zhí)行認(rèn)證處 理。在步驟S41中，執(zhí)行單電池BXl和本體160的認(rèn)證處理。如果認(rèn)證成功，則處理進(jìn)行到 步驟S42，并執(zhí)行單電池BX2和本體160的認(rèn)證處理。如果認(rèn)證失敗，則在步驟S46中將單 電池BXl中的充電控制FET或放電控制FET斷開(kāi)。然后，結(jié)束該處理。如果在步驟S42中 單電池BX2和本體160的認(rèn)證失敗，則在步驟S47中將單電池BX2中的充電控制FET或放 電控制FET斷開(kāi)，并結(jié)束該處理。
隨后，判定單電池BX3和本體160的認(rèn)證處理結(jié)果(步驟S43)、單電池BX4和本體 160的認(rèn)證處理結(jié)果(步驟S44)、以及單電池B)(5和本體160的認(rèn)證處理結(jié)果(步驟S45)。 如果在認(rèn)證處理結(jié)果中，該認(rèn)證被判定為失敗，則斷開(kāi)相應(yīng)單電池的控制FET或放電控制 FET (步驟S48、S49和S50)，并結(jié)束該處理。3.變形例盡管已經(jīng)具體描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，且基 于本發(fā)明的技術(shù)思想可以作出多種更改和變化。例如，每個(gè)單電池的保護(hù)和認(rèn)證電路可具 有單獨(dú)的認(rèn)證功能，如圖14中所示，可在本體中設(shè)置單獨(dú)的保護(hù)電路或設(shè)置開(kāi)關(guān)元件。例 如，當(dāng)電池組用作電動(dòng)工具的電源時(shí)，有時(shí)難以將大電流的FET結(jié)合在電池組中。此外，除 串聯(lián)連接外，多個(gè)單電池的連接還可以并行連接或串行連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、 子組合以及替換，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求書(shū)或其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池組，包含多個(gè)單電池，串聯(lián)或并聯(lián)連接在第一線路與第二線路之間，每個(gè)所述單電池都包括電池單元、執(zhí)行認(rèn)證處理的控制電路、連接至所述控制電路并 將系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串疊加在所述電池單元的電池輸出上的通信塊、以及由所述控制電路控 制的開(kāi)關(guān)元件，其中所述控制電路產(chǎn)生自身的地址，每個(gè)單電池的所述控制電路將包括所述地址的系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串經(jīng)由所述通信塊及 所述第一線路和所述第二線路傳輸?shù)奖倔w，對(duì)每個(gè)單電池執(zhí)行認(rèn)證， 當(dāng)認(rèn)證成功時(shí)，接通所述開(kāi)關(guān)元件，并執(zhí)行充電或放電，以及 當(dāng)認(rèn)證失敗時(shí)，斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件，并禁止充電或放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述每個(gè)單電池的所述控制電路還控制所述 電池單元的過(guò)充電保護(hù)功能和過(guò)放電保護(hù)功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，還包含這樣的控制電路與每個(gè)單電池的所述控制 電路進(jìn)行通信，并控制包括在每個(gè)單電池中的所述電池單元的過(guò)充電保護(hù)功能和過(guò)放電保 護(hù)功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組， 其中每個(gè)所述單電池還包括具有其一個(gè)端面封閉的圓柱形的殼體，所述殼體包含發(fā)電元件，由金屬材料制成并連 接至所述發(fā)電元件的負(fù)極側(cè)，安全閥器件，位于所述殼體的另一個(gè)端面，并使所述外殼的另一個(gè)端面封閉，以及 電池蓋，具有多個(gè)腳部，由金屬材料制成，并且位于所述安全閥器件的上面， 其中，所述安全閥器件具有由金屬材料制成的并且由于電池內(nèi)壓的增大而變形的板狀 安全閥，以及由于所述安全閥的變形而中斷所述發(fā)電元件的正極側(cè)與所述電池蓋之間的電 連接的中斷部，其中，中央具有開(kāi)口的印刷線路板介于所述安全閥與所述電池蓋之間， 其中，所述開(kāi)關(guān)元件由所述印刷線路板上的P溝道FET形成，所述P溝道FET開(kāi)關(guān)所述 安全閥與所述電池蓋之間的電流通路，并且其中，所述控制電路的接地側(cè)連接到所述殼體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中，所述殼體的部分上邊緣延伸到所述控制電路 的接地側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中，在對(duì)應(yīng)于所述電池蓋的所述腳部之間的開(kāi)口 的位置處，所述P溝道FET和所述控制電路裝配在所述印刷線路板的上表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中，保險(xiǎn)絲串聯(lián)插入所述電流通路中并裝配在所 述印刷線路板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，其中，所述保險(xiǎn)絲的一端連接至P溝道FET，而其另 一端經(jīng)由導(dǎo)電圖案連接至所述電池蓋的法蘭部。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中，設(shè)置有將裝配在所述印刷線路板上的P溝道 FET和保險(xiǎn)絲的附近區(qū)域密封的涂層材料，以及將所述控制電路附近的區(qū)域密封的涂層材 料。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中，作為設(shè)置在所述單電池中的所述P溝道FET， 設(shè)置有用于充電控制的FET和用于放電控制的FET。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組，其中所述發(fā)電元件的所述正極側(cè)連接至用于充電控制的FET的源極，而用于充電控制的 FET的漏極連接至用于放電控制的FET的漏極，并且用于放電控制的 Τ的源極經(jīng)由保險(xiǎn)絲連接至正側(cè)端子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組，其中所述控制電路經(jīng)由電阻器向用于充電控制的FET的柵極供給充電控制信號(hào)，并且 所述控制電路經(jīng)由電阻器向用于放電控制的FET的柵極供給放電控制信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中，所述控制電路的供電端子連接至所述單電池 的正極側(cè)和用于放電控制的FET的源極，且所述控制電路的接地端子連接至所述單電池的 負(fù)極側(cè)。
全文摘要
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種電池組，其包括串聯(lián)或并聯(lián)連接在第一線路與第二線路之間的單電池，每個(gè)單電池都具有電池單元、執(zhí)行認(rèn)證處理的控制電路、連接到控制電路并將系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串疊加在電池單元的電池輸出上的通信塊、以及由控制電路控制的開(kāi)關(guān)元件?？刂齐娐樊a(chǎn)生其地址。每個(gè)單電池的控制電路經(jīng)由通信塊及第一線路和第二線路將包括地址的系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)串傳輸?shù)奖倔w，以對(duì)每個(gè)單電池進(jìn)行認(rèn)證。當(dāng)認(rèn)證成功時(shí)，接通開(kāi)關(guān)元件，并執(zhí)行充電或放電。當(dāng)認(rèn)證失敗時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)元件，并禁止充電或放電。
文檔編號(hào)H01M2/20GK102044720SQ20101050219
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者穗刈正樹(shù) 申請(qǐng)人:索尼公司