本申請是申請日為2013年6月25日、優(yōu)先權(quán)日為2012年9月18日的中國專利申請cn201380047814.4(“二次電池組和認(rèn)證方法”)的分案申請。

本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行外部設(shè)備認(rèn)證處理的二次電池組。

背景技術(shù)：

當(dāng)使用不正規(guī)外部設(shè)備作為向/從二次電池發(fā)送/接收電能的外部設(shè)備時，不符合二次電池的規(guī)范的電流可能流入二次電池，可能導(dǎo)致二次電池發(fā)生故障。因此，使用了一種防止二次電池發(fā)生故障的技術(shù)，其中對包括二次電池和外部設(shè)備的二次電池組的執(zhí)行認(rèn)證處理。

例如，專利文獻(xiàn)1公開了一種認(rèn)證二次電池組的信息處理器。信息處理器執(zhí)行使用存儲在二次電池組中的第一認(rèn)證id的第一認(rèn)證處理和使用存儲在二次電池組中的第二和第三認(rèn)證id的第二認(rèn)證處理，并且當(dāng)認(rèn)證處理成功時，執(zhí)行二次電池組的充電。

引用列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1

jp2009-195014a

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

在專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中，由于使用認(rèn)證id來執(zhí)行認(rèn)證處理，可以用作電池充電器的外部設(shè)備只能用于該二次電池組，因此，即使存在符合規(guī)范的通用電池充電器，也不可以使用該電池充電器，導(dǎo)致高成本的問題。

考慮到這一點(diǎn)，替代執(zhí)行使用認(rèn)證id的認(rèn)證處理，一種可能的認(rèn)證處理是基于流入二次電池的電流值的認(rèn)證處理。具體地，當(dāng)流入二次電池的電流值落入符合二次電池的規(guī)范的預(yù)定范圍內(nèi)時，成功的認(rèn)證處理允許通用充電器符合要使用的二次電池的規(guī)范。

然而，在二次電池組連接到外部設(shè)備(例如電動輔助自行車)并從外部設(shè)備向二次電池組提供再生電流的情形中，再生電流值根據(jù)情況而變化，因而，再生電流值不必落入預(yù)定電流范圍內(nèi)。因此，如果基于流入二次電池的電流值執(zhí)行認(rèn)證處理，可能會判斷外部設(shè)備是不正規(guī)的電池充電器，從而阻止使用再生電流充電。

本發(fā)明的目的在于，提供一種二次電池組及認(rèn)證方法，在允許使用再生電流充電的同時，允許使用符合二次電池的規(guī)范的通用電池充電器。

解決問題的方案

本發(fā)明的一種二次電池組包括：二次電池部；連接端子，可連接到向所述二次電池部發(fā)送電能/從所述二次電池部接收的外部設(shè)備；以及認(rèn)證器，與多個認(rèn)證系統(tǒng)兼容以認(rèn)證與所述連接端子連接的所述外部設(shè)備，所述認(rèn)證器被配置為，順序地執(zhí)行所述多個認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理，并當(dāng)所述認(rèn)證處理中的任一個認(rèn)證處理成功時，許可所述外部設(shè)備和所述二次電池部之間的電能的傳輸。

本發(fā)明的認(rèn)證方法是一種在二次電池組中執(zhí)行的認(rèn)證方法，所述二次電池組包括二次電池部和連接端子，所述連接端子可連接到向所述二次電池部發(fā)送電能/從所述二次電池部接收電能的外部設(shè)備，所述二次電池組與多個認(rèn)證系統(tǒng)兼容以認(rèn)證連接到所述連接端子的所述外部設(shè)備，所述方法包括：順序地執(zhí)行所述多個認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理，并當(dāng)所述認(rèn)證處理中的任一個認(rèn)證處理成功時，許可所述外部設(shè)備和所述二次電池部之間的電能的傳輸。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠在允許用再生電流充電的同時，允許使用符合規(guī)范的通用電池充電器。

附圖說明

圖1是示出第一示例性實(shí)施例的二次電池組的配置的圖；

圖2是說明第一示例性實(shí)施例的二次電池組的操作的流程圖；

圖3是示出第二示例性實(shí)施例的二次電池的配置的圖。

具體實(shí)施方式

以下參考附圖給出示例性實(shí)施例的說明。在以下說明中，具有相同功能的組件用相同附圖標(biāo)記表示，在一些情形中省略其說明。

圖1是示出第一示例性實(shí)施例的二次電池組的配置的圖。在圖1中，二次電池組50包括二次電池部1、放電fet(場效應(yīng)管)3、充電fet3、感測電阻器4、保護(hù)ic5、id認(rèn)證電阻器6到8、開關(guān)9和10、mcu(微控制單元)11、和接地端子gnd。

二次電池組50還包括輸出端子out、發(fā)送端子tx、接收端子rx、認(rèn)證端子id、以及認(rèn)證取消端子id-c，作為與外部設(shè)備可連接的連接端子。輸出端子out和認(rèn)證端子id用于向外部設(shè)備發(fā)送電能/從外部設(shè)備接收電能，并且發(fā)送端子tx、接收端子rx和認(rèn)證取消端子用于與外部設(shè)備進(jìn)行通信。

例如，外部設(shè)備是向二次電池組50供電的電池充電器或者用來自二次電池組50的電能進(jìn)行操作的負(fù)載設(shè)備。在以下說明中，外部設(shè)備是電池充電器。此外，電池充電器包括通過再生電流向二次電池組50供電的設(shè)備，例如電動輔助自行車。

二次電池部1由可充電二次電池單元構(gòu)成。此外，二次電池部1的正電極連接到輸出端子out，并且二次電池的負(fù)電極連接到認(rèn)證端子id和接地端子gnd。

在本示例性實(shí)施例中，二次電池部1具有其中多個二次電池單元1a相應(yīng)串聯(lián)的配置。然而，二次電池部1可以由單個二次電池單元構(gòu)成，或者具有其中多個二次電池單元相應(yīng)并聯(lián)或矩陣連接的配置。此外，二次電池單元1a的類型沒有特別限制，但是例如二次電池單元1a是鋰離子二次電池單元。

放電fet2是控制二次電池部1的放電電流輸出的開關(guān)，布置在二次電池部1和輸出端子out之間。充電fet3是控制向二次電池部1提供的充電電流的開關(guān)，布置在二次電池部1和輸出端子out之間。在本示例性實(shí)施例中，充電fet3布置在放電fet2和輸出端子out之間。此外，放電fet2和充電fet3是p型fet。

感測電阻器4是用于感測二次電池部1的充電電流和放電電流的電阻器，布置在二次電池部1和認(rèn)證端子id之間。在以下說明中，一些情形中充電電流和放電電流統(tǒng)稱為充放電電流。

保護(hù)ic5測量感測作為電阻器4兩端的電壓的電阻電壓，并基于該電阻電壓感測流入二次電池部1的充放電電流。保護(hù)ic5通知mcu11所感測的充放電電流的值。此外，保護(hù)ic5感測作為每一個二次電池單元1a兩端電壓的電池電壓。

基于所感測的充放電電流和電池電壓，保護(hù)ic確定二次電池部1是否發(fā)生異常，例如過充電、過放電和過電流，并且當(dāng)發(fā)生時保護(hù)ic使用放電fet2和充電fet3以保護(hù)二次電池部1。

例如，當(dāng)相應(yīng)電池電壓中的任意至少一個等于或大于過充電閾值時，保護(hù)ic5確定發(fā)生二次電池單元1a的過充電，并關(guān)斷充電fet3以保護(hù)二次電池部1以免過充電。

此外，當(dāng)相應(yīng)電池電壓中的任意至少一個等于或小于過放電閾值時，保護(hù)ic5確定發(fā)生二次電池單元1a的過放電，并關(guān)斷充電fet2以保護(hù)二次電池部1以免過放電。

此外，當(dāng)充放電電流等于或大于過電流閾值時，保護(hù)ic5確定發(fā)生二次電池部1的過電流，并關(guān)斷放電fet2以保護(hù)二次電池部1以免過電流。

id認(rèn)證電阻器6到8以及開關(guān)9和10是用于改變從認(rèn)證端子id看過去的電阻值的電路。

id認(rèn)證電阻器6的一端連接到認(rèn)證端子id，與此同時，另一端連接到id認(rèn)證電阻器7、8和開關(guān)9中的一端。id認(rèn)證電阻器8的另一端連接到開關(guān)10的一端。id認(rèn)證電阻器7和開關(guān)9、10的另一端連接到感測電阻器4。在本示例性實(shí)施例中，開關(guān)9和10由n型fet構(gòu)成。

mcu11接通和關(guān)斷開關(guān)9和10以切換從認(rèn)證端子id看過去的電阻(更具體地，認(rèn)證端子id和感測電阻器4之間的電阻值)。

這時，當(dāng)mcu11關(guān)斷開關(guān)9和10二者時，從認(rèn)證端子id看過去的電阻值是id認(rèn)證電阻器6和7的串聯(lián)電阻值。當(dāng)mcu11關(guān)斷開關(guān)9并接通開關(guān)10時，從認(rèn)證端子id看過去的電阻值是id認(rèn)證電阻器7和id認(rèn)證電阻器8的并聯(lián)值與id認(rèn)證電阻器6的串聯(lián)值。當(dāng)mcu11接通開關(guān)9時，無論開關(guān)10接通或關(guān)斷，從認(rèn)證端子id看過去的電阻值是id認(rèn)證電阻器6的電阻值。

如至此所說明的，在本示例性實(shí)施例中，mcu11可以接通或關(guān)斷開關(guān)9和10以使從認(rèn)證端子id看過去的電阻值以三種方式切換。

mcu11分配開關(guān)9為接通的狀態(tài)，以便使其處于二次電池部1停止充電的充電停止?fàn)顟B(tài)，分配開關(guān)9為關(guān)斷且開關(guān)10為接通的狀態(tài)，以便使它們處于使用正常電流對二次電池部1充電的正常充電狀態(tài)，以及分配開關(guān)9和開關(guān)10為關(guān)斷的狀態(tài)，以便使它們處于使用比正常電流小的預(yù)充電電流對二次電池部1充電的預(yù)充電狀態(tài)，由此管理二次電池部1的充電狀態(tài)。在充電停止?fàn)顟B(tài)中，mcu11經(jīng)由保護(hù)ic5關(guān)斷充電fet3，而在正常充電狀態(tài)和預(yù)充電狀態(tài)中，mcu11經(jīng)由保護(hù)ic5接通充電fet3。

mcu11起到與多個認(rèn)證系統(tǒng)兼容、用于認(rèn)證與連接端子連接的外部設(shè)備的認(rèn)證器的作用，順序地執(zhí)行相應(yīng)認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理，并當(dāng)多個認(rèn)證系統(tǒng)中任一個成功時許可外部設(shè)備和二次電池部1之間的電能傳輸。在相應(yīng)認(rèn)證系統(tǒng)中，完成確定認(rèn)證處理是否可能所需要的認(rèn)證時間段不同，并且認(rèn)證器從具有最短認(rèn)證時間段的認(rèn)證系統(tǒng)開始順序地執(zhí)行多個認(rèn)證系統(tǒng)。

以下將給出mcu11認(rèn)證外部設(shè)備的認(rèn)證處理的具體示例。

在以下說明中，認(rèn)證系統(tǒng)包括第一認(rèn)證系統(tǒng)，其中執(zhí)行基于從外部設(shè)備輸入的外部信號來認(rèn)證外部設(shè)備的認(rèn)證處理；以及第二認(rèn)證系統(tǒng)，其中執(zhí)行基于外部設(shè)備提供給二次電池部1的充電電流值來認(rèn)證外部設(shè)備的認(rèn)證處理。此外，第一認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證時間段比第二認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證時間段短，因此，mcu11先執(zhí)行第一認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理，再執(zhí)行第二認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理。

外部信號是用于執(zhí)行外部設(shè)備的認(rèn)證處理的信號。在本示例性實(shí)施例中，外部設(shè)備經(jīng)由id取消端子id-c向mcu11輸入對是否要執(zhí)行第二認(rèn)證系統(tǒng)加以指示的id取消信號。此外，id取消信號指示了在h電平情形下執(zhí)行第二認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理，同時指示了在l電平情形下不執(zhí)行第二認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理。

首先，在開始對充電停止?fàn)顟B(tài)中的二次電池部1開始充電的時刻，mcu11確定從外部設(shè)備輸入的外部信號是h電平還是l電平，作為第一認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理。

如果id取消信號是l電平，則mcu11確定第一認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理成功，并許可外部設(shè)備對二次電池部1充電。

另一方面，如果id取消信號是h電平，則mcu11確定第一認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理失敗，并執(zhí)行第二認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理。

具體地，mcu11關(guān)斷開關(guān)9和10并經(jīng)由保護(hù)ic5關(guān)斷充電fet3，以轉(zhuǎn)移到預(yù)充電狀態(tài)。然后，muc11確定來自保護(hù)ic5的充放電電流輸出是否落入設(shè)定值范圍內(nèi)，設(shè)定值范圍是第二認(rèn)證系統(tǒng)的預(yù)定電流值范圍。設(shè)定值范圍是符合預(yù)充電狀態(tài)中的二次電池部1的規(guī)范的電流值范圍，例如等于或小于0.1ita的范圍。

如果充放電電流的值落入設(shè)定值范圍內(nèi)，則mcu11確定第二認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理成功，并許可外部設(shè)備對二次電池部1充電。另一方面，如果充放電電流沒有落入設(shè)定值范圍內(nèi)，則mcu11確定第二認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理失敗，并轉(zhuǎn)移到充電停止?fàn)顟B(tài)以停止外部設(shè)備對二次電池部1充電。

以下將說明二次電池組50的操作。

圖2是示出二次電池組50的操作的示例的流程圖。在下文說明的操作中，認(rèn)證系統(tǒng)包括第一認(rèn)證系統(tǒng)和第二認(rèn)證系統(tǒng)，如上文所述的具體示例。

在外部設(shè)備已經(jīng)連接到二次電池組50時外部設(shè)備開始充電的充電開始時刻，mcu11確定輸入到認(rèn)證取消端子id-c的id取消信號是否是h電平(步驟s201)。

如果id取消信號是h電平，則mcu11確定第一認(rèn)證處理失敗，并關(guān)斷開關(guān)9和10，經(jīng)由保護(hù)ic5接通充電fet3，以轉(zhuǎn)移到預(yù)充電狀態(tài)(步驟s202)。

當(dāng)轉(zhuǎn)移到預(yù)充電狀態(tài)時，mcu11檢查來自保護(hù)ic5的充電電流輸出，并確定充電電流的值是否落入設(shè)定值范圍內(nèi)(步驟s203)。

如果在步驟s201id取消信號是l電平且在步驟s203充電電流的值落入設(shè)定值范圍內(nèi)，則mcu11確定認(rèn)證處理成功，并關(guān)斷開關(guān)9、接通開關(guān)10以轉(zhuǎn)移到正常充電狀態(tài)(步驟s204)。這時，如果充電fet關(guān)斷(如果在步驟s201id取消信號是l電平)，則mcu11經(jīng)由保護(hù)ic5接通充電fet3。

由此，對二次電池部1充電。此后，mcu11確定其是否處于充電結(jié)束時刻以結(jié)束對二次電池部1的充電(步驟s205)。例如，如果保護(hù)ic5基于電池電壓或充放電電流感測到二次電池部1充滿電或二次電池部1異常，則保護(hù)ic5向mcu11通知指示該含義的結(jié)束信號。然后，如果mcu11接收到結(jié)束信號，則mcu11確定其處于充電結(jié)束時刻。如果mcu11沒有接收到結(jié)束信號，mcu11確定其不處于充電結(jié)束時刻。

如果在步驟s203充電電流的值沒有落入設(shè)定值范圍內(nèi)，并且在步驟s205感測到充電結(jié)束時刻，則mcu11接通開關(guān)9并經(jīng)由保護(hù)ic5關(guān)斷充電fet，以轉(zhuǎn)移到充電結(jié)束狀態(tài)(步驟s206)。

此后，mcu11確定是否處于充電開始時刻(步驟s207)。例如，如果保護(hù)ic5基于電池電壓或充放電電流感測到二次電池部1充滿電狀態(tài)結(jié)束或消除了二次電池部1的異常，則保護(hù)ic5向mcu11通知指示該含義的信號。如果mcu11沒有接收該開始信號，mcu11確定其不處于充電開始時刻。

如果處于充電開始時刻，則mcu11返回到步驟s201。如果不處于充電開始時刻，則mcu11返回到步驟s206。

如至此所說明的，根據(jù)本示例性實(shí)施例，當(dāng)順序地執(zhí)行多個認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理并且認(rèn)證處理中任一個成功時，許可外部設(shè)備和二次電池部1之間的電能傳輸。因此，如果允許使用再生電流充電的處理和允許使用符合規(guī)范的通用電池充電器的處理中的任一個成功，則許可外部設(shè)備和二次電池部1之間的電能傳輸，因而，在允許用再生電流充電的同時，能夠使用符合規(guī)范的通用電池充電器。

此外，在本示例性實(shí)施例中，從具有最短認(rèn)證時間段的認(rèn)證系統(tǒng)開始，順序地執(zhí)行認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理，因而，能夠降低認(rèn)證處理所需要的時間。

此外，基于來自外部設(shè)備的外部信號輸入，執(zhí)行作為認(rèn)證系統(tǒng)的第一認(rèn)證系統(tǒng)，因而，如果向二次電池部1提供再生電流的電池充電器僅具有用于輸出外部信號的功能，則能夠容易地執(zhí)行認(rèn)證處理，以允許用再生電流充電。

此外，基于向二次電池部1提供的電流值，執(zhí)行作為認(rèn)證系統(tǒng)的、用于外部設(shè)備的認(rèn)證處理的第二認(rèn)證系統(tǒng)，因而，能夠執(zhí)行認(rèn)證處理，以允許符合規(guī)范的通用充電器的使用。

以下將說明第二示例性實(shí)施例。

在第一示例性實(shí)施例中，mcu11順序地執(zhí)行多個認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理。在本示例性實(shí)施例中，mcu11執(zhí)行從多個認(rèn)證系統(tǒng)中選擇的認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理。如果所執(zhí)行的認(rèn)證處理成功，mcu11許可外部設(shè)備和二次電池部1之間的電能的傳輸。需要注意的是，本示例性實(shí)施例中的認(rèn)證系統(tǒng)是例如在第一示例性實(shí)施例中例示的第一和第二認(rèn)證系統(tǒng)。

圖3是示出本示例性實(shí)施例的二次電池組50a的配置的圖。圖3示出的二次電池組50a除了包括圖1示出的二次電池組50的配置以外，還包括選擇信號端子se。

向選擇信號端子se輸入用于從多個認(rèn)證系統(tǒng)中選擇任意認(rèn)證系統(tǒng)的信號。例如，二次電池組50a具有用于從多個認(rèn)證系統(tǒng)中選擇任意認(rèn)證系統(tǒng)的開關(guān)，并且當(dāng)用戶切換該開關(guān)時，從該開關(guān)向選擇信號端子se輸入選擇信號。

根據(jù)輸入到選擇信號端子se的選擇信號，mcu11從多個認(rèn)證系統(tǒng)中選擇任意認(rèn)證系統(tǒng)，并執(zhí)行所選擇認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn)證處理。然后，如果所執(zhí)行的認(rèn)證處理成功，mcu11許可外部設(shè)備和二次電池部1之間的電能的傳輸。

二次電池部1還可具有與每一個認(rèn)證系統(tǒng)的外部設(shè)備連接的連接端子，mcu11感測與外部設(shè)備連接的連接端子，并根據(jù)所感測的連接端子，從多個認(rèn)證系統(tǒng)中選擇任意認(rèn)證系統(tǒng)。

根據(jù)本示例性實(shí)施例，必須選擇認(rèn)證系統(tǒng)，可以在允許使用再生電流充電的同時使用符合規(guī)范的通用電池充電器，如第一示例性實(shí)施例。

在上文提到的示例性實(shí)施例中，示出的配置僅作為示例，并且本發(fā)明不限于該配置。

例如，如果id取消信號是l電平，則id取消信號可以指示執(zhí)行第二認(rèn)證系統(tǒng)，而如果id取消信號是h電平，則id取消信號可以指示不執(zhí)行第二認(rèn)證系統(tǒng)。

本申請要求2012年9月18日遞交的日本專利申請2012-204150的優(yōu)先權(quán)，其全部公開在此并入。

附圖標(biāo)記列表

1二次電池部

1a二次電池單元

2放電fet

3充電fet

4感測電阻器

5保護(hù)ic

6到8id認(rèn)證電阻器

9，10開關(guān)

11mcu

50，50a二次電池組