電池保護(hù)電路、電池保護(hù)裝置、電池組以及電池保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)并聯(lián)連接多個(gè)電池芯所得的二次電池進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如在專利文獻(xiàn)I中公開了對(duì)并聯(lián)連接多個(gè)電池芯(cell)所得的二次電池進(jìn)行保護(hù)的技術(shù)。本文獻(xiàn)所公開的技術(shù)是針對(duì)從電位差高的電池芯向電位差低的電池芯流過的沖擊電流而保護(hù)電池芯的技術(shù)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-345660號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]但是，上述現(xiàn)有技術(shù)是針對(duì)從電位差高的電池芯向電位差低的電池芯的僅一個(gè)方向的過電流而保護(hù)電池芯的技術(shù)，因此有時(shí)無法充分保護(hù)并聯(lián)連接多個(gè)電池芯所得的二次電池。因此，目的在于提供一種能夠強(qiáng)化并聯(lián)連接多個(gè)電池芯所得的二次電池的保護(hù)功能的電池保護(hù)電路、電池保護(hù)裝置、電池組以及電池保護(hù)方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，根據(jù)一個(gè)形式，提供一種對(duì)并聯(lián)連接多個(gè)電池芯所得的二次電池進(jìn)行保護(hù)的電池保護(hù)電路，其中，具備:
[0006]過充電檢測(cè)部，其針對(duì)上述二次電池的電池芯分別設(shè)置，在檢測(cè)出對(duì)應(yīng)的電池芯的過充電時(shí)，禁止對(duì)應(yīng)的電池芯的充電；
[0007]過放電檢測(cè)部，其針對(duì)上述二次電池的電池芯分別設(shè)置，在檢測(cè)出對(duì)應(yīng)的電池芯的過放電時(shí),禁止對(duì)應(yīng)的電池芯的放電；
[0008]充電電流限制部，其針對(duì)上述二次電池的電池芯分別設(shè)置，在對(duì)應(yīng)的電池芯中流過充電電流的期間，限制上述充電電流超過預(yù)定的充電電流值的情況；以及
[0009]放電電流限制部，其針對(duì)上述二次電池的電池芯分別設(shè)置，在對(duì)應(yīng)的電池芯中流過放電電流的期間，限制上述放電電流超過預(yù)定的放電電流值的情況。
[0010]根據(jù)一個(gè)形式，能夠強(qiáng)化并聯(lián)連接多個(gè)電池芯所得的二次電池的保護(hù)功能。
【附圖說明】
[0011]圖1是表示電池保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)例子的圖。
[0012]圖2是表示電池保護(hù)方法的一個(gè)例子的圖。
[0013]圖3是表示電池保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)例子的圖。
[0014]圖4是表示電池保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)例子的圖。
[0015]符號(hào)說明
[0016]3:正側(cè)電池芯連接端子；
[0017]5:正側(cè)負(fù)載連接端子；
[0018]6:負(fù)側(cè)負(fù)載連接端子；
[0019]8:正側(cè)電源路徑；
[0020]11,21:充電控制用晶體管(充電控制元件的例子)；
[0021]12,22:放電控制用晶體管(放電控制元件的例子);
[0022]16:26:負(fù)側(cè)電源路徑；
[0023]17、27:負(fù)側(cè)電池芯連接端子；
[0024]30、40、50、60:保護(hù)控制電路；
[0025]31、41、51、61:電流檢測(cè)電路；
[0026]32、42、52、62:充電過電流檢測(cè)電路；
[0027]33、43、53、63:充電電流限制電路(充電電流限制部的例子)；
[0028]34、44、54、64:充電控制電路(充電控制部的例子)；
[0029]35、45、55、65:放電過電流檢測(cè)電路；
[0030]36、46、56、66:放電電流限制電路(放電電流限制部的例子)；
[0031]37、47、57、67:放電控制電路(放電控制部的例子)；
[0032]38、48、58、68:過充電檢測(cè)電路(過充電檢測(cè)部的例子)；
[0033]39、49、59、69:過放電檢測(cè)電路(過放電檢測(cè)部的例子)；
[0034]71、72、73、74:模擬開關(guān)；
[0035]80:保護(hù)模塊；
[0036]90,91:保護(hù) IC ；
[0037]100、101:電池組；
[0038]200: 二次電池；
[0039]201、202:電池芯。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下，參照【附圖說明】用于實(shí)施本發(fā)明的方式。
[0041]圖1是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池組100的結(jié)構(gòu)圖。電池組100內(nèi)置地具備能夠向與負(fù)載連接端子5、6連接的未圖示的外部負(fù)載供給電力的二次電池200、保護(hù)二次電池200的保護(hù)模塊80。電池組100既可以內(nèi)置在外部負(fù)載中，也可以外置。作為外部負(fù)載的具體例子，可以列舉便攜終端(便攜電話、便攜游戲機(jī)、PDA、移動(dòng)個(gè)人計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、平板終端、音樂或影像的便攜播放器等)、計(jì)算機(jī)、頭戴耳機(jī)、照相機(jī)等電子設(shè)備。
[0042]二次電池200能夠通過與負(fù)載連接端子5、6連接的未圖示的充電器進(jìn)行充電。作為二次電池200的具體例子，可以列舉鋰離子電池、鎳氫電池等。將2個(gè)電池芯201、202相互并聯(lián)連接而構(gòu)成二次電池200。
[0043]保護(hù)模塊80具備負(fù)載連接端子5、負(fù)載連接端子6、電池芯連接端子3、17、27，是針對(duì)過電流保護(hù)與電池芯連接端子3、17、27連接的二次電池200的電池保護(hù)裝置。電池芯連接端子3經(jīng)由電源路徑8與負(fù)載連接端子5連接。電池芯連接端子17經(jīng)由電源路徑16與負(fù)載連接端子6連接，電池芯連接端子27經(jīng)由電源路徑26與負(fù)載連接端子6連接。電池芯連接端子3與電池芯201和電池芯202雙方的正極連接。電池芯連接端子17不與電池芯202的負(fù)極連接，而與電池芯201的負(fù)極連接。電池芯連接端子27不與電池芯201的負(fù)極連接，而與電池芯202的負(fù)極連接。
[0044]保護(hù)模塊80具備晶體管11、12、21、22。晶體管11是能夠切斷電池芯201的充電路徑的充電路徑切斷部，晶體管12是能夠切斷電池芯201的放電路徑的放電路徑切斷部。晶體管21是能夠切斷電池芯202的充電路徑的充電路徑切斷部，晶體管22是能夠切斷電池芯202的放電路徑的放電路徑切斷部。在圖示的情況下，晶體管11能夠切斷電池芯201的充電電流所流過的電源路徑16，晶體管12能夠切斷電池芯201的放電電流所流過的電源路徑16。晶體管21能夠切斷電池芯202的充電電流所流過的電源路徑26，晶體管22能夠切斷電池芯202的放電電流所流過的電源路徑26。
[0045]晶體管11、12是能夠切換電源路徑16的導(dǎo)通/切斷的開關(guān)元件，串聯(lián)地插入到電源路徑16。晶體管21、22是能夠切換電源路徑26的導(dǎo)通/切斷的開關(guān)元件，串聯(lián)地插入到電源路徑26。
[0046]晶體管11、12、21、22例如是M0SFET。晶體管11插入到電源路徑16使得晶體管11的寄生二極管的順方向與電池芯201的放電方向一致。晶體管12插入到電源路徑16使得晶體管12的寄生二極管的順方向與電池芯201的充電方向一致。晶體管21插入到電源路徑16使得晶體管21的寄生二極管的順方向與電池芯202的放電方向一致。晶體管22插入到電源路徑26使得晶體管22的寄生二極管的順方向與電池芯202的充電方向一致。
[0047]此外，晶體管11、12、21、22也可以是IGBT、雙極型晶體管等其他半導(dǎo)體元件。另夕卜，也可以在晶體管11、12、21、22的漏極-源極之間(或集電極-發(fā)射極之間)追加二極管。
[0048]保護(hù)模塊80具備電阻13、23。電阻13是用于檢測(cè)流過電池芯201的放電電流或充電電流的電流值的檢測(cè)電阻，串聯(lián)地插入到電池芯連接端子17和晶體管11、12之間的電源路徑16。電阻23是用于檢測(cè)流過電池芯202的放電電流或充電電流的電流值的檢測(cè)電阻，串聯(lián)地插入到電池芯連接端子27和晶體管21、22之間的電源路徑26。
[0049]保護(hù)模塊80具備電容器14、24。電容器14與電阻13并聯(lián)連接。通過將電容器14與電阻13并聯(lián)連接，提高了使用電阻13的電流檢測(cè)的精度。電容器24與電阻23并聯(lián)連接。通過將電容器24與電阻23并聯(lián)連接，提高了使用電阻23的電流檢測(cè)的精度。
[0050]保護(hù)模塊80具備保護(hù)IC90。保護(hù)IC90是被從二次電池200供電而保護(hù)二次電池200的集成電路。保護(hù)IC90由一個(gè)芯片構(gòu)成。
[0051]保護(hù)IC90具備VDD端子、VSSl端子、VSS2端子。VDD端子是經(jīng)由電阻I與電池芯連接端子3或電源路徑8連接的正側(cè)電源端子。VSSl端子是在電池芯連接端子17和電阻13之間與電源路徑16連接的負(fù)側(cè)電源端子。VSS2端子是在電池芯連接端子27和電阻23之間與電源路徑26連接的負(fù)側(cè)電源端子。
[0052]電阻I是防止在VDD端子流過過電流的電流限制電阻。電容器2具有連接在電阻Rl和VDD端子之間的一端、在電池芯連接端子17和電阻13之間與電源路徑16連接的另一端。由電阻I和電容器2構(gòu)成的RC低通濾波器能夠?qū)DD端子和VSSl端子之間的電源電壓進(jìn)行平滑化。
[0053]保護(hù)IC90具備:充電控制電路34，其通過從保護(hù)IC90的COUTl端子輸出高電平的信號(hào)而能夠?qū)⒕w管11導(dǎo)通，通過輸出低電平的信號(hào)而能夠?qū)⒕w管11關(guān)斷。充電控制電路34通過將晶體管11導(dǎo)通，能夠許可在電源路徑16中流過對(duì)電池芯201進(jìn)行充電的方向的電流，通過將晶體管11關(guān)斷，能夠禁止在電源路徑16中流過對(duì)電池芯202進(jìn)行充電的方向的電流。
[0054]另外，保護(hù)IC90具備:放電控制電路37，其通過從保護(hù)IC90的DOUTl端子輸出高電平的信號(hào)而能夠?qū)⒕w管12導(dǎo)通，通過輸出低電平的信號(hào)而能夠?qū)⒕w管21關(guān)斷。放電控制電路37通過將晶體管12導(dǎo)通，能夠許可在電源路徑16中流過對(duì)電池芯201進(jìn)行放電的方向的電流，通過將晶體管12關(guān)斷，能夠禁止在電源路徑16中流過對(duì)電池芯201進(jìn)行放電的方向的電流。
[0055]同樣，保護(hù)IC90具備:充電控制電路44，其通過從保護(hù)IC90的C0UT2端子輸出高電平的信號(hào)而能夠?qū)⒕w管21導(dǎo)通，通過輸出低電平的信號(hào)而能夠?qū)⒕w管21關(guān)斷。充電控制電路44通過將晶體管21導(dǎo)通，能夠許可在電源路徑26中流過對(duì)電池芯202進(jìn)行充電的方向的電流，通過將晶體管21關(guān)斷，能夠禁止在電源路徑26中流過對(duì)電池芯202進(jìn)行充電的方向的電流。
[0056]另外，保護(hù)IC90具備:放電控制電路47，其通過從保護(hù)IC90的D0UT2端子輸出高電平的信號(hào)而能夠?qū)⒕w管22導(dǎo)通，通過輸出低電平的信號(hào)而能夠?qū)⒕w管22關(guān)斷。放電控制電路47通過將晶體管22導(dǎo)通，能夠許可在電源路徑26中流過對(duì)電池芯2