專利名稱：用于電池組的單電池、電池控制系統(tǒng)以及電池控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電池組的單電池、電池控制系統(tǒng)以及
電池控制方法，更具體地，涉及能調(diào)節(jié)電池電壓的用于電池組的單電 池、電池控制系統(tǒng)以及電池控制方法。
背景技術(shù)：
已知用于調(diào)節(jié)通過互連二次電池組電池而構(gòu)造成的電池 組電壓的電池控制系統(tǒng)。專利文獻(xiàn)1 (國際專利申請國家公布No. 11 - 509669)描述
的是一種能量管理系統(tǒng)，在其中，以有線或無線方式發(fā)送用于控制各 電池組電池電壓的信息(各電池組電池的電壓等等)。在此能量管理系統(tǒng)中，將串聯(lián)有多個電池的電池組視為用 于控制的一個單元，并且每個單元安裝有一個電池控制模塊。該能量管理系統(tǒng)測量諸如整個電池組的電壓的操作參數(shù)， 或控制該操作參數(shù)。在該能量管理系統(tǒng)中， 一個控制設(shè)備對來自多個用于控制 的單元內(nèi)部的多個電池控制模塊的信息進(jìn)行集中控制。此外，該控制
設(shè)備將命令發(fā)送至多個電池控制模塊?？捎糜谠撓到y(tǒng)的電池的示例包 括鎳-鎘電池和鋰聚合物電池。上述控制設(shè)備接收通過無線從每個電池控制模塊發(fā)送的 檢測結(jié)果。基于檢測結(jié)果，該控制設(shè)備產(chǎn)生使得單獨的電池組電池的電壓均等的控制信號。該控制設(shè)備通過無線將控制信號發(fā)送至每個電 池控制模塊。 —旦收到控制信號，各電池控制模塊基于該控制信號對電 池組電池的電壓進(jìn)行放電。由此，使得單獨的電池組電池的電壓均等 是可能的。
專利文獻(xiàn)1:國際專利申請的國家公布No. 11 - 509669

發(fā)明內(nèi)容
由本發(fā)明解決的問題在專利文獻(xiàn)l描述的能量管理系統(tǒng)中， 一個控制設(shè)備控制 整個電池組。這就要求用于電池組的每個單電池具有基于控制設(shè)備的 構(gòu)造。因此，舉例來講，改變用于電池組的串聯(lián)單電池的數(shù)目必須改 變控制設(shè)備的應(yīng)用。由此，在改變電池組設(shè)計的靈活性、多種應(yīng)用中 制造電池組的便利性以及就使用方而言的可用性方面存在局限性。此外，在專利文獻(xiàn)l所描述的能源管理系統(tǒng)中，因為控制 設(shè)備通過無線與各電池控制模塊通信信息會造成下列問題。在控制設(shè)備與各電池控制模塊之間的無線通信中，通信距 離越遠(yuǎn)，附加到通信信息的噪聲就越大。因此，在控制設(shè)備與最遠(yuǎn)的 電池控制模塊通信信息時，該信息易受噪聲的影響。當(dāng)該信息受到噪 聲的影響時，控制設(shè)備將不能精確地控制各電池組電池的電壓。另外，在控制設(shè)備通過有線與各電池控制模塊通信信息的 情況下，對于各電池控制模塊而言，需要連接電池控制模塊和控制設(shè) 備的通信線路，由此增大了構(gòu)造的尺寸。此外，控制設(shè)備與各電池控制模塊交換信息，因此增加了控制設(shè)備上的載荷。本發(fā)明的目的是提供一種能解決上述問題的用于電池組 的單電池、電池控制系統(tǒng)以及電池控制方法。
解決問題的方法假定根據(jù)本發(fā)明的用于電池組的單電池是與另一單電池 互連以用作電池組的單電池，其中，所述單電池由單元電池和控制電 路構(gòu)成，該單元電池為一個電化學(xué)電池，而該控制電路包括測量裝 置，其用于獲取至少包括單元電池電壓的電池狀態(tài)信息；發(fā)送裝置，
其用于將電池狀態(tài)信息發(fā)送至外部；接收裝置，其用于接收外部信息；
以及裝置，該裝置用于基于單元電池上的電池狀態(tài)信息和外部信息對 單元電池進(jìn)行放電，從而使得互連單電池的電壓相互接近。
本發(fā)明的優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明，消除了對電池組中單獨的單電池的電壓進(jìn)行 集中管理和控制的設(shè)備的需求，且對電池組設(shè)計中變化的靈活性、制 造多種應(yīng)用中的電池組的便利性以及對使用方而言的可用性的提高是 可能的，在用以抑制噪聲影響的電池控制系統(tǒng)中防止結(jié)構(gòu)尺寸增大并 減小管理設(shè)備上的載荷也是可能的。



圖1是示出了示例性實施例的電池控制系統(tǒng)的框圖2是示出了從屬設(shè)備1的示例的框圖3是示出了從屬設(shè)備3的示例的框圖4是示出了從屬設(shè)備2的示例的框圖5是示出了主設(shè)備4的示例的框圖6是用于說明電池控制系統(tǒng)的操作的順序圖7是用于說明本示例性實施例的修改示例的操作的順序圖；以及
圖8是示出了在其中使用封裝膜電池的電池控制系統(tǒng)的說明圖。 符號描述
1、 2、 3從屬設(shè)備
la、 2a、 3a電池電壓檢測電路
lb、 2b、 3b電流檢測電路
lc、 2c、 3c電池溫度檢測電路
ld、 2d、 3d均衡電路
le、 2e、 3e信息存儲電路
lel、 2el、 3el等級存儲部
le2、 2e2、 3e2第一發(fā)送目的地存儲部
le3、 2e4、 3e3電壓存儲部
le4、 2e5、 3e4目標(biāo)電壓存儲部
2e3第二發(fā)送目的地存儲部
lf、 2f、 3f通信電路
lg、 2g、 3g CPU
lh、 2h、 3h電源電路
4主設(shè)備
4a、 4d通信電路
4b信息存儲電路
4c繼電器驅(qū)動電路
4e冷卻風(fēng)扇驅(qū)動電路
4f CPU
4g電源電路
5至7電池
8冷卻風(fēng)扇
9a電池元件
9b封裝膜
99C金屬層
9d絕緣層 9e密封層 9f密封層
具體實施例方式下面將參照附圖描述示例性實施例。圖1是示出了第一示例性實施例的電池控制系統(tǒng)的框圖。在圖1中，電池控制系統(tǒng)包括三個或多于三個從屬設(shè)備(本 示例性實施例中為從屬設(shè)備1至3)和主設(shè)備4。多個從屬設(shè)備1至3為通信設(shè)備的示例。多個從屬設(shè)備1 至3各由一個芯片構(gòu)成并預(yù)先進(jìn)行了分級。從屬設(shè)備1至3以及主設(shè) 備4使用該等級來作為相應(yīng)從屬設(shè)備的標(biāo)識符。在本示例性實施例中， 從屬設(shè)備1被設(shè)置為等級"1"，從屬設(shè)備2被設(shè)置為等級"2"，而 從屬設(shè)備3被設(shè)置為等級"3"。應(yīng)當(dāng)注意的是，在本示例性實施例中， 等級值越小，其等級越高。從屬設(shè)備1具有最高等級"1"，與電池5相對應(yīng)并且檢 測電池5上的信息。此外，從屬設(shè)備1通過有線或無線與從屬設(shè)備2 和主設(shè)備4進(jìn)行通信。從屬設(shè)備1和電池5組成單電池。從屬設(shè)備1為控制電路 的示例。電池5為單元電池的示例。從屬設(shè)備2對應(yīng)于電池6，并且檢測電池6上的信息。此 外，從屬設(shè)備2通過有線或無線與從屬設(shè)備1、從屬設(shè)備3以及主設(shè)備 4進(jìn)行通信。
從屬設(shè)備2和電池6組成單電池。從屬設(shè)備2為控制電路 的示例。電池6為單元電池的示例。從屬設(shè)備3具有最低等級"3"，與電池7相對應(yīng)，并且 檢測電池7上的信息。此外，從屬設(shè)備3通過有線或無線與從屬設(shè)備2 和主設(shè)備4進(jìn)行通信。從屬設(shè)備3和電池7組成單電池。從屬設(shè)備3為控制電路 的示例。電池7為單元電池的示例。主設(shè)備4將啟動信號發(fā)送至最高等級從屬設(shè)備，具體而言 是從屬設(shè)備1。電池5至7是，例如，鋰離子二次電池組電池。電池5至 7串聯(lián)連接。應(yīng)當(dāng)注意的是，電池5至7可并聯(lián)連接。此外，最高等級 從屬設(shè)備1鄰接具有緊接最高等級的等級的從屬設(shè)備2。最低等級從屬 設(shè)備3鄰接具有緊接于最低等級之前的等級的從屬設(shè)備2。從屬設(shè)備2 鄰接具有緊接于從屬設(shè)備2的等級之前的等級的從屬設(shè)備1，以及具有 緊接于從屬設(shè)備2的等級之后的等級的從屬設(shè)備3。圖2為示出了從屬設(shè)備1的示例的框圖。應(yīng)注意的是，在 圖2中，與圖l所示相同的部分提供有相同的符號。在圖2中，從屬設(shè)備1為最高等級通信設(shè)備的示例。從屬 設(shè)備1包括電池電壓檢測電路la、電流檢測電路lb、電池溫度檢測電 路lc、均衡電路ld、信息存儲電路le、通信電路lf、 CPU lg以及電 源電路lh。信息存儲電路le包括等級存儲部lel、第一發(fā)送目的地存 儲部le2、電壓存儲部le3、以及目標(biāo)電壓存儲部le4。
通?？蓪㈦姵仉妷簷z測電路la稱作為第一檢測裝置和測
量裝置。電池電壓檢測電路la為第一檢測部和測量部的示例。電 池電壓檢測電路la檢測電池5的電壓，并將電壓值(電池信息信息) 提供至CPUlg。電流檢測電路lb檢測從電池5流出的電流，并將電流 值提供至CPU lg。通?？蓪㈦姵販囟葯z測電路lc稱作為測量裝置。電池溫度檢測電路lc檢測電池5的溫度，并將溫度(電池 狀態(tài)信息)提供至CPUlg。通?？梢詫⒕怆娐穕d看成是第一調(diào)節(jié)裝置和放電裝置。均衡電路ld是第一調(diào)節(jié)部和放電部的示例。均衡電路ld 調(diào)節(jié)電池5的電壓。例如，均衡電路ld是具有開關(guān)的電阻元件，當(dāng) 閉合開關(guān)時，允許來自電池5的電流流過該電阻元件，從而減小電池5 的電壓。信息存儲電路le存儲各種信息。等級存儲部lel存儲提供至從屬設(shè)備1的等級"l"(最高
等級)。第一發(fā)送目的地存儲部le2存儲有關(guān)信息發(fā)送目的地的信 息。具體而言，作為緊接最高等級"1"的等級的等級"2"被存儲在 第一發(fā)送目的地存儲部le2中。應(yīng)當(dāng)注意的是，等級"2"被提供至從 屬設(shè)備2。也就是說，在第一發(fā)送目的地存儲部le2中，從屬設(shè)備2的 標(biāo)識符被存儲為發(fā)送目的地。
12
電壓存儲部le3存儲由電池電壓檢測電路la檢測的電壓值。目標(biāo)電壓存儲部le4存儲目標(biāo)電壓值。具體而言，電池5 至7的電壓值中的最低電壓值被存儲在目標(biāo)電壓存儲部le4中。通常可將通信電路lf稱作為第一通信裝置、發(fā)送裝置和接 收裝置。通信電路lf是第一通信部、發(fā)送部和接收部的示例。通信 電路lf與主設(shè)備4以及存儲在第一發(fā)送目的地存儲部le2中的發(fā)送目 的地通信。通?？蓪PUlg稱作為第一控制裝置。 CPU lg為第一控制部的示例。CPU lg控制從屬設(shè)備1的 操作。例如，CPUlg執(zhí)行如下控制。當(dāng)通信電路lf接收來自主設(shè)備4的啟動信號時，CPU lg 將電池電壓檢測電路la所檢測的電壓值從通信電路lf發(fā)送至從屬設(shè)備 2，其被存儲為第一發(fā)送目的地存儲部le2中的發(fā)送目的地。當(dāng)通信電路lf接收來自從屬設(shè)備2的電壓值時，CPU lg 使均衡電路ld執(zhí)行將電池5的電壓調(diào)節(jié)到所接收的電壓值的操作。具 體而言，CPU lg將所接收的電壓值存儲到目標(biāo)電壓存儲部le4中，然 后使均衡電路ld執(zhí)行將電池5的電壓調(diào)節(jié)為存儲在目標(biāo)電壓存儲部 le4中的電壓值的操作。此外，CPU lg使通信電路lf執(zhí)行將電池電壓檢測電路la所檢測的電壓以及從屬設(shè)備1的等級"1"(從屬設(shè)備1的標(biāo)識符)發(fā) 送至主設(shè)備4的處理。CPU lg使通信電路lf執(zhí)行將電流檢測電路lb 所檢測的電流以及等級"1"發(fā)送至主設(shè)備4的處理。CPU lg使得通信 電路lf執(zhí)行將溫度檢測電路lc所檢測的溫度以及等級"1"發(fā)送至主 設(shè)備4的處理。 CPU lg基于電池狀態(tài)信息(電池5的電壓)和外部信息(來 自另一單電池的信息)，通過使用均衡電路ld來使電池5放電，從而使 得互連的單電池的電壓彼此更接近。電源電路lh將功率供給從屬設(shè)備1內(nèi)的各電路。圖3是示出了從屬設(shè)備3的示例的框圖。應(yīng)當(dāng)注意的是， 圖3中與圖1所示相同的組件被提供有相同的符號。在圖3中，從屬設(shè)備3為該最低等級通信設(shè)備的示例。從 屬設(shè)備3包括電池電壓檢測電路3a、電流檢測電路3b、電池溫度檢測 電路3c、均衡電路3d、信息存儲電路3e、通信電路3f、 CPU 3g、以及 電源電路3h。信息存儲電路3e包括等級存儲部3el、第一發(fā)送目的地 存儲部3e2、電壓存儲部3e3、以及目標(biāo)電壓存儲部3e4。通?？蓪㈦姵仉妷簷z測電路3a稱作為第二檢測裝置和測 量裝置。電池電壓檢測電路3a為第二檢測部和測量部的示例。電 池電壓檢測電路3a檢測電池7的電壓值，并將電壓值(電池信息信息) 提供至CPU3g。電流檢測電路3b檢測從電池7流出的電流，并將電流 值提供至CPU3g。通?？蓪㈦姵販囟葯z測電路3c稱作為測量裝置。
電池溫度檢測電路3c檢測電池7的溫度，并將溫度(電池 狀態(tài)信息)提供至CPU3g。通常可將均衡電路3d稱作為第二調(diào)節(jié)裝置或放電裝置。均衡電路3d是第二調(diào)節(jié)部和放電部的示例。均衡電路3d 調(diào)節(jié)電池7的電壓。例如，均衡電路3d是具有開關(guān)的電阻元件，當(dāng)開 關(guān)導(dǎo)通時，允許來自電池7的電流流過該電阻元件，從而減小電池7 的電壓。信息存儲電路3e存儲各種信息。等級存儲部3el存儲提供至從屬設(shè)備3的等級"3"(最 低等級)。第一發(fā)送目的地存儲部3e2存儲有關(guān)信息發(fā)送目的地的信 息。具體而言，作為緊接于最低等級"3 "之前的等級的等級"2"被存 儲在第一發(fā)送目的地存儲部3e2中。應(yīng)當(dāng)注意的是，等級"2"被提供 至從屬設(shè)備2。也就是說，在第一發(fā)送目的地存儲部3e2中，從屬設(shè)備 2的標(biāo)識符被存儲為發(fā)送目的地。電壓存儲部3e3存儲由電池電壓檢測電路3a檢測的電池7 的電壓值。目標(biāo)電壓存儲部3e4存儲目標(biāo)電壓值。具體而言，電池5 至7的電壓值中的最低電壓值被存儲在目標(biāo)電壓存儲部3e4中。通常可將通信電路3f稱作為第二通信裝置、發(fā)送裝置和接 收裝置。
通信電路3f為第二通信部、發(fā)送部和接收部的示例。通信
電路3f由CPU 3g控制，并與主設(shè)備4以及存儲在第一發(fā)送目的地存儲部3e2中的發(fā)送目的地進(jìn)行通信。通?？蓪PU3g稱作為第二控制裝置。 CPU3g為第二控制部的示例。CPU3g控制從屬設(shè)備3的操作。例如，CPU3g執(zhí)行如下控制。當(dāng)通信電路3f接收來自被存儲為第一發(fā)送目的地存儲部3e2中的發(fā)送目的地的從屬設(shè)備2的電壓值時，CPU 3g選擇所接收的電壓值與電池電壓檢測電路3a所檢測的電壓值之間的較低電壓值。 CPU 3g將所選擇的電壓值從通信電路3f發(fā)送至從屬設(shè)備2，其被存儲為第一發(fā)送目的地存儲部3e2中的發(fā)送目的地。 CPU3g使均衡電路3d執(zhí)行將電池7的電壓調(diào)節(jié)為所選電壓值的操作。具體而言，CPU3g將所選擇的電壓值存儲到目標(biāo)電壓存儲部3e4中，然后使均衡電路3d執(zhí)行將電池7的電壓調(diào)節(jié)為存儲在目標(biāo)電壓存儲部3e4中的電壓值的操作。此外，CPU3g使通信電路3f執(zhí)行將電池電壓檢測電路3a所檢測的電壓以及從屬設(shè)備3的等級"3"(從屬設(shè)備3的標(biāo)識符)發(fā)送至主設(shè)備4的處理。CPU 3g使通信電路3f執(zhí)行將電流檢測電路3b所檢測的電流以及等級"3"發(fā)送至主設(shè)備4的處理。CPU3g使通信電路3f執(zhí)行將溫度檢測電路3c所檢測的溫度以及等級"3"發(fā)送至主設(shè)備4的處理。 CPU 3g基于電池狀態(tài)信息(電池7的電壓)和外部信息(來自另一單電池的信息)，通過使用均衡電路3d來使電池7放電，從而使得互連的單電池的電壓相互更接近。電源電路3h將功率供給從屬設(shè)備3中的各電路。圖4是示出了從屬設(shè)備2的示例的框圖。應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖4中，與圖1所示相同的組件被提供相同的符號。在圖4中，從屬設(shè)備2為其他通信設(shè)備的示例。從屬設(shè)備2包括電池電壓檢測電路2a、電流檢測電路2b、電池溫度檢測電路2c、均衡電路2d、信息存儲電路2e、通信電路2f、 CPU 2g以及電源電路2h。信息存儲電路2e包括等級存儲部2el、第一發(fā)送目的地存儲部2e2、第二發(fā)送目的地存儲部2e3、電壓存儲部2e4、以及目標(biāo)電壓存儲部2e5。通?？蓪㈦姵仉妷簷z測電路2a稱作為第三檢測裝置和測量裝置。電池電壓檢測電路2a為第三檢測部和測量部的示例。電池電壓檢測電路2a檢測電池6的電壓值，并將電壓值(電池信息信息)提供至CPU2g。電流檢測電路2b檢測從電池6流出的電流，并將電流值提供至CPU 2g。通?？蓪㈦姵販囟葯z測電路2c稱作為測量裝置。電池溫度檢測電路2c檢測電池6的溫度，并將溫度(電池狀態(tài)信息)提供至CPU 2g。通?？蓪⒕怆娐?d稱作為第三調(diào)節(jié)裝置和放電裝置。均衡電路2d是第三調(diào)節(jié)部和放電部的示例。均衡電路2d
17調(diào)節(jié)電池6的電壓。例如，均衡電路2d為具有開關(guān)的電阻元件，當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時，允許來自電池6的電流流過該電阻元件，從而減小電池6的電壓。信息存儲電路2e存儲各種信息。等級存儲部2el存儲提供至從屬設(shè)備2的等級"2"。第一發(fā)送目的地存儲部2e2存儲有關(guān)信息發(fā)送目的地的信息。具體而言，緊接于等級"2"之后的等級"3"被存儲在第一發(fā)送目的地存儲部2e2中。應(yīng)當(dāng)注意的是，等級"3 "被提供至從屬設(shè)備3。也就是說，在第一發(fā)送目的地存儲部2e2中，從屬設(shè)備3的標(biāo)識符被存儲為發(fā)送目的地。第二發(fā)送目的地存儲部2e3存儲有關(guān)信息發(fā)送目的地的信息。具體而言，緊接于等級"2"之前的等級"1"被存儲在第二發(fā)送目的地存儲部2e3中。應(yīng)當(dāng)注意的是，等級"1"被提供至從屬設(shè)備1。也就是說，在第二發(fā)送目的地存儲部2e3中，從屬設(shè)備1的標(biāo)識符被存儲為發(fā)送目的地。電壓存儲部2e4存儲由電池電壓檢測電路2a檢測的電池6的電壓值。目標(biāo)電壓存儲部2e5存儲目標(biāo)電壓值。具體而言，電池5至7的電壓值中的最低電壓值被存儲在目標(biāo)電壓存儲部2e5中。通?？蓪⑼ㄐ烹娐?f稱作為第三通信裝置、發(fā)送裝置和接收裝置。通信電路2f為第三通信部、發(fā)送部和接收部的示例。通信電路2f與存儲在第一發(fā)送目的地存儲部2e2中的發(fā)送目的地、存儲在第二發(fā)送目的地存儲部2e3中的發(fā)送目的地、以及主設(shè)備4進(jìn)行通信。通?？蓪PU2g稱作為第三控制裝置。
CPU2g為第三控制部的示例。CPU2g控制從屬設(shè)備2的操作。例如，CPU2g執(zhí)行如下控制。當(dāng)通信電路2f接收來自被存儲為第二發(fā)送目的地存儲部2e3中的發(fā)送目的地的從屬設(shè)備1的電壓值時，CPU2g選擇從屬設(shè)備1的電壓值與電池電壓檢測電路2a所檢測的電壓值之間的較低的電壓值。隨后，CPU2g將所選擇的電壓值從通信電路2f發(fā)送至從屬設(shè)備3，其被存儲為第一發(fā)送目的地存儲部2e2中的發(fā)送目的地。當(dāng)通信電路2f接收來自被存儲為第一發(fā)送目的地存儲部2e2中的發(fā)送目的地的從屬設(shè)備3的電壓值時，CPU 2g將來自從屬設(shè)備3的電壓值從通信電路2f發(fā)送至從屬設(shè)備1，其被存儲為第二發(fā)送目的地存儲部2e3中的發(fā)送目的地。此后，CPU2g使均衡電路2d執(zhí)行將電池6的電壓調(diào)節(jié)為發(fā)送至從屬設(shè)備1的電壓值的操作。具體而言，CPU2g將發(fā)送至從屬設(shè)備1的電壓值存儲到目標(biāo)電壓存儲部2e5中，然后使均衡電路2d執(zhí)行將電池6的電壓調(diào)節(jié)為存儲在目標(biāo)電壓存儲部2e5中的電壓值的操作。此外，CPU2g使通信電路2f執(zhí)行將電池電壓檢測電路2a所檢測的電壓以及從屬設(shè)備2的等級"2"(從屬設(shè)備2的標(biāo)識符)發(fā)送至主設(shè)備4的處理。CPU2g使通信電路2f執(zhí)行將電流檢測電路2b所檢測的電流以及等級"2"發(fā)送至主設(shè)備4的處理。CPU2g使通信電
路2f執(zhí)行將溫度檢測電路2c所檢測的溫度以及等級"2"發(fā)送至主設(shè)備4的處理。 CPU 2g基于電池狀態(tài)信息(電池6的電壓)和外部信息(來自另一單電池的信息)，通過使用均衡電路2d來使電池6放電，從而使得互連的單電池的電壓相互更接近。電源電路2h將功率供給從屬設(shè)備2中的各電路。圖5是示出了主設(shè)備4的示例的框圖。應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖5中，與圖1所示相同的組件被提供有相同的符號。在圖5中，主設(shè)備4為管理設(shè)備的示例。主設(shè)備4管理多個從屬設(shè)備1至3，并控制冷卻風(fēng)扇8。主設(shè)備4包括通信電路4a、信息存儲電路4b、繼電器驅(qū)動電路4c、通信電路4d、冷卻風(fēng)扇驅(qū)動電路4e、 CPU4f、以及電源電路4g。通信電路4a與從屬設(shè)備1至3進(jìn)行通信。例如，通信電路4a將啟動信號發(fā)送至從屬設(shè)備1，并接收有關(guān)電池的信息，以及從屬設(shè)備的標(biāo)識符(等級)。信息存儲電路4b存儲各種信息。例如，繼電器驅(qū)動電路4c驅(qū)動用于啟動未示出電路的繼電器(未示出)。通信電路4d與未示出的另一設(shè)備進(jìn)行通信。冷卻風(fēng)扇驅(qū)動電路4e驅(qū)動冷卻風(fēng)扇8。 CPU 4f控制主設(shè)備4的操作。電源電路4g將功率供給主設(shè)備4中的各電路。下面描述操作。
圖6是用于說明電池控制系統(tǒng)的操作的序列圖。在圖6中，與圖1所示相同的組件被提供有相同的符號。下面參照圖6描述電池控制系統(tǒng)的操作。當(dāng)操作電池控制系統(tǒng)的電源開關(guān)(未示出)時，從屬設(shè)備1至3的電源電路lh至3h，以及主設(shè)備4的電源電路4g開始操作，并將功率供給每個電路。在接收到功率供給時，主設(shè)備4的CPU4f以及從屬設(shè)備1至3的CPUlg至3g執(zhí)行初始化處理(步驟S1至S4)。在從屬設(shè)備1中，在初始化處理完成時，CPUlg使電池電壓檢測電路la檢測電池5的電壓值。在電池5的電壓值檢測之后，電池電壓檢測電路la將電池5的電壓提供至CPUlg (步驟S5)。在接收到電池5的電壓值之后，CPUlg將電池5的電壓值存儲到電壓存儲部le3中(步驟S6)。而且，在從屬設(shè)備2中，在初始化處理完成之后，CPU2g使電池電壓檢測電路2a檢測電池6的電壓值。在檢測到電池6的電壓值之后，電池電壓檢測電路2a將電池6的電壓提供至CPU2g(步驟S7)。在接收到電池7的電壓值之后，CPU2g將電池7的電壓值存儲到電壓存儲部2e4中(步驟S8)。此外，在從屬設(shè)備3中，在初始化處理完成之后，CPU3g使電池電壓檢測電路3a檢測電池7的電壓值。電池電壓檢測電路3a將電池7的電壓值提供至CPU3g (步驟S9)。在接收到電池7的電壓值之后，CPU3g將電池7的電壓值存儲到電壓存儲部3e3中(步驟S10 )。然后，在主設(shè)備4中，CPU4f將啟動信號從通信電路4a
21發(fā)送至從屬設(shè)備1 (步驟Sll)。在從屬設(shè)備1中，在接收到啟動信號之后，通信電路If
將啟動信號提供至CPUlg。在接收到啟動信號之后，CPUlg從電壓存儲部le3讀取電池5的電壓值，還從等級存儲部lel讀取等級"1",并且從第一發(fā)送目的地存儲部le2讀取指示發(fā)送目的地的等級"2"。CPUlg將電池5的電壓值和等級"1"從通信電路lf發(fā)送至具有等級"2"的從屬設(shè)備2 (步驟S12)。在從屬設(shè)備2中，在接收到電池5的電壓值和等級"1"之后，通信電路2f將電池5的電壓值和等級"1"提供給CPU2g。在接收到電池5的電壓值和等級"1"之后，CPU2g確定從從屬設(shè)備1中接收了信息，因為等級"1"指示緊接于存儲在等級存儲部2el中的等級"2"之前的等級。在確定從從屬設(shè)備1接收了信息之后，CPU2g在存儲在電壓存儲部2e4中的電池6的電壓值(檢測電壓)和電池5的電壓值(接收電壓)之間選擇較低的電壓值。應(yīng)指出的是，當(dāng)電池5的電壓值等于電池6的電壓值時，CPU2g可以選擇電池5的電壓值，或可以選擇電池6的電壓值(步驟S13)。在選擇了電壓值之后，CPU2g從等級存儲部2el中讀取等級"2"，并且還從第一發(fā)送目的地存儲部2e2中讀取指示發(fā)送目的地的等級"3" 。 CPU2g將選擇的電壓值和等級"2"從通信電路2f發(fā)送至具有等級"3"的從屬設(shè)備3 (步驟S14)。在從屬設(shè)備3中，在接收到電壓值和等級"2"之后，通信電路3f將電壓值和等級"2"提供給CPU3g。在接收到電壓值和等級"2"之后，CPU3g確定從從屬設(shè)備2接收了信息，因為等級"2"指示緊接于存儲在等級存儲部3el中的等級"3"之前的等級。
在確定從從屬設(shè)備2接收了信息之后，CPU3g在存儲于電壓存儲部3e3中的電池7的電壓值(檢測電壓)和電壓值(接收電壓)之間選擇較低的電壓值。應(yīng)指出的是，當(dāng)接收電壓值等于電池7的電壓值時，CPU3g可以選擇接收電壓值，或可以選擇電池7的電壓值(步驟S15)。因此，在步驟S15中，CPU3g在電池5、 6和7的電壓值中選擇最低電壓值。在選擇了電壓值之后，CPU3g將選擇的電壓值存儲到目標(biāo)電壓存儲部3e4中(步驟S16)。在將電壓值存儲到目標(biāo)電壓存儲部3e4中之后，CPU3g從等級存儲部3el讀取等級"3"，并且還從第一發(fā)送目的地存儲部3e2讀取指示發(fā)送目的地的等級"2" 。 CPU3g將選擇的電壓值和等級"3"從通信電路3f發(fā)送至具有等級"2"的從屬設(shè)備2 (步驟S17)。在選擇的電壓值和等級"3"的發(fā)送完成之后，CPU3g使均衡電路3d執(zhí)行將電池7的電壓調(diào)節(jié)為存儲在目標(biāo)電壓存儲部3e4的電壓值的操作(步驟S18)。因此，電池7的電壓變成等于在電池5、6和7的電壓值中最低的電壓值。在從屬設(shè)備2中，在接收到電壓值和等級"3"之后，通信電路2f將電壓值和等級"3"提供至CPU2g。在接收到電壓值和等級"3"之后，CPU2g確定從從屬設(shè)備3接收了信息，因為等級"3"指示緊接于存儲在等級存儲部2el中的等級"2"之后的等級。在確定從從屬設(shè)備3接收了信息之后，CPU2g將接收到的電壓值存儲至目標(biāo)電壓存儲部2e5 (步驟S19)。
在將電壓值存儲到目標(biāo)電壓存儲部2e5中之后，CPU2g從 等級存儲部2d讀取等級"2"，并且還從第二發(fā)送目的地存儲部2e3 讀取指示發(fā)送目的地的等級"l"。CPU2g將存儲在目標(biāo)電壓儲存部2e5 的電壓值和等級"2"從通信電路2f發(fā)送至具有等級"1"的從屬設(shè)備 1 (步驟S20)。在存儲在目標(biāo)電壓存儲部2e5的電壓值和等級"2"的發(fā) 送完成之后，CPU2g使均衡電路2d執(zhí)行將電池6的電壓調(diào)節(jié)為存儲在 目標(biāo)電壓存儲部2e5中的電壓值的操作(步驟S21)。因此，電池6的 電壓變成與電池5、 6和7的電壓值中最低的電壓值相等。在從屬設(shè)備1中，在接收到電壓值和等級"2"之后，通 信電路lf將電壓值和等級"2"提供給CPUlg。在接收到電壓值和等 級"2"之后，CPUlg確定從從屬設(shè)備2接收了信息，因為等級"2" 指示緊接于存儲在等級存儲部lel中的等級"1"之后的等級。在確定從從屬設(shè)備2接收了信息之后，CPUlg將接收的電 壓值存儲到目標(biāo)電壓存儲部le4中(步驟S22)。 CPUlg使均衡電路ld執(zhí)行將電池5的電壓調(diào)節(jié)為存儲在 目標(biāo)電壓存儲部le4中的電壓值的操作(步驟S23)。因此，電池5的 電壓變成與電池5、 6和7的電壓值中最低的電壓值相等。相應(yīng)地，電 池5、 6和7的電壓變成與電池5、 6和7的電壓值中最低的電壓值相
等°本發(fā)明者認(rèn)為，在整個電池組上執(zhí)行電壓平衡控制等時， 不是其中僅使用一個集中控制設(shè)備來控制電池組的構(gòu)造，而是其中每 個電池都分離地設(shè)置有做出控制電池組所必需的確定的確定部的構(gòu) 造，允許對用于改變電池組設(shè)計的靈活性、在多種應(yīng)用中制造電池組的便利性以及對用戶方而言的可用性的改善。應(yīng)注意的是，主設(shè)備4僅將啟動信號作為觸發(fā)發(fā)送至從屬 設(shè)備l，并且不集中地管理每個從屬設(shè)備的電壓值。根據(jù)本示例性實施例，可以提供一種電池，在其中，在電
池安裝部分的外部上不生成諸如電池組均衡器的集中管理設(shè)備的情況 下，僅通過連接多個單電池并且將這些單電池安裝在目標(biāo)設(shè)備上，在 自主地保持單電池之間的電壓平衡的同時，可以獲取目標(biāo)電壓和電流。因此，即使在諸如改變串聯(lián)電池的數(shù)目地改變電池組的設(shè) 計過程中，也消除了用于重新設(shè)計集中控制設(shè)備的需求，提高了設(shè)計 更改的靈活性，并且對于用戶，S卩，需要安裝電池的設(shè)備的制造商而 言，可用性得到改善。而且，對于電池的制造商，制造多種用途的電 池組的方便性得到提高。此外，根據(jù)本示例性實施例，各個從屬設(shè)備1至3按照根 據(jù)等級的順序，傳遞關(guān)于電池5至7的電壓值的信息，結(jié)果，多個電 池5至7之間的最低電壓值在各個從屬設(shè)備1至3之間被共享，并且 各個電池5至7的電壓被調(diào)節(jié)為那些電池中的最低電壓。由于這個原因，當(dāng)根據(jù)等級設(shè)置各個從屬設(shè)備1至3時， 各個從屬設(shè)備1至3之間的通信距離能夠被縮短。從而，當(dāng)從屬設(shè)備1 至3以無線方式通信時，使這些設(shè)備抵抗噪聲的影響是可能的。而且， 當(dāng)各個從屬設(shè)備1至3通過有線方式進(jìn)行通信時，可以縮短通信線路 以縮小構(gòu)造的大小。而且，由于消除了主設(shè)備4的與所有從屬設(shè)備單獨地交換 信息的需要，所以減少主設(shè)備4的載荷是可能的。
在本示例性實施例中，最高等級從屬設(shè)備1鄰近于具有比
最高等級次一等級的從屬設(shè)備2，最低等級從屬設(shè)備3鄰近于具有緊接 于最低等級之前等級的從屬設(shè)備2，并且從屬設(shè)備2鄰近于具有緊接于 從屬設(shè)備2的等級之前和之后的等級的從屬設(shè)備1和3。在該情形下，各個從屬設(shè)備之間的通信距離被縮短。因此， 當(dāng)各個從屬設(shè)備通過有線連接彼此通信時，使得這些設(shè)備可以抵抗噪 聲的干擾。而且，當(dāng)各個從屬設(shè)備通過有線連接彼此通信時，可以縮 短通信線路以便于縮小構(gòu)造的大小。接下來描述本示例性實施例的修改示例。圖7是用于描述本示例性實施例的修改示例的操作的序列 圖。應(yīng)注意的是，在圖7中，與在圖6中所示操作相同的操作被賦予 相同符號。在下文中，參考圖7描述修改示例的操作，集中在與在圖6 中所示的操作的不同點上。在完成初始化處理之后，在使得電池電壓檢測電路la檢 測電池5的電壓值的同時，CPUlg使電流檢測電路lb檢測從電池5流 出的電流，并且還使電池溫度檢測電路lc檢測電池5的溫度(步驟
5101) 。在完成初始化處理之后，在使得電池電壓檢測電路2a檢 測電池6的電壓值的同時，CPU2g使電流檢測電路2b檢測從電池6流 出的電流，并且還使電池溫度檢測電路2c檢測電池6的溫度(步驟
5102) 。在完成初始化處理之后，在使得電池電壓檢測電路3a檢 測電池7的電壓值的同時，CPU3g使電流檢測電路3b檢測從電池7流 出的電流，并且還使電池溫度檢測電路3c檢測電池7的溫度(步驟
26S103)。在接收到啟動信號之后，CPUlg將檢測到的電池電壓、電 池溫度和電流與等級"1"(從屬設(shè)備1的標(biāo)識符) 一起從通信電路 lf發(fā)送至主設(shè)備4 (步驟S104)。在接收到來自從屬設(shè)備1的電壓值之后，CPU2g將檢測到 的電池電壓、電池溫度和電流與等級"2"(從屬設(shè)備2的標(biāo)識符) 一起從通信電路2f發(fā)送至主設(shè)備4 (步驟S105)。在接收到來自從屬設(shè)備2的電壓值之后，CPU3g將檢測到 的電池電壓、電池溫度和電流與等級"3"(從屬設(shè)備3的標(biāo)識符)一 起從通信電路3f發(fā)送至主設(shè)備4 (步驟S106)。在接收到來自從屬設(shè)備1至3的關(guān)于電池的數(shù)據(jù)之后， CPU4f基于該數(shù)據(jù)計算分組數(shù)據(jù)(packed data)(步驟S108)。應(yīng)指 出的是，分組數(shù)據(jù)是關(guān)于通過連接電池5至7而形成的電池組的數(shù)據(jù)。 CPU4f將分組數(shù)據(jù)從通信電路4d發(fā)送至另一設(shè)備(步驟 S109)。根據(jù)該修改的實施例，當(dāng)將啟動信號發(fā)送至一個從屬設(shè)備 1時，主設(shè)備4可以從多個從屬設(shè)備1至3接收關(guān)于電池的信息。從而， 主設(shè)備4可以管理單獨的電池的狀態(tài)。應(yīng)注意的是，當(dāng)從從屬設(shè)備1至3所接收的電池溫度的任 何一個超過規(guī)定溫度時，CPU4f使冷卻風(fēng)扇驅(qū)動電路4e驅(qū)動冷卻風(fēng)扇 8，以降低電池的溫度。圖8是示出了在其中使用封裝膜電池的電池控制系統(tǒng)的說明圖。在圖8中，與圖1中所示的相同組件被賦予相同符號。應(yīng)注意 的是，在圖8中，出于簡化描述的目的，在從屬設(shè)備1中僅示出了通
信電路lf，在從屬設(shè)備2中僅示出了通信電路2f，在從屬設(shè)備3中僅 示出了通信電路3f。在圖8中，電池5、 6和7是每個都包括電池元件9a和包 括金屬層的封裝膜9b的膜封裝電池。電池元件9a由正電極板、負(fù)電極 板和電解液等構(gòu)成，并且通過由封裝膜9b覆蓋而被容納 (accommodate)。封裝膜9b包括金屬層(例如鋁層)9c、設(shè)置在金 屬層9c的外圍上的絕緣層9d以及密封層9e。此處，可以將金屬層直 接彼此接合，而沒有密封層9e。而且，作為封裝膜9b，可以使用將密 封層設(shè)置在金屬層9c的整個內(nèi)圍上的層壓膜。各個電池5、 6和7被層 壓成其主表面9f處于彼此相對的狀態(tài)。電池元件9a是，例如鋰離子電池的元件，該鋰離子電池 由吸留和釋放鋰離子的正電極和負(fù)電極以及非電解液構(gòu)成。此處，對于封裝膜9b的各個層的厚度，從可處理性和空 間效率的角度來看優(yōu)選的是，封裝膜9b是具有10至100，厚度的金 屬層9c、 10至40;/m厚度的絕緣層9d、以及30至200//m厚度的密封 層9e的層壓膜。然而，只要構(gòu)造適合于本示例性實施例的目標(biāo)，則厚 度不限于此。在本發(fā)明中，以如上所述的形式使用封裝膜，除了諸如能 夠減少電池厚度和重量以及僅通過使用熱壓制成氣密封裝的已知優(yōu)勢 以外，可能取得服務(wù)于如下所述的兩個目的的效果。將通信電路lf連接至電池5的金屬層9c，將通信電路2f 連接至電池6的金屬層9c，以及將通信電路3f連接至電池7的金屬層 9c。
通過使用電池5的金屬層9c和電池6的金屬層9c，通信 電路lf和通信電路2f通過無線信號彼此通信，并且通過使用電池6的 金屬層9c和電池7的金屬層9c，通信電路2f和通信電路3f彼此通信。此處，由于電池5和電池6各自的主表面9f彼此相對，所 以電池5的金屬層9c和電池6的金屬層9c處于彼此相對的狀態(tài)。在使用前述優(yōu)選形式的封裝膜的情形下，當(dāng)使電池5和電 池6以直接接觸方式彼此相對時，金屬層之間的空間是從20至80//m， 即使在未使該電池彼此接觸，而在主表面之間設(shè)置用于冷卻的空間(優(yōu) 選的是在2mm之內(nèi))的情形下，金屬層之間的空間處于最大為2.1mm 的量級。這使得通信電路lf和通信電路2f處于與通過由電池5的金屬 層9c和電池6的金屬層9c構(gòu)成的電容器彼此連接的情形等效的狀態(tài)， 從而便利了通信電路lf和通信電路2f之間的相互通信。這種狀態(tài)與使 天線更接近的狀態(tài)相同。在該示例中，可以使用金屬層作為用于通信的天線，以便 于簡化構(gòu)造。而且，由于金屬層相互鄰近并且相互相對，執(zhí)行其中來 自外部的噪聲影響較小的良好的通信是可能的。在上述示例性實施例和示例中，每個示出的構(gòu)造都是單一 示例，并且本發(fā)明不限于這些構(gòu)造。例如，雖然在上述示例性實施例和示例中，將從屬設(shè)備2 用作具有既非最高等級也非最低等級的等級的從屬設(shè)備，但是可以設(shè)
置多個具有既非最高等級也非最低等級的等級的從屬設(shè)備。
此外，可以將電力線用作通信線。
29
而且，當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用于要求精確控制電壓的上限和下限 的鋰離子電池時，本發(fā)明是最有效的。然而，該電池不限于鋰離子電 池而可以做適當(dāng)改變。此外，作為另一背景，當(dāng)一個電池進(jìn)入異常狀態(tài)并且發(fā)生 導(dǎo)致熱生成的熱失控時，生成的熱能被傳送給下一電池，從而該異常 情形擴(kuò)散。所以，存在對一個失控電池可能以這種方式引發(fā)連鎖反應(yīng) 的擔(dān)憂。因此，在連鎖反應(yīng)生成之前將所有電池的能量釋放可以抑 制異常狀態(tài)的連鎖反應(yīng)。由于這種原因，在上面的示例性實施例中，當(dāng)在一個電池 中出現(xiàn)異常并且其電壓異常降低或其溫度異常升高時，需要該電池將 異常信息(溫度信息)發(fā)送至另一電池，并且非異常的另一電池進(jìn)行 自行放電，以安全地釋放能量。在該情形下，每個通信電路使用電池溫度作為與另一通信 電路進(jìn)行通信的電池狀態(tài)信息。而且，對于用于放電的確定，當(dāng)每個 CPU檢測到其溫度不低于某個設(shè)置溫度時，其確定電池為異常，并且 通過使用通信電路將指示全面放電的信號發(fā)送給另一電池，同時通過 使用均衡電路，全面釋放對應(yīng)電池的電壓。而且，在從另一單電池接 收到指示全面放電的信號之后，每個CPU將指示全面放電的信號發(fā)送 至另一電池，同時通過使用均衡電路全面釋放對應(yīng)電池的電壓。即，基于對應(yīng)電池的電池狀態(tài)信息(電池溫度)和外部信 息(來自另一單電池的信息)，每個CPU將對應(yīng)電池放電，以便電池 組中的所有電池在異常情況下均被安全地放電。本示例性實施例的電池控制系統(tǒng)是包括三個或多于三個通信設(shè)備、以及管理設(shè)備的系統(tǒng)，其中，所述通信設(shè)備對應(yīng)于單獨的 電池，并且被預(yù)先分級，所述管理設(shè)備將啟動信號發(fā)送至具有最高等 級的通信設(shè)備，其中，所述最高等級通信設(shè)備包括第一檢測部，其 用于檢測對應(yīng)電池的電壓值；第一調(diào)節(jié)部，其用于調(diào)節(jié)對應(yīng)電池的電 壓；第一通信部，其用于與所述管理設(shè)備和具有緊接于最高等級之后 的等級的通信設(shè)備進(jìn)行通信；以及第一控制部，其用于當(dāng)?shù)谝煌ㄐ挪?接收到啟動信號時，將由第一檢測部檢測的電壓值從第一通信部發(fā)送 至后面緊接等級(immediately-following-rank)的通信設(shè)備，并且用于 當(dāng)?shù)谝煌ㄐ挪繌暮竺婢o接等級的傳輸設(shè)備接收到電壓值時，通過使用 第一調(diào)節(jié)部，將對應(yīng)電池的電壓調(diào)節(jié)為由通信裝置從后面緊接等級的 傳輸設(shè)備接收的電壓值，具有最低等級的通信設(shè)備包括第二檢測部， 其用于檢測對應(yīng)電池的電壓值；第二通信部，其用于與具有緊接最低 等級之前的等級的通信設(shè)備進(jìn)行通信；第二控制部，其用于當(dāng)?shù)诙?信部從前面緊接等級(immediately-preceding-rank)的通信設(shè)備接收到 電壓值時，在由第二通信部從前面緊接等級的通信設(shè)備接收的電壓值 與由第二檢測部所檢測的電壓值之間選擇較低的電壓值，并且將該選 擇電壓值從第二通信部發(fā)送至前面緊接等級的通信設(shè)備；以及第二調(diào) 節(jié)部，其用于將對應(yīng)電池的電壓調(diào)節(jié)為由第二控制部所選擇的電壓值，
其他通信設(shè)備包括第三檢測部，其用于檢測對應(yīng)電池的電壓值；第 三通信部，其用于與具有緊接于其他通信設(shè)備之前和之后的等級的通 信設(shè)備進(jìn)行通信；第三控制部，其用于當(dāng)?shù)谌ㄐ挪繌那懊婢o接等級 的通信設(shè)備接收到電壓值時，將由第三通信部從前面緊接等級的通信 設(shè)備接收的電壓值與由第三檢測部所檢測的電壓值之間的較低的電壓 值，從第三通信部發(fā)送至后面緊接等級的通信設(shè)備，以及當(dāng)?shù)谌ㄐ?部從后面緊接等級的通信設(shè)備接收到電壓值時，將由第三通信部從后 面緊接等級的通信設(shè)備所接收的電壓值，從第三通信部發(fā)送至前面緊 接等級的通信設(shè)備；以及第三調(diào)節(jié)部，其用于將對應(yīng)電池的電壓調(diào)節(jié) 為從后面緊接等級的通信設(shè)備所接收的電壓值。而且，本示例性實施例的電池控制方法是由電池控制系統(tǒng)所執(zhí)行的方法，該電池控制系統(tǒng)包括三個或多于三個通信設(shè)備、以及 管理設(shè)備，其中，所述通信設(shè)備對應(yīng)于單獨的電池并且已經(jīng)被預(yù)先分
級，所述管理設(shè)備將啟動信號發(fā)送至具有最高等級的通信設(shè)備，所述 方法包括第一檢測步驟，其中，最高等級通信設(shè)備檢測對應(yīng)電池的 電壓值；第二檢測步驟，其中，與最高等級和最低等級通信設(shè)備不同 的其他通信設(shè)備檢測對應(yīng)電池的電壓值；第三檢測步驟，其中，具有 最低等級的通信設(shè)備檢測對應(yīng)電池的電壓值；第一發(fā)送步驟，其中， 在接收到啟動信號的情形下，最高等級通信設(shè)備將在第一檢測步驟中 檢測的電壓值發(fā)送至具有緊接于最高等級之后的等級的通信設(shè)備；第 二發(fā)送步驟，其中，其他通信設(shè)備在從具有緊接于所述其他通信設(shè)備 之前的等級的通信設(shè)備接收到電壓值的情形下，將在從具有緊接于所 述其他通信設(shè)備之前的等級的通信設(shè)備接收的電壓值與在第二檢測步 驟中檢測的電壓值之間的較低的電壓值，發(fā)送至具有緊接于所述其他 通信設(shè)備之后的等級的通信設(shè)備.，第三發(fā)送步驟，其中，最低等級通 信設(shè)備在從具有緊接于最低等級之前的等級的通信設(shè)備接收到電壓值 的情形下，將在從具有緊接于最低等級之前的等級的通信設(shè)備接收的 電壓值與在第三檢測步驟中所檢測到的電壓值之間的較低的電壓值， 發(fā)送至具有緊接于最低等級通信設(shè)備之前的等級的通信設(shè)備；第一調(diào) 節(jié)步驟，其中，最低等級通信設(shè)備將與最低等級通信設(shè)備相對應(yīng)的電
池的電壓調(diào)節(jié)為所述較低的電壓值；第四發(fā)送步驟，其中，其他通信 設(shè)備在從具有緊接于所述其他通信設(shè)備之后的等級的通信設(shè)備接收到
電壓值的情形下，將從具有緊接于所述其他通信設(shè)備之后的等級的通 信設(shè)備所接收的電壓值，發(fā)送至具有緊接于所述其他通信設(shè)備之前的 等級的通信設(shè)備；第二調(diào)節(jié)步驟，其中，所述其他通信設(shè)備將與所述 其他通信設(shè)備相對應(yīng)的電池的電壓調(diào)節(jié)為從后面緊接等級的通信設(shè)備 所接收到的電壓值；以及第三調(diào)節(jié)步驟，其中，最高等級通信設(shè)備在 從具有緊接于最高等級通信設(shè)備之后的等級的通信設(shè)備接收到電壓值 的情形下，將與所述最高等級通信設(shè)備相對應(yīng)的電池的電壓調(diào)節(jié)為從 具有緊接于最高等級通信設(shè)備之后的等級的通信設(shè)備所接收的電壓 值。
根據(jù)上述示例性實施例，每個通信設(shè)備按照與其等級相對 應(yīng)的順序，對關(guān)于電池電壓的信息進(jìn)行通信，結(jié)果，多個電池中的最 低電壓值在每個通信設(shè)備間共享，并且每個電池的電壓被調(diào)節(jié)為最低 電壓。由于該原因，響應(yīng)于每個通信設(shè)備的等級來安排通信設(shè)備 可以縮短每個通信設(shè)備之間的通信距離。因此，當(dāng)每個通信設(shè)備通過 無線方式通信時，使得設(shè)備可以抵抗噪聲的影響。而且，當(dāng)每個通信 設(shè)備通過有線方式通信時，可以縮短通信線路，以便于減少構(gòu)造的大 小。而且，由于消除了對管理設(shè)備與所有通信設(shè)備單獨地交換 信息的需要，可以減少管理設(shè)備的載荷。此外，理想的是，最高等級通信設(shè)備鄰近于具有最高等級 次一等級的通信設(shè)備，最低等級通信設(shè)備鄰近于具有緊接于最低等級 之前的等級的通信設(shè)備，并且其他通信設(shè)備鄰近于具有緊接于所述其 他通信設(shè)備等級之前和之后的等級的通信設(shè)備。在該情形下，在每個通信設(shè)備之間的通信距離被縮短。因 此，當(dāng)每個通信設(shè)備通過無線方式進(jìn)行通信時，使得設(shè)備可以抵抗噪 聲的干擾。而且，當(dāng)每個通信設(shè)備通過有線方式進(jìn)行通信時，可以縮 短通信線路，以便于縮小構(gòu)造的大小。而且，理想的是，每個電池可以是膜封裝電池，所述膜封 裝電池包括電池元件和封裝膜，所述封裝膜包括容納電池元件的金屬 層，每個膜封裝電池可以被層壓成處于其主表面彼此相對的狀態(tài)，通 過使用相應(yīng)膜封裝電池的金屬層，第一、第二和第三通信部的每個互 相通信。
33
在該情形下，為了簡化構(gòu)造，將金屬層用作用于通信的天 線是可能的。而且，由于金屬層彼此相對，所以執(zhí)行良好的通信是可 能的。雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實施例示出了并且描述了 本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些示例性實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 理解的是，在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍的情形下， 可對本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)作各種修改。本發(fā)明基于2006年11月6日提交的日本專利申請NO. 2006-300615，并要求其優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其整體公開內(nèi)容通過引用合并 與此。
權(quán)利要求
1. 一種用于電池組的單電池，所述單電池被假定為與另一單電池互連從而被用作電池組，其中所述單電池由單元電池和控制電路構(gòu)成，所述單元電池是一個電化學(xué)電池，以及所述控制電路包括測量裝置，所述測量裝置用于獲取電池狀態(tài)信息，所述電池狀態(tài)信息至少包括所述單元電池的電壓；發(fā)送裝置，所述發(fā)送裝置用于將所述電池狀態(tài)信息發(fā)送至外部；接收裝置，所述接收裝置用于接收外部信息；以及裝置，所述裝置用于根據(jù)關(guān)于所述單元電池的所述電池狀態(tài)信息和所述外部信息，將所述單元電池放電，從而使互連的單電池的電壓彼此更接近。
2. —種用于電池組的單電池，所述單電池被假定為與另一單電池互連從而被用作電池組，其中所述單電池由單元電池和控制電路構(gòu)成， 所述單元電池是一個電化學(xué)電池，以及所述控制電路包括測量裝置，所述測量裝置用于獲取電池狀態(tài)信息，所述電池狀態(tài)信息至少包括所述單元電池的溫度；發(fā)送裝置，所述發(fā)送裝置用于將所述電池狀態(tài)信息發(fā)送至外部；接收裝置，所述接收裝置用于接收外部信息；以及裝置，所述裝置用于根據(jù)關(guān)于所述單元電池的所述電池狀態(tài)信息和所述外部信息，將所述單元電池放電，從而在異常情況下，安全地將電池組中的所有單電池放電。
3. —種電池控制系統(tǒng)，包括三個或多于三個通信設(shè)備、以及管理 設(shè)備，所述通信設(shè)備對應(yīng)于單獨的電池并且已經(jīng)被預(yù)先分級，所述管理設(shè)備將啟動信號發(fā)送至具有最高等級的所述通信設(shè)備，其中 所述最高等級通信設(shè)備包括第一檢測裝置，所述第一檢測裝置用于檢測對應(yīng)電池的電壓值； 第一調(diào)節(jié)裝置，所述第一調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述對應(yīng)電池的電壓； 第一通信裝置，所述第一通信裝置用于與所述管理設(shè)備和具有緊 接在所述最高等級之后的等級的通信設(shè)備進(jìn)行通信；以及第一控制部，所述第一控制部用于當(dāng)所述第一通信裝置接收到所 述啟動信號時，將由所述第一檢測裝置檢測到的電壓值從所述第一通 信裝置發(fā)送至所述后面緊接等級的通信設(shè)備，并且用于當(dāng)所述第一通 信裝置從所述后面緊接等級的傳輸設(shè)備接收到電壓值時，通過使用所 述第一調(diào)節(jié)裝置，將所述對應(yīng)電池的電壓調(diào)節(jié)為由所述通信裝置從所 述后面緊接等級的傳輸設(shè)備接收到的電壓值， 具有最低等級的所述通信設(shè)備包括第二檢測裝置，所述第二檢測裝置用于檢測對應(yīng)電池的電壓值；第二通信裝置，所述第二通信裝置用于與具有緊接在所述最低等 級之前的等級的通信設(shè)備進(jìn)行通信；第二控制部，所述第二控制部用于當(dāng)所述第二通信裝置從所述前 面緊接等級的通信設(shè)備接收到電壓值時，在由所述第二通信裝置從所 述前面緊接等級的通信設(shè)備接收到的電壓值與由所述第二檢測裝置檢 測到的電壓值之間選擇較低的電壓值，并且用于將所述選擇的電壓值 從所述第二通信裝置發(fā)送至所述前面緊接等級的通信設(shè)備；以及第二調(diào)節(jié)裝置，所述第二調(diào)節(jié)裝置用于將所述對應(yīng)電池的電壓調(diào) 節(jié)為由所述第二控制裝置選擇的電壓值，其他所述通信設(shè)備包括第三檢測裝置，所述第三檢測裝置用于檢測對應(yīng)電池的電壓值； 第三通信裝置，所述第三通信裝置用于與具有緊接在所述其他通 信設(shè)備之前和之后的等級的通信設(shè)備進(jìn)行通信；第三控制裝置，所述第三控制裝置用于當(dāng)所述第三通信裝置從所 述前面緊接等級的通信設(shè)備接收到電壓值時，將由所述第三通信裝置 從所述前面緊接等級的通信設(shè)備接收到的電壓值與由所述第三檢測裝置檢測到的電壓值之間的較低的電壓值，從所述第三通信裝置發(fā)送至 所述后面緊接等級的通信設(shè)備，并且用于當(dāng)所述第三通信裝置從所述 后面緊接等級的通信設(shè)備接收到電壓值時，將由所述第三通信裝置從 所述后面緊接等級的通信設(shè)備接收到的電壓值從所述第三通信裝置發(fā) 送至所述前面緊接等級的通信設(shè)備；以及第三調(diào)節(jié)裝置，所述第三調(diào)節(jié)裝置用于將所述對應(yīng)電池的電壓調(diào) 節(jié)為從所述后面緊接等級的通信設(shè)備接收到的電壓值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池控制系統(tǒng)，其中所述最高等級通信設(shè)備鄰近于具有緊接在所述最高等級之后的等 級的通信設(shè)備，所述最低等級通信設(shè)備鄰近于具有緊接在所述最低等級之前的等 級的通信設(shè)備，以及所述其他通信設(shè)備鄰近于具有緊接在所述其他通信設(shè)備之前和之 后的等級的通信設(shè)備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電池控制系統(tǒng)，其中 所述電池的每一個是包括電池元件和封裝膜的膜封裝電池，所述封裝膜包括容納所述電池元件的金屬層，所述膜封裝電池的每一個被層壓成處于其主表面彼此相對的狀 態(tài)，以及通過使用對應(yīng)膜封裝電池的所述金屬層，所述第一、第二和第三 通信裝置的每一個與另一個通信裝置進(jìn)行通信。
6. —種由電池控制系統(tǒng)執(zhí)行的電池控制方法，所述電池控制系統(tǒng) 包括三個或多于三個通信設(shè)備、以及管理設(shè)備，所述通信設(shè)備對應(yīng)于 單獨的電池并且已經(jīng)被預(yù)先分級，所述管理設(shè)備將啟動信號發(fā)送至具 有最高等級的所述通信設(shè)備，其中所述最高等級通信設(shè)備檢測對應(yīng)電池的電壓值， 與所述最高等級和最低等級通信設(shè)備不同的其他所述通信設(shè)備檢測對應(yīng)電池的電壓值，具有最低等級的所述通信設(shè)備檢測對應(yīng)電池的電壓值，所述最高等級通信設(shè)備在接收到所述啟動信號的情形下，將與所 述最高等級通信設(shè)備相對應(yīng)的電池的電壓值發(fā)送至具有緊接在所述最 高等級之后的等級的通信設(shè)備，所述其他通信設(shè)備在從具有緊接在所述其他通信設(shè)備之前的等級 的通信設(shè)備接收到電壓值的情形下，將從具有緊接在所述其他通信設(shè) 備之前的等級的通信設(shè)備接收到的電壓值與對應(yīng)于所述其他通信設(shè)備 的電的電壓值之間的較低的電壓值，發(fā)送至具有緊接在所述其他通信 設(shè)備之后的等級的通信設(shè)備，所述最低等級通信設(shè)備在從具有緊接在所述最低等級之前的等級 的通信設(shè)備接收到電壓值的情形下，將從具有緊接在所述最低等級之 前的等級的通信設(shè)備接收到的電壓值與對應(yīng)于所述最低等級通信設(shè)備的電池的電壓值之間的較低的電壓值，發(fā)送至具有緊接在所述最低等 級之前的等級的通信設(shè)備，所述最低等級通信設(shè)備將與所述最低等級通信設(shè)備相對應(yīng)的電池 的電壓調(diào)節(jié)為所述較低的電壓值，所述其他通信設(shè)備在從具有緊接在所述其他通信設(shè)備之后的等級 的通信設(shè)備接收到電壓值的情形下，將從具有緊接在所述其他通信設(shè) 備之后的等級的通信設(shè)備接收到的電壓值，發(fā)送至具有緊接在所述其 他通信設(shè)備之前的等級的通信設(shè)備，所述其他通信設(shè)備將與所述其他通信設(shè)備相對應(yīng)的電池的電壓調(diào) 節(jié)為從后面緊接等級的通信設(shè)備接收到的電壓值，以及所述最高等級通信設(shè)備在從具有緊接在所述最高等級之后的等級 的通信設(shè)備接收到電壓值的情形下，將與所述最高等級通信設(shè)備相對 應(yīng)的電池的電壓調(diào)節(jié)為從具有緊接在所述最高等級之后的等級的通信 設(shè)備接收到的電壓值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池控制系統(tǒng)和電池控制方法，所述電池控制系統(tǒng)和電池控制方法避免了對用于控制電池組中每個單電池電壓的集中控制設(shè)備的需要，幾乎不受噪聲的影響，不增加構(gòu)造，并且使控制設(shè)備上的載荷能夠減輕。用于電池組的單電池通過與另一單電池互連而被使用并且被用作電池組。單電池由單元電池(5)和控制電路(1)構(gòu)成。單元電池(5)是電化學(xué)電池。控制電路(1)具有測量裝置(1a)，其用于獲取至少包括單元電池(5)的電壓的電池狀態(tài)信息；發(fā)送裝置(1f)，其用于將電池狀態(tài)信息發(fā)送至外部；接收裝置(1f)，其用于接收外部信息；以及裝置(1d)，其用于根據(jù)關(guān)于單元電池(5)的電池狀態(tài)信息和外部信息，將單元電池(5)放電，使得互連的單電池的電壓彼此接近。
文檔編號H01M10/44GK101536244SQ20078004134
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月6日
發(fā)明者內(nèi)海和明, 片山敬治 申請人:日本電氣株式會社