專(zhuān)利名稱(chēng)：電池組控制器、電池組的控制方法和電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池組控制器，用于執(zhí)行將外部設(shè)備電連接到諸如鋰離子二次電池的
電池組上的控制，本發(fā)明還涉及電池組的控制方法和其中包含有控制器的電池組。
背景技術(shù)：
在對(duì)使用鋰離子二次電池或類(lèi)似裝置作為電池組電池的電池組被充電和放電時(shí)， 要準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組電池的溫度是非常困難的。尤其是，當(dāng)用等于或大于電池組電池或由 FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成的充電/放電控制開(kāi)關(guān)的可允許電流的充電電流或放電電流來(lái)對(duì) 電池組持續(xù)充電或放電的時(shí)候，電池組電池或充電/放電控制開(kāi)關(guān)就會(huì)過(guò)熱。因此，當(dāng)在根 據(jù)相關(guān)技術(shù)的電池組充電或放電的操作過(guò)程中電池組電池的溫度超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，就停止 從充電器提供充電電流或放電電流。另外的辦法是，關(guān)閉電池組的充電路徑或放電路徑。
例如，JP-A-2004-242459(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)揭示了 一個(gè)充電電路，該電路通過(guò)參照 電池組的溫度來(lái)控制電池組的充電，從而能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組已完成充電了，該電路 基于在電池組的溫度和電池組上不大受溫度升高影響的部件的溫度之間的差別的短暫 (temporal)變化，來(lái)控制電池組的充電。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，期望能夠防止電池組電池或充電/放電控制器開(kāi)關(guān)(以下稱(chēng)為"電池組 電池或類(lèi)似裝置")的溫度超過(guò)某個(gè)上限。當(dāng)在低溫環(huán)境中持續(xù)使用電池組電池，就會(huì)縮短 電池壽命。此外，當(dāng)充電/放電控制器由FET構(gòu)成時(shí)，充電/放電控制器開(kāi)關(guān)有高的接通電 阻(on-resistance)，并且這種開(kāi)關(guān)在充電或放電時(shí)就會(huì)過(guò)熱。在此情況下，即使這樣的元 件處于低溫之下，準(zhǔn)確的溫度檢測(cè)也是所希望的。 根據(jù)相關(guān)技術(shù)控制電池組或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的操作的控制器已經(jīng)被設(shè)計(jì)出 來(lái)，以便僅在檢測(cè)高溫時(shí)實(shí)現(xiàn)高的檢測(cè)準(zhǔn)確度，從而防止電池組電池的溫度超過(guò)某個(gè)上限。 當(dāng)使用這樣的設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)考慮熱敏電阻的溫度特性執(zhí)行溫度檢測(cè)以便提高高溫檢測(cè)的準(zhǔn) 確性。然而，在熱敏電阻的溫度特性中，在包括低溫和高溫在內(nèi)的很大的范圍內(nèi)，不能保持 溫度-電阻關(guān)系的線(xiàn)性。結(jié)果，當(dāng)在一個(gè)溫度區(qū)域中獲得高的檢測(cè)準(zhǔn)確度時(shí)，在另一個(gè)溫度 區(qū)域中的檢測(cè)準(zhǔn)確度就會(huì)較低。因此，采用根據(jù)相關(guān)技術(shù)的控制器，不能在包括低溫和高溫 在內(nèi)的很大的范圍內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組電池或類(lèi)似裝置的溫度。 考慮到這樣的情況，希望提供這樣的電池組控制器，它能在大的溫度范圍內(nèi)精確 地檢測(cè)電池組電池或類(lèi)似裝置的溫度，并能基于檢測(cè)的結(jié)果來(lái)控制將電池組電池電連接到 外部設(shè)備的操作，并同時(shí)抑制這樣的控制器的成本。還希望提供一種用于該控制器的控制 方法和其中安裝有控制器的電池組。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了電池組的控制器，包括至少含有一個(gè)溫度檢測(cè)元件 的溫度檢測(cè)部分，該溫度檢測(cè)元件的電阻隨著電池組電池和/或電連接電池組電池與外部 設(shè)備的充電/放電控制開(kāi)關(guān)(以下稱(chēng)為"電池組電池或類(lèi)似裝置")的溫度的變化而變化；包含第一電阻元件的第一分壓器電路，該第一電阻元件與溫度檢測(cè)部分的溫度檢測(cè)元件串 聯(lián)連接；包含第二電阻元件的第二分壓器電路，該第二電阻元件與溫度檢測(cè)部分的溫度檢 測(cè)元件串聯(lián)連接；控制部分，在切換分壓器電路以施加參考電壓的同時(shí)，將參考電壓施加到 第一和第二分壓器電路任意一個(gè)上，使得根據(jù)第一電阻元件或第二電阻元件與分壓器電路 之間的分壓比而施加到溫度檢測(cè)元件上的電壓的值，隨著電池組電池或類(lèi)似裝置的溫度的 變化而成比例地變化?？刂撇糠挚刂瞥潆?放電控制開(kāi)關(guān)，以便在基于分壓器電路的分壓 輸出所檢測(cè)的電池組電池或類(lèi)似裝置的溫度不低于第一溫度也不高于第二溫度時(shí)，使得外 部設(shè)備電連接到電池組電池。 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提出了一種電池組的控制方法，包括步驟在切換分 壓器電路以施加參考電壓的同時(shí)，將參考電壓加到包含第一電阻元件的第一分壓器電路和 包含第二電阻元件的第二分壓器電路中任意一個(gè)上。第一電阻元件與至少一個(gè)溫度檢測(cè)元 件串聯(lián)連接，并且其電阻隨著電池組電池和/或電連接電池組電池和外部設(shè)備的充電/放 電控制開(kāi)關(guān)(以下稱(chēng)為"電池組電池和類(lèi)似裝置")的溫度的變化而變化。第二電阻元件與 溫度檢測(cè)元件串聯(lián)連接。施加參考電壓，使得根據(jù)在第一電阻元件或第二電阻元件與分壓 器電路之間的分壓比而施加到溫度檢測(cè)元件上的電壓隨著電池組電池或類(lèi)似裝置的溫度 的變化而成比例地變化。該方法還包括步驟控制充電/放電控制開(kāi)關(guān)，以便在基于從其上 施加有參考電壓的分壓器電路輸出的分壓所檢測(cè)的電池組電池和類(lèi)似裝置的溫度不低于 第一溫度但也不高于第二溫度時(shí)，使得外部設(shè)備電連接到電池組電池。 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提出了一種電池組，其包括電池組電池；充電/放 電控制開(kāi)關(guān)，其將電池組電池電連接到外部設(shè)備；至少一個(gè)溫度檢測(cè)元件，其電阻隨電池組 電池和/或電連接電池組電池與外部設(shè)備的充電/放電控制開(kāi)關(guān)(以下稱(chēng)為"電池組電池 和類(lèi)似裝置")的溫度的變化而變化；包含與溫度檢測(cè)元件串聯(lián)連接的第一電阻元件的第 一分壓器電路；包含與溫度檢測(cè)元件串聯(lián)連接的第二電阻元件的第二分壓器電路；控制部 分，在切換分壓器電路以施加參考電壓的同時(shí)，向第一和第二分壓器電路中的任何一個(gè)施 加參考電壓，使得根據(jù)第一電阻元件或第二電阻元件與分壓器電路之間的分壓比施加到溫 度檢測(cè)元件上的電壓隨著電池組電池或類(lèi)似裝置的溫度的變化而成比例地變化。該控制 部分控制充電/放電控制開(kāi)關(guān)，以便在基于分壓器電路的分壓輸出所檢測(cè)的電池組電池和 類(lèi)似裝置的溫度不低于第一溫度但也不高于第二溫度時(shí)，使得外部設(shè)備電連接到電池組電 池。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在切換分壓器電路以施加電壓并檢測(cè)從電路輸出的分壓的 同時(shí)，通過(guò)將參考電壓施加到第一分壓器電路或第二分壓器電路中的任何一個(gè)上，能夠在 一個(gè)大的溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組電池或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度。根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例，能夠基于電池組電池或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的所檢測(cè)的溫度來(lái)控制電池組的操 作，并同時(shí)與一種其中提供例如用于預(yù)先存儲(chǔ)表明在電壓和溫度檢測(cè)元件的溫度之間的非 線(xiàn)性特征的表格的存儲(chǔ)元件的情況相比，能抑制電池組的成本的增加。


圖1是實(shí)施本發(fā)明的電池組的總體結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖2是在安裝在控制基板上的構(gòu)件中與溫度檢測(cè)相關(guān)聯(lián)的處理系統(tǒng)的具體電路
5構(gòu)造的示意圖。 圖3是用于解釋安裝在控制基板上的溫度檢測(cè)元件的溫度特性的曲線(xiàn)圖。
圖4是用于解釋與由控制部分3b進(jìn)行的溫度檢測(cè)相關(guān)聯(lián)的過(guò)程流向的流程圖。
圖5是用于解釋溫度檢測(cè)元件和電池組電池的溫度隨著電池組的環(huán)境溫度的變 化而變化的曲線(xiàn)圖。 圖6是用于解釋校正由溫度檢測(cè)元件TH1或TH2所檢測(cè)的溫度的進(jìn)程的流程圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的在控制基板上的構(gòu)件中與溫度檢測(cè)相關(guān) 聯(lián)的處理系統(tǒng)的具體電路構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明并不限于下述的實(shí)施例，而是在 不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的情況下，顯然可以對(duì)該這些實(shí)施例進(jìn)行各種變更和修改。將按照下 面的次序進(jìn)行說(shuō)明
1.第一實(shí)施例
2.第二實(shí)施例
1.第一實(shí)施例 實(shí)施本發(fā)明的電池組控制器是用于控制在諸如鋰離子二次電池的電池組電池和 外部設(shè)備之間的電連接的裝置，并且該控制器可以安裝到例如圖1中所示電池組1中。
如圖1所示，電池組1包括電池組電池2、用于控制電池組電池2的操作的控制基 板3、以及用于在電池組電池2和外部設(shè)備之間建立電連接的輸入/輸出部分4。
電池組電池2是可以充電和放電的電池，諸如鋰離子二次電池，并且電池在觸點(diǎn)a 和b處被連接到控制基板3，以便在電池被電連接到外部設(shè)備上時(shí)受該控制基板的控制。
控制基板3具有安裝在其上的充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a，用于電連接和斷開(kāi)電池組 電池2和輸入/輸出部分4，以便控制通過(guò)觸點(diǎn)a和b連接到基板上的電池組電池2的操 作。控制基板3還載有用于控制充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a的切換操作的控制部分3b和用于 檢測(cè)電池組電池2和充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a(這些部件以下將稱(chēng)為"電池組電池2或類(lèi)似 裝置")中至少一個(gè)的溫度的溫度檢測(cè)電路3c。 充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a是由諸如FET的開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的，該開(kāi)關(guān)根據(jù)來(lái)自控制部 分3b的控制信號(hào)來(lái)控制在觸點(diǎn)b以及觸點(diǎn)d上的電連接和斷開(kāi)，從而控制在電池組電池2 和外部設(shè)備之間的電連接。 控制部分3b驅(qū)動(dòng)溫度檢測(cè)電路3c并基于溫度檢測(cè)電路3c的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制充 電/放電控制開(kāi)關(guān)3a的操作?？刂撇糠?b包括設(shè)置在控制部分的內(nèi)部存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)區(qū)中 的差別信息存儲(chǔ)部分30，用以存儲(chǔ)表示在由溫度檢測(cè)電路3c所檢測(cè)的溫度和電池組電池2 或類(lèi)似裝置的溫度之間的溫差的差別信息。 溫度檢測(cè)電路3c包括溫度檢測(cè)元件，它的電阻隨著電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫 度的變化而變化。如下所述，施加到包含溫度檢測(cè)元件的分壓器電路上的電壓是受控制部 分3b控制的。 輸入/輸出部分4包括通過(guò)觸點(diǎn)c連接到控制基板3de正端子 (positiveterminal)4a、通過(guò)觸點(diǎn)d連接至啦制基板3的負(fù)端子(negative terminal) 4b、以及通過(guò)觸點(diǎn)e連接到控制基板3并與外部設(shè)備通信的通信部分4c。輸入/輸出部分4連 接到對(duì)電池組電池2充電的充電設(shè)備或由電池組電池2提供電力的負(fù)載設(shè)備。通信部分4c 按照可通信的方式連接到充電設(shè)備或負(fù)載設(shè)備，并且，該部分提供由控制部分3b向外部設(shè) 備供應(yīng)的信息。 如所述的那樣配置的電池組1使用圖2所示的電路結(jié)構(gòu)使得控制基板3準(zhǔn)確地檢 測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度，并基于檢測(cè)的結(jié)果來(lái)控制對(duì)電池組電池2的充電和放 電操作。 圖2是表示控制部分3b和溫度檢測(cè)電路3c的具體電路結(jié)構(gòu)的示意圖，控制部分 3b和溫度檢測(cè)電路3c是在安裝在控制基板3上的構(gòu)件(feature)中的、起到與溫度檢測(cè)相 關(guān)的處理系統(tǒng)的作用的那些構(gòu)件。 具體地說(shuō)，控制部分3b包括通過(guò)觸點(diǎn)a電連接到電池組電池2的正端子的Vdd 端子，以及通過(guò)觸點(diǎn)b電連接到電池組電池2的負(fù)端的GND端子。控制部分3b還包括、連 接到用于將參考電壓加到電路上的下述溫度檢測(cè)電路3c的第一分壓器電路32和第二分壓 器電路33中的每一個(gè)的Vreg端子?？刂撇糠?b還包括用于控制下述溫度檢測(cè)電路3c的 開(kāi)關(guān)元件SW1的Vgl端子以及用于控制下述溫度檢測(cè)電路3c的開(kāi)關(guān)元件SW2的Vg2端子。 控制部分3b還包括連接到下述溫度檢測(cè)電路3c的溫度檢測(cè)元件TH1的正末端(end)pl的 Vthl端子以及連接到下述溫度檢測(cè)電路3c的溫度檢測(cè)元件TH2的正末端(end)p2的Vth2 端子。 溫度檢測(cè)電路3c包括由兩個(gè)溫度檢測(cè)元件TH1和TH2構(gòu)成的溫度檢測(cè)部分31以 及用以切換溫度檢測(cè)部分31的操作的第一分壓器電路32和第二分壓器電路33。
溫度檢測(cè)部分31是由溫度檢測(cè)元件TH1和TH2構(gòu)成的，溫度檢測(cè)元件TH1和TH2 兩者的負(fù)末端并聯(lián)到電池組電池2的負(fù)端子上。溫度檢測(cè)元件TH1是電阻元件，如上所述， 其電阻隨著電池組電池2的溫度的變化而變化，并且，該元件在正末端pl處與第一分壓器 電路32串聯(lián)連接。溫度檢測(cè)元件TH2是電阻元件，如上所述，其電阻隨著電池組電池2的 溫度的變化而變化，并且，該元件在正末端p2處與第二分壓器電路33串聯(lián)連接。
第一分壓器電路32包括與溫度檢測(cè)元件TH1串聯(lián)連接的第一電阻元件Rl和用于 控制在第一電阻元件Rl和控制部分3b的Vreg端子之間的電連接和斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)元件SW1。
具體地說(shuō)，第一電阻元件R1是這樣的一個(gè)電阻元件，它的電阻隨溫度而發(fā)生的變 化小得足以使溫度檢測(cè)元件TH1忽略不計(jì)。例如，開(kāi)關(guān)元件SW1是由N-溝道M0SFET構(gòu)成 的。在從Vgl端子上施加的柵極電壓變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，該元件將第一電阻元件Rl電連接到控 制部分3b的Vreg端子上。在從Vgl端子上施加的柵極電壓變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，該元件切斷電 連接。這樣，在從Vgl端子上施加的柵極電壓變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，就將第一電阻元件R1和溫度 檢測(cè)元件TH1提升(pull up)到從Vreg端子上施加的參考電壓的值。
第二分壓器電路33包括與溫度檢測(cè)元件TH2串聯(lián)連接的第二電阻元件R2和用于 控制在第二電阻元件R2和控制部分3b的Vreg端子之間的電連接和斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)元件SW2。
具體地說(shuō)，第二電阻元件R2是這樣的一個(gè)電阻元件，它的電阻隨溫度而發(fā)生的變 化小得足以使溫度檢測(cè)元件TH2忽略不計(jì)。例如，開(kāi)關(guān)元件SW2是由N-溝道M0SFET構(gòu)成 的。在從Vg2端子上施加的柵極電壓變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，該元件將第二電阻元件R2電連接到控 制部分3b的Vreg端子上。在從Vg2端子上施加的柵極電壓變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，該元件切斷電連接。這樣，在從Vg2端子上施加的柵極電壓變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，就將第二電阻元件R2和溫度 檢測(cè)元件TH2提升到從Vreg端子上施加的參考電壓的值。 在具有上述電路結(jié)構(gòu)的控制基板3上的控制部分3b通過(guò)Vgl和Vg2端子來(lái)控制 開(kāi)關(guān)元件SW1和SW2，以便在切換分壓器電路以施加參考電壓的同時(shí)，將參考電壓加到第一 分壓器電路32和第二分壓器電路33中的任何一個(gè)上。在將參考電壓施加到第一分壓器電 路32上時(shí)，控制部分3b在其Vthl端子處檢測(cè)根據(jù)在第一電阻元件Rl和溫度檢測(cè)元件TH1 之間的分壓比施加到溫度檢測(cè)元件TH1上的電壓，以便進(jìn)行溫度檢測(cè)。同樣地，在將參考電 壓施加到第二分壓器電路33上時(shí)，控制部分3b在其Vth2端子處檢測(cè)根據(jù)在第二電阻元件 R2和溫度檢測(cè)元件TH2之間的分壓比施加到溫度檢測(cè)元件TH2上的電壓，以便進(jìn)行溫度檢 在有上述連接關(guān)系的控制基板3上，為了在大的溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組電 池或類(lèi)似裝置的溫度，例如，溫度檢測(cè)元件TH1被用來(lái)檢測(cè)高溫，而溫度檢測(cè)元件TH2被用 來(lái)檢測(cè)低溫。具體地說(shuō)，假設(shè)如果控制基板3要檢測(cè)在0t:到6(TC的范圍內(nèi)的溫度時(shí)，溫度 檢測(cè)元件TH1就檢測(cè)在3(TC到6(TC范圍內(nèi)的溫度變化，溫度檢測(cè)元件TH2則檢測(cè)在Ot:到 3(TC范圍內(nèi)的溫度變化。確定在控制基板3上的、構(gòu)成第一分壓器電路32的元件的特性， 以使得施加到溫度檢測(cè)元件TH1上的電壓的值在3(TC到6(TC的高溫范圍內(nèi)隨著電池組電 池2或類(lèi)似裝置的溫度變化而按比例地變化，如圖3所示。確定在控制基板3上的、構(gòu)成第 二分壓器電路33的元件的特性，以使得施加到溫度檢測(cè)元件TH2上的電壓的值，在Ot:到 3(TC的低溫范圍內(nèi)，隨著電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度變化而按比例地變化。
如上所述，根據(jù)所確定的每個(gè)分壓器電路的元件的特性，控制部分3b在切換電路 以施加參考電壓的同時(shí)，將參考電壓施加到第一分壓器電路32和第二分壓器電路33中的 任何一個(gè)上，以使得施加到溫度檢測(cè)元件TH1和TH2上的電壓的值隨著電池組電池2或類(lèi) 似裝置的溫度的變化而按比例地變化?？刂撇糠值?b檢測(cè)來(lái)自分壓器電路上的、在各個(gè)溫 度范圍內(nèi)隨著電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度的變化而按比例地變化的分壓輸出以及在 Vthl端子和Vth2端子處檢測(cè)到的輸出。與這樣的分壓輸出相關(guān)的電壓值乘以預(yù)定的轉(zhuǎn)換 系數(shù)以得到檢測(cè)溫度值。由于控制部分3b通過(guò)將施加到溫度檢測(cè)元件TH1和TH2上的電 壓的值乘以上所述的預(yù)定轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)而得到所檢測(cè)的溫度，因而，能在大的溫度范圍內(nèi)準(zhǔn) 確地檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度。 代替上述的溫度檢測(cè)方法的是，例如，可將表示在溫度檢測(cè)元件的電壓和溫度之 間的非線(xiàn)性特性的表預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)元件中，并在檢測(cè)溫度時(shí)，可將此表格當(dāng)作為在大的 溫度范圍內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度檢測(cè)的手段(means)。與這樣的可供選擇的方法不同的是，控制 基板3既不需要存儲(chǔ)元件也不需要用于實(shí)現(xiàn)上述表格的存儲(chǔ)區(qū)域。此外，控制基板3的使 用可以通過(guò)只調(diào)整構(gòu)成每個(gè)分壓電路的元件的特性，并用預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)乘以電壓值， 就能得到檢測(cè)溫度。這樣，就能在大的溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的 溫度，并同時(shí)抑制成本費(fèi)用的增加。 現(xiàn)在將參照?qǐng)D4來(lái)說(shuō)明由控制部分3b進(jìn)行的、與溫度檢測(cè)相關(guān)的處理流程。進(jìn)行 此處理的前提是，電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度的檢測(cè)在控制部分3b控制充電/放電控 制開(kāi)關(guān)3a以開(kāi)始將電池組電池2電連接到外部設(shè)備上的時(shí)候開(kāi)始。 在步驟Sll上，控制部分3b控制從Vg2端子上施加的柵極電壓，以便電連接開(kāi)關(guān)元件SW2。這樣，控制部分3b就將參考電壓施加到第二分壓器電路33上，并通過(guò)將與從電 路上輸出的分壓相關(guān)的電壓值轉(zhuǎn)換為溫度來(lái)獲得檢測(cè)溫度。然后，此處理前進(jìn)到步驟S12。
在步驟S12上，控制部分3b確定，由溫度檢測(cè)元件TH2檢測(cè)的溫度是否在0。C到 3(TC的低溫范圍內(nèi)。如果所檢測(cè)的溫度在此低溫范圍內(nèi)，控制部分3b就使溫度檢測(cè)元件 TH2繼續(xù)溫度檢測(cè)處理并終止這個(gè)步驟。如果所檢測(cè)的溫度不在此低溫范圍內(nèi)，控制部分 3b前進(jìn)到步驟S13。 在步驟S13中，控制部分3b控制從Vg2端子上施加的柵極電壓，以電切斷開(kāi)關(guān)元 件SW2，并控制從Vgl端子上施加的柵極電壓，以電連接開(kāi)關(guān)元件SW1。這樣，控制部分3b 把參考電壓施加到第一分壓器電路32上并通過(guò)將與從電路上輸出的分壓相關(guān)的電壓值轉(zhuǎn) 換成溫度而獲得檢測(cè)溫度。然后，此處理前進(jìn)到步驟S14。 在步驟S14上，控制部分3b確定，由溫度檢測(cè)元件TH1檢測(cè)的溫度是否在3(TC到 6(TC的高溫范圍內(nèi)。控制部分3b按預(yù)定的周期重復(fù)此步驟，直到所檢測(cè)的溫度超出此高溫 范圍為止，并在所檢測(cè)的溫度超出了此高溫范圍時(shí)前進(jìn)到步驟S15。 在步驟S15上，控制部分3b控制從Vgl端子上施加的柵極電壓以電切斷開(kāi)關(guān)元件 SW1，并控制從Vg2端子上施加的柵極電壓以電連接開(kāi)關(guān)元件SW2。這樣，控制部分3b把參 考電壓施加到第二分壓器電路33上并通過(guò)將與從電路上輸出的分壓相關(guān)的電壓值轉(zhuǎn)換成 溫度而獲得檢測(cè)溫度。然后，結(jié)束此步驟。 如上所述，控制部分3b在切換電路以施加參考電壓的同時(shí)，將參考電壓加到第一 分壓器電路32和第二分壓器電路33中的任何一個(gè)之上。然后，檢測(cè)最終得到的分壓輸出 的值或施加到溫度檢測(cè)元件TH1或TH2上的最終得到的電壓的值。這樣，就能在大的溫度 范圍內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度，并同時(shí)抑制成本費(fèi)用的增加。為了防 止電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度過(guò)低或過(guò)高，在Ot:到6(TC的溫度范圍內(nèi)，控制部分3b 讓充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a進(jìn)行操作。結(jié)果，控制部分3b能夠基于電池組電池2或類(lèi)似裝 置的檢測(cè)溫度來(lái)控制在電池組電池2或類(lèi)似裝置與外部設(shè)備之間的電連接，以使得電池組 電池2不會(huì)過(guò)熱。 即使檢測(cè)溫度不在Ot:到6(TC的溫度范圍內(nèi)，控制部分3b也可以讓電池組電池2 或類(lèi)似裝置與外部設(shè)備保持電連接。例如，也可以保持連接直到在電池組電池2或類(lèi)似裝 置的溫度下降到ot:以下之后經(jīng)過(guò)一段預(yù)定的時(shí)間為止。這樣，控制部分3b就會(huì)使電池組 電池2盡可能長(zhǎng)地與外部設(shè)備保持電連接。其原因如下。溫度檢測(cè)元件TH1或TH2檢測(cè)電 池組電池2或類(lèi)似裝置的表面的溫度。電池組電池2的內(nèi)部溫度降到ot:以下要用一些時(shí) 間，并且考慮到這樣的時(shí)間延遲，因此，能夠操作電池組電池。 如果控制基板3在各種元件如在電池組1中那樣以較高密度布置的物理?xiàng)l件下操 作，電池組電池2和充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a可以布置在離開(kāi)溫度檢測(cè)元件TH1或TH2的位 置上。在這樣的情況下，只能用降低了的準(zhǔn)確度來(lái)檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度。在 將溫度檢測(cè)元件TH1或TH2直接安裝在電池組電池2或充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a上的情況 下，雖然能用高的準(zhǔn)確度來(lái)進(jìn)行溫度檢測(cè)，但是，在實(shí)際產(chǎn)品中，難于按這樣的方式來(lái)安裝 它們。例如，如圖5所示，在以下兩個(gè)隨電池組1的環(huán)境溫度而產(chǎn)生的溫度變化之間，存在 著不一致性和誤差， 一個(gè)是在將溫度檢測(cè)元件TH1和TH2與電池組電池2或充電/放電控 制開(kāi)關(guān)3a分離開(kāi)來(lái)時(shí)檢測(cè)的溫度變化，另一個(gè)是將溫度傳感器與電池組電池2或充電/放
9電控制開(kāi)關(guān)3a相接觸時(shí)測(cè)量的溫度變化。 在此情況下，在控制基板3上的控制部分3b使用存儲(chǔ)在差別信息存儲(chǔ)部分30中 的差別信息來(lái)校正由溫度檢測(cè)元件TH1或TH2檢測(cè)的溫度，從而提高了檢測(cè)溫度的準(zhǔn)確性。
如上所述，在控制部分3b的內(nèi)部存儲(chǔ)器中裝配了差別信息存儲(chǔ)部分30，以便存儲(chǔ) 表明在由溫度檢測(cè)元件TH1或TH2檢測(cè)的溫度和電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度之間的溫 差的差別信息。具體地說(shuō)，在每個(gè)充電或放電電流上或在每個(gè)疊放電池組電池2的方式中， 差別信息是在以下兩個(gè)溫度之間的溫差的值， 一個(gè)是由溫度檢測(cè)元件TH1或TH2檢測(cè)的溫 度，另一個(gè)是在每個(gè)環(huán)境溫度下所測(cè)量的電池組電池2或類(lèi)似裝置的實(shí)際溫度。將通過(guò)上 述的實(shí)際測(cè)量而得到的差別信息存儲(chǔ)在差別信息存儲(chǔ)部分30中。 控制部分3b根據(jù)圖6所示的流程圖、使用其中存儲(chǔ)有上述的差別信息的差別信息 存儲(chǔ)部分30來(lái)校正由溫度檢測(cè)元件TH1或TH2檢測(cè)的溫度。 首先，在控制充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a以開(kāi)始對(duì)電池組電池2進(jìn)行充電或放電操作
的時(shí)候，控制部分3b就開(kāi)始檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度的處理。 在步驟S21中，控制部分3b使用溫度檢測(cè)元件TH1或TH2來(lái)進(jìn)行上述的步驟Sll
到S15，以檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度，隨后，處理前進(jìn)到步驟S22。 在步驟S22中，控制部分3b檢驗(yàn)電池組1的操作條件，這包括環(huán)境溫度，是否對(duì)電
池組1充電或放電了，堆積電池組電池的方式?？刂撇糠?b從差別信息存儲(chǔ)部分30中讀
取與這樣標(biāo)識(shí)出的操作條件相關(guān)的差別信息，并前進(jìn)到步驟S23。 在步驟S23中，控制部分3b通過(guò)從檢測(cè)溫度中提取由存儲(chǔ)在差別信息存儲(chǔ)部分30 中的差別信息表明的溫度，來(lái)檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度，在此，所述的檢測(cè)溫度 是根據(jù)施加到溫度檢測(cè)元件TH1或TH2上的分壓輸出、用預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)乘以電壓值而 得到的。然后，控制部分3b結(jié)束與溫度檢測(cè)處理相關(guān)的步驟。如果電池組電池2或類(lèi)似裝 置的溫度不低于Ot:或不高于6(TC，控制部分3b就控制充電/放電控制開(kāi)關(guān)3a，并通過(guò)將 外部設(shè)備電連接到電池上，來(lái)對(duì)電池組電池2或類(lèi)似裝置進(jìn)行充電或放電。
如上所述，控制部分3b能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度，該檢測(cè) 反映了電池組1的操作條件以及溫度檢測(cè)元件TH1或TH2相對(duì)于電池組電池2和充電/放 電控制開(kāi)關(guān)3a的安放位置。
2.第二實(shí)施例 如圖7所示，雖然根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電池組1使用了只有一個(gè)溫度檢測(cè) 元件的控制基板5，但是，此基板與上述的控制基板3相似，允許在大的溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確地 檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度。 圖7是表示控制部分5b和溫度檢測(cè)電路5c的具體的電路結(jié)構(gòu)的示意圖，所述控 制部分5b和溫度檢測(cè)電路5c是具有一個(gè)溫度檢測(cè)元件的控制基板5上的電路構(gòu)件中的形 成溫度檢測(cè)處理系統(tǒng)的構(gòu)件。 控制部分5b包括Vdd端子，它通過(guò)觸點(diǎn)a電連接到電池組電池2的正端上，還包括 GND端子，它通過(guò)觸點(diǎn)b電連接到電池組電池2的負(fù)端上。控制部分5b還包括Vreg端子， 它與下述的溫度檢測(cè)電路5c的第一分壓器電路52和第二分壓器電路53中的每一個(gè)相連， 并將參考電壓加到第一分壓器電路52和第二分壓器電路53上?？刂撇糠?b還包括Vg3 端子，用于控制下述的溫度檢測(cè)電路5c的開(kāi)關(guān)元件SW3，還包括Vg4端子，用于控制下述的溫度檢測(cè)電路5c的開(kāi)關(guān)元件SW4。控制部分5b還包括Vth端子，它與下述的溫度檢測(cè)電路 5c的溫度檢測(cè)元件TH的正末端p3相連接。 溫度檢測(cè)電路5c包括具有一個(gè)溫度檢測(cè)元件TH的溫度檢測(cè)部分51 、第一分壓器 電路52和第二分壓器電路53，以便切換溫度檢測(cè)部分51的操作。 溫度檢測(cè)部分51包括一個(gè)溫度檢測(cè)元件TH，溫度檢測(cè)元件TH的負(fù)面與電池組電 池2的負(fù)端并聯(lián)。如上所述，溫度檢測(cè)元件TH是電阻元件，它的電阻隨著電池組電池2或 類(lèi)似裝置的溫度的變化而變化，該溫度檢測(cè)元件通過(guò)正末端p3與第一分壓器電路52和第 二分壓器電路53相連。 第一分壓器電路52包括第一電阻元件R3，它通過(guò)溫度檢測(cè)元件TH的正末端p3與 溫度檢測(cè)元件TH相連，還包括開(kāi)關(guān)元件SW3，它控制在第一電阻元件R3和控制部分5b的 Vreg端子之間的電連接和斷開(kāi)。 具體地說(shuō)，第一電阻元件R3是這樣的電阻元件，其電阻隨著溫度而發(fā)生的變化小 得足使溫度檢測(cè)元件TH忽略不計(jì)。例如，開(kāi)關(guān)元件SW3可由N-溝道M0SFET構(gòu)成。如果從 Vg3端子上施加的柵極電壓變?yōu)楦唠娖剑撛蛯⒌谝?電阻元件R3電連接到控制部分5b 的Vreg端子上。如果從Vg3端子上施加的柵極電壓變?yōu)榈碗娖?，該元件就斷開(kāi)電連接。這 樣，如果從Vg3端子上施加的柵極電壓變?yōu)楦唠娖剑蛯⒌谝浑娮柙3和溫度檢測(cè)元件 TH提升到從Vreg端子上施加的參考電壓的值。 第二分壓器電路53包括第二電阻元件R4，它通過(guò)正末端p3與溫度檢測(cè)元件TH相 連，還包括開(kāi)關(guān)元件SW4，它控制在第二電阻元件R4和控制部分5b的Vreg端子之間的電連 接和斷開(kāi)。 具體地說(shuō)，第二電阻元件R4是這樣的電阻元件，其電阻隨著溫度而發(fā)生的變化小 得足以使溫度檢測(cè)元件TH忽略不計(jì)。例如，開(kāi)關(guān)元件SW4可由N-溝道M0SFET構(gòu)成。如果 從Vg4端子上施加的柵極電壓變?yōu)楦唠娖剑撛蛯⒌诙娮柙4電連接到控制部分 5b的Vreg端子上。如果從Vg4端子上施加的柵極電壓變?yōu)榈碗娖?，該元件就斷開(kāi)電連接。 這樣，如果由Vg4端子上施加的柵極電壓變?yōu)楦唠娖剑蛯⒌诙娮柙4和溫度檢測(cè)元 件TH提升到從Vreg端子上施加的參考電壓的值。 在控制基板5上的具有上述電路結(jié)構(gòu)的控制部分5b在切換分壓器電路以施加參 考電壓的同時(shí)，通過(guò)Vg3和Vg4端子來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件SW3和SW4，以便將參考電壓加到第一 分壓器電路52和第二分壓器電路53 二者中的任何一個(gè)上。在將參考電壓加到第一分壓器 電路52上時(shí)，控制部分5b根據(jù)在第一電阻元件R3和電路之間的分壓比，在它的Vth端子 上，檢測(cè)施加到溫度檢測(cè)元件TH上的電壓，以便進(jìn)行溫度檢測(cè)。同樣地，在將參考電壓加到 第二分壓器電路53上時(shí)，控制部分5b根據(jù)在第二電阻元件R4和電路之間的分壓比，在它 的Vth端子上，檢測(cè)施加到溫度檢測(cè)元件TH上的電壓，以便進(jìn)行溫度檢測(cè)。
如果假設(shè)，具有上述電路結(jié)構(gòu)的控制基板5，像控制基板3那樣，準(zhǔn)備檢測(cè)在30°C 到6(TC范圍內(nèi)的溫度，就要照如下方式來(lái)調(diào)整構(gòu)成每個(gè)分壓器電路的元件的特性。具體地 說(shuō)，確定構(gòu)成在控制基板5上的第一分壓器電路52的元件的特性，以使得通過(guò)第一分壓器 電路52加到溫度檢測(cè)元件TH上的電壓在3(TC到6(TC高溫范圍內(nèi)隨著電池組電池2或類(lèi) 似裝置的溫度的變化而成比例地變化。確定構(gòu)成在控制基板5上的第二分壓器電路53的 元件的特性，以使得通過(guò)第二分壓器電路53加到溫度檢測(cè)元件TH上的電壓在0t:到30°C 11的低溫范圍內(nèi)隨著電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度的變化而成比例地變化。
如上所述，根據(jù)元件的特性，控制部分5b在切換電路以施加參考電壓的同時(shí)，將 參考電壓加到第一分壓器電路52和第二分壓器電路53 二者中的任何一個(gè)上，以便讓加到 溫度檢測(cè)元件TH上的電壓的值隨著電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度的變化而成比例地變 化?？刂撇糠?b檢測(cè)在它的Vth端子上的電壓，在每個(gè)溫度范圍內(nèi)，該電壓隨著電池組電池 2或類(lèi)似裝置的溫度的變化而成比例地變化，并用預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)乘以此電壓，以獲得檢 測(cè)溫度值。由于控制部分5b是通過(guò)用預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)乘以加到溫度檢測(cè)元件TH上的電 壓而得到檢測(cè)溫度的，因此，能在大的溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的 溫度。尤其是，與上述的控制基板3相比較，由于只用一個(gè)溫度檢測(cè)元件就能工作，因此，控 制基板5可允許用較低的成本費(fèi)用來(lái)檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度。
在電池組1中的溫度檢測(cè)元件的數(shù)量不限于上述的說(shuō)明，即一個(gè)或兩個(gè)，只要在 控制基板上安裝了溫度檢測(cè)元件，就能使加到元件上的電壓隨著電池組電池2或類(lèi)似裝置 的溫度的變化而成比例地變化。因此，所用的溫度檢測(cè)元件的數(shù)量越大，就越能用較高的靈 活性來(lái)設(shè)計(jì)電池組l，并可在較高的準(zhǔn)確度上檢測(cè)電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度。
通過(guò)通信部分4c可以將在大的溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確檢測(cè)的電池組電池2或類(lèi)似裝置 的溫度發(fā)送到電池組1的外部?？蓪⑦@樣的關(guān)于電池組電池2或類(lèi)似裝置的溫度的信息用 作為準(zhǔn)確估計(jì)電池組1的充電容量的信息。 本申請(qǐng)書(shū)包含與在2008年10月1日在日本專(zhuān)利局中提交的日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng) JP2008-256676中所揭示的內(nèi)容相關(guān)的主題內(nèi)容，該申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^(guò)引用被合并到本說(shuō)明書(shū) 中。 那些熟悉工藝技術(shù)的人應(yīng)當(dāng)了解的是，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，只要在本 發(fā)明附后的權(quán)利要求或其等同物范圍內(nèi)，進(jìn)行各種修改、組合、次級(jí)組合和變更。
權(quán)利要求
一種電池組控制器，包括溫度檢測(cè)部分，包括至少一個(gè)溫度檢測(cè)元件，該元件的電阻隨著電池組電池和/或電連接所述電池組電池和外部設(shè)備的充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度的變化而變化；第一分壓器電路，包括與所述溫度檢測(cè)部分的溫度檢測(cè)元件串聯(lián)連接的第一電阻元件；第二分壓器電路，包括與所述溫度檢測(cè)部分的溫度檢測(cè)元件串聯(lián)連接的第二電阻元件；以及控制部分，在切換所述分壓器電路以施加參考電壓的同時(shí)，將參考電壓加到第一和第二分壓器電路二者中的任何一個(gè)上，以使得根據(jù)在第一電阻元件或第二電阻元件和所述分壓器電路之間的分壓比施加到所述溫度檢測(cè)元件上的電壓的值，隨著電池組電池和/或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度的變化而成比例地變化，并且在基于所述分壓器電路的分壓輸出所檢測(cè)的電池組電池和/或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度不低于第一溫度而且也不高于第二溫度的時(shí)，控制所述充電/放電控制開(kāi)關(guān)，使得所述外部設(shè)備被電連接到所述電池組電池上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池組控制器，其中， 所述溫度檢測(cè)部分包括一個(gè)溫度檢測(cè)元件；以及第一分壓器電路和第二分壓器電路中的每一個(gè)與同一的溫度檢測(cè)元件相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組控制器，還包括差別信息存儲(chǔ)部分，用于存儲(chǔ)表示在通過(guò)將施加在所述溫度檢測(cè)元件上的電壓的值乘 以一預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)而獲得的檢測(cè)溫度與所述電池組電池和/或所述充電/放電控制開(kāi)關(guān) 的溫度之間的溫差的差別信息，其中，所述控制部分根據(jù)所述通過(guò)將施加在所述溫度檢測(cè)元件上的電壓的值乘以一預(yù)定的 轉(zhuǎn)換系數(shù)而獲得的檢測(cè)溫度以及所述存儲(chǔ)在差別信息存儲(chǔ)部分中的差別信息來(lái)檢測(cè)所述 電池組電池和/或所述充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度，并且控制所述充電/放電控制開(kāi)關(guān)使 得在所述電池組電池和/或所述充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度不低于第一溫度也不高于第二 溫度時(shí)所述外部設(shè)備被電連接到所述電池組電池。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組控制器，其中，所述控制部分控制所述充電/放電控制 開(kāi)關(guān)，使得所述外部設(shè)備保持電連接到所述電池組電池，直到在所述電池組電池和/或所 述充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度降到第一溫度以下之后經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間為止。
5. —種電池組的控制方法，包括步驟在切換分壓器電路以施加參考電壓的同時(shí)，將參考電壓施加到包含第一電阻元件的第 一分壓器電路和包含第二電阻元件的第二分壓器電路中的任何一個(gè)上，第一電阻元件與至 少一個(gè)溫度檢測(cè)元件相串聯(lián)，并且其電阻隨著電池組電池和/或電連接所述電池組電池和 外部設(shè)備的充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度的變化而變化，第二電阻元件與所述溫度檢測(cè)元件 相串聯(lián)，施加參考電壓以使得根據(jù)在第一電阻元件或第二電阻元件和分壓器電路之間的分 壓比而施加到所述溫度檢測(cè)元件上的電壓隨著所述電池組電池和/或充電/放電控制開(kāi)關(guān) 的溫度的變化而成比例地變化；控制所述充電/放電控制開(kāi)關(guān)，在基于從其上施加有參考電壓的分壓器電路輸出的分 壓所檢測(cè)的所述電池組電池和/或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度不低于第一溫度并且不高于第二溫度時(shí)，使得外部設(shè)備電連接到所述電池組電池。
6. —種電池組，包括 電池組電池；充電/放電控制開(kāi)關(guān)，它電連接電池組電池與外部設(shè)備；至少一個(gè)溫度檢測(cè)元件，其電阻隨著電池組電池和/或電連接電池組電池與外部設(shè)備 的充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度的變化而變化；第一分壓器電路，包括與溫度檢測(cè)元件串聯(lián)連接的第一電阻元件； 第二分壓器電路，包括與溫度檢測(cè)元件串聯(lián)連接的第二電阻元件；控制部分，在切換分壓器電路以施加參考電壓的同時(shí)，將參考電壓加到第一和第二分 壓器電路二者之中的任何一個(gè)上，以使得根據(jù)在第一電阻元件或第二電阻元件和分壓器電 路之間的分壓比而施加到溫度檢測(cè)元件上的電壓，隨著電池組電池和/或充電/放電控制 開(kāi)關(guān)的溫度的變化而成比例地變化；該控制部分在基于所述分壓器電路的分壓輸出所檢測(cè) 的電池組電池和/或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度不低于第一溫度并且不高于第二溫度時(shí)， 控制所述充電/放電控制開(kāi)關(guān)，使得所述外部設(shè)備電連接到電池組電池。
全文摘要
電池組控制器包括至少含有一個(gè)溫度檢測(cè)元件的溫度檢測(cè)部分，該溫度檢測(cè)元件的電阻隨著電池組電池和/或連接電池和外部設(shè)備的充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度的變化而變化；第一和第二分壓器電路，它們分別包含與溫度檢測(cè)元件連接的第一和第二電阻元件；控制部分，它在切換分壓器電路的同時(shí)，將參考電壓加到第一或第二分壓器電路上，以使得根據(jù)在電阻元件和分壓器電路之間的分壓比加到溫度檢測(cè)元件上的電壓值隨著電池組電池和/或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度的變化而成比例地變化，控制部分還控制此開(kāi)關(guān)，以便在根據(jù)分壓器電路的分壓輸出來(lái)檢測(cè)的電池組電池和/或充電/放電控制開(kāi)關(guān)的溫度在第一和第二溫度之間的情況下，將外部設(shè)備電連接到電池上。
文檔編號(hào)H01M10/42GK101714674SQ20091020403
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月1日
發(fā)明者長(zhǎng)島修 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社