专利名称：串联连接二次电池单元的设备和用于控制该单元的方法
技术领域：
本发明涉及用于串联连接二次电池单元的设备和用于控制串联连接的二次电池单元以便适当控制它们的方法。
背景技术：
近年来，随着便携式电话终端单元、声音再现单元、笔记本型个人计算机的广泛使用，可再充电的二次电池单元变得非常重要。此外，由于这种便携式单元具备高的性能，因此它们的功耗增加。这样，就要求比先前具有更长时间更高功率输出的二次电池单元。然而，二次电池单元在结构上具有它们的最大电压。因而，当需要更高的电压时，必须串联连接几个到几十个二次电池单元。
近年来，锂型电池单元如锂离子电池单元和聚合物锂电池单元已经成为二次电池单元的主流。
当采用串联连接的二次电池单元时，随着功率消耗，电池单元容量损耗。结果是，连接的电池单元的输出电压可能变得不同，并且电池单元可能变得不平衡。当电池单元串联连接时，一个电池单元的正极连接到另一个电池单元的负极。然而，当电池单元失衡时，将会发生从具有较高电压的一个电池单元向具有较低电压的另一个电池单元的反向充电。换言之，发生了反向电极充电。因此，如果电池单元保持在失衡状态，反向充电可能危及具有较低电压的电池单元。
此外，如果串联连接的二次电池单元在失衡状态变化，则将出现故障。现在，假设改变含有两个串联连接的二次电池单元的电池组，这两个二次电池单元各具有4.2V的容量。此外，假设一个二次电池单元的输出电压下降到4.0V。在这种情况下，另一个二次电池单元的输出电压仍然保持在4.2V。因此，电池组的输出电压为8.2V。
充电器给电池组充电0.2V，以便其输出电压变为8.4V。结果是，两个二次电池单元各被充电0.1V。换言之，其输出电压已经下降的二次电池单元和其输出电压没有下降的二次电池单元分别被充电到4.1V和4.3V。这样，由于另一个电池单元相对于4.2V的规定容量被过度充电，因此它可能会被损坏。
为防止电池单元变得失衡，必须检测串联连接的二次电池单元的电压并且保持二次电池单元对应检测电压而平衡。作为一种方法，可以分开检测串联连接的二次电池单元的电压。作为另一种方法，在两个以上的点测量二次电池单元的电压并通过运算进行计算。
图1表示分开检测串联连接的二次电池单元的电压和电池单元平衡的结构的例子。参见图1，二次电池单元E100和E101串联连接。分别通过检测电路100和101检测这些二次电池单元E100和E101的电压。检测结果输送给控制电路103。放电电路104和105在控制电路103的控制下使二次电池单元E100和E101放电。控制电路103的电源通过电压降低电路102获得。电压降低电路102使串联连接的二次电池单元E100和E101的输出电压下降到预定电压。电压降低电路102还使电压稳定化。
在图1所示的结构中，分别通过检测电路100和101检测二次电池单元E100和E101的电压。二次电池单元E100和E101对应于检测结果在控制电路103的控制下分别通过放电电路104和105放电。结果是，平衡了二次电池单元E100和E101。
在该方法中，二次电池单元E100和E101在放电的同时得到平衡。因此，二次电池单元变为平衡需要很长时间。
另外，由于电压降低电路102使串联连接的二次电池单元E100和E101的输出电压下降到预定电压并为控制电路103提供降低的电压，因此损耗很大。
而且，还存在关于二次电池单元E100和E101的检测电压的问题。图2是表示图1的电压检测部分的放大图。在常规方法中，采用两个电压检测电路即检测电路100和101。这样，检测电路100和101的检测特性存在偏差。结果是，控制电路103不能精确控制二次电池单元E100和E101的放电。
此外，在该方法中，当检测二次电池单元E100的电压时，检测部分偏离地电位。这样，在二次电池单元E101的电压增加的状态下，检测二次电池单元E100的电压。结果是，检测结果含有误差。
为防止这种误差，可以利用单一检测电路测量二次电池单元E100和E101的输出电压。图3表示采用单一检测电路的情况的结构。当检测二次电池单元E100的电压时，SW100和SW102导通。SW101和SW103断开。在检测二次电池单元E101的电压时，SW101和SW103导通。SW100和SW102断开。当采用这种方式控制这些开关时，一个检测电路102就可以检测二次电池单元E100和E101的电压。
然而，象图2中所示的结构那样，在图3中所示的方法中，当检测二次电池单元E100的电压时，检测部分偏离地电位。在二次电池单元E101的电压增加时，检测二次电池单元E100的电压。结果是，检测结果含有误差。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于串联连接二次电池单元的设备和用于控制串联连接的二次电池单元的方法，以便适当控制串联连接的二次电池单元。
本发明的一个方面是用于串联连接第一二次电池单元和第二二次电池单元的设备，其包括用于并联连接第一二次电池单元和第一电容器的第一连接装置，第一二次电池单元的第一电极不连接到地电位；用于并联连接第一电容器和第二电容器的第二连接装置，第二电容器的第一端连接到地电位，其中从第二电容器提取电压。
本发明的另一方面是用于控制串联连接的第一二次电池单元和第二二次电池单元的方法，包括以下步骤并联连接第一二次电池单元和第一电容器，第一二次电池单元的第一电极不连接到地电位；和并联连接第一电容器和第二电容器，第二电容器的第一端连接到地电位，其中从第二电容器提取电压。
本发明的又一个方面是用于串联连接第一二次电池单元和第二二次电池单元的设备，其包括用于并联连接第一二次电池单元和第一电容器的第一连接装置，第一二次电池单元的第一电极不连接到地电位；用于并联连接第二二次电池单元和电容器的第二连接装置；以及用于将电容器的第一端连接到接地端的第三连接装置，其中当电容器的第一端通过第三连接装置连接到接地端时，从电容器提取电压。
本发明的另一方面是用于连接串联连接的第一二次电池单元和第二二次电池单元的方法，包括以下步骤并联连接第一二次电池单元和电容器，并联连接第二二次电池单元和电容器，以及将电容器的第一端连接到接地端，其中当在第三连接步骤中将电容器的第一端连接到接地端时，从电容器提取电压。
本发明的另一方面是用于串联连接第一二次电池单元和第二二次电池单元和用于向第一二次电池单元和第二二次电池单元充电的设备，包括用于并联连接充电电源和电容器的第一连接装置，电容器的第一端连接到地电位；和用于并联连接选自第一二次电池单元和第二二次电池单元的之一与电容器的第二连接装置，其中充电电源和电容器通过第一连接装置并联连接，电容器通过充电电源充电，充电电源与电容器断开，被选择的二次电池单元和电容器通过第二连接装置并联连接，并且被选择的二次电池单元被电容器充电。
本发明的再一方面是用于控制串联连接的第一二次电池单元和第二二次电池单元以及用于向第一二次电池单元和第二二次电池单元充电的方法，包括以下步骤并联连接充电电源和电容器，电容器的第一端连接到地电位；以及并联连接选自第一二次电池单元和第二二次电池单元的之一与电容器，其中在第一连接步骤中并联连接充电电源和电容器，电容器通过充电电源充电，充电电源与电容器断开，被选择的二次电池单元和电容器在第二连接步骤中并联连接，并且被选择的二次电池单元被电容器充电。
如上所述，根据本发明，第一二次电池单元和第一电容器并联连接。第一二次电池单元的第一电极不连接到地电位。第一电容器和第二电容器并联连接。第二电容器的第一端连接到地电位。从第二电容器提取电压。这样，可以稳定获得对应并联连接到第一电容器的二次电池单元的输出电压的电压。
此外，根据本发明，第一二次电池单元和电容器并联连接。第二二次电池单元和电容器并联连接。电容器的第一端连接到接地端。而电容器的第一端连接到接地端。从电容器取出电压。这样，可以稳定获得对应并联连接到电容器的第一二次电池单元和第二二次电池单元的输出电压的电压。
此外，根据本发明，充电电源和电容器并联连接。电容器的第一端连接到地电位。选自第一二次电池单元和第二二次电池单元的一个与电容器并联连接。充电电源和电容器并联连接。电容器通过充电电源充电。充电电源与电容器断开。被选择的二次电池单元和电容器并联连接。被选择的二次电池单元被电容器充电。这样，当串联连接的二次电池单元平衡时，它们可以被充电。
通过下面参照附图对最佳实施例的详细说明可以使本发明的这些和其它目的、特征和优点变得更加明显。
图1是表示根据现有技术的用于检测串联连接的二次电池单元的电压和平衡二次电池单元的结构的例子的方框图；图2是用于说明根据现有技术的二次电池单元的电压检测的示意图；图3是用于说明根据现有技术的电压检测的示意图；图4是表示根据本发明的第一实施例的用于检测二次电池单元的电压的结构的例子的电路图；图5是表示根据第一实施例的改型用于检测二次电池单元的电压的结构的例子的电路图；图6是表示根据第一实施例的改型的结构中的开关的示意操作定时的时序图；图7是根据第一实施例的改型的结构中的控制操作的例子的流程图；图8是表示用于检测串联连接的三个二次电池单元的电压的结构的例子的电路图；图9是表示根据本发明第二实施例的用于平衡电池单元的结构的例子的电路图；图10是表示采用双向开关的结构的例子的电路图；图11是用于描述利用单向开关实现双向开关功能的示意图；图12是表示根据本发明第三实施例的用于从串联连接的二次电池单元输送电路功率的结构的例子的电路图；图13是表示根据第三实施例的改型用于输送电路功率同时检测串联连接的二次电池单元的输出电压的结构的例子的电路图；图14是表示用于输送电路功率同时检测串联连接的二次电池单元的输出电压的结构的例子的流程图；图15是表示用于输送电路功率同时检测串联连接的二次电池单元的输出电压的结构的例子的流程图；图16是表示用于输送电路功率同时检测串联连接的二次电池单元的输出电压的结构的例子的流程图；图17是表示根据本发明第四实施例采用充电用于平衡电池单元的结构的例子的电路图；图18是用于解释对应二次电池单元的开关操作的示意图；图19是表示用于控制充电器以便平衡二次电池单元的结构的例子的电路图；和图20是表示根据本发明第一实施例的另一改型的结构的例子的电路图。
具体实施例方式
(第一实施例)图4表示根据本发明第一实施例用于检测二次电池单元的电压的结构的例子。二次电池单元E1和E2串联连接。二次电池单元E2的负极连接到地电位。二次电池单元E1的正极连接到由开关器件构成的开关SW1的第一端，该开关器件由半导体器件如晶体管构成。开关SW1的第二端连接到电容器C1的第一端。此外，开关SW1的第二端连接到开关SW4和开关SW6的第一端。开关SW4的第二端连接到电容器C2的第一端。电容器C2的第二端连接到地电位。电容器C1的第二端通过开关SW3连接到地电位。
二次电池单元E1的负极和二次电池单元E2的正极的连接点连接到开关SW6的第二端及开关SW2和开关SW5的第一端。开关SW2的第二端连接到电容器C1和开关SW3的连接点。开关SW5的第二端连接到开关SW4和电容器C2的连接点。
电容器C2的第一和第二端连接到电池单元电压检测-电路功率输送部分10。换言之，电池单元电压检测-电路电源10的检测端连接到开关SW4和电容器C2的连接点。接地端连接到地电位。
在图4所示的结构中，当适当控制开关SW1到SW6的导通/断开状态时，对于二次电池单元E1，二次电池单元E1和电容器C1可以独立于其它部件而并联连接。此外，二次电池单元E1、电容器C1、和电容器C2也可以独立于其它部件而并联连接。对于二次电池单元E2，二次电池单元E2、电容器C1和电容器C2可独立于其它部件而并联连接。
这样，当二次电池单元E1和电容器C1并联连接时，用二次电池单元E1的输出电压对电容器C1充电，然后电容器C1和C2并联连接，电容器C2由电容器C1充电。电容器C1和C2的电荷已经被充电平衡之后，检测电容器C2的第一和第二端的电位。对应电容器C2的检测电位，可获得二次电池单元E1的输出电压。由于电容器C2的第一端连接到地电位，因此可以稳定检测二次电池单元E1的电位。
换言之，当获得二次电池单元E1的电压时，首先，接通开关SW1和SW2。其它开关SW3和SW4断开。开关SW5和SW6总是保持在它们的断开状态。在二次电池单元E1对电容器C1充电之后，开关SW1和SW2断开。开关SW3和SW4导通。已经平衡电容器C1和C2之后，开关SW3断开。通过电池电压检测-电路功率输送部分10检测电容器C2的电位，电容器C2被例如电池单元电压检测-电路功率输送部分10放电。
可用同样的方式获得二次电池单元E2的输出电压。换言之，二次电池单元E2和电容器C1并联连接。之后，进行前述程序。检测电容器C2的电位。结果是，可获得二次电池单元E2的输出电压。
换言之，当获得二次电池单元E2的电压时，首先开关SW1和SW2断开。开关SW5和SW4断开。开关SW3和SW6导通。在电容器C1被二次电池单元E2充电之后，开关SW6断开。开关SW4导通。电容器C1和电容器C2已经平衡之后，开关SW3断开。通过电池单元电压检测-电路功率输送部分10检测电容器C2的电位。已经检测了该电位之后，利用例如电池单元电压检测-电路功率输送部分10对电容器C2充电。
由于二次电池单元E2的负极连接到地电位，因此只有开关SW5可以导通。结果是，电容器C2被充电。此后，开关SW5断开。结果是，通过电池单元电压检测-电路功率输送部分10检测电容器C2的电位。此时，采用开关SW6、SW2和SW3使电容器C1预放电。开关SW5导通。结果是，电容器C2被充电。之后，开关SW5断开。开关SW3和SW4导通。结果是，电容器C1和C2平衡。结果是，检测电容器C2的电位。
根据本发明，通过这种方式，二次电池单元的输出电压被转换成被充电到电容器的电荷。这些电荷移动到其一端连接地电位的另一电容器。检测另一电容器的电位。结果是，获得另一二次电池单元的输出电压。这样，可稳定地获得没有连接到地电位的二次电池单元的输出电压。
可以通过电池单元电压检测-电路功率输送部分10获得串联连接的二次电池单元E1和E2的输出电压。这样，可以以小误差获得二次电池单元E1和E2的输出电压。
虽然图4中未示出，当对应串联连接的二次电池单元E1和E2的检测输出电压控制二次电池单元E1和E2的充电和放电时，可以平衡二次电池单元E1和E2。
图4表示串联连接的二次电池单元E1和E2的例子。然而，本发明不限于该例。换言之，即使串联连接的二次电池单元的数量超过三个，本发明的第一实施例也可以适用。
图5表示根据本发明第一实施例的改型的用于检测二次电池单元的电压的结构的例子。在图5所示的结构中，从图4所示的根据第一实施例的充电设备中省去了开关SW6。在图5中，与图4中相同的部件用相同的参考标记表示，并省略了它们的详细说明。
在图5所示的结构中，当只有开关SW1和SW2导通时，二次电池单元E1和电容器C1串联连接。当只有开关SW3和SW4导通时，电容器C1和C2并联连接。当只有开关SW5导通时，二次电池单元E2和电容器C2并联连接。
首先，描述获得二次电池单元E1的输出电压的情况。开关SW1和SW2导通。其它开关即开关SW3、SW4和SW5断开。结果是，二次电池单元E1和电容器C1并联连接。电容器C1二次电池单元E1的输出电压充电。在电容器C1被完全充电之后，开关SW1和SW2断开。开关SW3和SW4导通。开关SW5保持在断开状态。结果是，电容器C1和C2并联连接。用电容器C1的电荷对电容器C2充电，直到电容器C1和C2平衡为止。
当重复进行二次电池单元E1和电容器C1的并联操作以及电容器C1和C2的并联操作时，电容器C2的电位几乎等于二次电池单元E1的输出电压。下面简要介绍其原理。现在，假设电容器C1的电容等于电容器C2的电容，并且它们都为C。此外，假设开始没有电荷对电容器C2充电。
当通过二次电池单元E1(其输出电压为V)进行充电时，电荷C×V＝Q被充电到电容器C1中。当电容器C1和电容器C2并联连接时，电荷移动以便电容器C1的电位等于电容器C2的电位(电位＝V’)。结果是，电容器C1和C2被平衡。由于电荷的总量不变，因此满足Q＝CV’(电容器C1)+CV’(电容器C2)的关系。这样，被充电到电容器C1和C2的电荷各为Q/2。
接着，电容器C1与电容器C2断开。电容器C1和二次电池单元E1并联连接。其结果是电容器C1被再次充电，以便电荷为C×V＝Q。在这种状态下，电容器C1与二次电池单元E1断开。代替地，电容器C1和C2并联连接。由于在前述操作中电荷Q/2已经被充电到电容器C2，电容器C1和C2的总电荷为且Q+Q/2。对应这些电荷，电容器C1和C2被平衡，因此电容器C1的电位等于电容器C2的电位。结果是，电容器C1和电容器C2的电荷为3/4×Q。
当重复该操作时，充到电容器C2的电荷逐渐接近Q。结果是，电容器C2的电位变为约等于二次电池单元E1的输出电压。因此，当由电压检测器11检测电容器C2的电位时，可获得与检测的二次电池单元E1的输出电压相同的结果。当检测电容器C2的电位时，必须至少使开关SW4和SW5断开。
实际上，当平衡了已经由开关控制并联连接的电容器C1和C2时，在重复前述操作的任何时候电压检测器11检测电容器C2的电位。在不存在电压变化的时间内检测的电容器C2的电位被作为二次电池单元E1的输出电压。或者，可预先获得电容器C2的电位达到几乎饱和所需要的前述操作的次数。在前述操作的次数超过预先获得数量时的电容器C2的电位可以作为二次电池单元E1的输出电压。
在前述说明中，假设电容器C1的电容等于电容器C2的电容。然而，应该明白即使它们的电容不同，也满足前述操作。
相反，当获得二次电池单元E2的输出电压时，开关SW1，SW2，SW3和SW4都断开。开关SW5导通。结果是，二次电池单元E2和电容器C2并联连接。在电容器C2已经用二次电池单元E2的输出电压充电之后，开关SW5断开。由电压检测器11检测电容器C2的电位。检测的电容器C2电位对应二次电池单元E2的输出电压。
在图4所示的结构中，电容器C1和C2的电荷被平衡。结果是，检测电容器C2的电位。换言之，当电容器C1的电容等于电容器C2的电容时，电容器C2的电位必须是二次电池单元E1或二次电池单元E2的输出电压的1/2。然而，实际上，由于电容器C1和C2的电容的波动，电容器C2的电位偏离二次电池单元E1或E2的输出电压的1/2的值。
第一实施例的改型的结构的优点是可以检测二次电池单元E1和E2的输出电压，而与电容器C1和C2的电容无关。此外，由于二次电池单元E1和E2的输出电压被单个电压检测器11检测，因此具有二次电池单元E1和E2的检测结果的波动很小的优点。
图6是示意性地表示开关SW1到SW5的操作时序的时序图。电容器C1已经被二次电池单元E1充电之后，开关SW1和SW2断开。开关SW3和SW4导通。此时，如图6所示，开关SW1和SW2已经断开之后，开关SW3和SW4导通的时间延迟了预定时间段AT。同样，开关SW3和SW4已经断开之后，开关SW5的导通延迟了预定时间段AT。
由于一个开关断开之后直到另一个开关导通存在AT延迟，因此开关的导通状态的时间不重叠。这样，可防止电荷大量流入电容器。导通/断开时间控制施加于下列例子。
图7是表示在进行图6所示的控制的情况下的操作的例子的流程图。开关SW1和SW2导通(在步骤S40)。之后，开关SW1和SW2断开。在检测到开关SW1的SW2断开状态(在步骤S41)之后，利用时间段AT的延迟，开关SW3和SW4导通(在步骤S42)。当开关SW3和SW4导通时，开关SW5断开(在步骤S44)。此后，开关SW3和SW4断开。当检测到开关SW3和SW4的断开状态时(在步骤S43)，利用时间段AT的延迟，开关SW5导通(在步骤S45)。之后，开关SW5断开。当检测到开关SW5的断开状态时(在步骤S46)，流程回到步骤S40。利用时间段AT的延迟，开关SW1和SW2导通。当确定一个开关已经导通并且以特定时序断开时，下一个开关导通。
在图5中，已经介绍了串联连接的两个二次电池单元E1和E2的例子。然而，本发明不限于这种例子。换言之，即使串联连接的二次电池单元的数量为三个或更多个，第一实施例的改型也同样适用。
图8表示用于检测串联连接的三个二次电池单元E11、E12和E13的电压的结构的例子。在图8所示结构中，当只有开关SW11和SW12导通时，二次电池单元E11和电容器C11并联连接。当只有开关SW13和SW14导通时，二次电池单元E12和电容器C12并联连接。当只有开关SW15导通时，二次电池单元E13和电容器C13并联连接。当只有开关SW16和SW19导通时，电容器C11和C13并联连接。当只有开关SW17和SW18导通时，电容器C12和C13并联连接。
当检测二次电池单元E11的输出电压时，开关SW16和SW19断开。开关SW11和SW12导通。结果是，电容器E11和C11并联连接。这样，电容器C11被充电。之后，开关SW11和SW12断开。开关SW16和SW19导通。结果是，电容器E11和C11并联连接。这样，电荷在电容器C11和C13之间移动。结果是，电容器C11和C13被平衡。重复该操作直到电容器C13的电位约等于二次电池单元E11的输出电压。当电容器C13的电位约等于二次电池单元E11的输出电压时，开关SW16和SW19断开。通过电压检测器12检测电容器C13的电位。
在检测二次电池单元E11的输出电压时，开关SW13、SW14、SW15和SW17保持在断开状态。
当检测二次电池单元E12的输出电压时，开关SW11、SW12、SW15、SW16和SW19断开。在这种状态下，开关SW17和SW18断开。开关SW13和SW14导通。结果是，二次电池单元E12和电容器C12并联连接，并对电容器C12充电。之后，开关SW13和SW14断开。开关SW17和SW18导通。结果是，电容器C12和C13并联连接。电荷在电容器C12和C13之间移动，并使它们平衡。重复进行该操作，直到电容器C13的电位约等于二次电池单元E12的输出电压为止。当电容器C13的电位几乎等于二次电池单元E12的输出电压时，开关SW17和SW18断开。通过电压检测器12检测电容器C13的电位。
当检测二次电池单元E13的输出电压时，只有开关SW15导通。所有开关SW11、SW2、SW3、SW14、SW16、SW7、SW8和SW19断开。结果是，二次电池单元E13和电容器C13并联连接。在使用二次电池单元E13的输出电压对电容器C13充电之后，开关SW15断开。通过电压检测器12检测电容器C13的电位。
在这种方式中，通过开关控制，其负极不连接到地电位的二次电池单元和电容器并联连接。这个电容器和直接设置在电压检测器上游的电容器并联连接，以便检测电位。这样即使串联连接三个或更多个二次电池单元，本发明也适用于这种结构。
(第二实施例)接着，介绍本发明的第二实施例。本发明的第二实施例涉及用于平衡串联连接的多个二次电池单元的方法。当串联连接的两个二次电池单元不平衡时，具有较大电池容量的一个二次电池单元向具有较小电池容量的另一个二次电池单元充电。如上所述，检测串联连接的二次电池单元的输出电压，即电池容量。对应该检测结果，二次电池单元被放电和充电。结果是，二次电池单元被平衡。
图9表示用于平衡串联连接的两个二次电池单元E21和E22的结构的例子。图9所示的结构与图5所示检测系统的结构一同使用。然而，在图9中，为简化起见，省略了用于检测系统的结构。
二次电池单元E21的负极和二次电池单元E22的正极连接。这样，二次电池单元E21和E22串联连接。二次电池单元E21的正极连接到开关SW21的第一端。开关SW21的第二端连接到电容器C21和开关SW27的第一端。开关SW27的第二端连接到开关SW26的第一端。开关SW27的第二端连接到开关SW22和SW23的第一端并连接到二次电池单元E21和E22的连接点。
开关SW26的第二端连接到电容器C22的第一端和开关SW24的第二端。电容器C22的第二端连接到开关SW23的第二端。二次电池单元E21和开关SW21的连接点通过开关SW25连接到电容器C22和开关SW23的连接点。二次电池单元E22和开关SW24的连接点通过开关SW28连接到电容器C21和开关SW22的连接点。
换言之，在图9所示的结构中，当只有开关SW21和SW22导通时，二次电池单元E21和电容器C21并联连接。当只有开关SW25和SW26导通时，二次电池单元E21和电容器C22并联连接。当只有开关SW27和SW28导通时，二次电池单元E22和电容器C21并联连接。当只有开关SW23和SW24导通时，二次电池单元E22和电容器C22并联连接。
在这种结构中，将介绍二次电池单元E21和E22的输出电压V21和V22的检测结果满足关系V21＞V22的情况。在这种情况下，具有较高输出电压的二次电池单元E21被放电。具有较低输出电压的二次电压的二次电池单元E22被充电。换言之，用二次电池单元E21的输出电压给电容器C21充电。之后，用电容器C21的电荷给二次电池单元E22充电。通过这种方式，控制开关。
实际上，只有开关SW21和SW22导通。结果是，电容器C21利用二次电池单元E21的输出电压进行充电。二次电池单元E21被放电。电容器C21被充电以便其电位等于二次电池单元E21的输出电压。电容器C21已经被充电之后，开关SW21和SW22断开。利用预定时间段AT的延迟，只有开关SW27和SW28导通。由于电容器C21已经被充电成具有与二次电池单元E21的输出电压相同的电压，满足关系V21＞V22，可以利用电容器C21中的充电电荷对二次电池单元E22进行充电。
在二次电池单元E21和E22的输出电压的检测结果满足关系V21＜V22的情况下，同样，二次电池单元E21和E22放电和充电。换言之，控制每个开关以便使电容器C22被具有较高输出电压的二次电池单元E22充电，并且利用电容器C22的电荷对二次电池单元E21进行充电。
实际上，只有开关SW23和SW24导通。结果是，二次电池单元E22放电，电容器C22被充电。电容器C22已经被充电之后，开关SW23和SW24断开。利用预定时间段AT的延迟，只有开关SW25和SW26导通。利用电容器C22中的电荷对二次电池单元E21充电。
利用电容器C22对二次电池单元E21和E22充电和放电，直到V21约为V22为止，同时总是监控二次电池单元E21和E22的输出电压。结果是，可以平衡二次电池单元E21和E22。
例如，检测二次电池单元E21和E22的输出电压。当检测结果表明二次电池单元E21和E22不平衡时，用预定方式控制每个开关。对应检测结果，具有较高输出电压的一个二次电池单元(二次电池单元E21)在前述方法中向电容器C21放电。电容器C21向具有较低输出电压的另一二次电池单元(二次电池单元E22)充电。另一二次电池单元已经由电容器C21充电之后，检测二次电池单元E21的输出电压。当确定的结果表明二次电池单元平衡时，停止充电操作和放电操作。当检测结果表明二次电池单元不平衡时，二次电池单元E21和E22再次被充电和放电。
图10表示根据本发明第二实施例的改型的结构的例子。在该结构中，采用双向开关平衡串联连接的三个二次电池单元E31、E32和E33。在图9所示结构中，电流只在开关SW21-SW28的每个中的一个方向流动。因此，作为开关SW21-SW28，可采用电流在导通状态流向一个方向的单向开关。然而，当采用允许电流在导通状态流向两个方向的双向开关时，电路结构更简单。
在图10所示的结构中，当只有开关SW31和SW33导通时，二次电池单元E31和电容器C31并联连接。当只有开关SW32和SW35导通时，二次电池单元E32和电容器C31并联连接。当只有开关SW33和SW36导通时，二次电池单元E33和电容器C31并联连接。
在这种结构中，将考虑例如V31＝V32＞V33的情况。在这种情况下，电荷从二次电池单元E31通过电容器C31向二次电池单元E33移动。接着，电荷从二次电池单元E32通过电容器C31向二次电池单元E33移动。检测二次电池单元E31、E32和E33的输出电压并重复这些操作，直到基本上满足V31＝V32＝V33的关系为止。
实际上，只有开关SW31和SW33导通。结果是，电容器C31被充上二次电池单元E31的输出电压。已经给电容器C31充电之后，开关SW31和SW33断开。利用预定时间段AT的延迟，开关SW34和SW36导通。结果是，二次电池单元E33被充上在电容器C31中充上的电荷。二次电池单元E33充电之后，开关SW34和SW36断开。利用时间段AT的延迟，开关SW32和SW35导通。结果是，电容器C31被充上二次电池单元E32的输出电压。已经向电容器C31充电之后，开关SW32和SW35断开。利用预定时间段AT的延迟，开关SW34和SW36导通。结果是，二次电池单元E33被充上在电容器C31中充入的电荷。之后，开关SW34和SW36断开。利用时间段AT的延迟，只有开关SW31和SW33导通。结果是，电容器C31被充上二次电池单元E31的输出电压。重复进行这些操作，直到基本上满足V31＝V32＝V33关系为止。
当采用双向开关时，只使用用电荷充电的电容器C31。这样，可以简化该结构。或者，如图11所示，当两个单向开关在它们的相反方向连接并对应电流方向适当控制它们的导通/断开状态时，可实现与双向开关相同的功能。由一组单向开关构成的开关可应用于图10中所示的例子。二次电池单元E31、E32和E33向电容器C31充电所选择的开关的方向不同于电容器C31向二次电池单元E31、E32和E33充电所选择的开关方向。
(第三实施例)下面介绍本发明的第三实施例。本发明的第三实施例涉及用于向控制电路、电压检测电路等输送电路功率的方法。当二次电池单元串联连接时，检测二次电池单元的输出电压。对应检测结果，具有较高输出电压的二次电池单元优先输送电路功率。
图12表示根据第三实施例的结构的例子。在根据第三实施例的结构中，三个二次电池单元E41、E42和E43串联连接。在三个二次电池单元中具有较高输出电压的二次电池单元优先输送电路功率。与检测二次电池单元的电压和平衡二次电池单元的前述操作相同，二次电池单元E41、E42和E43向电容器C41充电。电容器C41向电容器C42充电。电容器C42向控制电路、电压检测器等输送电路功率13。
二次电池单元E41、E42和E43中二次电池单元E43的负极连接到地电位。二次电池单元E41的正极通过开关SW41连接到开关SW42、电容器C41和开关SW47的第一端。二次电池单元E41和E42的连接点连接到开关SW42的第二端和开关SW43的第一端。开关SW43的第二端连接到开关SW44的第一端和电容器C41的第二端。此外，开关SW44的第二端通过开关SW46连接到地电位。二次电池单元E42和E43的连接点连接到开关SW44的第二端和开关SW45的第一端。开关SW45的第二端连接开关SW47的第二端。此外，开关SW45的第二端连接到电容器C42的第一端。电容器C42的第二端连接到地电位。从电容器C42的第一和第二端输送电路功率13。
在图12所示的结构中，用下列方式输送电路功率13。当二次电池单元E41输送电路功率13时，只有开关SW41和SW43导通。结果是，电容器C41被充上二次电池单元E41的输出电压。电容器C41已经充电之后，开关SW41和SW43断开。开关SW46和SW47导通。结果是，电容器C42被充上电容器C41的电荷。被充入电容器C42的电荷作为电路功率13输送。已经向电容器C42充电之后，优选使开关SW46和SW47断开。
二次电池单元E42用与二次电池单元E41相同的方式输送电路功率13。在这种情况下，只有开关SW42和SW44导通。结果是，电容器C41被充上二次电池单元E42的输出电压。已经给电容器C41充电之后，开关SW41和SW43断开。开关SW46和SW47导通。结果是，电容器C42被充上电容器C41的电荷。当二次电池单元E43输送电流功率13时，只有开关SW45导通。结果是，电容器C42被充上二次电池单元E43的输出电压。
在这种方式中，当控制开关SW41-SW47并且二次电池单元E41、E42和E43各输送电路功率13时，二次电池单元E41、E42和E43的输出电压由电压检测电路(未示出)检测。对应检测结果，具有较高输出电压的二次电池单元E41、E42和E43比其它部件更优先给电容器C42充电。这样，当串联连接的二次电池单元E41、E42和E43平衡时，可以输送电路功率13。
图13表示第三实施例的改型的结构。在该结构中，当正在检测二次电池单元E51和E52的输出电压时，输送电路功率14。在图13所示结构中，图5所示的电压检测电路和具有与其相同的结构的电路功率输送电路作为一个电路而集成。
根据图13所示的结构，检测二次电池单元E51和E52的输出电压。对应检测结果，输送电路功率14。此时，具有较高输出电压的二次电池单元优先输送电路功率14。这样，当正在输送电路功率14时，可以平衡二次电池单元E51和E52。
首先，介绍电压检测电路侧。在串联连接的二次电池单元E51和E52中，二次电池单元E52的负极连接到地电位。二次电池单元E51的正极连接到开关SW51和SW52的第一端。其中，开关SW52侧是电压检测电路。开关SW52的第二端连接到电容器C51和开关SW55的第一端。二次电池单元E51和E52的连接点连接到开关SW53、SW54、SW57和SW58的第一端。其中，开关SW53和SW58构成电压检测电路。开关SW53的第二端连接到电容器C51的第二端。此外，开关SE53的第二端通过开关SW59连接到地电位。开关SW58的第二端连接到开关SW55的第二端。此外，开关SW58的第二端连接到电容器C53的第一端。电容器C53的第二端连接到地电位。电容器C53的第一和第二端都连接到电压检测器15上。电压检测器15的检测结果输送给开关(SW)控制电路16。
接着，介绍电路功率输送电路侧。开关SW51的第二端连接到电容器C52和开关SW56的第一端。SW54的第二端连接到电容器C52的第二端。此外，开关SW54的第二端通过开关SW60连接到地电位。开关SW57的第二端连接到开关SW56的第二端。此外，开关SW57的第二端连接到电容器C54的第一端。电容器C54的第二端连接到地电位。电路功率14从电容器C54的第一和第二端输送。电路功率14是开关控制电路16的驱动功率。
在这种结构中，用与图5所示二次电池单元E1的输出电压相同的方式检测二次电池单元E51的输出电压。首先，开关SW52和SW53导通。结果是，电容器C51被充上二次电池单元E51的输出电压。已经给电容器C51充电之后，开关SW52和SW53断开。利用时间段AT的延迟，开关SW55和SW59导通。电容器C53被充上电容器C51的电荷，直到电容器C51和电容器C53被平衡为止。电容器C51被二次电池单元E51充电并且电容器C53被电容器C51充电预定次数。当二次电池单元E51的输出电压约等于电容器C53的电位时，通过电压检测器15检测电容器C53的电位。
用与检测图5所示的二次电池单元E2的输出电压相同的方式检测二次电池单元E52的输出电压。换言之，只有开关SW58导通。结果是，电容器C53被二次电池单元E52充电。已经给电容器E58充电之后，开关SW58断开。通过电压检测器15检测电容器C53的电位。
由电压检测器15检测到的二次电池单元E51和E52的输出电压的检测结果输送给开关控制电路16。对应检测结果，开关控制电路16控制开关SW51-SW60的导通/断开状态。
用基本上与检测二次电池单元E51和E52的输出电压相同的方式输送电路功率14。当通过二次电池单元E51输送单路功率14时，只有开关SW51和SW54导通。结果是，电容器C52被二次电池单元E51充电。已经给电容器C52充电之后，开关SW51和SW54断开。利用时间段AT的延迟，开关SW56和SW60导通。结果是，电容器C54被充上电容器C52的电荷。已经给电容器C54充电之后，开关SW56和SW60断开。向电路功率14输送电容器C54的电荷。或者，当开关SW56和SW60导通时，可以开始输送电路功率14。
当电路功率14被二次电池单元E52输送时，只有开关SW57导通。结果是，电容器C53被二次电池单元E52充电。已经给电容器C53充电之后，开关SW57断开。结果是，电路功率14被输送以电容器C53的电荷。
如上所述，对应输出电压的检测结果，优先从具有比另一个高的较高输出电压的二次电池单元E51和E52一个输送电路功率14。结果是，可以平衡二次电池单元E51和E52。虽然可以用其它方法检测二次电池单元E51和E52的输出电压，但是采用根据前述实施例的方法时，可以比其它方法更精确地检测这些电压。
在图13中，电压检测电路和电路功率输送电路并联设置在一个电路中。或者，可以一同构造这些电路。然而，如果电路和检测阻抗很低，则检测电压可能不正确。因此，优选如图13所示那样独立地提供电压检测电路和电路功率输送电路。
图14、图15和图16是用于介绍图13中所示结构的操作的流程图。在图14、15和16中，字母A、B和C表示对应字母进行的流程。在二次电池单元E51和E52被充电和放电时，进行对应图14、15和16所示的流程的操作。或者，当二次电池单元E51和E52不平衡时可以进行这些操作。
在图14中，开始流程图的工艺之前，在确定电池单元是否平衡时，电压检测电路例如在等预定间隔工作。电压检测电路监控二次电池单元E51和E52的输出电压。当进行充电和放电操作的二次电池单元E51和E52相当不平衡时(在步骤S10)，电压检测电路工作。电压检测电路获得二次电池单元E51和E52的输出电压(在步骤S11)。对应获得的电压，确定二次电池单元E51和E52是否不平衡(在步骤S12)。
当确定的结果表示二次电池单元平衡时，流程进行到图15所示的步骤S20。在步骤S20，从二次电池单元E51和E52同等地输送电路功率14。此时，电流功率输送电路在二次电池单元E51和E52之间交替转换，并使被选择的一个输送电路功率。
当输送电路功率14时，在步骤S21，检测二次电池单元E51和E52的输出电压。对应检测的输出电压，确定二次电池单元E51和E52是否平衡。
当确定的结果表示二次电池单元不平衡时，如参照图9所述的，具有比另一个高的输出电压的二次电池单元被放电。具有较高输出电压的二次电池单元向另一个二次电池单元充电。在图13中，为简便起见，省略了图9所示的充电/放电结构。二次电池单元E51和E52被充电和放电之后，流程返回到步骤S21。在步骤S21，确定二次电池单元E51和E52是否平衡。
相反，当在步骤S22的确定结果表明二次电池单元E51和E52平衡时，流程进行到步骤S23。在步骤S23，停止二次电池单元E51和E52充电和放电操作。之后，流程进行到步骤S24。在步骤S24，电路操作停止。
如图15中虚线所示，当在不需要二次电池单元E51和E52的充电和放电操作的情况下平衡二次电池单元E51和E52(在步骤S25)时，流程进行到步骤S24。在步骤S24，电路操作停止。之后，流程返回到步骤S10，如图14所示。在步骤S10，重复电池平衡检测操作等。
在步骤S12确定的结果表明二次电池单元E51和E52的输出电压不平衡时，流程进行到如图16所示的步骤S30。在步骤S30，具有比另一个高的输出电压的二次电池单元输送电路功率14。这样，选择具有较高输出电压的二次电池单元E51和E52之一。在参照图13所述的方法中，输送电路功率14。
在步骤S31中，检测二次电池单元E51和E52的输出电压。在步骤S32中，确定二次电池单元是否平衡。
在二次电池单元不平衡时，如参照图9所述的，具有较高输出电压的二次电池单元E51和E52之一通过电容器向另一个二次电池单元放电。二次电池单元E51和E52被充电和放电之后，流程返回到步骤S31。在步骤S31，检测二次电池单元的电压。
相反，当在步骤S32的确定结果表明二次电池单元平衡时，流程进行到步骤S33。在步骤S33，停止二次电池单元E51和E52的充电和放电操作。在步骤S35，停止电路操作。之后，流程返回到步骤S10，如图14所示。在步骤S10，重复进行电池单元平衡检测操作等。
当流程已经进行到步骤S33时，不返回到步骤S31，在不需要充电和放电操作的情况下确定二次电池单元已经平衡(在步骤S34)。
当如图15所示在步骤S22的确定结果表明二次电池单元平衡时，流程进行到步骤S23和如图16所示的步骤S30。另一方面，当如图16所示在步骤S32的确定结果表明二次电池单元平衡时，流程进行到步骤S33和如图15所示的步骤S20。
(第四实施例)接着，介绍本发明的第四实施例。根据本发明的第四实施例，当平衡串联连接的多个二次电池单元时，采用充电器。图17表示根据第四实施例的结构的例子。在该结构中，二次电池单元被充电器平衡。在图17中，为简便起见，省略了检测二次电池单元E71和E72的输出电压的电压检测单元。作为电压检测单元的例子，可以使用图1中所示的结构。
充电器20利用电源E73的输出向二次电池单元E71(具有输出电压V71)和二次电池单元E72(具有输出电压V72)充电。充电器20的控制端连接到地电位。充电器20的输出端通过开关SW77连接到电容器C71的第一端。电容器C71的第二端通过通过SW78连接到电容器C72的第一端。电容器C72的第二端连接到地电位。
开关SW77和电容器C71的连接点连接到开关SW71、SW73和SW75的第一端。电容器C71和开关SW78的连接点连接到开关SW72、SW74和SW76的第一端。开关SW76的第二端连接到地电位。
二次电池单元E71和E72串联连接。二次电池单元E71的正极连接到开关SW71的第二端。二次电池单元E71和E72的连接点连接到开关SW72和SW73的第二端。二次电池单元E72的负极连接到开关SW74的第二端。
在这种结构中，只有开关SW77和SW78导通。结果是，电容器C71和C72被充电器20充电。利用预定时间段AT的延迟，开关SW77和SW78断开。当电压检测单元的检测结果表明V71＜V72时，开关SW75和SW76以及开关SW71和SW72导通。结果是，二次电池单元E71被充上电容器C72的电荷。
由电压检测单元检测二次电池单元E71和E72的输出电压。当二次电池单元E71和E72不平衡(即V71＜V72)时，开关SW71、SW72、SW75和SW76断开。开关SW77和开关SW78导通。电容器C71和C72被充电。在前述工艺中，控制每个开关。结果是，二次电池单元E71被充电，直到输出电压基本上满足V71＝V72为止。
换言之，如图18所示，当二次电池单元E71的输出电压V71低于二次电池单元E72的输出电压V72时，重复开关SW77和SW78以及开关SW71、SW72、SW75和SW76的开关操作。当电压V71基本上等于电压V72时，开关操作停止。结果是，完成了充电操作。
当电压检测单元的检测结果表明V71＞V72时，同样，二次电池单元E72被充电。换言之，只有开关SW77和SW78导通。电容器C71和C72被充电器20充电。利用预定时间段AT的延迟，开关SW77和SW78断开。开关SW75和SW76以及开关SW73和SW74导通。结果是，二次电池单元E72被充上电容器C72的电荷。
由电压检测单元检测二次电池单元E71和E72的输出电压。当检测结果表明二次电池单元E71和E72不平衡时(即V71＞V72)，开关SW73、SW74、SW75和SW76断开。开关SW77和SW78导通。结果是，电容器C71和C72被充电。在前述工艺中，控制每个开关，以便给二次电池单元E71充电，直到输出电压基本上满足V71＝V72为止。
在图17所示的结构中，当二次电池单元E71和E72被电源E73用被充入电容器C71和C72的电荷通过充电器20充电时，可以平衡二次电池单元E71和E72，同时它们被电容器C71和C72充电。
首先，例如，只有开关SW77和SW78导通。结果是，电容器C71和C72通过充电器被电源E73充电。控制开关SW71-SW76，以便利用预定时间段AT的延迟，开关SW77和SW78断开，并且二次电池单元E71和二次电池单元E72分别被电容器C71和C72充电。
首先，例如，只有开关SW71和SW72导通。结果是，二次电池单元E71被电容器C71充电。接着，开关SW71和SW72断开。开关SW73和SW75以及开关SW74和SW75导通。结果是，二次电池单元E72被电容器C72充电。电容器C72和C72已经被充电之后，只有开关SW77和SW78导通。结果是，电容器C71和C72被充电。重复这些操作，直到二次电池单元E71和E72被充上预定电荷为止。
此时，当电容器C71的电容等于电容器C72的电容时，由于电容器C72和C72的电压平衡，因此可以安全地给二次电池单元E71和E72充电。
在图17所示的结构中，存在电源E73可以直接给电容器C71和C72充电的周期。当二次电池单元E71和E72的电容很小并且它们的几乎完全被充电时，利用通过充电器20被充在电容器C71和C72中的电荷，二次电池单元E71和E72被充电。当二次电池单元E71几乎完全被充电时，停止由电源E73的充电。二次电池单元E71和E72被电容器C71和C72充电，以便二次电池单元E71被充分充电，代替由电源E73的充电。
此时，如图17中虚线所示，充电器20的输出端可以直接连接到二次电池单元E71的正极。只有开关SW74和SW76导通。二次电池单元E72的负极连接到地电位。结果是，二次电池单元E71和E72可以直接由电源E73和充电器20充电。
图19表示图17所示结构的改型。在图19所示的结构中，控制充电器20，以便平衡二次电池单元E71和E72。在图19中，与图17相同的部分用相同的参考标记表示，并省略了它们的说明。
在图19中，电池单元电压检测器22设置在如图17所示的结构中。电池单元电压检测器22可检测二次电池单元E71和E72的输出电压。电池单元电压检测器22的检测结果作为控制信号输送给充电器20。电池单元电压检测器22检测串联连接的二次电池单元E71和E72的输出电压。对应检测结果，电池单元电压检测器22用如下方式控制充电器22，即它给具有比另一个低的输出电压的串联连接二次电池单元之一充电，以便第一二次电池单元的电压基本上等于第二二次电池单元的电压。
用与图17所示例子相同的方式，对应被充电器20充电的二次电池单元，控制开关SW71-SW78的导通/断开状态。当电容器C71和C72被充电器20充电时，开关SW80、SW77和SW78导通。
在这种情况下，充电器20的输出电压不同于平衡串联连接的二次电池单元E71和E72的电压。这样，在图19中，设置另一充电器21。如图19中虚线所示，充电器21的输出端可连接到二次电池单元E71的正极。当开关SW71、SW72、SW73、SW74和SW80断开时，充电器21使电源E73向串联的二次电池单元E71和E72充电。
在根据图4所示的第一实施例的前述结构中，二次电池单元E1或E2的电荷暂时被充到电容器C1。储存在电容器C1中的电荷移动到电容器C2。此后，检测电容器C2的电位。结果是，检测二次电池单元E1或E2的电压。本发明不限于这种结构。或者，在图4所示结构中没有电容器C2的情况下，也可检测二次电池单元E1或E2的电压。
图20表示根据本发明第一实施例的另一改型的结构的例子。在根据第一实施例的另一改型的结构中，从图4所示结构中省去了电容器C2。在图20中，与图4相同的部分用相同的参考标记表示，并省略了它们的说明。
在图20所示的结构中，当获得二次电池单元E1的输出电压时，首先，开关SW1和SW2导通。其它开关SW3-SW6断开。电容器C1已经被二次电池单元E1充电之后，开关SW1和SW2断开。开关SW3和SW4导通。用电池单元电压检测-电路功率输送部分10检测电容器C1的电位。电容器C1的检测电位对应二次电池单元E1的输出电压。已经检测了电容器C1的电位之后，电容器C1例如通过电池电压检测-电路功率输送部分10放电。
当获得二次电池单元E2的输出电压，首先，开关SW6和SW3导通。其它开关SW1、SW2、SW4和SW5断开。结果是，电容器C1被二次电池单元E2充电。电容器C1已经被二次电池单元E2充电之后，开关SW6和SW3断开。开关SW3和SW4导通。由电池电压检测-电路功率输送部分10检测电容器C1的电位。电容器C1的检测电位对应二次电池单元E2的输出电压。已经检测了电容器C1的电位之后，电容器C1被电池电压检测-电路功率输送部分10放电。
在图20所示的例子中，当通过电池电压检测-电路功率输送部分10检测电容器C1的电位时，由于电容器C1的一端连接到地电位，因此可以稳定地检测电容器C1的电位。
在图20所示的结构中，如第三实施例中所述的，难以通过电容器向二次电池单元E1和E2输送电路功率。
如上所述，根据本发明的第一方案(第一实施例)，通过一个检测电路检测串联连接的二次电池单元的输出电压。这样，可以抑制串联连接的二次电池单元的检测输出电压的波动。
此外，根据本发明的第二方案(第二实施例)，当串联连接的二次电池单元不平衡时，具有较低输出电压的二次电池单元被具有较高输出电压的另一个二次电池单元充电。结果是，平衡了二次电池单元。这样，可以抑制二次电池单元的容量的损失。此外，可快速平衡二次电池单元。
此外，根据本发明第三方案(第三实施例)，检测串联连接的二次电池单元的输出电压。对应检测结果，从具有较高输出电压的二次电池单元之一输送用于电压检测电路、开关控制电路等的电路功率。这样，可抑制二次电池单元的损失，可输送电路功率。
此时，输送电路功率时，可平衡二次电池单元。
此外，根据本发明的第四方案(第四实施例)，当给串联连接的二次电池单元充电时，检测它们的输出电压。对应检测结果，具有较低输出电压的二次电池单元之一被充电，以便电压等于具有较高输出电压的另一二次电池单元的输出电压。这样，当平衡串联连接的二次电池单元时，可给它们充电。
虽然前面已经示出和参照最佳实施方式介绍了本发明，但本领域普通技术人员应该理解在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明做出形式上和细节上的前述和各种其它改变、省略及添加。
权利要求
1.一种用于串联连接第一二次电池单元和第二二次电池单元的设备，包括用于并联连接第一二次电池单元和第一电容器的第一连接装置，第一二次电池单元的第一电极不连接到地电位；和用于并联连接第一电容器和第二电容器的第二连接装置，第二电容器的第一端连接到地电位，其中从第二电容器提取电压。
2.根据权利要求1的设备，其中通过第一连接装置并联连接第一二次电池单元和第一电容器以及通过第一二次电池单元向第一电容器充电之后，第一二次电池单元与第一电容器断开，第一电容器和第二电容器通过第二连接装置并联连接，被充在第一电容器中的电荷移动到第二电容器，并且从第二电容器取出电压。
3.根据权利要求2的设备，其中通过第一连接装置并联连接第一二次电池单元和第一电容器以及已经通过第一二次电池单元向第一电容器充电之后，第一二次电池单元与第一电容器断开，第一电容器和第二电容器通过第二连接装置并联连接，并重复进行用于将被充在第一电容器中的电荷移动到第二电容器中的操作，直到第一二次电池单元的输出电压基本上等于第二电容器的电位为止。
4.根据权利要求1的设备，还包括用于连接第二二次电池单元和第二电容器的第三装置，第二二次电池单元的第一电极连接到地电位，其中从被第二二次电池单元充电的第二电容器取出电压。
5.根据权利要求1的设备，其中检测从第二电容器取出的电压，并获得对应被充在第二电容器中的电荷的二次电池单元输出电压。
6.根据权利要求1的设备，其中具有比已经给第二电容器充电的另一个二次电池单元低的输出电压的第一二次电池单元和第二二次电池单元之一被充上从第二电容器取出的电压。
7.根据权利要求6的设备，其中第一二次电池单元和第二二次电池单元被充上从第二电容器取出的电压，以便第一二次电池单元的输出电压基本上等于第二二次电池单元的输出电压。
8.根据权利要求1的设备，其中从第二电容器取出的电压用做电源电压。
9.根据权利要求8的设备，其中从第二电容器取出的电压用做对应具有比另一个高的输出电压的第一二次电池单元和第二二次电池单元之一的电源电压。
10.一种用于控制串联连接的第一二次电池单元和第二二次电池单元的方法，包括以下步骤并联连接第一二次电池单元和第一电容器，第一二次电池单元的第一电极不与地电位连接；和并联连接第一电容器和第二电容器，第二电容器的第一端连接到地电位，其中从第二电容器取出电压。
11.一种用于串联连接第一二次电池单元和第二二次电池单元的设备，包括用于并联连接第一二次电池单元和电容器的第一连接装置；用于并联连接第二二次电池单元和电容器的第二连接装置；和用于将电容器的第一端连接到接地端的第三连接装置，其中在电容器的第一端通过第三连接装置连接到接地端时，从电容器取出电压。
12.一种用于连接串联连接的第一二次电池单元和第二二次电池单元的方法，包括以下步骤并联连接第一二次电池单元和电容器；并联连接第二二次电池单元和电容器；和将电容器的第一端连接到接地端，其中在第三连接步骤中在电容器的第一端连接到接地端时，从电容器取出电压。
13.一种用于串联连接第一二次电池单元和第二二次电池单元和用于给第一二次电池单元和第二二次电池单元充电的设备，包括用于并联连接充电电源和电容器的第一连接装置，电容器的第一端连接到地电位；和用于并联连接选自第一二次电池单元和第二二次电池单元之一与电容器的第二连接装置，其中充电电源和电容器通过第一连接装置并联连接，电容器被充电电源充电，充电电源与电容器断开，被选择的二次电池单元和电容器通过第二连接装置并联连接，并且被选择的二次电池单元由电容器充电。
14.根据权利要求13的设备，还包括用于检测串联连接的第一二次电池单元和第二二次电池单元的输出电压的检测装置，其中对应检测装置的检测结果，选择具有比另一个低的输出电压的第一二次电池单元和第二二次电池单元之一，被选择的二次电池单元和电容器通过第二连接装置并联连接，并且给被选择的二次电池单元充电，直到被选择的二次电池单元的输出电压基本上等于具有最高输出电压的二次电池单元的输出电压为止。
15.根据权利要求13的设备，其中控制充电电源的充电电压，以便对应检测装置的检测结果使串联连接的第一二次电池单元和第二二次电池单元被充上第一二次电池单元和第二二次电池单元的最高输出电压。
16.一种用于控制串联连接的第一二次电池单元和第二二次电池单元和用于给第一二次电池单元和第二二次电池单元充电的方法，包括以下步骤并联连接充电电源和电容器，电容器的第一端连接到地电位；和并联连接选择第一二次电池单元和第二二次电池单元中的一个与电容器，其中在第一连接步骤中充电电源和电容器并联连接，电容器被充电电源充电，充电电源与电容器断开，在第二连接步骤中被选择的二次电池单元和电容器并联连接，并且被选择的二次电池单元被电容器充电。
全文摘要
当获得二次电池单元E1的输出电压时，只有SW1和SW2导通。结果是，电容器C1被二次电池单元E1充电。利用时间段AT的延迟，SW1和SW2断开。SW4和SW5导通。电容器C1的电荷移到C2。重复进行这些操作，直到C2的电位基本上等于二次电池单元E1的输出电压为止。此时由电压检测器11检测C2的电位。C2的第一端连接到地电位。结果可以稳定地检测二次电池单元的电压。当检测二次电池单元E2时，只有SW5导通。C2被E2充电。由电压检测器11检测C2的电位。电压检测器11与二次电池单元E1和E2共同使用。结果是，可防止检测结果的波动。此外，采用该方法，可由电容器C2输送电路功率。
文档编号H01M10/42GK1460864SQ0312382
公开日2003年12月10日 申请日期2003年5月16日 优先权日2002年5月17日
发明者永井民次, 山崎和夫, 池田多闻 申请人:索尼公司