专利名称：电池组及其检查装置的制作方法
技术领域：
本发明是具有电池和保护该电池不过充电和过放电等的电池保护电路的电池组，涉及减少检查上述保护电路工作用的检查端子数的电池组和检查上述电池保护电路工作的电池组检查装置。
背景技术：
采用锂二次电池等能量密度高的二次电池的电池组中，设置电子保护电路，保护二次电池不过充电和过放电。图3示出设置电池保护电路21的电池组20和检查电池保护电路21的工作的装置的结构。
图3中，电池组20具有二次电池28和电池保护电路21。构成该电池保护电路21的控制电路29监视二次电池28的电压，并且在检测到过充电状态的电压时，将与二次电池28的输入输出电路串联的第1 FET26控制为阻断状态，停止对二次电池28的充电。在检测到达放电状态的电压时，又将与二次电池28的输入输出电路串联的第2 FET27控制为阻断状态，使二次电池28停止放电。利用此控制电路29的工作保护二次电池28不过充电和过放电。
电池组20中，为了检查电池保护电路21的工作，与正极性输入输出端子22、负极性输入输出端子23一起，设置于连接控制电路29的检查端子24、25、进行过充电保护工作检查时，如图3所示，在正极性输入输出端子22与负极输入输出端子23之间连接充电电源30和电流计31，检查端子24、25则连接恒压电源32。利用充电电源30提供充电电力，使电池组20为充电状态，从恒压电源32在检查端子24和25之间施加使二次电池28成为过充电状态的过充电检查电压。该过充电检查电压由控制电路29检测。控制电路29控制第1 FET26，使输入输出电路阻断。输入输出电路的阻断则利用电流计31检测。因此，在从恒压电源32施加过充电检查电压时，根据电流计31的指示值是否为零，进行电池保护电路21的过充电保护工作是否良好的判断。
进行过放电保护工作检查时，又在正极性输入输出端子22与负极性输入输出端子23之间连接放电负载33和电流计31，检查端子24、25则连接恒压电源32。对因连接放电负载33而成为放电状态的电池组20，从恒压电源32在检查端子24和25之间施加使二次电池28成为过放电状态的过放电检查电压。该过放电检查电压由控制电路29检测。控制电路29控制第2EFT27，使输入输出电路阻断。输入输出电路的阻断则利用电流计31检测。因此，在从恒压电源32施加过放电检查电压时，根据电流计31的指示值是否为零，进行电池保电路28的过放电保护工作是否良好的判断。
然而，已有结构的电池组20为了进行电池保护电路21的检查，需要两个检查端子24、25，因而存在电路板面积和组件壳体容积增大的问题。而且，随着装电池组20的便携设备等的小型化、薄型化等的发展，要求电池组20小型、薄型化，希望减小装设检查端子24、25用的空间。
又，连接各检查端子24、25用的布线往往受到来自外部的电磁辐射或对外部产生杂散电磁辐射，有时会影响装电池组20的设备，或者使电池保护电路21工作差错。
本发明的目的是提供用一个检查端子检查电池保护电路工作的电池组及其检查装置。
发明内容
为了达到上述目的，本申请的第1发明的电池组，包括二次电池、分别与这种二次电池的正极和负极连接的正输入输出端子和负输入输出端子、与从二次电池到正输入输出端子和负输入输出端子的输入输出电路串联的开关元件、监视二次电池正极与负极间的电压并且在检测到二次电池形成过充电状态的过充电电压和形成过放电状态的过放电电压时将开关元件、控制为阻断状态的控制电路，其中，设置将输入二次电池的正电压的控制电路的正电压输入端子引到外部的检查端子，并且在检查端子与负输入输出端子之间构成检查控制电路所进行过充电保护工作和过放电保护工作的检查电压的输入部。
本申请的第2发明的电池组检查装置，包括二次电池、分别与这种二次电池的正极和负极连接的正输入输出端子和负输入输出端子、与从二次电池到正输入输出端子和负输入输出端子的输入输出电路串联的开关元件、监视二次电池正极与负极间的电压并且在检测到二次电池形成过充电状态的过充电电压和形成过放电状态的过放电电压时将开关元件、控制为阻断状态的控制电路，以及将输入二次电池的正电压的控制电路的正电压输入端子引到外部的检查端子，从而构成电池组，电池组检查装置在该电池组的正输入输出端子与负输入输出端子之间连接充电电源或放电负载，对控制电路施加过充电电压或过放电电压，并利用充电电路或放电电路配置的电流计检测电池组的过充电保护工作或过放电保护工作，电池组检查装置具有检查电路，该电路根据正输入输出端子与负输入输出端子之间的电压产生检查电压，并且在检查端子与负输入输出端子之间施加检查电压。
本申请的第3发明的电池组检查装置，包括二次电池、分别与这种二次电池的正极和负极连接的正输入输出端子和负输入输出端子、与从二次电池到正输入输出端子和负输入输出端子的输入输出电路串联的开关元件、监视二次电池正极与负极间的电压并且在检测到二次电池形成过充电状态的过充电电压和形成过放电状态的过放电电压时将开关元件、控制为阻断状态的控制电路，以及将输入二次电池的正电压的控制电路的正电压输入端子引到外部的检查端子，从而构成电池组，电池组检查装置在该电池组的正输入输出端子与负输入输出端子之间连接充电电源或放电负载，对控制电路施加过充电电压或过放电电压，并利用充电电路或放电电路配置的电流计检测电池组的过充电保护工作或过放电保护工作，电池组检查装置具有存储二次电池的电池电压的电池电压存储电路、产生与过充电保护工作和过放电保护工作的检查对应的电压的直流电压源，以及根据电池电压存储电路的输出电压与直流电压源的输出电压的电压差和正负输入输出端子、间的电压产生检查电压并且施加在检查端子与负输入输出端子之间的检查电压产生电路。
本申请的第4发明的电池组检查装置，包括二次电池、分别与这种二次电池的正极和负极连接的正输入输出端子和负输入输出端子、与从二次电池到正输入输出端子和负输入输出端子的输入输出电路串联的开关元件、监视二次电池正极与负极间的电压并且在检测到二次电池形成过充电状态的过充电电压和形成过放电状态的过放电电压时将开关元件控制为阻断状态的控制电路，以及将输入二次电池的正电压的控制电路的正电压输入输出端子引出到外部的检查端子，从而构成电池组，电池组检查装置在该电池组的正输入输出端子与负输入输出端子之间连接充电电源，对控制电路施加相当于过充电电压或噎放电电压的检查电压，并且利用充电电路配置的电流计检测电池组的过充电保护工作或过放电保护工作，从充电电源的电压与过充电压相当的充电电力，在利用充电电压产生装置使该充电电源的输出电压降压到适当充电电压并且在正输入输出端子与负输入输出端子之间输入的充电状态下，将充电电源的输出电压施加在检查端子与负输入输出端子之间。
根据上述这些结构，施加检查电压的负极侧端子可将负输入输出端子作为公共端子利用，仅正极侧需要检查端子，因而以往需要多个的检查端子，其数量变成一个，由此，能谋求电路极小型化，并且也减少端子连接的布线数，可谋求减少布线发出的电磁辐射和从外部收到的电磁辐射对设备的影响。
图1是与本发明第1实施形态相关的电池组和检查装置的结构方框图。
图2是与本发明第2实施形态相关的电池组和检查装置的结构方框图。
图3是已有技术的电池组和检查装置的结构方框图。
实施发明的最佳形态下面，参照
本发明的实施形态，以供理解本发明。以下所示的实施形态是本发明具体化的一个例子，不限定本发明的技术范围。
实施形态1图1示出与本发明第1实施形态相关的电池组2和检查该电池组2过充电保护工作及过放电保护工作的检查装置1的结构。
所述电池组2配备二次电池12和保护该二次电池12不过充电和过放电的电池保护电路11而构成。电池保护电路11配备控制电路13以及设置成与二次电池12的负输入输出电路串联且用作开关元件的第1FET14和第FET15而构成。该第1和第2FET14、15在常规状态下为导通状态，控制电路13的监视二次电池12的正极与负极之间的电压，并且在检测到过充电电压时控制使第1FET14阻断，在检测到过放电电压时控制使第2FET15为阻断状态。因此，在电池组2的正输入输出端子16与负输入输出端子17之间连接充电器进行充电的期间，成为过充电状态时，由控制电路13检测出过充电电压，所以将第1FET14控制为阻断状态，使二次电池12的充电电路阻断，保护二次电池12不会过充电。在电池且2的正输入端子16与负输入输出端子17之间连接使用本电池组2的设备放电期间，成为过放电状态时，由控制电路13检测出过放电电压，因而将第2FET15控制为阻断状态，使二次电池12的放电电路阻断，保护二次电池12不会过放电。
为了检查所述电池保护电路的工作，将检测端子18连接到控制电路13的正电压输入端子，作为外部端子设置。此电池组2中，检查用的外部端子仅有检查端子18，不需要如图3所示的已有结构那样在两处设置检查端子24、25，因而能减少端子数和接到该端子的布线数，可谋求抑制从布线产生杂散辐射和受到电磁辐射而造成的控制电路13的工作差错等，并使电路板小型化。
为了检查组成上述结构的电池组2的过充电保护工作和过放电保护工作是否正常进行，如图1所示，电池组2连接检测装置1。
所述检查装置1，其组成部分包含检查过充电保护工作时供给电池组2充电电力的充电源4、检查过放电保护工作时使电子组2放电用的放电负载5、检测充电电路和放电电路的电流的电流计(电流检测装置)6、产生检查过充电保护工作和过放电保护工作用的检查电压的检查电路7，以及根据过充电保护工作和过放电保护工作的检查对装置的设定进行切换的切换装置8。
所述检查电路7，其组成部分包含连接在电池组2的检查端子18与负输入输出端子17之间并且存储二次电池12的电池电压值的电池电压存储电路41、产生与过充电保护工作的检查和过放电保护工作的检查对应的电压的直流电压源42，以及根据该直流电压源42和电池电压存储电路41输出的电压产生过充电电压和过放电电压的检查电压产生电路43。
检查装置1通过电流计6将充电电源4和放电负载5接到电池组2的正输入输出端子16与负输入输出端子17，进行过充电保护工作的检查时，由切换装置8形成连接充电电源4的状态，同时将直流电压源42设定成用于检查过充电保护工作。从充电电源4对正输入输出端子16与负输入输出端子17之间提供充电电力，使电池组2为充电状态，并且在检查端子18输入将检查电压产生电路43产生电压与正输入输出端子16的电压相加后得到的过充电检查电压。
例如，设电池电压为3.8V，充电电压为4.1V，则从所述直流电压源42输出4.4V的电压。检查电压产生电路43产生直流电压源42的输出电压4.4V与电池电压3.8V之差的电压0.6V，并且在检查端子18施加该电压差与正输入输出端子16所加充电电压4.1V相加后得到地过充电检查电压4.7V。该过充电检查电压是二次电池12的过充电状态电压，并且从检查端子18输入到控制电路13的正电压输入端子，因而控制电路13将第1FET14控制为阻断状态。由此，使二次电池12的输入输出电路阻断，切断充电电路，因而电流计6的检测值为零，从该电流计的指示能检测过充电保护工作是否正常完成。利用这种结构，则接到控制电路的检查端子仅一个即可，能谋求电路板小型化和减小电磁辐射的影响。
而且，进行过放电保护工作检查时，由切换装置8形成正输入输出端子16负输入输出端子之间连接放电负载5的状态，同时将直流电压源42的输出电压设定成用于检查过放电保护工作。利用连接放电负载5，使电池组2形成放电状态，在检查端子18输入将检查电压产生电路43产生的电压与正输入输出端子16的电压相加后所得的过放电检查电压。
例如，设电池电压为3.8V，则所述直流电压源输出2.5V的电压。检查电压产生电路43产生直流电压源42的输出电压2.5V与电池电压3.8V之差的电压-1.3V，并且在检查端子18施加该电压差与正输入输出端子16的放电电压3.8V相加后所得的过放电检查电压。该过放电检查电压是过放电状态的电压，并且从检查端子18输入到控制电路13的正电压输入端子，从而控制电路13将第2FET15控制为阻断状态。
由此，使二次电池12的输入输出电路阻断，因而切断放电电路，使电流计6的检测值为零，能从该电流计6的指示检测过放电保护工作是否正常完成。利用这种结构，则接到控制电路的检查端子仅一个即可，能谋求电路板小型化和电磁辐射减小。
实施形态2图2示出与本发明第2实施形态相关的电池组52及其检查装置51的结构，电池组52的组成部分包含二次电池53和保护该二次电池53不会过充电的电池保护电路56。
构成所述电池保护电路56的控制电路54监视二次电池53的正级与负极之间的电池电压，在二次电池53成为过充电状态并检测到过充电电压时，控制使与二次电池53的输入输出电路串联的FET55为阻断状态。利用此过充电保护工作，能保护二次电池53不因过充电而破坏。
检查此电池保护电路56所进行过充电保护工作用的检查装置51，其组成部分包含充电电源60、电流计61以及二极管62和电阻63所形成的过充电检查电流产生电路。充电电源60的正极侧通过二极管62连接电池组52的正输入输出端子57，负极侧则通过电流计61连接电池组52的负输入输出端子58，并且控制电路54的电压检测端子所连接的检查端子59上连接充电电源60的正极侧。
从充电电源60对电池组52提供充电电力时，对电池组52的正输入输出端子57提供仅产生二极管62正向电压份额的电压降的充电电压，因而电池组52为充电状态。在该充电状态中，对检查端子59施加充电电源60的输出电压时，控制电路54检查到高于正输入输出端子57的电压，如果将该电压设定为过充电电压，则控制电路54将FET55控制为阻断状态，因而切断充电电路，停止充电，利用电流计61能测量该阻断状态。
具体而言，如果将充电电源60设定为二次电池53的过充电电压4.6V，并且作为二极管62，采用正向电压为0.6V的二极管，则电池组52用4.0V的充电电压进行充电，检查端子59上则施加4.6V的过充电电压，因而使电池组52成为充电状态，能检查过充电保护工作。利用这种结构，则施加检查电压的检查端子仅一个即可，从而减少布线数，能谋求电路板小型化和电磁辐射影响小。
产业上的利用可能性根据本发明，电池组仅设置一个检查端子就能检查电池保护电路的工作，因而有利于谋求构成电池电路的电路板的小型化。而且，随着检查端子数的减少，能减少接到检查端子的布线数，所以适合于减少布线受电磁辐射所造成的电池保护电路的工作差错和布线产生的电磁辐射对设备的影响。
权利要求
1.一种电池组，其特征在于，包括二次电池(12)、分别与所述二次电池(12)的正极和负极连接的正输入输出端子(16)和负输入输出端子(17)、与从所述二次电池(12)到所述正输入输出端子(16)和负输入输出端子(17)的输入输出电路串联的开关元件(14、15)、监视所述二次电池(12)正极与负极间的电压并且在检测到所述二次电池(12)形成过充电状态的过充电电压和形成过放电状态的过放电电压时将所述开关元件(14、15)控制为阻断状态的控制电路(13)，其中，设置将输入所述二次电池(12)的正电压的所述控制电路(13)的正电压输入端子引到外部的检查端子(18)，并且在检查端子(18)与所述负输入输出端子(17)之间、构成检查所述控制电路(13)所进行过充电保护工作和过放电保护工作的检查电压的输入部。
2.一种电池组检查装置，其特征在于，包括二次电池(12)、分别与所述二次电池(12)的正极和负极连接的正输入输出端子(16)和负输入输出端子(17)、与从所述二次电池(12)到所述正输入输出端子(16)和负输入输出端子(17)的输入输出电路串联的开关元件(14、15)、监视所述二次电池(12)正极与负极间的电压并且在检测到所述二次电池(12)形成过充电状态的过充电电压和形成过放电状态的过放电电压时将所述开关元件(14、15)控制为阻断状态的控制电路(13)，以及将输入所述二次电池(12)的正电压的所述控制电路(13)的正电压输入端子引到外部的检查端子(18)，从而构成电池组(2)，所述电池组检查装置在该电池组(2)的所述正输入输出端子(16)与所述负输入输出端子(17)之间连接充电电源(4)或放电负载(5)，对所述控制电路(13)施加所述过充电电压或过放电电压，并利用充电电路或放电电路配置的电流计(6)检测所述电池组(2)的过充电保护工作或过放电保护工作，所述电池组检查装置具有检查电路(7)，该电路(7)根据所述正输入输出端子(16)与所述负输入输出端子(17)之间的电压产生所述检查电压，并且在所述检查端子(18)与所述负输入输出端子(17)之间施加所述检查电压。
3.一种电池组检查装置，其特征在于，包括二次电池(12)、分别与所述二次电池(12)的正极和负极连接的正输入输出端子(16)和负输入输出端子(17)、与从所述二次电池(12)到所述正输入输出端子(16)和负输入输出端子(17)的输入输出电路串联的开关元件(14、15)、监视所述二次电池(12)正极与负极间的电压并且在检测到所述二次电池(12)形成过充电状态的过充电电压和形成过放电状态的过放电电压时将所述开关元件(14、15)控制为阻断状态的控制电路(13)，以及将输入所述二次电池(12)的正电压的所述控制电路(13)的正电压输入端子引到外部的检查端子(18)，从而构成电池组(2)，所述电池组检查装置在该电池组(2)的所述正输入输出端子(16)与所述负输入输出端子(17)之间连接充电电源(4)或放电负载(5)，对所述控制电路(13)施加所述过充电电压或过放电电压，并利用充电电路或放电电路配置的电流计(6)检测所述电池组(2)的过充电保护工作或过放电保护工作，所述电池组检查装置具有存储所述二次电池(12)的电池电压的电池电压存储电路(41)、产生与过充电保护工作和过放电保护工作的检查对应的电压的直流电压源(42)，以及根据所述电池电压存储电路(41)的输出电压与所述直流电压源(42)的输出电压的电压差和正负输入输出端子(16、17)间的电压产生所述检查电压、并且施加在所述检查端子(18)与所述负输入输出端子(17)之间的检查电压产生电路(43)。
4.如权利要求3所述的电池组检查装置，其特征在于，对应于过充电保护工作和过放电保护工作的检查，切换充电电源(4)或放电负载(5)对正输入输出端子(16)与负输入输出端子(17)之间的连接，同时也切换检查电压产生电路(43)的工作状态。
5.一种电池组检查装置，其特征在于，包括二次电池(53)、分别与所述二次电池(53)的正极和负极连接的正输入输出端子(57)和负输入输出端子(58)、与从所述二次电池(53)到所述正输入输出端子(57)和所述负输入输出端子(58)的输入输出电路串联的开关元件(55)、监视所述二次电池(53)正极与负极间的电压并且在检测到所述二次电池(53)形成过充电状态的过充电电压和形成过放电状态的过放电电压时将所述开关元件(55)控制为阻断状态的控制电路(54)，以及将输入所述二次电池(53)的正电压的所述控制电路(54)的正电压输入输出端子引出到外部的检查端子(59)，从而构成电池组(52)，所述电池组检查装置在该电池组(52)的所述正输入输出端子(57)与所述负输入输出端子(58)之间连接充电电源(60)，对所述控制电路(54)施加相当于所述过充电电压或所述噎放电电压的检查电压，并且利用充电电路配置的电流计(61)检测所述电池组(52)的过充电保护工作或过放电保护工作，从所述充电电源(60)供给与所述过充电压相当的充电电力，在利用充电电压产生装置使该充电电源(60)的输出电压降压到适当充电电压、并且在所述正输入输出端子(57)与所述负输入输出端子(58)之间输入的充电状态下，将所述充电电源(60)的输出电压施加在所述检查端子(59)与所述负输入输出端子(58)之间。
6.如权利要求5所述的电池组检查装置，其特征在于，充电电压产生装置通过具有规定的正向电压的二极管(62)将充电电源(60)的输出电压输入到正输入输出端子(57)与负输入输出端子(58)之间。
全文摘要
提供电池组(2)中电池保护电路(11)工作检查所用检查端子(18)数减少的电池组(2)和检查该电池组(2)中电池保护电路(11)工作的检查装置(1)。将存储二次电池(12)的电压的电池存储电路(41)的输出电压与直流电压源(42)的输出电压的电压差和正输入输出端子(16)与负输入输出端子(17)之间的电压相加后，作为检查电压输入控制电路(13)。这时，作为检查电压输入端子的检查端子(18)为一个，布线为一条，因而能使构成电池保护电路(11)的电路板小型化，并且减少布线，能抑制电池辐射的影响。
文档编号H01M10/42GK1394361SQ01803165
公开日2003年1月29日 申请日期2001年10月19日 优先权日2000年10月20日
发明者北川贺津典, 长久哲朗 申请人:松下电器产业株式会社