专利名称：电池包及其控制方法
技术领域：
本发明涉及电池包和用于检测电池单元的内部短路的电池包控制方法。
背景技术：
在近几年中，例如笔记本个人电脑(PC),蜂窝电话和个人数字助理 (PDA )的便携式电子装置已被普遍使用，并且由于锂离子蓄电池(secondary battery)例如高电压、高能量密度和质量轻之类的优点，它们已被广泛用作 这些装置的电源。
如果当锂离子蓄电池被充电时它们被过度充电到在预定电压以上的一电 压，或者当它们被放电时过度放电到低于预定电压的一电压，则可能使得锂 离子蓄电池的电池单元损坏或异常地发热。因此，包含锂离子蓄电池的电池
通常，这样的保护电路测量蓄电池的充电和放电电流以及每块电池单元 的电压，以基于测量结果检测例如过度充电、过度放电或异常单元平衡 (balance )之类的异常性(abnormality)。当根据检测结果确定电池单元为异常 时，保护电路执行例如禁止蓄电池充电和放电之类的保护操作。
此外，当包含蓄电池的电池包经受重复异常充电和放电，或经受使单元 内部变形的外部压力时，或当外来物质进入电池单元时，可能在电池单元中 发生由于短路引起的异常性。当由于内部短路引起的异常性发生时，基于以 上讨论的检测处理和检测结果的保护操作可能不充分，并且在电池单元内部 的短路电路可导致例如电池包起火的严重事件。
为了解决上述问题，最近已经提出了各种方案以检测由于内部短路引起 的电池单元的异常性。例如，日本专利第3437823号公开了一种方法，在该 方法中测量单元块的电压，以及根据最大电压和最小电压之间的差异是否持
发明内容
但是，电池包的特性根据环境温度的改变和电池的损坏等级而改变。因 此，即使考虑在环境温度的改变和电池单元的损坏等级来确定规定的时间， 也可能在电压差等于或大于规定时间的阈值之前，由内部短路发热或起火。
因此，希望提供一种电池包和用于该电池包的控制方法，该控制方法检 测内部短路引起的电池单元的异常性而不受环境温度等改变的影响。
根据本发明的第一实施例，提供了一种电池包，包括 一个或多个单元 块，其中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元；以及控制部分，用于 测量一个或多个单元块的电压，以基于测量结果来检测单元块的异常性。控 制部分基于所测量的电压计算一个或多个单元块的电压的时间微分，从一个 或多个单元块的电压的时间微分提取第 一时间微分和第二时间微分，其中所 述第一时间微分最大，而所述第二时间微分最小，以及在第一时间微分和第 二时间微分的差小于规定值的情况下，确定对应于第二时间微分的单元块为 异常。
根据本发明第二实施例，提供一种电池包，包括 一个或多个单元块， 其中以串if关和/或并4关连4妾一个或多个蓄电池单元；以及控制部分，用于测量 一个或多个单元块的电压和充电电流，以基于测量结果来检测单元块的异常 性。控制部分基于所测量的电压和充电电流，计算一个或多个单元块的电压 和充电电流的时间微分以及电压和充电电流的二阶时间微分，在电压的时间 微分小于规定值、电压的二阶时间微分小于规定值并且充电电流的二阶时间 微分不小于规定值的情况下，确定单元块为异常，以及在充电电流的时间微 分大于规定值、充电电流的二阶时间微分大于规定值并且电压的二阶时间微 分不大于规定值的情况下，确定单元块为异常。
根据本发明第三实施例，提供一种电池包，包括 一个或多个单元块， 其中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元；以及控制部分，用于测量 一个或多个单元块的电压和充电电流，以基于测量结果来检测单元块的异常 性。控制部分基于所测量的电压和充电电流计算一个或多个单元块的电压的 时间微分以及电压和充电电流的二阶时间微分，从一个或多个单元块的电压 的时间微分提取第 一 时间微分和第二时间微分，其中所述第 一时间微分最大， 而所述第二时间微分最小，以及在第一时间微分和第二时间微分的差小于规 定值，电压的二阶时间微分小于规定值并且充电电流的二阶时间微分不小于规定值的情况下，确定对应于第二时间微分的单元块为异常。
根据本发明的第四实施例，提供一种用于电池包的控制方法，包括以下
步骤测量一个或多个单元块的电压，在该单元块中以串联和/或并联连接一 个或多个蓄电池单元；基于所测量的电压计算一个或多个单元块的电压的时 间微分；从一个或多个单元块的电压的时间微分提取第 一 时间微分和第二时 间微分，其中所述第一时间微分最大，而所述第二时间微分最小；以及在第 一时间微分和第二时间微分的差小于规定值的情况下，确定对应于第二时间 微分的单元块为异常。
根据本发明的第五实施例，提供一种用于电池包的控制方法，包括以下 步骤测量一个或多个单元块的电压和充电电流，在该单元块中以串联和/或 并联连接一个或多个蓄电池单元；基于所测量的电压和充电电流，计算一个 或多个单元块的电压和充电电流的时间孩i分以及电压和充电电流的二阶时间 微分；在电压的时间微分小于规定值、电压的二阶时间微分小于规定值并且 充电电流的二阶时间微分不小于规定值的情况下，确定单元块为异常；以及 在充电电流的时间微分大于规定值、充电电流的二阶时间微分大于规定值并 且电压的二阶时间微分不大于规定值的情况下，确定单元块为异常。
冲艮据本发明的第六实施例，提供一种用于电池包的控制方法，包括以下 步骤测量一个或多个单元块的电压和充电电流，在该单元块中以串if关和/或 并联连接一个或多个蓄电池单元；基于所测量的电压和充电电流计算一个或 多个单元块的电压的时间微分以及电压和充电电流的二阶时间微分；从一个 或多个单元块的电压的时间微分提取第 一时间微分和第二时间微分，其中所 述第一时间微分最大，而所述第二时间微分最小；以及在第一时间微分和第 二时间微分的差小于规定值，电压的二阶时间微分小于规定值，并且充电电 流的二阶时间微分不小于规定值的情况下，确定对应于第二时间微分的单元 块为异常。
如上所述，根据本发明的第一和第四实施例，测量一个或多个的单元块 的电压，在该单元块中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元；基于所 测量的电压计算一个或多个单元块的电压的时间」微分；/人一个或多个单元块 的电压的时间微分提取第 一时间微分和第二时间微分，其中所述第 一时间微 分最大，而所述第二时间微分最小；以及在第一时间微分和第二时间微分的 差小于规定值的情况下，确定对应于第二时间微分的单元块为异常。从而，可确定在对应于第二时间微分的单元块中由于内部短路引起的异常性。
根据本发明的第二和第五实施例，测量一个或多个的单元块的电压和充
电电流，在该单元块中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元；基于所
测量的电压和充电电流，计算一个或多个单元块的电压和充电电流的时间微
分以及电压和充电电流的二阶时间微分；在电压的时间微分小于规定值、电 压的二阶时间微分小于规定值并且充电电流的二阶时间微分不小于规定值的 情况下，确定单元块为异常；以及在充电电流的时间微分大于规定值、充电 电流的二阶时间微分大于规定值并且电压的二阶时间微分不大于规定值的情 况下，确定单元块为异常。
根据本发明的第三和第六实施例，测量一个或多个的单元块的电压和充 电电流，在该单元块中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元；基于所 测量的电压和充电电流计算一个或多个单元块的电压的时间孩i分以及电压和 充电电流的二阶时间微分；从一个或多个单元块的电压的时间微分提取第一 时间微分和第二时间微分，其中所述第一时间微分最大，而所述第二时间微 分最小；以及在第一时间微分和第二时间微分的差小于规定值，电压的二阶 时间微分小于规定值，并且充电电流的二阶时间微分不小于规定值的情况下， 确定对应于第二时间微分的单元块为异常。
图2是示出在恒流恒压充电方法中的充电特性的例子的示意图3是示出在恒流充电时间段中，单元块的电压、电压微分和电压微分
差的波形的示意图4是示出在充电电流改变的情况下，电压、电压微分和电压微分差的
波形的示意图5是图示适用于本发明的实施例的、用于检测由于内部短路引起的异 常性的方法的流程图6是示出在恒压充电时间段中，单元块的充电电流的微分的波形的示 意图7是示出在恒流充电时间段中，单元块的二阶电压和充电电流樣i分的 波形的示意图；图8是示出在充电电流改变的情况下，二阶电压和充电电流微分的波形
的示意图9是示出在恒压充电时间段中，单元块的二阶充电电流和电压微分的 波形的示意图；以及
图IO是图示适用于本发明的修改实施例的、用于检测由于内部短路引起 的异常性的方法的流程图。
具体实施例方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。在本发明的实施例中，测量蓄电 池的电压和充电电流，并且^4居所测量的电压和充电电流来计算电压和充电 电流的时间微分。基于所计算的时间微分，在蓄电池的电池单元中检测由于 内部短路引起的异常性的发生。
图1示出了适用于本发明的实施例的电池包1的示例性配置。当使用外 部电子装置时，分别将电池包1的正端子11和负端子12连接到用于放电的 电子装置的正端子和负端子。当对电池包l充电时，将电池包1装配在充电 器上，并且当使用电子装置时，分别将电池包1的正端子11和负端子12连 接到用于充电的充电器的正端子和负端子。
电池包1主要包括蓄电池2、控制部分3和开关电路4。在图l所示的电 池包l的配置的描述中，只描述了关于本发明的实施例的重要的部分，而未 描述其他部分以避免描述的复杂性。蓄电池2是其中以串联和/或并联连接多 个电池单元的、例如锂离子蓄电池之类的蓄电池。在该例子中，将电池单元 连接在两个平行的行中，每行包括3个以串联连接的电池单元。在蓄电池2 中，每个包括以并联连接的电池单元的单元块10以串联连接。
控制部分3测量蓄电池2的单元块10的电压。控制部分3还使用电流检 测电阻5来测量电流的幅度和方向。在预定的间隔规律地执行这些测量。然 后，控制部分3基于单元块10的电压和蓄电池2的充电和放电电流的测量结 果，执行用于检测电池单元中的短路的处理。稍后将详细描述用于检测内部 短路的方法。
当基于测量结果检测到异常性时，控制部分3还通过将控制信号发送到 开关电路4来防止过度充电和过度放电。
当电池包1被安装在例如个人计算机(PC)之类的电子装置中时，通信
9端子13和14用于基于预定的通信标准，向电子装置发送例如指示电池包1
的异常性的信息之类的各种信息。通信标准的例子包括例如主要用于电源管
理的系统管理总线(SMBus)标准。
当检测到由于在单元块10中的短路引起的异常性时，控制部分3向电子 装置发送指示异常性的信息，其中电池包1经由通信端子13和14装配到所 述电子装置。
开关电路4包括充电控制FET 15a和力欠电控制FET 16a。当电池电压变为 过度充电的检测电压时，基于来自控制部分3的控制信号来关断充电控制FET 15a以执行控制，使得没有充电电流流过。在关断充电控制FET15a之后，仅 可经由寄生二极管15b执行放电。
当电池电压变为过度放电的检测电压时，基于来自控制部分3的控制信 号关断放电控制FET 16a以执行控制，使得没有放电电流流过。在关断放电 控制FET16a之后，仅可经由寄生二极管16b执行充电。
对用于检测由于电池包1的电池单元中的短路引起的异常性的处理进行 了描述。通常，通过恒流恒压充电(CCCV)方法对蓄电池2进行充电。在 CCCV充电方法中，如图2所示，以恒流执行充电，直到蓄电池2的电压到 达预定的电压，此后，以恒压冲丸行充电。然后，当充电电流到达失见定的终止 电谅b时完成充电。
在通过CCCV充电方法对蓄电池2进行充电的情况下，在恒流充电时间 段中，以恒定充电电流对蓄电池2充电，其中在充电开始后立即开始所述恒 流充电时间段，并且当蓄电池2的电压达到预定电压时结束。
在该时间段中，没有内部短路的正常的单元块10的电压单调递增，并且 至少不减少。具有内部短路的异常的单元块10的电压在内部短路发生的时刻 减少。因此，在单元块10的电压减少的时刻可考虑发生了内部短路。
但是，例如，由于某些原因在恒流充电期间，从充电器供应到蓄电池2 的充电电流减小的情况下，单元块10的电压也减少。因此，难以确定电压减 少是由内部短路还是由充电电流的变化造成的。
因此，在本发明的实施例中，控制部分3计算在恒流充电时间段中单元 块10的电压的时间微分，以基于电压的时间微分之间的差来检测内部短路。 以下术语"电压的时间微分"将被简单称为"电压微分"。
例如，考虑其中在构成蓄电池2的多个单元块10的一预定单元块10中
10发生内部短路的情况。图3示出在恒流充电时间段中，单元块10的电压和电 压微分的波形。水平轴代表时间，而垂直轴代表每个单元块10的电压和电压微分。
如图3所示，在恒流充电时间段中，正常单元块(以下偶尔称为"正常 块")的电压恒定地增加或保持恒定，并且至少不减少。因此，正常块的电压 微分一直为正或"0"。
同时，其中内部短路将发生的异常单元块(以下偶尔称为"异常块")的 电压与正常块的电压大体相同，并且异常块的电压微分为正或"0"，直到内 部短^各发生。然后，当内部短路电路发生时，异常块的电压在内部短路发生 的时刻X,减少。因此，在内部短路发生的时刻X,具有内部短路的异常块的 电压微分变为负。
考虑其中计算两个单元块的电压微分之间的差的情况。如果两个单元块 为正常块，则正常块的相应的电压微分通常为相同的正值或"0"。因此，考 虑单元块10的电压微分之间的差通常为"0"。
如果两个单元块中的一个为异常块，同时，在内部短路发生的时刻异常 块的电压微分变为负。因此，考虑单元块IO的电压微分之间的差为负。
因此，在本发明的实施例中，从所计算的单元块10的电压微分提取考虑 为正常块的微分的最大微分dVmax/dt和考虑为异常块的微分的最小微分 dVmin/dt。
然后，计算最大微分和最小微分之间的差，即电压微分差 dVmax/dt-dVmin/dt。然后，基于公式(l),将所计算的电压微分差与规定值比较 dV隱/dt-dV丽/dt <规定值……(1)
如果所计算的电压微分差小于规定值，则可确定具有最小微分值dVmin/dt 的单元块10为异常块并且内部短路已经发生。
如果所有单元块10均为正常，例如，单元块10的电压^i:分通常相同， 因而如以上所讨论的，电压微分差通常为"0"。因此，虽然理想地可设置规 定值为"0",但是实际上考虑噪声等级等来优选地设置规定值。此外，由于 如果正常块IO为正常则电压微分差通常相同，因此可将恒定值选择为不管环 境温度的如何改变等而预先设置的规定值。
可计算单元块io的电压微分，以确定在单元块10的电压微分变为负的 时刻在单元块10中是否已经发生内部短路。但是，由于正常单元块10的电压微分一直为正并且不小于"0"，所以可使用更大的值以通过计算正常单元 块和具有内部短路的单元块之间的电压微分差来确定是否已经发生了内部短路。
因此，与仅基于单元块IO的电压微分确定异常性的情况相比，通过计算 电压微分差可更准确地检测由于内部短路引起的异常性。
此外，如上所述通过使用单元块10之间的电压樣i分差，可防止由于充电
电流的变化引起的对内部短路的错误检测。例如，考虑如图4所示的其中蓄 电池2的充电电流变化的情况。
在其中以串联连接单元块10的蓄电池2中，通常相同的充电电流流过全 部的单元块10。当在时刻Y,充电电流减少时，不管单元块IO是否为正常， 单元块10的电压都减少。
此时，单元块10的电压的变化量通常相同，并且单元块10的电压孩吏分 通常为相同的负值。也就是说，使用单元块的电压微分计算的单元块IO之间 的电压微分差通常为"0"。
因此，在充电电流变化的情形下，电压微分差不会变为小于规定值，防 止由充电电流的变化造成的内部短路引起的对异常性的错误检测。
将参考图5中所示的流程图对适用于本发明的实施例的、用于检测由于 内部短路引起的异常性的方法做出描述。除非另外说明，以下描述的处理在 控制部分3的控制下执行。在步骤Sl，基于所测量的每个电源块10的电压 来计算每个单元块10的电压微分dV/dt。
在步骤S2，从所计算的单元块10的电压微分选择最大微分dVmax/dt和最 小微分dVmin/dt，以计算电压微分差dVmin/dt-dVmax/dt，其为所选择的微分之
间的差。然后，基于以上公式(l)，电压微分差dVmin/dt-dVmJdt与预先以设置
的规定值比较。
如果电压微分差小于规定值，则确定在具有最小微分dVmin/dt的单元块 10中已经发生由于内部短路引起的异常性，并且处理前进到步骤S3。在步骤 S3中，执行异常性治疗(treatment)处理，以便控制开关电路4从而禁止蓄 电池2的充电和;故电，或例如对充入蓄电池2中的能量进4亍;改电。此外，将 指示蓄电池2的异常性的信息经由通信端子13和14发送到装配电池包1的 电子装置。从而终止一系列的处理。
另一方面，如果在步骤S2中电压微分差不小于规定值，则确定单元块IO为正常。处理返回步骤Sl,在步骤S1中，计算每个单元块10的电压微分 差。以预定的间隔循环执行步骤Sl和S2的处理。
如上所述，在本发明的实施例中，可通过计算单元块10的电压微分并将 基于电压微分计算的电压微分差与规定值进行比较，来检测由于内部短路引 起的异常性。此外，通过基于电压微分差来检测由于内部短路引起的异常性， 可防止由于充电电流改变引起的对异常性的错误检测。
以下将描述本发明的修改实施例。如关于以上讨论的实施例所描述的， 在恒流充电时间段中，在单元块10中发生内部短路的情况下，即使在充电期 间如图3所示在已经发生内部短路的时刻电压减少，因此，电压微分dV/dt 从正值改变到负值。
但是，在由于一些原因充电电流减少的情况下，如图4所示电压也减少， 并且因此，电压微分dV/dt变为负。
同时，在恒压充电时间段中，如图2所示充电电流逐渐减少，其中当蓄 电池2的电压已经达到预定电压时进入所述恒压充电时间段，并且在所述恒 压充电时间段中以恒定电压执行充电。但是，如图6所示在恒压充电时间段 中，在时刻X3发生内部短路的情况下，例如，虽然以恒定电压执行充电并且 充电电流减少， <旦是电流增加。
因此，在恒定电压充电时间段中为负的充电电流微分dl/dt，在已经发生 内部短3各的日t刻X3变为正。
在充电电流微分dl/dt从负值改变为正值的时刻，可确定内部短路的发生。 但是，由于一些原因在充电电流增加的情况下，充电电流微分dl/dt也可从负 值改变到正值。
因此，在使用电压和充电电流孩么分的情况下，难以确定电压和充电电流 微分的改变是由于内部短路还是由于充电电流的变化引起的。
因此，在本发明的修改实施例中，单元块IO的二阶电压微分和充电电流 微分用于检测用于在内部块10中的内部短路引起的异常性。
首先，对在恒流充电时间段中用于检测内部短路的方法进行描述。例如， 在图7所示的时刻X2在预定的单元块10中发生内部短路的情况下，该单元 块10的二阶电压微分dHVd一变为小于规定值。同时，由于在恒定电流执行 充电，所以在此时二阶充电电流微分d2I/dt2不小于规定值。虽然理想地可将 规定值设置为"0",但是如在以上实施例中实际上可考虑噪声等级等来设置
13规定值。
也就是说，在内部短路发生的情况下，二阶电压和充电电流微分和规定
值满足由公式(2)表示的关系
d2V/dt2 <规定值并且d2I/dt2 >规定值 ...…(2)
另一方面，如图8所示，在时刻Y2充电电流减少的情况下，单元块10 的二阶电压微分d /df变为小于规定值。同时，由于充电电流降低，所以在 此时二阶充电电流微分d2I/dt2小于规定值。
也就是说，在充电电流降低的情况下，二阶电压和充电电流微分和规定 的值满足由公式(3)表示的关系
d2V/dt2 <规定值并且(121他2<规定值 ……(3)
因此，在恒流充电时间段中，可通过基于公式(2)将二阶电压和充电电流 微分与规定值比较，来确定是否在单元块10中已经发生了内部短路。通过只 在满足公式(2)的情况下确定由于内部短路引起的异常性，可防止由于充电电 流的变化引起的对异常性的错误检测。
现在，对在恒压充电时间段中用于检测内部短路的方法进行描述。例如， 在图9所示的恒压充电时间l殳中的时刻X3，在预定的单元块10中发生内部 短路的情况下，该单元块10的二阶电流微分fl/c^变为大于规定值。同时， 由于以恒定电压执行充电，所以在此时二阶充电电压微分^V/d^不大于规定 值。
也就是说，在内部短路发生的情况下，二阶电压和充电电流微分和规定 值满足由公式(4)表示的关系
d2I/dt2 >规定值并且d2V/dt2 <规定值 ……(4)
另一方面，如图8所示，在时刻Y3充电电流增加的情况下，二阶充电电 流微分cft/d一变为大于规定值。同时，由于充电电流的增加增大电压，所以 在此时二阶电压微分d2V/dt2大于规定值。
也就是说，在充电电流增加的情况下，二阶电压和充电电流微分和规定 的值满足由公式(5)表示的关系
d2I/dt2 〉规定值并且d2v/dt2〉规定值 ……(5)
因此，在恒流充电时间段中，可通过基于公式(4)将二阶充电电流和电压 微分与规定值比较，来确定是否在单元块10中已经发生了内部短路。通过只 在满足公式(4)的情况下确定由于内部短路引起的异常性，可防止由于充电电错误检测。
将参考图10中所示的流程图对适用于本发明的修改实施例的、用于检测 由于内部短路引起的异常性的方法做出描述。除非另外说明，以下描述的处
理在控制部分3的控制下执行。
在步骤Sll，基于所测量的每个电源块10的电压和充电电流来计算每个 单元块10的电压微分dV/dt和充电电流微分dl/dt。在步骤S12,基于在步骤 Sll计算的电压微分dV/dt和充电电流微分dl/dt来计算二阶电压微分d2V/dt2 和二阶充电电流;微分d2I/dt2。
在步骤S13,将电压微分dV/dt与预先已经设置的规定值比较。如果确定 电压微分dV/dt小于规定值，则处理前进到步骤S14。
在步骤S14中，基于公式(2)将二阶电压微分士V/df和二阶充电电流微分 d df各自与规定值相比。如果满足公式(2)，即，如果二阶电压微分d2V/dt2 小于规定值并且二阶充电电流微分d2I/dt2不小于规定值，则确定由于内部短 路引起的异常性已经发生，并且处理前进到步骤S17。
另一方面，在不满足公式(2)的情况下，确定单元块10是正常的，并且处 理返回步骤Sll。
同时，如果确定电压微分dV/dt不小于规定值，则处理前进到步骤S15。 在步骤S15中，充电电流微分dl/dt与已被预先设置的规定值比较。如果确定 充电电流微分dl/dt大于规定值，则处理前进到步骤16。
同时，如果确定充电电流微分dl/dt不大于预定值，则处理返回步骤Sll。
在步骤16中，基于公式(4)将二阶充电电流微分cPl/d一和二阶电压微分 fV/df各自与规定值相比。如果满足公式(4)则，即，如果二阶充电电流微分 c^I/d一大于规定值并且二阶电压微分d /df不大于规定值，则确定由于内部 短路引起的异常性已经发生，并且处理前进到步骤S17。
另一方面，在不满足公式(4)的情况下，确定单元块10是正常的，并且处 理返回步骤Sll。
在步骤S17，执行例如控制开关电路4的异常性治疗处理，以便禁止对 蓄电池2充电和放电，或者例如对充入蓄电池2中的能量进行放电。此外， 经由通信端子13和14将指示蓄电池2的异常性的信息发送到装配电池包1 的电子装置。；^而终止一系列的处理。
如上已经描述的在本发明的修改实施例中，可通过计算每个单元块10的二阶电压微分和二阶充电电流微分并将二阶电压微分和二阶充电电流微分与 规定值比较，可检测由于内部短路引起的异常性。此外，通过基于二阶电压 微分和二阶充电电流微分检测由于内部短路引起的异常性，可防止由于充电 电流的改变引起的对异常性的错误检测。
在以上关于本发明的实施例描述的将电压微分差与规定值比较之后，可 额外执行关于本发明的修改实施例中描述的将二阶电压微分和二阶充电电流 微分与规定值的比较。
具体地，基于以上公式(l),将从基于每个单元块IO的电压计算的电压微
分中提取的电压微分差，或最大微分dV皿/dt和最小微分dVmin/dt之间的差与 规定值比较。基于以上公式(2),将已经基于单元块IO的电压和充电电流计算 的二阶电压微分d2V/dt2和二阶充电电流微分d2I/dt2与规定值相比。
然后，如果基于公式(l)电压微分差小于规定值，并且基于公式(2)二阶电 压微分小于规定值并且二阶充电电流微分不小于规定值，则确定在具有最小 微分的单元块10中已经发生了由于内部短路引起的异常性。
这样，可更准确地4全测由于内部单元块10中的短路引起的异常性。
虽然通过其实施例和修改实施例已经描述了本发明，但是本发明不限于 这些实施例。相反，可以各种方式修改并应用本发明，而不背离本发明的范 围和精神。例如，蓄电池不限于锂离子蓄电池，也可以使用例如4臬氢电池和 镍-镉电池之类的其他蓄电池。
本申请包含关于于2008年6月24号向日本专利局提交的日本优先权专 利申请JP2008-164282中公开的主题，其全部内容通过引用合并与此。
权利要求
1.一种电池包，包括一个或多个单元块，其中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元；以及控制部分，用于测量一个或多个单元块的电压，以基于测量结果来检测单元块的异常性，其中所述控制部分基于所测量的电压计算一个或多个单元块的电压的时间微分；从一个或多个单元块的电压的时间微分提取第一时间微分和第二时间微分，其中所述第一时间微分最大，而所述第二时间微分最小；以及在第一时间微分和第二时间微分的差小于规定值的情况下，确定对应于第二时间微分的单元块为异常。
2. 如权利要求1所述的电池包，还包括充电/放电开关，用于基于由所述控制部分执行的控制，来控制单元块的 充电/》i:电电 流o其中在检测到单元块的异常性的情况下，所述控制部分关断所述充电/ 放电开关。
3. 如权利要求1所述的电池包，还包括 通信端子，用于与外部电子装置通信，其中在检测到单元块的异常性的情况下，所述控制部分经由所述通信端 子向外部电子装置发送指示已经^r测到异常性的信息。
4. 一种电池包，包4舌一个或多个单元块，其中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元；以及控制部分，用于测量一个或多个单元块的电压和充电电流，以基于测量 结果来检测单元块的异常性， 其中所述控制部分基于所测量的电压和充电电流，计算一个或多个单元块的电压和充电电 流的时间微分以及电压和充电电流的二阶时间微分；在电压的时间微分小于规定值、电压的二阶时间微分小于规定值并且充电电流的二阶时间微分不小于规定值的情况下，确定单元块为异常；以及在充电电流的时间微分大于规定值、充电电流的二阶时间微分大于规定 值并且电压的二阶时间微分不大于规定值的情况下，确定单元块为异常。
5. 如权利要求4所述的电池包，还包括充电/放电开关，用于基于由所述控制部分执行的控制，来控制单元块的 充电/方t电电力t。其中在检测到单元块的异常性的情况下，所述控制部分关断所述充电/ 放电开关。
6. 如权利要求4所述的电池包，还包括 通信端子，用于与外部电子装置通信，其中在检测到单元块的异常性的情况下，所述控制部分经由所述通信端 子向外部电子装置发送指示已经检测到异常性的信息。
7. —种电池包，包^r:一个或多个单元块，其中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元；以及控制部分，用于测量一个或多个单元块的电压和充电电流，以基于测量 结果来检测单元块的异常性， 其中所述控制部分基于所测量的电压和充电电流计算一个或多个单元块的电压的时间微分 以及电压和充电电流的二阶时间微分；从一个或多个单元块的电压的时间微分提取第 一 时间微分和第二时间微 分，其中所述第一时间微分最大，而所述第二时间微分最小；以及在第一时间微分和第二时间微分的差小于规定值，电压的二阶时间微分 小于规定值，并且充电电流的二阶时间微分不小于规定值的情况下，确定对 应于第二时间微分的单元块为异常。
8. —种用于电池包的控制方法，包括以下步骤测量一个或多个单元块的电压，在该单元块中以串if关和/或并i[关连接一个或多个蓄电池单元；基于所测量的电压计算一个或多个单元块的电压的时间微分； 从一个或多个单元块的电压的时间微分提取第 一时间微分和第二时间微分，其中所述第一时间微分最大，而所述第二时间微分最小；以及在第 一 时间微分和第二时间微分的差小于规定值的情况下，确定对应于 第二时间微分的单元块为异常。
9. 一种用于电池包的控制方法，包括以下步骤测量一个或多个单元块的电压和充电电流，在该单元块中以串联和/或并 联连接一个或多个蓄电池单元；基于所测量的电压和充电电流，计算一个或多个单元块的电压和充电电 流的时间微分以及电压和充电电流的二阶时间微分；在电压的时间微分小于规定值、电压的二阶时间微分小于规定值并且充 电电流的二阶时间微分不小于规定值的情况下，确定单元块为异常；以及在充电电流的时间微分大于规定值、充电电流的二阶时间微分大于规定 值，并且电压的二阶时间微分不大于规定值的情况下，确定单元块为异常。
10. —种用于电池包的控制方法，包括以下步骤测量一个或多个单元块的电压和充电电流，在该单元块中以串联和/或并 联连接一个或多个蓄电池单元；基于所测量的电压和充电电流计算一个或多个单元块的电压的时间微分 以及电压和充电电流的二阶时间纟鼓分；从一个或多个单元块的电压的时间微分提取第 一时间微分和第二时间微 分，其中所述第一时间微分最大，而所述第二时间微分最小；以及在第 一 时间微分和第二时间微分的差小于规定值，电压的二阶时间微分 小于规定值，并且充电电流的二阶时间微分不小于规定值的情况下，确定对 应于第二时间微分的单元块为异常。
全文摘要
一种电池包，包括一个或多个单元块，其中以串联和/或并联连接一个或多个蓄电池单元，以及控制部分，用于测量一个或多个单元块的电压，以基于测量结果来检测单元块的异常性。控制部分基于所测量的电压计算一个或多个单元块的电压的时间微分，从一个或多个单元块的电压的时间微分提取第一时间微分和第二时间微分，其中所述第一时间微分最大，而所述第二时间微分最小，以及在第一时间微分和第二时间微分的差小于规定值的情况下，确定对应于第二时间微分的单元块为异常。
文档编号H01M10/48GK101615706SQ200910149970
公开日2009年12月30日 申请日期2009年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者平塚贤, 田中健彦, 西山祥一, 铃木浩之 申请人:索尼株式会社