充放电控制装置、电池组、电气设备及充放电控制方法
【专利摘要】本发明提供一种即使在充电时和放电时流过的电流值大不相同的使用方式中，也能一边防止装置规模的增大化和复杂化，一边从过电流状态对可充放电的电池单元进行保护的充放电控制装置。本发明具备：断续器（211、212），并联连接在电池（10）与电池组（1）的正极（1a）端子之间的电流路径上；切换控制部（22），在充电动作时使断续器（211）导通，并且使断续器（212）截止，在放电动作时使断续器（211）截止，并且使断续器（212）导通，切换充电电流路径（C）和放电电流路径（D）；保护元件（24），当经由断续器（211）流过的充电电流路径（C）的电流值超过第一熔断电流值时，熔断充电电流路径（C）；以及保护元件（25），当经由断续器（212）流过的放电电流路径（D）的电流值超过比第一电流值高的第二熔断电流值时，熔断放电电流路径（D）。
【专利说明】充放电控制装置、电池组、电气设备及充放电控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及控制电池的充放电的充放电控制装置、嵌入有该充放电控制装置的电池组(battery pack)、与该电池组以可自由装卸的方式连接的电气设备及充放电控制方法。
[0002]本申请以2011年4月27日在日本国申请的日本专利申请号特愿2011 — 099834为基础要求优先权，通过进行参照，该申请被引用到本申请中。
【背景技术】
[0003]控制锂离子二次电池等二次电池的充放电的充放电电路具有通过使多个保护元件工作，从而切断流过电池的电流路径的功能。具体地说，这样的充放电控制电路在进行常规的充放电动作时使用开关晶体管(switching transistor)等控制流过电池的电流路径的0N/0FF。然而，在产生以雷击为代表的瞬间性的大电流时，因为电流值会超过开关晶体管的动作时间而上升，所以根据过电流保护的观点，具有切断电流路径的保险丝(fuse)等保护电路。此外，充放电电路检测电池的状态，即，电池的电压值、温度等，根据该检测结果判断异常状态，使用开关晶体管等控制流过电池的电流路径的0N/0FF。
[0004]此外，在专利文献I记载了具有如下的保护元件的保护电路，所述保护元件在对二次电池进行充电的情况下，在检测到对电池的过充电时、电池的温度异常地上升时、开关元件由于发热而误动作时等，在不可逆的状态下强制性地熔断流过电池的电流路径。
[0005]现有技术文献 专利文献
专利文献1:特开2007 — 135359号公报。
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
在上述的专利文献I记载的保护电路中，为了从过电流状态进行保护，使用一个系统的保护元件来熔断电流路径。在充电时与放电时的电流值变化不大的情况下，能使用这样的保护电路来从过电流状态进行保护。
[0007]与此相对地，为了应对充电时与放电时的电流值变化很大的用途，例如，为了应对像电动工具等那样放电电流相对于充电电流非常大的使用方式，需要配合放电电流来设计过电流保护用的保护元件。像这样配合放电电流而设计为过电流保护用的保护元件，在充电动作中不能被必须进行保护的电流值所熔断，存在不能从充电时的过电流状态充分地进行保护的问题。
[0008]对于这样的问题，例如将电池组的正极端子设置为两个系统，通过在每个正极端子的系统连接放电时的过电流保护用的保护元件和充电时的过电流保护用的保护元件，从而能从过电流状态进行保护。
[0009]然而，当像上述那样端子增加时，电池组的端子构造、内部构造会变得复杂，机械性的部件件数会增加，存在电池组框体大型化的问题。此外，还需要防止由用户造成的端子的错误的使用的措施，进而，存在为了防止误使用而机构变复杂化的问题。
[0010]本发明是鉴于这样的实际情况而提出的，其目的在于，提供一种即使在充电时与放电时流过的电流值大不相同的使用方式中，也能一边防止装置规模的增大化和复杂化，一边从充电时与放电时这双方的过电流状态保护可充放电的电池单元的充放电控制装置、嵌入有该充放电控制装置的电池组及充放电控制电路。
[0011]用于解决课题的方案
作为用于解决上述的课题的手段，本发明的充放电控制装置，控制设置在电池组内、一个以上的可充放电的电池单元进行串联连接的电池的充放电，所述充放电控制装置具备:并联连接在电池与电池组的外部端子之间的电流路径上的第一及第二断续器；在充电动作时使第一断续器导通(0N)，并且使第二断续器截止(0FF)，在放电动作时使第一断续器截止，并且使第二断续器导通，切换充电电流路径与放电电流路径的切换控制部；当经由第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断充电电流路径的第一保护元件；以及当经由第二断续器流过的放电电流路径的电流值超过比第一熔断电流值高的第二熔断电流值时，熔断放电电流路径的第二保护元件。
[0012]此外，本发明的电池组具备:一个以上的可充放电的电池单元进行串联连接的电池；以及控制电池的充放电的充放电控制电路，充放电控制电路具备:并联连接在电池与该电池组的外部端子之间的电流路径上的第一及第二断续器；在充电动作时使第一断续器导通，并且使第二断续器截止，在放电动作时使第一断续器截止，并且使第二断续器导通，切换充电电流路径和放电电流路径的切换控制部；检测电池单元的电压值的电压检测部；当经由第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断充电电流路径的第一保护元件；以及当经由第二断续器流过的放电电流路径的电流值超过比第一熔断电流值高的第二熔断电流值时，熔断放电电流路径的第二保护元件。
[0013]此外，本发明的电气设备具备:具有一个以上的可充放电的电池单元进行串联连接的电池和控制电池的充放电的充放电控制电路的电池组；以及与电池组以可自由装卸的方式连接，进行电池组的充电或从电池组接受电源供给而进行驱动的设备主体，充放电控制电路具有:并联连接在电池与电池组的外部端子之间的电流路径上的第一及第二断续器；在充电动作时使第一断续器导通，并且使第二断续器截止，在放电动作时使第一断续器截止，并且使第二断续器导通，切换充电电流路径和放电电流路径的切换控制部；检测电池单元的电压值的电压检测部；当经由第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断充电电流路径的第一保护元件；以及当经由第二断续器流过的放电电流路径的电流值超过比第一熔断电流值高的第二熔断电流值时，熔断放电电流路径的第二保护元件。
[0014]此外，本发明的充放电控制方法是控制设置在电池组内的一个以上的可充放电的电池单元进行串联连接的电池的充放电的充放电控制方法，使用并联连接在电池与电池组的外部端子之间的电流路径上的第一及第二断续器，在充电动作时使第一断续器导通，并且使第二断续器截止，在放电动作时使第一断续器截止，并且使第二断续器导通，切换充电电流路径和放电电流路径，当经由第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断与充电电流路径连接的第一保护元件，当经由第二断续器流过的放电电流路径的电流值超过比第一熔断电流值高的第二熔断电流值时，熔断与放电电流路径连接的第二保护元件。
[0015]发明效果
本发明即使在像充电时与放电时流过的电流值大不相同的那样的使用方式中，也能通过用第一及第二断续器来切换与充电电流路径和放电电流路径的连接，从而一边防止装置规模的增大化和复杂化，一边使用与充电电流路径连接的第一保护元件和与放电电流路径连接的第二保护元件从充电时与放电时这双方的过电流状态保护可充放电的电池单元。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是用于对第一实施方式的充放电控制电路的结构进行说明的图。
[0017]图2是用于对第一实施方式的断续器的具体的结构进行说明的图。
[0018]图3A是用于对充电动作时的断续器的具体的动作进行说明的图。图3B是用于对放电动作时的断续器的具体的动作进行说明的图。
[0019]图4是用于对第一实施方式的电压检测部的变形例进行说明的图。
[0020]图5是用于对在充电动作时实现保护功能的保护元件的结构进行说明的图。
[0021]图6是用于对第一实施方式的充放电控制电路的变形例进行说明的图。
[0022]图7A是用于对判断为过充电状态时的断续器的开关控制进行说明的图。图7B是用于对判断为过放电状态时的断续器的开关控制进行说明的图。
[0023]图8是用于对变形例的断续器的具体的结构进行说明的图。
[0024]图9是用于对第二实施方式的充放电控制电路的结构进行说明的图。
[0025]图10是用于对在放电动作时实现保护功能的保护元件的结构进行说明的图。
【具体实施方式】
[0026]以下，一边参照附图一边对用于实施本发明的方式详细地进行说明。另外，显然，本发明不只限定于以下的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能进行各种变更。
[0027]应用了本发明的充放电控制装置是控制电池的充放电的电路。第一实施方式的充放电控制电路20例如嵌入在如图1所示的具有合计4个可充放电的电池单元11?14进行串联连接的电池10的电池组I。
[0028]电池组I是嵌入在电气设备100的电池。该电池组I以可自由装卸的方式与进行电池组I的充电或从电池组I接受电源供给而进行驱动的电气设备100的设备主体2连接。在与这样的设备主体2以可自由装卸的方式连接的电池组I中，其正极端子Ia和负极端子Ib经由充放电控制电路20与电池10的正极端IOa和负极端IOb分别连接。
[0029]在这样的连接关系下，充放电控制电路20具备两个断续器211、212、切换控制部22、电压检测部23、两个保护元件24、25、电流检测用电阻元件26。
[0030]断续器211、212以并联方式连接在电池10的正极端IOa与电池组I的正极端子Ia之间，由切换控制部22控制导通截止。此外，像后述的那样，断续器211、212只要是分别进行充电电流路径C的断续和放电电流路径D的断续的元件即可，例如，如图2那样的表示电池10与断续器211、212的连接关系的等价电路图所示，分别由两个场效应晶体管构成。
[0031]S卩，断续器211由以寄生二极管的偏置的方向相互相反的方式进行串联连接的开关晶体管211a、211b构成。同样地，断续器212由以寄生二极管的偏置的方向相互相反的方式进行串联连接的开关晶体管212a、212b构成。
[0032]切换控制部22由微处理器等构成，如以下所示，根据充电动作和放电动作来控制断续器211、212的导通截止。
[0033]首先，在充电动作时，如图3A所示，切换控制部22使构成断续器211的两个开关晶体管211a、211b导通，并且使构成断续器212的两个开关晶体管212a、212b截止。这样，切换控制部22以充电电流流过用图1中的虚线及图3A中的实线表示的充电电流路径C上的方式进行控制。此外，切换控制部22通过使相对于充电电流的方向偏置方向相反的断续器212的开关晶体管212b截止，从而能进行切断，使得经由断续器212不流过充电电流。
[0034]在该充电动作时，当基于由后述的电压检测部23检测的电池单元11?14的电压值判断是过充电状态时，切换控制部22使构成断续器211的两个开关晶体管211a、211b从导通变为截止。此外，当基于由后述的电流检测用电阻元件26检测的流过电池10的电流值判断是过电流状态时，切换控制部22使构成断续器211的两个开关晶体管211a、211b从导通变为截止。
[0035]接着，在放电动作时，如图3B所示，切换控制部22使构成断续器211的两个开关晶体管211a、211b截止，同时使构成断续器212的两个开关晶体管212a、212b导通。这样，在充放电控制电路20中，以放电电流在图1中的用单点划线表示及图3B中的用实线表示的放电电流路径D上流过的方式进行控制。
[0036]在该放电动作时，当基于由后述的电压检测部23检测的电池单元11?14的电压值判断是过放电状态时，切换控制部22使构成断续器212的两个开关晶体管212a、212b从导通变为截止。此外，当基于由后述的电流检测用电阻元件26检测的流过电池10的电流值判断是过电流状态时，切换控制部22使构成断续器212的两个开关晶体管212a、212b从导通变为截止。
[0037]电压检测部23检测电池单元11?14的电压值，将检测的电压值通知切换控制部
22。此外，在电压检测部23设置有用于根据检测结果来控制保护元件24的动作的开关晶体管23a。在此，当电池单元11?14变成过充电状态，充电电流路径未被断续器211切断，此后，检测到超过规定的电压值时，电压检测部23根据该检测结果使开关晶体管23a导通，使后述的保护元件24的发热体243动作，由此，使充电电流路径C熔断。
[0038]另外，关于电压检测部23，例如可以如图4所示，设置多个温度检测元件231、232、233，根据该温度检测元件231、232、233的检测结果来控制开关晶体管23a的动作。例如，温度检测元件231检测电池10附近的温度，温度检测元件232检测断续器211附近的温度，温度检测元件233检测断续器212附近的温度。在电压检测部23中，例如也可以在由温度检测元件231检测到电池10附近的温度变成85°C以上时，或由温度检测元件232、233检测到断续器211、212附近的温度变成135°C以上时，使开关晶体管23a导通。通过这样，从而能实现基于电池组I内部的各部分的温度状况在充电动作时保护电池10的功能。
[0039]为了实现在充电动作时的过充电状态及过电流状态下不能使断续器211为截止状态时熔断经由断续器211流过的充电电流路径C的保护功能，具体地如图5的等价电路模型所示，保护元件24由进行串联连接的保险丝241、242和当经由保险丝241、242的连接点P通过图中的路径Rl、R2进行通电时使保险丝241、242熔化的发热体243构成。[0040]在由这样的结构构成的保护元件24中，在使保险丝241、242为一个熔断金属体24a时，该熔断金属体24a相对于进行放电电流路径D的断续的断续器212以并联方式连接，当发热体243发热或经由断续器211流过的充电电流路径C的电流值超过与充电动作时的过电流对应的第一熔断电流值时，熔断该充电电流路径C。
[0041]在此，像上述的那样，第一熔断电流值与充电动作时的过电流对应地进行设定。更具体地说，为了在充电动作时的过电流状态下不能使断续器211为截止状态时使充电电流路径C熔断，第一熔断电流值被设定为与切换控制部22判断为充电动作时的过电流而使断续器211截止的电流检测用电阻元件26的检测电流值同等或比它大的值。
[0042]S卩，当变成过充电状态时，在保护元件24中，由电压检测部23使开关晶体管23a导通，发热体243进行通电而发热使熔断金属体24a熔断，由此，能从过充电状态进行保护。
[0043]此外，当在充电动作时变成过电流状态时，在保护元件24中，熔断金属体24a进行自发热而熔断充电电流路径C，由此，能从这样的过电流状态进行保护。
[0044]保护元件25连接在经由断续器212流过的放电电流路径D上，当放电电流路径D的电流值比保护元件24熔断的电流值高，超过与放电动作时的过电流对应的第二熔断电流值时，通过自发热熔断放电电流路径D。
[0045]在此，第二熔断电流值是比第一熔断电流值高的电流值，与放电动作时的过电流对应地进行设定。换言之，保护元件25由其额定电流值比保护元件24的熔断金属体24a更高的保险丝构成。更具体地说，为了在放电动作时的过电流状态下不能使断续器212为截止状态时使放电电流路径D熔断，第二熔断电流值被设定为与切换控制部22判断是放电动作时的过电流而使断续器212截止的电流检测用电阻元件26的检测电流值同等或比它大的值。
[0046]这样，在保护元件25中，即使在过电流状态下不能使断续器211为截止状态时，当超过比保护元件24熔断的电流值高的电流值时，也会熔断放电电流路径D。由此，能与在放电时流过的电流值比在充电时流过的电流值大的使用用途对应地，从放电动作时的过电流状态进行保护。
[0047]另外，关于保护元件25，只要连接在放电电流路径D上即可，例如，可以如图6所示，设为相对于断续器211进行串联连接的状态，使充电电流流过。特别是，关于充放电控制电路20，根据抑制充电电流路径C的电阻值的观点，特别优选如图1所示，保护元件25相对于进行充电电流路径C的断续的断续器211以并联方式进行连接。
[0048]电流检测用电阻元件26例如是连接在电池10的负极端IOb与电池组I的负极端子Ib之间的电阻体，将流过电池10的电流变换为电压或温度进行检测，将检测结果通知切换控制部22。
[0049]在由以上那样的结构构成的充放电控制电路20中，即使在充电动作时与放电动作时所流过的电流值大不相同的使用方式中，通过切换控制部22利用两个断续器211、212来切换与充电电流路径C和放电电流路径D的连接，从而与例如像将充电电流路径C用和放电电流路径D用的两个正极端子设置在电池组的那样的构造相比，能防止由于端子数增加造成的装置规模的增大化。此外，在像上述那样设置有放电用和充电用的不同的两个正极端子的电池组中，有可能产生由用户造成的端子的错误的使用，但是在嵌入有本实施方式的充放电控制电路20的电池组I中，能防止这样的误使用。[0050]这样，在充放电控制电路20中，即使在像充电动作时与放电动作时所流过的电流值大不相同的那样的使用方式中，也能一边防止装置规模的增大化和复杂化，一边通过熔断的电流值不同的两个保护元件24、25从充电时和放电时这双方的过电流状态对可充放电的电池单元进行保护。
[0051]此外，作为比较例，即便在不使用断续器212和保护元件25，经由断续器211流过充电电流和放电电流，通过保护元件24来实现过电流保护的情况下，为了实现对与充电电流相比比较大的放电电流的保护，与只从充电时的过电流实现保护的情况相比，也需要提高熔断金属体24a的耐热性。因此，对于以实现对与充电电流相比比较大的放电电流的保护的方式进行设计的熔断金属体24a，即使在过充电时使发热体243动作，直到熔断也需要很多能量，其结果是，存在熔断时间也变长的问题。
[0052]与此相对地，在本实施方式的充放电控制电路20中，因为只从充电时的过电流对保护元件24的熔断金属体24a进行保护即可，所以与上述的比较例相比，在变成过充电状态时，能尽快地进行保护，进而还能将发热体243本身的动作电流抑制得较低，其结果是，还能谋求保护元件24本身的小型化。
[0053]接着，对为了保护过充电、过放电及过电流而进行的断续器211、212的具体的动作进行说明。
[0054]在充放电控制电路20中，特别优选在充电动作时，当切换控制部22根据由后述的电压检测部23检测的电池单元11?14的电压值判断是过充电状态时，如图7A所示，使构成断续器211的两个开关晶体管211a、211b从导通变为截止，并且使构成断续器212的两个开关晶体管212a、212b中的寄生二极管的偏置的方向为与放电电流路径D相反方向的开关晶体管212a从截止变为导通。即，切换控制部22能通过进行这样的开关控制，从而使过充电状态的电池10能进行放电，尽快地恢复为常规状态。
[0055]此外，在充放电控制电路20中，特别优选在放电动作时，当根据由电压检测部23检测的电池单元11?14的电压值判断是过放电状态时，如图7B所示，使构成断续器212的两个开关晶体管212a、212b从导通变为截止，并且使构成断续器211的两个开关晶体管
21la、21 Ib中的寄生二极管的偏置的方向为与充电电流路径C相反方向的开关晶体管21 Ib从截止变为导通。即，切换控制部22能通过进行这样的开关控制，从而使过放电状态的电池10能进行充电，尽快地恢复为常规状态。
[0056]另外，在本实施方式中，也可以代替上述的断续器211、212，使用例如由如图8所示的结构构成的断续器311、312构成的充放电控制电路30。
[0057]S卩，如图8所示，断续器311由以使寄生二极管的偏置方向相对于充电电流的方向为相反方向的方式连接在充电电流路径C上的开关晶体管31 Ib和以使偏置方向为与充电电流相同方向、与放电电流相反方向的方式连接在充电电流路径C上的二极管311c构成。此外，如图8所示，断续器312由以使寄生二极管的偏置方向相对于放电电流的方向为相反方向的方式连接在放电电流路径D上的开关晶体管312a和偏置方向为与充电电流相反方向、与放电电流相同方向的方式连接在放电电流路径D上的二极管312c构成。
[0058]在具有这样的断续器311、312的充放电控制电路30中，在充电动作时，当切换控制部22根据由电压检测部23检测的电池单元11?14的电压值判断是过充电状态时，能使断续器311的开关晶体管311b从导通变为截止而使得不会在充电电流路径C流过充电电流，并且能通过偏置方向相对于充电电流的方向相反的二极管312c使得不会经由放电电流路径D流过充电电流。
[0059]此外，在充放电控制电路20中，在放电动作时，当根据由电压检测部23检测的电池单元11?14的电压值判断是过放电状态时，能使断续器312的开关晶体管312a从导通变为截止而使得不会在放电电流路径D流过放电电流，并且能通过偏置方向相对于放电电流的方向相反的二极管311c使得不会经由放电电流路径D流过放电电流。
[0060]虽然充放电控制电路30能像以上那样与充放电控制电路20同样地在过充电状态下切断充电电流流过，在过放电状态下切断放电电流流过，但是，根据如下的方面，充放电控制电路20更优选。
[0061 ] 即，因为在充放电控制电路30中，二极管311c、312c连接在电流路径上，所以与充放电控制电路20相比，断续器的输入/输出间的电阻值高。与此相对地，充放电控制电路20与充放电控制电路30相比能尽可能地抑制由电气电阻造成的能量损耗。
[0062]此外，像上述的那样，充放电控制电路20与充放电控制电路30不同，在以下方面特别优选，即，即使在过充电状态下也能以低损耗进行放电，即使在过放电状态下也能以低损耗进行充电，能确保电流路径能尽快地恢复到常规状态。
[0063]接着，参照图9对第二实施方式的充放电控制电路40进行说明。
[0064]即，相对于上述的第一实施方式的充放电控制电路20，充放电控制电路40除了电压检测部43与保护元件45的结构不同以外，具有与充放电控制电路20相同的结构。在图9中，为了方便，对于与充放电控制电路20相同的结构将标注相同附图标记，省略其说明。在此，充放电控制电路40嵌入到电池组3。进而，电池组3是嵌入到电气设备IOOa的电池，与电气设备IOOa的设备主体2以可装卸方式连接。
[0065]S卩，电压检测部43与上述的电压检测部23同样地，检测电池单元11?14的电压值，将检测的电压值通知切换控制部22。此外，在电压检测部43除了实现与上述的电压检测部23的开关晶体管23a同样的功能的开关晶体管43a以外，还设置有用于控制保护元件45的动作的开关晶体管43b。在此，当电池单元11?14变成过放电状态，放电电流路径未被断续器212切断，检测到小于规定的电压值时，电压检测部43根据该检测结果使开关晶体管43b导通，使后述的保护元件45的发热体453动作，由此，使放电电流路径D熔断。
[0066]关于保护元件45，为了在放电动作时的过放电状态及在过放电状态下不能使断续器212为截止状态时，使其作为熔断经由断续器212流过的放电电流路径D的保护元件发挥功能，具体地说，如图10的等价电路模型所示，由进行串联连接的保险丝451、452和当经由保险丝451、452的连接点P进行通电时使保险丝451、452熔化的发热体453构成。
[0067]在由这样的结构构成的保护元件45中，在使保险丝451、452为一个熔断金属体45a时，该熔断金属体45a相对于进行充电电流路径C的断续的断续器211以并联方式连接，当发热体453发热或经由断续器212流过的放电电流路径D的电流值超过第二熔断电流值时，熔断该充电电流路径C。
[0068]即，当变成过放电状态时，在保护元件45中，通过电压检测部43使开关晶体管43b导通，发热体453进行通电而发热使熔断金属体45a熔断，由此，能从过放电状态进行保护。
[0069]此外，当在放电动作时变成过电流状态时，在保护元件45中，通过熔断金属体45a进行自发热而熔断放电电流路径D，由此，能从这样的放电时的过电流状态进行保护。[0070]这样，虽然充放电控制电路40与充放电控制电路30相比，因为熔断放电电流路径D的保护元件45的结构复杂，所以电路规模会增大，但是，在变成过放电状态、不能由断续器312切断放电电流路径D时，也能实现熔断放电电流路径D的保护功能。
[0071]附图标记说明 1、3:电池组；
2:设备主体；
11 - 14:电池单元；
Ia:正极端子；
Ib:负极端子；
10:电池；
IOa:正极端；
IOb:负极端；
20、30、40:充放电控制电路；
IOOUOOa:电气设备；
211、212、311、312:断续器；
211a、211b、212a、212b、23a、311b、312a、43a、43b:开关晶体管；
22:切换控制部；
23、43:电压检测部；
231、232、233:温度检测元件；
24、25、45:保护元件；
241、242、451、452:保险丝；
243,453:发热体；
24a、45a:熔断金属体；
26:电流检测用电阻元件；
311c,312c:二极管。
【权利要求】
1.一种充放电控制装置，对设置在电池组内、一个以上的可充放电的电池单元进行串联连接的电池的充放电进行控制，上述充放电控制装置具备: 第一及第二断续器，并联连接在上述电池与上述电池组的外部端子之间的电流路径上； 切换控制部，在充电动作时使上述第一断续器导通，并且使上述第二断续器截止，在放电动作时使上述第一断续器截止，并且使上述第二断续器导通，切换充电电流路径与放电电流路径； 第一保护元件，当经由上述第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断该充电电流路径；以及 第二保护元件，当经由上述第二断续器流过的放电电流路径的电流值超过比上述第一熔断电流值高的第二熔断电流值时，熔断该放电电流路径。
2.根据权利要求1所述的充放电控制装置，其中， 还具备电压检测部，检测上述电池单元的电压值， 上述第一保护元件具有: 发热体，根据由上述电压检测部得到的上述电池单元超过规定的电压值的检测结果进行通电而发热；以及 熔断金属体，是相对于上述第二断续器并联连接的金属体，在该发热体发热或当经由上述第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断该充电电流路`径。
3.根据权利要求1或2所述的充放电控制装置，其中， 上述第一断续器由以场效应晶体管中的寄生二极管的偏置的方向相互相反的方式进行串联连接的两个开关晶体管构成， 上述第二断续器由以场效应晶体管中的寄生二极管的偏置的方向相互相反的方式进行串联连接的两个开关晶体管构成， 上述切换控制部在上述充电动作时使构成上述第一断续器的两个开关晶体管导通，并且使构成上述第二断续器的两个开关晶体管截止，在上述放电动作时使构成上述第一断续器的两个开关晶体管截止，并且使构成上述第二断续器的两个开关晶体管导通。
4.根据权利要求3所述的充放电控制装置，其中， 关于上述切换控制部， 在由上述电压检测部检测到上述电池单元超过规定的电压值时，使构成上述第一断续器的两个开关晶体管分别从导通变为截止，并且使构成上述第二断续器的两个开关晶体管中的寄生二极管的偏置的方向为与上述放电电流路径相反方向的开关晶体管从截止变为导通， 在由上述电压检测部检测到上述电池单元小于规定的电压值时，使构成上述第二断续器的两个开关晶体管分别从导通变为截止，并且使构成上述第一断续器的两个开关晶体管中的寄生二极管的偏置的方向为与上述充电电流路径相反方向的开关晶体管从截止变为导通。
5.根据权利要求1或2所述的充放电控制装置，其特征在于， 上述第一断续器由开关晶体管和二极管构成，其中，开关晶体管以寄生二极管的偏置方向相对于充电电流的方向为相反方向的方式连接在上述充电电流路径上， 二极管以偏置方向为与充电电流相同方向的方式连接在该充电电流路径上， 上述第二断续器由开关晶体管和二极管构成，其中， 开关晶体管以寄生二极管的偏置方向相对于放电电流的方向为相反方向的方式连接在上述放电电流路径上， 二极管以偏置方向为与放电电流相同方向的方式连接在上述放电电流路径上。
6.—种电池组，具备:电池，由一个以上的可充放电的电池单元进行串联连接；以及充放电控制电路，控制该电池的充放电，其中， 上述充放电控制电路具有: 第一及第二断续器，并联连接在上述电池与该电池组的外部端子之间的电流路径上；切换控制部，在上述充电动作时使上述第一断续器导通，并且使上述第二断续器截止，在上述放电动作时使上述第一断续器截止，并且使上述第二断续器导通，切换充电电流路径与放电电流路径； 电压检测部，检测上述电池单元的电压值； 第一保护元件，当经由上述第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断该充电电流路径；以及 第二保护元件，当经由上述第二断续器流过的放电电流路径的电流值超过比上述第一熔断电流值高的第二熔 断电流值时，熔断该放电电流路径。
7.—种电气设备,具备: 电池组，具有一个以上的可充放电的电池单元进行串联连接的电池和控制该电池的充放电的充放电控制电路；以及 设备主体，与上述电池组以可自由装卸的方式连接，进行该电池组的充电或从该电池组接受电源供给进行驱动， 上述充放电控制电路具有: 第一及第二断续器，并联连接在上述电池与该电池组的外部端子之间的电流路径上；切换控制部，在上述充电动作时使上述第一断续器导通，并且使上述第二断续器截止，在上述放电动作时使上述第一断续器截止，并且使上述第二断续器导通，切换充电电流路径与放电电流路径； 电压检测部，检测上述电池单元的电压值； 第一保护元件，当经由上述第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断该充电电流路径；以及 第二保护元件，当经由上述第二断续器流过的放电电流路径的电流值超过比上述第一熔断电流值高的第二熔断电流值时，熔断该放电电流路径。
8.一种充放电控制方法,对设置在电池组内、一个以上的可充放电的电池单元进行串联连接的电池的充放电进行控制，其中， 使用并联连接在上述电池与上述电池组的外部端子之间的电流路径上的第一及第二断续器，在充电动作时使该第一断续器导通，并且使该第二断续器截止，在放电动作时使该第一断续器截止，并且使该第二断续器导通，切换充电电流路径与放电电流路径，当经由上述第一断续器流过的充电电流路径的电流值超过第一熔断电流值时，熔断与该充电电流路径连接的第一保护元件， 当经由上述第二断续器流过的放电电流路径的电流值超过比上述第一熔断电流值高的第二熔断电流值时，熔断与该放`电电流路径连接的第二保护元件。
【文档编号】H01M10/48GK103493330SQ201280020238
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年4月19日 优先权日:2011年4月27日
【发明者】向幸市, 古内裕治, 荒木利显, 小森千智, 江岛康二, 藤畑贵史 申请人:迪睿合电子材料有限公司