电池组的制作方法

专利名称：电池组的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括例如锂离子蓄电池的电池组。
技术背景蓄电池例如锂离子蓄电池大小紧凑并且重量轻，并且具有高能量密度、 高输出等。因此，蓄电池被广泛用作应用设备(如数字相机、移动电话、便携式PC和便携式摄像机(camcorder)(相机和记录仪的缩写))的电源。锂 离子蓄电池通过重复放电和充电来使用，但是如果电池以满充电状态或接近 满充电状态被放置(leave),那么电池性能趋于降低，并且电池寿命趋于縮短。 特别地，放置状况(如在高温下并且持续长时间)导致蓄电池的劣化明显。例如，如果以如下方式重复充电和放电首先，分别以4.]V或4.2V充 电锂离子蓄电池，然后在高电压状态下放置预定的时间，此后放电下降到 3.0V,那么即使超过300次循环，放置在4.1V的一块锂离子蓄电池的放电容 量也没有下降太多。与此相反，当超过200次循环时，放置在4.2V的其它锂 离子蓄电池的放电容量开始下降，并且当超过200次循环时，放电容量急剧 下降。这样，如果具有蓄电池特别是锂离子蓄电池的电池组长时间放置处于 高电池电压状态，那么电池的劣化速度可能快。—考虑所述特征，在日本未审查专利申请公开No. 2002-7S222 (此后称为 "专利文件r)中公开一种技术，用于通过用开关改变电池的满充电电压、 并选择性地使用高设置电压的高容量模式和与高容量模式的设置电压相比更 低的设置电压的长寿命模式来执行充电。另外，日本未审查专利申请公开No. 2003-125540 (此后称为"专利文件 2")公开了电池组的保护功能控制装置监视蓄电池的端电压，并且在检测到 过充电时，显示警告以流过自消耗电流，由此蓄电池的电压在早期阶段下降 到安全电压区域。发明内容然而，对于在专利文件1中公开的技术，需要用户在给蓄电池充电前设 置高容量模式或长寿命模式。因此， 一旦电池以高容量模式充电并且放置处 于高电压状态，那么就无法降低电压。另外，可以想到的是不容易处理的情形，如用户由于粗心忘记切换(switch )的情况。而且，不经常由用户携带和使用的设备(如数字相机和便携式摄像机)， 从设备使用时到设备下次使用的相对长的时间里往往不使用。例如一般用户 少有一些机会每天使用便携式摄像机等。另一方面，当使用这些设备时，蓄 电池往往在使用设备的前一天晚上、或者甚至在出国旅行、爬山等情况下充 电，设备往往在电池充电后一周内使用。因此，当电池的充电和》丈电在相对 短的循环的时间段重复时，设备的电池往往长时间放置处于不使用状态。在 不使用时间—敬期间，蓄电池的电压放置处于与上次使用的电压基本相同的状 态。尽管在不使用时间期间蓄电池的电压状态取决于用户的使用方法而变化， 但是如果电池在上次使用后放置处于高电压状态，那么电池可能长时间(如 几个月或一年)放置处于高电压状态，这导致蓄电池的进一步劣化。被设置为高于蓄电池的满充电电压值接近0.1V每单个蓄电池(此后称为"单电池")。因此，即使电压值超过满充电电压值，直到电压值变为等于或大于 过充电检测电压值，保护电路才工作。因此，蓄电池的电压可以充电直到从 等于或大于满充电电压到等于或小于过充电检测电压值的范围内的电压值。 此外，如果电池放置处于如此高电压状态，那么蓄电池进一步劣化。在专利文件2中所述的电池组不能解决电池充电直到相对高的电压、并且放置处于 高电压状态的问题。因此，期望提供一种电池组，其能够防止蓄电池放置处于高电压状态并 且避免蓄电池的劣化。根据本发明的实施例，提供一种电池组，其包括蓄电池；选择单元； 判断单元；经过的时间段比较单元；以及控制单元，用于基于从经过的时间 段比较单元的比较输出，控制选择单元。选择单元选择具有第一功率消耗的 第 一操作状态、或具有大于第 一功率消耗的第二功率消耗的第二操作状态。 判断单元判断蓄电池处于使用状态或不使用状态。经过的时间段比较单元比 较经过的时间段与预定的时间段，其中经过的时间段为经过其蓄电池的电压 不小于第 一 电压阈值并且蓄电池处于不使用状态的时间段。当经过的时间段长于预定的时间段时，控制单元控制选择单元从第 一操作状态切换到第二操 作状态。(a)在选择第二操作时，当由判断单元判断处于使用状态时，或(b) 在选择第二操作状态时，当蓄电池的电压变为等于或小于第二电压阈值时， 该第二电压阈值小于第一电压阈值，控制单元控制选择单元从第二操作状态 切换到第一操作状态。根据本发明的实施例，当电池组的不使用状态的经过的时间段长于预定 的时间段时.，电池组转换(Shift)到具有大的消耗功率的操作状态，使得能 够防止蓄电池的劣化。


图1是示出根据本发明实施例的电池组的方块图；图2A和图2B是示出本发明实施例中的电池组的正常模式和劣化控制模 式的电流值的图；图3是示出本发明实施例中的、用于确认电池处于使用状态或不使用状 态的处理的流程图；图4是示出根据本发明实施例的处理的流程图；以及图5是用于描述根据本发明实施例的定时器计数操作的简化线性图。
具体实施方式
参照各图，以下将描述本发明的各实施例。图l示出根据本发明的实施 例的电池组。电池组主要包括蓄电池1、作为处理器的微计算机10、电流 测量单元11、电压测量单元12、温度测量单元13、保护电路9和调节器 (regulator) 16。当电池组被充电时，该组被安装到电子设备、AC适配器等 的主体。连接到蓄电池1的正电极侧的正端子2和连接到蓄电池1的负电极 侧的负端子3，分别连接到充电设备的正端子和负端子以执行充电。而且， 当使用电子设备时，与充电的情况类似，正端子2和负端子3分别连接到电 子设备的正端子和负端子以执行放电。作为蓄电池l，使用例如每单电池4,2V满充电电压的锂离子电池。蓄电 池l的数目不限于1,并且各单电池可以串联和/或并联连接。电流测量单元11通过使用电流检测电阻6测量电流的幅度和方向。电压 测量单元12由例如集成电路(IC)组成以测量蓄电池1的电压。如果提供了多个蓄电池l,那么可以按每个单电池测量电压。温度测量单元13由温度检 测元件(如热敏电阻)组成以监视蓄电池1的温度。因此，测量的结果被提供到微计算机10。微计算机10通过A/D转换器将测量结果转换为数字数据， 并且通过使用测量结果计算电池组的剩余容量。如下所述，当微计算机10的 操作状态处于高速模式时，执行如A/D转换或计算剩余容量的处理。限流元件5、电流检测电阻6、放电控制场效应晶体管(放电控制FET) 7a的漏极-源极、和充电控制FET8a的漏极-源极，在负极侧串联插入电源线 中，该负极侧连接蓄电池1的负电极和负端子3。限流元件5是例如正温度 系数(PTC),并且随着温度升高，电阻值增加以限制电流。寄生二极管7b 和8b分别存在于放电控制FET 7a和充电控制FET 8a的漏极-源极中。寄生 二极管7b具有极性，其中二极管的方向沿着从正端子2流向蓄电池1的充电 电流的方向向前，并与放电电流的方向相反。寄生二极管8b具有极性，其中 二才及管的方向与充电电电流的方向相反，并沿着放电电流的方向向前。控制信号DO和CO从保护电路9分别提供到放电控制FET 7a和充电控 制FET 8a的每个栅极。在正常充电和放电操作中，控制信号DO和CO处于 高电平，并且放电控制FET7a和充电控制FET8a处于开(ON)状态。要注 意，放电控制FET7a和充电控制FET8a是N沟道型，因此它们通过等于或 高于源极电势预定值的栅极电势变为开状态。保护电路9将控制信号DO和CO提供到放电控制FET 7a和充电控制FET 8a,并且控制放电控制FET 7a和充电控制FET 8a的开或关(OFF )，以控制 蓄电池1的充电和放电。保护电路9具有保护功能以防止蓄电池1过充电、 过放电和过电流。保护功能将简要描述如下。首先将描述用于防止电池过充电的功能。随着蓄电池l的充电进行，即 使电池满充电电池电压也保持上升，并且这可能导致包括潜在危险情况的过 充电状态。因此，需要以恒定电流和恒定电压执行充电，并且充电控制电压 等于或低于电池额定值(例如4.2V)。然而，由于充电器的故障、使用不合 适的充电器等，可能存在过充电。当电池过充电并且;f企测电池电压不少于某 个电压值时，保护电路9的高电平输出CO变为低电平，充电控制FET8a变 为关状态，由此充电电流被截止。这些是过充电保护功能。如果FET8a变为 关状态，那么通过放电控制FET7a和寄生二极管8b，只有放电变为可用。用于防止电池过放电的功能将描述如下。如果电池放电到等于或低于例如放电截止电压的额定值、并且如果电池电压变为大约2V到1.5V或更少的 过放电状态，那么电池可以被停用。放电直到电池电压变为等于或少于某个 电压值的电池，导致保护电路9的高电平输出D0变为低电平、放电控制FET 7a变为关状态，由此放电电流被截止。这些是过放电保护功能。当放电控制 FET7a变为关状态时，通过充电控制FET 8a和寄生二极管7b，只有充电变 为可能。用于防止电池过电流的功能将描述如下。如果在电池的正和负端子之间 短路，那么大幅度的电流流动，并且可能导致不正常的加热。当放电电流流 动不少于某个电流值时，保护电路9的高电平输出D0变为低电平，放电控 制FET 7a变为关状态，由此放电电流被截止。这是过电流保护功能。虽然在图中没有显示，但是放电控制FET 7a可以在阴极侧连接到电源 线，而充电控制FET 8a可以在阳极侧连接到电源线。充电控制FET8a的源 极连接到电源的正端子2，并且FET的漏极连接到蓄电池1的正电极。寄生 二极管8b具有极性，其中二极管的方向与充电电流的方向相反。使用了 P沟 道型充电控制FET8a，其通过栅极电压相对于源极等于或低于预定值变为开 状态。另外，放电控制FET 7a和充电控制FET 8a都可以在阳极侧插入电源 线中。调节器16生成预定的电压，如从蓄电池1的电压稳定的2.5V电压。由 调节器16生成的电压作为电源电压提供到微计算机10、电流测量单元11、 温度测量单元13、 EEPROM 14和I/O单元15。从保护电路9输出并提供到放电控制FET 7a的栅极的控制信号DO,被 提供到调节器16以控制其开/关。当检测到潜在地过放电时，控制信号DO导 致放电控制FET 7a变为关状态，并且因此调节器16变为关状态。当调节器 16变为关状态时，调节器16的输出电压变为零(0)。结果，调节器16的输 出电压是其源极电压的各电路(如微计算机10),各电路的操作停止，并且 随后，由于电池组中的各电路，阻止蓄电池1处于过放电状态。当电池组附接到外部电子设备(如便携式摄像机)时，通信端子4被用 来接收来自外部电子设备中提供的微计算机的命令，并且发送关于蓄电池1 的剩余容量的信息。接收的和发送的信号经受时分复用，并且经由连接到通 信端子4的一根信号线传输。I/O单元15提供在微计算机10和通信端子4之 间，以分离发送信号Tx和接收信号Rx,并且调整各信号的电平。可以提供分离端子用于发送和接收。由电流测量单元11、电压测量单元12和温度测量单元13测量的值输入 到微计算机IO。测量的值和检测蓄电池1的剩余容量所需要的数据(如示出 电池电压和剩余容量之间的关系的表)、和检测的剩余容量信息存储在电可擦除可编程只读存储器(EEPROM) 14上。数据输入线、数据输出线、时钟提 供线和芯片选择提供线安排在微计算机10和EEPROM 14之间。作为非易失 性存储器，除EEPROM 14之外，可以使用包括备用电源的随机访问存储器 (RAM)等。微计算机10通过使用电流测量值、电压测量值和温度测量值计算蓄电池 1的剩余容量信息。用于检测蓄电池1的剩余容量的方法包括电压法，通 过电池电压的测量检测蓄电池的剩余容量；和累计法，通过电压和电流的测 量及其累计，检测蓄电池的剩余容量。根据通过电压法的剩余容量检测，测量蓄电池l的端子电压，并且此后 基于蓄电池的电压和电池容量之间的相关性(剩余容量比)计算剩余容量。 因此，在锂离子电池的情况下，4.2V/电池的电池电压被判断为满充电状态， 并且如果降低到2.4V/电池，则电池判断被为过放电状态。以这种方式，能容 易地进行测量。根据累计法的剩余容量检测包括电流累计法，其中测量电流，并且在 每个一定的时间段累计电流；和功率累计法，其中测量电压和电流，然后通 过将测量电压和电流相乘计算功率的数量，并且还在每个一定的时间段累计 功率的量。两种方法都首先获得放电电流的量或放电功率的量，然后从电池 的可使用的电流的量和功率的量之比获得蓄电池的剩余容量。因此，检测稳 定的剩余容量而不依赖于电压波动变为可能。此外，通过结合累计法和电压法的剩余容量检测法可以更精确地检测电 池容量。例如，如果各值小于事先设置的各电流值，那么可以使用电压法， 而如果各值大于事先设置的各电流值，那么可以使用电流累计法。选择性地 使用用于测量电池容量的每个方法使得能够高度精确计算电池容量。另外， 提出这样的方法，其中基于蓄电池的剩余容量比，执行由累计法检测的剩余 容量比和由电压法检测的剩余容量比的加权加法，以检测最终的剩余容量比。 任何上述方法都能用于本发明的各实施例。具体地，计算剩余容量(mAh)、剩余容量比(％)和剩余可用时间(分钟)作为剩余容量信息。剩余容量信息从微计算机10经由I/O单元15和通信端子4,发送到连接到电池组的应用设备，如便携式摄像机的微计算机。 应用设备在LCD等上显示接收的剩余容量信息。微计算机10包括晶体谐振器18。具有晶体谐振器18的晶体振荡器生成 时钟，其总体上是微计算机10的操作时序的标准。晶体振荡器生成具有高频 (如4MHz和8MHz)的时钟，以便以高速模式操作微计算机10。当晶体振 荡器运行时，微计算机10通过A/D转换器捕获电压值、电流值和温度数据， 与外部应用设备通信，计算电池容量，并判断蓄电池的使用状态(以后描述)。微计算机10具有内置的时钟振荡器(未示出)。由该振荡器生成的时钟 具有相对低的频率(如32 KHz),以便以低速模式操作微计算机10。当晶体 振荡器停止并且该内置的振荡器运行时，微计算机10不与外部应用设备通 信，而是等待来自应用设备的信号。用作蓄电池1的锂离子电池的特征之一在于与其它类型电池的自放电相 比更低的自放电，另外，即使电池组被放置，由于备用功率和电流泄漏的发 生，其功率也被消耗。然而，功率消耗被功率-节省设计(以后描述)大大地 抑制。因此，即使电池组长时间(如几个月或一年)放置，电压的下降也不 出现太多。因此，即使电池组放置在例如满充电状态，直到电池组下次使用 时也保持高电压状态，而这导致电池组的劣化。要注意，放置状态不限于电 池组从应用设备移除的状态，而包括电池组安装到可能处于使用或不使用状 态的应用设备的状态。电池组的功率-节省设计描述如下。电池组妁功率消耗依赖于微计算机 10的操作状态而大大地不同。例如当蓄电池1的电压值为3.8V，并且微计算 机]0处于高速模式时，电池组的消耗电流为1.2mA,另一方面，当微计算机 10处于j氐速冲莫式日寸,消寿毛电流为0.097mA。 消诔毛电5危是 电池组中流动的全部 电流的总和。因此，当微计算机IO恒定地以高速模式操作、并且蓄电池l的 全部容量为600mAh时，电池组中的全部电池容量在经过500小时后被耗尽 (600mAh/1.2mAh=500 )。因此，微计算机10适于以高速模式间歇地操作以抑制电池组的功率消 耗。通常，需要微计算机10以高速模式操作对计算处理等必要的短的时间。 因此，电池组设计为改变为高速模式最小需要的时间，然后在计算处理结束 后立即转换到低速模式。在高速模式下执行处理，如捕获测量数据(如通过A/D转换器的电压值、电流值和温度)、计算剩余容量、判断使用状态/不使 用状态(以后描述)、以及控制转换到劣化控制模式。如图2A所示，一个3秒的周期中的15毫秒的时间段被设置为高速模式， 而其它时间段被设置为低速模式，并且在该条件下，平均消耗电流约O.lmAh。 另一方面，如果使微计算机IO适于连续地在高速模式下操作，那么消耗电流 为].2mA。这样，通过上述脉沖操作平均功率能够被抑制到接近1/12。此后， 交替重复第 一时间段的高速模式和短于第 一时间段的第二时间段的低速模式 的模式，被称为正常模式。即使当电池组没有装配到应用设备，微计算机IO 也以正常模式操作。在本发明的实施例中，使用作为第二操作状态的劣化控制模式，其具有 与作为第一操作状态的正常模式的功率消耗相比更大的功率消耗，并且第一 操作状态和第二操作状态的任一都是可选择的。如图2B中的短虚线所示，劣 化控制模式的示例是微计算机10以高速模式连续地操作的模式。根据本实施 例，劣化控制模式是可设置的，其中消耗电流(如1.5mA)大于高速模式连 续地流过的消耗电流(1.2mA),如图2B所示。在正常才莫式中不需要增加通 过A/D转换器捕获数据的次数的处理、增加访问EEPROM 14的次数的处理 等，但通过执行处理，能够流过与高速模式的消耗电流相比更大的消耗电流。当电池组在相对高的电压放置长于预定的时间段时，激活劣化控制模式。 因此，蓄电池1的电压平滑地下降，并且防止蓄电池1在高电压状态下放置 长时间。在劣化控制模式的激活后，如果判断电池组处于使用状态、或蓄电池1 的电压变为等于或低于预定的电压值，那么再次将模式从劣化控制模式转换 到正常模式，以防止电池组变为过放电状态。通过基于电池組的使用状态和 电压状态切换电池组的操作模式，蓄电池1的电压能够调整到适于保存电池 的电压状态。通过电池组中流过的电流值及电池组和外部应用设备之间的通信状态， 判断电池组处于使用状态或不使用状态。将参照图3描述由微计算机10进行 的判断电池组的使用状态的处理。首先，在电池组的备用模式下，判断由电流测量单元]1测量的电流是否 等于或小于电流阈值(例如，± 10mA)(步骤Sl )。如果电流不等于或小于 ± 10mA,换言之，如果充电电流或放电电流的绝对值大于10mA，那么判断电池处于使用状态，并且在步骤S4中，l比特的电池标志指示"0"(代表使 用状态)。如果在步骤S1中测量的电流等于或小于电流阈值(例如，±10mA),那 么在步骤S2中判断通信是否中断。通信中断判断取决于在预定的周期通信端 子4的电平是否在高和低之间切换。当通信中断时，电池标志指示"0"并且 判断为处于使用状态(步骤S4),而当通信未中断时，电池标志指示"l"(代 表不使用状态)。以预定的周期(cycle)(如每3秒一次)重复关于电池组是否处于使用 状态的判断处理。通过减少为检测电池是否处于使用状态进行的判断的频率， 电池组的功率消耗可以降低。使用状态判断由微计算机IO在高速模式进行。 因此，即使当电池组被放置时，使用状态也能够恒定地检查。通过参照图4的流程图，将描述本发明实施例中的处理流程的细节。以 预定的周期(如每3秒一次)重复关于电池组是否处于使用状态的判断处理 (图3),并且还以相同的周期重复在图4的流程图中示出的处理。首先在步 骤S]l中，微计算机10以正常模式操作。在正常模式下，微计算机10以预 定的频率(如每3秒一次)操作，并且象脉冲一样从低速模式切换到高速模 式。因此，电池组的功率消耗可以被抑制。接下来在步骤S12中，进行关于劣化控制设置是否为开的判断。劣化控 制设置的开或关可由用户通过外部设备的按钮操作控制。例如，如果劣化控 制设置为开状态，即使用户长时间不使用该设备，由将蓄电池]长时间放置 在高电压状态的引起的电池组的劣化也能被抑制。没有用户设置而恒定转换 到劣化控制模式是可能的。当劣化控制设置为关状态时，重置用于测量经过的不使用时间段(以后 描述)的定时器计数(步骤S20),并且正常模式中的操作继续。另一方面， 当劣化控制设置为开状态时，在步骤S13中判断由电压测量单元12测量的蓄 电池1的电压是否不少于阈值Thl(例如4.0V)。阈值Thl设置为在放置在不 少于阈值的情况下引起劣化的值。处理进行到步骤S20，并且如果蓄电池1的电压小于阈值Thl,那么重 置定时器的计数。当蓄电池1的电压不少于阈值Thl时，判断电池标志是否 指示'T，(不使用状态)，并且如果电池标志指示"0",其意味着电池组处于 使用状态，并且因此处理进行到步骤S20以重置定时器计数。当电池标志指示'T，，用于测量其中电池电压不少于阈值Thl、并且处 于不使用状态的经过的时间段(此后适当称为"不使用时间段")的定时器的计数值增加1。每次处理进行到步骤S14,增加定时器的计数值。如图5所示， 计数操作从tl到t2持续。在该图中，tl指示计数操作的开始而t2指示在步 骤S20中重置定时器计数时的时刻。在指示该时间段的Tc期间执行计数操作， 并且在该时间段期间，计彰:值增加。然后在步骤S16中，判断由定时器测量的不使用时间段Tc是否不少于预 定的阈值(例如，14天)，并且通过比较定时器的计数值与预定的阈值进行 该判断。当不使用时间段短于预定的阈值时，处理返回到步骤S12并且再次 重复步骤S12到S16的处理。当不使用时间段不少于预定的阈值时，判断电池组放置在高电压状态预 定的时间段，并且在步骤S17中，正常模式转换到劣化控制模式。用于判断 时间段的阈值可以任意设置。另外，阈值可以依赖于由温度测量单元13测量 的温度改变。例如在高温下，劣化速度变快，因而阈值应设置为短。如参照图2B所述，因为劣化模式是具有与正常模式的功率消耗相比更 大的功率消耗的操作状态，所以与正常模式相比，劣化模式能够迅速降低蓄电池1的电压。因此，可以防止蓄电池1在高电压状态保持长时间。在劣化控制模式下，在步骤S18中判断电池标志是否指示'T，(不使用 状态)。如果判断电池标志为指示"O"(使用状态)，那么重置定时器计数(步 骤S20),而如果判断电池标志为指示"1"，那么在步骤S19中，进行关于由 电压测量单元12测量的蓄电池1是否等于或少于阈值Th2 (例如3.3V)的判 断。当电池电压变为等于或少于阈值Th2时，阈值Th2设置为蓄电池1变为 过放电状态的电压。在蓄电池1的电压小于阈值Th2的情况下，定时器计数被重置(步骤S20 ) 以阻止蓄电池1变为过放电状态。如果蓄电池l的电压等于或大于阄值Th2, 那么劣化控制模式继续。因此，防止了蓄电池1长时间放置在高电压状态下 和变为过放电状态，因而电池组的劣化可以;陂抑制。典型地，当剩余容量处于蓄电池1的全部容量的20%到50%的范围内曰于， 电池组适于保存。因此，如果电压阈值Thl被设置为蓄电池l的剩余容量为 例如全部容量的50%的电压值、以及如果电压阈值Th2被设置为蓄电池1的 剩余容量为例如全部容量的20%的电压值，那么蓄电池1的剩余容量可以保持在全部容量的20%到50%的范围内。如此，根据本发明的实施例，当判断电池组为长时间不使用时，微计算机0的正常模式转换到劣化控制模式，因而蓄电池1的电压能够降低而不用增加新设备，如用于放电的电路。另外，在劣化控制模式下，如果电池组变为使用状态、或如果蓄电池1的电压变为等于或少于预定的电压阈值Th2, 那么劣化控制模式转换到正常模式。因此，蓄电池1的电压被自动调整，并 且蓄电池1的剩余容量可以在适于保养电池的条件(如(剩余)容量范围在 蓄电池1的全部容量的20%到50%)保存。因此，不管用户的粗心和电池组 的使用状态，即使电池组长时间不使用，电池组的劣化性能也可以被抑制。根据本发明的实施例，当电池组经过的不使用时间段等于或大于预定的 时间段时，电池组切换到具有大的功率消耗的操作状态，因此，可以阻止蓄 电池长时间放置在高电压状态。因此，即使蓄电池长时间放置也可以阻止 蓄电池进一步劣化，而不依赖于用户的使用方法和使用条件。已经详细描述了本发明的实施例，但是本发明不限于该实施例，并且基 于本发明的技术思想各种修改是可能的。例如实施例中使用的数值(如电压 值)只是示例，并且在必要时可以使用不同的数值。另夕卜，本发明可以应用于多个电池串联、并联、串并联连接的蓄电池(组 装电池)。在此情况下，对于组装的电池执行使用状态/不使用状态的判断、 及在正常模式和劣化控制模式之间切换的控制，但是对于组装的电池中的预 定电池组，可以进行阈值Thl和Th2之间的电压比较。另外，本发明适用于 各种电池，如除锂离子电池之外的Ni-Cd电池和Ni-MH电池。另外，在电池组中包括的微计算机可以用作保护电路。另外，蓄电池的 电压调整可以由除了微计算机的电路配置执行。如果使用微计算机，电压能 够通过在劣化控制模式下的微计算机的操作下降，因此微计算机具有不需要 用于放电的特殊电路的优势。另外，电池组的不使用时间段的测量通过除了内置于微计算机中的定时 器的电路配置执行。然而，存在微计算机的使用不需要专用的时间测量电路 的优势。本领域的专业人员应该理解的是，根据设计要求和其它因素，各种修改、 组合、子组合和替代可以出现，只要它们在权利要求或其等效的范围内。 相关申请的交叉引用本发明包含涉及于2007年3月12日向日本专利局提交的日本专利申请 JP 2007-061879的主题，在此通过引用并入其全部内容。
权利要求
1.一种电池组，包括蓄电池；选择单元，用于选择具有第一功率消耗的第一操作状态、或具有大于第一功率消耗的第二功率消耗的第二操作状态；判断单元，用于判断蓄电池处于使用状态或不使用状态；经过的时间段比较单元，用于比较经过的时间段与预定的时间段，经过的时间段为经过其蓄电池的电压不小于第一电压阈值、并且蓄电池处于不使用状态的时间段；以及控制单元，用于基于从经过的时间段比较单元的比较输出，控制选择单元，其中当经过的时间段长于预定的时间段时，控制单元控制选择单元从第一操作状态切换到第二操作状态，以及(a)在选择第二操作时，当由判断单元判断处于使用状态时，或(b)在选择第二操作状态时，当蓄电池的电压变为等于或小于第二电压阈值时，该第二电压阈值小于第一电压阈值，控制单元控制选择单元从第二操作状态切换到第一操作状态。
2. 根据权利要求1所述的电池组，其中当充电电流或放电电流等于或小 于预定的电流阈值时，判断单元判断蓄电池处于不使用状态。
3. 根据权利要求1所述的电池组，其中 控制单元能够执行与外部设备的数据通信，以及判断单元判断不执行数据通信的状态为不使用状态。
4. 根据权利要求1所述的电池组，还包括 温度测量单元，用于测量蓄电池的温度，以及 其中预定的时间段基于测量的温度可变化。
5. 根据权利要求1所述的电池组，其中 控制单元由处理器组成，控制单元能够在处理器通过高频时钟操作的高速模式、和处理器通过低 频时钟操作的低速模式之间切换，并且能够设置(a)正常模式，其中交替地 执行第 一时间段的高速模式和第二时间段的低速模式，所述第二时间段长于所述第一时间段，以及(b)劣化控制模式，其中高速模式继续，以及 其中第一操作状态是低速模式或正常模式，并且第二操作状态是劣化控制模式。
6. 根据权利要求5所述的电池组，其中，在劣化控制模式中，处理器的 数据处理量与高速模式中的数据处理量相比增加，使得流过大于高速模式中 的消一€电流的消井毛电流。
7. 根据权利要求1所述的电池组，其中如果蓄电池放置在预定的电压值 或以上，那么第 一 电压阈值被设置为导致劣化的值。
8. 根据权利要求1所述的电池组，其中第二电压阈值被设置为蓄电池变 为过放电状态的电压。
9. 根据权利要求1所述的电池组，其中第 一 电压阈值被设置为蓄电池的剩余容量变为全部容量的50%的电压值，以及第二电压阈值被设置为蓄电池的剩余容量变为全部容量的20%的电压值。
全文摘要
一种电池组，包括蓄电池、选择单元、判断单元、经过的时间段比较单元和控制单元。选择单元选择第一操作状态或是第二操作状态。当经过的时间段长于预定的时间段时，控制单元控制选择单元从第一操作状态切换到第二操作状态。(a)当选择第二操作时，当由判断单元判断为处于使用状态时，或(b)当选择第二操作状态时，当蓄电池的电压变为等于或小于第二电压阈值时，该第二电压阈值小于第一电压阈值，控制单元还控制选择单元从第二操作状态切换到第一操作状态。
文档编号H02J7/00GK101267124SQ20081008378
公开日2008年9月17日 申请日期2008年3月12日 优先权日2007年3月12日
发明者早川雅彦 申请人:索尼株式会社