专利名称：组电池的充电方法、充电器以及组电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测二次电池处于规定的电压状态的情况并以规定的设定电流对从充电路径切断的组电池进行充电的组电池的充电方法、执行该充电方法的充电器以及被该充电器充电的组电池。
背景技术：
以往，在以锂离子电池为代表的二次电池的充电中，主要采用以设定电流进行恒流充电，在端子电压(以下称作电池电压)达到比二次电池所容许的最大电压设定得低的设定电压之后转移到恒压充电的所谓恒流 恒压充电方式。在电池电压超过了最大电压的情况下，会损坏电池的寿命以及充放电容量，存在达到起火之虞，因此在充电中被控制为电池电压不超过最大电压。然而，在对将单位单体(单电池或者单元电池)串联连接两个以上而成的二次电池进行充电的情况下，如果单体平衡崩溃，则通常能引起单体电压超过充电电压的“I/单位单体数”的电压的情况。例如，在将两个单位单体串联连接并以8. 4V的充电电压进行充电的过程中，存在一个单位单体的单体电压上升到4. 3V或者4. 3V以上的情况。另一方面，在与 PSE (Product+Safety+Electricalappliance&materials ；电气用品安全法)的锂离子电池相关的规定中的第2步骤中，要求控制为各单位单体的单体电压不处于4. 25V以上。作为能与此相对应的技术之一，在专利文献I中公开了下述方法在具备将多个单位单体串联连接而成的二次电池的组电池中，一边检测各个单位单体的单体电压，一边进行恒流/恒压充电，在其中一个单体电压超过了最大设定电压的情况下，减低对组电池的充电功率(例如设定电流)。根据该方法，例如由最大电压检测电路检测电压最低的单位单体的单体电压处于4. 2V以上的情况，并向充电器通知最大电压信号(参照专利文献I的段落
以及图11)。通知了最大电压信号的充电器通过减低设定电流来减低实际的充电电流，从而使组电池中的各单位单体的单体电压降低。 专利文献I JP特开2009-44946号公报
发明内容
但是，通过专利文献I中所公开的技术，与PSE的第2步骤相对应的情况需要用于将由组电池的最大电压检测电路所检测出的最大电压信号通知给充电器的电路以及信号线，故存在组电池以及充电器中的与成本提高相关联之类的问题。该问题由于充电器的构成而在组电池所具备的单位单体为I个的情况下也能引起。本发明正是鉴于上述事情而提出的，其目的在于提供一种即使在没有向外部通知与组电池所具备的二次电池的电池电压相关的信号的情况下，也能防止二次电池的过电压的组电池的充电方法、充电器以及组电池。本发明涉及的组电池的充电方法，在二次电池的电池电压继续了规定时间以上并比规定电压高的情况下，以规定的设定电流对将上述二次电池从充电路径切断的组电池进行充电，该组电池的充电方法的特征在于，检测有无对上述组电池充电的充电电流，在检测到无充电电流的情况下减低上述设定电流。本发明相关的组电池的充电方法的特征在于，在上述电池电压继续了第2时间以上并处于比上述规定电压低的第2电压以下的情况下，上述组电池将上述二次电池连接到上述充电路径，在减低了上述设定电流时开始计时，判定在计时到比上述第2时间长的第3时间之前是否检测到有充电电流，在没有检测到有充电电流的情况下，结束充电。本发明相关的组电池的充电方法的特征在于，判定所减低后的设定电流是否比规定电流小，在比规定电流小的情况下，结束充电。本发明涉及的充电器，在二次电池的电池电压继续了规定时间以上并比规定电压高的情况下，以规定的设定电流对将上述二次电池从充电路径切断的组电池进行充电，该充电器的特征在于具备检测有无对上述组电池充电的充电电流的单元；和在该单元检测到无充电电流的情况下减低上述设定电流的减低单元。本发明涉及的充电器的特征在于，在上述电池电压继续了第2时间以上并处于比上述规定电压低的第2电压以下的情况下，上述组电池将上述二次电池连接到上述充电路径，上述充电器具备在减低了上述设定电流时开始计时的单元；和判定在该单元计时到比上述第2时间长的第3时间之前是否检测到有充电电流的单元，在该单元判定为没有检测到有充电电流的情况下，结束充电。本发明涉及的充电器的特征在于，上述充电器具备判定上述减低单元所减低后的设定电流是否比规定电流小的单元，在该单元判定为上述减低单元所减低后的设定电流比规定电流小的情况下，结束充电。本发明涉及的组电池，在二次电池的电池电压继续了规定时间以上并比规定电压高的情况下，将上述二次电池从充电路径切断，该组电池的特征在于，在上述电池电压继续了第2时间以上并处于比上述规定电压低的第2电压以下的情况下，将上述二次电池连接到上述充电路径。在本发明中，按照在二次电池的电池电压比规定电压高的状态继续了规定时间以上时从充电路径切断二次电池的方式构成了组电池，在充电器侧检测向组电池供给的充电电流，在没有检测到充电电流的情况下，减低决定能向组电池供给的充电电流的上限的设定电流。由此，由于流入到组电池中的充电电流减低，因此二次电池的内部电阻中所产生的电压降减低，从而包括该电压降的电池电压降低。在本发明中，按照在二次电池的电池电压处于比上述规定电压低的第2电压以下的状态继续了第2时间以上时将二次电池连接到充电路径的方式构成了组电池，从在充电器侧没有检测到充电电流并且减低了设定电流时起直到经过了比第2时间长的第3时间为止的期间，没有检测到充电电流的情况下，结束充电。由此，充电电流的减低所引起的电池电压的降低量变小，在充电器侧检测到二次电池与充电路径不再次连接，从而停止对组电池的充电。在本发明中，在没有检测到向组电池供给的充电电流时所减低的设定电流比规定电流小的情况下，结束充电。由于越是视作为充电末期越是进行设定电流的减低，因此作为二次电池处于充满电状态的情况，能停止对组电池的充电。 在本发明中，在二次电池的电池电压比规定电压高的状态继续了规定时间以上时，从充电路径切断二次电池，在二次电池的电池电压处于比上述规定电压低的第2电压以下的状态继续了第2时间以上时，将二次电池连接到充电路径。由此，在二次电池的电池电压接近于所容许的最大电压时，在组电池中强制性中断了对二次电池的充电，通过中断充电而二次电池的内部电阻中所产生的电压降减低从而电池电压降低时，在组电池中对二次电池的充电再次开始的准备完成。发明效果根据本发明，在没有检测到充电电流的情况下，通过减低决定能向组电池供给的充电电流的上限的设定电流，从而减低流入到组电池中的充电电流，因此二次电池的内部电阻中所产生的电压降减低从而电池电压降低。因此，即使在没有向外部通知与组电池所具备的二次电池的电池电压相关的信号的情况下，也能防止二次电池的过电压。
图1是表示本发明的实施方式I涉及的组电池以及充电器的构成例的框图。图2是示意地表示单位单体的单体电压、二次电池的电池电压以及充电电流的时间变化的说明图。图3是表示在单位单体的单体电压比上限电压高的情况下，使充电暂时停止的比较电路的处理过程的流程图。图4是表示在没有检测到对组电池充电的充电电流的情况下，减低设定电流的CPU的处理过程的流程图。图5是表示本发明的实施方式2涉及的组电池以及充电器的构成例的框图。图6是表示在单位单体的单体电压比上限电压高的情况下，使充电暂时停止的CPU的处理过程的流程图。
具体实施例方式以下， 基于表示该实施方式的附图对本发明进行详细描述。(实施方式I)图1是表示本发明的实施方式I涉及的组电池以及充电器的构成例的框图。图中100为组电池，组电池100具备二次电池1，该二次电池I是将例如由锂离子电池构成的单位单体(单电池)11、12串联连接而成的。单位单体的数目也可为一个或者三个以上。二次电池I的正极端子(单位单体11的正极)通过将放电用的M0SFET31的源电极以及漏电极、和充电用的M0SFET32的漏电极以及源电极串联连接，而与露出到未图示的壳体的外部的正(+)端子18相连接。二次电池I的负极端子(单位单体12的负极)与露出到壳体的外部的负(_)端子19相连接。另外，充电路径由从正端子18经由M0SFET32、31到达二次电池I的正极端子的电路和从二次电池I的负极端子到负端子19的电路构成。组电池100还具备保护二次电池I的保护IC2。保护IC2具有各一端分别与单位单体11的正极以及负极连接的开关21、22 ;和各一端分别与单位单体12的正极以及负极连接的开关23、24。开关21、22各自的另一端经由电阻器25而与差动放大器20的非反相输入端子和电阻器26的一端连接。电阻器26的另一端与单位单体12的负极以及开关24的一端连接。开关23、24各自的另一端经由电阻器27而与差动放大器20的反相输入端子和电阻器28的一端连接。电阻器28的另一端与差动放大器20的输出端子连接。差动放大器20的输出端子与比较电路29的输入端子相连接，该比较电路29对由该差动放大器20放大后的单位单体11或者12的单体电压、和规定的上限电压、下限电压以及其他的基准电压进行比较。在本实施方式I中，上限电压为4. 24V(±0. 01V)，下限电压为例如2. 75V。比较电路29具有分别与M0SFET31、32的栅电极连接的两个输出端子。在处于标准的使用状态下，M0SFET31、32通过从比较电路29的两个输出端子向各自的栅电极提供的L(低)电平的接通信号而导通。开关21、22以及开关23、24按照分别联动地切换接通/断开的方式并且相互不同时接通的方式由比较电路29控制。例如，在将电阻器25、27各自的一端与单位单体11的两端连接的情况下，被控制为开关21、22同时接通、开关23、24断开。同样，在将电阻器25、27各自的一端与单位单体12的两端连接的情况下，被控制为开关23、24同时接通、开关21、22断开。差动放大器20以及电阻器25、26、27、28构成以一定的放大率放大向电阻器25、27的一端提供的电压的差分的放大电路。`在本实施方式I中，成为电阻器25、27的电阻值相等、并且电阻器26、28的电阻值相等，放大率成为电阻器28的电阻值除以电阻器27的电阻值所得到的值。在此，设上述放大率为I。因此，单位单体11或者12的单体电压在原始的大小下，从差动放大器20的输出端子提供给比较电路29的输入端子。在将上述放大率设为与I不同的值的情况下，也可配合放大率来增减应与单体电压相比较的上限电压、下限电压以及其他基准电压的大小。比较电路29分别比较从差动放大器20提供的单位单体11或者12的单体电压、和上述的上限电压、下限电压以及其他基准电压。应该比较这些基准电压和单体电压的单位单体11、12的选择是通过以数ms周期交替地切换开关21、22以及开关23、24来进行的。追加比较结果是否继续一定时间以上来进行单体电压和各基准电压的比较。例如，在单体电压与上限电压的比较中，在单体电压处于比4. 24V高的状态继续了 0.5 I秒(s)以上时，判定为单体电压比上限电压高。此外，在单位单体11或者12的单体电压处于比4. 20V(±0. 01V)低的状态继续了 150 250ms以上时，判定为从单体电压比上限电压高的状态恢复回原状了。比较电路29还按照上述的比较判定结果使M0SFET31、32截止。具体而言，在单位单体11或者12的单体电压比上限电压高的情况下，比较电路29通过将H(高)电平的截止信号提供给充电用的M0SFET32的栅电极，从而使M0SFET32截止。进而，在从单位单体11或者12的单体电压比上限电压高的状态恢复回原状了的情况下，比较电路29通过将L电平的导通信号提供给充电用的M0SFET32的栅电极，从而使M0SFET32导通。此外，在单位单体11或者12的单体电压比下限电压低的情况下，比较电路29通过将H电平的截止信号提供给放电用的M0SFET31的栅电极，从而使M0SFET31截止。另外，在本实施方式I中，通过采用开关21、22、23、24来切换保护IC2所具有的一个差动放大器20的输入端子侧，从而交替地放大了单位单体11、12的单体电压，但并不限定于此。例如也可采用两个差动放大器20、20分别放大单位单体11、12各自的单体电压，通过切换开关将各差动放大器20的输出端子交替地连接到比较电路29的输入端子。接下来，对充电器进行说明。图1中200为充电器，充电器200具备电源部4，该电源部4对从商用电源300供给的交流电压进行整流以及稳定化之后生成充电电压以及直流的电源电压(未图示)。输出充电电压的电源部4的正侧的输出端子经由M0SFET5的源电极以及漏电极而与露出到未图示的壳体的外部的正(+)端子48相连接。电源部4的负侧的输出端子经由用于检测充电电流的检测电阻6而与露出到壳体的外部的负(-)端子49相连接。在安装了组电池100时，正端子48以及负端子49分别与该组电池100的正端子18以及负端子19连接。充电器200还具备由微型计算机构成的控制部7。控制部7具有CPU71，CPU71与存储程序等信息的R0M72、暂时存储所产生的信息的RAM73、以及并行地计时各种时间的计时器74，经由总线相互连接。CPU71还经由总线而连接了将对充电电压以及充电电流进行控制的控制信号提供给电源部4的I/O端口 75、向M0SFET5的栅电极提供导通信号以及截止信号的I/O端口 76、以及将模拟的电压变换为数字的电压值的A/D变换器77。R0M72 为由 EEPROM(ElectricalIy Erasable Programmable ROM)或者闪存构成的非易失性存储器。R0M72中除了程序之外，还存储有与充电电流相关的设定值以及判定值、设定电流的减低率等各种固定数据。CPU71按照预先保存于R0M72中的控制程序来执行用于实现作为本发明涉及的充电器200的功能的处理。电源部4通过经由I/O端口 75所提供的控制信号来设定向二次电池I施加的充电电压。在本实施方式I中，由于与单位单体11、12各自分别对应的充电电压为4. 20V，因此将向二次电池I整体施加的充电电压固定为8. 40V。电源部4还通过经由I/O端口 75所提供的控制信号来设定决定充电电流的上限值的设定电流。CPU71经由I/O端口 75而在电源部4中设定的设定电流，通过上述控制信号被减低到任意大小的电流。M0SFET5通过从I/O端口 76提供L电平的导通信号而在充电开始时被导通，通过从I/O端口 76提供H电平的截止信号而在充电结束时被截止。A/D变换器77通过对在检测电阻6的两端所产生的模拟的电压进行采样并进行A/D变换，从而变换为数字的电压值。所变换的数字的电压值被取入到CPU71中并被换算为充电电流，从而检测出充电电流。在此，考虑A/D变换器77的变换值中存在变换误差这一点以及从充电器200向组电池100流入表观上的充电电流这一点，而检测流入到组电池100的20mA以上的电流作为充电电流。A/D变换器77还对从外部施加到正端子48与负端子49间的电压进行变换。所变换的电压被取入到CPU71中，在通过CPU71判定为处于规定的电压以上时，检测组电池100的安装。在检测出安装了组电池100的情况下，如以上那样构成的充电器200的CPU71开始对组电池100进行充电。在开始充电时，CPU71在电源部4中设定了规定的设定电流之后，使M0SFET5导通。在充电中充电电流处于充电停止电流以下的状态继续了规定时间以上的情况下，视作充电电流被充分地缩小，因此CPU71使M0SFET5截止而结束充电。另一方面，在充电中没有检测到充电电流的情况下，CPU71以规定的比例减低在电源部4中所设定的设定电流，在所减低的设定电流处于规定的电流以下的情况下结束充电。此外，在减低了设定电流之后，在规定时间内没有检测到充电电流的情况下，视作在组电池100侧没有从单体电压比上限电压高的状态恢复回原状，因此CPU71使MOSFET5截止而结束充电。接下来，采用附图来说明组电池100的充电受充电器200控制的样子。图2是示意地表示单位单体11、12的单体电压、二次电池I的电池电压以及充电电流的时间变化的说明图。图2的纵轴表示单体电压、电池电压以及充电电流的大小，横轴表示时间。此外，分别用细实线、粗实线以及单点划线来表示单体电压、电池电压以及充电电流。尤其将单位单体11、12的单体电压显示为单体电压A、单体电压B。单体电压A以及单体电压B相加后的电压成为电池电压。在时刻t0开始了以规定的设定电流进行的恒流充电的情况下，随着时间的流逝，单体电压A、单体电压B以及电池电压描绘向上凸的曲线来上升。在通过单体电压A以及单体电压B不均匀地上升而在时刻tl单体电压A上升到4. 24V的上限电压为止的情况下，根据组电池100的比较电路29中的单体电压与上限电压的比较判定结果，向M0SFET32的栅电极提供截止信号，从而M0SFET32截止并停止充电。其结果，在单位单体11、12的内部电阻中产生的电压成为零，单体电压A以及单体电压B经由极其短的时间之后下降。之后，在单体电压A比4. 20V低的状态继续了 150 250ms以上时，从比较电路29向M0SFET32的栅电极提供导通信号，从而M0SFET32导通并且充电再次开始的准备完成。另一方面，在充电器200中，由于在时刻tl没有检测到充电电流，因此CPU71减低设定电流。之后，如上所述那样，在组电池100侧充电再次开始的准备完成了时，再次开始充电并开始流动充电电流，根据电池电压的上升而充电电流持续地比设定电流减低。同样地，在时刻t2单体电压A上升到4. 24V的上限电压，在组电池100侧M0SFET32截止并停止了充电的情况下，充电器200的CPU71进一步减低设定电流，在组电池100侧M0SFET32被截止时再次开始充电并开始流动充电电流。如上述那样，在单体电压A或者单体电压B比上限电压高时，在组电池100中暂时被停止充电，检测出该情况的充电器200减低设定电流，之后再次开始对组电池100的充电。通过反复这种组电池100以及充电器200协调地进行的动作，来继续充电以使构成二次电池I的单位单体11、12的单体电压不会处于4. 25V以上。以下，将上述的组电池100以及充电器200的动作采用表示该动作的流程图来进行说明。图3是表示在单位单体11、12的单体电压比上限电压高的情况下，使充电暂时停止的比较电路29的处理过程的流程图，图4是表示在没有检测到对组电池100充电的充电电流的情况下，减低设定电流的CPU71的处理过程的流程图。通过比较电路29与开关21、22、23、24的切换周期同步地以硬件的方式执行图3所示的处理。从比较电路29被组装到组电池100中并被提供电源时开始，持续执行图3的处理。另一方面，图4所示的处理按照预先保存于R0M72中的控制程序而被执行。该处理例如以250ms周期被启动，但并不限定于此。首先，对图3的处理进行说明。比较电路29判定从差动放大器20交替地提供的单位单体11、12的单体电压中、其中一个单体电压处于4. 24V以上的状态是否继续了例如0.5秒钟以上(Sll)，在判定条件不成立的情况下(Sll 否”)，判定其中一个单体电压处于作为放电终止电压的2. 75V以下的状态是否继续了例如I秒钟以上(S12)。在该判定条件也不成立的情况下(S12 否”)，比较电路29将处理转移到步骤SI I。在其中一个单体电压处于2. 75V以下的状态继续了 I秒钟以上的情况下(S12 “是”)，比较电路29将H电平的截止信号提供给M0SFET31的栅电极而使M0SFET31截止(S13)。由此，二次电池I的放电被强制性停止。之后，比较电路29判定单位单体11、12的两个单体电压处于3. 6V以上的状态是否继续了例如0. 5秒钟以上(S14)，待机直到条件成立为止(S14 否”)。在两个单体电压处于3. 6V以上的状态继续了 0. 5秒钟以上的情况下(S14 是”)，比较电路29将L电平的导通信号提供给M0SFET31的栅电极而使M0SFET31导通(S15)，将处理转移到步骤SI I。由此，二次电池I的放电被再次开始。在步骤Sll中其中一个单体电压处于4. 24V以上的状态继续了 0. 5秒钟以上的情况下(Sll 是”)，比较电路29将H电平的截止信号提供给M0SFET32的栅电极而使M0SFET32截止(S16)。由此，二次电池I的充电被强制性停止。此后，比较电路29判定单位单体11、12的两个单体电压处于4. 20V以下的状态是否继续了例如0. 2秒钟以上(S17)，待机直到条件成立为止(S17 否”)。在两个单体电压处于4. 20V以下的状态继续了 0. 2秒钟以上的情况下(S17 是”)，比较电路29将L电平的导通信号提供给M0SFET32的栅电极而使M0SFET32导通(S18)，处理转移到步骤S11。由此，二次电池I的充电再次开始的准备完成。
接下来，对图4的处理进行说明。在图4的处理被启动的情况下，CPU71经由I/O端口 75在电源部4中设定了规定的设定电流(S21)之后，经由I/O端口 76将导通信号提供给M0SFET5的栅电极而使M0SFET5导通(S22)。由此，开始对组电池100的充电。此后，CPU71经由A/D变换器77检测在检测电阻6中流动的充电电流，判定所检测的充电电流是否为例如20mA以上(S23)。在判定为充电电流为20mA以上的情况下(S23 是”)、即实质上处于充电中的情况下，CPU71使计时器74开始计时(S24)之后，为了确认是否为充电末期，而判定新检测到的充电电流是否为例如50mA以下(S25)。在不是50mA以下的情况下(S25 否”)，CPU71为了判定是否再次处于充电中，而将处理转移到步骤S23。在新检测到的充电电流为50mA以下的情况下(S25 是”)，CPU71为了确认是否为充满电，首先判定开始计时的计时器74是否计时了例如20秒(S26)，在仍未计时20秒的情况下(S26:“否”)，为了反复进行判定处理而将处理转移到步骤S25。在计时器74计时了 20秒的情况下(S26 是”)、即确认为充满电的情况下，CPU71经由I/O端口 76将截止信号提供给M0SFET5的栅电极，从而使M0SFET5截止(S27)，结束图4的处理。由此，使对组电池100的充电结束。在步骤S23中充电电流不为20mA以上的情况下(S23 否”)、即由于在组电池100中停止了充电而判定为没有检测到充电电流的情况下，CPU71为了确认是否能够进一步减低设定电流，而判定设定电流是否为例如IOOmA以上(S28)。在不是IOOmA以上的情况下(S28 否”)，由于设定电压被缩小而被视作充满电，因此为了使M0SFET5截止而结束充电，从而CPU71将处理转移到步骤S27。
在设定电流为1OOmA以上的情况下(S28 是”)，CPU71将设定电流乘以例如0. 7后的值作为新的设定电流(S29)，进而使计时器74开始计时(S30)后，为了确认充电电流是否流入到组电池100中，而判定新检测到的充电电流是否为20mA以上(S31)。如果减低设定电流的比例被限定为0. 7，则例如也可只减低一定的电流值，也可适当地变更减低率。在充电电流为20mA以上的情况下(S31 :“是”)，为了继续充电，CPU71将处理转移到步骤S23。在充电电流不是20mA以上的情况下(S31 否”)、即由于组电池100中继续停止充电而判定为没有检测到充电电流的情况下，CPU71首先判定开始计时的计时器74是否计时了例如I秒(S32)，在仍未计时I秒的情况下(S32 否”)，为了反复进行判定处理而将处理转移到步骤S31。在计时器74计时了 I秒的情况下(332:“是”)、即在组电池100中在规定的时间内充电再次开始的准备没有完成的情况下，为了使M0SFET5截止而结束充电，CPU71将处理转移到步骤S27。如以上那样，根据本实施方式I，在单体电压比4. 24V高的状态继续了 0.5秒钟以上时按照二次电池从充电路径被切断的方式构成组电池，在充电器侧检测向组电池供给的充电电流，在没有检测到20mA以上的充电电流的情况下，将决定能向组电池供给的充电电流的上限的设定电流减低到0. 7倍。由此，由于减低流入到组电池的充电电流，因此在单位单体的内部电阻中产生的电压降减低，包括该电压降的单体电压也降低。因此，即使在组电池所具备的二次电池的电池电压相关的信号没有向外部通知的情况下，也能防止构成二次电池的单位单体的过电压。此外，在单位单体的单体电压处于比4. 24V的上限电压低的4. 20V以下的状态继续了 0.2秒钟以上时，按照二次电池与充电路径连接的方式构成组电池，从在充电器侧没有检测到20mA以上的充电电流并将设定电流减低到0. 7倍时起直到经过比上述0. 2秒长的I秒钟为止的期间，没有检测到20mA以上的充电电流的情况下，结束充电。因此，充电电流的减低所引起的单体电压的降低量变小，在充电器侧检测到二次电池与充电路径不再次连接，从而能停止对组电池的充电。进而，在没有检测到向组电池供给的充电电流时所减低的设定电流比IOOmA小的情况下，结束充电。因此，由于越是视作为充电末期越是进行设定电流的减低，因此作为二次电池处于充满电状态的情况，能停止对组电池的充电。此外，在单位单体的单体电压比4. 24V高的状态继续了 0. 5秒钟以上时从充电路径切断二次电池，在单体电压处于比上述4. 24V低的4. 20V以下的状态继续了 0. 2秒钟以上时将二次电池与充电路径再次连接。因此，在单位单体的单体电压接近于在PSE的第2步骤中所容许的最大电压(4. 25V)时，在组电池中将对二次电池的充电强制性中断，通过中断充电而单位单体的内部电阻中所产生的电压降减少从而单体电压降低了时，能够在组电池中完成对二次电池的充电再次开始的准备。(实施方式2)实施方式I的组电池100具备保护IC2，采用比较电路29将由差动放大器放大后的各单体电压与基准电压进行比较的方式，与之相对地，实施方式2的组电池具备微型计算机，采用CPU将变换为数字的电压值的单体电压与基准电压值进行比较的方式。图5是表示本发明的实施方式2涉及的组电池以及充电器的构成例的框图。图中101为组电池，组电池101具备将单位单体11、12串联连接而成的二次电池I和由微型计算机构成的保护电路8。二次电池I的正极端子通过串联连接放电用的M0SFET31的源电极以及漏电极、和充电用的M0SFET32的漏电极以及源电极，而与正端子18连接。二次电池I的负极端子与负端子19连接。保护电路8具有CPU81，CPU81与存储程序等信息的R0M82、暂时存储所产生的信息的RAM83、以及并行地计时各种时间的计时器84，经由总线相互连接。CPU81还经由总线而连接了向M0SFET31、32各自的栅电极提供导通信号以及截止信号的I/O端口 85、和将模拟的电压变换为数字的电压值的A/D变换器86。A/D变换器86通过对单位单体11、12各自的单体电压进行采样来进行A/D变换，从而变换为数字的电压值。所变换的数字的电压值被取入到CPU81中，作为单体电压被检测出。CPU81分别比较所检测出的各个单体电压、和上述的上限电压、下限电压以及其他基准电压，基于比较结果经由I/O端口 85向M0SFET31、32的栅电极提供导通信号以及截止信号，从而使M0SFET31、32导通/截止。以下，将上述的组电池101的动作采用表示该动作的流程图来进行说明。图6是表示在单位单体11、12的单体电压比上限电压高的情况下，使充电暂时停止的CPU81的处理过程的流程图。关于单位单体11、12的单体电压比下限电压低的情况下，CPU81以与图6不同的过程(未图示)进行处理。按照预先保存于R0M82中的控制程序来执行图6所示的处理。该处理以25ms周期被启动，但并不限定于此。此外，处理中的“截止标记”为表示使M0SFET32截止的标记，在CPU81的初始化时被清零。在图6的处理被启动的情况下，CPU81经由A/D变换器86来检测单位单体11、12的单体电压(S41)，判定所检测到的单体电压中的其中一个单体电压(具体而言为高的单体电压)是否为4. 24V以上(S42)。在哪个单体电压都不是4. 24V以上的情况下(S42 否”)，CPU81判定截止标记是否被置位为I (S43)，在没有被置位为I的情况下(S43 否”)，将用作处理次数计数器的CNTl清零(S44)，结束图6的处理。由此，CNTl被事先初始化。在其中一个单体电压为4. 24V以上的情况下(S42 是”)，CPU81将CNTl增加I (S45)，判定CNTl是否为例如20以上(S46)。在此，图6的处理以25ms周期被执行，因此判定CNTl是否处于20以上的情况与判定其中一个单体电压处于4. 24V以上的状态是否继续了 0. 5秒钟以上的情况等效。 在CNTl没有处于20以上的情况下(S46 否”)，CPU81使图6的处理暂时结束。在CNTl处于20以上的情况下(S46 是” )，CPU81通过经由I/O端85将截止信号提供给M0SFET32的栅电极，从而使充电用的M0SFET32截止(S47)，进而对截止标记置位I (S48)，结束图6的处理。在步骤S43中截止标记被置位为I的情况下643:“是”)、即在使充电用的M0SFET32截止的情况下，CPU81判定单位单体11、12的两个单体电压是否处于4. 20V以下(S51)。在至少其中一个单体电压没有处于4. 20V以下的情况下(S51 否”)，CPU81将用作处理次数计数器的CNT2清零(S52)，结束图6的处理。由此，CNT2被事先初始化。在两个单体电压处于4. 20V以下的情况下(S51 是”)，CPU81将CNT2增加I (S53)，判定CNT2是否处于例如8以上(S54)。在此，由于图6的处理以25ms周期被执行，因此判定CNTl是否为8以上的情况与判定两个单体电压处于4. 20V以下的状态是否继续了 0.2秒钟以上的情况等效。在CNT2没有处于8以上的情况下(S54 否”)，CPU81使图6的处理暂时结束。在CNT2处于8以上的情况下(S54 是”)，CPU81通过经由I/O端口 85将导通信号提供给M0SFET32的栅电极，从而使充电用的M0SFET32导通(S55)，进而将截止标记清零(S56)，结束图6的处理。除此之外，对与实施方式I相对应的地方赋予相同的符号，并省略其详细的说明。另外，在本实施方式2的图6所示的处理过程中，进行了处理次数计数器(CNT1、CNT2)的计数来代替继续时间的计时，但并不限定于此，例如也可如实施方式I的图4所示的处理过程那样判定计时器84是否计时了一定时间以上。如以上那样，根据本实施方式2，在单位单体的单体电压接近于最大电压(4. 25V)时，使对二次电池的充电强制性中断，通过中断充电而在单位单体的内部电阻中所产生的电压降减低从而单体电压降低了时，能在组电池中完成对二次电池的充电再次开始的准备。
本次公开的实施方式全部的点只是例示，并不应考虑为限制性内容。本发明的范围并不是由上述的内容来表示，而由专利请求的范围来表示,应该包括与专利请求的范围相等的意味以及范围内的所有变更。符号说明I 二次电池11、12 单位单体100、101 组电池200 充电器6检测电阻(检测有无充电电流的单元的一部分)71,81 CPU72、82 ROM73、83 RAM74计时器(开始计时的单元的一部分)75 I/O端口(减低单元的一部分)
权利要求
1.一种组电池的充电方法，在二次电池的电池电压继续了规定时间以上并比规定电压高的情况下，以规定的设定电流对将上述二次电池从充电路径切断的组电池进行充电，该组电池的充电方法的特征在于， 检测有无对上述组电池充电的充电电流， 在检测到无充电电流的情况下减低上述设定电流。
2.根据权利要求1所述的组电池的充电方法，其特征在于， 在上述电池电压继续了第2时间以上并处于比上述规定电压低的第2电压以下的情况下，上述组电池将上述二次电池连接到上述充电路径， 在减低了上述设定电流时开始计时， 判定在计时到比上述第2时间长的第3时间之前是否检测到有充电电流， 在没有检测到有充电电流的情况下，结束充电。
3.根据权利要求1或2所述的组电池的充电方法，其特征在于， 判定所减低后的设定电流是否比规定电流小， 在比规定电流小的情况下，结束充电。
4.一种充电器，在二次电池的电池电压继续了规定时间以上并比规定电压高的情况下，以规定的设定电流对将上述二次电池从充电路径切断的组电池进行充电，该充电器的特征在于具备 检测有无对上述组电池充电的充电电流的单元；和 在该单元检测到无充电电流的情况下减低上述设定电流的减低单元。
5.根据权利要求4所述的充电器，其特征在于， 在上述电池电压继续了第2时间以上并处于比上述规定电压低的第2电压以下的情况下，上述组电池将上述二次电池连接到上述充电路径， 上述充电器具备 在减低了上述设定电流时开始计时的单元；和 判定在该单元计时到比上述第2时间长的第3时间之前是否检测到有充电电流的单元， 在该单元判定为没有检测到有充电电流的情况下，结束充电。
6.根据权利要求4或5所述的充电器，其特征在于， 上述充电器具备判定上述减低单元所减低后的设定电流是否比规定电流小的单元， 在该单元判定为上述减低单元所减低后的设定电流比规定电流小的情况下，结束充电。
7.—种组电池，在二次电池的电池电压继续了规定时间以上并比规定电压高的情况下，将上述二次电池从充电路径切断，该组电池的特征在于， 在上述电池电压继续了第2时间以上并处于比上述规定电压低的第2电压以下的情况下，将上述二次电池连接到上述充电路径。
全文摘要
本发明提供一种即使在没有向外部通知与组电池所具备的二次电池的电池电压相关的信号的情况下，也能防止二次电池的过电压的组电池的充电方法、充电器以及组电池。在组电池侧，在单体电压A或者单体电压B比4.24V高的状态继续了0.5秒钟以上时(时刻t1以及t2)，从充电路径切断二次电池，在单体电压A以及单体电压B处于4.20V以下的状态继续了0.2秒钟以上时，将二次电池连接到充电路径。在充电器侧检测向组电池供给的充电电流，在没有检测到20mA以上的充电电流的情况下，将决定能提供给组电池的充电电流的上限的设定电流减低到0.7倍。
文档编号H02J7/00GK103035967SQ20121036398
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月26日 优先权日2011年10月3日
发明者丰田和弘 申请人:三洋电机株式会社