充放电控制电路以及电池装置的制作方法

文档序号:14877736发布日期:2018-07-07 08:31阅读:101来源:国知局

本发明涉及充放电控制电路以及电池装置。



背景技术:

以往,已知具有如下部件的电池装置:充放电控制电路(电池状态监视电路),其具有控制部(控制电路);以及多个二次电池(电池)(例如,参照专利文献1)。在专利文献1所记载的电池装置中,由充放电控制电路的控制部进行串联连接的多个二次电池的充放电电流的控制。

专利文献1:日本特开2009-159811号公报

在专利文献1所记载的电池装置中,串联连接有多个二次电池,但取而代之,还考虑并联连接多个二次电池的情况。

在专利文献1所记载的电池装置中,充放电控制电路的控制部通过二次电池的充放电电流进行动作。但是,在专利文献1所记载的电池装置中,由于串联连接有多个二次电池,因此在多个二次电池中的1个二次电池产生了脱落、内部开路等异常的情况下,充放电控制电路的控制部有时无法控制充放电。

在专利文献1所记载的电池装置中,在1个二次电池产生了异常的情况下,其他二次电池与外部端子(输出端子)之间的连接被切断。因此,即使充放电控制电路的控制部无法控制充放电,也不会特别产生问题。

但是,在并联连接有多个二次电池的情况下,在1个二次电池产生了异常的情况下,其他二次电池与外部端子(输出端子)之间的连接不会被切断。因此,在并联连接有多个二次电池的情况下,当在1个二次电池产生了异常的情况下充放电控制电路的控制部无法控制充放电时,电池装置有可能成为不稳定的状态。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种充放电控制电路以及电池装置,即使在并联连接的多个二次电池中的1个二次电池产生了异常的情况下,控制部也能够进行充放电电流的控制。

本发明的充放电控制电路的特征在于,具有:第1电源端子,其连接有第1二次电池的第1电极;第2电源端子,其连接有第2二次电池的第1电极,该第2二次电池与第1二次电池并联连接;第3电源端子,其连接有第1二次电池和第2二次电池的第2电极;连接电路,其将第1电源端子与第2电源端子连接起来,输出连接后的电位;以及控制部,其将从连接电路输出的电位与从第3电源端子供给的电位的电位差作为电源电压进行动作,控制第1二次电池和第2二次电池的充放电。

根据本发明的充放电控制电路,由于在控制部与电源端子之间具有连接电路,因此即使在并联连接的多个二次电池中的1个二次电池产生了异常的情况下,控制部也能够进行充放电电流的控制。

附图说明

图1是示出应用了第1实施方式的充放电控制电路的电池装置的功能结构的图。

图2是示出应用了第2实施方式的充放电控制电路的电池装置的功能结构的图。

图3是示出应用了第3实施方式的充放电控制电路的电池装置的功能结构的图。

标号说明

1:电池装置;10:充放电控制电路;11:电压检测部;111:第1电压检测部;112:第2电压检测部;12:控制部;13:驱动器;14:连接电路;sd1:放电控制开关;sc1:充电控制开关;sd2:放电控制开关;sc2:充电控制开关。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下,参照附图对充放电控制电路10的第1实施方式进行说明。

图1是示出应用了第1实施方式的充放电控制电路10的电池装置1的功能结构的图。

电池装置1具有充放电控制电路10、第1二次电池b1、第2二次电池b2、第1外部端子eb+、第2外部端子eb-、放电控制开关sd1、充电控制开关sc1、放电控制开关sd2、充电控制开关sc2和电阻r。

第1二次电池b1和第2二次电池b2构成二次电池b。第1二次电池b1具有第1电极b11和第2电极b12。第2二次电池b2具有第1电极b21和第2电极b22。

第1外部端子eb+和第2外部端子eb-构成外部端子eb。

放电控制开关sd1和充电控制开关sc1构成第1充放电控制开关。放电控制开关sd2和充电控制开关sc2构成第2充放电控制开关。

电池装置1经由外部端子eb向外部供给二次电池b所充入的电力,并经由外部端子eb将从外部供给的电力充入二次电池b中。电池装置1具有与需要相应的并联数量的二次电池b。

充放电控制电路10具有第1电源端子vss1、第2电源端子vss2、第3电源端子vdd、放电控制端子do、充电控制端子co、过电流检测端子vm、第1电压检测部111、第2电压检测部112、连接电路14、控制部12和驱动器13。

第1电压检测部111和第2电压检测部112构成电压检测部11。连接电路14具有第1电阻141和第2电阻142。第1电阻141具有第1端子141a和第2端子141b。第2电阻142具有第1端子142a和第2端子142b。

第1外部端子eb+与第1二次电池b1的第2电极b12、第2二次电池b2的第2电极b22和充放电控制电路10的第3电源端子vdd连接。第1二次电池b1的第1电极b11与充放电控制电路10的第1电源端子vss1和放电控制开关sd1的一个端子连接。第2二次电池b2的第1电极b21与充放电控制电路10的第2电源端子vss2和放电控制开关sd2的一个端子连接。放电控制开关sd1的另一个端子与充电控制开关sc1的一个端子连接,利用放电控制端子do的信号来控制放电控制开关sd1。放电控制开关sd2的另一个端子与充电控制开关sc2的一个端子连接,利用放电控制端子do的信号来控制放电控制开关sd2。充电控制开关sc1的另一个端子与第2外部端子eb-连接,利用充电控制端子co的信号来控制充电控制开关sc1。充电控制开关sc2的另一个端子与第2外部端子eb-连接,利用充电控制端子co的信号来控制充电控制开关sc2。过电流检测端子vm经由电阻r与第2外部端子eb-连接。

第1电压检测部111与第1电源端子vss1、第3电源端子vdd、过电流检测端子vm和控制部12连接。第2电压检测部112与第2电源端子vss2、第3电源端子vdd、过电流检测端子vm和控制部12连接。连接电路14的第1电阻141的第1端子141a与第1电源端子vss1连接,第2端子141b与控制部12连接。连接电路14的第2电阻142的第1端子142a与第2电源端子vss2连接,第2端子142b与控制部12连接。控制部12与驱动器13连接。驱动器13与放电控制端子do和充电控制端子co连接。

第1电压检测部111根据第1电源端子vss1的电位和第3电源端子vdd的电位,检测第1二次电池b1的电压。此外,在图1所示的例子中,第1电压检测部111根据第1电源端子vss1与过电流检测端子vm之间的电压,检测在第1充放电控制开关中流过的过电流。

第2电压检测部112根据第2电源端子vss2的电位和第3电源端子vdd的电位,检测第2二次电池b2的电压。此外,在图1所示的例子中,第2电压检测部112根据第2电源端子vss2与过电流检测端子vm之间的电压,检测在第2充放电控制开关中流过的过电流。

连接电路14经由第1电阻141和第2电阻142将第1电源端子vss1和第2电源端子vss2连接起来,将连接后的电位输出到控制部12。

控制部12根据第1电压检测部111的检测结果和第2电压检测部112的检测结果,输出控制第1二次电池b1和第2二次电池b2的充放电电流的信号。此外,控制部12将从连接电路14输出的电位与从第3电源端子vdd供给的电位的电位差作为电源电压进行动作。

驱动器13根据控制部12输出的信号,从充电控制端子co输出控制充电控制开关sc1和充电控制开关sc2的信号,从放电控制端子do输出控制放电控制开关sd1和放电控制开关sd2的信号。

充电控制开关sc1控制针对第1二次电池b1的充电电流。充电控制开关sc2控制针对第2二次电池b2的充电电流。放电控制开关sd1控制第1二次电池b1的放电电流。放电控制开关sd2控制第2二次电池b2的放电电流。

在下面的说明中,将这些开关统称地均记载为“控制开关”。此外,将充电控制开关sc1和充电控制开关sc2统称地均记载为充电控制开关,将放电控制开关sd1和放电控制开关sd2统称地均记载为放电控制开关。

这些控制开关均为fet开关,根据充放电控制电路10的控制来进行接通或断开动作。

控制部12根据电压检测部11的检测结果,经由驱动器13对控制开关进行控制,由此控制二次电池b的充放电。

下面,对控制部12的控制的一例进行说明。

在电压检测部11的检测结果表示“正常状态”的情况下,控制部12将各个控制开关控制为接通状态。

在第1电压检测部111的检测结果表示“过充电”的情况、即第1二次电池b1成为了过充电状态的情况下,控制部12将充电控制开关控制为断开状态。由此,二次电池b的充电电流被切断,充电停止。

在第1电压检测部111的检测结果表示“过放电”的情况、即第1二次电池b1成为了过放电状态的情况下,控制部12将放电控制开关控制为断开状态。由此,二次电池b的放电电流被切断,放电停止。

在第2电压检测部112的检测结果表示“过充电”的情况、即第2二次电池b2成为了过充电状态的情况下,控制部12将充电控制开关控制为断开状态。由此,二次电池b的充电电流被切断,充电停止。

在第2电压检测部112的检测结果表示“过放电”的情况、即第2二次电池b2成为了过放电状态的情况下,控制部12将放电控制开关控制为断开状态。由此,二次电池b的放电电流被切断,放电停止。

这里,对电池装置1产生故障、无法再向第1电源端子vss1或者第2电源端子vss2供给电位的情况进行说明。

作为一例,对与第2二次电池b2的第1电极b21连接的导线断线、从而无法再向第2电源端子vss2供给电位的情况进行说明。

充放电控制电路10未向第2电源端子vss2供给第2二次电池b2的第1电极b21的电位。因此,连接电路14输出第1电源端子vss1的电位。因此,控制部12将第3电源端子vdd的电位与第1电源端子vss1的电位的电位差作为电源电压进行动作。

即,充放电控制电路10通过具有连接电路14,即使成为了未从第1电源端子vss1和第2电源端子vss2中的任意一方供给电位的状况,也能够使控制部12进行动作。

此外,在第2二次电池b2产生了脱落或者内部开路等异常的情况下,利用第1二次电池b1向控制部12供给电源电压,因此控制部12能够进行动作。

同样,在第1二次电池b1的导线断线或者第1二次电池b1产生了脱落或者内部开路等异常的情况下,利用第2二次电池b2向控制部12供给电源电压,因此控制部12能够进行动作。

如以上所说明那样,在第1实施方式的电池装置1中,即使并联连接的多个二次电池中的任意一个二次电池的输出布线断线,也能够进行其他二次电池的充放电和监视。

此外,例如,在第1二次电池b1的内部短路的情况下,大电流经由第1二次电池b1和控制开关或者连接电路14流向第2二次电池b2。

这时,连接电路14的电阻值大于控制开关的接通电阻值,并且增大至能够充分限制经由连接电路14的电流的程度。由此,电流的大部分经由控制开关。并且,在充放电控制电路10检测过电流而将充电开关断开后,在连接电路14中流过的电流也被充分限制,因此充放电控制电路10不会发生损伤。

同样,即使在第2二次电池b2的内部短路的情况下,充放电控制电路10也不会发生损伤。

此外,例如,即使在过放电状态时放电控制开关已断开的状态下,第1二次电池b1和第2二次电池b2也经由第1电阻141和第2电阻142连接,因此还具有能够取得第1二次电池b1和第2二次电池b2的电压平衡的效果。

[第2实施方式]

下面,对第2实施方式的充放电控制电路10进行说明。第2实施方式的充放电控制电路10除了后述内容以外,都与上述第1实施方式的充放电控制电路10同样构成。因此,对与第1实施方式的充放电控制电路10相同的结构省略说明。

图2是示出应用了第2实施方式的充放电控制电路10的电池装置1的功能结构的图。

连接电路14具有第1二极管143和第2二极管144。第1二极管143具有阴极端子143a和阳极端子143b。第2二极管144具有阴极端子144a和阳极端子144b。第1二极管143的阴极端子143a与第1电源端子vss1连接,阳极端子143b与控制部12连接。第2二极管144的阴极端子144a与第2电源端子vss2连接,阳极端子144b与控制部12连接。

与第1实施方式同样,在这样构成了连接电路14的第2实施方式的电池装置1中,即使并联连接的多个二次电池中的任意一个二次电池的输出布线断线,也能够进行其他二次电池的充放电和监视。

并且,在第1二次电池b1或者第2二次电池b2的内部短路的情况下,不会从二次电池b流过经由连接电路14的电流,因此充放电控制电路10不会发生损伤。

[第3实施方式]

下面,对第3实施方式的充放电控制电路10进行说明。第3实施方式的充放电控制电路10除了后述内容以外,都与上述第1实施方式的充放电控制电路10同样构成。因此,对与第1实施方式的充放电控制电路10相同的结构省略说明。

图3是示出应用了第3实施方式的充放电控制电路10的电池装置1的功能结构的图。

连接电路14具有第1恒流二极管145和第2恒流二极管146。第1恒流二极管145具有阳极端子145a和阴极端子145b。第2恒流二极管146具有阳极端子146a和阴极端子146b。第1恒流二极管145的阳极端子145a与第1电源端子vss1连接,阴极端子145b与控制部12连接。第2恒流二极管146的阳极端子146a与第2电源端子vss2连接,阴极端子146b与控制部12连接。

与第1实施方式同样,在这样构成了连接电路14的第3实施方式的电池装置1中,即使并联连接的多个二次电池中的任意一个二次电池的输出布线断线,也能够进行其他二次电池的充放电和监视。

此外,例如,在第1二次电池b1的内部短路的情况下,在连接电路14中流过的电流被限制为第1恒流二极管145的夹断电压,因此如果将该夹断电压设定为适当的值,则充放电控制电路10不会发生损伤。在第2二次电池b2的内部短路的情况下,充放电控制电路10也同样不会发生损伤。

此外,与第1实施方式同样,例如,即使在过放电状态时放电控制开关已断开的状态下,第1二次电池b1和第2二次电池b2也经由第1恒流二极管145和第2恒流二极管146连接,因此还具有能够取得第1二次电池b1和第2二次电池b2的电压平衡的效果。

以上,对本发明的实施方式进行了说明,但不限于这些实施方式的结构,可在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。例如,作为在二次电池的负极侧具有充放电开关、且共用二次电池的正极侧的电池装置进行了说明,但也可以设为在二次电池的正极侧具有充放电开关、且共用二次电池的负极侧的电池装置。此外,例如构成为放电控制开关sd1和放电控制开关sd2被公共控制,充电控制开关sc1和充电控制开关sc2被公共控制,但也可以设为分别单独进行控制的电路结构。

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