电池保护电路、电池保护装置、电池组以及电池保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护的技术。
【背景技术】
[0002]例如在专利文献I中公开了对并联连接多个电池芯(cell)所得的二次电池进行保护的技术。本文献所公开的技术是针对从电位差高的电池芯向电位差低的电池芯流过的冲击电流而保护电池芯的技术。
[0003]专利文献1:日本特开2006-345660号公报
【发明内容】
[0004]但是，上述现有技术是针对从电位差高的电池芯向电位差低的电池芯的仅一个方向的过电流而保护电池芯的技术，因此有时无法充分保护并联连接多个电池芯所得的二次电池。因此，目的在于提供一种能够强化并联连接多个电池芯所得的二次电池的保护功能的电池保护电路、电池保护装置、电池组以及电池保护方法。
[0005]为了达到上述目的，根据一个形式，提供一种对并联连接多个电池芯所得的二次电池进行保护的电池保护电路，其中，具备:
[0006]过充电检测部，其针对上述二次电池的电池芯分别设置，在检测出对应的电池芯的过充电时，禁止对应的电池芯的充电；
[0007]过放电检测部，其针对上述二次电池的电池芯分别设置，在检测出对应的电池芯的过放电时,禁止对应的电池芯的放电；
[0008]充电电流限制部，其针对上述二次电池的电池芯分别设置，在对应的电池芯中流过充电电流的期间，限制上述充电电流超过预定的充电电流值的情况；以及
[0009]放电电流限制部，其针对上述二次电池的电池芯分别设置，在对应的电池芯中流过放电电流的期间，限制上述放电电流超过预定的放电电流值的情况。
[0010]根据一个形式，能够强化并联连接多个电池芯所得的二次电池的保护功能。
【附图说明】
[0011]图1是表示电池保护电路的结构例子的图。
[0012]图2是表示电池保护方法的一个例子的图。
[0013]图3是表示电池保护电路的结构例子的图。
[0014]图4是表示电池保护电路的结构例子的图。
[0015]符号说明
[0016]3:正侧电池芯连接端子；
[0017]5:正侧负载连接端子；
[0018]6:负侧负载连接端子；
[0019]8:正侧电源路径；
[0020]11,21:充电控制用晶体管(充电控制元件的例子)；
[0021]12,22:放电控制用晶体管(放电控制元件的例子);
[0022]16:26:负侧电源路径；
[0023]17、27:负侧电池芯连接端子；
[0024]30、40、50、60:保护控制电路；
[0025]31、41、51、61:电流检测电路；
[0026]32、42、52、62:充电过电流检测电路；
[0027]33、43、53、63:充电电流限制电路(充电电流限制部的例子)；
[0028]34、44、54、64:充电控制电路(充电控制部的例子)；
[0029]35、45、55、65:放电过电流检测电路；
[0030]36、46、56、66:放电电流限制电路(放电电流限制部的例子)；
[0031]37、47、57、67:放电控制电路(放电控制部的例子)；
[0032]38、48、58、68:过充电检测电路(过充电检测部的例子)；
[0033]39、49、59、69:过放电检测电路(过放电检测部的例子)；
[0034]71、72、73、74:模拟开关；
[0035]80:保护模块；
[0036]90,91:保护 IC ；
[0037]100、101:电池组；
[0038]200: 二次电池；
[0039]201、202:电池芯。
【具体实施方式】
[0040]以下，参照【附图说明】用于实施本发明的方式。
[0041]图1是作为本发明的一个实施方式的电池组100的结构图。电池组100内置地具备能够向与负载连接端子5、6连接的未图示的外部负载供给电力的二次电池200、保护二次电池200的保护模块80。电池组100既可以内置在外部负载中，也可以外置。作为外部负载的具体例子，可以列举便携终端(便携电话、便携游戏机、PDA、移动个人计算机、智能手机、平板终端、音乐或影像的便携播放器等)、计算机、头戴耳机、照相机等电子设备。
[0042]二次电池200能够通过与负载连接端子5、6连接的未图示的充电器进行充电。作为二次电池200的具体例子，可以列举锂离子电池、镍氢电池等。将2个电池芯201、202相互并联连接而构成二次电池200。
[0043]保护模块80具备负载连接端子5、负载连接端子6、电池芯连接端子3、17、27，是针对过电流保护与电池芯连接端子3、17、27连接的二次电池200的电池保护装置。电池芯连接端子3经由电源路径8与负载连接端子5连接。电池芯连接端子17经由电源路径16与负载连接端子6连接，电池芯连接端子27经由电源路径26与负载连接端子6连接。电池芯连接端子3与电池芯201和电池芯202双方的正极连接。电池芯连接端子17不与电池芯202的负极连接，而与电池芯201的负极连接。电池芯连接端子27不与电池芯201的负极连接，而与电池芯202的负极连接。
[0044]保护模块80具备晶体管11、12、21、22。晶体管11是能够切断电池芯201的充电路径的充电路径切断部，晶体管12是能够切断电池芯201的放电路径的放电路径切断部。晶体管21是能够切断电池芯202的充电路径的充电路径切断部，晶体管22是能够切断电池芯202的放电路径的放电路径切断部。在图示的情况下，晶体管11能够切断电池芯201的充电电流所流过的电源路径16，晶体管12能够切断电池芯201的放电电流所流过的电源路径16。晶体管21能够切断电池芯202的充电电流所流过的电源路径26，晶体管22能够切断电池芯202的放电电流所流过的电源路径26。
[0045]晶体管11、12是能够切换电源路径16的导通/切断的开关元件，串联地插入到电源路径16。晶体管21、22是能够切换电源路径26的导通/切断的开关元件，串联地插入到电源路径26。
[0046]晶体管11、12、21、22例如是M0SFET。晶体管11插入到电源路径16使得晶体管11的寄生二极管的顺方向与电池芯201的放电方向一致。晶体管12插入到电源路径16使得晶体管12的寄生二极管的顺方向与电池芯201的充电方向一致。晶体管21插入到电源路径16使得晶体管21的寄生二极管的顺方向与电池芯202的放电方向一致。晶体管22插入到电源路径26使得晶体管22的寄生二极管的顺方向与电池芯202的充电方向一致。
[0047]此外，晶体管11、12、21、22也可以是IGBT、双极型晶体管等其他半导体元件。另夕卜，也可以在晶体管11、12、21、22的漏极-源极之间(或集电极-发射极之间)追加二极管。
[0048]保护模块80具备电阻13、23。电阻13是用于检测流过电池芯201的放电电流或充电电流的电流值的检测电阻，串联地插入到电池芯连接端子17和晶体管11、12之间的电源路径16。电阻23是用于检测流过电池芯202的放电电流或充电电流的电流值的检测电阻，串联地插入到电池芯连接端子27和晶体管21、22之间的电源路径26。
[0049]保护模块80具备电容器14、24。电容器14与电阻13并联连接。通过将电容器14与电阻13并联连接，提高了使用电阻13的电流检测的精度。电容器24与电阻23并联连接。通过将电容器24与电阻23并联连接，提高了使用电阻23的电流检测的精度。
[0050]保护模块80具备保护IC90。保护IC90是被从二次电池200供电而保护二次电池200的集成电路。保护IC90由一个芯片构成。
[0051]保护IC90具备VDD端子、VSSl端子、VSS2端子。VDD端子是经由电阻I与电池芯连接端子3或电源路径8连接的正侧电源端子。VSSl端子是在电池芯连接端子17和电阻13之间与电源路径16连接的负侧电源端子。VSS2端子是在电池芯连接端子27和电阻23之间与电源路径26连接的负侧电源端子。
[0052]电阻I是防止在VDD端子流过过电流的电流限制电阻。电容器2具有连接在电阻Rl和VDD端子之间的一端、在电池芯连接端子17和电阻13之间与电源路径16连接的另一端。由电阻I和电容器2构成的RC低通滤波器能够对VDD端子和VSSl端子之间的电源电压进行平滑化。
[0053]保护IC90具备:充电控制电路34，其通过从保护IC90的COUTl端子输出高电平的信号而能够将晶体管11导通，通过输出低电平的信号而能够将晶体管11关断。充电控制电路34通过将晶体管11导通，能够许可在电源路径16中流过对电池芯201进行充电的方向的电流，通过将晶体管11关断，能够禁止在电源路径16中流过对电池芯202进行充电的方向的电流。
[0054]另外，保护IC90具备:放电控制电路37，其通过从保护IC90的DOUTl端子输出高电平的信号而能够将晶体管12导通，通过输出低电平的信号而能够将晶体管21关断。放电控制电路37通过将晶体管12导通，能够许可在电源路径16中流过对电池芯201进行放电的方向的电流，通过将晶体管12关断，能够禁止在电源路径16中流过对电池芯201进行放电的方向的电流。
[0055]同样，保护IC90具备:充电控制电路44，其通过从保护IC90的C0UT2端子输出高电平的信号而能够将晶体管21导通，通过输出低电平的信号而能够将晶体管21关断。充电控制电路44通过将晶体管21导通，能够许可在电源路径26中流过对电池芯202进行充电的方向的电流，通过将晶体管21关断，能够禁止在电源路径26中流过对电池芯202进行充电的方向的电流。
[0056]另外，保护IC90具备:放电控制电路47，其通过从保护IC90的D0UT2端子输出高电平的信号而能够将晶体管22导通，通过输出低电平的信号而能够将晶体管22关断。放电控制电路47通过将晶体管22导通，能够许可在电源路径26中流过对电池芯2