[发明专利]电池组件,电源装置及充放电方法

说明书

本发明涉及一种电池组件，电源装置及充放电方法，其中通过利用开关电路可以切换由多个二次电池组成的并联结构和串联结构。

通常公知一种由可充电和再次使用的多个二次电池串联配置组成的结构，可用作电子设备的电源。在这种情况下，会出现多个串联配置的二次电池特性例如二次电池的容量不同的现象。如果在串联配置的状态下将具有不同特性的二次电池充电，会引起二次电池不完全充电或二次电池过充电。如上所述在这种状态下难于向串联配置的多个二次电池充电。随着二次电池的老化，二次电池特的特性不同变得越来越明显。

因此，提出了一种如在JP-A-4-248332中公开的使串联配置的多个二次电池逐个充电和所有二次电池全充电的方法。例如，如图1中所示的方法，使串联配置的两个二次电池E51和E52逐个充电。在利用充电装置Rc向二次电池E51充电的情况下，开关电路S51和S53导通，开关电路S52和S54关断。在利用充电装置Rc向二次电池E52充电的情况下，开关电路S51和S53关断，开关电路S52和S54导通。

此外，参照图2介绍向4个二次电池E61、E62、E63和E64逐个充电的方法。为了向4个二次电池E61、E62、E63和E64分别充电，从充电装置Re输出电压和电流。例如，当开关电路S61和S65导通时，向二次电池E61充电，当开关电路S62和S66导通时，向二次电池E62充电。当开关电路S63和S67导通时，向二次电池E63充电，当开关电路S64和S68导通时，向二次电池E64充电。

如图3A中所示，从输入端Ti提供电压和电流。当仅开关电路S77导通时，向二次电池E71充电。当仅开关电路S74和S78导通时，向二次电池E72充电。当仅开关电路S75和S79导通时，向二次电池E73充电。当仅开关电路S76导通时，向二次电池E74充电。在从输出端To放电的情况下，开关电路S71、S72和S73导通，如图3B中所示。

然而，当向多个串联配置的二次电池充电时，由于逐个向它们充电，存在的问题是要花费时间，直到所有的二次电池全充电。

因此，本发明的目的是提供一种二次电池组件，电源装置及充放电方法，其中可以按这样一种方式切换和使用多个二次电池，即它们在放电时串联连接，在充电时并联连接。

根据权利要求1的本发明，提供一种具有多个二次电池的二次电池组件，该组件包含：N(N≥2)个串联回路，用于连接到并联的M(M≥1)个二次电池；充电线路，用于向并联的(M×N)个二次电池充电，其中该充电线路是由多个开关元件形成的；以及，放电线路，用于利用多个开关元件使(M×N)个二次电池放电。

根据权利要求3的本发明，提供一种具有多个二次电池的电源装置，该电源装置包含：用于输入交流电源的输入端；电池组件，其中有N(N≥2)个串联回路，用于连接到并联的M(M≥1)个二次电池；充电线路，用于向并联的(M×N)个二次电池充电，其中该充电线路是由多个开关元件形成的；以及，放电线路，用于利用多个开关元件使(M×N)个二次电池放电；充电电力发生装置，用于向电池组件充电；以及连接端，用于连接负载。

根据权利要求4的本发明，提供一种对多个二次电池充放电的方法，该方法包含的步骤有：连接N(N≥2)个串联回路，每个串联回路包含M(M≥1)个并联的二次电池；向并联的(M×N)个二次电池充电，以及，将(M×N)个二次电池串联放电。

当利用M个充电装置向(M×N)个二次电池充电时，到其上并联(M×N)个二次电池的(N-1)列中的(M+1)个开关电路导通，其上串联(M×N)个二次电池的(N-1)开关电路关断。

通过参照附图的如下详细介绍和提出的权利要求，将会使本发明的上述和其它目的及特征变得更加清楚。

图1是用于解释直流/直流开关电源的方块图；

图2是用于解释二次电池按常规方式充电的方块图；

图3A和3B是用于解释二次电池按常规方式充电和放电的方块图；

图4是本发明的一个实施例的方块图；

图5是本发明的第一实施例的方块图；

图6是用于解释第一实施例中充电时的状态的示意图；

图7是用于解释第一实施例中放电时的状态的示意图；

图8是第一实施例的详细电路图；

图9是本发明的第二实施例的方块图；

图10是用于解释第二实施例中放电时的状态的示意图；

图11是本发明的第三实施例的方块图；

图12是用于解释第三实施例中放电时的状态的示意图；

图13是用于解释第三实施例中放电时的状态的示意图；

图14是本发明的第四实施例的方块图；