[发明专利]多串联/多并联电池组

说明书

技术领域

本发明涉及对电子装置等供电的蓄电池组，且更具体地涉及具有多串联/并联配置的电池的多串联/多并联电池组。

背景技术

当用作电子装置的电源时，诸如锂离子电池的蓄电池通常被配置成与保护电路整合形成的蓄电池组，该保护电路检测蓄电池的电压或电流并且打开/关闭电源线从而执行充电/放电控制。近年来，响应于用户请求，已经开展高电压/大容量蓄电池组的研发。为了满足这种请求，大量的蓄电池被串联和并联组合从而实现高电压/大容量电源。

图4为示出这种传统蓄电池组的配置的实例的电路图。在图4中，利用作为一个单元对待的串联连接的多个蓄电池，该蓄电池组具有串联连接的4个单元20-1、20-2、20-3和20-4，用于打开/关闭电源线的开关元件22，以及用于基于蓄电池的信息来控制开关元件22从而控制充电/放电操作的控制电路23。

图5为示出传统蓄电池组的一个单元的配置的实例的电路图。在图5中，8个蓄电池30-1至30-8串联连接以构成一个单元。在这种情况下，为了由控制电路23执行控制，经由从每个蓄电池延伸的用于电压测量的引线31，每个蓄电池的电压被传输到控制电路23。控制电路23基于所测量的电压进行确定，并且执行保护操作，诸如对开关元件22的控制。专利文献l中公开了所述引线的布线技术的实例。

专利文献l：JP-A-2001-6644。

发明内容

本发明所要解决的问题

在图4和5示出的传统蓄电池组中，当所述单元的数目增大以获得具有更高电压/更大容量的电源从而增大在蓄电池组中使用的蓄电池的数目时，出现这样的情形，其中用于执行保护操作的控制电路23需要监测所有所述大量蓄电池的电压，因而对于控制电路23的控制处理会花很多时间，这可能会妨碍过充电或过放电的检测以及妨碍以适当的时序来实施相应的保护处理。

另外，在直接连接到蓄电池从而将电压传输到所述单元的外部的引线31被短路的情况下，蓄电池可能会损坏或者引线本身可能会生成热并被损坏。例如，在锂离子电池用作蓄电池的情况下，充电电压约为4.2V，使得假设蓄电池的电压为5V，其内部电阻值为10mΩ，且诸如引线的布线部分的电阻值为5mΩ，则当引线被短路时流过的电流I高达250A（简单计算的结果：5V/(10mΩ+5mΩ+5mΩ)）。

因此本发明的目的是提供一种多串联/多并联电池组，即使当大量蓄电池被连接时，该电池组仍能够以适当的时序执行保护操作，并且即使从蓄电池延伸的用于电压测量的引线被短路，该电池组也不会损坏蓄电池或引线。

解决所述问题的手段

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种多串联/多并联电池组，其包含：串联或并联连接的多个单元；以及用于借助从每个所述单元输出的控制输出信号执行充电/放电控制的控制电路，其中每个所述单元装有串联或并联连接的多个蓄电池、检测单个蓄电池的电压的功能、根据电压检测结果输出控制输出信号的功能、以及用于将单个蓄电池的电压传输到控制电路或外部电路的引线。

每个所述单元无需具有用于打开或关闭连接到每个蓄电池的电源线的开关元件。

优选地，电阻器串联地插入到每条所述引线中，或者差分放大器连接到每条所述引线，从而将其输出传输到控制电路或外部电路。

如上所述，在本发明中，每个所述单元具有检测单个蓄电池的电压的功能（即，检测电路等）、用于根据电压检测结果确定停止充电/放电操作的必要性的电路、以及基于所述确定结果输出控制输出信号的功能。基于此控制输出信号，设于所述单元外部的控制电路控制诸如FET的开关元件，以由此实现保护操作。另外，提供引线从而允许设于蓄电池组外部的控制电路和用户端电路测量蓄电池的电压，使得有可能建立一种能够利用控制电路或外部电路执行电池剩余容量管理或者电池退化确定的系统。另外，高电阻器插入到每条所述引线中，从而即使引线被短路，也会防止大电流流过，或者差分放大器连接到每条所述引线，从而将其输出传输到控制电路或外部电路。

本发明的优点

根据本发明，仅需要控制电路基于从每个单元输出的控制输出信号来控制开关元件（诸如FET），因而简化了与保护操作有关的控制处理。为了利用从每个蓄电池延伸的用于电压测量的引线来独立于待执行的保护操作而管理电池剩余容量，即使测量所有蓄电池的电压所需的时间长于执行保护操作所需的时间，也不会出现问题，因此即使大量的蓄电池被串联和/或并联连接也不会出现任何严重问题。