[发明专利]电池状态监视电路和电池装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在电池装置和能计算诸如锂离子二次电池之类的二次电池剩余电量的电池状态监视电路中提高安全性和降低相应的耗电量的技术。

背景技术

图2电路框图中所示的装置是现行一般的电池状态监视电路。这种结构在例如题为“电池组、充电器、充电系统和充电方法”的日本公开专利申请平9-312172中公开过。这涉及一种叫做“智能电池系统”的电池装置。

智能电池系统中使用的锂离子二次电池由于不象镍隔电池那样能自我保护而不能进行自我保护操作，因而需要有一个过充电保护电路。电池装置22A配备有电池电压监视电路4A和开关元件12，电路4A供检测电池电压，开关元件12供使外部充电器21停止充电。

电池装置22A控制各二次电池7至10剩余蓄电量的显示过程和停止充电的时间等。电流监视电路3A的输出电压V3a和电池电压监视电路4A的输出电压V4a输入微计算机6A中。微计算机6A能根据输入的电压V3a和V4a计算二次电池7至10的充电电流和放电电流以及相应的电池电压，从而计算二次电池7至10的剩余蓄电量。此外，微计算机6A还根据二次电池的状态(正常、过充电、过放电和过电流)控制开关元件12和13的导通截止操作，即微计算机6A控制电池装置22A的保护功能(过充电保护，过放电保护和过电流保护)。

在电池装置22A中，电池状态监视电路14A以二次电池7至10的总电池电压Vba作为电源。

调节器1A的输出V1a输入微计算机6A中，作为微计算机6A的电源。鉴于二次电池7至10的总电池电压Vba随连接在电池装置22A的正极15与负极17之间的负载20的状态而变化，因而总电池电压Vba经调节器1A调节成恒定电压V1a(例如3.3伏或5.0伏)后提供给微计算机6A。

电流监视电路3A的输出电流I3a输入至微计算机6A，根据输出电流I3a计算电池剩余的电量。通常，电流监视电路3Aj的输出是模拟值，需要转换成数字值，以便微计算机6A计算电池剩余的电量。因此，微计算机6A中装有A/D(模/数)转换器。

综上所述，由于电池状态监视电路14A是从二次电池7至10供电的，因而这里消耗的是这些二次电池的电能。

此外，二次电池的充电和放电电压/电流不恒定，而是大部分在短期内随负载20或充电器21的状态变化，因此为提高电池状态监视电路14A监视二次电池7至10充电和放电电流的精确度，需要调高装在微计算机6A中A/D转换器的工作频率。随着A/D转换器工作频率的调高，微计算机6A的耗电量进一步提高，从而进一步提高二次电池的功耗。

在上述情况下，有人提出使微计算机6A中的A/D转换器和充/放电电流监视功能停止作用的方法，即在电池状态监视电路14A中，当二次电池7至10的充电和放电电流小于二次电池的电池容量(例如0至10毫安)时，降低整个电路包括充电和放电监视电路3A在内的耗电量，由此抑制二次电池7至10的功耗。

在此情况下，电池状态监视电路14A的耗电量降低到1/10至1/1000。这样，这种耗电量降低了的状态叫做“节能状态”。

然后，操作从节能状态回到正常操作状态时需要某些条件。电池状态监视电路14A恢复到正常操作状态的操作叫做“复苏”。例如，当二次电池7至10的充电和放电电流超过1安时，取复苏状态。在这种状态下，充电器21A的负极电压V21a小于50毫伏，很低。

为检测如此细微的电压，电流监视电路3A必须使偏压小，从而减小检测出的复苏电压的波动。此外，由于电流监视电路3A即使在节能状态下也工作，因而必须减少耗电量。这种电流监视电路结构复杂，不能以简单、花费不大的电路付诸实施。

发明内容

为解决上述问题，按照本发明，在传感电阻器端与控制电路之间配置了一个滤波器，这样既能在充电和放电电流值变小时减小整个电路的耗电量，又能在充电和放电电流变大时检测电流。

电路构制得使充电和放电电流值变小时只有电流监视电路工作，传感电阻器端和控制电路电流的输入端与一个电容器连接，从而当充电和放电电流变化时开始履行检测电池剩余电量的功能。

附图简介

图1示出了本发明的电池状态监视电路和采用该电路的电池装置。

图2示出了一般的电池状态监视电路和采用该电路的电池装置。

图3示出了本发明电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的调节器。

图4示出了本发明电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的电流监视电路。