CN102637910A - 保护模块以及该保护模块中的状态信息管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种保护模块以及该保护模块中的状态信息管理方法，用于提高二次电池的状态信息的可靠性，实现高精度的状态信息管理。保护模块(100)连接在可充放电的二次电池(200)与负载(300)之间，具有：控制在所述二次电池与所述负载之间连接的开关元件的接通/断开，从而保护所述二次电池免于过充电、过放电的保护单元(118)；记录所述二次电池的状态信息和用于检测所述二次电池的状态的阈值信息的记录单元(112)；以及监视所述二次电池的状态的状态监视单元(117)，所述状态监视单元在所述记录单元中设定存储所述二次电池的状态信息的多个区域，并将所述状态信息和表示是最新的状态信息的标志信息存储在所述多个区域的某一个区域中。

Description

保护模块以及该保护模块中的状态信息管理方法
技术领域
本发明涉及保护模块以及该保护模块中的状态信息管理方法，特别涉及用于提高二次电池的状态信息的可靠性，实现高精度的状态信息管理的保护模块以及该保护模块中的状态信息管理方法。
背景技术
以往，为了对便携设备或充电电路等供给电力，已知有以锂离子二次电池或镍氢电池等为代表的二次电池。这种二次电池随时计算例如当前积蓄的充电量和该二次电池的容量(电池容量)的比、即SOC(剩余容量(State Of Charge))，并根据计算出的SOC值进行二次电池的充放电的控制。
另外，以往为了提高便携设备或充电电路等的使用上的安全性，要求掌握二次电池的状态。如果可以准确地掌握二次电池的状态，则例如可以在适当的时刻进行对使用者提醒二次电池的充电等的通知、或通知二次电池的异常的通知等。因此，作为二次电池的充放电时的状态信息(日志信息)，希望积蓄在存储器等记录单元中。
在此，在将上述日志信息写入存储器等中时，当对可改写的存储器记录预定数据的过程中切断电源供给时，当前处理中的数据有可能被损坏或者被删除。因此，目前已知有在写入中即使发生电源切断也保存管理信息、对于数据本体可以保持刚开始写入前的状态的文件***(例如参照专利文献1)。
上述专利文献1所述的方法中示出了以下机制，具备：存储第一文件以及复制第一文件而得的第二文件的数据本体的数据区域、管理存储装置内的数据本体的配置的管理区域、和存储表示第一文件以及第二文件中最新进行写入的是哪个文件的标志信息的区域，在新生成文件时，在管理区域中生成与第一文件以及第二文件的配置相关的信息，在数据区域中生成第一文件以及第二文件，同时在标志信息中存储最新进行写入的是哪个文件。
作为二次电池的充放电时的日志信息的种类，例如有容量保持率或再充电次数、充放电时间、循环数、SOC等多种信息。另外，近年还产生了使用过去数次的多个日志信息来分析二次电池的劣化度等的必要性。
但是，在专利文献1所示的方法中，仅在第一文件以及第二文件的某个文件中记录了之前的数据。因此，在专利文献1所示的现有方法中无法使用过去数次的历史信息进行分析等。
另外，二次电池的充放电时的日志信息有时将多个日志信息彼此关联，在这种情况下也需要同时恢复多个日志信息，但是在专利文献1所示的现有方法中，没有公开将多个日志信息关联起来恰当地进行恢复的方法等。
专利文献1：日本特开2007-133535号公报
发明内容
因此，鉴于上述问题而提出本发明，其目的在于提供用于提高二次电池的状态信息的可靠性，实现高精度的状态信息管理的保护模块以及该保护模块中的状态信息管理方法。
为了解决上述问题，本发明采用了具有以下特征的用于解决问题的手段。
本发明提供一种保护模块(100)，连接在可充放电的二次电池(200)与负载(300)之间，其中，具有：控制在所述二次电池(200)与所述负载(300)之间连接的开关元件的接通/断开，从而保护所述二次电池免于过充电、过放电的保护单元(118)；记录所述二次电池(200)的状态信息和用于检测所述二次电池(200)的状态的阈值信息的记录单元(122)；以及监视所述二次电池(200)的状态的状态监视单元(117)，所述状态监视单元(117)在所述记录单元(122)中设定存储所述二次电池(200)的状态信息的多个区域，并将所述状态信息和表示是最新的状态信息的标志信息存储在所述多个区域的某一个区域中。
另外，本发明提供上述的保护模块(100)中的状态信息管理方法，其中，具有以下步骤：监视所述二次电池(200)的状态的状态监视步骤；以及将所述二次电池(200)中的状态信息记录在所述记录单元(122)中的状态信息记录步骤，所述状态监视步骤中，在所述记录单元(122)中设定存储所述二次电池的状态信息的多个区域，对应于所述状态信息记录步骤，将所述状态信息和表示是最新的状态信息的标志信息存储在所述多个区域的某一个区域中。
此外，上述参照符号只不过是参考，并非由此将本申请的发明限定为图示的形态。
根据本发明，可以提高二次电池的状态信息的可靠性，实现高精度的状态信息管理。
附图说明
图1是表示本实施方式中的带监视功能的保护模块的一个结构例的图。
图2是说明本实施方式中的带监视功能的保护模块具有的CPU的功能结构的图。
图3是表示在可改写的非易失性存储器中存储的信息的一例的图。
图4是表示本实施方式中的日志信息的一例的图。
图5是表示正常更新日志映射一览的一例的图。
图6是用于说明本实施方式中的日志记录格式的一例的图。
图7是表示在存储器中存储日志信息时的状态迁移的一例的图。
图8是表示本实施方式中的状态信息管理处理步骤的一例的流程图。
符号说明
100带监视功能的保护模块
110微调电路
111基准时钟生成部
112基准电源生成部
113温度检测部
114电压检测部
115电流检测部
116ADC(Analog to Digital Converter)
117CPU(Central Processing Unit)
118充放电保护部
119通信I/F(Interface)
120ROM(Read Only Memory)
121RAM(Random Access Memory)
122可改写的非易失性存储器
123计时器
131电流值取得部
132电压值取得部
133温度值取得部
134满充电检测部
135剩余容量检测部
136阈值设定部
137项目设定部
138运算处理部
139异常状态检测部
140记录控制部
141省电力控制部
142充放电控制部
143通信部
144日志信息恢复部
145劣化度管理部
200二次电池
300便携设备(负载)
400状态信息
500阈值信息
具体实施方式
<关于本发明>
本发明，例如在可充放电的二次电池与便携设备或充电电路等负载之间连接的带监视功能的保护模块等中，在可改写的存储器等记录单元中记录与二次电池对应的状态信息(日志信息)时，由于电源供给断开等原因在可改写的存储器中记录过程中的数据等被损坏或被删除等情况下，通过预定的手段恢复该数据，由此，高精度地管理与二次电池对应的状态。
具体来说，首先，对于应该记录的一个数据准备多个位置的记录场所(例如区域A以及区域B等)。然后，在记录(更新)数据时交替使用区域A和区域B。即，在第一次数据记录时仅记录在区域A中，在第二次数据记录时，仅记录在区域B中。另外，第三次记录在区域A中，第四次记录在区域B中，这样交替地用更新数据进行记录(更新)。此外，在记录时，例如针对二次电池的充放电时或负载开路时等的日志信息的每个种类(例如，容量保持率或再充电次数、充放电时间、循环数、SOC、温度值等)来记录。
如上所述，对于应该记录的一个数据准备两个记录场所，在记录数据时交替使用区域A和区域B，因此，看起来能够将与一个数据对应的可改写次数增加到存储器的物理限制次数的2倍。
另外，本发明中，当判定出区域A、区域B的某一方的数据例如由于被损坏等原因而异常时，使用另一方的正常数据来恢复数据。此外，在恢复数据时，也可以针对上述日志信息的每个种类、或由预先设定的多个种类的日志信息构成的每个日志组来进行恢复。
另外，在本发明中设置3个以上的记录场所(例如区域A、区域B、区域C等)，基于预定的基准在各个区域巡回记录，由此，可以积蓄过去数次的日志信息，可以根据该积蓄的日志信息来高精度地进行二次电池的劣化等的分析。
以下，使用附图说明用于实现上述特征的本发明中的保护模块以及该保护模块中的状态信息管理方法的优选实施方式。此外，作为以下示出的保护模块的一例，使用监视二次电池的充放电并管理该二次电池的充放电中的历史信息的带监视功能的保护模块来说明，但是本发明中不限于此。
<保护模块的结构例>
首先，使用附图说明本实施方式中的带监视功能的保护模块。图1是表示本实施方式中的带监视功能的保护模块的一个结构例的图。图1所示的带监视功能的保护模块100(以下称为“保护模块100”)被连接在作为电源的二次电池200和作为负载的便携设备300之间。此外，本发明中不限于此，例如也可以代替便携设备300而为充电电路等。
在保护模块100中，端子T1与二次电池200的正极连接，端子T2与二次电池200的负极连接。另外，在保护模块100中，端子P1与便携设备300的正极连接，端子P2与便携设备300的负极连接。而且，在保护模块100中，端子P3是用于进行与便携设备300的各种数据的收发等的通信用的端子。
在此，本实施方式中的保护模块100具有：微调电路110、基准时钟生成部111、基准电源生成部112、温度检测部113、电压检测部114、电流检测部115、ADC(Analog to Digital Converter：模数转换器)116、CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)117、充放电保护部118、通信I/F(Interface：接口)119、ROM(Read Only Memory：只读存储器)120、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)121、可改写的非易失性存储器122、计时器123。另外，保护模块100具有在端子T2和端子P2之间连接的电阻R1、晶体管M1、M2。
微调电路110根据来自CPU117的控制信号，对基准时钟生成部111输出时钟频率控制信号，控制内部时钟信号的频率。另外，微调电路110根据来自CPU117的控制信号，对基准电源生成部112输出电压控制信号，设定从基准电源生成部112输出的电压电平。
基准时钟生成部111通过来自微调电路110的时钟频率控制信号，生成保护模块100内的基准时钟信号，并将生成的基准时钟信号输出到CPU117。
基准电源生成部112通过来自微调电路110的电压控制信号，设定保护模块100内的电压电平，并将所设定的电平的电压输出到ADC116。
温度检测部113检测二次电池200的温度，并将检测出的温度输出到ADC116。电压检测部114经由与二次电池200的正极以及负极连接的电压检测端子，检测二次电池200的输出电压，并将检测出的电压值输出到ADC116。电流检测部115经由在电流检测用的电阻R1的两端连接的电流检测端子，检测在电阻R1中流过的电流、即二次电池200的充放电电流，并将检测出的充放电电流值输出到ADC116。
ADC116使用通过基准电源生成部112得到的基准电源，将从温度检测部113、电压检测部114、电流检测部115输出的信号从模拟信号变换为数字信号。另外，ADC116将变换后的各种数字数据输出到CPU117。
CPU117在本实施方式中具有作为监视二次电池200的状态的状态监视单元的功能。具体来说，CPU117例如根据来自温度检测部113、电压检测部114、电流检测部115等的各输出，进行二次电池200的电压计算、二次电池200的充放电电流的计算、二次电池200的剩余容量的计算、二次电池200的状态的检测、二次电池200的充放电时或负载开路时等的状态信息(日志信息)的蓄积、管理、恢复等的控制。此外，在后面详细说明CPU117的功能。
充放电保护部118控制作为开关元件的晶体管M1、M2的导通/截止，从而保护二次电池200免于过充电、过放电。充放电保护部118具有在晶体管M1、M2的各自的栅极上连接的端子D1、端子C1。充放电保护部118在检测出二次电池200的过放电或过电流时，使端子D1的输出为低电平从而切断晶体管M1。另外，充放电保护部118当通过未图示的过充电检测单元检测出二次电池200的过充电时，使端子C1的输出为低电平，从而切断晶体管M2。此外，本实施方式的充放电保护部118可以接受来自CPU117的指示来控制晶体管M1、M2的导通/截止。
通信I/F119经由通信用的端子P3进行与便携设备300的通信。ROM120存储CPU117为了实现功能而执行的程序。RAM121临时存储CPU117的处理结果的数据等。
可改写的非易失性存储器122存储通过温度检测部113检测出的温度、通过电压检测部114检测出的电压值、通过电流检测部115检测出的电流值等。另外，本实施方式的可改写的非易失性存储器122存储表示二次电池200的充放电时或负载开路时等的状态等的日志信息。而且，在可改写的非易失性存储器122中存储用于判定二次电池200的状态的各种阈值的信息。此外，对于可改写的存储器122，即使切断来自二次电池200的供电，其已经记录的内容仍保存。本实施方式的可改写的非易失性存储器122例如通过EPROM(ErasableProgrammable ROM：可擦可编程序只读存储器)等实现。
另外，计时器123进行针对保护模块100全体动作的时间管理。计时器123对***时钟进行计数，其计数值被CPU117参照。例如，蓄积将电压计算结果或电流计算结果等记录在存储器122等中时的时间信息，或者管理从充电开始时或放电开始时起的经过时间等。
另外，二次电池200如上所述，例如由锂离子电池、镍氢电池、双电荷层电容器等二次电池构成。二次电池200是便携设备300的电源，也是保护模块100的电源。此外，关于温度检测部113、电压检测部114、电流检测部115，根据它们的电路结构有时需要从二次电池200供电。温度检测部113、电压检测部114、电流检测部115、ADC116以及CPU117，作为检测二次电池200的电池状态的状态检测部来工作。
另外，与保护模块100连接的便携设备300例如是人可携带的外部电子设备。具体来说，便携设备300例如列举出便携电话、PDA(Personal DigitalAssistant：个人数字主力)或移动个人计算机等信息终端装置、摄像机、游戏机、音乐或视频等的播放器等。即，作为本实施方式的便携设备300，例如可以应用便携电话、音乐播放装置、数字摄像机、便携信息终端(PDA)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能盘)播放器、笔记本型个人计算机、电动工具、POS(Point of sale：电子收款机)终端、无线电收音机等。
保护模块100被内置在便携设备300中或者被外接。便携设备300根据从通信I/F119取得的电池状态信息，进行与该电池状态信息对应的预定的动作。而且，便携设备300例如也可以使显示器等的显示部显示电池状态信息(例如二次电池200的余量信息、劣化信息、更换时期信息等的显示)，或者根据电池状态信息，将自身的动作模式例如从“通常耗电模式”变更为“低耗电模式”。
<关于CPU117的功能>
接着，使用附图说明上述CPU117的本实施方式中的具体的功能等。图2是说明本实施方式中的带监视功能的保护模块具有的CPU的功能结构的图。
如图2所示，将CPU117构成为具有：电流值取得部131、电压值取得部132、温度值取得部133、满充电检测部134、剩余容量检测部135、阈值设定部136、项目设定部137、运算处理部138、异常状态检测部139、记录控制部140、省电力控制部141、充放电控制部142、通信部143、日志信息恢复部144和劣化度管理部145。
电流值取得部131取得由电流检测部115检测出的电流值。电压值取得部132取得由电压检测部114检测出的电压值。温度值取得部133取得由温度检测部113检测出的温度值。
满充电检测部134根据通过电流值取得部131取得的电流值、通过电压值取得部132取得的电压值等，检测二次电池200的满充电。具体来说，满充电检测部134例如根据充电刚开始前的电压值(开路电压)和从充电结束时刻起经过预定时间时的电压值，计算二次电池200的满充电容量。即，满充电检测部134根据充电刚开始前的电压值和预先设定的“开路电压-充电率”特性，计算充电刚开始前的充电率，并且根据从充电结束时刻起经过预定时间时的电压值和“开路电压-充电率”特性，计算从充电结束时刻起经过预定时间时的充电率。
并且，满充电检测部134，当将满充电容量设为FCC[mAh]，将充电刚开始前的充电率设为SOC1[％]，将从充电结束时刻起经过预定时间时的充电率设为SOC2[％]，将从充电开始时刻到充电结束时刻为止的充电期间中所充电的电量设为Q[mAh]时，根据运算式(1)可以计算二次电池200的满充电容量FCC。
FCC＝Q/{(SOC2-SOC1)/100}    ...(1)
此外，SOC1或SOC2若进行过温度补偿，则可以计算出更准确的值。另外，通过使用从充电结束时刻起经过预定时间时的电池电压，可以在运算中反映出比充电结束时刻稳定的电池电压，提高运算结果的精度。
剩余容量检测部135根据通过电流值取得部131取得的电流值、或通过电压值取得部132取得的电压值等，将二次电池200的剩余容量作为余量数据而检测出。
具体来说，剩余容量检测部135根据如上所述那样得到的充电率以及满充电容量，可以通过“剩余容量＝满充电容量×充电率”来计算二次电池200的剩余容量。
阈值设定部136从后述的可改写的非易失性存储器122中存储的阈值信息500中选择在异常状态的检测等中使用的阈值并设定。
项目设定部137设定作为日志信息而取得的状态项目、或者进行与应该记录的一个数据对应的记录场所的数量、日志信息的组设定等。另外，项目设定部137从可改写的非易失性存储器122中记录的状态信息(日志信息等)中，设定用于掌握二次电池200的状态的信息的项目。
此外，通过阈值设定部136、项目设定部137设定的阈值以及项目，例如可以根据来自便携设备300的指示来选择。
运算处理部138例如使用通过电流值取得部131取得的电流值、通过电压值取得部132取得的电压值、通过温度值取得部133取得的温度值、剩余容量检测部135检测出的剩余容量等，进行用于取得状态信息的各种运算处理。
异常状态检测部139，在上述日志信息的记录过程中由于电源供给被切断等理由在可改写的非易失性存储器122中记录的数据被损坏的情况下，检测出异常。此外，作为记录过程中电源被切断的原因，例如有雷击或内部短路、电源不良、人为的电源切断(OFF)操作等。
另外，异常状态检测部139根据通过运算处理部138求出的状态信息、通过阈值设定部136设定并记录在可改写的非易失性存储器122中的阈值，还可以检测状态是否由于劣化等而异常。在这种情况下，例如在二次电池200的充电或过充电导致的温度上升、或在高温状态下长时间放置的情况下、放电时(便携设备300的使用时)存在温度异常的情况下、充电超时的情况下、以及在剩余容量与充电容量的和变得比满充电容量大等情况下，也可以检测出是否异常。
记录控制部140将通过上述各功能结构获得的日志信息存储在例如在可改写的非易失性存储器122中设定的多个记录场所之一中。在此，在可改写的非易失性存储器122中记录的信息，例如包含电流值、电压值、温度、SOC、各种检测次数、各种检测时间、通过运算处理部138计算出的各种状态信息、通过异常状态检测部139检测出异常状态的时刻、次数等。
另外，记录控制部140当记录正常的日志信息时，针对该每个日志信息或由预先设定的多个种类的日志信息构成的每个组，将表示是最新的日志信息的标志置位(set)。
省电力控制部141根据运算处理部138的运算处理结果或异常状态检测部139的状态的检测结果等，进行使保护模块100为省电模式的控制。
充放电控制部142根据运算处理部138的运算处理结果或异常状态检测部139的状态的检测结果，向充放电保护部118给予过充电、过放电等的指示。
通信部143在通过满充电检测部134检测出满充电时、或者通过异常状态检测部139检测出二次电池200的异常时等，向便携设备300侧进行通知。
日志信息恢复部144在通过异常状态检测部139检测出日志信息的记录过程中存在异常时，根据通过记录控制部140所记录的之前的日志信息来恢复日志信息。具体来说，日志信息恢复部144根据针对之前正常被更新的每个日志信息或每个日志组而设置的标志信息，构建正常的最新的日志信息。
劣化度管理部145从通过记录控制部140在可改写的非易失性存储器122中记录的状态信息(日志信息等)的历史信息中取得二次电池200的劣化度。具体来说，劣化度管理部145，例如将充电次数或充放电循环数、总充电时间、容量保持率等与预先设定的阈值等进行比较，以其比较结果为基准，取得劣化度。另外，劣化度管理部145具有当劣化的程度超过预定的阈值时，经由通信部143向便携设备300侧通知二次电池200的劣化度的功能。
即，本实施方式中的CPU117通过具有上述的各功能，具有作为检测二次电池200的状态的状态监视单元的功能。具体来说，CPU117作为状态监视单元，对于作为记录单元的可改写的非易失性存储器122例如设定存储二次电池200的充放电时的状态信息的多个区域，将状态信息和表示最新的进行了写入的是哪个区域的标志信息存储在该多个区域的某一个中。此外，在本实施方式中不限于上述的充放电时，例如温度异常也会在负载开路时发生，因此，也可以根据异常发生等的条件，存储负载开路时等的状态信息等。
另外，CPU117也可以针对从状态信息中包含的多个状态项目中选择出的状态项目来设定标志信息，该选择出的状态项目由多个组构成，也可以针对各个组设定上述标志信息。
此外，在本实施方式中，上述的多个区域可以具有3个以上的区域。在这种情况下，CPU117可以根据从该3个以上的区域中获得的时间序列的状态信息(历史信息)，例如从该时间序列的状态信息的差分信息等中提取误差，进而使用充放电时的次数等取得二次电池的劣化度等。
如上所述，在本实施方式中可以实现针对保护模块100的高精度的状态信息管理。
<关于在可改写的非易失性存储器122中存储的信息>
接着，使用附图说明在本实施方式的可改写的非易失性存储器122中存储的信息的例子。图3是表示在可改写的非易失性存储器中存储的信息的一例的图。本实施方式的可改写的非易失性存储器122，作为与二次电池200的状态相关的信息，存储各种项目的状态信息等，例如存储图3(A)所示的状态信息(也包含日志信息)400、图3(B)所示的阈值信息500等。
图3(A)表示与二次电池200的状态相关的信息的项目的一例。本实施方式的可改写的非易失性存储器122中存储了图3(A)所示的项目的状态信息。在此，作为图3(A)所示的本实施方式中的状态信息400中包含的具体的状态项目，例如存储：充放电时间、循环数、SOC、充电过电流检出次数、充电过电流值、过电压检出次数、过电压值、高温充电最高温度、放电过电流检出次数、放电过电流值、过放电检出次数、过放电压值、高温异常检出次数、高温异常值、高温异常检出时间、高温充电次数、低温异常检出次数、低温异常值、低温异常检出时间、低温充电次数、过放电保护次数、放电过电流保护次数、充电过电流保护次数、过充电保护次数、再启动检出次数、保护历史、初始错误发生日期时间、充电开始次数、充电超时次数、总充电容量、总放电容量、利用开始日期时间、连接的终端的ID、异常检出(恢复)日志信息、正常更新日志信息等。此外，图3(A)所示的各种项目的种类或顺序不限于此。
在此，在上述状态信息400中包含安装了二次电池200的终端(便携设备300)的ID(识别信息)。本实施方式的带监视功能的保护模块100通过通信部143与便携设备300通信，取得便携设备300的ID。然后，通过记录控制部140将该ID记录在可改写的非易失性存储器122中。
在本实施方式中，通过将便携设备300的ID记录在可改写的非易失性存储器122中，当检测出二次电池200的异常状态时可以确定安装了二次电池200的便携设备300。另外，可以针对每个ID记录状态信息400来管理。
另外，状态信息400中包含：例如检测出充电时的过电流时的电流值、即充电过电流值；检测出充电时的过电流的次数、即充电过电流检出次数；检测出过电压时的电压值、即过电压值；检测出过电压的次数、即过电压次数等各种值。
另外，在后面说明状态信息400中包含的本实施方式中的异常检出(恢复)日志信息、正常更新日志信息。
图3(B)表示了通过异常状态检测部139进行的二次电池200的异常状态的检测中使用的阈值信息的一例。在此，作为图3(B)所示的本实施方式中的阈值信息500中包含的具体的阈值项目，例如存储：过电压检出阈值、过电压恢复阈值、过放电检出阈值、过放电恢复阈值、电压异常检出延迟次数、电流异常检出延迟次数、温度异常检出延迟次数、+过电流检出阈值、+过电流恢复阈值、-过电流检出阈值、-过电流恢复阈值、高温异常检出阈值、高温异常恢复阈值、低温异常检出阈值、低温异常恢复阈值、容量劣化阈值、容量劣化阈值幅度、内部短路电流检出阈值、内部短路电流检查次数、内部短路充电容量异常检出阈值、充电下限温度、充电上限温度、充电温度恢复幅度、预备充电判定阈值、预备充电超时、急速充电超时、充电次数计数用阈值、日志用充电检出下限、日志用放电检出下限、电阻减少差分阈值、电阻劣化阈值(下限)、电阻劣化阈值(上限)等。此外，图3(B)所示的各种项目的种类或顺序不限于此。
即，阈值信息500中例如包含用于检测二次电池200的过电压的过电压检出阈值或用于检测过放电的过放电检出阈值、通过连续的指定次数的异常值检出而判定为电压值的异常的电压异常检出延迟次数、同样通过连续的指定次数的异常值检出而判定为电流值的异常的电流值异常检出延迟次数等、各种用于检测出异常状态的阈值。
在本实施方式的带监视功能的保护模块100中，通过阈值设定部136从在可改写的非易失性存储器122中记录的阈值信息500中选择异常状态检测部139的异常状态的检测中使用的阈值或运算处理部138的运算处理中使用的阈值等并进行设定。
即，在本实施方式的保护模块100中，可以通过项目设定部137设定在异常状态的检测中使用的状态信息400的项目，并通过阈值设定部136设定异常状态的检测中使用的阈值。
因此，在本实施方式的保护模块100中，可以与要检测的二次电池200的状态相配合地从状态信息400中设定要使用的信息的项目，从阈值信息500中设定要使用的阈值。即，在本实施方式中，可以与便携设备300的利用状况相配合地选择应该检测的二次电池200的状态，可以掌握各利用状况下的二次电池200的状态。
另外，阈值信息500多数情况下根据便携设备300或作为便携设备300的制造商的生产商等而不同，难以进行相同的设定。在本实施方式中，在可改写的非易失性存储器122中存储了阈值信息500，因此容易进行阈值信息500的改写。因此，保护模块100能够不管便携设备300或生产商的种类地被利用。
如上所述，在本实施方式的带监视功能的保护模块100中，可以在可改写的非易失性存储器122中记录表示二次电池200的使用的状态或劣化的状态等二次电池200的使用历史的状态信息400。因此，根据本实施方式，可以从便携设备300读出为了分析二次电池200的利用状况而需要的、与二次电池200的使用的历史相关的信息。
另外，在本实施方式中，在可改写的非易失性存储器122中，作为用于判断二次电池200是正常还是异常等的参数而记录了阈值信息500，可以从该阈值信息500中包含的各种阈值中选择任意的阈值，使用选择出的阈值检测二次电池200的各种正常状态、异常状态。
而且，在本实施方式中，不仅正常状态，检测出异常状态、检测出异常状态时的状态、检测出异常状态的次数等，也可以作为状态信息400而记录在可改写的非易失性存储器122中。因此，根据本实施方式可以掌握各种利用状况下的二次电池的状态。
<异常检出(恢复)日志信息、正常更新日志信息>
接着，使用附图说明本实施方式中的异常检出(恢复)日志信息、正常更新日志信息的登录内容。图4是表示本实施方式中的日志信息的一例的图。此外，图4(A)表示异常检出日志或异常恢复日志的一例，图4(B)表示正常更新日志(其它)的一例。另外，图5是表示正常更新日志映射的一览的一例的图。
作为图4(A)所示的本实施方式中的异常检出(恢复)日志中包含的具体的项目，例如存储了：“1.充电过电流警告”、“2.过充电电压警告”、“3.放电过电流警告”、“4.过放电电压警告”、“5.高温警告”、“6.低温警告”、“7.高温充电警告”、“8.低温充电警告”、“9.过充电保护”、“10.过放电保护”、“11.充电过电流保护”、“12.放电过电流保护”、“13.短路保护”、“14.过大充电器连接”、“15.充电器逆连接”、“16.电阻值警告(3种)”、“17.充电超时”、“18.微小短路警告(4种)”、“19.基于WDT(看门狗计时器(Watch DogTimer))的复位恢复”、“20.基于POR(上电复位(Power On Reset))的复位恢复”、“21.终端ID登录”、“22.初始充电开始时刻”等。此外，图4(A)所示的各种项目或顺序不限于此。
此外，图4(A)所示的1～15的项目在异常检出时和异常恢复时具有两种数据。另外，图4(A)所示的1～8的项目是警告组，9～15的项目是保护检出组。这些数据在异常检出时以及异常恢复时被记录。
另外，作为图4(B)所示的本实施方式种的正常更新日志(其它)中包含的具体的项目，例如存储了：“1.初始电池容量”、“2.初始电池容量计算次数(学习次数)”、“3.初始内部电阻值”、“4.电阻值计算次数(包含学习次数)”、“5.容量保持率”、“6.再充电次数”、“7.充放电循环数”、“8.充放电循环未满充电量”、“9.总充电时间”、“10.总放电时间”、“11.绝对充电量”、“12.最大电阻值”、“13.最新电阻值”、“14.最大差分电阻值”、“15.充电检出时间”、“16.充电检出次数”、“17.满充电检出次数”等。此外，图4(B)所示的各种项目的种类或顺序不限于此。
在此，图4(B)所示的正常更新日志的2、4、6、7、16以及17项目是当该项目的日志被正常更新时各增加1的值。
此外，这些日志信息以可改写的非易失性存储器122的数据闪速存储器(Data-Flash)的1页为1024byte(字节)，使用7页共计7168byte的容量记录上述异常检出日志或正常更新日志。此时，在本实施方式中设置多个记录场所，在所设置的多个记录场所的某个中记录上述日志信息。
在此，在本实施方式中，作为日志的历史信息，例如若是异常检出日志则保留过去6次的记录(包含过去最大值)，正常更新日志也可以仅保留最新值。由此，在本实施方式中，可以使用这些日志信息进行二次电池200的劣化度等的管理。
另外，如图5所示，在本实施方式中，根据预先设定的各个过程的各时刻，将必要的数据作为正常更新日志来蓄积。此外，在正常更新时，根据更新种类，存在多个日志信息的组。
具体来说，如图5所示，作为状态为“充放电”的情况下的日志信息组，例如绝对充电量、总充电时间以及总放电时间等成为1个组。另外，作为状态为“刚充电后”的情况下的日志信息组，例如充电检出次数以及充电检出时间等成为1个组。
另外，作为状态为“充电检出后1”中的日志信息组，例如再充电次数、电阻值计算次数、初始电阻值等成为1个组。另外，作为状态为“充电检出后2”中的日志信息组，例如最大差分电阻值、最大电阻值、最新电阻值等成为1个组。另外，作为状态为“充电结束”中的日志信息组，例如满充电检出次数、充放电循环数、充放电循环未满充电量等成为1个组。
而且，作为状态为“充电后的一定时间后”中的日志信息组，例如容量保存率、初始电池容量、初始电池容量学习次数等成为1个组。此外，组的种类在本发明中不限于此。所述各组与数据的内容具有关联性，因此，在本实施方式中，在恢复数据的情况下虽然可以以各项目为单位，但最好针对上述每个组来恢复。此外，在本实施方式中也可以构成将多个组组合而得的组来管理。
另外，在本实施方式中，例如异常检测日志以16byte为1个组来记录，正常更新日志以8byte为1个组来记录。另外，在各日志信息的先头的1byte中附加标题，在该标题中例如附加“有效日志”、“无效日志”、“未写入日志”、“不良日志”等区别。另外，在本实施方式中，从标题还能够判定块的种类。另外，异常检出日志和正常更新日志针对每页区别地进行记录。
此时，各页的先头16byte设为页状态块，保存页的状态，保存“未写入”、“写入完成”、“写入中”的判断或被写入的日志的区别(“异常检出”或“正常更新”或“未写入”)、有效日志数(仅异常检出)、页的删除次数等。
而且，在本实施方式中，新写入时从预定的指针(例如“异常检出头指针”、“正常更新头指针”等)表示的地址进行写入。另外，在本实施方式中，例如也可以检查哪个日志被写入几次，将超过预定数的日志设为管理外的对象(无效日志)。
<关于日志记录格式>
接着，使用附图说明本实施方式中的日志记录格式。图6是用于说明本实施方式中的日志记录格式的一例的图。本实施方式中的日志记录格式例如有图6(A)所示的异常检出日志格式、图6(B)所示的正常更新日志格式等。
图6(A)所示的异常检出日志格式的例子中，例如异常种类(包含标题信息)(1byte)或次数(1byte)、日期时间(年月日时分)(4byte)、异常种类的最大异常值(2byte)、电压(2byte)、电流(2byte)、温度(1byte)、绝对充电率(1byte)、终端信息(1byte)、CRC(循环冗余校验(Cyclic RedundancyCheck))(1byte)等信息，在异常检出时作为日志信息被存储。
另外，图6(B)所示的正常日志格式的例子中，选择性地使用3byte、4byte、8byte的三种格式中的某种格式来生成日志信息。在第一格式中，由种类(包含标题信息)(1byte)和更新项目(2byte)构成，在第二格式中，由种类(包含标题信息)(1byte)、更新项目(2byte)、和CRC(1byte)构成，在第三格式中，与第二格式相比，更新项目(2byte)合计能够存储3个。
另外，图6(C)中表示了异常种类(异常检出)以及正常种类(其它日志(正常日志))中的标志信息。即，异常种类以及正常种类中，用于识别当前时刻的最新的信息进入了哪个区域的标志信息被置位，通过参照该标志信息，在恢复时可以取得各项目中的最新信息。
此外，在上述的图6(C)的例子中，数据值为“0xFF”时表示已删除的块，识别号码表示登录的块的种类。另外，图6(C)的例子中，“ObsoleteFlag”表示该块是有效还是无效，“BadStateFlag”表示该块是正常还是不良(异常)。
因此，通过在日志生成时将上述那样的标志信息置位，例如在由于断线等的影响，日志更新过程中的数据被删除的情况下，也可以根据该标志信息取得之前的最新信息，因此可以进行高精度的恢复处理。
<在存储器中存储日志信息时的状态迁移例>
接着，图7是表示在存储器中存储日志信息时的状态迁移的一例的图。此外，在图7的例子中，作为针对存储器的存储处理，例如假定发生“(1)通常垃圾(Normal Garbage)”、“(2)警惕垃圾(Alert Garbage)”、“(3)删除(Erase)”、“(4)警惕更新(Alert Update)”、“(5)通常更新(Normal Update)”这5种处理状态，但是在本发明中不限定于此。
首先，作为初始化处理(INIT)，执行异常检出头指针和正常更新头指针的定义、正常更新日志的读出、突然的复位对应处理等。另外，日志服务任务通常处于空闲“IDLE”状态，待机到有开始请求为止。另外，在本实施方式中，在接受请求而发生了(REQ)请求时，与该请求对应地执行写入处理(WRITE)、搜索处理(SEARCH)、后处理(FIX)、删除处理(ERASE)等。
此外，例如闪速存储器(可改写的非易失性存储器122)的删除过程中不可写入/读出，因此，日志的更新、读出处理进行待机。另外，日志模块的请求大致可以分为例如“删除处理请求”、“保存处理请求(垃圾回收请求)”、“日志更新处理请求”等。
在发生了正常更新日志的更新请求时，更新要更新的存储器的日志块(日志信息)的标题和CRC-8，从头指针开始进行日志块的写入。在写入后，将前一次的记录变更为无效日志。在此，在发生了异常检出日志的更新请求时，将要更新的记录值选出到共享的临时高速缓冲存储器中。此后，从头指针开始进行日志块的写入。在写入后，在所记录的日志数在预定数(例如6个)以上的情况下，将最老的日志(除去过去最大值)变更为无效日志。在正常更新日志移动到新页时，在别的页中记录的有效的正常更新日志进行再写入处理(垃圾回收(garbage collection)处理)，消除当前的写入页以外的有效的日志。
<日志的使用方法/用途、以及数据的正当性判断>
在此，说明上述日志信息的使用方法/用途、以及数据的正当性判断。例如，在本实施方式中，在PowerOnReset(POR)时进行已删除块的检查(为0xFF)、已记录的有效块的检查(为CRC-OK)，当上述检查中存在记录错误或删除错误时，将相应的块变更为无效块。
另外，当更新正常更新日志(例如容量保持率或电阻值等)时，在确认正常地记录了最新日志后，将前一个记录日志变更为无效日志。因此，在POR中将在检查后剩余的有效日志中最后写入的日志作为初始值(更新值)来利用。异常检出日志(例如高温警告等)仅将检查后剩余的日志信息作为有效日志来利用。
另外，在本实施方式中，例如从外部终端经由通信进行日志信息的读取请求时，从记录了日志的闪速存储器(可改写的非易失性存储器122)内检索相应的日志，在实施CRC检查的基础上可以返回有效的日志信息。另外，通过准备读出闪速存储器的全部数据并分析内容的PC(Personal Computer)上运行的软件，例如也能够起到作为飞行自动记录仪(flight recorder)的功能。
<状态信息管理处理流程图>
接着，使用流程图说明本实施方式中的历史信息存储时的状态信息管理处理步骤。图8是表示本实施方式中的状态信息管理处理步骤的一例的流程图。
图8所示的状态信息管理处理步骤，首先进行日志数据闪速存储器的自我诊断/修复(S01)，进行初始化处理(S02)。
接着，判断是否检测出针对日志信息的请求(S03)，在未检测出请求的情况下(S03中，否)成为请求等待状态。另外，在S03中检测出请求的情况下(S03中，是)判断该请求是否为日志信息(异常检出日志或正常更新日志)的保存请求(S04)。在此，当不是保存请求时(S04，否)，接着判断该请求是否是日志信息的删除请求(S05)。另外，当不是删除请求时(S05中，否)，接着判断该请求是否是日志信息的更新请求(S06)。
在此，在是更新请求时(S06中，是)确认其详细请求(S07)，进行写入信息的检索(S08)，将该检索结果中得到的写入信息作为日志信息来写入(S09)，进行写入后的存储器容量或存储器地址、标志等的调整、整理(S10)。
接着，判断S09的处理中的写入是否是页末(page end)(S11)，当是页末时(S11，是)生成存储器上的新页(S12)。
接着，判断是否是正常更新日志的更新请求(S13)，在是正常更新日志的更新请求时(S13中，是)，设置正常更新日志的保存请求(S14)。另外，在S14的处理后或者S13的处理中不是正常更新日志的更新请求时(S13中，否)，判断已删除页是否在预定页(例如2页)以下(S15)。在此，在2页以下的情况下(S15中，是)判断正常写入完成页是否在预定页(例如1页)以上(S16)。在1页以上的情况下(S16中，是)设置删除请求(S17)。另外，在不是1页以上时(S16中，否)设置异常检出日志的保存请求(S18)。
在此，在上述S04的处理中该请求是保存请求时(S04中，是)，进行保存对象的检索(S19)，接着，判断是否是保存对象(S20)。当是保存对象时(S20中，是)，写入该保存对象(S21)，进行写入后的调整、整理(S22)。另外，在S20的处理中不是保存对象时(S20中，否)，清除该保存请求(S23)。
另外，在上述S05的处理中该请求是删除请求时(S05中，是)，开始删除(S24)。另外，当S24的处理中的删除结束时，接着进行删除后的调整、整理(S25)，此后，清除删除请求(S26)。
在此，在S17、S18、S22、S23或S26的处理结束后判断是否结束了全体的处理(S27)，当未结束处理时(S27中，否)返回S03，进行后续的处理。另外，在S27的处理中结束了全体的处理时(S27中，是)，结束上述的状态信息管理处理。另外，在上述的S06的处理中当不是更新请求时(S06中，否)，在S11的处理中不是页末的写入时(S11中，否)，或在S15的处理中已删除的页不在2页以下时(S15中，否)，与上述的处理同样地返回S03的处理，进行后续的处理。
如上所述，根据本发明，可以提高二次电池的状态信息的可靠性，实现高精度的状态信息管理。另外，根据本发明，在状态信息管理装置等中包含的可改写的存储器(闪速存储器)中记录数据时，通过具备该数据被损坏时的恢复单元，可以构建更具有可靠性的***。
以上详细说明了本发明的优选实施例，但是，本发明不限定于所述特定的实施方式，在请求专利保护的范围所记载的本发明的主旨范围内能够进行各种变形、变更。

Claims (8)

1.一种保护模块，连接在可充放电的二次电池与负载之间，该保护模块的特征在于，具有：
控制在所述二次电池与所述负载之间连接的开关元件的接通/断开，从而保护所述二次电池免于过充电、过放电的保护单元；
记录所述二次电池的状态信息和用于检测所述二次电池的状态的阈值信息的记录单元；以及
监视所述二次电池的状态的状态监视单元，
所述状态监视单元在所述记录单元中设定存储所述二次电池的状态信息的多个区域，并将所述状态信息和表示是最新的状态信息的标志信息存储在所述多个区域的某一个区域中。
2.根据权利要求1所述的保护模块，其特征在于，
所述状态监视单元针对从在所述状态信息中包含的多个状态项目中选择出的状态项目，设定所述标志信息。
3.根据权利要求2所述的保护模块，其特征在于，
所述选择出的状态项目由多个组构成，
所述状态监视单元针对每个所述组来设定所述标志信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的保护模块，其特征在于，
所述多个区域具有3个以上的区域，
所述状态监视单元根据从所述3个以上的区域中得到的时间序列的状态信息，取得所述二次电池的劣化度。
5.一种状态信息管理方法，是权利要求1至4中任一项所述的保护模块中的状态信息管理方法，该状态信息管理方法的特征在于，具有以下步骤：
监视所述二次电池的状态的状态监视步骤；以及
将所述二次电池中的状态信息记录在所述记录单元中的状态信息记录步骤，
所述状态监视步骤中，在所述记录单元中设定存储所述二次电池的状态信息的多个区域，对应于所述状态信息记录步骤，将所述状态信息和表示是最新的状态信息的标志信息存储在所述多个区域的某一个区域中。
6.根据权利要求5所述的状态信息管理方法，其特征在于，
所述状态监视步骤中，针对从在所述状态信息中包含的多个状态项目中选择出的状态项目，设定所述标志信息。
7.根据权利要求6所述的状态信息管理方法，其特征在于，
所述选择出的状态项目由多个组构成，
所述状态监视单元针对每个所述组来设定所述标志信息。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的状态信息管理方法，其特征在于，
所述多个区域具有3个以上的区域，
所述状态监视步骤中，根据从所述3个以上的区域中得到的时间序列的状态信息，取得所述二次电池的劣化度。
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