TWI423553B - Secondary battery system - Google Patents

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TWI423553B
TWI423553B TW098102582A TW98102582A TWI423553B TW I423553 B TWI423553 B TW I423553B TW 098102582 A TW098102582 A TW 098102582A TW 98102582 A TW98102582 A TW 98102582A TW I423553 B TWI423553 B TW I423553B
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Mami Mizutani
Ryuichi Morikawa
Yukitaka Monden
Fumitaka Mouri
Takeo Kakuchi
Takafumi Nakahama
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Toshiba Kk
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Description

二次電池系統
本發明係關於一種可進行一般充電及急速充電的電池包及二次電池系統。
日本專利公報特開2004-6302號公報所揭示的電池包係揭示一種可防止非水系2次電池的過充電、過放電的電池包。
如第1圖所示，該電池包係係具有：用以供其內部之過充電‧過放電防止電路檢測各個電池114A、114B之電壓的電壓檢測器117、118；開關手段116；電壓檢測器119；及開關手段115。該電池包係在充電時當各個電池114A、114B的電壓超過第1預定值時，根據電壓檢測器117、118的各個輸出來使開關手段116關斷(off)，藉此將充電電流遮斷。該電池包係在放電時當各個電池114A、114B的電壓在第2預定值以下時，或全電池的總電壓在第3預定值以下時，根據電壓檢測器119的輸出來使開關手段115關斷(off)，藉此將放電電流遮斷。
第2圖係顯示上述電池包之充放電端子的形狀。在第2圖中，在印刷基板122係在背面形成有配線圖案123，在表面安裝有電路零件124。
該印刷基板122係具有供2個電池114A及114B並置的大小。以由該基板122的一端豎立的方式形成有與串聯連接之其中一方電池114A的正極端相連接的正極貼片(tab)126及與另一方電池114B的負極端相連接的負極貼片127。以由基板122的另一端豎立的方式形成有其中一方電池114A的負極端與另一方電池114B的正極端被共通連接的中點用貼片128。此外，以在基板122的一側豎立的方式一體設有將共通端子111、放電端子112及充電端子113配置在外側的端子固定板129。
各共通端子111、放電端子112、充電端子113、貼片126、127、128等係與印刷基板122的配線圖案123相連接。電路零件124係被安裝在位於將2個電池114A及114B排列配置時之兩電池114A及114B之間隙的基板中央。
在上述日本專利公報特開2004-6302號公報所揭示的電池包中，由於係將充電端子與放電端子的正極側形成為共通而構成電池包，因此可刪減零件個數。但是，該電池包並不適於進行急速充電的電池包。
亦即，在一般充電中，係以電池包之額定電流之未達1至3倍的電流來進行充電。相對於此，在急速充電中，由於係以對一般充電為4倍以上的電流來進行充電，因此以短時間進行充電。但是，若急速充電用的電流誤流入一般充電用的路徑時，會有損傷導線(harness)或圖案配線等的問題。
本發明的目的在提供一種可進行一般充電及急速充電之任一者，且可防止因過充電所造成之損傷的電池包及二次電池系統。
本發明之第1發明係藉由一般充電用充電器或急速充電用充電器均可充電的電池包，其具備有：用以將第1預定值的電流施加至電池單元的一般充電用端子；及將超過前述第1預定值之前述電流的第2預定值的電流施加至前述電池單元，並且具有與前述一般充電用端子之形狀不同之形狀的急速充電用端子。
第2發明係在第1發明中，具備有：設在前述一般充電用端子與前述電池單元之間的一般充電保護用開關元件；及設在前述急速充電用端子與前述電池單元之間的急速充電保護用開關元件。
第3發明之二次電池系統係具備有：輸出第1預定值的電流的一般充電用充電器；輸出超過前述第1預定值的第2預定值的電流的急速充電用充電器；及電池包，前述電池包係具備有：用以將由前述一般充電用充電器所被輸出的前述第1預定值的前述電流施加至電池單元的一般充電用端子；設在前述一般充電用端子與前述電池單元之間的一般充電保護用開關元件；及將由前述急速充電用充電器所被輸出的前述第2預定值的前述電流直接施加至前述電池單元，並且具有與前述一般充電用端子之形狀不同之形狀的急速充電用端子，前述急速充電用充電器係在用以輸出前述第2預定值的電流的輸出端子的前段具備有急速充電保護用開關元件。
第4發明係在第3發明中，具備有在前述急速充電用充電器與前述電池包之間收送資訊的通訊線，前述急速充電用充電器係根據由前述電池包所被傳送而來的前述資訊，來控制是否輸出前述第2預定值的前述電流。
第5發明係在第4發明中，具備有在前述一般充電用充電器與前述電池包之間收送資訊的通訊線，前述一般充電用充電器係根據由前述電池包所被傳送而來的前述資訊，來控制是否輸出前述第1預定值的前述電流。
藉由本發明，可提供一種可進行一般充電及急速充電之任一者，且可防止因過充電所造成之損傷的電池包及二次電池系統。
亦即，藉由第1發明，由於一般充電用端子的形狀與急速充電用端子的形狀不同，因此並無法將急速充電用充電器的一般充電器插頭連接在一般充電用端子。結果，可將由急速充電用充電器至電池單元的急速充電用的路徑、與由一般充電用充電器至電池單元的一般充電用的路徑分離。因此，急速充電時較大的電流不會流至一般充電用的路徑，而可防止電池包的導線或圖案配線等損傷。
藉由第2發明，可將存在於路徑中途之一般充電保護用開關元件及急速充電保護用開關元件中的損失最適化。此外，急速充電時較大的電流不會流至一般充電用的路徑，而可防止電池包的導線、圖案配線或一般充電保護用開關元件損傷。
藉由第3發明，在急速充電用充電器具備有急速充電用開關元件，藉由急速充電用充電器來進行電池包之狀態的推定及保護，因此可將電池包小型輕量化。
藉由第4發明，根據由電池包經由通訊線所被傳送而來的資訊，藉由急速充電用充電器來推定電池包的狀態，因此可將電池包小型輕量化。
藉由第5發明，一般充電用充電器係可根據由電池包經由通訊線所被傳送而來的資訊，來決定是否輸出電流，因此可決定與充電器的種類相對應的保護方式或保護的程度(level)。
以下一面參照圖示，一面詳加說明本發明之實施形態。
(實施例1)
第3圖係概略顯示本發明之實施例1之電池包之電路的示意圖。該電池包係具備有電池單元1、一般充電用端子10、放電用端子20、及急速充電用端子30。
一般充電用端子10係由一般充電用正極端子11與一般充電用負極端子12所構成。一般充電用正極端子11係連接在電池單元1的正極，一般充電用負極端子12係連接在電池單元1的負極。在該一般充電用端子10係由未圖示的一般充電用充電器供給有電池包之額定電流之未達1至3倍的電流。
放電用端子20係由放電用正極端子21與放電用負極端子22所構成。放電用正極端子21係連接在電池單元1的正極，放電用負極端子22係連接在電池單元1的負極。
急速充電用端子30係由急速充電用正極端子31與急速充電用負極端子32所構成。急速充電用正極端子31係連接在電池單元1的正極，急速充電用負極端子32係連接在電池單元1的負極。在該急速充電用端子30係由未圖示的急速充電用充電器供給有一般充電時的電流的4倍以上的電流。
藉由上述構成，一般充電用正極端子11、放電用正極端子21及急速充電用正極端子31係共通連接。此外，一般充電用負極端子12、放電用負極端子22及急速充電用負極端子32係共通連接。
第4圖係概略顯示本發明之實施例1之電池包之構造的斜視圖。該電池包係構成為立方體，在1個側面形成有一般充電用正極端子11與一般充電用負極端子12。在與前述1個側面相對向的側面形成有放電用正極端子21與放電用負極端子22，此外，在其他側面形成有急速充電用正極端子31與急速充電用負極端子32。
一般充電用正極端子11及一般充電用負極端子12係具有僅可***一般充電用充電器(省略圖示)之一般充電器插頭41的形狀，並無法***急速充電用充電器的急速充電器插頭(均省略圖示)。同樣地，急速充電用正極端子31及急速充電用負極端子32係具有僅可***急速充電器插頭的形狀，並無法***一般充電器插頭41。
在如上述所構成之本發明之實施例1之電池包中，在進行一般充電時，係在一般充電用端子10(一般充電用正極端子11及一般充電用負極端子12)連接有一般充電用充電器的一般充電器插頭41而進行充電。同樣地，在進行急速充電時，係在急速充電用端子30(急速充電用正極端子31及急速充電用負極端子32)連接有急速充電用充電器的急速充電器插頭而進行充電。此時，以比一般充電更短的時間進行充電。
如以上說明所示，根據本發明之實施例1之電池包，由於一般充電用端子10的形狀與急速充電用端子30的形狀不同，因此並無法將急速充電用充電器的急速充電器插頭連接在一般充電用端子10。
因此，可將由急速充電用充電器至電池單元1之急速充電用的路徑、及由一般充電用充電器至電池單元1之一般充電用的路徑分離。因此，急速充電時較大的電流不會流至一般充電用的路徑，可防止導線或圖案配線等損傷，例如異常發熱或燒損等。
(實施例2)
第5圖係概略顯示本發明之實施例2之電池包之電路的示意圖。該電池包係在實施例1之電池包之一般充電用正極端子11與電池單元1之正極之間追加一般充電保護用開關元件13。在放電用正極端子21與電池單元1之正極之間追加放電保護用開關元件23。在急速充電用正極端子31與電池單元1之正極之間追加急速充電保護用開關元件33。
一般充電保護用開關元件13係在一般充電時，以藉由未圖示的控制電路被檢測出過充電時即關斷(off)，在未檢測出過充電的狀態下即導通(on)的方式予以控制。放電保護用開關元件23係以在藉由未圖示的控制電路被檢測出過放電時即關斷，在未檢測出過放電的狀態下即導通的方式予以控制。
急速充電保護用開關元件33係在急速充電時，以藉由未圖示的控制電路被檢測出過充電時即關斷，在未檢測出過充電的狀態下即導通的方式予以控制。該急速充電保護用開關元件33係對大電流的導通/關斷進行控制，因此藉由大於一般充電保護用開關元件13的元件來構成。
如以上說明所示，根據本發明之實施例2之電池包，由於一般充電用端子10的形狀與急速充電用端子30的形狀不同，因此並無法將急速充電用充電器的一般充電器插頭連接在一般充電用端子10。因此，可將由急速充電用充電器至電池單元1之急速充電用的路徑、與由一般充電用充電器至電池單元1之一般充電用的路徑分離。
因此，可獲得實施例1之電池包的效果，並且可將存在於路徑中途的一般充電保護用開關元件13及急速充電保護用開關元件33中的損失最適化。此外、急速充電時較大的電流不會流至一般充電用的路徑，因此可防止導線、圖案配線或一般充電保護用開關元件13的損傷，例如異常發熱或燒損等。
(實施例3)
第6圖係概略顯示本發明之實施例3之二次電池系統的示意圖。該電池系統係由電池包A、一般充電用充電器B及急速充電用充電器C所構成。該二次電池系統係將實施例2之電池包之急速充電用開關元件33移動至急速充電用充電器C而構成。
急速充電用充電器C係推定電池包A的狀態，當推定為過充電時，係將急速充電用開關元件33形成為關斷。藉此，電池包A受到免於過充電的保護。
如以上說明所示，根據本發明之實施例3之二次電池系統，在急速充電用充電器C具備有急速充電用開關元件33，藉由急速充電用充電器C來進行電池包A之狀態的推定及保護。因此，獲得與實施例2之電池包相同的效果，並且可將電池包A小型輕量化，例如變得容易應用在移動體或行動式機器。
(實施例4)
第7圖係概略顯示本發明之實施例4之二次電池系統圖。該電池系統係在實施例3之二次電池系統追加將電池包A與急速充電用充電器C相連接的通訊纜線5(與本發明之通訊線相對應)。此外，在電池包A追加控制電路61，在急速充電用充電器C追加控制電路62。通訊纜線5係與設在電池包A的通訊連接器(電池側)51、及設在急速充電用充電器C的通訊連接器(充電器側)52相連接。
第8圖係概略顯示本發明之實施例4之電池包之構造的斜視圖。該電池包係在形成有實施例1之電池包之急速充電用正極端子31與急速充電用負極端子32之面另外追加通訊連接器(電池側)51而構成。
被設在電池包A的控制電路61係檢測電池單元1的電壓、電流及溫度，作為電池資訊經由通訊纜線5而傳送至急速充電用充電器C。
被設在急速充電用充電器C的控制電路62係根據由電池包A經由通訊纜線5而被傳送而來的電池資訊，推定電池包A的狀態，當推定為過充電時，係使急速充電保護用開關元件33關斷。藉此，電池包A受到免於過充電的保護。
如以上說明所示，藉由本發明之實施例4之二次電池系統，根據由電池包A經由通訊纜線5而被傳送而來的電池資訊，藉由急速充電用充電器C來推定電池包A的狀態，因此與實施例3之二次電池系統同樣地，可將電池包A小型輕量化，例如變得容易應用在移動體或行動式機器。
(實施例5)
第9圖係概略顯示本發明之實施例5之二次電池系統圖。該電池系統係在實施例4之二次電池系統中追加將電池包A與該一般充電用充電器B相連接的通訊纜線7(與本發明之通訊線相對應)，並且在一般充電用充電器B追加控制電路63而構成。通訊纜線7係連接在設在電池包A的通訊連接器(電池側)71、及設在一般充電用充電器B的通訊連接器(充電器側)72。
第10圖係概略顯示本發明之實施例5之電池包之構造的斜視圖。該電池包係在形成有實施例4之電池包的一般充電用正極端子11與一般充電用負極端子12之面另外追加通訊連接器(電池側)71而構成。
被設在電池包A的控制電路61係檢測電池單元1的電壓、電流及溫度，作為電池資訊經由通訊纜線5而傳送至急速充電用充電器C，並且經由通訊纜線7而傳送至一般充電用充電器B。
被設在急速充電用充電器C的控制電路62係根據由電池包A經由通訊纜線5而被傳送而來的電池資訊，決定是否對電池包A輸出充電用的電流。接著，急速充電用充電器C係在未輸出充電用電流時，使急速充電保護用開關元件33關斷。另一方面，急速充電用充電器C係在輸出充電用電流時，推定電池包A的狀態，當推定為過充電時，係使急速充電保護用開關元件33關斷。藉此，電池包A受到免於過充電的保護。
被設在一般充電用充電器B的控制電路63係根據由電池包A經由通訊纜線7而被傳送而來的電池資訊，決定是否對電池包A輸出充電用的電流。
如以上說明所示，根據本發明之實施例5之二次電池系統，一般充電用充電器B係根據由電池包A經由通訊纜線7而被傳送而來的電池資訊，來決定是否輸出電流。因此，可獲得實施例4之二次電池系統的效果，並且可決定與充電器的種類相對應的保護方式或保護的程度(level)。
 (產業上利用可能性)
本發明之二次電池系統係可作為被要求有效使用二次電池之剩餘能量之負荷的電源而加以利用。
1．．．電池單元
5．．．通訊纜線
7．．．通訊纜線
10．．．一般充電用端子
11．．．一般充電用正極端子
12．．．一般充電用負極端子
13．．．一般充電保護用開關元件
20．．．放電用端子
21．．．放電用正極端子
22．．．放電用負極端子
23．．．放電保護用開關元件
30．．．急速充電用端子
31．．．急速充電用正極端子
32．．．急速充電用負極端子
33．．．急速充電保護用開關元件
41．．．一般充電器插頭
51．．．通訊連接器(電池側)
52．．．通訊連接器(充電器側)
61．．．控制電路
62．．．控制電路
63．．．控制電路
71．．．通訊連接器(電池側)
72．．．通訊連接器(充電器側)
111．．．共通端子
112．．．放電端子
113．．．充電端子
114A、114B．．．電池
115．．．開關手段
116．．．開關手段
117、118．．．電壓檢測器
119．．．電壓檢測器
122．．．印刷基板
123．．．配線圖案
124．．．電路零件
126．．．正極貼片
127．．．負極貼片
128．．．中點用貼片
129．．．端子固定板
A．．．電池包
B．．．一般充電用充電器
C．．．急速充電用充電器
第1圖係顯示習知之電池包之電路構成的方塊圖。
第2圖係顯示第1圖所示之電池包之充放電端子之形狀的示意圖。
第3圖係概略顯示本發明之實施例1之電池包之電路的示意圖。
第4圖係概略顯示本發明之實施例1之電池包之構造的斜視圖。
第5圖係概略顯示本發明之實施例2之電池包之電路的示意圖。
第6圖係概略顯示本發明之實施例3之二次電池系統圖。
第7圖係概略顯示本發明之實施例4之二次電池系統圖。
第8圖係概略顯示本發明之實施例4之二次電池系統中所使用之電池包之構造的斜視圖。
第9圖係概略顯示本發明之實施例5之二次電池系統圖。
第10圖係概略顯示本發明之實施例5之二次電池系統中所使用之電池包之構造的斜視圖。
1．．．電池單元
10．．．一般充電用端子
11．．．一般充電用正極端子
12．．．一般充電用負極端子
20．．．放電用端子
21．．．放電用正極端子
22．．．放電用負極端子
30．．．急速充電用端子
31．．．急速充電用正極端子
32．．．急速充電用負極端子

Claims (3)

  1. 一種二次電池系統，其特徵為具備有：輸出第1預定值的電流的一般充電用充電器；輸出超過前述第1預定值的第2預定值的電流的急速充電用充電器；及電池包，前述電池包係具備有：用以將由前述一般充電用充電器所被輸出的前述第1預定值的前述電流施加至電池單元的一般充電用端子；設在前述一般充電用端子與前述電池單元之間的一般充電保護用開關元件；及將由前述急速充電用充電器所被輸出的前述第2預定值的前述電流直接施加至前述電池單元，並且具有與前述一般充電用端子之形狀不同之形狀的急速充電用端子，前述急速充電用充電器係在用以輸出前述第2預定值的電流的輸出端子的前段具備有急速充電保護用開關元件。
  2. 如申請專利範圍第1項之二次電池系統，其中，具備有在前述急速充電用充電器與前述電池包之間收送資訊的通訊線，前述急速充電用充電器係根據由前述電池包所被傳送而來的前述資訊，來控制是否輸出前述第2預定值的前述 電流。
  3. 如申請專利範圍第2項之二次電池系統，其中，具備有在前述一般充電用充電器與前述電池包之間收送資訊的通訊線，前述一般充電用充電器係根據由前述電池包所被傳送而來的前述資訊，來控制是否輸出前述第1預定值的前述電流。
TW098102582A 2008-01-31 2009-01-22 Secondary battery system TWI423553B (zh)

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