充电系统和电池组技术方案

在考虑充电期间电池组（２０）的各二次电池单元（２１ａ－２１ｄ）的状态的情况下来设置用于确定过充电状态的充电电压或过充电确定值。然后，使用考虑了各二次电池单元的状态而设置的充电电压来对二次电池单元进行充电。然后，使用考虑了各二次电池单元的状态而设置的过充电确定值来确定各二次电池单元是否处于过充电的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及充电系统和电池组，具体地涉及用于对由锂离子二次电池组成的电池 组进行充电的充电系统和在该充电系统中使用的电池组。
技术介绍
近年来，由锂离子二次电池组成的电池组通常被用作无线电动工具的驱动源。与 镍镉电池和镍氢电池相比较，锂离子二次电池具有高额定电压和输出密度的单元，并且可 以小而轻便。同时，充电效率良好并且可以在相对低温的环境中进行充电。还可以在宽温 度范围下获得稳定的电压。由于上述原因，对于利用电动工具等进行工作，期望采用使用锂 离子二次电池的电池组作为可以轻便、小巧且高效的电源。这种类型的电池组的充电装置是典型地通过使用恒定电流/固定电压控制方法 来控制电池组充电的充电装置。具体地，存在这种情况，即当使用锂离子二次电池的电池组 被过充电时，二次电池单元被损坏。因此，充电装置首先通过将充电电流控制为恒定电流来 进行充电，同时监测二次电池单元的电压和电流。接下来，当电池组的各二次电池单元的电 压达到规定电压(例如，约4.20伏/单元)时，使用被控制为固定的电压来执行充电。然 后，充电装置逐渐地降低充电电流。然后，如果充电电流降低到截止充电值以下，则确定电 池组充电完成并且充电结束(例如，参考专利文献1)。未审查的日本专利申请KOKAI公开No. H02_1^670。
技术实现思路
当使用规定值或更大的充电电压来进行充电时，锂离子二次电池会被过充电。当 该过充电的状态持续时，电解质的电解或电极材料的化学变化提前，并且在最坏的情况下， 电池会冒烟或着火。因此，在电池组充电期间执行控制，其中准确地检测二次电池单元的电 压，并且当二次电池单元的电压为规定值或更大时立即停止充电。但是，二次电池单元变成被过充电需要花费的时间量是变化的，这取决于电池状 态(诸如充电期间的充电电压、电池单元温度、以及充电次数)。例如，当构成电池组的二次 电池单元的温度为正常温度范围外的高温或低温时，则存在着达到过充电状态需要花费的 时间的安全裕度比正常状态下的安全裕度下降的趋势。在各相应的二次电池单元之间还存 在这样的情况其中由于由多个二次电池单元构成的电池组的充电特性随时间的推移而改 变，因此可以被确认过充电的状态之间存在不规则性。因此，如果可以考虑构成电池组的二次电池单元的电池状态来确定二次电池单元 的充电状态，则可以更安全地进行充电。例如，如果在确定电池单元处于高温状态或低温状 态时可以确定电池单元正被以低于正常电压(例如，4. 25伏/单元)的电压过充电，则可以 防止二次电池单元损坏。为了解决上述情况，本专利技术的目的是提供一种考虑各二次电池单元的状态来对各 二次电池单元进行充电的系统。为了实现上述目的，本专利技术的充电系统包括电池组，其具有至少一个二次电池单 元；电压检测单元，其检测所述至少一个二次电池单元的电压；确定值确定单元，其确定用 于确定二次电池单元的充电状态是否是过充电状态的过充电确定值；确定单元，当二次电 池单元的电压为所述过充电确定值或更大时，该确定单元确定二次电池单元正被过充电； 以及控制单元，当确定二次电池单元正被过充电时，该控制单元停止对电池组进行充电，其 特征在于，确定值确定单元根据二次电池单元的状态来确定过充电确定值。确定值确定单元可以基于所述至少一个二次电池单元的充电次数来确定过充电 确定值。当充电次数大于规定次数时，过充电确定值可以被设置为小于在充电次数小于或 等于规定次数情况下的过充电确定值。当所述至少一个二次电池单元在充电期间处于规定温度或更高温度时，确定值确 定单元可以基于高温下的充电次数来确定过充电确定值。当高温下的充电次数大于规定次数时，过充电确定值可以被设置为小于在高温下 的充电次数小于或等于规定次数情况下的过充电确定值。当所述至少一个二次电池单元在充电期间处于规定温度或更低温度时，确定值确 定单元可以基于低温下的充电次数来确定过充电确定值。当低温下的充电次数大于规定次数时，过充电确定值可以被设置为小于在低温下 的充电次数小于或等于规定次数情况下的过充电确定值。确定值确定单元可以基于所述至少一个二次电池单元的数量来确定过充电确定值。当所述至少一个二次电池单元的数量大于规定数量时，过充电确定值可以被设置 为小于在所述至少一个二次电池单元的数量为规定数量或更少情况下的过充电确定值。本专利技术的充电系统还可以包括温度检测单元，其检测所述至少一个二次电池单元 在充电期间的温度。确定值确定单元可以基于温度检测单元检测到的温度来确定过充电确 定值。当检测到的温度处于预设的规定范围之外时，过充电确定值可以被设置为小于当 检测到的温度处于规定范围内时的过充电确定值。本专利技术的充电系统还可以包括充电电流检测单元，其检测充电期间所述至少一个 二次电池单元的充电电流。确定值确定单元可以基于充电电流检测单元检测到的充电电流 值来确定过充电确定值。当检测到的充电电流的值大于规定值时，过充电确定值可以被设置为小于当检测 到的充电电流的值为规定值或更小值时的过充电确定值。本专利技术的充电系统还可以包括存储单元，其存储充电次数、高温下的充电次数、以 及低温下的充电次数。确定值确定单元可以基于存储单元中存储的充电次数、高温下的充 电次数、以及低温下的充电次数来确定过充电确定值。确定值确定单元可以被布置在电池组处。电压检测单元可以检测每个二次电池单元的电压，而确定单元可以针对每个二次 电池单元来确定该二次电池单元的充电状态是否处于过充电的状态。可以基于所述至少一个二次电池单元中的温度上升最大的二次电池单元来确定过充电确定值。可以以这种方式来确定过充电确定值，即，对所述至少一个二次电池单元中的温 度上升最大的二次电池单元设置最小的值。所述二次电池单元可以为锂离子电池单元。本专利技术的充电系统还可以包括充电电压确定单元，其根据所述至少一个二次电池 单元的状态来确定所述至少一个二次电池单元的充电电压。充电电压确定单元可以基于所述至少一个二次电池单元的充电次数来确定充电 电压。当所述至少一个二次电池单元在充电期间处于规定温度或更高温度时，充电电压 确定单元可以基于高温下的充电次数来确定充电电压。当所述至少一个二次电池单元在充电期间处于规定温度或更低温度时，充电电压 确定单元可以基于低温下的充电次数来确定充电电压。充电电压确定单元可以基于所述至少一个二次电池单元的温度来确定充电电压。充电电压确定单元可以基于所述至少一个二次电池单元的充电电流来确定充电 电压。本专利技术的充电系统还可以包括截止电流确定单元，其基于由充电电压确定单元确 定的充电电压来确定用于确定所述至少一个二次电池单元是否被完全充电的截止电流值。为了实现上述目的，本专利技术的电池组包括多个二次电池单元；以及存储单元，其 以相关的方式来存储二次电池单元的充电历史和充电状态。因此，可以考虑各二次电池单元的状态来安全地对二次电池单元进行充电。 附图说明图1是本专利技术第一实施例的充电系统的电路框图；图2是示出了充电系统的操作的流程图；图3是示出了考虑高温下的充电频率来设置过充电确定值的方法的图示；图4是示出了考虑低温下的充电频率来设置过充电确定值的方法的图示；图5是示出了考虑充电次数来设置过充电确定值的方法的图示；图6是示出了考虑二次电池单元的数量来设置过充电确定值的方法的图示；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电系统，包括：　　电池组，其具有至少一个二次电池单元；　　电压检测单元，其检测所述至少一个二次电池单元的电压；　　确定值确定单元，其确定用于确定二次电池单元的充电状态是否是过充电状态的过充电确定值；　　确定单元，其在所述二次电池单元的电压为所述过充电确定值或更大时，确定所述二次电池单元被过充电；以及　　控制单元，其在确定了所述二次电池单元被过充电时停止对电池组进行充电，　　其特征在于，　　所述确定值确定单元根据所述二次电池单元的状态来确定所述过充电确定值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒馆卓央，
申请(专利权)人：日立工机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP