(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリの安全性を向上させるバッテリデバイス及びバッテリ保護方法を提供する。【解決手段】バッテリデバイス１００は、１つ以上のバッテリセル１４０Ａ〜１４０Ｄを備えるバッテリモジュール１４０と、保護装置１３０と、保護装置を管理しバッテリモジュールを充放電するバッテリ管理回路１１０と、バッテリデバイスが充電モードである場合、バッテリモジュールの直流内部抵抗（ＤＣＩＲ）を定期的にチェック及び計算し、バッテリモジュールの現在の動作温度と現在の動作温度に対応する温度範囲を決定するバッテリ保護電路１１１と、を備える。バッテリ保護電路は、ＤＣＩＲが温度範囲に対応する第１閾値の所定の倍数よりも大きいと判別した場合、バッテリ管理回路に対して保護装置を遮断するように通知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリデバイスであって、
１つ以上のバッテリセルを備えるバッテリモジュールと、
保護装置と、
前記保護装置を管理し、前記バッテリモジュールを充放電するバッテリ管理回路と、
前記バッテリデバイスが充電モードである場合、前記バッテリモジュールの直流内部抵抗（ＤＣＩＲ）を定期的にチェック及び計算し、前記バッテリモジュールの現在の動作温度と、前記現在の動作温度に対応する温度範囲を決定するバッテリ保護回路と、を備え、
前記バッテリ保護回路は、前記ＤＣＩＲが前記温度範囲に対応する第１閾値の所定の倍数よりも大きいと判別した場合、前記バッテリ管理回路に対して、前記保護装置を遮断するように通知する、バッテリデバイス。
【請求項２】
前記バッテリ管理回路は、前記バッテリモジュールのバッテリレベルを判別し、前記判別されたバッテリレベルに従って、前記バッテリモジュールに供給される充電電流を判別し、
前記バッテリ保護回路は、所定時間内に前記充電電流が前記バッテリモジュールに供給される前の前記バッテリモジュールの第１電圧と、前記所定時間内に前記充電電流が前記バッテリモジュールに供給された後の前記バッテリモジュールの第２電圧と、を検出し、前記第１電圧と前記第２電圧との差分値を前記充電電流で除算することによって、前記バッテリモジュールの前記ＤＣＩＲを計算する、請求項１のバッテリデバイス。
【請求項３】
前記バッテリレベルは、５０％又は１００％である、請求項２のバッテリデバイス。
【請求項４】
前記現在の動作温度に対して第１温度範囲、第２温度範囲及び第３温度範囲が定められ、前記第１温度範囲、前記第２温度範囲及び前記第３温度範囲の各々に対応する前記所定の倍数は、第１の倍数、第２の倍数及び第３の倍数である、請求項１のバッテリデバイス。
【請求項５】
前記第１温度範囲、前記第２温度範囲及び前記第３温度範囲の各々は、０〜１５℃、１６〜３５℃及び３６〜６０℃であって、前記現在の動作温度が前記第３温度範囲を超える場合、前記バッテリ管理回路は、前記保護装置を直接遮断する、請求項４のバッテリデバイス。
【請求項６】
バッテリデバイスに用いるバッテリ保護方法であって、前記バッテリデバイスは、バッテリモジュールと、保護装置と、バッテリ管理回路と、バッテリ保護回路と、を備え、前記方法は、
前記バッテリデバイスが充電モードである場合に前記バッテリ保護回路を用いて、
直流内部抵抗を定期的にチェック及び計算する工程と、
前記バッテリモジュールの現在の動作温度及び前記現在の動作温度に対応する温度範囲を決定する工程と、
前記バッテリ保護回路が、前記ＤＣＩＲが前記温度範囲に対応する第１閾値の所定の倍数よりも大きいと判別した場合に、前記保護装置を遮断するように前記バッテリ管理回路に通知する工程と、を含む、
バッテリ保護方法。
【請求項７】
前記バッテリモジュールのバッテリレベルを判別する工程と、
前記判別されたバッテリレベルに従って、前記バッテリモジュールに供給される充電電流を判別する工程と、
前記バッテリ保護回路を用いて、所定時間内に前記充電電流が前記バッテリモジュールに供給される前の前記バッテリモジュールの第１電圧と、前記所定時間内に前記充電電流が前記バッテリモジュールに供給された後の前記バッテリモジュールの第２電圧と、を検出し、前記第１電圧と前記第２電圧との差分値を前記充電電流で除算することによって、前記バッテリモジュールの前記ＤＣＩＲを計算する工程と、を含む、
請求項６のバッテリ保護方法。
【請求項８】
前記バッテリレベルは、５０％又は１００％である、請求項７のバッテリ保護方法。
【請求項９】
前記現在の動作温度に対して第１温度範囲、第２温度範囲及び第３温度範囲が定められ、前記第１温度範囲、前記第２温度範囲及び前記第３温度範囲の各々に対応する前記所定の倍数は、第１の倍数、第２の倍数及び第３の倍数である、請求項６のバッテリ保護方法。
【請求項１０】
前記第１温度範囲、前記第２温度範囲及び前記第３温度範囲の各々は、０〜１５℃、１６〜３５℃及び３６〜６０℃であって、前記現在の動作温度が前記第３温度範囲を超える場合、前記バッテリ管理回路は、前記保護装置を直接遮断する工程をさらに含む、請求項９のバッテリ保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリデバイスに関し、特に、バッテリデバイス及びバッテリ保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えばスマートフォン、タブレット型ＰＣおよびラップトップ等の携帯電子機器は、電源としてバッテリを必要とする。しかし、市場における携帯電子機器では、バッテリ爆発等の事故がよく発生している。新品又は古くなった製品であっても、バッテリの充電中に自発火や燃焼する可能性がある。よって、市場における携帯電子機器のバッテリ設計は、絶対に安全とは言えない。
【０００３】
そこで、上述した問題を解決し、バッテリの安全性を向上させるバッテリデバイス及びバッテリ保護方法が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した問題を解決することの可能なバッテリデバイス及びバッテリ保護方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、バッテリデバイスが提供される。バッテリデバイスは、バッテリモジュールと、保護装置と、バッテリ管理回路と、バッテリ保護回路と、を含む。バッテリモジュールは、１つ以上のバッテリセルを含む。バッテリ管理回路は、保護装置を管理し、バッテリモジュールを充放電するためのものである。バッテリデバイスが充電モードの場合、バッテリ保護回路は、バッテリモジュールの直流内部抵抗(ＤＣＩＲ)を定期的にチェック及び計算し、バッテリモジュールの現在の動作温度と、現在の動作温度に対応する温度範囲と、を決定する。バッテリ保護回路は、ＤＣＩＲが、温度範囲に対応する第１閾値の所定の倍数よりも大きいと判別した場合、バッテリ管理回路に対して、保護装置を遮断するように通知する。
【０００６】
他の実施形態において、バッテリデバイスに用いるバッテリ保護方法が提供される。バッテリデバイスは、バッテリモジュールと、保護装置と、バッテリ管理回路と、バッテリ保護回路と、を含む。本方法は、バッテリデバイスが充電モードの場合、バッテリ保護回路を用いて、直流内部抵抗を定期的にチェック及び計算する工程と、バッテリモジュールの現在の動作と、現在の動作温度に対応する温度範囲と、を決定する工程と、バッテリ保護回路が、温度範囲に対応する第１閾値の所定の倍数よりもＤＣＩＲが大きいと判別した場合、バッテリ管理回路に対して、保護装置を遮断するように通知する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バッテリの安全性を向上させることができる。
【０００８】
本発明は、添付図面を参照して以下の詳細な説明及び実施例を読むことにより、より完全に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による、バッテリデバイスの概略ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による、バッテリ保護回路の概略図である。
【図３】図２の実施形態による、バッテリ保護回路の等価回路を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、バッテリ保護方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で詳細に説明され、添付の図面に示される装置及び方法は、例示的な実施形態であって限定的なものではないこと、並びに、本発明の各種実施形態の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定義されることは、当業者に理解されよう。
【００１１】
先ず、異なるタイプのバッテリは、異なる内部抵抗を有することを理解されたい。同じタイプのバッテリであっても、内部の化学物質の特性が異なるため、バッテリの内部抵抗は異なり得る。一般に、内部抵抗の低いバッテリは放電能力が高く、内部抵抗の高いバッテリは放電能力が低い。殆どの場合、容量の大きいバッテリは内部抵抗が低く、低温では内部抵抗が高くなる。
【００１２】
充電式バッテリは、製造中の内部抵抗がより低い。しかし、バッテリを長時間使用した後では、これらのバッテリの電解液が枯渇し、バッテリ内の化学物質の電気化学的活性が低下して、バッテリの内部抵抗は、内部抵抗が高すぎてバッテリが適切に放電しなくなるまで高くなる。この場合、これらの充電式バッテリのバッテリ寿命が終了する。
【００１３】
電池内抵抗は固定値ではなく、例えば充電内部抵抗と放電内部抵抗との２種類に分類され得ることに留意されたい。充電内部抵抗は、フルバッテリ容量時に測定されたバッテリの内部抵抗であり、放電内部抵抗は、バッテリの放電中（例えば、バッテリ両端の電圧が標準のカットオフ電圧まで放電されるとき）に測定されるバッテリの内部抵抗である。
【００１４】
一般に、放電内部抵抗は安定した値ではなく、測定された放電内部抵抗は、通常のバッテリ内部抵抗よりもはるかに高い。逆に、充電内部抵抗は、比較的安定した値を有する。よって、充電内部抵抗は、通常、バッテリの内部抵抗の測定に用いられる。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による、バッテリデバイスの概略ブロック図である。図１に示すように、バッテリデバイス１００は、バッテリ管理回路１１０と、バッテリ保護回路１１１と、補助バッテリ管理回路１２０と、保護装置１３０と、充電スイッチ１３１と、放電スイッチ１３２と、感知抵抗１３３と、バッテリモジュール１４０と、を含む。バッテリ管理回路１１０は、バッテリデバイス１００の各種状態（例えば、充電／放電電流、温度、バッテリ内部抵抗等）を検出し、バッテリモジュール１４０の充放電を制御する。例えば、バッテリ管理回路１１０は、充電スイッチ１３１及び放電スイッチ１３２を介して、バッテリモジュール１４０の充放電をそれぞれ制御し、保護装置１３０（例えば、ヒューズ）を、必要であればバーンアウトするように制御してもよい。一実施形態において、バッテリ管理回路１１０は、ガスゲージ集積回路であってもよい。いくつかの実施形態において、バッテリ保護回路１１１は、バッテリモジュール１４０の状態を検出し、バッテリ管理回路１１０により提供される機能以外の追加のバッテリ保護メカニズムを実行する、スタンドアロンの保護回路であってもよい。いくつかの実施形態において、バッテリ保護回路１１１は、バッテリ管理回路１１０（例えば、バッテリガスゲージＩＣ）に統合することができる。
【００１６】
補助バッテリ管理回路１２０は、バッテリモジュール１４０内の各バッテリセルの電流を検出してもよい。任意のバッテリセルの電流が所定の範囲を超えて検出された場合、補助バッテリ管理回路１２０は、保護装置１３０（例えば、ヒューズやスイッチ回路）を制御してカットオフ状態に切り替えることにより、バッテリモジュール１４０の過負荷電流に対する安全性を確保する。
【００１７】
表１は、異なる状況における特定のバッテリセルの直流内部抵抗（ＤＣＩＲ）を示しており、充電電流及び放電電流は、それぞれ０．５Ｃ及び０．５Ｃで定義されている。放電電流に関して、１Ｃの定義は、バッテリをフル容量から空の容量まで１時間で放電することの可能な放電電流である。充電電流に関して、１Ｃの定義は、バッテリを空の容量からフル容量まで１時間で充電することの可能な充電電流である。一般に、０．５Ｃ及び０．５Ｃの各々は、充電電流及び放電電流の最適な電流値である。
【表１】
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【００１８】
表１で用いられるバッテリセルのモデルは、「Prismatic Cell 496080 3S1P w/o PCB」であり、バッテリセルのＤＣＩＲは異なる状況下で測定される。例えば、充電サイクルは、１，１００，２００，３００，４００，５００回であってもよい。一般に、５００回の充電サイクルは、通常使用時のバッテリ寿命とみなることができる。また、バッテリセルの動作温度は、１０，２５，４５℃である。
【００１９】
表１に示すように、同じ動作温度において、バッテリセルの充電サイクルが１から５００に増加すると、バッテリセルのＤＣＩＲは約２倍になる。例えば、１０℃の温度では、バッテリセルのＤＣＩＲは、充電サイクルが１から５００に増加するにつれて３０８ｍｏｈｍから６１８ｍｏｈｍに増加する。２５℃の温度では、バッテリセルのＤＣＩＲは、充電サイクルが１から５００に増加するにつれて２５０ｍｏｈｍから４８２ｍｏｈｍに増加する。４５℃の温度では、バッテリセルのＤＣＩＲは、充電サイクルが１から５００に増加するにつれて２００ｍｏｈｍから３４０ｍｏｈｍに増加する。
【００２０】
充電サイクルが同じであると仮定すると、バッテリセルの動作温度が高くなると、そのＤＣＩＲは低くなる。また、バッテリセルのＤＣＩＲが増加すると、そのＤＣＩＲを低減することができない。つまり、バッテリセルのＤＣＩＲの増加は永続する。
【００２１】
表２は、異なる状況下で測定される特定のバッテリセルの交流内部抵抗（ＡＣＩＲ）を示しており、充電電流及び放電電流は、それぞれ０．５Ｃ及び０．５Ｃで定義される。表２で用いられるバッテリセルのモデルは表１と同じである。
【表２】
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【００２２】
表２に示すように、同じ動作温度において、バッテリセルの充電サイクルが１から５００に増加しても、バッテリセルのＡＣＩＲは殆ど変化しない。同じ充電サイクルにおいては、バッテリセルの動作温度に関わらず、バッテリセルのＡＣＩＲは殆ど変化しない。
【００２３】
したがって、バッテリ保護回路１１１で用いられる決定メカニズムは、バッテリモジュール内のバッテリセルのＤＣＩＲに基づいており、バッテリ管理及び保護に関して有利である。特に、本発明では、例えば表１に示すように、異なる充電サイクルと異なる動作温度との間のＤＣＩＲの関係表を予め生成することができる。例えば、最悪のケースのＤＣＩＲを計算することができる。例えば、充電サイクルが１回で、動作温度が４５℃のときの第１の最悪のケースでは、バッテリセルのＤＣＩＲは２００ｍｏｈｍである。充電サイクルが５００回で、動作温度が１０℃のときの第２の最悪のケースでは、バッテリセルのＤＣＩＲは６１８ｍｏｈｍである。例えば、第１の最悪のケース及び第２の最悪のケースのＤＣＩＲ値は、バッテリセルのＤＣＩＲの第１閾値（例えば、２００ｍｏｈｍ）及び第２閾値（例えば、６１８ｍｏｈｍ）として用いることができる。
【００２４】
一実施形態において、ＤＣＩＲ値の関係表（例えば、表１）を用いて、バッテリモジュール１４０に問題があるか否かを判別することができる。一般に、通常使用下でのバッテリモジュール１４０のＤＣＩＲは、最悪のケースにおけるＤＣＩＲ値を超えない。通常使用下でのバッテリモジュール１４０のＤＣＩＲが、最悪のケースにおけるＤＣＩＲ値を超える場合、バッテリモジュール１４０に問題があると判別することができるので、バッテリ保護回路１１１は、対応する行動を起こして、バッテリモジュール１４０のさらなる使用を抑制してもよい。
【００２５】
一実施形態において、バッテリ保護回路１１１は、バッテリ管理回路１１０に通知して、固定周波数を有する固定電流（例えば、振幅が５０ｍＡで周波数が１ＫＨｚの充電電流等）をバッテリモジュール１４０に供給し、バッテリモジュール１４０の電圧をサンプリングしてもよい。サンプリングされた電圧が制限及びフィルタリング回路によって処理された後に、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲがバッテリ保護回路１１１によって計算される。上述した動作の詳細については後述する。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態による、バッテリ保護回路の概略図である。図２に示すように、Ｖｒｅｆは、オペアンプ（ＯＰ）２１０の正の入力端子に接続される基準電圧である。オペアンプ２１０の電源端子は、バッテリモジュール１４０のカソード及びアノードに接続されている。当業者であれば、図２の各コンポーネントは、対応する回路又は同じ機能を有する他の等価回路によって実現可能であることが理解できるであろう。
【００２７】
図３は、図２の実施形態によるバッテリ保護回路の等価回路を示す図である。図２のバッテリ保護回路は、図３に示す等価回路を用いて説明することができる。
【００２８】
図１及び図３を参照すると、図１のノードＡは、バッテリデバイス１００に接続された電子デバイスの正の入力端子Ｐ＋に接続され、ノードＥは、電子デバイスの負の入力端子Ｐ−に接続される。ノードＢ及びノードＤの各々は、バッテリモジュール１４０の２つの端子に位置する。ノードＣは、バッテリ管理回路１１０内に位置し、バッテリモジュール１４０の１つの端子（例えば、ノードＤ）の状態を検出するように構成されている。また、バッテリ管理回路１１０は、バス（例えば、ＳＭＢｕｓ）のバスクロック信号ＳＭＢｕｓ＿Ｃｌｏｃｋ及びバスデータ信号ＳＭＢｕｓ＿Ｄａｔａに接続されており、バッテリ識別コードＢａｔｔｅｒｙ＿ＩＤを電子デバイスに送信し、ノードＥを介して電子デバイスからシステム識別コードを取得する。
【００２９】
図３に示すように、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲは、等価抵抗Ｒ１として表すことができるノードＢとＤとの間の抵抗とみなすことが可能である。ノードＤとＥとの間の抵抗は、等価抵抗Ｒ２として表すことができる。オペアンプ２１０は、等価的なコンポーネントとしてのショットキーダイオードとして表すことができる。図２のトランジスタ及びダイオードは、等価的なコンポーネントとしてのキャパシタとして表すことができる。
【００３０】
したがって、ノードＣの電圧をＶＣ、ノードＤの電圧をＶＤとすると、電圧ＶＣと電圧ＶＤとの関係は、以下の式で表すことができる。
ＶＣ＝（１＋Ｒ１／Ｒ２）ＶＤ      （１）
【００３１】
表１の同じバッテリセルPrismatic Cell 496080を例として用いる場合、直列に配置された充電スイッチ１３１及び放電スイッチ１３２の抵抗（例えば、それぞれ約４．５ｍｏｈｍ）、並びに、保護装置１３０の抵抗（例えば、約１ｍｏｈｍ）を累積することによって、ノードＡとＢとの間の抵抗を約１０ｍｏｈｍに近似することができる。ノードＢとＤとの間の抵抗は、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲであって、通常、２００ｍｏｈｍ〜６１８ｍｏｈｍである。ノードＤとＥとの間の抵抗Ｒ２は、約１０ｍｏｈｍの感知抵抗１３３である。ノードＤの電圧ＶＤは、約１．２５Ｖの内蔵（built-in）基準電圧である。ノードＢもバッテリ管理回路１１０に接続されているので、ノードＢはノードＣとみなすことができる。
【００３２】
特に、一実施形態において、バッテリ保護回路１１１は、バッテリモジュール１４０内の異常状態の判別精度を高めるために、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲ値を５０％と１００％のバッテリレベルで推定する。一般に、バッテリモジュール１４０の充電電流は、５０％と１００％のバッテリレベルで非常に安定している。つまり、対応するＤＣＩＲ値の変化も非常に安定している。
【００３３】
例えば、バッテリモジュール１４０のバッテリレベルが５０％に達したとき、バッテリ保護回路１１１は、バッテリ管理回路１１０に通知して、充電電流Ｉｃｈａｒｇｅ５０（例えば、５０ｍＡ）をバッテリモジュール１４０に供給し、充電電流を供給する前のバッテリモジュール１４０の電圧Ｖｐａｃｋ＿５０Ａを推定した後に、充電電流を供給した後のバッテリモジュール１４０の電圧Ｖｐａｃｋ＿５０Ｂを推定する。よって、バッテリ保護回路１１１は、以下の式に従って、バッテリレベルが５０％のときのバッテリモジュール１４０の直流内部抵抗ＤＣＩＲ５０％を計算する。
ＤＣＩＲ５０％＝（Ｖｐａｃｋ＿５０Ａ−Ｖｐａｃｋ＿５０Ｂ）／Ｉｃｈａｒｇｅ５０      （２）
【００３４】
同様に、バッテリ保護回路１１１は、バッテリモジュール１４０のバッテリレベルが１００％に達したとき、バッテリ管理回路１１０に通知して、充電電流Ｉｃｈａｒｇｅ１００（例えば、２００ｍＡ又は０．１Ｃ）をバッテリモジュール１４０に供給し、充電電流を供給する前のバッテリモジュール１４０の電圧Ｖｐａｃｋ＿１００Ａを推定した後に、充電電流を供給した後のバッテリモジュール１４０の電圧Ｖｐａｃｋ＿１００Ｂを推定する。よって、バッテリ保護回路１１１は、以下の式に従って、バッテリレベルが１００％のときのバッテリモジュール１４０の直流内部抵抗ＤＣＩＲ１００％を計算する。
【００３５】
ＤＣＩＲ１００％＝（Ｖｐａｃｋ＿１００Ａ−Ｖｐａｃｋ＿１００Ｂ）／Ｉｃｈａｒｇｅ１００      （３）
【００３６】
バッテリモジュール１４０のバッテリレベルが５０％又は１００％に達したときにバッテリモジュール１４０のＤＣＩＲの推定値が異常である場合には、バッテリモジュール１４０の異常状態を充電モードで検出することができる。よって、バッテリモジュール１４０が携帯電子機器にダメージを与える前に、例えば保護装置１３０（例えば、ヒューズ）を遮断する等の必要な予防措置を事前に行うことができる。
【００３７】
一実施形態において、バッテリ保護回路１１１は、定期的にバッテリ管理回路１１０に通知して、充電電流をバッテリモジュール１４０に供給してもよい。バッテリ保護回路１１１は、異なる時間において、定期的にバッテリモジュール１４０のＤＣＩＲ値を推定してもよい。一方、バッテリ保護回路１１１は、表１に記録された所定のＤＣＩＲ値に従って、バッテリモジュール１４０内で異常状態が発生しているか否かを判別してもよい。
【００３８】
現在、従来のガスゲージＩＣは、測定された電圧を同じ放電深度（ＤＯＤ）での開回路電圧（ＯＣＶ）値と比較することによって、バッテリのバッテリレベルを推定するために用いられる。例えば、開回路電圧（ＯＣＶ）値は、放電深度（ＤＯＤ）及び時間Ｔの関数として表すことができる。また、従来のガスゲージＩＣで用いられるバッテリレベル検出技術は「バッテリ放電」用に設計されており、本発明の技術とは異なる。特に、本発明のバッテリモジュールの異常状態を検出する技術は、バッテリモジュールの充電中又は携帯電子機器が静止状態の間に実行することができる。
【００３９】
図４は、本発明の一実施形態による、バッテリ保護方法のフローチャートである。一実施形態において、バッテリモジュール１４０の異常状態は、現在のＤＣＩＲの推定値が、所定のＤＣＩＲ値が特定の動作温度の範囲内にある特定の倍数よりも高いか否かを判別することによって、検出することができる。
【００４０】
例えば、表１を参照すると、動作温度が０〜１５℃である場合、現在のＤＣＩＲ値が第１閾値（例えば、２００ｍｏｈｍ）の３倍よりも高いか否かを判別する。現在のＤＣＩＲ値が第１閾値の３倍よりも高い場合、バッテリモジュール１４０が異常であると判別され、保護装置１３０が遮断される。動作温度が１６〜３５℃である場合、現在のＤＣＩＲ値が第１閾値（例えば、２００ｍｏｈｍ）の２．５倍よりも高いか否かを判別する。現在のＤＣＩＲ値が第１閾値（例えば、２００ｍｏｈｍ）の２．５倍よりも高い場合、バッテリモジュール１４０が異常であると判別され、保護装置１３０が遮断される。動作温度が３６〜６０℃である場合、現在のＤＣＩＲ値が第１閾値（例えば、２００ｍｏｈｍ）の２倍よりも高いか否かを判別する。ＤＣＩＲ値が第１閾値（例えば、２００ｍｏｈｍ）の２倍よりも高い場合、バッテリモジュール１４０が異常であると判別され、保護装置１３０が遮断される。上述した状況でバッテリモジュール１４０が異常でないと判別された場合、バッテリ保護回路１１１は、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲを定期的に推定し、対応する判別を実行してもよい。バッテリモジュール１４０の動作温度が６０℃を超える場合、バッテリ管理回路１１０は、バッテリモジュール１４０のさらなる使用を直接禁止して、バッテリデバイス１００の潜在的な危険を抑制することができる。第１閾値の「特定の倍数」の値は、実際の条件に従って調整することができることに留意されたい。
【００４１】
工程４１０において、バッテリモジュール１４０が充電モードに移行したか否かを判別する。充電モードに移行した場合、工程４１２が実行される。そうでなければ、フローが終了する。
【００４２】
工程４１２において、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲを定期的にチェックする。
【００４３】
工程４１４において、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲを計算する。バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲの計算は、上述した実施形態を参照する。例えば、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲは、バッテリモジュール１４０の異なるバッテリレベルで、異なる方法で計算することができる。
【００４４】
工程４１６において、バッテリデバイスの現在の動作温度をチェックする。現在の動作温度が０〜１５℃の場合、工程４１８が実行される。動作温度が１６〜３５℃の場合、工程４２０が実行される。動作温度が３６〜６０℃である場合、工程４２２が実行される。
【００４５】
工程４１８において、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲが第１閾値Ｔ１の第１の倍数（例えば、３倍）より大きいか否かを判別する。大きい場合には、工程４３０が実行される。そうでなければ、工程４１２が実行される。
【００４６】
工程４２０において、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲが第１閾値Ｔ１の第２の倍数（例えば、２．５倍）より大きいか否かを判別する。大きい場合には、工程４３０が実行される。そうでなければ、工程４１２が実行される。
【００４７】
工程４２２において、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲが第１閾値Ｔ１の第３の倍数（例えば、２倍）より大きいか否かを判別する。大きい場合には、工程４３０が実行される。そうでなければ、工程４１２が実行される。第１の倍数、第２の倍数及び第３の倍数は、実際の条件に従って調整可能であることに留意されたい。
【００４８】
工程４３０において、保護装置１３０を遮断する。例えば、バッテリモジュール１４０のＤＣＩＲの異常状態が検出された場合、工程４３０を実行して、バッテリデバイス１００の潜在的な危険を防止するために、保護装置１３０（例えば、ヒューズ）を遮断する必要がある。
【００４９】
以上のように、本発明のバッテリデバイス及びバッテリ保護方法が提供される。バッテリ保護回路１１１は、バッテリデバイス１００内のバッテリ管理回路１１０（例えば、ガスゲージＩＣ）の保護メカニズムの他に、追加のバッテリ保護メカニズムを設けることができる。異なる動作温度下でＤＣＩＲ値に対して異なる判別を実行することによって、バッテリモジュール１４０の通常状態を検出することができる。
【００５０】
本発明では、好ましい実施例を前述したように開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当業者であれば誰でも、本発明の趣旨及び範囲を逸脱しない範囲内で各種の修正及び変更を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で特定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００５１】
１００…バッテリデバイス
１１０…バッテリ管理回路
１１１…バッテリ保護電路
１２０…補助バッテリ管理回路
１３０…保護装置
１３１…充電スイッチ
１３２…放電スイッチ
１３３…感知抵抗
１４０…バッテリモジュール
１４０Ａ〜１４０Ｄ…バッテリセル
Ｖｒｅｆ…基準電圧
Ｑ１…トランジスタ
Ｄ１…ダイオード
Ｄ２…ショットキーダイオード
Ｒ１，Ｒ２…抵抗
Ｃ１…キャパシタ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…ノード
Ｐ＋…正入力端子
Ｐ−…負出力端子
ＳＭＢｕｓ＿Ｃｌｏｃｋ…バスクロック信号
ＳＭＢｕｓ＿Ｄａｔａ…バスデータ信号
Ｂａｔｔｅｒｙ＿ＩＤ…バッテリ識別コード
Ｓｙｓｔｅｍ＿ＩＤ…システム識別コード
４１０〜４３０…工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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