(57)【要約】【課題】二種以上の電池セットが採用され、電子装置のサイズに応じて形式の違う電池セットを選択することができ、設計上においてフレキシブルであるハイブリッド型電池モジュール及びその充放電方法を提供すること。【解決手段】ハイブリッド型電池モジュールが、第一電池セットと、第一プログラマブルヒューズと、第一放電スイッチと、第一充電スイッチと、第一アナログフロントエンド回路と、第一サーミスターと、第二電池セットと、第二プログラマブルヒューズと、第二放電スイッチと、第二充電スイッチと、第二アナログフロントエンド回路と、第二サーミスターと、コントローラとからなり、充電電池モジュールが治具(Jig)に設置された場合、前記第一電池セット及び前記第二電池セットは電圧バランスの目的を達成すること。【選択図】図１
2008029188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド型充電電池モジュールであって、
第一電池セットと、
前記第一電池セットに接続される第一端を備えた第一プログラマブルヒューズと、
前記第一プログラマブルヒューズの第二端に接続される電源端を備えた第一放電スイッチと、
前記第一放電スイッチのドレイン端に接続されるドレイン端を備える第一充電スイッチと、
前記第一放電スイッチ及び前記第一充電スイッチの開／閉を制御するために前記第一電池セットの電圧または電流を検出する、前記第一放電スイッチ及び前記第一充電スイッチのゲート端にそれぞれ接続された第一アナログフロントエンド回路と、
前記第一電池セットの温度を感知することができる、グランドに接続される一端を備えた第一サーミスターと、
第二電池セットと、
前記第二電池セットに接続される第一端を備えた第二プログラマブルヒューズと、
前記第二プログラマブルヒューズの第二端に接続される電源端を備えた第二放電スイッチと、
前記第二放電スイッチのドレイン端に接続されるドレイン端を備えた第二充電スイッチと、
前記第二放電スイッチ及び前記第二充電スイッチの開／閉を制御するために前記第二電池セットの電圧または電流を検出する、前記第二放電スイッチ及び前記第二充電スイッチのゲート端にそれぞれ接続された第二アナログフロントエンド回路と、
前記第二電池セットの温度を感知することができる、グランドに接続される一端を備えた第二サーミスターと、
前記第一プログラマブルヒューズの制御端、前記第一サーミスターの他の一端、前記第二プログラマブルヒューズの制御端、前記第二サーミスターの他の一端、にそれぞれ接続されるコントローラとからなり、
前記充電電池モジュールが治具(Jig)に設置された場合、前記第一電池セット及び前記第二電池セットは電圧バランスの目的を達成することを特徴とするハイブリッド型充電電池モジュール。
【請求項２】
前記第一放電スイッチ、前記第一充電スイッチ、前記第二放電スイッチ及び前記第二充電スイッチは電界効果トランジスターであることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型充電電池モジュール。
【請求項３】
前記第一アナログフロントエンド回路及び前記第二アナログフロントエンド回路は集積回路であることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型充電電池モジュール。
【請求項４】
前記第一アナログフロントエンド回路及び前記第二アナログフロントエンド回路が検出した電圧値及び電流値と、前記第一サーミスター及び前記第二サーミスターが感知した温度値を記憶することができる、前記コントローラに接続される記憶装置を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型充電電池モジュール。
【請求項５】
前記記憶装置は電気的に内容を書き換えることができる記憶装置であることを特徴とする請求項４記載のハイブリッド型充電電池モジュール。
【請求項６】
請求項１記載のハイブリッド型電池モジュールが、前記第一プログラマブルヒューズの制御端及び前記第二プログラマブルヒューズの制御端にそれぞれ接続される、内部に電圧コンパレータを備えた第一安全保護回路及び第二安全保護回路を更に備え、
前記第一電池セット及び／または前記第二電池セットを保護するため、前記第一電池セット及び前記第二電池セットの電圧が予め設定された値より高い場合、制御端を制御して前記第一プログラマブルヒューズ及び／または前記第二プログラマブルヒューズを焼損することを特徴とするハイブリッド型電池モジュール。
【請求項７】
前記第一放電スイッチ、前記第一充電スイッチ、前記第一アナログフロントエンド回路及び前記充電電池モジュールの出力端の間に接続される第一前充電回路と、前記第二放電スイッチ、前記第二充電スイッチ、前記第二アナログフロントエンド回路及び前記充電電池モジュールの出力端の間に接続される第二前充電回路とを更に備え、前記第一電池セット及び前記第二電池セットに対して小電流を提供して前充電を行うことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型充電電池モジュール。
【請求項８】
前記第一前充電回路及び前記第二前充電回路は電界効果トランジスターであることを特徴とする請求項７記載のハイブリッド型充電電池モジュール。
【請求項９】
前記治具(jig)が、
前記第一電池セットの電流の逆流の防止に用いられる第一ダイオードと、
前記第一ダイオードに接続される一端を備え、前記第一電池セットに流れる電流を制限することに用いられる第一限流抵抗器と、
第二電池セットの電流の逆流防止に用いられる第二ダイオードと、
前記第二ダイオードに接続される一端を備え、前記第二電池セットに流れる電流を制限することに用いられる第二限流抵抗器と、
前記第一ダイオード及び前記第二ダイオードの正極にそれぞれ接続される第一出力端と、
前記第一電池セット及び前記第二電池セットの負極にそれぞれ接続される第二出力端とからなり、
前記第一出力端及び前記第二出力端に負荷が接続され、前記第一電池セット及び前記第二電池セットは治具の中において閉鎖回路を形成し、前記第一限流抵抗器及び前記第二限流抵抗器によってそれぞれ放電を行うことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド型充電電池モジュール。
【請求項１０】
ハイブリッド型充電電池モジュールの製造方法であって、以下のステップを含む：
複数の電池胞体の中から第一規範に符合する一組の第一電池胞体を探し出し、第二規範に符合する他の一組の第二電池胞体を探し出すステップ。
複数の前記第一電池胞体及び複数の前記第二電池胞体を前記第一電池セット及び前記第二電池セットにそれぞれ組み合わせるステップ。
コントロールパネルを提供し、前記第一電池セット及び前記第二電池セットにそれぞれ接続するステップ。
前記治具を通じて前記第一電池セット及び前記第二電池セットに対して放電を行うステップ。
前記第一電池セット及び前記第二電池セットの電圧がバランスしたかを判断し、まだであれば引き続き放電を行うステップ。
前記治具を取り去り、前記第一電池セット及び前記第二電池セットに対して充電を行うことを特徴とするハイブリッド型充電電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記複数の電池胞体の中から第一規範に符合する一組の前記第一電池胞体を探し出し、第二規範に符合する他の一組の前記第二電池胞体を探し出すステップにおいて、前記第一規範及び前記第二規範は前記電池胞体の電圧であるものを特徴とする請求項10記載の製造方法。
【請求項１２】
前記コントロールパネルを提供するステップにおいて、前記コントロールパネルは充電スイッチ及び放電スイッチを更に備え、かつ常時設定値はともにオフであることを特徴とする請求項10記載の製造方法。
【請求項１３】
治具を通じて前記第一電池セット及び前記第二電池セットに対して放電を行うステップにおいて、前記充電スイッチはオフであり、前記放電スイッチはオンであり、電圧バランスの目的を達成するために前記第一電池セット及び前記第二電池セットを小電流によって放電を行うことを特徴とする請求項12記載の製造方法。
【請求項１４】
前記第一電池セット及び前記第二電池セットの電圧がバランスしたかを判断し、まだであれば引き続き放電を行うステップにおいて、前記第一電池セット及び前記第二電池セットの放電電流比の値がバランスに到達したら直ちに放電が停止されることを特徴とする請求項12記載の製造方法。
【請求項１５】
前記治具を取り去り、前記第一電池セット及び前記第二電池セットに対して充電を行うステップにおいて、前記充電スイッチはオンであり、前記放電スイッチはオフであり、前記第一電池セット及び前記第二電池セットは安全制御法則によって出荷電圧に至るまで充電を行うことを特徴とする請求項12記載の製造方法。
【請求項１６】
前記安全制御法則は前記第一電池セット及び前記第二電池セットの温度、電圧及び電流等パラメータの状態によって判定を行い、前記充電スイッチをオフにするかを決めることを特徴とする請求項15記載の製造方法。
【請求項１７】
前記充電スイッチ及び前記放電スイッチは電界効果トランジスターであることを特徴とする請求項12記載の製造方法。
【請求項１８】
ハイブリッド型充電電池モジュールの充電方法であって、
前記充電電池モジュールは前記第一電池セット及び前記第二電池セット、前記第一充電スイッチ及び前記第二充電スイッチ、前記第一ヒューズ及び前記第二ヒューズを備え、前記充電方法は以下のステップを含む：
前記第一電池セット及び前記第二電池セットを充電状態に切り換えるステップ。
前記第一充電スイッチ及び前記第二充電スイッチをオンにし、前記第一電池セット及び前記第二電池セットに対してそれぞれ充電を行うステップ。
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの電圧が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に前記第一充電スイッチ及び前記第二充電スイッチをオフにするステップ。
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの充電電流が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に前記第一充電スイッチ及び前記第二充電スイッチをオフにするステップ。
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの充電温度が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に前記第一充電スイッチ及び前記第二充電スイッチをオフにするステップ。
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの電圧がアンバランスであるかを判断し、そうであれば同時に前記第一ヒューズ及び前記第二ヒューズを焼損するステップ。
前記第一充電スイッチまたは前記第二充電スイッチが故障しているかを判断し、そうであれば同時に前記第一ヒューズ及び前記第二ヒューズを焼損するステップ。
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの電圧が臨界電圧を超えているかを判断し、そうであれば同時に前記第一ヒューズ及び前記第二ヒューズを焼損するステップ。
前記第一電池セット及び前記第二電池セットの充電が飽和したかを判断し、まだであれば引き続き充電するステップ。
前記第一充電スイッチ及び前記第二充電スイッチをそれぞれオフにすることを特徴とするハイブリッド型充電電池モジュールの充電方法。
【請求項１９】
前記第一充電スイッチ及び前記第二充電スイッチは電界効果トランジスターであり、前記第一ヒューズ及び前記第二ヒューズはプログラマブルヒューズであるものを特徴とする請求項18記載の充電方法。
【請求項２０】
前記第一電池セット及び前記第二電池セットの電圧が高すぎるかを判断するステップにおいて、前記高すぎる電圧値は4.3Vであることを特徴とする請求項18記載の充電方法。
【請求項２１】
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの電圧が臨界電圧を超えたかを判断するステップにおいて、前記臨界電圧値は4.4Vであることを特徴とする請求項18記載の充電方法。
【請求項２２】
ハイブリッド型充電電池モジュールの放電方法であって、
前記充電電池モジュールに前記第一電池セット及び前記第二電池セット、前記第一放電スイッチ及び前記第二放電スイッチ、前記第一ヒューズ及び前記第二ヒューズを備え、前記放電方法は以下のステップを含む：
前記第一電池セット及び前記第二電池セットを放電状態に切り換えるステップ。
前記第一放電スイッチ及び前記第二放電スイッチをオンにし、前記第一電池セット及び前記第二電池セットに対してそれぞれ放電を行うステップ。
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの電圧が低すぎるかを判断し、そうであれば同時に前記第一放電スイッチ及び前記第二放電スイッチをオフにするステップ。
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの放電電流が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に前記第一放電スイッチ及び前記第二放電スイッチをオフにするステップ。
前記第一電池セットまたは前記第二電池セットの放電温度が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に前記第一放電スイッチ及び前記第二放電スイッチをオフにするステップ。
前記第一放電スイッチまたは前記第二放電スイッチが故障したかを判断し、そうであれば同時に前記第一ヒューズ及び前記第二ヒューズを焼損することを特徴とするハイブリッド型充電電池モジュールの放電方法。
【請求項２３】
前記第一放電スイッチ及び前記第二放電スイッチは電界効果トランジスターであり、前記第一ヒューズ及び前記第二ヒューズはプログラマブルヒューズであることを特徴とする請求項22記載の放電方法。
【請求項２４】
前記第一電池セット及び前記第二電池セットの電圧が低すぎるかを判断するステップにおいて、前記低すぎる電圧値は2.5Vであることを特徴とする請求項22記載の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド型充電電池モジュール及びその製造と充放電方法に関する。特に治具(jig)を通じて形式の違う充電電池セットの電圧をバランスにし、形式の違う充電電池セットは同時に充放電を行うことができることに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の充電電池モジュール及びその充放電方法について、例えばアメリカ合衆国US 2005116686号公報は電池装置に複数の電池セットを備えたものを開示しており、それの主要は単一（特定）電池の減衰現象の防止に用いられ、そのうち、各電池セットは一つまたは多数個の電池から構成され、このようなハイブリッド型電池装置は電子装置のCPUが電池セットの充／放電の循環回数によってどの電池が活動(active)状態を維持しているかを判断するので、各電池セットはシーケンス(sequence)型である。ところがその特許案では、その中の一つの電池が充、放電の過程において問題が発生した場合、同時に電池の充電スイッチをオフにすることができないので、充電電池は損害しやすくなり、かつその特許案の電池セットはシーケンスをもって充、放電を行っているので、それの負荷能力はやや低く、かつ充、放電の時間もやや長いという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の主要目的は二種以上の電池セットが採用され、電子装置のサイズに応じて形式の違う電池セットを選択することができ、設計上においてフレキシブルであるハイブリッド型充電電池モジュール及びその製造と充放電方法を提供するものである。
【０００４】
本発明のもう一つの目的はそれの充／放電制御法は並列(parallel)方式の充放電を採用し、より高い負荷能力及びより短い充電時間を備えるハイブリッド型充電電池モジュール及びその製造と充放電方法を提供するものである。
【０００５】
本発明の更に一つの目的はそれの充／放電制御法は並列方式の充放電を採用し、二種形式の違う電池セットは電圧（電位）のバランスを維持し、それに蓄えられたエネルギーを充分に使うことができるハイブリッド型充電電池モジュール及びその製造と充放電方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールは、
第一電池セットと、前記第一電池セットに接続される第一端を備えた第一プログラマブルヒューズと、前記第一プログラマブルヒューズの第二端に接続される電源端を備えた第一放電スイッチと、前記第一放電スイッチのドレイン端に接続されるドレイン端を備える第一充電スイッチと、前記第一放電スイッチ及び前記第一充電スイッチの開／閉を制御するために前記第一電池セットの電圧または電流を検出する、前記第一放電スイッチ及び前記第一充電スイッチのゲート端にそれぞれ接続された第一アナログフロントエンド回路と、前記第一電池セットの温度を感知することができる、グランドに接続される一端を備えた第一サーミスターと、第二電池セットと、前記第二電池セットに接続される第一端を備えた第二プログラマブルヒューズと、前記第二プログラマブルヒューズの第二端に接続される電源端を備えた第二放電スイッチと、前記第二放電スイッチのドレイン端に接続されるドレイン端を備えた第二充電スイッチと、前記第二放電スイッチ及び前記第二充電スイッチの開／閉を制御するために前記第二電池セットの電圧または電流を検出する、前記第二放電スイッチ及び前記第二充電スイッチのゲート端にそれぞれ接続された第二アナログフロントエンド回路と、前記第二電池セットの温度を感知することができる、グランドに接続される一端を備えた第二サーミスターと、前記第一プログラマブルヒューズの制御端、前記第一サーミスターの他の一端、前記第二プログラマブルヒューズの制御端、前記第二サーミスターの他の一端、にそれぞれ接続されるコントローラとからなり、
前記充電電池モジュールが治具(Jig)に設置された場合、前記第一電池セット及び前記第二電池セットは電圧バランスの目的を達成すること。
【０００７】
また、前記第一アナログフロントエンド回路及び前記第二アナログフロントエンド回路が検出した電圧値及び電流値と、前記第一サーミスター及び前記第二サーミスターが感知した温度値を記憶することができる、前記コントローラに接続される記憶装置を更に備えることが好適である。
【０００８】
また、前記第一プログラマブルヒューズの制御端及び前記第二プログラマブルヒューズの制御端にそれぞれ接続される、内部に電圧コンパレータを備えた第一安全保護回路及び第二安全保護回路を更に備え、
前記第一電池セット及び／または前記第二電池セットを保護するため、前記第一電池セット及び前記第二電池セットの電圧が予め設定された値より高い場合、制御端を制御して前記第一プログラマブルヒューズ及び／または前記第二プログラマブルヒューズを焼損することが好適である。。
また、前記第一放電スイッチ、前記第一充電スイッチ、前記第一アナログフロントエンド回路及び前記充電電池モジュールの出力端の間に接続される第一前充電回路と、前記第二放電スイッチ、前記第二充電スイッチ、前記第二アナログフロントエンド回路及び前記充電電池モジュールの出力端の間に接続される第二前充電回路とを更に備え、前記第一電池セット及び前記第二電池セットに対して小電流を提供して前充電を行うことが好適である。
【０００９】
また、前記ハイブリッド型充電電池モジュールの前記治具が、
前記第一電池セットの電流の逆流の防止に用いられる第一ダイオードと、
前記第一ダイオードに接続される一端を備え、前記第一電池セットに流れる電流を制限することに用いられる第一限流抵抗器と、
第二電池セットの電流の逆流防止に用いられる第二ダイオードと、
前記第二ダイオードに接続される一端を備え、前記第二電池セットに流れる電流を制限することに用いられる第二限流抵抗器と、
前記第一ダイオード及び前記第二ダイオードの正極にそれぞれ接続される第一出力端と、
前記第一電池セット及び前記第二電池セットの負極にそれぞれ接続される第二出力端とからなり、
前記第一出力端及び前記第二出力端に負荷が接続され、前記第一電池セット及び前記第二電池セットは治具の中において閉鎖回路を形成し、前記第一限流抵抗器及び前記第二限流抵抗器によってそれぞれ放電を行うことが好適である。
【００１０】
さらに、上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールの製造方法には次のステップを含む：複数の電池胞体の中から第一規範に符合する一組の第一電池胞体を探し出し、並び第二規範に符合する他の一組の第二電池胞体を探し出す。複数の第一電池胞体及び複数の第二電池胞体を第一電池セット及び第二電池セットにそれぞれ組み合わせる。コントロールパネルを提供し、並びに第一電池セット及び第二電池セットにそれぞれ接続する。治具を通じて第一電池セット及び第二電池セットに対して放電を行う。第一電池セット及び第二電池セットの電圧がバランスしたかを判断し、まだであれば引き続き放電を行う。治具を取り去り、第一電池セット及び第二電池セットに対して充電を行う。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールの充電方法において、前記充電電池モジュールは第一電池セット及び第二電池セット、第一充電スイッチ及び第二充電スイッチ、第一ヒューズ及び第二ヒューズを備え、前記充電方法は次のステップを含む：第一電池セット及び第二電池セットを充電状態に切り換える。第一充電スイッチ及び第二充電スイッチをそれぞれオンにし、並びに第一電池セット及び第二電池セットに対して充電を行う。第一電池セットまたは第二電池セットの電圧が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ及び第二充電スイッチをオフにする。第一電池セットまたは第二電池セットの充電電流が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ及び第二充電スイッチをオフにする。第一電池セットまたは第二電池セットの充電温度が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ及び第二充電スイッチをオフにする。第一電池セットまたは第二電池セットの電圧がアンバランスであるかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ及び第二ヒューズを焼損する。第一充電スイッチまたは第二充電スイッチが故障しているかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ及び第二ヒューズを焼損する。第一電池セットまたは第二電池セットの電圧が臨界電圧を超えているかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ及び第二ヒューズを焼損する。第一電池セット及び第二電池セットの充電が飽和したかを判断し、まだであれば引き続き充電する。第一充電スイッチ及び第二充電スイッチをそれぞれオフにする。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールの放電方法において、前記充電電池モジュールは第一電池セット及び第二電池セット、第一放電スイッチ及び第二放電スイッチ、第一ヒューズ及び第二ヒューズを備え、前記放電方法は次のステップを含む：第一電池セット及び第二電池セットを放電状態に切り換える。第一放電スイッチ及び第二放電スイッチをそれぞれオンにし、並びに第一電池セット及び第二電池セットに対して放電を行う。第一電池セットまたは第二電池セットの電圧が低すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ及び第二放電スイッチをオフにする。第一電池セットまたは第二電池セットの放電電流が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ及び第二放電スイッチをオフにする。第一電池セットまたは第二電池セットの放電温度が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ及び第二放電スイッチをオフにする。第一放電スイッチまたは第二放電スイッチが故障したかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ及び第二ヒューズを焼損する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示す本発明のハイブリッド型充電電池モジュールのブロックダイアグラム(block diagram)を参照ください。図面に示すように、本発明のハイブリッド型電池モジュールには少なくとも第一電池セット10、第一プログラマブルヒューズ11、第一放電スイッチ12、第一充電スイッチ13、第一アナログフロントエンド回路14、第一サーミスター15、第二電池セット20、第二プログラマブルヒューズ21、第二放電スイッチ22、第二充電スイッチ23、第二アナログフロントエンド回路24、第二サーミスター25、及びコントローラ30を含み構成される。
【００１４】
そのうち、第一電池セット10は充電電池であり、それには複数個の電池胞体を含む。
【００１５】
第一プログラマブルヒューズ11は三つの端子を備え、第一端は第一電池セット10に接続され、第二端は第一放電スイッチ12の電源端に接続され、他の制御端はコントローラ30に接続される。コントローラ30は低電圧を制御端へ出力することによって電流を第一端-制御端及び第二端-制御端の間で流れるようにし、それでの抵抗（図面には示されていない）の温度を上昇させて第一プログラマブルヒューズ11を焼損する。
【００１６】
第一放電スイッチ12、それは例えば電界効果トランジスター(FET)であるがそれに限らず、かつそれの電源端は第一プログラマブルヒューズ11の第二端に接続される。
【００１７】
第一充電スイッチ13、それは例えば電界効果トランジスター(FET)であるがそれに限らず、かつそれのドレイン端は第一放電スイッチ12のドレイン端に接続される。
【００１８】
第一アナログフロントエンド回路14は集積回路であり、それはそれぞれ第一放電スイッチ12及び第一充電スイッチ13のゲート端に接続され、それには測定器（図面には示されていない）が設けられて第一電池セット10の電圧または電流を測定することができ、並びにそれによって第一放電スイッチ12及び第一充電スイッチ13の開／閉を制御する。
【００１９】
第一サーミスター15の一端はグランドに接続され、他の一端はコントローラ30に接続され、それは第一電池セット10の温度を感知し、並びにコントローラ30に伝送して処理を行う。
【００２０】
第二電池セット20も充電電池であり、かつそれは複数個の電池胞体を含む。
【００２１】
第二プログラマブルヒューズ21は三つの端子を備え、第一端は第二電池セット20に接続され、第二端は第二放電スイッチ22の電源端に接続され、他の制御端はコントローラ30に接続される。コントローラ30は低電圧を制御端へ出力することによって電流を第一端-制御端及び第二端-制御端の間で流れるようにし、それでの抵抗（図面には示されていない）の温度を上昇させて第二プログラマブルヒューズ21を焼損する。
【００２２】
第二放電スイッチ22、それは例えば電界効果トランジスター(FET)であるがそれに限らず、かつそれの電源端は第二プログラマブルヒューズ21の第二端に接続される。
【００２３】
第二充電スイッチ23、それは例えば電界効果トランジスター(FET)であるがそれに限らず、かつそれのドレイン端は第二放電スイッチ22のドレイン端に接続される。
【００２４】
第二アナログフロントエンド回路24は集積回路であり、それはそれぞれ第二放電スイッチ22及び第二充電スイッチ23のゲート端に接続され、それには測定器（図面には示されていない）が設けられて第二電池セット20の電圧または電流を検出することができ、並びにそれによって第一放電スイッチ22及び第一充電スイッチ23の開／閉を制御する。
【００２５】
第二サーミスター25の一端はグランドに接続され、他の一端はコントローラ30に接続され、それは第二電池セット20の温度を感知し、並びにコントローラ30に伝送して処理を行う。
【００２６】
コントローラ30はそれぞれ第一サーミスター15の他の一端、第一プログラマブルヒューズ11の制御端、第二サーミスター25の他の一端、第二プログラマブルヒューズ21の制御端に接続され、それは第一アナログフロントエンド回路14、第一サーミスター15が感知した第一電池セット10の電圧、電流及び温度等パラメータを受信することができ、及び第二アナログフロントエンド回路24、第二サーミスター25が感知した第二電池セット20の電圧、電流及び温度等パラメータを受信することができ、それによって制御信号を第一プログラマブルヒューズ11の制御端、及び第二プログラマブルヒューズ21の制御端に出力し、第一プログラマブルヒューズ11及び第二プログラマブルヒューズ21を焼損する。または制御信号を第一アナログフロントエンド回路14及び第二アナログフロントエンド回路24に出力し、同時に第一放電スイッチ12または第一充電スイッチ13、及び第二放電スイッチ22または第二充電スイッチ23をオフにし、第一電池セット10及び第二電池セット20の充、放電作業を止める。
【００２７】
この外、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールには更に記憶装置35が含まれ、それは例えば電子削除可能の記憶装置(EEPROM)であるがそれに限らず、それはコントローラ30に接続され、コントローラ30の参考のために、第一アナログフロントエンド回路14、及び第二アナログフロントエンド回路24に感知された電圧値及び電流値、並びに第一サーミスター15及び第二サーミスター25が感知した温度値を記憶することがでる。
【００２８】
この外、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールには更に第一安全保護回路40及び第二安全保護回路45が含まれ、それらはそれぞれ第一プログラマブルヒューズ11の制御端及び第二プログラマブルヒューズ21の制御端に接続され、それらの内部には電圧コンパレータが備えられ(図面には示されていない)、第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が予め設定された値より高い場合、その制御端を制御して第一プログラマブルヒューズ11及び／または第二プログラマブルヒューズ21を焼損し、第一電池セット10及び／または第二電池セット20を保護する。
【００２９】
この外、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールは更に第一前充電回路50及び第二前充電回路55が備えられ、その第一前充電回路50は第一放電スイッチ12、第一充電スイッチ13、第一アナログフロントエンド回路14及び充電電池モジュールの出力端(BATT+)の間に接続され、第二前充電回路55は第二放電スイッチ22、第二充電スイッチ23、第二アナログフロントエンド回路24及び充電電池モジュールの出力端(BATT+)の間に接続され、第一電池セット10及び第二電池セット20に対して前充電を行うことができる小電流を提供する。その第一前充電回路50及び第二前充電回路55は電界効果トランジスターである。
【００３０】
図２に示す本案最適実施例のハイブリッド型充電電池モジュールが治具60の中に設置された意表図である。図面に示すように、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールは使用時に治具60によって放電を行い、第一電池セット10及び第二電池セット20の電流の比例を固定の値に到達させる必要がある。その治具60には更に第一ダイオード61、第一限流抵抗器62、第二ダイオード63、第二限流抵抗器64、第一出力端65及び第二出力端66を含む。
【００３１】
そのうち、第一ダイオード61は第一電池セットの電流の逆流の防止に用いられる。
【００３２】
第一限流抵抗器62、その一端は第一ダイオード61に接続され、第一電池セット10に流れる電流を制限することに用いられる。
【００３３】
第二ダイオード63は第二電池セット20の電流の逆流の防止に用いられる。
【００３４】
第二限流抵抗器64、その一端は第二ダイオード63に接続され、第二電池セット20に流れる電流を制限することに用いられる。
【００３５】
第一出力端65、それはそれぞれ第一ダイオード61及び第二ダイオード63の正極に接続され、負荷（図面には示されていない）の一端への接続に用いられる。
【００３６】
第二出力端66、それはそれぞれ第一電池セット10及び第二電池セット20の負極に接続され、負荷（図面には示されていない）の他の一端への接続に用いられる。負荷が第一出力端65及び第二出力端66に接続された場合、第一電池セット10及び第二電池セット20はそれぞれ第一限流抵抗器62、第一ダイオード61及び第二限流抵抗器64、第二ダイオード63を経由して放電を行うことができる。その第一限流抵抗器62及び第二限流抵抗器64は第一電池セット10及び第二電池セット20内部のインピーダンス(impedance)の違いによって、第一電池セット10及び第二電池セット20に流れる電流を最終的にその電流の比例が固定値に達するまで分配する。
【００３７】
このように、上記ハイブリッド型充電電池モジュール及びその治具60により、本発明は並列型充放電を達成してより高い負荷能力及びより低い充電時間を備えることができるので、確かに従来のハイブリッド型充電電池モジュールの欠点を改善することができる。
【００３８】
この外、本発明はまたハイブリッド型充電電池モジュールの製造方法を提供する。図３に示す本案最適実施例のハイブリッド型電池モジュールの製造方法のフローダイアグラムを参照ください。図面に示すように、本発明のハイブリッド型電池モジュールの製造方法において、それには次のステップを含む：複数の電池胞体の中から第一規範に符合する一組の第一電池胞体を探し出し、並び第二規範に符合する他の一組の第二電池胞体を探し出す(ステップ１)。それぞれ複数の第一電池胞体及び複数の第二電池胞体を第一電池セット10及び第二電池セット20に組み合わせる(ステップ２)。コントロールパネルを提供し、並びにそれぞれ第一電池セット10及び第二電池セット20と接続する(ステップ３)。治具60を通じて第一電池セット10及び第二電池セット20に対して放電を行う(ステップ４)。第一電池セット10及び第二電池セット20の電圧がバランスしたかを判断し、まだであれば引き続き放電を行う(ステップ５)。治具60を取り去り、かつ充、放電スイッチ12、13、22、23等をオンにし、この場合第一電池セット10及び第二電池セット20は並列の充放電を行うことができる(ステップ６)。
【００３９】
ステップ１において、それら複数の電池胞体は同一メーカ(maker)の製品であるがロットナンバー(lot number)が違う、または違うメーカの製品でなおかつロットナンバーも違う、ロットナンバーの違う電池胞体の出荷電圧は多少の差異があるので、その中から第一規範に符合する一組の第一電池胞体を探し出し、並び第二規範に符合する他の一組の第二電池胞体を探し出す必要があり、そのうち、第一規範及び第二規範は出荷電圧を指し、例えば第一規範は3.5±2mVであり、第二規範は3.7±2mVである。
【００４０】
ステップ２において、それぞれ第一規範に符合する複数の第一電池胞体及び第二規範に符合する複数の第二電池胞体を第一電池セット10及び第二電池セット20に組み合わせるが、その第一電池セット10及び第二電池セット20は例えであるがそれに限らず六個の電池胞体が備えられる。
【００４１】
ステップ３において、コントロールパネル（図面には示されていない）を提供し、並びにそれぞれ第一電池セット10及び第二電池セット20と接続するが、そのコントロールパネルには図１に示す第一プログラマブルヒューズ11、第一放電スイッチ12、第一充電スイッチ13、第一アナログフロントエンド回路14、第一サーミスター15、第二プログラマブルヒューズ21、第二放電スイッチ22、第二充電スイッチ23、第二アナログフロントエンド回路24、第二サーミスター25、及びコントローラ30が備えられ、かつステップ３において、第一放電スイッチ12、第一充電スイッチ13、第二放電スイッチ22及び第二充電スイッチ23はすべてオフの状態である。
【００４２】
ステップ４において、治具60を通じて第一電池セット10及び第二電池セット20に対して放電を行うが、その第一電池セット10及び第二電池セット20は治具60を通じ、電圧がバランスするまで小電流をもって放電を行うことができる。
【００４３】
ステップ５において、第一電池セット10または第二電池セット20の電圧がバランスしたかを判断し、まだであれば引き続き放電を行うが、第一電池セット10及び第二電池セット20の放電電流比の値がバランスに達した場合、電圧がバランスしたことを表すので放電は止まる。
【００４４】
ステップ６において、治具60を取り去り、かつ充、放電スイッチ12、13、22、23等をオンにし、この場合第一電池セット10及び第二電池セット20は並列の充放電を行うことができるが、その第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23はオンにされ、第一電池セット10及び第二電池セット20が出荷電圧になるまで充電を行う。
【００４５】
この外、本発明はまたハイブリッド型充電電池モジュールの充電方法を提供する。図４に示す本案最適実施例のハイブリッド型充電電池モジュールの充電方法のフローダイアグラムを参照ください。図面に示すように、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールの充電方法において、その充電電池モジュールには第一電池セット10及び第二電池セット20、第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23、第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21が備えられ、それには次のステップを含む：第一電池セット10及び第二電池セット20を充電状態に切り換える(ステップ１)。それぞれ第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23をオンにし、並びに第一電池セット10及び第二電池セット20に対して充電を行う(ステップ２)。第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23をオフにする(ステップ３)。第一電池セット10または第二電池セット20の充電電流が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ13及び第二放電スイッチ23をオフにする(ステップ４)。第一電池セット10または第二電池セット20の充電温度が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23をオフにする(ステップ５)。
第一電池セット10または第二電池セット20の電圧がアンバランスであるかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損する(ステップ６)。第一充電スイッチ13または第二充電スイッチ23が故障しているかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損する(ステップ７)。第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が臨界電圧を超えているかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損する(ステップ８)。第一電池セット10及び第二電池セット20の充電が飽和したかを判断し、まだであれば引き続き充電する(ステップ９)。それぞれ第一充電スイッチ11及び第二充電スイッチ21をオフにする(ステップ10)。
【００４６】
ステップ２において、それぞれ第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23をオンにし、並びに第一電池セット10及び第二電池セット20に対して充電を行うが、その第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23は電界効果トランジスターである。
【００４７】
ステップ３において、第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23をオフにするが、その高すぎる電圧は4.3Vであり、すなわち第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が4.3Vより高い場合、第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23はオフされ、第一電池セット10または第二電池セット20の構造が破壊されることを避ける。
【００４８】
ステップ４において、第一電池セット10または第二電池セット20の充電電流が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23をオフにし、第一電池セット10または第二電池セット20が焼損されることを避ける。
【００４９】
ステップ５において、第一電池セット10または第二電池セット20の充電温度が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23をオフにし、第一電池セット10または第二電池セット20が焼損されることを避ける。
【００５０】
ステップ６において、第一電池セット10または第二電池セット20の電圧がアンバランスであるかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損し、電圧のアンバランスによって発生する電流が電圧の低い電池セットに流れ込み、その電池セットが焼損されることを避ける。
【００５１】
ステップ７において、第一充電スイッチ13または第二充電スイッチ23が故障しているかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損する。その記憶装置35にはそれぞれ第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23の状態を記録するビット(bit)があり、例えばオン時の状態は１、オフ時の状態は０であるので、第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23がオフである場合、コントローラ30で読み取った状態値は０であるが、それでも回路上に電流があると感知したら第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23が故障したことを表すので、同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損し、第一電池セット10または第二電池セット20が焼損されることを避ける。
【００５２】
ステップ８において、第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が臨界電圧を超えているかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損するが、その臨界電圧は4.4Vである。
【００５３】
このほか、本発明はまたハイブリッド型充電電池モジュールの放電方法を提供する。図５に示す本発明のハイブリッド型充電電池モジュールの放電方法のフローダイアグラムを参照ください。図面に示すように、本発明のハイブリッド型充電電池モジュールの放電方法において、その充電電池モジュールには第一電池セット10及び第二電池セット20、第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22、第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を備え、その放電方法は次のステップを含む：第一電池セット10及び第二電池セット20を放電状態に切り換える(ステップ１)。それぞれ第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22をオンにし、並びに第一電池セット10及び第二電池セット20に対して放電を行う(ステップ２)。第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が低すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22をオフにする(ステップ３)。第一電池セット10または第二電池セット20の放電電流が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22をオフにする(ステップ４)。第一電池セット10または第二電池セット20の放電温度が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22をオフにする(ステップ５)。第一放電スイッチ12または第二放電スイッチ22が故障しているかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損する(ステップ６)。
【００５４】
ステップ２において、それぞれ第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22をオンにし、並びに第一電池セット10及び第二電池セット20に対して放電を行うが、その第一電池セット10及び第二電池セット20は電界効果トランジスターである。
【００５５】
ステップ３において、第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が低すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22をオフにするが、その低すぎる電圧値は2.5Vであり、すなわち、第一電池セット10または第二電池セット20の電圧が2.5Vより低すぎた場合、その第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22はオフされる。
【００５６】
ステップ４において、第一電池セット10または第二電池セット20の放電電流が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22をオフにし、第一電池セット10または第二電池セット20が焼損されることを避ける。
【００５７】
ステップ５において、第一電池セット10または第二電池セット20の放電温度が高すぎるかを判断し、そうであれば同時に第一放電スイッチ12及び第二放電スイッチ22をオフにし、第一電池セット10または第二電池セット20が焼損されることを避ける。
【００５８】
ステップ６において、第一放電スイッチ12または第二放電スイッチ22が故障しているかを判断し、そうであれば同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損し、電池セットが壊れることを避ける。その記憶装置35にはそれぞれ第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23の状態を記録するビットがあり、例えばオン時の状態は１、オフ時の状態は０であるので、第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23がオフである場合、コントローラ30で読み取った状態値は０であるが、それでも回路上に電流があると感知したら第一充電スイッチ13及び第二充電スイッチ23が故障したことを表すので、同時に第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21を焼損し、第一電池セット10または第二電池セット20が焼損されることを避ける。この外、その第一ヒューズ11及び第二ヒューズ21はプログラマブルヒューズである。
【００５９】
だから、本案の実施を経由すれば、それには次の長所がある：
１．二種以上の電池セットを採用し、電子装置のサイズに応じて違う形式の電池セットを選択することができ、設計上はよりフレキシブルである。
２．それの充／放電制御方式は並列型充放電を採用しているので、より高い負荷能力及びより短い充電時間が備えられる。
３．それの充／放電制御方式は並列型充放電を採用しているので、二種形式の違う電池セットは電圧（電位）のバランスを維持し、それに貯えたエネルギーを充分に使うことができる長所がある。
このほか、本発明の充電電池モジュール及びそれの製造及び充放電方法は、その充電電池モジュールが充電または放電モードにいるかに拘わらず、その内の一つの電池セットに不正常または臨界安全条件にに出逢った場合、直ちに同時に二つの電池セットの充電スイッチ、放電スイッチまたはヒューズをオフにし、電池セットの破壊が避けられるので、確かに従来の充電電池モジュール及びそれの充放電方法の欠点を改善することができる。
【００６０】
本案に開示されたのは最適実施例だけであり、およそ局部的変更または改修で、本案の技術的思想においてその技術を熟知するものが推知しやすいものであれば、すべて本案の特許範疇から離脱しないものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本案最適実施例のハイブリッド型充電電池モジュールのブロックダイアグラムである。
【図２】本案最適実施例のハイブリッド型充電電池モジュールを治具の中に設置した意表図である。
【図３】本案最適実施例のハイブリッド型充電電池モジュールの製造方法のフローダイアグラムである。
【図４】本案最適実施例のハイブリッド型充電電池モジュールの充電方法のフローダイアグラムである。
【図５】本案最適実施例のハイブリッド型充電電池モジュールの放電方法のフローダイアグラムである。
【符号の説明】
【００６２】
10  第一電池セット
11  第一プログラマブルヒューズ
12  第一放電スイッチ
13  第一充電スイッチ
14  第一アナログフロントエンド回路
15  第一サーミスター
20  第二電池セット
21  第二プログラマブルヒューズ
22  第二放電スイッチ
23  第二充電スイッチ
24  第二アナログフロントエンド回路
25  第二サーミスター
30  コントローラ
35  記憶装置
40  第一安全保護回路
45  第二安全保護回路
50  第一前充電回路
55  第二前充電回路
60  治具(jig)
61  第一ダイオード
62  第一限流抵抗器
63  第二ダイオード
64  第二限流抵抗器
65  第一出力端
66  第二出力端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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