电池控制IC及其控制方法

摘要

本发明涉及电池控制IC及其控制方法。电池控制IC包括：电压测量部件，在正常电流模式中测量形成电池组的多个单位电池单元中的每一个的电压值，并且在短时大电流模式中测量在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的电压值；以及计算部件，基于在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的在短时大电流模式中测量的电压值，计算在短时大电流模式中的电池组的可用功率值。

权利要求

1.一种电池控制IC，被布置在计算机系统中的电池组单元中，所述计算机系统包括所述电池组单元和其中布置有负载的系统板，所述负载通过从电池组单元供应的电力来驱动，所述电池组单元包括电池组和所述电池控制IC，所述电池控制IC被配置为控制所述电池组的充电/放电，其中所述电池控制IC包括：

电压测量部件，在正常电流模式中测量形成电池组的M个单位电池单元中的每一个的电压值，并且在短时大电流模式中测量在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的电压值，其中M为不小于2的整数；以及计算部件，计算在短时大电流模式中的电池组的可用功率值，并且

通过如下显示的表达式来计算短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax：

其中：VCmin为正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的在正常电流模式中的电压值；I_a为正常电流模式中流到所述电池组的电流；Rcell为所述电池组的从所述正常电流模式到所述短时大电流模式的总寄生电阻的差；VF为连接所述电池组与所述负载的电流路径中布置的充电控制电路的电压降；Vmin为应该供应给所述负载的电源端子以用于所述负载的正常操作的最低电压；Ri为电流路径中布置的电流测量电阻；Rsys为系统板中的电流路径的寄生电阻；以及Rbat为电池组单元中的电流路径的寄生电阻。

2.根据权利要求1所述的电池控制IC，其中电压测量部件在短时大电流模式中测量在M个单位电池单元之中的仅仅那个在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的电压值。

3.根据权利要求1所述的电池控制IC，其中电压测量部件包括比所述M个单位电池单元的数量更少的数量的电压测量电路，其中每个电压测量电路一次能够测量仅仅一个单位电池单元的电压值。

4.根据权利要求1所述的电池控制IC，其中电压测量部件包括比所述M个单位电池单元的数量更少的数量的AD转换器部件。

5.根据权利要求1所述的电池控制IC，其中计算部件基于在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的电压值以及流到电池组的电流值来计算在短时大电流模式中的电池组的可用功率值。

6.根据权利要求1所述的电池控制IC，还包括存储表格的存储部件，根据单位电池单元的电压值、累积电流量以及温度的电池组的多个可用功率值被记录在所述表格中，其中电池控制IC根据单位电池单元的所测量的电压值、累积电流量以及温度来提取电池组的可用功率值，并且输出所提取的可用功率值。

7.根据权利要求6所述的电池控制IC，其中电池控制IC将记录在所述表格中的电池组的可用功率值重写成由计算部件计算的电池组的对应的可用功率值。

8.一种计算机系统，包括：

电池组，其中组合有M个单位电池单元；

包括负载的系统板，所述负载通过从电池组供应的电力来驱动；以及

根据权利要求1所述的电池控制IC，所述电池控制IC被配置为将电池组的可用功率值输出到系统板。

9.一种用于电池控制IC的控制方法，所述电池控制IC被布置在计算机系统中的电池组单元中，所述计算机系统包括所述电池组单元和其中布置有负载的系统板，所述负载通过从电池组单元供应的电力来驱动，所述电池组单元包括电池组和所述电池控制IC，所述电池控制IC被配置为控制所述电池组的充电/放电，所述控制方法包括：在正常电流模式中测量形成电池组的M个单位电池单元中的每一个的电压值，其中M为不小于2的整数；

在短时大电流模式中测量在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的电压值；以及计算在短时大电流模式中的电池组的可用功率值，其中

在计算可用功率值时，通过如下显示的表达式来计算短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax：其中：VCmin为正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的在正常电流模式中的电压值；I_a为正常电流模式中流到所述电池组的电流；Rcell为所述电池组的从所述正常电流模式到所述短时大电流模式的总寄生电阻的差；VF为连接所述电池组与所述负载的电流路径中布置的充电控制电路的电压降；Vmin为应该供应给所述负载的电源端子以用于所述负载的正常操作的最低电压；Ri为电流路径中布置的电流测量电阻；Rsys为系统板中的电流路径的寄生电阻；以及Rbat为电池组单元中的电流路径的寄生电阻。

10.根据权利要求9所述的用于电池控制IC的控制方法，其中在短时大电流模式中，测量M个单位电池单元之中的仅仅那个在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的电压值。

11.根据权利要求9所述的用于电池控制IC的控制方法，其中在短时大电流模式中，基于在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的电压值以及流到电池组的电流值来计算电池组的可用功率值。

12.根据权利要求9所述的用于电池控制IC的控制方法，其中根据单位电池单元的所测量的电压值、累积电流量以及温度来从表格中提取电池组的可用功率值，并且输出所提取的可用功率值，根据单位电池单元的电压值、累积电流量以及温度的电池组的多个可用功率值被记录在所述表格中。

13.根据权利要求12所述的用于电池控制IC的控制方法，记录在所述表格中的电池组的可用功率值被重写成电池组的对应的所计算的可用功率值。

说明书

电池控制IC及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电池控制IC（集成电路）及其控制方法。

背景技术

[0002] 在安装在PC（个人计算机）中的CPU（中央处理单元）之中，存在一种类型的CPU，其具有改变它的操作频率的功能（在下文中称为“可变频率功能”）以便保持功耗、计算性能和可靠性（使用年限）之间的平衡。具有可变频率功能的CPU降低正常操作状态中的时钟频率，由此防止功耗的增大，和/或将CPU维持在低温度并且由此防止可靠性的劣化。另一方面，在来自一个或更多个应用的资源请求增加时，具有可变频率功能的CPU升高时钟频率并且由此增大计算性能。然而，如果长时间将时钟频率保持在高频率，则CPU的功耗和温度增大并且因此可靠性劣化。因此，在其间将时钟频率保持在高频率的时段被限制为短时段，诸如10ms。

[0003] 注意，在具有可变频率功能的CPU由从其中组合了多个二次电池单元（secondary battery cells）的电池组（电池）供应的电力驱动时，高速操作状态中的时钟频率基于该电池组的可用功率的量来被确定。（更具体地，基于可用功率的量确定高速操作状态中的时钟频率应该从正常操作状态中的时钟频率起增大多少。）注意，已经要求计算电池组的可用功率值的电池控制半导体集成电路装置（在下文中称为“电池控制IC”）应该在执行高速操作的短周期内立即计算出电池组的可用功率值。

[0004] 顺便提及，日本未经审查的专利申请公开No.2010-34016公开了以高精度测量放电过电流的检测电流值的评估设备。此外，日本未经审查的专利申请公开No.2003-79059公开了车载的电池组控制设备，其防止过充电/过放电并且能够利用简单的配置使电池的可用容量范围变宽并且由此减少设备的尺寸和重量。此外，日本未经审查的专利申请公开No.2001-51029公开了一种包括内部电路的可再充电的电池，其能够根据电池的使用状态向外部输出电池的剩余容量并且能够提高可再充电的电池的使用效率。

发明内容

[0005] 本发明的发明人已经发现以下问题。如上所述，已经要求电池控制IC（电池控制半导体集成电路装置）在执行CPU或装备有CPU的系统的高速操作的短周期内立即计算出电池组的可用功率值。根据本说明书和附图的以下描述，要解决的其它问题以及新颖的特征将变得清晰。

[0006] 本发明的第一方面是一种电池控制IC，其包括计算部件，所述计算部件基于在形成电池组的多个单位电池单元之中的在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的在短时大电流模式中测量的电压值，来计算在短时大电流模式中的电池组的可用功率值。

[0007] 此外，本发明的另一个方面是一种用于电池控制IC的控制方法，其包括：基于在形成电池组的多个单位电池单元之中的在正常电流模式中表现出最低电压值的单位电池单元的在短时大电流模式中测量的电压值，来计算在短时大电流模式中的电池组的可用功率值。

[0008] 此外，本发明的另一个方面是一种用于电池控制IC的控制方法，其包括：基于在包括短时大电流模式时段的测量时段中测量的单位电池单元的电压值与不包括短时大电流模式时段的测量时段中测量的单位电池单元的电压值之间的差，来计算电池组的可用功率值。

[0009] 根据该方面，可以提供能够立即计算出在短时大电流模式中的电池组的可用功率值的电池控制IC。

附图说明

[0010] 根据和附图一起进行的特定实施例的以下描述，上述和其它方面、优点和特征将更明白，在附图中：

[0011] 图1是示出根据第一实施例的配备有电池控制IC的计算机系统的配置示例的框图；

[0012] 图2是示出根据第一实施例的电池控制IC的操作的流程图；

[0013] 图3是示出根据第一实施例的电池控制IC的可用功率值Pmax的计算操作的流程图；

[0014] 图4A是用于说明根据第一比较示例的电池控制IC的图；

[0015] 图4B是用于说明根据第二比较示例的电池控制IC的图；

[0016] 图4C是用于说明根据第一实施例的电池控制IC的图；

[0017] 图5是示出根据第二实施例的配备有电池控制IC的计算机系统的配置示例的框图；

[0018] 图6A是由根据第二实施例的电池控制IC查阅（refer to）的概念上的初始值表格；

[0019] 图6B是用于说明由根据第二实施例的电池控制IC查阅的初始值表格的图；

[0020] 图7是用于说明用于由根据第三实施例的电池控制IC查阅的初始值表格的校正方法的图；以及

[0021] 图8是示出根据第四实施例的电池控制IC的操作的时序图。

具体实施方式

[0022] 在下文中参考附图说明实施例。应当注意，以简化方式制作附图，并且因此实施例的技术范围不应该基于那些附图被狭窄地解释。此外，相同的组件被分配相同的符号并且它们的重复的说明被省略。

[0023] 在以下实施例中，必要时，通过使用分离的节或分离的实施例说明本发明。然而除非明确地指定，否则那些实施例不是彼此不相关联的。即，它们是以一个实施例是另一个实施例的一部分或整体的修改示例、应用示例、详细示例、或补充示例的这种方式关联的。此外，在下面实施例中，在提到元素等的数字（包括数量、值、量、范围等）时，除了明确地指定该数字或该数字显然基于它的原理限于具体的数字的情况之外，该数字不限于具体的数字。也就是说，还可以使用比该具体的数字大的数字或小的数字。

[0024] 此外，在以下实施例中，除了其中明确地指定该组件或基于它的原理该组件显然必不可少的情况之外，它们的组件（包括操作步骤等）不一定是必不可少的。类似地，在以下实施例中，在提到一个或更多个组件等的形状、位置关系等时，与该形状基本上类似或相像的形状等也被包括在该形状内，除了其中明确地指定该形状或基于它的原理消除类似或相像的形状的情况之外。这对于上述的数字等（包括数量、值、量、范围等）也是成立的。

[0025] 第一实施例

[0026] 图1是示出根据第一实施例的配备有电池控制半导体集成电路装置（在下文中称为“电池控制IC”）的计算机系统的框图。通过使用公知的CMOS制造工艺将电池控制IC形成（但是不限于）在由一个单晶硅（诸如硅）制成的半导体衬底上。根据本实施例的电池控制IC基于在构成电池组的多个二次电池单元之中的在正常电流模式中表现出最低电压值的二次电池单元的在短时大电流模式中测量的电压值，来计算在短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax。结果，根据本实施例的电池控制IC可以在没有增大电路尺寸的情况下立即计算出在短时大电流模式中的电池组的可用功率值。在下文中详细说明实施例。

[0027] 图1中示出的计算机系统包括电池组部件1和系统板2。

[0028] 系统板2包括从电池组部件1向其供应电力的负载Ld以及到负载Ld的寄生电阻Rsys。此外，系统板2包括外部电源连接端子，其根据需要连接到外部电源并且由此通过其供应电力。注意，存在于负载Ld的高电位侧电源端子中的节点Nmin处的电压限定确保负载Ld的操作的最小电压Vmin。系统板2在节点Nmin的电压等于或大于最小电压Vmin的条件之下正确地操作。因此，系统板2要求外部电源和电池组部件1满足这个条件。可替代地，系统板2根据从电池组部件1提供的信息控制负载Ld本身的操作使得满足这个条件。

[0029] 外部电源是例如AC适配器等。此外，负载Ld包括至少一个半导体组件。例如，负载Ld包括MPU(微处理单元）、RAM（随机访问存储器）、SSD（固态盘）等。

[0030] 负载Ld在正常操作状态中降低时钟频率，由此防止功耗的增大，和/或将负载Ld维持在低温度并且由此防止可靠性的劣化。另一方面，在来自一个或更多个应用的资源请求增加时，负载Ld升高时钟频率并且由此增大计算性能。然而，如果长时间将时钟频率保持在高频率，则功耗和温度增大并且因此可靠性劣化。因此，在其间将时钟频率保持在高频率的时段被限制为短时段，诸如10ms。

[0031] 在下面说明中，假设负载Ld的功耗根据时钟频率被基本确定并且功耗不根据负载Ld执行的处理的类型而大大波动。因此，假设负载Ld的功耗在时钟频率低的正常操作模式中较低，并且负载Ld的功耗在时钟频率高的高速操作模式中较高。如先前提到的，其消耗电力的一个或更多个主要组件为一个或更多个半导体组件（特别地，一个或更多个CMOS半导体组件）的负载Ld满足这个条件。注意，负载Ld的正常操作模式也可以被称为“正常电流模式”，这是因为来自电池组的放电电流较小。此外，负载Ld的高速操作模式也可以被称为“短时大电流模式”，这是因为来自电池组的放电电流大并且它的持续时间短。

[0032] 系统板2通过使用布置在电池组部件1中的电池组作为它的电源（或它的电源的一部分）来操作。换句话说，系统板2因为供应来自电池组的放电电流而操作。另外，在诸如AC适配器之类的外部电源连接到外部电源连接端子时，系统板2通过从外部电源向电池组供应充电电流来对电池组充电。

[0033] 电池组部件1包括构成电池组的M个二次电池单元（单位电池单元）C_1到C_M（M是不小于2的整数）、充电控制电路12、放电控制电路13、电流测量电阻元件Ri、与这些组件连接的电池控制IC11、以及电池组的电流路径上的寄生电阻Rbat。

[0034] 充电控制电路12包括例如并联地布置在电池组的电流路径上的二极管以及MOS晶体管。放电控制电路13包括例如并联地布置在电池组的电流路径上的二极管以及MOS晶体管。

[0035] 例如，在电池组被充电时，根据从电池控制IC11输出的一个或更多个控制信号，充电控制电路12的MOS晶体管被导通并且放电控制电路13的MOS晶体管被截止。结果，通过充电控制电路12的MOS晶体管和放电控制电路13的二极管将充电电流从系统板2供应到电池组。另一方面，在电池组被放电时，根据从电池控制IC11输出的一个或更多个控制信号，充电控制电路12的MOS晶体管被截止并且放电控制电路13的MOS晶体管被导通。结果，通过放电控制电路13的MOS晶体管和充电控制电路12的二极管将来自电池组的放电电流供应到系统板2中的负载Ld。注意，寄生电阻Rbat包括充电控制电路12和放电控制电路13两者中的MOS晶体管的导通电阻。

[0036] 构成电池组的二次电池单元C_1到C_M包括二次电池B_1到B_M和与相应的二次电池B_1到B_M串联连接的寄生电阻R_1到R_M。电流测量电阻元件Ri被串联布置在电池组的电流路径上。

[0037] 电池控制IC11包括寄存器（存储部件）112、电压测量部件113、电流测量部件114、计算部件116和控制部件111。

[0038] 寄存器112存储各种参数。电压测量部件113测量构成电池组的二次电池单元C_1到C_M中的每一个的电压。具体地，电压测量部件113测量构成电池组的二次电池单元C_1到C_M中的每一个两端的电位差。电流测量部件114测量流过电池组的电流路径的电流。具体地，电流测量部件114测量串联布置在电池组的电流路径上的电阻元件Ri两端的电位差，由此测量流过电流路径的电流。

[0039] 计算部件116基于电压测量部件113和电流测量部件114的相应的测量结果输出电池组的可用功率值Pmax。注意，可用功率值Pmax是与短时大电流模式中电池组可以输出的电功率和正常电流模式中电池组输出的电功率之间的差（可用量）对应的电功率值。这个可用功率值Pmax的信息被供应给系统板2。

[0040] 控制部件111控制这些组件的操作，控制电池组的充电和放电之间的切换，并且控制充电/放电的量，使得电池组正确地操作。

[0041] [电池控制IC11的操作]

[0042] 接下来，参考图2详细说明电池控制IC11的操作。图2是示出电池控制IC11的操作的流程图。注意，实线表示过程流并且虚线表示数据流。

[0043] 如图2所示，首先，电池控制IC11被初始化（步骤S101）。在初始化中，设定例如被用作模式确定的准则（criterion）的指定值（阈值）。稍后描述初始化的细节。

[0044] 注意，寄存器112被用作各种参数等的数据存储地方。例如，寄存器112存储用作模式确定准则的指定值（阈值）、正常电流模式中测量的电流值I_a、短时大电流模式中测量的电流值I_b、正常电流模式中测量的各个二次电池单元C_1到C_M的电压值Vcell_a_1到Vcell_a_M（在下文中，这些电压可以被统称为“Vcell_a”）等等。注意，用作模式确定准则的指定值的信息是在初始化过程（步骤S101）中从系统板2供应的。稍后也描述包括这些参数的各种参数的细节。

[0045] 接下来，整个过程被分成并且处理作为电压测量过程、电流测量过程和功率集成（integration）过程。电压测量过程和电流测量过程被并行地执行。然后，在功率集成过程中，基于电压测量过程和电流测量过程的各个处理结果来计算二次电池单元C_1到C_M的累积（cumulative）功率量（即，剩余电池量）。

[0046] 首先，说明电流测量过程。在电流测量过程中，电流测量部件114测量电阻元件Ri两端的电位差，由此测量流过电池组的电流路径的电流值I（步骤S104）。

[0047] 接下来，说明电压测量过程。电压测量过程包括模式确定过程（步骤S102）、过程选择过程（步骤S103）、正常电流模式过程（步骤S110）、和短时大电流模式过程（步骤S120）。

[0048] 在电压测量过程中，首先，模式确定过程被执行（步骤S102）。在模式确定过程中，例如，控制部件111基于电流测量部件114测量的电流值I确定模式。具体地，控制部件111在电流值I等于或小于指定值时确定计算机系统处于正常电流模式，并且在电流值I大于指定值时确定计算机系统处于短时大电流模式。注意，当确定计算机系统处于正常电流模式时，电流值I作为电流值I_a被存储到寄存器112中，然而当确定计算机系统处于短时大电流模式时，电流值I作为电流值I_b被存储到寄存器112中。

[0049] 其后，基于模式确定结果来选择过程（步骤S103）。具体地，当确定计算机系统处于正常电流模式（在步骤S103处为“是”）时，过程变为正常电流模式过程（步骤S110），然而当确定计算机系统处于短时大电流模式（在步骤S103处为“否”）时，过程变为短时大电流模式过程（步骤S120）。注意，在正常电流模式过程（步骤S110）或者短时大电流模式过程（步骤S120）中，在完成该过程后，过程返回到模式确定过程（步骤S102）。

[0050] 接下来，说明功率集成过程。在功率集成过程中，作为电池控制IC的基本功能之一，电池控制IC计算累积功率量，即，剩余电池量。电池控制IC根据正常电流模式过程（步骤S110）或短时大电流模式过程（步骤S120）中测量和计算的电池组的电压与该点处的电流测量过程（步骤S104）中测量的电流值的乘积，来计算功耗值。以规律的间隔获得这个功耗值以便计算功率量。然后，通过从整个电池组的剩余功率量中减去获得的功率量来获得电池组的剩余电池量。在这个流程中，已经说明了电池组的放电模式。在电池组的充电模式的情况下，通过将充电功率量添加到剩余功率量来计算电池组的剩余电池量。

[0051] [电池控制IC11的更详细的操作]

[0052] 接下来，参考图3说明电池控制IC11的更详细操作。图3是示出电池控制IC11的可用功率值Pmax的计算操作的流程图。

[0053] 如图3所示，首先，电池控制IC11被初始化（步骤S101）。具体地，在初始化中，设定正常电流模式中的每个二次电池单元的寄生电阻值、电流测量电阻元件Ri的电阻值、寄生电阻Rbat的电阻值、充电控制电路12和放电控制电路13中的每一个的二极管的正向电压降VF和MOS晶体管的导通电阻、系统板2的寄生电阻Rsys的电阻值、节点Nmin处的最小电压Vmin、以及用作模式确定准则的指定值（阈值）。这些参数作为外部参数从系统板2供应并且存储到寄存器112中。

[0054] 此外，在初始化中，作为内部参数的变量N和MinN被设定为初始值“0”。此外，在初始化中，作为内部参数的VCmin、M、Vcell_a_1到Vcell_a_M、Vcell_b和Vbat_b也被设定。这些内部参数与上述的外部参数一起被存储在寄存器112中。

[0055] 注意，变量M指示二次电池单元的数量。变量N在初始状态中为0并且在操作开始之后变为1到M之间的整数。变量Vcell_a_1到Vcell_a_M指示正常电流模式中测量的各个二次电池单元C_1到C_M的电压值。变量VCmin指示正常电流模式中测量的各个二次电池单元C_1到C_M的电压值之中的最低电压值。变量MinN指示正常电流模式中表现出最低电压值的二次电池单元C_MinN的信息（N值）。值MinN采用1到M之间的整数。值Vcell_b指示短时大电流模式中测量的二次电池单元C_MinN的电压值。值Vbat_b指示短时大电流模式中的电池组的最低电压值。

[0056] 接下来，整个过程被分成并且处理作为电压测量过程、电流测量过程和功率集成过程。电流测量过程和功率集成过程与上面参考图2说明的电流测量过程和功率集成过程相同，并且因此省略它们的在附图中的图示和说明。

[0057] 在下文中，说明电压测量过程。电压测量过程包括模式确定过程（步骤S102）、过程选择过程（步骤S103）、正常电流模式过程（步骤S110）、和短时大电流模式过程（步骤S120）。模式确定过程（步骤S102）和过程选择过程（步骤S103）与上面参考图2说明的那些相同。因此，在下文中主要说明正常电流模式过程（步骤S110）和短时大电流模式过程（步骤S120）。

[0058] 首先，说明正常电流模式过程（步骤S110）。

[0059] 在正常电流模式过程中，首先，变量N从初始值“0”起加一（++N或N=N+1）（步骤S111）。注意，当重复加1并且变量N超过二次电池单元的数量M时，变量N再次被设定为“1”（步骤S111）。因此，变量N在初始状态中为“0”并且在操作开始之后连续地变为整数1到M。

[0060] 接下来，电压测量部件113测量二次电池单元C_N的电压值Vcell_a_N（步骤S112）。注意，如上所述，变量N连续地变为整数1到M。因此，电压测量部件113连续地测量各个二次电池单元C_1到C_M的电压值Vcell_a_1到Vcell_a_M。

[0061] 接下来，执行到变量MinN和VCmin中的代入过程（步骤S113）。

[0062] 例如，当变量MinN为初始值“0”时，在电压测量时的变量N本身（典型地，值“1”）被代入变量MinN中。同时，那时候测量的电压值Vcell_a_N本身被代入变量VCmin中。

[0063] 此外，当测量的电压值Vcell_a_N小于变量VCmin时，该电压值Vcell_a_N被代入变量VCmin中。同时，这个电压测量时的变量N被代入变量MinN中。因为上述处理被重复，所以各个二次电池单元C_1到C_M的电压值之中的最低电压值被代入变量VCmin中。此外，显示出该最低电压值的二次电池单元的信息（N值）被代入变量MinM中。

[0064] 接下来，说明短时大电流模式过程（步骤S120）。

[0065] 在短时大电流模式过程中，首先，电压测量部件113测量在正常电流模式中显示出最低电压值的二次电池单元C_MinN的在短时大电流模式中的电压值Vcell_b（步骤S121）。

[0066] 接下来，执行可用功率值Pmax的计算过程（步骤S122）。

[0067] 首先，计算部件116将电压值Vcell_b乘以二次电池单元的数量M并且将结果得到的值代入变量Vbat_b中（Vbat_b=Vcell_b×M）。因此，可以说变量Vbat_b指示短时大电流模式中的电池组的最低电压。

[0068] 接下来，计算部件116基于如下显示的表达式（1）来计算电池组的总寄生电阻的改变，其是由从正常电流模式到短时大电流模式的切换所引起的。

[0069] Rcell=|(Vbat_b-VCmin×M)|/|(I_b-I_a)|…(1)

[0070] 接下来，计算部件116基于如下显示的表达式（2）来计算短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax。

[0071] Pmax=(VCmin×M-I_a×Rcell-VF-Vmin)/(Rcell+Rbat+Ri+Rsys)×Vmin…(2)[0072] 注意，值VF指示充电控制电路12中的在电池组被放电时操作的二极管的正向电压降。

[0073] 其后，这个可用功率值Pmax被供应给系统板2（步骤S123）。系统板2基于这个可用功率值Pmax来确定高速操作状态中的时钟频率。

[0074] 如上所述，根据本实施例的电池控制IC基于构成电池组的多个二次电池单元之中的在正常电流模式中表现出最低电压值的二次电池单元的在短时大电流模式中测量的电压值，来计算在短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax。结果，根据本实施例的电池控制IC可以在没有增大电路尺寸的情况下立即计算出在短时大电流模式中的电池组的可用功率值。

[0075] 根据本实施例的电池控制IC11在任何时候（例如，一秒一次）将例如短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax的信息输出到系统板2。

[0076] 注意，如上所述，电池组的总寄生电阻（阻抗）通常根据电池组的放电电流的值（即，根据电流模式）而改变。因此，不必说，期望的是，根据基于短时大电流模式中测量的二次电池单元的电压值而计算的总寄生电阻的差Rcell，来计算短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax。然而，在计算机系统变为短时大电流模式之后没有足够时间来测量所有二次电池单元的电压值。此外，不期望的是仅仅为了计算可用功率值Pmax而特意进入短时大电流模式，这是因为这增大功耗。因此，要求在计算机系统变为短时大电流模式时，电池控制IC应该通过充分利用正常电流模式中测量的每个二次电池单元的电压值来有效地计算电池组的可用功率值Pmax。根据本实施例的电池控制IC11满足这个要求。

[0077] [电池控制IC11的有利效果的说明]

[0078] 在下文中参考图4A～4C以更详细的方式说明根据本实施例的电池控制IC的有利效果。图4A是示出根据第一比较示例的电池控制IC51的配置的一部分以及它的时序图的图。图4B是示出根据第二比较示例的电池控制IC61的配置的一部分以及它的时序图的图。图4C是示出根据本实施例的电池控制IC11的配置的一部分以及它的时序图的图。

[0079] 通过使用其中电池组由三个二次电池单元C_1到C_3组成的示例来进行以下说明。此外，通过使用其中短时大电流模式（大电流模式）的持续时间是10ms以及二次电池单元的电压测量时间是4ms的示例来进行以下说明。

[0080] [根据第一比较示例的电池控制IC51]

[0081] 首先，参考图4A说明根据第一比较示例的电池控制IC51。

[0082] 图4A中示出的电池控制IC51至少包括电压测量部件513、电流测量部件514、以及计算部件516。注意，电压测量部件513、电流测量部件514、以及计算部件516分别对应于电压测量部件113、电流测量部件114以及计算部件116。

[0083] 注意，电压测量部件513包括三个AD转换器5131到5133，其分别测量三个二次电池单元C_1到C_3的电压值。电压测量部件513同时测量各个二次电池单元C_1到C_3的电压值。因此，即使在电池控制IC51在变为短时大电流模式之后开始测量时，电池控制IC51也可以完成各个二次电池单元C_1到C_3的电压值的测量。也就是说，电池控制IC51可以立即计算出短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax。

[0084] 然而，存在如下的问题，即因为电池控制IC51需要包括与二次电池单元的数量相同的数量的AD转换器，所以电池控制IC51不能防止电路尺寸的增大。

[0085] [根据第二比较示例的电池控制IC61]

[0086] 接下来，参考图4B说明根据第二比较示例的电池控制IC61。

[0087] 图4B中示出的电池控制IC61至少包括电压测量部件613、电流测量部件614、以及计算部件616。注意，电压测量部件613、电流测量部件614、以及计算部件616分别对应于电压测量部件113、电流测量部件114以及计算部件116。

[0088] 注意，电压测量部件613包括选择部件6131以及一个AD转换器6132。此外，选择部件6131可以与电压测量部件613分离地被提供。控制部件611通过使用选择部件6131连续地选择三个二次电池单元C_1到C_3中的一个。AD转换器6132连续地测量由选择部件6131选择的二次电池单元的电压值。结果，电池控制IC61可以与二次电池单元的数量无关地通过使用一个AD转换器来测量多个二次电池单元的电压值。也就是说，电池控制IC61可以在不增大电路尺寸的情况下测量多个二次电池单元的电压值。

[0089] 然而，电池控制IC61一个接一个测量各个二次电池单元C_1到C_3的电压值。因此，假设一个二次电池单元的测量花费例如4ms，即使电池控制IC61企图在短时大电流模式的持续时间内（例如，在10ms内）测量所有二次电池单元C_1到C_3的电压值，所有电压值的测量也花费比该持续时间长的时间，即，表示为“(4ms+c)×3>10ms”的时间。也就是说，电池控制IC61不能在短时大电流模式的持续时间内完成所有二次电池单元C_1到C_3的电压值的测量。注意，时间c是在一个电压测量操作与下一个电压测量操作之间的准备所必需的时间。也就是说，存在如下的问题，即电池控制IC61不能立即计算出短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax。

[0090] [根据本实施例的电池控制IC11]

[0091] 接下来，参考图4C说明根据本实施例的电池控制IC11。

[0092] 图4C中示出的电池控制IC11具有与图1中示出的类似的配置。然而，图4C中示出的电池控制IC11包括选择部件1131和AD转换器1132来作为电压测量部件113。注意，选择部件1131可以与电压测量部件113分离地被提供。此外，AD转换器的数量应该小于二次电池单元的数量。

[0093] 注意，在短时大电流模式中，电压测量部件113仅仅测量在正常电流模式中表现出最低电压值的二次电池单元的电压值。因此，电池控制IC11可以（通过使用更少AD转换器）在没有增大电路尺寸的情况下立即计算出短时大电流模式中的电池组的可用功率值Pmax。

[0094] 第二实施例

[0095] 图5是示出根据第二实施例的配备有电池控制IC的计算机系统的框图。当与图1中示出的电池控制IC11相比时，图5中示出的电池控制IC11还包括测量一个或更多个二次电池单元的温度（即，电池组的温度）的温度测量部件115。此外，图5中示出的电池控制IC11在寄存器112中保持初始值表格。在初始值表格中，记录根据一个或更多个二次电池单元的状态的电池组的多个可用功率值。图5中示出的电池控制IC11的其它配置与图1中示出的电池控制IC11的类似，并且因此省略它的说明。

[0096] 图6A是由根据本实施例的电池控制IC查阅的概念上的初始值表格。此外，图6B是用于说明该初始值表格的图。

[0097] 在图6A和图6B中示出的初始值表格中，记录根据预定的二次电池单元（例如，表现出最低电压值的二次电池单元）的温度、区间（sectional）平均电流值（累积电流量）和电压值的电池组的可用功率值Pmax。注意，横轴表示预定的二次电池单元的温度范围（T-rate1、T-rate2等等），并且纵轴表示预定的二次电池单元的电压值范围（V-range1、V-range2等等）以及累积电流量（RSOC_range1、RSOC_range2等等）。

[0098] 根据本实施例的电池控制IC11根据测量的二次电池单元的温度、累积电流量和电压值，从初始值表格（像图6A和6B中示出的那个）中提取可用功率值Pmax，并且输出所提取的可用功率值Pmax。注意，当预定的二次电池单元的温度、累积电流量和电压值中的任意一个在初始值表格之外或者在两个邻近值之间时，可以通过线性插值获得可用功率值Pmax。

[0099] 即使在仅仅使用简单的计算公式不能以高精度计算可用功率值Pmax的情况下，诸如在非线性区的情况下，根据本实施例的电池控制IC11也可以通过预先增大初始值表格的精度来以高精度输出可用功率值Pmax。

[0100] 此外，即使在其中计算机系统持续地处于正常电流模式而没有一次改变到短时大电流模式的状态中，根据本实施例的电池控制IC11也可以从初始值表格中提取和输出可用功率值Pmax。

[0101] 第三实施例

[0102] 当与根据第二实施例的电池控制IC11相比时，根据第三实施例的电池控制IC11还具有根据计算部件116计算的一个或更多个可用功率值Pmax（一个或更多个实际测量值）自动校正记录在初始值表格中的一个或更多个可用功率值Pmax的功能。

[0103] 图7是用于说明用于校正初始值表格的方法的图。注意，实线表示给定温度范围（T-rate3）中的累积电流量和电压值之间的关系。图7中的黑色圆指示初始记录在初始值表格中的可用功率值Pmax。图7中的白色圆指示根据第一实施例等测量的可用功率值Pmax（实际测量值）。三角形指示基于实际测量值（图7中的白色圆）通过线性插值获得的可用功率值Pmax。

[0104] 根据本实施例的电池控制IC11将记录在初始值表格中的多个可用功率值Pmax（在图中的黑色圆）重写成实际测量值（在图中的白色圆）或者基于实际测量值通过线性插值获得的值（在图中的三角形）。结果，即使在二次电池单元的特性改变（劣化）时，也可以自动校正在初始值表格中记录的值和实际测量值之间的差别。因此，即使在特性随时间改变时也可以以高精度持续输出可用功率值Pmax。

[0105] 第四实施例

[0106] 图8是示出根据第四实施例的电池控制IC的操作的时序图。如图8所示，根据本实施例的电池控制IC使得一个或更多个二次电池单元的电压测量时间和电压测量时段比短时大电流模式的持续时间长。

[0107] 通过这样做，在包括短时大电流模式的电压测量时段中，要测量的二次电池单元的电压值低。此外，在其它电压测量时段中，要测量的二次电池单元的电压值高。通过检测这些电压值之间的差，可以测量短时大电流模式中的一个或更多个二次电池单元的电压值。

[0108] 例如，假设短时大电流模式的持续时间是10ms并且电压测量时段是25ms。此外，假设二次电池单元的电压值在短时大电流模式中已经减少了10%。在这种状态中，与其它电压测量时段相比，在包括短时大电流模式的电压测量时段中观察到4%（=10%×10ms/25ms）的电压降。换句话说，当与其它电压测量时段相比在给定电压测量时段中观察到4%电压降时，这意味着二次电池单元的电压值在短时大电流模式中已经减少了10%。

[0109] 在根据第一到第三实施例的电池控制IC的情况下，当需要以高精度获得短时大电流模式中的电压时，必须使得电压测量时间和电压测量时段足够地短于短时大电流模式的持续时间。在这种情况下，必须采用高速和低噪声的一个或更多个AD转换器等以用于电压测量部件。此外，在操作期间的功耗增大。与这个对比，根据本实施例的电池控制IC使得可以以实用的精度和以低功耗测量短时大电流模式中的一个或更多个二次电池单元的电压值。

[0110] 注意，根据本实施例的电池控制IC的配置不限于根据第一到第三实施例的电池控制IC的配置。也就是说，也可以采用能够实现上面利用本实施例说明的操作的其它配置。

[0111] [与现有技术的差别]

[0112] 日本未经审查的专利申请公开No.2010-34016、No.2003-79059和No.2001-51029中公开的配置没有考虑出乎意料地出现并且仅仅持续短时段的短时大电流模式中的电压值测量。因此，根据现有技术的那些配置不能以较短时间计算短时大电流模式中的电池组的可用功率值。此外，因为根据现有技术的那些配置要求大尺度的测量设备，所以它们不能直接应用于电池控制IC，其在操作期间实时测量电池组的电压值。

[0113] 上面已经基于实施例以具体的方式说明了由发明人做出的本发明。然而，本发明不限于上述实施例，并且不必说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。

[0114] 本领域技术人员可以根据期望组合第一到第四实施例。

[0115] 虽然已经依据若干实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到本发明可以以在所附权利要求的精神和范围内的各种修改来实践，并且本发明不限于上述的示例。

[0116] 此外，权利要求的范围不被上述实施例限制。

[0117] 此外，请注意，申请人的意图是包含所有权利要求要素（甚至稍后在审查（prosecution）期间被修改的要素）的等同物。