JPH0928042A - Device for controlling charging of battery assembly - Google Patents

Device for controlling charging of battery assembly

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JPH0928042A
JPH0928042A JP7177541A JP17754195A JPH0928042A JP H0928042 A JPH0928042 A JP H0928042A JP 7177541 A JP7177541 A JP 7177541A JP 17754195 A JP17754195 A JP 17754195A JP H0928042 A JPH0928042 A JP H0928042A
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voltage
cell
bypass
cells
charging
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Shinichi Deguchi
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for controlling charging of a battery assembly which can effectively eliminate the variable charging of each cell constituting the battery assembly while preventing overcharging and, at the same time, suppressing useless power consumption. SOLUTION: Voltage detecting circuit 3a-3n detect the terminal voltages of cells 1a-1n constituting a battery assembly 1 and a control circuit 4 sets the value of the by-pass current of each cell in accordance with the terminal voltage of each cell before starting the charging of the cells 1a-1n so that the charging current of the cell having the lowest initial voltage can become larger by reducing the by-pass current of the cell. Consequently, the amount of a useless current flowing to each by-pass circuit 2a-2n becomes smaller and the variation of each cell 1a-1n can be effectively eliminated in a period of time shorter than that of the prior art embodiment. Therefore, the useless power consumption and heat generating problem resulting from the electric currents flowing to the by-pass circuits can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の二次電池
を直列接続または直並列接続した組電池の充電を制御す
る装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for controlling charging of a battery pack in which a plurality of secondary batteries are connected in series or in series and parallel.

【0002】[0002]

【従来技術】例えば、電気自動車の動力源としては、二
次電池(単一の電池からなるセルまたは複数のセルから
なるブロック)を必要な容量に相当する分だけ複数個直
列または直並列に接続した組電池が用いられる。このよ
うな組電池は、多数の電池(例えば電気自動車では10
0〜250セル程度)を用いているので、電池系の信頼
性を確保することが重要である。すなわち、組電池を構
成している電池のうちの何れかが過放電や過充電等によ
ってその機能が低下すると、組電池全体としての機能が
低下することになる。さらに、このような組電池の場合
には、放電容量(放電可能な電気量)の減少程度が各電
池によって異なっている。例えば各電池間には製造バラ
ツキがあり、また組電池で使用した場合の温度分布が均
一でない等の理由により、自己放電量や充電受入率(充
放電効率)に差があるので、放電容量の減少程度が各電
池によって異なっている。そのためDOD(放電深度:
全放電で100%、満充電で0%)0%からの放電容量
には各電池にバラツキが生じ、それによって組電池とし
ての放電容量が減少する。すなわち、放電時には、放電
容量の小さくなった電池は早く放電終了して過放電状態
となり、この過放電になっている電池が他の電池の負荷
となって、全ての電池がDOD100%にならないうち
に電圧が低下し、組電池としては放電終了になってしま
う。
2. Description of the Related Art For example, as a power source for an electric vehicle, a plurality of secondary batteries (cells composed of a single battery or a block composed of a plurality of cells) are connected in series or series-parallel in an amount corresponding to a required capacity. The assembled battery is used. Such an assembled battery has a large number of batteries (for example, 10 cells in an electric vehicle).
Since about 0 to 250 cells are used, it is important to secure the reliability of the battery system. That is, if the function of any of the batteries forming the assembled battery is deteriorated due to overdischarge, overcharge, or the like, the function of the entire assembled battery is deteriorated. Further, in the case of such an assembled battery, the degree of decrease in discharge capacity (the amount of electricity that can be discharged) differs depending on each battery. For example, due to variations in manufacturing among batteries and uneven temperature distribution when used in assembled batteries, there are differences in the self-discharge amount and charge acceptance rate (charge / discharge efficiency). The degree of decrease differs for each battery. Therefore, DOD (depth of discharge:
The discharge capacity from 0% at 100% at full discharge and 0% at full charge varies among the batteries, which reduces the discharge capacity of the assembled battery. That is, at the time of discharging, a battery whose discharge capacity has become small is quickly discharged and becomes an over-discharged state, and this over-discharged battery becomes a load of other batteries, and all the batteries do not reach DOD 100%. The voltage drops to the end and the assembled battery ends the discharge.

【0003】一方、充電時には、放電時にDOD100
%にならなかった電池が先にDOD0%に達して電圧が
上昇し、充電が終了してしまうが、放電時に過放電にな
った電池はDOD0%にならないままで充電が終了する
ので、DODの差は広がり、各電池の放電容量の差も広
がる。したがって、充放電を繰り返すと、放電容量の小
さかった電池は常に充電不足になるので、バラツキが大
きくなって組電池全体としての放電容量が減少する。上
記のように、複数の二次電池を直列接続した組電池にお
いては、放電容量やDODがばらついて、組電池全体と
しての放電容量が低下するという問題や特定の電池が特
に劣化するという問題があり、また、過放電や過充電に
よって普通の状態以上に発熱するおそれもある。
On the other hand, during charging and discharging, DOD100
Batteries that did not reach% reached DOD0% first and the voltage rises, and charging ends. However, batteries that are over-discharged during discharging do not reach DOD0% and charging ends. The difference widens, and the difference in discharge capacity of each battery also widens. Therefore, when charging and discharging are repeated, the battery having a small discharge capacity is always insufficiently charged, and the variation becomes large, and the discharge capacity of the entire assembled battery decreases. As described above, in an assembled battery in which a plurality of secondary batteries are connected in series, there are problems that the discharge capacity and the DOD are varied, the discharge capacity of the entire assembled battery is reduced, and a particular battery is particularly deteriorated. There is also a possibility that over-discharge or over-charge may generate more heat than usual.

【0004】上記の問題に対処するための従来例として
は、例えば、特開平4−331425号に記載されたも
のがある。この第1の従来例においては、組電池を構成
する各セルごとに電圧検出手段を設け、検出した電圧が
充電終止電圧以上になると充電を停止させるように構成
したものである。
As a conventional example for dealing with the above problem, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-331425. In the first conventional example, a voltage detecting means is provided for each cell constituting the assembled battery, and the charging is stopped when the detected voltage becomes equal to or higher than the charge end voltage.

【0005】また、第2の従来例としては、特開昭61
−206179号公報に記載されたものがある。これ
は、組電池1を構成する各セル毎に並列にツェナダイオ
ードを接続し、これらのツェナダイオードのツェナ電圧
をセルの充電終止電圧(例えばリチウムイオン電池の場
合には4V程度)に設定したものである。この回路にお
いては、充電が進んでセルの端子電圧が上昇し、それが
充電終止電圧に達したものについては、並列に接続され
たツェナダイオードが導通して充電電流をバイパスする
ので、それ以上充電が行なわれず、端子電圧が充電終止
電圧に達しないセルは充電が継続される。そのため、各
セルがそれぞれ満充電となるまで充電が行なわれ、バラ
ツキを減少させることが出来る。
A second conventional example is Japanese Patent Laid-Open No. 61-61
There is one described in Japanese Patent Publication No. 206179. This is one in which Zener diodes are connected in parallel for each cell constituting the assembled battery 1 and the Zener voltage of these Zener diodes is set to the end-of-charge voltage of the cells (for example, about 4 V in the case of a lithium ion battery). Is. In this circuit, when charging progresses and the terminal voltage of the cell rises and it reaches the charge cutoff voltage, the Zener diode connected in parallel conducts and bypasses the charging current. Is not performed and the cell whose terminal voltage does not reach the end-of-charge voltage is continuously charged. Therefore, charging is performed until each cell is fully charged, and variation can be reduced.

【0006】さらに第3の従来例としては、組電池を構
成する各セルごとに、並列にバイパス回路と電圧検出手
段とを設け、検出した電圧が充電終止電圧以上になった
セルについては、そのセルのバイパス回路をオンにして
充電電流をバイパスさせることにより、充電量のバラツ
キを解消させるようにしたものもある。
Further, as a third conventional example, a bypass circuit and a voltage detecting means are provided in parallel for each cell constituting the assembled battery, and a cell in which the detected voltage becomes equal to or higher than the charge cutoff voltage is There is also a system in which the variation of the charge amount is eliminated by turning on the bypass circuit of the cell to bypass the charging current.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のごとき
従来例においては、次のごとき問題があった。すなわ
ち、第1の従来例においては、充電終止電圧に達したセ
ルが生じると充電を停止させるので、過充電になるおそ
れはなくなるが、各セル間のバラツキを解消させること
はできない。また、第2の従来例においては、満充電に
なったセルの充電電流をバイパスするものであるため、
先に満充電になったセルの充電電流はツェナダイオード
を介して無駄に流れることになるので、充電時の電力が
無駄になり、充電効率が悪化すると共に、発熱等の問題
も生じる。特に、電気自動車のように100〜250セ
ル程度の多数のセルを有するシステムにおいては、上記
の無駄に消費される電力やそれによる発熱は無視出来な
い程度になる。また、第3の従来例のように、各セルご
とにバイパス回路を設けて精密に制御するものにおいて
も、各セルのバラツキの程度に関わり無くバイパス回路
の制御条件(バイパス電流値やオン電圧)は一定になっ
ていたので、バイパス回路を流れる電流による無駄な電
力消費と、発熱の問題は上記と同様であり、また、バラ
ツキに応じてバイパス回路が頻繁に動作するとバイパス
回路構成素子の耐久性についても問題が生じる。上記の
ように、従来技術においては、バラツキ解消に伴ってバ
イパス回路で無駄に消費される電力が多いため、充電の
効率が悪いと共に発熱の問題が生じ、さらにバイパス回
路構成素子の耐久性が悪化するという問題があった。
However, the conventional example as described above has the following problems. That is, in the first conventional example, when a cell that has reached the end-of-charge voltage is generated, charging is stopped, so there is no risk of overcharging, but variations between cells cannot be eliminated. Further, in the second conventional example, since the charging current of the fully charged cell is bypassed,
Since the charging current of the cell which has been fully charged first flows unnecessarily through the Zener diode, the electric power at the time of charging is wasted, the charging efficiency is deteriorated, and problems such as heat generation occur. Particularly, in a system having a large number of cells of about 100 to 250 cells such as an electric vehicle, the wasteful power consumption and heat generation due to the wasteful power consumption cannot be ignored. Further, even in the case of providing a bypass circuit for each cell and performing precise control like the third conventional example, the control condition (bypass current value and ON voltage) of the bypass circuit is irrespective of the degree of variation in each cell. Was constant, the problems of wasted power consumption and heat generation due to the current flowing through the bypass circuit were the same as above, and the durability of the bypass circuit components was increased if the bypass circuit frequently operated due to variations. Also causes problems. As described above, in the related art, since the amount of electric power wasted in the bypass circuit due to the elimination of the variation is poor, the charging efficiency is poor and the problem of heat generation occurs, and the durability of the bypass circuit component is deteriorated. There was a problem of doing.

【0008】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、第1の目的は過充
電を防止しながらバラツキを有効に解消することがで
き、かつ無駄な電力消費を抑制できる組電池の充電制御
装置を提供することである。また、第2の目的は無駄な
電力消費を抑制すると共にバイパス回路の耐久性の悪化
を防止することの出来る組電池の充電制御装置を提供す
ることである。
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and the first object is to prevent the overcharge and effectively eliminate the variation and to waste the power. An object of the present invention is to provide a charge control device for an assembled battery that can suppress consumption. A second object is to provide an assembled battery charge control device capable of suppressing wasteful power consumption and preventing deterioration of durability of the bypass circuit.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項1に記載の発明にお
いては、二次電池のセルを複数個直列または直並列に接
続した組電池と、上記各セルごとに、若しくは複数のセ
ルから成るブロックごとに並列に接続され、充電時に当
該セル若しくは当該ブロックの電圧が所定電圧以上のと
きにオンとなって充電電流をバイパスさせるバイパス手
段と、充電前における上記各セルの電圧、若しくは複数
のセルから成るブロックの電圧を検出し、全てのセル若
しくはブロックの電圧のうち、最も高い電圧を検出し、
該最も高い電圧と各セル若しくはブロックの電圧との差
に基づいて各バイパス手段ごとに作動条件を設定し、そ
れに応じて各バイパス手段を制御する制御手段と、を備
えるように構成している。上記の構成は、例えば後記図
1に示す実施の形態に相当し、上記バイパス手段は図1
のバイパス回路2a〜2nに、上記制御手段は電圧検出
回路3a〜3nと制御回路4の部分に相当する。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention is configured as described in the claims. That is, in the invention according to claim 1, an assembled battery in which a plurality of secondary battery cells are connected in series or in series-parallel is connected in parallel for each of the cells or for each block composed of a plurality of cells. Detects the voltage of each cell before charging, or the voltage of a block composed of a plurality of cells, and a bypass means that is turned on when the voltage of the cell or the block is equal to or higher than a predetermined voltage during charging and bypasses the charging current. Then, detect the highest voltage of all the cells or blocks,
A control means for setting an operating condition for each bypass means based on the difference between the highest voltage and the voltage of each cell or block and controlling each bypass means in accordance therewith. The above configuration corresponds to, for example, the embodiment shown in FIG.
In the bypass circuits 2a to 2n, the control means corresponds to the voltage detection circuits 3a to 3n and the control circuit 4.

【0010】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
における制御手段の構成として、上記の最も高い電圧と
各セル若しくはブロックの電圧との差が大きいほど当該
バイパス回路のバイパス電流値を小さな値に設定し、そ
れに応じて各バイパス手段に流す電流値を制御するよう
に構成したものである。上記の構成は、例えば後記図2
に示す実施の形態に相当する。また、請求項3に記載の
発明は、請求項1における制御手段の構成として、上記
の最も高い電圧と各セル若しくはブロックの電圧との差
が大きいほど当該バイパス回路をオンにする上記所定電
圧の値を大きな値に設定し、それに応じて各バイパス手
段のオン・オフを制御するように構成したものである。
上記の構成は、例えば後記図3に示す実施の形態に相当
する。
[0010] The invention described in claim 2 is the same as the claim 1.
As the configuration of the control means in, as the difference between the highest voltage and the voltage of each cell or block is larger, the bypass current value of the bypass circuit is set to a smaller value, and the current value to be passed through each bypass means is set accordingly. It is configured to control. The above configuration is described in, for example, FIG.
Corresponds to the embodiment shown in FIG. Further, the invention according to claim 3 is the configuration of the control means according to claim 1, wherein the greater the difference between the highest voltage and the voltage of each cell or block, the greater the predetermined voltage for turning on the bypass circuit. The value is set to a large value, and ON / OFF of each bypass means is controlled accordingly.
The above configuration corresponds to, for example, the embodiment shown in FIG. 3 described later.

【0011】また、請求項4に記載の発明は、二次電池
のセルを複数個直列または直並列に接続した組電池と、
上記各セルごとに、若しくは複数のセルから成るブロッ
クごとに並列に接続され、充電時に当該セル若しくは当
該ブロックの電圧が所定電圧以上のときにオンとなって
充電電流をバイパスさせるバイパス手段と、上記各セル
の電圧、若しくは複数のセルから成るブロックの電圧を
検出し、全てのセル若しくはブロックの電圧のバラツキ
が所定範囲内のときには上記バイパス手段の動作を停止
させ、上記バラツキが所定範囲外の場合には上記バイパ
ス手段に通常動作を行なわせるように制御する制御手段
と、を備えるように構成している。上記の構成は、例え
ば後記図6に示す実施の形態に相当し、上記バイパス手
段と制御手段は、図6の電圧判定バイパス回路21a〜
21nと制御回路22の部分に相当する。
Further, the invention according to claim 4 is an assembled battery in which a plurality of secondary battery cells are connected in series or series-parallel,
By-pass means, which is connected in parallel for each cell or for each block composed of a plurality of cells, is turned on when the voltage of the cell or the block is equal to or higher than a predetermined voltage during charging, and bypasses the charging current; When the voltage of each cell or the voltage of a block composed of a plurality of cells is detected and the variation of the voltage of all cells or blocks is within a predetermined range, the operation of the bypass means is stopped, and the variation is outside the predetermined range. And a control means for controlling the bypass means to perform a normal operation. The above configuration corresponds to, for example, the embodiment shown in FIG. 6 described later, and the bypass means and the control means are the voltage determination bypass circuits 21a to 21a of FIG.
21n and the control circuit 22.

【0012】[0012]

【作用】請求項1の発明は、充電前における各セル若し
くは各ブロックの電圧に応じて各バイパス手段ごとに作
動条件を設定し、それに応じて各バイパス手段を制御す
るものである。具体的には、請求項2に記載のように、
充電開始前の各セルの端子電圧に応じてバイパス電流の
値を設定し、最初の電圧が低いセルほどバイパス電流を
小さくして充電電流が大きくなるように制御する。その
ためバイパス回路に流れる無駄な電流が減少し、かつ各
セルのバラツキを従来よりも短い時間で有効に減少させ
ることが出来る。したがってバイパス回路を流れる電流
による無駄な電力消費と発熱の問題を軽減することが出
来る。また、請求項3においては、充電開始前の各セル
の端子電圧に応じてバイパス回路を作動させる端子電圧
の値を設定し、最初の電圧が低いセルほど高い電圧でバ
イパス回路がオンするように設定する。そのためバイパ
ス回路に流れる無駄な電流が減少し、かつ各セルのバラ
ツキを従来よりも短い時間で有効に減少させることが出
来る。したがってバイパス回路を流れる電流による無駄
な電力消費と発熱の問題を軽減することが出来る。
According to the first aspect of the present invention, the operating condition is set for each bypass means according to the voltage of each cell or each block before charging, and each bypass means is controlled accordingly. Specifically, as described in claim 2,
The value of the bypass current is set according to the terminal voltage of each cell before the start of charging, and the lower the initial voltage, the smaller the bypass current and the larger the charging current. Therefore, useless current flowing in the bypass circuit can be reduced, and variation in each cell can be effectively reduced in a shorter time than before. Therefore, it is possible to reduce unnecessary power consumption and heat generation due to the current flowing through the bypass circuit. Further, in claim 3, the value of the terminal voltage for operating the bypass circuit is set according to the terminal voltage of each cell before the start of charging, and the bypass circuit is turned on at a higher voltage for a cell having a lower initial voltage. Set. Therefore, useless current flowing in the bypass circuit can be reduced, and variation in each cell can be effectively reduced in a shorter time than before. Therefore, it is possible to reduce unnecessary power consumption and heat generation due to the current flowing through the bypass circuit.

【0013】また、請求項4の発明は、各セルの端子電
圧のバラツキが少なく、バイパス回路を作動させる必要
性が低い場合には、バイパス回路の作動を禁止するの
で、バイパス回路を流れる電流による無駄な電力消費を
抑制し、発熱を防止することが出来ると共に、バイパス
回路構成素子の耐久性を向上させることが出来る。ま
た、各セルの端子電圧のバラツキが大きい場合には、バ
イパス回路を通常動作させるので、バラツキを有効に減
少させることが出来る。
Further, according to the invention of claim 4, when the variation in the terminal voltage of each cell is small and the necessity of operating the bypass circuit is low, the operation of the bypass circuit is prohibited. It is possible to suppress wasteful power consumption, prevent heat generation, and improve the durability of the bypass circuit constituent element. Further, when the variation in the terminal voltage of each cell is large, the bypass circuit is normally operated, so that the variation can be effectively reduced.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1および図2は本発明の第1の実施の形
態を示す図であり、図1は全体構成の回路図、図2は図
1におけるバイパス回路2の一例の回路図を示す。図1
において、1は組電池であり、複数のセル1a〜1nを
直列に接続したものである。なお、以下に示す実施の形
態においては、全てセルを直列に接続したものを例とし
て説明するが、直並列に接続したものでもよい。例えば
数個のセルを並列に接続したブロックを複数個直列に接
続した組電池でもよい。2a〜2nはバイパス回路(詳
細後述)であり、各セルごとに並列に接続されている。
3a〜3nは各セルの電圧を検出する電圧検出回路であ
る。なお、上記のごとくブロックを直列接続した組電池
の場合には、各ブロックごとにバイパス回路と電圧検出
回路を接続する。4は制御回路であり、例えばコンピュ
ータ等で構成され、各電圧検出回路3a〜3nからの電
圧値を入力し、各バイパス回路2a〜2nへ制御信号S
1(図2の場合)またはS2(図3の場合)を送る。5
は外部充電器であり、制御回路4からの信号に応じて充
電の開始・停止を行なえるものである。なお、組電池1
の両端からコントローラを介して負荷(例えば電気自動
車を駆動するモータ等)にも接続されることになるが、
本発明の充電制御には関わりないので図示を省略してい
る。また、図2において、51、52は基準電圧発生
器、53、54はコンパレータ、55は電子制御の可変
抵抗器、Q1、Q2はトランジスタ、R1〜R10は抵
抗である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. 1 and 2 are views showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of the entire configuration, and FIG. 2 is a circuit diagram of an example of the bypass circuit 2 in FIG. FIG.
In the above, 1 is an assembled battery, which is formed by connecting a plurality of cells 1a to 1n in series. In the embodiments described below, all cells are connected in series, but the cells may be connected in series and parallel. For example, it may be an assembled battery in which a plurality of blocks in which several cells are connected in parallel are connected in series. 2a to 2n are bypass circuits (details will be described later), which are connected in parallel for each cell.
3a to 3n are voltage detection circuits for detecting the voltage of each cell. In the case of the assembled battery in which the blocks are connected in series as described above, the bypass circuit and the voltage detection circuit are connected for each block. Reference numeral 4 denotes a control circuit, which is composed of, for example, a computer or the like, receives the voltage value from each of the voltage detection circuits 3a to 3n, and supplies the control signal S to each of the bypass circuits 2a to 2n.
Send 1 (in the case of FIG. 2) or S2 (in the case of FIG. 3). 5
Is an external charger, which can start and stop charging in response to a signal from the control circuit 4. The battery pack 1
It will be connected to the load (for example, a motor that drives an electric vehicle) from both ends of the
Illustration is omitted because it is not related to the charging control of the present invention. In FIG. 2, reference numerals 51 and 52 are reference voltage generators, 53 and 54 are comparators, 55 is an electronically controlled variable resistor, Q1 and Q2 are transistors, and R1 to R10 are resistors.

【0015】以下、図1および図2の回路の作用を説明
する。図2において、基準電圧発生器51と抵抗R3と
の接続点の電圧は、バイパス回路をオンにさせる基準電
圧V2(図4)となる。コンパレータ53はセル1aの
端子電圧に相当した電圧(抵抗R4とR5で分圧した電
圧)と基準電圧V2とを比較し、端子電圧の方が高くな
ると“0”の信号を出力する。これによってトランジス
タQ2がオンになり、基準電圧発生器52と抵抗R8と
の接続点には、所定の基準電圧が発生する。この基準電
圧を可変抵抗器55と抵抗R9とで分圧した電圧Va
と、トランジスタQ1のエミッタ端子電圧とをコンパレ
ータ54で比較し、その結果に応じてトランジスタQ1
を制御する。そのため、トランジスタQ1を流れる電流
は上記の電圧Vaに応じた値となる。この電圧Vaは可
変抵抗器55の抵抗値に応じた値となるので、可変抵抗
器55の抵抗値が大きいほどバイパス回路を流れる電流
値は小さくなる。この可変抵抗器55の値は、図1の制
御回路4から与えられる制御信号S1に応じた値とな
る。また、上記のトランジスタQ1がバイパス回路のオ
ン・オフを行なうスイッチング素子であり、抵抗R1、
R2およびトランジスタQ1を介してバイパス電流が流
れることになる。
The operation of the circuits shown in FIGS. 1 and 2 will be described below. In FIG. 2, the voltage at the connection point between the reference voltage generator 51 and the resistor R3 becomes the reference voltage V2 (FIG. 4) that turns on the bypass circuit. The comparator 53 compares the voltage (voltage divided by the resistors R4 and R5) corresponding to the terminal voltage of the cell 1a with the reference voltage V2, and outputs a signal of "0" when the terminal voltage becomes higher. This turns on the transistor Q2, and a predetermined reference voltage is generated at the connection point between the reference voltage generator 52 and the resistor R8. A voltage Va obtained by dividing the reference voltage by the variable resistor 55 and the resistor R9.
And the emitter terminal voltage of the transistor Q1 are compared by the comparator 54, and the transistor Q1
Control. Therefore, the current flowing through the transistor Q1 has a value corresponding to the above voltage Va. Since this voltage Va has a value corresponding to the resistance value of the variable resistor 55, the larger the resistance value of the variable resistor 55, the smaller the current value flowing through the bypass circuit. The value of the variable resistor 55 becomes a value according to the control signal S1 given from the control circuit 4 of FIG. Further, the transistor Q1 is a switching element for turning on / off the bypass circuit, and the resistor R1,
A bypass current will flow through R2 and transistor Q1.

【0016】一方、制御回路4は、充電開始前に、各電
圧検出回路2a〜2nの信号に基づいて全てのセル1a
〜1nの電圧値を読み取り、その中で最も電圧の高い値
と各セルの電圧値との差に応じて上記の電圧Vaを設定
し、それに応じて可変抵抗器55の値を設定する制御信
号S1を各バイパス回路に送る。なお、最も高い電圧と
各セルの電圧との差が大きいほど当該バイパス回路のバ
イパス電流値を小さな値にするように、電圧Vaを低い
値(可変抵抗器55の値を大きく)に設定する。
On the other hand, the control circuit 4 controls all the cells 1a based on the signals of the respective voltage detection circuits 2a to 2n before the start of charging.
A control signal for reading a voltage value of 1n, setting the above voltage Va according to the difference between the highest voltage value and the voltage value of each cell, and setting the value of the variable resistor 55 accordingly. S1 is sent to each bypass circuit. The voltage Va is set to a low value (the value of the variable resistor 55 is large) so that the bypass current value of the bypass circuit becomes small as the difference between the highest voltage and the voltage of each cell becomes large.

【0017】図4は、上記に示す実施の形態における充
電時のセル端子電圧の特性図であり、充電前の端子電圧
がV0とV1(ただしV0<V1)の二つのセルを例と
して示している。図4において、時点t0で充電を開始
する。この場合には両セルともバイパス回路はオフであ
って充電電流は同一であり、両セルの端子電圧はほぼ同
様の傾斜で上昇する。次に、時点t1では、最初の電圧
が高かった方のセルの端子電圧が基準電圧V2に達し、
前記のごとき動作によってバイパス回路のトランジスタ
Q1がオンとなり、バイパス電流が流れる。次に、時点
t2では、最初の電圧が低かった方のセルの端子電圧が
基準電圧V2に達し、同様にバイパス電流が流れる。し
かし、両者に流れるバイパス電流は、最初の電圧値が低
かった方が小さな値に設定されているので、セルに流れ
る充電電流(=充電器の充電電流−バイパス電流)は、
最初の電圧値が低かった方が大きな値となり、電圧値が
高かった方よりも急速に充電されることになる。そのた
め図4に示すごとく、バイパス回路の動作以後はセルの
端子電圧の上昇程度が異なった特性となり、時点t3で
は両者が充電終止電圧V3(満充電)に達する。制御回
路4は、各電圧検出回路を介してセルの端子電圧を監視
し、充電終止電圧V3に達した場合に外部充電器5に信
号を送り、充電を停止させる。
FIG. 4 is a characteristic diagram of the cell terminal voltage at the time of charging in the above-mentioned embodiment, showing two cells whose terminal voltages before charging are V0 and V1 (where V0 <V1) as an example. There is. In FIG. 4, charging is started at time t0. In this case, the bypass circuits of both cells are off, the charging currents are the same, and the terminal voltages of both cells rise with almost the same gradient. Next, at time t1, the terminal voltage of the cell having the higher initial voltage reaches the reference voltage V2,
By the operation as described above, the transistor Q1 of the bypass circuit is turned on, and the bypass current flows. Next, at time t2, the terminal voltage of the cell having the lower initial voltage reaches the reference voltage V2, and the bypass current also flows. However, since the bypass current flowing through both is set to a smaller value when the initial voltage value is lower, the charging current flowing through the cell (= charging current of the charger-bypass current) is
The lower the initial voltage value is, the larger the value is, and the higher the voltage value, the faster the charging. Therefore, as shown in FIG. 4, after the operation of the bypass circuit, the degree of increase in the terminal voltage of the cell has different characteristics, and at time t3, both reach the charge end voltage V3 (full charge). The control circuit 4 monitors the terminal voltage of the cell via each voltage detection circuit, and when the end-of-charge voltage V3 is reached, sends a signal to the external charger 5 to stop charging.

【0018】なお、上記のごとく、バイパス回路の動作
以後はセルの端子電圧の上昇程度が異なった特性となる
が、この特性は上記の電圧Vaの値、つまり可変抵抗器
55の値に応じて変化するから、両者が時点t3で同時
に充電終止電圧V3に達するように可変抵抗器55の値
を設定してやればよい。なお、上記の説明は、二つのセ
ルの場合を例示したが、多数のセルの場合も同様であ
る。
As described above, after the operation of the bypass circuit, the degree of increase in the terminal voltage of the cell has different characteristics. This characteristic depends on the value of the voltage Va, that is, the value of the variable resistor 55. Since it changes, the value of the variable resistor 55 may be set so that both reach the end-of-charge voltage V3 at the time t3 at the same time. Note that the above description exemplifies the case of two cells, but the same applies to the case of a large number of cells.

【0019】上記の設定は具体的には下記のようにして
行なう。最も高い電圧と当該セルの電圧との差をδは下
記(数1)式で示される。 δ=(r・Ib+δv)Ib/(J−Ib) …(数1) ただし、 δ:最も高い電圧と当該セルの電圧との差 r:電池の内部抵抗 Ib:バイパス電流値 δv:バイパス回路をオンにする電圧と充電終止電圧と
の差 J:充電器の電流 上記(数1)式において、例えば、r=一定、δv=一
定、J=一定とおいて簡略化し、最も高い電圧と当該セ
ルの電圧との差δからバイパス電流Ibを求める。その
求めたバイパス電流Ibの値に応じて、例えば予め記憶
しておいたメモリマップから該当する可変抵抗器55の
値を求め、それに応じた制御信号S1を各バイパス回路
に送るように構成すればよい。
The above setting is specifically performed as follows. The difference δ between the highest voltage and the voltage of the cell is represented by the following (Formula 1). δ = (r · Ib + δv) Ib / (J−Ib) (Equation 1) where δ: difference between the highest voltage and the voltage of the cell r: internal resistance of the battery Ib: bypass current value δv: bypass circuit Difference between turn-on voltage and end-of-charge voltage J: Charger current In the above formula (1), for example, r = constant, δv = constant, J = constant simplifies The bypass current Ib is obtained from the difference δ from the voltage. According to the obtained value of the bypass current Ib, for example, the value of the corresponding variable resistor 55 is obtained from the memory map stored in advance, and the control signal S1 corresponding to the value is sent to each bypass circuit. Good.

【0020】上記のごとく、図2に示す実施の形態にお
いては、充電開始前の各セルの端子電圧に応じてバイパ
ス電流の値を設定し、最初の電圧が低いセルほどバイパ
ス電流を小さくして充電電流が大きくなるようにしてい
るので、バイパス回路に流れる無駄な電流が減少し、か
つ各セルのバラツキを従来よりも短い時間で有効に減少
させることが出来る。したがってバイパス回路を流れる
電流による無駄な電力消費と発熱の問題を軽減すること
が出来る。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 2, the value of the bypass current is set according to the terminal voltage of each cell before the start of charging, and the bypass current is set smaller for the cell having the lower initial voltage. Since the charging current is increased, the useless current flowing in the bypass circuit is reduced, and the variation of each cell can be effectively reduced in a shorter time than before. Therefore, it is possible to reduce unnecessary power consumption and heat generation due to the current flowing through the bypass circuit.

【0021】次に、図3は、バイパス回路2の他の実施
の形態を示す図である。図3の回路は、図2の抵抗R4
を電子制御の可変抵抗器56に代え、可変抵抗器55を
通常の抵抗R11としたものである。なお可変抵抗器5
6の抵抗値は制御回路4から与えられる制御信号S2に
応じて変化する。図3の回路においては、コンパレータ
53で基準電圧V2と比較する電圧が、セルの端子電圧
を可変抵抗器56と抵抗R5とで分圧した値となる。し
たがって可変抵抗器56の抵抗値が変化すると、バイパ
ス回路がオンになる電圧が変化し、可変抵抗器56の値
が大きいほど端子電圧が高い値でバイパス回路がオンに
なることになる。この場合には、図1の制御回路4は、
充電開始前に、各電圧検出回路2a〜2nの信号に基づ
いて全てのセル1a〜1nの電圧値を読み取り、その中
で最も電圧の高い値と各セルの電圧値との差に応じて可
変抵抗器56の値を設定し、それに応じた制御信号S2
を各バイパス回路に送る。なお、最も高い電圧と各セル
の電圧との差が大きいほどバイパス回路をオンにする電
圧値を高い値にするように、可変抵抗器56の抵抗値を
大きな値に設定する。
Next, FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the bypass circuit 2. The circuit shown in FIG. 3 is similar to the resistor R4 shown in FIG.
Instead of the electronically controlled variable resistor 56, the variable resistor 55 is a normal resistor R11. The variable resistor 5
The resistance value of 6 changes according to the control signal S2 given from the control circuit 4. In the circuit of FIG. 3, the voltage compared with the reference voltage V2 by the comparator 53 is a value obtained by dividing the cell terminal voltage by the variable resistor 56 and the resistor R5. Therefore, when the resistance value of the variable resistor 56 changes, the voltage at which the bypass circuit turns on changes, and the larger the value of the variable resistor 56, the higher the terminal voltage, and the bypass circuit turns on. In this case, the control circuit 4 of FIG.
Before the start of charging, the voltage values of all the cells 1a to 1n are read based on the signals of the voltage detection circuits 2a to 2n, and variable according to the difference between the highest voltage value and the voltage value of each cell. The value of the resistor 56 is set, and the control signal S2 corresponding to the value is set.
To each bypass circuit. The resistance value of the variable resistor 56 is set to a large value so that the voltage value for turning on the bypass circuit becomes higher as the difference between the highest voltage and the voltage of each cell increases.

【0022】図5は、図3における充電時のセル端子電
圧の特性図である。図5において、時点t0で充電を開
始する。この場合には両セルともバイパス回路はオフで
あって充電電流は同一であり、両セルの端子電圧はほぼ
同様の傾斜で上昇する。次に、時点t4では、最初の電
圧が高かった方のセルの端子電圧が、そのバイパス回路
用に可変抵抗器56で設定された基準電圧V4に達し、
前記のごとき動作によってバイパス回路のトランジスタ
Q1がオンとなり、バイパス電流が流れる。次に、時点
t5では、最初の電圧が低かった方のセルの端子電圧
が、同様にその回路の基準電圧V5(V4<V5)に達
し、同様にバイパス電流が流れる。この場合、両者に流
れるバイパス電流は同じ値であるが、最初の電圧値が低
かった方のセルは、バイパス回路をオンにする電圧が大
きな値V5に設定されているので、セルの端子電圧がV
5に達するまで、バイパス回路が作動せず、大きな充電
電流で充電が行われる。そのため最初の電圧値が低かっ
た方のセルに充電される電気量が大きくなり、時点t6
では両者が充電終止電圧V3(満充電)に達する。
FIG. 5 is a characteristic diagram of the cell terminal voltage during charging in FIG. In FIG. 5, charging is started at time t0. In this case, the bypass circuits of both cells are off, the charging currents are the same, and the terminal voltages of both cells rise with almost the same gradient. Next, at time t4, the terminal voltage of the cell having the higher initial voltage reaches the reference voltage V4 set by the variable resistor 56 for the bypass circuit,
By the operation as described above, the transistor Q1 of the bypass circuit is turned on, and the bypass current flows. Next, at time t5, the terminal voltage of the cell having the lower initial voltage similarly reaches the reference voltage V5 (V4 <V5) of the circuit, and the bypass current also flows. In this case, although the bypass currents flowing through both have the same value, the cell having the lower initial voltage value is set to a large value V5 for turning on the bypass circuit, so that the cell terminal voltage is V
Until 5 is reached, the bypass circuit does not operate and charging is performed with a large charging current. Therefore, the amount of electricity charged in the cell having the lower initial voltage value increases, and the time t6
Then, both reach the charge end voltage V3 (full charge).

【0023】制御回路4は、各電圧検出回路を介してセ
ルの端子電圧を監視し、充電終止電圧V6に達した場合
に外部充電器5に信号を送り、充電を停止させる。上記
のごとく、各バイパス回路を動作させる電圧が異なる
が、各バイパス回路の作動する電圧値、つまり各回路の
可変抵抗器55の値は、両者が時点t6で同時に充電終
止電圧V6に達するように設定してやればよい。なお、
上記の説明は、二つのセルの場合を例示したが、多数の
セルの場合も同様である。
The control circuit 4 monitors the terminal voltage of the cell via each voltage detection circuit and sends a signal to the external charger 5 when the end-of-charge voltage V6 is reached to stop charging. As described above, the voltage for operating each bypass circuit is different, but the voltage value at which each bypass circuit operates, that is, the value of the variable resistor 55 of each circuit is such that both reach the end-of-charge voltage V6 at the time t6 at the same time. Just set it. In addition,
The above description exemplifies the case of two cells, but the same applies to the case of a large number of cells.

【0024】上記の設定は具体的には下記のようにして
行なう。前記(数1)において、例えば、Ib=一定、
r=一定、J=一定とおいて簡略化し、最も高い電圧と
当該セルの電圧との差δからバイパス回路をオンにする
電圧と充電終止電圧V6との差δvを求める。充電終止
電圧V6は一定値であるから、求められた各バイパス回
路のδvから充電終止電圧V6を減算することにより、
各バイパス回路をオンにする電圧を求めることが出来
る。その求めた電圧値に応じて、例えば予め記憶してお
いたメモリマップから該当する可変抵抗器56の値を求
め、それに応じた制御信号S2を各バイパス回路に送る
ように構成すればよい。
The above setting is specifically performed as follows. In the above (Formula 1), for example, Ib = constant,
For simplification with r = constant and J = constant, the difference δv between the voltage at which the bypass circuit is turned on and the end-of-charge voltage V6 is obtained from the difference δ between the highest voltage and the voltage of the cell. Since the end-of-charge voltage V6 is a constant value, by subtracting the end-of-charge voltage V6 from the obtained δv of each bypass circuit,
The voltage that turns on each bypass circuit can be obtained. According to the obtained voltage value, for example, the value of the corresponding variable resistor 56 may be obtained from a memory map stored in advance, and the control signal S2 corresponding thereto may be sent to each bypass circuit.

【0025】上記のごとく、図3に示す実施の形態にお
いては、充電開始前の各セルの端子電圧に応じてバイパ
ス回路を作動させる端子電圧の値を設定し、最初の電圧
が低いセルほど高い電圧でバイパス回路がオンするよう
に設定しているので、バイパス回路に流れる無駄な電流
が減少し、かつ各セルのバラツキを従来よりも短い時間
で有効に解消することが出来る。したがってバイパス回
路を流れる電流による無駄な電力消費と発熱の問題を軽
減することが出来る。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 3, the value of the terminal voltage for operating the bypass circuit is set according to the terminal voltage of each cell before the start of charging, and the lower the initial voltage, the higher the voltage. Since the bypass circuit is set to be turned on by the voltage, useless current flowing in the bypass circuit is reduced, and the variation of each cell can be effectively eliminated in a shorter time than before. Therefore, it is possible to reduce unnecessary power consumption and heat generation due to the current flowing through the bypass circuit.

【0026】次に、図6および図7は、本発明の第2の
実施の形態を示す図であり、図6は全体の構成を示す回
路図、図7は電圧判定バイパス回路21a〜21nの一
例の回路図である。図6において、21a〜21nは電
圧判定バイパス回路(詳細後述)であり、各セル1a〜
1nの電圧を判定して制御回路22に判定信号S3〜S
6を送ると共に、制御回路22からの制御信号S7〜S
9に応じてスイッチング素子(トランジスタQ3)をオ
ンにして充電電流をバイパスさせる。22は例えばコン
ピュータ等で構成された制御回路である。その他、図1
と同符号は同一物を示す。なお、なお、組電池1の両端
からコントローラを介して負荷(例えば電気自動車を駆
動するモータ等)にも接続されることになるが、本発明
の充電制御には関わりないので図示を省略している。
Next, FIGS. 6 and 7 are diagrams showing a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram showing the entire configuration, and FIG. 7 is a diagram showing voltage determination bypass circuits 21a to 21n. It is an example circuit diagram. In FIG. 6, 21a to 21n are voltage determination bypass circuits (details will be described later), and each of the cells 1a to 21n.
The voltage of 1n is judged and the judgment signals S3 to S are sent to the control circuit 22.
6 and sends control signals S7 to S from the control circuit 22.
In accordance with 9, the switching element (transistor Q3) is turned on to bypass the charging current. Reference numeral 22 is a control circuit composed of, for example, a computer. In addition, FIG.
The same reference numerals as in FIG. In addition, although it is connected to a load (for example, a motor that drives an electric vehicle) from both ends of the assembled battery 1 through the controller, it is not shown because it is not related to the charging control of the present invention. There is.

【0027】また、図7において、60、61は基準電
圧発生器、62、63、64、65はコンパレータ、6
6、67、68、69はフォトカプラ、70、71はS
Rフリップフロップ、72、73、74はアンド回路、
75、76はインバータ(反転回路)、Q3、Q4、Q
5はトランジスタ、S3、S4、S5、S6は電圧判定
バイパス回路から制御回路22へ送る判定信号、S7、
S8、S9は制御回路22から送られる制御信号であ
る。
In FIG. 7, reference numerals 60 and 61 are reference voltage generators, 62, 63, 64 and 65 are comparators, and 6 is a comparator.
6, 67, 68 and 69 are photocouplers, and 70 and 71 are S
R flip-flops, 72, 73, and 74 are AND circuits,
75 and 76 are inverters (inversion circuits), Q3, Q4 and Q
5 is a transistor, S3, S4, S5 and S6 are determination signals sent from the voltage determination bypass circuit to the control circuit 22, S7,
S8 and S9 are control signals sent from the control circuit 22.

【0028】以下、作用を説明する。まず、図7の回路
各部の基本的な動作について説明する。コンパレータ6
2とフォトカプラ66、コンパレータ63とフォトカプ
ラ67、コンパレータ64とフォトカプラ68は、それ
ぞれ電圧判定回路を構成しており、基準電圧発生器60
で設定した電圧に基づいた各基準電圧とセル1aの端子
電圧とを比較し、端子電圧の方が高くなるとそれぞれ判
定信号S3〜S5を制御回路22へ送る。コンパレータ
62の基準電圧はバラツキの下限電圧に設定され、コン
パレータ63の基準電圧はバラツキの上限電圧(下限電
圧<上限電圧)に設定され、コンパレータ64の基準電
圧は充電終止電圧に設定されている。なお、フォトカプ
ラを介して信号を送っているのは、各電圧判定バイパス
回路の電位が異なっているため、組電池1とは独立の信
号系を形成するためである。
The operation will be described below. First, the basic operation of each part of the circuit of FIG. 7 will be described. Comparator 6
2 and the photocoupler 66, the comparator 63 and the photocoupler 67, and the comparator 64 and the photocoupler 68 respectively configure a voltage determination circuit, and the reference voltage generator 60.
Each reference voltage based on the voltage set in step 1 is compared with the terminal voltage of the cell 1a, and when the terminal voltage becomes higher, the determination signals S3 to S5 are sent to the control circuit 22, respectively. The reference voltage of the comparator 62 is set to the variation lower limit voltage, the reference voltage of the comparator 63 is set to the variation upper limit voltage (lower limit voltage <upper limit voltage), and the reference voltage of the comparator 64 is set to the charge end voltage. The signal is sent via the photocoupler because the voltage determination bypass circuits have different potentials and thus form a signal system independent of the assembled battery 1.

【0029】制御回路22においては、上記の判定信号
のうちS3は各電圧判定バイパス回路の出力を全てアン
ド接続して入力し、S4は全てオア接続して入力し、S
5も全てオア接続して入力している。そのため判定信号
S3は全ての回路の信号が全て“1”になった場合に制
御回路22に取り込まれるが、判定信号S4とS5は何
れか1つの信号が“1”になった場合に制御回路22に
取り込まれることになる。したがって判定信号S3の方
が判定信号S4よりも早く入力した場合には、全てのセ
ルの端子電圧が下限電圧よりは大きいが上限電圧以上の
ものは存在しないことになるから、電圧のバラツキが少
ないことを意味する。これに対して、判定信号S4の方
が早く入力した場合には、未だ下限電圧に達しないセル
が存在するのに上限電圧以上のセルも存在することにな
るから、電圧のバラツキが大きいことを意味する。
In the control circuit 22, among the above determination signals, S3 inputs all the outputs of the voltage determination bypass circuits by AND connection, and S4 inputs all the OR connections by input, and S4 inputs
All 5 are ORed and input. Therefore, the determination signal S3 is taken into the control circuit 22 when all the signals of all the circuits are "1", but the determination signals S4 and S5 are the control circuits when one of the signals is "1". 22 will be taken in. Therefore, when the determination signal S3 is input earlier than the determination signal S4, the terminal voltages of all cells are higher than the lower limit voltage, but there is no voltage equal to or higher than the upper limit voltage. Means that. On the other hand, when the determination signal S4 is input earlier, there are cells that have not reached the lower limit voltage but cells that are equal to or higher than the upper limit voltage. means.

【0030】また、セルの端子電圧が充電終止電圧に達
すると、コンパレータ64の出力が“0”になり、アン
ド回路74の出力も“0”になる。そのためトランジス
タQ4がオンになる。このときトランジスタQ5がオン
であれば(詳細後述)、基準電圧発生器61に電流が流
れ、コンパレータ65の出力が“1”となってバイパス
回路のトランジスタQ3がオンになり、充電電流をバイ
パスする。このときフォトカプラ69から判定信号S6
が制御回路22へ送られる。上記トランジスタQ5のオ
ン・オフは、制御回路22からの制御信号S7〜S9に
よってSRフリップフロップ72、73をセットまたは
リセットし、アンド回路73の出力を変えることによっ
て制御する。すなわち、前記の判定によってバラツキが
小さいと判定された場合は、アンド回路73の出力を
“1”、インバータ75の出力を“0”としてトランジ
スタQ5をオフにし、バイパス回路を作動不能(他の条
件に関わりなく常時オフ)にする。一方、前記の判定に
よってバラツキが大きいと判定された場合は、アンド回
路73の出力を“0”、インバータ75の出力を“1”
としてトランジスタQ5をオンにし、バイパス回路を作
動可能にする。この状態では、前記のコンパレータ64
の出力が“0”の場合にバイパス回路がオンとなる。
When the terminal voltage of the cell reaches the end-of-charge voltage, the output of the comparator 64 becomes "0" and the output of the AND circuit 74 also becomes "0". Therefore, the transistor Q4 is turned on. At this time, if the transistor Q5 is on (details will be described later), a current flows through the reference voltage generator 61, the output of the comparator 65 becomes "1", and the transistor Q3 of the bypass circuit is turned on to bypass the charging current. . At this time, the determination signal S6 is sent from the photo coupler 69.
Are sent to the control circuit 22. ON / OFF of the transistor Q5 is controlled by setting or resetting the SR flip-flops 72 and 73 by the control signals S7 to S9 from the control circuit 22 and changing the output of the AND circuit 73. That is, when it is determined by the above determination that the variation is small, the output of the AND circuit 73 is set to "1", the output of the inverter 75 is set to "0", the transistor Q5 is turned off, and the bypass circuit is disabled (other conditions). Always off regardless of the setting. On the other hand, when it is determined that the variation is large, the output of the AND circuit 73 is "0" and the output of the inverter 75 is "1".
Turns on the transistor Q5 to enable the bypass circuit. In this state, the comparator 64
The bypass circuit is turned on when the output of is "0".

【0031】なお、上記のように、バラツキが少なくて
トランジスタQ5がオフの場合、端子電圧が充電終止電
圧に達してコンパレータ64の出力が“0”になり、判
定信号S5が制御回路22に送られると、制御回路22
は充電器5に信号を送って充電を終了させる(後記図8
のステップS7、S8参照)。
As described above, when the variation is small and the transistor Q5 is off, the terminal voltage reaches the charge end voltage, the output of the comparator 64 becomes "0", and the determination signal S5 is sent to the control circuit 22. Then, the control circuit 22
Sends a signal to the charger 5 to end the charging (see FIG. 8 below).
(See steps S7 and S8).

【0032】図8は、図6および図7における制御のフ
ローチャートである。以下、図8に基づいて制御経過を
説明する。まず、ステップS1では、外部充電器5が接
続されているか否かを判断する。これは外部充電器5か
ら制御回路22への信号によって判断する。外部充電器
5が接続されると、ステップS2で、SRフリップフロ
ップ70、71をリセットする(リセット信号S9)。
次に、ステップS3では、充電を開始したか否かを判断
し、開始している場合には、ステップS4で、各セルの
電圧を検出し、ステップS5では、電圧のバラツキが一
定範囲内か否かを判断する。ステップS5で“YES”
すなわちバラツキが一定範囲内である場合には、ステッ
プS6で各セルの電圧を検出し、ステップS7で、充電
終止電圧に達したものがあるか否かを判断する。そして
充電終止電圧に達したセルが一つでも存在する場合に
は、ステップS8で外部充電器5に信号を送って充電を
終了する。
FIG. 8 is a flowchart of the control in FIGS. 6 and 7. Hereinafter, the control process will be described with reference to FIG. First, in step S1, it is determined whether or not the external charger 5 is connected. This is judged by the signal from the external charger 5 to the control circuit 22. When the external charger 5 is connected, the SR flip-flops 70 and 71 are reset in step S2 (reset signal S9).
Next, in step S3, it is determined whether or not the charging is started. If the charging is started, the voltage of each cell is detected in step S4, and in step S5, whether the voltage variation is within a certain range or not. Determine whether or not. “YES” in step S5
That is, if the variation is within a certain range, the voltage of each cell is detected in step S6, and it is determined in step S7 whether or not the voltage reaches the end-of-charge voltage. If there is even one cell that has reached the end-of-charge voltage, a signal is sent to the external charger 5 in step S8 to end the charging.

【0033】一方、ステップS5で“NO”すなわちバ
ラツキが一定範囲外である場合には、ステップS9で各
セルの電圧を検出し、ステップS10で、充電終止電圧
に達したものがあるか否かを判断する。そして充電終止
電圧に達したセルについては、ステップS11で、その
セルに接続されたバイパス回路をオンにし、充電電流を
バイパスする。次に、ステップS12では、全てのセル
のバイパス回路がオンになったか否かを判断し、“YE
S”になった場合には、ステップS13で、外部充電器
5に信号を送って充電を終了する。なお、バイパス回路
を流れるバイパス電流が可変の場合には、全てのバイパ
ス電流が外部充電器の充電電流と等しくなった場合、す
なわち全てのセルを流れる充電電流が0になった場合に
充電を終了するように構成してもよい。
On the other hand, if "NO" in step S5, that is, if the variation is outside the fixed range, the voltage of each cell is detected in step S9, and in step S10, it is determined whether or not the voltage reaches the end-of-charge voltage. To judge. Then, with respect to the cell that has reached the charge cutoff voltage, in step S11, the bypass circuit connected to the cell is turned on to bypass the charge current. Next, in step S12, it is determined whether or not the bypass circuits of all cells are turned on, and "YE
When it becomes "S", in step S13, a signal is sent to the external charger 5 to end the charging. When the bypass current flowing through the bypass circuit is variable, all the bypass currents are external chargers. The charging may be terminated when the charging current becomes equal to the charging current, i.e., when the charging current flowing through all the cells becomes zero.

【0034】上記のように、この実施の形態において
は、各セルの端子電圧のバラツキが少ない場合には、バ
イパス回路を作動させず、充電終止電圧に達したセルが
一つでも発生すると充電を終了させる。一方、各セルの
端子電圧のバラツキが大きい場合には、充電終止電圧に
達したセルについてバイパス回路を作動させ、充電終止
電圧に達しないセルについては充電を継続する。そして
全てのセルが充電終止電圧に達した場合に充電を終了さ
せる。したがって、各セルのバラツキが少なく、バイパ
ス回路を作動させる必要性が低い場合には、バイパス回
路の作動を禁止するので、バイパス回路を流れる電流に
よる無駄な電力消費を抑制し、発熱を防止することが出
来ると共に、バイパス回路構成素子の耐久性を向上させ
ることが出来る。また、各セルのバラツキが大きい場合
には、バイパス回路を作動させるので、バラツキを有効
に解消することが出来る。
As described above, in this embodiment, when there is little variation in the terminal voltage of each cell, the bypass circuit is not activated and charging is performed if any one of the cells reaches the end-of-charge voltage. To finish. On the other hand, when the variation in the terminal voltage of each cell is large, the bypass circuit is activated for the cells that have reached the charge cutoff voltage, and the cells that have not reached the charge cutoff voltage are continuously charged. Then, when all the cells reach the charge cutoff voltage, the charge is terminated. Therefore, when the variation of each cell is small and the necessity of operating the bypass circuit is low, the operation of the bypass circuit is prohibited, so that wasteful power consumption due to the current flowing through the bypass circuit is suppressed and heat generation is prevented. It is possible to improve the durability of the bypass circuit constituent element. Further, when the variation of each cell is large, the bypass circuit is operated, so that the variation can be effectively eliminated.

【0035】なお、前記図2、図3、図7の実施の形態
においては、充電電流のバイパス回路を定電流バイパス
方式の回路とした場合を例示したが、定電圧方式のバイ
パス回路で構成することも出来る。また、PWM制御方
式のバイパス回路を用いれば回路容量を小さくすること
が出来る。
In the embodiments shown in FIGS. 2, 3 and 7, the case where the charging current bypass circuit is a constant current bypass type circuit is illustrated, but it is constituted by a constant voltage type bypass circuit. You can also do it. Further, the circuit capacity can be reduced by using a PWM control type bypass circuit.

【0036】また、前記図1の回路における電圧バラツ
キの検知回路として前記図6と同様の構成を用いてもよ
い。この場合には、バラツキ量として基準電圧に達した
時間差を用いればよい。実際には各電流値に応じた時間
差(電圧バラツキ量)のデータマップを備える。この方
式の利点は、図6の構成からも判るように、特別な電圧
検出回路(例えば図1の3)を用いないので、構成部品
が少なくて済む点である。
Further, the same configuration as that shown in FIG. 6 may be used as the voltage variation detection circuit in the circuit shown in FIG. In this case, the time difference when the reference voltage is reached may be used as the variation amount. Actually, a data map of the time difference (voltage variation amount) according to each current value is provided. As is clear from the configuration of FIG. 6, the advantage of this system is that a special voltage detection circuit (for example, 3 of FIG. 1) is not used, so that the number of components can be reduced.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したごとく、請求項1に記載の
発明においては、バイパス回路に流れる無駄な電流が減
少し、かつ各セルのバラツキを従来よりも短い時間で有
効に解消することが出来る。したがってバイパス回路を
流れる電流による無駄な電力消費と発熱の問題を軽減す
ることが出来る、という効果が得られる。また、請求項
4に記載の発明においては、各セルのバラツキが少な
く、バイパス回路を作動させる必要性が低い場合には、
バイパス回路の作動を禁止するので、バイパス回路を流
れる電流による無駄な電力消費を抑制し、発熱を防止す
ることが出来ると共に、バイパス回路構成素子の耐久性
を向上させることが出来る。また、各セルのバラツキが
大きい場合には、バイパス回路を作動させるので、バラ
ツキを有効に解消することが出来る、という効果が得ら
れる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the useless current flowing in the bypass circuit is reduced, and the variation of each cell can be effectively eliminated in a shorter time than before. . Therefore, it is possible to reduce unnecessary power consumption and heat generation due to the current flowing through the bypass circuit. Further, in the invention according to claim 4, when there is little variation in each cell and the necessity of operating the bypass circuit is low,
Since the operation of the bypass circuit is prohibited, useless power consumption due to the current flowing through the bypass circuit can be suppressed, heat generation can be prevented, and the durability of the bypass circuit constituent element can be improved. Further, when the variation of each cell is large, the bypass circuit is operated, so that the variation can be effectively eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の全体構成を示す回
路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるバイパス回路2の第1の実施の形
態を示す回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of a bypass circuit 2 in FIG.

【図3】図1におけるバイパス回路2の第2の実施の形
態を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of a bypass circuit 2 in FIG.

【図4】図2の回路の電圧特性図。FIG. 4 is a voltage characteristic diagram of the circuit of FIG.

【図5】図3の回路の電圧特性図。5 is a voltage characteristic diagram of the circuit of FIG.

【図6】本発明の第2の実施の形態の全体構成を示す回
路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an overall configuration of a second embodiment of the present invention.

【図7】図6における電圧判定バイパス回路21の一実
施の形態を示す回路図。
7 is a circuit diagram showing an embodiment of the voltage determination bypass circuit 21 in FIG.

【図8】図7における制御を示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart showing control in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…組電池 1a〜1n…セル 2a〜2n…バイパス回路 3a〜3
n…電圧検出回路 4…制御回路 5…外部
充電器 21a〜21n…電圧判定バイパス回路 2
2…制御回路 51、52…基準電圧発生器 53、5
4…コンパレータ 55…電子制御の可変抵抗器 60、61…基
準電圧発生器 62、63、64、65…コンパレータ 66、67、68、69…フォトカプラ 70、71…SRフリップフロップ 72、73、7
4…アンド回路 75…インバータ R1〜R10…抵
抗 Q1、Q2、Q3、Q4、Q5…トランジスタ S3、S4、S5、S6…判定信号 S7、S8、S
9…制御信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Assembly battery 1a-1n ... Cell 2a-2n ... Bypass circuit 3a-3
n ... Voltage detection circuit 4 ... Control circuit 5 ... External charger 21a-21n ... Voltage determination bypass circuit 2
2 ... Control circuit 51, 52 ... Reference voltage generator 53, 5
4 ... Comparator 55 ... Electronically controlled variable resistor 60, 61 ... Reference voltage generator 62, 63, 64, 65 ... Comparator 66, 67, 68, 69 ... Photocoupler 70, 71 ... SR flip-flop 72, 73, 7
4 ... AND circuit 75 ... Inverters R1 to R10 ... Resistors Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 ... Transistors S3, S4, S5, S6 ... Judgment signals S7, S8, S
9 ... Control signal

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】二次電池のセルを複数個直列または直並列
に接続した組電池と、 上記各セルごとに、若しくは複数のセルから成るブロッ
クごとに並列に接続され、充電時に当該セル若しくは当
該ブロックの電圧が所定電圧以上のときにオンとなって
充電電流をバイパスさせるバイパス手段と、 充電前における上記各セルの電圧、若しくは複数のセル
から成るブロックの電圧を検出し、全てのセル若しくは
ブロックの電圧のうち、最も高い電圧を検出し、該最も
高い電圧と各セル若しくはブロックの電圧との差に基づ
いて各バイパス手段ごとに作動条件を設定し、それに応
じて各バイパス手段を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする組電池の充電制御装置。
1. An assembled battery in which a plurality of cells of a secondary battery are connected in series or series-parallel, and each of the cells or blocks of a plurality of cells are connected in parallel, and the cells or the cells are connected during charging. Bypass means for turning on the charging current when the voltage of the block is equal to or higher than a predetermined voltage, and the voltage of each cell before charging, or the voltage of the block composed of a plurality of cells is detected, and all cells or blocks are detected. Of the above voltages, a control for detecting the highest voltage, setting operating conditions for each bypass means based on the difference between the highest voltage and the voltage of each cell or block, and controlling each bypass means accordingly. A charging control device for an assembled battery, comprising:
【請求項2】上記制御手段は、上記の最も高い電圧と各
セル若しくはブロックの電圧との差が大きいほど当該バ
イパス回路のバイパス電流値を小さな値に設定し、それ
に応じて各バイパス手段に流す電流値を制御するもので
ある、ことを特徴とする請求項1に記載の組電池の充電
制御装置。
2. The control means sets the bypass current value of the bypass circuit to a smaller value as the difference between the highest voltage and the voltage of each cell or block is larger, and the bypass current is supplied to each bypass means accordingly. The charge control device for an assembled battery according to claim 1, wherein the charge control device controls a current value.
【請求項3】上記制御手段は、上記の最も高い電圧と各
セル若しくはブロックの電圧との差が大きいほど当該バ
イパス回路をオンにする上記所定電圧の値を大きな値に
設定し、それに応じて各バイパス手段のオン・オフを制
御するものである、ことを特徴とする請求項1に記載の
組電池の充電制御装置。
3. The control means sets the value of the predetermined voltage for turning on the bypass circuit to a larger value as the difference between the highest voltage and the voltage of each cell or block is larger, and accordingly the value is set to a larger value. The charge control device for an assembled battery according to claim 1, wherein the bypass control means controls ON / OFF of each bypass means.
【請求項4】二次電池のセルを複数個直列または直並列
に接続した組電池と、 上記各セルごとに、若しくは複数のセルから成るブロッ
クごとに並列に接続され、充電時に当該セル若しくは当
該ブロックの電圧が所定電圧以上のときにオンとなって
充電電流をバイパスさせるバイパス手段と、 上記各セルの電圧、若しくは複数のセルから成るブロッ
クの電圧を検出し、全てのセル若しくはブロックの電圧
のバラツキが所定範囲内のときには上記バイパス手段の
動作を停止させ、上記バラツキが所定範囲外の場合には
上記バイパス手段に通常動作を行なわせるように制御す
る制御手段と、 を備えたことを特徴とする組電池の充電制御装置。
4. An assembled battery in which a plurality of cells of a secondary battery are connected in series or series-parallel, and each of the cells or blocks of a plurality of cells are connected in parallel, and the cells or the cells are connected during charging. When the voltage of the block is equal to or higher than a predetermined voltage, the bypass means is turned on to bypass the charging current, and the voltage of each cell or the voltage of the block composed of a plurality of cells is detected, and the voltage of all cells or the block is detected. When the variation is within a predetermined range, the operation of the bypass means is stopped, and when the variation is out of the predetermined range, a control means for controlling the bypass means to perform a normal operation is provided. Charge control device for assembled battery.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998967A (en) * 1998-02-16 1999-12-07 Rohm Co., Ltd. Lithium-ion battery pack
US6373225B1 (en) 2000-08-31 2002-04-16 Fujitsu Limited Charge circuit that performs charge control by comparing a plurality of battery voltages
US6902847B1 (en) 1998-05-20 2005-06-07 Osaka Gas Company Limited Non-aqueous secondary cell and method for controlling the same
WO2005076430A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-18 Makita Corporation Combined battery and battery pack
JP2014121139A (en) * 2012-12-14 2014-06-30 Rohm Co Ltd Shunt circuit, charging system and integrated circuit
US11114878B2 (en) 2018-03-26 2021-09-07 Milwaukee Electric Tool Corporation High-power battery-powered portable power source
USD933010S1 (en) 2019-05-29 2021-10-12 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
US11271415B2 (en) 2018-05-18 2022-03-08 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
US11996526B2 (en) 2021-08-24 2024-05-28 Milwaukee Electric Tool Corporation High-power battery-powered portable power source

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998967A (en) * 1998-02-16 1999-12-07 Rohm Co., Ltd. Lithium-ion battery pack
US8110303B2 (en) 1998-05-20 2012-02-07 Kri Inc. Non-aqueous secondary battery and its control method
US6902847B1 (en) 1998-05-20 2005-06-07 Osaka Gas Company Limited Non-aqueous secondary cell and method for controlling the same
US6951699B2 (en) 1998-05-20 2005-10-04 Osaka Gas Company Limited Non-aqueous secondary battery and its control method
US7642001B2 (en) 1998-05-20 2010-01-05 Osaka Gas Company Limited Non-aqueous secondary battery and its control method
US6373225B1 (en) 2000-08-31 2002-04-16 Fujitsu Limited Charge circuit that performs charge control by comparing a plurality of battery voltages
WO2005076430A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-18 Makita Corporation Combined battery and battery pack
JP2014121139A (en) * 2012-12-14 2014-06-30 Rohm Co Ltd Shunt circuit, charging system and integrated circuit
US11114878B2 (en) 2018-03-26 2021-09-07 Milwaukee Electric Tool Corporation High-power battery-powered portable power source
US11271415B2 (en) 2018-05-18 2022-03-08 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
US11742771B2 (en) 2018-05-18 2023-08-29 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
USD933010S1 (en) 2019-05-29 2021-10-12 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
USD955334S1 (en) 2019-05-29 2022-06-21 Milwaukee Electric Tool Corporation Portable power source
US11996526B2 (en) 2021-08-24 2024-05-28 Milwaukee Electric Tool Corporation High-power battery-powered portable power source

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