JP2000102189A - ２次電池充電回路、２次電池充電方法、及び２次電池パック - Google Patents
２次電池充電回路、２次電池充電方法、及び２次電池パックInfo
- Publication number
- JP2000102189A JP2000102189A JP10268242A JP26824298A JP2000102189A JP 2000102189 A JP2000102189 A JP 2000102189A JP 10268242 A JP10268242 A JP 10268242A JP 26824298 A JP26824298 A JP 26824298A JP 2000102189 A JP2000102189 A JP 2000102189A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- charging
- battery cell
- voltage
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路規模が小さく、安全かつ製品寿命が長
く、また被充電電池の寿命劣化速度を加速しない２次電
池充電回路等を得る。 【解決手段】 所定の２次電池セル１の充放電に伴う性
能劣化および破壊を防止するために内蔵された保護回路
２と、２次電池セル１のセル電圧を検出するために２次
電池セル１へ直列に接続された抵抗７と、２次電池セル
１を充電するための直流電源部３と、２次電池セル１の
セル電圧と保護回路２における電圧降下とを検出し２次
電池セル１の充電制御を行う充電制御部４とを有する。
この構成により、発熱を伴いかつ体積の大きな電流検出
用抵抗が不要となる。このため、安全性が増し、また、
回路規模を小さくでき、コストダウンが可能となる。更
に、発熱部品による他の部品へのあおり熱が小さくな
り、部品寿命劣化速度が低下し、適用される製品の寿命
を延ばすことが可能となる。
く、また被充電電池の寿命劣化速度を加速しない２次電
池充電回路等を得る。 【解決手段】 所定の２次電池セル１の充放電に伴う性
能劣化および破壊を防止するために内蔵された保護回路
２と、２次電池セル１のセル電圧を検出するために２次
電池セル１へ直列に接続された抵抗７と、２次電池セル
１を充電するための直流電源部３と、２次電池セル１の
セル電圧と保護回路２における電圧降下とを検出し２次
電池セル１の充電制御を行う充電制御部４とを有する。
この構成により、発熱を伴いかつ体積の大きな電流検出
用抵抗が不要となる。このため、安全性が増し、また、
回路規模を小さくでき、コストダウンが可能となる。更
に、発熱部品による他の部品へのあおり熱が小さくな
り、部品寿命劣化速度が低下し、適用される製品の寿命
を延ばすことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次電池充電回
路、２次電池充電方法、および２次電池パックに関し、
例えば、保護回路が内蔵されたリチウムイオン２次電池
パック等の２次電池充電回路、２次電池充電方法、およ
び２次電池パックに関する。
路、２次電池充電方法、および２次電池パックに関し、
例えば、保護回路が内蔵されたリチウムイオン２次電池
パック等の２次電池充電回路、２次電池充電方法、およ
び２次電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特に近年、小型・軽量化が急速に
進んでいる携帯電子機器の電源として、小型・軽量、且
つ、高エネルギー密度のリチウムイオン電池の開発が盛
んに行われ、広く使用されている。
進んでいる携帯電子機器の電源として、小型・軽量、且
つ、高エネルギー密度のリチウムイオン電池の開発が盛
んに行われ、広く使用されている。
【０００３】図５は、従来のリチウムイオン２次電池パ
ックの構成の一例を示している。本従来例のリチウムイ
オン２次電池パックは、プラス端子Ａ、マイナス端子
Ｂ、電池セル本体２１、電池セルの性能劣化・破壊を防
止する保護回路２０により構成される。本構成のリチウ
ムイオン２次電池は、高エネルギー密度を有する上に、
発火性の高い材料を用いている。このため、過放電、過
電圧充電・端子短絡等が発生した場合、破裂・発火、も
しくは著しい性能劣化を起こす可能性がある。
ックの構成の一例を示している。本従来例のリチウムイ
オン２次電池パックは、プラス端子Ａ、マイナス端子
Ｂ、電池セル本体２１、電池セルの性能劣化・破壊を防
止する保護回路２０により構成される。本構成のリチウ
ムイオン２次電池は、高エネルギー密度を有する上に、
発火性の高い材料を用いている。このため、過放電、過
電圧充電・端子短絡等が発生した場合、破裂・発火、も
しくは著しい性能劣化を起こす可能性がある。
【０００４】これらの弊害を防止するための保護回路
は、一般的に、電池セルの負極とマイナス端子Ｂ間に直
列に接続された保護スイッチ２２と、過放電・過電圧充
電・端子短絡等を検出し、保護スイッチをＯＦＦするた
めの制御ＩＣ２３とによって構成される。
は、一般的に、電池セルの負極とマイナス端子Ｂ間に直
列に接続された保護スイッチ２２と、過放電・過電圧充
電・端子短絡等を検出し、保護スイッチをＯＦＦするた
めの制御ＩＣ２３とによって構成される。
【０００５】図５は、２セル直列の場合の構成例を示し
ている。図５に示す以外の組み合わせ、例えば１セルの
みや、３セルの場合においても接続法および機能は同様
である。よって、従来例２として、２列直列の場合を代
表して説明する。
ている。図５に示す以外の組み合わせ、例えば１セルの
みや、３セルの場合においても接続法および機能は同様
である。よって、従来例２として、２列直列の場合を代
表して説明する。
【０００６】このような構成の電池パックｑの充電方式
として、特開平５一１１１１８４号公報や特開平７−１
０７６７７号公報で知られているように、１セルあたり
４．１Ｖ、あるいは４．２Ｖの定電流定電圧充電を行
い、規定充電電流まで減少した時点で、充電を停止する
方式が一般的である。図６は、この充電方式を実現する
回路構成ブロック例を示している。
として、特開平５一１１１１８４号公報や特開平７−１
０７６７７号公報で知られているように、１セルあたり
４．１Ｖ、あるいは４．２Ｖの定電流定電圧充電を行
い、規定充電電流まで減少した時点で、充電を停止する
方式が一般的である。図６は、この充電方式を実現する
回路構成ブロック例を示している。
【０００７】図６において、従来例２のリチウムイオン
２次電池パックは、電源部３３、充電制御部３４、逆流
防止ダイオード３５、出力制御用トランジスタ３６、電
流検出抵抗３７、の各部を具備して構成される。
２次電池パックは、電源部３３、充電制御部３４、逆流
防止ダイオード３５、出力制御用トランジスタ３６、電
流検出抵抗３７、の各部を具備して構成される。
【０００８】上記の充電制御部３４は、電流検出抵抗３
７の電圧降下から検出した充電電流と、端子Ａ一端子Ｂ
間の電圧から出力制御用トランジスタ３６のベース電圧
を制御し、定電流定電圧充電を実現する。この充電制御
部３４の構成は、コンパレータとトランジスタを組み合
わせたものや、ＡＤコンバータ、マイクロコンピュー
タ、ＤＡコンバータを組み合わせたもの等がある。とこ
ろが、最近ではこれらをＩＣ化したものも開発され、利
用されている。
７の電圧降下から検出した充電電流と、端子Ａ一端子Ｂ
間の電圧から出力制御用トランジスタ３６のベース電圧
を制御し、定電流定電圧充電を実現する。この充電制御
部３４の構成は、コンパレータとトランジスタを組み合
わせたものや、ＡＤコンバータ、マイクロコンピュー
タ、ＤＡコンバータを組み合わせたもの等がある。とこ
ろが、最近ではこれらをＩＣ化したものも開発され、利
用されている。
【０００９】また、図６において、電池パックｑは、電
池セル２１と保護回路２０とによって構成されている。
ここで、保護回路２０は、先に、図５を用いて説明した
通り、制御ＩＣ２３と、ＯＮ抵抗Ｒｘを有する保護スイ
ッチ２２から構成されている。この制御ＩＣ２３は、高
インピーダンスであるため充電における影響は無視でき
る。したがって、保護回路２０は、電池セル２１に直列
接続された抵抗Ｒｘとみなすことができる。ここで、保
護スイッチ２２には、一般的に、ＦＥＴスイッチが用い
られ、抵抗値に大きなばらつきが生じ無いように規定が
設けられている。
池セル２１と保護回路２０とによって構成されている。
ここで、保護回路２０は、先に、図５を用いて説明した
通り、制御ＩＣ２３と、ＯＮ抵抗Ｒｘを有する保護スイ
ッチ２２から構成されている。この制御ＩＣ２３は、高
インピーダンスであるため充電における影響は無視でき
る。したがって、保護回路２０は、電池セル２１に直列
接続された抵抗Ｒｘとみなすことができる。ここで、保
護スイッチ２２には、一般的に、ＦＥＴスイッチが用い
られ、抵抗値に大きなばらつきが生じ無いように規定が
設けられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術の図５および図６の構成では、次のような問題
がある。定電流期において、電流検出抵抗３７に大きな
電流が流れる。このため、抵抗値の小さな抵抗を用いて
も、その電力損失によって大きく発熱する。したがっ
て、体積が大きく、耐電力損失性能の高い抵抗を用いた
り、万一、他の部品が接触した場合を考慮し、耐熱チュ
ーブをかぶせる等の安全対策を施す必要がある。これら
は、回路規模を増大化させる原因となっている。
従来技術の図５および図６の構成では、次のような問題
がある。定電流期において、電流検出抵抗３７に大きな
電流が流れる。このため、抵抗値の小さな抵抗を用いて
も、その電力損失によって大きく発熱する。したがっ
て、体積が大きく、耐電力損失性能の高い抵抗を用いた
り、万一、他の部品が接触した場合を考慮し、耐熱チュ
ーブをかぶせる等の安全対策を施す必要がある。これら
は、回路規模を増大化させる原因となっている。
【００１１】また、この電流検出用抵抗３７の発熱は、
他の部品、特に電解コンデンサ等の寿命劣化を招き、充
電回路および充電器の製品寿命を短くしている。さらに
は、電流検出用抵抗３７と、被充電電池パックの空間距
離が小さい場合、電池パックｑにまで熱が伝わり、電池
寿命を劣化させる問題点を伴う。
他の部品、特に電解コンデンサ等の寿命劣化を招き、充
電回路および充電器の製品寿命を短くしている。さらに
は、電流検出用抵抗３７と、被充電電池パックの空間距
離が小さい場合、電池パックｑにまで熱が伝わり、電池
寿命を劣化させる問題点を伴う。
【００１２】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するものであり、回路規模が小さく、安全かつ製品
寿命が長く、また被充電電池の寿命劣化速度を加速しな
い２次電池充電回路、２次電池充電方法、および２次電
池パックを提供することを目的とする。
解決するものであり、回路規模が小さく、安全かつ製品
寿命が長く、また被充電電池の寿命劣化速度を加速しな
い２次電池充電回路、２次電池充電方法、および２次電
池パックを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するため、以下の構成を採る。
解決するため、以下の構成を採る。
【００１４】上記目的を達成するために、本発明は、電
池パック内の保護回路における電圧降下あるいは電池パ
ック電圧と電池セル電圧の差から充電電流を検出するこ
とにより、定電流定電圧制御、および、充電完了を検出
して充電停止制御を行う構成としたものである。
池パック内の保護回路における電圧降下あるいは電池パ
ック電圧と電池セル電圧の差から充電電流を検出するこ
とにより、定電流定電圧制御、および、充電完了を検出
して充電停止制御を行う構成としたものである。
【００１５】本発明によれば、発熱を伴いかつ体積の大
きな電流検出用抵抗が不要であるため、安全で、且つ回
路規模を小さくすることができ、コストダウンが可能と
なる。また、発熱部品による他の部品へのあおり熱が小
さくなるため、部品寿命劣化速度が低下し、従来の充電
回路を用いた製品よりも製品寿命を延ばすことが可能で
ある。さらに、充電時、被充電電池へのあおり熱も小さ
くなるため、電池発熱による電池寿命劣化への影響が小
さくなる。
きな電流検出用抵抗が不要であるため、安全で、且つ回
路規模を小さくすることができ、コストダウンが可能と
なる。また、発熱部品による他の部品へのあおり熱が小
さくなるため、部品寿命劣化速度が低下し、従来の充電
回路を用いた製品よりも製品寿命を延ばすことが可能で
ある。さらに、充電時、被充電電池へのあおり熱も小さ
くなるため、電池発熱による電池寿命劣化への影響が小
さくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】請求項１記載の２次電池充電回路
に関する発明は、所定の２次電池セルの充放電に伴う性
能劣化および破壊を防止するために内蔵された保護回路
と、２次電池セルのセル電圧を検出するために２次電池
セルへ直列に接続された抵抗と、２次電池セルを充電す
るための直流電源部と、２次電池セルのセル電圧と保護
回路における電圧降下とを検出し２次電池セルの充電制
御を行う充電制御部と、を有する構成を採る。
に関する発明は、所定の２次電池セルの充放電に伴う性
能劣化および破壊を防止するために内蔵された保護回路
と、２次電池セルのセル電圧を検出するために２次電池
セルへ直列に接続された抵抗と、２次電池セルを充電す
るための直流電源部と、２次電池セルのセル電圧と保護
回路における電圧降下とを検出し２次電池セルの充電制
御を行う充電制御部と、を有する構成を採る。
【００１７】この構成により、発熱を伴いかつ体積の大
きな電流検出用抵抗が不要となる。このため、安全性が
増し、また、回路規模を小さくすることができ、コスト
ダウンが可能となる。発熱部品による他の部品へのあお
り熱が小さくなるため、部品寿命劣化速度が低下し、適
用される製品の寿命を延ばすことが可能である。さら
に、充電時、被充電電池へのあおり熱も小さくなるた
め、電池発熱による電池寿命劣化への影響を小さくする
ことができる。
きな電流検出用抵抗が不要となる。このため、安全性が
増し、また、回路規模を小さくすることができ、コスト
ダウンが可能となる。発熱部品による他の部品へのあお
り熱が小さくなるため、部品寿命劣化速度が低下し、適
用される製品の寿命を延ばすことが可能である。さら
に、充電時、被充電電池へのあおり熱も小さくなるた
め、電池発熱による電池寿命劣化への影響を小さくする
ことができる。
【００１８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
充電制御部は、保護回路における電圧降下により充電電
流を検出し、且つ２次電池セルのセル電圧により、定電
流定電圧充電制御および充電停止制御を行う構成を採
る。
充電制御部は、保護回路における電圧降下により充電電
流を検出し、且つ２次電池セルのセル電圧により、定電
流定電圧充電制御および充電停止制御を行う構成を採
る。
【００１９】請求項３記載の発明では、請求項１または
２に記載の２次電池セル、保護回路および抵抗は、所定
の電池パックに収容され、電池パックには、抵抗を介し
た２次電池セルのセル電圧および保護回路を介した２次
電池セルの出力端子が設けられている構成を採る。この
構成により、２次電池の保守・管理が容易化する。
２に記載の２次電池セル、保護回路および抵抗は、所定
の電池パックに収容され、電池パックには、抵抗を介し
た２次電池セルのセル電圧および保護回路を介した２次
電池セルの出力端子が設けられている構成を採る。この
構成により、２次電池の保守・管理が容易化する。
【００２０】請求項４記載の２次電池充電方法に関する
発明は、所定の２次電池セルの充電を行う充電行程と、
２次電池セルのセル電圧を測定する行程と充電に伴う性
能劣化および破壊を防止するために内蔵された保護回路
における降下電圧値を検出する降下電圧値検出行程と、
降下電圧値に基づき充電電流を算出する充電電流測定行
程とを有し、２次電池セルの充電制御を行う構成を採
る。
発明は、所定の２次電池セルの充電を行う充電行程と、
２次電池セルのセル電圧を測定する行程と充電に伴う性
能劣化および破壊を防止するために内蔵された保護回路
における降下電圧値を検出する降下電圧値検出行程と、
降下電圧値に基づき充電電流を算出する充電電流測定行
程とを有し、２次電池セルの充電制御を行う構成を採
る。
【００２１】この構成により、発熱を伴いかつ体積の大
きな電流検出用抵抗を不要とするため、安全性を増し、
回路規模を小さくし、コストダウンが可能となる。発熱
部品による他の部品へのあおり熱を小さくし、部品寿命
劣化を低速度化し、適用製品寿命を延ばす。さらに、充
電時、被充電電池へのあおり熱を小さくし、電池発熱に
よる電池寿命劣化速度を小さくすることができる。
きな電流検出用抵抗を不要とするため、安全性を増し、
回路規模を小さくし、コストダウンが可能となる。発熱
部品による他の部品へのあおり熱を小さくし、部品寿命
劣化を低速度化し、適用製品寿命を延ばす。さらに、充
電時、被充電電池へのあおり熱を小さくし、電池発熱に
よる電池寿命劣化速度を小さくすることができる。
【００２２】請求項５記載の発明では、請求項４に記載
の充電制御は、保護回路における電圧降下により充電電
流を検出し、且つ２次電池セルの出力電圧により、定電
流定電圧充電制御および充電停止制御を行う構成を採
る。
の充電制御は、保護回路における電圧降下により充電電
流を検出し、且つ２次電池セルの出力電圧により、定電
流定電圧充電制御および充電停止制御を行う構成を採
る。
【００２３】請求項６記載の２次電池パックに関する発
明は、所定の２次電池セルの充放電に伴う性能劣化およ
び破壊を防止するために内蔵された保護回路と、２次電
池セルのセル電圧を検出するために２次電池セルへ直列
に接続された抵抗と、抵抗を介した２次電池セルの出力
電圧の出力端子と、保護回路を介した２次電池セルの出
力端子と、を有する構成を採る。
明は、所定の２次電池セルの充放電に伴う性能劣化およ
び破壊を防止するために内蔵された保護回路と、２次電
池セルのセル電圧を検出するために２次電池セルへ直列
に接続された抵抗と、抵抗を介した２次電池セルの出力
電圧の出力端子と、保護回路を介した２次電池セルの出
力端子と、を有する構成を採る。
【００２４】この構成により、発熱を伴いかつ体積の大
きな電流検出用抵抗を不要とし、安全性を増し、回路規
模を小さくし、保守管理を容易化し、コストダウンを可
能とする。
きな電流検出用抵抗を不要とし、安全性を増し、回路規
模を小さくし、保守管理を容易化し、コストダウンを可
能とする。
【００２５】次に図面を参照して、本発明の実施の形態
に係る２次電池充電回路、２次電池充電方法、および２
次電池パックを詳細に説明する。図１から図４は、本発
明の実施形態に係る２次電池充電回路、２次電池充電方
法、および２次電池パックの構成を説明するための図で
ある。
に係る２次電池充電回路、２次電池充電方法、および２
次電池パックを詳細に説明する。図１から図４は、本発
明の実施形態に係る２次電池充電回路、２次電池充電方
法、および２次電池パックの構成を説明するための図で
ある。
【００２６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における充電方式を示したものである。本実施の
形態の２次電池充電回路は、電池パックｐ、電池セル
１、保護回路２、電池保護用抵抗７、プラス端子Ａ、マ
イナス端子Ｂ、電池セルの負極Ｃ、電池セル電圧検出用
端子Ｓにより構成される。また、電源部３、逆流防止ダ
イオード５、出力制御用トランジスタ６、充電制御部４
の各構成部を具備している。これらの構成部は、プラス
端子Ａ、マイナス端子Ｂと、電池セル電圧検出用端子
Ｓ、および出力制御用トランジスタ６のベースに接続さ
れている。
形態１における充電方式を示したものである。本実施の
形態の２次電池充電回路は、電池パックｐ、電池セル
１、保護回路２、電池保護用抵抗７、プラス端子Ａ、マ
イナス端子Ｂ、電池セルの負極Ｃ、電池セル電圧検出用
端子Ｓにより構成される。また、電源部３、逆流防止ダ
イオード５、出力制御用トランジスタ６、充電制御部４
の各構成部を具備している。これらの構成部は、プラス
端子Ａ、マイナス端子Ｂと、電池セル電圧検出用端子
Ｓ、および出力制御用トランジスタ６のベースに接続さ
れている。
【００２７】次に本実施の形態における充電動作を説明
する。充電制御部４は、電池パックｐの端子Ａと端子Ｂ
間の電圧を監視する。さらに、この充電制御部４は、視
定電圧以下の場合、端子Ｓと端子Ｂ間の電圧、すなわち
保護回路２の抵抗値Ｒｘと充電電流の積が規定値になる
ようにトランジスタ６のベース電圧を制御する。この出
力を制御することで、定電流充電を行う。そして、電池
パックｐの端子Ａと端子Ｂ間の電圧が規定値に達した
ら、トランジスタ６のベース電圧を制御し、充電電流を
徐々に減少させていく。このことにより、定電圧充電を
行う。
する。充電制御部４は、電池パックｐの端子Ａと端子Ｂ
間の電圧を監視する。さらに、この充電制御部４は、視
定電圧以下の場合、端子Ｓと端子Ｂ間の電圧、すなわち
保護回路２の抵抗値Ｒｘと充電電流の積が規定値になる
ようにトランジスタ６のベース電圧を制御する。この出
力を制御することで、定電流充電を行う。そして、電池
パックｐの端子Ａと端子Ｂ間の電圧が規定値に達した
ら、トランジスタ６のベース電圧を制御し、充電電流を
徐々に減少させていく。このことにより、定電圧充電を
行う。
【００２８】さらに、充電電流の減少に伴い端子Ｓと端
子Ｂ間の電圧も減少していく。このため、規定値まで減
少したところで充電完了と判定し、充電を停止する。
子Ｂ間の電圧も減少していく。このため、規定値まで減
少したところで充電完了と判定し、充電を停止する。
【００２９】図２は、図１の回路構成で、放電済みのリ
チウムイオン電池パックｐを充電した場合の、充電特性
例を表した特性図である。本発明における充電方式によ
れば、定電流充電は、電池パック電圧が規定の充電電圧
になるまで行われ（Ｔ１）、定電圧充電期間において
は、満充電に近づくに従い、電池パック電圧と電池セル
電圧が徐々に一致していく特性となる。この電池パック
電圧と電池セル電圧との差、すなわち保護回路における
降下電圧は、充電電流の減少と共に減少する。
チウムイオン電池パックｐを充電した場合の、充電特性
例を表した特性図である。本発明における充電方式によ
れば、定電流充電は、電池パック電圧が規定の充電電圧
になるまで行われ（Ｔ１）、定電圧充電期間において
は、満充電に近づくに従い、電池パック電圧と電池セル
電圧が徐々に一致していく特性となる。この電池パック
電圧と電池セル電圧との差、すなわち保護回路における
降下電圧は、充電電流の減少と共に減少する。
【００３０】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２における２次電池充電回路および２次電池充電方法
について説明する。図３は、本発明の実施の形態２にお
ける充電方式を示した回路構成図である。尚、図３で
は、図１と同一機能部分には同一符号を付している。図
３に示した２次電池充電回路、および２次電池パック
は、オペアンプ１３、セル電圧検出回路用抵抗８、９、
１０、１２を擁して構成され、抵抗９、１２は電池パッ
クｐの端子Ａ一Ｂ間電圧を分圧し、その分圧点にオペア
ンプ１３の非反転入力端子が接続されている。また、抵
抗８、１０は、オペアンプの出力端子と電池パックｐの
Ｓ端子間に直列に接続されており、抵抗８、１０の接続
点にオペアンプ１３の反転入力端子が接続されている。
そして、オペアンプ１３の出力端子は、充電制御部４に
接続されている。
態２における２次電池充電回路および２次電池充電方法
について説明する。図３は、本発明の実施の形態２にお
ける充電方式を示した回路構成図である。尚、図３で
は、図１と同一機能部分には同一符号を付している。図
３に示した２次電池充電回路、および２次電池パック
は、オペアンプ１３、セル電圧検出回路用抵抗８、９、
１０、１２を擁して構成され、抵抗９、１２は電池パッ
クｐの端子Ａ一Ｂ間電圧を分圧し、その分圧点にオペア
ンプ１３の非反転入力端子が接続されている。また、抵
抗８、１０は、オペアンプの出力端子と電池パックｐの
Ｓ端子間に直列に接続されており、抵抗８、１０の接続
点にオペアンプ１３の反転入力端子が接続されている。
そして、オペアンプ１３の出力端子は、充電制御部４に
接続されている。
【００３１】次に、本実施の形態２における充電動作を
説明する。抵抗８、９、１０、１２、と、電池保護用抵
抗７、および、オペアンプ１３は、差動増幅回路を形成
している。この差動増幅回路において、各抵抗値を調整
し、増幅率を"１"にすれば、オペアンプ１３の出力はセ
ル電圧である端子Ａ、端子Ｃ間の電圧となる。充電制御
部４は、電池パックｐの電圧である端子Ａ、端子Ｂ間の
電圧と電池セルの電圧である端子Ａ、端子Ｃ間の電圧を
監視し、電池セル電圧が規定値以下の場合、電池パック
電圧と電池セル電圧の差、すなわち保護回路での電圧降
下が規定値になるよう、トランジスタの出力を制御し、
定電流充電を行う。そして、電池セル電圧である端子
Ａ、端子Ｃ間の電圧が規定値に達したら、トランジスタ
６のベース電圧を制御し、充電電流を徐々に減少させて
いくことにより、定電圧充電を行う。
説明する。抵抗８、９、１０、１２、と、電池保護用抵
抗７、および、オペアンプ１３は、差動増幅回路を形成
している。この差動増幅回路において、各抵抗値を調整
し、増幅率を"１"にすれば、オペアンプ１３の出力はセ
ル電圧である端子Ａ、端子Ｃ間の電圧となる。充電制御
部４は、電池パックｐの電圧である端子Ａ、端子Ｂ間の
電圧と電池セルの電圧である端子Ａ、端子Ｃ間の電圧を
監視し、電池セル電圧が規定値以下の場合、電池パック
電圧と電池セル電圧の差、すなわち保護回路での電圧降
下が規定値になるよう、トランジスタの出力を制御し、
定電流充電を行う。そして、電池セル電圧である端子
Ａ、端子Ｃ間の電圧が規定値に達したら、トランジスタ
６のベース電圧を制御し、充電電流を徐々に減少させて
いくことにより、定電圧充電を行う。
【００３２】さらに、充電電流の減少に伴い、電池パッ
ク電圧と電池セル電圧の差も減少し、規定値まで減少し
たところで充電完了と判定して充電を停止する。
ク電圧と電池セル電圧の差も減少し、規定値まで減少し
たところで充電完了と判定して充電を停止する。
【００３３】図４は、図３の構成で放電済みのリチウム
イオンの電池パックｐを充電した場合の充電特性を示し
た特性図である。図４の特性図によれば、実施の形態１
で述べた充電特性と同様に、満充電に近づくに従い、電
池パック電圧と電池セル電圧の差が減少していく特性が
得られる。しかし、本発明における充電手順によれば、
充電制御部４は、電池セル本体に規定の充電電圧が印加
されるように充電出力を制御する。このため、保護回路
における電圧降下による影響を受けず、一層効率の良い
定電流定電圧充電が可能となる。
イオンの電池パックｐを充電した場合の充電特性を示し
た特性図である。図４の特性図によれば、実施の形態１
で述べた充電特性と同様に、満充電に近づくに従い、電
池パック電圧と電池セル電圧の差が減少していく特性が
得られる。しかし、本発明における充電手順によれば、
充電制御部４は、電池セル本体に規定の充電電圧が印加
されるように充電出力を制御する。このため、保護回路
における電圧降下による影響を受けず、一層効率の良い
定電流定電圧充電が可能となる。
【００３４】なお、リチウムイオン等の電池パックｐに
限らず、ニカドや鉛蓄電池のような他種の電池パックに
おいても、同様な構成で保護回路を有している場合、本
発明の充電手順を応用することができる。
限らず、ニカドや鉛蓄電池のような他種の電池パックに
おいても、同様な構成で保護回路を有している場合、本
発明の充電手順を応用することができる。
【００３５】なお、図１において、抵抗８、９、１０、
１２とオペアンプ１３によって構成されるセル電圧検出
回路を充電制御部４に組み込み、ＩＣ化してもよい。こ
のＩＣ化によれば、一層、簡単、かつ、低コストで本充
電方式を実現することが可能となる。
１２とオペアンプ１３によって構成されるセル電圧検出
回路を充電制御部４に組み込み、ＩＣ化してもよい。こ
のＩＣ化によれば、一層、簡単、かつ、低コストで本充
電方式を実現することが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電池パッ
ク内の保護回路における電圧降下を利用して定電流定電
圧制御、および充電完了検出を行うことで、充電電流検
出用抵抗が不要となる。このため、高安全、高効率、抵
コスト、さらに熱による製品および被充電電池の寿命劣
化低速度の２次電池充電回路、２次電池充電方法、およ
び２次電池パックを実現することができる。
ク内の保護回路における電圧降下を利用して定電流定電
圧制御、および充電完了検出を行うことで、充電電流検
出用抵抗が不要となる。このため、高安全、高効率、抵
コスト、さらに熱による製品および被充電電池の寿命劣
化低速度の２次電池充電回路、２次電池充電方法、およ
び２次電池パックを実現することができる。
【図１】本発明の実施の形態１の２次電池充電回路、２
次電池充電方法、および２次電池パックの回路構成例を
示すブロック図
次電池充電方法、および２次電池パックの回路構成例を
示すブロック図
【図２】本発明における実施の形態１の充電方法におけ
る充電特性例を示す特性図
る充電特性例を示す特性図
【図３】本発明の実施の形態２の２次電池充電回路、２
次電池充電方法、および２次電池パックの回路構成例を
示すブロック図
次電池充電方法、および２次電池パックの回路構成例を
示すブロック図
【図４】本発明における実施の形態２の充電方法におけ
る充電特性例を示す特性図
る充電特性例を示す特性図
【図５】従来のリチウムイオン２次電池の電池パックの
構成例を示すブロック図
構成例を示すブロック図
【図６】従来の充電方式の回路構成例を示すブロック図
ｐ、ｑ 電池パック Ａ プラス端子 Ｂ マイナス端子 Ｃ 電池セル負極 Ｓ 電池セル電圧検出端子 １ 電池セル ２ 保護回路 ３ 電源部 ４ 充電制御部 ５ 逆流防止ダイオード ６ 出力制御用トランジスタ ７ 電池保護用抵抗 ８、９、１０、１２ セル電圧検出回路用抵抗 １３ オペアンプ
Claims (6)
- 【請求項１】 所定の２次電池セルの充放電に伴う性能
劣化および破壊を防止するために内蔵された保護回路
と、 ２次電池セルのセル電圧を検出するために前記２次電池
セルへ直列に接続された抵抗と、 前記２次電池セルを充電するための直流電源部と、 前記２次電池セルのセル電圧と前記保護回路における電
圧降下とを検出し前記２次電池セルの充電制御を行う充
電制御部と、 を有して構成されたことを特徴とする２次電池充電回
路。 - 【請求項２】 充電制御部は、保護回路における電圧降
下により充電電流を検出し、且つ２次電池セルのセル電
圧により、定電流定電圧充電制御および充電停止制御を
行うことを特徴とする請求項１に記載の２次電池充電回
路。 - 【請求項３】 ２次電池セル、保護回路および抵抗は、
所定の電池パックに収容され、前記電池パックには、抵
抗を介した前記２次電池セルのセル電圧および保護回路
を介した前記２次電池セルの出力端子が設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の２次電池充
電回路。 - 【請求項４】 所定の２次電池セルの充電を行う充電行
程と、 前記２次電池セルのセル電圧を測定する行程と前記充電
に伴う性能劣化および破壊を防止するために内蔵された
保護回路における降下電圧値を検出する降下電圧値検出
行程と、 前記降下電圧値に基づき充電電流を算出する充電電流測
定行程とを有し、 前記２次電池セルの充電制御を行うことを特徴とする２
次電池充電方法。 - 【請求項５】 充電制御は、保護回路における電圧降下
により充電電流を検出し、且つ２次電池セルの出力電圧
により、定電流定電圧充電制御および充電停止制御を行
うことを特徴とする請求項４に記載の２次電池充電方
法。 - 【請求項６】 所定の２次電池セルの充放電に伴う性能
劣化および破壊を防止するために内蔵された保護回路
と、 前記２次電池セルのセル電圧を検出するために前記２次
電池セルへ直列に接続された抵抗と、 前記抵抗を介した前記２次電池セルの出力電圧の出力端
子と、 前記保護回路を介した前記２次電池セルの出力端子と、 を有して構成されたことを特徴とする２次電池パック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268242A JP2000102189A (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | ２次電池充電回路、２次電池充電方法、及び２次電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10268242A JP2000102189A (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | ２次電池充電回路、２次電池充電方法、及び２次電池パック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000102189A true JP2000102189A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17455881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10268242A Withdrawn JP2000102189A (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | ２次電池充電回路、２次電池充電方法、及び２次電池パック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000102189A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016127698A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | キヤノン株式会社 | 充電装置及び制御方法 |
-
1998
- 1998-09-22 JP JP10268242A patent/JP2000102189A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016127698A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | キヤノン株式会社 | 充電装置及び制御方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5920181A (en) | Battery protection system and process for charging a battery | |
| US8860372B2 (en) | Multiple cell battery charger configured with a parallel topology | |
| US7719231B2 (en) | Equilibrated charging method for a lithium-ion or lithium-polymer battery | |
| US6819083B1 (en) | Dual use thermistor for battery cell thermal protection and battery pack overcharge/undercharge protection | |
| JP4798548B2 (ja) | 電池パック | |
| US5602460A (en) | Overcharge current protection circuit and battery pack using same | |
| US20030107347A1 (en) | Charger, battery pack, and charging system using the charger and battery pack | |
| CN100438262C (zh) | 电池充电方法及其装置 | |
| JP2008220167A (ja) | 直列接続されたエネルギー蓄積装置のための等化システムおよび方法 | |
| JPH10136578A (ja) | バッテリ充電装置 | |
| KR20060093343A (ko) | 충전 장치 | |
| JP2007240234A (ja) | 複数の二次電池を直列・並列に接続しているパック電池 | |
| AU724298B2 (en) | Battery charging system | |
| JP5474438B2 (ja) | 二次電池装置 | |
| JPH11187585A (ja) | リチウムイオン２次電池充電器および充電方法 | |
| JP3492903B2 (ja) | リチウムイオン２次電池充電方式および充電器 | |
| JP2000102189A (ja) | ２次電池充電回路、２次電池充電方法、及び２次電池パック | |
| JP2003217675A (ja) | リチウムイオン二次電池の充電方法及び装置 | |
| JP2018129896A (ja) | 電池管理ユニット | |
| KR100574037B1 (ko) | 개별 충전이 가능한 배터리 충전장치 | |
| JPH11346443A (ja) | 蓄電装置用組電池制御装置 | |
| JP3642105B2 (ja) | 電池パック | |
| JPH1032020A (ja) | 密閉形鉛蓄電池の充放電制御方法 | |
| JPH07335273A (ja) | 蓄電池の充放電監視方法及び監視装置 | |
| CN111262285B (zh) | 电池管理系统及其方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050610 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061102 |