JP2000324711A - 組み電池装置 - Google Patents
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- 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】 組み電池を構成する複数の二次電池セル間の
充放電時の電圧を均等化して、生産性の向上及び組み電
池の特性を改善するようにした組み電池装置を提供す
る。 【解決手段】 複数の二次電池セル１ａ、１ｂを直列に
接続した組み電池１と、組み電池１を構成する電池セル
１ａ、１ｂに切替接続手段２を介して接続可能な電荷蓄
積手段３とを備え、電荷蓄積手段３を電池セル１ａ、１
ｂに切り替え接続して、充放電時に電池セル１ａ、１ｂ
間で電荷の移動を行い、電池セル１ａ、１ｂの電圧の均
等化を行う。
充放電時の電圧を均等化して、生産性の向上及び組み電
池の特性を改善するようにした組み電池装置を提供す
る。 【解決手段】 複数の二次電池セル１ａ、１ｂを直列に
接続した組み電池１と、組み電池１を構成する電池セル
１ａ、１ｂに切替接続手段２を介して接続可能な電荷蓄
積手段３とを備え、電荷蓄積手段３を電池セル１ａ、１
ｂに切り替え接続して、充放電時に電池セル１ａ、１ｂ
間で電荷の移動を行い、電池セル１ａ、１ｂの電圧の均
等化を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の二次電池セ
ルを直列に接続した組み電池装置に関する。
ルを直列に接続した組み電池装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ノート型パソコンや携帯電話等の
情報機器から電動工具、電気自動車等の電力機器の電力
源として多種の組み電池が用いられている。組み電池の
多くは、所望の供給電圧を得るため、電池セルを直列に
接続して使用している。組み電池の容量は、直列接続を
構成する電池セルのうち最低容量の電池セルに依存する
ため、組み電池を構成する場合は、容量特性を合わせる
必要がある。このため組み電池を製造する場合は、多数
の電池セルより容量のあった電池セルを選別して組み電
池を製造することが一般的である。
情報機器から電動工具、電気自動車等の電力機器の電力
源として多種の組み電池が用いられている。組み電池の
多くは、所望の供給電圧を得るため、電池セルを直列に
接続して使用している。組み電池の容量は、直列接続を
構成する電池セルのうち最低容量の電池セルに依存する
ため、組み電池を構成する場合は、容量特性を合わせる
必要がある。このため組み電池を製造する場合は、多数
の電池セルより容量のあった電池セルを選別して組み電
池を製造することが一般的である。
【０００３】また、このようにして製造された組み電池
においても、完全に容量特性を合わせることは困難であ
り、充放電を繰り返すと容量の少ない電池セルに負荷が
集中し、組み電池の特性劣化を早めていた。
においても、完全に容量特性を合わせることは困難であ
り、充放電を繰り返すと容量の少ない電池セルに負荷が
集中し、組み電池の特性劣化を早めていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】組み電池の製造上、構
成する二次電池セルの選別は、製造上で多くの工数負担
となり、量産性の効率低下の一因となっていた。また、
選別を完全に行っても完全に容量特性を一致させること
は困難であるため、組み電池を構成する電池セルの容量
のバラ付きの範囲内においても、充放電時に容量の少な
い電池セルは過充電及び過放電となり易く、内部抵抗の
増加、充放電サイクル数の低下等、組み電池の特性劣化
を早める要因となっていた。
成する二次電池セルの選別は、製造上で多くの工数負担
となり、量産性の効率低下の一因となっていた。また、
選別を完全に行っても完全に容量特性を一致させること
は困難であるため、組み電池を構成する電池セルの容量
のバラ付きの範囲内においても、充放電時に容量の少な
い電池セルは過充電及び過放電となり易く、内部抵抗の
増加、充放電サイクル数の低下等、組み電池の特性劣化
を早める要因となっていた。
【０００５】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、組み電池を構成する複数の二次電池セル間の充放電
時の電圧を均等化して、生産性の向上及び組み電池の特
性を改善するようにした組み電池装置を提供することを
目的とする。
で、組み電池を構成する複数の二次電池セル間の充放電
時の電圧を均等化して、生産性の向上及び組み電池の特
性を改善するようにした組み電池装置を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係わる組み電池装置は、複数の
二次電池セルを直列に接続した組み電池と、前記組み電
池を構成する電池セルに切替接続手段を介して接続可能
な電荷蓄積手段とを備え、前記電荷蓄積手段を前記電池
セルに切り替え接続することを特徴とする。
に、本発明の請求項１に係わる組み電池装置は、複数の
二次電池セルを直列に接続した組み電池と、前記組み電
池を構成する電池セルに切替接続手段を介して接続可能
な電荷蓄積手段とを備え、前記電荷蓄積手段を前記電池
セルに切り替え接続することを特徴とする。
【０００７】請求項２に係わる組み電池装置は、請求項
１に係わる組み電池装置において、電圧検知手段により
組み電池を構成する電池セルの電圧を検知し、最大電圧
の電池セルと最小電圧の電池セルに前記電荷蓄積手段を
順次切り替え接続することを特徴とする。
１に係わる組み電池装置において、電圧検知手段により
組み電池を構成する電池セルの電圧を検知し、最大電圧
の電池セルと最小電圧の電池セルに前記電荷蓄積手段を
順次切り替え接続することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
を参照して詳細に説明する。
【０００９】（第１の実施の形態）図１は、本発明に係
る組み電池装置の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。図１において、１は、複数例えば、２個の二次電池
セル（以下単に「電池セル」という）１ａ、１ｂを直列
に接続して構成した組み電池で、陽極は、プラス端子４
１、陰極は、マイナス端子４２に接続されている。２
は、コモン接点２１ｃ、２２ｃ、ブレーク接点２１ｂ、
２２ｂ、メーク接点２１ｍ、２２ｍ、及び励磁コイル２
３から成る２回路のリレー（切替接続手段）で、ブレー
ク接点２１ｂは、組み電池１の陽極に、メーク接点２１
ｍとブレーク２２ｂは、組み電池１の電池セル１ａと１
ｂの接続点に、メーク接点２２ｍは、組み電池１の陰極
にそれぞれ接続され、励磁コイル２３は、制御端子４３
及びマイナス端子４２に接続されている。３は、電解コ
ンデンサ等の電荷蓄積手段で、陽極は、リレー２のコモ
ン接点２１ｃに、陰極は、コモン接点２２ｃに接続され
ている。５は、充電動作説明のための外部の充電器で、
接続線５１、５２、５３でそれぞれプラス端子４１、マ
イナス端子４２、制御端子４３に接続されている。
る組み電池装置の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。図１において、１は、複数例えば、２個の二次電池
セル（以下単に「電池セル」という）１ａ、１ｂを直列
に接続して構成した組み電池で、陽極は、プラス端子４
１、陰極は、マイナス端子４２に接続されている。２
は、コモン接点２１ｃ、２２ｃ、ブレーク接点２１ｂ、
２２ｂ、メーク接点２１ｍ、２２ｍ、及び励磁コイル２
３から成る２回路のリレー（切替接続手段）で、ブレー
ク接点２１ｂは、組み電池１の陽極に、メーク接点２１
ｍとブレーク２２ｂは、組み電池１の電池セル１ａと１
ｂの接続点に、メーク接点２２ｍは、組み電池１の陰極
にそれぞれ接続され、励磁コイル２３は、制御端子４３
及びマイナス端子４２に接続されている。３は、電解コ
ンデンサ等の電荷蓄積手段で、陽極は、リレー２のコモ
ン接点２１ｃに、陰極は、コモン接点２２ｃに接続され
ている。５は、充電動作説明のための外部の充電器で、
接続線５１、５２、５３でそれぞれプラス端子４１、マ
イナス端子４２、制御端子４３に接続されている。
【００１０】以下に充電中の動作について説明する。
【００１１】充電器５から接続線５１、プラス端子４１
を介して組み電池１の陽極にプラス電圧が、接続線５
２、マイナス端子４２を介してマイナス電圧が組み電池
１の陰極に印加されて充電が行われる。リレー２は、接
続線５３、制御端子４３を介して充電器５から送られる
制御信号Contにより励磁コイル２３を駆動し、励磁コイ
ル２３が励磁されていない時（非励磁時）には図示のよ
うにコモン接点２１ｃ、２２ｃとブレーク接点２１ｂ、
２２ｂとがそれぞれ接続されており、励磁コイル２３が
励磁されている時（励磁時）にはコモン接点２１ｃ、２
２ｃがメーク接点２１ｍ、２２ｍにそれぞれ切り替え接
続される。
を介して組み電池１の陽極にプラス電圧が、接続線５
２、マイナス端子４２を介してマイナス電圧が組み電池
１の陰極に印加されて充電が行われる。リレー２は、接
続線５３、制御端子４３を介して充電器５から送られる
制御信号Contにより励磁コイル２３を駆動し、励磁コイ
ル２３が励磁されていない時（非励磁時）には図示のよ
うにコモン接点２１ｃ、２２ｃとブレーク接点２１ｂ、
２２ｂとがそれぞれ接続されており、励磁コイル２３が
励磁されている時（励磁時）にはコモン接点２１ｃ、２
２ｃがメーク接点２１ｍ、２２ｍにそれぞれ切り替え接
続される。
【００１２】充電器５は、充電中は励磁コイル２３の励
磁、非励磁を繰り返すように制御信号Contを出力してい
るので、リレー２のコモン接点２１ｃ、２２ｃは、メー
ク接点２１ｍ、２２ｍとブレーク接点２１ｂ、２２ｂを
交互に切り替え接続している。従って、電荷蓄積手段３
は、非励磁時は、電池セル１ａに接続され、励磁時は、
電池セル１ｂに接続され、交互に電池セル１ａと１ｂに
切り替え接続される。
磁、非励磁を繰り返すように制御信号Contを出力してい
るので、リレー２のコモン接点２１ｃ、２２ｃは、メー
ク接点２１ｍ、２２ｍとブレーク接点２１ｂ、２２ｂを
交互に切り替え接続している。従って、電荷蓄積手段３
は、非励磁時は、電池セル１ａに接続され、励磁時は、
電池セル１ｂに接続され、交互に電池セル１ａと１ｂに
切り替え接続される。
【００１３】例えば、電池セル１ａの電圧が電池セル１
ｂよりも高い場合には、電荷蓄積手段３は電池セル１ａ
に接続されたとき、当該電池セル１ａと同等の電圧に充
電され、次に電池セル１ｂに切り替え接続された時点で
当該電池セル１ｂと同等の電圧まで放電する。これを繰
り返すことで、電池セル１ａの電荷を電池セル１ｂに移
動し、各電池セル１ａと１ｂとの電圧を均等にするよう
に動作する。
ｂよりも高い場合には、電荷蓄積手段３は電池セル１ａ
に接続されたとき、当該電池セル１ａと同等の電圧に充
電され、次に電池セル１ｂに切り替え接続された時点で
当該電池セル１ｂと同等の電圧まで放電する。これを繰
り返すことで、電池セル１ａの電荷を電池セル１ｂに移
動し、各電池セル１ａと１ｂとの電圧を均等にするよう
に動作する。
【００１４】ところで、直列に接続した電池セルを充電
すると、各電池セルに充電される電荷量は同じであるた
め容量の少ない電池セルから電池電圧が高くなる。上述
したように、本動作による各電池セル電圧の均等化によ
れば、容量の少ない電池セルから容量の多い電池セルに
電荷が移動することとなり、容量の大きい電池セルには
容量の少ない電池セルより電荷が充電され、各電池セル
の容量を無駄にすることなく有効に電荷を蓄積すること
ができる。
すると、各電池セルに充電される電荷量は同じであるた
め容量の少ない電池セルから電池電圧が高くなる。上述
したように、本動作による各電池セル電圧の均等化によ
れば、容量の少ない電池セルから容量の多い電池セルに
電荷が移動することとなり、容量の大きい電池セルには
容量の少ない電池セルより電荷が充電され、各電池セル
の容量を無駄にすることなく有効に電荷を蓄積すること
ができる。
【００１５】また、放電時においても充電時と同様に外
部負荷から供給される制御信号によりリレー２の切り替
え接続を繰り返すことで、各電池セル１ａ、１ｂの電圧
を均等に保つように動作する。通常、直列に接続した電
池セルを放電すると、放電電荷量は、各電池セルで同じ
であるため、容量の少ない電池セルから電圧が下がる。
しかしながら、本動作により放電中の各電池セル１ａと
１ｂの電圧が均等化され、容量の大きい電池セルから容
量の少ない電池セルに電荷が補充され、容量の少ない電
池セルの過放電を抑えるように動作し、容量の大きい電
池セルからより多くの電荷を放電するため、各電池セル
１ａ、１ｂに蓄積された電荷を有効に利用することがで
きる。
部負荷から供給される制御信号によりリレー２の切り替
え接続を繰り返すことで、各電池セル１ａ、１ｂの電圧
を均等に保つように動作する。通常、直列に接続した電
池セルを放電すると、放電電荷量は、各電池セルで同じ
であるため、容量の少ない電池セルから電圧が下がる。
しかしながら、本動作により放電中の各電池セル１ａと
１ｂの電圧が均等化され、容量の大きい電池セルから容
量の少ない電池セルに電荷が補充され、容量の少ない電
池セルの過放電を抑えるように動作し、容量の大きい電
池セルからより多くの電荷を放電するため、各電池セル
１ａ、１ｂに蓄積された電荷を有効に利用することがで
きる。
【００１６】以上説明したように、直列に接続した各電
池セル１ａ、１ｂに電荷蓄積手段３を切り替え接続し、
各電池セル１ａ、１ｂの電圧を均等化することで、容量
の少ない電池セルに集中していた過充電／過放電を抑制
し、組み電池１を構成する各電池セル１ａ、１ｂ間の容
量を補完する働きにより、組み電池１として各電池セル
１ａ、１ｂの容量を最大限活用することができる。
池セル１ａ、１ｂに電荷蓄積手段３を切り替え接続し、
各電池セル１ａ、１ｂの電圧を均等化することで、容量
の少ない電池セルに集中していた過充電／過放電を抑制
し、組み電池１を構成する各電池セル１ａ、１ｂ間の容
量を補完する働きにより、組み電池１として各電池セル
１ａ、１ｂの容量を最大限活用することができる。
【００１７】本実施例では、制御信号を外部の充電器及
び負荷から供給しており、効果の大きい充電中及び放電
中のみに切り替え接続動作を行うことで、切り替え動作
での消費電力を抑え、更に、組み電池装置として構成を
簡素にすることで、コストを抑えることを特徴としてい
る。
び負荷から供給しており、効果の大きい充電中及び放電
中のみに切り替え接続動作を行うことで、切り替え動作
での消費電力を抑え、更に、組み電池装置として構成を
簡素にすることで、コストを抑えることを特徴としてい
る。
【００１８】尚、本実施の形態では、組み電池装置の構
成を電池セル１ａと１ｂの２本直列とした場合について
説明したが、これに限るものではなく、３本以上の電池
セルの直列接続や、並列接続した電池セルユニットを複
数直列接続した構成でも、切替接続手段に複数のリレー
や半導体スイッチを用いて、各電池セルに電荷蓄積手段
を順次切り替え接続することで、同様の動作を行うこと
ができる。
成を電池セル１ａと１ｂの２本直列とした場合について
説明したが、これに限るものではなく、３本以上の電池
セルの直列接続や、並列接続した電池セルユニットを複
数直列接続した構成でも、切替接続手段に複数のリレー
や半導体スイッチを用いて、各電池セルに電荷蓄積手段
を順次切り替え接続することで、同様の動作を行うこと
ができる。
【００１９】（第２の実施の形態）図２は、本発明に係
る組み電池装置の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。尚、第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の
符号を付してある。
る組み電池装置の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。尚、第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の
符号を付してある。
【００２０】図２において、１は、電池セル１ａ、１
ｂ、１ｃを直列に接続して構成した組み電池で、陽極
は、プラス端子４１、陰極は、マイナス端子４２に接続
されている。６は、切替接続回路で、ＦＥＴスイッチ６
１〜６６、インバータ６７、６８、コントローラ６９で
構成されている。ＦＥＴスイッチ６１〜６６は、ＦＥＴ
スイッチ６１〜６３がＰチャンネルＦＥＴ、ＦＥＴスイ
ッチ６４〜６６がＮチャンネルＦＥＴで構成され、ＦＥ
Ｔスイッチ６１〜６６を組み電池１の電圧範囲内で制御
できるように設定されている。３は、電解コンデンサ、
電気二重層コンデンサ等で構成される電荷蓄積手段であ
る。
ｂ、１ｃを直列に接続して構成した組み電池で、陽極
は、プラス端子４１、陰極は、マイナス端子４２に接続
されている。６は、切替接続回路で、ＦＥＴスイッチ６
１〜６６、インバータ６７、６８、コントローラ６９で
構成されている。ＦＥＴスイッチ６１〜６６は、ＦＥＴ
スイッチ６１〜６３がＰチャンネルＦＥＴ、ＦＥＴスイ
ッチ６４〜６６がＮチャンネルＦＥＴで構成され、ＦＥ
Ｔスイッチ６１〜６６を組み電池１の電圧範囲内で制御
できるように設定されている。３は、電解コンデンサ、
電気二重層コンデンサ等で構成される電荷蓄積手段であ
る。
【００２１】ＦＥＴスイッチ６１は、電池セル１ａの陽
極と電荷蓄積手段３のプラス端子間に接続されている。
同様にＦＥＴスイッチ６２は、電池セル１ａの陰極及び
電池セル１ｂの陽極と電荷蓄積手段３のプラス端子間
に、ＦＥＴスイッチ６３は、電池セル１ａの陰極及び電
池セル１ｂの陽極と電荷蓄積手段３のマイナス端子間に
ＦＥＴスイッチ６４は、電池セル１ｂの陰極及び電池セ
ル１ｃの陽極と電荷蓄積手段３のプラス端子間に、ＦＥ
Ｔスイッチ６５は、電池セル１ｂの陰極及び電池セル１
ｃの陽極と電荷蓄積手段３のマイナス端子間に、ＦＥＴ
スイッチ６６は、電池セル１ｃの陰極と電荷蓄積手段３
のマイナス端子間にそれぞれ接続されている。
極と電荷蓄積手段３のプラス端子間に接続されている。
同様にＦＥＴスイッチ６２は、電池セル１ａの陰極及び
電池セル１ｂの陽極と電荷蓄積手段３のプラス端子間
に、ＦＥＴスイッチ６３は、電池セル１ａの陰極及び電
池セル１ｂの陽極と電荷蓄積手段３のマイナス端子間に
ＦＥＴスイッチ６４は、電池セル１ｂの陰極及び電池セ
ル１ｃの陽極と電荷蓄積手段３のプラス端子間に、ＦＥ
Ｔスイッチ６５は、電池セル１ｂの陰極及び電池セル１
ｃの陽極と電荷蓄積手段３のマイナス端子間に、ＦＥＴ
スイッチ６６は、電池セル１ｃの陰極と電荷蓄積手段３
のマイナス端子間にそれぞれ接続されている。
【００２２】コントローラ６９の制御信号Cont１は、制
御出力線６９ａでＰチャンネルＦＥＴを駆動するために
論理反転するインバータ６７に接続され、インバータ６
７を介してＦＥＴスイッチ６１、６３の制御入力端子に
接続されている。同様に制御信号Cont２は、制御出力線
６９ｂでＦＥＴスイッチ６５及びインバータ６８介して
ＦＥＴスイッチ６２の制御入力端子に接続され、制御信
号Cont３は、制御出力線６９ｃを介してＦＥＴスイッチ
６４、６６の制御入力端子にそれぞれ接続されている。
御出力線６９ａでＰチャンネルＦＥＴを駆動するために
論理反転するインバータ６７に接続され、インバータ６
７を介してＦＥＴスイッチ６１、６３の制御入力端子に
接続されている。同様に制御信号Cont２は、制御出力線
６９ｂでＦＥＴスイッチ６５及びインバータ６８介して
ＦＥＴスイッチ６２の制御入力端子に接続され、制御信
号Cont３は、制御出力線６９ｃを介してＦＥＴスイッチ
６４、６６の制御入力端子にそれぞれ接続されている。
【００２３】７は、電圧検出手段で、電荷蓄積手段３に
並列接続され、検出結果は、データ線７１を介してコン
トローラ６９に送られる。制御信号Cont１、Cont２、Co
nt３は、同時にアクティブ（ハイレベル）にならないよ
うに制御され、Cont１がアクティブになるとインバータ
６７の出力がローレベルになり、ＦＥＴスイッチ６１、
６３がオンになり、電荷蓄積手段３が電池セル１ａに接
続される。同様にCont２がアクティブになると、ＦＥＴ
スイッチ６２、６５がオンになり、電荷蓄積手段３は、
電池セル１ｂに接続され、Cont３がアクティブになる
と、ＦＥＴスイッチ６４、６６がオンになり、電荷蓄積
手段３は電池セル１ｃに接続され、制御信号Cont１〜Co
nt３により電荷蓄積手段３が各電池セル１ａ〜１ｃに選
択的に接続される。また、電圧検出手段７は、電荷蓄積
手段３に並列接続されているので、制御信号Cont１〜Co
nt３により切り替え接続することで、各電池セル１ａ〜
１ｃの電圧を検出することができる。
並列接続され、検出結果は、データ線７１を介してコン
トローラ６９に送られる。制御信号Cont１、Cont２、Co
nt３は、同時にアクティブ（ハイレベル）にならないよ
うに制御され、Cont１がアクティブになるとインバータ
６７の出力がローレベルになり、ＦＥＴスイッチ６１、
６３がオンになり、電荷蓄積手段３が電池セル１ａに接
続される。同様にCont２がアクティブになると、ＦＥＴ
スイッチ６２、６５がオンになり、電荷蓄積手段３は、
電池セル１ｂに接続され、Cont３がアクティブになる
と、ＦＥＴスイッチ６４、６６がオンになり、電荷蓄積
手段３は電池セル１ｃに接続され、制御信号Cont１〜Co
nt３により電荷蓄積手段３が各電池セル１ａ〜１ｃに選
択的に接続される。また、電圧検出手段７は、電荷蓄積
手段３に並列接続されているので、制御信号Cont１〜Co
nt３により切り替え接続することで、各電池セル１ａ〜
１ｃの電圧を検出することができる。
【００２４】図３は、図２の制御信号Cont１〜Cont３及
び電圧検出タイミングVDETのタイミングチャートであ
る。
び電圧検出タイミングVDETのタイミングチャートであ
る。
【００２５】Ｔ１は、電圧検出期間でCont１〜Cont３を
順次アクティブにして電圧検出手段７及び電荷蓄積手段
３を電池セル１ａ〜１ｃに切り替え接続する。また、切
り替え時のＦＥＴスイッチ同時オンによる貫通電流を防
止するため、Cont１〜Cont３の全ての制御信号をインア
クティブにする貫通電流防止時間Ｔoffが設けられてい
る。電圧検出タイミングVDET１は、コントローラ６９が
電池セル１ａの電圧を読み込むタイミングを示してい
る。
順次アクティブにして電圧検出手段７及び電荷蓄積手段
３を電池セル１ａ〜１ｃに切り替え接続する。また、切
り替え時のＦＥＴスイッチ同時オンによる貫通電流を防
止するため、Cont１〜Cont３の全ての制御信号をインア
クティブにする貫通電流防止時間Ｔoffが設けられてい
る。電圧検出タイミングVDET１は、コントローラ６９が
電池セル１ａの電圧を読み込むタイミングを示してい
る。
【００２６】制御信号Cont１により電荷蓄積手段３を電
池セル１ａに接続し、電荷蓄積手段３の電圧安定待機時
間Ｔｓ後に電圧検出手段７のデータを読み込むことで、
電池セル１ａの電圧を検出する。同様にVDET２のタイミ
ングで電池セル１ｂの電圧を検知し、VDET３のタイミン
グで電池セル１ｃの電圧を検知する。この電池電圧検出
結果によりコントローラ６９は、最大電池電圧と最小電
池電圧の電池セルを選択し、電圧均等化期間Ｔ２に選択
した２つの電池セルに電荷蓄積手段３を交互に切り替え
接続する。
池セル１ａに接続し、電荷蓄積手段３の電圧安定待機時
間Ｔｓ後に電圧検出手段７のデータを読み込むことで、
電池セル１ａの電圧を検出する。同様にVDET２のタイミ
ングで電池セル１ｂの電圧を検知し、VDET３のタイミン
グで電池セル１ｃの電圧を検知する。この電池電圧検出
結果によりコントローラ６９は、最大電池電圧と最小電
池電圧の電池セルを選択し、電圧均等化期間Ｔ２に選択
した２つの電池セルに電荷蓄積手段３を交互に切り替え
接続する。
【００２７】例えば、最大電池電圧の電池セルが１ａ、
最小電池電圧の電池セルが１ｃとすると、コントローラ
６９は、制御信号Cont１、Cont３を交互にアクティブに
して電荷蓄積手段３を電池セル１ａ、１ｃに交互に切り
替え接続を行い、これら電池セル１ａ、１ｃの電池電圧
の均等化動作を行う。このときVDET４、VDET５に示すタ
イミングで電池セル１ａ、１ｃの電圧をそれぞれ検出
し、これらの電池電圧の電圧差が設定値以下になるまで
前記切り替え接続動作を継続する。そして、電池セル１
ａ、１ｃの電池電圧差が設定値以下になると、電圧均等
化期間Ｔ２を終了して電圧検出期間Ｔ３へ移行し、以
後、電圧検出期間Ｔ１と同様に最大と最小の電池電圧の
電池セルを選定し、電圧の均等化動作を繰り返す。
最小電池電圧の電池セルが１ｃとすると、コントローラ
６９は、制御信号Cont１、Cont３を交互にアクティブに
して電荷蓄積手段３を電池セル１ａ、１ｃに交互に切り
替え接続を行い、これら電池セル１ａ、１ｃの電池電圧
の均等化動作を行う。このときVDET４、VDET５に示すタ
イミングで電池セル１ａ、１ｃの電圧をそれぞれ検出
し、これらの電池電圧の電圧差が設定値以下になるまで
前記切り替え接続動作を継続する。そして、電池セル１
ａ、１ｃの電池電圧差が設定値以下になると、電圧均等
化期間Ｔ２を終了して電圧検出期間Ｔ３へ移行し、以
後、電圧検出期間Ｔ１と同様に最大と最小の電池電圧の
電池セルを選定し、電圧の均等化動作を繰り返す。
【００２８】従って、組み電池を構成する各電池セルの
電圧の差が大きい順に平均化され、組み電池を構成する
電池セル数が多くなっても効果的に各電池セルの電圧を
均等化でき、更に、スイッチ素子にＦＥＴを用いること
で、高速に切り替え接続ができるため、充放電時の電流
が大きい場合でも、電池セルの電圧均等化を行うことが
できる。
電圧の差が大きい順に平均化され、組み電池を構成する
電池セル数が多くなっても効果的に各電池セルの電圧を
均等化でき、更に、スイッチ素子にＦＥＴを用いること
で、高速に切り替え接続ができるため、充放電時の電流
が大きい場合でも、電池セルの電圧均等化を行うことが
できる。
【００２９】また、本実施例では、電圧均等化期間Ｔ２
内で電池セルの電池電圧差を検出していたが、電圧均等
化期間Ｔ２を予め設定した時間或いは、予め設定した切
り替え接続動作の繰り返し数により終了し、電圧検出期
間Ｔ３へ移行することで、同様の効果を得ることができ
る。この場合、電圧均等化期間Ｔ２の間は、電圧検出手
段７を休止させ、省電力化を図ることができる。
内で電池セルの電池電圧差を検出していたが、電圧均等
化期間Ｔ２を予め設定した時間或いは、予め設定した切
り替え接続動作の繰り返し数により終了し、電圧検出期
間Ｔ３へ移行することで、同様の効果を得ることができ
る。この場合、電圧均等化期間Ｔ２の間は、電圧検出手
段７を休止させ、省電力化を図ることができる。
【００３０】本発明によれば、直列接続した組み電池を
構成する複数の電池セルに、電解コンデンサ等の電荷蓄
積手段を選択的に切り替え接続し、電池セル間で電荷移
動を行い、充放電時の各電池セルの均等化を行う。この
作用により組み電池を構成する電池セル間の容量差を補
完するため、各電池セル間の容量誤差の精度を高くする
必要が無くなり、製造工程での電池セル選別作業が省略
でき、生産性の向上が図られる。
構成する複数の電池セルに、電解コンデンサ等の電荷蓄
積手段を選択的に切り替え接続し、電池セル間で電荷移
動を行い、充放電時の各電池セルの均等化を行う。この
作用により組み電池を構成する電池セル間の容量差を補
完するため、各電池セル間の容量誤差の精度を高くする
必要が無くなり、製造工程での電池セル選別作業が省略
でき、生産性の向上が図られる。
【００３１】また、組み電池を構成する各電池セル間の
容量バラ付きの補完効果により、容量の少ない電池セル
に集中する過充電及び過放電の特性劣化を軽減すること
で、充放電サイクルの延長等、組み電池の特性を改善す
ることができる。
容量バラ付きの補完効果により、容量の少ない電池セル
に集中する過充電及び過放電の特性劣化を軽減すること
で、充放電サイクルの延長等、組み電池の特性を改善す
ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電荷蓄積手段を組み電池を構成する各電池セルに切り替
え接続し、各電池セルの電池電圧を均等化することで、
組み電池を構成する複数の電池セルの容量のバラツキに
より特定の電池セルに集中する過充電及び過放電の特性
劣化を軽減することができ、充放電サイクルの延長等、
組み電池の特性を改善することができる。また、各電池
セルの電圧を均等化することで、充電時には、容量の大
きな電池セルにはより多く充電され、放電時には、容量
の大きい電池セルから容量の少ない電池セルに補充され
るため、直列接続されている組み電池においても各電池
セルの容量に見合った充放電が行われ、各電池セルの容
量を最大限利用することができ、結果的に、組み電池の
容量をアップすることができる。
電荷蓄積手段を組み電池を構成する各電池セルに切り替
え接続し、各電池セルの電池電圧を均等化することで、
組み電池を構成する複数の電池セルの容量のバラツキに
より特定の電池セルに集中する過充電及び過放電の特性
劣化を軽減することができ、充放電サイクルの延長等、
組み電池の特性を改善することができる。また、各電池
セルの電圧を均等化することで、充電時には、容量の大
きな電池セルにはより多く充電され、放電時には、容量
の大きい電池セルから容量の少ない電池セルに補充され
るため、直列接続されている組み電池においても各電池
セルの容量に見合った充放電が行われ、各電池セルの容
量を最大限利用することができ、結果的に、組み電池の
容量をアップすることができる。
【００３３】更に、組み電池を構成する複数の電池セル
の容量を厳密にそろえる必要が無くなるため、特性合わ
せの選別作業が不要となり、量産性の向上が図られる。
の容量を厳密にそろえる必要が無くなるため、特性合わ
せの選別作業が不要となり、量産性の向上が図られる。
【図１】本発明に係る組み電池装置の第１の実施の形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】本発明に係る組み電池装置の第２の実施の形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図３】図２の制御信号Cont１〜Cont３及び電圧検出タ
イミングVDETのタイミングチャートである。
イミングVDETのタイミングチャートである。
１ 組み電池 １ａ、１ｂ、１ｃ 電池セル ２ リレー（切替接続手段） ２１ｂ、２２ｂ ブレーク接点 ２１ｍ、２２ｍ メーク接点 ２１ｃ、２２ｃ コモン接点 ２３ 励磁コイル ３ 電荷蓄積手段（コンデンサ） ４１、４２、４３ 端子 ５１、４２、５３ 充電器の接続線 ５ 外部の充電器 ６ 切替接続回路（切替接続手段） ６１〜６６ ＦＥＴスイッチ（切替接続手段） ６７、６８ インバータ ６９ コントローラ ６８ａ、６９ｂ、６９ｃ 制御出力線 Cont１、Cont２、Cont３ 制御信号 ７ 電圧検出手段 ７１ データ線 VDET 電圧検出タイミング波形 VDET１〜VDET５ 電圧検出タイミング Ｔ１、Ｔ３ 電圧検出期間 Ｔ２ 電圧均等化期間 Ｔｓ 電圧安定待機時間 Ｔoff 貫通電流防止時間
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/04 Ｈ０２Ｊ 7/04 Ａ Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB11 CB12 CB31 CC01 CC04 CC07 CC12 CD06 CD09 CD10 CD14 2G035 AA15 AB03 AC01 AC14 AC21 AC22 AD13 AD28 AD45 AD47 5G003 AA01 AA04 BA03 CA14 CC04 5H020 AS06 DD06 DD13 5H030 AA03 AA04 AS06 BB26 FF43
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の二次電池セルを直列に接続した組
み電池と、 前記組み電池を構成する電池セルに切替接続手段を介し
て接続可能な電荷蓄積手段とを備え、 前記電荷蓄積手段を前記電池セルに切り替え接続するこ
とを特徴とする組み電池装置。 - 【請求項２】 請求項１の組み電池装置において、電圧
検知手段により組み電池を構成する電池セルの電圧を検
知し、最大電圧の電池セルと最小電圧の電池セルに前記
電荷蓄積手段を順次切り替え接続することを特徴とする
組み電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135470A JP2000324711A (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | 組み電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11135470A JP2000324711A (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | 組み電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000324711A true JP2000324711A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15152477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11135470A Withdrawn JP2000324711A (ja) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | 組み電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000324711A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-05-17 JP JP11135470A patent/JP2000324711A/ja not_active Withdrawn
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