JP2002118980A - 電源回路 - Google Patents
電源回路Info
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- JP2002118980A JP2002118980A JP2000304894A JP2000304894A JP2002118980A JP 2002118980 A JP2002118980 A JP 2002118980A JP 2000304894 A JP2000304894 A JP 2000304894A JP 2000304894 A JP2000304894 A JP 2000304894A JP 2002118980 A JP2002118980 A JP 2002118980A
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- secondary battery
- charge
- battery
- voltage
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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
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- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電時の電池電圧の下降幅が一定でない場合
でも、負荷電流が変動する場合であっても、正確に二次
電池の残量を検出を行う。 【解決手段】 二次電池からの放電電流を直接負荷に流
さずに一度電荷蓄積素子に二次電池からの電荷を移動さ
せる。負荷への放電電流はこの電荷蓄積素子から行う。
この電荷蓄積素子の電圧をモニタし電荷蓄積素子の電圧
がある一定電圧以下に低下したことを検出し、その際二
次電池からある一定電圧になるまで電荷蓄積素子に電荷
を移す。この電荷の移動が満充電状態の二次電池から行
われる回数に対し使用中の二次電池がこの電荷の移動を
行った回数で使用中二次電池の残量を精度良く検出が出
来る様にした。
でも、負荷電流が変動する場合であっても、正確に二次
電池の残量を検出を行う。 【解決手段】 二次電池からの放電電流を直接負荷に流
さずに一度電荷蓄積素子に二次電池からの電荷を移動さ
せる。負荷への放電電流はこの電荷蓄積素子から行う。
この電荷蓄積素子の電圧をモニタし電荷蓄積素子の電圧
がある一定電圧以下に低下したことを検出し、その際二
次電池からある一定電圧になるまで電荷蓄積素子に電荷
を移す。この電荷の移動が満充電状態の二次電池から行
われる回数に対し使用中の二次電池がこの電荷の移動を
行った回数で使用中二次電池の残量を精度良く検出が出
来る様にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は充電回路による充電
と、負荷による放電とが繰り返し行われる二次電池残量
検出装置に関するものである。
と、負荷による放電とが繰り返し行われる二次電池残量
検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 充電と放電を繰り返して使用される二
次電池として、リチウムイオン電池等がある。この二次
電池は、電池残量がわずかになるまではほぼ一定の電池
電圧を保ち、電池残量がわずかになると電池電圧が急激
に下降するという特性を持っている。図３はリチウムイ
オン二次電池の放電特性を示す図である。従来の技術で
は、この二次電池残量を検出を行うためにその二次電池
の電圧を検出することことによって行っていた。
次電池として、リチウムイオン電池等がある。この二次
電池は、電池残量がわずかになるまではほぼ一定の電池
電圧を保ち、電池残量がわずかになると電池電圧が急激
に下降するという特性を持っている。図３はリチウムイ
オン二次電池の放電特性を示す図である。従来の技術で
は、この二次電池残量を検出を行うためにその二次電池
の電圧を検出することことによって行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記に示すように従来
の技術では二次電池の電池電圧から電池残量を検出する
こととなる。しかし、リチウムイオン二次電池の放電特
性は図3のグラフに示されるように電池残量がわずかに
なるまでは二次電池からの放電量に対する電池電圧の低
下量はごくわずかであり電池電圧から電池残量を検出す
るためには高精度の電圧検出回路が必要となる。また、
電池残量が残りわずかになると急激に電池電圧が低下す
るため電池電圧から正確な電池残量を計算するためには
単純な電池電圧と電池残量の比例式からではなくさまざ
まな二次電池の種類ごとに電池電圧と電池残量の関数式
を用意し電池残量を計算する必要があった。
の技術では二次電池の電池電圧から電池残量を検出する
こととなる。しかし、リチウムイオン二次電池の放電特
性は図3のグラフに示されるように電池残量がわずかに
なるまでは二次電池からの放電量に対する電池電圧の低
下量はごくわずかであり電池電圧から電池残量を検出す
るためには高精度の電圧検出回路が必要となる。また、
電池残量が残りわずかになると急激に電池電圧が低下す
るため電池電圧から正確な電池残量を計算するためには
単純な電池電圧と電池残量の比例式からではなくさまざ
まな二次電池の種類ごとに電池電圧と電池残量の関数式
を用意し電池残量を計算する必要があった。
【０００４】図２は、従来の二次電池の残量検出装置の
回路ブロックを示した説明図である。二次電池２０１の
電池電圧を電池残量検出回路２０２により検出する。ス
イッチ制御回路２０３は、検出された電圧がある設定さ
れた電圧以上になればスイッチ回路２０７をONさせる。
このとき正極外部端子２０５と負極外部端子２０６の間
に接続される負荷２０４への放電が可能となる。電池残
量検出回路２０２で検出する電圧がある設定された電圧
以下になった場合、スイッチ回路２０７をOFFし放電は
停止される。この時、電池残量検出回路２０２は二次電
池２０１の放電特性に合った高精度の検出回路が必要で
あった。
回路ブロックを示した説明図である。二次電池２０１の
電池電圧を電池残量検出回路２０２により検出する。ス
イッチ制御回路２０３は、検出された電圧がある設定さ
れた電圧以上になればスイッチ回路２０７をONさせる。
このとき正極外部端子２０５と負極外部端子２０６の間
に接続される負荷２０４への放電が可能となる。電池残
量検出回路２０２で検出する電圧がある設定された電圧
以下になった場合、スイッチ回路２０７をOFFし放電は
停止される。この時、電池残量検出回路２０２は二次電
池２０１の放電特性に合った高精度の検出回路が必要で
あった。
【０００５】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、放電時の電池電圧の下降幅が一定でない場合でも、
正確に電池残量を検出することのできる二次電池残量検
出装置を提供することを目的とする。
て、放電時の電池電圧の下降幅が一定でない場合でも、
正確に電池残量を検出することのできる二次電池残量検
出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】上記の目的を達成するた
めに、この発明の電池残量検出装置では、二次電池から
の放電電流を直接負荷に流すのではなく一度電荷蓄積素
子に二次電池からの電荷を移動させる。その後負荷への
放電電流はこの電荷蓄積素子から行う。この電荷蓄積素
子の電圧をモニタし電荷蓄積素子の電圧がある一定電圧
以下に低下したことを検出し、その際二次電池から電荷
蓄積素子の電圧がある一定電圧になるまで電荷を移す。
この電荷の移動が満充電状態の二次電池から過放電状態
になるまでに必要な回数に対し、現在使用中の二次電池
が満充電状態から現在までにこの電荷の移動を行った回
数で使用中二次電池の電池残量を検出する事が出来る。
従来の電池電圧をアナログ的に検出し電池残量を計算す
る方法に対し電池残量を放電回数によってデジタル的に
計算することで簡単で精度良い電池残量の検出を行うこ
とが可能となる。
めに、この発明の電池残量検出装置では、二次電池から
の放電電流を直接負荷に流すのではなく一度電荷蓄積素
子に二次電池からの電荷を移動させる。その後負荷への
放電電流はこの電荷蓄積素子から行う。この電荷蓄積素
子の電圧をモニタし電荷蓄積素子の電圧がある一定電圧
以下に低下したことを検出し、その際二次電池から電荷
蓄積素子の電圧がある一定電圧になるまで電荷を移す。
この電荷の移動が満充電状態の二次電池から過放電状態
になるまでに必要な回数に対し、現在使用中の二次電池
が満充電状態から現在までにこの電荷の移動を行った回
数で使用中二次電池の電池残量を検出する事が出来る。
従来の電池電圧をアナログ的に検出し電池残量を計算す
る方法に対し電池残量を放電回数によってデジタル的に
計算することで簡単で精度良い電池残量の検出を行うこ
とが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を、
図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態
により、この発明が限定されるものではない。
図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態
により、この発明が限定されるものではない。
【０００８】この発明の一実施の形態として、図１に二
次電池の残量検出回路の構成を示す。
次電池の残量検出回路の構成を示す。
【０００９】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図1に基づいて説
明する。
明する。
【００１０】図１は、本発明を含む二次電池の残量検出
装置の回路ブロック図である。
装置の回路ブロック図である。
【００１１】まず、二次電池の残量検出装置の回路構成
を図１に基づいて説明する。二次電池１０１を含む電池
パック１１２において正極外部端子１０５と負極区外部
端子１０６の間に接続される負荷および充電器１０４は
直接接続されることなく電荷の移動はスイッチ回路１０
７、１０８により電荷蓄積素子１０２を介して行われ
る。電荷蓄積素子１０２の電圧を信号線１１０によりス
イッチ制御回路１０３に入力しその電圧によりスイッチ
回路１０７、１０８を信号線１０９A、１０９Bにて制御
を行うよう接続される.そして二次電池の残量検出装置
の動作を図1に基づいて説明する。二次電池１０１から
放電を行う際にまずスイッチ回路１０７をONすることで
二次電池１０１から電荷蓄積素子１０２に電荷を移動さ
せる。その際に電荷蓄積素子１０２の電圧を信号線１１
０によりスイッチ制御回路１０３で検出する。電荷蓄積
素子１０２の電圧がある設定電圧以上になった場合スイ
ッチ回路１０７をOFFさせる。また正極外部端子１０５
と負極外部端子１０６の間に接続される負荷１０４に放
電を行う場合は一旦、二次電池１０１から電荷蓄積素子
１０２に移された電荷を利用する。このときスイッチ回
路１０８をONすることで放電を行う。その際に電荷蓄積
素子１０２の電圧を信号線１１０によりスイッチ制御回
路１０３で検出する。電荷蓄積素子１０２の電圧がある
設定電圧以下になった場合スイッチ回路１０８をOFFさ
せる。その際の放電には電池パック１１２内に内蔵され
た放電用容量１１１によって行う。この間にスイッチ回
路１０７をONし二次電池１０１から電荷蓄積素子１０２
に電荷を移す。上記の動作を繰り返すことで二次電池１
０１から負荷１０４への放電をおこなう。
を図１に基づいて説明する。二次電池１０１を含む電池
パック１１２において正極外部端子１０５と負極区外部
端子１０６の間に接続される負荷および充電器１０４は
直接接続されることなく電荷の移動はスイッチ回路１０
７、１０８により電荷蓄積素子１０２を介して行われ
る。電荷蓄積素子１０２の電圧を信号線１１０によりス
イッチ制御回路１０３に入力しその電圧によりスイッチ
回路１０７、１０８を信号線１０９A、１０９Bにて制御
を行うよう接続される.そして二次電池の残量検出装置
の動作を図1に基づいて説明する。二次電池１０１から
放電を行う際にまずスイッチ回路１０７をONすることで
二次電池１０１から電荷蓄積素子１０２に電荷を移動さ
せる。その際に電荷蓄積素子１０２の電圧を信号線１１
０によりスイッチ制御回路１０３で検出する。電荷蓄積
素子１０２の電圧がある設定電圧以上になった場合スイ
ッチ回路１０７をOFFさせる。また正極外部端子１０５
と負極外部端子１０６の間に接続される負荷１０４に放
電を行う場合は一旦、二次電池１０１から電荷蓄積素子
１０２に移された電荷を利用する。このときスイッチ回
路１０８をONすることで放電を行う。その際に電荷蓄積
素子１０２の電圧を信号線１１０によりスイッチ制御回
路１０３で検出する。電荷蓄積素子１０２の電圧がある
設定電圧以下になった場合スイッチ回路１０８をOFFさ
せる。その際の放電には電池パック１１２内に内蔵され
た放電用容量１１１によって行う。この間にスイッチ回
路１０７をONし二次電池１０１から電荷蓄積素子１０２
に電荷を移す。上記の動作を繰り返すことで二次電池１
０１から負荷１０４への放電をおこなう。
【００１２】この時の二次電池からの放電量と電池残量
の関係を図４に示す。図４に示されるように従来方式で
の二次電池からの放電特性は外部負荷に対する放電量が
一定であれば二次電池の残量は図４の４０３に示される
ように一定の割合で低下する。しかし本方式のように二
次電池から一旦電荷蓄積素子に電荷を移動させる方式を
とる場合、二次電池の放電特性は図４の４０４に示され
るように階段状の波形となる。これは二次電池から一時
的に電荷蓄積素子に電荷を移した事を示している。その
ため電荷蓄積素子の電荷が一定値以下に下がるまでは二
次電池から電荷蓄積素子への放電はなく、電荷蓄積素子
の電荷が一定値以下に下がると二次電池から電荷蓄積素
子への電荷の移動を行う為、外部負荷への放電量によら
ず二次電池からの放電量は階段状の波形となる。この時
の階段の1段分にあたる電荷が一回に移動される電荷と
なる。電池容量と電荷蓄積素子の容量によって満充電状
態から過放電状態になるまでの電荷移動回数が決定され
る。
の関係を図４に示す。図４に示されるように従来方式で
の二次電池からの放電特性は外部負荷に対する放電量が
一定であれば二次電池の残量は図４の４０３に示される
ように一定の割合で低下する。しかし本方式のように二
次電池から一旦電荷蓄積素子に電荷を移動させる方式を
とる場合、二次電池の放電特性は図４の４０４に示され
るように階段状の波形となる。これは二次電池から一時
的に電荷蓄積素子に電荷を移した事を示している。その
ため電荷蓄積素子の電荷が一定値以下に下がるまでは二
次電池から電荷蓄積素子への放電はなく、電荷蓄積素子
の電荷が一定値以下に下がると二次電池から電荷蓄積素
子への電荷の移動を行う為、外部負荷への放電量によら
ず二次電池からの放電量は階段状の波形となる。この時
の階段の1段分にあたる電荷が一回に移動される電荷と
なる。電池容量と電荷蓄積素子の容量によって満充電状
態から過放電状態になるまでの電荷移動回数が決定され
る。
【００１３】このように二次電池が満充電状態から過放
電状態になるまで上記の電荷の移動が何回行えるかをあ
らかじめ測定しておき電池パックごとに記憶しておく。
実際の使用中の電池パックがこの電荷の移動を何回行っ
たかをカウントすることで正確な電池残量を検出するこ
とが可能となる。
電状態になるまで上記の電荷の移動が何回行えるかをあ
らかじめ測定しておき電池パックごとに記憶しておく。
実際の使用中の電池パックがこの電荷の移動を何回行っ
たかをカウントすることで正確な電池残量を検出するこ
とが可能となる。
【００１４】
【発明の効果】二次電池から電荷蓄積素子への電荷の移
動が満充電状態の二次電池から過放電状態になるまでに
必要な回数に対し、現在使用中の二次電池が満充電状態
から現在までにこの電荷の移動を行った回数で使用中二
次電池の電池残量を検出する事が出来る。従来の電池電
圧をアナログ的に検出し電池残量を計算する方法に対し
電池残量を放電回数によってデジタル的に計算すること
で簡単で精度良い電池残量の検出を行うことが可能とな
る効果がある。
動が満充電状態の二次電池から過放電状態になるまでに
必要な回数に対し、現在使用中の二次電池が満充電状態
から現在までにこの電荷の移動を行った回数で使用中二
次電池の電池残量を検出する事が出来る。従来の電池電
圧をアナログ的に検出し電池残量を計算する方法に対し
電池残量を放電回数によってデジタル的に計算すること
で簡単で精度良い電池残量の検出を行うことが可能とな
る効果がある。
【図１】本発明の二次電池の残量検出装置の回路ブロッ
クを示した説明図である。
クを示した説明図である。
【図２】従来の二次電池の残量検出装置の回路ブロック
を示した説明図である。
を示した説明図である。
【図３】リチウム・イオン二次電池の放電特性を示す図
である。
である。
【図４】リチウム・イオン二次電池の放電特性を示す図
である。
である。
１０１、２０１・・・二次電池 １０２・・・電荷蓄積素子 １０３、２０３・・・スイッチ制御回路 １０４、２０４・・・負荷および充電器 １０５、２０５・・・正極外部端子 １０６、２０６・・・負極外部端子 １０７、１０８、２０７・・・スイッチ回路 １０９A、１０９B・・・スイッチ制御回路出力信号線 １１０・・・スイッチ制御回路入力信号線 １１１、２０９・・・容量 １１２・・・二次電池パック ２０２・・・電池残量検出回路 ２１０・・・二次電池パック ３０１・・・リチウム・イオン蓄電池の放電容量［％］ ３０２・・・リチウム・イオン蓄電池の電池電圧［V］ ４０１・・・リチウム・イオン蓄電池からの放電量
［％］ ４０２・・・リチウム・イオン蓄電池の電池残量［％］ ４０３・・・従来方式での二次電池の放電特性 ４０４・・・本方式での二次電池の放電特
［％］ ４０２・・・リチウム・イオン蓄電池の電池残量［％］ ４０３・・・従来方式での二次電池の放電特性 ４０４・・・本方式での二次電池の放電特
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA02 CC02 DA07 DA13 EA05 FA08 5H030 AA06 AS06 BB01 BB21 FF41 FF51
Claims (1)
- 【請求項１】 二次電池の充電又は放電経路を有する電
源装置において、 上記電源装置の放電経路に、電荷蓄積素子へ二次電池の
電荷を充電するための第１のスイッチ素子と、前記電荷
蓄積素子より負荷へ放電するための第２のスイッチ素子
とを配し、前記電荷蓄積素子の電荷量を前記第１のスイ
ッチ素子と前記第２のスイッチ素子とで制御する機能を
有する電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000304894A JP2002118980A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000304894A JP2002118980A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002118980A true JP2002118980A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=18785859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000304894A Withdrawn JP2002118980A (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002118980A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10873201B2 (en) | 2017-01-02 | 2020-12-22 | Lg Chem, Ltd. | Battery management apparatus and method for protecting a lithium iron phosphate cell from over-voltage using the same |
-
2000
- 2000-10-04 JP JP2000304894A patent/JP2002118980A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10873201B2 (en) | 2017-01-02 | 2020-12-22 | Lg Chem, Ltd. | Battery management apparatus and method for protecting a lithium iron phosphate cell from over-voltage using the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040303 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040520 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051020 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060222 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060424 |