JP2004227875A - Secondary battery and charging method, discharging method as well as charging device of the same - Google Patents

Secondary battery and charging method, discharging method as well as charging device of the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery capable of appropriately carrying out maintenance treatment at a single cell for maintaining a good state of battery performance without largely changing the size of a package or further putting in cost. <P>SOLUTION: The secondary battery 10 with a plurality of unit cells 11a to 11f connected in series and packaged in a given form is provided with terminals for external connection 12a to 12e between a positive and a negative terminals of these unit cells connected in series. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２次電池、該２次電池の充電方法、放電方法、及び充電装置に関し、より詳細には、複数個の単電池が直列に接続され、所定形状にパッケ−ジされた２次電池、該２次電池の充電方法、放電方法、及び充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の電化製品、例えばパソコン、デジタルカメラ、携帯電話、又はオ−ディオ機器等においては、電源に２次電池（リチウムイオン電池、リチウムポリマ−電池など）が採用されているものが多くなってきている。
【０００３】
また、自動車においては、燃費向上や環境対策等の目的のため内燃機関エンジンと、２次電池（ニッケル水素電池など）によって駆動する電動機とを装備したハイブリット車が開発されている。
【０００４】
例えば、ハイブリット車等に搭載される２次電池は、通常、ニッケル水素電池などの単電池（セル）が複数個（例えば、６個程度）直列に接続されたものが１つの組み電池としてパッケ−ジされており、実際には、この組み電池が数十個直列に接続されたものが搭載され、所定の電力が得られるような電源システムが構築されている。ここで２次電池とは、パッケ−ジされた組み電池１個単位のことをいっている。
【０００５】
ところで、このような２次電池では、製造段階において単電池毎の容量や内部抵抗等の電気的特性に多少のバラツキが発生すること、繰り返し使用によりさらに単電池単位での電気的特性のバラツキが大きくなることが一般的に良く知られている。
【０００６】
このような、２次電池の電気的特性のバラツキが大きくなる現象を効果的に抑制する方法として、従来から定期的に２次電池を製品や車両から取り外し、又は取り付けた状態で満放電と満充電とを繰り返し、メモリ効果による実質容量の低下を防止する方法があり、この方法により電池性能を良好な状態で維持することができるとされている。
【０００７】
しかしながら、電気的特性の異なる複数個の単電池が直列に接続された２次電池に一律に満放電と満充電とを施す場合、次のような問題が生じる。
まず、充電時には、容量の多い（すなわち、内部抵抗の小さい）単電池に対しては満充電できず、一方、容量の少ない（すなわち内部抵抗の大きい）単電池に対しては過充電となる。また、放電時には、容量の多い単電池に対しては満放電できず、一方、容量の少ない単電池に対しては過放電となる。
【０００８】
したがって、容量の多い単電池に対しては、充電及び放電不足によるメモリ効果によって実質容量が低下してしまうという問題があり、一方、容量の少ない単電池に対しては、過充電による単電池の性能劣化や内圧の上昇による単電池の破損などが起こり電池寿命を著しく損ない、又過放電による転極、逆充電による不可逆的な化学反応により実質容量の低下などの性能劣化が起こるという問題があった。
【０００９】
このような問題を解決する方法として、単電池単位で個別に充電・放電を行う方法が考えられる。下記の特許文献１には、２次電池単位での電気的特性のバラツキをなくすようにすることのできる車両電池の制御装置が開示されている。
【００１０】
図１８は、特許文献１記載の車載電池の制御装置の要部を概略的に示した概念図であり、図１９は、特許文献１記載の車載電池の制御装置が装備された２次電池の外観例を示す図である。
【００１１】
図１８に示すように２次電池（Ｂ１〜Ｂｎ）毎に、電流バイパス通路（ＢＰ１〜ＢＰｎ）と、電流バイパス通路ＢＰと２次電池Ｂとの通路選択を行う切替回路（ＳＷ１〜ＳＷｎ）とが設けられている。また、図１９に示すように２次電池Ｂの上部には、切替回路ＳＷと、切替回路ＳＷを個別に制御するスイッチ制御部（図示せず）を含んで構成される電圧検出回路ＶＤとが装備されるようになっている。
【００１２】
特許文献１記載の車載電池の制御装置によれば、直列に接続された状態の２次電池に充電を行う場合に、個々に設けられた電流バイパス通路ＢＰを適宜閉結させることにより、２次電池Ｂを個別に充電状態から解放することができる。したがって、２次電池Ｂの電気的特性にばらつきがあり、それぞれ充電時間が異なる場合でも、充電を終えた２次電池Ｂから順に充電状態から解放することにより、電気的特性の異なる２次電池の個々について適正な充電を行うことができるとしている。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−１４００２号公報 （第３頁、図２、１０）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載の２次電池Ｂには、電流バイパス通路ＢＰ、切替回路ＳＷ、及び電圧検出回路ＶＤなどの特別の回路を別途組み込む必要があり、そのためコスト高となり、さらに小型で軽量のものが好ましい２次電池のサイズや重量が増大してしまうという課題があった。
【００１５】
また、上記特許文献１には、１つの筐体に収容された２次電池Ｂを複数個直列に接続した場合に、これら各２次電池の電気的特性のばらつきが考慮された充電を行うことが開示されているが、２次電池を構成する各単電池の電気的特性のばらつきまで考慮されたものではなかった。
【００１６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、パッケ−ジのサイズを大きく変えることなく、さらにコストをかけることなく、電池性能の良好な状態を維持するためのメンテナンス処理を単電池単位で適切に行うことのできる２次電池を提供することを目的としている。
【００１７】
また、前記２次電池の電池性能の劣化を抑制し、電池性能の良好な状態をさらに長期間維持することのできる２次電池の充電方法及び放電方法、さらに充電時の電気エネルギ−を無駄にすることなく、効率の良い充電を行うことのできる充電装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するために本発明に係る２次電池（１）は、複数個の単電池が直列に接続され、所定形状にパッケ−ジされた２次電池において、直列に接続されるこれら単電池の正負端子間に外部接続用端子が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
上記２次電池（１）によれば、これら単電池の正負端子間に前記外部接続用端子が設けられているので、該外部接続用端子を介して単電池単位で外部と接続することができ、電池性能の良好な状態を維持するためのメンテナンス処理（例えば、満放電と満充電の繰り返し処理）を単電池単位で適切に行うことができる。また、前記外部接続用端子を設けるだけなので、パッケ−ジのサイズを大きく変えることなく、さらにコストをかけることなく、単電池単位でのメンテナンス処理に適した２次電池とすることができる。
【００２０】
また本発明に係る２次電池（２）は、上記２次電池（１）において、前記外部接続用端子が、導電性材料を用いて構成され、その一部がパッケ−ジの外部に露出していることを特徴としている。
上記２次電池（２）によれば、前記外部接続用端子が、導電性材料を用いて構成され、その一部が外部に露出しているので、露出部分に、満充電や満放電によるメンテナンス処理を行うための充電や放電ライン等を簡単に接続することができ、単電池単位でのメンテナンス処理を実行するための準備操作が行いやすく、作業性を向上させることができる。
【００２１】
また本発明に係る２次電池（３）は、上記２次電池（２）において、前記外部接続用端子が、隣り合う単電池の正負端子間の接続が容易となる形状に形成され、折曲げ加工容易に構成されていることを特徴としている。
上記２次電池（３）によれば、前記外部接続用端子を隣り合う単電池の正負端子間の接続が容易となる形状、例えば、前記外部接続用端子に導電板を使用し、前記単電池の正負端子との接続部に相当する箇所を階段状等に加工しておくことにより、隣り合う単電池の接続作業が容易となり、組み立ての作業性を向上させることができる。
【００２２】
また本発明に係る２次電池（４）は、上記２次電池（２）又は（３）において、前記複数個の単電池が縦列配置され、前記外部接続用端子が、隣り合う単電池の正負端子間の距離が短くなるように折曲げ加工されているものであることを特徴としている。
上記２次電池（４）によれば、前記複数個の単電池が縦列配置された場合でも、２次電池の長さサイズを殆ど変えることなく、前記外部接続用端子を設けることによる組み電池のサイズアップを防ぐことができる。
【００２３】
また本発明に係る２次電池（５）は、上記２次電池（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記各単電池に熱伝導性部材が装着されていることを特徴としている。
上記２次電池（５）によれば、メンテナンス処理時や実装時における充電及び放電により発生する前記各単電池の熱を前記熱伝導性部材を介して放熱することができ、放熱板としての機能を持たすことができる。したがって、前記各単電池の発熱に伴う電池性能の劣化を抑制することができる。
【００２４】
また本発明に係る２次電池（６）は、上記２次電池（５）において、前記熱伝導性部材の一部がパッケ−ジの外部に露出していることを特徴としている。
上記２次電池（６）によれば、前記熱伝導性部材の一部がパッケ−ジの外部に露出しているので、例えば、この露出部分に温度検出手段（温度センサ等）を接続することにより、充電時に単電池毎の温度を測定することができ、該温度に基づいて各単電池毎に満充電の検知を行うことができる。あるいは、前記露出部分に発熱手段（ヒ−タ−等）を接続することにより、各単電池を温めながら充電をおこなうことができる。
【００２５】
また本発明に係る２次電池の充電方法（１）は、上記２次電池（６）の充電方法であって、前記熱伝導性部材の露出部に発熱手段を接続し、前記単電池を温めながら充電することを特徴としている。
上記２次電池の充電方法（１）によれば、前記熱伝導性部材の露出部にヒ−タ−等の電気エネルギ−を熱エネルギ−に変換する発熱手段を接続し、前記単電池を温めながら充電するので、低温環境下において充電を行う場合でも、指定容量一杯まできっちりと充電を行うことができ、充電効率を高めることができ、メモリ効果による実質容量の低下を防止することができる。
【００２６】
また本発明に係る２次電池の充電方法（２）は、上記２次電池（１）〜（６）のいずれかの充電方法であって、前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに電圧検知用及び充電用ラインを接続し、各単電池の電圧をモニタリングしながらすべての単電池を直列状態で充電する全体充電ステップと、該全体充電ステップにおいて、いずれかの単電池の満充電が検知されると、前記複数個の単電池を奇数組と偶数組とに分け、満充電が検知された単電池を順次除きながら前記奇数組と前記偶数組とを交互に充電する部分充電ステップとを含んでいることを特徴としている。
【００２７】
上記２次電池の充電方法（２）によれば、前記全体充電ステップと前記部分充電ステップとを含んでいるので、容量の多い単電池に対しては、きっちりと満充電を行うことができ、メモリ効果による実質容量の低下を効果的に防止することができる。一方、容量の少ない単電池に対しては過充電を行わずにすみ、該過充電によるダメ−ジを与えることなく適切な充電を行うことができる。したがって、各単電池の電気的特性のばらつきを考慮した単電池単位での充電を行うことができ、２次電池の寿命を延ばすことができる。
【００２８】
また本発明に係る２次電池の充電方法（３）は、上記２次電池（６）の充電方法であって、前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに電圧検知用及び充電用ラインを接続し、前記熱伝導性部材に温度検出用ラインを接続し、各単電池の電圧及び／又は温度をモニタリングしながらすべての単電池を直列状態で充電する全体充電ステップと、該全体充電ステップにおいて、いずれかの単電池の満充電が検知されると、前記複数個の単電池を奇数組と偶数組とに分け、満充電が検知された単電池を順次除きながら前記奇数組と前記偶数組とを交互に充電する部分充電ステップとを含んでいることを特徴とする２次電池の充電方法。
【００２９】
上記２次電池の充電方法（３）によれば、前記全体充電ステップと前記部分充電ステップとを含んでいるので、上記２次電池の充電方法（２）と同様の効果を得ることができるとともに、前記各単電池の温度をモニタリングすることによっても前記各単電池の満充電を検出することができる。
【００３０】
また本発明に係る２次電池の放電方法（１）は、上記２次電池（１）〜（６）のいずれかの放電方法であって、前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに電圧検知用及び放電用ラインを接続し、各単電池の電圧をモニタリングしながらすべての単電池を直列状態で放電する全体放電ステップと、該全体放電ステップにおいて、いずれかの単電池の満放電が検知されると、前記複数個の単電池を奇数組と偶数組とに分け、満放電が検知された単電池を順次除きながら前記奇数組と前記偶数組とを交互に放電する部分放電ステップとを含んでいることを特徴としている。
【００３１】
上記２次電池の放電方法（１）によれば、前記全体放電ステップと前記部分放電ステップとを含んでいるので、容量の多い単電池に対しては、きっちりと満放電を行うことができ、放電不足に伴うメモリ効果による実質容量の低下を効果的に防止することができる。一方、容量の少ない単電池に対しては、過放電（逆充電）を行わずにすみ、該過放電によるダメ−ジを与えることなく放電を行うことができる。したがって、各単電池の電気的特性のばらつきを考慮した単電池単位での適切な放電を行うことができ、２次電池の寿命を延ばすことができる。
【００３２】
また本発明に係る２次電池の充電方法（４）は、上記２次電池（１）〜（６）のいずれかの充電方法であって、前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに充電用ラインを接続し、前記複数個の単電池を２個単位の組に分け、該各組の単電池を直列状態で充電する直列充電ステップと、前記各組の一方の単電池を放電しながら他方の単電池を充電する放充電ステップと、前記各組の前記他方の単電池を放電しながら前記一方の単電池を充電する放充電ステップとを含み、前記直列充電ステップ・放充電ステップを所定間隔で繰り返すことを特徴としている。
【００３３】
上記２次電池の充電方法（４）によれば、前記放充電ステップにより、充電中にいずれか一方の単電池を放電させることにより、単電池内部に発生する不活性ガスを取り除くことができ、不活性化状態への変化を防止することができ、電池性能の劣化を抑制することができるとともに、前記放電により生じる放電電流を一方の単電池の充電電流として利用することができる。従って、電気エネルギ−を効率良く使用することができ、電気エネルギ−の無駄のない充電を行うことができる。
【００３４】
また本発明に係る２次電池の充電方法（５）は、上記２次電池の充電方法（４）において、前記各組のいずれか一方の単電池の満充電が検知されると、該単電池の充電を中止し、他方の単電池を満充電が検知されるまで充電する片方充電ステップを備えていることを特徴としている。
上記２次電池の充電方法（５）によれば、前記片側充電ステップにより、前記一方の単電池の過充電を防止することができ、前記他方の単電池の充電を効率よく行うことができる。
【００３５】
また本発明に係る充電装置（１）は、上記２次電池（１）〜（６）のいずれかの２次電池を充電するための充電装置であって、前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに接続された電圧検知用ラインを介して各単電池の電圧をモニタリングする電圧モニタ手段と、該電圧モニタ手段によりモニタリングされた電圧値に基づいて前記各単電池の満充電を個別に判定する第１の満充電判定手段と、２個単位の組に分けられた前記複数個の単電池を、前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに接続された充電用ラインを介して直列状態で充電する直列充電手段と、前記充電用ラインを介して前記各組の一方の単電池を放電しながら他方の単電池を充電する第１の放充電手段と、前記充電用ラインを介して前記各組の前記他方の単電池を放電しながら前記一方の単電池を充電する第２の放充電手段と、前記直列充電手段、前記第１の放充電手段、及び前記第２の放充電手段を所定間隔で切り換える制御を行う切換制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００３６】
上記充電装置（１）によれば、前記第１の放充電手段と前記第２の充放電手段とにより、充電中にいずれか一方の単電池を放電させることにより、充電時に単電池内部に発生する不活性ガスを取り除くことができ、不活性化状態への変化を防止することができ、単電池の電池性能の劣化を抑制することができる。さらに、前記放電により生じる放電電流を一方の単電池の充電電流として利用することができ、電気エネルギ−を効率良く使用することができ、電気エネルギ−の無駄のない充電を行うことができる。
【００３７】
また本発明に係る充電装置（２）は、上記充電装置（１）において、前記熱伝導性部材に接続された温度検出用ラインを介して各単電池の温度をモニタリングする温度モニタ手段と、該温度モニタ手段によりモニタリングされた温度に基づいて前記各単電池の満充電を個別に判定する第２の満充電判定手段とを備えていることを特徴としている。
【００３８】
上記充電装置（２）によれば、前記温度モニタ手段により、前記各単電池の温度をモニタリングすることができ、モニタリングされた温度に基づいて、例えば、各単電池が所定温度以上になった場合や、各単電池の単位時間あたりの温度上昇値（ｄＴ／ｄｔ検出）が所定値以上になった場合に前記各単電池の満充電を個別に判定することができる。
【００３９】
また本発明に係る充電装置（３）は、上記充電装置（１）又は（２）において、前記切換制御手段が、前記各組のいずれか一方の単電池の満充電が検知されると、該単電池の充電を止めて、他方の単電池を満充電が検知されるまで充電する制御に切り換えるものであることを特徴としている。
上記充電装置（３）によれば、前記一方の単電池の過充電を防止することができ、前記他方の単電池の充電を効率よく行うことができる。
【００４０】
また本発明に係る充電装置（４）は、上記充電装置（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記所定間隔を含む充電条件を使用者が設定することのできる充電条件設定手段を備えていることを特徴としている。
上記充電装置（４）によれば、前記所定間隔や充電時や放電時の電流値などの充電条件を使用者が任意に設定することができ、使用者の意図する２次電池の充電を行うことができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る２次電池、該２次電池の充電方法、放電方法、及び充電装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態（１）に係る２次電池を模式的に示した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００４２】
図中１０は、ハイブリット車や電気自動車等に搭載可能な２次電池であり、２次電池１０は、縦列配置された円筒形状の単電池（セル）１１ａ〜１１ｆが、隣り合う単電池の正負端子間に外部接続用端子である導電板１２ａ〜１２ｅを挟み込んだ形状で直列に接続されており、導電板１２ａ〜１２ｅの一部がパッケ−ジ１３の外部に露出している。単電池１０には、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマ−電池等が採用可能である。
【００４３】
導電板１２ａ〜１２ｅは、導電性材料、例えば、銅、銀、アルミニウム、又はこれら金属のいずれかを含む合金等を用いて構成され、ここでは略長方形に形成された導電板が２つに折曲げられた形状で単電池の正負端子間に接続されている。また、パッケ−ジ１３は、単電池（セル）１１の外部からの保護や強度補強のために設けられるものであり、各種の絶縁材料（樹脂やフィルム等）を用いて形成されている。
【００４４】
図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示した２次電池１０の組み方の一例を説明するための図である。まず、単電池１１ａの負端子に略長方形の導電板１２ａの一端を半田付けやスポット溶接等により接続し、導電板１２ａの他端部に別の単電池１１ｂの正端子を接続する（ａ）。次に、接続された導電板１２ａを単電池１１ａ、１１ｂの円断面中心軸が略一致するように２つに折り曲げる加工を行う（ｂ）。そして（ａ）、（ｂ）に示した方法による導電板の接続を所定回数（この場合５回）繰り返すことにより、所望とする個数の単電池が直列接続された２次電池を組み立てることができ、その後、導電板１２ａ〜１２ｅの露出部分と、２次電池１０の両端に位置する端子部分とを除く部分を覆うようにパッケ−ジすることにより２次電池１０を作成することができるようになっている。
【００４５】
実施の形態（１）に係る２次電池によれば、単電池１１ａ〜１１ｆの正負端子間に外部接続用端子である導電板１２ａ〜１２ｅが設けられているので、導電板該１２ａ〜１２ｅを介して単電池単位で外部と接続することができ、電池性能の良好な状態を維持するためのメンテナンス処理（満放電と満充電の繰り返し処理）を単電池単位で適切に行うことができる。また、導電板１２ａ〜１２ｅを設けるだけなので、パッケ−ジのサイズを大きく変えることなく、さらにコストをかけることなく、単電池単位でのメンテナンス処理に適した２次電池とすることができる。
【００４６】
また、導電板１２ａ〜１２ｅの一部が外部に露出しているので、露出部分に、満充電や満放電によるメンテナンス処理を行うための充電や放電ライン等を簡単に接続することができ、単電池単位でのメンテナンス処理を実行するための操作が行いやすく、作業性を向上させることができる。
【００４７】
なお、導電板１２ａ〜１２ｅの形状は、種々の形状に折曲げ加工されたものを採用することができ、図３は、別の実施の形態に係る２次電池の組み方を説明するための模式図である。
【００４８】
略長方形の導電板１２Ａの両端部が、単電池１１ａ、１１ｂの正端子の形状（凸形状）が加味された階段状に加工されており、単電池１１ｂの正端子に略長方形の導電板１２Ａの階段状（凸側）に加工された一端を接続し、導電板１２Ａの階段状に加工された他端（凹側）に別の単電池１１ａの負端子を接続する（ａ）。次に、接続された導電板１２Ａをこれら単電池１１ａ、１１ｂの円断面中心軸が略一致するように２つに折り曲げる加工を行う（ｂ）。
【００４９】
このように導電板１２Ａの両端部を階段状に加工することにより、導電板１２Ａの単電池１１ａ、１１ｂへの接続が容易となり、組立の作業性を向上させることができ、また、正負端子間の距離も小さくすることができ、２次電池のサイズアップを抑えることができる。
【００５０】
図４は、さらに別の実施の形態に係る２次電池の組み方を説明するための模式図である。まず、単電池１１ａの負端子に略長方形の導電板１２Ｂ１の一端を接続し、別の単電池１１ｂの正端子に導電板１２Ｂ１と同形の導電板１２Ｂ２の一端を接続する（ａ）。次に導電板１２Ｂ１と導電板１２Ｂ２とをこれら単電池１１の円断面中心軸が略一致するように重ね合わせて露出部分をスポット溶接等により接続する（ｂ）。
【００５１】
このように導電板１２Ｂ１、１２Ｂ２の折曲げ加工を行わないようにして、張り合せることにより、隣り合う単電池の正負端子間の距離を一層小さくすることができ、２次電池のサイズアップを抑えることができる。
【００５２】
また、上記実施の形態（１）に係る２次電池１０は、単電池１１ａ〜１１ｆが縦列配置されたものであるが、別の実施の形態では、図５に示すように単電池１１ａ〜１１ｆを並列に配置することも可能であり、この２次電池１０Ａの場合、隣接する単電池の正負端子間を接続するための導電板１２Ｃ１〜１２Ｃ５は凸形状に折曲げ加工されており、凸部がパッケ−ジ１３の外部に露出しているようになっている。また、２次電池１０Ａの両端に位置する端子にも外部接続用端子１２Ｄ１、１２Ｄ２が接続されている。
【００５３】
次に、実施の形態（１）に係る２次電池１０の充電及び放電方法について説明する。なお、ここでいう充電及び放電は、例えば、ハイブリット車等に搭載されている２次電池を車両から取り外し、該２次電池の電池性能を良い状態で維持するためのメンテナンス処理時に実施される満充電及び満放電のことを示しており、車両走行中に実施される充電及び放電とは区別される。また、ここでは分かりやすくするために１個の２次電池１０を充電及び放電する場合をとりあげて説明することとする。
【００５４】
図６は、実施の形態（１）に係る２次電池１０の充電方法が適用された充電装置の要部を概略的に示したブロック図である。
図中２０は、２次電池１０を充電するための充電装置であり、充電装置２０は、充電器２２と電圧モニタ部２４と充電制御部２５と電源回路２６と操作部２７とを含んで構成されている。
【００５５】
充電器２２に接続されている充電ライン２１ａ〜２１ｇは、２次電池１０の両側に位置する正負端子と、導電板１２ａ〜１２ｅとにそれぞれ接続することができるようになっている。また、充電ライン２１ａ〜２１ｇには、電圧検知用ライン２３ａ〜２３ｇの一端がそれぞれ接続されており、他端は電圧モニタ部２４に接続されている。電圧モニタ部２４は、充電ライン２１ａ〜２１ｇと電圧検知用ライン２３ａ〜２３ｇとを介して単電池１１ａ〜１１ｆの各電圧値をモニタリングできるようになっている。
【００５６】
また、電圧モニタ部２４が充電制御部２５に接続されており、充電制御部２５は、電圧モニタ部２４から取り込んだ単電池１１ａ〜１１ｆの各電圧モニタ信号に基づいて、単電池１１ａ〜１１ｆの満充電を個別に判定できるようになっている。例えば、予め設定された電圧値に到達したことを検知したか否かにより各単電池の満充電を個別に判定したり、又は、充電末期に電圧がピ−クに達した後低下する現象を利用して、この電圧低下量（−ΔＶ）を検知したか否かにより各単電池の満充電を個別に判定することができるようになっている。
【００５７】
また、充電制御部２５が充電器２２に接続されており、充電器２２は、充電制御部２５からの充電制御信号を取り込み、該充電制御信号に基づいて、充電ライン２１ａ〜２１ｇを介して接続されている単電池１１ａ〜１１ｆの充電処理、例えば、単電池１１ａ〜１１ｆを直列状態で充電する全体充電処理やいずれかの単電池の満充電検知後に単電池１１ａ〜１１ｆを奇数組と偶数組とに分け、満充電が検知された単電池を順次除きながら奇数組と偶数組とを交互に充電する部分充電処理を行うことができるようになっている。前記充電制御信号には、全体充電処理信号、充電停止信号、部分充電信号等が含まれている。
【００５８】
また、電源回路２６が充電器２２に接続されており、充電器２２は、電源回路２６から供給される電力を使用して単電池１１ａ〜１１ｆに所定の直流電流を流し、所定の充電処理が行えるようになっている。
【００５９】
また、部分充電処理における奇数組と偶数組とを交互に充電する際の交互切換時間等の充電条件を入力することのできる操作部２７が充電制御部２５に接続されており、充電制御部２５は、入力された交互切換時間に基づいて奇数組と偶数組との充電時間の間隔を制御するようになっている。
【００６０】
次に、実施の形態（１）に係る２次電池の充電方法を図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
まず、充電開始時には、（ａ）に示すようにすべての単電池１１ａ〜１１ｆを直列状態で充電する（充電電流の方向を破線・矢印で示している）。（ａ）に示した充電状態でいずれかの単電池（例えば、１１ｂ）の満充電が検知されると、単電池を奇数組（１１ａ、１１ｃ、１１ｅ）と偶数組（１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ）とに分け、次に（ｂ）に示すように奇数組の単電池を充電する。なお、このとき満充電が検知された単電池は順次充電が停止されるようになっている。
【００６１】
そして、交互切換時間が経過すると、次は（ｃ）に示すように偶数組の単電池（但し、満充電が既に検知された単電池１１ｂは除く）を充電する。なお、このとき満充電が検知された単電池は順次充電が停止されるようになっている。
以降交互切換時間毎に、すべての単電池の満充電が検知されるまで、奇数組と偶数組とを交互に充電する部分充電処理が行われるようになっている。
【００６２】
次に充電装置２０における充電制御部２５の行う充電処理動作を図８に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１では、充電が開始された（充電開始操作があった）か否かを判断し、充電が開始されていないと判断すればステップＳ１に戻る一方、充電が開始されたと判断すればステップＳ２に進む。
【００６３】
ステップＳ２では、単電池１１ａ〜１１ｆの電圧のモニタリングを開始して、単電池１１ａ〜１１ｆを直列状態で充電する処理を行い、その後ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、いずれかの単電池の満充電が検知されたか否かを判断し、満充電が検知されていないと判断すればステップＳ２に戻る一方、満充電が検知されたと判断すればステップＳ４に進む。
【００６４】
ステップＳ４では、過充電を防止するため満充電が検知された単電池の充電を停止する処理を行い、その後ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、単電池を奇数組（１１ａ、１１ｃ、１１ｅ）と偶数組（１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ）とに分け、奇数組の単電池（但し、満充電が検出されたものは除く）の充電処理を開始して、その後ステップＳ６に進む。
【００６５】
ステップＳ６では、交互切換時間のカウントを開始して、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、奇数組の単電池のいずれかに満充電が検知されたか否かを判断し、満充電が検知されていないと判断すればステップＳ１０に進む一方、満充電が検知されたと判断すればステップＳ８に進む。
【００６６】
ステップＳ８では、満充電が検知された単電池の充電を停止する処理を行い、その後ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、奇数組の単電池がすべて満充電になったか否かを判断し、満充電になっていないと判断すればステップＳ１０に進み、交互切換時間が経過したか否かを判断し、交互切換時間が経過したと判断すればステップＳ１２に進む一方、交互切換時間が経過していないと判断すればステップＳ７に戻る。
【００６７】
一方、ステップＳ９において、奇数組の単電池がすべて満充電になったと判断すればステップＳ１１に進み、ステップＳ１１では、奇数組の単電池がすべて満充電になったことを示すフラグｆ１を１にしてステップＳ１２に進む。
【００６８】
ステップＳ１２では、偶数組の単電池（但し、満充電が検出されたものは除く）の充電処理を開始して、その後ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、交互切換時間のカウントを開始して、ステップＳ１４に進む。
【００６９】
ステップＳ１４では、偶数組の単電池のいずれかに満充電が検知されたか否かを判断し、満充電が検知されていないと判断すれば、ステップＳ１７に進む一方、満充電が検知されたと判断すればステップＳ１５に進む。
【００７０】
ステップＳ１５では、満充電が検知された単電池の充電を停止する処理を行い、その後ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、偶数組の単電池がすべて満充電になったか否かを判断し、満充電になっていないと判断すればステップＳ１７に進み、ステップＳ１７では、交互切換時間が経過したか否かを判断し、交互切換時間が経過したと判断すればステップＳ１９に進む一方、交互切換時間が経過していないと判断すればステップＳ１４に戻る。
【００７１】
一方、ステップＳ１６において、偶数組の単電池がすべて満充電になったと判断すればステップＳ１８に進み、ステップＳ１８では、偶数組の単電池がすべて満充電になったことを示すフラグｆ２を１にしてステップＳ１９に進む。
【００７２】
ステップＳ１９では、フラグｆ１が１であるか否か（すなわち、奇数組の単電池がすべて満充電になったか否か）を判断し、フラグｆ１が１ではないと判断すればステップＳ５に戻り、残りの奇数組の単電池の充電処理を繰り返し、一方フラグｆ１が１であると判断すればステップＳ２０に進む。
【００７３】
ステップＳ２０では、フラグｆ２が１であるか否か（すなわち、偶数組の単電池がすべて満充電になったか否か）を判断し、フラグｆ２が１ではないと判断すればステップＳ１４に戻り、残りの偶数組の単電池の充電処理を繰り返し、一方フラグｆ２が１であると判断すれば処理を終了する。
【００７４】
上記実施の形態（１）に係る２次電池１０の充電方法が適用された充電装置２０によれば、全体充電処理と部分充電処理とが行われるので、容量の多い単電池に対しては、きっちりと満充電を行うことができ、メモリ効果による実質容量の低下を効果的に防止することができる。一方、容量の少ない単電池に対しては過充電を行わずにすみ、該過充電によるダメ−ジを与えることなく適切な充電を行うことができる。したがって、各単電池の電気的特性のばらつきを考慮した単電池単位での充電を行うことができ、２次電池の寿命を延ばすことができる。
【００７５】
なお充電装置２０によれば、奇数組の単電池の充電を所定の交互切換時間行った後、偶数組の単電池の充電を所定の交互切換時間行う処理を繰り返すようになっているが、最初に偶数組の単電池の充電から行っても良く、また、奇数組と偶数組との順序を使用者が操作部２７を介して設定できるようにしても良い。また、奇数組又は偶数組のいずれか一方の組の単電池をすべて充電した後に、他方の組の単電池をすべて充電するようにしてもよい。
【００７６】
図９は、実施の形態（１）に係る２次電池の放電方法が適用された放電装置の要部を概略的に示したブロック図である。但し、図６に示した充電装置２０と同一機能を有する構成部品については同一符号を付し、その説明を省略することとする。
【００７７】
図中３０は、２次電池１０を放電するための放電装置であり、放電装置３０、放電器３２と電圧モニタ部２４と放電制御部３５と操作部２７Ａとを含んで構成されている。
【００７８】
放電器３２に接続されている放電ライン３１ａ〜３１ｇは、２次電池１０の両側に位置する正負端子と、導電板１２ａ〜１２ｅとにそれぞれ接続することができるようになっている。また、放電ライン３１ａ〜３１ｇには、電圧検知用ライン２３ａ〜２３ｇの一端がそれぞれ接続されており、他端は電圧モニタ部２４に接続されており、電圧モニタ部２４は、放電ライン３１ａ〜３１ｇと電圧検知用ライン２３ａ〜２３ｇとを介して単電池１１ａ〜１１ｆの各電圧値をモニタリングできるようになっている。
【００７９】
また、電圧モニタ部２４が放電制御部３５に接続されており、放電制御部３５は、電圧モニタ部２４から取り込んだ単電池１１ａ〜１１ｆの各電圧モニタ信号に基づいて、単電池１１ａ〜１１ｆの満放電を個別に判定できるようになっている。例えば、予め設定された電圧値に到達したことを検知したか否かにより判定することができるようになっている。
【００８０】
また、放電制御部３５が放電器３２に接続されており、放電器３２は、放電制御部３５からの放電制御信号を取り込み、該放電制御信号に基づいて、放電ライン３１ａ〜３１ｇを介して接続されている単電池１１ａ〜１１ｆの放電処理、例えば、単電池１１ａ〜１１ｆを直列状態で放電する全体放電処理やいずれかの単電池の満放電検知後に単電池１１ａ〜１１ｆを奇数組と偶数組とに分け、満放電が検知された単電池を順次除きながら奇数組と偶数組とを交互に放電する部分放電処理を行うことができるようになっている。前記放電制御信号には、全体放電処理信号、放電停止信号、部分放電信号等が含まれている。
【００８１】
また、部分放電処理における奇数組と偶数組とを交互に放電する際の交互切換時間等の放電条件を入力することのできる操作部２７Ａが放電制御部３５に接続されており、放電制御部３５は、入力された交互切換時間に基づいて奇数組と偶数組との放電時間の間隔を制御するようになっている。
【００８２】
次に、実施の形態（１）に係る２次電池１０の放電方法を図１０（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
まず、放電開始時には、（ａ）に示すようにすべての単電池１１ａ〜１１ｆを直列状態で放電する（放電電流の方向を１点破線・矢印で示している）。（ａ）に示した放電状態でいずれかの単電池（例えば、１１ｂ）の満放電が検知されると、単電池を奇数組（１１ａ、１１ｃ、１１ｅ）と偶数組（１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ）とに分け、次に（ｂ）に示すように奇数組の単電池を放電する。なお、このとき満放電が検知された単電池は順次放電が停止されるようになっている。
【００８３】
そして、交互切換時間が経過すると、次は（ｃ）に示すように偶数組の単電池（但し、満放電が既に検知された単電池１１ｂは除く）を放電する。なお、このとき満放電が検知された単電池は順次放電が停止されるようになっている。
以降交互切換時間毎に、すべての単電池の満放電が検知されるまで、奇数組と偶数組とを交互に充電する部分放電処理が行われるようになっている。
【００８４】
次に放電装置３０における放電制御部３５の行う放電処理動作を図１１に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。
まず、ステップＳ２１では、放電が開始された（放電開始操作があった）か否かを判断し、放電が開始されいないと判断すればステップＳ２１に戻る一方、放電が開始されたと判断すればステップＳ２２に進む。
【００８５】
ステップＳ２２では、単電池１１ａ〜１１ｆの電圧のモニタリングを開始して、単電池１１ａ〜１１ｆを直列状態で放電する処理を行い、その後ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、いずれかの単電池の満放電が検知されたか否かを判断し、満放電が検知されていないと判断すればステップＳ２２に戻る一方、満放電が検知されたと判断すればステップＳ２４に進む。
【００８６】
ステップＳ２４では、過放電を防止するための満放電が検知された単電池の放電を停止する処理を行い、その後ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、単電池を奇数組（１１ａ、１１ｃ、１１ｅ）と偶数組（１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ）とに分け、奇数組の単電池（但し、満放電が検出されたものは除く）の放電処理を開始して、その後ステップＳ２６に進む。
【００８７】
ステップＳ２６では、交互切換時間のカウントを開始して、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、奇数組の単電池のいずれかに満放電が検知されたか否かを判断し、満放電が検知されていないと判断すればステップＳ３０に進む一方、満放電が検知されたと判断すればステップＳ２８に進む。
【００８８】
ステップＳ２８では、満放電が検知された単電池の放電を停止する処理を行い、その後ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、奇数組の単電池がすべて満放電となったか否かを判断し、満放電となっていないと判断すればステップＳ３０に進み、交互切換時間が経過したか否かを判断し、交互切換時間が経過したと判断すればステップＳ３２に進む一方、交互切換時間が経過していないと判断すればステップＳ２７に戻る。
【００８９】
一方、ステップＳ２９において、奇数組の単電池がすべて満放電になったと判断すればステップＳ３１に進み、ステップＳ３１では、奇数組の単電池がすべて満放電になったことを示すフラグｆ３ を１にしてステップＳ３２に進む。
【００９０】
ステップＳ３２では、偶数組の単電池（但し、満放電が検出されたものは除く）の放電処理を開始して、その後ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、交互切換時間のカウントを開始してステップＳ３４に進む。
【００９１】
ステップＳ３４では、偶数組の単電池のいずれかに満放電が検知されたか否かを判断し、満放電が検知されていないと判断すれば、ステップＳ３７に進む一方、満放電が検知されたと判断すればステップＳ３５に進む。
【００９２】
ステップＳ３５では、満放電が検知された単電池の放電を停止する処理を行い、その後ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、偶数組の単電池がすべて満放電になったか否かを判断し、満放電になっていないと判断すればステップＳ３７に進み、ステップＳ３７では、交互切換時間が経過したか否かを判断し、交互切換時間が経過したと判断すればステップＳ３９に進む一方、交互切換時間が経過していないと判断すればステップＳ３４に戻る。
【００９３】
一方、ステップＳ３６において、偶数組の単電池がすべて満放電になったと判断すればステップＳ３８に進み、ステップＳ３８では、偶数組の単電池がすべて満放電になったことを示すフラグｆ４を１にしてステップＳ３９に進む。
【００９４】
ステップＳ３９では、フラグｆ３が１であるか否か（すなわち、奇数組の単電池がすべて満放電になったか否か）を判断し、フラグｆ３が１ではないと判断すれば、ステップＳ２５に戻り、残りの奇数組の単電池の放電処理を繰り返し、一方フラグｆ３が１であると判断すればステップＳ４０に進む。
【００９５】
ステップＳ４０では、フラグｆ４が１であるか否か（すなわち、偶数組の単電池がすべて満放電になったか否か）を判断し、フラグｆ４が１ではないと判断すれば、ステップＳ３４に戻り、残りの偶数組の単電池の放電処理を繰り返し、一方フラグｆ４が１であると判断すれば処理を終了する。
【００９６】
上記実施の形態（１）に係る２次電池１０の放電方法が適用された放電装置３０によれば、全体放電処理と部分放電処理とが行われるので、容量の多い単電池に対しては、きっちりと満放電を行うことができ、放電不足に伴うメモリ効果による実質容量の低下を効果的に防止することができる。一方、容量の少ない単電池に対しては、過放電（逆充電）を行わずにすみ、該過放電によるダメ−ジを与えることなく放電を行うことができる。したがって、各単電池の電気的特性のばらつきを考慮した単電池単位での適切な放電を行うことができ、２次電池１０の寿命を延ばすことができる。
【００９７】
また放電装置３０においても、最初に偶数組の単電池の放電から行っても良く、奇数組と偶数組との順序を使用者が操作部２７Ａを介して任意に設定できるようにしても良い。また、奇数組又は偶数組のいずれか一方の組の単電池をすべて放電した後に、他方の組の単電池をすべて放電するようにしてもよい。
【００９８】
図１２は、実施の形態（２）に係る２次電池を模式的に示した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。但し、図１に示した２次電池１０と同一機能を有する構成部品には同一符号を付し、その説明を省略することとする。
【００９９】
実施の形態（２）に係る２次電池１０Ｂが、実施の形態（１）に係る２次電池１０と相違するのは、２次電池１０Ｂを構成する単電池１１ａ〜１１ｆの円筒面に熱伝導板１４ａ〜１４ｆがそれぞれ装着されており、熱伝導板１４ａ〜１４ｆの一部がパッケ−ジの外部に露出している点である。熱伝導板１４ａ〜１４ｆは、熱抵抗の低い、例えば、アルミニウム、銀、銅又はこれら金属を含む合金を用いて構成されている。
【０１００】
上記実施の形態（２）に係る２次電池１０Ｂによれば、メンテナンス処理時や実装時における充電及び放電により発生する単電池１１ａ〜１１ｆの熱を熱伝導板１４ａ〜１４ｆを介して放熱することができ、放熱板としての機能を持たすことができる。したがって、単電池１１ａ〜１１ｆの発熱に伴う電池性能の劣化を抑制することができる。
【０１０１】
また、熱伝導板１４ａ〜１４ｆの一部がパッケ−ジ１３の外部に露出しているので、例えば、この露出部分に温度検出手段（温度センサ等）を接続することにより、充電時に単電池毎の温度を測定することができ、該温度に基づいて各単電池毎に満充電の検知を行うことができる。あるいは、露出部分に発熱手段（ヒ−タ−等）を接続することにより、各単電池を温めながら充電を行うことができる。
【０１０２】
次に実施の形態（２）に係る２次電池１０Ｂの充電方法について説明する。なお、実施の形態（２）に係る２次電池１０Ｂの放電方法は、実施の形態（１）に係る２次電池１０の放電方法と同一であるので、ここではその説明を省略する。
【０１０３】
図１３は、実施の形態（２）に係る２次電池１０Ｂの充電方法が適用された充電装置２０Ａの要部を概略的に示したブロック図である。
充電装置２０Ａが充電装置２０と相違するのは、充電装置２０Ａに温度モニタ部２９が設けられている点であり、異なる機能を有する充電制御部２５Ａには異なる符号を付し、他の同一機能を有する構成部品については、同一符号を付しその説明を省略することとする。
【０１０４】
２次電池１０Ｂの熱伝導板１４ａ〜１４ｆにそれぞれ接続するための温度検出用ライン２８ａ〜２８ｆが温度モニタ部２９に接続されており、温度モニタ部２９は、温度検出用ライン２８ａ〜２８ｇを介して充電時における単電池１１ａ〜１１ｆの各温度をモニタリングできるようになっている。
【０１０５】
また、電圧モニタ部２４と温度モニタ部２９とが充電制御部２５Ａに接続されており、充電制御部２５Ａは、電圧モニタ部２４から取り込んだ単電池１１ａ〜１１ｆの各電圧モニタ信号と、温度モニタ部２９から取り込んだ単電池１１ａ〜１１ｆの各温度モニタ信号とに基づいて、単電池１１ａ〜１１ｆの満充電を個別に判定できるようになっている。例えば、予め設定された電圧値に到達したことを検知したか否かにより判定したり、充電末期に電圧がピ−クに達した後低下する現象を利用して、この電圧低下量（−ΔＶ）を検知したか否かにより判定したり、各単電池が所定温度に到達したことを検知したか否かにより判定したり、又は各単電池の単位時間あたりの温度上昇値（ｄＴ／ｄｔ検出）が所定値以上になったことを検知したか否かにより各単電池の満充電を個別に判定することができるようになっており、これらの判定条件を組み合わせることもできるようになっている。
【０１０６】
また、充電制御部２５Ａが充電器２２に接続されており、充電器２２は、充電制御部２５Ａからの充電制御信号を取り込み、該充電制御信号に基づいて、充電ライン２１ａ〜２１ｇを介して接続されている単電池１１ａ〜１１ｆの充電処理を行うことができるようになっている。
【０１０７】
なお、実施の形態（２）に係る２次電池１０Ｂの充電方法は図７（ａ）〜（ｃ）に示した２次電池１０の充電方法と略同一であるのでここではその説明を省略する。
次に充電装置２０Ａにおける充電制御部２５Ａの行う充電処理動作を図１４に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。但し、図７に示した充電処理動作と相違する点のみ説明することとする。
【０１０８】
ステップＳ１（図８）において充電を開始したと判断すれば、ステップＳ４１に進む。ステップＳ４１では、単電池１１ａ〜１１ｆの電圧のモニタリングと温度のモニタリングとを開始して単電池１１ａ〜１１ｆを直列状態で充電する処理を行い、その後ステップＳ３（図８）に進む。
【０１０９】
上記実施の形態（２）に係る２次電池１０Ｂの充電方法が適用された充電装置２０Ａによれば、全体充電処理と部分充電処理とを行うので、上記した充電装置２０と同様の効果を得ることができるとともに、単電池１１ａ〜１１ｆの各温度をモニタリングすることによって各単電池の満充電を個別に判定することが可能になる。
【０１１０】
なお、２次電池１０Ｂの熱伝導板１４ａ〜１４ｆの露出部にヒ−タ−等の電気エネルギ−を熱エネルギ−に変換する発熱手段を接続することにより、各単電池を温めながら充電することも可能であり、低温環境下において充電を行う場合でも、指定容量一杯まできっちりと充電を行うことができ、充電効率を高めることができ、メモリ効果による実質容量の低下を防止することができる。
【０１１１】
図１５は、実施の形態（３）に係る充電装置２０Ｂの要部を概略的に示したブロック図である。実施の形態（３）に係る充電装置２０Ｂが充電装置２０と相違するのは、充電処理の方法であり、異なる機能を有する充放電器２２Ａと充放電制御部２５Ｂと操作部２７Ｂには異なる符号を付し、その他の同一機能を有する構成部品については、同一符号を付しその説明をここでは省略することとする。
【０１１２】
上記した充電装置２０では、充電開始時には単電池１１ａ〜１１ｆを直列状態で充電し、いずれかの単電池の満充電を検知すると、単電池１１ａ〜１１ｆを奇数組と偶数組とに分け、満充電が検知された単電池の充電を停止しながら交互に充電するようになっているのに対し、充電装置２０Ｂでは、単電池１１ａ〜１１ｆを２個単位の組に分け、各組の単電池を直列状態で充電する直列充電ステップと、前記各組の一方の単電池を放電しながら他方の単電池を充電する放充電ステップと、前記各組の他方の単電池を放電しながら一方の単電池を充電する放充電ステップとを備え、これらステップをすべての単電池の満充電が検知されるまで所定時間間隔で繰り返すようになっている。
【０１１３】
また、放充電処理における切換時間の間隔等の充電条件を入力することのできる操作部２７Ｂが放充電充電制御部２５Ｂに接続されており、放充電制御部２５は、入力された切換時間に基づいて放充電時間の間隔を制御するようになっている。
【０１１４】
次に、実施の形態（３）に係る充電装置２０Ｂによる２次電池１０の充電方法を図１６（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。
充電装置２０Ｂでは、隣り合う単電池２個を１つの組（この場合、１１ａと１１ｂ、１１ｃと１１ｄ、１１ｅと１１ｆ）に分けて、各組毎に充電処理が行えるようになっている。まず、（ａ）に示すように２個単位の組すべてを直列状態で充電する（破線・矢印で充電電流の向きを示している）。
【０１１５】
（ａ）に示した充電状態で所定時間経過すると、次に（ｂ）に示すように各組の一方の単電池（１１ａ、１１ｃ、１１ｅ）を放電し、他方の単電池（１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ）では、一方の単電池の放電電流が加算された充電が行われるようになっている（１点破線・矢印で放電電流の向きを示している）。そして、所定時間が経過すると、（ｃ）に示すように各組の他方の単電池（１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ）を放電し、一方の単電池（１１ａ、１１ｃ、１１ｅ）では、他方の単電池の放電電流が加算された充電が行われるようになっている。
【０１１６】
以降、すべての単電池の満充電が検知されるまで（ａ）〜（ｃ）に示した充電を所定時間毎に切り換えて行うようになっている。なお、各組のいずれか一方の単電池の満充電が検知された場合は、その単電池の充電を停止して、残りの単電池には通常の充電（定電流充電）を満充電が検知されるまで行うようになっている。
【０１１７】
次に充電装置２０Ｂにおける充放電制御部２５Ｂの行う充電処理動作を図１７に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。なお、ここでは、単電池１１ａ、１１ｂの組で行われる充電処理動作について説明することとする。
【０１１８】
まず、ステップＳ５１では、充電が開始されたか否かを判断し、充電が開始されいないと判断すればステップＳ５１に戻り、充電が開始されたと判断すればステップＳ５２に進む。ステップＳ５２では、単電池１１ａ、１１ｂの電圧をモニタリングしながら単電池１１ａ、１１ｂを直列状態で充電する処理を開始して、その後ステップＳ５３に進み、所定時間のカウントを開始してステップＳ５４に進む。
【０１１９】
ステップＳ５４では、いずれか一方の単電池の満充電を検知したか否かを判断し、満充電を検知したと判断すればステップＳ６７に進む一方、満充電を検知していないと判断すればステップＳ５５に進む。ステップＳ５５では、所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過していないと判断すればステップＳ５４に戻る一方、所定時間が経過したと判断すればステップＳ５６に進む。ステップＳ５６では、所定時間のカウントを終了しステップＳ５７に進む。
【０１２０】
ステップＳ５７では、一方の単電池を放電しながら他方の単電池を充電する処理を開始し、その後ステップＳ５８に進み、所定時間のカウントを開始して、ステップＳ５９に進む。ステップＳ５９では、他方の単電池の満充電を検知したか否かを判断し、満充電を検知したと判断すればステップＳ６７に進む一方、満充電を検知していないと判断すればステップＳ６０に進む。
【０１２１】
ステップＳ６０では、所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過していないと判断すればステップＳ５９に戻る一方、所定時間が経過したと判断すればステップＳ６１に進む。ステップＳ６１では、所定時間のカウントを終了しステップＳ６２に進む。
【０１２２】
ステップＳ６２では、他方の単電池を放電しながら一方の単電池を充電する処理を開始し、その後ステップＳ６３に進み、所定時間のカウントを開始して、ステップＳ６４に進む。ステップＳ６４では、一方の単電池の満充電を検知したか否かを判断し、満充電を検知したと判断すればステップＳ６７に進む一方、満充電を検知していないと判断すればステップＳ６５に進む。
【０１２３】
ステップＳ６５では、所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過していないと判断すればステップＳ６４に戻る一方、所定時間が経過したと判断すればステップＳ６６に進む。ステップＳ６６では、所定時間のカウントを終了しステップＳ５２に戻り、処理を繰り返す。
【０１２４】
一方、ステップＳ６７では、満充電が検知された単電池の充電を停止する処理を行い、その後ステップＳ６８に進み、ステップＳ６８では、残りの単電池を充電する処理を行い、その後ステップＳ６９に進む。ステップＳ６９では、満充電が検知されたか否かを判断し、満充電が検知されなかったと判断すればステップＳ６８に戻る一方、満充電が検知されたと判断すれば、処理を終了する。
【０１２５】
上記実施の形態（３）に係る充電装置２０Ｂによれば、充電中にいずれか一方の単電池を放電させる放充電処理を行うことにより、充電時に単電池内部に発生する不活性ガスを取り除くことができ、電池性能の劣化を抑制することができるとともに、前記放電により生じる放電電流を一方の単電池の充電電流として利用することができ、電気エネルギ−を効率良く使用することができ、電気エネルギ−の無駄のない充電を行うことができる。
【０１２６】
また、操作部２７Ｂを介して放充電処理を切り換える時間間隔や充電時や放電時の電流値などの充電条件を使用者が任意に設定することができ、使用者の意図する２次電池の充電を行うことができる。
【０１２７】
なお、上記充電装置２０Ｂでは、２次電池１０を充電する場合について説明したが、２次電池１０Ｂを同様の充電方法により充電することもできる。この場合、充電装置２０Ｂに図１３に示した温度モニタ手段２９を設けることにより、各単電池の温度をモニタリングすることができ、モニタリングされた温度に基づいて、各単電池の満充電を個別に判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態（１）に係る２次電池の外観を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態（１）に係る２次電池の組み方の一例を説明するための模式図である。
【図３】別の実施の形態に係る２次電池の組み方の一例を説明するための図である。
る。
【図４】さらに別の実施の形態に係る２次電池の組み方の一例を説明するための図であ
【図５】別の実施の形態に係る２次電池の断面図である。
【図６】実施の形態（１）に係る２次電池の充電方法が適用された充電装置の要部を概略的に示したブロック図である。
【図７】実施の形態（１）に係る２次電池の充電方法を説明するための図である。
【図８】実施の形態（１）に係る２次電池の充電方法が適用された充電装置における充電制御部の行う処理動作を示すフロ−チャ−トである。
【図９】実施の形態（１）に係る２次電池の放電方法が適用された放電装置の要部を概略的に示したブロック図である。
【図１０】実施の形態（１）に係る２次電池の放電方法を説明するための図である。
【図１１】実施の形態（１）に係る２次電池の放電方法が適用された放電装置における放電制御部の行う処理動作を示すフロ−チャ−トである。
【図１２】実施の形態（２）に係る２次電池の外観を示す模式図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】実施の形態（２）に係る２次電池の充電方法が適用された充電装置の要部を概略的に示したブロック図である。
【図１４】実施の形態（２）に係る２次電池の充電方法が適用された充電装置における充電制御部の行う処理動作を示すフロ−チャ−トである。
【図１５】実施の形態（３）に係る充電装置の要部を概略的に示したブロック図である。
【図１６】実施の形態（３）に係る２次電池の充電方法を説明するための図である。
【図１７】実施の形態（３）に係る充電装置における充放電制御部の行う処理動作を示すフロ−チャ−トである。
【図１８】従来の車載電池の制御装置の要部を概略的に示した概念図である。
【図１９】従来の車載電池の制御装置が装備された２次電池の外観例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ ２次電池
１１ａ〜１１ｆ 単電池
１２ａ〜１２ｅ、１２Ａ、１２Ｂ１、１２Ｂ２、１２Ｃ１〜１２Ｃ５ 導電板
１３パッケ−ジ
１４ａ〜１４ｆ 熱伝導板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary battery, a method of charging the secondary battery, a method of discharging the secondary battery, and a charging device, and more particularly, a secondary battery in which a plurality of cells are connected in series and packaged in a predetermined shape. , A charging method, a discharging method, and a charging device for the secondary battery.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in various electric appliances, for example, personal computers, digital cameras, mobile phones, audio equipments, and the like, a secondary battery (lithium ion battery, lithium polymer battery, or the like) is often used as a power supply. Is coming.
[0003]
As for automobiles, hybrid vehicles equipped with an internal combustion engine and an electric motor driven by a secondary battery (such as a nickel metal hydride battery) have been developed for the purpose of improving fuel efficiency and environmental measures.
[0004]
For example, as a secondary battery mounted on a hybrid vehicle or the like, a plurality of unit cells (cells) such as a nickel-metal hydride battery (for example, approximately six) are connected in series as a single assembled battery. In practice, a battery system in which several tens of these assembled batteries are connected in series is mounted, and a power supply system capable of obtaining predetermined power is constructed. Here, the secondary battery is a unit of a packaged assembled battery.
[0005]
By the way, in such a secondary battery, the electrical characteristics such as the capacity and the internal resistance of each unit cell vary somewhat in the manufacturing stage, and the electrical characteristics of each unit cell further vary due to repeated use. It is generally well known that they grow.
[0006]
As a method of effectively suppressing such a phenomenon in which the variation in the electrical characteristics of the secondary battery becomes large, a full discharge and a full discharge in a state in which the secondary battery is periodically removed from a product or a vehicle or attached in a state where the secondary battery is attached. There is a method of repeating charging and preventing a reduction in substantial capacity due to a memory effect, and it is said that this method can maintain good battery performance.
[0007]
However, when a plurality of cells having different electric characteristics are fully charged and fully charged to a secondary battery connected in series, the following problem occurs.
First, at the time of charging, a single cell having a large capacity (that is, a small internal resistance) cannot be fully charged, while a single cell having a small capacity (that is, a large internal resistance) is overcharged. At the time of discharging, a unit cell having a large capacity cannot be fully discharged, while a unit cell having a small capacity is overdischarged.
[0008]
Therefore, there is a problem that a substantial capacity is reduced due to a memory effect due to insufficient charging and discharging with respect to a unit cell having a large capacity, while a unit cell due to overcharging is reduced with respect to a unit cell having a small capacity. There is a problem in that the performance of the cell may be deteriorated due to performance deterioration or an increase in internal pressure, and the battery life may be significantly impaired. Was.
[0009]
As a method for solving such a problem, a method in which charging and discharging are individually performed on a unit cell basis is considered. Patent Literature 1 below discloses a control device for a vehicle battery that can eliminate variations in electrical characteristics of each secondary battery.
[0010]
FIG. 18 is a conceptual diagram schematically showing a main part of a vehicle-mounted battery control device described in Patent Document 1. FIG. 19 is a conceptual diagram of a secondary battery equipped with the vehicle-mounted battery control device described in Patent Document 1. It is a figure showing an example of appearance.
[0011]
As shown in FIG. 18, the secondary battery (B 1 ~ B n ), The current bypass passage (BP) 1 ~ BP n ) And a switching circuit (SW) for selecting a path between the current bypass path BP and the secondary battery B. 1 ~ SW n ) Are provided. As shown in FIG. 19, a switching circuit SW and a voltage detection circuit VD including a switch control unit (not shown) for individually controlling the switching circuit SW are provided above the secondary battery B. It is to be equipped.
[0012]
According to the on-board battery control device described in Patent Literature 1, when charging the secondary batteries connected in series, the individually provided current bypass passages BP are appropriately closed so that the secondary batteries can be charged. The batteries B can be individually released from the charged state. Therefore, even when the electric characteristics of the secondary battery B vary and the charging times are different, the secondary batteries B having different electric characteristics are released from the charged state in order from the charged secondary battery B in order. It is said that the individual can be properly charged.
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-10-14002 (page 3, FIGS. 2 and 10)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the secondary battery B described in Patent Document 1, it is necessary to separately incorporate special circuits such as the current bypass passage BP, the switching circuit SW, and the voltage detection circuit VD, so that the cost increases, and the size and weight are further reduced. However, there is a problem that the size and weight of the secondary battery, which is preferable, increase.
[0015]
Patent Document 1 discloses that when a plurality of secondary batteries B housed in one housing are connected in series, charging is performed in consideration of variations in electrical characteristics of each of the secondary batteries. However, this does not take into account the variation in the electrical characteristics of each cell constituting the secondary battery.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and performs a maintenance process for each single cell to maintain a good state of battery performance without greatly changing the size of the package and without increasing the cost. It is an object of the present invention to provide a secondary battery that can be appropriately operated.
[0017]
Further, the method of charging and discharging the secondary battery, which can suppress the deterioration of the battery performance of the secondary battery and maintain a good state of the battery performance for a longer period of time, further wastes electric energy at the time of charging. It is an object of the present invention to provide a charging device capable of performing efficient charging without performing charging.
[0018]
Means for Solving the Problems and Their Effects
In order to achieve the above object, a secondary battery (1) according to the present invention comprises a plurality of unit cells connected in series, and in a secondary battery packaged in a predetermined shape, these cells connected in series. An external connection terminal is provided between the positive and negative terminals of the battery.
[0019]
According to the secondary battery (1), since the external connection terminals are provided between the positive and negative terminals of these cells, the cells can be connected to the outside in unit cells via the external connection terminals. In addition, maintenance processing (for example, repetition processing of full discharge and full charge) for maintaining a favorable state of battery performance can be appropriately performed on a unit cell basis. Further, since only the external connection terminals are provided, a secondary battery suitable for maintenance processing in unit cells can be provided without greatly changing the size of the package and without increasing the cost.
[0020]
Also, in the secondary battery (2) according to the present invention, in the secondary battery (1), the external connection terminal is formed using a conductive material, and a part of the terminal is exposed to the outside of the package. It is characterized by having.
According to the secondary battery (2), the external connection terminal is formed using a conductive material, and a part of the terminal is exposed to the outside. A charge or discharge line or the like for performing the process can be easily connected, and a preparation operation for executing the maintenance process for each unit cell can be easily performed, thereby improving workability.
[0021]
Further, in the secondary battery (3) according to the present invention, in the secondary battery (2), the external connection terminal is formed in a shape that facilitates connection between the positive and negative terminals of adjacent cells, and is bent. It is characterized by being easily processed.
According to the secondary battery (3), the external connection terminal can be easily connected between the positive and negative terminals of the adjacent unit cells, for example, the unit cell using a conductive plate for the external connection terminal. By processing a portion corresponding to the connection portion with the positive and negative terminals in a step shape or the like, the connection work between adjacent unit cells becomes easy, and the workability of assembly can be improved.
[0022]
Further, in the secondary battery (4) according to the present invention, in the secondary battery (2) or (3), the plurality of unit cells are arranged in tandem, and the external connection terminal is connected to the positive or negative of the adjacent unit cell. It is characterized by being bent so that the distance between the terminals is shortened.
According to the secondary battery (4), even when the plurality of cells are arranged in tandem, the external connection terminal is provided without substantially changing the length of the secondary battery. Size increase can be prevented.
[0023]
Further, a secondary battery (5) according to the present invention is characterized in that, in any of the secondary batteries (1) to (4), a heat conductive member is mounted on each of the unit cells.
According to the secondary battery (5), the heat of each of the unit cells generated by charging and discharging during maintenance processing and mounting can be radiated through the heat conductive member, and functions as a heat sink. Can be held. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the battery performance due to the heat generation of each of the unit cells.
[0024]
Further, a secondary battery (6) according to the present invention is characterized in that, in the secondary battery (5), a part of the heat conductive member is exposed to the outside of the package.
According to the secondary battery (6), since a part of the heat conductive member is exposed to the outside of the package, for example, a temperature detecting means (a temperature sensor or the like) is connected to the exposed portion. Accordingly, the temperature of each unit cell can be measured at the time of charging, and full charge can be detected for each unit cell based on the temperature. Alternatively, by connecting a heating means (heater or the like) to the exposed portion, each unit cell can be charged while being warmed.
[0025]
A method (1) for charging a secondary battery according to the present invention is a method for charging the secondary battery (6), wherein a heating means is connected to an exposed portion of the heat conductive member to warm the unit cell. It is characterized by charging while.
According to the charging method (1) for the secondary battery, a heating means for converting electric energy such as a heater into heat energy is connected to the exposed portion of the heat conductive member to warm the unit cell. Since charging is performed while charging in a low-temperature environment, charging can be performed completely to the specified capacity, charging efficiency can be increased, and a reduction in substantial capacity due to a memory effect can be prevented.
[0026]
Further, a method (2) for charging a secondary battery according to the present invention is the method for charging any of the above secondary batteries (1) to (6), wherein a terminal located at both ends of the secondary battery and A voltage detection and charging line is connected to the external connection terminal, and a total charging step of charging all the cells in a series state while monitoring the voltage of each cell; When the full charge of the cell is detected, the plurality of cells are divided into an odd group and an even group, and the odd group and the even group are alternately removed while sequentially removing the cells whose full charge is detected. And a partial charging step for charging.
[0027]
According to the secondary battery charging method (2), the entire charging step and the partial charging step are included, so that a single cell having a large capacity can be completely charged completely. It is possible to effectively prevent a reduction in the substantial capacity due to the memory effect. On the other hand, a single cell having a small capacity can be prevented from being overcharged, and can be appropriately charged without giving any damage due to the overcharge. Therefore, it is possible to perform charging in unit cells in consideration of variations in electric characteristics of each unit cell, and it is possible to extend the life of the secondary battery.
[0028]
The method (3) for charging a secondary battery according to the present invention is a method for charging the secondary battery (6), wherein a voltage is applied to terminals located at both ends of the secondary battery and each of the external connection terminals. An overall charging step of connecting a line for detection and charging, connecting a line for temperature detection to the heat conductive member, and charging all cells in series while monitoring the voltage and / or temperature of each cell; When the full charge of any of the single cells is detected in the entire charging step, the plurality of single cells are divided into an odd-numbered group and an even-numbered group, and the full-charged single cells are sequentially removed. A method of charging a secondary battery, comprising: a partial charging step of alternately charging the odd-numbered sets and the even-numbered sets.
[0029]
According to the secondary battery charging method (3), since the method includes the entire charging step and the partial charging step, the same effect as the secondary battery charging method (2) can be obtained. The full charge of each of the unit cells can be detected by monitoring the temperature of each of the unit cells.
[0030]
Further, the method (1) for discharging a secondary battery according to the present invention is a method for discharging the secondary batteries (1) to (6), wherein a terminal located at both ends of the secondary battery and A voltage detecting and discharging line is connected to an external connection terminal, and a whole discharging step of discharging all the cells in a series state while monitoring the voltage of each cell, and in the whole discharging step, When the full discharge of the cell is detected, the plurality of cells are divided into an odd group and an even group, and the odd group and the even group are alternately removed while sequentially removing the cells whose full discharge is detected. And a partial discharge step of discharging.
[0031]
According to the secondary battery discharging method (1), the entire discharging step and the partial discharging step are included, so that a single cell having a large capacity can be completely discharged completely. It is possible to effectively prevent a reduction in the actual capacity due to a memory effect due to insufficient discharge. On the other hand, a single cell having a small capacity can be discharged without overdischarge (reverse charging) without giving any damage due to the overdischarge. Therefore, appropriate discharge can be performed in each unit cell in consideration of variations in electric characteristics of each unit cell, and the life of the secondary battery can be extended.
[0032]
Further, the method (4) for charging a secondary battery according to the present invention is any one of the charging methods for the secondary batteries (1) to (6), wherein a terminal located at both ends of the secondary battery and each of the terminals A series charging step of connecting a charging line to an external connection terminal, dividing the plurality of cells into sets of two, and charging the cells of each set in series; Discharging and charging the other unit cell while discharging the unit cell, and discharging and charging the one unit cell while discharging the other unit cell of each set, the series charging It is characterized in that the step / discharge step is repeated at predetermined intervals.
[0033]
According to the secondary battery charging method (4), in the discharging step, any one of the single cells is discharged during charging, thereby removing an inert gas generated inside the single cell. The change to the inactivated state can be prevented, the deterioration of the battery performance can be suppressed, and the discharge current generated by the discharge can be used as the charge current for one of the cells. Therefore, electric energy can be used efficiently, and charging can be performed without wasting electric energy.
[0034]
Further, in the method (5) for charging a secondary battery according to the present invention, in the method (4) for charging a secondary battery, when the full charge of any one of the cells in each of the sets is detected, And charging the other cell until a full charge is detected.
According to the secondary battery charging method (5), the one-side charging step can prevent the one unit cell from being overcharged, and can efficiently charge the other unit cell.
[0035]
The charging device (1) according to the present invention is a charging device for charging any one of the secondary batteries (1) to (6), and is located at both ends of the secondary battery. Voltage monitoring means for monitoring the voltage of each cell via a voltage detection line connected to a terminal and each of the external connection terminals; and each of the cells based on a voltage value monitored by the voltage monitoring means. A first full-charge determining means for individually determining the full charge of the plurality of single batteries, and a plurality of the single cells divided into sets of two each being connected to terminals located at both ends of the secondary battery and A series charging means for charging in series via a charging line connected to a terminal; and a first charging means for charging one of the cells while discharging one of the cells of the set via the charging line. Through the discharging line and the charging line A second discharging means for charging the one cell while discharging the other cell in each set; the series charging means; the first discharging means; and the second discharging means And switching control means for performing control for switching at predetermined intervals.
[0036]
According to the charging device (1), one of the cells is discharged during charging by the first discharging / charging means and the second charging / discharging means, so that the battery is generated inside the cell at the time of charging. As a result, the inert gas can be removed, the change to the inactivated state can be prevented, and the deterioration of the cell performance of the unit cell can be suppressed. Further, the discharge current generated by the discharge can be used as the charging current for one of the cells, the electric energy can be used efficiently, and the charging can be performed without wasting the electric energy.
[0037]
Further, the charging device (2) according to the present invention, in the charging device (1), temperature monitoring means for monitoring the temperature of each cell via a temperature detection line connected to the heat conductive member; And a second full-charge judging unit for individually judging a full charge of each of the unit cells based on the temperature monitored by the temperature monitoring unit.
[0038]
According to the charging device (2), the temperature of each of the unit cells can be monitored by the temperature monitoring unit. Based on the monitored temperature, for example, when each of the unit cells has reached a predetermined temperature or higher. Alternatively, when the temperature rise value (dT / dt detection) per unit time of each cell becomes equal to or higher than a predetermined value, it is possible to individually determine the full charge of each cell.
[0039]
Further, in the charging device (3) according to the present invention, in the charging device (1) or (2), when the switching control unit detects a full charge of one of the cells in each of the sets, It is characterized in that charging of a single cell is stopped and control is switched to control to charge the other single cell until full charge is detected.
According to the charging device (3), overcharging of the one cell can be prevented, and charging of the other cell can be performed efficiently.
[0040]
Further, the charging device (4) according to the present invention includes, in any one of the charging devices (1) to (3), a charging condition setting unit that allows a user to set a charging condition including the predetermined interval. It is characterized by having.
According to the charging device (4), the user can arbitrarily set the charging conditions such as the predetermined interval and the current value at the time of charging and discharging, and charge the secondary battery intended by the user. be able to.
[0041]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a secondary battery, a method for charging the secondary battery, a method for discharging the secondary battery, and a charging device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are diagrams schematically illustrating a secondary battery according to Embodiment (1), where FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[0042]
In the figure, reference numeral 10 denotes a secondary battery that can be mounted on a hybrid car, an electric vehicle, or the like. The secondary battery 10 includes cylindrical cells (cells) 11a to 11f arranged in tandem, and the positive and negative of the adjacent cells. The conductive plates 12a to 12e, which are external connection terminals, are connected in series between the terminals, and a part of the conductive plates 12a to 12e is exposed to the outside of the package 13. For example, a nickel-metal hydride battery, a lithium-ion battery, a lithium polymer battery, or the like can be used as the unit cell 10.
[0043]
The conductive plates 12a to 12e are formed using a conductive material, for example, copper, silver, aluminum, or an alloy containing any of these metals. In this example, the conductive plate formed into a substantially rectangular shape is folded into two. It is connected between the positive and negative terminals of the unit cell in a bent shape. The package 13 is provided for protecting the unit cell (cell) 11 from the outside and reinforcing the strength, and is formed using various insulating materials (resin, film, etc.).
[0044]
FIGS. 2A and 2B are views for explaining an example of a method of assembling the secondary battery 10 shown in FIG. First, one end of a substantially rectangular conductive plate 12a is connected to the negative terminal of the unit cell 11a by soldering, spot welding or the like, and the positive terminal of another unit cell 11b is connected to the other end of the conductive plate 12a (a). . Next, a process of bending the connected conductive plate 12a into two so that the center axes of the circular cross sections of the cells 11a and 11b substantially match (b). By repeating the connection of the conductive plates by the method shown in (a) and (b) a predetermined number of times (in this case, five times), a secondary battery in which a desired number of cells are connected in series can be assembled. Then, the secondary battery 10 can be manufactured by packaging so as to cover portions excluding the exposed portions of the conductive plates 12a to 12e and the terminal portions located at both ends of the secondary battery 10. Has become.
[0045]
According to the secondary battery of the embodiment (1), since the conductive plates 12a to 12e as external connection terminals are provided between the positive and negative terminals of the cells 11a to 11f, the conductive plates 12a to 12e are The battery can be connected to the outside via a single cell, and maintenance processing (repetition of full discharge and full charge) for maintaining a good state of battery performance can be appropriately performed on a single cell basis. Further, since only the conductive plates 12a to 12e are provided, a secondary battery suitable for maintenance processing in unit cells can be provided without largely changing the size of the package and without increasing the cost.
[0046]
Further, since a part of the conductive plates 12a to 12e is exposed to the outside, it is possible to easily connect a charge or discharge line or the like for performing a maintenance process by full charge or full discharge to the exposed portion, The operation for executing the maintenance process for each battery can be easily performed, and the workability can be improved.
[0047]
The shapes of the conductive plates 12a to 12e can be variously bent. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining how to assemble a secondary battery according to another embodiment. FIG.
[0048]
Both ends of the substantially rectangular conductive plate 12A are processed in a step shape in consideration of the shape (convex shape) of the positive terminals of the cells 11a and 11b, and the substantially rectangular conductive plate 12A is formed on the positive terminal of the cells 11b. Is connected to the other end (concave side) of the conductive plate 12A that has been machined in a stepped manner (concave side), and the negative terminal of another unit cell 11a is connected to the other end (concave side) of the conductive plate 12A (a). Next, the connected conductive plate 12A is bent into two so that the central axes of the circular cross sections of the unit cells 11a and 11b substantially coincide with each other (b).
[0049]
By processing both ends of the conductive plate 12A in a step-like manner in this manner, the connection of the conductive plate 12A to the cells 11a and 11b is facilitated, and the workability of assembly can be improved. Can be reduced, and an increase in the size of the secondary battery can be suppressed.
[0050]
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining how to assemble a secondary battery according to still another embodiment. First, a substantially rectangular conductive plate 12B is connected to the negative terminal of the cell 11a. 1 Is connected to the positive terminal of another cell 11b. 1 Conductive plate 12B of the same shape as 2 (A). Next, the conductive plate 12B 1 And conductive plate 12B 2 And the exposed portions are connected by spot welding or the like (b).
[0051]
Thus, the conductive plate 12B 1 , 12B 2 By performing the bending without performing the bending process, the distance between the positive and negative terminals of the adjacent unit cells can be further reduced, and the size increase of the secondary battery can be suppressed.
[0052]
Further, the secondary battery 10 according to Embodiment (1) has the cells 11a to 11f arranged in tandem, but in another embodiment, as shown in FIG. 5, the cells 11a to 11f. Can be arranged in parallel. In the case of this secondary battery 10A, a conductive plate 12C for connecting between the positive and negative terminals of an adjacent cell is provided. 1 ~ 12C 5 Is bent into a convex shape so that the convex portion is exposed to the outside of the package 13. External connection terminals 12D are also provided at terminals located at both ends of the secondary battery 10A. 1 , 12D 2 Is connected.
[0053]
Next, a method for charging and discharging the secondary battery 10 according to the embodiment (1) will be described. Note that the charging and discharging mentioned here are performed during a maintenance process for removing a secondary battery mounted on a hybrid vehicle or the like from the vehicle and maintaining the battery performance of the secondary battery in a good state. It indicates charging and full discharging, and is distinguished from charging and discharging performed during running of the vehicle. In addition, here, a case where one secondary battery 10 is charged and discharged will be described for simplicity.
[0054]
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a main part of a charging device to which the method for charging secondary battery 10 according to Embodiment (1) is applied.
In the figure, reference numeral 20 denotes a charging device for charging the secondary battery 10, and the charging device 20 includes a charger 22, a voltage monitoring unit 24, a charging control unit 25, a power supply circuit 26, and an operation unit 27. Have been.
[0055]
The charging lines 21a to 21g connected to the charger 22 can be connected to the positive and negative terminals located on both sides of the secondary battery 10 and the conductive plates 12a to 12e, respectively. One end of each of the voltage detection lines 23a to 23g is connected to each of the charging lines 21a to 21g, and the other end is connected to the voltage monitoring unit 24. The voltage monitoring unit 24 can monitor each voltage value of the cells 11a to 11f via the charging lines 21a to 21g and the voltage detecting lines 23a to 23g.
[0056]
Further, the voltage monitoring unit 24 is connected to the charging control unit 25, and the charging control unit 25 controls the cells 11a to 11f based on the voltage monitoring signals of the cells 11a to 11f taken from the voltage monitoring unit 24. Full charge can be determined individually. For example, the full charge of each unit cell is individually determined by detecting whether the voltage reaches a preset voltage value, or the phenomenon that the voltage drops after reaching the peak at the end of charging. The full charge of each unit cell can be individually determined based on whether or not this voltage drop amount (−ΔV) is detected.
[0057]
The charging control unit 25 is connected to the charger 22. The charging unit 22 receives the charging control signal from the charging control unit 25, and connects via the charging lines 21a to 21g based on the charging control signal. Charging process of the unit cells 11a to 11f, for example, an entire charging process of charging the unit cells 11a to 11f in a series state or an odd group and an even group of the unit cells 11a to 11f after detecting the full charge of any of the cells. The partial charging process of alternately charging the odd-numbered groups and the even-numbered groups while sequentially removing the single cells for which full charge has been detected can be performed. The charge control signal includes a whole charge processing signal, a charge stop signal, a partial charge signal, and the like.
[0058]
Further, the power supply circuit 26 is connected to the charger 22, and the charger 22 uses the power supplied from the power supply circuit 26 to supply a predetermined DC current to the cells 11 a to 11 f to perform a predetermined charging process. You can do it.
[0059]
Further, an operation unit 27 capable of inputting a charging condition such as an alternate switching time for alternately charging an odd group and an even group in the partial charging process is connected to the charging control unit 25. Controls the charging time interval between the odd-numbered group and the even-numbered group based on the input alternate switching time.
[0060]
Next, a method for charging a secondary battery according to the embodiment (1) will be described with reference to FIGS.
First, at the start of charging, all the cells 11a to 11f are charged in series as shown in (a) (the direction of the charging current is indicated by broken lines and arrows). When the full charge of any of the cells (for example, 11b) is detected in the state of charge shown in (a), the odd number of cells (11a, 11c, 11e) and the even number of cells (11b, 11d, 11f) are set. Then, as shown in (b), the odd number of cells are charged. At this time, the charging of the unit cells whose full charge is detected is sequentially stopped.
[0061]
Then, when the alternate switching time has elapsed, as shown in (c), the even-numbered unit cells (excluding the unit cells 11b whose full charge has already been detected) are charged. At this time, the charging of the unit cells whose full charge is detected is sequentially stopped.
Thereafter, at every alternate switching time, a partial charging process of alternately charging the odd-numbered groups and the even-numbered groups is performed until all the cells are fully charged.
[0062]
Next, the charging processing operation performed by the charging control unit 25 in the charging device 20 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, in step S1, it is determined whether or not charging has been started (a charge start operation has been performed). If it is determined that charging has not been started, the process returns to step S1, while if it is determined that charging has been started. Proceed to step S2.
[0063]
In step S2, the monitoring of the voltages of the cells 11a to 11f is started, a process of charging the cells 11a to 11f in a series state is performed, and then the process proceeds to step S3. In step S3, it is determined whether or not any of the unit cells has been fully charged. If it is determined that full charge has not been detected, the process returns to step S2. If it is determined that full charge has been detected, step S4. Proceed to.
[0064]
In step S4, in order to prevent overcharge, a process of stopping charging of the unit cell in which full charge is detected is performed, and then, the process proceeds to step S5. In step S5, the cells are divided into odd-numbered sets (11a, 11c, 11e) and even-numbered sets (11b, 11d, 11f), and charging of odd-numbered sets of cells (excluding those for which full charge is detected). The process is started, and thereafter, the process proceeds to step S6.
[0065]
In step S6, counting of the alternate switching time is started, and the process proceeds to step S7. In step S7, it is determined whether or not any of the odd-numbered unit cells has been fully charged. If it is determined that full charge has not been detected, the process proceeds to step S10, while it is determined that full charge has been detected. If so, the process proceeds to step S8.
[0066]
In step S8, a process of stopping the charging of the unit cell whose full charge is detected is performed, and then the process proceeds to step S9. In step S9, it is determined whether or not all the odd-numbered cells are fully charged. If it is determined that the cells are not fully charged, the process proceeds to step S10, where it is determined whether or not the alternate switching time has elapsed. If it is determined that the alternating switching time has elapsed, the process proceeds to step S12. If it is determined that the alternating switching time has not elapsed, the process returns to step S7.
[0067]
On the other hand, if it is determined in step S9 that all the odd-numbered unit cells are fully charged, the process proceeds to step S11. In step S11, a flag f indicating that all the odd-numbered unit cells are fully charged is set. 1 Is set to 1 and the process proceeds to step S12.
[0068]
In step S12, the charging process for the even-numbered unit cells (excluding those for which full charge is detected) is started, and then the process proceeds to step S13. In step S13, counting of the alternate switching time is started, and the process proceeds to step S14.
[0069]
In step S14, it is determined whether or not one of the even-numbered cells has been fully charged. If it is determined that full charge has not been detected, the process proceeds to step S17, while it is determined that full charge has been detected. Then, the process proceeds to step S15.
[0070]
In step S15, a process of stopping the charging of the unit cell whose full charge is detected is performed, and then the process proceeds to step S16. In step S16, it is determined whether all the even-numbered cells have been fully charged. If it is determined that the cells have not been fully charged, the process proceeds to step S17. In step S17, it is determined whether the alternate switching time has elapsed. When it is determined that the alternate switching time has elapsed, the process proceeds to step S19, while when it is determined that the alternate switching time has not elapsed, the process returns to step S14.
[0071]
On the other hand, if it is determined in step S16 that all the even-numbered unit cells are fully charged, the process proceeds to step S18. In step S18, a flag f indicating that all the even-numbered unit cells are fully charged is set. 2 Is set to 1 and the process proceeds to step S19.
[0072]
In step S19, the flag f 1 Is determined to be 1 (ie, whether all odd-numbered cells are fully charged) and the flag f 1 If it is determined that is not 1, the process returns to step S5, and the charging process of the remaining odd-number of cells is repeated. 1 Is determined to be 1, the process proceeds to step S20.
[0073]
In step S20, the flag f 2 Is determined to be 1 (ie, whether all even-numbered cells are fully charged) and the flag f 2 If it is determined that is not 1, the process returns to step S14, and the charging process of the remaining even-numbered unit cells is repeated. 2 Is determined to be 1, the process ends.
[0074]
According to the charging device 20 to which the method of charging the secondary battery 10 according to the embodiment (1) is applied, the entire charging process and the partial charging process are performed. Full charge can be performed exactly, and a reduction in the actual capacity due to the memory effect can be effectively prevented. On the other hand, a single cell having a small capacity can be prevented from being overcharged, and can be appropriately charged without giving any damage due to the overcharge. Therefore, it is possible to perform charging in unit cells in consideration of variations in electric characteristics of each unit cell, and it is possible to extend the life of the secondary battery.
[0075]
According to the charging device 20, after the odd-numbered cells are charged for a predetermined alternate switching time, the process for charging the even-numbered cells is performed for a predetermined alternating switching time is repeated. The charging may be performed from the even number of unit cells, or the order of the odd number and the even number may be set by the user via the operation unit 27. Alternatively, after all the cells in one of the odd-numbered and even-numbered groups are charged, all the cells in the other group may be charged.
[0076]
FIG. 9 is a block diagram schematically showing a main part of a discharge device to which the method for discharging a secondary battery according to Embodiment (1) is applied. However, components having the same functions as those of the charging device 20 shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0077]
In the figure, reference numeral 30 denotes a discharge device for discharging the secondary battery 10, and includes a discharge device 30, a discharger 32, a voltage monitor unit 24, a discharge control unit 35, and an operation unit 27A.
[0078]
The discharge lines 31a to 31g connected to the discharger 32 can be connected to the positive and negative terminals located on both sides of the secondary battery 10 and the conductive plates 12a to 12e, respectively. One end of each of the voltage detection lines 23a to 23g is connected to each of the discharge lines 31a to 31g, and the other end is connected to the voltage monitor unit 24. The voltage monitor unit 24 is connected to the discharge lines 31a to 31g. The respective voltage values of the cells 11a to 11f can be monitored via the voltage detection lines 23a to 23g.
[0079]
Further, the voltage monitoring unit 24 is connected to the discharge control unit 35, and the discharge control unit 35 controls the cells 11 a to 11 f based on the voltage monitoring signals of the cells 11 a to 11 f taken from the voltage monitoring unit 24. Full discharge can be determined individually. For example, the determination can be made based on whether or not it is detected that the voltage value reaches a preset voltage value.
[0080]
Further, the discharge control unit 35 is connected to the discharger 32, the discharger 32 captures a discharge control signal from the discharge control unit 35, and connects via the discharge lines 31a to 31g based on the discharge control signal. Discharge processing of the unit cells 11a to 11f, for example, an entire discharge process of discharging the unit cells 11a to 11f in a series state or an odd group and an even group of the unit cells 11a to 11f after detecting the full discharge of any of the cells. And partial discharge processing of alternately discharging odd-numbered groups and even-numbered groups while sequentially removing the unit cells for which full discharge has been detected. The discharge control signal includes an entire discharge processing signal, a discharge stop signal, a partial discharge signal, and the like.
[0081]
Further, an operation unit 27A capable of inputting a discharge condition such as an alternate switching time when an odd group and an even group are alternately discharged in the partial discharge process is connected to the discharge control unit 35. Controls the interval between the discharge times of the odd-numbered sets and the even-numbered sets based on the input alternate switching time.
[0082]
Next, a method for discharging the secondary battery 10 according to the embodiment (1) will be described with reference to FIGS.
First, at the start of discharge, all the cells 11a to 11f are discharged in series as shown in (a) (the direction of the discharge current is indicated by a one-dot broken line and an arrow). When the full discharge of any of the cells (for example, 11b) is detected in the discharge state shown in (a), the odd number of cells (11a, 11c, 11e) and the even number of cells (11b, 11d, 11f) are set. Then, as shown in (b), an odd number of unit cells are discharged. At this time, the cells whose full discharge is detected are sequentially stopped from discharging.
[0083]
Then, when the alternate switching time has elapsed, as shown in (c), the even-numbered unit cells (excluding the unit cell 11b for which full discharge has already been detected) are discharged. At this time, the cells whose full discharge is detected are sequentially stopped from discharging.
Thereafter, at every alternate switching time, a partial discharge process of alternately charging the odd-numbered groups and the even-numbered groups is performed until all the cells are fully discharged.
[0084]
Next, a discharge processing operation performed by the discharge control unit 35 in the discharge device 30 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
First, in step S21, it is determined whether or not discharge has started (discharge start operation has been performed). If it is determined that discharge has not started, the process returns to step S21. If it is determined that discharge has started, step S21 is performed. Proceed to S22.
[0085]
In step S22, the monitoring of the voltages of the cells 11a to 11f is started, a process of discharging the cells 11a to 11f in a series state is performed, and then the process proceeds to step S23. In step S23, it is determined whether or not full discharge of any of the cells is detected. If it is determined that full discharge has not been detected, the process returns to step S22. If it is determined that full discharge has been detected, step S24 is performed. Proceed to.
[0086]
In step S24, a process of stopping the discharge of the unit cell in which full discharge is detected to prevent overdischarge is performed, and then the process proceeds to step S25. In step S25, the cells are divided into odd-numbered groups (11a, 11c, 11e) and even-numbered groups (11b, 11d, 11f), and the odd-numbered cells (excluding those for which full discharge has been detected) are discharged. The process is started, and thereafter, the process proceeds to step S26.
[0087]
In step S26, counting of the alternate switching time is started, and the process proceeds to step S27. In step S27, it is determined whether or not full discharge has been detected in any of the odd-numbered unit cells. If it is determined that full discharge has not been detected, the process proceeds to step S30, while it is determined that full discharge has been detected. If so, the process proceeds to step S28.
[0088]
In step S28, a process of stopping the discharge of the unit cell in which the full discharge is detected is performed, and then, the process proceeds to step S29. In step S29, it is determined whether or not all the odd-numbered unit cells have been fully discharged. If it is determined that the cells have not been fully discharged, the process proceeds to step S30, and it is determined whether or not the alternate switching time has elapsed. If it is determined that the alternating switching time has elapsed, the process proceeds to step S32, while if it is determined that the alternating switching time has not elapsed, the process returns to step S27.
[0089]
On the other hand, if it is determined in step S29 that all of the odd-numbered unit cells have been fully discharged, the process proceeds to step S31. In step S31, a flag f indicating that all of the odd-numbered unit cells have been fully discharged. 3 Is set to 1 and the process proceeds to step S32.
[0090]
In step S32, the discharge process of the even-numbered unit cells (excluding those for which full discharge has been detected) is started, and then the process proceeds to step S33. In step S33, counting of the alternate switching time is started, and the process proceeds to step S34.
[0091]
In step S34, it is determined whether full discharge has been detected in any of the even-numbered unit cells. If it is determined that full discharge has not been detected, the process proceeds to step S37, while it is determined that full discharge has been detected. Then, the process proceeds to step S35.
[0092]
In step S35, a process of stopping the discharge of the unit cell in which the full discharge is detected is performed, and then, the process proceeds to step S36. In step S36, it is determined whether or not all even-numbered cells have been fully discharged. If it is determined that the cells have not been fully discharged, the process proceeds to step S37. In step S37, whether the alternate switching time has elapsed is determined. Is determined, and if it is determined that the alternating switching time has elapsed, the process proceeds to step S39, while if it is determined that the alternating switching time has not elapsed, the process returns to step S34.
[0093]
On the other hand, if it is determined in step S36 that all of the even-numbered cells have been fully discharged, the process proceeds to step S38. In step S38, a flag f indicating that all of the even-numbered cells have been fully discharged. 4 Is set to 1 and the process proceeds to step S39.
[0094]
In step S39, the flag f 3 Is determined to be 1 (ie, whether or not all odd-numbered cells are fully discharged), and the flag f 3 Is determined not to be 1, the process returns to step S25, and the discharge processing of the remaining odd-numbered unit cells is repeated. 3 Is determined to be 1, the process proceeds to step S40.
[0095]
In step S40, the flag f 4 Is determined to be 1 (ie, whether all even-numbered cells have been fully discharged) and the flag f 4 Is determined not to be 1, the process returns to step S34, and the discharge processing of the remaining even-numbered unit cells is repeated. 4 Is determined to be 1, the process ends.
[0096]
According to the discharging device 30 to which the discharging method of the secondary battery 10 according to the above-described embodiment (1) is applied, the entire discharging process and the partial discharging process are performed. The full discharge can be performed exactly, and a decrease in the actual capacity due to the memory effect due to insufficient discharge can be effectively prevented. On the other hand, a single cell having a small capacity can be discharged without overdischarge (reverse charging) without giving any damage due to the overdischarge. Therefore, appropriate discharge can be performed in each unit cell in consideration of variations in electric characteristics of each unit cell, and the life of the secondary battery 10 can be extended.
[0097]
Also in the discharge device 30, the discharge may be performed first from the even number of unit cells, and the order of the odd number group and the even number group may be arbitrarily set by the user via the operation unit 27A. Alternatively, after all the cells in one of the odd-numbered group and the even-numbered group are discharged, all the cells in the other group may be discharged.
[0098]
FIGS. 12A and 12B are diagrams schematically illustrating a secondary battery according to Embodiment (2), where FIG. 12A is a perspective view and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. However, components having the same functions as those of the secondary battery 10 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0099]
The secondary battery 10B according to the embodiment (2) is different from the secondary battery 10 according to the embodiment (1) in that heat transfer is performed to the cylindrical surfaces of the cells 11a to 11f constituting the secondary battery 10B. Plates 14a to 14f are mounted, respectively, and a part of the heat conductive plates 14a to 14f is exposed to the outside of the package. The heat conductive plates 14a to 14f are made of, for example, aluminum, silver, copper, or an alloy containing these metals having low thermal resistance.
[0100]
According to the secondary battery 10B according to Embodiment (2), the heat of the cells 11a to 11f generated by charging and discharging during maintenance processing and mounting is radiated through the heat conductive plates 14a to 14f. And can have a function as a heat sink. Therefore, it is possible to suppress deterioration of battery performance due to heat generation of the cells 11a to 11f.
[0101]
Further, since a part of the heat conductive plates 14a to 14f is exposed to the outside of the package 13, for example, by connecting a temperature detecting means (a temperature sensor or the like) to this exposed portion, each cell is charged at the time of charging. Can be measured, and a full charge can be detected for each cell based on the temperature. Alternatively, by connecting a heating means (heater or the like) to the exposed portion, each unit cell can be charged while being warmed.
[0102]
Next, a method of charging secondary battery 10B according to Embodiment (2) will be described. The method of discharging secondary battery 10B according to Embodiment (2) is the same as the method of discharging secondary battery 10 according to Embodiment (1), and a description thereof will not be repeated.
[0103]
FIG. 13 is a block diagram schematically showing a main part of charging device 20A to which the method of charging secondary battery 10B according to Embodiment (2) is applied.
The charging device 20A is different from the charging device 20 in that a temperature monitoring unit 29 is provided in the charging device 20A. The same reference numerals are given to the constituent parts having, and the description thereof will be omitted.
[0104]
Temperature detection lines 28a to 28f for connecting to the heat conductive plates 14a to 14f of the secondary battery 10B are connected to a temperature monitor 29. The temperature monitor 29 is connected to the temperature monitor lines 28a to 28g via the temperature detection lines 28a to 28g. Thus, the temperatures of the cells 11a to 11f during charging can be monitored.
[0105]
The voltage monitoring unit 24 and the temperature monitoring unit 29 are connected to the charging control unit 25A. The charging control unit 25A receives the voltage monitoring signals of the cells 11a to 11f taken from the voltage monitoring unit 24 and the temperature monitoring unit. Based on the temperature monitoring signals of the cells 11a to 11f taken from the unit 29, the full charge of the cells 11a to 11f can be individually determined. For example, the voltage drop amount (−ΔV) is determined by determining whether the voltage reaches a preset voltage value or by utilizing the phenomenon that the voltage drops after reaching the peak at the end of charging. ), Whether each cell has reached a predetermined temperature, or a temperature rise per unit time (dT / dt detection) of each cell. ) Can be individually determined based on whether or not it is detected that the value of is equal to or greater than a predetermined value, and these determination conditions can be combined. .
[0106]
The charging control unit 25A is connected to the charger 22. The charging unit 22 receives the charging control signal from the charging control unit 25A, and connects via the charging lines 21a to 21g based on the charging control signal. The charged cells 11a to 11f can be charged.
[0107]
The method of charging the secondary battery 10B according to the embodiment (2) is substantially the same as the method of charging the secondary battery 10 shown in FIGS. 7A to 7C, and thus the description thereof is omitted here. .
Next, the charging processing operation performed by the charging control unit 25A in the charging device 20A will be described with reference to the flowchart shown in FIG. However, only points different from the charging processing operation shown in FIG. 7 will be described.
[0108]
If it is determined in step S1 (FIG. 8) that charging has started, the process proceeds to step S41. In step S41, the monitoring of the voltages of the cells 11a to 11f and the monitoring of the temperature are started to perform a process of charging the cells 11a to 11f in a series state, and then the process proceeds to step S3 (FIG. 8).
[0109]
According to the charging device 20A to which the method of charging the secondary battery 10B according to Embodiment (2) is applied, since the entire charging process and the partial charging process are performed, the same effects as those of the charging device 20 described above are obtained. In addition to monitoring the temperature of each of the cells 11a to 11f, it is possible to individually determine the full charge of each of the cells.
[0110]
In addition, by connecting a heating means such as a heater for converting electric energy into heat energy to the exposed portions of the heat conducting plates 14a to 14f of the secondary battery 10B, each unit cell is charged while being heated. Even when charging is performed in a low-temperature environment, charging can be performed completely to the specified capacity, the charging efficiency can be increased, and a reduction in the actual capacity due to the memory effect can be prevented.
[0111]
FIG. 15 is a block diagram schematically showing a main part of charging apparatus 20B according to Embodiment (3). The charging apparatus 20B according to the embodiment (3) is different from the charging apparatus 20 in the method of the charging process. The charging / discharging unit 22A, the charging / discharging control unit 25B, and the operation unit 27B having different functions have different codes. The same reference numerals are given to other components having the same function, and the description thereof is omitted here.
[0112]
In the charging device 20 described above, at the start of charging, the cells 11a to 11f are charged in series, and when any of the cells is detected to be fully charged, the cells 11a to 11f are divided into an odd group and an even group, and On the other hand, in the charging device 20B, the cells 11a to 11f are divided into sets of two cells, and the cells of each set are separated from each other. A series charging step of charging the cells in series, a discharging step of charging the other cells while discharging one cell of each group, and one cell while discharging the other cells of each group. And a charge / discharge step of charging the battery. These steps are repeated at predetermined time intervals until full charge of all the cells is detected.
[0113]
Further, an operation unit 27B capable of inputting a charging condition such as a switching time interval in the discharging / charging process is connected to the discharging / charging control unit 25B, and the discharging / charging control unit 25 performs an operation based on the input switching time. To control the interval of the discharging and charging time.
[0114]
Next, a method of charging secondary battery 10 by charging device 20B according to Embodiment (3) will be described with reference to FIGS.
In the charging device 20B, two adjacent cells are divided into one set (in this case, 11a and 11b, 11c and 11d, 11e and 11f), and charging processing can be performed for each set. First, as shown in (a), all sets of two units are charged in series (the direction of the charging current is indicated by broken lines and arrows).
[0115]
After a lapse of a predetermined time in the state of charge shown in (a), one cell (11a, 11c, 11e) of each set is discharged as shown in (b), and the other cells (11b, 11d, In 11f), charging in which the discharge current of one cell is added is performed (the direction of the discharge current is indicated by a dashed line and an arrow). When a predetermined time has elapsed, the other cells (11b, 11d, 11f) of each set are discharged as shown in (c), and one cell (11a, 11c, 11e) is discharged from the other cell. The charging is performed by adding the discharging current of the charging.
[0116]
Thereafter, the charging shown in (a) to (c) is switched every predetermined time until the full charge of all the cells is detected. If one of the cells in each group is detected to be fully charged, the charging of that cell is stopped, and normal charging (constant current charging) is detected for the remaining cells. Until they are done.
[0117]
Next, a charging process operation performed by the charging / discharging control unit 25B in the charging device 20B will be described with reference to a flowchart shown in FIG. Here, a description will be given of a charging operation performed by a set of the cells 11a and 11b.
[0118]
First, in step S51, it is determined whether or not charging has been started. If it is determined that charging has not been started, the process returns to step S51. If it is determined that charging has been started, the process proceeds to step S52. In step S52, a process of charging the cells 11a, 11b in a series state while monitoring the voltages of the cells 11a, 11b is started. Thereafter, the flow proceeds to step S53, where a predetermined time is counted, and the flow proceeds to step S54. .
[0119]
In step S54, it is determined whether or not one of the cells has been fully charged. If it is determined that full charge has been detected, the process proceeds to step S67. If it is determined that full charge has not been detected, step S67 is performed. Proceed to S55. In step S55, it is determined whether or not the predetermined time has elapsed. If it is determined that the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S54. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S56. In step S56, the counting of the predetermined time ends, and the flow proceeds to step S57.
[0120]
In step S57, a process of charging one unit cell while discharging the other unit cell is started. Then, the process proceeds to step S58, starts counting a predetermined time, and proceeds to step S59. In step S59, it is determined whether or not the full charge of the other cell has been detected. If it is determined that full charge has been detected, the process proceeds to step S67. If it is determined that full charge has not been detected, the process proceeds to step S60. move on.
[0121]
In step S60, it is determined whether or not the predetermined time has elapsed. If it is determined that the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S59. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S61. In step S61, the counting of the predetermined time is completed, and the process proceeds to step S62.
[0122]
In step S62, a process of charging one cell while discharging the other cell is started, and then proceeds to step S63, starts counting a predetermined time, and proceeds to step S64. In step S64, it is determined whether or not full charge of one of the cells is detected. If it is determined that full charge has been detected, the process proceeds to step S67. If it is determined that full charge has not been detected, the process proceeds to step S65. move on.
[0123]
In step S65, it is determined whether or not the predetermined time has elapsed. If it is determined that the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S64. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S66. In step S66, the counting of the predetermined time is completed, the process returns to step S52, and the process is repeated.
[0124]
On the other hand, in step S67, a process of stopping charging of the unit cell whose full charge is detected is performed, and thereafter, the process proceeds to step S68. In step S68, a process of charging the remaining unit cell is performed, and then, the process proceeds to step S69. In step S69, it is determined whether or not full charge has been detected. If it is determined that full charge has not been detected, the process returns to step S68. If it is determined that full charge has been detected, the process ends.
[0125]
According to the charging device 20 </ b> B according to Embodiment (3), by performing the discharging / charging process of discharging one of the cells during charging, the inert gas generated inside the cells during charging is removed. In addition to suppressing the deterioration of battery performance, the discharging current generated by the discharging can be used as the charging current of one of the cells, and the electric energy can be used efficiently. -Can be charged without waste.
[0126]
In addition, the user can arbitrarily set a charging condition such as a time interval for switching the discharging / charging process via the operation unit 27B and a current value at the time of charging or discharging, and charge of the secondary battery intended by the user. It can be performed.
[0127]
In addition, although the case where the secondary battery 10 is charged has been described in the charging device 20B, the secondary battery 10B can be charged by a similar charging method. In this case, by providing the charging device 20B with the temperature monitoring means 29 shown in FIG. 13, the temperature of each cell can be monitored, and the full charge of each cell can be individually determined based on the monitored temperature. It becomes possible to determine.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are schematic views showing the appearance of a secondary battery according to Embodiment (1) of the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. .
FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams for explaining an example of a method of assembling a secondary battery according to Embodiment (1).
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method of assembling a secondary battery according to another embodiment.
You.
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method of assembling a secondary battery according to still another embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a secondary battery according to another embodiment.
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a main part of a charging device to which the method for charging a secondary battery according to Embodiment (1) is applied.
FIG. 7 is a diagram illustrating a method for charging a secondary battery according to Embodiment (1).
FIG. 8 is a flowchart showing a processing operation performed by a charging control unit in a charging device to which the method for charging a secondary battery according to Embodiment (1) is applied.
FIG. 9 is a block diagram schematically showing a main part of a discharge device to which the method for discharging a secondary battery according to Embodiment (1) is applied.
FIG. 10 is a diagram illustrating a method for discharging a secondary battery according to Embodiment (1).
FIG. 11 is a flowchart showing a processing operation performed by a discharge control unit in a discharge device to which the method for discharging a secondary battery according to Embodiment (1) is applied.
FIGS. 12A and 12B are schematic diagrams illustrating an appearance of a secondary battery according to Embodiment (2), where FIG. 12A is a perspective view and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 13 is a block diagram schematically showing a main part of a charging device to which the method for charging a secondary battery according to Embodiment (2) is applied.
FIG. 14 is a flowchart showing a processing operation performed by a charging control unit in a charging device to which the method for charging a secondary battery according to the embodiment (2) is applied.
FIG. 15 is a block diagram schematically showing a main part of a charging apparatus according to Embodiment (3).
FIG. 16 is a diagram illustrating a method for charging a secondary battery according to Embodiment (3).
FIG. 17 is a flowchart showing a processing operation performed by a charge / discharge control unit in the charging apparatus according to Embodiment (3).
FIG. 18 is a conceptual diagram schematically showing a main part of a conventional vehicle-mounted battery control device.
FIG. 19 is a diagram showing an example of the appearance of a secondary battery provided with a conventional vehicle-mounted battery control device.
[Explanation of symbols]
10, 10A, 10B secondary battery
11a-11f single cell
12a to 12e, 12A, 12B 1 , 12B 2 , 12C 1 ~ 12C 5 Conductive plate
13 package
14a-14f Heat conduction plate

Claims (16)

複数個の単電池（セルとも言う）が直列に接続され、所定形状にパッケ−ジされた２次電池において、直列に接続されるこれら単電池の正負端子間に外部接続用端子が設けられていることを特徴とする２次電池。In a secondary battery in which a plurality of cells (also referred to as cells) are connected in series and packaged in a predetermined shape, an external connection terminal is provided between the positive and negative terminals of these cells connected in series. A secondary battery. 前記外部接続用端子が、導電性材料を用いて構成され、その一部がパッケ−ジの外部に露出していることを特徴とする請求項１記載の２次電池。2. The secondary battery according to claim 1, wherein the external connection terminal is made of a conductive material, and a part of the terminal is exposed to the outside of the package. 前記外部接続用端子が、隣り合う単電池の正負端子間の接続が容易となる形状に形成され、折曲げ加工容易に構成されていることを特徴とする請求項２記載の２次電池。3. The secondary battery according to claim 2, wherein the external connection terminal is formed in a shape that facilitates connection between the positive and negative terminals of adjacent cells, and is configured to be easily bent. 前記複数個の単電池が縦列配置され、
前記外部接続用端子が、隣り合う単電池の正負端子間の距離が短くなるように折曲げ加工されているものであることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の２次電池。The plurality of cells are arranged in tandem,
4. The secondary battery according to claim 2, wherein the external connection terminal is bent so as to shorten the distance between the positive and negative terminals of adjacent cells. 前記各単電池に熱伝導性部材が装着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の２次電池。The secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein a heat conductive member is attached to each of the unit cells. 前記熱伝導性部材の一部がパッケ−ジの外部に露出していることを特徴とする請求項５記載の２次電池。6. The secondary battery according to claim 5, wherein a part of the heat conductive member is exposed to the outside of the package. 請求項６記載の２次電池の充電方法であって、
前記熱伝導性部材の露出部に発熱手段を接続し、前記単電池を温めながら充電することを特徴とする２次電池の充電方法。A method for charging a secondary battery according to claim 6, wherein
A method of charging a secondary battery, characterized in that a heating means is connected to an exposed portion of the heat conductive member, and the unit cell is charged while being heated. 請求項１〜６のいずれかの項に記載の２次電池の充電方法であって、
前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに電圧検知用及び充電用ラインを接続し、各単電池の電圧をモニタリングしながらすべての単電池を直列状態で充電する全体充電ステップと、
該全体充電ステップにおいて、いずれかの単電池の満充電が検知されると、前記複数個の単電池を奇数組と偶数組とに分け、満充電が検知された単電池を順次除きながら前記奇数組と前記偶数組とを交互に充電する部分充電ステップとを含んでいることを特徴とする２次電池の充電方法。A method for charging a secondary battery according to any one of claims 1 to 6,
A voltage detection and charging line is connected to terminals located at both ends of the secondary battery and each of the external connection terminals, and all cells are charged in series while monitoring the voltage of each cell. A charging step;
In the overall charging step, when the full charge of any of the cells is detected, the plurality of cells are divided into an odd group and an even group, and the odd number is sequentially removed while removing the cells whose full charge is detected. A method for charging a secondary battery, comprising: a partial charging step of alternately charging a set and the even set. 請求項６記載の２次電池の充電方法であって、
前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに電圧検知用及び充電用ラインを接続し、前記熱伝導性部材に温度検出用ラインを接続し、各単電池の電圧及び／又は温度をモニタリングしながらすべての単電池を直列状態で充電する全体充電ステップと、
該全体充電ステップにおいて、いずれかの単電池の満充電が検知されると、前記複数個の単電池を奇数組と偶数組とに分け、満充電が検知された単電池を順次除きながら前記奇数組と前記偶数組とを交互に充電する部分充電ステップとを含んでいることを特徴とする２次電池の充電方法。A method for charging a secondary battery according to claim 6, wherein
A voltage detection and charging line is connected to terminals located at both ends of the secondary battery and each of the external connection terminals, a temperature detection line is connected to the heat conductive member, and a voltage and And / or an overall charging step of charging all cells in series while monitoring temperature;
In the overall charging step, when the full charge of any of the cells is detected, the plurality of cells are divided into an odd group and an even group, and the odd number is sequentially removed while removing the cells whose full charge is detected. A method for charging a secondary battery, comprising: a partial charging step of alternately charging a set and the even set. 請求項１〜６のいずれかの項に記載の２次電池の放電方法であって、
前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに電圧検知用及び放電用ラインを接続し、各単電池の電圧をモニタリングしながらすべての単電池を直列状態で放電する全体放電ステップと、
該全体放電ステップにおいて、いずれかの単電池の満放電が検知されると、前記複数個の単電池を奇数組と偶数組とに分け、満放電が検知された単電池を順次除きながら前記奇数組と前記偶数組とを交互に放電する部分放電ステップとを含んでいることを特徴とする２次電池の放電方法。A method for discharging a secondary battery according to any one of claims 1 to 6,
A voltage detecting and discharging line is connected to terminals located at both ends of the secondary battery and the external connection terminals, and all cells are discharged in series while monitoring the voltage of each cell. A discharging step;
In the entire discharging step, when the full discharge of any of the single cells is detected, the plurality of single cells are divided into an odd group and an even group, and the odd cells are sequentially removed while the single cells whose full discharge is detected are sequentially removed. A method for discharging a secondary battery, comprising a partial discharging step of alternately discharging a set and the even set. 請求項１〜６のいずれかの項に記載の２次電池の充電方法であって、
前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに充電用ラインを接続し、前記複数個の単電池を２個単位の組に分け、該各組の単電池を直列状態で充電する直列充電ステップと、
前記各組の一方の単電池を放電しながら他方の単電池を充電する放充電ステップと、
前記各組の前記他方の単電池を放電しながら前記一方の単電池を充電する放充電ステップとを含み、
前記直列充電ステップ・放充電ステップを所定間隔で繰り返すことを特徴とする２次電池の充電方法。A method for charging a secondary battery according to any one of claims 1 to 6,
A charging line is connected to terminals located at both ends of the secondary battery and each of the external connection terminals, the plurality of cells are divided into sets of two, and the cells of each set are connected in series. A series charging step of charging with
A discharging / charging step of charging one of the single cells of the respective sets while charging the other cell;
Discharging and charging the one unit cell while discharging the other unit cell of each set,
A method for charging a secondary battery, wherein the series charging step and the discharging charging step are repeated at predetermined intervals. 前記各組のいずれか一方の単電池の満充電が検知されると、該単電池の充電を中止し、他方の単電池を満充電が検知されるまで充電する片方充電ステップを備えていることを特徴とする請求項１１記載の２次電池の充電方法。When a full charge of any one of the cells in each of the sets is detected, the method includes a single charge step of stopping charging of the single cell and charging the other cell until a full charge is detected. The method for charging a secondary battery according to claim 11, wherein: 請求項１〜６のいずれかの項に記載の２次電池を充電するための充電装置であって、
前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子とに接続された電圧検知用ラインを介して各単電池の電圧をモニタリングする電圧モニタ手段と、
該電圧モニタ手段によりモニタリングされた電圧値に基づいて前記各単電池の満充電を個別に判定する第１の満充電判定手段と、
２個単位の組に分けられた前記複数個の単電池を、前記２次電池の両端に位置する端子と前記各外部接続用端子に接続された充電用ラインを介して直列状態で充電する直列充電手段と、
前記充電用ラインを介して前記各組の一方の単電池を放電しながら他方の単電池を充電する第１の放充電手段と、
前記充電用ラインを介して前記各組の前記他方の単電池を放電しながら前記一方の単電池を充電する第２の放充電手段と、
前記直列充電手段、前記第１の放充電手段、及び前記第２の放充電手段を所定間隔で切り換える制御を行う切換制御手段とを備えていることを特徴とする充電装置。A charging device for charging the secondary battery according to any one of claims 1 to 6,
Voltage monitoring means for monitoring the voltage of each unit cell via a voltage detection line connected to terminals located at both ends of the secondary battery and each of the external connection terminals,
First full charge determination means for individually determining the full charge of each of the single cells based on the voltage value monitored by the voltage monitoring means;
A series charging method in which the plurality of cells divided into sets of two are charged in series via terminals located at both ends of the secondary battery and charging lines connected to the external connection terminals. Charging means;
First discharging / charging means for charging one of the cells in the respective sets while discharging the other cell through the charging line;
Second discharging / charging means for charging the one cell while discharging the other cell of each set via the charging line;
A charging apparatus comprising: switching control means for performing control for switching the series charging means, the first discharging / charging means, and the second discharging / charging means at predetermined intervals. 前記熱伝導性部材に接続された温度検出用ラインを介して各単電池の温度をモニタリングする温度モニタ手段と、
該温度モニタ手段によりモニタリングされた温度に基づいて前記各単電池の満充電を個別に判定する第２の満充電判定手段とを備えていることを特徴とする請求項１３記載の充電装置。Temperature monitoring means for monitoring the temperature of each cell via a temperature detection line connected to the heat conductive member,
14. The charging apparatus according to claim 13, further comprising second full-charge determining means for individually determining the full charge of each of the cells based on the temperature monitored by the temperature monitoring means. 前記切換制御手段が、前記各組のいずれか一方の単電池の満充電が検知されると、該単電池の充電を止めて、他方の単電池を満充電が検知されるまで充電する制御に切り換えるものであることを特徴とする請求項１３又は請求項１４記載の充電装置。When the switching control unit detects that one of the cells in each of the sets is fully charged, the switching control unit stops charging the unit cell and charges the other cell until the unit cell is fully charged. The charging device according to claim 13 or 14, wherein the charging device is switched. 前記所定間隔を含む充電条件を使用者が設定することのできる充電条件設定手段を備えていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかの項に記載の充電装置。The charging device according to claim 13, further comprising a charging condition setting unit configured to allow a user to set a charging condition including the predetermined interval.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100858805B1 (en) * 2002-08-29 2008-09-17 삼성에스디아이 주식회사 Probe and charger of cell utilizing the same
JP2012234684A (en) * 2011-04-28 2012-11-29 Kawasaki Heavy Ind Ltd Battery system enabling easy maintenance
JP2013243141A (en) * 2007-12-25 2013-12-05 Byd Co Ltd Battery system
JP2016029664A (en) * 2010-06-03 2016-03-03 ミッドトロニクス インコーポレイテッド Maintenance of battery pack for electric car

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