JP2007018761A - 2次電池の充電システム装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 異常検出回路16は、常に電圧データDV、温度データDT及び電流データDAを対応する所定値とそれぞれ比較しており、該各データの少なくとも1つが対応する所定値を超えると、直ちに所定の異常信号Seを生成し、電池側通信回路15及び本体側通信回路22を介して異常信号検出回路24に出力し、異常信号検出回路24は、所定の異常信号Seを検出すると、直ちに所定の充電停止信号Sstを充電制御回路21に出力して、充電制御回路21の充電動作を停止させるようにした。
【選択図】 図1
Description
非水系のリチウム電池は充電時の安全を確保するため、通常、定電流充電と定電圧充電を組み合わせ、リチウム電池の電圧が最大電圧を超えないように充電を行っている。充電を安全に行うためには、充電中の充電電流や電池電圧、更に電池の表面温度を常に監視し、これらの値に異常があった場合は即座に充電を中止する必要がある。
前記電池パックは、
前記電池ブロックにおける充電時の所定の特性を測定して出力する測定回路部と、
該測定回路部で測定された測定値から前記電池ブロックの異常検出を行う異常検出回路部と、
を備え、
前記本体回路は、
前記電池ブロックに対する充電を制御する充電制御回路部と、
前記測定回路部で測定された測定値及び前記異常検出回路部の異常検出結果に応じて該充電制御回路部の動作制御を行う制御回路部と、
該制御回路部に入力される信号を監視し、前記異常検出回路部が電池ブロックの異常を検出したことを示す異常信号を検出すると前記充電制御回路部に対して前記電池ブロックへの充電動作を停止させる異常信号検出回路部と、
を備えるものである。
前記電池パックは、
前記電池ブロックにおける充電時の所定の特性を測定して出力する測定回路部を備え、
前記本体回路は、
前記電池ブロックに対する充電を制御する充電制御回路部と、
前記測定回路部で測定された測定値に応じて該充電制御回路部の動作制御を行う制御回路部と、
前記測定回路部で測定された測定値から前記電池ブロックの異常検出を行い、電池ブロックの異常を検出すると前記充電制御回路部に対して前記電池ブロックへの充電動作を停止させる異常検出回路部と、
を備えるものである。
前記電池パックは、
前記電池ブロックにおける充電時の所定の特性を測定して出力する測定回路部と、
該測定回路部で測定された測定値から前記電池ブロックの異常検出を行う異常検出回路部と、
を備え、
前記本体回路は、
前記電池ブロックに対する充電を制御する充電制御回路部と、
前記測定回路部で測定された測定値に応じて該充電制御回路部の動作制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記異常検出回路部は、電池ブロックの異常を検出すると前記充電制御回路部に対して前記電池ブロックへの充電動作を停止させるようにした。
また、電池パック内で異常検出を行い、異常を検出すると通信手段を介さずに直接充電制御回路部の充電動作を停止させるようにしたことから、電池パックの異常を検出してから電池パックへの充電を停止させるまでに要する時間を更に短縮させることができ、充電異常が発生しても、2次故障が発生する前に充電動作を停止させることができる。
第1の実施の形態.
図1は、本発明の第1の実施の形態における2次電池の充電システム装置の構成例を示したブロック図である。
図1において、充電システム装置1は、複数の2次電池セルを有する電池パック2と、電池パック2の充電制御を行う本体回路3とで構成され、直流電源5から電源供給されている。
本体回路3は、正側電源入力端子DCin+と負側電源入力端子DCin−との間に直流電源5が接続され、電池パック2と本体回路3は、電池側接続端子Va+,Aa,Va−及び本体側接続端子Vb+,Ab,Vb−を介して電気的に接続されている。
電池ブロック11は、充電可能なリチウム電池等の2次電池セルを必要な電圧と容量が得られる数だけ接続されてなる。電池側接続端子Va+には電池ブロック11の正側電極が接続され、電池ブロック11の負側電極は、抵抗R1を介して電池側接続端子Va−に接続されている。電圧測定回路12は、電池ブロック11の正側電極の電圧を測定し、該測定して得られた電圧データDVを電池側通信回路15と異常検出回路16にそれぞれ出力する。
充電制御回路21は、正側電源入力端子DCin+と本体側接続端子Vb+との間に接続され、制御回路23から送られてくる制御信号に基づいて電池ブロック11の充電を行う。本体側通信回路22は、本体側接続端子Ab及び電池側接続端子Aaを介して電池側通信回路15に接続されており、電池側通信回路15から送信された電圧データDV、温度データDT、電流データDA及び異常信号Seを受信して制御回路23に送る。制御回路23は、本体側通信回路22とデータの授受を行い、その結果を評価し充電制御回路21を制御する。異常信号検出回路24は、本体側通信回路22から出力されるデータを監視し、該データの中に異常信号Seが含まれている場合は、所定の充電停止信号Sstを充電制御回路21に出力し、充電制御回路21に対して電池ブロック11への充電を停止させる。
本体回路3は、ACアダプタ等からなる直流電源5から正側電源入力端子DCin+と負側電源入力端子DCin−との間に電源が供給される。制御回路23は、所定の充電開始信号を充電制御回路21に出力すると、充電制御回路21は電池ブロック11への充電を開始する。電池ブロック11に対する充電を行っている間は、電池側通信回路15を介して電池ブロック11の電圧、充電電流、電池ブロック11の表面温度の各データが逐次本体回路3に送られる。制御回路23は、これらの各データを本体側通信回路22を経由して取得する。制御回路23は、取得した各データを評価して充電制御回路21の充電モードの切り換えを行う。
前記第1の実施の形態では、電池パック2に異常検出回路16を設けて充電異常を検出するようにしたが、本体回路3に異常検出回路16を設けて充電異常を検出するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第2の実施の形態とする。
図2は、本発明の第2の実施の形態における2次電池の充電システム装置の構成例を示したブロック図である。なお、図2では、図1と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図1との相違点のみ説明する。
図2において、充電システム装置1aは、複数の2次電池セルを有する電池パック2aと、電池パック2aの充電制御を行う本体回路3aとで構成され、直流電源5から電源供給されている。
本体回路3aは、正側電源入力端子DCin+と負側電源入力端子DCin−との間に直流電源5が接続され、電池パック2aと本体回路3aは、電池側接続端子Va+,Aa,Va−及び本体側接続端子Vb+,Ab,Vb−を介して電気的に接続されている。
電圧測定回路12は、電池ブロック11の正側電極の電圧を測定し、該測定して得られた電圧データDVを電池側通信回路15に出力する。温度検出回路13は、感温素子17を用いて電池ブロック11の表面温度の測定を行い該測定して得られた温度データDTを電池側通信回路15に出力する。また、電流測定回路14は、抵抗R1の両端電圧から電池ブロック11に流れた充電電流の検出を行い該検出して得られた電流データDAを電池側通信回路15に出力する。電池側通信回路15は、入力された電圧データDV、温度データDT及び電流データDAを電池側接続端子Aaを介して本体回路3aに送信する。
本体側通信回路22は、本体側接続端子Ab及び電池側接続端子Aaを介して電池側通信回路15に接続されており、電池側通信回路15から送信された電圧データDV、温度データDT及び電流データDAを受信して異常検出回路16a及び制御回路23にそれぞれ送る。異常検出回路16aは、入力された電圧データDV、温度データDT及び電流データDAを対応する所定値とそれぞれ比較し、少なくとも1つのデータが所定値を超えている場合に、所定の充電停止信号Sstを充電制御回路21及び制御回路23にそれぞれ出力し、充電制御回路21に対して電池ブロック11への充電を停止させると共に、充電制御回路21が電池ブロック11への充電を停止したことを制御回路23に知らせる。
前記第1の実施の形態では、異常検出回路16で充電異常を検出し、異常検出回路16で充電異常が検出されると、異常信号検出回路24によって充電制御回路21による電池ブロック11への充電動作を停止させるようにしたが、異常検出回路16で充電異常の検出を行い、異常検出回路16が、充電異常を検出すると異常信号Seを電池側通信回路15に出力すると共に充電制御回路21に対して電池ブロック11への充電動作を停止させるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第3の実施の形態とする。
図3は、本発明の第3の実施の形態における2次電池の充電システム装置の構成例を示したブロック図である。なお、図3では、図1と同じもの又は同様のものは同じ符号で示し、ここではその説明を省略すると共に図1との相違点のみ説明する。
図3において、充電システム装置1bは、複数の2次電池セルを有する電池パック2bと、電池パック2bの充電制御を行う本体回路3bとで構成され、直流電源5から電源供給されている。
電池パック2bは、電池ブロック11、電圧測定回路12、温度測定回路13、電流測定回路14、電池側通信回路15、異常検出回路16b、感温素子17及び抵抗R1で構成されている。一方、本体回路3bは、充電制御回路21、本体側通信回路22及び制御回路23で構成されている。なお、異常検出回路16bは異常検出回路部をなす。
なお、異常検出回路16bは、異常信号Seの代わりに充電停止信号Sstを電池側通信回路15に出力するようにしてもよい。
2,2a,2b 電池パック
3,3a,3b 本体回路
5 直流電源
11 電池ブロック
12 電圧測定回路
13 温度測定回路
14 電流測定回路
15 電池側通信回路
16,16a,16b 異常検出回路
17 感温素子
21 充電制御回路
22 本体側通信回路
23 制御回路
24 異常信号検出回路
R1 抵抗
Claims (8)
- 複数の2次電池セルで構成された電池ブロックを有する電池パックを、該電池パックの充電を制御する充電機能を有した本体回路に接続してなる2次電池の充電システム装置において、
前記電池パックは、
前記電池ブロックにおける充電時の所定の特性を測定して出力する測定回路部と、
該測定回路部で測定された測定値から前記電池ブロックの異常検出を行う異常検出回路部と、
を備え、
前記本体回路は、
前記電池ブロックに対する充電を制御する充電制御回路部と、
前記測定回路部で測定された測定値及び前記異常検出回路部の異常検出結果に応じて該充電制御回路部の動作制御を行う制御回路部と、
該制御回路部に入力される信号を監視し、前記異常検出回路部が電池ブロックの異常を検出したことを示す異常信号を検出すると前記充電制御回路部に対して前記電池ブロックへの充電動作を停止させる異常信号検出回路部と、
を備えることを特徴とする2次電池の充電システム装置。 - 前記電池パックは、前記測定回路部で測定された測定値、及び前記異常検出回路部の異常検出結果を前記本体回路に出力する電池側通信回路部を備え、前記本体回路は、該電池側通信回路部と通信を行う本体側通信回路部を備え、該本体側通信回路部は、前記電池側通信回路部から得られた前記測定値及び前記異常検出結果を前記制御回路部に出力することを特徴とする請求項1記載の2次電池の充電システム装置。
- 複数の2次電池セルで構成された電池ブロックを有する電池パックを、該電池パックの充電を制御する充電機能を有した本体回路に接続してなる2次電池の充電システム装置において、
前記電池パックは、
前記電池ブロックにおける充電時の所定の特性を測定して出力する測定回路部を備え、
前記本体回路は、
前記電池ブロックに対する充電を制御する充電制御回路部と、
前記測定回路部で測定された測定値に応じて該充電制御回路部の動作制御を行う制御回路部と、
前記測定回路部で測定された測定値から前記電池ブロックの異常検出を行い、電池ブロックの異常を検出すると前記充電制御回路部に対して前記電池ブロックへの充電動作を停止させる異常検出回路部と、
を備えることを特徴とする2次電池の充電システム装置。 - 前記電池パックは、前記測定回路部で測定された測定値を前記本体回路に出力する電池側通信回路部を備え、前記本体回路は、該電池側通信回路部と通信を行う本体側通信回路部を備え、該本体側通信回路部は、前記電池側通信回路部から得られた前記測定値を前記制御回路部及び異常検出回路部にそれぞれ出力することを特徴とする請求項3記載の2次電池の充電システム装置。
- 複数の2次電池セルで構成された電池ブロックを有する電池パックを、該電池パックの充電を制御する充電機能を有した本体回路に接続してなる2次電池の充電システム装置において、
前記電池パックは、
前記電池ブロックにおける充電時の所定の特性を測定して出力する測定回路部と、
該測定回路部で測定された測定値から前記電池ブロックの異常検出を行う異常検出回路部と、
を備え、
前記本体回路は、
前記電池ブロックに対する充電を制御する充電制御回路部と、
前記測定回路部で測定された測定値に応じて該充電制御回路部の動作制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記異常検出回路部は、電池ブロックの異常を検出すると前記充電制御回路部に対して前記電池ブロックへの充電動作を停止させることを特徴とする2次電池の充電システム装置。 - 前記電池パックは、前記測定回路部で測定された測定値を前記本体回路に出力する電池側通信回路部を備え、前記本体回路は、該電池側通信回路部と通信を行う本体側通信回路部を備え、該本体側通信回路部は、前記電池側通信回路部から得られた前記測定値を前記制御回路部に出力することを特徴とする請求項5記載の2次電池の充電システム装置。
- 前記測定回路部は、前記電池ブロックの電圧を測定して出力する電圧測定回路部、前記電池ブロックの表面温度を測定して出力する温度測定回路部、及び前記電池ブロックへの充電電流を測定して出力する電流測定回路部の少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の2次電池の充電システム装置。
- 前記異常検出回路部は、前記測定回路部で測定された測定値の少なくとも1つが対応する所定値を超えると前記電池ブロックが異常であると判定することを特徴とする請求項7記載の2次電池の充電システム装置。
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