JP2009123560A - 電池パック、及び充電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次電池141,142,143と、二次電池141,142,143を充電するための充電電圧を供給するDC−DCコンバータ36と、組電池14とDC−DCコンバータ36との間で組電池14と直列に電圧降下を生じさせるスイッチング素子Q1と、二次電池141,142,143の端子電圧を検出する電圧検出回路15と、電圧検出回路15によって検出される端子電圧が、閾値電圧Vth以上の場合、スイッチング素子Q1のオン抵抗を増大させて、スイッチング素子Q1による電圧降下を増大させる電圧降下制御部213とを備えた。
【選択図】図1
Description
この構成によれば、電圧降下部によって生じさせる電圧降下量Vcが、電圧検出部により得られる二次電池の両端電圧と目標電圧との差と等しくなるように設定することができる。
ここで、端子電圧Vtは、電圧検出回路15によって直接検出できるようにしてもよく、電圧検出回路15によって検出された端子電圧V1,V2,V3を合計して端子電圧Vtを算出するようにしてもよい。
但し、Nsは、組電池における直列セル数であり、組電池14においては「3」である。式(2)では、セルあたり0.02V充電電圧を低下させる例を示している。
そして、例えば図3に示すFETの特性データを予め特性テーブルとしてROMに記憶しておき、電圧降下制御部213は、当該特性テーブルを参照して、スイッチング素子Q1のオン抵抗Ronが式(3)で得られるオン抵抗Ronと等しくなるように、スイッチング素子Q1のゲート電圧を調節することで、スイッチング素子Q1によって、電圧降下量Vcを生じさせる。
2 電池パック
3 充電装置
11,12,31,32 接続端子
14 組電池
15 電圧検出回路
16 電流検出部
17 温度センサ
19,19e 設定電圧検出部
20 電圧降下部
21 充電電圧検出部
36 DC−DCコンバータ
141 二次電池
201 アナログデジタル変換器
202,202a,202b,202c,202d,202e,202f 制御部
211 充放電制御部
212 電圧降下量設定部
213,213a,213b,213c 電圧降下制御部
214,214e,214f 目標電圧設定部
H1 ヒータ
Ia 充電終止電流値
Ic 電流
Icc 電流値
Q1,Q1a,Q2,Q3,Q4 スイッチング素子
R1,R2 抵抗
Claims (19)
- 二次電池と、
前記二次電池を充電するための充電電圧を受電する接続端子と、
前記二次電池と前記接続端子との間で前記二次電池と直列に電圧降下を生じさせるための電圧降下部と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部によって検出される端子電圧が、予め設定された閾値電圧以上の場合、前記電圧降下部によって、前記電圧降下を生じさせる電圧降下制御部と
を備えることを特徴とする電池パック。 - 前記閾値電圧は、前記二次電池の満充電状態における開放電圧であること
を特徴とする請求項1記載の電池パック。 - 前記電圧降下制御部が、前記電圧降下部によって生じさせる電圧降下量を、前記電圧検出部により得られる前記二次電池の両端電圧と所定の目標電圧との差である差分電圧値に基づき設定する電圧降下量設定部をさらに備えること
を特徴とする請求項1又は2に記載の電池パック。 - 前記電圧降下量設定部は、前記二次電池の両端電圧をVt、前記目標電圧をVtgとした場合、前記電圧降下量Vcを、下記の式(1)に基づき設定すること
を特徴とする請求項3記載の電池パック。
Vc=Vtg−Vt ・・・(1) - 前記二次電池の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記電圧降下量設定部は、
前記温度検出部により検出された前記二次電池の温度が、当該二次電池の充電に適さない方向に変化した場合、前記電圧降下量を増大させること
を特徴とする請求項3又は4に記載の電池パック。 - 前記二次電池は、複数のセルが直列接続された組電池であり、
前記電圧検出部は、
前記各セルの端子電圧を検出し、
前記電圧降下制御部は、
前記電圧検出部によって検出される各端子電圧のうちいずれかが、前記閾値電圧以上の場合、前記電圧降下部によって、前記電圧降下を生じさせること
を特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の電池パック。 - 前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記電圧降下制御部は、
前記電圧検出部によって検出される端子電圧が、予め設定された閾値電圧以上の場合、前記電流検出部により検出される電流値が減少するまで前記電圧降下部による電圧降下量を徐々に増大させ、前記電流検出部により検出される電流値が減少し始めた後、前記電圧降下量設定部により設定された電圧降下量の電圧降下を、前記電圧降下部によって生じさせること
を特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の電池パック。 - 前記接続端子によって受電された充電電圧を検出する充電電圧検出部と、
前記電流検出部により検出される電流値が減少し始めたときに、前記充電電圧検出部によって検出された電圧を、定電圧充電設定電圧として取得すると共に前記目標電圧として設定する目標電圧設定部とをさらに備えること
を特徴とする請求項7記載の電池パック。 - 前記目標電圧は、
前記二次電池における直列セル数と前記閾値電圧とを乗じた電圧であること
を特徴とする請求項6又は7記載の電池パック。 - 前記接続端子には、予め設定された一定の定電圧充電設定電圧を当該接続端子に供給することにより前記二次電池を定電圧充電する充電装置が接続可能にされており、
前記接続端子に接続される充電装置における前記定電圧充電設定電圧を検出する設定電圧検出部と、
前記設定電圧検出部によって検出された定電圧充電設定電圧を、前記目標電圧として設定する目標電圧設定部とをさらに備えること
を特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の電池パック。 - 前記二次電池に流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記電圧降下制御部は、
前記電圧検出部によって検出される端子電圧が、予め設定された閾値電圧以上の場合、前記電流検出部により検出される電流値が減少するまで、前記電圧降下部による電圧降下量を徐々に増大させること
を特徴とする請求項1又は2記載の電池パック。 - 前記定電圧充電設定電圧が、前記目標電圧よりも、予め設定された判定電圧以上大きい場合、前記二次電池の充電電流を遮断する遮断部をさらに備えること
を特徴とする請求項8又は10記載の電池パック。 - 前記電圧降下部は、
前記二次電池と前記接続端子との間の電流経路を開閉する第1スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子と並列に接続された、第2スイッチング素子と抵抗との直列回路とを備え、
前記電圧降下制御部は、
前記第1スイッチング素子をオフさせると共に前記第2スイッチング素子をオンさせることにより、前記電圧降下を生じさせること
を特徴とする請求項1又は2に記載の電池パック。 - 前記電圧降下部は、
前記二次電池と前記接続端子との間の電流経路を開閉する第1スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子と並列に接続された、第2スイッチング素子と抵抗との直列回路と、
前記第1スイッチング素子と並列に接続された、第3スイッチング素子と抵抗との直列回路とを備え、
前記電圧降下制御部は、
前記第1、第2、及び第3スイッチング素子のオン、オフの組み合わせにより得られる電圧降下のうち、前記電圧降下量設定部により設定された電圧降下量以上であってかつ当該電圧降下量に最も近い電圧降下が、前記電圧降下部によって得られるように前記第1、第2、及び第3スイッチング素子のオン、オフを制御すること
を特徴とする請求項3〜10のいずれか1項に記載の電池パック。 - 前記第2スイッチング素子と直列接続された抵抗と、前記第3スイッチング素子と直列接続された抵抗とは、抵抗値が異なること
を特徴とする請求項14記載の電池パック。 - 前記電圧降下部は、
前記二次電池と前記接続端子との間に介設された電界効果トランジスタであり、
前記電圧降下制御部は、
前記電界効果トランジスタのゲート電圧を制御して当該電界効果トランジスタのオン抵抗を調節することによって、前記電圧降下部における電圧降下量を制御すること
を特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の電池パック。 - 前記電圧降下部は、
前記二次電池と前記接続端子との間に介設されたバイポーラトランジスタであり、
前記電圧降下制御部は、
前記バイポーラトランジスタのベース電流を制御して当該バイポーラトランジスタのエミッタコレクタ間電圧を調節することによって、前記電圧降下部における電圧降下量を制御すること
を特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の電池パック。 - 前記電圧降下部は、
前記二次電池と前記接続端子との間に介設されたサーミスタと、
前記サーミスタの温度を調節する温度調節部とを備え、
前記電圧降下制御部は、
前記温度調節部によって、前記サーミスタの温度を調節して当該サーミスタの抵抗値を制御することによって、前記電圧降下部における電圧降下量を制御すること
を特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の電池パック。 - 二次電池と、
前記二次電池を充電するための充電電圧を供給する充電部と、
前記二次電池と前記充電部との間で前記二次電池と直列に電圧降下を生じさせる電圧降下部と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部によって検出される端子電圧が、予め設定された閾値電圧以上の場合、前記電圧降下部によって、前記電圧降下を増大させる電圧降下制御部と
を備えることを特徴とする充電システム。
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