JP2010141987A - Method and device for charging battery pack - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of connection terminals of a battery pack and a charging device. <P>SOLUTION: In a charging method, the battery pack having a plurality of secondary batteries connected in series is charged. When the battery whose voltage is not more than a prescribed voltage or reaches maximum charging voltage exists for one or above, an alarm signal is monitored to be output. When charging is started, the charging is performed with maximum charging current. Whenever the alarm signal is detected, a charging current is reduced stepwise after a prescribed time elapses. If the alarm signal is detected when the charging current is the lowest charging current, the charging is stopped. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、バッテリパックの充電方法及び充電装置に関し、特にアラーム信号を備えたバッテリパックの充電方法及び充電装置に関する。   The present invention relates to a battery pack charging method and a charging device, and more particularly to a battery pack charging method and a charging device having an alarm signal.

従来のリチウムイオン二次電池の充電方法としては、定電流―定電圧充電が一般的である。これは、充電初期に定電流による急速充電を行い、電池電圧が最大充電電圧に達すると、電池に最大充電電圧を印加する定電圧充電に切り換え、充電電流が所定の電流値を下回った場合に充電を完了する方法である。   As a conventional method for charging a lithium ion secondary battery, constant current-constant voltage charging is generally used. This is because when the battery voltage reaches the maximum charge voltage when the battery voltage reaches the maximum charge voltage, it switches to constant voltage charge that applies the maximum charge voltage to the battery, and the charge current falls below a predetermined current value. This is a method of completing charging.

しかしながら、上記した方法では、定電流―定電圧充電は充電する二次電池の電圧と充電電流を常に検出し、検出結果に応じて充電状態を制御するため、回路が複雑になる。また、リチウムイオン二次電池の充電においては、リチウムイオン二次電池の電圧を最大充電電圧以上に上げてはならないという制約がある。これは、リチウムイオン二次電池に過度の電圧を印加すると負極に金属リチウムが析出し内部短絡を発生する危険があるためである。   However, in the above-described method, the constant current-constant voltage charging always detects the voltage and charging current of the secondary battery to be charged, and controls the charging state according to the detection result, so that the circuit becomes complicated. Further, in charging a lithium ion secondary battery, there is a restriction that the voltage of the lithium ion secondary battery must not be increased beyond the maximum charging voltage. This is because when an excessive voltage is applied to the lithium ion secondary battery, metallic lithium is deposited on the negative electrode, which may cause an internal short circuit.

このため、複数のリチウムイオン二次電池を同時に充電する場合は、各々の二次電池の電圧を検出し、一つでも最大充電電圧以上にならないように制御しなければならない。   For this reason, when charging a plurality of lithium ion secondary batteries at the same time, the voltage of each secondary battery must be detected and controlled so as not to exceed the maximum charging voltage.

特許文献1には、複数の二次電池セルで構成されたバッテリを充電するための充電装置が開示されている。この充電装置は、いずれかの二次電池セルの電圧が所定電圧になるまでの間は、充電電流を順次段階的に増大させる。そして、いずれかの二次電池セルの電圧が所定電圧になると、充電電流を順次減少するように制御している。
特開2001−186686号公報
Patent Document 1 discloses a charging device for charging a battery composed of a plurality of secondary battery cells. This charging device sequentially increases the charging current step by step until the voltage of any of the secondary battery cells reaches a predetermined voltage. Then, when the voltage of any of the secondary battery cells reaches a predetermined voltage, the charging current is controlled to decrease sequentially.
JP 2001-186686 A

しかしながら、リチウムイオン二次電池を複数内蔵したバッテリパックを充電する場合は、バッテリパックから各電池の電圧情報を充電装置側に伝える必要があり、バッテリパックと充電装置の接続端子が多くなってしまうという問題がある。   However, when charging a battery pack containing a plurality of lithium ion secondary batteries, it is necessary to transmit voltage information of each battery from the battery pack to the charging device side, and the connection terminals of the battery pack and the charging device increase. There is a problem.

また、バッテリパック内に、電池電圧が0V近辺まで低下し、充電すると危険な不良電池が混ざっている場合がある。このような場合は、従来の充電装置では不良電池を検出できず、正常な電池が満充電になるまで、不良電池も充電してしまうため非常に危険であった。   In addition, the battery voltage may be reduced to around 0 V in the battery pack, and dangerous defective batteries may be mixed when charged. In such a case, the conventional battery charger cannot detect the defective battery, and the defective battery is charged until the normal battery is fully charged.

この発明は、上述した実情を考慮してなされたものであって、バッテリパックと充電装置との接続端子の数を少なくすることを第1の目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and a first object thereof is to reduce the number of connection terminals between the battery pack and the charging device.

また、この発明は、簡単な回路構成で電池電圧が最大充電電圧以上に上昇することが防止でき、しかも満充電に近い状態まで充電できるようにすることを第2の目的とする。   A second object of the present invention is to make it possible to prevent the battery voltage from rising above the maximum charge voltage with a simple circuit configuration and to charge the battery to a state close to full charge.

さらに、この発明は、不良電池が混ざっていた場合は、充電を行わないか、速やかに充電を停止できるようにすることを第3の目的とする。   Furthermore, a third object of the present invention is to perform charging quickly or stop charging when defective batteries are mixed.

上記の課題を解決するために、この発明の充電方法は、一つまたは直列接続した複数の二次電池を有するバッテリパックを充電する充電方法において、最大充電電圧に達した電池が一個以上有る場合には、アラーム信号を出力するように監視し、充電開始時に最大充電電流で充電を行い、前記アラーム信号を検出する度に、所定の時間経過後、充電電流を段階的に減少させ、充電電流が最低充電電流のときに前記アラーム信号を検出した場合に充電を停止することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the charging method of the present invention is a charging method for charging a battery pack having one or a plurality of secondary batteries connected in series, and there is one or more batteries that have reached the maximum charging voltage. Is monitored to output an alarm signal, charging is performed at the maximum charging current at the start of charging, and each time the alarm signal is detected, the charging current is decreased step by step after a predetermined time elapses. When the alarm signal is detected when is the minimum charging current, charging is stopped.

また、この発明の充電方法は、上記の構成に加え、前記充電開始時に、電池電圧が所定の電圧以下の電池が一個以上有る場合には、アラーム信号を出力するように監視し、前記アラーム信号を検出した場合は、充電を禁止するように構成できる。   In addition to the above-described configuration, the charging method of the present invention monitors to output an alarm signal when there is one or more batteries having a battery voltage equal to or lower than a predetermined voltage at the start of charging. It can be configured to prohibit charging when it is detected.

さらに、この発明の充電方法は、上記の構成に加え、前記充電電流は、アラーム信号を検出する度に直前の充電電流の1/2に減少させるように構成することができる。   Furthermore, in addition to the above configuration, the charging method of the present invention can be configured to reduce the charging current to ½ of the immediately preceding charging current every time an alarm signal is detected.

この発明の充電装置は、一つまたは直列接続した複数の二次電池を有するバッテリパックを充電するバッテリパックの充電装置において、前記各二次電池の電池電圧を検出して電圧検出結果を出力する電圧検出手段と、前記電圧検出手段の出力に基づき最大充電電圧に達した電池が一個以上有る場合にアラーム信号を出力するアラーム信号出力手段と、前記バッテリパックに充電電流を供給する充電電源と、前記アラーム信号出力手段からの出力に応じて前記充電電源を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アラーム信号を検出する度に、所定の時間経過後、充電電流を段階的に減少させることを特徴とする。   The charging device of the present invention detects a battery voltage of each secondary battery and outputs a voltage detection result in the battery pack charging device for charging a battery pack having one or a plurality of secondary batteries connected in series. Voltage detection means, alarm signal output means for outputting an alarm signal when there is one or more batteries that have reached the maximum charging voltage based on the output of the voltage detection means, and a charging power supply for supplying a charging current to the battery pack; Control means for controlling the charging power supply in accordance with an output from the alarm signal output means, and the control means decreases the charging current stepwise after a predetermined time every time the alarm signal is detected. It is characterized by making it.

また、前記制御手段は、充電電流が最低充電電流のときに前記アラーム信号を検出した場合に充電を停止するように構成すればよい。   The control means may be configured to stop charging when the alarm signal is detected when the charging current is the minimum charging current.

また、前記アラーム信号出力手段は、前記電圧検出手段の出力に基づき電池電圧が所定の電圧以下の電池が一個以上有る場合にアラーム信号を出力し、前記制御手段は、前記充電開始時に、前記アラーム信号を検出した場合は、充電を禁止するように構成できる。   The alarm signal output means outputs an alarm signal when there is one or more batteries having a battery voltage equal to or lower than a predetermined voltage based on the output of the voltage detection means, and the control means outputs the alarm signal at the start of charging. If a signal is detected, charging can be prohibited.

また、前記制御手段は、アラーム信号を検出する度に直前の充電電流の1/2に前記充電電流を減少させるように構成できる。   The control means can be configured to reduce the charging current to ½ of the immediately preceding charging current each time an alarm signal is detected.

この発明によれば、バッテリパック内の二次電池の数にかかわり無く充電装置との接続端子が僅か3つで済むので、端子数を大幅に少なくできる。   According to the present invention, since only three connection terminals with the charging device are required regardless of the number of secondary batteries in the battery pack, the number of terminals can be greatly reduced.

また、アラーム信号を検出すると、アラーム信号が出なくなるまで、充電電流を段階的に低下させるようにしたので、二次電池を最大充電電圧以上に充電することなく、しかも満充電近くまで充電することができる。   In addition, when the alarm signal is detected, the charging current is gradually reduced until the alarm signal is no longer output, so the secondary battery can be charged to near full charge without charging more than the maximum charging voltage. Can do.

さらに、不良電池などが混ざっていた場合には充電を停止することができる。   Furthermore, charging can be stopped when defective batteries or the like are mixed.

さらに、充電装置は充電電流だけを制御すればよく、電圧検出や電流検出が不要になったので充電装置の構成が大幅に簡素化できるようになった。また、充電電流を1/2ずつ減少させるようにしたため、充電電流の制御回路、または制御方法をより簡単に構成することができる。   Furthermore, the charging device only needs to control the charging current, and voltage detection and current detection are no longer necessary, so that the configuration of the charging device can be greatly simplified. Further, since the charging current is decreased by ½, the charging current control circuit or the control method can be configured more easily.

以下、図面を参照して、この発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、この発明のバッテリパック10と充電装置20のブロック図である。バッテリパック10は、二次電池B1、B2、保護回路11、放電制御NMOSトランジスタM1、充電制御NMOSトランジスタM2で構成されている。   FIG. 1 is a block diagram of a battery pack 10 and a charging device 20 of the present invention. The battery pack 10 includes secondary batteries B1 and B2, a protection circuit 11, a discharge control NMOS transistor M1, and a charge control NMOS transistor M2.

また、バッテリパック10は、正極端子(T+)121、負極端子(T−)122、アラーム信号出力端子(ALM)123を備えている。   The battery pack 10 also includes a positive terminal (T +) 121, a negative terminal (T−) 122, and an alarm signal output terminal (ALM) 123.

一方、充電装置20は、充電用電源出力端子とアラーム信号入力端子を備え、電源出力端子はバッテリパック10の正極端子121と負極端子122に接続され、アラーム信号入力端子はバッテリパック10のアラーム信号出力端子123に接続されている。この充電装置20は、内蔵するマイクロコンピュータ等で構成される制御回路により,充電電流を制御する。   On the other hand, the charging device 20 includes a charging power output terminal and an alarm signal input terminal, the power output terminal is connected to the positive terminal 121 and the negative terminal 122 of the battery pack 10, and the alarm signal input terminal is an alarm signal of the battery pack 10. The output terminal 123 is connected. The charging device 20 controls the charging current by a control circuit constituted by a built-in microcomputer or the like.

二次電池B1、B2はリチウムイオン二次電池であり、直列接続されている。二次電池B1とB2のプラス端子とマイナス端子は全て、保護回路11に入力されている。さらに、二次電池B1のプラス端子は正極端子T+に接続され、二次電池B2のマイナス端子は放電制御NMOSトランジスタM1の一方の端子に接続されている。   The secondary batteries B1 and B2 are lithium ion secondary batteries and are connected in series. All of the positive terminals and the negative terminals of the secondary batteries B1 and B2 are input to the protection circuit 11. Further, the positive terminal of the secondary battery B1 is connected to the positive terminal T +, and the negative terminal of the secondary battery B2 is connected to one terminal of the discharge control NMOS transistor M1.

放電制御NMOSトランジスタM1のゲートは保護回路11の出力端子Doutに接続されている。放電制御NMOSトランジスタM1の他方の端子は、充電制御NMOSトランジスタM2の一方の端子に接続されている。充電制御NMOSトランジスタM2の他方の端子は負極端子−に接続されている。また、NMOSトランジスタM2のゲートは保護回路11の出力端子Coutに接続されている。   The gate of the discharge control NMOS transistor M1 is connected to the output terminal Dout of the protection circuit 11. The other terminal of the discharge control NMOS transistor M1 is connected to one terminal of the charge control NMOS transistor M2. The other terminal of the charge control NMOS transistor M2 is connected to the negative terminal-. The gate of the NMOS transistor M2 is connected to the output terminal Cout of the protection circuit 11.

保護回路11のアラーム信号出力はアラーム端子(ALM)123に接続されている。アラーム信号は、二次電池B1とB2のいずれかが最大充電電圧に達した場合にハイレベルとなる。また、二次電池B1とB2のいずれかが0Vに近い所定の電圧以下に低下した場合にもハイレベルとなる。0Vに近い所定の電圧とは、二次電池を不良と判定するための電圧で、リチウムイオン二次電池の場合は1.0V前後に設定している。   The alarm signal output of the protection circuit 11 is connected to an alarm terminal (ALM) 123. The alarm signal becomes a high level when any of the secondary batteries B1 and B2 reaches the maximum charging voltage. The high level is also obtained when either of the secondary batteries B1 and B2 drops below a predetermined voltage close to 0V. The predetermined voltage close to 0V is a voltage for determining that the secondary battery is defective. In the case of a lithium ion secondary battery, it is set to around 1.0V.

図2は、この発明のバッテリパック10の一例を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of the battery pack 10 of the present invention.

このバッテリパック10は、二次電池を異常状態から保護する二次電池保護回路11を備える。この保護回路11は、電池保護集積回路としてIC化されており、リチウムイオン二次電池B1とB2とともにバッテリパック10内に収容されている。   The battery pack 10 includes a secondary battery protection circuit 11 that protects the secondary battery from an abnormal state. This protection circuit 11 is integrated as a battery protection integrated circuit, and is housed in the battery pack 10 together with the lithium ion secondary batteries B1 and B2.

保護回路11は、二次電池B1とB2の放電制御用の半導体デバイスである放電制御NMOSトランジスタM1及び充電制御NMOSトランジスタM2のオン(ON)、オフ(OFF)を制御するマイクロコンピュータで構成される制御回路110と、二次電池B1、B2の電池電圧を検出し、過充電、過放電をそれぞれ検出する過充電検出回路111、過放電検出回路112を備える。なお、113は放電制御NMOSトランジスタM1の寄生ダイオード、114は充電制御NMOSトランジスタM2の寄生ダイオードを示している。   The protection circuit 11 includes a microcomputer that controls on / off of a discharge control NMOS transistor M1 and a charge control NMOS transistor M2 that are semiconductor devices for controlling discharge of the secondary batteries B1 and B2. The control circuit 110 includes an overcharge detection circuit 111 and an overdischarge detection circuit 112 that detect battery voltages of the secondary batteries B1 and B2 and detect overcharge and overdischarge, respectively. Reference numeral 113 denotes a parasitic diode of the discharge control NMOS transistor M1, and 114 denotes a parasitic diode of the charge control NMOS transistor M2.

充電時、バッテリパック10の過充電検出回路111は二次電池B1、B2のそれぞれの電池が過充電されないように電池電圧を監視している。検出電圧が予め設定された過充電設定電圧より低い場合、過充電検出回路111は通常状態であることを制御回路110に通知する。通常状態では、制御回路110は、CoutにH(ハイ)レベルの信号を与え、充電制御NMOSトランジスタM2のゲートをH(ハイ)レベルにし、充電制御NMOSトランジスタM2をオンにして充電電流を通電させる。   At the time of charging, the overcharge detection circuit 111 of the battery pack 10 monitors the battery voltage so that the secondary batteries B1 and B2 are not overcharged. When the detected voltage is lower than the preset overcharge setting voltage, the overcharge detection circuit 111 notifies the control circuit 110 that it is in the normal state. In the normal state, the control circuit 110 gives an H (high) level signal to Cout, sets the gate of the charge control NMOS transistor M2 to H (high) level, turns on the charge control NMOS transistor M2, and energizes the charge current. .

過充電検出回路111が過充電設定電圧より高い電池電圧を検出した場合、過充電電圧検出回路111は過充電状態であることを制御回路110に通知する。過充電状態では、制御回路110は、CoutにL(ロー)レベルの信号を与え、充電制御NMOSトランジスタM2のゲートをL(ロー)レベルにし、充電制御NMOSトランジスタM2をオフにして充電電流を切断させる。   When the overcharge detection circuit 111 detects a battery voltage higher than the overcharge setting voltage, the overcharge voltage detection circuit 111 notifies the control circuit 110 that it is in an overcharge state. In the overcharge state, the control circuit 110 gives an L (low) level signal to Cout, sets the gate of the charge control NMOS transistor M2 to L (low) level, turns off the charge control NMOS transistor M2, and cuts off the charge current. Let

また、過充電検出回路111は、二次電池B1とB2のいずれかが最大充電電圧に達した場合、過充電検出回路111は最大充電電圧に達したことを制御回路110に通知する。制御回路110は、この通知により、アラーム信号をH(ハイ)レベルにする。   Further, when any of the secondary batteries B1 and B2 reaches the maximum charge voltage, the overcharge detection circuit 111 notifies the control circuit 110 that the maximum charge voltage has been reached. In response to this notification, the control circuit 110 sets the alarm signal to the H (high) level.

一方、放電時、バッテリパック10の過放電検出回路112は、二次電池B1、B2が過放電とならないように電池電圧を監視している。検出電圧が予め設定された過放電設定電圧、すなわち0Vに近い所定の電圧以下になったか否か監視している。0Vに近い所定の電圧とは、二次電池を不良と判定するための電圧で、リチウムイオン二次電池の場合は1.0V前後に設定している。   On the other hand, during discharge, the overdischarge detection circuit 112 of the battery pack 10 monitors the battery voltage so that the secondary batteries B1 and B2 are not overdischarged. It is monitored whether or not the detected voltage is equal to or lower than a preset overdischarge set voltage, that is, a predetermined voltage close to 0V. The predetermined voltage close to 0V is a voltage for determining that the secondary battery is defective. In the case of a lithium ion secondary battery, it is set to around 1.0V.

検出電圧が予め設定された過放電設定電圧より高い場合、過放電検出回路112は通常状態であることを制御回路110に通知する。通常状態では、制御回路110はDoutにH(ハイ)レベルの信号を与え、放電制御NMOSトランジスタM1のゲートをH(ハイ)レベルにし、放電制御NMOSトランジスタ113をオンにして放電電流を通電させる。   When the detected voltage is higher than the preset overdischarge set voltage, the overdischarge detection circuit 112 notifies the control circuit 110 that it is in the normal state. In a normal state, the control circuit 110 gives a signal of H (high) level to Dout, sets the gate of the discharge control NMOS transistor M1 to H (high) level, turns on the discharge control NMOS transistor 113, and supplies a discharge current.

過放電検出回路112が過放電設定電圧より低い電池電圧を検出した場合、過放電検出回路112は過放電状態であることを制御回路110に通知する。過放電状態では、制御回路110はDoutにL(ロー)レベルの信号を与え、放電制御NMOSトランジスタM1のゲートをL(ロー)レベルにし、放電制御NMOSトランジスタ113をオフにして放電電流を切断させる。   When the overdischarge detection circuit 112 detects a battery voltage lower than the overdischarge set voltage, the overdischarge detection circuit 112 notifies the control circuit 110 that it is in an overdischarge state. In the overdischarge state, the control circuit 110 gives an L (low) level signal to Dout, sets the gate of the discharge control NMOS transistor M1 to L (low) level, turns off the discharge control NMOS transistor 113, and cuts the discharge current. .

また、制御回路110は、充電開始時においても過放電検出回路112から二次電池B1とB2のいずれかが0Vに近い所定の電圧以下に低下した場合を検出した場合には、電圧アラーム信号をH(ハイ)レベルにする。   In addition, the control circuit 110 outputs a voltage alarm signal when it detects that either of the secondary batteries B1 and B2 has dropped below a predetermined voltage close to 0V from the overdischarge detection circuit 112 even at the start of charging. Set to H (high) level.

上記したように、アラーム信号は、二次電池B1とB2のいずれかが最大充電電圧に達した場合と二次電池B1とB2のいずれかが0Vに近い所定の電圧以下に低下した場合にH(ハイ)レベルとなる。   As described above, the alarm signal is H when any of the secondary batteries B1 and B2 reaches the maximum charging voltage and when any of the secondary batteries B1 and B2 drops below a predetermined voltage close to 0V. (High) level.

次に、この発明の充電方法を図3及び図4を参照してさらに説明する。   Next, the charging method of the present invention will be further described with reference to FIGS.

図3は、この発明の充電方法を示すフローチャートである。このチャートに基づいて充電方法を説明する。なお、図3において、Sn(nは1から9の整数)は各工程のステップ番号である。   FIG. 3 is a flowchart showing the charging method of the present invention. The charging method will be described based on this chart. In FIG. 3, Sn (n is an integer from 1 to 9) is a step number of each process.

バッテリパック10が充電装置20に接続され充電が開始されると、ステップS1で充電装置20は先ずアラーム信号の有無を確認する。もし、アラーム信号が出力されている場合は、ステップS8に移動し充電を終了する。すなわち、充電電流を印加する前にアラーム信号が出力されている場合は、既に満充電まで充電されている二次電池があるか、不良の電池が混ざっているので、充電を行うことができないからである。   When the battery pack 10 is connected to the charging device 20 and charging is started, the charging device 20 first checks the presence or absence of an alarm signal in step S1. If an alarm signal is output, the process moves to step S8 and the charging is terminated. In other words, if the alarm signal is output before the charging current is applied, there is a secondary battery that is already fully charged or there is a mixture of defective batteries, so charging cannot be performed. It is.

ステップS1でアラーム信号が検出されなかった場合は、ステップS2に移行し、最大充電電流で充電を開始する。   If no alarm signal is detected in step S1, the process proceeds to step S2 and charging is started with the maximum charging current.

充電中は常にステップS3でアラーム信号の有無をチェックしている。ステップS3でアラーム信号を検出するとステップS4に移行する。ステップ4で所定の時間待ちを行いステップS5で再度アラーム信号の有無を確認する。ステップS5でアラーム信号が確認されない場合は、ステップS3で確認されたアラーム信号はノイズなどによる誤信号の可能性があるので、ステップ3に戻り、アラーム信号の確認をやり直す。ステップS5でアラーム信号が確認されると、ステップS6に移行する。   During charging, the presence or absence of an alarm signal is always checked in step S3. When an alarm signal is detected in step S3, the process proceeds to step S4. In step 4, a predetermined time is waited, and in step S5, the presence or absence of an alarm signal is confirmed again. If the alarm signal is not confirmed in step S5, the alarm signal confirmed in step S3 may be an erroneous signal due to noise or the like, so the process returns to step 3 to reconfirm the alarm signal. When the alarm signal is confirmed in step S5, the process proceeds to step S6.

ステップS6では現在の充電電流をチェックして、最低充電電流でなければ、ステップS7に移行する。ステップS7では充電電流を1段階少ない電流値に設定する。本実施形態では、現状の充電電流の1/2になるように設定している。充電電流を下げると、バッテリパック10の電圧が低下するので、アラーム信号は消滅する。   In step S6, the current charging current is checked. If it is not the minimum charging current, the process proceeds to step S7. In step S7, the charging current is set to a current value one step lower. In this embodiment, the current charging current is set to ½. When the charging current is lowered, the voltage of the battery pack 10 is lowered, so that the alarm signal disappears.

ステップS7で充電電流を下げた後は、ステップS3に戻り、アラーム信号の確認をする。以下、ステップS3からステップS7までの工程を繰り返す。繰り返しているうちに充電電流が次第に少なくなり最低充電電流になる。ステップS6で充電電流が最低充電電流のときは、ステップS9に移行し、充電を終了する。   After reducing the charging current in step S7, the process returns to step S3 to confirm the alarm signal. Thereafter, the processes from step S3 to step S7 are repeated. During the repetition, the charging current gradually decreases and becomes the minimum charging current. When the charging current is the minimum charging current in step S6, the process proceeds to step S9 and the charging is terminated.

図4は上記フローの動作をタイミングチャートで表したものである。図4(a)は充電電流が少なくなる度にアラーム信号が消失する場合で、(b)はアラーム信号が出続けた場合である。   FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the above flow. FIG. 4A shows a case where the alarm signal disappears whenever the charging current decreases, and FIG. 4B shows a case where the alarm signal continues to be output.

先ず図4(a)の場合を説明する。充電初期は最大充電電流で充電を行っている。時刻t1でアラーム信号がハイレベルになったが、所定の時間td経過後、ローレベルに戻っているので、充電電流は変わらない。   First, the case of FIG. 4A will be described. In the initial stage of charging, charging is performed at the maximum charging current. Although the alarm signal becomes high level at time t1, the charging current does not change because it returns to low level after a predetermined time td.

時刻t2でアラーム信号がハイレベルになり、所定の時間td経過後もハイレベルなので、充電電流は最大充電電流の1/2に減少する。充電電流が減少するとバッテリパック10の電圧が下がるので、アラーム信号はローレベルに戻る。所定の時間tdは、アラーム信号とノイズの区別がつく時間でよいので、数mSから数10mSに設定される。   At time t2, the alarm signal becomes high level, and since the high level is maintained even after a predetermined time td has elapsed, the charging current is reduced to ½ of the maximum charging current. When the charging current decreases, the voltage of the battery pack 10 decreases, so that the alarm signal returns to the low level. The predetermined time td may be a time that allows the alarm signal and the noise to be distinguished from each other, and is set from several milliseconds to several tens of milliseconds.

時刻t3で再びアラーム信号が出力されると、充電電流はさらに1/2になる。時刻t4でアラーム信号が出ると、さらに1/2減少し、最低充電電流になる。この充電電流で時刻t5にアラーム信号が出ると、所定の時間td経過後、充電電流を0にして充電を終了する。   When the alarm signal is output again at time t3, the charging current is further halved. When an alarm signal is output at time t4, the alarm signal is further reduced by half to reach the minimum charging current. When an alarm signal is output at time t5 with this charging current, after a predetermined time td has elapsed, the charging current is set to 0 and charging is terminated.

次に、図4(b)の場合を説明する。最大充電電流で充電中にアラーム信号がハイレベルとなり、充電電流を1/2に減らした後も、アラーム信号がローレベルにならないので、さらに所定の時間td経過後、充電電流を1/2にする。それでもアラーム信号がローレベルに下がらないので、さらに所定時間td経過後、充電電流を1/2に減らす。このようにアラーム信号がローレベルにならない場合は、所定の時間td経過する度に充電電流を減少させて、一気に充電終了まで進むので、満充電になった電池を長時間充電して問題を起こすことが無い。また、充電途中でバッテリパック10内の断線や電池の内部短絡などで電池電圧が0V付近に低下した場合も充電を急速に終了することができる。   Next, the case of FIG. 4B will be described. The alarm signal becomes high level during charging at the maximum charging current, and the alarm signal does not become low level even after the charging current is reduced to 1/2. Therefore, after a predetermined time td has elapsed, the charging current is reduced to 1/2. To do. Still, since the alarm signal does not fall to the low level, the charging current is further reduced to ½ after a predetermined time td. If the alarm signal does not go low as described above, the charging current is decreased every time the predetermined time td elapses, and the charging proceeds to the end of charging at a stretch. Therefore, a fully charged battery is charged for a long time to cause a problem. There is nothing. Further, the charging can be rapidly terminated even when the battery voltage is reduced to around 0 V due to disconnection in the battery pack 10 or internal short circuit of the battery during the charging.

また、タイミングチャートは無いが、バッテリパック10に最大充電電流を供給する前にアラーム信号がハイレベルになっていた場合は、充電を開始しないので、不用意に満充電のバッテリパックや、不良電池の混じっているバッテリパック10を充電することも無い。   Although there is no timing chart, charging is not started when the alarm signal is at a high level before the maximum charging current is supplied to the battery pack 10, so that a fully charged battery pack or a defective battery is inadvertently charged. There is no need to charge the battery pack 10 that is mixed.

なお、上記した実施形態では、バッテリパック10内の二次電池が2つの場合を示したが、二次電池はいくつあっても構わない。いくつあってもアラーム信号出力端子(ALM)一つで制御できるため、電池の数が多いほどこの発明の効果は大きくなる。   In the above-described embodiment, the case where there are two secondary batteries in the battery pack 10 is shown, but there may be any number of secondary batteries. Since the number of batteries can be controlled by one alarm signal output terminal (ALM), the effect of the present invention increases as the number of batteries increases.

また、タイミングチャートでは、充電電流のステップを4段階で説明したが、2段階以上であれば何段階でもよい。   In the timing chart, the charging current step is described in four stages, but any number of steps may be used as long as it is two or more stages.

以上説明したように、この発明によれば、バッテリパック10内の二次電池の数にかかわり無く充電装置20との接続端子が僅か3つで済むので、バッテリパック10と充電装置20との接続端子数を大幅に減らすことができるようになった。   As described above, according to the present invention, the connection between the battery pack 10 and the charging device 20 can be made with only three connection terminals with the charging device 20 regardless of the number of secondary batteries in the battery pack 10. The number of terminals can be greatly reduced.

また、アラーム信号を検出すると、アラーム信号が出なくなるまで、充電電流を段階的に低下させるようにしたので、二次電池を最大充電電圧以上に充電することなく、しかも満充電近くまで充電することができる。   In addition, when the alarm signal is detected, the charging current is gradually reduced until the alarm signal is no longer output, so the secondary battery can be charged to near full charge without charging more than the maximum charging voltage. Can do.

さらに、不良電池などが混ざっていた場合には充電を速やかに停止することができる。   Furthermore, when defective batteries or the like are mixed, charging can be stopped quickly.

さらに、充電装置は充電電流だけを制御すればよく、電圧検出や電流検出が不要になったので充電装置20の構成が大幅に簡素化できるようになった。また、充電電流を1/2ずつ減少させるようにしたため、充電電流の制御回路、または制御方法をより簡単に構成することができる。   Furthermore, the charging device only needs to control the charging current, and voltage detection and current detection are no longer necessary, so that the configuration of the charging device 20 can be greatly simplified. Further, since the charging current is decreased by ½, the charging current control circuit or the control method can be configured more easily.

この発明のバッテリパック10と充電装置20のブロック図である。1 is a block diagram of a battery pack 10 and a charging device 20 of the present invention. この発明のバッテリパック10の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the battery pack 10 of this invention. この発明の充電方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the charging method of this invention. この発明の充電方法を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the charging method of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 バッテリパック、22 保護回路、20 充電装置、B1、B2 リチウムイオン二次電池、M1 放電制御用NMOSトランジスタ、M2 充電制御用NMOSトランジスタ。   10 battery pack, 22 protection circuit, 20 charging device, B1, B2 lithium ion secondary battery, M1 discharge control NMOS transistor, M2 charge control NMOS transistor.

Claims (7)

一つまたは直列接続した複数の二次電池を有するバッテリパックを充電する充電方法において、
最大充電電圧に達した電池が一個以上有る場合には、アラーム信号を出力するように監視し、充電開始時に最大充電電流で充電を行い、前記アラーム信号を検出する度に、所定の時間経過後、充電電流を段階的に減少させ、充電電流が最低充電電流のときに前記アラーム信号を検出した場合に充電を停止することを特徴とするバッテリパックの充電方法。
In a charging method for charging a battery pack having one or a plurality of secondary batteries connected in series,
When there is one or more batteries that have reached the maximum charging voltage, monitoring is performed so that an alarm signal is output, charging is performed at the maximum charging current at the start of charging, and each time the alarm signal is detected, a predetermined time elapses. A method for charging a battery pack, wherein the charging current is decreased stepwise, and charging is stopped when the alarm signal is detected when the charging current is the minimum charging current.
前記充電開始時に、電池電圧が所定の電圧以下の電池が一個以上有る場合には、アラーム信号を出力するように監視し、前記アラーム信号を検出した場合は、充電を禁止することを特徴とする請求項1に記載のバッテリパックの充電方法。   When there is one or more batteries having a battery voltage equal to or lower than a predetermined voltage at the start of charging, monitoring is performed to output an alarm signal, and charging is prohibited when the alarm signal is detected. The battery pack charging method according to claim 1. 前記充電電流は、アラーム信号を検出する度に直前の充電電流の1/2に減少させることを特徴とする請求項1に記載のバッテリパックの充電方法。   The method of charging a battery pack according to claim 1, wherein the charging current is reduced to ½ of the immediately preceding charging current every time an alarm signal is detected. 一つまたは直列接続した複数の二次電池を有するバッテリパックを充電するバッテリパックの充電装置において、
前記各二次電池の電池電圧を検出して電圧検出結果を出力する電圧検出手段と、前記電圧検出手段の出力に基づき最大充電電圧に達した電池が一個以上有る場合にアラーム信号を出力するアラーム信号出力手段と、前記バッテリパックに充電電流を供給する充電電源と、前記アラーム信号出力手段からの出力に応じて前記充電電源を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アラーム信号を検出する度に、所定の時間経過後、充電電流を段階的に減少させることを特徴とするバッテリパックの充電装置。
In a battery pack charging device for charging a battery pack having one or a plurality of secondary batteries connected in series,
Voltage detection means for detecting the battery voltage of each secondary battery and outputting a voltage detection result; and an alarm for outputting an alarm signal when there is one or more batteries that have reached the maximum charge voltage based on the output of the voltage detection means A signal output unit; a charging power source that supplies a charging current to the battery pack; and a control unit that controls the charging power source in accordance with an output from the alarm signal output unit, wherein the control unit outputs the alarm signal. A charging device for a battery pack, wherein a charging current is reduced stepwise after a predetermined time elapses every time it is detected.
前記制御手段は、充電電流が最低充電電流のときに前記アラーム信号を検出した場合に充電を停止することを特徴とする請求項4に記載のバッテリパックの充電装置。   5. The battery pack charging device according to claim 4, wherein the control unit stops charging when the alarm signal is detected when a charging current is a minimum charging current. 6. 前記アラーム信号出力手段は、前記電圧検出手段の出力に基づき電池電圧が所定の電圧以下の電池が一個以上有る場合にアラーム信号を出力し、前記制御手段は、前記充電開始時に、前記アラーム信号を検出した場合は、充電を禁止することを特徴とする請求項4に記載のバッテリパックの充電装置。   The alarm signal output means outputs an alarm signal when there is one or more batteries having a battery voltage equal to or lower than a predetermined voltage based on the output of the voltage detection means, and the control means outputs the alarm signal at the start of charging. 5. The battery pack charging device according to claim 4, wherein charging is prohibited when detected. 前記制御手段は、アラーム信号を検出する度に直前の充電電流の1/2に前記充電電流を減少させることを特徴とする請求項4または5に記載のバッテリパックの充電装置。   6. The battery pack charging device according to claim 4, wherein the control unit reduces the charging current to ½ of the immediately preceding charging current each time an alarm signal is detected.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016074426A1 (en) * 2014-11-11 2016-05-19 常州格力博有限公司 Fast charging method for lithium battery of direct-current brushless motor drive system
CN107516921A (en) * 2017-08-29 2017-12-26 深圳中科瑞能实业有限公司 The charging method and charging equipment of battery
JP2021097502A (en) * 2019-12-17 2021-06-24 エイブリック株式会社 Charge/discharge control device and battery device
TWI859366B (en) 2019-12-17 2024-10-21 日商艾普凌科有限公司 Charging and discharging control device and battery device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016074426A1 (en) * 2014-11-11 2016-05-19 常州格力博有限公司 Fast charging method for lithium battery of direct-current brushless motor drive system
CN107516921A (en) * 2017-08-29 2017-12-26 深圳中科瑞能实业有限公司 The charging method and charging equipment of battery
CN107516921B (en) * 2017-08-29 2019-11-15 深圳中科瑞能实业有限公司 The charging method and charging equipment of battery
JP2021097502A (en) * 2019-12-17 2021-06-24 エイブリック株式会社 Charge/discharge control device and battery device
KR20210077612A (en) 2019-12-17 2021-06-25 에이블릭 가부시키가이샤 Charging/discharging control device and battery device
JP7442930B2 (en) 2019-12-17 2024-03-05 エイブリック株式会社 Charge/discharge control device and battery device
TWI859366B (en) 2019-12-17 2024-10-21 日商艾普凌科有限公司 Charging and discharging control device and battery device

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