JP2010252506A - Charger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する充電装置に関する。 The present invention relates to a charging device for charging a secondary battery pack of a plurality of batteries in which single cells are combined in series.
近年、ポータブルオーディオやデジタルスチルカメラといった携帯可能な電子機器の市場が急速に伸びている。その中で、携帯型電子機器に電源を供給するため、充電して再利用可能な二次電池は重要な役割を担っている。そして市場の動向として、前記電子機器を駆動させるために必要な電源である二次電池は、電子機器の使用時間をより長くできる様にその電池容量を増加させる事が市場の傾向となっている。 In recent years, the market for portable electronic devices such as portable audio and digital still cameras has grown rapidly. Among them, in order to supply power to portable electronic devices, secondary batteries that can be charged and reused play an important role. And as a trend of the market, the secondary battery, which is a power source necessary for driving the electronic device, has become a market trend to increase its battery capacity so that the usage time of the electronic device can be made longer. .
一方、二次電池の容量を増加させる事は、二次電池の安全性にも大きく影響するため、日本国内では、その二次電池の安全性を確保するため、従来の電気用品安全法にリチウムイオン二次電池に関する新たな技術基準を追加し、新しい規制が施行される予定である。新しい技術基準が施行された場合、直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する場合において、単電池毎の電池電圧を検出し、単電池の電池電圧が一定以上とならないように制御する必要性があり、さらに二次電池の温度に応じてその制御電圧値を変える必要性がある。 On the other hand, increasing the capacity of a secondary battery greatly affects the safety of the secondary battery. In Japan, in order to ensure the safety of the secondary battery, the conventional Electrical Appliance and Material Safety Law has New regulations for ion secondary batteries will be added and new regulations will be enforced. When a new technical standard is implemented, when charging a secondary battery pack of multiple batteries that combine single cells in series, the battery voltage of each single cell is detected so that the battery voltage of the single cell does not exceed a certain level. It is necessary to control the control voltage value according to the temperature of the secondary battery.
そのような背景において、今までの充電装置の充電制御方法では、直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パック内部の各々の単電池電圧値を検出しておらず、二次電池の温度に応じて制御電圧値も変化させる制御としていない為、新しく施行される技術基準に対応するためには、単電池電圧を検出する機能を搭載し、さらに二次電池の温度を検出してその温度に応じて制御電圧値を変化させ単電池の電池電圧が一定以上とならないように制御する必要性がある。 In such a background, the conventional charging control method of the charging device does not detect each single cell voltage value in the secondary battery pack of the plurality of batteries in which the single cells are combined in series, and the secondary battery Since the control voltage value is not controlled according to the temperature, in order to comply with the newly enforced technical standards, a function to detect the cell voltage is installed, and the temperature of the secondary battery is further detected. There is a need to change the control voltage value according to the temperature so that the battery voltage of the unit cell does not exceed a certain level.
また、従来の直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する充電システムについては、その二次電池パックトータルの充電制御電圧を精度良く充電する方法といった技術が知られている。 Further, for a conventional charging system for charging a secondary battery pack of a plurality of batteries in which single cells are combined in series, a technique such as a method of accurately charging a charging control voltage of the secondary battery pack is known.
次に図2の従来の動作について説明する。 Next, the conventional operation of FIG. 2 will be described.
本充電装置1は、電池パック7の電池パック内部のサーミスタ12が充電装置に接続される事により、装着された電池パック7の充電を開始する。
The charging device 1 starts charging the mounted battery pack 7 by connecting the
この充電装置1の充電電圧5の制御方法は、単電池A10及び単電池B11のトータル電圧を充電装置内部の充電電圧制御用オペアンプ3へ入力し、基準電圧レギュレータ4の基準電圧に基づき、この充電電圧制御用オペアンプ3にて充電電圧制御を行い電源供給回路2より充電電圧5を出力し、単電池A10及び単電池B11のトータル電圧として充電制御を行っている。
The charging voltage 5 of the charging device 1 is controlled by inputting the total voltage of the cells A10 and B11 to the charging voltage control
また、単電池A10及び単電池B11の電圧値を電池パック7にて検出しており、検出された電圧値が、予め設定された過電圧保護値よりも高くなった時、電池パック内部の保護スイッチ9にて充電停止を行う。
Further, when the voltage values of the unit cells A10 and B11 are detected by the battery pack 7, and the detected voltage value becomes higher than a preset overvoltage protection value, the protection switch inside the
よって、充電を途中で停止させないためには、充電装置1の充電電圧5を、単電池毎の過電圧保護値トータルの電圧値以下に設定する必要がある。そのため、充電装置の充電電圧制御値を低く設定する必要がある。 Therefore, in order not to stop the charging in the middle, it is necessary to set the charging voltage 5 of the charging device 1 to a voltage value equal to or lower than the total overvoltage protection value for each unit cell. Therefore, it is necessary to set the charging voltage control value of the charging device low.
また図4は従来の制御方法による温度と充電制御電圧のプロファイルである。 FIG. 4 is a profile of temperature and charging control voltage according to the conventional control method.
新しく施行される電気用品安全法の技術基準により45℃以上の充電は充電制御電圧が制限される事と、従来の充電制御方法では、充電制御電圧は8.400Vの1種類のみの制御であったため、45℃以上の充電が不可能となる。 The charge control voltage is limited for charging at 45 ° C or higher according to the technical standards of the new Electrical Appliance and Material Safety Law. In the conventional charge control method, the charge control voltage is only one type of control at 8.400V. Therefore, charging at 45 ° C. or higher becomes impossible.
しかしながら、二次電池パック内に単電池電圧を検出する機能を設け、その検出機能にて単電池毎の電池電圧を検出し、検知電圧が二次電池の温度に応じた制御電圧設定値に達した場合に充電を停止する方法では、充電装置の充電制御電圧値を前述した二次電池パック内で単電池毎に検出している検出電圧値以下に設定する必要性があるため、充電される二次電池の充電容量値は低くなり、前記電子機器の駆動時間は従来と比較し短くなってしまう課題がある。 However, a function to detect the cell voltage is provided in the secondary battery pack, and the detection function detects the battery voltage for each cell, and the detected voltage reaches the control voltage setting value according to the temperature of the secondary battery. In the method of stopping charging in this case, the charging control voltage value of the charging device needs to be set to be equal to or lower than the detection voltage value detected for each single cell in the above-described secondary battery pack, so that charging is performed. There is a problem that the charge capacity value of the secondary battery is lowered, and the driving time of the electronic device is shortened compared to the conventional case.
直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する充電装置において、充電装置にて各々の単電池の電池電圧を検出し、検出した単電池の電圧値が各々予め充電装置に設定された単電池を保護するための過電圧保護値とを比較し、その過電圧保護値を超えない様に単電池毎に変化していた電圧値を充電装置の充電制御にて限りなく一定電圧値となるように定電圧充電制御する事を特徴とした充電装置。 In a charging device that charges a secondary battery pack of a plurality of batteries in which single cells are combined in series, the battery voltage of each single cell is detected by the charging device, and the detected voltage value of each single cell is preset in the charging device. Compared with the overvoltage protection value for protecting the unit cell, the voltage value that has changed for each cell so that the overvoltage protection value is not exceeded is set to a constant voltage value as much as possible by the charging control of the charging device. A charging device characterized by constant voltage charging control.
本発明によると、名直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する充電装置において、充電装置にて各々の単電池の電池電圧と温度を検出し、その検出された単電池毎の電池電圧と、予め充電装置に設定している温度によって可変する単電池を保護するための過電圧保護値とを比較し、充電装置の充電制御電圧値をその過電圧保護値を超えない様な最適な充電電圧値に設定する事によって、充電している二次電池の充電容量を、十分に確保する事ができ、さらに、検出した電池の温度に応じて充電制御電圧を可変させ、その温度に応じた最適な充電制御電圧値で充電する事ができる。 According to the present invention, in a charging device for charging a secondary battery pack of a plurality of batteries in which single cells are combined in series, the battery voltage and temperature of each single cell are detected by the charging device, and the detected single cells Compare the battery voltage of each battery with the overvoltage protection value that protects the unit cell that is variable according to the temperature set in advance in the charging device, so that the charging control voltage value of the charging device does not exceed the overvoltage protection value. By setting the optimal charging voltage value, the charging capacity of the secondary battery being charged can be secured sufficiently, and the charging control voltage can be varied according to the detected battery temperature, and the temperature It is possible to charge with the optimum charge control voltage value according to the condition.
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における充電装置内部の充電電圧制御に関する回路構成図である。本充電装置1は、従来と同様に、電池パック7の電池パック内部のサーミスタ12が充電装置に接続される事により、装着された電池パック7の充電を開始する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram relating to charge voltage control inside the charging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As in the conventional case, the charging device 1 starts charging the mounted battery pack 7 by connecting the
また、電池パック7及び充電装置1の充電端子に単電池A10と単電池B11各々の電圧値を検出できるように中間端子14を設置する。
Moreover, the
単電池A10の電圧値、及び単電池B11の電圧値を単電池電圧の電圧検出回路13にて検出し、その各々の検出電圧値の高い電圧値を基準電圧レギュレータ内蔵充電制御電圧設定回路4に出力する。また、電池パック7の内部に搭載されているサーミスタ12の温度を基準電圧レギュレータ内蔵充電制御電圧設定回路4にて検出し、単電池の電圧値と検出温度から最適な充電制御電圧値を設定し、その充電制御電圧値と、単電池A10及び単電池B11のトータル電圧である充電電圧5をその最適な充電制御電圧値で充電電圧制御を行う。
The voltage value of the single cell A10 and the voltage value of the single cell B11 are detected by the
この制御方法により、充電装置1の充電電圧制御方法は単電池A10の定電圧制御、単電池B11の定電圧制御を各々制御する事ができ、この単電池毎に定電圧制御を行う事によって、充電装置の充電制御によって単電池の安全を確保する事が可能となる。よって、二次電池パック内部での単電池毎の過電圧保護制御は不要となり、充電装置の定電圧制御値を低く設定する必要がなくなる。 By this control method, the charging voltage control method of the charging device 1 can control the constant voltage control of the unit cell A10 and the constant voltage control of the unit cell B11, and by performing the constant voltage control for each unit cell, It becomes possible to ensure the safety of the single cell by the charging control of the charging device. Therefore, the overvoltage protection control for each single cell inside the secondary battery pack is unnecessary, and it is not necessary to set the constant voltage control value of the charging device low.
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における、制御方法の温度と充電制御電圧値のプロファイルの図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram of the temperature and charge control voltage profile of the control method according to
充電装置は、二次電池の温度が45℃以下では8.400Vで充電制御を行い、二次電池の温度が45℃〜50℃では8.200Vで充電制御を行い、50℃以上では8.100Vで充電制御を行う。 The charging device performs charging control at 8.400 V when the temperature of the secondary battery is 45 ° C. or lower, performs charging control at 8.200 V when the temperature of the secondary battery is 45 ° C. to 50 ° C., and is 8. Charge control is performed at 100V.
この制御により、二次電池の温度によって充電制御電圧を変化させることができる為、45℃以上でも充電を行う事が可能となる。 By this control, the charge control voltage can be changed according to the temperature of the secondary battery, so that charging can be performed even at 45 ° C. or higher.
本発明により、直列に単電池を組み合わせた複数電池の二次電池パックを充電する充電装置において、充電装置にて各々の単電池の電池電圧と温度を検出し、その検出された単電池毎の電池電圧と予め充電装置に設定している温度によって可変する単電池を保護するための過電圧保護値とを比較し、充電装置の充電制御電圧値をその過電圧保護値を超えない様な最適な充電電圧値に設定する事によって、充電している二次電池の充電容量を十分に確保する事ができる。 According to the present invention, in a charging device for charging a secondary battery pack of a plurality of batteries in which single cells are combined in series, the battery voltage and temperature of each single cell are detected by the charging device, and each detected single cell is Compare the battery voltage with the overvoltage protection value that protects the single cell that changes according to the temperature set in the charging device in advance, and the charging control voltage value of the charging device does not exceed the overvoltage protection value. By setting the voltage value, it is possible to sufficiently secure the charging capacity of the charged secondary battery.
1 充電装置
2 電源供給回路
3 充電電圧制御用オペアンプ
4 基準電圧レギュレータ
5 充電電圧
6 充電装置の充電端子
7 電池パック
8 電池パックの充電端子
9 電池パック内部の保護スイッチ
10 単電池A
11 単電池B
12 サーミスタ
13 電圧検出回路
14 中間端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11 Cell B
12 Thermistor 13
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2009
- 2009-04-15 JP JP2009098681A patent/JP2010252506A/en active Pending
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