JP2011182479A - リチウムイオン組電池の充電システムおよび充電方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 各単セル2に並列に接続され充電電流Iをパイパスさせることが可能な充電電流バイパス回路12を有するセル電圧調整手段10と、セル電圧調整手段10からの信号に基づき単セル2の電圧監視および単セル2を流れる充電電流Iの制御を行う電池監視制御手段30と、リチウムイオン組電池3に直列接続されリチウムイオン組電池3を流れる充電電流Iの調整が可能な充電電流制限手段20と、を備え、電池監視制御手段30は、充電途中における複数の単セル2のうちの少なくとも1つの単セル2の電圧または充電容量が基準値に到達した際は充電電流制限手段20を介してリチウムイオン組電池3の充電電流Iを段階的に低減させる。
【選択図】 図1
Description
図1ないし図6は、この発明の実施の形態1を示している。図1において、リチウムイオン組電池充電システム1は、リチウムイオン組電池3と、セル電圧調整手段10と、充電電流制限手段20と、電池監視制御手段30と、整流器101を有している。リチウムイオン組電池3は、リチウムイオンセル(リチウムイオン二次電池)からなる単セル2が複数直列に接続されたものから構成されている。実施の形態1においては、リチウムイオン組電池3は、例えば単セル2が12個直列に接続されたものから構成されているが、用途に応じて単セル2の使用個数nを変えることができる。
図7は、この発明の実施の形態2を示している。実施の形態2が実施の形態1と異なるところは、リチウムイオン組電池3の充電電流を減少させる際の判断基準であり、その他の構成は実施の形態1に準ずる。実施の形態1においては、リチウムイオン組電池3のうちの少なくとも1つの単セル2の電圧が基準電圧値VK(VK=4.0V)に到達した否かを基準としているが、実施の形態2においては、充電途中のセル電圧が基準電圧値VK(VK=4.0V)に到達した単セル2の数の割合に応じて、段階的に充電電流を低減させるようにしている。
図8は、この発明の実施の形態3を示している。実施の形態3が実施の形態1、2と異なるところは、充電電流を減少させる判断基準である。実施の形態3においては、充電途中の充電容量(SOC)が基準値に到達した単セル2の数の割合に応じて、段階的に充電電流Iを低減させるようにしている。上述したように、単セル2の充電容量は、計算によりセル電圧から推定することが可能であるので、電池監視制御手段30の演算部36に換算機能をもたせることにより、充電容量に基づきリチウムイオン組電池3の充電電流Iを段階的に低減させることが可能となる。
以上、述べてきた実施の形態1〜3は、充電器としての整流器101とリチウムイオン組電池3を一対一で接続して回復充電する場合についての説明である。このような実施の形態は、電池で駆動する機器における組電池を機器から取り外した状態で回復充電を行う場合に相当している。一方、本発明の組電池充電方法は、据え置き用として通信用電源等の各種バックアップ用として使用されるリチウムイオン組電池にも適用できることは言うまでもない。以下に据え置き用途での実施の形態について説明する。
また、上述の実施の形態では、基準電圧値、設定電圧値をそれぞれ、4.0V、4.1Vとして説明したが、これらの電圧は、電池の特性に応じて最適値を選定するものであり、上述の実施の形態で用いた値に限定されるものではない。同様に、基準値SK、設定値SSについても、上述の実施の形態に用いた値に限定されるものではない。
2 リチウムイオンセル(単セル)
3 リチウムイオン組電池
10 電池監視制御手段
12 充電電流バイパス回路
20 充電電流制限手段
30 電池監視制御手段
100 商用電源
101 整流器
103 直流負荷装置
I 充電電流
VK 基準電圧値
Claims (5)
- 複数の単セルが直列接続されたリチウムイオン組電池の充電システムであって、
前記各単セルに並列に接続され充電電流をパイパスさせることが可能な充電電流バイパス回路を有するセル電圧調整手段と、
前記セル電圧調整手段からの信号に基づき前記単セルの電圧監視および前記単セルを流れる充電電流の制御を行う電池監視制御手段と、
前記リチウムイオン組電池に直列接続され前記リチウムイオン組電池を流れる充電電流の調整が可能な充電電流制限手段と、
を備え、
前記電池監視制御手段は、充電途中における前記複数の単セルのうちの少なくとも1つの単セルの電圧または充電容量が基準値に到達した際は前記充電電流制限手段を介して前記リチウムイオン組電池の充電電流を段階的に低減させることを特徴とするリチウムイオン組電池の充電システム。 - 複数の単セルが直列接続されたリチウムイオン組電池の充電方法であって、前記各単セルに並列に接続されたセル電圧調整手段の充電電流バイパス回路によって充電電流をパイパスさせることを可能にし、前記セル電圧調整手段からの信号に基づき電池監視制御手段によって前記単セルの電圧監視および前記単セルを流れる充電電流の制御を行い、前記リチウムイオン組電池に直列接続された充電電流制限手段によって前記リチウムイオン組電池を流れる充電電流の調整を可能とし、充電途中における前記複数の単セルのうちの少なくとも1つの単セルの電圧または充電容量が基準値に到達した際は、前記電池監視制御手段によって前記充電電流制限手段を介して前記リチウムイオン組電池の充電電流を段階的に低減させることを特徴とするリチウムイオン組電池の充電方法。
- 前記充電電流制限手段によって低減される充電電流は、前記セル電圧調整手段における前記充電電流バイパス回路が許容する最大電流を超えない範囲に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン組電池の充電システムまたは請求項2に記載のリチウムイオン組電池の充電方法。
- 前記電池監視制御手段は、充電途中のセル電圧が基準値に到達した単セルの数の割合に応じて、前記充電電流を段階的に低減させることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン組電池の充電システムまたは請求項2に記載のリチウムイオン組電池の充電方法。
- 前記電池監視制御手段は、充電途中の充電容量が基準値に到達した単セルの数の割合に応じて、前記充電電流を段階的に低減させることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン組電池の充電システムまたは請求項2に記載のリチウムイオン組電池の充電方法。
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