JP2013017354A - Battery pack - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack capable of restraining generation of capacity lowering within an operating temperature range as well as deterioration generated when the battery pack is left under a high-temperature environment.SOLUTION: In the battery pack 1, including a forced discharge circuit 9, a discharge resistor 3 connected between the electrodes of a battery cell 2 is located at such a position that the heat emitted from the discharge resistor 3 during forced discharge does not contribute to a temperature rise of the battery pack 1, or set at a resistance value.

Description

本発明は、強制放電回路を備えたバッテリーパックに関する。   The present invention relates to a battery pack provided with a forced discharge circuit.

従来、携帯して使用することができる携帯用電子機器、例えばポータブルナビゲーション機器等、のバッテリーパックは、バッテリーパックの使用温度範囲内であれば、充電／放電を行い、使用温度範囲外であれば、充電／放電を停止するように構成されていた。
このような携帯用電子機器は、車両内部で使用される場合には、車両の内部電源に連結させた状態で使用される。そのため、携帯用電子機器に装着されたバッテリーパックには継続的に電力が充電されることとなり、バッテリーパックのバッテリーセルは満充電状態を維持することとなる。
バッテリーセルが満充電状態で、炎天下の車内等の高温環境に放置された場合には、バッテリーセルの保持特性が悪くなり、バッテリーセルの劣化や膨張が発生する可能性がある。そのため、バッテリーパックの温度が予め設定された基準温度以上になった場合には、使用温度範囲内でバッテリーセルに蓄積された電力を放電抵抗に流して強制放電させることによってバッテリーセルの内圧を下げ、バッテリーセルの膨張を抑制させることができる保護回路を備えたバッテリーパックが知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, battery packs of portable electronic devices that can be carried and used, such as portable navigation devices, are charged / discharged if they are within the operating temperature range of the battery pack, and are outside the operating temperature range. The charging / discharging is configured to be stopped.
When such a portable electronic device is used inside a vehicle, it is used in a state of being connected to an internal power source of the vehicle. For this reason, the battery pack attached to the portable electronic device is continuously charged with power, and the battery cells of the battery pack are maintained in a fully charged state.
When the battery cell is fully charged and left in a high-temperature environment such as in a car in the hot sun, the battery cell retention characteristics deteriorate, and the battery cell may deteriorate or expand. Therefore, when the temperature of the battery pack exceeds the preset reference temperature, the internal pressure of the battery cell is lowered by forcibly discharging the power stored in the battery cell through the discharge resistor within the operating temperature range. A battery pack including a protection circuit that can suppress expansion of a battery cell is known (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１０−１８３８３０号公報JP 2010-183830 A

ところで、バッテリーセルに充電された電力の強制放電時には、放電抵抗が熱を発生し、その熱によりバッテリーパックの温度が上昇する。そのため、強制放電を行う基準温度は使用温度範囲の上限よりも低い温度に設定されている。しかしながら、炎天下の車内では、車内温度が急激に上昇するため、バッテリーパックの温度は、すぐにこの基準温度に達してしまい、バッテリーセルに充電された電力が使用温度範囲にもかかわらず強制放電されてしまう。これによって、いざ携帯用電子機器を車両から取り外して、バッテリーパックに充電されている電力で携帯用電子機器を駆動させて使用した時には、バッテリーパックに充電されている電力が不足しており、携帯用電子機器の動作時間が短くなってしまうという問題がある。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、使用温度範囲内における容量低下を抑え、かつ高温環境に放置された場合の劣化の緩和を図ることができるバッテリーパックを提供することを目的とする。 By the way, when the electric power charged in the battery cell is forcibly discharged, the discharge resistor generates heat, and the temperature of the battery pack rises due to the heat. Therefore, the reference temperature for performing forced discharge is set to a temperature lower than the upper limit of the operating temperature range. However, in a car under hot weather, the temperature inside the car rises rapidly, so the battery pack temperature quickly reaches this reference temperature, and the power charged in the battery cell is forcibly discharged regardless of the operating temperature range. End up. As a result, when the portable electronic device is removed from the vehicle and the portable electronic device is driven with the power charged in the battery pack, the power charged in the battery pack is insufficient. There is a problem that the operation time of the electronic equipment for use is shortened.
The present invention provides a battery pack that solves the above-described problems of the prior art, suppresses a decrease in capacity within the operating temperature range, and can alleviate deterioration when left in a high temperature environment. Objective.

上記目的を達成するために、本発明は、強制放電回路を備えたバッテリーパックにおいて、バッテリーセルの電極間に接続される放電抵抗を、強制放電時に前記放電抵抗から発せられる熱がバッテリーパックの温度上昇に寄与しない位置、或いは、抵抗値としたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, in a battery pack provided with a forced discharge circuit, the discharge resistance connected between the electrodes of the battery cell is set such that the heat generated from the discharge resistance during the forced discharge is the temperature of the battery pack. It is characterized by a position that does not contribute to the rise or a resistance value.

この構成において、前記バッテリーセルの温度が７０℃よりも高い時に、前記放電抵抗から強制放電する構成としても良い。また、前記放電抵抗から放電される電力を０．５Ｗ以下とした構成としても良い。   In this configuration, when the temperature of the battery cell is higher than 70 ° C., the discharge resistance may be forcibly discharged. The power discharged from the discharge resistor may be 0.5 W or less.

本発明によれば、強制放電回路を備えたバッテリーパックにおいて、バッテリーセルの電極間に接続される放電抵抗を、強制放電時に前記放電抵抗から発せられる熱がバッテリーパックの温度上昇に寄与しない位置、或いは、抵抗値としたため、強制放電を開始するバッテリーパックの温度を高く設定することができ、バッテリーパックの使用温度範囲内での容量低下を抑え、かつ高温環境に放置された場合のバッテリーパックの劣化の緩和を図ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, in the battery pack provided with the forced discharge circuit, the discharge resistance connected between the electrodes of the battery cell, the position where the heat generated from the discharge resistance during the forced discharge does not contribute to the temperature rise of the battery pack, Alternatively, since the resistance value is set, the temperature of the battery pack at which forced discharge starts can be set high, the capacity drop within the operating temperature range of the battery pack can be suppressed, and the battery pack when left in a high temperature environment can be prevented. There is an effect that the deterioration can be mitigated.

本実施形態のバッテリーパックの機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the battery pack of this embodiment. バッテリーパックの内部構造を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of a battery pack. バッテリーパックの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a battery pack.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施形態に係るバッテリーパック１の機能的構成を示すブロック図である。バッテリーパック１は、携帯して使用することができる、例えばポータブルナビゲーション機器等の携帯用電子機器のバッテリーパックとして用いられ、充放電可能に構成されている。バッテリーパック１の使用温度範囲は０℃から７０℃と予め規定されており、この使用温度範囲外ではバッテリーパック１へ充電をすることも、バッテリーパック１から電力を供給して携帯用電子機器を駆動するもできないように構成されている。
バッテリーパック１は、図１に示すように、バッテリーセル２と、セル温度検出回路８と、充電制御回路６と、放電制御回路７と、強制放電回路９と、を備える。図１には、説明を簡略化するために、１つのバッテリーセルから構成されるバッテリーセル２を図示したが、バッテリーセル２は、複数のバッテリーセルを並列にならべて接続されている構成としても良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a battery pack 1 according to an embodiment to which the present invention is applied. The battery pack 1 can be carried and used, for example, as a battery pack for portable electronic devices such as portable navigation devices, and is configured to be chargeable / dischargeable. The operating temperature range of the battery pack 1 is preliminarily defined as 0 ° C. to 70 ° C. The battery pack 1 can be charged outside this operating temperature range, or power can be supplied from the battery pack 1 for portable electronic devices. It is configured so that it cannot be driven.
As shown in FIG. 1, the battery pack 1 includes a battery cell 2, a cell temperature detection circuit 8, a charge control circuit 6, a discharge control circuit 7, and a forced discharge circuit 9. FIG. 1 shows a battery cell 2 composed of one battery cell for the sake of simplification, but the battery cell 2 may be configured by connecting a plurality of battery cells in parallel. good.

バッテリーパック１はまた、バッテリーセル２の正極に連結された正極端子１３と、バッテリーセル２の負極に連結された負極端子１４とを備える。
バッテリーセル２は、充放電可能に構成され、例えば車両の内部電源にバッテリーパック１の正極端子１３及び負極端子１４を連結させた状態で使用した場合には、継続的に電力が充電される。 The battery pack 1 also includes a positive electrode terminal 13 connected to the positive electrode of the battery cell 2 and a negative electrode terminal 14 connected to the negative electrode of the battery cell 2.
The battery cell 2 is configured to be chargeable / dischargeable. For example, when the battery cell 2 is used in a state where the positive electrode terminal 13 and the negative electrode terminal 14 of the battery pack 1 are connected to the internal power supply of the vehicle, electric power is continuously charged.

バッテリーセル２の正極と、バッテリーパック１の正極端子１３の間には、放電用スイッチング素子１０と、充電用スイッチング素子１１とが電気的に接続されている。放電用スイッチング素子１０、充電用スイッチング素子１１は、ともに、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｌｔａ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。放電用スイッチング素子１０には、放電用スイッチング素子１０のオン／オフの制御を行う放電制御回路７が電気的に接続されている。充電用スイッチング素子１１には、充電用スイッチング素子１１のオン／オフの制御を行う充電制御回路６が電気的に接続されている。充電制御回路６は、充電電流量を検出し、充電電流量の減少状態からバッテリーセル２の満充電を判定する。   Between the positive electrode of the battery cell 2 and the positive electrode terminal 13 of the battery pack 1, the discharging switching element 10 and the charging switching element 11 are electrically connected. The discharging switching element 10 and the charging switching element 11 are both MOSFETs (Melta Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). A discharge control circuit 7 that controls on / off of the discharge switching element 10 is electrically connected to the discharge switching element 10. A charging control circuit 6 that controls on / off of the charging switching element 11 is electrically connected to the charging switching element 11. The charging control circuit 6 detects the amount of charging current, and determines whether the battery cell 2 is fully charged from the reduced state of the amount of charging current.

バッテリーセル２には、バッテリーセル２の温度の検出を行う温度検出素子５が電気的に接続される。温度検出素子５で検出されたバッテリーセル２の温度は、温度検出素子５に電気的に接続されたセル温度検出回路８に入力される。セル温度検出回路８は、充電制御回路６、放電制御回路７、強制放電回路９に電気的に接続される。セル温度検出回路８は、温度検出素子５から入力されたバッテリーセル２の温度に基づいて充電制御回路６、放電制御回路７、強制放電回路９に検出結果を入力する。充電制御回路６、放電制御回路７、強制放電回路９は、それぞれセル温度検出回路８からの入力結果に基づいて、充電用スイッチング素子１１、放電用スイッチング素子１０、電子スイッチ４の制御を行う。   A temperature detection element 5 that detects the temperature of the battery cell 2 is electrically connected to the battery cell 2. The temperature of the battery cell 2 detected by the temperature detection element 5 is input to the cell temperature detection circuit 8 electrically connected to the temperature detection element 5. The cell temperature detection circuit 8 is electrically connected to the charge control circuit 6, the discharge control circuit 7, and the forced discharge circuit 9. The cell temperature detection circuit 8 inputs detection results to the charge control circuit 6, discharge control circuit 7, and forced discharge circuit 9 based on the temperature of the battery cell 2 input from the temperature detection element 5. The charge control circuit 6, the discharge control circuit 7, and the forced discharge circuit 9 control the charging switching element 11, the discharging switching element 10, and the electronic switch 4 based on the input results from the cell temperature detection circuit 8, respectively.

強制放電回路９は、電子スイッチ４に電気的に接続される。電子スイッチ４は、放電抵抗３に電気的に接続され、放電抵抗３は電子スイッチ４を介してバッテリーセル２の正極と負極の間に電気的に接続されている。強制放電回路９は、セル温度検出回路８の検出結果に基づいて、電子スイッチ４を制御する。
強制放電回路９が電子スイッチ４を切り替えて、放電抵抗３をバッテリーセル２の正極と負極の間に繋げると、バッテリーセル２に充電されている電力が放電抵抗３で強制的に放電される構成となっている。強制放電回路９は、また、電圧制御機能を備え、バッテリーセル２の電池電圧を検出して、バッテリーセル２の電池電圧を安全な電圧まで徐々に下げるように電子スイッチ４を制御する。 The forced discharge circuit 9 is electrically connected to the electronic switch 4. The electronic switch 4 is electrically connected to the discharge resistor 3, and the discharge resistor 3 is electrically connected between the positive electrode and the negative electrode of the battery cell 2 via the electronic switch 4. The forced discharge circuit 9 controls the electronic switch 4 based on the detection result of the cell temperature detection circuit 8.
When the forced discharge circuit 9 switches the electronic switch 4 to connect the discharge resistor 3 between the positive electrode and the negative electrode of the battery cell 2, the power charged in the battery cell 2 is forcibly discharged by the discharge resistor 3. It has become. The forced discharge circuit 9 also has a voltage control function, detects the battery voltage of the battery cell 2, and controls the electronic switch 4 so as to gradually lower the battery voltage of the battery cell 2 to a safe voltage.

使用温度範囲内（０℃〜７０℃）であれば、セル温度検出回路８は、検出結果を充電制御回路６に入力する。充電制御回路６は、セル温度検出回路８の検出結果に基づいて、充電用スイッチング素子１１をオンにし、バッテリーセル２の充電を行う。また、温度検出素子５からセル温度検出回路８に入力されるバッテリーセル２の温度が、使用温度範囲内（０℃〜７０℃）であれば、セル温度検出回路８は、検出結果を放電制御回路７に入力する。放電制御回路７は、セル温度検出回路８の検出結果に基づいて、放電用スイッチング素子１０をオンにし、バッテリーセル２を放電可能とする。   If it is within the operating temperature range (0 ° C. to 70 ° C.), the cell temperature detection circuit 8 inputs the detection result to the charge control circuit 6. The charge control circuit 6 turns on the charging switching element 11 based on the detection result of the cell temperature detection circuit 8 and charges the battery cell 2. If the temperature of the battery cell 2 input from the temperature detection element 5 to the cell temperature detection circuit 8 is within the operating temperature range (0 ° C. to 70 ° C.), the cell temperature detection circuit 8 controls the discharge of the detection result. Input to the circuit 7. The discharge control circuit 7 turns on the discharge switching element 10 on the basis of the detection result of the cell temperature detection circuit 8 so that the battery cell 2 can be discharged.

このように、バッテリーパック１は、温度検出素子５で検出されるバッテリーセル２の温度が使用温度範囲内（０℃〜７０℃）であるとセル温度検出回路８が判定した場合には、バッテリーパック１の充電及び放電が許容されるように構成されている。温度検出素子５で検出されたバッテリーセル２の温度が、この使用温度範囲外であるとセル温度検出回路８が検出すると、セル温度検出回路８は検出結果を充電制御回路６及び放電制御回路７に入力し、充電制御回路６、放電制御回路７は、それぞれセル温度検出回路８の検出結果に基づいて、放電用スイッチング素子１０、充電用スイッチング素子１１をオフにして、バッテリーパック１の充電及び放電を停止する。   As described above, when the cell temperature detection circuit 8 determines that the temperature of the battery cell 2 detected by the temperature detection element 5 is within the operating temperature range (0 ° C. to 70 ° C.), the battery pack 1 The pack 1 is configured to be charged and discharged. When the cell temperature detection circuit 8 detects that the temperature of the battery cell 2 detected by the temperature detection element 5 is outside this operating temperature range, the cell temperature detection circuit 8 displays the detection result as a charge control circuit 6 and a discharge control circuit 7. The charging control circuit 6 and the discharging control circuit 7 turn off the discharging switching element 10 and the charging switching element 11 on the basis of the detection result of the cell temperature detecting circuit 8, respectively, Stop discharging.

セル温度検出回路８は、温度検出素子５で検出されるバッテリーセル２の温度が予め設定された強制放電を開始する温度よりも高温であると検出した場合には、検出結果を強制放電回路９に入力する。強制放電回路９は、セル温度検出回路８の検出結果に基づいて、電子スイッチ４を切り替えて、放電抵抗３をバッテリーセル２の正極と負極の間に接続する。放電抵抗３がバッテリーセル２の正極と負極の間に接続されると、放電抵抗３の抵抗値に応じてバッテリーセル２に充電されている電力が、放電抵抗３で強制放電される。   When the cell temperature detection circuit 8 detects that the temperature of the battery cell 2 detected by the temperature detection element 5 is higher than a preset temperature at which the forced discharge is started, the detection result is displayed as the forced discharge circuit 9. To enter. The forced discharge circuit 9 switches the electronic switch 4 based on the detection result of the cell temperature detection circuit 8 to connect the discharge resistor 3 between the positive electrode and the negative electrode of the battery cell 2. When the discharge resistor 3 is connected between the positive electrode and the negative electrode of the battery cell 2, the power charged in the battery cell 2 according to the resistance value of the discharge resistor 3 is forcibly discharged by the discharge resistor 3.

バッテリーパック１内は、図２に示すように、バッテリーセル２が収容される一方の室Ｒ１と、セル温度検出回路８、充電制御回路６、放電制御回路７、強制放電回路９等を含む制御回路が実装された制御基板２０が収容される他方の室Ｒ２とに区分けされる。バッテリーセル２と制御基板２０との間には、断熱部材２１が設けられ、この断熱部材２１によって、バッテリーパック１内が一方の室Ｒ１と、他方の室Ｒ２とに区分けされる。
バッテリーパック１内は、図２（Ａ）（Ｂ）、或いは、図２（Ｃ）に示すように、バッテリーパック１の厚さ方向に亘って設けられた断熱部材２１によってバッテリーパック１の内部の一部を一方の室Ｒ１から区切るようにして他方の室Ｒ２が形成される構成であっても良い。また、バッテリーパック１は、図２（Ｄ）（Ｅ）に示すように、厚さ方向に２層構造に形成される構成であっても良い。 As shown in FIG. 2, the battery pack 1 includes one chamber R1 in which the battery cell 2 is accommodated, a cell temperature detection circuit 8, a charge control circuit 6, a discharge control circuit 7, a forced discharge circuit 9, and the like. It is divided into the other chamber R2 in which the control board 20 on which the circuit is mounted is accommodated. A heat insulating member 21 is provided between the battery cell 2 and the control board 20, and the heat insulating member 21 divides the inside of the battery pack 1 into one chamber R1 and the other chamber R2.
As shown in FIGS. 2 (A), 2 (B), or 2 (C), the battery pack 1 has a heat insulating member 21 provided in the thickness direction of the battery pack 1 so that the inside of the battery pack 1 is inside. The other chamber R2 may be formed so that a part is separated from the one chamber R1. Further, as shown in FIGS. 2D and 2E, the battery pack 1 may be configured to have a two-layer structure in the thickness direction.

放電抵抗３は、強制放電回路９とともに制御基板２０に実装されて備えられる。放電抵抗３を用いて、バッテリーセル２を強制放電する際には、放電抵抗３から熱が発せられるが、放電抵抗３を実装した制御基板２０は、図２に示すように、バッテリーセル２から断熱部材２１によって区分けられた他方の室Ｒ２内に収容されるため、放電抵抗３から発せられる熱がバッテリーセル２に伝熱されることがなく、放電抵抗３を用いてバッテリーセル２の強制放電を行っても、放電抵抗３から発せられる熱がバッテリーパック１の温度上昇に寄与することがない。   The discharge resistor 3 is provided on the control board 20 together with the forced discharge circuit 9. When the battery cell 2 is forcibly discharged using the discharge resistor 3, heat is generated from the discharge resistor 3, but the control board 20 on which the discharge resistor 3 is mounted is connected to the battery cell 2 as shown in FIG. 2. Since it is accommodated in the other chamber R2 separated by the heat insulating member 21, the heat generated from the discharge resistor 3 is not transferred to the battery cell 2, and the discharge resistance 3 is used to forcibly discharge the battery cell 2. Even if it goes, the heat generated from the discharge resistor 3 does not contribute to the temperature rise of the battery pack 1.

従来は、強制放電時に放電抵抗が高温となって電池の温度が上昇する可能性があるため、強制放電をバッテリーパックの使用温度範囲内でしかも例えば４５℃という低い温度で開始しなければいけなかったが、放電抵抗３から発せられる熱がバッテリーパックの温度上昇に寄与しない配置としたため、強制放電をバッテリーパック１の温度が高温であっても強制放電を行うことが可能となる。そのため、バッテリーパック１の温度が使用温度範囲内であるときには、強制放電を行わず、バッテリーパック１の充電容量の低下を抑えることができる。   Conventionally, there is a possibility that the temperature of the battery rises due to a high discharge resistance during forced discharge, so forced discharge must be started within the operating temperature range of the battery pack and at a low temperature of 45 ° C., for example. However, since the heat generated from the discharge resistor 3 is arranged so as not to contribute to the temperature rise of the battery pack, the forced discharge can be performed even when the temperature of the battery pack 1 is high. Therefore, when the temperature of the battery pack 1 is within the operating temperature range, forced discharge is not performed, and a reduction in the charge capacity of the battery pack 1 can be suppressed.

また、放電抵抗３の抵抗値は、放電抵抗３から放電される電力が０．５Ｗ以下となるように構成される。これによって、バッテリーセル２の電池電圧を徐々に下げることができ、バッテリーセル２の内圧が強制放電によって上昇するのを防ぐことができる。これによって、強制放電による劣化の促進を防ぐとともに、バッテリーセル２の高温保存時の劣化、及び膨張を緩和して、バッテリーパック１の安全性の向上を図ることができる。   The resistance value of the discharge resistor 3 is configured such that the power discharged from the discharge resistor 3 is 0.5 W or less. As a result, the battery voltage of the battery cell 2 can be gradually lowered, and the internal pressure of the battery cell 2 can be prevented from rising due to forced discharge. As a result, it is possible to improve the safety of the battery pack 1 by preventing the deterioration due to forced discharge and reducing the deterioration and expansion of the battery cell 2 during high temperature storage.

次に、バッテリーパック１の動作について説明する。
図３は、バッテリーパック１の充放電動作を示すフローチャートである。図３に示すように、温度検出素子５は、バッテリーセル２の温度を検出し（ステップＳ１）、検出したバッテリーセル２の温度を、セル温度検出回路８に入力する。セル温度検出回路８は、温度検出素子５から入力されたバッテリーセル２の温度が充電可能温度、つまり使用温度範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２）。バッテリーセル２の温度は、使用温度範囲内であるとセル温度検出回路８が判定すると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、セル温度検出回路８は充電制御回路６に判定結果を出力する。充電制御回路６は、セル温度検出回路８からの入力に基づいて、充電用スイッチング素子１１をオンにし、充電を行うとともに、放電用スイッチング素子１０をオンにし、放電可能とする（ステップＳ３）。 Next, the operation of the battery pack 1 will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing the charge / discharge operation of the battery pack 1. As shown in FIG. 3, the temperature detection element 5 detects the temperature of the battery cell 2 (step S <b> 1), and inputs the detected temperature of the battery cell 2 to the cell temperature detection circuit 8. The cell temperature detection circuit 8 determines whether or not the temperature of the battery cell 2 input from the temperature detection element 5 is within the chargeable temperature, that is, the use temperature range (step S2). When the cell temperature detection circuit 8 determines that the temperature of the battery cell 2 is within the operating temperature range (step S2: Yes), the cell temperature detection circuit 8 outputs a determination result to the charge control circuit 6. Based on the input from the cell temperature detection circuit 8, the charging control circuit 6 turns on the charging switching element 11 to perform charging, and turns on the discharging switching element 10 to enable discharge (step S3).

充電制御回路６は、充電用スイッチング素子１１をオンにし、バッテリーセル２への充電電流量を検出する。充電電流は、バッテリーセル２が満充電に近づくと減少するため、充電制御回路６は、検出した充電電流量の減少状態からバッテリーセル２が満充電であるか否かを判定する（ステップＳ４）。充電制御回路６は、バッテリーセル２が満充電であると判定すると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、充電用スイッチング素子１１をオフにして、充電を停止する（ステップＳ５）。   The charging control circuit 6 turns on the charging switching element 11 and detects the amount of charging current to the battery cell 2. Since the charge current decreases as the battery cell 2 approaches full charge, the charge control circuit 6 determines whether or not the battery cell 2 is fully charged from the detected decrease state of the charge current amount (step S4). . When determining that the battery cell 2 is fully charged (step S4: Yes), the charging control circuit 6 turns off the charging switching element 11 and stops charging (step S5).

ステップＳ２において、バッテリーセル２の温度が使用温度範囲外であると判定すると（ステップＳ２：Ｎｏ）、セル温度検出回路８は、充電制御回路６及び放電制御回路７に検出結果を入力する。充電制御回路６、放電制御回路７は、セル温度検出回路８からの入力に基づいて、それぞれ充電用スイッチング素子１１、放電用スイッチング素子１０をオフにし、バッテリーパック１の充放電を停止する。続いて、セル温度検出回路８は、バッテリーセル２の温度が７０℃以上の高温であるか否かを判定する（ステップＳ７）。バッテリーセル２の温度が７０℃以上の高温であると判定すると（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、セル温度検出回路８は、強制放電回路９に検出結果を入力する。   If it is determined in step S2 that the temperature of the battery cell 2 is outside the operating temperature range (step S2: No), the cell temperature detection circuit 8 inputs the detection result to the charge control circuit 6 and the discharge control circuit 7. Based on the input from the cell temperature detection circuit 8, the charge control circuit 6 and the discharge control circuit 7 turn off the charging switching element 11 and the discharging switching element 10, respectively, and stop the charging and discharging of the battery pack 1. Subsequently, the cell temperature detection circuit 8 determines whether or not the temperature of the battery cell 2 is a high temperature of 70 ° C. or higher (step S7). When it is determined that the temperature of the battery cell 2 is a high temperature of 70 ° C. or higher (step S7: Yes), the cell temperature detection circuit 8 inputs the detection result to the forced discharge circuit 9.

強制放電回路９は、セル温度検出回路８の検出結果に基づいて、電子スイッチ４を切り替えて、放電抵抗３をバッテリーセル２の正極と負極の間に繋げ（ステップＳ８）、バッテリーセル２に充電されている電力を放電抵抗３で徐々に放電させる。強制放電回路９は、バッテリーセル２の強制放電中、バッテリーセル２の電池電圧を検出し、バッテリーセル２の電池電圧が安全な電圧まで低下したか否かを判定する（ステップＳ９）。バッテリーセル２の電池電圧が安全な電圧まで低下したと判定すると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、強制放電回路９は、電子スイッチ４を切り替えて、放電抵抗３をバッテリーセル２から切り離し（ステップＳ１０）、強制放電を停止する。   The forced discharge circuit 9 switches the electronic switch 4 based on the detection result of the cell temperature detection circuit 8, connects the discharge resistor 3 between the positive electrode and the negative electrode of the battery cell 2 (step S8), and charges the battery cell 2. The discharged power is gradually discharged by the discharge resistor 3. The forced discharge circuit 9 detects the battery voltage of the battery cell 2 during the forced discharge of the battery cell 2, and determines whether or not the battery voltage of the battery cell 2 has dropped to a safe voltage (step S9). When it is determined that the battery voltage of the battery cell 2 has decreased to a safe voltage (step S9: Yes), the forced discharge circuit 9 switches the electronic switch 4 to disconnect the discharge resistor 3 from the battery cell 2 (step S10). Stop forced discharge.

この構成によれば、バッテリーパック１が満充電の状態で高温環境に放置された場合等に、バッテリーパックの温度上昇に伴い、バッテリーセル２を強制放電させて電池電圧を安全な電圧まで下げる制御が行われるため、高温放置によるバッテリーセル２の劣化の緩和を図ることができる。また、バッテリーセルの強制放電は、バッテリーセル２の温度がバッテリーパック１の使用温度範囲外の７０℃以上で行われるため、バッテリーパック１の温度が使用温度範囲内であるときには、強制放電によるバッテリーパック１の充電容量の低下を抑えることができる。   According to this configuration, when the battery pack 1 is left in a high temperature environment in a fully charged state, the battery cell 2 is forcibly discharged and the battery voltage is lowered to a safe voltage as the temperature of the battery pack rises. Therefore, it is possible to mitigate deterioration of the battery cell 2 due to being left at a high temperature. Further, the forced discharge of the battery cell is performed at a temperature of 70 ° C. or more outside the operating temperature range of the battery pack 1 when the temperature of the battery pack 1 is within the operating temperature range. A decrease in the charge capacity of the pack 1 can be suppressed.

以上説明したように、本発明を適用した実施形態に係る強制放電回路を備えたバッテリーパック１によれば、バッテリーセル２の電極間に接続される放電抵抗３を、強制放電時に放電抵抗３から発せられる熱がバッテリーパック１の温度上昇に寄与しない位置、或いは、抵抗値としたため、バッテリーセル２の強制放電をバッテリーパック１の温度が低いうちに行う必要がなく、バッテリーパック１の温度が使用温度範囲内であるときには、強制放電によるバッテリーパック１の充電容量の低下を抑えることができる。これにより、炎天下の車内や高温の場所などに放置されていたバッテリーパック１を備えた携帯用電子機器をユーザーがバッテリーパック１からの電力により使用した時にも動作時間が短くなるなどの不満を解消することができる。また、バッテリーパック１の使用温度範囲外では、放電抵抗３によって強制放電が行われるため、バッテリーセル２の高温保存時の劣化、及び膨張を緩和して、バッテリーパック１の安全性の向上を図ることができる。   As described above, according to the battery pack 1 including the forced discharge circuit according to the embodiment to which the present invention is applied, the discharge resistor 3 connected between the electrodes of the battery cell 2 is connected to the discharge resistor 3 during the forced discharge. Since the generated heat is set at a position where the temperature of the battery pack 1 does not contribute to the temperature rise or the resistance value, it is not necessary to forcibly discharge the battery cell 2 while the temperature of the battery pack 1 is low. When the temperature is within the temperature range, it is possible to suppress a decrease in the charge capacity of the battery pack 1 due to forced discharge. This eliminates dissatisfaction such as shortening the operation time even when the user uses a portable electronic device equipped with the battery pack 1 that has been left in a car under high heat or in a hot place with the power from the battery pack 1. can do. Further, since the forced discharge is performed by the discharge resistor 3 outside the operating temperature range of the battery pack 1, deterioration and expansion of the battery cell 2 during high temperature storage are alleviated to improve the safety of the battery pack 1. be able to.

バッテリーパック１は、また、バッテリーセル２の温度が７０℃よりも高い時に放電抵抗３から強制放電するため、強制放電をバッテリーパック１の使用温度範囲外の高温で行うことができ、バッテリーパック１の温度が使用温度範囲内であるときには、強制放電によるバッテリーパック１の充電容量の低下を抑えることができる。また、バッテリーパック１の使用温度範囲外では、放電抵抗３から強制放電するため、バッテリーセル２の高温保存時の劣化、及び膨張を緩和して、バッテリーパック１の安全性の向上を図ることができる。   Since the battery pack 1 is forcibly discharged from the discharge resistor 3 when the temperature of the battery cell 2 is higher than 70 ° C., the forced discharge can be performed at a high temperature outside the operating temperature range of the battery pack 1. When the temperature is within the operating temperature range, it is possible to suppress a decrease in the charge capacity of the battery pack 1 due to forced discharge. Further, since the discharge resistance 3 is forcibly discharged outside the operating temperature range of the battery pack 1, it is possible to alleviate deterioration and expansion of the battery cell 2 during high-temperature storage, thereby improving the safety of the battery pack 1. it can.

放電抵抗３から放電される電力を０．５Ｗ以下としたため、徐々にバッテリーセル２の電池電圧を下げることができるため、強制放電による電池内圧の上昇を抑えることができる。これによって、強制放電による劣化の促進を防ぐとともに、バッテリーセル２の高温保存時の劣化、及び膨張を緩和して、バッテリーパック１の安全性の向上を図ることができる。   Since the electric power discharged from the discharge resistor 3 is set to 0.5 W or less, the battery voltage of the battery cell 2 can be gradually lowered, so that an increase in battery internal pressure due to forced discharge can be suppressed. As a result, it is possible to improve the safety of the battery pack 1 by preventing the deterioration due to forced discharge and reducing the deterioration and expansion of the battery cell 2 during high temperature storage.

１ バッテリーパック
２ バッテリーセル
３ 放電抵抗
５ 温度検出素子
８ セル温度検出回路
９ 強制放電回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery pack 2 Battery cell 3 Discharge resistance 5 Temperature detection element 8 Cell temperature detection circuit 9 Forced discharge circuit

Claims (3)

強制放電回路を備えたバッテリーパックにおいて、
バッテリーセルの電極間に接続される放電抵抗を、強制放電時に前記放電抵抗から発せられる熱がバッテリーパックの温度上昇に寄与しない位置、或いは、抵抗値としたことを特徴とするバッテリーパック。 In a battery pack with a forced discharge circuit,
A battery pack characterized in that the discharge resistance connected between the electrodes of the battery cell is a position where the heat generated from the discharge resistance during forced discharge does not contribute to the temperature rise of the battery pack, or a resistance value. 前記バッテリーセルの温度が７０℃よりも高い時に、前記放電抵抗から強制放電することを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。   The battery pack according to claim 1, wherein when the temperature of the battery cell is higher than 70 ° C., the discharge resistance is forcibly discharged. 前記放電抵抗から放電される電力を０．５Ｗ以下としたことを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリーパック。   The battery pack according to claim 1 or 2, wherein the electric power discharged from the discharge resistor is 0.5 W or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106627199A (en) * 2016-11-02 2017-05-10 上海钧希新能源科技有限公司 Fixing structure for vehicle-mounted level fuel battery control panel
WO2024079493A1 (en) * 2022-10-12 2024-04-18 日産自動車株式会社 All-solid-state battery and method for controlling all-solid-state battery

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