JP3157369B2 - 二次電池の保護方法及び保護装置 - Google Patents
二次電池の保護方法及び保護装置Info
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- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、所定値以上の容量を有
するように充電された二次電池の保護方法及び保護装置
に関する。
するように充電された二次電池の保護方法及び保護装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラやパーソナルコンピュータ
等の電子機器に電源として利用されている二次電池は、
これら電子機器の高性能化、小型化に伴って、小型で高
容量のものが要求されつつある。斯る要求を満足する二
次電池として、日経エレクトロニクスの１９９３年４月
２６日号（ｎｏ．５７９）に記載されているように、リ
チウムイオン二次電池が開発されている。
等の電子機器に電源として利用されている二次電池は、
これら電子機器の高性能化、小型化に伴って、小型で高
容量のものが要求されつつある。斯る要求を満足する二
次電池として、日経エレクトロニクスの１９９３年４月
２６日号（ｎｏ．５７９）に記載されているように、リ
チウムイオン二次電池が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ようなリチウムイオン二次電池にあっては、満充電に近
い状態のままで長期間にわたって保存された場合、特性
劣化を引き起こし、その後、十分な充電を行ったとして
も、最初の容量まで回復しない現象が生じることが判明
した。例えば、満充電状態で室温に１ケ月間放置すれ
ば、７〜８％程度低下し、最終的には、２０〜３０％も
低下してしまう。
ようなリチウムイオン二次電池にあっては、満充電に近
い状態のままで長期間にわたって保存された場合、特性
劣化を引き起こし、その後、十分な充電を行ったとして
も、最初の容量まで回復しない現象が生じることが判明
した。例えば、満充電状態で室温に１ケ月間放置すれ
ば、７〜８％程度低下し、最終的には、２０〜３０％も
低下してしまう。
【０００４】そこで、本発明の目的は、長期保存される
二次電池の容量低下を抑制することである。
二次電池の容量低下を抑制することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の二次電池の保護
方法は、所定値以上の容量を有する二次電池が、所定時
間以内に前記所定値を下回るまで放電されたか否かを判
断し、放電されないと判断された場合、前記所定値を下
回るまで前記二次電池を強制的に放電することを特徴と
する。
方法は、所定値以上の容量を有する二次電池が、所定時
間以内に前記所定値を下回るまで放電されたか否かを判
断し、放電されないと判断された場合、前記所定値を下
回るまで前記二次電池を強制的に放電することを特徴と
する。
【０００６】更に、本発明は、所定値以上の容量を有す
る二次電池の保護装置であって、前記二次電池が、所定
時間以内に前記所定値を下回るまで放電されたか否かを
判断する判断手段と、放電されないと判断されると、前
記所定値を下回るまで前記二次電池を強制的に放電する
放電手段とを備えたことを特徴とする。
る二次電池の保護装置であって、前記二次電池が、所定
時間以内に前記所定値を下回るまで放電されたか否かを
判断する判断手段と、放電されないと判断されると、前
記所定値を下回るまで前記二次電池を強制的に放電する
放電手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明においては、所定値以上の容量を有する
ように、例えば、満充電状態に充電された後、所定時間
以内に前記所定値を下回るまで二次電池の放電が行われ
たか否かを判断する。そして、斯る放電が行われない場
合、前記所定値を下回るまで二次電池を強制的に放電し
た後、この状態で二次電池を保存する。
ように、例えば、満充電状態に充電された後、所定時間
以内に前記所定値を下回るまで二次電池の放電が行われ
たか否かを判断する。そして、斯る放電が行われない場
合、前記所定値を下回るまで二次電池を強制的に放電し
た後、この状態で二次電池を保存する。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の保護装置を充電器内に備える
一実施例を示すブロック回路図である。１は商用電源を
降圧して整流する降圧トランス、整流回路等からなる電
源、２は電源１からの電流及び電圧を所定の定電流及び
定電圧に変換して適宜に供給する充電制御部、３は充電
制御部２からの定電流及び定電圧を受けて充電される二
次電池であり、リチウムイオン二次電池からなる。この
二次電池３は充電器に着脱自在である。
一実施例を示すブロック回路図である。１は商用電源を
降圧して整流する降圧トランス、整流回路等からなる電
源、２は電源１からの電流及び電圧を所定の定電流及び
定電圧に変換して適宜に供給する充電制御部、３は充電
制御部２からの定電流及び定電圧を受けて充電される二
次電池であり、リチウムイオン二次電池からなる。この
二次電池３は充電器に着脱自在である。
【０００９】４は二次電池３が満充電状態になったか否
かを判断するべく、二次電池３の充電電流を検出する電
流検出部、５は二次電池３に接続され、二次電池３の強
制放電を制御する放電制御部、６は二次電池３を放電す
るための放電抵抗、７は充電制御部２、放電制御部５等
の動作を制御するＣＰＵ、８は二次電池３が満充電状態
となってから、所定時間（例えば、２日間）を計測する
タイマーである。
かを判断するべく、二次電池３の充電電流を検出する電
流検出部、５は二次電池３に接続され、二次電池３の強
制放電を制御する放電制御部、６は二次電池３を放電す
るための放電抵抗、７は充電制御部２、放電制御部５等
の動作を制御するＣＰＵ、８は二次電池３が満充電状態
となってから、所定時間（例えば、２日間）を計測する
タイマーである。
【００１０】図２は斯る実施例の動作を示すフローチャ
ートである。まず、Ｓ１ステップにおいて、二次電池３
が充電器に装着されているか否かが判断される。この判
断は、例えば、二次電池３の装着に伴い、電池電圧が、
ＣＰＵ７にて検知されたか否かによって行われる。ある
いは二次電池３の装着個所に機械的な検出スイッチを配
置し、これにより判断してもよい。
ートである。まず、Ｓ１ステップにおいて、二次電池３
が充電器に装着されているか否かが判断される。この判
断は、例えば、二次電池３の装着に伴い、電池電圧が、
ＣＰＵ７にて検知されたか否かによって行われる。ある
いは二次電池３の装着個所に機械的な検出スイッチを配
置し、これにより判断してもよい。
【００１１】充電すべき二次電池３が装着されると、Ｓ
２ステップにおいて、充電が開始される。斯る充電は、
充電制御部２の制御の下に、例えば、充電電圧４．２Ｖ
及び充電電流１．２Ａの定電圧、定電流により行われ
る。Ｓ３ステップにおいて、電流検出部４により検出さ
れる充電電流が、所定電流値にまで低下したか否かの判
断に基づき、二次電池３が満充電状態に達したか否かが
判断される。
２ステップにおいて、充電が開始される。斯る充電は、
充電制御部２の制御の下に、例えば、充電電圧４．２Ｖ
及び充電電流１．２Ａの定電圧、定電流により行われ
る。Ｓ３ステップにおいて、電流検出部４により検出さ
れる充電電流が、所定電流値にまで低下したか否かの判
断に基づき、二次電池３が満充電状態に達したか否かが
判断される。
【００１２】満充電状態に達すると、Ｓ４ステップにお
いて、二次電池３の充電が停止されると共に、タイマー
８が起動される。Ｓ５ステップにおいて、タイマー８が
起動を開始してから、２日間が経過したか否かが判断さ
れる。即ち、タイマー８は、満充電状態に達した二次電
池３が２日間以上充電器に装着されたまま、換言すれ
ば、充電された二次電池３が、２日間経過するまでに放
電されたか否かを計測する。なお、２日間が経過する前
に、二次電池３が充電器から取り外された場合には、タ
イマー８は計測を停止してリセットされる。
いて、二次電池３の充電が停止されると共に、タイマー
８が起動される。Ｓ５ステップにおいて、タイマー８が
起動を開始してから、２日間が経過したか否かが判断さ
れる。即ち、タイマー８は、満充電状態に達した二次電
池３が２日間以上充電器に装着されたまま、換言すれ
ば、充電された二次電池３が、２日間経過するまでに放
電されたか否かを計測する。なお、２日間が経過する前
に、二次電池３が充電器から取り外された場合には、タ
イマー８は計測を停止してリセットされる。
【００１３】２日間が経過すると、Ｓ６ステップにおい
て、放電制御部５の制御の下に、二次電池３の放電が強
制的に行われる。斯る二次電池３の強制放電は、二次電
池３の残容量が、約６０％を下回るまで放電するように
行われる。
て、放電制御部５の制御の下に、二次電池３の放電が強
制的に行われる。斯る二次電池３の強制放電は、二次電
池３の残容量が、約６０％を下回るまで放電するように
行われる。
【００１４】ここで、図３は二次電池３を満充電状態と
した後、任意の容量を強制放電し、その後、６０℃の温
度下で２０日間放置した時の容量復帰率を示している。
なお、同図の横軸の放電深度とは、満充電状態の二次電
池３を、これが過放電に至らない電池電圧（例えば、
２．５Ｖ）まで放電するときの電池容量、即ち放電可能
容量に対する強制放電容量の割合を示す。二次電池３の
残容量が６０％以上となる強制放電では、その後に十分
充電しても初期容量の７０％程度にしか復帰しない、換
言すれば、３０％も容量低下が生じてしまう。一方、残
容量が約６０％を下回るまで強制放電を行うと、容量低
下が抑制されているのが分かる。
した後、任意の容量を強制放電し、その後、６０℃の温
度下で２０日間放置した時の容量復帰率を示している。
なお、同図の横軸の放電深度とは、満充電状態の二次電
池３を、これが過放電に至らない電池電圧（例えば、
２．５Ｖ）まで放電するときの電池容量、即ち放電可能
容量に対する強制放電容量の割合を示す。二次電池３の
残容量が６０％以上となる強制放電では、その後に十分
充電しても初期容量の７０％程度にしか復帰しない、換
言すれば、３０％も容量低下が生じてしまう。一方、残
容量が約６０％を下回るまで強制放電を行うと、容量低
下が抑制されているのが分かる。
【００１５】Ｓ７ステップにおいては、二次電池３の残
容量が６０％に達したことを検出するべく、二次電池３
の電池電圧が所定電圧Ｖ１（例えば、３．３５Ｖ）にな
ったか否かが判断される。所定電圧Ｖ１に達すると、二
次電池３の強制放電が停止され、以後、この状態で二次
電池３が保存される。
容量が６０％に達したことを検出するべく、二次電池３
の電池電圧が所定電圧Ｖ１（例えば、３．３５Ｖ）にな
ったか否かが判断される。所定電圧Ｖ１に達すると、二
次電池３の強制放電が停止され、以後、この状態で二次
電池３が保存される。
【００１６】なお、二次電池３の残容量の検出は、電池
電圧の検出によらず、放電電流の積算または放電時間等
に基づいて行ってもよい。
電圧の検出によらず、放電電流の積算または放電時間等
に基づいて行ってもよい。
【００１７】また、本実施例では、Ｓ８ステップにおい
て、長期保存によって二次電池３が自己放電され、所定
電圧Ｖ２（例えば、２．５Ｖ）まで低下したか否かが判
断される。所定電圧Ｖ２まで低下すると、Ｓ９ステップ
において、二次電池３の補充電が開始される。そして、
Ｓ１０ステップにおいて、二次電池３の電池電圧が所定
電圧Ｖ１に達すると、補充電が終了する。
て、長期保存によって二次電池３が自己放電され、所定
電圧Ｖ２（例えば、２．５Ｖ）まで低下したか否かが判
断される。所定電圧Ｖ２まで低下すると、Ｓ９ステップ
において、二次電池３の補充電が開始される。そして、
Ｓ１０ステップにおいて、二次電池３の電池電圧が所定
電圧Ｖ１に達すると、補充電が終了する。
【００１８】更に、Ｓ１１ステップにおいて、図示して
いない再充電スイッチが操作されたかどうかが判断され
る。このスイッチが操作されなければ、保存中の二次電
池３は、Ｓ８ステップからＳ１１ステップを循環し、電
池電圧が所定電圧Ｖ２まで低下する毎に、所定電圧Ｖ１
まで補充電される。そして、Ｓ１１ステップにおいて、
再充電スイッチが操作されると、Ｓ２ステップに戻り、
二次電池３は再び満充電状態となるまで充電される。
いない再充電スイッチが操作されたかどうかが判断され
る。このスイッチが操作されなければ、保存中の二次電
池３は、Ｓ８ステップからＳ１１ステップを循環し、電
池電圧が所定電圧Ｖ２まで低下する毎に、所定電圧Ｖ１
まで補充電される。そして、Ｓ１１ステップにおいて、
再充電スイッチが操作されると、Ｓ２ステップに戻り、
二次電池３は再び満充電状態となるまで充電される。
【００１９】以上のように、所定値以上の容量を有する
ように充電された（本実施例では、満充電状態に充電さ
れている）二次電池３は、その後、所定時間内に放電さ
れることなく放置されると、自動的に前記所定値を下回
るまで強制的に放電することにより、長期保存に伴う電
池の劣化が抑制される。
ように充電された（本実施例では、満充電状態に充電さ
れている）二次電池３は、その後、所定時間内に放電さ
れることなく放置されると、自動的に前記所定値を下回
るまで強制的に放電することにより、長期保存に伴う電
池の劣化が抑制される。
【００２０】ところで、前記実施例においては、所定値
以上の容量を有するように充電された二次電池３が、充
電器から取り外された状態で長期保存される場合には、
強制放電を行うことができず有効的でない。
以上の容量を有するように充電された二次電池３が、充
電器から取り外された状態で長期保存される場合には、
強制放電を行うことができず有効的でない。
【００２１】そこで、図４に示す本発明の他の実施例で
は、電流検出部４、放電制御部５、放電抵抗６、ＣＰＵ
７及びタイマー８を、二次電池３と共に電池パックＰ内
に収納している。これにより、二次電池３が、所定値以
上の容量を有する状態、例えば満充電状態で、電池パッ
クＰが充電器から取り外されたとしても、図２に示すＳ
４ステップ〜Ｓ７ステップに基づいて、二次電池３が所
定時間内に所定値（即ち、放電可能容量の６０％）を下
回るまで放電されることなく放置されると、自動的に強
制放電を行うことにより、長期保存に伴う電池の劣化を
抑制することができる。
は、電流検出部４、放電制御部５、放電抵抗６、ＣＰＵ
７及びタイマー８を、二次電池３と共に電池パックＰ内
に収納している。これにより、二次電池３が、所定値以
上の容量を有する状態、例えば満充電状態で、電池パッ
クＰが充電器から取り外されたとしても、図２に示すＳ
４ステップ〜Ｓ７ステップに基づいて、二次電池３が所
定時間内に所定値（即ち、放電可能容量の６０％）を下
回るまで放電されることなく放置されると、自動的に強
制放電を行うことにより、長期保存に伴う電池の劣化を
抑制することができる。
【００２２】なお、二次電池３が、満充電状態から所定
時間内に放電されたとしても、その放電が所定値を下回
るまでに至らなかった場合、斯る放電が終了してから再
度タイマー８が起動する。そして、二次電池３が所定時
間内に前記所定値を下回るまで放電されたか否かが判断
され、下回らない場合、強制放電される。
時間内に放電されたとしても、その放電が所定値を下回
るまでに至らなかった場合、斯る放電が終了してから再
度タイマー８が起動する。そして、二次電池３が所定時
間内に前記所定値を下回るまで放電されたか否かが判断
され、下回らない場合、強制放電される。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、所定値以上の容量を有
する二次電池が、所定時間内に前記所定値を下回るまで
放電されたか否かを判断し、行われない場合に、前記所
定値を下回るまで前記二次電池を強制的に放電するの
で、長期保存に伴う二次電池の容量低下を抑制すること
ができ、二次電池を長寿命化を図ることができる。
する二次電池が、所定時間内に前記所定値を下回るまで
放電されたか否かを判断し、行われない場合に、前記所
定値を下回るまで前記二次電池を強制的に放電するの
で、長期保存に伴う二次電池の容量低下を抑制すること
ができ、二次電池を長寿命化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図３】二次電池の容量低下の抑制度合いを示す特性図
である。
である。
【図４】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
３ 二次電池 ５ 放電制御部 ６ 放電抵抗 ７ ＣＰＵ ８ タイマー
Claims (7)
- 【請求項１】 所定値以上の容量に充電された二次電池
が、所定時間以内に前記所定値を下回るまで放電された
か否かを判断し、放電されないと判断された場合、前記
所定値を下回るまで前記二次電池を強制的に放電するこ
とを特徴とする二次電池の保護方法。 - 【請求項２】 前記二次電池は、リチウムイオン二次電
池であることを特徴とする請求項１の二次電池の保護方
法。 - 【請求項３】 前記所定値は、前記二次電池の放電可能
容量の約６０％の値であることを特徴とする請求項２の
二次電池の保護方法。 - 【請求項４】 所定値以上の容量に充電された二次電池
の保護装置であって、前記二次電池が、所定時間以内に
前記所定値を下回るまで放電されたか否かを判断する判
断手段と、放電されないと判断されると、前記所定値を
下回るまで前記二次電池を強制的に放電する放電手段と
を備えたことを特徴とする二次電池の保護装置。 - 【請求項５】 前記二次電池は、リチウムイオン二次電
池であることを特徴とする請求項４の二次電池の保護装
置。 - 【請求項６】 前記所定値は、前記二次電池の放電可能
容量の約６０％の値であることを特徴とする請求項５の
二次電池の保護装置。 - 【請求項７】 前記判断手段及び放電手段は、前記二次
電池と共に電池パックに内蔵されることを特徴とする請
求項４の二次電池の保護装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27238193A JP3157369B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 二次電池の保護方法及び保護装置 |
| US08/326,373 US5608305A (en) | 1993-10-29 | 1994-10-20 | Method and apparatus for compulsory discharging lithium-ion battery to prevent quality degradation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27238193A JP3157369B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 二次電池の保護方法及び保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130397A JPH07130397A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3157369B2 true JP3157369B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=17513098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27238193A Expired - Fee Related JP3157369B2 (ja) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | 二次電池の保護方法及び保護装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5608305A (ja) |
| JP (1) | JP3157369B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN1079604C (zh) * | 1999-02-12 | 2002-02-20 | 肖渭光 | 主动式蓄电池充电保护装置 |
| US7482784B2 (en) * | 2003-07-15 | 2009-01-27 | Panasonic Corporation | Degradation judgment circuit for secondary battery |
| US7345455B2 (en) * | 2004-11-18 | 2008-03-18 | International Business Machines Corporation | Staggered backup battery charging system |
| CN101263396B (zh) * | 2005-07-14 | 2011-04-27 | 波士顿电力公司 | 用于锂离子电池的控制电子元件 |
| FR2895149B1 (fr) * | 2005-12-19 | 2014-09-05 | Sagem Defense Securite | Batterie et equipement pourvus d'un circuit d'autodecharge |
| TWI426678B (zh) * | 2006-06-28 | 2014-02-11 | Boston Power Inc | 具有多重充電率之電子裝置、電池組、充電於電子裝置中的鋰離子電荷儲存電源供應器之方法及可攜式電腦 |
| JP2008159298A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源システム |
| JP5033562B2 (ja) * | 2007-09-27 | 2012-09-26 | 株式会社日立製作所 | 蓄電池保管装置および蓄電池保管方法 |
| KR101016899B1 (ko) * | 2008-06-03 | 2011-02-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 및 그 충전 방법 |
| US20100108291A1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-05-06 | Boston-Power, Inc. | Method and apparatus for embedded battery cells and thermal management |
| CN102422504A (zh) * | 2009-05-18 | 2012-04-18 | 波士顿电力公司 | 可充电电池的能量效率及快速充电模式 |
| JP2013504145A (ja) * | 2009-09-01 | 2013-02-04 | ボストン−パワー，インコーポレイテッド | 大規模蓄電池システムおよび組み立て方法 |
| CN102481858B (zh) * | 2009-09-01 | 2014-11-05 | 波士顿电力公司 | 大型电动载具的电池系统的安全和效能优化控制 |
| JP2012005160A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Hitachi Ltd | 充放電回路および組込みコントローラ |
| JP2013239279A (ja) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Panasonic Corp | 電池電源システム |
| FR3016737B1 (fr) * | 2014-01-20 | 2021-11-05 | Renault Sas | Procede de gestion d'un etat de charge d'une batterie |
| GB2543595B (en) * | 2016-04-29 | 2018-04-18 | Tech Solutions Uk Limited | Improvements related to battery-powered electronic devices |
| WO2017187203A1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Technology Solutions (Uk) Limited | Improvements related to battery-powered electronic devices |
| GB2543596A (en) * | 2016-04-29 | 2017-04-26 | Tech Solutions (Uk) Ltd | Improvements related to battery-powered RFID readers |
| TW202018461A (zh) * | 2018-11-06 | 2020-05-16 | 廣達電腦股份有限公司 | 電子裝置及其延長電池壽命的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5475294A (en) * | 1991-12-27 | 1995-12-12 | Nippon Densan Corporation | Charge controller for battery charger |
| US5442274A (en) * | 1992-08-27 | 1995-08-15 | Sanyo Electric Company, Ltd. | Rechargeable battery charging method |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP27238193A patent/JP3157369B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-20 US US08/326,373 patent/US5608305A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5608305A (en) | 1997-03-04 |
| JPH07130397A (ja) | 1995-05-19 |
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