JP3229684B2

JP3229684B2 - 充電装置および放電装置

Info

Publication number: JP3229684B2
Application number: JP34739192A
Authority: JP
Inventors: 正典中西; 雅一北方
Original assignee: エフ・ディ−・ケイ株式会社
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 2001-11-19
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JPH06205540A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池の充電および放電
を行う充電装置および放電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、個々の電池を独立して異なった充
電条件で充電したり、放電条件で放電したりする場合、
電池１個に対して、充電用や放電用の電源（負荷）、電
圧計、およびコントローラを設けて行うようにしてい
た。

【０００３】また、電池１個に上記電源（負荷）などを
それぞれ設ける代わりに、電源（負荷）を共通化し、接
続した電池群を一括して充電（放電）を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した前者のように
電池１個に対して、電源（負荷）、電圧計、およびコン
トローラをそれぞれ設けていたのでは、設備が大きくな
ると共に高価なものとなってしまうという問題があっ
た。

【０００５】また、上述した後者のように電池を接続す
る電源（負荷）を共通化した場合、電池毎に独立に充電
したり、放電したりできないという問題があった。本発
明は、これらの問題を解決するため、電池毎に充電用ス
イッチ、放電用スイッチ、および測定用スイッチを設
け、充電ループに充電用スイッチで電池を直列接続して
電池を独立に充電したり、放電ループに放電用スイッチ
で電池を直列接続して電池を独立に放電したり、測定用
スイッチを切り換えて電池を独立に電圧など測定したり
し、電池を独立に充電、放電および測定を可能とすると
共に簡単な構成かつ安価にすることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、充電用ス
イッチ２は、充電ループ中に電池１を直列接続するもの
である。

【０００７】放電用スイッチ３は、放電ループ中に電池
１を直列接続するものである。測定用スイッチ４は、電
池１を測定装置１２に個別に接続するものである。充電
用電源５は、充電ループを生成するものである。

【０００８】負荷６は、放電ループを生成するものであ
る。

【０００９】

【作用】本発明は、図１に示すように、電池１毎に充電
用スイッチ２および測定用スイッチ４を設けると共に、
充電用電源５を設け、測定用スイッチ４を切り換えて電
池１を測定装置１２に接続して測定し、満充電でないと
き（あるいは充電指示されたとき）に充電用スイッチ２
を切り換えて当該電池１を充電ループ中に直列接続し、
一方、満充電のときに充電用スイッチ２を切り換えて当
該電池１を充電ループから外すことを、全ての電池１に
ついて順次繰り返し、電池１毎に独立に充電するように
している。

【００１０】この際、複数の充電ループを生成する充電
用電源５を設け、電池１毎に指示された充電ループに充
電用スイッチ２を切り換えて直列接続し、充電するよう
にしている。

【００１１】また、放電用スイッチ３および負荷６を設
け、電池１が満充電となったとき（あるいは放電指示さ
れたとき）に放電用スイッチ３を切り換えて当該電池１
を放電ループ中に直列接続して放電開始し、測定用スイ
ッチ４を切り換えて電池１を測定装置１２に接続して測
定し、放電終了したときに放電用スイッチ３を切り換え
て当該電池１を放電ループから外すことを、全ての電池
１について順次繰り返し、電池１毎に独立に放電するよ
うにしている。

【００１２】この際、複数の放電ループを生成する負荷
６を設け、電池１毎に指示された放電ループに放電用ス
イッチ３を切り換えて直列接続し、放電するようにして
いる。

【００１３】従って、電池１毎に充電用スイッチ２、放
電用スイッチ３、および測定用スイッチ４を設け、充電
用スイッチ２を切り換えて充電ループに電池１を接続し
て独立に充電したり、放電用スイッチ３を切り換えて放
電ループに電池１を接続して独立に放電したり、測定用
スイッチ４を切り換えて電池１の電圧などを個別に測定
したりし、電池１を独立に充電、放電および測定したり
することが可能となる。これらにより、充電装置および
放電装置の構成を簡単にして安価に製造することができ
ると共に、両者を一体として充放電装置を製造できる。

【００１４】

【実施例】次に、図１から図６を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の１実施例構成図を示す。
図１において、電池１は、充電したり、放電したりする
対象の電池である。充電用スイッチ２は、充電ループ中
に電池１を直列に接続したり、充電ループ中に直列に接
続されていたものを当該充電ループ中から取り出したり
などするものであって、電池１に対応づけて設けて当該
電池１毎に独立に充電するためのものである。

【００１６】放電用スイッチ３は、放電ループ中に電池
１を直列に接続したり、放電ループ中に直列に接続され
ていたものを当該放電ループ中から取り出したりなどす
るものであって、電池１に対応づけて設けて当該電池１
毎に独立に放電するためのものである。

【００１７】測定用スイッチ４は、電池１を測定装置１
２に個別に接続して電圧などを測定するためのものであ
って、電池１に対応づけて設けて当該電池１毎に独立に
電圧などを測定するものである。

【００１８】充電用電源５は、充電ループを生成するも
のであって、ここでは、直列に接続された電池１に例え
ば定電流を供給する充電ループを生成するものである。
負荷６は、放電ループを生成するものであって、ここで
は、直列に接続された電池１に例えば定電流負荷となる
放電ループを生成するものである。

【００１９】マイコン７は、プログラムに従って各種制
御を行うものであって、ここでは、充電制御部８−１、
放電制御部８−２、充放電判定９、現在状態ファイル１
０、および充放電条件設定ファイル１１などから構成さ
れるものである。

【００２０】充電制御部８−１は、充電用スイッチ切替
信号を送出して充電用スイッチ２をＯＮ／ＯＦＦして電
池１に充電するものである。放電制御部８−２は、放電
用スイッチ切替信号を送出して放電用スイッチ３をＯＮ
／ＯＦＦして電池１を放電するものである。

【００２１】充放電判定９は、充電用スイッチ２をＯＮ
にして電池１を充電し、上限電圧となって充電終了した
か判定したり、放電用スイッチ３をＯＮにして電池１を
放電し、終止電圧となって放電終了したか判定したりな
どするものである（図２参照）。

【００２２】現在状態ファイル１０は、電池１のチャネ
ル毎に現在状態（充電中、放電中、停止中など）を記憶
したり、充放電サイクル数を記憶したりなどするもので
ある。

【００２３】充放電条件設定ファイル１１は、電池１の
チャネル毎に充電上限電圧、充電終止電圧、終了サイク
ルなどを記憶するものである。測定装置１２は、測定用
スイッチ４をＯＮ／ＯＦＦして電池１の電圧などを順次
測定するものである。

【００２４】次に、図２のフローチャートに示す順序に
従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。図２におい
て、Ｓ１は、ＣＨ＝１と初期設定する。これは、例えば
図１の電池１のＣＨ＝００１と初期設定し、ＣＨ００１
の電池１からＳ２以降の処理を実行する。

【００２５】Ｓ２は、現在状態ファイル、充放電条件設
定ファイルの内容を読み込む。これは、現在状態ファイ
ル１０および充放電条件設定ファイル１１として、例え
ば図３および図４に示す内容を読み込む。ここでは、・充放電条件設定ファイルチャネル充電上限電圧放電終止電圧終了サイクル数０１３．０１．０１００とその内容を読み込む。

【００２６】Ｓ３は、終了か判別する。ＹＥＳの場合に
は、Ｓ１０に進む。ＮＯの場合には、Ｓ４に進む。Ｓ４
は、測定用スイッチをＯＮにする。これにより、図１の
例えば測定用スイッチ４のＳ００１がＯＮとなって、電
池１のＣＨ００１が測定装置１２に接続されることとな
る。

【００２７】Ｓ５は、電圧取り込む。これは、Ｓ４で測
定用スイッチ４をＯＮにし、電池１の電圧を測定装置１
２が取り込む。Ｓ６は、充電状態か判別する。これは、
Ｓ５で電圧を取り込んだ電池１が充電状態か、即ちＳ２
で読み込んだ例えば図３の現在状態ファイル１０の現在
状態が“充電状態”か判別する。ＹＥＳの場合には、現
在状態が“充電状態”と判明したので、Ｓ７からＳ９の
充電に関する処理を行う。一方、Ｓ６のＮＯの場合に
は、現在状態が“放電状態”と判明したので、Ｓ１２に
進む。

【００２８】Ｓ７は、Ｓ６で充電状態と判明したので、
現在の電圧が上限電圧（充放電条件設定ファイル１１に
設定されている充電上限電圧（ここでは満充電を表
す））か判別する。ＹＥＳの場合には、充電の上限電圧
と等しいと判明したので、Ｓ８で充電用スイッチ２をＯ
ＦＦ、放電用スイッチ３をＯＮにし、充電から放電に切
り換える。そして、Ｓ９で現在状態ファイルに現在状態
“放電”と記憶し、Ｓ１０に進む。

【００２９】Ｓ１０は、最終チャネルか判別する。ＹＥ
Ｓの場合には、Ｓ１に戻り、最初から繰り返し行う。一
方、ＮＯの場合には、Ｓ１１でＣＨ＝ＣＨ＋１し、次の
チャネルについてＳ２以降を繰り返し実行する。

【００３０】また、Ｓ１２は、Ｓ６のＮＯで放電状態と
判明したので、終止電圧（放電終了した状態を表す）か
判別する。ＹＥＳの場合には、放電の終止電圧と判明し
たので、Ｓ１３で放電用スイッチ３をＯＦＦにし、充電
ループから電池１を外す。そして、Ｓ１４に進む。

【００３１】Ｓ１４は、終了サイクルか判別する。これ
は、現在状態ファイル１０のサイクル数と、Ｓ２で読み
込んだ充放電条件設定ファイル１１の終了サイクル数と
が等しいか判別する。ＹＥＳの場合には、電池１の充電
・放電のサイクル数だけ繰り返したので、Ｓ１８で終了
フラグをＯＮにし、Ｓ１９で現在状態ファイル１０に終
了した旨を記憶する。一方、Ｓ１４でＮＯの場合には、
Ｓ１５でサイクル数を＋１し、Ｓ１６で充電用スイッチ
をＯＮにし、Ｓ１７で現在状態ファイル１０に記憶す
る。そして、Ｓ１０に進み、最終チャネルか判別し、Ｙ
ＥＳのときはＳ１に戻り、ＮＯのときは、Ｓ１１でＣＨ
＝ＣＨ＋１し、Ｓ２に戻る。

【００３２】以上によって、電池１のチャネル毎に現在
状態ファイル１０および充放電条件設定ファイル１１の
内容を読み込み、測定用スイッチ４をＯＮにして電池１
の電圧を読み込むと共に、現在状態が“充電”のときに
上限電圧か判定してＹＥＳのときに充電完了と判断して
充電用スイッチ２をＯＦＦ、放電用スイッチ３をＯＮ、
および現在状態ファイルの現在状態を“放電”に設定す
る。一方、現在状態が“放電”のときに終止電圧か判定
してＹＥＳのときに放電完了と判断して放電用スイッチ
３をＯＦＦ、充電用スイッチ２をＯＮ、および現在状態
ファイルの現在状態を“充電”に設定する。これらによ
り、電池１毎に独立に電圧測定、充電、放電を行うこと
が可能となる。

【００３３】図３は、本発明の現在状態ファイル例を示
す。現在状態ファイル１０は、電池１毎に現在状態を記
憶するファイルであって、下記の情報を記憶する。ここで、チャネルは図１の電池１のチャネルを表し、現
在状態は電池１の現在の状態を表し、サイクル数は現在
迄の充電・放電を繰り返した回数を表す。

【００３４】図４は、本発明の充放電条件設定ファイル
例を示す。充放電条件設定ファイル１１は、電池１毎に
充放電状態を記憶するファイルであって、下記の情報を
記憶する。

【００３５】チャネル充電上限電圧放電終止電圧終了サイクル０１３．０１．０１０００２１．５０．５１００３３．５２．０１００図５は、本発明のスイッチ例を示す。このスイッチは、
図１の充電用スイッチ２および放電用スイッチ３の例を
示す。

【００３６】図５において、入力が充電用電源５によっ
て生成された充電ループあるいは負荷６によって生成さ
れた放電ループに直列に接続される部分である。出力が
電池１を接続する部分である。

【００３７】ショートと記載した状態が、入力のＨＩと
ＬＯの間がショートされ、充電ループあるいは放電ルー
プがショートされて、出力に接続されている電池１が充
電ループあるいは放電ループから外されている状態を示
す。

【００３８】図６は、本発明の複数ループ例を示す。図
６において、充電ループ（１）および充電ループ（２）
は、それぞれ充電用電源５によって生成された異なる定
電流ループである。

【００３９】放電ループ（１）および放電ループ（２）
は、それぞれ負荷６によって生成された異なる定電流ル
ープであって、電池１を放電させるものである。ここ
で、充電ループ（１）に電池１を直列に接続するために
充電用スイッチ２としてＲ１、Ｒ２を設けている。同様
に、充電ループ（２）に電池１を直列に接続するために
充電用スイッチ２としてＲ１１、Ｒ１２を設けている。

【００４０】また、放電ループ（１）に電池１を直列に
接続するために放電用スイッチ３としてＴ１、Ｔ２を設
けている。同様に、放電ループ（２）に電池１を直列に
接続するために充電用スイッチ２としてＴ１１、Ｔ１２
を設けている。

【００４１】この図６の状態では、・Ｒ１、Ｒ２：ショート・Ｒ１１：電池１（ＣＨ００１）に充電・Ｒ１２：ショート・Ｔ１、Ｔ２：ショート・Ｔ１１：ショート・Ｔ１２：電池１（ＣＨ００２）を放電と設定されている。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池１毎に充電用スイッチ２、放電用スイッチ３、およ
び測定用スイッチ４を設け、充電用スイッチ２を切り換
えて充電ループに電池１を接続して独立に充電したり、
放電用スイッチ３を切り換えて放電ループに電池１を接
続して独立に放電したり、測定用スイッチ４を切り換え
て電池１の電圧などを測定したりする構成を採用してい
るため、電池１を独立に充電、放電および測定したりす
ることができる。これらにより、充電装置および放電装
置の構成を簡単にして安価に製造することができると共
に、充電装置および放電装置を一体として充放電装置を
安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例構成図である。

【図２】本発明の動作説明フローチャートである。

【図３】本発明の現在状態ファイル例である。

【図４】本発明の充放電条件設定ファイル例である。

【図５】本発明のスイッチ例である。

【図６】本発明の複数ループ例である。

【符号の説明】

１：電池２：充電用スイッチ３：放電用スイッチ４：測定用スイッチ５：充電用電源６：負荷７：マイコン８−１：充電制御部８−２：放電制御部９：充放電判定１０：現在状態ファイル１１：充放電条件設定ファイル１２：測定装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 G01R 31/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電池の充電を行う充電装置において、充電ループ中に電池（１）を直列接続する充電用スイッ
チ（２）と、上記電池（１）を測定装置（１２）に接続する測定用ス
イッチ（４）とを電池（１）毎に設けると共に、上記充電ループを生成する充電用電源（５）を設け、上記測定用スイッチ（４）を切り換えて電池（１）を上
記測定装置（１２）に接続して測定し、満充電でないと
きあるいは充電指示されたときに上記充電用スイッチ
（２）を切り換えて当該電池（１）を充電ループ中に直
列接続し、一方、満充電のときに上記充電用スイッチ
（２）を切り換えて当該電池（１）を充電ループから外
すことを、全ての電池（１）について順次繰り返し、電
池（１）毎に独立に充電するように構成したことを特徴
とする充電装置。
【請求項２】複数の充電ループを生成する充電用電源
（５）を設け、電池（１）毎に指示された充電ループに上記充電用スイ
ッチ（２）を切り換えて直列接続し、充電するように構
成したことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】電池の放電を行う放電装置において、放電ループ中に電池（１）を直列接続する放電用スイッ
チ（３）と、上記電池（１）を測定装置（１２）に接続する上記測定
用スイッチ（４）とを電池（１）毎に設けると共に、上記放電ループを生成する負荷（６）を設け、上記電池（１）が満充電となったときあるいは放電指示
されたときに上記放電用スイッチ（３）を切り換えて当
該電池（１）を上記放電ループ中に直列接続して放電開
始し、測定用スイッチ（４）を切り換えて電池（１）を
上記測定装置（１２）に接続して測定し、放電終了した
ときに上記放電用スイッチ（３）を切り換えて当該電池
（１）を放電ループから外すことを、全ての電池（１）
について順次繰り返し、電池（１）毎に独立に放電する
ように構成したことを特徴とする放電装置。
【請求項４】複数の放電ループを生成する負荷（６）を
設け、電池（１）毎に指示された放電ループに上記放電用スイ
ッチ（３）を切り換えて直列接続し、放電するように構
成したことを特徴とする請求項３記載の放電装置。
【請求項５】上記充電装置と上記放電装置を一体とした
ことを特徴とする請求項１記載から請求項４記載の充電
装置および放電装置。