JP3410923B2 - 電池パックの充電方法および充電装置 - Google Patents
電池パックの充電方法および充電装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池パックを急速
充電するための充電方法および充電装置に係り、特に二
次電池と保護回路を内蔵した電池パックに適した充電方
法および充電装置に関する。
充電するための充電方法および充電装置に係り、特に二
次電池と保護回路を内蔵した電池パックに適した充電方
法および充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池を内蔵した電池パックのための
急速充電方式の一つとして、最初は定電流で充電し、電
池パックの端子電圧が設定値に達した後はその端子電圧
を一定値に保つように定電圧充電を行う定電流−定電圧
方式が知られている。この定電流−定電圧方式は現在、
主としてリチウムイオン電池の充電方式として用いられ
ているが、一部でニッケル水素電池への応用も検討され
ている。
急速充電方式の一つとして、最初は定電流で充電し、電
池パックの端子電圧が設定値に達した後はその端子電圧
を一定値に保つように定電圧充電を行う定電流−定電圧
方式が知られている。この定電流−定電圧方式は現在、
主としてリチウムイオン電池の充電方式として用いられ
ているが、一部でニッケル水素電池への応用も検討され
ている。
【０００３】リチウムイオン電池は、電池電圧が所定値
以上となるような充電（過充電）を行うと危険であり、
また電池電圧が所定値以下となるような放電（過放電）
を行うと特性劣化を招くため、電池を過充電や過放電か
ら保護するための保護回路と共に電池パックに内蔵され
ることが多い。
以上となるような充電（過充電）を行うと危険であり、
また電池電圧が所定値以下となるような放電（過放電）
を行うと特性劣化を招くため、電池を過充電や過放電か
ら保護するための保護回路と共に電池パックに内蔵され
ることが多い。
【０００４】図２は、このような電池パックの一例であ
り、二次電池１１と保護回路１２が内蔵されている。保
護回路１２は過充電防止用ＦＥＴ１３、過放電防止用Ｆ
ＥＴ１４、およびこれらのＦＥＴ１３，１４をオン・オ
フ制御する過充放電防止回路１５からなり、過充電時に
はＦＥＴ１３がオフ状態、過放電時にはＦＥＴ１４がオ
フ状態となる。過充放電防止回路１５は、電池パックの
開放電圧（外部接続端子１６，１７間の電圧）を測定し
て過充電や過放電を検出し、それに基づいて過充電時に
はＦＥＴ１３をオフにし、過放電時にはＦＥＴ１４をオ
フにする制御を行う。
り、二次電池１１と保護回路１２が内蔵されている。保
護回路１２は過充電防止用ＦＥＴ１３、過放電防止用Ｆ
ＥＴ１４、およびこれらのＦＥＴ１３，１４をオン・オ
フ制御する過充放電防止回路１５からなり、過充電時に
はＦＥＴ１３がオフ状態、過放電時にはＦＥＴ１４がオ
フ状態となる。過充放電防止回路１５は、電池パックの
開放電圧（外部接続端子１６，１７間の電圧）を測定し
て過充電や過放電を検出し、それに基づいて過充電時に
はＦＥＴ１３をオフにし、過放電時にはＦＥＴ１４をオ
フにする制御を行う。
【０００５】ここで、過放電防止用ＦＥＴ１４がオフ状
態になると、過充放電防止回路１５では電池パックの開
放電圧を測定できなくなるが、ＦＥＴ１３，１４にはＦ
ＥＴの構造上、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２がソース・ド
レイン間に並列に入る形で存在するため、電池１１に充
電方向の電圧を印加して電流を流してやれば、寄生ダイ
オードＤ２の順方向電圧ＶF と配線のインピーダンスに
よる電圧降下ＶL が加わった形で電池パックの端子電圧
が求められる。ここで、ＶF ，ＶL は特性と構造から推
定できるので、電池パックの端子電圧からＶF とＶL を
差し引けば、電池１１の電圧が分かることになる。
態になると、過充放電防止回路１５では電池パックの開
放電圧を測定できなくなるが、ＦＥＴ１３，１４にはＦ
ＥＴの構造上、寄生ダイオードＤ１，Ｄ２がソース・ド
レイン間に並列に入る形で存在するため、電池１１に充
電方向の電圧を印加して電流を流してやれば、寄生ダイ
オードＤ２の順方向電圧ＶF と配線のインピーダンスに
よる電圧降下ＶL が加わった形で電池パックの端子電圧
が求められる。ここで、ＶF ，ＶL は特性と構造から推
定できるので、電池パックの端子電圧からＶF とＶL を
差し引けば、電池１１の電圧が分かることになる。
【０００６】ところで、このような電池パックに対して
急速充電を行うための従来の充電装置では、まず電池パ
ックの開放電圧を測定し、放電禁止状態となっていない
電池パック、つまり過放電防止用ＦＥＴ１４がオフ状態
となっていない電池パックについては直ちに急速充電を
開始する。一方、放電禁止状態となっている電池パック
については、いったん充電電流を流し、電池パックの端
子電圧が所定値以上であれば定電流−電圧方式で急速充
電を開始する。
急速充電を行うための従来の充電装置では、まず電池パ
ックの開放電圧を測定し、放電禁止状態となっていない
電池パック、つまり過放電防止用ＦＥＴ１４がオフ状態
となっていない電池パックについては直ちに急速充電を
開始する。一方、放電禁止状態となっている電池パック
については、いったん充電電流を流し、電池パックの端
子電圧が所定値以上であれば定電流−電圧方式で急速充
電を開始する。
【０００７】しかし、このような従来の充電装置では、
図２に示した保護回路１２中の部品（例えばヒューズ）
などの故障で電池パックの外部接続端子１６，１７間が
オープンとなっていたり、電池パック内の配線が製造ミ
スや衝撃で断線した場合、あるいは放電禁止状態にもか
かわらず電池１１の自己放電により電池電圧が余りにも
低くなって過放電防止用ＦＥＴ１４のみならず過充電防
止用ＦＥＴ１３までもオフ状態となった場合には、充電
を行おうとしても充電電流が流れず、充電電圧がそのま
ま電池パックの端子電圧として現れる。
図２に示した保護回路１２中の部品（例えばヒューズ）
などの故障で電池パックの外部接続端子１６，１７間が
オープンとなっていたり、電池パック内の配線が製造ミ
スや衝撃で断線した場合、あるいは放電禁止状態にもか
かわらず電池１１の自己放電により電池電圧が余りにも
低くなって過放電防止用ＦＥＴ１４のみならず過充電防
止用ＦＥＴ１３までもオフ状態となった場合には、充電
を行おうとしても充電電流が流れず、充電電圧がそのま
ま電池パックの端子電圧として現れる。
【０００８】このような場合、充電装置は見掛け上、急
速充電を開始するが、実際には充電電流が流れないた
め、満充電とみなして充電終了と判断してしまうという
不都合がある。すなわち、充電装置は充電が正常になさ
れていない異常な電池パックでも、充電が正常に終了し
ているという表示を行ってしまい、ユーザもそのように
判断してしまうことになる。
速充電を開始するが、実際には充電電流が流れないた
め、満充電とみなして充電終了と判断してしまうという
不都合がある。すなわち、充電装置は充電が正常になさ
れていない異常な電池パックでも、充電が正常に終了し
ているという表示を行ってしまい、ユーザもそのように
判断してしまうことになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
充電装置では、保護回路中の部品故障で電池パックの外
部接続端子間がオープンとなっていたり、電池パック内
の配線が製造ミスや衝撃で断線した場合、あるいは放電
禁止状態にもかかわらず電池の自己放電により電池電圧
が余りにも低くなって過放電防止用ＦＥＴおよび過充電
防止用ＦＥＴの両方がオフ状態となった場合のような異
常の生じた電池パックを装着したとき、充電を行わない
にもかかわらず充電が正常に終了しているという表示を
行ってしまい、ユーザもそのように判断してしまうとい
う不都合があった。
充電装置では、保護回路中の部品故障で電池パックの外
部接続端子間がオープンとなっていたり、電池パック内
の配線が製造ミスや衝撃で断線した場合、あるいは放電
禁止状態にもかかわらず電池の自己放電により電池電圧
が余りにも低くなって過放電防止用ＦＥＴおよび過充電
防止用ＦＥＴの両方がオフ状態となった場合のような異
常の生じた電池パックを装着したとき、充電を行わない
にもかかわらず充電が正常に終了しているという表示を
行ってしまい、ユーザもそのように判断してしまうとい
う不都合があった。
【００１０】本発明は、上記のような不都合を解決する
ためのなされたもので、急速充電ができないような異常
な電池パックが装着された場合にその異常を判別して急
速充電動作を禁止すると共に、電池パックが異常である
旨をユーザに認識させることが可能であって信頼性の高
い電池パックの充電方法および充電装置を提供すること
を目的とする。
ためのなされたもので、急速充電ができないような異常
な電池パックが装着された場合にその異常を判別して急
速充電動作を禁止すると共に、電池パックが異常である
旨をユーザに認識させることが可能であって信頼性の高
い電池パックの充電方法および充電装置を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は少なくとも一つの二次電池と、過充電防止
用ＦＥＴ、過放電防止用ＦＥＴ及び過充電時に過充電防
止用ＦＥＴをオフ状態、過放電時に過放電防止用ＦＥＴ
をオフ状態とする過充放電防止回路を内蔵した電池パッ
クを端子電圧が設定値に達するまで定電流で充電し、設
定値に達した後は端子電圧を一定値に保ちつつ充電する
急速充電を行う電池パックの充電方法において、 (a) 電池パックの装着時に電池パックの開放電圧を検出
して開放電圧が第１の設定電圧以上か否かを判定し、 (b) 電池パックの開放電圧が第１の設定電圧に満たない
場合は電池パックに所定時間だけ第１の予備充電を行っ
て電池パックの充電電流が第１の設定電流以上か否かを
判定し、 (c) 第１の予備充電時の充電電流が第１の設定電流以上
の場合は電池パックに所定時間だけ第２の予備充電を行
って電池パックの充電電圧が第２の設定電圧以上か否か
を判定し、 (d) 開放電圧が第１の設定電圧以上の場合と第２の予備
充電時の充電電圧が第２の設定電圧以上の場合は、少な
くとも充電電流が第２の設定電流に達するまで急速充電
を行い、 (e) 第１の予備充電時の充電電流が第１の設定電流に満
たない場合と第２の予備充電時の充電電圧が第２の設定
電圧に満たない場合は異常表示を行うと共に、急速充電
を禁止することを特徴とする。
め、本発明は少なくとも一つの二次電池と、過充電防止
用ＦＥＴ、過放電防止用ＦＥＴ及び過充電時に過充電防
止用ＦＥＴをオフ状態、過放電時に過放電防止用ＦＥＴ
をオフ状態とする過充放電防止回路を内蔵した電池パッ
クを端子電圧が設定値に達するまで定電流で充電し、設
定値に達した後は端子電圧を一定値に保ちつつ充電する
急速充電を行う電池パックの充電方法において、 (a) 電池パックの装着時に電池パックの開放電圧を検出
して開放電圧が第１の設定電圧以上か否かを判定し、 (b) 電池パックの開放電圧が第１の設定電圧に満たない
場合は電池パックに所定時間だけ第１の予備充電を行っ
て電池パックの充電電流が第１の設定電流以上か否かを
判定し、 (c) 第１の予備充電時の充電電流が第１の設定電流以上
の場合は電池パックに所定時間だけ第２の予備充電を行
って電池パックの充電電圧が第２の設定電圧以上か否か
を判定し、 (d) 開放電圧が第１の設定電圧以上の場合と第２の予備
充電時の充電電圧が第２の設定電圧以上の場合は、少な
くとも充電電流が第２の設定電流に達するまで急速充電
を行い、 (e) 第１の予備充電時の充電電流が第１の設定電流に満
たない場合と第２の予備充電時の充電電圧が第２の設定
電圧に満たない場合は異常表示を行うと共に、急速充電
を禁止することを特徴とする。
【００１２】また、本発明は少なくとも一つの二次電池
と、過充電防止用ＦＥＴ、過放電防止用ＦＥＴ及び過充
電時に過充電防止用ＦＥＴをオフ状態、過放電時に過放
電防止用ＦＥＴをオフ状態とする過充放電防止回路を内
蔵した電池パックを端子電圧が設定値に達するまで定電
流で充電し、設定値に達した後は端子電圧を一定値に保
ちつつ充電する急速充電を行う電池パックの充電装置に
おいて、電池パックの装着時に電池パックの開放電圧を
検出して開放電圧が第１の設定電圧以上か否かを判定す
る開放電圧判定手段と、開放電圧が第１の設定電圧に満
たない場合に電池パックに所定時間だけ第１の予備充電
を行って電池パックの充電電流が第１の設定電流以上か
否かを判定する第１の電流判定手段と、第１の予備充電
時の充電電流が第１の設定電流以上の場合に電池パック
に所定時間だけ第２の予備充電を行って電池パックの充
電電圧が第２の設定電圧以上か否かを判定する充電電圧
判定手段と、電池パックの端子電圧が設定値に達した後
の電池パックの充電電流が第２の設定電流以上か否かを
判定する第２の電流判定手段と、開放電圧判定手段と第
１および第２の電流判定手段および充電電圧判定手段の
判定結果を受け、開放電圧が第１の設定電圧以上の場合
と充電電圧が第２の設定電圧以上の場合は、少なくとも
充電電流が第２の設定電流に達するまで急速充電を行
い、第１の予備充電時の充電電流が第１の設定電流に満
たない場合と第２の予備充電時の充電電圧が第２の設定
電圧に満たない場合は異常表示を行うと共に、急速充電
を禁止する制御を行う制御手段とを備えたことを特徴と
する。
と、過充電防止用ＦＥＴ、過放電防止用ＦＥＴ及び過充
電時に過充電防止用ＦＥＴをオフ状態、過放電時に過放
電防止用ＦＥＴをオフ状態とする過充放電防止回路を内
蔵した電池パックを端子電圧が設定値に達するまで定電
流で充電し、設定値に達した後は端子電圧を一定値に保
ちつつ充電する急速充電を行う電池パックの充電装置に
おいて、電池パックの装着時に電池パックの開放電圧を
検出して開放電圧が第１の設定電圧以上か否かを判定す
る開放電圧判定手段と、開放電圧が第１の設定電圧に満
たない場合に電池パックに所定時間だけ第１の予備充電
を行って電池パックの充電電流が第１の設定電流以上か
否かを判定する第１の電流判定手段と、第１の予備充電
時の充電電流が第１の設定電流以上の場合に電池パック
に所定時間だけ第２の予備充電を行って電池パックの充
電電圧が第２の設定電圧以上か否かを判定する充電電圧
判定手段と、電池パックの端子電圧が設定値に達した後
の電池パックの充電電流が第２の設定電流以上か否かを
判定する第２の電流判定手段と、開放電圧判定手段と第
１および第２の電流判定手段および充電電圧判定手段の
判定結果を受け、開放電圧が第１の設定電圧以上の場合
と充電電圧が第２の設定電圧以上の場合は、少なくとも
充電電流が第２の設定電流に達するまで急速充電を行
い、第１の予備充電時の充電電流が第１の設定電流に満
たない場合と第２の予備充電時の充電電圧が第２の設定
電圧に満たない場合は異常表示を行うと共に、急速充電
を禁止する制御を行う制御手段とを備えたことを特徴と
する。
【００１３】このような本発明による電池パックの充電
方法および充電装置においては、例えば放電禁止状態に
ない正常な電池パックが充電装置に装着された場合は、
電池パックの開放電圧が第１の設定電圧以上となること
により急速充電が開始され、充電電流が第２の設定電流
に達した時点で、あるいはそれよりさらに所定時間経過
後に急速充電が終了する。
方法および充電装置においては、例えば放電禁止状態に
ない正常な電池パックが充電装置に装着された場合は、
電池パックの開放電圧が第１の設定電圧以上となること
により急速充電が開始され、充電電流が第２の設定電流
に達した時点で、あるいはそれよりさらに所定時間経過
後に急速充電が終了する。
【００１４】一方、放電禁止状態にある電池パックや、
部品故障または断線あるいは過放電防止用ＦＥＴおよび
過充電防止用ＦＥＴの両方がオフ状態となっていること
により外部接続端子間がオープン状態となっている電池
パックが充電装置に装着された場合には、電池パックの
開放電圧が第１の設定電圧より小さくなるので、第１の
予備充電が行われる。
部品故障または断線あるいは過放電防止用ＦＥＴおよび
過充電防止用ＦＥＴの両方がオフ状態となっていること
により外部接続端子間がオープン状態となっている電池
パックが充電装置に装着された場合には、電池パックの
開放電圧が第１の設定電圧より小さくなるので、第１の
予備充電が行われる。
【００１５】ここで、外部接続端子間がオープン状態の
電池パックの場合は、第１の予備充電を行っても電流が
流れず、従って電池パックの充電電流は第１の設定電流
に達しないので、急速充電には移行せず、電池パックが
異常である旨の異常表示が行われる。
電池パックの場合は、第１の予備充電を行っても電流が
流れず、従って電池パックの充電電流は第１の設定電流
に達しないので、急速充電には移行せず、電池パックが
異常である旨の異常表示が行われる。
【００１６】また、放電禁止状態にある電池パックの場
合は、過放電防止用ＦＥＴのソース・ドレイン間のダイ
オードを通して第１の設定電流以上の電流が流れるた
め、引き続き第２の予備充電が行われる。
合は、過放電防止用ＦＥＴのソース・ドレイン間のダイ
オードを通して第１の設定電流以上の電流が流れるた
め、引き続き第２の予備充電が行われる。
【００１７】このとき、特性が劣化する程度まで電池電
圧が下がってしまった異常な電池パックの場合は、第２
の予備充電時の充電電圧が第２の設定電圧に達しないた
め、異常表示がなされる。電池パックが正常な場合は、
第２の予備充電時の充電電圧が第２の設定電圧以上とな
ることにより急速充電が開始され、充電電流が第２の設
定電流に達した時点で、あるいはそれよりさらに所定時
間経過後に急速充電が終了する。
圧が下がってしまった異常な電池パックの場合は、第２
の予備充電時の充電電圧が第２の設定電圧に達しないた
め、異常表示がなされる。電池パックが正常な場合は、
第２の予備充電時の充電電圧が第２の設定電圧以上とな
ることにより急速充電が開始され、充電電流が第２の設
定電流に達した時点で、あるいはそれよりさらに所定時
間経過後に急速充電が終了する。
【００１８】このように本発明によると、急速充電がで
きないような異常な電池パックが充電装置に装着された
場合、急速充電動作を禁止すると共に、異常表示を行っ
てユーザにその旨を認識させることができる。
きないような異常な電池パックが充電装置に装着された
場合、急速充電動作を禁止すると共に、異常表示を行っ
てユーザにその旨を認識させることができる。
【００１９】本発明においては、第１の予備充電時の電
流供給能力および第２の予備充電時の電流供給能力を急
速充電時の定電流と等しくすることが好ましく、こうす
ることにより充電用電源である定電圧定電流電源の構成
が簡単となる。さらに、第１の設定電流と第２の設定電
流とを等しくすることにより、処理が容易となる。
流供給能力および第２の予備充電時の電流供給能力を急
速充電時の定電流と等しくすることが好ましく、こうす
ることにより充電用電源である定電圧定電流電源の構成
が簡単となる。さらに、第１の設定電流と第２の設定電
流とを等しくすることにより、処理が容易となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
構成を示す図であり、電池パック１が充電装置２に装着
された状態での回路構成を示している。
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
構成を示す図であり、電池パック１が充電装置２に装着
された状態での回路構成を示している。
【００２１】電池パック１は、リチウムイオン電池など
の二次電池１１と保護回路１２によって構成され、保護
回路１２は図２に示したように過充電防止用ＦＥＴ１
３、過放電防止用ＦＥＴ１４およびこれらのＦＥＴ１
３，１４を制御する過充放電防止回路１５からなり、過
充電時にはＦＥＴ１３がオフ状態、過放電時にはＦＥＴ
１４がオフ状態となるように構成されている。過充放電
防止回路１５は、電池パック１の開放電圧（外部接続端
子１６，１７間の電圧）を測定して過充電や過放電を検
出し、それに基づいてＦＥＴ１３，１４を制御する。
の二次電池１１と保護回路１２によって構成され、保護
回路１２は図２に示したように過充電防止用ＦＥＴ１
３、過放電防止用ＦＥＴ１４およびこれらのＦＥＴ１
３，１４を制御する過充放電防止回路１５からなり、過
充電時にはＦＥＴ１３がオフ状態、過放電時にはＦＥＴ
１４がオフ状態となるように構成されている。過充放電
防止回路１５は、電池パック１の開放電圧（外部接続端
子１６，１７間の電圧）を測定して過充電や過放電を検
出し、それに基づいてＦＥＴ１３，１４を制御する。
【００２２】図３は、電池パック１の外観を示す図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）（ｄ）は
左および右側面図、（ｅ）は底面図である。この電池パ
ック１は二次電池１１として角型のリチウムイオン電池
を１個使った例で、電池１１の正極と負極はニッケル板
やリード線などにより、図１および図２に示した保護回
路１２が実装された保護回路基板３１と接続されてい
る。保護回路基板３１は端子台３２上に設けられた端子
３３と接続されている。端子３３は図１および図２中の
外部接続端子１６，１７に相当する。なお、複数の二次
電池を内蔵させた電池パックを用いてもよい。
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）（ｄ）は
左および右側面図、（ｅ）は底面図である。この電池パ
ック１は二次電池１１として角型のリチウムイオン電池
を１個使った例で、電池１１の正極と負極はニッケル板
やリード線などにより、図１および図２に示した保護回
路１２が実装された保護回路基板３１と接続されてい
る。保護回路基板３１は端子台３２上に設けられた端子
３３と接続されている。端子３３は図１および図２中の
外部接続端子１６，１７に相当する。なお、複数の二次
電池を内蔵させた電池パックを用いてもよい。
【００２３】次に、充電装置２について説明する。図１
に示したように、充電装置２は電圧検出用抵抗２１ａ，
２１ｂと、電流検出用抵抗２２と、マイクロプロセッサ
２３と、定電圧定電流電源２４およびＬＥＤなどを用い
た表示器２５からなる。充電時には、電池パック１が充
電装置２に装着され、その状態で外部接続端子２６，２
７が電池パック１の外部接続端子１６，１７にそれぞれ
接続される。電圧検出用抵抗２１ａ，２１ｂは外部接続
端子２６，２７に接続された一対の充電路間に直列接続
され、外部接続端子２６，２７を介して印加される電池
パック１の外部接続端子１６，１７間の電圧や外部接続
端子２６，２７間の電圧を分圧してマイクロプロセッサ
２３に供給する。電流検出用抵抗２２は一方の充電路に
直列に挿入され、充電電流を検出してその電流に比例し
た電圧をマイクロプロセッサ２３に供給する。
に示したように、充電装置２は電圧検出用抵抗２１ａ，
２１ｂと、電流検出用抵抗２２と、マイクロプロセッサ
２３と、定電圧定電流電源２４およびＬＥＤなどを用い
た表示器２５からなる。充電時には、電池パック１が充
電装置２に装着され、その状態で外部接続端子２６，２
７が電池パック１の外部接続端子１６，１７にそれぞれ
接続される。電圧検出用抵抗２１ａ，２１ｂは外部接続
端子２６，２７に接続された一対の充電路間に直列接続
され、外部接続端子２６，２７を介して印加される電池
パック１の外部接続端子１６，１７間の電圧や外部接続
端子２６，２７間の電圧を分圧してマイクロプロセッサ
２３に供給する。電流検出用抵抗２２は一方の充電路に
直列に挿入され、充電電流を検出してその電流に比例し
た電圧をマイクロプロセッサ２３に供給する。
【００２４】マイクロプロセッサ２３は、電圧検出用抵
抗２１ａ，２１ｂを介して検出された電池パック１の開
放電圧や充電電圧および電流検出用抵抗２２を介して検
出された充電電流を判定し、それらの判定結果に基づい
て定電圧定電流電源２４を制御することにより、充電の
制御を行うと共に、表示器２５に対して異常表示や充電
中表示などを行うための制御を行う。
抗２１ａ，２１ｂを介して検出された電池パック１の開
放電圧や充電電圧および電流検出用抵抗２２を介して検
出された充電電流を判定し、それらの判定結果に基づい
て定電圧定電流電源２４を制御することにより、充電の
制御を行うと共に、表示器２５に対して異常表示や充電
中表示などを行うための制御を行う。
【００２５】図４は、マイクロプロセッサ２３の処理を
機能ブロック図で表したもので、開放電圧判定部４１、
充電電圧判定部４２、第１の電流判定部４３、第２の電
流判定部４４および制御部４５が構成されている。
機能ブロック図で表したもので、開放電圧判定部４１、
充電電圧判定部４２、第１の電流判定部４３、第２の電
流判定部４４および制御部４５が構成されている。
【００２６】開放電圧判定部４１は、電圧検出用抵抗２
１ａ，２１ｂを介して検出された電池パック１の開放電
圧を制御部４５から与えられる第１の設定電圧と比較し
て大小関係を判定し、その判定結果を制御部４５に戻す
処理を行う。充電電圧判定部４２は、電圧検出用抵抗２
１ａ，２１ｂを介して検出された充電電圧を制御部４５
から与えられる第２の設定電圧と比較して大小関係を判
定し、その判定結果を制御部４５に戻す処理を行う。第
１および第２の電流判定部４３および４４は、電圧検出
用抵抗２２を介して検出された充電電流を第１および第
２の設定電流と比較して大小関係を判定し、その判定結
果を制御部４５に戻す処理を行う。制御部４５は、開放
電圧判定部４１、充電電圧判定部４２、第１および第２
の電流判定部４３および４４の判定結果を受けて定電圧
定電流電源２４および表示器２５の制御を行う。
１ａ，２１ｂを介して検出された電池パック１の開放電
圧を制御部４５から与えられる第１の設定電圧と比較し
て大小関係を判定し、その判定結果を制御部４５に戻す
処理を行う。充電電圧判定部４２は、電圧検出用抵抗２
１ａ，２１ｂを介して検出された充電電圧を制御部４５
から与えられる第２の設定電圧と比較して大小関係を判
定し、その判定結果を制御部４５に戻す処理を行う。第
１および第２の電流判定部４３および４４は、電圧検出
用抵抗２２を介して検出された充電電流を第１および第
２の設定電流と比較して大小関係を判定し、その判定結
果を制御部４５に戻す処理を行う。制御部４５は、開放
電圧判定部４１、充電電圧判定部４２、第１および第２
の電流判定部４３および４４の判定結果を受けて定電圧
定電流電源２４および表示器２５の制御を行う。
【００２７】次に、図５に示すフローチャートを参照し
て本実施形態における制御の手順について説明する。ま
ず、ステップＳ１で電池パック１が充電装置２に装着さ
れたことが確認されると、電池パック１の外部接続端子
１６，１７間の開放電圧ＶB1が電圧検出用抵抗２１ａ，
２１ｂによって検出される（ステップＳ２）。この開放
電圧ＶB1はマイクロプロセッサ２３に取り込まれ、マイ
クロプロセッサ２３内のＡ／Ｄ変換器でディジタル値に
変換された後、開放電圧判定部４１により第１の設定電
圧Ｖos以上か否かが判定される（ステップＳ３）。
て本実施形態における制御の手順について説明する。ま
ず、ステップＳ１で電池パック１が充電装置２に装着さ
れたことが確認されると、電池パック１の外部接続端子
１６，１７間の開放電圧ＶB1が電圧検出用抵抗２１ａ，
２１ｂによって検出される（ステップＳ２）。この開放
電圧ＶB1はマイクロプロセッサ２３に取り込まれ、マイ
クロプロセッサ２３内のＡ／Ｄ変換器でディジタル値に
変換された後、開放電圧判定部４１により第１の設定電
圧Ｖos以上か否かが判定される（ステップＳ３）。
【００２８】ここで、ステップＳ３の判定結果がＶB1≧
Ｖosであれば、制御部４５は電池パック１が放電禁止状
態になっておらず（図２中の過放電防止用ＦＥＴ１４が
オンの状態）、また部品異常による外部端子１６，１７
間のオープンや断線が発生していない正常な電池パック
であると判断して定電圧定電流電源２４を制御し、定電
流−定電圧方式で急速充電を開始する（ステップＳ
８）。
Ｖosであれば、制御部４５は電池パック１が放電禁止状
態になっておらず（図２中の過放電防止用ＦＥＴ１４が
オンの状態）、また部品異常による外部端子１６，１７
間のオープンや断線が発生していない正常な電池パック
であると判断して定電圧定電流電源２４を制御し、定電
流−定電圧方式で急速充電を開始する（ステップＳ
８）。
【００２９】一方、ステップＳ３の判定結果がＶB1＜Ｖ
osの場合は、制御部４５は電池パック１が放電禁止状態
になっているか（図２中の過放電防止用ＦＥＴ１４がオ
フの状態）、または部品異常による外部接続端子１６，
１７間のオープンや断線が発生している可能性があると
判断して、ステップＳ４に移行する。
osの場合は、制御部４５は電池パック１が放電禁止状態
になっているか（図２中の過放電防止用ＦＥＴ１４がオ
フの状態）、または部品異常による外部接続端子１６，
１７間のオープンや断線が発生している可能性があると
判断して、ステップＳ４に移行する。
【００３０】ステップＳ４では、制御部４５による制御
で定電圧定電流電源２４からＩT1なる電流供給能力で電
流が一定時間出力され、この電流供給能力ＩT1の下で電
池パック１に第１の予備充電が行われる。そして、この
とき電池パック１に流れる充電電流Ｉが電流検出用抵抗
２２により電圧として検出され、これがマイクロプロセ
ッサ２３に取り込まれてマイクロプロセッサ２３内のＡ
／Ｄ変換器によりディジタル値に変換された後、第１の
電流判定部４３により第１の設定電流ＩS1以上か否かが
判定される（ステップＳ５）。このとき、いうまでもな
く定電圧定電流電源２４からの電流供給能力ＩT1は第１
の設定電流Ｉs1より大きくしておく必要がある。
で定電圧定電流電源２４からＩT1なる電流供給能力で電
流が一定時間出力され、この電流供給能力ＩT1の下で電
池パック１に第１の予備充電が行われる。そして、この
とき電池パック１に流れる充電電流Ｉが電流検出用抵抗
２２により電圧として検出され、これがマイクロプロセ
ッサ２３に取り込まれてマイクロプロセッサ２３内のＡ
／Ｄ変換器によりディジタル値に変換された後、第１の
電流判定部４３により第１の設定電流ＩS1以上か否かが
判定される（ステップＳ５）。このとき、いうまでもな
く定電圧定電流電源２４からの電流供給能力ＩT1は第１
の設定電流Ｉs1より大きくしておく必要がある。
【００３１】ここで、ステップＳ５の判定結果がＩ＜Ｉ
s1であれば、制御部４５は電池パック１が部品異常によ
る外部接続端子１６，１７間のオープンや断線が発生し
ているか、または図２中の過充電防止用ＦＥＴ１３およ
び過放電防止用ＦＥＴ１４が両方オフ状態となっている
異常な電池パックであると判断して、急速充電動作への
移行を禁止する共に、表示器２５に対して電池パックが
以上である旨の異常表示を行わせる（ステップＳ９）。
s1であれば、制御部４５は電池パック１が部品異常によ
る外部接続端子１６，１７間のオープンや断線が発生し
ているか、または図２中の過充電防止用ＦＥＴ１３およ
び過放電防止用ＦＥＴ１４が両方オフ状態となっている
異常な電池パックであると判断して、急速充電動作への
移行を禁止する共に、表示器２５に対して電池パックが
以上である旨の異常表示を行わせる（ステップＳ９）。
【００３２】一方、ステップＳ５の判定結果がＩ≧Ｉs1
であれば、制御部４５は電池パック１が部品異常による
外部接続端子１６，１７間のオープンや断線、あるいは
過充電防止用ＦＥＴ１３および過放電防止用ＦＥＴ１４
が両方オフ状態となっているという判断は行わず、過放
電防止用ＦＥＴ１４がオフ状態となっていると判断し
て、ステップＳ６に移行する。
であれば、制御部４５は電池パック１が部品異常による
外部接続端子１６，１７間のオープンや断線、あるいは
過充電防止用ＦＥＴ１３および過放電防止用ＦＥＴ１４
が両方オフ状態となっているという判断は行わず、過放
電防止用ＦＥＴ１４がオフ状態となっていると判断し
て、ステップＳ６に移行する。
【００３３】ステップＳ６では、制御部４５による制御
で定電圧定電流電源２４からＩT2なる電流供給能力で電
流が一定時間出力され、この電流供給能力ＩT2の下で電
池パック１に第２の予備充電が行われる。そして、この
とき電池パック１の外部接続端子１６，１７間に印加さ
れる充電電圧ＶB2が電圧検出用抵抗２１ａ，２１ｂによ
って検出されてマイクロプロセッサ２３に取り込まれ、
マイクロプロセッサ２３内のＡ／Ｄ変換器でディジタル
値に変換された後、充電電圧判定部４２により第２の設
定電圧Ｖcs以上か否かが判定される（ステップＳ７）。
で定電圧定電流電源２４からＩT2なる電流供給能力で電
流が一定時間出力され、この電流供給能力ＩT2の下で電
池パック１に第２の予備充電が行われる。そして、この
とき電池パック１の外部接続端子１６，１７間に印加さ
れる充電電圧ＶB2が電圧検出用抵抗２１ａ，２１ｂによ
って検出されてマイクロプロセッサ２３に取り込まれ、
マイクロプロセッサ２３内のＡ／Ｄ変換器でディジタル
値に変換された後、充電電圧判定部４２により第２の設
定電圧Ｖcs以上か否かが判定される（ステップＳ７）。
【００３４】ここで、ステップＳ７の判定結果がＶB2＜
Ｖcsであれば、制御部４５は電池パック１が特性劣化が
生じるレベルまで電池電圧が低下してしまった電池パッ
クであると判断して、急速充電動作に移行させない共
に、表示器２５に異常表示を行わせる（ステップＳ
９）。
Ｖcsであれば、制御部４５は電池パック１が特性劣化が
生じるレベルまで電池電圧が低下してしまった電池パッ
クであると判断して、急速充電動作に移行させない共
に、表示器２５に異常表示を行わせる（ステップＳ
９）。
【００３５】一方、ステップＳ７の判定結果がＶB2≧Ｖ
csの場合は、制御部４５は電池パック１が正常であると
判断して定電圧定電流電源２４を制御し、定電流−定電
圧方式で急速充電を開始する（ステップＳ８）。
csの場合は、制御部４５は電池パック１が正常であると
判断して定電圧定電流電源２４を制御し、定電流−定電
圧方式で急速充電を開始する（ステップＳ８）。
【００３６】なお、ステップＳ４の第１の予備充電およ
びステップＳ５での第１の電流判定部４３の処理と、ス
テップＳ６の第２の予備充電およびステップＳ７での充
電電圧判定部４２の処理はそれぞれ所定時間行われる
が、ステップＳ９の異常表示は電池パック１を充電装置
２に装着してから直ぐに行われることが望ましいので、
これらの時間はなるべく短くすることが好ましい。発明
者の検討によれば、ステップＳ１で電池パック１を充電
装置２に装着した後、最長１秒程度でステップＳ９の異
常表示を行うことが可能である。
びステップＳ５での第１の電流判定部４３の処理と、ス
テップＳ６の第２の予備充電およびステップＳ７での充
電電圧判定部４２の処理はそれぞれ所定時間行われる
が、ステップＳ９の異常表示は電池パック１を充電装置
２に装着してから直ぐに行われることが望ましいので、
これらの時間はなるべく短くすることが好ましい。発明
者の検討によれば、ステップＳ１で電池パック１を充電
装置２に装着した後、最長１秒程度でステップＳ９の異
常表示を行うことが可能である。
【００３７】ステップＳ８で急速充電が開始されると、
制御部４５による電圧電流電源２４の制御により、まず
一定の充電電流Ｉｃで電池パック１に充電が行われ、か
つ表示器２５で充電中の表示が行われる。また、このと
き電池パック１に流れる充電電流Ｉが電流検出用抵抗２
２によって電圧として検出され、これがマイクロプロセ
ッサ２３に取り込まれてマイクロプロセッサ２３内のＡ
／Ｄ変換器によりディジタル値に変換された後、制御部
４５の制御下で第２の電流判定部４４により第２の設定
電流ＩS2以上か否かが判定される（ステップＳ１０）。
制御部４５による電圧電流電源２４の制御により、まず
一定の充電電流Ｉｃで電池パック１に充電が行われ、か
つ表示器２５で充電中の表示が行われる。また、このと
き電池パック１に流れる充電電流Ｉが電流検出用抵抗２
２によって電圧として検出され、これがマイクロプロセ
ッサ２３に取り込まれてマイクロプロセッサ２３内のＡ
／Ｄ変換器によりディジタル値に変換された後、制御部
４５の制御下で第２の電流判定部４４により第２の設定
電流ＩS2以上か否かが判定される（ステップＳ１０）。
【００３８】ここで、ステップＳ１０の判定結果がＩ＞
ＩS2であれば急速充電が続行され、Ｉ≦Is2 となれば急
速充電が停止されると共に表示器２５での充電中の表示
が停止される。Ｉ≦Is2 となって直ちに急速充電を停止
させず、Ｉ≦Is2 となった時点から所定時間経過後に充
電を停止させるようにしてもよい。
ＩS2であれば急速充電が続行され、Ｉ≦Is2 となれば急
速充電が停止されると共に表示器２５での充電中の表示
が停止される。Ｉ≦Is2 となって直ちに急速充電を停止
させず、Ｉ≦Is2 となった時点から所定時間経過後に充
電を停止させるようにしてもよい。
【００３９】なお、本実施形態において第１および第２
の予備充電時の電流供給能力ＩT1およびＩT2をステップ
Ｓ８の急速充電時の充電電流Ｉｃと等しくしてもよく、
このようにすると定電圧定電流電源２４の構成を容易に
することができる。また、第１および第２の設定電流Ｉ
s1，Ｉs2を等しくしてもよく、このようにすればマイク
ロプロセッサ２３での処理が容易となる。
の予備充電時の電流供給能力ＩT1およびＩT2をステップ
Ｓ８の急速充電時の充電電流Ｉｃと等しくしてもよく、
このようにすると定電圧定電流電源２４の構成を容易に
することができる。また、第１および第２の設定電流Ｉ
s1，Ｉs2を等しくしてもよく、このようにすればマイク
ロプロセッサ２３での処理が容易となる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば急
速充電ができないような異常な電池パック、すなわち保
護回路中の部品故障で電池パックの外部接続端子間がオ
ープンとなっていたり、電池パック内の配線が製造ミス
や衝撃で断線した場合、あるいは放電禁止状態にもかか
わらず電池の自己放電により電池電圧が余りにも低くな
って過放電防止用ＦＥＴおよび過充電防止用ＦＥＴの両
方がオフ状態となっている電池パックが装着された場合
には、急速充電動作を行わず、かつ異常表示を行ってそ
の旨をユーザに認識させることが可能であり、信頼性に
優れた充電方法および充電装置を提供することができ
る。
速充電ができないような異常な電池パック、すなわち保
護回路中の部品故障で電池パックの外部接続端子間がオ
ープンとなっていたり、電池パック内の配線が製造ミス
や衝撃で断線した場合、あるいは放電禁止状態にもかか
わらず電池の自己放電により電池電圧が余りにも低くな
って過放電防止用ＦＥＴおよび過充電防止用ＦＥＴの両
方がオフ状態となっている電池パックが装着された場合
には、急速充電動作を行わず、かつ異常表示を行ってそ
の旨をユーザに認識させることが可能であり、信頼性に
優れた充電方法および充電装置を提供することができ
る。
【図１】本発明の一実施形態に係る電池パックおよびそ
の充電装置の構成を示すブロック図
の充電装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施形態における電池パックの内部構成を示
すブロック図
すブロック図
【図３】同実施形態における電池パックの外観図
【図４】同実施形態における充電装置の内部構成を示す
ブロック図
ブロック図
【図５】同実施形態における急速充電時の処理手順を示
すフローチャート
すフローチャート
１…電池パック
２…充電装置
１１…二次電池
１２…保護回路
１３…過充電防止用ＦＥＴ
１４…過放電防止用ＦＥＴ
１５…加充放電防止回路
１６，１７…電池パックの外部接続端子
２１ａ，２１ｂ…電圧検出用抵抗
２２…電流検出用抵抗
２３…マイクロプロセッサ
２４…定電圧定電流電源
２５…表示器
２６，２７…充電装置の外部接続端子
３１…保護回路基板
３２…端子台
３３…端子
４１…開放電圧判定部
４２…充電電圧判定部
４３…第１の電流判定部
４４…第２の電流判定部
４５…制御部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−282858（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−294339（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−269418（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−96627（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−140281（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−184327（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−176472（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−84272（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−298504（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/00 - 7/12
H02J 7/34 - 7/36
H01M 10/42 - 10/48 301
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも一つの二次電池と、過充電防止
用ＦＥＴ、過放電防止用ＦＥＴ及び過充電時に過充電防
止用ＦＥＴをオフ状態、過放電時に過放電防止用ＦＥＴ
をオフ状態とする過充放電防止回路を内蔵した電池パッ
クを該電池パックの端子電圧が設定値に達するまで定電
流で充電し、設定値に達した後は該端子電圧を一定値に
保ちつつ充電する急速充電を行う電池パックの充電方法
において、 前記電池パックの装着時に該電池パックの開放電圧を検
出して該開放電圧が第１の設定電圧以上か否かを判定
し、 前記開放電圧が前記第１の設定電圧に満たない場合は前
記電池パックに所定時間だけ第１の予備充電を行って該
電池パックの充電電流が第１の設定電流以上か否かを判
定し、 前記第１の予備充電時の充電電流が前記第１の設定電流
以上の場合は前記電池パックに所定時間だけ第２の予備
充電を行って該電池パックの充電電圧が第２の設定電圧
以上か否かを判定し、 前記開放電圧が前記第１の設定電圧以上の場合と前記第
２の予備充電時の充電電圧が前記第２の設定電圧以上の
場合は、少なくとも充電電流が第２の設定電流に達する
まで前記急速充電を行い、 前記第１の予備充電時の充電電流が第１の設定電流に満
たない場合と前記第２の予備充電時の充電電圧が第２の
設定電圧に満たない場合は異常表示を行うと共に、前記
急速充電の動作を禁止することを特徴とする電池パック
の充電方法。 - 【請求項２】少なくとも一つの二次電池と、過充電防止
用ＦＥＴ、過放電防止用ＦＥＴ及び過充電時に過充電防
止用ＦＥＴをオフ状態、過放電時に過放電防止用ＦＥＴ
をオフ状態とする過充放電防止回路を内蔵した電池パッ
クを該電池パックの端子電圧が設定値に達するまで定電
流で充電し、設定値に達した後は該端子電圧を一定値に
保ちつつ充電する急速充電を行う電池パックの充電装置
において、 電池パックの装着時に該電池パックの開放電圧を検出し
て該開放電圧が第１の設定電圧以上か否かを判定する開
放電圧判定手段と、 前記開放電圧が前記第１の設定電圧に満たない場合に前
記電池パックに所定時間だけ第１の予備充電を行って該
電池パックの充電電流が第１の設定電流以上か否かを判
定する第１の電流判定手段と、 前記第１の予備充電時の充電電流が前記第１の設定電流
以上の場合に前記電池パックに所定時間だけ第２の予備
充電を行って該電池パックの充電電圧が第２の設定電圧
以上か否かを判定する充電電圧判定手段と、 前記電池パックの端子電圧が前記設定値に達した後の該
電池パックの充電電流が第２の設定電流以上か否かを判
定する第２の電流判定手段と、 前記開放電圧判定手段と第１および第２の電流判定手段
および充電電圧判定手段の判定結果を受け、前記開放電
圧が前記第１の設定電圧以上の場合と前記充電電圧が前
記第２の設定電圧以上の場合は、少なくとも充電電流が
第２の設定電流に達するまで前記急速充電を行い、前記
第１の予備充電時の充電電流が第１の設定電流に満たな
い場合と前記第２の予備充電時の充電電圧が第２の設定
電圧に満たない場合は異常表示を行うと共に、前記急速
充電の動作を禁止する制御を行う制御手段とを備えたこ
とを特徴とする電池パックの充電装置。 - 【請求項３】前記第１の予備充電時の電流供給能力およ
び前記第２の予備充電時の電流供給能力を前記急速充電
時の定電流と等しくしたことを特徴とする請求項２記載
の電池パックの充電装置。 - 【請求項４】前記第１の設定電流と前記第２の設定電流
とを等しくしたことを特徴とする請求項２記載の電池パ
ックの充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10717797A JP3410923B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 電池パックの充電方法および充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10717797A JP3410923B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 電池パックの充電方法および充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10304593A JPH10304593A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3410923B2 true JP3410923B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=14452430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10717797A Expired - Fee Related JP3410923B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 電池パックの充電方法および充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410923B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101182868B1 (ko) | 2006-03-02 | 2012-09-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지 팩 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002142380A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Fuji Electric Co Ltd | 充電装置 |
| US7253585B2 (en) | 2002-11-22 | 2007-08-07 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery pack |
| US7714538B2 (en) | 2002-11-22 | 2010-05-11 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery pack |
| JP5112222B2 (ja) * | 2008-08-25 | 2013-01-09 | パナソニック株式会社 | 充電器 |
| JP5971724B2 (ja) * | 2013-01-24 | 2016-08-17 | アルパイン株式会社 | 給電装置及び車載機器 |
-
1997
- 1997-04-24 JP JP10717797A patent/JP3410923B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101182868B1 (ko) | 2006-03-02 | 2012-09-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지 팩 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10304593A (ja) | 1998-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |