JP3500000B2 - 二次電池の充電制御方法 - Google Patents
二次電池の充電制御方法Info
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- JP3500000B2 JP3500000B2 JP06629396A JP6629396A JP3500000B2 JP 3500000 B2 JP3500000 B2 JP 3500000B2 JP 06629396 A JP06629396 A JP 06629396A JP 6629396 A JP6629396 A JP 6629396A JP 3500000 B2 JP3500000 B2 JP 3500000B2
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- battery
- charging
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- secondary batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の充電制
御方法に関する。
御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】充放電可能な二次電池を電源とする携帯
用電子機器の小型化、軽量化に伴い、二次電池において
も、小型化、軽量化、高容量化が要求されている。この
ような要求に応える二次電池として、近年、リチウムイ
オン二次電池が実用化されている。
用電子機器の小型化、軽量化に伴い、二次電池において
も、小型化、軽量化、高容量化が要求されている。この
ような要求に応える二次電池として、近年、リチウムイ
オン二次電池が実用化されている。
【０００３】リチウムイオン二次電池は、通常、定電圧
充電を行うが、所定の停止電圧（二次電池を過充電劣化
しない電圧）に達すると、充電を停止して、二次電池を
過充電による劣化から保護するようにしている。また、
斯る二次電池の複数個を直列接続して用いる場合には、
特開平４−３３１４２５号公報に開示されているよう
に、直列接続されている二次電池のいずれかが停止電圧
に到達すると、充電を停止するようにしている。
充電を行うが、所定の停止電圧（二次電池を過充電劣化
しない電圧）に達すると、充電を停止して、二次電池を
過充電による劣化から保護するようにしている。また、
斯る二次電池の複数個を直列接続して用いる場合には、
特開平４−３３１４２５号公報に開示されているよう
に、直列接続されている二次電池のいずれかが停止電圧
に到達すると、充電を停止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のようにして、二
次電池を過充電劣化から保護することができるが、前述
の保護装置は、二次電池が停止電圧にまで充電される
と、充電を停止するが、二次電池の電池電圧が停止電圧
以下に低下すると、二次電池の充電を行うことができる
ものである。
次電池を過充電劣化から保護することができるが、前述
の保護装置は、二次電池が停止電圧にまで充電される
と、充電を停止するが、二次電池の電池電圧が停止電圧
以下に低下すると、二次電池の充電を行うことができる
ものである。
【０００５】従って、二次電池に劣化や短絡等の致命的
な損傷が発生したとしても、二次電池の電池電圧が、充
電停止電圧を越えない限り充電が行われてしまう。その
結果、充電装置の損傷や、損傷を受けた二次電池の使用
による電子器機器の故障を招く恐れがある。
な損傷が発生したとしても、二次電池の電池電圧が、充
電停止電圧を越えない限り充電が行われてしまう。その
結果、充電装置の損傷や、損傷を受けた二次電池の使用
による電子器機器の故障を招く恐れがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、二次電池と、この二次電池と直列に接続されたヒュ
ーズと、充電されている前記二次電池の電池電圧を検出
する電圧検出回路と、検出された電池電圧と予め設定さ
れた設定電圧とを比較する保護回路とを備えたパック電
池の充電を制御する方法であって、前記保護回路は、検
出された電池電圧が所定時間を超えて前記設定電圧以上
であると、前記二次電池を放電し、この放電電流により
前記ヒューズを溶断して前記二次電池の充電を不可とす
ることを特徴としている。
は、二次電池と、この二次電池と直列に接続されたヒュ
ーズと、充電されている前記二次電池の電池電圧を検出
する電圧検出回路と、検出された電池電圧と予め設定さ
れた設定電圧とを比較する保護回路とを備えたパック電
池の充電を制御する方法であって、前記保護回路は、検
出された電池電圧が所定時間を超えて前記設定電圧以上
であると、前記二次電池を放電し、この放電電流により
前記ヒューズを溶断して前記二次電池の充電を不可とす
ることを特徴としている。
【０００７】請求項２に記載の本発明は、請求項１のパ
ック電池の充電制御方法において、前記設定電圧は、前
記二次電池に供給される充電電流に略比例するように設
定されることを特徴としている。
ック電池の充電制御方法において、前記設定電圧は、前
記二次電池に供給される充電電流に略比例するように設
定されることを特徴としている。
【０００８】請求項３に記載の本発明は、直列接続され
た複数の二次電池と、これら二次電池と直列に接続され
たヒューズと、充電されている前記二次電池の各々の電
池電圧を検出する電圧検出回路と、検出された各々の電
池電圧の最大電圧と最小電圧との差を算出する保護回路
とを備えたパック電池の充電を制御する方法であって、
前記保護回路は、算出された差電圧が予め設定された所
定電圧以上であると、前記二次電池を放電し、この放電
電流により前記ヒューズを溶断して前記二次電池の充電
を不可とすることを特徴としている。
た複数の二次電池と、これら二次電池と直列に接続され
たヒューズと、充電されている前記二次電池の各々の電
池電圧を検出する電圧検出回路と、検出された各々の電
池電圧の最大電圧と最小電圧との差を算出する保護回路
とを備えたパック電池の充電を制御する方法であって、
前記保護回路は、算出された差電圧が予め設定された所
定電圧以上であると、前記二次電池を放電し、この放電
電流により前記ヒューズを溶断して前記二次電池の充電
を不可とすることを特徴としている。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の回路図
を備えたパック電池を示している。このパック電池は、
正極端子Ｔ１及び負極端子Ｔ２間に、３個のリチウムイ
オン二次電池（以下、単に二次電池という）Ｂ１〜Ｂ３
を直列接続している。
を備えたパック電池を示している。このパック電池は、
正極端子Ｔ１及び負極端子Ｔ２間に、３個のリチウムイ
オン二次電池（以下、単に二次電池という）Ｂ１〜Ｂ３
を直列接続している。
【００１２】また、第１二次電池Ｂ１と正極端子Ｔ１と
の間には、過電流の保護のためのヒューズＨと、二次電
池Ｂ１〜Ｂ３の充放電を制御する充電制御スイッチＱ１
及び放電制御スイッチＱ２とを直列接続している。充電
制御スイッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２は、ＭＯＳ
ＦＥＴから構成される。
の間には、過電流の保護のためのヒューズＨと、二次電
池Ｂ１〜Ｂ３の充放電を制御する充電制御スイッチＱ１
及び放電制御スイッチＱ２とを直列接続している。充電
制御スイッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２は、ＭＯＳ
ＦＥＴから構成される。
【００１３】保護ＩＣ１は、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の各電
池電圧を検出して、充電制御スイッチＱ１及び放電制御
スイッチＱ２を制御する。更に、保護ＩＣ１は、充電制
御スイッチＱ１及び／または放電制御スイッチＱ２を遮
断すると、出力端子Ｔ３より異常信号を出力する。
池電圧を検出して、充電制御スイッチＱ１及び放電制御
スイッチＱ２を制御する。更に、保護ＩＣ１は、充電制
御スイッチＱ１及び／または放電制御スイッチＱ２を遮
断すると、出力端子Ｔ３より異常信号を出力する。
【００１４】電圧検出回路２は、充電制御スイッチＱ１
及び放電制御スイッチＱ２の両端電圧を検出することに
よって、二次電池Ｂ１〜Ｂ３を流れる充電電流Ｉｃを測
定する。
及び放電制御スイッチＱ２の両端電圧を検出することに
よって、二次電池Ｂ１〜Ｂ３を流れる充電電流Ｉｃを測
定する。
【００１５】制御回路３は、電圧検出回路２により測定
された充電電流Ｉｃに基づいて前記設定電圧Ｖａを補正
する。保護ＩＣ１により検出される二次電池Ｂ１〜Ｂ３
の電池電圧Ｖ１〜Ｖ３は、これら二次電池Ｂ１〜Ｂ３に
充電電流Ｉｃが流れている状態（所謂、閉回路状態）で
検出されるため、閉回路上のインピーダンスＲの影響を
受け、実際の電池電圧にＩｃＲを付加した値となる（即
ち、二次電池Ｂ１の実際の電圧をＶｂとすると、Ｖ１＝
Ｖｂ＋ＩｃＲとなる）。従って、設定電圧Ｖａにおいて
も、斯るＩｃＲ分を補償するように、Ｖａ＝Ｖｏ＋Ｉｃ
Ｒの算出式に基づき補正される（図２参照）。
された充電電流Ｉｃに基づいて前記設定電圧Ｖａを補正
する。保護ＩＣ１により検出される二次電池Ｂ１〜Ｂ３
の電池電圧Ｖ１〜Ｖ３は、これら二次電池Ｂ１〜Ｂ３に
充電電流Ｉｃが流れている状態（所謂、閉回路状態）で
検出されるため、閉回路上のインピーダンスＲの影響を
受け、実際の電池電圧にＩｃＲを付加した値となる（即
ち、二次電池Ｂ１の実際の電圧をＶｂとすると、Ｖ１＝
Ｖｂ＋ＩｃＲとなる）。従って、設定電圧Ｖａにおいて
も、斯るＩｃＲ分を補償するように、Ｖａ＝Ｖｏ＋Ｉｃ
Ｒの算出式に基づき補正される（図２参照）。
【００１６】図３は本発明の第１実施例の動作を示す動
作フローチャートである。ステップＳ１において、充電
制御スイッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２をオン状態
として、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電が開始される。この
充電は、定電流充電、定電圧充電またはパルス充電、あ
るいはこれらを適宜に組み合わせて行われる。
作フローチャートである。ステップＳ１において、充電
制御スイッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２をオン状態
として、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電が開始される。この
充電は、定電流充電、定電圧充電またはパルス充電、あ
るいはこれらを適宜に組み合わせて行われる。
【００１７】ステップＳ２において、制御回路３は、電
圧検出回路２により測定された充電電流Ｉｃに基づいて
設定電圧Ｖａを、Ｖａ＝Ｖｏ＋ＩｃＲの算出式に基づき
補正し、この補正された設定電圧Ｖａを保護ＩＣ１に指
示する。ステップＳ３において、保護回路ＩＣ１は、二
次電池Ｂ１〜Ｂ３の各電池電圧Ｖ１〜Ｖ３を検出し、検
出された各電池電圧と補正された設定電圧Ｖａとを比較
する。そして、いずれの電池電圧Ｖ１〜Ｖ３も設定電圧
Ｖａより低い場合、ステップＳ１に戻り、二次電池Ｂ１
〜Ｂ３の充電を継続する。
圧検出回路２により測定された充電電流Ｉｃに基づいて
設定電圧Ｖａを、Ｖａ＝Ｖｏ＋ＩｃＲの算出式に基づき
補正し、この補正された設定電圧Ｖａを保護ＩＣ１に指
示する。ステップＳ３において、保護回路ＩＣ１は、二
次電池Ｂ１〜Ｂ３の各電池電圧Ｖ１〜Ｖ３を検出し、検
出された各電池電圧と補正された設定電圧Ｖａとを比較
する。そして、いずれの電池電圧Ｖ１〜Ｖ３も設定電圧
Ｖａより低い場合、ステップＳ１に戻り、二次電池Ｂ１
〜Ｂ３の充電を継続する。
【００１８】検出された電池電圧Ｖ１〜Ｖ３のいずれか
が設定電圧Ｖａ以上となると、ステップＳ４において、
斯る状態の継続時間Ｔｉｍｅが、所定時間ＴＡ以上であ
るか否かを判断する。そうでない場合、ステップＳ１に
戻り、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電を継続する。
が設定電圧Ｖａ以上となると、ステップＳ４において、
斯る状態の継続時間Ｔｉｍｅが、所定時間ＴＡ以上であ
るか否かを判断する。そうでない場合、ステップＳ１に
戻り、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電を継続する。
【００１９】一方、検出された電池電圧Ｖ１〜Ｖ３のい
ずれかが設定電圧Ｖａ以上となり、この状態の時間が所
定時間ＴＡを越えて継続すると、ステップＳ５におい
て、出力端子Ｔ３より異常信号を出力する。更にステッ
プＳ６において、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電を禁止する
べく、充電制御スイッチＱ１を遮断する。また、放電制
御スイッチＱ２も遮断するのが好ましい。
ずれかが設定電圧Ｖａ以上となり、この状態の時間が所
定時間ＴＡを越えて継続すると、ステップＳ５におい
て、出力端子Ｔ３より異常信号を出力する。更にステッ
プＳ６において、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電を禁止する
べく、充電制御スイッチＱ１を遮断する。また、放電制
御スイッチＱ２も遮断するのが好ましい。
【００２０】更に、ステップＳ７において、充電制御ス
イッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２の遮断が正常に行
われているかどうかの確認が行われる。そして、正常に
遮断されていると処理は終了するが、そうでない場合、
ステップＳ８において、ヒューズＨを強制的に遮断す
る。
イッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２の遮断が正常に行
われているかどうかの確認が行われる。そして、正常に
遮断されていると処理は終了するが、そうでない場合、
ステップＳ８において、ヒューズＨを強制的に遮断す
る。
【００２１】斯るヒューズＨを遮断するための回路図
は、図４に示すように。ヒューズＨに熱的に結合された
遮断抵抗Ｒｓと これに直列接続されたサイリスタＴＨ
とからなる遮断回路を、二次電池Ｂ１の正極側と負極端
子Ｔ２との間に接続し、制御回路３がサイリスタＴＨを
制御する構成である。制御回路３がサイリスタＴＨをオ
ン状態とすると、二次電池Ｂ１〜Ｂ３から遮断抵抗Ｒｓ
に電流が流れる。よって、遮断抵抗Ｒｓが発熱し、ヒュ
ーズＨが溶断する。
は、図４に示すように。ヒューズＨに熱的に結合された
遮断抵抗Ｒｓと これに直列接続されたサイリスタＴＨ
とからなる遮断回路を、二次電池Ｂ１の正極側と負極端
子Ｔ２との間に接続し、制御回路３がサイリスタＴＨを
制御する構成である。制御回路３がサイリスタＴＨをオ
ン状態とすると、二次電池Ｂ１〜Ｂ３から遮断抵抗Ｒｓ
に電流が流れる。よって、遮断抵抗Ｒｓが発熱し、ヒュ
ーズＨが溶断する。
【００２２】図５は本発明の第２実施例の動作を示す動
作フローチャートである。ステップＳ１１において、充
電制御スイッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２をオン状
態として、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電が開始される。こ
の充電は、定電流充電、定電圧充電またはパルス充電、
あるいはこれらを適宜に組み合わせて行われる。
作フローチャートである。ステップＳ１１において、充
電制御スイッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２をオン状
態として、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電が開始される。こ
の充電は、定電流充電、定電圧充電またはパルス充電、
あるいはこれらを適宜に組み合わせて行われる。
【００２３】ステップＳ１２において、保護回路ＩＣ１
は、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の電池電圧Ｖ１〜Ｖ３を検出し
てこれら電池電圧Ｖ１〜Ｖ３の中で、最大電圧Ｖｍａｘ
と最低電圧Ｖｍｉｎとの差電圧を算出する。そして、こ
の差電圧と予め設定された所定電圧Ｖｃとを比較する。
更に、同ステップにおいては、最大電圧Ｖｍａｘを前述
の設定電圧Ｖａと比較する。この場合も、設定電圧は前
述のように充電電流に対応して補正される。
は、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の電池電圧Ｖ１〜Ｖ３を検出し
てこれら電池電圧Ｖ１〜Ｖ３の中で、最大電圧Ｖｍａｘ
と最低電圧Ｖｍｉｎとの差電圧を算出する。そして、こ
の差電圧と予め設定された所定電圧Ｖｃとを比較する。
更に、同ステップにおいては、最大電圧Ｖｍａｘを前述
の設定電圧Ｖａと比較する。この場合も、設定電圧は前
述のように充電電流に対応して補正される。
【００２４】そして、差電圧が所定電圧Ｖｃより大き
く、かつ最大電圧Ｖｍａｘが設定電圧Ｖａより大きい場
合（これは、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の電池特性がばらつい
ているか、あるいはいずれかの電池が短絡していること
を表している）、ステップＳ１４において、出力端子Ｔ
３より異常信号を出力する。更にステップＳ１５におい
て、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電を禁止するべく、充電制
御スイッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２も遮断する。
あるいはヒューズＨを強制的に遮断する。
く、かつ最大電圧Ｖｍａｘが設定電圧Ｖａより大きい場
合（これは、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の電池特性がばらつい
ているか、あるいはいずれかの電池が短絡していること
を表している）、ステップＳ１４において、出力端子Ｔ
３より異常信号を出力する。更にステップＳ１５におい
て、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電を禁止するべく、充電制
御スイッチＱ１及び放電制御スイッチＱ２も遮断する。
あるいはヒューズＨを強制的に遮断する。
【００２５】ところで、本発明により充電制御される二
次電池Ｂ１〜Ｂ３は、いずれかが劣化している、各電池
の特性が大きくばらついた状態となっている、またはい
ずれかが短絡している等、正常に使用できない状態とな
っている場合が多い。従って、このようなパック電池
は、廃棄処分とするのが好ましいが、二次電池Ｂ１〜Ｂ
３が充電状態にあると、非常に危険である。
次電池Ｂ１〜Ｂ３は、いずれかが劣化している、各電池
の特性が大きくばらついた状態となっている、またはい
ずれかが短絡している等、正常に使用できない状態とな
っている場合が多い。従って、このようなパック電池
は、廃棄処分とするのが好ましいが、二次電池Ｂ１〜Ｂ
３が充電状態にあると、非常に危険である。
【００２６】そこで、図６に示すように、正極端子Ｔ１
及び負極端子Ｔ２間に、制御回路３により制御されるサ
イリスタＴＨ２を接続し、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の異常が
検出されると、二次電池Ｂ１〜Ｂ３を強制放電して、二
次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電量を低減するのがよい。
及び負極端子Ｔ２間に、制御回路３により制御されるサ
イリスタＴＨ２を接続し、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の異常が
検出されると、二次電池Ｂ１〜Ｂ３を強制放電して、二
次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電量を低減するのがよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、二次電池が劣化した
り、各電池の特性が大きくばらついたり、または何れか
の電池が短絡している等、正常に使用できない状態とな
っていることを検出して充電を不可とするので、パック
電池の充電に伴う充電装置の故障等を防止することがで
きる。更に、正常に使用できないパック電池は、放電状
態とするため、これを廃棄する場合に安全な状態とする
ことができる。
り、各電池の特性が大きくばらついたり、または何れか
の電池が短絡している等、正常に使用できない状態とな
っていることを検出して充電を不可とするので、パック
電池の充電に伴う充電装置の故障等を防止することがで
きる。更に、正常に使用できないパック電池は、放電状
態とするため、これを廃棄する場合に安全な状態とする
ことができる。
【図１】本発明の回路図である。
【図２】本発明により補正される設定電圧を示すグラフ
である。
である。
【図３】本発明の第１実施例を示す動作フローチャート
である。
である。
【図４】本発明の回路図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す動作フローチャート
である。
である。
【図６】本発明の回路図である。
Ｂ１〜Ｂ３ 二次電池
Ｑ１ 充電制御スイッチ
Ｑ２ 放電制御スイッチ
Ｈ ヒューズ
１ 保護ＩＣ
２ 電圧検出回路
３ 制御回路
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−250634（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−116627（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−154922（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−141489（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−23532（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−290508（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−98414（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−57051（ＪＰ，Ｕ)
国際公開94／10718（ＷＯ，Ａ１)
国際公開94／09527（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/00 - 7/10
H01M 10/44
H02H 7/18
Claims (3)
- 【請求項１】 二次電池と、この二次電池と直列に接続
されたヒューズと、充電されている前記二次電池の電池
電圧を検出する電圧検出回路と、検出された電池電圧と
予め設定された設定電圧とを比較する保護回路とを備え
たパック電池の充電を制御する方法であって、前記保護
回路は、検出された電池電圧が所定時間を超えて前記設
定電圧以上であると、前記二次電池を放電し、この放電
電流により前記ヒューズを溶断して前記二次電池の充電
を不可とすることを特徴とするパック電池の充電制御方
法。 - 【請求項２】 請求項１のパック電池の充電制御方法に
おいて、前記設定電圧は、前記二次電池に供給される充
電電流に略比例するように設定されることを特徴とする
パック電池の充電制御方法。 - 【請求項３】 直列接続された複数の二次電池と、これ
ら二次電池と直列に接続されたヒューズと、充電されて
いる前記二次電池の各々の電池電圧を検出する電圧検出
回路と、検出された各々の電池電圧の最大電圧と最小電
圧との差を算出する保護回路とを備えたパック電池の充
電を制御する方法であって、前記保護回路は、算出され
た差電圧が予め設定された所定電圧以上であると、前記
二次電池を放電し、この放電電流により前記ヒューズを
溶断して前記二次電池の充電を不可とすることを特徴と
するパック電池の充電制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06629396A JP3500000B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 二次電池の充電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06629396A JP3500000B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 二次電池の充電制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09261883A JPH09261883A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3500000B2 true JP3500000B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=13311641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06629396A Expired - Fee Related JP3500000B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 二次電池の充電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3500000B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006038412A1 (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Sony Chemical & Information Device Corporation | 保護回路 |
Families Citing this family (8)
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| JP4509040B2 (ja) | 2006-02-08 | 2010-07-21 | 三洋電機株式会社 | パック電池の制御方法 |
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