JPH06253463A - 電池の充電方法 - Google Patents
電池の充電方法Info
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- JPH06253463A JPH06253463A JP5036702A JP3670293A JPH06253463A JP H06253463 A JPH06253463 A JP H06253463A JP 5036702 A JP5036702 A JP 5036702A JP 3670293 A JP3670293 A JP 3670293A JP H06253463 A JPH06253463 A JP H06253463A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直列に接続された電池の電圧バランスを揃え
て充電し、特定の電池が過電圧になって電池性能が低下
するのを防止する。 【構成】 電池の電圧を検出してバランス充・放電して
電池電圧の差を少なくする。バランス充・放電は、電圧
の高い電池を放電して電圧を低下させ、あるいは電圧の
低い電池を充電して電圧を上昇させる。 【効果】 直列に接続した電池電圧の差を少なくして満
充電するので、電池性能の差によって特定の電池が過電
圧になるのを防止できる。このため、電池が過電圧にな
って性能が低下し、また、サイクル寿命が短くなるのを
防止、さらに内圧の異常な上昇を防止できる。
て充電し、特定の電池が過電圧になって電池性能が低下
するのを防止する。 【構成】 電池の電圧を検出してバランス充・放電して
電池電圧の差を少なくする。バランス充・放電は、電圧
の高い電池を放電して電圧を低下させ、あるいは電圧の
低い電池を充電して電圧を上昇させる。 【効果】 直列に接続した電池電圧の差を少なくして満
充電するので、電池性能の差によって特定の電池が過電
圧になるのを防止できる。このため、電池が過電圧にな
って性能が低下し、また、サイクル寿命が短くなるのを
防止、さらに内圧の異常な上昇を防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の電池を直列に接
続して充電する方法に関する。
続して充電する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数の電池を内蔵するパック電池は、内
蔵する電池を直列に接続した状態で充電される。電池に
非水系二次電池を使用するパック電池は、最初に定電流
充電した後、定電圧充電して満充電している。例えば、
リチウムイオン二次電池は約４．２Ｖで満充電になるの
で、２個のリチウムイオン二次電池を直列に接続したパ
ック電池は、定電圧充電の設定電圧を８．４Ｖに設定す
る。２個の電池が正常であるとき、同じ電圧で満充電さ
れる。
蔵する電池を直列に接続した状態で充電される。電池に
非水系二次電池を使用するパック電池は、最初に定電流
充電した後、定電圧充電して満充電している。例えば、
リチウムイオン二次電池は約４．２Ｖで満充電になるの
で、２個のリチウムイオン二次電池を直列に接続したパ
ック電池は、定電圧充電の設定電圧を８．４Ｖに設定す
る。２個の電池が正常であるとき、同じ電圧で満充電さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２個の
電池の容量に差があると、一方の電池が４．５Ｖ、他方
の電池が３．９Ｖとなって電圧に差ができることがあ
る。この場合、４．５Ｖに電圧が上昇した電池は過充電
となって電池性能が著しく低下する。定電圧充電の設定
電圧を低くして、小容量の電池の電圧が４．２Ｖよりも
上昇しないようにできるが、このように設定すると、正
常な電池を満充電できなくなる。このため、定電圧充電
する設定電圧を低くすることはできず、容量差によって
過充電されるのを防止できない。
電池の容量に差があると、一方の電池が４．５Ｖ、他方
の電池が３．９Ｖとなって電圧に差ができることがあ
る。この場合、４．５Ｖに電圧が上昇した電池は過充電
となって電池性能が著しく低下する。定電圧充電の設定
電圧を低くして、小容量の電池の電圧が４．２Ｖよりも
上昇しないようにできるが、このように設定すると、正
常な電池を満充電できなくなる。このため、定電圧充電
する設定電圧を低くすることはできず、容量差によって
過充電されるのを防止できない。
【０００４】このように、内蔵する電池に容量差のある
パック電池は、充、放電サイクルを重ねるにしたがって
何回も過充電が繰り返され、これが累積されて著しく劣
化する性質がある。とくに、リチウムイオン二次電池等
の非水系二次電池は、過充電して電圧が上昇すると、電
解液を電気分解する副反応がおこる。副反応は電池性能
を低下させるに止まらず、内圧を異常に上昇させる。内
圧の異常上昇は、弁作動を引き起こし、電解液漏れを発
生させる。このため、非水系二次電池は、過充電による
弊害が大きく、これを防止することが極めて大切であ
る。
パック電池は、充、放電サイクルを重ねるにしたがって
何回も過充電が繰り返され、これが累積されて著しく劣
化する性質がある。とくに、リチウムイオン二次電池等
の非水系二次電池は、過充電して電圧が上昇すると、電
解液を電気分解する副反応がおこる。副反応は電池性能
を低下させるに止まらず、内圧を異常に上昇させる。内
圧の異常上昇は、弁作動を引き起こし、電解液漏れを発
生させる。このため、非水系二次電池は、過充電による
弊害が大きく、これを防止することが極めて大切であ
る。
【０００５】この欠点は、内蔵する個々の電池を並列に
接続して充電することによって解消できる。このことを
実現するためには、充電するときに電池の接続を変更す
る必要がある。電池の接続を変更するためには、切換ス
イッチを必要とする。このため、使用中に接触不良等の
故障が発生しやすくなる。また、充電電流が大きくなっ
て充電器のコストアップや発熱の問題が発生し、回路の
信頼性が劣る欠点がある。
接続して充電することによって解消できる。このことを
実現するためには、充電するときに電池の接続を変更す
る必要がある。電池の接続を変更するためには、切換ス
イッチを必要とする。このため、使用中に接触不良等の
故障が発生しやすくなる。また、充電電流が大きくなっ
て充電器のコストアップや発熱の問題が発生し、回路の
信頼性が劣る欠点がある。
【０００６】したがって、この欠点を避けるために、個
々の電池電圧を検出して、電池電圧差が設定値になると
異常表示して、充電を停止する方法がとられている。こ
の方法は、電圧差のある電池の充電を停止できるが、劣
化するのを防止して充電することはできない。
々の電池電圧を検出して、電池電圧差が設定値になると
異常表示して、充電を停止する方法がとられている。こ
の方法は、電圧差のある電池の充電を停止できるが、劣
化するのを防止して充電することはできない。
【０００７】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、直列
に接続された電池の電圧バランスを揃えて充電できる充
電方法を提供することにある。
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、直列
に接続された電池の電圧バランスを揃えて充電できる充
電方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電池の充電方法
は、前述の目的を達成するために下記のようにして電池
を充電する。本発明の充電方法は、複数の電池を直列に
接続して充電する充電方法を改良したもので、充電中
に、あるいは充電が完了したときに、各電池の電圧を検
出する。検出した電池電圧に差があると、高い電池の電
圧を低下させ、あるいは、低い電池の電圧を上昇させて
各電池の電圧差を少なくする。このことを実現するため
に、電圧の高い電池を放電し、あるいは電圧の低い電池
の充電電流を電圧の高い電池の充電電流よりも多くする
バランス充・放電を行う。電圧の高い電池を放電する場
合、電圧の低い電池は放電しない。ただ、電圧の高い電
池の放電電流を、電圧の低い電池の放電電流よりも多く
して、電池の電圧差を少なくすることもできる。バラン
ス充・放電によって各電池の電圧差を少なくして充電す
る。バランス充・放電は充電の途中で行い、あるいは、
充電の終期で行うことができる。充電の途中でバランス
充・放電をする方法は、バランス充・放電の後さらに充
電して満充電できる。
は、前述の目的を達成するために下記のようにして電池
を充電する。本発明の充電方法は、複数の電池を直列に
接続して充電する充電方法を改良したもので、充電中
に、あるいは充電が完了したときに、各電池の電圧を検
出する。検出した電池電圧に差があると、高い電池の電
圧を低下させ、あるいは、低い電池の電圧を上昇させて
各電池の電圧差を少なくする。このことを実現するため
に、電圧の高い電池を放電し、あるいは電圧の低い電池
の充電電流を電圧の高い電池の充電電流よりも多くする
バランス充・放電を行う。電圧の高い電池を放電する場
合、電圧の低い電池は放電しない。ただ、電圧の高い電
池の放電電流を、電圧の低い電池の放電電流よりも多く
して、電池の電圧差を少なくすることもできる。バラン
ス充・放電によって各電池の電圧差を少なくして充電す
る。バランス充・放電は充電の途中で行い、あるいは、
充電の終期で行うことができる。充電の途中でバランス
充・放電をする方法は、バランス充・放電の後さらに充
電して満充電できる。
【０００９】
【作用】本発明の電池の充電方法は、複数の電池を直列
に接続して充電する。充電するときに電池電圧に差がで
きると、バランス充・放電によって電圧差を少なくす
る。バランス充・放電は、電圧の高い電池を放電して電
圧を低下し、あるいは、電圧の低い電池を充電して電圧
を高くする。たとえば、リチウムイオン二次電池を２個
直列に接続したパック電池は下記のようにして電圧差を
少なくする。 設定電圧を８．４Ｖとして、２個の電池を直列に接
続して定電圧充電する。 充電電流が設定値に減少して電池が満充電され、あ
るいは、満充電に近づくと各電池の電圧を検出する。 電圧の高い電池を放電し、電池電圧を設定電圧まで
低下させる。このとき、電圧が低い電池は放電しない。 その後、必要ならばさらに設定電圧を８．４Ｖとし
てパック電池を充電する。
に接続して充電する。充電するときに電池電圧に差がで
きると、バランス充・放電によって電圧差を少なくす
る。バランス充・放電は、電圧の高い電池を放電して電
圧を低下し、あるいは、電圧の低い電池を充電して電圧
を高くする。たとえば、リチウムイオン二次電池を２個
直列に接続したパック電池は下記のようにして電圧差を
少なくする。 設定電圧を８．４Ｖとして、２個の電池を直列に接
続して定電圧充電する。 充電電流が設定値に減少して電池が満充電され、あ
るいは、満充電に近づくと各電池の電圧を検出する。 電圧の高い電池を放電し、電池電圧を設定電圧まで
低下させる。このとき、電圧が低い電池は放電しない。 その後、必要ならばさらに設定電圧を８．４Ｖとし
てパック電池を充電する。
【００１０】以上の例は、電池を放電するバランス充・
放電によって電圧差を少なくしている。ただ、一方の電
池を充電するバランス充・放電によって電圧差を少なく
することもできる。電池を充電するバランス充・放電
は、電池を満充電する前にするのがよい。それは、満充
電した電池をさらに充電すると過充電となるからであ
る。
放電によって電圧差を少なくしている。ただ、一方の電
池を充電するバランス充・放電によって電圧差を少なく
することもできる。電池を充電するバランス充・放電
は、電池を満充電する前にするのがよい。それは、満充
電した電池をさらに充電すると過充電となるからであ
る。
【００１１】本発明の電池の充電方法は、このように電
池の電圧差を少なくして満充電するので、電圧が過電圧
に上昇してサイクル寿命が短くなったり、あるいは、内
圧が異常に上昇するのを防止できる。
池の電圧差を少なくして満充電するので、電圧が過電圧
に上昇してサイクル寿命が短くなったり、あるいは、内
圧が異常に上昇するのを防止できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための方法を例示するものであって、本発
明の充電方法は、充電条件、充電回路、電池の形式等を
下記のものに特定するものでない。本発明の充電方法
は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で変更することが
できる。
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための方法を例示するものであって、本発
明の充電方法は、充電条件、充電回路、電池の形式等を
下記のものに特定するものでない。本発明の充電方法
は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で変更することが
できる。
【００１３】本発明の電池の充電方法に使用する充電回
路を図１に示し、この充電回路を使用して電池を充電す
る方法を詳述する。さらに、本発明の電池の充電方法
は、リチウムイオン二次電池等の非水系二次電池の充電
に最適であるので、以下リチウムイオン二次電池を充電
する回路と方法とを詳述する。ただ、非水系二次電池に
限らず、ニッケルカドミウム電池等の二次電池にも使用
できるのは言うまでもない。
路を図１に示し、この充電回路を使用して電池を充電す
る方法を詳述する。さらに、本発明の電池の充電方法
は、リチウムイオン二次電池等の非水系二次電池の充電
に最適であるので、以下リチウムイオン二次電池を充電
する回路と方法とを詳述する。ただ、非水系二次電池に
限らず、ニッケルカドミウム電池等の二次電池にも使用
できるのは言うまでもない。
【００１４】図１に示す充電回路は、充電用の直流電源
１と、電池の充電電流を制御し、また、パック電池６の
電圧を検出し、パック電池６の電圧が設定電圧以上に上
昇するのを監視して充電する充電回路２と、電池が満充
電されると充電を停止するメインスイッチＳＷmと、電
池をバランス充・放電する放電手段４Ａ、４Ｂと、メイ
ンスイッチＳＷmと放電手段４Ａ、４Ｂとを制御するマ
イコン５とを備えている。
１と、電池の充電電流を制御し、また、パック電池６の
電圧を検出し、パック電池６の電圧が設定電圧以上に上
昇するのを監視して充電する充電回路２と、電池が満充
電されると充電を停止するメインスイッチＳＷmと、電
池をバランス充・放電する放電手段４Ａ、４Ｂと、メイ
ンスイッチＳＷmと放電手段４Ａ、４Ｂとを制御するマ
イコン５とを備えている。
【００１５】充電回路２は、最初にパック電池６を定電
流充電し、パック電池６の電圧が設定電圧に上昇する
と、定電圧充電する。したがって、定電流充電回路と、
定電圧充電回路とを内蔵している。
流充電し、パック電池６の電圧が設定電圧に上昇する
と、定電圧充電する。したがって、定電流充電回路と、
定電圧充電回路とを内蔵している。
【００１６】メインスイッチＳＷmは、マイコン５で制
御される。マイコン５は、電池を充電するときにメイン
スイッチＳＷmをオンとし、パック電池６が満充電され
ると、オフに切り換えて充電を停止する。
御される。マイコン５は、電池を充電するときにメイン
スイッチＳＷmをオンとし、パック電池６が満充電され
ると、オフに切り換えて充電を停止する。
【００１７】放電手段４Ａ、４Ｂは、互いに直列に接続
されている放電抵抗７Ａ、７Ｂと放電スイッチ８Ａ、８
Ｂとで構成される。放電手段４Ａ、４Ｂは、２個の非水
系二次電池に並列に接続されて、それぞれの電池を単独
で放電できるようになっている。したがって、２個の電
池を直列に接続したパック電池６を充電する回路は、２
組の放電手段４Ａ、４Ｂを備える。放電手段４Ａ、４Ｂ
の電池の放電電流は、放電抵抗７Ａ、７Ｂで調整され
る。放電抵抗７Ａ、７Ｂを小さくすると放電電流は大き
くなる。放電電流が小さ過ぎると、電池の電圧を低下す
るのに必要な時間が長くなる。反対に、電池の放電電流
が大き過ぎると電池特性を低下させる。したがって、電
池の放電電流は、電池の容量と放電時間とを考慮して最
適値に設定される。
されている放電抵抗７Ａ、７Ｂと放電スイッチ８Ａ、８
Ｂとで構成される。放電手段４Ａ、４Ｂは、２個の非水
系二次電池に並列に接続されて、それぞれの電池を単独
で放電できるようになっている。したがって、２個の電
池を直列に接続したパック電池６を充電する回路は、２
組の放電手段４Ａ、４Ｂを備える。放電手段４Ａ、４Ｂ
の電池の放電電流は、放電抵抗７Ａ、７Ｂで調整され
る。放電抵抗７Ａ、７Ｂを小さくすると放電電流は大き
くなる。放電電流が小さ過ぎると、電池の電圧を低下す
るのに必要な時間が長くなる。反対に、電池の放電電流
が大き過ぎると電池特性を低下させる。したがって、電
池の放電電流は、電池の容量と放電時間とを考慮して最
適値に設定される。
【００１８】放電手段４Ａ、４Ｂの放電スイッチ８Ａ、
８Ｂは、マイコン５で制御される。マイコン５は、放電
スイッチ８Ａ、８Ｂを制御するために、２個の電池電圧
を検出する。したがって、マイコン５は、電圧検出端子
９を２個の電池の＋側に接続している。マイコン５は、
電池検出端子９に入力された電圧をデジタル信号に変換
するために、Ａ／Ｄコンバータ（図示せず）を内蔵す
る。Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換された電圧
値は、マイコン５の演算回路で演算される。マイコン５
は、２個の電池電圧を比較し、一方の電池電圧が設定電
圧よりも高いと判断したときに、高いと判定した電池に
接続した放電スイッチ８Ａまたは８Ｂをオンとして放電
する。電池を放電して、電圧が設定電圧に低下すると、
放電スイッチ８Ａまたは８Ｂをオフに切り換えて、電池
の放電を停止する。
８Ｂは、マイコン５で制御される。マイコン５は、放電
スイッチ８Ａ、８Ｂを制御するために、２個の電池電圧
を検出する。したがって、マイコン５は、電圧検出端子
９を２個の電池の＋側に接続している。マイコン５は、
電池検出端子９に入力された電圧をデジタル信号に変換
するために、Ａ／Ｄコンバータ（図示せず）を内蔵す
る。Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換された電圧
値は、マイコン５の演算回路で演算される。マイコン５
は、２個の電池電圧を比較し、一方の電池電圧が設定電
圧よりも高いと判断したときに、高いと判定した電池に
接続した放電スイッチ８Ａまたは８Ｂをオンとして放電
する。電池を放電して、電圧が設定電圧に低下すると、
放電スイッチ８Ａまたは８Ｂをオフに切り換えて、電池
の放電を停止する。
【００１９】図１に示す充電回路２は、図２に示すフロ
ーチャートで、リチウムイオン二次電池等の非水系二次
電池を内蔵するパック電池を充電する。 ［Ｎ１のステップ］マイコン５が、メインスイッチＳＷ
mをオンにして、パック電池６の充電をスタートする。 ［Ｎ２のステップ］パック電池６は、最初に定電流充電
し、その後に定電圧充電されて、通常充電がおこなわれ
る。
ーチャートで、リチウムイオン二次電池等の非水系二次
電池を内蔵するパック電池を充電する。 ［Ｎ１のステップ］マイコン５が、メインスイッチＳＷ
mをオンにして、パック電池６の充電をスタートする。 ［Ｎ２のステップ］パック電池６は、最初に定電流充電
し、その後に定電圧充電されて、通常充電がおこなわれ
る。
【００２０】［Ｎ３のステップ］パック電池６が満充電
されると、マイコン５がそのことを検出して、メインス
イッチＳＷmをオフにして充電を停止する。マイコン５
は、パック電池６の充電電流を検出して満充電を検出す
る。非水系二次電池を内蔵するパック電池は、定電圧充
電されると、満充電に近づくにしたがって充電電流が減
少する性質がある。このため、パック電池は、満充電に
なると、充電電流は極めて小さくなってほとんど０とな
る。マイコン５は、充電電流が設定値以下になると満充
電したと判断して、メインスイッチＳＷmをオフにす
る。図１に示す充電回路２は、パック電池６の充電電流
を検出する回路を省略して図示していない。パック電池
の充電電流を検出する回路は、すでに使用されている全
ての回路を使用できる。たとえば、パック電池の直列に
電流検出抵抗を接続し、この電流検出抵抗の両端の電圧
を検出して充電電流を検出できる。
されると、マイコン５がそのことを検出して、メインス
イッチＳＷmをオフにして充電を停止する。マイコン５
は、パック電池６の充電電流を検出して満充電を検出す
る。非水系二次電池を内蔵するパック電池は、定電圧充
電されると、満充電に近づくにしたがって充電電流が減
少する性質がある。このため、パック電池は、満充電に
なると、充電電流は極めて小さくなってほとんど０とな
る。マイコン５は、充電電流が設定値以下になると満充
電したと判断して、メインスイッチＳＷmをオフにす
る。図１に示す充電回路２は、パック電池６の充電電流
を検出する回路を省略して図示していない。パック電池
の充電電流を検出する回路は、すでに使用されている全
ての回路を使用できる。たとえば、パック電池の直列に
電流検出抵抗を接続し、この電流検出抵抗の両端の電圧
を検出して充電電流を検出できる。
【００２１】［Ｎ４のステップ］マイコン５が、パック
電池６に内蔵される２個の電池Ａ、Ｂの電圧Ｖ1、Ｖ2を
検出する。 ［Ｎ５のステップ］検出した電池電圧Ｖ1、Ｖ2が、Ｖ1
＞Ｖ2の条件を満足するかどうかを判断する。すなわ
ち、電池Ａの電圧が、電池Ｂよりも高いかどうかを判定
する。 ［Ｎ６のステップ］電圧Ｖ1、Ｖ2が、Ｖ1＞Ｖ2の条件を
満足するとき、すなわち、電池Ａの電圧が電池Ｂよりも
高いとき、マイコン５は、放電手段４Ａの放電スイッチ
８Ａをオンに切り換える。このとき、放電スイッチ８Ｂ
はオフに保持される。この状態で、電圧Ｖ1の高い電池
Ａが放電される。電圧Ｖ2が低い電池Ｂは放電されな
い。したがって、電池Ａの電圧が低下される。 ［Ｎ７のステップ］電池Ａを放電した後、マイコン５
は、再び電池ＡとＢの、電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。 ［Ｎ８のステップ］検出した電圧Ｖ1、Ｖ2が電圧Ｖ1＝
Ｖ2を満足するかどうかを判定する。すなわち、電池Ａ
を放電して、両方の電池電圧が等しくなったかどうかを
判定する。電池電圧Ｖ1、Ｖ2が等しくないとき、Ｎ６の
ステップにループして、電池Ａの放電を継続する。 ［Ｎ９のステップ］両方の電池Ａ、Ｂの電圧が等しくな
って、Ｖ1＝Ｖ2となると、マイコン５は放電スイッチ８
Ａをオフに切り換える。したがって、電池Ａの放電は停
止される。この状態で、電池Ａ、Ｂの電圧は等しく調整
される。
電池６に内蔵される２個の電池Ａ、Ｂの電圧Ｖ1、Ｖ2を
検出する。 ［Ｎ５のステップ］検出した電池電圧Ｖ1、Ｖ2が、Ｖ1
＞Ｖ2の条件を満足するかどうかを判断する。すなわ
ち、電池Ａの電圧が、電池Ｂよりも高いかどうかを判定
する。 ［Ｎ６のステップ］電圧Ｖ1、Ｖ2が、Ｖ1＞Ｖ2の条件を
満足するとき、すなわち、電池Ａの電圧が電池Ｂよりも
高いとき、マイコン５は、放電手段４Ａの放電スイッチ
８Ａをオンに切り換える。このとき、放電スイッチ８Ｂ
はオフに保持される。この状態で、電圧Ｖ1の高い電池
Ａが放電される。電圧Ｖ2が低い電池Ｂは放電されな
い。したがって、電池Ａの電圧が低下される。 ［Ｎ７のステップ］電池Ａを放電した後、マイコン５
は、再び電池ＡとＢの、電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。 ［Ｎ８のステップ］検出した電圧Ｖ1、Ｖ2が電圧Ｖ1＝
Ｖ2を満足するかどうかを判定する。すなわち、電池Ａ
を放電して、両方の電池電圧が等しくなったかどうかを
判定する。電池電圧Ｖ1、Ｖ2が等しくないとき、Ｎ６の
ステップにループして、電池Ａの放電を継続する。 ［Ｎ９のステップ］両方の電池Ａ、Ｂの電圧が等しくな
って、Ｖ1＝Ｖ2となると、マイコン５は放電スイッチ８
Ａをオフに切り換える。したがって、電池Ａの放電は停
止される。この状態で、電池Ａ、Ｂの電圧は等しく調整
される。
【００２２】［Ｎ１０のステップ］Ｎ５のステップで、
Ｖ1＞Ｖ2でないと判定されると、マイコン５は、Ｖ1＜
Ｖ2であるかどうか、すなわち、電池Ｂの電圧が電池Ａ
よりも高いかどうかを判定する。電池電圧が、Ｖ1＞Ｖ2
でなく、また、Ｖ1＜Ｖ2でもないときは、両方の電池
Ａ、Ｂの電圧が等しいので、放電手段４Ａ、４Ｂで放電
することなく終了する。 ［Ｎ１１のステップ］電池電圧がＶ1＜Ｖ2を満足すると
きは、電池Ｂの電圧が電池Ａよりも高いので、放電スイ
ッチ８Ｂをオンにして、電池Ｂを放電する。このとき、
放電スイッチ８Ａ、はオフに保持される。この状態で、
電圧Ｖ2の高い電池Ｂが放電される。電圧が低い電池Ａ
は放電されない。したがって、電池Ｂの電圧が低下す
る。 ［Ｎ１２のステップ］電池Ｂを放電した後、マイコン５
は、再び電池電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。 ［Ｎ１３のステップ］検出した電圧Ｖ1、Ｖ2が電圧Ｖ1
＝Ｖ2を満足するかどうかを判定する。すなわち、電池
Ｂを放電して、両方の電池電圧が等しくなったかどうか
を判定する。電池電圧Ｖ1、Ｖ2が等しくないとき、Ｎ１
１のステップにループして、電池Ｂの放電を継続する。 ［Ｎ１４のステップ］電池Ａと電池Ｂの電圧が等しくな
って、Ｖ1＝Ｖ2となると、マイコン５は放電スイッチ８
Ｂをオフに切り換える。したがって、電池Ｂの放電は停
止される。この状態で、電池Ａ、Ｂの電圧は等しく調整
される。
Ｖ1＞Ｖ2でないと判定されると、マイコン５は、Ｖ1＜
Ｖ2であるかどうか、すなわち、電池Ｂの電圧が電池Ａ
よりも高いかどうかを判定する。電池電圧が、Ｖ1＞Ｖ2
でなく、また、Ｖ1＜Ｖ2でもないときは、両方の電池
Ａ、Ｂの電圧が等しいので、放電手段４Ａ、４Ｂで放電
することなく終了する。 ［Ｎ１１のステップ］電池電圧がＶ1＜Ｖ2を満足すると
きは、電池Ｂの電圧が電池Ａよりも高いので、放電スイ
ッチ８Ｂをオンにして、電池Ｂを放電する。このとき、
放電スイッチ８Ａ、はオフに保持される。この状態で、
電圧Ｖ2の高い電池Ｂが放電される。電圧が低い電池Ａ
は放電されない。したがって、電池Ｂの電圧が低下す
る。 ［Ｎ１２のステップ］電池Ｂを放電した後、マイコン５
は、再び電池電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。 ［Ｎ１３のステップ］検出した電圧Ｖ1、Ｖ2が電圧Ｖ1
＝Ｖ2を満足するかどうかを判定する。すなわち、電池
Ｂを放電して、両方の電池電圧が等しくなったかどうか
を判定する。電池電圧Ｖ1、Ｖ2が等しくないとき、Ｎ１
１のステップにループして、電池Ｂの放電を継続する。 ［Ｎ１４のステップ］電池Ａと電池Ｂの電圧が等しくな
って、Ｖ1＝Ｖ2となると、マイコン５は放電スイッチ８
Ｂをオフに切り換える。したがって、電池Ｂの放電は停
止される。この状態で、電池Ａ、Ｂの電圧は等しく調整
される。
【００２３】以上の電池の充電放電は、電池を満充電し
た後、一方の電池を放電するバランス充・放電して電圧
差を０とする。ただ、電池を充電する途中でバランス充
・放電して電池電圧を等しくした後、再び充電すること
もできるのはいうまでもない。また、充電の途中で複数
回バランス充・放電して電池電圧を等しくしながら充電
することもできる。
た後、一方の電池を放電するバランス充・放電して電圧
差を０とする。ただ、電池を充電する途中でバランス充
・放電して電池電圧を等しくした後、再び充電すること
もできるのはいうまでもない。また、充電の途中で複数
回バランス充・放電して電池電圧を等しくしながら充電
することもできる。
【００２４】さらに、電池を放電して電圧を等しくする
方法として、それぞれの電池を異なる放電電流で放電し
て電圧を等しくすることもできる。それは、一方の電池
を他方のの電池よりも大電流で放電すると、大電流で放
電する電池の電圧が、小電流で放電する電池よりも低く
なるからである。
方法として、それぞれの電池を異なる放電電流で放電し
て電圧を等しくすることもできる。それは、一方の電池
を他方のの電池よりも大電流で放電すると、大電流で放
電する電池の電圧が、小電流で放電する電池よりも低く
なるからである。
【００２５】図３には、一方の電池を充電して、電池電
圧を等しくする充電回路を示している。この充電回路
は、マイコン５に制御される２組の充電手段１０Ａ、１
０Ｂを備える。２組の充電手段１０Ａ、１０Ｂは、独立
して２個の電池を充電する。すなわち、電池Ａと電池Ｂ
とを単独で充電する。したがって、充電手段１０Ａ、１
０Ｂは、独立電源１１Ａ、１１Ｂと充電スイッチ１２
Ａ、１２ａ、１２Ｂとを備えている。充電手段１０Ａ
は、独立電源１１Ａを二つの充電スイッチ１２Ａ、１２
ａを介して電池Ａの＋−極に接続している。充電手段１
０Ｂは、ひとつの充電スイッチ１２Ｂを介して電池Ｂの
＋側に接続している。電池Ｂの−側は、常に充電手段１
０Ｂの−側に接続している。
圧を等しくする充電回路を示している。この充電回路
は、マイコン５に制御される２組の充電手段１０Ａ、１
０Ｂを備える。２組の充電手段１０Ａ、１０Ｂは、独立
して２個の電池を充電する。すなわち、電池Ａと電池Ｂ
とを単独で充電する。したがって、充電手段１０Ａ、１
０Ｂは、独立電源１１Ａ、１１Ｂと充電スイッチ１２
Ａ、１２ａ、１２Ｂとを備えている。充電手段１０Ａ
は、独立電源１１Ａを二つの充電スイッチ１２Ａ、１２
ａを介して電池Ａの＋−極に接続している。充電手段１
０Ｂは、ひとつの充電スイッチ１２Ｂを介して電池Ｂの
＋側に接続している。電池Ｂの−側は、常に充電手段１
０Ｂの−側に接続している。
【００２６】この充電回路、充電手段１０Ａの充電スイ
ッチ１２Ａ、１２ａがオンになると、電池Ａが充電さ
れ、充電手段１０Ｂの充電スイッチ１２Ｂがオンになる
と、電池Ｂが充電される。一方の電池を充電するとき、
他方の電池は充電されない。この充電回路は、電池を充
電するバランス充・放電によって電池電圧を等しく制御
する。この充電回路は、パック電池を満充電する前に、
バランス充・放電して電池電圧を等しくする。それは、
パック電池を満充電してさらに、一方の電池を満充電す
ると、過充電するからである。この充電回路は、パック
電池を定電圧充電する設定電圧を低くして充電し、充電
電流が減少した状態でバランス充・放電して電池電圧を
揃え、その後に設定電圧を高くしてパック電池を満充電
することもできる。
ッチ１２Ａ、１２ａがオンになると、電池Ａが充電さ
れ、充電手段１０Ｂの充電スイッチ１２Ｂがオンになる
と、電池Ｂが充電される。一方の電池を充電するとき、
他方の電池は充電されない。この充電回路は、電池を充
電するバランス充・放電によって電池電圧を等しく制御
する。この充電回路は、パック電池を満充電する前に、
バランス充・放電して電池電圧を等しくする。それは、
パック電池を満充電してさらに、一方の電池を満充電す
ると、過充電するからである。この充電回路は、パック
電池を定電圧充電する設定電圧を低くして充電し、充電
電流が減少した状態でバランス充・放電して電池電圧を
揃え、その後に設定電圧を高くしてパック電池を満充電
することもできる。
【００２７】図３の充電回路は図４に示す下記のフロー
チャートで非水系二次電池のパック電池を充電する。 ［Ｎ１のステップ］マイコン５がメインスイッチＳＷm
をオンにして、パック電池６の充電をスタートする。 ［Ｎ２のステップ］パック電池６は、最初に定電流充電
し、その後に定電圧充電して通常充電する。定電圧充電
する設定電圧は、満充電する設定電圧よりも低く設定す
る。 ［Ｎ３のステップ］パック電池６が所定量充電される
と、マイコン５がそのことを検出して、メインスイッチ
ＳＷmをオフにして充電を停止する。マイコン５は、パ
ック電池６の充電電流を検出し、充電電流が設定値以下
になると充電を停止する。 ［Ｎ４のステップ］マイコン５が、パック電池６に内蔵
される２個の電池Ａ、Ｂの電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。
チャートで非水系二次電池のパック電池を充電する。 ［Ｎ１のステップ］マイコン５がメインスイッチＳＷm
をオンにして、パック電池６の充電をスタートする。 ［Ｎ２のステップ］パック電池６は、最初に定電流充電
し、その後に定電圧充電して通常充電する。定電圧充電
する設定電圧は、満充電する設定電圧よりも低く設定す
る。 ［Ｎ３のステップ］パック電池６が所定量充電される
と、マイコン５がそのことを検出して、メインスイッチ
ＳＷmをオフにして充電を停止する。マイコン５は、パ
ック電池６の充電電流を検出し、充電電流が設定値以下
になると充電を停止する。 ［Ｎ４のステップ］マイコン５が、パック電池６に内蔵
される２個の電池Ａ、Ｂの電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。
【００２８】［Ｎ５のステップ］検出した電池電圧Ｖ
1、Ｖ2が、Ｖ1＞Ｖ2の条件を満足するかどうかを判断す
る。 ［Ｎ６のステップ］電圧Ｖ1、Ｖ2が、Ｖ1＞Ｖ2の条件を
満足するとき、すなわち、電池Ａの電圧が電池Ｂより高
いとき、マイコン５は、充電手段１０Ｂの充電スイッチ
１２Ｂをオンに切り換える。このとき、充電スイッチ１
２Ａ、１２ａはオフに保持される。この状態で、電圧Ｖ
2の低い電池Ｂが充電される。電圧が高い電池Ａは充電
されない。したがって、電池Ｂの電圧が上昇する。 ［Ｎ７のステップ］電池Ｂを充電した後、マイコン５
は、再び電池電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。 ［Ｎ８のステップ］検出した電圧Ｖ1、Ｖ2が電圧Ｖ1＝
Ｖ2を満足するかどうかを判定する。すなわち、電池Ｂ
を充電して、両方の電池電圧が等しくなったかどうかを
判定する。電池電圧Ｖ1、Ｖ2が等しくないとき、Ｎ６の
ステップにループして、電池Ｂの充電を継続する。 ［Ｎ９のステップ］両方の電池Ａと電池Ｂの電圧が等し
くなって、Ｖ1＝Ｖ2となると、マイコン５は充電スイッ
チ１２Ｂをオフに切り換える。この状態で、電池Ａ、Ｂ
の電池は等しく調整される。
1、Ｖ2が、Ｖ1＞Ｖ2の条件を満足するかどうかを判断す
る。 ［Ｎ６のステップ］電圧Ｖ1、Ｖ2が、Ｖ1＞Ｖ2の条件を
満足するとき、すなわち、電池Ａの電圧が電池Ｂより高
いとき、マイコン５は、充電手段１０Ｂの充電スイッチ
１２Ｂをオンに切り換える。このとき、充電スイッチ１
２Ａ、１２ａはオフに保持される。この状態で、電圧Ｖ
2の低い電池Ｂが充電される。電圧が高い電池Ａは充電
されない。したがって、電池Ｂの電圧が上昇する。 ［Ｎ７のステップ］電池Ｂを充電した後、マイコン５
は、再び電池電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。 ［Ｎ８のステップ］検出した電圧Ｖ1、Ｖ2が電圧Ｖ1＝
Ｖ2を満足するかどうかを判定する。すなわち、電池Ｂ
を充電して、両方の電池電圧が等しくなったかどうかを
判定する。電池電圧Ｖ1、Ｖ2が等しくないとき、Ｎ６の
ステップにループして、電池Ｂの充電を継続する。 ［Ｎ９のステップ］両方の電池Ａと電池Ｂの電圧が等し
くなって、Ｖ1＝Ｖ2となると、マイコン５は充電スイッ
チ１２Ｂをオフに切り換える。この状態で、電池Ａ、Ｂ
の電池は等しく調整される。
【００２９】［Ｎ１０のステップ］Ｎ５のステップで、
Ｖ1＞Ｖ2でないと判定されると、マイコン５は、Ｖ1＜
Ｖ2であるかどうか、すなわち、電池Ｂの電圧が電池Ａ
よりも高いかどうかを判定する。電池電圧が、Ｖ1＞Ｖ2
でなく、また、Ｖ1＜Ｖ2でもないとときは、両方の電池
Ａ、Ｂの電圧が等しいので、充電手段１０Ａ、１０Ｂで
充電することなく、Ｎ１５のステップにジャンプする。 ［Ｎ１１のステップ］電池電圧がＶ1＜Ｖ2を満足すると
き、電池Ａの電圧が電池Ｂよりも低いので、充電スイッ
チ１２Ａ、１２ａをオンにして、電池Ａを充電する。こ
のとき、充電スイッチ１２Ｂはオフに保持される。この
状態で、電圧Ｖ1の低い電池Ａが充電される。電圧Ｖ2が
高い電池Ｂは充電されない。したがって、電池Ａの電圧
が上昇する。 ［Ｎ１２のステップ］電池Ａを充電した後、マイコン５
は、再び電池電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。 ［Ｎ１３のステップ］検出した電圧Ｖ1、Ｖ2が電圧Ｖ1
＝Ｖ2を満足するかどうかを判定する。すなわち、電池
Ａを充電して、両方の電池電圧が等しくなったかどうか
を判定する。電池電圧Ｖ1、Ｖ2が等しくないとき、Ｎ１
１のステップにループして、電池Ａの充電を継続する。 ［Ｎ１４のステップ］両方の電池Ａ、Ｂの電圧が等しく
なって、Ｖ1＝Ｖ2となると、マイコン５は充電スイッチ
１２Ａ、１２ａをオフに切り換える。したがって、電池
Ａの充電は停止される。この状態で、電池Ａ、Ｂの電圧
は等しく調整される。
Ｖ1＞Ｖ2でないと判定されると、マイコン５は、Ｖ1＜
Ｖ2であるかどうか、すなわち、電池Ｂの電圧が電池Ａ
よりも高いかどうかを判定する。電池電圧が、Ｖ1＞Ｖ2
でなく、また、Ｖ1＜Ｖ2でもないとときは、両方の電池
Ａ、Ｂの電圧が等しいので、充電手段１０Ａ、１０Ｂで
充電することなく、Ｎ１５のステップにジャンプする。 ［Ｎ１１のステップ］電池電圧がＶ1＜Ｖ2を満足すると
き、電池Ａの電圧が電池Ｂよりも低いので、充電スイッ
チ１２Ａ、１２ａをオンにして、電池Ａを充電する。こ
のとき、充電スイッチ１２Ｂはオフに保持される。この
状態で、電圧Ｖ1の低い電池Ａが充電される。電圧Ｖ2が
高い電池Ｂは充電されない。したがって、電池Ａの電圧
が上昇する。 ［Ｎ１２のステップ］電池Ａを充電した後、マイコン５
は、再び電池電圧Ｖ1、Ｖ2を検出する。 ［Ｎ１３のステップ］検出した電圧Ｖ1、Ｖ2が電圧Ｖ1
＝Ｖ2を満足するかどうかを判定する。すなわち、電池
Ａを充電して、両方の電池電圧が等しくなったかどうか
を判定する。電池電圧Ｖ1、Ｖ2が等しくないとき、Ｎ１
１のステップにループして、電池Ａの充電を継続する。 ［Ｎ１４のステップ］両方の電池Ａ、Ｂの電圧が等しく
なって、Ｖ1＝Ｖ2となると、マイコン５は充電スイッチ
１２Ａ、１２ａをオフに切り換える。したがって、電池
Ａの充電は停止される。この状態で、電池Ａ、Ｂの電圧
は等しく調整される。
【００３０】［Ｎ１５のステップ］電圧を等しく調整し
た電池Ａ、Ｂは、メインスイッチＳＷmをオンにして再
び充電を開始する。このときの設定電圧は、Ｎ２のステ
ップにおける設定電圧よりも高く設定する。 ［Ｎ１６のステップ］パック電池６が満充電になると、
メインスイッチＳＷmをオフにして充電を終了する。
た電池Ａ、Ｂは、メインスイッチＳＷmをオンにして再
び充電を開始する。このときの設定電圧は、Ｎ２のステ
ップにおける設定電圧よりも高く設定する。 ［Ｎ１６のステップ］パック電池６が満充電になると、
メインスイッチＳＷmをオフにして充電を終了する。
【００３１】
【発明の効果】本発明の電池の充電方法は、バランス充
・放電によって電池の電圧差を少なくして満充電する。
このため、電池を充電するときに、容量差の有る複数の
電池の性能が低下するのを防止できる特長がある。複数
の電池を直列に接続して充電するとき、充、放電のサイ
クル数が多くなると、各電池に電圧のバラツキができ
る。充、放電を繰返すとこれが累積されて、高電圧に充
電される電池の性能が加速度的に低下する。また、高電
圧に充電される電池は内圧が異常に上昇することもあ
る。本発明の充電方法は、電池の電圧差を少なくして満
充電するので、何れかの電池が異常に高い電圧に上昇し
て、過充電されるのを防止できる。毎回、本発明の方法
で電池を充電すると、電圧差を等しくして満充電できる
ので、サイクル寿命を延長して、電池性能の低下を少な
くし、さらに、内圧の異常な上昇も防止できる。
・放電によって電池の電圧差を少なくして満充電する。
このため、電池を充電するときに、容量差の有る複数の
電池の性能が低下するのを防止できる特長がある。複数
の電池を直列に接続して充電するとき、充、放電のサイ
クル数が多くなると、各電池に電圧のバラツキができ
る。充、放電を繰返すとこれが累積されて、高電圧に充
電される電池の性能が加速度的に低下する。また、高電
圧に充電される電池は内圧が異常に上昇することもあ
る。本発明の充電方法は、電池の電圧差を少なくして満
充電するので、何れかの電池が異常に高い電圧に上昇し
て、過充電されるのを防止できる。毎回、本発明の方法
で電池を充電すると、電圧差を等しくして満充電できる
ので、サイクル寿命を延長して、電池性能の低下を少な
くし、さらに、内圧の異常な上昇も防止できる。
【図１】本発明に使用する充電回路の一例を示す回路図
【図２】図１に示す充電回路を使用してパック電池を充
電するフローチャート図
電するフローチャート図
【図３】本発明に使用する他の充電回路を示す回路図
【図４】図３に示す充電回路を使用してパック電池を充
電するフローチャート図
電するフローチャート図
１………………………………直流電源 ２………………………………充電回路 ４Ａ、４Ｂ……………………放電手段 ５………………………………マイコン ６………………………………パック電池 ７Ａ、７Ｂ……………………放電抵抗 ８Ａ、８Ｂ……………………放電スイッチ ９………………………………電圧検出端子 １０Ａ、１０Ｂ………………充電手段 １１Ａ、１１Ｂ………………独立電源 １２Ａ、１２ａ、１２Ｂ……充電スイッチ ＳＷm………………………… メインスイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の電池を直列に接続して充電する充
電方法において、各電池の電圧を検出し、電圧の高い電
池を放電し、あるいは電圧の低い電池の充電電流を電圧
の高い電池の充電電流よりも多くするバランス充・放電
を行い、バランス充・放電によって各電池の電圧差を少
なくして充電することを特徴とする電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03670293A JP3229696B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03670293A JP3229696B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06253463A true JPH06253463A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3229696B2 JP3229696B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=12477106
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03670293A Expired - Fee Related JP3229696B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 電池の充電方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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-
1993
- 1993-02-25 JP JP03670293A patent/JP3229696B2/ja not_active Expired - Fee Related
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