JPH07255133A - ２次電池の充放電制御装置 - Google Patents
２次電池の充放電制御装置Info
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- JPH07255133A JPH07255133A JP6070039A JP7003994A JPH07255133A JP H07255133 A JPH07255133 A JP H07255133A JP 6070039 A JP6070039 A JP 6070039A JP 7003994 A JP7003994 A JP 7003994A JP H07255133 A JPH07255133 A JP H07255133A
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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
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
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- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２次電池の寿命を延長する。
【構成】 ２次電池１の充電時には、ＯＮ／ＯＦＦスイ
ッチ４がオン状態とされ、２次電池の両端電圧ＶE がコ
ントローラ２で充電終止電圧ＶMAX と比較されて、ＶE
≧ＶMAX となるとＯＮ／ＯＦＦスイッチ４をオフさせて
充電を終了する。放電時はスイッチ７がオンされて、両
端電圧ＶE は放電終止電圧ＶMIN と比較されて、ＶE ≦
ＶMIN となると制御スイッチがオフされ放電は停止され
る。カウンタ５、１１による各スイッチの作動回数、タ
イマー１２による使用経過時間および走行距離計１３に
よる走行距離等の履歴に応じて、ＶMAX は下方方向へ、
ＶMIN は上昇方向へ補正される。これにより、２次電池
の履歴が進んでも容量劣化率の逓増状態が緩和され、寿
命を確実に長くすることができる。
ッチ４がオン状態とされ、２次電池の両端電圧ＶE がコ
ントローラ２で充電終止電圧ＶMAX と比較されて、ＶE
≧ＶMAX となるとＯＮ／ＯＦＦスイッチ４をオフさせて
充電を終了する。放電時はスイッチ７がオンされて、両
端電圧ＶE は放電終止電圧ＶMIN と比較されて、ＶE ≦
ＶMIN となると制御スイッチがオフされ放電は停止され
る。カウンタ５、１１による各スイッチの作動回数、タ
イマー１２による使用経過時間および走行距離計１３に
よる走行距離等の履歴に応じて、ＶMAX は下方方向へ、
ＶMIN は上昇方向へ補正される。これにより、２次電池
の履歴が進んでも容量劣化率の逓増状態が緩和され、寿
命を確実に長くすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２次電池のサイクル寿
命を延長させるための２次電池の充放電制御装置に関す
る。
命を延長させるための２次電池の充放電制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の２次電池の充放電制御装置として
は、例えば特開昭６３−５５８６８号公報に開示されて
いるような、２次電池の充電終止電圧および放電終止電
圧として予め所定の基準値を設定して充放電制御を行う
ものがある。
は、例えば特開昭６３−５５８６８号公報に開示されて
いるような、２次電池の充電終止電圧および放電終止電
圧として予め所定の基準値を設定して充放電制御を行う
ものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の２次電池の充放電制御装置にあっては、予め
２次電池の充電終止電圧および放電終止電圧を所定の値
に設定して充放電制御を行っている一方、容量劣化率は
充放電サイクル数等の履歴によって増加する傾向にある
ので、履歴が進むほど、容量の劣化は逓増し、例えば車
両用モータの駆動電源として用いる場合には、１充電走
行距離というような基本的な車両性能が経時的に急激に
劣化するという問題があった。
うな従来の２次電池の充放電制御装置にあっては、予め
２次電池の充電終止電圧および放電終止電圧を所定の値
に設定して充放電制御を行っている一方、容量劣化率は
充放電サイクル数等の履歴によって増加する傾向にある
ので、履歴が進むほど、容量の劣化は逓増し、例えば車
両用モータの駆動電源として用いる場合には、１充電走
行距離というような基本的な車両性能が経時的に急激に
劣化するという問題があった。
【０００４】また、２次電池を複数個の組電池状態で使
用するときには、放電時に１個あるいは限られた個数の
個別２次電池の放電完了信号によって組電池全体として
の放電を停止してしまうと、複数個存在する個別２次電
池間のバラツキから、全ての個別２次電池を最大利用で
きないこととなる。同じく個別２次電池間のバラツキに
より、劣化量の大きい電池ほど、寿命を縮めやすくなる
という問題があった。本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたものであり、２次電池の履歴によ
る容量劣化率の逓増を抑え、寿命を延長を図ることので
きる２次電池の充放電制御装置を提供することを目的と
している。
用するときには、放電時に１個あるいは限られた個数の
個別２次電池の放電完了信号によって組電池全体として
の放電を停止してしまうと、複数個存在する個別２次電
池間のバラツキから、全ての個別２次電池を最大利用で
きないこととなる。同じく個別２次電池間のバラツキに
より、劣化量の大きい電池ほど、寿命を縮めやすくなる
という問題があった。本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたものであり、２次電池の履歴によ
る容量劣化率の逓増を抑え、寿命を延長を図ることので
きる２次電池の充放電制御装置を提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、２次
電池の充放電制御装置であって、２次電池の放電時に該
２次電池の電圧が所定の基準値を下回ったときに放電を
停止する放電制御手段と、２次電池の充電時に該２次電
池の電圧が所定の基準値を上回ったときに充電を停止す
る充電制御手段と、２次電池の履歴を該２次電池の状態
に基づいて推定する履歴推定手段とを有し、放電制御手
段は履歴推定手段による履歴推定値に応じて前記の放電
を停止する基準値を上昇方向に補正し、充電制御手段は
履歴推定手段による履歴推定値に応じて前記の充電を停
止する基準値を下方方向に補正するように構成されてい
るものとした。
電池の充放電制御装置であって、２次電池の放電時に該
２次電池の電圧が所定の基準値を下回ったときに放電を
停止する放電制御手段と、２次電池の充電時に該２次電
池の電圧が所定の基準値を上回ったときに充電を停止す
る充電制御手段と、２次電池の履歴を該２次電池の状態
に基づいて推定する履歴推定手段とを有し、放電制御手
段は履歴推定手段による履歴推定値に応じて前記の放電
を停止する基準値を上昇方向に補正し、充電制御手段は
履歴推定手段による履歴推定値に応じて前記の充電を停
止する基準値を下方方向に補正するように構成されてい
るものとした。
【０００６】
【作用】履歴推定手段が２次電池の状態に基づいて履歴
を推定し、放電制御手段および充電制御手段は履歴に応
じてそれぞれ放電を停止する基準電圧値を上昇方向に、
充電を停止する基準電圧値を下方方向に補正する。これ
により、履歴によって容量変化率が逓増することが緩和
され、２次電池の寿命が延長される。
を推定し、放電制御手段および充電制御手段は履歴に応
じてそれぞれ放電を停止する基準電圧値を上昇方向に、
充電を停止する基準電圧値を下方方向に補正する。これ
により、履歴によって容量変化率が逓増することが緩和
され、２次電池の寿命が延長される。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明を電気自動車の駆動電源として用いられる２
次電池に適用した第１の実施例を示す図である。２次電
池１はコントローラ２と接続され、その両端電圧ＶE が
コントローラ２に入力されている。また、２次電池１に
は充電器３がＯＮ／ＯＦＦスイッチ４を介して接続され
ており、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４のオン／オフ回数がカ
ウンタ５でカウントされるようになっている。このＯＮ
／ＯＦＦスイッチ４はコントローラ２により制御され
る。
１は本発明を電気自動車の駆動電源として用いられる２
次電池に適用した第１の実施例を示す図である。２次電
池１はコントローラ２と接続され、その両端電圧ＶE が
コントローラ２に入力されている。また、２次電池１に
は充電器３がＯＮ／ＯＦＦスイッチ４を介して接続され
ており、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４のオン／オフ回数がカ
ウンタ５でカウントされるようになっている。このＯＮ
／ＯＦＦスイッチ４はコントローラ２により制御され
る。
【０００８】さらに、２次電池１には駆動モータなどの
放電負荷６が接続され、放電電流を制御する制御スイッ
チ７が設けられている。トランジスタからなる制御スイ
ッチ７には、アクセル開度センサ８が接続されていると
ともに、制御スイッチ７とアクセル開度センサ８の間に
はコントローラ２により制御される信号切換スイッチ１
０が設けられている。信号切換スイッチ１０には、その
切換回数をカウントするカウンタ１１が付設されてい
る。
放電負荷６が接続され、放電電流を制御する制御スイッ
チ７が設けられている。トランジスタからなる制御スイ
ッチ７には、アクセル開度センサ８が接続されていると
ともに、制御スイッチ７とアクセル開度センサ８の間に
はコントローラ２により制御される信号切換スイッチ１
０が設けられている。信号切換スイッチ１０には、その
切換回数をカウントするカウンタ１１が付設されてい
る。
【０００９】また、２次電池１を新品に交換した時から
の経過時間を計測するタイマー１２が設置され、さらに
走行距離計１３、積分加算器１４、および加速の大きい
負荷条件の厳しいときに走行距離データの補正を行う走
行距離データ補正器１５が設けられている。そして、コ
ントローラ２には、カウンタ５、カウンタ１１、タイマ
ー１２、および走行距離データ補正器１５を通した走行
距離計１３などからの各情報が入力される。
の経過時間を計測するタイマー１２が設置され、さらに
走行距離計１３、積分加算器１４、および加速の大きい
負荷条件の厳しいときに走行距離データの補正を行う走
行距離データ補正器１５が設けられている。そして、コ
ントローラ２には、カウンタ５、カウンタ１１、タイマ
ー１２、および走行距離データ補正器１５を通した走行
距離計１３などからの各情報が入力される。
【００１０】次に上記構成における作用を説明する。ま
ず充電時には、放電電流を制御する制御スイッチ７はコ
ントローラ２からの信号により信号切換スイッチ１０を
介してそのトランジスタのベースが接地されてオフとさ
れ、充電電流を制御するＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がオン
状態となって、充電器３が電流Ｉｃを流して２次電池１
を充電する。２次電池１の両端電圧ＶE はコントローラ
２に入力され、コントローラ２で計算された２次電池の
充電を停止する充電終止電圧ＶMAX と比較され、ＶE ≧
ＶMAX となるとＯＮ／ＯＦＦスイッチ４をオフさせて充
電を終了する。
ず充電時には、放電電流を制御する制御スイッチ７はコ
ントローラ２からの信号により信号切換スイッチ１０を
介してそのトランジスタのベースが接地されてオフとさ
れ、充電電流を制御するＯＮ／ＯＦＦスイッチ４がオン
状態となって、充電器３が電流Ｉｃを流して２次電池１
を充電する。２次電池１の両端電圧ＶE はコントローラ
２に入力され、コントローラ２で計算された２次電池の
充電を停止する充電終止電圧ＶMAX と比較され、ＶE ≧
ＶMAX となるとＯＮ／ＯＦＦスイッチ４をオフさせて充
電を終了する。
【００１１】ここで、充電終止電圧ＶMAX は、カウンタ
５、カウンタ１１、タイマー１２および走行距離計１３
から検知した２次電池の状態を基にして推定した履歴を
勘案して算出される。図２は、履歴の１つであるカウン
タ５およびカウンタ１１のカウント数から充放電回数を
カウントして得るサイクル数を増やしたときの、充電終
止電圧ＶMAXと容量劣化率の関係を示したものである。
履歴が進むほど（サイクル数が大きくなるほど）容量劣
化率も増し、車両の場合、１充電走行距離は逓減する。
５、カウンタ１１、タイマー１２および走行距離計１３
から検知した２次電池の状態を基にして推定した履歴を
勘案して算出される。図２は、履歴の１つであるカウン
タ５およびカウンタ１１のカウント数から充放電回数を
カウントして得るサイクル数を増やしたときの、充電終
止電圧ＶMAXと容量劣化率の関係を示したものである。
履歴が進むほど（サイクル数が大きくなるほど）容量劣
化率も増し、車両の場合、１充電走行距離は逓減する。
【００１２】しかも、充電終止電圧ＶMAX を大きくする
ほど、この傾向は大となる。したがって、少なくとも定
められた充電終止電圧、例えばＶMAX ＝Ｖ0 で充電終止
電圧ＶMAX を管理する必要がある。しかし、充電終止電
圧ＶMAX を一定値ＶMAX ＝Ｖ0 で常に制御していたので
は、履歴が進むほど２次電池１の容量劣化は逓増し、一
充電走行距離というような基本的な車両性能品質が急激
に劣化してしまう。そこで本実施例では、履歴が進むに
つれて充電終止電圧ＶMAX を補正して下方方向へ低下さ
せる。
ほど、この傾向は大となる。したがって、少なくとも定
められた充電終止電圧、例えばＶMAX ＝Ｖ0 で充電終止
電圧ＶMAX を管理する必要がある。しかし、充電終止電
圧ＶMAX を一定値ＶMAX ＝Ｖ0 で常に制御していたので
は、履歴が進むほど２次電池１の容量劣化は逓増し、一
充電走行距離というような基本的な車両性能品質が急激
に劣化してしまう。そこで本実施例では、履歴が進むに
つれて充電終止電圧ＶMAX を補正して下方方向へ低下さ
せる。
【００１３】図３には、この充電終止電圧（ＶMAX ）の
補正要領を示す。本実施例にあっては、カウンタ５およ
びカウンタ１１から、充放電回数をカウントしてサイク
ル数Ｎ＊として推定し、また、走行距離計１３よりの情
報から走行距離を推定する。また、アクセル開度センサ
８、積分加算器１４および走行距離データ補正器１５を
使用して、少ない走行距離であってもアクセル踏込量が
大きい、つまり大きな加速時のように２次電池１にとっ
て負荷条件の厳しい場合には、補正した距離情報をコン
トローラ２へ送ることによって、負荷条件の厳しい条件
時の電池履歴の進み方を考慮している。さらに、タイマ
ー１２よりの情報から２次電池１が新品から時間的にど
れだけ経過しているかを推定する。
補正要領を示す。本実施例にあっては、カウンタ５およ
びカウンタ１１から、充放電回数をカウントしてサイク
ル数Ｎ＊として推定し、また、走行距離計１３よりの情
報から走行距離を推定する。また、アクセル開度センサ
８、積分加算器１４および走行距離データ補正器１５を
使用して、少ない走行距離であってもアクセル踏込量が
大きい、つまり大きな加速時のように２次電池１にとっ
て負荷条件の厳しい場合には、補正した距離情報をコン
トローラ２へ送ることによって、負荷条件の厳しい条件
時の電池履歴の進み方を考慮している。さらに、タイマ
ー１２よりの情報から２次電池１が新品から時間的にど
れだけ経過しているかを推定する。
【００１４】そして、まず推定されたサイクル数を優先
して、サイクル数推定値Ｎ＊の増加に応じて充電終止電
圧ＶMAX を図３中実線のように所定量ずつ低下させる。
次いで、同じサイクル数推定値Ｎ＊であっても走行距離
の累積値が大きい場合、あるいは新品からの経時時間の
長い場合には、破線で示すように充電終止電圧ＶMAX の
低下率を更に所定量大きくする。これにより、履歴が進
んでも、容量劣化率の逓増状態を緩和させて、２次電池
１の寿命を長くすることができる。
して、サイクル数推定値Ｎ＊の増加に応じて充電終止電
圧ＶMAX を図３中実線のように所定量ずつ低下させる。
次いで、同じサイクル数推定値Ｎ＊であっても走行距離
の累積値が大きい場合、あるいは新品からの経時時間の
長い場合には、破線で示すように充電終止電圧ＶMAX の
低下率を更に所定量大きくする。これにより、履歴が進
んでも、容量劣化率の逓増状態を緩和させて、２次電池
１の寿命を長くすることができる。
【００１５】次ぎに放電時について説明する。放電時に
あっても充電時と同様であり、この場合には放電終止電
圧ＶMIN を履歴が進むに応じて増加させるように制御す
ることで、上記効果を一層高めることができる。放電時
には、充電電流をオン／オフするＯＮ／ＯＦＦスイッチ
４はオフ状態にあり、放電電流を制御するスイッチ７が
オンされて、２次電池１の電流ＩD は放電負荷６を流れ
る。２次電池の両端電圧ＶE はコントローラ２で計算さ
れた放電終止電圧ＶMIN と比較され、ＶE ≦ＶMIN とな
ると制御スイッチ７はオフされ、放電は停止される。
あっても充電時と同様であり、この場合には放電終止電
圧ＶMIN を履歴が進むに応じて増加させるように制御す
ることで、上記効果を一層高めることができる。放電時
には、充電電流をオン／オフするＯＮ／ＯＦＦスイッチ
４はオフ状態にあり、放電電流を制御するスイッチ７が
オンされて、２次電池１の電流ＩD は放電負荷６を流れ
る。２次電池の両端電圧ＶE はコントローラ２で計算さ
れた放電終止電圧ＶMIN と比較され、ＶE ≦ＶMIN とな
ると制御スイッチ７はオフされ、放電は停止される。
【００１６】図４には、サイクル数を増加したときの放
電終止電圧ＶMIN と容量劣化率との関係を示す。履歴が
進むほど容量劣化が増し、放電終止電圧ＶMIN を小さく
するほど容量劣化率は大きくなる。従って本実施例で
は、図５に示すように、履歴が進むにつれて放電終止電
圧ＶMIN をＶ1 から増大させる。 すなわち、充電時と
同様に、カウンタ５およびカウンタ１１より充放電回数
をカウントしてサイクル数を求め、また、加速時のよう
な負荷条件による電池履歴の進み方を考慮し補正した走
行距離計１３よりの距離情報がコントローラ２に入力さ
れる。さらに、２次電池１の新品時からの経過時間をタ
イマー１２からの情報で推定する。
電終止電圧ＶMIN と容量劣化率との関係を示す。履歴が
進むほど容量劣化が増し、放電終止電圧ＶMIN を小さく
するほど容量劣化率は大きくなる。従って本実施例で
は、図５に示すように、履歴が進むにつれて放電終止電
圧ＶMIN をＶ1 から増大させる。 すなわち、充電時と
同様に、カウンタ５およびカウンタ１１より充放電回数
をカウントしてサイクル数を求め、また、加速時のよう
な負荷条件による電池履歴の進み方を考慮し補正した走
行距離計１３よりの距離情報がコントローラ２に入力さ
れる。さらに、２次電池１の新品時からの経過時間をタ
イマー１２からの情報で推定する。
【００１７】そして、放電終止電圧ＶMIN は、まず、サ
イクル数Ｎ＊を優先し、サイクル数推定値Ｎ＊の増加に
応じて実線のように上昇方向に所定量ずつ増大させる。
次いで、同じサイクル数Ｎ＊であっても走行距離が長い
場合、あるいはタイマー１２の計測時間が長いときに
は、破線のように増加率をより大きくする。以上説明し
たように、充電終止電圧ＶMAX および放電終止電圧ＶMI
N を制御することによって、２次電池１の履歴が進んで
も容量劣化率の逓増状態は確実に緩和され、２次電池の
寿命を確実に長くすることができる。
イクル数Ｎ＊を優先し、サイクル数推定値Ｎ＊の増加に
応じて実線のように上昇方向に所定量ずつ増大させる。
次いで、同じサイクル数Ｎ＊であっても走行距離が長い
場合、あるいはタイマー１２の計測時間が長いときに
は、破線のように増加率をより大きくする。以上説明し
たように、充電終止電圧ＶMAX および放電終止電圧ＶMI
N を制御することによって、２次電池１の履歴が進んで
も容量劣化率の逓増状態は確実に緩和され、２次電池の
寿命を確実に長くすることができる。
【００１８】なお、信号切換スイッチ１０、制御スイッ
チ７およびこれを制御するコントローラ２により、発明
の放電制御手段が構成され、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４お
よびこれを制御するコントローラ２により、発明の充電
制御手段が構成されている。また、カウンタ５、カウン
タ１１、タイマー１２、積分加算器１４、走行距離デー
タ補正器１５および走行距離計１３と、これらからの各
情報を入力して履歴を推定するコントローラ２が、履歴
推定手段を構成している。
チ７およびこれを制御するコントローラ２により、発明
の放電制御手段が構成され、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ４お
よびこれを制御するコントローラ２により、発明の充電
制御手段が構成されている。また、カウンタ５、カウン
タ１１、タイマー１２、積分加算器１４、走行距離デー
タ補正器１５および走行距離計１３と、これらからの各
情報を入力して履歴を推定するコントローラ２が、履歴
推定手段を構成している。
【００１９】図６には本発明の他の実施例の構成を示
す。本実施例は、複数個の個別２次電池を組電池状態で
使用する場合である、組電池２１をなす個別２次電池２
１ａ、２１ｂ、…に対応して、それぞれ個別に充電電流
をバイパスできるバイパス抵抗２３ａ、２３ｂ、…とＯ
Ｎ／ＯＦＦスイッチ２４ａ、２４ｂ、…からなるバイパ
ス回路が各２次電池毎に設けられている。そして、各２
次電池毎にその電圧を検出する充放電終止電圧コントロ
ーラ２２ａ、２２ｂ、…が設けられている。、各バイパ
ス回路のＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４ａ、２４ｂ、…は、
各充放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…によ
り制御され、充電時にそれぞれ対応する２次電池が充電
終止電圧に至ったとき充電停止信号ｕによりバイパス抵
抗２３ａ、２３ｂ、…へ充電電流を転流する。
す。本実施例は、複数個の個別２次電池を組電池状態で
使用する場合である、組電池２１をなす個別２次電池２
１ａ、２１ｂ、…に対応して、それぞれ個別に充電電流
をバイパスできるバイパス抵抗２３ａ、２３ｂ、…とＯ
Ｎ／ＯＦＦスイッチ２４ａ、２４ｂ、…からなるバイパ
ス回路が各２次電池毎に設けられている。そして、各２
次電池毎にその電圧を検出する充放電終止電圧コントロ
ーラ２２ａ、２２ｂ、…が設けられている。、各バイパ
ス回路のＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４ａ、２４ｂ、…は、
各充放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…によ
り制御され、充電時にそれぞれ対応する２次電池が充電
終止電圧に至ったとき充電停止信号ｕによりバイパス抵
抗２３ａ、２３ｂ、…へ充電電流を転流する。
【００２０】放電時には、個別２次電池２１ａ、２１
ｂ、…のいずれかが当該電池の放電終止電圧ＶMIN に達
すると放電停止信号ｖを出力し、これにより出力回路２
６を介した放電完了信号ｗが出力され、組電池としての
放電を停止させるようになっている。出力回路２６は上
記のようにいずれかの個別２次電池が放電終止電圧に達
したとき放電を停止させる場合にはＯＲ回路で構成で
き、このほか特定の複数個の個別２次電池が放電終止電
圧に達したときにはじめて放電を停止させるようにして
もよく、この場合にはＡＮＤ回路が用いられる。また、
充放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…の上記
充電停止信号や放電停止信号を作動状態情報として記憶
蓄積するメモリ２７が設けられ、このメモリ２７はまた
蓄積された情報を基に、充放電終止電圧コントローラ２
２ａ、２２ｂ、…へ充放電終止電圧値の補正指令を出力
するようになっている。
ｂ、…のいずれかが当該電池の放電終止電圧ＶMIN に達
すると放電停止信号ｖを出力し、これにより出力回路２
６を介した放電完了信号ｗが出力され、組電池としての
放電を停止させるようになっている。出力回路２６は上
記のようにいずれかの個別２次電池が放電終止電圧に達
したとき放電を停止させる場合にはＯＲ回路で構成で
き、このほか特定の複数個の個別２次電池が放電終止電
圧に達したときにはじめて放電を停止させるようにして
もよく、この場合にはＡＮＤ回路が用いられる。また、
充放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…の上記
充電停止信号や放電停止信号を作動状態情報として記憶
蓄積するメモリ２７が設けられ、このメモリ２７はまた
蓄積された情報を基に、充放電終止電圧コントローラ２
２ａ、２２ｂ、…へ充放電終止電圧値の補正指令を出力
するようになっている。
【００２１】以上のように、充電時には、個別２次電池
２１ａ、２１ｂ、…毎に充電電流をバイパス消費可能な
構成となっており、いずれかの電池、例えばｎ番目の個
別２次電池２１ｎが充電終止電圧の基準値を越えると、
当該電池に対応するＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４ｎがオン
され、バイパス抵抗２３ｎに充電電流がバイパスされ
る。これにより、個別２次電池２１ｎの充電は停止する
とともに、電流は他の個別２次電池へ流れる。このよう
にして、全ての個別２次電池２１ａ、２１ｂ、…が充電
終止電圧まで充電される。
２１ａ、２１ｂ、…毎に充電電流をバイパス消費可能な
構成となっており、いずれかの電池、例えばｎ番目の個
別２次電池２１ｎが充電終止電圧の基準値を越えると、
当該電池に対応するＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４ｎがオン
され、バイパス抵抗２３ｎに充電電流がバイパスされ
る。これにより、個別２次電池２１ｎの充電は停止する
とともに、電流は他の個別２次電池へ流れる。このよう
にして、全ての個別２次電池２１ａ、２１ｂ、…が充電
終止電圧まで充電される。
【００２２】この際、２２ｎからＯＮ／ＯＦＦスイッチ
２４ｎへのＯＮ信号は同時にメモリ２７にも入力され、
どの個別２次電池の充放電終止電圧コントローラが作動
したのかが記録、蓄積される。図７は、このメモリ２７
に蓄積された上記作動の頻度例を各個別２次電池毎に比
較して表わしたものである。この例では、個別２次電池
２１ｂは他の電池より蓄積値が大きく、既に容量劣化度
が大きいと考えられる。したがって、個別２次電池２１
ｂの充電終止電圧ＶMAX を減少方向に補正し、その分相
対的に２次電池２１ｂ以外の個別２次電池の充電終止電
圧を大きく設定して、個別２次電池２１ｂの容量劣化を
抑え、全体のバラツキを均等にする。
２４ｎへのＯＮ信号は同時にメモリ２７にも入力され、
どの個別２次電池の充放電終止電圧コントローラが作動
したのかが記録、蓄積される。図７は、このメモリ２７
に蓄積された上記作動の頻度例を各個別２次電池毎に比
較して表わしたものである。この例では、個別２次電池
２１ｂは他の電池より蓄積値が大きく、既に容量劣化度
が大きいと考えられる。したがって、個別２次電池２１
ｂの充電終止電圧ＶMAX を減少方向に補正し、その分相
対的に２次電池２１ｂ以外の個別２次電池の充電終止電
圧を大きく設定して、個別２次電池２１ｂの容量劣化を
抑え、全体のバラツキを均等にする。
【００２３】図８は、個別２次電池２１ｎについて上記
充電終止電圧設定に関する制御動作を示すフローチャー
トである。まずステップ２０１において、メモリ２７で
は充放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…のい
ずれかから充電停止信号（ＯＮ信号）が入力されたかが
チェックされる。ここで、充放電終止電圧コントローラ
２２ｎからの充電停止信号（ＯＮ信号）が入力される
と、次のステップ２０２で、メモリ２７に蓄積されてい
る各個別２次電池２１ａ、２１ｂ、…、２１ｎ、…に対
応する充放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、
…、２２ｎ、…より出力された充電停止信号（ＯＮ信
号）の各出力回数を比較して、２次電池２１ｎからの出
力回数が他の２次電池の出力回数より大きいか否かか
ら、容量劣化が大きいかどうかがチェックされる。
充電終止電圧設定に関する制御動作を示すフローチャー
トである。まずステップ２０１において、メモリ２７で
は充放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…のい
ずれかから充電停止信号（ＯＮ信号）が入力されたかが
チェックされる。ここで、充放電終止電圧コントローラ
２２ｎからの充電停止信号（ＯＮ信号）が入力される
と、次のステップ２０２で、メモリ２７に蓄積されてい
る各個別２次電池２１ａ、２１ｂ、…、２１ｎ、…に対
応する充放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、
…、２２ｎ、…より出力された充電停止信号（ＯＮ信
号）の各出力回数を比較して、２次電池２１ｎからの出
力回数が他の２次電池の出力回数より大きいか否かか
ら、容量劣化が大きいかどうかがチェックされる。
【００２４】２次電池２１ｎの容量劣化が大であれば、
ステップ２０３に進み、メモリ２７から充放電終止電圧
コントローラ２２ｎへ補正指令が出力される。そしてス
テップ２０４では、上記補正指令を受けて充放電終止電
圧コントローラ２２ｎにおいて、２次電池２１ｎの充電
終止電圧を所定値αだけ小さくした（ＶMAX −α）を新
たな充電終止電圧ＶMAX として設定する。
ステップ２０３に進み、メモリ２７から充放電終止電圧
コントローラ２２ｎへ補正指令が出力される。そしてス
テップ２０４では、上記補正指令を受けて充放電終止電
圧コントローラ２２ｎにおいて、２次電池２１ｎの充電
終止電圧を所定値αだけ小さくした（ＶMAX −α）を新
たな充電終止電圧ＶMAX として設定する。
【００２５】すなわち、充放電終止電圧コントローラ２
２ｎの発した充電停止信号（ＯＮ信号）の出力回数すな
わち出力頻度が大きいということは、個別２次電池２１
ｎが常に早く充電終止電圧等の基準値に達することであ
り、容量劣化度が大きいと判断されるので、充電終止電
圧をＶMAX ←（ＶMAX −α）と減少方向に補正して容量
劣化率が小さくなる方向へ補正するものである。以上で
このフローを終了し、こうして補正された新たな充電終
止電圧ＶMAX は、次回充電時の充放電終止電圧コントロ
ーラ２２ｎにおける個別２次電池２１ｎに対する充電停
止の基準値となる。
２ｎの発した充電停止信号（ＯＮ信号）の出力回数すな
わち出力頻度が大きいということは、個別２次電池２１
ｎが常に早く充電終止電圧等の基準値に達することであ
り、容量劣化度が大きいと判断されるので、充電終止電
圧をＶMAX ←（ＶMAX −α）と減少方向に補正して容量
劣化率が小さくなる方向へ補正するものである。以上で
このフローを終了し、こうして補正された新たな充電終
止電圧ＶMAX は、次回充電時の充放電終止電圧コントロ
ーラ２２ｎにおける個別２次電池２１ｎに対する充電停
止の基準値となる。
【００２６】なお、ステップ２０１で充電停止信号の入
力がないとき、ステップ２０２のチェックで容量劣化が
大でないときは、補正なしでそのままフローを終了す
る。放電に関しても、同様にして放電停止信号の出力回
数に応じて放電終止電圧が補正される。この場合は前実
施例と同じく、履歴が進むにつれて放電終止電圧ＶMIN
を増大させる。
力がないとき、ステップ２０２のチェックで容量劣化が
大でないときは、補正なしでそのままフローを終了す
る。放電に関しても、同様にして放電停止信号の出力回
数に応じて放電終止電圧が補正される。この場合は前実
施例と同じく、履歴が進むにつれて放電終止電圧ＶMIN
を増大させる。
【００２７】本実施例では、個別２次電池が放電終止電
圧になったとき放電停止信号を出力する各充放電終止電
圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…と出力回路２６によ
り、発明の放電制御手段が構成され、バイパス抵抗２３
ａ、２３ｂ、…、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４ａ、２４
ｂ、…、およびこのＯＮ／ＯＦＦスイッチを制御する充
放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…が充電制
御手段を構成している。そしてとくに、上記各バイパス
抵抗とＯＮ／ＯＦＦスイッチにより、転流手段が構成さ
れている。また、充放電終止電圧コントローラ２２ａ、
２２ｂ、…より出力される充電停止信号の出力回数に基
づいて充放電終止電圧コントローラへ補正指令を出力す
るメモリ２７が、履歴推定手段を構成している。
圧になったとき放電停止信号を出力する各充放電終止電
圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…と出力回路２６によ
り、発明の放電制御手段が構成され、バイパス抵抗２３
ａ、２３ｂ、…、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２４ａ、２４
ｂ、…、およびこのＯＮ／ＯＦＦスイッチを制御する充
放電終止電圧コントローラ２２ａ、２２ｂ、…が充電制
御手段を構成している。そしてとくに、上記各バイパス
抵抗とＯＮ／ＯＦＦスイッチにより、転流手段が構成さ
れている。また、充放電終止電圧コントローラ２２ａ、
２２ｂ、…より出力される充電停止信号の出力回数に基
づいて充放電終止電圧コントローラへ補正指令を出力す
るメモリ２７が、履歴推定手段を構成している。
【００２８】この実施例は以上のように構成され、充電
時に他より早く充電終止電圧に至った２次電池について
は充放電終止電圧コントローラの充電停止信号によりそ
の充電電流がバイパス抵抗を介して他の２次電池へ転流
されるとともに、個別２次電池ごとに上記充電停止信号
の出力回数を基に充電終止電圧が補正される。これによ
り、無駄な過充電が低減されるとともに２次電池の容量
劣化の逓増が抑えられ、寿命も延長される。
時に他より早く充電終止電圧に至った２次電池について
は充放電終止電圧コントローラの充電停止信号によりそ
の充電電流がバイパス抵抗を介して他の２次電池へ転流
されるとともに、個別２次電池ごとに上記充電停止信号
の出力回数を基に充電終止電圧が補正される。これによ
り、無駄な過充電が低減されるとともに２次電池の容量
劣化の逓増が抑えられ、寿命も延長される。
【００２９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、２次電池の履
歴を当該２次電池の状態に基づいて推定する履歴推定手
段とを有して、履歴推定値に応じて放電時にはその放電
を停止する基準値を上昇方向に補正し、充電時には充電
を停止する基準値を下方方向に補正するようにしたの
で、２次電池の容量劣化率が逓増することが緩和され、
２次電池の寿命を延長することができる。また、複数個
の個別２次電池を組状態で使用する場合に、個別２次電
池毎に充電電圧が所定の基準値に達したとき充電電流を
バイパスするとともに、バイパスさせた回数に基づいて
履歴を推定するようにしたときには、無駄な過充電が防
止されるとともに、個別２次電池間のバラツキおよび経
時劣化を低減することができる。
歴を当該２次電池の状態に基づいて推定する履歴推定手
段とを有して、履歴推定値に応じて放電時にはその放電
を停止する基準値を上昇方向に補正し、充電時には充電
を停止する基準値を下方方向に補正するようにしたの
で、２次電池の容量劣化率が逓増することが緩和され、
２次電池の寿命を延長することができる。また、複数個
の個別２次電池を組状態で使用する場合に、個別２次電
池毎に充電電圧が所定の基準値に達したとき充電電流を
バイパスするとともに、バイパスさせた回数に基づいて
履歴を推定するようにしたときには、無駄な過充電が防
止されるとともに、個別２次電池間のバラツキおよび経
時劣化を低減することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】サイクル数に対する容量劣化率の変化を充電終
止電圧をパラメータとして示す図である。
止電圧をパラメータとして示す図である。
【図３】充電終止電圧の補正要領を示す図である。
【図４】サイクル数に対する容量劣化率の変化を放電終
止電圧をパラメータとして示す図である。
止電圧をパラメータとして示す図である。
【図５】放電終止電圧の補正要領を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例の構成を示す図である。
【図７】個別２次電池の充放電終止電圧コントローラの
作動頻度例を示す図である。
作動頻度例を示す図である。
【図８】充電終止電圧設定に関する制御動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１ ２次電池 ２ コントローラ ３ 充電器 ４ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ ５ カウンタ ６ 放電負荷 ７ 制御スイッチ ８ アクセル開度センサ １０ 信号切換スイッチ １１ カウンタ １２ タイマー １３ 走行距離計 １４ 積分加算器 １５ 走行距離データ補正器 ２１ 組電池 ２１ａ、２１ｂ、…、２１ｎ、… 個別２次電池 ２２ａ、２２ｂ、…、２２ｎ、… 充放電終止電圧
コントローラ ２３ａ、２３ｂ、… バイパス抵抗 ２４ａ、２４ｂ、… ＯＮ／ＯＦＦスイッチ ２６ 出力回路 ２７ メモリ ＶMAX 充電終止電圧 ＶMIN 放電終止電圧
コントローラ ２３ａ、２３ｂ、… バイパス抵抗 ２４ａ、２４ｂ、… ＯＮ／ＯＦＦスイッチ ２６ 出力回路 ２７ メモリ ＶMAX 充電終止電圧 ＶMIN 放電終止電圧
Claims (3)
- 【請求項１】 ２次電池の充放電制御装置であって、前
記２次電池の放電時に該２次電池の電圧が所定の基準値
を下回ったときに放電を停止する放電制御手段と、前記
２次電池の充電時に該２次電池の電圧が所定の基準値を
上回ったときに充電を停止する充電制御手段と、前記２
次電池の履歴を該２次電池の状態に基づいて推定する履
歴推定手段とを有し、前記放電制御手段は前記履歴推定
手段による履歴推定値に応じて前記放電を停止する基準
値を上昇方向に補正し、前記充電制御手段は前記履歴推
定手段による履歴推定値に応じて前記充電を停止する基
準値を下方方向に補正するように構成されていることを
特徴とする２次電池の充放電制御装置。 - 【請求項２】 前記履歴推定手段は、前記２次電池の使
用経過時間と充放電サイクル数および車両走行距離に基
づいて２次電池の履歴を推定することを特徴とする請求
項１記載の２次電池の充放電制御装置。 - 【請求項３】 ２次電池を複数個の個別２次電池の組状
態とし、前記充電制御手段は、各個別２次電池毎に充電
電圧が所定の基準値に達したとき、充電電流をバイパス
するとともに、他の個別２次電池に充電電流をまわす転
流手段を備え、前記履歴推定手段は、前記充電電流をバ
イパスさせた回数に基づいて２次電池の履歴を推定する
ことを特徴とする請求項１記載の２次電池の充放電制御
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07003994A JP3161215B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | ２次電池の充放電制御装置 |
| US08/405,054 US5631533A (en) | 1994-03-15 | 1995-03-15 | Charging and discharging control device for secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07003994A JP3161215B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | ２次電池の充放電制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07255133A true JPH07255133A (ja) | 1995-10-03 |
| JP3161215B2 JP3161215B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=13420053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07003994A Expired - Fee Related JP3161215B2 (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | ２次電池の充放電制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5631533A (ja) |
| JP (1) | JP3161215B2 (ja) |
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| CN102150320B (zh) * | 2009-06-18 | 2015-06-17 | 丰田自动车株式会社 | 电池系统以及电池系统搭载车辆 |
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- 1994-03-15 JP JP07003994A patent/JP3161215B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-03-15 US US08/405,054 patent/US5631533A/en not_active Expired - Fee Related
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