JPH08182212A - 組電池充電制御回路 - Google Patents
組電池充電制御回路Info
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- JPH08182212A JPH08182212A JP6322466A JP32246694A JPH08182212A JP H08182212 A JPH08182212 A JP H08182212A JP 6322466 A JP6322466 A JP 6322466A JP 32246694 A JP32246694 A JP 32246694A JP H08182212 A JPH08182212 A JP H08182212A
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- charger
- charging
- control circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 組電池を構成する各電池に供給される充電電
流量を制御することで、バイパス回路を設けることなく
各単セルの過充電を防止する。 【構成】 いずれかの過電圧検出回路１０４から過電圧
検出信号が出力された回数が所定数を超えるまでは、回
数が増えるに従って徐々に充電電流を少なくする。過電
圧検出信号の出力回数が所定数を超えると、単セル充電
器１０７を用いて各単セルを順々に充電する。このよう
に、充電電流量を制御して各単セルの過充電を防止する
ため、従来のようなバイパス回路を設ける必要がなく、
バイパス回路の発熱という問題も起きない。また、一部
の単セルの端子電圧が過電圧検出レベルを超えても充電
電流量を減らして充電を継続するようにしたため、組電
池全体の充電時間を短くできる。
流量を制御することで、バイパス回路を設けることなく
各単セルの過充電を防止する。 【構成】 いずれかの過電圧検出回路１０４から過電圧
検出信号が出力された回数が所定数を超えるまでは、回
数が増えるに従って徐々に充電電流を少なくする。過電
圧検出信号の出力回数が所定数を超えると、単セル充電
器１０７を用いて各単セルを順々に充電する。このよう
に、充電電流量を制御して各単セルの過充電を防止する
ため、従来のようなバイパス回路を設ける必要がなく、
バイパス回路の発熱という問題も起きない。また、一部
の単セルの端子電圧が過電圧検出レベルを超えても充電
電流量を減らして充電を継続するようにしたため、組電
池全体の充電時間を短くできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】充電可能な複数の電池を直列に接
続して構成される組電池の充電を制御する組電池充電制
御回路に関する。
続して構成される組電池の充電を制御する組電池充電制
御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車は、バッテリの電力を用いて
モータを駆動し、モータの駆動力によって走行する。モ
ータを駆動するにはかなりの高電圧を必要とするため、
数多くの電池を直列に接続した組電池をバッテリとして
使用するようにし、組電池の充電を制御する組電池充電
制御回路を備えた電気自動車が知られている。
モータを駆動し、モータの駆動力によって走行する。モ
ータを駆動するにはかなりの高電圧を必要とするため、
数多くの電池を直列に接続した組電池をバッテリとして
使用するようにし、組電池の充電を制御する組電池充電
制御回路を備えた電気自動車が知られている。
【０００３】図４はこの種の組電池充電制御回路のブロ
ック図である。図４において、１１〜１ｎは組電池１を
構成する電池群であり、充電可能な複数の電池が直列に
接続されている。以下では、組電池１を構成する各電池
を単セルと呼ぶ。２は組電池１を充電するための充電器
である。充電器２と組電池１の間にはリレーの接点３が
設けられ、この接点３が閉じると充電器２からの充電電
流が組電池１に供給されて各単セルの充電が行われる。
４は単セルの端子電圧が規定の電圧を超えて過電圧にな
ったことを検出する過電圧検出回路であり、各単セルご
とに設けられる。５は、過電圧検出回路４によって過電
圧になったことが検出されたときに、その単セルに充電
電流が流れないように充電電流をバイパスするバイパス
回路であり、やはり各単セルごとに設けられている。６
は組電池全体の電圧を交流電圧に変換するインバータで
あり、このインバータからの交流電圧によってモータ７
が駆動される。
ック図である。図４において、１１〜１ｎは組電池１を
構成する電池群であり、充電可能な複数の電池が直列に
接続されている。以下では、組電池１を構成する各電池
を単セルと呼ぶ。２は組電池１を充電するための充電器
である。充電器２と組電池１の間にはリレーの接点３が
設けられ、この接点３が閉じると充電器２からの充電電
流が組電池１に供給されて各単セルの充電が行われる。
４は単セルの端子電圧が規定の電圧を超えて過電圧にな
ったことを検出する過電圧検出回路であり、各単セルご
とに設けられる。５は、過電圧検出回路４によって過電
圧になったことが検出されたときに、その単セルに充電
電流が流れないように充電電流をバイパスするバイパス
回路であり、やはり各単セルごとに設けられている。６
は組電池全体の電圧を交流電圧に変換するインバータで
あり、このインバータからの交流電圧によってモータ７
が駆動される。
【０００４】図５は図４に示す過電圧検出回路４の内部
構成を示す回路図であり、抵抗Ｒ１およびツェナーダイ
オードＤ１から成る基準電圧発生回路８と、抵抗Ｒ２，
Ｒ３から成る電圧検出回路９と、コンパレータＯＰ１
と、コンパレータＯＰ１の出力レベルの調整を行う抵抗
Ｒ４，Ｒ５とから成る。一方、図６は図４に示すバイパ
ス回路５の内部構成を示す回路図であり、オペアンプＯ
Ｐ２と、トランジスタＴＲ１と、電流検出抵抗Ｒ６と、
帰還抵抗Ｒ７，Ｒ８とから成る。
構成を示す回路図であり、抵抗Ｒ１およびツェナーダイ
オードＤ１から成る基準電圧発生回路８と、抵抗Ｒ２，
Ｒ３から成る電圧検出回路９と、コンパレータＯＰ１
と、コンパレータＯＰ１の出力レベルの調整を行う抵抗
Ｒ４，Ｒ５とから成る。一方、図６は図４に示すバイパ
ス回路５の内部構成を示す回路図であり、オペアンプＯ
Ｐ２と、トランジスタＴＲ１と、電流検出抵抗Ｒ６と、
帰還抵抗Ｒ７，Ｒ８とから成る。
【０００５】このように構成された従来の組電池充電制
御回路では、リレーの接点３を閉じると、充電器２から
の電流が組電池１に供給され、各単セル１１〜１ｎの充
電が開始される。一部の単セルが満充電状態になると、
満充電になった単セルに対応する過電圧検出回路４の内
部にあるコンパレータＯＰ１の出力がローレベルからハ
イレベルに変化し、これにより、バイパス回路５内部の
オペアンプＯＰ２の出力が反転してトランジスタＴＲ１
がオンし、充電器２からの充電電流は単セルに流れずに
トランジスタＴＲ１に流れる。以上の動作により、単セ
ルの過充電を防止する。
御回路では、リレーの接点３を閉じると、充電器２から
の電流が組電池１に供給され、各単セル１１〜１ｎの充
電が開始される。一部の単セルが満充電状態になると、
満充電になった単セルに対応する過電圧検出回路４の内
部にあるコンパレータＯＰ１の出力がローレベルからハ
イレベルに変化し、これにより、バイパス回路５内部の
オペアンプＯＰ２の出力が反転してトランジスタＴＲ１
がオンし、充電器２からの充電電流は単セルに流れずに
トランジスタＴＲ１に流れる。以上の動作により、単セ
ルの過充電を防止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来の組電
池充電制御回路では、組電池を構成するすべての単セル
が満充電になるまで充電を継続して行う。ところが、単
セルによって充電容量や充電効率等にばらつきがあるた
め、充電を開始してから満充電になるまでの時間は各単
セルによって異なる。したがって、一部の単セルだけが
満充電になっていない場合には、それ以外の単セルに流
れる充電電流は各バイパス回路に流れ、エネルギーを無
駄に消費させている。また、バイパス回路に大量の電流
を流す結果、バイパス回路が発熱し、バイパス回路の寿
命が短くなるおそれもある。ファンや放熱部材等を設け
てバイパス回路の発熱を抑えることも可能だが、装置全
体が大型化し、またコストも高くなる。
池充電制御回路では、組電池を構成するすべての単セル
が満充電になるまで充電を継続して行う。ところが、単
セルによって充電容量や充電効率等にばらつきがあるた
め、充電を開始してから満充電になるまでの時間は各単
セルによって異なる。したがって、一部の単セルだけが
満充電になっていない場合には、それ以外の単セルに流
れる充電電流は各バイパス回路に流れ、エネルギーを無
駄に消費させている。また、バイパス回路に大量の電流
を流す結果、バイパス回路が発熱し、バイパス回路の寿
命が短くなるおそれもある。ファンや放熱部材等を設け
てバイパス回路の発熱を抑えることも可能だが、装置全
体が大型化し、またコストも高くなる。
【０００７】本発明の目的は、組電池を構成する各電池
に供給される充電電流量を制御することで、バイパス回
路を設けることなく各電池の過充電を防止するようにし
た組電池充電制御回路を提供することにある。
に供給される充電電流量を制御することで、バイパス回
路を設けることなく各電池の過充電を防止するようにし
た組電池充電制御回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】実施例を示す図１に対応
づけて本発明を説明すると、本発明は、充電可能な複数
の電池を直列に接続して構成される組電池１と、組電池
１を構成する電池のすべてに充電電流を供給する第１の
充電器１０１と、組電池１を構成する電池ごとに設けら
れ、電池の端子電圧が充電時に所定電圧以上になると過
電圧検出信号を出力する過電圧検出回路１０４とを備
え、組電池１を構成する各電池の過充電を防止する組電
池充電制御回路に適用され、組電池１を構成する電池の
いずれか一つに充電電流を供給する第２の充電器１０７
と、過電圧検出回路１０４のいずれかから過電圧検出信
号が出力される回数を計測する計測手段１１２と、計測
手段１１２によって計測された回数が所定数を超えるま
では第２の充電器１０７を用いずに第１の充電器１０１
を用いて組電池全体の充電を行い、計測手段１１２によ
って計測された回数が所定数を超えると第１の充電器１
０１を用いずに第２の充電器１０７を用いて電池を順次
に充電する制御手段１１１とを備えることにより、上記
目的は達成される。請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載された組電池充電制御回路において、第１の充電
器１０１からの充電電流を組電池１を構成する電池のす
べてに供給するか否かを切り換える第１の切換手段ＲＬ
と、第２の充電器１０７からの充電電流を組電池１を構
成する電池のいずれか一つに供給するか否かを切り換え
る第２の切換手段１０８〜１１０とを備え、計測手段１
１２によって計測された回数に応じて第１および第２の
切換手段１０８〜１１０を切り換えるように制御手段１
１１を構成するものである。請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載された組電池充電制御回路において、過
電圧検出回路１０４から出力される過電圧検出信号をそ
れぞれ電気的に絶縁し、過電圧検出信号をそれぞれ互い
にワイアード接続して計測手段１１２に入力するもので
ある。請求項４に記載の発明は、請求項２に記載された
組電池充電制御回路において、計測手段１１２によって
計測された回数が所定数以下の場合には、計測された回
数が増えるに従って第１の充電器１０１から組電池１に
供給する充電電流を少なくする電流量制御手段を備える
ものである。
づけて本発明を説明すると、本発明は、充電可能な複数
の電池を直列に接続して構成される組電池１と、組電池
１を構成する電池のすべてに充電電流を供給する第１の
充電器１０１と、組電池１を構成する電池ごとに設けら
れ、電池の端子電圧が充電時に所定電圧以上になると過
電圧検出信号を出力する過電圧検出回路１０４とを備
え、組電池１を構成する各電池の過充電を防止する組電
池充電制御回路に適用され、組電池１を構成する電池の
いずれか一つに充電電流を供給する第２の充電器１０７
と、過電圧検出回路１０４のいずれかから過電圧検出信
号が出力される回数を計測する計測手段１１２と、計測
手段１１２によって計測された回数が所定数を超えるま
では第２の充電器１０７を用いずに第１の充電器１０１
を用いて組電池全体の充電を行い、計測手段１１２によ
って計測された回数が所定数を超えると第１の充電器１
０１を用いずに第２の充電器１０７を用いて電池を順次
に充電する制御手段１１１とを備えることにより、上記
目的は達成される。請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載された組電池充電制御回路において、第１の充電
器１０１からの充電電流を組電池１を構成する電池のす
べてに供給するか否かを切り換える第１の切換手段ＲＬ
と、第２の充電器１０７からの充電電流を組電池１を構
成する電池のいずれか一つに供給するか否かを切り換え
る第２の切換手段１０８〜１１０とを備え、計測手段１
１２によって計測された回数に応じて第１および第２の
切換手段１０８〜１１０を切り換えるように制御手段１
１１を構成するものである。請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載された組電池充電制御回路において、過
電圧検出回路１０４から出力される過電圧検出信号をそ
れぞれ電気的に絶縁し、過電圧検出信号をそれぞれ互い
にワイアード接続して計測手段１１２に入力するもので
ある。請求項４に記載の発明は、請求項２に記載された
組電池充電制御回路において、計測手段１１２によって
計測された回数が所定数以下の場合には、計測された回
数が増えるに従って第１の充電器１０１から組電池１に
供給する充電電流を少なくする電流量制御手段を備える
ものである。
【０００９】
【作用】請求項１に記載の発明では、過電圧検出回路１
０４のいずれかから過電圧検出信号が出力される回数を
計測手段１１２によって計測し、計測された回数が所定
数を超えるまでは第２の充電器１０７を用いずに第１の
充電器１０１を用いて組電池全体の充電を行い、回数が
所定数を超えると第１の充電器１０１を用いずに第２の
充電器１０７を用いていずれかの電池の充電を行う。請
求項２に記載の発明では、過電圧検出信号が出力された
回数が所定数を超えるまでは、第１の充電器１０１から
の充電電流を組電池１を構成する電池のすべてに供給す
るように第１の切換手段ＲＬを切り換え、過電圧検出信
号が出力された回数が所定数を超えると、第２の充電器
１０７からの充電電流を組電池１を構成する電池のいず
れか一つに供給するように第２の切換手段１０８〜１１
０を切り換える。請求項３に記載の発明では、過電圧検
出回路１０４から出力される過電圧検出信号をそれぞれ
電気的に絶縁してワイアード接続し、ワイアード接続さ
れた信号の出力変化を計測手段１１２は計測する。請求
項４に記載の発明では、計測手段１１２によって計測さ
れる回数が所定数になるまでの間は、計測された回数が
増えるに従って第１の充電器１０１から組電池１に供給
する充電電流を少なくする。
０４のいずれかから過電圧検出信号が出力される回数を
計測手段１１２によって計測し、計測された回数が所定
数を超えるまでは第２の充電器１０７を用いずに第１の
充電器１０１を用いて組電池全体の充電を行い、回数が
所定数を超えると第１の充電器１０１を用いずに第２の
充電器１０７を用いていずれかの電池の充電を行う。請
求項２に記載の発明では、過電圧検出信号が出力された
回数が所定数を超えるまでは、第１の充電器１０１から
の充電電流を組電池１を構成する電池のすべてに供給す
るように第１の切換手段ＲＬを切り換え、過電圧検出信
号が出力された回数が所定数を超えると、第２の充電器
１０７からの充電電流を組電池１を構成する電池のいず
れか一つに供給するように第２の切換手段１０８〜１１
０を切り換える。請求項３に記載の発明では、過電圧検
出回路１０４から出力される過電圧検出信号をそれぞれ
電気的に絶縁してワイアード接続し、ワイアード接続さ
れた信号の出力変化を計測手段１１２は計測する。請求
項４に記載の発明では、計測手段１１２によって計測さ
れる回数が所定数になるまでの間は、計測された回数が
増えるに従って第１の充電器１０１から組電池１に供給
する充電電流を少なくする。
【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【００１１】
【実施例】図１は本発明による組電池充電制御回路の一
実施例のブロック図である。図１において、１０１は家
庭用のコンセント等の交流電圧を出力するＡＣ充電器、
１０２は交流電圧を直流電圧に変換する整流回路であ
り、ＡＣ充電器１０１と整流回路１０２との間にはリレ
ー（不図示）の接点ＳＷ１が接続される。１０３は組電
池１に供給する充電電流量を調節する電流調整回路、１
０４は単セルの端子電圧が規定の電圧を超えて過電圧に
なったことを検出する過電圧検出回路であり、各単セル
１１〜１ｎごとに設けられる。
実施例のブロック図である。図１において、１０１は家
庭用のコンセント等の交流電圧を出力するＡＣ充電器、
１０２は交流電圧を直流電圧に変換する整流回路であ
り、ＡＣ充電器１０１と整流回路１０２との間にはリレ
ー（不図示）の接点ＳＷ１が接続される。１０３は組電
池１に供給する充電電流量を調節する電流調整回路、１
０４は単セルの端子電圧が規定の電圧を超えて過電圧に
なったことを検出する過電圧検出回路であり、各単セル
１１〜１ｎごとに設けられる。
【００１２】図２は過電圧検出検出回路１０４の内部構
成を示す回路図である。本実施例の過電圧検出回路１０
４は、コンパレータ１０５の出力にフォトカップラ１０
６が接続される点を除いて図４に示す従来の過電圧検出
回路と共通する。図２に示すように、コンパレータ１０
５の出力は抵抗Ｒ９を介してフォトカップラ１０６内部
のＬＥＤのカソード端子と接続され、ＬＥＤのアノード
端子は単セルの正極に接続される。また、フォトカップ
ラ１０６内部のフォトトランジスタのコレクタ端子は抵
抗Ｒ１０を介して電源ラインに接続され、エミッタ端子
は他の過電圧検出回路１０４内部のフォトカップラ１０
６のエミッタ端子と互いに接続される。以下、フォトカ
ップラ１０６のエミッタ端子同士を接続する信号線Ｌ１
を過電圧検出信号線と呼ぶ。
成を示す回路図である。本実施例の過電圧検出回路１０
４は、コンパレータ１０５の出力にフォトカップラ１０
６が接続される点を除いて図４に示す従来の過電圧検出
回路と共通する。図２に示すように、コンパレータ１０
５の出力は抵抗Ｒ９を介してフォトカップラ１０６内部
のＬＥＤのカソード端子と接続され、ＬＥＤのアノード
端子は単セルの正極に接続される。また、フォトカップ
ラ１０６内部のフォトトランジスタのコレクタ端子は抵
抗Ｒ１０を介して電源ラインに接続され、エミッタ端子
は他の過電圧検出回路１０４内部のフォトカップラ１０
６のエミッタ端子と互いに接続される。以下、フォトカ
ップラ１０６のエミッタ端子同士を接続する信号線Ｌ１
を過電圧検出信号線と呼ぶ。
【００１３】図１に戻って、１０７は組電池１を構成す
る単セルのいずれか一つを充電する単セル充電器、１０
８〜１１０は各単セル１１〜１ｎと単セル充電器１０７
とを電気的に接続するか否かを切り換えるリレーであ
り、図１では３個だけ図示されているが、実際には単セ
ルの数だけ設けられる。いずれかのリレー１０８〜１１
０に電流が流れると、そのリレーに対応する接点が閉じ
て単セルの充電が開始される。例えば、図１において、
リレー１０８に電流を流すと接点ＳＷａ１，ＳＷａ２が
閉じ、リレー１０９に電流を流すと接点ＳＷｂ１，ＳＷ
ｂ２が閉じ、リレー１１０に電流を流すと接点ＳＷｃ
１，ＳＷｃ２が閉じる。１１１はリレー１０８〜１１０
のオン・オフおよび電流調整回路１０３を制御する制御
回路である。
る単セルのいずれか一つを充電する単セル充電器、１０
８〜１１０は各単セル１１〜１ｎと単セル充電器１０７
とを電気的に接続するか否かを切り換えるリレーであ
り、図１では３個だけ図示されているが、実際には単セ
ルの数だけ設けられる。いずれかのリレー１０８〜１１
０に電流が流れると、そのリレーに対応する接点が閉じ
て単セルの充電が開始される。例えば、図１において、
リレー１０８に電流を流すと接点ＳＷａ１，ＳＷａ２が
閉じ、リレー１０９に電流を流すと接点ＳＷｂ１，ＳＷ
ｂ２が閉じ、リレー１１０に電流を流すと接点ＳＷｃ
１，ＳＷｃ２が閉じる。１１１はリレー１０８〜１１０
のオン・オフおよび電流調整回路１０３を制御する制御
回路である。
【００１４】図３は、電流調整回路１０３および制御回
路１１１の内部構成を示す回路図である。図３に示すよ
うに、制御回路１１１は、過電圧検出信号線Ｌ１が接続
されるシフトレジスタ１１２と、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４お
よびオペアンプＯＰから成るＤ／Ａ変換回路１１３と、
シフトレジスタ１１２の出力Ｉと過電圧検出信号の論理
積とを演算するアンド回路１１４と、リレー１０８〜１
１０を制御するシフトレジスタ１１５と、リレーＲＬを
制御するトランジスタＴｒ２およびインバータ１１６と
から成る。一方、電流調整回路１０３は、組電池１に流
れる充電電流量を検出する電流センサ１１７と、定電流
制御回路１１８と、パワートランジスタＴｒ３とから成
る。
路１１１の内部構成を示す回路図である。図３に示すよ
うに、制御回路１１１は、過電圧検出信号線Ｌ１が接続
されるシフトレジスタ１１２と、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４お
よびオペアンプＯＰから成るＤ／Ａ変換回路１１３と、
シフトレジスタ１１２の出力Ｉと過電圧検出信号の論理
積とを演算するアンド回路１１４と、リレー１０８〜１
１０を制御するシフトレジスタ１１５と、リレーＲＬを
制御するトランジスタＴｒ２およびインバータ１１６と
から成る。一方、電流調整回路１０３は、組電池１に流
れる充電電流量を検出する電流センサ１１７と、定電流
制御回路１１８と、パワートランジスタＴｒ３とから成
る。
【００１５】以下、図１〜３に基づいて本実施例の動作
を説明する。充電を開始する際は、いずれの単セルもま
だ満充電になっていないため、過電圧検出信号線Ｌ１は
ローレベルである。したがって、制御回路１１１内部の
シフトレジスタ１１２の出力Ｆ〜Ｉはいずれもローレベ
ルになり、トランジスタＴｒ２がオンしてリレーＲＬが
オンし、その接点ＳＷ１が閉じる。また、シフトレジス
タ１１２の出力Ｆ〜Ｈの信号レベルはＤ／Ａ変換回路１
１３でアナログ値に変換されて定電流制御回路１１８に
入力される。この時点では、シフトレジスタ１１２の出
力Ｆ〜Ｈはいずれもローレベルであるため、定電流制御
回路１１８はパワートランジスタＴｒ３のコレクタ・エ
ミッタ間に大量の電流を流せるようにパワートランジス
タＴｒ３のベース端子の電圧を高くする。これにより、
ＡＣ充電器１０１からの充電電流は整流回路１０２およ
びパワートランジスタＴｒ３を介して組電池１に供給さ
れ、組電池１を構成する各単セル１１〜１ｎの充電が開
始される。
を説明する。充電を開始する際は、いずれの単セルもま
だ満充電になっていないため、過電圧検出信号線Ｌ１は
ローレベルである。したがって、制御回路１１１内部の
シフトレジスタ１１２の出力Ｆ〜Ｉはいずれもローレベ
ルになり、トランジスタＴｒ２がオンしてリレーＲＬが
オンし、その接点ＳＷ１が閉じる。また、シフトレジス
タ１１２の出力Ｆ〜Ｈの信号レベルはＤ／Ａ変換回路１
１３でアナログ値に変換されて定電流制御回路１１８に
入力される。この時点では、シフトレジスタ１１２の出
力Ｆ〜Ｈはいずれもローレベルであるため、定電流制御
回路１１８はパワートランジスタＴｒ３のコレクタ・エ
ミッタ間に大量の電流を流せるようにパワートランジス
タＴｒ３のベース端子の電圧を高くする。これにより、
ＡＣ充電器１０１からの充電電流は整流回路１０２およ
びパワートランジスタＴｒ３を介して組電池１に供給さ
れ、組電池１を構成する各単セル１１〜１ｎの充電が開
始される。
【００１６】なお、この時点では、アンド回路１１４の
出力はローレベルであるため、シフトレジスタ１１５の
出力Ａ〜Ｃはいずれもローレベルになり、リレー１０８
〜１１０はいずれもオフのままである。すなわち、単セ
ル充電器１０７と各単セル１１〜１ｎとは電気的に遮断
されている。
出力はローレベルであるため、シフトレジスタ１１５の
出力Ａ〜Ｃはいずれもローレベルになり、リレー１０８
〜１１０はいずれもオフのままである。すなわち、単セ
ル充電器１０７と各単セル１１〜１ｎとは電気的に遮断
されている。
【００１７】その後、いずれかの単セルが満充電になる
と、その単セルに対応する過電圧検出回路１０４から過
電圧検出信号が出力されて過電圧検出信号線Ｌ１はハイ
レベルに変化する。これにより、シフトレジスタ１１２
の出力Ｆがハイレベルに変化し、この変化はＤ／Ａ変換
回路１１３を介して定電流制御回路１１８に伝達され
る。そして、定電流制御回路１１８はパワートランジス
タＴｒ３のベース端子電圧を当初よりも低くし、組電池
１に供給される充電電流量を少なくする。これにより、
過電圧検出信号を出力した単セルの端子電圧は下がり、
過電圧検出信号線Ｌ１の信号レベルはいったんローレベ
ルに戻る。
と、その単セルに対応する過電圧検出回路１０４から過
電圧検出信号が出力されて過電圧検出信号線Ｌ１はハイ
レベルに変化する。これにより、シフトレジスタ１１２
の出力Ｆがハイレベルに変化し、この変化はＤ／Ａ変換
回路１１３を介して定電流制御回路１１８に伝達され
る。そして、定電流制御回路１１８はパワートランジス
タＴｒ３のベース端子電圧を当初よりも低くし、組電池
１に供給される充電電流量を少なくする。これにより、
過電圧検出信号を出力した単セルの端子電圧は下がり、
過電圧検出信号線Ｌ１の信号レベルはいったんローレベ
ルに戻る。
【００１８】このように、充電電流量の減少によって単
セルの端子電圧が低下するのは以下の理由による。単セ
ルに充電電流を流し始めると、この充電電流は単セル内
部の内部抵抗にも流れるため、内部抵抗の両端にかかる
電圧分だけ単セルの端子電圧は急上昇する。そして、そ
の後は充電量に応じて端子電圧が上昇する。一方、単セ
ルに流す充電電流を少なくすると、内部抵抗による電圧
降下が小さくなるため、その分だけ単セルの端子電圧は
低くなる。したがって、いったん単セルが過電圧状態に
なった後にその単セルに供給する充電電流を少なくする
と、内部抵抗による電圧降下分だけ単セルの端子電圧が
低くなって単セルは過電圧状態を脱する。
セルの端子電圧が低下するのは以下の理由による。単セ
ルに充電電流を流し始めると、この充電電流は単セル内
部の内部抵抗にも流れるため、内部抵抗の両端にかかる
電圧分だけ単セルの端子電圧は急上昇する。そして、そ
の後は充電量に応じて端子電圧が上昇する。一方、単セ
ルに流す充電電流を少なくすると、内部抵抗による電圧
降下が小さくなるため、その分だけ単セルの端子電圧は
低くなる。したがって、いったん単セルが過電圧状態に
なった後にその単セルに供給する充電電流を少なくする
と、内部抵抗による電圧降下分だけ単セルの端子電圧が
低くなって単セルは過電圧状態を脱する。
【００１９】組電池１に供給する充電電流を当初よりも
少なくして充電を継続すると、やがて過電圧検出信号線
Ｌ１は再度ハイレベルになり、シフトレジスタ１１２は
出力Ｆの代わりに出力Ｇをハイレベルにする。シフトレ
ジスタ１１２の出力変化はＤ／Ａ変換回路１１３を介し
て定電流制御回路１１８に伝達され、定電流制御回路１
１８はパワートランジスタＴｒ３のベース端子電圧をさ
らに低くする。これにより、組電池１に流れる充電電流
量はさらに少なくなり、過電圧検出信号を出力した単セ
ルの端子電圧は下がり、過電圧検出信号線Ｌ１の信号レ
ベルはいったんローレベルに戻る。
少なくして充電を継続すると、やがて過電圧検出信号線
Ｌ１は再度ハイレベルになり、シフトレジスタ１１２は
出力Ｆの代わりに出力Ｇをハイレベルにする。シフトレ
ジスタ１１２の出力変化はＤ／Ａ変換回路１１３を介し
て定電流制御回路１１８に伝達され、定電流制御回路１
１８はパワートランジスタＴｒ３のベース端子電圧をさ
らに低くする。これにより、組電池１に流れる充電電流
量はさらに少なくなり、過電圧検出信号を出力した単セ
ルの端子電圧は下がり、過電圧検出信号線Ｌ１の信号レ
ベルはいったんローレベルに戻る。
【００２０】その後、過電圧検出信号線Ｌ１が再度ハイ
レベルになると、シフトレジスタ１１２は出力Ｇの代わ
りに出力Ｈをハイレベルにし、定電流制御回路１１８は
パワートランジスタＴｒ３のベース端子電圧をさらに低
くし、組電池１に流れる充電電流量をさらに少なくす
る。
レベルになると、シフトレジスタ１１２は出力Ｇの代わ
りに出力Ｈをハイレベルにし、定電流制御回路１１８は
パワートランジスタＴｒ３のベース端子電圧をさらに低
くし、組電池１に流れる充電電流量をさらに少なくす
る。
【００２１】このように、本実施例では、いずれかの過
電圧検出回路１０４から過電圧検出信号が出力されるた
びに、組電池１に供給する充電電流量を少なくして各単
セルの過充電を防止する。
電圧検出回路１０４から過電圧検出信号が出力されるた
びに、組電池１に供給する充電電流量を少なくして各単
セルの過充電を防止する。
【００２２】その後、過電圧検出信号線Ｌ１が再度ハイ
レベルになると、シフトレジスタ１１２は出力Ｈの代わ
りに出力Ｉをハイレベルにする。出力Ｉはインバータ１
１６を介してトランジスタＴｒ２に接続されており、ト
ランジスタＴｒ２がオフしてリレーＲＬの接点ＳＷ１が
開く。これにより、ＡＣ充電器１０１からの充電電流は
組電池１に供給されなくなる。
レベルになると、シフトレジスタ１１２は出力Ｈの代わ
りに出力Ｉをハイレベルにする。出力Ｉはインバータ１
１６を介してトランジスタＴｒ２に接続されており、ト
ランジスタＴｒ２がオフしてリレーＲＬの接点ＳＷ１が
開く。これにより、ＡＣ充電器１０１からの充電電流は
組電池１に供給されなくなる。
【００２３】一方、シフトレジスタ１１２の出力Ｉがハ
イレベルになると、アンド回路１１４の出力がハイレベ
ルになり、シフトレジスタ１１５は出力Ａをハイレベル
にする。これにより、リレー１０８がオンしてその接点
ＳＷａ１，ＳＷａ２が閉じ、単セル充電器１０７と単セ
ル１１とが電気的に接続され、単セル１１の充電が開始
される。単セル１１が満充電になると、過電圧検出信号
線Ｌ１がハイレベルになり、アンド回路１１４の出力が
再度ハイレベルになる。これにより、シフトレジスタ１
１５は出力Ａの代わりに出力Ｂをハイレベルにし、リレ
ー１０９がオンしてその接点ＳＷｂ１，ＳＷｂ２が閉
じ、今度は単セル１２の充電が単セル充電器１０７によ
って行われる。
イレベルになると、アンド回路１１４の出力がハイレベ
ルになり、シフトレジスタ１１５は出力Ａをハイレベル
にする。これにより、リレー１０８がオンしてその接点
ＳＷａ１，ＳＷａ２が閉じ、単セル充電器１０７と単セ
ル１１とが電気的に接続され、単セル１１の充電が開始
される。単セル１１が満充電になると、過電圧検出信号
線Ｌ１がハイレベルになり、アンド回路１１４の出力が
再度ハイレベルになる。これにより、シフトレジスタ１
１５は出力Ａの代わりに出力Ｂをハイレベルにし、リレ
ー１０９がオンしてその接点ＳＷｂ１，ＳＷｂ２が閉
じ、今度は単セル１２の充電が単セル充電器１０７によ
って行われる。
【００２４】以後、単セル充電器１０７は、各単セル１
１〜１ｎを順々に切り換えて充電を行う。その際、単セ
ルの充電状態を考慮せずに充電を行うが、充電しようと
する単セルがすでに満充電状態であれば、すぐに過電圧
検出信号線がハイレベルになるため、その次の単セルの
充電が開始される。したがって、図３の回路によれば、
各単セル１１〜１ｎを過充電するおそれはない。
１〜１ｎを順々に切り換えて充電を行う。その際、単セ
ルの充電状態を考慮せずに充電を行うが、充電しようと
する単セルがすでに満充電状態であれば、すぐに過電圧
検出信号線がハイレベルになるため、その次の単セルの
充電が開始される。したがって、図３の回路によれば、
各単セル１１〜１ｎを過充電するおそれはない。
【００２５】以上に説明した本実施例の動作をまとめる
と、過電圧検出信号の出力回数が所定数を超えるまで
は、回数が増えるに従って徐々に充電電流を少なくす
る。過電圧検出信号の出力回数が所定数を超えると、単
セル充電器を用いて各単セルを順々に充電する。
と、過電圧検出信号の出力回数が所定数を超えるまで
は、回数が増えるに従って徐々に充電電流を少なくす
る。過電圧検出信号の出力回数が所定数を超えると、単
セル充電器を用いて各単セルを順々に充電する。
【００２６】このように、本実施例では、充電電流量を
制御して各単セルの過充電を防止するため、従来のよう
なバイパス回路を設ける必要がなく、バイパス回路の発
熱という問題も起きない。また、一部の単セルの端子電
圧が過電圧検出レベルを超えても充電電流量を減らして
充電を継続するようにしたため、組電池全体の充電時間
を短くできる。さらに、満充電になった単セルの数が増
えると単セルごとに順々に充電を行うようにしたため、
各単セルの過充電を確実に防止できる。また、上記実施
例の過電圧検出回路は、その内部にあるコンパレータか
ら出力される過電圧検出信号をフォトカップラで電気的
に絶縁して取り出すため、それぞれの過電圧検出信号を
ワイアード接続することができ、これにより、配線数を
軽減できる。
制御して各単セルの過充電を防止するため、従来のよう
なバイパス回路を設ける必要がなく、バイパス回路の発
熱という問題も起きない。また、一部の単セルの端子電
圧が過電圧検出レベルを超えても充電電流量を減らして
充電を継続するようにしたため、組電池全体の充電時間
を短くできる。さらに、満充電になった単セルの数が増
えると単セルごとに順々に充電を行うようにしたため、
各単セルの過充電を確実に防止できる。また、上記実施
例の過電圧検出回路は、その内部にあるコンパレータか
ら出力される過電圧検出信号をフォトカップラで電気的
に絶縁して取り出すため、それぞれの過電圧検出信号を
ワイアード接続することができ、これにより、配線数を
軽減できる。
【００２７】このように構成した実施例にあっては、Ａ
Ｃ充電器１０１が第１の充電器に、単セル充電器１０７
が第２の充電器に、シフトレジスタ１１２が計測手段
に、制御回路１１１が制御手段に、リレーＲＬが第１の
切換手段に、リレー１０８〜１１０が第２の切換手段
に、それぞれ対応する。
Ｃ充電器１０１が第１の充電器に、単セル充電器１０７
が第２の充電器に、シフトレジスタ１１２が計測手段
に、制御回路１１１が制御手段に、リレーＲＬが第１の
切換手段に、リレー１０８〜１１０が第２の切換手段
に、それぞれ対応する。
【００２８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、過電圧検出回路から過電圧検出信号が出力された
回数が所定回数を超えるまでは第１の充電器を用いてす
べての電池の充電を行い、所定回数を超えると第２の充
電器を用いて各電池を一つずつ充電するようにしたた
め、各電池が過充電されるおそれはない。また、バイパ
ス回路を設ける必要もなくなる。請求項２に記載の発明
によれば、第１の充電器からの充電電流を各電池に供給
するか否かを第１の切換手段によって切り換え、第２の
充電器からの充電電流をいずれかの電池に供給するか否
かを第２の切換手段によって切り換えるようにしたた
め、各電池の過充電を確実に防止できる。請求項３に記
載の発明によれば、それぞれの過充電検出信号を互いに
電気的に絶縁した後にワイアード接続するため、配線数
を減らしつつ過充電検出信号の論理和を演算できる。請
求項４に記載の発明によれば、過充電検出信号が出力さ
れた回数が所定数を超えるまでの間は、その回数が増え
るほど組電池に供給する充電電流を少なくするため、各
電池の過充電を防止できる。
れば、過電圧検出回路から過電圧検出信号が出力された
回数が所定回数を超えるまでは第１の充電器を用いてす
べての電池の充電を行い、所定回数を超えると第２の充
電器を用いて各電池を一つずつ充電するようにしたた
め、各電池が過充電されるおそれはない。また、バイパ
ス回路を設ける必要もなくなる。請求項２に記載の発明
によれば、第１の充電器からの充電電流を各電池に供給
するか否かを第１の切換手段によって切り換え、第２の
充電器からの充電電流をいずれかの電池に供給するか否
かを第２の切換手段によって切り換えるようにしたた
め、各電池の過充電を確実に防止できる。請求項３に記
載の発明によれば、それぞれの過充電検出信号を互いに
電気的に絶縁した後にワイアード接続するため、配線数
を減らしつつ過充電検出信号の論理和を演算できる。請
求項４に記載の発明によれば、過充電検出信号が出力さ
れた回数が所定数を超えるまでの間は、その回数が増え
るほど組電池に供給する充電電流を少なくするため、各
電池の過充電を防止できる。
【図１】本発明による組電池充電制御回路の一実施例の
ブロック図。
ブロック図。
【図２】図１に示す過電圧検出回路の内部構成を示す回
路図。
路図。
【図３】電流調整回路および制御回路の内部構成を示す
回路図。
回路図。
【図４】従来の組電池充電制御回路のブロック図。
【図５】図４に示す過電圧検出回路の内部構成を示す回
路図。
路図。
【図６】図４に示すバイパス回路の内部構成を示す回路
図。
図。
１ 組電池 ２ 充電器 ３ リレーの接点 ４，１０４ 過電圧検出回路 ５ バイパス回路 ６ インバータ回路 ７ モータ １０１ ＡＣ充電器 １０２ 整流回路 １０３ 電流調整回路 １０８〜１１０ リレー １１１ 制御回路 １１２，１１５ シフトレジスタ １１３ Ｄ／Ａ変換回路 １１８ 定電流制御回路
Claims (4)
- 【請求項１】 充電可能な複数の電池を直列に接続して
構成される組電池と、 前記組電池を構成する前記電池のすべてに充電電流を供
給する第１の充電器と、 前記組電池を構成する前記電池ごとに設けられ、前記電
池の端子電圧が充電時に所定電圧以上になると過電圧検
出信号を出力する過電圧検出回路とを備え、 前記組電池を構成する前記各電池の過充電を防止する組
電池充電制御回路において、 前記組電池を構成する前記電池のいずれか一つに充電電
流を供給する第２の充電器と、 前記過電圧検出回路のいずれかから前記過電圧検出信号
が出力される回数を計測する計測手段と、 前記計測手段によって計測された回数が所定数を超える
までは前記第２の充電器を用いずに前記第１の充電器を
用いて前記組電池全体の充電を行い、前記計測手段によ
って計測された回数が前記所定数を超えると前記第１の
充電器を用いずに前記第２の充電器を用いて前記電池を
順次に充電する制御手段とを備えることを特徴とする組
電池充電制御回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載された組電池充電制御回
路において、 前記第１の充電器からの充電電流を前記組電池を構成す
る前記電池のすべてに供給するか否かを切り換える第１
の切換手段と、 前記第２の充電器からの充電電流を前記組電池を構成す
る前記電池のいずれか一つに供給するか否かを切り換え
る第２の切換手段とを備え、 前記制御手段は、前記計測手段によって計測された回数
に応じて前記第１および第２の切換手段を切り換えるこ
とを特徴とする組電池充電制御回路。 - 【請求項３】 請求項２に記載された組電池充電制御回
路において、 前記過電圧検出回路から出力される前記過電圧検出信号
はそれぞれ電気的に絶縁されており、前記過電圧検出信
号はそれぞれ互いにワイアード接続されて前記計測手段
に入力されることを特徴とする組電池充電制御回路。 - 【請求項４】 請求項２に記載された組電池充電制御回
路において、 前記計測手段によって計測された回数が前記所定数以下
の場合には、前記計測された回数が増えるに従って前記
第１の充電器から前記組電池に供給する充電電流を少な
くする電流量制御手段を備えることを特徴とする組電池
充電制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6322466A JPH08182212A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 組電池充電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6322466A JPH08182212A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 組電池充電制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08182212A true JPH08182212A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18143967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6322466A Pending JPH08182212A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 組電池充電制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08182212A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6902847B1 (en) | 1998-05-20 | 2005-06-07 | Osaka Gas Company Limited | Non-aqueous secondary cell and method for controlling the same |
| WO2011027828A1 (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-10 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | バランス回路を備えた蓄電装置 |
| JP2011154925A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Ntt Facilities Inc | リチウムイオン組電池の充電システムおよび充電方法 |
| JP2012023802A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Asahi Kasei Corp | エネルギー蓄積装置 |
| US9083187B2 (en) | 2009-09-02 | 2015-07-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | Electric energy storage apparatus capable of AC output |
| JP2017051069A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 充電装置 |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP6322466A patent/JPH08182212A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6902847B1 (en) | 1998-05-20 | 2005-06-07 | Osaka Gas Company Limited | Non-aqueous secondary cell and method for controlling the same |
| US6951699B2 (en) | 1998-05-20 | 2005-10-04 | Osaka Gas Company Limited | Non-aqueous secondary battery and its control method |
| US7642001B2 (en) | 1998-05-20 | 2010-01-05 | Osaka Gas Company Limited | Non-aqueous secondary battery and its control method |
| US8110303B2 (en) | 1998-05-20 | 2012-02-07 | Kri Inc. | Non-aqueous secondary battery and its control method |
| WO2011027828A1 (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-10 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | バランス回路を備えた蓄電装置 |
| JP2011055649A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Japan Aerospace Exploration Agency | バランス回路を備えた蓄電装置 |
| US9083187B2 (en) | 2009-09-02 | 2015-07-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | Electric energy storage apparatus capable of AC output |
| TWI499162B (zh) * | 2009-09-02 | 2015-09-01 | Japan Aerospace Exploration | 具有平衡電路之蓄電裝置 |
| US9318779B2 (en) | 2009-09-02 | 2016-04-19 | Japan Aerospace Exploration Agency | Electric energy storage units connected in series and selectively charged/discharged via a balancing circuit or directly from a charger or to a load |
| JP2011154925A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Ntt Facilities Inc | リチウムイオン組電池の充電システムおよび充電方法 |
| JP2012023802A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Asahi Kasei Corp | エネルギー蓄積装置 |
| JP2017051069A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 充電装置 |
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