JPH08214462A - 充電可能な電池の過放電防止装置 - Google Patents
充電可能な電池の過放電防止装置Info
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- JPH08214462A JPH08214462A JP7014748A JP1474895A JPH08214462A JP H08214462 A JPH08214462 A JP H08214462A JP 7014748 A JP7014748 A JP 7014748A JP 1474895 A JP1474895 A JP 1474895A JP H08214462 A JPH08214462 A JP H08214462A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
汎用性に優れる充電可能な電池の過放電防止装置を提供
する。 【構成】 負荷200の軽重に応じて変化する負荷電流
IL に基づく所定部位の電圧Vcを検出し、検出した電
圧Vcに応じて放電を禁止すべき電圧値を変化させる電
圧調整回路30を有している。
Description
ば、リチウムイオン電池を備えた電池ユニットに用いら
れ、電池の過放電を検出して該電池を保護する電池の過
放電防止装置に関する。
オン電池は、過放電に弱いため、過放電状態を検出して
放電を禁止する過放電防止装置が不可欠である。
備えたリチウムイオン電池による電池ユニットについて
説明する。この電池ユニットでは、リチウムイオン電池
(以後、単に電池と呼ぶ)100に過放電検出回路41
0が並列に接続されている。過放電検出回路410は、
電池100の端子電圧を後述するしきい値電圧と比較
し、端子電圧がしきい値電圧よりも低くなると過放電と
判定して、半導体スイッチによるスイッチ420をオフ
とする。このことにより、正側負荷電流ライン450p
と負側負荷電流ライン450nとの間に接続された負荷
200と電池100との接続を断として放電を禁止す
る。しきい値電圧は、例えば、満充電時における端子電
圧の数十パーセント程度に設定される。
防止装置の他に、充電の際に端子電圧が所定値を越える
と充電を停止するための過充電防止装置や、過電流状態
での放電を禁止するための過電流検出回路を備えてい
る。
比較は図5に示すような比較回路により行われている。
この比較回路は、しきい値電圧を設定するための基準電
圧発生源ER 、ブリーダ抵抗R1、R2、検出入力側抵
抗R3、基準電圧側抵抗RG、およびコンパレータ41
1により構成されている。
圧は、負荷電流と電池の内部インピーダンスとの積の分
だけ低下する。また、端子電圧の電圧低下の度合いや放
電停止後の端子電圧の戻り(端子電圧の上昇)の度合い
は、放電時の負荷電流の大きさに比例する。
値で放電を停止すべき電圧を決めている過放電防止装置
においては、前述したしきい値電圧や、放電停止後の端
子電圧の戻りに対する過放電検出回路の復帰用のヒステ
リシス電圧を、負荷電流の大きさに応じた値に設定する
必要がある。ところで、負荷電流は、その平均値、最大
値共に、電池ユニットに接続される負荷の軽重によって
異なる。
重に応じたしきい値電圧を持つのが好ましい。しかし、
これまでの過放電防止装置は、しきい値電圧は一定であ
り、負荷の軽重を考慮した動作を行うようには構成され
ていない。
量が10%程度の状態まで使用して放電を禁止したい場
合であっても、放電を禁止すべき端子電圧が一定値に設
定された従来例では、前述したように端子電圧の電圧低
下の度合いが負荷の軽重によって異なるため、軽負荷時
には残容量が極めて少なくなった状態(残容量が10%
よりもかなり小さい状態)ではじめて放電を禁止するこ
とになる一方、重負荷時には残容量が十分にある状態
(残容量が10%よりもかなり大きい状態)にも拘らず
放電を禁止してしまうという問題点がある。
を禁止すべき電圧を変えることのできる汎用性に優れた
充電可能な電池の過放電防止装置を提供することであ
る。
能な電池と負荷との間に接続され、前記電池の端子電圧
が放電を禁止すべき電圧値にまで低下したことを検出す
る電圧比較部を含む過放電検出回路と、前記過放電検出
回路の検出により前記電池から前記負荷への給電を停止
させるスイッチ回路とを有する充電可能な電池の過放電
防止装置において、前記負荷の軽重に応じて変化する負
荷電流に基づく所定部位の電圧を検出し、該検出した電
圧に応じて前記放電を禁止すべき電圧値を変化させる電
圧調整回路を有することを特徴とする充電可能な電池の
過放電防止装置が得られる。
は、負荷電流ラインにソース、ドレインを接続した半導
体スイッチにより構成され、前記所定部位は、前記スイ
ッチ回路のソース/ドレイン間であり、前記電圧調整回
路は、前記スイッチ回路のソース/ドレイン間の電圧を
検出して電流に変換し、変換した電流を前記電圧比較部
の入力端子側に供給する回路により構成される前記充電
可能な電池の過放電防止装置が得られる。
よる充電可能な電池の過放電防止装置を説明する。図1
は、本実施例による過放電防止装置とリチウムイオン電
池とを有する電池ユニットを示す図である。この電池ユ
ニットも、従来同様、過充電防止装置や過電流検出回路
を備えるが、本発明の要旨ではないので、図示ならびに
説明は省略する。図2は、図1における過放電検出回路
を示す回路図である。図1において、本電池ユニットで
は、図4に示した従来例と同様に、リチウムイオン電池
(以後、単に電池と呼ぶ)100に過放電検出回路10
が並列に接続されている。過放電検出回路10は、電池
100の端子電圧をしきい値電圧と比較し、しきい値電
圧よりも低くなると過放電と判定して、半導体スイッチ
であるスイッチ20をオフすることにより、正側負荷電
流ライン50pと負側負荷電流ライン50nとの間に接
続された負荷200と電池100との接続を断として放
電を禁止する。図2を参照すると、過放電検出回路10
は、図5に示した従来例と同様に、基準電圧発生源
ER 、ブリーダ抵抗R1、R2、検出入力側抵抗R3、
基準電圧側抵抗RG 、およびコンパレータ11により構
成されている。
防止装置はさらに、負荷200の軽重に応じて変化する
負荷電流IL に基づく特定部位の電圧Vcを検出し、検
出した電圧Vcに応じて過放電検出回路10の検出側入
力電圧を変化させる電圧調整回路として作用する電圧/
電流変換回路30を有している。電圧Vcは、ここで
は、半導体スイッチによるスイッチ20のソース/ドレ
イン間の電圧検出するようにしている。スイッチ20の
ソース/ドレイン間抵抗をRONとすると、Vc=RON×
IL という式で表される。
出して電圧値に応じた大きさの電流に変換する回路によ
り構成されているが、数値的には、電圧Vcを所定の係
数k倍して、k・Vcで表される大きさの電流量に変換
して出力するものである。そして、電圧/電流変換回路
30の出力は、図2における過放電検出回路10のコン
パレータ11の検出入力側抵抗R3の上流側(IR3)に
接続される。
ンパレータ11)において、スイッチ20をオフとする
電圧、即ち、放電を禁止すべき端子電圧Vtは、Vt=
VL−k・Vcという式に基づいて可変となる。即ち、
放電を禁止すべき端子電圧Vtは、電圧/電流変換回路
30から流入する電流に応じて調整可能である。尚、式
中のVL は、負荷200が軽いとき(電圧Vcがほぼ0
のとき)の放電禁止とする固定設定電圧である。
動作を説明するための図であり、横軸は電池100の満
充電状態からの使用時間を示し、縦軸は電池100の端
子電圧を示す。以下、図1〜図3を参照して、本実施例
による過放電防止装置の動作を説明する。尚、過放電検
出回路10において、固定設定電圧VL は、例えば、
2.8Vに設定されている。
破線で示すように、電池100の使用に伴って、その端
子電圧は、満充電電圧(例えば、4.2V)から降下す
る。電圧/電流変換回路30は、負荷電流IL に応じた
電圧Vcを検出し、これに応じた電流IR3を過放電検出
回路10へ流入する。ただし、負荷200が軽いので、
電流IR3は小さく、放電を禁止すべき端子電圧Vtはほ
ぼ固定設定電圧VL (2.8V)である。したがって、
電池100の端子電圧がおよそ2.8Vにまで降下する
と、コンパレータ11から制御信号が出力されることに
より、スイッチ20は断となる。この後、電池100の
端子電圧が過放電検出回路10の持つヒステリシス特性
で決まる所定電圧にまで上昇すると、スイッチ20が接
続され、放電が再開される。
実線で示すように、電池100の端子電圧は使用に伴っ
て、満充電電圧(例えば、4.2V)から降下する。電
圧/電流変換回路30は、不可電流IL に応じた電圧V
cを検出し、これに応じた電流IR3を過放電検出回路1
0へ流入する。負荷200が重く、電流IR3がある程度
の大きさであるので、放電を禁止すべき端子電圧V
tは、例えば、2.2Vになる。よって、電池100の
端子電圧が2.2Vにまで降下すると、コンパレータ1
1からの信号によりスイッチ20は断となる。この後、
電池100の端子電圧が、所定電圧にまで上昇すると、
スイッチ20が接続され、放電が再開される。
過放電防止装置は負荷の軽重に応じて過放電検出回路の
放電を禁止すべき端子電圧を自動的に調整するため、様
々な種類の負荷の軽重に対して容易に適応でき、汎用性
に優れている。
の出力を検出入力側抵抗R3の入力側に流入(IR3)す
るようにしているが、図2に一点鎖線で示すように、検
出入力側抵抗R3の下流側に流入させるようにしてもよ
い(IR3´)。
は、電圧/電流変換回路に限らず、負荷の軽重に応じて
変化する負荷電流に基づく所定部位の電圧を増幅して過
放電検出回路の所定箇所に印加するような増幅回路によ
り構成とすることも可能である。
限らず、過放電からの保護を必要とする充電可能な電池
全般に適用可能であることはいうまでもない。
止装置は、負荷の軽重に応じて変化する負荷電流に基づ
く所定部位の電圧を検出し、検出した電圧に応じて放電
を禁止すべき電圧値を変化させる電圧調整回路を有して
いるため、様々な負荷の軽重に対して容易に適応でき、
汎用性に優れている。
電防止装置が適用された電池ユニットを示すブロック構
成図である。
検出回路を示す回路図である。
めの図であり、横軸はリチウム電池の満充電状態からの
使用時間を示し、縦軸はリチウム電池の端子電圧を示
す。
が適用された電池ユニットを示すブロック構成図であ
る。
検出回路を示す回路図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 充電可能な電池と負荷との間に接続さ
れ、前記電池の端子電圧が放電を禁止すべき電圧値にま
で低下したことを検出する電圧比較部を含む過放電検出
回路と、前記過放電検出回路の検出により前記電池から
前記負荷への給電を停止させるスイッチ回路とを有する
充電可能な電池の過放電防止装置において、前記負荷の
軽重に応じて変化する負荷電流に基づく所定部位の電圧
を検出し、該検出した電圧に応じて前記放電を禁止すべ
き電圧値を変化させる電圧調整回路を有することを特徴
とする充電可能な電池の過放電防止装置。 - 【請求項2】 前記スイッチ回路は、負荷電流ラインに
ソース、ドレインを接続した半導体スイッチにより構成
され、前記所定部位は、前記スイッチ回路のソース/ド
レイン間であり、前記電圧調整回路は、前記スイッチ回
路のソース/ドレイン間の電圧を検出して電流に変換
し、変換した電流を前記電圧比較部の入力端子側に供給
する回路により構成される請求項1記載の充電可能な電
池の過放電防止装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01474895A JP3438751B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 充電可能な電池の過放電防止装置 |
US08/590,100 US5705913A (en) | 1995-01-31 | 1996-01-24 | Overdischarge detection device and overdischarge prevention device for a chargeable electric cell, operable with a variable threshold voltage to prohibit discharge in accordance with relative weight of a load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01474895A JP3438751B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 充電可能な電池の過放電防止装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08214462A true JPH08214462A (ja) | 1996-08-20 |
JP3438751B2 JP3438751B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=11869742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01474895A Expired - Fee Related JP3438751B2 (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 充電可能な電池の過放電防止装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3438751B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998009361A1 (fr) * | 1996-08-29 | 1998-03-05 | Rohm Co., Ltd. | Source d'alimentation electrique |
JP2006128052A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-05-18 | Toshiba Tec Corp | 二次電池の放電制御方法および二次電池の放電制御装置 |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP01474895A patent/JP3438751B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998009361A1 (fr) * | 1996-08-29 | 1998-03-05 | Rohm Co., Ltd. | Source d'alimentation electrique |
US5914586A (en) * | 1996-08-29 | 1999-06-22 | Rohm Co., Ltd. | Power supply |
JP2006128052A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-05-18 | Toshiba Tec Corp | 二次電池の放電制御方法および二次電池の放電制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3438751B2 (ja) | 2003-08-18 |
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