JPH0845549A - 二次電池の保護装置 - Google Patents
二次電池の保護装置Info
- Publication number
- JPH0845549A JPH0845549A JP17541694A JP17541694A JPH0845549A JP H0845549 A JPH0845549 A JP H0845549A JP 17541694 A JP17541694 A JP 17541694A JP 17541694 A JP17541694 A JP 17541694A JP H0845549 A JPH0845549 A JP H0845549A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- voltage
- secondary battery
- battery
- boundary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】二次電池の劣化を防止すると共に、放電容量の
低下も抑制することの出来る二次電池の保護装置を提供
する。 【構成】二次電池１の端子電圧を検出する電圧センサ２
と、二次電池１の温度を検出する温度センサ３と、上記
電圧と上記温度との関係が予め定めた容量劣化領域（例
えば図２の特性）にある場合に、冷却指令信号を送出す
る制御装置４と、冷却指令信号が与えられると、二次電
池１の電力を用いて該二次電池１を冷却する冷却素子６
と、を備えた二次電池の保護装置。
低下も抑制することの出来る二次電池の保護装置を提供
する。 【構成】二次電池１の端子電圧を検出する電圧センサ２
と、二次電池１の温度を検出する温度センサ３と、上記
電圧と上記温度との関係が予め定めた容量劣化領域（例
えば図２の特性）にある場合に、冷却指令信号を送出す
る制御装置４と、冷却指令信号が与えられると、二次電
池１の電力を用いて該二次電池１を冷却する冷却素子６
と、を備えた二次電池の保護装置。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池の容量劣化を
防止する保護装置に関し、特に、リチウム二次電池のよ
うな非水系電解質二次電池に好適な保護装置に関する。
防止する保護装置に関し、特に、リチウム二次電池のよ
うな非水系電解質二次電池に好適な保護装置に関する。
【０００２】
【従来技術】リチウム二次電池のような非水系電解質二
次電池の保護装置としては、例えば特開平４−１３７３
７１号公報に記載されたものがある。非水系電解質二次
電池においては、室温を越えた高温雰囲気中に長時間放
置すると、電解質や活物質の劣化により、放電容量（放
電可能な電気量）の低下を生じると共に劣化を生じて、
充電しても元の容量まで回復しない現象が生じる。上記
の従来例においては、容量劣化の程度が、電池の電圧に
応じて変化することに着目し、温度が設定値以上になる
と電池に放電回路を接続して放電させ、電池の電圧を低
下させることによって容量劣化を防止するものである。
次電池の保護装置としては、例えば特開平４−１３７３
７１号公報に記載されたものがある。非水系電解質二次
電池においては、室温を越えた高温雰囲気中に長時間放
置すると、電解質や活物質の劣化により、放電容量（放
電可能な電気量）の低下を生じると共に劣化を生じて、
充電しても元の容量まで回復しない現象が生じる。上記
の従来例においては、容量劣化の程度が、電池の電圧に
応じて変化することに着目し、温度が設定値以上になる
と電池に放電回路を接続して放電させ、電池の電圧を低
下させることによって容量劣化を防止するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のごとき
従来の保護装置においては、温度が設定値以上になる
と、放電回路を接続して単に電池を放電させて電圧を低
下させるようになっていたので、電池の電力を無駄に消
費することになる。そのため劣化を防止することは出来
ても放電容量は減少するので、次に使用するときには、
充電する必要が生じる場合が多くなる、という問題があ
った。
従来の保護装置においては、温度が設定値以上になる
と、放電回路を接続して単に電池を放電させて電圧を低
下させるようになっていたので、電池の電力を無駄に消
費することになる。そのため劣化を防止することは出来
ても放電容量は減少するので、次に使用するときには、
充電する必要が生じる場合が多くなる、という問題があ
った。
【０００４】本発明は、上記のような従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、二次電池の劣化を
防止すると共に、放電容量の低下も抑制することの出来
る二次電池の保護装置を提供することを目的とする。
解決するためになされたものであり、二次電池の劣化を
防止すると共に、放電容量の低下も抑制することの出来
る二次電池の保護装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段
と、上記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、上
記電圧検出手段と上記温度検出手段の検出結果を入力
し、上記電圧と上記温度との関係が予め定めた容量劣化
領域にある場合に、冷却指令信号を送出する制御手段
と、上記冷却指令信号が与えられると、上記二次電池の
電力を用いて上記二次電池を冷却する冷却手段と、を備
えるように構成している。上記の構成は、例えば後記図
１の実施例に相当する。なお、電池の放電容量と電池電
圧とは直線的対応関係にあるので、上記電圧の代わりに
放電容量を用いても同等である。
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段
と、上記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、上
記電圧検出手段と上記温度検出手段の検出結果を入力
し、上記電圧と上記温度との関係が予め定めた容量劣化
領域にある場合に、冷却指令信号を送出する制御手段
と、上記冷却指令信号が与えられると、上記二次電池の
電力を用いて上記二次電池を冷却する冷却手段と、を備
えるように構成している。上記の構成は、例えば後記図
１の実施例に相当する。なお、電池の放電容量と電池電
圧とは直線的対応関係にあるので、上記電圧の代わりに
放電容量を用いても同等である。
【０００６】また、請求項２は、充電時における制御に
関するものであり、上記二次電池の端子電圧を検出する
電圧検出手段と、上記二次電池の温度を検出する温度検
出手段と、上記電圧検出手段と上記温度検出手段の検出
結果を入力し、上記電圧と上記温度との関係が予め定め
た容量劣化領域にある場合に、冷却指令信号を送出する
制御手段と、上記冷却指令信号が与えられると、上記充
電電流の一部を用いて上記二次電池を冷却する冷却手段
と、を備えるように構成している。なお、上記の構成
は、例えば後記図３の実施例に相当する。
関するものであり、上記二次電池の端子電圧を検出する
電圧検出手段と、上記二次電池の温度を検出する温度検
出手段と、上記電圧検出手段と上記温度検出手段の検出
結果を入力し、上記電圧と上記温度との関係が予め定め
た容量劣化領域にある場合に、冷却指令信号を送出する
制御手段と、上記冷却指令信号が与えられると、上記充
電電流の一部を用いて上記二次電池を冷却する冷却手段
と、を備えるように構成している。なお、上記の構成
は、例えば後記図３の実施例に相当する。
【０００７】また、上記請求項１と請求項２における上
記制御手段は、例えば請求項３に記載のように、容量劣
化領域の境界に相当する電圧と温度との関係を予め記憶
しておき、検出された電圧に相当する上記境界温度を読
み出し、検出された温度と上記境界温度とを比較して、
検出された温度が上記境界温度以上である場合に、上記
冷却指令信号を出力するものである。或いは、請求項４
に記載のように、容量劣化領域の境界に相当する電圧と
温度との関係を予め記憶しておき、検出された温度に相
当する上記境界電圧を読み出し、検出された電圧と上記
境界電圧とを比較して、検出された電圧が上記境界電圧
以上である場合に、上記冷却指令信号を出力するもので
ある。
記制御手段は、例えば請求項３に記載のように、容量劣
化領域の境界に相当する電圧と温度との関係を予め記憶
しておき、検出された電圧に相当する上記境界温度を読
み出し、検出された温度と上記境界温度とを比較して、
検出された温度が上記境界温度以上である場合に、上記
冷却指令信号を出力するものである。或いは、請求項４
に記載のように、容量劣化領域の境界に相当する電圧と
温度との関係を予め記憶しておき、検出された温度に相
当する上記境界電圧を読み出し、検出された電圧と上記
境界電圧とを比較して、検出された電圧が上記境界電圧
以上である場合に、上記冷却指令信号を出力するもので
ある。
【０００８】また、二次電池を収納する部分の具体的な
構成は、例えば、請求項５に記載のように、上記二次電
池は、複数の電池をそれぞれ個別に収納する金属ケース
と、上記各金属ケースを熱的に隔離された状態で収納す
る断熱材ケースとからなる収納手段に納められ、かつ、
上記冷却手段は、上記各金属ケース毎に個別に熱的に結
合され、各電池を個別に冷却するように構成されたもの
である。なお、上記の構成は、例えば後記図５の実施例
に相当する。また、上記二次電池は、請求項６に記載の
ように、例えば、非水系電解質二次電池であるが、電圧
（または放電容量）と温度とに応じた容量劣化領域を持
つ二次電池であれば、同様に本発明を適用することが出
来る。
構成は、例えば、請求項５に記載のように、上記二次電
池は、複数の電池をそれぞれ個別に収納する金属ケース
と、上記各金属ケースを熱的に隔離された状態で収納す
る断熱材ケースとからなる収納手段に納められ、かつ、
上記冷却手段は、上記各金属ケース毎に個別に熱的に結
合され、各電池を個別に冷却するように構成されたもの
である。なお、上記の構成は、例えば後記図５の実施例
に相当する。また、上記二次電池は、請求項６に記載の
ように、例えば、非水系電解質二次電池であるが、電圧
（または放電容量）と温度とに応じた容量劣化領域を持
つ二次電池であれば、同様に本発明を適用することが出
来る。
【０００９】
【作用】請求項１の発明においては、温度が高くて容量
劣化領域に入り、電圧を低下させる目的で二次電池の電
力を消費する場合に、その電力で冷却手段を駆動して二
次電池を冷却するように構成したものである。このよう
にして二次電池を冷却すれば温度が低下するので、比較
的高い電圧の範囲で、すなわち、放電する電力を小量に
抑制した状態で、容量劣化領域から正常領域に移行させ
ることが出来る。したがって、無駄な電力を消費するこ
とが抑制され、容量劣化を防止しながら放電容量を有効
に残すことが出来る。
劣化領域に入り、電圧を低下させる目的で二次電池の電
力を消費する場合に、その電力で冷却手段を駆動して二
次電池を冷却するように構成したものである。このよう
にして二次電池を冷却すれば温度が低下するので、比較
的高い電圧の範囲で、すなわち、放電する電力を小量に
抑制した状態で、容量劣化領域から正常領域に移行させ
ることが出来る。したがって、無駄な電力を消費するこ
とが抑制され、容量劣化を防止しながら放電容量を有効
に残すことが出来る。
【００１０】また、請求項２の発明においては、充電時
において、電圧と温度の関係が容量劣化領域に入った場
合に、充電電流の一部を冷却手段に流し、冷却手段を駆
動して二次電池の温度を低下させると共に、二次電池に
流れる充電電流を減少させるように構成したものであ
る。そのため、雰囲気温度が高い状態で充電した場合
に、容量劣化状態に入らないように温度を低下させ、か
つ充電電流を減少させることによって電圧の上昇も押さ
えることが出来るので、劣化を防止することが出来る。
において、電圧と温度の関係が容量劣化領域に入った場
合に、充電電流の一部を冷却手段に流し、冷却手段を駆
動して二次電池の温度を低下させると共に、二次電池に
流れる充電電流を減少させるように構成したものであ
る。そのため、雰囲気温度が高い状態で充電した場合
に、容量劣化状態に入らないように温度を低下させ、か
つ充電電流を減少させることによって電圧の上昇も押さ
えることが出来るので、劣化を防止することが出来る。
【００１１】また、請求項３および請求項４の発明は、
請求項１または請求項２において、温度と電圧の関係が
容量劣化領域内か否かを判断する具体的手段を示すもの
であり、請求項３においては、検出された電圧に相当す
る境界温度を読み出し、検出された温度が境界温度以上
である場合に、容量劣化領域内であると判断するもので
ある。また、請求項４においては、検出された温度に相
当する境界電圧を読み出し、検出された電圧が境界電圧
以上である場合に容量劣化領域内であると判断するもの
である。
請求項１または請求項２において、温度と電圧の関係が
容量劣化領域内か否かを判断する具体的手段を示すもの
であり、請求項３においては、検出された電圧に相当す
る境界温度を読み出し、検出された温度が境界温度以上
である場合に、容量劣化領域内であると判断するもので
ある。また、請求項４においては、検出された温度に相
当する境界電圧を読み出し、検出された電圧が境界電圧
以上である場合に容量劣化領域内であると判断するもの
である。
【００１２】また、請求項５の発明は、二次電池を収納
するケースの具体的な構成を示すものであり、各電池毎
に金属ケースと冷却手段を設け、それらを熱的に隔離さ
れた状態で収納する断熱材ケースに納めるように構成し
たものである。上記のように、熱伝導率のよい金属ケー
スに冷却手段を設けて電池を効率よく冷却し、かつ電池
毎に断熱材ケースで隔離する構成としたことにより、各
電池毎にその温度を個別に、かつ効率よく制御すること
も出来る。
するケースの具体的な構成を示すものであり、各電池毎
に金属ケースと冷却手段を設け、それらを熱的に隔離さ
れた状態で収納する断熱材ケースに納めるように構成し
たものである。上記のように、熱伝導率のよい金属ケー
スに冷却手段を設けて電池を効率よく冷却し、かつ電池
毎に断熱材ケースで隔離する構成としたことにより、各
電池毎にその温度を個別に、かつ効率よく制御すること
も出来る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は本発明の第１の実施例のブロック図であ
る。図１において、１は二次電池であり、例えばリチウ
ム電池である。本実施例においては、負極として炭素材
料、正極活物質としてＬiＣoＯ2を用い、電解液として
は炭酸プロピレンと１.２−ジメトキシエタンの混合溶
媒に六フッ化リン酸リチウムを１モル／リットル溶解さ
せて得られた非水電解液を用いて構成したリチウム電池
を用いた。また、２は二次電池１の端子電圧を測定する
電圧センサ、３は二次電池１の温度を測定する温度セン
サ（例えばサーミスタ等）である。なお、二次電池１の
温度は、電池自体の温度を測定することが望ましいが、
急激な温度変化のない場合には、電池周辺の雰囲気温度
を測定してもよい。また、電圧センサ２として特別の素
子を設けることなく、二次電池１の端子電圧を制御装置
４で判断して電圧検出を行なうことも出来る。また、４
は制御装置であり、例えばコンピュータやアナログ回路
等から構成される（詳細後述）。また、５はスイッチン
グ回路であり、例えばＦＥＴなどのトランジスタ・スイ
ッチング回路またはコンタクタ等であり、制御装置４か
らの冷却指令信号に応じて開−閉する。また、６は冷却
素子であり、例えばペルチェ効果を用いた素子であっ
て、流す電流に応じた吸熱動作を行なって二次電池１を
冷却する。なお、図１においては、冷却素子６は二次電
池１から離れて示されているが、実際には、例えば後記
図５に示すように二次電池１の近傍に設けられている。
また、冷却素子６は、スイッチング回路５を介して二次
電池１と直接に接続されているが、実際には、冷却素子
に適当な電圧と電流とを供給する回路や抵抗等を設けて
いる（図示省略）。また、図１においては、冷却素子６
によって二次電池１を冷却する例を示しているが、冷却
素子６の代わりにファンを設け、冷却風を送ることによ
って二次電池を冷却するように構成してもよい。
する。図１は本発明の第１の実施例のブロック図であ
る。図１において、１は二次電池であり、例えばリチウ
ム電池である。本実施例においては、負極として炭素材
料、正極活物質としてＬiＣoＯ2を用い、電解液として
は炭酸プロピレンと１.２−ジメトキシエタンの混合溶
媒に六フッ化リン酸リチウムを１モル／リットル溶解さ
せて得られた非水電解液を用いて構成したリチウム電池
を用いた。また、２は二次電池１の端子電圧を測定する
電圧センサ、３は二次電池１の温度を測定する温度セン
サ（例えばサーミスタ等）である。なお、二次電池１の
温度は、電池自体の温度を測定することが望ましいが、
急激な温度変化のない場合には、電池周辺の雰囲気温度
を測定してもよい。また、電圧センサ２として特別の素
子を設けることなく、二次電池１の端子電圧を制御装置
４で判断して電圧検出を行なうことも出来る。また、４
は制御装置であり、例えばコンピュータやアナログ回路
等から構成される（詳細後述）。また、５はスイッチン
グ回路であり、例えばＦＥＴなどのトランジスタ・スイ
ッチング回路またはコンタクタ等であり、制御装置４か
らの冷却指令信号に応じて開−閉する。また、６は冷却
素子であり、例えばペルチェ効果を用いた素子であっ
て、流す電流に応じた吸熱動作を行なって二次電池１を
冷却する。なお、図１においては、冷却素子６は二次電
池１から離れて示されているが、実際には、例えば後記
図５に示すように二次電池１の近傍に設けられている。
また、冷却素子６は、スイッチング回路５を介して二次
電池１と直接に接続されているが、実際には、冷却素子
に適当な電圧と電流とを供給する回路や抵抗等を設けて
いる（図示省略）。また、図１においては、冷却素子６
によって二次電池１を冷却する例を示しているが、冷却
素子６の代わりにファンを設け、冷却風を送ることによ
って二次電池を冷却するように構成してもよい。
【００１４】次に、制御装置４における制御内容につい
て説明する。上記のごとき二次電池１は、温度が上昇し
て電圧と温度が所定の領域に入ると容量の劣化を生じ
る。図２は、電池温度と電池容量とに応じた容量劣化領
域を示す特性図である。なお、図２においては、縦軸に
電池容量をとっているが、電池容量と電池電圧とは直線
的対応関係があるので、どちらで表しても特性の傾向は
同じである。また、図２の特性における数値は、二次電
池の種類や極物質の構成に応じて変化するが、傾向とし
ては同じである。図２に示すように、温度と電圧が所定
値以上であると容量劣化を生じるが、劣化しない領域
は、容量（電圧）が低いほど温度の高い範囲まで伸び、
温度が低いほど容量の高い範囲まで伸びている。したが
って温度を低下させれば、比較的高い容量でも劣化を生
じないことになる。
て説明する。上記のごとき二次電池１は、温度が上昇し
て電圧と温度が所定の領域に入ると容量の劣化を生じ
る。図２は、電池温度と電池容量とに応じた容量劣化領
域を示す特性図である。なお、図２においては、縦軸に
電池容量をとっているが、電池容量と電池電圧とは直線
的対応関係があるので、どちらで表しても特性の傾向は
同じである。また、図２の特性における数値は、二次電
池の種類や極物質の構成に応じて変化するが、傾向とし
ては同じである。図２に示すように、温度と電圧が所定
値以上であると容量劣化を生じるが、劣化しない領域
は、容量（電圧）が低いほど温度の高い範囲まで伸び、
温度が低いほど容量の高い範囲まで伸びている。したが
って温度を低下させれば、比較的高い容量でも劣化を生
じないことになる。
【００１５】本実施例においては、上記の知見に基づ
き、制御装置４で電圧と温度との関係を判断し、電圧と
温度の関係が容量劣化領域に入った場合には、スイッチ
ング回路５をオンにし、二次電池１の電力を用いて冷却
素子６を駆動し、二次電池１の温度を低下させるように
構成している。また、上記の制御によって容量劣化領域
から正常領域に移行すれば、制御装置４の信号に応じて
スイッチング回路５はオフになり、冷却素子６は停止す
る。なお、具体的には、制御手段４は、容量劣化領域の
境界に相当する電圧と温度との関係（図２の特性）を予
め記憶しておき、検出された電圧に相当する境界温度を
読み出し、検出された温度が境界温度以上である場合
に、スイッチング回路５をオンにする信号を出力する。
或いは、検出された温度に相当する境界電圧を読み出
し、検出された電圧が境界電圧以上である場合に、上記
信号を出力するように構成してもよい。上記のように制
御すれば、二次電池１の電力を消費することによって電
圧を低下させる作用と、電池の温度を下げる作用との相
乗効果によって、容量劣化領域から正常領域に容易に移
行させることが出来る。また、二次電池の温度を低下さ
せることによって、電圧は比較的高い値でもよいことに
なるので、無駄な電力を消費することが抑制される。上
記のように、本実施例においては、温度が高くて容量劣
化領域に入り、電圧を低下させる目的で二次電池１の電
力を消費する場合に、従来例のように無駄に消費するの
ではなく、その電力で二次電池を冷却することにより、
比較的高い電圧の範囲で、すなわち、放電する電力を小
量に抑制した状態で、容量劣化領域から正常領域に移行
させることが出来る。
き、制御装置４で電圧と温度との関係を判断し、電圧と
温度の関係が容量劣化領域に入った場合には、スイッチ
ング回路５をオンにし、二次電池１の電力を用いて冷却
素子６を駆動し、二次電池１の温度を低下させるように
構成している。また、上記の制御によって容量劣化領域
から正常領域に移行すれば、制御装置４の信号に応じて
スイッチング回路５はオフになり、冷却素子６は停止す
る。なお、具体的には、制御手段４は、容量劣化領域の
境界に相当する電圧と温度との関係（図２の特性）を予
め記憶しておき、検出された電圧に相当する境界温度を
読み出し、検出された温度が境界温度以上である場合
に、スイッチング回路５をオンにする信号を出力する。
或いは、検出された温度に相当する境界電圧を読み出
し、検出された電圧が境界電圧以上である場合に、上記
信号を出力するように構成してもよい。上記のように制
御すれば、二次電池１の電力を消費することによって電
圧を低下させる作用と、電池の温度を下げる作用との相
乗効果によって、容量劣化領域から正常領域に容易に移
行させることが出来る。また、二次電池の温度を低下さ
せることによって、電圧は比較的高い値でもよいことに
なるので、無駄な電力を消費することが抑制される。上
記のように、本実施例においては、温度が高くて容量劣
化領域に入り、電圧を低下させる目的で二次電池１の電
力を消費する場合に、従来例のように無駄に消費するの
ではなく、その電力で二次電池を冷却することにより、
比較的高い電圧の範囲で、すなわち、放電する電力を小
量に抑制した状態で、容量劣化領域から正常領域に移行
させることが出来る。
【００１６】下記（表１）は、本実施例と従来装置との
比較結果を示す。（表１）において、実施例は図１の実
施例の場合、比較例１は図１の冷却素子６の代わりに単
なる放電回路を接続した場合、比較例２は、保護装置が
なく単に二次電池のみの場合の結果を示す。実験内容
は、６０℃の雰囲気中で２週間のあいだ放置し、放置前
と放置後との電池容量を測定した。また、充電後の容量
劣化率は、放置前の放電容量と放置後に室温において充
電した後における放電容量との劣化率である。
比較結果を示す。（表１）において、実施例は図１の実
施例の場合、比較例１は図１の冷却素子６の代わりに単
なる放電回路を接続した場合、比較例２は、保護装置が
なく単に二次電池のみの場合の結果を示す。実験内容
は、６０℃の雰囲気中で２週間のあいだ放置し、放置前
と放置後との電池容量を測定した。また、充電後の容量
劣化率は、放置前の放電容量と放置後に室温において充
電した後における放電容量との劣化率である。
【００１７】
【表１】
【００１８】（表１）から判るように、保護装置のない
比較例２は、充電後でも容量が元に戻らず劣化（劣化率
５％）しているが、実施例と比較例１とは劣化が生じて
いない（劣化率０％）。また、保存後の放電容量は、比
較例１の６０％に対して、実施例は７０％であり、残存
している放電容量が多いことが判る。すなわち、本実施
例によれば、劣化を生じることがなく、しかも残存放電
容量も大きいので、保存後に充電なしでも使用できる容
量が大きくなる、という効果が得られる。
比較例２は、充電後でも容量が元に戻らず劣化（劣化率
５％）しているが、実施例と比較例１とは劣化が生じて
いない（劣化率０％）。また、保存後の放電容量は、比
較例１の６０％に対して、実施例は７０％であり、残存
している放電容量が多いことが判る。すなわち、本実施
例によれば、劣化を生じることがなく、しかも残存放電
容量も大きいので、保存後に充電なしでも使用できる容
量が大きくなる、という効果が得られる。
【００１９】次に、充電時における制御について説明す
る。図３は、本発明の第２の実施例図であり、充電時の
回路を示す。図３において、７は抵抗、８は充電回路で
あり、その他、前記図１と同符号は同一物を示す。な
お、充電回路８は、定電流充電および定電圧充電が可能
な充電器であり、例えば、交流の商用電源を所望の充電
電圧に変圧し、直流に変換して出力する装置である。図
３の実施例において、制御回路４は、前記図１と同様
に、電圧と温度との関係を判断し、電圧と温度の関係が
容量劣化領域に入った場合には、スイッチング回路５を
オンにし、抵抗７を介して充電電流の一部を冷却素子６
に流し、冷却素子６を駆動して二次電池１の温度を低下
させると共に、二次電池１に流れる充電電流を減少させ
る。また、上記の制御によって容量劣化領域から正常領
域に移行すれば、制御装置４の信号に応じてスイッチン
グ回路５はオフになり、冷却素子６は停止する。上記の
ように制御することにより、雰囲気温度が高い状態で充
電した場合に、容量劣化状態に入らないように温度を低
下させ、かつ充電電流を減少させることによって電圧の
上昇も押さえることが出来るので、劣化を防止すること
が出来る。
る。図３は、本発明の第２の実施例図であり、充電時の
回路を示す。図３において、７は抵抗、８は充電回路で
あり、その他、前記図１と同符号は同一物を示す。な
お、充電回路８は、定電流充電および定電圧充電が可能
な充電器であり、例えば、交流の商用電源を所望の充電
電圧に変圧し、直流に変換して出力する装置である。図
３の実施例において、制御回路４は、前記図１と同様
に、電圧と温度との関係を判断し、電圧と温度の関係が
容量劣化領域に入った場合には、スイッチング回路５を
オンにし、抵抗７を介して充電電流の一部を冷却素子６
に流し、冷却素子６を駆動して二次電池１の温度を低下
させると共に、二次電池１に流れる充電電流を減少させ
る。また、上記の制御によって容量劣化領域から正常領
域に移行すれば、制御装置４の信号に応じてスイッチン
グ回路５はオフになり、冷却素子６は停止する。上記の
ように制御することにより、雰囲気温度が高い状態で充
電した場合に、容量劣化状態に入らないように温度を低
下させ、かつ充電電流を減少させることによって電圧の
上昇も押さえることが出来るので、劣化を防止すること
が出来る。
【００２０】図４は、本実施例と保護装置のない場合と
における劣化状態の比較特性図であり、雰囲気温度５０
℃において、充放電サイクルを繰り返した場合における
サイクル数と放電容量との関係を示すものである。図４
において、四角印は本実施例の特性、白丸印は保護装置
のない場合の特性を示す。本実施例の場合には、５０℃
における境界電圧（図２の特性）まで充電された場合に
充電電流の一部を冷却素子６に流し、充電電圧を一定値
に保ちながら約７０％まで充電したものである。なお、
図４においては、上記の７０％充電状態を放電容量１０
０％として記載している。また、白丸印で示した保護装
置のない場合は、通常の充電方法で満充電まで充電した
ものである。したがってサイクル数０における放電容量
は約１４０％になっている。図４から判るように、本実
施例の場合には、初期の放電容量は低いが、充放電サイ
クルを繰り返しても劣化が非常に小さい。それに比べて
保護装置のない場合には、初期の放電容量は大きいが、
充放電サイクルを繰り返すにつれて劣化が大きくなる。
における劣化状態の比較特性図であり、雰囲気温度５０
℃において、充放電サイクルを繰り返した場合における
サイクル数と放電容量との関係を示すものである。図４
において、四角印は本実施例の特性、白丸印は保護装置
のない場合の特性を示す。本実施例の場合には、５０℃
における境界電圧（図２の特性）まで充電された場合に
充電電流の一部を冷却素子６に流し、充電電圧を一定値
に保ちながら約７０％まで充電したものである。なお、
図４においては、上記の７０％充電状態を放電容量１０
０％として記載している。また、白丸印で示した保護装
置のない場合は、通常の充電方法で満充電まで充電した
ものである。したがってサイクル数０における放電容量
は約１４０％になっている。図４から判るように、本実
施例の場合には、初期の放電容量は低いが、充放電サイ
クルを繰り返しても劣化が非常に小さい。それに比べて
保護装置のない場合には、初期の放電容量は大きいが、
充放電サイクルを繰り返すにつれて劣化が大きくなる。
【００２１】次に、二次電池を冷却する装置の具体例に
ついて説明する。図５は、二次電池を収納するバッテリ
・ケースの一実施例の斜視図である。この例は、１６個
のモジュール（バッテリ）からなる二次電池を収納する
ケースを示す。図５において、１３はモジュール単体、
１４は冷却素子（図１、図３の６に相当）、１５は金属
ケース、１６は断熱材ケース、１７はモジュール１３の
端子、１８は温度センサ（図１、図３の３に相当）であ
る。各モジュール１３は、複数の単位電池（セル）から
なり、それらが一つの金属ケース１５に納められ、この
金属ケース１５には冷却素子１４が熱的に結合して設け
られている。この金属ケース１５は断熱材ケース１６に
納められており、各金属ケースは熱的に隔離され、した
がって各モジュールは熱的に結合しない構造になってい
る。また、各モジュール１３毎に温度センサ１４が設け
られ、各モジュールの温度を制御装置４へ送るようにな
っている。そして制御装置４からの信号によって、冷却
素子１４が吸熱し、各モジュールの温度を低下させる。
上記のように、熱伝導率のよい金属ケース１５に冷却素
子１４を設けてモジュールの温度を効率よく制御し、か
つ各モジュールを納めた金属ケース毎に断熱材ケースで
隔離する構成としたことにより、複数個のモジュールか
らなる二次電池の場合に、各モジュール毎にその温度を
個別に、かつ効率よく制御することが出来る。なお、全
モジュールを一体として冷却する場合には、各金属ケー
スを断熱材で隔離する必要はない。
ついて説明する。図５は、二次電池を収納するバッテリ
・ケースの一実施例の斜視図である。この例は、１６個
のモジュール（バッテリ）からなる二次電池を収納する
ケースを示す。図５において、１３はモジュール単体、
１４は冷却素子（図１、図３の６に相当）、１５は金属
ケース、１６は断熱材ケース、１７はモジュール１３の
端子、１８は温度センサ（図１、図３の３に相当）であ
る。各モジュール１３は、複数の単位電池（セル）から
なり、それらが一つの金属ケース１５に納められ、この
金属ケース１５には冷却素子１４が熱的に結合して設け
られている。この金属ケース１５は断熱材ケース１６に
納められており、各金属ケースは熱的に隔離され、した
がって各モジュールは熱的に結合しない構造になってい
る。また、各モジュール１３毎に温度センサ１４が設け
られ、各モジュールの温度を制御装置４へ送るようにな
っている。そして制御装置４からの信号によって、冷却
素子１４が吸熱し、各モジュールの温度を低下させる。
上記のように、熱伝導率のよい金属ケース１５に冷却素
子１４を設けてモジュールの温度を効率よく制御し、か
つ各モジュールを納めた金属ケース毎に断熱材ケースで
隔離する構成としたことにより、複数個のモジュールか
らなる二次電池の場合に、各モジュール毎にその温度を
個別に、かつ効率よく制御することが出来る。なお、全
モジュールを一体として冷却する場合には、各金属ケー
スを断熱材で隔離する必要はない。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明において
は、温度が高くて容量劣化領域に入り、電圧を低下させ
る目的で二次電池の電力を消費する場合に、その電力で
冷却手段を駆動して二次電池を冷却するように構成した
ことにより、比較的高い電圧の範囲で、すなわち、放電
する電力を小量に抑制した状態で、容量劣化領域から正
常領域に移行させることが出来る。そのため、無駄な電
力を消費することが抑制され、容量劣化を防止しながら
放電容量を有効に残すことが出来る、という効果が得ら
れる。また、充電時においては、電圧と温度の関係が容
量劣化領域に入った場合に、充電電流の一部を冷却手段
に流し、冷却手段を駆動して二次電池の温度を低下させ
ると共に、二次電池に流れる充電電流を減少させるよう
に構成したことにより、雰囲気温度が高い状態で充電し
た場合に、容量劣化状態に入らないように温度を低下さ
せ、かつ充電電流を減少させることによって電圧の上昇
も押さえることが出来るので、劣化を防止することが出
来る、という効果が得られる。
は、温度が高くて容量劣化領域に入り、電圧を低下させ
る目的で二次電池の電力を消費する場合に、その電力で
冷却手段を駆動して二次電池を冷却するように構成した
ことにより、比較的高い電圧の範囲で、すなわち、放電
する電力を小量に抑制した状態で、容量劣化領域から正
常領域に移行させることが出来る。そのため、無駄な電
力を消費することが抑制され、容量劣化を防止しながら
放電容量を有効に残すことが出来る、という効果が得ら
れる。また、充電時においては、電圧と温度の関係が容
量劣化領域に入った場合に、充電電流の一部を冷却手段
に流し、冷却手段を駆動して二次電池の温度を低下させ
ると共に、二次電池に流れる充電電流を減少させるよう
に構成したことにより、雰囲気温度が高い状態で充電し
た場合に、容量劣化状態に入らないように温度を低下さ
せ、かつ充電電流を減少させることによって電圧の上昇
も押さえることが出来るので、劣化を防止することが出
来る、という効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図。
【図２】電池温度と電池容量（電圧）とに応じた容量劣
化領域を示す特性図。
化領域を示す特性図。
【図３】本発明の第２の実施例のブロック図。
【図４】劣化状態の比較特性図。
【図５】二次電池を収納するバッテリ・ケースの一実施
例の斜視図。
例の斜視図。
１…二次電池 ８…充電回路 ２…電圧センサ １３…モジュール単
体 ３…温度センサ １４…冷却素子 ４…制御装置 １５…金属ケース ５…スイッチング回路 １６…断熱材ケース ６…冷却素子 １７…モジュール１
３の端子 ７…抵抗 １８…温度センサ
体 ３…温度センサ １４…冷却素子 ４…制御装置 １５…金属ケース ５…スイッチング回路 １６…断熱材ケース ６…冷却素子 １７…モジュール１
３の端子 ７…抵抗 １８…温度センサ
Claims (6)
- 【請求項１】電池電圧と電池温度とに応じた容量劣化領
域をもつ特性を備えた二次電池において、 上記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、 上記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、 上記電圧検出手段と上記温度検出手段の検出結果を入力
し、上記電圧と上記温度との関係が予め定めた容量劣化
領域にある場合に、冷却指令信号を送出する制御手段
と、 上記冷却指令信号が与えられると、上記二次電池の電力
を用いて上記二次電池を冷却する冷却手段と、 を備えたことを特徴とする二次電池の保護装置。 - 【請求項２】電池電圧と電池温度とに応じた容量劣化領
域をもつ特性を備えた二次電池を充電する装置におい
て、 上記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、 上記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、 上記電圧検出手段と上記温度検出手段の検出結果を入力
し、上記電圧と上記温度との関係が予め定めた容量劣化
領域にある場合に、冷却指令信号を送出する制御手段
と、 上記冷却指令信号が与えられると、上記充電電流の一部
を用いて上記二次電池を冷却する冷却手段と、 を備えたことを特徴とする二次電池の保護装置。 - 【請求項３】上記制御手段は、容量劣化領域の境界に相
当する電圧と温度との関係を予め記憶しておき、検出さ
れた電圧に相当する上記境界温度を読み出し、検出され
た温度と上記境界温度とを比較して、検出された温度が
上記境界温度以上である場合に、上記冷却指令信号を出
力するものである、ことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の二次電池の保護装置。 - 【請求項４】上記制御手段は、容量劣化領域の境界に相
当する電圧と温度との関係を予め記憶しておき、検出さ
れた温度に相当する上記境界電圧を読み出し、検出され
た電圧と上記境界電圧とを比較して、検出された電圧が
上記境界電圧以上である場合に、上記冷却指令信号を出
力するものである、ことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の二次電池の保護装置。 - 【請求項５】上記二次電池は、複数の電池をそれぞれ個
別に収納する金属ケースと、上記各金属ケースを熱的に
隔離された状態で収納する断熱材ケースとからなる収納
手段に納められ、かつ、上記冷却手段は、上記各金属ケ
ース毎に個別に熱的に結合され、各電池を個別に冷却す
るように構成されたものである、ことを特徴とする請求
項１乃至請求項４の何れかに記載の二次電池の保護装
置。 - 【請求項６】上記二次電池は、非水系電解質二次電池で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに
記載の二次電池の保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17541694A JPH0845549A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 二次電池の保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17541694A JPH0845549A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 二次電池の保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845549A true JPH0845549A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=15995722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17541694A Pending JPH0845549A (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 二次電池の保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0845549A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007142041A1 (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-13 | Panasonic Corporation | 充電回路、充電システム、及び充電方法 |
| JP2016526272A (ja) * | 2013-06-07 | 2016-09-01 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリー安全装置 |
| CN112687997A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 株式会社Lg化学 | 电池组和包括该电池组的车辆 |
| CN113745609A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-03 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种从空气中取水的自产氢发电装置 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP17541694A patent/JPH0845549A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007142041A1 (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-13 | Panasonic Corporation | 充電回路、充電システム、及び充電方法 |
| JP2007330008A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 充電回路、充電システム、及び充電方法 |
| JP2016526272A (ja) * | 2013-06-07 | 2016-09-01 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリー安全装置 |
| CN112687997A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 株式会社Lg化学 | 电池组和包括该电池组的车辆 |
| JP2022507868A (ja) * | 2019-10-18 | 2022-01-18 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | バッテリーパック及び該バッテリーパックを含む自動車 |
| CN113745609A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-03 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种从空气中取水的自产氢发电装置 |
| CN113745609B (zh) * | 2021-10-11 | 2023-12-19 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种从空气中取水的自产氢发电装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10320214B2 (en) | Power tool | |
| US5804944A (en) | Battery protection system and process for charging a battery | |
| US4314008A (en) | Thermoelectric temperature stabilized battery system | |
| EP3582382A1 (en) | Power supply device and battery pack including same | |
| EP2717415A1 (en) | Electricity storage system | |
| US8473112B2 (en) | Battery pack, electronic equipment, equipment system, method for controlling battery pack cooling unit, and program | |
| KR102052241B1 (ko) | 밸런싱 배터리를 이용한 배터리 관리 시스템 및 방법 | |
| JP2001190032A (ja) | 電力供給制御回路及び電力供給制御方法 | |
| EP0789947A1 (en) | Protection switch for a battery powered device | |
| US6456046B1 (en) | Protection circuit for terminating trickle charge when the battery terminal voltage is greater than a predetermined value | |
| JP7368062B2 (ja) | 充電管理装置、充電管理方法及び電気車両 | |
| JP3625721B2 (ja) | 電気自動車のバッテリー制御装置 | |
| JPH0883630A (ja) | 組電池の異常検出装置 | |
| JPH0845549A (ja) | 二次電池の保護装置 | |
| KR20070039361A (ko) | 연료 전지 시스템 및 ｏｃｖ 차단 방법 | |
| JP3526277B2 (ja) | 組電池の放電方法及び組電池の放電回路 | |
| JPH10224998A (ja) | ２次電池の保護装置 | |
| JP2000012107A (ja) | 電池パックの冷却装置 | |
| EP4152475A1 (en) | Secondary battery safety management device and method | |
| JP3894377B2 (ja) | バツテリパツク及びバツテリパツクの制御方法 | |
| JPH11144770A (ja) | 電池パック、電池パックの充電装置及び充電方法 | |
| JPH11150882A (ja) | 電池の充電方法 | |
| US20240055696A1 (en) | Charge-discharge device with active temperature control | |
| JP3239628U (ja) | アクティブ温度制御式充放電装置 | |
| JP2001161004A (ja) | バッテリーパックの制御方法 |