JPH10257684A - Charge-discharge control device - Google Patents

Charge-discharge control device

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Publication number
JPH10257684A
JPH10257684A JP9060778A JP6077897A JPH10257684A JP H10257684 A JPH10257684 A JP H10257684A JP 9060778 A JP9060778 A JP 9060778A JP 6077897 A JP6077897 A JP 6077897A JP H10257684 A JPH10257684 A JP H10257684A
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JP
Japan
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voltage
discharge
battery
current
charging
Prior art date
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Application number
JP9060778A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Kohama
恵一 小浜
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH10257684A publication Critical patent/JPH10257684A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charge-discharge control device which can change a final voltage at the time of charging and discharging, according to a value of a charge-discharge current and can suppress lowering of a capacity once, even in the case of charging and discharging by a large current. SOLUTION: A load 16 is connected to a cell 10, through the intermediary of an on-off switch 14, and a discharging operation is conducted for the load 16. A voltage detector 12 is connected to the opposite ends of the cell 10, while a discharge current is detected by a current detector 18. Values of these detectors are inputted to a final voltage control circuit 20, and the value of a final discharge voltage is determined herein according to the current value detected by the current detector 18. In the case when a voltage between terminals of the cell detected by the voltage detector 12 is below the final discharge voltage, the final voltage control circuit 20 makes the on-off switch 14 open, thereby the discharging operation is stopped.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非水溶媒系2次電
池の充放電制御装置の改良に関する。
The present invention relates to an improvement in a charge / discharge control device for a non-aqueous solvent secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】非水溶媒系2次電池としては、例えばリ
チウムイオン2次電池等が知られている。このような非
水溶媒系2次電池は、その内部抵抗が高いため、電池の
開放電圧と電池駆動時の実際の端子間電圧との間に差が
生ずる。これは、内部抵抗R分だけ電圧損失(IRドロ
ップ)が生じ、開放電圧と端子間電圧とに、このIRド
ロップ分だけの電位差が生ずるからである。
2. Description of the Related Art As a non-aqueous solvent secondary battery, for example, a lithium ion secondary battery is known. Since such a non-aqueous solvent secondary battery has a high internal resistance, a difference is generated between the open voltage of the battery and the actual voltage between terminals when the battery is driven. This is because a voltage loss (IR drop) occurs due to the internal resistance R, and a potential difference occurs between the open circuit voltage and the inter-terminal voltage corresponding to the IR drop.

【0003】例えば、電池の放電動作時において、電池
が駆動できる電圧の範囲Veffは、上述したIRドロ
ップを考慮した場合以下の式であらわされる。
For example, in a battery discharging operation, a range of voltage Veff in which the battery can be driven is expressed by the following equation in consideration of the above-mentioned IR drop.

【0004】[0004]

【数1】 ここでVopは放電初期の電池の開放電圧、Iは放電電
流、Rは電池の内部抵抗、Vcutdは電池の放電終止
電圧をそれぞれあらわしている。上記式における放電終
止電圧Vcutdは、電池毎に定まっており、例えば、
その電圧以下まで放電しても端子間電圧が急激に低下し
て有効な電力が取り出せず、容量増が見込めないか否
か、あるいは、その電圧以下まで放電すると、電池内部
で劣化が生ずるか否か、等を基準として設定される。
(Equation 1) Here, Vop represents the open-circuit voltage of the battery at the beginning of discharge, I represents the discharge current, R represents the internal resistance of the battery, and Vcutd represents the discharge end voltage of the battery. The end-of-discharge voltage Vcutd in the above equation is determined for each battery.
Whether the voltage between terminals suddenly drops and no effective power can be taken out even if it is discharged below that voltage, and it is not expected that an increase in capacity can be expected. Or the like is set as a reference.

【0005】また、電池を充電する場合には、電池が駆
動できる電圧の範囲Veffは、以下の式であらわされ
る。
When charging a battery, the range of voltage Veff in which the battery can be driven is expressed by the following equation.

【0006】[0006]

【数2】 ここでVopは充電初期の電池の開放電圧、Iは電池の
充電電流、Rは電池の内部抵抗、Vcutcは電池の充
電終止電圧をそれぞれあらわしている。この場合にも、
充電終止電圧Vcutcは、電池毎に定まっており、そ
の電圧以上に充電しても容量増が見込めないか否か、あ
るいはその電圧以上まで充電すると、電池内部で劣化が
生ずるか否か、等を基準として設定される。
(Equation 2) Here, Vop represents the open voltage of the battery at the initial stage of charging, I represents the charging current of the battery, R represents the internal resistance of the battery, and Vcutc represents the ending voltage of the battery. Again, in this case,
The end-of-charge voltage Vcutc is determined for each battery, and it is determined whether an increase in capacity cannot be expected even if the battery is charged to a voltage higher than the voltage, or whether deterioration occurs inside the battery when the battery is charged to the voltage or higher. Set as a reference.

【0007】以上に述べたように、電池は所定の端子間
電圧よりも高い電圧まで充電したり、あるいは所定の端
子間電圧を下回るまで放電させた場合には、容量増が見
込めないうえに、電池の劣化が生ずるという問題があ
る。このため、従来より電池の過充電あるいは過放電を
防止する装置が知られている。例えば、特開平4−33
1425号公報にも非水溶媒系2次電池の過充電、過放
電防止装置が開示されている。
As described above, when a battery is charged to a voltage higher than a predetermined terminal voltage or discharged to a voltage lower than a predetermined terminal voltage, the capacity cannot be expected to increase, and There is a problem that the battery is deteriorated. For this reason, a device for preventing overcharging or overdischarging of a battery is conventionally known. For example, JP-A-4-33
No. 1425 also discloses a device for preventing overcharge and overdischarge of a non-aqueous solvent secondary battery.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、上述した放電終止電圧Vcutd及び充電終
止電圧Vcutcは、それぞれ固定の値となっており、
放電電流及び充電電流の変化に対応することができない
という問題があった。
However, in the above conventional example, the discharge end voltage Vcutd and the charge end voltage Vcutc have fixed values, respectively.
There was a problem that it was not possible to cope with changes in the discharge current and the charge current.

【0009】すなわち、例えば放電時についてみると、
リチウムイオン2次電池のような内部抵抗の高い非水溶
媒系の電池においては、図5に示されるように、放電電
流に応じて電池の端子間電圧の変化が大きく異なってい
る。これは、内部抵抗Rが大きいために、電流の増加と
ともにIRドロップが大きく変化するためである。これ
により、放電電流が小さい例えば1時間率(1C)によ
る放電の場合と、放電電流が大きい、例えば5時間率
(5C)による放電の場合とでは、電池の開放電圧Vo
pは同じでも、IRドロップ分だけ大電流放電の場合の
方が端子間電圧すなわちVop−IRの値が小さくなっ
てしまう。従って、1Cにおける放電終止電圧Vcut
dを、そのまま5Cにおける放電の場合にも適用する
と、電池にはまだ放電の余力が残っている状態で放電動
作が終了することになる。このため、例えば電気自動車
のように大電流放電が要求される場合に、小電流放電時
に比べて、駆動電圧の範囲Veffが小さくなり、結果
として電池の容量を十分に使用できないという問題があ
った。
That is, for example, when the discharge is performed,
In a non-aqueous solvent battery having a high internal resistance, such as a lithium ion secondary battery, as shown in FIG. 5, the change in the voltage between the terminals of the battery varies greatly depending on the discharge current. This is because the internal resistance R is large and the IR drop greatly changes with an increase in current. Thus, when the discharge current is small, for example, at a 1 hour rate (1C), and when the discharge current is large, for example, at a 5 hour rate (5C), the open voltage Vo of the battery is low.
Even if p is the same, the voltage between terminals, that is, the value of Vop-IR becomes smaller in the case of large current discharge by the amount of IR drop. Therefore, the discharge end voltage Vcut at 1C
If d is applied to the discharge at 5C as it is, the discharge operation ends with the battery still having a discharge margin. For this reason, for example, when a large current discharge is required as in an electric vehicle, the range of the drive voltage Veff becomes smaller as compared with the small current discharge, and as a result, there is a problem that the capacity of the battery cannot be used sufficiently. .

【0010】また、充電時においても、上記と同様にI
Rドロップの影響により、大電流で充電した場合に、小
電流で充電した場合よりも早く充電終止電圧Vcutc
に到達し、電池の開放電圧Vopがまだ低い段階で充電
動作を終了することになる。この結果、小電流充電時に
比べて、電池の駆動電圧の範囲Veffが小さくなり、
充電できる容量が小さくなるという問題があった。
Also, at the time of charging, I
Due to the influence of the R drop, the charging end voltage Vcutc is faster when charged with a large current than when charged with a small current.
, And the charging operation ends when the open voltage Vop of the battery is still low. As a result, the range Veff of the driving voltage of the battery becomes smaller than that at the time of the small current charging,
There was a problem that the chargeable capacity was reduced.

【0011】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、充放電時の終止電圧を、充放
電電流の値に応じて変化させ、大電流による充放電の場
合にも容量の低下が抑制できる充放電制御装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to change the end voltage at the time of charging / discharging in accordance with the value of charging / discharging current, so that the charging / discharging by a large current is performed. Another object of the present invention is to provide a charge / discharge control device capable of suppressing a decrease in capacity.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、充電量に応じて電池電圧が変化する電池
の両端間の電圧を検出する電圧検出手段と、放電時に電
池の両端間の電圧が所定値を下回った時、放電電流を遮
断する終止電圧制御手段と、を有する充放電制御装置で
あって、両端間の電圧の所定値を放電電流の大きさによ
り可変とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a voltage detecting means for detecting a voltage between both ends of a battery whose battery voltage changes according to a charged amount, And a cut-off voltage control means for interrupting the discharge current when the voltage between them falls below a predetermined value, wherein the predetermined value of the voltage between both ends is variable according to the magnitude of the discharge current. It is characterized by.

【0013】また、本発明は、充電量に応じて電池電圧
が変化する電池の両端間の電圧を検出する電圧検出手段
と、充電時に電池の両端間の電圧が所定値を越えた時、
充電電流を遮断する終止電圧制御手段と、を有する充放
電制御装置であって、両端間の電圧の所定値を充電電流
の大きさにより可変とすることを特徴とする。
Further, the present invention provides a voltage detecting means for detecting a voltage between both ends of a battery in which a battery voltage changes according to a charged amount, and a method for detecting when a voltage between both ends of the battery exceeds a predetermined value during charging.
A charge / discharge control device having a cut-off voltage control means for interrupting a charging current, wherein a predetermined value of a voltage between both ends is variable according to a magnitude of the charging current.

【0014】以上の構成によれば、充放電電流の変化に
応じて充放電終止電圧を変化させることができ、充放電
電流が大きくなっても、電池容量の低下を防止できる。
According to the above configuration, the charge / discharge end voltage can be changed according to the change in the charge / discharge current, and even if the charge / discharge current becomes large, a decrease in the battery capacity can be prevented.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】実施形態1.図1には、本発明に係る充放
電制御装置の実施形態1のブロック図が示される。図1
において、電池10には、電池10の両端間の電圧を検
出するための電圧検出回路12が接続されている。また
この電池10には、開閉スイッチ14を介して負荷16
が接続されており、電池10から負荷16に所定の電力
が供給される。負荷を流れる電流、すなわち電池10の
放電電流は、電流検出器18によって検出される。これ
らの電圧検出器12及び電流検出器18が検出した値
は、終止電圧制御回路20に入力される。終止電圧制御
回路20では、入力された電圧値及び電流値により、各
放電電流に応じた放電終止電圧Vcutdの最適値すな
わち放電動作を停止させる電圧の最適値を決定する。電
圧検出器12によって検出された電池10の両端間電圧
が、この終止電圧まで低下した場合に、終止電圧制御回
路20が開閉スイッチ14に指示を出し、開閉スイッチ
14を開とすることにより放電動作が停止される。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of a charge / discharge control device according to the present invention. FIG.
, A voltage detection circuit 12 for detecting a voltage between both ends of the battery 10 is connected to the battery 10. The battery 16 is connected to a load 16 via an open / close switch 14.
Is connected, and predetermined power is supplied from the battery 10 to the load 16. The current flowing through the load, that is, the discharge current of the battery 10 is detected by the current detector 18. The values detected by the voltage detector 12 and the current detector 18 are input to an end voltage control circuit 20. The end voltage control circuit 20 determines the optimum value of the discharge end voltage Vcutd corresponding to each discharge current, that is, the optimum value of the voltage for stopping the discharge operation, based on the input voltage value and current value. When the voltage between both ends of the battery 10 detected by the voltage detector 12 decreases to the final voltage, the final voltage control circuit 20 issues an instruction to the open / close switch 14 to open the open / close switch 14 to perform a discharging operation. Is stopped.

【0017】図1に示された本実施形態に係る充放電制
御装置の放電制御動作が図2にフローチャートとして示
される。図2において、電池10の放電電流Idis
が、電流検出器18によって検出され、終止電圧制御回
路20に入力される(S1)。終止電圧制御回路20で
は、入力された放電電流Idisの大きさが、電池の1
時間率(1C)より大きいか否かを確認する(S2)。
The discharge control operation of the charge / discharge control device according to the present embodiment shown in FIG. 1 is shown as a flowchart in FIG. In FIG. 2, the discharge current Idis of the battery 10
Is detected by the current detector 18 and input to the cut-off voltage control circuit 20 (S1). In the cutoff voltage control circuit 20, the magnitude of the input discharge current Idis is one
It is checked whether it is greater than the time rate (1C) (S2).

【0018】放電電流Idisが1Cより小さい場合に
は(S2)、電圧検出器12から入力された放電電圧V
disをみて(S3)、この放電電圧Vdisが3.0
Vより大きいか小さいかを確認する(S4)。
If the discharge current Idis is smaller than 1 C (S2), the discharge voltage V
The discharge voltage Vdis is 3.0 (S3).
It is checked whether it is larger or smaller than V (S4).

【0019】S4において、放電電圧Vdisが3.0
ボルトよりも大きい場合には、電池10にまだ放電でき
る容量が残っているということを意味するので、負荷1
6への放電が続行され、終止電圧制御回路20はS1〜
S4のステップを繰り返す。なお、S4において採用さ
れている3.0Vという電圧値は、電池の種類に応じて
適宜変更することができる。
In S4, the discharge voltage Vdis becomes 3.0
If it is larger than volts, it means that the battery 10 still has a dischargeable capacity.
6 is continued, and the cut-off voltage control circuit 20
Step S4 is repeated. Note that the voltage value of 3.0 V adopted in S4 can be appropriately changed according to the type of the battery.

【0020】一方、S4において、放電電圧Vdis
が、3.0Vより小さい場合には、終止電圧制御回路2
0が、電池10の端子間電圧が所定の放電終止電圧Vc
utdにまで低下したと判断し、開閉スイッチ14を開
として電池10の放電を終了させる(S5)。
On the other hand, in S4, the discharge voltage Vdis
Is smaller than 3.0 V, the cut-off voltage control circuit 2
0 indicates that the voltage between the terminals of the battery 10 is a predetermined discharge end voltage Vc.
It is determined that the voltage has decreased to utd, and the open / close switch 14 is opened to terminate the discharge of the battery 10 (S5).

【0021】また、S2において、放電電流Idisが
1Cより大きい場合には、S3と同様にして、放電電圧
Vdisをみて(S6)、Vdisの値が
When the discharge current Idis is larger than 1 C in S2, the discharge voltage Vdis is checked (S6) in the same manner as in S3, and the value of Vdis is determined.

【数3】 という条件を満たすか否かが確認される(S7)。ここ
で、I1Cは、1時間率の放電電流値をあらわす。すなわ
ち、終止電圧制御回路20では、S2において放電電流
Idisが1Cよりも大きい場合に、電池10の放電動
作を停止させる放電終止電圧Vcutdを、3.0Vか
ら放電電流Idisが増加してIRドロップが増える分
である(Idis−I1C)・Rだけ低くしている。
(Equation 3) Is determined (S7). Here, I 1C represents a one-hour rate discharge current value. That is, in the cut-off voltage control circuit 20, when the discharge current Idis is larger than 1C in S2, the discharge cut-off voltage Vcutd for stopping the discharging operation of the battery 10 is increased from 3.0 V to the discharge current Idis, and the IR drop is reduced. It is lowered by (Idis-I 1C ) · R, which is an increase.

【0022】S7において、この修正された放電終止電
圧VcutdよりもVdisが大きい場合には、S1に
戻り放電動作が続行されるとともに、終止電圧制御回路
20で端子間電圧の監視が続行される。また、S7にお
いて放電電圧Vdisが修正された放電終止電圧Vcu
tdよりも小さくなった場合には、終止電圧制御回路2
0が開閉スイッチ14を開として放電動作を終了させる
(S5)。
In step S7, if Vdis is larger than the corrected discharge end voltage Vcutd, the process returns to step S1 to continue the discharge operation, and the end voltage control circuit 20 continues to monitor the terminal voltage. Further, the discharge end voltage Vcu obtained by correcting the discharge voltage Vdis in S7.
If it is smaller than td, the cut-off voltage control circuit 2
0 opens the open / close switch 14 to end the discharging operation (S5).

【0023】以上により、本実施形態に係る充放電制御
装置の放電時における制御動作が終了する。
With the above, the control operation at the time of discharging of the charge / discharge control device according to the present embodiment ends.

【0024】以下に、実際にLiイオン2次電池を作製
し、本実施形態に係る充放電制御装置を使用して放電の
終了動作を行わせた場合の例を実施例として説明する。
Hereinafter, an example in which a Li-ion secondary battery is actually manufactured and a discharge ending operation is performed using the charge / discharge control device according to the present embodiment will be described as an example.

【0025】実施例.以下の手順によりリチウムイオン
2次電池を作製した。
Embodiment. A lithium ion secondary battery was manufactured according to the following procedure.

【0026】Liイオンを可逆的に脱離・挿入できる活
物質(LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2 4
と導電化材(黒鉛もしくはカーボンブラック)とを、結
着剤(PVDF)を溶かしたNMP(N−メチル−2−
ピロリドン)溶液中に混入・混錬することでペースト状
にする。このペーストをアルミ集電箔上に塗布した後、
加熱・乾燥、プレスすることで正極シートを得る。
Active material capable of reversibly removing and inserting Li ions (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 )
And a conductive material (graphite or carbon black) in NMP (N-methyl-2-) in which a binder (PVDF) is dissolved.
(Pyrrolidone) into a paste by mixing and kneading in the solution. After applying this paste on aluminum current collector foil,
A positive electrode sheet is obtained by heating, drying and pressing.

【0027】同様に、Liイオンを可逆的に挿入・脱離
できる活物質(天然黒鉛などの炭素材料)を、結着剤
(PVDF)を溶かしたNMP溶液中に混入・混錬する
ことでペースト状にする。このペーストを銅集電箔上に
塗布した後、加熱・乾燥、プレスすることで負極シート
を得る。
Similarly, a paste is prepared by mixing and kneading an active material (a carbon material such as natural graphite) capable of reversibly inserting and removing Li ions into an NMP solution in which a binder (PVDF) is dissolved. Shape. This paste is applied on a copper current collector foil, and then heated, dried and pressed to obtain a negative electrode sheet.

【0028】次に、正極、多孔質ポリエチレンフィル
ム、負極シートの順に重ねてスパイラル状に巻き取り、
電池ケースに収納する。電解液を注入した後に、電池ケ
ースの蓋をレーザ溶接して密封する。
Next, a positive electrode, a porous polyethylene film, and a negative electrode sheet are stacked in this order and wound in a spiral shape.
Put it in the battery case. After the electrolyte is injected, the lid of the battery case is sealed by laser welding.

【0029】こうして作製した電池の放電容量を、放電
終止電圧3.0Vに設定して評価した。その結果、放電
容量は1.5Ahであった。この時の放電電流は0.5
A(3時間率)である。また、この電池の内部抵抗は4
0mΩであった。
The discharge capacity of the battery thus manufactured was evaluated by setting the discharge end voltage to 3.0 V. As a result, the discharge capacity was 1.5 Ah. The discharge current at this time is 0.5
A (3 hour rate). The internal resistance of this battery is 4
It was 0 mΩ.

【0030】以上のようにして作製したリチウムイオン
2次電池を、図1に示される充放電制御装置に接続し、
図2に示されるフローに従ってその放電容量を測定し
た。この結果が表1に示される。
The lithium ion secondary battery produced as described above is connected to the charge / discharge control device shown in FIG.
The discharge capacity was measured according to the flow shown in FIG. The results are shown in Table 1.

【0031】[0031]

【表1】 表1に示されるように、放電電流Idisとして1C、
3C、5Cの3段階で放電容量の測定を行った。
[Table 1] As shown in Table 1, the discharge current Idis is 1C,
The discharge capacity was measured in three stages of 3C and 5C.

【0032】比較例.上記実施例と同様の方法で作製し
たリチウムイオン2次電池を、放電終止電圧Vcutd
を3.0Vに固定して放電容量を測定した。この結果が
表2に示される。
Comparative Example A lithium ion secondary battery manufactured in the same manner as in the above embodiment was charged to a discharge end voltage Vcutd.
Was fixed to 3.0 V, and the discharge capacity was measured. The results are shown in Table 2.

【0033】[0033]

【表2】 表1及び表2に示されるように、本実施例においては、
放電電流Idisが大きくなった場合でも、電池の放電
容量の低下が、比較例に比べて小さくなっている。これ
は、放電終止電圧Vcutdを、放電電流Idisの値
に応じて変化させることにより、放電電流Idisが大
きくなった場合でも、電池の駆動電圧の範囲Veffを
大きくできるためである。すなわち、図5にも示される
ように、5Cの場合の放電終止電圧Vcutdを、1C
の場合の放電終止電圧Vcutdよりも低い値に設定す
ることにより、放電電流Idisが増加した場合のIR
ドロップの増加分を取り戻すことができる。
[Table 2] As shown in Tables 1 and 2, in this example,
Even when the discharge current Idis increases, the decrease in the discharge capacity of the battery is smaller than in the comparative example. This is because, by changing the discharge end voltage Vcutd according to the value of the discharge current Idis, even when the discharge current Idis increases, the range Veff of the drive voltage of the battery can be increased. That is, as shown in FIG. 5, the discharge end voltage Vcutd in the case of 5C is set to 1C
Is set to a value lower than the discharge end voltage Vcutd in the case of
You can recover the increase in drop.

【0034】なお、5Cの放電電流で放電させた場合に
は、実施例及び比較例ともに図5に示される端子間電圧
の変化の様子に差がなかったので、本実施例のように放
電終止電圧Vcutdを低くしても、電池の劣化は起こ
っていないものと考えられる。
When the discharge was performed at a discharge current of 5 C, there was no difference in the change of the inter-terminal voltage shown in FIG. 5 between the embodiment and the comparative example. Even if the voltage Vcutd is lowered, it is considered that the battery has not deteriorated.

【0035】実施形態2.図3には、本発明に係る充放
電制御装置の実施形態2のブロック図が示され、図1に
示された実施形態1と同一要素には同一符号を付してそ
の説明を省略する。本実施形態は、電池10に充電を行
う場合の例であり、図1と異なる点は負荷16の代わり
に充電器22を接続した点にある。
Embodiment 2 FIG. FIG. 3 shows a block diagram of a second embodiment of the charge / discharge control device according to the present invention. The same elements as those in the first embodiment shown in FIG. The present embodiment is an example in which the battery 10 is charged. The difference from FIG. 1 is that a charger 22 is connected instead of the load 16.

【0036】図3において、終止電圧制御回路20は、
電池10の充電動作時において、充電器22から電池1
0に流れる充電電流を電流検出器18から受け、またそ
の際の充電電圧を電圧検出器12から受け取る。これに
より、電流検出器18で検出された充電電流に応じて、
充電終止電圧Vcutcの値を変化させる。放電時の場
合と同様に、電池10の内部抵抗により、電池10の端
子間電圧は、IRドロップ分だけ開放電圧Vopよりも
高い値として電圧検出器12に検出されている。従っ
て、充電電流が増加した場合には、このIRドロップの
値が大きくなり、結果的に充電できる容量が小さくなる
ので、IRドロップ分だけ充電終止電圧Vcutcを高
くして充電容量の低下を防止している。
In FIG. 3, the cut-off voltage control circuit 20
During the charging operation of the battery 10, the battery 22 is
The charging current flowing to 0 is received from the current detector 18, and the charging voltage at that time is received from the voltage detector 12. Thereby, according to the charging current detected by the current detector 18,
The value of the charge end voltage Vcutc is changed. As in the case of discharging, the voltage between the terminals of the battery 10 is detected by the voltage detector 12 as a value higher than the open-circuit voltage Vop by the IR drop due to the internal resistance of the battery 10. Accordingly, when the charging current increases, the value of the IR drop increases, and as a result, the chargeable capacity decreases. Therefore, the charge end voltage Vcutc is increased by the amount of the IR drop to prevent a decrease in the charge capacity. ing.

【0037】図4には、図3に示された充放電制御装置
により充電動作を行う場合のフローチャートが示され
る。図4において、充電動作が開始されると、電流検出
器18により充電電流Ichaが検出され、終止電圧制
御回路20にこの値が入力される(S10)。次に終止
電圧制御回路20において、上記充電電流Ichaが、
その電池の1Cより大きいか否かが確認される(S1
1)。
FIG. 4 shows a flowchart in the case where the charging operation is performed by the charge / discharge control device shown in FIG. In FIG. 4, when the charging operation is started, the charging current Icha is detected by the current detector 18, and this value is input to the end voltage control circuit 20 (S10). Next, in the termination voltage control circuit 20, the charging current Icha is
It is checked whether the battery is larger than 1C (S1).
1).

【0038】Ichaが1Cより小さい場合には、電圧
検出器12によって検出された充電電圧Vchaの値を
終止電圧検出回路20がみて(S12)、この値が4.
2Vよりも大きいか否かが確認される(S13)。充電
電圧Vchaが4.2Vよりも大きくない場合には、充
電動作が続行され、終止電圧制御回路20はS10〜S
13のステップを繰り返す。また、充電電圧Vchaが
4.2Vよりも高くなると(S13)、終止電圧制御回
路20が開閉スイッチ14を開とし、充電動作を終了さ
せる(S14)。なお、この場合の充電終止電圧4.2
Vの値は電池に応じて適宜変更することが可能である。
If Icha is smaller than 1C, the cut-off voltage detection circuit 20 checks the value of the charging voltage Vcha detected by the voltage detector 12 (S12).
It is confirmed whether or not it is larger than 2V (S13). When the charging voltage Vcha is not higher than 4.2 V, the charging operation is continued, and the cut-off voltage control circuit 20 performs S10 to S
Step 13 is repeated. When the charging voltage Vcha becomes higher than 4.2 V (S13), the end voltage control circuit 20 opens the open / close switch 14, and ends the charging operation (S14). In this case, the charging end voltage 4.2
The value of V can be appropriately changed according to the battery.

【0039】さらに、S11において充電電流Icha
が1Cより大きい場合には、終止電圧制御回路20が電
圧検出器12から入力された充電電圧Vchaをみて
(S15)、この値が所定の充電終止電圧よりも高いか
低いかを確認する(S16)。
Further, at S11, the charging current Icha
Is larger than 1C, the termination voltage control circuit 20 checks the charging voltage Vcha input from the voltage detector 12 (S15), and checks whether this value is higher or lower than a predetermined charging termination voltage (S16). ).

【0040】すなわち、前述したように、充電電流が高
くなった場合には、IRドロップ分だけ電池10の端子
間電圧が高くなっているので、この分を補正するため、
IRドロップの増加分だけ充電終止電圧Vcutcの値
を高くする。具体的には、以下の式による。
That is, as described above, when the charging current increases, the voltage between the terminals of the battery 10 increases by the amount of the IR drop.
The value of the charge end voltage Vcutc is increased by an amount corresponding to the increase in the IR drop. Specifically, the following equation is used.

【0041】[0041]

【数4】 上記式によれば、充電電流Ichaが1Cより大きい分
だけ、すなわち、(Icha−I1C)・Rだけ充電の充
電終止電圧Vcutcが高く設定される。これにより、
充電電流Ichaが1C以下の場合に比べ、IRドロッ
プ分だけの充電終止電圧Vcutcの調整が行われる。
このような充電終止電圧Vcutcよりも充電電圧Vc
haが低い場合には、充電が続行され、終止電圧制御回
路20がS10〜S16のステップにより充電電圧の監
視を続行する。また、充電電圧Vchaが、上述した充
電終止電圧Vcutcよりも大きくなった場合には、S
13の場合と同様に、終止電圧制御回路20が開閉スイ
ッチ14を開として充電動作を終了する(S14)。
(Equation 4) According to the above equation, the charging current Icha is 1C by a larger amount, i.e., is set high (Icha-I 1C) · R by the charging end voltage Vcutc charge. This allows
In comparison with the case where the charging current Icha is equal to or less than 1 C, the adjustment of the charge end voltage Vcutc by the amount corresponding to the IR drop is performed.
The charging voltage Vc is higher than the charging end voltage Vcutc.
If ha is low, the charging is continued, and the termination voltage control circuit 20 continues to monitor the charging voltage in steps S10 to S16. When the charging voltage Vcha becomes higher than the above-mentioned charging end voltage Vcutc, S
Similarly to the case of 13, the end voltage control circuit 20 opens the on-off switch 14 and ends the charging operation (S14).

【0042】以上に述べた本実施形態に係る充放電制御
装置を使用して、前述した実施例と同様のリチウムイオ
ン2次電池に充電動作を行わせた場合の結果が表3に示
される。また、比較例として充電終止電圧を4.2Vに
一定に保った場合の結果が表4に示される。
Table 3 shows the results when the charging operation was performed on the same lithium ion secondary battery as that of the above-described example using the above-described charge / discharge control device according to the present embodiment. As a comparative example, Table 4 shows the results when the charge end voltage was kept constant at 4.2 V.

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【表4】 表3及び表4からわかるように、本実施形態に係る充放
電制御装置を使用した場合には、充電終止電圧を一定に
保った場合に比べいずれの充電電流においても充電容量
が大きくなっている。これは、放電動作の場合と同様
に、充電電流の値の変化に応じて、充電終止電圧Vcu
tcの値を変化させることにより、充電における駆動電
圧の範囲Veffが大きくなっているからである。
[Table 4] As can be seen from Tables 3 and 4, when the charge / discharge control device according to the present embodiment is used, the charge capacity is larger at any charge current than when the charge end voltage is kept constant. . This is similar to the case of the discharging operation, in accordance with the change in the value of the charging current, the charging end voltage Vcu.
This is because by changing the value of tc, the range Veff of the driving voltage in charging is increased.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
充放電電流が大きくなった場合に、電池の内部抵抗に起
因する電圧損失が大きくなる分、すなわち見かけ上の両
端間の電圧が変化した分放電終止電圧及び充電終止電圧
を補正することにより、電池を駆動できる電圧の範囲を
大きくすることができる。この結果、充放電電流が大き
くなった場合にも、電池の容量の低下を防止することが
できる。
As described above, according to the present invention,
When the charge / discharge current increases, the voltage attributable to the voltage loss due to the internal resistance of the battery increases, that is, the discharge end voltage and the charge end voltage are corrected by the change in the apparent voltage between both ends. Can be widened. As a result, even when the charge / discharge current becomes large, it is possible to prevent a decrease in the capacity of the battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明にかかる充放電制御装置の実施形態1
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a first embodiment of a charge / discharge control device according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.

【図2】 図1に示された充放電制御装置の放電時の動
作を示すフロー図である。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the charge / discharge control device shown in FIG. 1 at the time of discharging.

【図3】 本発明にかかる充放電制御装置の実施形態2
の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a second embodiment of a charge / discharge control device according to the present invention;
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.

【図4】 図3に示された充放電制御装置の充電時の動
作を示すフロー図である。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the charge / discharge control device shown in FIG. 3 during charging.

【図5】 放電電流と電池の端子間電圧の変化との関係
を示すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a discharge current and a change in voltage between terminals of a battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電池、12 電圧検出器、14 開閉スイッチ、
16 負荷、18 電流検出器、20 終止電圧制御回
路、22 充電器。
10 battery, 12 voltage detector, 14 open / close switch,
16 load, 18 current detector, 20 cut-off voltage control circuit, 22 charger.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 充電量に応じて電池電圧が変化する電池
の両端間の電圧を検出する電圧検出手段と、放電時に前
記電池の両端間の電圧が所定値を下回った時、放電電流
を遮断する終止電圧制御手段と、を有する充放電制御装
置であって、 前記両端間の電圧の所定値を放電電流の大きさにより可
変とすることを特徴とする充放電制御装置。
1. A voltage detecting means for detecting a voltage between both ends of a battery in which a battery voltage changes according to a charged amount, and interrupting a discharge current when a voltage between both ends of the battery falls below a predetermined value during discharging. A charge / discharge control device having a cut-off voltage control means that performs a predetermined value of the voltage between both ends according to a magnitude of a discharge current.
【請求項2】 充電量に応じて電池電圧が変化する電池
の両端間の電圧を検出する電圧検出手段と、充電時に前
記電池の両端間の電圧が所定値を越えた時、充電電流を
遮断する終止電圧制御手段と、を有する充放電制御装置
であって、 前記両端間の電圧の所定値を充電電流の大きさにより可
変とすることを特徴とする充放電制御装置。
2. A voltage detecting means for detecting a voltage between both ends of a battery in which a battery voltage changes according to a charged amount, and interrupting a charging current when a voltage between both ends of the battery exceeds a predetermined value during charging. A charging / discharging control device comprising: a charge / discharge control device comprising:
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