JPH1186913A - 複数の充電可能な電池のバランス回路 - Google Patents
複数の充電可能な電池のバランス回路Info
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- JPH1186913A JPH1186913A JP9236686A JP23668697A JPH1186913A JP H1186913 A JPH1186913 A JP H1186913A JP 9236686 A JP9236686 A JP 9236686A JP 23668697 A JP23668697 A JP 23668697A JP H1186913 A JPH1186913 A JP H1186913A
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- batteries
- signal
- circuit
- battery
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- 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
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直列接続される電池の数にかかわらずに、充
電器を共通化できるバランス回路を提供すること。 【解決手段】 充電あるいは放電休止の間、複数の電池
Ｂ１、Ｂ２を充電器に対して並列に接続する第１の回路
と、放電の間、前記複数の電池を負荷に対して直列に接
続する第２の回路とを備えた。
電器を共通化できるバランス回路を提供すること。 【解決手段】 充電あるいは放電休止の間、複数の電池
Ｂ１、Ｂ２を充電器に対して並列に接続する第１の回路
と、放電の間、前記複数の電池を負荷に対して直列に接
続する第２の回路とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の充電可能な電
池のためのバランス回路に関し、特にリチウムイオン電
池に適したバランス回路に関する。
池のためのバランス回路に関し、特にリチウムイオン電
池に適したバランス回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】充電可能な電池のうち、特にリチウムイ
オン電池は、過充電、過放電に弱いために、過充電状
態、過放電状態を検出して充電、放電を禁止する保護回
路が組み合わされる。また、この種の電池は、１個の単
独使用だけでなく、複数個、直列に接続された電池パッ
クとして使用される場合が多い。この場合の充電に際し
ては、定電流、定電圧充電を行い、各電池の特性、特に
電圧を経年変化を含めて一致させる必要がある。
オン電池は、過充電、過放電に弱いために、過充電状
態、過放電状態を検出して充電、放電を禁止する保護回
路が組み合わされる。また、この種の電池は、１個の単
独使用だけでなく、複数個、直列に接続された電池パッ
クとして使用される場合が多い。この場合の充電に際し
ては、定電流、定電圧充電を行い、各電池の特性、特に
電圧を経年変化を含めて一致させる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の電
池パックにおいては、充電に際して、１個の場合、１個
用の充電器、２個直列の場合、２個用の充電器を使用
し、３個直列であれば３個用の充電器を使用するという
ように、直列接続される電池の数に応じた充電器が必要
であった。
池パックにおいては、充電に際して、１個の場合、１個
用の充電器、２個直列の場合、２個用の充電器を使用
し、３個直列であれば３個用の充電器を使用するという
ように、直列接続される電池の数に応じた充電器が必要
であった。
【０００４】そこで、本発明は、直列接続される電池の
数にかかわらずに、充電器を共通化できる電池のバラン
ス回路を提供しようとするものである。
数にかかわらずに、充電器を共通化できる電池のバラン
ス回路を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
充電可能な電池を有し、充電器あるいは負荷が接続され
る２つの端子を有する電池パックにおいて、充電及び放
電休止の間、前記複数の電池を前記充電器に対して並列
に接続する第１の回路と、放電の間、前記複数の電池を
前記負荷に対して直列に接続する第２の回路とを備えた
ことを特徴とする複数の充電可能な電池のバランス回路
が提供される。
充電可能な電池を有し、充電器あるいは負荷が接続され
る２つの端子を有する電池パックにおいて、充電及び放
電休止の間、前記複数の電池を前記充電器に対して並列
に接続する第１の回路と、放電の間、前記複数の電池を
前記負荷に対して直列に接続する第２の回路とを備えた
ことを特徴とする複数の充電可能な電池のバランス回路
が提供される。
【０００６】なお、前記充電可能な電池が２個である場
合、前記第１の回路は、前記２つの端子の一方に接続さ
れるラインに挿入接続された抵抗器と、該抵抗器の両端
に反転入力端子及び非反転入力端子を接続し、充電時に
流れる電流により前記抵抗器に生ずる差電圧でオン信号
を出力する第１のコンパレータと、放電休止の時に前記
第１のコンパレータの２つの入力端子の間に差電圧を発
生させる回路と、前記第１のコンパレータのオン信号に
よりオン信号を出力する第２のコンパレータと、前記２
個の電池のうちの一方の電池の正極側の第１の接続点及
び負極側の第２の接続点に並列に接続された第１のトラ
ンジスタと、前記一方の電池の負極側と前記第２の接続
点との間の第３の接続点及び他方の電池の負極側の第４
の接続点に並列に接続された第２のトランジスタとを含
んで、前記第２のコンパレータのオン信号で前記第１、
第２のトランジスタがオンとなるように接続され、前記
第２の回路は、前記第１のコンパレータのオン信号が反
転するとオン信号を出力する第３のコンパレータと、前
記第２の接続点と前記第３の接続点との間に挿入接続さ
れた第３のトランジスタとを含んで、前記第３のコンパ
レータのオン信号により前記第３のトランジスタがオン
となるように接続されることを特徴とする。
合、前記第１の回路は、前記２つの端子の一方に接続さ
れるラインに挿入接続された抵抗器と、該抵抗器の両端
に反転入力端子及び非反転入力端子を接続し、充電時に
流れる電流により前記抵抗器に生ずる差電圧でオン信号
を出力する第１のコンパレータと、放電休止の時に前記
第１のコンパレータの２つの入力端子の間に差電圧を発
生させる回路と、前記第１のコンパレータのオン信号に
よりオン信号を出力する第２のコンパレータと、前記２
個の電池のうちの一方の電池の正極側の第１の接続点及
び負極側の第２の接続点に並列に接続された第１のトラ
ンジスタと、前記一方の電池の負極側と前記第２の接続
点との間の第３の接続点及び他方の電池の負極側の第４
の接続点に並列に接続された第２のトランジスタとを含
んで、前記第２のコンパレータのオン信号で前記第１、
第２のトランジスタがオンとなるように接続され、前記
第２の回路は、前記第１のコンパレータのオン信号が反
転するとオン信号を出力する第３のコンパレータと、前
記第２の接続点と前記第３の接続点との間に挿入接続さ
れた第３のトランジスタとを含んで、前記第３のコンパ
レータのオン信号により前記第３のトランジスタがオン
となるように接続されることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、図１を参照して、本発明
の好ましい実施の形態について説明する。ここでは、２
個のリチウムイオン電池（以下、電池と呼ぶ）Ｂ１、Ｂ
２を有する電池パックの場合について示し、それぞれの
電池には過充電保護回路、過放電保護回路が設けられる
が、ここではその図示、説明は省略する。
の好ましい実施の形態について説明する。ここでは、２
個のリチウムイオン電池（以下、電池と呼ぶ）Ｂ１、Ｂ
２を有する電池パックの場合について示し、それぞれの
電池には過充電保護回路、過放電保護回路が設けられる
が、ここではその図示、説明は省略する。
【０００８】電池パックは、充電器あるいは負荷を接続
するための端子Ｔ１、Ｔ２を有する。この端子Ｔ１、Ｔ
２と電池Ｂ１、Ｂ２との間には、充電及び放電休止の
間、電池Ｂ１、Ｂ２を充電器に対して並列に接続する第
１の回路と、放電の間、電池Ｂ１、Ｂ２を負荷に対して
直列に接続する第２の回路とを有する。
するための端子Ｔ１、Ｔ２を有する。この端子Ｔ１、Ｔ
２と電池Ｂ１、Ｂ２との間には、充電及び放電休止の
間、電池Ｂ１、Ｂ２を充電器に対して並列に接続する第
１の回路と、放電の間、電池Ｂ１、Ｂ２を負荷に対して
直列に接続する第２の回路とを有する。
【０００９】第１の回路は、端子Ｔ１のライン、すなわ
ち正極側のラインに挿入接続された抵抗器Ｒと、抵抗器
Ｒの両端に反転入力端子及び非反転入力端子を接続し、
充電時に流れる電流Ｉ１により抵抗器Ｒに生ずる差電圧
でオン信号（出力ハイレベル）を出力する第１のコンパ
レータＣ１と、第１のコンパレータＣ１の非反転入力端
子に接続されて放電休止の間も反転入力端子と非反転入
力端子との間に差電圧を発生させる基準電圧源Ｖｒ3
と、第１のコンパレータＣ１のオン信号（出力ハイレベ
ル）によりオン信号（出力ハイレベル）を出力する第２
のコンパレータＣ２と、２個の電池Ｂ１、Ｂ２のうちの
一方の電池Ｂ１の正極側の第１の接続点Ｐ１及び負極側
の第２の接続点Ｐ２に並列に接続された第１のＦＥＴ１
１と、電池Ｂ１の負極側と第２の接続点Ｐ２との間の第
３の接続点Ｐ３及び他方の電池Ｂ２の負極側の第４の接
続点Ｐ４に並列に接続された第２のＦＥＴ１２とを含
み、第２のコンパレータＣ２のオン信号（出力ハイレベ
ル）で第１、第２のＦＥＴ１１、１２がオンとなるよう
に接続されている。なお、基準電圧源Ｖｒ3 のレベル
は、抵抗器Ｒに電流が流れていない状態で第１のコンパ
レータＣ１がオン信号（出力ハイレベル）を出力するの
に必要な値であれば良い。
ち正極側のラインに挿入接続された抵抗器Ｒと、抵抗器
Ｒの両端に反転入力端子及び非反転入力端子を接続し、
充電時に流れる電流Ｉ１により抵抗器Ｒに生ずる差電圧
でオン信号（出力ハイレベル）を出力する第１のコンパ
レータＣ１と、第１のコンパレータＣ１の非反転入力端
子に接続されて放電休止の間も反転入力端子と非反転入
力端子との間に差電圧を発生させる基準電圧源Ｖｒ3
と、第１のコンパレータＣ１のオン信号（出力ハイレベ
ル）によりオン信号（出力ハイレベル）を出力する第２
のコンパレータＣ２と、２個の電池Ｂ１、Ｂ２のうちの
一方の電池Ｂ１の正極側の第１の接続点Ｐ１及び負極側
の第２の接続点Ｐ２に並列に接続された第１のＦＥＴ１
１と、電池Ｂ１の負極側と第２の接続点Ｐ２との間の第
３の接続点Ｐ３及び他方の電池Ｂ２の負極側の第４の接
続点Ｐ４に並列に接続された第２のＦＥＴ１２とを含
み、第２のコンパレータＣ２のオン信号（出力ハイレベ
ル）で第１、第２のＦＥＴ１１、１２がオンとなるよう
に接続されている。なお、基準電圧源Ｖｒ3 のレベル
は、抵抗器Ｒに電流が流れていない状態で第１のコンパ
レータＣ１がオン信号（出力ハイレベル）を出力するの
に必要な値であれば良い。
【００１０】第２の回路は、抵抗器Ｒに放電時に流れる
電流Ｉ２により第１のコンパレータＣ１の出力が反転
（出力ローレベル）することによりオン信号（出力ハイ
レベル）を出力する第３のコンパレータＣ３と、第２の
接続点Ｐ２と第３の接続点Ｐ３との間に挿入接続された
第３のＦＥＴ１３とを含み、第３のコンパレータＣ３の
オン信号（出力ハイレベル）により第３のＦＥＴ１３が
オンとなるように接続されている。
電流Ｉ２により第１のコンパレータＣ１の出力が反転
（出力ローレベル）することによりオン信号（出力ハイ
レベル）を出力する第３のコンパレータＣ３と、第２の
接続点Ｐ２と第３の接続点Ｐ３との間に挿入接続された
第３のＦＥＴ１３とを含み、第３のコンパレータＣ３の
オン信号（出力ハイレベル）により第３のＦＥＴ１３が
オンとなるように接続されている。
【００１１】また、第２のコンパレータＣ２は、第１の
コンパレータＣ１のオン信号（出力ハイレベル）の電圧
レベルと第１の基準電圧源Ｖｒ1 の電圧レベルとを比較
して第１のコンパレータＣ１の出力レベルが第１の基準
電圧源Ｖｒ1 のレベルよりも高い時にオン信号（出力ハ
イレベル）を出力する。一方、第３のコンパレータＣ３
は、第１のコンパレータＣ１の出力電圧レベルと第２の
基準電圧源Ｖｒ2 の電圧レベルとを比較して第１のコン
パレータＣ１の出力レベルが第２の基準電圧源Ｖｒ2 の
レベルよりも低い時にＦＥＴ１３が導通するオン信号を
出力する。言い換えれば、第３のコンパレータＣ３は、
第１のコンパレータＣ１の出力が反転（ローレベル）す
るとＦＥＴ１３がオンとなるハイレベル信号を出力す
る。
コンパレータＣ１のオン信号（出力ハイレベル）の電圧
レベルと第１の基準電圧源Ｖｒ1 の電圧レベルとを比較
して第１のコンパレータＣ１の出力レベルが第１の基準
電圧源Ｖｒ1 のレベルよりも高い時にオン信号（出力ハ
イレベル）を出力する。一方、第３のコンパレータＣ３
は、第１のコンパレータＣ１の出力電圧レベルと第２の
基準電圧源Ｖｒ2 の電圧レベルとを比較して第１のコン
パレータＣ１の出力レベルが第２の基準電圧源Ｖｒ2 の
レベルよりも低い時にＦＥＴ１３が導通するオン信号を
出力する。言い換えれば、第３のコンパレータＣ３は、
第１のコンパレータＣ１の出力が反転（ローレベル）す
るとＦＥＴ１３がオンとなるハイレベル信号を出力す
る。
【００１２】以下に、動作について説明する。
【００１３】充電モード 端子Ｔ１、Ｔ２間に充電器が接続される。この場合、充
電電流Ｉ１が抵抗器Ｒに流れ、第１、第２のコンパレー
タＣ１、Ｃ２がオン信号（出力ハイレベル）を出力し、
第３のコンパレータＣ３はオフ（出力ローレベル）とな
る。その結果、第１、第２のＦＥＴ１１、１２がオン、
第３のＦＥＴ１３はオフとなり、電池Ｂ１、Ｂ２は並列
に接続され、充電が行われる。
電電流Ｉ１が抵抗器Ｒに流れ、第１、第２のコンパレー
タＣ１、Ｃ２がオン信号（出力ハイレベル）を出力し、
第３のコンパレータＣ３はオフ（出力ローレベル）とな
る。その結果、第１、第２のＦＥＴ１１、１２がオン、
第３のＦＥＴ１３はオフとなり、電池Ｂ１、Ｂ２は並列
に接続され、充電が行われる。
【００１４】放電休止モード 端子Ｔ１、Ｔ２には何も接続されておらず、基準電圧源
Ｖｒ3 により第１のコンパレータＣ１の非反転入力端子
と反転入力端子との間に生ずる差電圧で第１のコンパレ
ータＣ１がオン信号（出力ハイレベル）を出力する。従
って、第２のコンパレータＣ２がオン信号（出力ハイレ
ベル）を出力し、第２のＦＥＴ１１、１２がオン、第３
のＦＥＴ１３はオフとなり、電池Ｂ１、Ｂ２は並列に接
続される。このように、放電休止時にも電池Ｂ１、Ｂ２
を並列に接続することは、電池Ｂ１、Ｂ２の電圧のバラ
ンスをとるうえで好ましいことである。これは、不使用
時に電池が並列に接続されることにより、各電池間に電
圧差があった場合には高電圧側の電池から低電圧側の電
池に対して電流が流れ、すなわち高電圧側電池から低電
圧側電池に充電が行われ、双方が同電位になるまでこの
動作が行われて、最終的に同電位とされるからである。
Ｖｒ3 により第１のコンパレータＣ１の非反転入力端子
と反転入力端子との間に生ずる差電圧で第１のコンパレ
ータＣ１がオン信号（出力ハイレベル）を出力する。従
って、第２のコンパレータＣ２がオン信号（出力ハイレ
ベル）を出力し、第２のＦＥＴ１１、１２がオン、第３
のＦＥＴ１３はオフとなり、電池Ｂ１、Ｂ２は並列に接
続される。このように、放電休止時にも電池Ｂ１、Ｂ２
を並列に接続することは、電池Ｂ１、Ｂ２の電圧のバラ
ンスをとるうえで好ましいことである。これは、不使用
時に電池が並列に接続されることにより、各電池間に電
圧差があった場合には高電圧側の電池から低電圧側の電
池に対して電流が流れ、すなわち高電圧側電池から低電
圧側電池に充電が行われ、双方が同電位になるまでこの
動作が行われて、最終的に同電位とされるからである。
【００１５】放電モード 端子Ｔ１、Ｔ２間に負荷が接続される。この場合、抵抗
器Ｒには充電電流Ｉ１とは逆方向に放電電流Ｉ２が流
れ、第１のコンパレータＣ１の出力が反転（出力ローレ
ベル）し、第２のコンパレータＣ２はオフ（出力ローレ
ベル）、第３のコンパレータＣ３がオン信号（出力ハイ
レベル）を出力する。その結果、第１、第２のＦＥＴ１
１、１２がオフ、第３のＦＥＴ１３はオンとなり、電池
Ｂ１、Ｂ２は直列に接続され、放電が行われる。
器Ｒには充電電流Ｉ１とは逆方向に放電電流Ｉ２が流
れ、第１のコンパレータＣ１の出力が反転（出力ローレ
ベル）し、第２のコンパレータＣ２はオフ（出力ローレ
ベル）、第３のコンパレータＣ３がオン信号（出力ハイ
レベル）を出力する。その結果、第１、第２のＦＥＴ１
１、１２がオフ、第３のＦＥＴ１３はオンとなり、電池
Ｂ１、Ｂ２は直列に接続され、放電が行われる。
【００１６】上記のように、電池が２個ある場合でも、
充電時の電圧を１セル用として充電器を共通化できる。
ただし、充電電流は異なる。また、本発明は、リチウム
イオン電池のみならず、他の充電可能な電池に適用され
ても良い。
充電時の電圧を１セル用として充電器を共通化できる。
ただし、充電電流は異なる。また、本発明は、リチウム
イオン電池のみならず、他の充電可能な電池に適用され
ても良い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
バランス回路は、電池が複数個の場合でも１セル用とし
て充電器を共通化できる。また、放電時には直列接続し
た形態で使用でき、放電休止時には並列接続として電池
間のバランスをとることができる。
バランス回路は、電池が複数個の場合でも１セル用とし
て充電器を共通化できる。また、放電時には直列接続し
た形態で使用でき、放電休止時には並列接続として電池
間のバランスをとることができる。
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示した回路図で
ある。
ある。
１１〜１３ ＦＥＴ Ｂ１、Ｂ２ 充電可能な電池 Ｃ１〜Ｃ３ コンパレータ Ｖｒ1 、Ｖｒ2 、Ｖｒ3 基準電圧源
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の充電可能な電池を有し、充電器あ
るいは負荷が接続される２つの端子を有する電池パック
において、 充電及び放電休止の間、前記複数の電池を前記充電器に
対して並列に接続する第１の回路と、 放電の間、前記複数の電池を前記負荷に対して直列に接
続する第２の回路とを備えたことを特徴とする複数の充
電可能な電池のバランス回路。 - 【請求項２】 請求項１記載のバランス回路において、
前記充電可能な電池が２個であり、 前記第１の回路は、前記２つの端子の一方に接続される
ラインに挿入接続された抵抗器と、該抵抗器の両端に反
転入力端子及び非反転入力端子を接続し、充電時に流れ
る電流により前記抵抗器に生ずる差電圧でオン信号を出
力する第１のコンパレータと、放電休止の時に前記第１
のコンパレータの２つの入力端子の間に差電圧を発生さ
せる回路と、前記第１のコンパレータのオン信号により
オン信号を出力する第２のコンパレータと、前記２個の
電池のうちの一方の電池の正極側の第１の接続点及び負
極側の第２の接続点に並列に接続された第１のトランジ
スタと、前記一方の電池の負極側と前記第２の接続点と
の間の第３の接続点及び他方の電池の負極側の第４の接
続点に並列に接続された第２のトランジスタとを含ん
で、前記第２のコンパレータのオン信号で前記第１、第
２のトランジスタがオンとなるように接続されており、 前記第２の回路は、前記第１のコンパレータのオン信号
が反転するとオン信号を出力する第３のコンパレータ
と、前記第２の接続点と前記第３の接続点との間に挿入
接続された第３のトランジスタとを含んで、前記第３の
コンパレータのオン信号により前記第３のトランジスタ
がオンとなるように接続されていることを特徴とする複
数の充電可能な電池のバランス回路。 - 【請求項３】 請求項１あるいは２記載のバランス回路
において、前記電池は、リチウムイオン電池であること
を特徴とする複数の充電可能な電池のバランス回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236686A JPH1186913A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 複数の充電可能な電池のバランス回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236686A JPH1186913A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 複数の充電可能な電池のバランス回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186913A true JPH1186913A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17004280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9236686A Withdrawn JPH1186913A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 複数の充電可能な電池のバランス回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1186913A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0999636A2 (en) * | 1998-11-04 | 2000-05-10 | Alcatel | Smart connector for rechargeable battery |
| JP2000305145A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-11-02 | Olympus Optical Co Ltd | カメラ |
| JP2002112463A (ja) * | 2000-09-27 | 2002-04-12 | Nec Mobile Energy Kk | 充電制御回路 |
| JP2008079364A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Toshiba Corp | 充放電装置 |
| JP2010009796A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Nec Tokin Corp | 二次電池パック |
| KR101634012B1 (ko) * | 2014-12-30 | 2016-06-28 | 주식회사 포스코아이씨티 | 배터리 랙간 불평형 제어가 가능한 배터리 조절 장치 및 배터리 랙간 불평형 제어 방법 |
-
1997
- 1997-09-02 JP JP9236686A patent/JPH1186913A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041102 |