JP2001526877A - 直列接続された電池およびバッテリーの等化方法 - Google Patents

直列接続された電池およびバッテリーの等化方法

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Abstract

(57)【要約】 充電パルス(200A)をバッテリーに印加する。第1休止期間(210A)に各電池(C1−CN)の開放電圧を測定する。次に、復極パルス(220A)をバッテリーに印加し、前記各電池の開放電圧をバッテリーに印加する。第2休止期間(210B)に、各電池の開放電圧を測定し、電池ごとに第1休止期間と第2休止期間の開放電圧を比較し、電圧差(DELTAY)を求める。この電圧差をしきい値電圧(VTHRESHOLD)と比較する。電圧差がしきい値電圧を越える場合は、その電池への充電速度が高すぎ、過充電となるので、1以上の充電サイクルパラメータを調節する。充電サイクルパラメータは、たとえば、充電パルス電流の振幅、持続時間、充電パルス数、復極パルス電流の振幅、持続時間、復極パルス数、休止期間の長さ、これらの組み合わせ等である。複数の充電パルス(200A、200B)および復極パルス(220A、220B、220C)を用いる場合は、バッテリー全体あるいは個別の電池ごとにこれらのパラメータも調節できる。また、ワースト電池またはベスト電池の状態を基準として、その他の電池の充電サイクルパラメータを制御してもよい。本発明は充電サイクルパラメータを調節する方法を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 直列接続された電池およびバッテリーの等化方法発明の分野 本発明は、直列接続された複数の電池(セル)で構成されるバッテリーの各電 池(セル)の充電状態を検出し、各電池(セル)への充電プロセスを個別に調整 して過充電や充電不足を防止する方法、およびバッテリーパック中の各バッテリ ーの充電状態を個別に調整、制御する方法に関する。発明の背景 電池の電圧は、通常は1ボルト〜4.2ボルト程度と、かなり低い。このよう に低い電圧は、小型懐中電灯、腕時計、電卓、小型ラジオなどには適するが、フ ォークリフト、ゴルフカート、電気自動車、電気始動自動車、無停電電力供給( UPS:Uninterrupted power supply)システムのように、比較的高電圧、高電 流を必要とするものに対しては、単一の電池では不充分である。たとえば、乗用 車は通常6〜12ボルトの電源を必要とし、ディーゼル自動車では24ボルト必 要なものもある。UPSシステムは120〜240ボルト、あるいはそれ以上の 電圧を必要とする。このような高電圧は、電池を直列接続することによって供給 可能となる。 各電池はそれぞれ微妙に異なるので、当然、電池を直列接続して構成したバッ テリーにもばらつきが生じる。使用される材料の純度、電池の形成温度、電池の プレートの設置等が各電池に影響を与え、異なる電池が製造される。同一のバッ チの材料から、同一の公差で同時に電池を製造して、できるだけ近いものを作成 した場合でも、時間の経過とともに、上述の変数の微妙な相違に起因して、電池 自体にも相違が表われてくる。その結果、ある時点で電池によって充電状態が相 違するようになる。極端に言えば、ある電池はほぼ完全に充電されているが、別 の電池はほとんど充電されていない状態が起こり得る。直列接続の場合、ある電 池が完全に放電してしまっても、残りの電池にまだ電荷が残っていると、そのま ま使用し続けることができる。しかし、使用を続けると、放電した電池に反転極 性の電圧が生じ、電池がさらに劣化して、オーバーヒート、ガスの発生、引いて は爆発の危険性を引き起こす。 一方、バッテリーを効率よくコンパクトなサイズに構成しようとすると、バッ テリーを構成する電池を空間的に互いに離して配置するわけにはいかず、どうし ても密着した構成となってしまう。複数の電池でバッテリーを構成する場合、す べての電池がバッテリー内部に収容されるとは限らず、いくつかはバッテリー外 部に配置される。バッテリー外部に配置された電池は、冷却機構がある場合は熱 伝導によって、あるいは自然対流や強制対流 によって放熱することができる。しかし、バッテリー内部の電池は外気から遮断 されており、冷却しにくい。電池の表面や裏面から多少の熱は放散されるかもし れないが、電池の上面や底面の表面積はかなり小さく、熱の放散にも限りがある 。また、電池側面は上面や底面に比べて広いが、バッテリー内の電池は互いの側 面で接している。したがって、内部電池が外部電池を介して熱を放散させようと すると、内部電池の温度が外部電池の温度より高くなくてはならない。バッテリ ーを充電するなどの発熱作用では、バッテリー内部の電池の温度が外部の電池温 度より高くなる。このように、同じ電池であっても、電池が使用される環境によ ってかなりの差がでてくる。 電池と同様に、所望の出力電圧や蓄電力を得るために、複数のバッテリーを 直列または並列に接続してバッテリーパックを構成する場合がある。このとき、 バッテリー電源や無停電電源などのコンパクトなバッテリーパックに収容しよう とすると、バッテリー同士を密接させるしかない。一部のバッテリーはバッテリ ーパック外部に、その他のバッテリーはバッテリーパック内部に配置されること になる。 バッテリーパックの内側にあるバッテリーほど、外側のバッテリーに比べて熱 放散に乏しい。内側バッテリーの熱を外側のバッテリーを介して逃がそうとする と、内側バッテリーの温度が外側バッテリーの温度より高くなくてはならない。 充電などの発熱過程では、内側バッテ リーの温度が外側バッテリーの温度より高くなるが、バッテリーパック外部のバ ッテリーも、周囲の環境からある程度隔離されている内部バッテリーより、はる かに急激な温度変化を被る。また、同じ構成のバッテリーであっても、それぞれ 異なる環境で用いられる。たとえば、ある12ボルトのバッテリーは、他の12 ボルトバッテリーより1年以上長く使用されているが、その充電/放電サイクル や強放電サイクルは、新品のバッテリーと比べて、必ずしも高いとは限らない。 また、古いバッテリーが経てきた温度変化が、新しいバッテリーの経てきた温度 変化に比べて高いか、低いかという問題もある。 このように、温度、内部インピーダンス、充電状態などは、バッテリーパック 内のバッテリーごとに異なる。この相違は、時間の経過とともに、老化、温度周 期や充電/放電周期によってさらに大きくなる。ある時点で、いずれかのバッテ リーがゼロ放電の状態に達し、残りのバッテリーはまだ充電状態にある場合、こ のバッテリーパックを使い続けると、ゼロ放電になったバッテリーが反転極性の 電圧を受ける。これは、上述したように、放電し尽くした電池が逆極性になる現 象と同じである。 90%ほど充電されている電池は、あまり高い充電電流を受け入れない。最も 充電率の低い電池を急速に充電するレベルに設定した充電電流は、まだ充分に充 電されている電池にとって高すぎ、かえって損傷を与える。しかし、充電率の高 い電池へのダメージを避けるために充 電電流を下げると、放電された電池を充電するのに時間がかかる。 たとえば、バッテリーパックに収容された各バッテリーが、12ボルト200 アンペア時間のフル充電規格にあり、ひとつを除くすべてのバッテリーが100 %充電されているとする。この場合、90%の充電状態にあるバッテリーをフル 充電にするには、20アンペア時間の充電電流が必要である。これを供給するに は、20Aの電流を1時間、40Aの電流を30分、160Aの電流を7分半な ど、様々な方法がある。しかし、100%充電されているバッテリーは160A の充電電流を受けつけないし、40Aの充電電流でも、オーバーヒートやガス発 生、その他のダメージを避けられない。充電による等化過程でフル充電されたバ ッテリーへのダメージを避けようとしたら、20A以下の電流を1時間以上かけ て充電不足のバッテリーに印加し、他のバッテリーと同じ充電状態にしなければ ならない。 このように、個々の電池は、それぞれ個別の出力電圧、エネルギー容量、内部 抵抗、漏電率、最大充電率、充電状態等を有する独自のコンポーネントである。 このため、バッテリー内の電池や、バッテリーパック内のバッテリーはそれぞれ 異なった性能を示す。性能の差は、使用年月が経つにつれてさらに広がる。その 結果、それぞれの電池やバッテリーは、独自の充電パラメータおよび放電パラメ ータを有するようになる。 電池ごとの相違、バッテリーごとの相違、熱放散率の相違などにより、20F °(11℃)程度の温度差は容易に表われる。 電気自動車、病院、航空機、船舶、発電所、空港タワー、レーダー、電話局や 中継局、ラジオ局、テレビ局、その他多様なシステムがバッテリーパックを主電 源として使用している。また、UPSシステムのように、バッテリーパックをバ ックアップ電源として使用するシステムもある。用途に応じ、直並列に接続され た1ダースのバッテリーでバッテリーパックが構成される場合もある。 リチウム電池は特に過充電に対して敏感である。リチウム電池が深刻な充電不 足あるいは過充電の状態に頻繁に陥った場合、バッテリーの寿命は大幅に縮まる 。過充電の場合は、電解液の不可逆分離が起こり、酸素を発生し、熱を放出する 。逆に、使用前の充電不足により、リチウム電池が過度に放電された場合、バッ テリーの構成によって、ニッケルやコバルトが炭素電極に付着する。このような 不可逆化学反応はバッテリーの寿命を縮める。たとえば、本来1000回のリチ ウム電池の充放電サイクルが、10サイクル回程度にまで落ちる可能性がある。 現時点では、リチウム電池は銀−亜鉛電池よりも高価であり、充電不足や過充電 も高くつく。リチウム電池の寿命短縮を防止し、システムのメンテナンス費用を 低減するためには、バッテリーが充電不足や過充電にならないように注意しなけ ればならない。 バッテリーやバッテリーパックのタイプを問わず、電池が充電不足あるいは過 充電になる確率は直列接続された電池の数による。直列接続された電池の数が多 ければ、複数の電池で充電不足あるいは過充電になる確率が高くなる。この問題 を、バッテリー内の電池、あるいはバッテリーパック内のバッテリーを整合させ ることによって緩和させようとする試みがなされている。しかし、バッテリーの 整合は通常、フル充電されたバッテリーの各々の開放電圧または内部電圧を測定 することによって行われ、この方法は費用と時間を要する。さらに、この方法で は、時間の経過(老化)や環境に起因するばらつきを補償することはできない。 さらに、直並列の接続構成が、充電不足または過充電の問題に拍車をかけてい る。たとえば、ある直列電池列の電圧が、別の直列電池列の電圧より高いとする 。この場合、高電圧の電池列から低電圧の電池列側へ電流が流れ込む。すなわち 、高電圧の電池列の電荷が減少し、低電圧の電池列の電荷が増加する。この結果 、高電圧の電池列側に過放電または電池の反転充電が発生し、低電圧の電池列側 に過充電が起きる。このような現象は個々の電池にダメージを与えるだけでなく 、バッテリー全体の性能低下の原因となる。 電池の過充電は、オーバーヒート、電解液の損失、ガス発生の原因にもなる。 また、充電プロセスの最終段階で、電池がほぼ充電されてきたら、充電当初ほど 多くの 充電電流を受けつけなくなるが、この場合も、電池が完全に充電していなくても 、オーバーヒート、電解液の損失、ガス発生によりダメージを受ける。いずれの 場合も、充電プロセスを調整せずにそのまま継続すれば、電池は深刻なダメージ を受ける。密封された電池で過度のガスが発生すると、セパレータ(隔離板)が 乾燥し、電池の寿命が縮まる。鉛(酸)電池の場合は、過充電による電解液の損 失により電池の寿命が縮まる上に、オゾン発生により電池が腐食する。また、電 池の化学的性質も変化する。 温度の高い電池は、低温の電池に比べて比較的高い充電電流を受け入れ、多く の荷重(放電)電流を供給する。電池が直列接続されており、電池によって温度 差がある場合は、ある電池はその電池温度で最良の充電速度で充電され、別の電 池は充電不足または過充電の状態になり、ダメージを受けるだけでなく、バッテ リー全体の性能も低減する。 また、内部インピーダンスもバッテリーによって異なる。内部インピーダンス はバッテリーの充電状態、バッテリー温度、現在の電解液量、電解液中の水の量 、電極の劣化状態などに依存する。良好なバッテリーでは、完全に充電された状 態でインピーダンスが低く、完全に放電された状態でインピーダンスが高い。充 電電圧がバッテリー電圧を上回ると、より多くの電流が強制的にバッテリーに流 れ込むことになる。バッテリーに流れ込む電 流が、バッテリーが他の装置を充電するために放出する電流量を上回ると、余分 な電流が生じる。この過剰電流によってバッテリー水が電気分解を起こし、ガス 発生や発熱が起きる。すなわち、充電電流がバッテリーパックに印加された場合 、充電度が低いバッテリーよりも、ほぼ完全に充電されているバッテリーの発熱 量の方が高くなる。このようなバッテリーの充電状態のばらつきは、一部のバッ テリーが完全充電された後もバッテリーパックを充電し続けることによってある 程度は等化できる。しかし、それをすると、完全に充電されているバッテリーに ガス発生やオーバーヒートが起きるという問題が生じる。特に高電流パルス充電 方法を用いた場合、過大な充電流パルスがフル充電されているバッテリーに印加 されると、そのバッテリーにダメージを与えるだけではなく、取り返しのつかな い故障を引き起こしかねない。 従って、バッテリーやバッテリーパックの寿命および性能を最大限にするには 、バッテリー内の個々の電池の充電状態を正確に判断し、電池の電荷を等化する 必要がある。ここで、等化とは、すべての電池あるいはバッテリーを等しい充電 状態にするプロセスを言う。バッテリーへの反転極性の電圧印加を防止するため にも、等化プロセスは重要である。 充電状態の測定法や等化方法は、たとえば米国特許第3,979,658号、3,980,940 号、4,238,721号、4,242,627号、4,562,398号、4,331,911号、5,498,490号、4,5 02,000 号、5,528,122号、5,504,415号、5,594,320号、5,592,067号などに開示されてい る。発明の要旨 本発明は、バッテリー内に収容された個々の電池(セル、以下単に「電池」と する)の充電状態を正確に検出し、バッテリー内の複数電池の電荷を等化する方 法および装置を提供する。 本発明によれば、まず充電パルスを印加し、第1休止期間に電池の開放電圧を 測定する。次いで、復極パルスを印加し、復極パルス印加後の第2休止期間に電 池の開放電圧を再度測定する。第1休止期間と第2休止期間での電池の開放電圧 を比較して、電圧差を求める。この電圧差をしきい値電圧と比較する。電圧差が しきい値電圧を越える場合は、その電池が急激に充電されているか、過充電され ていることを意味するので、電池に対する充電速度を調整する。充電速度は、1 以上の充電サイクルパラメータを変更することによって調整できる。充電サイク ルパラメータは、たとえば充電パルス電流の振幅、パルス持続時間、パルス数、 復極パルス電流の振幅、パルス持続時間、パルス数、休止期間の長さ、これらの 組み合わせなどである。 本発明によれば、各電池の充電状態を検出する。充電速度は、個別電池ベース で電池ごとに調整してもよい。あるいは、「ワースト」電池または「ベスト」電 池を決定 し、その電池を基準に調整できる充電サイクルパラメータを選択して充電速度を 調整してもよい。この場合、ワーストあるいはベストの電池用に選択された充電 サイクルパラメータの値ですべての電池を充電し、その後特定の電池に関してさ らに調整を行ってもよい。 本発明のその他の目的、特徴、効果は、添付の図面および請求の範囲を参照し て、以下に記載する良好な実施形態に基づき、より明確になるものである。図面の簡単な説明 図1は、本発明の実施形態に係るシステムのブロック図である。 図2は、電池の充電状態の検出方法を説明するための波形図である。 図3Aおよび3Bは、バッテリーの充電状態を検出し、充電プロセスを調整す る方法を示すフローチャートである。発明の好ましい実施形態 図1は、本発明の良好な実施形態に係るバッテリー等価システムのブロック図 である。バッテリー等価システム10は、電池C1〜CNと、その各々に対応す る等化モジュール12A〜12N、および温度検出器13A〜13Nを有する。 各モジュール12は、個別電池ベースで充電および復極を制御し、各電池の充電 状態に関する 情報を生成する。各温度検出器13は、対応する電池の温度を検出する。システ ム10はさらに、コントローラ14、ディスプレイ16、オプショナルで制御キ ーボード15を有する。コントローラ14は、各モジュール12で生成された充 電状態情報に基づき、各電池の充電状態を決定し、個別の電池に対する適切な充 電電流を決定する。制御キーボード15を介して、オペレータは電池に関する情 報を入力することができる。ディスプレイ16は、電池C1〜CNの充電状態を 表示し、場合によってはオペレータが選択した項目を表示する。 バッテリーBが、直列接続された複数の電池C1〜CNから構成されるとする 。各電池Cについて、関連の温度検出器13と、等価モジュール13が設けられ る。 等化モジュール12も、電池Cと同様に直列接続されており、各等モジュール 12と対応する電池Cとは並列接続されている。電池C1の陽極は結線C1Pと ノード29を介して、等化モジュール12Aの陽極、充電回路30、および一次 復極装置32に接続される。 等化モジュール12Aの陰極は、等化モジュール12Bの陽極に接続されると ともに、結線C2Pを介して電池C1の陰極と、電池C2の陽極に接続されてい る。同様に、その他の電池および等化モジュールも、直列に接続され、最後から 2番目のモジュールは最後のモジュール12Nの陽極に接続され、結線CNPを 介して最後から2番目の電池の陰極と、最後の電池CNの陽極に接続 されている。電池CNの陰極は、結線CNNを介してモジュール12Nの陰極と 、電流センスレジスタ34の入力に接続される。レジスタ34の他端は、接地あ るいはノード28に接続される。 コントローラ14は、マイクロプロセッサベースのコントローラであり、マイ クロプロセッサと、ROMと、RAMと、10周辺機器とを備える。マイクロプ ロセッサベースのコントローラの設計および構成は、一般的に当業界で周知であ る。 等化モジュール12A〜12Nは、対応の温度検出器13をコントローラ14 に接続するための出力ラインT1A〜TNAおよびT1B〜TNBを有する。こ れにより、各電池Cの温度が個別に測定される。等化モジュール12A〜12N はまた、電池電圧出力ラインV1A〜VNAおよびV1B〜VNBと、電流出力 C1A〜CNAおよびC1B〜CNBとを有する。電池電圧出力ラインV1A〜 VNAとV1B〜VNAにより、コントローラ14は各電池の電圧を検出し、電 流出力C1A〜CNAにより、充電電流のうち、各電池Cからシャント(分岐) されている電流部分や、電池Cから引き出される追加の復極電流を検出する。さ らに、制御ラインK1A〜KNAおよびK1B〜KNBにより、コントローラ1 4は、各電池Cをシャントする充電電流部分や、各電池Cから引き出される復極 電流を制御することができる。 充電回路30は、その振幅および持続時間の少なくと も一方が調節可能な充電パルスを生成する。このような充電回路の一例は、米国 特許第5,307,000号に記載されている。一次復極装置32は、その振幅および持 続時間の少なくとも一方が調節可能な復極パルスを生成することのできる任意の 電流シンク回路である。このような復極回路32の一例として、モジュール12 でも使用されているトランジスタや、D/Aコンバータなどがある。ただし、バ ッテリーBが供給する高電圧に耐え得るものでなければならない。これらの充電 装置30および一次復極装置32は、制御ラインEを介してコントローラ14に より制御される。 温度検出器13A〜13Nは、たとえばサーミスタや赤外線センサであり、電 池C1〜CNの各々に取り付けられ、または熱的に接続されて、対応の電池温度 を提示する。電池温度変化はゆるやかなので、たとえば数秒ごとに、所望のイン ターバルで電池温度をサンプリングすることができる。システムのコストおよび 部品数を低減するために、モジュールの出力T1A〜TNAは、電池温度マルチ プレクサ20に入力される。マルチプレクサ20の出力は、A/Dコンバータ2 1への入力Aに接続される。一方、サーミスタ13A〜13Nの出力T1B〜T NBはひとつにまとめられて、A/Dコンバータ21のもうひとつの入力Bとな る。A/Dコンバータ21の出力は、温度情報Tとしてコントローラ14に入力 される。コントローラ14は、マルチプレクサ制御(MC) 出力に基づき、どの時点でどのセル温度がモニタされているかを制御する。また 、A/Dコンバータ(ADC)制御出力により、データ変換プロセスを制御する 。 電池電圧出力V1A〜VNAおよびV1B〜VNBは、電池電圧マルチプレク サ22を介して、A/Dコンバータ23に入力AおよびBとして入力される。A /Dコンバータ23の出力は、入力Aと入力Bとの差に対応し、電圧差Vとして コントローラ14に入力される。また、電流出力C1A〜CNAおよびC1B〜 CNBと、トータル電流出力CTAおよびCTBは、電池電流マルチプレクサ2 4を介してA/Dコンバータ25の入力AおよびBとなる。A/Dコンバータ2 5の出力は、その入力端子A、Bでの電圧の差を表わし、電流入力MIとしてコ ントローラ14に入力される。 レジスタ(抵抗)34は電池Cと直列に接続されており、従って、レジスタ3 4に発生する電圧は、電池Cに供給される一次充電電流IPCと、この電池Cか ら引き出される一次復極電流IPDとを示す。 電池Cに供給される一次充電電流IPCは、電池Cに供給される最大充電電流 を示すだけであり、実際の電流値を示すわけではない。等化モジュール12のト ランジスタ43がある時点でONされた場合、対応の電池Cで一次充電電流の一 部をシャントするからである。同様に、一次復極電流IPDも、個々の電池の復 極電流ではない。ある時点でいくつかのモジュール12のトランジスタ4 3がONされても、一次復極装置32がOFFされて、レジスタ34に電流が流 れないからである。 コントローラ14の動作が充分に速ければ、充電パルスと充電パルスの間に各 電池Cの充電状態を検出することができる。しかし、そうでない場合は、ある電 池の充電情報は充電パルスの後に決定され、別の電池の充電情報は次の充電パル スの後にサンプリングされる可能性もある。特定の電池に関してだけみれば、数 パルスごとにしかサンプリングされないことになる。電池特性は速い応答特性を 有し、パルス対パルスベースで変化する。しかし、応答速度が落ちると、電池C はダメージを受ける。サンプルアンドホールド回路(不図示)をモジュール12 と電流マルチプレクサ24への入力との間に挿入して、ある時点でのすべての電 池情報を同時にコントローラ14により獲得させる構成としてもよい。コントロ ーラ14は、休止期間に各電池Cの開放電圧をモニタし、それぞれの電池に関し て充電/等化プロセスを力学的に調整する。良好な実施形態では、コントローラ 14は、1以上の充電サイクルパラメータを制御することによって、等化プロセ スを制御する。 モジュール12Aに代表されるモジュールの詳細な構成は、米国特許第5,504, 415号に記載されている。簡単に説明すると、モジュール12Aは、接地された 分圧回路40と、NPNトランジスタ43と、トランジスタ43に直列接続され た電流センサ45と、D/Aコンバー タ46とを含む。分圧回路40は、端子C1PとC2Pを介して、電池C1と並 列接続されており、分割電池電圧を出力ラインV1AとV1Bに出力する。NP Nトランジスタ43と電流センサ45との組み合わせもまた、端子C1Pおよび C2Pを介して電池C1と並列接続されている。充電電流が印加されている間は 、電流は電池C1とトランジスタ43に流れ込む。トランジスタ43は、通常は 任意の時点で完全にはONされないが、所望の時点で所望の期間、所望の程度に ONされて、所望の量の充電電流をシャントし、あるいは所望の量の復極電流を 引き出すことができる。トランジスタ43は、充電パルスの持続期間にONされ て、所望量の充電電流を電池C1からシャント(分岐)し、復極パルスの持続期 間にONされて、所望量の復極電流を電池C1から引き出す。 電流センサ45の電流出力C1AおよびC1Bは、トランジスタ43によって 引き出された電流、すなわち電池C1からシャントされた電流を示す。これによ り、コントローラ14は、トランジスタ43に供給する基本駆動電流を調整し、 トランジスタ43によって引き出される電流量を正確に制御することができる。 コントローラ14からの出力K1AとK1Bは、モジュール12A内の絶縁D/ Aコンバータ46に入力される。D/Aコンバータ46の出力は、トランジスタ 43のベースとエミッタに供給されて、トランジスタ43を所望の程度にO Nする。D/Aコンバータ46は、電池Cが直列接続されている場合、コントロ ーラ14の動作に使用される低電圧と、トランジスタ43に表われる高電圧との 間に電気的絶縁を生じさせるので、絶縁A/Dコンバータと呼ばれる。 本発明のシステムは、直列接続された電池列と、各電池に供給される電流およ び引き出される電流を測定する電流測定装置34、45、24、25と、個々の 電池を横切る電圧を測定する電圧測定装置40、22、23と、各電池の温度を 測定する温度測定装置13、20、21と、各電池の充電状態に応じて充電プロ セスを調整するコントローラ14とを備える。 本発明では、復極パルスの印加の合間である休止期間に、各電池の電圧を測定 する。コントローラ14は、この電圧情報に基づいて、各電池の充電状態および 直列接続された電池列全体の充電状態を判断し、充電プロセスを調節する。すな わち、充電プロセスを中断することなく、各電池の電荷が等しくなるように電池 の状態を整合させることができる。良好な実施形態では、等化プロセスは、充電 プロセスと同時に、あるいは充電プロセスの一部として行われる。すなわち、コ ントローラ14は、各電池を横切る電圧を測定して各電池の充電状態とコンディ ションを検出し、その電池の充電プロセスを調節する。これにより、個別の電池 を適正に充電することができる。たとえば、印加される充電電流が100A(ア ン ペア)であるが、電池C1の充電に10Aしか必要ない場合は、コントローラ1 4は、モジュール12Aのトランジスタ43により、電池C1へ供給される電流 を電池C1の許容値までシャントさせる。この例では、トランジスタ43は電池 C1から90Aをシャントする。このようにして、電池C1への過充電やダメー ジを防止する一方で、ほとんど放電されている別の電池に対しては、ほぼ100 Aの電流を供給することができる。 コントローラ14は、電池の充電状態を表示し、周期的に表示を更新する。こ れによりオペレータは、電池に蓄えられている有効エネルギーを随時知ることが できる。また、このような状況表示により、直列接続された電池列の電圧、各電 池の温度、異なる電池間の相対的な充電状態を知ることができる。 本発明の実施形態では、充電が行われると、等化プロセスが自動的に実行され る。これにより、すべての電池が適正な充電状態に維持され、ある電池がその他 の電池に比べて充電不足になる事態を防止することができる。 レジスタ43はバイポーラトランジスタとして図示されているが、FET(電 界効果トランジスタ)あるいはその他の電力半導体(パワーセミコンダクタ)で あってもよいことは言うまでもない。 また、便宜上、電池を例にとって図示および説明しているが、ここでいう電池 、バッテリー、バッテリーパックは、すべて再充電可能なエネルギー蓄電装置と いう意 味で同列である。従って、本明細書で直列接続されたバッテリーの電池C1とし て説明する場合は、複数のバッテリーが直列接続されたバッテリーパック内のバ ッテリーについての説明も包含されることに留意されたい。 図2は、電池(C1)の充電状態の検出に用いられるパルスの波形図である。 図2には、2つの充電パルス200A、200Bが休止期間205を隔てて示さ れている。このように2以上の充電パルスを印加する場合には、一定間隔(休止 期間205)で充電パルスが印可されるが、本実施形態では、単一の充電パルス 200Aのみを印加するものとして説明する。図2では充電パルス200の印加 後、第1の休止(待機)期間210Aを経て、第1の復極パルス220Aが印加 され、第2の休止期間210Bに入る。さらに復極パルス220B、220Cを 待機期間210C、210Dを隔てて印加してもよい。複数の復極パルスを印可 することの効果は、米国特許第5,307,000号に記載されるとおりであるが、本実 施形態では、単一の復極パルス220Aを印可するものとして説明する。この充 電サイクル(充電パルス200の印加、必要であれば休止期間205、休止期間 210、復極パルス220の印加)を、次のサイクルの充電パルス200Aを印 加することにより繰り返す。 放電パルスの開始部分は、復極機能を果たすことから、復極パルスは、非常に 短い放電パルスであるとも言える。この復極パルスの印加により、電池は一瞬間 放電して、 所望の程度に復極され。長めの復極パルスも復極機能を持つが、復極パルスの印 加時間が長くなると、電池に蓄えられたエネルギーを不必要に排出するおそれが ある。一般に長めのパルスは、電池からエネルギーを排出させて、その電池の蓄 えられた電荷を他の電池に蓄積された電荷と等しくする(等化する)場合に、効 果的に用いられる。 電池の充電状態は、復極パルス220を挟む両側の休止期間210に電池の開 放電圧を測定することによって検出できる。たとえば、復極パルス220Aを挟 む休止期間210Aと210B、あるいは復極パルス220Bを挟む休止期間2 10Bと210Cに、開放電圧を測定する。充電パルス200から最初の復極パ ルス220Aへの移行は、間に休止期間210Aを設けずに移行することも可能 である。この場合、復極パルス220Bを挟む休止期間210Bと210C、あ るいは復極パルス220Cを挟む休止期間210Cと210Dにおいて、開放電 圧を測定する。 電池の充電状態を最も正確に決定するには、充電パルス200に引き続いて印 可される最初の復極パルスを挟む休止期間で開放電圧を測定するのが望ましい。 従って、充電パルスの後に休止期間210Aが設定されている場合は、この休止 期間210Aと210Bとで開放電圧を測定するのが好ましい。休止期間210 Aが設定されていない場合は、休止期間210Bと210Cとで開放電 圧を測定する。本実施形態においては、充電状態を決定するのに、開放電圧以外 に各電池の温度、あるいは少なくともバッテリー全体の温度を周期的に測定する 。電池やバッテリーの質量は比較的大きいので、温度が瞬時に変化するというこ とはない。従って、1分または2分間隔で測定すればよい。 復極パルス220を挟む2つの休止期間210にバッテリーの開放電圧を測定 することによって、電池のイオン移動力(ion transport ability)に関する情 報を得ることができる。イオン移動力は、電池が充電電流をどの程度受け入れら れるかを示す。この情報により、印加する充電電流と、電池の充電電流の収容力 とをより正確に制御することができる。第1休止期間(例えば210A)の測定 電圧と、次の第2休止期間(210B)の測定電圧の差が、その電池のイオン移 動力と、ガス発生率を示す。この結果、電池に対する充電速度が適正に調整され 、気化による電解液の損失を防止できる。これは、充電プロセスの最終段階では 特に重要である。最終段階では、電池はほぼ電荷で満たされており、充電開始時 と同じような充電速度では、容易に充電電流を受けつけることができない。 一般に、充電プロセスが適正に行われているならば、第1休止期間での電圧測 定値(第1の電圧測定値)は、第2休止期間での電圧測定値(第2の電圧測定値 )とほぼ等しい。従って、第1の電圧測定値と第2電圧測定値 と比較し(減算し)、電圧差DELTAYを求める。このような電圧差は、イオン移動 に問題が起きるまでは発生しない。すなわち、イオン移動に問題が生じると、電 圧測定値に変化が起こり、第1休止期間での電圧測定値が、第2休止期間での電 圧測定値を上回る。電圧差DELTAYをしきい値(VTHRESHOLD)と比較することによ って、充電速度を上げる余裕があるか(すなわち、電圧差DELTAYがほとんどない か、しきい値VTHRESHOLDより低い場合)、充電速度が速すぎて過充電(電圧差DE LTAYがVTHRESHOLDより高い場合)かどうかを判断する。このように、電圧差情報 DELTAYに基づいて、電池がどの程度充電電流を受け入れることができるかを判断 できる。本実施形態では、電圧差DELTAYは電池の種類、定格、温度に応じて設定 された適当なVTHRESHOLDと比較される。VTHRESHOLDは、それぞれ容量、充電状態 、温度がわかっている異なる種類の電池のガス発生率を測定することによって経 験的に決定される。低温の容量の小さいリチウム電池のしきい値は、高温の大容 量の鉛蓄電池のしきい値と異なるので、充電されている電池の種類を知っておく 必要があるからである。 電池の充電状態がわかったならば、その電池の充電状態と電流収容力を、他の 電池の充電状態と等しくする等化プロセスに入る。本発明では、複数電池間で充 電状態および電流収容力を等化する方法をいくつか提供する。 第1の方法は、バッテリー内の各電池について、電圧差DELTAYを、電池の種類 、定格、温度に基づいて設定された適切なしきい値電圧VTHRESHOLDと比較する。 DELTAYがVTHRESHOLDより高い場合は、その電池に印加されている充電電流が高す ぎることを意味するので、その電池への充電電流を低減する。電池に供給される 充電電流の量は、その電池からシャントする電流量を増やすことによって、低減 することができる。DELTAYがVTHRESHOLDより低い場合は、その電池は最大充電速 度で充電されていないことを意味し、充電不足あるいは充電時間の増大につなが る。従って、その電池への充電電流を適切に増大させる必要がある。このように 、各電池にその電池が受け入れることのできる最大充電速度で充電電流が供給さ れる。 第2の方法は、電圧差DELTAYを各電池ごとに求め、DELTAYが最大である電池を 「ワースト電池」とする。この最大電圧差DELTAYを、電池の種類、定格、温度な どに基づく適切なしきい値電圧VTHRESHOLDと比較する。最大DELTAYがVTHREHOLD より高い場合は、最も劣化した電池に過剰の電流が供給されていることを意味し 、バッテリー全体に供給される充電電流を低減する。バッテリーに供給される充 電電流の振幅は、充電電流をバッテリー内に送り込む充電電圧を下げることによ って小さくすることができる。また、充電パルスの持続時間を短くすることによ って、トータルでの充電電流を低減 してもよい。この第2の方法は、各電池で充電状態を測定するが、供給される充 電電流は個別の電池ベースで調節するのではなく、バッテリー全体に供給される 充電電流を調節する点で、第1の方法よりも簡単である。また、この方法では、 充電電流の一部をシャントすることなく、すべての充電電流を電池が電池にいき わたる点で効率的である。ただし、すべての電池が、最も低い充電速度でしか電 流を受け付けない電池を基準にして決定された充電速度で充電されることになる 。 第3の方法は、各電池について電圧差DELTAYを求め、最大の電圧差を有する「 ワースト電池」を決定する。最大DELTAYを、電池の種類、定格、温度などに基づ いて設定された適切なしきい値電圧VTHRESHOLDと比較する。最大DELTAYがVTHRES HOLDを越える場合は、ワースト電池に過剰の電流が印加されているので、バッテ リーに供給される電流を低減しなければならないが、バッテリーに供給される充 電電流を低減する方法として、充電パルス200の数を減らす。たとえば、復極 パルス220を印加する前に、2つの連続する充電パルス200A、200Bが 印加されている場合は、この充電パルスの数を1つに減らすなどする。 第4の方法は、電圧差DELTAYがVTHRESHOLDより高い場合は、その電池に過剰の 充電電流が印加されていることを意味する。したがって、充電パルスとパルスの 間に電池を放電して充電率を下げるか、あるいは一時的 に充電極性を反転させる必要がある。電池の放電は、復極パルス220によって 引き出される電流量を増大させることによって行われる。これは、各電池ごとに 復極パルス電流を調整することによって個別の電池レベルで行ってもよい。ある いは、バッテリーレベルで放電する場合は、ワースト電池を決定して、ワースト 電池に必要とされる復極パルス電流に基づいてバッテリー内のすべての電池に均 等な復極パルスを供給する。 第5の方法は、電圧差DELTAYがVTHRESHOLDより高い場合に、その電池に印加さ れる充電電流を低減するために、充電パルスとパルスの間に放電させて充電率を 低減または一時反転させるが、これを復極パルス220の持続時間を拡げること によって行う。各電池ごとに復極パルスの持続時間を調整して個別の電池レベル で行ってもよいし、バッテリーレベルで調節する場合は、ワースト電池を決定し て、ワースト電池に適した復極パルス持続時間に基づき、バッテリー内のすべて の電池に均等な持続時間の復極パルスを印加してもよい。 第6の方法は、電圧差DELTAYがVTHRESHOLDより高く、電池への充電電流を低減 するために充電パルスとパルスの間に放電させて充電率を低減または一時的に反 転させる場合、印加する復極パルス220の数を増加することにより行う。たと えば、今、2つの復極パルス220A、220Bが印加されているとすると、こ れを3つ以上に増やせばよい。その場合、追加の復極パルス2 20C、220D(不図示)、220E(不図示)、あるいはそれ以上の復極パ ルスを、電圧差DELTAYがVTHRESHOLD以下になるまで印加する。各電池ごとに印加 する復極パルスの数を調整して電池レベルで調節してもよいし、バッテリーレベ ルで調節する場合は、ワースト電池を決定し、ワースト電池を基準にした復極パ ルスの数に基づいて、バッテリー内のすべての電池に同じ数の復極パルスを印加 してもよい。 第7の方法は、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最大となるワースト電 池を決定し、最大DELTAYをVTHRESHOLDと比較する。比較結果に基づき、ワースト 電池に必要な充電量を基にして、充電パルス200の持続時間(図2の例ではパ ルス幅に一致)を調節する。この方法のバリエーションとして、各電池の温度を 考慮し、その温度でDELTAYとVTHRESHOLDとの差が最も大きい電池をワースト電池 として選択する方式を採用することもできる。 第8の方法は、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最大となるワースト電 池を決定する。次に、ワースト電池を基準にして、充電パルス200の振幅を調 節する。この方法のバリエーションとして、各電池の温度を考慮して、その温度 でDELTAYとVTHRESHOLDとの差が最大になる電池をワースト電池としてもよい。 第9の方法は、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最大となるワースト電 池を決定する。次に、 ワースト電池を基準にして、復極パルス220の振幅を調節する。この方法のバ リエーションとして、各電池の温度を考慮して、その温度でDELTAYとVTHRESHOLD との差が最大になる電池をワースト電池としてもよい。 第10の方法は、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最大となるワースト 電池を決定する。次に、ワースト電池を基準にして、充電パルス200のパルス 幅と、復極パルス220の振幅とを調節する。この方法のバリエーションとして 、各電池の温度を考慮して、その温度でDELTAYとVTHRESHOLDとの差が最大になる 電池をワースト電池としてもよい。 第11の方法は、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最大となるワースト 電池を決定する。次に、ワースト電池を基準にして、充電パルス200の振幅と 、復極パルス220のパルス幅とを調節する。この方法のバリエーションとして 、各電池の温度を考慮して、その温度でDELTAYとVTHRESHOLDとの差が最大になる 電池をワースト電池としてもよい。 第12の方法は、各電池で電圧差DELTAYを求め、電圧差DELTAYが最小となる電 池をベスト電池とする。この方法のバリエーションとして各電池の温度を考慮し 、その温度でDELTAYとVTHRESHOLDとの差が最小になる電池をベスト電池としても よい。次に、ベスト電池を基準にして、一次充電パルス200の振幅を調節し、 各電池ごとに充電状態に応じて一次充電パルス200の一 部をシャントする。 第13の方法は、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最小となるベスト電 池を決定する。バリエーションとして、各電池の温度を考慮してベスト電池を決 定してもよい。次に、ベスト電池を基準にして、一次充電パルス200の振幅と 、一次復極パルス220のパルス幅とを調節し、各電池ごとに充電状態に応じて 一次充電パルス200の一部をシャントする。 第14の方法として、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最大となるワー スト電池を決定する。バリエーションとして、各電池の温度を考慮してワースト 電池を決定してもよい。次に、このワースト電池の状態を基準にして、バッテリ ー内の電池に印加される復極パルス220の振幅を一様に増大させる。あるいは 、各電池の状態に応じて、各電池ごとに印加される復極パルスを調節してもよい 。 第15の方法として、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最小となるベス ト電池を決定する。バリエーションとして、各電池の温度を考慮してベスト電池 を決定してもよい。次に、このベスト電池の状態に応じて、ベスト電池に印加さ れる復極パルス220の振幅を低減する。あるいは、各電池の状態に応じて、各 電池ごとに印加される復極パルス220の振幅を調節してもよい。 第16の方法として、各電池で電圧差DELTAYを求め、DELTAYが最小となるベス ト電池を決定する。バリエー ションとして、各電池の温度を考慮してベスト電池を決定してもよい。次に、こ のベスト電池の状態に応じて、ベスト電池に印加される復極パルス220のパル ス幅を低減する。あるいは、各電池の状態に応じて、各電池ごとに印加される復 極パルス220のパルス幅を調節してもよい。 上述したように、電圧差DELTAYは充電サイクルパラメータ(充電パルス200 と復極パルス220の振幅、パルス幅、パルス数、周波数、休止期間205、2 10の継続時間など)の変化に即座に反応する。従って、各充電サイクルごとに 電圧差DELTAYを検出し、次のサイクルのためにパラメータを調整するというよう に、サイクルベースで充電サイクルパラメータを調節するのが望ましい。本実施 形態では、充電パルス200によって供給される電流は、充電パルス電流を調整 する必要があるたびに、所定の調整幅(たとえば1アンペア間隔)で変更される 。また、充電パルスの持続時間を、たとえば10ミリセカンド間隔で調整するこ とによって、充電パルス電流を調整してもよい。同様に、復極パルスにより引き 出される電流も、負荷抵抗や復極パルスの持続時間を変更することによって調整 することができる。 充電サイクルパラメータをサイクルごとに調整する変わりに、Nサイクルごと 、またはTミリセカンドごとに調整してもよい。また、単一のしきい値に代えて 、複数のしきい値電圧を使用してもよい。2以上のしきい値を 使用した場合、電池のコンディションにより良く応答して、充電サイクルパラメ ータを制御することができる。たとえば、2つのしきい値電圧を設定し、充電パ ルス200の電流を調整する場合、電圧差DELTAYが第1しきい値より低い場合は 、充電パルス電流を増加し、第1しきい値と第2しきい値の間にある場合は、充 電パルス電流を変更せず、第2しきい値を超える場合は、充電パルス電流を減少 させる。 上述した方法の2つ以上を組み合わせてもよい。たとえば、充電不足の電池へ の充電パルス電流を上昇させる一方で、ほぼ充電されている電池においては、充 電パルス電流からシャントされる量を増やすこともできる。同様に、ある電池で 復極パルス電流を増加させ、別の電池で復極パルスのパルス数あるいはパルス持 続時間を増やしてもよい。このように2以上の方法を組み合わせることにより、 各電池が損傷なしに受け入れることのできる最大充電率で電池を充電できる。こ の結果、充電速度が向上し、充電時間が短縮される。 図1に示すように、充電装置30の一次充電パルスのパラメータ(一次パラメ ータ)は、個々の電池の充電パラメータを最小値ではなく、最大値に設定する。 たとえば、一次充電パルスを、各々が振幅50A、持続時間500ミリセカンド の2つのパルスで構成するとする。このとき、等化モジュール12を用いること によって、一方の充電パルス電流が完全に電池からシャントされる場 合や、パルス持続時間の全体あるいは一部で充電パルス電流の一部が電池からシ ャントされて充電パルスの振幅が低減する場合がある。また、一次充電パルスの 持続時間の一部で、充電パルスの振幅全体をシャントすることによって、充電パ ルス幅が短縮される場合もあり、これらの組み合わせもあり得る。 同様に、一次復極パルスのパラメータは、個々の電池の復極パラメータを、最 大値ではなく最小値に設定する。たとえば、復極パルスを50A、2ミリセカン ドの単一のパルスとする。等化モジュール12を用いることにより、1以上の電 池に追加の復極パルスが印加される場合があるし、復極パルスの振幅または持続 時間が増大する場合、あるいはこれらの組み合わせもある。 定格電圧が2.2ボルト、定格容量が60アンペア時間である通常の鉛蓄電池 を充電する場合の公称値は以下のとおりである。一次充電パルス200は60A で500ミリセカンド、一次復極パルス220は120Aで3ミリセカンド、休 止期間210は7〜10ミリセカンドである。電圧値、電流値、パルス数、およ びパルス持続時間は、充電されている電池の種類(リチウム電池、鉛蓄電池など )と定格容量(100アンペア時間、500アンペア時間など)によって決まる 。これらの値は充電されている電池の充電状態と電池温度に依存する。 電圧測定は、休止期間210の任意の時点で行われ、休止期間によって異なる 時点で行ってもかまわない。し かし本実施形態では、休止期間210の開始時に電圧測定を行い、各休止期間ご とに同一時点で測定を行う。 このように、本発明では電池の充電状態をテストし、充電速度を調整すること によって、電池にダメージを与えずに最良の速度で充電する。また、電池が直列 接続されている場合にも、この電池列の各電池が異なる充電状態にあったとして も、電池にダメージを与えることなく充電することができる。すなわち、本発明 は電池間の充電状態の等化を行うことによって、各電池間で充電初期状態やその 電池への充電速度が異なっていようとも、電池に損傷を与えない範囲での最大容 量に充電することができる。 図3Aおよび3Bは、バッテリー内の電池の充電状態を決定し、これに基づい て充電プロセスを調整する工程を示すフローチャートである。本実施形態では、 コントローラ14によって処理制御を行うが、その他の装置によって処理制御を 行ってもよい。まず、ステップS310で、ユーザーからバッテリー情報が供給 される。バッテリー情報は、たとえばバッテリーの種類、バッテリー電圧、電池 電圧、バッテリーに含まれる電池の数(NC:number of cells)、バツテリーの 定格容量(CR:capacity rating)などである。これらの情報に基づいて、バッテ リーの初期充電サイクルパラメータを決定する。初期充電サイクルパラメータは 、ルックアップテーブルや等式によって決定してもよい。 次にステップS305で、所望の電流振幅および持続時間の充電パルス200 をバッテリーに印加する。充電パルス200後の所定時間の休止期間210Aで 、各電池の第1開放電圧(V1)を測定する。次いで、所望の電流振幅および持 続時間の復極パルス220Aをバッテリーに印加する。復極パルス印加後の所定 時間の第2休止期間で、各電池の第2開放電圧(V2)を測定する。前述したよ うに、休止期間210の開始ポイントに対する相対時点が同じであれば、休止期 間210のどの時点で電圧測定を行ってもよい。V1とV2に基づき、各電池の 電圧差DELTAYを求める。 ステップS310で、いずれかの電池で電圧差DELTAYがその電池のしきい値電 圧VTHRESHOLDを上回るかどうかテストする。すべての電池の電圧差がしきい値以 下であれば、すべての電池がその電池の最大充電速度以下で充電されていること になるので、ステップS315に進み、充電サイクルパラメータを調整して充電 率を上げる。パラメータの調整は、現在行われている充電プロセスに応じて、た とえばバッテリー全体と特定電池の少なくとも一方に対し、充電パルスの振幅、 パルス持続時間、パルス数などを増加するか、あるいは、復極パルスの振幅、パ ルス数、パルス持続時間を低減することによって行う。充電サイクルパラメータ をそれぞれの設定値に維持しておく方法も採用できる。この場合、図示はしない が、第2のしきい値電圧を使用し、テスト時 点での充電率を上げるか維持するかを決定することもできる。 ステップS310で、いずれかの電池で電圧差DELTAYがその電池のしきい値電 圧VTHRESHOLDを越える場合は、電池が過充電されているか、電池が適正に受け入 れることのできる充電速度以上で充電されていることになる。この場合は、ステ ップS320に進み、充電サイクルパラメータを調整して充電速度を下げる。パ ラメータの調整は、たとえば、特定の充電過程に応じて、バッテリー全体と特定 電池の少なくとも一方に対し、充電パルスの振幅、パルス持続時間、パルス数な どを低減する、あるいは、復極パルスの振幅、パルス数、パルス持続時間を増大 させる。その後、ステップS325に進む。 ステップ325で、充電プロセスを終了するかどうかを判断する。充電プロセ スが終了されるケースとして、たとえば、ユーザーが設定した充電時間が終了す る、バッテリー温度が許容範囲外になる、充電パルス200によって供給される 電流の振幅がCR/10(定格容量の10分の1)以下になる、などが挙げられ る。ステップS325で充電プロセスが終了しない場合は、ステップS305に 戻る。 充電プロセスを終了すべき事由が発生した場合は、ステップS330で充電プ ロセスを終了し、次の処理を行う。たとえば、充電電流がCR/10以下になっ たため に充電プロセスを終了した場合、充電中のバッテリーに適合するならば、細流充 電を適用する。また、バッテリー温度変化のせいで充電を終了した場合は、任意 の方法で充電を停止するか、放電する。充電プロセスの終了をオペレータに対し 視覚的、聴覚的に知らせるようにしてもよい。 以上、本発明を良好な実施形態に基づいて述べてきたが、本発明はリチウム電 池や鉛蓄電池の充電プロセスに限定されない。本発明は、他の種類の電池または バッテリーにも効果的に適用される。 本発明は、バッテリーパック中で直列接続されたバッテリーの充電にも有効で ある。この場合は、各バッテリーが各電池(セル)として扱われ、バッテリーパ ックが、直列電池列を収容するバッテリーとして扱われる。唯一の相違は、バッ テリーパックはより高電流、高電圧の少なくとも一方を必要とする点にある。ま た、温度、電圧差DELTAY、しきい値電圧などは、電池レベルではなく、バッテリ ーレベルで設定される。 このように、本発明は電池の充電状態を効果的に検出する方法とともに、充電 プロセス中に、バッテイー中の電池の電荷量を均一にすよべく、各電池の充電を 調節する方法を提供する。さらに、バッテリー中のすべての電池がすべて同じ充 電状態になるように等化する方法を提供する。 当業者にとって、以上の記載から、添付の請求の範囲 に定義される本発明の趣旨および範囲内で、多様な変形、バリエーションが可能 であることはいうまでもない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW (72)発明者 クシャルスキー、イェフィン ワイ. アメリカ合衆国 30092 ジョージア州 ノークロス メドウ リュー ドライブ 6575 【要約の続き】 ラメータを制御してもよい。本発明は充電サイクルパラ メータを調節する方法を開示する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有する直列充電電流を供 給する少なくとも1の充電パルスを印加するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引き出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記いずれかの電圧差がしきい値電圧を上回る場合に、直列充電電流の振幅を 低減する、前記直列充電電流の持続時間を低減する、前記復極パルスに介入しな い前記充電パルスの数を低減する、前記休止期間の少なくとも1の休止時間を長 くする、前記放電電流の振幅を増大させ る、前記放電電流の持続時間を長くする、前記充電パルスに介入しない復極パル ス数を増加する、の中の少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 2.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有し直列充電電流を供給 する少なくとも1の充電パルスを印加することにより、前記各エネルギー蓄積デ バイスが、他のデバイスが受け取る充電パルスの部分とは独立した充電パルスの 一部を受け取るステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記いずれかの電圧差がしきい値電圧を上回る場合に、直列充電電流の振幅を 低減する、前記直列充電電流の持続時間を低減する、前記復極パルスに介入しな い前記充電パルスの数を低減する、前記休止期間の少なくとも1の休止時間を長 くする、前記放電電流の振幅を増大させる、前記放電電流の持続時間を長くする 、前記充電パルスに介入しない復極パルス数を増加する、の中の少なくとも1の 処理を行うステップと、 前記しきい値電圧を越える電圧差を有するエネルギー蓄積デバイスのうち少な くともひとつにおいて、前記エネルギー蓄積デバイスで受け取られた直列充電電 流の一部分の振幅を低減する、前記エネルギー蓄積デバイスで受け取られた直列 充電電流の一部分の持続時間を低減する、前記復極パルスに干渉せずに前記エネ ルギー蓄積デバイスで受け取られる直列充電電流の一部分を与える充電パルス数 を低減する、の少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 3.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有する直列充電電流を供 給する、少なくとも1の充電パ ルスを印加するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に印加される復極パルスのうち少なくとも1の復極パ ルス印加期間に、少なくとも1のエネルギー蓄積デバイスに特定の復極パルスを 印加して、該デバイスから所定の振幅および持続時間の放電電流を余分に引き出 すステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記いずれかの電圧差がしきい値電圧を上回る場合に、前記直列充電電流の振 幅を低減する、直列充電電流の持続時間を低減する、前記復極パルスに介入しな い前記充電パルスの数を低減する、前記休止期間の少なくとも1の休止時間を延 長する、前記放電電流の振幅を増大させる、前記放電電流の持続時間を長くする 、前記充電パル スに介入しない復極パルス数を増加する、の中の少なくとも1の処理を行うステ ップと、 前記電圧差がしきい値電圧を越えるエネルギー蓄積デバイスのうち少なくとも 1において、前記特定の復極パルス放電電流の振幅を増大させる、前記特定の復 極パルス放電電流の持続時間を長くする、前記充電パルスに介入しない復極パル ス数を増加する、の少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 4.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有し直列充電電流を供給 する少なくとも1の充電パルスを印加することにより、前記各エネルギー蓄積デ バイスが、他のデバイスが受け取る充電パルスの部分とは独立した充電パルスの 一部を受け取るステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに 後続する休止期間の所定の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定す るステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記しきい値電圧を越える電圧差を有するエネルギー蓄積デバイスのうち少な くともひとつにおいて、このエネルギー蓄積デバイスで受け取られた直列充電電 流の一部分の振幅を低減する、前記エネルギー蓄積デバイスで受け取られた直列 充電電流の一部分の持続時間を低減する、前記復極パルスに干渉せずに前記エネ ルギー蓄積デバイスで受け取られる直列充電電流の一部分を与える充電パルス数 を低減する、の少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 5.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有する直列充電電流を供 給する、少なくとも1の充電パルスを印加するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の 復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に印加される復極パルスのうち少なくとも1の復極パ ルス印加期間に、少なくとも1のエネルギー蓄積デバイスに特定の復極パルスを 印加して、該デバイスから所定の振幅および持続時間の放電電流を余分に引き出 すステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記電圧差がしきい値電圧を越えるエネルギー蓄積デバイスのうち少なくとも 1において、前記特定の復極パルス放電電流の振幅を増大させる、前記特定の復 極パルス放電電流の持続時間を長くする、前記充電パルスに介入しない復極パル ス数を増加する、の少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 6.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有し直列充電電流を供給 する少なくとも1の充電パルスを印加することにより、前記各エネルギー蓄積デ バイスが、他のデバイスが受け取る充電パルスの一部分とは独立した充電パルス の一部を受け取るステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に印加される復極パルスのうち少なくとも1のパルス 期間に、少なくとも1のエネルギー蓄積デバイスに特定の復極パルスを印加して 、該デバイスから所定の振幅および持続時間の放電電流を余分に引き出すステッ プと 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記しきい値電圧を越える電圧差を有するエネルギー蓄積デバイスのうち少な くともひとつにおいて、このエネルギー蓄積デバイスで受け取られた直列充電電 流の一部分の振幅を低減する、前記エネルギー蓄積デバイスで受け取られた直列 充電電流の一部分の持続時間を低減する、前記復極パルスに干渉せずに前記エネ ルギー蓄積デバイスで受け取られる直列充電電流の一部分を与える充電パルス数 を低減する、前記特定の復極パルス放電電流の振幅を増大させる、前記特定の復 極パルス放電電流の持続時間を長くする、または前記充電パルスに介入しない特 定の復極パルス数を増加する、の中の少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 7.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有する直列充電電流を供 給する、少なくとも1の充電パルスを印加するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバ イスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記いずれの電圧差も前記しきい値電圧を越えない場合に、前記直列充電電流 の振幅を増大する、直列充電電流の持続時間を長くする、前記復極パルスに介入 しない前記充電パルスの数を増加する、前記休止期間の少なくとも1の休止時間 を短縮する、前記放電電流の振幅を低減する、前記放電電流の持続時間を短くす る、前記充電パルスに介入しない復極パルス数を低減する、の中の少なくとも1 の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法 8.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有し直列充電電流を供給 する少なくとも1の充電パルスを印加することにより、前記各エネルギー蓄積デ バイスが、他のデバイスが受け取る充電パルスの部分とは独立 した充電パルスの一部を受け取るステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 いずれの電圧差もしきい値電圧を越えない場合に、直列充電電流の振幅を増大 する、前記直列充電電流の持続時間を長くする、前記復極パルスに介入しない前 記充電パルスの数を増加する、前記休止期間の少なくとも1の休止時間を短くす る、前記放電電流の振幅を低減する、前記放電電流の持続時間を短くする、前記 充電パルスに介入しない復極パルス数を低減する、の中の少なくとも1の処理を 行うステップと、 少なくともひとつのエネルギー蓄積デバイスにおいて、前記エネルギー蓄積デ バイスで受け取られた直列充電電流の一部分の振幅を低減する、前記エネルギー 蓄積デバ イスで受け取られた直列充電電流の一部分の持続時間を低減する、前記復極パル スに干渉せずに前記エネルギー蓄積デバイスで受け取られる直列充電電流の一部 分を与える充電パルス数を低減する、の少なくとも1の処理を行うステップと 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 9.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの充 電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有する直列充電電流を供 給する少なくとも1の充電パルスを印加するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に印加される復極パルスのうち少なくとも1の復極パ ルス印加期間に、少なくとも1のエネルギー蓄積デバイスに特定の復極パルスを 印加して、該デバイスから所定の振幅および持続時間の放電電流を余分に引き出 すステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに 後続する休止期間の所定の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定す るステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 いずれの電圧差も前記しきい値電圧を越えない場合に、前記直列充電電流の振 幅を増大する、直列充電電流の持続時間を長くする、前記復極パルスに介入しな い前記充電パルスの数を増加する、前記休止期間の少なくとも1の休止時間を短 縮する、前記放電電流の振幅を低減させる、前記放電電流の持続時間を短くする 、前記充電パルスに介入しない復極パルス数を低減する、の少なくとも1の処理 を行うステップと、 前記エネルギー蓄積デバイスのうち少なくとも1のデバイスにおいて、前記特 定の復極パルス放電電流の振幅を増大させる、前記特定の復極パルス放電電流の 持続時間を長くする、前記充電パルスに介入しない復極パルス数を増加する、の 少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 10.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの 充電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を 有し直列充電電流を供給する少なくとも1の充電パルスを印加することにより、 前記各エネルギー蓄積デバイスが、他のデバイスが受け取る充電パルスの一部分 とは独立した充電パルスの一部を受け取るステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記しきい値電圧に満たない電圧差を有するエネルギー蓄積デバイスのうち少 なくともひとつにおいて、このエネルギー蓄積デバイスで受け取られた直列充電 電流の一部分の振幅を増大する、前記エネルギー蓄積デバイスで受け取られた直 列充電電流の一部分の持続時間を長くする、前記復極パルスに干渉せずに前記エ ネルギー蓄積デバイスで受け取られる直列充電電流の一部分を与える充電パルス 数を増加する、の少なくとも1の処理を行う ステップと 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 11.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの 充電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有する直列充電電流を供 給する少なくとも1の充電パルスを印加するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに後続する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 前記エネルギー蓄積装置に印加される復極パルスのうち少なくとも1の復極パ ルス印加期間に、少なくとも1のエネルギー蓄積デバイスに特定の復極パルスを 印加して、該デバイスから所定の振幅および持続時間の放電電流を余分に引き出 すステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差 を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記電圧差がしきい値電圧に満たないエネルギー蓄積デバイスのうち少なくと も1において、前記特定の復極パルス放電電流の振幅を低減する、前記特定の復 極パルス放電電流の持続時間を短くする、前記充電パルスに介入しない復極パル ス数を低減する、の少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 12.エネルギー蓄積装置内で直列接続された複数のエネルギー蓄積デバイスの 充電を等化する方法であって、 前記エネルギー蓄積装置に、所定の振幅と持続時間を有し直列充電電流を供給 する少なくとも1の充電パルスを印加することにより、前記各エネルギー蓄積デ バイスが、他のデバイスが受け取る充電パルスの部分とは独立した充電パルスの 一部を受け取るステップと、 前記エネルギー蓄積装置に、一定の休止期間間隔をおいて、所定の振幅と持続 時間の放電電流を引出す複数の復極パルスを印加するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに先行する休止期間の所定 の時点で、エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定するステップと、 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記復極パルスに 後続する休止期間の所定の時点で、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧を測定す るステップと、 前記エネルギー蓄積装置に印加される復極パルスのうち少なくとも1の復極パ ルス印加期間に、少なくとも1のエネルギー蓄積デバイスに特定の復極パルスを 印加して、該デバイスから所定の振幅および持続時間の放電電流を余分に引き出 すステップと 各エネルギー蓄積デバイスごとに、前記先行する休止期間での電圧と、前記後 続する休止期間での電圧との差を求めるステップと、 各電池の電圧差をしきい値電圧と比較するステップと、 前記しきい値電圧に満たない電圧差を有するエネルギー蓄積デバイスのうち少 なくともひとつにおいて、このエネルギー蓄積デバイスで受け取られた直列充電 電流の一部分の振幅を増大する、前記エネルギー蓄積デバイスで受け取られた直 列充電電流の一部分の持続時間を長くする、前記復極パルスに干渉せずに前記エ ネルギー蓄積デバイスで受け取られる直列充電電流の一部分を与える充電パルス 数を増加する、前記特定の復極パルス放電電流の振幅を低減する、前記特定の復 極パルス放電電流の持続時間を短くする、または前記充電パルスに介入しない特 定の復極パルス数を低減する、の中の少なくとも1の処理を行うステップと、 上記の工程を繰り返すステップと、 を含む等化方法。 13.前記各エネルギー蓄積デバイスの温度を測定するステップと、 前記エネルギー蓄積デバイスの温度に基づいて、各デバイスのしきい値電圧を 決定するステップと、 前記比較ステップにおいて、前記温度に基づき決定されたしきい値電圧と各デ バイスでの電圧差を比較するステップと をさらに含むことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の方法。 14.前記複数のエネルギー蓄積デバイスから成るエネルギー蓄積装置の温度を 測定するステップと、 前記エネルギー蓄積装置の温度に基づいて、しきい値電圧を決定するステップ と、 前記比較ステップにおいて、前記エネルギー蓄積デバイスの電圧差を、前記エ ネルギー蓄積装置の温度によって決定されたしきい値電圧と比較するステップと をさらに含むことを特徴とする請求項1〜12に記載の方法。
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