JP3013136B2 - Charge / discharge device - Google Patents

Charge / discharge device

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JP3013136B2
JP3013136B2 JP5317611A JP31761193A JP3013136B2 JP 3013136 B2 JP3013136 B2 JP 3013136B2 JP 5317611 A JP5317611 A JP 5317611A JP 31761193 A JP31761193 A JP 31761193A JP 3013136 B2 JP3013136 B2 JP 3013136B2
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JP
Japan
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charging
switch
discharge
secondary battery
discharging
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文明 伊原
隆司 横山
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富士通電装株式会社
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、二次電池を直列に接続
して、二次電池の充電又は放電を制御する充放電装置に
関する。各種の構成の二次電池が実用化されており、こ
のような二次電池の開発研究や製品の信頼性確認の為等
に於いて、二次電池の充電特性,放電特性,充放電の繰
り返し特性等の測定が行われている。その場合に、複数
の二次電池を直列に接続して、同時に特性測定を行うこ
とが考えられ、その場合の充放電制御を効率良く行う構
成が要望されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging / discharging device for controlling charging or discharging of a secondary battery by connecting the secondary batteries in series. Secondary batteries of various configurations have been put into practical use. For the purpose of research and development of such secondary batteries and to confirm the reliability of products, charging characteristics, discharging characteristics, and repetition of charge / discharge of secondary batteries Measurement of characteristics and the like is being performed. In such a case, it is conceivable to connect a plurality of secondary batteries in series and measure characteristics at the same time, and there is a demand for a configuration for efficiently performing charge / discharge control in that case.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は従来例の説明図であり、充放電装
置13は、直流電流を供給できる直流電源部11と、定
電流特性を有する電子負荷部12とから構成され、同一
種類の複数の二次電池B1〜Bnを直列に接続し、充放
電装置13の直流電源部11から実線矢印方向に充電
し、又電子負荷部12により点線矢印方向に放電させる
ものである。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is an explanatory view of a conventional example. A charging / discharging device 13 comprises a DC power supply 11 capable of supplying a DC current and an electronic load 12 having a constant current characteristic. A plurality of rechargeable batteries B1 to Bn are connected in series, charged in a direction indicated by a solid arrow from a DC power supply unit 11 of a charging / discharging device 13, and discharged in a direction indicated by a dotted line by an electronic load unit 12.

【0003】複数の二次電池B1〜Bnが全く同一の特
性の場合には、同一の充電電流によって充電された時
に、同時に充電完了状態となり、又同一の放電電流によ
り放電された時に、同時に所定の放電完了状態となる。
しかし、直列に接続した各二次電池B1〜Bnには、そ
れぞれ製造誤差等による特性の相違によって、充電完了
時点にばらつきがあり、又放電完了状態となる時点にも
ばらつきがある。
When the plurality of rechargeable batteries B1 to Bn have exactly the same characteristics, charging is completed at the same time when they are charged by the same charging current, and simultaneously when they are discharged by the same discharging current. Is completed.
However, the rechargeable batteries B1 to Bn connected in series have variations in the time of completion of charging and also in the time of completion of discharge due to differences in characteristics due to manufacturing errors and the like.

【0004】例えば、最初に充電完了となった二次電池
は、他の二次電池が充電完了でないことにより充電を継
続すると、過充電状態となって二次電池の機能が劣化す
る。同様に、最初に所定の放電完了状態となった二次電
池は、他の二次電池が放電完了状態でないことにより放
電を継続すると、過放電状態となって二次電池として機
能しなくなる場合が生じる。
[0004] For example, if a secondary battery that has been fully charged first continues charging because the other secondary batteries are not fully charged, the secondary battery becomes overcharged and the function of the secondary battery deteriorates. Similarly, when the secondary battery that has been in the predetermined discharge completed state first continues discharging because the other secondary batteries are not in the discharge completed state, the secondary battery may be in an overdischarged state and may not function as a secondary battery. Occurs.

【0005】そこで、図3に示すように、スイッチ14
−1〜14−nを設け、各スイッチ14−1〜14−n
を図示状態に切替えると、各二次電池B1〜Bnは充放
電装置13に対して直列に接続され、充電時は、直流電
源部11から実線矢印方向に電流が供給されて充電が行
われる。又放電時は、電子負荷部12により点線矢印方
向に電流が流れて放電が行われる。
Therefore, as shown in FIG.
-1 to 14-n, and switches 14-1 to 14-n
Is switched to the illustrated state, the secondary batteries B1 to Bn are connected in series to the charging / discharging device 13, and at the time of charging, current is supplied from the DC power supply unit 11 in the direction of the solid line arrow to perform charging. Also, at the time of discharging, a current flows in the direction of the dotted arrow by the electronic load unit 12 to perform discharging.

【0006】そして、充電時に、最初に充電完了となっ
た二次電池が例えばB2であるとすると、スイッチ14
−2を切替えて、その二次電池B2をバイパスし、他の
二次電池B1,B3〜Bnに対する充電を継続する。従
って、充電特性のばらつきに対して、各二次電池B1〜
Bnを充電完了状態となるように充電することができ
る。同様に、最初に放電完了となった二次電池に対して
も、その二次電池対応のスイッチによってバイパスし、
他の二次電池の放電を継続する。
[0006] When the secondary battery that has been charged first at the time of charging is, for example, B2, the switch 14
-2 is switched to bypass the secondary battery B2 and continue charging the other secondary batteries B1, B3 to Bn. Therefore, for each variation in the charging characteristics,
Bn can be charged so as to be in a charging completed state. Similarly, the secondary battery that has been discharged first is bypassed by the switch corresponding to the secondary battery,
Continue discharging other secondary batteries.

【0007】図4は先に提案された充放電装置の説明図
であり、直流電源部11は、商用交流電圧を整流平滑回
路によって整流して平滑化した構成を有するものであ
り、又電子負荷部12は、定電流特性を有するものであ
り、例えば、トランジスタ19と演算増幅器20と抵抗
21,22と基準電源23とから構成される。この電子
負荷部12の図示の構成の場合、トランジスタ19を介
して流れる電流を抵抗22により検出し、この抵抗22
による検出電流値と基準電源23によって設定した基準
値とを、演算増幅器20により比較してトランジスタ1
9を制御する。従って、トランジスタ19を介して流れ
る電流は、基準電源23による基準値に従った値に制限
され、定電流特性の負荷特性を実現できる。
FIG. 4 is an explanatory view of the previously proposed charging / discharging device. The DC power supply unit 11 has a configuration in which a commercial AC voltage is rectified and smoothed by a rectifying and smoothing circuit. The unit 12 has a constant current characteristic, and includes, for example, a transistor 19, an operational amplifier 20, resistors 21 and 22, and a reference power supply 23. In the case of this configuration of the electronic load section 12, the current flowing through the transistor 19 is detected by the resistor 22 and the resistance 22
And the reference value set by the reference power supply 23 are compared by the operational amplifier 20 to determine whether the transistor 1
9 is controlled. Therefore, the current flowing through the transistor 19 is limited to a value according to the reference value from the reference power supply 23, and a load characteristic of a constant current characteristic can be realized.

【0008】そして、二次電池Bに充電する場合は、ト
ランジスタ15をオンとする。それによって、直流電源
部11からトランジスタ15,電子負荷部12のトラン
ジスタ19,抵抗22,ダイオード18を介して、二次
電池Bに充電電流が供給され、電子負荷部12の定電流
特性によって充電電流は一定に維持される。又放電時
は、トランジスタ16をオンとする。それによって、ダ
イオード17,電子負荷部12のトランジスタ19,抵
抗22,トランジスタ16の経路で放電し、電子負荷部
12の定電流特性によって一定電流による放電が行われ
る。
When charging the secondary battery B, the transistor 15 is turned on. Thereby, a charging current is supplied from the DC power supply unit 11 to the secondary battery B via the transistor 15, the transistor 19 of the electronic load unit 12, the resistor 22, and the diode 18, and the charging current is supplied by the constant current characteristic of the electronic load unit 12. Is kept constant. At the time of discharging, the transistor 16 is turned on. As a result, discharge occurs in the path of the diode 17, the transistor 19 of the electronic load section 12, the resistor 22, and the transistor 16.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする問題点】複数の二次電池B1
〜Bnを直列接続して充電又は放電を行わせる場合、図
3に示すように、切り離しとバイパスとを行うスイッチ
14−1〜14−nを設けることになる。二次電池B1
〜Bnを直列接続することにより、充放電装置13は、
例えば、500V,400A程度の出力特性を必要とす
ることになり、スイッチ14−1〜14−nも耐圧が1
000V程度で、500A程度の直流電流を遮断及び切
替える必要がある。しかし、このような比較的大電流の
直流を遮断及び切替える為の電磁スイッチ等は、直流ア
ーク消去等の特殊な構成とする必要があるから、大型化
する問題がある。本発明は、小型化を図り且つ操作性を
向上することを目的とする。
PROBLEM TO BE SOLVED BY THE INVENTION A plurality of secondary batteries B1
When Bn is connected in series to perform charging or discharging, switches 14-1 to 14-n for disconnecting and bypassing are provided as shown in FIG. Secondary battery B1
To Bn in series, the charge / discharge device 13
For example, output characteristics of about 500 V and 400 A are required, and the switches 14-1 to 14-n also have a withstand voltage of 1
It is necessary to interrupt and switch a DC current of about 500 A at about 000 V. However, such an electromagnetic switch or the like for cutting off and switching a relatively large current DC needs to have a special configuration such as DC arc extinction, and thus has a problem of increasing the size. An object of the present invention is to reduce the size and improve operability.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の充放電装置は、
図1を参照して説明すると、複数の二次電池B1〜Bn
を直列に接続して充電する為の直流電源部1と、放電を
行う為の定電流特性を有する電子負荷部2とを備えた充
放電装置であって、複数の二次電池B1〜Bn対応にス
イッチ回路3−1〜3−nを設け、このスイッチ回路3
−1〜3−nは、並列に接続した充電用半導体スイッチ
Q1と放電用半導体スイッチQ2とを二次電池に直列に
接続し、並列に接続した充電時のバイパス用半導体スイ
ッチQ3と放電時のバイパス用半導体スイッチQ4と
を、直列に接続した前記二次電池と前記充電用半導体ス
イッチ及び放電用半導体スイッチとに対して並列に接続
した構成を有するものである。
According to the present invention, there is provided a charge / discharge device comprising:
Describing with reference to FIG. 1, a plurality of secondary batteries B1 to Bn
Is a charge / discharge device including a DC power supply unit 1 for charging the battery by connecting them in series, and an electronic load unit 2 having a constant current characteristic for performing a discharge, and corresponding to a plurality of secondary batteries B1 to Bn. Nisu
The switch circuits 3-1 to 3-n are provided.
-1 to 3-n are charging semiconductor switches connected in parallel
Q1 and the discharging semiconductor switch Q2 are connected in series with the secondary battery.
Connected and connected in parallel.
Switch Q3 and the semiconductor switch Q4 for bypass during discharge.
Are connected in series with the secondary battery and the charging semiconductor chip.
Connected in parallel with switch and discharge semiconductor switch
It has the following configuration.

【0011】又複数の二次電池B1〜Bnのそれぞれの
端子電圧を検出して充電状態又は放電状態を判定する電
圧検出処理部4と、この電圧検出処理部4に於ける処理
結果に基づいてスイッチ回路3−1〜3−nを制御する
切替制御部5とを設けることができる。
A voltage detection processing unit 4 for detecting a terminal voltage of each of the plurality of secondary batteries B1 to Bn to determine a charging state or a discharging state, and based on processing results in the voltage detection processing unit 4. A switch control unit 5 for controlling the switch circuits 3-1 to 3-n can be provided.

【0012】[0012]

【作用】直列に接続した二次電池B1〜Bn対応のスイ
ッチ回路3−1〜3−nは、半導体スイッチQ1をオン
とし、他の半導体スイッチQ2〜Q4をオフとすると、
二次電池B1〜Bnは、直流電源部1から充電される構
成となる。この充電時に、充電完了状態の二次電池を識
別すると、その二次電池対応のスイッチ回路の半導体ス
イッチQ1をオフとし、半導体スイッチQ3をオンとす
る。即ち、充電完了の二次電池に供給される充電電流を
遮断し、且つその二次電池をバイパスして、他の二次電
池に対する充電電流が流れるようにする。又各スイッチ
回路3−1〜3−nの半導体スイッチQ2のみをオンと
すると、二次電池B1〜Bnは電子負荷部2を介して放
電される状態となる。そして、放電完了の二次電池対応
のスイッチ回路の半導体スイッチQ2をオフとし、半導
体スイッチQ4をオンとすると、放電完了の二次電池は
切り離され、且つその二次電池をバイパスして他の二次
電池の放電電流が流れる構成となる。
The switch circuits 3-1 to 3-n corresponding to the secondary batteries B1 to Bn connected in series turn on the semiconductor switch Q1 and turn off the other semiconductor switches Q2 to Q4.
The secondary batteries B1 to Bn are configured to be charged from the DC power supply unit 1. At the time of this charging, when the secondary battery in the charging completed state is identified, the semiconductor switch Q1 of the switch circuit corresponding to the secondary battery is turned off and the semiconductor switch Q3 is turned on. That is, the charging current supplied to the charged secondary battery is cut off, and the secondary battery is bypassed so that the charging current for another secondary battery flows. When only the semiconductor switch Q2 of each of the switch circuits 3-1 to 3-n is turned on, the secondary batteries B1 to Bn are discharged through the electronic load unit 2. When the semiconductor switch Q2 of the switch circuit corresponding to the discharged secondary battery is turned off and the semiconductor switch Q4 is turned on, the discharged secondary battery is cut off and the other secondary battery is bypassed. The discharge current of the secondary battery flows.

【0013】又電圧検出処理部4は、充電時及び放電時
の各二次電池B1〜Bnの端子電圧を検出し、充電完了
状態であるか或いは放電完了状態であるかを、二次電池
の種類等を基に判定し、その判定結果に応じて、例え
ば、充電完了状態の二次電池対応のスイッチ回路の半導
体スイッチQ1をオフとし、半導体スイッチQ3をオン
とするように、切替制御部5から制御する。放電時に於
いても、端子電圧を基に放電完了状態であるか否かを、
電圧検出処理部4に於いて判定し、放電完了状態の二次
電池対応のスイッチ回路の半導体スイッチQ2をオフと
し、半導体スイッチQ4をオンとするように、切替制御
部5から制御する。
The voltage detection processing section 4 detects the terminal voltage of each of the secondary batteries B1 to Bn at the time of charging and discharging, and determines whether the secondary battery is in a charging completed state or a discharging completed state. The switching control unit 5 determines based on the type and the like, and according to the determination result, for example, turns off the semiconductor switch Q1 and turns on the semiconductor switch Q3 of the switch circuit corresponding to the secondary battery in the fully charged state. Control from. At the time of discharging, it is determined whether or not the discharging is completed based on the terminal voltage.
The determination is performed by the voltage detection processing unit 4, and the switching control unit 5 controls the semiconductor switch Q2 of the switch circuit corresponding to the secondary battery in the discharge completed state to be turned off and the semiconductor switch Q4 to be turned on.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の実施例の説明図であり、直流
電源部1と電子負荷部2とは、図4に示す先に提案され
た構成とすることができる。4は電圧検出処理部、5は
切替制御部、6−1〜6−nは電圧検出線、7−1〜7
−nは切替制御信号線、Q1は充電用半導体スイッチ、
Q2は放電用半導体スイッチ、Q3は充電時のバイパス
用半導体スイッチ、Q4は放電時のバイパス用半導体ス
イッチである。
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention. A DC power supply unit 1 and an electronic load unit 2 can have the previously proposed configuration shown in FIG. 4 is a voltage detection processing unit, 5 is a switching control unit, 6-1 to 6-n are voltage detection lines, 7-1 to 7
-N is a switching control signal line, Q1 is a charging semiconductor switch,
Q2 is a semiconductor switch for discharging, Q3 is a semiconductor switch for bypass at the time of charging, and Q4 is a semiconductor switch for bypass at the time of discharging.

【0015】又スイッチ回路3−1〜3−nは、IGB
T(絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ),FET
(電界効果トランジスタ),SIT(静電誘導トランジ
スタ),バイポーラ・トランジスタ等の半導体スイッチ
Q1〜Q4と、外付け或いは内蔵されたダイオードD1
〜D4と、逆流防止用のダイオードD5〜D8とを含む
構成とすることができる。
The switch circuits 3-1 to 3-n are connected to an IGB
T (Insulated gate bipolar transistor), FET
(Field-effect transistors), SITs (static induction transistors), semiconductor switches Q1 to Q4 such as bipolar transistors, and externally or built-in diodes D1
To D4 and backflow prevention diodes D5 to D8.

【0016】又電圧検出処理部4は、各二次電池B1〜
Bnの端子電圧を、電圧検出線6−1〜6−nを介して
検出するものである。又二次電池B1〜Bnの種類等に
よって定まる充電完了電圧及び放電完了電圧が設定され
る。又切替制御部5は、切替制御信号線7−1〜7−n
を介してスイッチ回路3−1〜3−nを制御するもので
ある。又電圧検出処理部4と切替制御部5との判断処理
や制御処理の機能は、マイクロプロセッサ等によって実
現することができる。
Further, the voltage detection processing section 4 is provided for each of the secondary batteries B1 to B1.
The terminal voltage of Bn is detected via voltage detection lines 6-1 to 6-n. Further, a charge completion voltage and a discharge completion voltage determined by the type of the secondary batteries B1 to Bn and the like are set. The switching control unit 5 includes switching control signal lines 7-1 to 7-n
Control the switch circuits 3-1 to 3-n through the switch. The functions of the judgment processing and the control processing between the voltage detection processing unit 4 and the switching control unit 5 can be realized by a microprocessor or the like.

【0017】二次電池B1〜Bnに対する充電開始時
は、直流電源部1から供給する充電電流が設定される。
例えば、図4に於いて、トランジスタ15をオンとし、
且つ基準電源23によって電子負荷部12に流れる電流
を設定して、直流電源部11から供給する充電電流を設
定することができる。又切替制御部5から切替制御信号
線7−1〜7−nを介してスイッチ回路3−1〜3−n
に、半導体スイッチQ1をオンとする制御信号が加えら
れる。それによって、各二次電池B1〜Bnは、スイッ
チ回路3−1〜3−nの半導体スイッチQ1とダイオー
ドD5とを介して直列に接続され、直流電源部1から所
定の充電電流が二次電池B1〜Bnに供給される。
At the start of charging the secondary batteries B1 to Bn, a charging current supplied from the DC power supply unit 1 is set.
For example, in FIG. 4, the transistor 15 is turned on,
In addition, by setting the current flowing through the electronic load unit 12 by the reference power supply 23, the charging current supplied from the DC power supply unit 11 can be set. Also, the switching circuits 3-1 to 3-n from the switching control unit 5 via the switching control signal lines 7-1 to 7-n.
Is applied to turn on the semiconductor switch Q1. Thereby, the secondary batteries B1 to Bn are connected in series via the semiconductor switch Q1 of the switch circuits 3-1 to 3-n and the diode D5, and a predetermined charging current is supplied from the DC power supply unit 1 to the secondary battery. B1 to Bn.

【0018】充電開始後に、二次電池B1〜Bnの端子
電圧を電圧検出処理部4に於いて監視し、予め設定した
充電完了電圧となると、切替制御部5を制御し、切替制
御部5から切替制御信号線を介して充電完了状態の二次
電池対応のスイッチ回路の半導体スイッチQ3をオンと
し、それによって、充電完了状態の二次電池をバイパス
して他の二次電池の充電電流を流し、又半導体スイッチ
Q1をオフとして、充電完了状態の二次電池を切り離
す。この場合、半導体スイッチQ1,Q3が同時にオン
状態となる期間が存在しても、ダイオードD5により充
電完了状態の二次電池の放電は阻止される。そして、総
ての二次電池B1〜Bnが充電完了状態となると、スイ
ッチ回路3−1〜3−nの半導体スイッチQ1〜Q4は
総てオフ状態に制御される。従って、直列接続された二
次電池B1〜Bnの充電特性にばらつきがあっても、そ
れぞれ充電完了状態とすることができ、過充電状態とな
ることを回避できる。
After the start of charging, the terminal voltages of the secondary batteries B1 to Bn are monitored by the voltage detection processing unit 4, and when the voltage reaches the preset charging completion voltage, the switching control unit 5 is controlled. The semiconductor switch Q3 of the switch circuit corresponding to the rechargeable battery in the charged state is turned on via the switching control signal line, whereby the charge current of the other rechargeable battery is caused to flow while bypassing the rechargeable battery in the charged state. Then, the semiconductor switch Q1 is turned off to disconnect the secondary battery in the charged state. In this case, even if there is a period in which the semiconductor switches Q1 and Q3 are simultaneously turned on, the discharge of the secondary battery in the charged state is prevented by the diode D5. Then, when all the secondary batteries B1 to Bn are in the charging completed state, all the semiconductor switches Q1 to Q4 of the switch circuits 3-1 to 3-n are controlled to be in the off state. Therefore, even if the charging characteristics of the serially connected secondary batteries B1 to Bn vary, each of the secondary batteries B1 to Bn can be brought into a charge completed state, and an overcharged state can be avoided.

【0019】又放電を行う場合は、電子負荷部2に放電
電流値が設定される。例えば、図4に於いて、トランジ
スタ16をオンとし、且つ基準電源23によって放電電
流値を設定することができる。又切替制御部5から切替
制御信号線7−1〜7−nを介してスイッチ回路3−1
〜3−nの半導体スイッチQ2がオンとなるように制御
される。それによって、直列接続された二次電池B1〜
Bnは電子負荷部2を介して放電される。
When a discharge is performed, a discharge current value is set in the electronic load unit 2. For example, in FIG. 4, the transistor 16 is turned on, and the discharge current value can be set by the reference power supply 23. Also, the switching circuit 3-1 from the switching control unit 5 via the switching control signal lines 7-1 to 7-n.
The control is performed so that the semiconductor switches Q2 to n3-n are turned on. Thereby, the secondary batteries B1 to
Bn is discharged via the electronic load 2.

【0020】放電開始後に、二次電池B1〜Bnの端子
電圧を電圧検出処理部4に於いて監視し、予め設定した
放電完了電圧となると、切替制御部5を制御し、この切
替制御部5から切替制御信号線を介して放電完了状態の
二次電池対応のスイッチ回路の半導体スイッチQ4をオ
ンとし、又半導体スイッチQ2をオフとする。それによ
って、放電完了状態の二次電池をバイパスして他の二次
電池の放電電流を継続して流し、且つ放電完了状態の二
次電池を切り離す。そして、総ての二次電池B1〜Bn
が放電完了状態となると、スイッチ回路3−1〜3−n
の半導体スイッチQ1〜Q4は総てオフ状態に制御され
る。従って、直列接続された二次電池B1〜Bnの放電
特性にばらつきがあっても、それぞれ充電完了状態とす
ることができ、過放電状態として使用不可能或いは極端
に特性劣化状態とすることを回避できる。
After the start of the discharge, the terminal voltages of the secondary batteries B1 to Bn are monitored by the voltage detection processing unit 4, and when the voltage reaches the preset discharge completion voltage, the switching control unit 5 is controlled. Then, the semiconductor switch Q4 of the switch circuit corresponding to the secondary battery in the discharge completed state is turned on and the semiconductor switch Q2 is turned off via the switching control signal line. As a result, the secondary battery in the discharge completed state is bypassed, the discharge current of another secondary battery is continuously supplied, and the secondary battery in the discharge completed state is disconnected. Then, all the secondary batteries B1 to Bn
Are in the discharge completed state, the switch circuits 3-1 to 3-n
All of the semiconductor switches Q1 to Q4 are turned off. Accordingly, even if the discharge characteristics of the series-connected secondary batteries B1 to Bn vary, each can be brought into a fully charged state, thereby preventing the battery from being used as an overdischarge state or being extremely deteriorated. it can.

【0021】半導体スイッチQ1〜Q4を、例えば、I
GBTにより構成した場合、ダイオードD1〜D4が寄
生ダイオードとして内蔵された構成となり、又耐圧12
00V、電流500Aで、オン電圧(VCE(sat) )2.
7V程度の特性のIGBTが既に市販されているから、
充放電電流が200A程度であれば、スイッチ回路3−
1〜3−nは、4個の半導体スイッチQ1〜Q4と、4
個のダイオードD5〜D8とにより構成することができ
る。その場合、充電電流や放電電流による発熱は放熱フ
ィン等によって容易に放熱することができる。従って、
小型化が可能となり、且つ切替制御が容易となる。又半
導体スイッチQ1〜Q4とダイオードD5〜D8は、1
素子当たりの許容損失及び最大電流を考慮して、並列接
続することにより、更に大きな充放電電流を切替えるこ
とも可能である。
The semiconductor switches Q1 to Q4 are, for example, I
In the case of using a GBT, diodes D1 to D4 are built in as parasitic diodes.
1. ON voltage (V CE (sat) ) at 00V, current 500A.
Since an IGBT with a characteristic of about 7 V is already on the market,
If the charging / discharging current is about 200 A, the switching circuit 3-
1-3-n are four semiconductor switches Q1-Q4 and 4
It can be constituted by the diodes D5 to D8. In this case, heat generated by the charging current or the discharging current can be easily radiated by the radiation fin or the like. Therefore,
The size can be reduced, and the switching control becomes easy. The semiconductor switches Q1 to Q4 and the diodes D5 to D8 are 1
Considering the permissible loss per element and the maximum current, it is also possible to switch a larger charge / discharge current by connecting in parallel.

【0022】又FET等により構成した場合、高耐圧の
構成のFETを最大電流値に対応して並列接続すること
により、半導体スイッチQ1〜Q4をそれぞれ構成する
ことができる。又SIT(静電誘導トランジスタ)によ
って構成することも可能である。又二次電池B1〜Bn
の充電開始又は放電開始前に、電圧検出処理部4に於い
て二次電池B1〜Bnの接続状態を検出することによ
り、直列接続数を任意に選定可能とし、且つ二次電池が
接続された個所のスイッチ回路と、二次電池が接続され
ていない個所のスイッチ回路とを識別して、切替制御部
5からスイッチ回路の半導体スイッチQ1〜Q4を制御
する構成とすることも可能である。従って、二次電池を
接続するだけで、充電特性や放電特性を自動的に測定開
始することも可能となる。
In the case of using FETs or the like, the semiconductor switches Q1 to Q4 can be respectively formed by connecting FETs having a high breakdown voltage in parallel corresponding to the maximum current value. It is also possible to use an SIT (static induction transistor). Also, secondary batteries B1 to Bn
Before the start of charging or the start of discharging, the connection state of the secondary batteries B1 to Bn is detected by the voltage detection processing unit 4 so that the number of series connections can be arbitrarily selected and the secondary battery is connected. It is also possible to adopt a configuration in which a switch circuit at a location and a switch circuit at a location to which a secondary battery is not connected are identified, and the switching control unit 5 controls the semiconductor switches Q1 to Q4 of the switch circuit. Therefore, it is possible to automatically start measuring the charging characteristics and the discharging characteristics simply by connecting the secondary battery.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
二次電池B1〜Bnを直列に接続して充電又は放電を行
い、且つ充電完了状態又は放電完了状態に於いてバイパ
スする為のスイッチ回路3−1〜3−nを、IGBT等
の半導体スイッチQ1〜Q4により構成したことによ
り、小型化を図ることができる。又切替制御や遮断制御
も容易となり、多数の二次電池を一括して充電特性や放
電特性を測定することができる利点がある。
As described above, according to the present invention, a plurality of rechargeable batteries B1 to Bn are connected in series to perform charging or discharging, and to bypass in a charging completed state or a discharging completed state. By configuring the switch circuits 3-1 to 3-n with semiconductor switches Q1 to Q4 such as IGBTs, downsizing can be achieved. Further, there is an advantage that the switching control and the cutoff control become easy, and the charging characteristics and the discharging characteristics of a large number of secondary batteries can be measured at once.

【0024】又電圧検出処理部4により各二次電池B1
〜Bnの電圧を検出処理し、充電完了電圧であるか否か
を判定し、又放電完了電圧であるか否かを判定して、切
替制御部5を制御し、この切替制御部5からスイッチ回
路3−1〜3−nの半導体スイッチQ1〜Q4を制御す
るもので、スイッチ回路3−1〜3−nを半導体スイッ
チQ1〜4により構成したことにより、充電中状態、充
電完了状態、放電中状態、放電完了状態に対応して、切
替制御部5から容易に制御することができる利点があ
る。
Further, each secondary battery B1 is
To Bn, and determines whether or not the voltage is the charge completion voltage, and determines whether or not the voltage is the discharge completion voltage, and controls the switching control unit 5. It controls the semiconductor switches Q1 to Q4 of the circuits 3-1 to 3-n. The switch circuits 3-1 to 3-n are constituted by the semiconductor switches Q1 to Q4, so that the charging state, the charging completion state, and the discharging state are achieved. There is an advantage that the switching control unit 5 can easily control the medium state and the discharge completed state.

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

【図1】本発明の実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】従来例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図3】従来例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図4】先に提案された充放電装置の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of a previously proposed charging / discharging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源部 2 電子負荷部 3−1〜3−n スイッチ回路 4 電圧検出処理部 5 切替制御部 6−1〜6−n 電圧検出線 7−1〜7−n 切替制御信号線 Q1 充電用半導体スイッチ Q2 放電用半導体スイッチ Q3 充電時のバイパス用半導体スイッチ Q4 放電時のバイパス用半導体スイッチ B1〜Bn 二次電池 Reference Signs List 1 DC power supply unit 2 Electronic load unit 3-1 to 3-n switch circuit 4 Voltage detection processing unit 5 Switching control unit 6-1 to 6-n Voltage detection line 7-1 to 7-n Switching control signal line Q1 Charging Semiconductor switch Q2 Semiconductor switch for discharging Q3 Semiconductor switch for bypass during charging Q4 Semiconductor switch for bypass during discharging B1 to Bn Secondary battery

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/42 - 10/48 G01R 31/36 H02J 7/00 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 10/42-10/48 G01R 31/36 H02J 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の二次電池(B1〜Bn)を直列に
接続して充電する為の直流電源部(1)と、放電を行う
為の定電流特性を有する電子負荷部(2)とを備えた充
放電装置に於いて、 前記複数の二次電池(B1〜Bn)対応にスイッチ回路
(3−1〜3−n)を設け、 該スイッチ回路(3−1〜3−n)は、並列に接続した
充電用半導体スイッチ(Q1)と放電用半導体スイッチ
(Q2)とを前記二次電池に直列に接続し、並列に接続
した充電時のバイパス用半導体スイッチ(Q3)と放電
時のバイパス用半導体スイッチ(Q4)とを、前記直列
に接続した前記二次電池と前記充電用半導体スイッチ及
び放電用半導体スイッチとに対して並列に接続した構成
を有する ことを特徴とする充放電装置。
1. A DC power supply unit (1) for connecting and charging a plurality of secondary batteries (B1 to Bn) in series, and an electronic load unit (2) having constant current characteristics for discharging. And a switch circuit corresponding to the plurality of secondary batteries (B1 to Bn).
(3-1 to 3-n) are provided, and the switch circuits (3-1 to 3-n) are connected in parallel.
Semiconductor switch for charging (Q1) and semiconductor switch for discharging
And (Q2) are connected in series to the secondary battery and connected in parallel.
Semiconductor switch (Q3) and discharge during charging
When the semiconductor switch for bypass (Q4) is connected in series with the
The secondary battery connected to the
Connected in parallel with the semiconductor switch for discharge and discharge
Discharge apparatus characterized by having a.
【請求項2】 複数の前記二次電池(B1〜Bn)のそ
れぞれの端子電圧を検出して充電状態又は放電状態を判
定する電圧検出処理部(4)と、該電圧検出処理部
(4)に於ける処理結果に基づいて前記スイッチ回路
(3−1〜3−n)を制御する切替制御部(5)とを設
けたことを特徴とする請求項1記載の充放電装置。
2. A voltage detection processing unit (4) for detecting a terminal voltage of each of the plurality of secondary batteries (B1 to Bn) to determine a charging state or a discharging state, and the voltage detection processing unit (4). 2. The charge / discharge device according to claim 1, further comprising: a switching control unit configured to control the switch circuit based on a processing result in the switching circuit.
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JP5605401B2 (en) * 2012-07-20 2014-10-15 トヨタ自動車株式会社 Power storage system and control method
JP6937230B2 (en) * 2017-12-01 2021-09-22 日鉄テックスエンジ株式会社 Secondary battery charge / discharge test system
JP7351626B2 (en) * 2019-03-15 2023-09-27 パナソニックエナジー株式会社 power supply
JP7295750B2 (en) * 2019-09-13 2023-06-21 矢崎総業株式会社 Battery control unit and battery system
CN110970969B (en) * 2019-11-01 2021-10-15 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所) Alternate rest balance topology and control method of lithium ion power battery for electric ship

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