JP3401517B2 - 電池パック電源装置 - Google Patents
電池パック電源装置Info
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- JP3401517B2 JP3401517B2 JP15720799A JP15720799A JP3401517B2 JP 3401517 B2 JP3401517 B2 JP 3401517B2 JP 15720799 A JP15720799 A JP 15720799A JP 15720799 A JP15720799 A JP 15720799A JP 3401517 B2 JP3401517 B2 JP 3401517B2
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- Japan
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- temperature
- discharge
- preliminary
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の使用状況、
温度に応じて予備放電又は予備充電又は予備充放電の制
御を行う電池パック制御装置に関する。
温度に応じて予備放電又は予備充電又は予備充放電の制
御を行う電池パック制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電池パ
ックは、複数のセル（２次電池）を内蔵して、携帯電話
やノートパソコン、プレーヤー、デジタルカメラなどの
携帯型電子機器の電源とする小容量のものから、電気自
動車の電源とする大容量のものまで、様々な電気機器に
採用されている。各種電気機器は、通常起動時に大電流
が流れ、特に電気自動車の場合には、発進の時の数秒と
いう短時間で大電流を必要とする。そのため、対応策と
して、スーパーキャパシタを各セルに並列に接続する等
が考えられるが、十分ではない。例えば−５℃以下の低
温下で電池パックの放電を行う場合、放電電流が大きい
と電池の内部インピーダンスが大きいため、電池電圧の
電圧降下が大きく過放電電圧以下となり、放電できなく
なることがある。
ックは、複数のセル（２次電池）を内蔵して、携帯電話
やノートパソコン、プレーヤー、デジタルカメラなどの
携帯型電子機器の電源とする小容量のものから、電気自
動車の電源とする大容量のものまで、様々な電気機器に
採用されている。各種電気機器は、通常起動時に大電流
が流れ、特に電気自動車の場合には、発進の時の数秒と
いう短時間で大電流を必要とする。そのため、対応策と
して、スーパーキャパシタを各セルに並列に接続する等
が考えられるが、十分ではない。例えば−５℃以下の低
温下で電池パックの放電を行う場合、放電電流が大きい
と電池の内部インピーダンスが大きいため、電池電圧の
電圧降下が大きく過放電電圧以下となり、放電できなく
なることがある。
【０００３】また、電池は、充放電することなく長期間
にわたり放置されると、不活性物質が生成されて劣化
し、温度が高いほど劣化が激しく、満充電状態に近い方
が劣化が激しい。
にわたり放置されると、不活性物質が生成されて劣化
し、温度が高いほど劣化が激しく、満充電状態に近い方
が劣化が激しい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、低温下での大電流の放電不能を解
消するものである。
決するものであって、低温下での大電流の放電不能を解
消するものである。
【０００５】そのために本発明は、予備充電、予備放電
を行う予備充放電手段とセルの温度を検出する温度検出
手段を有し外部ホスト機器への放電を行う主電池パック
において、前記主電池パックが外部ホスト機器へ放電す
る場合に、前記温度検出手段により検出される前記セル
の温度が所定値以下のとき、セル電圧が所定値の範囲内
で、前記主電池パックから前記予備充放電手段へ所定時
間の予備放電を行って前記セルの温度が所定値以下か否
かを判断し、前記セルの温度が所定値以上になれば前記
外部ホスト機器への放電を行い、前記セルの温度が所定
値以上にならなければ前記主電池パックへ前記予備充放
電手段から所定時間の予備充電を行って前記セルの温度
が所定値以下か否かを判断しつつ前記セルの温度が所定
値に達するまで、前記予備放電と予備充電とを繰り返し
行うことを特徴とするものである。
を行う予備充放電手段とセルの温度を検出する温度検出
手段を有し外部ホスト機器への放電を行う主電池パック
において、前記主電池パックが外部ホスト機器へ放電す
る場合に、前記温度検出手段により検出される前記セル
の温度が所定値以下のとき、セル電圧が所定値の範囲内
で、前記主電池パックから前記予備充放電手段へ所定時
間の予備放電を行って前記セルの温度が所定値以下か否
かを判断し、前記セルの温度が所定値以上になれば前記
外部ホスト機器への放電を行い、前記セルの温度が所定
値以上にならなければ前記主電池パックへ前記予備充放
電手段から所定時間の予備充電を行って前記セルの温度
が所定値以下か否かを判断しつつ前記セルの温度が所定
値に達するまで、前記予備放電と予備充電とを繰り返し
行うことを特徴とするものである。
【０００６】
【０００７】さらに、前記予備充放電手段は、前記主電
池パックの充放電回路を有する補助電池パックからな
り、前記主電池パックと前記補助電池パックとの間で前
記予備充電、予備放電を行うことを特徴とし、前記充放
電回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記主電池パ
ックは、外部ホスト機器が装着されていないとき又は外
部ホスト機器がバッテリ駆動していないときで、且つ残
容量が所定値以下のとき補助電池パックに放電を行って
残容量を０にした後、補助電池パックから充電を行い、
前記主電池パックは、外部ホスト機器が装着されていな
いとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆動していないと
きに補助電池パックと所定容量分の充放電を行うことに
より、内部インピーダンスと開路電圧を算出し、前記補
助電池パックは、主電池パックから外部ホスト機器への
放電を開始した後、残容量分を主電池パックに充電する
ことを特徴とするものである。
池パックの充放電回路を有する補助電池パックからな
り、前記主電池パックと前記補助電池パックとの間で前
記予備充電、予備放電を行うことを特徴とし、前記充放
電回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記主電池パ
ックは、外部ホスト機器が装着されていないとき又は外
部ホスト機器がバッテリ駆動していないときで、且つ残
容量が所定値以下のとき補助電池パックに放電を行って
残容量を０にした後、補助電池パックから充電を行い、
前記主電池パックは、外部ホスト機器が装着されていな
いとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆動していないと
きに補助電池パックと所定容量分の充放電を行うことに
より、内部インピーダンスと開路電圧を算出し、前記補
助電池パックは、主電池パックから外部ホスト機器への
放電を開始した後、残容量分を主電池パックに充電する
ことを特徴とするものである。
【０００８】前記主電池パックの充電においては、充電
開始電圧と充電停止電圧との間でパルス充電を行い、前
記充電停止電圧に達したとき瞬時的に放電を行うことを
特徴とするものである。
開始電圧と充電停止電圧との間でパルス充電を行い、前
記充電停止電圧に達したとき瞬時的に放電を行うことを
特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池パック
電源装置の実施の形態を示す図であり、１は主電池パッ
ク、２、７は制御回路、３、８は充放電用ＦＥＴ、４、
９はセル、５は温度センサ、６は補助電池パック、１０
はＤＣ／ＤＣコンバータを示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池パック
電源装置の実施の形態を示す図であり、１は主電池パッ
ク、２、７は制御回路、３、８は充放電用ＦＥＴ、４、
９はセル、５は温度センサ、６は補助電池パック、１０
はＤＣ／ＤＣコンバータを示す。
【００１０】図１において、主電池パック１は、全体を
制御する制御回路２、１乃至複数の直列接続電池からな
るセル４、セルの充放電を行う充放電用ＦＥＴ３、セル
４の温度を検出する手段として温度センサ５を有するも
のである。制御回路２は、セルの電圧、温度、充放電後
の経過時間を計測、監視して充放電用ＦＥＴ３、補助電
池パック６を制御する、例えばマイコンであり、補助電
池パック６の制御回路７、外部ホスト機器（図示せず）
などとバス接続されている。補助電池パック６は、主電
池パック１と同様、制御回路７、セル９、充放電用ＦＥ
Ｔ８を有すると共に、充放電の電流を制御するＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１０を有し、主電池パック１の予備充電、
予備放電、予備充放電などを行うものである。
制御する制御回路２、１乃至複数の直列接続電池からな
るセル４、セルの充放電を行う充放電用ＦＥＴ３、セル
４の温度を検出する手段として温度センサ５を有するも
のである。制御回路２は、セルの電圧、温度、充放電後
の経過時間を計測、監視して充放電用ＦＥＴ３、補助電
池パック６を制御する、例えばマイコンであり、補助電
池パック６の制御回路７、外部ホスト機器（図示せず）
などとバス接続されている。補助電池パック６は、主電
池パック１と同様、制御回路７、セル９、充放電用ＦＥ
Ｔ８を有すると共に、充放電の電流を制御するＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１０を有し、主電池パック１の予備充電、
予備放電、予備充放電などを行うものである。
【００１１】次に、予備充電、予備放電、予備充放電の
制御を説明する。図２は外部ホスト機器へ本放電を開始
する際に温度に応じて行う予備充放電処理を説明するた
めの図、図３は外部ホスト機器へ本放電を開始した後の
充放電処理を説明するための図である。
制御を説明する。図２は外部ホスト機器へ本放電を開始
する際に温度に応じて行う予備充放電処理を説明するた
めの図、図３は外部ホスト機器へ本放電を開始した後の
充放電処理を説明するための図である。
【００１２】上記構成において、主電池パック１は、外
部ホスト機器へ放電を行うとき、図２に示すようにま
ず、制御回路２において、温度センサ５によりセル４の
温度を監視し、セル４の温度が所定値以下か否かを判断
し（ステップＳ１１）、所定値以下でない場合には外部
ホスト機器への本放電を開始するが、所定値以下である
場合には、制御回路２からバスを介して補助電池パック
６の制御回路７にコマンドを送ることにより、補助電池
パック６を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を通して
補助電池パック６へ電流を流して電池パック１を所定の
時間予備放電する（ステップＳ１２）。このとき、電池
電圧を監視し（ステップＳ１３）、電池電圧が所定値Ｖ
１以下になったときは、予備放電を終了させて、セル４
の温度が所定値以上か否か（ステップＳ１４）、内部イ
ンピーダンスが所定値以下か否か（ステップＳ１５）を
判断し、セル４の温度が所定値以上か、内部インピーダ
ンスが所定値以下になっている場合には外部ホスト機器
への本放電を開始する。なお、主電池パック１を予備放
電する際、主電池パック１の電池電圧を検出し電池電圧
が所定値Ｖ１以下になったと場合に予備放電を停止し、
電池電圧が所定の電圧Ｖ２以上になった場合に予備放電
を再開させるようにしてもよい。
部ホスト機器へ放電を行うとき、図２に示すようにま
ず、制御回路２において、温度センサ５によりセル４の
温度を監視し、セル４の温度が所定値以下か否かを判断
し（ステップＳ１１）、所定値以下でない場合には外部
ホスト機器への本放電を開始するが、所定値以下である
場合には、制御回路２からバスを介して補助電池パック
６の制御回路７にコマンドを送ることにより、補助電池
パック６を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を通して
補助電池パック６へ電流を流して電池パック１を所定の
時間予備放電する（ステップＳ１２）。このとき、電池
電圧を監視し（ステップＳ１３）、電池電圧が所定値Ｖ
１以下になったときは、予備放電を終了させて、セル４
の温度が所定値以上か否か（ステップＳ１４）、内部イ
ンピーダンスが所定値以下か否か（ステップＳ１５）を
判断し、セル４の温度が所定値以上か、内部インピーダ
ンスが所定値以下になっている場合には外部ホスト機器
への本放電を開始する。なお、主電池パック１を予備放
電する際、主電池パック１の電池電圧を検出し電池電圧
が所定値Ｖ１以下になったと場合に予備放電を停止し、
電池電圧が所定の電圧Ｖ２以上になった場合に予備放電
を再開させるようにしてもよい。
【００１３】しかし、セル４の温度が所定値以上にも、
内部インピーダンスが所定値以下にもなっていない場合
には、制御回路２からバスを介して補助電池パック６の
制御回路７にコマンドを送ることにより、補助電池パッ
ク６を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を通して補助
電池パック６から電流を流して主電池パック１を所定の
時間予備充電する（ステップＳ１６）。このとき、電池
電圧を監視し（ステップＳ１７）、電池電圧が所定値Ｖ
２以上になったときは、予備充電を終了させて、セル４
の温度が所定値以上か否か（ステップＳ１８）、内部イ
ンピーダンスが所定値以下か否か（ステップＳ１９）を
判断し、セル４の温度が所定値以上か、内部インピーダ
ンスが所定値以下になっている場合には外部ホスト機器
への本放電を開始する。しかし、まだ、セル４の温度が
所定値以上にも、内部インピーダンスが所定値以下にも
なっていない場合には、ステップＳ１２に戻って同様の
処理を繰り返し実行する。
内部インピーダンスが所定値以下にもなっていない場合
には、制御回路２からバスを介して補助電池パック６の
制御回路７にコマンドを送ることにより、補助電池パッ
ク６を制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０を通して補助
電池パック６から電流を流して主電池パック１を所定の
時間予備充電する（ステップＳ１６）。このとき、電池
電圧を監視し（ステップＳ１７）、電池電圧が所定値Ｖ
２以上になったときは、予備充電を終了させて、セル４
の温度が所定値以上か否か（ステップＳ１８）、内部イ
ンピーダンスが所定値以下か否か（ステップＳ１９）を
判断し、セル４の温度が所定値以上か、内部インピーダ
ンスが所定値以下になっている場合には外部ホスト機器
への本放電を開始する。しかし、まだ、セル４の温度が
所定値以上にも、内部インピーダンスが所定値以下にも
なっていない場合には、ステップＳ１２に戻って同様の
処理を繰り返し実行する。
【００１４】上記のように外部ホスト機器へ本放電を行
うとき、セル４の温度が所定値以下になっていると、予
備放電又は予備充電又は予備充放電を繰り返し行うこと
により、セル４の温度を上昇させ、しかる後外部ホスト
機器への本放電を開始する。この予備放電又は予備充電
又は予備充放電を行っている間は、外部ホスト機器へ推
定待ち時間の情報やその状態を示す信号（ＢＵＳＹ、予
備放電又は予備充電又は予備充放電中であることを表
す）を送る。補助電池パック６は、主電池パック１から
の信号により充放電可能となるものである。これら予備
充電や予備放電、予備充放電は、主電池パック１のセル
４の温度が所定値以上になったとき、又は主電池パック
１の内部インピーダンスが所定値以下になったとき終了
する。
うとき、セル４の温度が所定値以下になっていると、予
備放電又は予備充電又は予備充放電を繰り返し行うこと
により、セル４の温度を上昇させ、しかる後外部ホスト
機器への本放電を開始する。この予備放電又は予備充電
又は予備充放電を行っている間は、外部ホスト機器へ推
定待ち時間の情報やその状態を示す信号（ＢＵＳＹ、予
備放電又は予備充電又は予備充放電中であることを表
す）を送る。補助電池パック６は、主電池パック１から
の信号により充放電可能となるものである。これら予備
充電や予備放電、予備充放電は、主電池パック１のセル
４の温度が所定値以上になったとき、又は主電池パック
１の内部インピーダンスが所定値以下になったとき終了
する。
【００１５】また、外部ホスト機器へ本放電を行うと
き、主電池パック１が放置されていた期間に応じて予備
放電又は予備充電又は予備充放電を行う期間を長くする
ように制御してもよい。主電池パック１から補助電池パ
ック６へ予備放電する際、補助電池パック６への充電率
は、所定の充電率より小さくしておく。主電池パック１
は、補助電池パック６の開路電圧を検出し、又は補助電
池パック６と通信し、補助電池パック６の充電率を得る
と共に、主電池パック１と補助電池パック６の充電率を
所定の充電率にするよう制御する。そして、主電池パッ
ク１から外部ホスト機器への放電を開始した後、補助電
池パック６は、蓄えられている残容量分を主電池パック
１に充電する。
き、主電池パック１が放置されていた期間に応じて予備
放電又は予備充電又は予備充放電を行う期間を長くする
ように制御してもよい。主電池パック１から補助電池パ
ック６へ予備放電する際、補助電池パック６への充電率
は、所定の充電率より小さくしておく。主電池パック１
は、補助電池パック６の開路電圧を検出し、又は補助電
池パック６と通信し、補助電池パック６の充電率を得る
と共に、主電池パック１と補助電池パック６の充電率を
所定の充電率にするよう制御する。そして、主電池パッ
ク１から外部ホスト機器への放電を開始した後、補助電
池パック６は、蓄えられている残容量分を主電池パック
１に充電する。
【００１６】また、主電池パック１は、図３に示すよう
に外部ホスト機器に装着されているか否か（ステップＳ
２１）、外部ホスト機器がバッテリ駆動しているか否か
（ステップＳ２２）、残容量が所定値以下か否か（ステ
ップＳ２３）を判断し、外部ホスト機器に装着されてい
ないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆動していない
ときで、且つ残容量が所定値以下のとき、補助電池パッ
ク６に放電を行い（ステップＳ２４）、主電池パック１
の残容量を０にした後、補助電池パック６から主電池パ
ック１に充電を行って（ステップＳ２５）、その充電量
より残容量を求める（ステップＳ２６）。このことによ
り、主電池パック１は、正確な残容量を検知できるよう
になる。これは、電流積算による容量検出を行っている
場合に有効となる。
に外部ホスト機器に装着されているか否か（ステップＳ
２１）、外部ホスト機器がバッテリ駆動しているか否か
（ステップＳ２２）、残容量が所定値以下か否か（ステ
ップＳ２３）を判断し、外部ホスト機器に装着されてい
ないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆動していない
ときで、且つ残容量が所定値以下のとき、補助電池パッ
ク６に放電を行い（ステップＳ２４）、主電池パック１
の残容量を０にした後、補助電池パック６から主電池パ
ック１に充電を行って（ステップＳ２５）、その充電量
より残容量を求める（ステップＳ２６）。このことによ
り、主電池パック１は、正確な残容量を検知できるよう
になる。これは、電流積算による容量検出を行っている
場合に有効となる。
【００１７】予備充電、予備放電、予備充放電の制御
は、上記のように主電池パック１が外部ホスト機器に放
電する場合だけでなく、長期放置による電池の劣化を防
ぐためにも行われる。図４は放置期間や温度を監視して
予備充放電処理を行う処理を説明するための図である。
は、上記のように主電池パック１が外部ホスト機器に放
電する場合だけでなく、長期放置による電池の劣化を防
ぐためにも行われる。図４は放置期間や温度を監視して
予備充放電処理を行う処理を説明するための図である。
【００１８】長期放置の監視処理では、図４に示すよう
にタイマによる計時を開始させ（ステップＳ３１）、外
部ホスト機器への本放電や外部の充電器からの充電の有
無を判定して（ステップＳ３２）、充電又は放電中でな
ければ、計測されたセルの温度を記憶すると共に、計時
期間中の温度の平均値を求める（ステップＳ３３）。そ
して、セルの温度が所定値Ｔ１以上か否か（ステップＳ
３４）、ＹＥＳであればさらにセルの温度が所定値Ｔ１
以上になった後の所定値ｔ１以上継続しているか否か
（ステップＳ３５）を判定する。ステップＳ３４、Ｓ３
５でＮＯであれば、温度の平均値が所定値Ｔ２以上であ
るか否かを判定し（ステップＳ３６）、ＹＥＳであれば
長期放置の判定を行う所定値ｔ２を（ステップＳ３
７）、ＮＯであれば長期放置の判定を行う所定値ｔ３を
それぞれ設定して（ステップＳ３８）、タイマによる計
測時間が所定値ｔ２又はｔ３以上か否かを判定する（ス
テップＳ３９）。ＮＯであればステップＳ３２に戻って
計時を続けながら上記の処理を繰り返し実行し、ＹＥＳ
であれば所定の予備放電又は予備充電又は予備充放電を
行う（ステップＳ４０）。
にタイマによる計時を開始させ（ステップＳ３１）、外
部ホスト機器への本放電や外部の充電器からの充電の有
無を判定して（ステップＳ３２）、充電又は放電中でな
ければ、計測されたセルの温度を記憶すると共に、計時
期間中の温度の平均値を求める（ステップＳ３３）。そ
して、セルの温度が所定値Ｔ１以上か否か（ステップＳ
３４）、ＹＥＳであればさらにセルの温度が所定値Ｔ１
以上になった後の所定値ｔ１以上継続しているか否か
（ステップＳ３５）を判定する。ステップＳ３４、Ｓ３
５でＮＯであれば、温度の平均値が所定値Ｔ２以上であ
るか否かを判定し（ステップＳ３６）、ＹＥＳであれば
長期放置の判定を行う所定値ｔ２を（ステップＳ３
７）、ＮＯであれば長期放置の判定を行う所定値ｔ３を
それぞれ設定して（ステップＳ３８）、タイマによる計
測時間が所定値ｔ２又はｔ３以上か否かを判定する（ス
テップＳ３９）。ＮＯであればステップＳ３２に戻って
計時を続けながら上記の処理を繰り返し実行し、ＹＥＳ
であれば所定の予備放電又は予備充電又は予備充放電を
行う（ステップＳ４０）。
【００１９】すなわち、充電も放電もなく長期放置され
た結果、タイマによる計測時間が所定値ｔ２又はｔ３で
設定された所定の時間以上になると、主電池パック１
は、補助電池パックとの間で予備放電又は予備充電又は
予備充放電を行う。このことにより、長期放置され電池
に不活性物質が生成されるのを抑制するので、不活性物
質が生成され電池が劣化するのを防ぐことができる。こ
のとき、セルの温度の平均値が所定の温度（Ｔ２）以上
である場合の長期放置の判定を行う所定値ｔ２は、そう
でない場合の長期放置の判定を行う所定値ｔ３より短く
する。これは、温度が高いほど電池の劣化が激しいため
の処置である。また、主電池パック１の充電率が満充電
に近ければ近いほど、長期放置の判定を行う所定値ｔ
２、ｔ３を短くし、充電も放電後の経過時間を短くして
予備放電又は予備充電又は予備充放電を行うようにして
もよい。これも満充電状態に近い方が電池の劣化が激し
いための処置である。
た結果、タイマによる計測時間が所定値ｔ２又はｔ３で
設定された所定の時間以上になると、主電池パック１
は、補助電池パックとの間で予備放電又は予備充電又は
予備充放電を行う。このことにより、長期放置され電池
に不活性物質が生成されるのを抑制するので、不活性物
質が生成され電池が劣化するのを防ぐことができる。こ
のとき、セルの温度の平均値が所定の温度（Ｔ２）以上
である場合の長期放置の判定を行う所定値ｔ２は、そう
でない場合の長期放置の判定を行う所定値ｔ３より短く
する。これは、温度が高いほど電池の劣化が激しいため
の処置である。また、主電池パック１の充電率が満充電
に近ければ近いほど、長期放置の判定を行う所定値ｔ
２、ｔ３を短くし、充電も放電後の経過時間を短くして
予備放電又は予備充電又は予備充放電を行うようにして
もよい。これも満充電状態に近い方が電池の劣化が激し
いための処置である。
【００２０】また、ステップＳ３５でＹＥＳ、つまりセ
ルの温度が所定値Ｔ１以上で所定値ｔ１以上継続した場
合にも、所定の予備放電又は予備充電又は予備充放電を
行う（ステップＳ４０）。これも、温度が高いほど電池
の劣化が激しいための処置である。充電又は放電中（ス
テップＳ３２でＹＥＳ）の場合、ステップＳ４０で所定
の予備放電又は予備充電又は予備充放電を行った場合に
は、タイマと温度記憶データをクリアしてステップＳ３
１に戻ってタイマによる計時を再開させ、上記と同様の
処理を繰り返し実行する。
ルの温度が所定値Ｔ１以上で所定値ｔ１以上継続した場
合にも、所定の予備放電又は予備充電又は予備充放電を
行う（ステップＳ４０）。これも、温度が高いほど電池
の劣化が激しいための処置である。充電又は放電中（ス
テップＳ３２でＹＥＳ）の場合、ステップＳ４０で所定
の予備放電又は予備充電又は予備充放電を行った場合に
は、タイマと温度記憶データをクリアしてステップＳ３
１に戻ってタイマによる計時を再開させ、上記と同様の
処理を繰り返し実行する。
【００２１】図５は開路電圧と充放電時の電圧、放電容
量の関係を示す図、図６はパルス充電波形を示す図、図
７は内部インピーダンスと分極による電圧降下の等価回
路を示す図である。
量の関係を示す図、図６はパルス充電波形を示す図、図
７は内部インピーダンスと分極による電圧降下の等価回
路を示す図である。
【００２２】主電池パック１は、外部ホスト機器に装着
されていないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆動し
ていないとき、図５に示すように所定の容量分主電池パ
ック１から補助電池パック６に放電を行った後、同容量
分充電し、そのときの充放電時の電圧Ｖｃ、Ｖｄ、電流
Ｉｃ、Ｉｄに基づき内部インピーダンスＲｉと開路電圧
Ｖｏを次の算式を用いて算出し残容量を補正する。
されていないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆動し
ていないとき、図５に示すように所定の容量分主電池パ
ック１から補助電池パック６に放電を行った後、同容量
分充電し、そのときの充放電時の電圧Ｖｃ、Ｖｄ、電流
Ｉｃ、Ｉｄに基づき内部インピーダンスＲｉと開路電圧
Ｖｏを次の算式を用いて算出し残容量を補正する。
【００２３】Ｒｉ＝（Ｖｃ−Ｖｄ）／（Ｉｃ＋Ｉｄ）
Ｖｏ＝Ｖｄ＋Ｒｉ×Ｉｄ 又は Ｖｏ＝Ｖｃ−Ｒｉ×Ｉ
ｃ 開路電圧の算出において、放電初期時は、Ｖｏ＝Ｖｃ−
Ｒｉ×Ｉｃを使用して算出し、開路電圧波形の一部を得
る（分極の影響により開路電圧が不正確になるのを避け
るため）。そして、基準開路電圧波形に基づき電圧値と
傾斜角を比較して現在の放電容量を得、これを満充電か
ら減算して現在の容量値を算出する。主電池パック１が
外部ホスト機器に放電する場合において、主電池パック
１のセル電圧が所定の電圧以下になっても、主電池パッ
ク１の残量が補正容量以上にならない場合は、補助電池
パック６から主電池パック１への充電を行い、見かけ上
の容量値と実容量値を合致させる。
ｃ 開路電圧の算出において、放電初期時は、Ｖｏ＝Ｖｃ−
Ｒｉ×Ｉｃを使用して算出し、開路電圧波形の一部を得
る（分極の影響により開路電圧が不正確になるのを避け
るため）。そして、基準開路電圧波形に基づき電圧値と
傾斜角を比較して現在の放電容量を得、これを満充電か
ら減算して現在の容量値を算出する。主電池パック１が
外部ホスト機器に放電する場合において、主電池パック
１のセル電圧が所定の電圧以下になっても、主電池パッ
ク１の残量が補正容量以上にならない場合は、補助電池
パック６から主電池パック１への充電を行い、見かけ上
の容量値と実容量値を合致させる。
【００２４】主電池パック１を外部の充電器から充電す
る場合において、充電開始電圧と充電停止電圧との間で
パルス充電を行い、充電停止電圧に達したとき瞬時的に
主電池パック１から補助電池パック６に放電する。これ
は、充電電圧が所定の充電停止電圧に達し一時的に充電
を停止したとき、図７に示す分極による電圧降下の等価
回路のコンデンサに蓄えられる電荷量により図６（Ａ）
に示すように充電開始電圧に低下するまでの充電ＯＦＦ
の時間が長くなるのを短縮するためであり、この分極に
よる電圧降下の等価回路のコンデンサに蓄えられる電荷
量を瞬時的に補助電池パック６へ放電して０とすると、
図６（Ｂ）に示すように充電時間を短縮することができ
る。
る場合において、充電開始電圧と充電停止電圧との間で
パルス充電を行い、充電停止電圧に達したとき瞬時的に
主電池パック１から補助電池パック６に放電する。これ
は、充電電圧が所定の充電停止電圧に達し一時的に充電
を停止したとき、図７に示す分極による電圧降下の等価
回路のコンデンサに蓄えられる電荷量により図６（Ａ）
に示すように充電開始電圧に低下するまでの充電ＯＦＦ
の時間が長くなるのを短縮するためであり、この分極に
よる電圧降下の等価回路のコンデンサに蓄えられる電荷
量を瞬時的に補助電池パック６へ放電して０とすると、
図６（Ｂ）に示すように充電時間を短縮することができ
る。
【００２５】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、主電池パック１と補助電池パック６
とを別々の電池パックとしたが、１つの電池パックとし
てもよいし、補助電池パック６を省き、外部から主電池
パック１に対して予備放電又は予備充電又は予備充放電
を行うようにしてもよい。また、主電池パック１の充放
電回路として補助電池パック６にＤＣ／ＤＣコンバータ
を用いたものを示したが、抵抗及びＰＴＣ等の電流制限
素子を用いてもよい。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、主電池パック１と補助電池パック６
とを別々の電池パックとしたが、１つの電池パックとし
てもよいし、補助電池パック６を省き、外部から主電池
パック１に対して予備放電又は予備充電又は予備充放電
を行うようにしてもよい。また、主電池パック１の充放
電回路として補助電池パック６にＤＣ／ＤＣコンバータ
を用いたものを示したが、抵抗及びＰＴＣ等の電流制限
素子を用いてもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、予備充電、予備放電を行う予備充放電手段と
セルの温度を検出する温度検出手段を有し外部ホスト機
器への放電を行う主電池パックにおいて、前記主電池パ
ックが外部ホスト機器へ放電する場合に、前記温度検出
手段により検出される前記セルの温度が所定値以下のと
き、セル電圧が所定値の範囲内で、前記主電池パックか
ら前記予備充放電手段へ所定時間の予備放電を行って前
記セルの温度が所定値以下か否かを判断し、前記セルの
温度が所定値以上になれば前記外部ホスト機器への放電
を行い、前記セルの温度が所定値以上にならなければ前
記主電池パックへ前記予備充放電手段から所定時間の予
備充電を行って前記セルの温度が所定値以下か否かを判
断しつつ前記セルの温度が所定値に達するまで、前記予
備放電と予備充電とを繰り返し行うので、低温時におい
て、電池パックの予備放電、予備充電により、セルの温
度を上昇させてから本放電に移行するため、内部抵抗の
増大による電池電圧の急激な減少及び起動電流不足を解
消することができる。しかも電力の大部分は予備充放電
手段である補助電池パックに蓄えられた後、主電池パッ
クに戻すことができるので、電力のロスを少なくするこ
とができる。
によれば、予備充電、予備放電を行う予備充放電手段と
セルの温度を検出する温度検出手段を有し外部ホスト機
器への放電を行う主電池パックにおいて、前記主電池パ
ックが外部ホスト機器へ放電する場合に、前記温度検出
手段により検出される前記セルの温度が所定値以下のと
き、セル電圧が所定値の範囲内で、前記主電池パックか
ら前記予備充放電手段へ所定時間の予備放電を行って前
記セルの温度が所定値以下か否かを判断し、前記セルの
温度が所定値以上になれば前記外部ホスト機器への放電
を行い、前記セルの温度が所定値以上にならなければ前
記主電池パックへ前記予備充放電手段から所定時間の予
備充電を行って前記セルの温度が所定値以下か否かを判
断しつつ前記セルの温度が所定値に達するまで、前記予
備放電と予備充電とを繰り返し行うので、低温時におい
て、電池パックの予備放電、予備充電により、セルの温
度を上昇させてから本放電に移行するため、内部抵抗の
増大による電池電圧の急激な減少及び起動電流不足を解
消することができる。しかも電力の大部分は予備充放電
手段である補助電池パックに蓄えられた後、主電池パッ
クに戻すことができるので、電力のロスを少なくするこ
とができる。
【００２７】
【００２８】さらに、主電池パックと、該主電池パック
の充放電回路を有する補助電池パックとからなり、予備
放電又は予備充電又は予備充放電は、主電池パックと補
助電池パックとの間で行うので、補助電池パックは、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータを内蔵することにより、主電池パッ
クを充電することができると共に、非常時用の充電器と
しても活用できる。主電池パックは、外部ホスト機器が
装着されていないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆
動していないときで、且つ残容量が所定値以下のとき補
助電池パックに放電を行って残容量を０にした後、補助
電池パックから充電を行い、外部ホスト機器が装着され
ていないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆動してい
ないときに補助電池パックと所定容量分の充放電を行う
ことにより、内部インピーダンスと開路電圧を算出し、
補助電池パックは、主電池パックから外部ホスト機器へ
の放電を開始した後、残容量分を主電池パックに充電す
るので、主電池パックの容量補正も容易に行える。
の充放電回路を有する補助電池パックとからなり、予備
放電又は予備充電又は予備充放電は、主電池パックと補
助電池パックとの間で行うので、補助電池パックは、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータを内蔵することにより、主電池パッ
クを充電することができると共に、非常時用の充電器と
しても活用できる。主電池パックは、外部ホスト機器が
装着されていないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆
動していないときで、且つ残容量が所定値以下のとき補
助電池パックに放電を行って残容量を０にした後、補助
電池パックから充電を行い、外部ホスト機器が装着され
ていないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆動してい
ないときに補助電池パックと所定容量分の充放電を行う
ことにより、内部インピーダンスと開路電圧を算出し、
補助電池パックは、主電池パックから外部ホスト機器へ
の放電を開始した後、残容量分を主電池パックに充電す
るので、主電池パックの容量補正も容易に行える。
【図１】 本発明に係る電池パック電源装置の実施の形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図２】 外部ホスト機器へ本放電を開始する際に温度
に応じて行う予備充放電処理を説明するための図であ
る。
に応じて行う予備充放電処理を説明するための図であ
る。
【図３】 外部ホスト機器へ本放電を開始した後の充放
電処理を説明するための図である。
電処理を説明するための図である。
【図４】 放置期間や温度を監視して予備充放電処理を
行う処理を説明するための図である。
行う処理を説明するための図である。
【図５】 開路電圧と充放電時の電圧、放電容量の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図６】 パルス充電波形を示す図である。
【図７】 内部インピーダンスと分極による電圧降下の
等価回路を示す図である。
等価回路を示す図である。
１…主電池パック、２、７…制御回路、３、８…充放電
用ＦＥＴ、４、９…セル、５…温度センサ、６…補助電
池パック、１０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
用ＦＥＴ、４、９…セル、５…温度センサ、６…補助電
池パック、１０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平11−26032（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−98304（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−271141（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−30532（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−109452（ＪＰ，Ａ)
特開2001−273934（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−149709（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−145935（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−289478（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−315234（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−15580（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−84753（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/00 - 7/10
H01M 10/44
Claims (7)
- 【請求項１】 予備充電、予備放電を行う予備充放電手
段とセルの温度を検出する温度検出手段を有し外部ホス
ト機器への放電を行う主電池パックにおいて、前記主電
池パックが外部ホスト機器へ放電する場合に、前記温度
検出手段により検出される前記セルの温度が所定値以下
のとき、セル電圧が所定値の範囲内で、前記主電池パッ
クから前記予備充放電手段へ所定時間の予備放電を行っ
て前記セルの温度が所定値以下か否かを判断し、前記セ
ルの温度が所定値以上になれば前記外部ホスト機器への
放電を行い、前記セルの温度が所定値以上にならなけれ
ば前記主電池パックへ前記予備充放電手段から所定時間
の予備充電を行って前記セルの温度が所定値以下か否か
を判断しつつ前記セルの温度が所定値に達するまで、前
記予備放電と予備充電とを繰り返し行うことを特徴とす
る電池パック電源装置。 - 【請求項２】 前記予備充放電手段は、前記主電池パッ
クの充放電回路を有する補助電池パックからなり、前記
主電池パックと前記補助電池パックとの間で前記予備充
電、予備放電を行うことを特徴とする請求項１記載の電
池パック電源装置。 - 【請求項３】 前記充放電回路は、ＤＣ／ＤＣコンバー
タであることを特徴とする請求項２記載の電池パック電
源装置。 - 【請求項４】 前記主電池パックは、外部ホスト機器が
装着されていないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆
動していないときで、且つ残容量が所定値以下のとき補
助電池パックに放電を行って残容量を０にした後、補助
電池パックから充電を行うことを特徴とする請求項２記
載の電池パック電源装置。 - 【請求項５】 前記主電池パックは、外部ホスト機器が
装着されていないとき又は外部ホスト機器がバッテリ駆
動していないときに補助電池パックと所定容量分の充放
電を行うことにより、内部インピーダンスと開路電圧を
算出することを特徴とする請求項２記載の電池パック電
源装置。 - 【請求項６】 前記補助電池パックは、主電池パックか
ら外部ホスト機器への放電を開始した後、残容量分を主
電池パックに充電することを特徴とする請求項２記載の
電池パック電源装置。 - 【請求項７】 前記主電池パックの充電においては、充
電開始電圧と充電停止電圧との間でパルス充電を行い、
前記充電停止電圧に達したとき瞬時的に放電を行うこと
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電池
パック電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15720799A JP3401517B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 電池パック電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15720799A JP3401517B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 電池パック電源装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002310011A Division JP2003143769A (ja) | 2002-10-24 | 2002-10-24 | 電池パック電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000350370A JP2000350370A (ja) | 2000-12-15 |
| JP3401517B2 true JP3401517B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=15644558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15720799A Expired - Lifetime JP3401517B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 電池パック電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP4432985B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2010-03-17 | ソニー株式会社 | 電池パック |
| JP2009247057A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電気自動車の制御装置 |
| CN102414903B (zh) * | 2009-04-28 | 2014-07-02 | 丰田自动车株式会社 | 锂离子二次电池的充电保持方法、电池***、车辆以及电池搭载设备 |
| CN103178600A (zh) * | 2011-12-21 | 2013-06-26 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电源管理***及方法 |
| JP6354823B2 (ja) * | 2016-11-25 | 2018-07-11 | マツダ株式会社 | 車載バッテリの制御装置、及び車載バッテリの制御方法 |
| JP6354822B2 (ja) * | 2016-11-25 | 2018-07-11 | マツダ株式会社 | 車載バッテリの制御装置、及び車載バッテリの制御方法 |
| WO2019230158A1 (ja) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | 住友電気工業株式会社 | 二次電池昇温装置、コンピュータプログラム及び二次電池昇温方法 |
| CN112332514B (zh) * | 2020-10-21 | 2023-11-28 | 深圳供电局有限公司 | 蓄电池充放电控制***和方法 |
| CN116207826A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-06-02 | 苏州绿恺动力电子科技有限公司 | 一种电池放电控制方法及*** |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088116B2 (ja) * | 1988-07-01 | 1996-01-29 | トヨタ自動車株式会社 | 金属・ハロゲン電池の均等化のための完全放電方法およびこれに用いられる金属・ハロゲン電池 |
| JP2734689B2 (ja) * | 1989-10-31 | 1998-04-02 | 松下電器産業株式会社 | 充電装置 |
| JPH0630532A (ja) * | 1992-07-08 | 1994-02-04 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 充電装置 |
| JP3369628B2 (ja) * | 1993-04-28 | 2003-01-20 | 三洋電機株式会社 | 電池の充電方法 |
| JP2602980Y2 (ja) * | 1993-05-07 | 2000-02-07 | 神鋼電機株式会社 | 充電制御装置 |
| JP3448978B2 (ja) * | 1994-09-20 | 2003-09-22 | 日産自動車株式会社 | 電気車用充電制御装置 |
| JPH08149709A (ja) * | 1994-11-21 | 1996-06-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 二次電池の充電装置 |
| JP3239040B2 (ja) * | 1995-04-11 | 2001-12-17 | 三洋電機株式会社 | 二次電池の充電方法 |
| JPH09271141A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | 分散型電源システム |
| JP4120025B2 (ja) * | 1997-07-02 | 2008-07-16 | 日産自動車株式会社 | 電気自動車用電池のヒートアップ装置 |
| JP3814383B2 (ja) * | 1997-09-29 | 2006-08-30 | キヤノン株式会社 | カメラ |
| JP2001273934A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-10-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質電池の運転方法及び電池装置 |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP15720799A patent/JP3401517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000350370A (ja) | 2000-12-15 |
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