JP5288976B2 - ハイブリッドバッテリの充電制御方法 - Google Patents
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Description
(2)本体機器は、ハイブリッドバッテリから入力される切換要求信号を検出して、ハイブリッドバッテリに充電電力を出力するスイッチング素子をオフに切り換えて、出力を遮断する。
(3)ハイブリッドバッテリは、本体機器が充電電力を遮断する時間よりも長い時間経過した後、たとえば切換要求信号を出力して2sec経過した後、停止側の電池ユニットの充電電流が遮断されたことを確認して、充電する電池ユニットを停止側の電池ユニットから切換側の電池ユニットに切り換える。この工程は、停止側の電池ユニットと直列に接続している充電スイッチング素子をオフに切り換えて、切換側の電池ユニットと直列に接続している充電スイッチング素子をオンに切り換える。その後、ハイブリッドバッテリは、本体機器に充電再開信号を出力する。
(4)本体機器は、ハイブリッドバッテリから入力される充電再開信号を検出して、切換側の電池ユニットを充電する電力を出力するように制御する。
以上の充電制御方法は、短時間に充電を再開して、本体機器が充電電力を遮断したことをハイブリッドバッテリ側で確認できる。
以上の充電制御方法は、充電している電池ユニットの電圧と、温度と、残容量と、充電サイクルを検出して、充電する電池ユニットを切り換えるので、電圧と温度を検出して切り換える方法にあっては、安全性を向上しながら速やかに切り換えでき、残容量を検出して切り換える方法にあっては、電池ユニットを速やかに効率よく充電でき、さらに、充電サイクルを検出して切り換える方法にあっては、各々の電池ユニットの劣化を均一にして寿命を長くできる。
以上の充電制御方法は、充電電圧が異なる複数の電池ユニットを、確実に最適な電圧で充電できる特徴がある。
以上の充電制御方法は、充電容量が異なる複数の電池ユニットを、確実に最適な充電電流で充電できる特徴がある。
(1)充電している電池ユニット11のトータル電圧、または素電池1の電圧があらかじめ記憶している最高電圧を超える状態で、充電している電池ユニット11を切り換える。
制御回路5は、充電している電池ユニット11のトータル電圧が、4.25V×素電池数の電圧以上となり、あるいは素電池1の電圧が4.25V以上となることを検出すると、充電している電池ユニット11を切り換える。
制御回路5で充電している電池ユニット11を切り換える電圧は、温度により変化させる。たとえば、電池ユニット11の温度が0℃以上で45℃以下の範囲においては、充電している素電池1の電圧が4.25V以上になると充電する電池ユニット11を切り換えるが、電池ユニット11の温度が45℃を超えて60℃以下の範囲になると、充電してい電池ユニット11を切り換える電圧を4.25Vから4.15Vに低下させる。
(2)充電している電池ユニット11の温度が、あらかじめ記憶している設定温度よりも高くなることを検出すると、充電している電池ユニット11を切り換える。たとえば、充電している電池ユニット11の温度が60℃以上になり、あるいは0℃以下になると充電している電池ユニット11を切り換える。
(3)充電している電池ユニット11の残容量が設定容量、たとえば80%を超えると、充電する電池ユニット11を切り換える。リチウムイオン電池は、約80%までは定電流充電して速やかに充電できることから、充電している電池ユニット11の残容量が80%になると、充電する電池ユニット11を切り換えて、残容量の少ない電池ユニット11を充電することで、電池ユニット11を効率よく速やかに充電できる。
(4)充電している電池ユニット11の充電サイクルの差を検出すると、充電サイクルの少ない電池ユニット11に充電を切り換える。充電サイクルは、充電容量を積算して演算される。電池ユニット11は、充電サイクルに差ができると劣化がアンバランスになるので、充電サイクルを均等化することで、電池ユニット11の劣化を均等にする。
(1)ハイブリッドバッテリ10が、充電する電池ユニット11を切り換える状態を検出すると、ハイブリッドバッテリ10の制御回路5は、充電している停止側である第1の電池ユニット11Aに接続している第1の充電用のスイッチング素子2Aをオフに切り換えると共に、通信ライン12を介して本体機器20のコントロール回路24に切換要求信号を出力する。
この工程で、ハイブリッドバッテリ10の制御回路5は、本体機器20から充電電力を遮断したことを確認することなく、停止側である第1の電池ユニット11Aに接続している第1の充電用のスイッチング素子2Aをオフに切り換える。したがって、この工程で直ちに停止側の電池ユニット11の充電は停止される。この工程では、第1の電池ユニット11Aを充電しているので、第2の充電用のスイッチング素子2Bはオフ、また、本体機器20に設けている第2の電源スイッチング素子26Bもオフ状態にある。
(2)本体機器20のコントロール回路24は、ハイブリッドバッテリ10の制御回路5から通信ライン12を介して入力される切換要求信号を検出して、ハイブリッドバッテリ10に充電電力を出力する第1の電源スイッチング素子26Aをオフに切り換えて、出力を遮断する。
(3)ハイブリッドバッテリ10は、停止側である第1の電池ユニット11Aに接続している第1の充電用のスイッチング素子2Aを一時的にオンに切り換え、このスイッチング素子をオンとする状態で、第1の電池ユニット11Aの充電電流を検出する。出力電流は、電池ユニット11と直列に接続している電流検出抵抗6Aの両端に誘導される電圧を差動アンプ6Bで増幅して制御回路5に入力して検出される。制御回路5は、差動アンプ6Bから入力される電圧が設定電圧よりも小さいと、充電電流が流れていないと判定する。すなわち、本体機器20の第1の電源スイッチング素子26Aがオフに切り換えられたことを確認する。充電電流から充電電流が遮断されたことを検出する時間は、本実施例では、約2秒である。このように、切換工程において、停止側の電池ユニット11の充電を再開する時間は、例えば、100msecないし2secである。この時間は、100msecないし1secとすることもできる。また、本実施例においては、切換要求信号を出力してから充電電流の検出を開始するまでの時間は、約7秒である。この値は、約3〜15秒とすることもできる。
(4)ハイブリッドバッテリ10の制御回路5は、本体機器20の第1の電源スイッチング素子26Aがオフに切り換えられたことを確認した後、切換側である第2の電池ユニット11Bと直列に接続している第2の充電用のスイッチング素子2Bをオンに切り換え、さらに本体機器のコントロール回路24に、通信ライン12を介して充電再開信号を出力する。
(5)本体機器20のコントロール回路24は、ハイブリッドバッテリ10から入力される充電再開信号を検出して、第2の充電回路25Bを動作状態とすると共に、第2の電池ユニット11Bを充電する第2の電源スイッチング素子26Bをオンに切り換えて、切換側である第2の電池ユニット11Bを充電する電力を出力するように制御する。この状態で、ハイブリッドバッテリ10の第2の電池ユニット11Bが充電される状態に切り換えられる。第2の電池ユニット11Bを充電する状態で、第1の電池ユニット11Aは充電されないので、ハイブリッドバッテリ10に内蔵している第1の充電用のスイッチング素子2Aと、本体機器20に内蔵される第1の電源スイッチング素子26Aはオフ状態に保持される。
2…充電用のスイッチング素子 2A…第1の充電用のスイッチング素子
2B…第2の充電用のスイッチング素子
3…放電用のスイッチング素子
5…制御回路
6…電流検出回路 6A…電流検出抵抗
6B…差動アンプ
10…ハイブリッドバッテリ
11…電池ユニット 11A…第1の電池ユニット
11B…第2の電池ユニット
12…通信ライン
20…本体機器
21…制御・電源手段
22…負荷
24…コントロール回路
25…充電回路 25A…第1の充電回路
25B…第2の充電回路
26…電源スイッチング素子 26A…第1の電源スイッチング素子
26B…第2の電源スイッチング素子
Claims (5)
- 複数の電池ユニット(11)の充電を備えるハイブリッドバッテリ(10)を本体機器(20)に接続して、本体機器(20)でハイブリッドバッテリ(10)を充電する充電制御方法であって、
ハイブリッドバッテリ(10)が充電している電池ユニット(11)の充電を切り換えるときに、充電している停止側の電池ユニット(11)の充電を停止すると共に、本体機器(20)に切換要求信号を出力する切換要求工程と、
本体機器(20)が、入力される切換要求信号でもってハイブリッドバッテリ(10)への充電電力の出力を停止するように制御する充電停止工程と、
本体機器(20)がハイブリッドバッテリ(10)への充電電力を停止するように制御する状態で、ハイブリッドバッテリ(10)が停止側の電池ユニット(11)の充電を一時的に再開して、停止側の電池ユニット(11)の充電電流でもって本体機器(20)が充電電力の出力を停止したことを確認して、充電する電池ユニット(11)を停止側の電池ユニット(11)から切換側の電池ユニット(11)に切り換え、さらに本体機器(20)に充電再開信号を出力する切換工程と、
本体機器(20)が充電再開信号を検出して、ハイブリッドバッテリ(10)の切換側の電池ユニット(11)を充電する電力を出力するように制御する充電開始工程とからなるハイブリッドバッテリの充電制御方法。 - 前記切換工程において、停止側の電池ユニット(11)の充電を再開する時間が100msecないし1secである請求項1に記載されるハイブリッドバッテリの充電制御方法。
- 前記切換要求工程において、前記ハイブリッドバッテリ(10)は、充電している停止側の電池ユニット(11)の電圧と温度と残容量と充電サイクルのいずれかを検出して、充電している電池ユニット(11)を切り換えると判定する請求項1に記載されるハイブリッドバッテリの充電制御方法。
- 前記ハイブリッドバッテリ(10)が、出力電圧が異なる複数の電池ユニット(11)を内蔵している請求項1に記載されるハイブリッドバッテリの充電制御方法。
- 前記ハイブリッドバッテリ(10)が、充電容量が異なる複数の電池ユニット(11)を内蔵している請求項1に記載されるハイブリッドバッテリの充電制御方法。
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