JP5502282B2 - How to charge the battery pack - Google Patents
How to charge the battery pack Download PDFInfo
- Publication number
- JP5502282B2 JP5502282B2 JP2008005036A JP2008005036A JP5502282B2 JP 5502282 B2 JP5502282 B2 JP 5502282B2 JP 2008005036 A JP2008005036 A JP 2008005036A JP 2008005036 A JP2008005036 A JP 2008005036A JP 5502282 B2 JP5502282 B2 JP 5502282B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- battery
- charging
- current
- maximum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
Description
本発明は、複数の電池を直列に接続している組電池の充電方法に関し、とくに複数のリチウムイオン二次電池を直列に接続している組電池の充電に最適な充電方法に関する。 The present invention relates to a method for charging an assembled battery in which a plurality of batteries are connected in series, and more particularly to a charging method that is optimal for charging an assembled battery in which a plurality of lithium ion secondary batteries are connected in series.
複数の電池を直列に接続している組電池が充電されると、各々の電池は同じ電流で充電される。このため、全ての電池の電気特性が全く同一であると、充電される各々の電池の電圧は同じ電圧となる。しかしながら、現実の組電池の充電において、各々の電池の電圧は同一にならない。全ての電池セルの電気特性を完全に一致できないからである。各々の電池の電圧差は、使用するにしたがって大きくなる。各々の電池の劣化がアンバランスになるからである。この欠点は、直列に接続している各々の電池を独立して充電する方法で解消できるが、この充電回路は極めて複雑になり、また、組電池には各々の電池の接続点を端子として外部に表出する必要があるので、現実には到底に採用されない。また、この構造の組電池も実用化されていない。このため、組電池は、正負の出力端子を充電器に接続して充電される。したがって、電池のアンバランスによって電圧差ができる。 When an assembled battery in which a plurality of batteries are connected in series is charged, each battery is charged with the same current. For this reason, if the electrical characteristics of all the batteries are exactly the same, the voltage of each battery to be charged becomes the same voltage. However, in the actual charging of the assembled battery, the voltage of each battery is not the same. This is because the electrical characteristics of all the battery cells cannot be completely matched. The voltage difference of each battery increases as it is used. This is because the deterioration of each battery becomes unbalanced. This drawback can be solved by charging each battery connected in series independently, but this charging circuit becomes extremely complicated, and the assembled battery has an external connection point for each battery. In reality, it is not adopted at all. Also, an assembled battery having this structure has not been put into practical use. For this reason, the assembled battery is charged by connecting the positive and negative output terminals to the charger. Therefore, a voltage difference is generated due to battery imbalance.
充電するときに、特定の電池の電圧が最大設定電圧よりも高くなると、この電池が著しく劣化されると共に、組電池の安全な充電が実現できなくなる。このため、各々の電池の電圧を検出しながら組電池を充電し、いずれかの電池の電圧が最大設定電圧を超えると充電を停止する方法が提案されている。（特許文献１参照）
以上の充電方法は、各々の電池の電圧を最大設定電圧以下に制御しながら充電できる。ただ、この充電方法は、いずれかひとつの電池の電圧が最大設定電圧まで上昇すると充電を停止するので、電池にアンバランスが発生すると、組電池を十分な容量に充電できない欠点がある。それは、最大設定電圧まで電圧が上昇していない電池はさらに充電できる状態にあるにもかかわらず、充電が停止されるからである。 In the above charging method, charging can be performed while controlling the voltage of each battery below the maximum set voltage. However, since this charging method stops charging when the voltage of any one of the batteries rises to the maximum set voltage, there is a drawback that the assembled battery cannot be charged to a sufficient capacity when the battery is unbalanced. This is because charging is stopped even though a battery whose voltage has not increased to the maximum set voltage is in a state where it can be further charged.
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、各々の電池の電圧を最大設定電圧以下に制御しながら、組電池の充電容量を大きくできる充電方法を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is to provide a charging method capable of increasing the charging capacity of an assembled battery while controlling the voltage of each battery to be equal to or lower than the maximum set voltage.
本発明の組電池の充電方法は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
組電池の充電方法は、複数の電池を直列に接続している組電池を、各々の電池の電圧を検出しながら定電圧・定電流充電する。この充電方法は、検出したパラメータから特定される第１の設定電流にて充電を開始し、所定のサンプリング周期で各々の電池セルの電圧を検出し、いずれかの電池セル電圧があらかじめ設定している最大設定電圧を超えると、組電池を充電する充電電力を低下して定電圧・定電流充電する。充電中に、検出した電池温度から第２の設定電流を特定し、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧以下であると、低下した設定電流と、第２の設定電流とを比較し、低下した設定電流と、第２の設定電流とが等しくないとき、低い方の設定電流にて充電を継続する。
また、充電開始時の充電電流値の初期設定値について、温度と残容量、あるいは温度と電圧の２つのパラメータから決定する。
The battery pack charging method of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
In the assembled battery charging method, an assembled battery in which a plurality of batteries are connected in series is charged at a constant voltage and a constant current while detecting the voltage of each battery. This charging method starts charging at a first set current specified from the detected parameter , detects the voltage of each battery cell at a predetermined sampling period, and sets any battery cell voltage in advance. When the maximum set voltage is exceeded, the charging power for charging the battery pack is reduced and constant voltage / constant current charging is performed. During charging, the second set current is identified from the detected battery temperature, and when the voltage of the high voltage battery cell is equal to or lower than the maximum set voltage, the reduced set current is compared with the second set current, and the voltage drops. When the set current and the second set current are not equal, charging is continued with the lower set current.
Further, the initial setting value of the charging current value at the start of charging is determined from two parameters of temperature and remaining capacity or temperature and voltage.
本発明の組電池の充電方法は、所定のサンプリング周期で各々の電池セルの電圧を検出し、いずれかの電池セル電圧があらかじめ設定している最大設定電圧を超えると、組電池を充電する設定電流を低下して定電圧・定電流充電する。
The battery pack charging method of the present invention detects the voltage of each battery cell at a predetermined sampling period, and sets the battery pack to charge when any battery cell voltage exceeds a preset maximum set voltage. Reduce current and charge at constant voltage and constant current.
本発明の組電池の充電方法は、いずれかの電池セル電圧が最大設定電圧を超えると、組電池を充電する設定電流を特定の割合で低下させる。
Charging method of the battery pack of the present invention, the battery cell voltage had Zureka exceeds the maximum set voltage, thereby decreasing the set current for charging the assembled battery in a specific ratio.
本発明の組電池の充電方法は、いずれかの電池セル電圧が最大設定電圧を超えると、組電池を充電する設定電流を低下させると共に、設定電流を低下させる割合を、各電池セルの電圧を加算した電圧値と、１セルあたりの最大設定電圧に直列接続したセル数を掛け合わせた電圧との差電圧から特定し、差電圧が大きいと設定電流を低下させる割合を大きくする。
Charging method of the battery pack of the present invention, have the battery cell voltage of Zureka exceeds the maximum set voltage, with reducing the set current for charging the battery pack, the rate of lowering the set current, voltage of each battery cell Is specified from the difference voltage between the maximum voltage set per cell and the voltage obtained by multiplying the number of cells connected in series, and if the difference voltage is large, the ratio at which the set current is reduced is increased.
本発明の組電池の充電方法は、いずれかの電池セル電圧が最大設定電圧を超えると、組
電池を充電する設定電流を低下させると共に、設定電流を低下させる割合を、最大設定電圧を超えた電池セルの内部抵抗から特定し、電池セルの内部抵抗が大きいと設定電流を低下させる割合を大きくする。
Charging method of the battery pack of the present invention, have the battery cell voltage of Zureka exceeds the maximum set voltage, with reducing the set current for charging the battery pack, the rate of lowering the set current, exceeds the maximum set voltage If the internal resistance of the battery cell is large, the ratio of reducing the set current is increased.
さらに、本発明の組電池の充電方法は、最大設定電圧を電池の温度で変更する。
Further, in the battery pack charging method of the present invention, the maximum set voltage is changed by the battery temperature.
さらに、本発明の組電池の充電方法は、設定電流を電池の温度で変更する。さらにまた、本発明の組電池の充電方法は、低下される設定電流を、多段階に設定された設定電流としている。
本発明の組電池の充電方法は、最大設定電圧を超えると低下させる設定電流値と、充電開始時の充電電流値の初期設定値とが、同じ値の中から設定される。
本発明の組電池の充電方法は、複数の電池を直列に接続している組電池を、各々の電池の電圧を検出しながら定電圧・定電流充電する組電池の充電方法であって、所定のサンプリング周期で各々の電池セルの電圧を検出し、いずれかの電池セル電圧があらかじめ設定している最大設定電圧を超えると、基準電圧と電池セル電圧とを比較する作動アンプからの出力にて、組電池を充電する充電電力を低下させる。
また、プラス側の電池セル電圧が入力される作動アンプの出力と、マイナス側の電池セル電圧が入力される作動アンプの出力とが入力されるOR回路の出力にて、組電池を充電する充電電力を低下する組電池の充電方法である。
Further, the charging method of the battery pack of the present invention, changes the setting current temperature of the battery. Furthermore, in the assembled battery charging method of the present invention, the set current to be reduced is set to a multistage set current.
In the battery pack charging method of the present invention, the set current value that is decreased when the maximum set voltage is exceeded and the initial set value of the charge current value at the start of charging are set from the same value.
The battery pack charging method of the present invention is a battery pack charging method in which a battery pack in which a plurality of batteries are connected in series is charged at a constant voltage and a constant current while detecting the voltage of each battery. The voltage of each battery cell is detected at the sampling period of, and if any battery cell voltage exceeds the preset maximum voltage, the output from the operational amplifier that compares the reference voltage with the battery cell voltage The charging power for charging the assembled battery is reduced.
In addition, charging to charge the assembled battery with the output of the OR circuit to which the output of the operational amplifier to which the positive battery cell voltage is input and the output of the operational amplifier to which the negative battery cell voltage is input is input This is a method of charging an assembled battery that reduces power.
本発明の組電池の充電方法は、各々の電池の電圧を最大設定電圧以下に制御しながら、組電池の充電容量を大きくできる特徴がある。それは、本発明の充電方法が、所定のサンプリング周期で各々の電池セルの電圧を検出し、いずれかの電池セル電圧が最大設定電圧を超えると、組電池を定電圧充電する設定電圧を低下し、あるいは定電流充電する設定電流を減少して、さらに、その後に続いて組電池を定電圧・定電流充電するからである。 The battery pack charging method of the present invention is characterized in that the charge capacity of the battery pack can be increased while controlling the voltage of each battery to be equal to or lower than the maximum set voltage. The charging method of the present invention detects the voltage of each battery cell at a predetermined sampling period, and when any battery cell voltage exceeds the maximum set voltage, the set voltage for charging the assembled battery at a constant voltage is lowered. Alternatively, the set current for constant current charging is reduced, and then the assembled battery is charged at a constant voltage / constant current.
図４は、本発明の実施例にかかる充電方法で充電される組電池の電池セルの電圧と充電電流を示すグラフである。この図に示すように、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、このタイミング（ｔ１）において、組電池を充電する充電電力を小さく制御する。充電電力が小さく制御されるので、組電池の充電電圧は低下し、また充電電流も減少する。このため、高電圧電池セルの電圧は、充電電流の減少によって低下して最大設定電圧よりも低くなる。この状態でさらに組電池が充電されるので、高電圧電池セルが充電されて電圧を次第に上昇させる。高電圧電池セルの電圧が再び最大設定電圧を超えると、このタイミング（ｔ２）において、さらに充電電力を低下させる。この充電状態をタイミング（ｔ３、ｔ４）で繰り返して、組電池の充電電流が最小電流まで減少すると充電を終了する。この状態で充電される組電池は、常に高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えないように、正確には極めて短い時間は超えるが、その後は最大設定電圧を超えないように制御しながら、組電池を十分な容量に充電できる。とくに、本発明の充電方法は、充電を開始する最初から充電電流を小さく制限して、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えないように制御するのではない。本発明の充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、充電電力を小さくするように制御するので、充電を開始する最初に大きな電流で充電しながら、高電圧電池セルの電圧を最大設定電圧よりも低くしながら、組電池を十分に充電できる。このため、本発明の充電方法は、組電池を短時間で満充電しながら、組電池の高電圧電池セルの電圧を最大設定電圧よりも低くし、かつ組電池の充電容量を大きくできる特徴が実現される。 FIG. 4 is a graph showing the voltage and charging current of the battery cell of the assembled battery charged by the charging method according to the embodiment of the present invention. As shown in this figure, when the voltage of the high voltage battery cell exceeds the maximum set voltage, the charging power for charging the assembled battery is controlled to be small at this timing (t1). Since the charging power is controlled to be small, the charging voltage of the assembled battery decreases and the charging current also decreases. For this reason, the voltage of a high voltage battery cell falls by the reduction of charging current, and becomes lower than the maximum setting voltage. Since the assembled battery is further charged in this state, the high voltage battery cell is charged to gradually increase the voltage. When the voltage of the high voltage battery cell again exceeds the maximum set voltage, the charging power is further reduced at this timing (t2). This charging state is repeated at the timing (t3, t4), and the charging is finished when the charging current of the assembled battery decreases to the minimum current. The assembled battery charged in this state always exceeds the maximum set voltage to prevent the voltage of the high-voltage battery cell from exceeding the maximum set voltage. The battery can be charged to a sufficient capacity. In particular, the charging method of the present invention does not control so that the voltage of the high-voltage battery cell does not exceed the maximum set voltage by limiting the charging current to be small from the beginning of charging. In the charging method of the present invention, when the voltage of the high voltage battery cell exceeds the maximum set voltage, the charging power is controlled to be small. Therefore, the charging of the high voltage battery cell is performed while charging with a large current at the beginning of charging. The battery pack can be fully charged while the voltage is lower than the maximum set voltage. For this reason, the charging method of the present invention is characterized in that the voltage of the high-voltage battery cell of the assembled battery can be made lower than the maximum set voltage and the charging capacity of the assembled battery can be increased while fully charging the assembled battery in a short time. Realized.
さらに、本発明の請求項２の充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、組電池を充電する充電電圧を低下して充電電力を小さく制限し、また、本発明の請求項７の充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、組電池を充電する設定電流を小さく制御して充電電力を小さくする。組電池の充電器は、ほとんど例外なくスイッチング電源が使用される。スイッチング電源は、入力される１００Ｖの交流を直流に変換し、直流電力をスイッチング素子を介してトランスの入力側に入力し、トランスの出力側を整流して直流に変換して、組電池を充電する電力を出力する。このスイッチング電源は、スイッチング素子をオンオフに切り変えるデューティーで、出力電圧と出力電流を安定化させている。出力電圧を安定化させるために、スイッチング素子をオンオフに切り変えるデューティーを制御する電圧フィードバック回路を備える。また、出力電流を安定化させるため、スイッチング素子をオンオフに切り変えるデューティーを制御する電流フィードバック回路を備える。本発明の請求項２の充電方法は、電圧フィードバック回路を制御して組電池の充電電力を簡単にコントロールできる。また、本発明の請求項７の充電方法は電流フィードバック回路を制御して組電池の充電電力を簡単にコントロールできる。
Further, according to the charging method of
さらに、本発明の請求項３の充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、組電池を充電する充電電圧を特定の割合で低下させる。また、本発明の請求項８の充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、組電池を充電する設定電流を特定の割合で低下させる。これらの充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超える毎に、組電池を充電する充電電圧を５％低下し、あるいは設定電流を２０％少なくする。この方法は、簡単な回路構成としながら、高電圧電池セルの電圧が異常に高くなるのを防止しながら、組電池を十分な容量に充電できる。
Furthermore, in the charging method according to
また、本発明の請求項４と請求項９の充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、充電電圧を低下させる割合、あるいは設定電流を少なくする割合を、高電圧電池セルの電圧と最大設定電圧との差電圧から特定し、差電圧が大きいと充電電圧又は設定電流を小さくする割合を大きくする。この方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えた後に、組電池を充電する電圧や電流を最適値にできる。このため、高電圧電池セルの電圧が異常に高くなるのを防止しながら、短時間で組電池に十分な容量を充電できる。
In addition, the charging method according to
さらにまた、本発明の請求項５と請求項１０の充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、充電電圧又は設定電流を低下させる割合を、最大設定電圧を超えた電池セルの内部抵抗から特定し、電池セルの内部抵抗が大きいと充電電圧又は設定電流を低下させる割合を大きくする。この方法も、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えた後に、組電池を充電する電圧や電流を最適値にできるので、高電圧電池セルの電圧が異常に高くなるのを防止しながら、組電池を短時間で十分な容量に充電できる。
Furthermore, in the charging method according to
さらにまた、本発明の請求項６の充電方法は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、組電池を充電する充電電圧を、各電池セルの電圧を加算した電圧値である電池電圧に低下して充電するので、充電電圧の制御を簡単にしながら、充電電圧が電池電圧より低くなるのを確実に防止して、組電池の充電を継続できる。
Furthermore, in the charging method according to
また、本発明の請求項１１の充電方法は、高電圧電池セルの電圧を比較する最大設定電圧を電池の温度で変更するので、電池が低温度域にあり、あるいは高温度域にある状態でも、電池を保護しながら、電池性能を低下させることなく組電池を充電できる。 In the charging method according to claim 11 of the present invention, the maximum set voltage for comparing the voltages of the high-voltage battery cells is changed by the battery temperature. Therefore, even when the battery is in the low temperature range or in the high temperature range. The battery pack can be charged without deteriorating battery performance while protecting the battery.
さらにまた、本発明の請求項１２の充電方法は、電池を充電する設定電流を電池の温度で変更するので、電池が低温度域にあり、あるいは高温度域にある状態でも、電池を保護しながら、電池性能を低下させることなく組電池を充電できる。また、本発明の請求項１３の充電方法は、低下させる設定電流が、多段階に設定された設定電流であることより、簡便な充電方法であり、また、この方法を行う電源回路も簡単な安価なものとなる。 Furthermore, in the charging method according to claim 12 of the present invention, since the set current for charging the battery is changed by the battery temperature, the battery is protected even when the battery is in a low temperature range or a high temperature range. However, the assembled battery can be charged without degrading the battery performance. The charging method according to claim 13 of the present invention is a simple charging method because the set current to be reduced is a set current set in multiple stages, and the power supply circuit for performing this method is also simple. It will be cheap.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための組電池の充電方法を例示するものであって、本発明は組電池の充電方法を以下の方法には特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the examples shown below exemplify an assembled battery charging method for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the assembled battery charging method as the following method. Further, this specification does not limit the members shown in the claims to the members of the embodiments.
図１は、複数のリチウムイオン二次電池３からなる組電池１を充電する充電回路のブロック図である。この図の充電回路は、組電池１を定電圧・定電流充電する電源回路４と、この電源回路４が組電池１を充電する充電電圧と設定電流を制御する制御回路５と、この制御回路５に各々の電池３の電圧を検出して出力する電圧検出回路６と、電池３の充電電流を検出する電流検出回路７と、電池３の温度を検出して出力する温度検出回路８とを備える。
FIG. 1 is a block diagram of a charging circuit that charges an assembled
図の組電池１は、３組の電池セル２を直列に接続している。各々の電池セル２は、２個のリチウムイオン二次電池３を並列に接続している。この図に示すように、電池セル２は複数の素電池３を並列に接続することができる。ただし、電池セルをひとつの素電池で構成することもできる。さらに、図の組電池１は、３つの電池セル２を直列に接続しているが、本発明の方法で充電する組電池は、２個の電池セルを直列に接続し、あるいは４個以上の電池セルを直列に接続するものとすることもできる。
The
電源回路４は、スイッチング電源である。スイッチング電源は、商用電源９である交流１００Ｖを整流して得られる直流を、スイッチング素子１０でスイッチングしてトランス１１の一次側に入力する。トランス１１の二次側の交流出力が整流されて組電池１を充電する電力が出力される。このスイッチング電源は、スイッチング素子１０をオンオフに切り変えるデューティーで出力を制御する。スイッチング素子１０のオン時間を長くして出力を大きく、オン時間を短くして出力を小さくする。電源回路４は、組電池１を定電圧・定電流充電するので、出力電圧の最大値を一定に制御する電圧フィードバック回路１２と、出力電流の最大値を一定に制限する電流フィードバック回路１３をスイッチング素子１０の入力回路１４に接続している。電圧フィードバック回路１２は、入力回路１４を介してスイッチング素子１０のデューティーを制御して、出力電圧の最大値を組電池１の最高電圧に制御する。たとえば、３組の電池セル２を直列に接続している組電池１を充電する電源回路４は、出力電圧の最大値を１２．６Ｖに設定している。さらに、電流フィードバック回路１３は、入力回路１４を介してスイッチング素子１０のデューティーを制御して、出力電流の最大値を組電池１を充電する最大電流に制御する。
The
電圧検出回路６は、直列に接続している各々の電池セル２の電圧を検出し、検出した電圧をデジタル信号に変換して制御回路５に入力する。電流検出回路７は、組電池１の充電電流を検出し、検出した電流をデジタル信号に変換して制御回路５に入力する。さらに、温度検出回路８も電池３の表面温度を検出し、検出した温度をデジタル信号に変換して制御回路５に入力する。
The
制御回路５は、電池の最大設定電圧を記憶している記憶回路１５と、この記憶回路１５に記憶される最大設定電圧を電池の電圧に比較して、組電池１の充電電圧と充電電流を制御する電力低減回路１６とを備える。
The
図２は、記憶回路１５が記憶する最大設定電圧を示している。ここで、最大設定電圧とは、充電される電池が絶対に越えてはいけない過充電保護電圧よりも多少低く設定された電圧である。図２のデータを記憶している記憶回路１５は、充電される電池の温度帯域を、低温度域と、標準温度域と、高温度域とに区画して、各々の温度帯域における最大設定電圧を記憶している。低温度域と標準温度域の低温境界温度（Ｔ１）は１０℃である。ただし、この低温度域と標準温度域の低温境界温度（Ｔ１）は、５℃ないし１５℃とすることもできる。また、標準温度域と高温度域の高温境界温度（Ｔ２）は４５℃としている。ただし、標準温度域と高温度域の高温境界温度（Ｔ２）は、４０℃ないし６０℃とすることもできる。また、低温度域より、温度が低い領域（例えば、０℃未満）、高温度域より、温度が高い領域（例えば、６０℃を超える領域）においては、充電を停止することができる。
FIG. 2 shows the maximum set voltage stored in the
ここで、充電される電池が越えてはいけない過充電保護電圧は、充電される電池の温度帯域によって設定される。低温度域と高温度域における過充電保護電圧は、標準温度域における過充電保護電圧よりも低く設定され、また、低温度域における過充電保護電圧は、高温度域における過充電保護電圧よりも低く設定される。各々の温度帯域における最大設定電圧は、図２に示すように、各温度帯域で設定された過充電保護電圧よりも多少低く、たとえば２０ｍＶ〜１００ｍＶ低く設定している。すなわち、低温度域において電池を充電する第１の最大設定電圧（Ｖ１）は、標準温度域において電池を充電する第２の最大設定電圧（Ｖ２）よりも低くしている。また、高温度域において電池を充電する第３の最大設定電圧（Ｖ３）は、第２の最大設定電圧（Ｖ２）より低くしている。さらに第１の最大設定電圧（Ｖ１）は、第３の最大設定電圧（Ｖ３）よりも低くしている。ただ、第１の最大設定電圧（Ｖ１）は、第３の最大設定電圧（Ｖ３）よりも高くすることもできる。
なお、不所望に過充電保護電圧を、電池電圧が超える場合は、電池の直列に接続された充電用スイッチング素子をオフする等の保護動作を行い、充電を停止する。
Here, the overcharge protection voltage that the battery to be charged must not exceed is set by the temperature band of the battery to be charged. The overcharge protection voltage in the low temperature range and the high temperature range is set lower than the overcharge protection voltage in the standard temperature range, and the overcharge protection voltage in the low temperature range is lower than the overcharge protection voltage in the high temperature range. Set low. As shown in FIG. 2, the maximum set voltage in each temperature band is set slightly lower than the overcharge protection voltage set in each temperature band, for example, 20 mV to 100 mV. That is, the first maximum set voltage (V1) for charging the battery in the low temperature range is lower than the second maximum set voltage (V2) for charging the battery in the standard temperature range. In addition, the third maximum set voltage (V3) for charging the battery in the high temperature range is lower than the second maximum set voltage (V2). Furthermore, the first maximum set voltage (V1) is lower than the third maximum set voltage (V3). However, the first maximum set voltage (V1) can be higher than the third maximum set voltage (V3).
When the overcharge protection voltage is undesirably exceeded and the battery voltage exceeds, a protection operation such as turning off a charging switching element connected in series with the battery is performed to stop charging.
第２の最大設定電圧（Ｖ２）は、リチウムイオン二次電池の種類に最適な電圧値に設定されることから、コバルト酸リチウム−炭素系のリチウムイオン二次電池にあっては、過充電保護電圧より２０ｍＶ〜１００ｍＶ低く、たとえば４．２５Ｖよりも３０ｍＶ低い４．２２Ｖとする。ただし、このタイプのリチウムイオン二次電池において、第２の最大設定電圧（Ｖ２）は、４．２Ｖ〜４．２４Ｖの範囲に設定することができる。第１の最大設定電圧（Ｖ１）は、低温度域における過充電保護電圧よりも２０ｍＶ〜１００ｍＶ低く設定され、たとえば、４．０３Ｖに設定される。第３の最大設定電圧（Ｖ３）は、高温度域における過充電保護電圧よりも２０ｍＶ〜１００ｍＶ低く設定され、たとえば、４．１３Ｖに設定される。 Since the second maximum set voltage (V2) is set to an optimum voltage value for the type of lithium ion secondary battery, overcharge protection is provided for lithium cobaltate-carbon lithium ion secondary batteries. The voltage is set to 4.22 V, which is 20 mV to 100 mV lower than the voltage, for example, 30 mV lower than 4.25 V. However, in this type of lithium ion secondary battery, the second maximum set voltage (V2) can be set in the range of 4.2V to 4.24V. The first maximum set voltage (V1) is set 20 mV to 100 mV lower than the overcharge protection voltage in the low temperature range, and is set to 4.03 V, for example. The third maximum set voltage (V3) is set 20 mV to 100 mV lower than the overcharge protection voltage in the high temperature range, and is set to 4.13 V, for example.
ただ、第１の最大設定電圧（Ｖ１）と第３の最大設定電圧（Ｖ３）は、第２の最大設定電圧（Ｖ２）に基づいて特定することもできる。たとえば、第１の最大設定電圧（Ｖ１）は、第２の最大設定電圧（Ｖ２）よりも３０ｍＶ〜３００ｍＶ低く設定することができる。また、第３の最大設定電圧（Ｖ３）を第２の最大設定電圧（Ｖ２）よりも低く、かつ第１の最大設定電圧（Ｖ１）よりも高く設定する場合、第３の最大設定電圧（Ｖ３）と第２の最大設定電圧（Ｖ２）との電圧差が、第２の最大設定電圧（Ｖ２）と第１の最大設定電圧（Ｖ１）の電圧差の３０％〜８０％となるように第３の最大設定電圧（Ｖ３）を設定することもできる。 However, the first maximum setting voltage (V1) and the third maximum setting voltage (V3) can also be specified based on the second maximum setting voltage (V2). For example, the first maximum set voltage (V1) can be set 30 mV to 300 mV lower than the second maximum set voltage (V2). When the third maximum set voltage (V3) is set lower than the second maximum set voltage (V2) and higher than the first maximum set voltage (V1), the third maximum set voltage (V3) ) And the second maximum set voltage (V2) so that the voltage difference between the second maximum set voltage (V2) and the first maximum set voltage (V1) is 30% to 80%. A maximum set voltage (V3) of 3 can also be set.
電力低減回路１６は、温度検出回路８で検出する電池３の温度から、記憶回路１５に記憶されるデータに基づいて最大設定電圧を特定する。たとえば、電池の温度が２０℃にあると、最大設定電圧を４．２５Ｖよりも低く、たとえば４．２２Ｖに設定する。さらに、電力低減回路１６は、電圧検出回路６で検出する各々の電池セル２の電圧を最大設定電圧に比較し、電圧が最も高くなる高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、組電池１を充電する電源回路４の出力を小さく制御する。電力低減回路１６は、電圧フィードバック回路１２又は電流フィードバック回路１３を介してスイッチング素子１０をオンオフに切り変えるデューティーを制御して、出力電力を制御する。
The
電力低減回路１６は、高電圧電池セルが最大設定電圧を超えると、組電池１を充電する充電電圧を特定の割合で低下し、あるいは組電池１を充電する設定電流を特定の割合で低下して、充電電力を低下させる。この電力低減回路１６は、高電圧電池セル２の電圧が最大設定電圧を超えるごとに、充電電圧を、たとえば９５％に低下して、充電電力を小さくする。あるいは、この電力低減回路１６は、高電圧電池セル２の電圧が最大設定電圧を超えるごとに、設定電流を、たとえば８０％に低下して、充電電力を小さくする。ただし、この電力低減回路１６は、充電電圧や設定電流を低下する割合を、５０％ないし９９％とすることができる。
When the high-voltage battery cell exceeds the maximum set voltage, the
また、電力低減回路１６は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、組電池１を充電する充電電圧又は設定電流を低下させる割合を、電池セル電圧（ここでは、各電池セルの電圧を加算した電圧値）と最大設定電圧（ここでは、１セルあたりの最大設定電圧に、直列接続したセル数(本実施例では３)を掛け合わせた電圧）との差電圧から特定し、差電圧が大きいと充電電圧又は設定電流を低下させる割合を大きくすることができる。この電力低減回路１６は、たとえば、電池セル電圧と最大設定電圧との差に比例して、充電電圧や設定電流を低下させる割合を大きくすることができる。
In addition, when the voltage of the high-voltage battery cell exceeds the maximum set voltage, the
さらに、電力低減回路１６は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、充電電圧を低下させる割合を、最大設定電圧を超えた電池セルの内部抵抗から特定し、電池セルの内部抵抗が大きいと充電電圧を低下させる割合を大きくすることができる。この電力低減回路１６は、高電圧電池セルの内部抵抗（Ｒ）を、高電圧電池セルを充電している状態での充電電圧（Ｅｃ）及び充電電流（Ｉ）と、充電を休止する開放電圧（Ｅｏ）とから、以下の式で演算し、演算された内部抵抗（Ｒ）から充電電圧又は設定電流を低下させる割合を演算する。たとえば、電力低減回路１６は、充電電圧又は設定電流を低下させる割合を内部抵抗（Ｒ）に比例して大きくする。
Ｒ＝（Ｅｃ−Ｅｏ）／Ｉ
Furthermore, when the voltage of the high-voltage battery cell exceeds the maximum set voltage, the
R = (Ec−Eo) / I
図１の充電回路は、図３に示すフローチャートに基づいて、以下のステップで組電池１を充電する。なお、このフローチャートは、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）を超えると、組電池１を定電圧・定電流充電する充電電圧（Ｅｃ）を低下させる充電方法を示している。また、図４は、このフローチャートに基づいて充電される電池の電圧と電流の特性を示している。なお、図４において、実線Ａは高電圧電池セルの電圧の変化を、実線Ｂは他の電池セルの電圧の変化を、一点鎖線Ｃは組電池を定電圧・定電流充電する充電電圧（Ｅｃ）の変化（組電池１には、図４の充電電圧（Ｅｃ）を直列接続したセル数(本実施例では３)を掛け合わせた電圧を印加する）を、実線Ｄは充電される組電池の充電電流（Ｉ）の変化をそれぞれ示している。
The charging circuit of FIG. 1 charges the assembled
［ｎ＝１のステップ］
温度検出回路８が電池の温度を検出する。
［ｎ＝２のステップ］
検出した電池の温度から最大設定電圧（Ｖmax）を特定する。
［ｎ＝３のステップ］
定電圧・定電流充電を開始する。
［ｎ＝４、５のステップ］
充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）よりも小さくなったかどうかを判定する。最小電流（Ｉmin）は、組電池１が満充電された状態における充電電流に設定している。したがって、組電池１の充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）よりも小さくなると満充電されたと判定して、充電を終了する。
［ｎ＝６のステップ］
充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）まで減少しないと、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）を最大設定電圧（Ｖmax）に比較する。充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）となるか、あるいは高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）よりも高くなるまで、ｎ＝４と６のステップをループする。
［ｎ＝７のステップ］
高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）よりも高くなると、電源回路４が組電池１を充電する充電電圧（Ｅｃ）を、たとえば、９５％（１２．６Ｖで充電している電源回路４にあっては、約１２Ｖ）に低下して、組電池１を充電する電力を小さくし、ｎ＝３のステップに戻る。
その後、充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）以下になるまで、ｎ＝３、４、６、７のステップをループして、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）を超える毎に、電源回路４の出力電圧である充電電圧（Ｅｃ）を９５％に低下して、組電池１を充電する。
なお、定率で充電電圧を下げる場合、現在の電池電圧を、定率を乗じて算出した充電電圧の下限値とする。充電電圧と電池電圧が逆転すると、充電ができなくなるからである。したがって、定率を乗じて算出した充電電圧が電池電圧より小さくなると、充電電圧を電池電圧に設定する。ここで、電池電圧とは、上述の電池セル電圧と同様に、各電池セルの電圧を加算した電圧値である。
また、ここで、上述に代わって、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）を超える毎に、充電電圧（Ｅｃ）を低下するとき、充電電圧（Ｅｃ）を、各電池セルの電圧を加算した電圧値である電池電圧とすることもできる。
[Step of n = 1]
A
[Step of n = 2]
The maximum set voltage (Vmax) is specified from the detected battery temperature.
[Step n = 3]
Start constant voltage / constant current charging.
[Steps n = 4, 5]
It is determined whether the charging current (I) has become smaller than the minimum current (Imin). The minimum current (Imin) is set to a charging current when the assembled
[Step n = 6]
If the charging current (I) does not decrease to the minimum current (Imin), the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell is compared with the maximum set voltage (Vmax). The steps of n = 4 and 6 are looped until the charging current (I) becomes the minimum current (Imin) or the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell becomes higher than the maximum set voltage (Vmax).
[Step n = 7]
When the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell becomes higher than the maximum set voltage (Vmax), the charging voltage (Ec) at which the
Thereafter, until the charging current (I) becomes equal to or less than the minimum current (Imin), the steps of n = 3, 4, 6, and 7 are looped, and the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell is set to the maximum set voltage (Vmax). Is exceeded, the
When the charging voltage is lowered at a constant rate, the current battery voltage is set as the lower limit value of the charging voltage calculated by multiplying the constant rate. This is because charging cannot be performed if the charging voltage and the battery voltage are reversed. Therefore, when the charging voltage calculated by multiplying by a constant rate becomes smaller than the battery voltage, the charging voltage is set to the battery voltage. Here, the battery voltage is a voltage value obtained by adding the voltages of the respective battery cells, similarly to the above-described battery cell voltage.
Here, instead of the above, every time the voltage (Ecell) of the high-voltage battery cell exceeds the maximum set voltage (Vmax), when the charge voltage (Ec) is lowered, the charge voltage (Ec) It can also be set as the battery voltage which is the voltage value which added the voltage of the cell.
さらに、図５に示すフローチャートは、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）を超えると、組電池１を定電圧・定電流充電する設定電流（Ｉｃ）を低下させる充電方法を示している。図６は、このフローチャートに基づいて充電される電池の電圧と電流の特性を示している。なお、図６において、実線Ａは高電圧電池セルの電圧の変化を、実線Ｂは他の電池セルの電圧の変化を、実線Ｄは充電される組電池の充電電流（Ｉ）の変化を、一点鎖線Ｅは組電池を定電圧・定電流充電する設定電流（Ｉｃ）の変化を、それぞれ示している。
Further, the flowchart shown in FIG. 5 is a charging method for reducing the set current (Ic) for charging the assembled
［ｎ＝１のステップ］
温度検出回路８が電池の温度を検出する。
［ｎ＝２のステップ］
検出した電池の温度から最大設定電圧（Ｖmax）を特定する。
［ｎ＝３のステップ］
定電圧・定電流充電を開始する。
［ｎ＝４、５のステップ］
充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）よりも小さくなったかどうかを判定する。最小電流（Ｉmin）は、組電池１が満充電された状態における充電電流に設定している。したがって、組電池１の充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）よりも小さくなると満充電されたと判定して、充電を終了する。、
［ｎ＝６のステップ］
充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）まで減少しないと、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）を最大設定電圧（Ｖmax）に比較する。充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）となるか、あるいは高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）よりも高くなるまで、ｎ＝４と６のステップをループする。
［ｎ＝７のステップ］
高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）よりも高くなると、電源回路４が組電池１を充電する設定電流（Ｉｃ）を、たとえば、８０％に低下して、組電池１を充電する電力を小さくし、ｎ＝３のステップに戻る。
その後、充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）以下になるまで、ｎ＝３、４、６、７のステップをループして、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）を超える毎に、電源回路４の設定電流（Ｉｃ）を８０％に低下して、組電池１を充電する。
なお、定率を乗じて算出した充電電流値が満充電検出電流設定値より小さくなった場合は、満充電を誤検出することになるので、算出する充電電流の下限は、満充電検出電流設定値までとする。
[Step of n = 1]
A
[Step of n = 2]
The maximum set voltage (Vmax) is specified from the detected battery temperature.
[Step n = 3]
Start constant voltage / constant current charging.
[Steps n = 4, 5]
It is determined whether the charging current (I) has become smaller than the minimum current (Imin). The minimum current (Imin) is set to a charging current when the assembled
[Step n = 6]
If the charging current (I) does not decrease to the minimum current (Imin), the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell is compared with the maximum set voltage (Vmax). The steps of n = 4 and 6 are looped until the charging current (I) becomes the minimum current (Imin) or the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell becomes higher than the maximum set voltage (Vmax).
[Step n = 7]
When the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell becomes higher than the maximum set voltage (Vmax), the set current (Ic) at which the
Thereafter, until the charging current (I) becomes equal to or less than the minimum current (Imin), the steps of n = 3, 4, 6, and 7 are looped, and the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell is set to the maximum set voltage (Vmax). Is exceeded, the set current (Ic) of the
Note that if the charging current value calculated by multiplying by a constant ratio is smaller than the full charge detection current setting value, full charging will be erroneously detected, so the lower limit of the charging current to be calculated is the full charge detection current setting value. Up to.
さらに、本発明の充電方法は、電池温度を検出し、検出された電池温度から、組電池を充電する設定電流を特定することもできる。このことを実現する充電回路を図７に示す。この図は、複数のリチウムイオン二次電池３からなる組電池１を備えるパック電池１００を、パソコン等の電子機器２００に接続して充電する状態を示している。
なお、図７において、前述の図１に示す実施例と同じ構成要素については、同符号を付してその詳細な説明を省略する。
Furthermore, the charging method of the present invention can detect the battery temperature and specify the set current for charging the assembled battery from the detected battery temperature. A charging circuit for realizing this is shown in FIG. This figure shows a state in which the
In FIG. 7, the same components as those in the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図の電子機器２００は、組電池１を定電圧・定電流充電する電源回路２４を備えている。この電子機器２００は、商用電源９である交流１００Ｖ〜２４０ＶをＡＣアダプタ２０で直流１６Ｖ〜２０Ｖに整流して電源回路２４に入力している。電源回路２４はスイッチング電源で、スイッチング素子１０をオンオフに切り換えるデューティーで出力を制御している。パック電池１００は、電源回路２４が組電池１を充電する充電電圧と設定電流を制御する制御回路２５を備えており、温度検出回路８で電池３の温度を検出すると共に、検出された電池温度から組電池１を充電する設定電流を特定して、電子機器２００側に出力している。制御回路２５は、電池温度から設定電流を特定するデータを記憶している記憶回路３５と、この記憶回路３５に記憶されるデータと温度検出回路８で検出される電池温度から設定電流を特定して、電源回路２４に出力する電力低減回路３６を備えている。
The
記憶回路３５が記憶するデータの一例を図８に示す。記憶回路３５は、この図に示すように、充電される電池の温度帯域を、低温度域と、標準温度域と、高温度域とに区画して、各々の温度帯域における設定電流を記憶している。低温度域と標準温度域の低温境界温度（Ｔ１）は１０℃である。ただし、この低温度域と標準温度域の低温境界温度（Ｔ１）は、５℃ないし１５℃とすることもできる。また、標準温度域と高温度域の高温境界温度（Ｔ２）は４５℃としている。ただし、標準温度域と高温度域の高温境界温度（Ｔ２）は、４０℃ないし６０℃とすることもできる。また、低温度域より温度が低い領域（例えば、０℃未満）、高温度域より温度が高い領域（例えば、６０℃を超える領域）においては、充電を停止することができる。
An example of data stored in the
電池を充電する設定電流は、電池の温度帯域によって設定される。低温度域と高温度域における設定電流は、標準温度域における設定電流よりも低く設定され、また、低温度域における設定電流は、高温度域における設定電流よりも低く設定される。すなわち、低温度域において電池を充電する低温域設定電流（Ｉ１）は、標準温度域において電池を充電する標準設定電流（Ｉ２）よりも低くしている。また、高温度域において電池を充電する高温域設定電流（Ｉ３）は、標準設定電流（Ｉ２）より低くしている。さらに低温域設定電流（Ｉ１）は、高温域設定電流（Ｉ３）よりも低くしている。ただ、低温域設定電流（Ｉ１）は、高温域設定電流（Ｉ３）よりも高くすることもできる。
図８は、標準温度域における設定電流を０．７Ｃ（約０．５Ｃ以上１．２Ｃ以下の範囲で設定できる。）、低温度域における設定電流を０．１Ｃ（満充電時に低下する電流の満充電検出電流値よりも大きく設定する。）、高温度域における設定電流を０．３５Ｃ（上記標準温度域における設定電流の半分程度に設定される。）に設定している。
The set current for charging the battery is set according to the temperature band of the battery. The set current in the low temperature range and the high temperature range is set lower than the set current in the standard temperature range, and the set current in the low temperature range is set lower than the set current in the high temperature range. That is, the low temperature range setting current (I1) for charging the battery in the low temperature range is lower than the standard setting current (I2) for charging the battery in the standard temperature range. Moreover, the high temperature range setting current (I3) for charging the battery in the high temperature range is set lower than the standard setting current (I2). Furthermore, the low temperature region setting current (I1) is set lower than the high temperature region setting current (I3). However, the low temperature region setting current (I1) can be made higher than the high temperature region setting current (I3).
FIG. 8 shows that the set current in the standard temperature range is 0.7 C (can be set in the range of about 0.5 C to 1.2 C), and the set current in the low temperature range is 0.1 C (the current that decreases at full charge). It is set larger than the full charge detection current value.), The set current in the high temperature range is set to 0.35C (set to about half of the set current in the standard temperature range).
なお、各温度域において、充電開始時の充電電流値の初期設定値について、温度と残容量、あるいは温度と電圧の２つのパラメータから決定することもできる。例えば、以下の表１と表２に示すように、検出された最低の電池電圧（電池容量に対応した電池電圧）、または、周知技術を利用してパック電池内のマイコンで演算された残容量（ＲＳＯＣ電池容量）より、各温度域での設定電流を変更することもできる。
ここで、例えば、表１におけるＡ［Ｖ］は３．５Ｖ、Ｂ［Ｖ］は４．０Ｖとすることができる。また、例えば、表２におけるＣ［％］は４０％、Ｄ［％］は８０％とすることができる。
In each temperature range, the initial setting value of the charging current value at the start of charging can be determined from two parameters, temperature and remaining capacity, or temperature and voltage. For example, as shown in Table 1 and Table 2 below, the lowest battery voltage detected (battery voltage corresponding to the battery capacity) or the remaining capacity calculated by the microcomputer in the battery pack using a known technique The set current in each temperature range can be changed from (RSOC battery capacity).
Here, for example, A [V] in Table 1 can be set to 3.5V, and B [V] can be set to 4.0V. Further, for example, C [%] in Table 2 may be 40% and D [%] may be 80%.
このような設定電流を採用するのは、主に以下の理由からである。電池容量が大きいとき、電池温度が低いと、大電流により電池電圧が上昇して、図２にて説明した最大設定電圧、過充電保護電圧を超えることを防止するためである。 Such a set current is mainly used for the following reason. This is because when the battery capacity is large and the battery temperature is low, the battery voltage rises due to a large current and prevents the maximum set voltage and overcharge protection voltage described in FIG. 2 from being exceeded.
電力低減回路３６は、記憶回路３５に記憶されるデータと電池温度から、組電池１を充電する設定電流を特定する。電力低減回路３６は、検出される電池の温度帯域によって、設定電流を、低温域設定電流（Ｉ１）と標準設定電流（Ｉ２）と高温域設定電流（Ｉ３）のいずれかに特定する。電力低減回路３６は、設定電流を特定する信号を電源回路２４の電流フィードバック回路３３に出力する。
The
電源回路２４は、制御回路２５から入力される信号を検出して、出力電流の最大値を制御する。電源回路２４の電流フィードバック回路３３は、出力電流の最大値として、低温域設定電流（Ｉ１）と標準設定電流（Ｉ２）と高温域設定電流（Ｉ３）とからなる３段階の設定電流に切り換えできる構造としている。つまり、あらかじめ、多段階に設定された設定電流に切り換えることができる電源回路２４である。このように多段階に設定された設定電流に切り換えることができる電源回路２４は、比較的構造が簡単で安価であり、これを利用する充電方法も簡便なものとなる。この電源回路２４は、電力低減回路３６から電流フィードバック回路３３に、設定電流を低温域設定電流（Ｉ１）と標準設定電流（Ｉ２）と高温域設定電流（Ｉ３）のいずれかに特定する信号が入力されると、電流フィードバック回路３３が駆動回路３４を介してスイッチング素子１０のデューティーを制御して、出力電流の最大値を、組電池１を充電する設定電流に制御する。すなわち、この電源回路２４は、電流フィードバック回路３３が、出力電流の最大値を、低温域設定電流（Ｉ１）と標準設定電流（Ｉ２）と高温域設定電流（Ｉ３）とのいずれかに切り換えて組電池を充電する。
The
以上の制御回路２５は、充電開始時の電池温度を検出し、この検出された電池温度から、組電池１を充電する設定電流を特定して電源回路２４に出力する。電源回路２４は、制御回路２５から入力される信号を検出して、出力電流の最大値を特定された設定電流に制御しながら組電池を充電する。さらに、制御回路２５は、組電池１の充電中においても、電池温度を検出し、検出された電池温度から設定電流を特定して電源回路２４に出力する。電源回路２４は、制御回路２５から入力される信号を検出して、出力電流の最大値を特定された設定電流に制御する。ただし、充電開始時において電池温度から特定される設定電流と、充電中において電池温度から特定される設定電流が異なる場合は、低い方の設定電流を選択して充電を継続する。たとえば、充電開始時において、電池温度が標準温度域にあった電池は、設定電流を標準設定電流（Ｉ２）として充電を開始する。その後、充電が進むにつれて、電池温度が高温度域まで上昇すると、設定電流を高温域設定電流（Ｉ３）に切り換えて充電を継続する。高温域設定電流（Ｉ３）を標準設定電流（Ｉ２）よりも低く設定しているからである。また、充電開始時において、電池温度が低温度域にあった電池は、設定電流を低温域設定電流（Ｉ１）として充電を開始するが、その後、充電が進むにつれて、電池温度が標準温度域まで上昇しても、設定電流を標準設定電流（Ｉ３）に切り換えることなく充電を継続する。低温域設定電流（Ｉ１）を標準設定電流（Ｉ２）よりも低く設定しているからである。このように、電池を充電する設定電流を、充電開始時の電池温度から特定される設定電流と、充電中の電池温度から特定される設定電流のうち、低い方の設定電流を優先する方法は、電池が危険な状態となるのを確実に防止しながら、安全に充電できる。
The
さらに、制御回路２５は、電力低減回路３６が、記憶回路３５に記憶される最大設定電圧を電池の電圧に比較して、組電池１の充電電流を制御する。電力低減回路３６は、高電圧電池セルが最大設定電圧を超えると、組電池１を充電する設定電流を下げて、充電電力を低下させる。この電力低減回路３６は、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えると、出力電流の最大値である設定電流を１ランク低い電流値に下げる信号を電源回路２４の電流フィードバック回路３３に出力する。たとえば、現在の設定電流（Ｉｃ）が標準設定電流（Ｉ２）のときは、設定電流（Ｉｃ）を高温域設定電流（Ｉ３）に下げ、現在の設定電流（Ｉｃ）が高温域設定電流（Ｉ３）のときは、設定電流（Ｉｃ）を低温域設定電流（Ｉ１）に下げる。すなわち、電源回路２４は、制御回路２５に制御されて、充電する設定電流を下げながら組電池１の充電を継続する。
つまり、高電圧電池セルが最大設定電圧を超えると、組電池１を充電する設定電流を下げ、この低下した設定電流を、あらかじめ電池の温度で変更、設定された設定電流としている。換言するなら、このような設定電流は、多段階に設定された設定電流としている。
上記の設定電流では、３段階の設定電流（Ｉ２）、（Ｉ３）、（Ｉ１）としているが、３段階を超える多段階の設定電流として、高電圧電池セルの電圧が、そのときの電池温度における最大設定電圧を超えると、出力電流の最大値である設定電流を１ランク低い電流値に下げることもできる。
Further, in the
That is, when the high-voltage battery cell exceeds the maximum set voltage, the set current for charging the assembled
In the above-mentioned set current, three stages of set currents (I2), (I3), and (I1) are used, but as a multistage set current exceeding three stages, the voltage of the high-voltage battery cell is the battery temperature at that time. When the maximum set voltage at is exceeded, the set current, which is the maximum value of the output current, can be lowered to a current value one rank lower.
さらに、制御回路２５は、組電池１の充電を継続する状態において、組電池１の充電中に検出される電池温度の温度帯域から特定される設定電流と、高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧を超えて下げられた設定電流のうち、低い方の設定電流を優先して、この設定電流で組電池の充電を継続する。
Furthermore, the
図７の充電回路は、図９に示すフローチャートに基づいて、以下のステップで組電池１を充電する。このフローチャートに示すように、充電回路は、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）を超えると、組電池１を定電圧・定電流充電する設定電流（Ｉｃ）を低下させて充電する。図１０は、このフローチャートに基づいて充電される電池の電圧と電流の特性を示している。なお、図１０において、実線Ａは高電圧電池セルの電圧の変化を、実線Ｂは他の電池セルの電圧の変化を、実線Ｄは充電される組電池の充電電流（Ｉ）の変化を、一点鎖線Ｅは組電池を定電圧・定電流充電する設定電流（Ｉｃ）の変化を、それぞれ示している。
The charging circuit in FIG. 7 charges the assembled
［ｎ＝１のステップ］
温度検出回路８が電池の温度を検出する。
［ｎ＝２のステップ］
制御回路２５が、検出した電池温度から最大設定電圧（Ｖmax）を特定する。
［ｎ＝３のステップ］
制御回路２５が、検出した電池温度から、電池を充電する設定電流（Ｉｃ）を特定して、電源回路２４に出力する。制御回路２５は、記憶回路に記憶されるデータに基づいて、電池温度から設定電流（Ｉｃ）を特定する。設定電流（Ｉｃ）は、図８に示すように、検出される電池の温度帯域によって、低温域設定電流（Ｉ１）と標準設定電流（Ｉ２）と高温域設定電流（Ｉ３）のいずれかに特定される。
［ｎ＝４のステップ］
組電池１の充電を開始する。電源回路２４は、出力電流の最大値を、ｎ＝３のステップで特定された設定電流（Ｉｃ）に制御しながら、組電池１を定電圧・定電流充電する。
［ｎ＝５、６のステップ］
充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）以下になったかどうかを判定する。最小電流（Ｉmin）は、組電池１が満充電された状態における充電電流に設定している。したがって、組電池１の充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）以下になると満充電されたと判定して、充電を終了する。
［ｎ＝７のステップ］
充電電流（Ｉ）が最小電流（Ｉmin）まで減少していないと、制御回路２５は、このステップにおいて、高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）を最大設定電圧（Ｖmax）に比較する。
［ｎ＝８のステップ］
高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）以下であると、このステップで、温度検出回路８が電池の温度を検出し、検出した電池温度から設定電流（Ｉｃ）を特定する。
［ｎ＝９のステップ］
制御回路２５は、現在の設定電流（Ｉｃ）と、ｎ＝８のステップで特定した設定電流（Ｉｃ）とから、最新の設定電流（Ｉｃ）を特定する。たとえば、現在の設定電流がｎ＝３のステップで特定した設定電流（Ｉｃ）である場合は、ｎ＝８のステップで特定した設定電流（Ｉｃ）と、ｎ＝３のステップで特定した設定電流（Ｉｃ）から最新の設定電流（Ｉｃ）を特定する。制御回路２５は、現在の設定電流（Ｉｃ）と、ｎ＝８のステップで特定した設定電流（Ｉｃ）とが等しい時には、この設定電流を最新の設定電流（Ｉｃ）として、電源回路２４に出力する。さらに、制御回路２５は、現在の設定電流と、ｎ＝８のステップで特定した設定電流とが異なる時には、低い方の値を最新の設定電流（Ｉｃ）として、電源回路２４に出力する。
［ｎ＝１０のステップ］
電源回路２４は、出力電流の最大値を、前のステップで特定された最新の設定電流（Ｉｃ）に制御しながら、組電池１の充電を継続する。その後、ｎ＝５のステップに戻る。
［ｎ＝１１のステップ］
高電圧電池セルの電圧（Ｅcell）が最大設定電圧（Ｖmax）よりも高くなると、このステップで、現在の設定電流（Ｉｃ）が、最も低い設定電流である低温域設定電流（Ｉ１）まで下げられているかどうかを判定する。現在の設定電流（Ｉｃ）が低温域設定電流（Ｉ１）と等しいとき、設定電流（Ｉｃ）をこれ以上、下げることができないので、ｎ＝６のステップに進んで充電を終了する。
［ｎ＝１２のステップ］
現在の設定電流（Ｉｃ）が低温域設定電流（Ｉ１）と等しくないとき、現在の設定電流（Ｉｃ）が低温域設定電流（Ｉ１）よりも大きいと判定して、設定電流（Ｉｃ）を１ランク低い電流値に下げる。すなわち、現在の設定電流（Ｉｃ）が標準設定電流（Ｉ２）のときは、設定電流（Ｉｃ）を高温域設定電流（Ｉ３）に下げ、現在の設定電流（Ｉｃ）が高温域設定電流（Ｉ３）のときは、設定電流（Ｉｃ）を低温域設定電流（Ｉ１）に下げる。制御回路２５は、１ランク下げた設定電流を最新の設定電流（Ｉｃ）として、電源回路２４に出力する。その後、ｎ＝１０のステップに進み、組電池１の充電を継続する
[Step of n = 1]
A
[Step of n = 2]
The
[Step n = 3]
The
[Step n = 4]
Charging of the assembled
[Steps n = 5, 6]
It is determined whether or not the charging current (I) has become equal to or less than the minimum current (Imin). The minimum current (Imin) is set to a charging current when the assembled
[Step n = 7]
If the charging current (I) has not decreased to the minimum current (Imin), the
[Step n = 8]
If the voltage (Ecell) of the high-voltage battery cell is equal to or lower than the maximum set voltage (Vmax), the
[Step n = 9]
The
[Step n = 10]
The
[Step n = 11]
When the voltage (Ecell) of the high voltage battery cell becomes higher than the maximum set voltage (Vmax), the current set current (Ic) is lowered to the low temperature range set current (I1) which is the lowest set current in this step. Determine whether or not. When the current set current (Ic) is equal to the low temperature range set current (I1), the set current (Ic) cannot be lowered any more, so the process proceeds to step n = 6 and the charging is terminated.
[Step n = 12]
When the current set current (Ic) is not equal to the low temperature range set current (I1), it is determined that the current set current (Ic) is larger than the low temperature range set current (I1), and the set current (Ic) is set to 1. Lower the current value to a lower rank. That is, when the current set current (Ic) is the standard set current (I2), the set current (Ic) is lowered to the high temperature range set current (I3), and the current set current (Ic) is reduced to the high temperature range set current (I3). ), The set current (Ic) is lowered to the low temperature range set current (I1). The
以上の実施例は、電池の電圧を検出し、電池の電圧が最大設定電圧まで上昇して電流を減少させるが、電流の設定値を、標準温度域と、低温度域と、高温度域の設定電流としている。このパック電池は、電池の温度で電流をコントロールするために変化させる電流値と、電池の電圧が上昇して変化させる電流値とを同じ設定値に切り換えるので、回路構成を簡単にできる。また、電池を充電する設定電流を、電池の温度帯域によって低温度域と標準温度域と高温度域の３段階に切り換えできる構造としている。ただ、本発明の充電方法は、電池温度によって特定する設定電流を２段階とすることも、４段階以上とすることもできる。 In the above embodiment, the battery voltage is detected, and the battery voltage rises to the maximum set voltage to decrease the current, but the current set values are set to the standard temperature range, the low temperature range, and the high temperature range. It is set current. In this battery pack, the circuit value can be simplified because the current value changed to control the current at the battery temperature and the current value changed by increasing the battery voltage are switched to the same set value. Further, the set current for charging the battery can be switched to three stages of a low temperature range, a standard temperature range, and a high temperature range depending on the battery temperature range. However, in the charging method of the present invention, the set current specified by the battery temperature can be two stages or four or more stages.
さらに、パック電池は、電池の電圧や電流をデジタル信号に変換することなく、図１１の回路図に示すように、差動アンプでもって、電池の電圧や電流を検出する検出信号を基準電圧に比較して、電流や電圧をコントロールすることができる。図１１のパック電池は、充電している電池５３の電圧を検出して過充電を防止するために、最大電圧検出回路６０と設定電圧検出回路７０と、最大電圧検出回路６０と設定電圧検出回路７０に基準電圧を出力する基準電圧回路８１、８２とを備える。
Furthermore, the battery pack does not convert the battery voltage or current into a digital signal, and the detection signal for detecting the battery voltage or current is changed to a reference voltage with a differential amplifier as shown in the circuit diagram of FIG. In comparison, the current and voltage can be controlled. The battery pack of FIG. 11 has a maximum
図のパック電池は、２つの素電池５３を直列に接続して組電池５１としているので、プラス側の素電池５３とマイナス側の素電池５３の電圧を検出するために、最大電圧検出回路６０は、２組の差動アンプ６１を備える。マイナス側の差動アンプ６１Ｂは、マイナス側の入力端子に基準電圧回路８２から基準電圧を入力して、プラス側の入力端子をマイナス側の素電池５３に抵抗分圧回路６２を介して接続している。このマイナス側の差動アンプ６１Ｂは、マイナス側の素電池５３の電圧が最大電圧を超えると最大電圧信号を出力する。プラス側の差動アンプ６１Ａは、プラス側の入力端子に基準電圧回路８１から基準電圧を入力して、マイナス側の入力端子をプラス側の素電池５３に抵抗分圧回路６２を介して接続している。このプラス側の差動アンプ６１Ａは、プラス側の素電池５３の電圧が最大電圧を超えると最大電圧信号を出力する。これらの差動アンプ６１は、たとえば、素電池５３をリチウムイオン二次電池とするパック電池にあっては、プラス側とマイナス側の素電池５３が４．２５Ｖを超えると最大電圧信号を出力するように、抵抗分圧回路６２と基準電圧が設定される。
In the illustrated battery pack, two
プラス側の差動アンプ６１Ａとマイナス側の差動アンプ６１Ｂの出力は、ＯＲ回路６３に入力される。ＯＲ回路６３は、いずれかの素電池５３が最大電圧（リチウムイオン二次電池にあっては４．２５Ｖ）を超えると最大電圧信号を出力して、この信号を充電器（図示せず）に出力して充電を停止させる。さらには、この信号でもって、上述のように、充電電圧や充電電流を減少させることができる。
The outputs of the positive
設定電圧検出回路７０は、電池５３の過充電を検出する充電制御用の設定電圧検出回路７０Ａと、過放電を検出する放電制御用の設定電圧検出回路７０Ｂを備える。充電制御用の設定電圧検出回路７０Ａは、プラス側の素電池５３とマイナス側の素電池５３の設定電圧を検出するために、２組の差動アンプ７１を備える。マイナス側の差動アンプ７１Ｂはマイナス側の入力端子に基準電圧回路８２から基準電圧を入力して、プラス側の入力端子をマイナス側の素電池５３に分圧比変更回路７２を介して接続している。このマイナス側の差動アンプ７１Ｂは、マイナス側の素電池５３の電圧が設定電圧を超えると電圧信号を出力する。プラス側の差動アンプ７１Ａはプラス側の入力端子に基準電圧回路８１から基準電圧を入力して、マイナス側の入力端子をプラス側の素電池５３に分圧比変更回路７２を介して接続している。このプラス側の差動アンプ７１Ａは、プラス側の素電池５３の電圧が設定電圧を超えると電圧信号を出力する。
The set
分圧比変更回路７２は、素電池５３の電圧を分圧する比率を変更して差動アンプ７１に入力する。したがって、充電を制御する差動アンプ７１は、第１の設定電圧と、第１の設定電圧よりも低い電圧に設定している第２の設定電圧を検出して電圧信号を出力できる。第１の設定電圧は、たとえば、標準温度域における最大設定電圧（図２において４．２２Ｖ）とし、第２の設定電圧は、高温度域又は低温度域における最大設定電圧（図２において４．０３Ｖまたは４．１３Ｖ）とすることができる。
The voltage dividing
図１１の分圧比変更回路７２は、分圧抵抗７４の一部をスイッチング素子７５で短絡して、分圧比を変更する。図の分圧比変更回路７２は、３つの抵抗器７４Ａの直列回路からなり、ひとつの抵抗器７４Ａにスイッチング素子７５を並列に接続している。スイッチング素子７５がひとつの抵抗器７４Ａの両端を短絡して分圧比を調整している。図の分圧比変更回路７２は、スイッチング素子７５をオフにする状態で分圧比が小さく、スイッチング素子７５をオンに切り換えて分圧比が大きくする。すなわち、スイッチング素子７５をオンオフに切り換えて、差動アンプ７１に入力する素電池５３の電圧の分圧比を変更できる。分圧比変更回路７２は、たとえば、スイッチング素子７５をオンとする状態で、差動アンプ７１が第１の設定電圧で電圧信号を出力し、スイッチング素子７５をオフとする状態で、差動アンプ７１が第２の設定電圧で電圧信号を出力するように、抵抗器７４Ａの電気抵抗を設定する。
The voltage dividing
充電制御用の設定電圧検出回路７０Ａは、入力側に分圧比変更回路７２を設定しているので第１の設定電圧と第２の設定電圧を検出して電圧信号を出力する。ここで、分圧比変更回路７２により、第１又は第２の設定電圧に設定される。充電制御用の設定電圧検出回路７０Ａは、スイッチング素子７５をオフとして、低い第２の設定電圧を検出して出力を”Ｈｉｇｈ”とした後、スイッチング素子７５をオンに切り換えて、高い第１の設定電圧を検出する。
The set
電池５３の過充電を検出する充電制御用の設定電圧検出回路７０Ａは、電池５３のマイナス側に接続しているマイナス側の差動アンプ７１Ｂと、電池５３のプラス側に接続しているプラス側の差動アンプ７１Ａを備える。マイナス側の差動アンプ７１Ｂは、マイナス側の入力端子に基準電圧回路８２から基準電圧を入力して、プラス側の入力端子をマイナス側の素電池５３に分圧比変更回路７２を介して接続している。
A setting
マイナス側の差動アンプ７１Ｂは、マイナス側の素電池５３の電圧が設定電圧を超えると、このことを示す第２の出力信号を出力する。この第２の出力信号は、電池５３の電圧が設定電圧を超えたことを示す信号であるから、組電池５１と直列に設けられる充電用スイッチング素子（図示せず）をこの信号でもってオフとし、また、充電電圧や充電電流を減少させることもできる。第２の設定電圧は、たとえば、高温度域や低温度域における最大設定電圧（図２において４．０３Ｖまたは４．１３Ｖ）に設定されるので、電池５３の温度が高温度域や低温度域の場合は、この信号で充電が停止される。第２の出力信号は、スイッチング素子７５をオンに切り換えて分圧比変更回路７２の分圧比を大きくして、差動アンプ７１の入力電圧を低下させる。したがって、差動アンプ７１は、第２の出力信号を出力しない状態となる。標準温度域にある電池は、第２の出力信号で充電が停止されず、さらに充電して電圧が上昇する。電池５３の電圧が第１の設定電圧を超えると、第１の設定電圧を超えた信号として差動アンプ７１は第１の出力信号を出力する。第１の出力信号は、たとえば標準温度域の最大設定電圧（図２において４．２２Ｖ）に設定しているので、この信号で標準温度域で充電している電池５３の充電が停止される。
When the voltage of the minus-
プラス側の差動アンプ７１Ａは、プラス側の入力端子に基準電圧回路８２から基準電圧を入力して、マイナス側の入力端子をプラス側の素電池５３に分圧比変更回路７２を介して接続している。このプラス側の差動アンプ７１Ａは、マイナス側の差動アンプ７１Ｂと同じように、プラス側の素電池５３の電圧が第２の設定電圧を超えると第２の出力信号を出力し、第１の設定電圧を超えると第１の出力信号を出力して電池５３の充電を制御する。
The plus-side
プラス側の差動アンプ７１Ａとマイナス側の差動アンプ７１Ｂの出力はＯＲ回路７３に入力される。ＯＲ回路７３は、いずれかの素電池５３が第１の設定電圧を超え、さらに、第２の設定電圧を超えると、第１又は第２の設定電圧を超えたことを示す信号を出力して、電池５３の充電を制御する。複数の素電池５３を直列に接続しているパック電池は、いずれかの電池５３の電圧が最大設定電圧を超えると充電を停止するので、いずれかの電池５３の電圧が第１又は第２の設定電圧を超えると充電を停止する。つまり、組電池５１と直列に設けられる充電用スイッチング素子（図示せず）をこの信号でもってオフとし、充電を停止する。
The outputs of the positive
電池５３の過放電を検出する放電制御用の設定電圧検出回路７０Ｂは、電池５３のマイナス側に接続しているマイナス側の差動アンプ７６Ｂと、電池５３のプラス側に接続しているプラス側の差動アンプ７６Ａを備える。マイナス側の差動アンプ７６Ｂは、プラス側の入力端子に基準電圧回路８２から基準電圧を入力して、マイナス側の入力端子をマイナス側の素電池５３に分圧比変更回路７７を介して接続している。プラス側の差動アンプ７６Ａは、マイナス側の入力端子に基準電圧回路８１から基準電圧を入力して、プラス側の入力端子をプラス側の素電池５３に分圧比変更回路７７を介して接続している。
The set
過放電を制御する放電制御用の設定電圧検出回路７０Ｂも、分圧比変更回路７７を介して素電池５３の電圧を差動アンプ７６に入力している。したがって、この放電制御用の設定電圧検出回路７０Ｂも、２つの設定電圧で電池５３の放電を制御できる。また、マイナス側の電池５３の電圧を検出するマイナス側の差動アンプ７６Ｂと、プラス側の電池の電圧を検出するプラス側の差動アンプ７６Ａを備えるので、マイナス側とプラス側のいずれかの電池５３の電圧を設定電圧に比較し、いずれかの電池５３の電圧が設定電圧よりも低くなることを検出して、放電を制御できる。つまり、組電池５１と直列に設けられる放電用スイッチング素子（図示せず）をこの信号でもってオフとし、放電を停止する。
The discharge control setting
さらに、図１２の回路図に示すパック電池３００は、正負の出力端子９７と通信端子９８を有する。このパック電池は、通信端子９８から電池９３の温度に対応する電圧信号で出力する。このパック電池は、各々の電池９３の電圧を検出する電圧検出回路９４と、電池９３の温度を検出する温度センサ９５と、この温度センサ９５と電圧検出回路９４から入力される信号を演算して、電池９３の温度に対応する電圧信号を出力する演算回路９６を備える。演算回路９６は、温度センサ９５から入力される温度信号で電池９３の温度を検出して、図１３に示すように、電池９３の温度が、低温以下温度域と、低温度域と、標準温度域と、高温度域と、高温以上温度域のいずれの温度帯域にあるかを判定する。図１３は、上述の図２と同様の内容を示すものであり、最大設定電圧の電圧値が、適宜に変更されている。また、図１３の縦軸は、最大設定電圧を示すと共に、各温度帯域における通信端子９８からの出力電圧も示している。
Furthermore, the
さらに、演算回路９６は、充電される電池９３の温度が低温度域にある状態にあっては、電池９３の電圧が第１の最大設定電圧（Ｖ１）（図１３にあっては４．０３Ｖ）よりも高いかどうかを判定し、電池９３の温度が第１の最大設定電圧（Ｖ１）よりも高いと、低温度域に相当する電圧信号（図１３にあっては３Ｖ）を通信端子９８から出力する。また演算回路９６は、電池９３の温度が標準温度域にある状態にあっては、電池９３の電圧が第２の最大設定電圧（Ｖ２）（図１３にあっては４．２２Ｖ）よりも高いかどうかを判定し、電池９３の電圧が第２の最大設定電圧（Ｖ２）よりも高いと、標準温度域に相当する電圧信号（図１３にあっては５Ｖ）を通信端子９８から出力する。さらにまた、演算回路９６は、電池９３の温度が高温度域にある状態にあっては、電池９３の電圧が第３の最大設定電圧（Ｖ３）（図１３にあっては４．１３Ｖ）よりも高いかどうかを判定し、電池９３の温度が第３の最大設定電圧（Ｖ３）よりも高いと、高温度域に相当する電圧信号（図１３にあっては４Ｖ）を通信端子９８から出力する。さらにまた、演算回路９６は、電池９３の温度が低温以下温度域にある状態にあっては、低温以下温度域に相当する電圧信号（図１３では１Ｖ）を通信端子９８から出力し、電池９３の温度が高温以上温度域にある状態にあっては、高温以上温度域に相当する電圧信号（図１３では２Ｖ）を通信端子９８から出力する。
Further, when the temperature of the
パック電池３００が接続される電子機器４００は、ひとつの通信端子９８から入力される電圧信号でもって、各々の電池９３の電圧が設定電圧が超えたかどうかに加えて、電池９３の温度が、低温以下温度域と低温度域と標準温度域と高温度域と高温以上温度域のどの温度帯域にあるかを検出できる。そして、電池９３において、いずれかの高電圧電池セルが最大設定電圧を超えると、電池の充電を停止したり、充電電力を低下させ、充電電圧を下げたり、充電する設定電流を下げることができる。
The
１…組電池
２…電池セル
３…電池
４…電源回路
５…制御回路
６…電圧検出回路
７…電流検出回路
８…温度検出回路
９…商用電源
１０…スイッチング素子
１１…トランス
１２…電圧フィードバック回路
１３…電流フィードバック回路
１４…入力回路
１５…記憶回路
１６…電力低減回路
２０…ＡＣアダプタ
２４…電源回路
２５…制御回路
３３…電流フィードバック回路
３４…駆動回路
３５…記憶回路
３６…電力低減回路
５１…組電池
５３…電池
６０…最大電圧検出回路
６１…差動アンプ ６１Ａ…プラス側差動アンプ
６１Ｂ…マイナス側差動アンプ
６２…抵抗分圧回路
６３…ＯＲ回路
７０…設定電圧検出回路 ７０Ａ…充電制御用の設定電圧検出回路
７０Ｂ…放電制御用の設定電圧検出回路
７１…差動アンプ ７１Ａ…プラス側差動アンプ
７１Ｂ…マイナス側差動アンプ
７２…分圧比変更回路
７３…ＯＲ回路
７４…分圧抵抗 ７４Ａ…抵抗器
７５…スイッチング素子
７６…差動アンプ ７６Ａ…プラス側差動アンプ
７６Ｂ…マイナス側差動アンプ
７７…分圧比変更回路
８１…基準電圧回路
８２…基準電圧回路
９３…電池
９４…電圧検出回路
９５…温度センサ
９６…演算回路
９７…出力端子
９８…通信端子
１００…パック電池
２００…電子機器
３００…パック電池
４００…電子機器
DESCRIPTION OF
61B ... Negative side
70B ... Setting voltage detection circuit for
71B ... Negative side
76B ... Negative side
Claims (10)
検出したパラメータから特定される第１の設定電流にて充電を開始し、
所定のサンプリング周期で各々の電池セルの電圧を検出し、いずれかの電池セル電圧があらかじめ設定している最大設定電圧を超えると、組電池を充電する設定電流を低下させて、組電池を充電する充電電力を低下し、
充電中に、検出した電池温度から第２の設定電流を特定し、
高電圧電池セルの電圧が最大設定電圧以下であると、低下した設定電流と、第２の設定電流とを比較し、低下した設定電流と、第２の設定電流とが等しくないとき、低い方の設定電流にて充電を継続し、
充電開始時の充電電流値の初期設定値について、温度と残容量、あるいは温度と電圧の２つのパラメータから決定する複数の設定値である定電圧・定電流充電する組電池の充電方法。 A battery pack charging method in which a battery pack in which a plurality of batteries are connected in series is charged at a constant voltage and a constant current while detecting the voltage of each battery,
Start charging at the first set current specified from the detected parameter ,
The voltage of each battery cell is detected at a predetermined sampling cycle, and when any battery cell voltage exceeds the preset maximum set voltage, the set current for charging the assembled battery is lowered to charge the assembled battery. To reduce the charging power
During charging, the second set current is identified from the detected battery temperature,
If the voltage of the high-voltage battery cell is less than or equal to the maximum set voltage, the reduced set current is compared with the second set current, and when the reduced set current is not equal to the second set current, the lower one Continue charging at the set current of
A charging method for an assembled battery that performs constant voltage / constant current charging, which is a plurality of setting values determined from two parameters of temperature and remaining capacity, or temperature and voltage, regarding an initial setting value of a charging current value at the start of charging.
充電開始時の充電電流値の初期設定値とが、同じ値の中から設定される請求項１に記載される組電池の充電方法。 Setting current value that decreases when the maximum setting voltage is exceeded,
The method for charging an assembled battery according to claim 1, wherein the initial setting value of the charging current value at the start of charging is set from the same value.
項１に記載される組電池の充電方法。 If any of the battery cell voltages exceeds the maximum set voltage, the set current for charging the battery pack is reduced, and the rate at which the set current is reduced is specified from the internal resistance of the battery cell that exceeds the maximum set voltage, and the battery The method for charging an assembled battery according to claim 1, wherein the ratio of decreasing the set current is increased when the internal resistance of the cell is large.
基準電圧と電池セル電圧とを比較する作動アンプからの出力にて、組電池を充電する充電電力を低下する定電圧・定電流充電する請求項１に記載される組電池の充電方法。 When the voltage of each battery cell is detected at a predetermined sampling period and one of the battery cell voltages exceeds a preset maximum set voltage,
The method for charging an assembled battery according to claim 1, wherein constant voltage / constant current charging is performed to reduce charging power for charging the assembled battery with an output from an operational amplifier that compares the reference voltage and the battery cell voltage.
マイナス側の電池セル電圧が入力される作動アンプの出力とが入力されるOR回路の出力にて、組電池を充電する充電電力を低下する請求項９に記載される組電池の充電方法。
The output of the operational amplifier to which the battery cell voltage on the positive side is input,
The assembled battery charging method according to claim 9, wherein charging power for charging the assembled battery is reduced by an output of an OR circuit to which an output of an operation amplifier to which a negative battery cell voltage is input is input.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008005036A JP5502282B2 (en) | 2007-07-13 | 2008-01-11 | How to charge the battery pack |
| TW097123303A TW200903948A (en) | 2007-07-13 | 2008-06-23 | Charging method for assembled battery |
| CN2013100103465A CN103124100A (en) | 2007-07-13 | 2008-07-10 | Charging method for assembled battery |
| CN2008101305001A CN101345432B (en) | 2007-07-13 | 2008-07-10 | Method of charging a battery array |
| US12/216,907 US8193778B2 (en) | 2007-07-13 | 2008-07-11 | Method of charging a battery array |
| US13/364,420 US8436588B2 (en) | 2007-07-13 | 2012-02-02 | Method of charging a battery array |
| US13/467,295 US20120217931A1 (en) | 2007-07-13 | 2012-05-09 | Method of charging a battery array |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007184481 | 2007-07-13 | ||
| JP2007184481 | 2007-07-13 | ||
| JP2008005036A JP5502282B2 (en) | 2007-07-13 | 2008-01-11 | How to charge the battery pack |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009044946A JP2009044946A (en) | 2009-02-26 |
| JP5502282B2 true JP5502282B2 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=40247353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008005036A Active JP5502282B2 (en) | 2007-07-13 | 2008-01-11 | How to charge the battery pack |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5502282B2 (en) |
| CN (2) | CN103124100A (en) |
| TW (1) | TW200903948A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11411409B2 (en) * | 2017-04-28 | 2022-08-09 | Gs Yuasa International Ltd. | Management apparatus, energy storage apparatus, and energy storage system |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5631549B2 (en) * | 2009-02-13 | 2014-11-26 | セイコーインスツル株式会社 | Battery protection circuit device |
| JP5390925B2 (en) * | 2009-04-24 | 2014-01-15 | パナソニック株式会社 | Battery pack |
| JP2011015481A (en) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Sanyo Electric Co Ltd | Charge control method, charge control device, and battery pack |
| JP2011109802A (en) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Battery pack and charging system |
| JP5537992B2 (en) | 2010-02-24 | 2014-07-02 | 三洋電機株式会社 | Secondary battery charging method, secondary battery charging control device, and battery pack |
| TWI413338B (en) * | 2010-05-21 | 2013-10-21 | Beyond Innovation Tech Co Ltd | Charge device |
| DE102011077073A1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | Varta Microbattery Gmbh | Emergency system for power outages |
| JP5774388B2 (en) | 2011-06-29 | 2015-09-09 | 三洋電機株式会社 | Secondary battery charging method, charging control device and battery pack |
| KR101419749B1 (en) * | 2011-10-04 | 2014-08-13 | 주식회사 엘지화학 | Apparatus and method for battery charging |
| JP5771512B2 (en) * | 2011-11-24 | 2015-09-02 | 株式会社日立製作所 | Secondary battery system, secondary battery module using the secondary battery system, and secondary battery control method |
| TW201325018A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-16 | Powerflash Technology Corp | Method of controlling the power status of a battery pack and related smart battery device |
| US8977510B2 (en) * | 2011-12-15 | 2015-03-10 | Lg Chem, Ltd. | System and method for determining charging and discharging power levels for a battery pack |
| US10298043B2 (en) * | 2011-12-23 | 2019-05-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for charging lithium ion secondary battery and battery charger |
| CN104247200A (en) * | 2012-04-24 | 2014-12-24 | Nec能源元器件株式会社 | Charge control apparatus and charge control method |
| WO2013179344A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 三洋電機株式会社 | Storage battery management device |
| DE102012012765A1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-01-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for charging battery device for electric drive system of e.g. hybrid vehicle, involves supplying predetermined charging current into battery device when cell voltages of individual cells are determined to reach final charging voltage |
| CN102914744B (en) * | 2012-06-29 | 2015-06-17 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | Mobile terminal, battery power display system of mobile terminal, and method for acquiring battery power |
| CN103581938A (en) * | 2012-07-27 | 2014-02-12 | 艾默生网络能源有限公司 | Base station power management method, device and system and switching power supply |
| CN102944846B (en) * | 2012-11-05 | 2016-04-13 | Tcl通讯（宁波）有限公司 | A kind of method and system detecting battery electric quantity in mobile terminal constant voltage charge process |
| TWI473323B (en) | 2012-12-13 | 2015-02-11 | Ind Tech Res Inst | Charging method for charging battery and related charging structure |
| JP6123046B2 (en) * | 2013-03-06 | 2017-05-10 | エリーパワー株式会社 | Charge current control circuit |
| CN106385094B (en) * | 2014-01-28 | 2019-02-12 | Oppo广东移动通信有限公司 | Control method for quickly charging and system |
| CN104362404B (en) * | 2014-09-25 | 2017-02-15 | 天津三星电子有限公司 | Charger and charging method |
| JP6439421B2 (en) * | 2014-12-05 | 2018-12-19 | 株式会社豊田自動織機 | Charging current control device and charging current control method |
| JP2016185044A (en) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Power storage battery managing device, control device, power storage battery module and power storage battery managing method |
| JP2016220439A (en) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 株式会社デンソー | Electric vehicle |
| CN105207306B (en) * | 2015-10-21 | 2018-01-09 | 北京新能源汽车股份有限公司 | The charging current control method and device of electric automobile power battery |
| JP6308232B2 (en) | 2016-02-26 | 2018-04-11 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery system |
| JP6759668B2 (en) * | 2016-03-31 | 2020-09-23 | 株式会社Ｇｓユアサ | Power storage element management device, power storage device, and power storage system |
| CN105932740B (en) * | 2016-06-01 | 2018-11-30 | 惠州市蓝微新源技术有限公司 | The adaptive charging method and charging unit of electric automobile power battery |
| CN108736530A (en) * | 2017-04-24 | 2018-11-02 | 神讯电脑(昆山)有限公司 | Charging method and electronic device |
| CN108702006A (en) * | 2017-05-02 | 2018-10-23 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | Battery management system, charging unit and charging method |
| CN107437642B (en) * | 2017-08-07 | 2020-01-17 | 北京臻迪科技股份有限公司 | Intelligent charging method and device |
| JP7076543B2 (en) * | 2018-05-31 | 2022-05-27 | 本田技研工業株式会社 | Charge control devices, transportation equipment, and programs |
| CN110071545A (en) * | 2019-04-28 | 2019-07-30 | 深圳警翼智能科技股份有限公司 | A kind of battery management method applied to crime scene investigation device |
| CN112087008B (en) * | 2019-06-12 | 2024-01-09 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | Battery pack working state identification method and battery pack |
| KR20210007698A (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-20 | 삼성전자주식회사 | Electronic device including battery and method for controlling charging of battery thereof |
| CN110534827A (en) * | 2019-08-23 | 2019-12-03 | 江西优特汽车技术有限公司 | A kind of charging method of series-connected cell group |
| CN112448052B (en) * | 2019-08-29 | 2022-07-01 | 北京小米移动软件有限公司 | Battery charging control method and device |
| CN111697672B (en) * | 2020-07-20 | 2022-05-10 | 广州极飞科技股份有限公司 | Charging control method, charging control device, charging device, and storage medium |
| CN112583066A (en) * | 2020-09-01 | 2021-03-30 | 骆驼集团新能源电池有限公司 | Forklift lithium iron phosphate battery charging method |
| CN112688400B (en) * | 2021-01-19 | 2023-08-15 | 深圳市国科亿道科技有限公司 | High-voltage optimized charging method and system based on intelligent battery of notebook computer platform |
| KR102639782B1 (en) * | 2021-11-09 | 2024-02-21 | 엘지전자 주식회사 | Energy storage system |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4238721A (en) * | 1979-02-06 | 1980-12-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | System and method for charging electrochemical cells in series |
| JPH05244729A (en) * | 1992-01-24 | 1993-09-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Method of charging battery |
| JP3884802B2 (en) * | 1996-11-07 | 2007-02-21 | 日産自動車株式会社 | Lithium-ion battery charging method |
| FR2796503B1 (en) * | 1999-07-12 | 2001-10-26 | Electricite De France | METHOD AND DEVICE FOR CHARGING MULTIPLE ELECTROCHEMICAL CELLS |
| CN1125521C (en) * | 2000-12-26 | 2003-10-22 | 范汉强 | Accumulator set for electric vehicles |
| JP4112478B2 (en) * | 2003-11-14 | 2008-07-02 | 松下電器産業株式会社 | Battery pack charger |
-
2008
- 2008-01-11 JP JP2008005036A patent/JP5502282B2/en active Active
- 2008-06-23 TW TW097123303A patent/TW200903948A/en unknown
- 2008-07-10 CN CN2013100103465A patent/CN103124100A/en active Pending
- 2008-07-10 CN CN2008101305001A patent/CN101345432B/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11411409B2 (en) * | 2017-04-28 | 2022-08-09 | Gs Yuasa International Ltd. | Management apparatus, energy storage apparatus, and energy storage system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200903948A (en) | 2009-01-16 |
| JP2009044946A (en) | 2009-02-26 |
| CN101345432B (en) | 2013-02-27 |
| CN101345432A (en) | 2009-01-14 |
| CN103124100A (en) | 2013-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5502282B2 (en) | How to charge the battery pack | |
| US8436588B2 (en) | Method of charging a battery array | |
| KR102392376B1 (en) | Battery system | |
| JP5459649B2 (en) | Battery charging method and battery pack system | |
| US8154250B2 (en) | Battery charging controller and battery module using the same | |
| JP5618986B2 (en) | Charger | |
| US8294425B2 (en) | Charging apparatus and charge control method | |
| JP4112478B2 (en) | Battery pack charger | |
| US9906052B2 (en) | Power supply device | |
| KR20160063756A (en) | Battery pack and method for controlling the same | |
| JP2013055719A (en) | Charge controller for battery pack and method of charge control | |
| JP2007325324A (en) | Charging system, battery pack and its charging method | |
| JP6824295B2 (en) | Electrical equipment | |
| JP2010160955A (en) | Method of charging battery pack | |
| JP2008259386A (en) | Battery protection circuit and battery pack | |
| JP2015223058A (en) | Cell balance device for power storage device | |
| JP5489779B2 (en) | Lithium-ion battery charging system and charging method | |
| JP2015029388A (en) | Charger and charging system | |
| KR101639885B1 (en) | Constant voltage source battery assist device and battery pack comrising the same | |
| JP4724726B2 (en) | DC power supply system and charging method thereof | |
| US11095133B2 (en) | Simple battery and charger system | |
| JP7431797B2 (en) | Pack battery charging method, pack battery, and power supply device | |
| KR101509323B1 (en) | Second battery charging circuit using linear regulator | |
| JP2010178500A (en) | Discharging device, method of discharging, and dc power supply system | |
| JP2010288403A (en) | Battery pack charge control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120802 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120828 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120913 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130409 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130418 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131015 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131108 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140212 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140313 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5502282 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |