JPH09322417A - 電池の放電方法 - Google Patents
電池の放電方法Info
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- JPH09322417A JPH09322417A JP8135355A JP13535596A JPH09322417A JP H09322417 A JPH09322417 A JP H09322417A JP 8135355 A JP8135355 A JP 8135355A JP 13535596 A JP13535596 A JP 13535596A JP H09322417 A JPH09322417 A JP H09322417A
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の過放電と早切れを防止して、複数の電
池を適切に放電できる。 【解決手段】 電池の放電方法は、各々の電池電圧を検
出しながら複数の電池を一緒に放電させる方法であっ
て、各電池電圧を放電終止電圧に比較し、いずれかの電
池電圧が放電終止電圧よりも低くなると全ての電池の放
電を停止させる方法である。複数の電池のそれぞれの温
度、あるいは、複数の電池を複数組に分離した区画部の
温度を検出する。検出した温度であって最も低い最低温
度を優先して放電終止電圧を演算する。最低温度が低下
すると、放電終止電圧は低く補正するように演算され
る。最低温度の電池、あるいは何れかの電池の電圧が放
電終止電圧まで低下すると放電を停止して、過放電と早
切れを防止する。
池を適切に放電できる。 【解決手段】 電池の放電方法は、各々の電池電圧を検
出しながら複数の電池を一緒に放電させる方法であっ
て、各電池電圧を放電終止電圧に比較し、いずれかの電
池電圧が放電終止電圧よりも低くなると全ての電池の放
電を停止させる方法である。複数の電池のそれぞれの温
度、あるいは、複数の電池を複数組に分離した区画部の
温度を検出する。検出した温度であって最も低い最低温
度を優先して放電終止電圧を演算する。最低温度が低下
すると、放電終止電圧は低く補正するように演算され
る。最低温度の電池、あるいは何れかの電池の電圧が放
電終止電圧まで低下すると放電を停止して、過放電と早
切れを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電池を放電
して、電池の過放電と早切れを防止する電池の放電方法
に関する。
して、電池の過放電と早切れを防止する電池の放電方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電池を放電させるとき、過放電させるこ
となく、また、早切れさせることなく、設計された規定
の状態で放電させることが極めて大切である。電池を過
放電させると性能が著しく低下する。反対に、早切れさ
せると実質的に使用できる放電容量が少なくなってしま
う。電池の過放電を防止するために、電池が放電終止電
圧まで低下すると、放電を強制的に停止させる方法が採
用される。
となく、また、早切れさせることなく、設計された規定
の状態で放電させることが極めて大切である。電池を過
放電させると性能が著しく低下する。反対に、早切れさ
せると実質的に使用できる放電容量が少なくなってしま
う。電池の過放電を防止するために、電池が放電終止電
圧まで低下すると、放電を強制的に停止させる方法が採
用される。
【０００３】電池は、定格容量を極減まで大きくするた
めに膨大な実験と研究が行われている。電池の定格容量
が大きいことも大切であるが、電池をより理想的な状態
で使用することも極めて大切である。使用条件によっ
て、実質的に放電できる容量が大幅に変化し、あるい
は、電池性能が急激に低下するからである。たとえば、
リチウムイオン二次電池は、理想的な状態で使用される
限り、ニッケル−水素電池とは比較にならないほど大き
な容量にできるが、使用環境によっては、その差が極め
て少なくなる。このため、電池をいかにして理想的な環
境で使用できるかが極めて大切なことである。
めに膨大な実験と研究が行われている。電池の定格容量
が大きいことも大切であるが、電池をより理想的な状態
で使用することも極めて大切である。使用条件によっ
て、実質的に放電できる容量が大幅に変化し、あるい
は、電池性能が急激に低下するからである。たとえば、
リチウムイオン二次電池は、理想的な状態で使用される
限り、ニッケル−水素電池とは比較にならないほど大き
な容量にできるが、使用環境によっては、その差が極め
て少なくなる。このため、電池をいかにして理想的な環
境で使用できるかが極めて大切なことである。
【０００４】さらに、電池は、常に１個で使用されると
は限らない。複数の電池が直列に接続されて、一緒に放
電されることが多い。この場合、全ての電池は全く同じ
条件で放電されず、また、個々の電池の性能も全く同じ
ではない。複数の電池を直列に接続して放電させると
き、それぞれの電池の電圧を検出し、検出電圧を放電終
止電圧に比較し、いずれかの電池の電圧が放電終止電圧
まで低下すると、放電を停止して過放電を防止してい
る。
は限らない。複数の電池が直列に接続されて、一緒に放
電されることが多い。この場合、全ての電池は全く同じ
条件で放電されず、また、個々の電池の性能も全く同じ
ではない。複数の電池を直列に接続して放電させると
き、それぞれの電池の電圧を検出し、検出電圧を放電終
止電圧に比較し、いずれかの電池の電圧が放電終止電圧
まで低下すると、放電を停止して過放電を防止してい
る。
【０００５】さらにまた、電池は、温度によって電気的
な特性が変化するので、電池温度を検出して、放電終止
電圧を補正することもできる。電池は、温度が下がると
内部抵抗が大きくなって、見かけの容量が低下する性質
がある。
な特性が変化するので、電池温度を検出して、放電終止
電圧を補正することもできる。電池は、温度が下がると
内部抵抗が大きくなって、見かけの容量が低下する性質
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電池温度を検出して、
放電終止電圧を修正する方法は、電池をより理想に近付
けて放電できる。ただ、複数の電池を一緒に放電させる
とき、電池によって温度差ができる。たとえば、多数の
電池を平行に並べてケースに収納するパック電池は、内
部に配設される電池温度が両側の電池に比較して高くな
る。内部の電池は、両側の電池よりも放熱が悪くなるか
らである。
放電終止電圧を修正する方法は、電池をより理想に近付
けて放電できる。ただ、複数の電池を一緒に放電させる
とき、電池によって温度差ができる。たとえば、多数の
電池を平行に並べてケースに収納するパック電池は、内
部に配設される電池温度が両側の電池に比較して高くな
る。内部の電池は、両側の電池よりも放熱が悪くなるか
らである。
【０００７】このように、複数の電池を放電させるとき
に、電池温度にばらつきがあると、規定容量が同じであ
る電池を使用しても、温度の低い電池から出力される容
量が減少して、理想的な電圧値よりも高い放電終止電圧
で放電が停止される。このため早切れとなって、実質的
に放電できる容量が減少してしまう。この弊害を防止す
るために、放電終止電圧を低く設定すると、温度が高い
ときに電池が過放電して電池性能が著しく低下する弊害
が発生する。
に、電池温度にばらつきがあると、規定容量が同じであ
る電池を使用しても、温度の低い電池から出力される容
量が減少して、理想的な電圧値よりも高い放電終止電圧
で放電が停止される。このため早切れとなって、実質的
に放電できる容量が減少してしまう。この弊害を防止す
るために、放電終止電圧を低く設定すると、温度が高い
ときに電池が過放電して電池性能が著しく低下する弊害
が発生する。
【０００８】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、電池
の過放電と早切れを防止して、複数の電池をより理想に
近い状態で放電できる電池の放電方法を提供することに
ある。
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池
の過放電と早切れを防止して、複数の電池をより理想に
近い状態で放電できる電池の放電方法を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
される電池の放電方法は、各々の電池電圧を検出しなが
ら複数の電池を一緒に放電させる方法であって、各電池
電圧を放電終止電圧に比較し、いずれかの電池電圧が放
電終止電圧よりも低くなると全ての電池の放電を停止さ
せる放電方法を改良したものである。
される電池の放電方法は、各々の電池電圧を検出しなが
ら複数の電池を一緒に放電させる方法であって、各電池
電圧を放電終止電圧に比較し、いずれかの電池電圧が放
電終止電圧よりも低くなると全ての電池の放電を停止さ
せる放電方法を改良したものである。
【００１０】本発明の放電方法は、複数の電池のそれぞ
れの温度、あるいは、複数の電池を複数組に分離した区
画部の温度を検出する。検出した温度であって最も低い
最低温度を優先して放電終止電圧を演算する。最低温度
が低下すると、放電終止電圧は低く補正するように演算
される。最低温度の電池、あるいは何れかの電池の電圧
が放電終止電圧まで低下すると放電を停止して、過放電
と早切れを防止する。
れの温度、あるいは、複数の電池を複数組に分離した区
画部の温度を検出する。検出した温度であって最も低い
最低温度を優先して放電終止電圧を演算する。最低温度
が低下すると、放電終止電圧は低く補正するように演算
される。最低温度の電池、あるいは何れかの電池の電圧
が放電終止電圧まで低下すると放電を停止して、過放電
と早切れを防止する。
【００１１】本発明の請求項２に記載する電池の放電方
法は、各々の電池電圧を検出しながら複数の電池を一緒
に放電させる方法であって、各電池電圧を放電終止電圧
に比較し、いずれかの電池電圧が設定された遅延時間よ
りも長く放電終止電圧よりも低くなると全ての電池の放
電を停止させる放電方法を改良したものである。
法は、各々の電池電圧を検出しながら複数の電池を一緒
に放電させる方法であって、各電池電圧を放電終止電圧
に比較し、いずれかの電池電圧が設定された遅延時間よ
りも長く放電終止電圧よりも低くなると全ての電池の放
電を停止させる放電方法を改良したものである。
【００１２】この放電方法は、複数の電池のそれぞれの
温度、あるいは、複数の電池を複数組に分離した区画部
の温度を検出する。検出した温度であって最も低い最低
温度を優先して遅延時間を演算し、最低温度が低下する
と遅延時間を長く補正する。最低温度の電池、あるいは
何れかの電池電圧が、遅延時間よりも長く放電終止電圧
まで低下すると、放電を停止させる。
温度、あるいは、複数の電池を複数組に分離した区画部
の温度を検出する。検出した温度であって最も低い最低
温度を優先して遅延時間を演算し、最低温度が低下する
と遅延時間を長く補正する。最低温度の電池、あるいは
何れかの電池電圧が、遅延時間よりも長く放電終止電圧
まで低下すると、放電を停止させる。
【００１３】さらに本発明の請求項３に記載する電池の
放電方法は、各々の電池の、電圧と内部抵抗を検出しな
がら複数の電池を一緒に放電させる方法であって、電池
の内部抵抗で補正される放電終止電圧を各電池電圧に比
較し、いずれかの電池電圧が放電終止電圧よりも低くな
ると全ての電池の放電を停止させる放電方法を改良した
ものである。
放電方法は、各々の電池の、電圧と内部抵抗を検出しな
がら複数の電池を一緒に放電させる方法であって、電池
の内部抵抗で補正される放電終止電圧を各電池電圧に比
較し、いずれかの電池電圧が放電終止電圧よりも低くな
ると全ての電池の放電を停止させる放電方法を改良した
ものである。
【００１４】この方法は、複数の電池のそれぞれの内部
抵抗を検出し、検出した内部抵抗であって最も大きい最
大内部抵抗を優先して放電終止電圧を演算し、内部抵抗
が増加すると放電終止電圧を大きく補正する。最大内部
抵抗の電池、あるいは何れかの電池電圧が、演算された
放電終止電圧以下になると放電を停止させることを特徴
とする。
抵抗を検出し、検出した内部抵抗であって最も大きい最
大内部抵抗を優先して放電終止電圧を演算し、内部抵抗
が増加すると放電終止電圧を大きく補正する。最大内部
抵抗の電池、あるいは何れかの電池電圧が、演算された
放電終止電圧以下になると放電を停止させることを特徴
とする。
【００１５】さらにまた、本発明の請求項４に記載する
電池の放電方法は、各々の電池電圧と放電電流を検出し
ながら複数の電池を直列に接続して一緒に放電させる方
法であって、電池の放電電流で放電終止電圧と遅延時間
とを補正し、いずれかの電池電圧が遅延時間よりも長く
放電終止電圧よりも低くなると全ての電池の放電を停止
させる放電方法を改良したものである。
電池の放電方法は、各々の電池電圧と放電電流を検出し
ながら複数の電池を直列に接続して一緒に放電させる方
法であって、電池の放電電流で放電終止電圧と遅延時間
とを補正し、いずれかの電池電圧が遅延時間よりも長く
放電終止電圧よりも低くなると全ての電池の放電を停止
させる放電方法を改良したものである。
【００１６】この方法は、検出した放電電流が大きくな
ると、放電終止電圧を低くして、遅延時間を長く補正す
る。何れかの電池電圧が演算された遅延時間よりも長い
時間連続して放電終止電圧まで低下すると、放電を停止
させることを特徴とする。
ると、放電終止電圧を低くして、遅延時間を長く補正す
る。何れかの電池電圧が演算された遅延時間よりも長い
時間連続して放電終止電圧まで低下すると、放電を停止
させることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態
は、本発明の技術思想を具体化するための方法を例示す
るものであって、本発明は電池の放電方法を下記のもの
に特定しない。
に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態
は、本発明の技術思想を具体化するための方法を例示す
るものであって、本発明は電池の放電方法を下記のもの
に特定しない。
【００１８】本発明の電池の放電方法に使用される保護
回路を内蔵するパック電池の回路図を図１に示す。この
図のパック電池は、互いに直列に接続された３個の電池
１と、保護回路２を内蔵する。
回路を内蔵するパック電池の回路図を図１に示す。この
図のパック電池は、互いに直列に接続された３個の電池
１と、保護回路２を内蔵する。
【００１９】電池１は、リチウムイオン二次電池であ
る。ただ、電池１は、ニッケル−カドミウム電池、ニッ
ケル−水素電池等の全ての二次電池とすることもでき
る。図に示すパック電池は、３個の電池１を直列に接続
している。本発明の充電方法は、電池の数を３個に特定
しない。電池は、２個、あるいは４個以上として、これ
を直列に接続することもできる。さらに、複数の電池を
並列に接続したものを直列に接続することもできる。
る。ただ、電池１は、ニッケル−カドミウム電池、ニッ
ケル−水素電池等の全ての二次電池とすることもでき
る。図に示すパック電池は、３個の電池１を直列に接続
している。本発明の充電方法は、電池の数を３個に特定
しない。電池は、２個、あるいは４個以上として、これ
を直列に接続することもできる。さらに、複数の電池を
並列に接続したものを直列に接続することもできる。
【００２０】保護回路２は、電池１と出力端子との間に
接続されて、過充電と過放電を阻止するスイッチング素
子３と、このスイッチング素子３をオンオフに制御する
制御回路４と、放電終止電圧を演算して制御回路４に入
力する演算回路５と、各電池１の電圧をデジタル量に変
換して制御回路４に入力するＡ／Ｄコンバータ６と、各
電池１の温度を検出する温度センサー７と、電池１を一
時的に放電させる放電回路とを備えている。
接続されて、過充電と過放電を阻止するスイッチング素
子３と、このスイッチング素子３をオンオフに制御する
制御回路４と、放電終止電圧を演算して制御回路４に入
力する演算回路５と、各電池１の電圧をデジタル量に変
換して制御回路４に入力するＡ／Ｄコンバータ６と、各
電池１の温度を検出する温度センサー７と、電池１を一
時的に放電させる放電回路とを備えている。
【００２１】スイッチング素子３は、電池１と直列に接
続されて、電池１の過放電と過充電を防止する。スイッ
チング素子３は、電池１が放電されて放電終止電圧まで
低下するとオフになって過放電を防止するものと、電池
１が充電されて規定電圧まで上昇するときにオフになっ
て、過充電を防止するものとを直列に接続している。図
に示す保護回路２は、スイッチング素子３にＦＥＴを使
用する。ＦＥＴは、逆向きに寄生ダイオードが並列接続
される。寄生ダイオードは、オフ状態のＦＥＴに逆向き
に電流を流す。したがって、過放電を阻止するＦＥＴが
オフの状態で電池１を充電でき、また、過充電を防止す
るＦＥＴがオフの状態で、電池１を放電できる。
続されて、電池１の過放電と過充電を防止する。スイッ
チング素子３は、電池１が放電されて放電終止電圧まで
低下するとオフになって過放電を防止するものと、電池
１が充電されて規定電圧まで上昇するときにオフになっ
て、過充電を防止するものとを直列に接続している。図
に示す保護回路２は、スイッチング素子３にＦＥＴを使
用する。ＦＥＴは、逆向きに寄生ダイオードが並列接続
される。寄生ダイオードは、オフ状態のＦＥＴに逆向き
に電流を流す。したがって、過放電を阻止するＦＥＴが
オフの状態で電池１を充電でき、また、過充電を防止す
るＦＥＴがオフの状態で、電池１を放電できる。
【００２２】制御回路４は、それぞれの電池１の電圧を
検出し、検出した電圧値を、演算回路５から入力される
放電終止電圧に比較する。電池１の電圧が、放電終止電
圧まで低下すると、制御回路４は過放電を停止するスイ
ッチング素子３をオフに切り換える。制御回路４は、い
ずれかの電池電圧が放電終止電圧まで低下し、あるい
は、最低温度の電池電圧が放電終止電圧まで低下したと
きに、過放電を阻止するスイッチング素子３をオフに切
り換える。
検出し、検出した電圧値を、演算回路５から入力される
放電終止電圧に比較する。電池１の電圧が、放電終止電
圧まで低下すると、制御回路４は過放電を停止するスイ
ッチング素子３をオフに切り換える。制御回路４は、い
ずれかの電池電圧が放電終止電圧まで低下し、あるい
は、最低温度の電池電圧が放電終止電圧まで低下したと
きに、過放電を阻止するスイッチング素子３をオフに切
り換える。
【００２３】さらに、制御回路４はタイマー（図示せ
ず）を内蔵している。タイマーは、電池電圧が放電終止
電圧まで低下してから、スイッチング素子３をオフに切
り換えるまでの遅延時間に設定される。タイマーでスイ
ッチング素子３の切り換えを遅らせる保護回路２は、た
とえば、電池が一時的に大電流で放電され、あるいは、
外部からの雑音や瞬間的な接触不良等で電池電圧が瞬間
的に低下したときに、スイッチング素子３が誤ってオフ
になるのを防止する。
ず）を内蔵している。タイマーは、電池電圧が放電終止
電圧まで低下してから、スイッチング素子３をオフに切
り換えるまでの遅延時間に設定される。タイマーでスイ
ッチング素子３の切り換えを遅らせる保護回路２は、た
とえば、電池が一時的に大電流で放電され、あるいは、
外部からの雑音や瞬間的な接触不良等で電池電圧が瞬間
的に低下したときに、スイッチング素子３が誤ってオフ
になるのを防止する。
【００２４】演算回路５は、それぞれの電池１の温度、
内部抵抗、放電電流を検出して、放電終止電圧とタイマ
ーの遅延時間を演算する。放電終止電圧は、電池１のタ
イプによって最適電圧に設定される。リチウムイオン二
次電池は、放電終止電圧の基準電圧を２．６０Ｖに設定
し、温度、内部抵抗、放電電流で基準電圧を補正する。
演算回路５が、放電終止電圧を補正する状態を図２ない
し図６に示す。
内部抵抗、放電電流を検出して、放電終止電圧とタイマ
ーの遅延時間を演算する。放電終止電圧は、電池１のタ
イプによって最適電圧に設定される。リチウムイオン二
次電池は、放電終止電圧の基準電圧を２．６０Ｖに設定
し、温度、内部抵抗、放電電流で基準電圧を補正する。
演算回路５が、放電終止電圧を補正する状態を図２ない
し図６に示す。
【００２５】演算回路５は、電池１の温度を検出して、
図２と図３に示すように、放電終止電圧と遅延時間を演
算する。電池温度が低下すると放電終止電圧を低くし
て、遅延時間を長くする。演算回路５には、各電池１の
温度が入力される。演算回路５は、入力される電池温度
から、最低温度を基準にして、放電終止電圧と遅延時間
とを演算する。図２と図３は、電池温度で放電終止電圧
と遅延時間を直線的に補正しているが、段階的に放電終
止電圧等を補正することもできる。
図２と図３に示すように、放電終止電圧と遅延時間を演
算する。電池温度が低下すると放電終止電圧を低くし
て、遅延時間を長くする。演算回路５には、各電池１の
温度が入力される。演算回路５は、入力される電池温度
から、最低温度を基準にして、放電終止電圧と遅延時間
とを演算する。図２と図３は、電池温度で放電終止電圧
と遅延時間を直線的に補正しているが、段階的に放電終
止電圧等を補正することもできる。
【００２６】さらに、演算回路５は、電池１の内部抵抗
が増加すると、図４に示すように放電終止電圧を大きく
する。演算回路５は、Ａ／Ｄコンバータ６から入力され
る各電池の電圧から内部抵抗を演算する。演算回路５
は、最も大きい最大内部抵抗を基準にして放電終止電圧
を演算する。演算回路５は、放電回路でそれぞれの電池
１を一時的に放電させて内部抵抗を検出する。内部抵抗
の大きい電池は、放電電流が大きくなるほど電圧が低下
する割合が大きくなるので、放電スイッチ９をオンにし
て、一定の抵抗値の抵抗で強制的に放電させたときの電
圧と、放電スイッチ９をオフにするときの電圧から、演
算回路５が各電池１の内部抵抗を演算する。図４は、電
池の内部抵抗で放電終止電圧を直線的に補正している
が、段階的に放電終止電圧を補正することもできる。
が増加すると、図４に示すように放電終止電圧を大きく
する。演算回路５は、Ａ／Ｄコンバータ６から入力され
る各電池の電圧から内部抵抗を演算する。演算回路５
は、最も大きい最大内部抵抗を基準にして放電終止電圧
を演算する。演算回路５は、放電回路でそれぞれの電池
１を一時的に放電させて内部抵抗を検出する。内部抵抗
の大きい電池は、放電電流が大きくなるほど電圧が低下
する割合が大きくなるので、放電スイッチ９をオンにし
て、一定の抵抗値の抵抗で強制的に放電させたときの電
圧と、放電スイッチ９をオフにするときの電圧から、演
算回路５が各電池１の内部抵抗を演算する。図４は、電
池の内部抵抗で放電終止電圧を直線的に補正している
が、段階的に放電終止電圧を補正することもできる。
【００２７】さらにまた、演算回路５は、電池１の放電
電流が大きくなると、図５と図６に示すように、放電終
止電圧を小さくして、遅延時間を長くする。図１のパッ
ク電池は、全ての電池１を直列に接続しているので、全
ての電池１の放電電流は等しくなる。放電電流は、スイ
ッチング素子３と直列に接続されている電流検出抵抗８
の両端の電圧を検出して演算する。電流検出抵抗８の両
端の電圧は、Ａ／Ｄコンバータでデジタル量に変換して
演算回路５に入力される。演算回路５は、図５と図６に
示すように、放電電流で放電終止電圧と遅延時間を直線
的に補正するが、段階的に補正することもできる。
電流が大きくなると、図５と図６に示すように、放電終
止電圧を小さくして、遅延時間を長くする。図１のパッ
ク電池は、全ての電池１を直列に接続しているので、全
ての電池１の放電電流は等しくなる。放電電流は、スイ
ッチング素子３と直列に接続されている電流検出抵抗８
の両端の電圧を検出して演算する。電流検出抵抗８の両
端の電圧は、Ａ／Ｄコンバータでデジタル量に変換して
演算回路５に入力される。演算回路５は、図５と図６に
示すように、放電電流で放電終止電圧と遅延時間を直線
的に補正するが、段階的に補正することもできる。
【００２８】温度センサー７は、各電池１に接近して配
設されて、各電池１の温度を検出する。ただし、温度セ
ンサー７は必ずしも全ての電池温度を独立して検出する
必要はない。たとえば、図７のパック電池は、６本の電
池１を平行に並べて配設して、これを３組に分けてい
る。各組の電池は、谷間に温度センサー７を配設して、
電池温度を検出している。この構造のパック電池は、温
度センサー７の数を少なくできる。
設されて、各電池１の温度を検出する。ただし、温度セ
ンサー７は必ずしも全ての電池温度を独立して検出する
必要はない。たとえば、図７のパック電池は、６本の電
池１を平行に並べて配設して、これを３組に分けてい
る。各組の電池は、谷間に温度センサー７を配設して、
電池温度を検出している。この構造のパック電池は、温
度センサー７の数を少なくできる。
【００２９】演算回路５は、図８ないし図１０に示すフ
ローチャートで、放電終止電圧と、遅延時間を演算して
制御回路４に出力する。
ローチャートで、放電終止電圧と、遅延時間を演算して
制御回路４に出力する。
【００３０】図８は、電池１の温度で放電終止電圧と遅
延時間を演算するフローチャートを示す。このフローチ
ャートは、下記のステップで放電終止電圧と遅延時間を
演算する。 ［Ｓ１のステップ］温度センサー７が、電池温度を検出
して演算回路５に入力する。 ［Ｓ２のステップ］演算回路５は、入力される電池温度
の最も低い最低温度を選択する。 ［Ｓ３のステップ］最低温度を基準として、図２に示す
関数から放電終止電圧を演算する。演算回路５は、図２
に示す関数を記憶しており、パラメーターである温度が
入力されると、放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ４のステップ］最低温度を基準にして、図３に示す
関数から、遅延時間を演算する。演算回路５は、図３に
示す関数も記憶しており、この関数から、パラメーター
である温度が入力されると、遅延時間が演算される。
延時間を演算するフローチャートを示す。このフローチ
ャートは、下記のステップで放電終止電圧と遅延時間を
演算する。 ［Ｓ１のステップ］温度センサー７が、電池温度を検出
して演算回路５に入力する。 ［Ｓ２のステップ］演算回路５は、入力される電池温度
の最も低い最低温度を選択する。 ［Ｓ３のステップ］最低温度を基準として、図２に示す
関数から放電終止電圧を演算する。演算回路５は、図２
に示す関数を記憶しており、パラメーターである温度が
入力されると、放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ４のステップ］最低温度を基準にして、図３に示す
関数から、遅延時間を演算する。演算回路５は、図３に
示す関数も記憶しており、この関数から、パラメーター
である温度が入力されると、遅延時間が演算される。
【００３１】以上のフローチャートで演算された放電終
止電圧と遅延時間は、制御回路４に入力される。制御回
路４は、電池電圧を検出して、その電圧値を放電終止電
圧に比較し、入力される遅延時間よりも長い時間、電池
電圧が放電終止電圧まで低下すると、放電を停止させる
スイッチング素子３をオフに切り換える。このスイッチ
ング素子３は、それ以外のときには、オン状態に保持さ
れる。制御回路４は、最低温度の電池電圧を放電終止電
圧に比較して、スイッチング素子３を制御する。ただ、
全ての電池電圧を放電終止電圧に比較し、いずれかの電
池電圧が放電終止電圧まで低下すると、スイッチング素
子３をオフにすることもできる。
止電圧と遅延時間は、制御回路４に入力される。制御回
路４は、電池電圧を検出して、その電圧値を放電終止電
圧に比較し、入力される遅延時間よりも長い時間、電池
電圧が放電終止電圧まで低下すると、放電を停止させる
スイッチング素子３をオフに切り換える。このスイッチ
ング素子３は、それ以外のときには、オン状態に保持さ
れる。制御回路４は、最低温度の電池電圧を放電終止電
圧に比較して、スイッチング素子３を制御する。ただ、
全ての電池電圧を放電終止電圧に比較し、いずれかの電
池電圧が放電終止電圧まで低下すると、スイッチング素
子３をオフにすることもできる。
【００３２】電池が正常な状態で放電される場合、最低
温度の電池電圧が最低電圧である。電池温度が低下する
と内部抵抗が大きくなって、内部抵抗に起因する電圧降
下が大きくなり、出力電圧が低くなるからである。た
だ、複数の電池を直列に接続して放電させるとき、全て
の電池が同じ特性ではないので、必ずしも最低温度の電
池の電圧が最低になるとは限らない。従って、制御回路
４は、最も電圧の低い電池電圧を放電終止電圧に比較す
るのがよい。
温度の電池電圧が最低電圧である。電池温度が低下する
と内部抵抗が大きくなって、内部抵抗に起因する電圧降
下が大きくなり、出力電圧が低くなるからである。た
だ、複数の電池を直列に接続して放電させるとき、全て
の電池が同じ特性ではないので、必ずしも最低温度の電
池の電圧が最低になるとは限らない。従って、制御回路
４は、最も電圧の低い電池電圧を放電終止電圧に比較す
るのがよい。
【００３３】図９は、電池の内部抵抗で放電終止電圧を
演算するフローチャートを示す。このフローチャート
は、下記のステップで放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ１のステップ］演算回路５が、Ａ／Ｄコンバータ６
から入力される電池電圧を演算して各電池１の内部抵抗
を計算する。Ａ／Ｄコンバータ６は、放電スイッチ９が
オンになる前の電圧と、放電スイッチ９をオンにしたと
きの電圧から内部抵抗を演算する。放電スイッチ９は、
一時的にオンに切り換えられるが、その後はオフに切り
換えられる。 ［Ｓ２のステップ］演算回路５は、入力される内部抵抗
の最も大きい抵抗値を選択する。 ［Ｓ３のステップ］最大内部抵抗を基準として、図４に
示す関数から放電終止電圧を演算する。演算回路５は、
図４に示す関数を記憶しており、パラメーターである温
度が入力されると、放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ４のステップ］最大内部抵抗を基準にして、遅延時
間を演算する。演算回路５は、内部抵抗から遅延時間を
演算する関数（図示せず）も記憶している。この関数
は、内部抵抗が大きくなると遅延時間を長くする関数で
ある。この関数から、パラメーターである内部抵抗が入
力されると、遅延時間が演算される。
演算するフローチャートを示す。このフローチャート
は、下記のステップで放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ１のステップ］演算回路５が、Ａ／Ｄコンバータ６
から入力される電池電圧を演算して各電池１の内部抵抗
を計算する。Ａ／Ｄコンバータ６は、放電スイッチ９が
オンになる前の電圧と、放電スイッチ９をオンにしたと
きの電圧から内部抵抗を演算する。放電スイッチ９は、
一時的にオンに切り換えられるが、その後はオフに切り
換えられる。 ［Ｓ２のステップ］演算回路５は、入力される内部抵抗
の最も大きい抵抗値を選択する。 ［Ｓ３のステップ］最大内部抵抗を基準として、図４に
示す関数から放電終止電圧を演算する。演算回路５は、
図４に示す関数を記憶しており、パラメーターである温
度が入力されると、放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ４のステップ］最大内部抵抗を基準にして、遅延時
間を演算する。演算回路５は、内部抵抗から遅延時間を
演算する関数（図示せず）も記憶している。この関数
は、内部抵抗が大きくなると遅延時間を長くする関数で
ある。この関数から、パラメーターである内部抵抗が入
力されると、遅延時間が演算される。
【００３４】演算された放電終止電圧と遅延時間は、制
御回路４に入力される。制御回路４は、図８に示すフロ
ーチャートのときと同じように、入力される放電終止電
圧を電池電圧に比較して、スイッチング素子３を制御す
る。制御回路４は、全ての電池電圧を放電終止電圧に比
較し、あるいは、最も内部抵抗の大きい電池の電圧を放
電終止電圧に比較して、スイッチング素子３を制御す
る。
御回路４に入力される。制御回路４は、図８に示すフロ
ーチャートのときと同じように、入力される放電終止電
圧を電池電圧に比較して、スイッチング素子３を制御す
る。制御回路４は、全ての電池電圧を放電終止電圧に比
較し、あるいは、最も内部抵抗の大きい電池の電圧を放
電終止電圧に比較して、スイッチング素子３を制御す
る。
【００３５】図１０は、電池の放電電流で放電終止電圧
を演算するフローチャートを示す。このフローチャート
は、下記のステップで放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ１のステップ］演算回路５は、スイッチング素子３
と直列に接続された電流検出抵抗８両端の電圧から、放
電電流を演算する。 ［Ｓ２のステップ］放電電流を基準として、図５に示す
関数から放電終止電圧を演算する。演算回路５は、図５
に示す関数を記憶しており、パラメーターである放電電
流が入力されると、放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ３のステップ］放電電流を基準にして、遅延時間を
演算する。演算回路５は、図６に示す関数を記憶してい
る。この関数から、パラメーターである内部抵抗が入力
されると、遅延時間が演算される。
を演算するフローチャートを示す。このフローチャート
は、下記のステップで放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ１のステップ］演算回路５は、スイッチング素子３
と直列に接続された電流検出抵抗８両端の電圧から、放
電電流を演算する。 ［Ｓ２のステップ］放電電流を基準として、図５に示す
関数から放電終止電圧を演算する。演算回路５は、図５
に示す関数を記憶しており、パラメーターである放電電
流が入力されると、放電終止電圧を演算する。 ［Ｓ３のステップ］放電電流を基準にして、遅延時間を
演算する。演算回路５は、図６に示す関数を記憶してい
る。この関数から、パラメーターである内部抵抗が入力
されると、遅延時間が演算される。
【００３６】演算された放電終止電圧と遅延時間は、制
御回路４に入力される。制御回路４は、図８に示すフロ
ーチャートのときと同じように、入力される放電終止電
圧を電池電圧に比較して、スイッチング素子３を制御す
る。制御回路４は、全ての電池電圧を放電終止電圧に比
較し、いずれかの電池電圧が、遅延時間よりも長く放電
終止電圧まで低下すると、スイッチング素子３をオフに
して、放電を停止させる。
御回路４に入力される。制御回路４は、図８に示すフロ
ーチャートのときと同じように、入力される放電終止電
圧を電池電圧に比較して、スイッチング素子３を制御す
る。制御回路４は、全ての電池電圧を放電終止電圧に比
較し、いずれかの電池電圧が、遅延時間よりも長く放電
終止電圧まで低下すると、スイッチング素子３をオフに
して、放電を停止させる。
【００３７】図１に示すパック電池は放電を停止させる
スイッチング素子３と直列に、過充電を阻止するスイッ
チング素子３も接続している。制御回路４は、充電終止
電圧を記憶しており、いずれかの電池電圧が、充電終止
電圧まで上昇すると、過充電を阻止するスイッチング素
子３をオフに切り換える。このスイッチング素子３は、
それ以外のときは、オン状態に保持される。
スイッチング素子３と直列に、過充電を阻止するスイッ
チング素子３も接続している。制御回路４は、充電終止
電圧を記憶しており、いずれかの電池電圧が、充電終止
電圧まで上昇すると、過充電を阻止するスイッチング素
子３をオフに切り換える。このスイッチング素子３は、
それ以外のときは、オン状態に保持される。
【００３８】
【発明の効果】本発明の電池の放電方法は、電池の過放
電を防止しながら、放電時の早切れも防止でき、複数の
電池を理想に近い状態で放電できる特長がある。それ
は、本発明の電池の放電方法が、各電池の温度、あるい
は複数の組に分離した電池温度を検出して、最低温度を
基準として放電終止電圧や遅延時間を演算し、あるい
は、電池の内部抵抗を検出して、最大内部抵抗を基準と
して放電終止電圧や遅延時間を演算し、あるいはまた、
電池の放電電流を検出して、放電終止電圧と遅延時間の
両方を演算し、これ等の演算結果から電池の放電を停止
させるからである。
電を防止しながら、放電時の早切れも防止でき、複数の
電池を理想に近い状態で放電できる特長がある。それ
は、本発明の電池の放電方法が、各電池の温度、あるい
は複数の組に分離した電池温度を検出して、最低温度を
基準として放電終止電圧や遅延時間を演算し、あるい
は、電池の内部抵抗を検出して、最大内部抵抗を基準と
して放電終止電圧や遅延時間を演算し、あるいはまた、
電池の放電電流を検出して、放電終止電圧と遅延時間の
両方を演算し、これ等の演算結果から電池の放電を停止
させるからである。
【００３９】特に、電池の最低温度を優先させてこれを
基準として、放電終止電圧や遅延時間を演算する方法
は、電池温度が部分的に低くなったときに、早切れして
充分に放電できなくなる弊害を有効に防止できる。しか
も、温度の低下した電池は内部抵抗も大きくなっている
ので、放電終止電圧を低くして電池電圧が低くなるまで
放電させても過放電させることがない。
基準として、放電終止電圧や遅延時間を演算する方法
は、電池温度が部分的に低くなったときに、早切れして
充分に放電できなくなる弊害を有効に防止できる。しか
も、温度の低下した電池は内部抵抗も大きくなっている
ので、放電終止電圧を低くして電池電圧が低くなるまで
放電させても過放電させることがない。
【００４０】同じように、電池の最大内部抵抗を優先し
てこれを基準として、放電終止電圧を演算する方法も、
電池温度を検出する方法と同じように、電池を過放電さ
せない状態で、充分に放電させて実質的に使用できる容
量を大きくできる特長がある。
てこれを基準として、放電終止電圧を演算する方法も、
電池温度を検出する方法と同じように、電池を過放電さ
せない状態で、充分に放電させて実質的に使用できる容
量を大きくできる特長がある。
【００４１】さらにまた、電池の放電電流を基準にし
て、放電終止電圧と遅延時間の両方を補正する方法は、
たとえば、電池を大電流で放電しているときに、一時的
に電池電圧が低下しても、早切れさせることがない。電
池の放電電流が大きくなる用途にあっては、一時的な負
荷電流も大きくなることが多く、この状態で早切れして
しまうと、電池を充分に放電できなくなるが、本発明の
放電方法は、このときに、放電終止電圧を大きく補正す
ることに加えて、遅延時間も長くするので、早切れする
のを有効に防止して、実質的に使用できる容量を大きく
できる。
て、放電終止電圧と遅延時間の両方を補正する方法は、
たとえば、電池を大電流で放電しているときに、一時的
に電池電圧が低下しても、早切れさせることがない。電
池の放電電流が大きくなる用途にあっては、一時的な負
荷電流も大きくなることが多く、この状態で早切れして
しまうと、電池を充分に放電できなくなるが、本発明の
放電方法は、このときに、放電終止電圧を大きく補正す
ることに加えて、遅延時間も長くするので、早切れする
のを有効に防止して、実質的に使用できる容量を大きく
できる。
【図１】本発明の電池の充電方法に使用する保護回路を
内蔵するパック電池を示す回路図
内蔵するパック電池を示す回路図
【図２】演算回路が電池の温度で放電終止電圧を演算す
る関数を示すグラフ
る関数を示すグラフ
【図３】演算回路が電池の温度で遅延時間を演算する関
数を示すグラフ
数を示すグラフ
【図４】演算回路が電池の内部抵抗で放電終止電圧を演
算する関数を示すグラフ
算する関数を示すグラフ
【図５】演算回路が電池の放電電流で放電終止電圧を演
算する関数を示すグラフ
算する関数を示すグラフ
【図６】演算回路が電池の放電電流で遅延時間を演算す
る関数を示すグラフ
る関数を示すグラフ
【図７】温度センサーを電池に配設する一例を示すブロ
ック線図
ック線図
【図８】電池の温度で放電終止電圧と遅延時間を演算す
る過程を示すフローチャート
る過程を示すフローチャート
【図９】電池の内部抵抗で放電終止電圧と遅延時間を演
算する過程を示すフローチャート
算する過程を示すフローチャート
【図１０】電池の放電電流で放電終止電圧と遅延時間を
演算する過程を示すフローチャート
演算する過程を示すフローチャート
１…電池 ２…保護回路 ３…スイッチング素子 ４…制御回路 ５…演算回路 ６…Ａ／Ｄコンバータ ７…温度センサー ８…電流検出抵抗 ９…放電スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 10/48 Ｈ０１Ｍ 10/48 Ｐ ３０１ ３０１
Claims (4)
- 【請求項１】 各々の電池電圧を検出しながら複数の電
池を一緒に放電させる方法であって、各電池電圧を放電
終止電圧に比較し、いずれかの電池電圧が放電終止電圧
よりも低くなると全ての電池の放電を停止させる電池の
放電方法において、 複数の電池のそれぞれの温度、あるいは、複数の電池を
複数組に分離した区画部の温度を検出し、検出した温度
であって最も低い最低温度を優先して放電終止電圧を演
算し、最低温度が低下すると放電終止電圧を低く補正
し、最低温度の電池、あるいは何れかの電池の電圧が放
電終止電圧以下になると放電を停止させることを特徴と
する電池の放電方法。 - 【請求項２】 各々の電池電圧を検出しながら複数の電
池を一緒に放電させる方法であって、各電池電圧を放電
終止電圧に比較し、いずれかの電池電圧が設定された遅
延時間よりも長く放電終止電圧よりも低くなると全ての
電池の放電を停止させる電池の放電方法において、 複数の電池のそれぞれの温度、あるいは、複数の電池を
複数組に分離した区画部の温度を検出し、検出した温度
であって最も低い最低温度を優先して遅延時間を演算
し、最低温度が低下すると遅延時間を長く補正して、最
低温度の電池、あるいは何れかの電池電圧が遅延時間よ
りも長く放電終止電圧以下になると放電を停止させるこ
とを特徴とする電池の放電方法。 - 【請求項３】 各々の電池電圧と内部抵抗を検出しなが
ら複数の電池を一緒に放電させる方法であって、電池の
内部抵抗で補正される放電終止電圧を各電池電圧に比較
し、いずれかの電池電圧が放電終止電圧よりも低くなる
と全ての電池の放電を停止させる電池の放電方法におい
て、 複数の電池のそれぞれの内部抵抗を検出し、検出した内
部抵抗であって最も大きい最大内部抵抗を優先して放電
終止電圧を演算し、内部抵抗が増加すると放電終止電圧
を大きく補正し、最大内部抵抗の電池、あるいは何れか
の電池電圧が演算された放電終止電圧以下になると放電
を停止させることを特徴とする電池の放電方法。 - 【請求項４】 各々の電池電圧と放電電流を検出しなが
ら複数の電池を直列に接続して一緒に放電させる方法で
あって、電池の放電電流で放電終止電圧と遅延時間とを
補正し、いずれかの電池電圧が遅延時間よりも長く放電
終止電圧よりも低くなると全ての電池の放電を停止させ
る電池の放電方法であって、 検出した放電電流が大きくなると、放電終止電圧を低く
して、遅延時間を長く補正し、何れかの電池電圧が演算
された遅延時間よりも長い時間連続して放電終止電圧よ
りも低くなると放電を停止させることを特徴とする電池
の放電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13535596A JP3416395B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 電池の放電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13535596A JP3416395B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 電池の放電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09322417A true JPH09322417A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3416395B2 JP3416395B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=15149821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13535596A Expired - Lifetime JP3416395B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 電池の放電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416395B2 (ja) |
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