JPH0974689A - 電池パックを用いた電源装置 - Google Patents
電池パックを用いた電源装置Info
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- JPH0974689A JPH0974689A JP7229108A JP22910895A JPH0974689A JP H0974689 A JPH0974689 A JP H0974689A JP 7229108 A JP7229108 A JP 7229108A JP 22910895 A JP22910895 A JP 22910895A JP H0974689 A JPH0974689 A JP H0974689A
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- banks
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- bank
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回路素子の発熱を増大させることなく高精度に
セルバンク間電圧アンバランスを解消させることができ
る電池パックを用いた電源装置を提供する。 【解決手段】単数の電池セルまたは並列に接続された複
数の電池セルによって構成され、かつ複数個直列に接続
して構成してなるセルバンク1H,1M,1Lを用いた
電源装置において、各セルバンク1H,1M,1Lの出
力電圧を比較するセルバンク間電圧比較回路2と、この
セルバンク間電圧比較回路2の比較結果に基づいてマイ
クロコンピュータ4により制御され、最小出力電圧のセ
ルバンク以外の全てのセルバンクを最小出力電圧とほぼ
同じ出力電圧となるまで個別に放電させる個別放電回路
3−1,3−2,3−3とを有する。
セルバンク間電圧アンバランスを解消させることができ
る電池パックを用いた電源装置を提供する。 【解決手段】単数の電池セルまたは並列に接続された複
数の電池セルによって構成され、かつ複数個直列に接続
して構成してなるセルバンク1H,1M,1Lを用いた
電源装置において、各セルバンク1H,1M,1Lの出
力電圧を比較するセルバンク間電圧比較回路2と、この
セルバンク間電圧比較回路2の比較結果に基づいてマイ
クロコンピュータ4により制御され、最小出力電圧のセ
ルバンク以外の全てのセルバンクを最小出力電圧とほぼ
同じ出力電圧となるまで個別に放電させる個別放電回路
3−1,3−2,3−3とを有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電池パックを用いた
電源装置に係り、特に二次電池セルを直列に接続して構
成される電池パックを安全かつ効率的に充電する機能を
有する電源装置に関する。
電源装置に係り、特に二次電池セルを直列に接続して構
成される電池パックを安全かつ効率的に充電する機能を
有する電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の電池セルを並列に接続してセルバ
ンクを構成し、さらにそのセルバンクを複数個直列に接
続して構成される電池パックは、電池セルの並列化で容
量をアップさせ、セルバンクの直列化でセルバンク合計
数の電圧を取り出せるので、様々な容量および電圧の出
力を作り出すことができるという利点があり、注目され
ている。このような電池パックに電池セルとして使用さ
れる非水二次電池、特に3.6V定格のリチウムイオン
二次電池は、出力電圧の大きさからコンパクトな電池パ
ックを構成するのに有利であり、パーソナルコンピュー
タ、AV機器等の各種電子機器の電源装置として好適で
ある。
ンクを構成し、さらにそのセルバンクを複数個直列に接
続して構成される電池パックは、電池セルの並列化で容
量をアップさせ、セルバンクの直列化でセルバンク合計
数の電圧を取り出せるので、様々な容量および電圧の出
力を作り出すことができるという利点があり、注目され
ている。このような電池パックに電池セルとして使用さ
れる非水二次電池、特に3.6V定格のリチウムイオン
二次電池は、出力電圧の大きさからコンパクトな電池パ
ックを構成するのに有利であり、パーソナルコンピュー
タ、AV機器等の各種電子機器の電源装置として好適で
ある。
【0003】ところで、このような電池パックを充電す
る際には、電池パックの出力端子に充電器を接続して、
直列に接続された複数のセルバンクを同時に充電するこ
とが多い。このため、最初は定電流で充電を行い、電池
電圧が規定電圧に達したら定電圧充電に移行する定電流
・定電圧充電方式で充電することが必要なリチウムイオ
ン二次電池では、定電圧充電におけるセルバンク間電圧
アンバランスが問題となる。
る際には、電池パックの出力端子に充電器を接続して、
直列に接続された複数のセルバンクを同時に充電するこ
とが多い。このため、最初は定電流で充電を行い、電池
電圧が規定電圧に達したら定電圧充電に移行する定電流
・定電圧充電方式で充電することが必要なリチウムイオ
ン二次電池では、定電圧充電におけるセルバンク間電圧
アンバランスが問題となる。
【0004】すなわち、各セルバンクの出力電圧のばら
つき、いわゆるセルバンク間電圧アンバランスがある
と、3個のセルバンクを直列接続した3直列パックを例
にとれば、いずれか一つのセルバンクが規定電圧である
4.2Vに達しても、電池パック全体の出力電圧が規定
電圧である12.6Vに達するまでは定電流充電が継続
されるので、少なくとも一つのセルバンクは過充電とな
ってしまうという不都合が生じる。
つき、いわゆるセルバンク間電圧アンバランスがある
と、3個のセルバンクを直列接続した3直列パックを例
にとれば、いずれか一つのセルバンクが規定電圧である
4.2Vに達しても、電池パック全体の出力電圧が規定
電圧である12.6Vに達するまでは定電流充電が継続
されるので、少なくとも一つのセルバンクは過充電とな
ってしまうという不都合が生じる。
【0005】このセルバンク間電圧アンバランスによる
過充電の問題を解消するために、各セルバンク毎にバイ
パス回路を設け、充電時に各セルバンクの出力電圧を比
較して、出力電圧の高すぎるセルバンクに対しては、充
電を抑えるべくバイパス回路に電流を逃すという手法が
提案されている(特開平5−64377号)。しかし、
この方法では充電電流をバイパスするために、バイパス
回路は最大で定電流充電時の充電電流のオン/オフを行
う必要があり、バイパス回路を構成するスイッチ、抵抗
等の回路素子の発熱が問題となる。
過充電の問題を解消するために、各セルバンク毎にバイ
パス回路を設け、充電時に各セルバンクの出力電圧を比
較して、出力電圧の高すぎるセルバンクに対しては、充
電を抑えるべくバイパス回路に電流を逃すという手法が
提案されている(特開平5−64377号)。しかし、
この方法では充電電流をバイパスするために、バイパス
回路は最大で定電流充電時の充電電流のオン/オフを行
う必要があり、バイパス回路を構成するスイッチ、抵抗
等の回路素子の発熱が問題となる。
【0006】一方、保護回路の過充電遮断が働いたセル
バンクだけ充電解除電圧まで放電させる方法も提案され
ている(特開平5−49181号)。しかし、この方法
では保護回路の過充電遮断が働かないセルバンクの出力
電圧はそのままなので、セルバンク間電圧アンバランス
の問題は解消されない。
バンクだけ充電解除電圧まで放電させる方法も提案され
ている(特開平5−49181号)。しかし、この方法
では保護回路の過充電遮断が働かないセルバンクの出力
電圧はそのままなので、セルバンク間電圧アンバランス
の問題は解消されない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、複数
のセルバンクを直列接続して構成される電池パックを充
電する際、セルバンク間電圧アンバランスの影響を回避
するために、充電時に各セルバンクの出力電圧を比較し
て出力電圧の高すぎるセルバンクに対しては各セルバン
ク毎に設けたバイパス回路によって電流を逃す方法で
は、バイパス回路を構成するスイッチ、抵抗等の回路素
子の発熱が大きくなるという問題があり、また保護回路
の過充電遮断が働いたセルバンクだけ充電解除電圧まで
放電させる方法では、セルバンク間電圧アンバランスを
解消できないという問題があった。
のセルバンクを直列接続して構成される電池パックを充
電する際、セルバンク間電圧アンバランスの影響を回避
するために、充電時に各セルバンクの出力電圧を比較し
て出力電圧の高すぎるセルバンクに対しては各セルバン
ク毎に設けたバイパス回路によって電流を逃す方法で
は、バイパス回路を構成するスイッチ、抵抗等の回路素
子の発熱が大きくなるという問題があり、また保護回路
の過充電遮断が働いたセルバンクだけ充電解除電圧まで
放電させる方法では、セルバンク間電圧アンバランスを
解消できないという問題があった。
【0008】本発明は、回路素子の発熱を増大させるこ
となく高精度にセルバンク間電圧アンバランスを解消さ
せることができる電池パックを用いた電源装置を提供す
ることを目的とする。
となく高精度にセルバンク間電圧アンバランスを解消さ
せることができる電池パックを用いた電源装置を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は単数の電池セルまたは並列に接続された複
数の電池セルによってセルバンクを構成し、このセルバ
ンクを複数個直列に接続して構成してなる電池パックを
用いた電源装置において、各セルバンクの出力電圧を比
較する電圧比較手段と、この電圧比較手段の比較結果に
基づいて制御され、最小出力電圧のセルバンク以外の全
てのセルバンクを最小出力電圧とほぼ同じ出力電圧とな
るまで個別に放電させる個別放電手段とを具備したこと
を特徴とする。
め、本発明は単数の電池セルまたは並列に接続された複
数の電池セルによってセルバンクを構成し、このセルバ
ンクを複数個直列に接続して構成してなる電池パックを
用いた電源装置において、各セルバンクの出力電圧を比
較する電圧比較手段と、この電圧比較手段の比較結果に
基づいて制御され、最小出力電圧のセルバンク以外の全
てのセルバンクを最小出力電圧とほぼ同じ出力電圧とな
るまで個別に放電させる個別放電手段とを具備したこと
を特徴とする。
【0010】また、本発明は単数の電池セルまたは並列
に接続された複数の電池セルによってセルバンクを構成
し、このセルバンクを複数個直列に接続して構成してな
る電池パックを用いた電源装置において、各セルバンク
の出力電圧を比較してする電圧比較手段と、この電圧比
較手段の比較結果に基づいて制御され、最大出力電圧の
セルバンクを最小出力電圧のセルバンクの出力電圧とほ
ぼ同じ出力電圧となるまで個別に放電させる個別放電手
段とを具備したことを特徴とする。
に接続された複数の電池セルによってセルバンクを構成
し、このセルバンクを複数個直列に接続して構成してな
る電池パックを用いた電源装置において、各セルバンク
の出力電圧を比較してする電圧比較手段と、この電圧比
較手段の比較結果に基づいて制御され、最大出力電圧の
セルバンクを最小出力電圧のセルバンクの出力電圧とほ
ぼ同じ出力電圧となるまで個別に放電させる個別放電手
段とを具備したことを特徴とする。
【0011】このように本発明においては、例えば電池
パックの全てのセルバンクについて定電圧充電終了後、
直ちに各セルバンク間電圧を比較し、最小出力電圧のセ
ルバンクの出力電圧とほぼ等しくなるまで他の全てのセ
ルバンクまたは最大出力電圧のセルバンクに対応して設
けられた個別放電手段を動作させ、セルバンク毎に個別
放電させて充電完了とするので、セルバンク間電圧アン
バランスを精度良く解消させることが可能となり、もっ
て常にセルバンク間電圧をほぼ等しく保つことができ
る。
パックの全てのセルバンクについて定電圧充電終了後、
直ちに各セルバンク間電圧を比較し、最小出力電圧のセ
ルバンクの出力電圧とほぼ等しくなるまで他の全てのセ
ルバンクまたは最大出力電圧のセルバンクに対応して設
けられた個別放電手段を動作させ、セルバンク毎に個別
放電させて充電完了とするので、セルバンク間電圧アン
バランスを精度良く解消させることが可能となり、もっ
て常にセルバンク間電圧をほぼ等しく保つことができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る
電池パックを用いた電源装置の構成図であり、リチウム
イオン二次電池を3並列・3直列(3P3S)に構成し
た電池パックおよび充電器について示している。
参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る
電池パックを用いた電源装置の構成図であり、リチウム
イオン二次電池を3並列・3直列(3P3S)に構成し
た電池パックおよび充電器について示している。
【0013】図1において、電池パック10は電池セル
がそれぞれ3個並列接続されて構成される3つのセルバ
ンク1H,1M,1Lが直列に接続されてなる3並列・
3直列構成の電池パックであり、これにセルバンク間電
圧比較回路2と、各セルバンク1H,1M,1L毎に設
置された個別放電回路3−1,3−2,3−3およびマ
イクロコンピュータ4を組み合わせて構成される。
がそれぞれ3個並列接続されて構成される3つのセルバ
ンク1H,1M,1Lが直列に接続されてなる3並列・
3直列構成の電池パックであり、これにセルバンク間電
圧比較回路2と、各セルバンク1H,1M,1L毎に設
置された個別放電回路3−1,3−2,3−3およびマ
イクロコンピュータ4を組み合わせて構成される。
【0014】セルバンク間電圧比較回路2は、各セルバ
ンク1H,1M,1Lの出力電圧を比較して最小出力電
圧のセルバンクを特定する回路であり、また個別放電回
路3−1,3−2,3−3は、各セルバンク1H,1
M,1Lを個別に放電させる回路である。マイクロコン
ピュータ4は、セルバンク間電圧比較回路2の制御とセ
ルバンク間比較回路2の比較結果に基づく個別放電回路
3−1,3−2,3−3の制御を行うものである。
ンク1H,1M,1Lの出力電圧を比較して最小出力電
圧のセルバンクを特定する回路であり、また個別放電回
路3−1,3−2,3−3は、各セルバンク1H,1
M,1Lを個別に放電させる回路である。マイクロコン
ピュータ4は、セルバンク間電圧比較回路2の制御とセ
ルバンク間比較回路2の比較結果に基づく個別放電回路
3−1,3−2,3−3の制御を行うものである。
【0015】一方、充電器20は充電制御回路5と充電
用直流電源6とからなり、セルバンク1H,1M,1L
からなる電池パックに対して例えば定電流・定電圧充電
方式で充電を行うように構成されている。
用直流電源6とからなり、セルバンク1H,1M,1L
からなる電池パックに対して例えば定電流・定電圧充電
方式で充電を行うように構成されている。
【0016】次に、図2に示すフローチャートを用いて
本実施形態の動作を説明する。充電器20によってセル
バンク1H,1M,1Lからなる電池パックが例えば規
定電圧12.6Vとなるまで定電流・定電圧充電された
後、まずマイクロコンピュータ4からの指令に基づき、
セルバンク間電圧比較回路2によって各セルバンク1
H,1M,1Lの出力電圧VH ,VM ,VL が比較さ
れ、最小出力電圧のセルバンクが特定される(ステップ
S11〜S13)。
本実施形態の動作を説明する。充電器20によってセル
バンク1H,1M,1Lからなる電池パックが例えば規
定電圧12.6Vとなるまで定電流・定電圧充電された
後、まずマイクロコンピュータ4からの指令に基づき、
セルバンク間電圧比較回路2によって各セルバンク1
H,1M,1Lの出力電圧VH ,VM ,VL が比較さ
れ、最小出力電圧のセルバンクが特定される(ステップ
S11〜S13)。
【0017】すなわち、ステップS11でVH とVM 、
ステップS12でVH とVL 、ステップS13でVM と
VL の大小関係がそれぞれ調べられる。ここで、ステッ
プS11でVH ≦VM であれば、ステップS12に進
み、S12でVH ≦VL であれば、最小出力電圧はVH
となる。また、ステップS11でVH >VM であれば、
ステップS13に進み、S13でVM >VL であれば、
最小出力電圧はVL となり、S13でVM ≦VL であれ
ば、最小出力電圧はVM となる。
ステップS12でVH とVL 、ステップS13でVM と
VL の大小関係がそれぞれ調べられる。ここで、ステッ
プS11でVH ≦VM であれば、ステップS12に進
み、S12でVH ≦VL であれば、最小出力電圧はVH
となる。また、ステップS11でVH >VM であれば、
ステップS13に進み、S13でVM >VL であれば、
最小出力電圧はVL となり、S13でVM ≦VL であれ
ば、最小出力電圧はVM となる。
【0018】このセルバンク間電圧比較回路2の比較結
果は、マイクロコンピュータ4に送られる。マイクロコ
ンピュータ4は、セルバンク間電圧比較回路2により最
小出力電圧と特定されたセルバンク以外の全てのセルバ
ンクに接続された個別放電回路を動作させ、そのセルバ
ンクを放電させる(ステップS21〜S23)。
果は、マイクロコンピュータ4に送られる。マイクロコ
ンピュータ4は、セルバンク間電圧比較回路2により最
小出力電圧と特定されたセルバンク以外の全てのセルバ
ンクに接続された個別放電回路を動作させ、そのセルバ
ンクを放電させる(ステップS21〜S23)。
【0019】すなわち、最小出力電圧がVH の場合、つ
まり最小出力電圧のセルバンクがHバンク1Hの場合
は、Mバンク1MおよびLバンク1Lに接続された個別
放電回路3−2,3−3を動作させる(ステップS2
1)。最小出力電圧がVL の場合、つまり最小出力電圧
のセルバンクがLバンク1Lの場合は、Hバンク1Hお
よびMバンク1Mに接続された個別放電回路3−1,3
−2を動作させる(ステップS22)。最小出力電圧が
VM の場合、つまり最小出力電圧のセルバンクがMバン
ク1Mの場合は、Hバンク1HおよびLバンク1Lに接
続された個別放電回路3−1,3−3を動作させる(ス
テップS23)。
まり最小出力電圧のセルバンクがHバンク1Hの場合
は、Mバンク1MおよびLバンク1Lに接続された個別
放電回路3−2,3−3を動作させる(ステップS2
1)。最小出力電圧がVL の場合、つまり最小出力電圧
のセルバンクがLバンク1Lの場合は、Hバンク1Hお
よびMバンク1Mに接続された個別放電回路3−1,3
−2を動作させる(ステップS22)。最小出力電圧が
VM の場合、つまり最小出力電圧のセルバンクがMバン
ク1Mの場合は、Hバンク1HおよびLバンク1Lに接
続された個別放電回路3−1,3−3を動作させる(ス
テップS23)。
【0020】そして、ステップS21〜S23でセルバ
ンクを放電させながら、常にセルバンク間電圧比較回路
2でセルバンク間電圧を先の最小出力電圧と比較し、そ
れに到達したらその情報をマイクロコンピュータ4に送
り、この情報を受けるとマイクロコンピュータ4は動作
させた個別放電回路をオフとする。この動作がステップ
S31〜S34、S41〜S44、S51〜S54であ
る。
ンクを放電させながら、常にセルバンク間電圧比較回路
2でセルバンク間電圧を先の最小出力電圧と比較し、そ
れに到達したらその情報をマイクロコンピュータ4に送
り、この情報を受けるとマイクロコンピュータ4は動作
させた個別放電回路をオフとする。この動作がステップ
S31〜S34、S41〜S44、S51〜S54であ
る。
【0021】すなわち、ステップS21でMバンク1M
およびLバンク1Lに接続された個別放電回路3−2,
3−3を動作させている間、ステップS31,S33で
VLとVH およびVM とVH の大小関係をセルバンク間
電圧比較回路2により調べ、ステップS31でVL ≦V
H であればLバンク1Lに接続された個別放電回路3−
3をオフとし(ステップS32)、ステップS33でV
M ≦VH であればMバンク1Mに接続された個別放電回
路3−2をオフとする(ステップS34)。
およびLバンク1Lに接続された個別放電回路3−2,
3−3を動作させている間、ステップS31,S33で
VLとVH およびVM とVH の大小関係をセルバンク間
電圧比較回路2により調べ、ステップS31でVL ≦V
H であればLバンク1Lに接続された個別放電回路3−
3をオフとし(ステップS32)、ステップS33でV
M ≦VH であればMバンク1Mに接続された個別放電回
路3−2をオフとする(ステップS34)。
【0022】また、ステップS22でHバンク1Hおよ
びMバンク1Mに接続された個別放電回路3−1,3−
2を動作させている間、ステップS41,S43でVM
とVL およびVH とVL の大小関係をセルバンク間電圧
比較回路2により調べ、ステップS41でVM ≦VL で
あればMバンク1Mに接続された個別放電回路3−2を
オフとし(ステップS42)、ステップS43でVH ≦
VL であればHバンク1Hに接続された個別放電回路3
−1をオフとする(ステップS44)。
びMバンク1Mに接続された個別放電回路3−1,3−
2を動作させている間、ステップS41,S43でVM
とVL およびVH とVL の大小関係をセルバンク間電圧
比較回路2により調べ、ステップS41でVM ≦VL で
あればMバンク1Mに接続された個別放電回路3−2を
オフとし(ステップS42)、ステップS43でVH ≦
VL であればHバンク1Hに接続された個別放電回路3
−1をオフとする(ステップS44)。
【0023】さらに、ステップS23でHバンク1Hお
よびLバンク1Lに接続された個別放電回路3−1,3
−3を動作させている間、ステップS51,S53でV
L とVM およびVH とVM の大小関係をセルバンク間電
圧比較回路2により調べ、ステップS51でVL ≦VM
であればLバンク1Lに接続された個別放電回路3−3
をオフとし(ステップS52)、ステップS53でVH
≦VM であればHバンク1Hに接続された個別放電回路
3−1をオフとする(ステップS54)。
よびLバンク1Lに接続された個別放電回路3−1,3
−3を動作させている間、ステップS51,S53でV
L とVM およびVH とVM の大小関係をセルバンク間電
圧比較回路2により調べ、ステップS51でVL ≦VM
であればLバンク1Lに接続された個別放電回路3−3
をオフとし(ステップS52)、ステップS53でVH
≦VM であればHバンク1Hに接続された個別放電回路
3−1をオフとする(ステップS54)。
【0024】このようにして全ての個別放電回路がオフ
したら、セルバンク間電圧アンバランス修正終了とする
(ステップS61〜S63)。以上のような制御によ
り、セルバンク1H,1M,1Lにセルバンク間電圧ア
ンバランスが起きても、全てのセルバンク1H,1M,
1Lの出力電圧を確実にかつ安全にほぼ等しく保つこと
ができる。この場合、従来のバイパス回路を用いる方法
と異なり、充電電流をバスパスさせる必要がないので、
定電流充電時の充電電流が大きくとも、回路素子での発
熱はない。
したら、セルバンク間電圧アンバランス修正終了とする
(ステップS61〜S63)。以上のような制御によ
り、セルバンク1H,1M,1Lにセルバンク間電圧ア
ンバランスが起きても、全てのセルバンク1H,1M,
1Lの出力電圧を確実にかつ安全にほぼ等しく保つこと
ができる。この場合、従来のバイパス回路を用いる方法
と異なり、充電電流をバスパスさせる必要がないので、
定電流充電時の充電電流が大きくとも、回路素子での発
熱はない。
【0025】図3は、本発明の他の実施形態に係る電池
パックを用いた電源装置の構成図であり、過充電・過放
電禁止用保護回路を含めた構成の電池パックを示す第2
の実施形態である。
パックを用いた電源装置の構成図であり、過充電・過放
電禁止用保護回路を含めた構成の電池パックを示す第2
の実施形態である。
【0026】本実施形態では、セルバンク1H,1M,
1Lに過充電・過放電禁止用保護回路IC71と、セル
バンク1H,1M,1Lの直列回路に直列に接続された
二つのFETスイッチ72,73からなる保護回路7を
付加した構成になっている。すなわち、保護回路7は過
充電・過放電禁止用保護回路IC71によって充電時に
過充電を検出するとFETスイッチ73をオフとして過
充電を防止し、放電時に過放電を検出するとFETスイ
ッチ72をオフとして過放電を防止するように構成され
ている。なお、FETスイッチ72,73にそれぞれ並
列に接続されたダイオードはFETの寄生ダイオードで
あり、それぞれ放電方向および充電方向に極性を合わせ
ている。
1Lに過充電・過放電禁止用保護回路IC71と、セル
バンク1H,1M,1Lの直列回路に直列に接続された
二つのFETスイッチ72,73からなる保護回路7を
付加した構成になっている。すなわち、保護回路7は過
充電・過放電禁止用保護回路IC71によって充電時に
過充電を検出するとFETスイッチ73をオフとして過
充電を防止し、放電時に過放電を検出するとFETスイ
ッチ72をオフとして過放電を防止するように構成され
ている。なお、FETスイッチ72,73にそれぞれ並
列に接続されたダイオードはFETの寄生ダイオードで
あり、それぞれ放電方向および充電方向に極性を合わせ
ている。
【0027】また、本実施形態ではセル電圧アンバラン
ス修正回路を具体的に示してある。すなわち、セルバン
ク間電圧比較回路2は、アナログスイッチ群21と差動
増幅器22からなり、3つのセルバンク1H,1M,1
Lのうち、マイクロコンピュータ4からの指令によりア
ナログスイッチ群21が制御されることによって、マイ
クロコンピュータ4からの指令で特定された2つのセル
バンク間電圧を順次選択して比較できるように構成され
ている。
ス修正回路を具体的に示してある。すなわち、セルバン
ク間電圧比較回路2は、アナログスイッチ群21と差動
増幅器22からなり、3つのセルバンク1H,1M,1
Lのうち、マイクロコンピュータ4からの指令によりア
ナログスイッチ群21が制御されることによって、マイ
クロコンピュータ4からの指令で特定された2つのセル
バンク間電圧を順次選択して比較できるように構成され
ている。
【0028】個別放電回路3−1,3−2,3−3は、
マイクロコンピュータ4からの指令によりオン・オフ制
御されるアナログスイッチ31と放電用抵抗32を直列
接続して構成され、放電電流の大きさは安全性と個別放
電時間を考慮して、放電用抵抗32の値によって決定さ
れる。リチウムイオン二次電池の場合、1セルバンク当
たり規定の出力電圧は4.2V前後となるので、安全上
から放電電流を10〜100mA程度にすることを考え
ると、放電用抵抗32の値は40〜400Ωとなる。具
体的には、安全性および放電時間の設定の両面から総合
的に放電用抵抗32の値を選定すればよい。
マイクロコンピュータ4からの指令によりオン・オフ制
御されるアナログスイッチ31と放電用抵抗32を直列
接続して構成され、放電電流の大きさは安全性と個別放
電時間を考慮して、放電用抵抗32の値によって決定さ
れる。リチウムイオン二次電池の場合、1セルバンク当
たり規定の出力電圧は4.2V前後となるので、安全上
から放電電流を10〜100mA程度にすることを考え
ると、放電用抵抗32の値は40〜400Ωとなる。具
体的には、安全性および放電時間の設定の両面から総合
的に放電用抵抗32の値を選定すればよい。
【0029】なお、以上の実施形態では電池パックが3
並列・3直列(3P3S)のセル構成の場合について説
明したが、電池の並列数は単数を含む3P以外でもよ
く、直列数も3S以外でもよい。また、図3の実施形態
では二次電池の放電を抵抗32を介して行ったが、定電
流回路を介して行ってもよい。
並列・3直列(3P3S)のセル構成の場合について説
明したが、電池の並列数は単数を含む3P以外でもよ
く、直列数も3S以外でもよい。また、図3の実施形態
では二次電池の放電を抵抗32を介して行ったが、定電
流回路を介して行ってもよい。
【0030】また、マイクロコンピュータ4からセルバ
ンク間電圧比較回路2に対してセルバンク間電圧の比較
を指令する時期は、実施形態のように定電流・定電圧制
御充電終了後に限ることはなく、定電流充電中とか、定
電流充電から定電圧充電に切り替わった時に行ってもよ
く、あるいは開放電圧モニタ用休止時間を設けて、その
都度電圧比較を行ってもよく、さらには保護回路による
過充電電圧遮断時でもよい。要するに、セルバンク間電
圧を比較して常に最小セルバンク電圧に他のセルバンク
電圧を合わせるように、個別放電させればよい。
ンク間電圧比較回路2に対してセルバンク間電圧の比較
を指令する時期は、実施形態のように定電流・定電圧制
御充電終了後に限ることはなく、定電流充電中とか、定
電流充電から定電圧充電に切り替わった時に行ってもよ
く、あるいは開放電圧モニタ用休止時間を設けて、その
都度電圧比較を行ってもよく、さらには保護回路による
過充電電圧遮断時でもよい。要するに、セルバンク間電
圧を比較して常に最小セルバンク電圧に他のセルバンク
電圧を合わせるように、個別放電させればよい。
【0031】また、以上の実施形態ではセルバンク間電
圧比較回路2の比較結果に基づき、個別放電回路3−
1,3−2,3−3により最小出力電圧のセルバンク以
外の全てのセルバンクを最小出力電圧とほぼ同じ出力電
圧となるまで個別に放電させることで、セルバンク間電
圧アンバランスを修正するようにしたが、簡易的なセル
バンク間電圧アンバランス修正法として、最大出力電圧
のセルバンクのみを最小出力電圧のセルバンクの出力電
圧まで個別放電させるだけでもよい。
圧比較回路2の比較結果に基づき、個別放電回路3−
1,3−2,3−3により最小出力電圧のセルバンク以
外の全てのセルバンクを最小出力電圧とほぼ同じ出力電
圧となるまで個別に放電させることで、セルバンク間電
圧アンバランスを修正するようにしたが、簡易的なセル
バンク間電圧アンバランス修正法として、最大出力電圧
のセルバンクのみを最小出力電圧のセルバンクの出力電
圧まで個別放電させるだけでもよい。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば直
列に接続された各セルバンクに対して個別放電回路を設
けると共に、各セルバンク間の出力電圧を比較して最小
出力電圧のセルバンクを特定し、最小出力電圧のセルバ
ンクの出力電圧とほぼ等しくなるまで他の全てのセルバ
ンクあるいは最大出力電圧のセルバンクに対応する個別
放電回路を動作させることにより、セルバンク毎に放電
させて充電完了とするので、セルバンク間電圧アンバラ
ンスを完全に精度良く解消することができ、もって常に
セルバンク間電圧をほぼ等しく保つことができる。
列に接続された各セルバンクに対して個別放電回路を設
けると共に、各セルバンク間の出力電圧を比較して最小
出力電圧のセルバンクを特定し、最小出力電圧のセルバ
ンクの出力電圧とほぼ等しくなるまで他の全てのセルバ
ンクあるいは最大出力電圧のセルバンクに対応する個別
放電回路を動作させることにより、セルバンク毎に放電
させて充電完了とするので、セルバンク間電圧アンバラ
ンスを完全に精度良く解消することができ、もって常に
セルバンク間電圧をほぼ等しく保つことができる。
【0033】従って、充放電を多く繰り返しても、特定
のセルバンクが過電圧充電されることがなくなり、長期
間にわたって安全かつ安定に使用できるパック電池を用
いた電源装置を提供することができる。
のセルバンクが過電圧充電されることがなくなり、長期
間にわたって安全かつ安定に使用できるパック電池を用
いた電源装置を提供することができる。
【0034】また、本発明ではセルバンク間電圧アンバ
ランスに対処するためにバイパス回路を用いる従来の方
法と異なり、充電時に電流を無駄にバイパスする必要が
ないので、回路素子の発熱が少ないという利点もある。
ランスに対処するためにバイパス回路を用いる従来の方
法と異なり、充電時に電流を無駄にバイパスする必要が
ないので、回路素子の発熱が少ないという利点もある。
【図1】本発明の一実施形態に係る電源装置である電池
パックおよび充電器の構成を示すブロック図
パックおよび充電器の構成を示すブロック図
【図2】同実施形態の動作を示すフローチャート
【図3】本発明の他の実施形態に係る電源装置における
電池パックの構成を示すブロック図
電池パックの構成を示すブロック図
1H,1M,1L…セルバンク 2…セルバンク間電圧比較回路 3−1,3−2,3−3…個別放電回路 4…マイクロコンピュータ 5…充電制御回路 6…充電用直流電源 7…保護回路 10…電池パック 20…充電器 21…アナログスイッチ群 22…差動増幅器 31…アナログスイッチ 32…放電用抵抗 71…保護回路IC 72,73…FETスイッチ
Claims (2)
- 【請求項1】単数の電池セルまたは並列に接続された複
数の電池セルによりセルバンクを構成し、このセルバン
クを複数個直列に接続して構成してなる電池パックを用
いた電源装置において、 各セルバンクの出力電圧を比較する電圧比較手段と、 この電圧比較手段の比較結果に基づいて制御され、最小
出力電圧のセルバンク以外の全てのセルバンクを最小出
力電圧とほぼ同じ出力電圧となるまで個別に放電させる
個別放電手段とを具備したことを特徴とする電池パック
を用いた電源装置。 - 【請求項2】単数の電池セルまたは並列に接続された複
数の電池セルによりセルバンクを構成し、このセルバン
クを複数個直列に接続して構成してなる電池パックを用
いた電源装置において、 各セルバンクの出力電圧を比較する電圧比較手段と、 この電圧比較手段の比較結果に基づいて制御され、最大
出力電圧のセルバンクを最小出力電圧のセルバンクの出
力電圧とほぼ同じ出力電圧となるまで放電させる個別放
電手段とを具備したことを特徴とする電池パックを用い
た電源装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7229108A JPH0974689A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 電池パックを用いた電源装置 |
KR1019960032984A KR100246118B1 (ko) | 1995-09-06 | 1996-08-08 | 전지팩을 이용한 전원장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7229108A JPH0974689A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 電池パックを用いた電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0974689A true JPH0974689A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16886871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7229108A Pending JPH0974689A (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 電池パックを用いた電源装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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KR (1) | KR100246118B1 (ja) |
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JP2019075862A (ja) * | 2017-10-13 | 2019-05-16 | 矢崎総業株式会社 | 均等化装置 |
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USD933010S1 (en) | 2019-05-29 | 2021-10-12 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Portable power source |
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DE10362314B3 (de) | 2002-11-22 | 2023-05-11 | Milwaukee Electric Tool Corp. | Lithium-Ionen-Batteriesatz |
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KR100993110B1 (ko) | 2007-07-26 | 2010-11-08 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 셀의 충전량 밸런싱 장치 및 방법 |
-
1995
- 1995-09-06 JP JP7229108A patent/JPH0974689A/ja active Pending
-
1996
- 1996-08-08 KR KR1019960032984A patent/KR100246118B1/ko not_active IP Right Cessation
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