JP2002315225A - 電池パック及び該電池パックを電源とする外部ホスト機器システム - Google Patents
電池パック及び該電池パックを電源とする外部ホスト機器システムInfo
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な回路構成と制御によりパルス放電の大
電流期間の電圧低下を抑え、放電容量を有効に引き出す
ようにする。 【解決手段】 二次電池１と、該二次電池の充放電電流
をオン／オフする制御スイッチ３、４と、コンデンサと
リアクトルとスイッチ素子からなり二次電池から一時的
に電力を蓄えて制御スイッチを通る放電電流経路と並列
に出力する一時電力貯蔵回路Ｃ１、Ｌ１、ＳＷ１、ＳＷ
２と、外部ホスト機器からの信号に基づき制御スイッチ
及び一時電力貯蔵回路を制御する制御回路２とを備え、
制御回路２は、一時電力貯蔵回路のコンデンサＣ１に電
力を蓄え外部ホスト機器からの信号に基づきコンデンサ
の電力をリアクトルＬ１に蓄えて出力するようにスイッ
チ素子ＳＷ１、ＳＷ２を制御して、パルス放電の大電流
期間に電池電圧の低下を抑え、二次電池の放電容量を有
効に引き出す。
電流期間の電圧低下を抑え、放電容量を有効に引き出す
ようにする。 【解決手段】 二次電池１と、該二次電池の充放電電流
をオン／オフする制御スイッチ３、４と、コンデンサと
リアクトルとスイッチ素子からなり二次電池から一時的
に電力を蓄えて制御スイッチを通る放電電流経路と並列
に出力する一時電力貯蔵回路Ｃ１、Ｌ１、ＳＷ１、ＳＷ
２と、外部ホスト機器からの信号に基づき制御スイッチ
及び一時電力貯蔵回路を制御する制御回路２とを備え、
制御回路２は、一時電力貯蔵回路のコンデンサＣ１に電
力を蓄え外部ホスト機器からの信号に基づきコンデンサ
の電力をリアクトルＬ１に蓄えて出力するようにスイッ
チ素子ＳＷ１、ＳＷ２を制御して、パルス放電の大電流
期間に電池電圧の低下を抑え、二次電池の放電容量を有
効に引き出す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス放電の大電
流期間に対応した電池パック及び該電池パックを電源と
する外部ホスト機器システムに関する。
流期間に対応した電池パック及び該電池パックを電源と
する外部ホスト機器システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の電池パックの構成概要を示
す図であり、１１は二次電池、１２はモニタ回路、１３
は制御回路、１４は充放電用ＦＥＴ、１７は通信ライ
ン、１８はバス、１９はコネクタを示す。
す図であり、１１は二次電池、１２はモニタ回路、１３
は制御回路、１４は充放電用ＦＥＴ、１７は通信ライ
ン、１８はバス、１９はコネクタを示す。
【０００３】電池パックは、例えば図３に示すように充
電式の二次電池１１、それらをモニタするモニタ回路１
２、外部との通信や電池パック内の制御を行う制御回路
１３、充放電を直接制御するスイッチ素子である充放電
用ＦＥＴ１４、外部との接続を行うコネクタ１９等から
なる。
電式の二次電池１１、それらをモニタするモニタ回路１
２、外部との通信や電池パック内の制御を行う制御回路
１３、充放電を直接制御するスイッチ素子である充放電
用ＦＥＴ１４、外部との接続を行うコネクタ１９等から
なる。
【０００４】モニタ回路１２は、二次電池１１の充放電
状態を監視するものであり、例えば電圧検出回路、温度
検出回路などを有し、異常電圧や異常温度を検出した場
合には充放電用ＦＥＴ１４を制御して充放電電流を遮断
し過充電保護、過放電保護を行う。
状態を監視するものであり、例えば電圧検出回路、温度
検出回路などを有し、異常電圧や異常温度を検出した場
合には充放電用ＦＥＴ１４を制御して充放電電流を遮断
し過充電保護、過放電保護を行う。
【０００５】制御回路１３は、モニタ回路１２で検出し
た充放電状態を示すデータを取り込み、外部ホスト機器
システムとの通信によりデータやコマンドを授受し充放
電用ＦＥＴ１４を制御する例えば制御ＩＣである。
た充放電状態を示すデータを取り込み、外部ホスト機器
システムとの通信によりデータやコマンドを授受し充放
電用ＦＥＴ１４を制御する例えば制御ＩＣである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】電池パックの放電容量
は、放電電流をできるだけ一定にし、電池電圧の変動を
抑えた方が大きくとれるが、パルス放電した場合には、
大電流放電時、電池電圧が低下するため放電時間が減少
するという問題がある。また、低温時においては、電池
の内部インピーダンスが大きくなるため、本来の放電容
量を取り出せなくなる。このように電池パックでは、高
負荷接続時や低温時、放電容量の低下時の内部インピー
ダンス等の影響により急激な出力低下が生じ、二次電池
の放電容量を有効に使い切ることができないなどの問題
がある。
は、放電電流をできるだけ一定にし、電池電圧の変動を
抑えた方が大きくとれるが、パルス放電した場合には、
大電流放電時、電池電圧が低下するため放電時間が減少
するという問題がある。また、低温時においては、電池
の内部インピーダンスが大きくなるため、本来の放電容
量を取り出せなくなる。このように電池パックでは、高
負荷接続時や低温時、放電容量の低下時の内部インピー
ダンス等の影響により急激な出力低下が生じ、二次電池
の放電容量を有効に使い切ることができないなどの問題
がある。
【０００７】そこで、従来の二次電池を供給源とする電
池パックにおいては、電圧が低下しても二次電池の放電
容量を有効に使えるようにするため、二次電池の電圧を
昇圧した後レギュレータで調整して使用するように昇圧
回路を設けて対応する提案がなされている（例えば特開
平６−２９１７１０号公報、特開平７−３３４２５７号
公報参照）。しかし、このような昇圧回路とレギュレー
タを組み合わせた従来の対応では、回路構成及び制御が
煩雑になるという問題がある。
池パックにおいては、電圧が低下しても二次電池の放電
容量を有効に使えるようにするため、二次電池の電圧を
昇圧した後レギュレータで調整して使用するように昇圧
回路を設けて対応する提案がなされている（例えば特開
平６−２９１７１０号公報、特開平７−３３４２５７号
公報参照）。しかし、このような昇圧回路とレギュレー
タを組み合わせた従来の対応では、回路構成及び制御が
煩雑になるという問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、簡単な回路構成と制御によりパル
ス放電の大電流期間の電圧低下を抑え、放電容量を有効
に引き出すようにするものである。
決するものであって、簡単な回路構成と制御によりパル
ス放電の大電流期間の電圧低下を抑え、放電容量を有効
に引き出すようにするものである。
【０００９】そのために本発明は、二次電池と、該二次
電池の充放電電流をオン／オフする制御スイッチと、コ
ンデンサとリアクトルとスイッチ素子からなり前記二次
電池から一時的に電力を蓄えて前記制御スイッチを通る
放電電流経路と並列に出力する一時電力貯蔵回路と、外
部ホスト機器からの信号に基づき前記制御スイッチ及び
一時電力貯蔵回路を制御する制御回路とを備え、前記制
御回路は、前記一時電力貯蔵回路のコンデンサに電力を
蓄えてから前記外部ホスト機器からの信号に基づき前記
コンデンサの電力を前記リアクトルに蓄えて出力するよ
うに前記スイッチ素子を制御することを特徴とする電池
パックである。
電池の充放電電流をオン／オフする制御スイッチと、コ
ンデンサとリアクトルとスイッチ素子からなり前記二次
電池から一時的に電力を蓄えて前記制御スイッチを通る
放電電流経路と並列に出力する一時電力貯蔵回路と、外
部ホスト機器からの信号に基づき前記制御スイッチ及び
一時電力貯蔵回路を制御する制御回路とを備え、前記制
御回路は、前記一時電力貯蔵回路のコンデンサに電力を
蓄えてから前記外部ホスト機器からの信号に基づき前記
コンデンサの電力を前記リアクトルに蓄えて出力するよ
うに前記スイッチ素子を制御することを特徴とする電池
パックである。
【００１０】前記制御回路は、放電時の電池電圧が所定
の電圧以下に低下したことを条件に前記一時電力貯蔵回
路を制御し、前記制御スイッチは、充電ＦＥＴと放電Ｆ
ＥＴからなり、前記制御回路は、一時電力貯蔵回路から
電力を出力するとき充電ＦＥＴをオフにし、前記一時電
力貯蔵回路は、出力側に整流素子を接続し、前記制御回
路は、電池の温度を検出する検出手段を備え、電池温度
が所定値以下になったことを条件に前記一時電力貯蔵回
路をＤＣ／ＤＣコンバータとして動作させ電池電圧を昇
圧させ、電池の過放電検出電圧を電池温度と相関させて
変化させることを特徴とするものである。
の電圧以下に低下したことを条件に前記一時電力貯蔵回
路を制御し、前記制御スイッチは、充電ＦＥＴと放電Ｆ
ＥＴからなり、前記制御回路は、一時電力貯蔵回路から
電力を出力するとき充電ＦＥＴをオフにし、前記一時電
力貯蔵回路は、出力側に整流素子を接続し、前記制御回
路は、電池の温度を検出する検出手段を備え、電池温度
が所定値以下になったことを条件に前記一時電力貯蔵回
路をＤＣ／ＤＣコンバータとして動作させ電池電圧を昇
圧させ、電池の過放電検出電圧を電池温度と相関させて
変化させることを特徴とするものである。
【００１１】また、電池パックと該電池パックから電源
供給を受ける外部ホスト機器からなる外部ホスト機器シ
ステムとして、前記電池パックを用い、前記外部ホスト
機器は、パルス放電の大電流期間の直前に前記制御信号
を前記パックに与え、前記制御回路は、前記一時電力貯
蔵回路のコンデンサに電力を蓄えてから前記制御信号に
基づき前記コンデンサの電力を前記リアクトルに蓄えて
出力するように前記スイッチ素子を制御することを特徴
とするものである。
供給を受ける外部ホスト機器からなる外部ホスト機器シ
ステムとして、前記電池パックを用い、前記外部ホスト
機器は、パルス放電の大電流期間の直前に前記制御信号
を前記パックに与え、前記制御回路は、前記一時電力貯
蔵回路のコンデンサに電力を蓄えてから前記制御信号に
基づき前記コンデンサの電力を前記リアクトルに蓄えて
出力するように前記スイッチ素子を制御することを特徴
とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池パック
の実施の形態を示す図であり、１は二次電池、２は制御
ＩＣ、３は放電ＦＥＴ、４は充電ＦＥＴ、Ｃ１はコンデ
ンサ、Ｌ１はリアクトル、Ｒ１は抵抗、ＳＷ１、ＳＷ２
はスイッチ、ＺＤ１はツェナーダイオードを示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池パック
の実施の形態を示す図であり、１は二次電池、２は制御
ＩＣ、３は放電ＦＥＴ、４は充電ＦＥＴ、Ｃ１はコンデ
ンサ、Ｌ１はリアクトル、Ｒ１は抵抗、ＳＷ１、ＳＷ２
はスイッチ、ＺＤ１はツェナーダイオードを示す。
【００１３】図１において、二次電池１は、リチウムイ
オン電池やリチウムポリマー電池などの化学セルであ
る。制御ＩＣ２は、過充電や過放電の保護を行うため電
池電圧を検出し、電池電圧が予め設定されたある一定の
電圧（設定電圧）以上か、あるいは一定の電圧以下か、
に応じて放電ＦＥＴ３のオン／オフ、充電ＦＥＴ４のオ
ン／オフを制御することにより、過充電や過放電のとき
充放電電流を遮断し過充電保護、過放電保護を行う保護
回路である。
オン電池やリチウムポリマー電池などの化学セルであ
る。制御ＩＣ２は、過充電や過放電の保護を行うため電
池電圧を検出し、電池電圧が予め設定されたある一定の
電圧（設定電圧）以上か、あるいは一定の電圧以下か、
に応じて放電ＦＥＴ３のオン／オフ、充電ＦＥＴ４のオ
ン／オフを制御することにより、過充電や過放電のとき
充放電電流を遮断し過充電保護、過放電保護を行う保護
回路である。
【００１４】コンデンサＣ１、リアクトルＬ１、スイッ
チＳＷ１、ＳＷ２は、二次電池１から一時的に電力を蓄
え、放電ＦＥＴ３、充電ＦＥＴ４からなる制御スイッチ
を通る放電電流経路と並列に出力する一時電力貯蔵回路
を構成するものであり、抵抗Ｒ１は、電流制限用抵抗で
ある。この一時電力貯蔵回路は、抵抗Ｒ１とともにスイ
ッチＳＷ１とリアクトルＬ１とツェナーダイオードＺＤ
１との直列回路を放電ＦＥＴ３と充電ＦＥＴ４との直列
回路に並列に接続し、リアクトルＬ１の入力側と−側と
の間にコンデンサＣ１を接続し、出力側と−側との間に
スイッチＳＷ２を接続して、ＤＣ／ＤＣコンバータとし
て動作させている。
チＳＷ１、ＳＷ２は、二次電池１から一時的に電力を蓄
え、放電ＦＥＴ３、充電ＦＥＴ４からなる制御スイッチ
を通る放電電流経路と並列に出力する一時電力貯蔵回路
を構成するものであり、抵抗Ｒ１は、電流制限用抵抗で
ある。この一時電力貯蔵回路は、抵抗Ｒ１とともにスイ
ッチＳＷ１とリアクトルＬ１とツェナーダイオードＺＤ
１との直列回路を放電ＦＥＴ３と充電ＦＥＴ４との直列
回路に並列に接続し、リアクトルＬ１の入力側と−側と
の間にコンデンサＣ１を接続し、出力側と−側との間に
スイッチＳＷ２を接続して、ＤＣ／ＤＣコンバータとし
て動作させている。
【００１５】上記一時電力貯蔵回路に対して、制御ＩＣ
２は、スイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフに
することにより二次電池からコンデンサＣ１に電力を蓄
える。そして、パルス放電を行う大電流期間の直前に外
部ホスト機器からＰＤ信号を受けてスイッチＳＷ１をオ
フ、スイッチＳＷ２をオンにし、コンデンサＣ１の電力
をリアクトルＬ１に蓄え、パルス放電の大電流が流れ始
める時点をＰＤ信号の立ち下がりとしてスイッチＳＷ２
をオフにすることにより、ツェナーダイオードＺＤ１を
通してリアクトルＬ１に蓄えた電力を出力する。
２は、スイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフに
することにより二次電池からコンデンサＣ１に電力を蓄
える。そして、パルス放電を行う大電流期間の直前に外
部ホスト機器からＰＤ信号を受けてスイッチＳＷ１をオ
フ、スイッチＳＷ２をオンにし、コンデンサＣ１の電力
をリアクトルＬ１に蓄え、パルス放電の大電流が流れ始
める時点をＰＤ信号の立ち下がりとしてスイッチＳＷ２
をオフにすることにより、ツェナーダイオードＺＤ１を
通してリアクトルＬ１に蓄えた電力を出力する。
【００１６】図２は図１に示す回路の動作タイミングを
説明するための図である。上記の動作をさらに具体的に
説明する。いま、外部ホスト機器における放電電流は、
小電流が流れつつ大電流期間が図２（Ａ）に示すように
ある。外部ホスト機器から大電流期間の直前に図２
（Ｆ）に示すようなパルスのＰＤ信号が制御ＩＣ２に与
えられる。このＰＤ信号に対応して、制御ＩＣ２は、そ
の立ち上がりで図２（Ｃ）に示すようにスイッチＳＷ２
をオンにする。スイッチＳＷ２のオンにより、コンデン
サＣ１からリアクトルＬ１にスイッチＳＷ２を通して図
２（Ｄ）に示すように電流が流れ増大する。
説明するための図である。上記の動作をさらに具体的に
説明する。いま、外部ホスト機器における放電電流は、
小電流が流れつつ大電流期間が図２（Ａ）に示すように
ある。外部ホスト機器から大電流期間の直前に図２
（Ｆ）に示すようなパルスのＰＤ信号が制御ＩＣ２に与
えられる。このＰＤ信号に対応して、制御ＩＣ２は、そ
の立ち上がりで図２（Ｃ）に示すようにスイッチＳＷ２
をオンにする。スイッチＳＷ２のオンにより、コンデン
サＣ１からリアクトルＬ１にスイッチＳＷ２を通して図
２（Ｄ）に示すように電流が流れ増大する。
【００１７】次に、ＰＤ信号が立ち下がり大電流期間に
なると、ＰＤ信号の立ち下がりで図２（Ｃ）に示すよう
にスイッチＳＷ２をオフにする。このスイッチＳＷ２が
オフになったことにより、それまでスイッチＳＷ２に流
れていたリアクトルＬ１の電流は、図２（Ｅ）に示すよ
うにツェナーダイオードＺＤ１を通して出力され、外部
ホスト機器へ供給される。したがって、このツェナーダ
イオードＺＤ１を通して出力される電流により、大電流
期間に二次電池１から放電ＦＥＴ３を通して直接外部ホ
スト機器へ供給する電流を少なくすることができるの
で、電池電圧は、図２（Ｂ）に示す実線から点線のよう
に大電流期間における低下を小さくすることができる。
なると、ＰＤ信号の立ち下がりで図２（Ｃ）に示すよう
にスイッチＳＷ２をオフにする。このスイッチＳＷ２が
オフになったことにより、それまでスイッチＳＷ２に流
れていたリアクトルＬ１の電流は、図２（Ｅ）に示すよ
うにツェナーダイオードＺＤ１を通して出力され、外部
ホスト機器へ供給される。したがって、このツェナーダ
イオードＺＤ１を通して出力される電流により、大電流
期間に二次電池１から放電ＦＥＴ３を通して直接外部ホ
スト機器へ供給する電流を少なくすることができるの
で、電池電圧は、図２（Ｂ）に示す実線から点線のよう
に大電流期間における低下を小さくすることができる。
【００１８】なお、スイッチＳＷ１は、コンデンサＣ１
に電力を蓄えるためオンにするので、スイッチＳＷ２が
オフの間に、コンデンサＣ１に電力を蓄えるのに必要な
一定期間だけオンにするように制御してもよいし、スイ
ッチＳＷ２がオンからオフになった後、図２（Ｃ）に示
すように大電流期間の経過後からスイッチＳＷ２がオン
になる直前までオンにするように制御してもよい。
に電力を蓄えるためオンにするので、スイッチＳＷ２が
オフの間に、コンデンサＣ１に電力を蓄えるのに必要な
一定期間だけオンにするように制御してもよいし、スイ
ッチＳＷ２がオンからオフになった後、図２（Ｃ）に示
すように大電流期間の経過後からスイッチＳＷ２がオン
になる直前までオンにするように制御してもよい。
【００１９】また、制御ＩＣ２は、電池電圧が所定値以
上である場合に、スイッチＳＷ２をオフのままとし、リ
アクトルＬ１への電力の貯蔵は行わず、所定値未満にな
ると、上記のように外部ホスト機器からのＰＤ信号の立
ち上がりに応じてスイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ
２をオンにするように制御してもよい。これによって、
スイッチＳＷ２に電流が流れ、コンデンサＣ１からリア
クトルＬ１に電力が蓄えられ、ＰＤ信号が立ち下がる
と、スイッチＳＷ２をオフにする。このとき、リアクト
ルＬ１には逆起電力が発生し、ツェナーダイオードＺＤ
１に電流が流れ、パルス放電の大電流を部分的に補うこ
とができる。
上である場合に、スイッチＳＷ２をオフのままとし、リ
アクトルＬ１への電力の貯蔵は行わず、所定値未満にな
ると、上記のように外部ホスト機器からのＰＤ信号の立
ち上がりに応じてスイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ
２をオンにするように制御してもよい。これによって、
スイッチＳＷ２に電流が流れ、コンデンサＣ１からリア
クトルＬ１に電力が蓄えられ、ＰＤ信号が立ち下がる
と、スイッチＳＷ２をオフにする。このとき、リアクト
ルＬ１には逆起電力が発生し、ツェナーダイオードＺＤ
１に電流が流れ、パルス放電の大電流を部分的に補うこ
とができる。
【００２０】さらに、電池に密着させてサーミスタを設
け、このサーミスタの抵抗値を計測することによって、
電池の温度を検出し、電池の温度が所定値、例えば０℃
以下でかつ電池電圧が所定値、例えば３Ｖ以下になった
ときスイッチＳＷ２を数十ｋＨｚでオン／オフし、ＤＣ
／ＤＣコンバータとして動作させて電池電圧を昇圧する
ように制御してもよい。この場合においても、外部ホス
ト機器の入力部には、通常コンデンサが挿入されている
ため、出力電圧は安定する。
け、このサーミスタの抵抗値を計測することによって、
電池の温度を検出し、電池の温度が所定値、例えば０℃
以下でかつ電池電圧が所定値、例えば３Ｖ以下になった
ときスイッチＳＷ２を数十ｋＨｚでオン／オフし、ＤＣ
／ＤＣコンバータとして動作させて電池電圧を昇圧する
ように制御してもよい。この場合においても、外部ホス
ト機器の入力部には、通常コンデンサが挿入されている
ため、出力電圧は安定する。
【００２１】このとき、制御ＩＣの過放電検出電圧を電
池温度に応じて、例えば通常２．５Ｖとすると、０℃で
は２Ｖとするように、電池電圧が低くなればなるほど過
放電検出電圧を低くするように変化させると、電池の内
部インピーダンスが高くなったとしても電池に蓄えられ
ているエネルギーを取り出すことができる。
池温度に応じて、例えば通常２．５Ｖとすると、０℃で
は２Ｖとするように、電池電圧が低くなればなるほど過
放電検出電圧を低くするように変化させると、電池の内
部インピーダンスが高くなったとしても電池に蓄えられ
ているエネルギーを取り出すことができる。
【００２２】スイッチＳＷ２をオフにする時には、充電
ＦＥＴ４もオフにすると、二次電池１が再充電されるの
を防ぐことができ、外部ホスト機器へ電流が供給される
ようになる。そして、所定の期間が経過した時点で、充
電ＦＥＴ４をオン、スイッチＳＷ１をオンにし、コンデ
ンサＣ１に電荷を蓄える。このようにすることによっ
て、小電流期間に過大な負荷がかからずにコンデンサＣ
１に電荷を蓄えることができる。
ＦＥＴ４もオフにすると、二次電池１が再充電されるの
を防ぐことができ、外部ホスト機器へ電流が供給される
ようになる。そして、所定の期間が経過した時点で、充
電ＦＥＴ４をオン、スイッチＳＷ１をオンにし、コンデ
ンサＣ１に電荷を蓄える。このようにすることによっ
て、小電流期間に過大な負荷がかからずにコンデンサＣ
１に電荷を蓄えることができる。
【００２３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、放電ＦＥＴ３と充電ＦＥＴ４を＋側
に挿入しているが、これを−側に挿入した形態でもよ
い。また、一時電力貯蔵回路の出力側にツェナーダイオ
ードを接続したが、ダイオードその他の整流素子を用い
てもよい。外部ホスト機器からのＰＤ信号は、パルス信
号を用いてスイッチＳＷ２を、その立ち上がりでオンに
し、立ち下がりでオフにしたが、外部ホスト機器から１
つのタイミング信号だけ受けて、その後は一定の設定さ
れたタイムスケジュールにしたがってオフのタイミン
グ、また、スイッチＳＷ１のオン／オフのタイミングを
制御してもよい。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、放電ＦＥＴ３と充電ＦＥＴ４を＋側
に挿入しているが、これを−側に挿入した形態でもよ
い。また、一時電力貯蔵回路の出力側にツェナーダイオ
ードを接続したが、ダイオードその他の整流素子を用い
てもよい。外部ホスト機器からのＰＤ信号は、パルス信
号を用いてスイッチＳＷ２を、その立ち上がりでオンに
し、立ち下がりでオフにしたが、外部ホスト機器から１
つのタイミング信号だけ受けて、その後は一定の設定さ
れたタイムスケジュールにしたがってオフのタイミン
グ、また、スイッチＳＷ１のオン／オフのタイミングを
制御してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、二次電池と、該二次電池の充放電電流をオン
／オフする制御スイッチと、コンデンサとリアクトルと
スイッチ素子からなり二次電池から一時的に電力を蓄え
て制御スイッチを通る放電電流経路と並列に出力する一
時電力貯蔵回路と、外部ホスト機器からの信号に基づき
制御スイッチ及び一時電力貯蔵回路を制御する制御回路
とを備え、制御回路は、一時電力貯蔵回路のコンデンサ
に電力を蓄えてから外部ホスト機器からの信号に基づき
コンデンサの電力をリアクトルに蓄えて出力するように
スイッチ素子を制御するので、簡単な回路構成と制御に
よりパルス放電の大電流期間に二次電池の出力と併せて
一時電力貯蔵回路の出力も使うことができ、電池電圧の
低下を抑え、二次電池の放電容量を有効に引き出すこと
ができる。
によれば、二次電池と、該二次電池の充放電電流をオン
／オフする制御スイッチと、コンデンサとリアクトルと
スイッチ素子からなり二次電池から一時的に電力を蓄え
て制御スイッチを通る放電電流経路と並列に出力する一
時電力貯蔵回路と、外部ホスト機器からの信号に基づき
制御スイッチ及び一時電力貯蔵回路を制御する制御回路
とを備え、制御回路は、一時電力貯蔵回路のコンデンサ
に電力を蓄えてから外部ホスト機器からの信号に基づき
コンデンサの電力をリアクトルに蓄えて出力するように
スイッチ素子を制御するので、簡単な回路構成と制御に
よりパルス放電の大電流期間に二次電池の出力と併せて
一時電力貯蔵回路の出力も使うことができ、電池電圧の
低下を抑え、二次電池の放電容量を有効に引き出すこと
ができる。
【００２５】制御回路は、放電時の電池電圧が所定の電
圧以下に低下したことを条件に一時電力貯蔵回路を制御
し、制御スイッチは、充電ＦＥＴと放電ＦＥＴからな
り、制御回路は、一時電力貯蔵回路から電力を出力する
とき充電ＦＥＴをオフにし、一時電力貯蔵回路は、出力
側に整流素子を接続し、制御回路は、電池の温度を検出
する検出手段を備え、電池温度が所定値以下になったこ
とを条件に一時電力貯蔵回路をＤＣ／ＤＣコンバータと
して動作させ電池電圧を昇圧させ、電池の過放電検出電
圧を電池温度と相関させて変化させるので、一時電力貯
蔵回路の電力を無駄にすることなく、有効に使うことが
でき、また、電池温度や電池電圧に応じた制御を行うこ
とができる。
圧以下に低下したことを条件に一時電力貯蔵回路を制御
し、制御スイッチは、充電ＦＥＴと放電ＦＥＴからな
り、制御回路は、一時電力貯蔵回路から電力を出力する
とき充電ＦＥＴをオフにし、一時電力貯蔵回路は、出力
側に整流素子を接続し、制御回路は、電池の温度を検出
する検出手段を備え、電池温度が所定値以下になったこ
とを条件に一時電力貯蔵回路をＤＣ／ＤＣコンバータと
して動作させ電池電圧を昇圧させ、電池の過放電検出電
圧を電池温度と相関させて変化させるので、一時電力貯
蔵回路の電力を無駄にすることなく、有効に使うことが
でき、また、電池温度や電池電圧に応じた制御を行うこ
とができる。
【図１】 本発明に係る電池パックの実施の形態を示す
図である。
図である。
【図２】 図１に示す回路の動作タイミングを説明する
ための図である。
ための図である。
【図３】 従来の電池パックの構成概要を示す図であ
る。
る。
１…二次電池、２…制御ＩＣ、３…放電ＦＥＴ、４…充
電ＦＥＴ、Ｃ１…コンデンサ、Ｌ１…リアクトル、Ｒ１
…抵抗、ＳＷ１、ＳＷ２…スイッチ、ＺＤ１…ツェナー
ダイオード
電ＦＥＴ、Ｃ１…コンデンサ、Ｌ１…リアクトル、Ｒ１
…抵抗、ＳＷ１、ＳＷ２…スイッチ、ＺＤ１…ツェナー
ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA04 BA01 CB01 DA16 GA01 5H040 AA01 AA03 AA40 AS11 AY08 DD08
Claims (7)
- 【請求項１】 二次電池と、該二次電池の充放電電流を
オン／オフする制御スイッチと、コンデンサとリアクト
ルとスイッチ素子からなり前記二次電池から一時的に電
力を蓄えて前記制御スイッチを通る放電電流経路と並列
に出力する一時電力貯蔵回路と、外部ホスト機器からの
信号に基づき前記制御スイッチ及び一時電力貯蔵回路を
制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記一時
電力貯蔵回路のコンデンサに電力を蓄えてから前記外部
ホスト機器からの信号に基づき前記コンデンサの電力を
前記リアクトルに蓄えて出力するように前記スイッチ素
子を制御することを特徴とする電池パック。 - 【請求項２】 前記制御回路は、放電時の電池電圧が所
定の電圧以下に低下したことを条件に前記一時電力貯蔵
回路を制御することを特徴とする請求項１記載の電池パ
ック。 - 【請求項３】 前記制御スイッチは、充電ＦＥＴと放電
ＦＥＴからなり、前記制御回路は、一時電力貯蔵回路か
ら電力を出力するとき充電ＦＥＴをオフにすることを特
徴とする請求項１記載の電池パック。 - 【請求項４】 前記一時電力貯蔵回路は、出力側に整流
素子を接続したことを特徴とする請求項１記載の電池パ
ック。 - 【請求項５】 前記制御回路は、電池の温度を検出する
検出手段を備え、電池温度が所定値以下になったことを
条件に前記一時電力貯蔵回路をＤＣ／ＤＣコンバータと
して動作させ電池電圧を昇圧させることを特徴とする請
求項１記載の電池パック。 - 【請求項６】 前記制御回路は、電池の過放電検出電圧
を電池温度と相関させて変化させることを特徴とする請
求項５記載の電池パック。 - 【請求項７】 電池パックと該電池パックから電源供給
を受ける外部ホスト機器からなる外部ホスト機器システ
ムにおいて、前記電池パックは、二次電池と、該二次電
池の充放電電流をオン／オフする制御スイッチと、コン
デンサとリアクトルとスイッチ素子からなり前記二次電
池から一時的に電力を蓄えて前記制御スイッチを通る放
電電流経路と並列に出力する一時電力貯蔵回路と、前記
外部ホスト機器からの制御信号に基づき前記制御スイッ
チ及び一時電力貯蔵回路を制御する制御回路とを備え、
前記外部ホスト機器は、パルス放電の大電流期間の直前
に前記制御信号を前記パックに与え、前記制御回路は、
前記一時電力貯蔵回路のコンデンサに電力を蓄えてから
前記制御信号に基づき前記コンデンサの電力を前記リア
クトルに蓄えて出力するように前記スイッチ素子を制御
することを特徴とする電池パックを電源とする外部ホス
ト機器システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117950A JP4189987B2 (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 電池パック及び該電池パックを電源とする外部ホスト機器システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117950A JP4189987B2 (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 電池パック及び該電池パックを電源とする外部ホスト機器システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002315225A true JP2002315225A (ja) | 2002-10-25 |
| JP4189987B2 JP4189987B2 (ja) | 2008-12-03 |
Family
ID=18968411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001117950A Expired - Lifetime JP4189987B2 (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 電池パック及び該電池パックを電源とする外部ホスト機器システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4189987B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507995A (ja) * | 2003-10-06 | 2007-03-29 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | エネルギー蓄積器間の双方向均等充電のためのスイッチングデバイス及びその作動方法 |
| JP2013539320A (ja) * | 2010-09-29 | 2013-10-17 | クアルコム，インコーポレイテッド | バッテリー放電保護の緊急オーバーライド（ＥｍｅｒｇｅｎｃｙＯｖｅｒｒｉｄｅ） |
| JP2014068486A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Panasonic Corp | 駆動制御回路及び電動工具 |
| JP2017055562A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 国立大学法人茨城大学 | 二次電池の電流制御装置 |
-
2001
- 2001-04-17 JP JP2001117950A patent/JP4189987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007507995A (ja) * | 2003-10-06 | 2007-03-29 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | エネルギー蓄積器間の双方向均等充電のためのスイッチングデバイス及びその作動方法 |
| US7714544B2 (en) | 2003-10-06 | 2010-05-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching device for bi-directionally equalizing charge between energy accumulators and corresponding methods |
| JP2013539320A (ja) * | 2010-09-29 | 2013-10-17 | クアルコム，インコーポレイテッド | バッテリー放電保護の緊急オーバーライド（ＥｍｅｒｇｅｎｃｙＯｖｅｒｒｉｄｅ） |
| JP2014068486A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Panasonic Corp | 駆動制御回路及び電動工具 |
| JP2017055562A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 国立大学法人茨城大学 | 二次電池の電流制御装置 |
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|---|---|
| JP4189987B2 (ja) | 2008-12-03 |
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