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JP2012227986A - Battery pack, electric power system, and electric vehicle - Google Patents

Battery pack, electric power system, and electric vehicle Download PDF

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JP2012227986A
JP2012227986A JP2011090576A JP2011090576A JP2012227986A JP 2012227986 A JP2012227986 A JP 2012227986A JP 2011090576 A JP2011090576 A JP 2011090576A JP 2011090576 A JP2011090576 A JP 2011090576A JP 2012227986 A JP2012227986 A JP 2012227986A
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JP
Japan
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fet
charging
battery pack
battery
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2011090576A
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Japanese (ja)
Inventor
Daiki Misawa
大樹 三澤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack capable of achieving high safety and long-term reliability by reducing a charging voltage when a battery temperature is within a predetermined temperature range inside the battery pack.SOLUTION: The battery pack includes: one or a plurality of cells; a control section for controlling cell charging discharging; a temperature detection section for measuring a cell temperature and supplying measured temperature information to the control section; and a discharge control switch and a charging control switch disposed in a current path to the cell and respectively controlled by the control section. The control section reduces a charging voltage to the cell more than at normal charging when the detected temperature is within a temperature range requiring charging control.

Description

本開示は、例えば二次電池の電池パックと、電池パックを使用する電力システムおよび電動車両に関する。   The present disclosure relates to, for example, a battery pack of a secondary battery, an electric power system using the battery pack, and an electric vehicle.

リチウムイオン二次電池等の電池を含む電池パックは、電動工具、モバイル電子機器、電動車両、バックアップ電源等として広く使用されている。電池パックは、1または複数の二次電池と、電池の電圧、電流、温度を検出する検出部を含む保護回路とがラミネートフィルム、合成樹脂ケース等の外装によって一体化されている構成と定義される。電池パックは、認証回路を有する場合もある。   Battery packs including batteries such as lithium ion secondary batteries are widely used as electric tools, mobile electronic devices, electric vehicles, backup power supplies, and the like. A battery pack is defined as a configuration in which one or a plurality of secondary batteries and a protection circuit including a detection unit that detects battery voltage, current, and temperature are integrated by an exterior such as a laminate film or a synthetic resin case. The The battery pack may have an authentication circuit.

リチウムイオン電池の長所は、小型、軽量、高電圧、高エネルギー密度等である。一方、満充電電圧がニッケル・カドミウム電池のように自己で定まらないので、印加した電圧の分だけ電池電圧が上昇する特性を持つ。過大な充電を行なうと放電容量が劣化し、極端な過充電は安全性の問題を生じる可能性がある。逆に、過放電においても急激に劣化が進む。これら短所を補うために、リチウムイオン電池パックの内部に保護回路を設け、充電や放電を制御することが一般的である。   The advantages of the lithium ion battery are small size, light weight, high voltage, high energy density and the like. On the other hand, since the full charge voltage is not determined by itself like the nickel-cadmium battery, the battery voltage increases by the amount of the applied voltage. If excessive charging is performed, the discharge capacity deteriorates, and extreme overcharging may cause a safety problem. On the other hand, the deterioration rapidly proceeds even in overdischarge. In order to compensate for these disadvantages, it is common to provide a protection circuit inside the lithium ion battery pack to control charging and discharging.

さらに、電池パックの安全性と長期信頼性(長寿命化)を高めるために、充電時の温度環境が異常とならないように、使用温度に関連する要求の厳しさが増してきている。異常温度環境とは、リチウムイオン電池パックの指定する充電温度範囲を外れた温度領域を言う。一部の安全規格では、現時点ではガイドラインとして充電時の充電温度制御を行うことが推奨されている。   Furthermore, in order to improve the safety and long-term reliability (longevity of the battery pack) of the battery pack, the demands related to the use temperature are increasing so that the temperature environment during charging does not become abnormal. The abnormal temperature environment refers to a temperature region outside the charging temperature range specified by the lithium ion battery pack. In some safety standards, it is currently recommended to control the charging temperature during charging as a guideline.

特許文献1には、ダイオードを利用した電圧降下による充電の安全性を確保することが記載されている。特許文献1に記載の技術は、複数のセルを使用した組電池において、セルバランスが崩れた場合の過充電に対する安全性の確保を目的としている。制御方法は最大セル電圧が規定の電圧以上となり、更に直列に接続したセル間のバラツキが大きくなったときに動作する。この結果、外付けダイオードを介して充電することで充電電流を小さくすることができセル間に生じている電圧差は抑制され、安全に充電を完了することができる。   Patent Document 1 describes securing the safety of charging due to a voltage drop using a diode. The technique described in Patent Document 1 is intended to ensure safety against overcharge when cell balance is lost in an assembled battery using a plurality of cells. The control method operates when the maximum cell voltage is equal to or higher than a specified voltage and the variation between cells connected in series increases. As a result, the charging current can be reduced by charging through the external diode, the voltage difference generated between the cells is suppressed, and the charging can be completed safely.

特開2008−199717号公報JP 2008-199717 A

本開示は電池パックの推奨する温度範囲での充電条件を満たすことを目的とし、安全性と長期信頼性(長寿命)を確保することが可能である。セル電圧の状態やセル間のバラツキに関わらず、セル温度の状態によってのみ制御を行う。本開示では、FETの寄生ダイオードや外付けのダイオードにより、セルに印加される充電電圧自体を下げることを可能とする制御を行っている。かかる本開示は、特許文献1に記載のものと相違している。   The present disclosure aims to satisfy the charging condition in the temperature range recommended by the battery pack, and can ensure safety and long-term reliability (long life). Regardless of the state of the cell voltage or the variation between cells, the control is performed only according to the state of the cell temperature. In the present disclosure, control is performed such that the charging voltage itself applied to the cell can be lowered by a parasitic diode of FET or an external diode. The present disclosure is different from that described in Patent Document 1.

さらに、コンスーマー向けの製品の場合は、充電回路と電池パックの組み合わせで設計がなされ、製品サイクルも比較的短く、充電器(充電回路)と電池パックの組み合わせを製品と対応させることが比較的容易である。しかしながら、製品サイクルの長い製品や、製品がシリーズ化しているために充電器を変更せずに使い回す場合では、充電器と電池パックの組み合わせと製品の対応関係が変化する。   In addition, consumer products are designed with a combination of a charging circuit and a battery pack, the product cycle is relatively short, and it is relatively easy to match the combination of a charger (charging circuit) and a battery pack with the product. It is. However, in a product with a long product cycle or when the product is used without changing the charger because the products are in series, the correspondence between the combination of the charger and the battery pack and the product changes.

特に業務向けの製品などの場合、5年以上の製品サイクルがしばしばあり、10年以上生産する製品も存在する。このような場合、コンスーマー向けのように充電器と電池パックとの組み合わせを入れ替えることは、費用的にも物理的にも負担が大きくなる。しかしながら、消耗品である電池パックのみの交換で良ければ、負担が最小限に抑えられる。   Especially in the case of products for business use, there are often product cycles of 5 years or more, and there are products that produce 10 years or more. In such a case, changing the combination of the charger and the battery pack as in the case of a consumer increases the burden both in terms of cost and physically. However, if it is sufficient to replace only the consumable battery pack, the burden can be minimized.

したがって、本開示の目的は、電池パックに対して最小限の部品追加によって、異常温度環境において充電電圧を強制的に低減することを可能とする電池パック、電力システムおよび電動車両を提供することにある。   Therefore, an object of the present disclosure is to provide a battery pack, an electric power system, and an electric vehicle that can forcibly reduce a charging voltage in an abnormal temperature environment by adding a minimum number of parts to the battery pack. is there.

本開示の装置は、11または複数の電池と、
電池の充放電を制御する制御部と、
電池の温度を測定し、測定された温度情報を制御部に供給する温度検出部と、
電池に対する電流路に配され、制御部によってそれぞれ制御される放電制御用スイッチおよび充電制御用スイッチとを備え、
制御部は、温度検出部によって検出された温度が充電の制御を必要とする温度領域に含まれる場合に、放電制御用スイッチをオフにし、充電制御用スイッチをオンし、
放電制御用スイッチに対して並列に接続されたダイオードの順方向電圧降下を利用して電池に対する充電電圧を通常充電時に比して低下させる電池パックである。
An apparatus of the present disclosure includes 11 or more batteries;
A control unit for controlling charging and discharging of the battery;
A temperature detector that measures the temperature of the battery and supplies the measured temperature information to the controller;
Disposed in the current path for the battery, each having a discharge control switch and a charge control switch controlled by the control unit,
The control unit turns off the discharge control switch and turns on the charge control switch when the temperature detected by the temperature detection unit is included in a temperature range that requires control of charging.
The battery pack uses a forward voltage drop of a diode connected in parallel to the discharge control switch to reduce the charging voltage for the battery as compared to normal charging.

本開示の装置は、上述した電池パックが再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される電力システムである。
本開示の装置は、上述した電池パックから、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、電池パックに関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。
本開示の装置は、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を備え、
送受信部が受信した情報に基づき、上述した電池パックの充放電制御を行う電力システムである。
本開示の装置は、上述した電池パックから、電力の供給を受け、発電装置または電力網から電池パックに電力を供給する電力システムである。
The device of the present disclosure is a power system in which the above-described battery pack is charged by a power generation device that generates power from renewable energy.
An apparatus according to the present disclosure includes a conversion device that receives electric power from the battery pack and converts it into driving force of the vehicle, and a control device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the battery pack. It is.
The apparatus of the present disclosure includes a power information transmission / reception unit that transmits and receives signals to and from other devices via a network.
It is an electric power system which performs charging / discharging control of the battery pack mentioned above based on the information which the transmission / reception part received.
The device of the present disclosure is a power system that receives power from the battery pack described above and supplies power to the battery pack from the power generation device or the power network.

実施の形態によれば、電池パックの安全性と長期信頼性(長寿命化)を高めることができる。本開示によれば、充電器(充電回路)の仕様に関わらず、リチウムイオン電池パックの内部で充電の温度保護の制御をすることで、新しい充電回路(充電器)との組み合わせを購入することを不要とし、安全にリチウムイオン電池パックの使用を可能とするものである。   According to the embodiment, the safety and long-term reliability (long life) of the battery pack can be improved. According to the present disclosure, regardless of the specifications of the charger (charging circuit), purchasing a combination with a new charging circuit (charger) by controlling the temperature protection of charging inside the lithium ion battery pack The lithium ion battery pack can be used safely.

本開示を適用できる電池パックの一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of a battery pack to which this indication can be applied. 本開示を適用できる電池パックの一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of a battery pack to which this indication can be applied. 温度保護機能を有する電池パックおよび充電器の第1の例のブロック図である。It is a block diagram of the 1st example of the battery pack and charger which have a temperature protection function. 温度保護機能を有する電池パックおよび充電器の第2の例のブロック図である。It is a block diagram of the 2nd example of the battery pack and charger which have a temperature protection function. 温度保護機能を有する電池パックおよび充電器の第3の例のブロック図である。It is a block diagram of the 3rd example of the battery pack and charger which have a temperature protection function. 温度保護機能を有する電池パックのブロック図である。It is a block diagram of the battery pack which has a temperature protection function. 電池パックの一実施の形態の説明に用いる略線図である。It is a basic diagram used for description of one embodiment of a battery pack. 一実施の形態の説明に用いるフローチャートである。It is a flowchart used for description of one embodiment. 電圧降下を生じさせる構成の説明に用いる接続図である。It is a connection diagram used for description of a configuration that causes a voltage drop. 一実施の形態の充電動作の説明に用いる略線図である。It is a basic diagram used for description of the charging operation of one Embodiment. 電圧降下を生じさせる構成の説明に用いる接続図である。It is a connection diagram used for description of a configuration that causes a voltage drop. 電圧降下を生じさせる構成の説明に用いる接続図である。It is a connection diagram used for description of a configuration that causes a voltage drop. 電池パックの応用例を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the application example of a battery pack. 電池パックの応用例を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the application example of a battery pack.

以下、実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。   Hereinafter, embodiments will be described. The embodiment described below is a preferable specific example, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise described, the present invention is not limited to these embodiments.

<本開示を適用できる電池パックの概要>
図1に本開示を適用できる一般的なリチウムイオン電池パックの回路ブロック構成を示す。電池パックは、リチウムイオン二次電池等の電池(単位電池、セルとも呼ばれる)1a、1bと回路部2aとを有する。回路部2aは、共通のプリント配線基板上に実装されている。電池1aおよび1bは、直列接続されたものである。但し、2個の電池の直列接続に限らず、1または複数の電池を直列および/または並列に接続した構成に対しても本開示を適用できる。
<Outline of battery pack to which the present disclosure can be applied>
FIG. 1 shows a circuit block configuration of a general lithium ion battery pack to which the present disclosure can be applied. The battery pack includes batteries (also referred to as unit batteries or cells) 1a and 1b such as lithium ion secondary batteries and a circuit unit 2a. The circuit unit 2a is mounted on a common printed wiring board. The batteries 1a and 1b are connected in series. However, the present disclosure can be applied not only to a series connection of two batteries but also to a configuration in which one or a plurality of batteries are connected in series and / or in parallel.

電池パックの正極端子3aおよび負極端子3bがそれぞれ充電器または電子機器(製品)の正極端子および負極端子と接続可能とされる。電子機器は、携帯電話、ノートPC(パーソナルコンピュータ)等である。さらに、後述するように、携帯機器以外に電動車両、家庭内電力システムと接続される場合もある。   The positive electrode terminal 3a and the negative electrode terminal 3b of the battery pack can be connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charger or electronic device (product), respectively. The electronic device is a mobile phone, a notebook PC (personal computer), or the like. Furthermore, as will be described later, there are cases in which it is connected to an electric vehicle or an in-home power system in addition to the portable device.

回路部2aは、保護IC(Integrated Circuit)4と、放電制御用スイッチ(以下、放電スイッチと適宜称する)5と、充電制御用スイッチ(以下、充電スイッチと適宜称する)6とから構成されている。これらのスイッチとしては、例えばFET(Field Effect Transistor)が使用される。保護IC4は、電池1a、1bのそれぞれの電圧値を受け取っ
て、放電スイッチ5および充電スイッチ6のオン/オフを制御して、電池1a、1bが安全な領域の中で動作するようにしている。
The circuit unit 2a includes a protection IC (Integrated Circuit) 4, a discharge control switch (hereinafter appropriately referred to as a discharge switch) 5, and a charge control switch (hereinafter appropriately referred to as a charge switch) 6. . As these switches, for example, FET (Field Effect Transistor) is used. The protection IC 4 receives the respective voltage values of the batteries 1a and 1b and controls on / off of the discharge switch 5 and the charge switch 6 so that the batteries 1a and 1b operate in a safe area. .

充電時には、電池パックの正極端子3aおよび負極端子3bがそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。電池パックにおいて、電池電圧が過充電検出電圧となったことが検出されると、保護IC4によって充電スイッチ6がオフとされ、電池1a,1bの電流経路に充電電流が流れないように制御される。充電スイッチ6のオフ後は、放電のみが可能となる。   At the time of charging, the positive electrode terminal 3a and the negative electrode terminal 3b of the battery pack are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charger, respectively, and charging is performed. In the battery pack, when it is detected that the battery voltage has become the overcharge detection voltage, the protection IC 4 turns off the charging switch 6 so that the charging current does not flow through the current paths of the batteries 1a and 1b. . After the charging switch 6 is turned off, only discharging is possible.

放電スイッチ5は、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にオフとされ、電池1a,1bの電流経路に放電電流が流れないように保護IC4によって制御される。放電スイッチのオフ後は、充電のみが可能となる。放電スイッチ5のオフ後は、充電のみが可能となる。ここで、リチウムイオン二次電池の単体で、過充電検出電圧が例えば4.20V±0.05Vと定められ、過放電検出電圧が例えば2.4V±0.1Vと定められる。   The discharge switch 5 is turned off when the battery voltage becomes the overdischarge detection voltage, and is controlled by the protection IC 4 so that the discharge current does not flow through the current paths of the batteries 1a and 1b. After the discharge switch is turned off, only charging is possible. After the discharge switch 5 is turned off, only charging is possible. Here, with a single lithium ion secondary battery, the overcharge detection voltage is determined to be 4.20 V ± 0.05 V, for example, and the overdischarge detection voltage is determined to be 2.4 V ± 0.1 V, for example.

図2に示すように、図1に示される回路部2aにMCU(Micro Controller Unit)7を
追加した回路部2bによって、電子機器本体や充電器との通信機能を有する電池パックが知られている。MCU7は、一つの集積回路にコンピュータシステムをまとめた、組み込み用のマイクロプロセッサのことである。MCU7は、一般的なマイクロプロセッサと異なり、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などのメモリ、I/O関連等の多くの周辺機能をMCU自体に搭載している。
As shown in FIG. 2, a battery pack having a communication function with an electronic device main body or a charger is known by a circuit unit 2b in which an MCU (Micro Controller Unit) 7 is added to the circuit unit 2a shown in FIG. . The MCU 7 is an embedded microprocessor in which a computer system is integrated into one integrated circuit. Unlike a general microprocessor, the MCU 7 has many peripheral functions such as memories such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory) and I / O, etc. mounted on the MCU itself.

電池パックには、MCU7と接続された通信用端子3cが設けられ、電子機器本体は、必要な電池パックの状態情報を通信で受け取ることが可能となる。受け取った情報を用いてエンドユーザに電子機器本体の使用可能時間を表示することができる。さらに、電池パック単体においても、LED(Light Emitting Diode)等により残量レベル表示やアラーム警告表示を行い、ユーザの使い勝手を向上させることが行われる。   The battery pack is provided with a communication terminal 3c connected to the MCU 7, so that the electronic device main body can receive necessary battery pack state information by communication. The usable time of the electronic device main body can be displayed to the end user using the received information. Further, even with a single battery pack, the remaining amount level display and alarm warning display are performed by using an LED (Light Emitting Diode) or the like, thereby improving the usability of the user.

さらに、電流検出抵抗8が設けられ、充電電流または放電電流が検出される。検出された電流値がMCU7に供給される。充電時に大電流が流れた場合に、保護IC4によって充電スイッチ6がオフとされ、電池1a,1bの電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御される。さらに、放電時に大電流が流れた場合に、保護IC4によって放電スイッチ5がオフとされ、電池1a,1bの電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御される。放電スイッチ5および充電スイッチ6は、保護IC4とMCU7の両者によって制御することが可能とされている。   Furthermore, a current detection resistor 8 is provided to detect a charging current or a discharging current. The detected current value is supplied to the MCU 7. When a large current flows during charging, the protection switch 4 is turned off by the protection IC 4 and the charging current flowing through the current paths of the batteries 1a and 1b is controlled to be cut off. Further, when a large current flows during discharging, the discharge switch 5 is turned off by the protection IC 4 and the discharge current flowing through the current paths of the batteries 1a and 1b is controlled. The discharge switch 5 and the charge switch 6 can be controlled by both the protection IC 4 and the MCU 7.

なお、MCU7の代わりに、CPU(Central Processing Unit )、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などにより構成されるマイクロコンピュータを使用しても良い。さらに、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory )等の不揮発性メモリを電池パックに設けるようにしても良い。   Instead of the MCU 7, a microcomputer constituted by a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc. may be used. Further, a nonvolatile memory such as an EEPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) or an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) may be provided in the battery pack.

<電池パックにおける温度異常時の制御>
既存の電池温度異常時の制御について説明をする。
図1に示すように、MCUを搭載していない電池パックの場合の構成例を図3に示す。図3に示す回路部2cは、図1の構成と異なり、1個の電池1を備え、放電スイッチ5および充電スイッチ6が電池1の負側のラインに挿入されている。さらに、電池パックと充電器とが正極端子3a、負極端子3b、サーミスタ端子3dを介して接続される。
<Control when battery pack temperature is abnormal>
The control when the existing battery temperature is abnormal will be described.
As shown in FIG. 1, a configuration example in the case of a battery pack without an MCU is shown in FIG. Unlike the configuration of FIG. 1, the circuit unit 2 c illustrated in FIG. 3 includes one battery 1, and the discharge switch 5 and the charge switch 6 are inserted in the negative line of the battery 1. Further, the battery pack and the charger are connected via the positive terminal 3a, the negative terminal 3b, and the thermistor terminal 3d.

充電器は、充電電源を電池パックの正極端子3a、負極端子3bに対して供給される充電電源を制御する充電制御回路11を有する。充電制御回路11は、充電電源と充電を制御する制御部とから構成されている。充電電源は、例えば商用電源を整流し、所定の直流電圧を発生するDC−DCコンバータの構成とされる。さらに、充電電源の供給をオン/オフするための電源制御スイッチ12とプルアップ抵抗13とを有する。電池パックのサーミスタ端子3dと負極側との間に温度検出素子例えばNTC(Negative Temperature Coefficientサーミスタ9が接続される。プルアップ抵抗13とサーミスタ9とによって分
圧された温度検出電圧が充電制御回路11に供給される。温度検出電圧は、電池パックの温度に応じて変化する値となる。
The charger includes a charging control circuit 11 that controls charging power supplied to the positive terminal 3a and the negative terminal 3b of the battery pack. The charging control circuit 11 includes a charging power source and a control unit that controls charging. The charging power source is configured, for example, as a DC-DC converter that rectifies a commercial power source and generates a predetermined DC voltage. Furthermore, a power control switch 12 and a pull-up resistor 13 for turning on / off the supply of charging power are provided. A temperature detection element such as a NTC (Negative Temperature Coefficient thermistor 9) is connected between the thermistor terminal 3d of the battery pack and the negative electrode side. The temperature detection voltage divided by the pull-up resistor 13 and the thermistor 9 is the charge control circuit 11. The temperature detection voltage is a value that changes according to the temperature of the battery pack.

サーミスタ9と電子機器本体側の充電制御回路11との組み合わせによって、充電と共に温度保護動作がなされ、制御が電子機器本体側でなされる。すなわち、充電電圧、充電電流、充電完了等に関する制御を行う充電制御回路11が充電中の電池パックの温度を監視して、温度異常の無いことを確認しながら充電を行う。充電制御回路11がサーミスタ9の抵抗値(温度検出電圧)を監視して、温度異常を検出した場合には、充電制御スイッチ12をオフとして充電を停止させる。   By the combination of the thermistor 9 and the charging control circuit 11 on the electronic device main body side, a temperature protection operation is performed along with charging, and control is performed on the electronic device main body side. That is, the charge control circuit 11 that performs control related to the charging voltage, the charging current, the charging completion, etc. monitors the temperature of the battery pack being charged, and performs charging while confirming that there is no temperature abnormality. When the charge control circuit 11 monitors the resistance value (temperature detection voltage) of the thermistor 9 and detects a temperature abnormality, the charge control switch 12 is turned off to stop charging.

図4に示すように、電池パックの回路部2dにサーミスタ9を設けず、充電器11にサーミスタ14を設ける場合もある。電子機器本体側において、サーミスタ14が電池パックに近接して設けられる。図4の構成は、電池パックと充電器との接続に必要な端子数が3個から2個に減少する点で有利である。しかしながら、電池パック内にサーミスタを搭載した場合と比較して電池温度の検出精度が落ちる。このため温度補正が必要となる場合がある。   As shown in FIG. 4, the thermistor 9 may be provided in the charger 11 without providing the thermistor 9 in the circuit portion 2 d of the battery pack. On the electronic device main body side, the thermistor 14 is provided in the vicinity of the battery pack. The configuration of FIG. 4 is advantageous in that the number of terminals required for connection between the battery pack and the charger is reduced from three to two. However, the detection accuracy of the battery temperature is lower than when a thermistor is mounted in the battery pack. For this reason, temperature correction may be required.

電池パックがMCU7を搭載している構成(図2参照)には、図5に示すように、サーミスタ9により検出された温度情報(状態情報)が通信端子3cを通じて充電器の充電制御回路11に伝えられる。   In the configuration in which the battery pack is mounted with the MCU 7 (see FIG. 2), as shown in FIG. 5, the temperature information (state information) detected by the thermistor 9 is transmitted to the charging control circuit 11 of the charger through the communication terminal 3c. Reportedly.

充電器の充電制御回路11に対してアラーム表示部15が接続されている場合には、充電制御回路11がMCU7と通信を行い、充電時に電池パックにて温度異常を検出した際は、アラーム表示部15によってエンドユーザに知らせる警告表示を行う。警告表示後の対応は、ユーザに頼ることになる。   When the alarm display unit 15 is connected to the charging control circuit 11 of the charger, the charging control circuit 11 communicates with the MCU 7 and displays an alarm display when a temperature abnormality is detected in the battery pack during charging. The warning display informing the end user is performed by the unit 15. The response after the warning is displayed depends on the user.

充電器の充電制御回路11に対して充電制御スイッチ12が接続されている場合には、充電制御回路11がMCU7と通信を行い、充電時に電池パックにて温度異常を検出した際は、充電スイッチ12によって充電を停止する。電池パックの状態情報から充電器側でどのような制御をするかを判断できるので、より細かい設定が可能である。充電器側での制御であることから電池異常とすることなく充電を完了できる。   When the charging control switch 12 is connected to the charging control circuit 11 of the charger, the charging control circuit 11 communicates with the MCU 7 and detects a temperature abnormality in the battery pack during charging. 12 to stop charging. Since it is possible to determine what kind of control is performed on the charger side from the state information of the battery pack, finer settings are possible. Since the control is performed on the charger side, the charging can be completed without causing a battery abnormality.

充電時に電池パックにて温度異常を検出した際は、MCU7が電池パックの充電スイッチ6を強制的にオフにして充電を停止する。電池パック側で強制的に充電が停止するため、充電器側で電池異常となる。但し、充電器の充電制御スイッチ12による制御と併用することによって二重保護を行うことができる。具体的には、充電器側の充電停止の温度の設定値以上の電池パック側の充電停止の温度を設定することで、正常動作時にはエンドユーザに違和感無く充電を完了させることができ、充電回路側の異常時には強制的に充電停止を行うことができる。   When temperature abnormality is detected in the battery pack during charging, the MCU 7 forcibly turns off the charging switch 6 of the battery pack and stops charging. Since charging is forcibly stopped on the battery pack side, battery abnormality occurs on the charger side. However, double protection can be performed by using together with the control by the charging control switch 12 of the charger. Specifically, by setting the battery pack side charge stop temperature that is equal to or higher than the charge stop temperature set value on the charger side, the charging can be completed without any discomfort to the end user during normal operation. Charging can be forcibly stopped when the side is abnormal.

上述したように、既存技術においては、充電制御回路11によって温度環境に応じて電圧や電流を制御する必要があり、電池パック単体としては、アラーム表示をしてエンドユーザの対応に頼る構成程度しかできなかった。したがって、充電器と電池パックとの対応関係をとる必要があり、電池パックを交換する場合には、充電器も一緒に交換する必要があった。   As described above, in the existing technology, it is necessary to control the voltage and current according to the temperature environment by the charge control circuit 11, and the battery pack alone has only a configuration that relies on the response of the end user by displaying an alarm. could not. Therefore, it is necessary to take a correspondence relationship between the charger and the battery pack, and when the battery pack is replaced, the charger needs to be replaced together.

電池パック内に充電制御回路21および充電制御用スイッチ22を搭載した例を図6に示す。MCU7が充電制御回路21に対して内部通信によって温度情報を伝える。充電制御回路21が充電制御用スイッチ22のオン/オフ等の温度制御を温度情報に基づいて行う。この構成は、一番確実な制御方法である。但し、次のデメリットがある。   An example in which the charge control circuit 21 and the charge control switch 22 are mounted in the battery pack is shown in FIG. The MCU 7 transmits temperature information to the charge control circuit 21 through internal communication. The charge control circuit 21 performs temperature control such as on / off of the charge control switch 22 based on the temperature information. This configuration is the most reliable control method. However, there are the following disadvantages.

・電池パック内部での回路規模が大きくなり、コストアップとなる。
・充電と放電と別のラインが必要である。または図6に示すように、切替スイッチ22が必要とされる。切替スイッチ22は、充電時にオフで、放電時にオンとなるように、充電制御回路21によって制御される。
・電池パック内部の回路部2fの消費電力が大きくなる。
・充電制御回路21に含まれる電源回路によって充電時の内部損失の発生とそれに伴う内部発熱が増大する。さらには、内部発熱による熱分布の偏りによるセル劣化のバラツキが発生する。
・充電制御回路21に含まれる電源回路がDC−DCコンバータの構成とされるので、電池パックが発振回路を持つ。その結果、電池パック単体でのEMC(Electro-Magnetic
Compatibility)管理が生じ、開発費が大きくなる。
-The circuit scale inside the battery pack increases, which increases costs.
-Separate lines are required for charging and discharging. Or as shown in FIG. 6, the changeover switch 22 is required. The changeover switch 22 is controlled by the charge control circuit 21 so that it is turned off during charging and turned on during discharging.
-The power consumption of the circuit part 2f inside a battery pack becomes large.
The power supply circuit included in the charge control circuit 21 increases internal loss during charging and internal heat generation associated therewith. Furthermore, variation in cell deterioration occurs due to uneven heat distribution due to internal heat generation.
Since the power supply circuit included in the charge control circuit 21 is configured as a DC-DC converter, the battery pack has an oscillation circuit. As a result, the EMC (Electro-Magnetic) of the battery pack alone
Compatibility) management occurs, and development costs increase.

<本開示による電池パック>
本開示は、以上の構成の問題点を解決するものである。本開示では、電池パック単体において温度保護動作を行うようにする。充電時の温度保護動作としては、下記の3通り方法がある。
<Battery pack according to the present disclosure>
The present disclosure solves the problems of the above configuration. In the present disclosure, the temperature protection operation is performed in the battery pack alone. There are the following three methods for temperature protection during charging.

1.充電を停止する。
2.充電電圧を小さくする。
3.充電電流を小さくする。
本開示は、2番目の充電電圧を小さくする保護方法であり、充電時に電池に印加される電圧を電池パック内部で容易に制限するものである。
1. Stop charging.
2. Reduce the charging voltage.
3. Reduce the charging current.
The present disclosure is a protection method for reducing the second charging voltage, and easily limits the voltage applied to the battery during charging inside the battery pack.

図7に示すように、一実施の形態では、電池パックは、4本のリチウムイオン二次電池1a,1b,1c,1dが直列接続された電池部と、回路部2gとから構成されている。回路部2gは、共通のプリント配線基板上に実装されている。電池1a〜1dは、直列接続されたものである。但し、2個の電池の直列接続に限らず、1または複数の電池を直列および/または並列に接続した構成に対しても本開示を適用できる。   As shown in FIG. 7, in one embodiment, the battery pack includes a battery unit in which four lithium ion secondary batteries 1a, 1b, 1c, and 1d are connected in series, and a circuit unit 2g. . The circuit unit 2g is mounted on a common printed wiring board. The batteries 1a to 1d are connected in series. However, the present disclosure can be applied not only to a series connection of two batteries but also to a configuration in which one or a plurality of batteries are connected in series and / or in parallel.

電池パックの正極端子3aおよび負極端子3bがそれぞれ充電器または電子機器(製品)の正極端子および負極端子と接続可能とされる。電子機器は、携帯電話、ノートPC(パーソナルコンピュータ)等である。さらに、後述するように、携帯機器以外に電動車両、家庭内電力システムと接続される場合もある。   The positive electrode terminal 3a and the negative electrode terminal 3b of the battery pack can be connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charger or electronic device (product), respectively. The electronic device is a mobile phone, a notebook PC (personal computer), or the like. Furthermore, as will be described later, there are cases in which it is connected to an electric vehicle or an in-home power system in addition to the portable device.

回路部2gは、放電スイッチ5を構成する放電FETQ1と充電スイッチ6を構成する充電FETQ2と、MCU7と、電流検出抵抗8と、サーミスタ9とから構成されている。電流検出抵抗8によって、充電電流または放電電流が検出され、検出された値がMCU7に供給される。サーミスタ9は、例えばNTCサーミスタであって、温度変化に対して負の温度係数を有する。サーミスタ9の抵抗値(温度情報)がMCU7に供給される。   The circuit unit 2g includes a discharge FET Q1 constituting the discharge switch 5, a charge FET Q2 constituting the charge switch 6, an MCU 7, a current detection resistor 8, and a thermistor 9. A charging current or discharging current is detected by the current detection resistor 8, and the detected value is supplied to the MCU 7. The thermistor 9 is an NTC thermistor, for example, and has a negative temperature coefficient with respect to a temperature change. The resistance value (temperature information) of the thermistor 9 is supplied to the MCU 7.

放電FETQ1および充電FETQ2は、MCU7によって制御される。MCU7は、電池1a〜1dのそれぞれの電圧値と、電流検出抵抗8によって検出された電流値と、サーミスタ9により検出された温度情報とを受け取る。MCU7がこれらの電圧値、電流値および温度情報を監視し、放電FETQ1および充電FETQ2のオン/オフを制御して、電池1a〜1dが安全な領域の中で動作するようにしている。   The discharge FET Q1 and the charge FET Q2 are controlled by the MCU 7. The MCU 7 receives the voltage values of the batteries 1 a to 1 d, the current value detected by the current detection resistor 8, and the temperature information detected by the thermistor 9. The MCU 7 monitors these voltage values, current values, and temperature information, and controls on / off of the discharge FET Q1 and the charge FET Q2, so that the batteries 1a to 1d operate in a safe region.

充電時には、電池パックの正極端子3aおよび負極端子3bがそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。電池パックにおいて、電池電圧が過充電検出電圧となったことが検出されると、MCU7によって充電FETQ2がオフとされ、電池1a〜1dの電流経路に充電電流が流れないように制御される。充電電流が過大の場合にも充電FETQ2がオフとされる。充電FETQ2のオフ後は、放電FETQ1および寄生ダイオードD2を通じて放電のみが可能となる。   At the time of charging, the positive electrode terminal 3a and the negative electrode terminal 3b of the battery pack are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charger, respectively, and charging is performed. When it is detected in the battery pack that the battery voltage has become the overcharge detection voltage, the charging FET Q2 is turned off by the MCU 7 and control is performed so that the charging current does not flow through the current paths of the batteries 1a to 1d. Even when the charging current is excessive, the charging FET Q2 is turned off. After the charge FET Q2 is turned off, only discharge is possible through the discharge FET Q1 and the parasitic diode D2.

放電FETQ1は、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にオフとされ、電池1a〜1dの電流経路に放電電流が流れないようにMCU7によって制御される。放電スイッチのオフ後は、充電のみが可能となる。放電電流が過大の場合にも放電FETQ1がオフとされる。放電FETQ1のオフ後は、充電FETQ2および寄生ダイオードD1を通じて充電のみが可能となる。ここで、リチウムイオン二次電池の単体で、過充電検出電圧が例えば4.20V±0.05Vと定められ、過放電検出電圧が例えば2.4V±0.1Vと定められる。   The discharge FET Q1 is turned off when the battery voltage becomes the overdischarge detection voltage, and is controlled by the MCU 7 so that the discharge current does not flow in the current paths of the batteries 1a to 1d. After the discharge switch is turned off, only charging is possible. Even when the discharge current is excessive, the discharge FET Q1 is turned off. After the discharge FET Q1 is turned off, only charging is possible through the charge FET Q2 and the parasitic diode D1. Here, with a single lithium ion secondary battery, the overcharge detection voltage is determined to be 4.20 V ± 0.05 V, for example, and the overdischarge detection voltage is determined to be 2.4 V ± 0.1 V, for example.

MCU7は、一つの集積回路にコンピュータシステムをまとめた、組み込み用のマイクロプロセッサのことである。MCU7は、一般的なマイクロプロセッサと異なり、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などのメモリ、I/O関連等の多くの周辺機能をMCU自体に搭載している。   The MCU 7 is an embedded microprocessor in which a computer system is integrated into one integrated circuit. Unlike a general microprocessor, the MCU 7 has many peripheral functions such as memories such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory) and I / O, etc. mounted on the MCU itself.

電池パックには、MCU7と接続された通信用端子3cが設けられ、充電器または電子機器本体は、必要な電池パックの状態情報を通信で受け取ることが可能となる。電子機器は、受け取った情報を用いてエンドユーザに電子機器本体の使用可能時間を表示することができる。さらに、電池パック単体においても、LED(Light Emitting Diode)等により残量レベル表示やアラーム警告表示を行い、ユーザの使い勝手を向上させることが行われる。   The battery pack is provided with a communication terminal 3c connected to the MCU 7, so that the charger or the electronic device body can receive necessary battery pack status information by communication. The electronic device can display the usable time of the electronic device main body to the end user using the received information. Further, even with a single battery pack, the remaining amount level display and alarm warning display are performed by using an LED (Light Emitting Diode) or the like, thereby improving the usability of the user.

なお、MCU7の代わりに、CPU(Central Processing Unit )、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などにより構成されるマイクロコンピュータを使用しても良い。さらに、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory )等の不揮発性メモリを電池パックに設けるようにしても良い。   Instead of the MCU 7, a microcomputer constituted by a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc. may be used. Further, a nonvolatile memory such as an EEPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) or an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) may be provided in the battery pack.

一実施の形態の保護動作について、図8のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートの制御は、MCU7が行うものである。   The protection operation of one embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control of this flowchart is performed by the MCU 7.

ステップA(スタート)を起点として、ステップB(セット)に制御が移行する。ステップBは、電池パックを充電器に接続することである。ステップBは、充電動作に移行することを示している。ステップBの後のステップCにおいて、電池温度、電流(充電/放電)および電圧の測定を開始し、MCU7が測定値を受け取る。そして、MCU7が現在の状態を判定する。   Starting from step A (start), control is transferred to step B (set). Step B is to connect the battery pack to the charger. Step B indicates a transition to a charging operation. In Step C after Step B, measurement of battery temperature, current (charge / discharge) and voltage is started, and the MCU 7 receives the measured values. Then, the MCU 7 determines the current state.

ここで、充電温度保護の制御をするために、状態として、充電電流が流れているか否かの状態と、電池温度がどの温度領域にあるかの状態とが使用される。温度領域は、一例として下記のように設定される。Tcellは、サーミスタ9によって検出された電池1a〜1dの温度である。   Here, in order to control the charging temperature protection, a state of whether or not a charging current is flowing and a state of which temperature range the battery temperature is in are used. The temperature region is set as follows as an example. Tcell is the temperature of the batteries 1 a to 1 d detected by the thermistor 9.

通常温度領域:10℃≦Tcell≦45℃
充電の制御を必要とする温度領域:0℃≦Tcell<10℃ または
45℃<Tcell≦60℃
充電を禁止する温度領域:Tcell<0℃ または Tcell>60℃
Normal temperature range: 10 ° C ≦ Tcell ≦ 45 ° C
Temperature range requiring charge control: 0 ° C. ≦ Tcell <10 ° C. or
45 ℃ <Tcell ≦ 60 ℃
Temperature range where charging is prohibited: Tcell <0 ° C or Tcell> 60 ° C

ステップCの判定の結果、以下のような処理がなされる。
充電電流が流れていない場合(すなわち、無負荷や放電中である場合)
充電時の温度保護を動作させる必要がない。したがって、ステップCからステップEに処理が移行する。ステップEは、「正常充電時、放電時、または放置状態」であり、この状態では、放電FETQ1および充電FETQ2がオンとされる。
As a result of the determination in step C, the following processing is performed.
When charging current is not flowing (ie when no load or discharging)
No need to activate temperature protection during charging. Therefore, the process proceeds from step C to step E. Step E is “normally charged, discharged, or left,” and in this state, the discharge FET Q1 and the charge FET Q2 are turned on.

そして、FETの状態が確定したところで、ステップG(各種演算処理)に移行する。ステップGでは、電池パックの残容量算出処理や、ステップCの測定結果の履歴などの記録処理がなされる。ステップC→ステップE→ステップGの一連の処理は、電池パックの状態の変化が生じない限り設定した時間(例えば1秒乃至数秒)毎に繰り返し行われ、この間、FETQ1およびFETQ2の状態が最前の状態が保持される。この場合の電池パックの状態の変化とは、電流の流れる方向が充電方向に変化することを意味する。   When the state of the FET is determined, the process proceeds to step G (various calculation processes). In step G, the remaining capacity calculation process of the battery pack and the recording process of the measurement result history in step C are performed. A series of processing from Step C to Step E to Step G is repeated every set time (for example, 1 second to several seconds) as long as there is no change in the state of the battery pack. During this time, the states of the FET Q1 and the FET Q2 are the latest. State is maintained. The change in the state of the battery pack in this case means that the direction in which the current flows changes in the charging direction.

充電中(充電電流>0[A]の場合には、充電温度保護を働かせる必要がある。ステップCで測定された電池の温度Tcellの属する温度領域に応じた処理がなされる。
・通常温度領域:10℃≦Tcell≦45℃
ステップEにおいて放電FETQ1および充電FETQ2がオンとされ、通常の充電を行う。制御シーケンスの流れは、上述した充電電流が流れていない場合と同様である。但し、設定時間毎に繰り返し行われるステップCの測定でセル温度が通信温度領域から外れたとき、ステップEのFETの状態は、ステップCの測定結果の条件に合った状態へ移行する。
During charging (when charging current> 0 [A], it is necessary to activate the charging temperature protection. Processing corresponding to the temperature region to which the battery temperature Tcell measured in step C belongs is performed.
・ Normal temperature range: 10 ℃ ≦ Tcell ≦ 45 ℃
In step E, the discharge FET Q1 and the charge FET Q2 are turned on to perform normal charging. The flow of the control sequence is the same as the case where the above-described charging current is not flowing. However, when the cell temperature deviates from the communication temperature range in the measurement of Step C that is repeatedly performed every set time, the state of the FET in Step E shifts to a state that matches the condition of the measurement result in Step C.

・充電を禁止する温度領域:Tcell<0℃ または Tcell>60℃
ステップCにおいて、Tcellが充電を禁止する領域に含まれると判定される場合、ステップDにおいて、充電FETQ2がオフとされ、放電FETQ1がオンとされ、充電が禁止される。ステップCの選定時間毎の測定において、電池の温度状態が変化しない限り、FETの状態が保持され続ける。
・ Temperature range where charging is prohibited: Tcell <0 ° C or Tcell> 60 ° C
If it is determined in step C that Tcell is included in the region where charging is prohibited, charging FET Q2 is turned off and discharging FET Q1 is turned on in step D, and charging is prohibited. In the measurement at every selection time in Step C, the state of the FET is kept as long as the temperature state of the battery does not change.

・充電の制御を必要とする温度領域:0℃≦Tcell<10℃ または
45℃<Tcell≦60℃
ステップCにおいて、Tcellが充電の制御を必要とする温度領域に含まれると判定される場合、ステップFの充電温度保護状態において、充電FETQ2がオンとされ、放電FETQ1がオフとされる。ステップCの選定時間毎の測定において、電池の温度状態が変化しない限り、FETの状態が保持され続ける。放電FETQ1がオフされるので、充電電流が充電FETQ2および寄生ダイオードD1を経由して流れる。
・ Temperature range that requires charge control: 0 ℃ ≦ Tcell <10 ℃
45 ℃ <Tcell ≦ 60 ℃
If it is determined in step C that Tcell is included in the temperature range that requires charge control, in the charge temperature protection state in step F, the charge FET Q2 is turned on and the discharge FET Q1 is turned off. In the measurement at every selection time in Step C, the state of the FET is kept as long as the temperature state of the battery does not change. Since the discharge FET Q1 is turned off, a charging current flows through the charging FET Q2 and the parasitic diode D1.

図9に示すように、放電FETQ1がオフの状態は、放電スイッチ5がオフで、放電スイッチ5と並列に寄生ダイオードD1が接続される状態と等価である。したがって、寄生ダイオードD1の順方向電圧VFによる電圧降下が生じ、電池1a〜1dに印加される充電電圧は、順方向電圧VF分だけ小さくなる。この電圧降下は抵抗器と異なり、充電電流(順方向電流)が小さくなっても大きく変化をしない。具体的な特性例において、25℃において、順方向電流が60mAのときに、VFが0.6Vとなる。   As shown in FIG. 9, the state in which the discharge FET Q1 is off is equivalent to the state in which the discharge switch 5 is off and the parasitic diode D1 is connected in parallel with the discharge switch 5. Therefore, a voltage drop due to the forward voltage VF of the parasitic diode D1 occurs, and the charging voltage applied to the batteries 1a to 1d is reduced by the forward voltage VF. Unlike the resistor, this voltage drop does not change greatly even if the charging current (forward current) decreases. In a specific characteristic example, at 25 ° C., VF is 0.6 V when the forward current is 60 mA.

VF=0.6[V]の例では、電池一段あたり、0.6V/4=0.15Vの電圧降下となる。通常充電時の充電電圧が1本の電池当たりで、4.20Vであれば、4.05Vに充電電圧を低下させることができる。   In the example of VF = 0.6 [V], the voltage drop is 0.6V / 4 = 0.15V per battery stage. If the charging voltage during normal charging is 4.20 V per battery, the charging voltage can be reduced to 4.05 V.

このように、ダイオードD1を介して充電を行ったときの充電特性を図10に示す。充電初期と充電末期にて充電電圧と組み電池総電圧との電圧差(=VF)が大きく変化せず、安定していることが分かる。   FIG. 10 shows the charging characteristics when charging is performed through the diode D1. It can be seen that the voltage difference (= VF) between the charging voltage and the assembled battery total voltage does not change greatly between the initial charging stage and the final charging stage and is stable.

ステップFの充電温度保護状態において、充電しているときに、電池温度が変化して例えば通常温度領域に入ったとすると、ステップEの正常充電状態となり、放電FETQ1がオン状態となる。このため、寄生ダイオードD1による電圧降下が発生せず、電圧(4.20V)でもって電池が充電される。   In the charging temperature protection state of Step F, if the battery temperature changes and enters the normal temperature range, for example, during charging, the normal charging state of Step E is entered, and the discharge FET Q1 is turned on. For this reason, a voltage drop due to the parasitic diode D1 does not occur, and the battery is charged with the voltage (4.20 V).

逆に、ステップEの正常充電状態から充電制御を必要とする温度領域に電池の温度が変化した場合には、ステップFの充電温度保護状態に移行する。この場合、充電電圧(4.20V)と電池電圧との電位差にVFを加えた電圧によって充電電流が決まってくる。仮に充電完了間際にあるときに、(充電電圧 < 電池電圧+VF)となり意図した電圧に下げることができなかったとしても、充電電流は充電回路の定電圧制御により十分に絞られた小さい電流値となる。よって前述の充電時の温度保護方法の3番目の充電電流を小さくする制御と同じ働きになる。   Conversely, when the temperature of the battery changes from the normal charge state in step E to a temperature range that requires charge control, the process proceeds to the charge temperature protection state in step F. In this case, the charging current is determined by the voltage obtained by adding VF to the potential difference between the charging voltage (4.20 V) and the battery voltage. Even if it is just before the completion of charging, even if (charging voltage <battery voltage + VF) and the voltage could not be lowered to the intended voltage, the charging current is a small current value sufficiently narrowed down by the constant voltage control of the charging circuit. Become. Therefore, the control is the same as the control for reducing the third charging current in the temperature protection method during charging.

さらに、温度保護の動作中に電池パックが充電器から切り離されたときは、充電電流がゼロとなる。この場合では、ステップCの測定後直ぐに、ステップE(正常時、放電時、放置状態)(放電FETQ1および充電FETQ2がオンした状態)に移行し、放電可能な状態になる。エンドユーザは、違和感無く電池パックを使用することが可能である。   Further, when the battery pack is disconnected from the charger during the temperature protection operation, the charging current becomes zero. In this case, immediately after the measurement in step C, the process shifts to step E (normal state, discharged state, left state) (discharge FET Q1 and charge FET Q2 are turned on), and is in a dischargeable state. The end user can use the battery pack without a sense of incongruity.

<変形例>
以上、本願の実施形態について具体的に説明したが、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば電圧降下を発生させるための構成については、上述したもの以外の構成が可能である。
上述した例では、充電電圧を下げるために、放電FETQ1の寄生ダイオードD1が使用される。これは必要とする電圧降下がFETQ1の寄生ダイオードひとつ分で賄えることによる。電池の直列数が2〜5程度の場合である。そして、充電電流値がそのFETQ1の許容損失値を超えないことが必要である。
<Modification>
As mentioned above, although embodiment of this application was described concretely, it is not limited to each above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation based on the technical idea of this indication is possible. For example, the configuration for generating the voltage drop may be a configuration other than those described above.
In the example described above, the parasitic diode D1 of the discharge FET Q1 is used to lower the charging voltage. This is because the necessary voltage drop can be covered by one parasitic diode of the FET Q1. This is the case when the number of batteries in series is about 2-5. It is necessary that the charging current value does not exceed the allowable loss value of the FET Q1.

若し、5直列を超えるような多直の場合や大電流仕様の場合には、寄生ダイオードと別のダイオードにより電圧降下を発生する必要がある。上述の問題の対応方法として、図11に示すように、充電FETQ2と並列に外付けダイオードD12、D13とFETQ3を接続する。ダイオードD12およびD13と切替スイッチSWとしてのFETQ3のドレイン・ソースとが直列に接続される。FETQ3の電流許容条件は、充電電流に流すことができるように設定されている。   In the case of multiple changes exceeding 5 series or in the case of a large current specification, it is necessary to generate a voltage drop by a diode other than the parasitic diode. As a method for dealing with the above-described problem, as shown in FIG. 11, external diodes D12 and D13 and FET Q3 are connected in parallel with charging FET Q2. Diodes D12 and D13 and the drain and source of FET Q3 as changeover switch SW are connected in series. The current allowable condition of the FET Q3 is set so that it can flow to the charging current.

通常充電時には、FETQ3がオフとされ、放電FETQ1および充電FETQ2がオンとされ、充電電流がFETQ1およびFETQ2を通じて電池に流れる。温度保護動作時には、FETQ3がオンとされ、FETQ1およびFETQ2が共にオフとされる。充電電流がFETQ3と外付けダイオードD12およびD13と寄生ダイオードD1とを通じて流れる。したがって、電圧降下としては、図11に示すように、(VF1+VF2+VF3)となる。   During normal charging, the FET Q3 is turned off, the discharging FET Q1 and the charging FET Q2 are turned on, and a charging current flows to the battery through the FET Q1 and FET Q2. During the temperature protection operation, the FET Q3 is turned on, and both the FET Q1 and the FET Q2 are turned off. A charging current flows through FET Q3, external diodes D12 and D13, and parasitic diode D1. Therefore, the voltage drop is (VF1 + VF2 + VF3) as shown in FIG.

電圧降下させたい電圧値によってダイオードの選定の基準(個数、種類等)が変化する。1個のダイオード、複数のダイオードの直列接続、ショットキーバリアダイオードや整流ダイオードなどの順方向電圧降下VFの異なるダイオードによって、電圧降下の値が調整される。特に、充電電流値によっては部品選定以外に更に放電FETQ1の制御方法も変わってくる。   Diode selection criteria (number, type, etc.) vary depending on the voltage value to be dropped. The value of the voltage drop is adjusted by one diode, a series connection of a plurality of diodes, and a diode having a different forward voltage drop VF such as a Schottky barrier diode or a rectifier diode. In particular, depending on the charging current value, the control method of the discharge FET Q1 further changes in addition to component selection.

上述したように、1個の寄生ダイオードD1のVF1では、電圧降下が不足する場合には、図11に示すように、充電FETQ2と並列に必要な個数の外付けダイオードが接続される。2個分の電圧降下が必要であれば、放電FETQ1の寄生ダイオードD1に直列に接続される外付けダイオード1個の追加で対応が可能となる。3個分の電圧降下が必要であれば、充電FETQ2と並列に配したダイオードの数を増やすことで対応が可能となる。例えば10直列に電池を接続した電池パックにおいて、充電温度保護機能を持つために、0.15V/cell以上の電圧降下を必要としたとき、ダイオードによる電圧降下が1.5V以上必要となる。   As described above, when the voltage drop is insufficient in VF1 of one parasitic diode D1, a required number of external diodes are connected in parallel with the charge FET Q2, as shown in FIG. If two voltage drops are necessary, it is possible to cope with this by adding one external diode connected in series to the parasitic diode D1 of the discharge FET Q1. If three voltage drops are required, it can be handled by increasing the number of diodes arranged in parallel with the charge FET Q2. For example, in a battery pack in which 10 batteries are connected in series, in order to have a charging temperature protection function, when a voltage drop of 0.15 V / cell or more is required, a voltage drop by a diode of 1.5 V or more is required.

図11において、放電FETQ1および充電FETQ2をオフに制御し、切替FETQ3をオンに制御する。この場合では、(VF1+VF2+VF3)が例えば1.8Vとなる。10直列では、0.18V/cellとなる。通常充電時に4.20Vで充電している場合、充電温度保護動作が働くと、充電電圧を4.02V/cellへ抑えることが可能となる。   In FIG. 11, the discharge FET Q1 and the charge FET Q2 are controlled to be turned off, and the switching FET Q3 is controlled to be turned on. In this case, (VF1 + VF2 + VF3) is, for example, 1.8V. In 10 series, it becomes 0.18 V / cell. When charging at 4.20 V during normal charging, the charging voltage can be suppressed to 4.02 V / cell when the charging temperature protection operation is activated.

充電電流値が一つのFETの許容損失以上である場合には、図12に示すように対応する。放電FETQ1と並列に放電FETQ4が接続される。放電FETQ4も寄生ダイオードD4を有する。充電温度保護動作を働かせた場合、放電FETQ1およびFETQ4がオフとされる。並列接続の寄生ダイオードD1およびD4に電流が流れる。   When the charging current value is greater than or equal to the allowable loss of one FET, it corresponds as shown in FIG. A discharge FET Q4 is connected in parallel with the discharge FET Q1. The discharge FET Q4 also has a parasitic diode D4. When the charge temperature protection operation is activated, the discharge FETQ1 and FETQ4 are turned off. A current flows through the parasitic diodes D1 and D4 connected in parallel.

しかしながら、寄生ダイオードD1およびD4に電流を流した場合、順方向電圧降下VFのバラツキのため、より小さいVFの箇所に偏って電流が多く流れることがある。充電電流値がひとつのFETの許容損失を超えない大きさならば寄生ダイオードを使用しても問題無い。しかしながら、充電電流値がひとつのFETの許容損失を超える場合には、異常発熱から破壊に至る可能性がある。従って並列接続の場合は、そのFETの寄生ダイオードを使うことは止める判断が必要となる場合がある。   However, when a current is passed through the parasitic diodes D1 and D4, a large amount of current may be biased toward a smaller VF due to variations in the forward voltage drop VF. There is no problem even if a parasitic diode is used if the charging current value does not exceed the allowable loss of one FET. However, when the charging current value exceeds the allowable loss of one FET, there is a possibility that the abnormal heat generation leads to destruction. Therefore, in the case of a parallel connection, it may be necessary to judge to stop using the parasitic diode of the FET.

したがって、この場合には、充電FETQ2(充電スイッチ6)のみをオフとし、放電FETQ1およびFETQ4がオンとされる。その結果、放電FETQ1およびFETQ4の寄生ダイオードの電圧降下が含まれないので、(VF2+VF3)が電圧降下となる。   Therefore, in this case, only the charge FET Q2 (charge switch 6) is turned off, and the discharge FETs Q1 and Q4 are turned on. As a result, since the voltage drop of the parasitic diodes of the discharge FETQ1 and FETQ4 is not included, (VF2 + VF3) is a voltage drop.

上述した本開示による電池パックは、以下のような利点を有する。
・電池パックのみで充電温度保護の制限ができ、充電時の安全性と長期信頼性を確保できる。
・不特定多数の充電器に接続される電池パックでも充電温度保護をすることができる。
・MCUによって充電/放電保護制御している場合は、既存回路のままで、ソフトウェアのみを変更することで対応できる。
・放電制御用FETの寄生ダイオードを利用することで安価に対応ができる。
・大電流充電もしくは並列接続使用をするFETの場合などの寄生ダイオードを使えない状況では、通常のダイオードと組み合わせることで、最小の回路変更で対応できる。
The battery pack according to the present disclosure described above has the following advantages.
-Charging temperature protection can be limited with only a battery pack, ensuring safety and long-term reliability during charging.
-Charge temperature protection can be provided even for battery packs connected to an unspecified number of chargers.
-When charge / discharge protection is controlled by the MCU, it can be handled by changing only the software without changing the existing circuit.
・ Cost reduction is possible by using the parasitic diode of the discharge control FET.
-In the situation where parasitic diodes cannot be used, such as in the case of FETs that use large current charging or parallel connection, it is possible to cope with the minimum circuit change by combining with normal diodes.

<応用例>
本開示は、上述した電池パックが再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される電力システムである。
本開示は、上述した電池パックが再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される電力システムである。
本開示は、上述した電池パックから、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、電池パックに関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。
本開示は、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を備え、
電力情報送受信部が受信した情報に基づき、上述した電池パックの充放電制御を行う電力システムである。
本開示は、上述した電池パックから、電力の供給を受け、発電装置または電力網から電池パックに電力を供給する電力システムである。
<Application example>
The present disclosure is a power system in which the above-described battery pack is charged by a power generation device that generates power from renewable energy.
The present disclosure is a power system in which the above-described battery pack is charged by a power generation device that generates power from renewable energy.
The present disclosure is an electric vehicle including a conversion device that receives electric power from the battery pack and converts the power into a driving force of the vehicle, and a control device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the battery pack. .
The present disclosure includes a power information transmission / reception unit that transmits and receives signals to and from other devices via a network.
It is an electric power system which performs charge / discharge control of the battery pack mentioned above based on the information which the electric power information transmission / reception part received.
The present disclosure is an electric power system that receives electric power from the above-described battery pack and supplies electric power to the battery pack from a power generation device or an electric power network.

「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図13を参照して説明する。例えば住宅101用の蓄電システム100においては、火力発電102a、原子力発電102b、水力発電102c等の集中型電力系統102から電力網109、情報網112、スマートメータ107、パワーハブ108等を介し、電力が蓄電装置103に供給される。これと共に、家庭内発電装置104等の独立電源から電力が蓄電装置103に供給される。蓄電装置103に供給された電力が蓄電される。蓄電装置103を使用して、住宅101で使用する電力が給電される。住宅101に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
"Storage system in a house as an application example"
An example in which the present disclosure is applied to a residential power storage system will be described with reference to FIG. For example, in the power storage system 100 for the house 101, electric power is stored from the centralized power system 102 such as the thermal power generation 102a, the nuclear power generation 102b, and the hydroelectric power generation 102c through the power network 109, the information network 112, the smart meter 107, the power hub 108, and the like. Supplied to the device 103. At the same time, power is supplied to the power storage device 103 from an independent power source such as the home power generation device 104. The electric power supplied to the power storage device 103 is stored. Electric power used in the house 101 is fed using the power storage device 103. The same power storage system can be used not only for the house 101 but also for buildings.

住宅101には、発電装置104、電力消費装置105、蓄電装置103、各装置を制御する制御装置110、スマートメータ107、各種情報を取得するセンサー111が設けられている。各装置は、電力網109および情報網112によって接続されている。発電装置104として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置105および/または蓄電装置103に供給される。電力消費装置105は、冷蔵庫105a、空調装置105b、テレビジョン受信機105c、風呂105d等である。さらに、電力消費装置105には、電動車両106が含まれる。電動車両106は、電気自動車106a、ハイブリッドカー106b、電気バイク106cである。   The house 101 is provided with a power generation device 104, a power consumption device 105, a power storage device 103, a control device 110 that controls each device, a smart meter 107, and a sensor 111 that acquires various types of information. Each device is connected by a power network 109 and an information network 112. As the power generation device 104, a solar cell, a fuel cell, or the like is used, and the generated power is supplied to the power consumption device 105 and / or the power storage device 103. The power consuming device 105 is a refrigerator 105a, an air conditioner 105b, a television receiver 105c, a bath 105d, and the like. Furthermore, the electric power consumption device 105 includes an electric vehicle 106. The electric vehicle 106 is an electric vehicle 106a, a hybrid car 106b, and an electric motorcycle 106c.

蓄電装置103に対して、上述した本開示の電池パックが適用される。蓄電装置103は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両106で使用されるものでも良い。スマートメータ107は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網109は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。   The battery pack of the present disclosure described above is applied to the power storage device 103. The power storage device 103 is composed of a secondary battery or a capacitor. For example, a lithium ion battery is used. The lithium ion battery may be a stationary type or used in the electric vehicle 106. The smart meter 107 has a function of measuring the usage amount of commercial power and transmitting the measured usage amount to an electric power company. The power network 109 may be any one or a combination of DC power supply, AC power supply, and non-contact power supply.

各種のセンサー111は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサー等である。各種センサー111により取得された情報は、制御装置110に送信される。センサー111からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置105を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置110は、住宅101に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。   The various sensors 111 are, for example, human sensors, illuminance sensors, object detection sensors, power consumption sensors, vibration sensors, contact sensors, temperature sensors, infrared sensors, and the like. Information acquired by the various sensors 111 is transmitted to the control device 110. Based on the information from the sensor 111, the weather condition, the human condition, etc. can be grasped, and the power consumption device 105 can be automatically controlled to minimize the energy consumption. Furthermore, the control device 110 can transmit information regarding the house 101 to an external power company or the like via the Internet.

パワーハブ108によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置110と接続される情報網112の通信方式としては、UART(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路)等の通信インターフェー
スを使う方法、Bluetooth、ZigBee、Wi−Fi等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Bluetooth方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ZigBeeは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4の物理層を使用するものである。IEEE802.15.4は、PAN(Personal Area Network) またはW(Wireless)PANと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
The power hub 108 performs processing such as branching of power lines and DC / AC conversion. Communication methods of the information network 112 connected to the control device 110 include a method using a communication interface such as UART (Universal Asynchronous Receiver-Transceiver), wireless communication such as Bluetooth, ZigBee, and Wi-Fi. There is a method of using a sensor network according to the standard. The Bluetooth method is applied to multimedia communication and can perform one-to-many connection communication. ZigBee uses the physical layer of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4. IEEE 802.15.4 is the name of a short-range wireless network standard called PAN (Personal Area Network) or W (Wireless) PAN.

制御装置110は、外部のサーバ113と接続されている。このサーバ113は、住宅101、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ113が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置(たとえばテレビジョン受信機)から送受信しても良いが、家庭外の装置(たとえば、携帯電話機等)から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistants)等に、表
示されても良い。
The control device 110 is connected to an external server 113. The server 113 may be managed by any one of the house 101, the power company, and the service provider. The information transmitted and received by the server 113 is, for example, information related to power consumption information, life pattern information, power charges, weather information, natural disaster information, and power transactions. These pieces of information may be transmitted / received from a power consuming device (for example, a television receiver) in the home, or may be transmitted / received from a device outside the home (for example, a mobile phone). Such information may be displayed on a device having a display function, such as a television receiver, a mobile phone, or a PDA (Personal Digital Assistants).

各部を制御する制御装置110は、CPU(Central Processing Unit )、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等で構成され、この例では、蓄電装置103に格納されている。制御装置110は、蓄電装置103、家庭内発電装置104、電力消費装置105、各種センサー111、サーバ113と情報網112により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。   A control device 110 that controls each unit includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and is stored in the power storage device 103 in this example. The control device 110 is connected to the power storage device 103, the home power generation device 104, the power consumption device 105, various sensors 111, the server 113 and the information network 112, for example, a function of adjusting the amount of commercial power used and the amount of power generation have. In addition, you may provide the function etc. which carry out an electric power transaction in an electric power market.

以上のように、電力が火力102a、原子力102b、水力102c等の集中型電力系統102のみならず、家庭内発電装置104(太陽光発電、風力発電)の発電電力を蓄電装置103に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置104の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置103に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置103に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置103によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。   As described above, the electric power can be stored not only in the centralized power system 102 such as the thermal power 102a, the nuclear power 102b, and the hydraulic power 102c but also in the power generation device 104 (solar power generation, wind power generation) in the power storage device 103. it can. Therefore, even if the generated power of the home power generation device 104 fluctuates, it is possible to perform control such that the amount of power to be sent to the outside is constant or discharge is performed as necessary. For example, the electric power obtained by solar power generation is stored in the power storage device 103, and midnight power with a low charge is stored in the power storage device 103 at night, and the power stored by the power storage device 103 is discharged during a high daytime charge. You can also use it.

なお、この例では、制御装置110が蓄電装置103内に格納される例を説明したが、スマートメータ107内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム100は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。   In this example, the control device 110 is stored in the power storage device 103. However, the control device 110 may be stored in the smart meter 107, or may be configured independently. Furthermore, the power storage system 100 may be used for a plurality of homes in an apartment house, or may be used for a plurality of detached houses.

「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図14を参照して説明する。図14に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
"Vehicle power storage system as an application example"
An example in which the present disclosure is applied to a power storage system for a vehicle will be described with reference to FIG. FIG. 14 schematically illustrates an example of a configuration of a hybrid vehicle that employs a series hybrid system to which the present disclosure is applied. The series hybrid system is a vehicle that runs on a power driving force conversion device using electric power generated by a generator driven by an engine or electric power once stored in a battery.

このハイブリッド車両200には、エンジン201、発電機202、電力駆動力変換装置203、駆動輪204a、駆動輪204b、車輪205a、車輪205b、電池208、車両制御装置209、各種センサ210、充電口211が搭載されている。電池208に対して、上述した本開示の電池パックが適用される。   The hybrid vehicle 200 includes an engine 201, a generator 202, a power driving force conversion device 203, driving wheels 204a, driving wheels 204b, wheels 205a, wheels 205b, a battery 208, a vehicle control device 209, various sensors 210, and a charging port 211. Is installed. The battery pack of the present disclosure described above is applied to the battery 208.

ハイブリッド車両200は、電力駆動力変換装置203を動力源として走行する。電力駆動力変換装置203の一例は、モータである。電池208の電力によって電力駆動力変換装置203が作動し、この電力駆動力変換装置203の回転力が駆動輪204a、204bに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流(DC−AC)あるいは逆変換(AC−DC変換)を用いることによって、電力駆動力変換装置203が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ210は、車両制御装置209を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度(スロットル開度)を制御したりする。各種センサ210には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。   The hybrid vehicle 200 runs using the power driving force conversion device 203 as a power source. An example of the power driving force conversion device 203 is a motor. The electric power / driving force converter 203 is operated by the electric power of the battery 208, and the rotational force of the electric power / driving force converter 203 is transmitted to the driving wheels 204a and 204b. In addition, by using a direct current-alternating current (DC-AC) or reverse conversion (AC-DC conversion) where necessary, the power driving force conversion device 203 can be applied to either an alternating current motor or a direct current motor. The various sensors 210 control the engine speed via the vehicle control device 209 and control the opening (throttle opening) of a throttle valve (not shown). The various sensors 210 include a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.

エンジン201の回転力は発電機202に伝えられ、その回転力によって発電機202により生成された電力を電池208に蓄積することが可能である。   The rotational force of the engine 201 is transmitted to the generator 202, and the electric power generated by the generator 202 by the rotational force can be stored in the battery 208.

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置203に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置203により生成された回生電力が電池208に蓄積される。   When the hybrid vehicle decelerates by a braking mechanism (not shown), the resistance force at the time of deceleration is applied as a rotational force to the power driving force conversion device 203, and the regenerative power generated by the power driving force conversion device 203 by this rotational force is applied to the battery 208. Accumulated.

電池208は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口211を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。   The battery 208 is connected to a power source outside the hybrid vehicle, so that it can receive power from the external power source using the charging port 211 as an input port and store the received power.

図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。   Although not shown, an information processing device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery may be provided. As such an information processing apparatus, for example, there is an information processing apparatus that displays a remaining battery level based on information on the remaining battery level.

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれを電池に一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という3つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用可能である。   In the above description, a series hybrid vehicle that runs on a motor using electric power generated by a generator that is driven by an engine or electric power that is temporarily stored in a battery has been described as an example. However, the present disclosure is also effective for a parallel hybrid vehicle that uses both the engine and motor outputs as the drive source, and switches between the three modes of running with the engine alone, running with the motor alone, and engine and motor running as appropriate. Applicable. Furthermore, the present disclosure can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels only by a drive motor without using an engine.

1、1a〜1d・・・電池
2a〜2g・・・回路部
5・・・放電スイッチ
6・・・充電スイッチ
7・・・MCU
8・・・電流検出抵抗
9・・・サーミスタ
Q1・・・放電制御FET
Q2・・・充電制御FET
D1,D2・・・寄生ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a-1d ... Battery 2a-2g ... Circuit part 5 ... Discharge switch 6 ... Charge switch 7 ... MCU
8 ... Current detection resistor 9 ... Thermistor Q1 ... Discharge control FET
Q2 ... Charge control FET
D1, D2 ... Parasitic diode

Claims (10)

1または複数の電池と、
前記電池の充放電を制御する制御部と、
前記電池の温度を測定し、測定された温度情報を前記制御部に供給する温度検出部と、
前記電池に対する電流路に配され、前記制御部によってそれぞれ制御される放電制御用スイッチおよび充電制御用スイッチとを備え、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出された温度が充電の制御を必要とする温度領域に含まれる場合に、放電制御用スイッチをオフにし、充電制御用スイッチをオンし、
前記放電制御用スイッチに対して並列に接続されたダイオードの順方向電圧降下を利用して前記電池に対する充電電圧を通常充電時に比して低下させる電池パック。
One or more batteries;
A control unit for controlling charging and discharging of the battery;
A temperature detection unit that measures the temperature of the battery and supplies the measured temperature information to the control unit;
Disposed in the current path for the battery, comprising a discharge control switch and a charge control switch respectively controlled by the control unit,
The controller, when the temperature detected by the temperature detector is included in a temperature region that requires charge control, turns off the discharge control switch, turns on the charge control switch,
A battery pack that reduces a charging voltage for the battery as compared with that during normal charging using a forward voltage drop of a diode connected in parallel to the discharge control switch.
前記放電制御用スイッチを第1のFETによって構成し、前記充電制御用スイッチを第2のFETによって構成し、
前記電池に対する充電電圧を低下させるために、前記第1のFETをオフし、前記第2のFETをオンし、前記第1のFETの寄生ダイオードの順方向電圧降下を利用する請求項1に記載の電池パック。
The discharge control switch is constituted by a first FET, the charge control switch is constituted by a second FET,
2. The first FET is turned off, the second FET is turned on, and a forward voltage drop of a parasitic diode of the first FET is used to reduce a charging voltage for the battery. Battery pack.
前記放電制御用スイッチを第1のFETによって構成し、前記充電制御用スイッチを第2のFETによって構成し、
前記第2のFETと並列に第3のFETおよびダイオードの直列回路を接続し、
前記電池に対する充電電圧を低下させるために、前記第2のFETをオフすると共に、前記第3のFETをオンし、
前記第2のFETに対して並列接続されたダイオードの順方向電圧降下を利用する請求項1に記載の電池パック。
The discharge control switch is constituted by a first FET, the charge control switch is constituted by a second FET,
Connecting a series circuit of a third FET and a diode in parallel with the second FET;
In order to reduce the charging voltage for the battery, the second FET is turned off and the third FET is turned on.
The battery pack according to claim 1, wherein a forward voltage drop of a diode connected in parallel to the second FET is used.
前記放電制御用スイッチを第1のFETによって構成し、前記充電制御用スイッチを第2のFETによって構成し、
前記第2のFETと並列に第3のFETおよびダイオードの直列回路を接続し、
前記電池に対する充電電圧を低下させるために、前記第2のFETをオフすると共に、前記第3のFETをオンし、
前記第1のFETの寄生ダイオードの順方向電圧降下と、前記第2のFETに対して並列接続されたダイオードの順方向電圧降下との和の電圧を利用する請求項1に記載の電池パック。
The discharge control switch is constituted by a first FET, the charge control switch is constituted by a second FET,
Connecting a series circuit of a third FET and a diode in parallel with the second FET;
In order to reduce the charging voltage for the battery, the second FET is turned off and the third FET is turned on.
2. The battery pack according to claim 1, wherein a voltage of a sum of a forward voltage drop of a parasitic diode of the first FET and a forward voltage drop of a diode connected in parallel to the second FET is used.
前記充電の制御を必要とする温度領域は、充電禁止の温度領域と、通常充電の温度領域との間に設定される請求項1に記載の電池パック。   2. The battery pack according to claim 1, wherein the temperature range that needs to be controlled for charging is set between a temperature range for which charging is prohibited and a temperature range for normal charging. 前記制御部がソフトウェア処理によって保護動作を制御する請求項1に記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1, wherein the control unit controls a protection operation by software processing. 請求項1〜6の何れかに記載の電池パックが再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって充電される電力システム。   The electric power system with which the battery pack in any one of Claims 1-6 is charged by the electric power generating apparatus which produces electric power from renewable energy. 請求項1〜6の何れかに記載の電池パックから、電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、前記電池パックに関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両。   A conversion device that receives supply of electric power from the battery pack according to any one of claims 1 to 6 and converts it into driving force of a vehicle, and a control device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the battery pack An electric vehicle. 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部を備え、
前記電力情報送受信部が受信した情報に基づき、請求項1〜6の何れかに記載の電池パックの充放電制御を行う電力システム。
A power information transmission / reception unit that transmits / receives signals to / from other devices via a network,
The electric power system which performs charging / discharging control of the battery pack in any one of Claims 1-6 based on the information which the said electric power information transmission / reception part received.
請求項1〜6の何れかに記載の電池パックから、電力の供給を受け、発電装置または電力網から前記電池パックに電力を供給する電力システム。   The electric power system which receives supply of electric power from the battery pack in any one of Claims 1-6, and supplies electric power to the said battery pack from an electric power generating apparatus or an electric power network.
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