[go: up one dir, main page]

JP5225559B2 - 電池パックの異常判定方法および電池パック - Google Patents

電池パックの異常判定方法および電池パック Download PDF

Info

Publication number
JP5225559B2
JP5225559B2 JP2006157203A JP2006157203A JP5225559B2 JP 5225559 B2 JP5225559 B2 JP 5225559B2 JP 2006157203 A JP2006157203 A JP 2006157203A JP 2006157203 A JP2006157203 A JP 2006157203A JP 5225559 B2 JP5225559 B2 JP 5225559B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
charging
cell
battery pack
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006157203A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007328943A (ja
Inventor
俊之 仲辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2006157203A priority Critical patent/JP5225559B2/ja
Priority to CN2007800208421A priority patent/CN101460859B/zh
Priority to KR1020087023802A priority patent/KR20090023547A/ko
Priority to US12/282,965 priority patent/US20090128159A1/en
Priority to PCT/JP2007/061298 priority patent/WO2007142195A1/ja
Publication of JP2007328943A publication Critical patent/JP2007328943A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5225559B2 publication Critical patent/JP5225559B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

本発明は、電池パックの異常判定方法および電池パックに関し、特に安全性の要求されるリチウム二次電池の充電のために好適に実施されるものに関する。
図4は、前記リチウム二次電池の一般的な充電方法を説明するためのグラフである。参照符号α1は二次電池の電圧の変化を示し、参照符号α2は二次電池へ供給される充電電流の変化を示し、参照符号α3は充電器側で表示される二次電池の残量の値を示す。
先ず前記電圧についてみれば、充電開始からトリクル充電領域となり、微小な定電流I1、たとえば50mAの充電電流が供給され、1または複数の各セルのセル電圧が何れもトリクル充電の終了電圧Vm、たとえば2.5Vに達するまでこのトリクル充電が継続される。
前記セル電圧が終了電圧Vmに達すると、定電流(CC)充電領域に切換わり、電池パックの充放電端子の端子電圧がセル当り4.2Vの予め定める終止電圧Vf(したがって、たとえば3セル直列の場合は、12.6V)となるまで、前記充電端子に前記終止電圧Vfが印加されるとともに、予め定める定電流I2、たとえば公称容量値NCを定電流放電して、1時間で放電できるレベルを1Cとして、その70%に、並列セル数Pを乗算した充電電流が供給され、定電流(CC)充電が行われる。
これによって、前記充放電端子の端子電圧が終止電圧Vfとなると、定電圧(CV)充電領域に切換わり、その終止電圧Vfを超えないように充電電流値が減少されてゆき、前記充電電流値が温度によって設定される垂下電流値I3まで低下すると、満充電と判定して、充放電経路に介在される充電用のFETをOFFするなどして、充電電流の供給が停止される。上述のような充電制御方法は、たとえば特許文献1から読取ることができる。
そして、そのような充電制御を行うにあたって、たとえば電池パックが負荷機器に内蔵されるなどして、該負荷機器も電池パックと並列に充電器に接続されて電池パックに充電が行われる、いわゆるフロート充電が行われる場合、負荷機器の使用によって充電電流が減少すると、前記電流垂下と同様の現象が生じ、満充電と誤判定してしまう可能性がある。このため、本件出願人が先に提案した特許文献2(0004段落)や特許文献3(0030段落)では、セル電圧が所定の閾値電圧以上で電流垂下が発生した場合に、満充電と判定することが記載されている。
しかしながら、上述の従来技術では、前記閾値電圧未満では電流垂下による満充電判定が行われないので、充電が停止されず、過充電となる虞がある。前記閾値電圧未満での電流垂下は、たとえば以下の場合に発生する。第1には、前記充放電経路に介在されるFETのON抵抗が高くなるなど、前記充放電経路の経路部品に異常が発生した場合、第2には、充電器が出力する充電電圧自体が低い場合、第3には、電池パックの内部回路に異常があり、前記充放電経路とは別に形成されてしまった経路で電流が流れ、セルおよび電流検出抵抗には少ない電流しか流れない場合、第4には、セル電圧検出回路に異常がある場合、第5には、セルに異常があり、電圧が上がらない場合である。
そこで、前記特許文献2では、前記図4の参照符号α3で示す二次電池の残量を使用し、規定の容量以上の所定の容量、たとえば規定の容量の1.5〜2倍分の充電電流を供給しても前記の電流垂下による満充電判定が行わなければ、異常と判定し、充電電流の供給を停止することが提案されている。表示される二次電池の残量(RSOC)は、充電が開始された時点、或いはトリクル充電から定電流(CC)充電に切換わった時点で電流値の積算が開始され(図4では、充電が開始された時点から積算を開始している)、充電電流の供給に伴い電流値が積算され、前記規定の容量である最大値の100%に達すると、その値が維持される。一方、前記異常の判定のためには、積算値が前記100%に達しても充電電流が供給され続ける限り電流値が積算される。
特開平6−78471号公報 特許第3546856号公報 特許第3611104号公報
上述の従来技術では、異常の発生に対して速やかな対応ができず、過充電状態が長く続く可能性があるという問題がある。
一方、充電開始からの時間を計測し、所定時間、たとえば10時間を経過しても充電が終了しない場合、異常と判定して充電を停止することも考えられるが、前記所定時間の設定が難しく、パーソナルコンピュータのような電池パックに前記フロート充電が行われる負荷機器には、適用が難しい。
本発明の目的は、セル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ充電電流値が所定の垂下電流値まで低下したことから満充電を判定するにあたって、異常を速やかに検出することができる電池パックの異常判定方法および電池パックを提供することである。
発明の電池パックの異常判定方法は、直列に接続された複数のリチウム二次電池ルを備える電池パックにフロート充電が行われ、該フロート充電による誤判定を防止するために、セル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ充電電流値が所定の垂下電流値まで低下すると満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行う際に用いられる電池パックの異常判定方法であって、各セル電圧を測定し、測定されたセル電圧のばらつきが所定の範囲内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無または前記セル電圧の検出手段の異常の有無を判定することを特徴とする。
また、本発明の電池パックは、直列に接続された複数のリチウム二次電池ルと、各セル電圧を検出する電圧検出手段と、前記セルへの充電電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果に応答して前記セルへの充電電流を制御する充電制御手段とを備えた電池パックにおいて、前記充電制御手段は、前記セルへフロート充電を行い、該フロート充電による誤判定を防止するために、前記電圧検出手段で検出されるセル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ前記電流検出手段で検出される充電電流値が所定の垂下電流値まで低下すると満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行うに際して、前記電圧検出手段に各セル電圧を測定させ、測定されたセル電圧のばらつきが所定の範囲内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無または前記電圧検出手段の異常の有無を判定することを特徴とする。
上記の構成によれば、直列に接続された複数のリチウム二次電池ルの各セル電圧を測定し、その測定されたセル電圧のばらつきが、所定の範囲、たとえば0.5V以内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無またはセル電圧の検出手段の異常の有無を判定する。
したがって、フロート充電に対する誤判定を防止するために、リチウム二次電池のセル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ充電電流値が所定の垂下電流値まで低下したことから満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行うにあたって、セルの内部短絡やセル電圧の検出手段の異常を速やかに検出し、前記内部短絡やセル電圧の検出手段の異常によって、前記満充電の判定条件(端子電圧が所定の閾値電圧まで上がらない)に達せず、充電が継続されてしまうことを未然に防止することができる。
発明の電池パックの異常判定方法ならびに電池パックは、以上のように、直列に接続された複数のリチウム二次電池ルの各セル電圧を測定し、その測定されたセル電圧のばらつきが、所定の範囲、たとえば0.5V以内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無またはセル電圧の検出手段の異常の有無を判定する。
それゆえ、フロート充電に対する誤判定を防止するために、リチウム二次電池のセル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ充電電流値が所定の垂下電流値まで低下したことから満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行うにあたって、セルの内部短絡を速やかに検出し、前記内部短絡によって、前記満充電の判定条件(端子電圧が所定の閾値電圧まで上がらない)に達せず、充電が継続されてしまうことを未然に防止することができる。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の一形態に係る異常判定方法が適用される電子機器システムの電気的構成を示すブロック図である。この電子機器システムは、電池パック1に、それを充電する充電器2および前記充電器2または電池パック1によって電源供給される負荷機器3を備えて構成される。電池パック1は、負荷機器3に内蔵され、または外付けされ、充電器2から直接充電が行われ、または負荷機器3を通して充電が行わる。その充電中に、パーソナルコンピュータなどから成る負荷機器3の使用が可能となっており、すなわちフロート充電が可能となっている。電池パック1、充電器2および負荷機器3は、給電を行う直流ハイ側の端子T11,T21,T31と、通信信号の端子T12,T22,T32と、給電および通信信号のためのGND端子T13,T23,T33とによって相互に接続される。
前記電池パック1内で、前記の端子T11から延びる直流ハイ側の充放電経路11には、充電用と放電用とで、相互に導電形式が異なるFET12,13が介在されており、その充放電経路11が組電池14のハイ側端子に接続される。前記組電池14のロー側端子は、直流ロー側の充放電経路15を介して前記GND端子T13に接続され、この充放電経路15には、充電電流および放電電流を電圧値に変換する電流検出抵抗16が介在されている。
前記組電池14は、複数の二次電池のセルが直並列に接続されて成り、そのセルの温度は温度センサ17によって検出され、BMU(バッテリマネージングユニット)を構成する制御IC18内のアナログ/デジタル変換器19に入力される。また、前記各セルの端子間電圧は電圧検出回路20によって読取られ、前記制御IC18内のアナログ/デジタル変換器19に入力される。さらにまた、前記電流検出抵抗16によって検出された電流値も、前記制御IC18内のアナログ/デジタル変換器19に入力される。前記アナログ/デジタル変換器19は、各入力値をデジタル値に変換して、充電制御判定部21へ出力する。
充電制御判定部21は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路などを備えて成り、前記アナログ/デジタル変換器19からの各入力値に応答して、充電器2に対して、出力を要求する充電電流の電圧値、電流値、およびパルス幅(デューティ)を演算し、通信部22から端子T12,T22;T13,T23を介して充電器2へ送信する。また、前記充電制御判定部21は、前記アナログ/デジタル変換器19からの各入力値から、端子T11,T13間の短絡や充電器2からの異常電流などの電池パック1の外部における異常や、組電池14の異常な温度上昇などに対して、前記FET12,13を遮断するなどの保護動作を行う。充電制御判定部21は、正常に充放電が行われているときには、前記FET12,13をONして充放電を可能にし、異常が検出されるとOFFして充放電を不可とする。
充電器2では、前記の要求を制御IC30の通信部32で受信し、充電制御部31が充電電流供給回路33を制御して、前記の電圧値、電流値、およびパルス幅で、充電電流を供給させる。充電電流供給回路33は、AC−DCコンバータやDC−DCコンバータなどから成り、入力電圧を、前記充電制御部31で指示された電圧値、電流値、およびパルス幅に変換して、端子T21,T11;T23,T13を介して、充放電経路11,15へ供給する。前記端子T21,T23間の電圧、したがって電池パック1の端子T11,T13間の電圧は、電圧検出回路28によって検出され、また電池パック1または負荷機器3に供給される電流は電流検出抵抗29によって検出され、それぞれアナログ/デジタル変換器23によってデジタル値に変換され、前記充電制御部31に入力される。
そして、電池パック1において、前記直流ハイ側の充放電経路11には、通常(急速)充電用のFET12と並列に、トリクル充電回路25が設けられている。このトリクル充電回路25は、限流抵抗26とFET27との直列回路から成り、前記充電制御判定部21は、充電の初期に、および満充電近くで補充電を行う場合は、放電用のFET13をONしたまま、急速充電用のFET12をOFFし、このトリクル充電用のFET27をONしてトリクル充電を行い、通常充電時および放電時には、前記FET13をONしたまま、前記FET12をONし、このFET27をOFFして、通常電流による充放電を行う。
前記充電の初期にトリクル充電を行うか否かは、たとえばリチウムイオン電池の場合で、前記電圧検出回路20によって検出される各セルの端子間電圧が、前記トリクル充電の終了電圧Vmである2.5V以下であるか否かから判定され、前記2.5Vを超えている場合には、トリクル充電は行われず、始めから急速充電が行われる。
負荷機器3の負荷回路34には、前記充電器2側の端子T21,T23から、または電池パック1側の端子T11,T13から、該負荷機器3側の端子T31,T33を介して電源供給が行われる。前記負荷回路34の動作は、制御IC35によって制御される。制御IC34は、前記負荷回路34を駆動する駆動回路36と、図示しない操作手段などからの操作に応じて、前記駆動回路36を介して前記負荷回路34を駆動する制御回路37と、前記端子T32,T33を介して充電器2および電池パック1と通信を行う通信部38と、表示パネル39とを備えて構成される。制御回路37は、前記端子T32,T33から端子T21,T23を介して充電制御部31へ、負荷回路34の動作状況に応じた供給すべき電流値の要求を行い、または端子T12,T13から端子T21,T23を介して、充電制御判定部21から送信された電池パック1の残量を表示パネル39に表示を行う等、充電制御部31や充電制御判定部21と連携した動作を行う。
上述のように構成される電子機器システムにおいて、充電制御手段である充電制御判定部21は、充電時に、電圧検出手段である電圧検出回路20、電流検出抵抗16および温度センサ17の検出結果に応じて、上述のようにFET12,13,27を制御するとともに、充電器2に対して充電電流の電圧値、電流値、およびパルス幅(デューティ)を要求し、前記図4で示すような充電制御を行う。その際、注目すべきは、本実施の形態では、制御IC18の充電制御判定部21は、充放電中に所定容量間隔、たとえば10%分の容量が充放電されている期間を開けて前記電圧検出回路20にセル電圧を測定させ、測定されたセル電圧の変化量が所定の範囲、たとえば50mV以内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無やセル電圧検出手段である電圧検出回路20の異常の有無を判定することである。詳しくは、充電制御判定部21は、充放電に伴い、前記電圧検出回路20で検出されたセル電圧および電流検出抵抗16で検出された充放電電流から、たとえば充電時の場合は前記図4において参照符号α3で示すように積算される二次電池の残量(RSOC)の積算値を使用し、その積算値が10%分変化した際のセル電圧の変化量が前記所定の範囲外であると、前記セルの内部短絡や電圧検出回路20の異常は発生していないと判断し、前記所定の範囲内であると、前記セルの内部短絡と電圧検出回路20の異常との少なくとも一方が発生していると判断する。
そして、セル電圧の変化量が所定の範囲外であり、前記セルの内部短絡や電圧検出回路20の異常が生じていないときには、充電制御判定部21は、以下に示す満充電判定を有効とし、前記の範囲内では、いずれかのセルに内部短絡が生じているか、または電圧検出回路20に異常が生じていると判定して、前記満充電判定を行わずに、FET12,13をOFFするとともに、通信部22から充電器2に対して、充電電流として0A、充電電圧として0Vを要求し、充電を停止する。
前記満充電判定は、定電流(CC)充電から定電圧(CV)充電に切換わり、電圧検出回路20によって検出されるセル電圧が所定の閾値電圧、たとえば4.1V以上で、かつ電流検出抵抗16によって検出される充電電流値が、温度センサ17によって検出されたセル温度に応じて設定される所定の垂下電流値I3まで低下した時点で行われ、判定されると、充電制御判定部21は、上述と同様にFET12,13をOFFするとともに、通信部22から充電器2に対して、充電電流として0A、充電電圧として0Vを要求し、充電を停止する。一方、定電流(CC)充電から定電圧(CV)充電に切換わって満充電と判定されない限り、充電は継続される。
図2は、前記充電制御判定部21による異常検出動作を説明するためのフローチャートである。充電が開始されると、充電制御判定部21は、ステップS21で、セル電圧および充電電流値を測定させ、図示しない記憶手段に記憶させる。ステップS22では、セル電圧および電流から、残量(RSOC)が積算される。ステップS23では、求められた残量(RSOC)に対して、残量%が10%以前のタイミングにおけるセル電圧が前述の記憶手段から読出される。ステップS24では、それらの差が前記50mV以内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無や電圧検出回路20の異常の有無が判定され、内部短絡や電圧検出回路20の異常が生じているときにはステップS4以降の異常時の処理に移り、ステップS4で前記FET12,13,27がOFFされて充電が停止される。さらにステップS5では、充電電流として0A、充電電圧として0Vが要求されて異常が充電器2に報知されて充電電流の供給も停止されるとともに、負荷機器3へも異常の発生が報知され、前記表示パネル39に表示されて使用者に報知される。
一方、前記ステップS24で、残量%の10%変化時におけるセル電圧の差が所定の範囲外であり、前記セルの内部短絡や電圧検出回路20の異常が生じていないときには、ステップS6でFET13およびFET12またはFET27のON状態が継続されて充電が継続され、ステップS7で前記のセル電圧が閾値電圧以上、かつ垂下電流値I3への電流垂下で満充電状態に達したか否かが判断される。前記ステップS7で満充電状態に達したときには、ステップS8で前記FET12,13,27がOFFされて充電が停止され、さらにステップS9では、充電電流として0A、充電電圧として0Vが要求されて満充電であることが充電器2に報知されて充電電流の供給も停止されるとともに、負荷機器3へも満充電であることが報知され、前記表示パネル39に表示されて処理を終了する。前記ステップS7で満充電状態に達していないときには、前記ステップS1に戻って充電を継続する。
前記ステップS23において、充電初期などで10%以前のセル電圧のデータが無い場合には、充電開始当初のセル電圧が設定されてもよく、或いは読出しが行われず、ステップS24で正常判定が行われるようにしてもよい。また、前記図2で示す異常検出動作と同様に、放電中に同様の処理で内部短絡の有無や電圧検出回路20の異常の有無を判定し、その判定結果から充電を行うか否かを決定する場合には、その判定結果をフラグとして保持しておくようにすればよい。
このように構成することで、フロート充電に対する誤判定を防止するために、二次電池のセル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ充電電流値が所定の垂下電流値I3まで低下したことから満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行うにあたって、各セルの内部短絡や電圧検出回路20の異常を速やかに検出し、その内部短絡や電圧検出回路20の異常によってセル電圧が前記閾値電圧以上に達せず、充電が継続されてしまうことを未然に防止することができる。
前記所定の範囲は、設計値の最大値から最小値の範囲を考慮して決定されればよく、特に同じ10%の残量%の変化量であっても、セル電圧の変化量が小さくなる残量が多い場合に誤判定を行わないように決定されればよく、また温度や充電電流値に応じて変化されるようにしてもよい。さらにまた、前記セル電圧のサンプリング間隔、すなわち異常判定の周期は、残量%の10%の変化タイミングに限らず、5%や1%などのさらに短い周期で判定されてもよく、その周期でのセル電圧の変化量や電圧検出回路20の測定精度などに応じて定められればよい。さらに前記短い周期でサンプリングされたデータの所定数の平均値から異常の有無を判定するようにしてもよい。
[実施の形態2]
図3は、本発明の実施の他の形態に係る異常検出動作を説明するためのフローチャートである。本実施の形態には、前述の図1で示す電子機器システムの構成を用いることができる。注目すべきは、本実施の形態では、制御IC18の充電制御判定部21は、充放電中に、直列に接続された複数のセルから成る組電池14の各セル電圧を電圧検出回路20に測定させ、その測定されたセル電圧のばらつきが、所定の範囲、たとえば0.5V以内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無や電圧検出回路20の異常の有無を判定することである。
すなわち、充電が開始されると、充電制御判定部21は、ステップS31で、前記電圧検出回路20にセル電圧を測定させ、ステップS32では、各セル電圧の差を計算する。ステップS33では、それらの差が前記0.5V以内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無や電圧検出回路20の異常の有無が判定され、内部短絡や電圧検出回路20の異常が生じているときには前記ステップS4以降の異常時の処理に移り、内部短絡や電圧検出回路20の異常が生じていないときには前記ステップS6以降の正常時の処理に移る。
このように構成してもまた、フロート充電に対する誤判定を防止するために、二次電池のセル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ充電電流値が所定の垂下電流値I3まで低下したことから満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行うにあたって、各セルの内部短絡や電圧検出回路20の異常を速やかに検出し、その内部短絡や電圧検出回路20の異常によってセル電圧が前記閾値電圧以上に達せず、充電が継続されてしまうことを未然に防止することができる。
なお、特開平11−273750号公報には、完全放電状態にあるアルカリ亜鉛蓄電池を、完全放電状態から所定時間定電流充電して、充電を終了した時点での電圧値が正常な電池で期待される電圧値の閾値よりも小さい場合は、内部短絡が生じていると判定することが示されている。また、第0043段落には特性評価装置で判定を行うことが示されている。したがって、この先行技術は、工場出荷時における劣化電池の検査である。
これに対して、本実施の形態は、正常電池の電池パックを実使用(充放電電流や時間もフレキシブル)状態でリアルタイムに自己診断するものであり、汎用性があり、また目的および作用効果が全く異なるものである。すなわち、電流測定や残量管理は正しいものとして、それをベースに、任意の2点間の残量積算値を使用することで、実際の使用に則したより汎用的な使い方ができる異常判定方法であり、二次電池の内部短絡以外にも、電圧測定系の異常も検知することが可能である。そして、セル毎の電圧を検出する必要のあるリチウム二次電池の場合には、本実施の形態の異常判定に使用するために、そのセル毎の電圧測定回路を新たに準備する必要はなく、異常判定のための制御を追加するだけで容易に対応が可能であり、特に好適である。
本発明は、残量表示などのために残量%の積算を行う電池パックにおいて、積算された残量%が所定の値だけ変化した間のセル電圧の変化量が所定の範囲内であると、セルに内部短絡が生じているか、電圧検出回路に異常が生じていて、前記セル電圧が変化しないものと判定するので、フロート充電に対する誤判定を防止するために、二次電池のセル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ充電電流値が所定の垂下電流値まで低下したことから満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行うにあたって、前記セルの内部短絡や電圧検出回路の異常を速やかに検出し、それによって、セル電圧が前記満充電の判定条件に達せず、充電が継続されてしまうことを未然に防止することができ、好適である。
本発明の実施の一形態に係る異常判定方法が適用される電子機器システムの電気的構成を示すブロック図である。 図1で示す実施の形態における異常検出動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の他の形態に係る異常検出動作を説明するためのフローチャートである。 充電制御の一般的な例を説明するためのグラフである。
1 電池パック
2 充電器
11,15 充放電経路
12,13,27 FET
14 組電池
16,29 電流検出抵抗
17 温度センサ
18,30,35 制御IC
19,23 アナログ/デジタル変換器
20,28 電圧検出回路
21 充電制御判定部
22,32,38 通信部
24 テーブル
25 トリクル充電回路
26 限流抵抗
31 充電制御部
33 充電電流供給回路
37 制御回路
39 表示パネル
T11,T12,T13;T21,T22,T23;T31,T32,T33 端子

Claims (2)

  1. 直列に接続された複数のリチウム二次電池ルを備える電池パックにフロート充電が行われ、該フロート充電による誤判定を防止するために、セル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ充電電流値が所定の垂下電流値まで低下すると満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行う際に用いられる電池パックの異常判定方法であって、
    セル電圧を測定し、測定されたセル電圧のばらつきが所定の範囲内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無または前記セル電圧の検出手段の異常の有無を判定することを特徴とする電池パックの異常判定方法。
  2. 直列に接続された複数のリチウム二次電池ルと、各セル電圧を検出する電圧検出手段と、前記セルへの充電電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段および電流検出手段の検出結果に応答して前記セルへの充電電流を制御する充電制御手段とを備えた電池パックにおいて、
    前記充電制御手段は、前記セルへフロート充電を行い、該フロート充電による誤判定を防止するために、前記電圧検出手段で検出されるセル電圧が所定の閾値電圧以上で、かつ前記電流検出手段で検出される充電電流値が所定の垂下電流値まで低下すると満充電と判定し、充電を停止する充電制御を行うに際して、前記電圧検出手段に各セル電圧を測定させ、測定されたセル電圧のばらつきが所定の範囲内であるか否かから、前記セルの内部短絡の有無または前記電圧検出手段の異常の有無を判定することを特徴とする電池パック。
JP2006157203A 2006-06-06 2006-06-06 電池パックの異常判定方法および電池パック Expired - Fee Related JP5225559B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006157203A JP5225559B2 (ja) 2006-06-06 2006-06-06 電池パックの異常判定方法および電池パック
CN2007800208421A CN101460859B (zh) 2006-06-06 2007-06-04 电池组件的异常判断方法及电池组件
KR1020087023802A KR20090023547A (ko) 2006-06-06 2007-06-04 전지 팩의 이상 판정 방법 및 전지 팩
US12/282,965 US20090128159A1 (en) 2006-06-06 2007-06-04 Battery pack anomaly detecting method and battery pack
PCT/JP2007/061298 WO2007142195A1 (ja) 2006-06-06 2007-06-04 電池パックの異常判定方法および電池パック

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006157203A JP5225559B2 (ja) 2006-06-06 2006-06-06 電池パックの異常判定方法および電池パック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007328943A JP2007328943A (ja) 2007-12-20
JP5225559B2 true JP5225559B2 (ja) 2013-07-03

Family

ID=38801446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006157203A Expired - Fee Related JP5225559B2 (ja) 2006-06-06 2006-06-06 電池パックの異常判定方法および電池パック

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090128159A1 (ja)
JP (1) JP5225559B2 (ja)
KR (1) KR20090023547A (ja)
CN (1) CN101460859B (ja)
WO (1) WO2007142195A1 (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009032506A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Panasonic Corp 非水系電解質二次電池の内部短絡検知方法および装置
JP5084647B2 (ja) * 2008-07-14 2012-11-28 三洋電機株式会社 電池装置
JP2010104175A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Panasonic Corp 故障診断回路、電源装置、及び故障診断方法
JP5221468B2 (ja) * 2009-02-27 2013-06-26 株式会社日立製作所 電池監視装置
WO2011100163A2 (en) 2010-02-11 2011-08-18 A123 Systems, Inc. System and method for assessing voltage threshold detecting circuitry within a battery pack
US20120249055A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 GRRREEN, Inc., a Delaware corporation Individual cell charger and method of using same
JP2012058144A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Asahi Kasei Electronics Co Ltd バッテリー給電可能判定方法およびバッテリー充放電装置
CN103548232B (zh) * 2011-01-28 2016-03-16 住友重机械工业株式会社 挖土机
JP5698590B2 (ja) 2011-04-14 2015-04-08 矢崎総業株式会社 絶縁状態検出ユニットの故障検出装置
CN103163464B (zh) * 2011-12-14 2016-01-20 微宏动力系统(湖州)有限公司 电池包中电芯的检测方法
CN102565611B (zh) * 2011-12-27 2014-08-06 惠州市亿能电子有限公司 动力电池的内短路检测方法
JP5867089B2 (ja) * 2012-01-06 2016-02-24 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池の短絡検査方法
KR101487577B1 (ko) * 2012-02-02 2015-01-29 주식회사 엘지화학 배터리 팩의 고장 진단 방법 및 장치, 이를 이용한 전력 릴레이 어셈블리
DE102012221133A1 (de) * 2012-11-20 2014-05-22 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Testen und Warten einer Hochvoltbatterie und Verwendungen dieser Vorrichtung
KR102052590B1 (ko) 2012-11-22 2019-12-05 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그 구동 방법
DE102012113051A1 (de) 2012-12-21 2014-06-26 Evonik Industries Ag Verfahren zur Erbringung von Regelleistung zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes, umfassend einen Energiespeicher
DE102013102461A1 (de) * 2013-03-12 2014-09-18 Evonik Industries Ag Verfahren zur Bestimmung des Ladezustands eines Akkumulators
KR101511866B1 (ko) * 2013-11-08 2015-04-14 현대오트론 주식회사 연료전지 스택의 고장 진단 방법 및 이를 실행하는 장치
WO2016185711A1 (ja) 2015-05-21 2016-11-24 日本電気株式会社 蓄電池監視装置
IL239852A (en) * 2015-07-08 2016-12-29 Algolion Ltd Lithium-ion battery safety monitoring
CN105353310A (zh) * 2015-08-28 2016-02-24 陈宇星 一种蓄电池的放电检测方法及系统
KR102132104B1 (ko) * 2015-12-22 2020-07-08 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 전원 어셈블리, 비연소형 향미 흡인기, 및 비연소형 향미 흡인 시스템
JP6573120B2 (ja) * 2016-01-26 2019-09-11 株式会社Gsユアサ 状態推定装置、蓄電素子モジュール、車両、及び状態推定方法
CN107438917B (zh) 2016-07-01 2019-09-10 深圳市大疆创新科技有限公司 金属电池及其电池管理系统、控制方法
US9992853B2 (en) * 2016-08-03 2018-06-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Mobile X-ray apparatus including a battery management system
JP6828296B2 (ja) * 2016-08-09 2021-02-10 株式会社Gsユアサ 蓄電装置および蓄電装置の充電制御方法
TWI606628B (zh) * 2016-09-02 2017-11-21 廣達電腦股份有限公司 電池裝置、電子裝置以及電池裝置之保護方法
JP6989282B2 (ja) * 2017-04-24 2022-01-05 日本特殊陶業株式会社 異常判定装置および制御システム
CN108474822B (zh) * 2017-08-25 2021-07-23 Oppo广东移动通信有限公司 终端设备及其电池安全监控方法和监控系统
JP7234140B2 (ja) * 2018-01-11 2023-03-07 株式会社半導体エネルギー研究所 二次電池の異常検知装置、異常検知方法、プログラム、二次電池の状態推定方法、及び二次電池の充電状態推定装置
WO2020026079A1 (ja) * 2018-08-03 2020-02-06 株式会社半導体エネルギー研究所 二次電池の異常検知システム
CN110336346B (zh) * 2019-06-26 2021-07-09 南京中感微电子有限公司 带微短路检测的电池保护电路
CN110927589B (zh) * 2019-12-09 2023-03-21 天津市捷威动力工业有限公司 一种在线监控电池内短路异常的方法
CN111458643B (zh) * 2020-05-22 2022-04-15 清华四川能源互联网研究院 异常电池筛选方法、装置、电子设备及可读存储介质
DE102021113209A1 (de) * 2021-05-21 2022-11-24 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Detektieren eines Fehlerzustands zumindest einer Batteriezelle einer Batterie, Detektionseinrichtung und Kraftfahrzeug
CN113848495B (zh) * 2021-10-11 2023-11-21 江苏省特种设备安全监督检验研究院 基于充电曲线的内部微短路故障诊断方法
CN113884886A (zh) * 2021-10-22 2022-01-04 深圳市新威尔电子有限公司 电池测试生产中异常充放电芯的筛选方法
DE102022209795A1 (de) 2022-09-19 2024-03-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Anomalie in einer Gerätebatterie eines technischen Geräts

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4639655A (en) * 1984-04-19 1987-01-27 Westhaver Lawrence A Method and apparatus for battery charging
US4633418A (en) * 1984-07-11 1986-12-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Battery control and fault detection method
EP0222381B1 (en) * 1985-11-15 1992-07-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Charging device
US5245930A (en) * 1992-01-23 1993-09-21 Williams William H Emergency life saving vehicle
US5610495A (en) * 1994-06-20 1997-03-11 Motorola, Inc. Circuit and method of monitoring battery cells
JPH1010212A (ja) * 1996-06-24 1998-01-16 Sony Corp 電池評価方法及び電池評価装置
JP3649904B2 (ja) * 1998-03-24 2005-05-18 三洋電機株式会社 アルカリ亜鉛蓄電池の特性評価方法
EP0982830A3 (en) * 1998-08-21 2001-03-21 Sony Corporation Battery pack
US6255803B1 (en) * 1999-08-10 2001-07-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for detecting minor short in cells and method for detecting cell short in cells
JP3611104B2 (ja) * 2000-08-09 2005-01-19 松下電器産業株式会社 二次電池の充電制御方法
JP3649135B2 (ja) * 2001-02-20 2005-05-18 日産自動車株式会社 組電池の異常検出装置
JP3546856B2 (ja) * 2001-04-25 2004-07-28 松下電器産業株式会社 電池パック及び電池パックの故障診断方法
JP4095878B2 (ja) * 2002-10-28 2008-06-04 松下電器産業株式会社 電池管理システム、電池パック、及びその充電状態計測方法
JP4739040B2 (ja) * 2005-02-18 2011-08-03 パナソニック株式会社 二次電池の内部短絡検出装置、二次電池の内部短絡検出方法、二次電池の電池パック及び電子機器
US7688075B2 (en) * 2005-04-20 2010-03-30 Sion Power Corporation Lithium sulfur rechargeable battery fuel gauge systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007142195A1 (ja) 2007-12-13
CN101460859A (zh) 2009-06-17
KR20090023547A (ko) 2009-03-05
CN101460859B (zh) 2012-07-18
US20090128159A1 (en) 2009-05-21
JP2007328943A (ja) 2007-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5225559B2 (ja) 電池パックの異常判定方法および電池パック
JP4960022B2 (ja) 電池パックおよびその異常判定方法
JP4692674B2 (ja) 充電装置
KR101054584B1 (ko) 충전 방법, 전지 팩 및 그 충전기
US8803481B2 (en) Battery pack and method of controlling the same
JP4782663B2 (ja) 充電システム、充電装置、及び電池パック
US8384353B2 (en) Battery pack
EP2695762B1 (en) Electric storage apparatus and power path switch apparatus
US9606188B2 (en) Measurement system
JP2008253129A (ja) リチウム系二次電池の急速充電方法およびそれを用いる電子機器
JP4817647B2 (ja) 二次電池の寿命判定方法。
JP2009264779A (ja) 電池状態検出回路、電池パック、及び充電システム
CN102395893A (zh) 电源装置
EP2365602B1 (en) Battery pack charger
JP2009064682A (ja) 電池劣化判定装置及びそれを備えたリチウムイオン電池パック
JP2009052974A (ja) 電池容量推定回路、及び電池パック
JP5165405B2 (ja) 充電制御回路、電池パック、及び充電システム
EP2571137B1 (en) Circuit for a small electric appliance with an accumulator and method for measuring a charging current
JPH1118314A (ja) リチウムイオン二次電池の充電方法およびその充電装置
JP2010038592A (ja) パック電池
JP2007322353A (ja) 電池容量判定装置および方法ならびにそれを用いる電池パック
US20230020549A1 (en) Hybrid voltage supply for a measuring instrument
JP2014236584A (ja) パック電池
JP2011233244A (ja) パック電池の使用期間積算方法、パック電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090605

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120719

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20121026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130305

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160322

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees