JP6559463B2 - Charge control device, charge control method, and battery pack - Google Patents
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Description
本実施の形態は、充電制御装置、充電制御方法、およびバッテリーパックに関する。 The present embodiment relates to a charge control device, a charge control method, and a battery pack.
従来、例えばリチウムイオンバッテリーなどの二次電池は、充電電圧が所定の充電完了電圧(満充電電圧)に達するまで充電を行っている。充電完了電圧は、安全に充電することができる充電電圧の上限値であり、充電終止電圧を超える電圧で充電(過充電)すると、バッテリーの性能を劣化させるなどの原因となる。充電電圧が所定の充電完了電圧に達したか否かの判断は、バッテリーの正極−負極間の電位差をモニタすることで制御する。 Conventionally, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery is charged until the charging voltage reaches a predetermined charging completion voltage (full charging voltage). The charge completion voltage is an upper limit value of the charge voltage that can be safely charged, and charging (overcharge) with a voltage exceeding the charge end voltage causes deterioration of the battery performance. Whether or not the charging voltage has reached a predetermined charging completion voltage is controlled by monitoring the potential difference between the positive and negative electrodes of the battery.
一方、バッテリー電極として、正極と負極に加えて、参照極を備えるリチウムイオンバッテリーも開示されている。 On the other hand, as a battery electrode, a lithium ion battery including a reference electrode in addition to a positive electrode and a negative electrode is also disclosed.
正極側若しくは負極側に劣化が生じたバッテリーを充電すると、劣化していない電極側に高い電圧がかかることになり、劣化していない電極も劣化してしまう原因となる。 When a battery having deteriorated on the positive electrode side or the negative electrode side is charged, a high voltage is applied to the non-deteriorated electrode side, and the non-deteriorated electrode is also deteriorated.
本実施の形態は、バッテリーの充電中に正極側若しくは負極側の劣化等を精度よく検出することができるとともに、正極側若しくは負極側の劣化等を検出した場合に充電完了電圧を調節することにより、過充電による正極および負極へのダメージを低減し、バッテリー寿命を延ばすことができる充電制御装置、充電制御方法、およびバッテリーパックを提供する。 This embodiment can accurately detect deterioration on the positive electrode side or the negative electrode side during charging of the battery, and adjusts the charge completion voltage when deterioration on the positive electrode side or the negative electrode side is detected. The present invention provides a charge control device, a charge control method, and a battery pack that can reduce damage to a positive electrode and a negative electrode due to overcharging and extend battery life.
本実施の形態の一態様によれば、入力電源から供給される電力を充電用電力としてバッテリーに供給して、バッテリー電圧が充電完了電圧に達するまで前記バッテリーの充電を行う充電制御装置であって、前記バッテリーの正極と参照極とに接続されるとともに、前記正極と前記参照極との電位差を正極側電圧として検出する正極側電圧モニタと、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続されるとともに、前記負極と前記参照極との電位差を負極側電圧として検出する負極側電圧モニタと、前記正極側電圧モニタが検出した前記正極側電圧と前記負極側電圧モニタが検出した前記負極側電圧とに基づいて、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いか否かを判定し、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、前記充電完了電圧の値を自動的に調節する充電制御部とを備える充電制御装置が提供される。 According to one aspect of the present embodiment, there is provided a charge control device that supplies power supplied from an input power source to a battery as charging power and charges the battery until the battery voltage reaches a charge completion voltage. A positive voltage monitor for detecting a potential difference between the positive electrode and the reference electrode as a positive voltage, and a negative electrode of the battery and the reference electrode. And a negative voltage monitor that detects a potential difference between the negative electrode and the reference electrode as a negative voltage, the positive voltage detected by the positive voltage monitor, and the negative voltage detected by the negative voltage monitor. Based on the above, it is determined whether the potential of either one or both of the positive electrode and the negative electrode is lower than the assumed potential, and either one of the positive electrode or the negative electrode If properly is that both potential detects the lower than expected voltage, the charging control device is provided and a charging control unit for adjusting the value of the charging completion voltage automatically.
本実施の形態の他の態様によれば、バッテリーと、入力電源から供給される電力を充電用電力としてバッテリーに供給して、バッテリー電圧が充電完了電圧に達するまで前記バッテリーの充電を行う充電制御装置であって、前記バッテリーの正極と参照極とに接続されるとともに、前記正極と前記参照極との電位差を正極側電圧として検出する正極側電圧モニタと、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続されるとともに、前記負極と前記参照極との電位差を負極側電圧として検出する負極側電圧モニタと、前記正極側電圧モニタが検出した前記正極側電圧と前記負極側電圧モニタが検出した前記負極側電圧とに基づいて、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いか否かを判定し、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、前記充電完了電圧の値を自動的に調節する充電制御部とを備える充電制御装置とを備えるバッテリーパックが提供される。 According to another aspect of the present embodiment, the battery and charge control for supplying the power supplied from the input power source to the battery as charging power and charging the battery until the battery voltage reaches the charge completion voltage. A positive electrode voltage monitor connected to a positive electrode and a reference electrode of the battery and detecting a potential difference between the positive electrode and the reference electrode as a positive electrode voltage; a negative electrode of the battery; and the reference electrode A negative voltage monitor that detects a potential difference between the negative electrode and the reference electrode as a negative voltage, and the positive voltage detected by the positive voltage monitor and the negative voltage monitor detected by the negative voltage monitor Based on the negative electrode side voltage, it is determined whether the potential of one or both of the positive electrode and the negative electrode is lower than an assumed potential, and the positive electrode and the negative A battery pack is provided that includes a charge control unit that includes a charge control unit that automatically adjusts the value of the charge completion voltage when detecting that one or both of the potentials is lower than the assumed potential. .
本実施の形態の他の態様によれば、入力電源から供給される電力を充電用電力としてバッテリーに供給して、バッテリー電圧が充電完了電圧に達するまで前記バッテリーの充電を行う充電制御装置により実行される前記バッテリーの充電制御方法であって、前記バッテリーの正極と参照極とに接続される正極側電圧モニタによって、前記正極と前記参照極との電位差を正極側電圧として検出するステップと、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続される負極側電圧モニタによって、前記負極と前記参照極との電位差を負極側電圧として検出するステップと、充電制御部によって、前記正極側電圧モニタが検出した前記正極側電圧と前記負極側電圧モニタが検出した前記負極側電圧とに基づいて、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いか否かを判定し、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、前記充電完了電圧の値を自動的に調節するステップとを有する充電制御方法が提供される。 According to another aspect of the present embodiment, the power supplied from the input power supply is supplied to the battery as charging power, and is executed by the charging control device that charges the battery until the battery voltage reaches the charging completion voltage. The battery charge control method, wherein a positive voltage monitor connected to a positive electrode and a reference electrode of the battery detects a potential difference between the positive electrode and the reference electrode as a positive voltage; A step of detecting a potential difference between the negative electrode and the reference electrode as a negative voltage by a negative voltage monitor connected to a negative electrode of the battery and the reference electrode, and the positive voltage monitor detected by the charge controller Based on the positive side voltage and the negative side voltage detected by the negative side voltage monitor, either the positive side or the negative side may be used. Determines whether both potentials are lower than the assumed potential, and if it detects that the potential of either one or both of the positive electrode and the negative electrode is lower than the assumed potential, it automatically sets the value of the charging completion voltage. A charging control method is provided.
本実施の形態によれば、バッテリーの充電中に正極側若しくは負極側の劣化等を精度よく検出することができるとともに、正極側若しくは負極側の劣化等を検出した場合に充電完了電圧を調節することにより、過充電による正極および負極へのダメージを低減し、バッテリー寿命を延ばすことができる充電制御装置、充電制御方法、およびバッテリーパックを提供することができる。 According to the present embodiment, it is possible to accurately detect deterioration on the positive electrode side or the negative electrode side during charging of the battery, and adjust the charge completion voltage when the deterioration on the positive electrode side or the negative electrode side is detected. Thus, it is possible to provide a charge control device, a charge control method, and a battery pack that can reduce damage to the positive electrode and the negative electrode due to overcharge and extend the battery life.
次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
又、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 In addition, the embodiment described below exemplifies an apparatus and method for embodying the technical idea, and does not specify the material, shape, structure, arrangement, etc. of the component parts as follows. . This embodiment can be modified in various ways within the scope of the claims.
[比較例]
比較例に係る充電制御装置の模式的ブロック構成は、図1に示すように表される。また、図2は、リチウムイオンバッテリー内部の充電反応とバッテリー電圧の推移とを模式的に例示しており、図3は、比較例に係る充電制御装置において、バッテリーの負極側が劣化した状態で充電した時の一例を模式的に示す。
[Comparative example]
A schematic block configuration of the charge control device according to the comparative example is expressed as shown in FIG. FIG. 2 schematically illustrates the charging reaction inside the lithium-ion battery and the transition of the battery voltage. FIG. 3 illustrates the charging control device according to the comparative example in a state where the negative electrode side of the battery is deteriorated. An example is shown schematically.
比較例に係る充電制御装置10は、入力電源200から供給される電力を充電用電力としてバッテリー20の正極21に供給する充電制御装置であって、充電制御部11と、電流モニタ12と、正極−負極間電圧モニタ13と、充電電流検出用抵抗16と、制御用トランジスタ19とを備える。
The
制御用トランジスタ19のソースには入力電源200が接続され、制御用トランジスタ19のゲートは充電制御部11に接続され、制御用トランジスタ19のドレインは、充電電流検出用抵抗16に接続される。
An
電流モニタ12は、充電電流検出用抵抗16の両端に接続され、充電電流検出用抵抗16を通じてバッテリー20の正極21に流れる電流Iを検出し、検出した電流値Iを充電制御部11に送る。バッテリー20の負極22側には、GND端子30が接続され、GND端子30は接地電圧に接続されている。
The current monitor 12 is connected to both ends of the charging
正極−負極間電圧モニタ13は、バッテリー20の正極21側と負極22側の両端に接続され、正極21と負極22の両端の合計電圧をバッテリー電圧VB(充電電圧)として充電制御部11に送る。
The positive-
充電制御部11は、電流モニタ12が検出した充電電流値と正極−負極間電圧モニタ13が検出したバッテリー電圧VBとから、充電電流Iあるいは充電電圧が所望の値になるように制御用トランジスタ19のゲートに供給する電圧を制御する。
The
比較例に係る充電制御装置10で用いられるリチウムイオンバッテリー20のバッテリー電極は、正極21(+)と負極22(−)との2端子構成となっているため、正極21と負極22の端子両端の合計電圧からバッテリー電圧VBが判断される。より具体的には、図2に示すように、リチウムイオンバッテリー20は、バッテリー内部でリチウムイオンLi+が正極−負極間を移動することで電気が流れる(充放電する)仕組みになっている。充電時には、図2に示すように、正極21の結晶構造からリチウムイオンLi+が電解液中に抜け出し、負極22の結晶層側に挿入される。充電が進むにつれて、正極21側の電位と負極22側の電位が上昇し、例えば、時刻t5における正極21側の電位Vp1と負極22側の電位Vn1とが加算されたものがバッテリー電位VB1となる。
Since the battery electrode of the
図3に示すように、例えば、負極22の劣化により負極22の出力可能な電位Vn2が低下したバッテリー20を充電する場合、所定の充電完了電圧VB2まで充電するためには、劣化していない正極21(出力可能な電位Vp2)に対して電位差ΔVだけ高い電圧がかかることになり、劣化していない正極21までもが劣化してしまう原因となる。バッテリー20の正極21若しくは負極22に劣化が生じていても、その劣化を検出する手段と、劣化に応じた制御手段が備わっていなければ、バッテリー20の寿命を低下させてしまう。
As shown in FIG. 3, for example, when charging the
[実施の形態]
(充電制御装置および充電制御装置を備えたバッテリーパック)
実施の形態に係る充電制御装置10(制御IC)を備えたバッテリーパック100の模式的ブロック構成は、図5に示すように表される。また、図4は、実施の形態に係る充電制御装置10において、バッテリー20の負極22側が劣化した状態で充電した時の一例を模式的に示している。
[Embodiment]
(Charge control device and battery pack equipped with the charge control device)
A schematic block configuration of the
実施の形態においては、通常の正極21、負極22に加え、第3の電極である参照極23をもつバッテリー20を用いた充電制御装置10において、正極21−負極22間をモニタすることで得られるバッテリー電圧VB以外に、正極21−参照極23間と負極22−参照極23間とをそれぞれモニタする。そして、正極21−参照極23間と負極22−参照極23間とをそれぞれモニタすることで得られる電圧値から、正極21側若しくは負極22側の劣化によって本来充電可能な電圧値Vp3、Vn3からの乖離がみられた場合、乖離した分の電位差ΔVだけ充電完了電圧を引き下げる(充電完了電圧VB3に調節する)。これにより、正極21、負極22の双方へのダメージを低減し、結果としてバッテリー寿命を延ばすことができる。
In the embodiment, in the
実施の形態に係るバッテリーパック100は、図5に示すように、バッテリー20と、充電制御装置10とを備える。
The
実施の形態に係る充電制御装置10は、図5に例示するように、入力電源200から供給される電力を充電用電力としてバッテリー20の正極21に供給して、バッテリー電圧が充電完了電圧に達するまでバッテリー20の充電を行うリニア方式の充電制御装置であって、充電制御部11と、電流モニタ12と、正極−負極間電圧モニタ13と、正極側電圧モニタ14と、負極側電圧モニタ15と、充電電流検出用抵抗16と、制御用トランジスタ19とを備える。
As illustrated in FIG. 5, the charging
制御用トランジスタ19のソースには入力電源200が接続され、ゲートは充電制御部11に接続され、ドレインは、充電電流検出用抵抗16に接続される。
An
電流モニタ12は、充電電流検出用抵抗16の両端に接続され、充電電流検出用抵抗16を通じてバッテリー20の正極21に流れる電流(充電電流)Iを検出し、検出した電流値Iを充電制御部11に送る。バッテリー20の負極22側には、GND端子30が接続され、GND端子30は接地電圧に接続されている。
The current monitor 12 is connected to both ends of the charging
正極−負極間電圧モニタ13は、バッテリー20の正極21および負極22に直接接続されるとともに、正極21と負極22の端子両端の合計電圧からバッテリー電圧VB(充電電圧)を検出して、検出したバッテリー電圧VBを充電制御部11に送る。
The positive-negative voltage monitor 13 is directly connected to the
正極側電圧モニタ14は、バッテリー20の正極21と参照極23とに接続されるとともに、正極21と参照極23との電位差を正極21側の電圧(正極側電圧)として検出し、検出した正極側電圧を充電制御部11に送る。
The positive electrode side voltage monitor 14 is connected to the
負極側電圧モニタ15は、バッテリー20の負極22と参照極23とに接続されるとともに、負極22と参照極23との電位差を負極22側の電圧(負極側電圧)として検出し、検出した負極側電圧を充電制御部11に送る。
The negative electrode side voltage monitor 15 is connected to the
充電制御部11は、電流モニタ12が検出した充電電流値と、正極−負極間電圧モニタ13が検出したバッテリー電圧VBと、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧と、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧とに基づいて、充電電流Iあるいは充電電圧が所望の値になるように制御用トランジスタ19のゲートに供給する電圧をリニア制御し、充電電流検出用抵抗16の抵抗値を変化させる(リニア方式)。
The charging
それとともに、充電制御部11は、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧と、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧とに基づいて、充電動作中に正極21若しくは負極22のいずれか一方若しくは両方の電位がメモリ17に予め格納された想定電位よりも低いか否かを判定し(図4に示した例では電位差ΔV)、正極21と負極22のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、想定電位との電位差ΔVだけ充電完了電圧を自動的に引き下げる。言い換えれば、充電制御部11は、例えば、負極22側が劣化した場合、比較例のように劣化していない正極21に対して電位差ΔVを上乗せするのではなく、電位差ΔVを差し引いた電圧値VB3に充電完了電圧を調節する。これにより、正極21本来の出力可能な電位Vp3値の範囲内、および負極22の劣化後の出力可能な電位Vn3値の範囲内で充電することができるので、劣化していない正極21までもが劣化してしまうのを防止することができる。
At the same time, the charging
また、実施の形態に係る充電制御装置10は、正極21−参照極23間と負極22−参照極23間の両側の電圧をモニタしているため、バッテリー20の異常状態をより正確に検出し、充電完了電圧を自動的に調節することにより、電極の劣化等を防止して、バッテリー20をより長いサイクルで使用可能にする。
Moreover, since the
実施の形態に係る充電制御装置10においては、バッテリー20の正極21および負極22に直接接続された正極−負極間電圧モニタ13により、バッテリー電圧VBを検出したが、正極側電圧モニタ14および負極側電圧モニタ15がそれぞれ検出した正極側電圧および負極側電圧の合計値からバッテリー電圧VBを算出しても良い。
In the charging
(変形例1)
実施の形態の変形例1に係る充電制御装置10は、図6に例示するように、入力電源200から供給される電力を充電用電力としてバッテリー20の正極21に供給して、バッテリー電圧が充電完了電圧に達するまでバッテリー20の充電を行うスイッチング方式の充電制御装置である。
(Modification 1)
As illustrated in FIG. 6, the charging
変形例1に係る充電制御装置10は、充電制御部11と、電流モニタ12と、正極−負極間電圧モニタ13と、正極側電圧モニタ14と、負極側電圧モニタ15と、充電電流検出用抵抗16と、コイル27と、ダイオード18と、制御用トランジスタ19とを備える。
The
制御用トランジスタ19のソースには入力電源200が接続され、ゲートは充電制御部11に接続され、ドレインは、充電電流検出用抵抗16に接続される。制御用トランジスタ19は、スイッチングトランジスタとしても機能する。
An
コイル27の一端は、制御用トランジスタ19のドレインに接続され、コイル27の他端は、充電電流検出用抵抗16に接続される。また、制御用トランジスタ19のドレインと接地電位間には、ダイオード18が接続される。コイル27とダイオード18とから整流回路が形成される。なお、ダイオード18の代わりに、FET(電界効果トランジスタ)を用いることもできる。
One end of the
上記以外の変形例1に係る充電制御装置10を備えたバッテリーパック100の各部の構成は、図5に例示した実施の形態の各部の構成と同様であるため、詳細な説明を省く。
Since the configuration of each part of the
充電制御部11は、電流モニタ12が検出した充電電流値と、正極−負極間電圧モニタ13が検出したバッテリー電圧VBと、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧と、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧とに基づいて、充電電流Iあるいは充電電圧が所望の値になるように制御用トランジスタ19のゲートに供給するパルス電圧のデューティ比を制御して制御用トランジスタ19を交互にオン/オフさせ、充電電流検出用抵抗16の抵抗値を変化させる(スイッチング方式)。
The charging
それとともに、充電制御部11は、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧と、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧とに基づいて、充電動作中に正極21若しくは負極22のいずれか一方若しくは両方の電位がメモリ17に予め格納された想定電位よりも低いか否かを判定し(図4に示した例では電位差ΔV)、正極21と負極22のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、想定電位との電位差ΔVだけ充電完了電圧を自動的に引き下げる。
At the same time, the charging
(変形例2)
実施の形態の変形例2に係る充電制御装置10を備えたバッテリーパック100は、図7に示すように、直列に配置されたN個(ここでNは2以上の整数)のバッテリー20−1・20−2・…・20−Nと、充電制御装置10とを備える。
(Modification 2)
As shown in FIG. 7, the
変形例2に係る充電制御装置10は、入力電源200から供給される電力を充電用電力としてバッテリー20の正極21に供給して、バッテリー電圧が充電完了電圧に達するまでバッテリー20の充電を行うリニア方式の充電制御装置であるが、リニア方式の代わりにスイッチング方式の充電制御を適用することにできる。
The charging
変形例2に係る充電制御装置10は、図7に示すように、充電制御部11と、電流モニタ12と、正極−負極間電圧モニタ13と、正極側電圧モニタ14と、負極側電圧モニタ15と、充電電流検出用抵抗16と、制御用トランジスタ19、スイッチ群40とを備える。
As shown in FIG. 7, the
スイッチ群40は、直列に配置された複数のバッテリー20−1・20−2・…・20−Nの各々の正極21と負極22と参照極23とに接続されるとともに、複数のバッテリー20−1・20−2・…・20−Nのうちの少なくとも1つ以上を、正極側電圧モニタ14および負極側電圧モニタ15に切り替え可能に接続する。
The
正極側電圧モニタ14は、スイッチ群40によって複数のバッテリー20−1・20−2・…・20−Nのうちの少なくとも1つ以上に切り替え可能に接続されるとともに、接続されたバッテリーの正極21と参照極23との電位差を当該バッテリーの正極側電圧として検出し、検出した正極側電圧を充電制御部11に送る。
The positive voltage monitor 14 is connected to at least one of the plurality of batteries 20-1, 20-2,..., 20-N by the
同様に、負極側電圧モニタ15は、スイッチ群40によって複数のバッテリー20−1・20−2・…・20−Nのうちの少なくとも1つ以上に切り替え可能に接続されるとともに、接続されたバッテリーの負極22と参照極23との電位差を当該バッテリーの負極側電圧として検出し、検出した負極側電圧を充電制御部11に送る。
Similarly, the negative voltage monitor 15 is switchably connected to at least one of the plurality of batteries 20-1, 20-2,... The potential difference between the
上記以外の変形例2に係る充電制御装置10を備えたバッテリーパック100の各部の構成は、図5に例示した実施の形態の各部の構成と同様であるため、詳細な説明を省く。
Since the configuration of each part of the
充電制御部11は、電流モニタ12が検出した充電電流値と、正極−負極間電圧モニタ13が検出したバッテリー電圧VBと、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧と、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧とに基づいて、充電電流Iあるいは充電電圧が所望の値になるように制御用トランジスタ19のゲートに供給する電圧をリニア制御し、充電電流検出用抵抗16の抵抗値を変化させる。
The charging
それとともに、充電制御部11は、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧と、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧とに基づいて、充電動作中に正極21若しくは負極22のいずれか一方若しくは両方の電位がメモリ17に予め格納された想定電位よりも低いか否かを判定し(図4に示した例では電位差ΔV)、正極21と負極22のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、想定電位との電位差ΔVだけ充電完了電圧を自動的に引き下げる。
At the same time, the charging
(変形例3)
実施の形態の変形例3に係る充電制御装置10を備えたバッテリーパック100は、図8に示すように、直列に配置された2個のバッテリー20−1・20−2と、充電制御装置10とを備える。なお、変形例3においては、説明を容易にするために2個のバッテリー20−1・20−2を備える例を示したが、変形例2と同様にN個(ここでNは2以上の整数)のバッテリー20−1・20−2・…・20−Nを備えることもできる。
(Modification 3)
As shown in FIG. 8, the
変形例3に係る充電制御装置10は、入力電源200から供給される電力を充電用電力としてバッテリー20の正極21に供給して、バッテリー電圧が充電完了電圧に達するまでバッテリー20の充電を行うリニア方式の充電制御装置であるが、リニア方式の代わりにスイッチング方式の充電制御を適用することにできる。
The charging
変形例3に係る充電制御装置10は、図7に示すように、充電制御部11と、電流モニタ12と、正極−負極間電圧モニタ13と、正極側電圧モニタ14と、負極側電圧モニタ15と、充電電流検出用抵抗16と、制御用トランジスタ19、スイッチ41,42,43を備えるスイッチ群40とを備える。
As shown in FIG. 7, the
スイッチ41は、負極側電圧モニタ15を、バッテリー20−1の負極22とバッテリー20−2の負極22とのうちのいずれか1つに接続させるように切り替え動作を行う。
The
スイッチ42は、正極側電圧モニタ14および負極側電圧モニタ15を、バッテリー20−1の参照極23とバッテリー20−2の参照極23とのうちのいずれか1つに接続させるように切り替え動作を行う。
The switch 42 performs a switching operation so that the positive voltage monitor 14 and the negative voltage monitor 15 are connected to any one of the
スイッチ43は、正極側電圧モニタ14を、バッテリー20−1の正極21とバッテリー20−2の正極21とのうちのいずれか1つに接続させるように切り替え動作を行う。
The
図8に示す例では、正極側電圧モニタ14は、スイッチ42・43を介して、バッテリー20−1の正極21と参照極23に接続されており、バッテリー20−1の正極21と参照極23との電位差を当該バッテリーの正極側電圧として検出し、検出した正極側電圧を充電制御部11に送る。また、負極側電圧モニタ15は、スイッチ41・42を介して、バッテリー20−1の負極22と参照極23に接続されており、バッテリー20−1の負極22と参照極23との電位差を当該バッテリーの負極側電圧として検出し、検出した負極側電圧を充電制御部11に送る。
In the example shown in FIG. 8, the positive voltage monitor 14 is connected to the
上記以外の変形例3に係る充電制御装置10を備えたバッテリーパック100の各部の構成は、図7に例示した変形例2の各部の構成と同様であるため、詳細な説明を省く。
Since the configuration of each part of the
充電制御部11は、電流モニタ12が検出した充電電流値と、正極−負極間電圧モニタ13が検出したバッテリー電圧VBと、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧と、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧とに基づいて、充電電流Iあるいは充電電圧が所望の値になるように制御用トランジスタ19のゲートに供給する電圧をリニア制御し、充電電流検出用抵抗16の抵抗値を変化させる。
The charging
それとともに、充電制御部11は、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧と、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧とに基づいて、充電動作中に正極21若しくは負極22のいずれか一方若しくは両方の電位がメモリ17に予め格納された想定電位よりも低いか否かを判定し(図4に示した例では電位差ΔV)、正極21と負極22のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、想定電位との電位差ΔVだけ充電完了電圧を自動的に引き下げる。
At the same time, the charging
(比較例による充電制御方法)
図9は、比較例に係る充電制御装置10によるバッテリー20の充電制御方法の一例を示す。また、図10は、図9に例示したバッテリーの充電制御方法における充電特性の一例を示す。
(Charging control method according to comparative example)
FIG. 9 shows an example of a charge control method for the
まず、ステップS101において、充電制御装置10は、バッテリー20が装着されているのを検出し、さらに、入力電源200からの電力供給を検出すると、充電制御を開始する。
First, in step S <b> 101, the charging
次に、ステップS102において、充電制御装置10は、消耗したバッテリー20に対して微小電流(トリクル充電電流R5)を継続的に与えるトリクル充電を開始する(期間PT)。トリクル充電電流R5の具体的な値としては、例えば、20mA〜300mA程度である。
Next, in step S102, the charging
次に、ステップS103において、充電制御装置10は、正極−負極間電圧モニタ13が検出したバッテリー電圧VBが、所定の予備充電開始電圧R2に達したか否かを判定する。予備充電開始電圧R2の具体的な値としては、例えば、2.5V〜3.6V程度である。
Next, in step S103, the charging
ステップS103の判定の結果、バッテリー電圧VBが予備充電開始電圧R2に達していない場合、ステップS102に戻って、トリクル充電を続ける。 If the result of determination in step S103 is that the battery voltage VB has not reached the precharge start voltage R2, the process returns to step S102 to continue trickle charging.
ステップS103の判定の結果、バッテリー電圧VBが予備充電開始電圧R2に達した場合(図10の例では時刻t1)、ステップS104に進み、充電制御装置10は、システム電圧VSを一定に保ちながら、予備充電電流R6による予備充電を開始する(期間PA)。予備充電電流R6の具体的な値としては、例えば、100mA〜2000mA程度である。
As a result of the determination in step S103, when the battery voltage VB reaches the precharge start voltage R2 (time t1 in the example of FIG. 10), the process proceeds to step S104, and the
次に、ステップS105において、充電制御装置10は、バッテリー電圧VBが、所定の急速充電開始電圧R3に達したか否かを判定する。急速充電開始電圧R3の具体的な値としては、例えば、3.0V〜3.6V程度である。
Next, in step S105, the charging
ステップS105の判定の結果、バッテリー電圧VBが急速充電開始電圧R3に達していない場合、ステップS104に戻って、予備充電を続ける。 As a result of the determination in step S105, when the battery voltage VB has not reached the quick charge start voltage R3, the process returns to step S104 to continue the preliminary charge.
ステップS105の判定の結果、バッテリー電圧VBが急速充電開始電圧R3に達した場合(図10の例では時刻t2)、ステップS106に進み、充電制御装置10は、制御用トランジスタ19を作動させて、急速充電電流R7による急速充電(定電流)を開始する(期間PH)。急速充電電流R7の具体的な値としては、例えば、500mA〜5000mA程度である。
As a result of the determination in step S105, when the battery voltage VB has reached the quick charge start voltage R3 (time t2 in the example of FIG. 10), the process proceeds to step S106, and the
次に、ステップS107において、充電制御装置10は、バッテリー電圧VBが、所定の充電完了電圧R1に達したか否かを判定する。充電完了電圧R1の具体的な値としては、例えば、3.73V〜4.35V程度である。
Next, in step S107, the charging
ステップS107の判定の結果、バッテリー電圧VBが充電完了電圧R1に達していない場合、ステップS106に戻って、急速充電(定電流)を続ける。 As a result of the determination in step S107, when the battery voltage VB has not reached the charging completion voltage R1, the process returns to step S106 and the rapid charging (constant current) is continued.
ステップS107の判定の結果、バッテリー電圧VBが充電完了電圧R1に達した場合(図10の例では時刻t3)、ステップS108に進み、充電制御装置10は、充電電圧を一定に保ちつつ(再充電電圧R4)、充電電流CBを徐々に低下させる急速充電(定電圧)を開始する(期間PH)。再充電電圧R4の具体的な値としては、例えば、−0.05V〜0.35V程度である。
As a result of the determination in step S107, when the battery voltage VB reaches the charge completion voltage R1 (time t3 in the example of FIG. 10), the process proceeds to step S108, and the
次に、ステップS109において、充電制御装置10は、電流モニタ12が検出した充電電流CBが、所定の充電終止電流R8まで低下したか否かを判定する。充電終止電流R8の具体的な値としては、例えば、50mA〜2000mA程度である。
Next, in step S109, the charging
ステップS109の判定の結果、充電電流CBが充電終止電流R8まで低下していない場合、ステップS108に戻って、急速充電(定電圧)を続ける。 As a result of the determination in step S109, when the charging current CB has not decreased to the charging end current R8, the process returns to step S108 and the rapid charging (constant voltage) is continued.
ステップS109の判定の結果、充電電流CBが充電終止電流R8まで低下した場合(図10の例では時刻t4)、ステップS110に進み、充電制御装置10は、充電処理を停止する(期間PS)。
As a result of the determination in step S109, when the charging current CB decreases to the charging end current R8 (time t4 in the example of FIG. 10), the process proceeds to step S110, and the charging
このように、比較例による充電制御方法においては、急速充電においてバッテリー電圧VBが充電完了電圧(満充電電圧)R1に達したところで、急速充電(定電流)を完了し、急速充電(定電圧)に移行している。 As described above, in the charge control method according to the comparative example, when the battery voltage VB reaches the charge completion voltage (full charge voltage) R1 in the rapid charge, the rapid charge (constant current) is completed and the rapid charge (constant voltage). Has moved to.
(実施の形態による充電制御方法)
図11は、実施の形態に係る充電制御装置10によるバッテリー20の充電制御方法の一例を示す。また、図12は、図11に例示したバッテリーの充電制御方法における充電特性一例を示す。
(Charge control method according to the embodiment)
FIG. 11 shows an example of a charging control method for the
図11において、ステップS101〜S106までは、図9に例示した比較例におけるステップS101〜S106の処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。 In FIG. 11, steps S101 to S106 are the same as the processes of steps S101 to S106 in the comparative example illustrated in FIG.
ステップS106において、急速充電(定電流)が開始されると(時刻t2)、次に、ステップS201において、充電制御装置10は、正極側電圧モニタ14が検出した正極側電圧が、想定電圧を下回るか否かを判定する。
When rapid charging (constant current) is started in step S106 (time t2), next, in step S201, the charging
ステップS201の判定の結果、正極側電圧が想定電圧を下回った場合、ステップS202に進み、充電制御装置10は、想定電位との電位差ΔVだけ充電完了電圧R1の値を自動的に引き下げる。
As a result of the determination in step S201, when the positive side voltage is lower than the assumed voltage, the process proceeds to step S202, and the
ステップS201の判定の結果、正極側電圧が想定電圧を下回っていない場合、ステップS203に進む。 If the result of determination in step S201 is that the positive voltage has not fallen below the assumed voltage, processing proceeds to step S203.
ステップS203において、充電制御装置10は、負極側電圧モニタ15が検出した負極側電圧が、想定電圧を下回るか否かを判定する。
In step S203, the charging
ステップS203の判定の結果、負極側電圧が想定電圧を下回った場合、ステップS204に進み、充電制御装置10は、想定電位との電位差ΔVだけ充電完了電圧R1の値を自動的に引き下げる。
As a result of the determination in step S203, if the negative side voltage is lower than the assumed voltage, the process proceeds to step S204, and the charging
ステップS203の判定の結果、負極側電圧が想定電圧を下回っていない場合、ステップS107に進む。 As a result of the determination in step S203, when the negative side voltage is not lower than the assumed voltage, the process proceeds to step S107.
次に、ステップS107において、充電制御装置10は、バッテリー電圧VBが、充電完了電圧R1に達したか否かを判定する。なお、ここで判定に用いられる充電完了電圧R1は、ステップS202あるいはS204にてその値が引き下げられている場合もあり、その場合には、引き下げられた充電完了電圧R1の値で判定処理が行われる。
Next, in step S107, the charging
以降、ステップS107〜S110まで、図9に例示した比較例におけるステップS107〜S110と同様の処理を実行する。 Thereafter, processes similar to those in steps S107 to S110 in the comparative example illustrated in FIG. 9 are executed in steps S107 to S110.
なお、図11のフローチャートでは、正極側電圧に関する処理(ステップS201、202)を、負極側電圧に関する処理(ステップS203、204)よりも先に実行する例を示したが、負極側電圧に関する処理(ステップS203、204)を正極側電圧に関する処理(ステップS201、202)よりも先に実行してもよいし、両者を同時に実行してもよい。 In the flowchart of FIG. 11, an example in which the process related to the positive side voltage (steps S201 and 202) is executed before the process related to the negative side voltage (steps S203 and 204) is shown. Steps S203 and 204) may be executed prior to the processing relating to the positive side voltage (steps S201 and 202), or both may be executed simultaneously.
正極側電圧に関する処理(ステップS201、202)および負極側電圧に関する処理(ステップS203、204)のさらなる具体例(充電プロファイル)を、図12を参照しながら説明する。図12(a)は、GND基準で正極と負極の電位を示しており、図12(b)は、参照極基準で正極と負極の電位(バッテリー電圧VB4)を示している。 A further specific example (charge profile) of the process related to the positive side voltage (steps S201 and 202) and the process related to the negative side voltage (steps S203 and 204) will be described with reference to FIG. 12A shows the potential of the positive electrode and the negative electrode on the basis of GND, and FIG. 12B shows the potential of the positive electrode and the negative electrode (battery voltage VB4) on the basis of the reference electrode.
時刻t2において、バッテリー電圧VBが急速充電開始電圧R3に達すると、急速充電(定電流)が開始される。図12(a)は、急速充電(定電流)が進むにつれて、バッテリー電圧VBが上昇していることを示しており、図12(b)は、急速充電(定電流)が進むにつれて、正極21−負極22間の電位差が増加していくことを示している。
When the battery voltage VB reaches the rapid charge start voltage R3 at time t2, rapid charge (constant current) is started. FIG. 12A shows that the battery voltage VB increases as the rapid charge (constant current) progresses. FIG. 12B shows the
実施の形態による充電制御方法においては、参照極23を基準として正極21および負極22の電位を計測し、予め想定した想定電圧値との比較を行う。図12(b)において、正極21の想定電圧値をp1・p2・…・p10で示し、負極の想定電圧値をn1・n2・…・n10で示す。
In the charge control method according to the embodiment, the potentials of the
図12(b)に示した例では、想定電圧値p1〜p6/n1〜n6までは想定通りにバッテリー電圧VBが上昇したものとする。この間は、ステップS106→ステップS201→ステップS203→ステップS107→ステップS106の処理が繰り返される。すなわち、想定電圧値p1〜p6/n1〜n6の間は、ステップS202、S204の処理は発生しない。 In the example shown in FIG. 12B, it is assumed that the battery voltage VB has increased as expected from the assumed voltage values p1 to p6 / n1 to n6. During this time, the process of step S106 → step S201 → step S203 → step S107 → step S106 is repeated. That is, the processes of steps S202 and S204 do not occur between the assumed voltage values p1 to p6 / n1 to n6.
図12(b)において、想定電圧値n7に対し、電位差ΔV1だけ負極側電圧が下回ったとする(ステップS203)と、実施の形態に係る充電制御装置10は、ステップS204において、充電完了電圧R1を同様に電位差ΔV1だけ引き下げる。さらに、想定電圧値n8、n9において、電位差ΔV2、ΔV3とそれぞれ広がっていくと(ステップS203)、充電完了電圧R1も、電位差ΔV2、ΔV3だけそれぞれ引き下げる(ステップS204)。その結果、このバッテリー20に対しては、本来の充電完了電圧(VB6)よりも電位差ΔV3低い電圧(VB5)まで充電したところで、急速充電(定電流)を完了し、急速充電(定電圧)に移行する。
In FIG. 12B, when the negative voltage is lower than the assumed voltage value n7 by the potential difference ΔV1 (step S203), the
なお、図12の例では、負極側電圧が想定電圧値n1・n2・…・n10よりも下回った場合を示したが、正極21の電位が想定電圧値p1・p2・…・p10を下回った場合も同様に充電完了電圧R1を引き下げるし、あるいは正極21と負極22の双方の電位が想定電圧値p1・p2・…・p10/n1・n2・…・n10を下回った場合も同様に充電完了電圧R1を引き下げる。
In the example of FIG. 12, the negative side voltage is lower than the assumed voltage value n1, n2,..., N10, but the potential of the
以上説明したように、本実施の形態およびその変形例1〜3によれば、通常の正極21、負極22に加え、第3の電極である参照極23をもつバッテリー20を用いた充電制御装置10において、正極21−負極22間をモニタすることで得られるバッテリー電圧VB以外に、正極21−参照極23間と負極22−参照極23間とをそれぞれモニタする。そして、正極21−参照極23間と負極22−参照極23間とをそれぞれモニタすることで得られる電圧値から、正極21側若しくは負極22側の劣化によって本来充電可能な電圧値からのかい離がみられた場合、乖離した分の電位差ΔVだけ充電完了電圧を引き下げる。これにより、正極21、負極22の双方へのダメージを低減し、結果としてバッテリー寿命を延ばすことができる。
As described above, according to the present embodiment and the first to third modifications thereof, the charging control device using the
本実施の形態およびその変形例1〜3によれば、バッテリーの充電中に正極側若しくは負極側の劣化等を精度よく検出することができるとともに、正極側若しくは負極側の劣化等を検出した場合に充電完了電圧を調節することにより、過充電による正極および負極へのダメージを低減し、バッテリー寿命を延ばすことができる充電制御装置、充電制御方法、およびバッテリーパックを提供することができる。
[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態およびその変形例1〜3について記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
According to the present embodiment and the first to third modifications thereof, it is possible to accurately detect deterioration on the positive electrode side or the negative electrode side while charging the battery, and detect deterioration on the positive electrode side or the negative electrode side, etc. By adjusting the charging completion voltage, it is possible to provide a charge control device, a charge control method, and a battery pack that can reduce damage to the positive electrode and the negative electrode due to overcharging and extend the battery life.
[Other embodiments]
As described above, the embodiment and the first to third modifications thereof have been described. However, it should be understood that the description and the drawings that form a part of this disclosure are illustrative and not limiting. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、実施の形態およびその変形例1〜3では、定電流定電圧充電方式の場合について説明したが、定電流定電圧充電方式以外の充電方式、例えば、2段定電圧制御充電方式、2段定電流充電方式などにも同様に適用することができる。 For example, in the embodiments and the first to third modifications thereof, the case of the constant current / constant voltage charging method has been described. However, charging methods other than the constant current / constant voltage charging method, for example, the two-stage constant voltage control charging method, two-stage The present invention can be similarly applied to a constant current charging method.
また、実施の形態およびその変形例1〜では、リチウムイオンバッテリーの場合について説明したが、リチウムイオン型以外のバッテリー、例えば、ニッケル水素バッテリーなどにも同様に適用することができる。 Moreover, although the case of the lithium ion battery has been described in the embodiment and the modifications 1 to 1, the present invention can be similarly applied to a battery other than the lithium ion type, for example, a nickel metal hydride battery.
このように、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。 As described above, various embodiments that are not described herein are included.
本実施の形態およびその変形例1〜3に係る充電制御装置、充電制御方法、およびバッテリーパックは、リチウムイオンバッテリーで動作するモバイル機器(携帯電話、PC、タブレット端末、DSC(Digital Still Camera:デジタルスチルカメラ)、DVC(Digital Video Camera:デジタルビデオカメラ))、電気自転車、UPS(Uninterruptible Power Supply:無停電電源装置)、家庭用蓄電池、EV(Electric Vehicle:電気自動車)、電気工具、各種蓄電システムなど様々な応用分野に適用可能である。 The charge control device, the charge control method, and the battery pack according to the present embodiment and the first to third modifications thereof are mobile devices (cell phones, PCs, tablet terminals, DSCs (Digital Still Cameras: Digital Still camera), DVC (Digital Video Camera)), electric bicycle, UPS (Uninterruptible Power Supply), household storage battery, EV (Electric Vehicle), electric tool, various power storage systems It can be applied to various application fields.
10…充電制御装置(制御IC)
11…充電制御部
12…電流モニタ
13…正極−負極間電圧モニタ
14…正極側電圧モニタ
15…負極側電圧モニタ
16…充電電流検出用抵抗
17…メモリ
18…ダイオード
19…制御用トランジスタ
20、20−1、20−2、20−N…バッテリー
21…正極
22…負極
23…参照極
27…コイル
30…GND端子
40…スイッチ群
40、41、43…スイッチ
100…バッテリーパック
200…入力電源
Li+…リチウムイオン
I…電流
n1、n2、n6、n7、n8、n9、n10…負極の想定電圧値
PA、PH、PT、PS…期間
p1、p2、p6、p7、p8、p9、p10…正極の想定電圧値
R1…充電完了電圧
R2…予備充電開始電圧
R3…急速充電開始電圧
R4…再充電電圧
R5…トリクル充電電流
R6…予備充電電流
R7…急速充電電流
R8…充電終止電流
t1、t2、t3、t4、t5…時刻
VB、VB2、VB3、VB4、VB5、VB6…バッテリー電圧(電位)
Vp1、Vp2、Vp3…正極側の電圧(電位)
Vn1、Vn2、Vn3…負極側の電圧(電位)
ΔV、ΔV1、ΔV2、ΔV3…電位差
10 ... Charge control device (control IC)
DESCRIPTION OF
Vp1, Vp2, Vp3: Positive side voltage (potential)
Vn1, Vn2, Vn3 ... Negative side voltage (potential)
ΔV, ΔV1, ΔV2, ΔV3 ... Potential difference
Claims (22)
前記バッテリーの正極と参照極とに接続されるとともに、前記正極と前記参照極との電位差を正極側電圧として検出する正極側電圧モニタと、
前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続されるとともに、前記負極と前記参照極との電位差を負極側電圧として検出する負極側電圧モニタと、
前記正極側電圧モニタが検出した前記正極側電圧と前記負極側電圧モニタが検出した前記負極側電圧とに基づいて、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いか否かを判定し、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、前記充電完了電圧の値を自動的に調節する充電制御部と
を備えることを特徴とする充電制御装置。 A charging control device that supplies power supplied from an input power source to a battery as charging power and charges the battery until the battery voltage reaches a charging completion voltage,
A positive-side voltage monitor that is connected to a positive electrode and a reference electrode of the battery and detects a potential difference between the positive electrode and the reference electrode as a positive-side voltage;
A negative voltage monitor connected to the negative electrode of the battery and the reference electrode, and detecting a potential difference between the negative electrode and the reference electrode as a negative voltage;
Based on the positive voltage detected by the positive voltage monitor and the negative voltage detected by the negative voltage monitor, is the potential of one or both of the positive and negative electrodes lower than an assumed potential? A charge control unit that automatically adjusts the value of the charge completion voltage when it is determined that the potential of either one or both of the positive electrode and the negative electrode is lower than an assumed potential. A charge control device.
前記正極側電圧モニタは、前記スイッチ群によって接続された前記バッテリーの前記正極側電圧を検出し、前記負極側電圧モニタは、前記スイッチ群によって接続された前記バッテリーの前記負極側電圧を検出することを特徴とする請求項1に記載の充電制御装置。 Each of the plurality of batteries arranged in series is connected to the positive electrode, the negative electrode, and the reference electrode, and at least one of the plurality of batteries is connected to the positive voltage monitor and the negative electrode side. A switch group that is switchably connected to the voltage monitor;
The positive voltage monitor detects the positive voltage of the battery connected by the switch group, and the negative voltage monitor detects the negative voltage of the battery connected by the switch group. The charge control device according to claim 1, wherein:
前記正極側電圧モニタを、前記複数のバッテリーのうちのいずれか1つの前記正極に切り替え可能に接続させる第1のスイッチと、
前記正極側電圧モニタおよび前記負極側電圧モニタを、前記複数のバッテリーのうちのいずれか1つの前記参照極に切り替え可能に接続させる第2のスイッチと、
前記負極側電圧モニタを、前記複数のバッテリーのうちのいずれか1つの前記負極に切り替え可能に接続させる第3のスイッチと
を備えることを特徴とする請求項3に記載の充電制御装置。 The switch group includes:
A first switch for switchably connecting the positive voltage monitor to any one of the plurality of batteries;
A second switch for switchably connecting the positive voltage monitor and the negative voltage monitor to the reference electrode of any one of the plurality of batteries;
The charge control device according to claim 3 , further comprising: a third switch that switchesably connects the negative voltage monitor to any one of the plurality of batteries.
前記バッテリーの前記正極および前記負極に接続されるとともに、前記バッテリーのバッテリー電圧を検出する正極−負極間電圧モニタと
をさらに備え、
前記充電制御部は、前記電流モニタが検出した前記充電電流値と、前記正極−負極間電圧モニタが検出した前記バッテリー電圧と、前記正極側電圧モニタが検出した前記正極側電圧と、前記負極側電圧モニタが検出した前記負極側電圧とに基づいて、充電電流あるいは充電電圧が所望の値になるように制御することを特徴とする請求項1に記載の充電制御装置。 A current monitor for detecting a charging current flowing in the positive electrode of the battery;
A positive-negative electrode voltage monitor that is connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery and detects a battery voltage of the battery;
The charging control unit includes the charging current value detected by the current monitor, the battery voltage detected by the positive / negative voltage monitor, the positive voltage detected by the positive voltage monitor, and the negative side. The charge control device according to claim 1, wherein the charge current or the charge voltage is controlled to a desired value based on the negative voltage detected by the voltage monitor.
入力電源から供給される電力を充電用電力としてバッテリーに供給して、バッテリー電圧が充電完了電圧に達するまで前記バッテリーの充電を行う充電制御装置であって、前記バッテリーの正極と参照極とに接続されるとともに、前記正極と前記参照極との電位差を正極側電圧として検出する正極側電圧モニタと、前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続されるとともに、前記負極と前記参照極との電位差を負極側電圧として検出する負極側電圧モニタと、前記正極側電圧モニタが検出した前記正極側電圧と前記負極側電圧モニタが検出した前記負極側電圧とに基づいて、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いか否かを判定し、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、前記充電完了電圧の値を自動的に調節する充電制御部とを備える充電制御装置と
を備えることを特徴とするバッテリーパック。 Battery,
A charge control device that supplies power supplied from an input power source to a battery as charging power and charges the battery until the battery voltage reaches a charge completion voltage, and is connected to a positive electrode and a reference electrode of the battery And a positive voltage monitor for detecting a potential difference between the positive electrode and the reference electrode as a positive voltage, a negative electrode of the battery and the reference electrode, and a potential difference between the negative electrode and the reference electrode. Of the positive electrode and the negative electrode based on the negative voltage monitor that detects the negative voltage, the positive voltage detected by the positive voltage monitor, and the negative voltage detected by the negative voltage monitor. It is determined whether one or both of the potentials are lower than the assumed potential, and the potential of either one or both of the positive electrode and the negative electrode is equal to the assumed potential. If it is detected that is low, the battery pack characterized by comprising a charging control device and a charging control unit for automatically adjusting the value of the charging completion voltage.
前記正極側電圧モニタは、前記スイッチ群によって接続された前記バッテリーの前記正極側電圧を検出し、前記負極側電圧モニタは、前記スイッチ群によって接続された前記バッテリーの前記負極側電圧を検出することを特徴とする請求項11に記載のバッテリーパック。 The charge control device is connected to the positive electrode, the negative electrode, and the reference electrode of each of the plurality of batteries arranged in series, and at least one of the plurality of batteries is connected to the positive electrode side. A switch group that is switchably connected to the voltage monitor and the negative voltage monitor;
The positive voltage monitor detects the positive voltage of the battery connected by the switch group, and the negative voltage monitor detects the negative voltage of the battery connected by the switch group. The battery pack according to claim 11.
前記正極側電圧モニタを、前記複数のバッテリーのうちのいずれか1つの前記正極に切り替え可能に接続させる第1のスイッチと、
前記正極側電圧モニタおよび前記負極側電圧モニタを、前記複数のバッテリーのうちのいずれか1つの前記参照極に切り替え可能に接続させる第2のスイッチと、
前記負極側電圧モニタを、前記複数のバッテリーのうちのいずれか1つの前記負極に切り替え可能に接続させる第3のスイッチと
を備えることを特徴とする請求項13に記載のバッテリーパック。 The switch group includes:
A first switch for switchably connecting the positive voltage monitor to any one of the plurality of batteries;
A second switch for switchably connecting the positive voltage monitor and the negative voltage monitor to the reference electrode of any one of the plurality of batteries;
The battery pack according to claim 13 , further comprising: a third switch that switchesably connects the negative voltage monitor to any one of the plurality of batteries.
前記バッテリーの前記正極に流れる充電電流を検出する電流モニタと、
前記バッテリーの前記正極および前記負極に接続されるとともに、前記バッテリーのバッテリー電圧を検出する正極−負極間電圧モニタと をさらに備え、
前記充電制御部は、前記電流モニタが検出した前記充電電流値と、前記正極−負極間電圧モニタが検出した前記バッテリー電圧と、前記正極側電圧モニタが検出した前記正極側電圧と、前記負極側電圧モニタが検出した前記負極側電圧とに基づいて、充電電流あるいは充電電圧が所望の値になるように制御することを特徴とする請求項11に記載のバッテリーパック。 The charge control device includes:
A current monitor for detecting a charging current flowing in the positive electrode of the battery;
A positive-negative electrode voltage monitor that is connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery and detects a battery voltage of the battery;
The charging control unit includes the charging current value detected by the current monitor, the battery voltage detected by the positive / negative voltage monitor, the positive voltage detected by the positive voltage monitor, and the negative side. 12. The battery pack according to claim 11, wherein the charging current or the charging voltage is controlled to be a desired value based on the negative voltage detected by the voltage monitor.
前記バッテリーの正極と参照極とに接続される正極側電圧モニタによって、前記正極と前記参照極との電位差を正極側電圧として検出するステップと、
前記バッテリーの負極と前記参照極とに接続される負極側電圧モニタによって、前記負極と前記参照極との電位差を負極側電圧として検出するステップと、
充電制御部によって、前記正極側電圧モニタが検出した前記正極側電圧と前記負極側電圧モニタが検出した前記負極側電圧とに基づいて、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いか否かを判定し、前記正極と前記負極のいずれか一方若しくは両方の電位が想定電位よりも低いことを検出した場合、前記充電完了電圧の値を自動的に調節するステップと
を有することを特徴とする充電制御方法。 The battery charge control method executed by a charge control device that supplies power supplied from an input power source to a battery as charging power and charges the battery until the battery voltage reaches a charge completion voltage,
Detecting a potential difference between the positive electrode and the reference electrode as a positive electrode voltage by a positive voltage monitor connected to a positive electrode and a reference electrode of the battery;
Detecting a potential difference between the negative electrode and the reference electrode as a negative electrode voltage by a negative voltage monitor connected to the negative electrode of the battery and the reference electrode;
Based on the positive side voltage detected by the positive side voltage monitor and the negative side voltage detected by the negative side voltage monitor by the charge control unit, the potential of one or both of the positive side and the negative side is assumed. Determining whether or not the potential is lower than the potential, and automatically adjusting the value of the charging completion voltage when detecting that the potential of one or both of the positive electrode and the negative electrode is lower than the assumed potential; and The charge control method characterized by having.
When the charge control unit detects that the potential of one or both of the positive electrode and the negative electrode is lower than the assumed potential, the charge control unit automatically sets the value of the charge completion voltage by an amount corresponding to the potential difference from the assumed potential. The charge control method according to claim 21, wherein the charge control method is pulled down.
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