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JP3586285B2 - Battery charge / discharge device - Google Patents
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JP3586285B2 - Battery charge / discharge device - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電池の充電もしくは放電またはこれら双方を行う電池充放電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電池充電装置は、電池に対し電圧および電流を供給して、電池の充電を行っている。
【0003】
従来の電池放電装置は、設定電流により所定の放電を行って、電池の端子電圧を低下させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電池充電装置には、次のような問題点がある。
1.実際に供給されている電圧値および電流値が、製造仕様に対してどの程度の誤差があるか把握できず、製造に於ける品質管理を徹底して行うことができない。
2.自己診断機能および異常チャンネルへの電源供給を自動的にシャットオフする機能がないため製造における安全性が確保できない。
3.異常が発生したときにその異常内容(異常が発生したチャンネルおよびその時の電圧値および電流値等)を外部コンピュータに通報する機能を持たないため、異常処理が遅れ不良品を大量に作る危険性がある。
【0005】
従来の電池放電装置には、次のような問題点がある。
1.実際に放電されている電流値が、製造仕様に対してどの程度の誤差があるか把握できず、製造に於ける品質管理を徹底して行うことができない。
2.自己診断機能および異常チャンネルの電流入力を自動的にシャットオフする機能がないため製造における安全性が確保できない。
3.異常が発生したときにその異常内容(異常が発生したチャンネルおよびその時の電流値等)を外部コンピュータに通報する機能を持たないため、異常処理が遅れ不良品を大量に作る危険性がある。
【0008】
本発明は、電池良否の判断を高い信頼性を持って且つ高精度に行うことができるとともに、安全性を確保できる電池充放電装置を提供することを第1の目的とする。
【0009】
本発明の第2の目的は、メンテナンスおよび修復時間を短縮することができる電池充放電装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池充放電装置は、良品のリチウム二次電池の、充放電時間に対する充放電時の電圧および電流データを記憶する記憶手段と、複数のリチウム二次電池の各充放電時の電圧および電流データを監視して、充放電開始時から終了時までの間、記憶手段に記憶された良品のリチウム二次電池の充放電時の電圧および電流データと予め設定された時間単位で比較し、比較された差を繰り返し求める監視手段と、監視手段によって求められた差が、所定範囲を越えたリチウム二次電池の充放電を中止する制御手段とを備えることを特徴とする。
【0015】
監視手段は、リチウム二次電池の充放電時の電圧および電流データを監視して異常を検出し、この監視手段によって検出された異常の内容が外部コンピュータに通報されるようにすることができる。
【0016】
充放電時の電圧および電流データが、充電時の電圧および電流データおよび放電時の電圧および電流データの少なくとも一方であるようにすることができる。
【0017】
リチウム二次電池は、初期設定された電流により定電流充電されはじめ、リチウム二次電池の端子電圧の上昇に伴って徐々に減少する電流により充電されるようにするようにすることができる。
【0020】
【作用】
本発明の電池充放電装置においては、複数のリチウム二次電池の各充放電時の電圧および電流データが監視されて、充放電開始時から終了時までの間、記憶された良品のリチウム二次電池の充放電時の電圧および電流データと予め設定された時間単位で比較され、比較された差が繰り返し求められ、求められた差が所定範囲を越えたリチウム二次電池の充放電の中止が制御される。従って、電池良否の判断を高い信頼性を持って且つ高精度に行うことができるとともに、充放電装置の安全性を確保できる。
【0026】
【実施例】
図1は、本発明の電池充電装置の一実施例の構成を示す。この実施例は、Li(リチウム)二次電池の充電に関するものである。外部コンピュータ2と充電装置4とは、通信路6および8を介して接続されている。外部コンピュータ2は、通信路6を介して、充電装置4に対して電圧、電流および時間等の充電条件の設定を行うとともに、制御指令の送信を行う。
【0027】
外部コンピュータ2によって設定される充電条件すなわち充電特性曲線は、例えば、図3に示されているように、初期設定された電流により定電流充電を行い、電池の端子電圧の上昇に伴って電流を減少させていくものである。外部コンピュータ2は、図3に示された例の外、例えば、図5に示されているように、種々の充電条件を設定できる。図5(a)は、徐々に電流を流して、緩やかに電池の活性化を行う例であり、図5(b)は、初期は緩やかに、途中から急速に充電する例であり、図5(c)は、最初から急速に充電する例である。
【0028】
外部コンピュータ2は、また、充電装置4から通信路8を介して送られてくる稼働状況(電圧、電流および時間等)の監視データおよび異常内容(異常が発生したチャンネルおよびその時の電圧値および電流値等)を示すデータを受けて、稼働状況および異常内容を表示するとともに、充電装置4から通信路8を介して送られてくる電圧値および電流値等の測定データを集計する。
【0029】
充電装置4は、主電源部(図1には図示せず)、CPU部10、および8つの電圧/電流制御部VC1乃至VC8を備えている。主電源部は、充電用主電源、アナログ回路用電源、デジタル回路用電源、および外部入出力用電源から構成されている。
【0030】
CPU部10は、外部コンピュータ2と通信路6および8を介して通信を行う通信部12と、CPU14と、CPU14が演算を行うのに必要なデータ例えば、図4に示されているような良品の電池の充電特性データおよび演算結果等を記憶するメモリ15と、外部入出力用インターフェイス16および内部バスインターフェース18とにより構成されている。
【0031】
CPU部10は、外部コンピュータ2からの指示に基づいて電圧/電流制御部VC1乃至VC8に充電電圧および電流を設定し、電圧/電流制御部VC1乃至VC8が正常に動作しているか否かすなわち充電電圧、電流および時間を監視し、電池の端子電圧を測定し、異常発生時は、該当チャンネルへの給電を速やかにカットオフし、異常内容を外部コンピュータ2に通報する機能を有する。また、CPU部10は、充電時に、電池と充電装置との接続を行うためのアクチュエーターの制御機能も有している。なお、CPU部10は、外部コンピュータ2からの指示に基づかず、自らに設けられたスイッチのオペレータによる操作に従って、充電電圧および電流を設定し、充電電圧、電流および時間を監視し、電池の端子電圧を測定し、異常発生時は、該当チャンネルへの給電を速やかにカットオフする機能を有する。
【0032】
電圧/電流制御部VC1乃至VC8は、CPU部10の指示に従って充電電流および電圧を制御するものである。電圧/電流制御部VC1は、それぞれ1つずつ電池が接続される32チャンネルの電圧/電流制御回路を有する充電部C1と、CPU部10と内部バス20および22を介して接続されるI/Oユニットとから構成されている。I/Oユニットには、CPU部10から内部バス20を介して充電電圧および電流が設定される電圧/電流設定用D/AコンバータS1と、充電電圧および電流ならびに電池の端子電圧を測定するための電圧/電流測定用A/DコンバータM1とが含まれる。実際に電池に供給されている電圧および電流値が、A/DコンバータM1から内部バス22を介してCPU部10に通知される。なお、電圧/電流設定用D/AコンバータS1には、32個分の充電電圧および電流が設定され、電圧/電流測定用A/DコンバータM1には、32個分の電池の充電電圧および電流ならびに電池の端子電圧を測定するための回路を含んでいる。電圧/電流制御部VC2乃至VC8も、電圧/電流制御部VC1と同様な構成がとられている。
【0033】
なお、外部コンピュータ2の通信部を拡張することにより充電装置4の台数を増やすことができる。
【0034】
図2は、図1の実施例のCPU部10の動作例を示す。まず、CPU部10は、スイッチにて初期設定された電圧および電流値を電圧/電流制御部VC1乃至VC8のD/AコンバータS1乃至S8に設定する(ステップS1)。次に、CPU部10は、ステップS1で設定した電圧および電流値の精度を確認する(ステップS2)。精度が十分でなければ(ステップS3のNO)、CPU部10は、ステップS4において異常処理を行う。異常処理は、該当チャンネルへの給電のカットオフおよび異常チャンネル番号の外部コンピュータ2への通報である。精度が十分ならば(ステップS3のYESと)、CPU部10は、外部コンピュータ2にレディ信号を送出する(ステップS5)。
【0035】
外部コンピュータ2は、レディ信号を受け取ると、通信路6を介して、CPU部10に、充電装置4に対する電圧、電流および時間等の充電条件の設定データを送出し、CPU部10は、この設定データを、内部バス20を介して電圧/電流制御部VC1乃至VC8の電圧/電流設定用D/AコンバータS1乃至S8に送出する。電圧/電流制御部VC1乃至VC8の充電部C1乃至C8は、D/AコンバータS1乃至S8に設定されたデータに従って充電を行う。
【0036】
次に、CPU部10は、充電電圧および充電電流の測定(監視)、電池の端子電圧の測定およびこれらの測定に基づく電池の良否判断を行う(ステップS6)。
【0037】
まず、充電中の電池の良否判断から説明すると、CPU部10は、電圧/電流測定用A/DコンバータM1乃至M8および内部バス22を介して充電電圧および電流を常時監視しており、図4に示されているように、予めメモリ15に記憶されている良品の充電電圧および電流特性と、設定された時間単位で比較し、その差が所定値を越えると不良と判定する(ステップS7のNO)。そして、不良品と判定した電池のチャンネルに対してのみ給電のカットオフを行う(ステップS8)。このように、他の電池の製造になんら影響をおよぼすことなく、不良品に対する充電を速やかに停止することにより安全性を確保することができる)。
【0038】
また、CPU部10は、電圧/電流測定または異常処理後、外部コンピュータ2との通信を行う(ステップS9)。通信内容は、充電電圧および電流の測定結果、時間経過状況、異常時の状況報告、異常チャンネル番号の通報である。
【0039】
次に、電池の端子電圧の測定について説明する。充電最終電圧は、電池の良/不良判別の一項目であり、その測定精度は品質確保の上で重要である。図1の実施例では、前述のように、各チャンネル毎にすなわち電池毎に高精度A/Dコンバータを設けているため、高精度な電圧測定器としても用いることができる。図6は、図1の実施例に組み込まれる電池端子電圧測定回路の一構成例を示す。充電用主電源62と電池68との間には、トランジスタ64が設けられ、電池68の両端には、電圧/電流測定用A/Dコンバータ66が接続されている。高精度な端子電圧測定を実現する為に、充電中オン状態とされるトランジスタ64をカットオフし、A/Dコンバータ66の出力ディジタル値を読み取る。その結果、電池の端子電圧を正確に測定することができる。
【0040】
測定された電池の端子電圧が、所定範囲から逸脱しているときには(ステップS7のNO)、異常と判断し(ステップS8)、異常内容および異常チャンネル番号を外部コンピュータ2に通報する(ステップS9)。
【0041】
なお、図6の回路では、給電を停止するためにトランジスタを使用しているが、他の種々のスイッチング素子を使用することができる。
【0042】
図7は、本発明の電池放電装置の一実施例の構成を示す。この実施例は、Li(リチウム)二次電池の放電に関するものである。外部コンピュータ2と放電装置4Dとは、通信路6および8を介して接続されている。外部コンピュータ2は、通信路6を介して、放電装置4Dに対して電流および時間等の放電条件の設定を行うとともに、制御指令の送信を行う。
【0043】
外部コンピュータ2によって設定される放電条件すなわち放電特性曲線は、例えば、図9に示されているように、所定電流Iにより定電流放電させて電池の端子電圧は低下させていくものである(なお、Li二次電池の場合、完全に放電すると電池としての機能劣化が生ずる為、設定電圧v以下には放電しないようにする)。外部コンピュータ2は、図9に示された例の外、例えば、図11に示されているように、種々の放電条件を設定できる。図11(a)は、放電電流Iを最初大きくし徐々に小さくする例であり、図11(b)は、放電電流Iを最初小さくし徐々に大きくする例である。
【0044】
外部コンピュータ2は、また、放電装置4Dから通信路8を介して送られてくる稼働状況(電流および時間等)の監視データおよび異常内容(異常が発生したチャンネルおよびその時の電流値および時間等)を示すデータを受けて、稼働状況および異常内容を表示するとともに、放電装置4Dから通信路8を介して送られてくる電流値等の測定データを集計する。
【0045】
放電装置4Dは、主電源(図7には図示せず)、CPU部10D、および8つの電流制御部CC1乃至CC8を備えている。主電源部は、アナログ回路用電源、デジタル回路用電源、および外部入出力電源から構成されている。
【0046】
CPU部10Dは、外部コンピュータ2と通信を6および8を介して通信を行う通信部12Dと、CPU14Dと、CPU14Dが演算を行うのに必要なデータ例えば、図10に示されているような良品の電池の放電特性データおよび演算結果等を記憶するメモリ15Dと、外部入出力用インターフェース16Dおよび内部バスインターフェース18Dにより構成されている。
【0047】
CPU部10Dは、外部コンピュータ2からの指示に基づいて電流制御部CC1乃至CC8に放電電流を設定し、電流制御部CC1乃至CC8が正常に動作しているか否かすなわち放電電流および時間を監視し、電池の端子電圧を測定し、異常発生時は、該当チャンネルの放電を速やかに中止し、異常内容を外部コンピュータ2に通報する機能を有する。また、CPU部10Dは、電池と放電装置との接続を行うためのアクチュエーターの制御機能も有している。なお、CPU部10Dは、外部コンピュータ2からの指示に基づかず、自らに設けられたスイッチのオペレータによる操作に従って、放電電流を設定し、放電電流および時間を監視し、電池の端子電圧を測定し、異常発生時は、該当チャンネルの放電を速やかに中止する機能を有する。
【0048】
電流制御部CC1乃至CC8は、CPU部10Dの指示に従って充電電流を制御するものである。電流制御部CC1は、それぞれ1つずつ電池が接続される32チャンネルの電流制御回路を有する放電部D1と、CPU部10Dと内部バス20Dおよび22Dを介して接続されるI/Oユニットとから構成されている。I/Oユニットには、CPU部10Dから内部バス20Dを介して放電電流が設定される電流設定用D/AコンバータSD1と、放電電流および電池の端子電圧を測定するための電圧/電流測定用A/DコンバータMD1とが含まれる。実際に電池から流出している電流の値が、A/DコンバータMD1から内部バス22Dを介してCPU部10に通知される。なお、電流設定用D/AコンバータSD1には、32個分の放電電流が設定され、電圧/電流測定用A/DコンバータMD1には、32個分の電池の放電電流および電池の端子電圧を測定するための回路を含んでいる。電流制御部CC2乃至CC8も、電流制御部CC1と同様な構成がとられている。
【0049】
なお、外部コンピュータ2の通信部を拡張することにより放電装置4Dの台数を増やすことができる。
【0050】
図8は、図7の実施例のCPU部10Dの動作例を示す。まず、CPU部10Dは、スイッチにて初期設定された電流値を電流制御部CC1乃至CC8のD/AコンバータSD1乃至SD8に設定する(ステップS11)。次に、CPU部10Dは、ステップS11で設定した電流値の精度を確認する(ステップS12)。精度が十分でなければ(ステップS13のNO)、CPU部10Dは、ステップS14において異常処理を行う。異常処理は、該当チャンネルの放電の中止および異常チャンネル番号の外部コンピュータ2への通報である。精度が十分ならば(ステップS13のYESと)、CPU部10Dは、外部コンピュータ2にレディ信号を送出する(ステップS15)。
【0051】
外部コンピュータ2は、レディ信号を受け取ると、通信路6を介して、CPU部10Dに、放電装置4Dに対する電流および時間等の放電条件の設定データを送出し、CPU部10Dは、この設定データを、内部バス20Dを介して電流制御部CC1乃至CC8の電流設定用D/AコンバータSD1乃至SD8に送出する。電流制御部CC1乃至CC8の放電部D1乃至D8は、D/AコンバータSD1乃至SD8に設定されたデータに従って放電を行う。
【0052】
次に、CPU部10Dは、放電電流の測定(監視)、電池の端子電圧の測定およびこれらの測定に基づく電池の良否判断を行う(ステップS16)。
【0053】
まず、放電中の電池の良否判断から説明すると、CPU部10Dは、電圧/電流測定用A/DコンバータMD1乃至MD8および内部バス22Dを介して放電特性すなわち端子電圧Vを常時監視しており、図10に示されているように、予めメモリ15Dに記憶されている良品の放電特性すなわち端子電圧特性と、設定された時間単位で比較し、その差が所定値を越えると不良と判定する(ステップS17のNO)。そして、不良品と判定した電池のチャンネルに対してのみ放電中止を行う(ステップS18)。このように、他の電池の放電になんら影響をおよぼすことなく、不良品に対する放電を速やかに中止することにより安全性を確保することができる。
【0054】
また、CPU部10Dは、電圧/電流測定または異常処理後、外部コンピュータ2との通信を行う(ステップS19)。通信内容は、電池端子電圧および放電電流の測定結果、時間経過状況、異常時の状況報告、異常チャンネル番号の通報である。
【0055】
次に、電池の端子電圧の測定について説明する。放電最終電圧は、電池の良/不良判別の一項目であり、その測定精度は品質確保の上で重要である。図7の実施例では、前述のように、各チャンネル毎にすなわち電池毎に高精度A/Dコンバータを設けているため、高精度な電圧測定器としても用いることができる。図12は、図7の実施例に組み込まれる電池端子電圧測定回路の一構成例を示す。放電用電流制御回路62Dと電池68との間には、スイッチ64Dが設けられ、電池68の両端には、電圧/電流測定用A/Dコンバータ66が接続されている。高精度な端子電圧測定を実現する為に、放電中オン状態とされるスイッチ64Dをカットオフし、A/Dコンバータ66の出力ディジタル値を読み取る。その結果、電池の端子電圧を正確に測定することができる。
【0056】
測定された電池の端子電圧が、所定範囲から逸脱しているときには(ステップS17のNO)、異常と判断し(ステップS18)、異常内容および異常チャンネル番号を外部コンピュータ2に通報する(ステップS19)。
【0057】
なお、図7の実施例は、放電だけを行う装置だけでなく、図13に示すように、充電および放電を交互に行う装置にも適用可能である。
【0058】
図14は、本発明の電池充放電装置の一実施例の構成を示す。主電源62の正極端子は、スイッチSW1、例えばFET等からなる制御素子72、例えば抵抗等からなる電流検出素子74およびダイオード92を介して電池68の正極端子に接続される。また、制御素子72、電流検出素子74およびダイオード92からなる直列回路に並列に、ダイオード91が接続されている。ダイオート91および92は、充電電流および放電電流の切り替え用ダイオードであり、互いに逆極性に接続されており、ダイオード91のアノードとダイオード92のカソードとが電池68の正極端子に接続されている。
【0059】
主電源62の負極端子は、電池68の負極端子に接続されている。電流検出素子74とダイオード92のアノードとの接続点は、スイッチSW2を介して電池68の負極端子に接続されている。CPU100は、スイッチSW1およびSW2に接続指令および非接続指令を出力するが、CPU100から出力された接続指令または非接続指令は、スイッチSW2に直接供給されるとともに、スイッチSW1に、反転器76を介して供給される。すなわち、スイッチSW1およびSW2は、どちらか一方がオンとされ、他方がオフとされる。
【0060】
より具体的に述べると、充電時には、スイッチSW2は、CPU100から出力される非接続指令によりオフ状態(非接続状態)とされ、スイッチSW1は、CPU100から出力された非接続指令が反転器76により反転されて接続指令として供給され、オン状態(接続状態)とされる。放電時には、スイッチSW2は、CPU100から出力される接続指令によりオン状態(接続状態)とされ、スイッチSW1は、CPU100から出力された接続指令が反転器76により反転されて非接続指令として供給され、オフ状態(非接続状態)とされる。
【0061】
CPU100は、主電源62を、充電に必要な最小の電圧値に設定する。すなわち、CPU100は、制御素子72の電圧降下をV1、電流検出素子74の電圧降下をV2、ダイオード92の電圧降下をV3、電池68の充電電圧をVとすると、主電源62を次の(式1)で示される電圧Vに設定する。
【0062】
V=V1+V2+V3+V ・・・(式1)
【0063】
CPU100は、設定電圧値を内部バス102を介して電圧設定用D/Aコンバータ78に供給する。D/Aコンバータ78は、設定電圧値をアナログ信号に変換して、比較器80の一方の入力端子に供給する。CPU100は、設定電流値を内部バス102を介して電流設定用D/Aコンバータ81に供給する。D/Aコンバータ81は、設定電流値をアナログ信号に変換して、比較器82の一方の入力端子に供給する。
【0064】
電池68の端子電圧は、増幅器84を介して比較器80の他方の入力端子に供給する。比較器80は、両入力端子の差電圧を制御素子72に供給する。電流検出素子74の端子電圧は、増幅器86を介して比較器82の他方の入力端子に供給する。比較器82は、両入力端子の差電圧を制御素子72に供給する。
【0065】
また、増幅器84および増幅器86の出力電圧は、電圧/電流設定用モニター用A/Dコンバータ88および内部バス102を介してディジタル値としてCPU100に供給される。
【0066】
上述のように構成された図14の電池充放電装置の実施例において、充電時には、CPU100から出力された充電指令に相当する非接続指令に応じて、スイッチSW1がオン状態となり、スイッチSW2がオフ状態となる。従って、主電源62の正極端子から、スイッチSW1、制御素子72、電流検出素子74およびダイオード92を介して、電池68の正極端子に供給される。
【0067】
放電時には、CPU100から出力された放電指令に相当する接続指令に応じて、スイッチSW1がオフ状態となり、スイッチSW2がオン状態となる。従って、電池68の正極端子から放出される放電電流は、ダイオード91、制御素子72、電流検出素子74およびスイッチSW2を介して、電池68の負極端子に流れ込む。
【0068】
図15は、本発明の電池充放電装置の別の実施例の構成を示す。この例は、n(nは、正の整数)個の電池を充電する例である。充放電装置200は、n個の電池B1乃至Bnのそれぞれに対応させて電圧電流制御部VIC1乃至VICnを備えている。電圧電流制御部VIC1乃至VICnは、それぞれ、図14のスイッチSW1、反転器76、制御素子72、電圧設定用D/Aコンバータ78、比較器80、電流設定用D/Aコンバータ81、増幅器84および86、電圧/電流モニター設定用A/Dコンバータ88、ならびにスイッチSW2に相当する構成要素を含んでいる。
【0069】
電池充放電装置200のCPU100は、充電時の発熱量を最小にするために、n個の電池B1乃至Bnのそれぞれに対応させて、充電用主電源62を、充電に必要な最小の電圧値に設定する。また、CPU100は、電圧設定値および電流設定値を電圧電流制御部VIC1乃至VICnに与えて、電池B1乃至Bnへの電力供給を制御する。
【0070】
充電時には、CPU100は、電圧電流制御部VIC1乃至VICnに充電指令に与える。これにより、電圧電流制御部VIC1乃至VICnは、充電電圧電流制御回路として作用し、電池B1乃至Bnに充電を行う。
【0071】
放電時には、CPU100は、電圧電流制御部VIC1乃至VICnに放電指令に与える。これにより、電圧電流制御部VIC1乃至VICnは、放電電圧電流制御回路として作用し、電池B1乃至Bnは、放電を行う。
【0072】
【発明の効果】
本発明の電池充放電装置によれば、複数のリチウム二次電池の各充放電時の電圧および電流データを監視して、充放電開始時から終了時までの間、記憶された良品のリチウム二次電池の充放電時の電圧および電流データと予め設定された時間単位で比較し、比較された差を繰り返し求め、求められた差が所定範囲を越えたリチウム二次電池の充放電の中止を制御するようにしたので、電池良否の判断を高い信頼性を持って且つ高精度に行うことができるとともに、充放電装置の安全性を確保できる。また、異常処理を迅速に行うことができ、充放電装置のメンテナンスおよび修復時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電池充電装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の実施例のCPU部10の動作例を示すフローチャートである。
【図3】図1の実施例の充電対象であるリチウム二次電池の充電特性の一例を示す特性図である。
【図4】予め記憶されている良品の充電特性と、実際の電池の充電特性との比較態様を示す特性図である。
【図5】図1の実施例に適用可能な種々の充電特性を示す特性図である。
【図6】図1の実施例の電池の端子電圧測定回路の一構成例を示す回路図である。
【図7】本発明の電池放電装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図8】図7の実施例のCPU部10Dの動作例を示すフローチャートである。
【図9】図7の実施例の放電対象であるリチウム二次電池の放電特性の一例を示す特性図である。
【図10】予め記憶されている良品の放電特性と、実際の電池の放電特性との比較態様を示す特性図である。
【図11】図7の実施例に適用可能な種々の放電特性を示す特性図である。
【図12】図7の実施例の電池の端子電圧測定回路の一構成例を示す回路図である。
【図13】充電および放電を交互に行って充電を行う例を示す特性図である。
【図14】本発明の電池充放電装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図15】本発明の電池充放電装置の別の実施例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
2 外部コンピュータ
4 充電装置
6,8 通信路
10 CPU部
12 通信部
14 CPU
15 メモリ
16 I/Oインターフェース
18 内部バスインターフェース
VC1乃至VC8 電圧/電流制御部
S1乃至S8 電圧/電流設定用D/Aコンバータ
M1乃至M8 電圧/電流測定用A/Dコンバータ
C1乃至C8 充電部
62 充電用主電源
64 トランジスタ
66 電圧/電流測定用A/Dコンバータ
68 電池
4D 放電装置
10D CPU部
12D 通信部
14D CPU
15D メモリ
16D I/Oインターフェース
18D 内部バスインターフェース
CC1乃至CC8 電流制御部
SD1乃至SD8 電流設定用D/Aコンバータ
MD1乃至MD8 電圧/電流測定用A/Dコンバータ
D1乃至D8 放電部
62D 放電用電流制御回路
64D スイッチ
72 制御素子
74 電流検出素子
76 反転器
78 電圧設定用D/Aコンバータ
80,82 比較器
81 電流設定用D/Aコンバータ
84,86 増幅器
88 電圧/電流モニター用A/Dコンバータ
91,92 ダイオード
100 CPU
SW1,SW2 スイッチ
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a battery charging / discharging device for charging and / or discharging a battery.
[0002]
[Prior art]
A conventional battery charger supplies a voltage and a current to a battery to charge the battery.
[0003]
A conventional battery discharge device performs a predetermined discharge with a set current to lower the terminal voltage of the battery.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional battery charger has the following problems.
1. It is not possible to grasp how much the actually supplied voltage value and current value are different from the manufacturing specifications, and it is not possible to thoroughly perform quality control in manufacturing.
2. Since there is no self-diagnosis function and a function of automatically shutting off power supply to an abnormal channel, safety in manufacturing cannot be ensured.
3. When an error occurs, there is no function to notify the external computer of the details of the error (the channel where the error occurred, the voltage value and current value at that time, etc.). is there.
[0005]
The conventional battery discharge device has the following problems.
1. It is not possible to grasp how much the actually discharged current value has an error with respect to the manufacturing specifications, and it is not possible to thoroughly perform quality control in manufacturing.
2. Since there is no self-diagnosis function and a function of automatically shutting off the current input of the abnormal channel, safety in manufacturing cannot be ensured.
3. Since there is no function of notifying the external computer of the contents of the abnormality (the channel in which the abnormality occurred and the current value at that time) when the abnormality occurred, there is a risk that the abnormality processing is delayed and a large number of defective products are produced.
[0008]
A first object of the present invention is to provide a battery charging / discharging device capable of determining the quality of a battery with high reliability and high accuracy and ensuring safety.
[0009]
A second object of the present invention is to provide a battery charge / discharge device capable of shortening maintenance and repair time.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The battery charge and discharge device of the present invention is a non-defective lithium secondary battery,Charge / discharge timeStorage means for storing voltage and current data at the time of charge and discharge, and voltage and current data at the time of charge and discharge of each of the plurality of lithium secondary batteries are monitored, and from the start to the end of charge and discharge, the storage means Memorable goodRechargeable lithium batteryVoltage and current data during charging and dischargingCompared in a preset time unit and comparedIt is characterized by comprising monitoring means for repeatedly calculating the difference, and control means for stopping charging and discharging of the lithium secondary battery in which the difference obtained by the monitoring means exceeds a predetermined range.
[0015]
The monitoring means is for the lithium secondary battery.Voltage and current data during charging and dischargingCan be monitored to detect an abnormality, and the details of the abnormality detected by the monitoring means can be reported to an external computer.
[0016]
Voltage and current data during charging and dischargingBut,Voltage and current data during chargingandDischarge voltage and current dataAt least one of the following.
[0017]
The lithium secondary battery can be configured to start being charged at a constant current by the initially set current, and then to be charged by a current that gradually decreases as the terminal voltage of the lithium secondary battery increases.
[0020]
[Action]
In the battery charging / discharging device of the present invention, voltage and current data at the time of charging / discharging of a plurality of lithium secondary batteries are monitored, and stored from the start to the end of charging / discharging of a good product.Rechargeable lithium batteryVoltage and current data during charging and dischargingCompared in a preset time unit and comparedThe difference is repeatedly obtained, and the suspension of charging and discharging of the lithium secondary battery in which the obtained difference exceeds a predetermined range is controlled. Therefore, the quality of the battery can be determined with high reliability and high accuracy, and the safety of the charging / discharging device can be ensured.
[0026]
【Example】
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the battery charger of the present invention. This embodiment relates to charging of a Li (lithium) secondary battery. The external computer 2 and the charging device 4 are connected via communication paths 6 and 8. The external computer 2 sets charging conditions such as voltage, current, and time to the charging device 4 via the communication path 6 and transmits a control command.
[0027]
The charging condition set by the external computer 2, that is, the charging characteristic curve is, for example, as shown in FIG. 3, the constant current charging is performed by the initially set current, and the current is changed with the rise of the terminal voltage of the battery. It is to decrease. The external computer 2 can set various charging conditions other than the example shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG. FIG. 5A shows an example in which the current is gradually supplied to slowly activate the battery, and FIG. 5B shows an example in which the battery is gradually charged at the initial stage and charged rapidly in the middle. (C) is an example of rapidly charging from the beginning.
[0028]
The external computer 2 also monitors the operation status (voltage, current, time, etc.) sent from the charging device 4 via the communication path 8 and the content of the abnormality (the channel in which the abnormality occurred and the voltage value and current at that time). In addition to receiving the data indicating the values, the operation status and the details of the abnormality are displayed, and the measurement data such as the voltage value and the current value transmitted from the charging device 4 via the communication path 8 is totaled.
[0029]
The charging device 4 includes a main power supply unit (not shown in FIG. 1), a CPU unit 10, and eight voltage / current control units VC1 to VC8. The main power supply unit includes a main power supply for charging, a power supply for analog circuits, a power supply for digital circuits, and a power supply for external input / output.
[0030]
The CPU 10 communicates with the external computer 2 via the communication paths 6 and 8.Communication unit 12When,CPU14When,CPU14A memory 15 for storing data required for performing the calculation, for example, charging characteristic data of a good battery and a calculation result as shown in FIG. 4, an external input / output interface 16 and an internal bus interface 18, It consists of.
[0031]
The CPU 10 sets charging voltages and currents in the voltage / current controllers VC1 to VC8 based on an instruction from the external computer 2, and determines whether or not the voltage / current controllers VC1 to VC8 are operating normally, ie, charging. It has a function of monitoring the voltage, current and time, measuring the terminal voltage of the battery, and immediately cutting off the power supply to the corresponding channel when an abnormality occurs, and reporting the contents of the abnormality to the external computer 2. Also,CPU unit 10Has a function of controlling an actuator for connecting a battery and a charging device during charging. The CPU unit 10 sets the charging voltage and current, monitors the charging voltage, current and time, and monitors the terminal of the battery, based on an operation of a switch provided on the CPU unit 10 based on an instruction from the external computer 2 and not based on an instruction from the external computer 2. It has a function to measure the voltage and immediately cut off the power supply to the corresponding channel when an abnormality occurs.
[0032]
The voltage / current control units VC1 to VC8 control the charging current and the voltage according to the instruction of the CPU unit 10. The voltage / current control unit VC1 includes a charging unit C1 having a voltage / current control circuit of 32 channels to which one battery is connected, and an I / O connected to the CPU unit 10 via the internal buses 20 and 22. And a unit. The I / O unit includes a voltage / current setting D / A converter S1 in which a charging voltage and a current are set from the CPU unit 10 via the internal bus 20, and a charging voltage and a current and a battery terminal voltage. And an A / D converter M1 for measuring voltage / current. The voltage and current value actually supplied to the battery are notified from the A / D converter M1 to the CPU unit 10 via the internal bus 22. The charging voltage and current for 32 batteries are set in the D / A converter for voltage / current setting S1, and the charging voltage and current for 32 batteries are set in the A / D converter for voltage / current measurement M1. And a circuit for measuring the terminal voltage of the battery. The voltage / current control units VC2 to VC8 have the same configuration as the voltage / current control unit VC1.
[0033]
The number of charging devices 4 can be increased by expanding the communication unit of the external computer 2.
[0034]
FIG. 2 shows an operation example of the CPU section 10 of the embodiment of FIG. First, the CPU unit 10 sets the voltage and current values initially set by the switches in the D / A converters S1 to S8 of the voltage / current control units VC1 to VC8 (step S1). Next, the CPU unit 10 checks the accuracy of the voltage and current values set in step S1 (step S2). If the accuracy is not sufficient (NO in step S3), the CPU 10 performs an abnormal process in step S4. The abnormality processing is a notification to the external computer 2 of the cutoff of power supply to the corresponding channel and the abnormal channel number. If the accuracy is sufficient (YES in step S3), the CPU unit 10 sends a ready signal to the external computer 2 (step S5).
[0035]
When the external computer 2 receives the ready signal, the external computer 2 sends setting data of charging conditions such as voltage, current, and time to the charging device 4 to the CPU 10 via the communication path 6. The data is transmitted to the voltage / current setting D / A converters S1 to S8 of the voltage / current controllers VC1 to VC8 via the internal bus 20. The charging units C1 to C8 of the voltage / current control units VC1 to VC8 perform charging according to the data set in the D / A converters S1 to S8.
[0036]
Next, the CPU unit 10 measures (monitors) the charging voltage and the charging current, measures the terminal voltage of the battery, and determines the quality of the battery based on these measurements (step S6).
[0037]
First, a description will be given of the quality judgment of the battery being charged. The CPU unit 10 constantly monitors the charging voltage and current via the voltage / current measuring A / D converters M1 to M8 and the internal bus 22. As shown in (2), the charging voltage and current characteristics of non-defective products stored in advance in the memory 15 are compared in a set time unit, and if the difference exceeds a predetermined value, it is determined that the battery is defective (step S7). NO). Then, the power supply is cut off only for the channel of the battery determined to be defective (step S8). As described above, the safety can be ensured by immediately stopping charging the defective product without affecting the manufacture of other batteries.)
[0038]
Further, the CPU 10 communicates with the external computer 2 after the voltage / current measurement or the abnormality processing (step S9). The communication contents are the measurement results of charging voltage and current, the elapsed time status, the status report at the time of abnormality, and the notification of the abnormal channel number.
[0039]
Next, measurement of the terminal voltage of the battery will be described. The final charging voltage is one item of good / bad determination of the battery, and its measurement accuracy is important for ensuring quality. In the embodiment of FIG. 1, as described above, a high-precision A / D converter is provided for each channel, that is, for each battery, so that it can be used as a high-precision voltage measuring device. FIG. 6 shows a configuration example of a battery terminal voltage measurement circuit incorporated in the embodiment of FIG. A transistor 64 is provided between the charging main power supply 62 and the battery 68, and a voltage / current measuring A / D converter 66 is connected to both ends of the battery 68. In order to realize highly accurate terminal voltage measurement, the transistor 64 that is turned on during charging is cut off, and the output digital value of the A / D converter 66 is read. As a result, the terminal voltage of the battery can be accurately measured.
[0040]
When the measured terminal voltage of the battery is out of the predetermined range (NO in step S7), it is determined that the battery is abnormal (step S8), and the details of the abnormality and the abnormal channel number are reported to the external computer 2 (step S9). .
[0041]
In the circuit of FIG. 6, transistors are used to stop power supply, but other various switching elements can be used.
[0042]
FIG. 7 shows the configuration of an embodiment of the battery discharge device of the present invention. This example relates to discharging of a Li (lithium) secondary battery. The external computer 2 and the discharge device 4D are connected via communication paths 6 and 8. The external computer 2 sets discharge conditions such as current and time for the discharge device 4D via the communication path 6, and transmits a control command.
[0043]
The discharge condition, that is, the discharge characteristic curve set by the external computer 2 is, for example, as shown in FIG. 9, a constant current discharge with a predetermined current I to decrease the terminal voltage of the battery (note that FIG. In the case of a Li secondary battery, if it is completely discharged, the function of the battery will be deteriorated. The external computer 2 can set various discharge conditions other than the example shown in FIG. 9, for example, as shown in FIG. FIG. 11A is an example in which the discharge current I is initially increased and gradually reduced, and FIG. 11B is an example in which the discharge current I is initially reduced and gradually increased.
[0044]
The external computer 2 also monitors the operation status (current and time, etc.) sent from the discharge device 4D via the communication path 8 and the content of the abnormality (the channel in which the abnormality occurred, the current value and time at that time, etc.). Is displayed, the operating status and the details of the abnormality are displayed, and the measurement data such as the current value sent from the discharge device 4D via the communication path 8 is totaled.
[0045]
The discharge device 4D includes a main power supply (not shown in FIG. 7),CPU unit 10D, And eight current control units CC1 to CC8. The main power supply unit includes a power supply for an analog circuit, a power supply for a digital circuit, and an external input / output power supply.
[0046]
The CPU 10D communicates with the external computer 2 via 6 and 8.Communication unit 12DCPU 14D, a memory 15D for storing data necessary for the CPU 14D to perform an operation, for example, discharge characteristic data of a non-defective battery as shown in FIG. 10 and an operation result, and an external input / output interface 16D And an internal bus interface 18D.
[0047]
The CPU unit 10D sets a discharge current in the current control units CC1 to CC8 based on an instruction from the external computer 2, and monitors whether the current control units CC1 to CC8 are operating normally, that is, monitors the discharge current and time. , The terminal voltage of the battery is measured, and when an abnormality occurs, the discharge of the corresponding channel is immediately stopped, and the abnormality content is reported to the external computer 2. The CPU unit 10D also has a function of controlling an actuator for connecting the battery and the discharge device. The CPU unit 10D sets the discharge current, monitors the discharge current and time, and measures the terminal voltage of the battery according to the operation of the switch provided on the CPU unit 10D, not based on the instruction from the external computer 2. When an abnormality occurs, a function of immediately stopping the discharge of the corresponding channel is provided.
[0048]
The current control units CC1 to CC8 control the charging current in accordance with instructions from the CPU unit 10D. The current control unit CC1 includes a discharge unit D1 having a current control circuit of 32 channels to which one battery is connected, and an I / O unit connected to the CPU unit 10D and the internal buses 20D and 22D. Have been. The I / O unit includes a current setting D / A converter SD1 for setting a discharge current from the CPU unit 10D via the internal bus 20D, and a voltage / current measurement for measuring a discharge current and a terminal voltage of a battery. And an A / D converter MD1. The value of the current actually flowing out of the battery is notified from the A / D converter MD1 to the CPU unit 10 via the internal bus 22D. The current setting D / A converter SD1 is set with 32 discharge currents, and the voltage / current measurement A / D converter MD1 is set with 32 battery discharge currents and battery terminal voltages. Includes circuitry for measuring. The current control units CC2 to CC8 have the same configuration as the current control unit CC1.
[0049]
Note that the number of discharge devices 4D can be increased by expanding the communication unit of the external computer 2.
[0050]
FIG. 8 shows an operation example of the CPU unit 10D of the embodiment of FIG. First, the CPU unit 10D sets the current values initially set by the switches in the D / A converters SD1 to SD8 of the current control units CC1 to CC8 (step S11). Next, the CPU unit 10D checks the accuracy of the current value set in step S11 (step S12). If the accuracy is not sufficient (NO in step S13), the CPU 10D performs an abnormal process in step S14. The abnormal processing is to stop the discharge of the corresponding channel and report the abnormal channel number to the external computer 2. If the accuracy is sufficient (YES in step S13), CPU unit 10D sends a ready signal to external computer 2 (step S15).
[0051]
When the external computer 2 receives the ready signal, the external computer 2 sends the setting data of the discharge condition such as current and time to the discharging device 4D to the CPU 10D via the communication path 6, and the CPU 10D transmits the setting data. Are transmitted to the current setting D / A converters SD1 to SD8 of the current controllers CC1 to CC8 via the internal bus 20D. The discharge units D1 to D8 of the current control units CC1 to CC8 perform discharge in accordance with data set in the D / A converters SD1 to SD8.
[0052]
Next, the CPU section 10D measures (monitors) the discharge current, measures the terminal voltage of the battery, and determines the quality of the battery based on these measurements (step S16).
[0053]
First, a description will be given from the determination of the quality of the battery being discharged. The CPU unit 10D constantly monitors the discharge characteristics, that is, the terminal voltage V via the voltage / current measurement A / D converters MD1 to MD8 and the internal bus 22D. As shown in FIG. 10, the discharge characteristics of the non-defective product, that is, the terminal voltage characteristics, which are stored in the memory 15D in advance, are compared in a set time unit, and if the difference exceeds a predetermined value, it is determined to be defective ( (NO in step S17). Then, the discharge is stopped only for the channel of the battery determined to be defective (step S18). As described above, the safety of the battery can be ensured by immediately stopping the discharging of the defective product without affecting the discharging of the other batteries.
[0054]
Further, the CPU 10D performs communication with the external computer 2 after the voltage / current measurement or the abnormality processing (Step S19). The communication contents are the measurement results of the battery terminal voltage and the discharge current, the elapsed time status, the status report at the time of abnormality, and the notification of the abnormal channel number.
[0055]
Next, measurement of the terminal voltage of the battery will be described. The final discharge voltage is one item for determining whether the battery is good or defective, and its measurement accuracy is important for ensuring quality. In the embodiment of FIG. 7, as described above, since a high-precision A / D converter is provided for each channel, that is, for each battery, it can also be used as a high-precision voltage measuring device. FIG. 12 shows a configuration example of a battery terminal voltage measurement circuit incorporated in the embodiment of FIG. A switch 64D is provided between the discharging current control circuit 62D and the battery 68, and a voltage / current measuring A / D converter 66 is connected to both ends of the battery 68. To realize highly accurate terminal voltage measurement, the switch 64D that is turned on during discharging is cut off, and the output digital value of the A / D converter 66 is read. As a result, the terminal voltage of the battery can be accurately measured.
[0056]
When the measured terminal voltage of the battery is out of the predetermined range (NO in step S17), it is determined that the battery is abnormal (step S18), and the details of the abnormality and the abnormal channel number are reported to the external computer 2 (step S19). .
[0057]
The embodiment of FIG. 7 can be applied not only to a device for performing only discharge but also to a device for performing charge and discharge alternately as shown in FIG.
[0058]
FIG. 14 shows the configuration of an embodiment of the battery charge / discharge device of the present invention. The positive terminal of the main power supply 62 is connected to the positive terminal of the battery 68 via a switch SW1, a control element 72 composed of, for example, an FET, a current detection element 74 composed of, for example, a resistor, and a diode 92. A diode 91 is connected in parallel with a series circuit including the control element 72, the current detection element 74, and the diode 92. The diodes 91 and 92 are switching diodes for switching a charging current and a discharging current, and are connected in opposite polarities. The anode of the diode 91 and the cathode of the diode 92 are connected to the positive terminal of the battery 68.
[0059]
The negative terminal of the main power supply 62 is connected to the negative terminal of the battery 68. The connection point between the current detection element 74 and the anode of the diode 92 is connected to the negative terminal of the battery 68 via the switch SW2. The CPU 100 outputs a connection command and a non-connection command to the switches SW1 and SW2. The connection command or the non-connection command output from the CPU 100 is directly supplied to the switch SW2, and is also supplied to the switch SW1 via the inverter 76. Supplied. That is, one of the switches SW1 and SW2 is turned on and the other is turned off.
[0060]
More specifically, at the time of charging, the switch SW2 is turned off (disconnected state) by a disconnection command output from the CPU 100, and the switch SW1 is turned on and off by the inverter 76 by the disconnection command output from the CPU 100. It is inverted and supplied as a connection command, and is turned on (connection state). At the time of discharging, the switch SW2 is turned on (connected state) by a connection command output from the CPU 100, and the switch SW1 is supplied as a disconnection command by inverting the connection command output from the CPU 100 by the inverter 76, It is turned off (disconnected state).
[0061]
CPU 100 sets main power supply 62 to the minimum voltage value required for charging. That is, the CPU 100 determines that the voltage drop of the control element 72 is V1, the voltage drop of the current detection element 74 is V2, the voltage drop of the diode 92 is V3, and the charging voltage of the battery 68 is V.BThen, the main power supply 62 is set to the voltage V represented by the following (Equation 1).
[0062]
V = V1 + V2 + V3 + VB                      ... (Equation 1)
[0063]
The CPU 100 supplies the set voltage value to the voltage setting D / A converter 78 via the internal bus 102. The D / A converter 78 converts the set voltage value into an analog signal and supplies the analog signal to one input terminal of the comparator 80. The CPU 100 supplies the set current value to the current setting D / A converter 81 via the internal bus 102. The D / A converter 81 converts the set current value into an analog signal and supplies the analog signal to one input terminal of the comparator 82.
[0064]
The terminal voltage of the battery 68 is supplied to the other input terminal of the comparator 80 via the amplifier 84. The comparator 80 supplies the difference voltage between the two input terminals to the control element 72. The terminal voltage of the current detecting element 74 is supplied to the other input terminal of the comparator 82 via the amplifier 86. The comparator 82 supplies a difference voltage between both input terminals to the control element 72.
[0065]
The output voltages of the amplifiers 84 and 86 are supplied to the CPU 100 as digital values via the voltage / current setting monitor A / D converter 88 and the internal bus 102.
[0066]
In the embodiment of the battery charge / discharge device of FIG. 14 configured as described above, at the time of charging, the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off in response to the disconnection command corresponding to the charging command output from the CPU 100. State. Accordingly, power is supplied from the positive terminal of the main power supply 62 to the positive terminal of the battery 68 via the switch SW1, the control element 72, the current detecting element 74, and the diode 92.
[0067]
At the time of discharging, the switch SW1 is turned off and the switch SW2 is turned on in response to a connection command corresponding to the discharge command output from the CPU 100. Therefore, the discharge current discharged from the positive terminal of the battery 68 flows into the negative terminal of the battery 68 via the diode 91, the control element 72, the current detecting element 74, and the switch SW2.
[0068]
FIG. 15 shows the configuration of another embodiment of the battery charge / discharge device of the present invention. In this example, n (n is a positive integer) batteries are charged. The charge / discharge device 200 includes voltage / current control units VIC1 to VICn corresponding to the n batteries B1 to Bn, respectively. The voltage / current control units VIC1 to VICn are respectively a switch SW1, an inverter 76, a control element 72, a voltage setting D / A converter 78, a comparator 80, a current setting D / A converter 81, an amplifier 84, and a switch SW1 in FIG. 86, an A / D converter 88 for setting a voltage / current monitor, and components corresponding to the switch SW2.
[0069]
The CPU 100 of the battery charging / discharging device 200 sets the charging main power supply 62 to the minimum voltage value required for charging in association with each of the n batteries B1 to Bn in order to minimize the amount of heat generated during charging. Set to. Further, the CPU 100 supplies the voltage set value and the current set value to the voltage / current control units VIC1 to VICn, and controls power supply to the batteries B1 to Bn.
[0070]
At the time of charging, the CPU 100 gives a charging command to the voltage / current control units VIC1 to VICn. Thus, the voltage / current control units VIC1 to VICn act as charging voltage / current control circuits, and charge the batteries B1 to Bn.
[0071]
At the time of discharging, the CPU 100 gives a discharge command to the voltage / current control units VIC1 to VICn. As a result, the voltage / current control units VIC1 to VICn operate as discharge voltage / current control circuits, and the batteries B1 to Bn discharge.
[0072]
【The invention's effect】
According to the battery charge / discharge device of the present invention, the voltage and current data at the time of charge / discharge of each of the plurality of lithium secondary batteries is monitored, and the quality of the non-defective products stored from the start to the end of charge / discharge is monitored.Rechargeable lithium batteryVoltage and current data during charging and dischargingCompared in a preset time unit and comparedThe difference is repeatedly obtained, and the stop of charging / discharging of the lithium secondary battery in which the obtained difference exceeds a predetermined range is controlled, so that it is possible to determine whether the battery is good or not with high reliability and high accuracy. And the safety of the charging / discharging device can be ensured. In addition, the abnormality processing can be performed quickly, and the maintenance and repair time of the charge / discharge device can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a battery charger of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation example of a CPU unit 10 of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of charging characteristics of a lithium secondary battery to be charged in the embodiment of FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a comparison between a previously stored non-defective charging characteristic and an actual battery charging characteristic.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing various charging characteristics applicable to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 6 is a circuit diagram showing one configuration example of a terminal voltage measuring circuit of the battery of the embodiment of FIG. 1;
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the battery discharge device of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of a CPU unit 10D of the embodiment in FIG. 7;
9 is a characteristic diagram showing an example of a discharge characteristic of a lithium secondary battery to be discharged in the embodiment of FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a comparison between the discharge characteristics of a non-defective product stored in advance and the discharge characteristics of an actual battery.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing various discharge characteristics applicable to the embodiment of FIG. 7;
12 is a circuit diagram showing one configuration example of a terminal voltage measuring circuit of the battery of the embodiment in FIG. 7;
FIG. 13 is a characteristic diagram showing an example in which charging is performed by alternately performing charging and discharging.
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the battery charge / discharge device of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the battery charge / discharge device of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 External computer
4 Charging device
6,8 Communication channel
10 CPU section
12 Communication unit
14 CPU
15 Memory
16 I / O interface
18 Internal bus interface
VC1 to VC8 voltage / current control unit
S1 to S8 Voltage / current setting D / A converter
M1 to M8 A / D converter for voltage / current measurement
C1 to C8 charging unit
62 Main power supply for charging
64 transistors
66 A / D converter for voltage / current measurement
68 batteries
4D discharge device
10D CPU section
12D communication unit
14D CPU
15D memory
16D I / O interface
18D internal bus interface
CC1 to CC8 current control unit
SD1 to SD8 D / A converter for current setting
MD1 to MD8 A / D converter for voltage / current measurement
D1 to D8 discharge unit
62D discharge current control circuit
64D switch
72 control element
74 current detection element
76 Inverter
78 D / A converter for voltage setting
80, 82 comparator
81 D / A converter for current setting
84,86 amplifier
88 A / D converter for voltage / current monitor
91,92 Diode
100 CPU
SW1, SW2 switch

Claims (4)

良品のリチウム二次電池の充放電時の、充放電時間に対する電圧および電流データを記憶する記憶手段と、
複数のリチウム二次電池の各充放電時の電圧および電流データを監視して、充放電開始時から終了時までの間、前記記憶手段に記憶された良品のリチウム二次電池の充放電時の電圧および電流データと予め設定された時間単位で比較し、比較された差を繰り返し求める監視手段と、
前記監視手段によって求められた差が、所定範囲を越えたリチウム二次電池の充放電を中止する制御手段と
を備えることを特徴とする電池充放電装置。
At the time of charging and discharging a good lithium secondary battery, storage means for storing voltage and current data with respect to the charging and discharging time ,
The voltage and current data at the time of charging and discharging of each of the plurality of lithium secondary batteries is monitored, and during the charging and discharging of good lithium secondary batteries stored in the storage means from the start to the end of charging and discharging. Monitoring means for comparing voltage and current data with a preset time unit and repeatedly obtaining the compared difference;
A battery charging / discharging device comprising: a control unit for stopping charging / discharging of the lithium secondary battery in which the difference obtained by the monitoring unit exceeds a predetermined range.
前記監視手段は、前記リチウム二次電池の充放電時の電圧および電流データを監視して異常を検出し、前記監視手段によって検出された異常の内容が外部コンピュータに通報される
ことを特徴とする請求項1記載の電池充放電装置。
The monitoring means monitors voltage and current data during charging and discharging of the lithium secondary battery to detect an abnormality, and the content of the abnormality detected by the monitoring means is reported to an external computer. The battery charging / discharging device according to claim 1.
前記充放電時の電圧および電流データが、充電時の電圧および電流データおよび放電時の電圧および電流データの少なくとも一方である
ことを特徴とする請求項1記載の電池充放電装置。
2. The battery charge / discharge device according to claim 1, wherein the voltage and current data at the time of charge / discharge is at least one of voltage and current data at the time of charge and voltage and current data at the time of discharge.
前記リチウム二次電池は、初期設定された電流により定電流充電されはじめ、前記リチウム二次電池の端子電圧の上昇に伴って徐々に減少する電流により充電される
ことを特徴とする請求項1記載の電池充放電装置。
2. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lithium secondary battery is charged with a constant current by an initially set current, and is charged by a current that gradually decreases with an increase in a terminal voltage of the lithium secondary battery. Battery charging and discharging device.
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