JP5036341B2 - パック電池 - Google Patents
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Description
パック電池は、電池1の電圧を検出して電池電圧が第1の充電禁止電圧まで上昇すると電池1の電流を遮断する主保護回路2、32、42と、電池電圧が第2の充電禁止電圧まで上昇すると電池1の電流を遮断するサブ保護回路3、33、43と、電池1の劣化を検出すると共に主保護回路2、32、42とサブ保護回路3、33、43を制御する制御回路4とを備えており、第2の充電禁止電圧を第1の充電禁止電圧よりも低く設定している。さらに、制御回路4は、電池1の劣化を検出する劣化度検出部11と、サブ保護回路3を動作状態に切り換える設定劣化度を記憶するメモリ12と、劣化度検出部11で検出される検出劣化度をメモリ12に記憶する設定劣化度に比較してサブ保護回路3、33、43を動作状態に切り換える切換部13を備えている。パック電池は、電池1の劣化度が設定劣化度を超えない状態にあっては、主保護回路2、32、42が動作状態にあって、電池1の電流を遮断する電圧を第1の充電禁止電圧としており、電池1の劣化度が設定劣化度を超えると、切換部13がサブ保護回路3、33、43を動作状態として、電池1の電流を遮断する電圧を第1の充電禁止電圧から第2の充電禁止電圧に低下させる。
なお、本実施例では、劣化度を表す数値が小さいほど、劣化が進んだ状態(後述する最大容量)と判断する方法や、劣化度を表す数値が大きいほど、劣化が進んだ状態(後述する内部抵抗値、サイクル数)と判断する方法とがある。したがって、本明細書においては、検出劣化度が設定劣化度を超えると、劣化が進んだ状態とし、電池が劣化している状態を示している。
(1)内部抵抗にて検出する方法
(2)充電できる最大容量から検出する方法
(3)充放電のサイクル数にて検出する方法
の少なくともひとつの方法を利用できる。
R=(Eocv−Eccv)/I
ただし、この式において、Eocvは電池の無負荷電圧、Eccvは電流Iを流す状態での電池電圧、Iは電流である。
ここで、EocvとEccvは、電圧検出回路5で検出されて劣化度検出部11に入力される。また、電池1に流れる電流Iは、電池1と直列に接続された電流検出抵抗16を備える電流検出回路15で検出されて劣化度検出部11に入力される。
劣化度検出部11は、上記の式から演算される電池の内部抵抗(R)から劣化度を特定する関数やテーブルを記憶しており、記憶される関数やテーブルから電池の劣化度を判定する。さらには、上記検出劣化度として、電池の検出された内部抵抗を用い、メモリ12に記憶される設定劣化度として設定抵抗値を用いるとき、検出された内部抵抗が設定抵抗値を超えたとき、電池が劣化した状態と判定することもできる。
[電池の劣化度が設定劣化度を超えない状態(電池が設定劣化度まで劣化していない状態)]
この状態で主保護回路2のみが動作状態となり、サブ保護回路3は動作状態とならない。制御回路4の劣化度検出部11が電池1の劣化度を検出し、検出された劣化度が設定劣化度を超えないことから、切換部13がサブ保護回路3の電源スイッチ14をオフに保持するからである。劣化が進んでいない電池1は、第1の充電禁止電圧まで充電して安全に、しかも充電容量を大きくして使用される。
電池1の劣化度が設定劣化度を超えると、この状態が制御回路4の劣化度検出部11で検出される。この状態を検出した劣化度検出部11は、切換部13でもってサブ保護回路3の電源スイッチ14をオフからオンに切り換える。電源スイッチ14がオンになると、サブ保護回路3は電源スイッチ14を介して電力が供給されて動作状態となる。サブ保護回路3が動作状態になると、第2の充電禁止電圧で電池1の電流が遮断される。第2の充電禁止電圧は第1の充電禁止電圧よりも低い電圧に設定されているので、劣化した電池は、充電されて最高に上昇する電圧を第2の充電禁止電圧に低く制限される。したがって、電池が劣化したパック電池は、最高電圧を低く制限してより安全に使用できる状態となる。
2、32、42…主保護回路
3、33、43…サブ保護回路
4…制御回路
5…電圧検出回路
6…スイッチング素子
7…寄生ダイオード
8…差動アンプ
9…コンパレータ
10…入力回路
11…劣化度検出部
12…メモリ
13…切換部
14…電源スイッチ
15…電流検出回路
16…電流検出抵抗
Claims (3)
- 電池(1)の電圧を検出して電池電圧が第1の充電禁止電圧まで上昇すると電池(1)の電流を遮断する主保護回路(2)、(32)、(42)と、電池電圧が第2の充電禁止電圧まで上昇すると電池(1)の電流を遮断するサブ保護回路(3)、(33)、(43)と、電池(1)の劣化を検出すると共に主保護回路(2)、(32)、(42)回路とサブ保護回路(3)、(33)、(43)を制御する制御回路(4)とを備え、
前記第2の充電禁止電圧は前記第1の充電禁止電圧よりも低く設定され、さらに前記制御回路(4)は電池(1)の劣化を検出する劣化度検出部(11)と、サブ保護回路(3)、(33)、(43)を動作状態に切り換える設定劣化度を記憶するメモリ(12)と、劣化度検出部(11)で検出される検出劣化度をメモリ(12)に記憶する設定劣化度に比較してサブ保護回路(3)、(33)、(43)を動作状態に切り換える切換部(13)を備えており、
電池(1)の劣化度が設定劣化度を超えない状態にあっては、主保護回路(2)、(32)、(42)が動作状態にあって電池(1)の電流を遮断する電圧を第1の充電禁止電圧としており、電池(1)の劣化度が設定劣化度を超えると、切換部(13)がサブ保護回路(3)、(33)、(43)を動作状態として、電池(1)の電流を遮断する電圧を第1の充電禁止電圧から第2の充電禁止電圧に低下させるようにしてなるパック電池。 - 電池(1)が設定劣化度よりも劣化する状態で、制御回路(4)は主保護回路(2)、(32)とサブ保護回路(3)、(33)の両方を動作状態とする請求項1に記載されるパック電池。
- 主保護回路(2)、(32)、(42)とサブ保護回路(3)、(33)、(43)が、電池(1)の電圧を検出する電圧検出回路(5)と、電圧検出回路(5)で検出される電池電圧が充電禁止電圧まで上昇する状態でオンからオフに切り換えられるスイッチング素子(6)とを備える請求項1に記載されるパック電池。
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