JP3203533B2 - 組電池の充電装置 - Google Patents

組電池の充電装置

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JP3203533B2 JP25514993A JP25514993A JP3203533B2 JP 3203533 B2 JP3203533 B2 JP 3203533B2 JP 25514993 A JP25514993 A JP 25514993A JP 25514993 A JP25514993 A JP 25514993A JP 3203533 B2 JP3203533 B2 JP 3203533B2
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正三 吉川
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2次電池を2個直列接
続で使用する組電池を定電圧充電方式で充電する組電池
の充電装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】図4は組電池の充電の説明図である。図示
するように鉛電池やリチウムイオン電池等の2次電池B
−1と2次電池B−2を直列に接続してなる組電池Bの
充電を行う際は、規定電圧の定電圧値Eで過充電になら
ないよう監視しながら充電している。即ち、2次電池B
−1の電圧値V1と2次電池B−2の電圧V2及び組電
池Bの電圧値VBを常時又は周期的に監視し、2個の2
次電池B−1、B−2の電圧V1、V2が規定以上のア
ンバランスになれば充電を中止し組電池Bとしては不良
と判定している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2個の
2次電池は充電/放電を繰り返しているうちに特性の差
により電圧差や充電状態に差が生じてくる。従来の充電
装置では電池B−1と電池B−2に同じ充電電流を流し
ており、このままの状態で無理に充電/放電を繰り返せ
ば片方の電池が過充電となりその寿命を縮めることにな
ると同時に、他方の電池は充電不足になり電池としての
能力(容量)を充分発揮出来なくなる。また、単品の電
池としては良品でも組電池としては不良品となると云う
問題があった。
【0004】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を除去し、各電池の充電状態を自動的に
バランスをとりながら充電を行う組電池の充電装置を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、図1に示すように、第1及び第2の2個の2
次電池B−1、B−2を直列に接続した組電池Bに定電
圧回路(トランジスタQ1及びオペアンプU3)からの
定電圧を印加して該組電池Bを充電する組電池の充電装
置において、組電池Bの第1の2次電池B−1の電圧V
1、第2の2次電池B−2の電圧V2として、V1<V
2の時ONする第1のオペアンプU1と、V1>V2の
時ONする第2のオペアンプU2とを設けると共に、第
1の2次電池B−1と第2の2次電池B−2の正負極の
接続点に接続され、第1のオペアンプU1のON動作で
ONする第1のスイッチングトランジスタQ3と、第2
のオペアンプU2のON動作でONする第2のスイッチ
ングトランジスタQ2を設け、第1及び第2の両スイッ
チングトランジスタQ3、Q2がOFFの時は定電圧回
路からの同じ充電電流iで両2次電池B−1、B−2を
充電し、第1のスイッチングトランジスタQ3がONの
時は該第1のスイッチングトランジスタQ3を介して第
2の2次電池B−2に流れる定電圧回路からの充電電流
iの所定量を分流させると共に、第2のスイッチングト
ランジスタQ2がONの時は該第2のスイッチングトラ
ンジスタQ2を介して第2の2次電池B−2に流れる定
電圧回路からの充電電流iに所定量の充電電流を外部か
ら追加して流すように構成したことを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明では、V1=V2で第1及び第2の両ス
イッチングトランジスタQ3、Q2がOFFの時は定電
圧回路からの同じ充電電流iで両2次電池B−1、B−
2を充電する。V1<V2でオペアンプU1がON動作
となり第1のスイッチングトランジスタQ3がONとな
ると、定電圧回路からの充電電流iは第1の2次電池B
−1を充電した後、抵抗R7と第2の2次電池B−2に
分流され、第1の2次電池B−1の電圧V1は第2の2
次電池B−2の電圧V2に比べて急速に上昇する。V2
<V1でオペアンプU2がON動作となり第2のスイッ
チングトランジスタQ2がONとなると、第2の2次電
池B−2には定電圧回路からの充電電流iに第2のスイ
ッチングトランジスタQ2がONを通して流れる電流i
1が加わった電流が流れ、第2の2次電池B−2の電圧
V2は第1の2次電池B−1の電圧V1に比べて急速に
上昇する。これにより、第1の2次電池B−1と第2の
2次電池B−2の充電のアンバランスを充電中に自動的
に修正し電池の寿命を延ばし、電池としての能力(容
量)を充分に発揮させることができる。
【0007】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は本発明の組電池充電装置の回路を示
す図である。図示するように本発明の組電池充電装置は
トランジスタQ1、スイッチングトランジスタQ2、Q
3、オペアンプU1、U2、U3、抵抗器R1〜R7、
端子T1、T2、T3で構成され、2個の電池B−1と
電池B−2が直列に接続されてなる組電池Bを充電す
る。
【0008】入力電圧Viは入力端子Tiに入力され、
トランジスタQ1の端子11、出力端子12を経て充電
用の端子T1に出力される。トランジスタQ1の出力端
子12の電圧は抵抗器R1、R2で分圧され、該分圧さ
れた電圧値はオペアンプU3で基準電圧値Vrefと比
較され差電圧がトランジスタQ1の端子13にフィ−ド
バックされ、出力端子12の電圧、即ち端子T1の電圧
値は一定に維持される。
【0009】一方、入力端子Tiに入力された入力電圧
Viは抵抗器R6、スイッチングトランジスタQ2、抵
抗R7、スイッチングトランジスタQ3よりなる直列回
路に印加される。スイッチングトランジスタQ2がオン
になると電池B−2の充電電流i2は電池B−1からの
充電電流iとスイッチングトランジスタQ2からの充電
電流i1の和となり、スイッチングトランジスタQ3が
オンになると電池B−1を通った充電電流iは抵抗器R
7と電池B−2に分流するように制御される。
【0010】ここで、抵抗器R3の抵抗値r3と抵抗器
R5の抵抗値r5を等しく、r3≒r5とし、抵抗器R
4の抵抗値r4を適当な値に設定する。b点の電圧値は
a点の一定の定電圧値を抵抗R3と抵抗器R4、R5の
直列回路で分圧した値であり、d点の電圧値との差がオ
ペアンプU1に入力され、その出力でスイッチングトラ
ンジスタQ3を制御する。また、c点の電圧値はa点の
一定の電圧値を抵抗器R3、R4の直列回路と抵抗器R
5で分圧した値であり、d点の電圧値との差がオペアン
プU2に入力され、その出力でスイッチングトランジス
タQ2を制御する。
【0011】組電池Bの電池B−1の電圧値V1と電池
B−2の電圧値V2のバランスがとれているときは、c
点の電圧値<d点の電圧値<b点の電圧値(V1≒V
2)となり、オペアンプU1及びU2の出力は共にロー
レベルとなり、スイッチングトランジスタQ2及びQ3
は共にオフとなる。このため電池B−1及びB−2は同
じ充電電流で充電される。
【0012】図2は電池B−1の電圧値V1と電池B−
2の電圧値V2の関係が、V1<V2の時の充電電流の
流れを示す図である。V1<V2の時、抵抗器R4の抵
抗値r4を適当な値に設定すれば、d点の電圧値>b点
の電圧値となり、オペアンプU1の出力はハイレベル
(オペアンプU2の出力はロ−レベル)となるためスイ
ッチングトランジスタQ3はオンとなる(Q2はオ
フ)。このため充電電流iは電池B−1を充電した後、
抵抗R7と電池B−2に分流される。従って電池B−1
の電圧V1は電池B−2の電圧V2に比べ急速に上昇す
る。組電池Bの電池B−1及び電池B−2の電圧のバラ
ンスがとれてV1≒V2になれば上記に述べたように同
じ充電電流iが流れる。
【0013】図3は電池B−1の電圧値V1と電池B−
2の電圧値V2の関係が、V1>V2の時の充電電流の
流れを示す図である。V1>V2の時、d点の電圧値<
c点の電圧値となり、オペアンプU2の出力はハイレベ
ル(U1の出力はロ−レベル)となるためスイッチング
トランジスタQ2がONとなる(Q3はオフ)。このた
め電池B−2の充電電流i2は電池B−1の充電電流i
とスイッチングトランジスタより供給される電流i1の
和となる。従って、電池B−2の電圧V2は電池B−1
の電圧V1に較べ急速に上昇する。組電池Bの電池B−
1及び電池B−2の電圧のバランスがとれてV1≒V2
になれば上記に述べたように同じ充電電流iが流れる。
【0014】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、下記のような優れた効果が期待できる。 2個のオ
ペアンプと2個のスイッチングトランジスタで簡単な回
路で、組電池を構成する各2次電池の特性差、容量の差
等より生じるアンバランスに対して自動的にバランスを
とって充電するので、過充電による電池寿命を縮めるこ
となく、また充電の不足による容量不足を起こすことな
各2次電池容量を有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の組電池充電装置の回路を示す図であ
る。
【図2】V1<V2の時の充電電流の流れを示す図であ
る。
【図3】V1>V2の時の充電電流の流れを示す図であ
る。
【図4】組電池の充電の説明図である。
【符号の説明】
Q1 トランジスタ Q2 トランジスタ Q3 トランジスタ U1 オペアンプ U2 オペアンプ U3 オペアンプ B1 電池 B2 電池 R3 抵抗 R4 抵抗 R5 抵抗 R6 抵抗 R7 抵抗 T1 端子 T2 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−64377(JP,A) 特開 平7−87673(JP,A) 特開 平6−165399(JP,A) 特開 平6−253463(JP,A) 特開 平5−49181(JP,A) 特開 平4−299032(JP,A) 特開 平4−248332(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/02 - 7/10 H01M 10/44

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2の2個の2次電池を直列に
    接続した組電池に定電圧回路からの定電圧を印加して該
    組電池を充電する組電池の充電装置において、前記組電池の第1の2次電池の電圧V1、第2の2次電
    池の電圧V2として、V1<V2の時ONする第1のオ
    ペアンプと、V1>V2の時ONする第2のオペアンプ
    とを設けると共に、第1の2次電池と第2の2次電池の
    正負極の接続点に接続され、第1のオペアンプのON動
    作でONする第1のスイッチングトランジスタと、第2
    のオペアンプのON動作でONする第2のスイッチング
    トランジスタを設け、 前記第1及び第2の両スイッチングトランジスタがOF
    Fの時は前記定電圧回路からの同じ充電電流で両2次電
    池を充電し、前記第1のスイッチングトランジスタがO
    Nの時は該第1のスイッチングトランジスタを介して前
    記第2の2次電池に流れる前記定電圧回路からの充電電
    流の所定量を分流させると共に、前記第2のスイッチン
    グトランジスタがONの時は前記第2のスイッチングト
    ランジスタを介して前記第2の2次電池に流れる前記定
    電圧回路からの充電電流に所定量の充電電流を外部から
    追加して流すように構成した ことを特徴とする組電池の
    充電装置。
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