JPH0923591A - ２次電池パック及びその充電器 - Google Patents
２次電池パック及びその充電器Info
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- JPH0923591A JPH0923591A JP7188226A JP18822695A JPH0923591A JP H0923591 A JPH0923591 A JP H0923591A JP 7188226 A JP7188226 A JP 7188226A JP 18822695 A JP18822695 A JP 18822695A JP H0923591 A JPH0923591 A JP H0923591A
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- secondary battery
- pair
- battery pack
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/70—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
- H02J7/751—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ２次電池パックの充電端子及び充電器の出力
端子を一対とし、温度センサーを備え、充電々流を制御
する充電器を提供する。 【構成】 ２次電池３が接続された一対の充電端子
１1 、１2 と、一対の充電端子に接続された温度センサ
４とを備える２次電池パックＡと、一端がＤＣ−ＤＣコ
ンバータ６の電流制御素子１１を介して電源に接続され
他端が出力端子１1 に接続されて２次電池３への充電電
流をオン−オフするスイッチング素子７と、前記電流制
御素子１１を制御すると共にスイッチング素子７を周期
的にオン−オフする制御手段８ａと、一端が基準電源９
に接続され他端が出力端子１1 に接続された抵抗１０と
を有し、制御手段８ａは、スイッチング素子７がオフの
時の温度センサ４間の電圧によって電流制御素子１１を
制御し、２次電池パックＡが異常温度になったとき充電
を急速充電からトリクル充電に切り換えるものである。
端子を一対とし、温度センサーを備え、充電々流を制御
する充電器を提供する。 【構成】 ２次電池３が接続された一対の充電端子
１1 、１2 と、一対の充電端子に接続された温度センサ
４とを備える２次電池パックＡと、一端がＤＣ−ＤＣコ
ンバータ６の電流制御素子１１を介して電源に接続され
他端が出力端子１1 に接続されて２次電池３への充電電
流をオン−オフするスイッチング素子７と、前記電流制
御素子１１を制御すると共にスイッチング素子７を周期
的にオン−オフする制御手段８ａと、一端が基準電源９
に接続され他端が出力端子１1 に接続された抵抗１０と
を有し、制御手段８ａは、スイッチング素子７がオフの
時の温度センサ４間の電圧によって電流制御素子１１を
制御し、２次電池パックＡが異常温度になったとき充電
を急速充電からトリクル充電に切り換えるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次電池パック及
び充電器に関する。
び充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、２次電池パックの温度を検出する
ために、２次電池パックＡは、図６に示すように、サー
ミスタのような温度センサａを内蔵しており、２次電池
ｂが短絡防止用ダイオードｃを介して１対の充電端子ｄ
1 及びｄ2 に接続され、温度センタａの一方の端子が温
度検出端子ｄ3 に、他方の端子がマイナス側の充電端子
ｄ2 に夫々接続され、３個の端子ｄ1 ，ｄ2 及びｄ3 を
有している。この２次電池ｂを充電する充電器Ｂは、定
電流制御のＤＣ−ＤＣコンバータｅと、基準電源ｆと、
マイクロコンピュータｇとから成り、２次電池パックＡ
の３個の端子ｄ1，ｄ2 及びｄ3 に夫々接続する出力端
子ｈ1 ，ｈ2 ，ｈ3 を有している。マイクロコンピュー
タｇは、基準電源ｆに接続される電源入力端子ＶＤＤ，
ＧＮＤ、出力端子ｈ3 に接続され２次電池パックＡの温
度検出信号が入力するアナログ・ディジタルコンバータ
入力端子ＴＨＶ及びＤＣ−ＤＣコンバータｅの定電流値
を切り換えるための出力端子ＩＳＷを有する。このマイ
クロコンピュータｇの前記入力端子ＴＨＶには、基準電
源電圧Ｖｒが抵抗ｉと温度センサａにより分圧されて２
次電池ｂの温度に対応する電圧Ｖｔ即ち温度検出信号が
入力するようになっているので、マイクロコンピュータ
ｇは、温度検出信号に応じた出力信号を出力端子ＩＳＷ
から出力し、この出力によりＤＣ−ＤＣコンバータｅ
は、例えば、通常温度では急速充電をし、温度が異常に
なったとき、トリクル充電に切り換える。
ために、２次電池パックＡは、図６に示すように、サー
ミスタのような温度センサａを内蔵しており、２次電池
ｂが短絡防止用ダイオードｃを介して１対の充電端子ｄ
1 及びｄ2 に接続され、温度センタａの一方の端子が温
度検出端子ｄ3 に、他方の端子がマイナス側の充電端子
ｄ2 に夫々接続され、３個の端子ｄ1 ，ｄ2 及びｄ3 を
有している。この２次電池ｂを充電する充電器Ｂは、定
電流制御のＤＣ−ＤＣコンバータｅと、基準電源ｆと、
マイクロコンピュータｇとから成り、２次電池パックＡ
の３個の端子ｄ1，ｄ2 及びｄ3 に夫々接続する出力端
子ｈ1 ，ｈ2 ，ｈ3 を有している。マイクロコンピュー
タｇは、基準電源ｆに接続される電源入力端子ＶＤＤ，
ＧＮＤ、出力端子ｈ3 に接続され２次電池パックＡの温
度検出信号が入力するアナログ・ディジタルコンバータ
入力端子ＴＨＶ及びＤＣ−ＤＣコンバータｅの定電流値
を切り換えるための出力端子ＩＳＷを有する。このマイ
クロコンピュータｇの前記入力端子ＴＨＶには、基準電
源電圧Ｖｒが抵抗ｉと温度センサａにより分圧されて２
次電池ｂの温度に対応する電圧Ｖｔ即ち温度検出信号が
入力するようになっているので、マイクロコンピュータ
ｇは、温度検出信号に応じた出力信号を出力端子ＩＳＷ
から出力し、この出力によりＤＣ−ＤＣコンバータｅ
は、例えば、通常温度では急速充電をし、温度が異常に
なったとき、トリクル充電に切り換える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の充電器
Ｂに２次電池パックＡの温度を認識させるために、２次
電池パックＡの充電端子ｄ1 、ｄ2 及びｄ3 及び充電器
Ｂの出力端子ｈ1 、ｈ2及びｈ3 は、夫々最低３個の端
子が必要であり、そのため、２次電池パックＡ及び充電
器Ｂの価格が高く、又、充電器Ｂの出力端子ｈ1 ，
ｈ2 ，ｈ3 が図７に示すように板バネで、その板バネの
上に２次電池パックＡを挿入する構造の場合、板バネの
バネ圧にばらつきがあり、例えば、図７（Ａ）（Ｂ）に
示す中央及び左側のバネ圧が高く、右側のバネ圧が低い
とき、２次電池パックＡが右側に傾いてしまったり、２
次電池パックＡの出力端子ｄ3 と充電器Ｂの右側の端子
ｈ3 間の接触抵抗が大きくなってしまうなどの不具合が
あった。本発明は、従来のこのような不具合を解消する
ことができる２次電池パック及びその充電器を提供する
ことをその目的とするものである。
Ｂに２次電池パックＡの温度を認識させるために、２次
電池パックＡの充電端子ｄ1 、ｄ2 及びｄ3 及び充電器
Ｂの出力端子ｈ1 、ｈ2及びｈ3 は、夫々最低３個の端
子が必要であり、そのため、２次電池パックＡ及び充電
器Ｂの価格が高く、又、充電器Ｂの出力端子ｈ1 ，
ｈ2 ，ｈ3 が図７に示すように板バネで、その板バネの
上に２次電池パックＡを挿入する構造の場合、板バネの
バネ圧にばらつきがあり、例えば、図７（Ａ）（Ｂ）に
示す中央及び左側のバネ圧が高く、右側のバネ圧が低い
とき、２次電池パックＡが右側に傾いてしまったり、２
次電池パックＡの出力端子ｄ3 と充電器Ｂの右側の端子
ｈ3 間の接触抵抗が大きくなってしまうなどの不具合が
あった。本発明は、従来のこのような不具合を解消する
ことができる２次電池パック及びその充電器を提供する
ことをその目的とするものである。
【０００４】
【課題を解消するための手段】上記の課題を解決した本
発明の電池パックは、２次電池が接続される一対の充電
端子と、該一対の充電端子に接続され温度により抵抗が
変化する温度センサとを備えることを特徴とする。ま
た、上記の課題を解決した本発明の充電器は、２次電池
が接続される一対の充電端子と、該一対の充電端子に接
続され温度により抵抗が変化する温度センサとを備える
２次電池パック内の２次電池を充電する充電器におい
て、前記一対の充電端子に接続される一対の出力端子
と、一端が電流制御素子を介して電源に接続され他端が
前記一対の出力端子の一つに接続されて前記一対の出力
端子に接続された２次電池への充電電流をオン−オフす
るスイッチング素子と、前記電流制御素子を制御すると
共に前記スイッチング素子を周期的にオン−オフする制
御手段と、一端が基準電源に接続され他端が前記出力端
子の一つに接続された抵抗とを有し、該制御手段は、前
記スイッチング素子がオフの時の一対の出力端子に接続
された前記温度センサ間の電圧によって前記電流制御素
子を制御し、２次電池パックが異常温度になったとき充
電を急速充電からトリクル充電に切り換えるものである
ことを特徴とする。
発明の電池パックは、２次電池が接続される一対の充電
端子と、該一対の充電端子に接続され温度により抵抗が
変化する温度センサとを備えることを特徴とする。ま
た、上記の課題を解決した本発明の充電器は、２次電池
が接続される一対の充電端子と、該一対の充電端子に接
続され温度により抵抗が変化する温度センサとを備える
２次電池パック内の２次電池を充電する充電器におい
て、前記一対の充電端子に接続される一対の出力端子
と、一端が電流制御素子を介して電源に接続され他端が
前記一対の出力端子の一つに接続されて前記一対の出力
端子に接続された２次電池への充電電流をオン−オフす
るスイッチング素子と、前記電流制御素子を制御すると
共に前記スイッチング素子を周期的にオン−オフする制
御手段と、一端が基準電源に接続され他端が前記出力端
子の一つに接続された抵抗とを有し、該制御手段は、前
記スイッチング素子がオフの時の一対の出力端子に接続
された前記温度センサ間の電圧によって前記電流制御素
子を制御し、２次電池パックが異常温度になったとき充
電を急速充電からトリクル充電に切り換えるものである
ことを特徴とする。
【０００５】
【作用】図１示のように、本発明の電池パックを、該充
電器を接続させると、該充電器の一対の出力端子に、２
次電池パックの充電端子を介して接続された温度センサ
間の温度に対応する電圧が入力するので、その入力によ
り制御手段は、電流制御素子を制御し、２次電池パック
が異常温度になったとき充電を急速充電からトリクル充
電に切り換える。また、充電器の出力端子が２端子であ
るから、２次電池パックを充電器に挿入したとき平衡が
とれ、電池パックの充電と充電器の出力端子がうまく接
続できる。尚、該充電器に該スイッチング素子を周期的
にオン−オフすると共に、そのオン−オフのデューティ
・ファクターを制御する制御手段を設けるときは、前記
と同様に、２次電池パックＡが異常温度になったとき急
速充電からトリクル充電に切り換えることができる。
電器を接続させると、該充電器の一対の出力端子に、２
次電池パックの充電端子を介して接続された温度センサ
間の温度に対応する電圧が入力するので、その入力によ
り制御手段は、電流制御素子を制御し、２次電池パック
が異常温度になったとき充電を急速充電からトリクル充
電に切り換える。また、充電器の出力端子が２端子であ
るから、２次電池パックを充電器に挿入したとき平衡が
とれ、電池パックの充電と充電器の出力端子がうまく接
続できる。尚、該充電器に該スイッチング素子を周期的
にオン−オフすると共に、そのオン−オフのデューティ
・ファクターを制御する制御手段を設けるときは、前記
と同様に、２次電池パックＡが異常温度になったとき急
速充電からトリクル充電に切り換えることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を添付図面
について説明する。図１は、本発明の２次電池パックを
本発明の充電器に接続した詳細図を示す。図面でＡは２
次電池パックを示す。該２次電池パックＡは、２次電池
３に接続される一対の充電端子１1 ，１2 と、該一対の
充電端子１1 、１2 に接続され温度により抵抗が変化す
る温度センサ４とを備える。Ｂは、該２次電池３に接続
された一対の充電端子１1 、１2 と、該一対の充電端子
１1 、１2 に接続され温度により抵抗が変化する温度セ
ンサ４とを備える２次電池パックＡ内の２次電池３を充
電する充電器であって、該充電器Ｂは、前記電池パック
Ａの一対の充電端子１1 、１2 に接続される一対の出力
端子５1 、５2 と、一端が例えばＤＣ−ＤＣコンバータ
６の電流制御素子（図示せず）を介して電源（図示せ
ず）に接続され他端が前記一対の出力端子５1 、５2 の
一つに接続されて、前記一対の出力端子５1 、５2 に接
続された２次電池３への充電電流をオン−オフするスイ
ッチング素子７と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ６の電流
制御素子を制御すると共に前記スイッチング素子７を周
期的にオン−オフする例えばマイクロコンピュータであ
る制御手段８と、一端が基準電源９に接続され他端が前
記出力端子５1 、５2 の一つに接続された抵抗１０とを
有し、該制御手段８は、前記スイッチング素子７がオフ
の時の一対の出力端子５1 、５2 に接続された前記温度
センサ４間の電圧に応じて前記電流制御素子を制御し、
２次電池パックＡが異常温度になったとき充電を急速充
電からトリクル充電に切り換えるものであることを特徴
とする。前記制御手段８は、前記電流制御素子を制御す
る代わりに、前記スイッチング素子７のオン−オフのデ
ューティ・ファクタを制御し、２次電池パックＡが異常
温度になったとき充電を急速充電からトリクル充電に切
り換えるものであってもよい。上記のように、２次電池
パックＡの一対の充電端子１1 ，１2 に充電器Ｂが接続
されると、該一対の充電端子１1 ，１2 に接続された２
次電池３は充電される。充電器Ｂは、請求項２に記載の
ように、電流制御素子と、２次電池３への充電電流をオ
ン−オフするスイッチング素子７と、前記電流制御素子
を制御すると共に前記スイッチング素子７を周期的にオ
ン−オフする制御手段８を備えており、前記スイッチン
グ素子７がオフの時、前記制御手段８には、充電器Ｂの
一対の出力端子５1 ，５2 に充電端子１1 、１2 を介し
て接続された温度センサ４間の温度に対応する電圧が入
力するので、この入力により制御手段８は、前記電流制
御素子を制御し、２次電池パックＡが異常温度になった
とき充電を急速充電からトリクル充電に切り換える。請
求項３に記載の構成によれば、制御手段８は、前記スイ
ッチング素子７のオン−オフのデューティ・ファクタを
制御し、前記と同様に、２次電池パックＡが異常温度に
なったとき急速充電からトリクル充電に切り換える。一
方、充電器の出力端子が２端子であるので、それが板バ
ネ構造の場合、２次電池パックを充電器に挿入したとき
平衡がとれ、２次電池パックの充電端子と充電器の出力
端子がうまく接触する。
について説明する。図１は、本発明の２次電池パックを
本発明の充電器に接続した詳細図を示す。図面でＡは２
次電池パックを示す。該２次電池パックＡは、２次電池
３に接続される一対の充電端子１1 ，１2 と、該一対の
充電端子１1 、１2 に接続され温度により抵抗が変化す
る温度センサ４とを備える。Ｂは、該２次電池３に接続
された一対の充電端子１1 、１2 と、該一対の充電端子
１1 、１2 に接続され温度により抵抗が変化する温度セ
ンサ４とを備える２次電池パックＡ内の２次電池３を充
電する充電器であって、該充電器Ｂは、前記電池パック
Ａの一対の充電端子１1 、１2 に接続される一対の出力
端子５1 、５2 と、一端が例えばＤＣ−ＤＣコンバータ
６の電流制御素子（図示せず）を介して電源（図示せ
ず）に接続され他端が前記一対の出力端子５1 、５2 の
一つに接続されて、前記一対の出力端子５1 、５2 に接
続された２次電池３への充電電流をオン−オフするスイ
ッチング素子７と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ６の電流
制御素子を制御すると共に前記スイッチング素子７を周
期的にオン−オフする例えばマイクロコンピュータであ
る制御手段８と、一端が基準電源９に接続され他端が前
記出力端子５1 、５2 の一つに接続された抵抗１０とを
有し、該制御手段８は、前記スイッチング素子７がオフ
の時の一対の出力端子５1 、５2 に接続された前記温度
センサ４間の電圧に応じて前記電流制御素子を制御し、
２次電池パックＡが異常温度になったとき充電を急速充
電からトリクル充電に切り換えるものであることを特徴
とする。前記制御手段８は、前記電流制御素子を制御す
る代わりに、前記スイッチング素子７のオン−オフのデ
ューティ・ファクタを制御し、２次電池パックＡが異常
温度になったとき充電を急速充電からトリクル充電に切
り換えるものであってもよい。上記のように、２次電池
パックＡの一対の充電端子１1 ，１2 に充電器Ｂが接続
されると、該一対の充電端子１1 ，１2 に接続された２
次電池３は充電される。充電器Ｂは、請求項２に記載の
ように、電流制御素子と、２次電池３への充電電流をオ
ン−オフするスイッチング素子７と、前記電流制御素子
を制御すると共に前記スイッチング素子７を周期的にオ
ン−オフする制御手段８を備えており、前記スイッチン
グ素子７がオフの時、前記制御手段８には、充電器Ｂの
一対の出力端子５1 ，５2 に充電端子１1 、１2 を介し
て接続された温度センサ４間の温度に対応する電圧が入
力するので、この入力により制御手段８は、前記電流制
御素子を制御し、２次電池パックＡが異常温度になった
とき充電を急速充電からトリクル充電に切り換える。請
求項３に記載の構成によれば、制御手段８は、前記スイ
ッチング素子７のオン−オフのデューティ・ファクタを
制御し、前記と同様に、２次電池パックＡが異常温度に
なったとき急速充電からトリクル充電に切り換える。一
方、充電器の出力端子が２端子であるので、それが板バ
ネ構造の場合、２次電池パックを充電器に挿入したとき
平衡がとれ、２次電池パックの充電端子と充電器の出力
端子がうまく接触する。
【０００７】図２は、図１の更に詳細な本発明の一実施
例の回路図を示す。２次電池パックＡは、２次電池３の
＋端子が短絡防止用ダイオード２を介して充電端子１1
に接続され、−端子が充電端子１2 に接続され、例えば
サーミスタから成る温度センサ４が充電端子１1 、１2
に接続されている。充電器Ｂにおいて、図１に示すＤＣ
−ＤＣコンバータ６は、降圧型スイッチングレギュレー
タであり、その構成は、例えば、半導体スイッチである
スイッチング素子１１と、ＰＷＭ制御用ＩＣ（ＩＣ１、
例えば日本電気株式会社製のμＰＣ４９４）１２と、転
流ダイオード１３と、チョークコイル１４と、入力コン
デンサ１５と、出力コンデンサ１６と、フィルタ用コン
デンサ１７と、定電流制御用シャント抵抗１８（抵抗値
Ｒ１）と、前記ＰＷＭ制御用ＩＣ１２に設定電流値と比
例する基準となる電圧を印加する抵抗１９（抵抗値Ｒ
２）、２０（抵抗値Ｒ３）と、電流値を切り換えるため
の基準電圧を切り換える例えばトランジスタであるスイ
ッチング素子２１及び抵抗２２（抵抗値Ｒ４）とから成
っている。図１に示す基準電源９（基準電圧Ｖｒ）は、
三端子レギュレータ（ＩＣ２、例えば日本電気株式会社
製のμＰＣ７８Ｌ０５）２３とコンデンサ２４から成っ
ている。前記スイッチング素子１１及び三端子レギュレ
ータ２３は、いずれも入力ジャック２５を介して図示し
ない直流電源に接続される。制御手段９として例えば、
マイクロコンピュータ（ＩＣ３，例えば、日本電気株式
会社製のμＰＣ１７１４５、以下マイコンという。）８
ａの電源入力端子ＶＤＤは基準電源９に接続され、アナ
ログ・ディジタル変換入力端子ＶＯＶ（以下ＶＯＶ端子
という）は充電電圧を検出するための抵抗２６（抵抗値
Ｒ６）及び２７（抵抗値Ｒ７）の接続点に接続され、出
力端子ＪＳＷ（以下ＪＳＷ端子という）は例えば半導体
スイッチであるスイッチング素子７の制御極に接続さ
れ、アナログ・ディジタル変換入力端子ＴＨＶ（以下Ｔ
ＨＶ端子という）は、基準電源９と抵抗１０（抵抗値Ｒ
５）とダイオード２８と出力端子５1 との直列接続回路
におけるダイオード２８と抵抗１０（抵抗値Ｒ５）との
接続点に接続され、ＩＳＷ端子は前記スイッチング素子
２１の制御極に接続され、ＬＤ１及びＬＤ２端子は充電
表示用の赤色発光ダイオード２９及び充電完了表示用の
緑色発光ダイオード３０に夫々接続されている。前記出
力端子５1 、５2 は、いずれも板バネで構成される。次
にこの実施例の作用を図３に示すフローチャートを参照
して説明する。前記ＩＣ１２は、その４番ピンと５番ピ
ンが同電位になるようにスイッチング素子１１を制御す
るもので、トリクル電流時の場合、制御する電流値Ｉ
0 1 は、マイコン８ａのＩＳＷ端子の出力がＨＩＧＨに
なると、スイッチング素子２１はオフになり、制御する
電流値は、Ｉ0 1 ＝（Ｒ３・Ｖｒ）／（Ｒ１・Ｒ２）と
なり、スイッチング素子７をオン−オフさせるので、そ
のデューティ・ファクタをＤとすると、トリクル電流値
は、ＩT R ＝（Ｒ３・Ｖｒ・Ｄ）／（Ｒ１・Ｒ２）とな
る。次に急速電流時を考えると、制御する電流値は、マ
イコン８ａのＩＳＷ端子の出力がＬＯＷになるので、ス
イッチング素子２１がオンになり、制御する電流値は、
Ｉ0 2 ＝Ｒ３・（Ｒ２＋Ｒ４）・Ｖｒ／（Ｒ１・Ｒ２・
Ｒ４）となり、急速電流値は、ＩK Y ＝Ｒ３・（Ｒ２＋
Ｒ４）・Ｖｒ・Ｄ／（Ｒ１・Ｒ２・Ｒ４）となる。マイ
コン８ａのＪＳＷ端子は、ある一定周期、一定デューテ
ィ・ファクタ（例えば０．９５）で出力する。マイコン
８ａは、ＪＳＷ端子の出力がＨＩＧＨの時、即ちスイッ
チング素子７がオフのときにＴＨＶ端子に入力する電圧
値を読み込み、ＪＳＷ端子の出力がＬＯＷの時、即ちス
イッチング素子７がオンのときにＶＯＶ端子に入力する
電圧値を読み込む。ＴＨＶ端子が読み込む電圧値は、 ＶT H V ＝（ＲT H ＋Ｒ５・Ｖｄ）／（Ｒ５＋ＲT H ） 但し、ＲT H ：サーミスタの抵抗値、Ｖｄ：ダイオード
２８の順方向電圧。ＶＯＶ端子が読み込む電圧値は、 ＶV O V ＝Ｒ７・（ＶO ＋ＶC E ）／（Ｒ６＋Ｒ７） 但し、ＶO ：充電電圧、ＶC E ：スイッチング素子７の
コレクタ・エミッタ飽和電圧。充電器Ｂに２次電池パッ
クＡを接続した状態では、マイコン８ａのＩＳＷ端子の
出力がＨＩＧＨで、２次電池３にはトリクル電流が流れ
ており、緑色発光ダイオード３０が点灯し、未充電であ
ることを表示している（図３の“スタート”）。急速充
電開始前に、マイコン８ａのＶＯＶ端子及びＴＨＶ端子
に夫々充電開始できる電圧及び２次電池パックＡの温度
が０〜５０℃の範囲内の温度にあるときの電圧が入力し
ているかどうかの充電チェックする（図３のステップ
“Ｓ１”）。該電圧が入力するときは充電開始可能とマ
イコン８ａは判断してＩＳＷ端子の出力がＬＯＷにな
り、スイッチング素子２１はオンになって、急速充電を
開始する（ステップ“Ｓ２”）。ＪＳＷ端子の出力はデ
ューティ・ファクタ０．９５でＨＩＧＨ−ＬＯＷとな
り、充電電流はデューティ・ファクタ０．９５で断続す
る。このとき、ＬＤ１端子の出力はＬＯＷ、ＬＤ２端子
の出力はＨＩＧＨとなり、赤色発光ダイオード２９が点
灯し、充電中を表示する。急速充電中に、２次電池パッ
クＡが異常であるかどうかをチェックする（ステップ
“Ｓ３”）。２次電池パックＡの温度が０〜５０℃の範
囲に入っていなかったり、充電電圧が１Ｖ／セル以下で
あったりした場合には、マイコン８ａのＴＨＶ端子及び
ＶＯＶ端子に入力する電圧によりＩＳＷ端子の出力がＨ
ＩＧＨになり、スイッチング素子２１がオフになって充
電電流を急速電流からトリクル電流に切り換える（ステ
ップ“Ｓ４”）。このときも、マイコン８ａのＬＤ１端
子の出力はＬＯＷであって、赤色発光ダイオード２９は
点灯し、ＬＤ２端子の出力はＨＩＧＨであって緑色発光
ダイオード３０は消灯したままである。異常であったと
きは、その異常が解消したかどうかを急速充電中繰り返
し行う（ステップ“Ｓ５”）。異常でない場合には、充
電が完了かどうかをチェックする（ステップ“Ｓ
６”）。まだ完了しない時は、この異常のチェックを、
繰り返し行う（ステップ“Ｓ６→Ｓ３”）。２次電池パ
ックＡの温度が１℃／分以上に上昇したり（ΔＴ／Δ
ｔ），充電電圧が１０ｍＶ／セル低下したり（−ΔＶ）
したとき充電完了とし、マイコン８ａのＩＳＷ端子の出
力はＨＩＧＨとなり、スイッチング素子２１がオフにな
ってトリクル電流に切り換えられる（ステップ“Ｓ
７”）。充電完了時には、マイコン８ａのＬＤ１端子は
ＨＩＧＨとなって赤色発光ダイオード２９は消灯し、Ｌ
Ｄ２端子はＬＯＷとなって充電完了表示用の緑色発光ダ
イオード３０が点灯する。図４は、請求項１に係る発明
の２次電池パックと請求項３に係る発明の充電器を接続
した状態の一実施例の回路図を示す。同図の充電器Ｂ
は、図３に示す充電器Ｂのスイッチング素子２１及び抵
抗２２を削除すると共にマイコン８ａのＩＳＷ端子をオ
ープンにし、マイコン８ａは、ＪＳＷ端子の出力がＨＩ
ＧＨの時、即ちスイッチング素子７がオフのときにＴＨ
Ｖ端子に入力する電圧値を読み込み、ＪＳＷ端子の出力
がＬＯＷの時、即ちスイッチング素子７がオンのときに
ＶＯＶ端子に入力する充電電圧に対応する電圧値を読み
込み、ＴＨＶ端子及びＶＯＶ端子から読み込まれた電圧
値に応じてＪＳＷ端子のＨＩＧＨ−ＬＯＷ出力のデュー
ティ・ファクタを変化するように成っている。充電器Ｂ
に２次電池パックＡを接続した状態で、マイコン８ａの
ＪＳＷ端子のＨＩＧＨ−ＬＯＷ出力は、デューティ・フ
ァクタが０．０５で、スイッチング素子７がデューティ
・ファクタ０．０５でオン−オフし、２次電池３にはト
リクル電流が流れる（図５の“スタート”）。急速充電
開始前には、マイコン８ａのＶＯＶ端子及びＴＨＶ端子
に夫々充電開始できる電圧及び２次電池パックの温度が
０〜５０℃の範囲内の温度にあるときの電圧が入力して
いるかどうかをチェックする（図５のステップ“Ｓ
１”）。該電圧が入力するときは充電開始可能とマイコ
ン８ａは判断してＪＳＷ端子のＨＩＧＨ−ＬＯＷ出力の
デューティ・ファクタが０．９５になり、スイッチング
素子７はデューティ・ファクタ０．９５でオン−オフし
て、急速充電を開始する（ステップ“Ｓ２”）。２次電
池パックＡが異常であるときは、ステップ“Ｓ３”、
“Ｓ４”に示すように、マイコン８ａのＪＳＷ端子のＨ
ＩＧＨ−ＬＯＷ出力のデューティ・ファクタが０．９５
から０．０５に切り換わり、スイッチング素子７がデュ
ーティ・ファクタが０．０５でオン−オフし、急速電流
をトリクル電流に切り換える。例えば、急速電流時に
は、デューティ・ファクタを０．９５で電流値を６００
ｍＡとし、トリクル電流時には、デューティ・ファクタ
を０．０５で電流値を３２ｍＡとする。２次電池パック
Ａの温度が１℃／分以上に上昇したり（ΔＴ／Δｔ）、
充電電圧が１０ｍＶ／セル低下したり（ーΔＶ）したと
きは充電完了とし、マイコン８ａのＪＳＷ端子のＨＩＧ
Ｈ−ＬＯＷ出力はデューティ・ファクタが０．０５とな
り、スイッチング素子７がデューティ・ファクタ０．０
５でオン−オフして、２次電池３にはトリクル電流が流
れる（ステップ“Ｓ６”、“Ｓ７”）。その他の充電器
Ｂの作用は、図２に示す実施例と同じである。
例の回路図を示す。２次電池パックＡは、２次電池３の
＋端子が短絡防止用ダイオード２を介して充電端子１1
に接続され、−端子が充電端子１2 に接続され、例えば
サーミスタから成る温度センサ４が充電端子１1 、１2
に接続されている。充電器Ｂにおいて、図１に示すＤＣ
−ＤＣコンバータ６は、降圧型スイッチングレギュレー
タであり、その構成は、例えば、半導体スイッチである
スイッチング素子１１と、ＰＷＭ制御用ＩＣ（ＩＣ１、
例えば日本電気株式会社製のμＰＣ４９４）１２と、転
流ダイオード１３と、チョークコイル１４と、入力コン
デンサ１５と、出力コンデンサ１６と、フィルタ用コン
デンサ１７と、定電流制御用シャント抵抗１８（抵抗値
Ｒ１）と、前記ＰＷＭ制御用ＩＣ１２に設定電流値と比
例する基準となる電圧を印加する抵抗１９（抵抗値Ｒ
２）、２０（抵抗値Ｒ３）と、電流値を切り換えるため
の基準電圧を切り換える例えばトランジスタであるスイ
ッチング素子２１及び抵抗２２（抵抗値Ｒ４）とから成
っている。図１に示す基準電源９（基準電圧Ｖｒ）は、
三端子レギュレータ（ＩＣ２、例えば日本電気株式会社
製のμＰＣ７８Ｌ０５）２３とコンデンサ２４から成っ
ている。前記スイッチング素子１１及び三端子レギュレ
ータ２３は、いずれも入力ジャック２５を介して図示し
ない直流電源に接続される。制御手段９として例えば、
マイクロコンピュータ（ＩＣ３，例えば、日本電気株式
会社製のμＰＣ１７１４５、以下マイコンという。）８
ａの電源入力端子ＶＤＤは基準電源９に接続され、アナ
ログ・ディジタル変換入力端子ＶＯＶ（以下ＶＯＶ端子
という）は充電電圧を検出するための抵抗２６（抵抗値
Ｒ６）及び２７（抵抗値Ｒ７）の接続点に接続され、出
力端子ＪＳＷ（以下ＪＳＷ端子という）は例えば半導体
スイッチであるスイッチング素子７の制御極に接続さ
れ、アナログ・ディジタル変換入力端子ＴＨＶ（以下Ｔ
ＨＶ端子という）は、基準電源９と抵抗１０（抵抗値Ｒ
５）とダイオード２８と出力端子５1 との直列接続回路
におけるダイオード２８と抵抗１０（抵抗値Ｒ５）との
接続点に接続され、ＩＳＷ端子は前記スイッチング素子
２１の制御極に接続され、ＬＤ１及びＬＤ２端子は充電
表示用の赤色発光ダイオード２９及び充電完了表示用の
緑色発光ダイオード３０に夫々接続されている。前記出
力端子５1 、５2 は、いずれも板バネで構成される。次
にこの実施例の作用を図３に示すフローチャートを参照
して説明する。前記ＩＣ１２は、その４番ピンと５番ピ
ンが同電位になるようにスイッチング素子１１を制御す
るもので、トリクル電流時の場合、制御する電流値Ｉ
0 1 は、マイコン８ａのＩＳＷ端子の出力がＨＩＧＨに
なると、スイッチング素子２１はオフになり、制御する
電流値は、Ｉ0 1 ＝（Ｒ３・Ｖｒ）／（Ｒ１・Ｒ２）と
なり、スイッチング素子７をオン−オフさせるので、そ
のデューティ・ファクタをＤとすると、トリクル電流値
は、ＩT R ＝（Ｒ３・Ｖｒ・Ｄ）／（Ｒ１・Ｒ２）とな
る。次に急速電流時を考えると、制御する電流値は、マ
イコン８ａのＩＳＷ端子の出力がＬＯＷになるので、ス
イッチング素子２１がオンになり、制御する電流値は、
Ｉ0 2 ＝Ｒ３・（Ｒ２＋Ｒ４）・Ｖｒ／（Ｒ１・Ｒ２・
Ｒ４）となり、急速電流値は、ＩK Y ＝Ｒ３・（Ｒ２＋
Ｒ４）・Ｖｒ・Ｄ／（Ｒ１・Ｒ２・Ｒ４）となる。マイ
コン８ａのＪＳＷ端子は、ある一定周期、一定デューテ
ィ・ファクタ（例えば０．９５）で出力する。マイコン
８ａは、ＪＳＷ端子の出力がＨＩＧＨの時、即ちスイッ
チング素子７がオフのときにＴＨＶ端子に入力する電圧
値を読み込み、ＪＳＷ端子の出力がＬＯＷの時、即ちス
イッチング素子７がオンのときにＶＯＶ端子に入力する
電圧値を読み込む。ＴＨＶ端子が読み込む電圧値は、 ＶT H V ＝（ＲT H ＋Ｒ５・Ｖｄ）／（Ｒ５＋ＲT H ） 但し、ＲT H ：サーミスタの抵抗値、Ｖｄ：ダイオード
２８の順方向電圧。ＶＯＶ端子が読み込む電圧値は、 ＶV O V ＝Ｒ７・（ＶO ＋ＶC E ）／（Ｒ６＋Ｒ７） 但し、ＶO ：充電電圧、ＶC E ：スイッチング素子７の
コレクタ・エミッタ飽和電圧。充電器Ｂに２次電池パッ
クＡを接続した状態では、マイコン８ａのＩＳＷ端子の
出力がＨＩＧＨで、２次電池３にはトリクル電流が流れ
ており、緑色発光ダイオード３０が点灯し、未充電であ
ることを表示している（図３の“スタート”）。急速充
電開始前に、マイコン８ａのＶＯＶ端子及びＴＨＶ端子
に夫々充電開始できる電圧及び２次電池パックＡの温度
が０〜５０℃の範囲内の温度にあるときの電圧が入力し
ているかどうかの充電チェックする（図３のステップ
“Ｓ１”）。該電圧が入力するときは充電開始可能とマ
イコン８ａは判断してＩＳＷ端子の出力がＬＯＷにな
り、スイッチング素子２１はオンになって、急速充電を
開始する（ステップ“Ｓ２”）。ＪＳＷ端子の出力はデ
ューティ・ファクタ０．９５でＨＩＧＨ−ＬＯＷとな
り、充電電流はデューティ・ファクタ０．９５で断続す
る。このとき、ＬＤ１端子の出力はＬＯＷ、ＬＤ２端子
の出力はＨＩＧＨとなり、赤色発光ダイオード２９が点
灯し、充電中を表示する。急速充電中に、２次電池パッ
クＡが異常であるかどうかをチェックする（ステップ
“Ｓ３”）。２次電池パックＡの温度が０〜５０℃の範
囲に入っていなかったり、充電電圧が１Ｖ／セル以下で
あったりした場合には、マイコン８ａのＴＨＶ端子及び
ＶＯＶ端子に入力する電圧によりＩＳＷ端子の出力がＨ
ＩＧＨになり、スイッチング素子２１がオフになって充
電電流を急速電流からトリクル電流に切り換える（ステ
ップ“Ｓ４”）。このときも、マイコン８ａのＬＤ１端
子の出力はＬＯＷであって、赤色発光ダイオード２９は
点灯し、ＬＤ２端子の出力はＨＩＧＨであって緑色発光
ダイオード３０は消灯したままである。異常であったと
きは、その異常が解消したかどうかを急速充電中繰り返
し行う（ステップ“Ｓ５”）。異常でない場合には、充
電が完了かどうかをチェックする（ステップ“Ｓ
６”）。まだ完了しない時は、この異常のチェックを、
繰り返し行う（ステップ“Ｓ６→Ｓ３”）。２次電池パ
ックＡの温度が１℃／分以上に上昇したり（ΔＴ／Δ
ｔ），充電電圧が１０ｍＶ／セル低下したり（−ΔＶ）
したとき充電完了とし、マイコン８ａのＩＳＷ端子の出
力はＨＩＧＨとなり、スイッチング素子２１がオフにな
ってトリクル電流に切り換えられる（ステップ“Ｓ
７”）。充電完了時には、マイコン８ａのＬＤ１端子は
ＨＩＧＨとなって赤色発光ダイオード２９は消灯し、Ｌ
Ｄ２端子はＬＯＷとなって充電完了表示用の緑色発光ダ
イオード３０が点灯する。図４は、請求項１に係る発明
の２次電池パックと請求項３に係る発明の充電器を接続
した状態の一実施例の回路図を示す。同図の充電器Ｂ
は、図３に示す充電器Ｂのスイッチング素子２１及び抵
抗２２を削除すると共にマイコン８ａのＩＳＷ端子をオ
ープンにし、マイコン８ａは、ＪＳＷ端子の出力がＨＩ
ＧＨの時、即ちスイッチング素子７がオフのときにＴＨ
Ｖ端子に入力する電圧値を読み込み、ＪＳＷ端子の出力
がＬＯＷの時、即ちスイッチング素子７がオンのときに
ＶＯＶ端子に入力する充電電圧に対応する電圧値を読み
込み、ＴＨＶ端子及びＶＯＶ端子から読み込まれた電圧
値に応じてＪＳＷ端子のＨＩＧＨ−ＬＯＷ出力のデュー
ティ・ファクタを変化するように成っている。充電器Ｂ
に２次電池パックＡを接続した状態で、マイコン８ａの
ＪＳＷ端子のＨＩＧＨ−ＬＯＷ出力は、デューティ・フ
ァクタが０．０５で、スイッチング素子７がデューティ
・ファクタ０．０５でオン−オフし、２次電池３にはト
リクル電流が流れる（図５の“スタート”）。急速充電
開始前には、マイコン８ａのＶＯＶ端子及びＴＨＶ端子
に夫々充電開始できる電圧及び２次電池パックの温度が
０〜５０℃の範囲内の温度にあるときの電圧が入力して
いるかどうかをチェックする（図５のステップ“Ｓ
１”）。該電圧が入力するときは充電開始可能とマイコ
ン８ａは判断してＪＳＷ端子のＨＩＧＨ−ＬＯＷ出力の
デューティ・ファクタが０．９５になり、スイッチング
素子７はデューティ・ファクタ０．９５でオン−オフし
て、急速充電を開始する（ステップ“Ｓ２”）。２次電
池パックＡが異常であるときは、ステップ“Ｓ３”、
“Ｓ４”に示すように、マイコン８ａのＪＳＷ端子のＨ
ＩＧＨ−ＬＯＷ出力のデューティ・ファクタが０．９５
から０．０５に切り換わり、スイッチング素子７がデュ
ーティ・ファクタが０．０５でオン−オフし、急速電流
をトリクル電流に切り換える。例えば、急速電流時に
は、デューティ・ファクタを０．９５で電流値を６００
ｍＡとし、トリクル電流時には、デューティ・ファクタ
を０．０５で電流値を３２ｍＡとする。２次電池パック
Ａの温度が１℃／分以上に上昇したり（ΔＴ／Δｔ）、
充電電圧が１０ｍＶ／セル低下したり（ーΔＶ）したと
きは充電完了とし、マイコン８ａのＪＳＷ端子のＨＩＧ
Ｈ−ＬＯＷ出力はデューティ・ファクタが０．０５とな
り、スイッチング素子７がデューティ・ファクタ０．０
５でオン−オフして、２次電池３にはトリクル電流が流
れる（ステップ“Ｓ６”、“Ｓ７”）。その他の充電器
Ｂの作用は、図２に示す実施例と同じである。
【０００７】
【発明の効果】本発明によるときは、上記のように２次
電池パック及び充電器を構成したので、２次電池パック
の充電端子及び充電器の出力端子が一対でも充電器で２
次電池パックの温度を認識することができ、２次電池パ
ック及び充電器が安価になり、又、前記出力端子が板バ
ネの場合には２次電池パックを充電器に挿入し接続した
とき、平衡がとれて充電端子と出力端子が確実に接触す
ることができるという効果を有する。
電池パック及び充電器を構成したので、２次電池パック
の充電端子及び充電器の出力端子が一対でも充電器で２
次電池パックの温度を認識することができ、２次電池パ
ック及び充電器が安価になり、又、前記出力端子が板バ
ネの場合には２次電池パックを充電器に挿入し接続した
とき、平衡がとれて充電端子と出力端子が確実に接触す
ることができるという効果を有する。
【図１】請求項１及び２記載の発明の２二次電池パック
と充電器の構成を存する実施例のブロック図。
と充電器の構成を存する実施例のブロック図。
【図２】図１示の発明の更に詳細な実施例を示す回路
図。
図。
【図３】図２に示す実施例の作用を示すフローチャー
ト。
ト。
【図４】請求項１及び４記載の発明の一実施例を示す回
路図。
路図。
【図５】図４に示す実施例の作用を示すフローチャー
ト。
ト。
【図６】従来の２次電池パック及び充電器の回路図。
【図７（Ａ）】従来の２次電池パックと充電器の接続状
態を示す裁断正面図。
態を示す裁断正面図。
【図７（Ｂ）】図７（Ａ）示の従来の２次電池パックと
充電器の接続状態を示す裁断側面図。
充電器の接続状態を示す裁断側面図。
Ａ ２次電池パック Ｂ 充電器 １1 、１2 充電端子 ３ ２次電池 ４ 温度センサ ５1 、５2 出
力端子 ６ ＤＣ−ＤＣコンバータ ７ スイッチン
グ素子 ８ 制御手段 ８ａ マイコン ９ 基準電源 １０ 抵抗 １１ スイッチング素子 ２８ ダイオー
ド
力端子 ６ ＤＣ−ＤＣコンバータ ７ スイッチン
グ素子 ８ 制御手段 ８ａ マイコン ９ 基準電源 １０ 抵抗 １１ スイッチング素子 ２８ ダイオー
ド
Claims (3)
- 【請求項１】 ２次電池が接続される一対の充電端子
と、該一対の充電端子に接続され温度により抵抗が変化
する温度センサとを備えることを特徴とする２次電池パ
ック。 - 【請求項２】 ２次電池が接続される一対の充電端子
と、該一対の充電端子に接続され温度により抵抗が変化
する温度センサとを備える２次電池パック内の２次電池
を充電する充電器において、前記一対の充電端子に接続
される一対の出力端子と、一端が電流制御素子を介して
電源に接続され他端が前記一対の出力端子の一つに接続
されて前記一対の出力端子に接続された２次電池への充
電電流をオン−オフするスイッチング素子と、前記電流
制御素子を制御すると共に前記スイッチング素子を周期
的にオン−オフする制御手段と、一端が基準電源に接続
され他端が前記出力端子の一つに接続された抵抗とを有
し、該制御手段は、前記スイッチング素子がオフの時の
一対の出力端子に接続された前記温度センサ間の電圧に
よって前記電流制御素子を制御し、２次電池パックが異
常温度になったとき充電を急速充電からトリクル充電に
切り換えるものであることを特徴とする充電器。 - 【請求項３】 ２次電池に接続される一対の充電端子
と、該一対の充電端子に接続され温度により抵抗が変化
する温度センサとを備える２次電池パック内の２次電池
を充電する充電器において、前記一対の充電端子に接続
される一対の出力端子と、一端が電流制御素子を介して
電源に接続され他端が前記一対の出力端子の一つに接続
されて前記一対の出力端子に接続された２次電池への充
電電流をオン−オフするスイッチング素子と、前記スイ
ッチング素子を周期的にオン−オフすると共にそのオン
−オフのデューティ・ファクタを制御する制御手段と、
一端が基準電源に接続され他端が前記出力端子の一方に
接続された抵抗とを有し、該制御手段は、前記スイッチ
ング素子がオフの時の一対の出力端子に接続された前記
温度センサ間の電圧によって前記スイッチング素子のオ
ン−オフのデューティ・ファクタを制御し、２次電池パ
ックが異常温度になったとき充電を急速充電からトリク
ル充電に切り換えるものであることを特徴とする充電
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7188226A JPH0923591A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ２次電池パック及びその充電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7188226A JPH0923591A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ２次電池パック及びその充電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0923591A true JPH0923591A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=16219992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7188226A Pending JPH0923591A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | ２次電池パック及びその充電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0923591A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006117270A3 (de) * | 2005-05-04 | 2007-08-16 | Bosch Gmbh Robert | Ladungsspeicher und ladegerät für einen ladungsspeicher |
| KR101025828B1 (ko) * | 2009-07-16 | 2011-03-30 | (주) 이니투스 | 이륜차용 배터리 충전 시스템 및 방법 |
| CN113346581A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-03 | 惠州市新明海科技有限公司 | 一种电池组保护电路及储能设备 |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP7188226A patent/JPH0923591A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006117270A3 (de) * | 2005-05-04 | 2007-08-16 | Bosch Gmbh Robert | Ladungsspeicher und ladegerät für einen ladungsspeicher |
| KR101025828B1 (ko) * | 2009-07-16 | 2011-03-30 | (주) 이니투스 | 이륜차용 배터리 충전 시스템 및 방법 |
| CN113346581A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-03 | 惠州市新明海科技有限公司 | 一种电池组保护电路及储能设备 |
| CN113346581B (zh) * | 2021-05-31 | 2022-05-13 | 惠州市新明海科技有限公司 | 一种电池组保护电路及储能设备 |
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