JPH1141827A - 組電池の充電装置、放電装置及び充放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電エネルギーの無駄な消費を避けることが
できるとともに、小型かつ低コストで、しかも単電池の
過充電のみならず過放電をも防止して、組電池の効率的
な充電並びに放電を可能とする。 【解決手段】 複数の単電池１Ａ〜１Ｎは直列接続され
て組電池ＣＢを構成している。各単電池の充電状態ない
し放電状態を各電圧計からの電圧信号で知ることができ
る。組電池ＣＢの充電中に、制御回路４はスイッチング
回路５により、単電池１Ａ〜１Ｎのうち過充電間近にな
ったものに補充電電池２を切換接続して当該単電池１Ａ
〜１Ｎの過充電を防止する。また、組電池ＣＢの放電中
に、制御回路４はスイッチング回路５により、単電池１
Ａ〜１Ｎのうち過放電間近になったものに補充電電池２
を切換接続して、当該単電池１Ａ〜１Ｎの過放電を防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は組電池の充電装置、
放電装置及び充放電装置に関し、特に、組電池を構成す
る各単電池の、容量のバラツキによる過充電や過放電を
生じることがなく、組電池の充電や放電を効率的に行う
ことができる充電装置等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気自動車等の開発が精力的に行
われるようになり、これに使用される二次電池として、
小型で大容量のリチウムイオン電池等が注目されてい
る。ところで、このような二次電池を電気自動車等の電
源として使用する場合には、単電池を複数直列に接続し
て組電池とすることにより所望の電圧値を得ている。し
かし、リチウムイオン電池等は製造時やその後の使用履
歴等によって容量にバラツキを生じやすく、組電池を一
体として充電あるいは放電させると、容量の小さい単電
池が過充電あるいは過放電となって性能低下を招くとい
う問題があった。

【０００３】そこで、例えば特開平５−６４３７７号公
報では、各単電池の端子電圧よりその充電状態を検出
し、単電池のうち少なくとも一つが満充電になった場合
には組電池への充電を停止するようにした充電装置が提
案されている。しかし、この充電装置では、容量の小さ
い単電池によって組電池全体の充電が制限されるため
に、容量の大きい他の単電池が十分に充電されず、充電
能力が十分に生かされないという問題がある。

【０００４】これを解決するために、例えば特開平８−
２１３０５５号公報に記載の充電装置では、各単電池に
並列に分流回路を設け、単電池の一つが満充電になる
と、これを迂回するように分流回路に充電電流を流し
て、他の単電池への充電を続行できるようにしている。
しかし、この充電装置では、充電電流の一部を迂回させ
るために分流回路内に設けた抵抗で充電エネルギーが無
駄に消費されるという問題がある。

【０００５】一方、特開平７−３３５２６６号公報に
は、各単電池にスイッチング回路を介してそれぞれ補充
電電池を接続し、単電池が過充電間近になった場合には
当該単電池に補充電電池を接続して過充電を防止するよ
うにした充電装置が提案されている。しかし、この充電
装置では、補充電電池が各単電池にそれぞれ設けられる
から、装置全体の大型化とコストアップが避けられない
という問題がある。

【０００６】なお、組電池の放電が進行すると、前述し
たように最も容量の小さい単電池が過放電を生じるおそ
れがあるが、上記各公報に記載の従来の充電装置には、
これの解決を示唆するところはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、以
上の問題点を解決しようとするもので、充電エネルギー
の無駄な消費を避けることができるとともに、小型かつ
低コストで、しかも単電池の過充電あるいは過放電の少
なくとも一つを防止して、組電池の効率的な充電あるい
は放電の少なくとも一つを可能とした組電池の充電装
置、放電装置及び充放電装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１発明に係る充電装置は、直列接続されて組電
池（ＣＢ）を構成する複数の単電池（１Ａ〜１Ｎ）と、
複数の単電池（１Ａ〜１Ｎ）の各電池容量のばらつきを
吸収する容量を有する一つの補充電電池（２）と、各単
電池（１Ａ〜１Ｎ）の充電状態を検出する充電状態検出
手段（３Ａ〜３Ｎ）と、組電池（ＣＢ）の充電中に、単
電池（１Ａ〜１Ｎ）のうち過充電間近になったものに補
充電電池（２）を切換接続する充電時切換接続手段
（４，５，ステップ１０３）とを具備している。

【０００９】本発明の充電装置において、組電池の充電
時には、容量にバラツキのある単電池のうち、最も容量
の小さい単電池が最初に過充電間近になる。そこで、こ
の過充電間近になった単電池に補充電電池が接続される
と、単電池から補充電電池へ電流が供給されて当該単電
池の電圧が低下し、過充電間近の状態が解消される。続
いて他の単電池が過充電間近になると当該単電池に補充
電電池が順次切換接続されて次々に過充電間近の状態が
解消される。この状態で組電池への充電が進行し、全て
の単電池が満充電になると充電が終了する。このように
本発明の充電装置は、過充電間近になった単電池から補
充電電池へ電流を流すことにより過充電を避けるもので
あるから、過充電間近になった単電池を迂回するように
充電電流を分流回路へ流す従来装置に比して、分流回路
内での充電エネルギーの無駄な消費が避けられる。本発
明では、各単電池の容量一杯まで充電がなされるから、
容量の大きい単電池が未充電になることはなく、電池容
量に無駄を生じない。また、組電池への充電電流を絞る
必要がないから、組電池全体として充電時間を短縮する
ことができる。さらに、過充電間近になった単電池に対
して、一つの補充電電池を切換接続するようにしたか
ら、補充電電池を各単電池にそれぞれ設ける従来装置に
比して、装置全体が小型になるとともにコスト低減も実
現される。

【００１０】本第２発明に係る放電装置は、直列接続さ
れて組電池（ＣＢ）を構成する複数の単電池（１Ａ〜１
Ｎ）と、少なくとも一つの補充電電池（２）と、各単電
池（１Ａ〜１Ｎ）の放電状態を検出する放電状態検出手
段（３Ａ〜３Ｎ）と、組電池（ＣＢ）の放電中に、単電
池（１Ａ〜１Ｎ）のうち過放電間近になったものに補充
電電池（２）を切換接続する放電時切換接続手段（４，
５，ステップ２０４）とを具備している。

【００１１】本発明の放電装置において、組電池の放電
時には、容量にバラツキのある単電池のうち、最も容量
の小さい単電池が最初に過放電間近になる。そこで、こ
の過放電間近になった単電池に補充電電池が接続される
と、補充電電池から単電池へ電流が供給されて当該単電
池の電圧が上昇し、過放電間近の状態が解消される。続
いて他の単電池が過放電間近になると当該単電池に補充
電電池が順次切換接続されて次々に過放電間近の状態が
解消される。この状態で組電池の放電が進行し、全ての
単電池が放電完了になると放電が終了する。本発明によ
れば、各単電池の容量一杯まで放電がなされるから、容
量の大きい単電池が未放電になることはなく、電池容量
に無駄を生じない。また、過放電間近になった単電池に
対して、少なくとも一つの補充電電池を切換接続するよ
うにしたから、装置全体が小型になるとともにコスト低
減も実現される。

【００１２】本第３発明に係る充放電装置は、直列接続
されて組電池（ＣＢ）を構成する複数の単電池（１Ａ〜
１Ｎ）と、少なくとも一つの補充電電池（２）と、各単
電池（１Ａ〜１Ｎ）の充電状態を検出する充電状態検出
手段（３Ａ〜３Ｎ）と、組電池（ＣＢ）の充電中に、単
電池（１Ａ〜１Ｎ）のうち過充電間近になったものに補
充電電池（２）を切換接続する充電時切換接続手段
（４，５，ステップ１０３）と、各単電池（１Ａ〜１
Ｎ）の放電状態を検出する放電状態検出手段（３Ａ〜３
Ｎ）と、組電池（ＣＢ）の放電中に、単電池（１Ａ〜１
Ｎ）のうち過放電間近になったものに補充電電池（２）
を切換接続する放電時切換接続手段（４，５，ステップ
２０４）とを具備している。本発明の充放電装置におい
ては、既に説明した充電装置と放電装置において得られ
る作用、効果の両方を得ることができる。

【００１３】なお、単電池と補充電電池との間に昇圧手
段（７）を設ければ、単電池から補充電電池への電流供
給、あるいは補充電電池から単電池への電流供給を、よ
り効率的に行うことができる。

【００１４】さらに、補充電電池（２Ａ，２Ｂ）を複数
設けて、単電池から補充電電池へ電流を供給する際には
補充電電池を互いに並列に接続し、補充電電池から単電
池へ電流を供給する際には補充電電池を互いに直列に接
続する構成としても、単電池から補充電電池への電流供
給、あるいは補充電電池から単電池への電流供給を、よ
り効率的に行うことができる。

【００１５】なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
ものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１には充放電装置の概略全体構成を
示す。充放電装置はリチウムイオン電池等の単電池１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ，…，１Ｎを多数直列接続した組電池Ｃ
Ｂを有し、組電池ＣＢから延びる充放電線Ｌにはメイン
スイッチ４１と電流センサ４２が設けられている。組電
池ＣＢを充電する場合には図の破線で示すように充電電
源６１から充放電線Ｌに電流が供給され、一方、組電池
ＣＢが放電する場合には、充放電線Ｌから図の鎖線で示
すように負荷６２へ電流が供給される。充電電源６１の
作動はＣＰＵを内蔵した制御回路４からの信号により制
御される。メインスイッチ４１は制御回路４からの信号
によって開閉作動させられ、また、制御回路４は電流セ
ンサ４２の検出信号を取り込んで、組電池ＣＢが放電中
であるか否かを判定する。

【００１７】各単電池１Ａ〜１Ｎには電圧計３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，…，３Ｎが並列に接続され、各電圧計３Ａ〜
３Ｎからの電圧信号は制御回路４に入力している。リチ
ウムイオン電池等では電池容量と電池電圧がほぼ比例関
係にあるから、上記電圧信号によって制御回路４は各単
電池１Ａ〜１Ｎの充電状態あるいは放電状態を簡易かつ
正確に知ることができる。もちろん、電圧計以外によっ
て充電状態を知ることも可能である。単一の補充電電池
２が設けられ、この補充電電池２と各単電池１Ａ〜１Ｎ
との間に充電時と放電時の切換接続手段たるスイッチン
グ回路５が介設されている。スイッチング回路５は制御
回路４からの信号により後述のように切換作動させられ
て、補充電電池２を各単電池１Ａ〜１Ｎへ必要に応じて
選択的に接続する。補充電電池２には並列に電圧計３１
が接続されて、その電圧信号が制御回路４へ入力してい
る。制御回路４はこの電圧信号によって補充電電池２の
充電状態を知ることができる。

【００１８】図２は、単電池１Ａ，１Ｂの部分につい
て、スイッチング回路５をさらに詳細に示したものであ
る。スイッチング回路５は、各単電池１Ａ，１Ｂの正極
と補充電電池２の正極を結ぶ各一対のＦＥＴスイッチ５
１Ａ，５２Ａおよび５１Ｂ，５２Ｂと、各単電池１Ａ，
１Ｂの負極と補充電電池２の負極を結ぶ各一対のＦＥＴ
スイッチ５３Ａ，５４Ａおよび５３Ｂ，５４Ｂとで構成
されている。各一対のＦＥＴスイッチ５１Ａ〜５４Ｂは
直列に接続されており、これらＦＥＴスイッチ５１Ａ〜
５４Ｂの内部にはその端子間を結ぶようにダイオード素
子５５，５６が形成されて、ダイオード素子５５，５６
は互いにアノード側で接続されている。なお、電流セン
サ４２の信号は実際には図示するようにアンプ４３で増
幅された後に制御回路４へ入力している。

【００１９】このような構成の充放電装置の作動を、制
御回路４内ＣＰＵの処理手順を示す図３、図４のフロー
チャートを参照して以下に説明する。図３は充電作動時
のもので、ステップ１０１で、メインスイッチ４１を閉
じるとともに、充電電源６１に充電開始を指令して組電
池ＣＢを充電する。充電が進行すると、容量の最も小さ
い単電池１Ａ〜１Ｎが過充電間近になる。過充電間近か
否かは電圧計３Ａ〜３Ｎからの電圧信号で検出する。ス
テップ１０２，１０３では過充電間近となった単電池１
Ａ〜１Ｎにスイッチング回路５によって補充電電池２を
並列に接続する。例えば単電池１Ａが過充電間近になっ
ている場合には、ＦＥＴスイッチ５１Ａ，５４Ａを導通
作動させる。これにより、単電池１ＡからＦＥＴスイッ
チ５２Ａのダイオード素子５６、補充電電池２、ＦＥＴ
スイッチ５３Ａのダイオード素子５５へと電流が流れ、
単電池１Ａの電圧が下降して、過充電間近の状態が解消
される。

【００２０】この状態で、続いて例えば単電池１Ｂが過
充電間近になると、ＦＥＴスイッチ５１Ａ，５４Ａに代
えて、ＦＥＴスイッチ５１Ｂ，５４Ｂが導通作動させら
れ、単電池１ＢからＦＥＴスイッチ５２Ｂのダイオード
素子５６、補充電電池２、ＦＥＴスイッチ５３Ｂのダイ
オード素子５５へと電流が流れて、単電池１Ｂの電圧が
下降し、過充電間近の状態が解消される。このように、
過充電間近になった単電池１Ａ〜１Ｎに順次補充電電池
２を切換接続することによって、各単電池１Ａ〜１Ｎの
過充電が避けられる。ステップ１０４で、全ての単電池
１Ａ〜１Ｎが満充電になったことが確認されると、ステ
ップ１０５で充電電源６１の作動を停止させ、スイッチ
ング回路５内の全てのＦＥＴスイッチを開くとともに、
メインスイッチ４１を開く。

【００２１】このような充電作動の結果を図５に示す。
図は単電池を１Ａ〜１Ｈの８個設けた例であり、単電池
１Ｅの電池容量が最も大きい。充放電装置の上記充電作
動により、各単電池１Ａ〜１Ｈは図の斜線で示すよう
に、その容量一杯に充電されて満充電の状態になる。そ
して、各単電池１Ａ〜１Ｈの、最大の電池容量との差容
量Ｓ１〜Ｓ７を加算した容量に対応する電荷が補充電電
池２に蓄えられる。したがって、補充電電池２としては
差容量Ｓ１〜Ｓ７を加算した容量以上の容量を有する電
池を使用する。

【００２２】一方、充放電装置による放電作動時には、
図４のステップ２０１でメインスイッチ４１を閉じ、組
電池ＣＢから負荷６２へ電流を供給する。放電が進行す
ると、最も容量の小さい単電池１Ａ〜１Ｎが下限電圧に
達して過放電間近になる。そこで、ステップ２０２，２
０３では、負荷６２への放電が休止していることを電流
センサ４２の検出信号で確認した後、単電池１Ａ〜１Ｎ
が過放電間近か否かを判断し、続くステップ２０４で、
過放電間近となった単電池１Ａ〜１Ｎにスイッチング回
路５によって補充電電池２を並列に接続する。単電池１
Ａ〜１Ｎが所定電圧まで回復するとスイッチング回路５
の接続を断つ。例えば単電池１Ａが過放電間近になって
いる場合には、ＦＥＴスイッチ５２Ａ，５３Ａ（図２）
を導通作動させる。これにより、補充電電池２からＦＥ
Ｔスイッチ５１Ａのダイオード素子５５、単電池１Ａ、
ＦＥＴスイッチ５４Ａのダイオード素子５６へと電流が
流れ、単電池１Ａの電圧が所定電圧まで上昇して、過放
電間近の状態が解消される。その後、ＦＥＴスイッチ５
２Ａ，５３Ａを非導通とする。

【００２３】負荷６２への放電が休止している時に、今
度は例えば単電池１Ｂが過放電間近になっていることを
確認すると、ＦＥＴスイッチ５２Ｂ，５３Ｂが導通作動
させられ、補充電電池２からＦＥＴスイッチ５１Ｂのダ
イオード素子５５、単電池１Ｂ、ＦＥＴスイッチ５４Ｂ
のダイオード素子５６へと電流が流れて、単電池１Ｂの
電圧が所定電圧まで上昇し、過放電間近の状態が解消さ
れる。その後、ＦＥＴスイッチ５２Ｂ，５３Ｂを非導通
とする。このように、過放電間近になった単電池１Ａ〜
１Ｎに順次補充電電池２を切換接続することによって、
各単電池１Ａ〜１Ｎが過放電になることが避けられる。
ステップ２０５で、全ての単電池１Ａ〜１Ｎが放電完了
になっていることを確認すると、ステップ２０６でメイ
ンスイッチ４１を開き、放電作動を終了する。なお、単
電池１Ａ〜１Ｎの放電状態を確認するのは、本実施形態
におけるように、負荷６２への放電が休止している時に
のみ行う方が良い。その理由は、放電電流が流れている
と単電池１Ａ〜１Ｎの端子電圧が変動して、放電状態を
正確に判定できないことがあるからである。また、放電
が休止しているか否かは、電流センサ４２による以外
に、単電池１Ａ〜１Ｎの電圧変化パターンから検出する
こともできる。

【００２４】このような放電作動の結果を図５で説明す
ると、過放電間近になった単電池１Ａ〜１Ｄ，１Ｆ〜１
Ｈに補充電電池２からその都度電流が供給されて過放電
が防止される結果、放電時の各単電池１Ａ〜１Ｄ，１Ｆ
〜１Ｈの容量は見掛け上、最も容量の大きい単電池１Ｅ
と同一になり、放電完了は全ての単電池１Ａ〜１Ｈでほ
ぼ同時となる。したがって、放電作動終了時に各単電池
に残電荷を生じることがないから、残電荷を生じたまま
再充電を行うことによる電池劣化を避けることができ
る。

【００２５】なお、本実施形態において、ＦＥＴスイッ
チ５１Ａ〜５４Ｂに代えて、リレー等を使用することも
できる。

【００２６】（第２実施形態）図６に示すように、スイ
ッチング回路５と補充電電池２との間に昇圧回路７を設
けると、充放電装置が充電作動している際の単電池１Ａ
〜１Ｎから補充電電池２への充電、あるいは充放電装置
が放電作動している際の補充電電池２から単電池１Ａ〜
１Ｎへの充電を効率的に行うことができる。すなわち、
昇圧回路７は、補充電電池２の正極へ至る給電線Ｌ１中
に直列接続されたＦＥＴスイッチ７１Ａ、コイル７８、
およびＦＥＴスイッチ７１Ｂと、上記給電線Ｌ１と補充
電電池２の負極から延びる給電線Ｌ２との間に接続され
たコンデンサ７２，７３、およびＦＥＴスイッチ７１
Ｃ，７１Ｄとにより構成されている。そして、ＦＥＴス
イッチ７１Ａ，７１Ｂ内のダイオード素子７４，７５は
そのアノードがコイル７８の一端および他端にそれぞれ
接続され、ＦＥＴスイッチ７１Ｃ，７１Ｄ内のダイオー
ド素子７６，７７はそのアノードが給電線Ｌ２に接続さ
れている。なお、上記各ＦＥＴスイッチ７１Ａ〜７１Ｄ
は制御回路４からの出力信号によって以下に説明するよ
うに導通作動させられる。

【００２７】充放電装置の充電作動時に、例えば単電池
１Ａが過充電間近になると、第１実施形態で説明したよ
うに、ＦＥＴスイッチ５１Ａ，５４Ａが導通作動させら
れる。この状態で、ＦＥＴスイッチ７１Ａを導通作動さ
せ、かつＦＥＴスイッチ７１Ｄを所定周波数でスイッチ
ング作動させると、昇圧回路はＤＣ−ＤＣコンバータと
して機能して、単電池１Ａの電圧が昇圧されて補充電電
池２へ印加される。これにより、単電池１Ａと補充電電
池２の電圧差が小さい場合にも補充電電池２への充電が
効率的に行われる。

【００２８】一方、充放電装置の放電作動時に、例えば
単電池１Ａが過放電間近になると、第１実施形態で説明
したように、ＦＥＴスイッチ５２Ａ，５３Ａが導通作動
させられる。この状態で、ＦＥＴスイッチ７１Ｂを導通
作動させ、かつＦＥＴスイッチ７１Ｃを所定周波数でス
イッチング作動させると、昇圧回路はＤＣ−ＤＣコンバ
ータとして機能して、補充電電池２の電圧が昇圧されて
単電池１Ａへ印加される。これにより、補充電電池２と
単電池１Ａの電圧差が小さい場合にも単電池１Ａへの充
電が効率的に行われる。

【００２９】本実施形態によっても第１実施形態と同様
の効果があるとともに、単電池が全て満充電に近くな
り、あるいは単電池が全て放電完了に近くなって、補充
電電池との電圧差が小さくなっても、充放電装置の充電
作動あるいは放電作動が良好に行われる。

【００３０】（第３実施形態）補充電電池の容量を十分
大きくしておけば、充放電装置の充電作動時における単
電池から補充電電池への充電は十分な電圧差の下で良好
に行われる。しかし、この場合でも、充放電装置の放電
作動時には、その最終段階で補充電電池と単電池の電圧
差が殆ど無くなるため、補充電電池から単電池への充電
が良好になされないおそれがある。そこでこれを解決す
るために、例えば図７に示すような回路が採用できる。

【００３１】すなわち、図７において、補充電電池２
Ａ，２Ｂは二個設けられており、それぞれに電圧センサ
３１Ａ，３１Ｂが付設されている。補充電電池２Ａ，２
Ｂの間には外付けのダイオード８２ＢとＦＥＴスイッチ
８１Ｂが直列に接続されており、上記ダイオード８２Ｂ
とＦＥＴスイッチ８１Ｂ内のダイオード素子８４とは互
いのアノード同士が接続されている。また、給電線Ｌ１
と補充電電池２Ｂとの間にはＦＥＴスイッチ８１Ａとダ
イオード８２Ａが直列接続されるとともに、補充電電池
２Ａと給電線Ｌ２との間にはＦＥＴスイッチ８１Ｃとダ
イオード８２Ｃが直列接続されている。ＦＥＴスイッチ
８１Ａ，８１Ｃ内のダイオード素子８３，８５とダイオ
ード８２Ａ，８２Ｃとはそれぞれ互いにアノード同士が
接続されている。他の回路構成は第１実施形態と同一で
ある。なお、ＦＥＴスイッチ８１Ａ〜８１Ｃは制御回路
４の出力信号によって導通作動させられる。

【００３２】このような充放電装置において、充電作動
時に、例えば単電池１Ａが過充電間近になると、第１実
施形態で説明したように、ＦＥＴスイッチ５１Ａ，５４
Ａが導通作動させられるとともに、ＦＥＴスイッチ８１
Ａ，８１Ｃが導通作動させられる。これにより、補充電
電池２Ａ，２Ｂは互いに並列状態となって単電池１Ａに
接続され、十分な容量となった両補充電電池２Ａ，２Ｂ
に単電池１Ａから効率的に電流が流れ込んで、単電池１
Ａの過充電が未然に防止される。

【００３３】充放電装置の放電作動時において、例えば
単電池１Ａが過放電間近になると、第１実施形態で説明
したように、ＦＥＴスイッチ５２Ａ，５３Ａが導通作動
させられるとともに、ＦＥＴスイッチ８１Ｂが導通作動
させられる。これにより、補充電電池２Ａ，２Ｂは互い
に直列状態となって単電池１Ａに接続される。直列接続
により電圧が２倍になるから、放電作動の最終段階にお
いても補充電電池２Ａ，２Ｂと単電池１Ａの電圧差は十
分大きく保たれ、補充電電池２Ａ，２Ｂから単電池１Ａ
へ効率的に電流が流れ込んで、単電池１Ａの過放電が未
然に防止される。

【００３４】（第４実施形態）上記各実施形態における
スイッチング回路５中のＦＥＴスイッチ５１Ａ，５２Ａ
の直列接続に代えて、図８に示すように、ＦＥＴスイッ
チ５１Ａ，５２Ａにそれぞれダイオード素子５７，５８
を新たに直列接続し、これらＦＥＴスイッチ５１Ａ、５
２Ａとダイオード素子５７，５８の各組を並列的に接続
する構成としても良い。ダイオード素子５７はＦＥＴス
イッチ５１Ａの内部ダイオード５５と互いにアノード側
が接続される。また、ダイオード素子５８はＦＥＴスイ
ッチ５１Ｂの内部ダイオード５６と互いにアノード側が
接続される。ダイオード素子５７，５８としてショット
キーダイオードなどのオン抵抗の小さい素子を使用する
ことが可能となり、スイッチング回路５における電流の
損失をより小さくすることができる。この回路は他のＦ
ＥＴスイッチ５３Ａ，５４Ａ，５１Ｂ〜５４Ｂなどにも
適用できる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明の組電池の充電装
置、放電装置及び充放電装置によれば、充電エネルギー
の無駄な消費を避けることができるとともに、小型かつ
低コストであり、しかも組電池を構成する単電池の過充
電および過放電を防止して、組電池の効率的な充電並び
に放電が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す、充放電装置の概
略ブロック構成図である。

【図２】充放電装置の要部回路図である。

【図３】充電作動時の制御回路のフローチャートであ
る。

【図４】放電作動時の制御回路のフローチャートであ
る。

【図５】充放電装置の作動を説明する概念的グラフであ
る。

【図６】本発明の第２実施形態を示す、充放電装置の要
部回路図である。

【図７】本発明の第３実施形態を示す、充放電装置の要
部回路図である。

【図８】本発明の第４実施形態を示す、充放電装置の要
部回路図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，…，１Ｎ…単電池、２，２Ａ，２Ｂ
…補充電電池、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，…，３Ｎ…電圧計
（充電状態検出手段、放電状態検出手段），４…制御回
路（充電時切換接続手段、放電時切換接続手段），５…
スイッチング回路（充電時切換接続手段、放電時切換接
続手段），ＣＢ…組電池。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列接続されて組電池を構成する複数の
   単電池と、 前記複数の単電池の各電池容量のばらつきを吸収する容
   量を有する一つの補充電電池と、 前記各単電池の充電状態を検出する充電状態検出手段
   と、 前記組電池の充電中に、前記単電池のうち過充電間近に
   なったものに前記補充電電池を切換接続する充電時切換
   接続手段と、 を具備する組電池の充電装置。
2. 【請求項２】 直列接続されて組電池を構成する複数の
   単電池と、 少なくとも一つの補充電電池と、 前記各単電池の放電状態を検出する放電状態検出手段
   と、 前記組電池の放電中に、前記単電池のうち過放電間近に
   なったものに前記補充電電池を切換接続する放電時切換
   接続手段とを具備する組電池の放電装置。
3. 【請求項３】 直列接続されて組電池を構成する複数の
   単電池と、 少なくとも一つの補充電電池と、 前記各単電池の充電状態を検出する充電状態検出手段
   と、 前記組電池の充電中に、前記単電池のうち過充電間近に
   なったものに前記補充電電池を切換接続する充電時切換
   接続手段と、 前記各単電池の放電状態を検出する放電状態検出手段
   と、 前記組電池の放電中に、前記単電池のうち過放電間近に
   なったものに前記補充電電池を切換接続する放電時切換
   接続手段とを具備する組電池の充放電装置。