(57)【要約】  【課題】二次電池のサイクル寿命の低下を抑制できる二次電池の充放電制御装置を提供する。  【解決手段】直列に接続した複数の二次電池Ｃの放電時に、二次電池Ｃの電圧を２つのグループG1，G2に分けて測定し、いずれか一方のグループの電圧が放電終止電圧以下になると、全ての二次電池Ｃの放電を停止することで、いずれか一方のグループの電圧が放電終止電圧よりも小さくなる状態を防止し、過放電および逆充電を抑制して、二次電池Ｃのサイクル寿命の低下を抑制できる。  【選択図】図１
2005218259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の二次電池の放電時に、これら二次電池の電圧を複数のグループに分けて測定し、
いずれか一つの前記グループの電圧が所定の電圧閾値以下になると、全ての二次電池の放電を停止する
ことを特徴とした二次電池の放電制御方法。
【請求項２】
直列に接続され複数のグループに分けられた複数の二次電池の全体を充電し、
二次電池全体を充電した後にこの充電直前の放電時に所定の電圧閾値以下になったグループの二次電池のみを補充電する
ことを特徴とした二次電池の充電制御方法。
【請求項３】
直列に接続され複数のグループに分けられた複数の二次電池の、直前の放電時に所定の電圧閾値以下になったグループのみを補充電し、
二次電池の全体を、前記補充電の後に充電する
ことを特徴とした二次電池の充電制御方法。
【請求項４】
直列に接続された複数の二次電池の電圧を複数のグループに分けて測定する電圧測定手段と、
この電圧測定手段で測定したグループのいずれか一つの電圧が所定の電圧閾値以下になると、全ての二次電池の放電を停止させる放電制御手段と
を具備したことを特徴とした二次電池の放電制御装置。
【請求項５】
直列に接続され複数のグループに分けられた複数の二次電池の放電時に、所定の電圧閾値以下になったグループを判別する判別手段と、
二次電池全体を充電した後、直前の放電時に前記判別手段で判別されたグループの二次電池のみを補充電する充電制御手段と
を具備したことを特徴とした二次電池の充電制御装置。
【請求項６】
直列に接続され複数のグループに分けられた複数の二次電池の放電時に、所定の電圧閾値以下になったグループを判別する判別手段と、
直前の放電時に前記判別手段で判別されたグループの二次電池のみを補充電した後、二次電池の全体を充電する充電制御手段と
を具備したことを特徴とした二次電池の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流に接続された複数の二次電池の放電制御方法、二次電池の充電制御方法、二次電池の放電制御装置および二次電池の充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の二次電池の放電制御装置および充電制御装置、すなわち充放電制御装置は、直列に接続された複数の二次電池の電圧を複数個の二次電池のブロック毎に測定可能な電圧測定手段を備えている。この電圧測定手段には、制御手段が接続されている。この制御手段には、二次電池に接続可能な定電圧充放電手段と定電流充放電手段とがそれぞれ接続されている。そして、制御手段は、通常の充放電時に、定電流充放電手段により定電流充放電する。さらに、制御手段は、二次電池の放電時に、電圧測定手段で測定したいずれか一つ以上のブロックの二次電池の電圧が所定の下限値以下となると、定電流充放電手段から定電圧充放電手段に切り換えて、定電流放電から定電圧放電に切り換える。同様に、制御手段は、二次電池の充電時に、電圧測定手段で測定したいずれか一つ以上のブロックの二次電池の電圧が所定の上限値以上となると、定電流充放電手段から定電圧充放電手段に切り換えて、定電流充電から定電圧充電に切り換える（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１５２９８４号公報（第２−３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の充放電制御装置では、電池容量が最も小さい二次電池が充放電の際に過放電したり、あるいは電池容量が大きい二次電池により逆充電されたりしてしまい、二次電池のサイクル寿命が低下するおそれがあるという問題点を有している。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、二次電池のサイクル寿命の低下を抑制できる二次電池の放電制御方法、二次電池の充電制御方法、二次電池の放電制御装置および二次電池の充電制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、直列に接続された複数の二次電池の放電時に、これら二次電池の電圧を複数のグループに分けて測定し、いずれか一つのグループの電圧が所定の電圧閾値以下になると、全ての二次電池の放電を停止するものである。
【０００６】
また、直列に接続され複数のグループに分けられた複数の二次電池の全体を充電し、二次電池全体を充電した後にこの充電直前の放電時に所定の電圧閾値以下になったグループの二次電池のみを補充電するものである。
【０００７】
さらに、本発明は、直列に接続され複数のグループに分けられた複数の二次電池の、直前の放電時に所定の電圧閾値以下になったグループのみを補充電し、二次電池の全体を、補充電の後に充電するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、直列に接続された二次電池の電圧を複数のグループ毎に測定し、いずれか一つのグループの電圧が所定の電圧閾値以下になると、全ての二次電池の放電を停止することで、過放電および逆充電を抑制し、二次電池のサイクル寿命の低下を抑制できる。
【０００９】
また、本発明によれば、直列に接続された複数の二次電池の全体を充電した後に、この充電直前の放電時に所定の電圧閾値以下になったグループを補充電することで、二次電池の各グループ間の電池容量差を低減し、放電時の過放電および逆充電を抑制でき、二次電池のサイクル寿命の低下を抑制できる。
【００１０】
さらに、本発明によれば、直列に接続され複数の二次電池の、直前の放電時に所定の電圧閾値以下になったグループのみを補充電した後、二次電池の全体を充電することで、二次電池の各グループ間の電池容量差を低減し、放電時の過放電および逆充電を抑制でき、二次電池のサイクル寿命の低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１において、１は放電制御装置および充電制御装置の少なくともいずれか一方の機能を有する充放電制御装置を示し、この充放電制御装置１は、例えば電気掃除機などに搭載される二次電池Ｃの充放電を制御するものである。
【００１３】
また、この充放電制御装置１は、制御回路２、負荷としてのモータ３、および、充電手段としての充電回路４を備えている。
【００１４】
二次電池Ｃは、複数、例えば１０本、直列に接続されてバッテリパックＰを形成している。また、これら二次電池Ｃは、複数、例えば２つのグループG1，G2に等分されている。すなわち、これらグループG1，G2は、それぞれ二次電池Ｃを５本ずつ有している。
【００１５】
制御回路２は、バッテリパックＰ、モータ３および充電回路４にそれぞれ電気的に接続されている。また、この制御回路２は、グループG1，G2毎の二次電池Ｃの電圧V1，V2およびこれら電圧V1，V2の平均値VAを測定する電圧測定手段の機能、モータ３および充電回路４のそれぞれの駆動を制御する充電制御手段および放電制御手段の機能、および、二次電池Ｃの放電時に、電圧が所定の電圧閾値としての放電終止電圧V0以下となったグループを判別する判別手段の機能をそれぞれ有している。
【００１６】
なお、判別手段の機能は、二次電池Ｃの放電時に、電圧が所定の電圧閾値としての放電終止電圧V0以下となったグループを判別して記憶したり、記憶することなくこの判別したグループを充電制御手段に直接入力したりするなど、様々な構成が可能である。
【００１７】
モータ３は、バッテリパックＰから供給される電力により駆動されるものである。
【００１８】
充電回路４は、制御回路２により制御されるもので、バッテリパックＰの複数の二次電池Ｃを、グループG1，G2毎に充電可能とする。
【００１９】
次に、上記一実施の形態による制御を説明する。
【００２０】
放電時には、図１(a)に示すように、制御回路２がバッテリパックＰの各二次電池Ｃから供給される電力を制御して、モータ３を所望の動作モードで駆動させる。
【００２１】
このとき、図２に示すように、制御回路２では、電圧測定手段の機能により、放電時間とともに低下するバッテリパックＰのグループG1，G2の各電圧V1，V2を測定している。そして、これら電圧V1，V2のうちいずれか一方、図２では電圧V1が所定の電圧閾値としての放電終止電圧V0以下になった時間t0で、制御回路２は放電制御手段の機能により二次電池Ｃからモータ３に供給される電力を遮断し、二次電池Ｃ全体の放電を停止させる。
【００２２】
一方、充電時には、図１(b)に示すように、制御回路２が充電制御手段の機能により充電回路４を制御して二次電池Ｃ全体を充電し、例えば二次電池ＣのグループG1，G2全体の電圧V1，V2の平均値VAが所定の上限電圧閾値に達した時点で、二次電池Ｃ全体の充電を停止させる。
【００２３】
この後、図１(c)に示すように、制御回路２が、判別手段の機能により、充電直前の放電時に電圧が放電終止電圧V0になったグループ、すなわち本実施の形態ではグループG1を判別し、この判別されたグループG1のみを、充電制御手段の機能により補充電、すなわち追加充電する。そして、グループG1の電圧V1が所定の上限電圧閾値に達すると、追加充電を停止する。
【００２４】
上述したように、上記一実施の形態では、直列に接続された二次電池Ｃの放電時に、これら二次電池ＣのグループG1，G2のそれぞれの電圧V1，V2を測定し、いずれか一方のグループの電圧が放電終止電圧V0以下になると、全ての二次電池Ｃの放電を停止する構成とした。
【００２５】
このため、二次電池全体の電圧の平均値を測定してこの平均値が放電終止電圧以下になった際に二次電池の放電を停止する従来の場合と比較して、いずれか一方のグループの電圧が放電終止電圧V0よりも小さくなる状態を防止できる。
【００２６】
この結果、一つのグループに含まれる二次電池Ｃの数を少なくしてグループ内での電池容量差を小さくすることで、電池容量が少ない二次電池Ｃの過放電、および、電池容量が小さい二次電池Ｃに向けて電池容量が大きい二次電池Ｃから電流が逆方向に流れるいわゆる逆充電が起きる可能性を抑制し、これら過放電および逆充電による二次電池Ｃのサイクル寿命の低下を抑制できる。
【００２７】
また、直列に接続された二次電池Ｃの充電時には、二次電池Ｃの全体を充電した後に、この充電直前の放電時に放電終止電圧V0以下になった二次電池Ｃのグループを追加充電することで、電池容量が小さいグループの充電容量を、電池容量が大きいグループの充電容量よりも多くして二次電池Ｃの各グループG1，G2間の電池容量差を低減し、電池容量が小さかったグループの次の放電時での過放電および逆充電を抑制でき、二次電池Ｃのサイクル寿命の低下を抑制できる。
【００２８】
さらに、二次電池Ｃのサイクル寿命の低下を抑制することで、二次電池Ｃを頻繁に交換する必要がなくなるので、二次電池Ｃの交換の手間、あるいはコストなどをも抑制でき、使い勝手を向上できる。
【００２９】
そして、これら放電制御方法と充電制御方法とを組み合わせることで、充放電制御装置１の信頼性を向上できる。
【００３０】
なお、上記各実施の形態において、図１(b)に示す制御と図１(c)に示す制御とは、互いに順番を入れ換えることが可能である。すなわち、制御回路２は、直前の放電時に放電終止電圧V0以下になったグループの二次電池Ｃのみを補充電した後、二次電池Ｃの全体を充電する制御も可能である。この場合には、直前の放電時に放電終止電圧V0以下になったグループの電圧と電池容量が大きいグループの電圧とを比較して補充電分を予め予測して補充電する。
【００３１】
また、二次電池Ｃは、３つ以上のグループに分けることも可能である。この場合には、上記一実施の形態と同様に放電時の制御をするとともに、電池容量が最も大きいグループの電圧に応じて他のグループの充電容量を設定して上記一実施の形態と同様に充電時の制御をする。
【００３２】
さらに、二次電池Ｃは、グループ毎に等分としない構成も可能である。この場合には、各グループに含まれる二次電池Ｃの個数に応じて放電終止電圧V0および所定の上限電圧閾値などを設定することで、上記一実施の形態の制御を適用できる。
【００３３】
そして、充電制御装置と放電制御装置とは、それぞれ単独で使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態の充電制御装置および放電制御装置を示すブロック図であり、(a)は同上放電制御装置の駆動状態を示すブロック図、(b)は同上充電制御装置による二次電池全体の充電状態を示すブロック図、(c)は同上充電制御装置による補充電を示すブロック図である。
【図２】同上放電制御装置による放電の制御を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１    放電制御装置および充電制御装置の少なくともいずれか一方を機能として有する充放電制御装置
２    電圧測定手段、放電制御手段、判別手段および充電制御手段を機能として有する制御回路
Ｃ    二次電池
G1    グループ
G2    グループ
V0    所定の電圧閾値としての放電終止電圧
【図１】
2005218259.tif 000003
【図２】
2005218259.tif 000004