(57)【要約】【課題】  安価な構造で、２次電池に要求される充電条件にて充電できるパック電池を提供することを目的とする。【解決手段】  パック電池Ａは、２次電池１を内蔵するパック電池Ａであって、充電電流をオンオフするスイッチ素子７と、該スイッチ素子７を制御する制御部５とを有し、制御部５は、スイッチ素子７を制御して、電池電圧が、所定電圧に至ったとき、充電を停止し、電池電圧が、充電再開電圧に低下したとき、再度、充電を再開することを特徴とする。２次電池１は、設定電圧にて定電圧されるべき２次電池１であって、設定電圧より大きい出力電圧の充電器Ｃにて、充電電流が供給されることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池を内蔵するパック電池であって、
充電電流をオンオフするスイッチ素子と、
該スイッチ素子を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記スイッチ素子を制御して、前記電池電圧が、所定電圧に至ったとき、充電を停止し、前記電池電圧が、充電再開電圧に低下したとき、再度、充電を再開することを特徴とするパック電池。
【請求項２】
前記２次電池は、設定電圧にて定電圧されるべき２次電池であって、前記設定電圧より大きい出力電圧の充電器にて、充電電流が供給されることを特徴とする請求項１のパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパック電池、充電方法については、以下の特許文献に開示される。この公報においては、内蔵する２次電池の種類と、公称電圧と、充電特性と、限界値データと、過去の充電記録データと、残存容量とを含むバッテリの特有の既知情報を記憶した情報記憶手段を備えるパック電池と、上記の既知情報のうち少なくとも種類と公称電圧とを電気的に読み出し、こらら情報に基づいてバッテリの充電電圧または充電電流を制御する充電器とが開示されている。これにより、電圧等の異なる種々の２次電池を充電することを可能にしている。
【特許文献１】特開平７−３０３３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の充電方法においては、パック電池内に、情報記憶手段を必要とすると共に、充電器においても、パック電池内からの情報を読み取るための通信手段を必要とするものであり、パック電池、充電器共に、複雑で高価な構造であった。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、安価な構造で、２次電池に要求される充電条件にて充電できるパック電池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】
本発明のパック電池は、2次電池を内蔵するパック電池であって、充電電流をオンオフするスイッチ素子と、該スイッチ素子を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記スイッチ素子を制御して、前記電池電圧が、所定電圧に至ったとき、充電を停止し、前記電池電圧が、充電再開電圧に低下したとき、再度、充電を再開することを特徴とする。また、前記２次電池は、設定電圧にて定電圧されるべき２次電池であって、前記設定電圧より大きい出力電圧の充電器にて、充電電流が供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、電池電圧が、所定電圧に至ったとき、充電を停止し、電池電圧が、充電再開電圧に低下したとき、再度、充電を再開しているので、充電のために印加される電圧が、２次電池に要求される値より高い場合であっても、上記のように充電、停止を繰り返すことより、電池に印加される電圧の実効値、或いは、平均値を低下することができ、２次電池にダメージを与えることを低減できる。
【０００７】
そして、２次電池に要求される値（＝設定電圧）より高い出力電圧の充電器を利用して、パック電池を充電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施例を、図を用いて詳細に説明する。図１に示すように、本実施例においては、パック電池Ａと、これを充電する充電器Ｃとを備えている。パック電池Ａは、充電器Ｃに着脱自在に装着されて、充電端子を介して、充電される。充電器Ｃにおいては、コンセントからの交流商用電力を直流電力に変換して出力する電源回路Ｓを備えている。なお、充電器Ｃは、ノート型パソコンのように、電子機器に内蔵されたものでも良い。
【０００９】
パック電池Ａにおいては、パック電池Ａの充放電電流をオンオフ制御するスイッチングトランジスタ等からなる制御素子７を備えている。また、リチウムイオン電池等の二次電池１と、電池１の充放電時の電流を検出する抵抗等からなる電流検出部２と、電池１の充放電を監視、制御するマイクロプロセッサーユニット(以下、ＭＰＵと記す）とを備えている。また、パック電池Ａ内には、電池１に密接して配置されたサーミスタを含む温度検出部３が設けられている。
【００１０】
ＭＰＵにおいては、電池電圧(測定箇所ｄ）、電流検出部２からの出力、温度検出部３からの出力のアナログ電圧が入力され、デジタル変換し、実電圧[mV]や実電流値[mA]に換算するＡ／Ｄ変換部４が設けられている。そして、Ａ／Ｄ変換部５からの出力が、周期的に、充電制御部５に入力されて、演算、比較、判定等が行われて、この充電制御部５からの信号で、パック電池Ａ内のＦＥＴ等からなる制御素子７をオンオフ制御する。周知技術を利用して、充電制御部５においては、充放電電流を積算して残容量を演算処理している。この演算された残容量にて、電池１の満充電を検出することも可能である。
【００１１】
本実施例の２次電池１は、従来からあるリチウムイオン電池である。最近では、従来よりも高い電圧で充電できるリチウムイオン電池が利用されている。その正極には、従来の正極のコバルト酸リチウムと異なり、Li-Ni-Mn-Co複合酸化物とコバルト酸リチウム混合を利用している。この材料は、高電圧で充電しても熱安定性が高く、従来であれば、充電最大電圧（＝設定電圧）が約４．２Ｖ程度であり、この電池に対応した充電器は低電圧な充電器である。また、新しいリチウムイオン２次電池は、充電最大電圧（＝設定電圧）約４．４Ｖで充電することが可能で、高電圧化により容量が大きくなっている。そして、このような高電圧な電池に対応した高電圧な充電器（最大出力電圧が、約４．４Ｖ）が利用される。このように、従来の充電最大電圧（＝設定電圧）である約４．２Ｖ程度より、約０．１Ｖ以上高い充電最大電圧の電池に、本発明は、利用することができる。
【００１２】
そして、各種の携帯機器用のパック電池を充電する充電器に、このような高電圧な充電器を利用すると、従来のリチウムイオン電池を、高電圧で充電されることになるため、電池にダメージを与えることになるので、充電しない方が適切である。
【００１３】
しかしながら、新しい高電圧な電池に対応した高電圧な充電器、従来の低電圧な電池に対応した低電圧な充電器の両方を用意するよりも、一方の充電器だけで、両電池を充電できることが望ましい。よって、本実施例においては、充電器Ｃを高電圧な充電器として、パック電池Ａの電池１として、従来の低電圧な電池１（＝低電圧な設定電圧にて定電圧されるべき２次電池１）を利用できることを可能としている。
【００１４】
本実施例においては、充電器Ｃの電源回路Ｓは、周知の規制された定電流、定電圧（最大４．４Ｖ）の出力を供給する。本実施例においては、図２の電圧、電流グラフのように、充電される。電池電圧は、ＭＰＵ内にて、周期的(例えば、１２５msec〜１sec程度)に、測定、検出して、比較、演算される。
【００１５】
電池１が低容量より充電されて、電池電圧は徐々に増加して、充電器の最大定電圧（４．４Ｖ）に相当する所定電圧に至ると、制御部５は、制御信号を発して、制御素子７をオフとする。これにより、充電電流が停止され、電池１内において化学反応が安定化する等の理由で、電池１の電池電圧は、徐々に低下する。そして、電池電圧が、充電再開電圧（４．０Ｖ）に低下したときに、制御部５は、制御信号を発して、制御素子７をオンとして、充電を再開する。その後、電池電圧が、所定電圧に至ると、制御部５は、制御信号を発して、制御素子７をオフとする。このような、充電のオン、オフを繰り返して、充電をすすめる。充電のオンオフにより、電池に印加される電圧は、実効値、或い、平均値として、約４．２Ｖ程度となり、本来の従来のリチウムイオン電池１に適切な充電電圧となる。
【００１６】
そして、電池電圧が、所定電圧に至り充電を停止し、充電再開電圧に低下するまでの時間が、所定値以上になると、満充電であるとして、充電を完了する。または、充電する電流値の単位時間あたりの値が、所定値以下になると、満充電であるとして、充電を完了する。
【００１７】
なお、本実施例のパック電池Ａを、従来の低電圧の充電器（最大４．２Ｖ）にて、充電するなら、電池電圧は、最大４．２Ｖであるので、上述の充電電流が停止される所定電圧４．４Ｖに至ることがないので、継続した電流にて充電されることになる。
【００１８】
また、パック電池Ａにおいて、従来の低電圧なリチウムイオン電池に代わって、高電圧なリチウムイオン電池を内蔵するのであれば、最高で４．４Ｖにて充電されることより、制御部５は、制御素子７をオフすることなく、充電をすることができる。この場合、制御素子７をオンオフする必要がないので、この素子を省略することも可能であり、充電の終了は、充電器の出力をオフすることで行うことができる。このとき、満充電の検出は、充電電流が規定値以下となった場合、行われる。
【００１９】
以上の実施例のように、パック電池Ａ内において、制御素子７により充電電流、充電電圧をオンオフすることにより、電池に印加される電圧の実効値、或いは、平均値を低減することができるので、充電器の出力電圧が、電池の充電電圧（＝設定電圧）より高い場合でも、そのような充電器を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の電池パックの回路ブロック図である。
【図２】本発明の実施例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
Ａ    電池パック
ＭＰＵ  マイクロプロセッサユニット
Ｃ  充電器
１  電池
【図１】
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【図２】
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