JP2002017045A - 二次電池装置 - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充電電荷を無駄に消費することなく、該二次
電池の寿命を安定した条件下で的確に判断することので
きる簡易な構成の二次電池装置を提供する。 【解決手段】 二次電池１の端子電圧を検出する電池電
圧検出部５と、前記二次電池の充電時における満充電状
態を検知する満充電検知手段（−ΔＶ検出回路）３と、
二次電池の充電路に介装されて満充電検出時に該充電路
を遮断するスイッチ素子２と、充電路が遮断される直前
の二次電池の電池電圧Ｖonを記憶するメモリ１１と、充
電路の遮断後における開放電池電圧Ｖoffと前記電池電
圧Ｖonとから二次電池の内部抵抗に相当する値を求める
内部抵抗検出回路１４と、上記二次電池の内部抵抗に相
当する値に応じて該二次電池の寿命を評価して該寿命の
情報を出力する寿命提示手段（電池寿命テーブル１５）
とを備える。
電池の寿命を安定した条件下で的確に判断することので
きる簡易な構成の二次電池装置を提供する。 【解決手段】 二次電池１の端子電圧を検出する電池電
圧検出部５と、前記二次電池の充電時における満充電状
態を検知する満充電検知手段（−ΔＶ検出回路）３と、
二次電池の充電路に介装されて満充電検出時に該充電路
を遮断するスイッチ素子２と、充電路が遮断される直前
の二次電池の電池電圧Ｖonを記憶するメモリ１１と、充
電路の遮断後における開放電池電圧Ｖoffと前記電池電
圧Ｖonとから二次電池の内部抵抗に相当する値を求める
内部抵抗検出回路１４と、上記二次電池の内部抵抗に相
当する値に応じて該二次電池の寿命を評価して該寿命の
情報を出力する寿命提示手段（電池寿命テーブル１５）
とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繰り返し再充電さ
れて各種電子機器の電力源として用いられるニッケル水
素電池等の二次電池の寿命を的確に判断し得る機能を備
えた二次電池装置に関する。
れて各種電子機器の電力源として用いられるニッケル水
素電池等の二次電池の寿命を的確に判断し得る機能を備
えた二次電池装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】近時、各種電子機器の電力源とし
て、繰り返し再充電可能な二次電池が幅広く用いられて
いる。しかしながら二次電池は、繰り返し充放電や経年
変化等によってその電池性能が劣化することが否めな
い。これ故、例えばネットワークシステムにおけるサー
バ用の無停電電源装置に見られるように、二次電池を商
用電源の停電に対するバックアップ電源として用いるよ
うな場合には、特にその電池性能、ひいては電池寿命を
的確に把握することが重要である。
て、繰り返し再充電可能な二次電池が幅広く用いられて
いる。しかしながら二次電池は、繰り返し充放電や経年
変化等によってその電池性能が劣化することが否めな
い。これ故、例えばネットワークシステムにおけるサー
バ用の無停電電源装置に見られるように、二次電池を商
用電源の停電に対するバックアップ電源として用いるよ
うな場合には、特にその電池性能、ひいては電池寿命を
的確に把握することが重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来、二次電
池の性能（サイクル劣化の度合い）を評価する手法とし
て、例えば特開平１１−３２９５１２号公報には、二次
電池を定電流充電した際の満充電までに要した定電流充
電時間を計測し、新品当初の定電流充電時間と比較する
ことで、その性能の劣化の度合い判断することが開示さ
れる。しかしながら二次電池の充電条件を常に一定に揃
えることは困難であり、例えば電池温度の違いによって
その定電流充電時間が変化する等の問題がある。
池の性能（サイクル劣化の度合い）を評価する手法とし
て、例えば特開平１１−３２９５１２号公報には、二次
電池を定電流充電した際の満充電までに要した定電流充
電時間を計測し、新品当初の定電流充電時間と比較する
ことで、その性能の劣化の度合い判断することが開示さ
れる。しかしながら二次電池の充電条件を常に一定に揃
えることは困難であり、例えば電池温度の違いによって
その定電流充電時間が変化する等の問題がある。
【０００４】これに対して特開２０００−１２１０４号
公報には、定電流負荷を用いて測定される二次電池の内
部抵抗、電池電圧、および電池温度から電池寿命を判断
し、電池残容量を求める手法が開示される。しかしなが
ら定電流負荷を用いて電池情報（内部抵抗）を測定する
には、二次電池にとって余分な負荷である定電流負荷を
必要とする等、その構成が大掛かりで高価なものとなる
ことが否めない。しかもその測定に際しては、二次電池
の電流（充電電荷）を無駄に消費することになる。
公報には、定電流負荷を用いて測定される二次電池の内
部抵抗、電池電圧、および電池温度から電池寿命を判断
し、電池残容量を求める手法が開示される。しかしなが
ら定電流負荷を用いて電池情報（内部抵抗）を測定する
には、二次電池にとって余分な負荷である定電流負荷を
必要とする等、その構成が大掛かりで高価なものとなる
ことが否めない。しかもその測定に際しては、二次電池
の電流（充電電荷）を無駄に消費することになる。
【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、二次電池の充電電荷を無駄に消
費することなく、該二次電池の寿命を安定した条件下で
的確に判断することのできる簡易な構成の二次電池装置
を提供することにある。
たもので、その目的は、二次電池の充電電荷を無駄に消
費することなく、該二次電池の寿命を安定した条件下で
的確に判断することのできる簡易な構成の二次電池装置
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る二次電池装置は、例えばニッケル水素
電池からなる二次電池と、この二次電池の端子電圧を検
出する電池電圧検出手段と、前記二次電池の充電時にお
ける満充電を検知する満充電検知手段と、前記二次電池
の充電路に介装され、上記満充電検知手段による満充電
検出時にオフ駆動されて上記充電路を遮断するスイッチ
素子とを備え、更に前記充電路が遮断される直前の前記
二次電池の電池電圧Ｖonを記憶するメモリと、前記充電
路の遮断後における前記二次電池の開放電池電圧Ｖoff
と前記メモリに記憶された電池電圧Ｖonとから前記二次
電池の内部抵抗に相当する値を求める内部抵抗検出手段
と、上記二次電池の内部抵抗に相当する値に応じて該二
次電池の寿命を評価して該寿命の情報を出力する寿命提
示手段とを備えることを特徴としている。
べく本発明に係る二次電池装置は、例えばニッケル水素
電池からなる二次電池と、この二次電池の端子電圧を検
出する電池電圧検出手段と、前記二次電池の充電時にお
ける満充電を検知する満充電検知手段と、前記二次電池
の充電路に介装され、上記満充電検知手段による満充電
検出時にオフ駆動されて上記充電路を遮断するスイッチ
素子とを備え、更に前記充電路が遮断される直前の前記
二次電池の電池電圧Ｖonを記憶するメモリと、前記充電
路の遮断後における前記二次電池の開放電池電圧Ｖoff
と前記メモリに記憶された電池電圧Ｖonとから前記二次
電池の内部抵抗に相当する値を求める内部抵抗検出手段
と、上記二次電池の内部抵抗に相当する値に応じて該二
次電池の寿命を評価して該寿命の情報を出力する寿命提
示手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】即ち、本発明に係る二次電池装置は、二次
電池の充電時において該二次電池の満充電を検出してそ
の充電を停止させる直前の電池電圧Ｖonと、充電停止後
の開放電池電圧Ｖoffとを計測することでその測定条件
（電池状態）を一定化し、上記充電停止直前の電池電圧
Ｖonと充電停止後の開放電池電圧Ｖoffとから該二次電
池の内部抵抗に相当する値を求めることで、二次電池の
寿命を的確に判断するようにしたことを特徴としてい
る。
電池の充電時において該二次電池の満充電を検出してそ
の充電を停止させる直前の電池電圧Ｖonと、充電停止後
の開放電池電圧Ｖoffとを計測することでその測定条件
（電池状態）を一定化し、上記充電停止直前の電池電圧
Ｖonと充電停止後の開放電池電圧Ｖoffとから該二次電
池の内部抵抗に相当する値を求めることで、二次電池の
寿命を的確に判断するようにしたことを特徴としてい
る。
【０００８】好ましくは請求項２に記載するように前記
内部抵抗検出手段においてはタイマー回路を備え、前記
二次電池の満充電検知時点から所定時間経過後における
前記二次電池の開放端子電圧を求めることを特徴とす
る。また本発明に係る二次電池装置は、請求項３に記載
するように、更に前記二次電池に対する充電電流を検出
する電流検出手段を備え、前記メモリにおいては前記充
電路が遮断される直前の前記二次電池の端子電圧Ｖonと
共にそのときの充電電流Ｉonを記憶し、また前記内部抵
抗検出手段においては前記充電路の遮断後における前記
二次電池の開放端子電圧Ｖoffおよびそのときに前記電
流検出手段にて検出される電流Ｉoffと、前記メモリに
記憶された端子電圧Ｖonおよび充電電流Ｉonとから前記
二次電池の内部抵抗に相当する値を求めることを特徴と
している。
内部抵抗検出手段においてはタイマー回路を備え、前記
二次電池の満充電検知時点から所定時間経過後における
前記二次電池の開放端子電圧を求めることを特徴とす
る。また本発明に係る二次電池装置は、請求項３に記載
するように、更に前記二次電池に対する充電電流を検出
する電流検出手段を備え、前記メモリにおいては前記充
電路が遮断される直前の前記二次電池の端子電圧Ｖonと
共にそのときの充電電流Ｉonを記憶し、また前記内部抵
抗検出手段においては前記充電路の遮断後における前記
二次電池の開放端子電圧Ｖoffおよびそのときに前記電
流検出手段にて検出される電流Ｉoffと、前記メモリに
記憶された端子電圧Ｖonおよび充電電流Ｉonとから前記
二次電池の内部抵抗に相当する値を求めることを特徴と
している。
【０００９】更には請求項４に記載するように、前記電
流検出手段により前記二次電池の放電電流が検出された
とき、前記内部抵抗検出手段による前記二次電池の内部
抵抗の算出処理を禁止する手段を備えることで、誤った
電池寿命の判断を防止することを特徴としている。また
好ましくは請求項５に記載するように、更に前記二次電
池の温度Ｔを検出する電池温度検出手段と、検出された
電池温度に従って前記内部抵抗検出手段により求める前
記二次電池の内部抵抗を補正する補正手段とを備え、電
池温度に依存する電池特性の変化を見込んでその電池寿
命を判断することを特徴としている。
流検出手段により前記二次電池の放電電流が検出された
とき、前記内部抵抗検出手段による前記二次電池の内部
抵抗の算出処理を禁止する手段を備えることで、誤った
電池寿命の判断を防止することを特徴としている。また
好ましくは請求項５に記載するように、更に前記二次電
池の温度Ｔを検出する電池温度検出手段と、検出された
電池温度に従って前記内部抵抗検出手段により求める前
記二次電池の内部抵抗を補正する補正手段とを備え、電
池温度に依存する電池特性の変化を見込んでその電池寿
命を判断することを特徴としている。
【００１０】更には請求項６に記載するように、前記ス
イッチ素子を断続させて前記二次電池に対する充電路の
形成とその遮断を複数回繰り返し、前記充電路が遮断さ
れる直前および該充電路の遮断後の前記二次電池の状態
をそれぞれ検出することで、状態検出時の測定データの
バラツキを排除して該二次電池の寿命を高精度に評価す
ることを特徴としている。
イッチ素子を断続させて前記二次電池に対する充電路の
形成とその遮断を複数回繰り返し、前記充電路が遮断さ
れる直前および該充電路の遮断後の前記二次電池の状態
をそれぞれ検出することで、状態検出時の測定データの
バラツキを排除して該二次電池の寿命を高精度に評価す
ることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について、例えばネットワークシステムにおけ
るサーバのバックアップ用電源として用いられる二次電
池装置を例に説明する。図１は、この実施形態に係る二
次電池装置の概略的な構成図であり、１はニッケル水素
電池等からなる二次電池である。この二次電池１は、例
えば複数の電池セルを直並列に接続して所定の端子電圧
（電池電圧）および所定の電流容量を有するものからな
る。この二次電池１は、図示しない外部機器（サーバ）
の内部電源に接続されて充電され、また上記外部機器の
本体に対してその充電電荷を放電するように設けられ
る。
実施形態について、例えばネットワークシステムにおけ
るサーバのバックアップ用電源として用いられる二次電
池装置を例に説明する。図１は、この実施形態に係る二
次電池装置の概略的な構成図であり、１はニッケル水素
電池等からなる二次電池である。この二次電池１は、例
えば複数の電池セルを直並列に接続して所定の端子電圧
（電池電圧）および所定の電流容量を有するものからな
る。この二次電池１は、図示しない外部機器（サーバ）
の内部電源に接続されて充電され、また上記外部機器の
本体に対してその充電電荷を放電するように設けられ
る。
【００１２】しかして二次電池１の充放電路には、ＦＥ
Ｔ等からなるスイッチ素子２が直列に介装されており、
該二次電池１はスイッチ素子２を介してその充放電が制
御される。このスイッチ素子２は、例えば二次電池２の
端子電圧を監視してその充電を制御する充電制御装置、
具体的には−ΔＶ検出回路３によってオン／オフ制御さ
れて前記二次電池１の充放電路、特にその充電経路を選
択的に遮断し、満充電状態に至った二次電池１の充電を
停止させる役割を担う。尚、ここでは−ΔＶ検出により
二次電池１の充電を制御するものとして説明するが、充
電時における温度上昇率を検知して充電を制御する方式
や、ピーク電圧検出方式等の従来より種々提唱されてい
る充電制御方式を適宜採用可能である。
Ｔ等からなるスイッチ素子２が直列に介装されており、
該二次電池１はスイッチ素子２を介してその充放電が制
御される。このスイッチ素子２は、例えば二次電池２の
端子電圧を監視してその充電を制御する充電制御装置、
具体的には−ΔＶ検出回路３によってオン／オフ制御さ
れて前記二次電池１の充放電路、特にその充電経路を選
択的に遮断し、満充電状態に至った二次電池１の充電を
停止させる役割を担う。尚、ここでは−ΔＶ検出により
二次電池１の充電を制御するものとして説明するが、充
電時における温度上昇率を検知して充電を制御する方式
や、ピーク電圧検出方式等の従来より種々提唱されてい
る充電制御方式を適宜採用可能である。
【００１３】また上記二次電池１の充放電路には、該二
次電池１の電池性能を評価するための１つのパラメータ
である充放電電流を測定するための充放電測定回路４が
直列に介装されている。更に前記二次電池１の両端間に
は、該二次電池１の電池性能を評価するための別のパラ
メータである端子電圧を測定するための電池電圧測定回
路５が設けられている。尚、図中６は、二次電池１の電
池温度を監視するための温度センサであり、二次電池１
の外装缶に貼付される等して設けられる。
次電池１の電池性能を評価するための１つのパラメータ
である充放電電流を測定するための充放電測定回路４が
直列に介装されている。更に前記二次電池１の両端間に
は、該二次電池１の電池性能を評価するための別のパラ
メータである端子電圧を測定するための電池電圧測定回
路５が設けられている。尚、図中６は、二次電池１の電
池温度を監視するための温度センサであり、二次電池１
の外装缶に貼付される等して設けられる。
【００１４】さて−ΔＶ検出回路３の下で実行される充
電制御は、例えば図２に二次電池１を定電流充電する際
の充電電圧Ｖbとその充電電流Ｉcの変化を示すように、
二次電池１の充電電圧Ｖbは、その充電期間中には略一
定の値を示すが、満充電状態に近付くに従って上昇す
る。そして満充電状態に至ったとき、その充電電圧Ｖb
はピーク値を示した後、減少する。−ΔＶ検出回路３
は、このようなピーク電圧到達後にその電池電圧Ｖbが
所定の電圧（ΔＶ）だけ低下した時点を、該二次電池１
が満充電状態に達したとして検出し、前記スイッチ素子
２をオフ駆動してその充電路を遮断する。
電制御は、例えば図２に二次電池１を定電流充電する際
の充電電圧Ｖbとその充電電流Ｉcの変化を示すように、
二次電池１の充電電圧Ｖbは、その充電期間中には略一
定の値を示すが、満充電状態に近付くに従って上昇す
る。そして満充電状態に至ったとき、その充電電圧Ｖb
はピーク値を示した後、減少する。−ΔＶ検出回路３
は、このようなピーク電圧到達後にその電池電圧Ｖbが
所定の電圧（ΔＶ）だけ低下した時点を、該二次電池１
が満充電状態に達したとして検出し、前記スイッチ素子
２をオフ駆動してその充電路を遮断する。
【００１５】すると充電が停止された二次電池１は、そ
の端子間が開放されて所定の時間経過後に一定の状態に
落ち着き、その端子電圧が安定する。この際、二次電池
１には定電流充電に起因する所定のトリクル電流Ｉtが
流れるが、定電圧充電のように充電の形態によってはト
リクル電流が流れない場合もある。このようにスイッチ
素子２を遮断して充電を停止させ、二次電池１の状態が
安定したときの電池電圧Ｖbは開放電池電圧Ｖoffと称さ
れる。
の端子間が開放されて所定の時間経過後に一定の状態に
落ち着き、その端子電圧が安定する。この際、二次電池
１には定電流充電に起因する所定のトリクル電流Ｉtが
流れるが、定電圧充電のように充電の形態によってはト
リクル電流が流れない場合もある。このようにスイッチ
素子２を遮断して充電を停止させ、二次電池１の状態が
安定したときの電池電圧Ｖbは開放電池電圧Ｖoffと称さ
れる。
【００１６】しかして上述した如くして二次電池１の充
電が制御される二次電池装置において、この発明が特徴
とするところは二次電池１の満充電状態を検出してスイ
ッチ素子２をオフ駆動して該二次電池１の充電路を遮断
する際、その充電停止直前における前記二次電池１の電
池電圧Ｖonを記憶するメモリ１１を備えている点にあ
る。即ち、このメモリ１１は、前記−ΔＶ検出回路３の
制御を受けて前記スイッチ素子２をオフ駆動する直前
に、前記電池電圧測定回路５にて検出されている二次電
池１の電池電圧Ｖonを記憶するものとなっている。また
上記−ΔＶ検出回路３の制御出力はタイマー回路１２に
与えられており、タイマー回路１２は上記スイッチ素子
２をオフ駆動した時点（二次電池１の充電を停止した時
点）から所定時間を経過した後に、前記メモリ１１に対
して並列に設けられた第２のメモリ１３を駆動してい
る。この第２のメモリ１３は、タイマー回路１２により
駆動されて前記電池電圧測定回路５が検出している二次
電池１の電池電圧Ｖbを記憶するものであり、従って第
２のメモリ１３には二次電池１の充電停止後における開
放電池電圧Ｖoffが記憶されるようになっている。
電が制御される二次電池装置において、この発明が特徴
とするところは二次電池１の満充電状態を検出してスイ
ッチ素子２をオフ駆動して該二次電池１の充電路を遮断
する際、その充電停止直前における前記二次電池１の電
池電圧Ｖonを記憶するメモリ１１を備えている点にあ
る。即ち、このメモリ１１は、前記−ΔＶ検出回路３の
制御を受けて前記スイッチ素子２をオフ駆動する直前
に、前記電池電圧測定回路５にて検出されている二次電
池１の電池電圧Ｖonを記憶するものとなっている。また
上記−ΔＶ検出回路３の制御出力はタイマー回路１２に
与えられており、タイマー回路１２は上記スイッチ素子
２をオフ駆動した時点（二次電池１の充電を停止した時
点）から所定時間を経過した後に、前記メモリ１１に対
して並列に設けられた第２のメモリ１３を駆動してい
る。この第２のメモリ１３は、タイマー回路１２により
駆動されて前記電池電圧測定回路５が検出している二次
電池１の電池電圧Ｖbを記憶するものであり、従って第
２のメモリ１３には二次電池１の充電停止後における開
放電池電圧Ｖoffが記憶されるようになっている。
【００１７】このような２つのメモリ１１,１３にそれ
ぞれ記憶された電圧Ｖon,Ｖoffをそれぞれ取り込む内部
抵抗検出回路１４は、二次電池１の充電停止直前の電池
電圧Ｖonと、充電停止後の開放電池電圧Ｖoffとから、
例えば Ｒin ＝ Ａ（Ｖon−Ｖoff） として、二次電池１の内部抵抗に相当する値Ｒinを求め
ている。但し、上記Ａは比例係数である。
ぞれ記憶された電圧Ｖon,Ｖoffをそれぞれ取り込む内部
抵抗検出回路１４は、二次電池１の充電停止直前の電池
電圧Ｖonと、充電停止後の開放電池電圧Ｖoffとから、
例えば Ｒin ＝ Ａ（Ｖon−Ｖoff） として、二次電池１の内部抵抗に相当する値Ｒinを求め
ている。但し、上記Ａは比例係数である。
【００１８】そして上記内部抵抗に相当する値Ｒinは、
電池寿命テーブル１５を介して電池寿命の情報に変換さ
れて前述した外部装置に対して出力されて、提示（表
示）されるようになっている。ちなみに上記電池寿命テ
ーブル１５は、二次電池１の内部抵抗がその電池寿命と
密接な対応関係を有することに立脚して、予め上述した
内部抵抗に相当する値Ｒinと電池寿命との対応関係（相
関）をテーブル化して記憶したものである。従ってこの
ような電池寿命テーブル１５を用いることで、前述した
如く算出される二次電池１の内部抵抗に相当する値Ｒin
から、該二次電池１の電池寿命の情報が求められるもの
となっている。
電池寿命テーブル１５を介して電池寿命の情報に変換さ
れて前述した外部装置に対して出力されて、提示（表
示）されるようになっている。ちなみに上記電池寿命テ
ーブル１５は、二次電池１の内部抵抗がその電池寿命と
密接な対応関係を有することに立脚して、予め上述した
内部抵抗に相当する値Ｒinと電池寿命との対応関係（相
関）をテーブル化して記憶したものである。従ってこの
ような電池寿命テーブル１５を用いることで、前述した
如く算出される二次電池１の内部抵抗に相当する値Ｒin
から、該二次電池１の電池寿命の情報が求められるもの
となっている。
【００１９】かくして上述した如く構成された二次電池
装置によれば、二次電池１の充電時において該二次電池
１が満充電状態に達し、その充電を停止させる直前の電
池電圧Ｖonと、充電停止後の二次電池１が安定した状態
での開放電池電圧Ｖoffとに従って該二次電池１の内部
抵抗に相当する値Ｒinを求めるので、二次電池１の電池
性能、ひいては電池寿命を正確に判断することができ
る。特に上述した電池電圧Ｖon,Ｖoffの検出タイミング
は、満充電状態に至った二次電池１を停止制御する際の
電池状態が安定した状況なので、その測定条件を揃えて
正確に電池寿命を評価（判断）することが可能となる。
しかも二次電池１を、例えば一定電流で放電させる必要
がないので経済的な無駄がなく、また装置構成の簡素化
と低廉化を図ることが可能となる等の効果が奏せられ
る。
装置によれば、二次電池１の充電時において該二次電池
１が満充電状態に達し、その充電を停止させる直前の電
池電圧Ｖonと、充電停止後の二次電池１が安定した状態
での開放電池電圧Ｖoffとに従って該二次電池１の内部
抵抗に相当する値Ｒinを求めるので、二次電池１の電池
性能、ひいては電池寿命を正確に判断することができ
る。特に上述した電池電圧Ｖon,Ｖoffの検出タイミング
は、満充電状態に至った二次電池１を停止制御する際の
電池状態が安定した状況なので、その測定条件を揃えて
正確に電池寿命を評価（判断）することが可能となる。
しかも二次電池１を、例えば一定電流で放電させる必要
がないので経済的な無駄がなく、また装置構成の簡素化
と低廉化を図ることが可能となる等の効果が奏せられ
る。
【００２０】ところで上述した実施形態においては、満
充電検出時における充電停止直前の電池電圧Ｖonと、充
電停止から所定の時間が経過したときの開放電池電圧Ｖ
offとに基づいて二次電池１の内部抵抗に相当する値Ｒi
nを求めたが、これらの各検出タイミングにおいて二次
電池１の充電電流Ｉbをそれぞれ検出するようにしても
良い。具体的には満充電検出時における充電停止直前の
充電電流Ｉonと、充電停止から所定の時間が経過したと
きの充電電流（トリクル電流）Ｉoffとをそれぞれ検出
する。そして内部抵抗検出回路１４において、例えば Ｒin ＝ Ｂ（Ｖon／Ｉon−Ｖoff／Ｉoff） として、二次電池１の内部抵抗に相当する値Ｒinを求め
るようにしても良い。但し、上記Ｂは比例係数である。
このようにして二次電池１の電池電圧Ｖon,Ｖoffのみな
らず、二次電池１に流れる電流Ｉon,Ｉoffをも検出して
その内部抵抗に相当する値Ｒinを求めるようにすれば、
二次電池１の充電の形態に拘わることなしに、より正確
に電池性能を、ひいてはその電池寿命を評価（判定）す
ることが可能となる。
充電検出時における充電停止直前の電池電圧Ｖonと、充
電停止から所定の時間が経過したときの開放電池電圧Ｖ
offとに基づいて二次電池１の内部抵抗に相当する値Ｒi
nを求めたが、これらの各検出タイミングにおいて二次
電池１の充電電流Ｉbをそれぞれ検出するようにしても
良い。具体的には満充電検出時における充電停止直前の
充電電流Ｉonと、充電停止から所定の時間が経過したと
きの充電電流（トリクル電流）Ｉoffとをそれぞれ検出
する。そして内部抵抗検出回路１４において、例えば Ｒin ＝ Ｂ（Ｖon／Ｉon−Ｖoff／Ｉoff） として、二次電池１の内部抵抗に相当する値Ｒinを求め
るようにしても良い。但し、上記Ｂは比例係数である。
このようにして二次電池１の電池電圧Ｖon,Ｖoffのみな
らず、二次電池１に流れる電流Ｉon,Ｉoffをも検出して
その内部抵抗に相当する値Ｒinを求めるようにすれば、
二次電池１の充電の形態に拘わることなしに、より正確
に電池性能を、ひいてはその電池寿命を評価（判定）す
ることが可能となる。
【００２１】また温度センサ６にて検出される電池温度
Ｔに従って電池特性を温度補正するようにすれば、その
測定精度を更に高めることが可能となる。また放電検出
回路１６にて二次電池１に流れる電流の極性から該二次
電池１の放電を監視し、放電検出時には前述した第２の
メモリ１３への開放電池電圧Ｖoffの記憶を禁止すると
共に内部抵抗検出回路１４の作動を禁止するようにすれ
ば、誤った測定データに基づく内部抵抗の演算処理、ひ
いては電池性能（電池寿命）の判断（評価）を阻止する
ことができるので、電池寿命判断の信頼性を容易に高め
ることが可能となる。
Ｔに従って電池特性を温度補正するようにすれば、その
測定精度を更に高めることが可能となる。また放電検出
回路１６にて二次電池１に流れる電流の極性から該二次
電池１の放電を監視し、放電検出時には前述した第２の
メモリ１３への開放電池電圧Ｖoffの記憶を禁止すると
共に内部抵抗検出回路１４の作動を禁止するようにすれ
ば、誤った測定データに基づく内部抵抗の演算処理、ひ
いては電池性能（電池寿命）の判断（評価）を阻止する
ことができるので、電池寿命判断の信頼性を容易に高め
ることが可能となる。
【００２２】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば二次電池１の満充電状態検出時
に上述した如く電池電圧Ｖon,Ｖoffを検出する処理を繰
り返し実行し、これらの処理結果を総合的に判断して電
池寿命を評価するようにしても良い。即ち、二次電池１
の満充電状態を検出した後、スイッチ素子２を所定の周
期で複数回に亘ってオン／オフ制御して二次電池１に対
する充電停止制御を繰り返し実行する。そしてそのとき
の電池電圧Ｖon,Ｖoffを順次検出し、これらの電池電圧
Ｖon,Ｖoffに従って二次電池１の内部抵抗に相当する値
Ｒinを求めるようにしても良い。この場合、その検出値
が大きくずれようなものを排除することで電池電圧Ｖo
n,Ｖoffの検出のバラツキを抑え、その計測精度を高め
ることが望ましい。
るものではない。例えば二次電池１の満充電状態検出時
に上述した如く電池電圧Ｖon,Ｖoffを検出する処理を繰
り返し実行し、これらの処理結果を総合的に判断して電
池寿命を評価するようにしても良い。即ち、二次電池１
の満充電状態を検出した後、スイッチ素子２を所定の周
期で複数回に亘ってオン／オフ制御して二次電池１に対
する充電停止制御を繰り返し実行する。そしてそのとき
の電池電圧Ｖon,Ｖoffを順次検出し、これらの電池電圧
Ｖon,Ｖoffに従って二次電池１の内部抵抗に相当する値
Ｒinを求めるようにしても良い。この場合、その検出値
が大きくずれようなものを排除することで電池電圧Ｖo
n,Ｖoffの検出のバラツキを抑え、その計測精度を高め
ることが望ましい。
【００２３】また第２のメモリ１３を準備することな
く、内部抵抗検出回路１４においては電池電圧測定回路
５から開放電池電圧Ｖoffを得て、内部抵抗演算処理を
実行するように構成することも可能である。またここで
は二次電池１としてニッケル水素電池を用いる場合につ
いて説明したが、Ｌiイオン電池等の他の二次電池を用
いる場合にも同様に適用できることは言うまでもない。
更には二次電池１が満充電状態に至る前の、充電末期状
態においてスイッチ素子２をオン／オフ制御して電池性
能（電池寿命）を評価するようにすることも可能であ
る。また上述した電池電圧Ｖon,Ｖoffの検出処理をソフ
トウェアにより制御しても良いことは勿論のことであ
る。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
く、内部抵抗検出回路１４においては電池電圧測定回路
５から開放電池電圧Ｖoffを得て、内部抵抗演算処理を
実行するように構成することも可能である。またここで
は二次電池１としてニッケル水素電池を用いる場合につ
いて説明したが、Ｌiイオン電池等の他の二次電池を用
いる場合にも同様に適用できることは言うまでもない。
更には二次電池１が満充電状態に至る前の、充電末期状
態においてスイッチ素子２をオン／オフ制御して電池性
能（電池寿命）を評価するようにすることも可能であ
る。また上述した電池電圧Ｖon,Ｖoffの検出処理をソフ
トウェアにより制御しても良いことは勿論のことであ
る。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、二
次電池の充電時における充電停止制御直前の電池電圧
と、充電停止後の開放電池電圧とに基づいて電池性能を
評価するので、電池状態が安定した状況下でその測定条
件を揃えて正確に電池寿命を評価（判断）することが可
能となる。しかも二次電池を一定電流で放電させる必要
がなく、電池状態が常に安定した状況下でその評価を行
うので、電池寿命を簡易にして正確に判断することがで
き、しかも二次電池装置全体の構成の簡素化とその低廉
化を図ることができる等の実用上多大なる効果が奏せら
れる。
次電池の充電時における充電停止制御直前の電池電圧
と、充電停止後の開放電池電圧とに基づいて電池性能を
評価するので、電池状態が安定した状況下でその測定条
件を揃えて正確に電池寿命を評価（判断）することが可
能となる。しかも二次電池を一定電流で放電させる必要
がなく、電池状態が常に安定した状況下でその評価を行
うので、電池寿命を簡易にして正確に判断することがで
き、しかも二次電池装置全体の構成の簡素化とその低廉
化を図ることができる等の実用上多大なる効果が奏せら
れる。
【図１】本発明の一実施形態に係る二次電池装置の概略
構成図。
構成図。
【図２】二次電池に対する充電時の停止制御タイミング
とその電池電圧および電流の変化を示す図。
とその電池電圧および電流の変化を示す図。
１ 二次電池 ２ スイッチ素子 ３ −ΔＶ検出回路（充電制御装置） ４ 充放電電流測定回路 ５ 電池電圧測定回路 ６ 温度センサ １１ メモリ（電池電圧Ｖon） １２ タイマー回路 １３ メモリ（開放電池電圧Ｖoff） １４ 内部抵抗検出回路 １５ 電池寿命テーブル １６ 放電検出回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｂ Ｆ Ｌ (72)発明者 石塚 清司 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA02 CA16 CA17 CB01 CC02 EA08 GA01 GC04 GC05 5H030 AS11 BB01 BB27 FF41 FF43
Claims (7)
- 【請求項１】 二次電池と、 この二次電池の端子電圧を検出する電池電圧検出手段
と、 前記二次電池の充電時における満充電を検知する満充電
検知手段と、 前記二次電池の充電路に介装され、上記満充電検知手段
による満充電検出時にオフ駆動されて上記充電路を遮断
するスイッチ素子と、 前記充電路が遮断される直前の前記二次電池の電池電圧
Ｖonを記憶するメモリと、 前記充電路の遮断後における前記二次電池の開放電池電
圧Ｖoffと前記メモリに記憶された電池電圧Ｖonとから
前記二次電池の内部抵抗Ｒに相当する値を求める内部抵
抗検出手段と、 上記二次電池の内部抵抗に相当する値に応じて該二次電
池の寿命を評価して該寿命の情報Ｌを出力する寿命提示
手段とを具備したことを特徴とする二次電池装置。 - 【請求項２】 前記内部抵抗検出手段は、タイマー手段
を備え、前記二次電池の満充電検知時点から所定時間経
過後における前記二次電池の開放端子電圧を求めるもの
である請求項１に記載の二次電池装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の二次電池装置
において、 更に前記二次電池に対する充電電流を検出する電流検出
手段を備え、 前記メモリは、前記充電路が遮断される直前の前記二次
電池の電池電圧Ｖonと共にそのときの充電電流Ｉonを記
憶し、 前記内部抵抗検出手段は、前記充電路の遮断後における
前記二次電池の開放電池電圧Ｖoffおよびそのときに前
記電流検出手段にて検出される電流Ｉoffと、前記メモ
リに記憶された電池電圧Ｖonおよび充電電流Ｉonとから
前記二次電池の内部抵抗Ｒに相当する値を求めることを
特徴とする二次電池装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の二次電池装置におい
て、 前記電流検出手段により前記二次電池の放電電流が検出
されたとき、前記内部抵抗検出手段による前記二次電池
の内部抵抗の算出処理を禁止する手段を備えることを特
徴とする二次電池装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の二次電
池装置において、 更に前記二次電池の温度Ｔを検出する電池温度検出手段
と、 この電池温度検出手段により検出された電池温度に従っ
て前記内部抵抗検出手段により求める前記二次電池の内
部抵抗に相当する値を補正する補正手段とを備えること
を特徴とする二次電池装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の二次電
池装置において、 前記スイッチ素子を断続させて前記二次電池に対する充
電路の形成と、その遮断を複数回繰り返して、前記充電
路が遮断される直前および該充電路の遮断後の前記二次
電池の状態をそれぞれ検出して該二次電池の寿命を評価
することを特徴とする二次電池装置。 - 【請求項７】 前記二次電池は、ニッケル水素電池から
なる請求項１〜６のいずれかに記載の二次電池装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000196566A JP2002017045A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 二次電池装置 |
| DE60122058T DE60122058T2 (de) | 2000-06-29 | 2001-06-27 | Wiederaufladbares Batteriepack |
| EP01114812A EP1167988B1 (en) | 2000-06-29 | 2001-06-27 | Rechargeable battery pack |
| US09/892,443 US6448743B2 (en) | 2000-06-29 | 2001-06-28 | Rechargeable battery pack |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000196566A JP2002017045A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 二次電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002017045A true JP2002017045A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18695036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000196566A Pending JP2002017045A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 二次電池装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1167988B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002017045A (ja) |
| DE (1) | DE60122058T2 (ja) |
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- 2001-06-27 DE DE60122058T patent/DE60122058T2/de not_active Expired - Lifetime
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