JP2012079483A

JP2012079483A - Battery heat-up circuit and battery heat-up device

Info

Publication number: JP2012079483A
Application number: JP2010221984A
Authority: JP
Inventors: Etsushi Aga; 悦史阿賀
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】回路部品を素早く昇温させるとともに、上昇させた回路部品の温度を消費電力の増大を抑制しつつ維持する。
【解決手段】二次電池１１を加熱する加熱部１３と、二次電池１１の周囲の温度を検出する第１温度検出部ＴＨ１と、加熱部１３の近傍に配設された回路部品１４，Ｒ１，Ｒ２と、回路部品１４，Ｒ１，Ｒ２の近傍に配設され、通電されると発熱して加熱部１３より速く温度が上昇する発熱部品１５と、回路部品１４，Ｒ１，Ｒ２の周囲の温度を検出する第２温度検出部ＴＨ２と、第１温度検出部ＴＨ１による検出温度が予め設定された第１設定温度以下になると発熱部品１５及び加熱部１３への通電を開始し、その通電開始後に第２温度検出部ＴＨ２による検出温度が第１設定温度より高く設定された第２設定温度に達すると発熱部品１５への通電を停止する制御部１６とを備える。
【選択図】図１The temperature of a circuit component is quickly raised, and the increased temperature of the circuit component is maintained while suppressing an increase in power consumption.
A heating unit that heats a secondary battery, a first temperature detecting unit that detects a temperature around the secondary battery, and circuit components disposed in the vicinity of the heating unit. , R2 and the circuit components 14, R1, R2 are disposed in the vicinity of the circuit components 14, R1, R2 and generate heat when energized, and the temperature around the circuit components 14, R1, R2 is increased. When the temperature detected by the first temperature detection unit TH1 and the temperature detected by the first temperature detection unit TH1 is equal to or lower than a preset first set temperature, energization of the heat generating component 15 and the heating unit 13 is started. And a control unit 16 that stops energization of the heat generating component 15 when the temperature detected by the second temperature detection unit TH2 reaches a second set temperature that is set higher than the first set temperature.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、二次電池の温度を上昇させる電池昇温回路および電池昇温装置に関するものである。 The present invention relates to a battery temperature raising circuit and a battery temperature raising device for raising the temperature of a secondary battery.

温度、電圧、電流などを計測する制御回路にとって、温度変化による電子部品の特性バラツキは、計測精度に大きく影響することが課題となっている。そこで、従来から、温度変化による特性バラツキを補正するための素子を追加したり、温度特性の優れた素子を使用したり、周囲温度を測定して計測値を補正するなどの対策が実施されている。例えば特許文献１に記載の装置では、低温時の半導体レーザの特性が低いという問題を改善するために、半導体レーザの近傍に抵抗体を設け、その抵抗体に電流を供給して抵抗体を発熱させ、その抵抗体の熱により半導体レーザを加熱している。このように半導体レーザを加熱して昇温させることによって、その動作特性を改善するようにしている。 For control circuits that measure temperature, voltage, current, etc., the characteristic variation of electronic components due to temperature changes has a significant effect on measurement accuracy. Therefore, conventionally, measures such as adding elements for correcting characteristic variations due to temperature changes, using elements with excellent temperature characteristics, and correcting measured values by measuring ambient temperature have been implemented. Yes. For example, in the apparatus described in Patent Document 1, in order to improve the problem that the characteristics of the semiconductor laser at low temperatures are low, a resistor is provided in the vicinity of the semiconductor laser, and current is supplied to the resistor to generate heat. The semiconductor laser is heated by the heat of the resistor. In this way, the operating characteristics are improved by heating the semiconductor laser to raise the temperature.

特開２００７−１８０３７８号公報JP 2007-180378 A

しかしながら、上記従来の特許文献１に記載の装置では、上昇させた半導体レーザの温度を維持するためには、抵抗体に電流を供給し続けることが必要となっており、消費電力が増大してしまうこととなる。 However, in the device described in Patent Document 1 above, in order to maintain the raised temperature of the semiconductor laser, it is necessary to continue supplying current to the resistor, which increases power consumption. It will end up.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、回路部品を素早く昇温させるとともに、上昇させた回路部品の温度を消費電力の増大を抑制しつつ維持することが可能な電池昇温回路および電池昇温装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problem, and quickly increases the temperature of a circuit component and can maintain the increased temperature of the circuit component while suppressing an increase in power consumption, and It aims at providing a battery temperature rising apparatus.

本発明に係る電池昇温回路は、二次電池の近傍に配設され、前記二次電池を加熱する加熱部と、前記二次電池の周囲の温度を検出する第１温度検出部と、前記加熱部の近傍に配設された回路部品と、前記回路部品の近傍に配設され、通電されると発熱して前記加熱部より速く温度が上昇する発熱部品と、前記回路部品の周囲の温度を検出する第２温度検出部と、前記第１温度検出部による検出温度が予め設定された第１設定温度以下になると前記発熱部品および前記加熱部への通電を開始し、その通電開始後に前記第２温度検出部による検出温度が前記第１設定温度より高く設定された第２設定温度に達すると前記発熱部品への通電を停止する制御部とを備える。 The battery temperature raising circuit according to the present invention is disposed in the vicinity of the secondary battery, the heating unit for heating the secondary battery, the first temperature detection unit for detecting the ambient temperature of the secondary battery, A circuit component disposed in the vicinity of the heating unit; a heat generating component disposed in the vicinity of the circuit component that generates heat when energized and rises in temperature faster than the heating unit; and a temperature around the circuit component When the temperature detected by the first temperature detection unit is equal to or lower than a preset first temperature, energization of the heat-generating component and the heating unit is started, and after the energization starts, A controller that stops energization of the heat-generating component when the temperature detected by the second temperature detector reaches a second set temperature set higher than the first set temperature.

この構成によれば、第１温度検出部による検出温度、つまり二次電池の周囲の温度が第１設定温度以下になると、制御部により発熱部品および加熱部への通電が開始される。このとき、発熱部品の温度は加熱部より速く上昇するため、回路部品の近傍に配設された発熱部品により、回路部品が素早く昇温される。したがって、回路部品の温度特性に起因する回路定数のばらつきを抑制することができる。そして、第２温度検出部による検出温度、つまり回路部品の周囲の温度が第１設定温度より高い第２設定温度に達すると、制御部により発熱部品への通電が停止されるため、消費電力の増大を抑制することが可能になっている。また、発熱部品への通電停止後も、二次電池を加熱する加熱部への通電は継続されている。ここで、回路部品は加熱部の近傍に配設されているため、発熱部品への通電停止後も、回路部品は加熱部によって好適に温められる。したがって、加熱部によって、回路部品の温度は第２設定温度近傍の温度に維持されることとなる。 According to this configuration, when the temperature detected by the first temperature detection unit, that is, the temperature around the secondary battery becomes equal to or lower than the first set temperature, the control unit starts energization of the heat generating component and the heating unit. At this time, since the temperature of the heat generating component rises faster than the heating unit, the circuit component is quickly heated by the heat generating component disposed in the vicinity of the circuit component. Therefore, it is possible to suppress variations in circuit constants due to the temperature characteristics of the circuit components. When the temperature detected by the second temperature detection unit, that is, the temperature around the circuit component reaches the second set temperature higher than the first set temperature, the control unit stops energization of the heat-generating component, so that the power consumption is reduced. It is possible to suppress the increase. In addition, energization of the heating unit that heats the secondary battery is continued even after the energization of the heat-generating component is stopped. Here, since the circuit component is disposed in the vicinity of the heating unit, the circuit component is suitably heated by the heating unit even after the energization of the heat-generating component is stopped. Therefore, the temperature of the circuit component is maintained at a temperature near the second set temperature by the heating unit.

また、上記の電池昇温回路において、前記回路部品は前記制御部に定電圧電源電圧を供給する電源回路を含むことが好ましい。この構成によれば、電源回路の近傍に配設された発熱部品により、電源回路が素早く昇温されるため、温度変化に起因する電源回路の特性ばらつきが抑制されて、電源回路は、安定した定電圧を出力することが可能になっている。 In the battery temperature increasing circuit, the circuit component preferably includes a power supply circuit that supplies a constant voltage power supply voltage to the control unit. According to this configuration, since the power supply circuit is quickly heated by the heat-generating component disposed in the vicinity of the power supply circuit, variations in the characteristics of the power supply circuit due to temperature changes are suppressed, and the power supply circuit is stable. A constant voltage can be output.

また、上記の電池昇温回路において、前記第１温度検出部は、前記電源回路とグランドとの間に直列接続された第１サーミスタ及び前記回路部品としての第１抵抗を含み、前記第２温度検出部は、前記電源回路とグランドとの間に直列接続された第２サーミスタ及び前記回路部品としての第２抵抗を含むことが好ましい。 In the battery temperature rising circuit, the first temperature detection unit includes a first thermistor connected in series between the power supply circuit and a ground and a first resistor as the circuit component, and the second temperature The detection unit preferably includes a second thermistor connected in series between the power supply circuit and the ground and a second resistor as the circuit component.

この構成によれば、第１抵抗及び第２抵抗の近傍に配設された発熱部品により、第１抵抗及び第２抵抗が素早く昇温されるため、第１抵抗及び第２抵抗の温度変化に起因する抵抗値のばらつきを抑制することができる。したがって、第１サーミスタ及び第２サーミスタの抵抗値変化に基づき温度を精度良く検出することが可能になっている。 According to this configuration, since the first resistor and the second resistor are quickly heated by the heat generating component disposed in the vicinity of the first resistor and the second resistor, the temperature change of the first resistor and the second resistor is caused. It is possible to suppress variations in resistance value caused by the above. Therefore, it is possible to accurately detect the temperature based on the resistance value change of the first thermistor and the second thermistor.

また、上記の電池昇温回路において、前記発熱部品は抵抗体であることが好ましい。この構成によれば、抵抗体に通電すると抵抗体の温度が加熱部より速く上昇するため、回路部品の近傍に配設された発熱部品により、回路部品を素早く昇温させることができる。 In the battery temperature rising circuit, the heat generating component is preferably a resistor. According to this configuration, when the resistor is energized, the temperature of the resistor rises faster than the heating unit, so that the temperature of the circuit component can be quickly raised by the heat generating component disposed in the vicinity of the circuit component.

本発明に係る電池昇温装置は、上記の電池昇温回路と、前記二次電池とを備える。この構成によれば、第１温度検出部による検出温度、つまり二次電池の周囲の温度が第１設定温度以下になると、制御部により発熱部品および加熱部への通電が開始される。このとき、発熱部品の温度は加熱部より速く上昇するため、回路部品の近傍に配設された発熱部品により、回路部品が素早く昇温される。したがって、回路部品の温度特性に起因する回路定数のばらつきを抑制することができる。そして、第２温度検出部による検出温度、つまり回路部品の周囲の温度が第１設定温度より高い第２設定温度に達すると、制御部により発熱部品への通電が停止されるため、消費電力の増大を抑制することが可能になっている。また、発熱部品への通電停止後も、二次電池を加熱する加熱部への通電は継続されている。ここで、回路部品は加熱部の近傍に配設されているため、発熱部品への通電停止後も、回路部品は加熱部によって好適に温められる。したがって、加熱部によって、回路部品の温度は第２設定温度近傍の温度に維持されることとなる。 A battery temperature raising apparatus according to the present invention includes the battery temperature raising circuit and the secondary battery. According to this configuration, when the temperature detected by the first temperature detection unit, that is, the temperature around the secondary battery becomes equal to or lower than the first set temperature, the control unit starts energization of the heat generating component and the heating unit. At this time, since the temperature of the heat generating component rises faster than the heating unit, the circuit component is quickly heated by the heat generating component disposed in the vicinity of the circuit component. Therefore, it is possible to suppress variations in circuit constants due to the temperature characteristics of the circuit components. When the temperature detected by the second temperature detection unit, that is, the temperature around the circuit component reaches the second set temperature higher than the first set temperature, the control unit stops energization of the heat-generating component, so that the power consumption is reduced. It is possible to suppress the increase. In addition, energization of the heating unit that heats the secondary battery is continued even after the energization of the heat-generating component is stopped. Here, since the circuit component is disposed in the vicinity of the heating unit, the circuit component is suitably heated by the heating unit even after the energization of the heat-generating component is stopped. Therefore, the temperature of the circuit component is maintained at a temperature near the second set temperature by the heating unit.

本発明によれば、発熱部品の温度は加熱部より速く上昇するため、回路部品の近傍に配設された発熱部品により、回路部品が素早く昇温されるので、回路部品の温度特性による回路定数のばらつきを抑制することができる。また、第２温度検出部による検出温度が第２設定温度に達すると、制御部により発熱部品への通電が停止されるため、消費電力の増大を抑制することが可能になっている。また、回路部品は加熱部の近傍に配設されているため、発熱部品への通電停止後も加熱部によって、上昇した回路部品の温度を維持することができる。 According to the present invention, since the temperature of the heat generating component rises faster than the heating part, the temperature of the circuit component is quickly increased by the heat generating component arranged in the vicinity of the circuit component. Can be suppressed. Further, when the temperature detected by the second temperature detection unit reaches the second set temperature, the control unit stops energization of the heat-generating component, and thus it is possible to suppress an increase in power consumption. Further, since the circuit component is disposed in the vicinity of the heating unit, the temperature of the raised circuit component can be maintained by the heating unit even after the energization of the heat generating component is stopped.

本発明の一実施形態における電池昇温装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the battery temperature rising apparatus in one Embodiment of this invention. 図１に示す電池昇温装置のフローチャートである。It is a flowchart of the battery temperature rising apparatus shown in FIG. 図１に示す電池昇温装置の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the battery temperature rising apparatus shown in FIG. 発熱部品の変形形態を示す図である。It is a figure which shows the deformation | transformation form of a heat-emitting component.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態における電池昇温装置の構成を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a battery temperature raising apparatus in one embodiment of the present invention.

この電池昇温装置は、図１に示すように、電池ブロック１１と、電池昇温回路１２とを備えている。電池ブロック１１は、例えば複数の二次電池が直列接続されて構成されている。この二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等、種々の二次電池セルが用いられる。なお、各二次電池は、例えば素電池（セル）であってもよく、あるいは複数の素電池が、例えば直列または並列に接続されたものであってもよく、直列と並列とが組み合わされて接続されたものであってもよい。 As shown in FIG. 1, the battery temperature raising device includes a battery block 11 and a battery temperature raising circuit 12. The battery block 11 is configured by, for example, a plurality of secondary batteries connected in series. As the secondary battery, various secondary battery cells such as a lithium ion secondary battery, a nickel hydride secondary battery, and a nickel cadmium secondary battery are used. Each secondary battery may be, for example, a unit cell (cell), or a plurality of unit cells may be connected in series or in parallel, for example. It may be connected.

電池昇温回路１２は、電池ブロック１１が低温のときに電池ブロック１１の各二次電池を加熱するなどの機能を有しており、ヒータ１３、電源ＩＣ１４、抵抗体１５、制御部１６などを備えている。電源ＩＣ１４は、例えば電池ブロック１１の二次電池から電源供給を受けて、例えば５Ｖの定電圧電源電圧を生成するもので、生成した定電圧電源電圧を制御部１６の電源端子Ｖｃｃに供給する。また、電源ＩＣ１４の電源出力端子とグランドとの間には、抵抗Ｒ１及びサーミスタＴＨ１からなる直列回路が接続されている。また、電源ＩＣ１４の電源出力端子とグランドとの間には、抵抗Ｒ２及びサーミスタＴＨ２からなる直列回路が接続されている。 The battery heating circuit 12 has a function of heating each secondary battery of the battery block 11 when the battery block 11 is at a low temperature, and includes a heater 13, a power supply IC 14, a resistor 15, a control unit 16, and the like. I have. The power supply IC 14 receives power supply from, for example, a secondary battery of the battery block 11 and generates a constant voltage power supply voltage of 5 V, for example, and supplies the generated constant voltage power supply voltage to the power supply terminal Vcc of the control unit 16. Further, a series circuit including a resistor R1 and a thermistor TH1 is connected between the power supply output terminal of the power supply IC 14 and the ground. A series circuit including a resistor R2 and the thermistor TH2 is connected between the power supply output terminal of the power supply IC 14 and the ground.

ヒータ１３は、電池ブロック１１の近傍に配設され、スイッチＳＷ１を介して電池ブロック１１に直列接続されており、制御部１６によりスイッチＳＷ１がオンにされると、電池ブロック１１から電源供給を受けて、電池ブロック１１を加熱する。抵抗体１５は、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の近傍に配設され、スイッチＳＷ２を介して電池ブロック１１に直列接続されており、制御部１６によりスイッチＳＷ２がオンにされると、電池ブロック１１から電源供給を受けて発熱し、近傍の電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２を加熱する。ここで、抵抗体１５の抵抗値は、通電されると、ヒータ１３より速く温度が上昇する値に設定されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２としては、例えばバイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、電磁リレー、ソリッドステートリレーなどを用いることができる。 The heater 13 is disposed in the vicinity of the battery block 11 and is connected in series to the battery block 11 via the switch SW1. When the switch SW1 is turned on by the control unit 16, power is supplied from the battery block 11. The battery block 11 is heated. The resistor 15 is disposed in the vicinity of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2, and is connected in series to the battery block 11 via the switch SW2. When the switch SW2 is turned on by the control unit 16, the battery block 11 The power supply from the power supply generates heat, and the nearby power supply IC 14 and resistors R1 and R2 are heated. Here, the resistance value of the resistor 15 is set to a value at which the temperature rises faster than the heater 13 when energized. As the switches SW1 and SW2, for example, bipolar transistors, field effect transistors, electromagnetic relays, solid state relays, or the like can be used.

ここで、各部品の配設位置について説明する。サーミスタＴＨ１は、電池ブロック１１の近傍に配設されている。すなわち、電池昇温回路１２の各部品が実装される回路基板から、サーミスタＴＨ１の両端に接続される２本の配線が引き出されており、サーミスタＴＨ１は、例えば電池ブロック１１に密着して固定されている。また、サーミスタＴＨ２は、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の近傍に配設されている。すなわち、電池昇温回路１２の各部品が実装される回路基板において、サーミスタＴＨ２は、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２に近い位置に実装されている。 Here, the arrangement position of each component will be described. The thermistor TH1 is disposed in the vicinity of the battery block 11. That is, two wires connected to both ends of the thermistor TH1 are drawn out from the circuit board on which the components of the battery temperature raising circuit 12 are mounted. The thermistor TH1 is fixed in close contact with the battery block 11, for example. ing. The thermistor TH2 is disposed in the vicinity of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2. That is, on the circuit board on which the components of the battery temperature raising circuit 12 are mounted, the thermistor TH2 is mounted at a position close to the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2.

また、上述したように、ヒータ１３は、電池ブロック１１の近傍に配設されている。すなわち、電池昇温回路１２の各部品が実装される回路基板から、ヒータ１３の両端に接続される２本の配線が引き出されており、ヒータ１３は、例えば電池ブロック１１に当接して配設されている。また、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２は、ヒータ１３の近傍に配設されている。すなわち、電池昇温回路１２の各部品が実装される回路基板において、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２は、ヒータ１３に対向する位置またはヒータ１３に隣接する位置に実装されている。 Further, as described above, the heater 13 is disposed in the vicinity of the battery block 11. That is, two wirings connected to both ends of the heater 13 are drawn out from a circuit board on which each component of the battery heating circuit 12 is mounted. The heater 13 is disposed in contact with, for example, the battery block 11. Has been. The power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 are disposed in the vicinity of the heater 13. In other words, in the circuit board on which the components of the battery heating circuit 12 are mounted, the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 are mounted at a position facing the heater 13 or a position adjacent to the heater 13.

なお、電池昇温回路１２の各部品を１枚の回路基板に実装する場合には、例えばサーミスタＴＨ２は、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２に近い位置に実装すればよい。一方、電池昇温回路１２の各部品を例えば２枚の回路基板に実装する場合には、例えば電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２を一方の回路基板に実装し、サーミスタＴＨ２および抵抗体１５を、他方の回路基板の電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２に対向する位置に実装してもよい。 When each component of the battery heating circuit 12 is mounted on one circuit board, for example, the thermistor TH2 may be mounted at a position close to the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2. On the other hand, when each component of the battery heating circuit 12 is mounted on, for example, two circuit boards, for example, the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 are mounted on one circuit board, and the thermistor TH2 and the resistor 15 are mounted on the other circuit board. The circuit board may be mounted at a position facing the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2.

制御部１６は、例えばＣＰＵとアナログデジタル（ＡＤ）コンバータとが一素子に集積されたマイクロコントローラを用いて構成されている。制御部１６に内蔵されたＡＤコンバータは、電源端子Ｖｃｃに供給された電源電圧に基づき、入力端子ＡＤ１，ＡＤ２に入力された電圧をデジタル値に変換する。そのため、ＡＤコンバータによる電圧変換精度は、電源ＩＣ１４の出力電圧精度の影響を受けることになる。 The control unit 16 is configured using, for example, a microcontroller in which a CPU and an analog-digital (AD) converter are integrated into one element. The AD converter built in the control unit 16 converts the voltage input to the input terminals AD1 and AD2 into a digital value based on the power supply voltage supplied to the power supply terminal Vcc. Therefore, the voltage conversion accuracy by the AD converter is affected by the output voltage accuracy of the power supply IC 14.

制御部１６は、入力端子ＡＤ１の入力電圧に基づき、サーミスタＴＨ２の抵抗値変化による抵抗Ｒ２およびサーミスタＴＨ２の分圧電圧の変化を検出し、サーミスタＴＨ２の周囲の温度、つまり電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の周囲温度を検出する。また、制御部１６は、入力端子ＡＤ２の入力電圧に基づき、サーミスタＴＨ１の抵抗値変化による抵抗Ｒ１およびサーミスタＴＨ１の分圧電圧の変化を検出し、サーミスタＴＨ１の周囲の温度、つまり電池ブロック１１の周囲温度を検出する。 Based on the input voltage of the input terminal AD1, the control unit 16 detects a change in the divided voltage of the resistor R2 and the thermistor TH2 due to a change in the resistance value of the thermistor TH2, and the ambient temperature of the thermistor TH2, that is, the power supply IC14 and the resistor R1, Detect the ambient temperature of R2. Further, the control unit 16 detects a change in the divided voltage of the resistor R1 and the thermistor TH1 due to a change in the resistance value of the thermistor TH1 based on the input voltage of the input terminal AD2, and the ambient temperature of the thermistor TH1, that is, the battery block 11 Detect ambient temperature.

また、図２は本発明の一実施形態における電池昇温装置のフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart of the battery temperature raising apparatus in one embodiment of the present invention.

まず、サーミスタＴＨ１，ＴＨ２で温度検出が開始される（ステップＳ１）。制御部１６は、サーミスタＴＨ１による検出温度が予め設定された設定温度Ｔ１以下であると（ステップＳ２）、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２から制御信号をそれぞれ出力してスイッチＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれオンにし（ステップＳ３）、抵抗体１５およびヒータ１３への通電を開始する（ステップＳ４）。また、制御部１６は、通電開始後に、サーミスタＴＨ２による検出温度が予め設定された設定温度Ｔ２に達すると（ステップＳ５）、出力端子ＯＵＴ２から制御信号を出力してスイッチＳＷ２をオフにして（ステップＳ６）、ヒータ１３へは通電し、抵抗体１５への通電を停止する（ステップＳ７）。そして、サーミスタＴＨ１による検出温度が設定温度Ｔ２＋α以上になると（ステップＳ８）、出力端子ＯＵＴ１から制御信号を出力してスイッチＳＷ１をオフにして（ステップＳ９）、ヒータ１３への通電を停止する（ステップＳ１０）。その後、サーミスタＴＨ２による検出温度が設定温度Ｔ２に達するとステップＳ５からのフローを繰り返す。 First, temperature detection is started by the thermistors TH1 and TH2 (step S1). When the temperature detected by the thermistor TH1 is equal to or lower than the preset temperature T1 (step S2), the control unit 16 outputs control signals from the output terminals OUT1 and OUT2 to turn on the switches SW1 and SW2, respectively (step S2). S3), energization of the resistor 15 and the heater 13 is started (step S4). When the temperature detected by the thermistor TH2 reaches a preset temperature T2 after starting energization (step S5), the control unit 16 outputs a control signal from the output terminal OUT2 and turns off the switch SW2 (step S5). S6), the heater 13 is energized and the energization of the resistor 15 is stopped (step S7). When the temperature detected by the thermistor TH1 becomes equal to or higher than the set temperature T2 + α (step S8), a control signal is output from the output terminal OUT1, the switch SW1 is turned off (step S9), and energization to the heater 13 is stopped (step S9). S10). Thereafter, when the temperature detected by the thermistor TH2 reaches the set temperature T2, the flow from step S5 is repeated.

ここで、設定温度Ｔ２は設定温度Ｔ１より高く設定されている（つまりＴ２＞Ｔ１）。設定温度Ｔ１は、電池ブロック１１の二次電池の動作特性が大きく低下する温度、例えばＴ１＝５℃に設定されている。また、設定温度Ｔ２は、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の特性が良好となる常温、例えばＴ２＝２５℃に設定されている。また、αは例えば５℃と設定されている。なお、設定温度Ｔ１，Ｔ２の上記設定値は一例であって、上記に限られない。 Here, the set temperature T2 is set higher than the set temperature T1 (that is, T2> T1). The set temperature T1 is set to a temperature at which the operating characteristics of the secondary battery of the battery block 11 are greatly reduced, for example, T1 = 5 ° C. The set temperature T2 is set to a room temperature at which the characteristics of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 are good, for example, T2 = 25 ° C. Α is set to 5 ° C., for example. The set values of the set temperatures T1 and T2 are examples and are not limited to the above.

ここで、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、温度特性を有しており、一般的には温度が高くなるほど抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値が増大する。一方、サーミスタＴＨ１，ＴＨ２で検出される温度は、サーミスタＴＨ１，ＴＨ２と抵抗Ｒ１，Ｒ２との分圧電圧としてそれぞれ検出されるから、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値が変化すると正しい温度を検出できなくなる。また、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は、例えば温度Ｔ２のときに、サーミスタＴＨ１，ＴＨ２による温度検出が正しく行えるように設定されている。したがって、抵抗Ｒ１，Ｒ２が温度Ｔ２のときに、最も温度検出精度が向上することになる。 Here, the resistors R1 and R2 have temperature characteristics. Generally, the resistance values of the resistors R1 and R2 increase as the temperature increases. On the other hand, the temperatures detected by the thermistors TH1 and TH2 are detected as the divided voltages of the thermistors TH1 and TH2 and the resistors R1 and R2, respectively. Therefore, when the resistance values of the resistors R1 and R2 change, the correct temperature cannot be detected. . Further, the resistance values of the resistors R1 and R2 are set so that temperature detection by the thermistors TH1 and TH2 can be performed correctly when the temperature is T2, for example. Therefore, when the resistors R1 and R2 are at the temperature T2, the temperature detection accuracy is most improved.

同様に、電源ＩＣ１４も温度特性を有し、電源ＩＣ１４の出力電圧が温度によって変化すると、分圧電圧が変化することになる。そこで、電源ＩＣ１４は、例えば温度Ｔ２のときに、正しい温度検出ができる電源電圧を出力するようになっている。そのため、電源ＩＣ１４が温度Ｔ２のときに、温度検出精度が最も高くなる。 Similarly, the power supply IC 14 also has a temperature characteristic, and when the output voltage of the power supply IC 14 changes with temperature, the divided voltage changes. Therefore, the power supply IC 14 outputs a power supply voltage that enables correct temperature detection at, for example, the temperature T2. Therefore, when the power supply IC 14 is at the temperature T2, the temperature detection accuracy is the highest.

次に、図３を参照して、図１に示す電池昇温装置の動作について説明する。図３は図１に示す電池昇温装置の動作を示すタイミングチャートで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ状態と電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の部品温度の推移とを示している。 Next, the operation of the battery temperature raising device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the battery temperature raising device shown in FIG. 1, and shows the on / off states of the switches SW1 and SW2 and the transition of the component temperatures of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2.

サーミスタＴＨ１により検出される電池ブロック１１の温度が設定温度Ｔ１以下になると、図３に示すように、制御部１６によりスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンにされて、抵抗体１５およびヒータ１３への通電が開始される。ヒータ１３は、通電開始から徐々に温度が上昇する一方、抵抗体１５は、ヒータ１３より速く温度が上昇する。図３において、ヒータ１３の温度上昇を一点鎖線で示している。したがって、通電開始当初は、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の部品温度は、抵抗体１５の発熱によって上昇する。また、ヒータ１３への通電により電池ブロック１１が加熱される。 When the temperature of the battery block 11 detected by the thermistor TH1 becomes equal to or lower than the set temperature T1, as shown in FIG. 3, the switches SW1 and SW2 are turned on by the control unit 16 to energize the resistor 15 and the heater 13. Be started. The heater 13 gradually rises in temperature from the start of energization, while the resistor 15 rises faster than the heater 13. In FIG. 3, the temperature rise of the heater 13 is indicated by a one-dot chain line. Therefore, at the beginning of energization, the component temperatures of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 rise due to the heat generated by the resistor 15. Further, the battery block 11 is heated by energizing the heater 13.

そして、サーミスタＴＨ２により検出される電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の部品温度が設定温度Ｔ２に達すると、制御部１６によりスイッチＳＷ２がオフにされて、抵抗体１５への通電が停止される一方、スイッチＳＷ１はオンのままとされて、ヒータ１３への通電が継続され、その後、スイッチＳＷ１のオンオフ制御によりヒータ１３への通電が制御される。これによって、ヒータ１３の近傍に配設された電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の部品温度が設定温度Ｔ２に維持されることとなる。また、ヒータ１３によって電池ブロック１１の温度も設定温度Ｔ２に近い値に維持される。 When the component temperature of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 detected by the thermistor TH2 reaches the set temperature T2, the switch SW2 is turned off by the control unit 16 and the energization to the resistor 15 is stopped. The switch SW1 is kept on and energization to the heater 13 is continued. Thereafter, energization to the heater 13 is controlled by on / off control of the switch SW1. As a result, the component temperature of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 disposed in the vicinity of the heater 13 is maintained at the set temperature T2. Further, the temperature of the battery block 11 is also maintained at a value close to the set temperature T2 by the heater 13.

なお、スイッチＳＷ１のオンオフ制御が行われているときに、周囲温度が上昇していくとスイッチＳＷ１のオン時間が短くなり、さらに周囲温度が上昇すると、スイッチＳＷ１はオフ状態に維持されることとなる。その後、周囲温度が低下して、サーミスタＴＨ１により検出される電池ブロック１１の温度が設定温度Ｔ１以下になると、上述した動作が再び開始されることとなる。 When the switch SW1 is turned on / off, the switch SW1 is turned on when the ambient temperature rises, and the switch SW1 is kept off when the ambient temperature rises. Become. Thereafter, when the ambient temperature decreases and the temperature of the battery block 11 detected by the thermistor TH1 becomes equal to or lower than the set temperature T1, the above-described operation is started again.

以上のように、この実施形態によれば、サーミスタＴＨ１による検出温度が設定温度Ｔ１以下になると、制御部１６により抵抗体１５およびヒータ１３への通電を開始しているため、ヒータ１３より速く温度が上昇する抵抗体１５によって、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の部品温度を素早く上昇させることができる。また、サーミスタＴＨ２による検出温度が設定温度Ｔ２に達すると、制御部１６により抵抗体１５への通電を停止しているため、消費電力の増大を抑制することができる。また、抵抗体１５への通電停止後も、制御部１６によりヒータ１３への通電を継続しているため、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２などの部品温度を設定温度Ｔ２に維持することができる。 As described above, according to this embodiment, when the temperature detected by the thermistor TH1 becomes equal to or lower than the set temperature T1, the control unit 16 starts energizing the resistor 15 and the heater 13, so that the temperature is faster than the heater 13. By the resistor 15 that rises, the component temperatures of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 can be quickly raised. Further, when the temperature detected by the thermistor TH2 reaches the set temperature T2, energization of the resistor 15 is stopped by the control unit 16, and thus an increase in power consumption can be suppressed. In addition, even after the energization of the resistor 15 is stopped, the energization of the heater 13 is continued by the control unit 16, so that the temperature of the components such as the power supply IC 14 and the resistors R1, R2 can be maintained at the set temperature T2.

したがって、この実施形態によれば、電源ＩＣ１４は、安定した定電圧を出力することができる。また、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値のばらつきを抑制することができるため、サーミスタＴＨ１，ＴＨ２による温度検出の精度を向上することができる。 Therefore, according to this embodiment, the power supply IC 14 can output a stable constant voltage. In addition, since variation in resistance values of the resistors R1 and R2 can be suppressed, the accuracy of temperature detection by the thermistors TH1 and TH2 can be improved.

また、この実施形態によれば、電池ブロック１１の各二次電池を昇温させるために設けられているヒータ１３を利用して、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２などの部品温度を設定温度Ｔ２に維持しているため、部品点数が増加しないという利点がある。 Further, according to this embodiment, the temperature of the components such as the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 is set to the set temperature T2 by using the heater 13 provided to raise the temperature of each secondary battery of the battery block 11. This maintains the advantage that the number of parts does not increase.

また、この実施形態では、電源ＩＣ１４および抵抗Ｒ１，Ｒ２の部品温度を上昇させて設定温度Ｔ２に維持している。したがって、温度特性に基づき複雑な処理を行って特性ばらつきを補正したり、温度補正素子を用いるのではなくて、簡易な構成で、出力電圧や抵抗値などの回路定数のばらつきを抑制することができる。 In this embodiment, the component temperatures of the power supply IC 14 and the resistors R1 and R2 are raised and maintained at the set temperature T2. Therefore, it is possible to suppress variations in circuit constants such as an output voltage and a resistance value with a simple configuration, instead of performing complicated processing based on temperature characteristics and correcting characteristic variations or using a temperature correction element. it can.

なお、上記図１に示す実施形態では、スイッチＳＷ２とは別に抵抗体１５を備えているが、本発明は、これに限られない。例えば図４に示すように、スイッチＳＷ２および抵抗体１５に代えて、トランジスタＳＷ１０を備えるようにしてもよい。この実施形態では、トランジスタＳＷ１０をスイッチとして動作させるとともに、トランジスタＳＷ１０が有するオン抵抗２２０の発熱を利用することができる。したがって、図４に示す形態によれば、回路構成を簡素化することができる。 In the embodiment shown in FIG. 1, the resistor 15 is provided separately from the switch SW2, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, instead of the switch SW2 and the resistor 15, a transistor SW10 may be provided. In this embodiment, the transistor SW10 can be operated as a switch and the heat generated by the on-resistance 220 of the transistor SW10 can be used. Therefore, according to the embodiment shown in FIG. 4, the circuit configuration can be simplified.

また、図４に示す形態では、トランジスタＳＷ１０と電源ＩＣ１４とを同一の放熱板に配置してもよい。このように配置すると、トランジスタＳＷ１０のオン抵抗２２０によって電源ＩＣ１４を効率良く昇温させることができる。なお、図４ではバイポーラトランジスタを用いているが、電界効果トランジスタを用いてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 4, the transistor SW10 and the power supply IC 14 may be arranged on the same heat sink. With this arrangement, the power supply IC 14 can be efficiently heated by the on-resistance 220 of the transistor SW10. Although a bipolar transistor is used in FIG. 4, a field effect transistor may be used.

また、上記実施形態では、電源ＩＣ１４を備えているが、電源ＩＣ１４は必須の構成ではない。例えば電池ブロック１１の二次電池を分圧抵抗で分圧した電圧を定電圧電源電圧としてもよい。但し、電源ＩＣ１４を備えた方が、電圧精度が高いため好ましい。 Moreover, although the power supply IC 14 is provided in the above embodiment, the power supply IC 14 is not an essential configuration. For example, a voltage obtained by dividing the secondary battery of the battery block 11 with a voltage dividing resistor may be used as the constant voltage power supply voltage. However, it is preferable to provide the power supply IC 14 because the voltage accuracy is high.

本発明にかかる電池昇温回路および電池昇温装置は、低温環境で使用される装置やシステムなどに搭載される二次電池および回路部品の温度を上昇させるものとして、好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The battery temperature increasing circuit and the battery temperature increasing device according to the present invention can be suitably used as a device for increasing the temperature of secondary batteries and circuit components mounted on devices and systems used in a low temperature environment. .

１１電池ブロック（二次電池）
１２電池昇温回路
１３ヒータ（加熱部）
１４電源ＩＣ（電源回路、回路部品）
１５抵抗体（発熱部品）
１６制御部（第１温度検出部、第２温度検出部）
Ｒ１抵抗（第１抵抗、第１温度検出部、回路部品）
Ｒ２抵抗（第２抵抗、第２温度検出部、回路部品）
ＴＨ１サーミスタ（第１温度検出部）
ＴＨ２サーミスタ（第２温度検出部） 11 Battery block (secondary battery)
12 Battery temperature rising circuit 13 Heater (heating part)
14 Power supply IC (Power supply circuit, circuit parts)
15 Resistor (Heat generation component)
16 Control part (1st temperature detection part, 2nd temperature detection part)
R1 resistor (first resistor, first temperature detector, circuit component)
R2 resistor (second resistor, second temperature detection unit, circuit component)
TH1 thermistor (first temperature detector)
TH2 thermistor (second temperature detector)

Claims

A heating unit disposed in the vicinity of the secondary battery and heating the secondary battery;
A first temperature detection unit for detecting a temperature around the secondary battery;
Circuit components disposed in the vicinity of the heating unit;
A heat-generating component that is disposed in the vicinity of the circuit component and generates heat when energized and the temperature rises faster than the heating unit;
A second temperature detection unit for detecting a temperature around the circuit component;
When the temperature detected by the first temperature detection unit is equal to or lower than a preset first set temperature, energization of the heat generating component and the heating unit is started, and after the start of energization, the temperature detected by the second temperature detection unit is A battery temperature raising circuit, comprising: a control unit that stops energization of the heat-generating component when a second set temperature set higher than the first set temperature is reached.

The battery temperature rising circuit according to claim 1, wherein the circuit component includes a power supply circuit that supplies a constant voltage power supply voltage to the control unit.

The first temperature detection unit includes a first thermistor connected in series between the power supply circuit and ground, and a first resistor as the circuit component,
The battery temperature rising circuit according to claim 2, wherein the second temperature detection unit includes a second thermistor connected in series between the power supply circuit and the ground and a second resistor as the circuit component.

The battery heating circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat generating component is a resistor.

The battery temperature increasing circuit according to any one of claims 1 to 4,
A battery temperature raising device comprising the secondary battery.