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WO2002003525A1 - Charger, battery pack, and charging system using the charger and battery pack - Google Patents

Charger, battery pack, and charging system using the charger and battery pack Download PDF

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WO2002003525A1
WO2002003525A1 PCT/JP2001/005474 JP0105474W WO0203525A1 WO 2002003525 A1 WO2002003525 A1 WO 2002003525A1 JP 0105474 W JP0105474 W JP 0105474W WO 0203525 A1 WO0203525 A1 WO 0203525A1
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WO
WIPO (PCT)
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voltage
charging
battery pack
terminal
battery
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2001/005474
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Yoshizawa
Junichi Shinbara
Masakage Komori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to EP01941263A priority Critical patent/EP1304787A4/en
Priority to US10/312,607 priority patent/US6777915B2/en
Priority to KR1020027017974A priority patent/KR100703540B1/ko
Publication of WO2002003525A1 publication Critical patent/WO2002003525A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H02J7/007184Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
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    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • HELECTRICITY
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    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack and a charging system using the battery pack, and more particularly to a secondary battery protection device that is effective in a lithium ion secondary battery. '' Background technology
  • a conventional protection control method for a battery pack using a lithium-ion secondary battery as a power source of a portable electronic device will be described with reference to FIG.
  • a lithium ion secondary battery 1 11 is connected in series between the + terminal 1 16 and one terminal 1 1 7 via a backflow prevention diode 1 1 5 and is connected in series with the lithium ion secondary battery 1 1 1
  • a FET switch with a parasitic diode for overcharge protection (hereinafter referred to as charge FET) and a MOSFET with parasitic diode for overdischarge protection (discharge FET) 1 1 4 And are arranged.
  • a control circuit 112 for turning on and off the charge FET and the discharge FET of the FET switch 114 is provided.
  • the control circuit 112 includes a voltage and a voltage across the lithium ion secondary battery 111. Discharge current is input at the voltage across FET switch 114.
  • the control circuit 112 receives the above-mentioned input information, passes through the flip-flop 113, and is charged and discharged by the FET switch 114. Both the charge and discharge, the charge only on, the discharge only on, and the charge and discharge are performed. The quaternary control is turned off.
  • These protection circuits including the control circuit 112, the flip-flop 113, and the FET switch 114 are generally called sU (safety unit).
  • the general control methods are as follows.
  • the charge control of the portable electronic device or charger during normal operation can be performed using any of the following: 1 4.2 V constant voltage charging, ⁇ 0.7 C maximum current control, 3 Charge termination control (current value, charging time or a combination thereof)
  • the SU inside the battery pack does not work.
  • the SU inside the battery pack is set as follows: (1) Considering the tolerance of charge voltage control and temperature variation, set the SU so that it does not overlap the normal fluctuation range of the charge voltage.
  • the charging circuit When the voltage of 4.35 V ⁇ 0.05 V is detected, the charging circuit is cut off (recovery type and non-return type), and 2 when the maximum current of 2.0 C to 4.0 C is detected Controls such as disconnecting the circuit. In addition, in case the SU does not function, the portable electronic device or the charger side also disconnects the charging circuit when a voltage of 4.5.5 V ⁇ 0.05 V is detected. When a current of 1.3 times the charging current is detected, the charging circuit is cut off.
  • the basic concept of charging multiple lithium-ion rechargeable batteries is to provide multiple protections in anticipation of failures, ensuring product reliability (safety).
  • the present invention not only improves a battery pack using a lithium secondary battery as a unit battery, especially a lithium ion secondary battery, but also improves the battery pack.
  • the entire charging system was reviewed and the main components of the SU were removed while providing multiple protections, with the aim of significantly reducing costs, shortening the development period by eliminating the main components of the SU, and miniaturizing the battery pack. . Disclosure of the invention
  • the charging system of the present invention includes a charging device and a battery pack.
  • the charging device is a DC converter for converting commercial power into DC.
  • a ZDC converter a charging output terminal for transmitting the output from the ACZDC converter to the battery pack, a corresponding GND terminal, a voltage / current detecting means disposed on the charging path, and an overvoltage protection disposed on the charging path.
  • Means a voltage detection terminal for detecting the voltage of the battery pack, a temperature detection terminal for detecting the temperature of the battery pack, various types of charging receiving signals from the voltage / current detection means, the voltage detection terminal, and the temperature detection terminal.
  • a charging control means for performing control; and an output control switch disposed on a charging path and performing output control by receiving a signal from the charging control means.
  • the battery pack may further include: a lithium ion secondary battery to be charged; a positive terminal and one terminal for electrically connecting the lithium ion secondary battery to the charging device; and a surface temperature of the lithium ion secondary battery.
  • the battery pack includes a thermistor to be detected, and a pack-side temperature detection terminal that outputs temperature information detected by the thermistor to the charging device.
  • the charging system according to the present invention, when the rate of increase in the temperature of the battery pack received by the charging control means through the temperature detection terminal on the pack side and the temperature detection terminal is equal to or higher than a specified value, turning off the output to the output control switch.
  • the protection control of the battery pack is performed by sending a signal to the battery pack to the battery pack.
  • the charging system of the present invention further includes, in addition to the charging device, a lithium ion secondary battery to be charged; a + terminal and one terminal for electrically connecting the lithium ion secondary battery to the charging device;
  • the battery pack includes a battery voltage detecting means for detecting the battery voltage of the ion secondary battery, and a pack-side voltage detecting terminal for outputting the voltage information detected by the battery voltage detecting means to the charging device.
  • a signal that the charge control means turns off the output is performed by sending to the output control switch.
  • the lithium ion secondary battery used as a unit cell contains an overcharge suppression additive.
  • an overcharge suppression additive As a result, a change in the rate of increase in the battery voltage occurs early in the event of overcharging, so that protection control that captures the change in the voltage rise can be performed early or easily.
  • FIG. 1 is a block diagram of the charging system of the present invention
  • FIG. 2 is a temperature characteristic diagram during overcharge of a lithium ion secondary battery
  • FIG. 3 is a voltage characteristic diagram during overcharge of a lithium ion secondary battery
  • FIG. 4 is a block diagram of a conventional battery pack.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a charging system of the present invention.
  • 1 is a combination of a device such as a notebook computer or a mobile phone and a charger or an AC adapter, or a charging device such as a charger alone
  • 2 is a lithium ion secondary battery as a unit cell. This is the battery pack used.
  • the charging device 1 includes an ACZDC converter 3 for converting a commercial power supply into a DC voltage, a voltage and a current detecting unit 4 which are provided on a charging path and output to the battery pack 2 for measuring the voltage and current, and are also provided on the charging path.
  • Overvoltage protection means 5 for preventing excessive voltage from flowing to battery pack 2, charging output terminal 6 and GND terminal 7 for outputting voltage to battery pack 2, and temperature for detecting battery pack temperature
  • Charge control means 10 for receiving signals from the detection terminal 8, the voltage detection terminal 9 for detecting the voltage of the battery pack, the voltage / current detection means 4, the temperature detection terminal 8 and the voltage detection terminal 9, and performing various charge controls
  • the charging control means 10 lights the LED 11 in a predetermined color according to the charging status. ⁇
  • the LED 11 blinks or charges via the voltage / current control means 12, the photo power switch 13, and the output control switch 14. Start and stop the operation.
  • Battery pack 2 has + terminal 16, one terminal 17, single cell or multiple cells.
  • Rechargeable ion battery 21, backflow prevention diode 22, resistor 20 as battery voltage detecting means for measuring battery voltage, and pack-side voltage to output the battery voltage information to charging device 1 a detection terminal 1 9, the thermistor 2 3 for detecting the surface temperature of the lithium ion secondary batteries 2 1, in t present invention and a pack side temperature detection terminal 1 8 to output the temperature information to the charging device 1
  • Each terminal such as a temperature detection terminal and a voltage detection terminal, can perform the same control regardless of whether it is a contact type or a non-contact type.
  • the SU which is a protection circuit of a portion surrounded by a broken line in the components of the conventional battery pack shown in FIG. 4 is deleted.
  • This part is where the IC substrate and semiconductor switch that measure and control the voltage are located, and occupies most of the cost in the protection circuit.
  • PTC ⁇ thermal fuse ⁇ thermistor 23 and backflow prevention diode 22 are low cost and may be left.
  • the allowable voltage which has been a reference for circuit disconnection as a protection function in the charging device 1
  • the voltage allowance which has conventionally been the standard for circuit disconnection as a protection function in the SU, is provided inside the charging device 1.
  • a signal to turn off the output to the output control switch 14 is output to the charge control means 1.
  • the charge control means 10 of the charging device 1 receives the temperature information detected by the thermistor 23, performs a calculation process, and when the rate of increase is equal to or higher than a specified value, the output control switch. Charging may be terminated by turning off switches 14.
  • the specific value of the specified value depends on the characteristics of the unit cell.However, in order to prevent erroneous detection, the ATZ dt should be slightly more than 0.5 ° C / min. Preferably, the temperature is 1 ° CZ or more.
  • a signal to turn off the output to the output control switch 14 is output to the charge control means 1.
  • the battery voltage rises when overcharging occurs, but once the voltage drops around 5.5 V peak, the charging is terminated by detecting this fluctuation.
  • the charge control means 10 of the charging device 1 receives the voltage information detected by the resistor 20 serving as the battery voltage detection means, performs an arithmetic operation, and performs a calculation process to determine whether the rate of increase is equal to or less than a specified value. Then, charging may be terminated by turning off the output control switch 14.
  • a V Z d t ⁇ 0 may be given with some allowance to prevent erroneous detection.
  • Charging is terminated when the battery voltage reaches 4.35 V, as was done by the SU.
  • charge control means based on temperature and voltage detection is added.
  • the overcharge inhibiting additive has no effect during normal charge / discharge, but it will operate when the set charging voltage (currently 4.2 V) is exceeded.
  • the set charging voltage currently 4.2 V
  • a sudden increase in the surface temperature of the battery and a phenomenon in which the charging voltage becomes ⁇ V / dt ⁇ 0 are caused.
  • gas is quickly decomposed and gas is generated, and this reaction heat and Joule heat generated by the internal resistance of the battery rising due to the gas accumulating between the electrodes are used. Increase the surface temperature of the battery rapidly.
  • Figure 2 shows the battery surface temperature of a lithium-ion secondary battery containing an overcharge-suppressing additive that changes the surface temperature of a battery and a lithium-ion secondary battery containing no overcharge-suppressing additive. Indicates a change.
  • the overcharge suppression additive when the overcharge suppression additive is not included, the detection itself is possible because the surface temperature of the battery rises rapidly at point A near 200% of the full charge capacity. At this point, overcharging has already progressed considerably. Therefore, temperature detection at point A is problematic in terms of safety.
  • the surface temperature starts to rise faster as shown by the solid line in the figure, for example, near 120% of the full charge capacity.
  • the temperature rises by a certain temperature and the subsequent temperature rise can be relatively suppressed. For this reason, it is possible to achieve both improved safety and early easy detection.
  • Fig. 3 shows the inclusion of an overcharge suppression additive that changes the battery voltage.
  • the figure shows the change in battery voltage in the case of a lithium-ion secondary battery, and in the case of a lithium-ion secondary battery not containing an overcharge suppression additive, respectively.
  • the overcharge suppression additive when the overcharge suppression additive is not contained, the voltage drops at the point C where the battery voltage has risen to 5.5 V. Is possible.
  • overcharging has already progressed considerably, and there are still safety issues.
  • the overcharge inhibitor is added to solve this problem, as shown by the solid line in the figure, the battery voltage drops, for example, at point 'D' near the full charge capacity of 120 ° / 0. And capture the event. For this reason, it is possible to achieve both safety improvement and easy early detection.
  • the multiple protection of the entire charging system can be performed.
  • the cost of the battery pack 2 can be significantly reduced, the development period can be shortened, and the size can be reduced without adding any additional components.
  • the battery voltage value and the like have been described as numerical values in a single cell. However, it is needless to say that the same control is possible even in the case of a plurality of cells, only by changing the numerical value. .
  • a function of disconnecting the charging circuit by detecting a current 1.3 times the maximum charging current is provided in the same manner as in the conventional example, in case the protection control of the present invention does not function for some reason. It is desirable to have a function that suspends charging when the temperature is outside the range of 0 ° C to 40 ° C, and a function that stops charging in 2 to 3 hours using a timer.
  • the control means required for the protection control function by detecting the temperature rise rate and the voltage rise rate of the present invention and a switch including an FET and the like are conventionally used.
  • the charge control means 10 and the output control switch 14 are used together to cope with the change of the software.
  • the switch may be separately provided in the charging path, or the control means and the switch may be separately provided.
  • it is difficult to reduce the total cost, but it is possible to significantly reduce the cost of the battery pack 2, shorten the development period, and reduce the size.
  • the present invention considers multiple protection control as a whole charging system based on the recent improvement in safety performance of unit cells and progress in analysis of battery voltage and temperature behavior. Even if there are no main components, multiple protection is realized by adding the protection control function by the charging device of the present invention, and by combining the conventional temperature range control, timer-based control, and control with the current cutoff mechanism using the temperature fuse cell alone. Since it is possible to obtain sufficient safety by doing so, it is useful in reducing the size of the battery pack, drastically reducing the cost, and shortening the development period.

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

明 細 書 充電装置、 電池パック及びそれらを用いた充電システム 技術分野
本発明は、 電池パック及びその電池パックを用いた充電システムに関 し、 特にリチウムイオン二次電池において効果的な二次電池の保護装置 に関するものである。 ' 背景技術
携帯型電子機器の電源と してのリチウムイオン二次電池を用いた電池 パックにおける従来の保護制御の方法を、 図 4を用いて説明する。 リチ ゥムイオン二次電池 1 1 1が逆流防止ダイォード 1 1 5を介して +端子 1 1 6 と一端子 1 1 7間に直列に接続され、 かつ前記リチウムイオン二 次電池 1 1 1に対して直列に過充電保護用の寄生ダイオード付き MO S F E T (以下、 充電 F E Tとする) と過放電保護用の寄生ダイオード付 き MO S F E T (以下、 放電 F E Tとする) と力 らなる F E Tスィ ッチ 1 1 4 とが配設されている。 この F E Tスィッチ 1 1 4の充電 F E T及 び放電 F E Tをオン · オフ制御する制御回路 1 1 2が設けられており、 この制御回路 1 1 2にはリチウムイオン二次電池 1 1 1 の両端電圧及び F E Tスィッチ 1 1 4の両端電圧にて放電電流が入力されている。 この 制御回路 1 1 2は、 前述の入力情報を受け、 フリ ップフロップ 1 1 3を 通じて、 F E Tスィ ッチ 1 1 4により、 充電 . 放電ともオン、 充電のみ オン、放電のみオン、充放電ともオフの四値制御を行っている。 これら、 制御回路 1 1 2、 フ リ ップフロ ップ 1 1 3、 F E Tスィ ッチ 1 1 4など を含む保護回路は、一般に s U (セーフティュニッ ト) と呼ばれている。 従って、 携帯型電子機器を充電する際には、 それらの本体もしくは充 電器による充電制御とその制御が故障している場合に作動する上述の電 池パック内部の S Uによる制御の二つが独立に存在して、 充電制御して いる。 一般的な制御の方法と してそれぞれ以下のようになつている。 正常時の携帯型電子機器もしくは充電器の充電制御は、 ① 4. 2 V定 電圧充電、 © 0. 7 C最大電流制御、 ③充電終了制御 (電流値, 充電時 間あるいはその組合せ) のいずれかで制御され、 電池パック内部の S U は作動しない。 これらの制御が故障あるいは誤動作などで働かなかつた 場合に、 電池パック内部の S Uは、 ①充電電圧の制御の公差や温度バラ ツキを考慮し、 充電電圧の正常な変動範囲と重ならないように設定した 4. 3 5 V± 0. 0 5 Vの電圧を検.知したら充電回路を切断 (復帰型, 非復帰型がある)、 ②最大電流 2. 0 C〜 4. 0 Cを検知したら充電回路 を切断、 といった制御を行う。 さらにこの S Uが機能しなかった場合な どに備えて、 携帯型電子機器もしくは充電器側においても、 ① 4. 5 5 V ± 0. 0 5 Vの電圧を検知したら充電回路を切断、 ②最大充電電流の 1. 3倍の電流を検知したら充電回路を切断、 ③パック側温度検出端子 1 1 8を介して伝達される、 サーミスタ 1 1 9が検出したリチウムィォ ン二次電池 1 1 1の表面温度が 0 °C〜 4 0 °Cの範囲外の場合は充電しな い、 ④タイマーにより 2〜 3時間で充電をス トップする、 といった保護 機能を有している。
このように、 リチウムイオン二次電池の充電に関しては、 故障を想定 して多重保護をかけることを基本的な考え方と し、 商品の信頼性 (安全 性) を確保している。
しかしながら、 上記従来の S U内蔵の電池パック及びその電池パック を用いた充電システムにおいては、 電池パック内部の S Uが存在するこ とを前提と して多重保護しているため、 当然ながら S Uを よくすことは できない。 電池パックにおいて、 制御回路 1 1 2、 フリ ップフロ ップ 1 1 3、 F E Tスィ ッチ 1 1 4などの 3 Uの主要部品だけで全体コス トの 3割程度を占めており、 リチゥムイオン二次電池を用いた電池パックの 高コス ト化の一因となっている。 また、 電池パック単体での保護機能向 上については、 特開平 8— 1 1 6 6 2 7号公報にあるようなあらゆるァ イデアが具現化されているが、 これらを用いることはコス ト面ではやは り大きな課題となる。
本発明はこのような従来の課題を解決するために、 素電池と してリチ ゥム二次電池、 と りわけリチウムイオン二次電池を用いている電池パッ ク単体を改良するだけでなく、 充電システム全体を見直し、 多重保護を 行いながらも S Uの主要部品を削除して、 大幅なコス トダウンと S U主 要部品削除による開発期間の短縮と電池パックの小型化を計ることを目 的とする。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発.明の充電システムは、 充電装置およ び電池パックを備える。 前記充電装置は、 商用電源を直流変換する A C
Z D C コンバータと、 前記 A C Z D C コンバータからの出力を電池パッ クに伝達する充電出力端子と、 それに対応した G N D端子と、 充電経路 に配設した電圧 · 電流検出手段と、 充電経路に配設した過電圧保護手段 と、 電池パックの電圧を検出する電圧検出端子と、 電池パックの温度を 検出する温度検出端子と、 前記電圧 · 電流検出手段と前記電圧検出端子 と前記温度検出端子からの信号を受け各種充電制御を行う充電制御手段 と、 充電経路に配設され前記充電制御手段からの信号を受け出力制御を 行う出力制御スィ ッチとを備える。 また、 前記電池パックは、 充電対象 のリチウムイオン二次電池と、 前記リチウムイオン二次電池を前記充電 装置と電気的に接続する +端子及び一端子と、 前記リチウムイオン二次 電池の表面温度を検出するサーミスタと、 前記サーミスタで検出された 温度情報を前記充電装置に出力するパック側温度検出端子とを備える。 本発明の充電システムは、 前記パック側温度検出端子、 前記温度検出端 子を通じて前記充電制御手段が受ける前記電池パック温度の上昇率が規 定値以上である際に、 前記出力制御スィツチへ出力 O F Fとする信号を 前記充電制御手段が送ることにより前記電池パックの保護制御を行う。
この際、 素電池と して用いられる リチウムイオン二次電池には、 過充 電抑止添加剤が含有されていることが望ましい。 これにより、 過充電と なった際に電池表面温度が早期もしくは急激に上昇することから、 温度 上昇をと らえてなる保護制御'を早い段階、 もしくは容易に実行できる。 · また本発明の充電システムは、 前記充電装置に加え、 充電対象のリチ ゥムイオン二次電池と、 前記リチウムイオン二次電池を前記充電装置と 電気的に接続する +端子及び一端子と、 前記リチウムイオン二次電池の 電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、 前記電池電圧検出手段で検出 された電圧情報を前記充電装置に出力するパック側'電圧検出端子とを有 する電池パックを備える。 これにより、 前記パック側電圧検出端子と前 記電圧検出端子を通じて前記充電制御手段が受ける前記電池パック電圧 の上昇率が規定値以下である際に、 前記充電制御手段が出力 O F Fとす る信号を前記出力制御スィツチへ送ることにより前記電池パックの保護 制御を行う。
この際、 素電池と して用いられるリチウムイオン二次電 には、 過充 電抑止添加剤が含有されていることが望ましい。 これにより、 過充電と なった際に電池電圧の上昇率の変化が早期に発生することから、 電圧上 昇の変化をとらえてなる保護制御を早い段階、 もしく は容易に実行でき る。
これにより、 充電システム全体と して多重保護を行いながらも構成要 素の追加を特に行うことなく、 電池パックから S Uの主要部品を削減す ることによる電池パックの小型化と大幅なコス トダウンと開発期間の短 縮とを図ることができる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の充電システムのブロック図であり、
図 2はリチゥムイオン二次電池の過充電時の温度特性図であり、 図 3はリチゥムイオン二次電池の過充電時の電圧特性図であり、 図 4は従来の電池パックのブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ詳細に 説明する。 なお、 以下に示す実施形態は本発明を具現化した」例であつ て、 本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図 1は本発明の充電システムを示すプロック図である。同図において、 1はノートパソコンや携帯電話機などの機器と充電器または A Cァダプ ターとの組み合わせ、 もしく は充電器単体などの充電装置であり、 2は 素電池と してリチゥムイオン二次電池を用いた電池パックである。
充電装置 1は、 商用電源を直流変換する A C Z D Cコンバータ 3 と、 充電経路に配設され電池パック 2 へ出力する電圧 · 電流を計測する電 圧 · 電流検出手段 4 と、 同じく充電経路に配設され過度な電圧が電池パ ック 2に流れることを防止する過電圧保護手段 5 と、 電池パック 2に電 圧出力するための充電出力端子 6及び G N D端子 7と、 電池パックの温 度を検出する温度検出端子 8 と、 電池パックの電圧を検出する電圧検出 端子 9 と、 電圧 · 電流検出手段 4、 温度検出端子 8、 電圧検出端子 9か らの信号を受け各種充電制御を行う充電制御手段 1 0とを備えている。 この充電制御手段 1 0は充電状況に応じて L E D 1 1を所定色に点灯■ 点滅させたり、 電圧 · 電流制御手段 1 2、 フォ ト力ブラ 1 3、 出力制御 スィ ッチ 1 4を通じて、 充電を開始 · 中止させる制御を行う。
電池パック 2は、 +端子 1 6 と、 一端子 1 7 と、 単セルまたは複数セ ルのリチゥムイオン二次電池 2 1 と、 逆流防止ダイォード 2 2 と、 電池 電圧を計測するための電池電圧検出手段である抵抗 2 0 と、 その電池電 圧情報を充電装置 1に出力するパック側電圧検出端子 1 9 と、 リチウム イオン二次電池 2 1 の表面温度を検出するサーミスタ 2 3 と、 その温度 情報を充電装置 1に出力するパック側温度検出端子 1 8 とを備えている t 本発明においては、 充電端子 ■ 温度検出端子 · 電圧検出端子などの各 端子は接触式、 非接触式を問わず、 同等の制御を行うことができる。
図 1からわかる通り、 本'発明の充電システムにおいては、 図 4に示し た従来の電池パックの構成部材のうち破線で囲んだ部分の保護回路であ る S Uを削除する。 この部分は電圧を測定 · 制御する I C基板や半導体 スィツチがある部分で保護回路の中でコス トの大部分を占めている。 一 方 P T C · 温度ヒューズゃサーミスタ 2 3、 また逆流防止ダイオード 2 2などは低コス トであり残しても良い。
本発明では、 新たな充電制御を提案し S Uを削除しても多重保護を実 現する。 さらに素電池内部に過充電抑止添加剤などを加えることで、 過 充電時の電圧や電池温度挙動に変化をもたらし、 この挙動を充電装置 1 から検知して充電制御をすることで、 過充電防止に対する信頼性をより 飛躍的に向上させるものである。
次に具体的な制御の変更ポイントについて説明をする。
第一に、 充電装置 1における保護機能と しての回路切断の基準であつ た電圧許容量を、 従来の 4 . 5 5 Vから 4 . 3 5 Vにする。 すなわち、 従来 S Uにおいて保護機能と しての回路切断の基準であった電圧許容量 を充電装置 1内部に持たせる。
第二に、 温度検出端子 8を通じて充電制御手段 1 0がうける電池パッ ク温度の上昇率が規定値以上である際に、 出力制御スィ ッチ 1 4 へ出力 O F Fとする信号を充電制御手段 1 0が送ることによる Δ Τ / d t保護 制御を行う。 図 2に示したように、 過充電になると電池の表面温度が急 激に変化するので、この変化を検出して充電を終了させる。具体的には、 サーミスタ 2 3により検出された温度情報を充電装置 1の充電制御手段 1 0が受け、 演算処理をして、 その上昇率が規定値以上である際に、 出 力制御スィ ッチ 1 4を切ることにより充電を終了させれば良い。 規定値 の具体的な値と しては、 素電池の特性にもよるが、 誤検出を防止するた めに若干のゆと り を持たせて A T Z d tが 0 . 5 °C /分以上、 好ましく は 1 °C Z分以上とすれば良い。
第三に、 電圧検出端子 9を通じて充電制御手段 1 0がうける電池パッ ク電圧の上昇率が規定値以下である際に、 出力制御スィ ッチ 1 4 へ出力 O F Fとする信号を充電制御手段 1 0が送ることによる Δ Y / d t保護 制御を行う。 図 3に示したよ うに、 過充電になると電池電圧は上昇する が、 5 . 5 V付近をピークに一度電圧が低下するので、 この^動を検出 して充電を終了させる。 具体的には、 電池電圧検出手段である抵抗 2 0 により検出された電圧情報を充電装置 1の充電制御手段 1 0が受け、 演 算処理をして、 その上昇率が規定値以下である際に、 出力制御スィ ッチ 1 4を切ることにより充電を終了させれば良い。 規定値の具体的な値と しては、 誤検出を防止するために若干のゆと り を持たせて A V Z d t < 0 とすれば良い。
このような三種類の充電制御をかける事で、 S Uが無く とも、 従来の 温度範囲制御やタイマー制御、 温度ヒューズや素電池単体での電流遮断 機構などによる制御と相まつて多重保護を実現することが可能となる。 温度検出による充電制御と電圧検出による充電制御のいずれかを必須と し、 好ましくは充電装置の電圧許容量の変更による充電制御をさらに付 加し、 より好ましくは全三種類の機能による充電制御を実施する。
以下、 本構成において、 上述の充電制御を用いた場合の大きな二項目 の故障を想定する。
まず充電装置 1の充電制御が全く壊れた場合 (充電側の電圧検知機能 が故障した場合) は、 充電装置 1が流しうる最大の耐電圧、 電流で充電 が行われる。 一般的には、 1 0 〜 1 2 Vの耐電圧で、 3 Cの連続充電が おこる。 この場合 S Uがないままの電池パックで 1 0 0 %保障しなけれ ばならないが、 この課題に対しては素電池単体での保護制御の研究開発 が従来より積極的に進んでおり、 電流遮断機構の精度アップ、 過充電抑 制添加剤の添加、 さ らに P T Cや形状記憶合金を利用した高精度温度ヒ ユーズなどの選択で信頼のおける多重保護が可能である。
次に、 誤動作のため通常の 4 . 2 V制御ができなかった場合は、 通常 であれば S Uが作動することで電池電圧が 4 . 3 5 Vに達したときに充 電回路を切断するのに対して、 本発明の場合は S Uがないので前記三種 類の機能により充電を終了する。
充電装置の電圧許容量の変更による充電制御を使用する場合は、 従来
S Uによってなされていたのと同様に、 電池電圧が 4 . 3 5 Vに達した 時点で充電が終了する。 更なる保護機能としては、 温度 ■ 電圧検出によ る充電制御手段を付加する。
温度検出による充電制御を使用する場合は、 電池の表面温度変化が設 定の値 (例えば 0 . 5 °C /分) 以上になると充電が終了する。 更なる保 護機能と しては、 上述の他の手段を付加すれば良い。 この際、 素電池中 に前述した過充電抑止添加剤を添加することで、 過充電時の電池温度挙 動に変化をもたらし、 早期かつ的確に保護制御を行うことができる。 電圧検出による充電制御を使用する場合は、 充電中に上昇を続ける電 圧が過充電領域になると 5 V付近をピークに一度低下するので、 電池電 圧が Δ V / d t < 0 となった際に充電が終了する。 更なる保護機能と し ては、 上述の他の手段を付加すれば良い。 この際、 素電池中に前述した 過充電抑止添加剤を添加することで、 過充電時の電池電圧挙動に変化を もたらし、 早期かつ的確に保護制御を行うことができる。
ここで、 過充電抑止添加剤の選定或いは併用の効用に関する基本的な 考え方について簡単に説明する。 過充電抑止添加剤は通常の充放電中は 何の作用もしないが、 設定した充電電圧 (現在は 4 . 2 V ) を超えると 作用する。 その結果と して、 電池の急激な表面温度上昇や充電電圧が Δ V / d t < 0となる現象を引き起こす。 具体的には、 充電設定電圧以上 (過充電領域)になるとすばやく分解してガスが発生し、この反応熱や、 ガスが電極間にたまることで電池内部抵抗が上昇して生じるジュール熱 などで電池の表面温度を急激に上昇させる。 過充電抑止添加剤がない場 合には、 電解液の分解が始まるまでこの現象が起こらず、 過充電が進行 してしまうので、 安全面で問題がある。 しかし、 添加剤がある場合はす ぐにこの温度上昇現象が起こり、 過充電の進行が浅い状態で充電を停止 できる。 具体的な添加剤の種類に関しては、 オルトターフェニル、 ビフ ェニル、 ジフエエルエーテルなどがあり、 これらは 4 . 5 V付近で酸化 重合反応を起こし極間に皮膜を形成し、 この皮膜が抵抗となってジユ ー ル熱を発生させる。
図 2は、 電池の表面温度に変化を与える過充電抑止添加剤を含有させ たリチウムイオン二次電池と、 過充電抑止添加剤を含有させていないリ チウムイオン二次電池それぞれの場合の電池表面温度変化を示す。 同図 に破線で示すように過充電抑止添加剤を含有させない場合には、 満充電 容量の 2 0 0 %近くの A点で電池の表面温度が急激に上昇することから、 検出自体は可能であるのだが、 この時点では既に過充電がかなり進んで いる。 従って、 A点における温度検出は、 安全面に問題がある。 しかし、 これを解消するために上述の過充電抑止添加剤を入れると、 同図に実線 で示されているように表面温度の上昇開始が早くなり、 例えば満充電容 量の 1 2 0 %近くの B点で一定温度だけ上昇して、 それ以降の温度上昇 を比較的抑えるよ うにすることが可能となる。 このため、 安全性向上と 早期に容易な検出の両立を達成することが可能となる。
同様に図 3は、 電池電圧に変化を与える過充電抑止添加剤を含有させ たリチウムイオン二次電池と、 過充電抑止添加剤を含有させていないリ チウムイオン二次電池それぞれの場合の電池電圧変化を示している。 同 図に破線で示されるように過充電抑止添加剤を含有させない場合には、 電池電圧が 5 . 5 Vまで上昇した状態の C点で電圧の降下が起きるので この事象を捕らえることにより検出自体は可能である。 しかし、 この時 点では既に過充電がかなり進んだ状況であるために、 安全面に問題が残 る。 これを解消するために上述の過充電抑止添加剤を入れると、 同図に 実線で示されるように、 例えば満充電容量の 1 2 0 °/0近くの' D点で、 電 池電圧を低下させ、 その事象を捕らえることが可能となる。 このため、 安全性向上と容易な早期検出の両立を達成することが可能となる。
このように、 過充電時におけるリチウムイオン二次電池 2 1の温度、 あるいは電圧の変化を考慮に入れた保護制御を充電装置 1側で行うこと で、 充電システム全体と して多重保護を行いながらも構成要素の追加を 特に行うことなく、 電池パック 2から S Uの主要部品を削減することに よる電池パック 2の大幅なコス トダウンと開発期間の短縮と小型化を図 ることができる。
なお、 本実施形態においては、 電池電圧値などは、 単セルにおける数 値で説明したが、 複数セルの場合においても数値的なものが変わるだけ で、 同様の制御が可能であることは言うまでもない。
また、 充電装置 1では、 本発明の保護制御が何らかの要因により機能 しない場合に備えて、 従来例と同様に'最大充電電流の 1 . 3倍の電流を 検知することで充電回路を切断する機能、 温度が 0 °C〜 4 0 °Cの範囲外 である場合に充電を休止する機能、 タイマーにより 2〜 3時間で充電を ス トップする機能を併せ持つ方が望ましい。
また、 本実施形態においては、 充電システム全体でのコス トダウンを 踏まえたため、 本発明の温度上昇率や電圧上昇率を検出することによる 保護制御機能に要する制御手段と、 F E Tなどからなるスィツチを従来 からある充電制御手段 1 0 と出力制御スィッチ 1 4とで併用してソフ ト の変更によ り対応するよ うにしている。 しかし、 充電制御手段 1 0や出 力制御スィツチ 1 4の故障も考慮に入れながら、 例えばスィツチだけ別 に充電経路に設けたり、 制御手段とスィ ッチをともに別に設けても良い ことはいうまでもない。 この際には、 トータルでのコス トダウンは果た しにくいが、 電池パック 2の大幅なコス トダウンと開発期間の短縮と小 型化を図ることができる。
なお、 実施例ではリチウムイオン二次電池を用いて説明''したが、 リチ ゥムィオン二次電池以外のリチゥム二次電池 (例えば負極に金属リチウ ムを用いた電池) においても本願発明は効果を有する。
また、 従来からアルカ リ蓄電池の充電制御においては、 満充電検出と して電圧降下を検出して充電を休止するいわゆる _ Δ ν検出というもの があるが、 リチウムイオン二次電池においては満充電時までには電圧降 下という事象が得られず、 また電池系が異なるため単純に類似の充電制 御をとることは考えられず、 まして保護制御に用いることについては、 容易に類推できうることではない。 産業上の利用可能性
上記実施の形態から明らかなように、 本発明は、 近年の素電池の安全 性能向上や電池電圧 ■ 温度挙動の解析進涉を踏まえて充電システム全体 と して多重保護制御を考えることで、 S Uの主要部品が無く とも、 本発 明の充電装置による保護制御機能の追加と従来の温度範囲制御やタイマ 一制御、 温度ヒユーズゃ素電池単体での電流遮断機構などによる制御と 相まって多重保護を実現して充分な安全性を得ることが可能であること から、 電池パック の小型化と、 大幅なコス トダウンと、 開発期間の短縮 とを図るうえで有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1. リチウム二次電池を用いた電池パック ( 2) を充電するため の充電装置 ( 1 ) において、
商用電源を直流変換する A CZD Cコンバータ ( 3 ) と、 前記 A CZ D Cコ ンバータからの出力を電池パックに伝達する充電出力端子 ( 6 ) と、 それに対応した GND端子 ( 7 ) と、 充電経路に配設した電圧 - 電 流検出手段 '(4 ) と、 充電経路に配設した過電圧保護手段 ( 5 ) と、 電 池パックの電圧を検出する電圧検出端子 ( 9 ) と、 電池パックの温度を 検出する温度検出端子 ( 8 ) と、 前記電圧 · 電流検出手段と前記電圧検 出端子と前記温度検出端子からの信号を受け各種充電制御を行う充電制 御手段 ( 1 0) と、 充電経路に配設され前記充電制御手段からの信号を 受け出力制御を行う出力制御スィ ッチ ( 1 4 ) とを備え、
電池パック温度の上昇率が規定値以上である際に、 前記充電制御手段 が前記出力制御スィ ツチへ出力 O F Fとする信号を送って保護制御を行 うことを特徴とする充電装置。
2. リチウム二次電池を用いた電池パック ( 2 ) を充電するため の充電装置 ( 1 ) において、
商用電源を直流変換する A CZD Cコンバータ ( 3 ) と、 前記 ACZ D Cコンバータからの出力を電池パックに伝達する充電出力端子 ( 6 ) と、 それに対応した GND端子 ( 7 ) と、 充電経路に配設した電圧 - 電 流検出手段 (4 ) と、 充電経路に配設した過電圧保護手段 ( 5 ) と、 電 池パックの電圧を検出する電圧検出端子 ( 9 ) と、 電池パックの温度を 検出する温度検出端子 ( 8 ) と、 前記電圧 · 電流検出手段と前記電圧検 出端子と前記温度検出端子からの信号を受け各種充電制御を行う充電制 御手段 ( 1 0) と、 充電経路に配設され前記充電制御手段からの信号を 受け出力制御を行う出力制御スィッチ ( 1 4 ) とを備え、 電池パック電圧の上昇率が規定値以下である際に、 前記充電制御手段 が前記出力制御スィツチへ出力 O F Fとする信号を送って保護制御を行 うことを特徴とする充電装置。
3. 充電対象のリチウム二次電池と、 前記リチウム二次電池を充 電するための充電装置 ( 1 ) と電気的に接続する +端子 ( 1 6 ) 及び一 端子 ( Γ7 ) と、 前記リチウム二次電池の表面温度を検出するサーミス タ ( 2 3 ) と、 前記サ一ミスタで検出された温度情報を充電装置に出力 するパック側温度検出端子 ( 1 8 ) とを備え、
前記パック側温度検出端子からの情報に基づき検出される電池パック 温度の上昇率が規定値以上である際に、 充電装置による出力 O F Fを行 う制御を受けることを特徴とする電池パック。
4. 充電対象のリチウム二次電池と、 前記リチウム二次電池を充 電するための充電装置 ( 1 ) と電気的に接続する +端子 ( 1 6 ) 及び一 端子 ( 1 7 ) と、 前記リチウムニ次電池の電池電圧を検出する電池電圧 検出手段と、 前記電池電圧検出手段で検出された電圧情報を充電装置に 出力するパック側電圧検出端子 ( 1 9 ) とを備え、
前記パック側電圧検出端子からの情報に基づき検出される電池パック 電圧の上昇率が規定値以下である際に、 充電装置による出力 O F Fを行 う制御を受けることを特徴とする電池パック。
5. リチウム二次電池には、 過充電抑止添加剤が含有されている ことを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の電池パック。
6. リチウム二次電池には、 過充電抑止添加剤が含有されている ことを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の電池パック。
7. 商用電源を直流変換する A CZD Cコンバータ ( 3 ) と、 前 記 ACZD Cコンバータからの出力を電池パックに伝達する充電出力端 子 ( 6 ) と、 それに対応した GND端子 ( 7 ) と、 充電経路に配設した 電圧 ·電流検出手段 (4 ) と、 充電経路に配設した過電圧保護手段 ( 5 ) と、 電池パック ( 2 ) の電圧を検出する電圧検出端子 ( 9 ) と、 電池パ ックの温度を検出する温度検出端子 ( 8 ) と、 前記電圧 · 電流検出手段 と前記電圧検出端子と前記温度検出端子からの信号を受け各種充電制御 を行う充電制御手段 ( 1 0 ) と、 充電経路に配設され前記充電制御手段 からの信号を受け出力制御を行う出力制御スィ ッチ ( 1 4 ) とを備えた 充電装置 ( 1 ) と、
充電対象のリチウム二次電池と、 前記リチウムニ次電池を充電するた めの充電装置と電気的に接続する +端子 ( 1 6 ) 及び一端子 ( 1 7) と、 前記リチウム二次電池の表面温度を検出するサーミスタ ( 2 3 ) と、 前 記サーミ スタで検出された温度情報を充電装置に出力するパック側温度 検出端子 ( 1 8 ) とを備えた電池パックとからなり、
前記パック側温度検出端子、 前記温度検出端子から出力された情報に 基づき検出される前記電池パック温度の上昇率が規定値以上である際に、 前記充電制御手段が前記出力制御スィツチへ出力 O F Fとする信号を送 つて前記電池パックの保護制御を行う こ とを特徴とする充電システム。
8. 商用電源を直流変換する A CZD Cコンバータ ( 3 ) と、 前 記 AC/D Cコンバータからの出力を電池パックに伝達する充電出力端 子 ( 6 ) と、 それに対応した GND端子 ( 7) と、 充電経路に配設した 電圧■電流検出手段 (4 ) と、 充電経路に配設した過電圧保護手段 ( 5 ) と、 電池パック ( 2 ) の電圧を検出する電圧検出端子 ( 9 ) と、 電池パ ックの温度を検出する温度検出端子 ( 8 ) と、 前記電圧 · 電流検出手段 と前記電圧検出端子と前記温度検出端子からの信号を受け各種充電制御 を行う充電制御手段 ( 1 0 ) と、 充電経路に配設され前記充電制御手段 からの信号を受け出力制御を行う出力制御スィ ッチ ( 1 4 ) とを備えた 充電装置と、
充電対象のリチゥム二次電池と、 前記リチウムニ次電池を充電するた めの充電装置と電気的に接続する +端子 ( 1 6 ) 及び一端子 ( 1 7 ) と、 前記リチウムニ次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、 前記 電池電圧検出手段で検出された電圧情報を充電装置に出力するパック側 電圧検出端子 ( 1 9 ) とを備えた電池パックとからなり、
前記パック側電圧検出端子、 前記電圧検出端子から出力された情報に 基づき検出される前記電池パック電圧の上昇率が規定値以下である際に. 前記充電制御手段が前記出力制御スィツチへ出力 O F Fとする信号を送 つて前記電池パックの保護制御を行う ことを特徴とする充電システム。
9. リチウム二次電池には、 過充電抑止添加剤が含有されている ことを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の充電システム。
1 0. リチウム二次電池には、 過充電抑止添加剤が含有されている ことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の充電システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6924620B2 (en) 2002-07-25 2005-08-02 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery, battery charger, electrical system and method of charging a battery

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2379099B (en) * 2001-08-24 2005-09-07 Sendo Int Ltd Battery charging apparatus and charging process
DE10203512B4 (de) 2002-01-30 2021-09-02 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschine mit einem elektrischen Antrieb, einem Schaltmittel und einer Batterieeinheit
US20070075678A1 (en) * 2002-12-20 2007-04-05 Andrew Sung On Ng Life cycle extending batteries and battery charging means, method and apparatus
US20040251879A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-16 Joseph Patino Battery charging system
JP2005245062A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Matsushita Electric Works Ltd 充電制御装置及び充電式電動工具セット
CN1691459A (zh) * 2004-04-22 2005-11-02 日本电气株式会社 便携式电子设备和移动通信终端
JP2006166641A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Hitachi Koki Co Ltd 充電装置
US7436151B2 (en) * 2004-12-23 2008-10-14 Dell Products L.P. Systems and methods for detecting charge switching element failure in a battery system
US7518341B2 (en) * 2004-12-23 2009-04-14 Dell Product L.P. Method for verifying smart battery failures by measuring input charging voltage and associated systems
US8278876B2 (en) * 2005-03-07 2012-10-02 O2Micro, Inc. Battery pack current monitoring
JP2006280060A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Matsushita Electric Works Ltd 充電装置
JP4410722B2 (ja) * 2005-05-06 2010-02-03 株式会社日立製作所 電源装置
US20070080663A1 (en) * 2005-10-11 2007-04-12 Jeff Obering Portable charger with a rechargeable back-up battery
JP4852300B2 (ja) * 2005-11-16 2012-01-11 パナソニック株式会社 電池パック
US20070126405A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Wei-Peng Kao Battery charging system and related method for preventing overheating while charging
US7521897B2 (en) * 2006-03-27 2009-04-21 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Battery charge temperature control
US7679335B1 (en) * 2006-07-07 2010-03-16 Collins Ralph C Battery charger for aircraft emergency egress batteries
JP4386057B2 (ja) * 2006-08-10 2009-12-16 ソニー株式会社 バッテリー装置
JP2008148496A (ja) * 2006-12-12 2008-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電装置
US7570026B2 (en) 2007-06-13 2009-08-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Protection circuit with minimized voltage reference unevenness between charger and battery pack
TWI350019B (en) * 2007-09-11 2011-10-01 Yen Chung Jao Battery structure and power supply device of the battery structure
USD588985S1 (en) 2007-10-17 2009-03-24 Black & Decker Inc. Battery charger
ATE483269T1 (de) * 2008-01-10 2010-10-15 Research In Motion Ltd Akku mit einer thermischen schutzschaltung
CN101557119B (zh) * 2008-04-09 2012-11-21 鹏智科技(深圳)有限公司 二次电池的充电控制电路
TWI414126B (zh) * 2009-01-23 2013-11-01 Asustek Comp Inc 充電裝置
KR101097250B1 (ko) * 2009-11-03 2011-12-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리팩
CN102104268A (zh) * 2009-12-22 2011-06-22 晨星软件研发(深圳)有限公司 手持式装置的充电电路及其相关控制电路
JP5621446B2 (ja) * 2010-09-16 2014-11-12 株式会社リコー 電圧切り替え回路、該電圧切り替え回路を備える充放電保護回路、該充放電保護回路を組み込んだバッテリーパック、および該バッテリーパックを用いた電子機器
US8471529B2 (en) * 2010-10-14 2013-06-25 GM Global Technology Operations LLC Battery fault tolerant architecture for cell failure modes parallel bypass circuit
JP2013033428A (ja) * 2011-07-31 2013-02-14 Gem Kk 蓄発電一体装置を搭載した信号機無停電電源システム
US8756025B2 (en) 2011-01-18 2014-06-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Temperature sensing of electric batteries
CN103474968B (zh) * 2012-06-08 2016-04-13 华晶科技股份有限公司 闪灯充电保护电路及其控制方法
TWI487256B (zh) * 2012-08-31 2015-06-01 Giga Byte Tech Co Ltd 多相電源供應器
US9431848B2 (en) * 2012-12-06 2016-08-30 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for protecting wireless power receiver from excessive charging temperature
JP5781494B2 (ja) * 2012-12-21 2015-09-24 株式会社日立製作所 情報機器及びバッテリ充電回路
CN103208836A (zh) * 2013-03-22 2013-07-17 苏州能斯特新能源有限公司 一种太阳能锂电池户用储能设备
CN104810909B (zh) 2014-01-28 2016-09-28 广东欧珀移动通信有限公司 快速充电控制方法和系统
JP2016052182A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 ヤマハ発動機株式会社 充電器
US20160093921A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Apple Inc. Cell voltage sensing for rechargeable battery packs
US9688159B2 (en) * 2015-01-12 2017-06-27 GM Global Technology Operations LLC Methods, apparatus, and systems for preventing over-temperature battery operation
JP6691665B2 (ja) * 2016-08-05 2020-05-13 株式会社Gsユアサ 蓄電装置、蓄電装置の制御方法、車両
US11459061B2 (en) * 2019-01-12 2022-10-04 Sram, Llc Bicycle component motion control
EP4022662A4 (en) * 2019-08-27 2023-10-25 Bourns, Inc. CONNECTOR WITH INTEGRATED THERMAL SHUT-OFF DEVICE FOR A BATTERY PACK

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819192A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Mitsuoka Denki Seisakusho:Kk 充電装置
JPH1165717A (ja) * 1997-08-21 1999-03-09 Toshiba Corp パーソナルコンピュータ
JPH11150874A (ja) * 1997-11-20 1999-06-02 Hitachi Koki Co Ltd 電池の充電装置
EP0939474A2 (en) * 1998-02-28 1999-09-01 Makita Corporation Battery charger and charging method
JP2000058115A (ja) * 1998-07-31 2000-02-25 Sanyo Electric Co Ltd 非水系電池用電解液およびこの電解液を用いた二次電池
JP2000134820A (ja) * 1998-10-21 2000-05-12 Furukawa Battery Co Ltd:The 充電装置における充電方式
US6074777A (en) * 1997-09-26 2000-06-13 E-One Moli Energy (Canada) Limited Additives for overcharge protection in non-aqueous rechargeable lithium batteries

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE621990C (de) * 1932-05-03 1935-11-16 Lon Ladislaus Von Kramolin Verfahren zur Ableitung von Stroemen aus gas- bzw. dampffoermigen Medien, in denen durch Relativbewegung zwischen diesen Medien und elektromagnetischen Kraftfeldern elektrische Stroeme erzeugt werden
JPH0428741U (ja) * 1989-07-13 1992-03-06
JPH06170264A (ja) * 1992-12-04 1994-06-21 Toho Sheet & Frame Co Ltd ゴミ袋破袋装置
JP2732204B2 (ja) * 1993-09-29 1998-03-25 株式会社ジップチャージ 二次電池の高速充電方法及びその装置
US5949213A (en) * 1994-04-26 1999-09-07 Comarco Wireless Technologies, Inc. Method and system for charging rechargeable batteries
JPH0865910A (ja) * 1994-08-23 1996-03-08 Toshiba Battery Co Ltd 二次電池の充電装置
JPH08116627A (ja) 1994-10-14 1996-05-07 Sony Corp バッテリパックの保護回路
FR2745433B1 (fr) * 1996-02-27 1998-04-03 Sgs Thomson Microelectronics Dispositif de commande de la charge d'au moins une batterie
JPH09225053A (ja) * 1996-02-28 1997-09-02 Shin Nikkei Co Ltd 強化ガラスを用いたサッシ、カーテンウォール等の非常用進入口及びこれに用いる強化ガラスユニット
JPH09266639A (ja) * 1996-03-27 1997-10-07 Makita Corp 充電装置
JPH10299193A (ja) * 1997-04-25 1998-11-10 Sekisui Chem Co Ltd 自在ドレン

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819192A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Mitsuoka Denki Seisakusho:Kk 充電装置
JPH1165717A (ja) * 1997-08-21 1999-03-09 Toshiba Corp パーソナルコンピュータ
US6074777A (en) * 1997-09-26 2000-06-13 E-One Moli Energy (Canada) Limited Additives for overcharge protection in non-aqueous rechargeable lithium batteries
JPH11150874A (ja) * 1997-11-20 1999-06-02 Hitachi Koki Co Ltd 電池の充電装置
EP0939474A2 (en) * 1998-02-28 1999-09-01 Makita Corporation Battery charger and charging method
JP2000058115A (ja) * 1998-07-31 2000-02-25 Sanyo Electric Co Ltd 非水系電池用電解液およびこの電解液を用いた二次電池
JP2000134820A (ja) * 1998-10-21 2000-05-12 Furukawa Battery Co Ltd:The 充電装置における充電方式

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1304787A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6924620B2 (en) 2002-07-25 2005-08-02 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery, battery charger, electrical system and method of charging a battery
US7323846B2 (en) 2002-07-25 2008-01-29 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery having an extended terminal

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