JP4291629B2 - Battery device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを充電しないときには、過電圧保護回路を切り離すことで消費電力を削減する回路を有したバッテリ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のバッテリセル用過電圧保護回路はリチウムイオンバッテリのセル充電電圧が寿命のパラメータの一つとなっており、多段直列構成されたセルの何れかが高い充電電圧に偏った場合、セル容量の劣化を伴うという問題を回避することを目的として、各セルには過電圧保護回路が接続されている。直列に接続された各セルには共通の充電電流が流れ、同じ電流時間積で充電管理されるため、各セル間のばらつきにより充電電圧の上昇が早いセルについては過電圧保護回路に充電電流が分流することで充電電圧の上限が制限されている(例えば、非特許文献1参照)。
【0003】
しかしながら、過電圧保護回路は非充電時に自身で電力を消費することから、宇宙空間の軌道運用中では補充電のためのトリクル充電を運用条件に加える必要があり、複雑な運用条件が必要となる。また、地上保管、輸送時には、バッテリは過電圧保護回路による電力消費のため放電され、長期放置しているとバッテリ電圧が低下する。このときバッテリの種類によっては(例えばリチウムイオンバッテリ等)、バッテリ電圧が規定電圧の最小値以下となり破損するため、バッテリ電圧を規定電圧範囲内に管理し、維持することが要求される。
【0004】
【非特許文献1】
岡村敏男、他2名、”宇宙機搭載用リチウムイオンバッテリシステムの開発―リチウムイオンバッテリを用いた宇宙用バッテリシステムの検討結果報告―”、平成12年2月17日、電子情報通信学会技術研究報告Vol.99 No.624,625
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題を解決し、バッテリを充電する時以外はバッテリセルと過電圧保護回路との間を遮断するスイッチを備えることで、非充電時に消費する電力を削減するバッテリ装置に関するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかわるバッテリ装置は、直列接続された複数のバッテリセルから成り、電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリを充電する電源と、前記電源の電圧を検出し、動作信号を出力する信号発生回路と、前記バッテリセル毎に並列に接続され、前記夫々のバッテリセルの過電圧を検出するとシャント素子の駆動により当該過電圧を検出したバッテリセルの充電をバイパスさせて、前記バッテリセルを夫々保護する複数の過電圧保護回路と、前記バッテリセル毎に並列に接続され、前記シャント素子を含む過電圧保護回路と前記バッテリセルの接続経路を、切り離して遮断するかもしくは導通させる複数のスイッチと、前記信号発生回路からの動作信号に基づいて、前記バッテリセル毎の各スイッチをそれぞれ個別に駆動する複数のスイッチ駆動回路と、を備え、前記それぞれのスイッチは、前記信号発生回路からの動作信号に基づいて前記それぞれのスイッチ駆動回路から発生される信号に基づき、前記電源の電圧が基準電圧よりも高い場合に前記シャント素子を含む過電圧保護回路と前記バッテリセルの接続経路を導通状態とし、前記電源の電圧が基準電圧よりも低い場合に前記シャント素子を含む過電圧保護回路と前記バッテリセルの接続経路を遮断状態とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下に本発明の具体例を詳細に説明する。図1は、この発明に係わる宇宙機電力システム用リチウムイオンバッテリ装置を示す構成図である。もちろん、宇宙機電力システム以外で利用しても良い。このバッテリ装置はスイッチ動作状態を決定する手段として太陽電池の出力電流を利用したものであり、バッテリセルと過電圧保護回路間を遮断/導通させるスイッチ及びスイッチ駆動回路をバッテリセル毎に備えた宇宙機電力システム用リチウムイオンバッテリ装置の1部である。宇宙機用電力システムは、日照時に電力発電する太陽電池1、太陽電池1で発電した電力を一定電圧に制御して電流を出力する定電圧制御回路2、定電圧制御回路2からの出力電流を監視、検出する出力電流検出回路3、太陽電池1等から供給される電力を消費する人工衛星や宇宙機を動作運用するための他装置(以後総称して負荷装置5と呼ぶ)、日陰時に負荷装置5に電力を供給することに備えて日照時に電力を蓄えるバッテリ7、日陰時にバッテリ7から定電圧制御回路2へ電流が逆流することを防止する逆流防止ダイオード4、日照時にバッテリ7を充電し日陰時にバッテリ7に蓄えられた電力を負荷装置5に放電するバッテリ充放電制御器6、バッテリ7を構成するバッテリセル8a〜8c及び並列に接続された過電圧保護回路10a〜10c、過電圧保護回路10a〜10cとバッテリセル8a〜8cを遮断/導通させるための装置としてリレー等の開閉装置を利用したスイッチ11a〜11c及びスイッチ11a〜11cをそれぞれ個別に駆動するスイッチ駆動回路9a〜9cから構成されている。
出力電流検出回路3は、太陽電池1からの出力電流を検出する電流検出用抵抗器15、抵抗器15に発生する電圧を使用してスイッチ駆動回路9a〜9cへ伝達する動作/停止信号を発生する信号発生回路16により構成される。過電圧保護回路10a〜10cは、バッテリセル8a〜8cと過電圧保護回路10a〜10cの接続を遮断/導通させるスイッチ11a〜11c、バッテリセル8a〜8c、各充電電流をバイパスするシャント素子12a〜12c、シャント素子12a〜12cの動作を制御する駆動回路13a〜13c、バッテリセル8a〜8cの各電圧を監視検出しているセル電圧検出回路14a〜14cから構成されている。
【0008】
この発明に係わる宇宙機電力システム用リチウムイオンバッテリ装置の動作について説明する。太陽光が太陽電池1に照射される日照時においては、太陽電池1は、定電流源として発電を開始し、太陽電池1の発電電力を変換して一定電圧を出力する定電圧制御回路2の出力電流が上昇すると、バッテリ7を一定電流/一定電圧で充電制御するバッテリ充放電制御器6と負荷装置5へ電力を供給する。また、日陰時から日照時へ移行し定電圧制御回路2の出力電流が上昇したとき、出力電流検出回路3は、出力電流検出回路3内部に備わる電流検出用抵抗器15にて電圧に変換し検出した電圧値を信号発生回路16へ出力する。信号発生回路16は抵抗器15からの電圧値を常に監視し、ツェナーダイオードなどにより設定された基準電圧と常に比較し、抵抗器15からの電圧が基準電圧値に到達したとき、信号発生回路16より動作信号(例えばHighレベルの信号)を生成し、スイッチ駆動回路9a〜9cへ送信する。動作信号を受信したスイッチ駆動回路9a〜9cはスイッチ11a〜11cをONさせるのに必要な駆動電圧/電流をドライブ信号としてスイッチ11a〜11cへ送信してスイッチ11a〜11cが導通状態となる。過電圧保護回路10a〜10cはスイッチ11a〜11cが導通状態となったことでバッテリセル8の電圧を常に監視できる状態となり、充電時の過電圧保護を可能にするスタンバイ状態となる。なお、信号発生回路16の信号によりスイッチ11a〜11cをONさせることができればスイッチ駆動回路9a〜9cは不要である。
【0009】
過電圧保護回路10a〜10cの動作について、過電圧保護回路10aを代表して説明する。過電圧保護回路10aのスタンバイ状態において、バッテリセル8aがさらに充電されバッテリセル8a電圧が上昇し、バッテリセル8aの仕様や運用条件により決定し規定した過電圧レベルに到達した場合、バッテリセル8a電圧をモニタしているセル電圧検出回路14a(例えばオペアンプまたはトランジスタ等の半導体素子で構成された回路)は駆動回路13a(例えばトランジスタ等の半導体素子で構成された回路)に駆動回路動作信号(例えばアナログ信号)を送信し、駆動回路動作信号を受信した駆動回路13aはシャント素子12a(例えばトランジスタ等の半導体素子)にドライブ信号(例えばアナログ信号)を送信してシャント素子12aを徐々にON動作させてバッテリセル8aの充電電流を徐々にバイパスする。
【0010】
一方、日照から日陰に移行すると太陽電池1は太陽光が照射されず、発電しないため、太陽電池1の発電電力が低下し一定電圧を出力する定電圧制御回路2の出力電流も低下しゼロとなり、太陽電池1から負荷装置5への電力供給が止まってしまう。しかし、負荷装置5への電力供給はバッテリ7に充電した電力がバッテリ充放電制御器6を経由して負荷装置5に供給されることで補われる。このとき逆流防止ダイオード4はバッテリ7からの電流が定電圧制御回路2側に逆流することを防止するために備えられている。また定電圧制御回路2の出力電流はゼロとなるため出力電流検出回路3内部に備わる電流検出用抵抗器15に発生する電圧値も低下し、その電圧がツェナーダイオードなどにより設定された基準電圧値以下になると、信号発生回路16より停止信号(例えばLowレベルの信号)が生成され、スイッチ駆動回路9a〜9cを介してスイッチ11a〜11cが遮断状態となり、過電圧保護回路10a〜10cはバッテリセル8a〜8cから切り離される。このことからスイッチ11a〜11cが遮断している時には、バッテリセル8a〜8cが常時負担していた過電圧保護回路10a〜10cに対する電力は削減される。
【0011】
図2に出力電流検出回路3とスイッチ駆動回路9a〜9cを代表してスイッチ駆動回路9aの動作の詳細を示し説明する。図2の構成例として信号発生回路16内部は入力低電圧を増幅する電圧差動増幅回路17、電圧差動増幅回路17の出力電圧と基準電圧を比較して動作信号を生成する比較回路18、基準電圧を生成するツェナーダイオード等の基準電圧発生回路19、動作信号生成のためのプルアップ電源20とプルアップ抵抗21からなり、スイッチ駆動回路9a内部は動作信号によりスイッチ11aにドライブ信号を送信するためのドライブ信号発生素子22aとプルアップ電源20aからなる。日陰時から日照時へ移行して定電圧制御回路2の出力電流が上昇すると、出力電流を電圧に変換する電流検出抵抗器15は出力電圧をゼロから増加させて信号発生回路16に出力する。負荷装置5やバッテリ7への電力供給を阻害しないために、抵抗器15は低抵抗値であり、よって出力電圧も低電圧となる。ここで、出力電圧は信号発生回路16内部の電圧差動増幅回路17にて増幅され、その電圧が比較回路18で基準電圧発生回路19により生成した基準電圧と比較される。出力電圧側が大きい場合に比較回路18は動作信号(例ではHighレベルの信号)を出力する。動作信号を入力したスイッチ駆動回路9aは内部のドライブ信号発生素子22aがON動作することでドライブ信号(例ではHighレベルの信号)を出力して、スイッチ11aをON動作することによって過電圧保護回路10aをスタンバイ状態にする。一方、日照時から日陰時へ移行して、定電圧制御回路2の出力電流が下降してゼロになると、抵抗器15の出力電圧はゼロとなり、即ち電圧差動増幅回路17の出力電圧もゼロとなる。比較回路18はその電圧が基準電圧発生回路19により発生した基準電圧と比較して、小さい場合に停止信号(例ではLowレベルの信号)を出力する。停止信号を入力したスイッチ駆動回路9aは内部のドライブ信号発生素子22aがOFF動作することで、ドライブ停止信号(例ではLowレベルの信号)を出力して、スイッチ11aをOFF動作して、過電圧保護回路10aをバッテリセル8aから切り離した状態とする。
【0012】
図3は、図2記載の電流検出用抵抗器15の代りに電流センサ24を備え、信号発生回路16に代えて電流センサ24の出力を検出する出力電流検出回路23を使用した実施例を示す。ここで、図1及び図2の具体例は充電開始時を検出する方法として、出力電流検出回路3内部の電流検出用抵抗器15にて発生する電圧降下を利用していたが、電流センサを備えて出力電流を電圧値として検出し、比較回路18を動作させる出力電流検出回路23に置き換えても同様に動作する。なお、電流センサ24は、非接触で電流を検出しても良い。これにより、電流検出用抵抗器15により消費される電力が抑えられるため、ロスが少なくなる。
【0013】
図4は、図2記載の電流検出用抵抗器15及び信号発生回路16に代えて、電圧を直接検出する出力電圧検出回路25を使用した実施例を示す。ここで、図1及び図2の具体例は充電開始時を検出する方法として、出力電流検出回路3内部の電流検出用抵抗器15にて発生する電圧降下を利用していたが、定電圧制御回路2の出力電圧を直接モニタし、比較回路18を動作させる出力電圧検出回路25に置き換えても同様に動作する。直接電圧を検出するため、前記に比べ精度が向上すると共に、部品点数が減り有利となる。
【0014】
図5は、図1記載のスイッチ11aに代えて、半導体スイッチ26aを使用した過電圧保護回路を使用した実施例を示す。バッテリセル8aと過電圧保護回路10aを遮断/導通するスイッチ11aはリレー等の開閉装置で構成されているが、半導体26aに置き換えても同様に動作する。前記のような機械的開閉装置よりも、半導体スイッチを用いた方が、故障確率が減りより長時間の運用に耐えられる。
【0015】
図6に日陰時から日照時、更に日照時から日陰時に移行する際の定電圧制御回路2が出力する電圧及び電流の推移を示す。日陰時から日照時に移行した時に定電圧制御回路2は出力電圧27、出力電流28共にゼロから上昇する。出力電流検出回路3の場合、出力電流検出回路3は出力電流28が基準電流値30を越えた時にスイッチ駆動回路9a〜9cに動作信号を送信する。出力電圧検出回路25の場合、出力電圧検出回路25は出力電圧27が基準電圧値29を越えた時にスイッチ駆動回路9a〜9cに動作信号を送信する。次に、日照時から日陰時に移行した時に定電圧制御回路2は出力電圧27、出力電流28共にゼロまで下降する。出力電流検出回路3の場合、出力電流検出回路3は出力電流28が基準電流値30を下回った時にスイッチ駆動回路9a〜9cに停止信号を送信する。出力電圧検出回路25の場合、出力電圧検出回路25は出力電圧27が基準電圧値29を下回った時にスイッチ駆動回路9a〜9cに停止信号を送信する。
【0016】
また、本発明は図1において太陽電池1の出力を利用したバッテリ装置の一例を示したが、太陽電池1の代りに発電機や電源装置等に置き換えても同様に動作する電力システム用バッテリ装置を構成する。
【0017】
以上から、本発明は過電圧保護回路10a〜10cのスタンバイ状態時に消費していた電力が削減されたことにより、宇宙空間における軌道運用時には消費電力を補うためのトリクル充電が不要となり、運用条件の単純化を計ることができ、地上保管、輸送時にはバッテリ7電圧低下を防止し、バッテリ装置の管理を簡素化することができる。
【0018】
電力を蓄えるバッテリと、バッテリを充電する電源と、電源の電圧を検出し、電圧が基準電圧よりも高い場合に動作信号を出力する信号発生回路と、バッテリに並列に接続され、バッテリの過電圧を保護する過電圧保護回路と、を備え、過電圧保護回路に備えられる前記過電圧保護回路をオン/オフするスイッチは、信号発生回路からの動作信号により駆動するバッテリ装置により、宇宙空間における軌道運用時には消費した電力を補充するためのトリクル充電を不要とし、運用条件の単純化を図り、地上保管、輸送時にはバッテリ電圧低下を防止することでバッテリ装置の管理を簡素化することができる。
【0019】
また、前記電源電圧の検出を電流検出用抵抗で行うことで、簡易な構成とすることができる。
【0020】
電源電圧の検出を電流センサで行うことで、電流検出用抵抗器により消費される電力が抑えられるため、ロスが少なくなる。
【0021】
電源電圧を直接電圧として検出することで、高い精度で電圧を検出でき、部品点数が減り有利となる。
【0022】
スイッチがリレースイッチであることで、簡易な構成とすることができる。
【0023】
スイッチが半導体スイッチであることで、故障確率が減りより長時間の運用に耐えられる。
【0024】
電源が太陽電池であることで、宇宙空間における軌道運用時には消費した電力を補充するためのトリクル充電を不要とし、運用条件の単純化を図る事ができる。
【0025】
【発明の効果】
本発明は非充電時に過電圧保護回路がスタンバイ状態時に消費していた電力を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 充電時の検出手段として太陽電池の出力電流を利用し、直列に接続したバッテリセルと各バッテリセルに並列に接続した過電圧保護回路間を遮断/導通させるスイッチ及びスイッチ駆動回路を有する過電圧保護回路を備えたバッテリ装置。
【図2】 充電時の検出手段とスイッチ駆動回路の詳細動作を示したバッテリ装置の具体例の一部。
【図3】 電流センサにより太陽電池の出力電流を検出するバッテリ装置の具体例の一部。
【図4】 定電圧制御回路の出力電圧を直接モニタすることによってスイッチ駆動回路を動作させるバッテリ装置の具体例の一部。
【図5】 スイッチを半導体スイッチとしたバッテリ装置の具体例の一部。
【図6】 日陰時から日照時、更に日照時から日陰時に移行する際に定電圧制御回路が出力する電圧及び電流の推移図の一例。
【符号の説明】
1 太陽電池
2 定電圧制御回路
3 出力電流検出回路
4 逆流防止ダイオード
5 負荷装置
6 バッテリ充放電制御器
7 バッテリ
8 バッテリセル
9 スイッチ駆動回路
10 過電圧保護回路
11 スイッチ
12 シャント素子
13 駆動回路
14 セル電圧検出回路
15 電流検出用抵抗器
16 信号発生回路
17 電圧差動増幅回路
18 比較回路
19 基準電圧発生回路
20 プルアップ電源
21 プルアップ抵抗
22 ドライブ信号発生素子
23 出力電流検出回路
24 電流センサ
25 出力電圧検出回路
26 半導体スイッチ
27 出力電圧
28 出力電流
29 基準電圧値
30 基準電流値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery device having a circuit that reduces power consumption by disconnecting an overvoltage protection circuit when the battery is not charged.
[0002]
[Prior art]
In the conventional overvoltage protection circuit for battery cells, the cell charging voltage of a lithium ion battery is one of the parameters of life, and if any of the cells in a multistage series is biased to a high charging voltage, the cell capacity will be degraded. An overvoltage protection circuit is connected to each cell for the purpose of avoiding this problem. A common charging current flows in each cell connected in series, and charging is managed with the same current-time product. Therefore, charging current is shunted to the overvoltage protection circuit for cells whose charging voltage rises quickly due to variations among cells. As a result, the upper limit of the charging voltage is limited (see, for example, Non-Patent Document 1).
[0003]
However, since the overvoltage protection circuit consumes its own power when it is not charged, trickle charging for supplementary charging needs to be added to the operating conditions during orbital operation in outer space, and complicated operating conditions are required. In addition, during storage and transportation on the ground, the battery is discharged due to power consumption by the overvoltage protection circuit, and the battery voltage decreases when left for a long time. At this time, depending on the type of the battery (for example, a lithium ion battery), the battery voltage falls below the minimum value of the specified voltage and is damaged. Therefore, it is required to manage and maintain the battery voltage within the specified voltage range.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Toshio Okamura and two others, “Development of Lithium-ion Battery System for Spacecraft-Report of Examination Results of Space Battery System Using Lithium-ion Battery-”, February 17, 2000, IEICE Technical Research Report Vol. 99 No. 624,625
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-described problems and relates to a battery device that includes a switch that cuts off between a battery cell and an overvoltage protection circuit except when charging a battery, thereby reducing power consumed during non-charging.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A battery device according to the present invention includes a plurality of battery cells connected in series, stores a battery, a power source that charges the battery, a signal generation circuit that detects a voltage of the power source and outputs an operation signal. A plurality of overvoltages connected in parallel for each of the battery cells, and detecting the overvoltage of each of the battery cells, bypassing charging of the battery cell that has detected the overvoltage by driving a shunt element, and protecting each of the battery cells A protection circuit, a plurality of switches connected in parallel for each of the battery cells, and including a shunt element and a plurality of switches for cutting off or conducting a connection path between the battery cells, and from the signal generation circuit Based on the operation signal, a plurality of switches for individually driving the respective switches for each of the battery cells. Comprising a driving circuit, wherein the respective switch, based on a signal generated from the respective switch driving circuit based on the operation signal from the signal generating circuit, when the voltage of the power source is higher than the reference voltage The connection path between the overvoltage protection circuit including the shunt element and the battery cell is in a conductive state, and the connection path between the overvoltage protection circuit including the shunt element and the battery cell is cut off when the voltage of the power supply is lower than a reference voltage. It is what.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Specific examples of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a block diagram showing a lithium ion battery device for a spacecraft power system according to the present invention. Of course, it may be used other than the spacecraft power system. This battery device uses the output current of a solar cell as means for determining the switch operating state, and is a spacecraft provided with a switch and a switch driving circuit for each battery cell that cuts off / conducts between the battery cell and the overvoltage protection circuit. It is a part of the lithium ion battery device for electric power systems. The space system power system includes a solar cell 1 that generates power during sunshine, a constant
The output current detection circuit 3 generates a
[0008]
The operation of the lithium ion battery device for a spacecraft power system according to the present invention will be described. During sunlight when the solar cell 1 is irradiated with solar light, the solar cell 1 starts power generation as a constant current source, converts the generated power of the solar cell 1 and outputs a constant voltage to the constant
[0009]
The operation of the overvoltage protection circuits 10a to 10c will be described on behalf of the overvoltage protection circuit 10a. In the standby state of the overvoltage protection circuit 10a, when the battery cell 8a is further charged and the voltage of the battery cell 8a rises and reaches the overvoltage level determined and defined by the specifications and operating conditions of the battery cell 8a, the battery cell 8a voltage is monitored. The cell
[0010]
On the other hand, when shifting from sunshine to shade, the solar cell 1 is not irradiated with sunlight and does not generate power, so the generated power of the solar cell 1 decreases and the output current of the constant
[0011]
FIG. 2 shows details of the operation of the
[0012]
FIG. 3 shows an embodiment in which a
[0013]
FIG. 4 shows an embodiment in which an output
[0014]
FIG. 5 shows an embodiment in which an overvoltage protection circuit using a
[0015]
FIG. 6 shows changes in voltage and current output by the constant
[0016]
Further, the present invention shows an example of a battery device using the output of the solar cell 1 in FIG. 1, but the power system battery device that operates in the same manner even if it is replaced with a generator or a power supply device instead of the solar cell 1 Configure.
[0017]
As described above, according to the present invention, since the power consumed during the standby state of the overvoltage protection circuits 10a to 10c is reduced, trickle charging for supplementing the power consumption becomes unnecessary during orbital operation in outer space, and the operating conditions are simplified. The battery 7 can be prevented from being lowered during storage and transportation, and the management of the battery device can be simplified.
[0018]
A battery for storing power, a power supply for charging the battery, a signal generation circuit for detecting the voltage of the power supply and outputting an operation signal when the voltage is higher than the reference voltage, and a battery connected in parallel to detect the overvoltage of the battery A switch for turning on / off the overvoltage protection circuit provided in the overvoltage protection circuit is consumed during orbital operation in outer space by a battery device driven by an operation signal from the signal generation circuit. Trickle charging for replenishing electric power is unnecessary, simplification of operating conditions, and battery voltage management can be simplified by preventing battery voltage drop during ground storage and transportation.
[0019]
Moreover, a simple configuration can be achieved by detecting the power supply voltage with a current detection resistor.
[0020]
By detecting the power supply voltage with the current sensor, the power consumed by the current detection resistor can be suppressed, so that the loss is reduced.
[0021]
By directly detecting the power supply voltage as a voltage, the voltage can be detected with high accuracy, and the number of parts is reduced, which is advantageous.
[0022]
Since the switch is a relay switch, a simple configuration can be achieved.
[0023]
Since the switch is a semiconductor switch, the probability of failure is reduced and it can withstand long-term operation.
[0024]
Since the power source is a solar cell, trickle charging for replenishing consumed power during orbital operation in outer space is unnecessary, and the operating conditions can be simplified.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reduce the power consumed by the overvoltage protection circuit in the standby state during non-charging.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 includes a switch and a switch driving circuit that use an output current of a solar cell as a detection means during charging, and that cuts off / conducts between a battery cell connected in series and an overvoltage protection circuit connected in parallel to each battery cell. A battery device provided with an overvoltage protection circuit.
FIG. 2 is a part of a specific example of a battery device showing detailed operations of a detection means and a switch drive circuit during charging.
FIG. 3 is a part of a specific example of a battery device that detects an output current of a solar cell by a current sensor.
FIG. 4 is a part of a specific example of a battery device that operates a switch drive circuit by directly monitoring an output voltage of a constant voltage control circuit.
FIG. 5 is a part of a specific example of a battery device in which a switch is a semiconductor switch.
FIG. 6 is an example of a transition diagram of the voltage and current output by the constant voltage control circuit when shifting from shade to sunlight and from sunlight to shade.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記バッテリを充電する電源と、
前記電源の電圧を検出し、動作信号を出力する信号発生回路と、
前記バッテリセル毎に並列に接続され、前記夫々のバッテリセルの過電圧を検出するとシャント素子の駆動により当該過電圧を検出したバッテリセルの充電をバイパスさせて、前記バッテリセルを夫々保護する複数の過電圧保護回路と、
前記バッテリセル毎に並列に接続され、前記シャント素子を含む過電圧保護回路と前記バッテリセルの接続経路を、切り離して遮断するかもしくは導通させる複数のスイッチと、
前記信号発生回路からの動作信号に基づいて、前記バッテリセル毎の各スイッチをそれぞれ個別に駆動する複数のスイッチ駆動回路と、
を備え、
前記それぞれのスイッチは、前記信号発生回路からの動作信号に基づいて前記それぞれのスイッチ駆動回路から発生される信号に基づき、前記電源の電圧が基準電圧よりも高い場合に前記シャント素子を含む過電圧保護回路と前記バッテリセルの接続経路を導通状態とし、前記電源の電圧が基準電圧よりも低い場合に前記シャント素子を含む過電圧保護回路と前記バッテリセルの接続経路を遮断状態とするバッテリ装置。A battery composed of a plurality of battery cells connected in series and storing electric power;
A power source for charging the battery;
A signal generation circuit for detecting a voltage of the power supply and outputting an operation signal;
A plurality of overvoltage protections that are connected in parallel for each of the battery cells, and when the overvoltage of each of the battery cells is detected, charging of the battery cell that has detected the overvoltage is bypassed by driving a shunt element, thereby protecting the battery cells. Circuit,
A plurality of switches that are connected in parallel for each battery cell and that disconnect or cut off or connect the connection path between the overvoltage protection circuit including the shunt element and the battery cell;
A plurality of switch driving circuits for individually driving each switch for each of the battery cells based on an operation signal from the signal generating circuit;
With
Each of the switches includes the shunt element when the voltage of the power source is higher than a reference voltage based on a signal generated from the switch driving circuit based on an operation signal from the signal generation circuit. A battery device in which a connection path between a circuit and the battery cell is in a conductive state, and a connection path between the overvoltage protection circuit including the shunt element and the battery cell is cut off when a voltage of the power source is lower than a reference voltage.
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