JPH097642A - Battery charger with diagnostic function - Google Patents
Battery charger with diagnostic functionInfo
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- JPH097642A JPH097642A JP7171564A JP17156495A JPH097642A JP H097642 A JPH097642 A JP H097642A JP 7171564 A JP7171564 A JP 7171564A JP 17156495 A JP17156495 A JP 17156495A JP H097642 A JPH097642 A JP H097642A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル・カドミウム
蓄電池（以下、「ＮｉＣｄ電池」という）やニッケル・
水素蓄電池（以下、「ＮｉＭＨ電池」という）などの二
次電池の充電器に関する。The present invention relates to a nickel-cadmium storage battery (hereinafter referred to as "NiCd battery") and a nickel-cadmium storage battery.
The present invention relates to a charger for a secondary battery such as a hydrogen storage battery (hereinafter referred to as "NiMH battery").
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池に代表され
るような二次電池は、繰り返し使用可能で経済性が高
い、高容量で大電流放電が可能、取扱が容易で保守を必
要としない、といった特性を有しており、産業用あるい
はホビー用など各種の分野において幅広く使用されてい
る。また、その形態も、単一セルのものから特性の揃っ
た複数個のセルを直列または並列に接続して単一のパッ
ケージに格納し所定の電圧または容量を得られるように
したものなど各種のタイプのものが使用されている。2. Description of the Related Art Secondary batteries such as NiCd batteries and NiMH batteries are reusable and economical, have a high capacity and can discharge a large current, are easy to handle, and require no maintenance. It has characteristics and is widely used in various fields such as industrial and hobby. In addition, the form is also varied from a single cell to a plurality of cells having uniform characteristics connected in series or in parallel and stored in a single package to obtain a predetermined voltage or capacity. Type is used.
【０００３】そして、これら二次電池を充電するための
充電器にも各種のものが使用されており、その充電方法
としては、二次電池の容量値Ｃの１／１０程度の電流で
１４〜１６時間充電する標準充電、および、比較的大き
い電流で充電し、充電の末期に電流や電圧の制御を行な
い短時間で充電を行なう急速充電が知られている。この
急速充電は急速充電の可能な形式の二次電池にしか適用
できないものであるが、この急速充電用電池は大電流放
電特性にも優れており、ラジコン自動車などのホビー用
や電動工具などに多く使用されている。この急速充電の
制御方法には、充電している電池の電圧を検出して制御
を行なう電圧制御方式、急速充電の完了後電池電圧がピ
ークを過ぎた後下降するという特性を利用し、この下降
する点（−ΔＶ）を検出して充電を停止させる−ΔＶ制
御方式、過充電したときに発生する化学反応熱による温
度上昇を利用し、電池が一定の温度に達したところで充
電を完了する温度検出制御方式などが採用されている。Various types of chargers are also used for charging these secondary batteries. As a charging method, a current of about 1/10 of the capacity value C of the secondary battery is 14 to Known are standard charging for 16 hours, and rapid charging for charging with a relatively large current and controlling the current and voltage at the end of charging for a short time. This quick charge can be applied only to secondary batteries of the type that can be rapidly charged, but this quick charge battery is also excellent in large current discharge characteristics and is suitable for hobbies such as radio-controlled automobiles and power tools. Many are used. This rapid charging control method uses the voltage control method that detects and controls the voltage of the battery being charged, and the characteristic that the battery voltage drops after passing the peak after completion of the rapid charging. The temperature at which the battery reaches a certain temperature is determined by using the temperature increase due to the heat of the chemical reaction generated when overcharging, and the temperature at which charging is completed by detecting the point (-ΔV) A detection control method is adopted.
【０００４】また、知られているようにＮｉＣｄ電池な
どにはメモリ効果があり、その影響をなくすために充電
を開始する前にほぼ完全放電を行なうようにした放電機
能付充電器も使用されている。さらに、充電時における
電流と電圧とを積算して充電量を算出し、同様にして使
用時における放電量を算出することにより、二次電池の
残存する容量を表示することも行なわれていた。As is known, a NiCd battery or the like has a memory effect, and in order to eliminate the effect, a charger with a discharging function is used which is almost completely discharged before starting charging. There is. Furthermore, the remaining capacity of the secondary battery has also been displayed by integrating the current and voltage during charging to calculate the amount of charge and similarly calculating the amount of discharge during use.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】一般に、ＮｉＣｄ電池
やＮｉＭＨ電池においては数１００回の充電・放電の繰
り返し使用（充放電サイクル）を行うことができるもの
とされている。しかしながら、このサイクル寿命は、充
電電流、温度、放電深度、過充電期間などの使用条件に
よって影響を受けることが知られており、大電流で大き
な容量を取り出そうとすると寿命は一般に短くなる傾向
にある。そして、ＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池などの二
次電池を繰り返し使用していくうちに、セル不良などの
異常が発生したり、上述したように性能の劣化が生じる
ものである。In general, NiCd batteries and NiMH batteries can be repeatedly used (charge / discharge cycle) several hundred times for charging and discharging. However, it is known that this cycle life is affected by usage conditions such as charge current, temperature, depth of discharge, and overcharge period, and when attempting to extract a large capacity with a large current, the life generally tends to be shortened. . Then, when a secondary battery such as a NiCd battery or a NiMH battery is repeatedly used, an abnormality such as a cell defect occurs or the performance deteriorates as described above.
【０００６】例えば、一つのパッケージに複数のセルを
格納して所望の電圧を得るようにした多セルタイプの二
次電池においては、一つのセルまたは複数のセルが短絡
したり、あるいは、オープンになったりする場合があ
る。このような場合に、充電器に電圧計が付設されてい
れば、充電電圧が所定の電圧になっているか否かをみる
ことにより、一応、二次電池の異常を検知することがで
きる。しかしながら、複数のセルが並列に接続されてい
る場合にそのうちの一つあるいは複数のセルがオープン
になったときには、充電電圧を見るだけではその異常を
検知することができない。また、充電器に電圧計が付設
されていないときには、別の電圧計を用いて充電電圧を
測定するか、あるいは、経験に基づいた勘により異常を
判断するしかなかった。For example, in a multi-cell type secondary battery in which a plurality of cells are stored in one package to obtain a desired voltage, one cell or a plurality of cells are short-circuited or open. There is a case where it becomes. In such a case, if a voltmeter is attached to the charger, the abnormality of the secondary battery can be temporarily detected by checking whether or not the charging voltage is a predetermined voltage. However, when a plurality of cells are connected in parallel and one or more of them are opened, the abnormality cannot be detected only by looking at the charging voltage. Further, when the charger is not equipped with a voltmeter, it is necessary to measure the charging voltage using another voltmeter or to judge the abnormality by intuition based on experience.
【０００７】また、徐々に二次電池の性能が劣化する場
合には、繰り返し使用しているうちに使用可能時間が徐
々に短縮していくことで勘により判断しているのが現状
である。特に、ラジコンの自動車や電動工具などにおい
ては、フル充電状態から短時間のうちに完全放電させる
といった極端な使用方法が行われており、いわれている
数１００回といった充電回数よりも少ない充電回数で劣
化が生じることが多い。したがって、使用している二次
電池がどの程度劣化しているかが不明であり、使用する
際に不安感が拭えなかった。In addition, when the performance of the secondary battery gradually deteriorates, it is the present situation that the usable time is gradually shortened during repeated use, and the judgment is made based on the intuition. In particular, radio-controlled automobiles and electric tools are being used in extreme ways, such as being fully discharged from a fully charged state within a short period of time. Deterioration often occurs. Therefore, it is unknown how much the secondary battery used is deteriorated, and the anxiety during use could not be wiped out.
【０００８】そこで本発明は、二次電池の異常の発生や
劣化状態を判定し、その判定結果を表示する機能を具備
した充電器を提供することを目的とする。[0008] Therefore, an object of the present invention is to provide a charger having a function of judging the occurrence of abnormality or deterioration of the secondary battery and displaying the judgment result.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の診断機能付充電器は、二次電池を充電する
ための充電器において、二次電池の特性に関する基準デ
ータを記憶する記憶手段と、二次電池の特性に関するデ
ータを測定する手段と、前記測定する手段により測定し
たデータと前記基準データとを比較し、当該二次電池の
良否を判定する手段と、前記判定する手段による判定結
果を表示する手段とを設けたものである。また、前記二
次電池の特性に関する基準データを測定する第２の測定
手段と、該第２の測定手段により測定した二次電池の特
性に関する基準データを前記記憶手段に記憶させる手段
とをさらに備えたものである。In order to achieve the above object, the charger with a diagnostic function of the present invention stores reference data relating to the characteristics of the secondary battery in the charger for charging the secondary battery. Storage means, means for measuring data relating to the characteristics of the secondary battery, means for comparing the data measured by the measuring means with the reference data, and means for determining the quality of the secondary battery, and the determining means. And a means for displaying the determination result by. Further, it further comprises second measuring means for measuring the reference data concerning the characteristics of the secondary battery, and means for storing the reference data concerning the characteristics of the secondary battery measured by the second measuring means in the storage means. It is a thing.
【００１０】[0010]
【作用】二次電池の特性に関する基準データを記憶手段
に記憶しているので、充電時または診断時に二次電池の
特性に関するデータを測定する手段により測定した特性
データと、記憶手段に記憶している二次電池の特性に関
する基準データとを比較、判定することにより、当該二
次電池の故障および劣化を判定することができ、その判
定結果を表示することができる。Since the reference data regarding the characteristics of the secondary battery is stored in the storage means, the characteristic data measured by the means for measuring the data regarding the characteristics of the secondary battery at the time of charging or diagnosis and the storage means stores the characteristic data. By comparing and determining the reference data regarding the characteristics of the secondary battery, the failure and deterioration of the secondary battery can be determined, and the determination result can be displayed.
【００１１】[0011]
【実施例】図１は本発明の一実施例である診断機能付急
速充電器の構成を示す図である。この図において、１は
診断機能付急速充電器、２は直流電源、３はＮｉＣｄ電
池やＮｉＭＨ電池などの二次電池である。直流電源２の
出力は端子４および４’を介して充電器１に入力され、
充電器１の出力端子５および５’には二次電池３が接続
されている。なお、直流電源２としては、交流の商用電
源を整流して直流電圧を得るもの、自動車などの蓄電器
の電圧をそのまま利用するもの、あるいは、自動車など
の蓄電器の出力をＤＣ／ＤＣコンバータにより所定の電
圧に変換するものなどを使用することができる。1 is a diagram showing the configuration of a quick charger with a diagnostic function according to an embodiment of the present invention. In this figure, 1 is a quick charger with a diagnostic function, 2 is a DC power supply, and 3 is a secondary battery such as a NiCd battery or a NiMH battery. The output of the DC power supply 2 is input to the charger 1 via the terminals 4 and 4 ′,
The secondary battery 3 is connected to the output terminals 5 and 5 ′ of the charger 1. The DC power supply 2 may be one that rectifies an AC commercial power supply to obtain a DC voltage, one that directly uses the voltage of a battery such as an automobile, or a DC / DC converter that outputs the output of a battery such as an automobile by a predetermined value. What converts into a voltage can be used.
【００１２】そして、診断機能付急速充電器１は、図示
するように、中央処理装置１０、表示部２０、操作部３
０、記憶部４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０、放電制御
用トランジスタ６０、抵抗器７０、抵抗器８０、およ
び、電圧安定化回路９０から構成されている。中央処理
装置１０は、例えば、ＡＤ／ＤＡ変換器を内蔵したシン
グルチップマイクロコンピュータであり、内蔵するプロ
グラムメモリに格納されたプログラムにより、二次電池
の接続状態や二次電池の異常の判断、充電放電の制御な
ど、この充電器１の動作を総合的に制御するものであ
る。そして、１１はＤＣ／ＤＣコンバータ５０に対して
動作制御信号を出力する出力ポート、１２は図中のＡ点
の電圧が入力されるアナログ入力ポート、１３は図中の
Ｂ点の電圧が入力されるアナログ入力ポート、１４は放
電制御用トランジスタ６０への導通制御信号を出力する
アナログ出力ポート、１５は図中のＣ点の電圧を入力す
るためのアナログ入力ポートである。また、１６、１７
および１８は、それぞれ、表示部２０、操作部３０およ
び記憶部４０と接続される入出力ポートである。さら
に、１９は電圧安定化回路９０の出力が入力される電源
端子である。As shown in the figure, the quick charger 1 with a diagnostic function includes a central processing unit 10, a display unit 20, and an operation unit 3.
0, storage unit 40, DC / DC converter 50, discharge control transistor 60, resistor 70, resistor 80, and voltage stabilizing circuit 90. The central processing unit 10 is, for example, a single-chip microcomputer incorporating an AD / DA converter, and determines the connection state of the secondary battery and the abnormality of the secondary battery by the program stored in the built-in program memory, and charges the secondary battery. The operation of the charger 1 is comprehensively controlled such as control of discharge. Further, 11 is an output port for outputting an operation control signal to the DC / DC converter 50, 12 is an analog input port to which the voltage at the point A in the figure is input, and 13 is a voltage at the point B in the figure. Is an analog input port, 14 is an analog output port for outputting a conduction control signal to the discharge control transistor 60, and 15 is an analog input port for inputting a voltage at point C in the figure. Also, 16, 17
And 18 are input / output ports connected to the display unit 20, the operation unit 30, and the storage unit 40, respectively. Furthermore, 19 is a power supply terminal to which the output of the voltage stabilizing circuit 90 is input.
【００１３】表示部２０は、充放電電流値、動作モード
および電池状態判別結果など充電器１の動作状態を表示
するためのものであり、液晶表示装置やＬＥＤなど各種
の表示装置を採用することができる。操作部３０は、充
電器１の動作モード（充電モード、リフレッシュモード
および電池診断モード）の選択、充電電流の設定、電池
個別データの登録および呼び出しなどを行うために使用
者により操作される操作部である。記憶部４０は、例え
ばバッテリバックアップされたＲＡＭなどにより構成さ
れた不揮発性メモリであり、メーカ名や型番などの二次
電池の種類毎に、その公称電圧、公称容量、充電電流、
充電時間といった定格データが、予め、または、ユーザ
により操作部３０から入力されて記憶されている。ま
た、後述する診断モードにおいて測定された充電量、放
電量および最終充電電圧などの特性に関する測定データ
が同様に記憶されるものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ
５０は、中央処理装置１０により制御されて、充電時に
必要な電流を得るために必要な電圧まで直流電源２の電
圧を昇圧または降圧するものである。そして、その出力
は整流後、平滑回路を通さず二次電池３に送り込まれ、
二次電池３は脈流により充電されるようになされてい
る。The display unit 20 is for displaying the operating state of the charger 1 such as the charging / discharging current value, the operating mode and the battery state discrimination result, and employs various display devices such as a liquid crystal display device and an LED. You can The operation unit 30 is operated by a user to select an operation mode (charge mode, refresh mode, and battery diagnosis mode) of the charger 1, set a charging current, register and call individual battery data, and the like. Is. The storage unit 40 is a non-volatile memory including, for example, a battery backed-up RAM and the like, and has a nominal voltage, a nominal capacity, a charging current, a
Rating data such as charging time is stored in advance or by the user input from the operation unit 30. In addition, measurement data relating to characteristics such as charge amount, discharge amount, and final charge voltage measured in a diagnostic mode described later is also stored. The DC / DC converter 50 is controlled by the central processing unit 10 to step up or step down the voltage of the DC power supply 2 to a voltage required to obtain a current required for charging. Then, the output is sent to the secondary battery 3 after being rectified without passing through the smoothing circuit,
The secondary battery 3 is adapted to be charged by a pulsating flow.
【００１４】放電制御用トランジスタ６０は、リフレッ
シュモードや電池診断モードにおける放電動作時に二次
電池３の負荷となるトランジスタであり、中央処理装置
１０のアナログ出力ポート１４からの出力によりその導
通状態が制御されるものである。抵抗７０は、放電制御
用トランジスタ６０に直列に挿入された抵抗器であり、
その両端には二次電池３の放電時における放電電流に比
例した電圧が発生する。また、抵抗８０は、二次電池３
の負極と接地との間に接続された抵抗器であり、その両
端には二次電池３の充電時における充電電流に比例した
電圧が発生する。なお、電圧安定化回路９０は直流電源
２から供給される電圧を安定化して中央処理装置１０の
動作電圧を発生するものである。The discharge control transistor 60 is a transistor that becomes a load of the secondary battery 3 during the discharge operation in the refresh mode or the battery diagnosis mode, and its conduction state is controlled by the output from the analog output port 14 of the central processing unit 10. It is what is done. The resistor 70 is a resistor inserted in series with the discharge control transistor 60,
A voltage proportional to the discharge current at the time of discharging the secondary battery 3 is generated at both ends thereof. Further, the resistor 80 is the secondary battery 3
Is a resistor connected between the negative electrode and the ground, and a voltage proportional to the charging current at the time of charging the secondary battery 3 is generated across the resistor. The voltage stabilizing circuit 90 stabilizes the voltage supplied from the DC power supply 2 to generate the operating voltage of the central processing unit 10.
【００１５】このように構成された本発明の診断機能付
急速充電器１は、（１）充電モード、（２）リフレッシ
ュモード、および、（３）電池診断モードの３つの動作
モードを有している。以下、これらの各動作モードにお
ける動作について説明する。The quick charger 1 with a diagnostic function of the present invention thus configured has three operation modes: (1) charging mode, (2) refresh mode, and (3) battery diagnostic mode. There is. The operation in each of these operation modes will be described below.
【００１６】（１）充電モード 電源投入直後、充電器１はこのモードになる。この充電
モードは良く知られている急速充電を行なうモードであ
り、このモードにおいて、操作部３０のスタートボタン
が押されると、二次電池３に対して急速充電が開始され
る。このときの充電電流は操作部３０に設けられている
電流設定ボタンにより任意の電流値に設定することがで
きるようになされている。中央処理装置１０は、入力ポ
ート１３から入力されるＢ点の電圧から充電電流を測定
し、操作部３０において設定された充電電流が流れるよ
うに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力電圧を出力ポー
ト１１から出力する信号により制御する。また、充電が
開始されると同時に、中央処理装置１０は、図示しない
タイマによる計時動作を開始させ、充電時間が所定の時
間を超えた場合には強制的に充電が停止されるようにな
されている。(1) Charging Mode Immediately after the power is turned on, the charger 1 enters this mode. This charging mode is a well-known mode for performing rapid charging, and in this mode, when the start button of the operation unit 30 is pressed, rapid charging is started for the secondary battery 3. The charging current at this time can be set to an arbitrary current value with a current setting button provided on the operation unit 30. The central processing unit 10 measures the charging current from the voltage at the point B input from the input port 13, and outputs the output voltage of the DC / DC converter 50 so that the charging current set in the operation unit 30 flows. It is controlled by the signal output from. Further, at the same time when the charging is started, the central processing unit 10 starts a time counting operation by a timer (not shown), and the charging is forcibly stopped when the charging time exceeds a predetermined time. There is.
【００１７】図２に、ＮｉＣｄ電池及びＮｉＭＨ電池の
充電特性を示す。この図に示すように、充電を進めてい
くと電池３の端子電圧は徐々に上昇し、完全充電付近で
ピークを迎え、次に低下する。なお、このように電圧が
低下するのは、過充電で電池温度が上昇するためであ
る。中央処理装置１０は二次電池３の端子電圧を入力ポ
ート１２から入力されるＡ点の電圧により監視し、それ
がピーク値から所定電圧だけ低下したことを検出したと
き、すなわち、デルタピーク電圧を検出したときに、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ５０を制御し、急速充電を停止させ
る。これは、いわゆる−ΔＶ方式と呼ばれている制御方
法である。そして、このようにして完全充電した後は、
電池の自己放電を補うだけの微小電流で充電するトリク
ル充電状態になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制
御する。すなわち、急速充電終了後にトリクル充電を行
なって充電率を高めている。FIG. 2 shows the charging characteristics of the NiCd battery and the NiMH battery. As shown in this figure, as the charging proceeds, the terminal voltage of the battery 3 gradually rises, reaches a peak near the full charge, and then drops. The voltage drops in this way because the battery temperature rises due to overcharge. The central processing unit 10 monitors the terminal voltage of the secondary battery 3 by the voltage at the point A input from the input port 12, and when it detects that it drops from the peak value by a predetermined voltage, that is, the delta peak voltage, When detected, D
The C / DC converter 50 is controlled to stop the rapid charging. This is a so-called -ΔV control method. And after fully charging in this way,
The DC / DC converter 50 is controlled so as to be in a trickle charge state in which the battery is charged with a minute current that compensates for the self-discharge of the battery. That is, trickle charging is performed after the end of rapid charging to increase the charging rate.
【００１８】また、中央処理装置１０は、充電終了後も
しくは上記所定の時間経過後に、電池３の端子電圧と予
め記憶部４０に記憶されている当該電池の公称電圧とを
比較する。この比較の結果、電池３の端子電圧が公称電
圧にまで充電されていない場合には、当該二次電池にセ
ルのショートなどの異常が発生したものと判断し、表示
部２０に電池に異常があることを表示する。この表示形
態は、ＬＥＤなどを点灯することにより行なってもよい
し、また、その旨のメッセージを表示することによって
行なってもよい。Further, the central processing unit 10 compares the terminal voltage of the battery 3 with the nominal voltage of the battery stored in advance in the storage unit 40 after the end of charging or after the lapse of the predetermined time. As a result of this comparison, when the terminal voltage of the battery 3 is not charged to the nominal voltage, it is determined that an abnormality such as a cell short circuit has occurred in the secondary battery, and the display unit 20 indicates that the battery is abnormal. Display that there is. This display may be performed by turning on an LED or the like, or by displaying a message to that effect.
【００１９】（２）リフレッシュモード 操作部１３においてリフレッシュモードが選択される
と、充電器１はリフレッシュモードで動作を行なう。こ
のモードはメモリ効果の影響をなくすためのモードであ
り、スタートボタンが押されると二次電池３の放電が開
始され、放電終了後、一定時間をおいてから急速充電が
行なわれるように動作するものである。また、ユーザの
選択により、放電のみの動作を行なわせることも可能と
なっている。(2) Refresh Mode When the refresh mode is selected by the operation unit 13, the charger 1 operates in the refresh mode. This mode is a mode for eliminating the influence of the memory effect, and when the start button is pressed, the secondary battery 3 starts to be discharged, and after the discharge is completed, a certain period of time is taken to perform rapid charging. It is a thing. Further, it is possible to perform only the operation of discharging according to the user's selection.
【００２０】このモードにおいてスタートボタンが押さ
れると、まず、二次電池３の放電が行なわれる。このと
きに流す放電電流が多すぎると、リード線やコネクター
が発熱して危険であるし、また、極端なハイレートで放
電することは電池に対して悪影響を及ぼすため、電池を
安全かつ高速に放電することができるような放電電流値
を設定することが必要である。When the start button is pressed in this mode, the secondary battery 3 is first discharged. If the discharge current supplied at this time is too high, the lead wires and connectors will heat up, which is dangerous, and discharging at an extremely high rate will adversely affect the battery, so it will be safe and fast to discharge the battery. It is necessary to set a discharge current value that can be set.
【００２１】このような放電電流の最適値を自動設定す
る方法について図３を参照して説明する。 ａ．まず、放電制御用トランジスタ６０を非導通状態と
して、無負荷時の二次電池３の端子電圧（Ｖ0 ）を入力
ポート１２からの入力により測定する。これにより、当
該電池３のセル数を判断することができる。 ｂ．次に、放電電流に比例するＣ点の電圧を入力ポート
１５からの入力により監視しつつ、出力ポート１４によ
り放電制御用トランジスタ６０のインピーダンスを制御
することにより、二次電池３を第１の電流値Ｉ1 で放電
させ、一定時間経過後に端子電圧Ｖ1 を測定する。 ｃ．続いて、同様にして、放電電流値をＩ2 に増加させ
て、一定時間経過後の端子電圧Ｖ2 を測定する。 ｄ．これを何回か繰り返し行なう（電流値Ｉ3 ・・・Ｉ
n 、端子電圧Ｖ3 ・・・Ｖn ）。 ｅ．そして、電圧Ｖ1 −Ｖn がある参照電圧ＶTHを超え
たときに、その直前の電流値Ｉn-1 を放電電流値と決定
し、二次電池３を電流Ｉn-1 で定電流放電させる。な
お、この参照電圧ＶTHは、当該電池のセル数と所定の定
数（１セル当りの電圧降下許容値）との積により決定さ
れる電圧である。A method for automatically setting the optimum value of the discharge current will be described with reference to FIG. a. First, the discharge control transistor 60 is made non-conductive, and the terminal voltage (V 0 ) of the secondary battery 3 under no load is measured by input from the input port 12. Thereby, the number of cells of the battery 3 can be determined. b. Next, the output port 14 controls the impedance of the discharge control transistor 60 while monitoring the voltage at the point C, which is proportional to the discharge current, by the input from the input port 15. The value I 1 is discharged, and the terminal voltage V 1 is measured after a certain period of time. c. Then, in the same manner, the discharge current value is increased to I 2 and the terminal voltage V 2 after a certain period of time is measured. d. This is repeated several times (current value I 3 ... I
n , terminal voltage V 3 ... V n ). e. Then, when the voltage V 1 -V n exceeds a certain reference voltage V TH , the current value I n-1 immediately before that is determined as the discharge current value, and the secondary battery 3 is a constant current with the current I n-1. To discharge. The reference voltage V TH is a voltage determined by the product of the number of cells of the battery and a predetermined constant (allowable voltage drop per cell).
【００２２】上記のようにして設定された放電電流で放
電が開始された後は、次のようにして放電の終了のタイ
ミングが決定される。これを、図４を参照して説明す
る。図４は、ＮｉＣｄ電池およびＮｉＭＨ電池の放電特
性を示すものであり、図示するように、端子電圧は放電
終期まで安定しており、放電終了付近で急激に低下する
特性を有している。この放電終了付近における端子電圧
の急激な低下を検出して放電の終了タイミングを決定し
ている。すなわち、放電開始後、中央処理装置１０は、
入力ポート１２から入力されるＡ点の電圧を利用して単
位時間内の電圧降下量（−ΔＶ／Δｔ）を逐次監視す
る。そして、この単位時間内の電圧降下量（−ΔＶ／Δ
ｔ）と、無負荷時の電圧（Ｖ0 ）から判断された当該電
池のセル数と１セル当りの単位時間内の電圧降下量許容
値とにより決定される設定値とを比較し、単位時間内の
電圧降下量（−ΔＶ／Δｔ）が該設定値を越えたとき
に、放電制御用トランジスタ６０を非導通として、放電
を終了させている。ただし、電流値設定中に完全放電し
てしまう場合もあるので、電流値設定中であっても（Ｖ
0−Ｖn ）とＶ0 との関係を監視して、それがある設定
値を越えた場合には放電を中止するようになされてい
る。After the discharge is started with the discharge current set as described above, the timing of ending the discharge is determined as follows. This will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the discharge characteristics of the NiCd battery and the NiMH battery. As shown in the figure, the terminal voltage is stable until the end of discharge, and has a characteristic of sharply decreasing near the end of discharge. The discharge end timing is determined by detecting a sharp drop in the terminal voltage near the end of the discharge. That is, after the start of discharge, the central processing unit 10
Using the voltage at the point A input from the input port 12, the amount of voltage drop (-ΔV / Δt) within a unit time is sequentially monitored. Then, the voltage drop amount within this unit time (-ΔV / Δ
t) is compared with the set value determined by the number of cells of the battery determined from the voltage (V 0 ) at no load and the allowable voltage drop amount per unit time per cell, and the unit time is compared. When the amount of voltage drop (-ΔV / Δt) inside exceeds the set value, the discharge control transistor 60 is made non-conductive to terminate the discharge. However, even if the current value is being set, (V
The relationship between 0- V n ) and V 0 is monitored, and if it exceeds a certain set value, the discharge is stopped.
【００２３】放電完了後、一定時間経過した後に、急速
充電が行われる。このとき、放電時に自動設定された放
電電流値を参照して、該放電電流値に所定の係数（通常
０．５〜０．７）を掛けた値を充電電流として、上記し
た充電モードの場合と同様に急速充電が行なわれる。ま
た、放電電流の設定を自動で行なうことができなかった
場合には、記憶部４０に予め設定されている電流値を用
いて充電が行なわれる。After the completion of discharging, a fixed time has elapsed, and then rapid charging is performed. At this time, referring to the discharge current value automatically set at the time of discharging, the value obtained by multiplying the discharge current value by a predetermined coefficient (usually 0.5 to 0.7) is set as the charge current Rapid charging is performed in the same manner as in. If the discharge current cannot be set automatically, charging is performed using the current value preset in the storage unit 40.
【００２４】（３）電池診断モード このモードは二次電池の劣化および異常を診断し判定す
るモードである。二次電池の劣化及び異常の診断は、当
該二次電池が最初に有している基準となる特性データを
記憶しておき、複数回使用した後に測定した特性データ
と比較することにより行われる。したがって、このモー
ドにおいては、次の２通りの動作が行なわれる。(3) Battery diagnosis mode In this mode, deterioration and abnormality of the secondary battery are diagnosed and judged. Diagnosis of deterioration and abnormality of the secondary battery is performed by storing the reference characteristic data initially held by the secondary battery and comparing it with the characteristic data measured after being used a plurality of times. Therefore, in this mode, the following two operations are performed.
【００２５】ａ．初期性能データの取得 まず、使用する二次電池が新品または２〜３回使用して
新品と同様の状態にあるときに、当該二次電池を端子
４、４’に接続し、ユーザの指定する条件のもとで充電
および放電を行なう。この過程で、中央処理装置１０
は、当該二次電池の充電容量、放電容量、充電完了時の
端子電圧、一定時間内での電圧降下、充電時の電圧上昇
などの特性データを測定して、記憶部４０に記憶させて
おく。なお、電池個々に特性のばらつきが存在するため
に、これらのデータは、電池個々に取得し、記憶部４０
に格納しておく。A. Acquisition of initial performance data First, when the secondary battery to be used is new or is in a state similar to a new one after being used 2-3 times, connect the secondary battery to terminals 4 and 4'and specify it by the user. Charge and discharge under the conditions. In this process, the central processing unit 10
Measures characteristic data such as charge capacity, discharge capacity, terminal voltage at the time of completion of charging, voltage drop within a fixed time, voltage increase at the time of charging of the secondary battery, and stores it in the storage unit 40. . Since there are variations in the characteristics of each battery, these data are acquired for each battery and stored in the storage unit 40.
Stored in.
【００２６】ｂ．電池性能の劣化の診断 二次電池性能を診断するときには、対象とする二次電池
を端子４、４’に接続し、操作部３０において、診断す
る電池の特定および充放電条件の指定を行った後、診断
スタートボタンを押して、診断動作を開始させる。診断
動作が開始されると、中央処理装置１０は、まず、指定
された条件により当該二次電池の充電を行う。ただし、
二次電池に残存容量があるときには、上記リフレッシュ
モードにおけるように放電を行ってから充電を行う。こ
の充電動作中に、中央処理装置１０は、充電電流および
充電時間を測定して充電容量を算出し、充電完了時にお
ける端子電圧も取得する。次いで、中央処理装置１０
は、今充電が完了した二次電池の放電をユーザの指定し
た条件で行わせる。このときも、放電電流および放電時
間を測定して放電容量を算出する。B. Diagnosis of Degradation of Battery Performance When diagnosing the performance of the secondary battery, the target secondary battery was connected to the terminals 4 and 4 ′, and the operation unit 30 specified the battery to be diagnosed and specified the charge / discharge conditions. Then, the diagnostic start button is pressed to start the diagnostic operation. When the diagnostic operation is started, the central processing unit 10 first charges the secondary battery under the designated conditions. However,
When the secondary battery has a remaining capacity, it is discharged as in the refresh mode and then charged. During this charging operation, the central processing unit 10 measures the charging current and the charging time to calculate the charging capacity, and also acquires the terminal voltage at the completion of charging. Then, the central processing unit 10
Causes the secondary battery, which has just been charged, to be discharged under the condition specified by the user. Also at this time, the discharge current and the discharge time are measured to calculate the discharge capacity.
【００２７】このようにして１サイクルの充放電を行っ
た後、中央処理装置１０は、上記ａにより記憶部４０に
格納されている当該二次電池の基準となる初期性能デー
タを記憶部４０から読み出し、この１サイクルの充放電
動作により取得したデータと比較する。二次電池の充放
電が繰り返されるにつれ、その充電容量および放電容量
は徐々に低下するものであり、初期状態における充電容
量および放電容量と複数回使用後における充電容量およ
び放電容量とを比較することにより、その劣化の度合を
知ることができる。また、二次電池が劣化するとその内
部抵抗が上昇し、充電中の端子電圧が上昇するので、充
電中の端子電圧を比較することによっても劣化の度合を
判定することができる。したがって、中央処理装置１０
は、これらのデータを用いて、当該二次電池の良否の判
定を行い。その結果を表示部１２に表示する。なお、こ
の表示の形態は、劣化の度合を％で表示するものであっ
てもよいし、電池の劣化の状態を複数の段階で表わした
場合にそのうちのどの段階にあるのかを示すような表示
形態であってもよい。また、判定結果だけではなく測定
値をそのまま表示してもよい。After charging / discharging for one cycle in this way, the central processing unit 10 stores from the storage unit 40 the initial performance data, which is the reference of the secondary battery stored in the storage unit 40 according to the above a. The data is read out and compared with the data acquired by this one-cycle charge / discharge operation. As the charging and discharging capacity of the secondary battery is repeated, the charging capacity and discharging capacity gradually decrease.Compare the charging capacity and discharging capacity in the initial state with the charging capacity and discharging capacity after multiple uses. Thus, the degree of deterioration can be known. Further, when the secondary battery deteriorates, its internal resistance rises and the terminal voltage during charging rises. Therefore, the degree of deterioration can also be determined by comparing the terminal voltages during charging. Therefore, the central processing unit 10
Judges the quality of the secondary battery using these data. The result is displayed on the display unit 12. Note that this display form may be one in which the degree of deterioration is displayed in%, or when the deterioration state of the battery is expressed in a plurality of stages, the display shows which stage of the stages the battery is in. It may be in the form. Further, not only the judgment result but also the measured value may be displayed as it is.
【００２８】なお、上記実施例においては、二次電池３
としてＮｉＣｄ電池あるいはＮｉＭＨ電池を対象とした
例について説明したが、これに限られることはなく、小
型シール鉛蓄電池やイオン蓄電池などを対象とする場合
においても本発明の充電器を使用することができる。In the above embodiment, the secondary battery 3
As an example, the NiCd battery or the NiMH battery has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the charger of the present invention can be used in the case of a small sealed lead acid battery or an ion battery. .
【００２９】また、上記実施例においては、中央処理装
置として単一基板上にマイクロプロセッサ、プログラム
メモリ、入出力ポート、タイマカウンタ、ＡＤ／ＤＡ変
換器などを搭載したシングルチップマイクロコンピュー
タを使用しているが、必ずしもこれに限られることはな
く、通常のマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＤ
変換器およびＤＡ変換器などを用いて構成してもよいこ
とは明らかである。In the above embodiment, a single chip microcomputer having a microprocessor, a program memory, an input / output port, a timer counter, an AD / DA converter, etc. on a single substrate is used as the central processing unit. However, it is not necessarily limited to this, and an ordinary microprocessor, ROM, RAM, AD
Obviously, a converter and a DA converter may be used.
【００３０】さらに、上記実施例においては急速充電の
制御方式として、−ΔＶ制御方式を採用しているが、こ
れに限られることはなくどのような制御方式を採用して
もよいことは明らかである。Further, in the above embodiment, the -ΔV control method is adopted as the quick charging control method, but it is not limited to this and it is clear that any control method may be adopted. is there.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明の充電器によれば、複数回使用し
た二次電池の劣化の度合や異常を判定する機能が設けら
れているので、ユーザは、現在使用している二次電池が
どのような状態にあるのかを知ることができ、安心して
使用することができる。According to the charger of the present invention, a function is provided to judge the degree of deterioration or abnormality of the secondary battery that has been used a plurality of times. You can know what kind of condition it is and you can use it with confidence.
【図１】本発明の診断機能付充電器の構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a charger with a diagnostic function of the present invention.
【図２】ＮｉＣｄ電池およびＮｉＭＨ電池の充電特性を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing charging characteristics of a NiCd battery and a NiMH battery.
【図３】本発明における放電電流値を決定する過程を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing a process of determining a discharge current value in the present invention.
【図４】ＮｉＣｄ電池およびＮｉＭＨ電池の放電特性を
示す図である。FIG. 4 is a diagram showing discharge characteristics of a NiCd battery and a NiMH battery.
１ 診断機能付急速充電器 ２ 直流電源 ３ 二次電池 ４、４’、５、５’ 端子 １０ 中央処理装置 １１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８ ポ
ート １９ 電源端子 ２０ 表示部 ３０ 操作部 ４０ 記憶部 ５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ ６０ 放電制御用トランジスタ ７０、８０ 抵抗器 ９０ 電圧安定化回路1 Quick Charger with Diagnostic Function 2 DC Power Supply 3 Secondary Battery 4, 4 ', 5, 5'Terminal 10 Central Processing Unit 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 Port 19 Power Supply Terminal 20 Display 30 Operation Section 40 Storage Section 50 DC / DC Converter 60 Discharge Control Transistors 70, 80 Resistor 90 Voltage Stabilizing Circuit
Claims (2)
て、 二次電池の特性に関する基準データを記憶する記憶手段
と、 二次電池の特性に関するデータを測定する手段と、 前記測定する手段により測定したデータと前記基準デー
タとを比較し、当該二次電池の良否を判定する手段と、 前記判定する手段による判定結果を表示する手段とを設
けたことを特徴とする診断機能付充電器。1. A charger for charging a secondary battery, comprising: storage means for storing reference data regarding characteristics of the secondary battery, means for measuring data regarding characteristics of the secondary battery, and the measuring means. A charger with a diagnostic function, comprising: means for comparing the measured data with the reference data to determine the quality of the secondary battery; and means for displaying the determination result by the determining means.
を測定する第２の測定手段と、 該第２の測定手段により測定した二次電池の特性に関す
る基準データを前記記憶手段に記憶させる手段とをさら
に備えたことを特徴とする請求項１記載の診断機能付充
電器。2. A second measuring means for measuring reference data concerning characteristics of the secondary battery, and a means for storing reference data concerning characteristics of the secondary battery measured by the second measuring means in the storage means. The charger with a diagnostic function according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171564A JPH097642A (en) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | Battery charger with diagnostic function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171564A JPH097642A (en) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | Battery charger with diagnostic function |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097642A true JPH097642A (en) | 1997-01-10 |
Family
ID=15925484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7171564A Pending JPH097642A (en) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | Battery charger with diagnostic function |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH097642A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100812209B1 (en) * | 2001-07-18 | 2008-03-13 | 삼성전자주식회사 | Battery apparatus with self-diagnosis and control method thereof |
| DE102009027594A1 (en) | 2008-07-11 | 2010-04-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | A deterioration determination device for an energy storage device and a deterioration determination method for an energy storage device |
| US7741812B2 (en) | 2005-01-26 | 2010-06-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Battery charging apparatus including notification control unit |
| JP2016217900A (en) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日産自動車株式会社 | Battery abnormality diagnostic device and abnormality diagnostic method |
| JP2021048765A (en) * | 2014-10-28 | 2021-03-25 | フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム | Adaptive battery charging method and system |
-
1995
- 1995-06-15 JP JP7171564A patent/JPH097642A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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