CN101051757A - 充电装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种在低温环境下一边保护电池组，一边进行充电的充电装置。该电池组内具备在单元电压成为单元电压阈值(V1)以上时输出信号的单元电压检测单元，在充电器内具备充电控制电路，在上述电池组内具备温度传感器，在上述充电器内具备电池组的两端电压检测单元。在上述温度传感器的检测温度超过0℃时，上述充电控制电路在接收到上述信号的时刻切换到恒电压充电；在检测温度为0℃以下时，上述充电控制电路在接收到上述信号的时刻、和两端电压检测单元的检测值成为两端电压阈值(V2)以上的时刻中的较早时刻，切换到恒电压充电。
Description
技术领域
本发明涉及由电池组和装卸自由地安装该电池组的充电器构成的充电装置。
背景技术
以往，作为用于可移动式电动工具等的充电装置，已知有如图8所示的由电池组1和装卸自由地安装该电池组1的充电器2构成的充电装置。在上述电池组1内具备：一个或多个电池单元3；以及单元电压检测单元5，检测这些电池单元3的各自的单元电压，当某一个单元的检测值是规定的单元电压阈值V1以上时，输出信号。而且，上述充电器2内具备对电池组1内的各电池单元3进行充电的电源电路4，和控制电源电路4的充电控制电路6。
由该充电控制电路6进行的充电控制如图9所示，在接收到来自单元电压检测单元5的信号之前，以规定的固定电流值I1进行恒电流充电，在接收到电池单元3中的某一个成为规定的单元电压阈值V1而输出的信号之后，切换成恒电压充电，此后继续进行恒电压充电，直至充电电流成为规定的结束电流值I2(＜I1)的时刻，结束充电。如此地从恒电流充电切换为恒电压充电而进行快速充电的方式已是公知的(例如参照专利文献1)。
但是在这种充电装置中，尤其是电池组1使用锂离子电池等情况下，如果在0℃以下的低温环境下进行如上所述的大电流、大电压的快速充电控制，则存在电池组的容量劣化、寿命变得极短的问题。为了解决这样的问题，希望监视电池组的温度，在低温时改变充电控制，但还没有提出这样的技术。
专利文献1：(日本)特开2005-317283号公报
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种充电装置，能够监视电池组内的温度，在低温环境下能自动地切换充电控制，一边保护电池组一边进行充电。
为了解决上述问题，本发明的充电装置，包括电池组和装卸自由地安装该电池组的充电器，在上述电池组内具备电池单元、和检测各电池单元的单元电压并在检测值是规定的单元电压阈值以上时输出信号的单元电压检测单元，在上述充电器内具备对电池组内的电池单元进行充电的电源电路和控制上述电源电路的充电控制电路；在上述电池组内具备检测电池组内的温度的温度传感器，在上述充电器内具备检测电池组的两端电压的两端电压检测单元；并且，在上述温度传感器检测到的温度超过规定的温度阈值时，上述充电控制电路在接收到来自单元电压检测单元5的信号的时刻，执行从恒电流充电切换到恒电压充电的第1模式充电；在上述温度传感器的检测值是规定的温度阈值以下时，上述充电控制电路在接收到来自单元电压检测单元的信号的时刻、和两端电压检测单元的检测值成为规定的两端电压阈值以上的时刻中的较早时刻，进行从恒电流充电切换到恒电压充电的第2模式充电。
通过这样构成，能够监视电池组1内的温度，在低温环境下能够自动地切换充电控制，以便保护电池组1的同时进行充电。
优选上述两端电压阈值小于将上述单元电压阈值乘以在电池组内串联连接的电池单元个数的值。
而且，优选在上述温度传感器的检测值是上述温度阈值以下时，上述充电控制电路以设定成比高于温度阈值时的固定电流值低的另外的固定恒电流值进行恒电流充电。
为了解决上述问题，本发明的充电装置，包括电池组和装卸自由地安装该电池组的充电器，在上述电池组内具备电池单元、和检测各电池单元的单元电压并在检测值是规定的单元电压阈值以上时输出信号的单元电压检测单元，在上述充电器内具备对电池组内的电池单元进行充电的电源电路、和在接收到来自单元电压检测单元的信号之前进行恒电流充电而在接收到信号后切换为恒电压充电这样地控制上述电源电路的充电控制电路；在上述电池组内具备检测电池组内的温度的温度传感器，并且，在上述温度传感器的检测值超过规定的温度阈值时，上述充电控制电路执行第1模式充电，在上述温度传感器的检测值是规定的温度阈值以下时，上述充电控制电路进行第2模式充电；在上述第2模式充电的情况下，以设定成比上述第1模式充电时的固定电流值I1低的另外的固定电流值I4进行恒电流充电。
通过这样构成，能够监视电池组1内的温度，在低温环境下能够自动地切换充电控制，在保护电池组1的同时进行充电。
并且，优选在上述温度传感器的检测值是上述温度阈值以下时，上述充电控制电路在充电电流成为设定得比高于温度阈值时的结束电流值低的另外的结束电流值以下的时刻，结束恒电压充电。
而且，优选在上述第2模式充电过程中上述温度传感器的检测值超过温度阈值时，上述充电控制电路切换到上述第1模式充电。
以上记载的各结构只要不超出本发明的宗旨，就可以适当组合。
本发明具有能够监视电池组内的温度，在低温环境下能够自动地切换充电控制，在保护电池组的同时进行充电的的效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式的一例的充电装置的概略结构图
图2是表示上述充电装置在低温环境下的充电控制的说明图。
图3是表示上述充电装置在低温环境下的另一种充电控制的说明图。
图4是本发明的实施方式的另一例的充电装置的概略结构图。
图5是表示上述充电装置在低温环境下的充电控制的说明图。
图6是表示组合了本发明的实施方式的一例与另一例时的充电装置在低温环境下的充电控制的说明图。
图7是表示上述充电装置在低温环境下的另一种充电控制的说明图。
图8是以往公知的充电装置的概略结构图。
图9是表示上述充电装置的充电控制的说明图。
具体实施方式
下面，根据附图所示的实施方式说明本发明。
首先，说明本发明的实施方式的一例的充电装置，但由于本例中，除了根据电池温度改变从恒电流充电切换成恒电压充电的定时的结构以外，其它与基于图8、图9说明过的现有的充电装置相同，因此对于与现有结构相同的公知结构，省略其详细说明，下面仅详细说明特征结构。
如图1所示，本例的充电装置由电池组1和装卸自由地安装该电池组1的充电器2形成，在上述电池组1内具备电池单元3和单元电压检测单元5，在上述充电器2内具备电源电路4和充电控制电路6，这些与图8中已说明的现有的充电装置相同。
再者，在本例中，在电池组1内还具备检测该电池组1内的温度的温度传感器7，该温度传感器7的检测值输入到充电器2侧的充电控制电路6。而且，充电器2内还具备检测电池组1的两端电压的两端电压检测单元8，该两端电压检测单元8的检测值同样输入到充电控制电路6。即，向本例的充电控制电路6输入来自单元电压检测单元5的信号、温度传感器7的检测值和两端电压检测单元8的检测值，根据这些信号，判断从恒电流充电切换到恒电压充电的定时。
具体地说，在温度传感器7检测到的温度超过规定的温度阈值(本例中是0℃)时，充电控制电路6进行与现有例同样的充电控制。即，在这种情况下，如图9所示地控制电源电路4，以便在接收到来自单元电压检测单元5的信号之前，进行恒电流充电，在接收到信号之后，切换为恒电压充电，然后在充电电流成为规定的结束电流值I2以下的时刻，结束充电。
另一方面，在温度传感器7检测到的温度成为规定的温度阈值以下时，在接收到来自单元电压检测单元5的信号(即，各电池单元3中的某一个成为规定的单元电压阈值V1以上的时刻)的时刻，或者两端电压检测单元8的检测值成为规定的两端电压阈值V2以上(即，将多个电池单元3串联连接而构成的整个电池组1的两端电压成为规定的两端电压阈值V2以上的时刻)的时刻中较早的时刻，从恒电流充电切换成恒电压充电。另外，在图2概略示出了在前一个时刻切换的情况，在图3概略示出了在后一个时刻切换的情况。在切换到恒电压充电之后，在充电电流成为规定的结束电流值I3以下时，结束充电。在此，结束电流I3被设定成，比温度传感器7的检测值高于温度阈值时设定的上述结束电流值I2低。
在电池组1内串联连接的电池单元3的个数为k个时，上述两端电压阈值V2设定在V2＜V1×k的范围内。由此，在处于0℃以下的低温环境时，能够抑制成为大电压的情况发生，可保护电池组1。另外，虽然使此时的结束电流值I3＜I2而要确保充电量，但也可以同电池温度无关地恒定为结束电流值I2。
下面，说明本发明的实施方式的另一例的充电装置。本例中，除了根据电池的温度来改变恒电流充电时的充电电流值的结构以外，其它与基于图8、图9说明的现有的充电装置相同，因此对于与现有结构相同的公知结构，省略其详细说明，下面仅详细说明特征结构。
如图4所示，本例的充电装置由电池组1和装卸自由地安装该电池组1的充电器2形成，在上述电池组1内具备电池单元3和单元电压检测单元5，在上述充电器2内具备电源电路4和充电控制电路6，这些与图8中已说明的现有的充电装置相同。
再者，在本例中，在电池组1内具备检测该电池组1内的温度的温度传感器7，该温度传感器7的检测值输入到充电器2侧的充电控制电路6。即，向本例的充电控制电路6输入来自单元电压检测单元5的信号和温度传感器7的检测值。
在本例中，在温度传感器7检测到的温度超过规定的温度阈值(在此是0℃)时，充电控制电路6进行与现有例相同的充电控制。即，在这种情况下，如图9所示地控制电源电路4，以便在接收到来自单元电压检测单元5的信号之前，以固定电流值I1进行恒电流充电，在接收到信号之后，切换到恒电压充电，然后在充电电流成为规定的结束电流值I2以下的时刻，结束充电。
另一方面，在温度传感器7检测到的温度成为规定的温度阈值以下时，如图5模式地表示那样，在接收到来自单元电压检测单元5的信号之前，进行固定电流值I4的恒电流充电，在接收到信号之后切换为恒电压充电，在充电电流成为规定的结束电流值I3以下的时刻，结束充电。
这里的固定电流值I4设定成，比温度传感器7的检测值高于温度阈值时的固定电流值I1低。即，由此在处于0℃以下的低温环境时，能够抑制成为大电流的情况发生，能保护电池组1。另外，虽然将此时的结束电流值I3设定成比温度传感器7的检测值高于温度阈值时设定的上述结束电流值I2低，从而要确保充电量，但也可以同电池温度无关地固定为结束电流值I2。
此外，如图6及图7模式地表示的那样，也可以采用将上述的一例结构和另一例结构的特征部分组合起来的充电装置。此时，具备与该一例相同的温度传感器7和两端电压检测单元8，在温度传感器7检测到的温度超过规定的温度阈值时，如图9所示在接收到来自单元电压检测单元5的信号之前，进行固定电流值I1的恒电流充电，在接收到信号之后，切换为恒电压充电，然后在充电电流成为规定的结束电流值I2以下的时刻，结束充电。
并且，在温度传感器7检测到的温度成为规定的温度阈值以下时，如图6、图7模式地表示那样，在接收到来自单元电压检测单元5的信号之前，或者在两端电压检测单元8的检测值成为规定的两端电压阈值V2以上之前，进行固定电流值I4的恒电流充电，然后切换为恒电压充电，在充电电流成为规定的结束电流值I3以下的时刻，结束充电。另外，图6概略地示出在接收到来自单元电压检测单元5的信号的时刻进行切换的情况，图7概略地示出在两端电压检测单元8的检测值成为两端电压阈值V2以上的时刻进行切换的情况。
另外，如上所述的任一例中，优选如下设置充电控制电路6，即，在进行温度传感器7的检测值成为上述温度阈值以下时的充电(例如在一例中，如图2、图3所示的充电)的过程中，该检测值超过了温度阈值时，切换到该检测值高于温度阈值时的充电(如图9所示的充电)。
Claims (8)
1.一种充电装置，其特征在于，
包括电池组和装卸自由地安装该电池组的充电器，在上述电池组内具备电池单元、和检测该电池单元的单元电压并在检测值是规定的单元电压阈值以上时输出信号的单元电压检测单元，在上述充电器内具备对电池组内的电池单元进行充电的电源电路和控制上述电源电路的充电控制电路；
在上述电池组内具备检测电池组内的温度的温度传感器，在上述充电器内具备检测电池组的两端电压的两端电压检测单元；
并且，在上述温度传感器检测到的温度超过规定的温度阈值时，上述充电控制电路在接收到来自单元电压检测单元的信号的时刻，执行从恒电流充电切换到恒电压充电的第1模式充电；
在上述温度传感器的检测值是规定的温度阈值以下时，上述充电控制电路在接收到来自单元电压检测单元的信号的时刻、和两端电压检测单元的检测值成为规定的两端电压阈值以上的时刻中的较早时刻，执行从恒电流充电切换到恒电压充电的第2模式充电。
2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，上述两端电压阈值小于将上述单元电压阈值乘以在电池组内串联连接的电池单元个数的值。
3.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，在上述温度传感器的检测值是上述温度阈值以下时，上述充电控制电路以设定成比高于温度阈值时的固定电流值低的另外的固定电流值进行恒电流充电。
4.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于，在上述温度传感器的检测值是上述温度阈值以下时，上述充电控制电路以设定成比高于温度阈值时的固定电流值低的另外的固定电流值进行恒电流充电。
5.一种充电装置，其特征在于，
包括电池组和装卸自由地安装该电池组的充电器，在上述电池组内具备电池单元、和检测各电池单元的单元电压并在检测值是规定的单元电压阈值以上时输出信号的单元电压检测单元，在上述充电器内具备对电池组内的电池单元进行充电的电源电路和充电控制电路，该充电控制电路控制上述电源电路，使得在接收到来自单元电压检测单元的信号之前进行恒电流充电，在接收到信号后切换为恒电压充电；
在上述电池组内具备检测电池组内的温度的温度传感器，并且，在上述温度传感器的检测值超过规定的温度阈值时，上述充电控制电路执行第1模式充电，在上述温度传感器的检测值是规定的温度阈值以下时，上述充电控制电路执行第2模式充电；
在上述第2模式充电的情况下，以设定成比上述第1模式充电时的固定电流值低的另外的固定电流值进行恒电流充电。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的充电装置，其特征在于，在上述温度传感器的检测值是上述温度阈值以下时，上述充电控制电路在充电电流成为设定得比高于温度阈值时的结束电流值低的另外的结束电流值以下的时刻，结束恒电压充电。
7.如权利要求1～5中的任一项所述的充电装置，其特征在于，在上述第2模式充电过程中上述温度传感器的检测值超过温度阈值时，上述充电控制电路切换到上述第1模式充电。
8.如权利要求6所述的充电装置，其特征在于，在上述第2模式充电过程中上述温度传感器的检测值超过温度阈值时，上述充电控制电路切换到上述第1模式充电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |