CN103107568A - 充电控制装置和充电控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及充电控制装置和充电控制方法。一种充电控制装置,包括:电流获取单元,获取每个电池的充电电流值;和主充电单元,基于由所述电流获取单元获取的充电电流值,对每个电池执行主充电。
Description
技术领域
本公开涉及控制被用作便携式电子设备的主电源的二次电池的充电操作的充电控制装置和充电控制方法,特别地,涉及控制多个二次电池的充电操作的充电控制装置和充电控制方法。
背景技术
近年来,广泛使用包括数字照相机、个人计算机(PC)、移动电话、平板计算机等的便携式电子设备。这种类型的电子设备基本上都使用电池作为主电源。在电子设备中使用的大部分电池是二次电池,当其容量变得低时,使用商用电源,从而可以重新使用该设备许多次。例如,认为锂离子电池适合于便携式设备,因为单位体积和单位重量的电池容量大。
需要用于对如下设备的的电池进行高效充电的方法,即,该设备例如是数字照相机,设想其用在室外场合,其中没有商用电源,因此难以进行快速充电。此外,为了即使在难以对设备进行充电的场所也长时间驱动该设备,除了具有嵌入电池以外,还可以从外部将设备连接到另一扩展电池。例如,作为数字单反照相机的用于进行垂直位置拍摄的附件的“垂直位置把手”可以包括多个电池(例如,参见日本未审专利申请公报No.2009-58921(PTL 1))。
图9示出了根据本公开第一实施例的锂离子电池的充电特性。该图具有如下电池组特性示例:两个电池串联连接,横轴表示时间轴,纵轴表示充电电流和充电电压(电池电压)。在此,假设利用与两个电池组的电池电压相等的8.4V的恒压电源进行充电。
在具有小容量的初始充电的过程中,电池电压(输出电池电压)处于低状态,如果用高电流执行充电,则担心电池过热或劣化。因此,有必要提供一种保护电路,然后以低电流进行充电。在图9所示的示例中,在初始充电时保持100mA的充电电流的情况下,用恒流(即,恒定电力)进行充电。
当由于充电,容量累积到特定程度时,电池电压逐渐增大。然后,当充电电压达到6V时,即使用高电流进行充电,也不会出现过热或劣化,因此,充电电流增大,这是高效的。在图9所示的示例中,利用1500mA的充电电流进行具有恒流的充电(即,具有恒定电力的充电)。
然后,如果充电进一步继续,那么充电电源电压与电池电压之间的电势差变小,因此,充电电流逐渐减小。在图9所示的示例中,当充电电流降低并达到50mA时,充电完成。通过对图中所示的充电曲线在时间方向的积分而获得的面积对应于电池的充电容量。
综上,在诸如锂离子电池的二次电池等中,在充电电压与充电电流之间存在确定的关系,并且可以认为在充电过程中存在如下前提。
(前提1)如果在电池电压低时用高电流进行充电,会出现电池的过热或劣化,因此,有必要提供一种保护电路,然后以低电流进行充电。相反,当电池电压高时,电源电压与电池电压之间的电势差变小,因此,充电电流变小。
再者,可以提出如下的诸如锂离子电池等的二次电池的充电时间的其他前提。
(前提2)由于与在常温下的情况相比,低温下的内部阻抗高,因此充电电流变低。
(前提3)如果重复充电和放电,那么与新产品相比内部阻抗变高,因此,充电电流变低。由于重复充电和放电导致的大内部阻抗等同于电池的“劣化”。存在如下趋势:与被充一半电然后闲置不用的诸如锂离子电池的二次电池相比,被充满电然后闲置不用的二次电池容易劣化。
(前提4)大多数电子设备的电池构成通过连接多个电池单元而形成的“组装电池”。如果电池是并联连接的,那么与仅具有一个单元的电池相比,可以用较高的电流对电池单元进行充电。
(前提5)诸如锂离子电池的二次电池应当配备保护电路,并在低温或高温下对电池进行充电时降低充电电压,以满足诸如电力设施和材料安全法案的安全规定。因此,充电电流变低。此外,由于为了满足诸如电力设施和材料安全法案的安全规定而设置保护电路,限制了电流,因此充电电流会变低。
(前提6)存在各种充电电源,如USB(通用串行总线)、AC适配器等。电源容量随充电电源而不同,即使对具有相同电池电压的同一电池进行充电,充电电流也会不同。
(前提7)当使用一个充电器对多个电池进行顺序充电时,使所有电池被充满所需的时间不受充电顺序的影响。然而,当在所有电池被充满之前停止充电时,与对从具有低充电电流的电池到具有高充电电流的电池进行顺序充电相比,对从具有高充电电流的电池到具有低充电电流的电池进行顺序充电更高效,因为后一情况的充电电流的积分值(即,所有电池的总充电量)更大。在本公开中,如此使用充电术语“高效”的含义,除非另有指定。
存在对多个电池进行顺序充电的充电器。索尼公司制造的充电器AC-VQ900AM例如按接替方式对数字单反照相机的两个电池组进行充电(例如参见http://www.sony.jp/ichigan/products/AC-VQ900AM/index.html(as ofOctober 11,2011)(NPL 1))。该充电器具有两个插座No.1和No.2,当将电池组同时插入相应的插座时,充电器从插入No.1插座的电池组起进行充电。此外,当在插入两个电池组的状态下开始充电时,从插入No.1插座的电池组起进行充电。
此外,已经提出了一种充电和放电方法,其中对包括写有充电允许或不允许信息的存储装置的电池单位进行充电(例如,参见日本专利No.3890168(PTL 2))。根据该充电和放电方法,充电器通过从电池单位读取充电允许或不允许信息来确定充电顺序,并根据充电状态将这种充电允许或不允许信息写入电池单位中。
此外,已经提出了一种充电器,其测量多个充电电池的相应电压,并从具有高电压的电池或具有低电压的电池起对充电电池顺序地充电(例如,参见未审专利申请公报No.4-244742(PTL 3))。
此外,已经提出了一种充电方法和装置,其使多个电池处于实际充电状态然后被充满。在此所述的“实际充电状态”是即使充电继续,容量几乎不增加的状态。存在多种确定实际充电的方法,其中一种是基于等于或低于阈值的充电电流值来确定的(例如,参见日本专利No.4068275(PTL 4)),另一种是基于电流积分值或电力(=充电电流×电压)积分值来确定的(例如,参见日本专利No.3571536(PTL5))。
此外,提出了一种充电器,利用该充电器,完成多个电池的初始充电,然后确定进行快速充电的电池顺序(例如,参见日本专利No.3011840(PTL 6))。
然而,在上述文献(NPL 1和PTL 2到PTL 6)中公开的技术中,存在如下问题:如果从具有低电压和工作的保护电路的电池起到处于通常状态的电池进行顺序充电,那么很难进行高效充电。
此外,在上述文献(NPL 1和PTL 2到PTL 6)中公开的技术中,存在如下问题:如果从几乎充满的电池起到处于通常状态的电池顺序地进行充电,那么很难进行高效充电。不过,在PTL 2中公开的技术中,通过将充电历史信息写入电池的存储区中,可以在一定程度上避免这个问题。
此外,在上述文献(NPL 1和PTL 2到PTL 6)中公开的技术中,存在如下问题:如果从低温下的电池起到通常状态下的电池顺序地进行充电,那么很难进行高效充电。
此外,在上述文献(NPL 1和PTL 2到PTL 6)中公开的技术中,存在如下问题:如果从劣化的电池起到通常状态下的电池顺序地进行充电,那么很难进行高效充电。不过,在PTL 2中公开的技术中,通过将充电历史信息写入电池的存储区中,可以在一定程度上避免这个问题。
此外,在上述文献(NPL 1和PTL 2到PTL 6)中公开的技术中,存在如下问题:如果从具有并联连接的小数量的电池单元的组装电池起到具有并联连接的大数量的电池单元的组装电池顺序地进行充电,那么很难进行高效充电。不过,在PTL 2中公开的技术中,通过将充电历史信息写入电池的存储区中,可以在一定程度上避免这个问题。
此外,在上述文献(NPL 1和PTL 2到PTL 6)中公开的技术中,存在如下问题:如果从基于安全标准控制了温度的电池起到通常状态下的电池顺序地进行充电,那么很难进行高效充电。
此外,在上述文献(NPL 1和PTL 2到PTL 6)中公开的技术中,存在如下问题:如果从几乎充满的电池起到通常状态下的电池顺序地进行充电,那么几乎充满的电池被反复充电,从而其劣化往往会进一步出现。在PTL 3中,例如,当从具有高电压(已充电量)的电池起进行充电时,这种问题往往会出现。
此外,在上述文献(NPL 1和PTL 2到PTL 6)中公开的技术中,存在如下问题:如果从劣化的电池起到通常状态下的电池顺序地进行充电,那么劣化的电池被反复充电,从而其劣化往往会进一步出现。不过,在PTL 2中公开的技术中,通过将充电历史信息写入电池的存储区中,可以在一定程度上避免这个问题。
发明内容
期望提供一种优异的充电控制装置和优异的充电控制方法,其能够对多个二次电池的充电操作进行令人满意的控制。
还期望提供一种优异的充电控制装置和优异的充电控制方法,其能够高效地按合适的顺序对多个二次电池进行充电。
还期望提供一种优异的充电控制装置和优异的充电控制方法,其能够高效地按合适的顺序对具有不同充电量、温度状态、劣化程度以及并联连接的电池单位的数量的多个二次电池进行充电。
本公开考虑上述多个问题,根据本公开的第一实施例,提供了一种充电控制装置,其包括:电流获取单元,获取每个电池的充电电流值;和主充电单元,基于由所述电流获取单元获取的充电电流值,对每个电池执行主充电。
根据本公开的第二实施例,第一实施例中描述的充电控制装置被配置成:所述主充电单元可以按从充电电流值最高起的顺序对每个电池执行主充电。
在如图26所示的包括电子装置、向电子装置馈电的电源以及连接到电子装置的多个电池的系统中,例如,该电子装置利用本公开来控制利用从电源馈送的电流对多个电池的充电。作为充电控制装置的电子装置通过对每个电池充电几秒来确定充电电流。然后,该装置按在测试充电中获得的充电电流值较高的电池的顺序执行充电。将所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当在所有电池被充满之前停止充电时,充电电流积分值(即,电池的总充电量)较大,这是高效的。
根据本公开的第三实施例,第一实施例中描述的充电控制装置被配置成:在充满基于充电电流值为主充电选择的电池之后,所述主充电单元可以基于充电电流值对其余电池执行主充电。
根据本公开的第四实施例,第一实施例中描述的充电控制装置被配置成:所述电流获取单元可以通过对每个电池仅进行短时段的测试充电,获取每个充电电流值。
根据本公开的第五实施例,第一实施例中描述的充电控制装置被配置成是使用每个电池的放电电流作为电源的电子装置。
根据本公开的第六实施例,第一实施例中描述的充电控制装置被配置成:当正在被充电的电池的充电电流值减小并且变得比从不在被充电的电池获取的电流值低固定值或更大值时,所述主充电单元可以切换要充电的电池。
根据本公开的第七实施例,第一实施例中描述的充电控制装置被配置成:当正在被充电的电池的充电电流值减小,并且变得比从不在被充电的电池获取的电流值低,然后经过了固定时段时,所述主充电单元可以切换要充电的电池。
根据本公开的第八实施例,第一实施例中描述的充电控制装置还包括:电压获取单元,获取每个电池的电压值。此外,当所述电流获取单元获取的每个电池的充电电流值之间的差值等于或低于固定值时,所述主充电单元可以按由所述电压获取单元获取的电压值较低的电池的顺序执行主充电。
根据本公开的第九实施例,第一实施例中描述的充电控制装置还包括:温度获取单元,获取每个电池的温度。此外,在将由所述温度获取单元获取的温度超过基准值的电池排除在外的情况下,所述主充电单元按从充电电流值最高起的顺序对每个电池执行主充电。
根据本公开的第十实施例,第一实施例中描述的充电控制装置还包括:充满容量获取单元,获取每个电池的充满容量。此外,当由所述电流获取单元获取的电池的充电电流值之间的差值等于或小于固定值时,所述主充电单元可以按由所述充满容量获取单元获取的充满容量较大的电池的顺序执行主充电。
根据本公开的第十一实施例,第一实施例中描述的充电控制装置还包括:充放电次数获取单元,获取每个电池的充放电次数。此外,当由所述电流获取单元获取的电池的充电电流值之间的差值等于或小于固定值时,所述主充电单元可以按由所述充放电次数获取单元获取的充放电次数较少的电池的顺序执行主充电。
此外,根据本公开的第十二实施例,提供了一种充电控制方法,包括:电流获取步骤,获取每个电池的充电电流值;和主充电步骤,基于在所述获取中获取的充电电流值,对每个电池执行主充电。
根据本公开,可以提供一种优异的充电控制装置和优异的充电控制方法,其能够高效地按合适的顺序对多个二次电池进行充电。
此外,根据本公开,还可以提供一种优异的充电控制装置和充电控制方法,其能够高效地按合适的顺序对具有不同充电量、温度状态、劣化程度以及并联连接的电池单位的数量的多个二次电池进行充电。
通过要描述的实施例和基于附图的详细说明,本公开的其他目的、特征以及优点将变得清楚。
附图说明
图1是图解说明根据本公开的一个实施例的具有垂直位置把手的数字单反照相机的结构示例的图;
图2是图解说明使用根据本公开的实施例的图1所示的具有垂直位置把手的数字照相机的形式的图;
图3A是根据本公开的实施例的包括USB充电器、数字照相机的主体、垂直位置把手以及电池的充电系统的电路的框图;
图3B是根据本公开的实施例的包括USB充电器、数字照相机的主体、垂直位置把手以及电池的充电系统的电路的框图;
图4是根据本公开的实施例的在数字照相机与电池“1”和电池“2”之间的通信电路图;
图5是根据本公开的实施例的当在数字照相机的主体的控制单元与电池“1”的微计算机之间执行通信时的时序图;
图6是图解说明根据本公开的实施例的在数字照相机的主体的控制单元与电池“1”的微计算机之间交换的通信数据的内容的图;
图7A是描述根据本公开的第一实施例的数字照相机的主体的控制单元执行的充电控制过程的流程图;
图7B是举例说明根据本公开第一实施例的图7A所示的过程的处于不同状态的电池“1”和电池“2”的充电控制性能的时序图;
图8是描述根据本公开第一实施例的电池的基本充电控制的过程的流程图;
图9是描述根据本公开第一实施例的锂离子电池的充电特性的图;
图10是描述根据本公开第一实施例的锂离子电池的温度特性的图;
图11是图解说明根据本公开第一实施例的电池的劣化对锂离子电池的充电特性的影响的图;
图12是图解说明根据本公开第一实施例的电池容量对锂离子电池的充电特性的影响的图;
图13是图解说明根据本公开第一实施例的并联电池单位数量对锂离子电池的充电特性的影响的图;
图14A是图解说明根据本公开第一实施例的锂离子电池在温度约束下的充电特性的图;
图14B是图解说明根据本公开第一实施例的在合法温度约束下的电池“1”和在非法温度约束下的电池“2”的充电控制性能的时序图;
图15A是图解说明根据本公开第三实施例的数字照相机的主体的控制单元对任意数量个电池的充电控制过程的流程图;
图15B是图解说明根据本公开第三实施例的图15A所示的过程的对三个电池(电池“1”、电池“2”以及电池“3”)的充电控制性能的时序图;
图16A是描述根据本公开第六实施例的数字照相机的主体的控制单元的充电控制过程的流程图;
图16B是举例说明根据本公开第六实施例的图16A所示的过程的对处于不同状态的电池“1”和电池“2”的充电控制性能的时序图;
图17A是描述根据本公开第六实施例的数字照相机的主体的控制单元对任意数量个电池的充电控制过程的流程图;
图17B是图解说明根据本公开第六实施例的图17A所示的过程的对三个电池(电池“1”、电池“2”以及电池“3”)的充电控制性能的时序图;
图18A是描述根据本公开第七实施例的数字照相机的主体的控制单元的充电控制过程的流程图;
图18B是举例说明根据本公开第七实施例的图18A所示的过程的对处于不同状态的电池“1”和电池“2”的充电控制性能的时序图;
图19A是描述根据本公开第七实施例的数字照相机的主体的控制单元对任意数量个电池的充电控制过程的流程图;
图19B是图解说明根据本公开第七实施例的图19A所示的过程的对三个电池(电池“1”、电池“2”以及电池“3”)的充电控制性能的时序图;
图20是示出根据本公开第八实施例的锂离子电池的充电特性的图;
图21是描述根据本公开第八实施例的数字照相机的主体的控制单元的充电控制过程的流程图;
图22是示出根据本公开第九实施例的锂离子电池的充电特性的图;
图23是描述根据本公开第九实施例的数字照相机的主体的控制单元的充电控制过程的流程图;
图24是描述根据本公开第十一实施例的数字照相机的主体的控制单元的充电控制过程的流程图;
图25是描述根据本公开第十二实施例的数字照相机的主体的控制单元的还一充电控制过程的流程图;以及
图26是图解说明根据本公开的另一实施例的系统结构的图。
具体实施方式
以下参照附图详细描述本公开的实施例。
需要一种对诸如数字照相机的装置的电池进行高效充电的方法,该装置被认为要在室外场合使用,在室外场合无法提供商用电源,因而难以进行快速充电。此外,为了即使在难以对设备进行充电的场所也长时间驱动该设备,除了具有嵌入电池以外,还可以从外部将设备连接到另一扩展电池。在数字单反照相机中,存在在拍摄人的过程中通过将照相机的主体往侧面转动几乎90度来进行垂直位置拍摄的情况,但是如果对把持方法不熟悉,那么难以把持照相机并且在快门操作过程中手可能会抖动。"垂直位置把手"是一个设置在单反照相机的主体底部的附件,配备有供垂直位置拍摄用的快门按钮、控制拨盘等,并且即使在将照相机的主体向侧面转动90度时,也能够以自然的姿势进行垂直位置拍摄,而不会导致手腕弯曲。大多数垂直位置把手都可以容纳多个电池。
图1是图解说明根据本公开的一个实施例的具有垂直位置把手的数字单反照相机的结构示例的图。
数字照相机101的主体配备有电池盒102。通常,将电池(未示出)插入电池盒102,以使得数字照相机101的主体由电池的电力来操作。另一方面,在图中所示的示例中,将垂直位置把手103的耦合部104插入电池盒102,以连接到数字照相机101的主体。如果垂直位置把手103连接到数字照相机101的主体,那么除了通过按压数字照相机101的主体的快门按钮105,甚至还可以通过按压垂直位置把手103的快门按钮106来进行拍摄。当通过将数字照相机101的主体设置在垂直位置,利用垂直位置把手103的快门按钮106来进行拍摄时,照相机很稳定并且容易拍摄。
垂直位置把手103配备有两个电池盒107和108。当结合数字照相机101的主体一起使用垂直位置把手103时,经由耦合部件104和数字照相机101的主体上的电池盒102,将插入电池盒107和108中的两个电池的电力提供给数字照相机101的主体,以操作数字照相机101的主体。
图2是图解说明使用根据本公开的实施例的图1所示的具有垂直位置把手103的数字照相机101的形式的图。
数字照相机101的主体连接到垂直位置把手103。在垂直位置把手103的电池盒107和108中,分别插入电池"1"109和电池"2"110。稍后要描述,通过数字照相机101的主体的充电控制,对电池"1"109和电池"2"110进行充电。
另一方面,数字照相机101的主体在装置一侧连接到USB缆线111的端子112。此外,USB缆线111的端子113在主机一侧连接到USB充电器114。将AC插头115附接到USB充电器114,以连接到商用电源插座116。从商用电源插座116经由USB缆线111和USB充电器114向数字照相机101的主体提供用于对电池"1″109和电池"2"110进行充电的电力。
图3A和图3B图解说明了根据本公开的实施例的图2所示的包括USB充电器114、数字照相机101的主体、垂直位置把手103以及电池"1″109和"2"110的充电系统的电路的框图。
在USB充电器114内,由整流电路117将从AC插头115提供的AC 100V的电路转换成DC 5V。
将在整流电路117中转换的DC 5V输出到USB缆线111的VBUS端子118。在USB充电器114内将USB缆线111的D+端子119与D-端子120短路。将USB缆线111的GND端子121连接到整流电路117的GND电平。
在数字照相机101的主体内,由恒压电路126将从VBUS端子122提供的DC 5V转换成DC 8.4V,然后输出到开关127。此外,由恒压电路126将提供的DC 5V转换成DC 3V,然后提供给包括微计算机等的控制单元128。
控制单元128检查是否可以从VBUS端子122提供足够的电流。此时,如果根据USB标准,D+端子与D-端子之间的电阻值等于或小于220Ω,那么使用被确定为提供1.5A的足够电流的端子。控制单元128的输入和输出端口连接到D+端子123和D-端子124。在当向D+端子123输出高电平时,给D-端子124的输入是高电平,而当向D+端子123输出低电平时,给D-端子124的输入是低电平的情况下,控制单元128确定可以从VBUS端子122提供足够的电流,然后开始充电控制。
控制单元128利用信号线129来控制开关127的接通和断开。开关127对恒压电路126的DC 8.4V输出进行开关,以经由另一恒流电路130输出到+端子131或者直接输出到+端子131。恒流电路130是对充电电流进行控制以不等于或高于100mA的电路。
控制单元128可以利用AD端口132测量+端子131处的电压。
控制单元128输出用于对电池"1″109或电池"2"110的充电进行切换的切换信号133。将切换信号133从1/2端子134输出到垂直位置把手103。
控制单元128利用信号线135与电池"1″109或电池"2"110进行通信。信号线135连接到C端子136。
控制单元128使USB侧的GND端子125处于GND电平。此外,GND端子125还连接到电池侧的-端子137。
在垂直位置把手103内,设置有开关138和139。
开关138将来自+端子140的电流供应切换到电池"1″109或电池"2"110。当将电流提供给电池"1″109时,+端子140与端子141连接。此外,当将电流提供给电池"2"110时,+端子140与另一+端子142连接。
开关139将控制单元128的通信切换到电池"1″109或电池"2"110。当控制单元128与电池"1″109进行通信时,C端子143与另一C端子144连接。此外,当控制单元128与电池"2"110进行通信时,C端子143与另一C端子145连接。
开关138和139基于来自1/2端子146的切换信号,切换到电池"1"109和电池"2"110中的任一个的连接。
-端子147直接连接到电池"1"109侧的-端子148和电池"2"110侧的-端子149。
在电池"1"109内,串联连接有两个电池单位150和151。电池单位150的正极连接到+端子152,电池单位151的负极经由用于检测电流的电阻器153连接到-端子154。
电池"1"109包括微计算机155。微计算机155接收来自电池单位150的正极的馈电156,并保持电池单位151的负极的GND 157。
微计算机155利用AD端口158测量电池单位150和151的总电压,并利用另一AD端口159测量电池单位(battery cell)150与151之间的中间电压。
此外,在微计算机155利用AD端口160和161测量电流检测电阻器153的两端的电压(电势差)之后,微计算机通过将所测得的电势差除以电流检测电阻器153的电阻值,计算流到电池单位150和151的充电电流。
此外,微计算机155利用AD端口162测量热敏电阻163的一侧的电池电压。热敏电阻163的另一侧的端子连接到GND 157。由微计算机155内的固定电阻器(未示出)将AD端口162拉高到基准电压。这样,由AD端口162测得的电压会由于电池109内的温度而变化。微计算机155预先存储描述温度与AD端口162测得的电压之间的关系的表,并基于AD端口162测得的电压获得温度。
然后,微计算机155可以从C端子164以数据的形式输出与如上所述地测得的温度、电流以及电压有关的信息。
另一方面,在电池"2"110内,两个电池单位165和166串联连接。电池单位165的正极连接到+端子167,电池单位166的负极经由用于检测电流的电阻器168连接到-端子169。
电池"2"110包括微计算机170。微计算机170接收来自电池单位165的正极的馈电171,并保持电池单位166的负极的GND 172。
微计算机170利用AD端口173测量电池单位165和166的总电压,并利用另一AD端口174测量电池单位(battery cell)165与166之间的中间电压。
此外,在微计算机170利用AD端口175和176测量电流检测电阻器168的两端的电压(电势差)之后,微计算机通过将所测得的电势差除以电流检测电阻器168的电阻值,计算流到电池单位165和166的充电电流。
此外,微计算机170利用AD端口177测量热敏电阻178的一侧的电池电压。热敏电阻178的另一侧的端子连接到GND 172。由微计算机170内的固定电阻器(未示出)将AD端口177拉高到基准电压。这样,由AD端口177测得的电压会由于电池110内的温度而变化。微计算机170预先存储描述温度与AD端口177测得的电压之间的关系的表,并基于AD端口177测得的电压获得温度。
然后,微计算机170可以从C端子179以数据的形式输出与如上所述地测得的温度、电流以及电压有关的信息。
在使用时,AC插头115连接到商用电源插座116。此外,利用USB缆线111,将USB充电器114的VBUS端子118、D+端子119、D-端子120以及GND端子121分别连接到数字照相机101侧的主体上的VBUS端子122、D+端子123、D-端子124以及GND端子125。此外,数字照相机101的主体连接到垂直位置把手103,并且数字照相机101的主体侧的+端子131、1/2端子134、C端子136以及-端子137分别连接到垂直位置把手103侧的+端子140、1/2端子146、C端子143以及-端子147。此外,垂直位置把手103安装有电池"1″109和电池"2"110,垂直位置把手103的+端子141、C端子144以及-端子148分别连接到电池"1″109的+端子152、C端子164以及-端子154,垂直位置把手103的+端子142、C端子145以及-端子149分别连接到电池"2"110的+端子167、C端子179以及-端子169。
注意,馈电不限于从USB充电器114经由USB缆线111的供电,任何形式的馈电都可以,只要馈电可以以恒定电压提供直流电即可。由于数字照相机101的主体的恒压电路126可以将电力转换成足够优化的电压,因此本公开所公开的技术可以应用于使用除5V的USB标准以外的其他电压进行的充电。
此外,电源不必是商用电源。电源可以是AC电源或DC电源,只要可以用USB充电器114中的整流电路将电源转换成恒定电压,就可以应用本公开所公开的技术。当然,可以使用能够提供电力的任何电源,如手动发电机、内燃机驱动的发电机、一次电池、二次电池、太阳能电池以及其他电子设备,作为电源,而不使用商用电源。
此外,电池“1”和“2”不限于串联连接的两个电池单位的连接,即使每个电池仅包含一个电池单位,也可以将三个或更多个电池单位串联连接。
此外,在图3所示的结构示例中,热敏电阻163和178分别布置在电池"1″和电池"2"内,以测量电池"1″和电池"2"的温度,但是可以将热敏电阻配置成安装在电池外部。例如,将热敏电阻布置在垂直位置把手103的电池"1″和电池"2"的相应电池盒107中108,以通过利用数字照相机101的主体的控制单元128的AD端口测量相应热敏电阻的电压值,来计算热敏电阻的温度。在此情况下,根据电池“1”和“2”的查找表,可以将基于热源的材料比热和位置而获得的电池盒107和108的温度转换成电池“1”和“2”的温度,然后可以利用温度进行电流限制。注意,当采用将电池“1”和“2”直接插入数字照相机101的主体而不使用垂直位置把手103的结构时,可以通过在设置在数字照相机101的主体中的各个电池盒(未示出)中安装热敏电阻,进行相同的温度限制处理。
此外,在图3所示的结构示例中,将用于测量电池"1″和"2"的充电电流的电阻器153和168分别布置在电池"1″和"2"的内部,但是可以将它们配置成附接到电池外部。例如,可以将电阻器153和168串联连接到垂直位置把手103的GND线。在此情况下,以如下方式获得充电电流:利用数字照相机101的主体的控制单元128的AD端口测量电阻器153和168的两端的电压,并将所测得的电势差除以电阻器153和168的电阻值,以用于稍后描述的充电控制。
作为另一种方式,可以将电阻器153和168串联连接到数字照相机101的主体的GND线。同样,在此情况下,以如下方式获得充电电流:利用数字照相机101的主体的控制单元128的AD端口测量电阻器153和168的两端的电压,并将所测得的电势差除以电阻器153和168的电阻值,以用于稍后描述的充电控制。
此外,在图3所示的结构示例中,将用于对电池"1"或电池"2"的充电进行切换的开关138和139布置在垂直位置把手103内,但是也可以将开关138和139配置成布置在数字照相机101的主体中。
此外,在图3所示的结构示例中,将用于控制充电电流(以满足上述“前提1”)的恒流电路130布置在数字照相机101的主体内,但是可以将恒流电路分别布置在电池"1″和"2"中的每一个内。在此情况下,电池"1″109内的微计算机155使AD端口158和159测量电池电压,当电池电压低于阈值时,微计算机使恒流电路工作,以对电池单位150和151进行恒定电力充电。以相同的方式,电池"2"110内的微计算机170使AD端口173和174测量电池电压,当电池电压低于阈值时,微计算机使恒流电路工作,以对电池单位165和166进行恒定电力充电。
图4是根据本公开的实施例的在数字照相机101与电池“1”109和电池“2”110之间的通信电路图。
电池"1″109的微计算机155的GND 157经由电池"1″109的-端子154、垂直位置把手的-端子148以及数字照相机101的主体的-端子137,连接到数字照相机101的主体的控制单元128的GND 180。
电池"1″109的微计算机155的输入和输出端口181经由电池"1″109的C端子164、垂直位置把手103的C端子144、开关139以及C端子143以及数字照相机101的主体的C端子136,连接到数字照相机101的主体的控制单元128的输入和输出端口135。
电池"2"110的微计算机170的GND 172经由电池"2"110的-端子169、垂直位置把手103的-端子149以及数字照相机101的主体的-端子137,连接到数字照相机101的主体的控制单元128的GND 180。
电池"2"110的微计算机170的输入和输出端口182经由电池"2"110的C端子179、垂直位置把手103的C端子145、开关139以及C端子143以及数字照相机101的主体的C端子136,连接到数字照相机101的主体的控制单元128的输入和输出端口135。
电池"1"109的微计算机155包括CPU(中央处理器)183、输入缓冲器184、输出缓冲器185、输出FET(场效应晶体管)186、拉起电阻器187以及拉起二极管188。
当希望将低电平信号输出到电池"1"109的C端子164时,电池"1"109的微计算机155利用输出缓冲器185输出高电平信号。然后,输出FET186被接通,输入和输出端口181变成低电平信号,C端子164变成低电平信号。
此外,当电池"1″109的微计算机155希望将高电平信号输出到电池"1″109的C端子164时,微计算机利用输出缓冲器185输出低电平信号。然后,输出FET186被截止,输入和输出端口181变成高电平信号,然后C端子164变成高电平信号。
此外,当电池"1″109的微计算机155希望知道电池"1″109的C端子164处于高电平还是低电平信号时,微计算机可以通过输入缓冲器184获得该信息。
电池"2"110的微计算机170包括CPU 189、输入缓冲器190、输出缓冲器191、输出FET 192、拉起电阻器193以及拉起二极管194。
当希望将低电平信号输出到电池"2"110的C端子179时,电池"2"110的微计算机170利用输出缓冲器191输出高电平信号。然后,输出FET192被接通,输入和输出端口182变成低电平信号,然后C端子179变成低电平信号。
此外,当电池"2"110的微计算机170希望将高电平信号输出到电池"2"110的C端子179时,微计算机利用输出缓冲器191输出低电平信号。然后,输出FET192被截止,输入和输出端口182变成高电平信号,然后C端子179变成高电平信号。
此外,当电池"2"110的微计算机170希望知道电池"2"110的C端子179处于高电平还是低电平信号时,微计算机可以通过输入缓冲器190获得该信息。
数字照相机101的主体的控制单元128包括CPU 195、输入缓冲器196、输出缓冲器197、输出FET198、拉起电阻器199以及拉起二极管200。
当控制单元128希望将低电平信号输出到数字照相机101的主体的C端子136时,控制单元利用输出缓冲器197输出高电平信号。然后,输出FET198被导通,输入和输出端口135变成低电平信号,然后C端子136变成低电平信号。
此外,当控制单元128希望将高电平信号输出到数字照相机101的主体的C端子136时,控制单元利用输出缓冲器197输出低电平信号。然后,输出FET198被导通,输入和输出端口135变成高电平信号,然后C端子136变成高电平信号。
此外,当控制单元128希望知道数字照相机101的主体的C端子136处于高电平还是低电平信号时,控制单元可以通过输入缓冲器196获得该信息。
控制单元128的输出端口133经由数字照相机101的主体的1/2端子134和垂直位置把手103的1/2端子146,连接到开关139。
在数字照相机101的主体侧,控制单元128可以通过控制输出端口133,使得开关139获得“C端子143和144的连接以及C端子143和145的断开”,来与电池"1″109的微计算机155进行通信。此外,控制单元128可以通过控制输出端口133,使得开关139获得“C端子143和144的断开以及C端子143和145的连接”,来与电池"2"110的微计算机170进行通信。
图5是图解说明根据本公开的实施例的当在数字照相机101的主体的控制单元128与电池“1”109的微计算机155之间执行通信时的时序图。不过,假设数字照相机101的主体的控制单元128通过设定开关139以获得“C端子143和144的连接以及C端子143和145的断开”,来与电池"1"109的微计算机155进行通信。此外,将信号设定成在低活动状态(low active state)下被驱动。
在通信开始之前,将电池"1"109的输出FET186和数字照相机101的主体的输出FET198一起截止。此时,如标号501所示,作为通信线的信号线135是高电平信号。
在通信开始时,数字照相机101的主体的控制单元128接通输出FET198与1比特的通信数据相当的时间,使得如标号502所示通信线处于低电平信号。数字照相机101的主体的控制单元128和电池"1"109的微计算机155基于与1比特的通信数据相当的低电平部分来同步化通信定时。
随后,数字照相机101的主体的控制单元128向通信线发送长度为8比特的命令,如标号503所示。此时,控制单元128对于高输出的比特,使输出FET198截止,而对于低输出的比特,使其接通。
关于该操作,电池"1″109的微计算机155通过输入缓冲器184接收命令,即,通信线的高电平/低电平信号。
随后,数字照相机101的主体的控制单元128向通信线发送长度为2比特的停止比特,如标号504所示。电池"1″109的微计算机155基于该2比特停止比特确定通信的完成。
随后,数字照相机101的主体的控制单元128导通输出FET198与1比特的通信数据相当的时间,从而通信线是低电平信号,如标号505所示。
随后,电池"1″109的微计算机155向通信线发送长度为8比特的响应,如标号506所示。此时,对于高输出比特,电池"1″109的微计算机155使输出FET186截止,而对于低输出比特,使输出FET186导通。
对于该操作,数字照相机101的主体的控制单元128通过输入缓冲器196接收响应,即,通信线的高电平/电平信号。
随后,数字照相机101的主体的控制单元128向通信线发送长度为2比特的停止比特,如标号507所示。电池"1″109的微计算机155基于该2比特停止比特确定通信的完成。
根据上述系列事件,完成一轮通信。
此外,数字照相机101的主体的控制单元128通过设定开关139以获得“C端子143与144的断开和C端子143与145的连接”,可以与电池"2"110的微计算机170通信。该情况的通信方法与上述方法相同。
图6总结了根据本公开的实施例的图5所示的通信序列中的在数字照相机101的主体的控制单元128与电池“1”109的微计算机155之间交换的通信数据的内容。
当数字照相机101的主体的控制单元128发送请求电流的命令"0x01"时,电池"1"109的微计算机155以电流值作为响应来回复。
此外,当数字照相机101的主体的控制单元128发送请求总电压的命令"0x02"时,电池"1"109的微计算机155以总电压值作为响应来回复。
此外,当数字照相机101的主体的控制单元128发送请求中间电压的命令"0x03"时,电池"1″109的微计算机155以中间电压值作为响应来回复。
此外,当数字照相机101的主体的控制单元128发送请求温度的命令"0x04"时,电池"1″109的微计算机155以温度作为响应来回复。
此外,数字照相机101的主体的控制单元128可以通过该通信方法,从电池"1″109和电池"2"110获得电池的类型ID,并且还可以与电池"1″109和电池"2"110进行识别通信。控制单元128进行稍后要描述的对电池"1″109和电池"2"110的充电,但是可以将类型ID表示电池不受控制单元128的充电控制的电池或者难以进行正确的识别通信的电池排除掉(或者不对其进行充电),而不作为充电控制目标。
第一实施例
数字照相机101的主体的控制单元128对插入垂直位置把手103中的电池"1″109和电池"2"110的充电进行控制。基本上,通过对每个电池执行几秒钟的测试充电来确定充电电流,然后按从测试充电获得的最高充电电流值起的顺序对电池进行充电。将所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当在所有电池被充满之前停止充电时,充电电流积分值会变大,因此高效地控制了充电。
图7A图解说明了根据本公开的第一实施例的数字照相机101的主体的控制单元128执行的充电控制过程的流程图。如图所示,按从测试充电到主充电的顺序执行充电控制。
当充电开始时,首先对电池"1"109执行基本充电控制(步骤S701),获得电池"1"109的充电电流值"1"(步骤S702),然后,对电池"2"110执行基本充电控制(步骤S703),然后获得电池"2"110的充电电流值"2"(步骤S704)。
从而,测试充电结束,然后开始主充电。
在主充电中,首先,将在测试充电中获得的电池"1″109的充电电流值"1"与电池"2"110的充电电流值"2"的大小进行比较(步骤S705)。
当在测试充电中获得的电池"1"109的充电电流值"1"较大时(步骤S705中的“是”),执行对电池"1″109的基本充电控制(步骤S706)。对电池"1″109的基本充电控制持续,直到对电池"1″109的充电继续,电池电压与用于充电的电源电压之间的电势差变小从而充电电流值低于存储在控制单元128中的预定阈值为止(步骤S707中的“否”)。
然后,当电池"1″109的充电电流值低于预定阈值时(步骤S707中的“是”),确定完成对电池"1″109的充电,随后,执行对电池"2"110的基本充电控制(步骤S708)。对电池"2"110的基本充电控制持续,直到对电池"2"110的充电继续,电池电压与用于充电的电源电压之间的电势差变小从而充电电流值低于预定阈值为止(步骤S709中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值时(步骤S709中的“是”),确定完成对两个电池的充电,控制单元128利用信号线129使开关127处于“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S710),从而完成充电控制。
另一方面,当在测试充电中获得的电池"2"110的充电电流值"2"较大时(步骤S705中的“否”),执行对电池"2"110的基本充电控制(步骤S711)。对电池"2"110的基本充电控制持续,直到对电池"2"110的充电继续,电池电压与用于充电的电源电压之间的电势差变小从而充电电流值低于存储预定阈值为止(步骤S712中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值时(步骤S712中的“是”),确定完成对电池"2"110的充电,随后,执行对电池"1"109的基本充电控制(步骤S713)。对电池"1"109的基本充电控制持续,直到对电池"1"109的充电继续,电池电压与用于充电的电源电压之间的电势差变小从而充电电流值低于预定阈值为止(步骤S714中的“否”)。
然后,当电池"1"109的充电电流值低于预定阈值时(步骤S714中的“是”),确定完成对两个电池的充电,控制单元128利用信号线129使开关127处于“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S715),从而完成充电控制。
图8是描述根据本公开第一实施例的电池的基本充电控制的过程的流程图。在此,图中的参数n表示要经过基本充电控制的电池的ID,在电池"1″109的情况下n是1,在电池"2"110的情况下n是2。
当基本充电控制开始时,首先,检查n的值是否已经改变(步骤S801)。当n的值已经改变时(步骤S801中的“是”),换句话说,当要经过基本充电控制的电池已经切换时,控制单元128利用信号线129使开关127处于“在恒流电路侧连接且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S802),并利用信号线133操作开关138和139,以切换要提供从恒流电路130输出的充电电流的电池(步骤S803)。
此时,以100mA的恒定充电电流对要经过基本充电控制的电池"n"进行初始充电。
控制单元128利用AD端口132测量+端子131处的电压,即,充电电压(步骤S804)。当充电电压大于控制单元128中存储的预定阈值时(步骤S805中的“是”),控制单元128使开关127处于“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧连接”的切换状态(步骤S806),以用从恒压电路126输出的8.4V进行恒压充电。否则,控制单元128不改变开关127的“在恒流电路侧连接且在直接连接线侧断开”的状态,并继续用从恒流电路130输出的100mA进行的恒流充电。
最后,控制单元128利用输入和输出端口135获得要经过基本充电控制的电池"n"的充电电流值(步骤S807)。
串联连接有两个电池单位的锂离子组装电池的充电特性如图9所示。
如果电池的放电继续并且电池电压下降到约4V,内部阻抗增大,对放电电流的电压影响增大,从而通常难以实际使用该电池。此外,如果放电继续并且电池电压下降到低于4V,通常在电池电极中会发现有锂金属的沉淀(precipitation)。由于锂金属的沉淀,电池内的离子的运动被限制,导致电池的劣化,因此,如果在电池内设置有保护电路(未示出)并且电池电压下降到约4V,那么电池不会被放电到超过该水平。因此,当对完成了放电的锂离子电池进行充电时,从4V的充电电压开始进行充电,如标号948所示。
此外,当充满时,串联连接有两个电池单位的锂离子组装电池的电池电压是8.4V,并且在充电过程中必须通过最后施加8.4V来进行充电。然而,如果从开始充电时就施加8.4V的充电电压,那么充电电压与电池电压之间的电势差变大,会由于到电池的高电流流入而导致电池的劣化。因此,在充电的第一阶段,有必要用约100mA的低电流进行充电,如标号949所示。
然后,如标号950所示,充电继续然后电池电压变成约6V,充电电压与电池电压之间的电势差变小,高电流不会流到电池中,因此,将充电操作从100mA的恒流充电切换到8.4V的恒压充电。
在USB充电的情况下,USB充电器114的馈电能力是1500mA。因此,在操作切换到8.4V的恒压充电之后,1500mA的充电继续一段时间,如标号951所示。
此外,如果充电继续并且充电电压与电池电压之间的电势差变得更小,充电电流逐渐减小,如标号952所示。然后,充电电流逐渐减小然后降低到约50mA,即使充电进一步继续,电池的容量也几乎不增加,完成充电,如标号953所示。
在此,将描述当本实施例中要充电的电池处于上述充电过程中的A到D中的每一个状态时的充电操作。
状态A:在用100mA的恒流充电时(标号949)
状态B:在用作为USB充电的最大电流的1500mA的充电时(标号951)
状态C:在充电电流逐渐减小(标号952),然后变成200mA时
状态D:在充电电流变成60mA然后接近充电完成时(标号953)
在本实施例中,对充电进行控制,从而按从最高充电电流值起的顺序对电池充电。这样,如果根据图7A所示的过程进行充电控制,那么按充电电流的顺序基于状态B→状态C→状态A→状态D的优先级进行充电。
图7B的时序图举例说明了对处于根据图7A所示的过程的不同状态下的电池"1"和电池"2"的充电控制性能。
电池"1"处于状态B,从基本充电控制(1)获得作为USB充电的最大电流的1500mA作为其充电电流"1″。另一方面,电池"2"处于状态C,其充电电流逐渐减小。从基本充电控制(2)获得400mA作为其充电电流"2"。这样,在主充电中,首先对充电电流较高的电池"1″进行充电。
当对电池"1″的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,并且充电电流逐渐减小。然后,充电电流减小然后降低到约50mA的预定阈值。在对电池“1”的充电的中间,电池"2"的充电电流"2"增大,但是在图7A所示的过程中,一旦选择了对电池“1”的充电,充电就继续,直到充满电池“1”。然后,对电池“1”的充电完成,开始对电池“2”的充电。当对电池"2"的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,并且充电电流逐渐减小。然后,充电电流减小然后降低到约50mA的预定阈值,对电池“2”的充电也完成。这样,如图所示,按箭头A→B→C→D→E的顺序执行对电池“1”和“2”的充电。
如果按从充电电流值最高的电池起的顺序执行充电,那么对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值会变大,这是高效的。
图10图解说明了根据本公开第一实施例的锂离子电池的温度特性。在图中,按与图9相同的方式,横轴表示时间并且纵轴表示充电电压(电池电压)和充电电流,并且示出了在每个温度下串联连接有两个电池单位的锂离子组装电池的充电特性。
如果电池的温度变低,锂离子电池的内部阻抗通常增大。因此,状态B下的充电电流在通常温度(25°C)下例如降低到1500mA,而在较低温度(0°C)下降低到1000mA。
这样,如果如上所述按从充电电流较高的电池起的顺序进行充电,那么从常温(25°C)下的电池起到较低温度(0°C)下的电池的顺序进行充电。对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值会变大,这是高效的。
图11图解说明了根据本公开第一实施例的电池的劣化对锂离子电池的充电特性的影响。在图中,按与图9相同的方式,横轴表示时间,纵轴表示充电电压(电池电压)和充电电流。
如果电池由于重复充电和放电而劣化,那么锂离子电池的内部阻抗通常会增大。因此,状态B下的充电电流在新电池的情况(在生产之后第一次充电时)下降低到1500mA,而在劣化电池的情况下(在充电100次之后充电时)降低到1000mA。
因此,如果如上所述按从充电电流较高的电池起的顺序进行充电,那么从新电池(在生产之后第一次充电时)到劣化电池进行充电。对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值会变大,这是高效的。
此外,图12图解说明了根据本公开第一实施例的电池容量对锂离子电池的充电特性的影响。在该图中,按与图9相同的方式,横轴表示时间,纵轴表示充电电压(电池电压)和充电电流。
通常,锂离子电池的内部阻抗随电池容量的增大而减小。因此,状态B下的充电电流在电池具有大容量(2000mAh)的情况下降低到1500mA,而在电池具有小容量(1000mAh)的情况下降低到1000mA。
因此,如果如上所述按从充电电流较高的电池起的顺序进行充电,那么从具有大容量(2000mAh)的电池到具有小容量(1000mAh)的电池进行充电。对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值会变大,这是高效的。
此外,图13图解说明了根据本公开第一实施例的并联电池单位数量对锂离子电池的充电特性的影响。在该图中,按与图9相同的方式,横轴表示时间,纵轴表示充电电压(电池电压)和充电电流。
在一些情况下,通过并联连接电池单位并放入一个封装中形成组装电池,作用锂离子电池。如果电池单位并联连接,其阻抗比具有一个电池单位的电池小。因此,在状态B下的充电电流在并联连接有两个电池单位的组装电池的情况下降低到1500mA,在具有一个电池单位的电池的情况下降低到1000mA。
因此,如果如上所述按从充电电流较高的电池起的顺序进行充电,那么从具有两个并联电池单位的组装电池到具有一个电池单位的电池进行充电。对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值会变大,这是高效的。
应对对这种锂离子电池的充电进行控制,以不超过如电气设施和材料安全法之类的安全规定中规定的温度。因此,由微计算机155使热敏电阻163测量温度,从而测量电池"1″中的温度,并由微计算机170使热敏电阻178测量温度,从而测量电池"2"中的温度。这样,数字照相机101的主体的控制单元128基于C端子的通信命令"0x04",获得电池"1″和电池"2"中的正在被充电的电池的温度。在此,当温度等于或高于规定的温度阈值时,控制单元128利用信号线129控制开关127,以设定“恒流电路侧的连接和直接连接线侧的断开”的状态,然后,利用恒流电路130将充电电流限制到100mA,以防止电池中的温度升高。
当温度低于阈值并且防止温度升高的处理未执行时,充电电流在状态B中是1500mA,而在状态C中是200mA,因此,按从状态B中的电池到状态C中的电池的顺序进行充电。对于该操作,当状态B中的电池的温度变得高于阈值,然后进行防止温度升高的处理时,导致充电电流被限制到100mA,在状态C中的电池的充电电流变得较高(参见图14A)。这样,按从状态C中的电池到状态B中的电池的顺序进行充电。
因此,如果如上所述按从充电电流较高的电池起的顺序进行充电,那么从未执行防止温度升高的处理的电池到执行防止温度升高的处理的电池进行充电。对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值会变大,这是高效的。
图14B的时序图举例说明了根据图14A所示的过程对进行了温度约束的电池“1”和未进行温度约束的电池“2”的充电控制性能。
电池"1″处于进行防止温度升高的处理的状态B,并且充电电流被限制到100mA,并从基本充电控制(1)获得作为USB充电的最大电流的100mA作为其充电电流"1″。另一方面,电池"2"处于状态C,并且其充电电流逐渐减小。从基本充电控制(2)获得200mA作为其充电电流"2"。因此,在主充电中,首先对充电电流较高的电池"2"进行充电。
在对电池"2"的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,然后充电电流逐渐减小。然后,当充电电流减小然后降低到约50mA的预定阈值时,对电池“2”的充电完成。
此时,认为电池“1”的温度降低到等于或低于阈值的点,并且防止温度升高的处理完成。并从基本充电控制(1)获得作为USB充电的最大充电电流的1500mA作为其充电电流"1″,并开始对电池“1”的充电。在对电池"1″的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,然后充电电流逐渐减小。然后,当充电电流减小然后降低到约50mA的预定阈值时,对电池“1”的充电完成。因此,如图所示,按箭头A→B→C→D的顺序对电池"1″和"2"进行充电。
第二实施例
至此,描述了锂离子电池的充电控制。然而,本公开中公开的技术可以按相同的方式应用于不仅包括锂离子电池在内的电池,而且还包括其他通用二次电池在内的电池,如镍金属氢化物电池、镍-镉电池以及铅电池。二次电池一般具有与锂离子电池相同的特性,如“低电压下的电流限制的必要性”(前提1)、“由于低温导致的内部阻抗的增大”(前提2)、“由于劣化导致的内部阻抗的增大”(前提3)、“在组装电池的情况下内部阻抗的减小”(前提4)以及“为了满足安全规定而限制电流的必要性”(前提5)。因此,如果按充电电流高的电池的顺序进行充电,以与上述相同的方式,对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,充电电流积分值会变大,即,所有电池的总充电量变大,这是高效的。
第三实施例
至此,已经描述了同时对两个电池进行充电的充电控制,但是本公开中公开的技术可以按相同的方式应用于甚至使用三个或更多个电池的情况。即使要使用三个或更多个电池,也可以对各个电池顺序地进行测试充电以获得其充电电流,然后按电流值较高的电池的顺序开始充电。对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,充电电流积分值会变大,即,所有电池的总充电量变大,这是高效的。
图15A图解说明根据本公开第三实施例的数字照相机101的主体的控制单元128对任意数量个电池的充电控制过程的流程图。如图所示,按测试充电和主充电的顺序进行充电控制。
在测试充电中,首先,用初值1代入变量k(步骤S1501)以计算经过测试充电的电池的数量,对电池"k"执行基本充电控制(步骤S1503),获得电池"k"的充电电流值"k"(步骤S1504),并每次增大1地增大k(步骤S1505),重复,直到k达到电池的数量(步骤S1502中的“是”)。步骤S1503中执行的基本充电控制的过程与图8所示的相同。
然后,当k达到电池的数量时(步骤S1502中的“否”),完成测试充电,随后,开始主充电。
在主充电中,首先获得在测试充电中获得的充电电流值最大的电池ID,用该电池ID代替表示电池ID的变量n以执行主充电(步骤S1506)。此时,如果存在两个或更多个电池具有相同的电流值,那么为了方便起见选择最小的电池ID。
接着,对电池"n"执行基本充电控制(步骤S1507)。对电池"n"的基本充电控制继续,直到对电池“n”的充电继续,用于充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1508中的“否”)。然后,如果充电电流值低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1508中的“是”),用0代替电池“n”的电流值“n”(步骤S1509),表示充电完成。
重复步骤S1506到S1509的充电操作,直到所有电池的电流值都变成0,换句话说,直到所有电池的充电都完成(步骤S1510中的“否”)。
然后,当所有电池的充电都完成(步骤S1510中的“是”)时,设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S1511),从而完成充电控制。
图15B是图解说明根据图15A所示的过程的对三个电池(电池“1”、电池“2”以及电池“3”)的充电控制性能的时序图。
通过测试充电,获得电池"1″,"2"以及"3"的初始状态下的充电电流。结果,获得作为USB充电的最大电流的1500mA,作为电池"1″的充电电流"1″。此外,电池"2"和"3"的充电电流逐渐减小,分别获得初始状态下的400mA和300mA的充电电流。这样,在主充电中,首先对充电电流较高的电池“1”进行充电。
当对电池“1”的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,充电电流逐渐减小。然后,当充电电流减小然后降低到约50mA的预定阈值时,完成对电池“1”的充电。
随后,开始对在初始状态下的充电电流值第二高的电池“2”进行充电。当对电池“2”的充电继续,充电电压与电池电压之间的电势差变小时,充电电流逐渐减小。然后,当充电电流减小然后降低到约50mA的预定阈值时,完成对电池“2”的充电。
最后,开始对在初始状态下的充电电流值最低的电池“3”进行充电。当对电池“3”的充电继续,充电电压与电池电压之间的电势差变小时,充电电流逐渐减小。然后,当充电电流减小然后降低到约50mA的预定阈值时,完成对电池“3”的充电。
从而,如图所示,按A→B→C→D→E→F→G→H→I→J的顺序执行对电池"1"、"2"以及"3"的充电。
如果按充电电流高的电池的顺序进行充电,对所有电池充满所需的时间不受充电顺序的影响,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值会变大,这是高效的。
第四实施例
参照图1到4,描述了其中对插入数字照相机101的主体上的垂直位置把手103中的电池"1"和"2"执行充电控制的实施例,但是本公开中公开的技术精神并不限于此,即使将两个电池直接插入数字照相机101的主体来进行充电控制,而不使用垂直位置把手103,也可以获得相同的效果。
第五实施例
至此,已经描述了对多个电池进行充电控制的数字照相机101的主体的实施例,但是即使当除这种数字照相机以外的通用电子设备同时对两个或更多个电池进行充电,本公开中公开的技术也可以按相同的方式应用于该通用电子设备。例如,本公开中公开的技术可以按相同的方式应用于使用多个二次电池作为电源的各种电子设备,如专用充电器、个人计算机、移动电话、便携式音乐再现装置、交通工具、铁路交通工具、船只、飞机、卫星、机器人、房子、照明设备、医疗设备、测量仪器、机器工具、电视、无线电、收发机、紧急电源等。
第六实施例
在图7A所示的充电控制过程中,配置成当在测试充电中获得各电池的充电电流值时,在主充电中在对充电电流较高的电池完成了充电之后,开始对充电电流值较低(充电电流值第二高)的电池进行充电。换句话说,在主充电中,一旦对电池开始充电,在前一充电完成之前,不会将充电切换到另一电池。
作为充电控制的修改例,可以配置成:在开始主充电之后,当正在被充电的电池的充电电流值比从不在被充电的电池获得的电流值低固定值或更多时,切换要充电的电池。在此,设置“固定值”的滞后的原因是为了使充电控制稳定,从而不会频繁切换要充电的电池。
图16A是描述根据本公开第六实施例的数字照相机101的主体的控制单元128的充电控制过程的流程图。如图所示,从测试充电到主充电按顺序进行充电控制,但是在主充电中,当正在被充电的电池的充电电流值比从不在被充电的电池获得的电流值低固定值或更多时,切换要充电的电池。
当开始充电时,首先对电池"1"109进行基本充电控制(步骤S1601),获得电池"1"109的充电电流值"1"(步骤S1602),随后,对电池"2"110进行基本充电控制(步骤S1603),然后获得电池"2"110的充电电流值"2"(步骤S1604)。基本充电控制的过程与图8所示的相同。
从而,测试充电结束,然后主充电开始。
在主充电中,首先,当获得当前充电电流值最大的电池ID时,用该电池ID替换表示用于进行主充电的电池ID的变量n(步骤S1605)。此时,如果存在两个或更多个电池具有相同的电流值,为了方便起见,选择最小电池ID。
接着,对电池"n"进行基本充电控制(步骤S1606)。对电池"n"的充电继续,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值变小。然后,如果电池"n"的充电电流值低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1607中的“是”),用0代替电池"n"的电流值“n”(步骤S1608),表示充电完成。另一方面,如果电池"n"的充电电流值不低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1607中的“否”),向电池“n”的电流值“n”增加一个滞后值(hysteresis)(步骤S1611)。所述滞后值被设计成根据系统任意确定。
重复S1605到S1608的充电控制,直到所有电池的电流值变成0,换句话说,直到完成对所有电池的充电(步骤S1609中的“否”)。
然后,当完成对所有电池的充电(步骤S1609中的“是”)时,将状态设定为“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”(步骤S1610),从而充电控制结束。
图16B是举例说明根据图16A所示的过程的对处于不同状态的电池“1”和电池“2”的充电控制性能的时序图。在此,假设将100mA设定为充电电流的滞后值。
对于电池“1”,获得初始状态下的作为USB充电的最大电流的1500mA。另一方面,对于电池“2”,初始状态下的充电电流逐渐减小,获得400mA作为其充电电流"2"。这样,在主充电中,首先对充电电流较高的电池"1"进行充电。
当对电池"1"的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,充电电流(即,电流值"1")逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,对电池"1″的当前充电电流增加100mA的滞后值。然后,当增加了100mA的滞后值的电流值“1”大于电池"2"的电流值“2”时,对电池“1”的充电继续。
当对电池“1”的充电进一步继续时,增加了100mA的滞后值的电流值“1”小于400mA的电池"2"的电流值“2”。然后,停止对电池“1”的充电,切换操作以对电池“2”进行充电。
当对电池“2”的充电继续时,充电电流(即,电流值“2”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,对电池"2"的当前充电电流增加100mA的滞后值。然后,当增加了100mA的滞后值的电流值“2”大于300mA的电池"1″的电流值“1”时,对电池“2”的充电继续。
当对电池“2”的充电进一步继续时,增加了100mA的滞后值的电流值“2”小于300mA的电池"1″的电流值“1”。然后,停止对电池“2”的充电,切换操作以再次对电池“1”进行充电。
当对电池“1”的充电继续时,充电电流(即,电流值“1”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,对电池"1″的当前充电电流增加100mA的滞后值。然后,当增加了100mA的滞后值的电流值“1”大于400mA的电池"2"的电流值“2”时,对电池“1”的充电继续,但是如果电流值小于400mA,对电池“1”的充电停止,切换操作以再次对电池“2”进行充电。
当对电池“2”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,对电池"2"的充电完成,切换操作以再次对电池“1”进行充电。此外,当对电池“1”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,对电池"1"的充电完成。
因此,如图所示,按箭头A→D→B→E→C的顺序执行对电池"1"和"2"的充电。如果交替执行对电池"1"和"2"的充电,对所有电池充满所需的时间不变,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,对每个电池的充电基本上相同地完成,因此,操作更高效。
图17A是描述根据本公开第六实施例的数字照相机101的主体的控制单元128对任意数量个电池的充电控制过程的流程图。如图所示,从测试充电到主充电按顺序进行充电控制,但是在主充电中,如果正被充电的电池的充电电流值比从不在被充电的电池获得的电流值低固定值,那么切换要充电的电池。
在测试充电中,首先,用初值1代入变量k以计算经过测试充电的电池的数量(步骤S1701),对电池"k"执行基本充电控制(步骤S1703),获得电池"k"的充电电流值"k"(步骤S1704),并每次增大1地增大k(步骤S1705),重复该过程,直到k达到电池的数量(步骤S1702中的“是”)。步骤S1703中执行的基本充电控制的过程与图8所示的相同。
然后,当k达到电池的数量时(步骤S1702中的“否”),完成测试充电,随后,开始主充电。
在主充电中,首先,当获得在测试充电中获得的当前充电电流值最大的电池ID时,用该电池ID代替表示电池ID的变量n以执行主充电(步骤S1706)。此时,如果存在两个或更多个电池具有相同的电流值,那么为了方便起见选择最小的电池ID。
接着,对电池"n"进行基本充电控制(步骤S1707)。对电池"n"的充电继续,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值变小。然后,如果电池"n"的充电电流值低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1708中的“是”),用0代替电池"n"的电流值“n”(步骤S1709),表示充电完成。另一方面,电池"n"的充电电流值不低于控制单元128中存储的预定阈值,向电池“n”的电流值“n”增加一个滞后值(步骤S1712)。所述滞后值被设计成根据系统任意确定。
重复S1706到S1709的充电控制,直到所有电池的电流值变成0,换句话说,直到完成对所有电池的充电(步骤S1710中的“否”)。
然后,当完成对所有电池的充电(步骤S1710中的“是”)时,将状态设定为“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”(步骤S1711),从而充电控制结束。
图17B是图解说明根据图17A所示的过程的对电池“1”、“2”以及“3”的充电控制性能的时序图。在此,假设将100mA设定为充电电流的滞后值。
从测试充电开始,获得电池"1″、"2"以及"3"在初始状态下的充电电流。结果,作为电池“1”的充电电流"1″,获得作为USB充电的最大电流的1500mA。此外,电池"2"和"3"的充电电流逐渐减小,获得初始状态下的400mA和300mA的各个充电电流。这样,在主充电中,首先对充电电流值最高的电池"1″进行充电。
当对电池"1″的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,充电电流(即,电流值"1″)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,对电池"1″的当前充电电流增加100mA的滞后值。然后,当增加了100mA的滞后值的电流值“1”大于电池"2"和“3”的电流值“2”和“3”时,对电池“1”的充电继续。
当对电池“1”的充电进一步继续时,增加了100mA的滞后值的电流值“1”小于400mA的电池"2"的电流值“2”。然后,停止对电池“1”的充电,切换操作以对电池“2”进行充电。
当对电池“2”的充电继续时,充电电流(即,电流值“2”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,对电池"2"的当前充电电流增加100mA的滞后值。然后,当增加了100mA的滞后值的电流值“2”大于电池"1"和“3”的电流值“1”和“3”时,对电池“2”的充电继续。
当对电池“2”的充电进一步继续时,增加了100mA的滞后值的电流值“2”小于电池"1″和“3”的电流值“1”和“3”。然后,停止对电池“2”的充电,切换操作以再次对电池“1”进行充电。电流值“1”和“3”相同,但是在此情况下,将充电切换到电池ID较小的电池。
当对电池“1”的充电继续时,充电电流(即,电流值“1”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,对电池"1"的当前充电电流增加100mA的滞后值。然后,当增加了100mA的滞后值的电流值“1”大于电池"2"和“3”的电流值“2”和“3”时,对电池“1”的充电继续,但是如果电流值小于电池"2"和“3”的电流值“2”和“3”,对电池“1”的充电停止,切换操作以再次对电池“2”进行充电。电流值“2”和“3”相同,但是在此情况下,将充电切换到电池ID较小的电池。
当对电池“2”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,对电池"2"的充电完成,切换操作以再次对电池“1”进行充电。电流值“1”和“3”相同,但是在此情况下,将充电切换到电池ID较小的电池。
当对电池“1”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,对电池"1″的充电完成,切换操作以对电池“3”进行充电。然后,当对电池“3”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,对电池"3"的充电完成。
因此,如图所示,按箭头A→E→B→C→F→I→D→G→J的顺序执行对电池"1″、"2"以及“3”的充电。如果交替执行对电池"1″、"2"以及“3”的充电,对所有电池充满所需的时间不变,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,对每个电池的充电基本上相同地完成,因此,操作更高效。
第七实施例
作为充电控制的另一修改例,在开始主充电之后,当正在被充电的电池的充电电流值比从不在被充电的电池获得的电流值低时,可以在固定时间过去之后切换要充电的电池。在此,设置“固定时间”的滞后的原因是为了使充电控制稳定,从而不会频繁切换要充电的电池。
图18A是描述根据本公开第七实施例的数字照相机101的主体的控制单元128的充电控制过程的流程图。如图所示,从测试充电到主充电按顺序进行充电控制,但是在主充电中,在自正被充电的电池的充电电流值比从不在被充电的电池获得的电流值低固定值或更大值起经过了固定时间之后,切换要充电的电池。
当开始充电时,首先对电池"1"109进行基本充电控制(步骤S1801),获得电池"1"109的充电电流值"1"(步骤S1802),随后,对电池"2"110进行基本充电控制(步骤S1803),然后获得电池"2"110的充电电流值"2"(步骤S1804)。基本充电控制的过程与图8所示的相同。
从而,测试充电结束,然后主充电开始。
在主充电中,首先,当获得当前充电电流值最大的电池ID时,用该电池ID替换表示用于进行主充电的电池ID的变量n(步骤S1805)。此时,如果存在两个或更多个电池具有相同的电流值,为了方便起见,选择最小电池ID。
接着,对电池"n"进行基本充电控制(步骤S1806)。对电池"n"的充电继续,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值变小。然后,如果电池"n"的充电电流值低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1807中的“是”),用0代替电池"n"的电流值“n”(步骤S1808),然后表示充电完成并将0设定为固定时间(步骤S1809)。
另一方面,如果电池"n"的充电电流值不低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1807中的“否”),用在步骤S1806的基本充电控制中获得的电流值替换电池"n"的电流值“n”(步骤S1816),并设定10分钟的时间作为固定时间(步骤S1817)。该固定时间是在切换要充电的电池之前的等待时间,但是可以根据系统来任意确定。
如果在不是所有电池的电流值都为0时(换句话说,当未完成对所有电池的充电时)获得了当前充电电流值最大的电池ID(步骤S1810中的“否”),用该电池ID代替表示用于进行主充电的电池ID的变量m(步骤S1812)。此时,如果存在两个或更多个电池具有相同的电流值,为了方便起见,选择最小电池ID。
当m等于n时,换句话说,当电池"n"的充电电流仍然最大时(步骤S1813中的“是”),处理进行到步骤S1806,并且对电池"n"的充电操作继续。
另一方面,当m不等于n时,换句话说,当电池"m"而不是电池“n”的充电电流最大时(步骤S1813中的“否”),随后,检查是否经过了在步骤S1817中设定的固定时间(步骤S1814)。
当尚未经过固定时间时(步骤S1814中的“否”),处理进行到步骤S1806,并且对电池"n"的充电操作继续。对于该操作,当在电池"m"而不是电池“n”的充电电流最大之后经过了固定时间时(步骤S1814中的“是”),用m代替n以进行到步骤S1806,并将充电操作切换到电池"m"。
然后,当完成对所有电池的充电(步骤S1810中的“是”)时,将状态设定为“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”(步骤S1811),从而充电控制结束。
图18B是举例说明根据图18A所示的过程的对处于不同状态的电池“1”和电池“2”的充电控制性能的时序图。在此,假设设定切换要充电的电池的固定时间(即,10分钟的时间)作为滞后时间(hysteresis)。
对于电池“1”,获得初始状态下的作为USB充电的最大电流的1500mA。另一方面,对于电池“2”,初始状态下的充电电流逐渐减小,获得400mA作为其充电电流"2"。这样,在主充电中,首先对充电电流较高的电池"1″进行充电。
当对电池"1″的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,充电电流(即,电流值"1″)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,如果将10分钟的固定时间设定为滞后时间并且电池“1”的电流值“1”大于电池"2"的电流值“2”,对电池“1”的充电继续。
当对电池“1”的充电进一步继续时,其电流值“1”小于400mA的电池"2"的电流值“2”。然后,当接着经过了10分钟的固定时间时,停止对电池“1”的充电,将充电切换到电池“2”。此时,将电池"1"的电流值“1”设定为220mA。
当对电池“2”的充电继续时,充电电流(即,电流值“2”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,如果将10分钟的固定时间设定为滞后时间,并且电池“2”的电流值“2”大于电池"1"的电流值“1”,对电池“2”的充电继续。
当对电池“2”的充电进一步继续时,其电流值“2”小于200mA的电池"1"的电流值“1”。然后,当接着经过了10分钟的固定时间时,停止对电池“2”的充电,将充电切换到电池“1”。此时,将电池"2"的电流值“2”设定为110mA。
当对电池“1”的充电继续时,充电电流(即,电流值“1”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,如果将10分钟的固定时间设定为滞后时间,并且电池“1”的电流值“1”大于电池"2"的电流值“2”,对电池“1”的充电继续。
当对电池“1”的充电进一步继续时,其电流值“1”小于110mA的电池"2"的电流值“2”。然后,当接着经过了10分钟的固定时间时,停止对电池“1”的充电,将充电切换到电池“2”。此时,将电池"1″的电流值“1”设定为70mA。
当对电池“2”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,完成对电池"2"的充电,并将充电再次切换到电池"1″。此外,当对电池“1”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,也完成对电池"1"的充电。
因此,如图所示,按箭头A→D→B→E→C的顺序执行对电池"1″和"2"的充电。如果交替执行对电池"1″和"2"的充电,对所有电池充满所需的时间不变,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,对每个电池的充电基本上相同地完成,因此,操作更高效。
图19A是描述根据本公开第七实施例的数字照相机101的主体的控制单元128对任意数量个电池的充电控制过程的流程图。如图所示,从测试充电到主充电按顺序进行充电控制,但是在主充电中,在自正被充电的电池的充电电流值比从不在被充电的电池获得的电流值低固定值或更大值起经过了固定时间之后,切换要充电的电池。
在测试充电中,用初值1代入变量k以计算经过测试充电的电池的数量(步骤S1901),对电池"k"执行基本充电控制(步骤S1903),获得电池"k"的充电电流值"k"(步骤S1904),并每次增大1地增大k(步骤S1905),重复该过程,直到k达到电池的数量(步骤S1902中的“是”)。步骤S1903中执行的基本充电控制的过程与图8所示的相同。
然后,当k达到电池的数量时(步骤S1902中的“否”),完成测试充电,随后,开始主充电。
在主充电中,首先,当获得在测试充电中获得的充电电流值最大的电池ID时,用该电池ID代替表示电池ID的变量n以执行主充电(步骤S1906)。此时,如果存在两个或更多个电池具有相同的电流值,那么为了方便起见选择最小的电池ID。
接着,对电池"n"进行基本充电控制(步骤S1907)。对电池"n"的充电继续,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值变小。然后,如果电池"n"的充电电流值低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1908中的“是”),用0代替电池"n"的电流值“n”(步骤S1909),然后表示充电完成,并将0设定为固定时间(步骤S1910)。
另一方面,电池"n"的充电电流值不低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S1908中的“否”),并用步骤S1907的基本充电控制中获得的电流值替换电池"n"的电流值“n”(步骤S1917),并设定10分钟的时间作为固定时间(步骤S1918)。该固定时间是在切换要充电的电池之前的等待时间,但是可以根据系统来任意确定。
如果在不是所有电池的电流值都为0时(换句话说,当未完成对所有电池的充电时)获得了当前充电电流值最大的电池ID(步骤S1911中的“否”),用该电池ID代替表示用于进行主充电的电池ID的变量m(步骤S1913)。此时,如果存在两个或更多个电池具有相同的电流值,为了方便起见,选择最小电池ID。
当m等于n时,换句话说,当电池"n"的充电电流仍然最大时(步骤S1914中的“是”),处理进行到步骤S1907,并且对电池"n"的充电操作继续。
另一方面,当m不等于n时,换句话说,当电池"m"而不是电池“n”的充电电流最大时(步骤S1914中的“否”),随后,检查是否经过了在步骤S1918中设定的固定时间(步骤S1915)。
当尚未经过固定时间时(步骤S1915中的“否”),处理进行到步骤S1907,并且对电池"n"的充电操作继续。对于该操作,当在电池"m"而不是电池“n”的充电电流最大之后经过了固定时间时(步骤S1915中的“是”),用m代替n以进行到步骤S1907,并将充电操作切换到电池"m"。
重复上述充电操作,直到所有电池的充电值为0,换句话说,直到完成了对所有电池的充电(步骤S1911中的“否”)。
然后,当完成对所有电池的充电(步骤S1911中的“是”)时,将状态设定为“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”(步骤S1912),从而充电控制结束。
图19B是图解说明根据图19A所示的过程的对三个电池“1”、“2”以及“3”的充电控制性能的时序图。在此,假设设定10分钟的固定时间作为滞后时间。
从测试充电开始,获得电池"1″、"2"以及"3"在初始状态下的充电电流。结果,作为电池“1”的充电电流"1″,获得作为USB充电的最大电流的1500mA。此外,电池"2"和"3"的充电电流逐渐减小,获得初始状态下的400mA和300mA的各个充电电流。这样,在主充电中,首先对充电电流值最高的电池"1″进行充电。
当对电池"1″的充电继续时,充电电压与电池电压之间的电势差变小,充电电流(即,电流值"1")逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,设定10分钟的固定时间作为滞后时间。然后,对电池“1”的充电继续,直到电流值“1”大于电池"2"和“3”的电流值“2”和“3”,或者固定时间过去。
当对电池“1”的充电进一步继续时,其电流值“1”小于400mA的电池"2"的电流值“2”。然后,当进一步经过了10分钟的固定时间时,停止对电池“1”的充电,将充电切换到电池“2”。此时,将电池"1"的电流值“1”设定为220mA。
当对电池“2”的充电继续时,充电电流(即,电流值“2”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,设定10分钟的固定时间作为滞后时间。然后,对电池“2”的充电继续,直到电流值“2”大于电池"1"和“3”的电流值“1”和“3”,或者固定时间过去。
当对电池“2”的充电进一步继续时,其电流值“2”小于电池"3"的电流值“3”。然后,当进一步经过了10分钟的固定时间时,停止对电池“2”的充电,将充电切换到电池“3”。此时,将电池"2"的电流值“2”设定为180mA。
当对电池“3”的充电继续时,充电电流(即,电流值“3”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,设定10分钟的固定时间作为滞后时间。然后,对电池“3”的充电继续,直到电流值“3”大于电池"1"和“2”的电流值“1”和“2”,或者固定时间过去。
当对电池“3”的充电进一步继续时,其电流值“3”小于电池"1″的电流值“1”。然后,当进一步经过了10分钟的固定时间时,停止对电池“3”的充电,将充电切换到电池“1”。此时,将电池"3"的电流值“3”设定为100mA。
当对电池“1”的充电进一步继续时,充电电流(即,电流值“1”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,设定10分钟的固定时间作为滞后时间。然后,对电池“1”的充电继续,直到电流值“1”大于电池"2"和“3”的电流值“2”和“3”,或者固定时间过去。
当对电池“1”的充电进一步继续时,其电流值“1”小于电池"2"的电流值“2”。然后,当进一步经过了10分钟的固定时间时,停止对电池“1”的充电,将充电切换到电池“2”。此时,将电池"1"的电流值“1”设定为100mA。
当对电池“2”的充电进一步继续时,充电电流(即,电流值“2”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,设定10分钟的固定时间作为滞后时间。然后,对电池“2”的充电继续,直到电流值“2”大于电池"1″和“3”的电流值“1”和“3”,或者固定时间过去。
当对电池“2”的充电进一步继续时,其电流值“2”小于电池"1"和“3”的电流值“1”和“3”。然后,当进一步经过了10分钟的固定时间时,停止对电池“2”的充电,将充电切换到电池“1”。电流值“1”和“3”相同,但是在此情况下,将充电切换到电池ID较小的电池。此时,将电池"2"的电流值“2”设定为60mA。
当对电池“1”的充电进一步继续时,充电电流(即,电流值“1”)逐渐减小。在充电电流不低于约50mA的预定阈值的情况下,设定10分钟的固定时间作为滞后时间。然后,对电池“1”的充电继续10分钟的固定时间,尽管电流值“1”小于电池"2"的电流值“2”,并且如果在此期间充电电流低于约50mA的预定阈值,则完成电池“1”的充电。然后,将充电切换到此时具有最高电流值的电池"2"。
当对电池“2”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,又完成了对电池"2"的充电,并将充电再切换到电池"3"。此外,当对电池“3”的充电进一步继续,并且充电电流低于约50mA的预定阈值时,也完成对电池"3"的充电。
如图所示,如果交替执行对电池"1″、"2"以及“3”的充电,对所有电池充满所需的时间不变,但是当要在充满所有电池之前停止充电时,对每个电池的充电基本上相同地完成,因此,操作更高效。
第八实施例
在图7A所示的充电控制过程中,通过比较电池"1"109和电池"2"110的充电电流来确定充电顺序。这是因为,如果首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值变大,这是高效的。
然而,对于图20所示的锂离子电池的充电特性,在与充电的初始阶段等同的恒流充电期间和接近于充电电流减小的充电结束的期间,充电电流基本上相同。在图中的示例中,在与充电初始状态等同的状态A中的充电电流是100mA,而在接近于充电结束的状态B中的充电电流是110mA,因此,充电电流基本上相同。
在这种情况下,即使充电电流基本上相同,对与充电初始状态等同的状态A中的电池先进行充电也是高效的,因为充电电流积分值变高。再次参照图20,锂离子电池的充电电压随充电时间(或充电容量)而逐渐增大。这样,除了充电电流,还可以通过比较充电电压来确定充电状态。
因此,当电池"1″109和电池"2"110的充电电流基本上相同时,可以利用每个电池的电压信息来确定充电顺序。例如,如果电池"1″109和电池"2"110的充电电流之差等于或小于50mA,进一步利用各个电池的电压值来确定充电顺序。在此情况下,当对每个电池分别执行测试充电时,一起获得充电电压值。例如,数字照相机101的主体的控制单元128利用AD端口132,测量充电电压,并在其中存储这些值。
当在充电电压低且执行恒流充电的状态A中一个电池的充电电流是100mA,并且在接近于充满的状态B中的另一电池的充电电流是110mA时,充电电流差值是10mA,其小于50mA,因此,不仅仅基于充电电流大小来确定充电顺序。如果控制充电以按充电电压较小的电池的顺序进行充电,那么首先对状态A中的电池进行充电,这更高效。
当电池"1″109和电池"2"110的充电电流基本上相同时,按充电电压较小的电池的顺序进行充电等同于对电流积分值较小(即,电池容量较小)的电池进行充电。
图21是描述根据本公开第八实施例的数字照相机101的主体的控制单元128的充电控制过程的流程图。如图所示,从测试充电到主充电按顺序进行充电控制。如果充电电流差值等于或小于固定值,那么基于各个电池的电压值确定充电顺序。
当开始充电时,首先对电池"1"109进行基本充电控制(步骤S2101),获得电池"1"109的充电电流值"1"和充电电压值“1”(步骤S2102)。随后,对电池"2"110进行基本充电控制(步骤S2103),然后获得电池"2"110的充电电流值"2"和充电电压值“2”(步骤S2104)。
从而,测试充电结束,然后主充电开始。
在主充电中,首先,检查在测试充电中获得的电池"1"109的充电电流值"1"与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值是否超过预定值(例如50mA)(步骤S2105)。
当电池"1"109的充电电流值"1"与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值等于或小于预定值时(步骤S2105中的“否”),比较在测试充电中获得的电池"1″109的充电电压值"1″与电池"2"110的充电电压值"2"的大小(步骤S2106)。
此外,当电池"1″109的充电电流值"1″与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值超过预定值时(步骤S2105中的“是”),比较充电电流值"1″和充电电流值"2"的大小(步骤S2107)。
当电压值“1”较小(步骤S2106中的“是”)时或者当电流值“1”较大(步骤S2107中的“是”)时,对电池"1″109执行基本充电控制(步骤S2108)。对电池"1″109的基本充电控制继续,直到对电池"1″109的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于在控制单元128中存储的预定阈值(步骤S2109中的“否”)。
然后,如果电池"1″109的充电电流值低于预定阈值(步骤S2109中的“是”),那么确定完成对电池"1″109的充电,随后,对电池"2"110执行基本充电控制(步骤S2110)。对电池"2"110的基本充电控制继续,直到对电池"2"110的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2111中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2111中的“是”),对两个电池的充电结束,并且控制单元128利用信号线129使开关127设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S2112),然后充电控制结束。
另一方面,当电压值“2”较小(步骤S2106中的“否”)时或者当电流值“2”较大(步骤S2107中的“否”)时,对电池"2"110执行基本充电控制(步骤S2113)。对电池"2"110的基本充电控制继续,直到对电池"2"110的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2114中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值(步骤S2114中的“是”),那么确定完成对电池"2"110的充电,随后,对电池"1"109执行基本充电控制(步骤S2115)。对电池"1″109的基本充电控制继续,直到对电池"1″109的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2116中的“否”)。
然后,当电池"1″109的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2116中的“是”),对两个电池的充电结束,并且控制单元128利用信号线129使开关127设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S2117),然后充电控制结束。
第九实施例
当锂离子电池开始充电时,电池的温度会由于电池的内部阻抗产生的焦耳热而升高。此外,当电池温度很高时,为了满足诸如电力设施和材料安全法案的安全规定,不可能运行高充电电流。因此,如果在开始充电时温度很高,即使在第一阶段中充电电流很高,温度也会很快超过安全规定的控制阈值(基准温度值),导致不得不抑制充电电流的情况,因此,充电效率劣化。
因此,可以从温度高于基准值的电池中的温度较低的电池起首先执行充电,而忽略在测试充电期间获得的充电电流值。
例如,当电池温度是接近安全规定中规定的60°C的温度阈值的50°C时,将对其他电池进行充电。在图22所示的示例中,在测试充电中,一方面电池“1”处于状态A并且其充电电流被设定为1500mA,并且其温度被设定为55°C,另一方面电池“2”处于状态B,其充电电流被设定为200mA,并且其温度被设定为30°C。在此,如果假设安全规定的基准温度值被设定为50°C,电池“1”的温度超过基准温度值,因此,难以基于充电电流确定充电顺序,但是将从温度不超过基准温度值的电池“2”起进行充电。
图23是描述根据本公开第九实施例的数字照相机101的主体的控制单元128的充电控制过程的流程图。如图所示,从测试充电到主充电按顺序进行充电控制。仅当电池的温度不超过基准值时,才基于充电电流确定充电顺序。
当开始充电时,首先对电池"1″109进行基本充电控制(步骤S2301),获得电池"1″109的充电电流值"1″和温度“1”(步骤S2302)。随后,对电池"2"110进行基本充电控制(步骤S2303),然后获得电池"2"110的充电电流值"2"和温度“2”(步骤S2304)。
从而,测试充电结束,然后主充电开始。
在主充电中,首先检查电池"1″109的温度“1”和电池"2"110的温度“2”是否等于或低于基准温度值(步骤S2305)。然后,当电池"1″109的温度“1”和电池"2"110的温度“2”都等于或低于基准温度值时(步骤S2305中的“是”),并且当电池"1″109的充电电流"1″较大时(步骤S2307中的“是”),或者只有电池"1″109的温度“1”等于或低于基准温度值(步骤S2306中的“是”),对电池"1″109执行基本充电控制(步骤S2308)。对电池"1"109的基本充电控制继续,直到对电池"1″109的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于控制单元128中存储的预定阈值(步骤S2309中的“否”)。
然后,当电池"1″109的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2309中的“是”),确定完成对电池"1″109的充电,随后,执行对电池"2"110的基本充电控制(步骤S2310)。对电池"2"110的基本充电控制持续,直到对电池"2"110的充电继续,电池电压与用于充电的电源电压之间的电势差变小从而充电电流值低于预定阈值为止(步骤S2311中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2311中的“是”),确定完成对两个电池的充电,控制单元128利用信号线129使开关127设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S2312),从而完成充电控制。
另一方面,当电池"1″109的温度“1”和电池"2"110的温度“2”都等于或低于基准温度值时(步骤S2305中的“是”),并且当电池"2"110的充电电流"2"较大时(步骤S2307中的“否”),或者只有电池"2"110的温度“2”等于或低于基准温度值(步骤S2306中的“否”),对电池"2"110执行基本充电控制(步骤S2313)。对电池"2"110的基本充电控制继续,直到对电池"2"110的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2314中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2314中的“是”),确定完成对电池"2"110的充电,随后,执行对电池"1"109的基本充电控制(步骤S2315)。对电池"1″109的基本充电控制持续,直到对电池"1″109的充电继续,电池电压与用于充电的电源电压之间的电势差变小从而充电电流值低于预定阈值为止(步骤S2316中的“否”)。
然后,当电池"1″109的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2316中的“是”),确定完成对两个电池的充电,控制单元128利用信号线129使开关127设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S2317),从而完成充电控制。
第十实施例
当正在对一个电池进行放电并且向数字照相机101的主体提供电源时,可以首先对未放电的另一电池进行充电。
当在没有连接到USB缆线111的情况下启动数字照相机101的主体时,照相机在能够拍摄的状态下从电池"1″109或电池"2"110接收电力供应。在此状态下,如果通过将数字照相机101的主体连接到USB缆线111来进行充电,那么担心难以准确地测量充电电流因而不能根据图7A所示的过程正常地控制充电。因此,从不在接收电力供应的电池起进行充电。
第十一实施例
在图7A所示的充电控制过程中,通过仅比较电池"1"109和电池"2"110的充电电流来确定充电顺序。这是因为,如果首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值变大,这是高效的。
在此,当电池"1"109和电池"2"110的充电电流基本相同时,可以按充满容量较高的电池的顺序进行充电。例如,如果电池"1"109和电池"2"110的充电电流之间的差值是50mA或更低,那么基于每个电池的充满容量进一步确定充电顺序。如果从具有满馈电能力(full capability ofpower feeding)的充满容量的电池起进行充电,那么首先对具有满馈电能力的充电时间较长的电池进行充电,因此,可以实现更高效的充电。
电池"1″109中的微计算机155和电池"2"110中的微计算机170被设计成分别在出厂前预先存储电池的充满容量。在这种情况下,数字照相机101的主体的控制单元128可以通过利用其C端子的通信,获得电池的充满容量。
图24是描述根据本公开第十一实施例的数字照相机101的主体的控制单元128的充电控制过程的流程图。如图所示,从测试充电到主充电按顺序进行充电控制。当充电电流之间的差值等于或低于固定值时,基于每个电池的充满容量来确定充电顺序。
当开始充电时,首先对电池"1″109进行基本充电控制(步骤S2401),获得电池"1″109的充电电流值"1″(步骤S2402),并从电池"1″109的微计算机155获得充满容量"1″(步骤S2403)。随后,对电池"2"110进行基本充电控制(步骤S2404),然后获得电池"2"110的充电电流值"2"(步骤S2405),并从电池"2"110的微计算机170获得充满容量"2"(步骤S2406)。
从而,完成测试充电,然后开始主充电。
在主充电中,首先,检查在测试充电中获得的电池"1″109的充电电流值"1"与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值是否超过预定值(例如50mA)(步骤S2407)。
然后,当电池"1"109的充电电流值"1"与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值等于或小于预定值时(步骤S2407中的“否”),比较在测试充电中获得的电池"1"109的充满容量"1"与电池"2"110的充满容量"2"的大小(步骤S2408)。
此外,当电池"1"109的充电电流值"1"与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值超过预定值时(步骤S2407中的“是”),比较充电电流值"1"和充电电流值"2"的大小(步骤S2409)。
当充满容量“1”较大(步骤S2408中的“是”)时或者当电流值“1”较大(步骤S2409中的“是”)时,对电池"1"109执行基本充电控制(步骤S2410)。对电池"1"109的基本充电控制继续,直到对电池"1"109的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于在控制单元128中存储的预定阈值(步骤S2411中的“否”)。
然后,如果电池"1″109的充电电流值低于预定阈值(步骤S2411中的“是”),那么确定完成对电池"1″109的充电,随后,对电池"2"110执行基本充电控制(步骤S2412)。对电池"2"110的基本充电控制继续,直到对电池"2"110的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2413中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2413中的“是”),对两个电池的充电结束,并且控制单元128利用信号线129使开关127设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S2414),然后充电控制结束。
另一方面,当充满容量“2”较大(步骤S2408中的“否”)时或者当电流值“2”较大(步骤S2409中的“否”)时,对电池"2"110执行基本充电控制(步骤S2415)。对电池"2"110的基本充电控制继续,直到对电池"2"110的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2416中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值(步骤S2416中的“是”),那么确定完成对电池"2"110的充电,随后,对电池"1"109执行基本充电控制(步骤S2417)。对电池"1"109的基本充电控制继续,直到对电池"1"109的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2418中的“否”)。
然后,当电池"1″109的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2418中的“是”),对两个电池的充电结束,并且控制单元128利用信号线129使开关127设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S2419),然后充电控制结束。
第十二实施例
在图7A所示的充电控制过程中,通过仅比较电池"1″109和电池"2"110的充电电流来确定充电顺序。这是因为,如果首先对充电电流较高的电池进行充电,充电电流积分值变大,这是高效的。
在此,当电池"1″109和电池"2"110的充电电流基本相同时,可以按充放电次数较少的电池的顺序进行充电。例如,如果电池"1″109和电池"2"110的充电电流之间的差值是50mA或更低,那么基于每个电池的充放电次数进一步确定充电顺序。如果从具有满馈电能力的充放电次数较少的电池起进行充电,那么首先对具有满馈电能力的充电时间较长的电池进行充电,因此,可以实现更高效的充电。此外,通过选择较不劣化的电池,可以在整体上抑制电池劣化进程。
电池"1″109中的微计算机155保持通过对电流检测电阻器153测得的充电电流进行积分而获得的值,和通过每当电池的容量被充满时将充电次数增1而获得的值。按相同的方式,电池"2"110中的微计算机170保持通过对电流检测电阻器168测得的充电电流进行积分而获得的值,和通过每当电池的容量被充满时将充电次数增1而获得的值。然后,数字照相机101的主体的控制单元128可以通过利用其C端子的通信,获得电池的充放电次数。
图25是描述根据本公开第十二实施例的数字照相机101的主体的控制单元128的充电控制过程的流程图。如图所示,从测试充电到主充电按顺序进行充电控制。当充电电流之间的差值等于或低于固定值时,基于每个电池的充放电次数来确定充电顺序。
当开始充电时,首先对电池"1"109进行基本充电控制(步骤S2501),获得电池"1"109的充电电流值"1"(步骤S2502),并从电池"1"109的微计算机155获得充放电次数"1"(步骤S2503)。随后,对电池"2"110进行基本充电控制(步骤S2504),然后获得电池"2"110的充电电流值"2"(步骤S2505),并从电池"2"110的微计算机170获得充放电次数"2"(步骤S2506)。
从而,完成测试充电,然后开始主充电。
在主充电中,首先,检查在测试充电中获得的电池"1"109的充电电流值"1″与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值是否超过预定值(例如50mA)(步骤S2507)。
然后,当电池"1″109的充电电流值"1″与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值等于或小于预定值时(步骤S2507中的“否”),比较在测试充电中获得的电池"1″109的充放电次数"1″与电池"2"110的充放电次数"2"的大小(步骤S2508)。
此外,当电池"1″109的充电电流值"1″与电池"2"110的充电电流值"2"之间的差值超过预定值时(步骤S2507中的“是”),比较充电电流值"1″和充电电流值"2"的大小(步骤S2509)。
当充放电次数“1”较小(步骤S2508中的“是”)时或者当电流值“1”较大(步骤S2509中的“是”)时,对电池"1″109执行基本充电控制(步骤S2510)。对电池"1″109的基本充电控制继续,直到对电池"1"109的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于在控制单元128中存储的预定阈值(步骤S2511中的“否”)。
然后,如果电池"1"109的充电电流值低于预定阈值(步骤S2511中的“是”),那么确定完成对电池"1″109的充电,随后,对电池"2"110执行基本充电控制(步骤S2512)。对电池"2"110的基本充电控制继续,直到对电池"2"110的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2513中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2513中的“是”),对两个电池的充电结束,并且控制单元128利用信号线129使开关127设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S2514),然后充电控制结束。
另一方面,当充放电次数“2”较大(步骤S2508中的“否”)时或者当电流值“2”较大(步骤S2509中的“否”)时,对电池"2"110执行基本充电控制(步骤S2515)。对电池"2"110的基本充电控制继续,直到对电池"2"110的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2516中的“否”)。
然后,当电池"2"110的充电电流值低于预定阈值(步骤S2516中的“是”),那么确定完成对电池"2"110的充电,随后,对电池"1″109执行基本充电控制(步骤S2517)。对电池"1″109的基本充电控制继续,直到对电池"1″109的充电继续进行,用于进行充电的电源电压与电池电压之间的电势差变小,从而充电电流值低于预定阈值(步骤S2518中的“否”)。
然后,当电池"1″109的充电电流值低于预定阈值时(步骤S2518中的“是”),对两个电池的充电结束,并且控制单元128利用信号线129使开关127设定“在恒流电路侧断开且在直接连接线侧断开”的状态(步骤S2519),然后充电控制结束。
作为本实施例的修改例,当电池"1″109和电池"2"110的充电电流基本上相同时,可以按生产日期最新的电池的顺序进行充电。如果从具有满馈电能力的生产日期最新的电池起进行充电,那么首先对具有满馈电能力的充电时间较长的电池进行充电,因此,可以实现更高效的充电。
此外,作为本实施例的另一修改例,当电池"1″109和电池"2"110的充电电流基本上相同时,可以按最后使用日期较早的电池的顺序进行充电。如果从具有满馈电能力的最后使用日期较早的电池起进行充电,那么首先对具有满馈电能力的充电时间较长的电池进行充电,因此,可以实现更高效的充电。
按此方式,如果利用本公开中公开的技术对两个或更多个电池进行充电控制,按从处于常规状态的电池到保护电路由于低电压而工作的电池的顺序进行充电,因此,可以实现高效充电。
此外,如果利用本公开中公开的技术对两个或更多个电池进行充电控制,按从处于常规状态的电池到几乎充满的电池的顺序进行充电,因此,可以实现高效充电。在此情况下,还有另一防止如果仅对已经几乎充满的电池进行重复充电则会导致的进一步的劣化的效果。
此外,如果利用本公开中公开的技术对两个或更多个电池进行充电控制,按从处于常规状态的电池到温度较低的电池的顺序进行充电,因此,可以实现高效充电。
此外,如果利用本公开中公开的技术对两个或更多个电池进行充电控制,按从处于常规状态的电池到更加劣化的电池的顺序进行充电,因此,可以实现高效充电。在此情况下,还有另一防止如果仅对已经劣化的电池进行重复充电则会导致的进一步的劣化的效果。
此外,如果利用本公开中公开的技术对两个或更多个电池进行充电控制,按从具有大数量的并联电池单位的组装电池到具有小数量的并联电池单位的组装电池的顺序进行充电,因此,可以实现高效充电。
此外,如果利用本公开中公开的技术对两个或更多个电池进行充电控制,按从处于常规状态的电池到处于经受安全标准的管控的温度状态的电池的顺序进行充电,因此,可以实现高效充电。
注意,也可以如下构成本公开中公开的技术。
(1)一种充电控制装置,包括:电流获取单元,获取每个电池的充电电流值;和主充电单元,基于由所述电流获取单元获取的充电电流值,对每个电池执行主充电。
(2)在以上(1)中所述的充电控制装置,其中所述主充电单元按从充电电流值最高起的顺序对每个电池执行主充电。
(3)在以上(1)中所述的充电控制装置,其中,在充满基于充电电流值为主充电选择的电池之后,所述主充电单元基于充电电流值对其余电池执行主充电。
(4)在以上(1)中所述的充电控制装置,其中,所述电流获取单元通过对每个电池仅进行短时段的测试充电,获取每个充电电流值。
(5)在以上(1)中所述的充电控制装置是使用每个电池的放电电流作为电源的电子装置。
(6)在以上(1)中所述的充电控制装置,其中,当正在被充电的电池的充电电流值减小并且变得比从不在被充电的电池获取的电流值低固定值或更大值时,所述主充电单元切换要充电的电池。
(7)在以上(1)中所述的充电控制装置,其中,当正在被充电的电池的充电电流值减小,并且变得比从不在被充电的电池获取的电流值低,然后经过了固定时段时,所述主充电单元切换要充电的电池。
(8)在以上(1)中所述的充电控制装置,还包括:电压获取单元,获取每个电池的电压值,其中,当所述电流获取单元获取的每个电池的充电电流值之间的差值等于或低于固定值时,所述主充电单元按由所述电压获取单元获取的电压值较低的电池的顺序执行主充电。
(9)在以上(1)中所述的充电控制装置,还包括:温度获取单元,获取每个电池的温度,其中,在将由所述温度获取单元获取的温度超过基准值的电池排除在外的情况下,所述主充电单元按从充电电流值最高起的顺序对每个电池执行主充电。
(10)在以上(1)中所述的充电控制装置,还包括:充满容量获取单元,获取每个电池的充满容量,其中,当由所述电流获取单元获取的电池的充电电流值之间的差值等于或小于固定值时,所述主充电单元按由所述充满容量获取单元获取的充满容量较大的电池的顺序执行主充电。
(11)在以上(1)中所述的充电控制装置,还包括:充放电次数获取单元,获取每个电池的充放电次数,其中,当由所述电流获取单元获取的电池的充电电流值之间的差值等于或小于固定值时,所述主充电单元按由所述充放电次数获取单元获取的充放电次数较少的电池的顺序执行主充电。
(12)一种充电控制方法,包括:电流获取步骤,获取每个电池的充电电流值;和主充电步骤,基于在所述获取中获取的充电电流值,对每个电池执行主充电。
本公开包含与在2011年11月9日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-245090中公开的主题相关的主题,该专利申请的整个内容在此引为参考。
本领域的技术人员应明白,根据设计要求和其他因素,可以作出各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内即可。
Claims (12)
1.一种充电控制装置,包括:
电流获取单元,获取每个电池的充电电流值;和
主充电单元,基于由所述电流获取单元获取的充电电流值,对每个电池执行主充电。
2.根据权利要求1所述的充电控制装置,其中所述主充电单元按从充电电流值最高起的顺序对每个电池执行主充电。
3.根据权利要求1所述的充电控制装置,其中,在充满基于充电电流值为主充电选择的电池之后,所述主充电单元基于充电电流值对其余电池执行主充电。
4.根据权利要求1所述的充电控制装置,其中,所述电流获取单元通过对每个电池仅进行短时段的测试充电,获取每个充电电流值。
5.根据权利要求1所述的充电控制装置是使用每个电池的放电电流作为电源的电子装置。
6.根据权利要求1所述的充电控制装置,其中,当正在被充电的电池的充电电流值减小并且变得比从不在被充电的电池获取的电流值低固定值或更大值时,所述主充电单元切换要充电的电池。
7.根据权利要求1所述的充电控制装置,其中,当正在被充电的电池的充电电流值减小,并且变得比从不在被充电的电池获取的电流值低,然后经过了固定时段时,所述主充电单元切换要充电的电池。
8.根据权利要求1所述的充电控制装置,还包括:
电压获取单元,获取每个电池的电压值,
其中,当所述电流获取单元获取的每个电池的充电电流值之间的差值等于或低于固定值时,所述主充电单元按从由所述电压获取单元获取的电压值较低的电池起的顺序执行主充电。
9.根据权利要求1所述的充电控制装置,还包括:
温度获取单元,获取每个电池的温度,
其中,在将由所述温度获取单元获取的温度超过基准值的电池排除在外的情况下,所述主充电单元按从充电电流值最高起的顺序对每个电池执行主充电。
10.根据权利要求1所述的充电控制装置,还包括:
充满容量获取单元,获取每个电池的充满容量,
其中,当由所述电流获取单元获取的各电池的充电电流值之间的差值等于或小于固定值时,所述主充电单元按由所述充满容量获取单元获取的充满容量较大的电池的顺序执行主充电。
11.根据权利要求1所述的充电控制装置,还包括:
充放电次数获取单元,获取每个电池的充放电次数,
其中,当由所述电流获取单元获取的各电池的充电电流值之间的差值等于或小于固定值时,所述主充电单元按由所述充放电次数获取单元获取的充放电次数较少的电池的顺序执行主充电。
12.一种充电控制方法,包括:
获取每个电池的充电电流值;和
基于在所述获取中获取的充电电流值,对每个电池执行主充电。
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