CN104584375A - 充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有充电单元(80、90)和控制单元(140)的充电装置(100),所述充电单元对电动工具所使用的二次电池进行充电,所述控制单元控制充电单元。控制单元获得表示由多个电池单体构成的二次电池的各电池单体(11)的额定充电电压的额定充电电压信息,根据额定充电电压信息来设定二次电池的目标电压,并控制充电单元使得二次电池为目标电压。

Description

充电装置
技术领域
本发明涉及对用于电动工具的二次电池进行充电的充电装置。
背景技术
以往,已知有对用于电动工具的充电组进行充电的充电装置。电池组由多个锂离子电池等电池单体(battery cell)构成。充电装置的定电压电源电路以与锂离子电池等电池单体的额定充电电压相对应的方式以预定电压值为目标对电池组进行充电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-187790号公报
发明内容
当前,成为电池单体主流的锂离子电池单体存在多种的额定充电电压。例如,3.6系列锂离子电池单体,额定充电电压是4.2V、4.35V等。今后,作为电池单体,各种各样电池种类的电池被实用化,并且,预想制造出额定充电电压也具有各种各样的值的电池。此外,对于上述的锂离子电池单体,如果借鉴目前为止的发展过程,也会期待更高的额定充电电压规格的电池单体。但是,在上述的现有的充电装置中存在如下问题:由于定电压电源电路构成为仅适合对应于设想到的电池单体的额定充电电压,因此不能以最佳条件对与设想到的电池单体不同的额定充电电压的电池进行充电。
鉴于这样的实际情况,本发明提供一种充电装置,即使在二次电池电池单体的额定充电电压不同的情况下也能以适合条件对该二次电池进行充电。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明是一种充电装置,其具有充电单元和控制单元,所述充电单元对电动工具所使用的二次电池进行充电,所述控制单元控制所述充电单元,所述控制单元获得表示由多个电池单体构成的所述二次电池的各电池单体的额定充电电压的额定充电电压信息,根据所述额定充电电压信息来设定所述二次电池的目标电压,并控制所述充电单元使得所述二次电池为所述目标电压。
根据上述的充电装置,能够进行适合于成为充电对象的二次电池的电池单体标准的充电。
并且,优选的是,所述控制单元能够从与彼此不同的多个二次电池对应的彼此不同的多个目标电压中,设定与作为充电对象的二次电池对应的一个目标电压。根据这样的充电装置,即使存在多个电池单体标准,也能够从多个目标电压中进行适合于成为充电对象的二次电池的充电。
并且,优选的是,所述充电单元具有:进行充电使得所述二次电池为第一目标电压的电压控制单元,所述控制单元能够将所述目标电压设定为所述第一目标电压、和比所述第一目标电压大的第二目标电压中的某一个,所述控制单元在控制所述充电单元使得所述二次电池为所述第二目标电压时,对所述第一目标电压与所述第二目标电压的差分电压进行控制。
根据上述的充电装置,在充电到第一目标电压时,通过使用电压控制单元能够高精度地进行充电使得二次电池为第一目标电压。并且,在充电到第二目标电压时,由于对第一目标电压与第二目标电压的差分电压进行控制,因此能够高精度地进行充电使得二次电池为第二目标电压。
并且,优选的是,所述充电装置还具有:对所述二次电池的电压进行检测的电压检测单元,在控制所述充电单元使得成为第二目标电压时,所述控制单元使用所述电压控制单元将所述二次电池充电为第一目标电压,之后,根据所述电压检测单元检测出的二次电池的电压值来控制所述差分电压,控制成使所述二次电池成为所述第二目标电压。
根据上述的充电装置,在充电到二次电池成为第二目标电压时,首先,使用电压控制单元对二次电池进行充电使得成为第一目标电压。因此,能够高精度地将二次电池充电至第一目标电压。之后,根据电压检测单元检测出的二次电池的电压值来控制差分电压,控制成使二次电池成为第二目标电压,因此,能够高精度地从第一目标电压到第二目标电压进行充电。
并且,优选的是,所述充电装置还具有:控制成使对所述二次电池进行充电的充电电流为定电流的充电电流控制单元,控制单元使用所述充电电流控制单元控制成使所述定电流的电流值阶段性下降来使所述二次电池为所述第二目标电压。根据这样的结构,能够可靠地将二次电池充电至第二目标电压。
并且,优选的是,所述控制单元还获得表示所述二次电池的单体数的单体数信息,并根据所述单体数信息以及所述额定充电电压信息来设定所述目标电压。根据这样的结构,能够适当地进行单体数不同的多种二次电池的充电。
并且,优选的是,所述充电装置还具有对所述二次电池的电压进行检测的电压检测单元,所述充电单元具有:电流控制单元,其将对所述二次电池进行充电的充电电流设为定电流;以及电压控制单元,其将所述二次电池充电到比所述目标电压低的预定电压,所述控制单元在由所述电压控制单元充电后的所述二次电池的电压达到所述预定电压时,运算出由所述电压检测单元检测的所述二次电池的电压与所述目标电压的差分电压,之后,阶段性地减少所述定电流地重复如下动作:由所述电流控制单元使所述定电流流经所述二次电池从而将所述二次电池充电至目标电压。
根据上述结构,由于能够以预定电压为基准将二次电池充电到目标电压,因此能够可靠地将成对充电对象的二次电池充电至目标电压。
发明效果
根据本发明的充电装置,能够进行适合于成为充电对象的二次电池电池单体标准的充电。
附图说明
图1是表示本实施方式的充电系统的电气结构的电路图。
图2是表示本实施方式的电池组的充电方法的流程图。
图3是表示图2所记载的充电控制1的详细情况的流程图。
图4是表示图2所记载的充电控制2的详细情况的流程图。
图5是表示图4所记载的充电控制2中的电池电压与充电电流的时间变化的图表。
图6是表示本发明的变形例的电压控制和设定电路以及电位计的电路结构的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1表示本发明涉及的充电系统1。充电系统1由电池组10、对电池组10进行充电的充电装置100构成。电池组10能够装卸于充电装置100。电池组10用于电动工具。
电池组10在本体内具有:作为二次电池的电池组11、保护IC12、开关IC13、温度检测元件14、电池种类判别元件15、电池侧微型计算机16、以及过充电信号输入部17。
电池组11例如由多个锂离子电池单体构成。在电池组11由多个电池单体构成的情况下,串联连接预定个数的电池单体、或者将并联连接的电池单体的预定个数电池单体串联连接。
保护IC12监视电池单体的电压,当判定为在电池单体中的至少一个中产生了过电压等与通常不同的状态时,输出过充电信号。
电池种类判别元件15由电阻元件构成,所述电阻元件具有与构成电池组11的电池单体的元件数、其连接方式、以及电池单体的额定充电电压对应的固有电阻值。关于电池种类判别元件15,在电池组10装配于充电装置100时,其一端经由端子T4与充电装置100电气连接,从而与充电装置100形成电气电路。这里,所谓额定充电电压是在对电池单体进行充电时在电池单体两极间产生的电位差。
温度检测元件14由热敏电阻构成,配置成与电池组11接触或接近,电阻值与电池10内的电池温度对应地变化。关于热敏电阻14,在电池组10装配于充电装置100时,其一端经由端子T3与充电装置100连接,从而与充电装置100形成电气电路。
开关IC13将从充电装置100供给的5V的电压供给到电池侧微型计算机16。
接下来,对充电装置100进行说明。充电装置100具有:一次侧整流电路20、主电源电路30、变压器40、二次侧整流电路50、电流控制和设定电路60、电池电压检测电路70、电压控制和设定电路80、反馈切换电路90、定电压电源电路110、电池种类判别电路120、电池温度和过电流检测电路130、装置侧微型计算机140、以及显示单元150。
一次侧整流电路20对从交流电源21供给的交流电力进行整流并输出。
主电源电路30具有:开关IC31、FET32、以及闩锁电路33。在主电源电路30中,通过基于开关IC31以及FET32的PWM控制,对向变压器40的一次侧的输出电力进行调整。闩锁电路33通过经由耦合器34从装置侧微型计算机140输出的信号强制结束电池组10的充电。
二次侧整流电路50对从变压器40的二次侧输出的脉冲电力进行整流从而供给到电池组10。
电流控制和设定电路60根据来自装置侧微型计算机140的信号来设定电池组10的充电电流,对流经电池组10的充电电流进行检测,并且根据检测出的充电电流将对应的信号输出到反馈切换电路90。
电池电压检测电路70由串联连接的两个电阻器构成,从电阻器的分压值检测出电池组10的电压。微型计算机140对电池电压检测电路70所示的电压值进行AD变换,从而取得表示充电电压的值。
电压控制和设定电路80与电位计(potentiometer)81一起控制电池组10的充电电压。电压控制和设定电路80控制充电以使电池组10满充电至预定的第一电压值。将第一电压值设定为特定种类的电池组10以下的预定电压,例如设定为比电池组10的额定充电电压弱1%的值。在本实施方式中,作为电池组10的例示,设定了一个电池单体的额定充电电压为4.2V而串联连接了10个电池单体而得的电池组10A。由于串联连接了10个4.2V的电池单体,因此电池组10A的整体额定充电电压为42V。因此,例如,作为比额定充电电压弱1%的值,使第一电压值为41.7V设定为目标电压,从而设定电位计81的电阻值。换言之,将电位计81设定为与电池组10A的额定充电电压对应。另外,将第一电压值设定得比电池组10A的额定充电电压小,仅是用作防止以比额定充电电压大的电压进行充电时电池组10过充电的单元的一个例子。通过电位计81的电阻值能够将包括额定充电电压在内其以下的任意电压设定为目标电压。
反馈切换电路90经由耦合器91将信号输出至主电源30,以便根据电流控制设定电路60与电压控制和设定电路80的输出信号使电池组10的充电电压以及充电电流为目标值。
定电压电源电路110具有:辅助电源111、变压器112、电源113、114、风扇115、以及调节器(regulator)116,从一级侧整流电路20输出的电压生成直流电压Vcc,供给到装置侧微型计算机140。定电压电源电路110通过来自装置侧微型计算机140的经耦合器117输送来的信号而停止动作。
电池种类判别电路120具有拥有预定电阻值的电阻元件121。
当电池组10没有装配于充电装置100时,从电池种类判别电路120对装置侧微型计算机140输入直流电压Vcc。
电池温度和过充电检测单元130根据热敏电阻14的电阻值将与电池组10的温度对应的温度信号输入到装置侧微型计算机140,从电池组10输出过充电信号,在此情况下将该信号输入到装置侧微型计算机140。
显示单元150由LED构成,与装置侧微型计算机140连接。显示单元150通过改变LED的发光色来显示电池组的未装配、充电中、或者充电结束的状态。
装置侧微型计算机140根据从电池种类判别电路120输入的电压值来确定电池判别元件15的电阻值,对电池组10中的电池单体种类、电池单体的额定充电电压、电池单体的个数、以及电池单体的连接方式进行判断,对主电源电路30输出充电开始信号。具体来说,充电装置100将电池判别元件15的电阻值与电池单体的种类、电池单体的额定充电电压、电池单体的个数、以及电池单体的连接方式的对应关系预先存储到多个存储器,从这样的对应关系和确定出的电池判别元件15的电阻值判断电池单体的种类、电池单体的额定充电电压、电池单体的个数、以及电池单体的连接方式。
装置侧微型计算机140在通过电池温度和过电流检测电路130检测出电池组10的充电异常时,强制停止电池组10的充电。
更进一步,充电装置100具有:开关电路160,其对向装配的电池组10的电力供给的接通和断开进行切换。
接下来,对基于充电系统1的电池组10的充电进行说明。本实施方式的充电装置100能够进行多个种类的电池组10的充电。具体来说,预定的额定充电电压的电池组10例如能够进行上述的额定充电电压为42V的电池组10A的充电,并且还能够进行具有额定充电电压比42V高的预定值的电池组10的充电。例如,作为额定充电电压比42V高的电池组10,充电装置100还可以对串联连接10个每一个电池单体的额定充电电压为4.35V的电池单体,额定充电电压为43.5V的电池组10B进行充电。
图2是表示电池组10的充电方法的流程图。在S1中,微型计算机140根据从电池种类判别电路120输入的电压值来确定电池判别元件15的电阻值,确定电池组10的电池单体的单体个数、电池单体的额定充电电压、以及电池单体的连接方式。在S3中,对电池组10的额定充电电压是否是与电位计81对应的额定充电电压(42V)进行判断。在S3中,在判定为电池组10的额定充电电压是与电位计81对应的额定充电电压时,即微型计算机140在判定为电池组10A装配于充电装置100时(S3:是),在S5中进行充电控制1。另一方面,在S3中,在判定为电池组10的额定充电电压不是与电位计81对应的额定充电电压时(S3:否),在S7中进行充电控制2。如果S5或者S7的充电控制结束则结束处理。
图3是表示S5中的充电控制1的详细情况的流程图。在充电控制1中,以第一电压值例如41.7V为目标电压来进行电池组10A的充电。这里,所谓目标电压如上所述是充电装置100结束充电时的电池组10的电压值。在S11中,微型计算机140控制电流控制和设定电路60将充电电流设定为预定的电流值(例如3A),开始定电流充电。在S13中,微型计算机140对电压检测电路70检测的电池组10的电压值是否是第一电压值(41.7V)进行判定。在S13中,在电池组10的电压值不是第一电压值期间(S13:否),微型计算机140保持执行定电流充电重复S13的判定。在S13中,在判定为电池组10的电压值是第一电压值时(S13:是),在S15中,微型计算机140使用电压控制和设定电路80在第一电压值(41.7V)中开始定电压充电。在开始定电压的充电时,充电电流逐渐减少。
在S17中,微型计算机140对充电电流是否降低到预定的电流值(例如1A)进行判定。在S17中,在判定为充电电流没有降低到预定值(1A)期间(S17:否),微型计算机140保持执行定电压充电,重复S17的判定。在S17中,若判定为充电电流降低到预定值(1A)(S17:是),电池组10A被满充电结束充电。
图4是表示S7中的充电控制2的详细情况的流程图。在充电控制2中,对装配了电池组10B时的充电进行说明。在S21中,微型计算机140进行目标电压的设定。作为电池组10B的一例,例如串联连接10个4.35V的额定充电电压的电池单体,额定充电电压为43.5V。微型计算机140作为针对这样的额定充电电压43.5V的预定目标电压,这里为略微低的电压,将略低于1%电压的43.2V(以下,设为第二电压值)设定为目标电压。另外,使变量i初始化为0。在S23中,微型计算机140将电流控制和设定电路60的充电电流设定为预定的电流值(3A),开始定电流充电。在S25中,微型计算机140对电压检测电路70检测出的电池组10B的电压值是否是第一电压值(41.7V)进行判定。在S25中,在判定为电池组10B的电压值不是第一电压值期间(S25:否),微型计算机140保持执行定电流充电重复S25的判定。在S25中,在判定为电池组10B的电压值是第一电压值时(S25:是),在S27中,微型计算机140使用电压控制和设定电路80在第一电压值(41.7V)开始定电压充电。
接下来,在S29中,微型计算机140对由电流控制设定电路60检测的充电电流是否为预定的电流值(例如1A)进行判定。在S29中,在判定为充电电流不是预定的电流值期间,微型计算机140保持执行定电压充电重复S29的判定。在S29中,若判定为充电电流为预定的电流值,向S31前进。
在S31中,微型计算机140将与当前的电压值对应的数字值,详细来说,将在充电电流值为预定的电流值(1A)时由电压检测电路70检测出的电池组10B的电压作为变量A(单位:bit)的数字值存储到存储器。并且,微型计算机140将电池组10B的目标电压即第二电压值作为目标值T(bit)的数字值存储到存储器。(Tbit-Abit)作为第二电压值(43.2V)与第一电压值(41.7V)的差分,设为X(bit)。Xbit是与作为第二电压值(43.2V)与第一电压值(41.7V)的差分的1.5V电位差对应的数字值。微型计算机140使用在对电压检测电路70检测出的电压值进行AD变换时所使用的电压值与对应的数字值之间的预定关系来计算Xbit。在本实施方式中,例如,如果将与1V的电压宽对应的数字值设为6,则与1.5V的电位差对应的Xbit的值为9。此外,Xbit的值预先与电池组的种类(电池种类判别元件15的电阻值)对应地多个保存到微型计算机140。因此,微型计算机140也可以从保存的多个Xbit的值中与电池组10的种类(电池种类判别元件15的电阻值)对应地选择出一个。
电压检测电路70由电阻器构成。电阻器不能无视误差,例如,由于存在±1%左右的误差,因此电压检测电路70检测的电压值存在整体电压的±1%左右的误差。另一方面,电压控制和设定电路80能够以十分高的精度(实用方面能够无视的程度的十分小的误差)来执行预定的电压值,例如作为第一电压值的41.7V的电池组10。例如,在不考虑误差时,在由电流控制设定电路60检测出的充电电流值为1A时,通过电压检测电路70检测出的电压值设定成与“500”的数字值对应。即,假设充电装置100在电池组10的电压值为41.7V时将电压值与数字值设定成由电压检测电路70检测的充电电压值与“500”的数字值对应。
但是,实际上,由于电压检测电路70的电阻器的误差和微型计算机的分辨率等,即使电池组10的实际电压值准确地是41.7V,与电压检测电路70检测的电压值对应的数字值由于误差而偏离“500”,例如有时表示“505”的值。换言之,数字值是含有这样的误差的相对值,在本实施方式中,“505”的数字值与电池组10B的电压值41.7V真实对应。该情况下,与第二电压值(43.2V)对应的数字值的目标值Tbit为“514”(=41.7V的相对值“505”与对应于1.5V电位差的数字值“9”之和)。
接下来,在S33中,微型计算机140将充电电流设定为(3-i)A,开始(3-i)A的定电流充电。如上所述,由于i的初始值是0,因此在第一次执行了S33的情况下,进行3A的定电流充电。在S35中,微型计算机140判定电压检测电路70检测的电池组10B的电压值是否达到作为目标值的第二电压值(43.2V)所对应的数字值(514)。在电池组10B的电压值为与第二电压值(43.2V)对应的数字值(S35:是)之前重复S35的判定。在S35中,在判定为电池组10B的电压值为与第二电压值(43.2V)对应的数字值时(S35:是),在S37中,微型计算机140对变量i是否是2,即是否进行预定的电流值1A(=3-2)的定电流充电进行判定。在S37中,在判定为不进行预定的电流值1A的定电流充电时(S37:否),在S39中使变量i的值增加1,重复来自S33的处理。
另一方面,在S37中,在判定为进行了1A的定电流充电时(S37:是),微型计算机140使电池组10B充电至第二电压值,即判断为满充电,结束充电控制处理2。
图5是表示通过充电控制2对电池组10B充电时的电池电压、与充电电流的时间变化的图表。区间I与S23开始的第一预定电流值(3A)的定电流控制对应,区间II与S27开始的第一电压值(41.7V)的定电压控制对应。并且,区间III与S33开始的阶段性定电流控制对应,区间IIIA、IIIB、IIIC分别与预定的充电定电流三阶段(3A、2A、1A)对应。在区间II结束的阶段,第一电压值(41.7V)之前的充电准确地结束。从第一电压值(41.7V)到目标电压(42.3V)为止的差分电压(1.5V)的充电(区间III),以作为电池组10A的目标电压值的第一电压值(41.7V)为基准进行定电流控制,并且以与第一电压值(41.7V)对应的数字值505为基准对是否达到与电池组10B的满充电对应的作为第二电压值的Tbit(数字值:514)进行判定。因此,即使构成电压检测电路70的电阻器具有±1%左右的误差,也不会针对差分电压(1.5V)产生该±1%的误差。这里,相对于差分电压1.5V的±1%左右的误差相对于整体电压是十分小的值,所以即使是考虑了与准确控制而得的基准电压41.7V的差分电压的检测误差的情况,在实用方面也能够以足够高的精度将电池组10B充电到作为第二电压值的43.2V的电压。这里,区间III并非必须的结构,但是例示了阶段性降低定电流控制的电流值来进行充电的方法。该方法在能够可靠地进行43.2V之前的充电方面更为适用。
在以上的充电装置100的充电处理中,获得作为表示电池组10的电池单体额定充电电压的信息的电池判别元件15的电阻值,根据这样的信息来设定电池组10的目标电压,从而对电池组10进行充电。因此,能够与电池组10的种类对应地进行适当的充电。
另外,充电控制1作为对电池组10A进行充电的充电控制进行了说明。但是,如果电池组10的额定充电电压与电池组10A相同,则充电控制1也能够对与电池组10A不同结构的电池组10进行充电。同样地,如果电池组10的额定充电电压相同,则充电控制2也能够对与电池组10B不同结构的电池组10进行充电。
充电控制2以目标电压为43.2V的情况为例进行了说明,但是如果目标电压是作为第一电压值的基准电压(41.7V)以上,则能够设定任意的目标电压。例如,如果电池组10C的额定充电电压是45V,则在S21中将目标电压设为额定充电电压以下的预定值设定为低于1%的44.7V,在S35中,将与差分电压3V(=44.7-41.7V)对应的数字值18设定为Xbit对电池组10进行充电即可。因此,能够通过一个充电装置100来更高精度地对多个种类的电池组10进行充电。
另外,在充电控制2中,进行了根据差分电压的充电。一般地,在锂离子电池中存在电池组10的充电电压(更详细来说针对各电池单体的充电电压)要求高精度的趋势。在充电电压相对于额定充电电压小时,针对电池容量的充电量不足。并且,假设在充电电压相对于额定充电电压高时,由于过充电状态而存在使电池寿命显著缩短化的趋势。在本实施方式中,使用电压控制和设定电路80以高精度进行作为第一电压值的基准电压(41.7V)之前的充电,根据电压检测电路70检测的电池组的电压值来控制从基准电压(41.7V)到作为第二电压值的目标电压(43.2V)为止的差分电压。因此,相对于电压检测电路70检测整体电压来进行控制的现有技术,能够非常高精度地进行目标电压(43.2V)的充电。
本发明涉及的充电装置100不限于上述的实施方式,在权利要求所记载的范围内能够进行各种变形和改良。
例如,在上述实施方式中,电压控制和设定电路80与规定作为第一电压值的基准电压的一个电位计81连接,但是也可以设置多个电位计81,电压控制和设定电路80可以根据目标电压与对应于多个基准电压的电位计中的某一个连接。
例如,如图6所示,也可以设置两个电位计81A、81B。一个电位计81A设定成能够进行与42.0V的额定充电电压的电池组10A对应的基准电压值(41.7V)的定电压控制。另一个电位计81B设定成能够进行与16.8V的额定充电电压的电池组10C对应的基准电压值(例如16.6V)的定电压控制。这里,16.8V的额定充电电压的电池组10C的一个例子是额定输出电压是14.4V,串联连接四个4.2V的额定充电电压的电池单体。微型计算机140在确定电池判别元件15的电阻值,并确定为装配了电池组10A时,使电压控制和设定电路80与电位计81A连接,进行以41.7V为基准电压的充电。详细来说,进行与充电控制1相同的充电处理。另一方面,在确定为装配了电池组10C时,微型计算机140使电压控制和设定电路80与电位计81B连接,进行以16.6V为基准电压的充电。详细来说,在上述的充电控制1(图2)中将基准电压换作16.6V而进行同样的充电处理。
更近一步,在装配了额定充电电压例如是21.0V的电池组10D的情况下,微型计算机140判断为电池组10D的额定充电电压同分别与电位计81A、81B对应的额定充电电压即42.0V和16.8V均不一致。并且,微型计算机140选择比电池组10D的额定充电电压21V低、且与作为多接近的额定充电电压的16.8V对应的电位计81B,使电压控制和设定电路80与电位计81B连接。并且,关于额定充电电压是21.0V的电池组10D,额定输出电压是18V,串联连接五个4.2V的额定充电电压的电池单体。更进一步,微型计算机140将比电池组10D的额定充电电压21.0V略低1%的20.8V设定为目标电压。以后的充电处理与上述的充电控制2说明的充电处理相同,但是不同点在于S21的目标电压是20.8V,S25判定的电压是16.6V,Xbit被设定为与电压差4.2V(=20.8-16.6V)对应的值。
另外,图6的示例表示了设置有两个电位计81的示例,但是也可以设置三个以上的电位计81。此时,当不存在与装配的电池组10的额定充电电压一致的电位计81时,微型计算机140选择是电位计81对应的额定充电电压中的、比电池组10的额定充电电压低的额定充电电压,且最接近于电池组10的额定充电电压的值的额定充电电压,选择与选择出的额定充电电压对应的电位计81,使其与电压控制和设定电路80连接。
通过像这样设置多个电位计81,即使在对目标电压的电压差大不同的种类电池组进行充电时,也能够高精度地进行电池组10的充电。如上所述,电池组10A串联连接十个电池单体,电池组10C串联连接四个电池单体。这样,在多个电池组中,在串联连接的电池单体数的差变大时,额定充电电压的差变大的可能性高,但是即使在这样的情况下,也能够适当地高精度地对各电池组进行充电。
另外,可以代替设置多个电位计81,而是电压控制和设定电路80根据电池组10的种类自动变更电位计81的电阻值。
此外,在本实施方式中,在区间III(图5)中,按1A降低电流值来进行了定电流控制。该电流值的降低幅度不限于1A。例如,可以是按0.5A来降低电流值的控制,还可以是阶段性地增大或减小降低幅度的控制。
产业上的利用可能性
本发明的充电装置能够用于电动工具所使用的电池组的充电。
符号说明
1  充电系统
10  (10A~10D)电池组
60  电流控制和设定电路
80  电压控制和控制设定电路
81  电位计
100  充电装置
140  微型计算机

Claims (7)

1.一种充电装置,其具有充电单元和控制单元,所述充电单元对电动工具所使用的二次电池进行充电,所述控制单元控制所述充电单元,所述充电装置的特征在于,
所述控制单元获得表示由多个电池单体构成的所述二次电池的各电池单体的额定充电电压的额定充电电压信息,根据所述额定充电电压信息来设定所述二次电池的目标电压,并控制所述充电单元使得所述二次电池为所述目标电压。
2.根据权利要求1所述的充电装置,其特征在于,
所述控制单元能够从与彼此不同的多个二次电池对应的彼此不同的多个目标电压中,设定与作为充电对象的二次电池对应的一个目标电压。
3.根据权利要求1或2所述的充电装置,其特征在于,
所述充电单元具有:进行充电使得所述二次电池为第一目标电压的电压控制单元,
所述控制单元能够将所述目标电压设定为所述第一目标电压、和比所述第一目标电压大的第二目标电压中的某一个,
所述控制单元在控制所述充电单元使得所述二次电池为所述第二目标电压时,对所述第一目标电压与所述第二目标电压的差分电压进行控制。
4.根据权利要求3所述的充电装置,其特征在于,
所述充电装置还具有:对所述二次电池的电压进行检测的电压检测单元,
在控制所述充电单元使得成为第二目标电压时,所述控制单元使用所述电压控制单元将所述二次电池充电为第一目标电压,之后,根据所述电压检测单元检测出的二次电池的电压值来控制所述差分电压,控制成使所述二次电池成为所述第二目标电压。
5.根据权利要求3或4所述的充电装置,其特征在于,
所述充电装置还具有:控制成使对所述二次电池进行充电的充电电流为定电流的充电电流控制单元,
控制单元使用所述充电电流控制单元控制成使所述定电流的电流值阶段性下降来使所述二次电池为所述第二目标电压。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的充电装置,其特征在于,
所述控制单元还获得表示所述二次电池的单体数的单体数信息,并根据所述单体数信息以及所述额定充电电压信息来设定所述目标电压。
7.根据权利要求1所述的充电装置,其特征在于,
所述充电装置还具有对所述二次电池的电压进行检测的电压检测单元,
所述充电单元具有:
电流控制单元,其将对所述二次电池进行充电的充电电流设为定电流;以及
电压控制单元,其将所述二次电池充电到比所述目标电压低的预定电压,
所述控制单元在由所述电压控制单元充电后的所述二次电池的电压达到所述预定电压时,运算出由所述电压检测单元检测的所述二次电池的电压与所述目标电压的差分电压,之后,阶段性地减少所述定电流地重复如下动作:由所述电流控制单元使所述定电流流经所述二次电池从而将所述二次电池充电至目标电压。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI564701B (zh) * 2013-04-23 2017-01-01 緯創資通股份有限公司 電子裝置以及充電方法
GB2528290A (en) * 2014-07-16 2016-01-20 John Leslie Gordon Hardy Battery management
JP6690493B2 (ja) * 2016-10-13 2020-04-28 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用のバックアップ装置
TWI692173B (zh) * 2018-04-09 2020-04-21 茂達電子股份有限公司 非窄電壓直流充電器及其控制方法
US20230198277A1 (en) * 2020-06-16 2023-06-22 Black & Decker Inc. System and method for charging a battery pack
US11936228B2 (en) 2020-06-16 2024-03-19 Black & Decker Inc. Battery charger
JP6865879B1 (ja) * 2020-09-07 2021-04-28 日本たばこ産業株式会社 エアロゾル発生システム、吸引器用コントローラ、および電源装置
TWI760236B (zh) * 2021-05-26 2022-04-01 新普科技股份有限公司 充電方法及電池組

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0638391A (ja) * 1992-07-15 1994-02-10 Toshiba Corp 充電器
CN1200204A (zh) * 1995-10-24 1998-11-25 松下电器产业株式会社 恒流和恒压充电器
CN101335461A (zh) * 2007-06-27 2008-12-31 联想(新加坡)私人有限公司 充电系统、电子设备以及充电方法
CN101552483A (zh) * 2007-10-25 2009-10-07 日立工机株式会社 充电装置
EP2375538A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-12 Black & Decker Inc. A method of charging a battery pack coupled to a battery charger
US20110267009A1 (en) * 2009-06-18 2011-11-03 Toshiyuki Nakatsuji Charge control circuit, battery pack, and charge system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3924281B2 (ja) * 2001-11-15 2007-06-06 ミンキュウ シン 移動通信端末機用充電器
JP2006034032A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Ricoh Co Ltd 二次電池を有する電池パック及びその電池パックを使用した充電システム装置
JP4817054B2 (ja) * 2006-03-02 2011-11-16 日立工機株式会社 充電装置
JP2008187790A (ja) 2007-01-29 2008-08-14 Hitachi Koki Co Ltd 充電装置
JP2009033843A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 充電装置および充電方法
CN101714647B (zh) * 2008-10-08 2012-11-28 株式会社牧田 电动工具用蓄电池匣以及电动工具
US8853997B2 (en) * 2010-07-20 2014-10-07 Superior Electron Llc Apparatus, system and method for charging batteries
EP2689513A2 (en) * 2011-03-25 2014-01-29 Hitachi Koki Co., Ltd. Charger and power supply system
AU2011205026B2 (en) * 2011-07-27 2014-06-05 Chou, Shan-Shan Charge system for series connected rechargeable batteries
KR20130083116A (ko) * 2012-01-12 2013-07-22 삼성전자주식회사 단말기의 배터리 충전 제어 방법 및 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0638391A (ja) * 1992-07-15 1994-02-10 Toshiba Corp 充電器
CN1200204A (zh) * 1995-10-24 1998-11-25 松下电器产业株式会社 恒流和恒压充电器
CN101335461A (zh) * 2007-06-27 2008-12-31 联想(新加坡)私人有限公司 充电系统、电子设备以及充电方法
CN101552483A (zh) * 2007-10-25 2009-10-07 日立工机株式会社 充电装置
US20110267009A1 (en) * 2009-06-18 2011-11-03 Toshiyuki Nakatsuji Charge control circuit, battery pack, and charge system
EP2375538A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-12 Black & Decker Inc. A method of charging a battery pack coupled to a battery charger

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