DE10254226B4

DE10254226B4 - Batteriesäule, die als Leistungsversorgung für eine tragbare Vorrichtung verwendet wird

Info

Publication number: DE10254226B4
Application number: DE10254226A
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Hitachinaka Takano
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: DE10254226A1; JP4798548B2; JP2006344611A; JP2003157905A; CN1269256C; CN1421955A; US6850041B2; US20030151393A1; JP3879494B2

Abstract

Batteriesäule, die als Leistungsversorgung für eine tragbare Vorrichtung verwendet wird und durch eine Ladeeinheit aufladbar ist, wobei die Batteriesäule (1) folgendes aufweist:
eine Batterie (10) mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Zellen (11, ..., 18), wobei wenigstens eine eine Zelle mit niedrigerer Nennkapazität als die weiteren Zellen ist, wobei die Batterie (10) an die tragbare Vorrichtung (200) oder an die Ladeeinheit (100) anschließbar ist,
eine Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden zum Beurteilen, ob die Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist; und
eine Steuereinrichtung zum Anweisen der Beurteilungseinrichtung, ein Laden der Batterie (10) zu stoppen, wenn die Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass die Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriesäule, die eine aufladbare Batterie enthält, wie beispielsweise eine Nickel-Cadmium-Batterie, eine Nickel-Hydrogen-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie, welche als die Leistungsversorgung für ein tragbares mit elektrischem Antrieb versehenes Werkzeug verwendet wird.
In letzter Zeit haben Sammelbatterien bzw. Batterien von Akkumulatoren, wie beispielsweise Nickel-Cadmium-Batterien, Nickel-Hydrogen-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien, ihre Kapazität erhöht und eine Lade/Entlade-Leistungsfähigkeit stark verbessert, wenn sie mit großem Strom geladen und entladen werden. Diese Sammelbatterien hoher Leistungsfähigkeit werden als die Leistungsversorgung von Maschinen mit hoher Last verwendet, wie beispielsweise von schnurlosen mit elektrischem Antrieb versehenen Werkzeugen (die hierin nachfolgend einfach "mit elektrischem Antrieb versehene Werkzeuge" genannt werden). Sammelbatterien, die in mit elektrischem Antrieb versehenen Werkzeugen verwendet werden, sind normalerweise in der Form einer Batteriesäule, die eine Batterie enthält, die aus Batteriezellen hergestellt ist, die in Reihe geschaltet sind, und zwar durch beispielsweise eine Verbindungsplatte bzw. Anschlussplatte, und die als die Leistungsversorgung für Vorrichtungen mit hoher Last verwendet werden, was ermöglicht, dass die Vorrichtungen mit hoher Last schnurlos sind. Eine aufladbare Batterie hoher Leistungsfähigkeit kann einen großen Teil von Wärme erzeugen, weil sie große Ströme entlädt und auch unter Verwendung großer Ströme geladen wird. Diese Wärme kann die Lebensdauer der Batterie reduzieren. Ebenso können dann, wenn die Batterie aus einer Anzahl von Zellen hergestellt ist, die in Reihe geschaltet sind, die Zellen mit niedrigerer Nennkapazität in der Batterie leicht überladen oder überentladen werden. Wenn die Zellen mit niedrigerer Nennkapazität wiederholt überladen und überentladen werden, wird die Lebensdauer von nur den Zellen mit niedrigerer Nennkapazität verkürzt.
Die Ladekennlinie einer Batterie wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, werden die Spannung V, die Temperatur T und der interne Druck P der Batterie ab dem Beginn eines Ladens nach und nach größer, bis die Batterie nahezu vollständig geladen ist. Jedoch dann, wenn die Batterie zu einer Zeit F nahezu vollständig geladen ist, werden die Spannung V, die Temperatur T und der interne Druck P der Batterie plötzlich größer. Mit dieser Eigenschaft im Sinn wird, ob die Batterie vollständig geladen ist oder nicht, durch ein Erfassen der schnellen Änderung bezüglich der Spannung V und der Temperatur T der Batterie bestimmt, wenn die Batterie nahezu vollständig geladen ist. Wenn ein Laden der Batterie über die Zeit F eines vollständigen Ladens hinausgehend andauert, dann wird die Batterie in einem Bereich 0 überladen.
2 zeigt eine Ladekennlinie von Zellen mit niedrigerer Nennkapazität. Wie es in 2 gezeigt ist, werden die Spannung V_L, die Temperatur T_L und der interne Druck P_L der Zellen mit niedrigerer Nennkapazität ab einem Beginn eines Ladens ähnlich den in 1 gezeigten Kurven nach und nach größer. Jedoch werden die Zellen mit niedrigerer Nennkapazität der Batterie zu einer Zeit F_L vollständig geladen, was früher als dann ist, wenn die anderen Zellen vollständig geladen werden. Als Ergebnis ist in den Ladezustand der Zellen mit niedrigerer Nennkapazität bereits in den überladenen Bereich O eingetreten worden, bevor zur Zeit F erfasst wird, dass die Batterie vollständig geladen ist. Weil die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität weitergeladen wird, nachdem ihr geladener Zustand in den überladenen Bereich eintritt, werden die Temperatur T_L und der interne Druck P_L der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität bis zu der Stelle größer, bei welcher die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität sich verschlechtert. Wenn die Batterie wiederholt entladen und geladen wird, wird die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität wiederholt überladen und überentladen. Die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität kann als Ergebnis ein Elektrolyt ausfließen lassen. Eine innere Impedanz kann sich auch erhöhen. In Zusammenhang damit wird die Kapazität der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität schnell kleiner, was potentiell zu einem internen Kurzschluss oder einer Verbindungsauflösung führt. Dies kann die Lebensdauer der Batteriesäule verkürzen.
3 zeigt die Lebensdauer einer aufladbaren Batterie in zwei Situationen A, B. In der Situation A wird die Batterie wiederholt 100 % entladen und auf 100 % ihrer Kapazität geladen. In der Situation B wird die Batterie 80 % entladen und auf 80 % geladen. Das bedeutet, dass in der Situation B ein Entladen gestoppt wird, bevor die Batterie vollständig entladen ist, d.h. wenn die Batterie nur 80 % entladen ist, und ein Laden gestoppt wird, bevor ein vollständiges Laden erreicht wird, d.h. wenn die Batterie auf nur 80 % ihrer Kapazität geladen worden ist. Wie es oben beschrieben ist, ist die Lebensdauer der Batterie in der Situation A viel kürzer, wenn die Batterie 100 % entladen und geladen wird, als in der Situation B, wenn sie nur teilweise entladen und geladen wird.
Zum Erhöhen der Lebensdauer von Batterien, die beispielsweise in Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEV) verwendet werden, wird das Verfahren eines teilweisen Entladens und Ladens, das in 3 gezeigt ist, implementiert, um zu verhindern, dass die Batterien sich überentladen und überladen.

Ein System zur automatischen Ladung von wiederaufladbaren galvanischen Elementen ist bekannt aus DE 198 47 988 A1 , das eine steuerbare Strom- und Spannungsquelle und eine elektronische Überwachungs- und Steuereinheit umfasst. Nach dem Ende einer Hauptladung wird nach einer Testphase die Höhe des Nachladestroms festgestellt, durch einen Spannungsanstieg und eine Spannungsabsenkung. Durch eine Überwachung der Ladespannung entfällt eine Temperaturkompensation und damit eine Messung der Batterietemperatur.

Ferner ist aus DE 197 29 009 A1 eine Ladevorrichtung für das allgemeine Laden verschiedener Arten von Akkumulatorenbatterien bekannt, die mit einem Ladespannungserkenner und einem Kapazitätserkenner versehen ist. Während des Ladens kann die Nennspannung der zu ladenden Batterie und deren Kapazität erkannt werden, so dass automatisch eine entsprechende Ladespannung und Ladeparameter eingestellt werden können, um die zu ladende Batterie gemäß ihren Spezifikationen aufzuladen.

Ferner ist aus EP 0 656 578 B1 ein tragbares Rechnersystem bekannt, das unter anderem einen Batterieblock, eine Batterieüberwachungseinheit und eine daran gekoppelte Steuereinheit umfasst, um den Aufladevorgang zu steuern und entsprechende Indikatorsignale abzugeben.

Jedoch müssen zum Implementieren des Verfahrens eines teilweisen Entladens und Ladens die Batteriespannung und die Batterietemperatur von allen Zellen in der Batterie oder von einer Anzahl von Zellengruppen in der Batterie überwacht werden. Dies erfordert eine komplizierte Steuerschaltung. Eine Batteriesäule, die eine solche komplizierte Schaltung enthält, ist für einen Einbau in Produkte für einen alltäglichen Einsatz zu teuer.

Angesichts es Vorangehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Probleme zu überwinden und eine Batteriesäule zu schaffen, die eine einfache Schaltung enthält, die die Lebensdauerkennlinie der Batterie verbessert.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

Gemäß einem Beispiel wird eine Batteriesaule geschaffen, die eine Batterie, eine Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden und eine Steuereinrichtung enthält. Die Batteriesäule wird als Leistungsversorgung für eine tragbare Vorrichtung verwendet und ist durch eine Ladeeinheit aufladbar. Somit wird die in der Batteriesäule eingebaute Batterie selektiv an die tragbare Vorrichtung und die Ladeeinheit angeschlossen. Die Batterie enthält eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Zellen, wobei wenigstens eine Zelle eine Zelle mit niedrigerer Nennkapazität mit einer kleineren Kapazität als derjenigen der anderen Zellen ist. Die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden ist vorgesehen, um zu beurteilen, ob die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist. Wenn die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden beurteilt, dass die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist, weist die Steuereinrichtung die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden an, ein Laden der Batterie zu stoppen.
Weil die Batteriesäule eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Zellen enthält und eine der Zellen eine Zelle mit niedrigerer Nennkapazität ist, die eine niedrigere Nennkapazität als die anderen Zellen hat, wird die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität die erste sein, die vollständig geladen wird, wenn die Batterie an die Ladeeinheit angeschlossen ist. Wenn ein Laden danach fortgeführt wird, dann wird die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität in einen überladenen Zustand eintreten. Jedoch dann, wenn beurteilt wird, dass die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität einen vollständig geladenen Zustand erreicht hat, wird das Laden der Batterie gestoppt, so dass ein Überladen der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität verhindert werden kann. Ein Verkürzen der Lebensdauer der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität kann somit verhindert werden, so dass die Lebensdauer der Batterie erhöht werden kann.
Die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden kann einen Zellentemperaturdetektor zum Erfassen einer Temperatur der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität enthalten, und einen Zellenspannungsdetektor zum Erfassen einer Spannung der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität. Der Zellentemperaturdetektor gibt ein Zellentemperatursignal aus, das die Temperatur der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität anzeigt. Der Zellenspannungsdetektor gibt ein Zellenspannungssignal aus, das die Spannung der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität anzeigt. Die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden beurteilt, ob die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist, basiert auf dem Zellentemperatursignal und dem Zellenspannungssignal.
Normalerweise werden dann, wenn ein Laden einer aufladbaren Batterie über eine Zeitperiode andauert, die Spannung und die Temperatur der Batterie größer. Es wird basierend auf der Spannung und der Temperatur der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität beurteilt, ob die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist. Diese Beurteilung kann basierend auf nur einer von der Spannung und der Temperatur durchgeführt werden.
Ein Batteriespannungsdetektor und eine Erfassungseinrichtung für einen anormalen Batterieladezustand können weiterhin vorgesehen sein. Der Batteriespannungsdetektor ist vorgesehen zum Erfassen einer Spannung der Batterie und zum Ausgeben eines Batteriespannungssignals, das die Spannung der Batterie anzeigt. Die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Batterieladezustand ist vorgesehen zum Erfassen eines anormalen Batterieladezustands, der in der Batterie während eines Ladens der Batterie auftritt, basierend auf dem Batteriespannungssignal. Die Steuereinrichtung weist die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden an, ein Laden der Batterie zu stoppen, wenn die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Batterieladezustand den anormalen Ladezustand erfasst.
Normalerweise wird ein anormaler Zustand, wie beispielsweise ein überladener Zustand, der in einer Batterie mit einer Zelle mit niedrigerer Nennkapazität auftritt, welche eine niedrigere Nennkapazität als die anderen Zellen der Batterie hat, durch die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität verursacht. Jedoch wird es Situationen geben, in welchen der anormale Zustand nicht durch die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität verursacht wird. Daher wird in diesem Beispiel eher die Spannung der gesamten Batterie beobachtet, als nur der Spannung der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität. Beispielsweise wird dann, wenn die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden während eines Ladens nicht beurteilt, dass die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist, auch wenn die Batterie beurteilt wird, dass sie vollständig geladen ist, bestimmt werden, dass ein anormaler Zustand in der Batterie existiert, so dass Operationen zum Laden der Batterie gestoppt werden.
Gemäß einem weiteren Beispiel ist eine Batteriesäule geschaffen, die eine Batterie, eine Erfassungseinrichtung für einen anormalen Zellenentladezustand und eine Steuereinrichtung enthält. Die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Zellenentladezustand ist zum Erfassen eines anormalen Zellenentladezustands vorgesehen, der in der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität während eines Entladens der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität auftritt. Die Steuereinrichtung weist die tragbare Vorrichtung an, ein Antreiben der tragbaren Vorrichtung zu stoppen, wenn die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Zellenentladezustand den anormalen Zellenentladezustand erfasst.
Weil die Batterie eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Zellen enthält und wenigstens eine der Zellen eine Zelle mit niedrigerer Nennkapazität ist, die eine niedrigere Nennkapazität als die anderen Zellen hat, wird dann, wenn die Batteriesäule als die Leistungsversorgung einer tragbaren Vorrichtung verwendet wird, die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität die erste der Zellen sein, die zu stark entladen ist, selbst wenn die anderen Zellen noch bis zu einem gewissen Ausmaß geladen sind. Wenn ein Entladen danach andauert, dann wird die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität in einen überladenen Zustand eintreten. Jedoch deshalb, weil bei der Erfindung ein Antreiben der tragbaren Vorrichtung gestoppt wird, wenn ein anormaler Zustand der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität erfasst wird, kann ein Überentladen der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität verhindert werden. Ein Verkürzen der Lebensdauer der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität kann somit verhindert werden, und folglich kann die Lebensdauer der Batterie erhöht werden.
Die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Zellenentladezustand kann einen Zellentemperaturdetektor zum Erfassen einer Temperatur der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität enthalten, und einen Zellenspannungsdetektor zum Erfassen einer Spannung der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität. Der Zellentemperaturdetektor gibt ein Zellentemperatursignal aus, das die Temperatur der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität anzeigt, und der Zellenspannungsdetektor gibt ein Zellenspannungssignal aus, das die Spannung der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität anzeigt. Die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Zellenentladezustand beurteilt, ob die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität im anormalen Zellenentladezustand ist, basierend auf wenigstens einem von dem Zellentemperatursignal und dem Zellenspannungssignal.
Wenn die Batteriesäule als die Leistungsversorgung für eine tragbare Vorrichtung verwendet wird, dann wird ein anormaler Zellenentladezustand erfasst, so dass die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität nicht überentladen wird, indem auf wenigstens eines von der Spannung und der Temperatur der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität geachtet wird.
Vorzugsweise können weiterhin ein Batteriespannungsdetektor und ein Detektor für einen anormalen Batterieentladezustand vorgesehen sein. Der Batteriespannungsdetektor ist zum Erfassen einer Spannung der Batterie vorgesehen und gibt ein Batteriespannungssignal aus, das die Spannung der Batterie anzeigt. Die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Batterieentladezustand ist zum Erfassen eines anormalen Batterieentladezustands vorgesehen, der in der Batterie während eines Entladens der Batterie auftritt, basierend auf dem Batteriespannungssignal. Die Steuereinrichtung weist die tragbare Vorrichtung an, ein Antreiben der tragbaren Vorrichtung zu stoppen, wenn die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Batterieentladezustand den anormalen Entladezustand erfasst.
Normalerweise wird ein anormaler Zustand, wie beispielsweise ein überentladener Zustand, der in einer Batterie mit einer Zelle mit niedrigerer Nennkapazität auftritt, durch die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität verursacht. Jedoch wird es Situationen geben, in welchen ein solcher anormaler Zustand nicht durch die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität verursacht wird. Daher erfasst die Erfindung einen anormalen Entladezustand in der Batterie selbst und nicht nur anormale Zustände während eines Entladens der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität. Beispielsweise stoppt die Steuereinrichtung ein Antreiben der tragbaren Vorrichtung, wenn die Antriebsstoppfunktion nicht arbeitet, selbst wenn die Spannung der Batterie während eines Entladens auf einen festen Pegel oder darunter abfällt.
Weiterhin kann eine Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden vorgesehen sein, um zu beurteilen, ob die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist. In diesem Fall weist die Steuereinrichtung die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden an, ein Laden der Batterie zu stoppen, wenn die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden beurteilt, dass die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist.
Durch weiteres Vorsehen der Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden kann ein Laden der Batterie gestoppt werden, wenn beurteilt wird, dass die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist. Als Ergebnis kann ein überladener Zustand der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität zusätzlich zu anormalen Zuständen während eines Entladens, wie beispielsweise ein Überentladen, verhindert werden.
Weiterhin kann eine Lade/Entlade-Erfassungseinheit vorgesehen sein, um zu erfassen, ob sich die Batterie gegenwärtig lädt oder entlädt. Demgemäß beurteilt die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden dann, wenn beurteilt wird, dass sich die Batterie lädt, ob die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist. Wenn beurteilt wird, dass sich die Batterie entlädt, wird dann die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Entladezustand erfassen, ob die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität in einem anormalen Zustand ist oder nicht. Die Lade/Entlade-Erfassungseinheit kann aus einer einfachen Hardwarekonfiguration hergestellt sein. Ebenso können die verschiedenen Beurteilungen, die durch die Steuereinrichtung basierend auf der Ausgabe von der Lade/Entlade-Erfassungseinheit durchgeführt werden, auf einfache Weise durch Software realisiert werden.
Vorzugsweise ist die Zelle mit niedrigerer Nennkapazität an einer ersten Stelle der Vielzahl von Zellen von einem negativen Anschluss der Batterie aus angeordnet. Mit dieser Konfiguration kann die Spannung der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität unter Verwendung einer einfachen Konfiguration erfasst werden.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus einem Lesen der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels klarer werden, genommen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, wobei:
1 eine Kurve ist, die eine Ladekennlinie einer aufladbaren Batterie darstellt;
2 eine Kurve ist, die eine Ladekennlinie einer Zelle mit niedrigerer Nennkapazität einer Batterie darstellt;
3 eine Kurve ist, die eine Lebensdauer einer Batterie darstellt, wenn sie vollständig geladen und entladen wird und wenn sie teilweise geladen und entladen wird;
4 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine an eine Ladeeinheit angeschlossene Batteriesäule zeigt;
5 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine an eine tragbare Vorrichtung angeschlossene Batteriesäule zeigt;
6 ein Ablaufdiagramm ist, das Operationen darstellt, die durch die Batteriesäule durchgeführt werden; und
7 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Modifikation von in 6 gezeigten Operationen darstellt.
Als nächstes wird eine Batteriesäule gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben. 4 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Batteriesäule 1 zeigt, die an eine Ladeeinheit 100 angeschlossen ist. 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Batteriesäule 1 an eine tragbare Vorrichtung 200 angeschlossen zeigt.
Wie es in 4 gezeigt ist, enthält die Batteriesäule 1 einen positiven Anschluss 2, einen negativen Anschluss 3, eine Batterie 10, einen Zellenspannungsdetektor 20, eine Konstantspannungs-Leistungsversorgung 30, einen Batteriespannungsdetektor 40, einen Batterietemperaturdetektor 50, einen Mikrocomputer 60 und einen Lade/Entlade-Detektor 70. Die Ladeeinheit 100 enthält einen positiven Anschluss 101, einen negativen Anschluss 102 und einen Informationsübertragungsanschluss 103. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist die Ladeeinheit 100 an eine Wechselleistungsversorgung von 100 V angeschlossen.
Wenn die Batteriesäule 1 an die Ladeeinheit 11 angeschlossen ist, ist der positive Anschluss 2 der Batteriesäule 1 an den positiven Anschluss 101 der Ladeeinheit 100 angeschlossen und ist der negative Anschluss 3 der Batteriesäule 1 an den negativen Anschluss 102 der Ladeeinheit 100 angeschlossen. Ein Ausgangsport 66 eines Mikrocomputers 60 ist an den Informationsübertragungsanschluss 103 der Ladeeinheit 100 über einen Informationsübertragungsanschluss 4 der Batteriesäule 1 angeschlossen, so dass der Mikrocomputer 60 Signale, wie beispielsweise ein Ladestoppsignal, zur Ladeeinheit 100 senden kann.
Wie es in 5 gezeigt ist, enthält die tragbare Vorrichtung 200 einen positiven Anschluss 201, einen negativen Anschluss 202 und einen Informationsübertragungsanschluss 203. Wenn die Batteriesäule 1 an die tragbare Vorrichtung 200 angeschlossen ist, ist das Ausgangsport 66 an den Informationsübertragungsanschluss 203 der tragbaren Vorrichtung 200 über den Informationsübertragungsanschluss 4 der Batteriesäule 1 angeschlossen, so dass der Mikrocomputer 60 Signale, wie beispielsweise ein Ladestoppsignal, zur tragbaren Vorrichtung 200 senden kann.
Die Batterie 10 enthält Zellen 11 bis 18, die durch eine Anschlussplatte bzw. Verbindungsplatte zueinander in Reihe geschaltet sind. Die Zellen 11 bis 17 haben eine Nennkapazität von Q1Ah. Andererseits hat die Zelle 18 eine Nennkapazität von 0,8 × Q1Ah, was 20 % weniger als die Kapazität der Zellen 11 bis 17 ist. Die Zelle 18 wird hierin nachfolgend die "Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität" genannt werden. Die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität ist, gezählt vom negativen Anschluss 3 aus, welches der Erdungsanschluss ist, bei der ersten Stufe in der Batterie 10 angeordnet.
Wie es in 4 gezeigt ist, fließt dann, wenn die Batteriesäule 1 an die Ladeeinheit 100 angeschlossen ist und im Prozess eines Geladenwerdens ist, ein Ladestrom vom positiven Anschluss 101 der Ladeeinheit 100 zum positiven Anschluss der Batteriesäule 1 und vom negativen Anschluss der Batteriesäule 1 zum negativen Anschluss 102 der Ladeeinheit 100. Andererseits fließt dann, wenn, wie es in 5 gezeigt ist, die Batteriesäule 1 an die tragbare Vorrichtung 200 angeschlossen ist und als die Leistungsversorgung zum Antreiben der tragbaren Vorrichtung 200 verwendet wird, ein Laststrom vom positiven Anschluss 2 der Batteriesäule 1 durch die tragbare Vorrichtung 200 zum negativen Anschluss 3 der Batteriesäule 1.
Der Zellenspannungsdetektor 20, die Konstantspannungs-Leistungsversorgung 30, der Batteriespannungsdetektor 40, der Batterietemperaturdetektor 50, der Mikrocomputer 60 sind an diesen Strompfad und an den Mikrocomputer 60 angeschlossen.
Der Mikrocomputer 60 enthält eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 61, einen Nurlesespeicher (ROM) 62, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 63, einen Zeitgeber 64, einen Digital/Analog-(A/D-)Wandler 65, ein Ausgangsport 66 und ein Rücksetz-Eingangsport 67, die Komponenten des Mikrocomputers 60 sind über einen internen Bus miteinander verbunden.
Der Zellenspannungsdetektor 20 enthält nur einen einzigen Widerstand 21. Der Widerstand 21 ist zwischen dem A/D-Wandler 65 und einer Metallplatte angeschlossen, die die Zellen 17, 18 verbindet. Der Widerstand 21 ist ein spannungsbegrenzender Widerstand. Über den Widerstand 21 wird eine Spannung der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität an den A/D-Wandler 65 angelegt.
Weil die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität gezählt vom negativen (Erdungs-)Anschluss aus die erste Zelle ist, kann die Spannung der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität durch eine solche einfache Schaltung erfasst werden, die nur den einzigen Widerstand 21 enthält. Wenn die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität gezählt vom negativen (Erdungs-)Anschluss aus nicht die erste Zelle wäre, wie beispielsweise dann, wenn die Positionen der Zellen 17 und 18 vertauscht wären, dann wäre aufgrund der Beziehung der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität in Bezug auf die Erdung eine kompliziertere Spannungserfassungsschaltung, wie beispielsweise eine Subtraktionsschaltung erforderlich, um nur die Spannung der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität zu erfassen.
Die Konstantspannungs-Leistungsversorgung 30 enthält einen Regler mit drei Anschlüssen (REG) 31, Glättungskondensatoren 32, 33 und ein Rücksetz-IC 34. Die Konstantspannungs-Leistungsversorgung 30 gibt eine konstante Spannung V_CC aus, die als die Leistungsversorgung für den Batterietemperaturdetektor 50, den Mikrocomputer 60 und den Lade/Entlade-Detektor 70 dient. Das Rücksetz-IC 34 ist an den Rücksetz-Eingangsport 67 des Mikrocomputers 60 angeschlossen und gibt ein Rücksetzsignal zum Initialisieren des Mikrocomputers 60 zum Rücksetz-Eingangsport 67 aus.
Der Batteriespannungsdetektor 40 enthält Widerstände 41 bis 43 und dient zum Erfassen einer Batteriespannung der gesamten Batterie 10. Die Widerstände 41, 42 sind zwischen dem positiven Anschluss der Batterie 10 und der Erdung in Reihe geschaltet und sind über den Widerstand 43 an den A/D-Wandler 65 des Mikrocomputers 60 angeschlossen. Der A/D-Wandler 65 gibt einen digitalen Wert aus, der der beim Batteriespannungsdetektor 40 erfassten Spannung entspricht. Die CPU 61 des Mikrocomputers 60 vergleicht den digitalen Wert mit einer im ROM 62 gespeicherten vorbestimmten Spannung, um zu überwachen, ob die Batterie 10 einen geeigneten Spannungspegel beibehält.
Der Batterietemperaturdetektor 50 ist als nächstes zur Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität positioniert und dient zum Erfassen einer Temperatur der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität. Der Batterietemperaturdetektor 50 enthält einen Thermistor 51, der als Temperaturerfassungselement dient, und Widerstände 52 bis 54. Der Thermistor 51 ist an den A/D-Wandler 65 über den Widerstand 53 angeschlossen. Der A/D-Wandler 65 gibt einen digitalen Wert aus, der der beim Batterietemperaturdetektor 50 erfassten Batterietemperatur entspricht. Die CPU 61 vergleicht den digitalen Wert mit einem voreingestellten Wert, um zu beurteilen, ob die Temperatur der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität anormal hoch ist.
Der Lade/Entlade-Detektor 70 enthält einen Stromerfassungswiderstand 71 und eine Lade/Entlade-Stromerfassungsschaltung 72 und erfasst, ob die Batterie 10 gegenwärtig geladen wird oder entladend ist. Die Lade/Entlade-Stromerfassungsschaltung 72 kann aus sowohl einer invertierenden Verstärkerschaltung als auch einer nicht invertierenden Verstärkerschaltung konfiguriert sein. Das beim Stromerfassungswiderstand 71 entwickelte elektrische Potential hängt von der Richtung und der Größe des Stroms ab. Wenn die invertierende Verstärkerschaltung und die nicht invertierende Verstärkerschaltung das elektrische Potential invertierend verstärken und nicht invertierend verstärken, wird eine Ausgabe durch nur eine der invertierenden Verstärkerschaltung und der nicht invertierenden Verstärkerschaltung in Abhängigkeit davon erzeugt werden, ob die Batterie 10 geladen wird oder entladend ist. Der A/D-Wandler 65 des Mikrocomputers 60 führt eine A/D-Wandlung an der Ausgabe durch, und die CPU 61 führt eine Beurteilung diesbezüglich durch, ob die Batterie 10 geladen wird oder entladend ist.
Als nächstes wird ein Betrieb der Batteriesäule 1 unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben.
Wenn das Programm, das durch das Ablaufdiagramm der 6 dargestellt ist, startet, dann wandelt der A/D-Wandler 65 des Mikrocomputers 60 eine Ausgabe vom Zellenspannungsdetektor 20 in ein digitales Signal um, und die CPU 61 liest das digitale Signal als die Spannung V18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität (S301). Auf ähnliche Weise wandelt der A/D- Wandler 65 des Mikrocomputers 60 eine Ausgabe vom Batterietemperaturdetektor 50 in ein digitales Signal um, und die CPU 61 liest das digitale Signal als die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität (S302). Als nächstes wandelt der A/D-Wandler 65 eine Ausgabe vom Lade/Entlade-Detektor 70 in ein digitales Signal um, das die CPU 61 dazu verwendet, zu beurteilen, ob die Batteriesäule 1 gegenwärtig geladen wird oder nicht (S303). Wenn beurteilt wird, dass die Batteriesäule 1 geladen wird (S303: JA), dann wird beurteilt, ob die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen (S304).
Die Beurteilung diesbezüglich, ob die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist, wird gemäß der in 2 gezeigten Ladekennlinie der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität und basierend auf Änderungen bezüglich der in S301 erfassten Spannung V18 und der in S302 erfassten Temperatur T18 durchgeführt. Wenn beurteilt wird, dass die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität nicht vollständig geladen ist (S304: NEIN), dann springt das Programm zurück zu S301. Andererseits wird dann, wenn beurteilt wird, dass die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist (S304: JA), ein Ladestoppsignal zum Stoppen der Ladeoperation der Ladeeinheit 100 vom Ausgangsport 66 des Mikrocomputers 60 ausgegeben (S305). Das Ladestoppsignal wird vom Informationsübertragungsanschluss 4 der Batteriesäule 1 in den Informationsübertragungsanschluss 103 der Ladeeinheit 100 eingegeben, und die Ladeeinheit 100 stoppt demgemäß eine Ausgabe ihrer Ladespannung.
Wenn beurteilt wird, dass die Batteriesäule 1 gegenwärtig nicht geladen wird (S303: NEIN), dann wandelt der A/D-Wandler 65 eine Ausgabe des Lade/Entlade-Detektors 70 in ein digitales Signal um, das die CPU 61 dazu verwendet, zu beurteilen, ob die Batteriesäule 1 sich gegenwärtig entlädt oder nicht (S306). Wenn beurteilt wird, dass die Batteriesäule 1 sich gegenwärtig entlädt (S306: JA), dann wird beurteilt, ob die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität sich zu der Stelle entladen hat, bei welcher ihre Spannung V18 gleich einem vorbestimmten Spannungswert oder kleiner als dieser ist (S307). Die Beurteilung von S307 dient zum Sicherstellen, dass die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität sich nicht überentlädt. Daher sollte der vorbestimmte Spannungswert so eingestellt werden, dass die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität selbst dann keine Überentladung erreicht haben wird, wenn beurteilt wird, dass die Spannung V18 gleich dem vorbestimmten Spannungswert oder kleiner als dieser ist.
Beispielsweise wird dann, wenn die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität eine Nickel-Cadmium- oder Nickel-Hydrogen-Zelle ist, der vorbestimmte Spannungswert auf etwa 1,0 V eingestellt. Wenn die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität eine 3,6 V-Lithium-Ionen-Zelle ist, wird dann der vorbestimmte Spannungswert auf etwa 2,5 V eingestellt.
Wenn beurteilt wird, dass die Spannung V18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität nicht gleich dem vorbestimmten Spannungswert oder kleiner als dieser ist (S307: NEIN), dann wird beurteilt, ob die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität größer als ein vorbestimmter Temperaturwert oder gleich diesem ist oder nicht (S308). Diese Beurteilung über die Temperatur der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität während eines Entladens wird durchgeführt, bevor die Temperatur der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität beginnt, auf eine anormal hohe Temperatur anzusteigen. Daher wird ein Entladen gestoppt werden, wenn die Temperatur T18 den vorbestimmten Temperaturwert übersteigt, selbst wenn die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität nicht begonnen hat, auf eine anormal hohe Temperatur anzusteigen. Wenn beurteilt wird, dass die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität sich nicht auf größer als den vorbestimmten Temperaturwert oder gleich diesem erhöht hat (S308: NEIN), dann springt das Programm zurück zu S301. Wenn die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität auf größer als der vorbestimmte Temperaturwert oder auf gleich diesem angestiegen ist (S308: JA), dann wird ein Antriebsstoppsignal zum Stoppen eines Antreibens der tragbaren Vorrichtung 200 vom Ausgangsport 66 des Mikrocomputers 60 ausgegeben (S309).
Das Antriebsstoppsignal wird vom Informationsübertragungsanschluss 4 der Batteriesäule 1 an den Informationsübertragungsanschluss 203 der tragbaren Vorrichtung 200 angelegt und stoppt ein Antreiben der tragbaren Vorrichtung 2 durch beispielsweise AUS-Schalten der tragbaren Vorrichtung 200. Es sollte beachtet werden, dass dann, wenn beurteilt wird, dass die Spannung V18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität gleich dem vorbestimmten Spannungswert oder kleiner als dieser ist (S307: JA), das Programm hinter S308 zum Prozess von S309 springt, um die tragbare Vorrichtung 200 AUS-zuschalten.
Weil die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität absichtlich mit einer niedrigeren Nennkapazität als die anderen Zellen 11 bis 17 versehen ist, wird die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität immer vor den anderen Zellen 11 bis 17 vollständig geladen werden. Daher wird die Beurteilung in S304 diesbezüglich, ob die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist, sicherstellen, dass die anderen Zellen 11–17 immer weniger als vollständig geladen sind. Es muss nur darauf aufgepasst werden, dass die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität nicht überladen wird. Beispielsweise kann die Beurteilung diesbezüglich, ob die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist, durchgeführt werden, bevor der interne Druck P_L der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität beginnt, schnell größer zu werden, wie es in 2 gezeigt ist. Dies wird sicherstellen, dass die Batterie 10 niemals vollständig geladen wird.
Gleichermaßen hat die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität eine geringere Ladekapazität als die anderen Zellen 11 bis 17. Daher wird die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität immer vor den anderen Zellen 11 bis 17 leer sein. Die Beurteilung bezüglich der Spannung der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität während einer Entladung stellt sicher, dass die Zellen 11 bis 17 niemals vollständig entladen werden. Es muss nur darauf aufgepasst werden, dass die Zelle 18 niedrigerer Nennkapazität nicht überentladen wird.
Das Ausführungsbeispiel beschreibt die Nennkapazität der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität derart, dass sie 80 der Nennkapazität der Zellen 11 bis 17 ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Kapazität der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität muss nur auf ein derartiges Ausmaß niedriger als die Kapazität der anderen Zellen eingestellt werden, dass Kapazitätstoleranzen berücksichtigt werden, die für die Herstellung der Zellen eingestellt sind.
Als nächstes wird eine Batteriesäule gemäß einer Modifikation des Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 7 beschrieben. Wenn das Programm, das durch das Ablaufdiagramm dargestellt ist, startet, werden in S401 und S402 dieselben Prozesse wie in S301 und S302 durchgeführt. Das bedeutet, dass die Spannung V18 und die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität erfasst werden.
Als nächstes wandelt der A/D-Wandler 65 die Ausgabe des Batteriespannungsdetektors 40 in ein digitales Signal um, das die CPU 61 dazu verwendet, die Spannung der Batterie 10 zu erfassen (S403). Als nächstes wird auf dieselbe Weise wie in S303 des Ablaufdiagramms der 6 beurteilt, ob die Batteriesäule 1 gegenwärtig geladen wird oder nicht (S404). Wenn die Batteriesäule geladen wird (S404: JA), dann wird beurteilt, ob die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist oder nicht (S405).
Wenn beurteilt wird, dass die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist (S405: JA) oder wenn die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität nicht vollständig geladen ist (S405: NEIN), aber beurteilt wird, dass die Batterie 10 vollständig geladen ist (S406: JA), dann wird ein Ladestoppsignal zum Stoppen der Ladeoperation der Ladeeinheit 100 vom Ausgangsport 66 des Mikrocomputers 60 ausgegeben (S407). Wenn die Batterie 10 nicht vollständig geladen ist (S406: NEIN), dann springt das Programm zurück zu S401.
Wenn die Batteriesäule 1 gegenwärtig nicht geladen wird (S404: NEIN), dann wird beurteilt, ob die Batterie 10 sich entlädt oder nicht (S408). Wenn sich die Batterie 10 gegenwärtig entlädt (S408. JA), dann wird beurteilt, ob die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität sich entladen hat oder nicht, bis die Spannung V18 einen vorbestimmten Spannungswert oder darunter erreicht (S409).
Wenn die Spannung V18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität nicht gleich dem vorbestimmten Spannungswert ist oder kleiner als dieser ist (S409: NEIN), dann wird beurteilt, ob die Spannung der Batterie 10 gleich einem vorbestimmten Batteriespannungswert ist oder kleiner als dieser ist oder nicht (S410). Wenn die Spannung der Batterie 10 nicht gleich der vorbestimmten Batteriespannung oder kleiner als diese ist (S410: NEIN), dann wird beurteilt, ob die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität gleich einem vorbestimmten Temperaturwert oder größer als dieser ist oder nicht (S411). Wenn die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität nicht auf den vorbestimmten Temperaturwert oder darüber hinaus angestiegen ist (S411: NEIN), dann geht das Programm weiter zu S401.
Wenn die Spannung V18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität auf kleiner als den vorbestimmten Spannungswert oder gleich diesem abfällt (S409: JA), wenn die Spannung der Batterie 10 gleich der vorbestimmten Batteriespannung oder kleiner als diese ist (S410: JA) oder wenn die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität auf den vorbestimmten Temperaturwert oder darüber hinaus angestiegen ist (S411: Ja), dann wird das Antriebsstoppsignal zum Stoppen eines Antreibens der tragbaren Vorrichtung 200 vom Ausgangsport 66 des Mikrocomputers 60 ausgegeben (S412). Es sollte beachtet werden, dass der vorbestimmte Spannungswert, der mit der Spannung V18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität verglichen wird, und der vorbestimmte Batteriespannungswert, der mit der Spannung der Batterie 10 verglichen wird, unterschiedliche Werte sind.
Gemäß der Modifikation wird zusätzlich zu der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität mit der niedrigeren Nennkapazität die gesamte Batterie überwacht. Ein Laden wird wenigstens dann gestoppt, wenn eine Überwachung davon ein vollständiges Laden erreicht. Zusätzlich wird ein Entladen gestoppt, wenn eine von diesen Überwachungen derart beurteilt wird, dass sie nahezu überladen ist.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele davon detailliert beschrieben worden ist, wäre es Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran durchgeführt werden können, ohne vom Sinngehalt der Erfindung abzuweichen, deren Schutzumfang durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
Beispielsweise beschreibt das Ausführungsbeispiel eine einzelne Zelle mit niedrigerer Nennkapazität derart, dass sie in einer Vielzahl von Zellen enthalten ist. Jedoch können zwei oder mehrere Zellen mit niedrigerer Nennkapazität gemäß der Anzahl von Zellen enthalten sein, die die Batterie bilden.
Ebenso kann die Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität nur dann derart beurteilt werden, dass sie nahezu überentladen ist, wenn die Spannung V18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität gleich dem vorbestimmten Spannungswert oder kleiner als dieser ist (S307, 409: JA) und auch die Temperatur T18 der Zelle 18 mit niedrigerer Nennkapazität auf größer als der vorbestimmte Temperaturwert oder gleich diesem angestiegen ist (S308, 411: JA).

Claims

Batteriesäule, die als Leistungsversorgung für eine tragbare Vorrichtung verwendet wird und durch eine Ladeeinheit aufladbar ist, wobei die Batteriesäule (1) folgendes aufweist: eine Batterie (10) mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Zellen (11, ..., 18), wobei wenigstens eine eine Zelle mit niedrigerer Nennkapazität als die weiteren Zellen ist, wobei die Batterie (10) an die tragbare Vorrichtung (200) oder an die Ladeeinheit (100) anschließbar ist, eine Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden zum Beurteilen, ob die Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist; und eine Steuereinrichtung zum Anweisen der Beurteilungseinrichtung, ein Laden der Batterie (10) zu stoppen, wenn die Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass die Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist.
Batteriesäule nach Anspruch 1, wobei die Beurteilungseinrichtung folgendes aufweist: einen Zellentemperaturdetektor (50) zum Erfassen einer Temperatur der Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität und zum Ausgeben eines Zellentemperatursignals, das die Temperatur der Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität anzeigt; und einen Zellenspannungsdetektor (20) zum Erfassen einer Spannung der Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität und zum Ausgeben eines Zellenspannungssignals, das die Spannung der Zelle (18) anzeigt, wobei die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden basierend auf dem Zellentemperatursignal und dem Zellenspannungssignal beurteilt, ob die Zelle (18) vollständig geladen ist.
Batteriesäule nach einem der Ansprüche 1 und 2, die weiterhin folgendes aufweist: einen Batteriespannungsdetektor (40) zum Erfassen einer Spannung der Batterie (10) und zum Ausgeben eines Batteriespannungssignals, das die Spannung der Batterie (10) anzeigt; und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines anormalen Batterieladezustands, der in der Batterie (10) während eines Ladens der Batterie (10) auftritt, basierend auf dem Batteriespannungssignal, wobei die Steuereinrichtung die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden anweist, ein Laden der Batterie (10) zu stoppen, wenn die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Batterieladezustand den anormalen Batterieladezustand erfasst.
Batteriesäule, die als Leistungsversorgung für eine tragbare Vorrichtung verwendet wird und die durch eine Ladeeinheit aufladbar ist, wobei die Batteriesäule (1) folgendes aufweist: eine Batterie (10) mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Zellen (11, ..., 18), wobei wenigstens eine eine Zelle mit niedrigerer Nennkapazität als die weiteren Zellen der Vielzahl von Zellen ist, wobei die Batterie (10) selektiv an die tragbare Vorrichtung (200) und die Ladeeinheit (100) anschließbar ist; eine Erfassungseinrichtung für einen anormalen Zellenentladezustand zum Erfassen eines anormalen Zellenentladezustands, der in der Zelle mit niedrigerer Nennkapazität während eines Entladens der Zelle (18) auftritt; und eine Steuereinrichtung zum Anweisen der tragbaren Vorrichtung, ein Betreiben der tragbaren Vorrichtung (200) zu stoppen, wenn die Erfassungseinrichtung den anormalen Zellenentladezustand erfasst.
Batteriesäule nach Anspruch 4, wobei die Erfassungseinrichtung für einen anormalen Zellenentladezustand folgendes aufweist: einen Zellentemperaturdetektor (50) zum Erfassen einer Temperatur der Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität und zum Ausgeben eines Zellentemperatursignals, das die Temperatur der Zelle (18) anzeigt; und einen Zellenspannungsdetektor (20) zum Erfassen einer Spannung der Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität und zum Ausgeben eines Zellenspannungssignals, das die Spannung der Zelle (18) anzeigt, wobei die Erfassungseinrichtung basierend auf wenigstens von einem des Zellentemperatursignals und des Spannungssignals beurteilt, ob die Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität im anormalen Zellenentladezustand ist.
Batteriesäule nach einem der Ansprüche 4 oder 5, die weiterhin folgendes aufweist: einen Batteriespannungsdetektor (40) zum Erfassen einer Spannung der Batterie (10) und zum Ausgeben eines Batteriespannungssignals, das die Spannung der Batterie (10) anzeigt; und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines anormalen Batterieentladezustands, der in der Batterie (10) während eines Entladens der Batterie (10) auftritt, basierend auf dem Batteriespannungssignal, wobei die Steuereinrichtung die tragbare Vorrichtung (200) anweist, ein Antreiben der tragbaren Vorrichtung (200) zu stoppen, wenn die Erfassungseinrichtung den anormalen Batterieentladezustand erfasst.
Batteriesäule nach Anspruch 4, die weiterhin eine Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden zum Beurteilen aufweist, ob die Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität vollständig geladen ist, wobei die Steuereinrichtung die Beurteilungseinrichtung anweist, ein Laden der Batterie (10) zu stoppen, wenn die Beurteilungseinrichtung für ein vollständiges Laden beurteilt, dass die Zelle (18) vollständig geladen ist.
Batteriesäule nach einem der Ansprüche 1 und 4, die weiterhin eine Lade/Entlade-Erfassungseinheit zum Erfassen aufweist, ob die Batterie (10) sich gegenwärtig lädt oder entlädt.
Batteriesäule nach einem der Ansprüche 1 und 4, wobei die Zelle (18) mit niedrigerer Nennkapazität von einem negativen Anschluss der Batterie (10) aus an einer ersten Stelle der Vielzahl von Zellen (11, ..., 18) angeordnet ist.