DE19504437A1 - Universal-Batterieladegerät, mit von der Anzahl der Zellen abhängigem, entsprechendem Ladestrom - Google Patents
Universal-Batterieladegerät, mit von der Anzahl der Zellen abhängigem, entsprechendem LadestromInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batterieladegerät zum
Laden wiederaufladbarer Batterien (oder Akkumulatoren) wie
bei spiel Nickel-Cadmium-Batterien (nachstehend als "Ni-Cad-
Batterien" bezeichnet).
Es wurden bereits verschiedene Batterieladegeräte zum
Aufladen wiederaufladbarer Batterien vorgeschlagen. Besonders
Universal-Batterieladegeräte werden häufig eingesetzt.
Universal-Batterieladegeräte können verschiedene Arten von
Batterien aufladen, die aus unterschiedlichen Anzahlen in
Reihe geschalteter Zellen bestehen. Ein Benutzer kann daher
jede Art einer Batterie aufladen, unabhängig von der Anzahl
an Zellen, welche sie enthält, und zwar in demselben
Universal-Batterieladegerät.
Es besteht ein starker Bedarf nach Batterie-betriebenen
Maschinenwerkzeugen mit hoher Leistung. Zur Stromversorgung
dieser Werkzeuge mit hoher Leistung wurden
Hochspannungsbatterien hergestellt, die aus zahlreichen
Zellen bestehen. Da Universal-Batterieladegeräte dazu fähig
sein sollten, alle Batterien mit demselben Strom zu laden,
werden Universal-Batterieladegeräte hergestellt, die
ausreichend groß dimensioniert sind und eine so hohe
Ausgangsleistung aufweisen, daß sie auch mit der Aufladung
von Hochspannungsbatterien fertig werden.
Da Universal-Batterieladegeräte für eine solche Kapazität
ausgelegt sind, daß sie die Leistung liefern können, die zum
Aufladen von Hochspannungsbatterien erforderlich ist, also
von Batterien mit zahlreichen Zellen, werden die potentiellen
Möglichkeiten von Universal-Batterieladegeräten nicht
vollständig ausgenutzt, wenn Batterien mit wenig Zellen
wieder aufgeladen werden. Beispielsweise kann ein Universal-
Batterieladegerät, welches eine Ni-Cad-Batterie mit 20 Zellen
bei 7 A aufladen kann, eine Maximalleistung von 184,8 W
abgeben (nämlich 1,32 V elektromotische Kraft pro Zelle × 20
Zellen × 7 Ampere = 184,8 W). Dasselbe Universal-
Batterieladegerät kann theoretisch eine Ni-Cad-Batterie mit
10 Zellen bei 14 A aufladen (also 184,8 W geteilt durch 1,32
V × 10 Zellen = 14 A). Allerdings führt die Beziehung
zwischen den maximalen Strombelastungswerten der Bauteile,
beispielsweise Dioden, Hochfrequenztransformator und
Feldeffekttransistoren, die innerhalb des begrenzten Raumes
des Universal-Batterieladgerätes enthalten sind, da zu, daß
daßelbe Universal-Batterieladegerät tatsächlich eine Ni-Cad-
Batterie mit 10 Zellen nur mit einem Ladestromwert von 10 A
aufladen kann.
Die Abmessungen (das Volumen) der Batterien nehmen mit der
Anzahl an Zellen zu, welche die Batterie bilden. Dies führt
da zu, daß auch der Unterschied bezüglich des
Temperaturanstiegs zwischen verschiedenen Zellen ansteigt.
Wenn daher sämtliche Batterien, unabhängig von der Anzahl an
Zellen, welche sie enthalten, mit demselben Strom geladen
werden, nimmt die Ladezyklus-Lebensdauer der Batterien
entsprechend der Anzahl an Zellen in der Batterie ab. Dies
bedeutet, daß Batterien mit vielen Zellen eine kürzere
Ladezyklus-Lebensdauer aufweisen als solche mit weniger
Zellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
voranstehend geschilderten Schwierigkeiten zu überwinden, und
ein Universal-Batterieladegerät zur Verfügung zu stellen,
dessen Potential vollständig ausgenutzt werden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Universal-Batterieladegerätes, welches
die Zyklus-Lebensdauer sämtlicher Batterien im selben Ausmaß
beeinflußt, unabhängig von der Anzahl an Zellen in der
Batterie.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Universal-Batterieladegeräts, welches in kleineren
Abmessungen hergestellt werden kann als ein konventionelles
Batterieladegerät, welches eine Aufladung mit demselben Strom
durchführt, unabhängig von der Anzahl an Zellen in der
Batterie.
Zur Lösung der Aufgabe und zur Erreichung der voranstehend
geschilderten Ziele wird ein Universal-Batterieladegerät
gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt,
welches mit einem von der Anzahl an Zellen in der Batterie
abhängigen, zugehörigen Ladestrom betrieben werden kann. Die
Batterie weist eine Anzahl an Zellen auf, die in Reihe
geschaltet sind. Das Batterieladegerät weist eine
Zellenanzahlbestimmungseinrichtung zur Ermittlung der Anzahl
an Zellen der Batterie auf. Eine
Strompegelbestimmungseinrichtung ist dazu vorgesehen, einen
Strompegel entsprechend der Anzahl an Zellen festzulegen, die
von der Zellenanzahlbestimmungseinrichtung ermittelt wird.
Eine Ladestromanlegeeinrichtung legt einen Ladestrom so an
die Batterie an, daß der Ladestrom einen Pegel aufweist, der
im wesentlichen gleich dem Strompegel ist, der von der
Strompegelbestimmungseinrichtung festgelegt wird.
Weiterhin ist eine Batteriespannungserfassungseinrichtung
dazu vorgesehen, die Spannung der Batterie zu erfassen, und
die Zellenanzahlbestimmungseinrichtung stellt die Anzahl an
Zellen auf der Grundlage der Spannung der Batterie fest, die
von der Batteriespannungserfassungseinrichtung ermittelt
wird. Genauer gesagt weist die
Batteriespannungserfassungseinrichtung eine
Festlegungseinrichtung für eine vorläufige Ladung auf, um die
Ladestromanlegeeinrichtung dazu zu veranlassen, einen
vorläufigen Ladestrom an die Batterie über einen
vorbestimmten Zeitraum anzulegen, und die
Batteriespannungserfassungseinrichtung stellt die Spannung
der Batterie fest, nachdem die Batterie mit dem vorläufigen
Ladestrom über den vorbestimmten Zeitraum aufgeladen wurde.
Eine Volladungs-Erfassungseinrichtung ist dazu vorgesehen,
einen Volladungszustand der Batterie zu erfassen, und das
Anlegen des Ladestroms zu beenden, wenn die Batterie den
vollständig aufgeladenen Zustand erreicht hat.
Eine Zellenanzahl-Klassifizierungseinrichtung ist dazu
vorgesehen, die Anzahl an Zellen, die von der
Zellenanzahlbestimmungseinrichtung festgestellt wurde, so zu
klassifizieren, daß sie in eine von mehreren Gruppen fällt,
und die Strompegelbestimmungseinrichtung legt den Strompegel
entsprechend der Gruppe fest, in welche die Anzahl an Zellen
fällt, die von der Zellenanzahlbestimmungseinrichtung
festgestellt wurde. Vorzugsweise klassifiziert die
Zellenanzahlklassifizierungseinrichtung die Anzahl an Zellen,
die durch die Zellenanzahlbestimmungseinrichtung festgestellt
wurde, so, daß sie in eine von zwei Gruppen fällt. Die Anzahl
an Zellen gehört zu der einen von zwei Gruppen, wenn die
Anzahl an Zellen größer ist als die halbe Maximalanzahl an
Zellen, die mit dem Batterieladegerät aufgeladen werden kann,
und zur anderen der beiden Gruppen, wenn sie kleiner oder
gleich der halben Maximalanzahl an Zellen ist. Die
Ladestromanlegungseinrichtung legt einen ersten Ladestrom an
die Batterie an, wenn die Anzahl an Zellen zur einen der
beiden Gruppen gehört, und einen zweiten Ladestrom, dessen
Pegel höher ist als der erste Ladestrom, wenn die Anzahl an
Zellen zur anderen der beiden Gruppen gehört.
Die Zellenanzahlbestimmungseinrichtung kann die Anzahl an
Zellen entsprechend einer Position einer Klemme der Batterie
feststellen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Schaltbild von Bauteilen eines
Batterieladegeräts gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches ein Steuerprogramm
des in Fig. 1 dargestellten
Batterieladegerätes zeigt;
Fig. 3 ein Diagramm, in welchem zwei
Ladecharakteristiken des Batterieladegeräts
verglichen werden, wenn bei diesem zwei
unterschiedliche Arten von Batterien
eingesetzt werden; und
Fig. 4 ein Schaltbild eines Batterieladegeräts gemäß
einer Abänderung der bevorzugten
Ausführungsform.
Nachstehend wird ein Batterieladegerät gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in
welchen gleiche Teile und Bauteile mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet sind, um eine Wiederholung der
Beschreibung vermeiden zu können.
Zum Aufladen einer wiederaufladbaren Batterie 2 durch das in
Fig. 1 dargestellte Batterieladegerät wird die Batterie 2
zwischen eine Gleichrichter/Glättungsschaltung 30 (die
nachstehend noch beschrieben wird) und Masse geschaltet. Die
Batterie 2 besteht aus mehreren Zellen, die in Reihe
geschaltet sind.
Das Batterieladegerät weist einen Widerstand 3 auf, der als
Stromerfassungseinrichtung zur Feststellung eines in der
Batterie 2 fließenden Ladestroms dient. Eine
Gleichrichter/Glättungsschaltung 10 ist an eine
Wechselspannungsquelle 1 angeschlossen, um die
Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln. Die
Schaltung 10 weist einen Vollweggleichrichter 11 und einen
Glättungskondensator 12 auf. Eine Umschaltschaltung 20 ist an
den Ausgang der Gleichrichter/Glättungsschaltung 10
angeschlossen und weist einen Hochfrequenztransformator 21
auf, einen MOSFET 22, und einen PWM-Steuer-IC 23
(PWM: Impulsbreitenmodulation). Der IC 23 ändert die Breite
von Treiberimpulsen, die an den MOSFET 22 angelegt werden.
Infolge der Schaltvorgänge des MOSFET 22 entwickelt sich an
der Sekundärseite des Transformators 21 eine pulsierende
Spannung. Eine weitere Gleichrichter/Glättungsschaltung 30
ist an den Ausgang der Umschaltschaltung 20 angeschlossen.
Die Schaltung 30 weist Dioden 31 und 32 auf, eine
Drosselspule 33, und einen Glättungskondensator 34. Ein
Batteriespannungserfassungsabschnitt 40 ist parallel zur
Batterie 2 geschaltet und besteht aus zwei Widerständen 41
und 42, die in Reihe geschaltet sind, so daß die Spannung
über der Batterie 2 entsprechend dem Widerstandsverhältnis
der beiden Widerstände geteilt wird. Der Ausgang des
Batteriespannungserfassungsabschnitts 40 wird vom
Verbindungspunkt der Widerstände 41 und 42 abgenommen.
Das Batterieladegerät weist darüber hinaus einen
Mikrocomputer 50 auf, der mit einer CPU 51 versehen ist (die
als Berechnungseinrichtung dient), einem ROM 52, einem RAM
53, einem Zeitgeber 54, einem A/D-Wandler 55, einem
Ausgangsport 56, und einem Rücksetz-Eingangsport 57, die
miteinander über eine Busleitung verbunden sind. Ein
Ladestromanlegeabschnitt 60 ist zwischen den
Stromerfassungsabschnitt (Widerstand) 3 und die
Umschaltschaltung 20 geschaltet, um den Ladestrom auf einem
vorbestimmten Pegel zu halten. Der Ladestromanlegeabschnitt
60 weist Operationsverstärker 61 und 62 in Kaskadenschaltung
auf, sowie Widerstände 63 bis 66.
Eine Konstantspannungsquelle 70 ist dazu vorgesehen, an den
Mikrocomputer 50 und den Ladestromanlegeabschnitt 60
konstante Spannungen zu liefern. Die Konstantspannungsquelle
70 weist einen Transformator 71 auf, einen
Vollweggleichrichter 72, einen Glättungskondensator 73, einen
Spannungsregler 74 mit drei Klemmen, und einen Rücksetz-IC
75. Der Rücksetz-IC 75 gibt ein Rücksetzsignal an den
Rücksetz-Eingangsport 57 des Mikrocomputers 50 aus, um diesen
zurückzusetzen. Ein Ladestrombestimmungsabschnitt 80 ist
zwischen den Ausgangsport 56 des Mikrocomputers 50 und die
invertierende Eingangs klemme des kaskadengeschalteten
Operationsverstärkers 62 geschaltet. Der
Ladestromerfassungsabschnitt 80 dient zum Einstellen des
Ladestroms durch Ändern des Spannungswertes, der an die
invertierende Eingangsklemme des kaskadengeschalteten
Operationsverstärkers 62 angelegt wird, entsprechend dem
Signal, welches vom Mikrocomputer 50 abgegeben wird.
Ein Photokoppler 4, der als
Ladesteuersignalübertragungseinrichtung dient, ist zwischen
den Ausgangsport 56 des Mikrocomputers 50 und den IC 23 der
Umschaltschaltung 20 geschaltet. Der Photokoppler 4 dient zum
Übertragen von Signalen von dem Mikrocomputer 50, um den
Beginn und das Ende der Aufladung zu steuern. Ein weiterer
Photokoppler 5, der als
Ladestromsignalübertragungseinrichtung dient, ist zwischen
den Ausgang des kaskadengeschalteten Operationsverstärkers 62
der Ladestromanlegeeinrichtung 60 geschaltet. Der
Photokoppler 5 dient dazu, das Ladestromsignal zurück zum
PWM-Steuer-IC 23 zu bringen.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Betriebsablaufes
des Batterieladegeräts unter Bezugnahme auf das in Fig. 2
gezeigte Flußdiagramm. Einzelschritte werden nachstehend
durch den Buchstaben "S", gefolgt von der Nummer des
Schritts, bezeichnet.
Wenn der Strom eingeschaltet wird, so geht der Mikrocomputer
50 in einen Bereitschaftszustand über, bis festgestellt wird,
daß die Batterie 2 in das Ladegerät eingesetzt wurde (S101)
Wenn unter Bezugnahme auf das von dem
Spannungserfassungsabschnitt 40 ausgegebene Signal der
Mikrocomputer 50 feststellt, daß die Batterie 2 eingesetzt
bzw. angeschlossen ist ("JA" in S101), so stellt der
Mikrocomputer 50 die vorläufige Ladezeit t₀ und die Spannung
V₁₀ für die vorläufige Ladestromeinstellung (PCCS) ein, um so
den vorläufigen Ladestrom I₀ einzustellen (S102). Dann gibt
in S103 der Mikrocomputer 50 ein Ladestartsignal vom
Ausgangsport 56 an den PWM-Steuer-IC 23 über den
Ladesteuersignalübertragungsabschnitt 4 aus, und gibt darüber
hinaus die PCCS-Spannung V₁₀ an die invertierende
Eingangsklemme des Operationsverstärkers 62 über den
Ladestromfestlegungsabschnitt 80 aus, um hierdurch mit einer
Aufladung mit dem Ladestrom I₀ zu beginnen. Wenn die
Aufladung beginnt, so wird am Widerstand 3 der an die
Batterie 2 angelegte Ladestrom erfaßt. Der
Ladestromanlegeabschnitt 60 stellt die Differenz zwischen der
PCCS-Spannung V₁₀ und der Spannung fest, welche dem
momentanen Ladestrom entspricht, und koppelt dann die
Differenz über den Photokoppler 5 auf den PWM-Steuer-IC 23
zurück.
Im einzelnen wird die Breite des Impulses verringert, der an
den Hochfrequenztransformator 21 angelegt wird, wenn der
momentane Ladestrom zu hoch ist, und erhöht, wenn der
momentane Ladestrom zu klein ist. Das Ausgangssignal der
Sekundärwindung des Hochfrequenztransformators 21 wird durch
die Gleichrichter/Glättungsschaltung 30 gleichgerichtet und
geglättet. Auf diese Weise wird der Ladestrom auf einem
vorbestimmten Wert I₀ gehalten. Daher arbeiten der Widerstand
3, der Ladestromanlegeabschnitt 60, der Photokoppler 5, die
Umschaltschaltung 20 und die Gleichrichter/Glättungsschaltung
30 so zusammen, daß sie den Ladestrom auf den vorbestimmten
Wert I₀ regeln.
Als nächstes wird die Anzahl an Zellen in der Batterie 2
bestimmt. Im Schritt S104 wird überprüft, ob seit dem Beginn
der Aufladung die vorbestimmte Ladungszeit t₀ abgelaufen ist.
Die Batteriespannung V₀ nach Ablauf der vorläufigen Ladezeit
t₀ wird von dem Batteriespannungserfassungsabschnitt 40
erhalten und in den Mikrocomputer 50 über den A/D-Wandler 55
eingegeben, im Schritt S105. Im Schritt S106 wird die Anzahl
"n" von Zellen der Batterie 2 dadurch bestimmt, daß
aufeinanderfolgend die Batteriespannung Vt0 mit jeder von
mehreren Standardspannungen nVa verglichen wird, die sich
abhängig von der Anzahl an Zellen in einer Batterie
unterscheiden, wobei n die Anzahl an Zellen in der Batterie
ist, und Va die Standardspannung jeder Zelle ist.
Typischerweise beträgt Va etwa 1,2 V, bei einer Aufladung mit
1C. Die Spannung Va unterscheidet sich in Abhängigkeit vom
Pegel des Ladestroms. Es wird darauf hingewiesen, daß die
vorliegende Ausführungsform sich mit Batterien beschäftigt,
die eine gerade Anzahl an Zellen aufweisen. Es handelt sich
also um Batterien, bei denen die nächst höhere Größe im
Vergleich zur darunterliegenden Größe zwei weitere Zellen
aufweist.
Im Schritt S 107 wird erfaßt, ob die Anzahl an Zellen in der
Batterie 2 größer ist als die Hälfte der Maximalanzahl an
Zellen, die mit diesem Batterieladegerät geladen werden kann.
Genauer gesagt wird die Anzahl an Zellen in der Batterie mit
dem Wert m/2 verglichen, wobei m die Maximalanzahl an Zellen
ist, die mit dem Batterieladegerät geladen werden kann. Weist
die Batterie 2 mehr Zellen als die Hälfte der Maximalanzahl m
auf (falls daher S107 die Antwort JA ergibt), so geht das
Programm zum Schritt S108 über, in welchem eine
Ladestromeinstellspannung (CCSV) Vi1 eingestellt wird, wobei
der Wert Vi1 zur Erzeugung des Ladestroms I₁ führt. Im
Schritt S109 wird die Batterie 2 mit dem Ladestrom I₁
geladen, wobei I₁ größer oder gleich I₀ ist. Im Schritt 110
wird festgestellt, ob die Batterie 2 vollständig aufgeladen
ist oder nicht. Im Stand der Technik sind verschiedene
Verfahren bekannt, um einen vollständig aufgeladenen Zustand
der Batterie festzustellen. Bei der vorliegenden
Ausführungsform wird ein sogenanntes -Δ V-Verfahren dazu
verwendet, den voll aufgeladenen Zustand der Batterie
festzustellen. Mit fortschreitender Aufladung der Batterie
steigt zunächst die Batteriespannung an, erreicht eine
Spitzenspannung und sinkt dann ab. Bei dem -Δ V-Verfahren
wird dann festgestellt, daß die Batterie vollständig
aufgeladen ist, wenn nach Erreichen des
Spitzenspannungswertes durch die Batteriespannung ein
vorbestimmter Spannungsabfall -Δ V, der für die Batterie
spezifisch ist, gegenüber dem Spitzenwert erfolgt ist. Wenn
die vollständige Aufladung festgestellt wird, so gibt der
Mikrocomputer 50 ein Aufladungsstoppsignal an den PWM-Steuer-
IC 23 aus, so daß die Aufladung beendet wird (S111). Im
Schritt S112 wird bestimmt, ob die Batterie 2 vom Ladegerät
entfernt wurde oder nicht. Bejahendenfalls (bei einer Antwort
JA im Schritt S112) kehrt das Programm zum Schritt S101
zurück, in welchem auf das Einsetzen einer anderen Batterie
gewartet wird.
Wenn die Batterie 2 eine Anzahl an Zellen kleiner oder gleich
der Hälfte der maximalen Anzahl an Zellen m enthält (also
falls die Antwort im Schritt S107 gleich NEIN ist), so wird
im Schritt S113 der CCSV-Wert Vi2 eingestellt, welcher dazu
führt, daß der Ladestrom I₂ erzeugt wird. Der Ladevorgang
wird fortgesetzt, nachdem der an die Batterie 2 angelegte
Strom auf einen Ladestrom I₂ erhöht wurde, wobei der
Ladestrom I₂ größer ist als der Ladestrom I₁, und der
Ladestrom 11 größer oder gleich dem vorläufigen Ladestrom I₀
ist. Im Schritt S115 wird dann auf dieselbe Weise wie im
Schritt S110 festgestellt, ob die Batterie vollständig
aufgeladen ist oder nicht. Wenn die vollständige Aufladung
festgestellt wird, so gibt der Mikrocomputer 50 ein
Ladestoppsignal an den PWM-Steuer-IC 23 aus, so daß die
Aufladung beendet wird (S111). Im Schritt S112 wird
festgestellt, ob die Batterie 2 aus dem Ladegerät entnommen
wurde oder nicht. Bejahendenfalls (also bei einer Antwort JA
im Schritt S112) kehrt das Programm zum Schritt S101 zurück,
in welchem das Programm solange wartet, bis eine andere
Batterie in das Batterieladegerät eingesetzt wurde.
Wie voranstehend erläutert wird die Anzahl an Zellen in der
aufzuladenden Batterie festgestellt, worauf die Zufuhr des
Ladestroms so gesteuert oder geregelt wird, daß der Ladestrom
verringert wird, wenn die Batterie zahlreiche Zellen
aufweist, wogegen der Ladestrom erhöht wird, wenn die
Batterie wenige Zellen aufweist. Batterien mit
unterschiedlichen Anzahlen an Zellen können daher mit dem
jeweils richtigen Ladestrom geladen werden, so daß das
Auftreten eines unzulässigen Temperaturanstiegs bestimmter
Zellen, der infolge einer Überladung auftreten könnte,
verhindert werden kann, und Wiederholungen des
Lade/Entladezyklus so häufig wie möglich durchgeführt werden
können.
In Fig. 3 ist die Ladecharakteristik dargestellt, welche das
Ladegerät zeigt, wenn Batterien mit 10 bzw. 20 Zellen
aufgeladen werden. Die ursprüngliche oder vorläufige Ladezeit
t₀ stellt die Zeitdauer dar, die zwischen dem Beginn der
Aufladung bis zu dem Zeitpunkt erforderlich ist, an welchem
die Anzahl an Zellen, die in der Batterie erhalten sind, auf
der Grundlage der Spannung der Batterie festgestellt werden
kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Ladestrom auf
einen von nur zwei möglichen Werten auf der Grundlage eines
einzigen Vergleichsschrittes eingestellt. Es wird daher ein
niedriger Ladestrom eingestellt, wenn die Anzahl an Zellen in
der Batterie größer ist als die Hälfte der Maximalanzahl an
Zellen, die durch das Batterieladegerät aufladbar ist, oder
hoher Ladestrom eingestellt, wenn die Anzahl an Zellen
kleiner oder gleich der Hälfte der Maximalanzahl ist.
Allerdings kann die Anzahl an Zellen in der Batterie auch
genauer unter Einsatz weiterer Vergleichsvorgänge
festgestellt werden. Spezifischere Ladeströme können für
stärker variierende Abmessungen vorher festgelegt werden, und
auf der Grundlage einer genauer festgestellten Anzahl
eingestellt werden. Das erfindungsgemäße Batterieladegerät
kann Batterien mit weniger Zellen wirksamer in kürzerer Zeit
aufladen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das
Batterieladegerät so ausgebildet, daß es die Anzahl an Zellen
aus der von der Batterie abgegebenen Spannung bestimmt.
Allerdings können auch andere Verfahren zur Bestimmung der
Anzahl an Zellen eingesetzt werden. Beispielsweise kann , wie
in Fig. 4 gezeigt ist, ein Zellenanzahlerfassungsabschnitt
90 getrennt vorgesehen werden. Jede Batterie ist mit einem
Klemmenabschnitt 2A versehen, dessen Position sich
entsprechend der Anzahl an Zellen in der Batterie ändert.
Daher gibt die Position des Klemmenabschnitts 2A der Batterie
eine Identifizierungsmöglichkeit für die Anzahl an Zellen in
der Batterie. Der Zellenanzahlerfassungsabschnitt 90 weist
einen Widerstand 91 und eine Klemme 92 auf. Die Klemme 92
enthält eine vorbestimmte Anzahl an Kontakten gleich der
Anzahl an Batterietypen, die in dem Batterieladegerät
aufgeladen werden können. Die Kontakte sind einzeln an den
Eingangsport 55 des Mikrocomputers 55 angeschlossen, und es
wird eine der dem Eingangsport 55 zugeführten Leitungen
freigeschaltet, wenn der entsprechende Kontakt mit dem
Klemmenabschnitt 2A der Batterie verbunden wird.
Wenn bei einer derartigen Anordnung der Klemmenabschnitt 2A
an die Klemme 92 des Zellenanzahlerfassungsabschnitts 90
angeschlossen wird, so wird automatisch die Anzahl an Zellen
dem Eingangsport 55 des Mikrocomputers 55 zugeführt, um so
eine exakte Erfassung der Anzahl an Zellen zu ermöglichen.
Zwar wurde die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf
spezifische Ausführungsformen der Erfindung beschrieben,
jedoch werden Fachleuten auf diesem Gebiet verschiedene
Änderungen und Modifikationen der Erfindung auffallen, die
vorgenommen werden können, ohne vom Wesen der Erfindung
abzuweichen, deren Umfang sich aus der Gesamtheit der
vorliegenden Anmeldeunterlagen ergibt und von den beigefügten
Patentansprüchen erfaßt sein soll.
Claims (12)
1. Batterieladegerät zum Aufladen einer Batterie, welche
eine Anzahl in Reihe geschalteter Zellen aufweist,
gekennzeichnet durch:
eine Zellenanzahlbestimmungseinrichtung zur Ermittlung der Anzahl von Zellen der Batterie;
eine Strompegelbestimmungseinrichtung zum Festlegen eines Strompegels entsprechend der Anzahl an Zellen, die von der Zellenanzahlbestimmungseinrichtung festgestellt wurde; und
eine Ladestromanlegeeinrichtung zum Anlegen eines Ladestroms an die Batterie, wobei der Ladestrom einen Pegel aufweist, der im wesentlichen gleich dem Strompegel ist, der durch die Strompegelbestimmungseinrichtung festgelegt wird.
eine Zellenanzahlbestimmungseinrichtung zur Ermittlung der Anzahl von Zellen der Batterie;
eine Strompegelbestimmungseinrichtung zum Festlegen eines Strompegels entsprechend der Anzahl an Zellen, die von der Zellenanzahlbestimmungseinrichtung festgestellt wurde; und
eine Ladestromanlegeeinrichtung zum Anlegen eines Ladestroms an die Batterie, wobei der Ladestrom einen Pegel aufweist, der im wesentlichen gleich dem Strompegel ist, der durch die Strompegelbestimmungseinrichtung festgelegt wird.
2. Batterieladegerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Batteriespannungserfassungseinrichtung zur Erfassung
einer Spannung der Batterie vorgesehen ist, und daß die
Zellenanzahlbestimmungseinrichtung die Anzahl an Zellen
auf der Grundlage der Spannung der Batterie bestimmt,
die von der Batteriespannungserfassungseinrichtung
erfaßt wird.
3. Batterieladegerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Batteriespannungserfassungseinrichtung eine
Festlegungseinrichtung für eine vorläufige Aufladung
aufweist, um die Ladestromanlegeeinrichtung dazu zu
veranlassen, einen vorläufigen Ladestrom an die Batterie
über einen vorbestimmten Zeitraum anzulegen, wobei die
Batteriespannungserfassungseinrichtung die Spannung der
Batterie erfaßt, nachdem die Batterie mit dem
vorläufigen Ladestrom über den vorbestimmten Zeitraum
aufgeladen wurde.
4. Batterieladegerät nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Volladungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines
vollständig geladenen Zustands der Batterie vorgesehen
ist, und zum Beenden des Anlegens des Ladestroms, wenn
die Batterie den vollständig aufgeladenen Zustand
erreicht hat.
5. Batterieladegerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Zellenanzahlklassifizierungseinrichtung zum
Klassifizieren der Anzahl an Zellen, die durch die
Zellenanzahlbestimmungseinrichtung festgestellt wurde,
auf solche Weise vorgesehen ist, daß die Anzahl in eine
von mehreren Gruppen fällt, wobei die
Strompegelbestimmungseinrichtung den Strompegel
entsprechend der Gruppe festlegt, in welche die Anzahl
an Zellen fällt, die von der
Zellenanzahlbestimmungseinrichtung festgestellt wird.
6. Batterieladegerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Batteriespannungserfassungseinrichtung zur Erfassung
einer Spannung der Batterie vorgesehen ist, und daß die
Zellenanzahlbestimmungseinrichtung die Anzahl an Zellen
auf der Grundlage der Spannung der Batterie festlegt,
die von der Batteriespannungserfassungseinrichtung
erfaßt wird.
7. Batterieladegerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Batteriespannungserfassungseinrichtung eine
Festlegungseinrichtung für eine vorläufige Aufladung
aufweist, um die Ladestromanlegeeinrichtung dazu zu
veranlassen, einen vorläufigen Ladestrom an die Batterie
über einen vorbestimmten Zeitraum anzulegen, wobei die
Batteriespannungserfassungseinrichtung die Spannung der
Batterie erfaßt, nachdem die Batterie mit dem
vorläufigen Ladestrom über den vorbestimmten Zeitraum
aufgeladen wurde.
8. Batterieladegerät nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Zellenanzahlklassifizierungseinrichtung die Anzahl an
Zellen, die von der Zellenanzahlerfassungseinrichtung
bestimmt wird, so klassifiziert, daß sie in eine von
zwei Gruppen fällt.
9. Batterieladegerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl
an Zellen zur einen der beiden Gruppen gehört, wenn die
Anzahl an Zellen größer ist als die halbe Maximalanzahl
an Zellen, die mit dem Batterieladegerät geladen werden
kann, und zur anderen der beiden Gruppen gehört, wenn
sie kleiner oder gleich der halben Maximalanzahl an
Zellen ist.
10. Batterieladegerät nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ladestromanlegeeinrichtung einen ersten Ladestrom an die
Batterie anlegt, wenn die Anzahl an Zellen zu einer der
beiden Gruppen gehört, und einen zweiten Ladestrom
anlegt, der einen höheren Pegel als den ersten Ladestrom
aufweist, wenn die Anzahl an Zellen zur anderen der
beiden Gruppen gehört.
11. Batterieladegerät nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Volladungserfassungseinrichtung vorgesehen ist, um einen
vollständig geladenen Zustand der Batterie
festzustellen, und das Anlegen des Ladestroms zu
beenden, wenn die Batterie den vollständigen geladenen
Zustand erreicht hat.
12. Batterieladegerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Zellenanzahlbestimmungseinrichtung die Anzahl an Zellen
entsprechend einer Position einer Klemme der Batterie
feststellt.
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Publication Number | Publication Date |
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DE (1) | DE19504437B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10354874B4 (de) | 2002-11-22 | 2024-01-25 | Milwaukee Electric Tool Corp. | Batterieladevorrichtung |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4730671B2 (ja) * | 1999-02-26 | 2011-07-20 | 日立工機株式会社 | 充電装置 |
US7425816B2 (en) * | 2002-11-22 | 2008-09-16 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system for pulse charging of a lithium-based battery |
US7589500B2 (en) | 2002-11-22 | 2009-09-15 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system for battery protection |
US7176654B2 (en) * | 2002-11-22 | 2007-02-13 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system of charging multi-cell lithium-based batteries |
US8471532B2 (en) | 2002-11-22 | 2013-06-25 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Battery pack |
US7157882B2 (en) * | 2002-11-22 | 2007-01-02 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system for battery protection employing a selectively-actuated switch |
JP4536997B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2010-09-01 | 日立工機株式会社 | 充電装置 |
JP4056965B2 (ja) * | 2003-10-29 | 2008-03-05 | 株式会社マキタ | 充電装置 |
DE102004030037B4 (de) * | 2003-11-19 | 2012-01-12 | Milwaukee Electric Tool Corp. | Akkumulator |
CN100413141C (zh) * | 2004-09-08 | 2008-08-20 | 艾默生网络能源有限公司 | 带有检测单元的蓄电池组 |
TW200635173A (en) * | 2005-03-17 | 2006-10-01 | Samya Technology Co Ltd | Tandem-type auto speed-variable charger for Ni-MH/CD cell |
JP5316831B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2013-10-16 | 日立工機株式会社 | コードレス電動工具または充電器 |
JP5170610B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2013-03-27 | 日立工機株式会社 | 充電装置 |
US20070285055A1 (en) * | 2006-06-07 | 2007-12-13 | Meyer Gary D | Battery pack |
US20080238359A1 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | The Gillette Company | Lithium Iron Phosphate Ultra Fast Battery Charger |
US8098048B2 (en) * | 2007-06-15 | 2012-01-17 | The Gillette Company | Battery charger with integrated cell balancing |
JP4640391B2 (ja) * | 2007-08-10 | 2011-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システムおよびそれを備えた車両 |
TWM359148U (en) * | 2009-01-05 | 2009-06-11 | Samya Technology Co Ltd | Universal battery charger |
US8552690B2 (en) * | 2009-11-06 | 2013-10-08 | Rally Manufacturing, Inc. | Method and system for automatically detecting a voltage of a battery |
TWI427893B (zh) * | 2010-05-18 | 2014-02-21 | 瀚宇彩晶股份有限公司 | 電子裝置及其充電方法 |
JP5671937B2 (ja) * | 2010-10-22 | 2015-02-18 | ソニー株式会社 | 蓄電システムおよび出力コントローラ |
US8575895B2 (en) | 2011-03-29 | 2013-11-05 | Rally Manufacturing, Inc. | Method and device for voltage detection and charging of electric battery |
US10416742B2 (en) | 2017-02-17 | 2019-09-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Smart battery for ultrafast charging |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3815001A1 (de) * | 1988-05-03 | 1989-11-16 | Ullmann Ulo Werk | Einrichtung zum laden von akkumulatoren |
US5113128A (en) * | 1989-10-18 | 1992-05-12 | Ryobi Limited | Battery charger and charging method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE157949C (de) * | ||||
US1445025A (en) * | 1919-11-05 | 1923-02-13 | Samuel E Mcfarland | Storage-battery system |
JP2873184B2 (ja) * | 1994-03-15 | 1999-03-24 | クリスタル セミコンダクター コーポレイション | 信号コンバータ |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP01637094A patent/JP3384079B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-02-10 US US08/386,672 patent/US5619116A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 DE DE19504437A patent/DE19504437B4/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3815001A1 (de) * | 1988-05-03 | 1989-11-16 | Ullmann Ulo Werk | Einrichtung zum laden von akkumulatoren |
US5113128A (en) * | 1989-10-18 | 1992-05-12 | Ryobi Limited | Battery charger and charging method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10354874B4 (de) | 2002-11-22 | 2024-01-25 | Milwaukee Electric Tool Corp. | Batterieladevorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19504437B4 (de) | 2004-06-24 |
US5619116A (en) | 1997-04-08 |
JPH07231572A (ja) | 1995-08-29 |
JP3384079B2 (ja) | 2003-03-10 |
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