JP2003244861A - 充電制御装置 - Google Patents

充電制御装置

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JP2003244861A
JP2003244861A JP2002041022A JP2002041022A JP2003244861A JP 2003244861 A JP2003244861 A JP 2003244861A JP 2002041022 A JP2002041022 A JP 2002041022A JP 2002041022 A JP2002041022 A JP 2002041022A JP 2003244861 A JP2003244861 A JP 2003244861A
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JP
Japan
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battery
voltage
charging
terminal voltage
charged
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Application number
JP2002041022A
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English (en)
Inventor
Keiji Suzuki
圭治 鈴木
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Tocad Energy Co Ltd
Original Assignee
Tocad Energy Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被充電バッテリの完全放電の有無に拘らず、
過充電防止保護タイマにより適切なタイミングでバッテ
リへの充電を終了して過充電の防止を行うようにするこ
と。 【解決手段】 被充電バッテリの完全放電の有無に拘ら
ず、充電中のバッテリの端子電圧の増加率が急激に大き
くなる変異点を検出した時点で、過充電防止保護タイマ
に例えば前記バッテリの充電量が130%になる所定時
間を設定して計時動作を行わせる。これにより、ピーク
カット制御或いは、−ΔV検知制御が働かなくても、被
充電バッテリの完全放電の有無に拘らず、過充電防止保
護タイマが適切なタイミングで働いてバッテリの充電を
終了させることにより、バッテリへの過充電を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケルカドミュ
ウム(Ni−cd)或いはニッケル水素(Ni−MH)
などの2次電池(バッテリ)を充電する際に適正な充電
が行われるように充電動作を制御する充電制御装置に係
り、特にバッテリへの過充電を防止する過充電防止保護
タイマに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ニッケルカドミュウム或いは
ニッケル水素などのバッテリを充電する際には、バッテ
リが過充電されて寿命劣化しないように、充電制御装置
により充電の終了、継続が制御されている。
【0003】この種のバッテリを充電すると、バッテリ
の端子電圧は次第に上昇し、あるところで上昇カーブが
急峻になり、充電量が100%の満充電付近で電圧のピ
ークを付ける特性がある。そこで、充電制御装置はバッ
テリの端子電圧ピークを検出すると、充電を終了するピ
ークカット制御或いは、バッテリの端子電圧ピークを過
ぎてΔV下がったところで充電を終了する−ΔV検知制
御を行って、適正な充電(充電量100%)がバッテリ
に行われるような制御を行っている。しかし、上記のよ
うな−ΔV検知制御やピークカット制御が何らかの理由
で働かなかった場合、最後に過充電防止保護タイマが働
いてバッテリへの充電を終了して、過充電を防止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような充電制御
装置は、−ΔV検知制御やピークカット制御が動作しな
い時、最後に過充電防止保護タイマによりバッテリへの
充電を終了して、過充電を防止しているが、過充電防止
保護タイマの設定時間は完全放電したバッテリを充電す
る場合に対応した時間になっている。従って、完全放電
していないバッテリを充電する際には満充電(充電量1
00%)までの時間が短いため、上記した過充電防止保
護タイマの設定時間では長すぎることになり、過充電防
止保護タイマが働いても、バッテリは既に過充電状態に
なっている。
【0005】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、完全放電したバ
ッテリは勿論、完全放電していないバッテリを充電する
際にも、過充電防止保護タイマにより適切なタイミング
でバッテリへの充電を終了して過充電の防止を行うこと
ができる充電制御装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
請求項1の発明は、充電電源で発生した電圧をバッテリ
に印加するか或いは、印加を停止するかを切り換えるス
イッチ手段と、設定された時間を計時すると前記スイッ
チ手段により前記電圧のバッテリへの印加を停止するタ
イマ手段と、前記バッテリの端子電圧を監視して端子電
圧の増加率の変異点を検出する検出手段と、前記検出手
段により前記変異点が検出されると前記タイマ手段に所
定の時間を設定してこのタイマ手段の計時を開始させる
設定手段とを具備することを特徴とする。
【0007】上記発明によれば、被充電バッテリの完全
放電の有無に拘らず、バッテリの充電端子電圧が急激に
増大する変異点から充電端子電圧のピーク(バッテリの
満充電時点)までの時間はほぼ同一であるため、この変
異点を検出した時点で所定の時間、即ち上記ピークカッ
ト制御や−ΔV検知制御が行われる時間よりも長く且
つ、バッテリが過充電にならない時間を前記タイマ手段
に設定しておけば、このタイマ手段が前記所定の時間を
カウントアップして、バッテリへの充電を終了した場
合、被充電バッテリの完全放電の有無に拘らず、バッテ
リは過充電になっておらず、過充電防止を行うことがで
きる。
【0008】請求項2の発明は、前記請求項1におい
て、前記検出手段と前記設定手段は、マイクロコンピュ
ータ内に構築されることを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、前記請求項1又は2に
おいて、前記バッテリの端子電圧のピークを検出する
と、前記スイッチ手段により前記電圧のバッテリへの印
加を停止するピークカット制御手段を設けたことを特徴
とする。
【0010】請求項4の発明は、前記請求項1又は2に
おいて、前記バッテリの端子電圧のピークを過ぎてから
所定電圧降下した電圧を検出すると、前記スイッチ手段
により前記電圧のバッテリへの印加を停止する−ΔV検
知制御手段を設けたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施の形態に
係る充電制御装置の構成例を示したブロック図である。
充電制御装置は、バッテリ5の充電電圧を発生する電源
部1、バッテリ5への充電電圧の入切を行うスイッチ回
路2、スイッチ回路2のオン、オフ制御及び過充電防止
保護タイマ4の時間設定などを行うマイクロコンピュー
タ(マイコン)3、バッテリ5への充電開始から設定時
間過ぎるとスイッチ回路2をオフする過充電防止保護タ
イマ4を有している。
【0012】次に本実施の形態の動作について説明す
る。マイコン3はスイッチ回路2をオンとしてバッテリ
5への充電を開始する。これにより、電源部1により発
生した電圧がスイッチ回路2を通してバッテリ5へ印加
され、バッテリ5が充電される。
【0013】図2は充電状態にあるバッテリ5の特性図
であり、充電量に対するバッテリ5の端子電圧特性線1
00、バッテリ5の温度傾斜特性線200及びバッテリ
5の温度特性線300を示している。
【0014】この図2から分かるようにバッテリ5の端
子電圧は充電開始から徐々に増加し、図中aで示すよう
な充電量(約80%)付近で、端子電圧の増加が急峻に
なって、その後、ピーク電圧に達する。この図中aの変
異点からピーク電圧に達するまで、即ち、満充電までの
時間は一定である。そのため、マイコン3はバッテリ5
の端子電圧を監視し、図中aの端子電圧の増加率の変異
点を検出すると、過充電防止保護タイマ4に所定の時間
を設定した後、過充電防止保護タイマ4の計時を開始さ
せる。
【0015】ここで、バッテリ5の端子電圧の増加率
は、図3に示すように、端子電圧特性線100の傾きに
対応し、この傾きが上記したa点付近で(1)、
(2)、(3)に示すように急に増加するため、マイコ
ン3は、この傾きが急に増加する点を変異点aとして検
出している。
【0016】その後、マイコン3はバッテリ5の端子電
圧のピークを検出すると、スイッチ回路2をオフにして
バッテリ5の充電を終了するピークカット制御を行う。
これにより、バッテリ5は100%の充電状態で充電が
完了する。また、マイコン3はバッテリ5の端子電圧の
ピークを検出した後、このピークから所定電圧(ΔV)
下がった時点でスイッチ回路2をオフにしてバッテリ5
の充電を終了する、所謂−ΔV検知制御をしてもよい。
【0017】ところで、上記したピークカット制御或い
は、−ΔV検知制御が何らかの理由で働らかなかった場
合、過充電防止保護タイマ4は上記設定された所定時間
を計時すると、スイッチ回路2をオフにする。これによ
り、最終的にバッテリ5の充電が終了する。尚、マイコ
ン3により過充電防止保護タイマ4に設定される所定時
間は上記ピークカット制御や−ΔV検知制御が行われる
時間よりも長く且つ、バッテリ5が過充電にならない時
間、例えばバッテリ5の充電量が公称容量の130%程
度になる時間である。
【0018】本実施の形態によれば、完全放電したバッ
テリ5と完全放電していないバッテリ5を充電した際、
いずれも上記した端子電圧特性線100上に変異点aが
存在し、このa点からのバッテリ5の端子電圧のピーク
までの時間がほぼ同じであるため、この時間に基づいて
上記過充電防止保護タイマ4に所定時間、即ち上記ピー
クカット制御や−ΔV検知制御が行われる時間よりも長
く且つ、バッテリ5が過充電にならない時間を設定して
おけば、バッテリ5が完全放電したものであろうとなか
ろうと、過充電防止保護タイマ4により適切なタイミン
グでバッテリ5への充電を終了して、バッテリ5の過充
電を防止することができる。
【0019】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ことなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的
な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態に
よっても実施することができる。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、被充電バッテリの完全放電の有無に拘らず、充電
中のバッテリの端子電圧の増加率が急激に大きくなる変
異点を検出した時点で、過充電防止保護タイマに例えば
前記バッテリの充電量が130%になる所定時間を設定
して計時動作を行わせることにより、完全放電したバッ
テリは勿論、完全放電していないバッテリを充電する際
にも、過充電防止保護タイマにより適切なタイミングで
バッテリへの充電を終了して過充電の防止を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る充電制御装置の構
成例を示したブロック図である。
【図2】図1に示した充電状態にあるバッテリの特性図
である。
【図3】図2に示したバッテリの端子電圧の増加率の変
異点を説明する図である。
【符号の説明】
1 電源部 2 スイッチ回路 3 マイコン 4 過充電防止保護タイマ 5 バッテリ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電電源で発生した電圧をバッテリに印
    加するか或いは、印加を停止するかを切り換えるスイッ
    チ手段と、 設定された時間を計時すると前記スイッチ手段により前
    記電圧のバッテリへの印加を停止するタイマ手段と、 前記バッテリの端子電圧を監視して端子電圧の増加率の
    変異点を検出する検出手段と、 前記検出手段により前記変異点が検出されると前記タイ
    マ手段に所定の時間を設定してこのタイマ手段の計時を
    開始させる設定手段と、 を具備することを特徴とする充電制御装置。
  2. 【請求項2】 前記検出手段と前記設定手段は、マイク
    ロコンピュータ内に構築されることを特徴とする請求項
    1に記載の充電制御装置。
  3. 【請求項3】 前記バッテリの端子電圧のピークを検出
    すると、前記スイッチ手段により前記電圧のバッテリへ
    の印加を停止するピークカット制御手段を設けたことを
    特徴とする請求項1又は2に記載の充電制御装置。
  4. 【請求項4】 前記バッテリの端子電圧のピークを過ぎ
    てから所定電圧降下した電圧を検出すると、前記スイッ
    チ手段により前記電圧のバッテリへの印加を停止する−
    ΔV検知制御手段を設けたことを特徴とする請求項1又
    は2に記載の充電制御装置。
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