JP2003299258A - バッテリーの充電装置及び充電方法 - Google Patents
バッテリーの充電装置及び充電方法Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば電圧段差の発生によるバッテリー充電
の不都合を排除するバッテリー充電方法及び充電装置を
提供する。 【解決手段】 本発明に係るバッテリー充電方法は、バ
ッテリーパックを充電するステップと、バッテリーパッ
クの電圧を感知するステップと、電圧変化速度を計算す
るステップと、電圧段差が検出されない限りにおいて電
圧変化速度に基づいて第１変曲点を検出するステップ
と、電圧段差が検出されない限りにおいて電圧変化速度
に基づいて第２変曲点を検出するステップと、第１及び
第２変曲点の双方が検出されたときにバッテリーパック
に送られる電流を低減させるステップとを有する。
の不都合を排除するバッテリー充電方法及び充電装置を
提供する。 【解決手段】 本発明に係るバッテリー充電方法は、バ
ッテリーパックを充電するステップと、バッテリーパッ
クの電圧を感知するステップと、電圧変化速度を計算す
るステップと、電圧段差が検出されない限りにおいて電
圧変化速度に基づいて第１変曲点を検出するステップ
と、電圧段差が検出されない限りにおいて電圧変化速度
に基づいて第２変曲点を検出するステップと、第１及び
第２変曲点の双方が検出されたときにバッテリーパック
に送られる電流を低減させるステップとを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くはバッテリー
の充電装置及び充電方法に関する。
の充電装置及び充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯用の動力工具、ある種のキッチン用
器具及び家庭用器具のためのバッテリーパックは、リチ
ウム、ニッケルカドミウム、ニッケル水素及び鉛−酸蓄
電池のような充電式のバッテリーを有することができ、
故にそのバッテリーパックは交換されるかわりに再充電
されることができる。それにより相当なコストの削減が
達成される。
器具及び家庭用器具のためのバッテリーパックは、リチ
ウム、ニッケルカドミウム、ニッケル水素及び鉛−酸蓄
電池のような充電式のバッテリーを有することができ、
故にそのバッテリーパックは交換されるかわりに再充電
されることができる。それにより相当なコストの削減が
達成される。
【０００３】にも関わらず、ユーザーにより問題が見出
されている。ユーザーはしばしば、ユーザーがある装置
を使用したいまさにそのときに、バッテリーが自己放電
して充電が必要であることに気付き、殆どの場合、その
充電に要する時間は不都合に長い。
されている。ユーザーはしばしば、ユーザーがある装置
を使用したいまさにそのときに、バッテリーが自己放電
して充電が必要であることに気付き、殆どの場合、その
充電に要する時間は不都合に長い。
【０００４】このことに対する１つの解決策は、バッテ
リーが不使用時に常時充電されるような充電維持装置を
提供することである。しかしユーザーがバッテリーを使
用後に充電しなかった場合はこの装置は意味をなさず、
さらに殆どの充電維持装置は、実際にはバッテリーを時
間とともに徐々に劣化させる。
リーが不使用時に常時充電されるような充電維持装置を
提供することである。しかしユーザーがバッテリーを使
用後に充電しなかった場合はこの装置は意味をなさず、
さらに殆どの充電維持装置は、実際にはバッテリーを時
間とともに徐々に劣化させる。
【０００５】上記の全ての問題の解決策は、バッテリー
を可能な限り短い時間で損傷のリスクなく確実に満充電
状態にするような、適当な急速充電装置を用意すること
である。従来技術において良好な急速充電装置を提供す
る試みが多くなされているが、まだ満足のいく装置は開
発されていない。今日の殆どの急速充電装置は、一般に
高価なバッテリーがその急速充電装置の出力を受け取る
ことができる等の、非常に特殊な条件を必要とする。こ
れらの特殊な条件下であっても、バッテリー又は充電器
のいずれかに深刻な損傷を与えるリスクは残る。さら
に、現在の急速充電技術は、バッテリーを適切に充電す
るものではない。我々の知る全ての急速充電技術は、採
用する終了方法によって、バッテリーを過充電又は充電
不足の状態にし、いずれにしてもバッテリーを徐々に劣
化させて早期の機能不全を招く。
を可能な限り短い時間で損傷のリスクなく確実に満充電
状態にするような、適当な急速充電装置を用意すること
である。従来技術において良好な急速充電装置を提供す
る試みが多くなされているが、まだ満足のいく装置は開
発されていない。今日の殆どの急速充電装置は、一般に
高価なバッテリーがその急速充電装置の出力を受け取る
ことができる等の、非常に特殊な条件を必要とする。こ
れらの特殊な条件下であっても、バッテリー又は充電器
のいずれかに深刻な損傷を与えるリスクは残る。さら
に、現在の急速充電技術は、バッテリーを適切に充電す
るものではない。我々の知る全ての急速充電技術は、採
用する終了方法によって、バッテリーを過充電又は充電
不足の状態にし、いずれにしてもバッテリーを徐々に劣
化させて早期の機能不全を招く。
【０００６】部分的には、従来技術の欠点はバッテリー
が満充電であることを正確に表示できないことに起因す
る。このことは、従来技術についての不適当な表示形態
の選定と、適当な良い表示器が選定されたとしても、バ
ッテリーの充電に要求されることは個々の電池化学、個
々の電池の履歴及び環境温度によって実質的に変わると
いう事実とに起因する。従って、特定の種類のバッテリ
ーのために適正に選定された表示形態であっても、実際
には、理想的な特性を有する僅かな電池が適切な環境温
度条件下で充電されたときにのみ、それらの電池のみに
ついて正確な表示をすることができる。
が満充電であることを正確に表示できないことに起因す
る。このことは、従来技術についての不適当な表示形態
の選定と、適当な良い表示器が選定されたとしても、バ
ッテリーの充電に要求されることは個々の電池化学、個
々の電池の履歴及び環境温度によって実質的に変わると
いう事実とに起因する。従って、特定の種類のバッテリ
ーのために適正に選定された表示形態であっても、実際
には、理想的な特性を有する僅かな電池が適切な環境温
度条件下で充電されたときにのみ、それらの電池のみに
ついて正確な表示をすることができる。
【０００７】例えば、主たるカテゴリーに属する以前の
急速充電装置は、急速充電の終了を温度制御に依存して
いる。しかし、これらの装置は以下のいくつかの難点を
有する。これらの装置は、理論的には高温を許容できる
ように設計され、特別に作製された（かつ高価な）電池
の場合であっても、高温条件の継続的な繰返しによって
バッテリーを損傷させる場合がある。これらの装置を欠
陥のある電池とともに使用することは安全ではない。こ
れらの装置は実際には、高い環境温度条件下では電池を
満充電しない。装置は充電効率が低く、故に不経済であ
る。低い環境温度においては、漏洩又は場合によっては
爆発によって、バッテリーが自己破壊に至る場合があ
る。
急速充電装置は、急速充電の終了を温度制御に依存して
いる。しかし、これらの装置は以下のいくつかの難点を
有する。これらの装置は、理論的には高温を許容できる
ように設計され、特別に作製された（かつ高価な）電池
の場合であっても、高温条件の継続的な繰返しによって
バッテリーを損傷させる場合がある。これらの装置を欠
陥のある電池とともに使用することは安全ではない。こ
れらの装置は実際には、高い環境温度条件下では電池を
満充電しない。装置は充電効率が低く、故に不経済であ
る。低い環境温度においては、漏洩又は場合によっては
爆発によって、バッテリーが自己破壊に至る場合があ
る。
【０００８】他の主たるカテゴリーに属する従来の急速
充電装置は、電圧制御に依存している。しかし、ニッケ
ル−カドミウムを含む多くの種類のバッテリー装置にお
いては、この終了方法は、熱によって生じ得る大きな電
圧変化、又は電池の履歴若しくは個々の電池特性のため
に、信頼性がない。従って、電圧制御装置はバッテリー
を漏洩によって破壊する場合がある。通常でない理想的
な条件を除けば、この装置がバッテリーを適切に満充電
することはない。
充電装置は、電圧制御に依存している。しかし、ニッケ
ル−カドミウムを含む多くの種類のバッテリー装置にお
いては、この終了方法は、熱によって生じ得る大きな電
圧変化、又は電池の履歴若しくは個々の電池特性のため
に、信頼性がない。従って、電圧制御装置はバッテリー
を漏洩によって破壊する場合がある。通常でない理想的
な条件を除けば、この装置がバッテリーを適切に満充電
することはない。
【０００９】第３の主たるカテゴリーに属する従来の急
速充電終了方法は、単純な時間の経過に基礎を置く。し
かし、この装置の精度は、充電開始時のバッテリーの充
電状態を仮定することに依存する。事実が仮定とは異な
り、バッテリーが過充電又は充電不足になる可能性は非
常に高い。
速充電終了方法は、単純な時間の経過に基礎を置く。し
かし、この装置の精度は、充電開始時のバッテリーの充
電状態を仮定することに依存する。事実が仮定とは異な
り、バッテリーが過充電又は充電不足になる可能性は非
常に高い。
【００１０】現在までに使用されている他の充電方法の
殆どは、上記の技術の１つ又は複数を組み合わせたもの
を基礎としている。これらの組み合わせによっていくつ
かの問題は回避されるが、少なくともいくつかの問題は
依然として存在する。最良の急速充電装置は高価な電池
構成を必要とするが、さらなるコストによる効果は、充
電装置に起因するバッテリーの劣化を遅らせることだけ
である。
殆どは、上記の技術の１つ又は複数を組み合わせたもの
を基礎としている。これらの組み合わせによっていくつ
かの問題は回避されるが、少なくともいくつかの問題は
依然として存在する。最良の急速充電装置は高価な電池
構成を必要とするが、さらなるコストによる効果は、充
電装置に起因するバッテリーの劣化を遅らせることだけ
である。
【００１１】より最近の技術は、米国特許第４，０５
２，６５６号に示されるように、所定のバッテリーの電
圧−時間曲線の勾配がゼロである点を求めるものであ
る。しかし、この技術も以下の難点を有する。電圧勾配
はゼロであるが、バッテリーが部分的にのみ充電されて
いるような他の点が検出される場合がある。さらに、ほ
ぼ満充電である勾配がゼロの点が適切に検出された場合
であっても、この技術は本来的にバッテリーを過充電さ
せるものであり、熱によるバッテリーの劣化を惹起す
る。
２，６５６号に示されるように、所定のバッテリーの電
圧−時間曲線の勾配がゼロである点を求めるものであ
る。しかし、この技術も以下の難点を有する。電圧勾配
はゼロであるが、バッテリーが部分的にのみ充電されて
いるような他の点が検出される場合がある。さらに、ほ
ぼ満充電である勾配がゼロの点が適切に検出された場合
であっても、この技術は本来的にバッテリーを過充電さ
せるものであり、熱によるバッテリーの劣化を惹起す
る。
【００１２】典型的には、殆どのバッテリー充電装置
は、上記の技術の１つ又は他を具体化したものであり、
さらに上述した欠点を１つ又は複数有する。この事実に
も関わらず、最近の公知のバッテリー充電器は、ただ１
種類のバッテリーと、一般に、その特定の種類であるた
だ１つの定められた数のバッテリー電池とに使用される
ように設計されていることは真実である。異なる数の電
池又は異なる種類のバッテリーカップルを有する異なる
種類のバッテリーを迅速かつ正確に満充電できるバッテ
リー充電器のコンセプトは、バッテリー充電技術の現状
を全く上回るものである。
は、上記の技術の１つ又は他を具体化したものであり、
さらに上述した欠点を１つ又は複数有する。この事実に
も関わらず、最近の公知のバッテリー充電器は、ただ１
種類のバッテリーと、一般に、その特定の種類であるた
だ１つの定められた数のバッテリー電池とに使用される
ように設計されていることは真実である。異なる数の電
池又は異なる種類のバッテリーカップルを有する異なる
種類のバッテリーを迅速かつ正確に満充電できるバッテ
リー充電器のコンセプトは、バッテリー充電技術の現状
を全く上回るものである。
【００１３】米国特許第４，３９２，１０１号及び第
４，３８８，５８２号（以後「Ｓａａｒ特許」と呼ぶ）
には、これらの問題に対する解決策が開示されている。
特にＳａａｒ特許は、充電曲線の変曲点を基礎とする新
しい方法を開示している。
４，３８８，５８２号（以後「Ｓａａｒ特許」と呼ぶ）
には、これらの問題に対する解決策が開示されている。
特にＳａａｒ特許は、充電曲線の変曲点を基礎とする新
しい方法を開示している。
【００１４】ニッケル−カドミウムバッテリーを再充電
する間、増加するバッテリー電圧を時間の関数として表
示すると、非常に典型的な曲線が形成されることがわか
る。図１は、一定電流充電サイクルの間に得られたこの
種の典型的な曲線を示している。同様の曲線は、一定電
圧充電サイクルにおいて、時間に対する電流を表示する
ことによっても得られ、電圧及び電流がいずれも一定に
維持されない場合であってもこのパターンは再現可能で
ある。この曲線は、その曲線上に重ね表示された垂直線
の間の、ローマ数字で表示された複数の重要な領域に分
割することができる。この曲線において電圧又は時間の
固有の値は変化するが、１つ又は複数の電池を有する全
てのニッケル−カドミウムバッテリーにおいて曲線の概
略形状は類似する。また以下の説明はそのようなバッテ
リー全てに等しく適用される。
する間、増加するバッテリー電圧を時間の関数として表
示すると、非常に典型的な曲線が形成されることがわか
る。図１は、一定電流充電サイクルの間に得られたこの
種の典型的な曲線を示している。同様の曲線は、一定電
圧充電サイクルにおいて、時間に対する電流を表示する
ことによっても得られ、電圧及び電流がいずれも一定に
維持されない場合であってもこのパターンは再現可能で
ある。この曲線は、その曲線上に重ね表示された垂直線
の間の、ローマ数字で表示された複数の重要な領域に分
割することができる。この曲線において電圧又は時間の
固有の値は変化するが、１つ又は複数の電池を有する全
てのニッケル−カドミウムバッテリーにおいて曲線の概
略形状は類似する。また以下の説明はそのようなバッテ
リー全てに等しく適用される。
【００１５】図１の領域Ｉは、充電サイクルが最初に開
始されたときに生じる電圧変化の初期段階を示す。この
領域においては、バッテリーの初期の充電レベル、バッ
テリーの充電又は放電の履歴等に基づいて電圧が有意に
変化する。従って、図１において破線で表示されたこの
領域の形状は変化し得る。
始されたときに生じる電圧変化の初期段階を示す。この
領域においては、バッテリーの初期の充電レベル、バッ
テリーの充電又は放電の履歴等に基づいて電圧が有意に
変化する。従って、図１において破線で表示されたこの
領域の形状は変化し得る。
【００１６】領域Ｉの情報は変化するので、曲線のこの
区間は無視することが好ましい場合がある。バッテリー
は一般に、最初の３０〜６０秒の充電で領域Ｉを通過
し、領域IIに入る。一般に、領域Ｉの時間における電圧
は、初期のシェルフ電圧から比較的迅速に増加し、この
領域内に生じ得る複数の小さいピークは有害ではない。
区間は無視することが好ましい場合がある。バッテリー
は一般に、最初の３０〜６０秒の充電で領域Ｉを通過
し、領域IIに入る。一般に、領域Ｉの時間における電圧
は、初期のシェルフ電圧から比較的迅速に増加し、この
領域内に生じ得る複数の小さいピークは有害ではない。
【００１７】バッテリーがより安定した充電状態になる
と、バッテリーは領域IIで示された曲線部分に進む。領
域IIは、電圧が僅かに上昇するか又は全く上昇しないか
なり長い時間を有することができる。この時間の間に、
充電プロセスの化学的内部転換の殆どが行われる。活性
物質の重要な部分が転換されたら、バッテリーは満充電
に向かい始め、電圧がより迅速に上昇し始める。電圧上
昇速度が減少してから電圧上昇速度が増加するまでの曲
線の変曲点Ａは、領域IIからIIIへの遷移として認識さ
れる。
と、バッテリーは領域IIで示された曲線部分に進む。領
域IIは、電圧が僅かに上昇するか又は全く上昇しないか
なり長い時間を有することができる。この時間の間に、
充電プロセスの化学的内部転換の殆どが行われる。活性
物質の重要な部分が転換されたら、バッテリーは満充電
に向かい始め、電圧がより迅速に上昇し始める。電圧上
昇速度が減少してから電圧上昇速度が増加するまでの曲
線の変曲点Ａは、領域IIからIIIへの遷移として認識さ
れる。
【００１８】領域IIIは、活性材料がますます充電状態
に転換されていく比較的迅速な電圧上昇を特徴とする。
バッテリーが満充電にさらに近づく（すなわち、おそら
く９０〜９５％の活性材料が化学的に転換される）と、
酸素が放出され始める。このことにより、電池の内圧上
昇及び温度上昇が生じる。これらの影響により、迅速な
バッテリー電圧の上昇は緩やかになり始め、もう１つの
変曲点が曲線に生じる。この第２の変曲点は、領域III
及びIVの間の遷移点Ｂとして認識される。
に転換されていく比較的迅速な電圧上昇を特徴とする。
バッテリーが満充電にさらに近づく（すなわち、おそら
く９０〜９５％の活性材料が化学的に転換される）と、
酸素が放出され始める。このことにより、電池の内圧上
昇及び温度上昇が生じる。これらの影響により、迅速な
バッテリー電圧の上昇は緩やかになり始め、もう１つの
変曲点が曲線に生じる。この第２の変曲点は、領域III
及びIVの間の遷移点Ｂとして認識される。
【００１９】領域IVでは、活性材料の最後の部分が満充
電バッテリーの化学組成物に転換される。同時に、既に
転換された材料からの酸素放出によって、電圧があるピ
ーク値にて短時間で安定するまで、内圧上昇と熱とが電
圧上昇を緩やかにする。このことは、領域IVから領域Ｖ
への移行として表示される。
電バッテリーの化学組成物に転換される。同時に、既に
転換された材料からの酸素放出によって、電圧があるピ
ーク値にて短時間で安定するまで、内圧上昇と熱とが電
圧上昇を緩やかにする。このことは、領域IVから領域Ｖ
への移行として表示される。
【００２０】領域Ｖでは、充電が続けられていれば、電
池の電圧は余分な熱によって減少する。与えられたエネ
ルギーは実質的には全て熱に転換され、バッテリー電圧
の負の温度係数によって電圧が下げられるからである。
この領域で充電エネルギーが付与され続けるると、最終
的には漏洩及びセパレーターの損傷のいずれかによって
バッテリーの損傷が惹起される。
池の電圧は余分な熱によって減少する。与えられたエネ
ルギーは実質的には全て熱に転換され、バッテリー電圧
の負の温度係数によって電圧が下げられるからである。
この領域で充電エネルギーが付与され続けるると、最終
的には漏洩及びセパレーターの損傷のいずれかによって
バッテリーの損傷が惹起される。
【００２１】上述したように、この曲線の全ての部分に
ついての相対的所要時間、勾配又は値は、バッテリーの
初期温度、バッテリーの充電又は放電の履歴、特殊な作
製上の特徴、及びバッテリー電池の個々の特徴のような
要因によって変更可能である。しかし、この曲線及びそ
の領域の各々の主な形態は、一定かつ比較的高い電流に
て実質的な放電状態から満充電状態にされた全ての無欠
陥のニッケル−カドミウムバッテリーにおいて同一とみ
なすことができる。
ついての相対的所要時間、勾配又は値は、バッテリーの
初期温度、バッテリーの充電又は放電の履歴、特殊な作
製上の特徴、及びバッテリー電池の個々の特徴のような
要因によって変更可能である。しかし、この曲線及びそ
の領域の各々の主な形態は、一定かつ比較的高い電流に
て実質的な放電状態から満充電状態にされた全ての無欠
陥のニッケル−カドミウムバッテリーにおいて同一とみ
なすことができる。
【００２２】Ｓａａｒ特許に開示されている充電方法
は、充電中の特定のバッテリーの条件を正確に識別する
ことと、それに対応して充電電流の付与を制御すること
とを含む。特にニッケル−カドミウムバッテリーに適用
される場合は、Ｓａａｒ特許の方法は、領域II及びIII
の間の変曲点の識別と、領域IV及びＶの間の２次又は次
の変曲点の識別とを含む。これらの２つの変曲点が識別
され、かつそれらが正しい順序で生じていることが確認
された場合にのみ、バッテリー充電電流は中断される
か、又は、維持モード若しくは必要であればトッピング
モード（topping mode）まで低減し、バッテリーはその
温度、履歴又は個々の電池特性に関わらず満充電状態に
されることが無条件に確保される。この測定精度によ
り、この方法は、細流充電器のみに使用されるように構
成されたバッテリーにも適用されることができる。
は、充電中の特定のバッテリーの条件を正確に識別する
ことと、それに対応して充電電流の付与を制御すること
とを含む。特にニッケル−カドミウムバッテリーに適用
される場合は、Ｓａａｒ特許の方法は、領域II及びIII
の間の変曲点の識別と、領域IV及びＶの間の２次又は次
の変曲点の識別とを含む。これらの２つの変曲点が識別
され、かつそれらが正しい順序で生じていることが確認
された場合にのみ、バッテリー充電電流は中断される
か、又は、維持モード若しくは必要であればトッピング
モード（topping mode）まで低減し、バッテリーはその
温度、履歴又は個々の電池特性に関わらず満充電状態に
されることが無条件に確保される。この測定精度によ
り、この方法は、細流充電器のみに使用されるように構
成されたバッテリーにも適用されることができる。
【００２３】Ｓａａｒ特許はまた、電圧の二次の時間微
分係数の変化の印を識別することを開示している。特に
領域IIは、勾配すなわち時間に対する電圧の変化速度が
徐々に減少することを特徴とする。バッテリーを満充電
するために、領域IIは充電時間の殆どにわたって電圧を
比較的低速で増加させながら、この充電時間の最も大き
い部分を構成する。バッテリーが満充電に近づくと、電
圧は再びいくらか高速で上昇する。従って、次第に小さ
くなっていた勾配は、再び大きくなり始める。このこと
は、変曲点すなわち電圧の二次の時間微分係数の変化の
印として説明可能である。このようにして我々は、バッ
テリーが満充電に近い状態であることを表示するそのよ
うな第１の変化の印を得る。
分係数の変化の印を識別することを開示している。特に
領域IIは、勾配すなわち時間に対する電圧の変化速度が
徐々に減少することを特徴とする。バッテリーを満充電
するために、領域IIは充電時間の殆どにわたって電圧を
比較的低速で増加させながら、この充電時間の最も大き
い部分を構成する。バッテリーが満充電に近づくと、電
圧は再びいくらか高速で上昇する。従って、次第に小さ
くなっていた勾配は、再び大きくなり始める。このこと
は、変曲点すなわち電圧の二次の時間微分係数の変化の
印として説明可能である。このようにして我々は、バッ
テリーが満充電に近い状態であることを表示するそのよ
うな第１の変化の印を得る。
【００２４】領域IIIでは、電圧−時間曲線の勾配は、
バッテリーが満充電に近づくにつれてさらに大きくな
る。満充電又はその近くにおいては、領域IIIからIVへ
の遷移が行われ、そこにおいては、電圧勾配は増加しな
くなり、領域IVを進むにつれて減少していく。ここで再
び、電圧−時間曲線の二次微分係数の変化の印が生じ
る。領域IVにおけるこの勾配の減少は、電池内の実質的
に全ての活性成分が充電状態に変化し、その電池に与え
られるエネルギーは充電プロセスを続けるよりも熱に変
換され始めていることを示している。従って、電圧−時
間曲線の領域IVの前半又は中間の部分において充電を終
了することが望ましい。
バッテリーが満充電に近づくにつれてさらに大きくな
る。満充電又はその近くにおいては、領域IIIからIVへ
の遷移が行われ、そこにおいては、電圧勾配は増加しな
くなり、領域IVを進むにつれて減少していく。ここで再
び、電圧−時間曲線の二次微分係数の変化の印が生じ
る。領域IVにおけるこの勾配の減少は、電池内の実質的
に全ての活性成分が充電状態に変化し、その電池に与え
られるエネルギーは充電プロセスを続けるよりも熱に変
換され始めていることを示している。従って、電圧−時
間曲線の領域IVの前半又は中間の部分において充電を終
了することが望ましい。
【００２５】上述したこれら２つの電圧−時間曲線の二
次微分係数の変化の印は、充電プロセスにおけるニッケ
ル−カドミウム及び他の電気化学的電池の特徴である。
これらにより、バッテリーの充電状態について独特かつ
信頼性のある表示が提供される。従ってＳａａｒ特許の
方法の特に重要な形態は、これらの観測可能な電圧−時
間曲線の二次微分係数の変化の印を使用して、バッテリ
ーの充電をいつ終了するかを決めることである。
次微分係数の変化の印は、充電プロセスにおけるニッケ
ル−カドミウム及び他の電気化学的電池の特徴である。
これらにより、バッテリーの充電状態について独特かつ
信頼性のある表示が提供される。従ってＳａａｒ特許の
方法の特に重要な形態は、これらの観測可能な電圧−時
間曲線の二次微分係数の変化の印を使用して、バッテリ
ーの充電をいつ終了するかを決めることである。
【００２６】
【特許文献１】米国特許第４，０５２，６５６号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３９２，１０１号明細書
【特許文献３】米国特許第４，３８８，５８２号明細書
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｓａａｒ特許
は万能薬ではない。実際に、Ｓａａｒ特許は「いくつか
の場合においては、通常の条件には適した変曲点技術が
適切でない場合がある。例えば、バッテリーが損傷して
いるか欠陥を有する場合、又はユーザーが不注意で満充
電されたバッテリーを充電し始めた場合である。」と記
している。
は万能薬ではない。実際に、Ｓａａｒ特許は「いくつか
の場合においては、通常の条件には適した変曲点技術が
適切でない場合がある。例えば、バッテリーが損傷して
いるか欠陥を有する場合、又はユーザーが不注意で満充
電されたバッテリーを充電し始めた場合である。」と記
している。
【００２８】１つの起こり得る事態は、バッテリーパッ
ク内の「眠っている」電池が、充電プロセスの開始後に
時として「目覚める」ことである。このことが生じる
と、バッテリー充電器はバッテリー電圧の突然の上昇、
或いは「電圧段差（voltage step）」として知られる図
２に示すようなＣを感知する。
ク内の「眠っている」電池が、充電プロセスの開始後に
時として「目覚める」ことである。このことが生じる
と、バッテリー充電器はバッテリー電圧の突然の上昇、
或いは「電圧段差（voltage step）」として知られる図
２に示すようなＣを感知する。
【００２９】このような条件においては、充電器は電圧
段差Ｃの開始点（すなわち点ＣＰ１）を第１の変曲点
（すなわち減少している電圧上昇速度が増加する電圧上
昇速度に変わる点）として識別する。さらに、充電器は
電圧段差Ｃの終点（すなわち点ＣＰ２）を第２の変曲点
（すなわち増加している電圧上昇速度が減少する電圧上
昇速度に変わる点）として識別する。Ｓａａｒ特許の方
法論では、充電器が２つの変曲点を認定してしまうた
め、バッテリーが満充電されていなくとも、２つの変曲
点の認定後直ちに充電が停止されることになる。
段差Ｃの開始点（すなわち点ＣＰ１）を第１の変曲点
（すなわち減少している電圧上昇速度が増加する電圧上
昇速度に変わる点）として識別する。さらに、充電器は
電圧段差Ｃの終点（すなわち点ＣＰ２）を第２の変曲点
（すなわち増加している電圧上昇速度が減少する電圧上
昇速度に変わる点）として識別する。Ｓａａｒ特許の方
法論では、充電器が２つの変曲点を認定してしまうた
め、バッテリーが満充電されていなくとも、２つの変曲
点の認定後直ちに充電が停止されることになる。
【００３０】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、改良され
たバッテリー充電方法が使用される。この充電方法は、
バッテリーパックを充電するステップと、バッテリーパ
ックの電圧を感知するステップと、電圧変化速度を計算
するステップと、電圧段差が検出されない限りにおいて
電圧変化速度に基づいて第１変曲点を検出するステップ
と、電圧段差が検出されない限りにおいて電圧変化速度
に基づいて第２変曲点を検出するステップと、第１及び
第２変曲点の双方が検出されたときにバッテリーパック
に送られる電流を低減させるステップとを有する。
たバッテリー充電方法が使用される。この充電方法は、
バッテリーパックを充電するステップと、バッテリーパ
ックの電圧を感知するステップと、電圧変化速度を計算
するステップと、電圧段差が検出されない限りにおいて
電圧変化速度に基づいて第１変曲点を検出するステップ
と、電圧段差が検出されない限りにおいて電圧変化速度
に基づいて第２変曲点を検出するステップと、第１及び
第２変曲点の双方が検出されたときにバッテリーパック
に送られる電流を低減させるステップとを有する。
【００３１】本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図
面及び以下の詳細な説明から明らかにされるであろう。
添付図面は、本発明の原理の実際的な応用例に従って、
本発明の好適な実施形態を示すものである。
面及び以下の詳細な説明から明らかにされるであろう。
添付図面は、本発明の原理の実際的な応用例に従って、
本発明の好適な実施形態を示すものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】添付図面を参照しつつ本発明を以
下に説明するが、同じ参照符号は同じ部分を示す。Ｓａ
ａｒ特許の教唆の全ては本明細書に記載される。
下に説明するが、同じ参照符号は同じ部分を示す。Ｓａ
ａｒ特許の教唆の全ては本明細書に記載される。
【００３３】典型的なバッテリーパック及び充電器は図
６に示される。この図において、バッテリーパック１０
は充電器２０に接続される。バッテリーパック１０は、
直列及び並列の少なくともいずれかに接続された複数の
バッテリー電池１１を有し、それによりバッテリーパッ
ク１０の電圧及び蓄電容量が定められる。バッテリーパ
ック１０は３つのバッテリー接点、すなわち第１バッテ
リー接点１２、第２バッテリー接点１３及び第３バッテ
リー接点１４を有することができる。バッテリー接点１
２は、バッテリーパック１０のためのＢ＋（陽）端子で
ある。バッテリー接点１４は、Ｂ−（陰／共通）端子で
ある。バッテリー接点１３は、Ｓ（検出）端子である。
バッテリー接点１２及び１４は、充電器２０（好ましく
は、後に説明する電流供給源２２）から送られる、バッ
テリーパック１０を充電するための充電電流を受電す
る。
６に示される。この図において、バッテリーパック１０
は充電器２０に接続される。バッテリーパック１０は、
直列及び並列の少なくともいずれかに接続された複数の
バッテリー電池１１を有し、それによりバッテリーパッ
ク１０の電圧及び蓄電容量が定められる。バッテリーパ
ック１０は３つのバッテリー接点、すなわち第１バッテ
リー接点１２、第２バッテリー接点１３及び第３バッテ
リー接点１４を有することができる。バッテリー接点１
２は、バッテリーパック１０のためのＢ＋（陽）端子で
ある。バッテリー接点１４は、Ｂ−（陰／共通）端子で
ある。バッテリー接点１３は、Ｓ（検出）端子である。
バッテリー接点１２及び１４は、充電器２０（好ましく
は、後に説明する電流供給源２２）から送られる、バッ
テリーパック１０を充電するための充電電流を受電す
る。
【００３４】図６に示されるように、バッテリー電池１
１は、バッテリー接点１２と１４との間に接続される。
さらに、負の温度係数（ＮＴＣ）のレジスター又はサー
ミスターＲTのような温度感知装置１５は、典型的には
バッテリー接点１３と１４との間に接続されることが好
ましい。温度感知装置は、バッテリー温度を監視するた
めに、電池１１に近接することが好ましい。キャパシタ
ー等のような他の構成要素又は回路が、バッテリー温度
を表示する信号を提供するために使用されることができ
ることは、当業者に理解されるであろう。
１は、バッテリー接点１２と１４との間に接続される。
さらに、負の温度係数（ＮＴＣ）のレジスター又はサー
ミスターＲTのような温度感知装置１５は、典型的には
バッテリー接点１３と１４との間に接続されることが好
ましい。温度感知装置は、バッテリー温度を監視するた
めに、電池１１に近接することが好ましい。キャパシタ
ー等のような他の構成要素又は回路が、バッテリー温度
を表示する信号を提供するために使用されることができ
ることは、当業者に理解されるであろう。
【００３５】バッテリーパック１０はまた、従来技術に
おいて公知の識別子を有することができ、それに従って
充電器２０はバッテリーパック及び充電器の種類及び容
量を識別することができる。
おいて公知の識別子を有することができ、それに従って
充電器２０はバッテリーパック及び充電器の種類及び容
量を識別することができる。
【００３６】充電器２０は、陽端子（Ｂ＋）１６及び陰
端子（Ｂ−）１７を有するコントローラー２１を具備す
ることが好ましく、陽端子及び陰端子は、バッテリー接
点１２及び１４をそれぞれ介してバッテリーパック１０
に接続される。陽端子は、コントローラー２１がバッテ
リーパックの電圧を検出できるように、入力部、好まし
くはアナログ／デジタル入力部として作用することもで
きる。さらに、コントローラー２１は、好ましくはアナ
ログ／デジタル入力部である他の入力部ＴＣを有するこ
とができ、入力部ＴＣは、第２バッテリー接点１３
（Ｓ）を介して温度感知装置１５に接続される。このこ
とにより、コントローラー２１がバッテリー温度を監視
することが可能になる。
端子（Ｂ−）１７を有するコントローラー２１を具備す
ることが好ましく、陽端子及び陰端子は、バッテリー接
点１２及び１４をそれぞれ介してバッテリーパック１０
に接続される。陽端子は、コントローラー２１がバッテ
リーパックの電圧を検出できるように、入力部、好まし
くはアナログ／デジタル入力部として作用することもで
きる。さらに、コントローラー２１は、好ましくはアナ
ログ／デジタル入力部である他の入力部ＴＣを有するこ
とができ、入力部ＴＣは、第２バッテリー接点１３
（Ｓ）を介して温度感知装置１５に接続される。このこ
とにより、コントローラー２１がバッテリー温度を監視
することが可能になる。
【００３７】コントローラー２１は、充電の制御及び操
作の監視を行うためのマイクロプロセッサー２３を有す
ることができる。コントローラー２１は、バッテリーパ
ック１０に電力供給するための、電流供給源２２のよう
な充電電源を制御することができ、電流供給源２２はバ
ッテリーパック１０に電流を供給する。この電流は、急
速充電電流、均等化電流及び維持電流の少なくとも１つ
となり得る。電流供給源２２は、コントローラー２１内
に組み込むことができる。
作の監視を行うためのマイクロプロセッサー２３を有す
ることができる。コントローラー２１は、バッテリーパ
ック１０に電力供給するための、電流供給源２２のよう
な充電電源を制御することができ、電流供給源２２はバ
ッテリーパック１０に電流を供給する。この電流は、急
速充電電流、均等化電流及び維持電流の少なくとも１つ
となり得る。電流供給源２２は、コントローラー２１内
に組み込むことができる。
【００３８】コントローラー２１はまた、データを記憶
するためのメモリー２６を有することができる。メモリ
ー２６は、コントローラー２１及びマイクロプロセッサ
ー２３の少なくとも一方の中に組み込むことができる。
するためのメモリー２６を有することができる。メモリ
ー２６は、コントローラー２１及びマイクロプロセッサ
ー２３の少なくとも一方の中に組み込むことができる。
【００３９】コントローラー２１はまた、データを記憶
するためのメモリースタック２５を有することができ
る。メモリースタック２５は、先入れ先出し（first-in
-first-out；ＦＩＦＯ）のデータスタックであることが
好ましく、以下に説明するようにバッテリー電圧のデー
タの記憶に使用される。メモリースタック２５は、１６
個の値を記憶するための十分なスペースを有することが
好ましい。メモリースタック２５は、コントローラー２
１及びマイクロプロセッサー２３の少なくとも一方の中
に組み込むことができる。
するためのメモリースタック２５を有することができ
る。メモリースタック２５は、先入れ先出し（first-in
-first-out；ＦＩＦＯ）のデータスタックであることが
好ましく、以下に説明するようにバッテリー電圧のデー
タの記憶に使用される。メモリースタック２５は、１６
個の値を記憶するための十分なスペースを有することが
好ましい。メモリースタック２５は、コントローラー２
１及びマイクロプロセッサー２３の少なくとも一方の中
に組み込むことができる。
【００４０】充電器２０、並びにその中の要素であるコ
ントローラー２１、マイクロプロセッサー２３及び電流
供給源２２は、電源２４から必要な電力を受け取る。電
源２４は乗物用バッテリー、発電機又は交流コンセント
に接続可能である。電源２４は、乗物用バッテリー、発
電機又は交流コンセントから受け取った電力を、この技
術分野ではよく知られるように、他の要素が必要とする
電力に変換することができる。
ントローラー２１、マイクロプロセッサー２３及び電流
供給源２２は、電源２４から必要な電力を受け取る。電
源２４は乗物用バッテリー、発電機又は交流コンセント
に接続可能である。電源２４は、乗物用バッテリー、発
電機又は交流コンセントから受け取った電力を、この技
術分野ではよく知られるように、他の要素が必要とする
電力に変換することができる。
【００４１】基本的に、電圧段差Ｃによる充電プロセス
の不適切な終了を回避するためには、Ｓａａｒ特許の充
電プロセスが使用されることが好ましい。Ｓａａｒ特許
の充電プロセスは、コントローラー２１が誤った変曲点
を記憶しないように、電圧の検出方法と、記憶されたデ
ータの修正方法とを有する。
の不適切な終了を回避するためには、Ｓａａｒ特許の充
電プロセスが使用されることが好ましい。Ｓａａｒ特許
の充電プロセスは、コントローラー２１が誤った変曲点
を記憶しないように、電圧の検出方法と、記憶されたデ
ータの修正方法とを有する。
【００４２】図３はそのようなプロセスのある実施例を
示す。以下に説明するステップの順序が変更可能である
ことは当業者に理解されるであろう。
示す。以下に説明するステップの順序が変更可能である
ことは当業者に理解されるであろう。
【００４３】充電プロセスは、ユーザーがバッテリーパ
ックを充電器に挿入すること（ＳＴ１）により開始され
る。よって急速充電電流が電流供給源２２からバッテリ
ーパック１０に送られる。好ましくは、急速充電電流は
約２．５アンペアである。
ックを充電器に挿入すること（ＳＴ１）により開始され
る。よって急速充電電流が電流供給源２２からバッテリ
ーパック１０に送られる。好ましくは、急速充電電流は
約２．５アンペアである。
【００４４】バッテリーパック１０に電流が送られてい
る間に、メモリースタック２５は初期化される（ＳＴ
２）。従ってメモリースタック２５の全てのメモリース
ロットはゼロに設定される。
る間に、メモリースタック２５は初期化される（ＳＴ
２）。従ってメモリースタック２５の全てのメモリース
ロットはゼロに設定される。
【００４５】さらに、メモリー２６に記憶可能な変数Ｍ
ＳＬＯＰＥを、９９９のような大きい数に設定する（Ｓ
Ｔ３）ことができる。以下に説明するようにＭＳＬＯＰ
Ｅは、充電プロセスの異なる時間において、電圧曲線の
最小勾配又は最大の勾配のいずれも表示することができ
る。
ＳＬＯＰＥを、９９９のような大きい数に設定する（Ｓ
Ｔ３）ことができる。以下に説明するようにＭＳＬＯＰ
Ｅは、充電プロセスの異なる時間において、電圧曲線の
最小勾配又は最大の勾配のいずれも表示することができ
る。
【００４６】上述のように、コントローラー２１はバッ
テリーパック電圧を感知する（ＳＴ４）ことができる。
このことは陽端子（Ｂ＋）を介して行うことができる。
次に感知された電圧はメモリースタック２５に記憶され
る（ＳＴ５）。これらの２つのステップは、メモリース
タック２５に電圧値を格納するために、充電プロセス開
始時に何回か行われる。
テリーパック電圧を感知する（ＳＴ４）ことができる。
このことは陽端子（Ｂ＋）を介して行うことができる。
次に感知された電圧はメモリースタック２５に記憶され
る（ＳＴ５）。これらの２つのステップは、メモリース
タック２５に電圧値を格納するために、充電プロセス開
始時に何回か行われる。
【００４７】次にコントローラー２１は、メモリースタ
ック２５に記憶された２番目に最近の電圧値（Ｖ１）が
ゼロに等しいか（否か）を確認する（ＳＴ５Ａ）。Ｖ１
がゼロであれば、コントローラー２１は他の電圧値を感
知し（ＳＴ４）、その値をメモリースタック２５に記憶
させる（ＳＴ５）必要がある。
ック２５に記憶された２番目に最近の電圧値（Ｖ１）が
ゼロに等しいか（否か）を確認する（ＳＴ５Ａ）。Ｖ１
がゼロであれば、コントローラー２１は他の電圧値を感
知し（ＳＴ４）、その値をメモリースタック２５に記憶
させる（ＳＴ５）必要がある。
【００４８】次にコントローラー２１は、最近の電圧値
（Ｖ０）をメモリースタック２５に記憶された２番目に
最近の電圧値（Ｖ１）と比較する（ＳＴ６）。もし２つ
の電圧値の間の差が予め定めた閾値Ｚより大きければ、
電圧段差が発生している。
（Ｖ０）をメモリースタック２５に記憶された２番目に
最近の電圧値（Ｖ１）と比較する（ＳＴ６）。もし２つ
の電圧値の間の差が予め定めた閾値Ｚより大きければ、
電圧段差が発生している。
【００４９】比較された電圧が必ずしも例えば２．３ボ
ルト等の表示にはならないことは、当業者に理解される
であろう。電圧値はアナログ−デジタル入力によって読
み取り可能であり、その電圧値はＡ／Ｄ計数（A/D coun
ts）として表示可能だからである。Ａ／Ｄ計数とボルト
との間の等価関係は、アナログ−デジタル入力のサイズ
（１０ビット対１２ビット）等のようなファクターによ
って定義される。当業者であれば、彼等の実際の装置に
関するそのような等価関係を定義する方法はわかるであ
ろう。
ルト等の表示にはならないことは、当業者に理解される
であろう。電圧値はアナログ−デジタル入力によって読
み取り可能であり、その電圧値はＡ／Ｄ計数（A/D coun
ts）として表示可能だからである。Ａ／Ｄ計数とボルト
との間の等価関係は、アナログ−デジタル入力のサイズ
（１０ビット対１２ビット）等のようなファクターによ
って定義される。当業者であれば、彼等の実際の装置に
関するそのような等価関係を定義する方法はわかるであ
ろう。
【００５０】当業者はまた、閾値Ｚを、通常の充電曲線
から電圧段差を誤判定しない程度に十分高く、かつ電圧
段差を認識できる程度に十分に低く選定すべきであるこ
とを理解するであろう。従って閾値Ｚは、ある電池（電
圧定格が約１．０ボルト〜約１．４ボルト）とそのよう
な電池の１／３の値の電池（約０．３３ボルト）との間
に設定すべきである。好ましくは閾値Ｚは、電圧定格の
５０％よりも低い値、例えば約０．５０ボルトに設定さ
れる。
から電圧段差を誤判定しない程度に十分高く、かつ電圧
段差を認識できる程度に十分に低く選定すべきであるこ
とを理解するであろう。従って閾値Ｚは、ある電池（電
圧定格が約１．０ボルト〜約１．４ボルト）とそのよう
な電池の１／３の値の電池（約０．３３ボルト）との間
に設定すべきである。好ましくは閾値Ｚは、電圧定格の
５０％よりも低い値、例えば約０．５０ボルトに設定さ
れる。
【００５１】閾値Ｚをある電池の値よりも低くすること
は有利なことである。電圧段差が生じている間にバッテ
リーパック電圧が感知されても、電圧段差の認識が可能
となるからである。換言すれば、コントローラー２１が
電圧段差の途中でバッテリーパック電圧を測定すれば、
バッテリーパック電圧について１．４ボルトではなく約
０．５０ボルトのジャンプが見出される。閾値Ｚを十分
低く設定することにより、コントローラー２１はそのよ
うな電圧ジャンプを電圧段差として認識する。
は有利なことである。電圧段差が生じている間にバッテ
リーパック電圧が感知されても、電圧段差の認識が可能
となるからである。換言すれば、コントローラー２１が
電圧段差の途中でバッテリーパック電圧を測定すれば、
バッテリーパック電圧について１．４ボルトではなく約
０．５０ボルトのジャンプが見出される。閾値Ｚを十分
低く設定することにより、コントローラー２１はそのよ
うな電圧ジャンプを電圧段差として認識する。
【００５２】電圧段差が認識されると、メモリースタッ
ク２５は好ましくはゼロに初期化され、ＭＳＬＯＰＥは
好ましくは大きい値に設定される（ＳＴ２、ＳＴ３）。
従って、感知が新たに開始され、コントローラー２１が
第１変曲点を認識することが防止される。コントローラ
ー２１が、エラーメッセージ及びバッテリーパック１０
の欠陥の可能性の少なくとも一方を表示する画面（図示
せず）を作動させることができることを、当業者は理解
できるであろう。
ク２５は好ましくはゼロに初期化され、ＭＳＬＯＰＥは
好ましくは大きい値に設定される（ＳＴ２、ＳＴ３）。
従って、感知が新たに開始され、コントローラー２１が
第１変曲点を認識することが防止される。コントローラ
ー２１が、エラーメッセージ及びバッテリーパック１０
の欠陥の可能性の少なくとも一方を表示する画面（図示
せず）を作動させることができることを、当業者は理解
できるであろう。
【００５３】電圧段差が認識されない場合は、コントロ
ーラー２１は、メモリースタック２５に記憶された最も
最近でない電圧値（Ｖ１５）がゼロに等しいか（又は等
しくないか）をチェックする（ＳＴ６Ａ）。Ｖ１５がゼ
ロであれば、コントローラー２１は他の電圧値を感知し
（ＳＴ４）、その値をメモリースタック２５に記憶させ
る（ＳＴ５）必要がある。
ーラー２１は、メモリースタック２５に記憶された最も
最近でない電圧値（Ｖ１５）がゼロに等しいか（又は等
しくないか）をチェックする（ＳＴ６Ａ）。Ｖ１５がゼ
ロであれば、コントローラー２１は他の電圧値を感知し
（ＳＴ４）、その値をメモリースタック２５に記憶させ
る（ＳＴ５）必要がある。
【００５４】仮にＶ１５がゼロでないなら、メモリース
タック２５全体が電圧値で満たされた状態となってい
る。次に電圧曲線の勾配を計算することができる（ＳＴ
７）。そのような勾配は様々な方法で計算可能であるこ
とが当業者には理解されよう。そのような方法の１つ
は、メモリースタック２５内の最近の８つの電圧値の合
計を、メモリースタック２５内の最も最近でない８つの
電圧値の合計と比較するものである。換言すれば、SLOP
E＝（V0+V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7）−（V8+V9+V10+V11+V1
2+V13+V14+V15）である。
タック２５全体が電圧値で満たされた状態となってい
る。次に電圧曲線の勾配を計算することができる（ＳＴ
７）。そのような勾配は様々な方法で計算可能であるこ
とが当業者には理解されよう。そのような方法の１つ
は、メモリースタック２５内の最近の８つの電圧値の合
計を、メモリースタック２５内の最も最近でない８つの
電圧値の合計と比較するものである。換言すれば、SLOP
E＝（V0+V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7）−（V8+V9+V10+V11+V1
2+V13+V14+V15）である。
【００５５】このようなアルゴリズムは、実質的には平
均値を長い時間にわたって計算するものであるので、隣
接する２つの値に基づいて勾配を計算する場合よりもノ
イズの影響を受けやすい。
均値を長い時間にわたって計算するものであるので、隣
接する２つの値に基づいて勾配を計算する場合よりもノ
イズの影響を受けやすい。
【００５６】勾配が計算された後に、コントローラー２
１は計算された勾配をＭＳＬＯＰＥと比較する（ＳＴ
８）。勾配がＭＳＬＯＰＥより小さい場合は、ＭＳＬＯ
ＰＥは計算された勾配に等しくなるように設定される
（ＳＴ９）。このようにして、ＭＳＬＯＰＥには実質的
に、最小（又は極小）の勾配が常に設定される。
１は計算された勾配をＭＳＬＯＰＥと比較する（ＳＴ
８）。勾配がＭＳＬＯＰＥより小さい場合は、ＭＳＬＯ
ＰＥは計算された勾配に等しくなるように設定される
（ＳＴ９）。このようにして、ＭＳＬＯＰＥには実質的
に、最小（又は極小）の勾配が常に設定される。
【００５７】コントローラー２１は、計算された勾配が
ＭＳＬＯＰＥより小さいかどうかに関わらず、計算され
た勾配がＭＳＬＯＰＥと予め定めた閾値Ｘとの合計以上
かどうかをチェックする（ＳＴ１０）ことができる。も
しそうでなければ、コントローラー２１はバッテリーパ
ック電圧の充電及び感知（ＳＴ４）を続ける。
ＭＳＬＯＰＥより小さいかどうかに関わらず、計算され
た勾配がＭＳＬＯＰＥと予め定めた閾値Ｘとの合計以上
かどうかをチェックする（ＳＴ１０）ことができる。も
しそうでなければ、コントローラー２１はバッテリーパ
ック電圧の充電及び感知（ＳＴ４）を続ける。
【００５８】しかし、計算された勾配がＭＳＬＯＰＥと
予め定めた閾値Ｘとの合計以上である場合は、第１変曲
点Ａ（すなわち電圧曲線において減少している電圧上昇
速度が増加する電圧上昇速度に変わる点）であると判断
される。
予め定めた閾値Ｘとの合計以上である場合は、第１変曲
点Ａ（すなわち電圧曲線において減少している電圧上昇
速度が増加する電圧上昇速度に変わる点）であると判断
される。
【００５９】閾値Ｘは経験に基づいて定められることが
好ましいことは、当業者に理解されよう。好適な実施形
態においては、１０ビットのＡ／Ｄコンバーターに対す
る閾値Ｘは２０Ａ／Ｄ計数に設定され、これは約３３ｍ
Ｖ／分と等価である。選択的に、閾値Ｘは１２ビットの
Ａ／Ｄコンバーターに対しては４５Ａ／Ｄ計数に設定さ
れ、これは約２４ｍＶ／分と等価である。これらの代わ
りに相異なる値が設定可能であることは、当業者には理
解されよう。
好ましいことは、当業者に理解されよう。好適な実施形
態においては、１０ビットのＡ／Ｄコンバーターに対す
る閾値Ｘは２０Ａ／Ｄ計数に設定され、これは約３３ｍ
Ｖ／分と等価である。選択的に、閾値Ｘは１２ビットの
Ａ／Ｄコンバーターに対しては４５Ａ／Ｄ計数に設定さ
れ、これは約２４ｍＶ／分と等価である。これらの代わ
りに相異なる値が設定可能であることは、当業者には理
解されよう。
【００６０】電圧曲線の次の部分においては電圧上昇が
速やかなので、勾配の計算を加速することが好ましい。
このことは、以下に説明するように、勾配計算に使用す
る電圧値の数を減らすことにより達成される。このため
にコントローラー２１は、メモリースタック２５を「分
割」する（ＳＴ１１）ことができ、それにより１６個の
スロットを使用する代わりに、８つのみを使用する。選
択的に、メモリースタック２５は分割されなくともよ
い。その代わりコントローラー２１は、最も古い８つの
記憶された電圧値を単に無視する。
速やかなので、勾配の計算を加速することが好ましい。
このことは、以下に説明するように、勾配計算に使用す
る電圧値の数を減らすことにより達成される。このため
にコントローラー２１は、メモリースタック２５を「分
割」する（ＳＴ１１）ことができ、それにより１６個の
スロットを使用する代わりに、８つのみを使用する。選
択的に、メモリースタック２５は分割されなくともよ
い。その代わりコントローラー２１は、最も古い８つの
記憶された電圧値を単に無視する。
【００６１】さらに、コントローラー２１はＭＳＬＯＰ
Ｅをゼロに設定する（ＳＴ１２）ことができ、それによ
りＭＳＬＯＰＥは最大（又は極大）の勾配を記憶するこ
とができる。
Ｅをゼロに設定する（ＳＴ１２）ことができ、それによ
りＭＳＬＯＰＥは最大（又は極大）の勾配を記憶するこ
とができる。
【００６２】前述のように、コントローラー２１はバッ
テリーパック電圧を感知する（ＳＴ１３）ことができ
る。このことは、陽端子（Ｂ＋）を介して行うことがで
きる。次に感知された電圧はメモリースタック２５に記
憶される（ＳＴ１４）。
テリーパック電圧を感知する（ＳＴ１３）ことができ
る。このことは、陽端子（Ｂ＋）を介して行うことがで
きる。次に感知された電圧はメモリースタック２５に記
憶される（ＳＴ１４）。
【００６３】コントローラー２１は、メモリースタック
２５に記憶された２番目に最近の電圧値（Ｖ１）がゼロ
に等しいか（否か）を確認する（ＳＴ１４Ａ）。Ｖ１が
ゼロであれば、コントローラー２１は他の電圧値を感知
し（ＳＴ１３）、その値をメモリースタック２５に記憶
させる（ＳＴ１４）必要がある。
２５に記憶された２番目に最近の電圧値（Ｖ１）がゼロ
に等しいか（否か）を確認する（ＳＴ１４Ａ）。Ｖ１が
ゼロであれば、コントローラー２１は他の電圧値を感知
し（ＳＴ１３）、その値をメモリースタック２５に記憶
させる（ＳＴ１４）必要がある。
【００６４】Ｖ１がゼロでない場合は、コントローラー
２１は最近の電圧値（Ｖ０）をメモリースタック２５に
記憶された前の電圧値（Ｖ１）と比較する（ＳＴ１
５）。もし２つの電圧値の間の差が予め定めた閾値Ｚ′
より大きければ、電圧段差が発生している。このステッ
プでの閾値Ｚ′はステップ６における閾値Ｚに等しいこ
とが好ましく、上述したものと同じ指針がここでも適用
される。しかし、そうである必要はないことは当業者に
理解されよう。
２１は最近の電圧値（Ｖ０）をメモリースタック２５に
記憶された前の電圧値（Ｖ１）と比較する（ＳＴ１
５）。もし２つの電圧値の間の差が予め定めた閾値Ｚ′
より大きければ、電圧段差が発生している。このステッ
プでの閾値Ｚ′はステップ６における閾値Ｚに等しいこ
とが好ましく、上述したものと同じ指針がここでも適用
される。しかし、そうである必要はないことは当業者に
理解されよう。
【００６５】電圧段差が認識されると、メモリースタッ
ク２５は好ましくはゼロに初期化され（ＳＴ１６）、Ｍ
ＳＬＯＰＥは好ましくはゼロに設定される（ＳＴ１
２）。従って、感知が新たに開始され、コントローラー
２１が第２変曲点を認識することが防止される。コント
ローラー２１が、エラーメッセージ、及びバッテリーパ
ック１０の欠陥の可能性の少なくとも一方を表示する画
面（図示せず）を作動させることができることを、当業
者は理解できるであろう。
ク２５は好ましくはゼロに初期化され（ＳＴ１６）、Ｍ
ＳＬＯＰＥは好ましくはゼロに設定される（ＳＴ１
２）。従って、感知が新たに開始され、コントローラー
２１が第２変曲点を認識することが防止される。コント
ローラー２１が、エラーメッセージ、及びバッテリーパ
ック１０の欠陥の可能性の少なくとも一方を表示する画
面（図示せず）を作動させることができることを、当業
者は理解できるであろう。
【００６６】電圧段差が認識されない場合は、コントロ
ーラー２１は、メモリースタック２５に記憶された最も
最近でない電圧値（Ｖ７）がゼロに等しいか（又は等し
くないか）をチェックする（ＳＴ１５Ａ）。Ｖ７がゼロ
であれば、コントローラー２１は他の電圧値を感知し
（ＳＴ１３）、その値をメモリースタック２５に記憶さ
せる（ＳＴ１４）必要がある。
ーラー２１は、メモリースタック２５に記憶された最も
最近でない電圧値（Ｖ７）がゼロに等しいか（又は等し
くないか）をチェックする（ＳＴ１５Ａ）。Ｖ７がゼロ
であれば、コントローラー２１は他の電圧値を感知し
（ＳＴ１３）、その値をメモリースタック２５に記憶さ
せる（ＳＴ１４）必要がある。
【００６７】仮にＶ７がゼロでないなら、メモリースタ
ック２５は電圧値で完全に満たされた状態となってい
る。次に電圧曲線の勾配を計算することができる（ＳＴ
１７）。そのような勾配は相異なる方法で計算可能であ
ることが当業者には理解されよう。そのような方法の１
つは、メモリースタック２５内の最近の４つの電圧値の
合計を、メモリースタック２５内の最も最近でない４つ
の電圧値の合計と比較するものである。換言すれば、 SLOPE＝（V0+V1+V2+V3）−（V4+V5+V6+V7） である。
ック２５は電圧値で完全に満たされた状態となってい
る。次に電圧曲線の勾配を計算することができる（ＳＴ
１７）。そのような勾配は相異なる方法で計算可能であ
ることが当業者には理解されよう。そのような方法の１
つは、メモリースタック２５内の最近の４つの電圧値の
合計を、メモリースタック２５内の最も最近でない４つ
の電圧値の合計と比較するものである。換言すれば、 SLOPE＝（V0+V1+V2+V3）−（V4+V5+V6+V7） である。
【００６８】勾配が計算された後に、コントローラー２
１は計算された勾配をＭＳＬＯＰＥと比較する（ＳＴ１
８）。勾配がＭＳＬＯＰＥより大きい場合は、ＭＳＬＯ
ＰＥは計算された勾配に等しくなるように設定される
（ＳＴ１９）。このようにして、ＭＳＬＯＰＥには実質
的に、最大（又は極大）の勾配が常に設定される。
１は計算された勾配をＭＳＬＯＰＥと比較する（ＳＴ１
８）。勾配がＭＳＬＯＰＥより大きい場合は、ＭＳＬＯ
ＰＥは計算された勾配に等しくなるように設定される
（ＳＴ１９）。このようにして、ＭＳＬＯＰＥには実質
的に、最大（又は極大）の勾配が常に設定される。
【００６９】コントローラー２１は、計算された勾配が
ＭＳＬＯＰＥより大きいかどうかに関わらず、計算され
た勾配がＭＳＬＯＰＥと予め定めた閾値Ｙとの差以下か
どうかをチェックする（ＳＴ２０）ことができる。もし
そうでなければ、コントローラー２１はバッテリーパッ
ク電圧の充電及び感知（ＳＴ１３）を続ける。
ＭＳＬＯＰＥより大きいかどうかに関わらず、計算され
た勾配がＭＳＬＯＰＥと予め定めた閾値Ｙとの差以下か
どうかをチェックする（ＳＴ２０）ことができる。もし
そうでなければ、コントローラー２１はバッテリーパッ
ク電圧の充電及び感知（ＳＴ１３）を続ける。
【００７０】しかし、計算された勾配がＭＳＬＯＰＥと
予め定めた閾値Ｙとの差以下である場合は、第２変曲点
Ｂ（すなわち電圧曲線において増加している電圧上昇速
度が減少する電圧上昇速度に変わる点）であると判断さ
れる。
予め定めた閾値Ｙとの差以下である場合は、第２変曲点
Ｂ（すなわち電圧曲線において増加している電圧上昇速
度が減少する電圧上昇速度に変わる点）であると判断さ
れる。
【００７１】閾値Ｙは経験に基づいて定められることが
好ましいことは、当業者に理解されよう。好適な実施形
態においては、１０ビットのＡ／Ｄコンバーターに対す
る閾値Ｙは３Ａ／Ｄ計数に設定され、これは約２０ｍＶ
／分と等価である。選択的に、閾値Ｙは１２ビットのＡ
／Ｄコンバーターに対しては７Ａ／Ｄ計数に設定され、
これは約１３ｍＶ／分と等価である。これらの代わりに
相異なる値が設定可能であることは、当業者には理解さ
れよう。
好ましいことは、当業者に理解されよう。好適な実施形
態においては、１０ビットのＡ／Ｄコンバーターに対す
る閾値Ｙは３Ａ／Ｄ計数に設定され、これは約２０ｍＶ
／分と等価である。選択的に、閾値Ｙは１２ビットのＡ
／Ｄコンバーターに対しては７Ａ／Ｄ計数に設定され、
これは約１３ｍＶ／分と等価である。これらの代わりに
相異なる値が設定可能であることは、当業者には理解さ
れよう。
【００７２】このようにして２つの変曲点が見出された
ことにより、充電器２０は急速電流充電を中止し、均等
充電を開始する（ＳＴ２１）。このようなステップは、
バッテリーパック１０の全ての電池１１の電圧の均等化
に役立つ。電流供給源２２は、バッテリーパック１０に
フル電流（full-current）が送られないように、律動す
ることが好ましい。図４は、電流パルス及びそのバッテ
リー電圧への影響を示す。ある周期において電流がオン
及びオフである時間の長さは、以下の式に従って所定の
出力電流をバッテリーパック１０に与えるように選定さ
れる。 Ｉ0＝（ｔON／（ｔON＋ｔOFF））Ｉ ここでＩ0はバッテリーパック１０への有効出力電流で
あり、ｔONは電流パルスがオンの時間であり、ｔOFFは
電流パルスがオフの時間（すなわちある周期の残りの部
分）であり、Ｉは律動する前の電流供給源の電流値であ
る。
ことにより、充電器２０は急速電流充電を中止し、均等
充電を開始する（ＳＴ２１）。このようなステップは、
バッテリーパック１０の全ての電池１１の電圧の均等化
に役立つ。電流供給源２２は、バッテリーパック１０に
フル電流（full-current）が送られないように、律動す
ることが好ましい。図４は、電流パルス及びそのバッテ
リー電圧への影響を示す。ある周期において電流がオン
及びオフである時間の長さは、以下の式に従って所定の
出力電流をバッテリーパック１０に与えるように選定さ
れる。 Ｉ0＝（ｔON／（ｔON＋ｔOFF））Ｉ ここでＩ0はバッテリーパック１０への有効出力電流で
あり、ｔONは電流パルスがオンの時間であり、ｔOFFは
電流パルスがオフの時間（すなわちある周期の残りの部
分）であり、Ｉは律動する前の電流供給源の電流値であ
る。
【００７３】従って、電流定格が２．５Ａの充電器（す
なわちＩ＝２．５Ａ）においては、ｔON及びｔOFFがそ
れぞれ１秒及び２４秒である場合は、有効出力電流は１
００ｍＡとなる。典型的には、有効出力電流は８３ｍＡ
〜１００ｍＡである。さらに、そのような電流パルス
は、予め定めた時間（通常は約２時間）にわたり続けら
れる。
なわちＩ＝２．５Ａ）においては、ｔON及びｔOFFがそ
れぞれ１秒及び２４秒である場合は、有効出力電流は１
００ｍＡとなる。典型的には、有効出力電流は８３ｍＡ
〜１００ｍＡである。さらに、そのような電流パルス
は、予め定めた時間（通常は約２時間）にわたり続けら
れる。
【００７４】そのような予め定めた時間が経過したら、
維持充電ステップ（ＳＴ２２）に移行することが好まし
い。このステップの目的は、バッテリーパック１０の充
電をバッテリーパック１０が充電器２０から取り外され
るまで維持することである。このステップにおいては、
バッテリーパック１０にフル電流が送られないように、
電流が再びパルス化させられてバッテリーパック１０に
送られる。
維持充電ステップ（ＳＴ２２）に移行することが好まし
い。このステップの目的は、バッテリーパック１０の充
電をバッテリーパック１０が充電器２０から取り外され
るまで維持することである。このステップにおいては、
バッテリーパック１０にフル電流が送られないように、
電流が再びパルス化させられてバッテリーパック１０に
送られる。
【００７５】均等ステップの電流パルスが際限なく続け
られると、バッテリーパック１０が損傷を受ける場合が
ある。図４に示すように、バッテリーパック１０が電流
パルスを受け取るとバッテリー電圧は上昇する。電流パ
ルスがオンの時間が長いことにより、バッテリーパック
電圧は急激に上昇し、破線で図示された平均電圧ＶAよ
りも大きくなる。このことにより、電池は時間とともに
損傷を受けていく。
られると、バッテリーパック１０が損傷を受ける場合が
ある。図４に示すように、バッテリーパック１０が電流
パルスを受け取るとバッテリー電圧は上昇する。電流パ
ルスがオンの時間が長いことにより、バッテリーパック
電圧は急激に上昇し、破線で図示された平均電圧ＶAよ
りも大きくなる。このことにより、電池は時間とともに
損傷を受けていく。
【００７６】従って、バッテリーパック電圧がそのよう
に上昇しないように、電流パルスがオンである時間を短
くすることが望まれる。図５に示すような短めの電流パ
ルスであれば、先の均等ステップにおけるようなバッテ
リー電圧の上昇は生じない（先の均等ステップにおける
電圧ピークは破線で図示）。
に上昇しないように、電流パルスがオンである時間を短
くすることが望まれる。図５に示すような短めの電流パ
ルスであれば、先の均等ステップにおけるようなバッテ
リー電圧の上昇は生じない（先の均等ステップにおける
電圧ピークは破線で図示）。
【００７７】電流のオン及びオフの時間は、出力電流が
約１ｍＡ〜約１００ｍＡの間に維持されるようになって
いることが好ましい。しかしながらその時間は、インダ
クタンス等の問題が生じるため、あまり小さくすること
はできない。
約１ｍＡ〜約１００ｍＡの間に維持されるようになって
いることが好ましい。しかしながらその時間は、インダ
クタンス等の問題が生じるため、あまり小さくすること
はできない。
【００７８】従って、電流パルスがオンの時間の好まし
い範囲は約５ｍｓ〜約２５０ｍｓの間であることが見出
されている。所要の出力電流を得るために、段落番号０
０７２にて説明した式を使用して適当なオフ時間を計算
することを当業者は理解するであろう。電流定格が２．
５アンペアの充電器に対しては、オン及びオフの時間は
それぞれ１０ｍｓ及び２４０ｍｓであることが好まし
い。
い範囲は約５ｍｓ〜約２５０ｍｓの間であることが見出
されている。所要の出力電流を得るために、段落番号０
０７２にて説明した式を使用して適当なオフ時間を計算
することを当業者は理解するであろう。電流定格が２．
５アンペアの充電器に対しては、オン及びオフの時間は
それぞれ１０ｍｓ及び２４０ｍｓであることが好まし
い。
【００７９】従って、そのような維持ステップのパルス
は、バッテリーパック１０に損傷を与えずに際限なく続
けることが可能である。そしてバッテリーパック１０が
充電器２０から取り外されるか、或いは予め定めた時間
が経過すると、充電プロセスは終了する（ＳＴ２３）。
は、バッテリーパック１０に損傷を与えずに際限なく続
けることが可能である。そしてバッテリーパック１０が
充電器２０から取り外されるか、或いは予め定めた時間
が経過すると、充電プロセスは終了する（ＳＴ２３）。
【００８０】当業者であれば、ここの開示された手段に
対する付加的又は選択的な手段又は方法を認識できるで
あろう。しかしそれらの付加的又は選択的な手段又は方
法の全ては、本発明と等価とみなされるものである。
対する付加的又は選択的な手段又は方法を認識できるで
あろう。しかしそれらの付加的又は選択的な手段又は方
法の全ては、本発明と等価とみなされるものである。
【図１】ニッケル−カドミウムバッテリーパックの充電
サイクルにおいて、時間の関数としての電圧変化を示す
図である。
サイクルにおいて、時間の関数としての電圧変化を示す
図である。
【図２】ニッケル−カドミウムバッテリーパックの充電
サイクルにおいて、電圧段差が生じたときの時間の関数
としての電圧変化を示す図である。
サイクルにおいて、電圧段差が生じたときの時間の関数
としての電圧変化を示す図である。
【図３】本発明に従う充電プロセスのフローチャートで
ある。
ある。
【図４】充電プロセスの均等化充電における、時間の関
数としての電圧及び電流の変化を示す図である。
数としての電圧及び電流の変化を示す図である。
【図５】充電プロセスの維持充電における、時間の関数
としての電圧及び電流の変化を示す図である。
としての電圧及び電流の変化を示す図である。
【図６】バッテリーパック及び充電器の回路図である。
１０…バッテリーパック
１１…電池
２０…充電器
２１…コントローラー
２２…電流供給源
２３…マイクロプロセッサー
２４…電源
２５…メモリースタック
２６…メモリー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ダン ティー．トリン
アメリカ合衆国，メリーランド 21286,
タウソン，アコーン サークル 36 ナン
バー201
(72)発明者 ポール エス．ホワイト
アメリカ合衆国，メリーランド 21043,
エリコット シティ，ウッドクレスト ド
ライブ 6279
(72)発明者 ダニエル シー．ブロット
アメリカ合衆国，メリーランド 21234,
ボルティモア，レッドウッド アベニュ
1704
Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA02 CA17 GC05
Claims (34)
- 【請求項１】 バッテリーを充電するための充電方法で
あって、 バッテリーパックに電力を送るステップと、 前記バッテリーパックの電圧を感知するステップと、 電圧変化速度を計算するステップと、 バッテリーパック電圧の電圧段差が検出されない限りに
おいて前記電圧変化速度に基づいて第１変曲点を検出す
るステップと、 バッテリーパック電圧の電圧段差が検出されない限りに
おいて前記電圧変化速度に基づいて第２変曲点を検出す
るステップと、 第１及び第２変曲点の双方が検出されたときに前記バッ
テリーパックに送られる電力を低減させるステップと、
を有する充電方法。 - 【請求項２】 前記電力を低減させるステップが、前記
バッテリーパックに送られる電流を低減させることを含
む請求項１に記載の充電方法。 - 【請求項３】 前記バッテリーパックが、電圧定格を有
する少なくとも１つの電池を具備する請求項１に記載の
充電方法。 - 【請求項４】 前記バッテリーパック電圧において検出
される前記電圧段差は、前記少なくとも１つの電池の前
記電圧定格よりも低い請求項３に記載の充電方法。 - 【請求項５】 前記バッテリーパック電圧において検出
される前記電圧段差は、前記少なくとも１つの電池の前
記電圧定格の５０％よりも低い請求項３に記載の充電方
法。 - 【請求項６】 前記バッテリーパックに電力を送る前記
ステップが前記バッテリーパックに電流を送ることを含
む請求項１に記載の充電方法。 - 【請求項７】 前記バッテリーパックの電圧を感知する
前記ステップが、メモリースタック内に電圧値を記憶す
ることを含む請求項１に記載の充電方法。 - 【請求項８】 前記バッテリーパック電圧において検出
される前記電圧段差は、前記メモリースタック内の隣接
する電圧値の比較によって検出される請求項７に記載の
充電方法。 - 【請求項９】 前記バッテリーパック電圧において電圧
段差が検出された場合には、前記メモリースタックが初
期化される請求項７に記載の充電方法。 - 【請求項１０】 前記第１変曲点は、前記電圧変化速度
を最小の電圧変化速度と比較することにより検出される
請求項１に記載の充電方法。 - 【請求項１１】 前記第２変曲点は、前記電圧変化速度
を最大の電圧変化速度と比較することにより検出される
請求項１に記載の充電方法。 - 【請求項１２】 前記バッテリーパックの個々の電池の
電圧が均等化される均等充電ステップをさらに有する請
求項１に記載の充電方法。 - 【請求項１３】 前記バッテリーパック電圧が維持され
る維持充電ステップをさらに有する請求項１に記載の充
電方法。 - 【請求項１４】 バッテリーを充電するための充電装置
であって、 バッテリーパックに電流を供給するための電流供給源
と、 （ａ）前記バッテリーパックの電圧を感知し、（ｂ）電
圧変化速度を計算し、（ｃ）バッテリーパック電圧の電
圧段差が検出されない限りにおいて前記電圧変化速度に
基づいて第１変曲点を検出し、（ｄ）バッテリーパック
電圧の電圧段差が検出されない限りにおいて前記電圧変
化速度に基づいて第２変曲点を検出し、（ｅ）第１及び
第２変曲点の双方が検出されたときに前記バッテリーパ
ックに送られる電力を低減させる、前記電流供給源を制
御するために前記電流供給源に接続されるコントローラ
ーと、を有する充電装置。 - 【請求項１５】 前記バッテリーパックが、電圧定格を
有する少なくとも１つの電池を具備する請求項１４に記
載の充電装置。 - 【請求項１６】 前記バッテリーパック電圧において検
出される前記電圧段差は、前記少なくとも１つの電池の
前記電圧定格よりも低い請求項１５に記載の充電装置。 - 【請求項１７】 前記バッテリーパック電圧において検
出される前記電圧段差は、前記少なくとも１つの電池の
前記電圧定格の５０％よりも低い請求項１５に記載の充
電装置。 - 【請求項１８】 感知された電圧値を記憶するために前
記コントローラーに接続されるメモリースタックをさら
に有する請求項１４に記載の充電装置。 - 【請求項１９】 前記バッテリーパック電圧において検
出される前記電圧段差は、前記メモリースタック内の隣
接する電圧値の比較によって検出される請求項１８に記
載の充電装置。 - 【請求項２０】 前記バッテリーパック電圧において電
圧段差が検出された場合には、前記メモリースタックが
初期化される請求項１８に記載の充電装置。 - 【請求項２１】 前記第１変曲点は、前記電圧変化速度
を最小の電圧変化速度と比較することにより検出される
請求項１４に記載の充電装置。 - 【請求項２２】 前記第２変曲点は、前記電圧変化速度
を最大の電圧変化速度と比較することにより検出される
請求項１４に記載の充電装置。 - 【請求項２３】 前記コントローラーは、前記バッテリ
ーパックに均等化電流が送られて前記バッテリーパック
の個々の電池の電圧が均等化されるように、前記電流供
給源を制御する請求項１４に記載の充電装置。 - 【請求項２４】 前記コントローラーは、前記バッテリ
ーパックに維持電流が送られて前記バッテリーパック電
圧が維持されるように、前記電流供給源を制御する請求
項１４に記載の充電装置。 - 【請求項２５】 バッテリーを充電するための方法であ
って、 バッテリーパックに電流を供給するために、電流定格を
有する電流供給源を用意するステップと、 前記電流供給源を繰返し律動させてパルス電流を前記バ
ッテリーパックに供給するステップであって、そのよう
なパルス電流のパルスは第１の予め定めた時間のオン時
間と第２の予め定めた時間のオフ時間とを有し、該第１
の予め定めた時間は約５ミリセコンドから約２５０ミリ
セコンドの間である、ステップと、を有する方法。 - 【請求項２６】 前記パルス電流の有効出力電流が約１
ミリアンペアから約１００ミリアンペアの間である請求
項２５に記載の方法。 - 【請求項２７】 前記電流供給源の前記電流定格が約
２．５アンペアである請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記第２の予め定めた時間が、 ｔOFF＝ｔON（Ｉ／Ｉ0）−ｔON という式により定められ、Ｉ0は前記パルス電流の前記
有効出力電流であり、ｔO Nは前記第１の予め定めた時間
であり、ｔOFFは前記第２の予め定めた時間であり、Ｉ
は前記電流供給源の前記電流定格である、請求項２６に
記載の方法。 - 【請求項２９】 前記第１の予め定めた時間が約１０ミ
リセコンドである請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３０】 前記第２の予め定めた時間が約２４０
ミリセコンドである請求項２９に記載の方法。 - 【請求項３１】 前記電流供給源の前記電流定格が約
２．５アンペアである請求項２９に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記第２の予め定めた時間が約２４０
ミリセコンドである請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記電流供給源の前記電流定格が約
２．５アンペアである請求項３２に記載の方法。 - 【請求項３４】 前記第１の予め定めた時間が約１０ミ
リセコンドである請求項３３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US36040202P | 2002-02-28 | 2002-02-28 | |
| US60/360402 | 2002-02-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003299258A true JP2003299258A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=27734774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003048971A Pending JP2003299258A (ja) | 2002-02-28 | 2003-02-26 | バッテリーの充電装置及び充電方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6791300B2 (ja) |
| EP (1) | EP1341286A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003299258A (ja) |
| CN (2) | CN100424964C (ja) |
| TW (2) | TWI279057B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| TWI465749B (zh) * | 2012-09-14 | 2014-12-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 鋰離子電池的測試方法及安全性的判斷方法 |
| JP2017067790A (ja) * | 2012-06-13 | 2017-04-06 | エルジー・ケム・リミテッド | 混合正極材を含む二次電池の充電状態推定装置及び方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7176654B2 (en) | 2002-11-22 | 2007-02-13 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Method and system of charging multi-cell lithium-based batteries |
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| US7405536B2 (en) | 2003-10-08 | 2008-07-29 | Black & Decker Inc. | Battery pack-detecting charger |
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