JP2007110895A - Charging device of battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はニッケル・カドミウム電池やニッケル水素電池等の2次電池を充電する充電装置に関するものである。 The present invention relates to a charging device for charging a secondary battery such as a nickel-cadmium battery or a nickel metal hydride battery.
一般に充電可能な電池は、携帯用機器の電源として使用され、機器から取り外されて充電装置で充電された後、再び機器に装着され使用されるという作業を繰り返す。この作業の時使用者には、「充電開始時にどの位の時間で充電を完了するかを知りたい。」という要求がある。 In general, a rechargeable battery is used as a power source for a portable device, and after being removed from the device and charged by a charging device, the operation of mounting and using the device again is repeated. At the time of this work, the user has a request that “I want to know how much time is required to complete charging at the start of charging”.
近年、この要求に対応するため、特開平2001−116812号(特許文献1)に開示の如く、電池本体にマイコンを内蔵し、負荷電流と使用時間を積算し、その積算量と電池の定格容量とを比較演算することで電池の充電量(残容量)をLED等で表示する電池充電量表示付電池が提案されている。 In recent years, in order to meet this demand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-116812 (Patent Document 1), a microcomputer is built in the battery body, load current and usage time are integrated, and the integrated amount and the rated capacity of the battery are integrated. A battery with a battery charge amount display that displays the charge amount (remaining capacity) of the battery with an LED or the like has been proposed.
上記の電池充電量表示付電池は、負荷電流と使用時間の積算演算を行うマイコン等の演算手段を電池本体に内蔵する必要がある。しかしながら全ての電池がそのような手段を内蔵しているわけではないから、電池本体にマイコンを内蔵していない電池では上記の使用者の要求を満足することはできないという問題がある。 The battery with battery charge indication described above needs to incorporate a calculation means such as a microcomputer for performing an integration calculation of load current and usage time in the battery body. However, since not all batteries have such a built-in means, there is a problem that a battery that does not have a microcomputer built in the battery body cannot satisfy the above user's requirements.
本発明の目的は、電池の充電中にどの位の時間で充電を完了するかを表示する機能を充電装置で実現することにある。 An object of the present invention is to realize a function of displaying how long charging is completed during charging of a battery in a charging device.
上記の目的を達成するために本発明充電装置は、複数のセルを直列に接続した電池パックを充電する充電装置であって、電池パックの温度を検出する電池温度検出手段と、電池パックの電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、充電完了までの所要時間を複数段階で表示する表示手段とを備えた充電装置において、前記電池温度検出手段又は前記電池電圧検出手段の出力より、電池パックが満充電間際の状態になったことを判別する第1手段と、前記電池温度検出手段又は前記電池電圧検出手段の出力より、電池パックが満充電に達したことを判別する第2手段とを有し、前記第1手段の判別結果に応じて、前記表示手段の表示を、充電所要時間の最も短い段階の表示とするようにしたことに一つの特徴がある。 In order to achieve the above object, the charging device of the present invention is a charging device for charging a battery pack in which a plurality of cells are connected in series, the battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery pack, and the battery pack battery In a charging device comprising a battery voltage detecting means for detecting a voltage and a display means for displaying a time required for completion of charging in a plurality of stages, the battery pack is detected by an output of the battery temperature detecting means or the battery voltage detecting means. First means for determining that the battery is about to be fully charged, and second means for determining that the battery pack has reached full charge based on the output of the battery temperature detecting means or the battery voltage detecting means. One feature is that the display on the display unit is displayed at the stage with the shortest required charging time according to the determination result of the first unit.
本発明の他の特徴は、前記第1の判別手段は、前記温度検出手段の出力に基づいて所定の時間間隔の温度勾配を演算し、該温度勾配が予め定めた所定値以上上昇したか否かにより、満充電間際状態を判別するようにしたことにある。 Another feature of the present invention is that the first determination unit calculates a temperature gradient at a predetermined time interval based on an output of the temperature detection unit, and whether or not the temperature gradient has increased by a predetermined value or more. Therefore, the state immediately before full charge is determined.
本発明の他の特徴は、前記第1の判別手段は、前記電池電圧検出手段の出力に基づいて所定の時間間隔の電池電圧勾配を演算し、該電池電圧勾配が所定値以上上昇したか否かにより、満充電間際状態を判別するようにしたことにある。 Another feature of the present invention is that the first determination means calculates a battery voltage gradient at a predetermined time interval based on the output of the battery voltage detection means, and whether or not the battery voltage gradient has increased by a predetermined value or more. Therefore, the state immediately before full charge is determined.
本発明の他の特徴は、前記第1の判別手段は、前記電池温度検出手段の出力に基づいて充電中の電池パックの温度上昇値を演算し、該温度上昇値が所定値以上上昇したか否かにより、満充電間際状態を判別するようにしたことにある。 Another feature of the present invention is that the first determination means calculates a temperature rise value of the battery pack being charged based on the output of the battery temperature detection means, and whether the temperature rise value has increased by a predetermined value or more. That is, the state immediately before the full charge is determined depending on whether or not.
本発明によれば、充電を開始した後に、満充電に近づいたか否か、及び満充電になったか否かの表示機能を充電装置で実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a display function as to whether or not the battery is nearly fully charged and whether or not the battery is fully charged after the charging is started.
図1は本発明の一実施形態を示すブロック回路図である。図において、1は交流電源、2は複数の充電可能なセルを直列に接続した電池パックである。電池パック2は複数のセルを直列に接続した電池組2aと、セルに接触または近接して電池温度を検出する例えばサーミスタ等からなる温度検出素子2bと、セル数を判別するためにその数に応じて例えば抵抗値が設定されているセル数判別素子2cを内蔵している。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an AC power source, and 2 is a battery pack in which a plurality of rechargeable cells are connected in series. The
3は電池パック2に流れる充電電流を検出する電流検出回路、4は抵抗4a、4bからなる出力電圧検出回路で、電源回路の2次側整流平滑回路30の出力電圧を抵抗4a、4bで分圧し、出力電圧制御回路80に入力する。5は2次側整流平滑回路30の出力電圧、及び充電電流の信号をSW制御IC23に帰還する信号伝達手段であり、ホトカプラ等からなる。6は抵抗6a、6bからなる出力電圧設定回路で、抵抗6a、6bの分圧比で設定された電圧値が基準電圧になり、2次側整流平滑回路30の出力電圧と比較される。
3 is a current detection circuit for detecting the charging current flowing through the
7は抵抗7a、7b、7c、7d、7eからなる充電電流設定回路である。抵抗7a及び、7bで分圧された電圧が、抵抗7c、抵抗7d、抵抗7eを介してマイコン50の出力ポート56に加えられている。充電電流の設定は上記の抵抗7c、7d、7eの一つを選択する(出力ポートをローレベル又はハイレベルにする)ことにより行なわれる。
A charging current setting circuit 7 includes resistors 7a, 7b, 7c, 7d, and 7e. The voltage divided by the resistors 7a and 7b is applied to the
8は抵抗8a、8bからなる電池温度検出手段である。抵抗8aと抵抗8b、及び温度検出素子2との分圧比によって決定される分圧電圧がマイコン50のA/Dコンバータ55に入力される。電池温度に応じて温度検出素子2bの抵抗値が変化すると、分圧比が変わりマイコン50のA/Dコンバータ55に入力される。電圧が変化するのでその電圧から電池パック2の温度を検出することができる。
9はセル数判別手段を構成する抵抗、2cは電池パック2のセル数に応じて例えば抵抗値が設定されているセル数判別素子である。電圧Vccが抵抗9及びセル数判別素子(本実施例では抵抗)2cにより分圧され、その分圧電圧がマイコン50のA/Dコンバータ55に入力される。この電圧は素子2cの抵抗値により変化するのでその電圧から電池パック2のセル数を判別することができる。なお、セル数の判別は例えば電池パック2の端子電圧を単位セル当りの電圧で除算をしても検出できるから、本発明は電池パック2にセル数判別素子2cを付加したものに限定されるものではない。
10は全波整流回路11と平滑用コンデンサ12からなる1次側整流平滑回路、20はスイッチ回路で高周波トランス21、MOSFET22とSW制御IC23、SW制御IC用定電圧回路24、起動抵抗25からなる。高周波トランス21は1次巻線21a、2次巻線21b、3次巻線21c、4次巻線21dからなり、1次巻線21aには直流の入力電圧が印加される。2次巻線21bはSW制御IC用の出力巻線、3次巻線21cは電池組2を充電するための出力巻線、4次巻線21dはマイコン50、充電電流制御手段60等の電源用の出力巻線である。
Reference numeral 10 denotes a primary side rectifying / smoothing circuit comprising a full-wave rectifying circuit 11 and a smoothing capacitor 12.
なお1次巻線21aに対し、2次巻線21b、4次巻線21dは同極性の構成であり、3次巻線21cは逆極性である。SW制御IC23はMOSFET22の駆動パルス幅を変えて出力電圧を調整するためのスイッチング電源ICである。また、SW制御IC用定電圧回路24はダイオード24a、3端子レギュレータ24b、コンデンサ24c、24dから構成されており、2次巻線21bからの出力電圧を定電圧化する。
In addition, with respect to the primary winding 21a, the secondary winding 21b and the fourth winding 21d have the same polarity, and the tertiary winding 21c has a reverse polarity. The SW control IC 23 is a switching power supply IC for adjusting the output voltage by changing the drive pulse width of the MOSFET 22. The SW control IC constant voltage circuit 24 is composed of a diode 24a, a three-terminal regulator 24b, and
30は2次側整流平滑回路でダイオード31、平滑用コンデンサ32、抵抗33からなる。40は抵抗41、42からなる電池電圧検出回路で、電池パック2の端子電圧を分圧する。分圧された電圧はA/Dコンバータ55を通してCPU51に入力される。50はマイコンであり、演算手段(CPU)51、ROM52、RAM53、タイマ54、A/Dコンバータ55、出力ポート56、リセット入力ポート57からなる。CPU51は、A/Dコンバータ55に入る信号を所定時間間隔でサンプリングしてマイコン50に取り込む。そして現時点の電池電圧、及び電池温度と複数サンプリング前の電池電圧、及び電池温度とを比較し、その結果に基づいて電池パック2の充電状態が満充電間際であるか、或いは満充電に達したか否かを判別する。RAM53は電池電圧、及び電池温度のサンプリング値を予め決められた所定数だけ記憶する。
Reference numeral 30 denotes a secondary side rectifying / smoothing circuit comprising a diode 31, a smoothing capacitor 32, and a
60は充電電流制御回路であり、演算増幅器61、62、抵抗63〜67、ダイオード68からなり、充電電流検出回路3により検出された充電電流は演算増幅器61に加えられ、この充電電流に対応する電圧が反転増幅される。増幅器61の出力電圧と、充電電流設定回路7で設定された充電電流設定基準電圧との差が演算増幅器62により増幅され、信号伝達手段5を介してSW制御IC23に帰還される。SW制御IC23はMOSFET22のオンオフを制御して、充電電流が大きい場合はパルス幅の狭いパルスを、逆の場合はパルス幅の広いパルスを発生して高周波トランス21に加える。このパルスは整流平滑回路30で直流に平滑され、電池パック2に加えられるから充電電流は一定に制御される。すなわち電流検出回路3、充電電流制御回路60、信号伝達手段5、スイッチング回路20、整流平滑回路30によって電池パック2の充電電流がマイコン50により設定された設定電流値となるように制御される。
A charging current control circuit 60 includes operational amplifiers 61 and 62, resistors 63 to 67, and a diode 68. The charging current detected by the charging
70は定電圧回路でダイオード71、コンデンサ72、73、3端子レギュレータ74、リセットIC75からなる。定電圧回路70の出力電圧は、マイコン50、充電電流制御手段60等の電源となる。リセットIC75はマイコン50を初期状態にするためにリセット入力ポート57にリセット信号を出力する。
A
80は出力電圧制御回路で演算増幅器81、抵抗82〜85、ダイオード86からなる。出力電圧検出回路4からの電圧と出力電圧設定回路6からの電圧との差は、演算増幅器81で増幅され信号伝達手段5を介してSW制御IC23に帰還される。これにより整流平滑回路30の出力電圧が制御される。 An output voltage control circuit 80 includes an operational amplifier 81, resistors 82 to 85, and a diode 86. The difference between the voltage from the output voltage detection circuit 4 and the voltage from the output voltage setting circuit 6 is amplified by the operational amplifier 81 and fed back to the SW control IC 23 via the signal transmission means 5. As a result, the output voltage of the rectifying / smoothing circuit 30 is controlled.
90はLED91、92、抵抗93〜96からなる表示手段である。LED91、92は、例えば赤色発光ダイオードR、及び緑色発光ダイオードGからなり、マイコン50の出力ポート56の出力によって赤色、及び緑色が点灯し、また両方の色を同時に発光させることで、橙色の発光も可能なタイプである。本実施形態ではLED91は充電開始前、及び充電完了を夫々赤色、及び緑色で表示し、LED92は充電中にどの位の時間で充電を完了するかを3段階表示するLEDであり、充電時間が長いと判別された段階から赤色、橙色、及び緑色と表示する。これを整理すると下表1、2のようになる。
Reference numeral 90 denotes display means comprising LEDs 91 and 92 and resistors 93 to 96. The LEDs 91 and 92 are composed of, for example, a red light emitting diode R and a green light emitting diode G. Red and green lights by the output of the
次に図1の回路図、図2及び図3のフローチャートを参照して本発明充電装置の制御方法について説明する。電源を投入すると、マイコン50は電池パック2の接続待機状態となる。電池パック2の接続は電池電圧検出手段40、電池温度検出手段8、及びセル数判別手段9の信号により判別する(ステップ201)。
Next, the control method of the charging device of the present invention will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 1 and the flowcharts of FIGS. When the power is turned on, the microcomputer 50 enters a connection standby state for the
電池パック2が接続されるとRAM53に記憶されている各種のフラグをイニシャルリセットする(ステップ202)。フラグは電池状態を表示するためのもので図4に示す如く電池残容量大Flag、電池残容量中Flag、電池残容量小Flag、電池高温Flag、電池の放電状態を表示するLED92赤点灯Flag、及び電池電圧検出による満充電表示用のΔVFlagがある。
When the
次いで充電開始前の電池電圧V0を電池電圧検出手段40で検出し、A/Dコンバータ55を介してマイコン50に取り込む(ステップ203)。また、セル数判別手段9の出力電圧をA/Dコンバータ55を介してマイコン50に取り込み電池パック2のセル数nを判別する(ステップ204)。電池パック2に内蔵されたセル数判別素子2cはセル数に応じて抵抗値が設定されており、セル数判別素子2cとセル数判別手段9との分圧電圧はセル数によって異なるので、これにより電池パック2のセル数は判別できる。引き続き、電池パック2の充電開始前の温度T0を、電池温度検出手段8により検出し、同様にしてマイコン50に取り込む(ステップ205)。電池温度検出手段8の出力電圧は、温度検出素子2bとの分圧比によって決定され、電池温度に応じて温度検出素子2bの抵抗値が変化するので電池温度検出手段8の出力電圧から電池温度を検出することができる。
Next, the battery voltage V0 before the start of charging is detected by the battery voltage detecting means 40, and taken into the microcomputer 50 via the A / D converter 55 (step 203). Further, the output voltage of the cell number discriminating means 9 is taken into the microcomputer 50 via the A / D converter 55 and the cell number n of the
次にマイコン50は充電開始前電圧V0、及びセル数nから電池パック2のセル電圧を演算する。セル電圧は充電開始前電圧V0をセル数nで除算することで求められ、まずセル電圧が1.40V/セル以上であるか否かの判別を行う(ステップ206)。セル電圧が1.40V/セル以上の場合は、充電される電池パック2は電池の残容量が多いと判断し、マイコン50は記憶手段であるRAM53の電池残容量大Flagを1にセットし(ステップ207)、ステップ211にジャンプする。
Next, the microcomputer 50 calculates the cell voltage of the
ステップ206において、セル電圧が1.40V/セル以上でない場合は、引き続きセル電圧が1.25V/セル以下であるか否かの判別を行い(ステップ208)、セル電圧が1.25V/セル以下の場合は、充電される電池パック2は電池の残容量が少ないと判断し、マイコン50の記憶手段であるRAM53の電池残容量小Flagを1にセットする(ステップ209)。ステップ208において、セル電圧が1.25V/セル以下でない場合は、電池パック2は電池の残容量が中位残っていると判断し、マイコン50の記憶手段であるRAM53の電池残容量中Flagを1にセットする(ステップ210)。
In
次いで、電池パック2の充電開始前の電池温度T0が40℃以上であるか否かの判別を行い(ステップ211)、充電開始前の電池温度T0が40℃以上の場合は、電池高温Flagを1にセットし(ステップ213)、引き続き、マイコン50の記憶手段であるRAM53の電池残容量大Flagが1であるか否かの判別を行う(ステップ214)。電池残容量大Flagが1の場合は、充電される電池パック2の電池の残容量が多いから充電完了までの時間が短いと判断し、マイコン50はLED92を緑点灯させ(ステップ215)、ステップ220にジャンプする。
Next, it is determined whether or not the battery temperature T0 before starting charging of the
一方、ステップ214において電池残容量大Flagが0の場合は、引き続き電池残容量中Flagが1であるか否かの判別を行う(ステップ216)。電池残容量中Flagが1の場合は、充電される電池パック2の残容量が中位であるから、充電完了までの時間も中位と判断し、マイコン50はLED92を橙色点灯させ(ステップ217)、ステップ220にジャンプする。
On the other hand, if the large remaining battery capacity flag is 0 in step 214, it is determined whether or not the remaining battery capacity flag is 1 (step 216). When the remaining battery capacity flag is 1, since the remaining capacity of the
ステップ216において、電池残容量中Flagが1でない場合は、電池パック2の残容量が少ないと判断し、LED92赤点灯Flagを1にセットし(ステップ218)、LED92を赤点灯させる(ステップ219)。引き続き、マイコン50の記憶手段であるRAM53の電池高温Flagが1であるか否かの判別を行い(ステップ220)、電池高温Flagが1の場合は、電池パック2は高温と判断し、電池パック2の高温状態で対応できる充電電流I3で充電を開始し(ステップ221)、ステップ227の処理にジャンプする。
本実施例では充電電流はI1、I2、I3の3段階に設定可能で、I1>I2>I3に設定されている。
If the flag in the remaining battery capacity is not 1 in
In this embodiment, the charging current can be set in three stages of I1, I2, and I3, and I1>I2> I3.
ステップ220において、電池高温Flagが1でない場合は、電池パック2は以下で説明するステップ212の処理から、電池パック2は低温と判断し、電池パック2の低温状態で対応できる充電電流I2で充電を開始し(ステップ222)、ステップ227の処理にジャンプする。
In step 220, when the battery high temperature flag is not 1, the
充電電流をI3に設定するには、マイコン50により充電電流設定手段7の抵抗7cを“L”レベル(残りの7d、7eをハイ・インピーダンス”レベル)に選択することで設定できる。この設定手段の7の出力である充電電流設定基準電圧V3は演算増幅器62に印加され、電池パック2に流れる充電電流と比較される。そしてその差が信号伝達手段5を介して、PWM制御IC23に帰還されMOSFET22のパルス幅が制御されるので、充電電流がI3となるように制御をすることが可能となる。
The charging current can be set to I3 by selecting the resistance 7c of the charging current setting means 7 to "L" level (the remaining 7d and 7e are high impedance "levels) by the microcomputer 50. This setting means. 7 is applied to the operational amplifier 62 and compared with the charging current flowing through the
また、充電電流I2の制御も同様であり、充電電流I2に対応する充電電流設定基準電圧V2を、充電電流設定手段7の抵抗7dを“L”レベル(残りの7c、7eをハイ・インピーダンス”レベル)に選択することで設定できる。 The control of the charging current I2 is also the same. The charging current setting reference voltage V2 corresponding to the charging current I2 is set to the "L" level (the remaining 7c and 7e are set to high impedance). It can be set by selecting (Level).
ステップ211において、電池パック2の充電開始前の電池温度T0が40℃以上でない場合は、引き続き電池パック2の充電開始前の電池温度T0が5℃以下であるか否かの判別を行い(ステップ212)、充電開始前の電池温度T0が5℃以下の場合は、上述したステップ214〜222の処理を行う。
In step 211, if the battery temperature T0 before starting the charging of the
ステップ212において、充電開始前の電池温度T0が5℃以下でない場合は、上述したステップ211、212の処理から電池パック2は高温でも低温でもない、すなわち電池パック2は急速充電できる温度環境と判断する。すなわち電池温度が40℃以上の場合は最も小さい充電電流I3(I3<I2<I1)で充電し、電池温度が5℃以下の場合は充電電流I2で充電するが、電池温度T0が40℃>T0>5℃の場合は急速充電が可能であるから最も大きい充電電流I1で充電することができる。ステップ212に引き続き、電池残容量大Flagが1であるか否かの判別を行い(ステップ223)、電池残容量大Flagが1の場合は、充電完了までの時間が短いと判断し、LED92を緑色に点灯する(ステップ224)。
In
ステップ223において、電池残容量大Flagが1でない場合は、電池パック2の残容量は中位か、少ない状態であるが、大きな充電電流により急速充電できる温度環境であるので、充電完了までの時間が中位の短さと判断し、LED92を橙色に点灯させ(ステップ225)、充電電流I1(I1>I2、I3)で充電を開始する(ステップ226)。
In
充電電流I1は、充電電流設定手段7の抵抗7c、7d、7e端をハイレベルに選択して充電電流I1に対応する充電電流設定基準電圧V1設定することにより得られる。 The charging current I1 is obtained by selecting the resistances 7c, 7d and 7e of the charging current setting means 7 to a high level and setting the charging current setting reference voltage V1 corresponding to the charging current I1.
充電開始後、マイコン50はタイマ54を使用して充電開始からの時間計測をスタートし(ステップ227)、充電開始から所定時間経過したか否かの判別を行う(ステップ228)。所定時間経過している時は、LED92赤点灯Flagが1であるか否かの判別を行い(ステップ229)、これが1の場合は、電池の充電完了までの時間が長いと判断した時点から時間が経過し、完了までの時間が中位になったと判断し、LED92赤点灯Flagを0にセットし(ステップ230)、LED92を橙色点灯させる(ステップ231)。 After the start of charging, the microcomputer 50 starts time measurement from the start of charging using the timer 54 (step 227), and determines whether or not a predetermined time has elapsed from the start of charging (step 228). When the predetermined time has elapsed, it is determined whether or not the LED 92 red lighting flag is 1 (step 229). If this is 1, the time from when it is determined that the time until the battery is fully charged is long. It is determined that the time until completion has become medium, the LED 92 red lighting flag is set to 0 (step 230), and the LED 92 is lit orange (step 231).
ステップ228において、充電開始から所定時間経過していない時は、ステップ232にジャンプする。同様にステップ229において、LED92赤点灯Flagが1でない場合は、ステップ232にジャンプする。
If it is determined in
以上説明したように本実施形態は、充電開始前のセル電圧から電池残容量を判断すると共に充電開始前又は充電初期時の電池パックの温度に応じて充電電流を設定し、電池残容量の大きさと充電電流の大きさから充電完了までの時間を予測して3段階に区分し、その区分に応じた色の表示をする。 As described above, the present embodiment determines the remaining battery capacity from the cell voltage before starting charging, sets the charging current according to the temperature of the battery pack before starting charging or at the beginning of charging, and increases the remaining battery capacity. Then, the time until the completion of charging is predicted from the magnitude of the charging current and is divided into three stages, and the color is displayed according to the classification.
次に図3を参照して電池パック2が満充電間際になったか否かの判別、及び満充電になったか否かの判別の処理フローを説明する。まず電池温度検出手段8により最新の電池温度Tinをマイコン50に取り込む(ステップ232)。また、電池温度検出手段8の出力信号を所定時間毎にサンプリングした値を予めRAM53に格納しておき、サンプリングした充電中の電池温度データを比較することにより、充電中の電池温度の最小値Tminを演算し、記憶する(ステップ233)。
Next, a process flow for determining whether or not the
引き続き、電池パック2の最新の電池電圧Vinを電池電圧検出手段40で検出して取り込む(ステップ234)。マイコン50は電池温度検出手段8の出力に基づいてサンプリングした充電中の電池温度データから所定サンプリング数の間隔における最新の電池温度勾配dT/dtを演算する(ステップ235)。また、演算した最新の電池温度勾配dT/dtのデータを比較することにより、所定サンプリング幅の電池温度勾配dT/dtの最小値dT/dt(min)を演算し、記憶する(ステップ236)。
Subsequently, the latest battery voltage Vin of the
さらに、マイコン50は電池電圧検出手段40の出力に基づいて、充電中の電池電圧データから所定サンプリング数の間隔における最新の電池電圧勾配ΔVを演算し(ステップ237)、また、演算した電池電圧勾配ΔVのデータを比較することにより、所定サンプリング幅の電池電圧勾配の最小値ΔVminを演算し、記憶する(ステップ238)。 Further, the microcomputer 50 calculates the latest battery voltage gradient ΔV at a predetermined sampling number interval from the battery voltage data during charging based on the output of the battery voltage detecting means 40 (step 237), and the calculated battery voltage gradient. By comparing the ΔV data, the minimum value ΔVmin of the battery voltage gradient having a predetermined sampling width is calculated and stored (step 238).
次いで、電池パック2の満充電間際判別処理を行う。ステップ232〜238の処理データに基づいて、まず最新の電池電圧勾配ΔVと、充電中にサンプリングし演算した電池電圧勾配の最小値ΔVminを比較演算し、最新の電池電圧勾配ΔVが、今までの充電中の電池電圧勾配の最小値ΔVminから予め設定した所定値R1以上上昇したか否かの判別を行う(ステップ239)。
Next, the
ステップ239において所定値R1以上上昇したと判断された場合は、電池パック2は満充電間際と判別し、マイコン50の記憶手段であるRAM53のΔVFlagを1にセットする(ステップ240)。この場合は充電完了までの時間が、短くなっていると判断し、マイコン50はLED92を緑点灯させ(ステップ241)、ステップ244の処理にジャンプする。
When it is determined in
ステップ239において、最新の電池電圧勾配ΔVが、今までの充電中の電池電圧勾配の最小値ΔVminより予め設定した所定値R1以上上昇していない場合は、引き続き最新の電池温度勾配dT/dtと、充電中にサンプリングし演算した電池温度勾配の最小値dT/dt(min)を比較演算し、最新の電池温度勾配dT/dtが、今までの充電中の電池温度勾配の最小値dT/dt(min)から予め設定した所定値Q1以上上昇したか否かの判別を行う(ステップ242)。図5に示すように最小値から所定値Q1以上上昇した場合は、電池パック2は満充電間際と判別し、充電完了までの時間が、短くなっていると判断し、マイコン50はLED92を緑点灯させ(ステップ241)、ステップ244の処理にジャンプする。
In
また、ステップ242において、最新の電池温度勾配dT/dtが、今までの充電中の電池温度勾配の最小値dT/dt(min)から、予め設定した所定値Q1以上上昇していない場合は、引き続き最新の電池温度Tinと、充電中にサンプリングし演算した電池温度の最小値Tminを比較演算し、最新の電池温度Tinが、今までの充電中の電池温度の最小値Tminから予め設定した所定値P1以上上昇したか否かの判別を行う(ステップ243)。図6に示すように所定値P1以上上昇した場合は、電池パック2は満充電間際と判別し、充電完了までの時間は、満充電間際なので短くなっていると判断し、マイコン50はLED92を緑点灯させ(ステップ241)、ステップ244の処理にジャンプする。
In
次いで、電池パック2の満充電判別処理を行う。まず最新の電池温度Tinが、今までの充電中の電池温度の最小値Tminから予め設定した所定値P2(P2>P1)以上上昇したか否かの判別を行い(ステップ244)、図6に示すように所定値P2以上上昇した場合は、電池パック2は満充電と判別する。そしてマイコン50は、充電電流を停止状態と同様な状態に相当するトリクル電流に設定する。この設定は、充電電流設定手段7の抵抗7c、7d、7e端をローレベルに選択することで設定できる。トリクル充電に相当する電流設定基準電圧を演算増幅器62に印加し、電池パック2にトリクル充電を行うと共にマイコン50はLED92を消灯させ(ステップ248)、次いで電池パック2が取り出されたか否かの判別を行い(ステップ249)、電池パック2が取り出されたならステップ201に戻り、次の充電のために待機する。
Next, a full charge determination process for the
ステップ244において、最新の電池温度Tinが、今までの充電中の電池温度の最小値Tminから、予め設定した所定値P2以上上昇していない場合は、引き続き最新の電池温度勾配dT/dtと、充電中にサンプリングし演算した電池温度勾配の最小値dT/dt(min)を比較演算し、最新の電池温度勾配dT/dtが、今までの充電中の電池温度勾配の最小値dT/dt(min)から予め設定した所定値Q2(Q2>Q1)以上上昇したか否かの判別を行い(ステップ245)、所定値Q2以上上昇した場合は、電池パック2は満充電と判別し、上述したステップ248、249の処理を行う。
In
また、ステップ245において、最新の電池温度勾配dT/dtが、今までの充電中の電池温度勾配の最小値dT/dt(min)から、予め設定した所定値Q2以上上昇していない場合は、引き続きマイコン50の記憶手段であるRAM53のΔVFlagを1であるか否かの判別を行い(ステップ246)、ΔVFlagが1でない場合は、電池パック2は満充電になっていないと判別し、ステップ228の処理に戻る。
In
ステップ246において、ΔVFlagが1の場合は、最新の電池電圧勾配ΔVが予め設定された所定値R2(図7)以下になったか否かの判別を行い(ステップ247)、所定値R2以下の場合は、電池パック2は満充電と判別し、上述したステップ248、249の処理を行う。ステップ247において、最新の電池電圧勾配ΔVが予め設定された所定値R2以下になっていない場合はステップ228の処理に戻る。
In
上述のように本実施形態によれば充電が開始された後は、電池電圧Vin及びTinの演算信号から満充電の間際になったか否かを判定し、間際になったと判定されたときはLEDの表示を変えるように制御される。 As described above, according to the present embodiment, after charging is started, it is determined whether or not the battery voltage Vin and Tin are about to be fully charged from the calculation signals of the battery voltage Vin and Tin. It is controlled to change the display.
なお上記実施形態において、満充電間際判別、及び満充電判別を行う際に、電池温度最小値Tmin、電池温度勾配最小値dT/dt(min)、及び電池電圧勾配最小値ΔVminと比較して、その結果から判別するようにしたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば最新のデータと、予め設定した所定値との比較によって判別しても差し支えない。 In the above-described embodiment, when performing full charge determination and full charge determination, compared with the battery temperature minimum value Tmin, the battery temperature gradient minimum value dT / dt (min), and the battery voltage gradient minimum value ΔVmin, The determination is made based on the result, but the present invention is not limited to this. For example, the determination may be made by comparing the latest data with a predetermined value set in advance.
また、上記実施形態では、表示手段90のLED91の動作について言及しなかったが、例えば、LED91を充電待機前の時は赤色点灯、充電終了(トリクル充電に移行)時は、緑色点灯といった使用が可能である。 Moreover, in the said embodiment, although operation | movement of LED91 of the display means 90 was not mentioned, for example, LED91 lights up red before charge standby, and when it ends charge (it transfers to trickle charge), it uses green lighting. Is possible.
なお、本実施形態において満充電後はトリクル充電(微少電流)に制御するようにしたが、例えば制御系の電源を別電源から供給し、充電完了後は主電源を停止して、充電電流を完全に停止させてもよい。
この他本発明の基本的な考え方を変更せずに種々の変形をなし得ることは言うまでもない。
In this embodiment, control is performed to trickle charge (small current) after full charge. However, for example, the control system power supply is supplied from another power supply, and after the charge is completed, the main power supply is stopped and the charge current is reduced. You may stop it completely.
Needless to say, various modifications can be made without changing the basic concept of the present invention.
2は電池パック、7は充電電流設定手段、8は電池温度検出手段、9はセル数判別手段、40は電池電圧検出手段、50は制御手段であるマイコン、60は充電電流制御手段、90は表示手段である。 2 is a battery pack, 7 is a charging current setting means, 8 is a battery temperature detecting means, 9 is a cell number determining means, 40 is a battery voltage detecting means, 50 is a microcomputer as a control means, 60 is a charging current control means, and 90 is It is a display means.
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