JP2008187811A - 充電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次電池9に対する主たる充電期間での充電電流Ioの充電電流値を制御可能に構成された電源部2と、主たる充電期間において電源部2を制御して二次電池9に対する充電を実行する電源制御部5とを備えた充電装置1であって、電源制御部5は、予め求められた主たる充電期間の開始時および終了時における二次電池9の各残存容量Ws,W2、予め求められた二次電池9の電池容量Wt、および予め設定された主たる充電期間の長さに基づいて充電期間での開始電流値Ifおよび終了電流値Ieを決定し、充電電流Ioの充電電流値を開始電流値Ifから終了電流値Ieに変化させる制御を行って二次電池9に対して充電を実行する。
【選択図】図1
Description
ここで、AおよびBは、充電時の温度(本例では、一例として常温(25℃))によって一義的に決定される二次電池9についての定数である。また、Vopは二次電池9の開放電圧である。この式(1)によれば、残存容量(SOC)と開放電圧Vopとの間に比例関係が存在することになるが、この両者間の比例関係については、長い時間放置された二次電池9の充電開始直後の短期間においては開放電圧Vopが比例関係から外れて低い値を示す場合が多いものの、この短期間以後の充電期間においては、一定の温度で、かつ二次電池9に定電流を連続して(または定電流を周期的に一定時間ずつ)供給するという条件下において、二次電池9の開放電圧Vop[V]と残存容量(SOC)[%]との間に図2に示す比例関係が存在することが実験的に確認されている。このため、このAおよびBについては、充電装置1の使用温度(二次電池9の充電時の温度でもある)において、この充電期間での二次電池9(鉛蓄電池)についての開放電圧Vop[V]と残存容量(SOC)[%]との比例関係を予め測定(実験)することにより、決定することができる。また、二次電池9の開放電圧Vopとは、スイッチ部3をオフ状態に移行させたときの二次電池9の充電電圧(端子電圧)を意味する。
ここで、I1は容量検出処理における充電電流Ioの充電電流値(本例では上記したように5A)であり、(SOC2−SOC1)は時間を空けて検出した2つの残存容量SOC2,SOC1の差分(単位は%)である。また、ΔTは、2つの残存容量SOC2,SOC1のうちの最初の残存容量SOC1を検出した時から、最後の残存容量SOC2を検出した時までの間における、充電電流Ioの二次電池9への充電時間の総和(本発明における総充電時間。単位は時間)である。
Wt=I1×(T1×3)×100/(Ws−SOC1)
となる。電源制御部5は、算出した二次電池9の電池容量Wtを記憶部6に記憶させて電池容量検出処理を終了する。
内部抵抗Re=Qa×ΔQ2+R4 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(3)
この算出の結果、内部抵抗Reは、
Re=ΔR3/(I1×T1)×Wt×(W2−Ws)/100+R4
となる。
電流値If=Ie×(Re/R4)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
また、主充電処理により二次電池9に充電される電気量ΔQ2を、一定の電流Icで充電したとすると、この電流Icは、下記式(5)で表される。
電流Ic=ΔQ2/T4 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5)
また、この電流Icと、上記の各電流値If,Ieとの間には、次の関係式(6)が成り立つ。
2×Ic=If+Ie ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6)
このため、電源制御部5は、上記式(4),(5),(6)に基づいて、各電流値If,Ieを下記式(7),(8)のようにして算出して、記憶部6に記憶させる。
電流値If=2×Ic×k/(1+k)
=2×ΔQ2/T4×k/(1+k) ・・・・・・・・・・・・(7)
電流値Ie=2×Ic/(1+k)
=2×ΔQ2/T4/(1+k) ・・・・・・・・・・・・・・(8)
ここで、k=(Re/R4)とする。
これにより、主充電処理において電源部2から二次電池9に供給される充電電流Ioの充電開始時の電流値Ifと充電終了時の電流値Ieとが決定されて、充電条件決定処理が完了する。
電流値If=Ie×√(Re/R4)・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4A)
電流値If=2×Ic×s/(1+s)
=2×ΔQ2/T4×s/(1+s) ・・・・・・・・・・・・(7A)
電流値Ie=2×Ic/(1+s)
=2×ΔQ2/T4/(1+s) ・・・・・・・・・・・・・・(8A)
ここで、s=√(Re/R4)とする。
2 電源部
3 スイッチ部
4 電圧測定部
5 電源制御部
6 記憶部
7 計時部
9 二次電池
Ie 終了電流値
If 開始電流値
Io 充電電流
T0 目標充電時間
T3 定電流・定電圧充電処理の時間
T4 主充電処理の時間
Vo 充電電圧
Claims (7)
- 充電対象電池に対する主たる充電期間での充電電流値を制御可能に構成された電源部と、前記主たる充電期間において前記電源部を制御して前記充電対象電池に対する充電を実行する電源制御部とを備えた充電装置であって、
前記電源制御部は、予め求められた前記主たる充電期間の開始時および終了時における前記充電対象電池の各残存容量、予め求められた前記充電対象電池の電池容量、および予め設定された前記主たる充電期間の長さに基づいて当該充電期間の開始時における開始電流値および終了時における終了電流値を決定し、前記充電電流値を当該開始電流値から当該終了電流値に変化させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する充電装置。 - 前記電源制御部は、前記充電電流値を前記開始電流値から前記終了電流値に徐々に減少させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する請求項1記載の充電装置。
- 前記電源制御部は、前記充電電流値を前記開始電流値から前記終了電流値に一定の減少率で減少させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する請求項2記載の充電装置。
- 前記電源制御部は、前記主たる充電期間での充電の開始に先立って、前記各残存容量および前記電池容量を検出する請求項1から3のいずれかに記載の充電装置。
- 前記電源制御部は、前記充電対象電池への一定の充電電流値での充電と前記電源部からの前記充電対象電池の切り離しとを、当該切り離しの開始から所定時間経過後における前記充電対象電池についての開放電圧の測定を実行しつつ複数回繰り返す特性データ検出処理を実行し、最後に検出した前記開放電圧に基づいて、前記主たる充電期間開始時における前記残存容量を検出し、かつ前記測定した複数の開放電圧のうちの2つに基づいて当該2つの開放電圧の各測定時における前記充電対象電池の前記残存容量を検出すると共に、当該検出した2つの残存容量の差分、前記2つの開放電圧を測定する間における前記充電対象電池に対する総充電時間、および前記一定の充電電流値に基づいて前記電池容量を算出する請求項4記載の充電装置。
- 前記電源制御部は、前記各開放電圧の測定の実行に対応させて、前記各切り離しの直前における前記充電対象電池についての充電電圧の測定を前記特性データ検出処理において実行し、前記各開放電圧、当該各開放電圧に対応する前記各充電電圧、および前記一定の充電電流値に基づいて、当該各充電電圧の測定時における前記充電対象電池の内部抵抗を検出すると共に充電時における前記充電対象電池の充電量に対する内部抵抗の変化量を検出し、当該内部抵抗の変化量に基づいて前記充電電流値を制御して前記主たる充電期間での充電を実行する請求項5記載の充電装置。
- 前記電源部は前記充電対象電池に対する充電時の充電電圧値を制御可能に構成され、
前記電源制御部は、前記主たる充電期間での充電を実行した後に、前記充電対象電池に対して定電流充電および定電圧充電を実行する請求項1から6のいずれかに記載の充電装置。
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CN112513652A (zh) * | 2018-08-22 | 2021-03-16 | 株式会社自动网络技术研究所 | 内部电阻检测装置及电源装置 |
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