JP2010288403A - 組電池充電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池を十分に充電する組電池充電制御装置を提供する。
【解決手段】ＡＣ電源からの電力により組電池１を充電し、ＡＣ／ＤＣコンバータを有する充電器２と、組電池１の電圧を検出する電圧検出手段と、充電器２と組電池１との間に接続され、ＡＣ／ＤＣコンバータからの入力電流のピーク値に制限をかけて、組電池１に充電電流を出力する電流制限回路と電圧検出手段の検出電圧に応じて、前記電流制限回路を制御する制御手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、組電池充電制御装置に関する。

複数の二次電池を含む組電池を充電する充電器と、二次電池の電圧を検出し、充電器に充電を制御するための信号を送信する充電制御電圧検出回路及び過充電検出回路とを備え、充電制御電圧回路及び過充電検出回路により、二次電池の電圧と所定の電圧値とを比較し、その結果に応じて充電器からの出力電流を制御する充電制御回路が知られている。（特許文献１）

特開２００８−１９９８２８号公報

しかしながら、従来の充電制御回路において、脈動する組電池の電圧を検出するサンプリングのタイミングによって、電圧の検出値が変わってしまうため、正確に組電池の電圧を検出できず、組電池が十分に充電されないという問題があった。

そこで、本発明は、組電池を十分に充電する組電池充電制御装置を提供する。

本発明は、充電器から出力される電流のピーク値に制限をかけて、組電池に充電電流を供給し、当該組電池を充電することにより、上記課題を解決する。

本発明によれば、充電器から出力される電流のピーク値に制限をかけて、組電池に充電電流を供給するため、組電池の充電電圧の脈動による上値が抑制される。その結果、組電池の電圧を正確に検出し、組電池を十分に充電することができる。

本発明の充電制御装置の電気回路図である。 （ａ）時間に対する組電池に流れる充電電流の特性、（ｂ）時間に対する組電池の電圧の特性をそれぞれ示すグラフである。 （ａ）時間に対する組電池の電圧の特性、（ｂ）時間に対するパルス信号の特性、（ｃ）時間に対する積分器の積分値の特性をそれぞれ示すグラフである。 図１の充電制御装置の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る充電制御装置の電気回路図である。 本発明の他の実施形態に係る充電制御装置の電気回路図である。

以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
発明の実施形態に係る充電制御回路の一例として、電気自動車等の車両用電池及びモータ等の負荷と共に用いられる充電制御装置を説明する。

図１は、電気自動車等の動力源である電池を充電する充電制御装置の電気回路である。本例の充電制御回路は、動力源である組電池１と、組電池１に電力を供給し組電池１を充電する充電器２と、充電器２と組電池１の間に接続される電流制御回路３００とを有する。組電池１は、ｎ個の単電池を直列に接続する（ｎは任意の正の整数，図１に示す例ではｎ＝５）。また単電池は、ニッケル水素電池や鉛酸電池等が用いられ、本例はリチウムイオン電池を用いる。充電器２は、ＡＣ／ＤＣコンバータを備え、ＡＣ電源から供給される交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータにより変換し、電流制御回路３へ入力電流、入力電圧として入力する。なお、当該ＡＣ電源は、本例の充電制御回路の外部に備えられており、例えば家庭用の電源等が利用される。電流制御回路３００は、６個のパワートランジスタ等のスイッチング素子３０１と６個の定電流ダイオード（ＣＲＤ：Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｅｇｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｏｄｅ）３０２を備える。スイッチング素子３０１は、定電流ダイオード３０２に直列に接続され、電流制御回路３００は、当該スイッチング素子３０１と定電流ダイオード３０２との６個の直列回路をそれぞれ並列に接続する。なお、スイッチング素子３０１及び定電流ダイオード３０２の数は、６個にする必要はなく、複数個であればよい。

電圧検出回路４００は、組電池１の正極端子に接続され、組電池１の端子電圧を検出する。本例において、電圧検出回路４００は、組電池１と電流制御回路３００との接続線から分岐して接続され、電流制御回路３００から出力され組電池１を充電する充電電圧を検出する。電圧検出回路４００は、所定の閾値（以下、満充電電圧閾値と称す。）と当該充電電圧とを比較するコンパレータ４０１と、コンパレータ４０１からの出力信号であるパルス信号を整流するダイオード４０２と、パルス信号を積分する積分器４０３と、積分器４０３の蓄積電荷を放出し、積分器４０３をリセットするリセット回路４０４とを有する。

コンパレータ４０１の正極端子は、組電池１と電流制御回路３００とを接続する接続線に接続され、コンパレータ４０１の負極端子は、後述する満充電閾値電圧を基準電圧とする。ここで、満充電閾値電圧は、組電池１の充電可能な容量に応じて、予め設定されている値であり、組電池３に含まれる単電池の電池容量や、接続される単電池の数によって設定される。本例の満充電電圧閾値について、組電池１が過充電になり電池性能として危険となる領域の電圧に対してある程度の余裕を持たせる低い電圧を満充電電圧閾値として設定する。そして、コンパレータ４０１は、電流制御回路３００から出力される充電電圧と満充電電圧閾値とを比較し、充電電圧が満充電電圧閾値より高い場合、それに応じてパルス信号を出力する。

積分器４０３は、整流用のダイオード４０２を介してコンパレータ４０１に接続され、入力されるパルス信号のパルス幅を積分値として積算し、マイコン５へ当該積算値に応じた信号を出力する。

またリセット回路４０４は、積分器４０３とマイコン５に接続され、マイコン５からの信号に応じて、積分器４０３に積算される積分値をリセットする。

マイコン５は、電圧検出回路４００に接続され、電圧検出回路４００の検出電圧に応じて、スイッチング素子３０１のオン及びオフを切り換えて、電流制御回路３００を制御する。なお、マイコン５００による制御の内容は、後述する。

ところで、充電器２に含まれるＡＣ／ＤＣコンバータからの出力を充電電圧として組電池１を充電する場合、当該充電電圧は脈動する成分を含んでいるため、組電池１の端子電圧も脈動する。そして、組電池１の電圧が所定のサンプリング周期で検出される場合、組電池１の電圧は脈動するため、検出するタイミングで検出値が変動し、正確な電圧を検出できないという問題が生じていた。

また脈動の発生は、ＡＣ／ＤＣコンバータからの出力電圧に対して、特に生じる現象であるため、ＡＣ／ＤＣコンバータに加えてＤＣ／ＤＣコンバータを充電器２に備え、充電電圧がＤＣ／ＤＣコンバータから出力されることにより、当該脈動を抑制することが可能であった。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータは、回路として複雑な構成を有するため、充電器が大型化するという問題があった。特に組電池１及び充電器２を車両等のスペースが限られている場所に搭載する際、上記問題は、特に弊害となっていた。

さらに、組電池１にリチウムイオン電池を用いる場合、鉛酸電池やニッケル水素電池を比較して、電圧又は電流の脈動に対して敏感な性質を有し、脈動に対する許容度が小さいため、電池の性質上、当該脈動が問題となっていた。

本例は、図１に示すように、組電池１と充電器２との間に、電流制御回路３００を接続し、電流制御回路３００は、マイコン５からの信号に応じて、充電器２に含まれるＡＣ／ＤＣから出力される電流のピーク値に制限をかけ、組電池３に充電電流を出力する。

以下、図１〜３を参照し、組電池１を充電するための制御の内容を説明する。図２（ａ）は電流制御回路３００から組電池１に出力される充電電流を、図２（ｂ）は組電池１の端子電圧を示す。図３（ａ）はコンパレータ４０１の正極端子に入力される組電池１の端子電圧を、図３（ｂ）はコンパレータ４０１から出力されるパルス信号を、図３（ｃ）は積分器４０３から出力される信号を示す。

組電池１に充電されている容量が十分に少ない状態で、充電器２をＡＣ電源等の電力源（図示しない）に接続する。そして、例えば操作者の充電指令により、マイコン５は、スイッチング素子３０１を全てオンの状態にし、充電器２に充電開始の信号を送信する。充電器２から出力される電流は、所定の振幅を有し、脈動する電流である。

電流制御回路３００において、複数の定電流ダイオード３０２はそれぞれ並列に接続され、それぞれの定電流ダイオード３０２にスイッチング素子３０１が接続されているため、オン状態のスイッチング素子の数に応じて、電流制御回路３０２を通過する電流の電流値が制限される。電流制御回路３０２を通過可能な最大の電流値、すなわち全ての定電流ダイオード３０２のピンチオフ電流を加算した電流値は、充電器２から出力される電流より高く設定されている。そのため、スイッチング素子３０１が全てのオン状態の時、充電器２から入力される電流は制限されず、電流制御回路３００は、充電器２から入力される当該電流を、充電電流として、図２（ａ）のステップ１に示すように、組電池１へ出力する。なお、６個のスイッチング素子３０１が全てオンする状態をステップ１とし、スイッチング素子３０１が全てオンする状態から３個のスイッチング素子３０１をオフにする状態をステップ２として、４個のスイッチング素子３０１をオフにする状態をステップ３、５個のスイッチング素子３０１をオフにする状態をステップ４とする。

スイッチング素子３０１が全てのオン状態で組電池１が充電されると、組電池１の端子電圧は徐々に上昇する。上述の通り、組電池１の充電電圧は脈動成分を有しているため、図２（ｂ）に示すように、組電池１の総電圧は、脈動しつつ上昇し、コンパレータ４０１の正極端子に入力される電圧も同様に脈動しつつ上昇する。

そして、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時、コンパレータ４０１は、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時間に相当する幅を有するパルス信号を送信する。組電池１の端子電圧は充電時間に伴って徐々に上昇するため、図３（ａ）に示すように、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時間は長くなり、図３（ｂ）に示すように、コンパレータ４０１から出力されるパルス信号の幅は長くなる。積分器１０３は、パルス信号を積分値として積分し、その積分値を図３（ｃ）に示す信号として、マイコン５に送信する。これにより、電圧検出回路４００は、組電池２の電圧を検出する。

マイコン５は、当該積分値により、充電されている組電池３の状態を把握する。そして、マイコン５に予め設定されている閾値（以下、電流制限閾値と称す。）と積分値を比較し、積分値が当該閾値より大きくなる場合、マイコン５は、組電池３が過充電になるおそれがあるとして、電流制御回路３００へ制御信号を送信し、複数のスイッチング素子３０１の中で、３個のスイッチング素子３０１をオフにする。ここで、マイコン５は、電流制御回路３００に対して制御信号を送信し、上記制御を行うが、充電器２に対して制御信号を送信しない。そのため、充電器２から電流制御回路３００へ入力される電流及び電圧について、振幅、周期等が新たに設定されることはなく、電流制御回路３００を制御することで、組電池１へ供給される充電電流が設定される。

３個のスイッチング素子３０１がオフになると（ステップ２の状態）、電流制御回路３００を通過可能な電流値は、制限され低くなり、図２（ａ）のステップ１に示す充電電流のピーク電流より低くなる。そのため、図２（ａ）のステップ２に示すように、電圧検出回路４００に入力される電流はピーク値が制限され、半波整流される。組電池１の総電圧は、図２（ｂ）に示すように、ピークの電圧がカットされつつ、上昇する。コンパレータ４０１は、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時間に相当する幅を有するパルス信号を送信し、積分器４０３は、パルス信号の積分値に相当する信号をマイコン５に送信する。マイコン５は、当該積分値が所定の値より大きくなる場合、電流制御回路３００へ制御信号を送信し、複数のスイッチング素子３０１の中で、さらに１個のスイッチング素子３０１をオフにする。またマイコン５は、リセット回路４０４にも信号を送信し、積分器４０３の積分値をリセットする。

電流制御回路３００は、ステップ２と比較して、さらに定電流ダイオオード３０２に電流を流すためのオン状態のスイッチング素子３０２の数が減るため、さらに充電器２から入力される電流のピーク値が制限される。図２（ａ）のステップ３に示すように、電流制御回路３００から出力される充電電流のピーク値は、さらに制限される。電圧検出回路４００は、ステップ２と同様に、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時間に相当する幅を有するパルス信号を送信し、パルス信号の積分値に相当する信号をマイコン５に送信する。マイコン５は、当該積分値が電流制限閾値より大きくなる場合、電流制御回路３００へ制御信号を送信し、複数のスイッチング素子３０１の中で、さらに１個のスイッチング素子３０１をオフにする。またマイコン５は、リセット回路４０４にも信号を送信し、積分器４０３の積分値をリセットする。

ステップ４において、電流制御回路３００は、１個のスイッチング素子をオンにする。図２（ａ）に示すように、電流制御回路３００から出力される充電電流は、不動脈流と同様の電流となるため、組電池１の総電圧は、脈流の少ない状態で比例的に上昇する（図２（ｂ）のステップ４参照）。そして、電圧検出回路４００は、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時、組電池１の総電圧が満充電電圧閾値より高くなる時間に相当する幅を有するパルス信号を送信し、パルス信号の積分値に相当する信号をマイコン５に送信する。マイコン５は、当該積分値が電流制限閾値より大きくなる場合、組電池１は満充電まで充電されたと判断し、充電器２に充電を終了するための信号を送信する。これにより組電池１の充電が終了する。

次に、図４を用いて、本例の制御手順を説明する。

まず、ステップＳ１１において、操作者の操作により充電が開始され、マイコン５は充電器２へ充電するため電力の出力要求を出す（ステップＳ１２）。ステップＳ１３にて、充電器２は電力を、電流制御回路３００を介して組電池１に供給する。この時、スイッチング素子３０１は、全てオンの状態である。

ステップＳ１４にて、コンパレータ４０１は、組電池１の総電圧である充電電圧値と満充電電圧閾値とを比較する。そして、充電電圧値が満充電電圧閾値より大きくなる場合、コンパレータ４０１は、充電電圧が満充電電圧閾値を超えた時間に相当するパルス信号を出力する（ステップＳ１５）。積分器４０４は、ステップＳ１５にて送信されるパルス信号を積分し、積分値に相当する信号をマイコン５に送信する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１７にて、マイコン５は、積分値と、充電器２から充電制御回路３への入力電流を制限するための電流制限閾値とを比較する。積分値が電流制限閾値より高くなると、マイコン５は、ステップＳ１８にて、スイッチング素子３０１のオン状態をオフ状態に切り換えて、電流制御回路３００における、電流を導通させる並列数を減少させる。またマイコン５は、リセット回路４０４に信号をオンに切り換えて、積分器４０３の積分値をリセットする。

そして、上記ステップ繰り返して、本例は、電流制御回路３００の入力電流のピーク値に対して制限する幅を段階的に大きくしつつ、組電池１を充電する。

ステップ１９にて、電流制御回路３００の電流を導通させる並列数が１個になると、組電池１は最小の電流値で充電され（ステップＳ２０）、マイコン５はパルス信号のパルス幅と、組電池１が満充電に達したことを示す基準値（以下、満充電判定規定値と称す。）を比較する。ここで、組電池１が最小電流値で充電されている場合、組電池１の端子電圧に含まれる脈動成分は少なく、組電池１の端子電圧は比例して増加する。そして、コンパレータ４０１から出力される信号は、単一のパルス信号になるため、積分器４０３の積分値は、単一のパルス信号の幅に相当する。そのため、パルス幅と満充電判定規定値が比較されることになる（ステップＳ２１）。

そして、パルス幅が満充電判定規定値より大きくなる場合、マイコン５は、組電池３が満充電に達したと判定し、充電器２に電力供給の停止するための要求を出し（ステップＳ２２）、組電池１の充電は終了する（ステップＳ２３）。

上記のように、本発明は、充電される組電池１の電圧に応じて、電流制御回路３００を制御し、充電器２から入力される電流のピーク値に制限をかけて、組電池３に充電電流を供給する。これにより、組電池１が充電され電圧が高くなると、脈動による組電池１の総電圧のピーク電圧がカットされ、組電池１の充電電圧は平滑化されるため、本例は、満充電での電圧のレベルを正確に検出することができる。また本例は、充電の最終段階において、不動脈流と同等の電流を組電池１に供給して組電池１を充電するため、電圧の脈動を抑制しつつ組電池１の充電電圧を高めるよう充電することができるため、組電池１の容量の一杯まで充電することができる。 また、充電の経過に伴い組電池１の電圧が高くなった状態で、組電池１の電圧が脈動すると、組電池１の電圧のピーク値が満充電電圧閾値を超える時間が長くなるため、組電池１に対して負荷が大きくなってしまう。特に、組電池１は、満充電電圧閾値より高い電圧であって、組電池１の性能に影響を及ぼす電圧を示す過電圧閾値を有する。組電池１の充電に伴って、組電池１の電圧のベースが高くなり、さらに当該電圧が脈動する場合、電圧のピーク値が過電圧閾値を超えてしまい、組電池１に対して過度領域の電圧が印加されてしまう。本例は、組電池１の総電圧の充電器２から入力される電流のピーク値に制限をかけて組電池３を充電するため、組電池１の電圧が満充電電圧閾値を超える時間を抑えることができるため、組電池１にかかる負担を軽減することができる。さらに、本例は、満充電電圧閾値を超える組電池１の電圧を抑えるため、満充電電圧閾値超える電圧が組電池１に印加されることを抑制することができる。

また本例は、組電池２の総電圧が満充電電圧より大きい場合、電流制御回路３００への入力電流のピーク値を制限することで、組電池１へ供給される充電電流を小さくする。これにより、充電の経過に伴い、徐々に充電電流を絞り組電池１の容量の一杯まで十分に充電することができる。また組電池１の総電圧は、ピーク値を抑制しつつ満充電電圧に収束するよう、組電池１が充電されるため、組電池１にかかる負荷を軽減しつつ充電することができる。

また本例は、組電池１の総電圧が満充電電圧より高い時間に相当するパルス信号を送信することにより、電圧検出回路３００において、組電池１の総電圧が満充電電圧を超える時間を検出する。これにより、組電池１の電圧がサンプリング周期により検出することによって生じる電圧検出値のズレを防ぐことができ、充電器２から出力される電流、電圧が脈動する状況下において、組電池１の電圧を正確に検出することができる。

また本例は、組電池１の総電圧が満充電電圧を超える時間に対応するパルス信号を積算し、積算値に応じて電流制御回路３００を制御する。これにより、組電池１の電圧がサンプリングのタイミングにより検出することによって生じる電圧検出値のズレを防ぐことができ、充電器２から出力される電流、電圧が脈動する状況下において、組電池１の電圧を正確に検出することができる。

また本例は、電流制御回路３００への入力電流を段階的に制限して、電流のピーク値を小さくし、最も小さいレベルの充電電流で組電池１を充電し、充電を終了する。これにより、充電の経過に伴い、組電池１の電圧が満充電電圧に近づく状態において、より脈動が抑制されている充電電流のレベルで組電池１を充電することができるため、組電池１の充電電圧をより満充電電圧に収束するよう組電池１を充電することができ、組電池１の容量の一杯まで充電することができる。

なお本例は、積分器４０３による積分値と電流制限閾値とを比較し、電流制御回路３００を制御するが、パルス信号の幅に応じて、電流制御回路３００を制御してもよい。マイコン５は、パルス信号の幅に相当する値と電流制限閾値とを比較し、パルス信号の幅が電流電源閾値より大きい場合、スイッチング素子３０１をオン状態からオフ状態に切り換えて、電流制限回路３００への入力電流のピーク値を制限する。ここで、当該電流制限閾値は各ステップの段階毎に値を大きくなるよう設定されている。図３（ｂ）に示すように、ステップ１は、パルス幅Ｘに相当する値を電流制限閾値とし、ステップ２はパルス幅Ｙに相当する値を電流制限閾値とし、ステップ３はパルス幅Ｚに相当する値を電流制限閾値として設定する。初期段階であるステップ１において、組電池の電圧は脈動するため、満充電電圧閾値を超える電圧値が高くなる。そのため、上記の過電圧閾値に達することを防ぐために、短いパルス幅の段階で、次のステップ２へ遷移する。そして。ステップ２において、組電池の電圧の脈動の振幅はステップ１より小さくなるため、電流制限閾値を大きくして、パルス信号のパルス幅と比較する。さらに、ステップ３において、組電池の電圧の脈動の振幅はステップ２よりされに小さくなるため、電流制限閾値を大きくして、パルス信号のパルス幅と比較する。

これにより、本例は、組電池１の過充電を防ぎつつ、より高い充電電流で組電池１を充電することができため、充電時間を短縮することができる。またパルス幅を用いて、組電池１の電圧を検出するため、サンプリングのタイミングにより検出することによって生じる電圧検出値のズレを防ぐことができ、充電器２から出力される電流、電圧が脈動する状況下において、組電池１の電圧を正確に検出することができる。

なお、本例は、複数のパルス信号を積算し、積算値に応じて電流制御回路３００を制御するが、必ずしも複数のパルス信号を積算する必要はなく、単一のパルス信号を積分器４０３へ入力し、積分器４０３からの出力信号に応じて電流制御回路３００を制御してもよい。また本例は積分器４０３を必ずしも備える必要はなく、コンパレータ４０１からのパルス信号をマイコン５に入力してもよい。この際、マイコン５は、例えばパルス信号が立ち上がった時に、電流制御回路３００を制御しスイッチング素子３０１をオンからオフへ切り換える。

また、図２及び図３を参照し、本例はステップ１において、本例は電流制御回路３００に入力される電流のピークに制限をかけていないが、最初の段階から制限をかけてもよい。

なお本例の電流制御回路３００は、本発明の「電流制限回路」に相当し、電圧検出回路４００は「電圧検出手段」に、マイコン５は「制御手段」に、スイッチング素子３０１は「スイッチング手段」に相当する。

《第２実施形態》
図５は、発明の他の実施形態に係る充電制御回路の回路図である。本例は上述した第１実施形態に対して、電流制御回路３００の構成が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を援用する。

図５に示す本例の充電制御回路において、電流制御回路３００は、それぞれ並列に接続される複数のトランジスタ３０４と、マイコン５からの信号によりトランジスタ３０４のオン及びオフを切り換えるための信号を出力するＤ／Ａコンバータ３０３と、トランジスタ３０４のオン及びオフに応じて組電池１に流れる充電電流を制御する定電流回路３０５を備える。定電流回路３０５は、オペアンプ３０６と、ＭＯＳＦＥＴ３０７とを含む。トランジスタのオン及びオフを切り換えることにより、オペアンプ３０６へ入力される電圧が設定され、ＭＯＳＤＥＴ３０７のドレインーソース電流が設定される。

第１実施形態と同様に、本例の充電制御回路において、マイコン５は、組電池１の検出電圧に応じて、トランジスタ３０４のオン及びオフを切り換えて、充電器２から出力される電流のピーク値に制限をかけて、組電池１に流れる充電電流を制御する。

これにより、組電池１が充電され電圧が高くなると、脈動による組電池１の総電圧のピーク電圧がカットされ、組電池１の充電電圧は平滑化されるため、満充電での電圧のレベルを正確に検出することができる。

なお、本例のトランジスタ３０４は本発明の「スイッチング素子」に相当する。

《第３実施形態》
図６は、発明の他の実施形態に係る充電制御回路の回路図である。本例は上述した第１実施形態に対して、内部抵抗検出部６を有する点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を援用する。

図６に示す、本例の充電制御回路は、組電池１の内部抵抗を検出する内部抵抗検出部６を備える。内部抵抗検出部６は、マイコン５からの信号を受け、組電池１の内部抵抗を検出し、検出抵抗をマイコン５に送信する。組電池１の内部抵抗は任意のタイミングで検出することができ、例えば組電池１の充電を開始する時に検出する。

組電池１は、経時的な劣化により、単電池の内部抵抗が上昇する性質を有している。そして、組電池１が劣化すると、図３（ａ）に示す、組電池１の脈動電圧の振幅が大きくなる。そのため、組電池１が劣化する前後を比べ、コンパレータ４０１から出力するパルス信号の幅が同じ幅であっても、劣化後の組電池３の電圧のピーク値は、劣化前の組電池３のピーク値より高くなる。

本例は、内部抵抗検出部６により組電池３を検出し、マイコン５は検出抵抗値に応じて、パルス信号の積分値と比較される電流制限閾値を設定する。具体的には、マイコン５は、検出抵抗値が所定の値より大きい場合、組電池１が劣化していると判断し、電流制限閾値を小さくする。これにより、組電池１が劣化しても、脈動電圧の振幅が小さい段階で、電流制御回路３００を制御することができるため、組電池１の負荷を軽減することができる。

なお、本例の内部抵抗検出部６は本発明の「内部抵抗検出手段」に相当する。

１…組電池
２…充電器
３００…電流制御回路
３０１…スイッチング素子
３０２…定電流ダイオード
４００…電圧検出回路
４０１…コンパレータ
４０２…ダイオード
４０３…積分器
４０４…リセット回路
５…マイコン
６…内部抵抗検出部

Claims (9)

1. ＡＣ電源からの電力により組電池を充電し、ＡＣ／ＤＣコンバータを有する充電器と、
   前記組電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記充電器と前記組電池との間に接続され、前記ＡＣ／ＤＣコンバータからの入力電流のピーク値に制限をかけて、前記組電池に充電電流を流す電流制限回路と、
   前記電圧検出手段の検出電圧に応じて、前記電流制限回路を制御する制御手段とを備える
   組電池充電制御装置。
2. 前記制御手段は、
   前記検出電圧が前記組電池の満充電電圧より大きい場合、前記電流制限回路を制御して前記ＡＣ／ＤＣコンバータからの入力電流のピーク値に制限をかけることを特徴とする
   請求項１記載の組電池充電制御装置。
3. 前記電圧検出手段は、前記検出電圧が前記組電池の満充電電圧を超える時間を検出し、
   前記制御手段は、前記時間に応じて前記電流制限回路を制御することを特徴とする
   請求項１記載の組電池充電制御装置。
4. 前記電圧検出手段は、前記時間に対応するパルス信号を積算し、その積算値を前記制御手段へ送信し、
   前記制御手段は、前記積算値に応じて前記電流制限回路を制御することを特徴とする
   請求項３記載の組電池充電制御装置。
5. 前記電圧検出手段は、
   前記時間に対応するパルス信号を送信し、
   前記制御手段は、前記パルス信号の幅に応じて前記電流制限回路を制御することを特徴とする
   請求項３記載の組電池充電制御装置。
6. 組電池の内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記内部抵抗検出手段の検出抵抗に応じた所定の閾値を設定し、
   前記時間と前記閾値とを比較して、前記電流制限回路を制御することを特徴とする
   請求項３記載の組電池充電制御装置。
7. 前記電流制限回路は、並列に接続される複数のスイッチング手段を有し、
   前記制御手段は、前記スイッチング手段のオン及びオフを切り換えて、前記電流制限回路を制御することを特徴とする
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の組電池充電制御装置。
8. 前記電流制限回路は、所定の値から前記ピーク値までの前記入力電流を平滑化することを特徴とする
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の組電池充電制御装置。
9. 前記制御手段は、
   前記検出電圧に応じて、前記入力電流のピーク値を段階的に制限することにより、前記充電電流を設定し、
   最も小さいレベルの前記充電電流で前記組電池の充電を終えることを特徴とする
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の組電池充電制御装置。

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