JP3707636B2 - Charge control method and charge control device - Google Patents
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池などで代表される二次電池の充電制御方法と、充電制御装置とに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
充電可能な二次電池では、充電開始温度の上限および下限を設定しておき、電池温度がこの設定範囲内に入っている時に充電を開始するようにしている。すなわち電池の種類や形式により決まった設定温度範囲外の温度で充電を行うと、電池の劣化、充電効率の低下、漏液(液涸れ)などが発生するおそれがあるからである。ここに充電効率は、充電電気量に対する実際に電池に蓄えられた電気量の比である。
【0003】
充電可能な二次電池では、充電後に十分に放電することなく充電を行うと、電池性能が低下することがある。例えばニッケル・カドミウム電池やニッケル・水素電池などのニッケル正極を有するニッケル(Ni)系の電池では、放電深度の浅い状態で繰り返えし充電すると、放電時の電圧特性が低下する現象(メモリ効果)が著しいことが知られている。
【0004】
【従来技術の問題点】
通常の二次電池では、充電開始上限温度(TU)は、電池のサイクル寿命を考慮した上で充電効率を適切なレベル以上にするのに必要とする温度に設定される。また、Ni系電池の充電効率は常温付近が最も高く、常温以上は温度の上昇にしたがって充電効率は低下する。すなわち毎回深い放電をしていれば、設定したレベルの充電効率が得られ電池容量は大きく低下することはないが、充電開始上限温度付近でメモリー効果が発生するような浅い充放電を繰り返すと、電池容量が極端に低下する。これはメモリ効果と高温で充電効率が低下する現象との相乗的な作用により発生すると考えられている。
【0005】
この相乗的な作用による容量低下を防ぐためには、充電開始温度を十分に低くすればよい。しかし電池には放電中の反応熱および内部抵抗による自己発熱があるため、高温になる。このため使用直後の電池では電池温度が高くなり、この電池温度が自然冷却により十分に低下するまで長時間待機する必要が生じる。従って充電待機時間が長くなり、充電所要時間が長くなるという問題がある。
【0006】
【発明の目的】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、前記相乗的な作用による電池容量の著しい低下を防止し、充電待機時間と充電所要時間とを短縮することができる充電制御方法を提供することを第1の目的とする。またこの発明はこの方法の実施に直接使用する充電制御装置を提供することを第2の目的とする。
【0007】
【発明の構成】
この発明によれば第1の目的は、充放電状態を管理する電池管理装置付き電池に用い、充電開始温度の上限および下限を設定しておき、電池温度がこの設定温度範囲内に入っている時に充電を開始すると共に、所定の充電終了条件で充電を終了する充電制御方法において、前記電池の残存容量を演算し、充電開始上限温度を前記残存容量が多い時に低くかつこの残存容量の減少に対応して高くするように設定することを特徴とする充電制御方法、により達成される。
【0008】
この発明によれば第2の目的は、充放電状態を管理する電池管理装置付き電池に用い、充電開始温度の上限および下限を設定しておき、電池温度がこの設定温度範囲内に入っている時に充電を開始すると共に、所定の充電終了条件で充電を終了する充電制御装置において、前記電池の温度検出部と、前記電池の残存容量を演算する残存容量演算部と、前記電池の残存容量の減少に対して充電開始上限温度を高くする制御特性を記憶するメモリと、前記制御特性を用いて電池温度に対する充電開始上限温度を求める上限温度演算部と、電池温度が前記上限温度演算部で求めた充電開始上限温度以下でかつ充電開始下限温度以上の時に前記充電器に充電を開始させ所定の充電終了条件で充電を終了させる充電制御部とを備えることを特徴とする充電制御装置、により達成される。
【0009】
ここに充電開始上限温度と残存容量との関係を示す制御特性は、電池管理装置に設けたメモリに記憶することにより、電池毎に特有な制御特性を用いた制御が可能になる。
【0010】
【実施態様】
図1は本発明の一実施態様を示す全体概念図、図2は主としてCPUの機能を説明する図、図3は動作を示す流れ図、図4は予備充電モードの動作を示す流れ図、図5は充電モードの動作の前半を示す流れ図、図6は同じく後半を示す流れ図、図7は制御特性を示す図である。
【0011】
図1、2において符号10はモータ、12はコントローラ、14は電池管理装置、16は充電器である。電池管理装置14にはニッケル・カドミウム電池などの電池18が含まれる。交流電源20から供給される交流は、充電器16で整流され、ダイオード22を介して所定の充電モードで電池18を充電する。
【0012】
コントローラ12はこの電池18を電源としてモータ10に所定の電流・電圧を供給し、モータ10を駆動する。例えばモータ10を直流モータとした場合は、コントローラ12は電池18の出力電圧を所定のデューティでオン・オフ制御するチョッパー方式のものとすることができる。
【0013】
このコントローラ12は、通常の運転時には外部信号Bに基づきデューティを連続的に変化させてモータ10の駆動電圧・電流を制御する。また充電中などの放電禁止すべき状況であれば、コントローラ12はデューティを0にする。すなわちモータ10への電圧・電流の供給を停止し、その旨を表示装置24に表示する。
【0014】
26は電池用CPU(マイクロプロセッサー)である。その機能については後記する。28は電源回路であり(図2)、電池18の電圧(例えば24V)を所定電圧(例えば5V)に降圧してCPU26などを駆動する。
【0015】
30は電流検出部、32は電圧検出部である。電流検出部30は、電池18の充放電電流Iを検出し所定電圧の信号にしてCPU26に入力するものである。電圧検出部32は電池18の正極電圧Vを所定電圧の信号に変えてCPU26に入力する。
【0016】
34は電池18に設けたサーミスタからなる電池温度検出部であり、具体的には電池温度Tによって変化するサーミスタ34の電流変化を増幅しかつ所定電圧に変換してCPU26に入力する。ここに電池温度Tは電池18の内部の温度であり、例えば電解液の温度とする。
【0017】
図2で36はメモリとしてのEEPROM(Electrically Erasable / Programable Read Only Memory)である。EEPROM36はCPU26で演算に使う種々のデータ、例えば電池18のタイプやその特性データ、電池温度Tによる容量低下特性などをメモリすると共に、演算途中のデータや演算結果である残存容量や電池18の履歴などをメモリする。この発明に用いる充電開始上限温度(TU)と残存容量との関係を示す制御特性(図7)もこのEEPROMに記憶される。
【0018】
次にCPU26の機能を説明する。CPU26はコントローラ12あるいは充電器16から起動指令が来ると、初期化処理を行う。なおCPU26はソフトウェアにより作動するが、図2ではその機能をブロック化して示した。
【0019】
CPU26はまず充電器16による充電中か否かを充電判別部40で判別する。この判別は、ダイオード22と充電器16との間のパワーライン42の電圧Vcをデジタル化してCPU26に入力し、この電圧Vcが正の所定電圧以上なら充電中と判断し、通信インターフェース38を介して表示装置24に表示させ、また後記LED54を点灯させる。この時には充電電流の大きさから充電方式を決定して充電器16に指令するが、この点は後記する。
【0020】
この充電中にはCPU26は充電量を残存容量演算部44(図2)で演算する。すなわち電池電流検出部30により検出した電流Iと充電時間との積(アンペア時)によって充電量を求める。
【0021】
なお前記EEPROM36には電池18の初期容量が予め記憶されていて、充電量の積算値がこの初期容量を超えた時は充電量をこの初期容量とすることにより、充電量の積算誤差が蓄積されるのを防ぐ。また正確に充電方式に従って充電を終了した場合には、充電量は初期容量にリセットされる。
【0022】
一方CPU26は充電中の電圧と電流との積から電力を求め、電力の大小によって充電量を補正してもよい(電力補正)。この補正は、充電電流の大小や充電方式によって充電効率が変化することを考慮して行うものである。この結果はEEPROM36にメモリされ、必要に応じて通信インターフェース38を介してコントローラ12に送られ、表示装置24に表示される。
【0023】
またCPU26は電池電流Iの流れ方向から放電中か否かを判別し、放電中と判別すれば、残存容量演算部44は放電量の演算を行う。すなわち電池電流検出部30で検出する放電電流に時間を積算して放電量(アンペア時)を求める。残存容量演算部44はこれをEEPROM36に記憶している残存容量から減算することにより残存容量の現在値を求める。
【0024】
なおこの現在値に前記した電力変化による補正(電力補正)を加えてもよいのは勿論である。この補正後の残存容量はEEPROM36にメモリされる。またこの結果は通信インターフェース38を介してコントローラ12に送られ、表示装置24に表示される。
【0025】
次に充電器16を図1を用いて説明する。この充電器16は電源20から供給される交流を直流に変換するAC/DCコンバータ46と、充電電流検出部48と、デューティ演算部50と、出力制御部52とを持つ。デューティ演算部50は、電池管理装置14で指定される充電電流を出力するためのデューティを決める。出力制御部52は、このデューティに対応してコンバータ46のスイッチング素子をオン・オフ制御するための信号(PWM信号)を出力する。
【0026】
またこの充電器16は充電表示部としてのLED(発光ダイオード)54と、これを駆動するLEDドライバ56とを備える。このLEDドライバ56には、電池管理装置14から送られる充電中であることを示す信号が入力され、この信号に基づいてLED54が点灯される。
【0027】
図2で57は放電度合判断部である。この放電度合判断部57は、充電開始指令に基づいて電池18の放電の度合を判断するものであり、この放電の度合は充電が必要か否かを判断するために用いられる。ここに充電開始指令は、例えば充電器16に設けた充電開始スイッチ(表示せず)の操作により入力されるものとする。また充電判別部40でパワーライン42の電圧Vcが所定電圧以上になったことを判別した時に、この充電開始指令がこの放電度合判断部57に入力されるようにしてもよい。
【0028】
この放電度合判断部57が用いる放電度合の判断データとしては、種々のものが使用可能である。ここでは、前回の充電から後に放電指令が有ったか否かをEEPROM36のデータから判定し、放電度合の判断資料とする。また前回の充電以後の自己放電量や、残存容量も用いる。
【0029】
この放電度合を示すデータは充電要否判別部58に入力され、ここで充電の要否が判別される。例えば前回の充電から1回も放電が行われていない時や、この時自己放電量が所定値以下である時や、残存容量が所定値以上である時には、充電は不要と判断する。このようにして充電が不要と判断されると、充電器16に充電を停止する旨の信号を送り、また表示装置であるLED54を所定時間点灯させる。このような状態をここでは「にせ充電」と言う。
【0030】
次に図3〜5に基づいて動作を説明する。まず充電器16のパワーライン42の電圧Vcが設定値以上になったことや、手動で充電開始スイッチを操作することにより、充電開始指令が放電度合判断部57に入力される(図3のステップ100)。放電度合判断部57は、この充電開始指令が入力されると前回の充電から後に放電が行われた回数をEEPROM36が記憶する履歴データに基づいて求める。
【0031】
充電要否判別部58ではこの放電回数に基づき充電の要否を判別する。この実施態様では放電回数が0であれば充電を不要と判断する(ステップ102)。この放電回数が1回でもあれば、電池18の残存容量が所定値以下か否かを判別する(ステップ104)。ここに残存容量は前記残存容量演算部44で演算される。従ってこの場合には残存容量演算部44は放電の度合を検出する放電度合検出部ともなっている。
【0032】
前記のステップ102で、前回の充電以後に放電が1度も行われていない時は、充電要否判別部58は前回の充電が完全充電されたものか、不十分な充電で終ったのかをEEPROM36のデータに基づいて判定する(ステップ106)。充電が不完全で終った時には、ステップ104に入る。すなわち残存容量が少なければ電池の良否を判定するステップ108に入り、多ければステップ110に入る。
【0033】
このステップ110では、自己放電量を演算し、この自己放電量が所定値(例えば400mAh)以上なら充電モード100に入り、以下ならにせ充電モードに入る(ステップ112)。すなわち実際には充電を行わせることなく、にせ充電タイマによる計時を開始すると共にLED54だけを点灯させる(ステップ112)。そしてにせ充電タイマに設定した所定の時間を経過すると(ステップ114)、LED54を消して(ステップ116)、にせ充電モードを終る。このにせ充電モードでは充電電流を0にしてよいのは勿論であるが微少電流を流し続けてもよい。
【0034】
ここに自己放電量の演算には電池温度Tに対する残存容量の低下率特性を用いる。すなわち放置時間および電池温度の増加と共に自己放電量は増加し、この関係は電池18に対して決まっているから、この関係をEEPROM36に予めメモリしておく。従って電池18の放置中の電池温度Tと時間が求まれば、この関係式(あるいはこの関係を示すマップ)を用いて自己放電量を求めることができる。
【0035】
この自己放電量の演算は前記残存容量演算部44で行うことができる。従ってこの実施態様では、残存容量演算部44はこの自己放電量を求める放電度合検出部も兼ねている。なおこの残存容量演算部44は残存容量を求める際に、この自己放電量による補正を行ってもよい。
【0036】
ステップ104で残存容量が所定値以下の時、およびステップ110で自己放電量が所定値(400mAh)以上の時には、ステップ108に入って電池18が長期間の放置により使用不可能なものか否かを判別する。このためまず電池電圧Vが正常時(例えば24V)に比べて著しく低い(例えば16V)か否かを判定する(ステップ108)。電池電圧Vがしきい値(16V)以下なら予備充電モード(ステップ120)になり、しきい値以上なら通常の充電モード(ステップ122)になる。
【0037】
予備充電モード(ステップ120)では、図4に示すように小さい充電電流(0.5A)で充電開始し、一定時間(例えば1時間)の予備充電タイマの計時を開始させ、待機していることを表示するLEDをオンにする(ステップ124)。そして電池電圧Vがしきい値(16V)以上に回復するか否かをタイマの設定時間(1時間)監視する(ステップ126,128)。
【0038】
電池電圧Vがこのしきい値(16V)以上に回復すれば、電池18は使用可能であるとして予備充電を終了する(ステップ130)。すなわち充電電流を0にして待機を示すLEDをオフにする。そして充電モード(ステップ122)に入る。電池電圧Vがしきい値(16V)に回復しなければ、電池18は長期間の放置により使用不可能であると判断し、電池に異常有りとする表示をする(ステップ132)。この時には充電電流を0にして、待機を示すLEDをオフにする。
【0039】
次に充電モード(ステップ122)を図5、6を用いて説明する。充電器16の電源が投入され、電池18の放電の度合いが少なく、また電池が不良でないと判断されて充電モード(ステップ122)に入ると、CPU26ではサーミスタ34が出力する信号に基づいて温度計測部60で電池温度Tを求める。
【0040】
CPU26はステップ104で求めた残存容量に対する充電開始上限温度TUを、図7に示す制御特性を用いて演算する(ステップ136)。この演算はEEPROM36に予め記憶された電池18に対する制御特性を用いて、CPU26の上限温度演算部61で行う。
【0041】
CPU26は、電池温度Tがここで求めた上限温度TUより低くなっているか否かを判定し(ステップ138)、電池温度Tがこの上限温度TU以下になるまで待機LEDをオンとして待機する(ステップ140)。この温度TとTUの比較は後記する充電制御部66で行う。
【0042】
なおこのステップ138の温度判定の際には、電池温度Tが充電開始下限温度TLより高いことも同時に判定する。ここではこの下限温度TLは0℃の固定値とする。従ってCPU26では電池温度Tが0<T<TUの充電可能な温度範囲に入っているか否かを判定する。
【0043】
この温度範囲内に入れば、テスト充電を開始する(ステップ202)。このテスト充電は充電方式を決定するために一定電圧を電池18に印加して、この時の充電電流Iを求めるものである。なお、電池サイクル寿命や充電効率を向上させる為には、この充電電流Iによって、その電流量に最適な充電方式を適用することが望ましい。
【0044】
なお充電器16の電源投入時には充電電流Iは不安定で変動する。そこで僅かな遅延時間(数ミリ秒程度)を設定しておき、安定した充電電流Iを用いて判別する。この電流Iの安定は、充電電流Iの変化率(単位時間に対する変化量)を演算し、この変化率が所定値以下になったことから判別してもよい。図2の電流安定判別部62はこの変化率の大小を判別する。また64は充電電流Iをしきい値I0と比較して充電方式を判別する充電方式判別部である。
【0045】
充電方式を判別した結果は、充電制御部66に送られ、所定の充電方式により充電制御を行う。充電電流Iがしきい値I0以下なら、第1充電方式を選択する。この実施態様では−ΔV方式を選択する。この−ΔV方式は、Ni−Cd電池では充電終期に充電電圧が最大値に達した後降下する点に着眼し、最大値から−ΔVだけ降下した時点を充電終了と判別するものである。この−ΔVの演算は図2の−ΔV演算部68が行う。
【0046】
CPU26は充電電流Iや、この−ΔVの値をセットする(ステップ206)。CPU26はこの充電方式の時は4.5時間のタイマをセットした後、本充電を開始する(ステップ208)。
【0047】
充電電流Iがしきい値I0より大なら、第2充電方式を選択する(ステップ204)。この第2充電方式としては、ここではdT/dt方式を用いる。この方式は電池温度Tが充電末期に急上昇する点に着眼し、電池温度Tの時間に対する変化率dT/dtが設定値以上になった時点で充電を終了させるものである。このdT/dtの演算は図2のdT/dt演算部70が行う。
【0048】
この第2充電方式を選択した時には(ステップ204)、第2充電方式の充電電流や終了条件をセットする(ステップ212)。すなわちdT/dtの値などを設定する。そしてタイマを1.5時間にセットした後、本充電を開始する(ステップ214)。この時の充電電流Iは、前記ステップ206、212でセットされた値となるように制御される。
【0049】
本充電を行っている間(図6、ステップ216)、CPU26では常にタイマの積算時間がステップ208、214に設定した時間をオーバーフローしているか否かを判定する(ステップ222)。オーバーフローしていれば充電は終了とする。オーバーフローしていなければそのまま充電を続け、ステップ206、212で設定した充電終了条件を満たした時点で充電を終了させる(ステップ214)。この充電の終了は図2の充電終了判別部72で行われる。
【0050】
この実施態様では電池管理装置14内のメモリ(EEPROM36)に、図7に示す制御特性を記憶したから、電池18ごとに特有な特性を記憶させることができ、電池ごとに最適な上限温度TUを決定することにより、最適な充電制御を行うことができる。また残存容量の計算はこの実施態様に限定されるものではなく、電池の種類や劣化の程度等に基づいて最適な方法を用いればよい。本発明はニッケル・カドミウム電池以外の二次電池にも適用でき、電池の特性に合わせて充電方法などを変更してよいのは勿論である。
【0051】
【発明の効果】
請求項1の発明は以上のように、残存容量が多い時は充電開始上限温度を低く設定するから、浅い充放電を繰り返す場合のメモリ効果と、高温での充電による充電効率の低下現象との相乗作用による電池容量の著しい低下(相乗的作用)を防止することができる。また残存容量が少ない時には充電開始上限温度を高く設定するから、電池の使用により放電直後に電池温度が上昇していても、電池の冷却に要する待機時間を短くすることができ、充電に要する時間が長くなるのを防ぐことができる。
【0052】
請求項2の発明によれば、この方法の実施に直接使用する充電制御装置が得られる。ここに制御特性は充電管理装置のメモリに記憶させておくことができる(請求項3)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様の全体概略図
【図2】主としてCPUの機能を示すブロック図
【図3】動作を示す流れ図
【図4】予備充電モードの動作を示す流れ図
【図5】充電モードの動作の前半を示す流れ図
【図6】同じく充電モードの動作の後半を示す流れ図
【図7】残存容量に対する充電開始上限温度の制御特性を示す図
【符号の説明】
10 モータ
12 コントローラ
14 電池管理装置
16 充電器
18 電池
26 CPU
34 電池温度検出部
36 メモリとしてのEEPROM
44 残存容量演算部
54 LED
61 上限温度演算部
66 充電制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary battery charge control method represented by a nickel / cadmium battery, a nickel / hydrogen battery, and the like, and a charge control device.
[0002]
[Prior art]
In a rechargeable secondary battery, an upper limit and a lower limit of a charging start temperature are set, and charging is started when the battery temperature is within this set range. That is, if charging is performed at a temperature outside the set temperature range determined by the type and type of the battery, there is a risk that the battery will be deteriorated, the charging efficiency will be reduced, and the liquid leakage (liquid dripping) may occur. Here, charging efficiency is the ratio of the amount of electricity actually stored in the battery to the amount of charged electricity.
[0003]
In a rechargeable secondary battery, if the battery is charged without being sufficiently discharged after charging, the battery performance may deteriorate. For example, in a nickel (Ni) battery having a nickel positive electrode such as a nickel / cadmium battery or a nickel / hydrogen battery, the voltage characteristic at the time of discharge deteriorates when the battery is repeatedly charged at a shallow discharge depth (memory effect). ) Is known to be significant.
[0004]
[Problems of the prior art]
In a normal secondary battery, the charging start upper limit temperature (T U ) is set to a temperature required to make the charging efficiency equal to or higher than an appropriate level in consideration of the cycle life of the battery. Further, the charging efficiency of the Ni-based battery is highest near room temperature, and the charging efficiency decreases as the temperature rises above room temperature. That is, if deep discharge is performed each time, the charging efficiency of the set level is obtained and the battery capacity does not decrease greatly, but if repeated shallow charging and discharging such that the memory effect occurs near the charging start upper limit temperature, Battery capacity is extremely reduced. This is considered to occur due to a synergistic action of the memory effect and a phenomenon in which the charging efficiency decreases at a high temperature.
[0005]
In order to prevent capacity reduction due to this synergistic action, the charging start temperature may be sufficiently lowered. However, since the battery has heat of reaction during discharge and self-heating due to internal resistance, it becomes high temperature. For this reason, the battery temperature immediately after use becomes high, and it is necessary to wait for a long time until the battery temperature is sufficiently lowered by natural cooling. Therefore, there is a problem that the charging standby time becomes long and the required charging time becomes long.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a charge control method capable of preventing a significant decrease in battery capacity due to the synergistic action and reducing a charge standby time and a charge required time. This is the first purpose. A second object of the present invention is to provide a charge control apparatus that is directly used for carrying out this method.
[0007]
[Structure of the invention]
According to the present invention, a first object is to be used for a battery with a battery management device for managing a charge / discharge state, and an upper limit and a lower limit of a charging start temperature are set, and the battery temperature is within the set temperature range. sometimes starts the charging, the charging control how to terminate charging a predetermined charge end condition, and calculates the remaining capacity of the battery, decrease in low and this remaining capacity when the charging start upper limit temperature the residual capacity is larger The charging control method is characterized in that it is set so as to increase in response to the above.
[0008]
According to the present invention, a second object is to be used for a battery with a battery management device for managing a charge / discharge state, and an upper limit and a lower limit of a charging start temperature are set, and the battery temperature is within this set temperature range. sometimes starts the charging, the charge control device that to end the charging at a predetermined charge end condition, and the temperature detecting portion of the battery, the remaining capacity calculating unit for calculating the remaining capacity of the battery, the remaining capacity of the battery A memory for storing a control characteristic for increasing the charging start upper limit temperature with respect to the decrease of the battery, an upper limit temperature calculating unit for obtaining a charging start upper limit temperature with respect to the battery temperature using the control characteristic, charge, characterized in that it comprises a charging start upper limit temperature or less and the charge control unit in a predetermined charge end condition to start charging to the battery charger when the above charging start lower limit temperature Ru terminates the charging determined Controller is achieved by.
[0009]
The control characteristic indicating the relationship between the charging start upper limit temperature and the remaining capacity is stored in a memory provided in the battery management device, thereby enabling control using the control characteristic peculiar to each battery.
[0010]
Embodiment
1 is an overall conceptual diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram mainly explaining the function of the CPU, FIG. 3 is a flowchart showing the operation, FIG. 4 is a flowchart showing the operation in the precharge mode, and FIG. 6 is a flowchart showing the first half of the operation in the charging mode, FIG. 6 is a flowchart showing the second half, and FIG. 7 is a diagram showing the control characteristics.
[0011]
1 and 2,
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
In FIG. 2, reference numeral 36 denotes an EEPROM (Electrically Erasable / Programmable Read Only Memory) as a memory. The EEPROM 36 stores various data used for calculation by the
[0018]
Next, the function of the
[0019]
The
[0020]
During this charging, the
[0021]
The initial capacity of the
[0022]
On the other hand, the
[0023]
Further, the
[0024]
Of course, the current value may be corrected by the above-described power change (power correction). The corrected remaining capacity is stored in the EEPROM 36. The result is sent to the
[0025]
Next, the
[0026]
The
[0027]
In FIG. 2, 57 is a discharge degree determination unit. The discharge
[0028]
Various kinds of discharge degree determination data used by the discharge
[0029]
Data indicating the degree of discharge is input to the charging
[0030]
Next, the operation will be described with reference to FIGS. First, when the voltage Vc of the power line 42 of the
[0031]
The charging
[0032]
In
[0033]
In
[0034]
Here, for the calculation of the self-discharge amount, the reduction rate characteristic of the remaining capacity with respect to the battery temperature T is used. That is, the self-discharge amount increases with the increase of the standing time and the battery temperature, and this relationship is determined for the
[0035]
The calculation of the self-discharge amount can be performed by the remaining
[0036]
When the remaining capacity is less than or equal to a predetermined value at
[0037]
In the preliminary charging mode (step 120), charging is started with a small charging current (0.5A) as shown in FIG. 4, the timing of the preliminary charging timer for a certain time (for example, 1 hour) is started, and waiting is performed. Is turned on (step 124). Then, it is monitored whether or not the battery voltage V recovers to the threshold value (16V) or more (
[0038]
When the battery voltage V recovers to the threshold value (16 V) or more, the
[0039]
Next, the charging mode (step 122) will be described with reference to FIGS. When the power of the
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
In the temperature determination in
[0043]
If it falls within this temperature range, test charging is started (step 202). In this test charging, a constant voltage is applied to the
[0044]
The charging current I is unstable and fluctuates when the
[0045]
The result of determining the charging method is sent to the charging control unit 66, and charging control is performed by a predetermined charging method. If the charging current I is less than or equal to the threshold value I 0 , the first charging method is selected. In this embodiment, the -ΔV method is selected. This -ΔV method focuses on the point that the charging voltage drops after reaching the maximum value at the end of charging in the Ni-Cd battery, and determines the point of time when the charging voltage has dropped by -ΔV from the maximum value as the end of charging. The calculation of -ΔV is performed by the -ΔV calculation unit 68 of FIG.
[0046]
The
[0047]
If the charging current I is larger than the threshold value I 0 , the second charging method is selected (step 204). Here, the dT / dt method is used as the second charging method. This method focuses on the point that the battery temperature T rapidly rises at the end of charging, and terminates charging when the rate of change dT / dt of the battery temperature T with respect to time becomes equal to or higher than a set value. This dT / dt calculation is performed by the dT /
[0048]
When this second charging method is selected (step 204), the charging current and termination condition of the second charging method are set (step 212). That is, the value of dT / dt is set. Then, after setting the timer to 1.5 hours, the main charging is started (step 214). The charging current I at this time is controlled so as to be the value set in
[0049]
While performing the main charging (FIG. 6, step 216), the
[0050]
In this embodiment, since the control characteristics shown in FIG. 7 are stored in the memory (EEPROM 36) in the
[0051]
【The invention's effect】
As described above, since the charging start upper limit temperature is set low when the remaining capacity is large, the memory effect in the case of repeating shallow charging / discharging and the charging efficiency decreasing phenomenon due to charging at a high temperature. A significant decrease in battery capacity (synergistic action) due to a synergistic action can be prevented. Also, when the remaining capacity is low, the charging start upper limit temperature is set high, so even if the battery temperature rises immediately after discharging due to the use of the battery, the standby time required for cooling the battery can be shortened, and the time required for charging Can be prevented from becoming longer.
[0052]
According to invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram mainly showing functions of a CPU. FIG. 3 is a flowchart showing operation. FIG. 4 is a flowchart showing operation in a precharge mode. FIG. 6 is a flowchart showing the first half of the operation in the charging mode. FIG. 7 is a flowchart showing the control characteristic of the charging start upper limit temperature with respect to the remaining capacity.
DESCRIPTION OF
34 Battery temperature detector 36 EEPROM as memory
44
61 Upper limit temperature calculation unit 66 Charge control unit
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