JP5317583B2 - Charging system and charging device - Google Patents

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Description

本発明は、一方端が温度端子に接続され、他方端が−端子に接続される温度検出素子を有するバッテリーパックを充電する充電システムおよび充電装置に関する。   The present invention relates to a charging system and a charging device for charging a battery pack having a temperature detecting element having one end connected to a temperature terminal and the other end connected to a-terminal.

バッテリーパックに内蔵されるサーミスタによってバッテリーパックの温度を測定し、バッテリーパックの温度に応じて充電電流による影響を補正する充電装置が知られている。（特許文献１参照）
特許第０２５２７４０１号公報 2. Description of the Related Art A charging device that measures the temperature of a battery pack with a thermistor built in the battery pack and corrects the influence of a charging current according to the temperature of the battery pack is known. (See Patent Document 1)
Japanese Patent No. 0527401

バッテリーパックに内蔵する温度検出素子の温度を検出して充電の制御を行う充電システムおよび充電装置は、バッテリーパックの温度を正確に測定する必要がある。   A charging system and a charging device that control charging by detecting the temperature of a temperature detection element built in the battery pack needs to accurately measure the temperature of the battery pack.

しかしながら、温度検出素子の一方端がバッテリーパックの−端子に接続されるバッテリーパックでは、充電を行っているときに充電電流の発生によって充電制御マイコンが検出する温度端子の電圧が持ち上ってしまい、温度検出精度を低下させる。   However, in a battery pack in which one end of the temperature detection element is connected to the negative terminal of the battery pack, the voltage at the temperature terminal detected by the charge control microcomputer rises due to the generation of the charging current during charging. Reduce temperature detection accuracy.

本発明はこのような課題を鑑みて、充電電流を電流検知抵抗により測定する充電装置において、充電電流の発生によるバッテリーパックの温度測定誤差を適切に補正することが可能な充電システムおよび充電装置を提供することを目的とする。   In view of such a problem, the present invention provides a charging system and a charging device capable of appropriately correcting a temperature measurement error of a battery pack due to generation of the charging current in a charging device that measures a charging current by a current detection resistor. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の充電システムは、バッテリーパックと前記バッテリーパックを充電する充電装置を含む充電システムであって、前記バッテリーパックは、＋端子と、−端子と、前記＋端子と前記−端子との間に接続される二次電池セルと、一方端が前記−端子に接続される温度検出素子と、前記温度検出素子の他方端が接続される温度端子とを有し、前記充電装置は、前記温度端子の接続部と、前記接続部の電圧を測定する第１の電圧測定手段と、前記二次電池セルを充電する際の充電電流を検知するための電流検知抵抗と、前記電流検知抵抗の両端の電圧を測定する第２の電圧測定手段と、前記第１の電圧測定手段によって測定される前記接続部の電圧から前記第２の電圧測定手段によって測定される前記電流検知抵抗の両端の電圧を減算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づいてバッテリーパックの温度を判定する温度判定手段と、前記温度判定手段の判定結果により前記充電を制御する制御部とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a charging system of the present invention is a charging system including a battery pack and a charging device for charging the battery pack, the battery pack including a + terminal, a − terminal, and the + terminal. A secondary battery cell connected between the-terminal, a temperature detection element having one end connected to the-terminal, and a temperature terminal connected to the other end of the temperature detection element, The charging device includes a connecting portion of the temperature terminal, a first voltage measuring unit that measures a voltage of the connecting portion, a current detection resistor for detecting a charging current when charging the secondary battery cell, A second voltage measuring means for measuring a voltage at both ends of the current sensing resistor; and the current detection measured by the second voltage measuring means from the voltage of the connection portion measured by the first voltage measuring means. resistance Computation means for subtracting the voltage at both ends, temperature determination means for determining the temperature of the battery pack based on the calculation result by the calculation means, and a control unit for controlling the charging based on the determination result of the temperature determination means It is characterized by.

本発明の充電装置は、＋端子と、−端子と、前記＋端子と前記−端子との間に接続される二次電池セルと、一方端が前記−端子に接続される温度検出素子と、前記温度検出素子の他方端が接続される温度端子を有するバッテリーパックを充電する充電装置であって、前記温度端子の接続部と、前記接続部の電圧を測定する第１の電圧測定手段と、前記二次電池セルを充電する際の充電電流を検知するための電流検知抵抗と、前記電流検知抵抗の両端の電圧を測定する第２の電圧測定手段と、前記第１の電圧測定手段によって測定される前記接続部の電圧から前記第２の電圧測定手段によって測定される前記電流検知抵抗の両端の電圧を減算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づいてバッテリーパックの温度を判定する温度判定手段と、前記温度判定手段の判定結果により前記充電を制御する制御部とを有することを特徴とする。   The charging device of the present invention includes a + terminal, a − terminal, a secondary battery cell connected between the + terminal and the − terminal, a temperature detection element having one end connected to the − terminal, A charging device for charging a battery pack having a temperature terminal to which the other end of the temperature detection element is connected, a connecting portion of the temperature terminal, and a first voltage measuring means for measuring a voltage of the connecting portion; Measured by a current detection resistor for detecting a charging current when charging the secondary battery cell, a second voltage measurement unit for measuring a voltage across the current detection resistor, and the first voltage measurement unit Calculating means for subtracting the voltage across the current detection resistor measured by the second voltage measuring means from the voltage of the connecting portion, and determining the temperature of the battery pack based on the calculation result by the calculating means Temperature judgment And having a stage, and a control unit for controlling the charging by the determination result of the temperature determination means.

充電電流の発生により温度端子の電圧が持ち上るような状況においても、バッテリーパックの温度測定誤差を適切に補正することが可能になる。   Even in a situation where the voltage at the temperature terminal rises due to the generation of the charging current, the temperature measurement error of the battery pack can be appropriately corrected.

図１は、本発明の実施の形態に係る充電システムの外観図である。   FIG. 1 is an external view of a charging system according to an embodiment of the present invention.

図２は、図１に示した充電装置５とバッテリーパック１からなる充電システムの電気回路の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electric circuit of the charging system including the charging device 5 and the battery pack 1 shown in FIG.

図１と図２を用いて、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に示した充電装置５は、温度端子付きのバッテリーパックを充電する充電装置である。   The charging device 5 shown in FIG. 1 is a charging device that charges a battery pack with a temperature terminal.

バッテリーパック１は、＋端子２、温度端子３、−端子４を有している。   The battery pack 1 has a + terminal 2, a temperature terminal 3, and a − terminal 4.

また、温度端子３は、バッテリーパック１の温度を出力する出力端子として機能する。   The temperature terminal 3 functions as an output terminal that outputs the temperature of the battery pack 1.

充電装置５は、バッテリーパック１の各端子に対応する端子として、＋端子６、温度端子７（温度端子の接続部）、−端子８を有している。   The charging device 5 includes a + terminal 6, a temperature terminal 7 (temperature terminal connection portion), and a − terminal 8 as terminals corresponding to the terminals of the battery pack 1.

これら対応する各端子は、バッテリーパック１を充電装置５の装着部９に装着することにより、互いに接続される。   These corresponding terminals are connected to each other by mounting the battery pack 1 on the mounting portion 9 of the charging device 5.

充電装置５が充電を行うための電力は、ＡＣコード１０、ＡＣプラグ１１を介して家庭用交流電源から供給することができる。   Electric power for charging by the charging device 5 can be supplied from a home AC power source via the AC cord 10 and the AC plug 11.

サーミスタ１２８は、バッテリーパック１の温度端子３と−端子４との間に接続され、後述するように、バッテリーパック１の温度検出素子として機能する。   The thermistor 128 is connected between the temperature terminal 3 and the minus terminal 4 of the battery pack 1 and functions as a temperature detection element of the battery pack 1 as will be described later.

充電装置５のレギュレータ１０６（基準電圧発生手段）から、抵抗器１２５を介して温度端子７に電圧が供給されるため、温度端子７の電圧を測定することによりバッテリーパック１の装着を検出することができる。   Since the voltage is supplied from the regulator 106 (reference voltage generating means) of the charging device 5 to the temperature terminal 7 via the resistor 125, the mounting of the battery pack 1 is detected by measuring the voltage of the temperature terminal 7. Can do.

充電制御マイコン１１９は温度端子７の電圧によりバッテリーパック１の装着を検出しバッテリーパック１の温度が充電可能な温度範囲であれば充電を開始する。   The charge control microcomputer 119 detects the attachment of the battery pack 1 based on the voltage at the temperature terminal 7 and starts charging if the temperature of the battery pack 1 is within a chargeable temperature range.

充電制御マイコン１１９は＋端子６の電圧を測定し、急速充電可能な電圧以上を検出すると、予め設定された充電電圧及び充電電流で急速充電を開始する。   When the charge control microcomputer 119 measures the voltage at the + terminal 6 and detects a voltage higher than the voltage at which rapid charging is possible, the charging control microcomputer 119 starts rapid charging with a preset charging voltage and charging current.

充電制御マイコン１１９は、温度端子７の電圧を測定する。   The charge control microcomputer 119 measures the voltage at the temperature terminal 7.

また充電制御マイコン１１９は、ＧＮＤラインに介挿される電流検知抵抗の両端の電圧を測定する。   Further, the charge control microcomputer 119 measures the voltage across the current detection resistor inserted in the GND line.

そして充電制御マイコン１１９は、この電流検知抵抗の両端の電圧から充電電流を判断し、更に、温度端子７の電圧から電流検知抵抗の両端の電圧を減算した値をもとに、バッテリーパック１の温度を判断する。   Then, the charging control microcomputer 119 determines the charging current from the voltage at both ends of the current detection resistor, and further, based on the value obtained by subtracting the voltage at both ends of the current detection resistor from the voltage at the temperature terminal 7. Determine the temperature.

この温度端子７の電圧とバッテリーパック１の温度との関係のデータは、充電制御マイコン１１９のメモリ１２４に記憶される。   Data on the relationship between the voltage at the temperature terminal 7 and the temperature of the battery pack 1 is stored in the memory 124 of the charge control microcomputer 119.

図２を用いて、本発明の電気回路の構成例を説明する。   A configuration example of the electric circuit of the present invention will be described with reference to FIG.

なお図２では、本発明の説明に必要のない一般的な構成については、図示省略した。   In FIG. 2, general configurations that are not necessary for the description of the present invention are omitted.

図２の充電装置５の構成要素に付した符号は、次の要素を示している。   The code | symbol attached | subjected to the component of the charging device 5 of FIG. 2 has shown the following element.

１０１はＡＣ入力部、１０２は一次電源回路、１０３はトランス、１０４はフォトカプラ、１０５は二次平滑回路、１０６はレギュレータである。   Reference numeral 101 denotes an AC input unit, 102 a primary power supply circuit, 103 a transformer, 104 a photocoupler, 105 a secondary smoothing circuit, and 106 a regulator.

１０７、１１０、１１１、１１３、１１６、１２５、１２６及び１２７は抵抗器である。   Reference numerals 107, 110, 111, 113, 116, 125, 126, and 127 are resistors.

１０８、１０９はオペアンプ、１１２はボリューム、１１４はトリクル充電スイッチ、１１５は急速充電スイッチである。   Reference numerals 108 and 109 are operational amplifiers, 112 is a volume, 114 is a trickle charge switch, and 115 is a quick charge switch.

１１７は電流検知抵抗１１６の−側の電圧測定点、１１８は電流検知抵抗１１６の＋側の電圧測定点である。   117 is a voltage measurement point on the negative side of the current detection resistor 116, and 118 is a voltage measurement point on the positive side of the current detection resistor 116.

１１９は充電制御マイコン、１２０は＋端子６の電圧検出部、１２１は温度端子電圧検出部、１２２は電流検知抵抗１１６の＋側の電圧検出部、１２３は電流検知抵抗１１６の−側の電圧検出部、１２４はメモリである。   119 is a charge control microcomputer, 120 is a voltage detection unit for the + terminal 6, 121 is a temperature terminal voltage detection unit, 122 is a voltage detection unit on the + side of the current detection resistor 116, 123 is voltage detection on the-side of the current detection resistor 116 Reference numeral 124 denotes a memory.

６は前述の充電装置５の＋端子、７は充電装置５の温度端子、８は充電装置５の−端子である。   6 is a positive terminal of the above-described charging device 5, 7 is a temperature terminal of the charging device 5, and 8 is a − terminal of the charging device 5.

図２のバッテリーパック１の構成要素に付した符号は、次の要素を示している。   Reference numerals attached to the components of the battery pack 1 in FIG. 2 indicate the following elements.

２はバッテリーパック１の＋端子、３はバッテリーパック１の温度端子、４はバッテリーパック１の−端子である。   2 is a + terminal of the battery pack 1, 3 is a temperature terminal of the battery pack 1, and 4 is a − terminal of the battery pack 1.

１２８はサーミスタ、１２９はサーミスタ１２８のＧＮＤ側の電気的接続点、１３０は二次電池セル（以下、セルと省略する。）である。   Reference numeral 128 denotes a thermistor, reference numeral 129 denotes an electrical connection point on the GND side of the thermistor 128, and reference numeral 130 denotes a secondary battery cell (hereinafter abbreviated as a cell).

ＡＣ入力部１０１にＡＣ電力が入力されると、そのＡＣ電力は、一次電源回路１０２を介してトランス１０３に供給される。   When AC power is input to the AC input unit 101, the AC power is supplied to the transformer 103 via the primary power supply circuit 102.

トランス１０３は、一次側の高電圧から二次側の低電圧に電圧変換すると共に、一次側と二次側のＧＮＤラインを分離する。   The transformer 103 performs voltage conversion from a high voltage on the primary side to a low voltage on the secondary side, and separates the primary and secondary GND lines.

トランス１０３の二次側出力は、二次平滑回路１０５で整流されて後段の充電制御回路に出力される。   The secondary output of the transformer 103 is rectified by the secondary smoothing circuit 105 and output to the subsequent charge control circuit.

レギュレータ１０６は、二次平滑回路１０５からの出力電圧をレギュレートした基準電圧に変換して、定電圧回路、定電流回路、充電制御マイコン、及び抵抗器１２５を介して温度端子７に供給する。   The regulator 106 converts the output voltage from the secondary smoothing circuit 105 into a regulated reference voltage and supplies it to the temperature terminal 7 via a constant voltage circuit, a constant current circuit, a charge control microcomputer, and a resistor 125.

充電制御マイコン１１９は温度端子７の電圧によりバッテリーパック１の装着を検出すると、先ずバッテリーパック１の温度が充電可能な温度範囲であるかを判断する。したがって、充電制御マイコン１１９は温度端子７の電圧を測定する第１の電圧測定手段として機能する。   When the charging control microcomputer 119 detects the mounting of the battery pack 1 based on the voltage at the temperature terminal 7, it first determines whether the temperature of the battery pack 1 is within a chargeable temperature range. Therefore, the charge control microcomputer 119 functions as a first voltage measuring unit that measures the voltage at the temperature terminal 7.

充電制御マイコン１１９はバッテリーパック１の温度が充電可能な温度範囲でなければ、充電可能な温度範囲になるまで充電を待機する。   If the temperature of the battery pack 1 is not within the chargeable temperature range, the charge control microcomputer 119 waits for charging until the temperature is within the chargeable temperature range.

充電制御マイコン１１９はバッテリーパック１の温度が充電可能な温度範囲であれば充電を開始する。   The charge control microcomputer 119 starts charging when the temperature of the battery pack 1 is within a chargeable temperature range.

充電制御マイコン１１９は＋端子６の電圧を測定する。   The charge control microcomputer 119 measures the voltage at the + terminal 6.

＋端子６の電圧は、抵抗器１２６及び１２７によって分圧され、分圧された電圧が、充電制御マイコン１１９に内蔵するバッテリーパック電圧検出部１２０で測定される。   The voltage at the positive terminal 6 is divided by the resistors 126 and 127, and the divided voltage is measured by the battery pack voltage detection unit 120 built in the charge control microcomputer 119.

充電制御マイコン１１９は、＋端子６の電圧が急速充電可能な電圧未満であれば、抵抗器１１３及びスイッチ１１４を介して、制限された電流でトリクル充電を行って、バッテリーパック１の＋端子２の電圧を上昇させる。   The charge control microcomputer 119 performs trickle charging with a limited current via the resistor 113 and the switch 114 if the voltage at the + terminal 6 is less than the voltage at which rapid charging is possible, and the + terminal 2 of the battery pack 1 is charged. Increase the voltage.

トリクル充電は、バッテリーパック１の電圧が急速充電可能な電圧に満たない場合に行われ、急速充電可能な電圧に達した場合に終了する。   The trickle charge is performed when the voltage of the battery pack 1 is less than the voltage at which quick charge is possible, and ends when the voltage reaches the voltage at which quick charge is possible.

急速充電可能な電圧値は、充電制御マイコン１１９のメモリ１２４に記憶される。   The quick chargeable voltage value is stored in the memory 124 of the charge control microcomputer 119.

充電制御マイコン１１９は、＋端子６の電圧が急速充電可能な電圧以上を検出すると、スイッチ１１５を閉じて急速充電を行う。   When the charge control microcomputer 119 detects that the voltage at the + terminal 6 is equal to or higher than the voltage at which rapid charging is possible, the charging control microcomputer 119 closes the switch 115 and performs rapid charging.

急速充電は、充電初期の段階では、バッテリーパック１に一定の充電電流を供給する定電流充電を行い、その後バッテリーパック１に一定の充電電圧を供給する定電圧充電に移行する。   In the quick charge, in the initial stage of charging, constant current charging for supplying a constant charging current to the battery pack 1 is performed, and then the constant voltage charging for supplying a constant charging voltage to the battery pack 1 is performed.

充電電流値の設定は、レギュレータ１０６の出力電圧を抵抗器１０７及び１１０で分圧した電圧値で決定される。   The setting of the charging current value is determined by a voltage value obtained by dividing the output voltage of the regulator 106 by the resistors 107 and 110.

充電電流値は、電流検知抵抗１１６の＋側の接続点１１８の電圧を、オペアンプ１０９、及びフォトカプラ１０４を介して一次側に帰還して定電流制御される。   The charging current value is constant-current controlled by feeding back the voltage at the node 118 on the + side of the current detection resistor 116 to the primary side via the operational amplifier 109 and the photocoupler 104.

また、充電電圧値は、二次平滑回路１０５の出力電圧を抵抗器１１１と充電電圧を調整するボリューム１１２によって分圧し、分圧した電圧を、オペアンプ１０８、及びフォトカプラ１０４を介して一次側に帰還して定電圧制御される。   The charging voltage value is divided by the resistor 111 and the volume 112 for adjusting the charging voltage, and the divided voltage is supplied to the primary side via the operational amplifier 108 and the photocoupler 104. Feedback and constant voltage control.

充電電流はＧＮＤラインに介挿される電流検知抵抗を流れるため、充電電流の値は電流検知抵抗の両端の電圧を検出することにより測定可能である。   Since the charging current flows through the current detection resistor inserted in the GND line, the value of the charging current can be measured by detecting the voltage across the current detection resistor.

充電制御マイコン１１９は、電流検知抵抗１１６の−側の測定点１１７を基準点として、電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８の電位差（Ｖｒ）を測定して、充電電流を検出する。したがって、充電制御マイコン１１９は、電流検知抵抗１１６の両端の電圧を測定する第２の電圧測定手段として機能する。   The charging control microcomputer 119 detects the charging current by measuring the potential difference (Vr) at the measuring point 118 on the + side of the current detecting resistor 116 with the measuring point 117 on the − side of the current detecting resistor 116 as a reference point. Therefore, the charge control microcomputer 119 functions as a second voltage measurement unit that measures the voltage across the current detection resistor 116.

また、充電電流が流れることにより、サーミスタ１２８と−端子４との接続点１２９から電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８までの回路抵抗に対して電位差（Ｖｐ）が発生する。   Further, when the charging current flows, a potential difference (Vp) is generated with respect to the circuit resistance from the connection point 129 between the thermistor 128 and the negative terminal 4 to the measurement point 118 on the positive side of the current detection resistor 116.

この電位差（Ｖｐ、Ｖｒ）により、充電電流が発生していない時の温度端子７の電圧（Ｖ７）と、充電電流が発生している時の温度端子７の電圧（Ｖ７ｏ）に電位差が生じる。   Due to the potential difference (Vp, Vr), a potential difference is generated between the voltage (V7) of the temperature terminal 7 when no charging current is generated and the voltage (V7o) of the temperature terminal 7 when the charging current is generated.

そこで、充電制御マイコン１１９は、温度端子７の電圧（Ｖ７ｏ）からバッテリーパック１の温度を検出する際に、上述の電位差を補正する。   Therefore, the charging control microcomputer 119 corrects the above-described potential difference when detecting the temperature of the battery pack 1 from the voltage (V7o) of the temperature terminal 7.

充電電流が発生していない時の温度端子７の電圧（Ｖ７）は、
Ｖ７＝Ｖ７ｏ−Ｖｕ＋ΔＶｄとして求められる（Ｖｕ＝Ｖｐ＋Ｖｒ）。
但し、ΔＶｄは、Ｖｕが発生することによる、接続点１２９から温度端子７までの電圧（Ｖｔ）の変化量である（ΔＶ＝Ｖ７−Ｖｔ）。 The voltage (V7) of the temperature terminal 7 when the charging current is not generated is
V7 = V7o−Vu + ΔVd (Vu = Vp + Vr).
However, ΔVd is the amount of change in voltage (Vt) from the connection point 129 to the temperature terminal 7 due to the occurrence of Vu (ΔV = V7−Vt).

そこで、充電制御マイコン１１９は、充電電流が発生している時の温度端子７の電圧（Ｖ７ｏ）を測定すると、電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８の電圧（Ｖｒ）を減算する（Ｖ７ｃ＝Ｖ７ｏ−Ｖｒ）。   Therefore, when the charge control microcomputer 119 measures the voltage (V7o) of the temperature terminal 7 when the charging current is generated, the charge control microcomputer 119 subtracts the voltage (Vr) of the measurement point 118 on the + side of the current detection resistor 116 (V7c). = V7o-Vr).

そして、充電制御マイコン１１９は、この演算結果であるＶ７ｃからバッテリーパック１の温度を判定するようにした。したがって、充電制御マイコン１１９は、演算結果Ｖ７ｃに基づいてバッテリーパックの温度を判定する温度判定手段として機能する。   Then, the charge control microcomputer 119 determines the temperature of the battery pack 1 from V7c which is the calculation result. Therefore, the charge control microcomputer 119 functions as a temperature determination unit that determines the temperature of the battery pack based on the calculation result V7c.

このことにより、電流検知抵抗による温度端子７の電圧の持ち上りによる測定誤差を補正することが可能になる。   This makes it possible to correct a measurement error due to a rise in voltage at the temperature terminal 7 due to the current detection resistor.

また、電流検知抵抗１１６のー側の測定点１１７から電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８までの回路抵抗と、電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８からサーミスタ１２８と−端子４との接続点１２９までの回路抵抗とを概略等しくする。   Further, the circuit resistance from the measurement point 117 on the negative side of the current detection resistor 116 to the measurement point 118 on the positive side of the current detection resistor 116, and the thermistor 128 and the negative terminal 4 from the measurement point 118 on the positive side of the current detection resistor 116. The circuit resistance up to the connection point 129 is made approximately equal.

さらに、通常使用温度におけるサーミスタの抵抗値と抵抗器１２５の抵抗値とを等しくする。   Further, the resistance value of the thermistor and the resistance value of the resistor 125 at the normal use temperature are made equal.

このことにより、Ｖｒ＝Ｖｐ＝（Ｖｕ／２）＝ΔＶｄが成立する。   This establishes Vr = Vp = (Vu / 2) = ΔVd.

この条件では、Ｖ７ｃ＝Ｖ７ｏ−Ｖｒの算出によってＶ７＝Ｖ７ｃとなるため、通常使用温度において、充電電流による測定誤差を適切に補正することが可能になる。充電制御マイコン１１９はこのように演算された温度判定結果により充電を制御する制御部として機能する。   Under this condition, V7c = V7c is obtained by calculating V7c = V7o−Vr, so that it is possible to appropriately correct the measurement error due to the charging current at the normal use temperature. The charging control microcomputer 119 functions as a control unit that controls charging based on the temperature determination result thus calculated.

図３は、充電制御マイコン１１９のメモリ１２４に記憶される充電温度範囲のデータである。図３を用いて、充電制御マイコン１１９が行う充電温度制御を説明する。   FIG. 3 shows data on the charging temperature range stored in the memory 124 of the charging control microcomputer 119. The charge temperature control performed by the charge control microcomputer 119 will be described with reference to FIG.

２０１は低温待機温度の閾値、２０２は高温待機温度の閾値である。   201 is a low temperature standby temperature threshold, and 202 is a high temperature standby temperature threshold.

図３において、バッテリーパック１の温度が０℃未満では、低温により充電を待機する必要がある。   In FIG. 3, when the temperature of the battery pack 1 is less than 0 ° C., it is necessary to wait for charging at a low temperature.

また、バッテリーパック１の温度が５５℃以上では、高温により充電を待機する必要がある。   Further, when the temperature of the battery pack 1 is 55 ° C. or higher, it is necessary to wait for charging due to the high temperature.

バッテリーパック１の温度が０℃から５５℃の範囲では、充電電圧を４．２Ｖ、充電電流を１Ａで充電することが可能である。   When the temperature of the battery pack 1 is in the range of 0 ° C. to 55 ° C., it is possible to charge with a charging voltage of 4.2V and a charging current of 1A.

また、温度端子７の電圧とバッテリーパック１の温度との関係を示すデータは、充電制御マイコン１１９のメモリ１２４に記憶される。   Data indicating the relationship between the voltage at the temperature terminal 7 and the temperature of the battery pack 1 is stored in the memory 124 of the charge control microcomputer 119.

図４は、温度端子７の電圧とバッテリーパック１の温度との関係を示すデータの例である。   FIG. 4 is an example of data indicating the relationship between the voltage at the temperature terminal 7 and the temperature of the battery pack 1.

図４を用いて、充電制御マイコン１１９が行う充電温度の判定処理を説明する。   The charging temperature determination process performed by the charging control microcomputer 119 will be described with reference to FIG.

低温待機温度の閾値である０℃のときに、バッテリーパック１の温度端子電圧は３．３Ｖである。   When the low temperature standby temperature threshold is 0 ° C., the temperature terminal voltage of the battery pack 1 is 3.3V.

高温待機温度の閾値である５５℃のときに、バッテリーパック１の温度端子電圧は１．２Ｖである。   When the high temperature standby temperature is 55 ° C., the temperature terminal voltage of the battery pack 1 is 1.2V.

図４において、温度端子電圧が３．３Ｖを超える場合、バッテリーパック１の温度が０℃未満であるため、低温により充電を待機する。   In FIG. 4, when the temperature terminal voltage exceeds 3.3 V, the temperature of the battery pack 1 is less than 0 ° C., so that charging is waited at a low temperature.

また、温度端子電圧が１．２Ｖ以下の場合、バッテリーパック１の温度が５５℃以上であるため、高温により充電を待機する。   Further, when the temperature terminal voltage is 1.2 V or less, the temperature of the battery pack 1 is 55 ° C. or higher, and therefore charging is waited at a high temperature.

温度端子電圧が１．２Ｖを超えて３．３Ｖ以下の場合、バッテリーパック１の充電を行う。   When the temperature terminal voltage exceeds 1.2V and is 3.3V or less, the battery pack 1 is charged.

すなわち、充電制御マイコン１１９は、急速充電中のバッテリーパック１の内部温度を検出し、検出した内部温度に応じて、充電の開始／停止制御を行う。   That is, the charging control microcomputer 119 detects the internal temperature of the battery pack 1 during the rapid charging, and performs charging start / stop control according to the detected internal temperature.

バッテリーパック１の充電温度範囲のデータは、バッテリーパック１に内蔵するメモリ（図示省略）から通信によって入手しても良い。   Data on the charging temperature range of the battery pack 1 may be obtained by communication from a memory (not shown) built in the battery pack 1.

充電制御マイコン１１５は、急速充電中の充電電圧の上昇と充電電流の減少を検出し、その上昇及び減少の程度により急速充電を完了するか否かを判定する。   The charging control microcomputer 115 detects an increase in charging voltage and a decrease in charging current during rapid charging, and determines whether or not the rapid charging is completed based on the degree of the increase and decrease.

本実施の形態では、通常使用温度において温度測定精度を向上する方法を示したが、温度測定精度を向上したい温度におけるサーミスタの抵抗値に抵抗器１２５の抵抗値をあわせることも可能である。   In the present embodiment, the method for improving the temperature measurement accuracy at the normal use temperature has been described. However, the resistance value of the resistor 125 can be matched to the resistance value of the thermistor at the temperature at which the temperature measurement accuracy is desired to be improved.

本実施の形態では、充電電流値の大きさに関係なく補正を行う実施形態について説明した。   In the present embodiment, the embodiment in which correction is performed regardless of the magnitude of the charging current value has been described.

充電電流値が十分小さいときには、上述の電位差も僅かであるので、充電電流値が予め設定した値よりも小さい場合には補正を行わなくてもよい。   When the charging current value is sufficiently small, the above-described potential difference is also small. Therefore, when the charging current value is smaller than a preset value, no correction is necessary.

また、本実施の形態では、測定した温度をもとに充電待機制御及び充電制御を行う例を示したが、温度測定結果をもとに、充電電圧及び／又は充電電流を制御する方法も考えられる。   In this embodiment, an example in which charging standby control and charging control are performed based on the measured temperature has been described. However, a method for controlling the charging voltage and / or charging current based on the temperature measurement result is also considered. It is done.

また、本実施の形態では、充電装置に使用する例を示したが、充電を行う電子機器であれば、本発明の効果を得ることが可能である。   In this embodiment, an example of using the charging device has been described. However, the effect of the present invention can be obtained as long as the electronic device performs charging.

例えば、電子機器本体内での充電制御が挙げられる。   For example, charging control within the electronic device main body can be mentioned.

また、測定温度をもとに制御を行う電子機器であれば、その制御内容にかかわらず、本発明の効果を得ることが可能である。   Moreover, if it is an electronic device which controls based on measured temperature, it is possible to acquire the effect of this invention irrespective of the control content.

次に、充電制御の流れを、図５のフローチャートに基づいて説明する。   Next, the flow of charge control will be described based on the flowchart of FIG.

充電制御マイコン１１９は、温度端子の電圧（Ｖ７ｏ）を測定する（ステップＳ２）。   The charge control microcomputer 119 measures the voltage (V7o) at the temperature terminal (step S2).

充電制御マイコン１１９は、温度端子電圧（Ｖ７ｏ）の測定結果、バッテリーパック１が装着されているかどうかを判断する（ステップＳ３）。   The charge control microcomputer 119 determines whether or not the battery pack 1 is attached as a result of the measurement of the temperature terminal voltage (V7o) (step S3).

具体的には、レギュレータ１０６の出力電圧を抵抗器１２５とサーミスタ１２８により分圧した電圧が、バッテリーパックが装着されている時の条件であるかどうかによって、バッテリーパック１の装着を判断している。   Specifically, whether or not the battery pack 1 is attached is determined based on whether or not the voltage obtained by dividing the output voltage of the regulator 106 by the resistor 125 and the thermistor 128 is a condition when the battery pack is attached. .

バッテリーパック１が装着されていない場合には、ステップＳ２に戻る。   If the battery pack 1 is not attached, the process returns to step S2.

バッテリーパック１が装着されている場合、充電制御マイコン１１９は、電流検知抵抗１１６の−側の測定点１１７を基準点とし、電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８の電圧（Ｖｒ）を測定する（ステップＳ４）。   When the battery pack 1 is mounted, the charge control microcomputer 119 measures the voltage (Vr) at the measurement point 118 on the + side of the current detection resistor 116 with the measurement point 117 on the − side of the current detection resistor 116 as a reference point. (Step S4).

そして、充電制御マイコン１１９は、内蔵する演算手段により、
Ｖ７ｃ＝Ｖ７ｏ−Ｖｒの演算を行う（ステップＳ５）。 Then, the charging control microcomputer 119 is operated by a built-in calculation means.
Calculation of V7c = V7o−Vr is performed (step S5).

充電制御マイコン１１９は、メモリ１２４に記憶する温度端子電圧とバッテリーパックの温度との関係を示すデータを参照する（ステップＳ６）。   The charge control microcomputer 119 refers to data indicating the relationship between the temperature terminal voltage stored in the memory 124 and the temperature of the battery pack (step S6).

充電制御マイコン１１９は、Ｖ７ｃの電圧をもとに、バッテリーパック１の温度を判断する（ステップＳ７）。   The charge control microcomputer 119 determines the temperature of the battery pack 1 based on the voltage of V7c (step S7).

次に、バッテリーパック１の充電温度範囲データを参照する（ステップＳ８）。   Next, reference is made to the charging temperature range data of the battery pack 1 (step S8).

次に、充電制御マイコン１１９は、検出したバッテリーパック１の温度に基づいて、急速充電を開始するか否かを判別する（ステップＳ９）。   Next, the charging control microcomputer 119 determines whether or not to start rapid charging based on the detected temperature of the battery pack 1 (step S9).

バッテリーパック１の温度が充電温度範囲である場合、充電制御マイコン１１９はバッテリーパック１の充電を開始する（ステップＳ１０）。   When the temperature of the battery pack 1 is within the charging temperature range, the charging control microcomputer 119 starts charging the battery pack 1 (step S10).

そして、充電制御マイコン１１９は、充電電流の低下によりセル１３０の充電量が充電終了の条件に達したか否かを判別する（ステップＳ１１）。   Then, the charge control microcomputer 119 determines whether or not the charge amount of the cell 130 has reached the condition for terminating the charge due to the decrease in the charge current (step S11).

セル１３０の充電量が充電終了の条件に達していなければステップＳ２に戻り、セル１３０の充電量が充電終了の条件に達していれば、本充電制御を終了する（ステップＳ１２）。   If the charge amount of the cell 130 has not reached the charge end condition, the process returns to step S2, and if the charge amount of the cell 130 has reached the charge end condition, the main charge control is ended (step S12).

ステップ９で充電待機条件である場合、充電を待機し（ステップＳ１３）、充電を待機する最大時間を設定するタイマーをスタートさせる（ステップＳ１４）。   If the charging standby condition is satisfied in step 9, charging is waited (step S13), and a timer for setting a maximum time for waiting for charging is started (step S14).

次に、温度待機を行う最大時間のタイマー時間が経過しているかを判断（ステップ１５）し、温度待機を行う最大時間が経過していなければステップ２に戻り、温度待機を行う最大時間が経過していれば、異常終了する（ステップＳ１６）。   Next, it is determined whether or not the maximum time for waiting for temperature has elapsed (step 15). If the maximum time for waiting for temperature has not elapsed, the process returns to step 2 and the maximum time for waiting for temperature has elapsed. If so, the process ends abnormally (step S16).

以上説明したように、充電制御マイコン１１９は、電流検知抵抗１１６の−側の測定点１１７を基準点とし、電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８の電圧（Ｖｒ）を測定して、充電電流を検出する。   As described above, the charge control microcomputer 119 measures the voltage (Vr) at the measurement point 118 on the positive side of the current detection resistor 116 with the measurement point 117 on the negative side of the current detection resistor 116 as a reference point, and performs charging. Detect current.

また、充電制御マイコン１１９は、温度端子７の電圧（Ｖ７ｏ）を測定すると、電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８の電圧（Ｖｒ）を減算して、温度端子７の電圧（Ｖ７ｃ）を算出する（Ｖ７ｃ＝Ｖ７ｏ−Ｖｒ）。   Further, when the charge control microcomputer 119 measures the voltage (V7o) at the temperature terminal 7, the voltage (Vr) at the measurement point 118 on the + side of the current detection resistor 116 is subtracted to obtain the voltage (V7c) at the temperature terminal 7. Calculate (V7c = V7o-Vr).

そして、Ｖ７ｃからバッテリーパック１の温度を判定するようにした。   And the temperature of the battery pack 1 was determined from V7c.

このことにより、電流検知抵抗による温度端子７の電圧の持ち上りによる測定誤差を補正することが可能になった。   This makes it possible to correct a measurement error due to a rise in voltage at the temperature terminal 7 due to the current detection resistor.

また、電流検知抵抗１１６のー側の測定点１１７から電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８までの回路抵抗と、電流検知抵抗１１６の＋側の測定点１１８からサーミスタ１２８と−端子４との接続点１２９までの回路抵抗を概略等しくした。   Further, the circuit resistance from the measurement point 117 on the negative side of the current detection resistor 116 to the measurement point 118 on the positive side of the current detection resistor 116, and the thermistor 128 and the negative terminal 4 from the measurement point 118 on the positive side of the current detection resistor 116. The circuit resistance up to the connection point 129 was made approximately equal.

更に、通常使用温度におけるサーミスタの抵抗値と抵抗器１２５の抵抗値を等しくすることにより、Ｖｒ＝Ｖｐ＝（Ｖｕ／２）＝ΔＶｄが成立する。   Furthermore, Vr = Vp = (Vu / 2) = ΔVd is established by making the resistance value of the thermistor equal to the resistance value of the resistor 125 at the normal use temperature.

この条件では、Ｖ７ｃ＝Ｖ７ｏ−Ｖｒの算出により、Ｖ７＝Ｖ７ｃとなるため、通常使用温度において、充電電流による測定誤差を適切に補正することが可能になった。   Under this condition, V7c = V7o−Vr is calculated to be V7 = V7c, so that the measurement error due to the charging current can be appropriately corrected at the normal use temperature.

本発明の実施の形態に係る充電システムの外観図である。1 is an external view of a charging system according to an embodiment of the present invention. 実施の形態の、充電装置とバッテリーパックからなる充電システムの電気回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric circuit of the charging system which consists of a charging device and a battery pack of embodiment. 充電装置の充電温度範囲を説明する図である。It is a figure explaining the charge temperature range of a charging device. 温度端子電圧とバッテリーパックの温度との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between a temperature terminal voltage and the temperature of a battery pack. 充電制御動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining charge control operation | movement.

符号の説明Explanation of symbols

１ バッテリーパック
２ バッテリーパックの＋端子
３ バッテリーパックの温度端子
４ バッテリーパックのー端子
５ 充電装置
６ 充電装置の＋端子
７ 充電装置の温度端子
８ 充電装置のー端子
９ 装着部
１０ ＡＣコード
１１ ＡＣプラグ
１０４ フォトカプラ
１０６ レギュレータ
１１２ ボリューム
１１５ 急速充電スイッチ
１１６ 電流検知抵抗
１１９ 充電制御マイコン
１２４ メモリ
１２８ サーミスタ
１３０ セル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery pack 2 Battery pack + terminal 3 Battery pack temperature terminal 4 Battery pack-terminal 5 Charging device 6 Charging device + terminal 7 Charging device temperature terminal 8 Charging device-terminal 9 Attached part 10 AC cord 11 AC Plug 104 Photocoupler 106 Regulator 112 Volume 115 Quick charge switch 116 Current detection resistor 119 Charge control microcomputer 124 Memory 128 Thermistor 130 Cell

Claims (6)

バッテリーパックと前記バッテリーパックを充電する充電装置を含む充電システムであって、
前記バッテリーパックは、
＋端子と、
−端子と、
前記＋端子と前記−端子との間に接続される二次電池セルと、
一方端が前記−端子に接続される温度検出素子と、前記温度検出素子の他方端が接続される温度端子とを有し、
前記充電装置は、
前記温度端子の接続部と、
前記接続部の電圧を測定する第１の電圧測定手段と、
前記二次電池セルを充電する際の充電電流を検知するための電流検知抵抗と、
前記電流検知抵抗の両端の電圧を測定する第２の電圧測定手段と、
前記第１の電圧測定手段によって測定される前記接続部の電圧から前記第２の電圧測定手段によって測定される前記電流検知抵抗の両端の電圧を減算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいてバッテリーパックの温度を判定する温度判定手段と、
前記温度判定手段の判定結果により前記充電を制御する制御部とを有することを特徴とする充電システム。 A charging system including a battery pack and a charging device for charging the battery pack,
The battery pack is
+ Terminal,
A terminal;
A secondary battery cell connected between the + terminal and the-terminal;
A temperature detection element having one end connected to the-terminal and a temperature terminal connected to the other end of the temperature detection element;
The charging device is:
A connecting portion of the temperature terminal;
First voltage measuring means for measuring the voltage of the connecting portion;
A current detection resistor for detecting a charging current when charging the secondary battery cell;
Second voltage measuring means for measuring the voltage across the current sensing resistor;
Arithmetic means for subtracting the voltage across the current sensing resistor measured by the second voltage measuring means from the voltage of the connecting part measured by the first voltage measuring means;
Temperature determination means for determining the temperature of the battery pack based on the calculation result by the calculation means;
And a control unit that controls the charging according to a determination result of the temperature determination unit. 前記電流検知抵抗の電圧測定点から前記電流検知抵抗の電圧測定の基準点までの回路抵抗を、前記バッテリーパックの前記温度検出素子と前記−端子との電気的接続点から前記電流検知抵抗の電圧測定点までの回路抵抗と概略等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。   The circuit resistance from the voltage measurement point of the current detection resistor to the reference point of the voltage measurement of the current detection resistor, the voltage of the current detection resistor from the electrical connection point of the temperature detection element and the-terminal of the battery pack The charging system according to claim 1, wherein the charging system is approximately equal to a circuit resistance up to a measurement point. 前記第１の電圧測定手段の基準電圧を発生するための基準電圧発生手段と、
前記基準電圧から前記接続部に接続される抵抗器とを有し、
前記抵抗器の抵抗値を、前記温度検出素子の抵抗値と等しくしたことを特徴とする、請求項１または２に記載の充電システム。 A reference voltage generating means for generating a reference voltage of the first voltage measuring means;
A resistor connected to the connection from the reference voltage;
The charging system according to claim 1, wherein a resistance value of the resistor is equal to a resistance value of the temperature detection element. ＋端子と、−端子と、前記＋端子と前記−端子との間に接続される二次電池セルと、一方端が前記−端子に接続される温度検出素子と、前記温度検出素子の他方端が接続される温度端子を有するバッテリーパックを充電する充電装置であって、
前記温度端子の接続部と、
前記接続部の電圧を測定する第１の電圧測定手段と、
前記二次電池セルを充電する際の充電電流を検知するための電流検知抵抗と、
前記電流検知抵抗の両端の電圧を測定する第２の電圧測定手段と、
前記第１の電圧測定手段によって測定される前記接続部の電圧から前記第２の電圧測定手段によって測定される前記電流検知抵抗の両端の電圧を減算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいてバッテリーパックの温度を判定する温度判定手段と、
前記温度判定手段の判定結果により前記充電を制御する制御部とを有することを特徴とする充電装置。 A positive terminal, a negative terminal, a secondary battery cell connected between the positive terminal and the negative terminal, a temperature detection element having one end connected to the negative terminal, and the other end of the temperature detection element A charging device for charging a battery pack having a temperature terminal to which is connected,
A connecting portion of the temperature terminal;
First voltage measuring means for measuring the voltage of the connecting portion;
A current detection resistor for detecting a charging current when charging the secondary battery cell;
Second voltage measuring means for measuring the voltage across the current sensing resistor;
Arithmetic means for subtracting the voltage across the current sensing resistor measured by the second voltage measuring means from the voltage of the connecting part measured by the first voltage measuring means;
Temperature determination means for determining the temperature of the battery pack based on the calculation result by the calculation means;
And a control unit that controls the charging based on a determination result of the temperature determination unit. 前記電流検知抵抗の電圧測定点から前記電流検知抵抗の電圧測定の基準点までの回路抵抗を、前記バッテリーパックの前記温度検出素子と前記−端子との電気的接続点から前記電流検知抵抗の電圧測定点までの回路抵抗と概略等しくしたことを特徴とする請求項４に記載の充電装置。   The circuit resistance from the voltage measurement point of the current detection resistor to the reference point of the voltage measurement of the current detection resistor, the voltage of the current detection resistor from the electrical connection point of the temperature detection element and the-terminal of the battery pack The charging device according to claim 4, wherein the charging device is approximately equal to the circuit resistance up to the measurement point. 前記第１の電圧測定手段の基準電圧を発生するための基準電圧発生手段と、
前記基準電圧から前記接続部に接続される抵抗器とを有し、
前記抵抗器の抵抗値を、前記温度検出素子の抵抗値と等しくしたことを特徴とする、請求項４または５に記載の充電装置。 A reference voltage generating means for generating a reference voltage of the first voltage measuring means;
A resistor connected to the connection from the reference voltage;
The charging device according to claim 4 or 5, wherein a resistance value of the resistor is equal to a resistance value of the temperature detection element.
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