JP5887531B2 - Charger - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池を充電する充電器に関する。   The present invention relates to a charger for charging a secondary battery.

従来より、各種の携帯用機器などの電源として、二次電池が利用されている。二次電池は、充放電の繰り返しのサイクル数が増加するにつれて放電容量が低下するため、繰り返して使用できる充電回数に限界がある。そのため、二次電池を充電する充電器には、二次電池への充電時に二次電池の寿命の判別を行うものがある。   Conventionally, a secondary battery has been used as a power source for various portable devices. Since the secondary battery has a reduced discharge capacity as the number of repeated charge / discharge cycles increases, there is a limit to the number of times it can be repeatedly used. For this reason, some chargers that charge the secondary battery determine the life of the secondary battery when charging the secondary battery.

この種の充電器として、二次電池を備えた電池パックの電池電圧を検出する電池電圧検出回路と、検出された電池電圧と所定時間前の電池電圧とから電池電圧勾配を演算する電池電圧勾配演算手段とを有する充電装置が知られている(たとえば、特許文献1参照。)。   As this type of charger, a battery voltage detection circuit that detects a battery voltage of a battery pack including a secondary battery, and a battery voltage gradient that calculates a battery voltage gradient from the detected battery voltage and a battery voltage a predetermined time ago 2. Description of the Related Art A charging device having an arithmetic means is known (for example, see Patent Document 1).

特許文献1の充電装置は、充電開始前の電池パックの電圧が所定電圧値以下であって、充電開始後所定時間内の電池電圧勾配が第1の所定値以上である場合は、二次電池は寿命であると判別する。また、充電装置は、LEDを備えており、電池パックの寿命劣化具合を表示する。   When the battery pack voltage before starting charging is equal to or lower than a predetermined voltage value and the battery voltage gradient within a predetermined time after starting charging is equal to or higher than a first predetermined value, Is determined to be a lifetime. Moreover, the charging device is provided with LED, and displays the lifetime deterioration condition of a battery pack.

これにより、充電装置は、二次電池の寿命を判別でき、二次電池の劣化状態をユーザに簡易に認知させることができる、としている。   Thereby, the charging device can determine the lifetime of the secondary battery, and can make the user easily recognize the deterioration state of the secondary battery.

また、二次電池である電池セルの劣化を測定する電池劣化測定装置として、電池セルの電圧を測定する電圧測定部と、電池セルの充電電流を測定する電流測定部と、電池セルの劣化率を判断する制御部とを備えたものも知られている(たとえば、特許文献2参照。)。   In addition, as a battery deterioration measuring device for measuring deterioration of a battery cell that is a secondary battery, a voltage measuring unit that measures the voltage of the battery cell, a current measuring unit that measures a charging current of the battery cell, and a deterioration rate of the battery cell There is also known one provided with a control unit for judging the above (for example, see Patent Document 2).

特許文献2の電池劣化測定装置は、電池セルへの定電流充電中に供給される充電電流が、第1の充電電流値の場合に、電圧測定部で測定した電圧値から第1のセル電圧を得る。また、電池劣化測定装置は、充電電流が第1の充電電流値よりも低い第2の充電電流値に変化した場合に、電圧測定部で測定した電圧値から第2のセル電圧を得る。そして、電池劣化測定装置は、制御部が、第1のセル電圧と第2のセル電圧とに基づいて電池セルの内部抵抗を算出し、電池セルの劣化率を判断する。   In the battery deterioration measuring apparatus of Patent Document 2, when the charging current supplied during constant current charging to the battery cell is the first charging current value, the first cell voltage is calculated from the voltage value measured by the voltage measuring unit. Get. The battery deterioration measuring device obtains the second cell voltage from the voltage value measured by the voltage measuring unit when the charging current changes to the second charging current value lower than the first charging current value. In the battery deterioration measuring apparatus, the control unit calculates the internal resistance of the battery cell based on the first cell voltage and the second cell voltage, and determines the deterioration rate of the battery cell.

これにより、特許文献2の電池劣化測定装置は、二次電池の劣化を正確に判別して二次電池を充電することができる、としている。   Thereby, the battery deterioration measuring device of Patent Document 2 is able to accurately determine the deterioration of the secondary battery and charge the secondary battery.

特開2007−24541号公報JP 2007-24541 A 特開2008−123961号公報JP 2008-123961 A

ところで、二次電池には、充電回数の少ない初期段階から内部抵抗が高いものや、逆に、内部抵抗の低いものなど二次電池の種類やばらつきなどによって様々のものがある。また、二次電池は、充電を行う二次電池の残存容量にも起因して充電開始前の二次電池の電圧が大きく異なる傾向にある。   By the way, there are various types of secondary batteries depending on the type and variation of the secondary battery, such as those having a high internal resistance from the initial stage where the number of times of charging is low and those having a low internal resistance. In addition, secondary batteries tend to have greatly different voltages of secondary batteries before charging due to the remaining capacity of the secondary battery to be charged.

しかしながら、特許文献1に記載された充電装置では、充電開始前の電圧を寿命の判別に利用しているため、二次電池の種類などや二次電池の残存容量によって、誤判別を生ずる可能性が高くなる恐れがある。特許文献2の電池劣化測定装置では、二次電池の充電電流と電圧とを正確に測定する必要があり、測定誤差が生じ易くなる恐れがある。   However, in the charging device described in Patent Document 1, since the voltage before the start of charging is used for determining the life, there is a possibility of erroneous determination depending on the type of secondary battery and the remaining capacity of the secondary battery. May increase. In the battery deterioration measuring apparatus of Patent Document 2, it is necessary to accurately measure the charging current and voltage of the secondary battery, and there is a risk that measurement errors are likely to occur.

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、二次電池の種類や充電開始前の二次電池の残存容量によらず、より正確に二次電池の劣化を判別することが可能な充電器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons, and it is possible to more accurately determine the deterioration of the secondary battery regardless of the type of the secondary battery and the remaining capacity of the secondary battery before the start of charging. Is to provide a simple charger.

本発明の充電器は、充電回数を重ねると内部抵抗が増加する二次電池へ充電電流を出力する出力回路部と、上記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、定電流で上記充電電流を流す定電流充電と該定電流充電後に定電圧で上記充電電流を流す定電圧充電とを行うように上記出力回路部を制御する制御部とを有する充電器であって、上記制御部は、上記定電流充電中に、上記電圧検出部が検出する第1電圧と、該第1電圧を検出後に上記電圧検出部が検出する第2電圧と、上記第1電圧の検出時から上記第2電圧の検出時までの時間とに基づいて該時間における上記第1電圧と上記第2電圧との電圧変化の勾配を演算し、上記勾配が所定値以下の場合に上記二次電池が劣化していると判別を行っており、上記定電流充電は、上記充電電流の定電流値を段階的に減少させる複数の期間で行われ、少なくとも、上記二次電池への充電が開始される第1期間と、上記定電圧充電の充電開始直前における第2期間と、上記第1期間と上記第2期間との間であって上記出力回路部から上記第1期間に出力される第1定電流値および上記第2期間に出力される第2定電流値とは異なる第3定電流値を出力させる第3期間とを含み、上記制御部は、上記第3期間を複数の領域に分け、該複数の領域それぞれの上記勾配を演算するとともに、複数の上記勾配を用いて上記判別をすることを特徴とする。 The charger of the present invention includes an output circuit unit that outputs a charging current to a secondary battery whose internal resistance increases as the number of times of charging is increased, a voltage detection unit that detects the voltage of the secondary battery, and the charging with a constant current. A charger having a control unit for controlling the output circuit unit so as to perform constant current charging for supplying current and constant voltage charging for supplying the charging current at a constant voltage after the constant current charging, wherein the control unit includes: during the constant current charging, a first voltage that detect the above voltage detecting unit, and a second voltage which the voltage detecting unit with the first voltage after detection detects, the first from the detection of the first voltage The gradient of the voltage change between the first voltage and the second voltage is calculated based on the time until the detection of two voltages, and the secondary battery deteriorates when the gradient is equal to or less than a predetermined value. has been carried out and to have a different determine, the constant current charging, constant of the charging current It is performed in a plurality of periods in which the flow value is decreased stepwise, and at least a first period in which charging of the secondary battery is started, a second period immediately before starting charging of the constant voltage charging, and the first A third constant different from the first constant current value output during the first period and the second constant current value output during the second period between the output period and the second period. A third period for outputting a current value, wherein the control unit divides the third period into a plurality of regions, calculates the gradient of each of the plurality of regions, and uses the plurality of gradients to perform the determination. and it said to Rukoto a.

この充電器において、上記判別した結果を外部に報知する報知部を有することが好ましい。 In this charger, Rukoto to have a notification section for notifying the result of determination above SL outside is preferred.

本発明とは別の充電器は、二次電池へ充電電流を出力する出力回路部と、上記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、定電流で上記充電電流を流す定電流充電と該定電流充電後に定電圧で上記充電電流を流す定電圧充電とを行うように上記出力回路部を制御する制御部とを有する充電器であって、上記制御部は、上記定電流充電中に、上記電圧検出部が検出する第1電圧と、該第1電圧を検出後に上記電圧検出部が検出する第2電圧と、上記第1電圧の検出時から上記第2電圧の検出時までの時間とに基づいて該時間における上記第1電圧と上記第2電圧との電圧変化の勾配を演算し、上記勾配が所定値以下の場合に上記二次電池が劣化していると判別を行っており、上記二次電池を有する電池パックに記憶素子が設けられており、上記制御部は、上記記憶素子に上記二次電池への充電回数と該充電回数における上記二次電池の上記勾配とを対応付けて記憶させるとともに、充電回数が所定回数以下の初期段階の上記勾配と上記初期段階よりも充電回数の多い段階の上記勾配とを比較して、上記電池パックごとの上記二次電池の上記初期段階の上記勾配のばらつきを排除することを特徴とする。 A charger different from the present invention includes an output circuit unit that outputs a charging current to a secondary battery, a voltage detection unit that detects a voltage of the secondary battery, and a constant current charging that causes the charging current to flow at a constant current. And a control unit that controls the output circuit unit so as to perform constant voltage charging that causes the charging current to flow at a constant voltage after the constant current charging, wherein the control unit is configured to perform the constant current charging during the constant current charging. The first voltage detected by the voltage detection unit, the second voltage detected by the voltage detection unit after detecting the first voltage, and the time from the detection of the first voltage to the detection of the second voltage Based on the above, the gradient of the voltage change between the first voltage and the second voltage at the time is calculated, and it is determined that the secondary battery has deteriorated when the gradient is equal to or less than a predetermined value. , storage elements in the battery pack having an upper Symbol secondary battery is provided with, the system The unit stores the number of times of charging the secondary battery and the gradient of the secondary battery at the number of times of charging in the storage element, and stores the gradient at the initial stage where the number of times of charging is equal to or less than a predetermined number of times and the than the initial stage by comparing the slope of the high stage of charging times, it characterized that you eliminate variations in the slope of the initial stage of the secondary battery for each of the battery pack.

本発明の充電器は、二次電池の種類や充電開始前の二次電池の残存容量によらず、より正確に二次電池の劣化を判別することが可能となる。   The charger of the present invention can more accurately determine the deterioration of the secondary battery regardless of the type of the secondary battery and the remaining capacity of the secondary battery before the start of charging.

実施形態1の充電器および充電器に接続される電池パックを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the battery pack connected to the charger of Embodiment 1, and a charger. 同上の充電器で充電する二次電池の充電電流特性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the charging current characteristic of the secondary battery charged with the charger same as the above. 同上の充電器で充電する二次電池の電池電圧特性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the battery voltage characteristic of the secondary battery charged with the charger same as the above. 同上の充電器で検知する二次電池の電気特性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the electrical property of the secondary battery detected with the charger same as the above. 実施形態2の充電器で充電する二次電池の充電電流特性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the charging current characteristic of the secondary battery charged with the charger of Embodiment 2. FIG. 同上の充電器で充電する二次電池の電池電圧特性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the battery voltage characteristic of the secondary battery charged with the charger same as the above. 同上の充電器で検知する二次電池の電気特性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the electrical property of the secondary battery detected with the charger same as the above. 実施形態3の充電器で充電する二次電池の充電電流特性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the charging current characteristic of the secondary battery charged with the charger of Embodiment 3. FIG. 同上の充電器で充電する二次電池の電池電圧特性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the battery voltage characteristic of the secondary battery charged with the charger same as the above.

(実施形態1)
図1ないし図4に基づいて、本実施形態の充電器10および充電器10に接続される電池パック20について説明する。なお、各図において、同様の構成要素に対しては、同じ番号を付して重複する説明を省略している。
(Embodiment 1)
Based on FIG. 1 thru | or FIG. 4, the battery pack 20 connected to the charger 10 of this embodiment and the charger 10 is demonstrated. In addition, in each figure, the same number is attached | subjected with respect to the same component, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態の充電器10は、図1で示すように、商用電源などの外部電源ACを用いて二次電池21を充電するものであり、二次電池21は、充電器10のケース(図示していない)に着脱自在に配置することが可能な電池パック20に内蔵されている。二次電池21は、二個の素電池E1,E2を電気的に直列接続させたものを用いている。   As shown in FIG. 1, the charger 10 of the present embodiment charges a secondary battery 21 using an external power source AC such as a commercial power source. The secondary battery 21 is a case of the charger 10 (FIG. (Not shown) is built in the battery pack 20 that can be detachably disposed. As the secondary battery 21, a battery in which two unit cells E1, E2 are electrically connected in series is used.

本実施形態の充電器10は、二次電池21へ充電電流を出力する出力回路部3と、二次電池21の電圧を検出する電圧検出部2とを有している。また、充電器10は、定電流で充電電流を流す定電流充電と定電流充電後に定電圧で充電電流を流す定電圧充電とを行うように出力回路部3を制御する制御部1を有している。制御部1は、定電流充電中に、電圧検出部2が検出する第1電圧と、第1電圧を検出後に電圧検出部2が検出する第2電圧と、第1電圧の検出時から第2電圧の検出時までの時間とに基づいて該時間における第1電圧と第2電圧との電圧変化の勾配を演算する。制御部1は、演算した電圧変化の勾配が予め定めた所定値以下の場合に二次電池21が劣化していると判別する。本実施形態の充電器10は、判別した結果を外部に報知する報知部6を有している。   The charger 10 of this embodiment includes an output circuit unit 3 that outputs a charging current to the secondary battery 21 and a voltage detection unit 2 that detects the voltage of the secondary battery 21. The charger 10 also includes a control unit 1 that controls the output circuit unit 3 so as to perform constant current charging in which a charging current is supplied with a constant current and constant voltage charging in which a charging current is supplied with a constant voltage after constant current charging. ing. During the constant current charging, the control unit 1 detects the first voltage detected by the voltage detection unit 2, the second voltage detected by the voltage detection unit 2 after detecting the first voltage, and the second voltage from the time of detection of the first voltage. Based on the time until the voltage is detected, the gradient of the voltage change between the first voltage and the second voltage at the time is calculated. The control unit 1 determines that the secondary battery 21 is deteriorated when the calculated gradient of the voltage change is equal to or less than a predetermined value. The charger 10 of this embodiment has a notification unit 6 that notifies the determined result to the outside.

より具体的には、本実施形態の充電器10は、図2に示すように、充電開始時となる時刻t11から定電流で充電電流を二次電池21へ流す。そして、充電器10は、後述する電池パック20の定電圧制御素子26からの信号に基づいて、制御部1が出力回路部3を制御することにより、定電流充電から定電圧充電への切替を時刻t16で行う(図3を参照)。すなわち、充電器10は、時刻t11から所定の時刻t16の間、定電流充電を行う。また、充電器10は、定電流充電後となる時刻t16の経過後から時刻t17までの間、定電圧で充電電流を二次電池21へ流す定電圧充電を行う。そして、充電器10は、定電圧充電中に、二次電池21の充電が進めば充電電流が徐々に減少する。充電器10は、電池パック20に設けられた定電圧制御素子26からの信号により、制御部1が二次電池21が満充電になったとして時刻t17で、二次電池21への充電を停止させる。言い換えると、本実施形態の充電器10は、定電流充電と、定電流充電後に定電流充電から切り替えた定電圧充電とで二次電池21への充電を行っている。これにより、充電器10は、定電流充電だけで充電を行う場合に生じ易い二次電池21の過充電を抑制しつつ、定電圧充電だけで充電を行うものと比較して、二次電池21の充電に要する時間を短くすることが可能となる。   More specifically, as shown in FIG. 2, the charger 10 of the present embodiment flows a charging current to the secondary battery 21 with a constant current from time t <b> 11 when charging starts. The charger 10 switches from constant current charging to constant voltage charging by the control unit 1 controlling the output circuit unit 3 based on a signal from a constant voltage control element 26 of the battery pack 20 described later. This is performed at time t16 (see FIG. 3). That is, the charger 10 performs constant current charging from time t11 to a predetermined time t16. Further, the charger 10 performs constant voltage charging in which the charging current is supplied to the secondary battery 21 at a constant voltage from the time t16 after the constant current charging until the time t17. In the charger 10, the charging current gradually decreases as the charging of the secondary battery 21 proceeds during constant voltage charging. The charger 10 stops charging the secondary battery 21 at time t17, assuming that the secondary battery 21 is fully charged by a signal from the constant voltage control element 26 provided in the battery pack 20. Let In other words, the charger 10 of the present embodiment charges the secondary battery 21 by constant current charging and constant voltage charging switched from constant current charging after constant current charging. Thereby, the charger 10 suppresses the overcharge of the secondary battery 21 that is likely to occur when charging is performed only by constant current charging, and compared with the battery that performs charging only by constant voltage charging. The time required for charging can be shortened.

ところで、リチウムイオン二次電池(以下、リチウム二次電池ともいう)などを代表とする二次電池21では、二次電池21の充電回数を重ねると内部抵抗の増加などにより、二次電池21の充電や放電の電気特性が劣化する傾向にある。そのため、二次電池21は、充電回数の少ない初期段階の二次電池21の電気特性と、充電回数が多い段階の劣化した二次電池21の電気特性とが異なる。二次電池21は、たとえば、図4に示すように、定電流充電中における二次電池21の電気特性が、初期段階の二次電池21の電気特性(図4中の一点鎖線を参照)から劣化した二次電池21の電気特性(図4中の実線を参照)へと変化する。初期段階の二次電池21は、定電流充電中に、時刻t13で二次電池21の充電電圧が電圧Va、時刻t15において電圧Vbとなる電気特性を示す。すなわち、初期段階の二次電池21は、電圧Vaの検出時である時刻t13から電圧Vbの検出時である時刻t15までの時間における電圧Vaと電圧Vbとの電圧変化の勾配の特性を示す。これに対し、劣化した二次電池21では、定電流充電中に、時刻t12において電圧Va、時刻t14において電圧Vbとなる。劣化した二次電池21は、電圧Vaの検出時である時刻t12から電圧Vbの検出時である時刻t14までの時間における電圧Vaと電圧Vbとの電圧変化の勾配の特性を示す。そのため、劣化した二次電池21の勾配は、初期段階の二次電池21の勾配と比較して、勾配の角度が時間に対して緩やかになる傾向を示す(図4を参照)。   By the way, in the secondary battery 21 typified by a lithium ion secondary battery (hereinafter also referred to as a lithium secondary battery) or the like, if the secondary battery 21 is charged a number of times, the internal resistance increases. Electric characteristics of charge and discharge tend to deteriorate. Therefore, the secondary battery 21 is different in the electrical characteristics of the secondary battery 21 in the initial stage where the number of times of charging is small and the electrical characteristics of the degraded secondary battery 21 in the stage where the number of times of charging is large. For example, as shown in FIG. 4, the secondary battery 21 has an electrical characteristic of the secondary battery 21 during constant current charging from the electrical characteristic of the secondary battery 21 in the initial stage (refer to the one-dot chain line in FIG. 4). The electrical characteristics of the deteriorated secondary battery 21 change (see the solid line in FIG. 4). The secondary battery 21 in the initial stage exhibits electrical characteristics in which the charging voltage of the secondary battery 21 becomes the voltage Va at time t13 and the voltage Vb at time t15 during constant current charging. That is, the secondary battery 21 in the initial stage shows the characteristics of the gradient of the voltage change between the voltage Va and the voltage Vb in the time from the time t13 when the voltage Va is detected to the time t15 when the voltage Vb is detected. On the other hand, in the deteriorated secondary battery 21, during constant current charging, the voltage Va is at time t12 and the voltage Vb is at time t14. The deteriorated secondary battery 21 shows the characteristics of the gradient of the voltage change between the voltage Va and the voltage Vb in the time from the time t12 when the voltage Va is detected to the time t14 when the voltage Vb is detected. Therefore, the gradient of the deteriorated secondary battery 21 tends to be gentler with respect to time than the gradient of the secondary battery 21 in the initial stage (see FIG. 4).

本実施形態の充電器10は、予め所定の第1電圧として電圧Vaを設定しており、電圧検出部2が電圧Vaを検出する検出時の時刻t12を計時している。同様に、本実施形態の充電器10は、予め所定の第2電圧として電圧Vbを設定しており、電圧検出部2が電圧Vbを検出する検出時の時刻t14を計時している。そして、制御部1は、電圧Vaの検出時から電圧Vbの検出時までの時間(t14−t12)における電圧Vaと電圧Vbとの電圧変化の勾配を演算している。なお、本実施形態の充電器10は、予め設定した電圧に基づいて制御部1が電圧変化の勾配を演算しているものだけに限られない。したがって、本実施形態の充電器10は、予め設定した時刻ごとの二次電池21の充電電圧を測定し、予め設定した時刻間の電圧変化の勾配を演算するものでもよい。   The charger 10 of the present embodiment previously sets the voltage Va as a predetermined first voltage, and measures the time t12 at the time of detection when the voltage detector 2 detects the voltage Va. Similarly, the charger 10 of the present embodiment sets the voltage Vb as a predetermined second voltage in advance, and measures the time t14 at the time of detection when the voltage detector 2 detects the voltage Vb. Then, the control unit 1 calculates the gradient of the voltage change between the voltage Va and the voltage Vb in the time (t14-t12) from the time when the voltage Va is detected until the time when the voltage Vb is detected. In addition, the charger 10 of this embodiment is not restricted to what the control part 1 is calculating the gradient of a voltage change based on the preset voltage. Therefore, the charger 10 of the present embodiment may measure the charging voltage of the secondary battery 21 for each preset time and calculate the gradient of the voltage change between the preset times.

本実施形態の充電器10は、定電流充電中における電圧変化の勾配が予め設定した所定値以下の場合に、制御部1が二次電池21が劣化していると判別する。充電器10は、電圧変化の勾配を演算するための所定の第1電圧や所定の第2電圧を、二次電池21の劣化を判別する所望の基準に応じて適宜に設定しておけばよい。充電器10は、定電流充電中の電圧変化の勾配により、二次電池21の劣化を判別しているため、二次電池21の種類や充電開始前の二次電池21の残存容量によらず、二次電池21の劣化を判別することができる。言い換えれば、本実施形態の充電器10は、二次電池21の定電流充電を利用して、二次電池21の劣化を判別する電池劣化判別装置として機能する。なお、充電器10は、時刻t11から時刻t16の定電流充電中に、電圧変化の複数の勾配を演算してもよい。充電器10は、複数の勾配それぞれの平均値などを用いることで二次電池21における劣化の判別の精度を高めることもできる。   In the charger 10 of the present embodiment, the control unit 1 determines that the secondary battery 21 has deteriorated when the gradient of the voltage change during constant current charging is equal to or less than a predetermined value set in advance. The charger 10 may set the predetermined first voltage and the predetermined second voltage for calculating the gradient of the voltage change as appropriate according to a desired standard for determining the deterioration of the secondary battery 21. . Since the charger 10 determines the deterioration of the secondary battery 21 based on the gradient of voltage change during constant current charging, the charger 10 does not depend on the type of the secondary battery 21 or the remaining capacity of the secondary battery 21 before the start of charging. The deterioration of the secondary battery 21 can be determined. In other words, the charger 10 of this embodiment functions as a battery deterioration determination device that determines the deterioration of the secondary battery 21 by using constant current charging of the secondary battery 21. Note that the charger 10 may calculate a plurality of gradients of the voltage change during constant current charging from time t11 to time t16. The charger 10 can also increase the accuracy of determining deterioration in the secondary battery 21 by using an average value of each of a plurality of gradients.

以下、本実施形態の充電器10の構成について、より詳細に説明する。   Hereinafter, the structure of the charger 10 of this embodiment is demonstrated in detail.

充電器10は、電池パック20が充電器10のケースに装着されることで、充電器10側と、電池パック20側とを電気的に接続させ、外部電源ACからの電力を変換して給電し二次電池21の充電が可能となるように構成している。充電器10は、外部電源ACと電気的に接続可能な整流回路部4を備えている。整流回路部4は、図示していないが、たとえば、ダイオードブリッジ回路を備え、外部電源ACとヒューズを介してダイオードブリッジ回路に接続させている。また、整流回路部4は、ダイオードブリッジ回路の出力端間に平滑コンデンサを接続させ、ダイオードブリッジ回路で整流された直流電圧を平滑コンデンサにて平滑化する構成とすることができる。充電器10は、整流回路部4の出力端に、二次電池21への充電電流を出力する出力回路部3を電気的に接続させている。また、充電器10は、出力回路部3の出力端を二次電池充電用の第1絶縁トランス7の一次側と接続させている。充電器10は、第1絶縁トランス7の二次側を、一対の端子13,13と各別に接続させている。充電器10は、充電器10の端子13,13と、電池パック20に内蔵された二次電池21と電気的に接続された端子23,23とを電気的に接続できるように構成している。   When the battery pack 20 is attached to the case of the charger 10, the charger 10 electrically connects the charger 10 side and the battery pack 20 side, converts power from the external power supply AC, and supplies power. The secondary battery 21 can be charged. The charger 10 includes a rectifier circuit unit 4 that can be electrically connected to an external power supply AC. Although not shown, the rectifier circuit unit 4 includes, for example, a diode bridge circuit, and is connected to the diode bridge circuit via an external power supply AC and a fuse. The rectifier circuit unit 4 can be configured to connect a smoothing capacitor between the output terminals of the diode bridge circuit and smooth the DC voltage rectified by the diode bridge circuit with the smoothing capacitor. In the charger 10, an output circuit unit 3 that outputs a charging current to the secondary battery 21 is electrically connected to an output terminal of the rectifier circuit unit 4. Moreover, the charger 10 has connected the output terminal of the output circuit part 3 with the primary side of the 1st insulation transformer 7 for secondary battery charge. In the charger 10, the secondary side of the first insulating transformer 7 is connected to the pair of terminals 13 and 13 separately. The charger 10 is configured so that the terminals 13 and 13 of the charger 10 and the terminals 23 and 23 electrically connected to the secondary battery 21 built in the battery pack 20 can be electrically connected. .

なお、充電器10は、充電器10の端子13と電池パック20の端子23とを直接に電気的機械的に接続させているがこれに限られるものだけではない。充電器10は、充電器10側と電池パック20側とを絶縁トランス(図示していない)などを用いて、機械的に無接触で電気的に接続を行う構成としてもよい。すなわち、充電器10は、非接触充電が可能な構成としてもよい。   In the charger 10, the terminal 13 of the charger 10 and the terminal 23 of the battery pack 20 are directly and mechanically connected. However, the present invention is not limited to this. The charger 10 may be configured such that the charger 10 side and the battery pack 20 side are electrically connected mechanically without contact using an insulating transformer (not shown). That is, the charger 10 may be configured to be capable of non-contact charging.

充電器10は、外部電源ACから供給された交流電流を整流回路部4で整流した後、出力回路部3および第1絶縁トランス7を介して、所定の電圧に変圧し端子13から電池パック20側へ出力させる。これにより、充電器10は、直流定圧電源として電池パック20の二次電池21に充電電流を供給することができる。   The charger 10 rectifies the alternating current supplied from the external power source AC by the rectifier circuit unit 4, then transforms it to a predetermined voltage via the output circuit unit 3 and the first insulation transformer 7, and converts the battery pack 20 from the terminal 13. Output to the side. Thereby, the charger 10 can supply a charging current to the secondary battery 21 of the battery pack 20 as a DC constant pressure power source.

出力回路部3は、第1絶縁トランス7への電力供給のオン・オフや第1絶縁トランス7へ流れる電流量を調節する出力調整部として機能する。出力回路部3は、フォトカプラ9を介して制御部1と接続している。制御部1は、第1絶縁トランス7の二次側に設けられた電圧検出部2と電気的に接続されている。   The output circuit unit 3 functions as an output adjustment unit that adjusts the on / off of power supply to the first insulation transformer 7 and the amount of current flowing to the first insulation transformer 7. The output circuit unit 3 is connected to the control unit 1 via a photocoupler 9. The control unit 1 is electrically connected to the voltage detection unit 2 provided on the secondary side of the first insulation transformer 7.

制御部1は、たとえば、マイクロコンピュータなどの所定の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)を備えたものにより構成することができる。制御部1は、二次電池21の電圧変化の勾配を演算できるように、時刻を計時する計時部を備えている。また、制御部1は、二次電池21の劣化の判定に用いるための所定の第1電圧や所定の第2電圧を記憶させるメモリ部を備えている。メモリ部は、電圧検出部2が検出した計時部で計時している時刻を記憶可能としている。さらに、制御部1は、所定の制御プログラムが記録された不揮発性の半導体素子であるROM(Read Only Memory)を記憶装置として備えている。制御部1は、電圧検出部2により検出した電圧の信号をデジタル値に変換するADコンバータを備えている。制御部1は、ROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、フォトカプラ9を介して出力回路部3へ制御信号を出力し二次電池21への充電動作を制御することができる。   The control unit 1 can be configured by, for example, a microcomputer provided with a CPU (Central Processing Unit) that executes predetermined arithmetic processing. The control unit 1 includes a time measuring unit that measures time so that the gradient of the voltage change of the secondary battery 21 can be calculated. In addition, the control unit 1 includes a memory unit that stores a predetermined first voltage and a predetermined second voltage that are used for determining deterioration of the secondary battery 21. The memory unit can store the time measured by the time measuring unit detected by the voltage detection unit 2. Further, the control unit 1 includes a ROM (Read Only Memory) which is a nonvolatile semiconductor element in which a predetermined control program is recorded as a storage device. The control unit 1 includes an AD converter that converts a voltage signal detected by the voltage detection unit 2 into a digital value. The control unit 1 can control the charging operation to the secondary battery 21 by executing a control program stored in the ROM and outputting a control signal to the output circuit unit 3 via the photocoupler 9.

電圧検出部2は、たとえば、二次電池21が電気的に接続された端子13,13間の電圧を検出する回路であり、抵抗器を用いて構成することができる。電圧検出部2は、抵抗器の電圧降下により生じる電圧を二次電池21の電圧として制御部1へ出力する。   The voltage detection part 2 is a circuit which detects the voltage between the terminals 13 and 13 to which the secondary battery 21 is electrically connected, for example, and can be configured using a resistor. The voltage detection unit 2 outputs the voltage generated by the voltage drop of the resistor to the control unit 1 as the voltage of the secondary battery 21.

出力回路部3は、たとえば、MOSトランジスタよりなるスイッチング素子を備えており、スイッチング素子は、制御部1からの制御信号となるPWM信号によって、オン・オフ制御される。すなわち、スイッチング素子は、PWM信号に基づいて、スイッチング素子のスイッチング周波数およびオン時間が制御される。充電器10は、制御部1が電圧検出部2の検出結果などに基づく制御信号を出力し、制御信号となるPWM信号に対応して出力回路部3のスイッチング素子が駆動されて電池パック20に所望の充電電流が出力される。   The output circuit unit 3 includes a switching element made of, for example, a MOS transistor, and the switching element is on / off controlled by a PWM signal serving as a control signal from the control unit 1. That is, the switching frequency and on-time of the switching element are controlled based on the PWM signal. In the charger 10, the control unit 1 outputs a control signal based on the detection result of the voltage detection unit 2, and the switching element of the output circuit unit 3 is driven in response to the PWM signal serving as the control signal, and the battery pack 20 is driven. A desired charging current is output.

また、上述の整流回路部4には、整流回路部4の出力端に制御部用電源部5が電気的に接続されている。制御部用電源部5は、外部電源ACからの交流電流が整流回路部4で整流されて入力される。制御部用電源部5は、制御部1などを駆動させるための電源として機能するように、制御部1へ給電する電流や電圧を調整する。制御部用電源部5は、出力端が制御部用の第2絶縁トランス8の一次側と電気的に接続されている。第2絶縁トランス8の二次側には、充電器10を冷却する冷却ファン(図示していない)や冷却ファンの駆動を制御する回路ブロックなどとなる周辺回路部11が接続されている。周辺回路部11は、冷却ファンの駆動を制御する回路ブロックなどが制御可能なように、制御部1と電気的に接続させている。また、第2絶縁トランス8の二次側には、第2絶縁トランス8の出力端に電圧変換回路部12が接続されている。電圧変換回路部12は、制御部1と電気的に接続され制御部1に電力を安定出力するために設けられている。電圧変換回路部12は、たとえば、定電圧を構成するシリーズレギュレータであって、三端子レギュレータなどを用いて構成することができる。   In addition, a control unit power supply unit 5 is electrically connected to the output terminal of the rectifier circuit unit 4 in the rectifier circuit unit 4 described above. The control unit power supply unit 5 receives an alternating current from the external power supply AC rectified by the rectification circuit unit 4. The control unit power supply unit 5 adjusts the current and voltage supplied to the control unit 1 so as to function as a power source for driving the control unit 1 and the like. The control unit power supply unit 5 has an output terminal electrically connected to the primary side of the control unit second insulating transformer 8. Connected to the secondary side of the second insulating transformer 8 is a peripheral circuit unit 11 that serves as a cooling fan (not shown) for cooling the charger 10 and a circuit block for controlling the driving of the cooling fan. The peripheral circuit unit 11 is electrically connected to the control unit 1 so that a circuit block that controls driving of the cooling fan can be controlled. A voltage conversion circuit unit 12 is connected to the output side of the second insulation transformer 8 on the secondary side of the second insulation transformer 8. The voltage conversion circuit unit 12 is electrically connected to the control unit 1 and provided to stably output power to the control unit 1. The voltage conversion circuit unit 12 is, for example, a series regulator that configures a constant voltage, and can be configured using a three-terminal regulator or the like.

すなわち、制御部1には、整流回路部4の出力端と電気的に接続させた制御部用電源部5から第2絶縁トランス8および電圧変換回路部12を介して電力が供給される。また、第2絶縁トランス8の二次側には、制御部1と接続され制御部1により判別した結果を外部に報知する報知部6を有している。   That is, power is supplied to the control unit 1 from the control unit power supply unit 5 electrically connected to the output terminal of the rectifier circuit unit 4 via the second insulating transformer 8 and the voltage conversion circuit unit 12. Further, on the secondary side of the second insulation transformer 8, there is a notification unit 6 that is connected to the control unit 1 and notifies the outside of the result determined by the control unit 1.

なお、報知部6は、たとえば、発光ダイオードや有機EL素子などの表示器、スピーカやブザーなどを備えて構成することができる。なお、報知部6は、報知部6の内部に発光ダイオードを備える場合、発光ダイオードへ流れる電流を制限する制限抵抗を好適に内蔵している。報知部6は、制御部1により報知部6の報知動作が制御される。報知部6は、制御部1からの信号により、二次電池21が劣化していると判別した結果を外部に報知することができる。   In addition, the alerting | reporting part 6 can be comprised provided with displays, such as a light emitting diode and an organic EL element, a speaker, a buzzer, etc., for example. In addition, when the alerting | reporting part 6 equips the inside of the alerting | reporting part 6, the limiting resistor which restrict | limits the electric current which flows into a light emitting diode is suitably incorporated. In the notification unit 6, the notification operation of the notification unit 6 is controlled by the control unit 1. The notification unit 6 can notify the outside of the result of determining that the secondary battery 21 is deteriorated by a signal from the control unit 1.

以下、本実施形態の充電器10と接続させる電池パック20について、より詳細に説明する。   Hereinafter, the battery pack 20 connected to the charger 10 of the present embodiment will be described in more detail.

本実施形態の充電器10で充電させる電池パック20には、図1に示すように、二個の素電子E1,E2を電気的に直列接続させたものを二次電池21として収納している。なお、二次電池21は、二個の素電池E1,E2を電気的に直列接続させたものに限られない。二次電池21は、二個の素電池E1,E2を電気的に並列接続させたものでもよいし、一個の素電池で構成したものでもよい。また、二次電池21は、三個以上の素電池を直列、並列や直並列に適宜に電気的に接続させたものとしてもよい。本実施形態の充電器10により充電される二次電池21は、たとえば、ニッケル水素二次電池やリチウム二次電池などを用いることができる。   As shown in FIG. 1, the battery pack 20 to be charged by the charger 10 according to the present embodiment stores a secondary battery 21 in which two elementary electrons E1 and E2 are electrically connected in series. . Note that the secondary battery 21 is not limited to one in which two unit cells E1 and E2 are electrically connected in series. The secondary battery 21 may be one in which two unit cells E1 and E2 are electrically connected in parallel, or may be one unit cell. Further, the secondary battery 21 may be a battery in which three or more unit cells are appropriately electrically connected in series, parallel, or series-parallel. As the secondary battery 21 charged by the charger 10 of the present embodiment, for example, a nickel hydride secondary battery or a lithium secondary battery can be used.

充電器10で充電される二次電池21の使用用途は、特に限定するものではないが、たとえば、電動工具(図示していない)の電源として電動工具に装着されるものが挙げられる。電動工具の電源として二次電池21を装着させる場合、電動工具の形状に合わせたケース(図示していない)内に二次電池21を収納した電池パック20を用いればよい。   Although the usage application of the secondary battery 21 charged with the charger 10 is not specifically limited, For example, what is attached to an electric tool as a power supply of an electric tool (not shown) is mentioned. When the secondary battery 21 is mounted as a power source of the electric tool, the battery pack 20 in which the secondary battery 21 is housed in a case (not shown) that matches the shape of the electric tool may be used.

電池パック20には、外部から書き換え可能な記憶素子27が設けられている。記憶素子27は、二次電池21の充電回数と、充電回数に対応する電圧変化の勾配とを記憶することができる。記憶素子27は、制御部1により、二次電池21への充電回数と該充電回数における二次電池21の電圧変化の勾配とを対応付けて記憶させられる。これにより、制御部1は、充電回数が所定回数以下の初期段階の電圧変化の勾配と初期段階よりも充電回数の多い段階の電圧変化の勾配とを比較して、電池パック20ごとの二次電池21の初期段階の電圧変化の勾配のばらつきを排除することができる。充電器10は、電池パック20ごとの二次電池21の初期段階の電圧変化の勾配のばらつきが小さくなるように、たとえば、所定の基準値と初期段階の電圧変化の勾配との差分を小さくする補正係数を、演算した電圧変化の勾配に掛けることができる。また、充電器10は、電池パック20ごとの二次電池21の初期段階の電圧変化の勾配のばらつきが小さくなるように、たとえば、所定の基準値よりも大きい、基準値と初期段階の電圧変化の勾配との差分を、演算した電圧変化の勾配から減算などしてもよい。同様に、充電器10は、電池パック20ごとの二次電池21の初期段階の電圧変化の勾配のばらつきが小さくなるように、たとえば、所定の基準値よりも小さい、基準値と初期段階の電圧変化の勾配との差分を、演算した電圧変化の勾配から加算などしてもよい。また、充電器10は、電池パック20ごとの二次電池21の初期段階の電圧変化の勾配のばらつきが小さくなるように、二次電池21の劣化を判別する所定値の値を適宜に補正してもよい。これにより、本実施形態の充電器10は、より正確な二次電池21の劣化を判別することが可能となる。なお、記憶素子27は、たとえば、EEPROM(Electrically Erasable andProgrammable Read Only Memory)等の不揮発性の半導体素子などで構成すればよい。   The battery pack 20 is provided with a storage element 27 that can be rewritten from the outside. The storage element 27 can store the number of times of charging the secondary battery 21 and the gradient of voltage change corresponding to the number of times of charging. The storage element 27 is stored by the control unit 1 in association with the number of times of charging the secondary battery 21 and the gradient of the voltage change of the secondary battery 21 at the number of times of charging. As a result, the control unit 1 compares the slope of the voltage change at the initial stage where the number of times of charging is equal to or less than the predetermined number of times with the slope of the voltage change at the stage where the number of times of charging is larger than the initial stage. The variation in the gradient of the voltage change in the initial stage of the battery 21 can be eliminated. For example, the charger 10 reduces the difference between a predetermined reference value and the slope of the voltage change in the initial stage so that the variation in the slope of the voltage change in the initial stage of the secondary battery 21 for each battery pack 20 becomes small. The correction factor can be multiplied by the calculated gradient of voltage change. In addition, the charger 10 has, for example, a reference value larger than a predetermined reference value and a voltage change in the initial stage so as to reduce variation in the gradient of the voltage change in the initial stage of the secondary battery 21 for each battery pack 20. The difference from the gradient may be subtracted from the calculated gradient of voltage change. Similarly, for example, the charger 10 has a reference value and an initial stage voltage smaller than a predetermined reference value so as to reduce the variation in the gradient of the voltage change in the initial stage of the secondary battery 21 for each battery pack 20. The difference from the change gradient may be added from the calculated voltage change gradient. Further, the charger 10 appropriately corrects the value of a predetermined value for determining the deterioration of the secondary battery 21 so that the variation in the gradient of the voltage change in the initial stage of the secondary battery 21 for each battery pack 20 becomes small. May be. Thereby, the charger 10 of the present embodiment can determine the deterioration of the secondary battery 21 more accurately. Note that the memory element 27 may be configured by a nonvolatile semiconductor element such as an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory).

また、電池パック20には、二次電池21の定電圧充電時に二次電池21の電圧を一定に維持するための定電圧制御素子26を備えている。定電圧制御素子26は、たとえば、制御ICなどにより構成することができる。本実施形態の充電器10は、二次電池21の充電時に、定電圧制御素子26と電気的に接続された電池パック20側の端子24と、制御部1と電気的に接続された充電器10側の端子14とが接続されている。定電圧制御素子26は、二次電池21に過充電が生じないように、電池パック20側で充電終止電圧に到達したか否かも判別する。定電圧制御素子26は、二次電池21の電池電圧が充電終止電圧に達した場合、充電器10側から二次電池21への充電を停止させるように、電池パック20の端子24から制御部1へ信号を出力する。   In addition, the battery pack 20 includes a constant voltage control element 26 for maintaining the voltage of the secondary battery 21 constant when the secondary battery 21 is charged at a constant voltage. The constant voltage control element 26 can be configured by a control IC, for example. The charger 10 of the present embodiment includes a battery pack 20 side terminal 24 electrically connected to the constant voltage control element 26 and a charger electrically connected to the control unit 1 when the secondary battery 21 is charged. A terminal 14 on the 10 side is connected. The constant voltage control element 26 also determines whether or not the end-of-charge voltage has been reached on the battery pack 20 side so that the secondary battery 21 is not overcharged. When the battery voltage of the secondary battery 21 reaches the end-of-charge voltage, the constant voltage control element 26 is controlled from the terminal 24 of the battery pack 20 so as to stop the charging of the secondary battery 21 from the charger 10 side. A signal is output to 1.

次に、本実施形態の充電器10の動作について説明する。   Next, operation | movement of the charger 10 of this embodiment is demonstrated.

本実施形態の充電器10は、充電器10の端子13に、二次電池21と接続された電池パック20における端子23が電気的に接続されると充電を開始する。充電器10は、最初に、制御部1が出力回路部3を制御し定電流で充電電流を二次電池21へ流す定電流充電を行う。充電器10は、定電流充電中に、電圧検出部2により二次電池21に印加される電圧を測定する。制御部1は、電圧検出部2が検出する電圧が、制御部1のメモリ部に予め記憶させている所定の第1電圧Vaと一致するかを判定する。制御部1は、電圧検出部2が検出した電圧が所定の第1電圧Vaと一致したと判定した場合、制御部1に内蔵する計時部により定電流充電を開始した時刻t11からの経過時間である時刻t12を制御部1のメモリ部に記憶させる(図4を参照)。次に、充電器10は、定電流充電中に、検出する電圧が、制御部1のメモリ部に予め記憶させている所定の第2電圧Vbと一致するかを判定する。制御部1は、検出している電圧が所定の第2電圧Vbと一致したと判定した場合、制御部1の計時部により定電流充電を開始した時刻t11からの経過時間である時刻t14を制御部1のメモリ部に記憶させる。   The charger 10 of the present embodiment starts charging when the terminal 23 of the battery pack 20 connected to the secondary battery 21 is electrically connected to the terminal 13 of the charger 10. In the charger 10, first, the control unit 1 controls the output circuit unit 3 to perform constant current charging in which a charging current is supplied to the secondary battery 21 with a constant current. The charger 10 measures the voltage applied to the secondary battery 21 by the voltage detection unit 2 during constant current charging. The control unit 1 determines whether the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the predetermined first voltage Va stored in advance in the memory unit of the control unit 1. When the control unit 1 determines that the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the predetermined first voltage Va, the elapsed time from the time t11 when the constant current charging is started by the timing unit built in the control unit 1 A certain time t12 is stored in the memory unit of the control unit 1 (see FIG. 4). Next, the charger 10 determines whether or not the voltage to be detected matches the predetermined second voltage Vb stored in advance in the memory unit of the control unit 1 during constant current charging. When it is determined that the detected voltage matches the predetermined second voltage Vb, the control unit 1 controls the time t14 that is an elapsed time from the time t11 when the constant current charging is started by the time measuring unit of the control unit 1. The data is stored in the memory unit of unit 1.

次に、制御部1は、制御プログラムにもとづいて、二次電池21の電圧変化(Vb−Va)と、二次電池21の電圧が電圧Vaから電圧Vbとなるまでの時間(t14−t12)とから電圧変化の勾配((Vb−Va)/(t14−t12))を演算し制御部1のメモリ部に記憶させる。なお、充電器10は、制御部1から端子15,25を介して電池パック20の記憶素子27に電圧変化の勾配の値を送信する。制御部1は、充電回数および充電回数に対応する電圧変化の勾配の値などを、適宜に、記憶素子27に記憶させる。制御部1は、充電を行う度に、たとえば、記憶素子27に記憶された前回の充電回数の値に1回増やした充電回数の値を記憶素子27に記憶させればよい。   Next, based on the control program, the control unit 1 changes the voltage of the secondary battery 21 (Vb−Va) and the time until the voltage of the secondary battery 21 changes from the voltage Va to the voltage Vb (t14−t12). And the gradient of voltage change ((Vb−Va) / (t14−t12)) is calculated and stored in the memory unit of the control unit 1. The charger 10 transmits the value of the gradient of voltage change from the control unit 1 to the storage element 27 of the battery pack 20 via the terminals 15 and 25. The control unit 1 causes the storage element 27 to appropriately store the number of times of charging and the value of the gradient of the voltage change corresponding to the number of times of charging. The control unit 1 may store the value of the number of times of charging, which is increased by one time to the value of the number of times of previous charging stored in the memory element 27, for example, every time charging is performed.

つづいて、充電器10の制御部1は、制御部1のメモリ部に予め記憶させた所定値と、制御部1により演算された電圧変化の勾配とを比較する。本実施形態の充電器10は、演算した電圧変化の勾配が、予め記憶させた所定値以下の場合、二次電池21が劣化しているとして判別する。制御部1は、二次電池21が劣化していると判別した場合、判別した結果を外部に報知するように報知部6を制御する。   Subsequently, the control unit 1 of the charger 10 compares the predetermined value stored in advance in the memory unit of the control unit 1 with the gradient of the voltage change calculated by the control unit 1. The charger 10 of this embodiment determines that the secondary battery 21 has deteriorated when the calculated gradient of the voltage change is equal to or less than a predetermined value stored in advance. When the control unit 1 determines that the secondary battery 21 is deteriorated, the control unit 1 controls the notification unit 6 to notify the determined result to the outside.

充電器10は、二次電池21が劣化していると判別した場合、制御部1が二次電池21への充電を中止するように制御してもよいし、二次電池21への充電を継続してもよい。充電器10は、二次電池21への充電を継続する場合、定電流充電後である時刻t16の経過後から時刻t17までの間、二次電池21に定電圧で充電電流を流す定電圧充電を行う。そして、充電器10は、二次電池21の充電が進めば、制御部1が出力回路部3を制御して充電電流を減少させる。充電器10は、電池パック20に設けられた定電圧制御素子26からの信号により、二次電池21が満充電になったとして二次電池21への充電を停止させる。   When it is determined that the secondary battery 21 has deteriorated, the charger 10 may control the control unit 1 to stop charging the secondary battery 21, or may charge the secondary battery 21. You may continue. When the charger 10 continues to charge the secondary battery 21, the constant voltage charging is performed so that the charging current is supplied to the secondary battery 21 at a constant voltage from the time t 16 after the constant current charging until the time t 17. I do. In the charger 10, when charging of the secondary battery 21 proceeds, the control unit 1 controls the output circuit unit 3 to reduce the charging current. The charger 10 stops the charging of the secondary battery 21 according to the signal from the constant voltage control element 26 provided in the battery pack 20, assuming that the secondary battery 21 is fully charged.

これにより、本実施形態の充電器10は、二次電池21の種類や充電開始前の二次電池21の残存容量によらず、より正確に二次電池21の劣化を判別することが可能となる。なお、劣化していると判別された二次電池21は、電池の容量も小さくなる。そのため、本実施形態の充電器10は、報知部6が二次電池21の劣化を報知することにより、たとえば、所定時間の間、二次電池21が電動工具を稼動させる電池の容量を備えているか否かを使用者などに提供することが可能となる。すなわち、充電器10は、充電器10に報知部6を備えているので、二次電池21の劣化を使用者などへ報知することができ、使用者が充電された電池パック20を用いた電動工具での作業量を把握などすることが可能となる。   Thereby, the charger 10 of the present embodiment can more accurately determine the deterioration of the secondary battery 21 regardless of the type of the secondary battery 21 and the remaining capacity of the secondary battery 21 before the start of charging. Become. Note that the secondary battery 21 determined to be deteriorated also has a smaller battery capacity. Therefore, the charger 10 of this embodiment is provided with the capacity | capacitance of the battery in which the secondary battery 21 operates an electric tool for a predetermined time, for example, when the alerting | reporting part 6 alert | reports deterioration of the secondary battery 21. It becomes possible to provide the user or the like. That is, since the charger 10 includes the notification unit 6 in the charger 10, it is possible to notify the user or the like of the deterioration of the secondary battery 21, and the user uses the battery pack 20 that is charged. It is possible to grasp the amount of work with a tool.

(実施形態2)
本実施形態の充電器10は、図2および図3に示す実施形態1の定電流充電での電圧変化の勾配を用いる代わりに、図5および図6に示す定電流値を段階的に減少させた定電流充電における特定期間での電圧変化の勾配を用いて二次電池21の劣化を判別する点が相違する。なお、本実施形態の充電器10および充電器10に接続される電池パック20は、図1に示す実施形態1の充電器10および電池パック20と同様の回路構成としている。本実施形態の充電器10と、実施形態1の充電器10とは、電圧変化の勾配を演算などする制御部1の制御プログラムが異なっている。ここで、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
(Embodiment 2)
The charger 10 of this embodiment reduces the constant current value shown in FIGS. 5 and 6 stepwise instead of using the gradient of the voltage change in the constant current charging of the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3. The difference is that the deterioration of the secondary battery 21 is determined using the gradient of the voltage change in a specific period in the constant current charging. In addition, the battery pack 20 connected to the charger 10 and the charger 10 of the present embodiment has the same circuit configuration as the charger 10 and the battery pack 20 of the first embodiment shown in FIG. The charger 10 of the present embodiment is different from the charger 10 of the first embodiment in the control program of the control unit 1 that calculates the gradient of voltage change. Here, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

本実施形態の充電器10において、二次電池21への定電流充電は、充電電流の定電流値を段階的に減少させる複数の期間で行われている。定電流充電は、二次電池21への充電が開始される第1期間と、定電圧充電の充電開始直前における第2期間とを有している。また、定電流充電は、第1期間と第2期間との間であって出力回路部3から第1期間に出力される第1定電流値および第2期間に出力される第2定電流値とは異なる第3定電流値を出力させる第3期間を有している。本実施形態の充電器10の制御部1は、定電流充電における特定期間である第3期間の電圧変化の勾配を演算する。   In the charger 10 of the present embodiment, the constant current charging to the secondary battery 21 is performed in a plurality of periods in which the constant current value of the charging current is decreased stepwise. The constant current charging has a first period in which charging of the secondary battery 21 is started and a second period immediately before the start of charging of constant voltage charging. The constant current charging is performed between the first period and the second period, and the first constant current value output from the output circuit unit 3 in the first period and the second constant current value output in the second period. And a third period in which a third constant current value different from that is output. The controller 1 of the charger 10 according to the present embodiment calculates the gradient of voltage change in the third period, which is a specific period in constant current charging.

本実施形態の充電器10は、定電流充電において、二次電池21への充電が進むに伴って、充電電流の定電流値を段階的に減少させることにより、過充電の防止などにより二次電池21が劣化することをより軽減させることが可能としている。また、本実施形態の充電器10は、より正確に二次電池21の劣化を判別することが可能となる。   In the constant current charging, the charger 10 according to the present embodiment reduces the constant current value of the charging current stepwise as the charging of the secondary battery 21 proceeds, thereby preventing secondary charging. It is possible to further reduce the deterioration of the battery 21. In addition, the charger 10 of the present embodiment can more accurately determine the deterioration of the secondary battery 21.

以下、本実施形態の充電器10の動作について、より詳述に説明する。   Hereinafter, operation | movement of the charger 10 of this embodiment is demonstrated in detail.

本実施形態の充電器10は、制御部1が出力回路部3を制御して、図5に示すように、充電開始直後の期間となる時刻t21から時刻t23までの間を二次電池21への充電が開始される第1期間として、定電流で充電電流を流す定電流充電を行う。また、充電器10は、時刻t23を経過後、充電電流の電流値を減少させて、時刻t23の経過後から時刻t25の間の期間において定電流充電を行う。さらに、充電器10は、時刻t25を経過後、充電電流の電流値を更に減少させて、時刻t25の経過後から定電圧充電に切替える時刻t26までの間の期間において定電流充電を行う。充電器10は、図6に示すように、時刻t26の経過後から時刻t27までの間の期間で、二次電池21に定電圧で充電電流を流す定電圧充電を行う。ここで、時刻t25の経過後から時刻t26の間の定電流充電の期間は、定電圧充電の充電開始直前における第2期間となる。そのため、時刻t23の経過後から時刻t25の間の定電流充電の期間は、第1期間に出力される第1定電流値I21および第2期間に出力される第2定電流値I22とは異なる第3定電流値I23が出力される第3期間となる。   In the charger 10 of the present embodiment, the control unit 1 controls the output circuit unit 3 and, as shown in FIG. 5, the period from time t21 to time t23, which is a period immediately after the start of charging, is transferred to the secondary battery 21. As the first period in which charging is started, constant current charging is performed in which a charging current is supplied at a constant current. Further, the charger 10 decreases the current value of the charging current after the time t23, and performs constant current charging in a period between the time t23 and the time t25. Further, the charger 10 further reduces the current value of the charging current after the elapse of time t25, and performs constant current charging in the period from the elapse of time t25 to the time t26 when switching to constant voltage charging. As shown in FIG. 6, the charger 10 performs constant voltage charging in which a charging current is supplied to the secondary battery 21 at a constant voltage during a period from the elapse of time t26 to time t27. Here, the constant current charging period from the time t25 to the time t26 is the second period immediately before the start of constant voltage charging. For this reason, the constant current charging period between the time t23 and the time t25 is different from the first constant current value I21 output in the first period and the second constant current value I22 output in the second period. The third period during which the third constant current value I23 is output.

すなわち、充電器10は、制御部1が出力回路部3を制御して、時刻t21から時刻t26の間、充電電流を段階的に減少させながら定電流充電を行った後、定電圧充電に切替えている。充電器10は、電池パック20に設けられた定電圧制御素子26からの信号により、制御部1が二次電池21が満充電になったとして時刻t27で、二次電池21への充電を停止させている。   That is, in the charger 10, the control unit 1 controls the output circuit unit 3 to perform constant current charging while gradually reducing the charging current from time t21 to time t26, and then switches to constant voltage charging. ing. The charger 10 stops charging the secondary battery 21 at time t27, assuming that the secondary battery 21 is fully charged by a signal from the constant voltage control element 26 provided in the battery pack 20. I am letting.

本実施形態の充電器10は、充電電流の定電流値を段階的に減少させる定電流充電において、第3期間での電圧変化の勾配を二次電池21の劣化の判別に用いている。充電器10は、定電流充電中、電圧検出部2により二次電池21の電圧を測定する。ここで、制御部1は、制御部1に内蔵する計時部により定電流充電を開始した時刻t21からの時間を計時している。また、制御部1は、電圧検出部2の検出する電圧が予め設定した二次電池21の電圧Vcと一致するまで第1定電流値I21での定電流充電を維持する。制御部1は、電圧検出部2の検出する電圧が電圧Vcと一致した場合、充電電流の定電流値を第1定電流値I21から第3定電流値I23に減少させて定電流充電を行う。ここで、二次電池21では、充電電流の定電流値を下げることに伴い二次電池21の電圧が電圧Vcから電圧Vc1に電圧低下が生ずる。充電器10は、二次電池21の電圧低下した電圧Vc1の電圧値を検出し、制御部1のメモリ部に記憶させる。また、制御部1は、制御部1に内蔵する計時部により充電電流の定電流値を第1定電流値I21から第3定電流値I23に下げた時刻t23を制御部1のメモリ部に記憶させる。   The charger 10 of the present embodiment uses the gradient of the voltage change in the third period to determine the deterioration of the secondary battery 21 in constant current charging in which the constant current value of the charging current is decreased stepwise. The charger 10 measures the voltage of the secondary battery 21 by the voltage detection unit 2 during constant current charging. Here, the control unit 1 measures the time from the time t21 when the constant current charging is started by the time measuring unit built in the control unit 1. Further, the control unit 1 maintains constant current charging at the first constant current value I21 until the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the preset voltage Vc of the secondary battery 21. When the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the voltage Vc, the control unit 1 performs constant current charging by reducing the constant current value of the charging current from the first constant current value I21 to the third constant current value I23. . Here, in the secondary battery 21, the voltage of the secondary battery 21 decreases from the voltage Vc to the voltage Vc1 as the constant current value of the charging current is lowered. The charger 10 detects the voltage value of the reduced voltage Vc1 of the secondary battery 21 and stores it in the memory unit of the control unit 1. Further, the control unit 1 stores in the memory unit of the control unit 1 the time t23 when the constant current value of the charging current is lowered from the first constant current value I21 to the third constant current value I23 by the time measuring unit built in the control unit 1. Let

次に、充電器10は、定電流充電中において、電圧検出部2の検出する電圧が、制御部1に予め設定している電圧Vdと一致するまで第3定電流値I23での定電流充電を維持する。制御部1は、電圧検出部2の検出する電圧が電圧Vdと一致した場合、充電電流の定電流値を第3定電流値I23から第2定電流値I22に減少させて定電流充電を行う。二次電池21では、定電流充電の電流値を下げることに伴い二次電池21の電池電圧が電圧Vdから電圧Vd1に電圧低下が生ずる。制御部1は、計時部により充電電流の定電流値を第3定電流値I23から第2定電流値I22に下げた時刻t25を制御部1のメモリ部に記憶させる。その後、制御部1は、電池パック20に設けられた定電圧制御素子26からの信号により、時刻t26で、定電流充電から定電圧充電に切り替える。また、充電器10は、電池パック20に設けられた定電圧制御素子26からの信号により、制御部1が二次電池21が満充電になったとして時刻t27で、二次電池21への充電を停止させる。なお、充電器10は、定電流値の減少時における二次電池21の電圧低下や電池パック20側が満充電とする充電終止電圧などを考慮して、適宜に設定された電圧Vcと、電圧Vcよりも電圧が高い電圧Vdとを記憶している。   Next, the charger 10 performs constant-current charging at the third constant-current value I23 until the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the voltage Vd preset in the control unit 1 during constant-current charging. To maintain. When the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the voltage Vd, the control unit 1 performs constant current charging by decreasing the constant current value of the charging current from the third constant current value I23 to the second constant current value I22. . In the secondary battery 21, the battery voltage of the secondary battery 21 decreases from the voltage Vd to the voltage Vd1 as the current value of constant current charging is decreased. The control unit 1 causes the memory unit of the control unit 1 to store the time t25 when the constant current value of the charging current is lowered from the third constant current value I23 to the second constant current value I22 by the time measuring unit. Thereafter, the control unit 1 switches from constant current charging to constant voltage charging at a time t26 by a signal from the constant voltage control element 26 provided in the battery pack 20. In addition, the charger 10 charges the secondary battery 21 at time t27 on the basis of the signal from the constant voltage control element 26 provided in the battery pack 20 that the control unit 1 has fully charged the secondary battery 21. Stop. The charger 10 takes into consideration the voltage drop of the secondary battery 21 when the constant current value is reduced, the charging end voltage at which the battery pack 20 is fully charged, etc. The voltage Vd having a higher voltage than that of the voltage Vd is stored.

制御部1は、制御プログラムにもとづいて、二次電池21の電圧変化(Vd−Vc1)と、二次電池21の電圧が電圧Vc1から電圧Vdとなるまでの時間(t24−t22)とから電圧変化の勾配((Vd−Vc1)/(t24−t22))を演算し制御部1のメモリ部に記憶させる。   Based on the control program, the control unit 1 determines the voltage from the voltage change (Vd−Vc1) of the secondary battery 21 and the time (t24−t22) until the voltage of the secondary battery 21 changes from the voltage Vc1 to the voltage Vd. The gradient of change ((Vd−Vc1) / (t24−t22)) is calculated and stored in the memory unit of the control unit 1.

ここで、二次電池21は、図7に示すように、定電流充電時における二次電池21の電気特性が、初期段階の二次電池21の電気特性(図7中の一点鎖線を参照)から劣化した二次電池21の電気特性(図7中の実線を参照)へと変化する。初期段階の二次電池21は、定電流充電中において、時刻t23で二次電池21の電池電圧が電圧Vcから電圧低下した電圧Vc1、時刻t25において電圧Vdとなる電圧変化の勾配の電気特性を示している。これに対し、劣化した二次電池21では、内部抵抗の増加などにより、定電流充電中において、時刻t22で電圧Vcから電圧低下した電圧Vc2、時刻t24で電圧Vdとなる。   Here, as shown in FIG. 7, in the secondary battery 21, the electrical characteristics of the secondary battery 21 at the time of constant current charging are the electrical characteristics of the secondary battery 21 in the initial stage (see the one-dot chain line in FIG. 7). The electrical characteristics of the deteriorated secondary battery 21 change (see the solid line in FIG. 7). During the constant current charging, the secondary battery 21 in the initial stage has a voltage Vc1 at which the battery voltage of the secondary battery 21 is reduced from the voltage Vc at time t23, and an electrical characteristic of a voltage change gradient that becomes the voltage Vd at time t25. Show. On the other hand, in the deteriorated secondary battery 21, during constant current charging due to an increase in internal resistance, the voltage Vc2 drops from the voltage Vc at time t22 and becomes voltage Vd at time t24.

本実施形態の充電器10は、定電流充電中の第3期間における電圧変化の勾配が予め設定した所定値以下の場合に、制御部1が二次電池21が劣化していると判別する。   In the charger 10 of the present embodiment, the control unit 1 determines that the secondary battery 21 has deteriorated when the gradient of the voltage change in the third period during constant current charging is equal to or less than a predetermined value set in advance.

ここで、充電器10では、定電流値が段階的に減少する定電流充電の複数の期間のうち、二次電池21への充電が開始される第1期間において、二次電池21の残存容量などに起因して電池電圧が変動するなど二次電池21の劣化の判別に誤判別が生じる懸念がある。   Here, in the charger 10, the remaining capacity of the secondary battery 21 in the first period in which charging of the secondary battery 21 is started among a plurality of periods of constant current charging in which the constant current value decreases stepwise. There is a concern that erroneous determination may occur in determining deterioration of the secondary battery 21, for example, due to fluctuations in battery voltage.

また、充電器10は、電圧検出部2で二次電池21の電圧を検出し、二次電池21への充電を制御している。電池パック20では、定電圧制御素子26で二次電池21の電圧を一定にする信号を制御部1に出力し、定電圧充電の開始や定電圧充電の終了の信号も出力している。ここで、充電器10は、充電器10側で二次電池21の電圧を検出し、電池パック20は、電池パック20側で二次電池21の電圧を検出している。そのため、充電器10は、定電圧制御素子26の製造ばらつきなどにより充電器10側と電池パック20側との電圧検出値にずれが生じている場合、定電圧充電の充電開始直前となる第2期間が長くなったり、短くなったりする可能性がある。すなわち、充電器10は、電池パック20の定電圧制御素子26からの電圧検出値と、充電器10の電圧検出部2での電圧検出値とにずれが生じていると、定電圧充電の充電開始直前における第2期間において、二次電池21の劣化の判別に誤判別が生じる恐れがある。 In the charger 10, the voltage of the secondary battery 21 is detected by the voltage detection unit 2, and charging of the secondary battery 21 is controlled. In the battery pack 20, a signal for making the voltage of the secondary battery 21 constant by the constant voltage control element 26 is output to the control unit 1, and signals for starting constant voltage charging and ending constant voltage charging are also output. Here, the charger 10 detects the voltage of the secondary battery 21 on the charger 10 side, and the battery pack 20 detects the voltage of the secondary battery 21 on the battery pack 20 side. Therefore, the charger 10, if a shift in the voltage detection value of the charger 10 and the battery pack 20 side due manufacturing variation of the constant voltage control element 26 has occurred, the a charge immediately before the start of the constant-voltage charge There is a possibility that the two periods become longer or shorter. That is, the charger 10 charges the constant voltage charge when there is a difference between the voltage detection value from the constant voltage control element 26 of the battery pack 20 and the voltage detection value at the voltage detection unit 2 of the charger 10. In the second period immediately before the start, there is a risk of erroneous determination in determining deterioration of the secondary battery 21.

本実施形態の充電器10は、過充電などによる二次電池21への劣化を抑制するため、定電流充電において、充電電流の定電流値を段階的に減少させる複数の期間に分ける充電を行っている。ここで、充電器10は、二次電池21への充電が開始される第1期間と定電圧充電の充電開始直前における第2期間との間に、第1期間の第1定電流値および第2期間の第2定電流値とは異なる第3定電流値を出力させる第3期間を設けるように設定している。充電器10は、第3期間において、電圧変化の勾配を演算し二次電池21の劣化を判別している。これにより、本実施形態の充電器10は、二次電池21の種類や充電開始前の二次電池21の残存容量によらず、より正確に二次電池21の劣化を判別することが可能となる。   The charger 10 of the present embodiment performs charging divided into a plurality of periods in which the constant current value of the charging current is reduced stepwise in constant current charging in order to suppress deterioration of the secondary battery 21 due to overcharging or the like. ing. Here, the charger 10 includes the first constant current value and the first constant in the first period between the first period in which charging of the secondary battery 21 is started and the second period immediately before the start of charging of constant voltage charging. A third period for outputting a third constant current value different from the second constant current value for two periods is set. The charger 10 calculates the gradient of the voltage change and determines the deterioration of the secondary battery 21 in the third period. Thereby, the charger 10 of the present embodiment can more accurately determine the deterioration of the secondary battery 21 regardless of the type of the secondary battery 21 and the remaining capacity of the secondary battery 21 before the start of charging. Become.

(実施形態3)
本実施形態の充電器10は、図5および図6に示す実施形態2の第3期間での電圧変化の勾配を用いる代わりに、第3期間を複数の領域に分け、複数の領域それぞれの複数の勾配を用いて二次電池21の劣化を判別する点が相違する。なお、本実施形態の充電器10および充電器10に接続される電池パック20は、図1に示す実施形態1の充電器10および電池パック20と同様の回路構成としている。本実施形態の充電器10と、実施形態1,2の充電器10とは、電圧変化の勾配を演算などする制御部1の制御プログラムが異なっている。ここで、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略している。
(Embodiment 3)
The charger 10 of the present embodiment divides the third period into a plurality of areas instead of using the voltage change gradient in the third period of the second embodiment shown in FIG. 5 and FIG. The difference is that the deterioration of the secondary battery 21 is discriminated using the gradient. In addition, the battery pack 20 connected to the charger 10 and the charger 10 of the present embodiment has the same circuit configuration as the charger 10 and the battery pack 20 of the first embodiment shown in FIG. The charger 10 of the present embodiment is different from the charger 10 of the first and second embodiments in the control program of the control unit 1 that calculates the gradient of the voltage change. Here, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

本実施形態の充電器10では、制御部1は、第3期間を複数の領域に分け、複数の領域それぞれの電圧変化の勾配を演算するとともに、複数の勾配を用いて二次電池21の劣化の判別を行う。   In the charger 10 of the present embodiment, the control unit 1 divides the third period into a plurality of regions, calculates the gradient of voltage change in each of the plurality of regions, and uses the plurality of gradients to degrade the secondary battery 21. To determine.

より具体的には、本実施形態の充電器10は、図8および図9に示すように、充電開始直後の期間となる時刻t31から時刻t32の間を二次電池21への充電が開始される第1期間として、定電流で充電電流を流す定電流充電を行う。また、充電器10は、時刻t32を経過後、充電電流の電流値を減少させて、時刻t32の経過後から時刻t33の間の期間において定電流充電を行う。同様に、充電器10は、時刻t33を経過後、充電電流の電流値を更に減少させて、時刻t33の経過後から時刻t34の間の期間において定電流充電を行う。さらに、充電器10は、時刻t34を経過後、充電電流の電流値を更に減少させて、時刻t34の経過後から時刻t35の間の期間において定電流充電を行う。そして、充電器10は、電池パック20の定電圧制御素子26からの信号に基づいて、制御部1が出力回路部3を制御することにより、定電流充電から定電圧充電への切替を時刻t36で行う。すなわち、充電器10は、時刻t35の経過後から時刻t36の間、定電流充電を行う。ここで、時刻t34の経過後から時刻t35の間の定電流充電の期間は、定電圧充電の充電開始直前における第2期間となる。そのため、時刻t32の経過後から時刻t34の間の定電流充電の期間は、第1期間に出力される第1定電流値I31および第2期間に出力される第2定電流値I32とは異なる第3定電流値となる定電流値I33や定電流値I34が出力される第3期間となる。   More specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, the charger 10 of the present embodiment starts charging the secondary battery 21 between time t31 and time t32, which is a period immediately after the start of charging. As the first period, constant current charging is performed in which a charging current is supplied at a constant current. In addition, the charger 10 decreases the current value of the charging current after the time t32 has elapsed, and performs constant current charging in a period between the time t32 and the time t33. Similarly, the charger 10 further reduces the current value of the charging current after the elapse of time t33, and performs constant current charging in a period between the elapse of time t33 and the time t34. Furthermore, the charger 10 further decreases the current value of the charging current after the time t34, and performs constant current charging in a period between the time t34 and the time t35. The charger 10 controls the output circuit unit 3 based on the signal from the constant voltage control element 26 of the battery pack 20, thereby switching from constant current charging to constant voltage charging at time t <b> 36. To do. In other words, the charger 10 performs constant current charging from the time t35 to the time t36. Here, the constant current charging period from the elapse of time t34 to the time t35 is the second period immediately before the start of constant voltage charging. For this reason, the constant current charging period between time t32 and time t34 is different from the first constant current value I31 output in the first period and the second constant current value I32 output in the second period. The third period in which the constant current value I33 and the constant current value I34 that are the third constant current value are output.

すなわち、充電器10は、制御部1が出力回路部3を制御して時刻t31から時刻t35の間、充電電流を段階的に減少させながら定電流充電を行った後、定電圧充電に切替えている。充電器10は、電池パック20に設けられた定電圧制御素子26からの信号により、制御部1が二次電池21が満充電になったとして時刻t36で、二次電池21への充電を停止させている。   That is, the charger 10 controls the output circuit unit 3 to perform constant current charging while gradually reducing the charging current from time t31 to time t35, and then switches to constant voltage charging. Yes. The charger 10 stops charging the secondary battery 21 at time t36 by the control unit 1 assuming that the secondary battery 21 is fully charged by a signal from the constant voltage control element 26 provided in the battery pack 20. I am letting.

本実施形態の充電器10は、充電電流の定電流値を段階的に減少させる定電流充電において、第3期間での電圧変化の勾配を二次電池21の劣化を判別に用いている。充電器10は、定電流充電中、電圧検出部2により二次電池21の電圧を測定する。ここで、制御部1は、制御部1に内蔵する計時部により定電流充電を開始した時刻t31からの時間を計時している。また、制御部1は、電圧検出部2の検出する電圧が予め設定した二次電池21の電圧Veと一致するまで第1定電流値I31での定電流充電を維持する。制御部1は、電圧検出部2の検出する電圧が電圧Veと一致した場合、充電電流の定電流値を第1定電流値I31から第3定電流値の1つである定電流値I33に減少させて定電流充電を行う。ここで、二次電池21では、充電電流の定電流値を下げることに伴い二次電池21の電圧が電圧Veから電圧Ve1に電圧低下が生ずる。充電器10は、二次電池21の電圧低下した電圧Ve1の電圧値を検出し、制御部1のメモリ部に記憶させる。また、制御部1は、制御部1に内蔵する計時部により充電電流の定電流値を第1定電流値I31から定電流値I33に下げた時刻t32を制御部1のメモリ部に記憶させる。   The charger 10 of the present embodiment uses the gradient of the voltage change in the third period for determining the deterioration of the secondary battery 21 in constant current charging in which the constant current value of the charging current is decreased stepwise. The charger 10 measures the voltage of the secondary battery 21 by the voltage detection unit 2 during constant current charging. Here, the control unit 1 measures the time from the time t31 when the constant current charging is started by the timing unit built in the control unit 1. Further, the control unit 1 maintains constant current charging at the first constant current value I31 until the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the preset voltage Ve of the secondary battery 21. When the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the voltage Ve, the control unit 1 changes the constant current value of the charging current from the first constant current value I31 to the constant current value I33 that is one of the third constant current values. Decrease and perform constant current charging. Here, in the secondary battery 21, as the constant current value of the charging current is lowered, the voltage of the secondary battery 21 is reduced from the voltage Ve to the voltage Ve1. The charger 10 detects the voltage value of the voltage Ve <b> 1 at which the voltage of the secondary battery 21 is reduced, and stores it in the memory unit of the control unit 1. Further, the control unit 1 causes the memory unit of the control unit 1 to store the time t32 when the constant current value of the charging current is lowered from the first constant current value I31 to the constant current value I33 by the time measuring unit built in the control unit 1.

続いて、制御部1は、電圧検出部2の検出する電圧が予め設定した二次電池21の電圧Vfと一致するまで定電流値I33での定電流充電を維持する。制御部1は、電圧検出部2の検出する電圧が電圧Vfと一致した場合、充電電流の定電流値を定電流値I33から同じく第3定電流値の1つである定電流値I34に減少させて定電流充電を行う。ここで、二次電池21では、充電電流の定電流値を下げることに伴い二次電池21の電圧が電圧Vfから電圧Vf1に電圧低下が生ずる。充電器10は、二次電池21の電圧低下した電圧Vf1を検出し、制御部1のメモリ部に記憶させる。また、制御部1は、制御部1に内蔵する計時部により充電電流の定電流値を定電流値I33から定電流値I34に下げた時刻t33を制御部1のメモリ部に記憶させる。   Subsequently, the control unit 1 maintains constant current charging at the constant current value I33 until the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the preset voltage Vf of the secondary battery 21. When the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the voltage Vf, the control unit 1 decreases the constant current value of the charging current from the constant current value I33 to the constant current value I34 that is also one of the third constant current values. To perform constant current charging. Here, in the secondary battery 21, the voltage of the secondary battery 21 decreases from the voltage Vf to the voltage Vf1 as the constant current value of the charging current is lowered. The charger 10 detects the voltage Vf <b> 1 at which the voltage of the secondary battery 21 is reduced and stores it in the memory unit of the control unit 1. Further, the control unit 1 causes the memory unit of the control unit 1 to store the time t33 when the constant current value of the charging current is lowered from the constant current value I33 to the constant current value I34 by the time measuring unit built in the control unit 1.

同様に、充電器10は、定電流充電中において、電圧検出部2の検出する電圧が、制御部1に予め設定している電圧Vgと一致するまで定電流値I34での定電流充電を維持する。制御部1は、電圧検出部2の検出する電圧が電圧Vgと一致した場合、充電電流の電流値を定電流値I34から第2定電流値I32に減少させて定電流充電を行う。また、制御部1は、計時部により充電電流の定電流値を定電流値I34から第2定電流値I32に下げた時刻t34を制御部1のメモリ部に記憶させる。その後、制御部1は、電池パック20に設けられた定電圧制御素子26からの信号により、時刻t35で、定電流充電から定電圧充電に切り替える。また、充電器10は、電池パック20に設けられた定電圧制御素子26からの信号により、制御部1が二次電池21が満充電になったとして時刻t36で、二次電池21への充電を停止させる。   Similarly, the charger 10 maintains constant current charging at the constant current value I34 during constant current charging until the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the voltage Vg preset in the control unit 1. To do. When the voltage detected by the voltage detection unit 2 matches the voltage Vg, the control unit 1 performs constant current charging by reducing the current value of the charging current from the constant current value I34 to the second constant current value I32. In addition, the control unit 1 causes the memory unit of the control unit 1 to store the time t34 when the constant current value of the charging current is decreased from the constant current value I34 to the second constant current value I32 by the time measuring unit. Thereafter, the control unit 1 switches from constant current charging to constant voltage charging at a time t35 by a signal from the constant voltage control element 26 provided in the battery pack 20. In addition, the charger 10 charges the secondary battery 21 at time t36 on the basis of the signal from the constant voltage control element 26 provided in the battery pack 20 that the control unit 1 has fully charged the secondary battery 21. Stop.

制御部1は、制御プログラムにもとづいて、二次電池21の電圧変化(Vf−Ve1)と、二次電池21の電圧が電圧Ve1から電圧Vfとなるまでの時間(t33−t32)とから電圧変化の勾配((Vf−Ve1)/(t33−t32))を演算し制御部1のメモリ部に記憶させる。同様に、制御部1は、制御プログラムにもとづいて、二次電池21の電圧変化(Vg−Vf1)と、二次電池21の電圧が電圧Vf1から電圧Vgとなるまでの時間(t34−t33)とから電圧変化の勾配((Vf−Ve1)/(t34−t33))を演算し制御部1のメモリ部に記憶させる。   Based on the control program, the control unit 1 determines the voltage from the voltage change (Vf−Ve1) of the secondary battery 21 and the time (t33−t32) until the voltage of the secondary battery 21 changes from the voltage Ve1 to the voltage Vf. The gradient of change ((Vf−Ve1) / (t33−t32)) is calculated and stored in the memory unit of the control unit 1. Similarly, the control unit 1 changes the voltage (Vg−Vf1) of the secondary battery 21 and the time until the voltage of the secondary battery 21 changes from the voltage Vf1 to the voltage Vg based on the control program (t34−t33). And the gradient of the voltage change ((Vf−Ve1) / (t34−t33)) is calculated and stored in the memory unit of the control unit 1.

本実施形態の充電器10の制御部1は、たとえば、図9の三角印の間で示す電圧変化の勾配(Vf−Ve1)と、図9の丸印の間で示す電圧変化の勾配(Vg−Vf1)との比率を演算する。   The control unit 1 of the charger 10 according to the present embodiment, for example, includes a voltage change gradient (Vf−Ve1) shown between the triangle marks in FIG. 9 and a voltage change gradient (Vg) shown between the circle marks in FIG. 9. The ratio to -Vf1) is calculated.

本実施形態の充電器10は、定電流充電中の第3期間における電圧変化の勾配の比率が予め設定した所定値以下の場合に、制御部1が二次電池21が劣化していると判別する。   In the charger 10 of the present embodiment, the control unit 1 determines that the secondary battery 21 has deteriorated when the ratio of the gradient of the voltage change in the third period during constant current charging is equal to or less than a predetermined value set in advance. To do.

本実施形態の充電器10は、制御部1が第3期間の複数の領域それぞれの電圧変化の勾配を演算するとともに、複数の勾配の比率を用いて二次電池21の劣化を判断している。本実施形態の充電器10は、複数の勾配の比率を用いて二次電池21の劣化を判別することによって、勾配のばらつきを小させて、二次電池21における劣化の判別の精度を高くすることが可能となる。   In the charger 10 of the present embodiment, the control unit 1 calculates the gradient of the voltage change in each of the plurality of regions in the third period, and determines the deterioration of the secondary battery 21 using the ratio of the plurality of gradients. . The charger 10 of the present embodiment discriminates the deterioration of the secondary battery 21 using a plurality of gradient ratios, thereby reducing the gradient variation and increasing the accuracy of the deterioration determination in the secondary battery 21. It becomes possible.

なお、本実施形態の充電器10と接続させる電池パック20は、電池パック20の工場出荷時を1回目として電圧変化の勾配を記憶している。また、本実施形態の充電器10は、接続される電池パック20の記憶素子27に、表1で示すような二次電池21の充電回数と、充電回数に対応する電圧変化の勾配とを記憶させていく。   Note that the battery pack 20 connected to the charger 10 of the present embodiment stores the gradient of the voltage change with the factory shipment of the battery pack 20 as the first time. Moreover, the charger 10 of this embodiment memorize | stores the charging frequency of the secondary battery 21 as shown in Table 1, and the gradient of the voltage change corresponding to the charging frequency in the memory | storage element 27 of the battery pack 20 connected. I will let you.

Figure 0005887531
記憶素子27は、二次電池21の充電回数や充電回数に対応する電圧変化の勾配を記憶させるだけでなく、二次電池21の満充電時の電池電圧、過放電を防止するための放電終止電圧や過充電を防止するための充電終止電圧などを記憶させておいてもよい。
Figure 0005887531
The storage element 27 not only stores the number of times the secondary battery 21 is charged and the gradient of the voltage change corresponding to the number of times of charging, but also the battery voltage when the secondary battery 21 is fully charged, and discharge termination for preventing overdischarge. You may memorize | store a voltage, the charge end voltage for preventing overcharge, etc.

本実施形態の充電器10は、二次電池21の充電時に、記憶素子27と電気的に接続された電池パック20側の端子25と、制御部1と電気的に接続された充電器10側の端子15とが接続される。   The charger 10 according to the present embodiment includes a battery pack 20 side terminal 25 electrically connected to the storage element 27 and a charger 10 side electrically connected to the control unit 1 when the secondary battery 21 is charged. Terminal 15 is connected.

充電器10は、制御部1が、二次電池21を備えた電池パック20側に設けられた記憶素子27に記憶された充電回数と充電回数に対応付けた電圧変化の勾配とから、初期段階からの電圧変化の勾配の変化によって二次電池21の劣化の判別を行うことができる。本実施形態の充電器10は、電池パック20ごとに記憶素子27を持たせ、二次電池21の充電回数に対応付けた電圧変化の勾配を検知できれば、初期段階より内部抵抗の高い二次電池21や逆に内部抵抗が低い二次電池21など二次電池21ごとのばらつきを打ち消すことができる。   In the charger 10, the control unit 1 determines the initial stage based on the number of times of charging stored in the storage element 27 provided on the battery pack 20 side including the secondary battery 21 and the gradient of voltage change associated with the number of times of charging. The deterioration of the secondary battery 21 can be determined based on the change in the gradient of the voltage change from. The battery charger 10 of the present embodiment has a storage element 27 for each battery pack 20 and can detect a voltage change gradient associated with the number of times the secondary battery 21 is charged. 21 and, conversely, variations among the secondary batteries 21 such as the secondary battery 21 having a low internal resistance can be canceled out.

言い換えれば、本実施形態の充電器10の制御部1は、記憶素子27に記憶された、充電回数が所定回数以下の初期段階の勾配と初期段階よりも充電回数の多い段階の勾配とを比較して、二次電池21の劣化を判別している。そのため、本実施形態の充電器10は、電池パック20ごとの二次電池21の初期段階の勾配のばらつきを排除することが可能となる。本実施形態の充電器10は、二次電池21における劣化の判別の精度をさらに高めることが可能となる。   In other words, the control unit 1 of the charger 10 of the present embodiment compares the slope of the initial stage in which the number of times of charging is equal to or less than the predetermined number and the slope of the stage in which the number of times of charging is higher than the initial stage, stored in the storage element 27. Thus, the deterioration of the secondary battery 21 is determined. Therefore, the charger 10 according to the present embodiment can eliminate the variation in the gradient at the initial stage of the secondary battery 21 for each battery pack 20. The charger 10 according to the present embodiment can further improve the accuracy of determining deterioration in the secondary battery 21.

1 制御部
2 電圧検出部
3 出力回路部
6 報知部
10 充電器
21 二次電池
27 記憶素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part 2 Voltage detection part 3 Output circuit part 6 Notification part 10 Charger 21 Secondary battery 27 Memory element

Claims (2)

充電回数を重ねると内部抵抗が増加する二次電池へ充電電流を出力する出力回路部と、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、定電流で前記充電電流を流す定電流充電と該定電流充電後に定電圧で前記充電電流を流す定電圧充電とを行うように前記出力回路部を制御する制御部とを有する充電器であって、
前記制御部は、前記定電流充電中に、前記電圧検出部が検出する第1電圧と、該第1電圧を検出後に前記電圧検出部が検出する第2電圧と、前記第1電圧の検出時から前記第2電圧の検出時までの時間とに基づいて該時間における前記第1電圧と前記第2電圧との電圧変化の勾配を演算し、前記勾配が所定値以下の場合に前記二次電池が劣化していると判別を行っており、
前記定電流充電は、前記充電電流の定電流値を段階的に減少させる複数の期間で行われ、少なくとも、前記二次電池への充電が開始される第1期間と、前記定電圧充電の充電開始直前における第2期間と、前記第1期間と前記第2期間との間であって前記出力回路部から前記第1期間に出力される第1定電流値および前記第2期間に出力される第2定電流値とは異なる第3定電流値を出力させる第3期間とを含み、
前記制御部は、前記第3期間を複数の領域に分け、該複数の領域それぞれの前記勾配を演算するとともに、複数の前記勾配を用いて前記判別をすることを特徴とする充電器。
An output circuit unit that outputs a charging current to a secondary battery whose internal resistance increases when the number of times of charging is repeated, a voltage detection unit that detects a voltage of the secondary battery, and a constant current charging that causes the charging current to flow at a constant current; A charger having a control unit that controls the output circuit unit so as to perform constant-voltage charging that causes the charging current to flow at a constant voltage after the constant-current charging;
Wherein, during said constant-current charging, a first voltage that detect said voltage detector, a second voltage by the voltage detecting unit said first voltage after detection detects the detection of the first voltage And calculating a gradient of a voltage change between the first voltage and the second voltage at the time based on a time from when the second voltage is detected to when the second voltage is detected. When the battery has deteriorated and made a different determine,
The constant current charging is performed in a plurality of periods in which the constant current value of the charging current is decreased stepwise, at least a first period in which charging of the secondary battery is started, and charging of the constant voltage charging The first constant current value output from the output circuit unit in the first period and the second period are output between the second period immediately before the start, the first period, and the second period. A third period for outputting a third constant current value different from the second constant current value,
The control unit is divided into the third period a plurality of regions, as well as calculating the slope of each region of the plurality of the charger, wherein to Rukoto the determination using a plurality of the gradient.
前記判別した結果を外部に報知する報知部を有することを特徴とする請求項1に記載の充電器。The charger according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies the determined result to the outside.
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