JPH06333603A - 二次バッテリの充電状態判定方法及び二次バッテリの充電方法 - Google Patents
二次バッテリの充電状態判定方法及び二次バッテリの充電方法Info
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- JPH06333603A JPH06333603A JP5121134A JP12113493A JPH06333603A JP H06333603 A JPH06333603 A JP H06333603A JP 5121134 A JP5121134 A JP 5121134A JP 12113493 A JP12113493 A JP 12113493A JP H06333603 A JPH06333603 A JP H06333603A
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- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 過充電による性能及び寿命の低下を回避しな
がら短時間で効率的にバッテリを充電する。 【構成】 先ず充電電流Ｉ1 でバッテリを充電し、端子
電圧Ｖの二階時間微分値が正から負に移行する変曲点に
達すると、充電電流をＩ1 からＩ2 に減少させる。一定
時間毎に端子電圧Ｖの二階時間微分値を参照し、その値
が正である場合に充電電流Ｉを所定の増加量だけ増加さ
せ、その値が負である場合に充電電流Ｉを所定の減少量
だけ減少させても良い。このとき、端子電圧Ｖの一階時
間微分値を併せて参照し、その値の大小に応じて前記充
電電流Ｉの増加量及び減少量を変化させても良い。
がら短時間で効率的にバッテリを充電する。 【構成】 先ず充電電流Ｉ1 でバッテリを充電し、端子
電圧Ｖの二階時間微分値が正から負に移行する変曲点に
達すると、充電電流をＩ1 からＩ2 に減少させる。一定
時間毎に端子電圧Ｖの二階時間微分値を参照し、その値
が正である場合に充電電流Ｉを所定の増加量だけ増加さ
せ、その値が負である場合に充電電流Ｉを所定の減少量
だけ減少させても良い。このとき、端子電圧Ｖの一階時
間微分値を併せて参照し、その値の大小に応じて前記充
電電流Ｉの増加量及び減少量を変化させても良い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電動車両の走行
用エネルギー源として使用される二次バッテリの充電状
態判定方法及び該方法を用いた二次バッテリの充電方法
に関する。
用エネルギー源として使用される二次バッテリの充電状
態判定方法及び該方法を用いた二次バッテリの充電方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉛バッテリやニッケルカドミウム
バッテリ等の二次バッテリを、その過充電を回避しなが
ら効率的に充電する手法として、特開平１−９３０７１
号公報、特開昭５３−６６５４３号公報、特開昭５１−
８６７３２号公報に記載されたものが知られている。
バッテリ等の二次バッテリを、その過充電を回避しなが
ら効率的に充電する手法として、特開平１−９３０７１
号公報、特開昭５３−６６５４３号公報、特開昭５１−
８６７３２号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】特開平１−９３０７１号公報に記載された
ものは、充電中におけるバッテリの端子電圧が所定の設
定電圧に達したことが検出されると、充電電流を減少さ
せるように制御が行われる。
ものは、充電中におけるバッテリの端子電圧が所定の設
定電圧に達したことが検出されると、充電電流を減少さ
せるように制御が行われる。
【０００４】また、特開昭５３−６６５４３号公報に記
載されたものは、充電中におけるバッテリの端子電圧の
時間微分値が正から負に変化したことが検出されると、
充電電流を減少させるように制御が行われる。
載されたものは、充電中におけるバッテリの端子電圧の
時間微分値が正から負に変化したことが検出されると、
充電電流を減少させるように制御が行われる。
【０００５】また、特開昭５１−８６７３２号公報に記
載されたものは、充電中におけるバッテリの端子電圧の
増加率が所定値を下回る状態が所定時間継続すると、充
電電流を減少させるように制御が行われる。
載されたものは、充電中におけるバッテリの端子電圧の
増加率が所定値を下回る状態が所定時間継続すると、充
電電流を減少させるように制御が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開平
１−９３０７１号公報のものは、設定電圧が低過ぎると
充電時間が長くなったり充電不足が発生したりする問題
があり、逆に設定電圧が高過ぎると過充電になってバッ
テリの寿命を縮める問題がある。
１−９３０７１号公報のものは、設定電圧が低過ぎると
充電時間が長くなったり充電不足が発生したりする問題
があり、逆に設定電圧が高過ぎると過充電になってバッ
テリの寿命を縮める問題がある。
【０００７】また、前記特開昭５３−６６５４３号公報
或いは前記特開昭５１−８６７３２号公報のものは、充
電電流を減少させる時点で既に過充電が発生している可
能性があり、やはりバッテリの寿命を縮める問題があ
る。
或いは前記特開昭５１−８６７３２号公報のものは、充
電電流を減少させる時点で既に過充電が発生している可
能性があり、やはりバッテリの寿命を縮める問題があ
る。
【０００８】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、過充電によるバッテリの劣化を回避しながら短時間
で効率的な充電を行うための二次バッテリの充電状態判
定方法及び二次バッテリの充電方法を提供することを目
的とする。
で、過充電によるバッテリの劣化を回避しながら短時間
で効率的な充電を行うための二次バッテリの充電状態判
定方法及び二次バッテリの充電方法を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された二次バッテリの充電状態判定
方法は、所定の充電電流で充電中のバッテリの端子電圧
から該端子電圧の二階時間微分値を求め、求めた二階時
間微分値に基づいてバッテリの充電状態を判定すること
を特徴とする。
に、請求項１に記載された二次バッテリの充電状態判定
方法は、所定の充電電流で充電中のバッテリの端子電圧
から該端子電圧の二階時間微分値を求め、求めた二階時
間微分値に基づいてバッテリの充電状態を判定すること
を特徴とする。
【００１０】また、請求項２に記載された二次バッテリ
の充電状態判定方法は、所定の充電電流で充電中のバッ
テリの端子電圧から該端子電圧の一階時間微分値及び二
階時間微分値を求め、求めた一階時間微分値及び二階時
間微分値に基づいてバッテリの充電状態を判定すること
を特徴とする。
の充電状態判定方法は、所定の充電電流で充電中のバッ
テリの端子電圧から該端子電圧の一階時間微分値及び二
階時間微分値を求め、求めた一階時間微分値及び二階時
間微分値に基づいてバッテリの充電状態を判定すること
を特徴とする。
【００１１】また、請求項３に記載された二次バッテリ
の充電状態判定方法は、所定の充電電流で充電中のバッ
テリの端子電圧から該端子電圧の二階時間微分値を求
め、求めた二階時間微分値に基づいてバッテリが過充電
状態にあるか過充電未到達状態にあるかを判定し、更に
前記端子電圧に基づいてバッテリの過充電状態の度合い
又は過充電未到達状態の度合いを判定することを特徴と
する。
の充電状態判定方法は、所定の充電電流で充電中のバッ
テリの端子電圧から該端子電圧の二階時間微分値を求
め、求めた二階時間微分値に基づいてバッテリが過充電
状態にあるか過充電未到達状態にあるかを判定し、更に
前記端子電圧に基づいてバッテリの過充電状態の度合い
又は過充電未到達状態の度合いを判定することを特徴と
する。
【００１２】また、請求項４に記載された二次バッテリ
の充電状態判定方法は、請求項１〜３のいずれかの構成
に加えて、前記二階時間微分値が負の領域にあるときに
バッテリが過充電状態にあると判定し、正の領域にある
ときにバッテリが過充電未到達状態にあると判定するこ
とを特徴とする。
の充電状態判定方法は、請求項１〜３のいずれかの構成
に加えて、前記二階時間微分値が負の領域にあるときに
バッテリが過充電状態にあると判定し、正の領域にある
ときにバッテリが過充電未到達状態にあると判定するこ
とを特徴とする。
【００１３】また、請求項５に記載された二次バッテリ
の充電状態判定方法は、請求項２の構成に加えて、前記
二階時間微分値が負の領域にあるときにバッテリが過充
電状態にあると判定し、更に前記一階時間微分値が大か
ら小になるにつれてバッテリの過充電状態の度合いが大
きいと判定することを特徴とする。
の充電状態判定方法は、請求項２の構成に加えて、前記
二階時間微分値が負の領域にあるときにバッテリが過充
電状態にあると判定し、更に前記一階時間微分値が大か
ら小になるにつれてバッテリの過充電状態の度合いが大
きいと判定することを特徴とする。
【００１４】また、請求項６に記載された二次バッテリ
の充電状態判定方法は、請求項２の構成に加えて、前記
二階時間微分値が正の領域にあるときにバッテリが過充
電未到達状態にあると判定し、更に前記一階時間微分値
が小から大になるにつれてバッテリの過充電未到達状態
の度合いが小さいと判定することを特徴とする。
の充電状態判定方法は、請求項２の構成に加えて、前記
二階時間微分値が正の領域にあるときにバッテリが過充
電未到達状態にあると判定し、更に前記一階時間微分値
が小から大になるにつれてバッテリの過充電未到達状態
の度合いが小さいと判定することを特徴とする。
【００１５】また、請求項７に記載された二次バッテリ
の充電方法は、請求項１〜６のいずれかに記載の方法を
用いてバッテリの充電状態を判定し、判定した充電状態
に基づいてバッテリを充電することを特徴とする。
の充電方法は、請求項１〜６のいずれかに記載の方法を
用いてバッテリの充電状態を判定し、判定した充電状態
に基づいてバッテリを充電することを特徴とする。
【００１６】また、請求項８に記載された二次バッテリ
の充電方法は、請求項７の構成に加えて、判定した充電
状態に基づいてバッテリの充電電流を決定することを特
徴とする。
の充電方法は、請求項７の構成に加えて、判定した充電
状態に基づいてバッテリの充電電流を決定することを特
徴とする。
【００１７】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１８】図１〜図３は本発明の第１実施例を示すも
ので、図１はバッテリ充電装置のブロック図、図２はバ
ッテリを定電流で充電した場合の電圧特性を示すグラ
フ、図３は充電電流と端子電圧とを示すグラフである。
ので、図１はバッテリ充電装置のブロック図、図２はバ
ッテリを定電流で充電した場合の電圧特性を示すグラ
フ、図３は充電電流と端子電圧とを示すグラフである。
【００１９】図１において、符号Ｂは例えば鉛バッテリ
等の二次バッテリであって、充電電流を制御し得る充電
器Ｃに接続される。充電中におけるバッテリＢの充電電
流及び端子電圧は、それぞれ電流計１及び電圧計２によ
って検出される。電流計１及び電圧計２の出力は制御装
置３に入力されて演算処理され、その結果に基づいて充
電器ＣからバッテリＢに供給される充電電流が制御され
る。
等の二次バッテリであって、充電電流を制御し得る充電
器Ｃに接続される。充電中におけるバッテリＢの充電電
流及び端子電圧は、それぞれ電流計１及び電圧計２によ
って検出される。電流計１及び電圧計２の出力は制御装
置３に入力されて演算処理され、その結果に基づいて充
電器ＣからバッテリＢに供給される充電電流が制御され
る。
【００２０】図２に示すように、放電したバッテリＢを
定電流で充電すると、充電開始直後に端子電圧Ｖが急増
する期間（即ち、時刻Ｔ0 までの期間）があり、その後
端子電圧Ｖは緩やかに増加する。やがて端子電圧Ｖは急
激に増加し、ピークに達した後に減少に転じる。
定電流で充電すると、充電開始直後に端子電圧Ｖが急増
する期間（即ち、時刻Ｔ0 までの期間）があり、その後
端子電圧Ｖは緩やかに増加する。やがて端子電圧Ｖは急
激に増加し、ピークに達した後に減少に転じる。
【００２１】ところで、端子電圧Ｖがピーク近傍に達す
るまで充電を継続すると、バッテリＢの電解液が電気分
解されてガスが発生する状態、即ち、いわゆる過充電状
態になってバッテリＢの寿命を縮めることになる。そこ
で、本実施例ではバッテリＢの端子電圧Ｖがピークに達
する前に該端子電圧Ｖの曲線に現れる変曲点に着目し、
端子電圧Ｖが前記変曲点に達する前の状態を過充電未到
達状態とし、また前記変曲点に達した後の状態を過充電
状態として充電電流の制御を行うようになっている。こ
れを、第１実施例に対応する図３に基づいて説明する。
るまで充電を継続すると、バッテリＢの電解液が電気分
解されてガスが発生する状態、即ち、いわゆる過充電状
態になってバッテリＢの寿命を縮めることになる。そこ
で、本実施例ではバッテリＢの端子電圧Ｖがピークに達
する前に該端子電圧Ｖの曲線に現れる変曲点に着目し、
端子電圧Ｖが前記変曲点に達する前の状態を過充電未到
達状態とし、また前記変曲点に達した後の状態を過充電
状態として充電電流の制御を行うようになっている。こ
れを、第１実施例に対応する図３に基づいて説明する。
【００２２】図３は定電流二段充電を行うもので、充電
の開始と共に充電器ＣからバッテリＢに充電電流Ｉ1 が
供給され、その充電電流Ｉ1 は電流計１によって検出さ
れて一定値に保持される。充電中におけるバッテリＢの
端子電圧Ｖは電圧計２によって検出され、制御装置３は
前記端子電圧Ｖを時間で微分して一階時間微分値Ｖ′
（＝ｄＶ／ｄｔ）を演算するとともに、その一階時間微
分値Ｖ′を更に時間で微分して二階時間微分値Ｖ″（＝
ｄ2 Ｖ／ｄｔ2 ）を演算する。
の開始と共に充電器ＣからバッテリＢに充電電流Ｉ1 が
供給され、その充電電流Ｉ1 は電流計１によって検出さ
れて一定値に保持される。充電中におけるバッテリＢの
端子電圧Ｖは電圧計２によって検出され、制御装置３は
前記端子電圧Ｖを時間で微分して一階時間微分値Ｖ′
（＝ｄＶ／ｄｔ）を演算するとともに、その一階時間微
分値Ｖ′を更に時間で微分して二階時間微分値Ｖ″（＝
ｄ2 Ｖ／ｄｔ2 ）を演算する。
【００２３】一階時間微分値Ｖ′は端子電圧Ｖの時間変
化率に対応するもので、その値が大きい程グラフにおけ
る端子電圧曲線の傾きが大きくなる。二階時間微分値
Ｖ″は端子電圧曲線の傾きが増加傾向にあるか減少傾向
にあるかを示すもので、その値が正の場合には端子電圧
曲線が下向きに凸になって増加傾向となり、負の場合に
は端子電圧曲線が上向きに凸になって減少傾向となる。
そして、二階時間微分値Ｖ″が正から負に変わるときが
端子電圧曲線の曲率の方向が変化する変曲点に対応し、
そのときに端子電圧曲線の傾きが増加傾向から減少傾向
に転じることになる。
化率に対応するもので、その値が大きい程グラフにおけ
る端子電圧曲線の傾きが大きくなる。二階時間微分値
Ｖ″は端子電圧曲線の傾きが増加傾向にあるか減少傾向
にあるかを示すもので、その値が正の場合には端子電圧
曲線が下向きに凸になって増加傾向となり、負の場合に
は端子電圧曲線が上向きに凸になって減少傾向となる。
そして、二階時間微分値Ｖ″が正から負に変わるときが
端子電圧曲線の曲率の方向が変化する変曲点に対応し、
そのときに端子電圧曲線の傾きが増加傾向から減少傾向
に転じることになる。
【００２４】而して、端子電圧曲線が電圧Ｖｃにおいて
変曲点に達すると、過充電を防止すべく制御装置３が充
電電流をＩ1 からＩ2 に減少させる。その後、充電電流
Ｉ2で充電を継続し、トータルの充電電力量が前回の放
電電力量から決定される所定値に達したときに充電を停
止する。前記トータルの充電電力量は、端子電圧Ｖと充
電電流Ｉの積を充電時間の全域に亘って積分することに
より求められる。尚、充電の開始直後における端子電圧
Ｖの急増時にも変曲点が発生する場合があるが、バッテ
リＢの端子電圧Ｖが所定値以下の状態において発生する
前記変曲点は無視される。
変曲点に達すると、過充電を防止すべく制御装置３が充
電電流をＩ1 からＩ2 に減少させる。その後、充電電流
Ｉ2で充電を継続し、トータルの充電電力量が前回の放
電電力量から決定される所定値に達したときに充電を停
止する。前記トータルの充電電力量は、端子電圧Ｖと充
電電流Ｉの積を充電時間の全域に亘って積分することに
より求められる。尚、充電の開始直後における端子電圧
Ｖの急増時にも変曲点が発生する場合があるが、バッテ
リＢの端子電圧Ｖが所定値以下の状態において発生する
前記変曲点は無視される。
【００２５】上述のように、端子電圧曲線が変曲点に達
して該端子電圧曲線の傾きが増加傾向から減少傾向に転
じたときに充電電流Ｉを減少させているので、従来の定
電流二段充電に比べて充電電流Ｉを減少させるタイミン
グを適切に設定することが可能となり、短時間で効率的
な充電を行いながら過充電を防止してバッテリＢの寿命
を延長することができ、しかも周囲の温度やバッテリＢ
の個体差による過充電や充電不足を発生させる虞がな
い。
して該端子電圧曲線の傾きが増加傾向から減少傾向に転
じたときに充電電流Ｉを減少させているので、従来の定
電流二段充電に比べて充電電流Ｉを減少させるタイミン
グを適切に設定することが可能となり、短時間で効率的
な充電を行いながら過充電を防止してバッテリＢの寿命
を延長することができ、しかも周囲の温度やバッテリＢ
の個体差による過充電や充電不足を発生させる虞がな
い。
【００２６】図４は本発明の第２実施例を示すものであ
る。
る。
【００２７】この第２実施例は定電流−定電圧充電を行
うもので、充電電流Ｉ1 での定電流充電による充電中
に、端子電圧曲線が変曲点に達して該端子電圧曲線の傾
きが増加傾向から減少傾向に転じると、定電流充電から
そのときの端子電圧Ｖｃでの定電圧充電に切り換えら
れ、これにより充電電流はＩ1 から次第に減少する。そ
して、トータルの充電電力量が所定値に達したときに充
電を停止する。
うもので、充電電流Ｉ1 での定電流充電による充電中
に、端子電圧曲線が変曲点に達して該端子電圧曲線の傾
きが増加傾向から減少傾向に転じると、定電流充電から
そのときの端子電圧Ｖｃでの定電圧充電に切り換えら
れ、これにより充電電流はＩ1 から次第に減少する。そ
して、トータルの充電電力量が所定値に達したときに充
電を停止する。
【００２８】而して、上述した第２実施例によれば、従
来の定電流−定電圧充電に比べて、定電流充電から定電
圧充電への切り換えタイミングを適切に設定することが
でき、前記第１実施例と同様の作用効果を得ることが可
能である。
来の定電流−定電圧充電に比べて、定電流充電から定電
圧充電への切り換えタイミングを適切に設定することが
でき、前記第１実施例と同様の作用効果を得ることが可
能である。
【００２９】図５は本発明の第３実施例を示すものであ
る。
る。
【００３０】この第３実施例は定電流多段充電を行うも
ので、最初に充電電流Ｉ1 で定電流充電を行い、端子電
圧曲線が変曲点に達すると充電電流をＩ2 に減少させて
再び定電流充電を行う。そして端子電圧曲線が再び変曲
点に達すると充電電流をＩ3まで更に減少させ、これを
繰り返す間にトータルの充電電力量が所定値に達したと
きに充電を停止する。
ので、最初に充電電流Ｉ1 で定電流充電を行い、端子電
圧曲線が変曲点に達すると充電電流をＩ2 に減少させて
再び定電流充電を行う。そして端子電圧曲線が再び変曲
点に達すると充電電流をＩ3まで更に減少させ、これを
繰り返す間にトータルの充電電力量が所定値に達したと
きに充電を停止する。
【００３１】而して、上述した第３実施例によれば、前
記第１実施例に比べて更にきめ細かい充電電流Ｉの制御
が可能になり、バッテリＢを傷めることなく、より短時
間での充電が可能となる。
記第１実施例に比べて更にきめ細かい充電電流Ｉの制御
が可能になり、バッテリＢを傷めることなく、より短時
間での充電が可能となる。
【００３２】図６は本発明の第４実施例を示すものであ
る。
る。
【００３３】この第４実施例は定電流多段−定電圧充電
を行うもので、端子電圧曲線が変曲点に達する毎に充電
電流をＩ1 からＩ2 、Ｉ3 、…のように次第に減少させ
てゆき、端子電圧Ｖの増加率（即ち端子電圧Ｖの一階時
間微分値Ｖ′）が所定値以下になった後の変曲点におい
て定電圧充電に切り換え、トータルの充電電力量が所定
値に達すると充電を停止する。
を行うもので、端子電圧曲線が変曲点に達する毎に充電
電流をＩ1 からＩ2 、Ｉ3 、…のように次第に減少させ
てゆき、端子電圧Ｖの増加率（即ち端子電圧Ｖの一階時
間微分値Ｖ′）が所定値以下になった後の変曲点におい
て定電圧充電に切り換え、トータルの充電電力量が所定
値に達すると充電を停止する。
【００３４】而して、上述した第４実施例によれば、前
記第２実施例に比べて更にきめ細かい充電電流Ｉの制御
が可能になり、バッテリＢを傷めることなく、より短時
間での充電が可能となる。
記第２実施例に比べて更にきめ細かい充電電流Ｉの制御
が可能になり、バッテリＢを傷めることなく、より短時
間での充電が可能となる。
【００３５】次に、図７のフローチャートに基づいて本
発明の第５実施例を説明する。
発明の第５実施例を説明する。
【００３６】先ず、ステップＳ１で充電電流Ｉによるバ
ッテリＢの充電を開始し、ステップＳ２でバッテリＢの
充電が完了するまでの間、ステップＳ３で微小時間ｔ１
毎に端子電圧Ｖの二階時間微分値Ｖ″が０以上であるか
否かを判断する。
ッテリＢの充電を開始し、ステップＳ２でバッテリＢの
充電が完了するまでの間、ステップＳ３で微小時間ｔ１
毎に端子電圧Ｖの二階時間微分値Ｖ″が０以上であるか
否かを判断する。
【００３７】ステップＳ３で二階時間微分値Ｖ″が０以
上であって端子電圧Ｖの増加率が増加する傾向にある場
合には、バッテリＢが過充電される虞がないと判断し、
ステップＳ４で前記充電電流Ｉに所定の増加量ｐを加え
たＩ＋ｐを充電電流Ｉとする。一方、ステップＳ３で二
階時間微分値Ｖ″が０未満であって端子電圧Ｖの増加率
が減少する傾向にある場合には、現在の充電電流Ｉのま
まではバッテリＢが過充電される虞があると判断し、ス
テップＳ５で前記充電電流Ｉから所定の減少量ｈを引い
たＩ−ｈを充電電流Ｉとする。このようにして、微小時
間ｔ１毎に端子電圧Ｖの二階時間微分値Ｖ″を参照しな
がら充電電流Ｉを増加量ｐ或いは減少量ｈだけ増減し、
ステップＳ２でバッテリＢの充電が完了したときに充電
電流Ｉの供給を停止する。
上であって端子電圧Ｖの増加率が増加する傾向にある場
合には、バッテリＢが過充電される虞がないと判断し、
ステップＳ４で前記充電電流Ｉに所定の増加量ｐを加え
たＩ＋ｐを充電電流Ｉとする。一方、ステップＳ３で二
階時間微分値Ｖ″が０未満であって端子電圧Ｖの増加率
が減少する傾向にある場合には、現在の充電電流Ｉのま
まではバッテリＢが過充電される虞があると判断し、ス
テップＳ５で前記充電電流Ｉから所定の減少量ｈを引い
たＩ−ｈを充電電流Ｉとする。このようにして、微小時
間ｔ１毎に端子電圧Ｖの二階時間微分値Ｖ″を参照しな
がら充電電流Ｉを増加量ｐ或いは減少量ｈだけ増減し、
ステップＳ２でバッテリＢの充電が完了したときに充電
電流Ｉの供給を停止する。
【００３８】上述の第５実施例によれば、微小時間ｔ１
毎に二階時間微分値Ｖ″を参照しているので、前述の第
１〜第４実施例よりも更にきめ細かい充電電流Ｉの制御
が可能になり、バッテリＢを劣化を防止しながら極めて
短時間で充電を完了させることが可能となる。
毎に二階時間微分値Ｖ″を参照しているので、前述の第
１〜第４実施例よりも更にきめ細かい充電電流Ｉの制御
が可能になり、バッテリＢを劣化を防止しながら極めて
短時間で充電を完了させることが可能となる。
【００３９】次に、図８のフローチャート及び図９のグ
ラフに基づいて本発明の第６実施例を説明する。
ラフに基づいて本発明の第６実施例を説明する。
【００４０】先ず、ステップＳ１１で充電電流Ｉによる
バッテリＢの充電を開始し、ステップＳ１２でバッテリ
Ｂの充電が完了するまでの間、ステップＳ１３で微小時
間ｔ１毎に二階時間微分値Ｖ″が０以上であるか否かを
判断する。
バッテリＢの充電を開始し、ステップＳ１２でバッテリ
Ｂの充電が完了するまでの間、ステップＳ１３で微小時
間ｔ１毎に二階時間微分値Ｖ″が０以上であるか否かを
判断する。
【００４１】ステップＳ１３で二階時間微分値Ｖ″が０
以上であって端子電圧Ｖの増加率が増加する傾向にある
場合には、バッテリＢが過充電される虞がないと判断
し、以下のステップＳ１４〜Ｓ１９で充電電流Ｉを増加
或いは一定値に保持する制御が行われる。
以上であって端子電圧Ｖの増加率が増加する傾向にある
場合には、バッテリＢが過充電される虞がないと判断
し、以下のステップＳ１４〜Ｓ１９で充電電流Ｉを増加
或いは一定値に保持する制御が行われる。
【００４２】即ち、ステップＳ１４で端子電圧Ｖの一階
時間微分値Ｖ′が定数Ａと比較され、一階時間微分値
Ｖ′がＡ未満である場合、つまり端子電圧Ｖの増加率が
小さい場合には、ステップＳ１５で充電電流Ｉの増加量
ｐとして大きい値ｐ（大）が選択される。また、ステッ
プＳ１４で一階時間微分値Ｖ′がＡ以上であり、且つス
テップＳ１６で一階時間微分値Ｖ′が前記Ａよりも大き
い定数Ｂ（Ａ＜Ｂ）未満である場合には、ステップＳ１
７で充電電流Ｉの増加量ｐとして中間の値ｐ（中）が選
択される。更に、ステップＳ１６で二階時間微分値Ｖ″
がＢ以上である場合には、ステップＳ１８で充電電流Ｉ
の増加量ｐとして０が選択される。そして、ステップＳ
１９で、前記各ステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１５で求め
た増加量ｐを前記充電電流Ｉに加えて新たな充電電流Ｉ
とする。
時間微分値Ｖ′が定数Ａと比較され、一階時間微分値
Ｖ′がＡ未満である場合、つまり端子電圧Ｖの増加率が
小さい場合には、ステップＳ１５で充電電流Ｉの増加量
ｐとして大きい値ｐ（大）が選択される。また、ステッ
プＳ１４で一階時間微分値Ｖ′がＡ以上であり、且つス
テップＳ１６で一階時間微分値Ｖ′が前記Ａよりも大き
い定数Ｂ（Ａ＜Ｂ）未満である場合には、ステップＳ１
７で充電電流Ｉの増加量ｐとして中間の値ｐ（中）が選
択される。更に、ステップＳ１６で二階時間微分値Ｖ″
がＢ以上である場合には、ステップＳ１８で充電電流Ｉ
の増加量ｐとして０が選択される。そして、ステップＳ
１９で、前記各ステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１５で求め
た増加量ｐを前記充電電流Ｉに加えて新たな充電電流Ｉ
とする。
【００４３】一方、ステップＳ１３で二階時間微分値
Ｖ″が０未満であって端子電圧Ｖの増加率が減少する傾
向にある場合には、そのままの充電電流Ｉではバッテリ
Ｂが過充電される虞があると判断し、以下のステップＳ
２０〜Ｓ２５で充電電流Ｉを減少させる制御が行われ
る。
Ｖ″が０未満であって端子電圧Ｖの増加率が減少する傾
向にある場合には、そのままの充電電流Ｉではバッテリ
Ｂが過充電される虞があると判断し、以下のステップＳ
２０〜Ｓ２５で充電電流Ｉを減少させる制御が行われ
る。
【００４４】即ち、ステップＳ２０で端子電圧Ｖの一階
時間微分値Ｖ′が定数Ｆと比較され、一階時間微分値
Ｖ′がＦを越えた場合、つまり端子電圧Ｖの増加率が大
きい場合には、ステップＳ２１で充電電流Ｉの減少量ｈ
として小さい値ｈ（小）が選択される。また、ステップ
Ｓ２０で一階時間微分値Ｖ′がＦ以下であり、且つステ
ップＳ２２で一階時間微分値Ｖ′が前記Ｆよりも小さい
定数Ｇ（Ｆ＞Ｇ）を越えている場合には、ステップＳ２
３で充電電流Ｉの減少量ｈとして中間の値ｈ（中）が選
択される。更に、ステップＳ２２で二階時間微分値Ｖ″
がＧ以下である場合には、ステップＳ２４で充電電流Ｉ
の減少量ｈとして大きい値ｈ（大）が選択される。そし
て、ステップＳ２５で、前記各ステップＳ２１，Ｓ２
３，Ｓ２４で求めた減少量ｈを前記充電電流Ｉから引い
て新たな充電電流Ｉとする。
時間微分値Ｖ′が定数Ｆと比較され、一階時間微分値
Ｖ′がＦを越えた場合、つまり端子電圧Ｖの増加率が大
きい場合には、ステップＳ２１で充電電流Ｉの減少量ｈ
として小さい値ｈ（小）が選択される。また、ステップ
Ｓ２０で一階時間微分値Ｖ′がＦ以下であり、且つステ
ップＳ２２で一階時間微分値Ｖ′が前記Ｆよりも小さい
定数Ｇ（Ｆ＞Ｇ）を越えている場合には、ステップＳ２
３で充電電流Ｉの減少量ｈとして中間の値ｈ（中）が選
択される。更に、ステップＳ２２で二階時間微分値Ｖ″
がＧ以下である場合には、ステップＳ２４で充電電流Ｉ
の減少量ｈとして大きい値ｈ（大）が選択される。そし
て、ステップＳ２５で、前記各ステップＳ２１，Ｓ２
３，Ｓ２４で求めた減少量ｈを前記充電電流Ｉから引い
て新たな充電電流Ｉとする。
【００４５】上述のようにして、端子電圧Ｖの二階時間
微分値Ｖ″が正であるときに、端子電圧Ｖの一階時間微
分値Ｖ′の大小を参照し、その値が小さい場合には変曲
点に達するまでに時間的余裕があると判断して充電電流
Ｉの増加量ｐが大きく設定され、逆に一階時間微分値
Ｖ′が大きい場合には間もなく変曲点に達すると判断し
て充電電流Ｉの増加量ｐが小さく設定される。また、端
子電圧Ｖの二階時間微分値Ｖ″が負であるときに、端子
電圧Ｖの一階時間微分値Ｖ′の大小を参照し、その値が
大きい場合には変曲点を通り越して間もないと判断して
充電電流Ｉの減少量ｈが小さく設定され、逆に一階時間
微分値Ｖ′が小さい場合には変曲点を通り越してから時
間が経過していると判断して充電電流Ｉの減少量ｈが大
きく設定される。而して、この第６実施例によれば、前
述した第５実施例に比べて一層精密な充電電流Ｉの制御
を行うことができる。
微分値Ｖ″が正であるときに、端子電圧Ｖの一階時間微
分値Ｖ′の大小を参照し、その値が小さい場合には変曲
点に達するまでに時間的余裕があると判断して充電電流
Ｉの増加量ｐが大きく設定され、逆に一階時間微分値
Ｖ′が大きい場合には間もなく変曲点に達すると判断し
て充電電流Ｉの増加量ｐが小さく設定される。また、端
子電圧Ｖの二階時間微分値Ｖ″が負であるときに、端子
電圧Ｖの一階時間微分値Ｖ′の大小を参照し、その値が
大きい場合には変曲点を通り越して間もないと判断して
充電電流Ｉの減少量ｈが小さく設定され、逆に一階時間
微分値Ｖ′が小さい場合には変曲点を通り越してから時
間が経過していると判断して充電電流Ｉの減少量ｈが大
きく設定される。而して、この第６実施例によれば、前
述した第５実施例に比べて一層精密な充電電流Ｉの制御
を行うことができる。
【００４６】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことが可能である。
明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の設計変
更を行うことが可能である。
【００４７】例えば、実施例では端子電圧Ｖの二階時間
微分値Ｖ″＝０の状態（即ち、変曲点）を基準にしてバ
ッテリＢが過充電状態にあるか過充電未到達状態にある
かを判定しているが、二階時間微分値Ｖ″＝（０以外の
所定値）の状態を基準として前記判定を行うことが可能
である。
微分値Ｖ″＝０の状態（即ち、変曲点）を基準にしてバ
ッテリＢが過充電状態にあるか過充電未到達状態にある
かを判定しているが、二階時間微分値Ｖ″＝（０以外の
所定値）の状態を基準として前記判定を行うことが可能
である。
【００４８】また、端子電圧Ｖの二階時間微分値Ｖ″を
求める際に、必ずしも前記二階時間微分値Ｖ″を直接演
算する必要はなく、端子電圧Ｖとその一階時間微分値
Ｖ′とから二階時間微分値Ｖ″を推定することが可能で
ある。例えば、図２において、端子電圧Ｖが「小」から
「最大」まで変化する間に、一階時間微分値Ｖ′が
「小」から「大」まで増加し、そこで減少に転じて
「０」まで減少しているが、前記一階時間微分値Ｖ′が
増加から減少に転じる前記「大」の位置が二階時間微分
値Ｖ″＝０の変曲点に対応する。
求める際に、必ずしも前記二階時間微分値Ｖ″を直接演
算する必要はなく、端子電圧Ｖとその一階時間微分値
Ｖ′とから二階時間微分値Ｖ″を推定することが可能で
ある。例えば、図２において、端子電圧Ｖが「小」から
「最大」まで変化する間に、一階時間微分値Ｖ′が
「小」から「大」まで増加し、そこで減少に転じて
「０」まで減少しているが、前記一階時間微分値Ｖ′が
増加から減少に転じる前記「大」の位置が二階時間微分
値Ｖ″＝０の変曲点に対応する。
【００４９】また、第５実施例では過充電状態の度合い
の判定及び過充電未到達状態の度合いの判定を一階時間
微分値Ｖ′に大小に基づいて行っているが、この一階時
間微分値Ｖ′を直接演算することなく端子電圧Ｖ及び二
階時間微分値Ｖ″から推定することが可能である。例え
ば、図２において、二階時間微分値Ｖ″＝０に達するま
での過充電未到達状態において、二階時間微分値Ｖ″が
「小」から「大」に達するまでは一階時間微分値Ｖ′が
小さく、また「大」から「０」に達するまでは一階時間
微分値Ｖ′が大きいと推定することができ、更に二階時
間微分値Ｖ″＝０を越えた過充電状態において、二階時
間微分値Ｖ″が「０」から「−大」に達するまでは一階
時間微分値Ｖ′が大きく、また「−大」から「−小」に
達するまでは一階時間微分値Ｖ′が小さいと推定するこ
とができる。そして、前記二階時間微分値Ｖ″も結局は
端子電圧Ｖから得られる値であるため、請求項３に記載
された如く、バッテリＢの端子電圧Ｖに基づいて過充電
状態の度合い及び過充電未到達状態の度合いを判定する
ことが可能となる。
の判定及び過充電未到達状態の度合いの判定を一階時間
微分値Ｖ′に大小に基づいて行っているが、この一階時
間微分値Ｖ′を直接演算することなく端子電圧Ｖ及び二
階時間微分値Ｖ″から推定することが可能である。例え
ば、図２において、二階時間微分値Ｖ″＝０に達するま
での過充電未到達状態において、二階時間微分値Ｖ″が
「小」から「大」に達するまでは一階時間微分値Ｖ′が
小さく、また「大」から「０」に達するまでは一階時間
微分値Ｖ′が大きいと推定することができ、更に二階時
間微分値Ｖ″＝０を越えた過充電状態において、二階時
間微分値Ｖ″が「０」から「−大」に達するまでは一階
時間微分値Ｖ′が大きく、また「−大」から「−小」に
達するまでは一階時間微分値Ｖ′が小さいと推定するこ
とができる。そして、前記二階時間微分値Ｖ″も結局は
端子電圧Ｖから得られる値であるため、請求項３に記載
された如く、バッテリＢの端子電圧Ｖに基づいて過充電
状態の度合い及び過充電未到達状態の度合いを判定する
ことが可能となる。
【００５０】また、本発明における一階時間微分値Ｖ′
及び二階時間微分値Ｖ″は数学的な意味での厳密な微分
値である必要はなく、一階時間微分値Ｖ′は微小な所定
時間における端子電圧Ｖの変化量を前記所定時間で除算
した値で代用することができ、また二階時間微分値Ｖ″
は微小な所定時間における一階時間微分値Ｖ′の変化量
を前記所定時間で除算した値で代用することができる。
及び二階時間微分値Ｖ″は数学的な意味での厳密な微分
値である必要はなく、一階時間微分値Ｖ′は微小な所定
時間における端子電圧Ｖの変化量を前記所定時間で除算
した値で代用することができ、また二階時間微分値Ｖ″
は微小な所定時間における一階時間微分値Ｖ′の変化量
を前記所定時間で除算した値で代用することができる。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、請求項１、４に記載され
た発明によれば、バッテリの端子電圧の二階時間微分値
によってバッテリが過充電状態にあるか過充電未到達状
態にあるかを的確に判定することができる。
た発明によれば、バッテリの端子電圧の二階時間微分値
によってバッテリが過充電状態にあるか過充電未到達状
態にあるかを的確に判定することができる。
【００５２】また請求項２、５、６に記載された発明に
よれば、バッテリの端子電圧の一階時間微分値及び二階
時間微分値によってバッテリが過充電状態にあるか過充
電未到達状態にあるかを一層的確に判定することができ
る。
よれば、バッテリの端子電圧の一階時間微分値及び二階
時間微分値によってバッテリが過充電状態にあるか過充
電未到達状態にあるかを一層的確に判定することができ
る。
【００５３】また請求項３に記載された発明によれば、
バッテリの端子電圧及び該端子電圧の二階時間微分値に
よってバッテリが過充電状態にあるか過充電未到達状態
にあるかを一層的確に判定することができる。
バッテリの端子電圧及び該端子電圧の二階時間微分値に
よってバッテリが過充電状態にあるか過充電未到達状態
にあるかを一層的確に判定することができる。
【００５４】また請求項７に記載された発明によれば、
バッテリが過充電状態にあるか過充電未到達状態にある
かを的確に判定し、バッテリの過充電を回避しながら短
時間で充電を完了させることができる。
バッテリが過充電状態にあるか過充電未到達状態にある
かを的確に判定し、バッテリの過充電を回避しながら短
時間で充電を完了させることができる。
【００５５】また請求項８に記載された発明によれば、
バッテリが過充電状態にあるか過充電未到達状態に基づ
いて充電電流を的確に決定し、バッテリの過充電を回避
しながら短時間で充電を完了させることができる。
バッテリが過充電状態にあるか過充電未到達状態に基づ
いて充電電流を的確に決定し、バッテリの過充電を回避
しながら短時間で充電を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バッテリ充電装置のブロック図
【図２】バッテリを定電流で充電した場合の電圧特性を
示すグラフ
示すグラフ
【図３】第１実施例の充電電流と端子電圧とを示すグラ
フ
フ
【図４】第２実施例の充電電流と端子電圧とを示すグラ
フ
フ
【図５】第３実施例の充電電流と端子電圧とを示すグラ
フ
フ
【図６】第４実施例の充電電流と端子電圧とを示すグラ
フ
フ
【図７】第５実施例の充電方法を示すフローチャート
【図８】第６実施例の充電方法を示すフローチャート
【図９】第６実施例の充電電流と端子電圧とを示すグラ
フ
フ
Ｂ バッテリ Ｃ 充電器 Ｉ 充電電流 Ｖ 端子電圧 Ｖ′ 一階時間微分値 Ｖ″ 二階時間微分値 ｐ 増加量 ｈ 減少量 １ 電流計 ２ 電圧計 ３ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 高陽 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 所定の充電電流（Ｉ）で充電中のバッテ
リ（Ｂ）の端子電圧（Ｖ）から該端子電圧（Ｖ）の二階
時間微分値（Ｖ″）を求め、求めた二階時間微分値
（Ｖ″）に基づいてバッテリ（Ｂ）の充電状態を判定す
る二次バッテリの充電状態判定方法。 - 【請求項２】 所定の充電電流（Ｉ）で充電中のバッテ
リ（Ｂ）の端子電圧（Ｖ）から該端子電圧（Ｖ）の一階
時間微分値（Ｖ′）及び二階時間微分値（Ｖ″）を求
め、求めた一階時間微分値（Ｖ′）及び二階時間微分値
（Ｖ″）に基づいてバッテリ（Ｂ）の充電状態を判定す
る二次バッテリの充電状態判定方法。 - 【請求項３】 所定の充電電流（Ｉ）で充電中のバッテ
リ（Ｂ）の端子電圧（Ｖ）から該端子電圧（Ｖ）の二階
時間微分値（Ｖ″）を求め、求めた二階時間微分値
（Ｖ″）に基づいてバッテリ（Ｂ）が過充電状態にある
か過充電未到達状態にあるかを判定し、更に前記端子電
圧（Ｖ）に基づいてバッテリ（Ｂ）の過充電状態の度合
い又は過充電未到達状態の度合いを判定する二次バッテ
リの充電状態判定方法。 - 【請求項４】 前記二階時間微分値（Ｖ″）が負の領域
にあるときにバッテリ（Ｂ）が過充電状態にあると判定
し、正の領域にあるときにバッテリ（Ｂ）が過充電未到
達状態にあると判定する、請求項１〜３のいずれかに記
載の二次バッテリの充電状態判定方法。 - 【請求項５】 前記二階時間微分値（Ｖ″）が負の領域
にあるときにバッテリ（Ｂ）が過充電状態にあると判定
し、更に前記一階時間微分値（Ｖ′）が大から小になる
につれてバッテリ（Ｂ）の過充電状態の度合いが大きい
と判定する、請求項２記載の二次バッテリの充電状態判
定方法。 - 【請求項６】 前記二階時間微分値（Ｖ″）が正の領域
にあるときにバッテリ（Ｂ）が過充電未到達状態にある
と判定し、更に前記一階時間微分値（Ｖ′）が小から大
になるにつれてバッテリ（Ｂ）の過充電未到達状態の度
合いが小さいと判定する、請求項２記載の二次バッテリ
の充電状態判定方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の方法を
用いてバッテリ（Ｂ）の充電状態を判定し、判定した充
電状態に基づいてバッテリ（Ｂ）を充電する二次バッテ
リの充電方法。 - 【請求項８】 判定した充電状態に基づいてバッテリ
（Ｂ）の充電電流（Ｉ）を決定する、請求項７記載のバ
ッテリの充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12113493A JP3347808B2 (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 二次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12113493A JP3347808B2 (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 二次電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333603A true JPH06333603A (ja) | 1994-12-02 |
| JP3347808B2 JP3347808B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=14803719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12113493A Expired - Fee Related JP3347808B2 (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3347808B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010136488A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Lecip Corp | 充電装置 |
| JP2012105467A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 充電装置 |
| JP2013207856A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Toyota Industries Corp | 鉛蓄電池の充電装置 |
| JP2021125889A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池の充電方法、制御装置、及びコンピュータプログラム |
-
1993
- 1993-05-24 JP JP12113493A patent/JP3347808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010136488A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Lecip Corp | 充電装置 |
| JP2012105467A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Diamond Electric Mfg Co Ltd | 充電装置 |
| JP2013207856A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Toyota Industries Corp | 鉛蓄電池の充電装置 |
| JP2021125889A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | 株式会社Ｇｓユアサ | 鉛蓄電池の充電方法、制御装置、及びコンピュータプログラム |
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|---|---|
| JP3347808B2 (ja) | 2002-11-20 |
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