JPH07298508A - バッテリ充電装置の充電時間制御装置 - Google Patents

バッテリ充電装置の充電時間制御装置

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JPH07298508A
JPH07298508A JP6086909A JP8690994A JPH07298508A JP H07298508 A JPH07298508 A JP H07298508A JP 6086909 A JP6086909 A JP 6086909A JP 8690994 A JP8690994 A JP 8690994A JP H07298508 A JPH07298508 A JP H07298508A
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JP
Japan
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charging
battery
time
voltage
battery voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP6086909A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Miyazaki
俊一 宮崎
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07298508A publication Critical patent/JPH07298508A/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリの長時間の不要な充電を回避で
き、消費電力を低減でき、H2 ガスの大量発生を防止で
きるバッテリ充電装置の充電時間制御装置を提供する。 【構成】 バッテリ電圧検出手段と許容前期充電時
間設定手段と充電停止手段とを備え、上記検出されたバ
ッテリ電圧に基づいて前期充電時間の最大許容時間を設
定し、該最大許容時間経過後のバッテリ電圧が転極点電
圧未満の場合は充電を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば電気自動車のバッ
テリを充電するバッテリ充電装置の充電時間制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電気自動車等に用いられる鉛バ
ッテリを充電装置で充電すると、充電時間とバッテリ電
圧とは図3に示す様な特性を示す。即ち、バッテリ電圧
は、充電開始から所定時間経過するといわゆる転極点電
圧(Vref )を経て急激に上昇し、その後充電完了電圧
(Vf )に向けて穏やかに上昇することが知られてお
り、転極点電圧は例えば充電完了電圧の80%程度であ
る。
【0003】このような特性を有することから総充電時
間Tは式(1),(2)に示すように、上記転極点電圧
Vref に到達するまでの前期充電時間T1と、この電圧
から充電完了電圧に到達するまでの時間にある程度のマ
ージンを加えた後期充電時間T2との和に制御されるの
が一般的である(例えば、特開平2−241331号公
報参照)。なお、式(2)において、α,βは後期充電
時間を設定する際の定数であり、αは例えばバッテリの
種類等に応じて設定され、βは例えば普通充電,均等充
電,寒冷地充電等、充電条件に応じて設定される。 T=T1+T2・・・・・・(1) T2=αT1+β・・・・・(2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般にバッテリは、劣
化により上記転極点電圧に到達するまでの時間が増加す
る傾向があり、バッテリの寿命末期には上記転極点電圧
に到達しない場合が発生する。このような場合、上記従
来の充電時間制御方法では、上記前期充電時間T1が決
定されないため充電が人手による停止操作まで長時間継
続される問題がある。この問題を解決するには、一定時
間充電するとタイマー等により供給電流を停止する方法
があるが、この方法では、上記タイマー等の設定時間と
しては上記総充電時間Tが設定されるため、電池寿命に
より転極点電圧に到達しない場合でも設定時間Tだけ充
電が行われることとなり、その分不要な電力が消費さ
れ、またバッテリ温度が上昇してH2 ガスが大量発生す
る問題がある。
【0005】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、バッテリの長時間の不要な充電を回避で
き、消費電力を低減でき、H2 ガスの大量発生を防止で
きるバッテリ充電装置を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、長時間の
不要な充電を回避するには、充電しようとするバッテリ
の残存容量に応じて前期充電時間の最大許容値を規制す
ることが有効である点に着目し、残存容量が大きいほど
上記最大許容値を小さく規制するのがより有効であるこ
とに想到した。そしてバッテリ残存容量は、充電開始後
一定時間経過後における所定電流印加状態でのバッテリ
電圧と相関がある点を見いだして本発明をなしたもので
ある。
【0007】そこで本発明は、充電開始から充電完了ま
での総充電時間を、バッテリ電圧が充電完了電圧より低
い所定の転極点電圧に到達するまでの前期充電時間と、
該前期充電時間及び充電条件に応じて設定される後期充
電時間との和になるように制御するようにしたバッテリ
充電装置の充電時間制御装置において、バッテリ電圧を
検出するバッテリ電圧検出手段と、充電開始から一定時
間経過後に所定の充電電流印加状態で検出されたバッテ
リ電圧に基づいて上記前期充電時間の最大許容時間を設
定する許容前期充電時間設定手段と、上記最大許容時間
経過後に検出されたバッテリ電圧が上記転極点電圧未満
の場合は充電を停止する充電停止手段とを備えたことを
特徴としている。
【0008】
【作用】本発明のバッテリ充電装置の充電時間制御装置
によれば、許容前期充電時間設定手段により設定された
最大許容時間経過後のバッテリ電圧が転極点電圧未満の
場合は、充電停止手段により充電を停止するようにした
ので、バッテリ寿命等により上記転極点電圧に到達しな
い場合に充電が継続されることを回避でき、もって不要
な電力消費やH2 ガスの大量発生を防止することができ
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1ないし図5は本発明の一実施例によるバ
ッテリ充電装置の充電時間制御装置を説明するための図
であり、図1は上記実施例装置の電源回路図、図2は該
実施例装置の構成図、図3は上記実施例装置の充電時間
とバッテリ電圧との関係を示す特性図、図4は上記実施
例装置の充電電流及びバッテリ電圧とバッテリ残存容量
との関係を示す特性図、図5は上記実施例装置のバッテ
リ電圧と転極点に到達するまでの時間の最大値との関係
を示す特性図、図6は上記実施例装置の動作を説明する
ためのフロー図である。
【0010】図において、1は、本発明の一実施例によ
る電気自動車等に用いられる鉛バッテリ2を充電するバ
ッテリ充電装置の電源回路を示している。該電源回路1
は、AC電源3から供給される電流をコンタクタ4を介
してトランス5の一次コイル5aに供給する入力回路6
と、該入力回路6から二次コイル5bに供給された電流
を上記バッテリ2に供給する出力回路7とから構成され
ており、該出力回路7は、第1,第2サイリスタ8,9
とダイオード10,11とからなる整流回路12を備え
ている。
【0011】上記バッテリ2には、該バッテリ2の温度
を検出する温度センサ13と、電圧を検出する電圧セン
サ14と、上記バッテリ2に供給される充電電流を検出
する電流センサ15と、該充電電流の位相を検出する位
相センサ16とが取り付けられている。
【0012】また、本実施例のバッテリ充電装置は、該
充電装置による充電時間を制御するコントローラ17を
備えている。該コントローラ17は、上記温度センサ1
3,電圧センサ14,電流センサ15,位相センサ16
が接続されて該各センサからの信号が入力される入力イ
ンタフェース18と、制御用プログラム,データ等が記
憶されるメモリ装置であるROM19およびRAM20
と、上記入力された信号や上記プログラム,データに基
づいて計算処理を行うCPU21と、該CPU21によ
る計算結果を制御信号として外部に出力する出力インタ
フェース22とから構成されている。
【0013】上記出力インタフェース22には上記第
1,第2サイリスタ8,9とコンタクタ4とウォーニン
グランプ23とが接続されており、上記コントローラ1
7により上記温度センサ13,電圧センサ14,電流セ
ンサ15,位相センサ16からの情報に基づいて、上記
第1,第2サイリスタ8,9やコンタクタ4を介して充
電時間の制御を行うとともにウォーニングランプ23に
よる警告表示を行うよう構成されている。
【0014】ここで一般に、電気自動車等に用いられる
鉛バッテリは、図3の特性図に示すように、充電開始
後、所定時間(T1)経過後にバッテリ電圧が急激に上
昇することが知られており、該所定時間(T1)におけ
るバッテリ電圧は転極点電圧(Vref )と呼ばれてい
る。なお、図3においてTは充電完了時間を、T1,2
は前後,後期充電時間を、またVfは充電完了電圧を各
々示している。
【0015】一方、上記前期充電時間は、図5に示すよ
うにバッテリ残存容量が例えば40%,60%,80%
と増加するにつれてT1 ,T1 ′,T1 ″と短くなって
いることが判った。そして充電電流とバッテリ電圧とは
図4に示すようにバッテリの残存容量に応じた特性を示
すことも判った。図4において、特性曲線Dはバッテリ
残存容量が0%のときの、特性曲線Eはバッテリ残存容
量が20%のときの、特性曲線Fはバッテリ残存容量が
50%のときの、特性曲線Gはバッテリ残存容量が80
%のときの、特性曲線Hはバッテリ残存容量が100%
のときの特性をそれぞれ示している。
【0016】上記D〜Hの各特性曲線において充電初期
の充電電流がIa のときの各バッテリ電圧についてみる
と、バッテリの残存容量が多いほどバッテリ電圧が大き
くなることが判る。このことから、充電電流を一定にし
たときのバッテリ電圧によりバッテリの残存容量の多少
が判断できることがわかる。
【0017】本実施例装置は上記バッテリ電圧とバッテ
リ残存容量との相関に着目して、上記充電電流を一定に
したときのバッテリ電圧に応じて、すなわち、バッテリ
の残存容量の多少に応じて、上記式(1)の転極点に到
達するまでの時間T1に上限値を設けたものである。上
記コントローラ17内には、上述のように、充電電流を
一定にしたときのバッテリ電圧に応じて上記式(1)の
時間T1を制限する制御用プログラムが記憶されてい
る。
【0018】また、上記コントローラ17には図6の特
性図がマップとして記憶されて、上記充電電流をIaに
一定にしたときのバッテリ電圧が、つまりバッテリ残存
容量増大するにつれて、上記時間T1の上限値が小さく
なるよう設定されている。
【0019】次に、図7のフロー図に基づいて、本実施
例の制御動作を説明する。なお、以下の制御計算処理は
上記コントローラ(充電時間制御装置)17内で行われ
る。まず、充電開始指令が出されると上記一定とする充
電電流値が設定され、充電時間(Tchg )のカウントア
ップが開始されて(ステップS1〜S3)、該充電時間
(Tchg )が上記Tin1 以上になると、電圧センサ14
により、バッテリ電圧(V)の読み取り検出が行われる
(ステップS4〜S5)。なお、上記Tin1は、充電開
始直後のバッテリ電圧の急激な立ち上がりが停止するま
での初期安定化に必要な時間が設定される。次に、上記
バッテリ電圧(V)に基づいて、上記コントローラ(許
容前期充電時間設定手段)17により、上記図6の特性
図マップから上記T1の上限値(T1max )が演算され
(ステップS6)、上記バッテリ電圧が上記転極点電圧
に到達しない場合(ステップS7)に、上記時間T1が
上述の上限値T1max 以上になると上記ウォーニングラ
ンプ23に警告表示を出力して充電が停止される(ステ
ップS8〜S10)。また、上記ステップS7にてバッ
テリ電圧が転極点電圧に到達すると、上記式(2)より
後期充電時間T2が演算され、上記式(1)より総充電
時間Tが算出されて、充電時間(Tchg )が上記総充電
時間T以上になると(ステップS13)、充電が停止さ
れる(ステップS10)。
【0020】このように上記実施例では、転極点電圧に
到達するまでの時間(T1)に対して、充電電流を一定
にした時のバッテリ電圧に基づいて、すなわち、バッテ
リ残存容量に基づいて上限値(T1max )を設けたの
で、バッテリの寿命等により上記転極点電圧に到達しな
い場合には上記上限値の時間経過後に充電を停止できる
ため、タイマ等を用いた場合のような不要な充電がされ
ることを回避でき、もって消費電力を削減でき、またH
2 ガスの発生量を削減できる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明に係るバッテリ充電
装置の充電時間制御装置によれば、充電初期のバッテリ
電圧に基づいて前期充電時間の最大値を設定したので、
バッテリ劣化によって転極点電圧に達しない場合には充
電を停止して不要な充電を回避でき、もって消費電力の
削減,バッテリ温度上昇防止,H2 ガスの大量発生防止
を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるバッテリ充電装置の充
電時間制御装置の電源回路図である。
【図2】上記実施例装置のブロック構成図である。
【図3】上記実施例装置の充電時間とバッテリ電圧との
関係を示す特性図である。
【図4】上記実施例装置のバッテリ残存容量毎の充電電
流とバッテリ電圧との関係を示す特性図である。
【図5】上記実施例装置のバッテリ残存容量毎のバッテ
リ電圧と前期充電時間T1との関係を示す特性図であ
る。
【図6】上記実施例装置のバッテリ電圧と前期充電時間
の最大許容時間T1との関係を示す特性図である。
【図7】上記実施例装置の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
14 バッテリ電圧センサ(バッテリ電圧検出手段) 17 コントローラ(充電時間制御装置,許容前期充電
時間設定手段,充電停止手段) T 総充電時間 T1 前期充電時間 T2 後期充電時間 Vref 転極点電圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電開始から充電完了までの総充電時間
    を、バッテリ電圧が充電完了電圧より低い所定の転極点
    電圧に到達するまでの前期充電時間と、該前期充電時間
    及び充電条件に応じて設定される後期充電時間との和に
    なるように制御するようにしたバッテリ充電装置の充電
    時間制御装置において、バッテリ電圧を検出するバッテ
    リ電圧検出手段と、充電開始から一定時間経過後に所定
    の充電電流印加状態で検出されたバッテリ電圧に基づい
    て上記前期充電時間の最大許容時間を設定する許容前期
    充電時間設定手段と、上記最大許容時間経過後に検出さ
    れたバッテリ電圧が上記転極点電圧未満の場合は充電を
    停止する充電停止手段とを備えたことを特徴とするバッ
    テリ充電装置の充電時間制御装置。
JP6086909A 1994-04-25 1994-04-25 バッテリ充電装置の充電時間制御装置 Pending JPH07298508A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11122839A (ja) * 1997-10-16 1999-04-30 Yamaha Motor Co Ltd バッテリーの充電制御装置
JP2020092566A (ja) * 2018-12-07 2020-06-11 Fdk株式会社 充電器及び充電方法
CN111478411A (zh) * 2020-06-01 2020-07-31 上海闻泰电子科技有限公司 充电电压提示方法及电子设备

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010821