JPH077865A - 充電器の充電完了検出方法及び装置 - Google Patents

充電器の充電完了検出方法及び装置

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JPH077865A
JPH077865A JP5171185A JP17118593A JPH077865A JP H077865 A JPH077865 A JP H077865A JP 5171185 A JP5171185 A JP 5171185A JP 17118593 A JP17118593 A JP 17118593A JP H077865 A JPH077865 A JP H077865A
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JP
Japan
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temperature gradient
charging
value
temperature
completion
Prior art date
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Application number
JP5171185A
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English (en)
Inventor
Masahide Tamura
政英 田村
Kazuyuki Kinoshita
和之 木下
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 充電器自身の温度上昇による悪影響を除去で
きると共に、電池の温度傾斜が微小な場合にも精度良
く、充電完了を検出することができる充電完了検出方法
及び装置を提供する。 【構成】 2次電池に充電電流を加えて充電を行う充電
器において上記2次電池の充電完了を検出するための充
電完了検出方法であって、上記2次電池の温度を検出し
て、その温度傾斜を求め、その求められた温度傾斜の内
の最小温度傾斜を記憶し、その記憶された最小温度傾斜
と現在の温度傾斜とを比較し、現在の温度傾斜の方が大
きい場合に、その両者の差を計算し、その差が所定値以
上の場合のみ充電完了と判定する様に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル・カドニウム
電池やニッケル・水素電池等の2次電池の充電器におけ
る充電完了検出方法及び装置に関し、特に、充電器自身
の温度上昇による悪影響を除去できると共に、電池の温
度傾斜が微小な場合にも精度良く、充電完了を検出する
ことができる充電完了検出方法及び装置に関する。
【0002】
【従来技術】一般に、ニッケル・カドニウム電池や、ニ
ッケル・水素電池等の2次電池(バッテリー)を充電す
る充電器においては、充電が完了した時、自動的に充電
を止めることにより、過充電となり電池をいためること
を防止する手段が付加されている。その一つとして、電
池の充電が完了すると図4に示す如く急激に温度が上昇
する性質があるので、これを利用して電池にサーモスタ
ット等の感温スイッチ素子を貼り付け、そのスイッチン
グによって充電電流を制御する方式(温度方式)があ
る。しかしながら、この温度方式は、ある一定温度、例
えば45℃を超えたら充電を止めるといった機能しかな
く、充電器の周囲温度に影響されやすく正確な充電管理
が不可能であり、不完全な充電や過充電となる問題があ
った。
【0003】次に、単位時間毎(例えば1分毎)に電池
の温度上昇変化分を計算(1次微分)し、その温度上昇
変化分(温度傾斜)が設定されたスレッショールドレベ
ルを超えた場合、充電を完了する方式がある。しかしな
がら、この方式では、例えば充電器内蔵の電源の発熱が
バッテリーに及ぶ場合、充電当初より徐々に温度が上昇
しているために、温度傾斜が設定されたスレッショール
ドを超え充電未完のまま充電完了となってしまう問題が
あった。
【0004】この問題を除去する為には、単位時間毎の
バッテリーの温度傾斜を比較する方法(2次微分する)
を用いればよいが、高価になる。即ち、この方法は前回
の時に計算された温度傾斜をメモリにストアしておき、
それと、今回測定され計算された温度傾斜との差を計算
し、その差(増加分)が、スレッショールドを超えた
ら、充電完了とする方式である。これによると、充電器
の発熱による影響の様に時間に対し1次関数の関係で上
昇する温度上昇分を誤差として除くことができ、本来の
バッテリーの温度上昇分のみを検出することができる。
しかしながら、この方式では、温度傾斜という小さな値
の比較であるので、温度検出出力に非常に高い精度が要
求され、その精度が達成されないと比較した値に信頼度
がなくなる問題があった。
【0005】例えばサーミスター等の温度検出出力は数
Vの直流電圧が充電完了時に数十mV程度変化する、い
わゆる1〜2%程度の変化であるので、一般的な8ビッ
トA/Dコンバーターを使用した後のデジタル処理で、
温度傾斜を計算し、かつ、前回と、今回の差を計算する
と1ビット以下の変化しか得られないことになり充電完
了の判断をするには不十分な精度となる。この精度を上
げるためには8ビット処理のビット数を増やす方法等が
考えられるが装置が非常に高価になる欠点があった。
【0006】
【目的】本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
って、充電器自身の温度上昇による悪影響を除去できる
と共に、電池の温度傾斜が微小な場合にも精度良く、充
電完了を検出することができる充電完了検出方法及び装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【発明の概要】上記目的を達成するため、本発明は、2
次電池の充電器における充電完了検出方法であって、充
電中の2次電池の温度を所要時間毎に検出し、前回の測
定結果との比較によってそのときの温度傾斜を求め、求
めた温度傾斜が前回のそれより小さい場合該温度傾斜を
最小温度傾斜として更新する如く記憶し、記憶された最
小温度傾斜より現在の温度傾斜の方が大きい場合に、そ
の両者の差を計算し、その差が所定値以上の場合に充電
完了と判定すること、2次電池の充電器における充電完
了検出装置であって、上記2次電池の温度を所定時間毎
に検出する温度検出手段と、前回検出温度とその時の検
出結果を比較することによって温度変化の傾斜を求める
手段と、そのうちの最小温度傾斜を順次更新しつつ記憶
する最小温度傾斜記憶手段と、上記温度傾斜検出手段に
よって検出された温度傾斜が前記記憶した最小温度傾斜
値より大きい場合に、その両者の差を計算し、その差が
所定値以上の場合に充電完了と判定する制御手段とを具
備することを特徴としている。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳
細に説明する。図1は、本発明による充電検出手段を備
えた充電器の一実施例を示す構成図である。図1におい
て、この充電器は、DC電源に接続された充電電流供給
回路1と、その出力端に接続された充電電流ON/OF
F回路2と、その充電電流ON/OFF回路2にプラス
側が接続されアース3にマイナス側が接続されたバッテ
リー(2次電池)4及びそのバッテリー4の表面に貼り
付けられると共にバッテリー4のマイナス側にその一端
側が接続されたサーミスターの如き感温素子5から成る
バッテリーパック6とを有している。そして、この充電
器は、さらに、上記DC電源入力に接続された定電圧供
給回路7と、一端側が上記定電圧供給回路7に接続され
他端側が上記サーミスター5の他端側に接続された固定
抵抗8と、その固定抵抗8の他端側に接続されたA/D
コンバーター9と、そのA/Dコンバーター9及び上記
充電電流ON/OFF回路2に接続された充電判定回路
を有する制御部10と、その制御部10に接続されたタ
イミング発生回路11と、上記制御部10に各々接続さ
れた前値メモリ12及び最小温度傾斜メモリ13から成
るメモリ部14とを有している。
【0009】次に、上記充電器の動作について説明す
る。この充電器の充電完了検出動作の要旨は、計算され
たバッテリーの温度傾斜の内の最小温度傾斜を最小温度
傾斜メモリに記憶し、現在の温度傾斜と上記最小温度傾
斜とを比較し、現在の温度傾斜の方が大きい場合、その
両者の差を計算し、その差が所定値以上の場合のみ充電
完了と判定する様にしたものである。以下、図2のフロ
ーチャート図を参照して、上記充電器の充電完了検出動
作の詳細について説明する。まず、充電がスタートする
と(ステップ20)、上記制御部10によって充電電流
ON/OFF回路2がONされ、充電電流供給回路1例
えば、車両搭載バッテリーからの12VのDC電源が充
電すべきバッテリー4へ供給され充電が開始される。そ
れと共に、上記定電圧供給回路7によって、例えば5V
程度の定電圧が固定抵抗8及びサーミスター5へ供給さ
れて分圧され、その分圧電圧値がバッテリー4の温度検
出出力としてA/Dコンバーター9に入力され、デジタ
ル値に変換されて制御部10に読み込まれる。ここで、
上記温度検出出力の読み込みは、上記タイミング発生回
路11よりのタイミング信号に基づき一定時間毎に行わ
れる(ステップ21)。
【0010】次に、上記ステップ21で読み込んだ温度
検出出力が充電開始より第1回目の温度検出出力か否か
が判定される。すなわち、上記温度検出出力が第1回目
である場合、上記メモリ部14の前値メモリ12には値
が記憶されてないので上記前値メモリ12内の値の有無
で判定が行われる(ステップ22)。勿論、検出回数を
計算する手段を備えてもよい。そして、上記ステップ2
2において上記温度検出が第1回目である場合、その読
み込まれた温度検出出力が次回のために前値メモリ12
に記憶され(ステップ23)、上記ステップ21へ戻
る。上記ステップ22において上記温度検出出力が2回
目以降である場合、その読み込まれた温度検出出力と上
記前値メモリ12に記憶されている一回前の温度検出出
力との差が現在の温度傾斜値Tcとして計算され(ステ
ップ25)、その値が前値メモリ12が更新される(ス
テップ26)。
【0011】次に、上記ステップ25で計算された温度
傾斜値Tcがゼロあるいはマイナスであるかプラスであ
るかが判定され、ゼロあるいはマイナスである場合は、
上記最小温度傾斜メモリ13がゼロに設定され(ステッ
プ24)、上記ステップ21へ戻る(ステップ27)。
また上記ステップ27において温度傾斜値Tcがプラス
である場合は、上記ステップ25で計算された温度傾斜
値Tcが第1回目の温度傾斜値か否かが判定され(ステ
ップ28)、上記温度傾斜値Tcが第1回目である場
合、その温度傾斜値Tcが最小温度傾斜値Tcminと
して上記最小温度傾斜メモリ13に記憶され、上記ステ
ップ21へ戻る(ステップ29)。次に、上記ステップ
28において上記温度傾斜値Tcが2回目以降の場合、
その温度傾斜値Tcと上記最小温度傾斜メモリ13に記
憶された最小温度傾斜値Tcminとの大小が比較判定
される(ステップ30)。
【0012】そして、上記ステップ30において現在の
温度傾斜値Tcが最小温度傾斜値Tcminより小さい
場合、その現在の温度傾斜値Tcによって上記最小温度
傾斜メモリ13を更新し(ステップ31)、上記ステッ
プ21へ戻る。そして、上記ステップ30において現在
の温度傾斜値Tcが最小温度傾斜値Tcminと同じ場
合、何もせずそのまま上記ステップ21へ戻る。
【0013】次に、上記ステップ30において現在の温
度傾斜値Tcが最小温度傾斜値Tcminより大きい場
合、その両者の差(Tc−Tcmin)が計算され(ス
テップ32)、その差が前もって設定されたスレッショ
ールド値Tsを超えているか否かが判定される(ステッ
プ33)。そして、上記ステップ33において上記差
(Tc−Tcmin)がスレッショールド値Tsを超え
ていない場合、そのまま上記ステップ21へ戻り、超え
ていた場合、充電完了と判定して充電終了処理が行われ
てフローが終了する(ステップ34)。すなわち、充電
完了と判定されると、上記制御部10よりの充電完了制
御出力によって上記充電電流ON/OFF回路2がOF
F動作となり充電が終了される。以上の様に、この実施
例では、過去の最小温度傾斜と、今回の温度傾斜との差
を用いるので、両者の差が大きくなり8bit程度のデ
ジタル処理でも、充電完了の判断に十分となり、温度検
出出力に高い精度をもたらすことができる。
【0014】次に、上記実施例の変形例について説明す
る。この変形例は、図3に示す様に、図1の実施例中の
A/Dコンバーター9、制御部(判定回路含む)10、
メモリ部14、タイミング発生回路11をマイクロコン
ピュータ36に集積化したものであり、他の構成及び動
作は前述した実施例と同様である。すなわち、前記実施
例の制御部(判定回路含む)10の働きの大部分は上記
マイクロコンピュータ36内のROM(リードオンリー
メモリ)に書き込まれたソフトウェアプログラムによっ
て実行される様になっている。また、この例に限らず、
同様の機能を持ったブロックに置換しても実現可能であ
る。
【0015】
【発明の効果】本発明は、以上説明した様に、バッテリ
ーの温度傾斜の増加分(変化分)を判定に使用するので
充電器自身の温度上昇による影響を除去でき、誤動作の
恐れがない。さらに、過去に計算された温度傾斜のう
ち、最小の値を記憶しておき、それと現在の値とを比較
するので、前回の温度傾斜と比較する方式(2次微分方
式)よりも差分を大きく得ることができるので温度傾斜
が微小な場合でも精度良く充電完了を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による充電検出機能を備えた充電器の一
実施例を示す構成図である。
【図2】図1に示す充電器における充電完了検出動作を
示すフローチャート図である。
【図3】図1に示す充電器の変形例の構成図である。
【図4】二次電池の充電時間と温度上昇の例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1…充電電流供給回路、 2…充電電
流ON/OFF回路、3…アース、
4…バッテリー(2次電池)、5…サーミス
ター(感温素子)、 6…バッテリーパック、
7…定電圧供給回路、 8…固定抵
抗、9…A/Dコンバーター、 10…
制御部、11…タイミング発生回路、 1
2…前値メモリ、13…最小温度傾斜メモリ、
14…メモリ部、20〜34…各ステップ、
36…マイクロコンピュータ、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2次電池の充電器における充電完了検出
    方法であって、充電中の2次電池の温度を所要時間毎に
    検出し、前回の測定結果との比較によってそのときの温
    度傾斜を求め、求めた温度傾斜が前回のそれより小さい
    場合該温度傾斜を最小温度傾斜として更新する如く記憶
    し、記憶された最小温度傾斜より現在の温度傾斜の方が
    大きい場合に、その両者の差を計算し、その差が所定値
    以上の場合に充電完了と判定することを特徴とする充電
    器の充電完了検出方法。
  2. 【請求項2】 2次電池の充電器における充電完了検出
    装置であって、上記2次電池の温度を所定時間毎に検出
    する温度検出手段と、前回検出温度とその時の検出結果
    を比較することによって温度変化の傾斜を求める手段
    と、そのうちの最小温度傾斜を順次更新しつつ記憶する
    最小温度傾斜記憶手段と、上記温度傾斜検出手段によっ
    て検出された温度傾斜が前記記憶した最小温度傾斜値よ
    り大きい場合に、その両者の差を計算し、その差が所定
    値以上の場合に充電完了と判定する制御手段とを具備す
    ることを特徴とする充電器の充電完了検出装置。
JP5171185A 1993-06-17 1993-06-17 充電器の充電完了検出方法及び装置 Pending JPH077865A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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