JPH0898423A - Charger for secondary battery - Google Patents

Charger for secondary battery

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JPH0898423A
JPH0898423A JP6223660A JP22366094A JPH0898423A JP H0898423 A JPH0898423 A JP H0898423A JP 6223660 A JP6223660 A JP 6223660A JP 22366094 A JP22366094 A JP 22366094A JP H0898423 A JPH0898423 A JP H0898423A
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JP
Japan
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battery
temperature
voltage
charging
value
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Application number
JP6223660A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshinori Ishigaki
俊典 石垣
Yukio Aizawa
幸雄 相沢
Teruo Oda
輝夫 小田
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Denso Corp
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PURPOSE: To prevent undercharge and overcharge by ending the boosting charge if a voltage detected by a voltage detecting means, at a point in time when a temperature derivative detected through a temperature derivative detecting means reaches a set value, exceeds a predetermined value. CONSTITUTION: A thermistor voltage Vt and a divided battery voltage Vb are converted through A/D converters 41, 42 into digital values which are then fed to a battery temperature calculating section 43 and a battery voltage detecting section 44, respectively. Output from the battery temperature calculating section 43 is fed to a battery temperature deciding section 45 and a temperature derivative calculating section 46. Output from the battery voltage detecting section 44 is fed to a battery state deciding section 47 and a charge control section 50. When a decision is made, at the deciding section 54, that the temperature derivative calculated at the calculating section 46 has reached a set value and the battery voltage detected at the detecting section 44 is higher than a predetermined value, the charge control section 50 decides that the battery is fully charged to end the boosting charge otherwise continue the boosting charge. This circuitry can prevent undercharge and overcharge.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は二次電池の充電装置に係
り、特にニッケルカドミウム二次電池や、ニッケル水素
二次電池などのアルカリ二次電池の急速充電に適した充
電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging device for a secondary battery, and more particularly to a charging device suitable for rapid charging of an alkaline secondary battery such as a nickel-cadmium secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】二次電池を短時間で充電するための急速
充電器においては、電池が満充電となったことを判定し
て急速充電を終了する。満充電の判定方式は種々考えら
れているが、その一つとして温度微分検出方式がある。
これは電池の温度微分、つまり単位時間当たりの温度上
昇量が充電末期には急激に増加することを利用し、この
温度微分が所定値、例えば1℃/分に達したことをもっ
て満充電と判定する方式である。
2. Description of the Related Art In a quick charger for charging a secondary battery in a short time, it is judged that the battery is fully charged, and the rapid charging is terminated. Various methods for determining full charge have been considered, one of which is the temperature differential detection method.
This utilizes the temperature differential of the battery, that is, the temperature rise amount per unit time rapidly increases at the end of charging, and it is determined that the battery is fully charged when the temperature differential reaches a predetermined value, for example, 1 ° C / min. It is a method to do.

【0003】ところで、この温度微分検出方式の急速充
電器においては、急速充電開始時点から一定時間(例え
ば5分間)は温度微分検出による満充電の判定を行わな
いのが普通である。これは、例えばスキー場のような寒
冷地において、屋外(例えば0℃)で使用していた電池
を室内(例えば25℃)に持ち込んで急速充電を行う場
合、最初は電池温度と周囲温度との温度差が大きいため
に、充電開始直後でも例えば1分間当たりの温度上昇量
が1℃を越えてしまい、満充電でないにもかかわらず満
充電と判定してしまうことがあるからである。このよう
な場合、電池は当然のことながら充電不足となる。
By the way, in this temperature differential detection type quick charger, it is usual that the determination of full charge by temperature differential detection is not performed for a fixed time (for example, 5 minutes) from the start of the rapid charge. For example, when a battery used outdoors (eg, 0 ° C.) is brought indoors (eg, 25 ° C.) for quick charging in a cold area such as a ski resort, the battery temperature and the ambient temperature are initially different from each other. Because the temperature difference is large, the amount of temperature rise per minute exceeds 1 ° C. even immediately after the start of charging, and it may be determined that the battery is fully charged even though it is not fully charged. In such a case, the battery is naturally insufficiently charged.

【0004】そこで、周囲温度による電池の温度上昇が
落ち着く時間として例えば5分間という時間を設定し、
この間は温度微分検出による満充電の判定を行わず、5
分間経過してから温度微分検出を行う方法が考えられて
いる。このようにすれば、充電による温度上昇を確実に
捕らえることができ、満充電を正しく判定することが可
能となる。
Therefore, for example, a time of 5 minutes is set as the time for the temperature rise of the battery to settle due to the ambient temperature,
During this period, the full charge determination is not performed by the temperature differential detection, and 5
A method of performing temperature differential detection after a lapse of minutes has been considered. In this way, the temperature rise due to charging can be reliably captured, and full charge can be correctly determined.

【0005】しかし、この方式では電池を低温の屋外か
ら室内に持ち込んで充電する場合には満充電を誤判定す
ることがないが、既に充電が完了している満充電状態の
電池を再充電してしまった場合には、充電開始後は5分
間といった時間は満充電の判定を行わないことから、満
充電であるにもかかわらず5分間+1分間=6分間にわ
たり再充電が行われるため、過充電になる可能性があ
る。また、温度微分検出が1℃/分でなく例えば4℃/
4分の場合には、温度微分非検出時間の5分間+温度微
分検出の単位時間の4分間の9分後に急速充電を停止す
ることになるため、9分間にわたり過充電が行われるこ
とになり、電池温度は例えば25℃以上も上昇し、電池
の劣化が進行してまう。
However, in this method, when the battery is brought into the room from a low temperature outdoors and charged, the full charge is not erroneously determined, but the fully charged battery which has already been charged is recharged. If it does, the full charge is not judged for 5 minutes after the start of charging, so 5 minutes + 1 minute = 6 minutes will be recharged even if the battery is fully charged. It may be charged. Also, the temperature differential detection is not 1 ° C./min, but is 4 ° C./min.
In the case of 4 minutes, rapid charging will be stopped after 5 minutes of temperature differential non-detection time + 9 minutes of 4 minutes of temperature differential detection unit time, so overcharging will be performed for 9 minutes. The battery temperature rises, for example, 25 ° C. or more, and the deterioration of the battery progresses.

【0006】また、上記のようなケース以外の温度微分
値による満充電の誤判定の可能性として、充電器の発熱
により電池パックに熱のあおりで温度上昇を招く場合が
挙げられる。すなわち、充電開始直後より充電器の発熱
が多くなると、あおり熱により例えば1分間当たりの温
度上昇量が1℃を越えてしまい、満充電でないにもかか
わらず満充電を判定してしまう場合であり、このような
場合もやはり充電不足となる。
Further, as a possibility of erroneous determination of full charge due to a temperature differential value other than the case described above, there is a case where the temperature of the battery pack rises due to the heat generated by the charger, causing the temperature to rise. That is, when the amount of heat generated by the charger increases immediately after the start of charging, the amount of temperature rise per minute exceeds 1 ° C. due to flapping heat, and it may be determined that the battery is fully charged even though it is not fully charged. In such a case, the charge will still be insufficient.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
温度微分検出方式による急速充電器では、電池を周囲温
度の低い環境から高い環境に持ち込んで急速充電を行う
場合や、充電器の発熱によるあおり熱による電池の温度
上昇があった場合、充電開始直後に満充電を誤検出して
しまうことがあるため充電不足となることがあり、この
問題を避けるために充電開始後一定時間は温度微分検出
による満充電の判定を行わないようにすると、既に充電
が完了している電池を再充電した場合には過充電が生
じ、電池を劣化させるという問題があった。
As described above, in the conventional quick charger using the temperature differential detection method, when the battery is brought from an environment having a low ambient temperature to a high environment for quick charging, or when the charger generates heat. If the temperature of the battery rises due to flapping heat, full charge may be erroneously detected immediately after the start of charging, resulting in insufficient charging. If the determination of full charge based on detection is not performed, there is a problem in that when a battery that has already been charged is recharged, overcharge occurs and the battery deteriorates.

【0008】本発明は、このような従来の温度微分検出
方式による急速充電器の問題点を解消するためになされ
たもので、満充電を誤判定することによる充電不足がな
く、また満充電状態の電池を急速充電することによる過
充電のおそれもない二次電池の充電装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the quick charger by the conventional temperature differential detection method, and there is no shortage of charge due to erroneous determination of full charge. It is an object of the present invention to provide a charging device for a secondary battery, which is free from the risk of being overcharged by rapidly charging the battery.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る二次電池の
充電装置は、二次電池の温度を検出する温度検出手段
と、この温度検出手段により検出された温度の単位時間
当たりの温度上昇量である温度微分値を求める温度微分
検出手段と、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手
段と、前記温度微分検出手段により求められた温度微分
値が設定値に達した時点で前記電圧検出手段により検出
された電圧が所定値以上のとき前記急速充電を終了させ
る充電制御手段とを備えたことを特徴とする。
A charging device for a secondary battery according to the present invention comprises a temperature detecting means for detecting the temperature of the secondary battery, and a temperature rise per unit time of the temperature detected by the temperature detecting means. Temperature differential detecting means for obtaining a temperature differential value which is an amount, voltage detecting means for detecting the voltage of the secondary battery, and the voltage when the temperature differential value obtained by the temperature differential detecting means reaches a set value. Charging control means for terminating the rapid charging when the voltage detected by the detection means is equal to or higher than a predetermined value.

【0010】より具体的には、二次電池の電圧を検出す
る手段を有し、温度微分値が設定値に達した時点で電池
電圧を読み取り、もし電池電圧VB が所定値VBC、例え
ば満充電に近い充電中の電池電圧に相当する値より大き
いときは、満充電とみなして急速充電を終了させ、また
電池電圧がVBC以下のときは未だ満充電でないと判断し
て、急速充電を継続するようにする。
More specifically, it has a means for detecting the voltage of the secondary battery, reads the battery voltage when the temperature differential value reaches a set value, and if the battery voltage VB is a predetermined value VBC, for example, full charge. If the battery voltage is higher than the value corresponding to the battery voltage during charging, the battery is considered to be fully charged and the rapid charging is terminated, and if the battery voltage is VBC or less, it is determined that the battery is not yet fully charged and the rapid charging is continued. To do so.

【0011】ここで、電池電圧が急速充電中に温度特性
を持つ場合は、現時点の電池温度からVBCまたは検出さ
れた電池電圧を温度補正することが望ましい。
Here, when the battery voltage has temperature characteristics during rapid charging, it is desirable to perform temperature correction of VBC or the detected battery voltage from the current battery temperature.

【0012】[0012]

【作用】このように本発明では、充電装置に二次電池が
セットされて急速充電が開始され、満充電になったか否
かの判定のために電池の温度微分値を算出し、これが設
定値に達したとき電池電圧VB を読み取り、予め比較の
ために準備した設定値VBCよりVB 以上の場合は満充電
とみなして、急速充電を終了させる。逆に、VBCがVB
に満たないときは満充電に達していないと判断し、温度
微分値が設定値に達してもそれを無視して急速充電を今
まで通り継続する。急速充電中は常時、温度微分値を算
出しており、これが再度設定値に達し、かつVBC≦VB
となった時点で急速充電を終了させるようにする。
As described above, according to the present invention, the temperature differential value of the battery is calculated in order to determine whether the secondary battery is set in the charging device, the rapid charging is started, and the battery is fully charged. When the battery voltage VB is reached, the battery voltage VB is read, and when it is VB or more than the set value VBC prepared for comparison in advance, it is regarded as full charge, and the quick charge is terminated. Conversely, VBC is VB
When the temperature differential value does not reach the full charge, it is determined that the full charge has not been reached, and even if the temperature differential value reaches the set value, it is ignored and the rapid charge continues as before. During rapid charging, the temperature differential value is constantly calculated, this value reaches the set value again, and VBC ≤ VB
When it becomes, make sure to terminate the quick charge.

【0013】すなわち、本発明では、電池の温度微分値
が設定値に達しても、満充電でない電池は電池電圧が低
く、満充電の電池は電池電圧が高いことに着目して、温
度微分値と電池電圧の両方を考慮して満充電の判定を正
確に行うようにしたものである。
That is, in the present invention, it is noted that even if the temperature differential value of the battery reaches the set value, the battery voltage that is not fully charged is low, and the battery voltage that is fully charged is high. The full charge is accurately determined in consideration of both the battery voltage and the battery voltage.

【0014】また、VBCまたはVB を温度補正すること
により、温度変化の影響を受けずに満充電に近い電池電
圧VB を把握することができるため、より正確に満充電
の検出が可能となる。
By correcting the temperature of VBC or VB, the battery voltage VB close to the full charge can be grasped without being affected by the temperature change, so that the full charge can be detected more accurately.

【0015】このようにして、本発明によると満充電状
態でない電池を満充電と誤判定することがなくなり、充
電不足が防止される。また、満充電状態の電池をセット
して急速充電を行った場合、短時間(例えば2分間)で
電池温度の急上昇により温度微分値が設定値に到達する
が、その時点での電池電圧VB は満充電であるが故にV
BCより大きいため、直ちに急速充電が例えば2分間で終
了するため、過充電量を極力少なく抑えることができ
る。
In this way, according to the present invention, a battery that is not in a fully charged state is not erroneously determined to be fully charged, and insufficient charging is prevented. When a fully charged battery is set and rapid charging is performed, the temperature differential value reaches the set value due to a rapid increase in the battery temperature in a short time (for example, 2 minutes), but the battery voltage VB at that time is V because it is fully charged
Since it is larger than BC, the rapid charging is immediately completed in, for example, 2 minutes, so that the overcharge amount can be suppressed to a minimum.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明に係る実施例を示す二次電
池の充電装置の回路構成図である。図1において、電池
パック1はアルカリ二次電池などの二次電池(以下、単
に電池という)2と、この電池2の近傍に配置された温
度測定用のサーミスタ3を筐体内に設けたものである。
図1は、この電池パック1が充電装置4にセットされた
状態を示している。なお、電池パック1が組み込まれた
携帯電話機その他の機器を充電装置4にセットするよう
にしてもよい。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a secondary battery charging device showing an embodiment according to the present invention. In FIG. 1, a battery pack 1 includes a secondary battery (hereinafter, simply referred to as a battery) 2 such as an alkaline secondary battery and a thermistor 3 for temperature measurement arranged near the battery 2 in a housing. is there.
FIG. 1 shows a state in which the battery pack 1 is set in the charging device 4. A mobile phone or other device in which the battery pack 1 is incorporated may be set in the charging device 4.

【0018】充電装置4は、次のように構成されてい
る。充電装置4には商用交流電源5(例えば100V)
からの電力が入力され、ノイズ除去のためのフィルタ6
を介して整流平滑回路7により直流化された後、トラン
ス8の一次側に与えられる。トランス8の一次側には、
パワーMOSトランジスタからなるスイッチングトラン
ジスタ9が抵抗10を介して接続されている。スイッチ
ングトランジスタ9は、PWM(パルス幅変調)回路1
1の出力によってスイッチングされる。これによりトラ
ンス8の一次側にパルス電流が流れ、トランス8の二次
側にエネルギーが伝達される。トランス8の二次側に生
じた出力は、整流平滑回路12により直流化された後、
急速充電用トランジスタ13、またはトリクル充電用ト
ランジスタ14と抵抗15の直列回路を通り、さらに逆
流防止用ダイオード16を介して、電池2に充電電流と
して供給される。なお、整流平滑回路12の出力はフォ
トカプラ17の発光素子18にも供給され、フォトカプ
ラ17の受光素子19の出力はPWM回路11に入力さ
れる。
The charging device 4 is constructed as follows. The charging device 4 has a commercial AC power source 5 (for example, 100V)
Power from is input and filter 6 for noise removal
After being converted into a direct current by the rectifying / smoothing circuit 7 via, the signal is supplied to the primary side of the transformer 8. On the primary side of the transformer 8,
A switching transistor 9 composed of a power MOS transistor is connected via a resistor 10. The switching transistor 9 is a PWM (pulse width modulation) circuit 1
It is switched by the output of 1. As a result, a pulse current flows in the primary side of the transformer 8 and energy is transmitted to the secondary side of the transformer 8. The output generated on the secondary side of the transformer 8 is converted into a direct current by the rectifying and smoothing circuit 12,
It is supplied as a charging current to the battery 2 through the quick charging transistor 13 or the series circuit of the trickle charging transistor 14 and the resistor 15 and further through the backflow prevention diode 16. The output of the rectifying / smoothing circuit 12 is also supplied to the light emitting element 18 of the photocoupler 17, and the output of the light receiving element 19 of the photocoupler 17 is input to the PWM circuit 11.

【0019】マイクロコントローラ20は、マイクロコ
ンピュータであり、急速充電用トランジスタ13、トリ
クル充電用トランジスタ14、フォトカプラ17および
LED31の制御を行うものである。このマイクロコン
トローラ20には、抵抗21とサーミスタ3との接続点
の電圧(以下、サーミスタ電圧という)Vtと、抵抗2
2,23により電池2の電圧VB を分圧した電圧(以
下、電池電圧分圧値という)Vbが入力されている。
The microcontroller 20 is a microcomputer, and controls the quick charging transistor 13, the trickle charging transistor 14, the photocoupler 17, and the LED 31. The microcontroller 20 has a voltage Vt (hereinafter referred to as the thermistor voltage) Vt at a connection point between the resistor 21 and the thermistor 3, and a resistor 2
The voltage Vb obtained by dividing the voltage VB of the battery 2 by 2 and 23 (hereinafter referred to as the battery voltage division value) Vb is input.

【0020】抵抗24〜29および演算増幅器30は、
充電電流を一定にする制御を行うために設けられてい
る。演算増幅器30の反転入力端子には、充電路に直列
に挿入されて充電電流を検出する抵抗24の端子電圧が
抵抗27を介して入力され、非反転入力端子には+5V
の電源電圧を抵抗25,26により分圧した電圧(基準
電圧)が抵抗28を介して入力される。演算増幅器30
の反転入力端子と出力端子との間には抵抗29が接続さ
れ、抵抗27と抵抗29により演算増幅器30の利得が
決定される。演算増幅器30の出力端子は、フォトカプ
ラ17の発光素子18の整流平滑回路12の出力端子に
接続された側と反対側に接続されている。このような構
成により、演算増幅器30の反転入力端子と非反転入力
端子の電位が等しくなるようにフィードバック制御が施
される。
The resistors 24-29 and the operational amplifier 30 are
It is provided for controlling the charging current to be constant. The inverting input terminal of the operational amplifier 30 receives the terminal voltage of the resistor 24 that is inserted in series in the charging path and detects the charging current via the resistor 27, and the non-inverting input terminal of + 5V.
A voltage (reference voltage) obtained by dividing the power supply voltage of 2 by the resistors 25 and 26 is input via the resistor 28. Operational amplifier 30
A resistor 29 is connected between the inverting input terminal and the output terminal, and the gain of the operational amplifier 30 is determined by the resistors 27 and 29. The output terminal of the operational amplifier 30 is connected to the side of the light emitting element 18 of the photocoupler 17 opposite to the side connected to the output terminal of the rectifying / smoothing circuit 12. With such a configuration, feedback control is performed so that the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 30 have the same potential.

【0021】例えば、電池2の充電電流が大きく、電流
検出用抵抗24の端子電圧が大きいときは、演算増幅器
30の非反転入力端子より反転入力端子の方が高電位と
なるため、演算増幅器30の出力電圧は低くなり、発光
素子18に流れる電流が増大する。この結果、PWM回
路11の出力パルス幅、つまりスイッチングトランジス
タ9のオン時間幅が短くなり、トランス8の二次側に伝
達されるエネルギーが減少して、充電電流が小さくな
る。
For example, when the charging current of the battery 2 is large and the terminal voltage of the current detecting resistor 24 is large, the inverting input terminal of the operational amplifier 30 has a higher potential than the non-inverting input terminal, so that the operational amplifier 30 has a higher potential. Output voltage decreases, and the current flowing through the light emitting element 18 increases. As a result, the output pulse width of the PWM circuit 11, that is, the on-time width of the switching transistor 9 is shortened, the energy transmitted to the secondary side of the transformer 8 is reduced, and the charging current is reduced.

【0022】逆に、電池2の充電電流が小さいときは、
演算増幅器30の非反転入力端子より反転入力端子の方
が低電位となるため演算増幅器30の出力電圧は高くな
り、発光素子18に流れる電流が減少するため、PWM
回路11の出力パルス幅、つまりスイッチングトランジ
スタ9のオン時間幅が長くなり、トランス8の二次側に
伝達されるエネルギーが増加することにより、充電電流
は大きくなる。
On the contrary, when the charging current of the battery 2 is small,
Since the inverting input terminal of the operational amplifier 30 has a lower potential than the non-inverting input terminal thereof, the output voltage of the operational amplifier 30 increases and the current flowing through the light emitting element 18 decreases, so that the PWM
The output pulse width of the circuit 11, that is, the on-time width of the switching transistor 9 increases, and the energy transmitted to the secondary side of the transformer 8 increases, so that the charging current increases.

【0023】このようにして、充電電流に応じた抵抗2
4の端子電圧と抵抗25,26により得られた基準電圧
とが等しくなるようにフィードバック制御が行われ、充
電電流が定電流制御される。
In this way, the resistance 2 depending on the charging current
Feedback control is performed so that the terminal voltage of No. 4 and the reference voltage obtained by the resistors 25 and 26 become equal to each other, and the charging current is subjected to constant current control.

【0024】マイクロコントローラ20は、マイクロコ
ンピュータを用いたソフトウェア処理によって制御を行
うものである。図2に、マイクロコントローラ20の機
能ブロック図を示す。
The microcontroller 20 controls by software processing using a microcomputer. FIG. 2 shows a functional block diagram of the microcontroller 20.

【0025】図2において、サーミスタ電圧Vtおよび
電池電圧分圧値VbはA/D変換器41,42によりそ
れぞれディジタル値に変換された後、電池温度計算部4
3および電池電圧検出部44にそれぞれ入力され、電池
温度TB および電池電圧VBが求められる。電池温度計
算部43の出力は、電池温度判定部45と温度微分計算
部46および充電制御部5に入力される。
In FIG. 2, the thermistor voltage Vt and the battery voltage divided value Vb are converted into digital values by the A / D converters 41 and 42, respectively, and then the battery temperature calculation unit 4
3 and the battery voltage detector 44, respectively, to obtain the battery temperature TB and the battery voltage VB. The output of the battery temperature calculation unit 43 is input to the battery temperature determination unit 45, the temperature differential calculation unit 46, and the charge control unit 5.

【0026】電池温度判定部45は、電池電圧がどのよ
うな温度範囲にあるかを判定するものである。温度微分
計算部46は、電池の温度微分、つまり単位時間当たり
の温度上昇量を求めるものである。この場合に必要な単
位時間情報は、タイマ値伝達ライン55を介して温度微
分計算部46に伝達される。
The battery temperature determination unit 45 determines the temperature range of the battery voltage. The temperature differential calculation unit 46 calculates the temperature differential of the battery, that is, the amount of temperature rise per unit time. The unit time information required in this case is transmitted to the temperature differential calculation unit 46 via the timer value transmission line 55.

【0027】温度微分計算部46の出力は温度微分値判
定部54に入力される。温度微分値判定部54は、温度
微分計算部46により求められた温度微分値を設定値、
例えば1.0(℃/分)と比較して大小を判定する。
The output of the temperature differential calculation unit 46 is input to the temperature differential value determination unit 54. The temperature differential value determination unit 54 sets the temperature differential value obtained by the temperature differential calculation unit 46 to a set value,
For example, the magnitude is judged by comparing with 1.0 (° C./min).

【0028】一方、電池電圧検出部44の出力は、電池
状態判定部47と充電制御部50に入力される。電池状
態判定部47は、電池電圧から電池2が正常かどうかを
判定するものである。A/D変換器41の出力は、電池
パックセット検出部48にも入力される。電池パックセ
ット検出部48は、電池パック1が充電装置4にセット
されているかどうかを検出するものである。
On the other hand, the output of the battery voltage detection unit 44 is input to the battery state determination unit 47 and the charging control unit 50. The battery state determination unit 47 determines whether the battery 2 is normal based on the battery voltage. The output of the A / D converter 41 is also input to the battery pack set detection unit 48. The battery pack set detection unit 48 detects whether or not the battery pack 1 is set in the charging device 4.

【0029】温度補正用ROM56は、後述するように
電池電圧と比較する所定値あるいは電池電圧そのものを
温度補正する際に使用されるものであり、電池温度と電
池電圧および温度補正値の関係をテーブルとして記述し
たものである。
The temperature correction ROM 56 is used when temperature-correcting a predetermined value to be compared with the battery voltage or the battery voltage itself, as will be described later, and a table showing the relationship between the battery temperature and the battery voltage / temperature correction value. Is described as.

【0030】A/D変換器41、電池温度計算部43、
電池温度判定部45、電池状態判定部47、電池パック
セット検出部48、温度微分値判定部54および温度補
正用ROM56の出力は充電制御部50に入力され、充
電制御部50はこれらの出力に基づいて、急速充電用ト
ランジスタ13への急速充電制御信号51、トリクル充
電用トランジスタ14へのトリクル充電制御信号52、
および充電スタート信号53を発生する。充電スタート
信号53は、図1における抵抗28の一端に供給され
る。
A / D converter 41, battery temperature calculation unit 43,
The outputs of the battery temperature determination unit 45, the battery state determination unit 47, the battery pack set detection unit 48, the temperature differential value determination unit 54, and the temperature correction ROM 56 are input to the charging control unit 50, and the charging control unit 50 outputs these outputs. On the basis of the quick charge control signal 51 to the quick charge transistor 13, the trickle charge control signal 52 to the trickle charge transistor 14,
And a charge start signal 53 is generated. The charge start signal 53 is supplied to one end of the resistor 28 in FIG.

【0031】さらに、充電制御部50は急速充電開始時
点からの経過時間を計測するタイマ49の出力(タイマ
値)に基づいて、タイマ値伝達ライン55を介して温度
微分計算部46に単位時間情報を与える。また、タイマ
49は急速充電時間のタイマおよびトリクル充電時間の
タイマとしても用いられ、充電制御部50は急速充電時
間およびトリクル充電時間が予め定めた時間に達したか
どうかをタイマ49によって監視する。
Further, the charging control unit 50 sends unit time information to the temperature differential calculation unit 46 via the timer value transmission line 55 based on the output (timer value) of the timer 49 for measuring the elapsed time from the start of the rapid charging. give. Further, the timer 49 is also used as a timer for the rapid charging time and a timer for the trickle charging time, and the charging control unit 50 monitors by the timer 49 whether or not the rapid charging time and the trickle charging time have reached predetermined times.

【0032】ここで、充電制御部50による充電制御で
本発明において特徴的なことは、温度微分値判定部54
により温度微分計算部46で得られた温度微分値が設定
値、例えば1.0(℃/分)に達したと判定され、かつ
電池電圧検出部44で検出された電池電圧が所定値VBC
以上のときには電池1が満充電と見なして急速充電を終
了し、温度微分値が設定値に達したと判定されても、電
池電圧が所定値に達していない場合は急速充電を続行す
ることである。
The charging control by the charging control unit 50 is characteristic of the present invention in that the temperature differential value judging unit 54
It is determined that the temperature differential value obtained by the temperature differential calculating unit 46 has reached a set value, for example, 1.0 (° C./min), and the battery voltage detected by the battery voltage detecting unit 44 is the predetermined value VBC.
In the above case, the battery 1 is considered to be fully charged and the quick charge is terminated. Even if it is determined that the temperature differential value has reached the set value, if the battery voltage does not reach the predetermined value, the quick charge is continued. is there.

【0033】次に、図3〜図4に示すフローチャートを
参照して本実施例の充電装置の動作を説明する。
Next, the operation of the charging device of this embodiment will be described with reference to the flow charts shown in FIGS.

【0034】まず、サーミスタ電圧VtがA/D変換器
41を介して読み込まれる(ステップ101)。電池パ
ック1が充電装置4にセットされると、サーミスタ電圧
Vtはそれまでの+5Vからサーミスタ3と抵抗21と
の分圧によって低下する。ここで、サーミスタ電圧Vt
が所定値(例えば、4.8V)以下になると、電池パッ
クセット検出部48によって電池パック1が充電装置4
にセットされたことが検出される(ステップ102)。
First, the thermistor voltage Vt is read via the A / D converter 41 (step 101). When the battery pack 1 is set in the charging device 4, the thermistor voltage Vt decreases from + 5V until then due to the partial pressure of the thermistor 3 and the resistor 21. Here, the thermistor voltage Vt
Is less than a predetermined value (for example, 4.8V), the battery pack 1 is detected by the battery pack set detection unit 48.
Is set (step 102).

【0035】ステップ102において電池パック1のセ
ットが検出されると、電池温度計算部43によりサーミ
スタ電圧Vtが温度データに変換されて電池温度TB が
計算され(ステップ103)、次いで電池温度判定部4
5により電池温度TB が0℃以上、かつ40℃以下の範
囲にあるかどうかが判定される(ステップ104)。電
池温度TB が0℃≦TB ≦40℃の範囲に入ると、引き
続いて充電制御部50から出力されるトリクル充電制御
信号52が“L”レベルとなることにより、トリクル充
電用トランジスタ14がオンとなって、トリクル充電が
行われる(ステップ105)。この後、電池電圧分圧値
VbがA/D変換器42を介して読み込まれ(ステップ
106)、電池電圧検出部44により電池電圧VB が求
められ、さらに電池状態判定部47によって電池電圧V
B から電池2が正常かどうかが判定される(ステップ1
07)。具体的には、単セル当りの電池電圧VB が1.
0V≦VB ≦1.7Vの範囲内のとき電池2は正常と判
定される。ここで、電池2が正常でなければ処理は終了
し、急速充電は行われない。
When the set of the battery pack 1 is detected in step 102, the battery temperature calculation unit 43 converts the thermistor voltage Vt into temperature data to calculate the battery temperature TB (step 103), and then the battery temperature determination unit 4
According to 5, it is determined whether the battery temperature TB is in the range of 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower (step 104). When the battery temperature TB falls within the range of 0 ° C. ≦ TB ≦ 40 ° C., the trickle charge control signal 52 subsequently output from the charge control unit 50 becomes “L” level, and the trickle charge transistor 14 is turned on. Then, trickle charging is performed (step 105). Thereafter, the battery voltage division value Vb is read via the A / D converter 42 (step 106), the battery voltage VB is obtained by the battery voltage detecting unit 44, and the battery voltage VB is further obtained by the battery state determining unit 47.
It is determined from B that the battery 2 is normal (step 1
07). Specifically, the battery voltage VB per unit cell is 1.
When 0V ≦ VB ≦ 1.7V, the battery 2 is judged to be normal. Here, if the battery 2 is not normal, the process ends and rapid charging is not performed.

【0036】電池2が正常の場合は、タイマ49がスタ
ートされ(ステップ108)、充電開始時点からの経過
時間が計測されると共に、このタイマ49のタイマ値
(充電開始時点からの経過時間)がタイマ値伝達ライン
55を介して温度微分計算部46に入力され、単位時間
(例えば1分)当たりの温度上昇量つまり温度微分値が
計算される(ステップ109)。そして、充電制御部5
0から出力される急速充電制御信号51が“L”レベル
となることにより、急速充電用トランジスタ13がオン
になると共に、充電スタート信号53が“L”レベルと
なることによって急速充電が行われる(ステップ11
0)。この間、LED31がマイクロコントローラ20
により制御されて点灯し、急速充電が行われていること
を示す。また、この急速充電中、充電電流は前述したフ
ィードバック制御によって一定に保たれる。
When the battery 2 is normal, the timer 49 is started (step 108), the elapsed time from the charging start time is measured, and the timer value of this timer 49 (the elapsed time from the charging start time) is set. The temperature differential amount is input to the temperature differential calculating unit 46 via the timer value transmission line 55, and the temperature increase amount per unit time (for example, 1 minute), that is, the temperature differential value is calculated (step 109). Then, the charging control unit 5
When the quick charge control signal 51 output from 0 goes to "L" level, the quick charge transistor 13 turns on, and the charge start signal 53 goes to "L" level to perform quick charge ( Step 11
0). During this time, the LED 31 turns the microcontroller 20
It lights up under the control of and indicates that quick charging is being performed. Further, during this rapid charging, the charging current is kept constant by the above-mentioned feedback control.

【0037】次に、ステップ111、112ではステッ
プ106、107と同様に単セル当たりの電池電圧VB
が1.0V≦VB ≦1.7Vの範囲にあるかどうかチェ
ックし、さらにステップ113、114では急速充電中
の電池温度をチェックする。そして、電池電圧VB およ
び電池温度のいずれが異常の場合でもステップ117に
移行し、安全性確保のため急速充電を停止する。
Next, in steps 111 and 112, the battery voltage VB per unit cell is the same as in steps 106 and 107.
Is in the range of 1.0V≤VB≤1.7V, and in steps 113 and 114, the battery temperature during rapid charging is checked. If any of the battery voltage VB and the battery temperature is abnormal, the process proceeds to step 117, and the quick charging is stopped to ensure safety.

【0038】さらに、この急速充電の間、温度微分値判
定部54においてステップ109で計算された温度微分
値が1.0℃/分以上であれば満充電と仮判断してステ
ップ116へ、そうでければ満充電でないと判断し、ス
テップ109へ戻る(ステップ115)。ステップ15
において満充電と仮判断されたときは、さらに現在の電
池電圧VB を読んでVB が所定値VBC以上か否かをチェ
ックし、VB ≧VBCならステップ117へ移行し、そう
でない時はステップ109へ戻る(ステップ116)。
Further, during this rapid charging, if the temperature differential value calculated in step 109 in the temperature differential value determining section 54 is 1.0 ° C./min or more, it is temporarily determined to be full charge, and the process proceeds to step 116. If so, it is determined that the battery is not fully charged, and the process returns to step 109 (step 115). Step 15
If it is provisionally determined that the battery is fully charged, the current battery voltage VB is further read to check whether VB is equal to or higher than a predetermined value VBC. If VB ≧ VBC, the process proceeds to step 117. If not, the process proceeds to step 109. Return (step 116).

【0039】ここで、ステップ116の処理の意味を図
5により説明する。図5は、急速充電電流としてI=
1.0Cアンペアを流したときの電池電圧VB および電
池温度TB の時間変化を示している。充電開始時点から
50分以降は、トリクル充電を行っている。図5の40
1,402は図4のステップ115において温度微分値
が所定値である1.0℃/分以上となった時点を示す。
Here, the meaning of the processing of step 116 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows that I =
The time change of the battery voltage VB and the battery temperature TB when flowing 1.0 C amperage is shown. Trickle charging is performed 50 minutes after the start of charging. 40 of FIG.
Reference numeral 1,402 indicates the time when the temperature differential value becomes 1.0 ° C./minute or more, which is the predetermined value, in step 115 of FIG.

【0040】ここで、401の時点での電池電圧は約
1.2Vであり、所定値VBC(ここではVBC=1.45
V)より低いため、図4のステップ16の判定結果はN
Oとなってステップ109へ戻り、急速充電は継続され
る。すなわち、例えば戸外に置かれて冷えていた電池パ
ックを高温の室内に持ち込んで急速充電を開始したため
に電池温度が急上昇したときや、充電器の発熱によるあ
おり熱で電池の温度が急上昇したときのように、温度微
分値が設定値に達して満充電と判定されても、電池温度
が所定値VBCに達していないときは、その満充電判定は
誤りと見なし、急速充電を継続する。このようにするこ
とにより、満充電の誤判定による未充電(充電容量の不
足)の問題を解決することができる。
Here, the battery voltage at the time of 401 is about 1.2 V, and the predetermined value VBC (here, VBC = 1.45).
V), the determination result of step 16 in FIG. 4 is N.
When it becomes O, the process returns to step 109, and the rapid charging is continued. That is, for example, when the battery temperature suddenly rises because a battery pack that has been placed outdoors and is cold is brought into a high-temperature room and rapid charging is started, or when the battery temperature suddenly rises due to the flapping heat generated by the heat generated by the charger. As described above, even if the temperature differential value reaches the set value and it is determined that the battery is fully charged, if the battery temperature does not reach the predetermined value VBC, the full charge determination is regarded as an error and the rapid charging is continued. By doing so, it is possible to solve the problem of uncharging (insufficient charging capacity) due to an erroneous determination of full charge.

【0041】次に、図5において急速充電が進み、50
分後の時点402では温度微分値が設定値1.0℃/分
以上となるが、この時の電池電圧VB は約1.5Vであ
り、所定値VBCより高いため、ステップ115、116
を経て満充電と判定され、急速充電を終了する。なお、
アルカリ二次電池の特性として、満充電になると図5に
示されるように電池電圧VB が上昇する特性があるた
め、満充電状態でのVBに近い電圧を所定値VBCとす
る。
Next, as shown in FIG.
At time 402 after the minute, the temperature differential value becomes the set value of 1.0 ° C./min or more, but the battery voltage VB at this time is about 1.5 V, which is higher than the predetermined value VBC, so steps 115 and 116 are executed.
After that, it is determined that the battery is fully charged, and the quick charging is ended. In addition,
As a characteristic of the alkaline secondary battery, since the battery voltage VB rises as shown in FIG. 5 when fully charged, a voltage close to VB in the fully charged state is set as the predetermined value VBC.

【0042】このようにステップ116でYESのとき
は、真の満充電であるため、ステップ117で急速充電
を停止する。この場合、図1のマイクロコントローラ2
0は急速充電制御信号51を“H”レベルとし、急速充
電用トランジスタ13をオフする。同時に充電スタート
信号53を“H”レベルとし、急速充電電流を定電流制
御するためのPWM回路11へのフィードバックをスト
ップする。
As described above, when the answer is YES in step 116, the full charge is true, so that the rapid charge is stopped in step 117. In this case, the microcontroller 2 of FIG.
At 0, the quick charge control signal 51 is set to "H" level, and the quick charge transistor 13 is turned off. At the same time, the charge start signal 53 is set to "H" level to stop the feedback to the PWM circuit 11 for constant current control of the quick charge current.

【0043】次のステップ118においては、マイクロ
コントローラ20はトリクル充電タイマ(例えば10時
間)をスタートさせ、トリクル充電制御信号52を
“L”レベルとし、トリクル充電用トランジスタ14を
オン状態にさせる。10時間後にトリクル充電タイマは
タイムアウトとなり、充電は終了となる。なお、図1で
は省略しているが、急速充電スタート信号が“H”レベ
ルとなったとき、整流平滑12の出力電圧が定電圧とな
るようにPWM回路11が機能するものとする。この整
流平滑回路12の定電圧出力は、トリクル充電エネルギ
ーおよびマイクロコントローラ20からLED31への
供給エネルギーとして使用される。
In the next step 118, the microcontroller 20 starts the trickle charge timer (for example, 10 hours), sets the trickle charge control signal 52 to "L" level, and turns on the trickle charge transistor 14. After 10 hours, the trickle charge timer times out and the charging ends. Although omitted in FIG. 1, it is assumed that the PWM circuit 11 functions so that the output voltage of the rectifying / smoothing 12 becomes a constant voltage when the quick charge start signal becomes “H” level. The constant voltage output of the rectifying / smoothing circuit 12 is used as trickle charging energy and energy supplied from the microcontroller 20 to the LED 31.

【0044】図6は、充電時の周囲温度と電池電圧との
関係を示している。すなわち、横軸に充電量、縦軸に電
池電圧VB をとり、これらの関係を周囲温度をパラメー
タとして示したものである。同図より、電池温度が高い
ときは急速充電時の電池電圧が低めの特性となる。逆
に、電池温度が低いときは急速充電時の電池電圧が高め
になる。前述の説明では、図4のステップ116と図5
における電池電圧の所定値VBCをいずれも一定値として
きたが、図6に示すように電池電圧が温度依存性を持つ
ことから、より正確に満充電を判定するためには、この
電池電圧判定のための所定値VBCを温度補正することが
望ましい。その温度補正の一実施例を以下に示す。
FIG. 6 shows the relationship between the ambient temperature during charging and the battery voltage. That is, the horizontal axis represents the amount of charge and the vertical axis represents the battery voltage VB, and the relationship between them is shown with the ambient temperature as a parameter. As shown in the figure, when the battery temperature is high, the battery voltage at the time of rapid charging has a lower characteristic. On the contrary, when the battery temperature is low, the battery voltage at the time of rapid charging becomes high. In the above description, step 116 of FIG. 4 and FIG.
Although the predetermined value VBC of the battery voltage has been set to a constant value as shown in FIG. 6, since the battery voltage has temperature dependency as shown in FIG. 6, in order to determine the full charge more accurately, this battery voltage determination It is desirable to correct the predetermined value VBC for temperature correction. An example of the temperature correction is shown below.

【0045】今、アルカリ二次電池の充電電圧の温度特
性が図6に示す特性であるとする。すなわち、VB1,V
B2,VB3はそれぞれ電池温度が0℃,20℃,45℃の
とき急速充電を開始した場合に温度微分値が1℃/分と
なる点をそれぞれA,B,Cとする。また、A,B,C
の近辺、つまり満充電になる近辺での電池温度はそれぞ
れ15℃,35℃,60℃とする。満充電近辺のA,
B,Cの電圧より少し下がった電圧をそれぞれVBC1 =
1.5V,VBC2=1.45V,VBC3 =1.4Vとす
る。
Now, it is assumed that the temperature characteristic of the charging voltage of the alkaline secondary battery is the characteristic shown in FIG. That is, VB1, V
Points B2 and VB3 have a temperature differential value of 1 ° C./min when rapid charging is started when the battery temperature is 0 ° C., 20 ° C. and 45 ° C., respectively. Also, A, B, C
The battery temperatures near 15 ° C., that is, near full charge are 15 ° C., 35 ° C., and 60 ° C., respectively. A near full charge,
Voltages slightly lower than the voltages of B and C are VBC1 =
1.5V, VBC2 = 1.45V, VBC3 = 1.4V.

【0046】図7は、この関係を表としてまとめたもの
である。すなわち、1℃当たりの電池電圧の変化量は、
15℃〜35℃の温度範囲では2.5mV/℃、35℃
〜60℃の温度範囲では2.0mV/℃であり、これら
を温度範囲に応じて1℃当たりのVBCの温度補正値とす
ればよい。
FIG. 7 is a table summarizing this relationship. That is, the change amount of the battery voltage per 1 ° C is
2.5 mV / ° C, 35 ° C in the temperature range of 15 ° C to 35 ° C
It is 2.0 mV / ° C in the temperature range of -60 ° C, and these may be used as temperature correction values of VBC per 1 ° C depending on the temperature range.

【0047】図8は、VBCの温度補正の具体的な手順の
一例を示したものであり、図4のステップ116の処理
を図8の処理に置き換えることになる。図8において
は、図4のステップ115でYESと判定されたとき、
まず現在の電池温度TB を読み取り(ステップ20
1)、次いで電池電圧VB を読み取る(ステップ20
2)。図6および図7に示した例では、35℃以上か否
かでVBCの温度補正値が異なるため、ステップ202の
後、ステップ203で電池温度が35℃以上か否かを判
定する。
FIG. 8 shows an example of a concrete procedure for temperature correction of VBC, and the processing of step 116 of FIG. 4 is replaced with the processing of FIG. In FIG. 8, when YES is determined in step 115 of FIG. 4,
First, the current battery temperature TB is read (step 20
1) and then read the battery voltage VB (step 20)
2). In the examples shown in FIGS. 6 and 7, the temperature correction value of VBC differs depending on whether it is 35 ° C. or higher, so after step 202, it is determined in step 203 whether the battery temperature is 35 ° C. or higher.

【0048】ここで、ステップ203でYES、つまり
電池温度が35℃以上と判定されたときはステップ20
4へ進み、n=TB −35℃を計算するとともに、VBC
の温度補正値を求める。今、例えば電池温度がTB =4
0℃とすると、n=40℃−35℃=5℃であり、また
40℃の場合のVBCの1℃当たりの温度補正値は、図7
より2.0mV/℃であるから、温度補正後のVBCはV
BC=1.45V−n(0.002)V=1.45V−5
(0.002)V=1.44Vとなる。そして、次のス
テップ206で電池電圧VB ≧VBC=1.44Vの判定
を行う。
Here, if YES in step 203, that is, if it is determined that the battery temperature is 35 ° C. or higher, step 20
Go to 4 and calculate n = TB -35 ° C, and
Calculate the temperature correction value of. Now, for example, the battery temperature is TB = 4
When 0 ° C., n = 40 ° C.-35 ° C. = 5 ° C., and the temperature correction value of VBC per 1 ° C. at 40 ° C. is shown in FIG.
Since it is 2.0 mV / ° C, VBC after temperature correction is V
BC = 1.45V-n (0.002) V = 1.45V-5
(0.002) V = 1.44V. Then, in the next step 206, the battery voltage VB ≧ VBC = 1.44V is determined.

【0049】一方、ステップ203でNO、つまり電池
温度TB が35℃未満と判定されたときはステップ20
5に進み、ステップ204と同様にn=TB −35℃を
計算するとともに、VBCの温度補正値を求める。今、例
えばTB =25℃とすると、n=35℃−25℃=10
℃であり、また25℃の場合のVBCの1℃当たりの温度
補正値は図7より2.5mV/℃であるから、温度補正
後のVBCはVBC=1.45V+n(0.0025)V=
1.45V+10(0.0025)V=1.475Vと
なる。この場合は、ステップ206でVB ≧VBC=1.
475Vの判定を行うことになる。
On the other hand, if NO in step 203, that is, if the battery temperature TB is determined to be less than 35 ° C., step 20
In step 5, as in step 204, n = TB-35 ° C. is calculated and the temperature correction value of VBC is obtained. Now, for example, if TB = 25 ° C., n = 35 ° C.-25 ° C. = 10
In addition, since the temperature correction value of VBC per 1 ° C. in the case of 25 ° C. is 2.5 mV / ° C. from FIG. 7, VBC after temperature correction is VBC = 1.45V + n (0.0025) V =
1.45V + 10 (0.0025) V = 1.475V. In this case, in step 206, VB ≧ VBC = 1.
The determination of 475V will be performed.

【0050】以上の処理を図3で説明すると、充電制御
部50が電池温度計算部43で求められた電池温度を読
み込み、ステップ203〜205の処理を実行し、温度
補正されたVBCを求める。この時点で温度微分値判定部
54では温度微分値が所定値(例えば1.0℃/分)以
上と判定されているので(ステップ115)、充電制御
部50は温度補正したVBCと電池電圧検出部44で検出
された現在の電池電圧VB とを比較し、図8のステップ
206の処理を実行することになる。
The above processing will be described with reference to FIG. 3. The charging control unit 50 reads the battery temperature obtained by the battery temperature calculation unit 43, executes the processing of steps 203 to 205, and obtains the temperature-corrected VBC. At this time, the temperature differential value determination unit 54 determines that the temperature differential value is equal to or higher than a predetermined value (for example, 1.0 ° C./min) (step 115), so the charge control unit 50 detects the temperature-corrected VBC and the battery voltage. The current battery voltage VB detected by the unit 44 is compared, and the process of step 206 of FIG. 8 is executed.

【0051】図8の処理は、マイクロコントローラ20
のソフトウェア処理で実現する場合の例であるが、図8
のステップ203〜205の処理を行わず、この部分を
予めマイクロコントローラ20内のROM、すなわち図
2の温度補正用ROM56に電池温度VB に対応したV
BCを例えば図77のテーブルの形式で記憶しておき、こ
れを参照して現在の電池温度から補間によりVBCを求め
ても良い。図7は3点の温度(15℃,35℃,60
℃)での温度補正値を示しているが、正確にするために
温度補正値をとる温度の数をさらに多くしても良い。
The processing of FIG. 8 is performed by the microcontroller 20.
This is an example of a case where it is realized by software processing of
Steps 203 to 205 are not performed, and this portion is previously stored in the ROM in the microcontroller 20, that is, the temperature correction ROM 56 in FIG.
It is also possible to store BC in the form of the table in FIG. 77, for example, and refer to this to obtain VBC from the current battery temperature by interpolation. Figure 7 shows three temperatures (15 ℃, 35 ℃, 60 ℃).
Although the temperature correction value in (° C.) is shown, the number of temperatures for which the temperature correction value is taken may be further increased for accuracy.

【0052】この場合の図2の処理を説明すると、充電
制御部50が電池電圧計算部46で求められた電池電圧
と電池温度計算部43で求められた電池温度を読み込
み、電池温度に対応した温度補正値の情報を温度補正用
ROM56より読み出して、温度補正されたVBCを計算
する。そして、このVBCと電池電圧検出部44で検出さ
れた現在の電池電圧VB とを比較し、ステップ206の
処理を実行することになる。
The process of FIG. 2 in this case will be described. The charge control unit 50 reads the battery voltage calculated by the battery voltage calculation unit 46 and the battery temperature calculated by the battery temperature calculation unit 43 and corresponds to the battery temperature. The temperature correction value information is read from the temperature correction ROM 56 to calculate the temperature-corrected VBC. Then, this VBC is compared with the current battery voltage VB detected by the battery voltage detector 44, and the process of step 206 is executed.

【0053】なお、VBCを温度補正することに代えて、
VBCについては35℃での電池電圧(一定)とし、現在
の電池電圧VB を現在の電池温度から電池温度が35℃
のときの電圧へと温度補正して、この補正後の電池電圧
VB とVBCとを比較しても構わない。
Instead of correcting the temperature of VBC,
VBC is the battery voltage at 35 ° C (constant), and the current battery voltage VB is 35 ° C from the current battery temperature.
The temperature may be corrected to the voltage at that time and the corrected battery voltages VB and VBC may be compared.

【0054】さらに、上記実施例では温度微分値が設定
値に達した時点で電池電圧が所定値以上のとき急速充電
を終了させる際の電池電圧を充電時の電圧としたが、そ
の電池電圧、すなわち温度微分値が設定値に達した時点
で所定値と比較する電池電圧は、充電時の電池電圧に限
らず、例えば開放電圧(充電電流を遮断したときの電池
電圧)、あるいは放電電圧(電池を放電させているとき
の電池電圧)であっても構わない。
Further, in the above embodiment, when the temperature differential value reaches the set value, when the battery voltage is equal to or higher than the predetermined value, the battery voltage at the time of ending the rapid charging is the charging voltage. That is, the battery voltage to be compared with the predetermined value when the temperature differential value reaches the set value is not limited to the battery voltage at the time of charging, but may be, for example, the open voltage (battery voltage when the charging current is cut off) or the discharge voltage (battery voltage). Battery voltage when the battery is being discharged).

【0055】また、図4においてステップ109で温度
微分値を計算し、ステップ115でYESならステップ
116で電池電圧≧VBCをチェックしたが、逆にステッ
プ116のチェックを最初に行い、YESのときステッ
プ109で温度微分値を計算し、ステップ115で満充
電か否かのチェックを行い、YESならステップ117
で急速充電を低資するという流れで処理を行ってもよ
い。
Further, in FIG. 4, the temperature differential value is calculated in step 109, and if YES in step 115, the battery voltage ≧ VBC is checked in step 116. On the contrary, the check in step 116 is performed first, and if YES, step In step 109, the temperature differential value is calculated, and in step 115 it is checked whether the battery is fully charged. If YES, step 117
The processing may be performed in a flow that contributes to quick charging at low cost.

【0056】その他、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することが可能である。
In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the spirit of the invention.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば二
次電池の温度微分検出により満充電の判定を行って急速
充電を停止させる方式の充電装置において、温度微分値
が設定値に達した時点で電池電圧が所定値に達している
か否かを判定し、電池電圧が所定値に達していれば急速
充電を終了させ、電池電圧が所定値に達しない場合は急
速充電を続行させる制御を行うことにより、温度の低い
環境から室内に電池パックを持ち込んで急速充電を行う
場合や、充電器の発熱によるあおり熱による電池の温度
上昇があった場合などに、充電開始直後に満充電状態で
ない電池を満充電と誤判定することによる充電不足がな
く、しかも満充電状態の電池を誤って急速充電すること
による過充電を防止することができる、という効果が得
られる。
As described above, according to the present invention, the temperature differential value reaches the set value in the charging device of the type in which the full charge is determined by the temperature differential detection of the secondary battery to stop the rapid charging. Control to determine whether the battery voltage has reached a predetermined value at the point of time when the battery voltage has reached the predetermined value, to terminate the rapid charge, and to continue the rapid charge if the battery voltage has not reached the predetermined value. By doing so, when the battery pack is brought into the room from a low temperature environment for quick charging, or when the temperature of the battery rises due to flapping heat due to the heat generated by the charger, the fully charged state immediately after the start of charging. There is no shortage of charge due to erroneous determination of a non-full battery as full charge, and it is possible to prevent overcharging due to accidental rapid charging of a fully charged battery.

【0058】また、電池電圧の判定に用いる所定値また
は検出された電池電圧そのものを温度補正することによ
り、周囲温度の変化の影響を受けないより正確な満充電
の判定が可能となる。
Further, by correcting the temperature of the predetermined value used for determining the battery voltage or the detected battery voltage itself, it is possible to determine the full charge more accurately without being affected by the change in ambient temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る二次電池の充電装置の
回路構成図
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a secondary battery charging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるマイクロコントローラの機能ブロ
ック図
FIG. 2 is a functional block diagram of the microcontroller in FIG.

【図3】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トの一部を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a part of a flowchart for explaining the operation of the embodiment.

【図4】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トの他の一部を示す図
FIG. 4 is a view showing another part of the flowchart for explaining the operation of the embodiment.

【図5】同実施例の動作を説明するための急速充電時の
電池電圧と電池温度、電池電圧の設定値および充電電流
の時間変化を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a change over time in the battery voltage, the battery temperature, the set value of the battery voltage, and the charging current at the time of rapid charging for explaining the operation of the embodiment.

【図6】種々の電池温度条件での電池の電圧上昇特性を
示す図
FIG. 6 is a diagram showing the voltage rise characteristics of a battery under various battery temperature conditions.

【図7】電池温度と電池電圧設定値および温度補正値の
関係を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a battery temperature, a battery voltage set value, and a temperature correction value.

【図8】同実施例における温度補正に係る処理のフロー
チャートを示す図
FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of processing relating to temperature correction in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電池パック 2…二次電池 3…サーミスタ 4…充電装置 5…商用交流電源 6…フィルタ 7…整流平滑回路 8…トランス 9…スイッチングトランジスタ 11…パルス幅変調
回路 12…整流平滑回路 13…急速充電用
トランジスタ 14…トリクル充電用トランジスタ 16…逆流防止用
ダイオード 17…フォトカプラ 20…マイクロコ
ントローラ 30…演算増幅器 31…LED 41…A/D変換器 42…A/D変換
器 43…電池温度計算部 44…電池電圧検
出部 45…電池温度判定部 46…温度微分計
算部 47…電池状態判定部 48…電池パック
セット検出部 49…タイマ 50…充電制御部 51…急速充電制御信号 52…トリクル充
電制御信号 53…充電スタート信号 54…温度微分値
判定部 55…タイマ値伝達ライン 56…温度補正用
ROM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery pack 2 ... Secondary battery 3 ... Thermistor 4 ... Charging device 5 ... Commercial AC power supply 6 ... Filter 7 ... Rectification smoothing circuit 8 ... Transformer 9 ... Switching transistor 11 ... Pulse width modulation circuit 12 ... Rectification smoothing circuit 13 ... Rapid Charging transistor 14 ... Trickle charging transistor 16 ... Backflow prevention diode 17 ... Photocoupler 20 ... Microcontroller 30 ... Operational amplifier 31 ... LED 41 ... A / D converter 42 ... A / D converter 43 ... Battery temperature calculation unit 44 ... Battery voltage detection unit 45 ... Battery temperature determination unit 46 ... Temperature differential calculation unit 47 ... Battery state determination unit 48 ... Battery pack set detection unit 49 ... Timer 50 ... Charge control unit 51 ... Quick charge control signal 52 ... Trickle charge control Signal 53 ... Charging start signal 54 ... Temperature differential value determination unit 55 ... Timer value transmission line 5 ... temperature correction for ROM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 輝夫 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Teruo Oda 1-1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi Prefecture Nihondenso Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】二次電池を急速充電する機能を備えた充電
装置において、 前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、 この温度検出手段により検出された温度の単位時間当た
りの温度上昇量である温度微分値を求める温度微分検出
手段と、 前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記温度微分検出手段により求められた温度微分値が設
定値に達した時点で前記電圧検出手段により検出された
電圧が所定値以上のとき前記急速充電を終了させる充電
制御手段とを備えたことを特徴とする二次電池の充電装
置。
1. A charging device having a function of rapidly charging a secondary battery, comprising temperature detecting means for detecting the temperature of the secondary battery, and a temperature rise per unit time of the temperature detected by the temperature detecting means. Temperature differential detecting means for obtaining a temperature differential value which is a quantity, voltage detecting means for detecting the voltage of the secondary battery, and the voltage when the temperature differential value obtained by the temperature differential detecting means reaches a set value. A charging device for a secondary battery, comprising: a charging control unit that terminates the rapid charging when the voltage detected by the detection unit is equal to or higher than a predetermined value.
【請求項2】前記充電制御手段は、前記電圧検出手段に
より検出された電圧または前記所定値を温度検出手段に
より検出された温度に応じて補正し、この補正後の電圧
または所定値を用いて、前記温度微分検出手段により求
められた温度微分値が設定値に達した時点で急速充電を
終了させるか否かを判定することを有することを特徴と
する請求項1に記載の二次電池の充電装置。
2. The charging control means corrects the voltage or the predetermined value detected by the voltage detection means according to the temperature detected by the temperature detection means, and uses the corrected voltage or the predetermined value. The secondary battery according to claim 1, further comprising: determining whether or not to terminate the rapid charging when the temperature differential value obtained by the temperature differential detection means reaches a set value. Charging device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007068300A (en) * 2005-08-30 2007-03-15 Oki Electric Ind Co Ltd Secondary battery and equipment having charging circuit
CN113960478A (en) * 2021-11-04 2022-01-21 艾体威尔电子技术(北京)有限公司 Asynchronous electric quantity obtaining method for Internet of things equipment

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