JPH0935756A - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
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- JPH0935756A JPH0935756A JP7184153A JP18415395A JPH0935756A JP H0935756 A JPH0935756 A JP H0935756A JP 7184153 A JP7184153 A JP 7184153A JP 18415395 A JP18415395 A JP 18415395A JP H0935756 A JPH0935756 A JP H0935756A
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- charging
- current
- voltage
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
- H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
- H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ニッケル水素蓄電池等の充電時間を正確に算
出する。 【解決手段】 電源回路２から電池１に充電電流を流し
て電力供給を行う充電装置に、電源回路２からの充電電
流を一定値に制御する電流制御回路４と、電池１の電圧
を検出する手段８と、電池１の温度を検出する手段９と
が設けられる。充電時間算出手段５１は、電池電圧検出
手段９によって検出された電圧の変化率を算出し、この
値の極小値に応じて充電前の電池の放電深度を推測し、
前記電池の温度を考慮して、前記電流制御手段で設定し
た一定電流で充電を開始したときの充電時間を算出す
る。充電終了手段５２は、充電の開始より前記充電時間
の経過後に充電を終了するように前記電流制御回路４を
制御する。
出する。 【解決手段】 電源回路２から電池１に充電電流を流し
て電力供給を行う充電装置に、電源回路２からの充電電
流を一定値に制御する電流制御回路４と、電池１の電圧
を検出する手段８と、電池１の温度を検出する手段９と
が設けられる。充電時間算出手段５１は、電池電圧検出
手段９によって検出された電圧の変化率を算出し、この
値の極小値に応じて充電前の電池の放電深度を推測し、
前記電池の温度を考慮して、前記電流制御手段で設定し
た一定電流で充電を開始したときの充電時間を算出す
る。充電終了手段５２は、充電の開始より前記充電時間
の経過後に充電を終了するように前記電流制御回路４を
制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケルカドミウ
ム蓄電池やニッケル水素蓄電池などの充電に用いられる
充電装置に関し、充電時間を正確に算出できる充電装置
に関する。
ム蓄電池やニッケル水素蓄電池などの充電に用いられる
充電装置に関し、充電時間を正確に算出できる充電装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記ニッケル水素蓄電池等は繰り返し充
電して使用される充電式の２次電池であり、従来の充電
装置の充電終了判定方法としては、一般に、充電完了期
の電池温度情報を検出する方法、電池電圧の極大値を検
出する方法が知られている。またこれらの方法では、過
充電に対する保護のため、充電開始からの経過時間を充
電タイマーで計測し、一定時間経つと強制的に充電を終
了するようになっている。電池温度情報の検出に関する
ものとしては、特開平６−２９０８１６号公報に記載さ
れるものがある。
電して使用される充電式の２次電池であり、従来の充電
装置の充電終了判定方法としては、一般に、充電完了期
の電池温度情報を検出する方法、電池電圧の極大値を検
出する方法が知られている。またこれらの方法では、過
充電に対する保護のため、充電開始からの経過時間を充
電タイマーで計測し、一定時間経つと強制的に充電を終
了するようになっている。電池温度情報の検出に関する
ものとしては、特開平６−２９０８１６号公報に記載さ
れるものがある。
【０００３】図１０はニッケル水素蓄電池の温度特性例
を示す図である。本図に示すように、ニッケル水素蓄電
池は電池温度が高い場合、例えば４０℃以上では、ピー
ク電圧からの電圧降下がほとんど見られず電池電圧の極
大値検出方法では充電完了が判定されない。なお、電圧
降下が判定されなくても、充電タイマーが働いて充電の
終了を行うのであるが、電池の充電状態や環境条件に左
右される充電の完了時期に関係なく、タイマーにより一
定時間後に充電終了させるのでは、充電の過不足が生じ
る。これに対して、例えば、特開平６−２６７５９２号
公報では、負荷の駆動直前の放電電流、電池電圧、電池
温度から電池の残容量を推定し、充電時間を残容量に応
じて設定した後に充電を開始し、この開始より充電時間
経過後に充電を終了する方法が開示されている。
を示す図である。本図に示すように、ニッケル水素蓄電
池は電池温度が高い場合、例えば４０℃以上では、ピー
ク電圧からの電圧降下がほとんど見られず電池電圧の極
大値検出方法では充電完了が判定されない。なお、電圧
降下が判定されなくても、充電タイマーが働いて充電の
終了を行うのであるが、電池の充電状態や環境条件に左
右される充電の完了時期に関係なく、タイマーにより一
定時間後に充電終了させるのでは、充電の過不足が生じ
る。これに対して、例えば、特開平６−２６７５９２号
公報では、負荷の駆動直前の放電電流、電池電圧、電池
温度から電池の残容量を推定し、充電時間を残容量に応
じて設定した後に充電を開始し、この開始より充電時間
経過後に充電を終了する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の充電装置では、負荷の駆動停止から充電開始
までの放置期間がある場合には、ニッケル蓄電池の自己
放電量が多いため充電不足を生じやすいとの問題があ
る。また、この自己放電量を放置期間、放置条件などか
ら推定するには、複雑な演算が必要となるばかりか、正
確に求めることは困難である。さらに、充電中の電池温
度を考慮していないため過充電を生じやすいとの問題が
ある。これは、充電中の電池温度が例えば２０℃以上の
場合に充電可能容量が低下するためである。
報に記載の充電装置では、負荷の駆動停止から充電開始
までの放置期間がある場合には、ニッケル蓄電池の自己
放電量が多いため充電不足を生じやすいとの問題があ
る。また、この自己放電量を放置期間、放置条件などか
ら推定するには、複雑な演算が必要となるばかりか、正
確に求めることは困難である。さらに、充電中の電池温
度を考慮していないため過充電を生じやすいとの問題が
ある。これは、充電中の電池温度が例えば２０℃以上の
場合に充電可能容量が低下するためである。
【０００５】したがって、本発明は、上記問題点に鑑
み、ニッケル水素電池などの２次電池に安全にかつ確実
に充電することができる充電装置を提供することを目的
とする。
み、ニッケル水素電池などの２次電池に安全にかつ確実
に充電することができる充電装置を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、次の構成を有する充電装置を提供す
る。すなわち、電源回路から電池に充電電流を流して電
力供給を行う充電装置に、前記電源回路からの充電電流
を一定値に制御する手段と、前記電池の電圧を検出する
手段と、前記電池の温度を検出する手段とが設けられ
る。充電時間算出手段は、前記電池電圧検出手段によっ
て検出された電圧の変化率を算出し、この値の極小値に
応じて充電前の電池の放電深度を推測し、前記電池の温
度を考慮して、前記電流制御手段で設定した一定電流で
充電を開始したときの充電時間を算出する。
解決するために、次の構成を有する充電装置を提供す
る。すなわち、電源回路から電池に充電電流を流して電
力供給を行う充電装置に、前記電源回路からの充電電流
を一定値に制御する手段と、前記電池の電圧を検出する
手段と、前記電池の温度を検出する手段とが設けられ
る。充電時間算出手段は、前記電池電圧検出手段によっ
て検出された電圧の変化率を算出し、この値の極小値に
応じて充電前の電池の放電深度を推測し、前記電池の温
度を考慮して、前記電流制御手段で設定した一定電流で
充電を開始したときの充電時間を算出する。
【０００７】前記充電時間算出手段は、前記電池温度検
出手段で検出した電池温度に対する充電可能容量に応じ
て、充電時間を補正する。前記充電時間算出手段は、前
記電池温度検出手段で検出した電池温度が所定値以下の
ときに、前記電圧変化率の極小値と充電開始から電圧変
化率の極大値までの充電時間により電池の満充電容量を
推定し、推定された値に応じて、前記充電時間を補正す
る。
出手段で検出した電池温度に対する充電可能容量に応じ
て、充電時間を補正する。前記充電時間算出手段は、前
記電池温度検出手段で検出した電池温度が所定値以下の
ときに、前記電圧変化率の極小値と充電開始から電圧変
化率の極大値までの充電時間により電池の満充電容量を
推定し、推定された値に応じて、前記充電時間を補正す
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の充電装置によれば、前記
電池電圧検出手段によって検出された電圧の変化率を算
出し、この値の極小値に応じて充電前の電池の放電深度
を推測し、前記電池の温度を考慮して、前記電流制御手
段で設定した一定電流で充電を開始したときの充電時間
を正確に算出することができるようになり、従来のよう
に、充電時間を算出する際に、負荷の駆動停止から充電
開始までの放置期間がある場合に、この間の電池の自己
放電量を算出する困難がなくなる。
電池電圧検出手段によって検出された電圧の変化率を算
出し、この値の極小値に応じて充電前の電池の放電深度
を推測し、前記電池の温度を考慮して、前記電流制御手
段で設定した一定電流で充電を開始したときの充電時間
を正確に算出することができるようになり、従来のよう
に、充電時間を算出する際に、負荷の駆動停止から充電
開始までの放置期間がある場合に、この間の電池の自己
放電量を算出する困難がなくなる。
【０００９】前記電池温度検出手段で検出した電池温度
に対する充電可能容量に応じて、充電時間を補正するこ
とにより、電池温度に対する充電可能容量を越える充電
を禁止し、無駄な充電を防止することが可能になる。前
記電池温度検出手段で検出した電池温度が所定値以下の
ときに、前記電圧変化率の極小値と充電開始から電圧変
化率の極大値までの充電時間により電池の満充電容量を
推定することにより、電池容量に応じて充電時間が補正
される。すなわち、電池はその使用とともに満充電容量
が変化する。そのため、満充電に応じて充電時間が補正
される。
に対する充電可能容量に応じて、充電時間を補正するこ
とにより、電池温度に対する充電可能容量を越える充電
を禁止し、無駄な充電を防止することが可能になる。前
記電池温度検出手段で検出した電池温度が所定値以下の
ときに、前記電圧変化率の極小値と充電開始から電圧変
化率の極大値までの充電時間により電池の満充電容量を
推定することにより、電池容量に応じて充電時間が補正
される。すなわち、電池はその使用とともに満充電容量
が変化する。そのため、満充電に応じて充電時間が補正
される。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の実施例に係る充電装置の概略
構成を示す図である。本図に示すように、電池１の両極
端子には、電池１に一定電流を供給する電源回路２が接
続されている。車両に使用されるＥＣＵ（電子制御装
置）３は、前記電源回路２の電流を、設定された電流
に、制御するための電流制御回路４と、ＣＰＵ５ａ（中
央演算装置）と、メモリ５ｂとを有するマイクロコンピ
ュータ５とを備えている。その他に、本装置は、電源回
路２から電池１に流れる充電電流を検出する電流検出器
７と、電池１の端子電圧を検出する電池検出器８と、熱
電対９ａにより電池１のケース温度を検出する温度検出
器９とを備え、電流検出器７による検出結果が電流制御
回路４に入力され、その他の検出器の検出結果及び電流
制御回路４の設定電流値がマイクロコンピュータ５に入
力される。
説明する。図１は本発明の実施例に係る充電装置の概略
構成を示す図である。本図に示すように、電池１の両極
端子には、電池１に一定電流を供給する電源回路２が接
続されている。車両に使用されるＥＣＵ（電子制御装
置）３は、前記電源回路２の電流を、設定された電流
に、制御するための電流制御回路４と、ＣＰＵ５ａ（中
央演算装置）と、メモリ５ｂとを有するマイクロコンピ
ュータ５とを備えている。その他に、本装置は、電源回
路２から電池１に流れる充電電流を検出する電流検出器
７と、電池１の端子電圧を検出する電池検出器８と、熱
電対９ａにより電池１のケース温度を検出する温度検出
器９とを備え、電流検出器７による検出結果が電流制御
回路４に入力され、その他の検出器の検出結果及び電流
制御回路４の設定電流値がマイクロコンピュータ５に入
力される。
【００１１】図２は図１のマイクロコンピュータ５のＣ
ＰＵ５ａの機能ブロックを示す図である。マイクロコン
ピュータ５のＣＰＵ５ａは、各検出器８、９からの検出
結果を基に、電流制御回路４で設定した電流値で充電を
開始したときの充電時間を設定する充電時間算出手段５
１と、充電の開始より上記充電時間経過後に充電を終了
するように電流制御回路４に信号を出力する充電終了手
段５２とを具備する。充電時間設定手段５１により設定
される充電時間は、検出された電池１の電圧の変化率が
演算され、この値の極小値での変化率に応じて充電前の
電池１の放電深度を推測して、前記電流制御手段で設定
した一定電流で充電を開始したときの充電時間を算出す
る。
ＰＵ５ａの機能ブロックを示す図である。マイクロコン
ピュータ５のＣＰＵ５ａは、各検出器８、９からの検出
結果を基に、電流制御回路４で設定した電流値で充電を
開始したときの充電時間を設定する充電時間算出手段５
１と、充電の開始より上記充電時間経過後に充電を終了
するように電流制御回路４に信号を出力する充電終了手
段５２とを具備する。充電時間設定手段５１により設定
される充電時間は、検出された電池１の電圧の変化率が
演算され、この値の極小値での変化率に応じて充電前の
電池１の放電深度を推測して、前記電流制御手段で設定
した一定電流で充電を開始したときの充電時間を算出す
る。
【００１２】メモリ５ｂには、上記充電時間を充電電流
値と電圧変化率の極小値から設定するためのデータ、電
池温度、電池満充電容量に応じて補正するための充電時
間補正データが予め記憶されている。その他に、メモリ
５ｂには、ＣＰＵ５ａで算出された結果が一時的に保存
される。図１において、表示装置１０は、電池１の充電
中の情報を表示するものであり、例えば、電池温度が高
い場合の警告、残り充電時間や電池満充電容量などを必
要に応じて表示する。
値と電圧変化率の極小値から設定するためのデータ、電
池温度、電池満充電容量に応じて補正するための充電時
間補正データが予め記憶されている。その他に、メモリ
５ｂには、ＣＰＵ５ａで算出された結果が一時的に保存
される。図１において、表示装置１０は、電池１の充電
中の情報を表示するものであり、例えば、電池温度が高
い場合の警告、残り充電時間や電池満充電容量などを必
要に応じて表示する。
【００１３】以下、メモリ５ｂに記憶されている各種補
正データと、ＣＰＵ５ａによる充電制御処理について詳
述する。図３は電池１を満充電状態から電流０．１ＣＡ
で、放電深度１０、２０、１００％に放電した後、電流
０．１ＣＡで充電を開始した場合の、充電率と電圧変化
の一例を示す図であり、図４は図３での充電率と電圧変
化率ΔＶの関係を示す図である。
正データと、ＣＰＵ５ａによる充電制御処理について詳
述する。図３は電池１を満充電状態から電流０．１ＣＡ
で、放電深度１０、２０、１００％に放電した後、電流
０．１ＣＡで充電を開始した場合の、充電率と電圧変化
の一例を示す図であり、図４は図３での充電率と電圧変
化率ΔＶの関係を示す図である。
【００１４】ここで、本図に示す放電深度は電池の残容
量の満充電容量に対する割合である。また、充電率は下
記式により表される。 充電率（％）＝〔｛（満充電容量（Ａｈ）−放電容量（Ａｈ）＋ 充電容量（Ａｈ）｝／満充電容量（Ａｈ）〕×１００ …（１） 図４に示すように、電圧変化率の極小値ΔＶminａ、
ｂ、ｃの各値は、充電前の放電深度により異なる。
量の満充電容量に対する割合である。また、充電率は下
記式により表される。 充電率（％）＝〔｛（満充電容量（Ａｈ）−放電容量（Ａｈ）＋ 充電容量（Ａｈ）｝／満充電容量（Ａｈ）〕×１００ …（１） 図４に示すように、電圧変化率の極小値ΔＶminａ、
ｂ、ｃの各値は、充電前の放電深度により異なる。
【００１５】図５は１００％放電後に電池温度を−２
０、３０、６０℃にした後、電流０．１ＣＡで充電を行
ったときの充電率と電圧変化率ΔＶの関係を示す図であ
る。本図に示すように、上記関係は、電池温度の影響が
少ないことがわかる。図６は図５の電圧変化率の極小値
ΔＶmin と充電開始前の放電深度との関係の一例を示す
図である。メモリ５ｂは、予め、本図に示す関係を記憶
する。この時の放電深度は、放置時間等による自己放電
量も含まれた割合となっている。ここで、充電時間Ｃen
d'は、下記式により設定される。
０、３０、６０℃にした後、電流０．１ＣＡで充電を行
ったときの充電率と電圧変化率ΔＶの関係を示す図であ
る。本図に示すように、上記関係は、電池温度の影響が
少ないことがわかる。図６は図５の電圧変化率の極小値
ΔＶmin と充電開始前の放電深度との関係の一例を示す
図である。メモリ５ｂは、予め、本図に示す関係を記憶
する。この時の放電深度は、放置時間等による自己放電
量も含まれた割合となっている。ここで、充電時間Ｃen
d'は、下記式により設定される。
【００１６】 Ｃend'（ｈ）＝｛放電深度（％）／１００｝／充電電流値（ＣＡ） …（２） その他に、メモリ５ｂは、上記充電時間Ｃend'の補正デ
ータとして、予め求めておいた図９で示した、電池温度
と充電可能容量との関係と、電池１の現在の満充電容量
（初期値は定格容量）とを記憶している。この満充電容
量は後述するように、２０℃以下で充電した際に、電圧
変化率の極大値までの充電時間等から算出されるもので
ある。種類が同じ数個の電池１（パック）を充電する場
合は、各電池１（パック）からの識別信号を受け、各々
の満充電容量を記憶するようにしてもよい。
ータとして、予め求めておいた図９で示した、電池温度
と充電可能容量との関係と、電池１の現在の満充電容量
（初期値は定格容量）とを記憶している。この満充電容
量は後述するように、２０℃以下で充電した際に、電圧
変化率の極大値までの充電時間等から算出されるもので
ある。種類が同じ数個の電池１（パック）を充電する場
合は、各電池１（パック）からの識別信号を受け、各々
の満充電容量を記憶するようにしてもよい。
【００１７】図７及び図８はＣＰＵ５ａの充電制御処理
動作について説明するフローチャートである。図７の充
電開始において、充電装置への電池１の接続及び電源回
路２への電源投入に伴いルーチンが開始される。ステッ
プＳ１００において、ＣＰＵ５ａは先ず初期化処理を実
行する。すなわち、ＣＰＵ５ａは、カウンターｎ及びｍ
を「０」にクリアし、電圧変化率極小値ΔＶmin を「１
００」に、電圧変化率極大値ΔＶmax を「０」に設定
し、ＣＰＵ５ａ内のタイマーをスタートさせる。
動作について説明するフローチャートである。図７の充
電開始において、充電装置への電池１の接続及び電源回
路２への電源投入に伴いルーチンが開始される。ステッ
プＳ１００において、ＣＰＵ５ａは先ず初期化処理を実
行する。すなわち、ＣＰＵ５ａは、カウンターｎ及びｍ
を「０」にクリアし、電圧変化率極小値ΔＶmin を「１
００」に、電圧変化率極大値ΔＶmax を「０」に設定
し、ＣＰＵ５ａ内のタイマーをスタートさせる。
【００１８】ステップＳ１０１において、ＣＰＵ５ａ
は、電池温度Ｔ、電池１の電圧Ｖの０．１秒毎のデータ
を取り込み、１分間の平均値を算出し、これ以前の平均
値との差から電池１の電圧の変化率ΔＶ（本実施例での
単位は、（mV/min/cell ）であるが、以下、電圧変化率
の単位を省略して記す）を検出する。ステップＳ１０２
において、電池の温度Ｔが０℃から４５℃の間であるか
否かを判別する。この判別が「ＮＯ」ならステップＳ１
０３へ進み、「ＹＥＳ」ならステップＳ１０４に進む。
は、電池温度Ｔ、電池１の電圧Ｖの０．１秒毎のデータ
を取り込み、１分間の平均値を算出し、これ以前の平均
値との差から電池１の電圧の変化率ΔＶ（本実施例での
単位は、（mV/min/cell ）であるが、以下、電圧変化率
の単位を省略して記す）を検出する。ステップＳ１０２
において、電池の温度Ｔが０℃から４５℃の間であるか
否かを判別する。この判別が「ＮＯ」ならステップＳ１
０３へ進み、「ＹＥＳ」ならステップＳ１０４に進む。
【００１９】ステップＳ１０３において、上記温度以外
では完全な充電が行えないため、温度異常の表示を行
う。ここで、電池１の温度が下がるまで充電を一時的
に、停止するようにしてもよい。そして、ステップＳ１
０４に進む。ステップＳ１０４において、ＣＰＵ５ａ
は、ΔＶが３より小さいか否かを判別する。この判別が
「ＮＯ」ならステップＳ１０１に戻り、ΔＶが３より小
さくなるまで、上記ステップＳ１０１〜１０３を繰り返
す。「ＹＥＳ」ならステップＳ１０５に進む。
では完全な充電が行えないため、温度異常の表示を行
う。ここで、電池１の温度が下がるまで充電を一時的
に、停止するようにしてもよい。そして、ステップＳ１
０４に進む。ステップＳ１０４において、ＣＰＵ５ａ
は、ΔＶが３より小さいか否かを判別する。この判別が
「ＮＯ」ならステップＳ１０１に戻り、ΔＶが３より小
さくなるまで、上記ステップＳ１０１〜１０３を繰り返
す。「ＹＥＳ」ならステップＳ１０５に進む。
【００２０】ステップＳ１０５において、ΔＶが３より
小さい場合、ＣＰＵ５ａは、１分毎に送られてくるΔＶ
とΔＶmin との大小を判別する。この判別が「ＹＥＳ」
ならステップＳ１０６に進み、「ＮＯ」ならステップＳ
１０７に進む。ステップＳ１０６において、ΔＶがΔＶ
min より小さい値の場合は、ΔＶminをΔＶに更新する
と共に、カウンタｎを「０」にクリアする。
小さい場合、ＣＰＵ５ａは、１分毎に送られてくるΔＶ
とΔＶmin との大小を判別する。この判別が「ＹＥＳ」
ならステップＳ１０６に進み、「ＮＯ」ならステップＳ
１０７に進む。ステップＳ１０６において、ΔＶがΔＶ
min より小さい値の場合は、ΔＶminをΔＶに更新する
と共に、カウンタｎを「０」にクリアする。
【００２１】ステップＳ１０７において、ΔＶがΔＶmi
n より大きい値の場合は、カウンタンｎの値を１つ増や
して、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８にお
いて、ＣＰＵａは上記カウンタｎの値が１０より大きい
か否かを判別する。この判別が「ＮＯ」ならステップＳ
１０１にリターンし、「ＹＥＳ」ならステップＳ１０９
に進む。ここで、ステップＳ１０８の判別を行うことに
より、電圧変化率ΔＶの極小値ΔＶmin の更新毎に、ス
テップＳ１０９以降の処理を繰り返すといった動作を省
略することができる。
n より大きい値の場合は、カウンタンｎの値を１つ増や
して、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８にお
いて、ＣＰＵａは上記カウンタｎの値が１０より大きい
か否かを判別する。この判別が「ＮＯ」ならステップＳ
１０１にリターンし、「ＹＥＳ」ならステップＳ１０９
に進む。ここで、ステップＳ１０８の判別を行うことに
より、電圧変化率ΔＶの極小値ΔＶmin の更新毎に、ス
テップＳ１０９以降の処理を繰り返すといった動作を省
略することができる。
【００２２】ステップＳ１０９において、電池温度Ｔが
０℃から２０℃間にあるか否かを判別する。この判別が
「ＹＥＳ」ならステップＳ１１０に進み、「ＮＯ」なら
ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１０において、
電池温度Ｔが０℃から２０℃間にある場合は、電圧変化
率極大値ΔＶmax の検出が可能であり、ＣＰＵ５ａはΔ
ＶとΔＶmax との大小を判別する。この判別が「ＹＥ
Ｓ」ならばステップＳ１１１に進み、「ＮＯ」ならステ
ップＳ１１２に進む。
０℃から２０℃間にあるか否かを判別する。この判別が
「ＹＥＳ」ならステップＳ１１０に進み、「ＮＯ」なら
ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１０において、
電池温度Ｔが０℃から２０℃間にある場合は、電圧変化
率極大値ΔＶmax の検出が可能であり、ＣＰＵ５ａはΔ
ＶとΔＶmax との大小を判別する。この判別が「ＹＥ
Ｓ」ならばステップＳ１１１に進み、「ＮＯ」ならステ
ップＳ１１２に進む。
【００２３】ステップＳ１１１において、ΔＶがΔＶma
x より大きい場合は、ΔＶmax をΔＶに更新すると共
に、カウンタｍを「０」にクリアする。ステップＳ１１
２において、一方、ΔＶがΔＶmax より小さい場合は、
カウンタｍの値を１つ増やす。ステップＳ１１３におい
て、上記カウンタｍの値が５より大きいか否かを判別す
る。この判別が「ＮＯ」ならステップＳ１０１にリター
ンし、上記手順を繰り返し、「ＹＥＳ」ならステップＳ
１１４に進む。ステップＳ１１４において、電圧変化率
極大が検出された場合、電池１の満充電容量を以下の式
に従い算出し、メモリ５ｂに記憶される。
x より大きい場合は、ΔＶmax をΔＶに更新すると共
に、カウンタｍを「０」にクリアする。ステップＳ１１
２において、一方、ΔＶがΔＶmax より小さい場合は、
カウンタｍの値を１つ増やす。ステップＳ１１３におい
て、上記カウンタｍの値が５より大きいか否かを判別す
る。この判別が「ＮＯ」ならステップＳ１０１にリター
ンし、上記手順を繰り返し、「ＹＥＳ」ならステップＳ
１１４に進む。ステップＳ１１４において、電圧変化率
極大が検出された場合、電池１の満充電容量を以下の式
に従い算出し、メモリ５ｂに記憶される。
【００２４】 満充電容量（Ａｈ）＝｛ΔＶmax 検出点までの充電時間（ｈ）× 充電電流（ＣＡ）×定格容量（Ａｈ）｝／｛１００−放電深度（％）｝×１００ …（３） ここで、充電前の電池１の放電深度は、ΔＶmin の値
と、例えば、先に示した図６とから求められる。
と、例えば、先に示した図６とから求められる。
【００２５】ステップＳ１１５において、ステップＳ１
０９の判別が「ＮＯ」の場合、ＣＰＵ５ａは、例えば図
６を用いて電池充電前の放電深度を推定する。図９は電
池と充電可能容量の関係を示す図である。推定された放
電深度から充電時間Ｃend を、式（２）に図９に示す関
係による補正及び満充電容量による補正を加味した下記
式の算出結果に基づき、設定する。
０９の判別が「ＮＯ」の場合、ＣＰＵ５ａは、例えば図
６を用いて電池充電前の放電深度を推定する。図９は電
池と充電可能容量の関係を示す図である。推定された放
電深度から充電時間Ｃend を、式（２）に図９に示す関
係による補正及び満充電容量による補正を加味した下記
式の算出結果に基づき、設定する。
【００２６】 Ｃend （ｈ）＝Ｃend'（ｈ）×｛充電可能容量（％）／１００｝× ｛満充電容量（Ａｈ）／定格容量（Ａｈ）｝ …（４） このため、負荷の駆動停止から充電開始までに放置期間
におけるニッケル水素蓄電池等の自己放電量を求める必
要がなくなり、放電深度より正確な充電時間を求めるこ
とが可能になる。
におけるニッケル水素蓄電池等の自己放電量を求める必
要がなくなり、放電深度より正確な充電時間を求めるこ
とが可能になる。
【００２７】ステップＳ１１６において、ＣＵＰ５ａ
は、充電開始からＣend 経過したか否かを判別する。こ
の判別が「ＮＯ」ならステップＳ１０１にリターンし、
以上の手順を繰り返し、「ＹＥＳ」ならステップＳ１１
７に進む。ステップＳ１１７において、電池１の充電状
態（最大１００％）を下記式により算出する。
は、充電開始からＣend 経過したか否かを判別する。こ
の判別が「ＮＯ」ならステップＳ１０１にリターンし、
以上の手順を繰り返し、「ＹＥＳ」ならステップＳ１１
７に進む。ステップＳ１１７において、電池１の充電状
態（最大１００％）を下記式により算出する。
【００２８】 充電状態（％）＝〔｛１００−放電深度（％）＋充電時間（ｈ）× 充電電流（ＣＡ）×定格容量（Ａｈ）｝／満充電容量（Ａｈ）〕×１００ …（５） 次に、ＣＰＵ５ａは、電池１の充電状態の算出結果と電
池１の満充電容量などを表示し、このルーチンを終了す
る。このとき、さらに低電流による充電を一定時間行っ
た後にこのルーチンを終了してもよい。
池１の満充電容量などを表示し、このルーチンを終了す
る。このとき、さらに低電流による充電を一定時間行っ
た後にこのルーチンを終了してもよい。
【００２９】なお、上記充電電流として、本実施例で
は、０．１ＣＡを用いた場合について述べたが、この電
流値に限定されるものではない。また、一定電流充電中
の電圧変化率に上記特性を示す全ての２次電池に適用す
ることができる。
は、０．１ＣＡを用いた場合について述べたが、この電
流値に限定されるものではない。また、一定電流充電中
の電圧変化率に上記特性を示す全ての２次電池に適用す
ることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
圧の変化率の極小値に応じて充電前の電池の放電深度を
推測し、電池の温度を考慮して、電流制御手段で設定し
た一定電流で充電を開始したときの充電時間を正確に算
出することができるので、従来のように、自己放電によ
る充電不足をきたしたり、また負荷の駆動停止から充電
開始までの放置期間がある場合に、この間の電池の自己
放電量を算出する必要がない。また、電池温度と、電池
温度に対する充電可能容量とに応じて、充電時間を補正
するので、電池温度に対する充電可能容量を越える充電
を禁止し、無駄な充電を防止することが可能になる。電
池温度が所定値以下のときに、電圧変化率の極小値と充
電開始から電圧変化率の極大値までの充電時間により電
池の満充電容量を推定するので、電池容量に応じて充電
時間が補正される。
圧の変化率の極小値に応じて充電前の電池の放電深度を
推測し、電池の温度を考慮して、電流制御手段で設定し
た一定電流で充電を開始したときの充電時間を正確に算
出することができるので、従来のように、自己放電によ
る充電不足をきたしたり、また負荷の駆動停止から充電
開始までの放置期間がある場合に、この間の電池の自己
放電量を算出する必要がない。また、電池温度と、電池
温度に対する充電可能容量とに応じて、充電時間を補正
するので、電池温度に対する充電可能容量を越える充電
を禁止し、無駄な充電を防止することが可能になる。電
池温度が所定値以下のときに、電圧変化率の極小値と充
電開始から電圧変化率の極大値までの充電時間により電
池の満充電容量を推定するので、電池容量に応じて充電
時間が補正される。
【図１】本発明の実施例に係る充電装置の概略構成を示
す図である。
す図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータ５のＣＰＵａの機
能ブロックを示す図である。
能ブロックを示す図である。
【図３】電池１を満充電状態から電流０．１ＣＡで、放
電深度１０、２０、１００％に放電した後、電流０．１
ＣＡで充電を開始した場合の、充電率と電圧変化の一例
を示す図である。
電深度１０、２０、１００％に放電した後、電流０．１
ＣＡで充電を開始した場合の、充電率と電圧変化の一例
を示す図である。
【図４】図３での充電率と電圧変化率ΔＶの関係を示す
図である。
図である。
【図５】１００％放電後に電池温度を−２０、３０、６
０℃にした後、電流０．１ＣＡで充電を行ったときの充
電率と電圧変化率ΔＶの関係を示す図である。
０℃にした後、電流０．１ＣＡで充電を行ったときの充
電率と電圧変化率ΔＶの関係を示す図である。
【図６】図５の電圧変化率の極小値Ｖmin と充電開始前
の放電深度との関係の一例を示す図である。
の放電深度との関係の一例を示す図である。
【図７】ＣＰＵ５ａの充電制御処理動作について説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図８】ＣＰＵ５ａの充電制御処理動作について説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図９】電池と充電可能容量の関係を示す図である。
【図１０】ニッケル水素蓄電池の温度特性例を示す図で
ある。
ある。
１…電池 ２…電源回路 ４…電流制御回路 ８…電圧検出手段 ９…温度検出手段 ５１…充電時間算出手段 ５２…充電終了手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼丸 貞久 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 稲垣 光夫 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 電源回路から電池に充電電流を流して電
力供給を行う充電装置において、 前記電源回路からの充電電流を一定値に制御する電流制
御回路と、 前記電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、 前記電池の温度を検出する電池温度検出手段と、 前記電池電圧検出手段によって検出された電圧の変化率
を算出し、この値の極小値に応じて充電前の電池の放電
深度を推測し、前記電池の温度を考慮して、前記電流制
御手段で設定した一定電流で充電を開始したときの充電
時間を算出する充電時間算出手段と、 を備えることを特徴とする充電装置。 - 【請求項２】 前記充電時間算出手段は、前記電池温度
検出手段で検出した電池温度に対する充電可能容量に応
じて、前記充電時間を補正することを特徴とする、請求
項１に記載の充電装置。 - 【請求項３】 前記充電時間算出手段は、前記電池温度
検出手段で検出した電池温度が所定値以下のときに、前
記電圧変化率の極小値と充電開始から電圧変化率の極大
値までの充電時間により電池の満充電容量を推定し、推
定された値に応じて、前記充電時間を補正する請求項１
に記載の充電装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7184153A JPH0935756A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 充電装置 |
| US08/684,077 US5723971A (en) | 1995-07-20 | 1996-07-19 | Apparatus for charging a battery for a charge time determined based on the depth of discharge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7184153A JPH0935756A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 充電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0935756A true JPH0935756A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16148300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7184153A Withdrawn JPH0935756A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | 充電装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5723971A (ja) |
| JP (1) | JPH0935756A (ja) |
Cited By (4)
| 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 |
| JP2009041998A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Techno Core International Kk | 二次電池の蓄電容量検出方法、二次電池の蓄電容量検出装置、及び二次電池の充電器 |
| JP2012215578A (ja) * | 2008-03-27 | 2012-11-08 | Panasonic Corp | 環境温度測定方法、液体試料測定方法および測定器 |
| CN103392133A (zh) * | 2011-03-07 | 2013-11-13 | 株式会社日立制作所 | 电池状态推定方法和电池管理系统 |
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| JP3719302B2 (ja) * | 1997-03-05 | 2005-11-24 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 電池残存容量計及び電池残存容量測定方法 |
| US6326767B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-12-04 | Shoot The Moon Products Ii, Llc | Rechargeable battery pack charging system with redundant safety systems |
| JP2001021625A (ja) * | 1999-07-02 | 2001-01-26 | Yazaki Corp | 温度を考慮したガッシング電圧を用いたバッテリの容量測定装置 |
| JP2001023699A (ja) * | 1999-07-05 | 2001-01-26 | Yazaki Corp | バッテリ管理装置 |
| JP3886389B2 (ja) * | 2002-02-07 | 2007-02-28 | 株式会社リコー | 電池パック充電装置および充電方法 |
| JP2003288951A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-10 | Fuji Heavy Ind Ltd | 鉛蓄電池の充電方法 |
| JP2006166641A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| US20090267570A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Nokia Corporation | Apparatus for providing boot-up capability signals and associated methods |
| US8751010B2 (en) * | 2008-04-30 | 2014-06-10 | Medtronic, Inc. | Time to next recharge session feedback while recharging an implantable medical device, system and method therefore |
| US8193766B2 (en) | 2008-04-30 | 2012-06-05 | Medtronic, Inc. | Time remaining to charge an implantable medical device, charger indicator, system and method therefore |
| US8314594B2 (en) * | 2008-04-30 | 2012-11-20 | Medtronic, Inc. | Capacity fade adjusted charge level or recharge interval of a rechargeable power source of an implantable medical device, system and method |
| US8823382B2 (en) * | 2008-04-30 | 2014-09-02 | Medtronic, Inc. | System and method for monitoring a power source of an implantable medical device |
| US20110193518A1 (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-11 | James Wright | Battery override |
| CN102738871B (zh) | 2012-07-20 | 2014-09-10 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 对移动设备进行充电处理的方法及系统 |
| KR101449291B1 (ko) * | 2013-05-30 | 2014-10-08 | 현대자동차주식회사 | 전기자동차의 배터리 충전시간예상 시스템 |
| GB2528711B (en) | 2014-07-29 | 2019-02-20 | Nicoventures Holdings Ltd | E-cigarette and re-charging pack |
| JP6257510B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2018-01-10 | マクセルホールディングス株式会社 | リチウムイオン二次電池の充電制御方法、および、充電機構 |
| US10768652B2 (en) * | 2016-05-13 | 2020-09-08 | Stem, Inc. | Increasing the demand reduction effectiveness of an energy storage system |
| US20210242698A1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and electronic device for real time adaptive charging of battery |
| CN112924874A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-08 | 同济大学 | 一种基于弛豫电压曲线的电池过充电程度的诊断方法 |
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| JP2924543B2 (ja) * | 1993-03-10 | 1999-07-26 | 日産自動車株式会社 | Ｎｉ−Ｃｄ電池の残量表示装置および充電装置 |
| JP3346821B2 (ja) * | 1993-03-31 | 2002-11-18 | 松下電器産業株式会社 | 充電装置 |
| JP2732204B2 (ja) * | 1993-09-29 | 1998-03-25 | 株式会社ジップチャージ | 二次電池の高速充電方法及びその装置 |
| JPH07128416A (ja) * | 1993-11-04 | 1995-05-19 | Mitsubishi Motors Corp | 電気自動車用バッテリ残存容量計 |
| JPH07235332A (ja) * | 1994-02-24 | 1995-09-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 二次電池の充電方法 |
-
1995
- 1995-07-20 JP JP7184153A patent/JPH0935756A/ja not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-07-19 US US08/684,077 patent/US5723971A/en not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2012120620A1 (ja) * | 2011-03-07 | 2014-07-07 | 株式会社日立製作所 | 電池状態推定方法および電池管理システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5723971A (en) | 1998-03-03 |
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|---|---|---|---|
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