JPH10341540A - 電池の充電制御装置 - Google Patents

電池の充電制御装置

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JPH10341540A
JPH10341540A JP9150725A JP15072597A JPH10341540A JP H10341540 A JPH10341540 A JP H10341540A JP 9150725 A JP9150725 A JP 9150725A JP 15072597 A JP15072597 A JP 15072597A JP H10341540 A JPH10341540 A JP H10341540A
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JP
Japan
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battery
charging
temperature
charge
charge control
Prior art date
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Pending
Application number
JP9150725A
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English (en)
Inventor
Katsuyoshi Fujita
勝義 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP9150725A priority Critical patent/JPH10341540A/ja
Publication of JPH10341540A publication Critical patent/JPH10341540A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】外部温度変化や電池劣化などにかかわらず、ガ
ス発生を抑止しつつ電池を深く充電することが可能な電
池の充電制御装置を提供すること。 【解決手段】電池の温度およびその上昇速度が所定値以
上で(s14、s18)、かつ、電圧の上昇速度が所定
値未満という(s18)充電条件下にて、電池への充電
電流を低減した状態で充電を続行する(S20)。この
ようにすれば、外部温度変化や電池劣化などにかかわら
ず、ガス発生を抑止しつつ電池を深く充電することが可
能な電池の充電制御装置を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の充電制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電池の充電制御方式として、各種
方式が知られている。その一例である定電圧充電方式
は、充電開始から所定電圧に到達するまでは一定の充電
電流で充電し、その後、所定電圧を保つように電流を減
衰させ、一定時間の充電を行う。また、他の例として二
段階定電流充電方式が知られている。この充電方式で
は、一定の充電電流値で所定電圧まで充電し、その後、
最初の電流値よりも小さい電流値で一定時間の充電を行
うものである。これらの充電制御方式における充電終期
における電圧抑圧は、主に電池内部でのガスの発生など
を抑止するためになされる。
【0003】更に、良好なガス発生抑止を実現可能な充
電制御方式として、電池の充電終期に電池温度およびそ
の増加率が増加することを利用して、電池温度またはそ
の増加率が所定値を超えた場合に充電を終了する温度検
出方式が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した温度検出方式
による充電制御は、電池温度を検出しない他の充電制御
方式に比べて充電終期を高精度に検出できるという利点
があるものの、電池の充電量がまだ不十分であるのに充
電が終了してしまうという問題があることがわかった。
【0005】以下、この問題を更に詳しく説明する。た
とえばニッケル水素電池のような電気自動車への走行エ
ネルギ−供給用の電池(以下、電気自動車用電池ともい
う)では、幅広い温度環境での使用が要求されており、
特に、高温環境での充電では、電池温度が電池内部の発
熱により一層上昇する。このように電池温度が上昇する
と電池内部でのガス発生が増大し、充電エネルギ(W
h)が充電量の増大にではなくこのガス発生に費されて
しまい、電池の充電効率が低下し、更に発生ガスなどに
より電池の機能劣化が進行してしまう。このような問題
は、外部温度が高い場合の他、電池が劣化した場合にも
生じる。
【0006】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、外部温度変化や電池劣化などにかかわらず、ガ
ス発生を抑止しつつ電池を深く充電することが可能な電
池の充電制御装置を提供することを、その解決すべき課
題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した本発
明の電池の充電制御装置によれば、電池の温度および/
またはその上昇速度が所定値以上で、かつ、電圧の上昇
速度が所定値未満という充電条件下にて、電池への充電
電流を低減した状態で充電を続行する。このようにすれ
ば、外部温度変化や電池劣化などにかかわらず、ガス発
生を抑止しつつ電池を深く充電することが可能な電池の
充電制御装置を実現することができる。以下、その理由
を説明する。
【0008】電池の電圧の上昇速度が所定値以下である
ということは、充電エネルギが電池の充電量Ahの増大
に用いられるよりも熱やガス発生などの他の形態のエネ
ルギに転換されていることを示す。特に高温環境では電
池におけるガス発生が容易となり、温度の上昇速度が大
きいということは充電エネルギが電池の充電量Ahの増
大に用いられる割合が低下していることを示す。
【0009】そこで、この発明では、電池の温度および
/またはその上昇速度が所定値以上で、かつ、電圧の上
昇速度が所定値未満という充電条件下、すなわち供給す
る充電エネルギが電池の充電量Ahへ十分に転換してい
ない状況において、電池への充電電流を低減する。すな
わち、電池の温度またはその上昇速度がハイレベルであ
っても電圧の上昇速度が小さい場合には、それは電池の
充電終了を示すものではなく、まだ電池は小電流充電で
はまだ充電可能であると判断し、小電流充電を行うもの
である。
【0010】これにより、電池温度を低下させるか、ま
たはその上昇を抑圧することができ、ガスの発生を抑止
した状態で充電を持続することができ、最終的な電池の
充電量Ahを増大することができる。請求項2記載の構
成によれば請求項1記載の構成において更に、上記充電
条件下にて、温度の上昇速度の増大につれて電池への充
電電流の低減量を増大するので、温度の上昇速度がハイ
レベルであってガス発生がしやすい環境では、より充電
電流を絞ってガス発生しにくい充電状態で充電を行うこ
とができる。なお、充電電流が大きいほど、ガス発生が
加速度的に増大し、更に、充電電流が大きいほどその発
熱及び温度上昇が加速度的に増大することは知られてい
る。
【0011】請求項3記載の構成によれば請求項1又は
2記載の構成において更に、温度及び前記温度の上昇速
度の少なくとも一方が所定の所定値に達した場合に充電
を終了するので、電池の保護を確実としつつ、上述の追
加の小電流充電を実施することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な態様をニッ
ケル水素電池を用いた以下の実施例により詳細に説明す
る。ただし、本発明の装置はニッケル水素電池以外の電
池へも適用可能である。
【0013】
【実施例】
(実施例1)図1は、電気自動車用の電池の充電回路を
示す等価回路図であり、1は電池、2は電池1の充放電
電流Iを検出する電流センサ、3は充電装置、4はマイ
コン構成の充電コントロ−ラ、5は電池1の温度を検出
する温度センサである。
【0014】充電装置3は、商用交流電圧を昇圧し、整
流し、充電コントロ−ラ4が指定する充電電流を電池に
給電する装置であるが、本実施例の主要部ではなく、か
つ、周知であるので、これ以上の説明は省略する。この
コントロ−ラ4による電池1の充電制御の方法について
図2のフロ−チャ−トを参照して説明する。
【0015】まず、充電開始とともに、電流センサ2で
検出した検出電流値が所定の第1の設定電流値i1とな
るように充電電流を調節し(S10)、次に温度センサ
5で検出した電池温度Tの微分値dT/dtを算出する
(S12)。次に、算出した電池温度Tの微分値dT/
dtが所定のしきい値A以上となったかどうかを調べ
(S14)、未満であればs10へリタ−ンし、以上で
あれば、所定の長さに設定された直前の測定期間tdに
おける電圧変動ΔVを算出する(S16)。この電圧変
化ΔVは本発明でいう電圧の上昇速度に相当する状態量
である。
【0016】次に、電圧変動ΔVが所定のしきい値B以
下かどうかと、電池温度Tが所定のしきい値C以上かど
うかとを調べ(S18)、電圧変動ΔVが所定のしきい
値Bを超えるか、もしくは電池温度Tが所定のしきい値
C未満である場合には充電が完了したものとして充電終
了を指令し(S26)、ル−チンを終了する。一方、s
18にて、電圧変動ΔVが所定のしきい値B以下であ
り、かつ電池温度Tが所定のしきい値C以上である場合
には充電がまだ完了しておらず、充電の余地があるもの
として、第2の設定電流値i2に移行する(S20)。
なお、この第2の設定電流値i2は第1の設定電流値i
より低い値に設定されている。
【0017】次に、再び電池温度Tの微分値dT/dt
を算出し(S22)、算出した電池温度Tの微分値dT
/dtが所定のしきい値E以上となったかどうかを調べ
(S24)、未満であればs22へリタ−ンし、以上で
あれば、充電が完了したものとして充電終了を指令し
(S26)、ル−チンを終了する。また、定期的に割り
込みル−チンを実行する。
【0018】この割り込みル−チンでは、電池温度Tを
検出し(S28)、この電池温度Tが所定のしきい値E
を超えると判定した場合に(S30)、直ちに充電終了
を指令する(S26)。ただし、このしきい値Eは、小
電流充電への移行のためのしきい値Cよりも10℃以上
高く設定される。以上説明したこの実施例の電池の充電
制御装置では、電池温度の上昇速度すなわち電池温度の
微分値が大きく、しかも、電池温度自体も高い場合にお
いて、電圧の上昇速度に基づいて小電流での追加充電の
実施の可否を判定したが、電池温度の上昇速度すなわち
電池温度の微分値が大きい場合に、電圧の上昇速度に基
づいて小電流での追加充電の実施の可否を判定してもよ
く、電池温度自体が高い場合において、電圧の上昇速度
に基づいて小電流での追加充電の実施の可否を判定して
もよい。
【0019】(実施例2)他の実施例を図4を参照して
説明する。この実施例は、図2のフロ−チャ−トに示さ
れる実施例1の制御において、s20をs40に変更し
たものである。このs40では、予め記憶する電池温度
の上昇速度と充電電流値との関係を示すマップに、s1
2で算出した電池温度を代入して充電電流値を求め、求
めた充電電流値で充電を実施する。上記マップは、電池
温度の上昇速度が大きいほど充電電流値の減少率を増大
させるように設定されている。
【0020】このようにすれば、電池温度の上昇速度が
比較的小さい場合には、充電電流の低下をわずかとして
充電完了時期を早めることができ、電池温度の上昇速度
が大きい場合には、充電電流を大きく削減して電池温度
の上昇を充電可能なレベルに抑止することができる。な
お、この実施例では、電池温度の上昇速度と充電電流値
との関係を上記マップに記憶させたが、その変形例とし
て、電池温度と、その上昇速度と、充電電流値との関係
を上記マップに記憶させておき、電池温度とその上昇速
度とをこのマップに代入して充電電流値を求めてもよ
い。
【0021】この場合、電池温度が高いほど、電池温度
の上昇速度が大きいほど、充電電流値の削減率は増大さ
れる。このようにすれば、実施例2の作用効果をより一
層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に用いた電気自動車用充電回路を示す等
価回路図である。
【図2】図1のコントロ−ラ4の充電制御方法を示すフ
ロ−チャ−トである。
【図3】図2の充電制御による充電電圧、充電電流、電
池温度の変化を示すタイミングチャ−トである。
【図4】実施例2の充電制御方法を示すフロ−チャ−ト
である。
【符号の説明】 1は電池、4はコントロ−ラ(電圧検出手段、充電規制
手段)、6は温度センサ(温度検出手段)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池の温度を検出する温度検出手段と、 前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記温度またはその上昇速度が所定値以上で、かつ、前
    記電圧の上昇速度が所定値未満という充電条件下にて、
    前記電池への充電電流を低減する充電規制手段を備える
    ことを特徴とする電池の充電制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電池の充電制御装置におい
    て、 前記充電規制手段は、前記充電条件下にて、前記温度の
    上昇速度の増大にともなって前記電池への充電電流の低
    減量を増大することを特徴とする電池の充電制御装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の電池の充電制御装
    置において、 前記充電規制手段は、前記温度及び前記温度の上昇速度
    の少なくとも一方が所定値に達した場合、前記充電を終
    了することを特徴とする電池の充電制御装置。
JP9150725A 1997-06-09 1997-06-09 電池の充電制御装置 Pending JPH10341540A (ja)

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