JPH11250940A - 電池充電における満充電検出方法 - Google Patents

電池充電における満充電検出方法

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JPH11250940A
JPH11250940A JP10046894A JP4689498A JPH11250940A JP H11250940 A JPH11250940 A JP H11250940A JP 10046894 A JP10046894 A JP 10046894A JP 4689498 A JP4689498 A JP 4689498A JP H11250940 A JPH11250940 A JP H11250940A
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JP
Japan
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voltage
battery
full charge
battery voltage
charging
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JP10046894A
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Muneaki Mochida
宗明 持田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池充電において−ΔV検出方法による満充
電検出では−ΔVの電圧変化が小さいとき電圧変化率を
高精度で測定する必要が出てくる。 【解決手段】 ソフトウエアによる満充電検出の方法を
電圧変化量により判定する|ΔV|検出方法により行
う。充電時にピ−ク電圧検出後の任意の測定において、
一定の|ΔV|以上ピ−ク電圧値から電池電圧が下降し
たとき満充電検出とする。このとき、ピ−ク電圧検出時
から満充電検出までの時間は問わない。また、ピ−ク電
圧検出後、定期的測定において複数回連続して電池電圧
が下降したときに下降幅に関係なく満充電検出とする。
これらにより電池電圧の検出変化幅が拡大し満充電検出
しやすくなる。よって電池電圧を変換するA/Dコンバ−
タ40の精度を緩和することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は充電式電池の充電に
おける満充電検出方法に関するものである。特に携帯電
話の内臓充電機能において利用される。
【0002】
【従来の技術】携帯電話等の電池充電においては、満充
電検出方法として-ΔV方法が代表的である。図3に−Δ
V方法による満充電検出方法の概念図を示す。グラフは
充電電池電圧に比例するものの時間変化である。グラフ
の横軸が時間、縦軸が電圧になっている。充電電池の電
池電圧は、充電電流を供給され続けて、満充電状態にな
るとそれまでの上昇から下降に転じる。この下降部分を
検出して満充電検出とするのが−ΔV方法である。
【0003】例えば、電池電圧を一定間隔おき、ここで
はサンプル値として電池電圧を2分おきに計測し、その
時間当たりの電圧変化の下降が一定値より大きくなった
ときに満充電検出とする。電圧変化をΔVとするとΔV
/Δt、つまり時間あたりの電圧変化を見ている。ここ
では、2分間で10mV以上の下落が2回連続したときに満
充電を検出としている。この満充電検出条件の値は、電
池の種類、容量、温度や充電電流量などの充電方法によ
り異なる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の−ΔV検出方法
では、満充電時の電池電圧の変化が小さい場合、例え
ば、温度が低い場合やニッケル水素電池のときや充電電流が
電池容量に比べて少ない場合などのとき、精度の低いA/
Dコンバ−タを使用すると満充電検出を検出出来なくな
ってくることがある。つまり、−ΔV方法で電圧変化率
により満充電検出を行うとA/Dコンバ−タの精度が非常
に高いものが必要になってくる場合がある。そのため、
より低い精度のA/Dコンバ−タでも満充電を検出できる
優れた方法が望まれる。
【0005】
【課題を解決するための手段】ハ−ドウエアは−ΔV方
法と同じものを用いる。ソフトウエアで満充電を判定す
るがこの検出方法に|ΔV|方法を用いる。この|ΔV
|検出方法は充電電池の電圧を測定していき満充電状態
の極大の電圧値であるピ−ク電圧を認識し、そこからピ
−ク電圧検出時からの時間に関係なく、|ΔV|以上電
圧が下降した場合に満充電とするという方法である。
【0006】もう一方法の満充電検出手段としてピ−ク
電圧から一定時間間隔のサンプル値電圧が、連続して複
数回下がるのを検出する。このとき、低下のビット数の
大きさは関係せず、下がることにのみ着目する。これら
により、検出すべき測定電圧変化幅が定期的間隔内の電
圧変化幅より広がるので満充電検出がしやすくなる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1に本発明の構成概念図を示
す。本発明は、充電用の充電電池30、充電電流を充電
電池30に供給する充電回路20、電源を充電回路20
に供給する充電器10、充電電池30の電池電圧、電池
温度等のアナログ値をデジタル値に変換するA/Dコンバ
−タ40、A/Dコンバ−タ40からの電圧値、電池温度
等のデ−タを読み取り、充電回路20を制御するCPU
50から構成される。
【0008】充電電流は、充電器10の供給する電源か
ら充電回路20で作り出され、充電電池30に供給され
る。このとき、充電電流は、CPU50のソフトウエア
によって制御される。ここで、ソフトウェアとはCPU
50で実行されるプログラムを言う。充電電池30の電
池電圧の測定は、電圧値をA/Dコンバ−タ40に入力
し、A/Dコンバ−タ40でデジタル値に変換し、これを
CPU50のソフトウエアで読み取ることにより行われ
る。CPU50は、このCPU50内のソフトウエア制
御により、電池電圧、電池温度等のデ−タを得た上で充
電電池30の状態を認識することができる。
【0009】また、CPU50は、充電電池30の状態
を認識した上で充電の開始、停止などの充電回路20の
制御、つまり充電の制御をする。
【0010】そして、CPU50は、充電完了による充
電停止のための満充電状態の検出をこのCPU50内の
ソフトウエア処理として行う。つまり、CPU50は、
ソフトウエアで電池電圧の取得デ−タをデ−タ処理する
ことにより充電電池30の満充電を検出し、充電完了を
判断して充電を停止するよう制御する。具体的には、C
PU50は、このCPU50内のソフトウエア制御によ
り、A/Dコンバ−タ40を通して周期的に読み取った電
池電圧のデ−タを蓄積及び演算処理し、充電電池30の
満充電検出の判断をする。そして、CPU50内のソフ
トウエアは、満充電を検出すると充電回路20を制御し
て充電を停止する。
【0011】次に本発明の動作について説明する。図2
は、本発明の電池充電の満充電検出方法を示すフロ−チ
ャ−トである。本発明は、|ΔV|検出方法、つまり充電
電池30の電池電圧を測定していき最高電圧値のピ−ク
電圧を認識し、そこから時間に関係なく|ΔV|以上電
圧が下降した場合に満充電とするという方法を特徴とす
る。さらに、もう一つの特徴は、電池電圧のピ−ク電圧
検出後の電圧測定で、このピ−ク電圧から電圧値が複数
回連続して下降したとき、本実施例では3回連続して下
降したときに満充電とするという方法である。
【0012】なお、本発明における測定電圧値は、サン
プル値としてのものとする。サンプル値は、短い周期で
電圧値を複数回測定し、これをCPU50で平均したも
のとする。例えば、数十msおきに8回測定し、これを
平均したものを一つのサンプル値とする。図3の上部に
測定例のイメ−ジが示されている。これは、複数回の測
定から一つのサンプル値を出していることをイメ−ジし
ている。以下に上述した方法を詳細に説明する。
【0013】まず、充電電池30の電池電圧をA/Dコン
バ−タ40を通して測定する。これをV0とする(S
1)。そして数秒間waitする(S2)。この時間間
隔は、任意とする。再び、電池電圧を測定する。これを
V1とする(S3)。充電中で電池電圧が上昇または横ば
いを継続している間、つまりV0がV1以下の間はこの測定
を繰り返す(S4)。満充電状態になり電池電圧が下が
り始めたら、つまりV0がV1より大きくなったら電池電圧
が下がる直前の電圧V0が満充電付近のピ−ク電圧の候
補となる。ピ−ク電圧とは、満充電付近で一番高い電圧
を示す部分、つまり極大のところである。ソフトウエア
は、ピ−ク電圧の候補V0を図示してない記憶手段に記憶
させる。
【0014】電池電圧が下がり始めてからも数秒の間隔
で電池電圧を測定する。これをVnとする(S5)。そ
して数秒間waitする(S6)。このwaitする時
間間隔はS2の時間間隔と同一でなくてもよい。例え
ば、満充電検出時のみ測定時間間隔を短くすれば、さら
に測定精度を上げることができる。再び、電池電圧を測
定する。これをVn+1とする(S7)。Vn、Vn+1の測
定は、ピ−ク電圧V0の初期化になるか満充電検出にな
るかまで繰り返される。つまり、後述するS9,S1
0,S11の各分岐でYesにならない限りこれを繰り
返す。
【0015】次に前電圧Vnと最新電圧Vn+1を比較する
(S8)。この比較結果をつまりVnがVn+1より大きい
か、小さいもしくは等しいかを、図示していない記憶手
段により記憶する。そして、何回連続して大きいか、小
さいもしくは等しいか(S10)も図示していない記憶
手段に記憶する。CPU50のソフトウエア処理は、S
8でVnがVn+1より大きい場合、S10に進む。S1
0において、ソフトウエアは、VnがVn+1より大きい
場合がフロ−チャ−トのS5からS11までのル−プに
おいて、3回連続かどうかを記憶手段に記憶しているデ
−タを用いて判断する。ソフトウエア処理は、VnがV
n+1より大きい場合が3回連続でなかった場合、S11
に進む。
【0016】S11では、上述した図示してない記憶手
段により記憶されているピ−ク電圧であるV0と最新電圧
であるVn+1の差を比較する。ソフトウエアは、その差が
あらかじめ設定された|ΔV|の電圧幅よりも大きいか
等しくなった場合、満充電検出と判定する(S12)。
|ΔV|の具体的な値は、電池の種別、電池の温度、あ
るいは環境条件等により満充電を検出できる値をあらか
じめ決定しておく。
【0017】ピ−ク電圧V0からの電圧低下幅が、|ΔV
|を超えるか並ぶまでにかかったV0測定時からの時間、
測定回数は問わない。これを|ΔV|検出方法とし、第
1の検出方法とする。ピ−ク電圧V0からの電池電圧下
降幅が、|ΔV|より大きいか等しくなったということ
で充分電圧がピ−ク時より下降したとして充電電池30
は満充電と判断する。満充電状態の充電電池30は、さ
らに充電していくと電池電圧が下降するという性質を本
発明も利用している。
【0018】一方、S11でピ−ク電圧であるV0と最
新電圧であるVn+1の差が|ΔV|より小さい場合は、
S5に戻り再度新たに電池電圧Vnを測定し、S5から
のル−プに戻る。これは、電池電圧の下降が|ΔV|よ
り小さかったので満充電とは判断されず、S5の電池電
圧Vnの測定からの繰り返しのル−プに戻るということ
である。
【0019】また、フロ−チャ−トのS5からS11の
ル−プにおいて、S8で前電圧であるVnが最新電圧で
あるVn+1より3回連続繰り返して大きかったとき、つ
まり3回連続で測定電圧が下がった場合(S10)、満
充電検出とする(S12)。このとき、1回の電圧下降
幅の大きさは、A/Dコンバ−タ40で下降したと判断で
きるものであればよい。これを第2の検出方法とする。
【0020】この場合、フロ−チャ−トのS5からS1
1のル−プでS11を通ったとき、S11でYesの条
件、つまり|ΔV|検出方法による満充電の検出は成り
立たなかったことになる。この電池電圧の複数回連続下
降による満充電検出は、周期的測定で継続して電池電圧
が下降しているので満充電状態とみなすということであ
る。
【0021】逆にS8で前電圧Vnが最新電圧Vn+1以下
が複数回、本実施例で2回連続したときは初期状態(S
1)に戻る(S9)。これは、電池電圧が上昇したこと
になるのでV0がピ−ク電圧でないと判定し、ピ−ク電圧
探し、つまり電池電圧が下降状態になるのを待つ状態に
戻るということである。S9での分岐でNoの場合、ソフ
トウエア処理は、再度、電池電圧の上昇を確かめるた
め、を経由して電池電圧であるVnの測定(S5)に
戻る。
【0022】上述したとおり、満充電を検出する方法は
2種類あり、そのうちどちらかを満たせば満充電検出と
なる(S12)。なお、本実施例で説明した充電電池3
0の電池電圧の連続下降による満充電検出(S10)
と、電池電圧の再上昇によるピ−ク電圧であるV0の初
期化(S9)とに、おける各分岐の判断の連続回数は、
特定されるものでなく、測定、実験等により任意に設定
可能である。
【0023】本発明は、電池の充電時の電圧特性、使用
するA/Dコンバ−タの特性を測定し、|ΔV|値と測定間
隔を調整すれば、ソフトウエアで充電制御を行っている
すべての充電器に利用できる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電池電
圧の変化率を監視せずに電池電圧の変化量のみを監視す
るだけでよい。また、ピ−ク電圧からの変化量で満充電
を検出し、もしくは、ピ−ク電圧から電圧値が複数回連
続して下降した場合に満充電を検出するので、検出電圧
の変化幅が大きくなる。よって満充電検出がしやすくな
り、A/Dコンバ−タ40などのハ−ドウエアに対する性
能要求が緩和される。また、満充電検出の誤検出が変化
率を使う場合にくらべて少なくなり、充電機能の信頼
性、安全性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成概念図を示す。
【図2】本発明の電池充電の満充電検出方法を示すフロ
−チャ−トを示す。
【図3】従来方法の−ΔV判定法の概念図である。
【符号の説明】
10 充電器 20 充電回路 30 充電電池 40 A/Dコンバ−タ 50 CPU

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A/Dコンバ−タを用いて電池充電の満
    充電検出を行う満充電検出方法において、 電池電圧を周期的に測定し、 前記測定した前記電池電圧を測定前の電池電圧と比較
    し、 前記比較した結果、前記測定前の電池電圧未満になった
    とき、前記測定前の電池電圧を充電中の前記電池電圧の
    極大値であるピ−ク電圧として検出し、 前記電池電圧を周期的に測定し、 その測定した前記電池電圧の前記ピ−ク電圧からの電圧
    低下幅を算出し、 前記電圧低下幅とあらかじめ設定した一定電圧幅を比較
    し、 前記比較した結果、前記電圧低下幅が前記一定電圧幅以
    上になったとき満充電検出とすることを特徴とする電池
    充電における満充電検出方法。
  2. 【請求項2】 前記ピ−ク電圧を検出後、前記電池電圧
    を測定し、 前電圧と最新電圧とを比較し、 前記比較結果、あらかじめ決められた回数連続して前記
    前電圧より前記最新電圧が小さいときに満充電検出とす
    ることを特徴とする請求項1記載の電池充電における満
    充電検出方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6737850B2 (en) 2001-01-26 2004-05-18 Nec Electronics Corporation Power supply voltage detection circuit and power supply voltage detection method
JP2010114958A (ja) * 2008-11-04 2010-05-20 Hitachi Koki Co Ltd 充電装置
KR20190069894A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 주식회사 엘지화학 이차 전지 셀의 soc 재조정 장치 및 방법
CN110850304A (zh) * 2018-07-27 2020-02-28 中移物联网有限公司 一种满充电检测方法、装置和存储介质

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Effective date: 20050510