JPS6289430A - 蓄電池の充電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高い７１．流で１．′４間的に電池を再充電１
７、そして電池のどのような欠陥についても信号を発す
るために電池の状態を特徴−５ＬＪているパラメーター
を監視するための制御装置の一般的な杆式に関するもの
である。

更に詳しく云うと、本発明は、電池の充電と放電の電流
に比例して可変な周波数を有している時計信号を供給す
るための手段、時５１の信号のインパルスの計数化−除
計数化に関連して電池の瞬間的な容量を推測するための
手段そして瞬間的な容量が電池の最大容［ｉｌよりも若
干低い最初の容ｈ↑に等しくなり次第に局所電圧から電
池なＦｒ充電するための手段を有する蓄電池の制御装置
に関するものである。

この種の既知の装置では、電池の瞬間的な容量は充電と
放電の電流に比例して直接的に推測されている。しかし
、電池の使用可能な容量は充電された電池の容１７ｊよ
りも常に低い、そして効率と呼ばれている使用可能な容
量と充電された容量との比率は特に電池がフルに充電さ
れている時に温度に関連して変化し、そして周囲の温度
が上昇すると急速に減少する。特に自動放電電流は周囲
の温度が高ければ高い程まずまず増加する。同様に、効
率と温度を考えない瞬間容量の推測は電池の族１！Ｉｌ
的な）１ｇ充電にその容量が依ｉｄシている容量の限界
を過少評価しそしてかなり変化させている。電池を破壊
するｉｉ）能Ｐ１のある過大な超過充電を電池に荷する
ことなしに、適切な超充電率に相当する最大容１ｄで電
池を再充電することが又存利である。

本発明は電池の容＃■がエネルギー効率とそして又は自
動放電と相関関係にあるとＭｆ測される電池の制御装置
を供給することを［１的としている。

この１“１的で、入力に関しては時計信号の周波数が電
池のエネルギー効率そして電池の自動放電電流に関連し
ている複数パラメーターの少くとも１つに依イｆ゛シて
いることを特徴として定義されるような制御装置である
。

最初の実施例にもとつき、この実施例ては）１［定され
る容量は少くとも効率に依イｒ−シており、時；１１信
号をイ〕（給するため手段は電池の充電と放′１にの作
動条件の１つを検出Ｊるための手段、電池の充電の作動
条件か検出されると充電の効率に応じて、そして電池の
放電の作動条ｆ’ｌか検出されると放電の効率に応じて
電池と直列的な抵抗の端子−で電圧を増幅するために検
出するためのｒ段によ）て操作される手段、を含んでい
る。特に、増幅するための手段は上記の抵抗の端子に最
初の抵抗と検出された充電の作動条ｆ’ｌに応答して閉
じられる最初のスイッチと直列に通して接続されたそし
て第２の抵抗と検出された放電の作動条件に応答して閉
じられる第２のスイッチと直列に通して接続された入力
の２端子を４Ｆシている増幅器を含んでいる。

第２の実施例にもとついて、その実施例では１ス［測さ
れる容Ｑｌは自動放７１ｆの電流に少なくとも支装置１ され、増幅するための上述は直列の抵抗の端子の電圧゛
での又は′電池の充電の作動条件又は放電の作動条ヂ１
が検出されるのに応じて増幅するための手段の出力電圧
での放電′市流に比例している電圧を減算するために又
は加算するために検出するための手段によって操作され
る手段によって又はその手段と直列に置換されている。

殊に、減算又は加算するための手段は負の温度語数のサ
ーミスターによって供給される電圧を受けながら第２の
入力を持っている合計器の形をしておりそして電池の充
電の作動条件で減算器として作動しそして電池の放電の
作動条件では加算器として作動する。

このようにして、第１と第２の実施例にしたがって、電
池のエネルギー効率と自動放電の電流は容量の推測中に
考慮されている。

本発明の他の特徴にしたがって、推測するための手段は
温度と共に変化する自動放電の電流を補償する［１的で
特に電池を周期的に再充電する。推測するためのｆ一段
は時計信号のインパルスを計数化し、又は除ルｌ教化す
るための電池の最大容量を表している最大のｉ；１算値
を打している手段、上記の最大パ１数値を検出するため
の゛手段、最初の容１盲ｌを表している計数化　除語数
化の手段に於いて最初の計寒値を検出するための手段、
そしてＳｌ数化と除計数化の丁一段のｆｌ＋［値が最初
の泪算値よりも低い時に、次に上記の泪算値が最大計算
値と等しくない限りは電池をｉｌ？充電するための１１
１充′准するのに専用の手段をｉＴ　ＯＦ、とするため
の手段を含んでいる。

本発明にもと−）く電池の充電の調節は充電と放電の電
流の増幅に関連して実施されるのみならず又適切である
が永続的でない超充電を得るための温度に同じく関連し
て実施される。本発明は又充電の調節器によって流入さ
れる充電の電流を制御するための手段、すなわち最初の
スイッチと平行にサーミスターを入力に含んでいる充電
電流のリミッタ−１電池が放電の作動条件にあってかつ
最大容量以Ｆの容ｉｌｌをイｔしている時に閉じそして
電池が充電の作動条件にある時に開く最初のスイッチ、
そして電流のリミッタ−の出力にかつ推測するための手
段により操作さ１１る第２のスイッチを通してアースに
接続される入力を打している増幅器、充′１（ｆど放′
１（（の電流に比例してイＪ（給するための手段によっ
て印加される′１１（汗を受けるフィードバックの入力
、そ１７て充電のレキュレーターの操作の入力に接続さ
れた出力、電池の容Ｖが上記の最初の容１ｊ１以下であ
って、次いで電池の容」■が最大容［１１にｔＱ　１７
　＜ない限りは開いている第２のスイッチ、を含んでい
る手段を具備している。

次の記載で判ってくるように、本制御装置は電池の端子
に於ける電圧が予め定められた標準電圧よりも低くそし
て実際に放電された電池の残留容ｌｒｌ　ｈ１Ｊｌ常に
少い時にＦ、’池の放電をｆ告するために電池の他のパ
ラメーターを同様に監視する。たとえば、電池の端子で
の電圧が充満充電の電圧の約６０木であってかつ７Ｆ池
の容ばか初期最大８団の約２吋である時に′この装置に
よって電池は「良好」の判断か、たとえばなされる。制
御の装置は電池の放電と充電のサイクルか予め定められ
た数に関連してＪＩＦ測される電池の寿命の終りとサイ
クルの深度の合Δ１と温度に関連しての電池の老化とを
同様にｆ告することか１１丁能である。

第１図に示されたように、蓄？［Ｌ　４直Ｂを制御して
いる制御装置は自動調節によって電池を再充ｊＭするた
めの回路１，２．３のループ、使用する回路の電池Ｂを
切断するための放電遮断回路４、（ここでは抵抗４に上
りでたとえば表ツバされている）、寿命の持続を表小す
る回路５を含んでいる。制御の装置内に含まれる大部分
の回路は交流局所Ｓから直流電圧５ボルトをイ１（給し
ている電圧変換′Ｐ＋ＣＴによって（Ｊｊ給されている
。３ボルトの°°メモカード”ｐ　Ｑｊｊの電池のよう
な、自動給電源は、約１８年の制御装置の自動を可能と
していて、回路５内に電子コンポーネントをイ１（給し
千１］で、次の記載で判るように、基準の′１Ｌ圧源と
して同じく役にぐＬっている。

代表的な数値は例として高電流での充電作動条件を保持
していて、カドミュウム−ニッケルの５ケの板状要素か
ら成り、静市公称′市圧６ポルトそして充′Ｎして［ｉ
、６ホルトの′電圧を打している電池として、次の説明
で記載されている。

調節のループは電池の充電又は放電の作動条件の乱視の
回路１、充電の操作の回路２そして充電の調節の回路３
を含んでいる。監視の回路１は充電抵抗値Ｒに比較して
非常にｆルい、代表的にはオームでの、抵抗値を有して
いるシャント抵抗Ｒ８を通過する電流を分析しながら電
池の充電作動条件と放電作動条件を検出する。充電の作
動条件としては、充電電流は２２０ボルトの局所Ｓに接
続されているトランスフォーマ−Ｔの２次コイルの端子
で１０ボルトの電圧十″で採取されそしてシャント抵抗
Ｒ３を通過して電池Ｂに印加されるため調節回路３の中
で修正されそして調節される。放電の作動条件としては
、局所の中断につづいて、放電電流は充電の電流とは反
対に方向にしたがってシャント抵抗Ｒ３を通）て電池Ｂ
により発生し、通電状態で切断回路４を通って充電抵抗
Ｒに供給される。

第２図を参照すると、作動条件の関し回路１は電池の作
動条件の検出器１０、電圧の採取回路１１、自動放電の
シＪＬミレージョンの回路１２、合泪機１；）、増幅回
路目そして７ｉｔ圧−周間変換器１５を含んでいる。

検出器ｌＯはシャント１１ｔ抗Ｒ５内の電流の方向を検
出する。抵抗Ｒ５な通って電池Ｂに向けて調節２の回路
のＪ口ｒりに従って電流が流れる時に検出器１０の最初
の出ノ月ＯＣは電池Ｂの充電の作動条件を示すだめの高
論理状態“１″である。

対等によって、抵抗Ｒ３を通って充電抵抗Ｒに向けての
電池Ｂの方向にしてかって電流が流れる時に検出器１０
の第２出ノ月ＯＤは７「池Ｂの放電の作動条件を示すた
めの状態“１”にある。検出回路１０は抵抗１０２を通
って抵抗Ｒ３の端子ａとｂに夫々接続された２つの入力
端イと少し異なっている抵抗とコンデンサーがパラレル
に置かれている２つの入力回路を有していて、そして出
力端子に、出力１００で逆転器１０４に接続されている
出力１０ｃを有しているオペレーショナル増幅ｉ１１０
１を含んでいる電圧の比較器によって１．（本釣に栖成
されている。

採取回路１１は入力に、普通の平行なスイッチ１１Ｃと
ＨＤを２対有していて、出力にオペレーショナルの増幅
器１１１を有している切り換え回路を含んでいる。（ｎ
り換え回路は充ｊＭと放電の電流がそこに流れるシャン
ト抵抗Ｒ３の２端子で電圧を採取し、そして増幅器Ｉ１
１はその極性が何であっても採取された′【Ｉ（圧を増
幅するために放電の作動条件でこの電１１−を逆転させ
る。回路１１内で、２つの同一な抵抗１１２を通って増
幅器１１Ｉの逆−と直→＝の入力の端子−に抵抗１０２
を通って抵抗Ｒ３の第１と第２の喘ｒａとｂを夫々接続
１−る目的で充電の指示の出〕月ＯＣが“′１“°の状
態である時に第１と第２のスイッチ１１Ｃはとじられる
。放電の作動条件で、出ノ月ＯＤが１″の状態のときに
、増幅器１１＋の直４−と逆−の端子゛に直接に抵抗１
０２を横切って抵抗Ｒ５の第１と第２の端／−ａとｂを
接続するために第１と第２のスイッチ１１Ｄは閉じられ
る。増幅器は、抵抗１０；）と抵抗１０２とパラレルで
、充電の作動条件で、抵抗１０２のオーム値に逆比例し
て、抵抗１０３ど平行で、放電の作動条件て、抵抗１０
２のオーム値の合泪に逆比例しているゲイン（利１１　
）を提供する。抵抗１０　：ｌと抵抗１１２とパラレル
な１１（抗１０２はエネルギーとしての効率又はｌ１１
０／１２０と’、９しい充′市容Ｉ１１で使用１１目Ｉ
Ｌな／ＩＡ人容ｉｉ１の比率に相応しｒ、Ｈｌｔｌとｌ
Ｏキロオームに１９−シい抵抗＆ｉを夫々側１している
。抵抗１１２は充７Ｈでの効率のレヘルを調節］−るた
めにバリスターのような、ノンリニヘクーな成分によっ
て丼々置換されることか６丁能である。

電池の効率の低トによって１ｉ−１’　ＴＩされる充電
の電流に比例している又は族７１五の電流に比例１７て
いる電圧は合Ｍｌ器＋　ａの中で入力１１（抗１；１１
を通ってオペシ増幅器１ナル増幅愕ｌ　ａ　ｎの直十の
入力に印加されるために増幅器１１１の出力端子１１３
によりてこのように放電されている。増幅器＋：＋ｏは
電池Ｂの永久的自動放′１１ｆをｆ’ｌ！するために′
１に池か放電の作動条件である時に′は加算器であり、
′１ｉ（池か充電の作動条件である時には減り路として
作動する。

シュミレーシ日１ンの回路１２の中で５ボルトで保タレ
タ端子−４７，％ツー（イ６１１　ｒ７Ｊ　ｊ（Ｊｌ　
＋ｉｌ数（ＣＴ　Ｎ　）　ヲ４ｊする抵抗によって構成
されているサーミスター１２１かｒめ備えられている。

サーミスター１２１の他の端子はその　端が合泪器ｌ：
ｊの中で第２の入力抵抗１；（Ｃとスイッチ１２Ｃを通
って増幅器１３０の逆一端子に接続されていて、その他
の方の端子は合計器１；１の中でスイッチ１２Ｄと入力
の第３の抵抗１：（Ｄを通って増幅］１３ｏの埴土の端
子に接続されている。ザー　ミスタ−１２１の抵抗一温
度変化の特Ｐ１は監視の回路１によって推測される充電
と放電の′市流値の中で電池の自動放電の電流が負担さ
れるために電池Ｂの自動放電一温度の指数特性に近いも
のとなるように選ばれる。次の記載で判フてくると思う
ように、充電の効率の損失と自動放電の電流によって修
正される充電又は放電の電流は充電の操作の回路２の中
で電池の゛理論的な″すべての瞬間的な８早で推測する
ことが可能である。

スイッチＩｌｅのように、スイッチ１２ｃは作動条件の
検出器１０の出力１０Ｃの操作の下で充電の作動条件で
閉じられている、このことは合計器１３を減算器の作動
状態にする：合１１誉は増幅器１１　ｏの出力によって
放出される゛理論的な充電の″電圧を得るために増幅器
１１１によりで放出される“充電の”電圧にサーミスー
ター１２１によって設定される“自動放電のＴＩ　＋、
４を圧を’ＤＡ　Ｉ（する。放電の作動条件で、スイッ
チ１１Ｄのように、スイッチ１２Ｄは作動条ｆｌｌＯの
検出器の出）月（ＩＤの操作下で閉じられる：合ｄ１器
はその時に増幅器１３０の出力によって放出される゛°
理論的な放電の”７Ｌ圧としての“自動放電の”電ｒ＋
−と増幅器１１１によって放出される“放電の″電圧と
を加算するための加算器として作動する。

次に理論的な充電と放電の電圧は非逆転作動の増幅器１
．４１を含む増幅回路１４の中で増幅されていてそして
電圧−周波数の変換路の中で周波数とｌ）て線状（リネ
ラル）に変換される。変換器１５は周波数の３つの１０
進１１盛トに線状作動しそして１．２ヘルツと１，２キ
ロヘルツの間に含まれる周波数を特徴として有している
時計の信号を出力１５１に供給する。時計の信号の周波
数は電池の不都合な超充′市を避けて電池を急速に再充
電するためのに埋１輸的にな充′市′市流はできるたけ
大きいか、又は′電池の瞬間的客員１」か公称理論的容
ｊｉ［の多くても２０％に定められた放′１“にの理論
的な限界値に達すると電池のすべての放電を急速に１１
−ぬるために理論的な放電の電流はできるたき大きくな
っている。電池を使用しない場合に、時計イ１）号はシ
ュミレーションされた自動放電の電流に比例している比
較的に低い周波数を有している。

第３図に示されたように充電の操作回路２は周波数の除
数器２１、最大計算か９１（に等しい計数化−除１１１
数化の回路２２そして再充電の認可の論理回路２：１を
含んでいる。周波数の除数器２１は電圧−周波数の変換
器１５の出）月５１によって代表的に２１９により放出
される時、−１のイ、１号の可変周波数を除数Ｊ−る。

除数器２１ｄ回路２２の中で２２ｕと２２ｄの連続した
１（）進７ノ、の２つのｉｌｌ蒸器除、ｉｌｌ蒸器時計
Ｃの入力で２．３１０”と２．＋＋　１０−”ヘルツ間
に含まれている周波数を持っている時Ｍｌの第２の信号
に通用される。、１１数器−除ｒｉ’ｌ数器２２ｕと２
２ｄは夫々４つの出力Ｑ。、　Ｑ　Ｉ、　Ｑ　２とＱ、
ｌとに′よって′１「池Ｂの゛理論的な”瞬間的な容１
１１をあられしている時泪の第２信号のパルスの６１４
．：１から成っていて、２進化での数ｌＯのコー）”　
ｆｌｓさ４した数とユニッ（・化された数をつくり出す
。充′市の伯動条件で、′電池の最大容（１１が９９に
等しいｇｌ数に相当しそｌ〕てそれに達する迄計数器−
除計数器２２１１と２２（１か第２の時ル１イ、３号の
インパルスを３１すするためにｉｌｌ蒸器除計数器２２
ｕと２２ｄの泪数化−除ハ１数化【１／Ｄの入力を“ｌ
”の状態に状態の検出器１０の出）月ＯＣは設定する。

放電の作動条件で、又自動放電の作動条件のみで、状７
！！Ａ１０の検出器の出ノ月ＯＣは常に状態”０”にな
っていて時１ｉｌの第２イ１；号のパルスの除計数化を
操作に７マント）する。この除語数化は論理回路２３に
よって電池か出充電のスイッチオンになってから最大容
１ｊ」の１（吋に等１７い、定められたパーセンテージ
迄′１１（池の容！１」か減少した時に停止されること
か用能である。

論理回路２：）は丼々の２つの入力かｉ１１数器−除ｄ
ｌ数器夫々２２ｕと２２ｄの出力Ｑ。とＱｌ、に直接に
接続された２つの芥々の入力と９に等しいパルスの数１
０の、１１数とユニットの数を検出するために、転換器
２３２　ｕと：ｌ：Ｉ：ｌｕ　、　２：１２　ｄと２３
３ｄ、を夫々通って、）１数器−除６１数器の出力Ｑ１
とＱ２に接続された２つの他の入力とを有している２つ
のＮ　ＯＮ　−ＡＮＤゲート　２３１ｕと２１３ｄを含
んでいる。回路２３は転換ｆｉ’ｔ　２４１５を通って
除数器２１の出力に接続された時；ｉｔ　ｃの入力、２
つの入力２３６でＮ　ＯＮ　−ＯＲゲートを通ってゲー
１−　２：ｌＩｕと２：］Ｉｄの出力に接続された入力
Ｊ、そしてゲート　２３１ｄの出力に直接接続された入
力Ｋを有している双安定バランスＪＫ２３１を同様に含
んでいる。

電池Ｂの瞬間容１７１−か回路２２によって示されてい
る９（戊の比率に達すると、入力ＪとＫは夫々状態゛１
″′と“０″になり、そしてバランスの入力Ｃの１−で
のパルスにもとづいて、バランス２３４の出力Ｑは充電
３の調節の回路を作動させないためにそして電池Ｂの超
充電をこのようにして避けるために状態“１°′で通過
ずる。この作動停止ｌ−は次の記載で判るように調節の
回路３の入力をアースの電位にしてスイッチ＋ｌ　＋　
１１を閉ｌ）で１：？られる。Ｍ、−池の放電又は自動
放電、ずなわち回路２２内ての除ｉｌ数化につついて、
電池の瞬間的容！１１は９９ｔから９０木に蝕少し、入
力Ｊは入力Ｃに加えられたパルスが何てあっても状態“
０′°で通過しそして状態“１”で出力Ｑを閉鎖する。

′−”；（池の瞬間の容ｔｆｌｈ）９０％以下の値に達
すると、入力には状態“１″で通過し、入力、１は状態
“０″で４ｆ続しそして出力Ｑはバランスの入力Ｃ１−
てパルスに応答して状態°“０”で通過する、このこと
か重連のスイッチ３１８を開き電池Ｂを１１＋充電する
１個節回路を認可する。バランス２：１４の出力Ｑで状
態”　ｏ　”によって読み取られた調節の操作は瞬間の
容ｊｉ）が１１叫以下であるように保持され、そして入
力ＪとＫの状態“０″に相応している９０％から！ｌ！
ｌ％の容量−のために電池が再充電されるとこの状態で
同様に閉８ｎされる。入力Ｊの状態゛０”から“ｌ　”
への通過は状態“１”で出力Ｑを＋１伯動ｌノそして電
池の瞬間容量が８９％迄減少しなかったならば電池を充
電しないために調節の回路３を作動停止１−４する。

第４図を参照して、充電の調整の回路３は充電′１Ｆ流
のリミッター：）１、充電の自動制御の回路３２そＩノ
で充電の調整器：１３を含んでいる。

充電の電流のリミッタ−３１は負の温度係数のサーミス
ター：３１２のお陰で温度に関連した電圧を供給してい
る入力回路に接続されたＪし１ｆ送器の作動の増幅器；
１１１を含んでいる。サーミスター３１２は抵抗：；１
５を経１１１シた増幅器３＋１の重子の入力の端子に接
続されているサーミスター：１１２にそして抵抗：（１
２に共通な端子の間に、５ボルトがかけられた抵抗３１
　：ｌとアースがかけられた抵抗３目の間に挿入される
。スイッチ３１６はサーミスター；］１２にパラレルに
接続されそして作動条件の検出器１０の出力１０ｒｌに
接続された第１の入力と計数器−除計数器２２ｄの百計
か順次置かれた出力に接続された第２の入力とを有する
論理回路ＯＲによって操作される。ｉｌｌ数器−除計数
器２２μ、２２ｄの出力Ｇ（）ｕｌはユニット又は数１
０の数が９に等しい時に状態“０”′にある。

バランス２３４の出力Ｑによって操作される既述されて
いるスでツー／１＋１１は制御の回路内にＮまれる作動
（オペレージ−Ｃリール）増幅器：１１２の的十人／Ｊ
に接続された増幅’＆ｒ　ｌ　＋　１の出力端子とアー
スの間に連結されている。回路；１２の中で、増幅器：
＋　＋　２の逆−入力は）成粒：１２　：ｌを軒Ｉｌｌ
　ｂ−（”Ｍｎ−１１の採取の回路内て増幅器１１１の
出力１１；１にそしてフィードバックの抵抗；（２２の
端子に接続されている。

充電の調整器：１３はフィールド効果のあるトランジス
ター３：（１と整’ｌＡｔ　タｒオー　ｌ；’　１　：
ｌ　：１を通ッテ変月器Ｔにそして充′市の抵抗Ｒの端
子に接続されたコレクターとトレーンを夫／／にイＩ’
１］′Ｃいて、そして相互間が接続されている７ｉｆ　
鯨とベースを有していてる双極ｒトランジスターＮ１１
Ｎ　：Ｉ：１２を含んでいる。トランジスター：ｌ　：
ｌ　＋のクリットは入力Ｈ（抗４１３４を経由して増幅
器：１２１の出力端子に接続されている。トランジスタ
ー：１３２のエミッターは　放電の遮断回路４の入力４
１の端子にそしてシャント抵抗Ｒ５を紅山して電池Ｂの
＋ｌ’　Ｂ子端子に接続されている。

既述したように、Ｊ榮ｆＭスイッチ１＋１１は電池の容
（１ｊがその最大容１１１の９０％以下である時に開か
れる。

もしｔ）　′Ｉｔｆ池か放電の作動条件であることを止
めるどするど、出力１０Ｄで状態“°Ｏ°°によってボ
さＪ＋でいる充電の作動条件での通路は、状態“０″で
の語数器−除計数器２２ｄの出力Ｖ前言−１すなわち１
ｊ０％より１の又は等しい充電容置、スイッチ３１６を
開く。サーミスター；）１２は温度の関数となっていて
そして増幅器１１１の出ノ月１３によって印加された充
電のレベルによって増幅されている制御の増幅器：（２
１の直接の入力で温度の関数基準電圧を印加するために
その時に介入する。電流のリミッタ−３１は温度に関連
して超充電のすべての電流をこのようにして制限してい
る。

放電の遮断の回路は同様にして第４図に示されている。

この回路は電池の電圧が通称停＋にの電圧員ドに下がる
時に７Ｗ池の放電を遮断１−るために使用する抵抗Ｒと
端子４１との間に連結された、２つのトランジスター１
）Ｎｌ）　４２と４３にダーリントン回路の形での断続
器を含んでいる。回路４は作動（第ムレ−シミ１ナル）
増幅器４４を含んでいる電圧の比較器を同様に４１−シ
ている。増幅器４４は電池Ｐの電圧に等しいＪＪ塗の電
圧と電池Ｂに接続された７Ｕ圧の除数によって設定され
そ【ノて増幅器４４の逆−入力の端子に印加さ才また′
１１［月で増幅器４４の直重入力の端子に印加された′
１″］［圧とを比較する。停止１の電圧値はたとλば電
池の端子−で公称電圧の約７５％に定められている。、
増幅器４４の出力は抵抗４６を経由してダーリントンの
回路のベースに接続されていて増幅器４４０入力１−の
電圧か電池の電圧（３ボルト）以Ｆになる時に、すなわ
ち電池の端子−での電圧が４，５ポル］・以下′に降ト
する時に、使用の抵抗Ｒの電池Ｂを切断１−るためにそ
の時点でトランジスター４２−４３を遮断する。これを
するために電圧４５の除数によって採１■された′市ハ
ニの分数は２／：ｌ　−６６％＝　３／（６ｘ　Ｏ，７
！’ｉ）である。このようにして過大な放電による′電
池のエレメントの極性のすべての転換が避けられる。

停止の電圧がストップオーバーをする以１）ηに、本発
明は局所が中断されたということ、すなわち′、１（池
Ｂか放電の作動条件にあること干して使用の抵抗Ｒによ
ってあられされた設置はもはや給電されないという危険
かあることを使用者にｆ告することかｒめ且備されてい
る。第５図に示されている寿命の持続の稍小回路５は電
池の次の放電を警告（＋−Ｓｊのお陰でとりわけ、指ン
バすることを可能にしている。この目的で、回路５は電
池Ｐに接続された部子入力と重重−５１２の除数を通っ
て′重油Ｂに接続された逆−入力とを有゛しているオペ
レージ臼ナル増幅器５１１を含んでいる放電の終わりの
検出の回路５１を含んでいる。電池Ｂによって放出され
た電圧が停止１電月−より６１−でかつ電池の公称電圧
の１）６％にほぼ等しい、指示された、ｆめ定められた
°゛？ｖ告″Ｉｉ、、　）、−＋＋の限界値のドに降Ｆ
する時に、増幅器５１１はこの後に記述するように丙び
活動するであろう。ｒめ定められたこの限界値を乗り越
えることは電池の完全な放電の指示として従来の技術て
は考えられそして警告信号としておそらく開発さＪｌで
いる。実際に記述する実施例において増幅器５１１は電
池Ｐの電圧以ドの′電圧を除数器５１２か放出する時に
、ずなわら、電池によって放出された７Ｆバーか警告′
１）（月、すなわち６ポルトＸｆ１．ｉｌ：ｌ−３ボル
ト、以下になる時に°゛１”′１ヶを放出する。これを
行うために、７ｉｆ月の除数器５１２は６０％−３／（
６Ｘ　Ｏ，ｆ１３）に等１７い分数比を有している。増
幅器５１１の出力のイ、１号は３つの入力のあるゲート
Ｅ　Ｔ　５１３の入力で放出される。ゲー　ＬＦｉｌ：
ｌの２つの他の入力は作動条ｆｌの検出器の出力１０Ｄ
にそしてゲートＯＲ５目の出力に大々接続されている。

ゲート５１４は電池Ｂの公称論理的な容ｂ１の少なくと
も２０％の瞬間容１１１を検出するためにｄｉ数賂−除
計数′ｅｒ２２ｄの出力Ｑ、、Ｑ２とＱｌに接続された
３つの入力を打している。このようにして、電池が放電
の作動条（’ｌにある時に、ゲート０Ｒ５１４の出力で
インフォラ−シミ１ンが−１［池の公称容１．１の旧）
％の放電を小ず凡百に警イ１．の限界値に電池Ｂの電圧
かもしも達するとすれば、ゲー１ＥＴ５１：Ｉは８計の
損失の警告のパルスを伝達するであろう。この警告のパ
ルスは２つの入力５２でゲートＯＲを紅で伝達される。

常に第５図を谷１！ｄシて、寿命の接続の指示回路５は
電池Ｂの次の機能低ドを知らせるために、温度に関連し
て電池の老化と電池の充電−放電のサイクルを１１１定
するためにＬ段５３−５４を含んでいる。

充電−放電のザイクル推定の回路５３は充電−放′１）
（のサイクルの数とサイクルの深さと同時に推測１−る
ことに定められており、これらの２つのパラメーターは
電池Ｂの有効な寿命の接続を減らしている。回路５３は
プログラム可能な周波数の除数器５＋１１　、　２１８
による周波数の除数器５３２そしてバランスＤ５３３を
含んでいる。周波数の除数器５３１は時計の入力Ｃによ
って電圧−周波数の転換器１５の出力＋５＋によって放
出された時計の信号を受ける。そしてその信号は充電又
は放電の電流の強さに比例した周波数を持っている。そ
して第２の計数器−除計数器２２ｄの出力Ｑ。〜Ｑ３で
接続されたアドレスのバスによって、約１０％の電池の
容量を受ける。プログラム可能な除数器５３１の出力は
周波数の除数器５３２の入力に電池の容計に逆比例して
いてそｌ）で充電又は放電の時計の信号に関連して減少
し、４ノえられた放電又は充電の′１（（流に対して電
池の容ＩＵ」か小さいはとまずまず大きなＪ、“、１波
数をイｊ−シている放電の深さの４イ４号を供給する。

除数器５３２の中で周波数で割等した後に深さの４Ａ号
は放？「の深さの信号を一定幅でのパルスの形状に置く
ためにセロＲでの再作動の入力に接続された出力Ｑを打
しているバランス５３Ｓ（の時計の入力Ｃに印加される
。８１数器５５は２つの入力５６でケートＯＲを経由し
てバランス５　：ｌ　１の出力Ｑによって放出された深
さの４Ａ号のパルスをＪ算する。

回路５の中に含まれると化の１イ「測回路５４内でｉＩ
ｆ変周波数のオシレーター５４１　とバランスＤ５４２
か予めＩＬ備される。オシレーター５４１は温度に関連
して変化する川波数と電池Ｂにあらかしめ定められた平
均の寿命の接続の関数として公称ｆ＝２００ヘルツか選
ばれる周波数とを有している時工１の信号を供給するた
めに、ｆ’＋の？ｊ−ｉＪｆ係数を持つサーミスター５
４３を特に含んでいる。たとえば３謁Ｊηか２０℃から
４０℃に通過すると、オシレーター５４１の周波数は電
池の寿命の接続のｒ２分の減少をシュミレーシミ１ンす
るために２市となる。オシレーター５４１によって放出
された老化の信号は入力Ｒに接続された出力Ｑを持つバ
ランス５４２の時ｄ１の入力Ｃに印加される。バランス
５４２によって形成された老化の（ｆｉ号のインパルス
はゲート０Ｒ５６を経て語数器５５に同様に伝送される
。

電池Ｂのメーカーによって示された基準にもとついて、
１１１数器５５は電池の寿命の接続をあられしている最
大の１１算をイｒしている。すなわち作動の接続とこの
接続の間に電池が受けることができる充電−放電のサイ
クル数を同時にあられしている最大の；Ａ−’＜＞をイ
１−シている。このようにして深さのイ６　’ｊと老化
の信号のインパルスの数が最大のバ］算に達するとル１
数器５５の出力はゲート０Ｒ５２を経由して電池の゛寿
命の終わり″を知らせる。プログラムｉ＋）能な除数器
５１１１の中での分数の割合は放電の深さか大きくなれ
ばなる程高くなる。たとえば、１０％と２０％、５０％
と６０％、そして８０％と９０％の間に含まれる放電の
深さに対して深さの信号は与−えられた放電の′１１Ｌ
流に対して１００〜２１１　、　ｔｉ４６〜８４Ｂ　、
　＋４２！Ｉ〜ｌ　！ｌ　２　！Ｉパルスを含んでいる
３、放電の深さのｆｌＫ号の７　、　：ｌ　、　＋　０
１０パルスはたどえば１１１数器５５の出力の状態の変
化によって読み取られて、５０％の深さで放″市−充′
市の１１１０（ｌサイクルを大小する。

他に切断の回路（第４図）内で増幅愕４４の出力とイ共
に直列給の切断の検出の１１（抗−容！ｉ」を持ってい
る回路４７の出力は′１”１ｆ池が放電の終わりにある
か又は新しい電池によって置換λら４する時に装置を内
び初朋化するために１１１数器−除田数’＆＋　２２　
ｕと２２（１（第３図）のセロＲて１１＃作動の入力で
、ケー］・４８の介入によって接続され゛（いる。１１
１数器５５は７ｉＥ池の交換の場合にセロに同しくして
＋＋ｉ作動される。

４、ｊ′、Ａ面の簡１ｉ１な説明 第１図は本発明にもとづく電池の制御装置のブロック線
図である； 第２図は装置内に含まれている電池の作動条件の監視の
回路をｉｊＦ細に小している：第３図はこの装置内に含
まれる充電の操作の回路を詳細に示−している： 第４図は充電の調節回路と装置内に含まれている放電の
遮断回路を詳細にしてしている：そ１）で 第５図はこの装置内に含まれる電池の寿命の持続の指示
回路を詳細に示している。

特許出酊１人 シャック　アビハン エリツク　オドレン 特許出願代理人 弁理１１１１　　本　恵　−

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. （１）電池の充電と放電の電流に比例して変化する周波
   数、時計信号のパルスの計数化−除計数化に関連して電
   池の瞬間容量を推測するための手段（２）、そして瞬間
   の容量が電池の最大容量（９９％）よりも若干低い最初
   の容量（９０％）に等しい時に局所の電圧から電池（Ｂ
   ）を再充電するための手段（３）を有していて、時計信
   号の周波数が少くとも電池のエネルギー効率に関係のあ
   るそして電池の自動放電の電流に関係のあるパラメータ
   ーの少くとも１つに同じく依存していることを特徴とし
   、時計の信号（１５１）を供給するための手段（１）を
   含んでいることを特徴とする蓄電池（Ｂ）の充電制御装
   置。
2. （２）時計の信号（１）を供給するための手段が電池（
   Ｂ）の充電と放電の作動条件の１つを検出するための手
   段（１０）、電池の充電の作動条件が検出される時に充
   電の効率に関連してそして電池の放電の作動条件が検出
   される時に放電の効率に関連して電池と共に直列に抵抗
   （ＲＳ）の端子（ａ、ｂ）で電圧を増幅するための検出
   のための手段（１０）によって操作される手段（１１）
   、上記の時計信号（１５１）で増幅された上記電圧を周
   波数に変換するための手段（１５）を含んでいることを
   特徴とする特許請求の範囲１に基づく装置。
3. （３）増幅するための手段（１１）は最初の抵抗（１０
   ２、１１２）を通って直列に上記の抵抗（ＲＳ）の端子
   （ａ、ｂ）に接続された２つの入力端子そして検出され
   た充電の作動条件（１０Ｃ）に応答してそして第２の抵
   抗（１０２）を通って閉じられる第１のスイッチ（１１
   Ｃ）と検出された放電の作動条件（１０Ｄ）に応答して
   閉じられる第２のスイッチ（１１Ｄ）とを有している増
   幅器（１１１）を含んでいることを特徴としている、特
   許請求の範囲２にもとづく装置。
4. （４）第２と第１の抵抗（１０２；１０２、１１２）が
   電池の最大容量に相当する電池（Ｂ）のエネルギー効率
   にほぼ等しい関係の中でオーム値を持つことを特徴とす
   る、特許請求の範囲３にもとづく装置。
5. （５）第１の抵抗（１０２、１１２）がバリスター（１
   １２）を含むことを特徴とする、特許請求の範囲３にも
   とづく装置。
6. （６）時計の信号（１）を供給する装置が電池（Ｂ）の
   放電の作動の条件の１つを検出するための装置（１０）
   、電池の充電の領域又は放電の領域が検出されるにした
   がって電池と直列に抵抗（ＲＳ）の端子での電圧に自動
   放電電流に比例する電圧を減算し又は加算するために検
   出するための手段（１０）によって操作される手段（１
   ２、１３）、そして上記の時計信号で減産され又は加算
   された上記の電圧を周波数として転換するための手段（
   １５）とを含むことを特徴とする特許請求の範囲１にも
   とづく装置。
7. （７）減算し又は加算するための手段（１２−１３）は
   直列の抵抗（ＲＳ）の端子に上記の電圧を受けるための
   第１の入力（１１３）を有している合計器（１３）、検
   出された充電の作動条件（１０Ｃ）で応答して閉じられ
   ている第１のスイッチ（１２Ｃ）を通ってサーミスター
   （１２）に接続されている減算の入力、そして検出され
   た放電の作動条件（１０Ｄ）に応答して閉じられる第２
   のスイッチ（１２Ｄ）を通って上記サーミスター（１２
   ）に接続された加算の入力を有している合計器（１３）
   を含むことを特徴とする、特許請求の範囲６にしたがう
   装置。
8. （８）直列での抵抗（ＲＳ）の端子での上記電圧が効率
   （１１）に関連して増幅するための手段を介して減算し
   又は加算するための手段（１２、１３）の第１の入力（
   １１３）に印加されることを特徴とする特許請求の範囲
   ７と特許請求の範囲２〜５のいづれか１つにもとづく装
   置。
9. （９）推測するための手段（２）が時計の信号のパルス
   （１５１）を計数しそして除計数するための電池（Ｂ）
   の最大容量であらわされる最大計算（９９％）を有して
   いる手段（２１、２２）、上記最大計算（９９％）を検
   出するための手段（２３１、２３２、２３３、２３６）
   、第１の容量であらわされる計数化−除計数化（２１、
   ２２）の手段の中での第１の計算を検出するための手段
   （２３１ｄ、２３２ｄ、２３３ｄ）、そして計数化と除
   計数化の手段が第１の計算（９０％）以下であって、次
   いで上記計算が最大計算（９９％）に等しくない限りは
   、電池（Ｂ）を再充電するための手段（３）を認可する
   ための手段（２３４、２３５）を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲１〜８のいづれか１つにもとづく装置。
10. （１０）認可する手段は最大計算と第１の計算（９９％
    、９０％）を夫に検出するための手段に接続された２つ
    の入力（Ｊ、Ｋ）を有している双安定なバランスを含ん
    でいることを特徴とする特許請求の範囲９にもとづく装
    置。
11. （１１）再充電するための手段（３）は充電と放電電流
    の振幅（１１３）と温度（３１２）に関連して電池（Ｂ
    ）と局所（Ｓ）に接続された充電の調節器（３３）を通
    って充電の電流を制御するために推測する手段（２）に
    よって操作される手段（３２、３３）を含んでいること
    を特徴とする、特許請求の範囲１〜１０のいづれかにも
    とづく装置。
12. （１２）充電電流を制御するための手段が第１のスイッ
    チ（３１６）とパラレルにあるサーミスター（３１２）
    を入力として含んでいる充電電流のリミッター（３１）
    、電池（Ｂ）が放電の作動条件にあってかつ最大の容量
    より低い容量を有している時に閉じ、そして電池が充電
    の作動条件にある時に開く第１のスイッチ（３１６）、
    そして電流のリミッター（３１）の出力にそして推測す
    る手段（２）によって操作される第２のスイッチ（３１
    ８）を通ってアースに接続される入力を持っている増幅
    器（３２１）、充電と放電の電流に比例して供給するた
    めの手段（１）によって印加される電圧（１１３）を受
    けるフィードバックの入力、充電のレギュレーター（３
    ３）の操作の入力に接続された出力、電池（Ｂ）の容量
    が上記の容量（９０％）より低い時に開き、次いで電池
    が最大容量（９９％）に等しくない限り開いている第２
    のスイッチ（３１８）、を含んでいることを特徴とする
    特許請求の範囲１１にもとづく装置。
13. （１３）フィードバックの入力が増幅するための手段（
    １１）の増幅された電圧（１１３）の出力で接続されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲２と１２にもとづ
    く装置。
14. （１４）電池（Ｂ）と使用する装置（Ｒ）の間で電流を
    止める手段、そして電圧の上記パーセンテージが基準電
    圧以下の時に遮断の手段（４２、４３）の中で電池（Ｂ
    ）と使用する装置（Ｒ）とを切り離す操作を目的として
    電池（Ｂ）の端子での電圧の第１のパーセンテージ（６
    ６％）と基準電圧とを比較するための手段（４４、４５
    ）を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲１〜１
    ３のいづれか１つにもとづく装置。
15. （１５）この第２のパーセントが基準の電圧以下である
    時に警告信号を伝送する目的で電池（Ｂ）の端子で電圧
    の第２のパーセント（６０％）と基準電圧とを比較する
    ための手段（５１１、５１２）を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲１〜１４のいづれか１つにもとづく装置
    。
16. （１６）電池の残留容量（２０％）が検出された以前に
    上記電圧の第２のパーセントが基準電圧より低くなる時
    に上記警告信号を伝送するために最初の容量（９０％）
    より非常に低い残留容量（２０％）を検出するために推
    測するための手段に接続された手段（５１４、５１３）
    を含むことを特徴とする、特許請求の範囲１５にもとづ
    く装置。
17. （１７）最初のパーセント（６６％）が第２のパーセン
    ト（６０％）よりも大きいことを特徴とする、特許請求
    の範囲１４にそして特許請求の範囲１５又は１６にもと
    づく装置。
18. （１８）上記基準電圧は電池（ｐｉｌｅ）（Ｐ）によっ
    て印加されることを特徴とする特許請求の範囲１〜１８
    のいづれか１つにもとづく装置。
19. （１９）電池の充電と放電の各サイクルの時にサイクル
    の深さを示すインホーメーションを作るための、そして
    積算されたインホーメーションが既定の値を越える時に
    警告信号を伝送するために上記インホーメーションを積
    算するための手段（５３、５５）を含んでいることを特
    徴とする、特許請求の範囲１〜１８のいづれか１つにも
    とづく装置。
20. （２０）（インホーメーションを）作るためのそして積
    算するための手段は推測する手段（３）の中で瞬間的な
    容量に関連して時計の信号の周波数（１５１）を除数す
    るためのプログラム可能な周波数の除数器（５３１）と
    インパルスの予め定められた計算に応答して警告信号を
    伝送する目的で周波数で分割された時計の信号のパルス
    を計算するための手段（５３３、５５）を含むことを特
    徴とする、特許請求の範囲１９にもとづく装置。
21. （２１）パルス数が予め定められた値に達すると警告の
    信号を伝送する目的で温度に関連して変化している周波
    数のインパルスを計数するために電池の老化の推測の手
    段（５４、５５）を含むことを特徴とする、特許請求の
    範囲１〜２０のいづれか１つにもとづく装置。
22. （２２）老化の推測の手段はサーミスターを含む可変周
    波数のオシレーター（５４２）、そしてそのオシレータ
    ーから出る可変周波数のインパルスを計数するための手
    段（５４２、５５）を含んでいることを特徴とする特許
    請求の範囲２１にもとづく装置。
23. （２３）サイクルを計数しそして深さを推測するための
    手段（５３、５５）と老化の推測の手段（５４、５５）
    の中で計数するための２つの手段は周波数に分割された
    時計の信号とオシレーターから出るインパルス（５４２
    ）を受けてゲートＯＲ（５６）によって接続された時計
    の入力を有している唯一の計数器（５５）を含んでいる
    ことを特徴とする特許請求の範囲２０と２１にもとづく
    装置。