SE465053B - Metod och anordning foer snabbladdning av ackumulatorbatterier - Google Patents

Metod och anordning foer snabbladdning av ackumulatorbatterier

Info

Publication number
SE465053B
SE465053B SE8804267A SE8804267A SE465053B SE 465053 B SE465053 B SE 465053B SE 8804267 A SE8804267 A SE 8804267A SE 8804267 A SE8804267 A SE 8804267A SE 465053 B SE465053 B SE 465053B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
charging
voltage
battery
charging current
supplied
Prior art date
Application number
SE8804267A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8804267D0 (sv
SE8804267A (sv
Inventor
Folke Bertil Mattsson
Original Assignee
Folke Bertil Mattsson
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Folke Bertil Mattsson filed Critical Folke Bertil Mattsson
Priority to SE8804267A priority Critical patent/SE465053B/sv
Publication of SE8804267D0 publication Critical patent/SE8804267D0/sv
Publication of SE8804267A publication Critical patent/SE8804267A/xx
Priority to EP89913110A priority patent/EP0445180B1/en
Priority to JP2500070A priority patent/JPH04502099A/ja
Priority to PCT/SE1989/000682 priority patent/WO1990006615A1/en
Priority to AT89913110T priority patent/ATE139067T1/de
Priority to DE68926623T priority patent/DE68926623D1/de
Priority to US07/689,771 priority patent/US5233284A/en
Publication of SE465053B publication Critical patent/SE465053B/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00711Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • 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
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

465 D55 Det problem som ligger till grund för uppfinningen är att en användare måste ha tillgång till extra batterier för konti- nuerlig drift av ett batteriförsörjt system, om urladdnings- tiden är kortare än uppladdningstiden. En uppladdningstid på 14 h och en urladdningstid av 1 h kräver 14 st batterier för kontinuerlig drift av systemet.
Syftet med föreliggande uppfinning är därför att minska laddnigstiden så långt som möjligt med utnyttjande av de i Ni-Cd-cellen inneboende egenskaperna.
Problemet löses genom att man i ett första steg laddar ur batteriet till en spänning UB något större än en första referensspänning (U¿) varefter i ett första uppladdningssteg den tillförda laddningsströmmen I, styrs progressivt ökande enligt funktionen IB = k (UB-UG) där k är en avvägd konstant till att batteriets pol- spänning nått en andra referensspänning UB = ü där ü är maximal batterispänning, varvid man utnyttjar en specifik egenskap hos battericellen på så sätt, att ju större laddningsström som matas in i cellen, desto större laddningsverkningsgrad (effektivitet) erhållas, se diagram A i Fig 1. Laddningstiden förkortas, dels på grund av den högre laddningsströmmen, och dels pà grund av den högre verkningsgraden. Detta laddningsförfarande enligt uppfinn- ingen får dessutom den gynnsamma effekten, att vid förhöjd verkningsgrad mindre av den inmatade effekten omvandlas till värme, vilket verkar återhállande på temperaturökningen i cellerna.
Som framgår av diagram C i Fig 1 skall temperaturen i cellen hållas så låg som möjligt för bibehållen hög verkningsgrad. 465 053 Grundtanken bakom föreliggande uppfinning är att batteriets inneboende egenskaper utnyttjas aktivt så att högsta möjliga verkningsgrad för laddning erhålles, vilket minimerar ladd- ningstiden. Uppåt begränsas laddningsströmmen av fysikaliska och kemiska skäl, såsom strömtätheten på elektroderna och rekombination av syrgas vid kadmiumelektroden. Vid verifie- ring av metoden enligt uppfinningen har max. ström av ca 2,5 C A använts.
Laddningsmetoden enligt föreliggande uppfinning ger upphov till ett progressivt förlopp, eftersom laddningsströmmen ökar när den tillförda elektrokemiska laddningen ökar.
Strömökningen styrs av batteriets spänning, vilken enligt diagram A Fig l ökar med tillförd laddning.
Enligt uppfinningen används spänningsnivån hos batteriet som en grov indikering på full laddning och omvandlas till en signal som används för omkoppling till laddning med konstant spänning.
Eftersom fullständig effektivitet ej kan erhållas, sker därför alltid en viss uppvärmning av cellerna under uppladd- ning. Såsom framgår av diagram A, Fig 1 minskar kurvans spänningspuckel med ökade celltemperatur och med detta möjligheten att säkert detektera lämplig omkopplingsnivà (vid konstant laddningsström). En progressivt ökande ladd- ningsström förstärker spänningspuckeln, vilket således är gynnsamt.
Före laddningsstart tömmes batteriet och 'väljes en för- hållandevis låg startström (ca 0,5 * C A) för att undvika stress på cellerna.
Med hänvisning till bifogade ritning beskrivas i detalj en utföringsform av en batteriladdningskrets, vilken genomför laddningsförfarandet enligt föreliggande uppfinning. 465 053 I ritningen är fig 2 ett blockschema över en uppladdnings- krets enligt uppfinningen.
Fig 3 tidsdiagram över olika laddningsförlopp varav fig 3A visar laddning i rumstemperatur och fig 3B visar laddning vid -20°C.
Med hänvisning till fig 2 är ett Ni-Cd batteri med polspänn- ingen U¿ via en reglertransistor (20) och ett strömbegräns- ningsmotstànd (41), vilket även kan användas som integra- tionsmätmotstànd, anslutet till en likspänningskälla (4). En styrkrets är ansluten till reglertransistorns (20) bas och innehåller dels en förstärkare (200) och dels spännings- komparatorer (210) och (220). komparatorn (210) har pá den ena av ingàngarna maximal batterispänning ü som referens och pà den andra UB. Komparatorn (220) har pá en av ingángarna en startspänning Uo som referens och på den andra ingången U .
Nivàskiftsignalerna från komparatorerna (210) och (220) tillföres en kontrollenhet (3) vilken innehåller minnes- och tillföras batteriet under bestämda tidsintervall och upptagen energi tidgenereringskretsar sà att laddning kan mätas under' hela laddningsförloppet. För' bildande av' en reglerkrets för styrning av laddningsströmmen är styrkretsen (2) via en omkopplare ansluten till summationspunkter (22) och (23), varav summationspunkten (22) bildar Ufdg och (23) bildar ü-U¿ där ü och Uo är referensspänningar enligt ovan.
UB tillföres styrkretsen (2) och summationspunkterna (22), (23) via mätledningen för polspänning (112).
Med hänvisning till diagrammet i Fig 3 beskrivs uppladd- ningsförlopp, vilka erhålles med en anordning enligt ovan- stående.
Innan ett laddningsförlopp påbörjas, laddas batteriet ur för att korrekt referensläge för laddning skall kunna erhållas. aktiverar Urladdningen sker genom att kontrollkretsen 465 053 omkopplaren (21). Urladdningstiden bestäms genom att UB kompareras med UG.
Efter en tids reaktivering av battericellerna görs en ny komparering med UG i komparatorn (220) för att undersöka om startvillkoretIg>U¿ är uppfyllt.
Vid positivt startvillkor ställs omkopplaren (21) via kon- trollkretsen (3) i läge B vilket ger en laddningsström IB = k (UB-UG) I begynnelseögonblicket är IB liten, eftersom celltempera- turen är làg och därmed UB låg. Efterhand som batteriet tar laddning ökar batteripolspänningen U . Denna spänni: styr laddningsströmmen efter den linjära funktionen ovan, yilken ger en ökande spänning (positiv återkoppling,. Förloppet fortsätter tills attïg når referensspänningen ü. Komparatorn (210) ger härvid en nivåskiftslgnal till kontrollenheten (3), vilken 'växlar omkopplaren (21) till läge B. Denna första accelerade uppladdningsfas tar tiden T'.
Med omkopplaren (21) i läge B~erhàller en laddningsström IB som ger batterispänning Systemet är nu negativt återkopplat och polspänningen hàlles konstant. Efterhand som batteriets laddning ökar kommer laddningsströmmen att avklinga. Efter en totalladdningstid T'+T", att ett från början urladdat batteri erhållit full laddning slås laddningsströmmen fràn, alt. kopplas till underhållsladdning via ingången (203) på styrkontrollkretsen (2). Genom att mäta tillförd laddning med hjälp av i kontrolkretsen inbyggd integrator ökas preci- sionen i tidstyrningen och risken för överladdning elimin- som beräknats så, SITES . 465 053 Vid låga temperaturer ex - 20°C uppnås ü i första laddnings- fasen vilket förlänger laddningstiden. Genom att cykliskt upprepa förloppen med omkopplaren (21) i läge A under tiden T' och läge B under tiden T" med en paus T"', se fig 3B, erhålles effektivt laddning även. vid låga temperaturer.
Laddningsströmmen under tiden T'+T" integreras ett antal cykler tills fullt laddningstillstånd inträder. vw *x

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 P A T E N T K R A V
1. Metod för snabbladdning av ackumulatorbatterier med slutna celler, varvid man genom tillförd laddningsström aktivt påverkar den enskilda battericellens laddningsverk- ningsgrad på så sätt att laddningstid och temperaturstegring hos cellen minimeras, k ä n n e t e c k n a d a v att man. i ett första steg laddar ur batteriet till en spänning UB något större än en första referensspänning (UC) varefter i ett första uppladdningssteg den tillförda ladd- ningsströmmen IB styrs progressivt ökande enligt funktionen IB = k där k är en avvägd konstant till att batteriets pol- spänning nått en andra referensspänning ua=ü där ü är maximal batterispänning.
2. Metod enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d a v; att i ett andra uppladdningssteg laddningsströmmen IB styrs genom spänningsåterkoppling så att UB = ü varvid storleken av den tillförda laddningsströmmen bestäms av battericellernas laddningstillstånd.
3. Metod enligt krav l-2, k ä n n e t e c k n a d a v, att tillförd laddning mäts och att första och andra uppladd- ningssteget följs av ett bestämt tidsintervall frikopplat utan laddningsström (ïæws) ingående i en laddningscykel och genomföres ett antal cykler tills fullt laddningstillstånd svarande mot en bestämd laddningsmängd uppnås. 465 053 10 15 20
4. Anordning för genomförande av metod att snabbladda ett ackumulatorbatteri (1) enligt krav 1-3 innefattande ett reglerorgan i serie med en likspänningskälla, k ä n n e t e c k n a d a v, en styrkrets (2) ansluten till reglerorganets (20) styr- elektrod varvid styrkretsen innhåller en reglerförstärkare (200) och spänningskomparatorer (210), (220) vilken styr- krets styr laddningströmmen som gensvar på signaler från summationskretsar (22), (23) vilka bildar resp. första och andra differensstyrspänningar (Ufák), (ü-UB) och UG är ü är referensspänningar svarande mot begynnelsespänning och slut- spänning hos batteriet och U¿ polspänningen hos batteriet tillförd via en mätledning för polspänning (112), nämnda komparator (210) ger niváskift och komparatorn (220) ger nivåskift vid spänningen ü för det andra uppladdningssteget.
5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v, en kontrollenhet (3) innehållande minnes- och tidgenerer- ingsorgan vilka som gensvar på nivàskift hos komparatorerna (22), (23) startar uppladdning och växlar mellan första och andra uppladdningssteget genom aktivering av en omkopplare (21) för summeringskretsarna (22), (23).
SE8804267A 1988-11-25 1988-11-25 Metod och anordning foer snabbladdning av ackumulatorbatterier SE465053B (sv)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8804267A SE465053B (sv) 1988-11-25 1988-11-25 Metod och anordning foer snabbladdning av ackumulatorbatterier
EP89913110A EP0445180B1 (en) 1988-11-25 1989-11-24 System and method for rapid charging of a battery
JP2500070A JPH04502099A (ja) 1988-11-25 1989-11-24 電池の急速充電装置および方法
PCT/SE1989/000682 WO1990006615A1 (en) 1988-11-25 1989-11-24 System and method for rapid charging of a battery
AT89913110T ATE139067T1 (de) 1988-11-25 1989-11-24 Verfahren und vorrichtung zum schnelladen einer batterie
DE68926623T DE68926623D1 (de) 1988-11-25 1989-11-24 Verfahren und vorrichtung zum schnelladen einer batterie
US07/689,771 US5233284A (en) 1988-11-25 1989-11-24 System and method for rapid charging of a battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8804267A SE465053B (sv) 1988-11-25 1988-11-25 Metod och anordning foer snabbladdning av ackumulatorbatterier

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8804267D0 SE8804267D0 (sv) 1988-11-25
SE8804267A SE8804267A (sv) 1988-11-25
SE465053B true SE465053B (sv) 1991-07-15

Family

ID=20374067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8804267A SE465053B (sv) 1988-11-25 1988-11-25 Metod och anordning foer snabbladdning av ackumulatorbatterier

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5233284A (sv)
EP (1) EP0445180B1 (sv)
JP (1) JPH04502099A (sv)
AT (1) ATE139067T1 (sv)
DE (1) DE68926623D1 (sv)
SE (1) SE465053B (sv)
WO (1) WO1990006615A1 (sv)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656920A (en) * 1992-10-13 1997-08-12 Gnb Battery Technologies, Inc. Method and apparatus for charging a lead-acid battery
US5633576A (en) * 1993-01-19 1997-05-27 Premier Engineered Products, Inc. Battery charging method with stepped current profile with operating parameter compensation and associated charger
EP0629032B1 (en) * 1993-06-10 1998-03-25 LARIMART S.p.A. Device for making the charge and revitalization treatment of batteries
US5583416A (en) * 1994-01-26 1996-12-10 Gnb Battery Technologies, Inc. Apparatus and method for step-charging batteries to optimize charge acceptance
JP2743155B2 (ja) * 1995-06-16 1998-04-22 株式会社ジップチャージ 充電装置及び充電処理システム
US5774733A (en) * 1995-10-03 1998-06-30 Microchip Technology Incorporated Microcontroller with analog front-end for providing intelligent battery management
FR2739724B1 (fr) * 1995-10-05 1997-11-14 Accumulateurs Fixes Procede de charge de batteries nickel-cadmium etanches
KR980006710A (ko) * 1996-06-29 1998-03-30 김광호 메모리 효과 방지를 위한 배터리 충전기
US5804944A (en) * 1997-04-07 1998-09-08 Motorola, Inc. Battery protection system and process for charging a battery
US5969506A (en) * 1997-08-11 1999-10-19 C & K Systems, Inc. Apparatus and method for rapid bulk charging of a lead acid battery
US6094033A (en) * 1998-10-02 2000-07-25 Georgia Tech Research Corporation Battery state of charge detector with rapid charging capability and method
US6229285B1 (en) * 1997-10-03 2001-05-08 Georgia Tech Research Corporation Detector for rapid charging and method
JP3917099B2 (ja) * 2003-03-31 2007-05-23 株式会社ユタカ電機製作所 Acアダプタ電源装置
US7446506B2 (en) * 2006-01-13 2008-11-04 Leadtrend Technology Corp. Apparatus for preventing capacitor charger from overcharging and method thereof
CN104124741A (zh) * 2013-04-29 2014-10-29 鸿富锦精密电子(天津)有限公司 定时充电电路
CN112349986B (zh) * 2020-11-06 2022-02-15 宇能电气有限公司 一种自适应充电方法及系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3586955A (en) * 1970-03-31 1971-06-22 Crawford Fitting Co Battery charger using a controlled scr to provide tapering charging characteristics
GB1453860A (en) * 1973-05-17 1976-10-27 Macharg J A Control systems for battery chargers
US3864617A (en) * 1973-07-12 1975-02-04 Esb Inc Charge control means for motive power battery charger
GB1486425A (en) * 1973-12-21 1977-09-21 Macharg J A Control systems for battery charges
SE398183B (sv) * 1977-01-24 1977-12-05 Samsioe Per Edward Forfarande for snabbladdning av ackumulatorbatterier, samt anordning for genomforande av forfarandet
NZ188610A (en) * 1977-11-04 1982-08-17 Minitronics Pty Ltd Current integrating battery charger circuit
US4270080A (en) * 1978-12-14 1981-05-26 Sun Electric Corporation Automatic battery charge apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
WO1990006615A1 (en) 1990-06-14
ATE139067T1 (de) 1996-06-15
SE8804267D0 (sv) 1988-11-25
DE68926623D1 (de) 1996-07-11
US5233284A (en) 1993-08-03
EP0445180A1 (en) 1991-09-11
JPH04502099A (ja) 1992-04-09
EP0445180B1 (en) 1996-06-05
SE8804267A (sv) 1988-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE465053B (sv) Metod och anordning foer snabbladdning av ackumulatorbatterier
Chen Design of duty-varied voltage pulse charger for improving Li-ion battery-charging response
US7719231B2 (en) Equilibrated charging method for a lithium-ion or lithium-polymer battery
CA2285353C (en) Method and apparatus for charging batteries utilizing heterogeneous reaction kinetics
DK0593770T3 (da) Hurtigoplader og fremgangsmåde til hurtigopladning for nikkelcadmiumbatteri
JP3797254B2 (ja) 二次電池の容量調整方式
US4622509A (en) Method of and circuit for Ni-Cd battery charge control
WO1993010589A1 (en) Apparatus for and a method of balancing the state of charge of sub-units of a battery
JP2001526877A (ja) 直列接続された電池およびバッテリーの等化方法
SE515367C2 (sv) Sätt och anordning för reglering av spänningen över enskilda celler i ett batteri
JP3439876B2 (ja) 太陽光発電装置
JPH07336908A (ja) 非水系二次電池の充電装置
FR2670953B1 (fr) Procede et dispositif pour charger un accumulateur.
JP3429511B2 (ja) 二次電池の充電回路
Sagar et al. Series battery equalization using sequential difference algorithm
JP2002199606A (ja) パック電池と電池の充電方法
CN112689933A (zh) 脉冲放电系统
JP2000133322A (ja) 二次電池の充放電システム
KR0151494B1 (ko) 충전 가능한 배터리의 충전 모드 변환 회로
JPH08149709A (ja) 二次電池の充電装置
RU93032286A (ru) Способ дозированного ускоренного заряда аккумуляторных батарей и устройство его реализации
JPH1092473A (ja) 蓄電池充電制御方法及び装置
Chen et al. A design of a Li-ion battery duty-varied pulse charger
JPH0778637A (ja) 鉛蓄電池の充電方法
JP2988670B2 (ja) 2次電池の充電制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8804267-6

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8804267-6

Format of ref document f/p: F