DE10147369A1 - Batterieladegerät, das im Stande ist, einen Volladezustand ungeachtet von Batterien mit unterschiedlichen Ladecharakteristika genau zu bestimmen - Google Patents

Batterieladegerät, das im Stande ist, einen Volladezustand ungeachtet von Batterien mit unterschiedlichen Ladecharakteristika genau zu bestimmen

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DE10147369A1
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Abstract

Um ein Batterieladegerät bereitzustellen, das imstande ist, sowohl eine aktive Batterie als auch eine inaktive Batterie, die Unterschiedliche Ladecharakteristika nahe des Spitzenwertniveaus haben, vollständig zu laden, wird während des Ladens der Batterie eine Spannung über der Batterie periodisch abgetastet. Es wird eine Spannungsänderung durch Subtrahieren einer Spannung, die zuvor abgetastet wurde, von der neu abgetasteten Spannung erhalten. Es wird eine Bestimmung des Vollladezustands der Batterie vorgenommen, wenn eine Spannungsänderung unter einem kritischen Wert (S1, S2) fällt, nachdem bestimmt wurde, dass die Batterie, die geladen wird, eine aktive oder eine inaktive Batterie ist, unter Verwendung anderer kritischer Werte (K1, K2 oder K1', K2'). Auf die kritischen Werte S1 und S2 und andere kritische Werte K1 und K2 (oder K1' und K2') wird in Abhängigkeit von der Batteriespannungsänderung selektiv Bezug genommen.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Batterieladegerät zum Laden von Batterien, wie etwa Nickel- Cadmium-Batterien und Nickel-Wasserstoff-Batterien, die als Energiequellen in tragbaren elektrischen Vorrichtungen verwendet werden, wie etwa schnurlosen Energiewerkzeugen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Für Batterieladegeräte ist es unerlässlich, während eines Ladevorgangs zu bestimmen, dass eine Batterie einen Vollladezustand erreicht hat und das Laden der Batterie zu dieser Zeit zu stoppen. Ein Verfahren des Bestimmens des Vollladezustands ist ein sogenanntes "-ΔV- Erfassungsverfahren", in dem die Batterie voll geladen zu sein bestimmt wird, wenn die Batteriespannung eine vorbestimmte Spannung (ΔV) vom Spitzenwertpegel abfällt. Dazu wird die Spannung Vin über der Batterie zu jeder vorbestimmten Periode abgetastet und wann immer die erfasste Batteriespannung Vin die jemals auftretende Maximalspannung überschreitet, werden die als die Maximalspannung aufgezeichneten Daten aktualisiert. Wenn die Batteriespannung Vin die vorbestimmte Spannung ΔV von der Maximalspannung abfällt, wird die Batterie voll geladen zu sein bestimmt.
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung (Kokai) Nr. HEI-7-184329 beschreibt ein "Zweischritterfassungsverfahren", in dem die Batterie voll geladen zu sein bestimmt wird, wenn die Batteriespannungsänderung einen ersten vorbestimmten kritischen Wert K überschreitet und danach unter einen zweiten vorbestimmten kritischen Wert S fällt. Dazu wird die Spannung über der Batterie zu jeder vorbestimmten Periode abgetastet und es wird eine zuvor erfasste Spannung von der neu erfassten Spannung subtrahiert, um einen Gradienten der Batteriespannung, d. h. eine Batteriespannungsänderung, zu erhalten. Allgemein während das Laden voranschreitet, steigt die Batteriespannungsänderung an, erreicht den Spitzenwert und fällt danach ab. Der Spitzenwert der Batteriespannung stellt sich zu irgendeinem Punkt ein, während die Batteriespannungsänderung allmählich fällt, nachdem sie den Spitzenwert der Spannungsänderung erreicht hat. Deshalb kann durch Identifizieren des Punkts mit einem bestimmten Wert der Batteriespannungsänderung (d. h., dem zweiten vorbestimmten kritischen Wert) entsprechend dem Spitzenwert der Batteriespannung der Vollladezustand der Batterie bekannt sein.
Allgemein gibt es beim Zweischritterfassungsverfahren eine geringere Gefahr, dass die Batterien überladen werden, als bei -ΔV-Erfassungsverfahren. Die Genauigkeit beim Erfassen des Vollladezustands beim Zweischritterfassungsverfahrens ist jedoch nicht gesichert, wenn es eine Änderung in den Ladecharakteristika der Batterien gibt.
Batterien, die dem Laden mit dem Ladegerät unterliegen, umfassen aktive Batterien und inaktive Batterien, die im Sinne der Verwendungsverhältnisse klassifiziert werden. Batterien, die gewöhnlich durch die Verwendung mit elektrisch angetriebenen Erzeugnissen entladen werden, werden nachstehend als aktive Batterien bezeichnet. Inaktive Batterien sind derartige Batterien, die für eine lange Zeitdauer ungenutzt gelassen wurden, was bewirkt, dass die Batterie sich entlädt. Aktive und inaktive Batterien zeigen unterschiedliche Ladecharakteristika. Ferner zeigen auch Nickel-Wasserstoff-Batterien und Nickel-Cadmium-Batterien unterschiedliche Ladecharakteristika.
Wenn das Batterieladegerät mit dem ersten und zweiten kritischen Wert K und S, eingestellt für die inaktive Batterie, zum Laden der aktiven Batterie verwendet wird, wird der Vollladezustand der aktiven Batterie erfasst, nachdem der Batteriespannungsspitzenpegel vorübergegangen ist, was zum Überladen der aktiven Batterien führt. Wenn andererseits die inaktive Batterie mit dem ersten und zweiten kritischen Wert K und S, eingestellt für die aktiven Batterien, geladen wird, gibt es eine Möglichkeit, dass die Spannungsänderung nie den ersten kritischen Wert K erreicht, was zur Überladung der inaktiven Batterien führt. Sogar wenn der erste kritische Wert K erreicht wird, kann der zweite kritische Wert S erreicht werden, bevor die Batteriespannung den Spitzenwertpegel erreicht, was zu einer ungenügenden Ladung der inaktiven Batterien führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Batterieladegerät bereitzustellen, das im Stande ist, Batterien zuverlässig und genau in einen Vollladezustand ungeachtet des Typs und der Art der Batterie aufzuladen.
Um das obige und andere Ziele zu erreichen, wird ein Batterieladegerät bereitgestellt, welches Zuführungsmittel, Batteriespannungserfassungsmittel, Speicher, Aktualisierungsmittel, Berechnungsmittel, erstes Erfassungsmittel, zweite Erfassungsmittel und Bestimmungsmittel umfasst. Das Zuführungsmittel wird zum Zuführen eines Ladestroms zu einer Batterie bereitgestellt. Allgemein wächst die Batteriespannung, während das Laden voranschreitet. Das Batteriespannungserfassungsmittel wird zum periodischen Erfassen der Batteriespannung bereitgestellt. Mindestens eine Batteriespannung, die zuvor durch das Batteriespannungserfassungsmittel erfasst worden ist, wird im Speicher gespeichert. Die im Speicher gespeicherten Daten werden durch das Aktualisierungsmittel aktualisiert, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird. Die Differenz zwischen der neu erfassten Batteriespannung und der im Speicher gespeicherten Batteriespannung wird durch das Berechnungsmittel berechnet, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird. Die Differenz wird durch Subtrahieren der zuvor erfassten Batteriespannung von der neu erfassten Batteriespannung berechnet.
Das erste Erfassungsmittel wird bereitgestellt zum Erfassen, dass der Wert der Differenz, berechnet durch das Berechnungsmittel, gleich oder größer einem ersten kritischen Wert und einem zweiten kritischen Wert, größer als der erste kritische Wert, geworden ist. Das zweite Erfassungsmittel wird bereitgestellt zum Erfassen, dass der Wert der Differenz gleich oder kleiner einem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem die Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden war. Das zweite Erfassungsmittel erfasst weiter, dass der Wert der Differenz gleich oder kleiner einem vierten kritischen Wert, größer als der dritte kritische Wert, geworden ist, nachdem die Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden war. Das Bestimmungsmittel bestimmt, dass die Batterie einen Vollladezustand (1) erreicht hat, wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder kleiner dem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, oder (2) wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder kleiner dem vierten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Batterieladegerät bereitgestellt, das Zuführungsmittel, Batteriespannungserfassungsmittel, Speicher und Aktualisierungsmittel umfasst, wie oben beschrieben. Das Ladegerät umfasst weiter ein erstes Berechnungsmittel, ein zweites Berechnungsmittel, ein erstes Erfassungsmittel, ein zweites Erfassungsmittel und ein Bestimmungsmittel.
Das erste Berechnungsmittel berechnet eine erste Differenz zwischen der neu erfassten Batteriespannung und der im Speicher gespeicherten Batteriespannung und berechnet die erste Differenz, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird. Das zweite Berechnungsmittel berechnet eine zweite Differenz zwischen der ersten Differenz und einem jeweils auftretenden Minimalwert der Spannungsänderung, und berechnet die zweite Differenz, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird.
Das erste Erfassungsmittel wird bereitgestellt zum Erfassen, dass ein Wert der zweiten Differenz, berechnet durch das zweite Berechnungsmittel, gleich oder größer einem ersten kritischen Wert und einem zweiten kritischen Wert geworden ist. Der zweite kritische Wert ist größer als der erste kritische Wert. Das zweite Erfassungsmittel wird bereitgestellt zum Erfassen, dass ein Wert der ersten Differenz gleich oder kleiner einem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem die zweite Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden war. Ferner erfasst das zweite Erfassungsmittel, dass der Wert der ersten Differenz gleich oder kleiner einem vierten kritischen Wert, größer als der dritte kritische Wert, geworden ist, nachdem die zweite Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden war. Das Bestimmungsmittel bestimmt, dass die Batterie einen Vollladezustand (1) erreicht hat, wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der ersten Differenz gleich oder kleiner dem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, oder (2) wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der ersten Differenz gleich oder kleiner dem vierten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Batterieladegerät bereitgestellt, das Zuführungsmittel, Batteriespannungserfassungsmittel, Speicher und Aktualisierungsmittel umfasst, wie oben beschrieben. Das Ladegerät umfasst weiter ein erstes Berechnungsmittel, ein zweites Berechnungsmittel, ein erstes Erfassungsmittel, ein zweites Erfassungsmittel und ein Bestimmungsmittel.
Das erste Berechnungsmittel berechnet eine erste Differenz zwischen der neu erfassten Batteriespannung und der im Speicher gespeicherte Batteriespannung. Das erste Berechnungsmittel berechnet die erste Differenz, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird. Das zweite Berechnungsmittel berechnet eine zweite Differenz zwischen der ersten Differenz und einem jemals auftretenden Minimalwert der Spannungsänderung. Das zweite Berechnungsmittel berechnet die zweite Differenz, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird.
Das erste Erfassungsmittel erfasst, dass ein Wert der zweiten Differenz, berechnet durch das zweite Berechnungsmittel, gleich oder größer einem ersten kritischen Wert und einem zweiten kritischen Wert, größer als der erste kritische Wert, geworden ist. Das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass ein Wert der zweiten Differenz gleich oder kleiner einem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem die zweite Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden war und dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder kleiner einem vierten kritischen Wert, größer als der dritte kritische Wert, geworden ist, nachdem die zweite Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden war. Das Bestimmungsmittel bestimmt, dass die Batterie einen Vollladezustand (1) erreicht hat, wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder kleiner dem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, oder (2) wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder kleiner dem vierten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Batterieladegerät bereitgestellt, das Zuführungsmittel, Batteriespannungserfassungsmittel, Speicher und Aktualisierungsmittel umfasst, wie oben beschrieben. Das Ladegerät umfasst weiter ein Berechnungsmittel, ein erstes Erfassungsmittel, ein zweites Erfassungsmittel und ein Bestimmungsmittel.
Das Berechnungsmittel berechnet eine Differenz zwischen der neu erfassten Batteriespannung und der im Speicher gespeicherten Batteriespannung. Das Berechnungsmittel berechnet die Differenz, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird. Der Speicher speichert weiter einen jemals auftretenden Maximalwert der Differenz.
Das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Maximalwert gleich oder größer einem ersten kritischen Wert und einem zweiten kritischen Wert, größer als der erste kritische Wert, geworden ist. Das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass die Differenz einen dritten kritischen Wert oder einen vierten kritischen Wert, größer als der dritte kritische Wert, vom Maximalwert gefallen ist. Das Bestimmungsmittel bestimmt, dass die Batterie einen Vollladezustand (1) erreicht hat, wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass die Differenz den dritten kritischen Wert vom Maximalwert gefallen ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Maximalwert gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden war, aber nicht den zweiten kritischen Wert überschritt, und (2) wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass die Differenz den vierten kritischen Wert vom Maximalwert gefallen ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Maximalwert gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden war.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden augenscheinlicher aus dem Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Batterieladegerät gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Flussdiagramm, das Operationen darstellt, die gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden;
Fig. 3 ist ein Flussdiagramm, das Operationen darstellt, die gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden;
Fig. 4(a) ist eine graphische Darstellung, die eine Batteriespannungsladecharakteristikkurve einer inaktiven Batterie zeigt;
Fig. 4(b) ist eine graphische Darstellung, die eine Batteriespannungsladecharakteristikkurve einer aktiven Batterie zeigt;
Fig. 4(c) ist eine graphische Darstellung, die eine Batteriespannungsänderungskennlinie der inaktiven Batterie zeigt; und
Fig. 4(d) ist eine graphische Darstellung, die eine Batteriespannungsänderungskennlinie der aktiven Batterie zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Als nächstes werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Hardware-Anordnung des Batterieladegeräts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Um eine Batterie 2 mit dem Batterieladegerät 100 zu laden, wird die Batterie 2 in Verbindungsanschlüsse eingebracht, wobei einer mit dem Ausgang eines Gleichrichtungs/Glättungskreises 30 (später zu beschreiben) und der andere mit Masse verbunden ist. Die Batterie 2 besteht aus einer Vielzahl von Zellen, die in Reihe geschalten sind.
Das Batterieladegerät 100 umfasst einen Widerstand 3, der als ein Stromerfassungsmittel zum Erfassen eines Ladestroms, der in die Batterie 2 fließt, dient. Ein Gleichrichtungs/Glättungskreis 10 ist mit einer Wechselstromenergiequelle 1 zum Wandeln der Wechselspannung in eine Gleichspannung verbunden. Der Kreis 10 umfasst einen Zweiweggleichrichter 11 und einen Glättungskondensator 12. Ein Schaltkreis 20 ist mit dem Ausgang des Gleichrichtungs/Glättungskreises 10 verbunden und umfasst einen Hochfrequenztransformator 21, einen MOSFET 22 und einen PWM-(Pulsbreitenmodulation)-Steuer-IC 23. Dieser IC 23 ändert die Breite der Steuerimpulse, die an den MOSFET 22 angelegt werden. Mit den Schaltvorgängen, die durch den MOSFET 22 durchgeführt werden, wird eine pulsierende Spannung auf der Sekundärseite des Transformators 21 entwickelt. Ein anderer Gleichrichtungs/Glättungskreis 30 ist mit der Sekundärseite des Transformators 21 verbunden. Der Kreis 30 umfasst Dioden 31, 32, eine Dämpfungsspule 33 und einen Glättungskondensator 34. Ein Batteriespannungserfassungsabschnitt 40, der aus zwei Widerständen 41 und 42, die in Reihe geschalten sind, zusammengesetzt ist, ist parallel mit der Batterie 2 verbunden. Bei dieser Konfiguration kann die Spannung über die Batterie 2 aus der Spannung erhalten werden, die über den Widerstand 42 entwickelt wird.
Das Batterieladegerät 100 umfasst weiter einen Mikrocomputer 50 mit einer CPU 51, einem ROM 52, einem RAM 53, einem Abtastzeitgeber 54, einem A/D-Wandler 55, einem Ausgangsanschluss 56, und einem Rücksetzeingangsanschluss 57, die miteinander durch einen Bus verbunden sind. Es ist ein Ladestromsteuerabschnitt 60 zwischen den Stromerfassungsabschnitt (Widerstand) 3 und den Schaltkreis 20 geschalten, um den Ladestrom auf einem vorbestimmten Niveau zu halten. Der Ladestromsteuerabschnitt 60 umfasst in Kaskadenschaltung Operationsverstärker 61 und 62, und Widerstände 63 bis 66.
Es ist eine Konstantspannungsenergieversorgung 70 zum Einspeisen konstanter Spannungen in den Mikrocomputer 50 und den Ladestromsteuerabschnitt 60 vorgesehen. Die Konstantspannungsenergieversorgung 70 umfasst einen Transformator 71, einen Zweiweggleichrichter 72, einen Glättungskondensator 73, einen Spannungsregler mit drei Anschlüssen 74 und einen Rücksetz-IC 75. Der Rücksetz-IC 75 gibt ein Rücksetzsignal an den Rücksetzeingangsanschluss 57 zum Rücksetzen des Mikrocomputers 50 aus. Ein Ladestromeinstellungsabschnitt 80 ist zwischen den Ausgangsanschluss 56 des Mikrocomputers 50 und den invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 62 geschalten. Der Ladestromeinstellungsabschnitt 80 ist zum Einstellen des Niveaus des Ladestroms vorgesehen. Dies kann geschehen durch Ändern der Spannung, die an den invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 62 angelegt wird, in Reaktion auf das Signal, das vom Mikrocomputer 50 ausgegeben wird.
Ein Optokoppler 4 ist zwischen den Ausgangsanschluss 56 des Mikrocomputers 50 und den IC 23 des Schaltkreises 20 geschalten. Der Optokoppler 4 ist zum Übertragen eines Ladestartsignals und eines Ladestoppsignals, eingespeist vom Ausgangsanschluss 56 des Mikrocomputers 50, in den PWM- Steuer-IC 23 vorgesehen. Ein anderer Optokoppler 5 ist zwischen den Ausgang des Ladestromsteuerabschnitts 60 und den PWM-Steuer-IC 23 zum Zurückführen des Ladestromsignals in den PWM-Steuer-IC 23 geschalten.
Mit der in Fig. 1 gezeigten Anordnung wird der Vollladezustand der Batterie 2 erfasst, wie nachstehend beschrieben wird. In den folgenden Ausführungsformen wird ein verbessertes Zweischritterfassungsverfahren verwendet, um den Vollladezustand der Batterie zu erfassen. Das verbesserte Zweischritterfassungsverfahren berücksichtigt eine Differenz in der Batteriespannungsladecharakteristik von zum Beispiel aktiven und inaktiven Batterien.
Die Fig. 4(a) und 4(b) sind Ladecharakteristika der inaktiven Batterien bzw. der aktiven Batterien, worin die Abszisse eine Ladezeit und die Ordinate eine Batteriespannung darstellen. Die Fig. 4(c) und 4(d) sind Spannungsänderungscharakteristika der inaktiven Batterien bzw. aktiven Batterien, worin die Abszisse eine Ladezeit und die Ordinate eine Größe der Spannungsänderung, ausgedrückt durch die Anzahl von Bits, darstellen.
Wie in Fig. 4(c) und 4(d) gezeigt, erreicht die Spannungsänderung der inaktiven Batterien und der aktiven Batterien den Spitzenwert, bevor die Batteriespannung den Spitzenwertpegel erreicht. Der Spitzenwertpegel der Spannungsänderung jedoch ist zwischen den inaktiven Batterien und den aktiven Batterien verschieden. In diesem Beispiel haben die inaktiven Batterien einen Spitzenwert von 3 Bits auf der Graphik von Fig. 4(c) und die aktiven Batterien haben einen Spitzenwert von 9 Bits auf der Graphik von Fig. 4(d).
Im konventionellen Zweischritterfassungsverfahren wird die Spannungsänderung der Batterie zuerst mit einem ersten kritischen Wert K verglichen. Wenn die Spannungsänderung den ersten kritischen Wert K überschritten hat, wird sie dann mit einem zweiten kritischen Wert S verglichen. Die Batterie wird voll geladen zu sein bestimmt, wenn die Spannungsänderung der Batterie unter den zweiten kritischen Wert S fällt.
Im verbesserten Zweischritterfassungsverfahren gemäß der Erfindung werden zwei kritische Werte K1 und S1 speziell für inaktive Batterien bestimmt. Wenn die Spannungsänderung der Batterie unter den kritischen Wert S1 fällt, nachdem sie den kritischen Wert K1 überschritten hat, wird die inaktive Batterie voll geladen zu sein bestimmt. Gleichermaßen werden zwei kritische Werte K2 und S2 speziell für aktive Batterien bestimmt. Wenn die Spannungsänderung der Batterie unter den kritischen Wert S2 fällt, nachdem sie den kritischen Wert K2 überschritten hat, wird die aktive Batterie voll geladen zu sein bestimmt. Unter Berücksichtigung der Spannungsänderungscharakteristika der inaktiven und aktiven Batterien wird der kritische Wert K1 kleiner als K2 eingestellt und der kritische Wert S1 wird kleiner als S2 eingestellt.
Spezieller wird in den folgenden Ausführungsformen der kritische Wert K1 für die inaktiven Batterien auf 3 (bits) eingestellt. Um zu identifizieren, dass die zu ladende Batterie eine aktive Batterie ist, muss der kritische Wert K2 für die aktiven Batterien größer als 3 (bits), aber kleiner als 9 (bits) sein, wie aus den Graphiken der Fig. 4(c) und 4(d) erkannt werden kann. Entsprechend wird in den folgenden Ausführungsformen 6 (bits) als der kritische Wert K2 für die aktiven Batterien ausgewählt.
Was die inaktiven Batterien betrifft, so wird der Vollladezustand richtig erfasst, wenn der kritische Wert S1 auf 0 (bit) eingestellt ist. Auch wird der Vollladezustand der aktiven Batterien richtig erfasst, wenn der kritische Wert S2 auf 2 (bits) eingestellt ist, wie aus Fig. 4(d) verstanden werden kann.
Mit der Verwendung von zwei Mengen kritischer Werte im verbesserten Zweischritterfassungsverfahren können die Batterien in einen Vollladezustand geladen werden, ungeachtet dessen, ob die zu ladende Batterie inaktiv oder aktiv ist.
Um die Batteriespannungscharakteristik, wie in Fig. 4(a) oder Fig. 4(b) gezeigt, zu erhalten, wird der Ausgang des Batteriespannungserfassungsabschnitts 40 periodisch abgetastet und die abgetastete Spannung Vin wird einer Analog-Digital-Wandlung im A/D-Wandler 55 unterzogen. Der abgetasteten Spannung Vin entsprechende digitale Daten werden im RAM 53 gespeichert. Der RAM 53 speichert ebenfalls zuvor abgetastete und A/D-gewandelte sechs Batteriespannungen Vi-06, Vi-05, . . ., Vi-01, welche jedes mal aktualisiert werden, wenn die Batteriespannung Vin neu abgetastet wird, so dass die letzten sechs Batteriespannungen gespeichert werden.
Um die Batteriespannungsänderungscharakteristik, wie in Fig. 4(c) und 4(d) gezeigt, zu erhalten, berechnet der Mikrocomputer 50 eine Spannungsdifferenz zwischen der Batteriespannung Vin und der Batteriespannung Vi-06, die sechs Abtastzeiten zuvor erfasst wurde. Die Spannungsdifferenz ΔV-06 (= Vin - Vi-06) stellt eine Spannungsänderung in einer Einheitszeit dar, das heißt, einen Gradienten der Batteriespannungskennlinienkurve.
Alternativ kann der Mikrocomputer 50 weiter eine Differenz zwischen der Spannungsänderung ΔV-06 und einer jemals auftretenden Minimalspannungsänderung ΔVmin berechnen, die als "abgeleitete Spannungsänderung" (= ΔV-06 - ΔVmin) bezeichnet wird, um eine Charakteristik einer abgeleiteten Spannungsänderung zu erhalten. Basierend auf dieser Charakteristik werden eine Bestimmung von inaktiven und aktiven Batterien und auch eine Bestimmung des Vollladezustands der Batterien unter Verwendung von vier kritischen Werten K1', K2', S1' und S2' durchgeführt. Der kritische Wert K1' wird verwendet, um inaktive Batterien zu bestimmen, und der kritische Wert K2' für aktive Batterien. Der kritische Wert S1' wird verwendet, um den Vollladezustand der inaktiven Batterien zu bestimmen, und der kritische Wert S2' für den Vollladezustand der aktiven Batterien. Als solche entsprechen die kritischen Werte K1', K2', S1' und S2' den K1, K2, S1 und S2, wobei die Werte K1', K2', S1' und S2' eingestellt sind, kleinere Werte als die Werte K1, K2, S1 und S2 zu sein.
Als nächstes wird der Betrieb des Batterieladegeräts 100 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezug auf das in Fig. 2 gezeigte Flussdiagramm beschrieben. Nachstehend werden einzelne Schritte mit einem "S", gefolgt durch die Schrittnummer, bezeichnet.
Wenn das Batterieladegerät 100 gespeist wird, geht der Mikrocomputer 50 in einen Bereitschaftszustand über, in dem bestimmt wird, ob die Batterie 2 in das Batterieladegerät 100 eingebracht ist oder nicht (S101). Wenn der Mikrocomputer 50 unter Bezug auf das Signal, das vom Spannungserfassungsabschnitt 40 ausgegeben wird, feststellt, dass die Batterie 2 eingebracht ist (S101: JA), dann wird das Laden der Batterie 2 gestartet (S102). Speziell gibt der Mikrocomputer 50 das Ladestartsignal vom Ausgangsanschluss 56 an den PWM-Steuer-IC 23 über den Optokoppler 4 aus. Gleichzeitig legt der Mikrocomputer 50 eine Referenzspannung Vi an den Operationsverstärker 62 über den Ladestromeinstellungsabschnitt 80 an, so dass die Batterie 2 mit dem Ladestrom I geladen wird. Zu der Zeit, wenn das Laden der Batterie gestartet wird, wird ein tatsächlicher Ladestrom, der durch die Batterie 2 fließt, im Widerstand 3 erfasst. Die Referenzspannung Vi wird von der Spannung, die dem tatsächlichen Ladestrom, erfasst im Widerstand 3, entspricht, abgezogen und das resultierende Differenzsignal wird über den Optokoppler 5 zurück in den PWM-Steuer-IC 23 geführt.
Spezieller wird die Breite des Impulses, der an den Hochfrequenztransformator 21 angelegt wird, verringert, wenn der tatsächliche Ladestrom größer als ein Referenzladestrom ist, der der Referenzspannung Vi entspricht, wohingegen die Breite des Impulses, der an den Hochfrequenztransformator 21 angelegt wird, erhöht wird, wenn der tatsächliche Ladestrom kleiner als der Referenzladestrom ist. Der Ausgang von der Sekundärwicklung des Hochfrequenztransformators 21 wird Gleichrichtung und Glättung durch den Gleichrichtungs/Glättungskreis 30 unterzogen. Auf diese Weise fließt ein konstanter Ladestrom I in die Batterie 2.
Der Mikrocomputer 50 tastet den Ausgang des Batteriespannungserfassungsabschnitts 40 zu jeder vorbestimmten Periode ab und wandelt die abgetasteten Spannungen in digitale Daten im A/D-Wandler 55 um. Die digitalen Daten über die letzten sechs abgetasteten Spannungen werden im RAM 53 gespeichert. In S103 werden verschiedene Werte, die im RAM 53 gespeichert werden, initialisiert. Das heißt Daten, die als die letzten sechs abgetasteten Spannungen Vi-06, Vi-05, . . ., Vi-01 aufzuzeichnen sind, werden auf Null voreingestellt. Die Minimalspannungsänderung ΔVmin wird auf unendlich gesetzt. Auch der Maximalwert im A/D-Wandler 55 wird auf unendlich gesetzt.
Der RAM 53 speichert ebenfalls eine erste Menge von kritischen Werten K1' und S1 für die inaktiven Batterien, eine zweite Menge von kritischen Werten K2' und S2 für die aktiven Batterien, ein erstes Spannungsanstiegserfassungskennzeichen F1 und ein zweites Spannungsanstiegserfassungskennzeichen F2. Sowohl das erste als auch das zweite Kennzeichen (Flag) F1, F2 nehmen anfangs den Wert von "0" an (S103). Das erste Kennzeichen F1 wird jedoch auf "1" geschaltet, wenn eine Erfassung derart vorgenommen wird, dass die abgeleitete Spannungsänderung gleich oder größer dem kritischen Wert K1' geworden ist. Das zweite Kennzeichen F2 wird auf "1" geschalten, wenn eine Erfassung derart durchgeführt wird, dass die abgeleitete Spannungsänderung gleich oder größer dem kritischen Wert K2' geworden ist.
Dann wird der Batteriespannungsabtastzeitgeber 54 gestartet (S104). Wenn der Zeitgeber 54 eine Abtastperiode einer Zeit Δt (S105: JA) gemessen hat, dann wird der Zeitgeber 54 neu gestartet (S106), um zu ermöglichen, dass die Batteriespannung abgetastet wird.
Während der Abtastperiode wird die Batteriespannung Vin erfasst (S107) und die Spannungsänderung ΔVi-06 (= Vin - Vi-06) wird berechnet (S108). Die Spannungsänderung ΔVi-06 gibt eine Differenz in der Batteriespannung an, die während sechs Abtastperioden (6Δt) aufgetreten ist. Wenn das zweite Kennzeichen F2 den Wert von "1" hat (S109: JA), dann fährt die Routine zu S118 fort. Im Anfangsstadium des Ladens jedoch nimmt das zweite Kennzeichen F2 einen Wert von "0" an, da es so in S103 eingestellt ist. Deshalb fährt die Routine zu S110 fort, wo festgestellt wird, ob das erste Kennzeichen F1 den Wert von "1" hat oder nicht. Wenn das erste Kennzeichen F1 den Wert von "1" hat (S110: JA), dann fährt die Routine zu S116 fort. Das erste Kennzeichen F1 nimmt ebenfalls im Anfangsstadium des Ladens einen Wert von "0" an, so dass die Routine zu S111 fortfährt.
Wenn in S111 die abgeleitete Spannungsänderung (ΔVi-06 -ΔVmin) kleiner als der kritische Wert K1' (S111: NEIN) bestimmt wird, dann fährt die Routine zu S112 fort, wo ein Vergleich zwischen der Spannungsänderung ΔVi-06 und der Minimalspannungsänderung ΔVmin vorgenommen wird. Wenn die Spannungsänderung ΔVi-06 kleiner als die Minimalspannungsänderung ΔVmin ist (S112: JA), dann wird die Minimalspannungsänderung ΔVmin durch die Spannungsänderung ΔVi-06 ersetzt, um die Minimalspannungsänderung ΔVmin zu aktualisieren (S113). Dann werden die Daten für die erfassten Batteriespannungen Vi-06 bis Vi-01 aktualisiert (S114). Das heißt, Vi-06 wird durch Vi-05 ersetzt, Vi-05 durch Vi-04, Vi-04 durch Vi-03 und so weiter. Vi-01 wird durch Vin ersetzt. Wenn die Spannungsänderung ΔVi-06 gleich oder größer der Minimalspannungsänderung ΔVmin (S112: NEIN) ist, dann fährt die Routine direkt zu S114 fort, ohne S113 auszuführen. Nach Ausführung von S114 kehrt die Routine dann zurück zu S105, wo überprüft wird, ob die Abtastzeitspanne abgelaufen ist oder nicht.
Während das Laden der Batterie fortschreitet, wird die abgeleitete Spannungsänderung gleich oder größer dem kritischen Wert K1' (S111: JA), dann fährt der Prozess zu S115 fort, wo der Wert des ersten Kennzeichens F1 zu "1" umgeschrieben wird (S115). Der Wert "1" des ersten Kennzeichens F1 nimmt vorerst an, dass die ladende Batterie eine inaktive Batterie ist. Diese Annahme wird jedoch in Abrede gestellt, wenn die abgeleitete Spannungsänderung gleich oder größer dem kritischen Wert K2' geworden ist (S116: JA). Das heißt, die Batterie 2 wird schließlich bestimmt, eine aktive Batterie zu sein, nicht eine inaktive Batterie. Zu dieser Zeit wird der Wert des Kennzeichens F2 zu "1" umgeschrieben (S117) und dann fährt die Routine zu S118 fort. Wenn andererseits die abgeleitete Spannungsänderung kleiner als der kritische Wert K2' ist (S116: NEIN), ist die Annahme, dass die inaktive Batterie geladen wird, richtig, und die Routine fährt zu S119 fort.
Wenn bestimmt wird, dass die aktive Batterie geladen wird, wird die Spannungsänderung ΔVi-06 mit dem kritischen Wert S2 verglichen (S118). Die Tatsache, dass die Spannungsänderung ΔVi-06 gleich oder kleiner dem kritischen Wert S2 geworden ist (S118: JA), gibt an, dass die Batterie den Vollladezustand erreicht hat. Deshalb wird das Ladestoppsignal an den PWM- Steuer-IC 23 über den Ladesteuerungssignalübertragungsabschnitt 4 angelegt und das Batterieladegerät 100 stoppt das Laden der Batterie 2 (S120). Wenn die Batterie 2 aus dem Ladegerät 100 entnommen wird (S121: JA), kehrt die Routine zu S101 zurück. Wenn die Spannungsänderung ΔVi-06 noch größer als der kritische Wert S2 ist (S118: NEIN), wird angezeigt, dass der Vollladezustand noch nicht erreicht worden ist, so dass die Routine zu S112 fortfährt, um das Laden der Batterie fortzusetzen.
Wenn in S116 die abgeleitete Spannungsänderung den kritischen Wert K2' nicht überschreitet (S116: NEIN), wird die Batterie 2 bestimmt, eine inaktive Batterie zu sein und die Spannungsänderung ΔVi-06 wird mit dem kritischen Wert S1 verglichen (S119). Wenn die Spannungsänderung ΔVi-06 gleich oder kleiner dem kritischen Wert S1 geworden ist (S119: JA), wird bestimmt, dass die inaktive Batterie 2 den Vollladezustand erreicht hat. Deshalb stoppt das Batterieladegerät 100 das Laden der Batterie (S120). Wenn die Batterie 2 dem Ladegerät 100 entnommen wird (S121: JA), dann kehrt die Routine zu S101 zurück. Die Tatsache, dass die Spannungsänderung ΔVi-06 noch größer ist als der kritische Wert S1 (S119: NEIN) ist, zeigt an, dass die inaktive Batterie den Vollladezustand noch nicht erreicht hat, so dass die Routine zu S112 fortfährt.
Wenn, wie beschrieben, die Spannungsänderung ΔVi-06 unter den kritischen Wert S1 fällt, während nur das erste Kennzeichen F1 den Wert von "1" hat, wird die inaktive Batterie bestimmt, im Vollladezustand zu sein. Wenn andererseits sowohl das erste als auch das zweite Kennzeichen F1 und F2 den Wert von "1" haben, bedeutet dies, dass die Batterie 2 eine aktive Batterie ist. In diesem Fall wird die aktive Batterie bestimmt, voll geladen zu sein, wenn die Spannungsänderung ΔVi-06 unter den kritischen Wert S2 fällt.
Auf diese Weise wird der Vollladezustand der Batterie 2 zuverlässig und genau bestimmt, ungeachtet dessen, ob die Batterie 2 aktiv oder inaktiv ist, wodurch Überladen und ungenügendes Laden der Batterien verhindert wird.
In der ersten Ausführungsform wird die Batterie 2 bestimmt, aktiv oder inaktiv zu sein, basierend auf der abgeleiteten Spannungsänderung (ΔVi-06 - ΔVmin), diese Bestimmung kann jedoch basierend auf der Spannungsänderung ΔVi-06 vorgenommen werden, während die kritischen Werte K1 und K2 verwendet werden. In diesem Fall müssen die kritischen Werte K1 und K2, die mit der Spannungsänderung ΔVi-06 zu vergleichen sind, größer als die kritischen Werte K1' bzw. K2' eingestellt werden.
Als nächstes wird ein Betrieb des Batterieladegeräts 100 gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben, während auf das Flussdiagramm von Fig. 3 Bezug genommen wird. In der ersten Ausführungsform wird eine Erfassung des Vollladezustands vorgenommen, wenn die Spannungsänderung unter die kritischen Werte S1, S2 fällt, nachdem die abgeleitete Spannungsänderung gleich oder größer mindestens einem der kritischen Werte K1' und K2' geworden ist. Gemäß der zweiten Ausführungsform jedoch wird der Vollladezustand bestimmt, wenn die Spannungsänderung einen vorbestimmten Wert von der Maximalspannungsänderung abfällt. In der zweiten Ausführungsform werden kritischen Werte P1, P2, Q1 und Q2 verwendet, worin P1 < P2, Q1 < Q2.
Die Vorgänge von S201 bis S208 in Fig. 3 sind grundsätzlich die gleichen wie jene von S101 bis S108 in Fig. 2, und so wird ihre Erklärung weggelassen, um eine doppelte Beschreibung zu vermeiden. In S203 wird ein Wert für die Maximalspannungsänderung ΔVmax auf 0 voreingestellt.
Nach S209, wenn die Maximalspannungsänderung ΔVmax gleich oder größer dem kritischen Wert P2 ist (S209: JA), wird dann die Batterie 2 bestimmt, eine aktive Batterie zu sein und die Routine fährt zu S215 fort. Wenn andererseits die Maximalspannungsänderung ΔVmax kleiner als der kritische Wert P2 ist (S209: NEIN), dann fährt die Routine zu S210 fort. Wenn in S210 die Maximalspannungsänderung ΔVmax gleich oder größer dem kritische Wert P1 ist (S210: JA), wird angenommen, dass die Batterie 2 eine inaktive Batterie ist, und die Routine fährt zu S214 fort. Wenn andererseits die Maximalspannungsänderung ΔVmax kleiner als der kritische Wert P1 ist (S210: NEIN), dann fährt die Routine zu S211 fort.
In S211 wird die Spannungsänderung ΔVi-06 mit der Maximalspannungsänderung ΔVmax verglichen. Wenn die Spannungsänderung ΔVi-06 größer als die Maximalspannungsänderung ΔVmax ist (S211: JA), dann wird die Maximalspannungsänderung ΔVmax durch die Spannungsänderung ΔVi-06 ersetzt, um die Maximalspannungsänderung ΔVmax zu aktualisieren (S212) und der Prozess fährt zu S213 fort. Wenn andererseits die Maximalspannungsänderung ΔVmax größer als die Spannungsänderung ΔVi-06 ist (S211: NEIN), dann fährt die Routine direkt zu S213 fort, worin die Daten über die letzten sechs Batteriespannungen Vi-06 bis Vi-01 in derselben Weise wie S114 von Fig. 2 aktualisiert werden.
Wenn in S214 die Spannungsänderung ΔVi-06 den kritischen Wert Q1 von der Maximalspannungsänderung ΔVmax abfällt (S214: JA), dann wird festgestellt, dass die inaktive Batterie den Vollladezustand erreicht hat, so dass das Laden gestoppt wird (S216). Wenn die Batterie 2 entnommen wird (S217: JA), kehrt die Routine zu S201 zurück. Wenn die Spannungsänderung ΔVi-06 nicht den kritischen Wert Q1 von der Maximalspannungsänderung ΔVmax abfällt (S214: NEIN), dann kehrt der Prozess zu S211 zurück.
Wenn in S215 die Spannungsänderung ΔVi-06 den kritischen Wert Q2 von der Maximalspannungsänderung ΔVmax abfällt (S215: JA), dann wird festgestellt, dass die aktive Batterie den Vollladezustand erreicht hat, so dass das Laden gestoppt wird (S216). Wenn die Batterie 2 entnommen wird (S217: JA), kehrt die Routine zu S201 zurück. Wenn die Spannungsänderung ΔVi-06 nicht den kritischen Wert Q1 von der Maximalspannungsänderung ΔVmax abfällt (S214: NEIN), dann kehrt der Prozess zu S211 zurück.
In der zweiten Ausführungsform wird die Batterie 2 bestimmt, aktiv oder inaktiv zu sein, basierend auf dem Pegel der Maximalspannungsänderung ΔVmax, der während des Ladens erreicht wird. Dann werden die kritischen Werte Q1 und Q2 selektiv verwendet, um festzustellen, ob die Batterie den Vollladezustand erreicht hat. In der zweiten Ausführungsform kann der Vollladezustand zuverlässig und richtig erfasst werden, ungeachtet dessen, ob die Batterie 2 die aktive oder inaktive ist, in der ähnlichen Weise wie in der ersten Ausführungsform.
Während die Erfindung detailliert unter Bezug auf deren spezifische Ausführungsformen beschrieben worden ist, würde es für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen darin vorgenommen werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel werden die obigen Ausführungsformen zum Laden der aktiven Batterien und inaktiven Batterien beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf das Laden anderer Typen von Batterien mit verschiedenen Ladecharakteristika angewendet werden, wie etwa die Nickel- Cadmium-Batterien und die Nickel-Wasserstoff-Batterien.

Claims (11)

1. Batterieladegerät, das umfasst:
Zuführungsmittel zum Zuführen eines Ladestroms zu einer Batterie;
Batteriespannungserfassungsmittel zum periodischen Erfassen einer Batteriespannung über die Batterie;
einen Speicher, der Daten speichert über mindestens eine Batteriespannung, die durch das Batteriespannungserfassungsmittel erfasst wird;
Aktualisierungsmittel zum Aktualisieren der Daten, die im Speicher gespeichert werden, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
Berechnungsmittel zum Berechnen einer Differenz zwischen der neu erfassten Batteriespannung und der im Speicher gespeicherten Batteriespannung, wobei das Berechnungsmittel die Differenz berechnet, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
erstes Erfassungsmittel zum Erfassen, dass ein Wert der Differenz, berechnet durch das Berechnungsmittel, gleich oder größer einem ersten kritischen Wert und einem zweiten kritischen Wert, größer als der erste kritische Wert, geworden ist;
zweites Erfassungsmittel zum Erfassen, dass der Wert der Differenz gleich oder kleiner einem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem die Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden war und dass der Wert der Differenz gleich oder kleiner einem vierten kritischen Wert, größer als der dritte kritische Wert, geworden ist, nachdem die Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden war; und
Bestimmungsmittel zum Bestimmen, dass die Batterie einen Vollladezustand erreicht hat, wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder kleiner dem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, oder wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder kleiner dem vierten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
2. Batterieladegerät nach Anspruch 1, worin das erste Erfassungsmittel zuerst erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist und danach erfasst, dass der Wert der Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
3. Batterieladegerät nach Anspruch 1, das weiter umfasst ein erstes Anzeigemittel zum Anzeigen, dass die Batterie eine inaktive Batterie ist, wenn eine Erfassung, implementiert durch das erste Erfassungsmittel, anzeigt, dass der Wert der Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, aber nicht gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist, und ein zweites Anzeigemittel zum Anzeigen, dass die Batterie eine aktive Batterie ist, wenn eine Erfassung, implementiert durch das erste Erfassungsmittel, anzeigt, dass der Wert der Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
4. Batterieladegerät, das umfasst:
Zuführungsmittel zum Zuführen eines Ladestroms zu einer Batterie;
Batteriespannungserfassungsmittel zum periodischen Erfassen einer Batteriespannung über die Batterie;
einen Speicher, der Daten speichert über mindestens eine Batteriespannung, die durch das Batteriespannungserfassungsmittel erfasst wird;
Aktualisierungsmittel zum Aktualisieren der Daten, die im Speicher gespeichert werden, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
erstes Berechnungsmittel zum Berechnen einer ersten Differenz zwischen der neu erfassten Batteriespannung und der im Speicher gespeicherten Batteriespannung, wobei das erste Berechnungsmittel die erste Differenz berechnet, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
zweites Berechnungsmittel zum Berechnen einer zweiten Differenz zwischen der ersten Differenz und einem jemals auftretenden Minimalwert der Spannungsänderung, wobei das zweite Berechnungsmittel die zweite Differenz berechnet, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
erstes Erfassungsmittel zum Erfassen, dass ein Wert der zweiten Differenz, berechnet durch das zweite Berechnungsmittel, gleich oder größer einem ersten kritischen Wert und einem zweiten kritischen Wert, größer als der erste kritische Wert, geworden ist;
zweites Erfassungsmittel zum Erfassen, dass ein Wert der ersten Differenz gleich oder kleiner einem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem die zweite Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden war, und dass der Wert der ersten Differenz gleich oder kleiner einem vierten kritischen Wert, größer als der dritte kritische Wert, geworden ist, nachdem die zweite Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden war; und
Bestimmungsmittel zum Bestimmen, dass die Batterie einen Vollladezustand erreicht hat, wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der ersten Differenz gleich oder kleiner dem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, oder wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der ersten Differenz gleich oder kleiner dem vierten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
5. Batterieladegerät nach Anspruch 4, worin das erste Erfassungsmittel zuerst erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, und danach erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
6. Batterieladegerät nach Anspruch 4, das weiter umfasst ein erstes Anzeigemittel zum Anzeigen, dass die Batterie eine inaktive Batterie ist, wenn eine Erfassung, implementiert durch das erste Erfassungsmittel, anzeigt, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, aber nicht gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist, und ein zweites Anzeigemittel zum Anzeigen, das die Batterie eine aktive Batterie ist, wenn eine Erfassung, implementiert durch das erste Erfassungsmittel, anzeigt, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
7. Batterieladegerät, das umfasst:
Zuführungsmittel zum Zuführen eines Ladestroms zu einer Batterie;
Batteriespannungserfassungsmittel zum periodischen Erfassen einer Batteriespannung über die Batterie;
einen Speicher, der Daten über mindestens eine Batteriespannung speichert, die durch das Batteriespannungserfassungsmittel erfasst wird;
Aktualisierungsmittel zum Aktualisieren der Daten, die im Speicher gespeichert werden, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
erstes Berechnungsmittel zum Berechnen einer ersten Differenz zwischen der neu erfassten Batteriespannung und der im Speicher gespeicherten Batteriespannung, wobei das erste Berechnungsmittel die erste Differenz berechnet, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
zweites Berechnungsmittel zum Berechnen einer zweiten Differenz zwischen der ersten Differenz und einem jeweils auftretenden Minimalwert der Spannungsänderung, wobei das zweite Berechnungsmittel die zweite Differenz berechnet, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
erstes Erfassungsmittel zum Erfassen, dass ein Wert der zweiten Differenz, berechnet durch das zweite Berechnungsmittel, gleich oder größer einem ersten kritischen Wert und einem zweiten kritischen Wert, größer als der erste kritische Wert, geworden ist;
zweites Erfassungsmittel zum Erfassen, dass ein Wert der zweiten Differenz gleich oder kleiner einem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem die zweite Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden war, und dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder kleiner einem vierten kritischen Wert, größer als der dritte kritische Wert, geworden ist, nachdem die zweite Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden war; und
Bestimmungsmittel zum Bestimmen, dass die Batterie einen Vollladezustand erreicht hat, wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder kleiner dem dritten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, oder wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder kleiner dem vierten kritischen Wert geworden ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
8. Batterieladegerät nach Anspruch 7, worin das erste Erfassungsmittel zuerst erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, und danach erfasst, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
9. Batterieladegerät nach Anspruch 7, das weiter umfasst ein erstes Anzeigemittel zum Anzeigen, dass die Batterie eine inaktive Batterie ist, wenn eine Erfassung, implementiert durch das erste Erfassungsmittel, anzeigt, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist, aber nicht gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist, und ein zweites Anzeigemittel zum Anzeigen, dass die Batterie eine aktive Batterie ist, wenn eine Erfassung, implementiert durch das erste Erfassungsmittel, anzeigt, dass der Wert der zweiten Differenz gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist.
10. Batterieladegerät, das umfasst:
Zuführungsmittel zum Zuführen eines Ladestroms zu einer Batterie;
Batteriespannungserfassungsmittel zum periodischen Erfassen einer Batteriespannung über die Batterie;
einen Speicher, der Daten über mindestens eine Batteriespannung speichert, die durch das Batteriespannungserfassungsmittel erfasst wird;
Aktualisierungsmittel zum Aktualisieren der Daten, die im Speicher gespeichert werden, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird;
Berechnungsmittel zum Berechnen einer Differenz zwischen der neu erfassten Batteriespannung und der im Speicher gespeicherten Batteriespannung, wobei das Berechnungsmittel die Differenz berechnet, wann immer die Batteriespannung durch das Batteriespannungserfassungsmittel neu erfasst wird, wobei der Speicher ferner einen jemals auftretenden Maximalwert der Differenz speichert;
erstes Erfassungsmittel zum Erfassen, dass der Maximalwert gleich oder größer einem ersten kritischen Wert und einem zweiten kritischen Wert, größer als der erste kritische Wert, geworden ist;
zweites Erfassungsmittel zum Erfassen, dass die Differenz einen dritten kritischen Wert oder einen vierten kritischen Wert, größer als der dritte kritische Wert, vom Maximalwert abgefallen ist; und
Bestimmungsmittel zum Bestimmen, dass die Batterie einen Vollladezustand erreicht hat, wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass die Differenz den dritten kritischen Wert vom Maximalwert abgefallen ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Maximalwert gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden war, aber nicht den zweiten kritischen Wert überschritten hat, und wenn das zweite Erfassungsmittel erfasst, dass die Differenz den vierten kritischen Wert vom Maximalwert abgefallen ist, nachdem das erste Erfassungsmittel erfasst, dass der Maximalwert gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden war.
11. Batterieladegerät nach Anspruch 10, worin das erste Erfassungsmittel zuerst erfasst, dass der Maximalwert gleich oder größer dem zweiten kritischen Wert geworden ist, und danach erfasst, dass der Maximalwert gleich oder größer dem ersten kritischen Wert geworden ist.
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