JP2000078770A - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
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- JP2000078770A JP2000078770A JP10246780A JP24678098A JP2000078770A JP 2000078770 A JP2000078770 A JP 2000078770A JP 10246780 A JP10246780 A JP 10246780A JP 24678098 A JP24678098 A JP 24678098A JP 2000078770 A JP2000078770 A JP 2000078770A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池
を充電する時に充電装置と電池が隣接して配置されるこ
とが多い。そして、充電装置の電源回路は一般的に発熱
する。また、電池自身も充電により発熱する。一方、こ
れらの電池は周囲温度によって充電状態が大きく変化
し、特にニッケル水素電池の満充電検知が妨げられると
いう問題点がある。そこで本発明は、2次電池の真の温
度変化を計測し、正確な満充電検知を可能とする充電装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 充電装置の発熱部分のうち、発熱量が支
配的である部分(例えばスイッチング用トランジスタ)
の温度・発熱の影響を、電池自身の温度・発熱の影響か
ら排除することにより、電池自身の正確な温度を算出
し、より正確な充電管理、特にニッケル水素電池の満充
電管理を行う。
を充電する時に充電装置と電池が隣接して配置されるこ
とが多い。そして、充電装置の電源回路は一般的に発熱
する。また、電池自身も充電により発熱する。一方、こ
れらの電池は周囲温度によって充電状態が大きく変化
し、特にニッケル水素電池の満充電検知が妨げられると
いう問題点がある。そこで本発明は、2次電池の真の温
度変化を計測し、正確な満充電検知を可能とする充電装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 充電装置の発熱部分のうち、発熱量が支
配的である部分(例えばスイッチング用トランジスタ)
の温度・発熱の影響を、電池自身の温度・発熱の影響か
ら排除することにより、電池自身の正確な温度を算出
し、より正確な充電管理、特にニッケル水素電池の満充
電管理を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2次電池を充電す
る充電装置、特にニッケルカドミウム電池やニッケル水
素電池等で、周囲温度の変化による充電状態への影響が
大きな2次電池を対象とする充電装置に関するものであ
る。
る充電装置、特にニッケルカドミウム電池やニッケル水
素電池等で、周囲温度の変化による充電状態への影響が
大きな2次電池を対象とする充電装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯型の各種電子装置の普及が進
んでいる。携帯電話やノート型のパーソナルコンピュー
タもその1種である。これらの装置は常に携帯される性
質上、充電や電池交換をしなくとも長時間動作すること
が求められている。長時間動作を実現するための電池容
量・充放電効率向上のために様々な改良が加えられてき
たが、最近は従来の鉛蓄電池やニッケルカドミウム電池
に代わり、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等が
多く使用されるようになってきた。これらの電池は一般
に定電流又は定電圧によって充電を行い、電池の端子電
圧・電池の温度・充電電流の変化を検出することによっ
て満充電と判定して充電を終了している。また、市場の
強い要望である充電時間短縮を実現するために、充電電
流を増やし、過充電の可能性を減らす為に満充電検出の
手法いわゆる充電パラメータの設定を精密に行うことで
対応が行われてきた。
んでいる。携帯電話やノート型のパーソナルコンピュー
タもその1種である。これらの装置は常に携帯される性
質上、充電や電池交換をしなくとも長時間動作すること
が求められている。長時間動作を実現するための電池容
量・充放電効率向上のために様々な改良が加えられてき
たが、最近は従来の鉛蓄電池やニッケルカドミウム電池
に代わり、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等が
多く使用されるようになってきた。これらの電池は一般
に定電流又は定電圧によって充電を行い、電池の端子電
圧・電池の温度・充電電流の変化を検出することによっ
て満充電と判定して充電を終了している。また、市場の
強い要望である充電時間短縮を実現するために、充電電
流を増やし、過充電の可能性を減らす為に満充電検出の
手法いわゆる充電パラメータの設定を精密に行うことで
対応が行われてきた。
【0003】以下、ニッケル水素電池の充電を行う従来
の充電装置の構成について図面を使用して説明する。図
4は従来の充電装置の構成を示すブロック図であり、1
は充電装置を構成する各要素に電源を供給する電源回
路、2は電池が満充電状態か否かを判定して充電を終了
させる等、充電装置の動作を制御する制御手段、6は電
源回路1からの電力を充電のための定電流に変換するた
めのスイッチングトランジスタ、7はスイッチングされ
た電力の平滑を行うインダクタ、8はフライホイールダ
イオード、9は充電電圧を計測する充電電圧計測手段、
10は充電電流を検出するための充電電流検出用抵抗
器、11は電池電圧を計測する電池電圧計測手段、12
は充電する対象である2次電池、例えばニッケル水素電
池、13は電池温度を計測する電池温度計測手段である
サーミスタ、14は電池が満充電状態か否かを判定する
ために、充電電圧計測手段9、電池電圧計測手段11及
び電池温度計測手段13の計測結果を演算する演算手段
である。
の充電装置の構成について図面を使用して説明する。図
4は従来の充電装置の構成を示すブロック図であり、1
は充電装置を構成する各要素に電源を供給する電源回
路、2は電池が満充電状態か否かを判定して充電を終了
させる等、充電装置の動作を制御する制御手段、6は電
源回路1からの電力を充電のための定電流に変換するた
めのスイッチングトランジスタ、7はスイッチングされ
た電力の平滑を行うインダクタ、8はフライホイールダ
イオード、9は充電電圧を計測する充電電圧計測手段、
10は充電電流を検出するための充電電流検出用抵抗
器、11は電池電圧を計測する電池電圧計測手段、12
は充電する対象である2次電池、例えばニッケル水素電
池、13は電池温度を計測する電池温度計測手段である
サーミスタ、14は電池が満充電状態か否かを判定する
ために、充電電圧計測手段9、電池電圧計測手段11及
び電池温度計測手段13の計測結果を演算する演算手段
である。
【0004】図5は従来のニッケル水素電池の充電を行
った場合の充電時間と電池温度の関係を示すグラフであ
る。図5において、真の電池温度のグラフは、同じ充電
回路・充電パラメータを使用しながら、例えば電池の周
辺に断熱材を配して電池と充電回路の熱結合を遮断して
充電を行った場合に得られる電池温度の変化を示してい
るグラフである。充電回路発熱の影響を受けた電池温度
のグラフは、電池と充電回路が隣接して配置され、相互
の熱結合が存在する場合の電池温度の変化を示すグラフ
である。
った場合の充電時間と電池温度の関係を示すグラフであ
る。図5において、真の電池温度のグラフは、同じ充電
回路・充電パラメータを使用しながら、例えば電池の周
辺に断熱材を配して電池と充電回路の熱結合を遮断して
充電を行った場合に得られる電池温度の変化を示してい
るグラフである。充電回路発熱の影響を受けた電池温度
のグラフは、電池と充電回路が隣接して配置され、相互
の熱結合が存在する場合の電池温度の変化を示すグラフ
である。
【0005】以下、図4・図5を参照して従来の充電装
置を用いてニッケル水素電池を充電する場合について説
明する。まず、ニッケル水素電池12の充電を行うため
に充電装置に接続する。充電に先立って、充電を行って
も良い電池の状態かどうかを判定するために電池温度・
電池電圧が、電池温度計測手段13の一例であるサーミ
スタと電池電圧計測手段11によって計測される。計測
値は演算手段14によって演算され充電可能かどうかの
判定が行われる。充電可能と判定された場合には、制御
手段2にその旨の信号が送られる。制御手段2はスイッ
チングトランジスタ4に対してスイッチングパルスの送
出を開始し、電源回路1の電力はスイッチングトランジ
スタ6によりスイッチングされ、インダクタ7・フライ
ホイールダイオード8により平滑されて適切な電圧・電
流値に変換されて、ニッケル水素電池12に定電流充電
される。この時、充電電圧計測手段9、充電電流検出用
抵抗器10、電池電圧計測手段11により電池電圧・充
電電流が計測されて、演算手段14により一定の電流に
なるよう制御手段2よりスイッチングトランジスタ6に
適切な周期又は幅のスイッチングパルスが送られる。電
池の充電状態は電池電圧計測手段11・電池温度計測手
段13により監視される。ニッケル水素電池の満充電検
知は一般に電池温度の上昇率、つまり温度上昇カーブの
傾きである、温度を時間で微分したdT/dtが一定値
を越したことにより判定されるために、電池温度計測手
段13により単位時間毎に測定された電池温度は演算手
段14により都度微分値が求められ、予め定められた値
に到達するかどうかが監視されている。
置を用いてニッケル水素電池を充電する場合について説
明する。まず、ニッケル水素電池12の充電を行うため
に充電装置に接続する。充電に先立って、充電を行って
も良い電池の状態かどうかを判定するために電池温度・
電池電圧が、電池温度計測手段13の一例であるサーミ
スタと電池電圧計測手段11によって計測される。計測
値は演算手段14によって演算され充電可能かどうかの
判定が行われる。充電可能と判定された場合には、制御
手段2にその旨の信号が送られる。制御手段2はスイッ
チングトランジスタ4に対してスイッチングパルスの送
出を開始し、電源回路1の電力はスイッチングトランジ
スタ6によりスイッチングされ、インダクタ7・フライ
ホイールダイオード8により平滑されて適切な電圧・電
流値に変換されて、ニッケル水素電池12に定電流充電
される。この時、充電電圧計測手段9、充電電流検出用
抵抗器10、電池電圧計測手段11により電池電圧・充
電電流が計測されて、演算手段14により一定の電流に
なるよう制御手段2よりスイッチングトランジスタ6に
適切な周期又は幅のスイッチングパルスが送られる。電
池の充電状態は電池電圧計測手段11・電池温度計測手
段13により監視される。ニッケル水素電池の満充電検
知は一般に電池温度の上昇率、つまり温度上昇カーブの
傾きである、温度を時間で微分したdT/dtが一定値
を越したことにより判定されるために、電池温度計測手
段13により単位時間毎に測定された電池温度は演算手
段14により都度微分値が求められ、予め定められた値
に到達するかどうかが監視されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に充電回路と充電
する対象である電池は隣接して配置される。充電装置の
電源回路は一般に発熱する。また、電池自身も充電によ
り発熱する。図5におけるデータ採取のために使用した
電池を包む断熱材は一般にはコストアップにつながるた
めに使用されない。一方、電池は周囲温度によって充電
状態が変化し、充電回路の発熱によって電池の温度が著
しく変化すると、特にニッケル水素電池の急速充電の場
合には充電不良や過充電の原因になるという欠点を有し
ていた。
する対象である電池は隣接して配置される。充電装置の
電源回路は一般に発熱する。また、電池自身も充電によ
り発熱する。図5におけるデータ採取のために使用した
電池を包む断熱材は一般にはコストアップにつながるた
めに使用されない。一方、電池は周囲温度によって充電
状態が変化し、充電回路の発熱によって電池の温度が著
しく変化すると、特にニッケル水素電池の急速充電の場
合には充電不良や過充電の原因になるという欠点を有し
ていた。
【0007】そこで本発明は、2次電池の真の温度変化
を計測し、正確な満充電検知を可能とする充電装置を提
供することを目的とする。
を計測し、正確な満充電検知を可能とする充電装置を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、装置の各要素
に電源を供給する電源手段と、電源手段の出力電圧を計
測する第1の電圧計測手段と、電源手段から流れ出る電
流を計測する第1の電流計測手段と、電源手段から取り
出される電力を電池に供給するために電圧・電流を変換
する電圧・電流変換手段と、電池の電圧を計測する第2
の電圧計測手段と、電圧・電流変換手段に接続された充
電対象である電池と、電圧・電流変換手段より電池に流
れる電流を計測する第2の電流計測手段と、電池の温度
を計測する電池温度計測手段と、第1・第2の電流計測
手段、電池温度計測手段の出力値を演算する演算手段
と、充電時間を計時し、演算手段に通知する計時手段
と、前記演算手段の演算結果を受けて装置の動作を制御
する制御手段とを有し、第1の電圧計測手段の電圧計測
値、第1の電流計測手段の電流計測値により電圧・電流
変換手段への入力電力を算出し、第2の電圧計測手段の
電圧計測値、第2の電流計測手段の電流計測値により電
圧・電流変換手段からの出力電力を算出して電圧・電流
変換手段における電力損失を求め、電力損失が発生して
いる時間を計時して熱量を求め、電池を充電する場合の
電池自身からの発熱から、電圧・電流変換手段における
電力損失に起因する発熱の影響を取り除くことにより、
電池自身の温度上昇を計測して充電の正確な終了動作を
行うことを特徴とする充電装置である。
に電源を供給する電源手段と、電源手段の出力電圧を計
測する第1の電圧計測手段と、電源手段から流れ出る電
流を計測する第1の電流計測手段と、電源手段から取り
出される電力を電池に供給するために電圧・電流を変換
する電圧・電流変換手段と、電池の電圧を計測する第2
の電圧計測手段と、電圧・電流変換手段に接続された充
電対象である電池と、電圧・電流変換手段より電池に流
れる電流を計測する第2の電流計測手段と、電池の温度
を計測する電池温度計測手段と、第1・第2の電流計測
手段、電池温度計測手段の出力値を演算する演算手段
と、充電時間を計時し、演算手段に通知する計時手段
と、前記演算手段の演算結果を受けて装置の動作を制御
する制御手段とを有し、第1の電圧計測手段の電圧計測
値、第1の電流計測手段の電流計測値により電圧・電流
変換手段への入力電力を算出し、第2の電圧計測手段の
電圧計測値、第2の電流計測手段の電流計測値により電
圧・電流変換手段からの出力電力を算出して電圧・電流
変換手段における電力損失を求め、電力損失が発生して
いる時間を計時して熱量を求め、電池を充電する場合の
電池自身からの発熱から、電圧・電流変換手段における
電力損失に起因する発熱の影響を取り除くことにより、
電池自身の温度上昇を計測して充電の正確な終了動作を
行うことを特徴とする充電装置である。
【0009】この構成により、2次電池の真の温度変化
を計測し、正確な満充電検知を可能とする充電装置を実
現できる。
を計測し、正確な満充電検知を可能とする充電装置を実
現できる。
【0010】
【発明の実施の形態】請求項1記載の発明は、装置の各
要素に電源を供給する電源手段と、電源手段の出力電圧
を計測する第1の電圧計測手段と、電源手段から流れ出
る電流を計測する第1の電流計測手段と、電源手段から
取り出される電力を電池に供給するために電圧・電流を
変換する電圧・電流変換手段と、電池の電圧を計測する
第2の電圧計測手段と、電圧・電流変換手段に接続され
た充電対象である電池と、電圧・電流変換手段より電池
に流れる電流を計測する第2の電流計測手段と、電池の
温度を計測する電池温度計測手段と、第1・第2の電流
計測手段、電池温度計測手段の出力値を演算する演算手
段と、充電時間を計時し、演算手段に通知する計時手段
と、前記演算手段の演算結果を受けて装置の動作を制御
する制御手段とを有し、第1の電圧計測手段の電圧計測
値、第1の電流計測手段の電流計測値により電圧・電流
変換手段への入力電力を算出し、第2の電圧計測手段の
電圧計測値、第2の電流計測手段の電流計測値により電
圧・電流変換手段からの出力電力を算出して電圧・電流
変換手段における電力損失を求め、電力損失が発生して
いる時間を計時して熱量を求め、電池を充電する場合の
電池自身からの発熱から、電圧・電流変換手段における
電力損失に起因する発熱の影響を取り除くことにより、
電池自身の温度上昇を計測して充電の正確な終了動作を
行うことを特徴とする充電装置である。
要素に電源を供給する電源手段と、電源手段の出力電圧
を計測する第1の電圧計測手段と、電源手段から流れ出
る電流を計測する第1の電流計測手段と、電源手段から
取り出される電力を電池に供給するために電圧・電流を
変換する電圧・電流変換手段と、電池の電圧を計測する
第2の電圧計測手段と、電圧・電流変換手段に接続され
た充電対象である電池と、電圧・電流変換手段より電池
に流れる電流を計測する第2の電流計測手段と、電池の
温度を計測する電池温度計測手段と、第1・第2の電流
計測手段、電池温度計測手段の出力値を演算する演算手
段と、充電時間を計時し、演算手段に通知する計時手段
と、前記演算手段の演算結果を受けて装置の動作を制御
する制御手段とを有し、第1の電圧計測手段の電圧計測
値、第1の電流計測手段の電流計測値により電圧・電流
変換手段への入力電力を算出し、第2の電圧計測手段の
電圧計測値、第2の電流計測手段の電流計測値により電
圧・電流変換手段からの出力電力を算出して電圧・電流
変換手段における電力損失を求め、電力損失が発生して
いる時間を計時して熱量を求め、電池を充電する場合の
電池自身からの発熱から、電圧・電流変換手段における
電力損失に起因する発熱の影響を取り除くことにより、
電池自身の温度上昇を計測して充電の正確な終了動作を
行うことを特徴とする充電装置である。
【0011】この構成によれば、充電装置の発熱部分の
うち、発熱量が支配的である部分(例えばスイッチング
用トランジスタ)の発熱による温度上昇分を2次電池の
充電による温度上昇分から差し引くことで、電池自身の
正確な温度を測定し、正確な充電管理、特にニッケル水
素電池の満充電管理を行うことができる。
うち、発熱量が支配的である部分(例えばスイッチング
用トランジスタ)の発熱による温度上昇分を2次電池の
充電による温度上昇分から差し引くことで、電池自身の
正確な温度を測定し、正確な充電管理、特にニッケル水
素電池の満充電管理を行うことができる。
【0012】請求項2の発明は、装置の各要素に電源を
供給する電源手段と、電源手段から電力の供給を受けて
電池に供給する定電流を生成する定電流手段と、定電流
手段と充電対象である電池の間に接続された電流スイッ
チング手段と、電流スイッチング手段に接続された充電
対象である電池と、定電流手段及び電流スイッチング手
段の温度を計測する第1の温度計測手段と、第1の温度
計測手段の計測値を微分する第1の微分手段と、電池の
温度を計測する第2の温度計測手段と、第2の温度計測
手段の計測値を微分する第2の微分手段と、第2の微分
手段の出力値より第1の微分手段の出力値を引き算する
引き算手段と、引き算手段の出力値を受けて演算を行う
演算手段と、演算手段の出力値を受けて充電装置の動作
を制御する制御手段とを有し、第2の温度計測手段の微
分値から第1の温度計測手段の微分値を差し引くことに
より、電池を充電する場合の電池自身からの発熱から、
電圧・電流変換手段における電力損失に起因する発熱の
影響を取り除くことにより、電池自身の温度上昇を計測
して充電の正確な終了動作を行うことを特徴とする充電
装置である。
供給する電源手段と、電源手段から電力の供給を受けて
電池に供給する定電流を生成する定電流手段と、定電流
手段と充電対象である電池の間に接続された電流スイッ
チング手段と、電流スイッチング手段に接続された充電
対象である電池と、定電流手段及び電流スイッチング手
段の温度を計測する第1の温度計測手段と、第1の温度
計測手段の計測値を微分する第1の微分手段と、電池の
温度を計測する第2の温度計測手段と、第2の温度計測
手段の計測値を微分する第2の微分手段と、第2の微分
手段の出力値より第1の微分手段の出力値を引き算する
引き算手段と、引き算手段の出力値を受けて演算を行う
演算手段と、演算手段の出力値を受けて充電装置の動作
を制御する制御手段とを有し、第2の温度計測手段の微
分値から第1の温度計測手段の微分値を差し引くことに
より、電池を充電する場合の電池自身からの発熱から、
電圧・電流変換手段における電力損失に起因する発熱の
影響を取り除くことにより、電池自身の温度上昇を計測
して充電の正確な終了動作を行うことを特徴とする充電
装置である。
【0013】この構成によれば、充電装置の発熱部分の
うち、発熱量が支配的である部分の発熱による温度上昇
の微分値を2次電池の充電による温度上昇の微分値から
差し引くことにより、電池自身の温度上昇傾向から回路
の発熱による影響を差し引くことで、正確な充電管理、
特にニッケル水素電池の満充電管理を行うことができ
る。
うち、発熱量が支配的である部分の発熱による温度上昇
の微分値を2次電池の充電による温度上昇の微分値から
差し引くことにより、電池自身の温度上昇傾向から回路
の発熱による影響を差し引くことで、正確な充電管理、
特にニッケル水素電池の満充電管理を行うことができ
る。
【0014】請求項3の発明は、装置の各要素に電源を
供給する電源手段と、電源手段から電力の供給を受けて
電池に供給する定電流を生成する定電流手段と、定電流
手段と充電対象である電池の間に接続された電流スイッ
チング手段と、電流スイッチング手段に接続された充電
対象である電池と、定電流手段及び電流スイッチング手
段の温度を計測する第1の温度計測手段と、第1の温度
計測手段の計測値を積分する第1の積分手段と、電池の
温度を計測する第2の温度計測手段と、第2の温度計測
手段の計測値を積分する第2の積分手段と、第2の積分
手段の出力値より第1の積分手段の出力値を引き算する
引き算手段と、引き算手段の出力値を受けて演算を行う
演算手段と、充電時間を計時し、演算手段に通知する計
時手段と、演算手段の出力値を受けて充電装置の動作を
制御する制御手段とを有し、計時手段により積分実施の
時間を確定し、積分の第2の温度計測手段の積分値から
第1の温度計測手段の積分値を差し引くことにより、電
池を充電する場合の電池自身からの発熱から、電圧・電
流変換手段における電力損失に起因する発熱の影響を取
り除くことにより、電池自身の温度上昇を計測して充電
の正確な終了動作を行うことを特徴とする充電装置であ
る。
供給する電源手段と、電源手段から電力の供給を受けて
電池に供給する定電流を生成する定電流手段と、定電流
手段と充電対象である電池の間に接続された電流スイッ
チング手段と、電流スイッチング手段に接続された充電
対象である電池と、定電流手段及び電流スイッチング手
段の温度を計測する第1の温度計測手段と、第1の温度
計測手段の計測値を積分する第1の積分手段と、電池の
温度を計測する第2の温度計測手段と、第2の温度計測
手段の計測値を積分する第2の積分手段と、第2の積分
手段の出力値より第1の積分手段の出力値を引き算する
引き算手段と、引き算手段の出力値を受けて演算を行う
演算手段と、充電時間を計時し、演算手段に通知する計
時手段と、演算手段の出力値を受けて充電装置の動作を
制御する制御手段とを有し、計時手段により積分実施の
時間を確定し、積分の第2の温度計測手段の積分値から
第1の温度計測手段の積分値を差し引くことにより、電
池を充電する場合の電池自身からの発熱から、電圧・電
流変換手段における電力損失に起因する発熱の影響を取
り除くことにより、電池自身の温度上昇を計測して充電
の正確な終了動作を行うことを特徴とする充電装置であ
る。
【0015】この構成によれば、充電装置の発熱部分の
うち、発熱量が支配的である部分の発熱による温度上昇
分(deg)を温度が上昇した時間について積分した値
(発熱量)を2次電池の充電による温度上昇分(de
g)を温度が上昇した時間について積分した値(発熱
量)から差し引くことにより、電池自身の発熱量から回
路の発熱量を差し引くことで、正確な充電管理、特にニ
ッケル水素電池の満充電管理を行うことができる。
うち、発熱量が支配的である部分の発熱による温度上昇
分(deg)を温度が上昇した時間について積分した値
(発熱量)を2次電池の充電による温度上昇分(de
g)を温度が上昇した時間について積分した値(発熱
量)から差し引くことにより、電池自身の発熱量から回
路の発熱量を差し引くことで、正確な充電管理、特にニ
ッケル水素電池の満充電管理を行うことができる。
【0016】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1における充電装置の構成を示すブロック図であり、
1は充電装置を構成する各要素に電源を供給する電源回
路、2は2次電池が満充電状態か否かを判定して充電を
終了させる等、充電装置の動作を制御する制御手段、3
は電源回路の出力電圧を計測する電源電圧計測手段、4
は電源回路1から流れ出る電流を検出する電流検出抵抗
器、5は電流検出抵抗器4による電圧降下を検出し、こ
れを通過した電流を計算するための電圧を計測する電流
値検出用の電圧計測手段、6は電源回路1からの電力を
充電のための定電流に変換するためのスイッチングトラ
ンジスタ、7はスイッチングされた電力の平滑を行うイ
ンダクタ、8はフライホイールダイオード、9は充電電
圧を計測する充電電圧計測手段、10は充電電流を検出
するための充電電流検出用抵抗器、11は電池電圧を計
測する電池電圧計測手段、12は充電する対象である2
次電池、例えばニッケル水素電池、13は電池温度を計
測する電池温度計測手段、この実施の形態に於いては一
例としてサーミスタを使用、14は2次電池が満充電状
態か否かを判定するために、充電電圧計測手段9、電池
電圧計測手段11及び電池温度計測手段13の計測結果
を演算する演算手段、20は充電時間を計測する計時手
段である。スイッチングトランジスタ6、平滑用インダ
クタ7、フライホイールダイオード8の3点で電力スイ
ッチング手段23と呼称する。
態1における充電装置の構成を示すブロック図であり、
1は充電装置を構成する各要素に電源を供給する電源回
路、2は2次電池が満充電状態か否かを判定して充電を
終了させる等、充電装置の動作を制御する制御手段、3
は電源回路の出力電圧を計測する電源電圧計測手段、4
は電源回路1から流れ出る電流を検出する電流検出抵抗
器、5は電流検出抵抗器4による電圧降下を検出し、こ
れを通過した電流を計算するための電圧を計測する電流
値検出用の電圧計測手段、6は電源回路1からの電力を
充電のための定電流に変換するためのスイッチングトラ
ンジスタ、7はスイッチングされた電力の平滑を行うイ
ンダクタ、8はフライホイールダイオード、9は充電電
圧を計測する充電電圧計測手段、10は充電電流を検出
するための充電電流検出用抵抗器、11は電池電圧を計
測する電池電圧計測手段、12は充電する対象である2
次電池、例えばニッケル水素電池、13は電池温度を計
測する電池温度計測手段、この実施の形態に於いては一
例としてサーミスタを使用、14は2次電池が満充電状
態か否かを判定するために、充電電圧計測手段9、電池
電圧計測手段11及び電池温度計測手段13の計測結果
を演算する演算手段、20は充電時間を計測する計時手
段である。スイッチングトランジスタ6、平滑用インダ
クタ7、フライホイールダイオード8の3点で電力スイ
ッチング手段23と呼称する。
【0017】(実施の形態2)図2は本発明の実施の形
態2における充電装置の構成を示すブロック図であり、
1は充電装置を構成する各要素に電源を供給する電源回
路、2は2次電池が満充電状態か否かを判定して充電を
終了させる等、充電装置の動作を制御する制御手段、6
は定電流手段からの電力を充電のための定電流に変換す
るためのスイッチング手段であるスイッチングトランジ
スタ、12は充電する対象である2次電池、例えばニッ
ケル水素電池、13は電池温度を計測する電池温度計測
手段、この実施の形態に於いては一例としてサーミスタ
を使用、14は2次電池が満充電状態か否かを判定する
ための演算手段、15は定電流手段20及びスイッチン
グトランジスタ6の温度を計測する充電回路温度計測手
段、16は充電回路温度計測手段15で計測した充電回
路の温度上昇値を時間で微分する第1の微分手段、17
は電池温度計測手段13で計測した電池温度を時間で微
分する第2の微分手段、18は第1の微分手段16で求
めた微分値から第2の微分手段17で求めた微分値の差
を求める引き算手段、19は2次電池に供給して充電す
る定電流を生成する定電流手段である。
態2における充電装置の構成を示すブロック図であり、
1は充電装置を構成する各要素に電源を供給する電源回
路、2は2次電池が満充電状態か否かを判定して充電を
終了させる等、充電装置の動作を制御する制御手段、6
は定電流手段からの電力を充電のための定電流に変換す
るためのスイッチング手段であるスイッチングトランジ
スタ、12は充電する対象である2次電池、例えばニッ
ケル水素電池、13は電池温度を計測する電池温度計測
手段、この実施の形態に於いては一例としてサーミスタ
を使用、14は2次電池が満充電状態か否かを判定する
ための演算手段、15は定電流手段20及びスイッチン
グトランジスタ6の温度を計測する充電回路温度計測手
段、16は充電回路温度計測手段15で計測した充電回
路の温度上昇値を時間で微分する第1の微分手段、17
は電池温度計測手段13で計測した電池温度を時間で微
分する第2の微分手段、18は第1の微分手段16で求
めた微分値から第2の微分手段17で求めた微分値の差
を求める引き算手段、19は2次電池に供給して充電す
る定電流を生成する定電流手段である。
【0018】(実施の形態3)図3は本発明の実施の形
態3における充電装置の構成を示すブロック図であり、
1は充電装置を構成する各要素に電源を供給する電源回
路、2は2次電池が満充電状態か否かを判定して充電を
終了させる等、充電装置の動作を制御する制御手段、6
は定電流手段からの電力を充電のための定電流に変換す
るためのスイッチングトランジスタ、12は充電する対
象である2次電池、例えばニッケル水素電池、13は電
池温度を計測する電池温度計測手段、この実施の形態に
於いては一例としてサーミスタを使用、14は2次電池
が満充電状態か否かを判定するための演算手段、15は
定電流手段19及びスイッチングトランジスタ6の温度
を計測する充電回路温度計測手段、18は第1の積分手
段21で求めた積分値から第2の積分手段22で求めた
微分値の差を求める引き算手段、19は2次電池に供給
して充電する定電流を生成する定電流手段、21は充電
回路温度計測手段で計測した充電回路の温度上昇値を積
分する第1の積分手段、22は電池温度計測手段13で
計測した電池温度を積分する第2の積分手段である。
態3における充電装置の構成を示すブロック図であり、
1は充電装置を構成する各要素に電源を供給する電源回
路、2は2次電池が満充電状態か否かを判定して充電を
終了させる等、充電装置の動作を制御する制御手段、6
は定電流手段からの電力を充電のための定電流に変換す
るためのスイッチングトランジスタ、12は充電する対
象である2次電池、例えばニッケル水素電池、13は電
池温度を計測する電池温度計測手段、この実施の形態に
於いては一例としてサーミスタを使用、14は2次電池
が満充電状態か否かを判定するための演算手段、15は
定電流手段19及びスイッチングトランジスタ6の温度
を計測する充電回路温度計測手段、18は第1の積分手
段21で求めた積分値から第2の積分手段22で求めた
微分値の差を求める引き算手段、19は2次電池に供給
して充電する定電流を生成する定電流手段、21は充電
回路温度計測手段で計測した充電回路の温度上昇値を積
分する第1の積分手段、22は電池温度計測手段13で
計測した電池温度を積分する第2の積分手段である。
【0019】次に動作を説明する。まず、実施の形態1
の動作について図1・図5を用いて説明する。電源回路
1から流れ出す電流i1、2次電池12に流れ込む電流
i2についてまず求めてみる。使用する計測値V1,V
2,V3,V4の本充電装置の回路図における計測ポイ
ント及び抵抗値R1,R2の抵抗器については図1に示
している。電流i1、電流i2は次の(数1)、(数
2)で計算することができる。
の動作について図1・図5を用いて説明する。電源回路
1から流れ出す電流i1、2次電池12に流れ込む電流
i2についてまず求めてみる。使用する計測値V1,V
2,V3,V4の本充電装置の回路図における計測ポイ
ント及び抵抗値R1,R2の抵抗器については図1に示
している。電流i1、電流i2は次の(数1)、(数
2)で計算することができる。
【0020】
【数1】
【0021】
【数2】
【0022】i1,i2が異なる値になる理由は電力ス
イッチング動作を行っているからである。ここで、電力
スイッチング手段23における電力損失は、入力電力か
ら出力電力を差し引けば求められるから、次の(数3)
で求めることができる。
イッチング動作を行っているからである。ここで、電力
スイッチング手段23における電力損失は、入力電力か
ら出力電力を差し引けば求められるから、次の(数3)
で求めることができる。
【0023】
【数3】
【0024】(数3)で示される値は電力であり、単
位:Wattで示される。1W=1J/secであるか
ら、充電を行っている時間を知ることで、単位:Jou
leで示される発生熱量を得ることができる。一方、電
池温度は電池温度計測手段13で計測されるが、その温
度には電池自身の温度上昇分に加えて、(数3)と充電
時間の積で示される電力損失に起因する熱量の影響も含
まれている。
位:Wattで示される。1W=1J/secであるか
ら、充電を行っている時間を知ることで、単位:Jou
leで示される発生熱量を得ることができる。一方、電
池温度は電池温度計測手段13で計測されるが、その温
度には電池自身の温度上昇分に加えて、(数3)と充電
時間の積で示される電力損失に起因する熱量の影響も含
まれている。
【0025】この2つの発熱要因を分離するには例えば
以下のような手法が考えられる。まず、図1に示す各構
成要素を全て備えた充電装置において、2次電池12を
断熱材で包んで、周囲と熱交換できないように処置す
る。電池温度計測手段13は当然、電池と熱結合させて
設置する。次に図1の構成要素にはない第2の温度計測
手段を用意して、2次電池12を包んでいる断熱材の表
面に設置する。第2の温度計測手段は、電力スイッチン
グ手段23から2次電池12に対して輻射された熱エネ
ルギーのみの影響を受ける。電源回路1の出力電圧、充
電電流値を変化させて、第2の温度計測手段による温度
上昇値(deg.)を求めることで次のような関数f1
を求めることができる。即ち、第2の温度計測手段の指
示値をS2、充電時間tとすると、次の(数4)のよう
に関数f1を使用して表現される。
以下のような手法が考えられる。まず、図1に示す各構
成要素を全て備えた充電装置において、2次電池12を
断熱材で包んで、周囲と熱交換できないように処置す
る。電池温度計測手段13は当然、電池と熱結合させて
設置する。次に図1の構成要素にはない第2の温度計測
手段を用意して、2次電池12を包んでいる断熱材の表
面に設置する。第2の温度計測手段は、電力スイッチン
グ手段23から2次電池12に対して輻射された熱エネ
ルギーのみの影響を受ける。電源回路1の出力電圧、充
電電流値を変化させて、第2の温度計測手段による温度
上昇値(deg.)を求めることで次のような関数f1
を求めることができる。即ち、第2の温度計測手段の指
示値をS2、充電時間tとすると、次の(数4)のよう
に関数f1を使用して表現される。
【0026】
【数4】
【0027】この時の電池温度計測手段13の指示値を
S11として、この指示値は純粋に充電反応による電池
自身の温度上昇分となる。
S11として、この指示値は純粋に充電反応による電池
自身の温度上昇分となる。
【0028】ここで、2次電池を断熱材で包む等の処置
を行わない通常の状態での電池温度計測手段13の指示
値をS1とする。指示値S1には電力スイッチング手段
23の発生する熱による温度上昇分、即ち先ほど求めた
S2によって計測された温度上昇分が加算され、次の
(数5)のようになる。
を行わない通常の状態での電池温度計測手段13の指示
値をS1とする。指示値S1には電力スイッチング手段
23の発生する熱による温度上昇分、即ち先ほど求めた
S2によって計測された温度上昇分が加算され、次の
(数5)のようになる。
【0029】
【数5】
【0030】(数4)を使用して、次の(数6)のよう
に求まる。
に求まる。
【0031】
【数6】
【0032】つまり、電力スイッチング手段23の影響
を受けた温度上昇値と、充電装置各部の電圧がわかって
いれば、真の電池温度上昇値を求めることができる。
を受けた温度上昇値と、充電装置各部の電圧がわかって
いれば、真の電池温度上昇値を求めることができる。
【0033】従って、演算手段14で電池温度計測手段
13による温度計測値、充電装置各部の電圧V1,V
2,V3,V4、充電時間tを計測して演算処理するこ
とで、ニッケル水素電池12の真の温度変化を計測する
ことができて、同電池の満充電検知の指標であるdT/
dtの値が一定値になることについても、電力スイッチ
ング手段23の影響を排除して、正確な把握が可能とな
り、正確な満充電検知が可能となる。
13による温度計測値、充電装置各部の電圧V1,V
2,V3,V4、充電時間tを計測して演算処理するこ
とで、ニッケル水素電池12の真の温度変化を計測する
ことができて、同電池の満充電検知の指標であるdT/
dtの値が一定値になることについても、電力スイッチ
ング手段23の影響を排除して、正確な把握が可能とな
り、正確な満充電検知が可能となる。
【0034】次に実施の形態2の動作について図2・図
4を用いて説明する。この実施の形態2において、通常
使用状態では充電回路温度計測手段15は定電流手段1
9・スイッチングトランジスタ6と、電池温度計測手段
13は充電対象である2次電池12と熱的に結合させ
る。電池温度は電池温度計測手段13で計測されるが、
その温度には電池自身の温度上昇分に加えて、定電流手
段19及びスイッチングトランジスタ6より発生する熱
による温度上昇の影響も含まれる。
4を用いて説明する。この実施の形態2において、通常
使用状態では充電回路温度計測手段15は定電流手段1
9・スイッチングトランジスタ6と、電池温度計測手段
13は充電対象である2次電池12と熱的に結合させ
る。電池温度は電池温度計測手段13で計測されるが、
その温度には電池自身の温度上昇分に加えて、定電流手
段19及びスイッチングトランジスタ6より発生する熱
による温度上昇の影響も含まれる。
【0035】この2つの発熱要因を分離するには例えば
以下のような手法が考えられる。まず、図2に示す各構
成要素を全て備えた充電装置において、2次電池12を
断熱材で包んで、周囲と熱交換できないよう追加処置
し、電池温度計測手段13が2次電池12からのみの熱
の影響を受けるよう設置する。
以下のような手法が考えられる。まず、図2に示す各構
成要素を全て備えた充電装置において、2次電池12を
断熱材で包んで、周囲と熱交換できないよう追加処置
し、電池温度計測手段13が2次電池12からのみの熱
の影響を受けるよう設置する。
【0036】この状態で充電を実施する。この時の充電
回路温度計測手段15の指示値は定電流手段19及びス
イッチングトランジスタ6の発熱のみの影響を受けて、
その温度カーブの傾きは、発生する熱量とそれぞれの手
段を構成する素子及び周囲の環境による影響分を含んだ
比熱の関数となる。
回路温度計測手段15の指示値は定電流手段19及びス
イッチングトランジスタ6の発熱のみの影響を受けて、
その温度カーブの傾きは、発生する熱量とそれぞれの手
段を構成する素子及び周囲の環境による影響分を含んだ
比熱の関数となる。
【0037】充電回路温度計測手段15の指示値(温
度)をS1、定電流手段19及びスイッチングトランジ
スタ6が発生する熱量H1、定電流手段19、スイッチ
ングトランジスタ6及び周囲の環境を含んだ比熱C1と
して、温度上昇カーブの傾きは、次の(数7)に示すよ
うに関数f2を用いて表現される。
度)をS1、定電流手段19及びスイッチングトランジ
スタ6が発生する熱量H1、定電流手段19、スイッチ
ングトランジスタ6及び周囲の環境を含んだ比熱C1と
して、温度上昇カーブの傾きは、次の(数7)に示すよ
うに関数f2を用いて表現される。
【0038】
【数7】
【0039】また、電池温度計測手段13の指示値は、
ニッケル水素電池12の充電による発熱の影響を受け
て、その温度カーブの傾きは、2次電池が発生する熱量
と電池自身の比熱の関数となる。電池温度計測手段13
の指示値S2、2次電池が発生する熱量H2、電池自身
の比熱C2として温度上昇カーブの傾きはf2と同様に
関数f3を用いて表現される。
ニッケル水素電池12の充電による発熱の影響を受け
て、その温度カーブの傾きは、2次電池が発生する熱量
と電池自身の比熱の関数となる。電池温度計測手段13
の指示値S2、2次電池が発生する熱量H2、電池自身
の比熱C2として温度上昇カーブの傾きはf2と同様に
関数f3を用いて表現される。
【0040】
【数8】
【0041】(数8)で示される傾きは、一般にニッケ
ル水素電池の満充電検知として使用される値である。こ
の状態では(数7)、(数8)に熱的な関係が無く、式
中で使っている数値に関して因果関係は無い。
ル水素電池の満充電検知として使用される値である。こ
の状態では(数7)、(数8)に熱的な関係が無く、式
中で使っている数値に関して因果関係は無い。
【0042】次に2次電池12を包んでいた断熱材を取
り除き、充電装置を通常の状態になるよう処置した状態
で充電を行う。ニッケル水素電池12は定電流手段1
9、スイッチングトランジスタ6の近くに配置されてい
るために、その発熱の影響を受ける。電池温度計測手段
13の指示値に影響する熱は明らかにH1の一部であ
る。またC1の値そのものは変わらず、充電回路温度計
測手段15よりも発熱点からの距離が離れている点が異
なっているのみである。従って、この場合もH1、C1
の関数として表すことができる。この状態における電池
の温度上昇カーブの傾きは電池温度計測手段13の指示
値S3として、次の(数9)のように関数f4、f5を
使用して表現ができる。
り除き、充電装置を通常の状態になるよう処置した状態
で充電を行う。ニッケル水素電池12は定電流手段1
9、スイッチングトランジスタ6の近くに配置されてい
るために、その発熱の影響を受ける。電池温度計測手段
13の指示値に影響する熱は明らかにH1の一部であ
る。またC1の値そのものは変わらず、充電回路温度計
測手段15よりも発熱点からの距離が離れている点が異
なっているのみである。従って、この場合もH1、C1
の関数として表すことができる。この状態における電池
の温度上昇カーブの傾きは電池温度計測手段13の指示
値S3として、次の(数9)のように関数f4、f5を
使用して表現ができる。
【0043】
【数9】
【0044】(数9)のf2、f3、f4、f5をまと
めて別の関数f6、f7で再定義すると、次の(数1
0)ように表現できる。
めて別の関数f6、f7で再定義すると、次の(数1
0)ように表現できる。
【0045】
【数10】
【0046】(数10)より、
【0047】
【数11】
【0048】と変形し、関数f7の逆関数f8を定義す
れば、(数12)のようになる。
れば、(数12)のようになる。
【0049】
【数12】
【0050】但しf7=f8−1(逆関数)である。さ
らにf6,f8より新しい関数f9を定義して(数1
2)を変形すれば、次のようになる。
らにf6,f8より新しい関数f9を定義して(数1
2)を変形すれば、次のようになる。
【0051】
【数13】
【0052】(数13)から、定電流手段19、スイッ
チングトランジスタ6のみの温度上昇カーブ及び電池を
他から熱的に分離して電池のみの温度上昇カーブを予め
計測しておくことで、真の電池のみの温度上昇カーブを
求めることができる。従って、定電力手段19・スイッ
チングトランジスタ6による2次電池12の温度上昇へ
の影響を排除して、正確なニッケル水素電池の満充電検
知が可能となる。
チングトランジスタ6のみの温度上昇カーブ及び電池を
他から熱的に分離して電池のみの温度上昇カーブを予め
計測しておくことで、真の電池のみの温度上昇カーブを
求めることができる。従って、定電力手段19・スイッ
チングトランジスタ6による2次電池12の温度上昇へ
の影響を排除して、正確なニッケル水素電池の満充電検
知が可能となる。
【0053】次に実施の形態3の動作について図3・図
5を用いて説明する。この実施の形態3において、通常
使用状態では充電回路温度計測手段15は定電流手段1
9・スイッチングトランジスタ6と、電池温度計測手段
13は充電対象である電池12と熱的に結合させる。電
池温度は電池温度計測手段13で計測されるが、その温
度には電池自身の温度上昇分に加えて、定電流手段19
及びスイッチングトランジスタ6より発生する熱による
温度上昇の影響も含まれる。
5を用いて説明する。この実施の形態3において、通常
使用状態では充電回路温度計測手段15は定電流手段1
9・スイッチングトランジスタ6と、電池温度計測手段
13は充電対象である電池12と熱的に結合させる。電
池温度は電池温度計測手段13で計測されるが、その温
度には電池自身の温度上昇分に加えて、定電流手段19
及びスイッチングトランジスタ6より発生する熱による
温度上昇の影響も含まれる。
【0054】この2つの発熱要因を分離するには例えば
以下のような手法が考えられる。まず、図3に示す各構
成要素を全て備えた充電装置において、電池12を断熱
材で包んで、周囲と熱交換できないよう追加処置し、電
池温度計測手段13が電池からのみの熱の影響を受ける
よう設置する。この状態で充電を実施する。この時の充
電回路温度計測手段15の指示値は定電流手段19及び
スイッチングトランジスタ6の発熱のみの影響を受け
る。今、その発熱量をH1、充電回路温度計測手段15
の指示値(温度)をS1、充電時間をtとして、次のよ
うに表現できる。
以下のような手法が考えられる。まず、図3に示す各構
成要素を全て備えた充電装置において、電池12を断熱
材で包んで、周囲と熱交換できないよう追加処置し、電
池温度計測手段13が電池からのみの熱の影響を受ける
よう設置する。この状態で充電を実施する。この時の充
電回路温度計測手段15の指示値は定電流手段19及び
スイッチングトランジスタ6の発熱のみの影響を受け
る。今、その発熱量をH1、充電回路温度計測手段15
の指示値(温度)をS1、充電時間をtとして、次のよ
うに表現できる。
【0055】
【数14】
【0056】また、電池温度計測手段13の指示値は、
ニッケル水素電池12の充電による発熱のみの影響を受
ける。電池温度計測手段13の指示値S2、電池が発生
する熱量H2、充電時間tとして、次のように表現でき
る。
ニッケル水素電池12の充電による発熱のみの影響を受
ける。電池温度計測手段13の指示値S2、電池が発生
する熱量H2、充電時間tとして、次のように表現でき
る。
【0057】
【数15】
【0058】次に2次電池12を包んでいた断熱材を取
り除き、充電装置を通常の状態になるよう処置した状態
で充電を行う。ニッケル水素電池12は定電流手段1
9、スイッチングトランジスタ6の近くに配置されてい
るために、その発熱の影響を受ける。この場合のニッケ
ル水素電池12に配置された電池温度計測手段12によ
って計測される熱量をH3、温度をS3、充電時間をt
として、次のように表現できる。
り除き、充電装置を通常の状態になるよう処置した状態
で充電を行う。ニッケル水素電池12は定電流手段1
9、スイッチングトランジスタ6の近くに配置されてい
るために、その発熱の影響を受ける。この場合のニッケ
ル水素電池12に配置された電池温度計測手段12によ
って計測される熱量をH3、温度をS3、充電時間をt
として、次のように表現できる。
【0059】
【数16】
【0060】この場合の電池温度計測手段13の指示値
に影響する熱は明らかにH1の一部である。従って、そ
の影響分はH1の関数として表現することが可能であ
り、f10(H1)なる表現ができる。一方、H3は次
の(数17)のようにも表現できる。
に影響する熱は明らかにH1の一部である。従って、そ
の影響分はH1の関数として表現することが可能であ
り、f10(H1)なる表現ができる。一方、H3は次
の(数17)のようにも表現できる。
【0061】
【数17】
【0062】そして、(数17)は(数16)を併用し
て次のように書き換えることができる。
て次のように書き換えることができる。
【0063】
【数18】
【0064】よって、次の(数19)のようになる。
【0065】
【数19】
【0066】(数19)の両辺をtで微分することで、
ある時間の2次電池の正しい温度S2を求めることがで
きる。
ある時間の2次電池の正しい温度S2を求めることがで
きる。
【0067】このように、定電流手段19、スイッチン
グトランジスタ6のみの温度及び電池を他から熱的に分
離して2次電池のみの温度を予め計測しておくことで、
真の2次電池のみの温度を求めることができる。従っ
て、定電力手段19・スイッチングトランジスタ6によ
る電池12の温度上昇への影響を排除して、正確なニッ
ケル水素電池の満充電検知が可能となる。
グトランジスタ6のみの温度及び電池を他から熱的に分
離して2次電池のみの温度を予め計測しておくことで、
真の2次電池のみの温度を求めることができる。従っ
て、定電力手段19・スイッチングトランジスタ6によ
る電池12の温度上昇への影響を排除して、正確なニッ
ケル水素電池の満充電検知が可能となる。
【0068】なお、充電対象の2次電池としては、ニッ
ケル水素電池に限らず、ニッケルカドミウム電池を使用
することもできる。また、スイッチング手段としてトラ
ンジスタを使用したが、電界効果型トランジスタ(FE
T)、アナログスイッチ、サイリスタにて構成すること
もできる。
ケル水素電池に限らず、ニッケルカドミウム電池を使用
することもできる。また、スイッチング手段としてトラ
ンジスタを使用したが、電界効果型トランジスタ(FE
T)、アナログスイッチ、サイリスタにて構成すること
もできる。
【0069】また、温度センサとしてサーミスタを使用
したが、正特性サーミスタ、バンドギャップの温度によ
る順方向電圧降下の変動を利用した温度センサ等、各種
の温度検知素子を利用することができる。
したが、正特性サーミスタ、バンドギャップの温度によ
る順方向電圧降下の変動を利用した温度センサ等、各種
の温度検知素子を利用することができる。
【0070】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1の発明によれば、電池温度計測値、充電装置各部の電
圧、充電時間を計測して演算処理することで、2次電池
の真の温度変化を計測することができて、同電池の満充
電検知の指標であるdT/dtの値が一定値になること
についても、電力スイッチング手段の影響を排除して、
正確な把握が可能となり、正確な満充電検知が可能とな
る。
1の発明によれば、電池温度計測値、充電装置各部の電
圧、充電時間を計測して演算処理することで、2次電池
の真の温度変化を計測することができて、同電池の満充
電検知の指標であるdT/dtの値が一定値になること
についても、電力スイッチング手段の影響を排除して、
正確な把握が可能となり、正確な満充電検知が可能とな
る。
【0071】請求項2の発明によれば、定電流手段、ス
イッチングトランジスタのみの温度上昇カーブ及び電池
を他から熱的に分離して電池のみの温度上昇カーブを予
め計測しておくことで、真の電池のみの温度上昇カーブ
を求めることができる。従って、定電力手段・スイッチ
ングトランジスタによる2次電池の温度上昇への影響を
排除して、正確な2次電池の満充電検知が可能となる。
イッチングトランジスタのみの温度上昇カーブ及び電池
を他から熱的に分離して電池のみの温度上昇カーブを予
め計測しておくことで、真の電池のみの温度上昇カーブ
を求めることができる。従って、定電力手段・スイッチ
ングトランジスタによる2次電池の温度上昇への影響を
排除して、正確な2次電池の満充電検知が可能となる。
【0072】請求項3の発明によれば、定電流手段、ス
イッチングトランジスタのみの温度及び電池を他から熱
的に分離して電池のみの温度を予め計測しておくこと
で、真の2次電池のみの温度を求めることができる。従
って、定電力手段・スイッチングトランジスタによる2
次電池の温度上昇への影響を排除して、正確な2次電池
の満充電検知が可能となる。
イッチングトランジスタのみの温度及び電池を他から熱
的に分離して電池のみの温度を予め計測しておくこと
で、真の2次電池のみの温度を求めることができる。従
って、定電力手段・スイッチングトランジスタによる2
次電池の温度上昇への影響を排除して、正確な2次電池
の満充電検知が可能となる。
【図1】本発明の実施の形態1における充電装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態2における充電装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態3における充電装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図4】従来の充電装置の構成を示すブロック図
【図5】従来のニッケル水素電池の充電を行った場合の
充電時間と電池温度の関係を示すグラフ
充電時間と電池温度の関係を示すグラフ
1 電源回路 2 制御手段 3 電源電圧計測手段 4 電流検出抵抗器 5 電圧計測手段 6 スイッチングトランジスタ 7 インダクタ 8 フライホイールダイオード 9 充電電圧計測手段 10 充電電流検出用抵抗器 11 電池電圧計測手段 12 2次電池(ニッケル水素電池) 13 電池温度計測手段 14 演算手段 15 充電回路温度計測手段 16 第1の微分手段 17 第2の微分手段 18 引き算手段 19 定電流手段 20 計時手段 21 第1の積分手段 22 第2の積分手段
Claims (3)
- 【請求項1】装置の各要素に電源を供給する電源手段
と、電源手段の出力電圧を計測する第1の電圧計測手段
と、電源手段から流れ出る電流を計測する第1の電流計
測手段と、電源手段から取り出される電力を電池に供給
するために電圧・電流を変換する電圧・電流変換手段
と、電池の電圧を計測する第2の電圧計測手段と、電圧
・電流変換手段に接続された充電対象である電池と、電
圧・電流変換手段より電池に流れる電流を計測する第2
の電流計測手段と、電池の温度を計測する電池温度計測
手段と、第1・第2の電流計測手段、電池温度計測手段
の出力値を演算する演算手段と、充電時間を計時し、演
算手段に通知する計時手段と、前記演算手段の演算結果
を受けて装置の動作を制御する制御手段とを有し、第1
の電圧計測手段の電圧計測値、第1の電流計測手段の電
流計測値により電圧・電流変換手段への入力電力を算出
し、第2の電圧計測手段の電圧計測値、第2の電流計測
手段の電流計測値により電圧・電流変換手段からの出力
電力を算出して電圧・電流変換手段における電力損失を
求め、電力損失が発生している時間を計時して熱量を求
め、電池を充電する場合の電池自身からの発熱から、電
圧・電流変換手段における電力損失に起因する発熱の影
響を取り除くことにより、電池自身の温度上昇を計測し
て充電の正確な終了動作を行うことを特徴とする充電装
置。 - 【請求項2】装置の各要素に電源を供給する電源手段
と、電源手段から電力の供給を受けて電池に供給する定
電流を生成する定電流手段と、定電流手段と充電対象で
ある電池の間に接続された電流スイッチング手段と、電
流スイッチング手段に接続された充電対象である電池
と、定電流手段及び電流スイッチング手段の温度を計測
する第1の温度計測手段と、第1の温度計測手段の計測
値を微分する第1の微分手段と、電池の温度を計測する
第2の温度計測手段と、第2の温度計測手段の計測値を
微分する第2の微分手段と、第2の微分手段の出力値よ
り第1の微分手段の出力値を引き算する引き算手段と、
引き算手段の出力値を受けて演算を行う演算手段と、演
算手段の出力値を受けて充電装置の動作を制御する制御
手段とを有し、第2の温度計測手段の微分値から第1の
温度計測手段の微分値を差し引くことにより、電池を充
電する場合の電池自身からの発熱から、電圧・電流変換
手段における電力損失に起因する発熱の影響を取り除く
ことにより、電池自身の温度上昇を計測して充電の正確
な終了動作を行うことを特徴とする充電装置。 - 【請求項3】装置の各要素に電源を供給する電源手段
と、電源手段から電力の供給を受けて電池に供給する定
電流を生成する定電流手段と、定電流手段と充電対象で
ある電池の間に接続された電流スイッチング手段と、電
流スイッチング手段に接続された充電対象である電池
と、定電流手段及び電流スイッチング手段の温度を計測
する第1の温度計測手段と、第1の温度計測手段の計測
値を積分する第1の積分手段と、電池の温度を計測する
第2の温度計測手段と、第2の温度計測手段の計測値を
積分する第2の積分手段と、第2の積分手段の出力値よ
り第1の積分手段の出力値を引き算する引き算手段と、
引き算手段の出力値を受けて演算を行う演算手段と、充
電時間を計時し、演算手段に通知する計時手段と、演算
手段の出力値を受けて充電装置の動作を制御する制御手
段とを有し、計時手段により積分実施の時間を確定し、
積分の第2の温度計測手段の積分値から第1の温度計測
手段の積分値を差し引くことにより、電池を充電する場
合の電池自身からの発熱から、電圧・電流変換手段にお
ける電力損失に起因する発熱の影響を取り除くことによ
り、電池自身の温度上昇を計測して充電の正確な終了動
作を行うことを特徴とする充電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10246780A JP2000078770A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10246780A JP2000078770A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 充電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000078770A true JP2000078770A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17153562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10246780A Withdrawn JP2000078770A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000078770A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009519698A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | エヌエックスピー ビー ヴィ | チャージ・アンド・プレイ回路用のバッテリ完全充電検出 |
CN107817397A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-03-20 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 充电发热异常的检测方法及终端设备 |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP10246780A patent/JP2000078770A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009519698A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-05-14 | エヌエックスピー ビー ヴィ | チャージ・アンド・プレイ回路用のバッテリ完全充電検出 |
US8035354B2 (en) | 2005-12-16 | 2011-10-11 | St-Ericsson Sa | Battery full-charge detection for charge-and-play circuits |
CN107817397A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-03-20 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 充电发热异常的检测方法及终端设备 |
CN107817397B (zh) * | 2017-09-26 | 2020-02-14 | Oppo广东移动通信有限公司 | 充电发热异常的检测方法及终端设备 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050825 |
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RD01 | Notification of change of attorney |
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A761 | Written withdrawal of application |
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