JP2003199259A - 充電装置の充電制御方法 - Google Patents
充電装置の充電制御方法Info
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Abstract
充電する汎用充電器において、電池組2の電池電圧を検
出し、電池電圧または電池電圧をベースとして判別した
素電池数に対応した充電電流に制御することにより、如
何なる素電池数の電池組2を充電しても汎用充電器の能
力を最大限発揮することができる充電制御方法を提供す
ること。 【解決手段】 電池組2の電池電圧を検出する電池電圧
検出手段40と、電池電圧検出手段40の検出信号をマ
イコン50に取り込み、マイコン50は検出信号または
この検出信号に基づいて判別した電池組2の素電池数に
応じて充電電流を設定する設定値を充電電流設定手段8
0を介して充電電流を制御する充電電流制御手段60に
送り、充電電流を所定値に制御する。
Description
ム電池(以下ニカド電池という)等の2次電池を充電す
る充電装置の充電制御方法に関するものである。
異なる複数の素電池を直列に接続した種々の電池組すな
わち電圧の異なる電池組を1台の充電装置で全て充電す
ることができる充電装置(以下汎用充電器という)が普
及している。特に電動工具のような用途では、ハイパワ
ーの要望が強く、これに応えるため素電池数を多くした
高電圧化が進んでいる。また汎用充電器も充電可能な電
池組を同じ充電電流で充電するために、汎用充電器の高
出力化、大型化が進んでいる。
器は、最も素電池数の多い電池組すなわち最も電池電圧
が高い電池組を充電するのに必要な電力を供給せねばな
らず、その結果素電池数が少ない電池組を充電する場
合、汎用充電器の能力を最大限発揮していないことにな
る。例えば、20本の素電池から構成されているニカド
電池を7Aで充電する汎用充電器では、単純に最大出力
は1個の素電池の起電力を1.32Vとして1.32V×
20本×7A=184.8Wの電力供給が可能であるか
ら、10本の素電池から構成されているニカド電池を充
電する場合、184.8W÷(1.32V×10本)=1
4Aで充電することができるということである。実際に
は限られた大きさの汎用充電器内で構成される部品例え
ばダイオード、高周波トランス、FET等の各々の最大
定格電流値の関係から、単純に10本の素電池から構成
されているニカド電池を14Aで充電することはできな
いが、20本の素電池から構成されているニカド電池を
7Aで充電することができる汎用充電器では、10本の
素電池から構成されているニカド電池を10A程度の充
電電流値で充電することは可能である。
も大きくなり、その結果電池組内の個々の素電池の温度
上昇のバラツキも大きくなり、素電池数の多少に関係な
く同じ充電電流で充電した場合、素電池数が多くなるに
従いサイクル寿命特性は低減する傾向にある。
をなくし、汎用充電器の能力を最大限発揮し、更に素電
池数の多少に関係なくサイクル寿命特性を安定化させる
ことができ、また素電池数に関係なく同じ充電電流で充
電する汎用充電器よりも結果として小型化も可能な充電
装置を提供可能な充電制御方法を提供することである。
組の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、設定値に
従って充電電流を制御する充電電流制御手段と、充電電
流制御手段に付与する設定値を制御するマイクロコンピ
ュータ(以下マイコンという)とを備え、電池電圧検出手
段の検出信号を取り込んだマイコンは、検出信号をベー
スとして充電電流を設定する設定値を決定し、充電電流
制御手段を介して充電電流を制御することにより達成さ
れる。
した充電装置の一実施形態を示すブロック回路図であ
る。図において、1は交流電源、2は複数の充電可能な
素電池を直列に接続した電池組、3は該電池組2に流れ
る充電電流を検出する電流検出手段、4は充電の開始及
び停止を制御する信号を伝達する充電制御信号伝達手
段、5は充電電流の信号をPWM制御IC23に帰還す
る充電電流信号伝達手段である。充電制御伝達信号手段
4と充電電流信号伝達手段5は例えばホトカプラ等から
なる。10は全波整流回路11と平滑用コンデンサ12
からなる整流平滑回路、20は高周波トランス21、M
OSFET22、PWM制御IC23からなるスイッチ
ング回路である。PWM制御IC23はMOSFET2
2の駆動パルス幅を変えて整流平滑回路10の出力電圧
を調整するスイッチング電源ICである。30はダイオ
ード31、32、チョークコイル33、平滑用コンデン
サ34からなる整流平滑回路、40は抵抗41、42か
らなる電池電圧検出手段で、電池組2の端子電圧を分圧
する。50は演算手段(CPU)51、ROM52、R
AM53、タイマ54、A/Dコンバータ55、出力ポ
ート56、リセット入力ポート57からなるマイコンで
ある。60は演算増幅器61、62、抵抗63〜66か
らなる充電電流制御手段、70は電源トランス71、全
波整流回路72、平滑コンデンサ73、三端子レギュレ
ータ74、リセットIC75からなる定電圧電源で、マ
イコン50、充電電流制御手段60等の電源となる。リ
セットIC75はマイコン50を初期状態にするために
リセット入力ポート57にリセット信号を出力する。8
0は充電電流を設定する充電電流設定手段であって、前
記出力ポート56からの信号に対応して前記演算増幅器
62の反転入力端に印加する電圧値を変えるものであ
る。
ーチャートを参照して動作の説明をする。電源を投入す
ると、マイコン50は電池組2の接続待機状態となる
(ステップ101)。電池組2を接続すると、マイコン
50は電池接続を電池電圧検出手段40の信号により判
別し、初期充電時間t0及び充電電流I0に対応する充電
電流設定基準値Vi0を設定し(ステップ102)、出力
ポート56より信号伝達手段4を介してPWM制御IC
23に充電開始信号を伝達すると共に充電電流設定手段
80を介して充電電流設定基準値Vi0を演算増幅器62
に印加し、充電電流I0で充電を開始する(ステップ1
03)。充電開始と同時に電池組2に流れる充電電流を
電流検出手段3により検出し、この充電電流に対応する
電圧と充電電流設定基準値Vi0との差を充電電流制御手
段60より信号伝達手段5を介して、PWM制御IC2
3に帰還をかける。すなわち、充電電流が大きい場合は
パルス幅を狭め、逆の場合はパルス幅を広げたパルスを
高周波トランス21に与え整流平滑回路30で直流に平
滑し、充電電流を一定値I0に保つ。すなわち電流検出
手段3、充電電流手段60、信号伝達手段5、スイッチ
ング回路20、整流平滑回路30を介して充電電流を所
定電流値I0となるように制御する。
充電開始からt0時間経過をチェックし(ステップ10
4)、t0時間経過後、電池電圧値Vt0を入力し(ステ
ップ105)、予め設定されている各電池組の基準電圧
値nVa(nは素電池数であり、Vaは素電池数判別の基
準電圧値であり、ニカド電池では充電電流の大きさによ
って異なるが、1C充電で1.2V程度である。)と比
較し、電池組2の素電池数(この実施形態での電池組2
は、素電池数が2本づつ異なるものとする)nを判別し
(ステップ106)、充電されている電池組2の素電池
数nと充電電流の供給を判別する素電池数m/2(mは
この充電装置で充電可能な電池組の最大素電池数であ
る)と比較し(ステップ107)、素電池数が多い場合
にはステップ108において充電電流I1に対応する充
電電流設定基準値Vi1を設定して、充電電流をI1(I1
≧I0)として充電を継続し(ステップ109)、次い
でステップ110において満充電の検出を行う。満充電
検出は、周知の如く種々あるが、例えば充電末期のピー
ク電圧値から所定値△Vだけ降下したことを検出する−
ΔV検出のように電池組2の−ΔV検出を行う。満充電
を検出した場合、マイコン50は充電停止信号をPWM
制御IC23に伝達して充電を停止する(ステップ11
1)。次いで電池組2が取り出されるのを判別し(ステ
ップ112)、電池組2の取り出しを判別したらステッ
プ101に戻り、次の電池組2の充電のための待機をす
る。なお前記ステップ110において満充電を検出しな
い場合には再度ステップ110に戻る。
ないと判別した場合、充電電流I2に対応する充電電流
設定基準値Vi2を設定し(ステップ113)、充電電流
をI 2(I2≧I1)に増加して充電を継続し(ステップ
114)、次いで前記ステップ110と同様の満充電検
出を行う(ステップ115)。満充電を検出した場合、
マイコン50は充電停止信号をPWM制御IC23に伝
達して充電を停止する(ステップ111)。次いで電池
組2の取り出されるのを判別し(ステップ112)。電
池組2の取り出しを判別したらステップ101に戻り、
次の電池組2の充電のための待機をする。
電池数が異なる電池組の充電特性)に示す。ここで、t
0は充電開始から電池電圧を検出し素電池数判別をする
のに必要な時間である。
可能な最大素電池数の半分より多いか否かを比較検出
し、この検出結果によって充電電流を設定するとした
が、素電池数を更に細かく比較検出して素電池数に対応
した充電電流とすれば、少ない素電池数の電池組2を効
率よく充電できるようになると共に充電時間を短縮でき
るようになる。
流を設定するとしたが、電池組2の電池電圧を検出した
検出信号と基準値とを比較して前記設定値を決定するよ
うにしてもよい。
器の能力を最大限発揮することができ、電池組の個々の
素電池の温度上昇のバラツキが抑制され、電池組のサイ
クル寿命の低下を防止できると共に汎用充電器の小型化
が達成される。
施形態を示すブロック回路図。
チャート。
2種類の電池組を充電した時の充電特性を示すグラフ。
検出手段、50はマイコン、60は充電電流制御手段、
80は充電電流設定手段である。
Claims (2)
- 【請求項1】 一対の充電出力端子と、一対の充電出力
端子に接続される電池組の電池電圧を検出する電池電圧
検出手段と、一対の充電出力端子に供給する充電電流を
設定値に従って制御する充電電流制御手段と、充電電流
制御手段に付与する設定値を制御するためのマイクロコ
ンピュータとを有する充電装置の充電制御方法であっ
て、 前記一対の充電出力端子に電池組が接続されてから所定
時間を経過したか否かを判断するステップと、前記所定
時間が経過した時は電池電圧検出手段の検出信号をマイ
クロコンピュータに取り込むステップと、マイクロコン
ピュータに取り込んだ電池電圧の検出信号と、予めコン
ピュータに設定されている設定値とを比較し、電池組の
電池電圧が所定値以上の時の充電電流を、電池電圧が所
定値より小さい時の充電電流より小さい値に設定する設
定値を充電電流制御手段に付与するステップとを備えた
ことを特徴とする充電装置の充電制御方法。 - 【請求項2】 一対の充電出力端子と、一対の充電出力
端子に接続される電池組の電池電圧を検出する電池電圧
検出手段と、一対の充電出力端子に供給する充電電流を
設定値に従って制御する充電電流制御手段と、充電電流
制御手段に付与する設定値を制御するためのマイクロコ
ンピュータとを有する充電装置の充電制御方法であっ
て、 前記一対の充電出力端子に電池組が接続されてから所定
時間を経過したか否かを判断するステップと、前記所定
時間が経過した時は電池電圧検出手段の検出信号をマイ
クロコンピュータに取り込むステップと、マイクロコン
ピュータは、取り込んだ電池電圧の検出信号と、予め設
定されている電池組の基準電圧値と比較して、電池組の
素電池数を判別するステップと、素電池数が所定値より
多い場合は第1の充電電流の設定値を充電電流制御手段
に付与し、素電池数が所定値より少ない場合は、前記第
1の電流より大きい第2の充電電流に設定する設定値を
充電電流制御手段に付与するステップとを備えたことを
特徴とする充電装置の充電制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002282773A JP3930792B2 (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 汎用充電器の充電制御方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP01637094A Division JP3384079B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 電池組の充電装置 |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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JP2002282773A Expired - Lifetime JP3930792B2 (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 汎用充電器の充電制御方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3930792B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7365515B2 (en) | 2002-11-29 | 2008-04-29 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Universal battery charger |
CN100413141C (zh) * | 2004-09-08 | 2008-08-20 | 艾默生网络能源有限公司 | 带有检测单元的蓄电池组 |
US20140320143A1 (en) * | 2011-07-18 | 2014-10-30 | Samsun Sdi Co., Ltd. | Battery management system and method for determining the charge state battery cells, battery and motor vehicle comprising a battery management system |
CN107367694A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-11-21 | 重庆金山医疗器械有限公司 | 一种锂电池使用寿命的评估方法和*** |
-
2002
- 2002-09-27 JP JP2002282773A patent/JP3930792B2/ja not_active Expired - Lifetime
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