JP2018011505A - Charge control device - Google Patents
Charge control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018011505A JP2018011505A JP2017169517A JP2017169517A JP2018011505A JP 2018011505 A JP2018011505 A JP 2018011505A JP 2017169517 A JP2017169517 A JP 2017169517A JP 2017169517 A JP2017169517 A JP 2017169517A JP 2018011505 A JP2018011505 A JP 2018011505A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- battery
- temperature
- charging
- charging current
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- 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
Description
本発明は、バッテリの温度に応じて充電完了電圧若しくは異常判定電圧を切り換える充電制御装置に関する。 The present invention relates to a charge control device that switches a charge completion voltage or an abnormality determination voltage according to the temperature of a battery.
従来、リチウムイオン電池においては、図９に例示するように、充電時の温度範囲が、低温領域（Ｔ１〜Ｔ２）、常温領域（Ｔ２〜Ｔ３）、高温領域（Ｔ３〜Ｔ４）の３つの領域に分類され、その領域毎に、バッテリ電圧の最大値Ｖｍａｘが規定されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, in a lithium ion battery, as illustrated in FIG. 9, the temperature range at the time of charging is three regions: a low temperature region (T1 to T2), a normal temperature region (T2 to T3), and a high temperature region (T3 to T4) The maximum value Vmax of the battery voltage is defined for each area (see, for example, Patent Document 1).
このため、この種のバッテリへの充電を制御する充電制御装置は、充電時のバッテリ電圧が上記のように規定された最大値Ｖｍａｘを超えることのないよう、上記温度範囲毎に、充電時の目標電圧である充電完了電圧やバッテリ異常判定用の異常判定電圧を設定するようにされている。 For this reason, the charge control device that controls the charging of this type of battery has a charging voltage for each temperature range so that the battery voltage during charging does not exceed the maximum value Vmax defined as described above. A charge completion voltage, which is a target voltage, and an abnormality determination voltage for battery abnormality determination are set.
上記従来の充電制御装置において、バッテリ温度が常温領域（Ｔ２〜Ｔ３）にあるとき、充電によりバッテリ温度が上昇して、常温領域の上限温度である高温判定閾値（Ｔ３）を越えた場合には、充電完了電圧若しくは異常判定電圧を、図９に示す通常電圧（Ｖｍａｘ１）から高温時電圧（Ｖｍａｘ３）へと低下させることになる。 In the above conventional charge control device, when the battery temperature is in the normal temperature range (T2 to T3), the battery temperature rises due to charging and exceeds the high temperature determination threshold (T3) that is the upper limit temperature in the normal temperature range. Then, the charging completion voltage or abnormality determination voltage is reduced from the normal voltage (Vmax1) shown in FIG. 9 to the high temperature voltage (Vmax3).
そして、この電圧切換時に、バッテリ電圧が高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に達していなければ、バッテリへの充電は継続されるが、図１０に示すように、バッテリ電圧が高温時電圧（Ｖｍａｘ３）以上になっていれば、バッテリ電圧が充電完了電圧若しくは異常判定電圧に達したと判断されて、バッテリへの充電が停止される。 If the battery voltage does not reach the high temperature voltage (Vmax3) at the time of this voltage switching, charging of the battery is continued. However, as shown in FIG. 10, the battery voltage exceeds the high temperature voltage (Vmax3). If so, it is determined that the battery voltage has reached the charge completion voltage or the abnormality determination voltage, and charging of the battery is stopped.
このように、バッテリ温度の上昇に伴い充電完了電圧若しくは異常判定電圧が切り換えられ、その電圧切換に伴いバッテリへの充電が停止された際には、バッテリを満充電状態まで充電することができず、バッテリが充電不足になってしまう。 In this way, when the battery completion temperature or abnormality determination voltage is switched as the battery temperature rises, and charging to the battery is stopped due to the voltage switching, the battery cannot be fully charged. The battery will run out of charge.
また、バッテリ温度の上昇に伴い異常判定電圧が切り換えられることによってバッテリへの充電が停止された際には、本来正常のバッテリが異常と判断されたことになるので、使用者に誤解を与えてしまうという問題もある。 In addition, when charging of the battery is stopped by switching the abnormality determination voltage as the battery temperature rises, the normal battery is determined to be abnormal. There is also a problem of end.
また、こうした問題は、外部環境温度が低く、充電による発熱よりもバッテリの放熱量が大きい場合にも同様に発生する。
つまり、このような条件下では、バッテリへの充電開始時にバッテリ温度が常温領域（Ｔ２〜Ｔ３）にあっても、充電開始後、バッテリ温度が低下して、常温領域の下限温度である低温判定閾値（Ｔ２）を下回ることがある。
Such a problem also occurs when the external environment temperature is low and the heat dissipation of the battery is larger than the heat generated by charging.
That is, under such conditions, even when the battery temperature is in the normal temperature range (T2 to T3) at the start of charging the battery, the battery temperature decreases after the start of charging, and the low temperature determination is the lower limit temperature in the normal temperature range. May fall below threshold (T2).
この場合、充電制御装置は、充電完了電圧若しくは異常判定電圧を、図９に示す通常電圧（Ｖｍａｘ１）から低温時電圧（Ｖｍａｘ２）へと低下させることになるが、図１１に示すように、この電圧切換時にバッテリ電圧が低温時電圧（Ｖｍａｘ２）以上になっていれば、バッテリへの充電を停止する。 In this case, the charging control device reduces the charging completion voltage or abnormality determination voltage from the normal voltage (Vmax1) shown in FIG. 9 to the low temperature voltage (Vmax2). As shown in FIG. If the battery voltage is equal to or higher than the low temperature voltage (Vmax2) when the voltage is switched, charging of the battery is stopped.
従って、充電時にバッテリ温度が低下したときにも、バッテリ温度の上昇時と同様、バッテリへの充電が停止されて、バッテリを満充電状態まで充電できなくなるとか、バッテリの異常を誤判定して、使用者に誤解を与えてしまう、という問題が発生する。 Therefore, when the battery temperature decreases during charging, as with the increase in battery temperature, charging to the battery is stopped and the battery cannot be charged to the fully charged state, or the battery abnormality is erroneously determined, The problem of misleading the user occurs.
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、バッテリ温度に応じて充電完了電圧若しくは異常判定電圧を切り換える充電制御装置において、電圧切換直後にバッテリへの充電が停止されて、バッテリへの充電不足やバッテリ異常の誤判定が発生するのを防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in a charge control device that switches a charging completion voltage or an abnormality determination voltage according to a battery temperature, charging to the battery is stopped immediately after voltage switching. The purpose is to prevent the occurrence of shortage or erroneous determination of battery abnormality.
本発明の充電制御装置は、充電器からバッテリパックへの充電を制御するためのものであり、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段、バッテリ温度を検出する温度検出手段、充電器がバッテリへの充電に用いる充電完了電圧及び異常判定電圧の少なくとも一方を設定する電圧設定手段、及び、充電電流制限手段を備える。 The charging control device of the present invention is for controlling charging from the charger to the battery pack, and includes voltage detection means for detecting the battery voltage, temperature detection means for detecting the battery temperature, and the charger charging the battery. Voltage setting means for setting at least one of a charging completion voltage and an abnormality determination voltage used for the charging, and a charging current limiting means.
そして、請求項１に記載の充電制御装置においては、電圧設定手段は、温度検出手段にて検出されたバッテリ温度が予め設定された高温判定閾値（Ｔ３）以上であるとき、充電完了電圧及び異常判定電圧の少なくとも一方を、通常電圧（Ｖｍａｘ１）よりも低い高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に設定する。 In the charging control device according to claim 1, the voltage setting means is configured such that when the battery temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a preset high temperature determination threshold (T3), the charging completion voltage and abnormality At least one of the determination voltages is set to a high temperature voltage (Vmax3) lower than the normal voltage (Vmax1).
また、充電電流制限手段は、充電器によるバッテリへの充電時に、バッテリ温度が、高温判定閾値（Ｔ３）よりも所定温度（α）低い設定温度（Ｔ３−α）と高温判定閾値（Ｔ３）との間の温度範囲内にあり、且つ、バッテリ電圧が、通常電圧（Ｖｍａｘ１）と高温時電圧（Ｖｍａｘ３）との間の電圧範囲内にあるとき、充電器がバッテリに供給する充電電流を低下させる。 Further, the charging current limiting means is configured such that when the battery is charged by the charger, the battery temperature is a set temperature (T3-α) lower than the high temperature determination threshold (T3) by a predetermined temperature (α) and a high temperature determination threshold (T3). When the battery voltage is within the voltage range between the normal voltage (Vmax1) and the high temperature voltage (Vmax3), the charging current supplied to the battery is reduced. .
つまり、充電時のバッテリ電圧は、バッテリの内部インピーダンスと充電電流とにより決まることから（バッテリ電圧＝開放電圧＋内部インピーダンス×充電電流）、充電電流制限手段は、上記条件下で充電電流を低下させることで、バッテリ電圧を低下させる。 That is, since the battery voltage during charging is determined by the internal impedance and charging current of the battery (battery voltage = open voltage + internal impedance × charging current), the charging current limiting means reduces the charging current under the above conditions. Thus, the battery voltage is lowered.
このため、請求項１に記載の充電制御装置によれば、バッテリへの充電時にバッテリ温度が高温判定閾値（Ｔ３）を越えて、充電完了電圧若しくは異常判定電圧が通常電圧（Ｖｍａｘ１）から高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に切り換えられたときに、バッテリ電圧が高温時電圧（Ｖｍａｘ３）よりも大きくなっていて、バッテリへの充電が停止されるのを抑制できる。 Therefore, according to the charge control device of the first aspect, when the battery is charged, the battery temperature exceeds the high temperature determination threshold (T3), and the charge completion voltage or the abnormality determination voltage is high from the normal voltage (Vmax1). When the voltage (Vmax3) is switched, the battery voltage is higher than the high temperature voltage (Vmax3), and it is possible to suppress the charging of the battery from being stopped.
また、バッテリの発熱量は、バッテリの内部インピーダンスと充電電流とにより決まることから（発熱量＝内部インピーダンス×充電電流×充電電流）、上記条件下で充電電流を低下させることで、バッテリの発熱量（換言すればバッテリの温度上昇）を低減することもできる。 In addition, since the amount of heat generated by the battery is determined by the internal impedance of the battery and the charging current (heat generation amount = internal impedance × charge current × charge current), the amount of heat generated by the battery can be reduced by reducing the charge current under the above conditions. (In other words, the temperature rise of the battery) can be reduced.
このため、請求項１に記載の充電制御装置によれば、バッテリへの充電時にバッテリ温度が高温判定閾値（Ｔ３）を越えるまでの充電時間、換言すれば、充電完了電圧若しくは異常判定電圧が通常電圧（Ｖｍａｘ１）から高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に切り換えられるまでの時間、を長くすることができる。 For this reason, according to the charge control device of the first aspect, when the battery is charged, the charging time until the battery temperature exceeds the high temperature determination threshold (T3), in other words, the charge completion voltage or the abnormality determination voltage is normal. The time until the voltage (Vmax1) is switched to the high temperature voltage (Vmax3) can be increased.
よって、請求項１に記載の充電制御装置によれば、バッテリへの充電開始後、バッテリが満充電状態になるまでにバッテリへの充電が停止されて、バッテリを満充電状態まで充電できなくなるのを抑制できる。 Therefore, according to the charge control device of the first aspect, after the charging of the battery is started, the charging of the battery is stopped until the battery is fully charged, and the battery cannot be charged to the fully charged state. Can be suppressed.
また、電圧設定手段が異常判定電圧を設定する場合には、その異常判定電圧の切り換えに伴い、充電器にてバッテリの異常が誤検出されるのを抑制し、その誤検出により使用者に誤解や不信感を与えるのを防止できる。 In addition, when the voltage setting means sets the abnormality determination voltage, it is possible to suppress erroneous detection of the battery abnormality in the charger as the abnormality determination voltage is switched, and misunderstand the user due to the erroneous detection. And can prevent distrust.
次に、請求項２に記載の充電制御装置においては、電圧設定手段は、温度検出手段にて検出されたバッテリ温度が予め設定された低温判定閾値（Ｔ２）以下であるとき、充電完了電圧及び前記異常判定電圧の少なくとも一方を、通常電圧（Ｖｍａｘ１）よりも低い低温時電圧（Ｖｍａｘ２）に設定する。 Next, in the charging control device according to claim 2, when the battery temperature detected by the temperature detecting means is equal to or lower than a preset low temperature determination threshold (T2), the voltage setting means At least one of the abnormality determination voltages is set to a low temperature voltage (Vmax2) lower than the normal voltage (Vmax1).
そして、充電電流制限手段は、充電器によるバッテリへの充電時に、バッテリ温度が、低温判定閾値（Ｔ２）よりも所定温度（β）高い設定温度（Ｔ２＋β）と低温判定閾値（Ｔ２）との間の温度範囲内にあり、且つ、バッテリ電圧が、通常電圧（Ｖｍａｘ１）と低温時電圧（Ｖｍａｘ２）との間の電圧範囲内にあるとき、充電器がバッテリに供給する充電電流を低下させることで、バッテリ電圧を低下させる。 The charging current limiting means is configured such that when the battery is charged by the charger, the battery temperature is between a set temperature (T2 + β) higher than the low temperature determination threshold (T2) by a predetermined temperature (β) and the low temperature determination threshold (T2). When the battery voltage is within the voltage range between the normal voltage (Vmax1) and the low temperature voltage (Vmax2), the charging current supplied by the charger to the battery is reduced. Reduce battery voltage.
このため、請求項２に記載の充電制御装置によれば、バッテリへの充電時にバッテリ温度が低温判定閾値（Ｔ２）よりも低下して、充電完了電圧若しくは異常判定電圧が通常電圧（Ｖｍａｘ１）から低温時電圧（Ｖｍａｘ２）に切り換えられたときに、バッテリ電圧が低温時電圧（Ｖｍａｘ２）よりも低くなっていて、バッテリへの充電が停止されるのを抑制できる。 Therefore, according to the charge control device of the second aspect, the battery temperature falls below the low temperature determination threshold (T2) when charging the battery, and the charge completion voltage or the abnormality determination voltage is changed from the normal voltage (Vmax1). When the voltage is switched to the low temperature voltage (Vmax2), the battery voltage is lower than the low temperature voltage (Vmax2), and it is possible to suppress the charging of the battery from being stopped.
よって、請求項２に記載の充電制御装置によれば、請求項１に記載のものと同様、バッテリを満充電状態まで充電できなくなるのを抑制できる。
次に、請求項３に記載の充電制御装置においては、充電電流制限手段は、充電電流を一旦低下させると、バッテリ温度が前記温度範囲から外れても充電電流を保持する。
Therefore, according to the charge control device of the second aspect, as in the case of the first aspect, it is possible to prevent the battery from being unable to be fully charged.
Next, in the charging control device according to claim 3, once the charging current is reduced, the charging current limiting means holds the charging current even when the battery temperature is out of the temperature range.
このため、請求項３に記載の充電制御装置によれば、バッテリ温度の変化によって充電電流が上昇・低下するのを防止できると共に、充電電流の制御を容易に行うことができる。 For this reason, according to the charging control apparatus of the third aspect, it is possible to prevent the charging current from being increased or decreased due to the change in the battery temperature, and it is possible to easily control the charging current.
一方、請求項４に記載の充電制御装置においては、充電電流制限手段は、充電電流を低下させた後、バッテリ温度が前記温度範囲から外れて、設定温度（Ｔ３−α）よりも低下すると、充電電流を上昇させる。 On the other hand, in the charge control device according to claim 4, the charge current limiting means reduces the charge current, and then the battery temperature is out of the temperature range and falls below the set temperature (T3-α). Increase charging current.
また、請求項５に記載の充電制御装置においては、充電電流制限手段は、充電電流を低下させた後、バッテリ温度が前記温度範囲から外れて、設定温度（Ｔ２＋β）よりも上昇すると、充電電流を上昇させる。 Further, in the charging control device according to claim 5, the charging current limiting means reduces the charging current, and then the charging current is reduced when the battery temperature goes out of the temperature range and rises above the set temperature (T2 + β). To raise.
従って、請求項４、５に記載の充電制御装置によれば、請求項１又は請求項２に記載の装置において、充電電流制限手段が、充電電流を低下させた後、バッテリ温度が充電電流を低下させる前の温度領域に復帰した際に、充電電流を上昇させることで、バッテリへの充電時間を短縮することができる。 Therefore, according to the charging control device according to claim 4 or 5, in the device according to claim 1 or claim 2, after the charging current limiting means reduces the charging current, the battery temperature decreases the charging current. The battery charging time can be shortened by increasing the charging current when returning to the temperature range before the decrease.
ところで、請求項１、請求項１を引用する請求項３、又は、請求項４に記載の充電制御装置において、バッテリ温度が、設定温度（Ｔ３−α）と高温判定閾値（Ｔ３）との間の温度範囲内にあり、バッテリ電圧が、高温時電圧（Ｖｍａｘ３）と通常電圧（Ｖｍａｘ１）との間の電圧範囲内にあっても、バッテリ温度が更に上昇しなければ、電圧設定手段が、充電完了電圧若しくは異常判定電圧を通常電圧（Ｖｍａｘ１）から高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に切り換えることはない。 By the way, in the charge control device according to claim 3 or claim 4 quoting claim 1, claim 1, the battery temperature is between a set temperature (T3-α) and a high temperature determination threshold value (T3). Even if the battery voltage is within the voltage range between the high temperature voltage (Vmax3) and the normal voltage (Vmax1), if the battery temperature does not increase further, the voltage setting means The completion voltage or abnormality determination voltage is not switched from the normal voltage (Vmax1) to the high temperature voltage (Vmax3).
このため、この充電制御装置においては、請求項６に記載のように、充電電流制限手段を、バッテリ温度が前記温度範囲内にあり、バッテリ電圧が前記電圧範囲内にあるとき、バッテリ温度が上昇しているか否かを判断して、バッテリ温度が上昇しているときに（換言すれば、バッテリ温度が上昇していることを条件として）、充電電流を低下させるように構成してもよい。 For this reason, in this charging control apparatus, as described in claim 6, when the battery temperature is in the temperature range and the battery voltage is in the voltage range, the charging current limiting means is It may be determined whether or not the charging current is decreased when the battery temperature is rising (in other words, on the condition that the battery temperature is rising).
そして、充電電流制限手段をこのように構成すれば、バッテリ温度が上昇していないときに、充電電流制限手段が充電電流を低下させることによって、バッテリへの充電時間が長くなるのを防止できる。 If the charging current limiting means is configured in this way, it is possible to prevent the charging time for the battery from being prolonged by the charging current limiting means reducing the charging current when the battery temperature is not rising.
また、請求項２、請求項２を引用する請求項３、又は、請求項５に記載の充電制御装置において、バッテリ温度が、低温判定閾値（Ｔ２）と設定温度（Ｔ２＋β）との間の温度範囲内にあり、バッテリ電圧が、低温時電圧（Ｖｍａｘ２）と通常電圧（Ｖｍａｘ１）との間の電圧範囲内にあっても、バッテリ温度が更に低下しなければ、電圧設定手段が、充電完了電圧若しくは異常判定電圧を、通常電圧（Ｖｍａｘ１）から低温時電圧（Ｖｍａｘ２）に切り換えることはない。 Further, in the charge control device according to claim 3 or claim 5 that cites claim 2 or claim 2, the battery temperature is a temperature between a low temperature determination threshold value (T2) and a set temperature (T2 + β). Even if the battery voltage is within the range and the battery voltage is within the voltage range between the low temperature voltage (Vmax2) and the normal voltage (Vmax1), if the battery temperature does not further decrease, the voltage setting means Alternatively, the abnormality determination voltage is not switched from the normal voltage (Vmax1) to the low temperature voltage (Vmax2).
このため、この充電制御装置においては、請求項７に記載のように、充電電流制限手段を、バッテリ温度が前記温度範囲内にあり、バッテリ電圧が前記電圧範囲内にあるとき、バッテリ温度が低下しているか否かを判断して、バッテリ温度が低下しているときに（換言すれば、バッテリ温度が低下していることを条件として）、充電電流を低下させるように構成してもよい。 Therefore, in this charging control apparatus, as described in claim 7, when the battery temperature is in the temperature range and the battery voltage is in the voltage range, the charging current limiting means is It may be determined whether or not the charging current is reduced when the battery temperature is lowered (in other words, on condition that the battery temperature is lowered).
そして、充電電流制限手段をこのように構成すれば、バッテリ温度が低下していないときに、充電電流制限手段が充電電流を低下させることによって、バッテリへの充電時間が長くなるのを防止できる。 If the charging current limiting means is configured in this way, it is possible to prevent the charging time for the battery from becoming long by the charging current limiting means reducing the charging current when the battery temperature is not lowered.
なお、特許請求の範囲及び上記説明に記載した温度及び電圧を表す（）内の記号は、本発明の理解を容易にするために付与したものであり、この記載によって本発明を限定するものではない。 In addition, the symbol in () showing the temperature and voltage described in the claims and the above description is given to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not limited by this description. Absent.
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、本実施形態の充電システムは、例えば、充電式電動工具、充電式掃除機、充電式草刈り器等、各種充電式電動機器に着脱自在に装着されて、その動力源である直流モータ等に電源供給を行うバッテリパック２と、バッテリパック２を充電するための充電器５０とから構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the charging system of this embodiment is detachably attached to various rechargeable electric devices such as a rechargeable electric tool, a rechargeable vacuum cleaner, a rechargeable mower, etc. The battery pack 2 supplies power to a DC motor or the like, and a charger 50 for charging the battery pack 2.
充電器５０は、電源コード５４を介して外部電源（一般に商用電源：交流電圧）から電源供給を受けることにより、バッテリ充電用の充電電圧（直流電圧）を生成し、バッテリパック２内のバッテリ１０（図３参照）に電源供給を行うものである。 The charger 50 receives a power supply from an external power source (generally a commercial power source: an AC voltage) via a power cord 54 to generate a charging voltage (DC voltage) for charging the battery, and the battery 10 in the battery pack 2. (See FIG. 3).
充電器５０の上面には、バッテリパック２を装着（換言すれば載置）するための装着部５２が形成されている。この装着部５２は、バッテリパック２をスライドさせて装着できるように、バッテリパック２の裏面の装着部３の形状に対応して形成されている。 A mounting portion 52 for mounting (in other words, placing) the battery pack 2 is formed on the upper surface of the charger 50. The mounting portion 52 is formed corresponding to the shape of the mounting portion 3 on the back surface of the battery pack 2 so that the battery pack 2 can be slid and mounted.
また、装着部５２には、バッテリパック２の装着時に、バッテリパック２の裏面に形成された端子部４と嵌合可能な端子部５３が形成されている。
そして、充電器５０の端子部５３及びバッテリパック２の端子部４には、それぞれ、バッテリパック２を充電器５０の装着部５２に装着した際、相互に接続される端子５６〜５８、６〜８が設けられている（図２参照）。
The mounting portion 52 is formed with a terminal portion 53 that can be fitted to the terminal portion 4 formed on the back surface of the battery pack 2 when the battery pack 2 is mounted.
And when the battery pack 2 is mounted on the mounting portion 52 of the charger 50, the terminals 56 to 58 and 6 to 58 connected to the terminal portion 53 of the charger 50 and the terminal portion 4 of the battery pack 2, respectively. 8 is provided (see FIG. 2).
なお、バッテリパック２において、端子６、７は、バッテリ１０の正極側及び負極側にそれぞれ接続されて、充電器５０からの充電電流や充電式電動機器への放電電流を流すため正極端子及び負極端子である。また、端子８は、充電器５０や充電式電動機器との間で通信を行うための通信端子である。 In the battery pack 2, the terminals 6 and 7 are connected to the positive electrode side and the negative electrode side of the battery 10, respectively, so that the charging current from the charger 50 and the discharging current to the rechargeable electric device flow. Terminal. The terminal 8 is a communication terminal for communicating with the charger 50 and the rechargeable electric device.
また、充電器５０において、端子５６、５７は、バッテリパック２が装着された際に、バッテリパック２の正極端子６及び負極端子７にそれぞれ接続されて、バッテリ１０への充電を行うための正極端子及び負極端子である。また、端子５８は、バッテリパック２の端子８に接続されて、バッテリパック２との間で通信を行うための通信端子である。 Further, in the charger 50, terminals 56 and 57 are respectively connected to the positive terminal 6 and the negative terminal 7 of the battery pack 2 when the battery pack 2 is mounted, and are positive electrodes for charging the battery 10. A terminal and a negative terminal. The terminal 58 is a communication terminal that is connected to the terminal 8 of the battery pack 2 and communicates with the battery pack 2.
次に、バッテリパック２及び充電器５０の回路構成を、図２を用いて説明する。
図２に示すように、バッテリパック２内には、充放電可能な複数（図では５個）のセル１１、１２、１３、１４、１５を直列接続してなるバッテリ１０が収納されている。
Next, circuit configurations of the battery pack 2 and the charger 50 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, a battery 10 in which a plurality of chargeable / dischargeable (five in the figure) cells 11, 12, 13, 14, 15 are connected in series is housed in the battery pack 2.
そして、バッテリ１０の正極側は正極端子６に接続され、バッテリ１０の負極側は負極端子７に接続されている。なお、バッテリ１０は、図９に示したように、バッテリ温度に応じて充電時のバッテリ電圧の上限を規定する必要のあるリチウムイオン電池である。 The positive side of the battery 10 is connected to the positive terminal 6, and the negative side of the battery 10 is connected to the negative terminal 7. The battery 10 is a lithium ion battery that needs to define the upper limit of the battery voltage during charging according to the battery temperature, as shown in FIG.
また、バッテリパック２には、電圧監視回路２０、バッテリ制御回路４０、温度検出回路４２、及び、電流検出回路４４が設けられている。
電圧監視回路２０は、バッテリ１０を構成する各セル１１〜１５の両端電圧を、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１５を介して取り込むことで、各セル１１〜１５のセル電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ５を監視するためのものである。
Further, the battery pack 2 is provided with a voltage monitoring circuit 20, a battery control circuit 40, a temperature detection circuit 42, and a current detection circuit 44.
The voltage monitoring circuit 20 is for monitoring the cell voltages Vc1 to Vc5 of the cells 11 to 15 by taking in the voltages across the cells 11 to 15 constituting the battery 10 via the resistors R10 to R15. is there.
そして、その監視結果（つまりセル電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ５）は、バッテリ制御回路４０に入力され、セル１１〜１５の異常やセル電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ５のばらつきを検出するのに利用される。 The monitoring results (that is, cell voltages Vc1 to Vc5) are input to the battery control circuit 40, and are used to detect abnormalities in the cells 11 to 15 and variations in the cell voltages Vc1 to Vc5.
また、温度検出回路４２は、バッテリ１０の過熱防止のために、バッテリ１０に内蔵された温度検出素子（図示せず）を介して、バッテリ１０の内部温度（セル温度）を検出し、その検出結果をバッテリ制御回路４０に出力する。 Further, the temperature detection circuit 42 detects the internal temperature (cell temperature) of the battery 10 via a temperature detection element (not shown) built in the battery 10 in order to prevent overheating of the battery 10, and detects the detection. The result is output to the battery control circuit 40.
また、電流検出回路４４は、負極端子７からバッテリ１０の負極に至る通電経路に設けられて、この経路を流れる電流を検出するものであり、例えば、その通電経路に直列に設けられた抵抗と、抵抗の両端電圧を電流の検出結果としてバッテリ制御回路４０に出力する検出回路とにより構成される。 The current detection circuit 44 is provided in an energization path from the negative electrode terminal 7 to the negative electrode of the battery 10 and detects a current flowing through this path. For example, a current detection circuit 44 includes a resistor provided in series with the energization path. And a detection circuit that outputs the voltage across the resistor to the battery control circuit 40 as a current detection result.
次に、バッテリ制御回路４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心とするマイクロコンピュータ（マイコン）にて構成されている。
そして、バッテリ制御回路４０は、電圧監視回路２０によるセル電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ５の監視結果や、温度検出回路４２及び電流検出回路４４による検出結果を取り込み、その取り込んだ各パラメータに基づき、バッテリ１０の状態を検出する。
Next, the battery control circuit 40 is configured by a microcomputer (microcomputer) mainly including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
Then, the battery control circuit 40 captures the monitoring results of the cell voltages Vc1 to Vc5 by the voltage monitoring circuit 20 and the detection results by the temperature detection circuit 42 and the current detection circuit 44, and the state of the battery 10 based on the captured parameters. Is detected.
また、バッテリ制御回路４０には、バッテリパック２が装着された充電器５０や充電式電動機器との間で通信を行うための通信ポートが備えられており、この通信ポートは、通信線を介して通信端子８に接続されている。 In addition, the battery control circuit 40 is provided with a communication port for performing communication with the charger 50 and the rechargeable electric device in which the battery pack 2 is mounted. This communication port is connected via a communication line. Are connected to the communication terminal 8.
そして、バッテリ制御回路４０は、上記各パラメータに基づきセル電圧、充放電電流、バッテリ温度等の異常を検出すると、通信端子８を介して、充電器５０や充電式電動機器にその旨を表す異常検出信号を送信し、バッテリ１０への充放電を停止させる。また、バッテリ制御回路４０は、充電器５０や充電式電動機器から通信端子８を介して入力される要求に従い、バッテリ温度等の検出結果を送信する。 When the battery control circuit 40 detects an abnormality such as a cell voltage, a charge / discharge current, or a battery temperature based on the above parameters, the battery control circuit 40 indicates an abnormality indicating the fact to the charger 50 or the rechargeable electric device via the communication terminal 8. A detection signal is transmitted, and charging / discharging to the battery 10 is stopped. Further, the battery control circuit 40 transmits a detection result such as a battery temperature in accordance with a request input from the charger 50 or the rechargeable electric device via the communication terminal 8.
なお、バッテリパック２には、バッテリ１０から電源供給を受けてバッテリ制御回路４０等の内部回路を駆動するための電源電圧（直流定電圧）Ｖｃｃを生成する電源回路（図示せず）も設けられている。 The battery pack 2 is also provided with a power supply circuit (not shown) that receives power supply from the battery 10 and generates a power supply voltage (DC constant voltage) Vcc for driving an internal circuit such as the battery control circuit 40. ing.
次に、充電器５０は、電源コード５４を介して外部電源から電力供給を受けるための電源端子５４ａ、５４ｂ、外部電源から電源端子５４ａ、５４ｂに供給される交流電圧を全波整流する整流回路６０、整流回路６０にて整流された直流電圧を平滑化するためのコンデンサＣ１、及び、一次巻線がスイッチング素子６４を介してコンデンサＣ１に並列接続された絶縁トランス６２が備えられている。 Next, the charger 50 includes power terminals 54a and 54b for receiving power supply from an external power source via the power cord 54, and a rectifier circuit for full-wave rectification of the AC voltage supplied from the external power source to the power terminals 54a and 54b. 60, a capacitor C1 for smoothing the DC voltage rectified by the rectifier circuit 60, and an insulating transformer 62 having a primary winding connected in parallel to the capacitor C1 via a switching element 64 are provided.
この絶縁トランス６２は、外部電源と内部回路との間を絶縁すると共に、コンデンサＣ１にて平滑化された直流電圧を降圧して充電器５０内に取り込むためのものである。
つまり、スイッチング素子６４は、一次巻線の一端とグランドとの間に設けられることで、グランドに接地されたコンデンサＣ１の一端に接続されており、その間をスイッチングすることで、絶縁トランス６２の二次巻線に、降圧した交流電力を発生させる。
The insulation transformer 62 is for insulating between the external power supply and the internal circuit, and for stepping down the DC voltage smoothed by the capacitor C1 and taking it into the charger 50.
In other words, the switching element 64 is provided between one end of the primary winding and the ground, and is connected to one end of the capacitor C1 grounded to the ground. A step-down AC power is generated in the next winding.
なお、スイッチング素子６４は、例えば、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴにて構成されており、抵抗Ｒｃを介してゲートにハイレベルの信号が入力されたときにオン状態となる。
また、絶縁トランス６２の二次巻線には、整流用のダイオード６６を介してコンデンサＣ２が並列接続されている。このコンデンサＣ２には、スイッチング素子６４のスイッチングにより直流電圧が充電され、その直流電圧がバッテリ１０への充電電圧として利用される。
The switching element 64 is composed of, for example, an n-channel MOSFET, and is turned on when a high level signal is input to the gate via the resistor Rc.
A capacitor C <b> 2 is connected in parallel to the secondary winding of the insulating transformer 62 via a rectifying diode 66. The capacitor C <b> 2 is charged with a DC voltage by switching of the switching element 64, and the DC voltage is used as a charging voltage for the battery 10.
このため、コンデンサＣ２の正極側及び負極側は、それぞれ、正極端子５６及び負極端子５７に接続されている。
また、コンデンサＣ２の正極側と正極端子５６との間の通電経路には、その経路を導通／遮断するための充電スイッチ６８が設けられている。
For this reason, the positive electrode side and the negative electrode side of the capacitor C2 are connected to the positive electrode terminal 56 and the negative electrode terminal 57, respectively.
In addition, a charging switch 68 is provided in the energization path between the positive electrode side of the capacitor C2 and the positive electrode terminal 56 to conduct / cut off the path.
充電スイッチ６８は、一対のＦＥＴ６８ａ、６８ｂにて構成されたパワー半導体スイッチであり、各ＦＥＴ６８ａ、６８ｂのゲートは、抵抗Ｒａを介して正極側の通電経路に接続されると共に、抵抗Ｒｂ及びスイッチング素子６９を介して負極側の通電経路に接続されている。 The charge switch 68 is a power semiconductor switch composed of a pair of FETs 68a and 68b. The gates of the FETs 68a and 68b are connected to the current-carrying path on the positive electrode side via the resistor Ra, and the resistor Rb and the switching element 69 is connected to the current-carrying path on the negative electrode side.
ＦＥＴ６８ａ、６８ｂは、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴにて構成されており、抵抗Ｒａ、Ｒｂ、及びスイッチング素子６９は、スイッチング素子６９のオン時に、各ＦＥＴ６８ａ、６８ｂのゲート電位をローレベルにして、正極側の通電経路を導通させる。また、スイッチング素子６９のオフ時には、各ＦＥＴ６８ａ、６８ｂのゲート電位をハイレベルにして、正極側の通電経路を遮断させる。 The FETs 68a and 68b are composed of p-channel MOSFETs. The resistors Ra and Rb and the switching element 69 are energized on the positive side by setting the gate potential of each FET 68a and 68b to a low level when the switching element 69 is turned on. Make the path conductive. Further, when the switching element 69 is turned off, the gate potentials of the FETs 68a and 68b are set to a high level to cut off the positive-side energization path.
なお、図２に示すダイオードＤａ、Ｄｂは、各ＦＥＴ６８ａ、６８ｂの寄生ダイオードである。また、スイッチング素子６９は、例えば、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴにて構成されており、ゲート電位がローレベルであるときにオフ状態となり、ゲート電位がハイレベルになるとオン状態となる。 The diodes Da and Db shown in FIG. 2 are parasitic diodes of the FETs 68a and 68b. Further, the switching element 69 is composed of, for example, an n-channel MOSFET, and is turned off when the gate potential is at a low level, and turned on when the gate potential is at a high level.
次に、コンデンサＣ２と負極端子５７との間の負極側の通電経路には、バッテリ１０への充電時に流れる充電電流を検出するための電流検出回路７８が設けられている。
なお、この電流検出回路７８は、バッテリパック２内の電流検出回路４４と同様、例えば、負極側の通電経路に直列に設けられた抵抗と、抵抗の両端電圧を電流の検出結果として出力する検出回路とにより構成される。
Next, a current detection circuit 78 for detecting a charging current that flows during charging of the battery 10 is provided in the negative-side energization path between the capacitor C <b> 2 and the negative terminal 57.
The current detection circuit 78 is, for example, a detection that outputs, as a current detection result, a resistor provided in series with the current-carrying path on the negative electrode side and a voltage across the resistor, as with the current detection circuit 44 in the battery pack 2. Circuit.
そして、電流検出回路７８からの検出信号は、充電電流を充電制御回路８０からの指令に従い制御する電流制御回路７６に入力される。
電流制御回路７６は、スイッチング素子６４を駆動する駆動回路７２に対し、フォトカプラ７４を介して、スイッチング信号を出力することで、スイッチング素子６４をオン・オフさせて、バッテリ１０への充電電流を制御する。
The detection signal from the current detection circuit 78 is input to a current control circuit 76 that controls the charging current in accordance with a command from the charging control circuit 80.
The current control circuit 76 outputs a switching signal to the drive circuit 72 that drives the switching element 64 via the photocoupler 74, thereby turning the switching element 64 on and off, and charging current to the battery 10. Control.
なお、フォトカプラ７４は、例えば、発光ダイオードＤｒとフォトトランジスタＴｆとにより構成される周知のものであり、電流制御回路７６から抵抗Ｒｄを介して発光ダイオードＤｒに順方向電圧が印加されることにより、発光ダイオードＤｒが発光して、フォトトランジスタＴｆがオン状態となる。 The photocoupler 74 is a well-known one composed of, for example, a light emitting diode Dr and a phototransistor Tf, and a forward voltage is applied from the current control circuit 76 to the light emitting diode Dr via the resistor Rd. The light emitting diode Dr emits light, and the phototransistor Tf is turned on.
従って、充電器５０の内部回路と、外部電源側とは、フォトカプラ７４によっても絶縁されることになる。
また、充電スイッチ６８と正極端子５６との間の通電経路には、その経路の電圧Ｖｂをバッテリ電圧として検出する電圧検出回路８２が接続されており、電圧検出回路８２により検出されたバッテリ電圧Ｖｂは、充電制御回路８０に入力される。
Therefore, the internal circuit of the charger 50 and the external power supply side are also insulated by the photocoupler 74.
A voltage detection circuit 82 that detects the voltage Vb of the path as a battery voltage is connected to the energization path between the charge switch 68 and the positive terminal 56, and the battery voltage Vb detected by the voltage detection circuit 82 is connected. Is input to the charging control circuit 80.
充電制御回路８０は、電圧検出回路８２にて検出されるバッテリ電圧Ｖｂに基づき、バッテリ電圧Ｖｂが目標電圧である充電完了電圧となるよう、電流制御回路７６にて制御される充電電流を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心とするマイクロコンピュータ（マイコン）にて構成されている。 Based on the battery voltage Vb detected by the voltage detection circuit 82, the charging control circuit 80 controls the charging current controlled by the current control circuit 76 so that the battery voltage Vb becomes the charging completion voltage that is the target voltage. It is constituted by a microcomputer (microcomputer) centered on a CPU, ROM, RAM, and the like.
充電制御回路８０は、電流制御回路７６に充電電流を制御させるための指令信号として、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を生成し、出力回路７９に出力する。
出力回路７９は、抵抗ＲｅとコンデンサＣ３とにより構成される積分回路にて、ＰＷＭ信号をアナログ電圧値に変換し、これをオペアンプＯＰ１からなるバッファ回路、及び、抵抗Ｒｆを介して、電流制御回路７６に出力する。
The charging control circuit 80 generates a pulse width modulation signal (PWM signal) as a command signal for causing the current control circuit 76 to control the charging current, and outputs the pulse width modulation signal (PWM signal) to the output circuit 79.
The output circuit 79 is an integrating circuit constituted by a resistor Re and a capacitor C3, converts a PWM signal into an analog voltage value, and converts this into a current control circuit via a buffer circuit composed of an operational amplifier OP1 and a resistor Rf. Output to 76.
また、充電制御回路８０は、バッテリ１０への充電時には、スイッチング素子６９を介して充電スイッチ６８をオンさせ、バッテリ１０への充電経路を導通させるが、バッテリ１０への充電が完了したときや、バッテリパック２からの送信信号若しくは電圧検出回路８２にて検出されるバッテリ電圧Ｖｂに基づき異常を検出した際には、充電スイッチ６８をオフし、充電を停止させる。 Further, the charging control circuit 80 turns on the charging switch 68 via the switching element 69 and charges the charging path to the battery 10 when charging the battery 10, but when the charging to the battery 10 is completed, When an abnormality is detected based on the transmission signal from the battery pack 2 or the battery voltage Vb detected by the voltage detection circuit 82, the charging switch 68 is turned off to stop charging.
そして、本実施形態では、バッテリ１０がリチウムイオン電池であるので、充電制御回路８０は、バッテリ１０への充電開始後、バッテリ電圧Ｖｂが所定の充電完了電圧になるまで所定デューティ比のＰＷＭ信号を出力回路７９に出力することで、定電流充電を行う。 In this embodiment, since the battery 10 is a lithium ion battery, the charging control circuit 80 outputs a PWM signal having a predetermined duty ratio until the battery voltage Vb reaches a predetermined charging completion voltage after the charging of the battery 10 is started. By outputting to the output circuit 79, constant current charging is performed.
また、定電流充電にてバッテリ電圧Ｖｂが充電完了電圧になると、所定期間、ＰＷＭ信号のデューティ比を制御してバッテリ１０を充電完了電圧に保持する定電圧制御を行うことで、バッテリ１０を満充電状態まで充電する。 Further, when the battery voltage Vb becomes the charge completion voltage by constant current charging, the battery 10 is fully charged by performing constant voltage control for controlling the duty ratio of the PWM signal and holding the battery 10 at the charge completion voltage for a predetermined period. Charge to charge.
また、バッテリ１０は、リチウムイオン電池であるので、充電時のバッテリ電圧の最大値が、バッテリ温度によって規定されている。
このため、充電制御回路８０は、その規定されたバッテリ温度−電圧特性に応じて、充電完了電圧及び異常判定電圧を設定する。
Moreover, since the battery 10 is a lithium ion battery, the maximum value of the battery voltage at the time of charge is prescribed | regulated by the battery temperature.
For this reason, the charging control circuit 80 sets the charging completion voltage and the abnormality determination voltage according to the specified battery temperature-voltage characteristics.
すなわち、充電制御回路８０において、バッテリ１０への充電開始時及び充電中には、図３に示す電圧設定処理が所定時間間隔で周期的に実行され、充電制御に利用される充電完了電圧及びバッテリ電圧の異常判定電圧が設定される。 That is, in the charge control circuit 80, the voltage setting process shown in FIG. 3 is periodically executed at predetermined time intervals when charging the battery 10 is started and during charging. The voltage abnormality determination voltage is set.
図３に示すように、この電圧設定処理では、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、バッテリ制御回路４０との間の通信により、バッテリパック２内の温度検出回路４２にて検出されたバッテリ温度を取得する。 As shown in FIG. 3, in this voltage setting process, first, in S110 (S represents a step), it is detected by the temperature detection circuit 42 in the battery pack 2 by communication with the battery control circuit 40. Get battery temperature.
次に、Ｓ１２０では、Ｓ１１０にて取得したバッテリ温度は、Ｔ２以上Ｔ３以下の常温領域にあるか否かを判断する。そして、バッテリ温度が常温領域にあれば、Ｓ１３０に移行し、異常判定電圧として、常温領域におけるバッテリ電圧の最大値（Ｖｍａｘ１）を設定すると共に、充電完了電圧として、その最大値（Ｖｍａｘ１）よりも所定電圧△Ｖ１だけ低い電圧値（Ｖｍａｘ１−△１）を設定し、当該電圧設定処理を終了する。 Next, in S120, it is determined whether or not the battery temperature acquired in S110 is in a normal temperature region between T2 and T3. If the battery temperature is in the normal temperature range, the process proceeds to S130, where the maximum value (Vmax1) of the battery voltage in the normal temperature range is set as the abnormality determination voltage, and the charge completion voltage is higher than the maximum value (Vmax1). A voltage value (Vmax1-Δ1) lower by a predetermined voltage ΔV1 is set, and the voltage setting process is terminated.
また、Ｓ１２０にて、バッテリ温度は常温領域にないと判断されると、Ｓ１４０に移行して、バッテリ温度は、Ｔ１以上Ｔ２未満の低温領域にあるか否かを判断する。そして、バッテリ温度が低温領域にあれば、Ｓ１５０に移行し、異常判定電圧として、低温領域におけるバッテリ電圧の最大値（Ｖｍａｘ２）を設定すると共に、充電完了電圧として、その最大値（Ｖｍａｘ２）よりも所定電圧△Ｖ２だけ低い電圧値（Ｖｍａｘ２−△２）を設定し、当該電圧設定処理を終了する。 If it is determined in S120 that the battery temperature is not in the normal temperature range, the process proceeds to S140, and it is determined whether or not the battery temperature is in a low temperature range of T1 or more and less than T2. If the battery temperature is in the low temperature region, the process proceeds to S150, where the maximum value (Vmax2) of the battery voltage in the low temperature region is set as the abnormality determination voltage, and the charging completion voltage is higher than the maximum value (Vmax2). A voltage value (Vmax2-Δ2) lower by a predetermined voltage ΔV2 is set, and the voltage setting process is terminated.
また、Ｓ１４０にて、バッテリ温度は低温領域にないと判断されると、Ｓ１６０に移行して、バッテリ温度は、Ｔ４以下でＴ３よりも大きい高温領域にあるか否かを判断する。そして、バッテリ温度が高温領域にあれば、Ｓ１７０に移行し、異常判定電圧として、高温領域におけるバッテリ電圧の最大値（Ｖｍａｘ３）を設定すると共に、充電完了電圧として、その最大値（Ｖｍａｘ３）よりも所定電圧△Ｖ３だけ低い電圧値（Ｖｍａｘ３−△３）を設定し、当該電圧設定処理を終了する。 If it is determined in S140 that the battery temperature is not in the low temperature region, the process proceeds to S160, and it is determined whether the battery temperature is in a high temperature region that is equal to or lower than T4 and greater than T3. If the battery temperature is in the high temperature region, the process proceeds to S170, where the maximum value (Vmax3) of the battery voltage in the high temperature region is set as the abnormality determination voltage, and the charging completion voltage is higher than the maximum value (Vmax3). A voltage value (Vmax3-Δ3) that is lower by a predetermined voltage ΔV3 is set, and the voltage setting process ends.
また、Ｓ１６０にて、バッテリ温度は高温領域にないと判断されると、バッテリ温度は、Ｔ１以上Ｔ４以下の充電可能温度領域から外れているので、バッテリ１０への充電を禁止し、当該電圧設定処理を終了する。 If it is determined in S160 that the battery temperature is not in the high temperature range, the battery temperature is out of the chargeable temperature range of T1 or more and T4 or less. The process ends.
充電制御回路８０は、上記電圧設定処理にてバッテリ温度に応じて設定した充電完了電圧を目標電圧としてバッテリ１０への充電を行い、その充電時に、バッテリ電圧が異常判定電圧を超えると、異常が発生したと判断して、バッテリ１０への充電を停止する。 The charging control circuit 80 charges the battery 10 using the charging completion voltage set according to the battery temperature in the voltage setting process as a target voltage, and if the battery voltage exceeds the abnormality determination voltage during the charging, an abnormality is detected. It is determined that it has occurred, and charging to the battery 10 is stopped.
そして、その充電時に、バッテリ温度が、常温領域から高温領域若しくは低温領域に変化し、電圧設定処理にて、充電完了電圧及び異常判定電圧が常温時よりも低い電圧値に切り換えられると、バッテリ電圧が充電完了電圧或いは異常判定電圧よりも高くなって、バッテリ１０への充電を停止してしまうことがある。 When the battery temperature changes from the normal temperature region to the high temperature region or the low temperature region during the charging, and the charge completion voltage and the abnormality determination voltage are switched to a lower voltage value than at normal temperature in the voltage setting process, the battery voltage May become higher than the charging completion voltage or the abnormality determination voltage, and charging to the battery 10 may be stopped.
そこで、本実施形態では、このように充電完了電圧及び異常判定電圧が切り換えられた際に、バッテリ電圧が充電完了電圧或いは異常判定電圧よりも高くなる確率を低減し、電圧切換後にもバッテリ１０を満充電状態まで充電できるようにするため、常温時の充電制御処理を図４に示す手順で実行するようにされている。 Therefore, in the present embodiment, when the charging completion voltage and the abnormality determination voltage are switched as described above, the probability that the battery voltage becomes higher than the charging completion voltage or the abnormality determination voltage is reduced, and the battery 10 is switched after the voltage switching. In order to be able to charge to a fully charged state, the charge control process at normal temperature is executed according to the procedure shown in FIG.
図４に示すように、常温時充電制御処理では、Ｓ２１０にて、バッテリ制御回路４０との間の通信、バッテリ電圧検出回路８２からのバッテリ電圧の取り込み等により、バッテリ状態を測定し、バッテリ状態に問題がなければ、Ｓ２２０に移行し、予め設定された常温時の充電電流Ｉ１にてバッテリ１０への充電を開始する。 As shown in FIG. 4, in the normal temperature charge control process, in S210, the battery state is measured by communication with the battery control circuit 40, the battery voltage detection from the battery voltage detection circuit 82, and the like. If there is no problem, the process proceeds to S220, and charging of the battery 10 is started with a preset charging current I1 at normal temperature.
そして、充電開始後は、Ｓ２３０〜Ｓ２９０にて、バッテリ電圧及びバッテリ温度に応じて充電電流を低下させる充電電流制限処理を実行する。
この充電電流制限処理では、Ｓ２３０にて、現在のバッテリ電圧及びバッテリ温度を測定する。
Then, after the start of charging, in S230 to S290, a charging current limiting process for reducing the charging current according to the battery voltage and the battery temperature is executed.
In this charging current limiting process, the current battery voltage and battery temperature are measured in S230.
また、続くＳ２４０では、バッテリ温度が、高温判定閾値（Ｔ３）よりも所定温度（α）低い設定温度（Ｔ３−α）以上、高温判定閾値（Ｔ３）以下、の温度範囲内にあり、且つ、バッテリ電圧が、高温時の最大値である高温時電圧（Ｖｍａｘ３）以上、常温時の最大値である通常電圧（Ｖｍａｘ１）以下、の電圧範囲内にあるか否かを判断する。 In subsequent S240, the battery temperature is within a temperature range of a set temperature (T3-α) that is lower than the high temperature determination threshold (T3) by a predetermined temperature (α) and not higher than the high temperature determination threshold (T3), and It is determined whether or not the battery voltage is within a voltage range of a high temperature voltage (Vmax3) that is a maximum value at a high temperature and a normal voltage (Vmax1) that is a maximum value at a normal temperature.
Ｓ２４０の処理は、バッテリ温度及びバッテリ電圧が図５に示す領域Ａ内にあるか否か、つまり、バッテリ温度が常温領域から高温領域に変化する直前の温度領域にあり、且つ、バッテリ電圧がバッテリ温度の変化に伴い切り換えられる高温側の充電完了電圧及び充電完了電圧を越える電圧領域にあるか否か、を判断するための処理である。 The process of S240 is whether or not the battery temperature and the battery voltage are in the region A shown in FIG. 5, that is, the battery temperature is in the temperature region immediately before the change from the normal temperature region to the high temperature region, and the battery voltage is the battery voltage. This is a process for determining whether or not the charging completion voltage on the high temperature side that is switched with a change in temperature and a voltage range that exceeds the charging completion voltage.
Ｓ２４０にて、バッテリ温度及びバッテリ電圧が、図５に示す領域Ａ内にあると判断されると、Ｓ２５０にて、Ｓ２３０にて測定したバッテリ温度の変化量から、バッテリ温度は上昇しているか否かを判断する。 If it is determined in S240 that the battery temperature and the battery voltage are within region A shown in FIG. 5, whether or not the battery temperature has increased from the amount of change in battery temperature measured in S230 in S250. Determine whether.
そして、Ｓ２５０にて、バッテリ温度が上昇していると判断されると、Ｓ２６０に移行して、充電電流を、現在の電流値Ｉ１よりも小さい電流値Ｉ２に変更し、Ｓ２７０に移行する。 If it is determined in S250 that the battery temperature has risen, the process proceeds to S260, the charging current is changed to a current value I2 smaller than the current value I1, and the process proceeds to S270.
また、Ｓ２４０にて、バッテリ温度及びバッテリ電圧は、図５に示す領域Ａ内にないと判断されるか、Ｓ２５０にて、バッテリ温度は上昇していないと判断された場合にも、Ｓ２７０に移行する。 If it is determined in S240 that the battery temperature and the battery voltage are not within the region A shown in FIG. 5 or if it is determined in S250 that the battery temperature has not increased, the process proceeds to S270. To do.
Ｓ２７０では、バッテリ温度が、低温判定閾値（Ｔ２）よりも所定温度（β）高い設定温度（Ｔ２＋β）以下、低温判定閾値（Ｔ２）以上、の温度範囲内にあり、且つ、バッテリ電圧が、低温時の最大値である低温時電圧（Ｖｍａｘ２）以上、常温時の最大値である通常電圧（Ｖｍａｘ１）以下、の電圧範囲内にあるか否かを判断する。 In S270, the battery temperature is within a temperature range of a predetermined temperature (β) that is higher than the low temperature determination threshold (T2) by a predetermined temperature (T2 + β) or less and a low temperature determination threshold (T2) or more, and the battery voltage is low. It is determined whether or not it is within a voltage range of a low temperature voltage (Vmax2) which is a maximum value at the time and a normal voltage (Vmax1) which is a maximum value at a normal temperature.
Ｓ２７０の処理は、バッテリ温度及びバッテリ電圧が図５に示す領域Ｂ内にあるか否か、つまり、バッテリ温度が常温領域から低温領域に変化する直前の温度領域にあり、且つ、バッテリ電圧がバッテリ温度の変化に伴い切り換えられる低温側の充電完了電圧及び充電完了電圧を越える電圧領域にあるか否か、を判断するための処理である。 The process of S270 is performed whether or not the battery temperature and the battery voltage are in the region B shown in FIG. 5, that is, in the temperature region immediately before the battery temperature changes from the normal temperature region to the low temperature region, and the battery voltage is the battery voltage. This is a process for determining whether or not it is in a voltage range exceeding the charge completion voltage on the low temperature side and the charge completion voltage that is switched in accordance with a change in temperature.
Ｓ２７０にて、バッテリ温度及びバッテリ電圧が、図５に示す領域Ｂ内にあると判断されると、Ｓ２８０にて、Ｓ２３０にて測定したバッテリ温度の変化量から、バッテリ温度は低下しているか否かを判断する。 If it is determined in S270 that the battery temperature and the battery voltage are within the region B shown in FIG. 5, whether or not the battery temperature has decreased from the amount of change in the battery temperature measured in S230 in S280. Determine whether.
そして、Ｓ２８０にて、バッテリ温度が低下していると判断されると、Ｓ２９０に移行して、充電電流を、現在の電流値Ｉ１よりも小さい電流値Ｉ３に変更し、Ｓ３００に移行する。 If it is determined in S280 that the battery temperature is decreasing, the process proceeds to S290, the charging current is changed to a current value I3 smaller than the current value I1, and the process proceeds to S300.
また、Ｓ２７０にて、バッテリ温度及びバッテリ電圧は、図５に示す領域Ｂ内にないと判断されるか、Ｓ２８０にて、バッテリ温度は低下していないと判断された場合にも、Ｓ３００に移行する。 In S270, if it is determined that the battery temperature and the battery voltage are not within the region B shown in FIG. 5 or if it is determined in S280 that the battery temperature has not decreased, the process proceeds to S300. To do.
Ｓ３００では、バッテリ電圧が異常判定電圧を超えたか否か、及び、バッテリパック２側で異常が検出されたか否かを判断することで、バッテリ１０及びその充電系に異常が発生したか否かを判断する。 In S300, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the battery 10 and its charging system by determining whether or not the battery voltage has exceeded the abnormality determination voltage and whether or not an abnormality has been detected on the battery pack 2 side. to decide.
そして、Ｓ３００にて異常が発生したと判断されると、Ｓ３１０に移行して、充電スイッチ６８をオフすることで、バッテリ１０への充電を停止し、当該常温時充電制御処理を終了する。 If it is determined in S300 that an abnormality has occurred, the process proceeds to S310, and the charging switch 68 is turned off to stop the charging of the battery 10, and the normal temperature charging control process ends.
一方、Ｓ３００にて異常は発生していないと判断されると、Ｓ３２０に移行し、バッテリ電圧は充電完了電圧に達したか否かを判断する。
そして、バッテリ電圧が充電完了電圧に達していれば、Ｓ３３０に移行して、この充電完了電圧にて一定時間バッテリへの充電を継続することでバッテリ１０を満充電状態にする充電完了処理を実行し、当該常温時充電制御処理を終了する。
On the other hand, if it is determined in S300 that no abnormality has occurred, the process proceeds to S320, and it is determined whether or not the battery voltage has reached the charging completion voltage.
If the battery voltage has reached the charge completion voltage, the process proceeds to S330, and the charge completion process is performed to keep the battery 10 in a fully charged state by continuing charging the battery for a certain time at this charge completion voltage. Then, the normal temperature charge control process is terminated.
このように、常温時充電制御処理では、バッテリ電圧を充電完了電圧に充電するだけでなく、その充電時に、バッテリ温度及びバッテリ電圧が、図５に示す領域Ａ、若しくは、領域Ｂ内に入ると、充電電流を通常時の電流値Ｉ１から、電流値Ｉ２又はＩ３に低下させる。 As described above, in the charge control process at normal temperature, not only the battery voltage is charged to the charge completion voltage, but also when the battery temperature and the battery voltage enter the region A or the region B shown in FIG. The charging current is reduced from the normal current value I1 to the current value I2 or I3.
この結果、常温状態でバッテリ１０を充電しているときに、バッテリ温度が高温側の設定温度（Ｔ３−α）に達し、バッテリ温度及びバッテリ電圧が領域Ａに入った際には、図６に示すように、時点ｔ１で充電電流がＩ１からＩ２に切り換えられ、その充電電流の低下に伴い、バッテリ電圧が低下する。 As a result, when the battery 10 is charged in the normal temperature state, the battery temperature reaches the set temperature (T3-α) on the high temperature side, and when the battery temperature and the battery voltage enter the region A, FIG. As shown, the charging current is switched from I1 to I2 at time t1, and the battery voltage decreases as the charging current decreases.
このため、その後、バッテリ温度が高温判定閾値（Ｔ３）を越えて、充電完了電圧及び異常判定電圧が高温時の電圧値に切り換えられたときに、バッテリ電圧が、充電完了電圧及び異常判定電圧よりも大きくなっていて、バッテリ１０への充電が停止されるのを抑制でき、バッテリ１０を満充電状態（時点ｔ２）まで充電することが可能となる。 For this reason, after that, when the battery temperature exceeds the high temperature determination threshold (T3) and the charge completion voltage and the abnormality determination voltage are switched to the voltage values at the time of high temperature, the battery voltage becomes higher than the charge completion voltage and the abnormality determination voltage. The charging of the battery 10 can be suppressed from being stopped, and the battery 10 can be charged to the fully charged state (time point t2).
また、常温状態でバッテリ１０を充電しているときに、バッテリ温度が低温側の設定温度（Ｔ２＋β）まで低下し、バッテリ温度及びバッテリ電圧が領域Ｂに入った際には、図７に示すように、時点ｔ１で充電電流がＩ１からＩ３に切り換えられ、その充電電流の低下に伴い、バッテリ電圧が低下する。 Further, when the battery 10 is charged in the normal temperature state, when the battery temperature falls to the lower temperature set temperature (T2 + β) and the battery temperature and the battery voltage enter the region B, as shown in FIG. At the time t1, the charging current is switched from I1 to I3, and the battery voltage decreases as the charging current decreases.
このため、その後、バッテリ温度が低温判定閾値（Ｔ２）を下回り、充電完了電圧及び異常判定電圧が低温時の電圧値に切り換えられたときに、バッテリ電圧が、充電完了電圧及び異常判定電圧よりも大きくなっていて、バッテリ１０への充電が停止されるのを抑制でき、バッテリ１０を満充電状態（時点ｔ２）まで充電することが可能となる。 For this reason, after that, when the battery temperature falls below the low temperature determination threshold (T2) and the charging completion voltage and the abnormality determination voltage are switched to the voltage values at the low temperature, the battery voltage is higher than the charging completion voltage and the abnormality determination voltage. It is large, it can suppress that the charge to the battery 10 is stopped, and it becomes possible to charge the battery 10 to a full charge state (time t2).
また、バッテリ温度及びバッテリ電圧が図５に示す領域Ａにあるときは、充電電流を低下させることで、バッテリ１０の発熱量を抑えることができるので、充電時の温度上昇によって、バッテリ温度が高温判定閾値（Ｔ３）に達するのに要する時間を長くし、常温領域内にてバッテリ１０を満充電できる確率を高くすることができる。 In addition, when the battery temperature and the battery voltage are in the region A shown in FIG. 5, the amount of heat generated by the battery 10 can be suppressed by reducing the charging current. The time required to reach the determination threshold value (T3) can be increased, and the probability that the battery 10 can be fully charged in the normal temperature region can be increased.
よって、本実施形態によれば、バッテリへの充電開始後、バッテリが満充電状態になるまでにバッテリへの充電が停止されて、バッテリを満充電状態まで充電できなくなるのを抑制できる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the battery from being charged to the fully charged state after charging to the battery is stopped until the battery reaches the fully charged state.
また、本実施形態では、図３の電圧設定処理にて、充電完了電圧と異常判定電圧とを設定し、充電制御実行時にバッテリ電圧が異常判定電圧を超えると、バッテリ１０に異常が生じたと判断して、バッテリ１０への充電を停止する。 In the present embodiment, the charging completion voltage and the abnormality determination voltage are set in the voltage setting process of FIG. 3, and it is determined that an abnormality has occurred in the battery 10 when the battery voltage exceeds the abnormality determination voltage during the charge control execution. Then, the charging of the battery 10 is stopped.
そして、本実施形態によれば、常温領域から高温領域若しくは低温領域への異常判定電圧の切り換えも抑制されることになるので、異常判定電圧の切り換えに伴いバッテリ１０の異常が誤検出されるのを抑制し、その誤検出により使用者に誤解や不信感を与えるのを防止できる。 According to the present embodiment, since the switching of the abnormality determination voltage from the normal temperature region to the high temperature region or the low temperature region is also suppressed, the abnormality of the battery 10 is erroneously detected along with the switching of the abnormality determination voltage. It is possible to prevent misunderstanding and distrust to the user due to the erroneous detection.
また、本実施形態では、バッテリ電圧及びバッテリ温度が図５に示す領域Ａにあるときは、バッテリ温度が上昇しているか否かを判断して、バッテリ温度が上昇しているときに限って、充電電流を低下させ、バッテリ電圧及びバッテリ温度が図５に示す領域Ｂにあるときは、バッテリ温度が低下しているか否かを判断して、バッテリ温度が低下しているときに限って、充電電流を低下させる。 Further, in this embodiment, when the battery voltage and the battery temperature are in the region A shown in FIG. 5, it is determined whether or not the battery temperature is rising, and only when the battery temperature is rising, When the charging current is lowered and the battery voltage and the battery temperature are in the region B shown in FIG. 5, it is determined whether or not the battery temperature is lowered and charging is performed only when the battery temperature is lowered. Reduce current.
このため、バッテリ電圧及びバッテリ温度が図５に示す領域Ａ若しくは領域Ｂにあっても、充電完了電圧及び異常判定電圧が高温側若しくは低温側の電圧値に切り換えられることがない場合に、充電電流を低下させることはなく、これによって、バッテリ１０を満充電するのに要する充電時間が長くなるのを防止できる。 Therefore, even if the battery voltage and the battery temperature are in the region A or the region B shown in FIG. As a result, the charging time required to fully charge the battery 10 can be prevented from becoming longer.
なお、本実施形態においては、バッテリ電圧検出回路８２が、本発明の電圧検出手段に相当し、温度検出回路４２が、本発明の温度検出手段に相当する。また、本発明の電圧設定手段及び充電電流制限手段としての機能は、充電器５０内の充電制御回路８０にて実行される電圧設定処理及び常温時充電制御処理（詳しくはＳ２３０〜Ｓ２９０の充電電流制限処理）にて実現される。 In the present embodiment, the battery voltage detection circuit 82 corresponds to the voltage detection means of the present invention, and the temperature detection circuit 42 corresponds to the temperature detection means of the present invention. Further, the functions as the voltage setting means and the charging current limiting means of the present invention are the voltage setting process and the normal temperature charge control process executed by the charge control circuit 80 in the charger 50 (specifically, the charging current at S230 to S290). (Restriction processing).
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、図４のＳ２６０又はＳ２９０にて充電電流をＩ１からＩ２若しくはＩ３に変更すると、その電流値が充電電流として保持され、バッテリ温度が、設定温度（Ｔ２＋β）から設定温度（Ｔ３−α）までの中間領域に戻っても、バッテリ１０は、変更後の充電電流Ｉ２又はＩ３にて充電されることになる。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various aspect can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above embodiment, when the charging current is changed from I1 to I2 or I3 in S260 or S290 of FIG. 4, the current value is held as the charging current, and the battery temperature is changed from the set temperature (T2 + β) to the set temperature (T2 + β). Even when returning to the intermediate region up to T3-α), the battery 10 is charged with the changed charging current I2 or I3.
しかし、これでは、バッテリ温度が中間領域に戻った際の充電電流が小さくなって、バッテリ１０を満充電するのに要する時間が長くなってしまう。
そこで、図８に示すように、充電電流制限処理では、Ｓ２４０にてバッテリ温度及びバッテリ電圧が領域Ａ内にないと判断された場合には、Ｓ４１０にて、バッテリ温度が、高温判定閾値（Ｔ３）から所定温度α及びマージンｘを減じた設定温度（Ｔ３−α−ｘ）以下であるか否かを判断し、バッテリ温度が設定温度（Ｔ３−α−ｘ）以下であれば、Ｓ４２０に移行して、充電電流をＩ１に戻すようにしてもよい。
However, this reduces the charging current when the battery temperature returns to the intermediate region, and increases the time required to fully charge the battery 10.
Therefore, as shown in FIG. 8, in the charging current limiting process, when it is determined in S240 that the battery temperature and the battery voltage are not in the region A, the battery temperature is set to the high temperature determination threshold (T3) in S410. ) From the preset temperature (T3-α-x) obtained by subtracting the predetermined temperature α and the margin x, and if the battery temperature is less than the preset temperature (T3-α-x), the process proceeds to S420. Then, the charging current may be returned to I1.
また、同様に、Ｓ２７０にてバッテリ温度及びバッテリ電圧が領域Ｂ内にないと判断された場合には、Ｓ４３０にて、バッテリ温度が、低温判定閾値（Ｔ２）に所定温度β及びマージンｙを加えた設定温度（Ｔ２＋β＋ｙ）以上であるか否かを判断し、バッテリ温度が設定温度（Ｔ２＋β＋ｙ）以上であれば、Ｓ４４０に移行して、充電電流をＩ１に戻すようにしてもよい。 Similarly, if it is determined in S270 that the battery temperature and the battery voltage are not within the region B, the battery temperature adds a predetermined temperature β and a margin y to the low temperature determination threshold (T2) in S430. If the battery temperature is equal to or higher than the set temperature (T2 + β + y), the process may proceed to S440 to return the charging current to I1.
そして、このようにすれば、バッテリ温度が中間領域に戻った際に、充電電流をＩ１に戻すことで、上記実施形態に比べて、バッテリ１０への充電時間を短くすることができる。 And if it does in this way, when battery temperature returns to an intermediate | middle area | region, the charging time to the battery 10 can be shortened compared with the said embodiment by returning charging current to I1.
次に、上記実施形態では、Ｓ２４０、Ｓ２７０において、バッテリ電圧が領域Ａ、Ｂ内にあるか否かを判断するのに用いる電圧値として、バッテリ１０のバッテリ温度−電圧特性にて規定されている最大値Ｖｍａｘ１、Ｖｍａｘ２、Ｖｍａｘ３を用いるものとして説明した。 Next, in the above embodiment, in S240 and S270, the voltage value used for determining whether or not the battery voltage is in the regions A and B is defined by the battery temperature-voltage characteristics of the battery 10. In the above description, the maximum values Vmax1, Vmax2, and Vmax3 are used.
しかし、領域Ａ、Ｂを特定する電圧値としては、例えば、Ｖｍａｘ２−γ以上Ｖｍａｘ１以下、Ｖｍａｘ３−δ以上Ｖｍａｘ１以下、というように、高温側及び低温側の規定電圧（最大値）Ｖｍａｘ３、Ｖｍａｘ２に所定のマージンγ、δを付与した値を、高温側電圧値及び低温側電圧値として用いるようにしてもよい。 However, the voltage values for specifying the regions A and B are, for example, specified voltages (maximum values) Vmax3 and Vmax2 on the high temperature side and the low temperature side, such as Vmax2−γ to Vmax1 and Vmax3−δ to Vmax1. You may make it use the value which provided the predetermined margins (gamma) and (delta) as a high temperature side voltage value and a low temperature side voltage value.
また、領域Ａ、Ｂを判定するのに用いる高温側電圧値及び低温側電圧値は、バッテリ１０のバッテリ温度−電圧特性によっては、同一電圧値に設定してもよい。
また、領域Ａ、Ｂを判定するのに用いる常温時の通常電圧値についても、常温時の規定電圧（最大値）Ｖｍａｘ１に対し、所定のマージンを付与した値を利用するようにしてもよい。
Further, the high temperature side voltage value and the low temperature side voltage value used for determining the regions A and B may be set to the same voltage value depending on the battery temperature-voltage characteristics of the battery 10.
Further, as the normal voltage value at normal temperature used for determining the regions A and B, a value obtained by adding a predetermined margin to the specified voltage (maximum value) Vmax1 at normal temperature may be used.
また更に、上記実施形態では、図３の電圧設定処理にて、充電完了電圧及び異常判定電圧を設定する際、異常判定電圧には、バッテリ１０のバッテリ温度−電圧特性にて規定されている最大値Ｖｍａｘ１、Ｖｍａｘ２、Ｖｍａｘ３を用いるものとして説明したが、異常判定電圧についても、充電完了電圧と同様、これら各最大値Ｖｍａｘ１、Ｖｍａｘ２、Ｖｍａｘ３から所定電圧を減じた値を設定するようにしてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, when the charging completion voltage and the abnormality determination voltage are set in the voltage setting process of FIG. 3, the abnormality determination voltage is the maximum specified by the battery temperature-voltage characteristics of the battery 10. Although it has been described that the values Vmax1, Vmax2, and Vmax3 are used, the abnormality determination voltage may be set to a value obtained by subtracting a predetermined voltage from each of these maximum values Vmax1, Vmax2, and Vmax3, similarly to the charging completion voltage. .
また、上記実施形態では、本発明の充電制御装置としての機能は、充電器５０の充電制御回路８０にて実行される電圧設定処理及び常温時充電制御処理（詳しくは充電電流制限処理）にて実現されるものとして説明した。 Moreover, in the said embodiment, the function as a charge control apparatus of this invention is the voltage setting process performed in the charge control circuit 80 of the charger 50, and the normal temperature charge control process (specifically charge current limiting process). It was described as being realized.
しかし、本発明の充電制御装置としての機能は、電圧設定処理及び充電電流制限処理をバッテリパック２内のバッテリ制御回路４０にて実行することで、バッテリパック２側で実現するようにしてもよい。 However, the function as the charge control device of the present invention may be realized on the battery pack 2 side by executing the voltage setting process and the charge current limiting process in the battery control circuit 40 in the battery pack 2. .
２…バッテリパック、６…正極端子、７…負極端子、８…通信端子、１０…バッテリ、１１〜１５…セル、２０…電圧監視回路、４０…バッテリ制御回路、４２…温度検出回路、４４…電流検出回路、５０…充電器、５６…正極端子、５７…負極端子、５８…通信端子、６０…整流回路、６２…絶縁トランス、６４，６９…スイッチング素子、６６…ダイオード、６８…充電スイッチ、７２…駆動回路、７４…フォトカプラ、７６…電流制御回路、７８…電流検出回路、７９…出力回路、８０…充電制御回路、８２…バッテリ電圧検出回路、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…コンデンサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Battery pack, 6 ... Positive electrode terminal, 7 ... Negative electrode terminal, 8 ... Communication terminal, 10 ... Battery, 11-15 ... Cell, 20 ... Voltage monitoring circuit, 40 ... Battery control circuit, 42 ... Temperature detection circuit, 44 ... Current detection circuit, 50 ... charger, 56 ... positive electrode terminal, 57 ... negative electrode terminal, 58 ... communication terminal, 60 ... rectifier circuit, 62 ... insulation transformer, 64,69 ... switching element, 66 ... diode, 68 ... charge switch, 72 ... Drive circuit, 74 ... Photocoupler, 76 ... Current control circuit, 78 ... Current detection circuit, 79 ... Output circuit, 80 ... Charge control circuit, 82 ... Battery voltage detection circuit, C1, C2, C3 ... Capacitor.
本開示は、バッテリへの充電を制御する充電制御装置に関する。 The present disclosure relates to a charge control device that controls charging of a battery.
本開示は、バッテリへの充電を制御する充電制御装置において、バッテリの状態に応じてバッテリへの充電をより良好に実施できるようにすることを目的とする。 An object of the present disclosure is to enable charging of a battery in a charge control apparatus that controls charging of the battery in accordance with the state of the battery .
本開示の一局面の充電制御装置は、充電器からバッテリパックへの充電を制御するためのものであり、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段、バッテリ温度を検出する温度検出手段、充電器がバッテリへの充電に用いる充電完了電圧及び異常判定電圧の少なくとも一方を設定する電圧設定手段、及び、充電電流制限手段を備える。 A charge control device according to an aspect of the present disclosure is for controlling charging from a charger to a battery pack, and includes voltage detection means for detecting battery voltage, temperature detection means for detecting battery temperature, and a battery charger. Voltage setting means for setting at least one of a charging completion voltage and an abnormality determination voltage used for charging the battery, and a charging current limiting means.
ここで、電圧設定手段は、温度検出手段にて検出されたバッテリ温度が予め設定された高温判定閾値（Ｔ３）以上であるとき、充電完了電圧及び異常判定電圧の少なくとも一方を、通常電圧（Ｖｍａｘ１）よりも低い高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に設定する。 Here, when the battery temperature detected by the temperature detection unit is equal to or higher than a preset high temperature determination threshold (T3) , the voltage setting unit converts at least one of the charging completion voltage and the abnormality determination voltage to the normal voltage (Vmax1). ) Is set to a high temperature voltage (Vmax3) lower than (1).
このため、本開示の一局面の充電制御装置によれば、バッテリへの充電時にバッテリ温度が高温判定閾値（Ｔ３）を越えて、充電完了電圧若しくは異常判定電圧が通常電圧（Ｖｍａｘ１）から高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に切り換えられたときに、バッテリ電圧が高温時電圧（Ｖｍａｘ３）よりも大きくなっていて、バッテリへの充電が停止されるのを抑制できる。 Therefore, according to the charge control device of one aspect of the present disclosure, when the battery is charged, the battery temperature exceeds the high temperature determination threshold (T3), and the charge completion voltage or the abnormality determination voltage is high from the normal voltage (Vmax1). When the voltage (Vmax3) is switched, the battery voltage is higher than the high temperature voltage (Vmax3), and it is possible to suppress the charging of the battery from being stopped.
このため、本開示の一局面の充電制御装置によれば、バッテリへの充電時にバッテリ温度が高温判定閾値（Ｔ３）を越えるまでの充電時間、換言すれば、充電完了電圧若しくは異常判定電圧が通常電圧（Ｖｍａｘ１）から高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に切り換えられるまでの時間、を長くすることができる。 Therefore, according to the charging control device of one aspect of the present disclosure, the charging time until the battery temperature exceeds the high temperature determination threshold (T3) when charging the battery, in other words, the charging completion voltage or the abnormality determination voltage is normal. The time until the voltage (Vmax1) is switched to the high temperature voltage (Vmax3) can be increased.
よって、本開示の一局面の充電制御装置によれば、バッテリへの充電開始後、バッテリが満充電状態になるまでにバッテリへの充電が停止されて、バッテリを満充電状態まで充電できなくなるのを抑制できる。 Therefore, according to the charging control device of one aspect of the present disclosure, after the charging of the battery is started, the charging of the battery is stopped until the battery is fully charged, and the battery cannot be charged to the fully charged state. Can be suppressed.
次に、本開示の他の局面の充電制御装置においては、電圧設定手段は、温度検出手段にて検出されたバッテリ温度が予め設定された低温判定閾値（Ｔ２）以下であるとき、充電完了電圧及び前記異常判定電圧の少なくとも一方を、通常電圧（Ｖｍａｘ１）よりも低い低温時電圧（Ｖｍａｘ２）に設定する。 Next, in the charging control device according to another aspect of the present disclosure , the voltage setting unit is configured such that when the battery temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a preset low temperature determination threshold (T2), At least one of the abnormality determination voltages is set to a low temperature voltage (Vmax2) lower than the normal voltage (Vmax1).
このため、本開示の他の局面の充電制御装置によれば、バッテリへの充電時にバッテリ温度が低温判定閾値（Ｔ２）よりも低下して、充電完了電圧若しくは異常判定電圧が通常電圧（Ｖｍａｘ１）から低温時電圧（Ｖｍａｘ２）に切り換えられたときに、バッテリ電圧が低温時電圧（Ｖｍａｘ２）よりも低くなっていて、バッテリへの充電が停止されるのを抑制できる。 For this reason, according to the charging control device of another aspect of the present disclosure , the battery temperature is lower than the low temperature determination threshold (T2) when the battery is charged, and the charging completion voltage or the abnormality determination voltage is the normal voltage (Vmax1). When the battery voltage is switched from low to low temperature voltage (Vmax2), the battery voltage is lower than the low temperature voltage (Vmax2), and it is possible to suppress the charging of the battery from being stopped.
よって、本開示の他の局面の充電制御装置によれば、上述した一局面のものと同様、バッテリを満充電状態まで充電できなくなるのを抑制できる。
次に、本開示の充電制御装置においては、充電電流制限手段は、充電電流を一旦低下させると、バッテリ温度が前記温度範囲から外れても充電電流を保持するように構成されてもよい。
Therefore, according to the charging control device of another aspect of the present disclosure, it is possible to prevent the battery from being unable to be charged to the fully charged state, similarly to the one aspect described above .
Next, in the charging control device of the present disclosure , the charging current limiting unit may be configured to hold the charging current even if the battery temperature is out of the temperature range once the charging current is reduced .
このようにすれば、バッテリ温度の変化によって充電電流が上昇・低下するのを防止できると共に、充電電流の制御を容易に行うことができる。 In this way, it is possible to prevent the charging current from rising and falling due to changes in the battery temperature, and it is possible to easily control the charging current.
一方、本開示の充電制御装置においては、充電電流制限手段は、充電電流を低下させた後、バッテリ温度が前記温度範囲から外れて、設定温度（Ｔ３−α）よりも低下すると、充電電流を上昇させるように構成されてもよい。 On the other hand, in the charging control device according to the present disclosure , the charging current limiting unit reduces the charging current, and then reduces the charging current when the battery temperature is out of the temperature range and falls below the set temperature (T3-α). it may be configured so that increased.
また、本開示の充電制御装置においては、充電電流制限手段は、充電電流を低下させた後、バッテリ温度が前記温度範囲から外れて、設定温度（Ｔ２＋β）よりも上昇すると、充電電流を上昇させるように構成されてもよい。 Further, in the charging control device of the present disclosure , the charging current limiting unit increases the charging current when the battery temperature is out of the temperature range and rises above the set temperature (T2 + β) after the charging current is reduced. You may be comprised so that.
このようにすれば、充電電流制限手段が、充電電流を低下させた後、バッテリ温度が充電電流を低下させる前の温度領域に復帰した際に、充電電流を上昇させることで、バッテリへの充電時間を短縮することができる。 In this way, the charging current limiting means increases the charging current when the battery temperature returns to the temperature range before decreasing the charging current after decreasing the charging current, thereby charging the battery. Time can be shortened.
ところで、本開示の一局面の充電制御装置において、バッテリ温度が、設定温度（Ｔ３−α）と高温判定閾値（Ｔ３）との間の温度範囲内にあり、バッテリ電圧が、高温時電圧（Ｖｍａｘ３）と通常電圧（Ｖｍａｘ１）との間の電圧範囲内にあっても、バッテリ温度が更に上昇しなければ、電圧設定手段が、充電完了電圧若しくは異常判定電圧を通常電圧（Ｖｍａｘ１）から高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に切り換えることはない。 By the way, in the charge control device according to one aspect of the present disclosure , the battery temperature is in a temperature range between the set temperature (T3-α) and the high temperature determination threshold value (T3), and the battery voltage is the high temperature voltage (Vmax3). ) And the normal voltage (Vmax1), if the battery temperature does not increase further, the voltage setting means changes the charge completion voltage or abnormality determination voltage from the normal voltage (Vmax1) to the high temperature voltage. There is no switching to (Vmax3).
このため、本開示の一局面の充電制御装置においては、充電電流制限手段を、バッテリ温度が前記温度範囲内にあり、バッテリ電圧が前記電圧範囲内にあるとき、バッテリ温度が上昇しているか否かを判断して、バッテリ温度が上昇しているときに（換言すれば、バッテリ温度が上昇していることを条件として）、充電電流を低下させるように構成してもよい。 For this reason, in the charge control device according to one aspect of the present disclosure , the charging current limiting unit is configured to determine whether the battery temperature has risen when the battery temperature is in the temperature range and the battery voltage is in the voltage range. When the battery temperature is rising (in other words, on condition that the battery temperature is rising), the charging current may be reduced.
また、本開示の他の局面の充電制御装置において、バッテリ温度が、低温判定閾値（Ｔ２）と設定温度（Ｔ２＋β）との間の温度範囲内にあり、バッテリ電圧が、低温時電圧（Ｖｍａｘ２）と通常電圧（Ｖｍａｘ１）との間の電圧範囲内にあっても、バッテリ温度が更に低下しなければ、電圧設定手段が、充電完了電圧若しくは異常判定電圧を、通常電圧（Ｖｍａｘ１）から低温時電圧（Ｖｍａｘ２）に切り換えることはない。 Further , in the charge control device according to another aspect of the present disclosure , the battery temperature is in a temperature range between the low temperature determination threshold value (T2) and the set temperature (T2 + β), and the battery voltage is a low temperature voltage (Vmax2). If the battery temperature does not further decrease even within the voltage range between the normal voltage (Vmax1) and the normal voltage (Vmax1), the voltage setting means changes the charging completion voltage or abnormality determination voltage from the normal voltage (Vmax1) to the low temperature voltage. There is no switching to (Vmax2).
このため、本開示の他の局面の充電制御装置においては、充電電流制限手段を、バッテリ温度が前記温度範囲内にあり、バッテリ電圧が前記電圧範囲内にあるとき、バッテリ温度が低下しているか否かを判断して、バッテリ温度が低下しているときに（換言すれば、バッテリ温度が低下していることを条件として）、充電電流を低下させるように構成してもよい。 For this reason, in the charge control device according to another aspect of the present disclosure , the charging current limiting unit may be configured such that when the battery temperature is within the temperature range and the battery voltage is within the voltage range, the battery temperature is decreased. When the battery temperature is decreasing (in other words, on condition that the battery temperature is decreasing), the charging current may be decreased.
なお、上記説明に記載した温度及び電圧を表す（）内の記号は、本発明の理解を容易にするために付与したものであり、この記載によって本発明を限定するものではない。 In addition, the symbol in () showing the temperature and voltage described in the said description is provided in order to make an understanding of this invention easy, and this invention is not limited by this description.
Claims (7)
前記バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、
前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段にて検出されたバッテリ温度が予め設定された高温判定閾値（Ｔ３）以上であるとき、前記充電完了電圧及び前記異常判定電圧の少なくとも一方を、通常電圧（Ｖｍａｘ１）よりも低い高温時電圧（Ｖｍａｘ３）に設定する電圧設定手段と、
前記充電器による前記バッテリへの充電時に、前記バッテリ温度が、前記高温判定閾値（Ｔ３）よりも所定温度（α）低い設定温度（Ｔ３−α）と前記高温判定閾値（Ｔ３）との間の温度範囲内にあり、且つ、前記電圧検出手段にて検出されたバッテリ電圧が、前記通常電圧（Ｖｍａｘ１）と前記高温時電圧（Ｖｍａｘ３）との間の電圧範囲内にあるとき、前記充電器が前記バッテリに供給する充電電流を低下させる充電電流制限手段と、
を備えたことを特徴とする充電制御装置。 A battery pack that can be charged by a charger that stops charging the battery when the battery voltage reaches a preset charge completion voltage or an abnormality determination voltage that is higher than the charge completion voltage, from the charger to the battery pack A charge control device for controlling charging of the battery,
Voltage detecting means for detecting the battery voltage;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the battery;
When the battery temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a preset high temperature determination threshold (T3), at least one of the charge completion voltage and the abnormality determination voltage is a high temperature lower than a normal voltage (Vmax1). Voltage setting means for setting the hourly voltage (Vmax3);
When the battery is charged by the charger, the battery temperature is between a set temperature (T3-α) lower than the high temperature determination threshold (T3) by a predetermined temperature (α) and the high temperature determination threshold (T3). When the battery voltage is within the temperature range and the battery voltage detected by the voltage detection means is within the voltage range between the normal voltage (Vmax1) and the high temperature voltage (Vmax3), the charger Charging current limiting means for reducing the charging current supplied to the battery;
A charge control device comprising:
前記バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、
前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段にて検出されたバッテリ温度が予め設定された低温判定閾値（Ｔ２）以下であるとき、前記充電完了電圧及び前記異常判定電圧の少なくとも一方を、通常電圧（Ｖｍａｘ１）よりも低い低温時電圧（Ｖｍａｘ２）に設定する電圧設定手段と、
前記充電器による前記バッテリへの充電時に、前記バッテリ温度が、前記低温判定閾値（Ｔ２）よりも所定温度（β）高い設定温度（Ｔ２＋β）と前記低温判定閾値（Ｔ２）との間の温度範囲内にあり、且つ、前記電圧検出手段にて検出されたバッテリ電圧が、前記通常電圧（Ｖｍａｘ１）と前記低温時電圧（Ｖｍａｘ２）との間の電圧範囲内にあるとき、前記充電器が前記バッテリに供給する充電電流を低下させる充電電流制限手段と、
を備えたことを特徴とする充電制御装置。 A battery pack that can be charged by a charger that stops charging the battery when the battery voltage reaches a preset charge completion voltage or an abnormality determination voltage that is higher than the charge completion voltage, from the charger to the battery pack A charge control device for controlling charging of the battery,
Voltage detecting means for detecting the battery voltage;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the battery;
When the battery temperature detected by the temperature detection means is equal to or lower than a preset low temperature determination threshold (T2), at least one of the charge completion voltage and the abnormality determination voltage is a low temperature lower than the normal voltage (Vmax1). Voltage setting means for setting the hourly voltage (Vmax2);
The temperature range between the set temperature (T2 + β) and the low temperature determination threshold value (T2) where the battery temperature is higher than the low temperature determination threshold value (T2) by a predetermined temperature (β) when the battery is charged by the charger. And the battery voltage detected by the voltage detecting means is within a voltage range between the normal voltage (Vmax1) and the low temperature voltage (Vmax2), the charger is connected to the battery. Charging current limiting means for reducing the charging current supplied to the
A charge control device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017169517A JP2018011505A (en) | 2017-09-04 | 2017-09-04 | Charge control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017169517A JP2018011505A (en) | 2017-09-04 | 2017-09-04 | Charge control device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013247809A Division JP6205254B2 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Charge control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018011505A true JP2018011505A (en) | 2018-01-18 |
Family
ID=60995962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017169517A Pending JP2018011505A (en) | 2017-09-04 | 2017-09-04 | Charge control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018011505A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108711921A (en) * | 2018-04-16 | 2018-10-26 | 广州昂宝电子有限公司 | AC signal power conversion system, charging system and method for battery charging |
| KR20210057528A (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-21 | 주식회사 라온텍 | Battery charging apparatus |
| CN113178922A (en) * | 2021-05-13 | 2021-07-27 | 浙江特康电子科技有限公司 | Charging control method, system and device and charging device |
| WO2023120187A1 (en) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Battery abnormality detecting system, battery abnormality detecting method, and battery abnormality detecting program |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02254933A (en) * | 1989-03-28 | 1990-10-15 | Matsushita Electric Works Ltd | Charging circuit |
| JP2012029538A (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Lecip Holdings Corp | Charger |
-
2017
- 2017-09-04 JP JP2017169517A patent/JP2018011505A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02254933A (en) * | 1989-03-28 | 1990-10-15 | Matsushita Electric Works Ltd | Charging circuit |
| JP2012029538A (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Lecip Holdings Corp | Charger |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108711921A (en) * | 2018-04-16 | 2018-10-26 | 广州昂宝电子有限公司 | AC signal power conversion system, charging system and method for battery charging |
| KR20210057528A (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-21 | 주식회사 라온텍 | Battery charging apparatus |
| KR102281314B1 (en) | 2019-11-12 | 2021-07-23 | 주식회사 라온텍 | Battery charging apparatus |
| CN113178922A (en) * | 2021-05-13 | 2021-07-27 | 浙江特康电子科技有限公司 | Charging control method, system and device and charging device |
| WO2023120187A1 (en) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Battery abnormality detecting system, battery abnormality detecting method, and battery abnormality detecting program |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6205254B2 (en) | Charge control device | |
| CN106253366B (en) | Charging control device, charger, and battery pack | |
| US7675265B2 (en) | Battery charger capable of suppressing the temperature increase of the power source circuit | |
| US9203249B2 (en) | Battery pack for electric power tool, control circuit, and program | |
| US8885307B2 (en) | Heat generation amount estimation unit for battery for electric power tool, and apparatus for electric power tool | |
| US20120293096A1 (en) | Power Tool and Battery Pack for Use Therein | |
| JP2018011505A (en) | Charge control device | |
| US6949914B2 (en) | Charging apparatus | |
| US20130002199A1 (en) | Charging of Li-ion Batteries | |
| US7439708B2 (en) | Battery charger with control of two power supply circuits | |
| US7652450B2 (en) | Secondary battery charging device | |
| JP6507040B2 (en) | Charger | |
| JP2014042372A (en) | Charging device | |
| JP4434108B2 (en) | Charger | |
| US10553915B1 (en) | Systems and methods for configuring parameters for charging a battery pack | |
| TWI624133B (en) | Charge and discharge balance control device and method | |
| JP4817054B2 (en) | Charger | |
| JP2015029390A (en) | Charger | |
| JP2001136670A (en) | Charger and electric cleaner therewith | |
| JPH05184076A (en) | Secondary battery and charger therefor | |
| GB2559708A (en) | Systems and methods for charging a battery pack | |
| JP2014117053A (en) | Charger | |
| JPH07123607A (en) | Charging circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180730 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180821 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190319 |