JP2927354B2 - 電池の充電方法及び充電装置 - Google Patents

電池の充電方法及び充電装置

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JP2927354B2
JP2927354B2 JP63009341A JP934188A JP2927354B2 JP 2927354 B2 JP2927354 B2 JP 2927354B2 JP 63009341 A JP63009341 A JP 63009341A JP 934188 A JP934188 A JP 934188A JP 2927354 B2 JP2927354 B2 JP 2927354B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は急速充電を行う電池の充電方法及び充電装置
に関するものである。
〔発明の背景〕
従来、定電流充電制御装置及び−ΔV満充電検出制御
装置等を付加した急速充電装置は、充電を開始するため
には電源スイッチ投入等の何らかの操作を必要とするた
め操作性に問題があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、
操作性を向上させることである。
〔発明の概要〕
本発明は、電池組が充電装置に接続されたことを感温
素子の端子電圧を検出することにより検出し、接続され
た電池組が高温でない充電可能な電池組の場合充電を開
始し、接続された電池組が高温で充電すべきでない電池
組の場合充電を開始させないと共に電池組の温度が所定
値以下に低下したら充電を自動的に開始させるようにし
たことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図〜第
4図は本発明の動作説明用フローチャートである。図に
おいて、1は交流電源、2はトランス、3、4、9、10
はダイオード、5、6は本発明スイッチング素子を構成
するSCRで、定電流充電制御及び充電停止制御を行う。
7は複数の電池7a及び該電池7aの少なくとも1個に近接
して設けられ、電池7aから熱影響を受け、電池7aが所定
温度になるとその接点を開くサーモスタット7bからなる
電池組、8は抵抗からなる電流検出手段、11はダイオー
ド11a、平滑用コンデンサ11b、3端子ボルテージレギュ
レータ11cからなる定電圧電源で、後述するシングルチ
ップマイクロコンピュータ(以下マイコンという)12及
び演算増幅器16a等の電源となる。12は演算手段(CPU)
12a、ROM12b、RAM12c、タイマ12d、A/Dコンバータ12e、
外部割り込み入力ポート12f、入力ポート12g、出力ポー
ト12hからなるマイコンである。RAM12cは、A/Dコンバー
タ12eを介して得た充電電流データInew、電池電圧デー
タVnew及び演算手段12aで処理された電池電圧データVol
d、ピーク電池電圧データVpeak、降下電圧データーΔV
等を保存記憶する。タイマ12dは電源電圧がゼロボルト
の時動作を開始し、タイマセット時間経過後、SCR5、6
の点弧制御の割り込みを処理する。
13はトランジスタ13a、抵抗13bと13cからなる電源ゼ
ロクロス検出手段で、電源電圧がゼロボルトの時、マイ
コン12の外部割り込み入力ポート12fに割り込み信号を
発生する。14はトランジスタ14a、ダイオード14b、抵抗
14c、14dと14eからなるサーモスタット状態信号発生手
段で、マイコン12の入力ポート12gにサーモスタット7b
の状態信号を発生する。サーモスタット状態信号発生手
段14は、電池組7を後述する充電装置18に接続した時の
サーモスタット7bの閉状態の信号と、電池組7を充電装
置18から外した時あるいは満充電によりサーモスタット
7bが作動した時のサーモスタット7bの開状態の信号を発
生するもので、サーモスタット7bと共に電池組接続検出
手段を構成する。すなわち、電池組7が充電装置18に接
続された時、電池組7が高温でなくサーモスタット7bの
接点が閉じていれば、サーモスタット7bの端子電圧すな
わち抵抗14cと14dの接続点の電位は接地電位となるか
ら、トランジスタ14aはオフしサーモスタット状態信号
発生手段14はマイコン12の入力ポート12gに論理値1の
状態信号を送る。一方電池組7が高温でサーモスタット
7bの接点が開いていれば、サーモスタット7bの端子電圧
は、トランジスタ14aのベース・エミッタ電圧(Vbe)及
び抵抗14c(R14c)、14d(R14d)によって決定される電
圧(Vbe+(5−Vbe)*R14d/(R14c+R14d))とな
り、トランジスタ14aがオンしサーモスタット状態信号
発生手段14はマイコン12の入力ポート12gに論理値0の
状態信号を送る。なお電池組7が接続されていなけれ
ば、サーモスタット7bが開いた状態と同じであり、上記
同様論理値0の状態信号がマイコン12に送られる。
従ってマイコン12は、電池組7の接続をサーモスタッ
ト7bの状態を含めて検出判断することが可能となり、接
続された電池組7が、高温で充電すべきでない電池組7
かまたは高温でなく充電できる電池組7かを検出判断す
ることが可能となる。15は抵抗15aと15bからなる電池電
圧検出手段で、電池組7の電池電圧を分圧して前記A/D
コンバータ12eに入力する。16は演算増幅器16a、抵抗16
b、16c、コンデンサ16dからなる積分手段で、電流検出
手段8の出力を直流電圧に平滑する。17はトランジスタ
17a、ダイオード17b、抵抗17c、17dからなるSCR点弧手
段である。18は以上のトランジスタ2、ダイオード3、
4、9、10、SCR5、6、電流検出手段8、定電圧電源1
1、マイコン12、電源ゼロクロス検出手段13、サーモス
タット状態信号発生手段14、電池電圧検出手段15、積分
手段16とSCR点弧手段17からなる充電装置である。
次に第2図〜第4図のフローチャートをもとに動作の
説明をする。電池組7が充電装置18に接続され、サーモ
スタット状態信号発生手段14→入力ポート12gを介して
サーモスタット7bが閉状態であるのを演算手段12aで判
別する(ステップ103)と、マイコン12は電源ゼロクロ
ス検出手段13からの外部割り込みを許可し(ステップ10
4)で充電を開始し、定電流制御(ステップ201〜205)
及び満充電検出制御(ステップ301)を行う。電池組7
が充電装置18に接続された時、電池組7が例えば大電流
放電した直後で高温となってサーモスタット7bが開状態
の場合、再度ステップ103に戻りサーモスタット7bが閉
状態になったか否かを判別し、このループをサーモスタ
ット7bが閉状態になるまで繰り返す。サーモスタット7b
が閉状態になったらステップ104に進み充電を開始す
る。
定電流充電制御は、電流検出手段8→A/Dコンバータ1
2eを介して得たデータInewと、あらかじめROM12bに書き
込まれた充電電流設定データIrefとの差をもとにタイマ
セット時間(SCR5、6の点弧時間)を演算し、電池7aへ
の充電電流を一定になるように制御する。すなわち、In
ewとIrefが等しい時はタイマセット時間をそのままにし
てSCR5、6の導通角を変えず、InewがIrefより小さい時
はタイマセット時間を減らしてSCR5、6の導通角を大き
くする(ステップ204)。逆にInewがIrefより大きい時
は、タイマセット時間を増やし、SCR5、6の導通角を小
さくし(ステップ205)、電池7aへの充電電流がIrefに
なるように制御する。
満充電検制御後は充電途中でサーモスタット7bが開い
たか否かを検出することにより行う。すなわち、演算手
段12aでサーモスタット7bの状態を監視し、サーモスタ
ット7bが閉状態にある時は充電を継続し、サーモスタッ
ト7bが介状態にある時は、外部割り込みを禁止し(ステ
ップ303)て充電を停止し、電池電圧データVnewが零か
どうか判断する(ステップ305)。電池電圧Vnewが零で
ない時は電池組7が充電装置18に接続されたまますなわ
ち満充電となった電池組7が取り外されていないとして
ステップ304、305を繰り返す。電池電圧Vnewが零の時に
は、電池組7が充電装置18から取り外されたと判断し、
ステップ103に戻って次の電池組7の充電のための待機
をする。
なお、充電途中で電池組7を充電装置18から外すと、
マイコン12はサーモスタット状態信号発生手段14からの
信号により、サーモスタット7bが開状態にあると判断し
(ステップ301)、外部割り込みを禁止して(ステップ3
03)充電を停止し、電池電圧データVnewが零であるのを
判別し(ステップ305)、次の電池組7の充電のための
待機をする。
ここで、マイコン12は、第3図、第4図に示すように
電源ゼロクロス検出手段13からの外部割り込みでタイマ
セット時間を設定し(ステップ401)、充電電流のデー
タを電流検出手段8→積分手段16→A/Dコンバータ12eを
介して入力し、RAM12cのInewデータエリヤにストアし
(ステップ403)、電池電圧のデータを電池電圧検出手
段15→A/Dコンバータ12eを介して入力し、RAM12cのVnew
データエリヤにストアする(ステップ404)。一方、内
部タイマ12dのタイマ割り込みでは、SCR5、6の点弧制
御をする(ステップ501〜504)。
第5図は本発明の他の実施例を示すフローチャートで
ある。充電開始、定電流充電制御及び充電停止の動作は
第2図〜第4図と同じである。ここでは、−△V満充電
電極制御について説明する(ステップ601〜610)。
−△V満充電検出制御は、ピーク値フラグがリセットさ
れていて(電池電圧がピークに達していない時)A/Dコ
ンバータ12eを介して新しく得たデータVnewが前に入力
したデータVoldより大きい時、RAM12cのVoldデータエリ
にVnewデータを書き込み(ステップ604)、再度次の新
しいデータと比較する。充電が満充電近くになると、Vn
ewがVoldより小さくなる点が生じる。
この時、ピーク値フラグをセットし(ステップ60
5)、Voldをピーク電圧データVpeakとする(ステップ60
6)。更に充電が続いて電池電圧が降下し、電池電圧が
ピーク電圧Vpeakより−△V降下すると、外部割り込み
を禁止して(ステップ608)充電を停止し、サーモスタ
ット7bの状態を監視し(ステップ609)、電池組7が充
電装置18から取り出され、サーモスタット7bが開状態に
なったと判断された時、ピーク値フラグをリセットし
(ステップ610)、次の電池組7の充電のための待機を
する。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、電池組を接続するだけ
で充電を自動的に開始するようにしたので、電源スイッ
チを投入するという操作が不要となり操作性を向上でき
る。また充電装置に接続した電池組が高温になっていた
場合、接続した状態のままであっても、電池組が冷却し
て所定温度に低下すると充電が自動的に開始されるの
で、操作性が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック回路図、第2
図〜第4図は本発明の動作説明用フローチャート、第5
図は本発明の他の実施例を示すフローチャートである。 図において、5、6はSCR、7は電池組、7aは電池、7b
はサーモスタット、8は充電電流検出手段、12はマイコ
ン、12aは演算手段(CPU)、12bはROM、12cはRAM、12d
はタイマ、12eはA/Dコンバータ、12fは割り込み入力ポ
ート、12gは入力ポート、12hは出力ポート、14はサーモ
スタット状態判別手段、15は電池電圧検圧手段、17はSC
R点弧手段、18は充電装置である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−109428(JP,A) 特開 昭58−49048(JP,A) 実開 昭61−7226(JP,U) 実開 昭61−96742(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池及び電池の近傍に設けられた感温素子
    からなる電池組が接続された時に充電を開始して接続さ
    れた電池組を充電するようにした電池の充電方法であっ
    て、 電池組の充電装置への接続を感温素子の端子電圧を検出
    することにより検出し、接続された電池組が高温でない
    充電可能な電池組の場合充電を開始し、接続された電池
    組が高温で充電すべきでない電池組の場合充電を開始し
    ないようにすると共に電池組の温度が所定値以下に低下
    したら充電を自動的に開始するようにしたことを特徴と
    する電池の充電方法。
  2. 【請求項2】直列接続された複数の電池及び該電池の少
    なくとも1個の近傍に設けられ電池温度が所定値以上の
    時接点を開くサーモスタットからなる電池組を充電する
    充電装置であって、 充電電源と接続される電池組との間に設けられたスイッ
    チング素子と、電池組の充電装置への接続をサーモスタ
    ットの端子電圧を検出しサーモスタットの開閉状態を検
    出することにより検出し、電池組の接続を検出した時ス
    イッチング素子をオンさせて充電を開始させる電池組接
    続検出制御手段とを備え、電池組接続検出制御手段が高
    温でなく充電可能な電池組の接続を検出した時すなわち
    サーモスタットの閉状態を検出した時スイッチング素子
    をオンさせて充電を開始させ、電池組接続検出制御手段
    が高温で充電すべきでない電池組の接続を検出した時す
    なわちサーモスタットの開状態を検出した時スイッチン
    グ素子をオンさせずに充電を開始させないようにすると
    共に電池組の温度が所定値以下に低下したらすなわちサ
    ーモスタットの閉状態を検出したら充電を自動的に開始
    するようにしたことを特徴とする電池の充電装置。
  3. 【請求項3】直列接続された複数の電池及び該電池の少
    なくとも1個の近傍に設けられた感温素子からなる電池
    組を充電する充電装置であって、 充電電源と接続される電池組との間に設けられたスイッ
    チング素子と、電池組の充電装置への接続を感温素子の
    端子電圧を検出することにより検出し、電池組の接続を
    検出した時スイッチング素子をオンさせて充電を開始さ
    せる電池組接続検出制御手段とを備え、電池組接続検出
    制御手段が高温でなく充電可能な電池組の接続を検出し
    た時スイッチング素子をオンさせて充電を開始させ、電
    池組接続検出制御手段が高温で充電すべきでない電池組
    の接続を検出した時スイッチング素子をオンさせずに充
    電を開始させないようにすると共に電池組の温度が所定
    値以下に低下したら充電を自動的に開始させるようにし
    たことを特徴とする電池の充電装置。
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