JP3157688B2 - 組電池の充電制御方法及び充電制御装置 - Google Patents
組電池の充電制御方法及び充電制御装置Info
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Description
蓄電池等の集合体からなる組電池形態の、特に電気自動
車等の移動体に搭載される蓄電池について、その充電を
制御する方法及び装置に関する。
ギー密度、出力密度、サイクル寿命等の基本特性に優
れ、電気自動車等の移動体の駆動用モータ等のための電
源として実用化への開発がすすんでいる。当該電池を電
気自動車用電源として用いる場合、所定の駆動出力を得
るためには電池容量が50〜120Ah程度で且つ10
0〜350V程度の総電圧が必要となる。ニッケル・水
素電池はその最小単位である1セルの出力電圧が1.2
V程度であるため、多数のセルを直列に接続して所要の
総電圧を得ている。例えば、セルを10個直列に接続し
て一つのモジュール電池とし、このモジュール電池を2
4個直列に接続すれば、合計240セルの組電池とな
り、288Vの総電圧が得られる。かかる組電池を充電
する場合は、単電池の場合と同様に、組電池の両端部間
に所定の充電電圧を印加して行い、充電の進行と共に組
電池の電圧や温度が上昇する点に着目して充電が完了し
たかどうかを判断する。
のセルの集合体であり、そのような多数のセルを互いに
物理的に完全に同一の個体に製造することは実質的に不
可能である。従って、組電池として直列に接続されてい
ても、各セルの放電の状態には個体差がある。また、組
電池としての空間的な配置構成により温度条件が異なる
等の、使用条件における微妙な差異もある。この結果、
放電の深さがセルによって、またモジュール電池によっ
て同一ではないのが現実である。従って、組電池全体に
対して充電を行っても、各セルについて見た場合、充電
の進度が同一ではない。すなわち、あるセルは電池容量
が100%にまで回復していても、他のセルはまだ90
%というような状態が起こる。従って、全てのセルにつ
いて100%以上の電池容量を持たせるためには、さら
に一律に補充電を行って全体に電池容量を引き上げる必
要がある。図12は、第1充電期間T1の後に充電条件
を変えて補充電たる第2充電期間T2をもつ2段階充電
方式を採用した場合の電池温度T、電池電圧V、充電電
流I及び電池温度の変化率dT/dtの特性を示すグラ
フである。第1充電期間から第2充電期間への充電電流
の切替えのタイミングは、電池温度T、電池電圧V又は
電池温度の変化率dT/dtの変化を捉えることにより
決定する。
よって充電できる電池容量の限度は一定ではない。従っ
て、この限度が下がっている状態において上記のような
従来の充電方法により一律に第2充電期間分の補充電を
行うと、かなり過充電になる場合があった。また、組電
池という特殊性のある電池については、前述のように個
々のセルの放電状態が一定でないが、その放電状態の個
体差が非常に小さい場合もある。すなわち、各セルの充
電前の放電の深さがほぼそろっていて、均一に充電が進
んでいる場合もある。かかる場合に一律に第2充電期間
分の補充電を行うと、エネルギーの無駄になり、全ての
セルについて過充電になってしまう。このように、従来
の充電方法では過充電になりやすく、組電池全体として
の過充電量が大きい。かかる過充電は電池の劣化を加速
するため電池の寿命が短くなるという問題点があった。
ためになされたもので、組電池の状態、例えば電池温度
や充電の進行状態等に応じて適切に充電を制御すること
のできる方法及び装置を提供することを目的とする。
数の蓄電池を直列に接続してなるモジュール電池の集合
体からなる組電池の充電制御方法であって、前記組電池
に対して第1の条件での主たる充電を行うステップと、
前記組電池の電池温度を検出し、前記組電池について、
その残容量と、その電池温度に対応する容量基準値とを
求め、かつ、前記モジュール電池のそれぞれについて両
端間の電圧とその電圧の変化率とを求めるステップと、
前記残容量が前記容量基準値に達したときの前記電圧の
モジュール間格差及び前記電圧の変化率のモジュール間
格差の少なくとも一方が所定値を超えるときは充電電流
を軽減して第2の条件での補充電を行い、前記所定値を
超えないときは充電を終了するステップとを備えたもの
である。
池の両端間の電圧と、電池温度に対応する補充電時の電
圧基準値とを読み、その差が所定値以下であれば補充電
を継続し、所定値を超えていれば補充電を中止して警報
出力を発するステップをさらに有するものである。
数のモジュール電池の直列集合体からなる組電池のため
の充電制御装置であって、前記組電池の充放電電流を検
出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出
された電流を時間により積分処理して前記組電池の電池
容量の初期値に加減算することにより電池容量の残容量
を求める電池容量計測手段と、前記組電池の電池温度を
検出する電池温度検出手段と、前記複数のモジュール電
池のそれぞれの両端間の電圧を検出する電圧検出手段
と、前記残容量が、電池温度に対応する容量基準値に達
したとき、前記電圧のモジュール間格差及び前記電圧の
変化率の少なくとも一方が所定値を超えていれば第1の
信号を、超えていなければ第2の信号をそれぞれ生じる
判断手段と、前記組電池の両端に接続されて充電を行
い、前記第1の信号を受けた場合は充電電流を軽減しつ
つ補充電を行い、前記第2の信号を受けた場合は充電を
終了する充電装置とを備えたものである。
検出手段と、前記電流検出手段によって検出された電流
を時間により積分処理して前記組電池の電池容量の初期
値に加減算することにより電池容量の残容量を求める電
池容量計測手段と、前記組電池の両端間の電圧を検出す
る電圧検出手段と、前記組電池の電池温度を検出する電
池温度検出手段と、前記残容量と、電池温度に対応する
容量基準値とを比較し、前記残容量が前記容量基準値に
達したとき第1の信号を出力する容量比較手段と、前記
電圧と、電池温度に対する補充電時の電圧基準値との差
を所定値と比較し、その差が所定値を超えていれば第2
の信号を出力する電圧比較手段と、前記組電池の両端に
接続されて充電を行い、前記第1の信号を受けた場合は
充電電流を軽減した補充電を開始し、前記第2の信号を
受けた場合は充電を中止する充電装置とを備えたもので
ある。
は、組電池に対して第1の条件での主たる充電を行い、
次に組電池の電池温度を検出し、組電池について、その
残容量と、その電池温度に対応する容量基準値とを求
め、残容量が容量基準値に達したとき充電電流を軽減し
て第2の条件での補充電を行う。
る充電を行い、次に組電池の電池温度を検出し、組電池
について、その残容量と、その電池温度に対応する容量
基準値とを求め、かつ、モジュール電池のそれぞれにつ
いて両端間の電圧とその電圧の変化率を求める。そし
て、残容量が容量基準値に達したときの電圧のモジュー
ル間格差及び電圧の変化率のモジュール間格差の少なく
とも一方が所定値を超えるときは充電電流を軽減して第
2の条件での補充電を行い、所定値を超えないときは充
電を終了する。
端間の電圧と、電池温度に対応する補充電時の電圧基準
値とを読み、その差が所定値以下であれば補充電を継続
し、所定値を超えていれば補充電を中止して警報出力を
発する。
電池の充放電電流を電流検出手段により検出し、検出さ
れた電流を電池容量計測手段が時間により積分処理して
組電池の電池容量の初期値に加減算することにより電池
容量の残容量を求め、電池温度検出手段により組電池の
電池温度を検出する。そして、判断手段は、残容量が電
池温度に対応する容量基準値に達したとき所定の出力を
生じ、充電装置はこれによって充電電流を軽減した補充
電を行う。
電池の充放電電流を電流検出手段により検出し、検出さ
れた電流を電池容量計測手段が時間により積分処理して
組電池の電池容量の初期値に加減算することにより電池
容量の残容量を求め、電池温度検出手段により組電池の
電池温度を検出する。さらに、電圧検出手段は複数のモ
ジュール電池のそれぞれの両端間の電圧を検出する。そ
して、判断手段は、残容量が電池温度に対応する容量基
準値に達したとき、電圧のモジュール間格差及び電圧の
変化率の少なくとも一方が所定値を超えていれば第1の
信号を、超えていなければ第2の信号をそれぞれ生じ、
充電装置は、第1の信号を受けて充電電流を軽減した補
充電を行い、第2の信号を受けた場合は充電を終了す
る。
より検出し、検出された電流を電池容量計測手段が時間
により積分処理して組電池の電池容量の初期値に加減算
することにより電池容量の残容量を求め、電池温度検出
手段により組電池の電池温度を検出する。そして、容量
比較手段は、残容量と、電池温度に対応する容量基準値
とを比較し、容量が容量基準値に達したとき第1の信号
を出力し、電圧比較手段は、前記電圧と、電池温度に対
する補充電時の電圧基準値との差を所定値と比較し、そ
の差が所定値を超えていれば第2の信号を出力する。充
電装置は第1の信号を受けた場合は充電電流を軽減して
さらに補充電を行うが、第2の信号を受けた場合は充電
を中止する。
る、密閉型ニッケル・水素蓄電池の集合体からなる蓄電
池の内部回路図である。この電池1は複数(本実施例で
は例えば24個とする)のモジュール101、102、
103、...、及び124を直列接続して成る組電池
(以下組電池1という)であり、各モジュールはさらに
複数(通常10個)のセルの直列接続体により構成され
ている。図2は、本発明の組電池の充電制御装置等を示
すブロック回路図である。図2において、電圧検出回路
201〜224の一対の入力端子は、それぞれモジュー
ル101〜124の各両端部に接続され、各モジュール
101〜124の両端部間の電圧に比例したアナログ電
圧出力信号をA/D変換器7に入力する。モジュール1
02の内部には電池温度センサ2が設けられていて、そ
の出力はA/D変換器7に送られる。ここで、電池温度
センサ2は例えばサーミスタ温度センサである。なお、
電池温度センサ2をモジュール102内に設ける例を示
したが、これは一例として示したに過ぎず他のモジュー
ルに設けても良い。また2つ以上のモジュールに電池温
度センサ2を設けてCPU8においてその出力値の平均
又は最大をとる構成にすることもできる。
及びスイッチ5と負荷6との直列体が接続されている。
負荷6は電気自動車におけるモータ等である。通常の走
行状態においてはスイッチ5が閉路され負荷6に電流を
供給し得る状態になっている。充電時にはスイッチ5を
開いて負荷6を切り離し、充電装置12によりDC充電
電圧を印加する。充電装置のプラグ13は、電気自動車
を停止させた状態で例えばAC200Vの電源に接続さ
れる。充電装置12が起動しているときは、そのことを
示す信号がA/D変換器7に送られる。負荷6に流れる
電流は例えばホール素子等の電流センサ3によって検出
されA/D変換器7に送られる。組電池1の両端間には
例えば抵抗分圧を利用した電圧センサ4が接続され、組
電池1の両端間の電圧(総電圧)に比例する電圧をA/
D変換器7に入力する。A/D変換器7のディジタル出
力信号はCPU8に送られる。CPU8には記憶装置と
してのROM9が接続されている。A/D変換器7、C
PU8及びROM9は充電制御回路10を構成する。そ
して、CPU8の出力は表示装置11に送られる。表示
装置11は例えば電気自動車の運転席正面に配置され、
運転者によって視認されるようになっている。
置についてその動作を説明する。まず、図2において、
電気自動車の走行中は、スイッチ5が閉路され負荷6に
電流が流れる。電流センサ3は負荷電流を検出し、A/
D変換器7を介してCPU8に電流値に相当する信号を
送る。CPU8は、これを単位時間ごとに積分処理して
組電池1の容量[電流・時間]の消費量を求め、これを
初期容量(所定値)から減じて現時点に於ける残容量を
常に把握する。また、後述の充電中に於いては、充電装
置12から供給される充電電流を電流センサ3によって
検出し、同様にCPU8によって積分処理し、直前の容
量に逐次加算して充電中の残容量を把握する。
チャートを参照しつつ、説明する。充電を行なう場合
は、図2のスイッチ5を開いて負荷6を切り離し、充電
装置12を起動させて充電を開始する。充電は第1充電
期間における定電力充電(主充電)と第2充電期間にお
ける定電流充電(補充電)とによって行われる。定電力
充電から定電流充電への切換え及び充電の停止は、CP
U8から充電制御装置12へ信号を送ることによって行
われる。まず、充電を開始すると、充電装置12から5
〜6kWの定電力による充電電流が組電池1に供給され
る(ステップS11)。一方、図2において、温度セン
サ2は常時電池温度を検出し、その瞬時値を電圧として
出力している。その出力はA/D変換器7を介してCP
U8に瞬時温度データとして入力される。ここでCPU
8は、瞬時温度データを一定周期で複数回読取り、その
平均値を電池温度Tに相当するデータ(以下単に電池温
度Tという)として読み取る(ステップS12)。
Tに対応する容量基準値AHrefをROM9(図2)か
ら読む。ここで、容量基準値について説明する。図4は
電池温度に対する電池容量の、過充電にならない範囲で
の上限値を示すグラフである。この例は電池容量が10
0[A・時間]の電池についての特性を示すものである
が、図に示すように100[A・時間]の能力を有する
電池であっても、常に100[A・時間]まで充電がで
きるとは限らず、温度によって容量限度が低下する。例
えば電池温度40℃では、95[A・時間]程度までし
か充電できないし、電池温度−20℃では76[A・時
間]程度までしか充電できない。なお、充電を行なえる
実用上の範囲は−20℃〜60℃である。このように、
その時の電池温度によって充電できる容量の限度が決ま
っている。この、電池温度に対する容量限度が、容量基
準値AHrefである。各種電池温度に対する容量基準値
AHrefは、図4のグラフに示す具体的な数値をあらか
じめROM9に記憶させておく。
基準値AHref[A・時間]の他に、CPU8が積分処
理によって常時把握している組電池1の残容量AH[A
・時間]を読む。次に、ステップS14では、残容量A
Hが容量基準値AHrefに達したかどうかを判断する。
達していればステップS15に進み、達していなければ
ステップS11に戻る。ステップS15では充電装置1
2(図2)に信号を送って定電力充電を終了させ、引き
続いて補充電たる定電流充電を行わしめる。定電流充電
では、微少な充電電流で、残容量が各モジュールについ
て100%〜110%になるように充電する。定電流充
電を所定時間行なえば充電は完了する。
値を電池温度を考慮して判断することにより、容量限度
の低下する高温域(例えば40℃以上)や低温域(例え
ば−10℃以下)において、充電限度容量を相対的に低
く設定することになるので、著しく過充電になる事態を
未然に防ぐことができる。従って、過充電により電池に
与える損害が少なく、また、エネルギーの損失も少ない
ので、充電の効率が向上する。上記のように本来充電で
きる容量の上限値を電池温度を考慮して充電を行った場
合(A)と、本来充電できる容量の上限値を電池温度を
考慮せずに常に一定値(例えば100[A・時間])と
して、この一定値に達したときから補充電を開始する場
合(B)とについて、それぞれ充放電試験を行った。そ
して、1回の充電により走行できる距離がサイクル数
(充放電の回数)の増加に伴ってどのように変化するか
を調べた。なお、第1充電期間の充電電流値は10Aと
し、第2充電期間の充電電流は2Aで充電時間は3時間
とした。また充電時の電池温度は、主として日本国内に
おける1年を通じての気象条件を考慮して−20℃〜4
0℃の範囲とし、−20℃、0℃、20℃及び40℃の
順で繰り返し行った。放電は電気自動車のモータを疑似
負荷として行った。その試験結果を図5に示す。図5に
おいて、横軸はサイクル数を示し、縦軸は走行(可能)
距離[km]を示す。図より明らかなように、Aの場合
はサイクル数が200に達してもほぼ初期の走行距離を
維持しているが、Bの場合では、サイクル数の増加と共
に走行距離は急速に低下し、サイクル数100に至って
は初期の走行距離の半分以下になっている。このよう
に、温度による充電容量限度を考慮しない場合(Bの場
合)には、電池の劣化が早くなることがわかる。この原
因は特に高温域及び低音域での著しい過充電により電池
の劣化が加速されるからである。
する。図6は、実施例2における充電制御方法を示すフ
ローチャートである。なお、回路構成は図2の実施例1
の構成と同じであるので、その説明を省略する。また、
図6のステップS21〜S23はそれぞれ図3のステッ
プS11〜S13と同一であるので、説明を省略する。
さて、図6のステップS24においては、組電池1(図
2)の残容量AHが容量基準値AHrefに対する所定の
値に達したか否かを判断する。例えば、残容量AHが容
量基準値AHrefの90%に達したか否かを判断する。
達していなければステップS21に戻る。達していれ
ば、ステップS25に進む。ステップS25では、図2
の電圧検出回路201〜224により検出されCPU8
に送られてくる24個のモジュール101〜124の各
電圧Vm1〜Vm24についてそれらの単位時間あたりの上
昇速度、すなわちdVmi/dt(i=1〜24)を求める。単
位時間とは例えば1分である。そして、ステップS26
において、残容量AHが容量基準値AHrefに達したか
どうかを判断する。達していなければステップS21に
戻り、既述の動作を繰り返す。残容量AHが容量基準値
AHrefに達したら、ステップS27に進み、2つの条
件について判断する。条件のうち1つは、モジュール1
01〜124の各電圧Vmi(Vm1〜Vm24)のモジュー
ル間格差が所定の値を超えているか否かである。また他
の1つは、dVmi/dtの値のモジュール間格差が所定
の値を超えているか否かである。これら所定の値の例と
しては、前者が0.01[V]であり、後者が0.00
25[V/分]である。2つの条件はアンド(AND)
条件として扱うが、必要によりオア(OR)条件として
扱うこともできる。条件が成立すればステップS28に
進み、充電装置12(図2)に信号を送って補充電たる
定電流充電を行わしめ、その後充電を終了する。一方、
ステップS27にて条件が成立しなければ充電装置12
に停止信号を送って、定電流充電を行うことなくそのま
ま充電を終了する。このように、各モジュール101〜
124の電圧及びそれらの変化率のどちらもが所定の値
より小さい場合、すなわち各モジュール101〜124
の電池容量がほぼ均一である場合にはさらに補充電を行
うことなく、充電を終了する。従ってその場合は過充電
にならない。
は行わない充電方法を採用した場合をCの場合として、
実施例1のAの場合と特性を比較する。図7は組電池1
(図2)のエネルギー効率(=(出力/入力)×10
0)がサイクル数の増加と共にどのように変化するかを
示すグラフである。このグラフより明らかなように、C
の場合は、Aの場合より平均的にエネルギー効率が数%
高い。これはAの場合は常に定電流充電によって補充電
されるため組電池1全体としての過充電量が大きく、エ
ネルギーの損失が大きいのに対し、Cの場合は定電流充
電をされない場合が多いからである。但し、Cの場合に
も、例えば3サイクルに1回程度の割合でモジュール間
の電圧格差が所定値より大きくなり、その結果定電流充
電(補充電)が行われるので、その時は一次的にエネル
ギー効率がAの場合と同程度にまで下がる。
る走行距離の変化を示すグラフである。図8より明らか
なようにCの場合はAの場合よりさらに特性が改善され
ていることがわかる。Aの場合は前述のようにサイクル
数200程度までは初期の走行距離をほぼ維持するが、
サイクル数がさらに増えると徐々に低下し始め、サイク
ル数600に至っては走行距離は激減する。しかし、C
の場合はサイクル数が600に達してもなお初期の状態
の70〜80%程度の走行距離を維持している。これ
は、Cの場合は定電流充電(補充電)をされる回数がA
の場合より少ないため、電池の劣化が遅いからである。
なお、サイクル数の少ない初期の段階ではCの場合より
もAの場合の方が走行距離が若干大きくなることが多
い。これはAの場合は常に定電流充電をされているのに
対して、Cの場合は定電流充電が所定の条件のときしか
行われないため、電池容量に若干の差が生じるからであ
る。
する。図9はまだ劣化に至っていない正常な電池を第2
充電期間において定電流充電(補充電)する場合の、電
池温度とそのときの組電池1(図2)の端子間電圧値と
の関係を示すグラフである。このように、第2充電期間
開始後の正常な組電池1の電圧は電池温度に応じてほぼ
所定の値を有する。従って、ある電池温度に対して組電
池1の電圧は何Vであるべきかという基準電圧が設定で
きる。そこで、種々の電池温度に対する基準電圧を予め
ROM9(図2)に記憶させておく。図10は、前述の
Aの場合、Cの場合、そしてBの場合のそれぞれについ
て、サイクル数に対する電圧のずれの変化を示すグラフ
である。ここで、電圧のずれとは、図9の特性によって
決定されるところの、その時の電池温度に対する組電池
1の基準電圧からのずれ(+のずれ、すなわち増加)を
意味する。図10から明らかなように、Bの場合はサイ
クル数の増加と共に急速に電圧のずれが大きくなる。こ
れは電池の劣化が早いため内部抵抗が急速に増加してい
るからである。一方、Aの場合は、サイクル数が400
を超える頃から電圧のずれが急増する。Cの場合は電圧
のずれの増加が非常に遅いが、サイクル数600近傍で
は少し増加する。このように、電池の劣化は補充電時の
電圧が基準値からどの程度ずれているかを検出すること
により、知ることができる。このことに着目して充電を
制御したのが以下の方法である。
を示すフローチャートである。なお、回路構成は図2の
実施例1の構成と同じであるのでその説明を省略する。
また、図11のステップS31〜S35はそれぞれ図3
のステップS11〜S15と同一であるので、説明を省
略する。図11において、ステップS35にて充電装置
12(図2)に信号を送って、定電流充電(補充電)が
開始されると、次のステップS36において組電池1の
電圧Vを読み、かつ、電池温度Tに対応する補充電時の
基準電圧Vrefを読む。次に、ステップS37において
V−Vrefの値を求め、それが所定値以下であるかどう
か判断する。所定値以下であればステップS38に進ん
で定電流充電をそのまま継続し、その後充電を終了す
る。一方、ステップS37において所定値を超えていれ
ばステップS39に進み、充電装置12に信号を送って
充電を中止し、表示装置11(図2)に警報出力を送
る。所定値を超えているのは、電池の容量の低下(劣
化)に伴って内部抵抗が大きくなり、充電時の電圧が上
昇しているからである。上記のようにして充電を中止す
る方法は、組電池1を構成する各モジュール101〜1
24(図2)において全体として均一に劣化が進行して
いる場合に、特に有効である。組電池1が全体として均
一に劣化した場合にはモジュール間の電圧格差が大きく
ならないため、電圧格差の増大を監視しても電池の劣化
を捉えることは困難だからである。
・水素蓄電池の集合体からなる組電池を充電制御の対象
として説明したが、本発明の方法・装置は必ずしもこれ
に限るものではなく、鉛蓄電池やニッケル・カドミウム
蓄電池等の集合体からなる組電池に対しても適用可能で
ある。
電池の充電制御方法及び充電制御装置は、以下の効果を
奏する。
初は、組電池に対して第1の条件での主たる充電を行
い、次に組電池の電池温度を検出し、組電池について、
その残容量と、その電池温度に対応する容量基準値とを
求め、残容量が容量基準値に達したとき充電電流を軽減
して第2の条件での補充電を行うので、電池温度を考慮
した適切な容量基準値に基づいて補充電への切り換えが
行われる。従って、補充電による充電量が大きすぎて著
しく過充電になるような事態を招かないので、電池の劣
化が遅くなり、電池の寿命を延ばすことができる。
は、モジュール電池のそれぞれについて両端間の電圧と
その電圧の変化率を求め、そして、残容量が容量基準値
に達したときの電圧のモジュール間格差及び電圧の変化
率のモジュール間格差の少なくとも一方が所定値を超え
るときは充電電流を軽減して第2の条件での補充電を行
い、所定値を超えないときは充電を終了するようにした
ので、モジュール電池の電圧のばらつきが少ないときに
はあえて補充電を行わない。従って、過充電になる場合
が少なくなるので、電池の劣化が遅くなって長寿命にな
る。
は、補充電を開始後に、組電池の両端間の電圧と、電池
温度に対応する補充電時の電圧基準値とを読み、その差
が所定値以下であれば補充電を継続し、所定値を超えて
いれば補充電を中止して警報出力を発するようにしたの
で、電池が劣化して内部抵抗が増加している場合にはそ
のことを迅速に検出して知らせることができ、また無駄
な補充電を行わずに済む。
は、電流検出手段により検出された電流を電池容量計測
手段が時間により積分処理して組電池の電池容量の初期
値に加減算することにより電池容量の残容量を求め、こ
の残容量が、組電池の電池温度に対応する容量基準値に
達したとき充電電流を軽減して補充電を開始する。従っ
て、電池温度を考慮した電池容量に基づいて充電条件の
切り換えが行われ、補充電による充電量が大きすぎて著
しく過充電になるような事態を招かない。この結果、電
池の劣化が遅くなり、電池の寿命を延ばすことができ
る。
は、電流検出手段により検出された電流を電池容量計測
手段が時間により積分処理して組電池の電池容量の初期
値に加減算することにより電池容量の残容量を求め、こ
の残容量が電池温度に対応する容量基準値に達したと
き、電圧のモジュール間格差及び電圧の変化率の少なく
とも一方が所定値を超えていれば充電電流を軽減して補
充電を行い、所定値を超えていなければ即刻充電を終了
するように構成されている。この結果、モジュール電池
の電圧のばらつきが少ないときにはあえて補充電を行わ
ない。従って、過充電になる場合が少なくなるので、電
池の劣化が遅くなって長寿命になる。
は、主たる充電によって組電池の残容量がその時の電池
温度に対応する容量基準値に達したとき充電電流を軽減
してさらに補充電を行う一方、組電池の電圧と、電池温
度に対する補充電時の電圧基準値との差を所定値と比較
し、その差が所定値を超えていれば補充電を中止する。
従って、電池が劣化して内部抵抗が増加している場合に
はそのことを迅速に検出して知らせることができ、また
無駄な補充電を行わずに済む。
を示すブロック回路図である。
チャートである。
上限値を示すグラフである。
車の充電後の走行(可能)距離がサイクル数の増加にと
もなってどのように変化するかを示すグラフである。
チャートである。
サイクル数の増加にともなってどのように変化するかを
示すグラフである。
気自動車の充電後の走行(可能)距離がサイクル数の増
加にともなってどのように変化するかを示すグラフであ
る。
である。
加にともなってどのように変化するかを示すグラフであ
る。
ーチャートである。
充電たる第2充電期間T2をもつ2段階充電方式を採用
した場合の電池温度T、電池電圧V、充電電流I及び電
池温度の変化率dT/dtの特性を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の蓄電池を直列に接続してなるモジ
ュール電池の集合体からなる組電池の充電制御方法であ
って、 前記組電池に対して第1の条件での主たる充電を行うス
テップと、 前記組電池の電池温度を検出し、前記組電池について、
その残容量と、その電池温度に対応する容量基準値とを
求め、かつ、前記モジュール電池のそれぞれについて両
端間の電圧とその電圧の変化率とを求めるステップと、 前記残容量が前記容量基準値に達したときの前記電圧の
モジュール間格差及び前記電圧の変化率のモジュール間
格差の少なくとも一方が所定値を超えるときは充電電流
を軽減して第2の条件での補充電を行い、前記所定値を
超えないときは充電を終了するステップと、 を備えたことを特徴とする組電池の充電制御方法。 - 【請求項2】 前記補充電を行うステップの後に、前記
組電池の両端間の電圧と、電池温度に対応する補充電時
の電圧基準値とを読み、その差が所定値以下であれば補
充電を継続し、所定値を超えていれば補充電を中止して
警報出力を発するステップをさらに有することを特徴と
する請求項1の組電池の充電制御方法。 - 【請求項3】 複数のモジュール電池の直列集合体から
なる組電池のための充電制御装置であって、 前記組電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段によって検出された電流を時間により
積分処理して前記組電池の電池容量の初期値に加減算す
ることにより電池容量の残容量を求める電池容量計測手
段と、 前記組電池の電池温度を検出する電池温度検出手段と、 前記複数のモジュール電池のそれぞれの両端間の電圧を
検出する電圧検出手段と、 前記残容量が、電池温度に対応する容量基準値に達した
とき、前記電圧のモジュール間格差及び前記電圧の変化
率の少なくとも一方が所定値を超えていれば第1の信号
を、超えていなければ第2の信号をそれぞれ生じる判断
手段と、 前記組電池の両端に接続されて充電を行い、前記第1の
信号を受けた場合は充電電流を軽減しつつ補充電を行
い、前記第2の信号を受けた場合は充電を終了する充電
装置と、 を備えたことを特徴とする組電池の充電制御装置。 - 【請求項4】 複数のモジュール電池の直列集合体から
なる組電池のための充電制御装置であって、 前記組電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段によって検出された電流を時間により
積分処理して前記組電池の電池容量の初期値に加減算す
ることにより電池容量の残容量を求める電池容量計測手
段と、 前記組電池の両端間の電圧を検出する電圧検出手段と、 前記組電池の電池温度を検出する電池温度検出手段と、 前記残容量と、電池温度に対応する容量基準値とを比較
し、前記残容量が前記容量基準値に達したとき第1の信
号を出力する容量比較手段と、 前記電圧と、電池温度に対する電圧基準値との差を所定
値と比較し、その差が所定値を超えていれば第2の信号
を出力する電圧比較手段と、 前記組電池の両端に接続されて充電を行い、前記第1の
信号を受けた場合は充電電流を軽減した補充電を開始
し、前記第2の信号を受けた場合は充電を中止する充電
装置と、 を備えたことを特徴とする組電池の充電制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30116794A JP3157688B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 組電池の充電制御方法及び充電制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30116794A JP3157688B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 組電池の充電制御方法及び充電制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08163786A JPH08163786A (ja) | 1996-06-21 |
JP3157688B2 true JP3157688B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=17893605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30116794A Expired - Lifetime JP3157688B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 組電池の充電制御方法及び充電制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3157688B2 (ja) |
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JP3505122B2 (ja) * | 2000-03-14 | 2004-03-08 | 株式会社日立製作所 | 電源装置 |
JP5094819B2 (ja) * | 2009-11-18 | 2012-12-12 | シャープ株式会社 | 充電制御方法、充電制御コンピュータプログラム、充電制御装置、2次電池システム、2次電池電力源、および、電池応用装置 |
CN103872709B (zh) * | 2012-12-10 | 2018-08-31 | 联想(北京)有限公司 | 一种充电的方法及电子设备 |
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CN112448054B (zh) | 2019-08-30 | 2023-02-17 | 北京小米移动软件有限公司 | 移动终端的充电方法、装置、终端及存储介质 |
CN115276193B (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-23 | 中赣通信(集团)有限公司 | 基于电力载波的充电桩分段充电方法及*** |
-
1994
- 1994-12-05 JP JP30116794A patent/JP3157688B2/ja not_active Expired - Lifetime
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