JPH06245403A - 蓄電池充電装置 - Google Patents

蓄電池充電装置

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JPH06245403A
JPH06245403A JP4753093A JP4753093A JPH06245403A JP H06245403 A JPH06245403 A JP H06245403A JP 4753093 A JP4753093 A JP 4753093A JP 4753093 A JP4753093 A JP 4753093A JP H06245403 A JPH06245403 A JP H06245403A
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JP
Japan
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storage battery
charging
voltage
rule
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP4753093A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Hirao
篤 平尾
Kiyotaka Nakano
清隆 中野
Shinji Kobayashi
伸二 小林
Hideji Ejima
秀二 江島
Yukihiro Saito
幸弘 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Omron Corp
Japan Storage Battery Co Ltd
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Japan Storage Battery Co Ltd, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP4753093A priority Critical patent/JPH06245403A/ja
Publication of JPH06245403A publication Critical patent/JPH06245403A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電放置など蓄電池の状態や経歴の違い、周
囲温度、充電電流値の違いによって充電特性が異なるも
のでも、充電完了時期をほぼ正確に判定することができ
る蓄電池充電装置を提供する。 【構成】 蓄電池の電圧および温度を測定する手段と、
電圧および温度の測定結果から蓄電池の充電状態を判定
する充電状態判定部と、充電状態判定部の結果より蓄電
池に流れる電流の大きさを制御する充電コントロール部
とからなる蓄電池充電装置において、充電状態判定部に
ファジイ推論を実行する手段を設けることにより蓄電池
の充電完了時期を推定する、さらに、ファジィ推論手段
が、満充電状態を判定するためのルールを複数個と、蓄
電池の電圧をもとに複数個のルールの中でどのルールを
採用するかを選択するルール選択部と、ルール選択部で
選択されたルールを実行し判定および決定するための推
論手段であるMF格納部とからなる、蓄電池充電装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はニッケル・カドミウム蓄
電池などの蓄電池充電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来の蓄電池充電装置は、ニ
ッケル・カドミウム蓄電池の充電完了の判定として、電
池の端子電圧のピーク値、ピーク電圧から一定電圧低下
した時点(−ΔV)、電池温度の上昇分(ΔT)などの
何れかの単独、あるいはそれらを組合わせ何れかが完了
条件になったときに充電を終了するのが主流であった。
【0003】しかしながら、個々の完了条件にはそれぞ
れの充電が完了したときと同じような紛らわしい状態に
なることがあり、それらを除去するために様々な工夫が
為されている。
【0004】ピーク電圧より判定する方法では、蓄電池
の状態や経歴の違い、周囲温度、充電電流値の違いなど
いろいろなケースにおいての正しい判定を行う上で問題
があった。
【0005】すなわち、端子電圧のピーク値単独で判定
する方法については長期放置された電池や、終止電圧以
下まで過放電された電池の場合、充電初期から充電電圧
が高く、充電末期になっても電圧が変化しない緩慢な充
電特性を示し、どこがピーク値なのかわからないことが
ある。図1は充電電圧特性を比較した図であり、Vaは
通常の電池の場合、Vb は長期放置された電池の場合を
それぞれ示し、Iは充電電流(一定)である。もし、図
1の特性Vb に示すように充電初期のピークのところで
停止すれば全く充電できないことになる。
【0006】ピーク電圧から一定電圧低下した時点(−
ΔV)単独より判定する方法については、ピーク値のと
きと同様に長期放置された電池や、終止電圧以下まで過
放電された電池の場合、図1の特性Vb に示すように充
電初期に電圧値が高く、充電が進行するにつれて電池電
圧が低下し、あたかもピーク電圧から一定電圧が低下し
たときの様相を呈することがある。
【0007】また、充電電流の変化が充電電圧に影響を
与えるので、電流減少によって充電電圧が低下して、あ
たかもピーク電圧から一定電圧が低下したように見える
ことがある。
【0008】図2は充電電流が変化した場合の充電電圧
特性を示した図であり、充電電流Iが例えば外乱により
変化(低下)すると、充電電圧Vもそれに応じて変化
(低下)し誤判断の因となる。
【0009】電池温度の充電開始時からの上昇分(Δ
T)より判定する方法については、電池温度と環境温度
との間に大きな差異がある場合や、充電器からの発熱が
電池に影響を与える場合など、電池自身の発熱以外の要
因で温度上昇することがある。
【0010】図3は充電時の温度上昇特性を比較した図
である。図においてTa は通常の充電時の蓄電池の温度
上昇の様子を示したものであり、Tb は電池自身の発熱
の外に外部より加熱されて蓄電池温度が上昇した様子を
示しており、ただ単に電池温度がΔT上昇したからとい
ってまだ充電が終わっていないことを示している。
【0011】上記のような問題を解決するために、充電
電圧のピーク値が現れない時には充電開始一定時間後に
停止するようにしたり、充電初期の電圧低下に対しては
充電開始後一定時間のめかくし期間を設け、その期間中
は充電終了判定を行わないようにしたり、入力電源電圧
変動に対して充電電流が変化しないように定電流化した
り、充電器からの温度影響を受けないように充電装置と
蓄電池との距離を開けるなどの、それぞれの問題に対し
て個別の対応をしている。
【0012】真の充電完了時期を求めるため、以上のよ
うに様々な妨害条件を除去するための考案が為されてお
り実用化されているが、妨害条件に対する対策を充分に
行えば充電を終える時期が遅れることになり、蓄電池は
過充電となって蓄電池寿命にとって良くないし、反対に
妨害条件に対する対策が不充分であれば、充電半ばで終
了してしまって充電不足となることがあり、使用上のト
ラブルの因となる。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような従
来の問題点に着目してなされたものであり、充電電圧と
温度測定値を入力としてファジィ推論し、充電を続けよ
あるいは充電を終了せよという結果を得るようにしたも
のである。
【0014】すなわち、蓄電池の電圧および温度を測定
する手段と、電圧および温度の測定結果から蓄電池の充
電状態を判定する充電状態判定部と、充電状態判定部の
結果より蓄電池に流れる電流の大きさを制御する充電コ
ントロール部とからなる蓄電池充電装置において、前記
充電状態判定部にファジイ推論を実行する手段を設ける
ことにより蓄電池の充電完了時期を推定することを可能
とした蓄電池充電装置である。
【0015】さらに具体的にはファジィ推論を実行する
手段が、蓄電池の電圧測定値と温度測定値およびそれら
の変化分を入力とし、それらの測定値をもとにファジィ
推論して満充電状態を判定するためのルールを複数個
と、蓄電池の電圧をもとに複数個のルールの中でどのル
ールを採用するかを選択するルール選択部と、ルール選
択部で選択されたルールを実行し判定および決定するた
めの推論手段であるMF格納部とからなることを特徴と
する。
【0016】
【作用】蓄電池電圧と蓄電池温度の測定結果から総合的
に判断して、充電を続けるべきか終了すべきかを結論付
けることにより、過充電や充電不足にせずに蓄電池にと
って最適な充電を行うことができる。
【0017】
【実施例】図4は本発明蓄電池充電装置の一実施例を示
す概略図である。蓄電池1には充電コントロール部2が
接続されており、充電コントロール部2では蓄電池1の
電圧と温度を計測することと充電電流の大きさを満充電
判定部3の結果によって切換えている。充電コントロー
ル部2で計測した蓄電池電圧は充電状態判定部4の前処
理部Iとルール選択部5に入力され、蓄電池電圧の値に
よって前処理部Iで処理された電圧データをルール1、
2、3のどの実行部で処理するかを決定する。
【0018】前処理部Iでは蓄電池のピーク電圧値(V
p )が蓄電池温度をパラメータとした関数[Vp =f
(T)]で表せるものとして、予め蓄電池温度によるピ
ーク電圧値(Vp) を予測しておき、この予測のピーク
電圧値(Vp )と実測値(Vr)との差(Vp −Vr )
を各実行部に導いている。
【0019】前処理部IIでは、充電開始時の温度と温度
測定値との差 dTn を求めること、温度測定値Tn ℃か
らTn+1 ℃まで上昇するのに要する時間Δtn を求める
こと、Δtn とΔtn+1 との差|Δtn −Δtn+1 |=
Δ2 tn を求めることを行い、そして得られた結果 dT
n 、Δtn 、Δ2 tn を各ルール実行部に導いている。
【0020】ルール1実行部6では長期放置された蓄電
池や過放電された蓄電池を充電したとき、あるいは非常
に低温下において充電したときのように、充電の初期か
ら蓄電池の充電電圧が比較的高い挙動を示したときに直
に充電を終えずに充電を続ける。
【0021】ルール2実行部7では入力電源電圧の変動
による出力電流の変化や、充電回路の接続部の接触不良
などにより、蓄電池の充電電圧が急変しあたかも充電電
圧の低下(−ΔV)の様相を呈して充電が終わったかに
見える場合がある。このようなときに充電を続ける。
【0022】ルール3実行部8ではルール1、2実行部
以外のものを取り扱う。
【0023】MF格納部9では、ルール選択部5で選択
されたルール1、2、3のいずれか一つの実行部で実行
した結果が入力され、それをもとにファジィ推論を行っ
て充電出力を変更するかを判定して決定する。決定した
結果は各ルール実行部を経由して判定結果出力として満
充電判定部3に戻される。
【0024】満充電判定部3では、判定結果出力にした
がってコントロール部2に充電電流を変更するように指
示を出して変更させる。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、充電
電圧の推移から複数のルール実行部を切換えて電圧状態
に応じたファジィ推論することにより、誤って充電不足
のまま充電を終えたりしないですむ。
【0026】また、ファジイ推論により一つの条件だけ
が成立しても別の条件で充電を続けるべきであれば充電
を続ける。さらに、各々の条件を合わせてファジイ推論
することによって従来よりも早い時期に充電を終了する
ことができ不要な過充電を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】充電電圧特性を比較した図
【図2】充電電流が変化した場合の充電電圧特性を示し
た図
【図3】充電時の蓄電池の温度上昇特性を比較した図
【図4】本発明蓄電池充電装置の一実施例を示す概略図
【符号の説明】
1 蓄電池 2 充電コントロール部 3 満充電判定部 4 充電状態判定部 5 ルール選択部 6 ルール1実行部 7 ルール2実行部 8 ルール3実行部 9 MF格納部 10 前処理部I 11 前処理部II
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 伸二 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町1番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 江島 秀二 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 斉藤 幸弘 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄電池の電圧および温度を測定する手段
    と、電圧および温度の測定結果から蓄電池の充電状態を
    判定する充電状態判定部と、充電状態判定部の結果より
    蓄電池に流れる電流の大きさを制御する充電コントロー
    ル部とからなる蓄電池充電装置において、前記充電状態
    判定部にファジイ推論を実行する手段を設けることによ
    り蓄電池の充電完了時期を推定することを可能とした蓄
    電池充電装置。
  2. 【請求項2】 ファジィ推論を実行する手段が、蓄電池
    の電圧測定値と温度測定値およびそれらの変化分または
    単独の値を入力とし、それらの測定値をもとにファジィ
    推論して満充電状態を判定するためのルールを複数個
    と、蓄電池の電圧をもとに複数個のルールの中でどのル
    ールを採用するかを選択するルール選択部と、ルール選
    択部で選択されたルールを実行し判定および決定するた
    めの推論手段であるMF格納部とからなることを特徴と
    する請求項1記載の蓄電池充電装置。
  3. 【請求項3】 ファジィ推論を実行する手段の入力の特
    徴量として、蓄電池電圧が一定の電圧値だけが変化する
    のに要する時間を測定し、その時間が減少方向から増加
    方向に変じたところを充電状態に関係した特徴量として
    用いることを特徴とする請求項1または2記載の蓄電池
    充電装置。
  4. 【請求項4】 蓄電池の電圧の特徴量として、充電電圧
    のピーク予測電圧値を、蓄電池温度をパラメータとした
    関係式とし、現在電圧値とピーク予測電圧値との関係を
    用いることを特徴とする請求項1または2記載の蓄電池
    充電装置。
  5. 【請求項5】 充電電圧のピーク予測電圧を蓄電池温度
    および充電電流の大きさをパラメータとして関係式また
    は表であらわし、現在電圧値とピーク予測電圧値との関
    係から充電完了時期を知ることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の蓄電池充電装置。
JP4753093A 1993-02-13 1993-02-13 蓄電池充電装置 Pending JPH06245403A (ja)

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