JPH09163619A - 充電器 - Google Patents

充電器

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Publication number
JPH09163619A
JPH09163619A JP7338244A JP33824495A JPH09163619A JP H09163619 A JPH09163619 A JP H09163619A JP 7338244 A JP7338244 A JP 7338244A JP 33824495 A JP33824495 A JP 33824495A JP H09163619 A JPH09163619 A JP H09163619A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
battery
voltage
current
mode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7338244A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Matsunami
和彦 松並
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.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Publication of JPH09163619A publication Critical patent/JPH09163619A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の過放電を正確に判断することにより、
通常時充電モードと過放電時充電モードとを的確に使い
分ける。 【解決手段】 充電器10は、電池12の電圧Vbを検
出する電圧センサ14と、電池12の電流Ibを検出す
る電流センサ16と、電池12の温度Tbを検出する温
度センサ18と、通常時充電モード又は過放電時充電モ
ードのいずれかを選択して電池12に充電を行う充電出
力部20と、電圧Vb、電流Ib、温度Tb等に基づき
通常時充電モード又は過放電時充電モードのいずれかを
充電出力部20に選択させる充電制御部22とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電気自転
車、電気自動車、エンジン自動車等に搭載される電池を
充電するための充電器に関する。
【0002】
【従来の技術】二次電池のうち鉛電池等は、放電が進む
と電池の内部抵抗が増加することにより、充電時に電流
が流れにくくなる。そのため、従来の充電器では、通常
時充電モード以外に、過放電時充電モード(強制充電モ
ードともいう。)及びこれらを切り換えるスイッチを設
けている。過放電時充電モードでは、充電電圧を高めに
設定し、充電時間も長めにすることが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電池が
過放電であるか否かの判断は、容易ではない。そのた
め、次のような問題があった。
【0004】過放電に気付かない場合は、電池の寿命又
はシステム異常と判断してしまうことがある。その結
果、電池や電子部品を必要もないのに検査したり交換し
たりすることになる。これとは逆に、過放電であると誤
って判断した場合は、不必要な過放電充電を行うことに
より電池が損傷するので、電池の寿命が短くなる。
【0005】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、電池の過放電
を正確に判断することにより、通常時充電モードと過放
電時充電モードとを的確に使い分けることのできる充電
器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の充電器
は、電池の電圧を検出する電圧センサと、前記電池の電
流を検出する電流センサと、通常時充電モード又は過放
電時充電モードのいずれかを選択して前記電池に充電を
行う充電出力部と、前記電圧センサで検出された電圧と
前記電流センサで検出された電流とから算出した内部抵
抗に基づき前記通常時充電モード又は過放電時充電モー
ドのいずれかを前記充電出力部に選択させる充電制御部
とを備えたものである。
【0007】電圧センサで検出された電圧と電流センサ
で検出された電流とから、電池の内部抵抗が算出され
る。この内部抵抗は電池の放電状態に応じて変化する。
したがって、内部抵抗を検出することにより、電池の過
放電が正確に判断される。例えば、鉛電池等では、放電
が進むに従い内部抵抗が増加する。この場合は、内部抵
抗が一定値以上となったときに、電池が過放電になった
と判断される。
【0008】請求項2記載の充電器は、請求項1記載の
充電器において、前記電池の温度を検出する温度センサ
が付設されたものである。そして、前記充電制御部は、
前記温度センサで検出された温度が一定値以下になるま
で前記充電出力部の動作を停止させるものである。
【0009】電池の温度が高いときに充電をすると、電
池が過熱して損傷することがある。そのため、電池の温
度が一定値以下になるまで充電を控えることにより、電
池の損傷を防いでいる。
【0010】請求項3記載の充電器は、請求項2記載の
充電器において、前記充電制御部が、前記温度センサで
検出された温度に基づき充電電圧を決定するものであ
る。
【0011】充電電圧は、まず電池に損傷を与えないこ
と、そして迅速に充電できることが条件とされる。この
ような条件を満たす充電電圧は、電池の温度と密接な関
係がある。そこで、電池の温度に基づき充電電圧を決定
することにより、電池に損傷を与えずしかも迅速に充電
することが可能となる。
【0012】請求項4記載の充電器は、請求項1,2又
は3記載の充電器において、前記充電制御部が、前記過
放電時充電モードを前記充電出力部に選択させた場合
に、前記電流センサで検出された電流に基づき、当該過
放電時充電モードに代えて前記通常時充電モードを前記
充電出力部に選択させるものである。
【0013】過放電時充電モードは、強制充電モードと
も呼ばれるほど、電池に高電圧を印加して無理やり充電
するものである。したがって、電池がある程度充電され
たら、通常時充電モードに切り換えることが好ましい。
また、電池の充電電流は、電池の充電状態に応じて変化
する。したがって、過放電時充電モードから通常時充電
モードに切り換える時期は、電池の充電電流に基づいて
正確に判断される。例えば、鉛電池等では、充電の進行
につれて過放電状態から通常状態に変移するときに、充
電電流にピークを生ずる。したがって、このピークを検
出することにより、過放電時充電モードから通常時充電
モードに切り換える時期が正確に判断される。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る充電器の一
実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基
づき説明する。
【0015】充電器10は、電池12の電圧Vbを検出
する電圧センサ14と、電池12の電流Ibを検出する
電流センサ16と、電池12の温度Tbを検出する温度
センサ18と、通常時充電モード又は過放電時充電モー
ドのいずれかを選択して電池12に充電を行う充電出力
部20と、電圧Vb、電流Ib、温度Tb等に基づき通
常時充電モード又は過放電時充電モードのいずれかを充
電出力部20に選択させる充電制御部22とを備えてい
る。
【0016】充電制御部20は、例えば、入出力インタ
フェース、ROM、RAM、CPU等からなるマイクロ
コンピュータ及びそのプログラムから構成され、主な機
能として次の〜を有している。
【0017】.電圧センサ14で検出された電圧Vb
と電流センサ16で検出された電流Ibとから内部抵抗
Rbを算出し、内部抵抗Rbが一定値Rt以上の場合に
過放電時充電モードを選択させ、これ以外の場合に通常
時充電モードを選択させる。 .過放電時充電モードを選択させる場合に、温度セン
サ18で検出された温度Tbが一定値Tt以下になるま
で充電出力部20の動作の停止させる。.過放電時充
電モードを選択させる場合に、温度センサ18で検出さ
れた温度Tbに基づき充電電圧Vcを決定する。.過
放電時充電モードを充電出力部20に選択させた場合
に、電流センサ16で検出された電流Ibがピークとな
ると、過放電時充電モードに代えて通常時充電モードを
選択させる。
【0018】電池12は、例えばシール型鉛電池であ
る。温度センサ18は、例えば熱電対、サーミスタ、バ
イメタル等であり、電池12の外周に付着させている。
充電出力部20は、通常時充電モード、過放電時充電モ
ード及びこれらの制御端子等を有し、従来の充電器とほ
ぼ同じ構成である。充電出力部20には商用電源24が
接続され、充電出力部20の電池12側には逆流防止用
のダイオード26が接続されている。また、充電出力部
20は、充電制御部22から送られた制御信号Scによ
り、通常時充電モード又は過放電時充電モードの選択、
充電電圧又は充電電流の変更、動作の開始又は終了等が
制御される。
【0019】図2及び図3は、充電器10の動作の一例
を示すフローチャートである。図4は、電池12を放置
した場合における開放端電圧Vbo及び内部抵抗Rbの変
化の一例を示すグラフである。図5は、電池12の温度
Tbと最適な充電電圧Vcとの関係の一例を示すグラフ
である。図6は、電池12の充電時間に対する電流Ib
の変化の一例を示すグラフである。以下、図1乃至図6
に基づき、充電器10の動作を説明する。
【0020】電池12を放置しておくと、自己放電現象
により負荷をつながなくても電池12の残存容量は減少
する。すると、図4に示すように、電池12の開放端電
圧Vboは時間とともに降下し、逆に電池12の内部抵抗
Rbは上昇する。この開放端電圧Vboと内部抵抗Rbと
の関係は、電池12の残存容量を負荷で消費した場合も
同様である。
【0021】図2を中心に説明する。まず、充電制御部
22は、電池12と充電器10との接続をチェックする
(ステップ101)。これは、例えば、電池12と充電
器10との接続部分にマイクロスイッチ等を設けること
により実現でき、その目的は未接続と過放電とを明確に
区別することにある。続いて、充電出力部20の充電出
力を零にし、電池12の開放端電圧Vboを電圧センサ1
4により検出する(ステップ102)。ここで、開放端
電圧Vboがしきい値Vt以下となっているか否かを判断
する(ステップ103)。Vbo<Vtであれば、過放電
の可能性があると判断し、充電出力を上げて定電圧充電
を行う(ステップ104)。続いて、電池12の電圧V
b(充電電圧)及び電流Ib(充電電流)を検出し(ス
テップ105)、電圧Vbを電流Ibで除算することに
より、電池12の内部抵抗Rbを算出する(ステップ1
06)。そして、内部抵抗値Rbがしきい値Rt以上か
否かを判断する(ステップ107)、Rb>Rtであれ
ば、電池12が過放電であると判断し、過放電時充電を
行う(ステップ108)。一方、ステップ103でVbo
<Vtでない場合、ステップ107でRb>Rtでない
場合又はステップ108の過放電時充電が終了した場合
は、通常時充電を行い(ステップ109)、終了する。
通常時充電には、定電圧充電、定電流充電等が用いられ
る。
【0022】図3を中心に説明する。過放電時充電は、
通常時充電よりも高めの電圧で定電圧充電を行う。ま
ず、電池12の温度Tbを検出し(ステップ201)、
温度Tbがしきい値Tt(例えば45℃)以下か否かを判
断する(ステップ202)。Tb<Ttであれば、図5
に示す関係から温度Tbに対応する最適の充電電圧Vc
を決定し(ステップ203)、充電電圧Vcで定電圧充
電を行う(ステップ204)。続いて、電池12の電流
Ib(充電電流)を検出し(ステップ205)、電流I
bがピークか否かを判断する(ステップ206)。電池
12の充電が進むにつれて、内部抵抗Rbが減少する。
これにより、電流Ibは、徐々に増加していき、逐には
図6に示すようなピークを迎える。電流Ibがピークを
迎えれば、過放電時充電を終了し通常時充電に移行す
る。一方、ステップ202でTb<Ttでなければ、充
電を停止し(ステップ207)、ステップ201へ戻
る。また、ステップ206で電流Ibがまだピークにな
らなければ、ステップ201へ戻る。
【0023】
【発明の効果】請求項1乃至4記載の充電器によれば、
電池の電圧及び電流を検出し、これらの電圧及び電流か
ら電池の内部抵抗を算出し、この内部抵抗に基づき通常
時充電モード又は過放電時充電モードのいずれかを選択
するとともに、電池の内部抵抗が放電状態を正確に反映
するので、電池の過放電を正確に判断できる。これによ
り、電池の寿命を損なうことなく、通常時充電モード又
は過放電時充電モードを的確かつ自動的に使い分けるこ
とができるので、作業性も向上できる。
【0024】請求項2及び3記載の充電器によれば、電
池の温度を検出し、この温度が一定値以下になるまで充
電出力部の動作を停止させるようにしたので、電池の過
熱による損傷を防止できる。
【0025】請求項3記載の充電器によれば、電池の温
度を検出し、この温度に基づき充電電圧を決定するよう
にしたので、電池の温度に対応した最適の充電電圧を用
いることができ、これにより電池に損傷を与えずしかも
迅速に充電できる。
【0026】請求項4記載の充電器によれば、電池の充
電電流に基づき、過放電時充電モードに代えて前記通常
時充電モードを選択するとともに、電池の充電電流が充
電状態を正確に反映するので、過放電時充電モードから
通常時充電モードに切り換える時期を正確に判断でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る充電器の一実施形態を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1の充電器の動作の一例を示すフローチャー
トである。
【図3】図1の充電器における、過放電時充電の動作の
一例を示すフローチャートである。
【図4】電池を放置した場合における、開放端電圧及び
内部抵抗の変化の一例を示すグラフである。
【図5】図1の充電器における、電池の温度と最適な充
電電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図6】図1の充電器における、電池の充電時間に対す
る充電電流の変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
10 充電器 12 電池 14 電圧センサ 16 電流センサ 18 温度センサ 20 充電出力部 22 充電制御部 Vb 電池の電圧 Ib 電池の電流 Tb 電池の温度 Rb 電池の内部抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02J 7/00 H02J 7/00 P S

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池の電圧を検出する電圧センサと、前
    記電池の電流を検出する電流センサと、通常時充電モー
    ド又は過放電時充電モードのいずれかを選択して前記電
    池に充電を行う充電出力部と、前記電圧センサで検出さ
    れた電圧と前記電流センサで検出された電流とから算出
    した内部抵抗に基づき前記通常時充電モード又は過放電
    時充電モードのいずれかを前記充電出力部に選択させる
    充電制御部とを備えた充電器。
  2. 【請求項2】 前記電池の温度を検出する温度センサが
    付設され、 前記充電制御部は、前記温度センサで検出された温度が
    一定値以下になるまで前記充電出力部の動作を停止させ
    る請求項1記載の充電器。
  3. 【請求項3】 前記充電制御部は、前記温度センサで検
    出された温度に基づき充電電圧を決定する請求項2記載
    の充電器。
  4. 【請求項4】 前記充電制御部は、前記過放電時充電モ
    ードを前記充電出力部に選択させた場合に、前記電流セ
    ンサで検出された電流に基づき、当該過放電時充電モー
    ドに代えて前記通常時充電モードを前記充電出力部に選
    択させる請求項1、2又は3記載の充電器。
JP7338244A 1995-12-01 1995-12-01 充電器 Withdrawn JPH09163619A (ja)

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Legal Events

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Effective date: 20030204