JPH1127867A - 電池の充電装置 - Google Patents
電池の充電装置Info
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- JPH1127867A JPH1127867A JP9179782A JP17978297A JPH1127867A JP H1127867 A JPH1127867 A JP H1127867A JP 9179782 A JP9179782 A JP 9179782A JP 17978297 A JP17978297 A JP 17978297A JP H1127867 A JPH1127867 A JP H1127867A
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- battery
- voltage
- sampling
- battery voltage
- charging
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充電末期のピークが顕著に出現する電池、電
池電圧の変化がゆるやかで充電末期のピークの出現が鈍
い電池、どちらの電池を充電した場合にも過充電及び充
電不足を起こすことのない電池の充電装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 電池電圧を一定周期でサンプリングする
サンプリング手段と、サンプリング手段によって検出し
た電池電圧を記憶する記憶手段と、サンプリング毎に最
新の電池電圧と過去にサンプリングした２個以上の電池
電圧とを比較し満充電を判別する満充電判別手段とを備
え、各サンプリング幅における電池電圧変化量を２個以
上求め、いずれかの電池電圧変化量が各サンプリング幅
に対応する設定値より大きくなり、続いて各サンプリン
グ幅に対応する設定値以下になった時に満充電と判別す
るようにした。
池電圧の変化がゆるやかで充電末期のピークの出現が鈍
い電池、どちらの電池を充電した場合にも過充電及び充
電不足を起こすことのない電池の充電装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 電池電圧を一定周期でサンプリングする
サンプリング手段と、サンプリング手段によって検出し
た電池電圧を記憶する記憶手段と、サンプリング毎に最
新の電池電圧と過去にサンプリングした２個以上の電池
電圧とを比較し満充電を判別する満充電判別手段とを備
え、各サンプリング幅における電池電圧変化量を２個以
上求め、いずれかの電池電圧変化量が各サンプリング幅
に対応する設定値より大きくなり、続いて各サンプリン
グ幅に対応する設定値以下になった時に満充電と判別す
るようにした。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明はニッケル・カドニウ
ム電池（以下、ニッカド電池という）、ニッケル・水素
電池等のアルカリ電解液系２次電池の充電装置に関する
ものである。
ム電池（以下、ニッカド電池という）、ニッケル・水素
電池等のアルカリ電解液系２次電池の充電装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平６−４６５３４号のよう
に、電池電圧を一定周期でサンプリングするサンプリン
グ手段と、サンプリングした電池電圧を記憶する記憶手
段と、サンプリング毎に最新の電池電圧と複数サンプリ
ング前の電池電圧を比較する演算手段を設け、電池電圧
の変化量を検出するという技術がある。このサンプリン
グ方式を用いて電池電圧の時間に対する２階微分値が負
になるのを検出して満充電と判別する２階微分検出法
は、充電末期のピークが出現する手前で充電を終了させ
ることができるので、過充電が抑制され電池のサイクル
寿命が向上するという利点がある。２階微分検出法とは
具体的に説明すると、図４に示すように一定の時間間隔
Δｔ毎に充電中の電池電圧をサンプリングし、過去６サ
ンプリング前までのサンプリングした電池電圧をストッ
クして行き、６サンプリング前の電池電圧Ｖｉ-06と最
新の電池電圧Ｖｉｎとの差△Ｖｉ-06を演算し、△Ｖｉ-
06の最大値△Ｖｍａｘを随時更新し、△Ｖｍａｘ−△Ｖ
ｉ-06≧δｉ（δｉは設定値である。）となったら電池
電圧の時間に対する２階微分値が負になったとして充電
を停止させるといった方法である。
に、電池電圧を一定周期でサンプリングするサンプリン
グ手段と、サンプリングした電池電圧を記憶する記憶手
段と、サンプリング毎に最新の電池電圧と複数サンプリ
ング前の電池電圧を比較する演算手段を設け、電池電圧
の変化量を検出するという技術がある。このサンプリン
グ方式を用いて電池電圧の時間に対する２階微分値が負
になるのを検出して満充電と判別する２階微分検出法
は、充電末期のピークが出現する手前で充電を終了させ
ることができるので、過充電が抑制され電池のサイクル
寿命が向上するという利点がある。２階微分検出法とは
具体的に説明すると、図４に示すように一定の時間間隔
Δｔ毎に充電中の電池電圧をサンプリングし、過去６サ
ンプリング前までのサンプリングした電池電圧をストッ
クして行き、６サンプリング前の電池電圧Ｖｉ-06と最
新の電池電圧Ｖｉｎとの差△Ｖｉ-06を演算し、△Ｖｉ-
06の最大値△Ｖｍａｘを随時更新し、△Ｖｍａｘ−△Ｖ
ｉ-06≧δｉ（δｉは設定値である。）となったら電池
電圧の時間に対する２階微分値が負になったとして充電
を停止させるといった方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な２階微分検出法で、不活性な電池や放電直後の温まっ
た電池等（以下不活性電池という）を充電した場合に
は、図５に示すように満充電を検出できず過充電となっ
てしまう恐れがあった。これは、不活性電池は電池電圧
の変化がゆるやかであるため、ピーク付近において△Ｖ
ｍａｘ−△Ｖｉ-06≧δｉの式を満足することができな
いためである。設定値δｉを小さくすれば、この種の電
池でもピーク手前で満充電を検出して充電を停止するこ
とができるようになるが、設定値δｉを小さくしてしま
うと活性電池を充電した場合には、ピーク出現前に随所
に発生する僅かな電圧変化を満充電と誤検出して充電停
止してしまい充電不足としてしまう恐れがある。また、
最新の電池電圧Ｖｉｎと比較する過去の電池電圧を６サ
ンプリングより更に以前の例えば１２サンプリング前の
電池電圧とすると、不活性電池の場合でも図６に示すよ
うに充電末期のピーク手前で充電を終了させる事が可能
となるが、活性電池の場合には、図７に示すように満充
電を応答性良く検出することができなくなり、過充電と
してしまう恐れがある。
な２階微分検出法で、不活性な電池や放電直後の温まっ
た電池等（以下不活性電池という）を充電した場合に
は、図５に示すように満充電を検出できず過充電となっ
てしまう恐れがあった。これは、不活性電池は電池電圧
の変化がゆるやかであるため、ピーク付近において△Ｖ
ｍａｘ−△Ｖｉ-06≧δｉの式を満足することができな
いためである。設定値δｉを小さくすれば、この種の電
池でもピーク手前で満充電を検出して充電を停止するこ
とができるようになるが、設定値δｉを小さくしてしま
うと活性電池を充電した場合には、ピーク出現前に随所
に発生する僅かな電圧変化を満充電と誤検出して充電停
止してしまい充電不足としてしまう恐れがある。また、
最新の電池電圧Ｖｉｎと比較する過去の電池電圧を６サ
ンプリングより更に以前の例えば１２サンプリング前の
電池電圧とすると、不活性電池の場合でも図６に示すよ
うに充電末期のピーク手前で充電を終了させる事が可能
となるが、活性電池の場合には、図７に示すように満充
電を応答性良く検出することができなくなり、過充電と
してしまう恐れがある。
【０００４】なお、近年電池の高容量化のニーズに対
し、ニッカド電池に代わり、ニッケル・水素電池の需要
が急増しているが、この電池は電池電圧の変化がゆるや
かであり上述した不活性電池と近似な充電特性を持つ。
すなわち、ニッケル・水素電池を充電する場合には、不
活性電池を充電する場合に発生する問題と同様の問題が
発生する。本発明の目的は、上記欠点を解消し、如何な
る状態及び種類の電池を充電したとしても応答性良く満
充電を確実に検出することができる電池の充電装置を提
供することである。
し、ニッカド電池に代わり、ニッケル・水素電池の需要
が急増しているが、この電池は電池電圧の変化がゆるや
かであり上述した不活性電池と近似な充電特性を持つ。
すなわち、ニッケル・水素電池を充電する場合には、不
活性電池を充電する場合に発生する問題と同様の問題が
発生する。本発明の目的は、上記欠点を解消し、如何な
る状態及び種類の電池を充電したとしても応答性良く満
充電を確実に検出することができる電池の充電装置を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、電池電圧を
一定周期でサンプリングするサンプリング手段と、サン
プリング手段によって検出した電池電圧を記憶する記憶
手段と、最新の電池電圧と過去にサンプリングした２個
以上の電池電圧とを比較し満充電を判別する満充電判別
手段とを備えることにより達成される。
一定周期でサンプリングするサンプリング手段と、サン
プリング手段によって検出した電池電圧を記憶する記憶
手段と、最新の電池電圧と過去にサンプリングした２個
以上の電池電圧とを比較し満充電を判別する満充電判別
手段とを備えることにより達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明電池の充電装置の一
実施例を示す回路図である。１は交流電源、２は複数の
充電可能な素電池を直列に接続した電池組、３は電池組
２に流れる充電電流を検出する電流検出手段、４は充電
の開始及び停止を制御する信号を伝達する充電制御信号
伝達手段、５は充電電流の信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に
帰還する充電電流信号伝達手段である。充電制御伝達信
号手段４と充電電流信号伝達手段５はホトカプラ等から
なる。１０は全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２
からなる整流平滑回路、２０は高周波トランス２１、Ｍ
ＯＳＦＥＴ２２とＰＷＭ制御ＩＣ２３からなるスイッチ
ング回路である。ＰＷＭ制御ＩＣ２３はＭＯＳＦＥＴ２
２の駆動パルス幅を変えて整流平滑回路１０の出力電圧
を調整するスイッチング電源ＩＣである。３０はダイオ
ード３１、３２、チョークコイル３３と平滑用コンデン
サ３４からなる整流平滑回路、４０は抵抗４１、４２、
入力保護用ダイオード４３からなる電池電圧検出手段
で、電池組２の端子電圧を分圧する。５０は演算手段
（ＣＰＵ）５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、タイマ５
４、Ａ／Ｄコンバータ５５、出力ポート５６ａ、５６
ｂ、リセット入力ポート５７からなるマイコンである。
ＣＰＵ５１はサンプリング毎に最新の電池電圧と複数サ
ンプリング前の電池電圧を比較する。ＲＡＭ５３は最新
のサンプリング電池電圧までの所定数のサンプリング電
池電圧を記憶する電池電圧記憶手段である。６０は演算
増幅器６１、６２、抵抗６３〜６６からなる充電電流制
御手段、７０は電源トランス７１、全波整流回路７２、
平滑コンデンサ７３、３端子レギュレータ７４、リセッ
トＩＣ７５からなる定電圧電源で、マイコン５０、充電
電流制御手段６０等の電源となる。リセットＩＣ７５は
マイコン５０を初期状態にするためにリセット入力ポー
ト５７にリセット信号を出力する。８０は充電電流を設
定する充電電流設定手段であって、出力ポート５６ｂか
らの信号に対応して演算増幅器６２の反転入力端に印加
する電圧値を設定するものである。
実施例を示す回路図である。１は交流電源、２は複数の
充電可能な素電池を直列に接続した電池組、３は電池組
２に流れる充電電流を検出する電流検出手段、４は充電
の開始及び停止を制御する信号を伝達する充電制御信号
伝達手段、５は充電電流の信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に
帰還する充電電流信号伝達手段である。充電制御伝達信
号手段４と充電電流信号伝達手段５はホトカプラ等から
なる。１０は全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２
からなる整流平滑回路、２０は高周波トランス２１、Ｍ
ＯＳＦＥＴ２２とＰＷＭ制御ＩＣ２３からなるスイッチ
ング回路である。ＰＷＭ制御ＩＣ２３はＭＯＳＦＥＴ２
２の駆動パルス幅を変えて整流平滑回路１０の出力電圧
を調整するスイッチング電源ＩＣである。３０はダイオ
ード３１、３２、チョークコイル３３と平滑用コンデン
サ３４からなる整流平滑回路、４０は抵抗４１、４２、
入力保護用ダイオード４３からなる電池電圧検出手段
で、電池組２の端子電圧を分圧する。５０は演算手段
（ＣＰＵ）５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、タイマ５
４、Ａ／Ｄコンバータ５５、出力ポート５６ａ、５６
ｂ、リセット入力ポート５７からなるマイコンである。
ＣＰＵ５１はサンプリング毎に最新の電池電圧と複数サ
ンプリング前の電池電圧を比較する。ＲＡＭ５３は最新
のサンプリング電池電圧までの所定数のサンプリング電
池電圧を記憶する電池電圧記憶手段である。６０は演算
増幅器６１、６２、抵抗６３〜６６からなる充電電流制
御手段、７０は電源トランス７１、全波整流回路７２、
平滑コンデンサ７３、３端子レギュレータ７４、リセッ
トＩＣ７５からなる定電圧電源で、マイコン５０、充電
電流制御手段６０等の電源となる。リセットＩＣ７５は
マイコン５０を初期状態にするためにリセット入力ポー
ト５７にリセット信号を出力する。８０は充電電流を設
定する充電電流設定手段であって、出力ポート５６ｂか
らの信号に対応して演算増幅器６２の反転入力端に印加
する電圧値を設定するものである。
【０００７】次に図１の回路図、図２のフローチャート
を参照して、本発明電池の充電装置の動作の説明をす
る。電源を投入するとマイコン５０は、電池組２の接続
待機状態となり（ステップ１０１）、電池組２を接続す
るとマイコン５０は電池接続を電池接続検出手段４０か
らの信号により判別し、出力ポート５６ｂより充電制御
信号伝達手段４を介してＰＷＭ制御ＩＣ２３に充電開始
信号を伝達すると共に出力ポート５６ｂより充電電流設
定手段８０を介して、充電電流設定基準電圧値Ｖｉを演
算増幅器６２に印加し、充電電流Ｉで充電を開始する
（ステップ１０２）。充電開始と同時に電池組２に流れ
る充電電流を電流検出手段３により検出し、この充電電
流に対応する電圧と充電電流設定基準値Ｖｉとの差を充
電電流制御手段６０より信号伝達手段５を介してＰＷＭ
制御ＩＣ２３に帰還をかける。すなわち、充電電流が大
きい場合はパルス幅を狭め、小さい場合はパルス幅を広
げたパルスを高周波トランス２１に与え整流平滑回路３
０で直流に平滑し、充電電流を一定に保つ。電流検出手
段３、充電電流制御手段６０、信号伝達手段５、スイッ
チング回路２０、整流平滑回路３０を介して充電電流を
所定電流値Ｉとなるように制御する。
を参照して、本発明電池の充電装置の動作の説明をす
る。電源を投入するとマイコン５０は、電池組２の接続
待機状態となり（ステップ１０１）、電池組２を接続す
るとマイコン５０は電池接続を電池接続検出手段４０か
らの信号により判別し、出力ポート５６ｂより充電制御
信号伝達手段４を介してＰＷＭ制御ＩＣ２３に充電開始
信号を伝達すると共に出力ポート５６ｂより充電電流設
定手段８０を介して、充電電流設定基準電圧値Ｖｉを演
算増幅器６２に印加し、充電電流Ｉで充電を開始する
（ステップ１０２）。充電開始と同時に電池組２に流れ
る充電電流を電流検出手段３により検出し、この充電電
流に対応する電圧と充電電流設定基準値Ｖｉとの差を充
電電流制御手段６０より信号伝達手段５を介してＰＷＭ
制御ＩＣ２３に帰還をかける。すなわち、充電電流が大
きい場合はパルス幅を狭め、小さい場合はパルス幅を広
げたパルスを高周波トランス２１に与え整流平滑回路３
０で直流に平滑し、充電電流を一定に保つ。電流検出手
段３、充電電流制御手段６０、信号伝達手段５、スイッ
チング回路２０、整流平滑回路３０を介して充電電流を
所定電流値Ｉとなるように制御する。
【０００８】次いで満充電検出制御を行う。電池電圧記
憶手段５３の記憶電圧Ｖｉ-12、Ｖｉ-11、……、Ｖｉ-0
1、最新の電池電圧と１２サンプリング前の電池電圧と
の比較値△Ｖｉ-12及び６サンプリング前の電池電圧と
の比較値△Ｖｉ-06、その比較値の最大値△Ｖｍａｘ・
ｉ-12、△Ｖｍａｘ・ｉ-06をイニシャルリセットし（ス
テップ１０３）、電池電圧サンプリングタイマをスター
トさせる（ステップ１０４）。サンプリングタイマ時間
が△ｔを経過したら（ステップ１０５）、再度サンプリ
ングタイマを再スタートさせる（ステップ１０６）。次
いで電池電圧検出手段４０で分圧した電池組２の電圧を
Ａ／Ｄコンバータ５５に入力してＡ／Ｄ変換し、電池電
圧Ｖｉｎとして取り込む（ステップ１０７）。そして演
算手段５１にて、Ｖｉｎと１２サンプリング前の電池電
圧Ｖｉ-12との比較値△Ｖｉ-12、Ｖｉｎと６サンプリン
グ前の電池電圧Ｖｉ-06との比較値△Ｖｉ-06をそれぞれ
求める（ステップ１０８）。次にステップ１０８で求め
た△Ｖｉ-12、△Ｖｉ-06の最大値の更新を行う。△Ｖｉ
-12と△Ｖｍａｘ・ｉ-12を比較し（ステップ１０９）、
△Ｖｉ-12＞△Ｖｍａｘ・ｉ-12ならステップ１１０に進
み△Ｖｉ-12の値を△Ｖｍａｘ・ｉ-12として更新し、△
Ｖｉ-12≦△Ｖｍａｘ・ｉ-12ならステップ１１０はスキ
ップする。次に△Ｖｉ-12の場合と同様に、△Ｖｉ-06と
△Ｖｍａｘ・ｉ-06を比較し（ステップ１１１）、△Ｖ
ｉ-06＞△Ｖｍａｘ・ｉ-06ならステップ１１２に進み△
Ｖｉ-06の値を△Ｖｍａｘ・ｉ-06として更新し、△Ｖｉ
-06≦△Ｖｍａｘ・ｉ-06ならステップ１１２はスキップ
する。このようにして△Ｖｉ-12、△Ｖｉ06の最大値△
Ｖｍａｘ・ｉ-12、△Ｖｍａｘ・ｉ-06の更新を行う。
憶手段５３の記憶電圧Ｖｉ-12、Ｖｉ-11、……、Ｖｉ-0
1、最新の電池電圧と１２サンプリング前の電池電圧と
の比較値△Ｖｉ-12及び６サンプリング前の電池電圧と
の比較値△Ｖｉ-06、その比較値の最大値△Ｖｍａｘ・
ｉ-12、△Ｖｍａｘ・ｉ-06をイニシャルリセットし（ス
テップ１０３）、電池電圧サンプリングタイマをスター
トさせる（ステップ１０４）。サンプリングタイマ時間
が△ｔを経過したら（ステップ１０５）、再度サンプリ
ングタイマを再スタートさせる（ステップ１０６）。次
いで電池電圧検出手段４０で分圧した電池組２の電圧を
Ａ／Ｄコンバータ５５に入力してＡ／Ｄ変換し、電池電
圧Ｖｉｎとして取り込む（ステップ１０７）。そして演
算手段５１にて、Ｖｉｎと１２サンプリング前の電池電
圧Ｖｉ-12との比較値△Ｖｉ-12、Ｖｉｎと６サンプリン
グ前の電池電圧Ｖｉ-06との比較値△Ｖｉ-06をそれぞれ
求める（ステップ１０８）。次にステップ１０８で求め
た△Ｖｉ-12、△Ｖｉ-06の最大値の更新を行う。△Ｖｉ
-12と△Ｖｍａｘ・ｉ-12を比較し（ステップ１０９）、
△Ｖｉ-12＞△Ｖｍａｘ・ｉ-12ならステップ１１０に進
み△Ｖｉ-12の値を△Ｖｍａｘ・ｉ-12として更新し、△
Ｖｉ-12≦△Ｖｍａｘ・ｉ-12ならステップ１１０はスキ
ップする。次に△Ｖｉ-12の場合と同様に、△Ｖｉ-06と
△Ｖｍａｘ・ｉ-06を比較し（ステップ１１１）、△Ｖ
ｉ-06＞△Ｖｍａｘ・ｉ-06ならステップ１１２に進み△
Ｖｉ-06の値を△Ｖｍａｘ・ｉ-06として更新し、△Ｖｉ
-06≦△Ｖｍａｘ・ｉ-06ならステップ１１２はスキップ
する。このようにして△Ｖｉ-12、△Ｖｉ06の最大値△
Ｖｍａｘ・ｉ-12、△Ｖｍａｘ・ｉ-06の更新を行う。
【０００９】次に△Ｖｉ-12、△Ｖｉ-06がそれぞれ△Ｖ
ｍａｘ・ｉ-12、△Ｖｍａｘ・ｉ-06に対し、各々の設定
値δｉ-12、δｉ-06（δｉ-12≧δｉ-06）より小さくな
ったか否かの判断を行う（ステップ１１３、ステップ１
１４）。すなわち、ステップ１１３において△Ｖｍａｘ
・ｉ-12−△Ｖｉ-12≧δｉ-12（δｉ-12は電池電圧をＡ
／Ｄコンバータを用いデジタル値に変換した場合のある
所定のビット数である。）なら、ステップ１１６に進み
出力ポート５６ｂより充電制御信号伝達手段４を介して
充電停止信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に伝達し、充電を停
止する。次いで電池組２が取り出されるのを判別し（ス
テップ１１７）、電池組２が取り出されたならステップ
１０１に戻り、次の電池組２の充電のための待機をす
る。ステップ１１３において、△Ｖｍａｘ・ｉ-12−△
Ｖｉ-12＜δｉ12ならステップ１１４に進み、次に△Ｖ
ｍａｘ・ｉ-06−△Ｖｉ-06とδｉ-06を比較し、△Ｖｍ
ａｘ・ｉ-061−△Ｖｉ-06≧δｉ-06ならステップ１１６
に進み充電を停止させる。このように、△Ｖｍａｘ・ｉ
-12−△Ｖ・ｉ-12≧δｉ-12、△Ｖｍａｘ・ｉ-06−△Ｖ
ｉ-06≧δｉ-06を演算し、どちらか１つが成り立てばス
テップ１１６に進み充電を停止し、どちらも成り立たな
ければステップ１１５に進み、Ｖｉ-11→Ｖｉ-12、Ｖｉ
-10→Ｖｉ-11、………、Ｖｉｎ→Ｖｉ-01とそれぞれの
記憶電圧を１サンプリング前の記憶エリアに移し替え、
ステップ１０５に戻る。
ｍａｘ・ｉ-12、△Ｖｍａｘ・ｉ-06に対し、各々の設定
値δｉ-12、δｉ-06（δｉ-12≧δｉ-06）より小さくな
ったか否かの判断を行う（ステップ１１３、ステップ１
１４）。すなわち、ステップ１１３において△Ｖｍａｘ
・ｉ-12−△Ｖｉ-12≧δｉ-12（δｉ-12は電池電圧をＡ
／Ｄコンバータを用いデジタル値に変換した場合のある
所定のビット数である。）なら、ステップ１１６に進み
出力ポート５６ｂより充電制御信号伝達手段４を介して
充電停止信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に伝達し、充電を停
止する。次いで電池組２が取り出されるのを判別し（ス
テップ１１７）、電池組２が取り出されたならステップ
１０１に戻り、次の電池組２の充電のための待機をす
る。ステップ１１３において、△Ｖｍａｘ・ｉ-12−△
Ｖｉ-12＜δｉ12ならステップ１１４に進み、次に△Ｖ
ｍａｘ・ｉ-06−△Ｖｉ-06とδｉ-06を比較し、△Ｖｍ
ａｘ・ｉ-061−△Ｖｉ-06≧δｉ-06ならステップ１１６
に進み充電を停止させる。このように、△Ｖｍａｘ・ｉ
-12−△Ｖ・ｉ-12≧δｉ-12、△Ｖｍａｘ・ｉ-06−△Ｖ
ｉ-06≧δｉ-06を演算し、どちらか１つが成り立てばス
テップ１１６に進み充電を停止し、どちらも成り立たな
ければステップ１１５に進み、Ｖｉ-11→Ｖｉ-12、Ｖｉ
-10→Ｖｉ-11、………、Ｖｉｎ→Ｖｉ-01とそれぞれの
記憶電圧を１サンプリング前の記憶エリアに移し替え、
ステップ１０５に戻る。
【００１０】図３は本発明充電装置の他の実施例の動作
を示すフローチャートであり、以下図１の回路図、図３
のフローチャートを参照して本発明充電装置の他の実施
例の動作を説明する。電源を投入するとマイコン５０
は、電池組２の接続待機状態となる（ステップ２０
１）。電池組２を接続すると、上記実施例と同様に一定
の充電電流Ｉで充電を開始する（ステップ２０２）。次
いで満充電検出制御を行う。電池電圧記憶手段５３が記
憶している複数サンプリング前の電池電圧Ｖｉ-12、Ｖ
ｉ-11、……、Ｖｉ-01と最新の電池電圧と１２サンプリ
ング前の比較値△Ｖｉ-12及び６サンプリング前の比較
値△Ｖｉ-06と、その最小値△Ｖｍｉｎ・ｉ-12、△Ｖｍ
ｉｎ・ｉ-06、電池電圧上昇フラグＦＬＡＧ・ｉ-12、Ｆ
ＬＡＧ・ｉ-06をイニシャルリセットし（ステップ２０
３）、電池電圧サンプリングタイマをスタ−トさせる
（ステップ２０４）。サンプリングタイマ時間が△ｔを
経過したら（ステップ２０５）、再度サンプリングタイ
マを再スタートさせる（ステップ２０６）。
を示すフローチャートであり、以下図１の回路図、図３
のフローチャートを参照して本発明充電装置の他の実施
例の動作を説明する。電源を投入するとマイコン５０
は、電池組２の接続待機状態となる（ステップ２０
１）。電池組２を接続すると、上記実施例と同様に一定
の充電電流Ｉで充電を開始する（ステップ２０２）。次
いで満充電検出制御を行う。電池電圧記憶手段５３が記
憶している複数サンプリング前の電池電圧Ｖｉ-12、Ｖ
ｉ-11、……、Ｖｉ-01と最新の電池電圧と１２サンプリ
ング前の比較値△Ｖｉ-12及び６サンプリング前の比較
値△Ｖｉ-06と、その最小値△Ｖｍｉｎ・ｉ-12、△Ｖｍ
ｉｎ・ｉ-06、電池電圧上昇フラグＦＬＡＧ・ｉ-12、Ｆ
ＬＡＧ・ｉ-06をイニシャルリセットし（ステップ２０
３）、電池電圧サンプリングタイマをスタ−トさせる
（ステップ２０４）。サンプリングタイマ時間が△ｔを
経過したら（ステップ２０５）、再度サンプリングタイ
マを再スタートさせる（ステップ２０６）。
【００１１】次いで電池組２の電圧を電池電圧検出手段
４０で分圧した電池電圧をＡ／Ｄコンバ−タ５５に入力
してＡ／Ｄ変換し、電池電圧Ｖｉｎとして取り込む（ス
テップ２０７）。そして演算手段５１にてＶｉｎと１２
サンプリング前の電池電圧Ｖｉ-12との比較値△Ｖｉ-12
を求め（ステップ２０８）、電池電圧上昇フラグＦＬＡ
Ｇ・ｉ-12が１か否かの判断を行う（ステップ２０
９）。ステップ２０９においてＦＬＡＧ・ｉ-12が０の
場合、ステップ２１０に進み△Ｖｉ-12と△Ｖｍｉｎ・
ｉ-12を比較し、△Ｖｉ-12≦△Ｖｍｉｎ・ｉ-12ならス
テップ２１１に進み△Ｖｉ-12の値を△Ｖｍｉｎ・ｉ-12
として更新する。△Ｖｉ-12＞△Ｖｍｉｎ・ｉ-12ならス
テップ２１１はスキップする。次に△Ｖｉ-12が△Ｖｍ
ｉｎ・ｉ-12より、設定値Ｋｉ-12以上大きくなったか否
かの判断、すなわち充電末期の電池電圧のピークの出現
に対応し、電池電圧の変化量が設定値より大きくなった
か否かの判断を行う（ステップ２１２）。△Ｖｍｉｎ・
ｉ-12−△Ｖｉ-12≧Ｋｉ-12（Ｋｉ-12は電池電圧をＡ／
Ｄコンバータを用いデジタル値に変換した場合のある所
定のビット数である。）なら、ステップ２１３に進み電
池電圧上昇フラグＦＬＡＧ・ｉ-12を１にセットする。
△Ｖｍｉｎ・ｉ-12−△Ｖｉ-12＜Ｋｉ-12ならステップ
２１３をスキップする。
４０で分圧した電池電圧をＡ／Ｄコンバ−タ５５に入力
してＡ／Ｄ変換し、電池電圧Ｖｉｎとして取り込む（ス
テップ２０７）。そして演算手段５１にてＶｉｎと１２
サンプリング前の電池電圧Ｖｉ-12との比較値△Ｖｉ-12
を求め（ステップ２０８）、電池電圧上昇フラグＦＬＡ
Ｇ・ｉ-12が１か否かの判断を行う（ステップ２０
９）。ステップ２０９においてＦＬＡＧ・ｉ-12が０の
場合、ステップ２１０に進み△Ｖｉ-12と△Ｖｍｉｎ・
ｉ-12を比較し、△Ｖｉ-12≦△Ｖｍｉｎ・ｉ-12ならス
テップ２１１に進み△Ｖｉ-12の値を△Ｖｍｉｎ・ｉ-12
として更新する。△Ｖｉ-12＞△Ｖｍｉｎ・ｉ-12ならス
テップ２１１はスキップする。次に△Ｖｉ-12が△Ｖｍ
ｉｎ・ｉ-12より、設定値Ｋｉ-12以上大きくなったか否
かの判断、すなわち充電末期の電池電圧のピークの出現
に対応し、電池電圧の変化量が設定値より大きくなった
か否かの判断を行う（ステップ２１２）。△Ｖｍｉｎ・
ｉ-12−△Ｖｉ-12≧Ｋｉ-12（Ｋｉ-12は電池電圧をＡ／
Ｄコンバータを用いデジタル値に変換した場合のある所
定のビット数である。）なら、ステップ２１３に進み電
池電圧上昇フラグＦＬＡＧ・ｉ-12を１にセットする。
△Ｖｍｉｎ・ｉ-12−△Ｖｉ-12＜Ｋｉ-12ならステップ
２１３をスキップする。
【００１２】ステップ２０９においてＦＬＡＧ・ｉ-12
が１の場合は、△Ｖｉ-12が設定値Ｓｉ-12より小さくな
ったか否かの判断、すなわち充電末期の電池電圧がピー
クに近づくのに対応し、電池電圧の変化量が設定値より
小さくなったか否かの判断を行う（ステップ２２１）。
△Ｖｉ-12≦Ｓｉ-12なら、マイコン５０は出力ポート５
６ｂより充電制御信号伝達手段４を介して充電停止信号
をＰＷＭ制御ＩＣ２３に伝達し、充電を停止する（ステ
ップ２２３）。次いで電池組２が取り出されるのを判別
し（ステップ２２４）、電池組２が取り出されたならス
テップ２０１に戻り、次の電池組２の充電のための待機
をする。ステップ２２１において△Ｖｉ-12＞Ｓｉ-12な
らステップ２１４に進む。
が１の場合は、△Ｖｉ-12が設定値Ｓｉ-12より小さくな
ったか否かの判断、すなわち充電末期の電池電圧がピー
クに近づくのに対応し、電池電圧の変化量が設定値より
小さくなったか否かの判断を行う（ステップ２２１）。
△Ｖｉ-12≦Ｓｉ-12なら、マイコン５０は出力ポート５
６ｂより充電制御信号伝達手段４を介して充電停止信号
をＰＷＭ制御ＩＣ２３に伝達し、充電を停止する（ステ
ップ２２３）。次いで電池組２が取り出されるのを判別
し（ステップ２２４）、電池組２が取り出されたならス
テップ２０１に戻り、次の電池組２の充電のための待機
をする。ステップ２２１において△Ｖｉ-12＞Ｓｉ-12な
らステップ２１４に進む。
【００１３】ステップ２１４においてＶｉｎと６サンプ
リング前の電池電圧Ｖｉ-06との比較値△Ｖｉ-06を求
め、△Ｖｉ-12の場合と同様に電池電圧上昇フラグＦＬ
ＡＧ・ｉ-06が１か否かの判断を行う（ステップ２１
５）。ステップ２１５においてＦＬＡＧ・ｉ-06が０の
場合、ステップ２１６に進み△Ｖｉ-06と△Ｖｍｉｎ・
ｉ-06を比較し、△Ｖｉ-06≦△Ｖｍｉｎ・ｉ-06ならス
テップ２１７に進み△Ｖｉ-06の値を△Ｖｍｉｎ・ｉ-06
として更新し、△Ｖｉ-06＞△Ｖｍｉｎ・ｉ-06ならステ
ップ２１７はスキップする。次に△Ｖｉ-06が△Ｖｍｉ
ｎ・ｉ-06より、設定値Ｋｉ-06以上大きくなったか否か
の判断、すなわち充電末期の電池電圧のピークの出現に
対応し、電池電圧の変化量が設定値より大きくなったか
否かの判断を行う（ステップ２１８）。△Ｖｍｉｎ・ｉ
-06−△Ｖｉ-06≧Ｋｉ-06（Ｋｉ-06は電池電圧をＡ／Ｄ
コンバータを用いデジタル値に変換した場合のある所定
のビット数であり、Ｋｉ-06≦Ｋｉ-12の関係である。）
なら、ステップ２１９に進み電池電圧上昇フラグＦＬＡ
Ｇ・ｉ-06を１にセットする。△Ｖｍｉｎ・ｉ-06−△Ｖ
ｉ-06＜Ｋｉ-06ならステップ２１９はスキップする。
リング前の電池電圧Ｖｉ-06との比較値△Ｖｉ-06を求
め、△Ｖｉ-12の場合と同様に電池電圧上昇フラグＦＬ
ＡＧ・ｉ-06が１か否かの判断を行う（ステップ２１
５）。ステップ２１５においてＦＬＡＧ・ｉ-06が０の
場合、ステップ２１６に進み△Ｖｉ-06と△Ｖｍｉｎ・
ｉ-06を比較し、△Ｖｉ-06≦△Ｖｍｉｎ・ｉ-06ならス
テップ２１７に進み△Ｖｉ-06の値を△Ｖｍｉｎ・ｉ-06
として更新し、△Ｖｉ-06＞△Ｖｍｉｎ・ｉ-06ならステ
ップ２１７はスキップする。次に△Ｖｉ-06が△Ｖｍｉ
ｎ・ｉ-06より、設定値Ｋｉ-06以上大きくなったか否か
の判断、すなわち充電末期の電池電圧のピークの出現に
対応し、電池電圧の変化量が設定値より大きくなったか
否かの判断を行う（ステップ２１８）。△Ｖｍｉｎ・ｉ
-06−△Ｖｉ-06≧Ｋｉ-06（Ｋｉ-06は電池電圧をＡ／Ｄ
コンバータを用いデジタル値に変換した場合のある所定
のビット数であり、Ｋｉ-06≦Ｋｉ-12の関係である。）
なら、ステップ２１９に進み電池電圧上昇フラグＦＬＡ
Ｇ・ｉ-06を１にセットする。△Ｖｍｉｎ・ｉ-06−△Ｖ
ｉ-06＜Ｋｉ-06ならステップ２１９はスキップする。
【００１４】ステップ２１５においてＦＬＡＧ・ｉ-06
が１の場合は、△Ｖｉ-06が設定値Ｓｉ-06より小さくな
ったか否かの判断、すなわち充電末期の電池電圧がピー
クに近づくのに対応し、電池電圧の変化量が設定値より
小さくなったか否かの判断を行う（ステップ２２２）。
△Ｖｉ-06≦Ｓｉ-06なら、マイコン５０は出力ポート５
６ｂより充電制御信号伝達手段４を介して充電停止信号
をＰＷＭ制御ＩＣ２３に伝達し、充電を停止する（ステ
ップ２２３）。次いで電池組２が取り出されるのを判別
し（ステップ２２２）、電池組２が取り出さられたなら
ステップ２０１に戻り、次の電池組２の充電のための待
機をする。ステップ２２２において△Ｖｉ-06＞Ｓｉ-06
なら、電池電圧の変化量が所定値より小さくなっていな
いと判断しステップ２２０に進み、Ｖｉ-11→Ｖｉ-12、
Ｖｉ-10→Ｖｉ-11、………、Ｖｉｎ→Ｖｉ-01とそれぞ
れの記憶電圧を１サンプリング前の記憶エリアに移し替
え、再度ステップ２０５からの処理を行う。
が１の場合は、△Ｖｉ-06が設定値Ｓｉ-06より小さくな
ったか否かの判断、すなわち充電末期の電池電圧がピー
クに近づくのに対応し、電池電圧の変化量が設定値より
小さくなったか否かの判断を行う（ステップ２２２）。
△Ｖｉ-06≦Ｓｉ-06なら、マイコン５０は出力ポート５
６ｂより充電制御信号伝達手段４を介して充電停止信号
をＰＷＭ制御ＩＣ２３に伝達し、充電を停止する（ステ
ップ２２３）。次いで電池組２が取り出されるのを判別
し（ステップ２２２）、電池組２が取り出さられたなら
ステップ２０１に戻り、次の電池組２の充電のための待
機をする。ステップ２２２において△Ｖｉ-06＞Ｓｉ-06
なら、電池電圧の変化量が所定値より小さくなっていな
いと判断しステップ２２０に進み、Ｖｉ-11→Ｖｉ-12、
Ｖｉ-10→Ｖｉ-11、………、Ｖｉｎ→Ｖｉ-01とそれぞ
れの記憶電圧を１サンプリング前の記憶エリアに移し替
え、再度ステップ２０５からの処理を行う。
【００１５】上記したように本発明の充電装置は、最新
の電池電圧と１２サンプリング前の電池電圧とを比較し
満充電検出を行い、その後に最新の電池電圧と６サンプ
リング前の電池電圧とを比較し満充電検出を行うように
したものである。すなわち、先ず不活性電池に対応した
満充電検出を行い、満充電が検出されなかったら活性電
池に対応した満充電検出を行うようにしたもので、不活
性電池を充電した場合には最新の電池電圧と１２サンプ
リング前の電池電圧との比較に基づき行われる満充電検
出により満充電が検出され、活性電池を充電した場合に
は最新の電池電圧と６サンプリング前の電池電圧との比
較に基づき行われる満充電検出により満充電が検出され
るようになるので、活性電池あるいは不活性電池であっ
ても応答性良く満充電を検出し、ピーク手前で確実に充
電を停止することができるようになる。
の電池電圧と１２サンプリング前の電池電圧とを比較し
満充電検出を行い、その後に最新の電池電圧と６サンプ
リング前の電池電圧とを比較し満充電検出を行うように
したものである。すなわち、先ず不活性電池に対応した
満充電検出を行い、満充電が検出されなかったら活性電
池に対応した満充電検出を行うようにしたもので、不活
性電池を充電した場合には最新の電池電圧と１２サンプ
リング前の電池電圧との比較に基づき行われる満充電検
出により満充電が検出され、活性電池を充電した場合に
は最新の電池電圧と６サンプリング前の電池電圧との比
較に基づき行われる満充電検出により満充電が検出され
るようになるので、活性電池あるいは不活性電池であっ
ても応答性良く満充電を検出し、ピーク手前で確実に充
電を停止することができるようになる。
【００１６】上記実施例での設定値δｉ-12、Ｋｉ-12、
Ｓｉ-12は、不活性電池を充電した場合に、ピーク手前
で充電を停止させることができるように設定されてお
り、設定値δｉ-06、Ｋｉ-06、Ｓｉ-06は活性電池を充
電した場合にピーク手前で充電を停止させることができ
るように設定されている。
Ｓｉ-12は、不活性電池を充電した場合に、ピーク手前
で充電を停止させることができるように設定されてお
り、設定値δｉ-06、Ｋｉ-06、Ｓｉ-06は活性電池を充
電した場合にピーク手前で充電を停止させることができ
るように設定されている。
【００１７】なお、上記実施例では最新の電池電圧と比
較する過去にサンプリングした電池電圧を１２サンプリ
ング前の電池電圧及び６サンプリング前の電池電圧とし
たが、例えば１１サンプリング前の電池電圧及び５サン
プリング前の電池電圧でも良く、これに限るものではな
い。また、上記実施例では最新の電池電圧と１２サンプ
リング前の電池電圧とを比較し満充電検出を行い、その
後に最新の電池電圧と６サンプリング前の電池電圧と比
較し満充電検出を行う、すなわち不活性電池に対応した
満充電検出を行った後に活性電池に対応した満充電検出
を行うようにしたが、逆に活性電池に対応した満充電検
出を行った後に不活性電池に対応した満充電検出を行う
ようにしても同様の効果を奏し得ることができる。
較する過去にサンプリングした電池電圧を１２サンプリ
ング前の電池電圧及び６サンプリング前の電池電圧とし
たが、例えば１１サンプリング前の電池電圧及び５サン
プリング前の電池電圧でも良く、これに限るものではな
い。また、上記実施例では最新の電池電圧と１２サンプ
リング前の電池電圧とを比較し満充電検出を行い、その
後に最新の電池電圧と６サンプリング前の電池電圧と比
較し満充電検出を行う、すなわち不活性電池に対応した
満充電検出を行った後に活性電池に対応した満充電検出
を行うようにしたが、逆に活性電池に対応した満充電検
出を行った後に不活性電池に対応した満充電検出を行う
ようにしても同様の効果を奏し得ることができる。
【００１８】また、上記実施例では過去にサンプリング
した２個の電池電圧、すなわち１２サンプリング前の電
池電圧及び６サンプリング前の電池電圧と最新の電池電
圧を比較し満充電検出をするようにしたが、最新の電池
電圧と比較する過去にサンプリングした電池電圧の１個
以上を活性電池の満充電検出に対応させ、１個以上を不
活性電池の満充電検出に対応させれば良く、例えば６サ
ンプリング前から１２サンプリング前の全ての電池電圧
と最新の電池電圧とを比較し満充電検出をするようにし
ても良い。
した２個の電池電圧、すなわち１２サンプリング前の電
池電圧及び６サンプリング前の電池電圧と最新の電池電
圧を比較し満充電検出をするようにしたが、最新の電池
電圧と比較する過去にサンプリングした電池電圧の１個
以上を活性電池の満充電検出に対応させ、１個以上を不
活性電池の満充電検出に対応させれば良く、例えば６サ
ンプリング前から１２サンプリング前の全ての電池電圧
と最新の電池電圧とを比較し満充電検出をするようにし
ても良い。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、サンプリング毎に最新
の電池電圧と過去にサンプリングした２個以上の電池電
圧とを比較し満充電判別を行うようにしたので、最新の
電池電圧と比較する過去にサンプリングした電池電圧の
内１個以上を活性電池の満充電検出に対応させ、１個以
上を不活性電池の満充電検出に対応させることにより、
如何なる状態及び種類の電池を充電したとしても応答性
良く確実に満充電を検出することができるようになる。
の電池電圧と過去にサンプリングした２個以上の電池電
圧とを比較し満充電判別を行うようにしたので、最新の
電池電圧と比較する過去にサンプリングした電池電圧の
内１個以上を活性電池の満充電検出に対応させ、１個以
上を不活性電池の満充電検出に対応させることにより、
如何なる状態及び種類の電池を充電したとしても応答性
良く確実に満充電を検出することができるようになる。
【図１】本発明電池の充電装置の一実施例を示す回路
図。
図。
【図２】本発明充電装置の一実施例の動作を示すフロー
チャート。
チャート。
【図３】本発明充電装置の他の実施例の動作を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図４】充電電池の電圧特性を示すグラフ。
【図５】従来の充電装置により充電した不活性電池の電
圧特性を示すグラフ。
圧特性を示すグラフ。
【図６】従来の充電装置により充電した不活性電池の電
圧特性を示すグラフ。
圧特性を示すグラフ。
【図７】従来の充電装置により充電した活性電池の電圧
特性を示すグラフ。
特性を示すグラフ。
２は電池組、４０は電池電圧検出手段、５０はマイコン
である。
である。
Claims (3)
- 【請求項１】 電池電圧を一定周期でサンプリングする
サンプリング手段と、サンプリング手段によって検出し
た電池電圧を記憶する記憶手段と、サンプリング毎に最
新の電池電圧と過去にサンプリングした２個以上の電池
電圧とを比較し満充電を判別する満充電判別手段とを備
えたことを特徴とする電池の充電装置。 - 【請求項２】 前記満充電判別手段は、サンプリング毎
に最新の電池電圧と過去にサンプリングした２個以上の
電池電圧とを比較することで、各サンプリング幅におけ
る電圧変化量を検出し、電圧変化量の最大値を更新し記
憶すると共に、最大値と最新の電圧変化量を比較し、そ
の差が予め設定した各サンプリング幅に対応する設定値
より大きくなった時に満充電と判別することを特徴とす
る請求項１記載の電池の充電装置。 - 【請求項３】 前記満充電判別手段は、サンプリング毎
に最新の電池電圧と過去にサンプリングした２個以上の
電池電圧とを比較することで、各サンプリング幅におけ
る電圧変化量を検出し、電圧変化量が予め設定した各サ
ンプリング幅に対応する設定値より大きくなり、続いて
各サンプリング幅の電圧変化量が予め設定した各サンプ
リング幅に対応する設定値以下になった時に満充電と判
別することを特徴とする請求項１記載の電池の充電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17978297A JP3738532B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 電池の充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17978297A JP3738532B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 電池の充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1127867A true JPH1127867A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3738532B2 JP3738532B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16071805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17978297A Expired - Fee Related JP3738532B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 電池の充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3738532B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101222207B1 (ko) | 2011-05-25 | 2013-01-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 내부 저항 추정 장치 및 그를 포함하는 배터리 팩 |
-
1997
- 1997-07-04 JP JP17978297A patent/JP3738532B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101222207B1 (ko) | 2011-05-25 | 2013-01-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 내부 저항 추정 장치 및 그를 포함하는 배터리 팩 |
| US8914248B2 (en) | 2011-05-25 | 2014-12-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Device for estimating internal resistance of battery and battery pack including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3738532B2 (ja) | 2006-01-25 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050124 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050617 |
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