JPH04225A - 充電回路 - Google Patents
充電回路Info
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- JPH04225A JPH04225A JP10103090A JP10103090A JPH04225A JP H04225 A JPH04225 A JP H04225A JP 10103090 A JP10103090 A JP 10103090A JP 10103090 A JP10103090 A JP 10103090A JP H04225 A JPH04225 A JP H04225A
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- JP
- Japan
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- charging
- circuit
- battery
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- storage battery
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、蓄電池の充電制御を行う充電回路に係り、特
に満充電を好適に検知し得るようにしたものである。
に満充電を好適に検知し得るようにしたものである。
従来、電動工具等の蓄電池の充電回路では、充電時間お
よび電池11度を検知することにより充電制御を行うよ
うにしていた。
よび電池11度を検知することにより充電制御を行うよ
うにしていた。
すなわち、上記充電回路は蓄電池への充電開始からの経
過時間(充電時間)をタイマで計時し、この充電時間が
予め設定した設定時間になると、満充電と判断して充電
電流をトリクル電流(微小電流)に切り換え(充電制御
)、過充電を防止して蓄電池の劣化を防止するようにし
ている。
過時間(充電時間)をタイマで計時し、この充電時間が
予め設定した設定時間になると、満充電と判断して充電
電流をトリクル電流(微小電流)に切り換え(充電制御
)、過充電を防止して蓄電池の劣化を防止するようにし
ている。
一方、蓄電池に容量が残っている場合に上記設定時間に
なるまで充電を行うと、過充電になり電池温度が高くな
って蓄電池が劣化する。この劣化を防止するため、充電
時間が設定時間になる前であっても電池温度が予め設定
した設定温度になると、満充電と判断して充電電流をト
リクル電流に切り換えるようにしている。すなわち、電
池温度が蓄電池の劣化する電池温度になる前に充電制御
を行うようにしていた。
なるまで充電を行うと、過充電になり電池温度が高くな
って蓄電池が劣化する。この劣化を防止するため、充電
時間が設定時間になる前であっても電池温度が予め設定
した設定温度になると、満充電と判断して充電電流をト
リクル電流に切り換えるようにしている。すなわち、電
池温度が蓄電池の劣化する電池温度になる前に充電制御
を行うようにしていた。
ところが、周囲温度等により蓄電池の充電可能な容量は
変化するため、充電時間による充電制御では正確に満充
電されないことがある。一方、電池温度による充電制御
では、電池温度は蓄電池の劣化する温度直前まで上昇す
るので、かかる電池温度の上昇が繰り返されると、蓄電
池は次第に劣化することになる。
変化するため、充電時間による充電制御では正確に満充
電されないことがある。一方、電池温度による充電制御
では、電池温度は蓄電池の劣化する温度直前まで上昇す
るので、かかる電池温度の上昇が繰り返されると、蓄電
池は次第に劣化することになる。
また、急速充電、すなわち大電流により充電を行う場合
、充電lの増加に比べ電池温度の上昇は遅い。従って、
残容量のある蓄電池を充電するとき、満充電状態に達し
ても電池温度が設定温度に上昇するまでに時間がかかり
、その間、大電流による充電が続けられ、蓄電池が劣化
、更には破損することになる。
、充電lの増加に比べ電池温度の上昇は遅い。従って、
残容量のある蓄電池を充電するとき、満充電状態に達し
ても電池温度が設定温度に上昇するまでに時間がかかり
、その間、大電流による充電が続けられ、蓄電池が劣化
、更には破損することになる。
この対策として、急速充電の場合には、1lJ1位時間
当たりの電池温度の上昇率を検知し、充電時間が設定時
間になる前であっても、上記上昇率の変化により満充電
を検知して、充電制御を行うようにしていた。ところが
、この場合でも、周囲温度による充電可能な容量の変化
によって、充電時間が設定時間になっても満充電に遅し
ていないことがある。
当たりの電池温度の上昇率を検知し、充電時間が設定時
間になる前であっても、上記上昇率の変化により満充電
を検知して、充電制御を行うようにしていた。ところが
、この場合でも、周囲温度による充電可能な容量の変化
によって、充電時間が設定時間になっても満充電に遅し
ていないことがある。
このように、従来の充電回路では、満充電を検知するた
めに複数のパラメータ(充電時間や電池温度等)を測定
し、これらのパラメータのいずれかが予め設定した設定
値(設定時間や設定温度′s)以上になると、満充電に
なったと判断して充電制御を行うようにしていた。
めに複数のパラメータ(充電時間や電池温度等)を測定
し、これらのパラメータのいずれかが予め設定した設定
値(設定時間や設定温度′s)以上になると、満充電に
なったと判断して充電制御を行うようにしていた。
従来の充電回路では、周囲温度等の変動により蓄電池の
特性が変化した場合でも、上記パラメータのいずれかが
設定値以上になるまで充電制御を行わないことになる。
特性が変化した場合でも、上記パラメータのいずれかが
設定値以上になるまで充電制御を行わないことになる。
すなわち、例えば、充電不足を防止するために設定時間
を長時間にすると過充電になり蓄電池が劣化する虞れが
ある。逆に、設定時間を短くすると充電不足になる虞れ
がある。
を長時間にすると過充電になり蓄電池が劣化する虞れが
ある。逆に、設定時間を短くすると充電不足になる虞れ
がある。
一方、例えば、設定温度を蓄電池の劣化する電池温度D
oに設定し、設定温度Doになると充電制御を行うよう
にした場合、電池温度が(Do −1℃)になったとき
でも充電を持続するので蓄電池は劣化することとなるが
、充電開始から短時間で電池温度が(Do−1℃)にな
ったときは蓄電池はほとんど劣化しない。すなわち、好
適に充電制御を行うためには、充電時間や電池温度等の
複数のパラメータを関連付けて判断することが好ましい
。また、設定値で急に充電制御するよりも、設定値付近
でも充電制御可能にすることが望まれる。
oに設定し、設定温度Doになると充電制御を行うよう
にした場合、電池温度が(Do −1℃)になったとき
でも充電を持続するので蓄電池は劣化することとなるが
、充電開始から短時間で電池温度が(Do−1℃)にな
ったときは蓄電池はほとんど劣化しない。すなわち、好
適に充電制御を行うためには、充電時間や電池温度等の
複数のパラメータを関連付けて判断することが好ましい
。また、設定値で急に充電制御するよりも、設定値付近
でも充電制御可能にすることが望まれる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、充電状態
を表わす複数のパラメータと設定値を総合的に判断し、
好適な充電制御を行う充電回路を提供することを目的と
する。
を表わす複数のパラメータと設定値を総合的に判断し、
好適な充電制御を行う充電回路を提供することを目的と
する。
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために、本発明は、蓄電池を充電す
る充電回路において、上記蓄電池の充電状態を表わす複
数のパラメータのそれぞれのデータを検知する複数の検
知手段と、各検知データを加算する加算手段と、該加算
手段の加算結果と予め設定した設定値とを比較する比較
手段と、上記加算結果が上記設定値以上のとき上記充電
電流を切り換える制御手段とを備えたものである。
る充電回路において、上記蓄電池の充電状態を表わす複
数のパラメータのそれぞれのデータを検知する複数の検
知手段と、各検知データを加算する加算手段と、該加算
手段の加算結果と予め設定した設定値とを比較する比較
手段と、上記加算結果が上記設定値以上のとき上記充電
電流を切り換える制御手段とを備えたものである。
また、請求項2では、各パラメータの重要度に応じて設
定された重み係数で、検知データにそれぞれ重み付けを
行う重み付け手段を備え、加算手段は上記重み付けされ
た各データを検知データとして加算するようにした。
定された重み係数で、検知データにそれぞれ重み付けを
行う重み付け手段を備え、加算手段は上記重み付けされ
た各データを検知データとして加算するようにした。
さらに、請求項3では、各パラメータのデータに対して
それぞれ予め定められた重み係数の関数を有し、検知デ
ータを上記重み係数でそれぞれ重み付けを行う重み付け
手段を備え、加算手段は上記重み付けされた各データを
検知データとして加算するようにした。
それぞれ予め定められた重み係数の関数を有し、検知デ
ータを上記重み係数でそれぞれ重み付けを行う重み付け
手段を備え、加算手段は上記重み付けされた各データを
検知データとして加算するようにした。
上記構成の充電回路によれば、蓄電池の充電状態が補数
のパラメータのそれぞれのデータで検知され、これらの
検知データが加算され、この加算結果と予め設定した設
定値とが比較される。そして、上記加算結果が上記設定
値以上のときに充電電流がトリクル電流(微小電流)に
切り換えられる。
のパラメータのそれぞれのデータで検知され、これらの
検知データが加算され、この加算結果と予め設定した設
定値とが比較される。そして、上記加算結果が上記設定
値以上のときに充電電流がトリクル電流(微小電流)に
切り換えられる。
また、請求項2の充電回路によれば、各パラメータの重
要度に応じて設定された重み係数で検知データがそれぞ
れ重み付けられ、重み付けされた各データが検知データ
として加算され、この加算結果と予め設定した設定値と
が比較される。そして、上記加算結果が上記設定値以上
のときに充電電流がトリクル電流に切り換えられる。
要度に応じて設定された重み係数で検知データがそれぞ
れ重み付けられ、重み付けされた各データが検知データ
として加算され、この加算結果と予め設定した設定値と
が比較される。そして、上記加算結果が上記設定値以上
のときに充電電流がトリクル電流に切り換えられる。
さらに、請求項3の充電回路によれば、検知データが各
パラメータのデータに対してそれぞれ予め定められた重
み係数でそれぞれ重み付けられ、重み付けされた各デー
タが検知データとして加算され、この加算結果と予め設
定した設定値とが比較される。そして、上記加算結果が
上記設定値以上のときに充電電流がトリクル電流に切り
換えられる。
パラメータのデータに対してそれぞれ予め定められた重
み係数でそれぞれ重み付けられ、重み付けされた各デー
タが検知データとして加算され、この加算結果と予め設
定した設定値とが比較される。そして、上記加算結果が
上記設定値以上のときに充電電流がトリクル電流に切り
換えられる。
第1図は本発明に係る充電回路の一例を示す回路図であ
る。
る。
入力フィルタ回路2は交流電源1がらの交流から雑音を
濾過して整流ブリッジ3に出力するものである。整流ブ
リッジ3は上記交流を整流して平滑回路4および補助電
源回路13に出力するものである。平滑回路4は整流ブ
リッジ3がらの出力を平滑してトランス■に出力するも
のである。トランスTは一次側コイルL1と二次側コイ
ルL2とからなり、スイッチング回路12により一次側
コイルL1がオン、オフされることにより二次側コイル
L2に誘起される交流電圧を整流回路5゜14に出力す
るものである。整流回路5は上記誘起電圧により生じる
交流電流を整流して平滑回路6に出力するものである。
濾過して整流ブリッジ3に出力するものである。整流ブ
リッジ3は上記交流を整流して平滑回路4および補助電
源回路13に出力するものである。平滑回路4は整流ブ
リッジ3がらの出力を平滑してトランス■に出力するも
のである。トランスTは一次側コイルL1と二次側コイ
ルL2とからなり、スイッチング回路12により一次側
コイルL1がオン、オフされることにより二次側コイル
L2に誘起される交流電圧を整流回路5゜14に出力す
るものである。整流回路5は上記誘起電圧により生じる
交流電流を整流して平滑回路6に出力するものである。
平滑回路6は整流回路5からの出力を平滑し、電流検出
回路7を通して蓄電池8に充電電流として供給するもの
である。
回路7を通して蓄電池8に充電電流として供給するもの
である。
電流検出回路7は蓄電池8への充電電流を検出して充電
制御回路20に出力するものである。電圧検出回路16
は蓄電池8の電池電圧を検知し、検知データとして充電
制御回路20に出力するものである。電池温度検出回路
17は蓄電池8に接するように設けられ、蓄電池8の電
池温度を検知し、検知データとして充電制御回路20に
出力するものである。周囲温度検出回路18は蓄電池8
の発熱の影響を受けない充電回路本体適所に設けられ、
周囲温度を検知し、検知データとして充電制御回路20
に出力するものである。タイマ回路19は充電開始から
の経過時rfA(充電時間)を計時し、検知データとし
て充電制御回路20に出力するものである。
制御回路20に出力するものである。電圧検出回路16
は蓄電池8の電池電圧を検知し、検知データとして充電
制御回路20に出力するものである。電池温度検出回路
17は蓄電池8に接するように設けられ、蓄電池8の電
池温度を検知し、検知データとして充電制御回路20に
出力するものである。周囲温度検出回路18は蓄電池8
の発熱の影響を受けない充電回路本体適所に設けられ、
周囲温度を検知し、検知データとして充電制御回路20
に出力するものである。タイマ回路19は充電開始から
の経過時rfA(充電時間)を計時し、検知データとし
て充電制御回路20に出力するものである。
充電制御回路20は電圧検出回路16からの電池電圧よ
り単位時間当たりの電池電圧変化率を演痺し、電池温度
検出回路17からの電池温度より皇位時間当たりの電池
温度上昇率を演痒し、上記電池濃度および周囲温度検出
回路18からの周囲温度より周囲温度に対する電池温度
の上昇値を演算し、これらを検知データとする演算機能
を備えている。
り単位時間当たりの電池電圧変化率を演痺し、電池温度
検出回路17からの電池温度より皇位時間当たりの電池
温度上昇率を演痒し、上記電池濃度および周囲温度検出
回路18からの周囲温度より周囲温度に対する電池温度
の上昇値を演算し、これらを検知データとする演算機能
を備えている。
また、充電制御回路2oは各パラメータの重要度に応じ
て設定された重み係数で検知データにそれぞれ重み付け
を行う機能および各パラメータのデータに対してそれぞ
れ予め定められた重み係数の関数を有し、上記検知デー
タを上記重み係数でそれぞれ重み付けを行う重み付け機
能を有している。ざらに、充電制御回路2oは上記演算
機能により得られた各検知データや電池温度検出回路1
7、周囲温度検出回路18およびタイマ回路19からの
各検知データをそのまま、あるいは重み付けた後の各検
知データを加算する加算式を記憶し、この加算式で上記
各検知データを加算する加算機能、この加算結果と予め
設定した設定値とを比較する比較機能および上記加算結
果が上記設定値以上のときに満充電であると判断してフ
ォトカプラ9を通してPWM回路1oに充電制御信号を
出ヵする制御機能を有している。
て設定された重み係数で検知データにそれぞれ重み付け
を行う機能および各パラメータのデータに対してそれぞ
れ予め定められた重み係数の関数を有し、上記検知デー
タを上記重み係数でそれぞれ重み付けを行う重み付け機
能を有している。ざらに、充電制御回路2oは上記演算
機能により得られた各検知データや電池温度検出回路1
7、周囲温度検出回路18およびタイマ回路19からの
各検知データをそのまま、あるいは重み付けた後の各検
知データを加算する加算式を記憶し、この加算式で上記
各検知データを加算する加算機能、この加算結果と予め
設定した設定値とを比較する比較機能および上記加算結
果が上記設定値以上のときに満充電であると判断してフ
ォトカプラ9を通してPWM回路1oに充電制御信号を
出ヵする制御機能を有している。
また、充電制御回路20は電流検出回路7により検知さ
れた充電II流が一定になるようにPWM回路101.
:υ111]信号を出力するようにしている。
れた充電II流が一定になるようにPWM回路101.
:υ111]信号を出力するようにしている。
PWM回路10はフォトカブラ9を通して入力される充
電制御回路20からの制御信号に応じてドライバ回路1
1に制御パルスを出力するものである。ドライバ回路1
1はPWM回路10からの制御パルスに応じてスイッチ
ング回路12を駆動するもので、スイッチング回路12
は上記制御パルスに応じて一次側コイルし1をオン、オ
フ駆動するものである。すなわち、PWM回路10は上
記充電制御信号が入力されるまでは、充′R電流が蓄電
池8に供給されるようにパルスデューティの大きい制御
パルス(以下、充電用パルスという)を出力し、上記充
電制m信号が入力されると、パルスデューティの小さい
制御パルス(以下、充電制御パルスという)を出力する
。このため、PWM回路10に充電制御信号が入力され
るとトランスTの二次側コイルL2の誘起電力が減少し
、蓄電池8への充電電流はトリクル電流(微小心流)に
切り換えられる。
電制御回路20からの制御信号に応じてドライバ回路1
1に制御パルスを出力するものである。ドライバ回路1
1はPWM回路10からの制御パルスに応じてスイッチ
ング回路12を駆動するもので、スイッチング回路12
は上記制御パルスに応じて一次側コイルし1をオン、オ
フ駆動するものである。すなわち、PWM回路10は上
記充電制御信号が入力されるまでは、充′R電流が蓄電
池8に供給されるようにパルスデューティの大きい制御
パルス(以下、充電用パルスという)を出力し、上記充
電制m信号が入力されると、パルスデューティの小さい
制御パルス(以下、充電制御パルスという)を出力する
。このため、PWM回路10に充電制御信号が入力され
るとトランスTの二次側コイルL2の誘起電力が減少し
、蓄電池8への充電電流はトリクル電流(微小心流)に
切り換えられる。
なお、補助電源回路13はPWM回路10およびドライ
バ回路11に電源供給するものである。
バ回路11に電源供給するものである。
また、整流回路14および定電圧回路15はトランスT
からの交流電圧を整流し、定電圧化して充電制御回路2
oに電源供給するものである。
からの交流電圧を整流し、定電圧化して充電制御回路2
oに電源供給するものである。
次に、本発明に係る充電回路の充電制御動作の第1実施
例について説明する。
例について説明する。
第1実施例では、検知手段からのパラメータの検知デー
タとして電池電圧、単位時間当たりの電池電圧変化率、
電池温度、単位時間当たりの電池温度上昇率、周囲温度
に対する電池温度の上昇値および充電時間を用い、これ
らの検知データにより蓄電池8の充電状態を判断するよ
うにしている。
タとして電池電圧、単位時間当たりの電池電圧変化率、
電池温度、単位時間当たりの電池温度上昇率、周囲温度
に対する電池温度の上昇値および充電時間を用い、これ
らの検知データにより蓄電池8の充電状態を判断するよ
うにしている。
なお、設定値Th、は満充電のときの加算値S1に設定
されている。
されている。
すなわち、充電1iIIIl]回路20は下記加算式よ
り加算値S1を求める。
り加算値S1を求める。
S+ −に+ V十に2Δ■/Δt+&3 [)+に4
ΔD y’Δt+&5 Δd+&e tなお、■
=電池電圧 ΔV/Δt:単位時間当たりの電池電圧変化率D:I池
温度 ΔD/Δt:単位時間当たりの電池温度上昇率Δd:周
囲温度Doに対する電池温度りの上昇値(D−Do ) t:充電時間 に1〜に8 二単位の異なる各パラメータを加算可能な
値に変換するための係数 なお、検知手段からのデータに対して充電制御回路20
内で上記係数に1〜kBを用いて各パラメータを変換し
てもよいが、予め検知手段から変換結果を出力するよう
にしてもよいし、あるいは個々に双方の変換を適宜採用
し得るようにしてもよい。
ΔD y’Δt+&5 Δd+&e tなお、■
=電池電圧 ΔV/Δt:単位時間当たりの電池電圧変化率D:I池
温度 ΔD/Δt:単位時間当たりの電池温度上昇率Δd:周
囲温度Doに対する電池温度りの上昇値(D−Do ) t:充電時間 に1〜に8 二単位の異なる各パラメータを加算可能な
値に変換するための係数 なお、検知手段からのデータに対して充電制御回路20
内で上記係数に1〜kBを用いて各パラメータを変換し
てもよいが、予め検知手段から変換結果を出力するよう
にしてもよいし、あるいは個々に双方の変換を適宜採用
し得るようにしてもよい。
そして、比較機能により、
S1≧Th。
かどうかが判断される。すなわち、充電開始直後では各
パラメータの検知データが小さいため、加算値S1は設
定値Th、以下であり、充電制御回路20は満充電にな
っていないと判断し、引き続き充電を行う。
パラメータの検知データが小さいため、加算値S1は設
定値Th、以下であり、充電制御回路20は満充電にな
っていないと判断し、引き続き充電を行う。
この後、充電の継続により満充電に近づくに従って、上
記各演算値は大きくなり満充電で加算値S1が設定値T
h1以上になると、充電制御回路20は満充電になった
と判断し、PWM回路10に充電制御回路を出力する。
記各演算値は大きくなり満充電で加算値S1が設定値T
h1以上になると、充電制御回路20は満充電になった
と判断し、PWM回路10に充電制御回路を出力する。
従って、PWM回路10からの制御パルスが充電用パル
スから充電制御パルスに切り換えられ、蓄電池8にトリ
クル電流(微小電流)が供給される。
スから充電制御パルスに切り換えられ、蓄電池8にトリ
クル電流(微小電流)が供給される。
このように、第1実施例では、電池電圧■、電池電圧変
化率Δ■/Δt、電池温度り、電池温度上昇率ΔD/Δ
t、電池温度の上昇値Δdおよび充電時間tの複数のパ
ラメータの検知データを加算して(関連付けて)蓄電池
8の充電状態を検知するので、蓄電池8の劣化レベル寸
前で充電制量を行うとか、設定値に余裕を持たせたこと
による充電不足のまま充電制御を行うことがなく、好適
に満充電にすることができる。
化率Δ■/Δt、電池温度り、電池温度上昇率ΔD/Δ
t、電池温度の上昇値Δdおよび充電時間tの複数のパ
ラメータの検知データを加算して(関連付けて)蓄電池
8の充電状態を検知するので、蓄電池8の劣化レベル寸
前で充電制量を行うとか、設定値に余裕を持たせたこと
による充電不足のまま充電制御を行うことがなく、好適
に満充電にすることができる。
なお、パラメータは電池電圧V、電池電圧変化率ΔV
/’Δt、電池温度り、Ii池温度上昇率ΔD/′Δt
、電池温度の上昇漉Δdおよび充電時間tの全てを用い
る必要はなく、任意のパラメータを選択して用いてもよ
い。すなわち、パラメータとして電池温度りと充電時間
tのみを用いてもよく(第2実施例)、単位時間当たり
の電池温度上昇率ΔD/Δtと充電時mtのみを用いて
もよい(第3実施例)。
/’Δt、電池温度り、Ii池温度上昇率ΔD/′Δt
、電池温度の上昇漉Δdおよび充電時間tの全てを用い
る必要はなく、任意のパラメータを選択して用いてもよ
い。すなわち、パラメータとして電池温度りと充電時間
tのみを用いてもよく(第2実施例)、単位時間当たり
の電池温度上昇率ΔD/Δtと充電時mtのみを用いて
もよい(第3実施例)。
次に、本発明に係る充電回路の充電制御動作の第2実施
例について説明する。
例について説明する。
第2実施例では、充電制御回路20はパラメータとして
電池温度りと充電時間tのみを用いて蓄電池8の充電状
態を検知するようにしている。なお、設定値Th2は満
充電のときの加算値S2に設定されている。
電池温度りと充電時間tのみを用いて蓄電池8の充電状
態を検知するようにしている。なお、設定値Th2は満
充電のときの加算値S2に設定されている。
すなわち、充電制御回路20は下記加算式より加算値S
2を求める。
2を求める。
S2 =に3D+46 t
そして、比較機能により、
S2≧Ti2
かどうかが判断される。
充電開始直後は値に6tが小さく、電池温度りも余り上
昇していないため、加算il!s2が設定値Th2以下
であり、充電l111m回路2oは満充電になっていな
いと判断し、引き続き充電を行う。そして、充電の継続
により値り、3 tが大きくなるとともに、電池温度り
の上昇により値&3Dが大きくなって加算値S2が設定
値Th2以上になると、充電1!I m回路20は満充
電になったと判断し、蓄電池8への充電電流をトリクル
電流に切り換える。
昇していないため、加算il!s2が設定値Th2以下
であり、充電l111m回路2oは満充電になっていな
いと判断し、引き続き充電を行う。そして、充電の継続
により値り、3 tが大きくなるとともに、電池温度り
の上昇により値&3Dが大きくなって加算値S2が設定
値Th2以上になると、充電1!I m回路20は満充
電になったと判断し、蓄電池8への充電電流をトリクル
電流に切り換える。
一方、残容量のある蓄電池8の場合、充電開始直後、電
池温f10は短時間で劣化の始まる温度近くまで上昇す
るのでfil&:+ Dが大きくなるが、値ka tが
小さいため、加算値s2が設定値rh2以下である。従
って、満充電と誤判断されることなく引き続き充電を行
う。この後、lilに3Dは余り変化しないのに対し、
fili&etは大きくなるので、電池温度りが劣化の
始まる温度に上昇する前に加算値S2が設定値Th2以
上になり、充電制御回路20は満充電になったと判断し
、蓄電池8への充IIN流をトリクル電流に切り換える
。
池温f10は短時間で劣化の始まる温度近くまで上昇す
るのでfil&:+ Dが大きくなるが、値ka tが
小さいため、加算値s2が設定値rh2以下である。従
って、満充電と誤判断されることなく引き続き充電を行
う。この後、lilに3Dは余り変化しないのに対し、
fili&etは大きくなるので、電池温度りが劣化の
始まる温度に上昇する前に加算値S2が設定値Th2以
上になり、充電制御回路20は満充電になったと判断し
、蓄電池8への充IIN流をトリクル電流に切り換える
。
このように、加算値S2で充電状態を検知するので、残
容量のある蓄電池8の場合、電池温度りが劣化の始まる
温度に上昇する前に充電制御が行われる。また、満充電
に近付いたときの電池温度りの上昇を考慮して充電時間
を設定できるので、従来の充電回路のように充電時間だ
けで充電制御する場合より充電時間を長く設定でき、充
電不足を防止できる。一方、充電時間が設定時間に達し
なくても、満充電に近付けば電池温度りが上昇するので
、加11m!S2が設定値Th2以上になり過充電を防
止できる。
容量のある蓄電池8の場合、電池温度りが劣化の始まる
温度に上昇する前に充電制御が行われる。また、満充電
に近付いたときの電池温度りの上昇を考慮して充電時間
を設定できるので、従来の充電回路のように充電時間だ
けで充電制御する場合より充電時間を長く設定でき、充
電不足を防止できる。一方、充電時間が設定時間に達し
なくても、満充電に近付けば電池温度りが上昇するので
、加11m!S2が設定値Th2以上になり過充電を防
止できる。
次に、本発明に係る充電回路の充電制御動作の第3実施
例について説明する。
例について説明する。
第3実施例では、充電制御回路20はパラメータとして
単位時間当たりの電池温度上昇率ΔD/Δtと充電時間
tとを用いて蓄電池8の充電状態を検知するようにして
いる。なお、設定値Th3は満充電のときの加算値S3
に設定されている。
単位時間当たりの電池温度上昇率ΔD/Δtと充電時間
tとを用いて蓄電池8の充電状態を検知するようにして
いる。なお、設定値Th3は満充電のときの加算値S3
に設定されている。
すなわち、充電制御回路20は下記加−式より加陣11
S3を求める。
S3を求める。
83 =k<ΔD/Δt+&6t
そして、比較機能により、
S3≧Th3
かどうかが判断される。
充電開始直後では電池温度りは比較的大きな勾配で上昇
するため、値に4ΔD/Δtが大きくなるが、値&9t
が小さいので、加算値S3は設定値Th3以下である。
するため、値に4ΔD/Δtが大きくなるが、値&9t
が小さいので、加算値S3は設定値Th3以下である。
従って、充電l111m回路20は満充電になっていな
いと判断し、引き続き充電を行う。
いと判断し、引き続き充電を行う。
この後、満充電に近付くに従って値katは大きくなる
が、電池温度上昇の勾配は次第に小さくなり、i k
4ΔD/Δtは小さくなる。そして、演算値h6 tが
大きくなって加算値S3が設定値Th3以上になると、
充電−1111回路20は満充電になったと判断し、蓄
電池8への充電電流をトリクル電流に切り換える。
が、電池温度上昇の勾配は次第に小さくなり、i k
4ΔD/Δtは小さくなる。そして、演算値h6 tが
大きくなって加算値S3が設定値Th3以上になると、
充電−1111回路20は満充電になったと判断し、蓄
電池8への充電電流をトリクル電流に切り換える。
一方、残容量のある蓄電池8を急速充電した場合、電池
温度はより大きな勾配で上昇するため、容量が残ってい
ない蓄電池8を急速充電した場合よりも短い充電時間で
、加算値S3が設定値Th3以上になり、過充電を防止
することができる。
温度はより大きな勾配で上昇するため、容量が残ってい
ない蓄電池8を急速充電した場合よりも短い充電時間で
、加算値S3が設定値Th3以上になり、過充電を防止
することができる。
次に、本発明に係る充電回路の充電制m動作の第4実施
例について説明する。
例について説明する。
第4実施例では、各パラメータに重み付けを行い、満充
電を判断する上で重要なパラメータはど加算値S4に影
響するようにしている。
電を判断する上で重要なパラメータはど加算値S4に影
響するようにしている。
すなわち、充電制御回路20は下記加算式より加算18
4を求める。
4を求める。
34 =a+ kt V+az k2ΔV/Δt+a3
k3 D+a4 &4ΔD/Δを十a5 k5Δd+
86 ke t なお、 a1〜a6:重み係数(O≦a1〜a6≦1)この後、
比較機能により、 S4≧Th4 かどうかが判断される。
k3 D+a4 &4ΔD/Δを十a5 k5Δd+
86 ke t なお、 a1〜a6:重み係数(O≦a1〜a6≦1)この後、
比較機能により、 S4≧Th4 かどうかが判断される。
そして、加算IS*が設定値Th4以上になると、充t
II m回路20は満充電になったと判断し、蓄電池
8への充′R電流をトリクル112mに切り換える。
II m回路20は満充電になったと判断し、蓄電池
8への充′R電流をトリクル112mに切り換える。
例えば、パラメータとして電池温度りと充電時間tのみ
を用いて蓄電池8の満充電を判断する場合、充電時間t
が電池温度りよりも満充電を判断する上で重要であれば
、加算値S4を求める式は、≦4 =0.5・k3 D
+1.0−ke tにする。
を用いて蓄電池8の満充電を判断する場合、充電時間t
が電池温度りよりも満充電を判断する上で重要であれば
、加算値S4を求める式は、≦4 =0.5・k3 D
+1.0−ke tにする。
このように、蓄電池8の特性や充電回路の特性を考慮し
て重要なパラメータの検知データを効果的に反映するこ
とができる。
て重要なパラメータの検知データを効果的に反映するこ
とができる。
なお、上記各重み係数は、例えばO〜1以外の値を取る
ようにしてもよい。
ようにしてもよい。
次に、本発明に係る充電回路の充N制御動作の第5実施
例について説明する。
例について説明する。
第5実施例では、充電制御回路20は各パラメータのデ
ータに対してそれぞれ予め定められた重み係数の関数を
有し、検知データを上記重み係数でそれぞれ重み付けを
行うようにしている。
ータに対してそれぞれ予め定められた重み係数の関数を
有し、検知データを上記重み係数でそれぞれ重み付けを
行うようにしている。
すなわち、充電制御回路20は下記加埠式より加弾値S
5を求める。
5を求める。
85 =a1 (V)kt V
;a2(ΔV/Δt)&zΔV/Δt
+a3 (D)k3D
+84 (ΔD/Δt )k< ΔD/△t+a5 (
Δd)k5Δd+ +86 (t)&B t なお、 al くv):電池電圧の重み係数の開数a2 (ΔV
/Δt):単位時間当たりの電池電圧変化率の重み係数
の関数 83 (D):電池温度の重み係数の開数a4 (ΔD
/Δt):単位時間当たりの電池温度上昇率の重み係数
の関数 85 (Δd):周囲温度に対する電池温度の上昇値の
重み係数の関数 a6(t):充電時間の重み係数の開数すなわち、重み
係数a3 (D)を例にすると、第2図に示すように、
電池温度りが、例えば60℃以上については、重み係数
a3 (D)は1.0になり、20℃以下については
Oになり、電池温度りが20℃と60℃の間は連続的に
変化するようにする。
Δd)k5Δd+ +86 (t)&B t なお、 al くv):電池電圧の重み係数の開数a2 (ΔV
/Δt):単位時間当たりの電池電圧変化率の重み係数
の関数 83 (D):電池温度の重み係数の開数a4 (ΔD
/Δt):単位時間当たりの電池温度上昇率の重み係数
の関数 85 (Δd):周囲温度に対する電池温度の上昇値の
重み係数の関数 a6(t):充電時間の重み係数の開数すなわち、重み
係数a3 (D)を例にすると、第2図に示すように、
電池温度りが、例えば60℃以上については、重み係数
a3 (D)は1.0になり、20℃以下については
Oになり、電池温度りが20℃と60℃の間は連続的に
変化するようにする。
なお、各重み係数は、
0≦a1 (v)〜as(t)≦1
になるが、例えばO〜1以外の値を取るようにしてもよ
い。
い。
この後、比較機能により、
S5≧Th5
かどうかが判断される。
そして、加算値S5が設定値Th5以上になると、充電
制御回路20は満充電になったと判断し、蓄電池8への
充電M流をトリクル電流に切り換える。
制御回路20は満充電になったと判断し、蓄電池8への
充電M流をトリクル電流に切り換える。
この結果、例えば、残容量のある蓄電池8を急速充電し
たために電池温度りが極めて高くなり。
たために電池温度りが極めて高くなり。
蓄電池8が劣化する虞れのある電池温度(60℃)にな
ると、重み係数a3 (D>が1.0になり、電池温度
りの上昇により加算値S5が短時間で設定値Th5以上
になる。
ると、重み係数a3 (D>が1.0になり、電池温度
りの上昇により加算値S5が短時間で設定値Th5以上
になる。
従って、電池温度りが高いまま蓄電池8が充電され続け
ることを防止することができる。
ることを防止することができる。
このように、パラメータのデータに応じた重み付けを行
うので、よりそのパラメータの特性を弓き出すことがで
きる。
うので、よりそのパラメータの特性を弓き出すことがで
きる。
次に、本発明に係る充電回路の充電制御動作の第6実施
例について説明する。
例について説明する。
第6実施例では、充電制御回路20は充電により前述の
各加算値81〜S5に比例して充電電流を連続的に切り
換えるようにPWM回路10に制御信号を出力するよう
にしている。
各加算値81〜S5に比例して充電電流を連続的に切り
換えるようにPWM回路10に制御信号を出力するよう
にしている。
この結果、充電電流は充電開始直後をピークに次第に減
少するため、電池温度の上昇を緩かにでき、蓄電池8の
劣化を防止できる。
少するため、電池温度の上昇を緩かにでき、蓄電池8の
劣化を防止できる。
本発明は、蓄電池の充電状態を複数のパラメータで検知
し、これらの検知データを加算することで総合的に満充
電を判断するので、蓄電池の劣化寸前で充電制御が行な
われたり、充電不足で充電制御が行なわれることを防止
することができる。
し、これらの検知データを加算することで総合的に満充
電を判断するので、蓄電池の劣化寸前で充電制御が行な
われたり、充電不足で充電制御が行なわれることを防止
することができる。
また、残容量のある蓄電池に充電する場合や周囲温度等
の影響による1のパラメータの変動の影響を低減でき、
正確に満充電を判断することができる。
の影響による1のパラメータの変動の影響を低減でき、
正確に満充電を判断することができる。
また、各パラメータの検知データに重み付けを行うので
、蓄電池の特性や充電回路の特性等を考慮して満充電を
判断することができ、好適な充電制御を行うことができ
る。
、蓄電池の特性や充電回路の特性等を考慮して満充電を
判断することができ、好適な充電制御を行うことができ
る。
さらに、各パラメータのデータに対してそれぞれ予め定
められた重み係数の関数を有し、検知データを上記重み
係数でそれぞれ重み付けを行うようにしたので、よりそ
のパラメータの検知データの特性を用いることができる
。従って、例えば、電池温度が異常に高くなった場合に
、電池温度が高いまま蓄電池が充電され続けて蓄電池が
劣化することを防止することができる。
められた重み係数の関数を有し、検知データを上記重み
係数でそれぞれ重み付けを行うようにしたので、よりそ
のパラメータの検知データの特性を用いることができる
。従って、例えば、電池温度が異常に高くなった場合に
、電池温度が高いまま蓄電池が充電され続けて蓄電池が
劣化することを防止することができる。
第1図は本発明に係る充電回路の一例を示す回7・・・
電流検出回路、8・・・蓄電池、10・・・PW〜1回
路、12・・・スイッチング回路、16・・・電圧検出
回路、17・・・電池温度検出回路、18・・・周囲温
度検出回路、19・・・タイマ回路、20・・・充電制
御回路、■・・・トランス。 第 2 図 特許出願人 松下電工株式会社 代 理 人 弁理士 小谷 悦司同
弁理士 長1) 正 向 弁理士 伊藤 孝夫 電池′iL度
電流検出回路、8・・・蓄電池、10・・・PW〜1回
路、12・・・スイッチング回路、16・・・電圧検出
回路、17・・・電池温度検出回路、18・・・周囲温
度検出回路、19・・・タイマ回路、20・・・充電制
御回路、■・・・トランス。 第 2 図 特許出願人 松下電工株式会社 代 理 人 弁理士 小谷 悦司同
弁理士 長1) 正 向 弁理士 伊藤 孝夫 電池′iL度
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、蓄電池を充電する充電回路において、上記蓄電池の
充電状態を表わす複数のパラメータのそれぞれのデータ
を検知する複数の検知手段と、各検知データを加算する
加算手段と、該加算手段の加算結果と予め設定した設定
値とを比較する比較手段と、上記加算結果が上記設定値
以上のとき上記充電電流を切り換える制御手段とを備え
たことを特徴とする充電回路。 2、請求項1記載の充電回路において、各パラメータの
重要度に応じて設定された重み係数で、前記検知データ
にそれぞれ重み付けを行う重み付け手段を備え、前記加
算手段は上記重み付けされた各データを検知データとし
て加算するようにしたことを特徴とする充電回路。 3、請求項1記載の充電回路において、各パラメータの
データに対してそれぞれ予め定められた重み係数の関数
を有し、前記検知データを上記重み係数でそれぞれ重み
付けを行う重み付け手段を備え、前記加算手段は上記重
み付けされた各データを検知データとして加算するよう
にしたことを特徴とする充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02101030A JP3142541B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | 充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02101030A JP3142541B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | 充電回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04225A true JPH04225A (ja) | 1992-01-06 |
| JP3142541B2 JP3142541B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=14289781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02101030A Expired - Fee Related JP3142541B2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | 充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142541B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06315233A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-08 | Fujitsu Ltd | 電池の充電制御方法 |
-
1990
- 1990-04-16 JP JP02101030A patent/JP3142541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06315233A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-08 | Fujitsu Ltd | 電池の充電制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3142541B2 (ja) | 2001-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |