【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ニッケル・カド
ミウム電池、ニッケル・水素電池などで代表される二次
電池の充電制御方法と、充電制御装置とに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge control method for a secondary battery represented by a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, and the like, and a charge control device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】充電可能な二次電池では、充電開始温度
の上限および下限を設定しておき、電池温度がこの設定
範囲内に入っている時に充電を開始するようにしてい
る。すなわち電池の種類や形式により決まった設定温度
範囲外の温度で充電を行うと、電池の劣化、充電効率の
低下、漏液（液涸れ）などが発生するおそれがあるから
である。ここに充電効率は、充電電気量に対する実際に
電池に蓄えられた電気量の比である。2. Description of the Related Art In a rechargeable secondary battery, an upper limit and a lower limit of a charging start temperature are set, and charging is started when the battery temperature is within the set range. That is, if the battery is charged at a temperature outside the set temperature range determined by the type and type of the battery, the battery may be deteriorated, the charging efficiency may be reduced, and liquid leakage (drying) may occur. Here, the charging efficiency is the ratio of the amount of electricity actually stored in the battery to the amount of electricity charged.
【０００３】充電可能な二次電池では、充電後に十分に
放電することなく充電を行うと、電池性能が低下するこ
とがある。例えばニッケル・カドミウム電池やニッケル
・水素電池などのニッケル正極を有するニッケル（Ｎ
ｉ）系の電池では、放電深度の浅い状態で繰り返えし充
電すると、放電時の電圧特性が低下する現象（メモリ効
果）が著しいことが知られている。In a rechargeable secondary battery, if the battery is charged without being sufficiently discharged after charging, the battery performance may be reduced. For example, nickel (N) having a nickel positive electrode such as a nickel-cadmium battery and a nickel-metal hydride battery
It is known that, in the battery of the i) type, when the battery is repeatedly charged in a state where the depth of discharge is shallow, a phenomenon (memory effect) in which the voltage characteristic at the time of discharge decreases is remarkable.
【０００４】[0004]
【従来技術の問題点】通常の二次電池では、充電開始上
限温度（ＴU）は、電池のサイクル寿命を考慮した上で
充電効率を適切なレベル以上にするのに必要とする温度
に設定される。また、Ｎｉ系電池の充電効率は常温付近
が最も高く、常温以上は温度の上昇にしたがって充電効
率は低下する。すなわち毎回深い放電をしていれば、設
定したレベルの充電効率が得られ電池容量は大きく低下
することはないが、充電開始上限温度付近でメモリー効
果が発生するような浅い充放電を繰り返すと、電池容量
が極端に低下する。これはメモリ効果と高温で充電効率
が低下する現象との相乗的な作用により発生すると考え
られている。2. Description of the Related Art In a conventional secondary battery, the upper limit temperature for charging (TU ) is set to a temperature required to make the charging efficiency at or above an appropriate level in consideration of the cycle life of the battery. Is done. The charging efficiency of a Ni-based battery is highest near normal temperature, and above normal temperature, the charging efficiency decreases as the temperature increases. That is, if a deep discharge is performed each time, a set level of charging efficiency is obtained and the battery capacity is not greatly reduced.However, if the shallow charge / discharge such that a memory effect occurs near the charging start upper limit temperature is repeated, The battery capacity drops extremely. This is considered to be caused by a synergistic effect of the memory effect and the phenomenon that the charging efficiency decreases at high temperatures.
【０００５】この相乗的な作用による容量低下を防ぐた
めには、充電開始温度を十分に低くすればよい。しかし
電池には放電中の反応熱および内部抵抗による自己発熱
があるため、高温になる。このため使用直後の電池では
電池温度が高くなり、この電池温度が自然冷却により十
分に低下するまで長時間待機する必要が生じる。従って
充電待機時間が長くなり、充電所要時間が長くなるとい
う問題がある。In order to prevent the capacity from decreasing due to the synergistic action, the charging start temperature may be sufficiently lowered. However, the battery becomes self-heating due to reaction heat during discharge and self-heating due to internal resistance. For this reason, the battery temperature of the battery immediately after use becomes high, and it is necessary to wait for a long time until the battery temperature is sufficiently lowered by natural cooling. Therefore, there is a problem that the charging standby time becomes longer and the charging time becomes longer.
【０００６】[0006]
【発明の目的】この発明はこのような事情に鑑みなされ
たものであり、前記相乗的な作用による電池容量の著し
い低下を防止し、充電待機時間と充電所要時間とを短縮
することができる充電制御方法を提供することを第１の
目的とする。またこの発明はこの方法の実施に直接使用
する充電制御装置を提供することを第２の目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a battery capable of preventing a remarkable decrease in battery capacity due to the synergistic action and shortening a charging standby time and a required charging time. A first object is to provide a control method. It is a second object of the present invention to provide a charge control device directly used for implementing the method.
【０００７】[0007]
【発明の構成】この発明によれば第１の目的は、充放電
状態を管理する電池管理装置付き電池に用いる充電制御
方法において、前記電池の残存容量を演算し、この残存
容量の減少に対応して充電開始上限温度を高くするよう
に設定し、電池温度がこの充電開始上限温度以下の時に
充電を開始することを特徴とする充電制御方法、により
達成される。According to the present invention, a first object of the present invention is to provide a charge control method used for a battery with a battery management device for managing a charge / discharge state, in which a remaining capacity of the battery is calculated to cope with a decrease in the remaining capacity. The charging start upper limit temperature is set to be high, and charging is started when the battery temperature is equal to or lower than the charging start upper limit temperature.
【０００８】この発明によれば第２の目的は、充放電状
態を管理する電池管理装置付き電池を充電器で充電する
充電制御装置において、前記電池の温度検出部と、前記
電池の残存容量を演算する残存容量演算部と、前記電池
の残存容量の変化に対する充電開始上限温度の制御特性
を記憶するメモリと、前記制御特性を用いて電池温度に
対する充電開始上限温度を求める上限温度演算部と、電
池温度が前記上限温度演算部で求めた充電開始上限温度
以下の時に前記充電器に充電を開始させる充電制御部と
を備えることを特徴とする充電制御装置、により達成さ
れる。According to the present invention, a second object is to provide a charge control device for charging a battery with a battery management device for managing a charging / discharging state by a charger, wherein a temperature detecting unit of the battery and a remaining capacity of the battery are determined. A remaining capacity calculation unit that calculates, a memory that stores a control characteristic of a charge start upper limit temperature for a change in the remaining capacity of the battery, and an upper limit temperature calculation unit that obtains a charge start upper limit temperature for the battery temperature using the control characteristics. A charging control unit that causes the charger to start charging when the battery temperature is equal to or lower than the charging start upper limit temperature obtained by the upper limit temperature calculating unit.
【０００９】ここに充電開始上限温度と残存容量との関
係を示す制御特性は、電池管理装置に設けたメモリに記
憶することにより、電池毎に特有な制御特性を用いた制
御が可能になる。The control characteristics indicating the relationship between the charging start upper limit temperature and the remaining capacity are stored in a memory provided in the battery management device, so that control using a control characteristic peculiar to each battery becomes possible.
【００１０】[0010]
【実施態様】図１は本発明の一実施態様を示す全体概念
図、図２は主としてＣＰＵの機能を説明する図、図３は
動作を示す流れ図、図４は予備充電モードの動作を示す
流れ図、図５は充電モードの動作の前半を示す流れ図、
図６は同じく後半を示す流れ図、図７は制御特性を示す
図である。1 is an overall conceptual diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram mainly explaining the functions of a CPU, FIG. 3 is a flowchart showing an operation, and FIG. 4 is a flowchart showing an operation in a pre-charge mode. FIG. 5 is a flowchart showing the first half of the operation in the charging mode;
FIG. 6 is a flowchart showing the latter half, and FIG. 7 is a diagram showing control characteristics.
【００１１】図１、２において符号１０はモータ、１２
はコントローラ、１４は電池管理装置、１６は充電器で
ある。電池管理装置１４にはニッケル・カドミウム電池
などの電池１８が含まれる。交流電源２０から供給され
る交流は、充電器１６で整流され、ダイオード２２を介
して所定の充電モードで電池１８を充電する。1 and 2, reference numeral 10 denotes a motor,
Is a controller, 14 is a battery management device, and 16 is a charger. Battery management device 14 includes a battery 18 such as a nickel-cadmium battery. The AC supplied from the AC power supply 20 is rectified by the charger 16 and charges the battery 18 via the diode 22 in a predetermined charging mode.
【００１２】コントローラ１２はこの電池１８を電源と
してモータ１０に所定の電流・電圧を供給し、モータ１
０を駆動する。例えばモータ１０を直流モータとした場
合は、コントローラ１２は電池１８の出力電圧を所定の
デューティでオン・オフ制御するチョッパー方式のもの
とすることができる。The controller 12 supplies a predetermined current and voltage to the motor 10 using the battery 18 as a power source, and
Drive 0. For example, when the motor 10 is a DC motor, the controller 12 may be of a chopper type that controls on / off of the output voltage of the battery 18 at a predetermined duty.
【００１３】このコントローラ１２は、通常の運転時に
は外部信号Ｂに基づきデューティを連続的に変化させて
モータ１０の駆動電圧・電流を制御する。また充電中な
どの放電禁止すべき状況であれば、コントローラ１２は
デューティを０にする。すなわちモータ１０への電圧・
電流の供給を停止し、その旨を表示装置２４に表示す
る。The controller 12 controls the drive voltage and current of the motor 10 by continuously changing the duty based on the external signal B during normal operation. In a situation where discharge is prohibited, such as during charging, the controller 12 sets the duty to 0. That is, the voltage to the motor 10
The supply of the current is stopped, and the fact is displayed on the display device 24.
【００１４】２６は電池用ＣＰＵ（マイクロプロセッサ
ー）である。その機能については後記する。２８は電源
回路であり（図２）、電池１８の電圧（例えば２４Ｖ）
を所定電圧（例えば５Ｖ）に降圧してＣＰＵ２６などを
駆動する。Reference numeral 26 denotes a battery CPU (microprocessor). Its function will be described later. Reference numeral 28 denotes a power supply circuit (FIG. 2), and the voltage of the battery 18 (for example, 24 V)
Is reduced to a predetermined voltage (for example, 5 V) to drive the CPU 26 and the like.
【００１５】３０は電流検出部、３２は電圧検出部であ
る。電流検出部３０は、電池１８の充放電電流Ｉを検出
し所定電圧の信号にしてＣＰＵ２６に入力するものであ
る。電圧検出部３２は電池１８の正極電圧Ｖを所定電圧
の信号に変えてＣＰＵ２６に入力する。Reference numeral 30 denotes a current detector, and 32 denotes a voltage detector. The current detection unit 30 detects the charge / discharge current I of the battery 18 and converts it into a signal of a predetermined voltage and inputs the signal to the CPU 26. The voltage detector 32 converts the positive voltage V of the battery 18 into a signal of a predetermined voltage and inputs the signal to the CPU 26.
【００１６】３４は電池１８に設けたサーミスタからな
る電池温度検出部であり、具体的には電池温度Ｔによっ
て変化するサーミスタ３４の電流変化を増幅しかつ所定
電圧に変換してＣＰＵ２６に入力する。ここに電池温度
Ｔは電池１８の内部の温度であり、例えば電解液の温度
とする。Numeral 34 denotes a battery temperature detecting section comprising a thermistor provided on the battery 18. Specifically, the battery temperature detecting section 34 amplifies a change in current of the thermistor 34 which changes according to the battery temperature T, converts the current into a predetermined voltage, and inputs the voltage to the CPU 26. Here, the battery temperature T is the temperature inside the battery 18 and is, for example, the temperature of the electrolytic solution.
【００１７】図２で３６はメモリとしてのＥＥＰＲＯＭ
(Electrically Erasable / Programable Read Only Mem
ory)である。ＥＥＰＲＯＭ３６はＣＰＵ２６で演算に使
う種々のデータ、例えば電池１８のタイプやその特性デ
ータ、電池温度Ｔによる容量低下特性などをメモリする
と共に、演算途中のデータや演算結果である残存容量や
電池１８の履歴などをメモリする。この発明に用いる充
電開始上限温度（ＴU）と残存容量との関係を示す制御
特性（図７）もこのＥＥＰＲＯＭに記憶される。In FIG. 2, reference numeral 36 denotes an EEPROM as a memory.
(Electrically Erasable / Programmable Read Only Mem
ory). The EEPROM 36 stores various data used in the calculation by the CPU 26, for example, the type of the battery 18 and its characteristic data, a capacity reduction characteristic due to the battery temperature T, and the like. And so on. The control characteristics (FIG. 7) indicating the relationship between the charge start upper limit temperature (TU ) and the remaining capacity used in the present invention are also stored in the EEPROM.
【００１８】次にＣＰＵ２６の機能を説明する。ＣＰＵ
２６はコントローラ１２あるいは充電器１６から起動指
令が来ると、初期化処理を行う。なおＣＰＵ２６はソフ
トウェアにより作動するが、図２ではその機能をブロッ
ク化して示した。Next, the function of the CPU 26 will be described. CPU
26 performs an initialization process when an activation command is received from the controller 12 or the charger 16. Although the CPU 26 operates by software, its function is shown in a block diagram in FIG.
【００１９】ＣＰＵ２６はまず充電器１６による充電中
か否かを充電判別部４０で判別する。この判別は、ダイ
オード２２と充電器１６との間のパワーライン４２の電
圧Ｖｃをデジタル化してＣＰＵ２６に入力し、この電圧
Ｖｃが正の所定電圧以上なら充電中と判断し、通信イン
ターフェース３８を介して表示装置２４に表示させ、ま
た後記ＬＥＤ５４を点灯させる。この時には充電電流の
大きさから充電方式を決定して充電器１６に指令する
が、この点は後記する。The CPU 26 first determines whether or not the charging by the charger 16 is being performed by the charging determination unit 40. In this determination, the voltage Vc of the power line 42 between the diode 22 and the charger 16 is digitized and input to the CPU 26. If the voltage Vc is equal to or higher than a predetermined positive voltage, it is determined that charging is in progress, and the communication is performed via the communication interface 38. Display on the display device 24, and the LED 54 described later is turned on. At this time, the charging method is determined from the magnitude of the charging current and is instructed to the charger 16, which will be described later.
【００２０】この充電中にはＣＰＵ２６は充電量を残存
容量演算部４４（図２）で演算する。すなわち電池電流
検出部３０により検出した電流Ｉと充電時間との積（ア
ンペア時）によって充電量を求める。During this charging, the CPU 26 calculates the amount of charge by the remaining capacity calculator 44 (FIG. 2). That is, the charge amount is determined by the product (ampere hour) of the current I detected by the battery current detection unit 30 and the charging time.
【００２１】なお前記ＥＥＰＲＯＭ３６には電池１８の
初期容量が予め記憶されていて、充電量の積算値がこの
初期容量を超えた時は充電量をこの初期容量とすること
により、充電量の積算誤差が蓄積されるのを防ぐ。また
正確に充電方式に従って充電を終了した場合には、充電
量は初期容量にリセットされる。The initial capacity of the battery 18 is stored in the EEPROM 36 in advance, and when the integrated value of the charged amount exceeds the initial capacity, the charged amount is set to the initial capacity. To prevent buildup. When the charging is completed according to the charging method, the charged amount is reset to the initial capacity.
【００２２】一方ＣＰＵ２６は充電中の電圧と電流との
積から電力を求め、電力の大小によって充電量を補正し
てもよい（電力補正）。この補正は、充電電流の大小や
充電方式によって充電効率が変化することを考慮して行
うものである。この結果はＥＥＰＲＯＭ３６にメモリさ
れ、必要に応じて通信インターフェース３８を介してコ
ントローラ１２に送られ、表示装置２４に表示される。On the other hand, the CPU 26 may obtain the electric power from the product of the voltage and the current during charging, and may correct the charged amount according to the magnitude of the electric power (power correction). This correction is performed in consideration of the fact that the charging efficiency changes depending on the magnitude of the charging current and the charging method. This result is stored in the EEPROM 36, sent to the controller 12 via the communication interface 38 as necessary, and displayed on the display device 24.
【００２３】またＣＰＵ２６は電池電流Ｉの流れ方向か
ら放電中か否かを判別し、放電中と判別すれば、残存容
量演算部４４は放電量の演算を行う。すなわち電池電流
検出部３０で検出する放電電流に時間を積算して放電量
（アンペア時）を求める。残存容量演算部４４はこれを
ＥＥＰＲＯＭ３６に記憶している残存容量から減算する
ことにより残存容量の現在値を求める。The CPU 26 determines whether or not the battery is discharging from the flow direction of the battery current I. If the CPU 26 determines that the battery is discharging, the remaining capacity calculator 44 calculates the amount of discharge. That is, the amount of discharge (ampere hours) is obtained by integrating time with the discharge current detected by the battery current detection unit 30. The remaining capacity calculation unit 44 obtains the current value of the remaining capacity by subtracting this from the remaining capacity stored in the EEPROM 36.
【００２４】なおこの現在値に前記した電力変化による
補正（電力補正）を加えてもよいのは勿論である。この
補正後の残存容量はＥＥＰＲＯＭ３６にメモリされる。
またこの結果は通信インターフェース３８を介してコン
トローラ１２に送られ、表示装置２４に表示される。It is needless to say that the above-described correction based on the power change (power correction) may be added to the present value. The corrected remaining capacity is stored in the EEPROM 36.
The result is sent to the controller 12 via the communication interface 38 and displayed on the display device 24.
【００２５】次に充電器１６を図１を用いて説明する。
この充電器１６は電源２０から供給される交流を直流に
変換するＡＣ／ＤＣコンバータ４６と、充電電流検出部
４８と、デューティ演算部５０と、出力制御部５２とを
持つ。デューティ演算部５０は、電池管理装置１４で指
定される充電電流を出力するためのデューティを決め
る。出力制御部５２は、このデューティに対応してコン
バータ４６のスイッチング素子をオン・オフ制御するた
めの信号（ＰＷＭ信号）を出力する。Next, the charger 16 will be described with reference to FIG.
The charger 16 has an AC / DC converter 46 for converting an alternating current supplied from the power supply 20 to a direct current, a charging current detecting unit 48, a duty calculating unit 50, and an output control unit 52. The duty calculation unit 50 determines a duty for outputting a charging current specified by the battery management device 14. The output control unit 52 outputs a signal (PWM signal) for on / off control of the switching element of the converter 46 in accordance with the duty.
【００２６】またこの充電器１６は充電表示部としての
ＬＥＤ（発光ダイオード）５４と、これを駆動するＬＥ
Ｄドライバ５６とを備える。このＬＥＤドライバ５６に
は、電池管理装置１４から送られる充電中であることを
示す信号が入力され、この信号に基づいてＬＥＤ５４が
点灯される。The charger 16 has an LED (light emitting diode) 54 as a charge display section and an LE for driving the LED.
And a D driver 56. A signal indicating that the battery is being charged, which is sent from the battery management device 14, is input to the LED driver 56, and the LED 54 is turned on based on this signal.
【００２７】図２で５７は放電度合判断部である。この
放電度合判断部５７は、充電開始指令に基づいて電池１
８の放電の度合を判断するものであり、この放電の度合
は充電が必要か否かを判断するために用いられる。ここ
に充電開始指令は、例えば充電器１６に設けた充電開始
スイッチ（表示せず）の操作により入力されるものとす
る。また充電判別部４０でパワーライン４２の電圧Ｖｃ
が所定電圧以上になったことを判別した時に、この充電
開始指令がこの放電度合判断部５７に入力されるように
してもよい。In FIG. 2, reference numeral 57 denotes a discharge degree judging unit. The discharge degree determination unit 57 determines whether the battery 1
The degree of discharge is determined in step 8, and the degree of discharge is used to determine whether or not charging is necessary. Here, it is assumed that the charge start command is input, for example, by operating a charge start switch (not shown) provided in the charger 16. Further, the charge determination unit 40 determines the voltage Vc of the power line 42.
The charge start command may be input to the discharge degree determination unit 57 when it is determined that is equal to or higher than the predetermined voltage.
【００２８】この放電度合判断部５７が用いる放電度合
の判断データとしては、種々のものが使用可能である。
ここでは、前回の充電から後に放電指令が有ったか否か
をＥＥＰＲＯＭ３６のデータから判定し、放電度合の判
断資料とする。また前回の充電以後の自己放電量や、残
存容量も用いる。Various data can be used as the data for judging the discharge degree used by the discharge degree judgment section 57.
Here, it is determined from the data in the EEPROM 36 whether or not there has been a discharge command after the previous charge, and this is used as a material for determining the degree of discharge. In addition, the amount of self-discharge and the remaining capacity after the previous charge are used.
【００２９】この放電度合を示すデータは充電要否判別
部５８に入力され、ここで充電の要否が判別される。例
えば前回の充電から１回も放電が行われていない時や、
この時自己放電量が所定値以下である時や、残存容量が
所定値以上である時には、充電は不要と判断する。この
ようにして充電が不要と判断されると、充電器１６に充
電を停止する旨の信号を送り、また表示装置であるＬＥ
Ｄ５４を所定時間点灯させる。このような状態をここで
は「にせ充電」と言う。The data indicating the degree of discharge is input to a charging necessity judging section 58, where the necessity of charging is judged. For example, when no discharge has been performed since the last charge,
At this time, when the self-discharge amount is equal to or less than the predetermined value or when the remaining capacity is equal to or more than the predetermined value, it is determined that the charging is unnecessary. When it is determined that charging is not necessary, a signal to stop charging is sent to the charger 16 and the display device LE
D54 is turned on for a predetermined time. Such a state is referred to herein as “fake charging”.
【００３０】次に図３〜５に基づいて動作を説明する。
まず充電器１６のパワーライン４２の電圧Ｖｃが設定値
以上になったことや、手動で充電開始スイッチを操作す
ることにより、充電開始指令が放電度合判断部５７に入
力される（図３のステップ１００）。放電度合判断部５
７は、この充電開始指令が入力されると前回の充電から
後に放電が行われた回数をＥＥＰＲＯＭ３６が記憶する
履歴データに基づいて求める。Next, the operation will be described with reference to FIGS.
First, when the voltage Vc of the power line 42 of the charger 16 becomes equal to or higher than the set value or when the charge start switch is manually operated, a charge start command is input to the discharge degree determination unit 57 (step in FIG. 3). 100). Discharge degree judgment unit 5
7, when the charge start command is input, the number of times of discharging after the previous charging is obtained based on the history data stored in the EEPROM 36.
【００３１】充電要否判別部５８ではこの放電回数に基
づき充電の要否を判別する。この実施態様では放電回数
が０であれば充電を不要と判断する（ステップ１０
２）。この放電回数が１回でもあれば、電池１８の残存
容量が所定値以下か否かを判別する（ステップ１０
４）。ここに残存容量は前記残存容量演算部４４で演算
される。従ってこの場合には残存容量演算部４４は放電
の度合を検出する放電度合検出部ともなっている。The charging necessity judging section 58 judges necessity of charging based on the number of times of discharging. In this embodiment, if the number of discharges is 0, it is determined that charging is unnecessary (step 10).
2). If the number of discharges is even one, it is determined whether the remaining capacity of the battery 18 is equal to or less than a predetermined value (step 10).
4). Here, the remaining capacity is calculated by the remaining capacity calculation unit 44. Therefore, in this case, the remaining capacity calculation unit 44 also functions as a discharge degree detection unit that detects the degree of discharge.
【００３２】前記のステップ１０２で、前回の充電以後
に放電が１度も行われていない時は、充電要否判別部５
８は前回の充電が完全充電されたものか、不十分な充電
で終ったのかをＥＥＰＲＯＭ３６のデータに基づいて判
定する（ステップ１０６）。充電が不完全で終った時に
は、ステップ１０４に入る。すなわち残存容量が少なけ
れば電池の良否を判定するステップ１０８に入り、多け
ればステップ１１０に入る。In step 102, if no discharging has been performed since the previous charging, the charging necessity determining unit 5
In step 8, it is determined whether or not the previous charging was completed or the charging was completed by insufficient charging based on the data in the EEPROM 36 (step 106). When charging is incomplete, step 104 is entered. That is, if the remaining capacity is small, the process proceeds to step 108 for determining the quality of the battery, and if the remaining capacity is large, the process proceeds to step 110.
【００３３】このステップ１１０では、自己放電量を演
算し、この自己放電量が所定値（例えば４００ｍＡｈ）
以上なら充電モード１００に入り、以下ならにせ充電モ
ードに入る（ステップ１１２）。すなわち実際には充電
を行わせることなく、にせ充電タイマによる計時を開始
すると共にＬＥＤ５４だけを点灯させる（ステップ１１
２）。そしてにせ充電タイマに設定した所定の時間を経
過すると（ステップ１１４）、ＬＥＤ５４を消して（ス
テップ１１６）、にせ充電モードを終る。このにせ充電
モードでは充電電流を０にしてよいのは勿論であるが微
少電流を流し続けてもよい。In step 110, the self-discharge amount is calculated, and the self-discharge amount is set to a predetermined value (for example, 400 mAh).
If so, the charging mode 100 is entered, and if so, the charging mode is entered (step 112). That is, without actually charging, the clocking by the false charging timer is started and only the LED 54 is turned on (step 11).
2). When a predetermined time set in the fake charging timer has elapsed (step 114), the LED 54 is turned off (step 116), and the fake charging mode ends. In the false charging mode, the charging current may be set to 0, but a minute current may be kept flowing.
【００３４】ここに自己放電量の演算には電池温度Ｔに
対する残存容量の低下率特性を用いる。すなわち放置時
間および電池温度の増加と共に自己放電量は増加し、こ
の関係は電池１８に対して決まっているから、この関係
をＥＥＰＲＯＭ３６に予めメモリしておく。従って電池
１８の放置中の電池温度Ｔと時間が求まれば、この関係
式（あるいはこの関係を示すマップ）を用いて自己放電
量を求めることができる。The calculation of the self-discharge amount uses the characteristic of the rate of decrease in the remaining capacity with respect to the battery temperature T. In other words, the amount of self-discharge increases with an increase in the standing time and the battery temperature. Since this relationship is determined for the battery 18, this relationship is stored in the EEPROM 36 in advance. Therefore, if the battery temperature T and the time during which the battery 18 is left are obtained, the self-discharge amount can be obtained using this relational expression (or a map showing this relation).
【００３５】この自己放電量の演算は前記残存容量演算
部４４で行うことができる。従ってこの実施態様では、
残存容量演算部４４はこの自己放電量を求める放電度合
検出部も兼ねている。なおこの残存容量演算部４４は残
存容量を求める際に、この自己放電量による補正を行っ
てもよい。The calculation of the self-discharge amount can be performed by the remaining capacity calculator 44. Thus, in this embodiment,
The remaining capacity calculation unit 44 also serves as a discharge degree detection unit for calculating the self-discharge amount. When calculating the remaining capacity, the remaining capacity calculating unit 44 may perform correction based on the self-discharge amount.
【００３６】ステップ１０４で残存容量が所定値以下の
時、およびステップ１１０で自己放電量が所定値（４０
０ｍＡｈ）以上の時には、ステップ１０８に入って電池
１８が長期間の放置により使用不可能なものか否かを判
別する。このためまず電池電圧Ｖが正常時（例えば２４
Ｖ）に比べて著しく低い（例えば１６Ｖ）か否かを判定
する（ステップ１０８）。電池電圧Ｖがしきい値（１６
Ｖ）以下なら予備充電モード（ステップ１２０）にな
り、しきい値以上なら通常の充電モード（ステップ１２
２）になる。In step 104, when the remaining capacity is equal to or less than the predetermined value, and in step 110, the self-discharge amount is set to the predetermined value (40
If it is equal to or greater than 0 mAh), the routine proceeds to step 108, where it is determined whether or not the battery 18 is unusable after being left for a long time. Therefore, first, when the battery voltage V is normal (for example, 24
V) is determined (step 108). When the battery voltage V reaches the threshold value (16
V) or less, the mode is the pre-charge mode (step 120).
2)
【００３７】予備充電モード（ステップ１２０）では、
図４に示すように小さい充電電流（０．５Ａ）で充電開
始し、一定時間（例えば１時間）の予備充電タイマの計
時を開始させ、待機していることを表示するＬＥＤをオ
ンにする（ステップ１２４）。そして電池電圧Ｖがしき
い値（１６Ｖ）以上に回復するか否かをタイマの設定時
間（１時間）監視する（ステップ１２６，１２８）。In the pre-charge mode (step 120),
As shown in FIG. 4, the charging is started with a small charging current (0.5 A), the time of the pre-charge timer for a fixed time (for example, 1 hour) is started, and the LED indicating that the apparatus is in a standby state is turned on ( Step 124). Then, it is monitored whether or not the battery voltage V recovers to the threshold value (16 V) or more (steps 126 and 128).
【００３８】電池電圧Ｖがこのしきい値（１６Ｖ）以上
に回復すれば、電池１８は使用可能であるとして予備充
電を終了する（ステップ１３０）。すなわち充電電流を
０にして待機を示すＬＥＤをオフにする。そして充電モ
ード（ステップ１２２）に入る。電池電圧Ｖがしきい値
（１６Ｖ）に回復しなければ、電池１８は長期間の放置
により使用不可能であると判断し、電池に異常有りとす
る表示をする（ステップ１３２）。この時には充電電流
を０にして、待機を示すＬＥＤをオフにする。When the battery voltage V recovers above the threshold value (16 V), the battery 18 is considered usable and the pre-charging is terminated (step 130). That is, the charging current is set to 0, and the LED indicating standby is turned off. Then, the charging mode (step 122) is entered. If the battery voltage V does not recover to the threshold value (16 V), it is determined that the battery 18 cannot be used after being left for a long period of time, and a display indicating that the battery is abnormal is displayed (step 132). At this time, the charging current is set to 0, and the LED indicating standby is turned off.
【００３９】次に充電モード（ステップ１２２）を図
５、６を用いて説明する。充電器１６の電源が投入さ
れ、電池１８の放電の度合いが少なく、また電池が不良
でないと判断されて充電モード（ステップ１２２）に入
ると、ＣＰＵ２６ではサーミスタ３４が出力する信号に
基づいて温度計測部６０で電池温度Ｔを求める。Next, the charging mode (step 122) will be described with reference to FIGS. When the charger 16 is turned on, the degree of discharge of the battery 18 is small, and it is determined that the battery is not defective, and the charging mode (step 122) is entered, the CPU 26 measures the temperature based on the signal output from the thermistor 34. The battery temperature T is determined by the unit 60.
【００４０】ＣＰＵ２６はステップ１０４で求めた残存
容量に対する充電開始上限温度ＴUを、図７に示す制御
特性を用いて演算する（ステップ１３６）。この演算は
ＥＥＰＲＯＭ３６に予め記憶された電池１８に対する制
御特性を用いて、ＣＰＵ２６の上限温度演算部６１で行
う。The CPU 26 calculates the charging start upper limit temperature TU with respect to the remaining capacity obtained in step 104 using the control characteristics shown in FIG. 7 (step 136). This calculation is performed by the upper limit temperature calculator 61 of the CPU 26 using the control characteristics for the battery 18 stored in the EEPROM 36 in advance.
【００４１】ＣＰＵ２６は、電池温度Ｔがここで求めた
上限温度ＴUより低くなっているか否かを判定し（ステ
ップ１３８）、電池温度Ｔがこの上限温度ＴU以下にな
るまで待機ＬＥＤをオンとして待機する（ステップ１４
０）。この温度ＴとＴUの比較は後記する充電制御部６
６で行う。The CPU 26 determines whether the battery temperature T is lower than the upper limit temperature TU obtained here (step 138), and turns on the standby LED until the battery temperature T becomes lower than the upper limit temperature TU. And wait (step 14
0). The comparison between the temperatures T and TU is made by the charge control unit 6 described later.
Perform in step 6.
【００４２】なおこのステップ１３８の温度判定の際に
は、電池温度Ｔが充電開始下限温度ＴLより高いことも
同時に判定する。ここではこの下限温度ＴLは０℃の固
定値とする。従ってＣＰＵ２６では電池温度Ｔが０＜Ｔ
＜ＴUの充電可能な温度範囲に入っているか否かを判定
する。At the time of the temperature determination in step 138, it is also determined at the same time that the battery temperature T is higher than the charging start lower limit temperatureTL . Here, the lower limit temperature TL is a fixed value of 0 ° C. Therefore, in the CPU 26, the battery temperature T is 0 <T
<It determines whether entered chargeable temperature range of TU.
【００４３】この温度範囲内に入れば、テスト充電を開
始する（ステップ２０２）。このテスト充電は充電方式
を決定するために一定電圧を電池１８に印加して、この
時の充電電流Ｉを求めるものである。なお、電池サイク
ル寿命や充電効率を向上させる為には、この充電電流Ｉ
によって、その電流量に最適な充電方式を適用すること
が望ましい。When the temperature falls within this temperature range, test charging is started (step 202). In this test charging, a constant voltage is applied to the battery 18 to determine a charging method, and a charging current I at this time is obtained. In order to improve the battery cycle life and charging efficiency, the charging current I
Therefore, it is desirable to apply an optimal charging method to the current amount.
【００４４】なお充電器１６の電源投入時には充電電流
Ｉは不安定で変動する。そこで僅かな遅延時間（数ミリ
秒程度）を設定しておき、安定した充電電流Ｉを用いて
判別する。この電流Ｉの安定は、充電電流Ｉの変化率
（単位時間に対する変化量）を演算し、この変化率が所
定値以下になったことから判別してもよい。図２の電流
安定判別部６２はこの変化率の大小を判別する。また６
４は充電電流Ｉをしきい値Ｉ0と比較して充電方式を判
別する充電方式判別部である。When the power of the charger 16 is turned on, the charging current I is unstable and fluctuates. Therefore, a slight delay time (about several milliseconds) is set, and the determination is made using the stable charging current I. The stability of the current I may be determined by calculating the rate of change (the amount of change per unit time) of the charging current I and determining that the rate of change has become equal to or less than a predetermined value. The current stability determination unit 62 in FIG. 2 determines the magnitude of the change rate. Also 6
4 is a charging system discrimination section for discriminating a charging method by comparing the charging current I and the threshold I0.
【００４５】充電方式を判別した結果は、充電制御部６
６に送られ、所定の充電方式により充電制御を行う。充
電電流Ｉがしきい値Ｉ0以下なら、第１充電方式を選択
する。この実施態様では−ΔＶ方式を選択する。この−
ΔＶ方式は、Ｎｉ−Ｃｄ電池では充電終期に充電電圧が
最大値に達した後降下する点に着眼し、最大値から−Δ
Ｖだけ降下した時点を充電終了と判別するものである。
この−ΔＶの演算は図２の−ΔＶ演算部６８が行う。The result of the determination of the charging method is transmitted to the charging control unit 6.
6 to perform charging control according to a predetermined charging method. The charging current I is If the threshold I0 will select the first charging method. In this embodiment, the -ΔV method is selected. This-
The ΔV method focuses on the point that the charging voltage of the Ni—Cd battery drops after reaching the maximum value at the end of charging, and is determined by subtracting −Δ from the maximum value.
The point in time when the voltage drops by V is determined as the end of charging.
The calculation of −ΔV is performed by the −ΔV calculation unit 68 in FIG.
【００４６】ＣＰＵ２６は充電電流Ｉや、この−ΔＶの
値をセットする（ステップ２０６）。ＣＰＵ２６はこの
充電方式の時は４．５時間のタイマをセットした後、本
充電を開始する（ステップ２０８）。The CPU 26 sets the charging current I and the value of -ΔV (step 206). In this charging method, the CPU 26 sets a 4.5-hour timer, and then starts the main charging (step 208).
【００４７】充電電流Ｉがしきい値Ｉ0より大なら、第
２充電方式を選択する（ステップ２０４）。この第２充
電方式としては、ここではｄＴ／ｄｔ方式を用いる。こ
の方式は電池温度Ｔが充電末期に急上昇する点に着眼
し、電池温度Ｔの時間に対する変化率ｄＴ／ｄｔが設定
値以上になった時点で充電を終了させるものである。こ
のｄＴ／ｄｔの演算は図２のｄＴ／ｄｔ演算部７０が行
う。The charging current I is if larger than the threshold I0, selects the second charging method (Step 204). As the second charging method, a dT / dt method is used here. This method focuses on a point at which the battery temperature T rises sharply at the end of charging, and ends charging when the rate of change dT / dt of the battery temperature T with respect to time becomes equal to or higher than a set value. This dT / dt calculation is performed by the dT / dt calculation unit 70 in FIG.
【００４８】この第２充電方式を選択した時には（ステ
ップ２０４）、第２充電方式の充電電流や終了条件をセ
ットする（ステップ２１２）。すなわちｄＴ／ｄｔの値
などを設定する。そしてタイマを１．５時間にセットし
た後、本充電を開始する（ステップ２１４）。この時の
充電電流Ｉは、前記ステップ２０６、２１２でセットさ
れた値となるように制御される。When the second charging method is selected (step 204), the charging current and the termination condition of the second charging method are set (step 212). That is, the value of dT / dt is set. After setting the timer to 1.5 hours, the main charging is started (step 214). At this time, the charging current I is controlled so as to have the value set in steps 206 and 212 described above.
【００４９】本充電を行っている間（図６、ステップ２
１６）、ＣＰＵ２６では常にタイマの積算時間がステッ
プ２０８、２１４に設定した時間をオーバーフローして
いるか否かを判定する（ステップ２２２）。オーバーフ
ローしていれば充電は終了とする。オーバーフローして
いなければそのまま充電を続け、ステップ２０６、２１
２で設定した充電終了条件を満たした時点で充電を終了
させる（ステップ２１４）。この充電の終了は図２の充
電終了判別部７２で行われる。During the main charging (FIG. 6, step 2)
16) The CPU 26 always determines whether or not the accumulated time of the timer overflows the time set in steps 208 and 214 (step 222). If overflow has occurred, charging is terminated. If the overflow has not occurred, the charging is continued as it is, and steps 206 and 21 are performed.
The charging is terminated when the charging termination condition set in step 2 is satisfied (step 214). The end of the charging is performed by the charging end determining unit 72 in FIG.
【００５０】この実施態様では電池管理装置１４内のメ
モリ（ＥＥＰＲＯＭ３６）に、図７に示す制御特性を記
憶したから、電池１８ごとに特有な特性を記憶させるこ
とができ、電池ごとに最適な上限温度ＴUを決定するこ
とにより、最適な充電制御を行うことができる。また残
存容量の計算はこの実施態様に限定されるものではな
く、電池の種類や劣化の程度等に基づいて最適な方法を
用いればよい。本発明はニッケル・カドミウム電池以外
の二次電池にも適用でき、電池の特性に合わせて充電方
法などを変更してよいのは勿論である。In this embodiment, since the control characteristics shown in FIG. 7 are stored in the memory (EEPROM 36) in the battery management device 14, characteristics unique to each battery 18 can be stored, and the optimum upper limit for each battery can be stored. By determining the temperature TU , optimal charging control can be performed. The calculation of the remaining capacity is not limited to this embodiment, and an optimum method may be used based on the type of the battery, the degree of deterioration, and the like. The present invention can be applied to a secondary battery other than a nickel-cadmium battery, and it goes without saying that the charging method and the like may be changed according to the characteristics of the battery.
【００５１】[0051]
【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、残存容
量が多い時は充電開始上限温度を低く設定するから、浅
い充放電を繰り返す場合のメモリ効果と、高温での充電
による充電効率の低下現象との相乗作用による電池容量
の著しい低下（相乗的作用）を防止することができる。
また残存容量が少ない時には充電開始上限温度を高く設
定するから、電池の使用により放電直後に電池温度が上
昇していても、電池の冷却に要する待機時間を短くする
ことができ、充電に要する時間が長くなるのを防ぐこと
ができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, when the remaining capacity is large, the charging start upper limit temperature is set low, so that the memory effect when repeating shallow charging and discharging and the charging efficiency by charging at a high temperature. It is possible to prevent a remarkable decrease in battery capacity (synergistic action) due to a synergistic action with a decrease phenomenon of the battery.
Also, when the remaining capacity is low, the charging start upper limit temperature is set high, so that even if the battery temperature rises immediately after discharging due to the use of the battery, the standby time required for cooling the battery can be shortened, and the time required for charging can be shortened. Can be prevented from becoming longer.
【００５２】請求項２の発明によれば、この方法の実施
に直接使用する充電制御装置が得られる。ここに制御特
性は充電管理装置のメモリに記憶させておくことができ
る（請求項３）。According to the second aspect of the present invention, there is provided a charge control device directly used for carrying out this method. Here, the control characteristics can be stored in the memory of the charge management device (claim 3).
【図１】本発明の一実施態様の全体概略図FIG. 1 is an overall schematic diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】主としてＣＰＵの機能を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram mainly showing functions of a CPU;
【図３】動作を示す流れ図FIG. 3 is a flowchart showing an operation.
【図４】予備充電モードの動作を示す流れ図FIG. 4 is a flowchart showing an operation in a pre-charge mode.
【図５】充電モードの動作の前半を示す流れ図FIG. 5 is a flowchart showing the first half of the operation in the charging mode;
【図６】同じく充電モードの動作の後半を示す流れ図FIG. 6 is a flowchart showing the latter half of the operation in the charging mode.
【図７】残存容量に対する充電開始上限温度の制御特性
を示す図FIG. 7 is a diagram showing a control characteristic of a charging start upper limit temperature with respect to a remaining capacity.
【符号の説明】 １０ モータ １２ コントローラ １４ 電池管理装置 １６ 充電器 １８ 電池 ２６ ＣＰＵ ３４ 電池温度検出部 ３６ メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ ４４ 残存容量演算部 ５４ ＬＥＤ ６１ 上限温度演算部 ６６ 充電制御部[Description of Signs] 10 Motor 12 Controller 14 Battery Management Device 16 Charger 18 Battery 26 CPU 34 Battery Temperature Detector 36 EEPROM as Memory 44 Remaining Capacity Calculator 54 LED 61 Upper Limit Temperature Calculator 66 Charge Control Unit
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01779097AJP3707636B2 (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Charge control method and charge control device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01779097AJP3707636B2 (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Charge control method and charge control device |
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| JPH10201111Atrue JPH10201111A (en) | 1998-07-31 |
| JP3707636B2 JP3707636B2 (en) | 2005-10-19 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP01779097AExpired - LifetimeJP3707636B2 (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Charge control method and charge control device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7301308B2 (en) | 2001-11-02 | 2007-11-27 | Aker Wade Power Technologies, Llc | Fast charger for high capacity batteries |
| JP2010007951A (en)* | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Hot water supply system and panel board |
| US8395355B2 (en) | 2008-07-25 | 2013-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply system and vehicle with the system |
| JP2015011886A (en)* | 2013-06-28 | 2015-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | Automobile |
| WO2021100893A1 (en)* | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 엘지전자 주식회사 | Electronic device and method for controlling charging of electronic device |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7301308B2 (en) | 2001-11-02 | 2007-11-27 | Aker Wade Power Technologies, Llc | Fast charger for high capacity batteries |
| JP2006278032A (en)* | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Matsushita Electric Works Ltd | Charging device and rechargeable electric tool set |
| JP2010007951A (en)* | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Hot water supply system and panel board |
| US8395355B2 (en) | 2008-07-25 | 2013-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply system and vehicle with the system |
| JP2015011886A (en)* | 2013-06-28 | 2015-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | Automobile |
| WO2021100893A1 (en)* | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 엘지전자 주식회사 | Electronic device and method for controlling charging of electronic device |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3707636B2 (en) | 2005-10-19 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6791300B2 (en) | Battery charger and charging method | |
| US8264198B2 (en) | Battery pack, battery charger and charging method having multiple charging modes | |
| JP3580828B2 (en) | Pulse charging method and charging device | |
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| JP3043808B2 (en) | Method for charging rechargeable batteries particularly quickly | |
| US6172487B1 (en) | Method and apparatus for charging batteries | |
| US20240388105A1 (en) | Battery Charger With Automatic Battery Type Identification | |
| JP4785708B2 (en) | Pack battery control method | |
| US6294894B1 (en) | Rechargeable battery arrangement | |
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| JP4064580B2 (en) | Charging system | |
| JPH1032020A (en) | Charge / discharge control method for sealed lead-acid battery |
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