JP2004364388A - Charger of secondary battery and charge control program thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばニッケルカドミウム電池や、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池を充電する装置に係わり、特に複数の二次電池を並行して充電することが可能な二次電池の充電装置とその充電制御プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の二次電池、又は複数の二次電池セルをパック化した複数の二次電池モジュールを並行して充電することを可能にした充電装置が種々提案されている。
【0003】
例えば、充電器に装着された複数の二次電池の開放電圧を検出して比較し、この比較の結果、開放電圧が高い電池を優先的に充電する装置が知られている。(特許文献1を参照。)。また、充電器に複数の電池パックを接続して充電する際に、各電池パックの残存容量に関する情報を電池パック内の記憶装置から読み出し、電池パック間の残存容量を比較して満充電に近い電池パックから充電を行う充電装置も知られている(特許文献2を参照。)。これらの装置によれば、最初に充電を完了できる二次電池又は電池パックの充電時間を最短にすることができる。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−97629号公報
【特許文献2】
特開平11−285159号公報。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の充電装置では、複数の二次電池又は電池パックのうち満充電に近いものから優先的に充電される。このため、例えば不特定多数のユーザが使用する充電装置において、複数のユーザが自身の二次電池又は電池パックを充電器に装着した場合に、充電器に先に装着したユーザの電池よりも後から装着したユーザの電池の方が残存容量が多かったとすると、後から装着したユーザの電池の充電が先に行われ、先に装着したユーザの電池の充電が後回しにされると云う問題を生じる。
【0006】
一方、上記問題を解消するために、例えば充電器に対する電池の装着タイミングを検出して、装着順に電池の充電を行うことも考えられる。しかし、このようにすると、電池は常に装着順に充電される。このため、例えば同一ユーザが複数の電池を時間を隔てて充電器に装着した場合には、たとえ後から装着した電池を先に充電したくても、先に装着した電池の充電が先に行われてしまうことになる。
【0007】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、二次電池モジュールの残存容量や装着順序によらず、ユーザの希望に応じた順に二次電池モジュールの充電を行えるようにした二次電池の充電装置とその充電制御プログラムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、各々が少なくとも1つの二次電池を有する複数の二次電池モジュールを充電する充電装置において、上記複数の二次電池モジュールに対する充電の優先度を入力する入力手段を新たに設け、この入力手段により入力された優先度に従い上記複数の二次電池モジュールに対する充電順序を設定し、この設定された充電順序に従い上記複数の二次電池モジュールに対し選択的に充電電流を供給するようにしたものである。
【0009】
したがってこの発明によれば、例えばユーザ又はオペレータが、上記入力手段により複数の二次電池モジュールについて自身の使用希望に応じた優先度を入力すると、入力された優先度の高い順に二次電池モジュールの充電が行われる。このため、二次電池モジュールの残存容量や充電器への装着順序によらず、ユーザ又はオペレータが希望する二次電池モジュールを優先的に充電していち早く使用することが可能となる。
【0010】
またこの発明は、上記入力手段を、複数の二次電池モジュールの各々に対応付けて設けられた複数の選択スイッチにより構成し、これらの選択スイッチのうち操作された選択スイッチに対応する二次電池モジュールの充電順序を上位に設定し、操作されていない選択スイッチに対応する二次電池モジュールの充電順序を下位に設定することを特徴とする。
このように構成すると、ユーザ又はオペレータは、複数の二次電池モジュールのうち優先的に充電させたい二次電池モジュールに対応する選択スイッチを操作するだけで、希望する二次電池モジュールを簡単に誤ることなく指定することができる。
【0011】
さらにこの発明は、設定された充電の順序に従い、先ず充電順序が上位に設定された第1の二次電池モジュールを選択して充電を行い、この第1の二次電池モジュールの充電期間中に当該第1の二次電池モジュールの充電の進行状態を監視する。そして、上記第1の二次電池モジュールが満充電になると、続いて充電順序が下位に設定された第2の二次電池モジュールを選択して充電を行うようにすることを特徴とする。
【0012】
このように制御すると、各二次電池モジュールは、設定された充電順序に従い上位のものから下位のものまでが順次自動的に選択されて時分割で充電が行われる。このため、優先度の高い二次電池モジュールに対する充電が終了した後に、ユーザは優先度が次に高い二次電池モジュールを指定して充電を開始させる必要がなく、これにより満充電の監視及び充電の開始操作を不要にして充電操作にかかる手間を軽減することができる。
【0013】
さらにこの発明は、第1の充電電流を使用する第1の充電モードと、第1の充電電流より小さい第2の充電電流を使用する第2の充電モードとを有し、充電の順序が上位に設定された二次電池モジュールに対しては上記第1の充電モードを選択すると共に、充電の順序が下位に設定された二次電池モジュールに対しては上記第2の充電モードを選択する。そして、上記選択された第1及び第2の充電モードを使用して上記充電の順序が上位に設定された二次電池モジュールに対する充電と、充電の順序が下位に設定された二次電池モジュールに対する充電とを並行して行うことも特徴とする。
このように制御すると、充電順序が下位の二次電池モジュールの充電時間を短縮することができる。
【0014】
さらにこの発明は、各二次電池モジュールが複数の二次電池により構成されている場合に、先ずこれら複数の二次電池を充電電源に対し直列接続して第3の充電モードにより充電を行う。そして、この第3の充電モードによる充電期間に上記複数の二次電池の温度を監視し、上記各二次電池の電圧又は温度が予め設定された第1のしきい値を超えたとき、充電電源に対する上記複数の二次電池の接続状態を直列接続から並列接続又は間欠接続に切り替え、上記第3の充電モードより小電流の第4の充電モードにより充電を行うことを特徴とする。
【0015】
このように制御すると、複数の二次電池により構成される二次電池モジュールを充電する際に、充電当初では複数の二次電池に対し直列充電が行われ、その後二次電池の温度が第1のしきい値を超えると、各二次電池に対し並列接続による並列充電又は間欠接続による間欠充電が行われる。このため、二次電池モジュールを、各電池の温度上昇を抑制して特性劣化を防止しつつ、短時間に充電することが可能となる。
【0016】
さらに、上記第4の充電モードによる充電を行っている期間に各二次電池の温度を監視し、当該二次電池の温度が第2のしきい値未満に低下したとき、充電電源に対する上記複数の二次電池の接続状態を上記並列接続又は間欠接続から上記直列接続に戻して、上記複数の二次電池に対し上記第3の充電モードによる充電を再び行うことも特徴とする。
【0017】
このように制御すると、並列接続又は間欠接続による小電流充電に移行した後、二次電池の温度が第2のしきい値未満に下がると、再び直列接続による大電流充電が行われる。このため、並列接続又は間欠接続による小電流充電に移行した後、満充電までそのまま小電流充電を行う場合に比べ、二次電池の充電所要時間を短縮することが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の一実施形態に係わる充電装置の構成を示すブロック図であり、1は充電電源を示している。この充電電源は、例えば商用電源出力を整流して充電に必要な直流電圧及び電流を出力する。
【0019】
上記充電電源1の充電端子2a,2bには、接続切替回路3を介して電池ホルダ4が接続される。電池ホルダ4には、複数個(例えば3個)の二次電池モジュール41〜43が着脱可能に装着される。二次電池モジュール41〜43はそれぞれ2個の二次電池セルをセットにしたものである。電池ホルダ4には上記各二次電池モジュール41〜43に電気的に接触する端子が設けられている。上記充電電源1から出力された充電電流は、上記接続切替回路3及び上記端子を介して上記二次電池モジュール41〜43の各二次電池セルに供給される。
【0020】
また電池ホルダ4には、上記各二次電池モジュール41〜43とそれぞれ対向する位置に温度検出器51〜53が設けられている。これらの温度検出器51〜53は例えばサーミスタからなる。そして、充電期間中に上記二次電池モジュール41〜43を構成する二次電池セルごとに、その温度に対応する電圧値をそれぞれ出力する。
【0021】
また充電装置は、充電電流検出回路(I−DET)6と、充電電圧検出回路(V−DET)7と、温度検出回路(TH−DET)8と、充電制御回路9と、スイッチ駆動回路10と、モジュール選択回路11とを備えている。
【0022】
充電電流検出回路6は、充電期間中に上記二次電池モジュール41〜43に流れる充電電流値を検出してアナログ/ディジタル(A/D)変換し、これにより得られる電流検出データISを充電制御回路9に供給する。充電電圧検出回路7は、上記各二次電池モジュール41〜43の充電電圧値V1〜V3をそれぞれ検出してA/D変換し、これにより得られる電圧検出データVSを充電制御回路9に供給する。温度検出回路8は、上記各温度検出器51〜53から出力される電圧値をそれぞれA/D変換し、これにより得られる温度検出データTHSを充電制御回路9に供給する。
【0023】
ところで、上記接続切替回路3は次のように構成される。図2はその構成を示す回路図である。
すなわち、接続切替回路3は上記二次電池モジュール41〜43に対応する切替ユニット31〜33を備える。これらの切替ユニット31〜33はそれぞれ、充電電源1の正端子2aから出力される充電電流を第1の二次電池セル411〜431に供給する逆流防止用ダイオードD11〜D31と、上記充電電源1の正端子2aから出力される充電電流を第2の二次電池セル412〜432に供給する回路とを備える。この供給回路は、逆流防止用ダイオードD12〜D32とスイッチSW11〜SW31との直列回路からなる。また、切替ユニット31〜33は、上記第1の二次電池セル411〜431を流れる充電電流を第2の二次電池セル412〜432に供給する回路と、上記第1の二次電池セル411〜431を流れる充電電流を充電電源1の負端子2bへ帰還するスイッチSW13〜SW33とを備える。上記供給回路は、短絡防止用ダイオードD13〜D33とスイッチSW12〜SW32との直列回路から構成される。
【0024】
上記各スイッチSW11〜SW33はいずれも半導体スイッチからなり、上記スイッチ駆動回路10から出力される駆動信号に応じてオンオフ動作する。スイッチ駆動回路10は、後述する充電制御回路9から出力されるスイッチ制御信号SWCに応じて、上記各スイッチSW1〜SW11を駆動するためのスイッチ駆動信号を生成して各スイッチSW11〜SW33に与える。
【0025】
モジュール選択回路11は、ユーザ又はオペレータが二次電池モジュール41〜43に対する充電の優先度をマニュアル操作により入力するために使用する。そして、そのために例えば図3に示すように、上記二次電池モジュール41〜43に対応する3個の操作スイッチSWL1〜SWL3をそれぞれプルアップ抵抗R1〜R3を直列に介して電源(+5V)に並列接続している。上記操作スイッチSWL1〜SWL3の操作信号SL1〜SL3は、上記操作スイッチSWL1〜SWL3とプルアップ抵抗R1〜R3との接続点から取り出され、充電制御回路9に入力される。
【0026】
一方、充電制御回路9は例えばマイクロコンピュータからなり、次のように構成される。図4はその機能構成を示すブロック図である。すなわち、充電制御回路9は、中央処理ユニット(CPU:Central Processing Unit)90と、入出力ポート(I/O)91と、プログラムメモリ92と、データメモリ93とを備えている。
【0027】
I/O91は、上記充電電流検出回路6、充電電圧検出回路7、温度検出回路8及びスイッチ駆動回路10との間で、各検出データIS,VS,THS及びスイッチ制御信号SWCの入出力を行う。またデータメモリ93は、上記モジュール選択回路11による二次電池モジュールの選択情報と、上記充電制御のために使用される各種しきい値データと、充電制御の過程で生成される制御データの保存等を行うために使用される。
【0028】
プログラムメモリ92には、この発明に係わる制御機能を実現するプログラムとして、モジュール選択検出プログラム92aと、充電制御プログラム92bが格納されている。
【0029】
モジュール選択検出プログラム92aは、上記モジュール選択回路11から出力される操作信号SL1〜SL3を取り込み、この取り込んだ操作信号SL1〜SL3のレベル(“H”/“L”)をもとに、二次電池モジュール41〜43に対し指定された充電の優先度を判定する。
【0030】
充電制御プログラム92bは、上記モジュール選択検出プログラム92aにより指定された優先度に従い、先ず優先度が上位に設定された二次電池モジュールに対する充電を先に行い、当該二次電池モジュールが満充電になった後に、優先度が下位に設定された二次電池モジュールに対する充電を行うように、接続切替回路3の各スイッチを切替制御する。
【0031】
また、上記充電に際し、同一優先度の二次電池モジュールが1個であるか複数個であるかを判定し、1個の場合には比較的大きい充電電流を使用する直列充電モードを選択し、複数個の場合には小電流を使用する間欠充電モードを選択する。
【0032】
さらに、上記二次電池モジュール41〜43が複数の二次電池セルにより構成されている場合には、直列充電モードによる充電期間中に各二次電池セルの温度をそれぞれ監視し、検出された温度が第1のしきい値を超えたとき、充電モードを時分割パルス充電モードに切り替え、以後満充電となるまでこの時分割パルス充電モードにより各二次電池セルを充電する。
【0033】
なお、プログラムメモリ92には異常対応プログラムも記憶されている。この異常対応プログラムは、過充電等の異常充電動作を検出するもので、充電制御中に上記電流検出回路6及び電圧検出回路7の検出データIS,VSを定期的に取り込んでその値を判定し、異常値が検出された場合に接続切替回路3のすべてのスイッチをオフ状態に設定する。
【0034】
次に、以上のように構成された充電装置の動作を、充電制御回路9の制御手順に従い説明する。図5は、その制御手順と制御内容を示すフローチャートである。
【0035】
充電に際しユーザ又はオペレータは、先ず電池ホルダ4に二次電池モジュール41〜43を装着し、続いてモジュール選択回路11の選択スイッチSWL1〜SWL3を押下することにより、上記装着した各二次電池モジュール41〜43に対する充電の優先度を指定する。例えば、二次電池モジュール41を優先的に充電したい場合には、この二次電池モジュール41に対応する選択スイッチSWL1を押下する。また、二次電池モジュール41,42を優先的に充電したい場合には、これらの二次電池モジュール41,42に対応する選択スイッチSWL1,SWL2をそれぞれ押下する。なお、特に優先度を指定しない場合にはいずれの選択スイッチSWL1〜SWL3も操作しない。
【0036】
充電制御回路9は、ステップ5aにおいて定期的にモジュール選択回路11から選択スイッチSWL1〜SWL3の操作信号SL1〜SL3を取り込み、当該操作信号SL1〜SL3の信号レベルをもとに二次電池モジュール41〜43が選択されたか否か、つまり優先度の指定がなされたか否かを判定する。そして、二次電池モジュール41〜43のいずれかが選択された場合には、選択された二次電池モジュールの数、つまり優先的に充電を行う必要がある二次電池モジュールの数をステップ5bにより判定し、判定されたモジュール数に応じて優先充電対象の二次電池モジュールに対する充電制御を実行する。
【0037】
例えば、いま優先充電対象として1個の二次電池モジュール41が選択されたとすると、充電制御回路9はステップ5cに移行して、上記選択された二次電池モジュール41に対し直列充電モードによる充電制御を行う。この直列充電モードによる充電制御では、接続切替回路3の各切替ユニット31〜33のうち、上記二次電池モジュール41に対応する切替ユニット31のみを動作状態とする。そして、当該切替ユニット31のスイッチSW12をオンとし、その他のスイッチSW11,SW13をオフとする制御がなされる。この結果、二次電池モジュール41を構成する2個の二次電池セル411,412は、充電電源1に直列に接続されて、大きな電流により連続的に充電される。
【0038】
また、上記直列充電モードによる充電期間中に、充電制御回路9はステップ5dにより満充電の監視を行う。そして、上記二次電池セル411,412が両方とも満充電になると、続いてステップ5eに移行して、非選択の二次電池モジュール42,43に対し間欠充電モードによる充電制御を実行する。この間欠充電モードによる充電制御では、接続切替回路3の各切替ユニット31〜33のうち、上記非選択の二次電池モジュール42,43に対応する切替ユニット32,33を動作状態とする。そして、当該切替ユニット32,33のスイッチSW22,SW32を一定の周期で交互に一定時間オンとする制御がなされる。この結果、非選択の二次電池モジュール42,43は一定周期で交互に充電電源1に接続され、これにより間欠的に充電される。そして、上記非選択の二次電池モジュール42,43が共に満充電になると、充電制御回路9はステップ5fでこの満充電を検出して一連の充電動作を終了する。
【0039】
図6は、以上述べた、優先充電対象として1個の二次電池モジュール41が選択された場合の充電動作を示すタイミング図である。同図から明らかなように、先ず選択された二次電池モジュール41が優先的に直列充電モードにより充電され、この二次電池モジュール41の充電が終了した後に、非選択の二次電池モジュール42,43に対し間欠的に充電が行われる。
【0040】
一方、例えばいま優先充電対象として2個の二次電池モジュール41,42が選択されたとする。この場合充電制御回路9は、ステップ5bからステップ5gに移行し、ここで上記選択された2個の二次電池モジュール41,42に対しパルス充電モードによる充電制御を実行する。このパルス充電モードによる充電制御では、接続切替回路3の各切替ユニット31〜33のうち、上記選択された二次電池モジュール41,42に対応する切替ユニット31,32をそれぞれ動作状態とする。そして、当該切替ユニット31,32のスイッチSW12,SW22を一定の周期で交互に一定時間オンとする。この結果、二次電池モジュール41,42は一定周期で交互に充電電源1に接続され、これにより間欠的に充電される。
【0041】
また、上記パルス充電モードによる充電期間中に充電制御回路9は、ステップ5hにより満充電の監視を行う。そして、上記二次電池モジュール41,42が両方とも満充電になると、続いてステップ5iに移行し、ここで非選択の二次電池モジュール43に対し直列充電モードによる充電制御を実行する。この直列充電モードによる充電制御では、接続切替回路3の各切替ユニット31〜33のうち、上記二次電池モジュール43に対応する切替ユニット33のみを動作状態とする。そして、当該切替ユニット33のスイッチSW32をオンとし、その他のスイッチSW31,SW33をオフとする制御が行われる。
【0042】
この結果、二次電池モジュール43を構成する2個の二次電池セル431,432は、充電電源1に直列に接続されて、大きな電流により連続的に充電される。そして、上記非選択の二次電池モジュール43が満充電になると、充電制御回路9はステップ5jでこの満充電を検出して一連の充電動作を終了する。
【0043】
図7は、以上述べた、優先充電対象として2個の二次電池モジュール41,42が選択された場合の充電動作を示すタイミング図である。同図から明らかなように、先ず選択された2個の二次電池モジュール41,42が優先的に間欠的に充電され、これらの二次電池モジュール41,42の充電が終了した後に、非選択の二次電池モジュール43に対し直列充電が行われる。
【0044】
なお、上記ステップ5aにおいていずれの二次電池モジュールも選択されていないと判定された場合、及び上記ステップ5bによりすべての二次電池モジュールが選択されたと判定された場合には、充電制御回路9はステップ5kに移行して各二次電池モジュール41〜43に対しパルス充電モードによる充電を行う。そしてこの充電期間中に、満充電となった二次電池モジュールが検出されるごとに当該モジュールに対する充電を終了し、すべての二次電池モジュールが満充電になったことをステップ5mで確認すると、一連の充電制御を終了する。図8はこの場合の充電動作を示すタイミング図である。
【0045】
ところで、上記直列充電モードによる二次電池モジュールの充電期間中に、充電制御回路9は二次電池セルの温度に基づく充電モードの切替制御を行っている。図9はその制御手順及び制御内容を示すフローチャートである。
【0046】
すなわち、いま仮に二次電池モジュール41を直列充電する場合を例に取ると、充電制御回路9は先ずステップ9aにより上記二次電池モジュール41を構成する2個の二次電池セル411,412を充電電源1に直列接続させた状態で、ステップ9b,9cにより上記各二次電池セル411,412の温度を監視する。例えば、温度検出回路8から各二次電池モジュール41〜43の温度検出データTHSをそれぞれ取り込み、上記取り込まれたデータTHSにより表される検出温度をそれぞれ第1のしきい値と比較する。そしてこの比較の結果、二次電池セル411,412の検出温度がいずれも第1のしきい値を超えていなければ、引き続き温度監視を行う。なお、上記第1のしきい値は二次電池セルの定格値により設定されるもので、例えば50℃に設定される。
【0047】
そして、上記直列充電期間中に二次電池セル411,412の温度が上昇し、そのうち1個の二次電池セルの温度が第1のしきい値(50℃)を超えたとする。そうすると、充電制御回路9はステップ9cからステップ9dに移行し、ここで時分割パルス充電のためのスイッチ制御信号SWCを生成してスイッチ駆動回路10に与える。この結果、スイッチ駆動回路10から、各二次電池セル411,412をそれぞれ一定の周期で一定時間ずつ交互に充電電源1に接続させるためのスイッチ駆動信号が出力される。
【0048】
このため、接続切替回路3の切替ユニット31では、図11(a)に示すように最初のパルス期間にスイッチSW13がオン、スイッチSW11,SW12がオフとなって、二次電池セル411のみに充電電流が供給される。また次のパルス期間には、スイッチSW11がオン、スイッチSW12,SW13がオフとなって、二次電池セル412のみに充電電流が供給される。以後、以上の切替制御が繰り返される。なお、上記パルス期間は例えば5秒に設定される。
【0049】
かくして、各二次電池セル411,412は時分割パルス充電モードにより小電流充電される。したがって、二次電池セル411,412の温度の急上昇は抑制され、これにより二次電池セル411,412の特性劣化を回避することができる。
【0050】
また、上記時分割パルス充電モードによる充電制御を行いながら、充電制御回路9はステップ9eにより温度検出回路8から各二次電池セル411,412の温度検出データTHSをそれぞれ取り込む。そして、ステップ9f及びステップ9gにより、所定時間連続して検出温度が上昇している二次電池セルの有無、すなわち温度上昇率がしきい値を超えた二次電池セルの有無を判定する。この判定の結果、いま二次電池セル412の温度上昇率がしきい値を超えたとする。そうすると、充電制御回路9は当該二次電池セル412を充電電源1から切り離して充電電流の供給を停止し、残りの二次電池セル411に対し時分割パルス充電モードによる充電制御を続ける。そして、他の二次電池セル411についても、温度上昇率がしきい値以上となった時点で充電電源1から切り離して充電電流の供給を停止する。なお、上記温度上昇率のしきい値は、例えば0.8℃/1分に設定される。
【0051】
以上述べたように上記実施形態では、複数の二次電池モジュール41〜43に対する充電の優先度を入力するモジュール選択回路11を新たに設ける。そして、充電制御回路9において、上記モジュール選択回路11により入力された優先度に従い、上記複数の二次電池モジュール41〜43に対する充電順序を設定し、この設定された充電順序に従い接続切替回路3を切替制御することにより、上記複数の二次電池モジュール41〜43を時間を異ならせて順次充電するようにしている。
【0052】
したがってこの実施形態によれば、ユーザ又はオペレータが、上記モジュール選択回路11を操作して各二次電池モジュール41〜43に対する優先度を指定すると、指定された優先度の高い順に二次電池モジュールの充電が行われる。このため、二次電池モジュール41〜43の残存容量や電池ホルダ4への装着タイミングによらず、ユーザ又はオペレータが希望する二次電池モジュールを優先的に充電していち早く使用することが可能となる。
【0053】
また、モジュール選択回路11に、二次電池モジュール41〜43の各々に対応する選択スイッチSWL1〜SWL3を設け、これらの選択スイッチSWL1〜SWL3の操作を検出して優先度を設定するようにしている。このため、ユーザ又はオペレータは、複数の二次電池モジュール41〜43のうち優先的に充電させたい二次電池モジュールに対応する選択スイッチを操作するだけで、優先充電対象の二次電池モジュールを簡単かつ誤ることなく指定することができる。
【0054】
さらに、優先度が同一に設定された二次電池モジュールが1個の場合には直列充電モードを選択し、2個の場合には間欠充電モードを選択して充電するようにしている。このため、1個の場合には高速充電を行うことができ、また2個の場合には2個のモジュール間の熱干渉による電池温度の急上昇を抑制して安定な充電を行うことができる。
【0055】
しかも、直列充電モードによる充電期間中に二次電池セルの温度を監視し、温度がしきい値を超えた時点で充電モードをパルス充電モードに切り替えるようにしている。このため、電池セルの温度上昇が抑制され、電池の温度劣化を防止することができる。
【0056】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、充電期間中において選択スイッチの操作を監視し、選択スイッチの新規操作又は変更操作が行われた場合に、その時点で操作後の新たな操作情報に従い二次電池モジュールに対する充電順序を設定し直し、この設定し直された充電順序に従い各二次電池モジュールに対する充電動作を再開するように構成するとよい。
【0057】
また、途中変更禁止モードを備え、例えばキー入力操作により途中変更の禁止要求がパスワードと共に入力された場合に、途中変更禁止モードを有効状態に設定する。この状態では、選択スイッチの操作を受け付けないようにし、現在設定中の充電順序を保持する。また、途中変更の禁止設定はすべての二次電池モジュールを対象にせずに、一部の二次電池モジュールのみを対象とするように設定できるようにしてもよい。
【0058】
さらに、前記実施形態では、設定した充電の順序に従い各二次電池モジュールに対する充電を時間分割で順に行うようにした。しかし、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば充電順序が上位に設定された二次電池モジュールの充電モードとして直列充電モードを選択し、充電順序が下位に設定された二次電池モジュールの充電モードとして並列充電モード又はパルス充電モードを選択する。そして、これらの充電モードを使用することで、上記充電順序が上位の二次電池モジュールに対する充電と、充電順序が下位の二次電池モジュールに対する充電とを、同時に並行して行うようにしてもよい。
【0059】
例えば、上位に設定された二次電池モジュールと下位に設定された二次電池モジュールとを充電電源に対し並列に接続する。そして、上位に設定された二次電池モジュールに対し直列充電を行い、下位に設定された二次電池モジュールに対しパルス充電を行う。
【0060】
また別の例として、例えば上位に設定された二次電池モジュールが1個で、下位に設定された二次電池モジュールが複数個ある場合に、下位に設定された複数の二次電池モジュールを並列接続し、この並列接続された下位の各二次電池モジュールと上位に設定された二次電池モジュールとを充電電源に対し直列に接続する。そして、上位に設定された二次電池モジュールに対しては直列充電を行い、下位に設定された各二次電池モジュールに対しては並列充電を行う。
【0061】
さらには、上位に設定された二次電池モジュールと下位に設定された二次電池モジュールとを充電電源に対し並列接続し、各二次電池モジュールに流れる電流値を可変制御する回路を設ける。そしてこの電流値を可変制御する回路により、上位に設定された二次電池モジュールに流れる充電電流値を所定の大きな値に設定し、一方下位に設定された二次電池モジュールに流れる充電電流値を上記上位に設定された二次電池モジュールに流れる充電電流値よりも小さい値に可変制御する。
【0062】
以上のように構成すると、上位に設定された二次電池モジュールと下位に設定された二次電池モジュールとが時間的に並行して充電されることになるので、上位に設定された二次電池モジュールの充電終了後に、下位に設定された二次電池モジュールの充電を開始する場合に比べ、充電順序が下位の二次電池モジュールの充電時間を短縮することができる。
【0063】
さらに前記実施形態では、直列充電モードによる二次電池モジュール41の充電中に、二次電池セル411,412の一方の温度が第1のしきい値を超えたとき、充電モードを時分割パルス充電モードに切り替え、以後満充電に至るまでこのパルス充電モードによる小電流充電を行うようにした。しかし、それに加え、上記時分割パルス充電モードによる小電流充電期間に、上記各二次電池セル411,412の温度が第2のしきい値未満に低下したとき、上記各二次電池セル411,412の充電モードを再び直列充電モードに切り替える。そして、以後満充電に至るまで、二次電池セル411,412の温度に基づいて、上記直列充電モードによる大電流充電と、時分割パルス充電モードによる小電流充電とを繰り返すようにしてもよい。
【0064】
図10は、この繰り返し制御機能を備える充電制御回路9の制御手順と制御内容を示すフローチャートである。なお、同図において前記図9と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【0065】
時分割パルス充電モードによる充電制御を行いながら充電制御回路9は、ステップ9eにより温度検出回路8から各二次電池セル411〜412の温度検出データTHSを取り込む。そして、二次電池セル411〜412の検出温度が第2のしきい値より低下したか否かをステップ10aにより判定すると共に、温度上昇率がしきい値以上となった二次電池セルの有無をステップ10b及びステップ10cにより判定する。
【0066】
そして、上記ステップ10aによる判定の結果、二次電池セル411,412の検出温度がいずれも第2のしきい値より低下すると、充電制御回路9は直列充電が可能な状態になったと判断し、ステップ9aに戻る。そして、ここで接続切替回路3に対し各二次電池セル411,412を充電電源1に直列接続させるためのスイッチ制御を行う。この結果、各二次電池セル411,412は以後再び直列充電される。なお、上記第2のしきい値は、例えば上記第1のしきい値より一定値だけ低い値に設定される。例えば、第1のしきい値が50℃であれば、この値より2℃だけ低い48℃に設定される。
【0067】
以後、充電制御回路9は例えば図11(b)に示すように、二次電池セル411,412の検出温度に基づいて、上記ステップ9b乃至ステップ10aにより、直列充電モードから時分割パルス充電モードへの切り替えと、時分割パルス充電モードから直列充電モードへの切り替えとを繰り返す。
【0068】
一方、上記時分割パルス充電モードによる充電期間中に、ある二次電池セル411の検出温度が所定時間連続して上昇したとする。すなわち、二次電池セル411の温度上昇率がしきい値を超えたとする。そうすると、充電制御回路9は当該二次電池セル411を充電電源1から切り離して充電電流の供給を停止し、残りの二次電池セル412に対し時分割パルス充電モードによる充電制御を続ける。そして、残りの二次電池セル412についても、温度上昇率がしきい値以上となった時点で充電電源1から切り離して充電電流の供給を停止する。なお、上記温度上昇率のしきい値は、前記第1の実施形態と同様に例えば0.8℃/1分に設定される。
【0069】
以上のように充電モードの繰り返し制御を行うことで、直列充電モードから時分割パルス充電モードへ切り替えたのちそのまま満充電まで充電を行う場合に比べ、温度上昇を抑制した上で、満充電になるまでに要する時間を短縮することが可能となる。
【0070】
また前記実施形態では、小電流充電を行うための第2の充電モードとして時分割パルス充電モードを使用した場合を例にとって説明したが、第2の充電モードとしては並列充電モードを使用することも可能である。その他、二次電池モジュールを構成する二次電池セルの本数(1個でもよい)や、二次電池の種類、接続切替回路及び充電制御回路の回路構成、充電制御手順とその制御内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【0071】
要するにこの発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【0072】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、複数の二次電池モジュールに対する充電の優先度を入力する入力手段を新たに設け、この入力手段により入力された優先度に従い上記複数の二次電池モジュールに対する充電順序を設定し、この設定された充電順序に従い上記複数の二次電池モジュールに対し選択的に充電電流を供給するようにしている。
【0073】
したがってこの発明によれば、二次電池モジュールの残存容量や装着順序によらず、ユーザの希望に応じた順に二次電池モジュールの充電を行うことができる二次電池の充電装置とその充電制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる充電装置の一実施形態を示すブロック図。
【図2】図1に示した充電装置に設けられる接続切替回路の構成を示す回路図。
【図3】図1に示した充電装置に設けられるモジュール選択回路の構成を示す回路図。
【図4】図1に示した充電装置に設けられる充電制御回路の機能構成を示すブロック図。
【図5】図4に示した充電制御回路による充電制御手順とその内容を示すフローチャート。
【図6】優先度が上位に設定された二次電池モジュールが1個の場合の充電動作タイミングを示す図。
【図7】優先度が上位に設定された二次電池モジュールが2個の場合の充電動作タイミングを示す図。
【図8】優先度が設定されない場合の充電動作タイミングを示す図。
【図9】複数の二次電池セルからなる二次電池モジュールを充電する際に使用する充電制御手順と内容の一例を示すフローチャート。
【図10】複数の二次電池セルからなる二次電池モジュールを充電する際に使用する充電制御手順と内容の他の例を示すフローチャート。
【図11】図9及び図10に示す充電制御による充電動作のタイミングを示す図。
【符号の説明】
1…充電電源、2a,2b…充電端子、3…接続切替回路、4…電池ホルダ、6…電流検出回路(I−DET)、7…電圧検出回路(V−DET)、8…温度検出回路(TH−DET)、9…充電制御回路、10…スイッチ駆動回路、11…モジュール選択回路、31〜33…切替回路、41〜43…二次電池モジュール、51〜53…温度検出素子、90…CPU、91…I/O、92…プログラムメモリ、92a…モジュール選択検出プログラム、92b…充電制御プログラム、93…データメモリ、411〜432…二次電池セル。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for charging a secondary battery such as a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, and a lithium ion secondary battery, and in particular, a secondary battery capable of charging a plurality of secondary batteries in parallel. And a charge control program therefor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various charging devices have been proposed that enable a plurality of secondary batteries or a plurality of secondary battery modules in which a plurality of secondary battery cells are packed to be charged in parallel.
[0003]
For example, there has been known a device that detects and compares open-circuit voltages of a plurality of secondary batteries mounted on a charger, and as a result of the comparison, preferentially charges a battery having a high open-circuit voltage. (See Patent Document 1). In addition, when a plurality of battery packs are connected to a charger and charged, information on the remaining capacity of each battery pack is read from a storage device in the battery pack, and the remaining capacity between the battery packs is compared to be close to full charge. A charging device for charging from a battery pack is also known (see Patent Document 2). According to these devices, it is possible to minimize the charging time of the secondary battery or the battery pack which can be charged first.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-97629
[Patent Document 2]
JP-A-11-285159.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional charging device, charging is performed preferentially from a plurality of secondary batteries or battery packs that are close to full charge. For this reason, for example, in a charging device used by an unspecified number of users, when a plurality of users mount their own rechargeable batteries or battery packs on a charger, the batteries are later than the user's battery mounted first on the charger. Assuming that the remaining battery capacity of the user who has been installed from the beginning is larger, the battery of the user who has been installed later is charged first, and the battery of the user who has been installed earlier is charged later. .
[0006]
On the other hand, in order to solve the above problem, for example, it is conceivable to detect the timing of mounting the battery on the charger and charge the batteries in the mounting order. However, in this case, the batteries are always charged in the order of mounting. For this reason, for example, when the same user installs a plurality of batteries in the charger at intervals, even if the user later wants to charge the installed batteries first, the previously installed batteries are charged first. It will be lost.
[0007]
The present invention has been made by paying attention to the above circumstances, and an object thereof is to be able to charge the secondary battery modules in an order according to the user's desire regardless of the remaining capacity or the mounting order of the secondary battery modules. It is an object of the present invention to provide a secondary battery charging device and a charge control program for the secondary battery.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a charging device for charging a plurality of secondary battery modules each having at least one secondary battery, an input for inputting a priority of charging for the plurality of secondary battery modules is provided. Means are newly provided, a charging order for the plurality of secondary battery modules is set in accordance with the priority input by the input means, and the plurality of secondary battery modules are selectively charged in accordance with the set charging order. The current is supplied.
[0009]
Therefore, according to the present invention, for example, when a user or an operator inputs a priority according to his / her desired use for a plurality of secondary battery modules by the input means, the secondary battery modules are ordered in descending order of the input priority. Charging is performed. For this reason, the secondary battery module desired by the user or the operator can be preferentially charged and used promptly regardless of the remaining capacity of the secondary battery module or the order of attachment to the charger.
[0010]
Further, according to the present invention, the input means is constituted by a plurality of selection switches provided in association with each of the plurality of secondary battery modules, and the secondary battery corresponding to the operated selection switch among these selection switches The charging order of the modules is set to a higher order, and the charging order of the secondary battery module corresponding to the selection switch not operated is set to a lower order.
With this configuration, the user or the operator can easily mistake the desired secondary battery module simply by operating the selection switch corresponding to the secondary battery module to be charged preferentially among the plurality of secondary battery modules. Can be specified without having to do so.
[0011]
Further, according to the present invention, according to the set charging order, first, the first secondary battery module whose charging order is set to a higher rank is selected and charged, and during the charging period of the first secondary battery module, The progress of charging of the first secondary battery module is monitored. Then, when the first secondary battery module is fully charged, subsequently, the second secondary battery module whose charging order is set to a lower order is selected to perform charging.
[0012]
With this control, each secondary battery module is automatically selected in order from the upper one to the lower one according to the set charging order, and is charged in a time-division manner. Therefore, after the charging of the secondary battery module with the highest priority is completed, the user does not need to specify the secondary battery module with the next highest priority to start charging, thereby monitoring the full charge and charging. This eliminates the need for a start operation, thereby reducing the time required for the charging operation.
[0013]
Further, the present invention has a first charging mode using a first charging current and a second charging mode using a second charging current smaller than the first charging current, and the order of charging is higher. The first charging mode is selected for the secondary battery module set to, and the second charging mode is selected for the secondary battery module whose charging order is set lower. Then, using the selected first and second charging modes, charging the secondary battery module whose charging order is set higher, and charging the secondary battery module whose charging order is set lower. It is also characterized in that charging is performed in parallel.
With such control, the charging time of the secondary battery module having a lower charging order can be reduced.
[0014]
Further, according to the present invention, when each of the secondary battery modules is composed of a plurality of secondary batteries, the plurality of secondary batteries are first connected in series to a charging power source to perform charging in a third charging mode. Then, the temperature of the plurality of secondary batteries is monitored during the charging period in the third charging mode, and when the voltage or temperature of each of the secondary batteries exceeds a first threshold set in advance, the charging is performed. The connection state of the plurality of secondary batteries to the power supply is switched from series connection to parallel connection or intermittent connection, and charging is performed in a fourth charging mode with a smaller current than in the third charging mode.
[0015]
With this control, when charging a secondary battery module composed of a plurality of secondary batteries, serial charging is performed on the plurality of secondary batteries at the beginning of charging, and then the temperature of the secondary battery is reduced to the first temperature. Is exceeded, parallel charging by parallel connection or intermittent charging by intermittent connection is performed on each secondary battery. For this reason, it becomes possible to charge the secondary battery module in a short time while suppressing the temperature rise of each battery to prevent characteristic deterioration.
[0016]
Further, the temperature of each secondary battery is monitored during the period of charging in the fourth charging mode, and when the temperature of the secondary battery falls below a second threshold value, The connection state of the secondary battery is returned from the parallel connection or intermittent connection to the series connection, and the plurality of secondary batteries are charged again in the third charging mode.
[0017]
With this control, when the temperature of the secondary battery drops below the second threshold after the transition to the small current charging by the parallel connection or the intermittent connection, the large current charging by the series connection is performed again. For this reason, it is possible to reduce the time required for charging the secondary battery as compared with the case where small current charging is performed as it is until full charge after shifting to small current charging by parallel connection or intermittent connection.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a charging device according to an embodiment of the present invention, where 1 indicates a charging power source. The charging power supply rectifies, for example, a commercial power supply output and outputs a DC voltage and a current necessary for charging.
[0019]
A
[0020]
The
[0021]
The charging device includes a charging current detection circuit (I-DET) 6, a charging voltage detection circuit (V-DET) 7, a temperature detection circuit (TH-DET) 8, a charging
[0022]
The charging current detection circuit 6 detects the value of the charging current flowing through the
[0023]
Incidentally, the
That is, the
[0024]
Each of the switches SW11 to SW33 is formed of a semiconductor switch, and is turned on and off in accordance with a drive signal output from the
[0025]
The
[0026]
On the other hand, the
[0027]
The I /
[0028]
The program memory 92 stores a module
[0029]
The module
[0030]
In accordance with the priority specified by the module
[0031]
Also, at the time of the charging, it is determined whether there is one or more secondary battery modules of the same priority, and in the case of one, a series charging mode using a relatively large charging current is selected, In the case of a plurality, the intermittent charging mode using a small current is selected.
[0032]
Further, when the
[0033]
Note that the program memory 92 also stores an abnormality handling program. The abnormality handling program detects an abnormal charging operation such as overcharging, and periodically takes in the detection data IS and VS of the current detection circuit 6 and the
[0034]
Next, the operation of the charging device configured as described above will be described according to the control procedure of the charging
[0035]
At the time of charging, the user or the operator first mounts the
[0036]
The charging
[0037]
For example, if one
[0038]
Further, during the charging period in the serial charging mode, the charging
[0039]
FIG. 6 is a timing chart showing the charging operation when one
[0040]
On the other hand, it is assumed that, for example, two
[0041]
During the charging period in the pulse charging mode, the charging
[0042]
As a result, the two
[0043]
FIG. 7 is a timing chart showing the charging operation when two
[0044]
If it is determined in
[0045]
By the way, during the charging period of the secondary battery module in the serial charging mode, the charging
[0046]
That is, assuming that the
[0047]
Then, it is assumed that the temperature of the
[0048]
Therefore, in the
[0049]
Thus, each of the
[0050]
In addition, the
[0051]
As described above, in the above embodiment, the
[0052]
Therefore, according to this embodiment, when the user or the operator operates the
[0053]
Further, the
[0054]
Furthermore, when there is one secondary battery module with the same priority set, the serial charging mode is selected, and when there are two secondary battery modules, the intermittent charging mode is selected to perform charging. Therefore, in the case of one battery, high-speed charging can be performed. In the case of two batteries, rapid rise in battery temperature due to thermal interference between two modules can be suppressed, and stable charging can be performed.
[0055]
In addition, the temperature of the secondary battery cell is monitored during the charging period in the serial charging mode, and the charging mode is switched to the pulse charging mode when the temperature exceeds the threshold. For this reason, the temperature rise of the battery cell is suppressed, and the temperature deterioration of the battery can be prevented.
[0056]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, during the charging period, the operation of the selection switch is monitored, and when a new operation or a change operation of the selection switch is performed, the charging order for the secondary battery module is set at that time according to the new operation information after the operation. The charging operation for each secondary battery module may be restarted in accordance with the reset charging order.
[0057]
Also, a midway change prohibition mode is provided. For example, when a midway change prohibition request is input together with a password by a key input operation, the midway change prohibition mode is set to a valid state. In this state, the operation of the selection switch is not accepted, and the currently set charging order is maintained. Further, the prohibition setting of the midway change may not be set for all the secondary battery modules, but may be set to be set for only a part of the secondary battery modules.
[0058]
Further, in the above-described embodiment, the charging of each secondary battery module is performed sequentially in a time-sharing manner according to the set charging order. However, the present invention is not limited to this. For example, a serial charging mode is selected as a charging mode of a secondary battery module in which a charging order is set to a higher order, and a secondary battery module in which a charging order is set to a lower order. , A parallel charging mode or a pulse charging mode is selected. Then, by using these charging modes, the charging of the secondary battery module having the higher charging order and the charging of the secondary battery module having the lower charging order may be simultaneously performed in parallel. .
[0059]
For example, a secondary battery module set at a higher rank and a secondary battery module set at a lower rank are connected in parallel to a charging power supply. Then, serial charging is performed on the secondary battery module set in the upper order, and pulse charging is performed on the secondary battery module set in the lower order.
[0060]
As another example, for example, when there is one secondary battery module set at a higher rank and a plurality of secondary battery modules set at a lower rank, a plurality of secondary battery modules set at a lower rank are connected in parallel. Then, the lower-order secondary battery modules connected in parallel and the upper-order secondary battery module are connected in series to a charging power supply. Then, serial charging is performed on the secondary battery module set in the upper order, and parallel charging is performed on each secondary battery module set in the lower order.
[0061]
Furthermore, a circuit is provided in which the upper-order secondary battery module and the lower-order secondary battery module are connected in parallel to the charging power source, and the current value flowing through each secondary battery module is variably controlled. A circuit that variably controls this current value sets a charging current value flowing through the secondary battery module set at a higher level to a predetermined large value, and calculates a charging current value flowing through the secondary battery module set at a lower level. The variable control is performed to a value smaller than the value of the charging current flowing through the secondary battery module set at the higher rank.
[0062]
With the above configuration, the secondary battery module set at the upper level and the secondary battery module set at the lower level are charged in parallel in time, so that the secondary battery set at the higher level is charged. After charging of the module is completed, the charging time of the secondary battery module whose charging order is lower can be reduced as compared with the case where charging of the secondary battery module set lower is started.
[0063]
Further, in the above embodiment, when one of the temperatures of the
[0064]
FIG. 10 is a flowchart showing a control procedure and control contents of the
[0065]
While performing the charging control in the time-division pulse charging mode, the charging
[0066]
Then, as a result of the determination in
[0067]
Thereafter, for example, as shown in FIG. 11B, the charging
[0068]
On the other hand, it is assumed that the detected temperature of a certain secondary battery cell 411 continuously increases for a predetermined time during the charging period in the time-division pulse charging mode. That is, it is assumed that the temperature rise rate of the secondary battery cell 411 exceeds the threshold. Then, the charging
[0069]
By performing the repetitive control of the charging mode as described above, the temperature rise is suppressed and the battery is fully charged compared to the case where the charging is switched to the full charge after switching from the serial charging mode to the time division pulse charging mode. It is possible to shorten the time required for the operation.
[0070]
In the above-described embodiment, the case where the time-division pulse charging mode is used as the second charging mode for performing small-current charging has been described as an example. However, the parallel charging mode may be used as the second charging mode. It is possible. In addition, the number of rechargeable battery cells constituting the rechargeable battery module (there may be one), the type of rechargeable battery, the circuit configuration of the connection switching circuit and the charge control circuit, the charge control procedure and the control contents, and the like are also described. Various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0071]
In short, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the gist thereof at the stage of implementation. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Further, components of different embodiments may be appropriately combined.
[0072]
【The invention's effect】
As described in detail above, in the present invention, an input means for inputting the priority of charging the plurality of secondary battery modules is newly provided, and the charging of the plurality of secondary battery modules is performed in accordance with the priority input by the input means. An order is set, and a charging current is selectively supplied to the plurality of secondary battery modules according to the set charging order.
[0073]
Therefore, according to the present invention, a secondary battery charging device capable of charging a secondary battery module in an order according to a user's desire irrespective of a remaining capacity and a mounting order of the secondary battery module, and a charge control program therefor Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a charging device according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a connection switching circuit provided in the charging device shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a module selection circuit provided in the charging device shown in FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of a charge control circuit provided in the charging device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a flowchart showing a charge control procedure and its contents by the charge control circuit shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing a charging operation timing in the case where the number of the secondary battery module whose priority is set to a higher order is one;
FIG. 7 is a diagram showing a charging operation timing in a case where the number of secondary battery modules whose priorities are set to be higher is two;
FIG. 8 is a diagram showing a charging operation timing when a priority is not set.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a charge control procedure and contents used when charging a secondary battery module including a plurality of secondary battery cells.
FIG. 10 is a flowchart illustrating another example of a charge control procedure and contents used when charging a secondary battery module including a plurality of secondary battery cells.
FIG. 11 is a diagram showing a timing of a charging operation by the charging control shown in FIGS. 9 and 10;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charge power supply, 2a, 2b ... Charge terminal, 3 ... Connection switching circuit, 4 ... Battery holder, 6 ... Current detection circuit (I-DET), 7 ... Voltage detection circuit (V-DET), 8 ... Temperature detection circuit (TH-DET), 9 ... Charge control circuit, 10 ... Switch drive circuit, 11 ... Module selection circuit, 31-33 ... Switching circuit, 41-43 ... Secondary battery module, 51-53 ... Temperature detection element, 90 ... CPU, 91 ... I / O, 92 ... Program memory, 92a ... Module selection detection program, 92b ... Charge control program, 93 ... Data memory, 411-432 ... Secondary battery cell.
Claims (11)
前記複数の二次電池モジュールに対する充電の優先度を入力する入力手段と、
前記入力された優先度に従い、前記複数の二次電池モジュールに対する充電の順序を設定する設定手段と、
前記設定された充電の順序に従い、前記複数の二次電池モジュールに対し選択的に充電電流を供給する給電手段と
を具備することを特徴とする充電装置。A charging device for charging a plurality of secondary battery modules each having at least one secondary battery,
Input means for inputting the priority of charging for the plurality of secondary battery modules,
Setting means for setting the order of charging the plurality of secondary battery modules according to the input priority;
A charging device that selectively supplies a charging current to the plurality of secondary battery modules in accordance with the set charging order.
前記設定手段は、前記複数の選択スイッチのうち操作された選択スイッチに対応する二次電池モジュールの充電順序を上位に設定し、操作されていない選択スイッチに対応する二次電池モジュールの充電順序を下位に設定することを特徴とする請求項1記載の充電装置。The input unit includes a plurality of selection switches provided in association with each of the plurality of secondary battery modules,
The setting unit sets a charging order of the secondary battery module corresponding to the operated selection switch among the plurality of selection switches to a higher order, and sets a charging order of the secondary battery module corresponding to the selection switch that is not operated. 2. The charging device according to claim 1, wherein the charging device is set at a lower order.
前記設定された充電の順序に従い、充電の順序が上位に設定された第1の二次電池モジュールを選択し、この選択された第1の二次電池モジュールに対し充電電流を供給する手段と、
前記第1の二次電池モジュールの充電期間中に当該第1の二次電池モジュールの充電の進行状態を監視する手段と、
前記監視手段により第1の二次電池モジュールが満充電になったと判定された場合に、前記設定された充電の順序に従い、充電の順序が下位に設定された第2の二次電池モジュールを選択し、この選択された第2の二次電池モジュールに対し充電電流を供給する手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の充電装置。The power supply means,
Means for selecting a first secondary battery module in which the charging order is set to a higher order according to the set charging order, and supplying a charging current to the selected first secondary battery module;
Means for monitoring the progress of charging of the first secondary battery module during a charging period of the first secondary battery module;
When the first rechargeable battery module is determined to be fully charged by the monitoring unit, a second rechargeable battery module whose charging order is set lower is selected according to the set charging order. 2. The charging device according to claim 1, further comprising: means for supplying a charging current to the selected second secondary battery module.
充電の順序が上位に設定された二次電池モジュールの充電モードとして第1の充電電流を使用する第1の充電モードを選択すると共に、充電の順序が下位に設定された二次電池モジュールの充電モードとして前記第1の充電電流より小さい第2の充電電流を使用する第2の充電モードを選択する手段と、
前記選択された各充電モードを使用して、前記充電の順序が上位に設定された二次電池モジュールに対する充電電流の供給と充電の順序が下位に設定された二次電池モジュールに対する充電電流の供給とを並行して行う手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の充電装置。The power supply means,
The first charging mode using the first charging current is selected as the charging mode of the secondary battery module whose charging order is set higher, and the charging of the secondary battery module whose charging order is set lower is performed. Means for selecting a second charging mode using a second charging current smaller than the first charging current as a mode;
Using each of the selected charging modes, supplying a charging current to a secondary battery module in which the order of charging is set higher and supplying a charging current to a secondary battery module in which the charging order is set lower 2. The charging device according to claim 1, further comprising: means for performing in parallel.
前記給電手段は、
前記選択された二次電池モジュールを構成する複数の二次電池を充電電源に対し直列接続して第3の充電モードによる充電を行う手段と、
前記第3の充電モードによる充電期間中に前記複数の二次電池の温度を監視する手段と、
前記複数の二次電池の温度が予め設定された第1のしきい値を超えたことが検出されたとき、前記充電電源に対する前記複数の二次電池の接続状態を前記直列接続から並列接続又は間欠接続に切り替えて、前記第3の充電モードより小電流を使用する第4の充電モードにより充電を行う手段と
を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の充電装置。When each of the plurality of secondary battery modules is configured by a plurality of secondary batteries,
The power supply means,
Means for connecting a plurality of rechargeable batteries constituting the selected rechargeable battery module in series to a charging power source and performing charging in a third charging mode;
Means for monitoring the temperature of the plurality of secondary batteries during a charging period according to the third charging mode;
When it is detected that the temperature of the plurality of secondary batteries has exceeded a preset first threshold, the connection state of the plurality of secondary batteries to the charging power source is changed from the series connection to the parallel connection or The charging device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: means for switching to intermittent connection and performing charging in a fourth charging mode using a smaller current than in the third charging mode.
前記第4の充電モードによる充電期間中に前記複数の二次電池の温度を監視する手段と、
前記複数の二次電池の温度が前記第1のしきい値より小さい第2のしきい値未満に低下したことが検出された場合に、前記充電電源に対する前記複数の二次電池の接続状態を前記並列接続又は間欠接続から前記直列接続に戻して、前記複数の二次電池に対し前記第3の充電モードによる充電を再び行う手段と
を、さらに備えることを特徴とする請求項5記載の充電装置。The power supply means,
Means for monitoring the temperature of the plurality of secondary batteries during a charging period according to the fourth charging mode;
When it is detected that the temperature of the plurality of secondary batteries has dropped below a second threshold value smaller than the first threshold value, the connection state of the plurality of secondary batteries to the charging power source is changed. The charging device according to claim 5, further comprising: a unit configured to return from the parallel connection or the intermittent connection to the series connection and recharge the plurality of secondary batteries in the third charging mode. apparatus.
前記複数の二次電池モジュールに対する充電の優先度を表す情報を取り込む処理と、
前記取り込まれた情報により表される優先度に従い、前記複数の二次電池モジュールに対する充電の順序を設定する処理と、
前記設定された充電の順序に従い、前記複数の二次電池モジュールに対し選択的に充電を行う給電制御処理と
を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする充電制御プログラム。A charge control program used in a charging device that charges a plurality of secondary battery modules each having at least one secondary battery under control of a computer,
A process of capturing information representing a priority of charging the plurality of secondary battery modules;
According to the priority represented by the captured information, a process of setting the order of charging the plurality of secondary battery modules,
A charging control program for causing the computer to execute a power supply control process of selectively charging the plurality of secondary battery modules in accordance with the set charging order.
前記設定された充電の順序に従い、充電の順序が上位に設定された第1の二次電池モジュールを選択する処理と、
前記選択された第1の二次電池モジュールに対し充電を行う処理と、
前記第1の二次電池モジュールの充電期間中に当該第1の二次電池モジュールの充電の進行状態を監視する処理と、
前記監視処理により第1の二次電池モジュールが満充電になったと判定された場合に、充電の順序が下位に設定された第2の二次電池モジュールを選択する処理と、
前記選択された第2の二次電池モジュールに対し充電を行う処理と
を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項7記載の充電制御プログラム。The power supply control process includes:
According to the set charging order, a process of selecting the first secondary battery module whose charging order is set higher,
A process of charging the selected first secondary battery module;
A process of monitoring the progress of charging of the first secondary battery module during the charging period of the first secondary battery module;
When it is determined that the first secondary battery module is fully charged by the monitoring process, a process of selecting a second secondary battery module whose charging order is set lower,
The computer-readable storage medium according to claim 7, wherein the computer is configured to execute the process of charging the selected second secondary battery module.
充電の順序が上位に設定された二次電池モジュールの充電モードとして、第1の充電電流を使用する第1の充電モードを選択する処理と、
充電の順序が下位に設定された二次電池モジュールの充電モードとして、前記第1の充電電流より小さい第2の充電電流を使用する第2の充電モードを選択する処理と、
前記選択された各充電モードを使用して、前記充電の順序が上位に設定された二次電池モジュールに対する充電と、充電の順序が下位に設定された二次電池モジュールに対する充電とを、並行して行わせる処理と
を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項7記載の充電制御プログラム。The power supply control process includes:
A process of selecting a first charging mode using a first charging current as a charging mode of the secondary battery module in which the order of charging is set higher;
A process of selecting a second charging mode using a second charging current smaller than the first charging current as a charging mode of the secondary battery module whose charging order is set lower;
Using each of the selected charging modes, charging the secondary battery module whose charging order is set to a higher order and charging the secondary battery module whose charging order is set to a lower order are performed in parallel. The computer-readable storage medium according to claim 7, wherein the program causes the computer to execute the process.
前記給電制御処理は、
前記選択された二次電池モジュールを構成する複数の二次電池を充電電源に対し直列接続して第3の充電モードによる充電を行う処理と、
前記第3の充電モードによる充電期間に前記複数の二次電池の温度を監視する処理と、
前記複数の二次電池の温度が予め設定された第1のしきい値を超えたことが前記監視処理により検出されたとき、前記充電電源に対する前記複数の二次電池の接続状態を前記直列接続から並列接続又は間欠接続に切り替えて、前記第1の充電モードよりも小電流を使用する第4の充電モードにより充電を行う処理と
を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の充電制御プログラム。When each of the plurality of secondary battery modules is configured by a plurality of secondary batteries,
The power supply control process includes:
A process of connecting a plurality of rechargeable batteries constituting the selected rechargeable battery module in series to a charging power source and performing charging in a third charging mode;
Monitoring the temperatures of the plurality of secondary batteries during a charging period in the third charging mode;
When the monitoring processing detects that the temperatures of the plurality of secondary batteries have exceeded a preset first threshold value, the connection state of the plurality of secondary batteries to the charging power source is connected in series. Switching from parallel connection to intermittent connection to charge in a fourth charging mode using a smaller current than in the first charging mode, and causing the computer to execute the processing. 9. The charge control program according to any one of claims 9 to 9.
前記第4の充電モードによる充電期間に、前記複数の二次電池の温度を監視する処理と、
前記複数の二次電池の温度が第1のしきい値より低く設定された第2のしきい値未満に低下したことが前記監視処理により検出された場合に、前記充電電源に対する前記複数の二次電池の接続状態を前記並列接続又は間欠接続から前記直列接続に戻して、前記複数の二次電池に対し前記第3の充電モードによる充電を再び行う処理と
を、さらに前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項10記載の充電制御プログラム。The power supply control process includes:
Monitoring a temperature of the plurality of secondary batteries during a charging period in the fourth charging mode;
When the monitoring processing detects that the temperature of the plurality of secondary batteries has fallen below a second threshold set lower than a first threshold, the plurality of secondary batteries for the charging power supply are detected. Causing the computer to further execute a process of returning the connection state of the secondary battery from the parallel connection or the intermittent connection to the series connection and charging the plurality of secondary batteries again in the third charging mode. The charge control program according to claim 10, wherein:
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