專(zhuān)利名稱(chēng)：充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)可充電電池進(jìn)行充電的充電裝置；尤其涉及一種用于在低溫下控制其充電操作的方法。
背景技術(shù)：
通常，在電動(dòng)工具等中使用具有可充電電池的電池組，該可充電電池設(shè)置有用于檢測(cè)其溫度的溫度檢測(cè)單元。電池組由工具主體獨(dú)立形成并且可以在充電操作期間與工具主體分開(kāi)以安裝到充電裝置上。如圖10所示，當(dāng)充電操作結(jié)束時(shí)，通過(guò)溫度檢測(cè)單元檢測(cè)到的可充電電池的溫度升高率(ΔT/Δt)大大升高?；谶@個(gè)原理，控制器對(duì)溫度檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果作出反應(yīng)，確定當(dāng)溫度升高率(ΔT/Δt)等于或者大于第一預(yù)定值時(shí)達(dá)到可充電電池的全容量充電，并且相應(yīng)地停止充電操作。
在低溫下進(jìn)行電池組的充電操作會(huì)導(dǎo)致其壽命縮短是公知的。鑒于此，已知有這樣一種充電裝置，其在例如不大于0℃的低溫下，即使電池組安裝在充電裝置上，充電裝置也不會(huì)進(jìn)行正常的充電操作，而是進(jìn)入低溫待機(jī)模式，在該模式下為電池組只提供最小的電流或不為其提供電流。還知道一種充電裝置，即使當(dāng)其正在進(jìn)行充電操作時(shí)，如果電池的溫度達(dá)到如上所述的低溫充電操作也會(huì)切換到低溫待機(jī)模式。之后，當(dāng)可充電電池的溫度達(dá)到例如5℃時(shí)就重新開(kāi)始充電操作。
然而，甚至在受低溫待機(jī)模式保護(hù)的電池組中，由于電池組暴露到其中的溫度增加所以也會(huì)使正常模式的充電操作進(jìn)行。為此，在被單獨(dú)放在等于或者低于-10℃的寒冷的室外環(huán)境中的電池組被拿到大約30℃的室內(nèi)然后放置在充電裝置上的情況下，溫度升高率由于室外溫度和室內(nèi)溫度之間的差異而變得相當(dāng)大。結(jié)果，盡管事實(shí)是充電操作還沒(méi)有完成，但是還是會(huì)作出充電操作已經(jīng)完成的誤判，如圖11所示，從而導(dǎo)致被稱(chēng)為“過(guò)早充電停止”的不良充電問(wèn)題。
日本專(zhuān)利特開(kāi)平公報(bào)No.H6-141481公開(kāi)了一種用于避免這種不良充電問(wèn)題的現(xiàn)有技術(shù)。根據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)，在對(duì)應(yīng)于可充電電池在充電操作開(kāi)始時(shí)的的溫度的一段時(shí)間內(nèi)不檢測(cè)溫度升高率。這不僅有助于避免不良充電問(wèn)題而且有助于防止開(kāi)始檢測(cè)溫度升高率的時(shí)間被有害地延長(zhǎng)。
上面引用的現(xiàn)有技術(shù)在避免過(guò)早充電停止以及將可充電電池充電到比較可接受的容量水平方面是有效的。然而，如此設(shè)置的可充電電池根據(jù)其使用條件而表現(xiàn)出不同的性能，并且在低溫下性能表現(xiàn)出明顯的下降。雖然現(xiàn)有技術(shù)考慮到對(duì)應(yīng)于可充電電池溫度的時(shí)間而不檢測(cè)溫度增長(zhǎng)率，但是仍然存在可充電電池不能充滿的可能性。這是因?yàn)橛深A(yù)定的溫度升高率的閾值來(lái)確定充電操作的完成。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種充電裝置，即使當(dāng)電池處于低溫時(shí)該充電裝置也能夠以可靠的方式使電池充滿。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種充電裝置，其包括充電單元；檢測(cè)單元，用于檢測(cè)可充電電池的溫度和溫度升高率；控制器，用于控制充電單元以向可充電電池提供充電電流，其中如果溫度升高率等于或者大于第一閾值時(shí)充電單元就停止向可充電電池提供充電電流；以及補(bǔ)償單元，用于如果在將可充電電池安裝到充電裝置上時(shí)可充電電池的溫度等于或者小于第二閾值，則就將第一閾值的值設(shè)置得更大，反之則將第一閾值的值設(shè)置得更小。


從下面結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的說(shuō)明中本發(fā)明的上述和其他目的和特征將變得顯而易見(jiàn)，在附圖中
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的充電裝置的電氣結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2給出用于解釋根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例所示出的充電裝置的操作的流程圖；圖3給出用于解釋根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例所示出的充電裝置的操作的曲線圖；圖4A和4B示出用于解釋根據(jù)第一實(shí)施優(yōu)選例的充電裝置的另一操作的流程圖；圖5示出用于解釋根據(jù)第一實(shí)施優(yōu)選例的充電裝置的另一操作的流程圖；圖6示出用于解釋根據(jù)第一實(shí)施優(yōu)選例的充電裝置的另一操作的流程圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的充電裝置的電氣結(jié)構(gòu)的方框圖；圖8給出用于解釋根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的充電裝置的操作的流程圖；圖9給出根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的充電裝置的電氣結(jié)構(gòu)的方框圖；圖10示出隨同可充電電池的充電操作一起的溫度變化的常規(guī)例子的曲線圖；以及圖11示出用于解釋常規(guī)充電裝置的操作的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
第一優(yōu)選實(shí)施例圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的充電裝置1的電氣結(jié)構(gòu)的方框圖。充電裝置1例如構(gòu)成可充電電動(dòng)工具箱的一部分。安裝在充電裝置1上的是與諸如可充電鉆頭驅(qū)動(dòng)器的可充電電動(dòng)工具的主體分開(kāi)的電池組2。充電裝置1用于對(duì)設(shè)置在電池組2內(nèi)的可充電電池3進(jìn)行充電。
可充電電池3的例子包括Ni-Cd(鎳鎘)電池，Ni-MH(鎳金屬氫化物)電池，鋰基二次電池等等。在電池組2的內(nèi)部，將溫度傳感器4設(shè)置成與可充電電池3接觸。溫度傳感器4是由熱敏電阻等構(gòu)成并且根據(jù)可充電電池3的組成物和容量(額定電壓或額定電流)由不同的材料制成，允許充電裝置1檢測(cè)其類(lèi)型。溫度傳感器4與可充電電池3具有公共接地端，并且電池組2通過(guò)三個(gè)端子連接到充電裝置1。
充電裝置1通常由功率變換器電路11和其控制電路12構(gòu)成。功率變換器電路11包括整流器電路14，用于將由電源13所提供的商用交流電整流和平滑成直流電；開(kāi)關(guān)元件15，用于對(duì)直流電進(jìn)行切換；變壓器16，其初級(jí)線圈連接到與開(kāi)關(guān)元件15串聯(lián)連接的整流器電路14；開(kāi)關(guān)控制電路17，用于控制開(kāi)關(guān)元件15的開(kāi)關(guān)操作；以及二極管18和平滑電容器19，用于將在變壓器16的次級(jí)線圈上感應(yīng)的電壓進(jìn)行整流和平滑，以將其施加到電池組2的可充電電池3。
控制電路12包括電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻器21，設(shè)置在功率變換器電路11的次級(jí)側(cè)上；充電電流測(cè)量電路22，用于由電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻器21的端子間電壓測(cè)量功率變換器電路11的輸出電流；輸出電壓檢測(cè)電路23，用于測(cè)量功率變換器電路11的次級(jí)側(cè)上的輸出電壓；目標(biāo)電流設(shè)定電路24，用于在恒流充電期間設(shè)定目標(biāo)電流；電池溫度檢測(cè)電路25，用于由溫度傳感器4的端子間電阻值測(cè)量可充電電池3的溫度?？刂齐娐?2還包括充電電流控制電路26，其由微機(jī)等構(gòu)成，用于響應(yīng)來(lái)自電路22到25的輸入而操作控制輸出；信號(hào)傳輸電路27，其用于對(duì)從充電電流控制電路26接收到的控制輸出進(jìn)行功率放大，以將該放大的控制輸出施加到開(kāi)關(guān)控制電路17并且用于控制開(kāi)關(guān)元件15的操作；以及用于切換閾值的補(bǔ)償電路28，該閾值是用于以下述方式在充電電流控制電路26中根據(jù)來(lái)自電池溫度檢測(cè)電路25的輸出判斷電池是否已經(jīng)充滿。
根據(jù)如上所述構(gòu)造的充電裝置1，用作控制器的充電電流控制電路26通過(guò)控制用作充電單元的功率變換器電路11的操作來(lái)控制提供給可充電電池3的充電電流，通過(guò)根據(jù)用作溫度檢測(cè)單元的溫度傳感器4的輸出監(jiān)測(cè)由電池溫度檢測(cè)電路25檢測(cè)到的可充電電池3的溫度升高率(ΔT/Δt)，來(lái)進(jìn)行上述對(duì)功率變換器電路11的操作的控制。如果溫度升高率(ΔT/Δt)變得等于或者大于第一預(yù)定值，即用于判斷滿容量充電的閾值，則充電電流控制電路26執(zhí)行基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制，從而判定可充電電池3已經(jīng)充滿并且接著停止充電操作。用于測(cè)量溫度增加量ΔT的時(shí)間Δt例如可以是30秒或一分鐘。
根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例，如果在將可充電電池3安裝到充電裝置1時(shí)通過(guò)溫度傳感器4由電池溫度檢測(cè)電路25檢測(cè)到的可充電電池3的溫度等于或者小于第二預(yù)定值(例如，0℃)，則操作進(jìn)入低溫待機(jī)模式，在該模式下不執(zhí)行充電操作，并且維持低溫待機(jī)模式直到可充電電池的溫度變成等于或者小于第三預(yù)定值(例如，5℃)為止。如果可充電電池的溫度超過(guò)第三預(yù)定值，則補(bǔ)償電路28增加充電電流控制電路26中的第一預(yù)定值，并且使充電電流控制電路26執(zhí)行充電操作(充電模式)。此時(shí)，通過(guò)利用增加的第一預(yù)定值來(lái)進(jìn)行基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制。在該操作的準(zhǔn)備過(guò)程中，充電電流控制電路26具有，作為第一預(yù)定值的，如表1所示的正常ΔT/Δt控制表(當(dāng)可充電電池在被安裝時(shí)的溫度超過(guò)第二預(yù)定值時(shí)使用該表)以及如表2所示的低溫ΔT/Δt控制表(當(dāng)可充電電池在被安裝時(shí)的溫度等于或者小于第二預(yù)定值并且然后超過(guò)第三預(yù)定值時(shí)使用該表)，低溫ΔT/Δt控制表的值比正常ΔT/Δt控制表的值大。如果判定可充電電池3處在低溫下，則補(bǔ)償電路28將正常ΔT/Δt控制表切換為低溫ΔT/Δt控制表。也就是說(shuō)，充電模式具有正常充電模式(使用正常ΔT/Δt控制表作為第一預(yù)定值)和低溫充電模式(使用低溫ΔT/Δt控制表作為第一預(yù)定值)。
表1


表2

如上所述，可充電電池3具有各種容量，與此相對(duì)應(yīng)根據(jù)可充電電池3的類(lèi)型將ΔT/Δt控制表設(shè)為正常ΔT/Δt控制表和低溫ΔT/Δt控制表。此外，根據(jù)將可充電電池3安裝到充電裝置1上時(shí)的溫度范圍將ΔT/Δt控制表設(shè)為不同的值。例如，在正常充電模式下對(duì)8A類(lèi)型的大容量可充電電池進(jìn)行充電期間，如果在30秒的測(cè)量時(shí)間Δt內(nèi)在電池組2在被安裝時(shí)的溫度等于或者小于15℃的情況下，溫度增加量ΔT達(dá)到1.8℃或者更高，則判定電池已經(jīng)充滿。相反，當(dāng)?shù)蜏卮龣C(jī)模式切換為低溫充電模式時(shí)，不判定全容量充電除非在同樣為30秒的測(cè)量時(shí)間內(nèi)溫度增加量ΔT達(dá)到3.6℃或者更高。
為此，將溫度傳感器4設(shè)計(jì)成根據(jù)電池容量而具有不同長(zhǎng)度的熱敏電阻以在安裝可充電電池3時(shí)允許充電裝置1識(shí)別該可充電電池3的類(lèi)型。因此，溫度傳感器4和電池溫度檢測(cè)電路25形成電池組檢測(cè)單元，其根據(jù)熱敏電阻的電阻值檢測(cè)被安裝的電池組2的類(lèi)型。根據(jù)電池組2的類(lèi)型所選擇的熱敏電阻之間的電阻值之差明顯大于特定熱敏電阻在實(shí)際使用溫度范圍內(nèi)的變化程度，使得能夠在任何溫度下精確判定所安裝的電池組2的類(lèi)型。
圖2是用于解釋上述構(gòu)造的充電裝置1的操作的流程圖。在步驟S1，電池溫度檢測(cè)電路25給溫度傳感器4通電以確定電池組2是否安裝到充電裝置1上。重復(fù)執(zhí)行步驟S1直到安裝了電池組2，而且一旦確定安裝了電池組2就將操作轉(zhuǎn)到步驟S2。在步驟S2，測(cè)量電池組2的溫度T以確定其是否大于0℃。如果電池組2的溫度T超過(guò)了0℃，則操作就繼續(xù)進(jìn)行到步驟S3，以通過(guò)利用如表1所示的正常ΔT/Δt控制表來(lái)執(zhí)行正常充電模式。在步驟S4，如果溫度升高率(ΔT/Δt)大于基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制的閾值，則判定滿容量充電已經(jīng)完成。
相反，如果在步驟S2判定電池組2的溫度T等于或者小于0℃，則操作轉(zhuǎn)到步驟S5，進(jìn)入低溫待機(jī)模式并且保持在該低溫待機(jī)模式下直到電池組2的溫度T達(dá)到5℃以上為止。如果在步驟S5電池組2的溫度T超過(guò)了5℃，則操作就繼續(xù)進(jìn)行到步驟S6，以通過(guò)利用如表2所示的低溫ΔT/Δt控制表來(lái)執(zhí)行低溫充電模式。接著，在步驟S4′，如果溫度升高率(ΔT/Δt)變得大于基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制的閾值，則判定滿容量充電已經(jīng)完成。如上所述，通過(guò)將進(jìn)入低溫待機(jī)模式時(shí)的閾值(例如，第二預(yù)定值)設(shè)為大于切換為低溫充電模式時(shí)的閾值(例如，第三預(yù)定值)，可以防止系統(tǒng)過(guò)早進(jìn)入低溫充電模式。
在具有這種結(jié)構(gòu)的充電裝置1中，如圖3所示，即使在通過(guò)將低溫待機(jī)模式轉(zhuǎn)換為低溫充電模式而對(duì)可充電電池3進(jìn)行基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制的情況下，將可充電電池3從低溫環(huán)境移到一般室溫環(huán)境下，也可以確定可充電電池是否已經(jīng)成功地充電到其全容量，以防止過(guò)早停止并且以可靠的方式將電池充電到其全容量，其原因在于，與正常充電模式相比，在低溫充電模式期間基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制的閾值變化較大，導(dǎo)致通過(guò)除掉因?yàn)橛森h(huán)境變化而產(chǎn)生的溫度差所引起的溫度增加量而得到只反映在所得到的固有充電操作中所涉及的溫度增加量。
此外，如上所述，可充電電池3可以在組分物以及諸如額定電壓或額定電流的容量上有差別。具有不同組分物的可充電電池3的例子包括Ni-Cd(鎳鎘)電池，Ni-MH(鎳金屬氫化物)電池，鋰基二次電池等?？紤]到這一點(diǎn)，可以將用作電池組檢測(cè)單元的溫度傳感器4和電池溫度檢測(cè)電路25設(shè)計(jì)成檢測(cè)可充電電池3的組分物。在這種情況下，將表2所示的低溫ΔT/Δt控制表如所希望地變?yōu)椋?，如下?所示的控制表。
表3

通過(guò)根據(jù)隨著可充電電池3的成分、容量等因素變化的溫度升高率來(lái)改變?chǔ)/Δt控制表，即，用于判定的閾值，而可以適當(dāng)?shù)貙?duì)不同類(lèi)型的電池組2進(jìn)行充電而不會(huì)過(guò)量或不足，從而允許充電裝置1可以通用。
此外，當(dāng)從低溫待機(jī)模式返回時(shí)，ΔT/Δt控制表可以根據(jù)安裝時(shí)的溫度范圍變?yōu)槠渌问?，而且?dāng)安裝時(shí)的溫度下降時(shí)可以不定地變?yōu)楦蟮闹怠?br> 此外，可以在從充電操作開(kāi)始的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行ΔT/Δt控制表的改變。之后，ΔT/Δt控制表的值可以返回到正常值或者變?yōu)樾∮谒淖兊闹档笥谡Ｖ档闹??；蛘?，ΔT/Δt控制表的值可以隨著充電操作開(kāi)始后時(shí)間的流逝而逐漸降低，或可以根據(jù)充電操作開(kāi)始后逝去的時(shí)間范圍而不定地變化。作為另一種選擇，可以利用愈加變化的值來(lái)控制ΔT/Δt控制表的值直到可充電電池3的溫度升高到預(yù)定溫度，之后，可以返回到正常值。
圖4A和4B示出這種操作的例子。這里，將與圖2所示的流程圖類(lèi)似的操作標(biāo)注以相同的步驟編號(hào)，并且省略對(duì)它們的說(shuō)明。在圖4A和4B所示的例子中，如果在步驟S1檢測(cè)到安裝了電池組2，則在步驟S10檢測(cè)電池組2中的可充電電池3的類(lèi)型。在可充電電池3是Ni-Cd電池的情況下，操作繼續(xù)進(jìn)行到步驟S2。接著，如果在步驟S2電池組2的溫度T超過(guò)了0℃，則操作轉(zhuǎn)到步驟S3以通過(guò)利用如表3所示的Ni-Cd電池的正常ΔT/Δt控制表來(lái)執(zhí)行正常充電模式。在步驟S4，如果溫度升高率(ΔT/Δt)變得大于基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制的閾值，則判定已經(jīng)完成了全容量充電。
同時(shí)，如果在步驟S2確定電池組2的溫度T等于或者小于0℃，則操作轉(zhuǎn)到步驟S5同時(shí)保持在低溫待機(jī)模式下直到電池組2的溫度T達(dá)到5℃以上為止。當(dāng)在步驟S5溫度T超過(guò)了5℃，則操作轉(zhuǎn)到步驟S6以通過(guò)利用Ni-Cd電池的低溫ΔT/Δt控制表來(lái)執(zhí)行低溫充電模式。之后，在步驟S7確定在低溫充電模式之后是否已經(jīng)過(guò)去了20分鐘，并且在步驟S4′確定可充電電池是否已經(jīng)充滿。如果確定甚至在20分鐘過(guò)去之前可充電電池也沒(méi)有充滿，則操作轉(zhuǎn)到步驟S6，并且如果確定在20分鐘之內(nèi)已經(jīng)完成了全容量充電，則結(jié)束低溫充電模式。在步驟S7，一旦在低溫充電模式之后過(guò)去了20分鐘，操作就轉(zhuǎn)到步驟S3以執(zhí)行正常充電模式。通過(guò)調(diào)整利用本實(shí)施例中的大表值控制充電操作的時(shí)間段，可以有效防止任何過(guò)量充電。
如果在步驟S10判定可充電電池3是Ni-MH電池，則操作繼續(xù)進(jìn)行到步驟S2a至S7a，其中Ni-MH電池的ΔT/Δt控制表用于執(zhí)行與步驟S2到S7相同的操作。
此外，只有在從充電操作開(kāi)始到電池組2達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)的這段時(shí)間間隔之內(nèi)，才可以進(jìn)行ΔT/Δt控制表的改變。之后，ΔT/Δt控制表可以變?yōu)檎ＤＪ健?br> 圖5示出這種操作的另一個(gè)例子。這里，將與圖2所示的流程圖類(lèi)似的操作標(biāo)注以相同的步驟編號(hào)，并且省略對(duì)它們的說(shuō)明。在圖5所示的例子中，如果在步驟S5溫度T超過(guò)了5℃，則流程轉(zhuǎn)到步驟S6以執(zhí)行低溫充電模式。在步驟S8，確定溫度T是否等于或者小于10℃。如果在步驟S8確定溫度小于10℃，則操作轉(zhuǎn)到步驟S4′，在該步驟S4′確定是否已經(jīng)完成了全容量充電。接著，如果確定已經(jīng)完成了全容量充電，則結(jié)束低溫充電模式，并且如果確定沒(méi)有完成全容量充電，則操作返回到步驟S6。在步驟S8，如果溫度T等于或者大于10℃，則操作轉(zhuǎn)到步驟S3以通過(guò)利用正常ΔT/Δt控制表來(lái)執(zhí)行正常充電模式。通過(guò)調(diào)整利用本實(shí)施例中的大表值控制充電操作的時(shí)間段，可以有效防止任何過(guò)量充電。
此外，本結(jié)構(gòu)中充電操作以低溫ΔT/Δt控制表作為開(kāi)始，其中當(dāng)可充電電池的溫度保持不大于第二預(yù)定值時(shí)，充電操作進(jìn)入低溫待機(jī)模式。然而，如果可充電電池的溫度在充電操作期間下降到第二預(yù)定值或者更低，從而進(jìn)入低溫待機(jī)模式，并且隨后從低溫待機(jī)模式恢復(fù)到正常模式而重新開(kāi)始充電操作，則可以不需要改變第一預(yù)定值。
圖6示出這種操作的另一個(gè)例子。這里，將與圖2所示的流程圖類(lèi)似的操作標(biāo)注以相同的步驟編號(hào)，并且省略對(duì)它們的說(shuō)明。在圖6的例子中，如果在步驟S2判定電池組2的溫度T大于0℃，則操作繼續(xù)進(jìn)行到步驟S3以執(zhí)行正常充電模式。接著，在步驟S9，如果溫度T等于或者小于0℃，則操作轉(zhuǎn)到步驟S20以進(jìn)入低溫待機(jī)模式。在步驟S20，維持低溫待機(jī)模式直到溫度T超過(guò)5℃。如果溫度T超過(guò)了5℃，則操作返回到步驟S3以通過(guò)利用表1所示的正常ΔT/Δt控制表來(lái)執(zhí)行正常充電模式。在以正常充電模式開(kāi)始之后，切換到低溫待機(jī)模式并且緊接著從低溫待機(jī)模式恢復(fù)，這樣可以通過(guò)利用最初的ΔT/Δt控制表來(lái)有效防止任何過(guò)量充電。
此外，在圖6的操作中，操作從步驟S2轉(zhuǎn)到步驟S5同時(shí)在安裝電池組2時(shí)進(jìn)入低溫待機(jī)模式。之后，如果電池組2的溫度T變得大于5℃，則操作轉(zhuǎn)到步驟S13以執(zhí)行正常充電模式同時(shí)減小充電電流使其小于正常充電模式下的電流。接著，在步驟S11確定在低溫充電模式之后是否已經(jīng)過(guò)去了10分鐘，如果已經(jīng)過(guò)去了10分鐘，則操作轉(zhuǎn)到步驟S3。然而，在步驟S11沒(méi)有過(guò)去10分鐘的情況下，如果在步驟S4′判定已經(jīng)完成了全容量充電，則結(jié)束充電操作，但是如果判定沒(méi)有完成全容量充電則操作轉(zhuǎn)到步驟S13。
第二優(yōu)選實(shí)施例圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的充電裝置31的電氣結(jié)構(gòu)的方框圖。充電裝置31與前述圖1所示的充電裝置1相似，因此將與圖1所示相同的部件標(biāo)注以相同的參考標(biāo)記，并且省略對(duì)它們的說(shuō)明。根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例，充電裝置31的控制電路32包括由熱敏電阻等構(gòu)成的環(huán)境溫度傳感器34和響應(yīng)于環(huán)境溫度傳感器34的輸出用于檢測(cè)環(huán)境溫度的環(huán)境溫度檢測(cè)電路35。對(duì)應(yīng)于環(huán)境溫度和可充電電池3的溫度之差，補(bǔ)償電路38將充電電流控制電路36中的ΔT/Δt控制表改為，例如，如下表4所示的表。環(huán)境溫度傳感器34和環(huán)境溫度檢測(cè)電路35共同形成環(huán)境溫度檢測(cè)單元。
表4


此外，根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例，在從低溫待機(jī)模式切換到正常模式之后在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)，例如大約20分鐘，補(bǔ)償電路38允許環(huán)境溫度傳感器34檢測(cè)環(huán)境溫度，同時(shí)進(jìn)行充電操作。響應(yīng)于環(huán)境溫度和由電池溫度傳感器4檢測(cè)到的可充電電池3的溫度之差，補(bǔ)償電路38逐步改變?chǔ)/Δt控制表。
圖8示出用于解釋上述構(gòu)造的充電裝置31的操作的流程圖。這里，將與圖2所示的流程圖類(lèi)似的操作標(biāo)注以相同的步驟編號(hào)，并且省略對(duì)它們的說(shuō)明。在圖8的例子中，操作轉(zhuǎn)到步驟S5進(jìn)入低溫待機(jī)模式。接著，在步驟S12檢測(cè)環(huán)境溫度之后，通過(guò)利用由表4所示的環(huán)境溫度傳感器34和電池溫度傳感器4之間的溫度差所設(shè)定的ΔT/Δt控制表來(lái)執(zhí)行充電操作。之后，如果從充電操作開(kāi)始之后沒(méi)有過(guò)去20分鐘，則操作轉(zhuǎn)到步驟S4′以確定電池是否已經(jīng)充滿。在步驟S4′，如果確定已經(jīng)完成了全容量充電，則結(jié)束充電操作，并且如果確定沒(méi)有完成，則操作返回到步驟S12。在步驟S14在20分鐘過(guò)去之后，操作轉(zhuǎn)到步驟S3以通過(guò)利用正常ΔT/Δt控制表來(lái)執(zhí)行正常充電操作。
在環(huán)境溫度傳感器34和電池溫度傳感器4之間存在較大溫差的情況下，通過(guò)預(yù)先設(shè)定能夠防止會(huì)在環(huán)境溫度的影響下以不同方式出現(xiàn)的過(guò)早充電停止的大表值，并且還通過(guò)針對(duì)上述溫差詳細(xì)設(shè)定該表值，可以根據(jù)與充電裝置31的安裝環(huán)境相應(yīng)的可充電電池的溫度升高率來(lái)更精確地判定全容量充電。此外，通過(guò)調(diào)整利用第二優(yōu)選實(shí)施例中的大表值控制充電操作的時(shí)間段，可以有效防止任何過(guò)量充電。
第三優(yōu)選實(shí)施例圖9給出根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的充電裝置41的電氣結(jié)構(gòu)的方框圖。充電裝置41與圖1所示的前述充電裝置1相似，因此將與圖1所示相同的部件標(biāo)注以相同的參考標(biāo)記，并且省略對(duì)它們的說(shuō)明。根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例，控制電路42的充電電流控制電路46不僅執(zhí)行基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制還執(zhí)行-ΔV充電控制或者由安全定時(shí)器管理的第二和第三充電控制。
-ΔV充電控制是以這樣的方式執(zhí)行的，當(dāng)一旦電池充滿輸出電壓檢測(cè)電路23就檢測(cè)到電池電流開(kāi)始下降時(shí)，充電操作完成。此外，安全定時(shí)器適用于即使當(dāng)根本沒(méi)有執(zhí)行基于ΔT/Δt的過(guò)充電控制和-ΔV充電控制時(shí)，在從充電操作開(kāi)始后經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間，例如一個(gè)小時(shí)之后，就強(qiáng)制停止充電操作。
這樣，提供作為故障安全單元的第二和第三充電控制單元有助于以更可靠的方式防止電池被過(guò)量充電。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明的充電裝置，具有可充電電池的電池組單獨(dú)由充電裝置構(gòu)成并且在充電操作時(shí)安裝在該充電裝置上，所述可充電電池設(shè)置有用于檢測(cè)可充電電池的溫度的溫度檢測(cè)單元。在這種充電裝置中，控制器監(jiān)測(cè)溫度檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果，并且根據(jù)可充電電池接近全容量充電時(shí)的溫度升高率(ΔT/Δt)來(lái)判定可充電電池已經(jīng)充滿，從而停止充電操作。在這個(gè)控制過(guò)程中，如果在將可充電電池安裝到充電裝置上時(shí)可充電電池的溫度等于或者小于第二預(yù)定值，則補(bǔ)償單元大大改變第一預(yù)定值，即，用于判定全容量充電的閾值。
因此，即使在將可充電電池從低溫環(huán)境移到一般室溫環(huán)境下并且接著在該狀態(tài)下進(jìn)行充電的情況下，根據(jù)除去由室溫引起的溫度增加量之后的在固有充電操作中所涉及的溫度增加量，也可以判定全容量充電是成功還是失敗，從而以可靠的方式完成全容量充電。
雖然針對(duì)優(yōu)選實(shí)施例本對(duì)發(fā)明進(jìn)行了展示和說(shuō)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，可以在不脫離由所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行各種該變和修改。
權(quán)利要求
1.一種充電裝置，包括充電單元；檢測(cè)單元，用于檢測(cè)可充電電池的溫度和溫度升高率；控制器，用于控制所述充電單元以向所述可充電電池提供充電電流，其中如果所述溫度升高率等于或者大于第一閾值，則所述充電單元停止向所述可充電電池提供所述充電電流；以及補(bǔ)償單元，用于如果在將所述可充電電池安裝到所述充電裝置上時(shí)所述可充電電池的溫度等于或者小于第二閾值，則將所述第一閾值設(shè)得更大，反之則將其設(shè)得更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電裝置，其中所述檢測(cè)單元還適用于檢測(cè)所述可充電電池的類(lèi)型，并且其中所述補(bǔ)償單元還根據(jù)所述可充電電池的類(lèi)型改變所述第一閾值的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的充電裝置，還包括用于檢測(cè)環(huán)境溫度的環(huán)境溫度檢測(cè)單元，其中所述補(bǔ)償單元根據(jù)由所述環(huán)境溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)到的所述環(huán)境溫度和由所述檢測(cè)單元所檢測(cè)到的所述可充電電池的溫度之間的差來(lái)改變所述第一閾值的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電裝置，其中所述補(bǔ)償單元在所述可充電電池被充電的同時(shí)，根據(jù)分別由所述環(huán)境溫度檢測(cè)單元和所述檢測(cè)單元所檢測(cè)到的所述環(huán)境溫度和所述可充電電池的溫度之間的差來(lái)改變所述第一閾值的值。
全文摘要
一種充電裝置，包括充電單元；檢測(cè)單元，用于檢測(cè)可充電電池的溫度和溫度升高率；控制器，用于控制充電單元以向充電電流提供給可充電電池；以及補(bǔ)償單元，如果在將可充電電池安裝到充電裝置上時(shí)可充電電池的溫度等于或者低于第二閾值，補(bǔ)償單元就將第一閾值設(shè)定為更大，反之則設(shè)定為更小。如果溫度升高率等于或者大于第一閾值，則充電單元停止向可充電電池提供充電電流。
文檔編號(hào)H02J7/02GK1881740SQ200610082020
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者三輪達(dá)哉, 久保田篤優(yōu), 清水直樹(shù), 池田昌樹(shù) 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社