專利名稱：具有電池壽命判斷功能的電池充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于鎳-金屬-氫化物電池或者其他蓄電池的電池充電器，具體而言，涉及在電池充電器中使用的電池壽命判斷裝置。
背景技術(shù)：
可充電電池通常用作便攜裝置的電源。當(dāng)這樣的裝置中的電池的容量喪失，電池從便攜裝置中移除，用充電裝置充電，接著重新安裝到便攜裝置中。通過重復(fù)此過程，可充電電池可以多次使用。但是，隨著充電/放電循環(huán)的重復(fù)，電池的放電電容下降，如圖5中所示。由于電池的初始性能這樣下降，電池可以充電和放電的次數(shù)受到限制。傳統(tǒng)上，用戶必須使用他們的經(jīng)驗等在不同情況的基礎(chǔ)上來確定電池壽命到期。結(jié)果，需要一種技術(shù)來了解電池壽命到期的時間。為了達到這個要求，日本專利No.3,336,790提出了一種電池壽命判斷裝置，用于基于電池電壓是否超過預(yù)定的壽命判斷閾值來確定電池壽命到期的時間，所述預(yù)定的壽命判斷閾值對應(yīng)于形成電池的電池單元(battery cells)數(shù)目確定。
圖6顯示了當(dāng)對正常操作的電池充電時的電池電壓和充電電流。如圖6中所示，當(dāng)電池用恒定水平的充電電流充電時，電池電壓在初始充電階段緩慢上升。圖7顯示了當(dāng)對已經(jīng)惡化了的電池充電時的電池電壓和充電電流。如圖7中所示，當(dāng)電池在與圖6相同的條件下充電時，電池電壓在初始充電階段突然上升。因此，根據(jù)日本專利No.3336790的電池壽命判斷裝置確定該電池的壽命已經(jīng)到期，因為初始階段中的突然電壓上升超過了預(yù)定的壽命判斷閾值。
但是，由于電池根據(jù)電池的類型、內(nèi)部材料、制造方法等顯示了不同的電壓特征，簡單基于電池電壓是否超出壽命判斷閾值通常難于判斷電池壽命是否到期。例如，在一些類型的電池中，電壓在充電的初始階段沒有突然上升，不管電池是正常的(好的)還是壞的。對于顯示該性能的電池，電池的壽命不能簡單地通過判斷電池電壓已經(jīng)超出了壽命判斷閾值而進行確定。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于前述，本發(fā)明的目的是提供一種可靠地確定電池壽命到期的時間而不管電池的類型的電池壽命判斷裝置。
本發(fā)明的另外的目的是提供一種電池壽命判斷裝置，所述電池壽命判斷裝置可以容易地通知用戶電池處于惡化的狀態(tài)中。
上述和其他的目的通過一種電池壽命判斷裝置來獲得，所述電池壽命判斷裝置包括電池電壓檢測電路，所述電池電壓檢測電路檢測電池電壓；存儲器，所述存儲器存儲通過電池電壓檢測電路檢測的電池電壓；電池電壓梯度計算單元，所述電池電壓梯度計算單元從電池電壓檢測電路檢測的電池電壓以及早預(yù)定時間所檢測的電池電壓來計算電池電壓梯度；和判斷單元，所述判斷單元在充電開始之后、指定的時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度超過第一指定值時，判斷電池的壽命到期。
具有如上構(gòu)造的電池壽命判斷裝置建立了用于電池電壓梯度的第一指定值并當(dāng)在初始充電階段中的電池電壓梯度大于或者等于第一指定值時判斷電池的壽命到期。因此，本發(fā)明增加了壽命到期可以被確定的電池的類型的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，提供了一種電池壽命判斷裝置，包括電池電壓檢測電路，所述電池電壓檢測電路檢測電池電壓；存儲器，所述存儲器存儲通過電池電壓檢測電路檢測的電池電壓；電池電壓梯度計算單元，所述電池電壓梯度計算單元從電池電壓檢測電路檢測的電池電壓以及早預(yù)定時間所檢測的電池電壓來計算電池電壓梯度；和判斷單元，所述判斷單元在充電開始之前、電池電壓小于或者等于指定的電壓時以及在充電開始之后、指定的時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度超過第一指定值時，判斷電池的壽命到期。
具有如上構(gòu)造的電池壽命判斷裝置建立了用于電池電壓梯度的第一指定值并當(dāng)充電開始之前的電池電壓小于或者等于指定的電壓時和當(dāng)在初始充電階段中的電池電壓梯度大于或者等于第一指定值時判斷電池的壽命到期。
當(dāng)充電開始之后指定時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度小于第一指定值且大于或者等于第二指定值時，判斷裝置可以確定電池的壽命幾乎到期。此處，第二指定值小于第一指定值。
具有如上構(gòu)造的電池壽命判斷裝置建立了小于第一指定值的第二指定值。當(dāng)充電開始之后指定時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度小于第一指定值且大于或者等于第二指定值時，電池壽命判斷裝置確定電池的壽命幾乎到期。
當(dāng)充電開始之后指定時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度小于第二指定值時，電池壽命判斷裝置判斷電池是正常的(healthy)。
優(yōu)選地，電池壽命判斷裝置具有顯示單元，所述顯示單元通知用戶電池的判斷結(jié)果。特別地，電池壽命判斷裝置可以通過顯示單元通知用戶關(guān)于電池壽命是否到期、電池壽命是否快要到期或者電池是正常的的情況。
進一步優(yōu)選地，當(dāng)電池被判斷是好時，顯示單元發(fā)出第一光，當(dāng)電池的壽命被判斷幾乎到期時，發(fā)出第二光，當(dāng)電池的壽命被判斷到期時發(fā)出第三光。第一光、第二光和第三光顏色不同。
根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，提供了一種電池壽命判斷裝置，包括電池電壓檢測電路，所述電池電壓檢測電路檢測電池電壓；存儲器，所述存儲器存儲通過電池電壓檢測電路檢測的電池電壓；微機，所述微機基于在充電開始之后指定的時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度和充電開始之前的電池電壓至少其中之一執(zhí)行電池壽命判斷，并根據(jù)電池壽命的殘余長度提供判斷結(jié)果；和顯示單元，所述顯示單元指示判斷結(jié)果同時根據(jù)電池壽命的殘余長度發(fā)出不同顏色的光。
具有電池壽命判斷功能的電池充電器可以在較短的時間量之內(nèi)可靠地確定不同電池的壽命。電池充電器也可以在電池的狀態(tài)惡化時很容易通知用戶。


本發(fā)明的特定的特征和優(yōu)點將在結(jié)合附圖并從下述的說明中變得顯而易見，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的充電裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖；圖2是顯示了電池電壓和充電電流與用于正常的電池的充電時間的依賴關(guān)系的視圖；圖3是顯示了電池電壓和充電電流與用于圖2中已經(jīng)惡化的電池的充電時間的依賴關(guān)系的視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的充電裝置的操作的流程圖；圖5是顯示了電池的充電/放電循環(huán)壽命的視圖；圖6是一種類型的正常的電池的電池電壓和充電電流與充電時間的依賴關(guān)系的視圖；和圖7是顯示用于已經(jīng)惡化的與圖6中相同類型電池的電池電壓和充電電流與充電時間的依賴關(guān)系的視圖。
具體實施例方式
接著，本發(fā)明的優(yōu)選實施例將參照附圖進行說明。根據(jù)優(yōu)選實施例的電池壽命判斷裝置用于確定多種類型的電池的電池壽命到期時間并在充電裝置中提供作為另外的功能來對電池組或者由鎳鉻電池或者鎳-金屬-氫化物電池構(gòu)成的電池進行充電。
首先，充電裝置100將參照圖1進行說明。充電裝置100連接到交流電源1，用于對電池組2充電。充電裝置100具有由初級整流電路/平滑電路(smoothing circuit)10構(gòu)成的電源電路、切換電路20和用于供給電源來對電池組2充電的次級整流電路/平滑電路30。
構(gòu)建在電池組2的內(nèi)部的有具有多個串聯(lián)連接的單元的電池2a，溫度檢測元件2b，例如由熱敏電阻構(gòu)造，并設(shè)置與一個單元接觸或者設(shè)置在所述單元的附近來檢測電池2a的溫度，和單元數(shù)目確定電阻器2c，所述電阻器2c具有與包含在電池組2內(nèi)的單元數(shù)目對應(yīng)的電阻值。
初級整流電路/平滑電路10包括全波整流電路11和平滑電容器12。切換電路20包括高頻變壓器21、MOSEFT22、SW控制IC23、用于SW控制IC23的恒壓電路24和啟動電阻器25。高頻變壓器21包括初級繞組21a、次級繞組21b、第三繞組21c和第四繞組21d。初級繞組21a用于施加輸入電壓。次級繞組21b是用于SW控制IC23的輸出繞組。第三繞組21c是用于對電池組2充電的輸出繞組。第四繞組21d是用于將電源電壓供給到微機50、充電電流控制電路60等的恒壓電路70的輸出繞組。次級繞組21b和第四繞組21d由與初級繞組21a相同的極性構(gòu)造，同時第三繞組21c具有相反的極性。
SW控制IC23是通過改變施加到MOSFET22的驅(qū)動脈沖的寬度調(diào)節(jié)輸出電壓的切換電源供給IC。恒壓電路24包括二極管24a、三端子調(diào)節(jié)器24b和電容器24c、24d。恒壓電路24將從次級繞組21b輸出的電壓轉(zhuǎn)換為恒壓。次級整流/平滑電路30包括二極管31、平滑電容器32和電阻器33。
為了恒定地保持來自電源電路的輸出電流，充電裝置100也包括用于檢測流到電池組2的充電電流的電流檢測電阻器3、充電電流控制電路60和充電電流設(shè)定電路7。充電電流控制電路60通過光電耦合器5被連接到電流檢測電阻器3和切換電路20之間的反饋路徑。電流檢測電阻器3檢測流到電池組2的充電電流并將所檢測的值輸入充電電流控制電路60。充電電流設(shè)定電路7連接到充電電流控制電路60用于設(shè)定參考電流值。充電電流設(shè)定電路7包括電阻器7a、7b并將通過這些電阻器的分壓比(division ratio)所確定的電壓設(shè)為用于設(shè)定充電電流的參考電壓。
充電電流控制電路60包括運算放大器61、62、電阻器63-67和二極管68。充電電流控制電路60施加以流到電流檢測電路3的充電電流。第一運算放大器61反向地放大對應(yīng)該充電電流的電壓。第二運算放大器62也反向地來自第一運算放大器61和通過充電電流設(shè)定電路7設(shè)置的參考電壓之間的差異。來自第二運算放大器62的輸出通過光電耦合器5反饋回到SW控制IC23。具體而言，充電電流控制電路60當(dāng)充電電流較大時施加窄寬度脈沖，當(dāng)充電電流較小時施加寬度更大的脈沖以將來自次級整流電路/平滑電路30的電流平滑為直流電流并保持均勻的充電電流。換言之，充電電流通過電流檢測電路3、充電電流控制電路60、充電電流設(shè)定電路7、光電耦合器5、切換電路20和次級整流電路/平滑電路30控制以產(chǎn)生設(shè)定的電流值。
為了將來自電源電路的輸出電壓保持恒定，充電裝置100包括輸出電壓檢測電路4、輸出電壓控制電路80和輸出電壓設(shè)定電路6。輸出電壓控制電路80通過光電耦合器5連接到輸出電壓檢測電路4和切換電路20之間的反饋路徑。輸出電壓檢測電路4包括電阻器4a、4b，所述電阻器4a、4b分壓從電源電路的次級整流電路/平滑電路30輸出的電壓，并將所得的分壓輸入到輸出電壓控制電路80。輸出電壓設(shè)定電路6連接到輸出電壓控制電路80用于設(shè)定參考電壓。輸出電壓設(shè)定電路6包括電阻器6a、6b，并設(shè)定通過電阻器6a、6b的分壓比所確定的電壓作為用于與從次級整流電路/平滑電路30輸出的電壓比較的參考電壓。光電耦合器5用作信號傳輸裝置，所述信號傳輸裝置提供用于將次級整流電路/平滑電路30的輸出電壓和充電電流反饋至SW控制IC23。
輸出電壓控制電路80包括運算放大器81、電阻器82-85和二極管86。輸出電壓控制電路80放大來自輸出電壓檢測電路4的電壓和來自輸出電壓設(shè)定電路6的電壓之間的差異，并將該差異通過光電耦合器5反饋回SW控制IC23，從而控制次級整流電路/平滑電路30的輸出電壓。具體而言，輸出電壓控制電路80將在輸出電壓較大時施加具有較窄寬度、在輸出電壓較小時具有更大寬度的脈沖施加到高頻變壓器21以將從次級整流電路/平滑電路30的輸出電流平滑為直流電流并保持均勻的輸出電壓。換言之，輸出電壓被控制以通過輸出電壓檢測電路4、輸出電壓控制電路80、輸出電壓設(shè)定電路6、光電耦合器5、切換電路20和次級整流電路/平滑電路30設(shè)定輸出值。
充電裝置100也具有電池電壓檢測電路40、電池溫度檢測電路8和單元數(shù)目確定電路9。電池電壓檢測電路40包括用于電阻器41、42用于對電池組2的端子電壓進行分壓并將分壓電壓輸入微機50的A/D轉(zhuǎn)換器55。
電池溫度檢測電路8包括電阻器8a、8b，并將通過電阻器8a、8b的分壓比確定的分壓電壓輸入微機50的A/D轉(zhuǎn)換器55。根據(jù)電池溫度確定的分壓電壓可以輸入微機50的A/D轉(zhuǎn)換器55，因為溫度檢測元件2b的電阻值根據(jù)電池2a的溫度的改變而改變。
單元數(shù)目確定電路9包括用于將單元數(shù)目確定電阻器2c的分壓電壓輸入到微機50的A/D轉(zhuǎn)換器55的電阻器。單元數(shù)目確定電阻器2c根據(jù)形成電池2a的單元數(shù)目具有不同的電阻值。
微機50具有運算電路(CPU)51、ROM 52、RAM 53、計時器54、A/D轉(zhuǎn)換器55、輸出端口(OUT)56和復(fù)位輸入端口(IN)57。微機50儲存在RAM53中在指定的采樣間隔上輸入A/D轉(zhuǎn)換器55的電池電壓，CPU51基于電流電池電壓和早指定時間確定的電池電壓計算電池電壓梯度。
充電裝置100也包括具有二極管71、電容器72、73、3端子調(diào)節(jié)器74和復(fù)位IC75的恒壓電路70。恒壓電路70用作微機50、充電電流控制器60等的電源。復(fù)位IC 75將復(fù)位信號輸出到復(fù)位輸入端口57以將微機50復(fù)位到初始化狀態(tài)。
充電裝置100還包括具有LED91、92以及電阻器93-96的顯示電路90。LED91、92每個能夠發(fā)出紅光和綠光并能夠通過來自微機50的輸出端口56的輸出產(chǎn)生紅光和綠光，以及當(dāng)同時發(fā)紅光和綠光時的桔色光。在優(yōu)選的實施例中，LED91在開始充電過程之前點亮為紅色，并在完成充電過程時點亮為綠色。LED92指示電池的壽命作為在壽命判斷過程期間的三個等級之一，使用桔色來指示電池是正常的，紅色指示電池壽命到期，綠色指示電池壽命幾乎到期。
接著，通過充電裝置100執(zhí)行的電池壽命判斷操作將參照如圖1中的電路圖、圖2、3中的電池電壓和充電電流的視圖以及圖4中的流程圖來說明。當(dāng)充電裝置100的電源打開時，在圖4的S701中，微機50通過輸出端口56將LED91以紅色閃動以指示充電還沒有開始。在S702中，微機50進入等待狀態(tài)以等待電池組2被連接。電池組2的連接可以基于來自電池電壓檢測電路40、電池溫度檢測電路8或者單元數(shù)目確定電路9的信號確定。
當(dāng)電池組2已經(jīng)被連接(S702是)，在S703中，微機50通過A/D轉(zhuǎn)換器55將預(yù)充電電池電壓V0讀入RAM53。在S704中，微機50開始在指定的充電電流I上對電池組2充電。微機50在充電開始時通過使用電流檢測電阻器3控制充電電流來檢測流入到電池組2的充電電流，并使用充電電流控制電路60從充電電流設(shè)定電路7將對應(yīng)檢測的充電電流的電壓和參考電壓V之間的差異通過光電耦合器5反饋到SW控制IC23。特別地，微機50減小了當(dāng)充電電流較大時施加到高頻變壓器21的脈沖寬度并當(dāng)充電電流較小時增加脈沖寬度，從而在次級整流電路/平滑電路30中平滑充電電流至直流電流并保持均勻的充電電流。這樣，微機50通過電流檢測電阻器3、充電電流控制電路60、光電耦合器5、切換電路20和次級整流電路/平滑電路30調(diào)整充電電流來實現(xiàn)指定的充電電流I。
在充電開始之后，微機50在S705中通過輸出端口56關(guān)閉LED91。在S706中，微機50將LED92以桔色閃動以指示執(zhí)行過程來確定電池壽命。在S707中，微機50啟動計時器54，在S708中等待經(jīng)過采樣時間，在S709中重啟定時器54。在S701中，微機50通過A/D轉(zhuǎn)換器55獲取在電池電壓檢測電路40中通過電阻器41、42對端子電壓分壓所獲得的值作為電池電壓Vin。
在S711中，微機50確定在充電開始之后采樣指定時間t的電池電壓Vt被存儲在微機50的RAM 53中。如果電池電壓Vt被存儲在RAM53中(S711是)，那么微機50跳到S714。如果為否(S711否)，那么在S712，微機50確定從充電開始經(jīng)過指定時間t。
如果從充電開始沒有經(jīng)過指定時間t(S712否)，那么在S723，微機50確定電池組2被完全充電。但是，如果經(jīng)過了指定的時間t(S712是)，那么在S713中，微機50將電流電池電壓Vin存儲作為在微機50的RAM53中充電開始之后的指定時間t上取樣的電池電壓Vt。
在S714中，微機50確定在充電開始之后指定時間T(T＞t)上采樣的電池電壓VT是否被存儲在微機50的RAM53中。在優(yōu)選的實施例中，時間T被設(shè)為1分鐘，而時間t被設(shè)置為30秒。但是，時間T和t沒有限于這些值并可以適當(dāng)設(shè)置。如果電池電壓VT被存儲在RAM53中(S714是)，那么在S723中，微機50確定電池2a完全充電。但是，如果電池電壓VT沒有被存儲在RAM53中(S714否)，那么在S715中，微機50確定從充電開始是否經(jīng)過指定時間T。
如果從充電開始沒有經(jīng)過指定時間T(S715否)，那么在S723中，微機50確定電池2a是否被完全充電。但是，如果經(jīng)過了指定時間T(S715是)，那么在S716中，微機50將微機50的RAM53中的電流電池電壓儲存為在充電開始之后指定時間T上采樣的電池電壓VT。
在S717中，微機50確定存儲在微機50的RAM53中的預(yù)充電電池電壓VO大于或者等于指定值J。預(yù)充電電池電壓VO與指定值J比較以確定電池仍然具有一定的容量。該確定在后面描述的后續(xù)S718、S719中的確定之前執(zhí)行，用于當(dāng)通過CPU51計算的電池電壓梯度分別大于或者等于第一指定值或者第二指定值時，確定電池壽命是否到期或者幾乎到期，因為當(dāng)電池中保留一定的容量，在充電期間電池電壓梯度可能太大。在這樣的情況下，不可能確定電池壽命到期或者幾乎到期，即使電池電壓梯度大于或者等于第一指定值或者第二指定值。因此，在S717中，微機50確定保留在電池中的容量的程度。
如果預(yù)充電電池電壓VO大于或者等于指定值J(S717是)，那么微機50跳到S722。但是，如果預(yù)充電電池電壓VO小于指定值J(S717否)，那么微機50的CPU51通過從存儲在RAM 53中的電池電壓VT減去電池電壓Vt而計算電池電壓梯度V(T-t)，并確定該結(jié)果大于或者等于用作電池壽命判斷值的第一指定值K。
接著，電池電壓和充電電流對充電時間的依賴性將對一種類型的電池(正常的狀態(tài)以及惡化的狀態(tài))進行描述。圖2顯示了當(dāng)對正常的電池充電時電池電壓和充電電流。圖3顯示了當(dāng)對圖2中的已經(jīng)惡化的相同電池充電時的電池電壓和充電電流。在圖2、3中，X軸表示充電時間tc，而Y軸表示充電電壓Vin和充電電流I。
如圖2、3中所示，在初始充電階段期間，正常的電池和惡化的電池的電壓都沒有顯示突然上升。但是，達到它們的壽命的特定類型的電池在初始充電階段顯示了較高的電池電壓梯度，而相同類型的正常的電池顯示了較低的電池電壓梯度。因此，第一指定值K被設(shè)定并與電池電壓梯度比較以確定電池是否已經(jīng)到期。在優(yōu)選的實施例中，第一指定值K被設(shè)置為值0.06V/單元。但是，第一指定值不限于該值，并可以適當(dāng)設(shè)置。
如果電池電壓梯度V(T-t)大于或者等于該第一指定值K(0.06V/單元；S718是)，即，當(dāng)電池電壓梯度V(T-t)是0.065V/單元，如圖3所示，微機50確定電池壽命到期。因此，在S720中，微機50通過輸出端口56將LED92點亮為紅色來指示電池已經(jīng)到期。
但是，如果電池電壓梯度V(T-t)小于第一指定值K(S718否)，那么在S719中，微機50確定電池電壓梯度V(T-t)大于或者等于用作當(dāng)電池幾乎到期時進行判斷的值的第二指定值S(K＞S)。在優(yōu)選實施例中，第二指定值S被設(shè)置為值0.05V/單元。但是，第二指定值S不限于該值并可以適當(dāng)設(shè)置。如果電池電壓梯度V(T-t)大于或者等于第二指定值S(S719是)，那么微機50確定電池幾乎到期，在S721中，通過輸出端口56將LED92點亮為桔色來指示電池幾乎到期。
但是，如果電池電壓梯度V(T-t)小于第二指定值S(0.05V/單元)，即當(dāng)電池電壓梯度V(T-t)是0.04V/單元時，如圖2中所示，那么微機50確定電池是正常的，在S722中將LED92通過輸出端口56點亮為綠色來指示電池是正常的。接著，微機50在S723中確定電池是否被完全充電。
有各種傳統(tǒng)的方法來確定電池組2是否被完全充電。例如，-ΔV方法檢測方法基于當(dāng)電壓在充電期間從峰值電壓下降指定量時從電池電壓檢測電路40的輸出確定電池被完全充電。在二次差分方法中，在電池電壓達到其峰值之前停止以減小過度充電，目的是增加電池的循環(huán)壽命，當(dāng)電池電壓的二次時間差分值為負時，電池被確定完全充電。此外，ΔT方法檢測方法通過檢測當(dāng)電池的溫度上升在充電開始之后超過指定的值時電池基于來自電池溫度傳感器8的輸出確定完全充電。
此外，在日本未審查專利申請出版物Nos.SHO-62-193518和HEI-2-246739以及日本未審查實用新型申請出版物No.HEI-3-34638中公開的dT/dt檢測方法等通過檢測在充電期間在指定時間上的電池溫度增加(溫度梯度)的速率超過指定值時被用于確定電池變得完全充電的時間。優(yōu)選實施例的充電裝置100可以使用任何一個或者多個這些檢測方法。
如果電池被確定完全充電(S723是)，那么在S724中，微機50通過輸出端口56關(guān)閉LED 92，在S725中將LED91點亮為綠色以指示完成充電。接著，微機50在S726中確定電池組2是否已經(jīng)從充電裝置100移除，并當(dāng)電池組2已經(jīng)被移除時回到S702。但是，如果微機50在S723中確定電池沒有完全充電(S723否)，那么微機50回到S708。
如上所述，優(yōu)選實施例的充電裝置100在充電之前測量電池組2的電壓并將該電壓與指定值J比較。充電裝置100也在開始充電過程之后直到其一分鐘之后的指定時間(例如30秒)測量電池電壓梯度，并將該梯度與第一指定值K和第二指定值S比較。如果電壓被確定小于或者等于指定值J且電池電壓梯度被確定大于或者等于第一指定值K，那么微機50確定電池組2的壽命到期并將LED92點亮為紅色。當(dāng)電壓小于或者等于指定值J且電池電壓梯度大于或者等于第二指定值S但是小于第一指定值K，那么微機50確定電池組2幾乎到期并將LED92點亮為綠色。此外，當(dāng)電壓小于或者等于指定值J，且電池電壓梯度小于第二指定值S，那么微機50確定電池組2是正常的，并將LED92點亮為桔色。這樣，充電裝置100可以在較短的時間量中可靠地確定電池組的壽命并可以可視地通知用戶該電池的狀態(tài)。
盡管本發(fā)明的電池壽命判斷裝置已經(jīng)參照了特定的實施例進行了詳細的說明，很顯然，普通技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明的精神的情況下進行多種修改和變化，其范圍通過所附權(quán)利要求限定。例如，在如上所述的優(yōu)選實施例中，用于確定電池到期的時間的閾值被設(shè)置為K＝0.06V/單元，而用于確定當(dāng)電池幾乎到期的閾值被設(shè)定為S＝0.05V/單元。但是，由于電池電壓梯度區(qū)域在較低的溫度上更高，就可能基于在充電過程的開始的電池的充電溫度調(diào)節(jié)閾值。例如，當(dāng)電池溫度是10℃或者更低，閾值可以設(shè)定為優(yōu)選實施例中的大約1.3倍。換言之，閾值不限于如上所述的值。
此外，用于與第一指定值K相同或者不同的電池電壓梯度的另外的指定值(第三指定值)可以被提供，微機可以當(dāng)電池電壓梯度大于或者等于第三指定值時確定電池的壽命到期，當(dāng)電池電壓梯度大于或者等于第二指定值S并小于第三指定值時電池幾乎到期，而不管預(yù)充電電池電壓VO小于或者等于指定值J。在這種情況下，指定值可以根據(jù)電池的類型、測量環(huán)境等調(diào)整。
本發(fā)明的電池壽命判斷裝置可以用于判斷用于諸如動力工具中的電池的壽命。
權(quán)利要求
1.一種電池壽命判斷裝置，包括電池電壓檢測電路，所述電池電壓檢測電路檢測電池電壓；存儲器，所述存儲器存儲通過電池電壓檢測電路檢測的電池電壓；電池電壓梯度計算單元，所述電池電壓梯度計算單元從電池電壓檢測電路檢測的電池電壓以及早預(yù)定時間所檢測的電池電壓來計算電池電壓梯度；和判斷單元，所述判斷單元在充電開始之后、指定的時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度超過第一指定值時，判斷電池的壽命到期。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池壽命判斷裝置，其中，當(dāng)充電開始之后指定時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度小于第一指定值且大于或者等于第二指定值時，判斷單元確定電池的壽命幾乎到期，此處，第二指定值小于第一指定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池壽命判斷裝置，其中，當(dāng)充電開始之后指定時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度小于第二指定值，電池壽命判斷裝置判斷電池是正常的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池壽命判斷裝置，其中，還包括顯示單元，所述顯示單元通知用戶電池的判斷結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池壽命判斷裝置，其中，當(dāng)電池被判斷是正常時，顯示單元發(fā)出第一光，當(dāng)電池的壽命被判斷幾乎到期時，發(fā)出第二光，當(dāng)電池的壽命被判斷到期時發(fā)出第三光，其中第一光、第二光和第三光顏色不同。
6.一種電池壽命判斷裝置，包括電池電壓檢測電路，所述電池電壓檢測電路檢測電池電壓；存儲器，所述存儲器存儲通過電池電壓檢測電路檢測的電池電壓；電池電壓梯度計算單元，所述電池電壓梯度計算單元從電池電壓檢測電路檢測的電池電壓以及早預(yù)定時間所檢測的電池電壓來計算電池電壓梯度；和判斷單元，所述判斷單元在充電開始之前、電池電壓小于或者等于指定的電壓時以及在充電開始之后、指定的時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度超過第一指定值時，判斷電池的壽命到期。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池壽命判斷裝置，其中，當(dāng)充電開始之后指定時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度小于第一指定值且大于或者等于第二指定值時，判斷單元確定電池的壽命幾乎到期，此處，第二指定值小于第一指定值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池壽命判斷裝置，其中，當(dāng)充電開始之后指定時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度小于第二指定值時，所述判斷裝置判斷電池是正常的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池壽命判斷裝置，其中，還包括顯示單元，所述顯示單元通知用戶電池的判斷結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池壽命判斷裝置，其中，當(dāng)電池被判斷是正常時，顯示單元發(fā)出第一光，當(dāng)電池的壽命被判斷幾乎到期時，發(fā)出第二光，當(dāng)電池的壽命被判斷到期時發(fā)出第三光，第一光、第二光和第三光顏色不同。
11.一種電池充電器，包括電池電壓檢測電路，所述電池電壓檢測電路檢測電池電壓；存儲器，所述存儲器存儲通過電池電壓檢測電路檢測的電池電壓；微機，所述微機基于在充電開始之后指定的時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度和充電開始之前的電池電壓至少其中之一執(zhí)行電池壽命判斷，并根據(jù)電池壽命的殘余長度提供判斷結(jié)果；和顯示單元，所述顯示單元指示判斷結(jié)果，同時根據(jù)電池壽命的殘余長度發(fā)出不同顏色的光。
全文摘要
提供了一種充電裝置，包括用于檢測電池組的電壓的電池電壓檢測電路；和微機，所述微機具有用于臨時存儲由電池電壓檢測電路檢測的電池電壓的RAM，和CPU，用于從通過電池電壓檢測電路檢測的電池電壓和從早預(yù)定時間采樣的電池電壓計算電池電壓梯度。當(dāng)在充電之前電池組的電壓小于或者等于指定值(J)以及在充電開始之后指定時間周期之內(nèi)的電池電壓梯度大于或者等于第一指定值(K)時，充電裝置確定電池壽命到期。充電裝置也包括當(dāng)電池組的壽命惡化時通知用戶的顯示電路。
文檔編號H01M10/48GK1896762SQ20061010155
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者荒館卓央, 高野信宏, 船橋一彥 申請人:日立工機株式會社