專利名稱：可充電電池的高速充電方法及其所用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可充電電池的高速充電，更具體地說(shuō)是涉及對(duì)于象鎳-鎘電池、鎳-氫電池和鋰離子電池這樣的可充電電池的高速充電裝置和充電方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于對(duì)于鎳-鎘充電電池、鎳-氫(Ni/H2)充電電池和鋰離子充電電池，在其充電過(guò)程中能夠監(jiān)測(cè)電池的溫度和電壓，從而當(dāng)所監(jiān)測(cè)的溫度參數(shù)或者溫度和電壓參數(shù)達(dá)到特定條件時(shí)停止所說(shuō)的充電過(guò)程。
背景技術(shù)：
可充電電池諸如鎳-鎘蓄電池、鎳-氫電池或鋰離子電池在它們的使用壽命內(nèi)可以充電任意次。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知充電過(guò)程必須加以精心的控制以減小對(duì)于充電電池的損壞作用。(例如可參看“蓄電池充電延長(zhǎng)使用壽命”Bob Williams，＂CellularBusiness＂1989年4月，44-48頁(yè))在可充電電池的早期充電技術(shù)中，充電過(guò)程需要數(shù)小時(shí)。由于使用可充電電池作為電源的電器產(chǎn)品越來(lái)越普遍，所以對(duì)于能夠以分鐘計(jì)算而不是以小時(shí)計(jì)算充電時(shí)間的系統(tǒng)的需求不斷增加。
在有可能對(duì)可充電電池進(jìn)行快速充電的同時(shí)，為了防止對(duì)電池造成不可逆的損壞，必須十分謹(jǐn)慎地實(shí)施充電過(guò)程。(例如參看“關(guān)于鎳-鎘電池的最新研究”一文，鎘研究學(xué)會(huì)1990年布魯塞爾研討會(huì)文集，1990年11月出版)現(xiàn)有技術(shù)表明已經(jīng)開(kāi)發(fā)出給充電電池快速充電的各種系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)正在充電的蓄電池的電壓和/或溫度，并且當(dāng)溫度或電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)中斷或者改變施加到蓄電池上的充電電流，已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)。典型的現(xiàn)有技術(shù)記載在美國(guó)專利US-4,006,397(Catotti等人)中。
日本特許公開(kāi)昭62-23528和昭62-23529中公開(kāi)了一種用于給可充電電池如鎳-鎘電池充電的方法，其中在充電過(guò)程中觀察電池的電壓波形，預(yù)先存儲(chǔ)了電壓波形中出現(xiàn)的一組轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如果所存儲(chǔ)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)按給定的順序出現(xiàn)，則中斷充電過(guò)程。但是，在該方法中，需要對(duì)于每一種電池都預(yù)先存儲(chǔ)這種電池在充電過(guò)程中電壓波形的變化，在充電之前還需要改變存儲(chǔ)的內(nèi)容以使存儲(chǔ)內(nèi)容與被充電的電池類型相適應(yīng)，這不僅使操作復(fù)雜，而且由于充電環(huán)境和電池歷史的不同，不能保證電池的電壓輸出波形會(huì)依序與所儲(chǔ)存信息的波幅保持一致，從而不可能進(jìn)行精確的充電和再充電，也難以在不降低電池性能的前提下進(jìn)行高速充電。
除了鎳-鎘電池，鎳-氫電池和鋰離子電池也用作可充電電池。
以前對(duì)上述可充電電池的再充電，需要6小時(shí)，在某些情況下甚至需要16小時(shí)，即使用了相對(duì)短時(shí)間的所謂快速充電，仍然需要1到2小時(shí)。
過(guò)去，在對(duì)所謂的可再充電電池根據(jù)它們的設(shè)計(jì)用途進(jìn)行再充電時(shí)，雖然也希望使充電時(shí)間盡可能地短，但是由于可充電電池內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)引起的電池內(nèi)部溫度和壓力的提高不僅導(dǎo)致對(duì)于電池的損壞，而且會(huì)降低電池的電性能，即輸出性能和充電性能，因而形成了一種限制，使得不能使用大電流短時(shí)間的充電方法。
然而，今天在各種工業(yè)中的大量應(yīng)用對(duì)于可充電電池的需求不斷增加，特別是對(duì)用于使用機(jī)械工具的場(chǎng)合、用于醫(yī)療和用于醫(yī)院的其他設(shè)備、用于通信，如移動(dòng)電話中的可充電電池有更強(qiáng)烈的需求，這些應(yīng)用不僅要求電池在工作過(guò)程中不會(huì)損壞，而且要求能夠快速或者甚至能即時(shí)再充電。
如果將上述各種類型的可充電電池在充電過(guò)程中的電壓和溫度變化量相對(duì)于充電量作圖比較的話，可以發(fā)現(xiàn)每一種電池都有其各自的特性，如圖2到圖4所示。
亦即，鎳-鎘蓄電池的電壓和溫度特性如圖2所示，鎳-氫電池的電壓和溫度特性如圖3所示，鋰離子電池的電壓和溫度特性如圖4所示。
因此，過(guò)去不僅對(duì)任何類型的可充電電池充電都需要至少1小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間，而且還存在一個(gè)問(wèn)題，就是需要變換充電方法或者充電裝置以適合可充電電池的類型，這使得難以使用單一的充電方法，耗時(shí)，而且成本高。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)，使得能夠在從幾分鐘到20分鐘的極短的時(shí)間里對(duì)可充電電池，特別是鎳-鎘電池、鎳-氫電池、和鋰離子電池進(jìn)行再充電。以這樣的極高速充電增加了某些參數(shù)的重要性，這些參數(shù)在相對(duì)低速的現(xiàn)有技術(shù)充電系統(tǒng)中并不如此重要。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行處理，能夠使再充電系統(tǒng)進(jìn)行安全、高速的充電，而不會(huì)損壞正在充電的電池或者產(chǎn)生副作用。
過(guò)去，為了給具有不同技術(shù)結(jié)構(gòu)因而具有不同的充電特性和方式的可充電電池進(jìn)行充電，需要使用不同的充電器，并選擇適合于所要充電的可充電電池類型的充電器。
所以，有些時(shí)侯充電器只用于特定類型的可充電電池的充電，這樣對(duì)各種可充電電池需要準(zhǔn)備適用的各種充電器，這不僅使得充電操作不方便，而且難而復(fù)雜。
即使對(duì)于同樣類型的可充電電池，如果充電過(guò)程中使用的充電電流量-通常用充電率C表示-不同，就需要分別提供充電器，這就產(chǎn)生了需要有大量可以使用的類型的充電器的問(wèn)題。
但是，由于這種對(duì)可充電電池需求的增加和使用可充電電池的領(lǐng)域及場(chǎng)合的多樣化，使得對(duì)于能夠在需要快速充電和即時(shí)使用可充電電池的應(yīng)用中，諸如在移動(dòng)數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)電話通信和建筑工地上，給任意類型的可充電電池在短時(shí)間內(nèi)完全充電的充電器的需求增加了。
由于這個(gè)原因，就需要有一種充電器，它不僅能夠給任何結(jié)構(gòu)類型的可充電電池充電，而且能夠在任何充電率C下進(jìn)行充電。但是，迄今為止，還沒(méi)有這類可實(shí)際使用的充電器。
所以，本發(fā)明的目的是克服上述的缺陷，并提供一種能夠在短時(shí)間內(nèi)以任意充電率C給各種類型的可充電電池充電的通用充電器。發(fā)明的公開(kāi)為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案。具體地說(shuō)，本發(fā)明的給可充電電池高速充電的方法的第一個(gè)方面體現(xiàn)為該可充電電池充電方法包含以下步驟步驟1設(shè)置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb；步驟2設(shè)置充電率C；步驟3根據(jù)所設(shè)置的充電率C和所說(shuō)的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb設(shè)置校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc取決于所說(shuō)的充電率C；步驟4在充電過(guò)程中由對(duì)應(yīng)的采樣裝置在每一所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc內(nèi)至少測(cè)量一次所說(shuō)可充電電池的端電壓，同時(shí)將電壓數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置中；步驟5重復(fù)所說(shuō)步驟4中的操作預(yù)定次數(shù)L，并對(duì)在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc中所得的一組電壓數(shù)據(jù)求和，并將電壓數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dvn存儲(chǔ)在相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置中；步驟6計(jì)算在步驟5中所得的在第一采樣時(shí)間(ts1)內(nèi)的變化量Dv1與第二采樣時(shí)間(ts2)內(nèi)的變化量Dv2的差值，并將所得的變化量的差ΔDv存入第三存儲(chǔ)裝置中；步驟7繼續(xù)重復(fù)所說(shuō)的步驟6預(yù)定次數(shù)M次，并對(duì)在每一變化量讀取時(shí)間(ts)所得的ΔDv1到ΔDvM(M個(gè)值)求和，確定在總的所說(shuō)變化量讀取時(shí)間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，其結(jié)果存入第四存儲(chǔ)裝置中；步驟8根據(jù)存入第四存儲(chǔ)裝置中的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv進(jìn)行計(jì)算，確定在第一次總變化量讀取采樣時(shí)間t1-即從所說(shuō)的第一采樣時(shí)間(ts1)到預(yù)定的第M次采樣的第m次采樣時(shí)間(tsM)-測(cè)得的電壓變化量ΔTDv1與在第二次總變化量讀取采樣時(shí)間t2-即從所說(shuō)的第二采樣時(shí)間(ts2)到預(yù)定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時(shí)間(tsM＋1)-測(cè)得的電壓變化量ΔTDv2的差ΔHv，所說(shuō)的計(jì)算出的差ΔHv(其中ΔHv＝ΔTDv2－ΔTDv1)被存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置中；步驟9重復(fù)步驟8計(jì)算在每一對(duì)相鄰的總變化量采樣時(shí)間tn和tn＋1內(nèi)的電壓變化量ΔTDvn和ΔTDv(n＋1)的差值ΔHvn(其中ΔHvn＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn)，并將計(jì)算所得結(jié)果存入第五存儲(chǔ)裝置中；步驟10判斷在所說(shuō)的步驟9中連續(xù)計(jì)算得出的m個(gè)電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm是正值(零或者大于零)還是負(fù)值(小于零)；步驟11按照所說(shuō)電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm出現(xiàn)的順序，判斷所說(shuō)的電壓變化量差值ΔHv是否連續(xù)預(yù)定的次數(shù)S次為零或者負(fù)值，如果所說(shuō)的電壓變化量差值ΔHv連續(xù)S次為零或者是負(fù)值，停止所說(shuō)的充電。
此外，本發(fā)明的給可充電電池高速充電方法的第二個(gè)方面體現(xiàn)為該方法包含以下步驟步驟1設(shè)置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb；步驟2設(shè)置充電率C；步驟3根據(jù)所設(shè)置的充電率C和所說(shuō)的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb設(shè)置校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc取決于所說(shuō)的充電率C；步驟4在充電過(guò)程中由對(duì)應(yīng)的采樣裝置在每一所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc內(nèi)至少測(cè)量一次所說(shuō)可充電電池的溫度，同時(shí)將溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置中；步驟5重復(fù)所說(shuō)步驟4中的操作預(yù)定次數(shù)L，并對(duì)在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc中所得的一組數(shù)據(jù)求和，并將溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dtn存儲(chǔ)在相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置中；步驟6計(jì)算在步驟5中所得的在第一采樣時(shí)間(ts1)內(nèi)的變化量Dt1與下一次即第二采樣時(shí)間(ts2)內(nèi)的變化量Dt2的差，并將所得的變化量的差ΔDt存入第三存儲(chǔ)裝置中；步驟7繼續(xù)重復(fù)所說(shuō)的步驟6預(yù)定次數(shù)M次，并對(duì)在每一變化量讀取時(shí)間(ts)所得的ΔDt1到ΔDtM(M個(gè)值)求和，確定在總的所說(shuō)變化量讀取時(shí)間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，其結(jié)果存入第四存儲(chǔ)裝置中；步驟8根據(jù)存入第四存儲(chǔ)裝置中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt進(jìn)行計(jì)算，確定在第一次總變化量讀取采樣時(shí)間t1-即從所說(shuō)的第一采樣時(shí)間(ts1)到預(yù)定的第M次采樣的第m次采樣時(shí)間(tsM)-測(cè)得的溫度變化量ΔTDt1與在第二次總變化量讀取采樣時(shí)間t2-即從所說(shuō)的第二采樣時(shí)間(ts2)到預(yù)定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時(shí)間(tsM＋1)-測(cè)得的溫度變化量ΔTDt2的比值，所說(shuō)的計(jì)算出的比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt2/ΔTDt1)被存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置中；步驟9重復(fù)步驟8計(jì)算在每一對(duì)相鄰的總變化量采樣時(shí)間tn和tn＋1內(nèi)的溫度變化量ΔTDtn和ΔTDt(n＋1)的比值ΔHtn(其中ΔHtn＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn)，并將計(jì)算所得結(jié)果存入第五存儲(chǔ)裝置中；步驟10根據(jù)存儲(chǔ)在所說(shuō)的第五存儲(chǔ)裝置中的信息判斷兩個(gè)相鄰的溫度變化量的比值ΔHm是否等于、或者大于、或者小于一個(gè)給定的值K；在步驟11如果溫度變化量的比值ΔHm等于或者大于給定的值K，則停止所說(shuō)的充電。
此外，還可以考慮以本發(fā)明的可充電電池高速充電方法的上述兩個(gè)方面的結(jié)合作為本發(fā)明的第三個(gè)方面。
由于本發(fā)明給充電電池高速充電的方法考慮到可充電電池存在的彼此不同的充電特征，諸如端電壓或者溫度，對(duì)于各種不同類型的可充電電池采用了上述的基本技術(shù)方案，所以能夠確定具有不同構(gòu)成的可充電電池的共同特征，以準(zhǔn)確確定使充電量達(dá)到近100％的參數(shù)點(diǎn)，這不僅使同一裝置可用于對(duì)具有不同結(jié)構(gòu)的可充電電池進(jìn)行可靠的充電，而且能夠在充電過(guò)程中準(zhǔn)確確定充電量，和快速確定充電量達(dá)到100％的參數(shù)點(diǎn)，并在這一參數(shù)點(diǎn)停止充電過(guò)程，這樣不僅可靠地避免了在充電量甚至已經(jīng)超過(guò)100％而仍在繼續(xù)充電，從而引起可充電電池的溫度超過(guò)其額定最大溫度，導(dǎo)致所說(shuō)可充電電池的損壞的問(wèn)題，而且能夠確定所說(shuō)可充電電池的與充電速度，或者充電率有關(guān)的特性，從而能夠以不同的充電率對(duì)具有相同結(jié)構(gòu)的可充電電池進(jìn)行充電，進(jìn)而能夠特別精確地保證可充電電池的高速充電。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1為表示本發(fā)明的可充電電池高速充電裝置的具體實(shí)例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2為表示鎳-鎘電池充電特性的曲線圖；圖3為表示鎳-氫電池充電特性的曲線圖；圖4為表示鋰離子電池充電特性的曲線圖；圖5(A)為表示測(cè)量數(shù)據(jù)和采樣間隔P與變化量之間關(guān)系的曲線；圖5(B)表示本發(fā)明的測(cè)量數(shù)據(jù)采樣周期t與測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)之間的關(guān)系圖6(A)表示對(duì)于本發(fā)明中電壓測(cè)量數(shù)據(jù)及其變化狀態(tài)的一個(gè)分析實(shí)例；圖6(B)表示對(duì)于本發(fā)明中溫度測(cè)量數(shù)據(jù)及其變化狀態(tài)的一個(gè)分析實(shí)例；圖7為實(shí)施本發(fā)明的可充電電池充電方法的一個(gè)程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖8為實(shí)施本發(fā)明的可充電電池充電方法的一個(gè)程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖9為實(shí)施本發(fā)明的可充電電池充電方法的一個(gè)程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖10為實(shí)施本發(fā)明的可充電電池充電方法的另一個(gè)程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖11為實(shí)施本發(fā)明的可充電電池充電方法的一個(gè)程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖12為表示以0.25C的充電率充電時(shí)鎳-鎘電池電壓特性的一個(gè)實(shí)例的曲線圖；圖13為在進(jìn)行圖12所示的充電時(shí)總的電壓變化量ΔTDvn和計(jì)數(shù)器值N的變化曲線；圖14為表示以3C的充電率充電時(shí)鎳-鎘電池溫度特性的一個(gè)實(shí)例的曲線圖；圖15為表示以3C的充電率充電時(shí)鎳-鎘電池電壓特性的一個(gè)實(shí)例的曲線圖；圖16為在進(jìn)行圖15所示的充電時(shí)總的電壓變化量ΔTDvn和計(jì)數(shù)器值N的變化曲線；圖17為表示以0.25C的充電率充電時(shí)鎳-氫電池電壓特性的一個(gè)實(shí)例的曲線圖；圖18為在進(jìn)行圖17所示的充電時(shí)總的電壓變化量ΔTDvn和計(jì)數(shù)器值N的變化曲線；圖19為表示以1C的充電率充電時(shí)鎳-氫電池電壓特性的一個(gè)實(shí)例的曲線圖；圖20為在進(jìn)行圖19所示的充電時(shí)總的電壓變化量ΔTDvn和計(jì)數(shù)器值N的變化曲線；實(shí)施本發(fā)明的最好方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的可充電電池高速充電方法和裝置的具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
本發(fā)明人之所以在本發(fā)明的可充電電池高速充電方法中采取上述的技術(shù)方案是由于本發(fā)明人對(duì)以往市售的可充電電池的充電特性進(jìn)行了透徹的分析和調(diào)查，為了滿足本發(fā)明的上述目的，而采取措施以確定能夠給不同類型的可充電電池充電，并且對(duì)于所說(shuō)的不同類型的可充電電池即使充電率改變也能進(jìn)行精確充電，進(jìn)而能夠?qū)λf(shuō)不同類型的可充電電池進(jìn)行高速充電的單一裝置和方法的可取形式。
發(fā)明人分析了過(guò)去在市售類型的可充電電池中被認(rèn)為是重要類型的鎳-鎘電池、鎳-氫電池和鋰離子電池，分析結(jié)果對(duì)于鎳-鎘電池如圖2所示，端電壓在充電過(guò)程中連續(xù)逐漸上升到某一點(diǎn)，在該點(diǎn)處達(dá)到100％充電量，在該點(diǎn)電壓也達(dá)到峰值，其后繼續(xù)充電將引起電壓的降低。
在觀察鎳-鎘電池的溫度時(shí)發(fā)現(xiàn)，從開(kāi)始充電到將要達(dá)到100％充電量之前溫度只有微小的增加，盡管總的特性實(shí)際上是平坦的而沒(méi)有大的溫度增加，但是當(dāng)趨近100％充電量區(qū)域時(shí)溫度出現(xiàn)急劇的增加。
在鎳-氫電池的情況，如圖3所示，從開(kāi)始充電直到達(dá)到100％充電量電池端電壓連續(xù)漸增，當(dāng)達(dá)到100％充電量時(shí)，電壓值呈現(xiàn)為峰值，在這之后，繼續(xù)充電不再改變電池電壓，而維持在峰值。
與鎳-鎘電池相似，鎳-氫電池的溫度從開(kāi)始充電到將要達(dá)到100％充電量之前逐漸增加，盡管總的特性曲線幾乎是平坦的而沒(méi)有大的增加，但是當(dāng)趨近100％充電量區(qū)域時(shí)，溫度急劇增加。
在另一種類型的電池，鋰離子電池的情況，如圖4所示，從充電開(kāi)始到100％充電量，電池端電壓幾乎與時(shí)間成正比增加，當(dāng)達(dá)到100％充電量時(shí)，電壓達(dá)到其峰值，其后的充電結(jié)果不再改變電池電壓，而維持峰值電壓。
在鋰離子電池的情況，從開(kāi)始充電，在充電過(guò)程中，直到達(dá)到100％充電量，電池溫度逐漸增加，在100％充電量點(diǎn)，與鎳-鎘電池相同，溫度急劇增加。
對(duì)于一個(gè)理想的充電電池，流入電池中的電流能量直到達(dá)到100％充電量都是消耗在充電所需的化學(xué)反應(yīng)中，而不是轉(zhuǎn)換成熱能。
但是，在達(dá)到100％充電量以后，所說(shuō)化學(xué)反應(yīng)的速率變低，剩余能量消耗在與充電無(wú)關(guān)的化學(xué)反應(yīng)中，并轉(zhuǎn)換為熱能。
所以，在充電量達(dá)到100％以后，不再立即發(fā)生對(duì)充電有貢獻(xiàn)的反應(yīng)，并形成氣體，使溫度升高。
當(dāng)溫度升高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度加快，引起溫度升高，而這引起大量的氣體產(chǎn)生。
這些現(xiàn)象形成了惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致電池的損壞。
如果充電操作是重復(fù)進(jìn)行的，電池內(nèi)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)有貢獻(xiàn)的物質(zhì)的品質(zhì)就會(huì)下降，從而不可能儲(chǔ)存足夠的能量。
所以，如上所述，如果在充電量達(dá)到100％以后繼續(xù)充電，就會(huì)產(chǎn)生加速電池內(nèi)物質(zhì)品質(zhì)下降的問(wèn)題，結(jié)果導(dǎo)致電池壽命比可充電電池的設(shè)計(jì)壽命明顯縮短。
因此，在過(guò)去，由于可充電電池結(jié)構(gòu)和特性的限制，所說(shuō)的充電操作僅可能利用有限的方法，而且不能解決上述的問(wèn)題。
例如，過(guò)去充電的方法包括以下幾種(1)用微電流(涓流)(例如，電池容量的1/10或者1/20的電流)進(jìn)行充電，并且對(duì)于完成充電的時(shí)間點(diǎn)不進(jìn)行控制。
在這種充電方法中，根本不控制電流，充電時(shí)間通常要10到15個(gè)小時(shí)。
所以，在這種充電方法中，充電時(shí)間變得特別長(zhǎng)，并且有過(guò)充電的危險(xiǎn)。
(2)用小電流(例如，電池容量的1/3或者1/10的電流)進(jìn)行充電，并控制在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間后結(jié)束，這通常需要5到10小時(shí)。
在這種充電方法中，充電時(shí)間較長(zhǎng)，而且在電池有剩余電量的情況下，會(huì)由于過(guò)電流引起溫度升高的危險(xiǎn)。
(3)用相對(duì)較大的電流(例如，電池容量的1/3或者1/1的電流)進(jìn)行充電，并當(dāng)被充電電池的電壓值漲幅低于一個(gè)給定值(通常近似為10mv/每節(jié))時(shí)停止充電。
完成充電的時(shí)間約為1小時(shí)，這是所知相對(duì)較快的充電方法。
這種充電方法雖然充電時(shí)間相對(duì)較短，但是存在過(guò)電流，并引起溫度升得較高的危險(xiǎn)。
此外，在這一方法中，不可能測(cè)得具有諸如圖2和圖3所示特性的電池充電完成的時(shí)刻。
由于這個(gè)原因，在本發(fā)明中，利用那些對(duì)于各種電池是共同的、前述可充電電池的各種特性、迄今為止尚不被人所知的特性，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。
具體地說(shuō)，在本發(fā)明的可充電電池高速充電方法中，提供了一種用于給可充電電池高速充電的裝置和方法，它能夠在各種類型的可充電電池達(dá)到95％或者100％充電量時(shí)，和在充電電流或大或小時(shí)(例如，等于或者大于電池的額定負(fù)載)，特別是高速充電，例如以2C的充電率在極短的時(shí)間，如15分鐘或者更短的時(shí)間里充電時(shí)可靠地停止充電。
以下參照附圖對(duì)于本發(fā)明的高速充電方法和裝置進(jìn)行描述。
圖1為表示本發(fā)明的可充電電池高速充電裝置的結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例的方框圖，該圖概要地表示用于給可充電電池高速充電的裝置1，該裝置1包括一個(gè)向需要充電的可充電電池2的電池芯(cell)輸送電流的電流源裝置3，一個(gè)設(shè)置在所說(shuō)電流源裝置3和所說(shuō)待充電的可充電電池的端部4之間的開(kāi)關(guān)裝置5，一個(gè)用于測(cè)量所說(shuō)可充電電池2的電池芯的溫度的溫度測(cè)量裝置6，一個(gè)測(cè)量所說(shuō)可充電電池端電壓的電壓測(cè)量裝置7，一個(gè)在所需的采樣時(shí)間間隔里運(yùn)用所說(shuō)的溫度測(cè)量裝置6和/或電壓測(cè)量裝置7測(cè)量所說(shuō)的可充電電池2的電池芯的溫度和/或電壓的采樣裝置8，一個(gè)存儲(chǔ)由采樣裝置8所采集的各個(gè)數(shù)據(jù)，根據(jù)所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并將所得結(jié)果存入各自的存儲(chǔ)裝置中的存儲(chǔ)裝置30，一個(gè)與所說(shuō)的采樣裝置相連，并控制所說(shuō)的開(kāi)關(guān)裝置5的充電控制裝置9，一個(gè)設(shè)置充電率C的充電率設(shè)置裝置10，一個(gè)基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間產(chǎn)生裝置11，其根據(jù)由所說(shuō)的充電率設(shè)置裝置10設(shè)置的充電率C，產(chǎn)生一個(gè)預(yù)定的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb，一個(gè)設(shè)置校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間設(shè)置裝置12，所說(shuō)tc值取決于所說(shuō)的充電率C，一個(gè)數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間設(shè)置裝置13，它將校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc乘以一個(gè)預(yù)定值L以設(shè)定一個(gè)溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts，一個(gè)總采樣時(shí)間設(shè)置裝置14，它將所說(shuō)的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts乘以一個(gè)預(yù)定值M以設(shè)定總采樣時(shí)間t，一個(gè)存儲(chǔ)在所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)值dtn的第一存儲(chǔ)裝置15，一個(gè)用于存儲(chǔ)在所說(shuō)的第一存儲(chǔ)裝置15中儲(chǔ)存的L個(gè)溫度數(shù)據(jù)值之和Dtn的第二存儲(chǔ)裝置16，一個(gè)用于存儲(chǔ)差值ΔDt的第三存儲(chǔ)裝置17，差值ΔDt(其中ΔDt＝Dtn－Dt(n－1))是根據(jù)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)裝置中的數(shù)據(jù)Dtn計(jì)算出的在前一變化量讀取采樣時(shí)間ts測(cè)得的數(shù)據(jù)Dt(n－1)與在當(dāng)前的變化量讀取采樣時(shí)間ts＋1測(cè)得的數(shù)據(jù)Dtn之間的差值，一個(gè)用于存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt的第四存儲(chǔ)裝置18，所說(shuō)ΔTDt是對(duì)在總的變化量讀取采樣時(shí)間t中的每一次變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中測(cè)得的M個(gè)溫度數(shù)據(jù)變化量求和得到的，所說(shuō)總的變化量讀取采樣時(shí)間t(其中t＝ts×M)是將所說(shuō)的變化量讀取采樣時(shí)間(ts)重復(fù)所需的M次的時(shí)間，一個(gè)用于存儲(chǔ)變化量比值ΔHt的第五存儲(chǔ)裝置19(A)，所說(shuō)比值是利用存儲(chǔ)在第四存儲(chǔ)裝置18中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，計(jì)算在第一總變化量讀取采樣時(shí)間tn的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn與在第二總變化量讀取采樣時(shí)間tn＋1的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n＋1)之間的比值而得到的，所說(shuō)第二總變化量讀取采樣時(shí)間tn＋1是將變化量讀取時(shí)間(ts)移動(dòng)一個(gè)時(shí)間段構(gòu)成的，所說(shuō)的變化量比值為ΔHt＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn，一個(gè)第一判斷裝置22，其用于比較存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置19(A)中的所說(shuō)溫度變化量之間的比值ΔHt與一個(gè)預(yù)設(shè)的參考值K，如果所說(shuō)的溫度變化量比值ΔHtm超過(guò)所說(shuō)的參考值K，則輸出一個(gè)停止所說(shuō)充電的信號(hào)，一個(gè)用于存儲(chǔ)差值ΔHvm的第六存儲(chǔ)裝置19(B)，所說(shuō)差值是利用存儲(chǔ)在第四存儲(chǔ)裝置18中的端電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，計(jì)算在第一總變化量讀取采樣時(shí)間tn的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDvn與在第二總變化量讀取采樣時(shí)間tn＋1的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv(n＋1)之間的差值而得到的，所說(shuō)第二總變化量讀取采樣時(shí)間tn＋1是將變化量讀取時(shí)間(ts)移動(dòng)一個(gè)時(shí)間段構(gòu)成的，所說(shuō)的變化量差值為ΔHvm＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn，一個(gè)第二判斷裝置23，它對(duì)連續(xù)存儲(chǔ)在所說(shuō)第六存儲(chǔ)裝置19(B)中的M個(gè)電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv1到ΔHvm中的每一個(gè)判斷其是否為正值(零或者大于零)或者負(fù)值(小于零)，所說(shuō)判斷過(guò)程依電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv1到ΔHvm產(chǎn)生的順序進(jìn)行，如果所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv連續(xù)預(yù)定的S次或者更多次為負(fù)值，則輸出停止所說(shuō)充電的信號(hào)，一個(gè)用于處理存儲(chǔ)在各個(gè)存儲(chǔ)裝置中的各個(gè)信號(hào)的處理裝置24，和一個(gè)控制所說(shuō)各個(gè)裝置運(yùn)行的中央處理裝置25。
在本發(fā)明中，同一個(gè)可充電電池高速充電裝置，如上所述，能夠?qū)︽?鎘電池、鎳-氫電池或者鋰離子電池進(jìn)行高速充電。
本發(fā)明的特征之一為，為了對(duì)各種可充電電池進(jìn)行精確、高速的充電，對(duì)所說(shuō)可充電電池的特性進(jìn)行了深入的研究，使得本發(fā)明技術(shù)結(jié)構(gòu)能夠準(zhǔn)確和快速地檢測(cè)所說(shuō)可充電電池特性值的變化，不僅能夠可靠地檢測(cè)所說(shuō)的可充電電池盡可能地接近100％充電量狀態(tài)的參數(shù)點(diǎn)，而且能夠在這一點(diǎn)停止充電操作，為了保證這個(gè)性能，本發(fā)明在極短的時(shí)間間隔里對(duì)所說(shuō)可充電電池的電壓和/或溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，這些測(cè)量數(shù)據(jù)被用于有效地確定所說(shuō)可充電電池的充電狀態(tài)。
更具體地說(shuō)，在本發(fā)明的充電過(guò)程中為了判斷是否達(dá)到了100％的充電量，而不考慮被充電的是什么類型的可充電電池，如圖2到圖4所示，可取的是檢測(cè)電壓數(shù)據(jù)峰值出現(xiàn)的參數(shù)點(diǎn)，或者，在溫度數(shù)據(jù)的情況，檢測(cè)溫度突然急劇升高的參數(shù)點(diǎn)。
例如，在測(cè)量電壓數(shù)據(jù)時(shí)，如圖5(A)所示，用以往的方法，為了使數(shù)據(jù)變化量Δa較大，需要使采樣時(shí)間間隔p相應(yīng)較長(zhǎng)。
但是，在充電過(guò)程中，如果采樣間隔p較長(zhǎng)，如圖5(A)所示，就存在喪失檢測(cè)到電壓數(shù)據(jù)峰值的機(jī)會(huì)的問(wèn)題，因此不可能確定停止充電的合適時(shí)間。
另一方面，如果采樣間隔p較短，讀取數(shù)據(jù)變化量Δa的成本就會(huì)很高，不可能實(shí)施經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。
因此，在本發(fā)明中，設(shè)置了讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb，并且根據(jù)這個(gè)時(shí)間和充電率設(shè)置了校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，tc取決于充電率C，在每一所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc測(cè)量一次所說(shuō)可充電電池的端電壓和/或所說(shuō)電池的表面溫度，這些操作被重復(fù)預(yù)定的L次，然后將這些操作中測(cè)得的電壓和/或溫度數(shù)據(jù)分別求和，求和得到的數(shù)據(jù)被作為對(duì)應(yīng)于變化量讀取采樣時(shí)間ts(其中ts＝L×tc)的變化量Dn。參見(jiàn)附圖5(B)。
借助于這些操作，使得測(cè)量的電壓數(shù)據(jù)和/或溫度數(shù)據(jù)的視在準(zhǔn)確率提高了L倍。
第三存儲(chǔ)裝置17用于存儲(chǔ)差值ΔD，差值ΔD(其中ΔD＝Dtn－Dt(n－1))是根據(jù)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)裝置中的數(shù)據(jù)Dtn計(jì)算出的在前一變化量讀取采樣時(shí)間ts測(cè)得的數(shù)據(jù)Dt(n－1)與在當(dāng)前的變化量讀取采樣時(shí)間ts＋1測(cè)得的數(shù)據(jù)Dtn之間的差值。
接著，在本發(fā)明中，所說(shuō)的變化量讀取采樣時(shí)間ts(其中ts＝L×tc)的變化量Dn與在前一變化量讀取采樣時(shí)間ts的變化量D(n－1)之間的差值被確定作為ΔD(其中ΔD＝Dtn－D(n－1))，所得結(jié)果存入第三存儲(chǔ)裝置17中。
接著這些操作被重復(fù)預(yù)定的M次，其總數(shù)，如圖5(B)所示，被作為在所說(shuō)的總變化量讀取采樣時(shí)間t(其中t＝ts×M)里的電壓數(shù)據(jù)或者溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTD。
在這之后，如圖5(B)所示，在確定對(duì)應(yīng)的總變化量讀取采樣時(shí)間t1到tm的溫度數(shù)據(jù)和/或電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTD1到ΔTDm時(shí)，所說(shuō)的總變化量讀取采樣時(shí)間t和所說(shuō)數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts同時(shí)分別移動(dòng)一個(gè)時(shí)間段。
所以，最后在本發(fā)明中，電壓數(shù)據(jù)和/或溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTD的測(cè)量時(shí)間被表示為t＝M×L×tb×A/C。
故此，在本發(fā)明中，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇上述的常數(shù)值M和L，就不僅能夠利用低成本的讀取裝置，高準(zhǔn)確率地讀取測(cè)量數(shù)據(jù)，而且，由于設(shè)定了通過(guò)將所說(shuō)的總變化量讀取采樣時(shí)間(ts)每次移動(dòng)一個(gè)時(shí)間段的范圍，從而在所說(shuō)的變化量讀取采樣時(shí)間(ts)這一時(shí)間間隔里得到了所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)和/或溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTD，這有可能在相對(duì)長(zhǎng)的總變化量讀取采樣時(shí)間t間隔里采樣得到大量的變化數(shù)據(jù)ΔTD，在相對(duì)短的數(shù)據(jù)變化量采樣時(shí)間(ts)里，能夠在短的采樣時(shí)間間隔里確定是否停止充電，于是能夠進(jìn)行精確而細(xì)致的充電操作。
此外，在本發(fā)明中，為了進(jìn)行高速充電，考慮到所使用的可充電電池的類型不同，測(cè)量狀態(tài)改變這一事實(shí)，本發(fā)明的方案是這樣的，根據(jù)充電速度，或者通常稱為充電率的特性進(jìn)行選擇，從而能夠使用高的或者低的充電速度以得到適合的充電操作。
本發(fā)明用于進(jìn)行可充電電池高速充電的裝置1，具有一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置5，開(kāi)關(guān)裝置5與被充電的可充電電池的端部4和用于輸送充電電流到需要充電的可充電電池2中的電流源3相連，所說(shuō)開(kāi)關(guān)裝置5由所說(shuō)的充電控制裝置9控制，從而來(lái)自所說(shuō)的電流源的電流是被控制通斷的。
在進(jìn)行所說(shuō)的可充電電池2的充電過(guò)程中，所說(shuō)的開(kāi)關(guān)裝置5被打開(kāi)，從而電流從所說(shuō)的電流源流到所說(shuō)可充電電池2中，當(dāng)所說(shuō)可充電電池的充電量達(dá)到100％或者當(dāng)如后面所述檢測(cè)到表明所說(shuō)可充電電池接近100％充電量的狀態(tài)時(shí)，所說(shuō)的開(kāi)關(guān)裝置5被關(guān)閉，從所說(shuō)電流源3到所說(shuō)可充電電池2的電流被切斷。
在本發(fā)明中，如后面所述，在每一采樣時(shí)間里測(cè)量電壓和/或溫度數(shù)據(jù)時(shí)，需要在切斷電流的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，在這種情況下，當(dāng)測(cè)量上述的數(shù)據(jù)時(shí)，使用了間歇式驅(qū)動(dòng)，從而所說(shuō)的開(kāi)關(guān)裝置5與所說(shuō)采樣時(shí)間的采樣信號(hào)同步被關(guān)閉。
另外，根據(jù)各個(gè)所說(shuō)的數(shù)據(jù)的測(cè)量結(jié)果，當(dāng)一個(gè)已測(cè)得的數(shù)據(jù)超出通常允許值的范圍，也會(huì)將開(kāi)關(guān)裝置5關(guān)閉，從而停止充電操作。
這樣做的原因是，在本發(fā)明中，在測(cè)量上述的電壓或者溫度時(shí)，如果測(cè)量是在有電流從所說(shuō)的電流源流向所說(shuō)的可充電電池狀態(tài)下進(jìn)行的，由于電池中的反應(yīng)不均勻，電壓值會(huì)有誤差，這使得無(wú)法得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
如上所述，如果測(cè)量是在有充電電流的情況下進(jìn)行的，不可能避免在所說(shuō)的可充電電池與充電裝置之間的接觸電阻，因而，由于充電電流的作用就會(huì)在例如接觸電阻上產(chǎn)生壓降，這也使得難以得到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。
此外，在本發(fā)明中使用了一個(gè)微計(jì)算機(jī)在極短的時(shí)間里測(cè)量大量的可充電電池的端電壓和電池表面溫度，并分析這些測(cè)量的結(jié)果，在跟蹤可充電電池特性值的微小變化的同時(shí)判斷可充電電池是否達(dá)到了100％的充電量或者接近100％的區(qū)域。
進(jìn)一步，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)使得，即使作為充電狀態(tài)的充電率發(fā)生了變化，也能夠在短時(shí)間里完成精確的充電。
因此，在本發(fā)明的給可充電電池進(jìn)行高速充電的裝置1中，為了調(diào)節(jié)充電速度，也就是充電率，提供了一個(gè)充電率設(shè)置裝置10，以設(shè)置對(duì)于待充電的可充電電池來(lái)說(shuō)符合其特性的充電率。
通過(guò)上述的操作，能夠設(shè)置在充電期間用于測(cè)量的采樣周期，并使其相對(duì)于可充電電池的充電率C來(lái)說(shuō)是最佳的。
在本發(fā)明的可充電電池高速充電裝置1中，作為電路結(jié)構(gòu)的一部分，提供了一個(gè)基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)序發(fā)生器裝置11，其用于設(shè)定基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb，基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb是由所說(shuō)的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)序發(fā)生器裝置11確定的，所說(shuō)的基本數(shù)據(jù)讀取裝置11由校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間設(shè)置裝置12根據(jù)由充電率設(shè)置裝置10設(shè)置的充電率C進(jìn)行調(diào)節(jié)的，因而校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc取決于所說(shuō)可充電電池的充電率。
在這種情況下，根據(jù)所說(shuō)的充電率和所說(shuō)的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb設(shè)置的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc還能夠表示為tc＝tb×A/C(其中A是一個(gè)常數(shù))。
上述常數(shù)A可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置為例如一個(gè)正整數(shù)，如16。
在本發(fā)明中，在可充電電池的充電過(guò)程中，所說(shuō)的采樣裝置8在所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc里至少測(cè)量一次電池端電壓或者電池溫度，在這一時(shí)刻點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)或者溫度數(shù)據(jù)d分別被存入相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置15中，所說(shuō)的測(cè)量操作被連續(xù)重復(fù)預(yù)定的L次，將在各個(gè)校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc中得到的大量電壓數(shù)據(jù)求和，得到在變化量采樣時(shí)間ts中測(cè)得的電壓數(shù)據(jù)或者溫度數(shù)據(jù)的變化量Dn，例如Dvn和Dtn，并將其存入相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置16中。
另外，在本發(fā)明中，通過(guò)計(jì)算得出存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)裝置16中的第一采樣時(shí)間(ts1)的變化量D1和存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)裝置16中的第二采樣時(shí)間(ts2)的變化量D2之間的差值，其結(jié)果即變化量差值ΔD，該差值被存入第三存儲(chǔ)裝置17中。
在本發(fā)明中，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)期內(nèi)，即總的變化量讀取采樣時(shí)間t內(nèi)，這些操作被連續(xù)重復(fù)預(yù)定的M次，于是總的變化量讀取采樣時(shí)間t表示為t＝tx×M。
在本發(fā)明中，在所說(shuō)的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)進(jìn)行測(cè)量所得到的測(cè)量數(shù)據(jù)值ΔD1到ΔDM被求和，確定了在所說(shuō)的總變化量讀取采樣時(shí)間t(其中t＝ts×M)里的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTD，有關(guān)電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的結(jié)果分別存入第四存儲(chǔ)裝置18中。
因?yàn)榻酉聛?lái)的操作對(duì)于電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)略微有些不同，首先介紹有關(guān)電壓數(shù)據(jù)的操作。
首先，利用存儲(chǔ)在第四存儲(chǔ)裝置18中的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定電壓變化量ΔTDv1與ΔTDv2之間的差值，前者是在從所說(shuō)的第一采樣時(shí)間(ts1)到進(jìn)行第M次采樣的時(shí)間(tsM)這一段總的變化量讀取采樣時(shí)間內(nèi)測(cè)得的，而后者是在從所說(shuō)的第二采樣時(shí)間(ts2)到進(jìn)行第M＋1次采樣的時(shí)間(tsM＋1)這一段總的變化量讀取采樣時(shí)間內(nèi)測(cè)得的，所說(shuō)的計(jì)算得到的差值ΔHv存入第五存儲(chǔ)裝置中。
這些操作被連續(xù)進(jìn)行，對(duì)于上述操作的一般性描述是這樣的，相對(duì)于在給定的總電壓變化量讀取采樣時(shí)間tn中測(cè)得的電壓變化量ΔTDvn，所說(shuō)的變化量讀取采樣時(shí)間(ts)每次移動(dòng)一個(gè)采樣時(shí)間段，在連續(xù)重復(fù)計(jì)算在所說(shuō)的總變化量讀取采樣時(shí)間t(n＋1)到t(n＋x)的電壓變化量ΔTDvn到ΔTDv(n＋x)時(shí)，總是將所說(shuō)的變化量讀取采樣時(shí)間(ts)求和M次而得出結(jié)果，與前面描述的類似，這些結(jié)果被存入所說(shuō)的第四存儲(chǔ)裝置18中，由相鄰的總變化量讀取采樣時(shí)間tn和t(n＋1)得到的電壓變化量ΔTDvn和ΔTDv(n＋1)被用來(lái)計(jì)算差值ΔHvn(其中ΔHvn＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn)，這個(gè)結(jié)果存入第六存儲(chǔ)裝置19(B)中。
對(duì)于這M個(gè)連續(xù)取得的電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm，第二判斷裝置23判斷它們是否為正值(零或大于零)或者負(fù)值(小于零)，所說(shuō)的第二判斷裝置23還依照所說(shuō)電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm產(chǎn)生的順序進(jìn)行判斷，以判斷所說(shuō)的電壓變化量差值ΔHv是否連續(xù)預(yù)定次數(shù)為負(fù)數(shù)或者不是負(fù)數(shù)，如果所說(shuō)的電壓變化量差值ΔHv連續(xù)S次為負(fù)數(shù)，則判斷所說(shuō)的可充電電池已經(jīng)達(dá)到100％充電量或者在100％充電量區(qū)域內(nèi)，并為了停止所說(shuō)的充電操作發(fā)出一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)使得所說(shuō)的充電控制裝置9動(dòng)作以關(guān)閉開(kāi)關(guān)裝置5，并停止對(duì)于所說(shuō)可充電電池的充電操作。
實(shí)際上，如圖6(A)所示，當(dāng)接近完全充電的狀態(tài)時(shí)，所說(shuō)電壓數(shù)據(jù)的上升曲線變得平緩，上述的差值變?yōu)榱慊蛘哓?fù)數(shù)。
于是，在所說(shuō)的差值為零或者負(fù)數(shù)的情況，相應(yīng)的計(jì)數(shù)器值增加1，當(dāng)所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值達(dá)到一個(gè)給定的值，例如3，則所說(shuō)的充電操作停止。
這意味著利用如上所述的本發(fā)明停止充電的方法，如果可充電電池的前一個(gè)電壓值與可充電電池當(dāng)前的電壓值之間的差值連續(xù)3次為零或者負(fù)數(shù)，就假定可充電電池已經(jīng)達(dá)到100％充電量，并停止充電操作。
在測(cè)量可充電電池表面溫度的情況下，溫度數(shù)據(jù)變化量值ΔTDt儲(chǔ)存在第四存儲(chǔ)裝置18中，經(jīng)計(jì)算確定在第一總變化量讀取采樣時(shí)間tn和在第二總變化量判讀采樣時(shí)間tn＋1的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn之間的變化量比值，所說(shuō)第二總變化量讀取采樣時(shí)間是通過(guò)將所說(shuō)的變化讀取采樣時(shí)間(ts)移動(dòng)一個(gè)采樣時(shí)間段構(gòu)成的，這個(gè)變化量比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn)存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置19(A)中。
接著，由第一判斷裝置22將所說(shuō)溫度變化量之間的變化量比值ΔHt與一個(gè)預(yù)定的參考值K進(jìn)行比較，如果所說(shuō)溫度變化量之間的變化量比值ΔHt超過(guò)所說(shuō)的參考值K，則從第一判斷裝置22中輸出一個(gè)信號(hào)，以停止所說(shuō)的充電操作。
于是，如圖6(B)所示，在完全充電的區(qū)域，由于所測(cè)得的可充電電池溫度上升曲線急劇上升，這時(shí)取各個(gè)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)的ΔTDt(n＋1)與ΔTDtn的比值，如果所說(shuō)的比值大于預(yù)定的參考值K，就假定所說(shuō)的可充電電池已經(jīng)達(dá)到100％的充電量，并停止充電操作。
在所說(shuō)的第一判斷裝置22中，如果所說(shuō)溫度變化量之間的變化量比值ΔHt超過(guò)預(yù)定的參考值K，則判斷所說(shuō)的可充電電池已經(jīng)達(dá)到100％充電量或者是100％充電量區(qū)域，并將輸出一個(gè)信號(hào)以停止所說(shuō)的充電操作，其結(jié)果是這樣的，所說(shuō)的充電控制裝置9將所說(shuō)的開(kāi)關(guān)裝置5關(guān)閉，從而停止所說(shuō)可充電電池的充電操作。
對(duì)于本發(fā)明，盡管分別描述了通過(guò)在充電過(guò)程中測(cè)量所說(shuō)可充電電池的端電壓并且如果判斷出充電量已經(jīng)達(dá)到100％或者在100％區(qū)域則停止充電操作的方法和通過(guò)在充電過(guò)程中測(cè)量所說(shuō)可充電電池的溫度并且如果判斷出充電量已經(jīng)達(dá)到100％或者在100％區(qū)域則停止充電操作的方法，但是本發(fā)明還可以結(jié)合這兩種方法，從而能夠更加準(zhǔn)確地確定充電量。
此外，在本發(fā)明中，盡管基本方法是在可充電電池的充電過(guò)程中測(cè)量電壓數(shù)據(jù)時(shí)，在每一變化量讀取采樣時(shí)間(ts)測(cè)量電壓數(shù)據(jù)，并重復(fù)M次，從而將在總的采樣時(shí)間t(ts×M)里得到的所有數(shù)據(jù)值求和，利用此結(jié)果觀察所說(shuō)電壓數(shù)據(jù)的變化，但是當(dāng)所說(shuō)可充電電池的充電量為100％或者處于100％區(qū)域時(shí)，溫度的變化變得十分平緩，從而如果采樣時(shí)間長(zhǎng)的話，就能夠檢測(cè)到溫度變化曲線的峰值，或者準(zhǔn)確而快速地檢測(cè)到諸如從峰值下降的狀態(tài)，或者是經(jīng)過(guò)一段給定的時(shí)間峰值不發(fā)生變化的狀態(tài)。
因此，在本發(fā)明的可充電電池高速充電方法中，另一種可能的形式是，每次在各個(gè)所說(shuō)的變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中測(cè)得一個(gè)電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDvn時(shí)，確定此值與先前測(cè)得的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv(n－1)之間的差值，然后判斷該值是否為零或者正數(shù)或者負(fù)數(shù)，如果這個(gè)值是正數(shù)，則已經(jīng)預(yù)設(shè)了上限值W的計(jì)數(shù)器值ΔS被重新設(shè)置為零，如果這個(gè)值是負(fù)數(shù)，則計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值ΔS加1，或者是將與所說(shuō)的負(fù)數(shù)相應(yīng)的數(shù)值加入ΔS，如果所得的和超過(guò)預(yù)設(shè)的上限值W，則停止對(duì)所說(shuō)的可充電電池的充電操作。
在所說(shuō)的差值量為零的情況，則可以例如強(qiáng)制將一個(gè)預(yù)設(shè)的負(fù)常數(shù)值Z(例如-2)加入所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值ΔS，從而如果該差值為零，表明電壓數(shù)據(jù)曲線沒(méi)有變化，這種情況作為該差值是負(fù)數(shù)的情況處理。
下面參照?qǐng)D7到圖9的流程圖描述本發(fā)明的給可充電電池高速充電方法的操作過(guò)程的一個(gè)具體實(shí)施例。
圖7到圖9為表示本發(fā)明的給可充電電池高速充電方法的操作過(guò)程的流程圖。首先，在步驟(1)設(shè)置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb，然后操作進(jìn)入步驟(2)，設(shè)置充電率C，其中充電率C為適合于所說(shuō)的可充電電池充電的速率。
在本發(fā)明中，除了能夠給具有不同構(gòu)造的可充電電池進(jìn)行充電，還能夠根據(jù)作為充電技術(shù)要求的充電率，通過(guò)對(duì)理想的測(cè)量數(shù)據(jù)的采樣，以收集準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，對(duì)具有相同構(gòu)造但是具有不同的充電率的可充電電池進(jìn)行準(zhǔn)確和高速的充電。
接下來(lái)，操作進(jìn)入步驟(3)，在此根據(jù)已經(jīng)設(shè)定的充電率C和所說(shuō)的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb設(shè)定校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，tc取決于所說(shuō)的充電率C。
然后進(jìn)入步驟(4)，由于在測(cè)得的電壓變化量值連續(xù)預(yù)定次數(shù)，例如P次為零或者負(fù)數(shù)的情況，則判斷可充電電池已經(jīng)達(dá)到100％充電量或者在100％充電量區(qū)域，并停止所說(shuō)的充電操作，如果這種情況出現(xiàn)，則在此步驟設(shè)置了預(yù)定值P的計(jì)數(shù)器I開(kāi)始遞減計(jì)數(shù)。
在步驟(5)，為了在與充電率有關(guān)的每一個(gè)校正數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間tc重復(fù)采樣操作，例如L次，所說(shuō)的預(yù)定次數(shù)L被設(shè)置在計(jì)數(shù)器II中，由它控制所說(shuō)的重復(fù)次數(shù)。
接著操作進(jìn)入步驟(6)，與校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間相應(yīng)的時(shí)間數(shù)據(jù)被設(shè)置在計(jì)數(shù)器II中，所說(shuō)校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間與充電率有關(guān)，是在步驟(3)中設(shè)置的。
然后，在步驟(7)，在測(cè)量正被充電的可充電電池的電壓和溫度數(shù)據(jù)時(shí)，由于前述的理由，對(duì)所說(shuō)可充電電池充電的電流在數(shù)據(jù)測(cè)量的時(shí)刻被切斷。
如前所述，在數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)充電電流是通過(guò)將由圖1中由晶體管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)裝置5關(guān)閉而切斷的。
然后，在步驟(8)，測(cè)量所說(shuō)可充電電池的端電壓，在步驟(9)，將此結(jié)果存入第一存儲(chǔ)裝置15，也就是存儲(chǔ)器I中。
以同樣的方式，在步驟(10)中，測(cè)量所說(shuō)可充電電池的表面溫度(dt)，并在步驟(11)將此結(jié)果存入同一個(gè)第一存儲(chǔ)裝置15，也就是存儲(chǔ)器I中。
接著，操作進(jìn)入步驟(12)，再一次開(kāi)始輸送電流以重新開(kāi)始充電操作，在這之后的步驟(13)，判斷剛剛測(cè)得的電壓值或者溫度值是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)極限值，如果所說(shuō)的測(cè)量值的確超過(guò)了所說(shuō)的極限值，則判斷在充電的可充電電池中發(fā)生了異常狀況，于是停止所說(shuō)的充電操作。
但是，如果在步驟(13)判斷出剛剛測(cè)得的電壓值和溫度值屬于正常值，則操作進(jìn)入步驟(14)，計(jì)數(shù)器III中的設(shè)置值減少1，操作進(jìn)入步驟(15)，在此步驟判斷所說(shuō)計(jì)數(shù)器的值是否為零，如果不是零，則一直等到計(jì)數(shù)器III中的值為零，也就是一直到校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc過(guò)去，在驗(yàn)證了計(jì)數(shù)器III中的值為零之后，操作進(jìn)入步驟(16)，將剛剛測(cè)量得到的電壓數(shù)據(jù)值dv和溫度數(shù)據(jù)值dt與恰好前一次測(cè)得的相應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)值dv和溫度數(shù)據(jù)值dt相加，計(jì)算所得結(jié)果分別累積地存入所說(shuō)的第一存儲(chǔ)裝置15中。
接著，操作進(jìn)入步驟(17)，從計(jì)數(shù)器II中設(shè)置值的L中減去1，然后操作進(jìn)入步驟(18)，判斷所說(shuō)計(jì)數(shù)器II中的設(shè)置值是否為零。
于是在本發(fā)明中，在所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc里至少測(cè)量一次電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，并且在預(yù)定的時(shí)間里重復(fù)相關(guān)的操作，也就是在測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)里，重復(fù)預(yù)定次數(shù)，即L次所說(shuō)的操作，所說(shuō)的L值可以任意設(shè)定。
所以，在步驟(18)，如果在計(jì)數(shù)器II中設(shè)置的值L不為零，就意味著還沒(méi)有達(dá)到所需要的測(cè)量次數(shù)，從而返回到步驟(6)，重復(fù)上述的步驟。
但是，如果在步驟(18)，所說(shuō)計(jì)數(shù)器II中的設(shè)置值L為零，意味著已經(jīng)達(dá)到所需要的測(cè)量次數(shù)，從而操作進(jìn)入步驟(19)，通過(guò)計(jì)算確定在每一校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc里共L次存入第一存儲(chǔ)裝置15中的電壓和溫度數(shù)據(jù)值之和Dvn和Dtn，這些結(jié)果被分別存入第二存儲(chǔ)裝置16(存儲(chǔ)器II)中。
接著，在步驟(20)，利用存入第二存儲(chǔ)裝置16中的數(shù)據(jù)，計(jì)算出恰好前一次測(cè)量得到并存入存儲(chǔ)器II中的值Dv(n－1)和Dt(n－1)與當(dāng)前測(cè)量得到的值Dvn和Dtn之間的差值，也就是在當(dāng)前測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中測(cè)得的數(shù)據(jù)與在恰好前一次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts－1)中測(cè)得的數(shù)據(jù)之間的變化量，在步驟(21)將得到的結(jié)果ΔDv和ΔDt分別存入所說(shuō)的第三存儲(chǔ)裝置17(存儲(chǔ)器III)中。
在這之后，在步驟(22)，利用已經(jīng)分別累積存入第三存儲(chǔ)裝置17中的數(shù)據(jù)ΔDv和ΔDt，將在當(dāng)前測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取時(shí)間(ts1)得到的變化量數(shù)據(jù)ΔDv和ΔDt分別與在恰好前一次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取時(shí)間(ts0)測(cè)得的變化量數(shù)據(jù)相加，所得結(jié)果ΔTDv和ΔTDt被分別存入第四存儲(chǔ)裝置18(存儲(chǔ)器IV)中。
在步驟(22)，所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)被設(shè)定一定的次數(shù)，例如M次，并計(jì)算出在各次采樣時(shí)間(tsn)中得到的變化量數(shù)據(jù)值之和。
因此，在步驟(23)，判斷存入所說(shuō)第四存儲(chǔ)裝置18(存儲(chǔ)器IV)數(shù)據(jù)的次數(shù)是否為預(yù)定的次數(shù)，例如M次，如果判斷的結(jié)果是“否”，則判斷測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)還沒(méi)有重復(fù)預(yù)定的次數(shù)M，于是返回步驟(5)，在這個(gè)步驟之后重復(fù)以上步驟。
但是，如果步驟(23)的結(jié)果為“是”，操作進(jìn)入步驟(24)，根據(jù)測(cè)得的電壓數(shù)據(jù)，從已經(jīng)存入第四存儲(chǔ)裝置18中的總變化量數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算確定恰好前一次測(cè)得的數(shù)據(jù)變化量與當(dāng)前測(cè)得的數(shù)據(jù)變化量之間的差值ΔHv(其中ΔHv＝ΔTDv(n－1)－ΔTDvn)，前者也就是基于在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts1)到(tsm)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDvn，后者也就是在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDv(n－1)，在這個(gè)步驟還根據(jù)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，從存入所說(shuō)第四存儲(chǔ)裝置18中的總的變化量數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算確定恰好前一次測(cè)量的數(shù)據(jù)變化量與當(dāng)前測(cè)量的數(shù)據(jù)變化量的比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt(n－1)/ΔTDtn)，前者也就是基于在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts1)到(tsm)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn，后者也就是在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n－1)，所說(shuō)計(jì)算的結(jié)果ΔHv和ΔHt被分別存入第六存儲(chǔ)裝置19(B)(存儲(chǔ)器VI)和第五存儲(chǔ)裝置19(A)(存儲(chǔ)器V)中。
之后，在步驟(26)，判斷測(cè)量數(shù)據(jù)是否為電壓數(shù)據(jù)，如果判斷結(jié)果為“否”，則進(jìn)入步驟(27)，在此步驟，如圖6B所示，判斷所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)的總變化量ΔHt是否大于一個(gè)預(yù)定的值，例如K，如果結(jié)果為“是”，則操作進(jìn)入步驟(28)。
因此，將在M次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts1)到(tsm)中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn求和時(shí)，每次移動(dòng)一個(gè)所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)段，如果與在M次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts2)到(tsm＋1)中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n＋1)的比值較大，表明所說(shuō)溫度測(cè)量數(shù)據(jù)的上升速度在短時(shí)間內(nèi)加快了，判斷所說(shuō)的可充電電池已經(jīng)達(dá)到100％的充電量或者處于100％的充電量區(qū)域，并在這一時(shí)刻停止充電操作。
預(yù)設(shè)值K可以根據(jù)要求設(shè)置，在本發(fā)明中這個(gè)值被設(shè)定為，例如2或者更大。
也就是說(shuō)，在本發(fā)明中，如圖2到圖4所示，對(duì)于任何結(jié)構(gòu)的可充電電池，在充電量達(dá)到100％或者處于100％區(qū)域的情況下，由于測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)上升速度突然從先前的平緩的增加變化到快速的上升速度，所以可以檢測(cè)這個(gè)狀態(tài)，從而能夠檢測(cè)充電量已經(jīng)達(dá)到100％或者處于100％區(qū)域，或者超過(guò)100％。
如果在步驟(27)的判斷結(jié)果為“否”，操作進(jìn)入步驟(29)，為了確定溫度數(shù)據(jù)的總變化量ΔTDt(n＋2)，首先刪去目前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器V中的M個(gè)溫度測(cè)量數(shù)據(jù)中的第一個(gè)，然后返回步驟(23)，之后重復(fù)上述的操作，其中ΔTDt(n＋2)是在測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts3)到(tsM＋2)中得到的M個(gè)溫度數(shù)據(jù)的總變化量，它是通過(guò)每次移動(dòng)一個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間(ts)段得到的。
在步驟(28)，如果判斷結(jié)果為“是”，操作進(jìn)入步驟(30)，判斷所說(shuō)的總電壓數(shù)據(jù)變化量ΔHv是否為零或者小于零的負(fù)數(shù)，如果判斷結(jié)果為“是”，，操作進(jìn)入步驟(31)，計(jì)數(shù)器I中設(shè)置的值P被減去1，然后進(jìn)入步驟(32)，判斷所說(shuō)計(jì)數(shù)器中設(shè)置的值是否為P，如果結(jié)果為“是”，操作回到步驟(28)，停止充電操作。當(dāng)步驟(32)中的結(jié)果為“否”時(shí)，返回步驟(7)，然后重復(fù)上述步驟。
因此在本發(fā)明中，如圖2到圖4所示，對(duì)于任意結(jié)構(gòu)的可充電電池，如果充電量達(dá)到100％或者處于100％充電量區(qū)域，或者超過(guò)100％，可以看到先前一直上升的電壓數(shù)據(jù)開(kāi)始回落或者保持不變。
所以在本發(fā)明中對(duì)于任何可充電電池，為了檢測(cè)充電量達(dá)到100％或者處于100％區(qū)域的狀態(tài)，判斷總變化量，即差值ΔHv是否為零或者負(fù)數(shù)，并進(jìn)一步確定差值ΔHv是否已經(jīng)連續(xù)P次為零或者負(fù)數(shù)，如果是，則斷定所說(shuō)的可充電電池已經(jīng)達(dá)到100％的充電量或者處于100％充電量的區(qū)域，然后停止充電操作。
在本發(fā)明中，所說(shuō)計(jì)數(shù)器I的設(shè)置值P可以根據(jù)要求任意設(shè)置，例如可以設(shè)定P值為3。
所以，在這種情況下，如果所說(shuō)的差值ΔHv連續(xù)3次為零或者負(fù)數(shù)，就斷定所說(shuō)的可充電電池已經(jīng)達(dá)到100％的充電量或者處于100％充電量區(qū)域，并停止充電操作，如果在任意3次連續(xù)的測(cè)量中即使差值ΔHv只有一次為正值，所說(shuō)計(jì)數(shù)器I的設(shè)置值都重新設(shè)置為P，并重復(fù)上述的判斷。
另一方面，在步驟(30)，如果結(jié)果為“否”，在步驟(33)中計(jì)數(shù)器I中的值被重新設(shè)置成P，操作返回步驟(4)，然后重復(fù)上述的每一步驟。
雖然在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，所說(shuō)計(jì)數(shù)器I設(shè)置了一個(gè)初始值P，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果依次倒計(jì)數(shù)，從而當(dāng)設(shè)置值P等于零時(shí)，判斷可充電電池的充電量為100％，但是也可以反過(guò)來(lái)，即所說(shuō)計(jì)數(shù)器I的初始值設(shè)置為0，讓所說(shuō)的計(jì)數(shù)器根據(jù)測(cè)量結(jié)果依次正計(jì)數(shù)，當(dāng)所說(shuō)的計(jì)數(shù)器I中的設(shè)置值達(dá)到一個(gè)預(yù)定的值P，則判斷可充電電池的充電量已經(jīng)達(dá)到100％。
但是，在充電過(guò)程中使用上述兩個(gè)方法中的任何一個(gè)，都存在這樣一個(gè)危險(xiǎn)，即如果由于種種原因使得所說(shuō)數(shù)據(jù)變化量的差值連續(xù)三次為零或者負(fù)數(shù)，既使這時(shí)充電量并不高，也會(huì)停止充電操作。在本發(fā)明中，為了解決這個(gè)問(wèn)題，由于各種可充電電池在達(dá)到100％充電量時(shí)的輸出電壓是事先知道的，于是就使本發(fā)明的裝置能夠始終測(cè)量所說(shuō)可充電電池的輸出電壓，并且監(jiān)測(cè)其結(jié)果，從而使得上述的計(jì)算方法只是在輸出電壓在可充電電池的正常輸出電壓的70％到80％以上的情況下才有效。
在本發(fā)明為可充電電池高速充電的方法中，如上所述，至少測(cè)量所說(shuō)可充電電池的端電壓，從而檢測(cè)端電壓數(shù)據(jù)的變化量是足夠的，也可以測(cè)量所說(shuō)可充電電池的表面溫度，從而檢測(cè)表面溫度的變化量比值。
此外，在本發(fā)明中還可以同時(shí)使用溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)評(píng)估充電量。
在本發(fā)明中，讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb可以設(shè)置為例如0.75秒，計(jì)數(shù)器II的值設(shè)置為4，所說(shuō)可充電電池的充電率C設(shè)定為4，常數(shù)A設(shè)定為16。
此外，在步驟(23)，如果重復(fù)次數(shù)設(shè)定為8，所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)將為12秒，8次重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)所需的時(shí)間將為96秒。
所以在上述本發(fā)明的實(shí)例中，電壓或者溫度的測(cè)量都需要大量的時(shí)間，但是在這樣一種情況下還可以不重復(fù)M次上述的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量采樣時(shí)間(ts)，而只利用單個(gè)變化量值ΔDv和ΔDt來(lái)判斷充電量。
就是說(shuō)，在本發(fā)明的充電方法中，在所說(shuō)的可充電電池還有許多剩余電能的情況，極有可能在極短的時(shí)間里達(dá)到100％的充電量，如果不注意到這個(gè)問(wèn)題而繼續(xù)充電，溫度將會(huì)上升，從而導(dǎo)致可充電電池品質(zhì)降低的危險(xiǎn)，為了防止這種危險(xiǎn)，可取的是除了本發(fā)明的基本充電方法以外還要提供安全措施。
下面參照流程圖10和11，描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
流程圖10和11與表示本發(fā)明的可充電電池高速充電方法的流程圖7到9基本上相同，只是在計(jì)算方法和個(gè)別步驟的判斷方式上有一些差別。
例如，在圖7到圖9圖所示的實(shí)施例中，在進(jìn)行電壓數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)，所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)是在測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)里進(jìn)行總計(jì)的，因而在所說(shuō)可充電電池的充電量達(dá)到100％的情況下，因?yàn)樵跇O短的時(shí)間內(nèi)電壓只有很小的變化，需要始終跟蹤其變化以檢測(cè)這個(gè)狀態(tài)，所以本發(fā)明的結(jié)構(gòu)使得對(duì)于每一次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量判讀采樣時(shí)間(ts)能夠檢測(cè)所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)是如何變化的，從而如果所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)變化量，如圖8和圖9中步驟(24)所示，在測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)內(nèi)重復(fù)至少8次測(cè)量電壓數(shù)據(jù)之后，呈現(xiàn)特定的狀態(tài)，則可以在判斷充電量之前停止充電操作。
圖10和圖11為表示進(jìn)行本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的操作時(shí)的流程圖，其中因?yàn)椴襟E(7)到步驟(20)與圖7和圖8的流程中一樣，在圖10中略去了這些步驟，使流程圖從與圖8中步驟(20)相應(yīng)的步驟開(kāi)始。
注意在下列的步驟(120)和(121)中，進(jìn)行了與圖8中步驟20所示相同的計(jì)算。
實(shí)質(zhì)上，在圖10和圖11中，根據(jù)在步驟(120)之前計(jì)算出并存入第二存儲(chǔ)裝置中的數(shù)據(jù)Dn，通過(guò)計(jì)算確定在恰好前一次測(cè)量數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間ts－1中測(cè)得的數(shù)據(jù)ΔDvn－1與在當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間ts中測(cè)得的數(shù)據(jù)ΔDvn之間的差值ΔDv(其中ΔDv＝ΔDvn－ΔDvn－1)，另外在步驟(121)，以同樣的方式計(jì)算出在恰好前一次測(cè)量數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間ts－1中測(cè)得的數(shù)據(jù)ΔDtn－1與在當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間ts中測(cè)得的數(shù)據(jù)ΔDtn之間的差值ΔDt(其中ΔDt＝ΔDtn－ΔDtn－1)。
在上述步驟之后，在步驟(122)，將所說(shuō)電壓數(shù)據(jù)的變化量差值ΔDv(其中ΔDv＝ΔDvn－ΔDvn－1)存入存儲(chǔ)器IV(VBUFF)，在步驟(123)中，將所說(shuō)溫度數(shù)據(jù)的變化量差值ΔDt(其中ΔDt＝ΔDtn－ΔDtn－1)存入存儲(chǔ)器IV(TBUFF)。
接著在本發(fā)明的所說(shuō)實(shí)施例中，特別是對(duì)于電壓數(shù)據(jù)，需要檢測(cè)在極短的時(shí)間內(nèi)的變化寬度，因此在步驟(124)，判斷所說(shuō)的差值ΔDv是否為一個(gè)非零的正值，如果判斷結(jié)果為“是”，則操作進(jìn)入步驟(126)，ΔS被重新設(shè)置為零。
實(shí)質(zhì)上所發(fā)生的情況是，如果在第一測(cè)量數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間(ts1)和在第二測(cè)量數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間(ts2)中所測(cè)得的所說(shuō)電壓數(shù)據(jù)的變化量差值是正值，就表明所說(shuō)的電壓測(cè)量數(shù)據(jù)在增大，在這種情況下，就斷定可充電電池還沒(méi)有達(dá)到100％的充電量，于是在所說(shuō)的電壓測(cè)量裝置中指示變化的常數(shù)ΔS重新設(shè)置為零，操作進(jìn)入步驟(127)。
另一方面，如果在步驟(124)出現(xiàn)“否”的結(jié)果，即如果電壓降低或者保持不變，操作則進(jìn)入步驟(125)，當(dāng)前的所說(shuō)差值ΔDv加到前一個(gè)常數(shù)ΔS值中，并從中減去預(yù)設(shè)的常數(shù)值Z，其結(jié)果就取作新的常數(shù)值ΔS。
在這個(gè)實(shí)施例中，由于ΔDv值是負(fù)數(shù)，所以將差值ΔDv和預(yù)設(shè)常數(shù)值Z都從前一個(gè)常數(shù)值ΔS中減去。
此外，上述的常數(shù)Z是一個(gè)用于計(jì)數(shù)的常數(shù)，當(dāng)差值ΔDv沒(méi)有變化時(shí)，它使之如同有變化，該常數(shù)設(shè)為，例如Z＝2。
所以，在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電壓數(shù)據(jù)處于峰值，并且保持所說(shuō)峰值時(shí)，所說(shuō)常數(shù)ΔS實(shí)際上是被減值的。
接著在步驟(127)，判斷所說(shuō)的常數(shù)ΔS是否等于或者小于一個(gè)預(yù)定的數(shù)值W，如果結(jié)果為“是”，由于可以認(rèn)為可充電電池的充電量為100％或者處于100％的區(qū)域，操作進(jìn)入步驟(135)，停止充電操作。
在此實(shí)施例中，所說(shuō)的值W被設(shè)定為，例如6，如果所說(shuō)的常數(shù)值Z等于2，并且所說(shuō)的差值ΔDv連續(xù)三次為零，即如果沒(méi)有變化，則依次出現(xiàn)下列的結(jié)果在第一個(gè)ts之后ΔS＝ΔS－ΔDv－Z＝0－0－2＝-2在第二個(gè)ts之后ΔS＝ΔS－ΔDv－Z＝-2－0－2＝-4在第三個(gè)ts之后ΔS＝ΔS－ΔDv－Z＝-4－0－2＝-6因此充電操作將在第三次重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)時(shí)停止。
借助于更具體的數(shù)據(jù)來(lái)解釋的話就是，如果用于讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb設(shè)定為0.75秒，計(jì)數(shù)器II的值L設(shè)定為4，可充電電池的充電率設(shè)定為4，所說(shuō)的常數(shù)A設(shè)定為16。
此外，在重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間(ts)的次數(shù)M設(shè)定為8，所說(shuō)常數(shù)W設(shè)定為-6，常數(shù)Z設(shè)定為2的情況下，如果在完成充電以后對(duì)鎳鎘電池進(jìn)行了錯(cuò)誤的再充電，則用于測(cè)量充電電壓特性的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)為(0.75×16/3)×4＝16秒，相對(duì)于各個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)的電池電壓ΔDv和ΔS為下列值。
ts 電池電壓ΔDv ΔS第一ts6326320第二ts631-1-3第三ts629-2-7根據(jù)上述結(jié)果，對(duì)于可充電電池的充電將在進(jìn)行第三次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)的測(cè)量時(shí)停止，而此操作所需要的時(shí)間僅為48毫秒。
在圖10流程中的步驟(128)，根據(jù)在重復(fù)M次圖8中步驟(22)到步驟(23)的操作以后存入所說(shuō)存儲(chǔ)器IV(VBUFF)中的各個(gè)電壓數(shù)據(jù)變化量，通過(guò)計(jì)算確定當(dāng)前測(cè)得的數(shù)據(jù)變化量與恰好前一次測(cè)得的數(shù)據(jù)變化量之間的差值ΔHv，前者也就是基于在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts1)到(tsm)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDvn，后者也就是在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDv(n－1)，在步驟(129)，判斷ΔHv是否為正數(shù)或者負(fù)數(shù)或者零，如果是正數(shù)，操作進(jìn)入步驟(131)，相應(yīng)計(jì)數(shù)器的值N被重新設(shè)置為零，之后操作進(jìn)入步驟(132)。
但是如果所說(shuō)的差值ΔHv為零，，則所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值不改變，且如果所說(shuō)的差值ΔHv為負(fù)數(shù)，操作進(jìn)入步驟(130)，所說(shuō)計(jì)數(shù)器的值N增加1，之后操作進(jìn)入步驟(132)。
在此實(shí)施例中，判斷在什么條件下(如果有的話)，所說(shuō)的差值ΔHv連續(xù)保持不變，并以與前述實(shí)施例相同的方式，在所說(shuō)差值ΔHv的值連續(xù)N次為負(fù)數(shù)的情況下，所說(shuō)可充電電池被認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到100％充電量或者100％充電量區(qū)域，并停止所說(shuō)的充電操作。
所說(shuō)計(jì)數(shù)器的值N可以根據(jù)要求設(shè)置，例如在具體實(shí)施例中，可設(shè)為N＝3。
在本發(fā)明中，由于如步驟(124)到步驟(127)所示，如果ΔDv為零，就假定出現(xiàn)了負(fù)數(shù)狀態(tài)，即使在所說(shuō)的步驟(129)所說(shuō)的電壓測(cè)量數(shù)據(jù)保持在峰值，不出現(xiàn)差值ΔHv為零的狀態(tài)也如此，從而使之作為負(fù)數(shù)值計(jì)數(shù)。
然后操作進(jìn)入步驟(132)，判斷所說(shuō)計(jì)數(shù)器的N值是否等于3，如果判斷結(jié)果為“是”，則停止對(duì)可充電電池的充電，但是如果判斷結(jié)果為“否”，則操作進(jìn)入步驟(133)，在將于步驟(123)存入存儲(chǔ)器IV(TBUFF)的溫度數(shù)據(jù)變化量即所說(shuō)差值ΔDt(其中ΔDt＝Dtn－Dt(n－1))使用并重復(fù)M次之后，計(jì)算確定當(dāng)前測(cè)量的數(shù)據(jù)變化量，也就是基于在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts1)到(tsm)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn，并確定恰好前一次測(cè)量的數(shù)據(jù)變化量，也就是在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n－1)，并判斷這兩個(gè)值是否為預(yù)設(shè)值α。
在這些對(duì)所說(shuō)可充電電池的充電操作中，即使充電量沒(méi)有達(dá)到100％區(qū)域，由于某些誤差或者誤操作引起溫度的突然上升，也會(huì)造成充電操作的錯(cuò)誤停止，為了避免這種情況的出現(xiàn)，由于所說(shuō)可充電電池在充電過(guò)程中溫度的上升特性是已知的，就將充電量達(dá)到100％區(qū)域時(shí)溫度變化的正常量作為一個(gè)需要的數(shù)據(jù)，例如將一個(gè)適當(dāng)?shù)闹郸猎O(shè)置在相應(yīng)的存儲(chǔ)器中，在上述情況下操作就會(huì)返回圖7中的步驟(7)，并重復(fù)上述的步驟。
在所說(shuō)的步驟(133)，如果所說(shuō)的上述溫度總的變化量等于或者大于預(yù)定值α，操作進(jìn)入步驟(134)，判斷當(dāng)前測(cè)量的數(shù)據(jù)變化量與恰好前一次測(cè)量的數(shù)據(jù)變化量的比值ΔHt是否大于一個(gè)預(yù)定值如K，前者也就是基于在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts1)到(tsm)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn，后者也就是在所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進(jìn)行的M次數(shù)據(jù)測(cè)量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n－1)，如果判斷結(jié)果為“是”，則停止充電操作。
但是如果判斷結(jié)果為“否”，則返回圖7中的步驟(5)，并重復(fù)上述的步驟。
下面參照表I到表V和圖12到圖20對(duì)使用本發(fā)明的可充電電池高速充電方法給具有不同結(jié)構(gòu)的可充電電池在不同充電條件下進(jìn)行充電的結(jié)果給予解釋。
表I表示本發(fā)明的可充電電池充電方法適用于充電率為0.25C的鎳-鎘電池時(shí)的情況，其中設(shè)定
讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb＝0.75秒；計(jì)數(shù)器II值L＝4；充電率C＝0.25；設(shè)定常數(shù)A＝16；并設(shè)定在充電操作過(guò)程中每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)重復(fù)測(cè)量操作的次數(shù)M＝8。
在此實(shí)施例中，變化量讀取采樣時(shí)間為ts＝(0.75×16/0.25)×4＝192秒。
表I表示在每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中的電壓測(cè)量數(shù)據(jù)、在圖10步驟(122)中測(cè)得的電壓總變化量ΔTDv和在圖10步驟(130)和步驟(131)中的計(jì)器值N的值。
在表I中電池電壓數(shù)據(jù)基本上是在每一所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中得到的原始數(shù)據(jù)，總變化量ΔTDv表示在八次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts1)到(ts8)里求和得到的總變化量與在八次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts2)到(ts9)里求和得到的總變化量之間的差值。
在上述圖10中的步驟(129)到步驟(131)，根據(jù)所說(shuō)的差值ΔHv是否為正數(shù)、或者負(fù)數(shù)、或者零，將計(jì)數(shù)器N加上或者減去一個(gè)值。
即在從ts1到ts8期間，由于沒(méi)有先前的數(shù)據(jù)，所說(shuō)差值ΔHv的輸出為零，因而計(jì)數(shù)器值N保持為零，但是在ts9所說(shuō)總變化量變?yōu)?2，從而ΔHv值等于-521為負(fù)數(shù)，結(jié)果所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值增加1。
同樣在ts10，由于所說(shuō)的總變化量ΔTDv變?yōu)?4，所說(shuō)的差值ΔHv取負(fù)數(shù)-8，從而所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值N增加1，使得所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值等于2。
同樣由于直到ts15所說(shuō)的差值ΔHv連續(xù)為負(fù)數(shù)，所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值N每次加1，因此在ts15時(shí)計(jì)數(shù)器值為7。
但是在這個(gè)實(shí)施例中所說(shuō)計(jì)數(shù)器值一般設(shè)定為3，從而當(dāng)所說(shuō)計(jì)數(shù)器值超過(guò)3時(shí)停止充電操作，這樣盡管在此實(shí)施例中充電操作是在ts11停止的，由于已經(jīng)達(dá)到100％充電量的所說(shuō)可充電電池的電池電壓是已知的，所以經(jīng)過(guò)處理可以使電壓不超過(guò)極限，也不會(huì)使所說(shuō)計(jì)數(shù)器值失效。
所以在此實(shí)施例中，如果所說(shuō)可充電電池的電池電壓設(shè)定為580V，并且當(dāng)電池電壓超過(guò)所說(shuō)的580V時(shí)使上述的計(jì)數(shù)器值失效，則不會(huì)發(fā)生在ts11停止充電操作的問(wèn)題。
進(jìn)一步，在ts16，由于差值ΔHv變?yōu)?1，計(jì)數(shù)器值從7重新設(shè)置為0。
重復(fù)同樣的操作，在ts80由于電池電壓為600V，所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值為3，所以充電操作被停止。
圖12為表I中測(cè)量數(shù)據(jù)的曲線圖，ts標(biāo)繪在水平軸上，在圖13中，根據(jù)圖12中的原始數(shù)據(jù)標(biāo)繪，實(shí)線表示在每一ts中的所說(shuō)總變化量ΔTDv，點(diǎn)線表示在每一ts中的所說(shuō)計(jì)數(shù)器值N。
表II表示本發(fā)明的可充電電池充電方法適用于充電率為3C的鎳-鎘電池時(shí)的情況，其中設(shè)定讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb＝0.75秒；計(jì)數(shù)器II值L＝4；充電率C＝3；
設(shè)定常數(shù)A＝16；并設(shè)定在充電操作過(guò)程中每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)重復(fù)測(cè)量操作的次數(shù)M＝8。設(shè)定在充電操作中K＝2。
在此實(shí)施例中，變化量讀取采樣時(shí)間為ts＝(0.75×16/3)×4＝16秒。
表II表示在每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中的電池溫度測(cè)量數(shù)據(jù)、在圖10步驟(123)中測(cè)得的溫度總變化量ΔTDt和在圖10步驟(134)中確定的溫度變化量比值ΔHt。
在表II中溫度數(shù)據(jù)基本上是在每一所說(shuō)的測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中得到的原始數(shù)據(jù)，總溫度變化量ΔTDt表示在八次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts1)到(ts8)里求和得到的總變化量與在八次測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts2)到(ts9)里求和得到的總變化量之間的差值，ΔHt表示相鄰ΔTDt值的比值，即ΔHt＝ΔTDtn/ΔTDtn－1。
按照上述圖10中步驟(34)的操作，將溫度變化量比值ΔHt與上述的預(yù)設(shè)常數(shù)值K＝2進(jìn)行比較，如果ΔHt等于或者大于2(即ΔHt≥K)，由于這表明充電量已經(jīng)達(dá)到100％或者100％區(qū)域，于是停止充電操作。
在表II的數(shù)據(jù)中，如果表示式ΔHt＝ΔTDtn/ΔTDtn－1的分母為零，表明出現(xiàn)錯(cuò)誤。
在此實(shí)施例中，由于在ts57，所說(shuō)溫度變化量比值ΔHt＝ΔTDtn/ΔTDtn－1的數(shù)據(jù)超過(guò)常數(shù)K＝2，所以在這一點(diǎn)停止充電操作。
圖14是表II中所列溫度測(cè)量數(shù)據(jù)的曲線圖，ts標(biāo)繪在水平軸上。
表III表示本發(fā)明的可充電電池充電方法適用于充電率為3C的鎳-鎘電池時(shí)的情況，其中設(shè)定讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb＝0.75秒；計(jì)數(shù)器II值L＝4；充電率C＝3；設(shè)定常數(shù)A＝16；并設(shè)定在充電操作過(guò)程中每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)重復(fù)測(cè)量操作的次數(shù)M＝8。
在此實(shí)施例中，變化量讀取采樣時(shí)間為ts＝(0.75×16/3)×4＝16秒。
表III表示在每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中的電池電壓數(shù)據(jù)、在圖10步驟(122)中測(cè)得的電壓總變化量ΔTDv和在圖10步驟(130)和步驟(131)中的計(jì)器值N的值。
在表III中電池電壓數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)基本上與上述表I中的數(shù)據(jù)一樣，所以不再另行進(jìn)行專門的介紹，盡管可以說(shuō)這種情況表明在表I的情況下進(jìn)行的同樣類型的操作能夠以更大的電流，特別是以3C的充電率，在短時(shí)間里進(jìn)行充電，在ts61點(diǎn)，由于充電已經(jīng)完成，所以可以發(fā)現(xiàn)開(kāi)始充電后大約16分鐘充電就已經(jīng)完成。
圖15和圖16是與上面討論的圖12和圖1 3對(duì)應(yīng)的曲線圖。
表IV表示本發(fā)明的可充電電池充電方法適用于充電率為0.25 C的鎳-氫電池時(shí)的情況，其中設(shè)定讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb＝0.75秒；
計(jì)數(shù)器II值L＝4；充電率C＝0.25；設(shè)定常數(shù)A＝16；并設(shè)定在充電操作過(guò)程中每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)重復(fù)測(cè)量操作的次數(shù)M＝8。
在此實(shí)施例中，變化量讀取采樣時(shí)間為ts＝(0.75×16/0.25)×4＝192秒。
表IV表示在每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中的電池電壓數(shù)據(jù)、在圖10步驟(122)中測(cè)得的電壓總變化量ΔTDv和在圖10步驟(130)和步驟(131)中的計(jì)器值N的值。
在表IV中電池電壓數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)基本上與上述表I中的數(shù)據(jù)一樣，所以不再另行進(jìn)行專門的介紹，盡管可以說(shuō)這種情況表明與在表I的情況同樣類型的操作能夠在ts79完成對(duì)新的類型的電池，即鎳-氫電池的充電，這個(gè)時(shí)間為252分鐘。
圖17和圖18是與上面討論的圖12和圖13對(duì)應(yīng)的曲線圖。
表V表示本發(fā)明的可充電電池充電方法適用于充電率為1C的鎳-氫電池時(shí)的情況，其中設(shè)定讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb＝0.75秒；計(jì)數(shù)器II值L＝4；充電率C＝1；設(shè)定常數(shù)A＝16；并設(shè)定在充電操作過(guò)程中每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)重復(fù)測(cè)量操作的次數(shù)M＝8。
在此實(shí)施例中，變化量讀取采樣時(shí)間為
ts＝(0.75×16/1)×4＝48秒。
表V表示在每一測(cè)量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中的電池電壓數(shù)據(jù)、在圖10步驟(122)中測(cè)得的電壓總變化量ΔTDv和在圖10步驟(130)和步驟(131)中的計(jì)器值N的值。
在表IV中電池電壓數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)基本上與上述表I中的數(shù)據(jù)一樣，所以不再另行進(jìn)行專門的介紹，盡管可以說(shuō)這種情況表明與在表I的情況同樣類型的操作能夠在ts78完成對(duì)新的類型的可充電電池，即鎳-氫電池的充電，這個(gè)時(shí)間為62分鐘24秒。
圖19和圖20是與上面討論的圖12和圖13對(duì)應(yīng)的曲線圖。
由于本發(fā)明的可充電電池高速充電方法采用了上述的技術(shù)方案，即使對(duì)于不同類型的可充電電池，考慮到可充電電池彼此不同的充電特性，諸如端電壓或者溫度，也能夠確定這些具有不同構(gòu)成的可充電電池的共同特性，以準(zhǔn)確確定充電量達(dá)到近100％的參數(shù)點(diǎn)，從而不僅使同一個(gè)裝置能夠?qū)哂胁煌Y(jié)構(gòu)的可充電電池進(jìn)行可靠的充電，而且能夠在充電過(guò)程中準(zhǔn)確確定充電量，和快速測(cè)定充電量接近100％的參數(shù)點(diǎn)，并在這一點(diǎn)停止充電，其結(jié)果是不僅可靠地避免了在充電量已經(jīng)超過(guò)100％仍然在繼續(xù)充電，從而引起可充電電池的溫度上升超過(guò)它額定的最高溫度，最終導(dǎo)致所說(shuō)可充電電池?fù)p壞的問(wèn)題，而且能夠根據(jù)充電速度，或充電率確定所說(shuō)可充電電池的特性，從而能夠?qū)哂邢嗤Y(jié)構(gòu)但不同充電率的可充電電池進(jìn)行充電，進(jìn)而能夠?qū)沙潆婋姵剡M(jìn)行精確高速的充電。
也就是說(shuō)，在本發(fā)明中，除了能夠?qū)哂胁煌Y(jié)構(gòu)的可充電電池進(jìn)行充電，也還能夠?qū)哂邢嗤Y(jié)構(gòu)但是具有不同的充電率的可充電電池，根據(jù)作為技術(shù)要求的充電率，通過(guò)對(duì)典型測(cè)量值的采樣，收集準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，而進(jìn)行準(zhǔn)確和高速的充電。
表I-(1)tS電池電壓(V)ΔTDvnN1524 524 02532 532 03539 539 04542 542 05547 547 06549 549 07552 552 08553 553 09556 32 110556 24 211558 19 312559 17 413560 13 514560 11 615560 8716562 9017563 7118564 8019564 6120564 5221564 4322564 4323566 6024568 6025568 5126568 4227568 4228568 4229568 4230568 4231568 2332568 0433569 1034571 3035571 3036571 3037571 3038572 4039572 4040572 4041572 3342572 1243572 1244572 1245572 12
表I-(2)tS電池電壓(V)ΔTDvnN46 572 0 347 574 2 048 576 4 049 576 4 050 576 4 051 577 5 052 576 4 153 576 4 154 577 5 055 576 2 156 576 0 257 576 0 258 577 1 059 577 0 160 576 0 161 579 3 062 580 3 063 580 4 064 580 4 065 580 4 066 580 3 167 581 4 068 584 8 069 584 5 170 586 6 071 588 8 072 590 10 073 592 12 074 594 14 075 596 15 076 596 1 177 599 15 078 600 14 179 600 12 280 600 10 3
表II－(1)tS電池溫度(℃) ΔTDtn ΔTDtnΔTDtn－1(K＝2)錯(cuò)誤129.5429.54 錯(cuò)誤229.3229.32 0.99328.6528.65 0.98428.6528.65 1.00528.6528.65 1.00628.6528.65 1.00728.6528.65 1.00828.6528.65 1.00927.99 -1.55 -0.051027.76 -1.55 1.001127.76 -0.89 0.571227.76 -0.89 1.001327.76 -0.89 1.001427.76 -0.89 1.001527.76 -0.89 1.001627.76 -0.89 1.001727.76 -0.22 0.251827.760.00 0.001927.760.00 錯(cuò)誤2027.760.00 錯(cuò)誤2127.760.00 錯(cuò)誤2227.760.00 錯(cuò)誤2327.760.00 錯(cuò)誤2427.760.00 錯(cuò)誤2527.10 -0.67 錯(cuò)誤2626.88 -0.89 1.332726.88 -0.89 1.002826.88 -0.89 1.002926.88 -0.89 1.003026.88 -0.89 1.003126.88 -0.89 1.003226.88 -0.89 1.003326.88 -0.22 0.253426.880.00 0.003526.880.00 錯(cuò)誤3626.880.00 錯(cuò)誤3726.880.00 錯(cuò)誤3826.880.00 錯(cuò)誤3926.880.00 錯(cuò)誤4026.880.00 錯(cuò)誤4126.880.00 錯(cuò)誤4226.880.00 錯(cuò)誤4326.880.00 錯(cuò)誤4426.880.00 錯(cuò)誤4526.880.00 錯(cuò)誤表II－(2)tS電池溫度(℃) ΔTDtnΔTDtn/ΔTDtn－14626.88 0.00 錯(cuò)誤4726.88 0.00 錯(cuò)誤4826.88 0.00 錯(cuò)誤4926.88 0.00 錯(cuò)誤5026.88 0.00 錯(cuò)誤5126.88 0.00 錯(cuò)誤5226.88 0.00 錯(cuò)誤5326.88 0.00 錯(cuò)誤5426.88 0.00 錯(cuò)誤5526.88 0.00 錯(cuò)誤5627.10 0.22 錯(cuò)誤5727.54 0.67 3.00≥K5827.76 0.89 1.335927.99 1.11 1.256028.21 1.33 1.206128.43 1.55 1.176228.87 2.00 1.296231.09 4.22 2.11
表III-(1)tS電池電壓(V)ΔTDvnN1529 529 02542 542 03547 547 04550 550 05552 552 06556 556 07556 556 08560 560 09560 31 110562 20 211564 17 312564 14 413566 14 414568 12 515568 12 5165688 617572 12 018572 10 119572 8 220572 8 221576 9 022576 8 123576 8 124576 8 125576 4 226579 7 027580 8 028580 8 029580 5 130580 4 231582 6 032584 8 033584 8 034584 5 135584 4 236586 6 037588 8 038588 8 039588 6 140588 4 241592 8 042592 8 043592 8 044594 8 045596 8 0
表III-(2)tS電池電壓(V)ΔTDvnN46597 9 047600 12 048601 13 049604 12 150606 14 051609 17 052612 18 053616 20 054620 23 055624 24 056627 26 057630 26 058632 26 059632 23 160632 20 261632 16 3
表IV-(1)tS電池電壓(V)ΔTDvnN1513 513 02525 525 03534 534 04541 541 05545 545 06549 549 07552 552 08554 554 09556 43 110556 31 211558 24 312560 19 413560 15 514560 11 6155608 716564 10 0175648 1185648 1195646 2205644 3215644 3225655 0235688 0245684 1255684 1265684 1275684 1285684 1295684 1305683 2315680 3325680 3335680 3345680 3355691 0365702 0375702 0385702 1395713 0405713 0415713 0425713 0435723 1445722 2455722 3
表IV－(2)tS電池電壓(V)ΔTDvnN46572 2 047572 1 148572 1 149572 1 150572 1 151574 2 052576 4 153576 4 154576 4 155576 4 156576 4 157576 1 158576 4 159576 2 260578 2 261580 4 062580 4 063580 4 064580 4 065580 4 066583 7 067584 8 068584 6 169587 7 270588 8 071591 11 072592 12 073595 15 074596 13 175597 13 176600 16 077600 13 178600 12 279600 9 3
表V-(1)tS電池電壓(V)ΔTDvnN1543 543 02560 560 03564 564 04565 565 05568 568 06568 568 07568 568 08568 568 09568 25 110572 12 2115728 3125727 4135724 5145724 5155724 5165724 5175724 5185731 6195753 0205764 0215764 0225764 0235764 0245764 0255764 0265763 1275761 2285760 3295760 3305760 3315760 3325760 3335760 3345760 3355782 0365793 0375804 0385804 0395804 0405804 0415804 0425804 0435802 1445801 2455800 3
表V-(2)tS電池電壓(V)ΔTDvnN46580 0 347580 0 348580 0 349583 3 050584 4 051584 4 052584 4 053584 4 054584 4 055584 4 056584 4 057586 3 158588 4 059588 4 060588 4 061588 4 062589 5 063592 8 064592 8 065592 6 166595 7 067596 8 068598 30 069600 12 070602 13 071604 12 172606 14 073608 16 074609 14 175612 16 076612 14 177612 12 278612 10 權(quán)利要求
1.一種可充電電池的充電方法，它包括以下步驟步驟1，設(shè)置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb；步驟2，設(shè)置充電率C；步驟3，根據(jù)所設(shè)置的充電率C和所說(shuō)基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb設(shè)置校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，所說(shuō)校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc取決于所說(shuō)的充電率；步驟4，在充電過(guò)程中由對(duì)應(yīng)的采樣裝置在每一所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc內(nèi)至少測(cè)量一次所說(shuō)可充電電池的端電壓，同時(shí)將電壓數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置中；步驟5，重復(fù)所說(shuō)步驟4中的操作預(yù)定次數(shù)L，并對(duì)在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc中所得的一組電壓數(shù)據(jù)求和，并將電壓數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dvn存儲(chǔ)在相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置中；步驟6，計(jì)算在步驟5中所得的在第一采樣時(shí)間(ts1)內(nèi)的變化量Dv1與第二采樣時(shí)間(ts2)內(nèi)的變化量Dv2的差值，并將所得的變化量的差ΔDv存入第三存儲(chǔ)裝置中；步驟7，繼續(xù)重復(fù)所說(shuō)的步驟6預(yù)定次數(shù)M次，并對(duì)在每一變化量讀取時(shí)間(ts)所得的ΔDv1到ΔDvM(M個(gè)值)求和，確定在總的所說(shuō)變化量讀取時(shí)間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，其結(jié)果存入第四存儲(chǔ)裝置中；步驟8，根據(jù)存入第四存儲(chǔ)裝置中的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv進(jìn)行計(jì)算，確定在第一次總變化量讀取采樣時(shí)間t1-即從所說(shuō)的第一采樣時(shí)間(ts1)到預(yù)定的第M次采樣的第m次采樣時(shí)間(tsM)-測(cè)得的電壓變化量ΔTDv1與在第二次總變化量讀取采樣時(shí)間t2-即從所說(shuō)的第二采樣時(shí)間(ts2)到預(yù)定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時(shí)間(tsM＋1)-測(cè)得的電壓變化量ΔTDv2的差值ΔHv，所說(shuō)的計(jì)算出的差值△Hv(其中ΔHv＝ΔTDv2－ΔTDv1)被存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置中；步驟9，重復(fù)步驟8計(jì)算在每一對(duì)相鄰的總變化量采樣時(shí)間tn和tn＋1內(nèi)的電壓變化量ΔTDvn和ΔTDv(n＋1)的差值ΔHvn(其中ΔHvn＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn)，并將計(jì)算所得結(jié)果存入第五存儲(chǔ)裝置中；步驟10，判斷在所說(shuō)的步驟9中連續(xù)計(jì)算得出的m個(gè)電壓變化量差值△Hv1到ΔHvm是正值(零或者大于零)還是負(fù)值(小于零)；步驟11，按照所說(shuō)電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm出現(xiàn)的順序，判斷所說(shuō)的電壓變化量差值ΔHv是否連續(xù)預(yù)定的次數(shù)S次為零或者負(fù)值，如果所說(shuō)的電壓變化量差值ΔHv連續(xù)S次為零或者是負(fù)值，停止所說(shuō)的充電。
2.一種可充電電池的充電方法，它包括以下步驟步驟1，設(shè)置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb；步驟2，設(shè)置充電率C；步驟3，根據(jù)所設(shè)置的充電率C和所說(shuō)的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb設(shè)置校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc取決于所說(shuō)的充電率C；步驟4，在充電過(guò)程中由相應(yīng)的采樣裝置在每一所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc內(nèi)至少測(cè)量一次所說(shuō)可充電電池的溫度，同時(shí)將溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置中；步驟5，重復(fù)所說(shuō)步驟4中的操作預(yù)定次數(shù)L，并對(duì)在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc中所得的一組數(shù)據(jù)求和，并將溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dtn存儲(chǔ)在相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置中；步驟6，計(jì)算在步驟5中所得的在第一采樣時(shí)間(ts1)內(nèi)的變化量Dt1與第二采樣時(shí)間(ts2)內(nèi)的變化量Dt2的差值，并將所得的變化量的差值ΔDt存入第三存儲(chǔ)裝置中；步驟7，連續(xù)重復(fù)所說(shuō)的步驟6預(yù)定次數(shù)M次，并對(duì)在每一變化量讀取時(shí)間(ts)所得的ΔDt1到ΔDtM(M個(gè)值)求和，確定在總的所說(shuō)變化量讀取時(shí)間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，其結(jié)果存入第四存儲(chǔ)裝置中；步驟8，根據(jù)存入第四存儲(chǔ)裝置中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt進(jìn)行計(jì)算，確定在第一次總變化量讀取采樣時(shí)間t1-即從所說(shuō)的第一采樣時(shí)間(ts1)到預(yù)定的第M次采樣的第m次采樣時(shí)間(tsM)-測(cè)得的溫度變化量ΔTDt1與在第二次總變化量讀取采樣時(shí)間t2-即從所說(shuō)的第二采樣時(shí)間(ts2)到預(yù)定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時(shí)間(tsM＋1)-測(cè)得的溫度變化量ΔTDt2的比值，所說(shuō)的計(jì)算出的比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt2/ΔTDt1)被存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置中；步驟9，重復(fù)步驟8計(jì)算在每一對(duì)相鄰的總變化量采樣時(shí)間tn和tn＋1內(nèi)的溫度變化量ΔTDtn和ΔTDt(n＋1)的比值ΔHtn(其中ΔHtn＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn)，并將計(jì)算所得結(jié)果存入第五存儲(chǔ)裝置中；步驟10，根據(jù)存儲(chǔ)在所說(shuō)的第五存儲(chǔ)裝置中的信息判斷兩個(gè)相鄰的溫度變化量的比值ΔHm是否等于、或者大于、或者小于一個(gè)給定的值K；步驟11，如果溫度變化量的比值ΔHm等于或者大于給定的值K，則停止所說(shuō)的充電。
3.一種可充電電池的充電方法，它包括以下步驟步驟1，設(shè)置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb；步驟2，設(shè)置充電率c；步驟3，根據(jù)所設(shè)置的充電率C和所說(shuō)基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb設(shè)置校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，所說(shuō)校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc取決于所說(shuō)的充電率；步驟4，在充電過(guò)程中由相應(yīng)的采樣裝置在每一所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc內(nèi)至少測(cè)量一次所說(shuō)可充電電池的溫度和端電壓，同時(shí)將溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在相應(yīng)的第一存儲(chǔ)裝置中；步驟5，重復(fù)所說(shuō)步驟4中的操作預(yù)定次數(shù)L，并對(duì)在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc中所得的一組電池溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)求和，并將溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dtn和Dvn分別存儲(chǔ)在相應(yīng)的第二存儲(chǔ)裝置中；步驟6，計(jì)算在步驟5中所得的在第一采樣時(shí)間(ts1)內(nèi)的變化量Dv1和Dt1與第二采樣時(shí)間(ts2)內(nèi)的變化量Dv2和Dt2的差值，并將所得的溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)的差值ΔD(ΔDv和ΔDt)存入第三存儲(chǔ)裝置中；步驟7，繼續(xù)重復(fù)所說(shuō)的步驟6預(yù)定次數(shù)M次，并對(duì)在每一變化量讀取時(shí)間(ts)所得的ΔDv1到ΔDvM(M個(gè)值)和ΔDt1到ΔDtM(M個(gè)值)求和，確定在總的所說(shuō)變化量讀取時(shí)間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt和電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，其結(jié)果存入第四存儲(chǔ)裝置中；步驟8，根據(jù)存入第四存儲(chǔ)裝置中的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv進(jìn)行計(jì)算，確定在第一次總變化量讀取采樣時(shí)間t1-即從所說(shuō)的第一采樣時(shí)間(ts1)到預(yù)定的第M次采樣的第m次采樣時(shí)間(tsM)-測(cè)得的電壓變化量ΔTDv1與在第二次總變化量讀取采樣時(shí)間t2-即從所說(shuō)的第二采樣時(shí)間(ts2)到預(yù)定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時(shí)間(tsM＋1)-測(cè)得的電壓變化量ΔTDv2的差值ΔHv，所說(shuō)的計(jì)算出的差值ΔHv(其中ΔHv＝ΔTDv2－ΔTDv1)被存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置中；步驟9，重復(fù)步驟8計(jì)算在每一對(duì)相鄰的總變化量采樣時(shí)間tn和tn＋1內(nèi)的電壓變化量ΔTDvn和ΔTDv(n＋1)的差值ΔHvn(其中ΔHvn＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn)，并將計(jì)算所得結(jié)果存入第五存儲(chǔ)裝置中；步驟10，判斷在所說(shuō)的步驟9中連續(xù)計(jì)算得出的m個(gè)電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm是正值(零或者大于零)還是負(fù)值(小于零)；步驟11，根據(jù)存入第四存儲(chǔ)裝置中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt進(jìn)行計(jì)算，確定在第一次總變化量讀取采樣時(shí)間t1-即從所說(shuō)的第一采樣時(shí)間(ts1)到預(yù)定的第M次采樣的第m次采樣時(shí)間(tsM)-測(cè)得的溫度變化量ΔTDt1與在第二次總變化量讀取采樣時(shí)間t2-即從所說(shuō)的第二采樣時(shí)間(ts2)到預(yù)定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時(shí)間(tsM＋1)-測(cè)得的溫度變化量ΔTDt2的比值，所說(shuō)的計(jì)算出的比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt2/ΔTDt1)被存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置中；步驟12，重復(fù)步驟11分別計(jì)算在每一對(duì)相鄰的總變化量采樣時(shí)間tn和tn＋1內(nèi)的溫度變化量ΔTDtn和ΔTDt(n＋1)的比值ΔHtn(其中ΔHtn＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn)，并將計(jì)算所得結(jié)果存入第五存儲(chǔ)裝置中；步驟13，根據(jù)存儲(chǔ)在所說(shuō)的第五存儲(chǔ)裝置中的信息判斷兩個(gè)相鄰的溫度變化量的比值ΔHm是否等于、或者大于、或者小于一個(gè)給定的值K；步驟14，判斷所說(shuō)的溫度變化量的比值ΔHm是否等于、或者大于給定的值K；并按照所說(shuō)電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm出現(xiàn)的順序，判斷所說(shuō)的電壓變化量差值ΔHv是否連續(xù)預(yù)定的次數(shù)S次為零或者負(fù)值，如果所說(shuō)的電壓變化量差值ΔHv連續(xù)S次為零或者是負(fù)值，停止所說(shuō)的充電。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的可充電電池充電方法，其特征在于在充電過(guò)程中，當(dāng)使用所說(shuō)的采樣裝置在每一校正數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間tc測(cè)量所說(shuō)可充電電池的端電壓或者測(cè)量溫度時(shí)，對(duì)所說(shuō)可充電電池進(jìn)行充電的電流被切斷。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的可充電電池充電方法，其中在充電過(guò)程中，當(dāng)使用所說(shuō)的采樣裝置在每一校正數(shù)據(jù)讀取采樣時(shí)間tc測(cè)量所說(shuō)可充電電池的端電壓或者測(cè)量溫度時(shí)，如果所測(cè)得的這些數(shù)據(jù)，既使只有其中一個(gè)表明充電量已經(jīng)超過(guò)預(yù)定的正常量，則停止所說(shuō)的充電操作。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的可充電電池充電方法，其中所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc是根據(jù)所說(shuō)的充電率C和所說(shuō)的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb由計(jì)算式tc＝tb×A/C計(jì)算得出的，其中A是一個(gè)常數(shù)。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的可充電電池充電方法，其中在連續(xù)M次在每個(gè)所說(shuō)的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts重復(fù)測(cè)量電壓數(shù)據(jù)的步驟中，每次在各個(gè)所說(shuō)的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts測(cè)得電壓數(shù)據(jù)時(shí)，都計(jì)算電壓數(shù)據(jù)的變化量ΔTDv，并判斷所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv是正數(shù)、負(fù)數(shù)或者是零，如果是正數(shù)，則表示電壓數(shù)據(jù)的變化量ΔTDv狀態(tài)的相應(yīng)的計(jì)數(shù)器值ΔS被重新設(shè)置為零，但是如果所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)的變化量ΔTDv是負(fù)數(shù)或者零，則所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值ΔS與所說(shuō)的ΔTDv值相加，之后將所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值ΔS與一個(gè)預(yù)定的值W比較，如果所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值ΔS小于所說(shuō)的參考值W，則停止所說(shuō)的充電操作。
8.如權(quán)利要求7所述的可充電電池充電方法，其中當(dāng)所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)的變化量ΔTDv為零時(shí)，將一個(gè)預(yù)設(shè)值Z從所說(shuō)的計(jì)數(shù)器值ΔS中減去。
9.一個(gè)用于可充電電池充電的裝置，它包括電流源裝置，用于向需要充電的可充電電池輸送電流；開(kāi)關(guān)裝置，設(shè)置在所說(shuō)電流源裝置和所說(shuō)被充電的可充電電池的端部之間；溫度測(cè)量裝置，用于測(cè)量所說(shuō)可充電電池的溫度；采樣裝置，用于在所需的采樣時(shí)間間隔里運(yùn)用所說(shuō)的溫度測(cè)量裝置測(cè)量所說(shuō)可充電電池的溫度；充電控制裝置，與所說(shuō)的采樣裝置相連，并控制所說(shuō)的開(kāi)關(guān)裝置；充電率設(shè)置裝置，用于設(shè)置充電率C；校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間設(shè)置裝置，用于根據(jù)由所說(shuō)的充電率設(shè)置裝置所設(shè)定的充電率，由先前設(shè)定的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb計(jì)算并設(shè)定設(shè)置校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，所說(shuō)tc值取決于所說(shuō)的充電率C；數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間設(shè)置裝置，用于將校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc乘以一個(gè)預(yù)定值L以設(shè)定一個(gè)溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts；總采樣時(shí)間設(shè)置裝置，用于將所說(shuō)的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts乘以一個(gè)預(yù)定值M以設(shè)定總采樣時(shí)間t；第一存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在每一所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)值dtn；第二存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在所說(shuō)的第一存儲(chǔ)裝置中儲(chǔ)存的L個(gè)溫度數(shù)據(jù)值之和Dtn；第三存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)差值ΔDt，差值ΔDt(其中ΔDt＝Dtn－Dt(n－1))是根據(jù)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)裝置中的數(shù)據(jù)Dtn計(jì)算出的在前一變化量讀取采樣時(shí)間ts測(cè)得的數(shù)據(jù)Dt(n－1)與在當(dāng)前的變化量讀取采樣時(shí)間ts＋1測(cè)得的數(shù)據(jù)Dtn之間的差值；第四存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，所說(shuō)ΔTDt是對(duì)在總的變化量讀取采樣時(shí)間t中的每一次變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中測(cè)得的M個(gè)溫度數(shù)據(jù)變化量求和得到的，所說(shuō)總的變化量讀取采樣時(shí)間t(其中t＝ts×M)是將所說(shuō)的變化量讀取采樣時(shí)間(ts)重復(fù)所需的M次的時(shí)間；第五存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)變化量比值ΔHt，所說(shuō)比值是利用存儲(chǔ)在第四存儲(chǔ)裝置中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，計(jì)算在第一總變化量讀取采樣時(shí)間tn的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn與在第二總變化量讀取采樣時(shí)間tn＋1的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n＋1)之間的比值而得到的，所說(shuō)第二總變化量讀取采樣時(shí)間tn＋1是將變化量讀取時(shí)間(ts)移動(dòng)一個(gè)時(shí)間段構(gòu)成的，所說(shuō)的變化量比值為ΔHt＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn；第一判斷裝置，用于比較存儲(chǔ)在第五存儲(chǔ)裝置中的所說(shuō)溫度變化量之間的比值ΔHtm與一個(gè)預(yù)設(shè)的參考值K，如果所說(shuō)的溫度變化量比值ΔHtm超過(guò)所說(shuō)的參考值K，則輸出一個(gè)停止所說(shuō)充電的信號(hào)；處理裝置，用于處理存儲(chǔ)在各個(gè)存儲(chǔ)裝置中的各個(gè)信號(hào)；中央處理裝置，用于控制所說(shuō)各個(gè)裝置的操作。
10.一個(gè)用于可充電電池充電的裝置，它包括電流源裝置，用于向需要充電的可充電電池輸送電流；開(kāi)關(guān)裝置，設(shè)置在所說(shuō)電流源裝置和所說(shuō)被充電的可充電電池的端部之間；端電壓測(cè)量裝置，用于測(cè)量所說(shuō)可充電電池的端電壓；采樣裝置，用于在所需的采樣時(shí)間間隔里運(yùn)用所說(shuō)的端電壓測(cè)量裝置測(cè)量所說(shuō)可充電電池的端電壓；充電控制裝置，與所說(shuō)的采樣裝置相連，并控制所說(shuō)的開(kāi)關(guān)裝置；充電率設(shè)置裝置，用于設(shè)置充電率C；校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間設(shè)置裝置，用于根據(jù)由所說(shuō)的充電率設(shè)置裝置所設(shè)定的充電率，由先前設(shè)定的基本數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tb計(jì)算并設(shè)定設(shè)置校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc，所說(shuō)tc值取決于所說(shuō)的充電率C；數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間設(shè)置裝置，用于將校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc乘以一個(gè)預(yù)定值L以設(shè)定一個(gè)溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts；總采樣時(shí)間設(shè)置裝置，用于將所說(shuō)的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時(shí)間ts乘以一個(gè)預(yù)定值M以設(shè)定總采樣時(shí)間；第一存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在每一所說(shuō)的校正數(shù)據(jù)讀取時(shí)間tc測(cè)得的端電壓數(shù)據(jù)值dvn；第二存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在所說(shuō)的第一存儲(chǔ)裝置中儲(chǔ)存的L個(gè)端電壓數(shù)據(jù)值之和Dvn；第三存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)差值ΔDv，差值ΔDv(其中ΔDt＝Dvn－Dv(n－1))是根據(jù)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)裝置中的數(shù)據(jù)Dvn計(jì)算出的在前一變化量讀取采樣時(shí)間ts測(cè)得的數(shù)據(jù)Dv(n－1)與在當(dāng)前的變化量讀取采樣時(shí)間ts＋1測(cè)得的數(shù)據(jù)Dvn之間的差值；第四存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，所說(shuō)ΔTDv是對(duì)在總的變化量讀取采樣時(shí)間t中的每一次變化量讀取采樣時(shí)間(ts)中測(cè)得的M個(gè)端電壓數(shù)據(jù)變化量求和得到的，所說(shuō)總的變化量讀取采樣時(shí)間t(其中t＝ts×M)是將所說(shuō)的變化量讀取采樣時(shí)間(ts)重復(fù)所需的M次的時(shí)間；第六存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)差值ΔHvm，所說(shuō)差值是利用存儲(chǔ)在第四存儲(chǔ)裝置中的端電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，計(jì)算在第一總變化量讀取采樣時(shí)間tn的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDvn與在第二總變化量讀取采樣時(shí)間tn＋1的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv(n＋1)之間的差值而得到的，所說(shuō)第二總變化量讀取采樣時(shí)間tn＋1是將變化量讀取時(shí)間(ts)移動(dòng)一個(gè)時(shí)間段構(gòu)成的，所說(shuō)的變化量差值為ΔHvm＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn；判斷裝置，用于對(duì)連續(xù)存儲(chǔ)在所說(shuō)第六存儲(chǔ)裝置中的M個(gè)電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv1到ΔHvm中的每一個(gè)判斷其是否為正值(零或者大于零)或者負(fù)值(小于零)，所說(shuō)判斷過(guò)程依電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv1到ΔHvm產(chǎn)生的順序進(jìn)行，如果所說(shuō)的電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv至少連續(xù)預(yù)定的S次為負(fù)值，則輸出停止所說(shuō)充電的信號(hào)；處理裝置，用于處理存儲(chǔ)在各個(gè)存儲(chǔ)裝置中的各個(gè)信號(hào)；中央處理裝置，用于控制所說(shuō)各個(gè)裝置的操作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通用的充電裝置，這種充電裝置能夠高速高效地為任何類型的可充電電池充電，能夠以任意的充電率給可充電電池進(jìn)行充電。在對(duì)各種可充電電池進(jìn)行充電時(shí)，可任意選擇或低或高的充電電流量，與此同時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓和溫度，從而當(dāng)電池溫度的上升率相對(duì)于先前的上升率的增加超過(guò)一個(gè)給定值時(shí)，或者當(dāng)電池電壓的變化量差值在一段預(yù)定的時(shí)間里連續(xù)減少時(shí)，停止對(duì)電池的充電操作。
文檔編號(hào)H01M10/42GK1116016SQ94190849
公開(kāi)日1996年1月31日 申請(qǐng)日期1994年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月29日
發(fā)明者N·S·西蒙茲, 宮本勇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社資料連系