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)領域：
本發(fā)明涉及可充電電池的高速充電，更具體地說是涉及對于象鎳-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，在其充電過程中能夠監(jiān)測電池的溫度和電壓，從而當所監(jiān)測的溫度參數(shù)或者溫度和電壓參數(shù)達到特定條件時停止所說的充電過程。
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。本領域技術(shù)人員熟知充電過程必須加以精心的控制以減小對于充電電池的損壞作用。(例如可參看“蓄電池充電延長使用壽命”Bob Williams，＂CellularBusiness＂1989年4月，44-48頁)在可充電電池的早期充電技術(shù)中，充電過程需要數(shù)小時。由于使用可充電電池作為電源的電器產(chǎn)品越來越普遍，所以對于能夠以分鐘計算而不是以小時計算充電時間的系統(tǒng)的需求不斷增加。
在有可能對可充電電池進行快速充電的同時，為了防止對電池造成不可逆的損壞，必須十分謹慎地實施充電過程。(例如參看“關(guān)于鎳-鎘電池的最新研究”一文，鎘研究學會1990年布魯塞爾研討會文集，1990年11月出版)現(xiàn)有技術(shù)表明已經(jīng)開發(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)測正在充電的蓄電池的電壓和/或溫度，并且當溫度或電壓達到預定值時中斷或者改變施加到蓄電池上的充電電流，已經(jīng)成為標準化的設計。典型的現(xiàn)有技術(shù)記載在美國專利US-4,006,397(Catotti等人)中。
日本特許公開昭62-23528和昭62-23529中公開了一種用于給可充電電池如鎳-鎘電池充電的方法，其中在充電過程中觀察電池的電壓波形，預先存儲了電壓波形中出現(xiàn)的一組轉(zhuǎn)折點，如果所存儲的轉(zhuǎn)折點按給定的順序出現(xiàn)，則中斷充電過程。但是，在該方法中，需要對于每一種電池都預先存儲這種電池在充電過程中電壓波形的變化，在充電之前還需要改變存儲的內(nèi)容以使存儲內(nèi)容與被充電的電池類型相適應，這不僅使操作復雜，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依序與所儲存信息的波幅保持一致，從而不可能進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。
以前對上述可充電電池的再充電，需要6小時，在某些情況下甚至需要16小時，即使用了相對短時間的所謂快速充電，仍然需要1到2小時。
過去，在對所謂的可再充電電池根據(jù)它們的設計用途進行再充電時，雖然也希望使充電時間盡可能地短，但是由于可充電電池內(nèi)部發(fā)生的化學反應引起的電池內(nèi)部溫度和壓力的提高不僅導致對于電池的損壞，而且會降低電池的電性能，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間的充電方法。
然而，今天在各種工業(yè)中的大量應用對于可充電電池的需求不斷增加，特別是對用于使用機械工具的場合、用于醫(yī)療和用于醫(yī)院的其他設備、用于通信，如移動電話中的可充電電池有更強烈的需求，這些應用不僅要求電池在工作過程中不會損壞，而且要求能夠快速或者甚至能即時再充電。
如果將上述各種類型的可充電電池在充電過程中的電壓和溫度變化量相對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，過去不僅對任何類型的可充電電池充電都需要至少1小時的長時間，而且還存在一個問題，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，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，使得能夠在從幾分鐘到20分鐘的極短的時間里對可充電電池，特別是鎳-鎘電池、鎳-氫電池、和鋰離子電池進行再充電。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)對這些參數(shù)進行處理，能夠使再充電系統(tǒng)進行安全、高速的充電，而不會損壞正在充電的電池或者產(chǎn)生副作用。
過去，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，有些時侯充電器只用于特定類型的可充電電池的充電，這樣對各種可充電電池需要準備適用的各種充電器，這不僅使得充電操作不方便，而且難而復雜。
即使對于同樣類型的可充電電池，如果充電過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題。
但是，由于這種對可充電電池需求的增加和使用可充電電池的領域及場合的多樣化，使得對于能夠在需要快速充電和即時使用可充電電池的應用中，諸如在移動數(shù)據(jù)通信、移動電話通信和建筑工地上，給任意類型的可充電電池在短時間內(nèi)完全充電的充電器的需求增加了。
由于這個原因，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下進行充電。但是，迄今為止，還沒有這類可實際使用的充電器。
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)明的公開為了解決上述問題，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案。具體地說，本發(fā)明的給可充電電池高速充電的方法的第一個方面體現(xiàn)為該可充電電池充電方法包含以下步驟步驟1設置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb；步驟2設置充電率C；步驟3根據(jù)所設置的充電率C和所說的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb設置校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc取決于所說的充電率C；步驟4在充電過程中由對應的采樣裝置在每一所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc內(nèi)至少測量一次所說可充電電池的端電壓，同時將電壓數(shù)據(jù)存儲在相應的第一存儲裝置中；步驟5重復所說步驟4中的操作預定次數(shù)L，并對在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時間tc中所得的一組電壓數(shù)據(jù)求和，并將電壓數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dvn存儲在相應的第二存儲裝置中；步驟6計算在步驟5中所得的在第一采樣時間(ts1)內(nèi)的變化量Dv1與第二采樣時間(ts2)內(nèi)的變化量Dv2的差值，并將所得的變化量的差ΔDv存入第三存儲裝置中；步驟7繼續(xù)重復所說的步驟6預定次數(shù)M次，并對在每一變化量讀取時間(ts)所得的ΔDv1到ΔDvM(M個值)求和，確定在總的所說變化量讀取時間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，其結(jié)果存入第四存儲裝置中；步驟8根據(jù)存入第四存儲裝置中的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv進行計算，確定在第一次總變化量讀取采樣時間t1-即從所說的第一采樣時間(ts1)到預定的第M次采樣的第m次采樣時間(tsM)-測得的電壓變化量ΔTDv1與在第二次總變化量讀取采樣時間t2-即從所說的第二采樣時間(ts2)到預定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時間(tsM＋1)-測得的電壓變化量ΔTDv2的差ΔHv，所說的計算出的差ΔHv(其中ΔHv＝ΔTDv2－ΔTDv1)被存儲在第五存儲裝置中；步驟9重復步驟8計算在每一對相鄰的總變化量采樣時間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)，并將計算所得結(jié)果存入第五存儲裝置中；步驟10判斷在所說的步驟9中連續(xù)計算得出的m個電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm是正值(零或者大于零)還是負值(小于零)；步驟11按照所說電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm出現(xiàn)的順序，判斷所說的電壓變化量差值ΔHv是否連續(xù)預定的次數(shù)S次為零或者負值，如果所說的電壓變化量差值ΔHv連續(xù)S次為零或者是負值，停止所說的充電。
此外，本發(fā)明的給可充電電池高速充電方法的第二個方面體現(xiàn)為該方法包含以下步驟步驟1設置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb；步驟2設置充電率C；步驟3根據(jù)所設置的充電率C和所說的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb設置校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc取決于所說的充電率C；步驟4在充電過程中由對應的采樣裝置在每一所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc內(nèi)至少測量一次所說可充電電池的溫度，同時將溫度數(shù)據(jù)存儲在相應的第一存儲裝置中；步驟5重復所說步驟4中的操作預定次數(shù)L，并對在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時間tc中所得的一組數(shù)據(jù)求和，并將溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dtn存儲在相應的第二存儲裝置中；步驟6計算在步驟5中所得的在第一采樣時間(ts1)內(nèi)的變化量Dt1與下一次即第二采樣時間(ts2)內(nèi)的變化量Dt2的差，并將所得的變化量的差ΔDt存入第三存儲裝置中；步驟7繼續(xù)重復所說的步驟6預定次數(shù)M次，并對在每一變化量讀取時間(ts)所得的ΔDt1到ΔDtM(M個值)求和，確定在總的所說變化量讀取時間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，其結(jié)果存入第四存儲裝置中；步驟8根據(jù)存入第四存儲裝置中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt進行計算，確定在第一次總變化量讀取采樣時間t1-即從所說的第一采樣時間(ts1)到預定的第M次采樣的第m次采樣時間(tsM)-測得的溫度變化量ΔTDt1與在第二次總變化量讀取采樣時間t2-即從所說的第二采樣時間(ts2)到預定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時間(tsM＋1)-測得的溫度變化量ΔTDt2的比值，所說的計算出的比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt2/ΔTDt1)被存儲在第五存儲裝置中；步驟9重復步驟8計算在每一對相鄰的總變化量采樣時間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)，并將計算所得結(jié)果存入第五存儲裝置中；步驟10根據(jù)存儲在所說的第五存儲裝置中的信息判斷兩個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方面的結(jié)合作為本發(fā)明的第三個方面。
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，以準確確定使充電量達到近100％的參數(shù)點，這不僅使同一裝置可用于對具有不同結(jié)構(gòu)的可充電電池進行可靠的充電，而且能夠在充電過程中準確確定充電量，和快速確定充電量達到100％的參數(shù)點，并在這一參數(shù)點停止充電過程，這樣不僅可靠地避免了在充電量甚至已經(jīng)超過100％而仍在繼續(xù)充電，從而引起可充電電池的溫度超過其額定最大溫度，導致所說可充電電池的損壞的問題，而且能夠確定所說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具有相同結(jié)構(gòu)的可充電電池進行充電，進而能夠特別精確地保證可充電電池的高速充電。
附圖的簡要描述
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)明的測量數(shù)據(jù)采樣周期t與測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)之間的關(guān)系圖6(A)表示對于本發(fā)明中電壓測量數(shù)據(jù)及其變化狀態(tài)的一個分析實例；圖6(B)表示對于本發(fā)明中溫度測量數(shù)據(jù)及其變化狀態(tài)的一個分析實例；圖7為實施本發(fā)明的可充電電池充電方法的一個程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖8為實施本發(fā)明的可充電電池充電方法的一個程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖9為實施本發(fā)明的可充電電池充電方法的一個程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖10為實施本發(fā)明的可充電電池充電方法的另一個程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖11為實施本發(fā)明的可充電電池充電方法的一個程序?qū)嵗牧鞒虉D；圖12為表示以0.25C的充電率充電時鎳-鎘電池電壓特性的一個實例的曲線圖；圖13為在進行圖12所示的充電時總的電壓變化量ΔTDvn和計數(shù)器值N的變化曲線；圖14為表示以3C的充電率充電時鎳-鎘電池溫度特性的一個實例的曲線圖；圖15為表示以3C的充電率充電時鎳-鎘電池電壓特性的一個實例的曲線圖；圖16為在進行圖15所示的充電時總的電壓變化量ΔTDvn和計數(shù)器值N的變化曲線；圖17為表示以0.25C的充電率充電時鎳-氫電池電壓特性的一個實例的曲線圖；圖18為在進行圖17所示的充電時總的電壓變化量ΔTDvn和計數(shù)器值N的變化曲線；圖19為表示以1C的充電率充電時鎳-氫電池電壓特性的一個實例的曲線圖；圖20為在進行圖19所示的充電時總的電壓變化量ΔTDvn和計數(shù)器值N的變化曲線；實施本發(fā)明的最好方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的可充電電池高速充電方法和裝置的具體實例進行詳細的描述。
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)明人對以往市售的可充電電池的充電特性進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，并且對于所說的不同類型的可充電電池即使充電率改變也能進行精確充電，進而能夠?qū)λf不同類型的可充電電池進行高速充電的單一裝置和方法的可取形式。
發(fā)明人分析了過去在市售類型的可充電電池中被認為是重要類型的鎳-鎘電池、鎳-氫電池和鋰離子電池，分析結(jié)果對于鎳-鎘電池如圖2所示，端電壓在充電過程中連續(xù)逐漸上升到某一點，在該點處達到100％充電量，在該點電壓也達到峰值，其后繼續(xù)充電將引起電壓的降低。
在觀察鎳-鎘電池的溫度時發(fā)現(xiàn)，從開始充電到將要達到100％充電量之前溫度只有微小的增加，盡管總的特性實際上是平坦的而沒有大的溫度增加，但是當趨近100％充電量區(qū)域時溫度出現(xiàn)急劇的增加。
在鎳-氫電池的情況，如圖3所示，從開始充電直到達到100％充電量電池端電壓連續(xù)漸增，當達到100％充電量時，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-氫電池的溫度從開始充電到將要達到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有大的增加，但是當趨近100％充電量區(qū)域時，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，從充電開始到100％充電量，電池端電壓幾乎與時間成正比增加，當達到100％充電量時，電壓達到其峰值，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，從開始充電，在充電過程中，直到達到100％充電量，電池溫度逐漸增加，在100％充電量點，與鎳-鎘電池相同，溫度急劇增加。
對于一個理想的充電電池，流入電池中的電流能量直到達到100％充電量都是消耗在充電所需的化學反應中，而不是轉(zhuǎn)換成熱能。
但是，在達到100％充電量以后，所說化學反應的速率變低，剩余能量消耗在與充電無關(guān)的化學反應中，并轉(zhuǎn)換為熱能。
所以，在充電量達到100％以后，不再立即發(fā)生對充電有貢獻的反應，并形成氣體，使溫度升高。
當溫度升高時，化學反應速度加快，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)，最終導致電池的損壞。
如果充電操作是重復進行的，電池內(nèi)對于化學反應有貢獻的物質(zhì)的品質(zhì)就會下降，從而不可能儲存足夠的能量。
所以，如上所述，如果在充電量達到100％以后繼續(xù)充電，就會產(chǎn)生加速電池內(nèi)物質(zhì)品質(zhì)下降的問題，結(jié)果導致電池壽命比可充電電池的設計壽命明顯縮短。
因此，在過去，由于可充電電池結(jié)構(gòu)和特性的限制，所說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題。
例如，過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)進行充電，并且對于完成充電的時間點不進行控制。
在這種充電方法中，根本不控制電流，充電時間通常要10到15個小時。
所以，在這種充電方法中，充電時間變得特別長，并且有過充電的危險。
(2)用小電流(例如，電池容量的1/3或者1/10的電流)進行充電，并控制在一個預定的時間后結(jié)束，這通常需要5到10小時。
在這種充電方法中，充電時間較長，而且在電池有剩余電量的情況下，會由于過電流引起溫度升高的危險。
(3)用相對較大的電流(例如，電池容量的1/3或者1/1的電流)進行充電，并當被充電電池的電壓值漲幅低于一個給定值(通常近似為10mv/每節(jié))時停止充電。
完成充電的時間約為1小時，這是所知相對較快的充電方法。
這種充電方法雖然充電時間相對較短，但是存在過電流，并引起溫度升得較高的危險。
此外，在這一方法中，不可能測得具有諸如圖2和圖3所示特性的電池充電完成的時刻。
由于這個原因，在本發(fā)明中，利用那些對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，來實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。
具體地說，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到95％或者100％充電量時，和在充電電流或大或小時(例如，等于或者大于電池的額定負載)，特別是高速充電，例如以2C的充電率在極短的時間，如15分鐘或者更短的時間里充電時可靠地停止充電。
以下參照附圖對于本發(fā)明的高速充電方法和裝置進行描述。
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)的一個具體實施例的方框圖，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3，一個設置在所說電流源裝置3和所說待充電的可充電電池的端部4之間的開關(guān)裝置5，一個用于測量所說可充電電池2的電池芯的溫度的溫度測量裝置6，一個測量所說可充電電池端電壓的電壓測量裝置7，一個在所需的采樣時間間隔里運用所說的溫度測量裝置6和/或電壓測量裝置7測量所說的可充電電池2的電池芯的溫度和/或電壓的采樣裝置8，一個存儲由采樣裝置8所采集的各個數(shù)據(jù)，根據(jù)所儲存的數(shù)據(jù)進行計算，并將所得結(jié)果存入各自的存儲裝置中的存儲裝置30，一個與所說的采樣裝置相連，并控制所說的開關(guān)裝置5的充電控制裝置9，一個設置充電率C的充電率設置裝置10，一個基本數(shù)據(jù)讀取時間產(chǎn)生裝置11，其根據(jù)由所說的充電率設置裝置10設置的充電率C，產(chǎn)生一個預定的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb，一個設置校正數(shù)據(jù)讀取時間tc的校正數(shù)據(jù)讀取時間設置裝置12，所說tc值取決于所說的充電率C，一個數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間設置裝置13，它將校正數(shù)據(jù)讀取時間tc乘以一個預定值L以設定一個溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts，一個總采樣時間設置裝置14，它將所說的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts乘以一個預定值M以設定總采樣時間t，一個存儲在所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc測得的溫度數(shù)據(jù)值dtn的第一存儲裝置15，一個用于存儲在所說的第一存儲裝置15中儲存的L個溫度數(shù)據(jù)值之和Dtn的第二存儲裝置16，一個用于存儲差值ΔDt的第三存儲裝置17，差值ΔDt(其中ΔDt＝Dtn－Dt(n－1))是根據(jù)存儲在第二存儲裝置中的數(shù)據(jù)Dtn計算出的在前一變化量讀取采樣時間ts測得的數(shù)據(jù)Dt(n－1)與在當前的變化量讀取采樣時間ts＋1測得的數(shù)據(jù)Dtn之間的差值，一個用于存儲溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt的第四存儲裝置18，所說ΔTDt是對在總的變化量讀取采樣時間t中的每一次變化量讀取采樣時間(ts)中測得的M個溫度數(shù)據(jù)變化量求和得到的，所說總的變化量讀取采樣時間t(其中t＝ts×M)是將所說的變化量讀取采樣時間(ts)重復所需的M次的時間，一個用于存儲變化量比值ΔHt的第五存儲裝置19(A)，所說比值是利用存儲在第四存儲裝置18中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，計算在第一總變化量讀取采樣時間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，所說第二總變化量讀取采樣時間tn＋1是將變化量讀取時間(ts)移動一個時間段構(gòu)成的，所說的變化量比值為ΔHt＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn，一個第一判斷裝置22，其用于比較存儲在第五存儲裝置19(A)中的所說溫度變化量之間的比值ΔHt與一個預設的參考值K，如果所說的溫度變化量比值ΔHtm超過所說的參考值K，則輸出一個停止所說充電的信號，一個用于存儲差值ΔHvm的第六存儲裝置19(B)，所說差值是利用存儲在第四存儲裝置18中的端電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，計算在第一總變化量讀取采樣時間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，所說第二總變化量讀取采樣時間tn＋1是將變化量讀取時間(ts)移動一個時間段構(gòu)成的，所說的變化量差值為ΔHvm＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn，一個第二判斷裝置23，它對連續(xù)存儲在所說第六存儲裝置19(B)中的M個電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv1到ΔHvm中的每一個判斷其是否為正值(零或者大于零)或者負值(小于零)，所說判斷過程依電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv1到ΔHvm產(chǎn)生的順序進行，如果所說的電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv連續(xù)預定的S次或者更多次為負值，則輸出停止所說充電的信號，一個用于處理存儲在各個存儲裝置中的各個信號的處理裝置24，和一個控制所說各個裝置運行的中央處理裝置25。
在本發(fā)明中，同一個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行高速充電。
本發(fā)明的特征之一為，為了對各種可充電電池進行精確、高速的充電，對所說可充電電池的特性進行了深入的研究，使得本發(fā)明技術(shù)結(jié)構(gòu)能夠準確和快速地檢測所說可充電電池特性值的變化，不僅能夠可靠地檢測所說的可充電電池盡可能地接近100％充電量狀態(tài)的參數(shù)點，而且能夠在這一點停止充電操作，為了保證這個性能，本發(fā)明在極短的時間間隔里對所說可充電電池的電壓和/或溫度數(shù)據(jù)進行測量，這些測量數(shù)據(jù)被用于有效地確定所說可充電電池的充電狀態(tài)。
更具體地說，在本發(fā)明的充電過程中為了判斷是否達到了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，可取的是檢測電壓數(shù)據(jù)峰值出現(xiàn)的參數(shù)點，或者，在溫度數(shù)據(jù)的情況，檢測溫度突然急劇升高的參數(shù)點。
例如，在測量電壓數(shù)據(jù)時，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，需要使采樣時間間隔p相應較長。
但是，在充電過程中，如果采樣間隔p較長，如圖5(A)所示，就存在喪失檢測到電壓數(shù)據(jù)峰值的機會的問題，因此不可能確定停止充電的合適時間。
另一方面，如果采樣間隔p較短，讀取數(shù)據(jù)變化量Δa的成本就會很高，不可能實施經(jīng)濟的系統(tǒng)。
因此，在本發(fā)明中，設置了讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb，并且根據(jù)這個時間和充電率設置了校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，tc取決于充電率C，在每一所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc測量一次所說可充電電池的端電壓和/或所說電池的表面溫度，這些操作被重復預定的L次，然后將這些操作中測得的電壓和/或溫度數(shù)據(jù)分別求和，求和得到的數(shù)據(jù)被作為對應于變化量讀取采樣時間ts(其中ts＝L×tc)的變化量Dn。參見附圖5(B)。
借助于這些操作，使得測量的電壓數(shù)據(jù)和/或溫度數(shù)據(jù)的視在準確率提高了L倍。
第三存儲裝置17用于存儲差值ΔD，差值ΔD(其中ΔD＝Dtn－Dt(n－1))是根據(jù)存儲在第二存儲裝置中的數(shù)據(jù)Dtn計算出的在前一變化量讀取采樣時間ts測得的數(shù)據(jù)Dt(n－1)與在當前的變化量讀取采樣時間ts＋1測得的數(shù)據(jù)Dtn之間的差值。
接著，在本發(fā)明中，所說的變化量讀取采樣時間ts(其中ts＝L×tc)的變化量Dn與在前一變化量讀取采樣時間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)果存入第三存儲裝置17中。
接著這些操作被重復預定的M次，其總數(shù)，如圖5(B)所示，被作為在所說的總變化量讀取采樣時間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，在確定對應的總變化量讀取采樣時間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，所說的總變化量讀取采樣時間t和所說數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts同時分別移動一個時間段。
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的測量時間被表示為t＝M×L×tb×A/C。
故此，在本發(fā)明中，通過適當?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，高準確率地讀取測量數(shù)據(jù)，而且，由于設定了通過將所說的總變化量讀取采樣時間(ts)每次移動一個時間段的范圍，從而在所說的變化量讀取采樣時間(ts)這一時間間隔里得到了所說的電壓數(shù)據(jù)和/或溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTD，這有可能在相對長的總變化量讀取采樣時間t間隔里采樣得到大量的變化數(shù)據(jù)ΔTD，在相對短的數(shù)據(jù)變化量采樣時間(ts)里，能夠在短的采樣時間間隔里確定是否停止充電，于是能夠進行精確而細致的充電操作。
此外，在本發(fā)明中，為了進行高速充電，考慮到所使用的可充電電池的類型不同，測量狀態(tài)改變這一事實，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)明用于進行可充電電池高速充電的裝置1，具有一個開關(guān)裝置5，開關(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，所說開關(guān)裝置5由所說的充電控制裝置9控制，從而來自所說的電流源的電流是被控制通斷的。
在進行所說的可充電電池2的充電過程中，所說的開關(guān)裝置5被打開，從而電流從所說的電流源流到所說可充電電池2中，當所說可充電電池的充電量達到100％或者當如后面所述檢測到表明所說可充電電池接近100％充電量的狀態(tài)時，所說的開關(guān)裝置5被關(guān)閉，從所說電流源3到所說可充電電池2的電流被切斷。
在本發(fā)明中，如后面所述，在每一采樣時間里測量電壓和/或溫度數(shù)據(jù)時，需要在切斷電流的狀態(tài)下進行測量，在這種情況下，當測量上述的數(shù)據(jù)時，使用了間歇式驅(qū)動，從而所說的開關(guān)裝置5與所說采樣時間的采樣信號同步被關(guān)閉。
另外，根據(jù)各個所說的數(shù)據(jù)的測量結(jié)果，當一個已測得的數(shù)據(jù)超出通常允許值的范圍，也會將開關(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，在測量上述的電壓或者溫度時，如果測量是在有電流從所說的電流源流向所說的可充電電池狀態(tài)下進行的，由于電池中的反應不均勻，電壓值會有誤差，這使得無法得到準確的測量結(jié)果。
如上所述，如果測量是在有充電電流的情況下進行的，不可能避免在所說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在例如接觸電阻上產(chǎn)生壓降，這也使得難以得到準確的測量數(shù)據(jù)。
此外，在本發(fā)明中使用了一個微計算機在極短的時間里測量大量的可充電電池的端電壓和電池表面溫度，并分析這些測量的結(jié)果，在跟蹤可充電電池特性值的微小變化的同時判斷可充電電池是否達到了100％的充電量或者接近100％的區(qū)域。
進一步，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，也能夠在短時間里完成精確的充電。
因此，在本發(fā)明的給可充電電池進行高速充電的裝置1中，為了調(diào)節(jié)充電速度，也就是充電率，提供了一個充電率設置裝置10，以設置對于待充電的可充電電池來說符合其特性的充電率。
通過上述的操作，能夠設置在充電期間用于測量的采樣周期，并使其相對于可充電電池的充電率C來說是最佳的。
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，提供了一個基本數(shù)據(jù)讀取時序發(fā)生器裝置11，其用于設定基本數(shù)據(jù)讀取時間tb，基本數(shù)據(jù)讀取時間tb是由所說的基本數(shù)據(jù)讀取時序發(fā)生器裝置11確定的，所說的基本數(shù)據(jù)讀取裝置11由校正數(shù)據(jù)讀取時間設置裝置12根據(jù)由充電率設置裝置10設置的充電率C進行調(diào)節(jié)的，因而校正數(shù)據(jù)讀取時間tc取決于所說可充電電池的充電率。
在這種情況下，根據(jù)所說的充電率和所說的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb設置的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc還能夠表示為tc＝tb×A/C(其中A是一個常數(shù))。
上述常數(shù)A可以適當?shù)卦O置為例如一個正整數(shù)，如16。
在本發(fā)明中，在可充電電池的充電過程中，所說的采樣裝置8在所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc里至少測量一次電池端電壓或者電池溫度，在這一時刻點的電壓數(shù)據(jù)或者溫度數(shù)據(jù)d分別被存入相應的第一存儲裝置15中，所說的測量操作被連續(xù)重復預定的L次，將在各個校正數(shù)據(jù)讀取時間tc中得到的大量電壓數(shù)據(jù)求和，得到在變化量采樣時間ts中測得的電壓數(shù)據(jù)或者溫度數(shù)據(jù)的變化量Dn，例如Dvn和Dtn，并將其存入相應的第二存儲裝置16中。
另外，在本發(fā)明中，通過計算得出存儲在第二存儲裝置16中的第一采樣時間(ts1)的變化量D1和存儲在第二存儲裝置16中的第二采樣時間(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裝置17中。
在本發(fā)明中，在預先設定的時期內(nèi)，即總的變化量讀取采樣時間t內(nèi)，這些操作被連續(xù)重復預定的M次，于是總的變化量讀取采樣時間t表示為t＝tx×M。
在本發(fā)明中，在所說的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間內(nèi)連續(xù)重復進行測量所得到的測量數(shù)據(jù)值ΔD1到ΔDM被求和，確定了在所說的總變化量讀取采樣時間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裝置18中。
因為接下來的操作對于電壓數(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，利用存儲在第四存儲裝置18中的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，通過計算來確定電壓變化量ΔTDv1與ΔTDv2之間的差值，前者是在從所說的第一采樣時間(ts1)到進行第M次采樣的時間(tsM)這一段總的變化量讀取采樣時間內(nèi)測得的，而后者是在從所說的第二采樣時間(ts2)到進行第M＋1次采樣的時間(tsM＋1)這一段總的變化量讀取采樣時間內(nèi)測得的，所說的計算得到的差值ΔHv存入第五存儲裝置中。
這些操作被連續(xù)進行，對于上述操作的一般性描述是這樣的，相對于在給定的總電壓變化量讀取采樣時間tn中測得的電壓變化量ΔTDvn，所說的變化量讀取采樣時間(ts)每次移動一個采樣時間段，在連續(xù)重復計算在所說的總變化量讀取采樣時間t(n＋1)到t(n＋x)的電壓變化量ΔTDvn到ΔTDv(n＋x)時，總是將所說的變化量讀取采樣時間(ts)求和M次而得出結(jié)果，與前面描述的類似，這些結(jié)果被存入所說的第四存儲裝置18中，由相鄰的總變化量讀取采樣時間tn和t(n＋1)得到的電壓變化量ΔTDvn和ΔTDv(n＋1)被用來計算差值ΔHvn(其中ΔHvn＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn)，這個結(jié)果存入第六存儲裝置19(B)中。
對于這M個連續(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)或者負值(小于零)，所說的第二判斷裝置23還依照所說電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm產(chǎn)生的順序進行判斷，以判斷所說的電壓變化量差值ΔHv是否連續(xù)預定次數(shù)為負數(shù)或者不是負數(shù)，如果所說的電壓變化量差值ΔHv連續(xù)S次為負數(shù)，則判斷所說的可充電電池已經(jīng)達到100％充電量或者在100％充電量區(qū)域內(nèi)，并為了停止所說的充電操作發(fā)出一個信號，這個信號使得所說的充電控制裝置9動作以關(guān)閉開關(guān)裝置5，并停止對于所說可充電電池的充電操作。
實際上，如圖6(A)所示，當接近完全充電的狀態(tài)時，所說電壓數(shù)據(jù)的上升曲線變得平緩，上述的差值變?yōu)榱慊蛘哓摂?shù)。
于是，在所說的差值為零或者負數(shù)的情況，相應的計數(shù)器值增加1，當所說的計數(shù)器值達到一個給定的值，例如3，則所說的充電操作停止。
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電壓值與可充電電池當前的電壓值之間的差值連續(xù)3次為零或者負數(shù)，就假定可充電電池已經(jīng)達到100％充電量，并停止充電操作。
在測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儲存在第四存儲裝置18中，經(jīng)計算確定在第一總變化量讀取采樣時間tn和在第二總變化量判讀采樣時間tn＋1的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn之間的變化量比值，所說第二總變化量讀取采樣時間是通過將所說的變化讀取采樣時間(ts)移動一個采樣時間段構(gòu)成的，這個變化量比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn)存儲在第五存儲裝置19(A)中。
接著，由第一判斷裝置22將所說溫度變化量之間的變化量比值ΔHt與一個預定的參考值K進行比較，如果所說溫度變化量之間的變化量比值ΔHt超過所說的參考值K，則從第一判斷裝置22中輸出一個信號，以停止所說的充電操作。
于是，如圖6(B)所示，在完全充電的區(qū)域，由于所測得的可充電電池溫度上升曲線急劇上升，這時取各個變化量讀取采樣時間(ts)的ΔTDt(n＋1)與ΔTDtn的比值，如果所說的比值大于預定的參考值K，就假定所說的可充電電池已經(jīng)達到100％的充電量，并停止充電操作。
在所說的第一判斷裝置22中，如果所說溫度變化量之間的變化量比值ΔHt超過預定的參考值K，則判斷所說的可充電電池已經(jīng)達到100％充電量或者是100％充電量區(qū)域，并將輸出一個信號以停止所說的充電操作，其結(jié)果是這樣的，所說的充電控制裝置9將所說的開關(guān)裝置5關(guān)閉，從而停止所說可充電電池的充電操作。
對于本發(fā)明，盡管分別描述了通過在充電過程中測量所說可充電電池的端電壓并且如果判斷出充電量已經(jīng)達到100％或者在100％區(qū)域則停止充電操作的方法和通過在充電過程中測量所說可充電電池的溫度并且如果判斷出充電量已經(jīng)達到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程中測量電壓數(shù)據(jù)時，在每一變化量讀取采樣時間(ts)測量電壓數(shù)據(jù)，并重復M次，從而將在總的采樣時間t(ts×M)里得到的所有數(shù)據(jù)值求和，利用此結(jié)果觀察所說電壓數(shù)據(jù)的變化，但是當所說可充電電池的充電量為100％或者處于100％區(qū)域時，溫度的變化變得十分平緩，從而如果采樣時間長的話，就能夠檢測到溫度變化曲線的峰值，或者準確而快速地檢測到諸如從峰值下降的狀態(tài)，或者是經(jīng)過一段給定的時間峰值不發(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，每次在各個所說的變化量讀取采樣時間(ts)中測得一個電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDvn時，確定此值與先前測得的電壓數(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)或者負數(shù)，如果這個值是正數(shù)，則已經(jīng)預設了上限值W的計數(shù)器值ΔS被重新設置為零，如果這個值是負數(shù)，則計數(shù)器的當前值ΔS加1，或者是將與所說的負數(shù)相應的數(shù)值加入ΔS，如果所得的和超過預設的上限值W，則停止對所說的可充電電池的充電操作。
在所說的差值量為零的情況，則可以例如強制將一個預設的負常數(shù)值Z(例如-2)加入所說的計數(shù)器值ΔS，從而如果該差值為零，表明電壓數(shù)據(jù)曲線沒有變化，這種情況作為該差值是負數(shù)的情況處理。
下面參照圖7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程的一個具體實施例。
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程的流程圖。首先，在步驟(1)設置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb，然后操作進入步驟(2)，設置充電率C，其中充電率C為適合于所說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)造的可充電電池進行充電，還能夠根據(jù)作為充電技術(shù)要求的充電率，通過對理想的測量數(shù)據(jù)的采樣，以收集準確的數(shù)據(jù)，對具有相同構(gòu)造但是具有不同的充電率的可充電電池進行準確和高速的充電。
接下來，操作進入步驟(3)，在此根據(jù)已經(jīng)設定的充電率C和所說的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb設定校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，tc取決于所說的充電率C。
然后進入步驟(4)，由于在測得的電壓變化量值連續(xù)預定次數(shù)，例如P次為零或者負數(shù)的情況，則判斷可充電電池已經(jīng)達到100％充電量或者在100％充電量區(qū)域，并停止所說的充電操作，如果這種情況出現(xiàn)，則在此步驟設置了預定值P的計數(shù)器I開始遞減計數(shù)。
在步驟(5)，為了在與充電率有關(guān)的每一個校正數(shù)據(jù)讀取采樣時間tc重復采樣操作，例如L次，所說的預定次數(shù)L被設置在計數(shù)器II中，由它控制所說的重復次數(shù)。
接著操作進入步驟(6)，與校正數(shù)據(jù)讀取時間相應的時間數(shù)據(jù)被設置在計數(shù)器II中，所說校正數(shù)據(jù)讀取時間與充電率有關(guān)，是在步驟(3)中設置的。
然后，在步驟(7)，在測量正被充電的可充電電池的電壓和溫度數(shù)據(jù)時，由于前述的理由，對所說可充電電池充電的電流在數(shù)據(jù)測量的時刻被切斷。
如前所述，在數(shù)據(jù)測量時充電電流是通過將由圖1中由晶體管構(gòu)成的開關(guān)裝置5關(guān)閉而切斷的。
然后，在步驟(8)，測量所說可充電電池的端電壓，在步驟(9)，將此結(jié)果存入第一存儲裝置15，也就是存儲器I中。
以同樣的方式，在步驟(10)中，測量所說可充電電池的表面溫度(dt)，并在步驟(11)將此結(jié)果存入同一個第一存儲裝置15，也就是存儲器I中。
接著，操作進入步驟(12)，再一次開始輸送電流以重新開始充電操作，在這之后的步驟(13)，判斷剛剛測得的電壓值或者溫度值是否超過預先設定的數(shù)據(jù)極限值，如果所說的測量值的確超過了所說的極限值，則判斷在充電的可充電電池中發(fā)生了異常狀況，于是停止所說的充電操作。
但是，如果在步驟(13)判斷出剛剛測得的電壓值和溫度值屬于正常值，則操作進入步驟(14)，計數(shù)器III中的設置值減少1，操作進入步驟(15)，在此步驟判斷所說計數(shù)器的值是否為零，如果不是零，則一直等到計數(shù)器III中的值為零，也就是一直到校正數(shù)據(jù)讀取時間tc過去，在驗證了計數(shù)器III中的值為零之后，操作進入步驟(16)，將剛剛測量得到的電壓數(shù)據(jù)值dv和溫度數(shù)據(jù)值dt與恰好前一次測得的相應的電壓數(shù)據(jù)值dv和溫度數(shù)據(jù)值dt相加，計算所得結(jié)果分別累積地存入所說的第一存儲裝置15中。
接著，操作進入步驟(17)，從計數(shù)器II中設置值的L中減去1，然后操作進入步驟(18)，判斷所說計數(shù)器II中的設置值是否為零。
于是在本發(fā)明中，在所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc里至少測量一次電壓數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，并且在預定的時間里重復相關(guān)的操作，也就是在測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)里，重復預定次數(shù)，即L次所說的操作，所說的L值可以任意設定。
所以，在步驟(18)，如果在計數(shù)器II中設置的值L不為零，就意味著還沒有達到所需要的測量次數(shù)，從而返回到步驟(6)，重復上述的步驟。
但是，如果在步驟(18)，所說計數(shù)器II中的設置值L為零，意味著已經(jīng)達到所需要的測量次數(shù)，從而操作進入步驟(19)，通過計算確定在每一校正數(shù)據(jù)讀取時間tc里共L次存入第一存儲裝置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裝置16(存儲器II)中。
接著，在步驟(20)，利用存入第二存儲裝置16中的數(shù)據(jù)，計算出恰好前一次測量得到并存入存儲器II中的值Dv(n－1)和Dt(n－1)與當前測量得到的值Dvn和Dtn之間的差值，也就是在當前測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)中測得的數(shù)據(jù)與在恰好前一次測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts－1)中測得的數(shù)據(jù)之間的變化量，在步驟(21)將得到的結(jié)果ΔDv和ΔDt分別存入所說的第三存儲裝置17(存儲器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裝置17中的數(shù)據(jù)ΔDv和ΔDt，將在當前測量數(shù)據(jù)變化量讀取時間(ts1)得到的變化量數(shù)據(jù)ΔDv和ΔDt分別與在恰好前一次測量數(shù)據(jù)變化量讀取時間(ts0)測得的變化量數(shù)據(jù)相加，所得結(jié)果ΔTDv和ΔTDt被分別存入第四存儲裝置18(存儲器IV)中。
在步驟(22)，所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)被設定一定的次數(shù)，例如M次，并計算出在各次采樣時間(tsn)中得到的變化量數(shù)據(jù)值之和。
因此，在步驟(23)，判斷存入所說第四存儲裝置18(存儲器IV)數(shù)據(jù)的次數(shù)是否為預定的次數(shù)，例如M次，如果判斷的結(jié)果是“否”，則判斷測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)還沒有重復預定的次數(shù)M，于是返回步驟(5)，在這個步驟之后重復以上步驟。
但是，如果步驟(23)的結(jié)果為“是”，操作進入步驟(24)，根據(jù)測得的電壓數(shù)據(jù)，從已經(jīng)存入第四存儲裝置18中的總變化量數(shù)據(jù)，通過計算確定恰好前一次測得的數(shù)據(jù)變化量與當前測得的數(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的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts1)到(tsm)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDvn，后者也就是在所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDv(n－1)，在這個步驟還根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)，從存入所說第四存儲裝置18中的總的變化量數(shù)據(jù)，通過計算確定恰好前一次測量的數(shù)據(jù)變化量與當前測量的數(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的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts1)到(tsm)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn，后者也就是在所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n－1)，所說計算的結(jié)果ΔHv和ΔHt被分別存入第六存儲裝置19(B)(存儲器VI)和第五存儲裝置19(A)(存儲器V)中。
之后，在步驟(26)，判斷測量數(shù)據(jù)是否為電壓數(shù)據(jù)，如果判斷結(jié)果為“否”，則進入步驟(27)，在此步驟，如圖6B所示，判斷所說的測量數(shù)據(jù)的總變化量ΔHt是否大于一個預定的值，例如K，如果結(jié)果為“是”，則操作進入步驟(28)。
因此，將在M次測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts1)到(tsm)中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn求和時，每次移動一個所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)段，如果與在M次測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts2)到(tsm＋1)中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n＋1)的比值較大，表明所說溫度測量數(shù)據(jù)的上升速度在短時間內(nèi)加快了，判斷所說的可充電電池已經(jīng)達到100％的充電量或者處于100％的充電量區(qū)域，并在這一時刻停止充電操作。
預設值K可以根據(jù)要求設置，在本發(fā)明中這個值被設定為，例如2或者更大。
也就是說，在本發(fā)明中，如圖2到圖4所示，對于任何結(jié)構(gòu)的可充電電池，在充電量達到100％或者處于100％區(qū)域的情況下，由于測得的溫度數(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，所以可以檢測這個狀態(tài)，從而能夠檢測充電量已經(jīng)達到100％或者處于100％區(qū)域，或者超過100％。
如果在步驟(27)的判斷結(jié)果為“否”，操作進入步驟(29)，為了確定溫度數(shù)據(jù)的總變化量ΔTDt(n＋2)，首先刪去目前存儲在存儲器V中的M個溫度測量數(shù)據(jù)中的第一個，然后返回步驟(23)，之后重復上述的操作，其中ΔTDt(n＋2)是在測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts3)到(tsM＋2)中得到的M個溫度數(shù)據(jù)的總變化量，它是通過每次移動一個測量數(shù)據(jù)讀取采樣時間(ts)段得到的。
在步驟(28)，如果判斷結(jié)果為“是”，操作進入步驟(30)，判斷所說的總電壓數(shù)據(jù)變化量ΔHv是否為零或者小于零的負數(shù)，如果判斷結(jié)果為“是”，，操作進入步驟(31)，計數(shù)器I中設置的值P被減去1，然后進入步驟(32)，判斷所說計數(shù)器中設置的值是否為P，如果結(jié)果為“是”，操作回到步驟(28)，停止充電操作。當步驟(32)中的結(jié)果為“否”時，返回步驟(7)，然后重復上述步驟。
因此在本發(fā)明中，如圖2到圖4所示，對于任意結(jié)構(gòu)的可充電電池，如果充電量達到100％或者處于100％充電量區(qū)域，或者超過100％，可以看到先前一直上升的電壓數(shù)據(jù)開始回落或者保持不變。
所以在本發(fā)明中對于任何可充電電池，為了檢測充電量達到100％或者處于100％區(qū)域的狀態(tài)，判斷總變化量，即差值ΔHv是否為零或者負數(shù)，并進一步確定差值ΔHv是否已經(jīng)連續(xù)P次為零或者負數(shù)，如果是，則斷定所說的可充電電池已經(jīng)達到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，所說計數(shù)器I的設置值P可以根據(jù)要求任意設置，例如可以設定P值為3。
所以，在這種情況下，如果所說的差值ΔHv連續(xù)3次為零或者負數(shù)，就斷定所說的可充電電池已經(jīng)達到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)的測量中即使差值ΔHv只有一次為正值，所說計數(shù)器I的設置值都重新設置為P，并重復上述的判斷。
另一方面，在步驟(30)，如果結(jié)果為“否”，在步驟(33)中計數(shù)器I中的值被重新設置成P，操作返回步驟(4)，然后重復上述的每一步驟。
雖然在本發(fā)明的上述實施例中，所說計數(shù)器I設置了一個初始值P，并根據(jù)測量結(jié)果依次倒計數(shù)，從而當設置值P等于零時，判斷可充電電池的充電量為100％，但是也可以反過來，即所說計數(shù)器I的初始值設置為0，讓所說的計數(shù)器根據(jù)測量結(jié)果依次正計數(shù)，當所說的計數(shù)器I中的設置值達到一個預定的值P，則判斷可充電電池的充電量已經(jīng)達到100％。
但是，在充電過程中使用上述兩個方法中的任何一個，都存在這樣一個危險，即如果由于種種原因使得所說數(shù)據(jù)變化量的差值連續(xù)三次為零或者負數(shù)，既使這時充電量并不高，也會停止充電操作。在本發(fā)明中，為了解決這個問題，由于各種可充電電池在達到100％充電量時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量所說可充電電池的輸出電壓，并且監(jiān)測其結(jié)果，從而使得上述的計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，至少測量所說可充電電池的端電壓，從而檢測端電壓數(shù)據(jù)的變化量是足夠的，也可以測量所說可充電電池的表面溫度，從而檢測表面溫度的變化量比值。
此外，在本發(fā)明中還可以同時使用溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)評估充電量。
在本發(fā)明中，讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb可以設置為例如0.75秒，計數(shù)器II的值設置為4，所說可充電電池的充電率C設定為4，常數(shù)A設定為16。
此外，在步驟(23)，如果重復次數(shù)設定為8，所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)將為12秒，8次重復測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)所需的時間將為96秒。
所以在上述本發(fā)明的實例中，電壓或者溫度的測量都需要大量的時間，但是在這樣一種情況下還可以不重復M次上述的測量數(shù)據(jù)變化量采樣時間(ts)，而只利用單個變化量值ΔDv和ΔDt來判斷充電量。
就是說，在本發(fā)明的充電方法中，在所說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間里達到100％的充電量，如果不注意到這個問題而繼續(xù)充電，溫度將會上升，從而導致可充電電池品質(zhì)降低的危險，為了防止這種危險，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)明的另一個實施例。
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，只是在計算方法和個別步驟的判斷方式上有一些差別。
例如，在圖7到圖9圖所示的實施例中，在進行電壓數(shù)據(jù)測量時，所說的電壓數(shù)據(jù)是在測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)里進行總計的，因而在所說可充電電池的充電量達到100％的情況下，因為在極短的時間內(nèi)電壓只有很小的變化，需要始終跟蹤其變化以檢測這個狀態(tài)，所以本發(fā)明的結(jié)構(gòu)使得對于每一次測量數(shù)據(jù)變化量判讀采樣時間(ts)能夠檢測所說的電壓數(shù)據(jù)是如何變化的，從而如果所說的電壓數(shù)據(jù)變化量，如圖8和圖9中步驟(24)所示，在測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)內(nèi)重復至少8次測量電壓數(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為表示進行本發(fā)明的另一個實施例的操作時的流程圖，其中因為步驟(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)相應的步驟開始。
注意在下列的步驟(120)和(121)中，進行了與圖8中步驟20所示相同的計算。
實質(zhì)上，在圖10和圖11中，根據(jù)在步驟(120)之前計算出并存入第二存儲裝置中的數(shù)據(jù)Dn，通過計算確定在恰好前一次測量數(shù)據(jù)讀取采樣時間ts－1中測得的數(shù)據(jù)ΔDvn－1與在當前的測量數(shù)據(jù)讀取采樣時間ts中測得的數(shù)據(jù)ΔDvn之間的差值ΔDv(其中ΔDv＝ΔDvn－ΔDvn－1)，另外在步驟(121)，以同樣的方式計算出在恰好前一次測量數(shù)據(jù)讀取采樣時間ts－1中測得的數(shù)據(jù)ΔDtn－1與在當前的測量數(shù)據(jù)讀取采樣時間ts中測得的數(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)，將所說電壓數(shù)據(jù)的變化量差值ΔDv(其中ΔDv＝ΔDvn－ΔDvn－1)存入存儲器IV(VBUFF)，在步驟(123)中，將所說溫度數(shù)據(jù)的變化量差值ΔDt(其中ΔDt＝ΔDtn－ΔDtn－1)存入存儲器IV(TBUFF)。
接著在本發(fā)明的所說實施例中，特別是對于電壓數(shù)據(jù)，需要檢測在極短的時間內(nèi)的變化寬度，因此在步驟(124)，判斷所說的差值ΔDv是否為一個非零的正值，如果判斷結(jié)果為“是”，則操作進入步驟(126)，ΔS被重新設置為零。
實質(zhì)上所發(fā)生的情況是，如果在第一測量數(shù)據(jù)讀取采樣時間(ts1)和在第二測量數(shù)據(jù)讀取采樣時間(ts2)中所測得的所說電壓數(shù)據(jù)的變化量差值是正值，就表明所說的電壓測量數(shù)據(jù)在增大，在這種情況下，就斷定可充電電池還沒有達到100％的充電量，于是在所說的電壓測量裝置中指示變化的常數(shù)ΔS重新設置為零，操作進入步驟(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，操作則進入步驟(125)，當前的所說差值ΔDv加到前一個常數(shù)ΔS值中，并從中減去預設的常數(shù)值Z，其結(jié)果就取作新的常數(shù)值ΔS。
在這個實施例中，由于ΔDv值是負數(shù)，所以將差值ΔDv和預設常數(shù)值Z都從前一個常數(shù)值ΔS中減去。
此外，上述的常數(shù)Z是一個用于計數(shù)的常數(shù)，當差值ΔDv沒有變化時，它使之如同有變化，該常數(shù)設為，例如Z＝2。
所以，在這個實施例中，當電壓數(shù)據(jù)處于峰值，并且保持所說峰值時，所說常數(shù)ΔS實際上是被減值的。
接著在步驟(127)，判斷所說的常數(shù)ΔS是否等于或者小于一個預定的數(shù)值W，如果結(jié)果為“是”，由于可以認為可充電電池的充電量為100％或者處于100％的區(qū)域，操作進入步驟(135)，停止充電操作。
在此實施例中，所說的值W被設定為，例如6，如果所說的常數(shù)值Z等于2，并且所說的差值ΔDv連續(xù)三次為零，即如果沒有變化，則依次出現(xiàn)下列的結(jié)果在第一個ts之后ΔS＝ΔS－ΔDv－Z＝0－0－2＝-2在第二個ts之后ΔS＝ΔS－ΔDv－Z＝-2－0－2＝-4在第三個ts之后ΔS＝ΔS－ΔDv－Z＝-4－0－2＝-6因此充電操作將在第三次重復測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)時停止。
借助于更具體的數(shù)據(jù)來解釋的話就是，如果用于讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb設定為0.75秒，計數(shù)器II的值L設定為4，可充電電池的充電率設定為4，所說的常數(shù)A設定為16。
此外，在重復測量數(shù)據(jù)讀取采樣時間(ts)的次數(shù)M設定為8，所說常數(shù)W設定為-6，常數(shù)Z設定為2的情況下，如果在完成充電以后對鎳鎘電池進行了錯誤的再充電，則用于測量充電電壓特性的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)為(0.75×16/3)×4＝16秒，相對于各個測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(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，對于可充電電池的充電將在進行第三次測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)的測量時停止，而此操作所需要的時間僅為48毫秒。
在圖10流程中的步驟(128)，根據(jù)在重復M次圖8中步驟(22)到步驟(23)的操作以后存入所說存儲器IV(VBUFF)中的各個電壓數(shù)據(jù)變化量，通過計算確定當前測得的數(shù)據(jù)變化量與恰好前一次測得的數(shù)據(jù)變化量之間的差值ΔHv，前者也就是基于在所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts1)到(tsm)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDvn，后者也就是在所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDv(n－1)，在步驟(129)，判斷ΔHv是否為正數(shù)或者負數(shù)或者零，如果是正數(shù)，操作進入步驟(131)，相應計數(shù)器的值N被重新設置為零，之后操作進入步驟(132)。
但是如果所說的差值ΔHv為零，，則所說的計數(shù)器值不改變，且如果所說的差值ΔHv為負數(shù)，操作進入步驟(130)，所說計數(shù)器的值N增加1，之后操作進入步驟(132)。
在此實施例中，判斷在什么條件下(如果有的話)，所說的差值ΔHv連續(xù)保持不變，并以與前述實施例相同的方式，在所說差值ΔHv的值連續(xù)N次為負數(shù)的情況下，所說可充電電池被認為已經(jīng)達到100％充電量或者100％充電量區(qū)域，并停止所說的充電操作。
所說計數(shù)器的值N可以根據(jù)要求設置，例如在具體實施例中，可設為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)了負數(shù)狀態(tài)，即使在所說的步驟(129)所說的電壓測量數(shù)據(jù)保持在峰值，不出現(xiàn)差值ΔHv為零的狀態(tài)也如此，從而使之作為負數(shù)值計數(shù)。
然后操作進入步驟(132)，判斷所說計數(shù)器的N值是否等于3，如果判斷結(jié)果為“是”，則停止對可充電電池的充電，但是如果判斷結(jié)果為“否”，則操作進入步驟(133)，在將于步驟(123)存入存儲器IV(TBUFF)的溫度數(shù)據(jù)變化量即所說差值ΔDt(其中ΔDt＝Dtn－Dt(n－1))使用并重復M次之后，計算確定當前測量的數(shù)據(jù)變化量，也就是基于在所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts1)到(tsm)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn，并確定恰好前一次測量的數(shù)據(jù)變化量，也就是在所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDt(n－1)，并判斷這兩個值是否為預設值α。
在這些對所說可充電電池的充電操作中，即使充電量沒有達到100％區(qū)域，由于某些誤差或者誤操作引起溫度的突然上升，也會造成充電操作的錯誤停止，為了避免這種情況的出現(xiàn)，由于所說可充電電池在充電過程中溫度的上升特性是已知的，就將充電量達到100％區(qū)域時溫度變化的正常量作為一個需要的數(shù)據(jù)，例如將一個適當?shù)闹郸猎O置在相應的存儲器中，在上述情況下操作就會返回圖7中的步驟(7)，并重復上述的步驟。
在所說的步驟(133)，如果所說的上述溫度總的變化量等于或者大于預定值α，操作進入步驟(134)，判斷當前測量的數(shù)據(jù)變化量與恰好前一次測量的數(shù)據(jù)變化量的比值ΔHt是否大于一個預定值如K，前者也就是基于在所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts1)到(tsm)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(shù)據(jù)變化量ΔTDtn，后者也就是在所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts0)到(tsm－1)內(nèi)進行的M次數(shù)據(jù)測量得到的總的數(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)，并重復上述的步驟。
下面參照表I到表V和圖12到圖20對使用本發(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-鎘電池時的情況，其中設定
讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb＝0.75秒；計數(shù)器II值L＝4；充電率C＝0.25；設定常數(shù)A＝16；并設定在充電操作過程中每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)重復測量操作的次數(shù)M＝8。
在此實施例中，變化量讀取采樣時間為ts＝(0.75×16/0.25)×4＝192秒。
表I表示在每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)中的電壓測量數(shù)據(jù)、在圖10步驟(122)中測得的電壓總變化量ΔTDv和在圖10步驟(130)和步驟(131)中的計器值N的值。
在表I中電池電壓數(shù)據(jù)基本上是在每一所說的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)中得到的原始數(shù)據(jù)，總變化量ΔTDv表示在八次測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts1)到(ts8)里求和得到的總變化量與在八次測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(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)所說的差值ΔHv是否為正數(shù)、或者負數(shù)、或者零，將計數(shù)器N加上或者減去一個值。
即在從ts1到ts8期間，由于沒有先前的數(shù)據(jù)，所說差值ΔHv的輸出為零，因而計數(shù)器值N保持為零，但是在ts9所說總變化量變?yōu)?2，從而ΔHv值等于-521為負數(shù)，結(jié)果所說的計數(shù)器值增加1。
同樣在ts10，由于所說的總變化量ΔTDv變?yōu)?4，所說的差值ΔHv取負數(shù)-8，從而所說的計數(shù)器值N增加1，使得所說的計數(shù)器值等于2。
同樣由于直到ts15所說的差值ΔHv連續(xù)為負數(shù)，所說的計數(shù)器值N每次加1，因此在ts15時計數(shù)器值為7。
但是在這個實施例中所說計數(shù)器值一般設定為3，從而當所說計數(shù)器值超過3時停止充電操作，這樣盡管在此實施例中充電操作是在ts11停止的，由于已經(jīng)達到100％充電量的所說可充電電池的電池電壓是已知的，所以經(jīng)過處理可以使電壓不超過極限，也不會使所說計數(shù)器值失效。
所以在此實施例中，如果所說可充電電池的電池電壓設定為580V，并且當電池電壓超過所說的580V時使上述的計數(shù)器值失效，則不會發(fā)生在ts11停止充電操作的問題。
進一步，在ts16，由于差值ΔHv變?yōu)?1，計數(shù)器值從7重新設置為0。
重復同樣的操作，在ts80由于電池電壓為600V，所說的計數(shù)器值為3，所以充電操作被停止。
圖12為表I中測量數(shù)據(jù)的曲線圖，ts標繪在水平軸上，在圖13中，根據(jù)圖12中的原始數(shù)據(jù)標繪，實線表示在每一ts中的所說總變化量ΔTDv，點線表示在每一ts中的所說計數(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-鎘電池時的情況，其中設定讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb＝0.75秒；計數(shù)器II值L＝4；充電率C＝3；
設定常數(shù)A＝16；并設定在充電操作過程中每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)重復測量操作的次數(shù)M＝8。設定在充電操作中K＝2。
在此實施例中，變化量讀取采樣時間為ts＝(0.75×16/3)×4＝16秒。
表II表示在每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)中的電池溫度測量數(shù)據(jù)、在圖10步驟(123)中測得的溫度總變化量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的測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)中得到的原始數(shù)據(jù)，總溫度變化量ΔTDt表示在八次測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts1)到(ts8)里求和得到的總變化量與在八次測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(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與上述的預設常數(shù)值K＝2進行比較，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)錯誤。
在此實施例中，由于在ts57，所說溫度變化量比值ΔHt＝ΔTDtn/ΔTDtn－1的數(shù)據(jù)超過常數(shù)K＝2，所以在這一點停止充電操作。
圖14是表II中所列溫度測量數(shù)據(jù)的曲線圖，ts標繪在水平軸上。
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-鎘電池時的情況，其中設定讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb＝0.75秒；計數(shù)器II值L＝4；充電率C＝3；設定常數(shù)A＝16；并設定在充電操作過程中每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)重復測量操作的次數(shù)M＝8。
在此實施例中，變化量讀取采樣時間為ts＝(0.75×16/3)×4＝16秒。
表III表示在每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)中的電池電壓數(shù)據(jù)、在圖10步驟(122)中測得的電壓總變化量ΔTDv和在圖10步驟(130)和步驟(131)中的計器值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，所以不再另行進行專門的介紹，盡管可以說這種情況表明在表I的情況下進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，在短時間里進行充電，在ts61點，由于充電已經(jīng)完成，所以可以發(fā)現(xiàn)開始充電后大約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對應的曲線圖。
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-氫電池時的情況，其中設定讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb＝0.75秒；
計數(shù)器II值L＝4；充電率C＝0.25；設定常數(shù)A＝16；并設定在充電操作過程中每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)重復測量操作的次數(shù)M＝8。
在此實施例中，變化量讀取采樣時間為ts＝(0.75×16/0.25)×4＝192秒。
表IV表示在每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)中的電池電壓數(shù)據(jù)、在圖10步驟(122)中測得的電壓總變化量ΔTDv和在圖10步驟(130)和步驟(131)中的計器值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，所以不再另行進行專門的介紹，盡管可以說這種情況表明與在表I的情況同樣類型的操作能夠在ts79完成對新的類型的電池，即鎳-氫電池的充電，這個時間為252分鐘。
圖17和圖18是與上面討論的圖12和圖13對應的曲線圖。
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-氫電池時的情況，其中設定讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb＝0.75秒；計數(shù)器II值L＝4；充電率C＝1；設定常數(shù)A＝16；并設定在充電操作過程中每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)重復測量操作的次數(shù)M＝8。
在此實施例中，變化量讀取采樣時間為
ts＝(0.75×16/1)×4＝48秒。
表V表示在每一測量數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間(ts)中的電池電壓數(shù)據(jù)、在圖10步驟(122)中測得的電壓總變化量ΔTDv和在圖10步驟(130)和步驟(131)中的計器值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，所以不再另行進行專門的介紹，盡管可以說這種情況表明與在表I的情況同樣類型的操作能夠在ts78完成對新的類型的可充電電池，即鎳-氫電池的充電，這個時間為62分鐘24秒。
圖19和圖20是與上面討論的圖12和圖13對應的曲線圖。
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，以準確確定充電量達到近100％的參數(shù)點，從而不僅使同一個裝置能夠?qū)哂胁煌Y(jié)構(gòu)的可充電電池進行可靠的充電，而且能夠在充電過程中準確確定充電量，和快速測定充電量接近100％的參數(shù)點，并在這一點停止充電，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它額定的最高溫度，最終導致所說可充電電池損壞的問題，而且能夠根據(jù)充電速度，或充電率確定所說可充電電池的特性，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行充電，進而能夠?qū)沙潆婋姵剡M行精確高速的充電。
也就是說，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，通過對典型測量值的采樣，收集準確的數(shù)據(jù)，而進行準確和高速的充電。
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)錯誤129.5429.54 錯誤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 錯誤2027.760.00 錯誤2127.760.00 錯誤2227.760.00 錯誤2327.760.00 錯誤2427.760.00 錯誤2527.10 -0.67 錯誤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 錯誤3626.880.00 錯誤3726.880.00 錯誤3826.880.00 錯誤3926.880.00 錯誤4026.880.00 錯誤4126.880.00 錯誤4226.880.00 錯誤4326.880.00 錯誤4426.880.00 錯誤4526.880.00 錯誤表II－(2)tS電池溫度(℃) ΔTDtnΔTDtn/ΔTDtn－14626.88 0.00 錯誤4726.88 0.00 錯誤4826.88 0.00 錯誤4926.88 0.00 錯誤5026.88 0.00 錯誤5126.88 0.00 錯誤5226.88 0.00 錯誤5326.88 0.00 錯誤5426.88 0.00 錯誤5526.88 0.00 錯誤5627.10 0.22 錯誤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，設置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb；步驟2，設置充電率C；步驟3，根據(jù)所設置的充電率C和所說基本數(shù)據(jù)讀取時間tb設置校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，所說校正數(shù)據(jù)讀取時間tc取決于所說的充電率；步驟4，在充電過程中由對應的采樣裝置在每一所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc內(nèi)至少測量一次所說可充電電池的端電壓，同時將電壓數(shù)據(jù)存儲在相應的第一存儲裝置中；步驟5，重復所說步驟4中的操作預定次數(shù)L，并對在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時間tc中所得的一組電壓數(shù)據(jù)求和，并將電壓數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dvn存儲在相應的第二存儲裝置中；步驟6，計算在步驟5中所得的在第一采樣時間(ts1)內(nèi)的變化量Dv1與第二采樣時間(ts2)內(nèi)的變化量Dv2的差值，并將所得的變化量的差ΔDv存入第三存儲裝置中；步驟7，繼續(xù)重復所說的步驟6預定次數(shù)M次，并對在每一變化量讀取時間(ts)所得的ΔDv1到ΔDvM(M個值)求和，確定在總的所說變化量讀取時間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，其結(jié)果存入第四存儲裝置中；步驟8，根據(jù)存入第四存儲裝置中的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv進行計算，確定在第一次總變化量讀取采樣時間t1-即從所說的第一采樣時間(ts1)到預定的第M次采樣的第m次采樣時間(tsM)-測得的電壓變化量ΔTDv1與在第二次總變化量讀取采樣時間t2-即從所說的第二采樣時間(ts2)到預定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時間(tsM＋1)-測得的電壓變化量ΔTDv2的差值ΔHv，所說的計算出的差值△Hv(其中ΔHv＝ΔTDv2－ΔTDv1)被存儲在第五存儲裝置中；步驟9，重復步驟8計算在每一對相鄰的總變化量采樣時間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)，并將計算所得結(jié)果存入第五存儲裝置中；步驟10，判斷在所說的步驟9中連續(xù)計算得出的m個電壓變化量差值△Hv1到ΔHvm是正值(零或者大于零)還是負值(小于零)；步驟11，按照所說電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm出現(xiàn)的順序，判斷所說的電壓變化量差值ΔHv是否連續(xù)預定的次數(shù)S次為零或者負值，如果所說的電壓變化量差值ΔHv連續(xù)S次為零或者是負值，停止所說的充電。
2.一種可充電電池的充電方法，它包括以下步驟步驟1，設置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb；步驟2，設置充電率C；步驟3，根據(jù)所設置的充電率C和所說的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb設置校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc取決于所說的充電率C；步驟4，在充電過程中由相應的采樣裝置在每一所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc內(nèi)至少測量一次所說可充電電池的溫度，同時將溫度數(shù)據(jù)存儲在相應的第一存儲裝置中；步驟5，重復所說步驟4中的操作預定次數(shù)L，并對在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時間tc中所得的一組數(shù)據(jù)求和，并將溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dtn存儲在相應的第二存儲裝置中；步驟6，計算在步驟5中所得的在第一采樣時間(ts1)內(nèi)的變化量Dt1與第二采樣時間(ts2)內(nèi)的變化量Dt2的差值，并將所得的變化量的差值ΔDt存入第三存儲裝置中；步驟7，連續(xù)重復所說的步驟6預定次數(shù)M次，并對在每一變化量讀取時間(ts)所得的ΔDt1到ΔDtM(M個值)求和，確定在總的所說變化量讀取時間t(其中t＝ts×M)內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，其結(jié)果存入第四存儲裝置中；步驟8，根據(jù)存入第四存儲裝置中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt進行計算，確定在第一次總變化量讀取采樣時間t1-即從所說的第一采樣時間(ts1)到預定的第M次采樣的第m次采樣時間(tsM)-測得的溫度變化量ΔTDt1與在第二次總變化量讀取采樣時間t2-即從所說的第二采樣時間(ts2)到預定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時間(tsM＋1)-測得的溫度變化量ΔTDt2的比值，所說的計算出的比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt2/ΔTDt1)被存儲在第五存儲裝置中；步驟9，重復步驟8計算在每一對相鄰的總變化量采樣時間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)，并將計算所得結(jié)果存入第五存儲裝置中；步驟10，根據(jù)存儲在所說的第五存儲裝置中的信息判斷兩個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，設置讀取數(shù)據(jù)所需的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb；步驟2，設置充電率c；步驟3，根據(jù)所設置的充電率C和所說基本數(shù)據(jù)讀取時間tb設置校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，所說校正數(shù)據(jù)讀取時間tc取決于所說的充電率；步驟4，在充電過程中由相應的采樣裝置在每一所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc內(nèi)至少測量一次所說可充電電池的溫度和端電壓，同時將溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)分別存儲在相應的第一存儲裝置中；步驟5，重復所說步驟4中的操作預定次數(shù)L，并對在每一次校正數(shù)據(jù)讀取時間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)變化量讀取采樣時間ts(其中ts＝L×tc)內(nèi)的變化量Dtn和Dvn分別存儲在相應的第二存儲裝置中；步驟6，計算在步驟5中所得的在第一采樣時間(ts1)內(nèi)的變化量Dv1和Dt1與第二采樣時間(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)存入第三存儲裝置中；步驟7，繼續(xù)重復所說的步驟6預定次數(shù)M次，并對在每一變化量讀取時間(ts)所得的ΔDv1到ΔDvM(M個值)和ΔDt1到ΔDtM(M個值)求和，確定在總的所說變化量讀取時間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)果存入第四存儲裝置中；步驟8，根據(jù)存入第四存儲裝置中的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv進行計算，確定在第一次總變化量讀取采樣時間t1-即從所說的第一采樣時間(ts1)到預定的第M次采樣的第m次采樣時間(tsM)-測得的電壓變化量ΔTDv1與在第二次總變化量讀取采樣時間t2-即從所說的第二采樣時間(ts2)到預定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時間(tsM＋1)-測得的電壓變化量ΔTDv2的差值ΔHv，所說的計算出的差值ΔHv(其中ΔHv＝ΔTDv2－ΔTDv1)被存儲在第五存儲裝置中；步驟9，重復步驟8計算在每一對相鄰的總變化量采樣時間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)，并將計算所得結(jié)果存入第五存儲裝置中；步驟10，判斷在所說的步驟9中連續(xù)計算得出的m個電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm是正值(零或者大于零)還是負值(小于零)；步驟11，根據(jù)存入第四存儲裝置中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt進行計算，確定在第一次總變化量讀取采樣時間t1-即從所說的第一采樣時間(ts1)到預定的第M次采樣的第m次采樣時間(tsM)-測得的溫度變化量ΔTDt1與在第二次總變化量讀取采樣時間t2-即從所說的第二采樣時間(ts2)到預定的第M＋1次采樣的第m＋1次采樣時間(tsM＋1)-測得的溫度變化量ΔTDt2的比值，所說的計算出的比值ΔHt(其中ΔHt＝ΔTDt2/ΔTDt1)被存儲在第五存儲裝置中；步驟12，重復步驟11分別計算在每一對相鄰的總變化量采樣時間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)，并將計算所得結(jié)果存入第五存儲裝置中；步驟13，根據(jù)存儲在所說的第五存儲裝置中的信息判斷兩個相鄰的溫度變化量的比值ΔHm是否等于、或者大于、或者小于一個給定的值K；步驟14，判斷所說的溫度變化量的比值ΔHm是否等于、或者大于給定的值K；并按照所說電壓變化量差值ΔHv1到ΔHvm出現(xiàn)的順序，判斷所說的電壓變化量差值ΔHv是否連續(xù)預定的次數(shù)S次為零或者負值，如果所說的電壓變化量差值ΔHv連續(xù)S次為零或者是負值，停止所說的充電。
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程中，當使用所說的采樣裝置在每一校正數(shù)據(jù)讀取采樣時間tc測量所說可充電電池的端電壓或者測量溫度時，對所說可充電電池進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，其中在充電過程中，當使用所說的采樣裝置在每一校正數(shù)據(jù)讀取采樣時間tc測量所說可充電電池的端電壓或者測量溫度時，如果所測得的這些數(shù)據(jù)，既使只有其中一個表明充電量已經(jīng)超過預定的正常量，則停止所說的充電操作。
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，其中所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc是根據(jù)所說的充電率C和所說的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb由計算式tc＝tb×A/C計算得出的，其中A是一個常數(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次在每個所說的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts重復測量電壓數(shù)據(jù)的步驟中，每次在各個所說的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts測得電壓數(shù)據(jù)時，都計算電壓數(shù)據(jù)的變化量ΔTDv，并判斷所說的電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv是正數(shù)、負數(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)的相應的計數(shù)器值ΔS被重新設置為零，但是如果所說的電壓數(shù)據(jù)的變化量ΔTDv是負數(shù)或者零，則所說的計數(shù)器值ΔS與所說的ΔTDv值相加，之后將所說的計數(shù)器值ΔS與一個預定的值W比較，如果所說的計數(shù)器值ΔS小于所說的參考值W，則停止所說的充電操作。
8.如權(quán)利要求7所述的可充電電池充電方法，其中當所說的電壓數(shù)據(jù)的變化量ΔTDv為零時，將一個預設值Z從所說的計數(shù)器值ΔS中減去。
9.一個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；開關(guān)裝置，設置在所說電流源裝置和所說被充電的可充電電池的端部之間；溫度測量裝置，用于測量所說可充電電池的溫度；采樣裝置，用于在所需的采樣時間間隔里運用所說的溫度測量裝置測量所說可充電電池的溫度；充電控制裝置，與所說的采樣裝置相連，并控制所說的開關(guān)裝置；充電率設置裝置，用于設置充電率C；校正數(shù)據(jù)讀取時間設置裝置，用于根據(jù)由所說的充電率設置裝置所設定的充電率，由先前設定的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb計算并設定設置校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，所說tc值取決于所說的充電率C；數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間設置裝置，用于將校正數(shù)據(jù)讀取時間tc乘以一個預定值L以設定一個溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts；總采樣時間設置裝置，用于將所說的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts乘以一個預定值M以設定總采樣時間t；第一存儲裝置，用于存儲在每一所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc測得的溫度數(shù)據(jù)值dtn；第二存儲裝置，用于存儲在所說的第一存儲裝置中儲存的L個溫度數(shù)據(jù)值之和Dtn；第三存儲裝置，用于存儲差值ΔDt，差值ΔDt(其中ΔDt＝Dtn－Dt(n－1))是根據(jù)存儲在第二存儲裝置中的數(shù)據(jù)Dtn計算出的在前一變化量讀取采樣時間ts測得的數(shù)據(jù)Dt(n－1)與在當前的變化量讀取采樣時間ts＋1測得的數(shù)據(jù)Dtn之間的差值；第四存儲裝置，用于存儲溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，所說ΔTDt是對在總的變化量讀取采樣時間t中的每一次變化量讀取采樣時間(ts)中測得的M個溫度數(shù)據(jù)變化量求和得到的，所說總的變化量讀取采樣時間t(其中t＝ts×M)是將所說的變化量讀取采樣時間(ts)重復所需的M次的時間；第五存儲裝置，用于存儲變化量比值ΔHt，所說比值是利用存儲在第四存儲裝置中的溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDt，計算在第一總變化量讀取采樣時間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，所說第二總變化量讀取采樣時間tn＋1是將變化量讀取時間(ts)移動一個時間段構(gòu)成的，所說的變化量比值為ΔHt＝ΔTDt(n＋1)/ΔTDtn；第一判斷裝置，用于比較存儲在第五存儲裝置中的所說溫度變化量之間的比值ΔHtm與一個預設的參考值K，如果所說的溫度變化量比值ΔHtm超過所說的參考值K，則輸出一個停止所說充電的信號；處理裝置，用于處理存儲在各個存儲裝置中的各個信號；中央處理裝置，用于控制所說各個裝置的操作。
10.一個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；開關(guān)裝置，設置在所說電流源裝置和所說被充電的可充電電池的端部之間；端電壓測量裝置，用于測量所說可充電電池的端電壓；采樣裝置，用于在所需的采樣時間間隔里運用所說的端電壓測量裝置測量所說可充電電池的端電壓；充電控制裝置，與所說的采樣裝置相連，并控制所說的開關(guān)裝置；充電率設置裝置，用于設置充電率C；校正數(shù)據(jù)讀取時間設置裝置，用于根據(jù)由所說的充電率設置裝置所設定的充電率，由先前設定的基本數(shù)據(jù)讀取時間tb計算并設定設置校正數(shù)據(jù)讀取時間tc，所說tc值取決于所說的充電率C；數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間設置裝置，用于將校正數(shù)據(jù)讀取時間tc乘以一個預定值L以設定一個溫度數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts；總采樣時間設置裝置，用于將所說的數(shù)據(jù)變化量讀取采樣時間ts乘以一個預定值M以設定總采樣時間；第一存儲裝置，用于存儲在每一所說的校正數(shù)據(jù)讀取時間tc測得的端電壓數(shù)據(jù)值dvn；第二存儲裝置，用于存儲在所說的第一存儲裝置中儲存的L個端電壓數(shù)據(jù)值之和Dvn；第三存儲裝置，用于存儲差值ΔDv，差值ΔDv(其中ΔDt＝Dvn－Dv(n－1))是根據(jù)存儲在第二存儲裝置中的數(shù)據(jù)Dvn計算出的在前一變化量讀取采樣時間ts測得的數(shù)據(jù)Dv(n－1)與在當前的變化量讀取采樣時間ts＋1測得的數(shù)據(jù)Dvn之間的差值；第四存儲裝置，用于存儲溫度數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，所說ΔTDv是對在總的變化量讀取采樣時間t中的每一次變化量讀取采樣時間(ts)中測得的M個端電壓數(shù)據(jù)變化量求和得到的，所說總的變化量讀取采樣時間t(其中t＝ts×M)是將所說的變化量讀取采樣時間(ts)重復所需的M次的時間；第六存儲裝置，用于存儲差值ΔHvm，所說差值是利用存儲在第四存儲裝置中的端電壓數(shù)據(jù)變化量ΔTDv，計算在第一總變化量讀取采樣時間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，所說第二總變化量讀取采樣時間tn＋1是將變化量讀取時間(ts)移動一個時間段構(gòu)成的，所說的變化量差值為ΔHvm＝ΔTDv(n＋1)－ΔTDvn；判斷裝置，用于對連續(xù)存儲在所說第六存儲裝置中的M個電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv1到ΔHvm中的每一個判斷其是否為正值(零或者大于零)或者負值(小于零)，所說判斷過程依電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv1到ΔHvm產(chǎn)生的順序進行，如果所說的電壓數(shù)據(jù)變化量差值ΔHv至少連續(xù)預定的S次為負值，則輸出停止所說充電的信號；處理裝置，用于處理存儲在各個存儲裝置中的各個信號；中央處理裝置，用于控制所說各個裝置的操作。
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行充電。在對各種可充電電池進行充電時，可任意選擇或低或高的充電電流量，與此同時監(jiān)測電池的電壓和溫度，從而當電池溫度的上升率相對于先前的上升率的增加超過一個給定值時，或者當電池電壓的變化量差值在一段預定的時間里連續(xù)減少時，停止對電池的充電操作。
文檔編號H01M10/42GK1116016SQ94190849
公開日1996年1月31日 申請日期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 申請人:株式會社資料連系