Схема управления зарядом, работающее от батареи устройство, зарядное устройство и способ зарядки

Схема управления зарядом, работающее от батареи устройство, зарядное устройство и способ зарядки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к схеме управления зарядом, работающему от аккумуляторной батареи устройству, зарядному устройству и способу зарядки и, в частности, относится к схеме управления зарядом, работающему от батареи устройству, зарядному устройству и способу зарядки, применимым для свинцовой аккумуляторной батареи, используемой в качестве источника питания для оборудования, в котором осуществляется разряд темновым током.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы свинцовые аккумуляторные батареи вновь находятся в центре внимания в качестве «интеллектуального» источника питания (с автоматическим управлением) в связи с совершенствованием характеристик заряда и разряда таковых, в области промышленного применения, где дорогие вторичные ионно-литиевые батареи не имеют коммерческого смысла. Вышеуказанная область промышленного применения не является областью, где свинцовые аккумуляторные батареи используются в портативных устройствах, а имеет отношение к области специальных электрических транспортных средств, таких как электрифицированные тележки (электрокары) и (электро)погрузчики с вилочным захватом, в которых повторное использование самих свинцовых аккумуляторных батарей или устройств, содержащих такие свинцовые аккумуляторные батареи, является удовлетворительным.

Описанные выше электрические транспортные средства должны эффективно заряжать свинцовые аккумуляторные батареи, используя короткое время простоя (например, в то время как пассажиры играют в гольф в случае электрокаров, используемых в полях для гольфа, и в то время как оператор принимает пищу или пьет в случае погрузчиков с вилочным захватом, используемых для перевозки груза) пользователя (водителя). Таким образом, может рассматриваться использование технологии (например, Патентный документ 1) повышения состояния заряда (SOC) на основании многостадийного заряда при постоянной величине тока состоящего из трех или большего количества стадий (зарядный ток при количестве n стадий зарядки будет иметь значения I1>I2>...>In-1) уменьшения зарядного тока при достижении предварительно определенного напряжения V1 и перехода к зарядке по последующей стадии, и выполнения заключительной стадии зарядки в течение предварительно определенного времени после достижения свинцовой аккумуляторной батареей напряжения V1. Рассматривается способ использования этой технологии и выполнения быстрого заряда относительно большим током на начальной стадии многостадийного заряда током постоянной величины в течение короткого времени простоя, и получения полного заряда в результате всех стадий многостадийного заряда током постоянной величины после завершения процесса.

Однако в случаях использования свинцовой аккумуляторной батареи в качестве основного источника питания специального электрического транспортного средства, которое по существу не оснащено вспомогательным источником питания, и повторения процесса заряда и разряда, в отличие от транспортного средства, оснащенного вспомогательным источником питания, теперь является известным, что способ зарядки, рассматривающий быстрый заряд, как в случае Патентного документа 1, приведет к недостаточной зарядке, и имеются случаи, когда характеристика срока службы свинцовой аккумуляторной батареи будет ухудшаться.

Патентный документ 1: Публикация заявки на патент Японии № 2000-243457

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение было создано для разрешения вышеупомянутых проблем, и объектом настоящего изобретения является обеспечение схемы управления зарядом, работающего от батареи устройства, зарядного устройства и способа зарядки, делающих возможной надлежащую зарядку свинцовой аккумуляторной батареи без снижения характеристики срока службы.

Схемой управления зарядом согласно одному аспекту настоящего изобретения является схема управления зарядом, которая управляет зарядным блоком, который заряжает свинцовую аккумуляторную батарею, используемую в качестве источника питания для работающего от батареи устройства, схема содержит: первый блок получения, который получает, по команде запуска заряда, общее количество электричества разряда свинцовой аккумуляторной батареи в течение промежутка времени от момента окончания предыдущего заряда до начального момента текущего заряда, причем общее количество электричества разряда является разделяемым на первое количество электричества разряда, которое является количеством электричества разряда разрядного тока, имеющего текущее значение меньше предварительно определенного уровня, и второе количество электричества разряда, которое является количеством электричества разряда разрядного тока, имеющего текущее значение не меньше предварительно определенного уровня; вычислительный блок, который обеспечивает получение первого количества электричества заряда, соответствующего первому количеству электричества разряда, полученному первым блоком получения, второго количества электричества заряда, соответствующего второму количеству электричества разряда, полученному первым блоком получения, и количества электричества заряда, требуемого для зарядки свинцовой аккумуляторной батареи, в виде суммы полученных первого количества электричества заряда и второго количества электричества заряда; и блок управления зарядом, который управляет зарядом свинцовой аккумуляторной батареи посредством зарядного блока на основании количества электричества заряда, полученного посредством вычислительного блока.

Работающее от батареи устройство согласно другому аспекту настоящего изобретения содержит: вышеуказанную схему управления зарядом; свинцовую аккумуляторную батарею, подлежащую использованию в качестве источника питания; первую нагрузку, на которую ток, текущее значение которого меньше предварительно определенного уровня, подается от свинцовой аккумуляторной батареи; и вторую нагрузку, на которую ток, текущее значение которого не меньше предварительно определенного уровня, подается от свинцовой аккумуляторной батареи.

Зарядное устройство согласно еще одному аспекту настоящего изобретения содержит: вышеуказанную схему управления зарядом; и зарядный блок, который управляется схемой управления зарядом и заряжает свинцовую аккумуляторную батарею.

Способ зарядки согласно следующему аспекту настоящего изобретения представляет способ зарядки свинцовой аккумуляторной батареи, используемой в качестве источника питания для работающего от батареи устройства, способ содержит: первый этап получения, по команде запуска зарядки, общего количества электричества разряда для свинцовой аккумуляторной батареи в течение промежутка времени от момента окончания предыдущего заряда до начального момента текущей зарядки, причем общее количество электричества разряда является разделяемым на первое количество электричества разряда, которое является количеством электричества разряда разрядного тока, имеющего текущее значение меньше предварительно определенного уровня, и второе количество электричества разряда, которое является количеством электричества разряда разрядного тока, имеющего значение тока не меньше предварительно определенного уровня; второй этап обеспечения получения первого количества электричества заряда, соответствующего первому количеству электричества разряда, полученному на первом этапе, второго количества электричества заряда, соответствующего второму количеству электричества разряда, полученному на первом этапе, и количества электричества заряда, требуемого для зарядки свинцовой аккумуляторной батареи, как суммы полученных первого количества электричества заряда и второго количества электричества заряда; и третий этап управления зарядом свинцовой аккумуляторной батареи на основании количества электричества заряда, полученного на втором этапе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает блок-схему, показывающую состояние, когда электрическое транспортное средство согласно варианту осуществления настоящего изобретения подключено к зарядному устройству.

Фиг. 2 изображает диаграмму, условно показывающую переходную кривую напряжения на зажимах и зарядного тока для свинцовой аккумуляторной батареи, подлежащей зарядке, в этом варианте осуществления.

Фиг. 3 изображает диаграмму, показывающую режим зарядки свинцовой аккумуляторной батареи, после частичной разрядки свинцовой аккумуляторной батареи, и режим зарядки свинцовой аккумуляторной батареи с помощью способа по этому варианту осуществления.

Фиг. 4 изображает диаграмму, показывающую режим зарядки свинцовой аккумуляторной батареи, после частичной разрядки свинцовой аккумуляторной батареи, и режим зарядки свинцовой аккумуляторной батареи с помощью традиционного способа в качестве сравнительного примера.

Фиг. 5 изображает в табличной форме конфигурацию разряда, выполняемую в примерах и сравнительных примерах.

Фиг. 6 изображает диаграмму, показывающую изменение разрядной емкости свинцовой аккумуляторной батареи в примерах и сравнительном примере.

Фиг. 7 изображает диаграмму, показывающую коэффициент сохранения разрядной емкости.

Фиг. 8 изображает блок-схему, показывающую состояние, когда электрическое транспортное средство подключено к зарядному устройству в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

(Принцип настоящего изобретения)

Прежде всего, описывается принцип настоящего изобретения. Изобретатели настоящего изобретения установили, что трудно полностью зарядить свинцовую аккумуляторную батарею с помощью способов зарядки, традиционно считавшиеся благоприятными, в случае, если отношение количества электричества разряда (количество электричества разряда так называемого темнового тока) в течении времени, отличного от того, когда специальное электрическое транспортное средство приведено в действие, к общему количеству электричества разряда является большим. Эта логика полагается на изложенное ниже.

Сульфат свинца, который является продуктом разряда свинцовой аккумуляторной батареи, имеет тенденцию возвращаться в продукт заряда (диоксид свинца на положительном электроде, металлический свинец на отрицательном электроде) в результате последующей зарядки, если кристаллы такого сульфата свинца являются мелкими. Однако когда кристаллы сульфата свинца увеличиваются и становятся крупными в результате того, что оставались без обслуживания длительный период времени, затрудняется возврат сульфат свинца в продукт заряда по сравнению со случаями мелких кристаллов.

Кроме того, когда разряд осуществляется темновым током, являющимся током малого уровня, который несравним со случаем приведения в движение двигателя или подобным, легко образуется крупнокристаллический сульфат свинца, как в случае, когда кристаллы сульфата свинца остаются без действия в течение длительного периода времени. Нужно отметить, что количество электричества разряда темнового тока накапливается, когда специальное электрическое транспортное средство остается бездействующим, например, на протяжении времени простоя, в течение выходных дней, что может иметь место в обычных обстоятельствах.

Если количество электричества разряда относительно большого тока, связанного с возбуждением двигателя или подобным, из полного заряда является достаточно большим, как в случае традиционной технологии, количество электричества разряда относительно темнового тока является относительно малым (отношение крупнокристаллического сульфата свинца является малым). Соответственно, крупнокристаллический сульфат свинца, который образуется вследствие разряда темновым током, может возвращаться в продукт заряда на основании последующего полного заряда, несмотря на неэффективность.

Однако, если количество электричества разряда, соответствующее темновому току, становится относительно большим в результате того, что количество электричества разряда, соответствующее большому току, из полного заряда является малым, отношение крупнокристаллического сульфата свинца будет увеличиваться. Здесь, если количество электричества разряда от темнового тока (пропорционально количеству электричества, потребленному на образование крупнокристаллического сульфата свинца) рассматривается как часть общего количества электричества разряда без дифференциации от обычного количества электричества разряда, значительная часть крупнокристаллического сульфата свинца не может возвращаться в продукт заряда только при расчетном количестве электричества заряда. Таким образом, происходит недостаточная зарядка, и это ведет к ухудшению характеристики срока службы для свинцовой аккумуляторной батареи.

Изобретатели настоящего изобретения, которые полагались на вышеуказанную логику, установили, что общее количество электричества разряда свинцовой аккумуляторной батареи не следует обрабатывать совместно, а необходимо обеспечивать получение как сумму количества D1 электричества разряда темнового тока и количества D2 электричества разряда тока, отличного от темнового. Кроме того, изобретатели настоящего изобретения установили, что значительная часть крупнокристаллического сульфата свинца может быть возвращена в продукт заряда путем отдельного получения и суммирования количества электричества заряда, соответствующего количеству D1 электричества разряда темнового тока, и количества D2 электричества разряда тока, отличного от темнового тока, чтобы обеспечить получение количества C электричества заряда, и зарядку свинцовой аккумуляторной батареи на основании полученного количества C электричества заряда.

Традиционно, как в случае системы, способной последовательно повторно заряжать величину разряда темновым током на основе источника бесперебойного питания или автомобильной ячеечной стартерной батареи или вспомогательного источника питания достаточным количеством электричества заряда, основная среда использования эффективно возвращала крупнокристаллический сульфат свинца в продукт заряда. Другими словами, в среде использования, где вспомогательный источник питания или подобное используется для подачи темнового тока, а свинцовая аккумуляторная батарея используется только для подачи тока большой силы на двигатель или подобное, крупнокристаллический сульфат свинца практически образовывался. Таким образом, раскрытие настоящей проблемы, связанной с повышением величины отношения количества электричества разряда темнового тока, было само по себе трудным. Нужно отметить, что темновой ток будет описан далее.

(Варианты осуществления изобретения)

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения теперь описываются со ссылкой на чертежи.

На Фиг. 1 показана блок-схема состояния, где электрическое транспортное средство согласно варианту осуществления настоящего изобретения подключено к зарядному устройству. Электрическое транспортное средство 1, показанное на Фиг. 1, содержит свинцовую аккумуляторную батарею 10, переключатель 11 источника питания, нагрузку 20 и схему 30 управления зарядом согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Свинцовая аккумуляторная батарея 10 подает питание на соответственные компоненты электрического транспортного средства 1. Переключатель 11 источника питания включает/выключает источник питания электрического транспортного средства 1. Переключатель 11 источника питания, например, включает источник питания электрического транспортного средства 1, когда оператор вставляет ключ, и выключает источник питания при извлечении ключа. Нагрузка 20 включает в себя двигатель 21, блок 22 отображения, и электронный блок 23 управления (ECU). Двигатель 21 действует в качестве источника возбуждения для движения транспортного средства. Блок 22 отображения сконфигурирован, например, на основе жидкокристаллической панели и отображает операционную информацию, подлежащую уведомлению оператору.

ECU 23 содержит, например, центральный процессор (ЦП, CPU), который исполняет предварительно определенную арифметическую обработку, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM), которое хранит предварительно определенные управляющие программы, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM), которое временно хранит данные, и периферийную схему вышеуказанных компонентов и подобного. ECU 23 управляет всей работой электрического транспортного средства 1. ECU 23 измеряет использованное (фактическое) время состояния «выключено» переключателя 11 источника питания (то есть, нерабочее время электрического транспортного средства 1) от момента окончания предыдущего заряда. ECU 23 уведомляет схему 30 управления зарядом об измеренном времени простоя электрического транспортного средства 1 при запросе схемой 30 управления зарядом. Нужно отметить, что показанное на Фиг. 1 электрическое транспортное средство 1 содержит только свинцовую аккумуляторную батарею 10 в качестве источника питания, и не содержит какой-либо другой вспомогательный источник питания или подобное.

Схема 30 управления зарядом сконфигурирована так же, как ECU 23. Другими словами, схема 30 управления зарядом содержит, например, ЦП, который исполняет предварительно определенную арифметическую обработку, ПЗУ, которое хранит предварительно определенные управляющие программы, ОЗУ, которое временно хранит данные, и периферийную схему вышеуказанных компонентов и подобного. Схема 30 управления зарядом дополнительно содержит запоминающий блок 31, сконфигурированный на основе флэш-памяти, или подобное, переключатель 32, заряда и схему 33 детектирования напряжения. Схема 30 управления зарядом действует в качестве блока 34 управления зарядом, блока 35 таймера, блока 36 получения количества электричества разряда и блока 37 вычисления количества электричества заряда путем исполнения управляющих программ, хранимых в ПЗУ.

Зарядное устройство 2 содержит зарядную схему 3, подключенную, например, к промышленному источнику питания переменного тока (AC). Зарядная схема 3 содержит, например, преобразователь переменного тока в постоянный ток(AC-DC), преобразователь постоянного тока в постоянный (DC-DC) и подобное. Зарядная схема 3 по запросу от схемы 30 управления зарядом подает зарядный ток на свинцовую аккумуляторную батарею 10, и посредством этого заряжает свинцовую аккумуляторную батарею 10. Когда оператор электрического транспортного средства 1 подключает электрическое транспортное средство 1 к зарядному устройству 2 и включает переключатель 32 заряда, схема 30 управления зарядом побуждает зарядную схему 3 начать действие, и свинцовая аккумуляторная батарея 10 электрического транспортного средства 1 заряжается зарядным током, подаваемым от зарядной схемы 3. Схема 30 управления зарядом управляет зарядной схемой 3 и, в этом варианте осуществления, например, заряжает свинцовую аккумуляторную батарею 10 с помощью способа многостадийного (n-стадийного) заряда током постоянной величины. Здесь, n является целым числом от 2 или больше, и в этом варианте осуществления n=2.

На Фиг. 2 представлена диаграмма, условно показывающая переходную кривую напряжения Vt на зажимах и зарядного тока Ic для свинцовой аккумуляторной батареи 10, подлежащей зарядке, в этом варианте осуществления. На Фиг. 2 "зарядный ток Ic (C)" означает, что значение тока представлено в единицах "1C". "1C" представляет значение тока в случае, когда состояние заряда (SOC) батареи становится 0% через 1 час, если разряд выполняется при текущем значении в 1C до тех пор, пока состояние заряда (SOC) батареи не достигнет 0% от 100%. Другими словами, "1C" представляет значение тока, где накопленное количество электричества батареи становится нулевым через 1 час, когда номинальным значением емкости батареи является разряд при текущем значении в 1C. Нужно отметить, что "C" также представлено как "It". Функции соответственных частей схемы 30 управления зарядом теперь описываются со ссылкой на Фиг. 1 и Фиг. 2.

Схема 33 детектирования напряжения детектирует напряжение Vt на клеммах свинцовой аккумуляторной батареи 10. При действии переключателя 32 заряда, блок 34 управления зарядом запускает заряд током постоянной величины свинцовой аккумуляторной батареи 10 с предварительно определенным значением Ic1 зарядного тока (время t0 по Фиг. 2). Когда напряжение Vt на клеммах свинцовой аккумуляторной батареи 10, детектируемое схемой 33 детектирования напряжения, достигает предварительно определенного напряжения Vs окончания заряда (время t1 по Фиг. 2), блок 34 управления зарядом переходит к зарядке по последующей стадии (в этом варианте осуществления, второй стадии в качестве заключительной стадии). Блок 35 таймера измеряет время T1 зарядки, требуемое для первой стадии заряда током постоянной величины; то есть, время T1 зарядки от начала заряда до момента, пока напряжение Vt на зажимах свинцовой аккумуляторной батареи 10 не достигнет напряжения Vs окончания заряда.

В зарядке по последующей стадии (второй стадии в качестве заключительной стадии), блок 34 управления зарядом снижает значение зарядного тока от значения Ic1 зарядного тока до значения Ic2 зарядного тока, и еще раз выполняет заряд током постоянной величины. Блок 34 управления зарядом завершает зарядку при истечении времени T2 зарядки, принятие решения о котором описывается далее, от начала заряда на заключительной стадии (n-ой стадии) (время t2 по Фиг. 2). Другими словами, в зарядке на заключительной стадии (второй стадии), ограничение напряжения Vs окончания заряда отменяется, и зарядка продолжается до истечения времени T2 зарядки. Нужно отметить, что напряжение Vs окончания заряда и значения Ic1, Ic2 зарядного тока для соответственных стадий заданы заранее так, что можно получить высокую эффективность зарядки с учетом характеристик свинцовой аккумуляторной батареи 10. На Фиг. 2 показан пример, где текущим значением Ic1 для зарядного тока Ic на первой стадии является 0,2 C, текущим значением Ic2 для зарядного тока Ic на второй стадии является 0,025 C, и напряжением окончания заряда является 14,4В.

Запоминающий блок 31 сохраняет таблицу, которая задается общим количеством D электричества разряда путем связи общего количества D электричества разряда с множеством значений времени, которые предварительно задаются в качестве времени T1 зарядки, требуемого для заряда током постоянной величины на первой стадии. В этой таблице текущее значение Ic1 для зарядного тока Ic первой стадии и напряжение Vs окончания заряда задаются в виде известных значений. Нужно отметить, что запоминающий блок 31 также может хранить множество таблиц в соответствии с различными значениями Ic1 тока и напряжения Vs окончания заряда. Запоминающий блок 31 хранит первый коэффициент α и второй коэффициент β, описанные далее (α>β>1). Второй коэффициент β задается, например, в виде 1,07≤β≤1,15. Запоминающий блок 31, в этом варианте осуществления, хранит β=1,1 в качестве второго коэффициента β. Запоминающий блок 31 в этом варианте осуществления хранит три типа α = 1,2, 1,5, 1,9 в качестве первого коэффициента α. Запоминающий блок 31 сохраняет текущее значение темнового тока, который подается от свинцовой аккумуляторной батареи 10 на нагрузку 20 или подобное, электрического транспортного средства 1 и который протекает от свинцовой аккумуляторной батареи 10 при выключенном переключателе 11 источника питания электрического транспортного средства 1.

Здесь, термин "темновой ток" включает в себя минимальный ток, требуемый для сохранения работоспособности транспортного средства (например, подача питания на различные ЗУ или подобное), ток на основе саморазряда, который является характерным для вырабатывающих электроэнергию элементов свинцовой аккумуляторной батареи 10, или для схемы или проводного соединения со свинцовой аккумуляторной батареей 10 встроенных в нее, и малый ток короткого замыкания, соответствующий уровню, на котором устройство не посылает сообщение об ошибочном режиме, каждый из которых протекает в то время, как электрическое транспортное средство 1 остановлено. Соответственно, текущее значение темнового тока можно оценивать на основе технического описания электрического транспортного средства 1 и технического описания свинцовой аккумуляторной батареи 10. В противном случае, текущее значение темнового тока при остановленном электрическом транспортном средстве 1 может измеряться в состоянии, когда свинцовая аккумуляторная батарея 10 является встроенной в электрическое транспортное средство 1. Текущее значение (оценочное значение или измеренное значение) темнового тока, полученное, как описано выше, сохраняется в запоминающем блоке 31 заранее. Кроме того, темновым током также может считаться ток, у которого текущее значение меньше предварительно установленного уровня. Здесь, предварительно установленный уровень может задаваться, например, не в виде абсолютного значения тока, а в виде относительного значения по отношению к номинальной емкости свинцовой аккумуляторной батареи, такого как 1/1000 [C] или 1/3000 [C].

Блок 36 получения количества электричества разряда получает общее количество D электричества разряда для свинцовой аккумуляторной батареи 10 в течение промежутка времени от момента окончания предыдущего заряда до начального момента текущего заряда на основании времени T1 зарядки, требуемого для первой стадии заряда током постоянной величины и измеренного блоком 35 таймера, и таблицы, хранимой в запоминающем блоке 31. Блок 36 получения количества электричества разряда запрашивает ECU 23 о времени простоя электрического транспортного средства 1 и принимает от ECU 23 время простоя электрического транспортного средства 1, которое было измерено посредством ECU 23. Блок 36 получения количества электричества разряда обеспечивает получение первого количества D1 электричества разряда темнового тока путем умножения времени простоя электрического транспортного средства 1, измеренного посредством ECU 23, на текущее значение темнового тока, сохраняемое в запоминающем блоке 31. Блок 36 получения количества электричества разряда обеспечивает получение второго количества D2 электричества разряда тока, отличного от темнового тока, путем вычитания первого количества D1 электричества разряда из общего количества D электричества разряда. Иными словами, второе количество D2 электричества разряда соответствует количеству электричества разряда, когда переключатель 11 источника питания электрического транспортного средства 1 находится в состоянии «включен» (то есть, рабочее время электрического транспортного средства 1).

Блок 37 вычисления количества электричества заряда получает количество электричества C заряда, используя нижеследующие формулы (1)-(3), на основании первого количества D1 электричества разряда и второго количества D2 электричества разряда, полученных посредством блока 36 получения количества электричества разряда, и первого коэффициента α и второго коэффициента β, сохраняемых в запоминающем блоке 31.

C1=D1×α (1)

C2=D2×β (2)

C=C1+C2 (3)

Здесь, C1 представляет первое количество электричества заряда, соответствующее первому количеству D1 электричества разряда, и C2 представляет второе количество электричества заряда, соответствующее второму количеству D2 электричества разряда.

Блок 37 вычисления количества электричества заряда принимает решение по времени T2 зарядки для заключительной стадии (второй стадии) на основании полученного количества C электричества заряда, значений Ic1, Ic2 зарядного тока и времени T1 зарядки, требуемого для первой стадии заряда током постоянной величины. Как описано выше, блок 34 управления зарядом завершает зарядку (время t2 по Фиг. 2), когда истекает время T2 зарядки, определенное блоком 37 вычисления количества электричества заряда, от запуска заряда заключительной стадии (n-ой стадии) (время t1 по Фиг. 2). В этом варианте осуществления ECU 23 соответствует примеру блока управления устройством, запоминающий блок 31 соответствует примеру первого запоминающего блока и второго запоминающего блока, схема 33 детектирования напряжения соответствует примеру блока детектирования напряжения, блок 36 получения количества электричества разряда соответствует примеру первого блока получения и второго блока получения, блок 37 вычисления количества электричества заряда соответствует примеру вычислительного блока, электрическое транспортное средство 1 соответствует примеру работающего от батареи устройства, и зарядная схема 3 соответствует примеру зарядного блока.

На Фиг. 3 и Фиг. 4 показаны диаграммы режима зарядки свинцовой аккумуляторной батареи после частичной разрядки свинцовой аккумуляторной батареи. На Фиг. 3 показан режим зарядки способом по этому варианту осуществления, и на Фиг. 4 показан режим зарядки традиционным способом в качестве сравнительного примера. Конкретно, на Фиг. 3 и Фиг. 4 показаны конфигурации, где специальное электрическое транспортное средство 1, которое использует свинцовую аккумуляторную батарею 10 в качестве источника питания, приводится в действие в четыре периода приведения в действие (X1-X4) с утра до ночи с тремя периодами простоя (Y1-Y3) между ними, и после этого выполняется зарядка (Z1-Z2). Нужно отметить что, как описано со ссылкой на Фиг. 1 и Фиг. 2, условиями зарядки является двухстадийный заряд током постоянной величины, где зарядный ток Ic снижается от текущего значения (тока) Ic1 до текущего значения Ic2, и зарядка переходит на зарядку по второй стадии при достижении свинцовой аккумуляторной батареей 10 предварительно определенного напряжения Vs окончания заряда для первой стадии зарядки, и зарядка продолжается до тех пор, пока не истечет предварительно определенное время T2 зарядки после достижения свинцовой аккумуляторной батареей 10 напряжения Vs окончания заряда (зарядным током Ic является Ic1>Ic2). На Фиг. 3 и Фиг. 4, период зарядки для первой стадии показан как Z1, и период зарядки для второй стадии показан как Z2.

Кроме того, после окончания периодов зарядки Z1-Z2, свинцовая аккумуляторная батарея 10 войдет в период Y4 простоя до достижения периода X1 утреннего приведения в действие. В течение периодов Y1-Y4 простоя, свинцовая аккумуляторная батарея 10 будет продолжать разряд темновым током. Здесь, как описано выше, темновой ток относится к минимальному току, требуемому для сохранения работоспособности транспортного средства (например, подача питания на различные ЗУ и подобное), или току на основе саморазряда, характерного для энергогенерирующих элементов свинцовой аккумуляторной батареи 10 или для схемы или проводного соединения со свинцовой аккумуляторной батареей 10, встроенных в нее.

В течение разряда темновым током в периоды Y1-Y4 простоя, сульфат свинца, в качестве продукта разряда свинцовой аккумуляторной батареи 10, может медленно возрастать. Таким образом, независимо от глубины разряда, по сравнению с сульфатом свинца, который образуется в течение периодов X1-X4 приведения в действие, кристаллы сульфата свинца, образующиеся в течение периодов Y1-Y4 простоя, будут увеличиваться в размере. Этот вид крупнокристаллического сульфата свинца является неактивным по сравнению с мелкокристаллическим сульфатом свинца в качестве продукта разряда для обычного тока, и зарядная реакция становится замедленной. Если не рассматривается образование этого вида крупнокристаллического сульфата свинца и, как показано на Фиг. 4, количество электричества разряда относительно темнового тока объединяется с количеством электричества обычного разряда, и зарядка выполняется только в количестве Ca электричества заряда, полученном путем умножения предварительно определенного коэффициента (например, 1,07-1,15) на объединенное общее количество Da электричества разряда, значительная часть крупнокристаллического сульфата свинца не может быть возвращена в продукт заряда. Следовательно, произойдет недостаточная зарядка, и это приведет к ухудшению характеристики срока службы для свинцовой аккумуляторной батареи 10.

В режиме зарядки, показанном на Фиг. 3, в отличие от традиционного способа, показанного на Фиг. 4, общее количество D электричества разряда получают в виде суммы второго количества D2 электричества разряда в течение периодов движения (X1-X4); то есть, обычного разряда (разряд, на основе токе, отличного от темнового тока), и первого количества D1 электричества разряда темнового тока в течение периодов (Y1-Y4) простоя (блок 36 получения количества электричества разряда по Фиг. 1). Кроме того, количество C электричества заряда, требуемое для полного заряда, получают в виде суммы первого количества C1 электричества заряда, полученного путем умножения первого количества D1 электричества разряда на первый коэффициент α, и второго количества C2 электричества заряда, полученного путем умножения второго количества D2 электричества разряда на второй коэффициентом β (блок 37 вычисления количества электричества заряда по Фиг. 1). Здесь, второй коэффициент β может быть вышеуказанным общепринятым значением (то есть, например, 1,07-1,15), но первый коэффициент α должен быть значением, которое больше второго коэффициента β.

Как описано выше, если первый коэффициент α, подлежащий умножению на первое количество D1 электричества разряда темнового тока, задается большим второго коэффициента β, подлежащего умножению на второе количество D2 электричества разряда относительно (обычного) тока, отличного от темнового тока, и зарядка выполняется путем установки первого количества электричества заряда (C1=α×D1) в большое значение, сульфат свинца, в котором его кристаллы увеличились в размере вследствие разряда на основе темнового тока, может легко удаляться. Кроме того, как показано на Фиг. 2 и Фиг. 3, если количество электричества заряда на заключительной стадии в способе многостадийного заряда током постоянной величины, на которой значение тока является малым, задается достаточно большим, то это является предпочтительным, поскольку количество электричества, требуемое для удаления крупнокристаллического сульфата свинца, может выполняться при слабом токе, который является эффективным в удалении крупнокристаллического сульфата свинца. Чтобы реализовать вышеуказанное, если требуемое количество C электричества заряда является тем же, желательно, чтобы время T2 зарядки для заключительной стадии было более длительным, поскольку значение отношения первого количества D1 электричества разряда темнового тока к общему количеству D электричества разряда является относительно более большим. Конкретно, желательно обеспечить, чтобы отношение D1/D относительно общего количества D электричества разряда для первого количества D1 электричества разряда темнового тока и величина первого коэффициента α корректно согласовывались, например, путем увеличения первого коэффициента α, если значение отношения D1/D увеличивается. Таким образом, запоминающий блок 31 хранит, в этом варианте осуществления, три типа α = 1,2, 1,5, 1,9 в качестве первого коэффициента α, как описано выше. Эти три типа первых коэффициентов α задаются заранее в соответствии с отношением D1/D. Кроме того, блок 37 вычисления количества электричества заряда получает D1/D исходя из общего количества D электричества разряда и первого количества D1 электричества разряда, полученного блоком 36 получения количества электричества разряда, и, из числа ряда значений (три типа в этом варианте осуществления), хранимых в качестве первых коэффициентов α в запоминающем блоке 31, значение, соответствующее отношению D1/D, используется в качестве первого коэффициента α.

(Примеры)

Результаты вышеизложенного варианта осуществления настоящего изобретения теперь показываются со ссылкой на следующие примеры и сравнительные примеры.

На Фиг. 5 показаны, в табличной форме, конфигурации разряда для примеров и сравнительных примеров. На Фиг. 6 показана диаграмма переходной кривой разрядной емкости свинцовой аккумуляторной батареи в примерах и с