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TWI475781B - A charging system for charging control of the surface temperature of the battery cell, a charging method, a charging device, a battery pack, and a computer program - Google Patents

A charging system for charging control of the surface temperature of the battery cell, a charging method, a charging device, a battery pack, and a computer program Download PDF

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TWI475781B
TWI475781B TW097135822A TW97135822A TWI475781B TW I475781 B TWI475781 B TW I475781B TW 097135822 A TW097135822 A TW 097135822A TW 97135822 A TW97135822 A TW 97135822A TW I475781 B TWI475781 B TW I475781B
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TW
Taiwan
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temperature
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secondary battery
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Application number
TW097135822A
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English (en)
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TW200915699A (en
Inventor
織田大原重文
Original Assignee
聯想(新加坡)私人有限公司
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Publication date
Application filed by 聯想(新加坡)私人有限公司 filed Critical 聯想(新加坡)私人有限公司
Publication of TW200915699A publication Critical patent/TW200915699A/zh
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Publication of TWI475781B publication Critical patent/TWI475781B/zh

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    • H02J7/977—

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

用電池電芯的表面溫度進行充電控制的充電系統、充電方法、充電設備、電池組件以及電腦程式
本發明涉及一種使表面溫度不超過上限地對二次電池進行充電的技術。
在作為可攜式電子設備的一例的筆記型個人電腦(以後稱為筆記型電腦)中，使用收納了鋰電池的電池組件(battery pack)。近年來報告了多起電池組件的著火事故，通過日本社團法人電池工業會(Battery Association of Japan)和日本社團法人電子資訊技術產業協會(Japan Electronic and Information Technology Industries Association)的合作，發表了使用鋰電池的安全指南。安全指南可以從他們的網站首頁得到。
在該安全指南中，推薦在對鋰電池進行充電時根據電池電芯的表面溫度來限制充電電流以及充電電壓或者其中某一方的最大值。圖9(A)、圖9(B)表示該指南中所示的電池電芯的表面溫度和充電電流以及充電電壓的最大值之間的關係。在該指南中，如圖9(A)以及圖9(B)所示，針對電池電芯的表面溫度，定義了T1~T2的低溫度區、T2~T3的標準溫度區、以及T3~T4的高溫度區。在該指南中，規定各溫度區的值是製造商進行規定的試驗以及驗證後決定的值，而現在已規定下限充電溫度值T1為0度、標準溫度區的下限值(低溫度區的上限值)T2為10度、標準溫度區的上限值(高溫度區的下限值)T3為45度、以及上限充電溫度值T4為55度。
在該指南中，針對各溫度區規定了最大充電電流和上限充電電壓。標準溫度區是對最大充電電流以及上限充電電壓可以應用最高值的電池電芯的表面溫度區域。該指南提倡將標準溫度區中的標準最大充電電流值Imax1設定為0.7ItA、將標準上限充電電壓Vmax1設定為4.25V。這裡所謂ItA的單位表示充放電時在二次電池中流動的電流的單位，被定義為ItA＝額定容量(Ah)/l(h)。低溫度區以及高溫度區中的最大充電電流以及上限充電電壓由製造商來決定。
低溫度區是比標準溫度區低的溫度區，並且是為了安全起見通過降低 標準最大充電電流值Imax1以及標準上限充電電壓值Vmax1或者其中某一方而可容許的充電時的電池電芯的表面溫度區域。作為一例，將低溫度區中的低溫最大充電電流值Imax2設定為0.3ItA，將低溫上限充電電壓值Vmax2設定為4.15V。高溫度區是比標準溫度區高的溫度區，並且是為了安全起見通過改變標準最大充電電流值Imax1以及標準上限充電電壓值Vmax1或者其中某一方而可容許的充電時的電池電芯的表面溫度區域。作為一例，將高溫度區中的高溫最大充電電流值Imax3設定為0.3ItA，將高溫上限充電電壓值Vmax3設定為4.20V。
專利文獻1公開為了不使電池溫度變得異常，預想開始充電起X秒後的電池溫度，並根據預想溫度控制充電電流的技術。專利文獻2公開如下技術，即，為了解決當二次電池的周邊溫度超過容許值時停止充電、從而到滿充電為止的時間變長的問題，預先將充電電流值和二次電池的周邊的上升溫度之間的關聯資料庫化，當周邊的溫度在充電過程中由於環境等因素的影響而上升時，通過控制向二次電池的充電電流值來抑制二次電池的溫度上升，從而無需中斷而完成充電。
專利文獻3公開如下技術，即，為了在NiMH電池溫度在充電容許溫度範圍的上限附近時開始充電的情況下也可以實現滿充電，在當前的電池溫度接近充電容許溫度的上限附近時，計算與電池溫度對應的電流值，通過將充電電流降低至該計算出的電流值，使電池溫度不超過上限地進行控制。專利文獻4公開如下技術，即，為了使NiMH電池在充電過程中達不到危險溫度，控制充電率以使溫度的時間上升率(△T/△t)保持一定。
電池電芯在充電以及放電時發熱，在充電末期，電池電芯的外殼的表面溫度(以後簡單稱為表面溫度)上升約7度左右。在安裝在筆記型電腦中的電池組件中，當置於通常溫度環境中的筆記型電腦從AC/DC變壓器接收電力供給的同時工作時，表面溫度約為30度。在該狀態下拆卸AC/DC變壓器，由電池組件對筆記型電腦供給電力時，在放電末期，表面溫度達到約45度。此後，當連接AC/DC變壓器來對電池電芯進行充電時，表面溫度有可能在充電結束之前進入高溫度區。
在標準溫度區中進行充電的期間，當電池電芯的表面溫度進入高溫度 區時，根據安全指南，需要將標準上限充電電壓值Vmax1降低至高溫上限充電電壓值Vmax3，因此無法充電至滿充電容量，攜帶使用時的筆記型電腦的工作時間縮短。另外，根據安全指南，當將標準最大充電電流值Imax1降低至高溫最大充電電流值Imax3時，達到滿充電的時間變長，拆卸AC/DC變壓器並攜帶使用筆記型電腦時有可能未充電至滿充電容量。
【專利文獻1】特開2006－20446號公報【專利文獻2】特開2005－245078號公報【專利文獻3】特開平10－14125號公報【專利文獻4】特開2002－165380號公報
因此，本發明的目的是提供一種充電系統，使二次電池的表面溫度不超過上限溫度值，從而能夠充電至滿充電容量。而且，本發明的目的是提供一種充電系統，其動態地改變充電電流以使表面溫度不超過上限溫度值地進行充電。而且，本發明的目的是提供一種充電系統，即使在充電過程中環境溫度發生了變化，也使表面溫度不超過上限溫度值地進行充電。而且，本發明的目的是提供一種實現這種充電系統的設備、充電方法、電池組件以及電腦程式。
本發明的充電系統使二次電池的表面溫度不超過上限溫度值地進行充電。因此，當表面溫度超過上限溫度值的情況下必須限制充電電流以及充電電壓或者其中某一個時，通過使表面溫度不超過上限溫度值地進行充電，可以充電至滿充電容量。充電器在充電過程中可以變更設定電流。溫度元件測定二次電池的表面溫度。控制部接收來自溫度元件的輸出，定期計算預測溫度值，該預測溫度值相當於當假設以當前的充電電流值將二次電池充電至規定的充電量時的表面溫度。在低於上限溫度值的溫度範圍內設定有目標溫度區。控制部根據定期比較預測溫度值和目標溫度值而得的結果來變更充電器的設定電流。
為了使表面溫度不超過上限溫度值地對二次電池進行充電，將充電電流設定為充分小的值即可，而這會導致充電時間極端變長、實際上無法充電至滿充電容量。在本發明中，定期計算出的預測溫度值相當於假設以當 前的充電電流值繼續充電時的表面溫度，根據將預測溫度值定期地與目標溫度區進行比較而得的結果動態地變更充電器的設定電流。在充電過程中即使環境溫度發生變化，控制部也定期地進行預測溫度值的計算和比較，同時修正設定電流。因此，本發明的充電系統能夠以充電開始時的表面溫度以及充電過程中的環境溫度所容許的最大的充電電流，不超過上限溫度值地進行充電。
若作為規定的充電量，選擇以當前的充電電流值來充電的情況下表面溫度達到最大時的充電量，則能夠可靠地使表面溫度不超過上限溫度值地對二次電池進行充電。表面溫度變為最大的充電量，也可以是當充電器從恆定電流控制切換至恆定電壓控制時的充電量。規定的充電量可以用在以標準最大充電電流進行充電的情況下表面溫度變為最大時的RSOC(Relative State Of Charge)(%)來表示。此時，與最大表面溫度對應的RSOC(%)因充電電流而變化，因此最好設置按照充電電流的大小設定了達到最大表面溫度的RSOC(%)的修正表。
在該充電系統中可以定義標準溫度區，該標準溫度區的上限值與上限溫度值一致，允許以未滿標準最大充電電流值的電流值來充電。此時，充電器可以在整個恆定電流控制期間以未滿標準最大充電電流值的充電電流值對二次電池進行充電，然後轉移至恆定電壓控制期間，因此即便充電開始時的表面溫度較高，完成充電之前表面溫度也不會超過上限溫度值。此外，在此的恆定電流控制期間，不僅包括在整個恆定電流控制期間設定電流一定的情況下的期間，還包括充電器的設定電流動態變更、充電器以變更後的各個設定電流進行恆定電流控制的情況下的期間。
當選定比上限溫度值低1~3度的值作為目標溫度區的上限值、在1~3度範圍內選定目標溫度區的寬度時，即使環境溫度突然發生變化也可以應對，並且可以防止由於充電電流被設定得較低從而充電時間變長的情況。控制部，當預測溫度值高於目標溫度區時降低設定電流、當進入目標溫度區時維持當前的設定電流、當低於目標溫度區時增大設定電流。當預測溫度值超過上限溫度值時若以當前的充電電流繼續充電，則現實上會超過上限溫度值，因此控制部將充電器的設定電流設定為最小充電電流值。最小 充電電流值相當於由該充電系統設定的最小的充電電流值。
可以根據表面溫度相對於規定的監視時間的時間上升率和充電至規定的充電量所需的充電時間來計算預測溫度值。當根據在監視時間內流動的充電電流的平均值來計算充電至規定的充電量所需的充電時間時，在實際的充電電流因負荷的消耗功率的增大而達不到充電器的設定電流的情況下也可以準確地計算預測溫度值。從開始充電至完成充電的期間，設定電流因充電開始時的表面溫度、環境溫度的變化而發生各種變化。控制部儲存實際進行充電時的表面溫度和環境溫度的歷程，並可以根據該歷程選定開始下次充電時初次設定的最小充電電流值。
通過本發明，提供一種使二次電池的表面溫度不超過上限溫度值，從而可以充電至滿充電容量的充電系統。而且，通過本發明，提供一種充電系統，其動態地改變充電電流，以使表面溫度不超過上限溫度值地進行充電。而且，通過本發明，提供一種充電系統，在充電過程中環境溫度發生了變化的情況下也可以使表面溫度不超過上限溫度值地進行充電。而且，通過本發明，提供實現這種充電系統的設備、充電方法、電池組件以及電腦程式。
圖1是表示本實施方式的由電池組件和搭載電池組件的筆記型電腦構成的充電系統的概要的框圖。充電系統由筆記型電腦10、AC/DC變壓器11、電池組件100、101構成。電池組件100用作主電池組件，電池組件101用作輔助電池組件。在與本發明的關聯方面，電池組件100和電池組件101為相同的結構，在沒有安裝電池組件101的情況下也可以僅由電池組件100構成充電系統。筆記型電腦10只表示與本發明有關的主要部分的結構。AC/DC變壓器11可連接到筆記型電腦10的電源端子，電池組件100、101可裝卸地安裝在筆記型電腦10的電池槽中。AC/DC變壓器11將交流電壓轉換為直流電壓。
充電器51具有恆定電流恆定電壓特性。充電器51具有：開關控制電路，其以PWM方式對場效電晶體(field effect transistor，FET)29以及FET 31進行導通/斷開控制；以及平滑電路，其由電感器33以及電容器34構成。充電器51將從AC/DC變壓器11輸入的直流電壓轉換為適於電池組件充電的直流電壓來輸出。充電器51通過平滑電路來減小驅動開關控制電路而產生直流充電電流的波動，從而產生恆定電流。在充電器51的電壓回饋輸入FB－V以及電流回饋輸入FB－I上分別連接來自分壓電阻37、39和電流傳感電阻35的輸出，為了回饋控制而輸入與從充電器51輸出的輸出電壓以及輸出電流相對應的電壓。
在此，若忽視由從充電器到電池組106的端子的佈線電阻引起的電壓下降，則充電器51的輸出電壓與電池組106的充電電壓一致。充電器51在恆定電壓控制期間使輸出電壓與設定電壓Vchg一致地動作。另外，充電器51的輸出電流和在電池組106中流動的充電電流相同。充電器51在恆定電流控制期間使輸出電流與設定電流Ichg一致地動作。當筆記型電腦10的消耗功率較小時，在恆定電流控制期間充電器51的輸出電流和設定電流Ichg相同，但是在筆記型電腦10的消耗功率變大的電源接通時或進行特定操作時，輸出電流有時變得比設定電流Ichg小。本說明書中關於電池組106中流動的電流，當著眼於充電器51時使用輸出電流的用語，當著眼於電池組106時使用充電電流的用語。
對充電器51的電流設定值輸入Iset以及電壓設定值輸入Vset輸入來自基準電壓源55的電壓，該基準電壓源55是將在筆記型電腦10內部產生的一定電壓分壓而得的。基準電壓源55根據來自嵌入式控制器(Embedded controllers，EC)13的指示，向電壓設定值輸入Vset來設定電壓Vchg，向電流設定值輸入Iset來設定電流Ichg。充電器51使輸出電壓不超過設定Vchg、以及使輸出電流不超過設定電流Ichg地進行動作。因此，充電器51在充電電流大的充電初期以恆定電流控制進行動作，以使輸出電流與設定電流Ichg一致，而在進行充電並且充電電壓上升時以恆定電壓控制進行動作，以使輸出電壓與設定電壓Vchg一致。當以恆定電壓控制進行動作時，由於某種原因輸出電流比設定電流Ichg還大時，以恆定電流控制進行動作，以使輸出電流與設定電流Ichg一致。
充電器51根據來自EC13的指示在充電過程中動態地變更設定電流 Ichg以及設定電壓Vchg。但是，在任何情況下設定電流Ichg都不會超過標準最大充電電流值Imax1，設定電壓Vchg都不會超過標準上限充電電壓值Vmax1。因此，所謂充電器51的恆定電流控制，意味著一旦設定為某一設定電流Ichg時，以與其對應的輸出電流值來進行恆定電流控制，在變更為其他設定電流Ichg時，以變更後的輸出電流值來進行恆定電流控制。
EC13是除了控制電源以外還控制構成筆記型電腦10的很多硬體要素的積體電路。EC13與電池組件100、101進行通信，從而可以取得電池組件101、101產生的電池電芯的表面溫度、電池電壓、充電電流、充電功率、放電功率、殘留容量以及對充電器設定的設定電壓Vchg以及設定電流Ichg等資訊。EC13根據從電池組件100、101接收到的指示，向基準電壓源55發送指示，以使充電器51動作或者停止。例如，當電池組件指示EC13將設定電壓Vchg以及設定電流Ichg變為0時，對電壓設定值輸入Vset、電流設定值輸入Iset並皆設定為0，充電器51停止動作。當開始充電器51的動作時，從電池組件100、101接收到指示的EC13對電壓設定值輸入Vset以及電流設定值輸入Iset來設定電壓Vchg以及設定電流Ichg。
DC/DC轉換器53將從AD/DC變壓器11或者電池組件100、101接收到的直流電壓轉換為規定電壓並向筆記型電腦10內的系統負荷供給。系統負荷包含CPU、液晶顯示器、無線模組、硬碟裝置以及控制器等各種設備。FET－A以及FET－B是用於控制針對主電池組件100的充放電的開關，與主電池組件100的充放電電路相連。FET－C以及FET－D是用於控制針對電池組件101的充放電的開關，與電池組件101的充放電電路相連。
FET－E連接在電池組件100、101和DC/DC轉換器53之間，是用於形成從電池組件100、101對DC/DC轉換器53的放電電路的開關。FET－F與從AC/DC變壓器11向DC/DC轉換器53供給電力的電路連接，該FET－F是用於在從AC/DC變壓器11向DC/DC轉換器53供給電力時中斷從交流電源接收電力，為了進行交流電源峰值緩和的峰值移動(peak shift)而臨時從電池組件100、101向DC/DC轉換器53供給電力的開關。FET驅動電路15根據來自EC13的指示控制FET－A~FET－F。
圖2是表示本發明實施方式遵照智慧電池系統(Smart Battery System， SBS)標準的電池組件100內部結構的框圖。電池組件101的結構也與電池組件100相同。電池組件100的電源線131、通信線133以及接地線135分別通過P端子、D端子以及G端子與筆記型電腦10相連。在電源線131上串聯連接有分別由p型MOS－FET構成的充電保護開關C－FET b和放電保護開關D－FET b。在放電保護開關D－FET b上串聯連接有由3節鋰離子電芯103~105構成的電池組(battery set)106。來自電池組106的放電電流以及向電池組106的充電電流通過由電源線131以及接地線135構成的充放電電路在與筆記型電腦10之間流動。
電池組106的各電池電芯103~105的電壓側的端子連接在類比/介面107的類比輸入V1~V3端子。在電池組106的表面黏貼有1個~多個熱敏電阻等溫度元件111。溫度元件111測定電池電芯103~105的表面溫度，其輸出被連接在微處理器(micro processor unit，MPU)113的T端子。此外，表面溫度可以通過使感測器與電池電芯103~105的外殼接觸的接觸式或者離開外殼的非接觸式中的任意方式測定。在電池電芯105的負極端子和G端子之間的接地線135上連接有電流傳感電阻109。電流傳感電阻109的兩端與類比/介面107的11、12端子相連。
類比/介面107具有取得電池電芯103~105各自的電芯電壓的類比輸入端子V1、V2、V3，以及取得電流傳感電阻109的兩端的電位差的模擬輸入端子I1、I2。類比/介面107還具有輸出對充電保護開關C－FET b以及放電保護開關D－FET b進行導通/斷開控制的信號的類比輸出端子C－CTL以及D－CTL。類比/介面107測定電池組106的電芯電壓並轉換為數位值後發送到MPU 113。
類比/介面107根據電流傳感電阻109檢測出的電壓來測定在電池組106中流動的充電電流以及放電電流的值並轉換為數位值後發送到MPU 113。MPU 113是在一個封裝(package)中除了8~16位程度的CPU外還具有RAM、ROM、快閃記憶體、計時器等的積體電路。MPU 113能夠與類比/介面107進行通信，根據從類比/介面107發送來的、與電池組106有關的電壓以及電流計算充電量和放電量，而且計算滿充電容量並儲存在快閃記憶體中。
MPU 113還具有過電流保護功能、過電壓保護功能(也稱為過充電保護功能)以及低電壓保護功能(也稱為過放電保護功能)，在根據從類比/介面107接收到的電壓和電流檢測出電池電芯103~105中異常時，通過類比/介面107斷開充電保護開關C－FET b以及放電保護開關D－FET b或者其中某一個。過電流保護功能、過電壓保護功能以及低電壓保護功能由通過MPU 113執行的程式構成。
通信線133從MPU 113通過D端子連接在筆記型電腦10的EC13上，在MPU 113和EC13之間可以進行通信。在通信線133中還包含時鐘線。MPU 113向EC13發送在充電器51中設定的設定電流Ichg以及設定電壓Vchg。EC13經由基準電壓源55將該設定值設置在充電器51中，使充電器51開始或者停止動作。
圖3是表示當表面溫度進入標準溫度區時充電器51將設定電流Ichg設定為標準最大充電電流值Imax1來對電池組106進行充電時的情形的圖。線201表示從充電器51向電池組106供給的充電電流。線203表示電池電芯103~105的表面溫度，線205表示充電量。充電量(Ah)是儲存在電池組106中的電量，是充電前殘留的電量和通過充電注入的電量的合計值。通過充電注入的電量是將充電中的充電電流根據充電時間進行時間積分而得的值。
即使將設定電流Ichg以及設定電壓Vchg設定為任意值，充電器51也使輸出電流以及輸出電壓都不超過設定電流Ichg以及設定電壓Vchg地進行開關動作。由於充電初期在電池組106中流動較大的充電電流，因此當充電器51如線201所示在時間點0開始充電時，用標準最大充電電流值Imax1的輸出電流來進行恆定電流控制。隨著充電的進行，電池電芯103~105的表面溫度如線203所示地上升，充電量如線205所示地上升。而且，電池組106的端子電壓上升，並且在時間點t1充電器51的輸出電壓達到設定電壓Vchg時，充電器51為使輸出電壓與設定電壓Vchg一致而切換到恆定電壓控制。
此後，充電電流隨著充電的進行而下降，但是MPU 113當檢測到充電電流達到預先設定的充電結束電流值Is時，指示充電器51在時間點t2停 止充電。將在時間點t2儲存在電池組106中的充電量稱為滿充電容量。滿充電容量還相當於當前時間點該電池組106能夠儲存的最大放電電量。滿充電容量是隨時間劣化而下降的值。電池電芯的表面溫度在從恆定電流控制切換到恆定電壓控制的時間點t1達到最大，與充電開始前相比上升約7度。以標準最大充電電流值Imax1進行了充電時，從恆定電流控制切換到恆定電壓控制的時間點t1的充電量幾乎恆定，約為滿充電容量的70%。
將電池組106實際儲存的充電量和滿充電容量的比稱為RSOC(%)(Relative State Of Charge)。在圖3中表示在RSOC(%)為70%時電池電芯的表面溫度達到最大表面溫度值Tmax。並且，當達到最大表面溫度值Tmax時，電池電芯103~105的表面溫度最容易超過標準溫度區的上限值T3而進入高溫度區。但是，在RSOC(%)為70%時電池電芯103~105達到最大表面溫度值Tmax，是充電電流為標準最大充電電流值Imax1時的情況。當設定電流Ichg變更、充電器51以標準最大充電電流值Imax1以外的輸出電流進行充電時，與最大表面溫度值Tmax對應的RSOC(%)成為不同於70%的值。
另外，如圖1所示，AC/DC變壓器11可以經由DC/DC轉換器53向系統負荷供給電力的同時，向充電器51也供給電力，從而對電池組106進行充電。此時，根據AC/DC變壓器11的容量，在系統負荷的消耗功率大時AC/DC變壓器11的輸出電壓下降，即使在充電器51的電流設定值輸入Iset中設定0.7ItA的設定電流Ichg，實際上從充電器51也僅流動未滿0.7ItA的輸出電流。由於這樣的原因，充電電流發生變化時，與最大表面溫度值Tmax對應的RSOC(%)的值也變化。
圖4(A)是說明充電電流的變化和達到最大表面溫度值Tmax時的RSOC(%)的關係的圖。線401表示將設定電流Ichg設定為0.7ItA時的充電電流的時間特性，線403表示將設定電流Ichg設定為0.5ItA時的充電電流的時間特性。線405表示與線401對應的充電量的時間特性，線407表示與線403對應的充電量的時間特性。線上401上，在時間點t1從恆定電流控制轉移到恆定電壓控制並在時間點t3結束充電，而線上403上，在比時間點t1晚的時間點t2從恆定電流控制轉移到恆定電壓控制並在比時間 點t3晚的時間點t4結束充電。
如圖3中說明的那樣，當以恆定電流恆定電壓方式進行了充電時，在從恆定電流控制切換到恆定電壓控制的時間點t1達到最大表面溫度值Tmax。在時間點t1的RSOC(%)成為70%。但是，以0SItA的充電電流進行了充電時，充電器51進行恆定電流控制的期間較長，達到最大表面溫度值Tmax的時間點t2比時間點t1晚。並且，在時間點t2的RSOC(%)成為80%。這樣，當恆定電流控制期間的充電電流變小時，向恆定電壓控制的轉移時期推遲，達到最大表面溫度值Tmax時的RSOC(%)的值變大。
因此，當以不同於標準最大充電電流值Imax1的充電電流來進行充電時，需要修正與最大表面溫度值Tmax對應的RSOC(%)的值。與根據充電電流修正後的最大表面溫度值Tmax對應的RSOC(%)以後被稱為修正RSOC(%)。圖4(B)表示儲存用實際流動的充電電流值修正了RSOC(%)而得的結果的修正表409的一例，該RSOC(%)與以標準最大充電電流值Imax1進行了充電時的最大表面溫度值Tmax對應。在修正表409中表示修正RSOC(%)隨著充電電流值下降到0.7ItA以下而變大。修正表409被儲存在MPU 113的ROM中，MPU 113可以參照該修正表409。
在此，充電電流越小修正RSOC(%)越大，但是與修正RSOC(%)對應的最大表面溫度值Tmax變小。這是因為，在將電池組106的內部電阻值設定為R時，來自電池組的發熱量成為內部電阻值R乘以充電電流的平方而得的值，充電電流越小發熱量就越小。
在電池電芯103~105的表面溫度進入高溫度區時，若按照安全指南將設定電壓Vchg降低至高溫上限充電電壓值Vmax3，則充電器51無法將電池組106充電至滿充電容量。另外，在以標準最大充電電流值Imax1進行恆定電流充電的期間，電池電芯103~105的表面溫度進入高溫度區，若將設定電流Ichg降低至高溫最大充電電流值Imax3，則此後的充電電流不足、充電時間變長，因此有時在攜帶使用時達不到滿充電容量。
這裡，圖9所示的各溫度區的上限充電電壓值是各電池電芯103~105的電壓，考慮串聯連接的電池電芯數和充電器51的誤差來決定充電器51的設定電壓Vchg。在本說明書中，將充電器51的設定電壓Vchg設定為標 準上限充電電壓值Vmax1的表現，意味著設定為考慮充電器51的誤差來選擇的值，以使各電池電芯103~105的上限充電電壓值維持未滿標準上限充電電壓值Vmax1的狀態。關於其他溫度區也一樣。
圖5、圖6是表示筆記型電腦10和電池組件100的充電過程的步驟圖，通過將高溫上限充電電壓值Vmax3以及高溫最大充電電流值Imax3或者其中某一方限制得比標準溫度區的值還低，能夠解決無法充電至滿充電容量或者充電時間變長的間題。以儲存在MPU 113的ROM中的充電程式為主體執行圖5、圖6的過程。圖7是表示執行了圖6的充電過程時的充電電流的變化的一例的圖。
在圖5中，於步驟200中，在筆記型電腦10上連接AC/DC變壓器11、而且電池組件100安裝在電池槽中的狀態下，MPU 113對EC13發出充電請求，由此充電器51開始充電。針對充電器51的充電的開始以及停止的控制、設定電流Ichg以及設定電壓Vchg的設定都由MPU 113對EC13進行。筆記型電腦10的系統負荷的消耗功率也可以與圖5、圖6無關地變動。將該時間點的設定電流Ichg以及設定電壓Vchg分別設定為標準最大充電電流值Tmax1以及標準上限充電電壓值Vmax1。
在步驟201中，MPU113計測電池電芯103~105的表面溫度T來判斷是否未滿下限充電溫度值T1，在未滿下限充電溫度值T1時，在步驟205停止充電並待機。當表面溫度T在下限充電溫度值T1以上時，轉移至步驟203，MPU 113判斷表面溫度T是否在上限充電溫度值T4以上，當在上限充電溫度T4以上時，在步驟205停止充電並待機。在表面溫度T未滿上限充電溫度值T4時，轉移至步驟207，MPU 113判斷表面溫度T是否進入低溫度區。
當表面溫度T進入低溫度區時，轉移至步驟209，MPU 113選擇圖9所示的低溫最大充電電流值Imax2、低溫上限充電電壓值Vmax2分別作為設定電流Ichg以及設定電壓Vchg並設定在充電器51中，使充電器51動作。當表面溫度T離開低溫度區時，轉移至步驟211，MPU 113判斷表面溫度T是否進入高溫度區。當表面溫度T進入高溫度區時，轉移至步驟213，MPU 113選擇圖9所示的高溫最大充電電流值Imax3以及高溫上限充電電 壓值Vmax3分別作為設定電流Ichg以及設定電壓Vchg並設定在充電器51中，使充電器51動作。在步驟211中，當表面溫度T離開高溫度區時，由於表面溫度T進入了標準溫度區，因此MPU 113轉移至步驟215開始圖6的過程。
在圖6的步驟250中，即使MPU 113判斷為表面溫度T進入了標準溫度區，電池組件的內部溫度等充電條件也因充電開始時的表面溫度T以及筆記型電腦10的動作狀態而多樣，由此充電過程中的表面溫度T受影響。並且，如上所述，充電電流越大因充電引起的溫度上升值越大。在圖6所示的過程中，MPU 113動態地變更充電器51的設定電流Ichg，以便在任何充電條件下、以及即使充電條件突然變化，表面溫度T也不會達到標準溫度區的上限值T3以上。
為了不超過標準溫度區的上限值T3地進行充電，在本實施方式中，如圖7所示，在標準溫度區的範圍內設置通過上限目標溫度值TGT－H和下限目標溫度值TGT－L劃界的目標溫度區。作為一例，當標準溫度區的上限值T3為45度時，將上限目標溫度值TGT－H設定為44~43度，將下限目標溫度值TGT－L設定為42~41度。
當上限目標溫度值TGT－H過於接近標準溫度區的上限值T3時，電池組件的外殼內的環境溫度因系統負荷的消耗功率突然增大而上升時，超過標準溫度區的上限值T3的可能性高，因此不理想。另外，當上限目標溫度值TGT－H過於遠離標準溫度區的上限值T3時，充電電流降低必要以上的值，從而充電時間變長，因此不理想。而且，當目標溫度區的寬度過窄時，頻繁變更設定電流Ichg；當目標溫度區的寬度過寬時，通過必要以上地降低的充電電流繼續充電。此二情況均不理想。
因此，理想的是在比標準溫度區的上限值T3低1~3度的範圍內選擇上限目標溫度值TGT－H，在1~3度範圍內選擇目標溫度區的寬度。將上限目標溫度值TGT－H以及下限目標溫度值TGT－L編入MPU 113執行的充電程式中或者以表的形式儲存在快閃記憶體中，從而使MPU 113能夠利用。
在步驟251中，MPU 113將充電器51的設定電流Ichg設定為預先設定的最小充電電流值Imin，將設定電壓Vchg設定為標準上限充電電壓值 Vmax1。最小充電電流值Imin是在通常的充電條件下使表面溫度T不超過標準溫度區的上限值T3的程度的值，例如，可以在0.2ItA~0.3ItA的範圍內選擇。
在步驟253中，在最小充電電流值Imin下監視作為監視時間△t而設定的一分鐘的充電狀態，MPU 113計算監視時間△t期間的充電電流的平均值，參照修正表409來求出與平均充電電流值Imean對應的修正RSOC(%)的值。該修正RSOC(%)與當假設以計算出的平均充電電流值Imean繼續充電時達到最大表面溫度值Tmax時的充電量對應。假設此後也以平均充電電流值Tmean繼續充電的情況下，MPU 113預測充電至修正RSOC(%)時的最大表面溫度值Tmax。由於已知達到修正RSOC(%)為止表面溫度T幾乎直線上升，因此計算每一監視時間△t的表面溫度T的時間上升率△T/△t，還計算充電至與修正RSOC(%)對應的充電量的時間，從而可以預測最大表面溫度值Tmax。
MPU 113根據過去的充電量以及放電量，在快閃記憶體中儲存當前的滿充電容量以及當前儲存的充電量。MPU 113在從圖4的修正表409得到的修正RSOC(%)上乘以當前的滿充電容量，由此可以計算在修正RSOC(%)的充電量。設當前的充電量為C1(Ah)、設在修正RSOC(%)的充電量為C2(Ah)時，在以平均充電電流值Imean充電時充電至修正RSOC(%)所需要的充電時間t可以通過t＝(C2－C1)/Imean來計算。
而且，當設監視時間△t的開始時間點的表面溫度T和結束時間點的表面溫度T的差為△T時，可以計算表面溫度T的時間上升率△T/△t。然後，在時間上升率△T/△t上乘以充電時間t，再加上預測時間點的表面溫度值，由此可以預測以平均充電電流值Imean充電至修正RSOC(%)時的最大表面溫度值Tmax。將MPU 113預測出的最大表面溫度值Tmax稱為預測溫度值Ta。
參照圖7(A)、圖7(B)說明此時的情況。圖7(A)表示由於充電開始時的表面溫度T較低，因此在標準溫度區以標準最大充電電流值Imax1來充電的情況。圖7(B)表示充電開始時的表面溫度T較高，在標準溫度區內無法以標準最大充電電流值Imax1充電，以比它小的充電電流來充電 的情況。當執行圖6的過程時，不同於如圖3所示在恆定電流期間對充電器51設定恆定的設定電流Ichg，而動態地變更設定電流Ichg。
在圖7(A)、圖7(B)中，在用線301表示的標準溫度區的上限值T3的稍微下方設定有通過用線303表示的上限目標溫度值TGT－H和用線305表示的下限目標溫度值TGT－L來劃界的目標溫度區。線307、321表示當執行圖6的過程時在電池組106中流動的充電電流。時間點t1~時間點t4的各個間隔相當於監視時間△t的一例。在圖7(A)中，在時間點t1和時間點t2的期間由MPU 113測定的平均充電電流值Imean為0.5ItA。
在時間點t2，MPU113根據時間點t2的表面溫度值和時間點t1的表面溫度值的差來計算之前的監視時間△t期間的溫度上升值△T。時間點t6為以0.5ItA充電時達到修正RSOC(%)的時間點，MPU 113根據t6－t2來計算充電至修正RSOC(%)時的充電時間，根據滿充電容量計算相當於修正RSOC(%)的充電量，從而計算在時間點t6的預測溫度值Ta(t2)。
線313是通過時間點t2的當前的表面溫度值、並將表面溫度T的時間上升率△T/△t作為斜率的直線，表示以時間點t1~t2的監視時間△t期間實際測量的平均充電電流值Imean充電至時間點t6時預想的表面溫度T的時間特性。預測溫度值Ta(t2)成為比目標溫度區低的值。圖7(A)同樣把MPU 113在時間點t3計算出的預測溫度值Ta(t3)表示線上311的尖端，把在時間點t4計算出的預測溫度值Ta(t4)表示線上309的尖端。線上311上時間點t3之前的監視時間△t中的平均充電電流值Imean變成0.6ItA，因此預測溫度值Ta(t3)成為比預測溫度值Ta(t2)大的值。
線上309上，時間點t4之前的監視時間△t中的平均充電電流值Imean變成0.7ItA，因此預測溫度值Ta(t4)成為比預測溫度值Ta(t3)大的值。圖7(B)也同樣把MPU 113在時間點t2計算出的預測溫度值Ta(t2)表示線上323的尖端，把在時間點t3計算出的預測溫度值Ta(t3)表示線上327的尖端，把在時間點t4計算出的預測溫度值Ta(t4)表示線上325的尖端。
在接續的步驟257中，MPU 113判斷預測溫度值Ta是否在標準溫度區的上限值T3以上。當繼續圖6的過程時，也有可能由於周圍溫度或系統的 消耗功率突然發生變化而預測溫度值Ta超過標準溫度區的上限值T3，因此MPU 113判斷為預測溫度值Ta為標準溫度區的上限值T3以上時，返回步驟251，PU 113將充電器51的設定電流Ichg設定為最小充電電流值Imin。結果，預測溫度值Ta下降，可以避免表面溫度T超過標準溫度區的上限值T3的情況。
當MPU 113判斷為預測溫度值Ta未滿標準溫度區的上限值T3時，轉移至步驟259。步驟259不是表示MPU 113的判斷，而是表示基於充電器51的設定電流Ichg和設定電壓Vchg的動作。充電器51進行對電池組106的充電，從而輸出電壓與設定電壓Vchg一致時，轉移至步驟261，進行使輸出電壓和設定電壓Vchg一致的恆定電壓控制。然後，MPU 113當判斷為充電電流達到充電結束電流值Is時，在步驟263使充電器51的動作停止。
在圖7(A)、圖7(B)中，充電器51均在時間點t5從恆定電流控制轉移至恆定電壓控制。在圖7(A)中，在以標準最大充電電流值Imax1進行充電後轉移至恆定電壓控制，而在圖7(B)中，在整個恆定電流控制期間以小於標準最大充電電流值Imax1的充電電流值進行充電後轉移至恆定電壓控制。在轉移至恆定電壓控制以後充電電流變小，因此如圖3所示，表面溫度T下降。圖8表示在圖6的過程中判斷出的預測溫度值Ta的範圍。溫度範圍351是從步驟257轉移至步驟259時的預測溫度值Ta的範圍。
接著轉移至步驟267，MPU 113判斷預測溫度值Ta是否進入目標溫度區的範圍。目標溫度區被設置在標準溫度區的上限值T3的稍微下方的位置，因此預測溫度值Ta小於上限目標溫度值TGT－H意味著即使以當前的充電電流值Imean充電至修正RSOC(%)時電池電芯103~105達到最大表面溫度值Tmax，其最大表面溫度也不超過標準溫度區的上限值T3，並且意味著由於預測溫度值Ta大於下限目標溫度值TGT－L，因此充電電流不會過低。
因此，只要能夠滿足步驟267的條件，以當前的設定電流Ichg繼續充電就為最佳，因此MPU 113轉移至步驟253。圖7(A)的線309、圖7(B)的線325表示該情形。在圖7(A)的時間點t4以及圖7(B)的時間點t4以後，由於MPU 113已轉移至步驟253，因此充電電流沒有發生變化。MPU 113在步驟267中判斷為預測溫度值Ta離開目標溫度區時，轉移至步驟269，並判斷預測溫度值Ta是否在上限目標溫度值TGT－H以上。圖8的溫度範圍353是從步驟267轉移至步驟269時的預測溫度值Ta的範圍。
當MPU 113判斷為預測溫度值Ta在上限目標溫度值TGT－H以上時，預測溫度值Ta就會進入上限目標溫度值TGT－H和高溫度區的下限值T3之間。此時，若以該監視時間△t中的平均充電電流值Imean來繼續充電，則還可以預想最大表面溫度值Tmax由於環境溫度的變化或系統的消耗功率的變動而超過標準溫度區的上限值T3。因此，MPU 113轉移至步驟271後變更充電器51的設定電流Ichg來降低充電電流後再轉移至步驟253。圖8的溫度範圍355是從步驟269轉移至步驟271時的預測溫度值Ta的範圍。
關於充電電流值，也可以對充電器51的設定電流Ichg設定多個等級(step)並降低規定等級。圖7(B)的線323表示該情形。線上323上，在時間點t2的預測溫度值Ta(t2)進入上限目標溫度值TGT－H和標準溫度區的上限值T3之間。因此，MPU 113在時間點t2降低充電器51的設定電流Ichg。
在步驟269，當MPU 113判斷為預測溫度值Ta未滿上限目標溫度值TGT－H時，預測溫度值Ta就會進入下限目標溫度值TGT－L和標準溫度區的下限值T2的範圍內。此時，充電電流變得過低，充電時間變得過長，因此MPU 113轉移至步驟273，變更充電器51的設定電流Ichg來增大充電電流後轉移至步驟253。圖8的溫度範圍357是從步驟269轉移至步驟273時的預測溫度值Ta的範圍。
圖7(A)的線311、313、圖7(B)的線327表示該情形。線上311上，在時間點t3的預測溫度值Ta(t3)進入下限目標溫度值TGT－L和標準溫度區的下限值T2(未圖示)之間。因此，充電電流在時間點t3被MPU113增大。重複圖6的過程並針對每一監視時間△t計算預測溫度值Ta，並根據其結果動態地變更充電電流，由此即使充電至修正RSOC(%)，表面溫度值也不會超過標準溫度區的上限值T3。而且，可以將設定電流Ichg設定為在由充電開始時的電池電芯103~105的表面溫度T和充電過程中的環境溫度所容許的範圍內接近最大值的值，因此充電時間不會變長。
在步驟251中，設定為最小充電電流值Imin。如圖7(A)所示，最初以最小充電電流值Imin開始充電，但是當充電開始時的表面溫度T較低、環境溫度也不高時，此後充電電流增大，在恆定電流控制期間的大部分時間內以標準最大充電電流值Imax1來充電。因此，此時若從最初開始以標準最大充電電流值Imax1來充電，則不會有設置在必要以上地抑制了充電電流的期間而造成充電時間延長的情況。
因此，MPU 113將參數和在該參數下穩定充電的充電電流值有關的資料作為充電歷程儲存在快閃記憶體中，上述參數是將把過去進行了充電時的充電開始時的表面溫度T和環境溫度作為一組的參數。然後，當開始下次充電時觀測到相同或近似的參數時，也可以代替最小充電電流值Imin，而將穩定充電的充電電流值設定為設定電流Ichg。
到此為止，說明了電池組件100中安裝的MPU 113控制充電器的實施例，而本發明，在安裝有未安裝處理器的電池組件的筆記型電腦中，也可以由安裝在筆記型電腦中的處理器執行其過程來控制充電器。此時，將充電程式儲存在筆記型電腦的快閃記憶體或者硬碟裝置中。
到此為止，通過圖示的特定實施方式說明了本發明，但是本發明不限於圖示的實施方式，只要能達到本發明的效果，不言而喻，可以採用此前已知的任何結構。
產業上的可利用性
可以應用於對表面溫度進行管理的同時對二次充電進行充電的充電系統。
10‧‧‧筆記型電腦
11‧‧‧AC/DC變壓器
13‧‧‧嵌入式控制器
15‧‧‧FET驅動電路
29、31‧‧‧場效電晶體
35‧‧‧電流傳感電阻
33‧‧‧電感器
37、39‧‧‧分壓電阻
51‧‧‧充電器
53‧‧‧DC/DC轉換器
55‧‧‧基準電壓源
100、101‧‧‧電池組件
103~105‧‧‧電池電芯
106‧‧‧電池組
107‧‧‧類比/介面
109‧‧‧電流傳感電阻
111‧‧‧溫度元件
113‧‧‧微處理器
131‧‧‧電源線
133‧‧‧通信線
135‧‧‧接地線
201、203、205‧‧‧線
200、201、203、205、207、209、211、213、215‧‧‧步驟
250、251、253、255、257、259‧‧‧步驟
261、263、267、269、271、273‧‧‧步驟
301、303、305、307、309、311、313‧‧‧線
321、323、325、327‧‧‧線
351、353、355、357‧‧‧溫度範圍
401、402、403、405、407‧‧‧線
409‧‧‧表
Imax1‧‧‧標準最大充電電流值
Imax2‧‧‧低溫最大充電電流值
Imax3‧‧‧高溫最大充電電流值
Vmax1‧‧‧標準上限充電電壓值
Vmax2‧‧‧低溫上限充電電壓值
Vmax3‧‧‧高溫上限充電電壓值
Ta‧‧‧預測溫度值
T1‧‧‧下限充電溫度值
T2‧‧‧標準溫度區的下限值(低溫度區的上限值)
T3‧‧‧標準溫度區的上限值(高溫度區的下限值)
T4‧‧‧上限充電溫度值
TGT－H‧‧‧上限目標溫度值
TGT－L‧‧‧下限目標溫度值
Imin‧‧‧最小充電電流值
Tmax‧‧‧最大表面溫度值
Is‧‧‧充電結束電流值
圖1係表示本實施方式的由電池組件和搭載電池組件的筆記型電腦構成的充電系統的概要的框圖；圖2係本實施方式的電池組件的框圖；圖3係說明最大表面溫度的圖；圖4(A)、(B)係說明修正RSOC(%)的圖；圖5係表示對電池組件進行充電的過程的步驟圖；圖6係表示對電池組件進行充電的過程的步驟圖；圖7(A)、(B)係表示預測溫度值和充電電流的變化的一例的圖；圖8係說明溫度範圍的圖；圖9(A)、(B)係說明電池電芯的表面溫度和充電電壓、充電電流的最大值的圖。
301、303、305、307、309、311、313‧‧‧線
321、323、325、327‧‧‧線

Claims (16)

  1. 一種充電系統，使二次電池的表面溫度不超過上限溫度值地對所述二次電池進行充電，其特徵在於，包括：充電器，在充電過程中可變更設定電流；溫度元件，測定所述二次電池的表面溫度；以及控制部，接收來自所述溫度元件的輸出，定期計算相當於當假設以當前的充電電流值將所述二次電池充電至規定的充電量時的所述表面溫度的預測溫度值，根據定期比較在低於所述上限溫度值的溫度範圍內設定的目標溫度區和所述預測溫度值而得的結果，變更所述充電器的設定電流。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的充電系統，其中，所述規定的充電量，對應於以當前的充電電流值進行充電的情況下所述表面溫度達到最大時的充電量。
  3. 依據申請專利範圍第1或2項所述的充電系統，其中，所述規定的充電量，對應於在所述充電器從恆定電流控制切換到恆定電壓控制的時刻的充電量。
  4. 依據申請專利範圍第1或2項所述的充電系統，其中，所述規定的充電量，與相當於所述表面溫度達到最大時的RSOC(%)的充電量相對應，而且具有針對每一充電電流設定了所述RSOC(%)的修正表。
  5. 依據申請專利範圍第1或2項所述的充電系統，其中，所述控制部定義容許以未滿標準最大充電電流值的電流值來充電的標準溫度區，所述標準溫度區的上限值與所述上限溫度值一致，所述充電器在整個恆定電流控制期間以未滿所述標準最大充電電流值的充電電流值對所述二次電池進行充電，並轉移至恆定電壓控制期間。
  6. 依據申請專利範圍第1或2項所述的充電系統，其中，作為所述目標溫度區的上限值，選定比所述上限溫度值低1至3度的值。
  7. 依據申請專利範圍第1或2項所述的充電系統，其中， 在1至3度的範圍內選定所述目標溫度區的寬度。
  8. 依據申請專利範圍第1或2項所述的充電系統，其中，所述控制部，當所述預測溫度值超過所述目標溫度區時減小所述設定電流，當所述預測溫度值進入所述目標溫度區時維持所述設定電流，當所述預測溫度值低於所述目標溫度區時增大所述設定電流。
  9. 依據申請專利範圍第1或2項所述的充電系統，其中，所述控制部，當所述預測溫度值超過所述上限溫度值時，將所述充電器的設定電流設定為最小充電電流值。
  10. 依據申請專利範圍第1或2項所述充電系統，其中，所述控制部，根據所述表面溫度相對於規定的監視時間的時間上升率、和充電至所述規定的充電量所需的充電時間，計算所述預測溫度值。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述的充電系統，其中，所述控制部根據在所述監視時間內流動的充電電流的平均值，計算充電至所述規定的充電量所需的充電時間。
  12. 一種充電方法，是包含充電過程中可變更設定電流的充電器和二次電池的充電系統使所述二次電池的表面溫度不超過上限溫度值地進行充電的方法，其特徵在於，包括以下步驟：所述充電器以最小充電電流值開始所述二次電池的充電的步驟；測定所述二次電池的表面溫度的步驟；在比所述上限溫度值低的溫度範圍內提供目標溫度區的步驟；定期計算預測溫度值的步驟，該預測溫度值相當於當假設以當前的充電電流值將所述二次電池充電至規定的充電量時的所述表面溫度；定期比較所述預測溫度值和所述目標溫度區的步驟；以及回應所述比較的步驟來變更所述充電器的設定電流的步驟。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述的充電方法，其中，包括：儲存所述設定電流的變更歷程的步驟；以及根據所述儲存的變更歷程來決定所述最小充電電流值的步驟。
  14. 一種充電設備，該設備中可安裝收納二次電池和測定該二次電池的表面 溫度的溫度元件的電池組件，並且該設備中搭載了使所述二次電池的表面溫度不超過上限溫度值地進行充電的充電系統，該設備的特徵在於，包括：充電器，在充電過程中可變更設定電流；負荷，從所述二次電池接收電力供給而工作；以及控制部，接收來自所述溫度元件的輸出，定期計算預測溫度值，並根據定期比較在低於所述上限溫度值的溫度範圍內設定的目標溫度區和所述預測溫度值而得的結果，變更所述充電器的設定電流，所述預測溫度值相當於當假設以當前的充電電流值將所述二次電池充電至規定的充電量時的所述表面溫度。
  15. 一種電池組件，其安裝在搭載了充電過程中可變更設定電流的充電器的設備上，並使二次電池的表面溫度不超過上限溫度值地被充電，其特徵在於，包括：二次電池；溫度元件，測定所述二次電池的表面溫度；以及處理器，接收來自所述溫度元件的輸出，定期計算預測溫度值，並根據定期比較在低於所述上限溫度值的溫度範圍內設定的目標溫度區和所述預測溫度值而得的結果，變更所述充電器的設定電流，所述預測溫度值相當於當假設以當前的充電電流值將所述二次電池充電至規定的充電量時的所述表面溫度。
  16. 一種電腦程式，在包含充電過程中可變更設定電流的充電器和二次電池的充電系統中，為了使所述二次電池的表面溫度不超過上限溫度值地進行充電，所述電腦程式使所述充電系統實現如下功能：所述充電器以規定的充電電流值開始所述二次電池的充電的功能；測定所述二次電池的表面溫度的功能；在低於所述上限溫度值的溫度範圍內設定目標溫度區的功能；定期計算預測溫度值的功能，該預測溫度值相當於當假設以當前的充電電流值將所述二次電池充電至規定的充電量時的所述表面溫度；定期比較所述預測溫度值和所述目標溫度區的功能；以及 根據所述比較的結果來變更所述充電器的設定電流的功能。
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