JP3390502B2 - 二次電池の充電方法 - Google Patents
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２個の二次電池に対す
る充電方法に係り、特に効率的な急速充電を可能とする
二次電池の充電方法に関する。
る充電方法に係り、特に効率的な急速充電を可能とする
二次電池の充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケル−水素二次電池、あるいはニッ
ケル−カドミウム二次電池などに代表される二次電池
は、たとえば携帯用電話機や携帯型撮像機など各種の機
器システムの作動電源として、広く実用化されている。
つまり、この種の二次電池は、いわゆる充電操作による
電力の確保ないし貯蔵、前記確保ないし貯蔵した電力を
電源とした負荷の駆動（放電）の繰り返し動作が可能な
ことことから、半永久的な電源として、各種の機器シス
テムに組み込まれたりして実用されてい。
ケル−カドミウム二次電池などに代表される二次電池
は、たとえば携帯用電話機や携帯型撮像機など各種の機
器システムの作動電源として、広く実用化されている。
つまり、この種の二次電池は、いわゆる充電操作による
電力の確保ないし貯蔵、前記確保ないし貯蔵した電力を
電源とした負荷の駆動（放電）の繰り返し動作が可能な
ことことから、半永久的な電源として、各種の機器シス
テムに組み込まれたりして実用されてい。
【０００３】ところで、二次電池はいずれの場合も、前
記したように充電および放電が主要な機能であり、また
安全性の点から、充電の終止電圧、放電の終止電圧をそ
れぞれ限界とし、この限界範囲内の電圧で充電や放電を
行っている。そして、前記二次電池の充電効率は、充電
する二次電池の温度（充電温度）に依存しており、高温
の場合（たとえば45℃程度以上）、酸素発生の増大を伴
い充電効率が低減し、結果的に電池寿命（放電作用）の
低下を招来する。一方、二次電池が 5℃程度の低温度の
場合は、充電時における酸素発生が減少するので、充電
効率自体はよくなる。しかし、充電温度がたとえば 5℃
以下の低温領域では、負極での酸素吸収反応が低下する
ため、急速充電のため大電流を流したとき、電池内圧の
上昇を招来して、結果的に電池寿命（電池の破損など）
の低下を招来する。したがって、たとえば急速充電を行
う場合、 5℃程度以下での充電を避け、 5〜45℃程度の
温度範囲内で充電を行い、また、充電時の電池温度が45
℃程度を超えたとき、充電を停止するという手法が一般
的に採られている。
記したように充電および放電が主要な機能であり、また
安全性の点から、充電の終止電圧、放電の終止電圧をそ
れぞれ限界とし、この限界範囲内の電圧で充電や放電を
行っている。そして、前記二次電池の充電効率は、充電
する二次電池の温度（充電温度）に依存しており、高温
の場合（たとえば45℃程度以上）、酸素発生の増大を伴
い充電効率が低減し、結果的に電池寿命（放電作用）の
低下を招来する。一方、二次電池が 5℃程度の低温度の
場合は、充電時における酸素発生が減少するので、充電
効率自体はよくなる。しかし、充電温度がたとえば 5℃
以下の低温領域では、負極での酸素吸収反応が低下する
ため、急速充電のため大電流を流したとき、電池内圧の
上昇を招来して、結果的に電池寿命（電池の破損など）
の低下を招来する。したがって、たとえば急速充電を行
う場合、 5℃程度以下での充電を避け、 5〜45℃程度の
温度範囲内で充電を行い、また、充電時の電池温度が45
℃程度を超えたとき、充電を停止するという手法が一般
的に採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のごとく、二次電
池に対する急速充電に当たっては、一般的に充電可能な
温度（充電適性温度）範囲が予め設定されており、実際
的に満充電に達していなくとも、電池温度がある温度を
超えると充電を停止（終了）し、過充電による二次電池
の破損・損傷など防止ないし回避している。また、二次
電池の充電温度が5℃以下（低温度）の場合は、充電開
始可能な温度である 5℃程度まで、二次電池の温度が上
昇するのを待って所要の急速充電を開始することにな
る。つまり、従来採られている急速充電の場合、二次電
池に対する充電が必ずしも十分でないままの使用を余儀
なくされており、二次電池の作動効率も低下するという
問題がある。そして、このような問題は、二次電池を複
数個、並列的に配置・組み合わせた構成とした場合に
は、トータル的な作動効率の低下、および各二次電池に
対する充電操作の効率低下をさらに加速するといえる。
池に対する急速充電に当たっては、一般的に充電可能な
温度（充電適性温度）範囲が予め設定されており、実際
的に満充電に達していなくとも、電池温度がある温度を
超えると充電を停止（終了）し、過充電による二次電池
の破損・損傷など防止ないし回避している。また、二次
電池の充電温度が5℃以下（低温度）の場合は、充電開
始可能な温度である 5℃程度まで、二次電池の温度が上
昇するのを待って所要の急速充電を開始することにな
る。つまり、従来採られている急速充電の場合、二次電
池に対する充電が必ずしも十分でないままの使用を余儀
なくされており、二次電池の作動効率も低下するという
問題がある。そして、このような問題は、二次電池を複
数個、並列的に配置・組み合わせた構成とした場合に
は、トータル的な作動効率の低下、および各二次電池に
対する充電操作の効率低下をさらに加速するといえる。
【０００５】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、二次電池に対して、充電による高温化に起因した充
電不足を解消・回避（満充電を確保）し得る一方、充電
開始の停滞などを回避して充電時間の短縮化によって、
効率よく所要の充電を達成し得る二次電池の充電方法の
提供を目的とする。
で、二次電池に対して、充電による高温化に起因した充
電不足を解消・回避（満充電を確保）し得る一方、充電
開始の停滞などを回避して充電時間の短縮化によって、
効率よく所要の充電を達成し得る二次電池の充電方法の
提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の二次
電池の充電方法は、二次電池の充電温度を検出した結果
に基づいて、演算制御回路を介して定電流充電を行う二
次電池の充電方法において、前記二次電池の温度が充電
開始可能な温度に達するまでの低温度領域では、定電流
充電回路からの供給電流によって予備加熱した後、二次
電池に対して所要の充電を進め、充電適正な高温側温度
を超え所定の高温に達した時点で一旦充電を休止し、自
然冷却により二次電池の温度が充電適正な高温側温度以
下に達した時点で、定電流充電を再び行う操作を具備し
て成ることを特徴とし、さらに本発明に係る第２の二次
電池の充電方法は、並列に接続させた複数の二次電池に
対して、各二次電池の充電温度を検出した結果に基づい
て、演算制御回路を介して定電流充電回路および出力切
替え回路を制御し、前記複数の二次電池に所要の充電を
行う二次電池の充電方法において、前記二次電池の充電
温度が所定の温度に達するまでの低温度領域では、定電
流充電回路からの供給電流によって予備加熱した後、第
１の二次電池に対して所要の充電を進め、充電適正な高
温側温度を超え所定の高温に達した時点で一旦充電を休
止し、自然冷却により第１の二次電池の温度が充電適正
な高温側温度以下に達するまでの間は、定電流充電回路
の出力を出力切替え回路により第２の二次電池側に切り
替えて同様に充電および停止を行うことを特徴とする。
電池の充電方法は、二次電池の充電温度を検出した結果
に基づいて、演算制御回路を介して定電流充電を行う二
次電池の充電方法において、前記二次電池の温度が充電
開始可能な温度に達するまでの低温度領域では、定電流
充電回路からの供給電流によって予備加熱した後、二次
電池に対して所要の充電を進め、充電適正な高温側温度
を超え所定の高温に達した時点で一旦充電を休止し、自
然冷却により二次電池の温度が充電適正な高温側温度以
下に達した時点で、定電流充電を再び行う操作を具備し
て成ることを特徴とし、さらに本発明に係る第２の二次
電池の充電方法は、並列に接続させた複数の二次電池に
対して、各二次電池の充電温度を検出した結果に基づい
て、演算制御回路を介して定電流充電回路および出力切
替え回路を制御し、前記複数の二次電池に所要の充電を
行う二次電池の充電方法において、前記二次電池の充電
温度が所定の温度に達するまでの低温度領域では、定電
流充電回路からの供給電流によって予備加熱した後、第
１の二次電池に対して所要の充電を進め、充電適正な高
温側温度を超え所定の高温に達した時点で一旦充電を休
止し、自然冷却により第１の二次電池の温度が充電適正
な高温側温度以下に達するまでの間は、定電流充電回路
の出力を出力切替え回路により第２の二次電池側に切り
替えて同様に充電および停止を行うことを特徴とする。
【０００７】本発明において、所定の温度とは充電開始
が可能な温度を、低温度領域とは充電を行ってはいけな
い（充電回避）温度範囲を、充電可能（充電適正）な高
温側温度とは所要の充電可能な上限温度をそれぞれ示
す。また、前記対応する二次電池を低温度領域から所定
の温度まで、強制的に予備加熱・昇温する定電流充電回
路からの供給電流は、電池寿命に影響を与えない程度の
電流（予備充電電流）に設定することが望ましい。そし
て、これらの各温度および予備加熱用の充電電流は、二
次電池の種類，構造ないし容量などによって異なるの
で、これらの点に留意する必要がある。
が可能な温度を、低温度領域とは充電を行ってはいけな
い（充電回避）温度範囲を、充電可能（充電適正）な高
温側温度とは所要の充電可能な上限温度をそれぞれ示
す。また、前記対応する二次電池を低温度領域から所定
の温度まで、強制的に予備加熱・昇温する定電流充電回
路からの供給電流は、電池寿命に影響を与えない程度の
電流（予備充電電流）に設定することが望ましい。そし
て、これらの各温度および予備加熱用の充電電流は、二
次電池の種類，構造ないし容量などによって異なるの
で、これらの点に留意する必要がある。
【０００８】なお、本発明において、充電適正な高温側
温度を超えた所定の高温の判定、換言すると、所要の充
電を停止する時点は、この充電時における二次電池の単
位時間当たりの温度上昇が急激に増大したときとしても
よい。つまり、二次電池の充電過程で、満充電の状態に
近接ないし到達するに従って、二次電池の単位時間当た
りの温度上昇が急激に変化することを利用（温度微分制
御）して、所要の充電を停止する時点と判定することも
可能である。
温度を超えた所定の高温の判定、換言すると、所要の充
電を停止する時点は、この充電時における二次電池の単
位時間当たりの温度上昇が急激に増大したときとしても
よい。つまり、二次電池の充電過程で、満充電の状態に
近接ないし到達するに従って、二次電池の単位時間当た
りの温度上昇が急激に変化することを利用（温度微分制
御）して、所要の充電を停止する時点と判定することも
可能である。
【０００９】さらに、本発明においては、充電用の電力
源として、商用の交流電源を適切な電圧を持った直流に
変換したものが使用されるが、その他に、たとえば燃料
電池からなる電源を使用してもよいし、あるいはガソリ
ンエンジンないしはディーゼルエンジンなどから発電さ
れる電力を用いてもよい。
源として、商用の交流電源を適切な電圧を持った直流に
変換したものが使用されるが、その他に、たとえば燃料
電池からなる電源を使用してもよいし、あるいはガソリ
ンエンジンないしはディーゼルエンジンなどから発電さ
れる電力を用いてもよい。
【００１０】
【作用】本発明においては、二次電池の急速充電過程
で、二次電池の充電温度を検出し、満充電状態もしくは
満充電に近接した状態で、演算制御回路を介して定電流
充電回路の出力（充電）を休止し、充電適正な温度側に
自然冷却した時点で、再び急速充電を行うことにより、
またこの操作を適宜繰り返すことによって、満充電によ
り近接した状態の充電が達成されることになる。
で、二次電池の充電温度を検出し、満充電状態もしくは
満充電に近接した状態で、演算制御回路を介して定電流
充電回路の出力（充電）を休止し、充電適正な温度側に
自然冷却した時点で、再び急速充電を行うことにより、
またこの操作を適宜繰り返すことによって、満充電によ
り近接した状態の充電が達成されることになる。
【００１１】また、複数個の二次電池を並列的に配置し
た形で、各二次電池の充電温度を検出し、演算制御回路
を介して定電流充電回路および出力切替え回路を制御し
て、所要の充電を行うに当たっては、第１の二次電池を
予備加熱して、充電開始可能な温度に設定させた後、第
１の二次電池に対して所要の充電を進め、この充電に伴
って第１の二次電池の充電温度が充電適正な高温側温度
を超える高温に達した時点で一旦充電を休止する一方、
出力切替え回路により、定電流充電回路の出力を第２の
二次電池側に切り替えて第１の二次電池の場合と同様に
予備加熱、充電および休止を行う。つまり、第１の二次
電池への充電状態を、第１の二次電池の温度上昇変化で
一次的に把え、その充電状態（充電程度）に基づいて充
電を一旦休止し、再び充電を行うことが可能な温度に達
するまでの自然冷却時間は、第２の二次電池への充電に
切り替え、第２の二次電池に対する所要の充電を行うの
で、充電操作が連続的に、かつ効率よく進行することに
なる。
た形で、各二次電池の充電温度を検出し、演算制御回路
を介して定電流充電回路および出力切替え回路を制御し
て、所要の充電を行うに当たっては、第１の二次電池を
予備加熱して、充電開始可能な温度に設定させた後、第
１の二次電池に対して所要の充電を進め、この充電に伴
って第１の二次電池の充電温度が充電適正な高温側温度
を超える高温に達した時点で一旦充電を休止する一方、
出力切替え回路により、定電流充電回路の出力を第２の
二次電池側に切り替えて第１の二次電池の場合と同様に
予備加熱、充電および休止を行う。つまり、第１の二次
電池への充電状態を、第１の二次電池の温度上昇変化で
一次的に把え、その充電状態（充電程度）に基づいて充
電を一旦休止し、再び充電を行うことが可能な温度に達
するまでの自然冷却時間は、第２の二次電池への充電に
切り替え、第２の二次電池に対する所要の充電を行うの
で、充電操作が連続的に、かつ効率よく進行することに
なる。
【００１２】そして、前記満充電状態の達成が容易な充
電操作の可能化は、予備加熱による充電開始可能な温度
の強制的な確保と相俟って、充電のより効率化、充電操
作の短縮化の達成、ひいては二次電池の長寿命化の達成
に大きく寄与することになる。
電操作の可能化は、予備加熱による充電開始可能な温度
の強制的な確保と相俟って、充電のより効率化、充電操
作の短縮化の達成、ひいては二次電池の長寿命化の達成
に大きく寄与することになる。
【００１３】
【実施例】以下、図１および図２を参照して本発明の実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００１４】先ず図１は、本発明に係る二次電池の充電
方法の実施態様を模式的に示すブロック図であり、１は
入力電源、２は定電流制御回路、３は前記定電流制御回
路２の出力を切替える出力切替え回路、4aは前記出力切
替え回路３を介して定電流充電電流出力が印加される被
充電用の第１の二次電池（たとえばニッケル−水素二次
電池）、4bは同じく出力切替え回路３を介して定電流充
電電流出力が印加される被充電用の第２の二次電池（た
とえばニッケル−水素二次電池）、5a，5bは前記被充電
用の第１の二次電池4a，第２の二次電池4bの近傍にそれ
ぞれ配置され、二次電池4a，4bの温度を検出する温度検
出センサ、６は前記温度検出センサ5a，5bからの温度情
報によって、前記定電流制御回路２および出力切替え回
路３をそれぞれ制御する演算制御回路である。ここで、
演算制御回路６は、温度検出センサ5a，5bからの電池温
度信号によって、定電流制御回路２の出力を制御するも
ので、急速充電指令7a，予備充電（予備加熱）指令7b，
出力切替え指令7cがそれぞれ出力される。
方法の実施態様を模式的に示すブロック図であり、１は
入力電源、２は定電流制御回路、３は前記定電流制御回
路２の出力を切替える出力切替え回路、4aは前記出力切
替え回路３を介して定電流充電電流出力が印加される被
充電用の第１の二次電池（たとえばニッケル−水素二次
電池）、4bは同じく出力切替え回路３を介して定電流充
電電流出力が印加される被充電用の第２の二次電池（た
とえばニッケル−水素二次電池）、5a，5bは前記被充電
用の第１の二次電池4a，第２の二次電池4bの近傍にそれ
ぞれ配置され、二次電池4a，4bの温度を検出する温度検
出センサ、６は前記温度検出センサ5a，5bからの温度情
報によって、前記定電流制御回路２および出力切替え回
路３をそれぞれ制御する演算制御回路である。ここで、
演算制御回路６は、温度検出センサ5a，5bからの電池温
度信号によって、定電流制御回路２の出力を制御するも
ので、急速充電指令7a，予備充電（予備加熱）指令7b，
出力切替え指令7cがそれぞれ出力される。
【００１５】次に、前記図示の実施態様における充電動
作を説明する。図２ (a)は充電時間と被充電用の二次電
池4a，4bの電池電圧との関係図、図２ (b)は充電時間と
被充電用の二次電池4a，4bの温度変化との関係図であ
る。図２ (b)において、ｔ1 は充電不可能な温度の上限
値、ｔ2 は充電開始可能温度、ｔ3 は充電可能温度を超
える温度（充電を休止する温度）、ｔ4 は充電再開温度
であり、ｔ1 〜ｔ2 の温度領域では充電に当たって予備
加熱を要する温度であり、この温度範囲では電池寿命に
影響を与えないレベルでの充電電流を流すことができ
る。また、通常ｔ2からｔ4 の温度範囲内が充電（急速
充電）開始ないし充電が可能である。さらに、図２ (a)
および (b)において、横軸のＡ領域は予備充電時を、Ｂ
領域は二次電池4aへの急速充電時を、Ｃ領域は二次電池
4aへの充電を休止・二次電池4bへの急速充電時を、Ｄ領
域は二次電池4bへの充電を休止・二次電池4aへの急速充
電再開時を、Ｅ領域は二次電池4aへの充電を休止・二次
電池4bへの急速充電再開時をそれぞれ示す。
作を説明する。図２ (a)は充電時間と被充電用の二次電
池4a，4bの電池電圧との関係図、図２ (b)は充電時間と
被充電用の二次電池4a，4bの温度変化との関係図であ
る。図２ (b)において、ｔ1 は充電不可能な温度の上限
値、ｔ2 は充電開始可能温度、ｔ3 は充電可能温度を超
える温度（充電を休止する温度）、ｔ4 は充電再開温度
であり、ｔ1 〜ｔ2 の温度領域では充電に当たって予備
加熱を要する温度であり、この温度範囲では電池寿命に
影響を与えないレベルでの充電電流を流すことができ
る。また、通常ｔ2からｔ4 の温度範囲内が充電（急速
充電）開始ないし充電が可能である。さらに、図２ (a)
および (b)において、横軸のＡ領域は予備充電時を、Ｂ
領域は二次電池4aへの急速充電時を、Ｃ領域は二次電池
4aへの充電を休止・二次電池4bへの急速充電時を、Ｄ領
域は二次電池4bへの充電を休止・二次電池4aへの急速充
電再開時を、Ｅ領域は二次電池4aへの充電を休止・二次
電池4bへの急速充電再開時をそれぞれ示す。
【００１６】先ず、被充電用の第１の二次電池4aの温度
ｔを、温度検出センサ5aにて検出し、その検出信号を演
算制御回路６に送る。ここで、前記演算制御回路６は、
第１の二次電池4aの温度が、ｔ1 ＜ｔ＜ｔ2 にある場
合、出力切替え指令7cで定電流制御回路２の出力を第１
の二次電池4a側に切替える一方、定電流制御回路２に予
備充電（予備加熱）指令7bを出力し、第１の二次電池4a
に予備充電を行いながら予備加熱する。この予備充電・
予備加熱によって、第１の二次電池4aの温度ｔがｔ2 ≦
ｔに到達したことを、温度検出センサ5aにて検出した時
点（急速充電開始可能温度になった時点）で、演算制御
回路６は、定電流制御回路２に急速充電指令7aを出力
し、所要の急速充電を行う。この過程においては、図２
(a)に示すような充電電圧の変化を示し、また電池温度
ｔは図２ (b)に示すように、充電適性温度を超える温度
（充電停止もしくは休止温度）ｔ3 に上昇し、ｔ＝ｔ3
の時点で、演算制御回路６からの出力切替え指令7cで定
電流制御回路２の出力を第２の二次電池4b側に切替える
一方、第１の二次電池4aに対する所要の急速充電を休止
する。この時点では、一般的に第２の二次電池4bの温度
ｔもｔ＝ｔ2 程度に上昇しているので、予備充電（予備
加熱）を省略し得る。
ｔを、温度検出センサ5aにて検出し、その検出信号を演
算制御回路６に送る。ここで、前記演算制御回路６は、
第１の二次電池4aの温度が、ｔ1 ＜ｔ＜ｔ2 にある場
合、出力切替え指令7cで定電流制御回路２の出力を第１
の二次電池4a側に切替える一方、定電流制御回路２に予
備充電（予備加熱）指令7bを出力し、第１の二次電池4a
に予備充電を行いながら予備加熱する。この予備充電・
予備加熱によって、第１の二次電池4aの温度ｔがｔ2 ≦
ｔに到達したことを、温度検出センサ5aにて検出した時
点（急速充電開始可能温度になった時点）で、演算制御
回路６は、定電流制御回路２に急速充電指令7aを出力
し、所要の急速充電を行う。この過程においては、図２
(a)に示すような充電電圧の変化を示し、また電池温度
ｔは図２ (b)に示すように、充電適性温度を超える温度
（充電停止もしくは休止温度）ｔ3 に上昇し、ｔ＝ｔ3
の時点で、演算制御回路６からの出力切替え指令7cで定
電流制御回路２の出力を第２の二次電池4b側に切替える
一方、第１の二次電池4aに対する所要の急速充電を休止
する。この時点では、一般的に第２の二次電池4bの温度
ｔもｔ＝ｔ2 程度に上昇しているので、予備充電（予備
加熱）を省略し得る。
【００１７】そして、前記第１の二次電池4aに対する所
要の急速充電の停止（休止）により、第１の二次電池4a
は自然冷却され、電池温度ｔが急速充電再開可能温度ｔ
4 まで低下したとき、再び演算制御回路６からの出力切
替え指令7cで定電流制御回路２の出力を第１の二次電池
4a側に切替える一方、第２の二次電池4bに対する急速充
電を休止する。このような両二次電池4a，4bに対する急
速充電および急速充電を休止を、交互に繰り返して満充
電状態の充電が達成される。より具体的にいうと、前記
充電操作において、各二次電池4a，4bはそれぞれ満充電
に近付くと急激に温度（単位時間当たりの温度）が上昇
するので、この単位時間当たりの温度上昇、換言すると
温度微分信号を目安にして、満充電状態を容易に、かつ
正確に検出し、所要の充電を行い得る。
要の急速充電の停止（休止）により、第１の二次電池4a
は自然冷却され、電池温度ｔが急速充電再開可能温度ｔ
4 まで低下したとき、再び演算制御回路６からの出力切
替え指令7cで定電流制御回路２の出力を第１の二次電池
4a側に切替える一方、第２の二次電池4bに対する急速充
電を休止する。このような両二次電池4a，4bに対する急
速充電および急速充電を休止を、交互に繰り返して満充
電状態の充電が達成される。より具体的にいうと、前記
充電操作において、各二次電池4a，4bはそれぞれ満充電
に近付くと急激に温度（単位時間当たりの温度）が上昇
するので、この単位時間当たりの温度上昇、換言すると
温度微分信号を目安にして、満充電状態を容易に、かつ
正確に検出し、所要の充電を行い得る。
【００１８】なお、上記では、第１の二次電池4aに対す
る所要の急速充電の停止（休止）を１回の場合を例示し
たが、１回に限られるものでなく、繰り返すことも可能
であり、前記温度微分方式の利用と相俟って、より高い
満充電状態を達成し得る。また被充電用の二次電池も２
個に限られるものでなく、３個以上を並列に配置した状
態で行うことも可能である。さらに、二次電池はニッケ
ル−水素二次電池に限らず、ニッケル−カドミウム二次
電池など他の二次電池の急速充電にも適用し、同様の効
果を得ることができる。
る所要の急速充電の停止（休止）を１回の場合を例示し
たが、１回に限られるものでなく、繰り返すことも可能
であり、前記温度微分方式の利用と相俟って、より高い
満充電状態を達成し得る。また被充電用の二次電池も２
個に限られるものでなく、３個以上を並列に配置した状
態で行うことも可能である。さらに、二次電池はニッケ
ル−水素二次電池に限らず、ニッケル−カドミウム二次
電池など他の二次電池の急速充電にも適用し、同様の効
果を得ることができる。
【００１９】また、上記では複数個の二次電池に対する
急速充電の場合を例示したが、たとえば図１の充電回路
において、出力切替え回路３を省略し、１個の被充電用
二次電池に対しても、同様に満充電状態に充電すること
が可能である。すなわち、被充電用の二次電池（たとえ
ばニッケル−水素二次電池4a）の温度ｔを、温度検出セ
ンサ5aにて検出し、その検出信号を演算制御回路６に送
る。ここで、前記演算制御回路６は、二次電池4aの温度
が、ｔ1 ＜ｔ＜ｔ2 にある場合、定電流制御回路２に予
備充電（予備加熱）指令7bを出力し、二次電池4aに予備
充電を行いながら予備加熱する。この予備充電・予備加
熱によって、二次電池4aの温度ｔがｔ2≦ｔに到達した
ことを、温度検出センサ5aにて検出した時点（急速充電
開始可能温度になった時点）で、演算制御回路６は、定
電流制御回路２に急速充電指令7aを出力し、所要の急速
充電を行う。この過程においては、前記図２ (a)のよう
な充電電圧の変化を示し、また電池温度（充電温度）ｔ
は同じく図２ (b)に示すように、充電可能温度を超える
温度（充電停止もしくは休止温度）ｔ3 に上昇し、ｔ＝
ｔ3 の時点で、二次電池4aに対する所要の急速充電を休
止する。
急速充電の場合を例示したが、たとえば図１の充電回路
において、出力切替え回路３を省略し、１個の被充電用
二次電池に対しても、同様に満充電状態に充電すること
が可能である。すなわち、被充電用の二次電池（たとえ
ばニッケル−水素二次電池4a）の温度ｔを、温度検出セ
ンサ5aにて検出し、その検出信号を演算制御回路６に送
る。ここで、前記演算制御回路６は、二次電池4aの温度
が、ｔ1 ＜ｔ＜ｔ2 にある場合、定電流制御回路２に予
備充電（予備加熱）指令7bを出力し、二次電池4aに予備
充電を行いながら予備加熱する。この予備充電・予備加
熱によって、二次電池4aの温度ｔがｔ2≦ｔに到達した
ことを、温度検出センサ5aにて検出した時点（急速充電
開始可能温度になった時点）で、演算制御回路６は、定
電流制御回路２に急速充電指令7aを出力し、所要の急速
充電を行う。この過程においては、前記図２ (a)のよう
な充電電圧の変化を示し、また電池温度（充電温度）ｔ
は同じく図２ (b)に示すように、充電可能温度を超える
温度（充電停止もしくは休止温度）ｔ3 に上昇し、ｔ＝
ｔ3 の時点で、二次電池4aに対する所要の急速充電を休
止する。
【００２０】そして、前記二次電池4aに対する所要の急
速充電の休止により、二次電池4aは自然冷却され、電池
温度ｔが急速充電再開可能温度ｔ4 まで低下したとき、
再び演算制御回路６からの急速充電指令7aで二次電池4a
側に、定電流制御回路２から出力させ、二次電池4aに対
する急速充電を行う。このような二次電池4aに対する急
速充電および急速充電の休止を、交互に繰り返して満充
電状態の充電が達成される。より具体的にいうと、前記
充電操作において、二次電池4aは満充電に近付くと急激
に温度（単位時間当たりの温度）が上昇するので、この
単位時間当たりの温度上昇、換言すると温度微分信号を
目安にして、満充電状態を容易に、かつ正確に検出し、
所要の充電を行い得る。
速充電の休止により、二次電池4aは自然冷却され、電池
温度ｔが急速充電再開可能温度ｔ4 まで低下したとき、
再び演算制御回路６からの急速充電指令7aで二次電池4a
側に、定電流制御回路２から出力させ、二次電池4aに対
する急速充電を行う。このような二次電池4aに対する急
速充電および急速充電の休止を、交互に繰り返して満充
電状態の充電が達成される。より具体的にいうと、前記
充電操作において、二次電池4aは満充電に近付くと急激
に温度（単位時間当たりの温度）が上昇するので、この
単位時間当たりの温度上昇、換言すると温度微分信号を
目安にして、満充電状態を容易に、かつ正確に検出し、
所要の充電を行い得る。
【００２１】
【発明の効果】以上実施例の説明から分かるように、本
発明によれば、電池温度が低い場合には、被充電用の二
次電池について、予備充電によって充電可能な温度を確
保し、速やかなる急速充電が可能となる一方、前記急速
充電によって電池温度が、適正な充電が可能な温度を超
えた場合、一旦急速充電を休止し、要すれば、この休止
時間中は第２の被充電用の二次電池に対して、所要の急
速充電を行うため、この分充電時間の短縮を図り得るこ
とになる。そして、前記急速充電と急速充電の休止との
繰り返し、および充電状態を対応する二次電池の温度微
分制御で、満充電を検出することにより、効率的に所要
の充電を達成し得ることになる。
発明によれば、電池温度が低い場合には、被充電用の二
次電池について、予備充電によって充電可能な温度を確
保し、速やかなる急速充電が可能となる一方、前記急速
充電によって電池温度が、適正な充電が可能な温度を超
えた場合、一旦急速充電を休止し、要すれば、この休止
時間中は第２の被充電用の二次電池に対して、所要の急
速充電を行うため、この分充電時間の短縮を図り得るこ
とになる。そして、前記急速充電と急速充電の休止との
繰り返し、および充電状態を対応する二次電池の温度微
分制御で、満充電を検出することにより、効率的に所要
の充電を達成し得ることになる。
【図１】本発明に係る二次電池の充電方法の実施態様例
を模式的に示すブロック図。
を模式的に示すブロック図。
【図２】本発明に係る二次電池の充電方法の実施態様例
で各二次電池の状態変化を模式的に示すもので、 (a)は
充電電圧と充電・切替え・充電休止との関係曲線図、
(b)は電池温度と充電・切替え・充電休止の各操作との
関係曲線図。
で各二次電池の状態変化を模式的に示すもので、 (a)は
充電電圧と充電・切替え・充電休止との関係曲線図、
(b)は電池温度と充電・切替え・充電休止の各操作との
関係曲線図。
１…入力電源 ２…定電流制御回路 ３…出力切替
え回路 4a，4b…二次電池 5a，5b…温度検出セン
サ ６…演算制御回路 7a…急速充電の指令 7b
…予備充電（予備加熱）指令 7c…出力切替え指令
え回路 4a，4b…二次電池 5a，5b…温度検出セン
サ ６…演算制御回路 7a…急速充電の指令 7b
…予備充電（予備加熱）指令 7c…出力切替え指令
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−190062（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−129038（ＪＰ，Ａ)
実開 昭58−115077（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭45−4253（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01M 10/42 - 10/48
H02J 7/00 - 7/12
Claims (2)
- 【請求項１】 二次電池の充電温度を検出した結果に基
づいて、演算制御回路を介して定電流充を行う二次電池
の充電方法において、 前記二次電池の温度が充電開始可能な温度に達するまで
の低温度領域では、定電流充電回路からの供給電流によ
って予備加熱した後、二次電池に対して所要の充電を進
め、充電適正な高温側温度を超え所定の高温に達した時
点で一旦充電を休止し、自然冷却により二次電池の温度
が充電適正な高温側温度以下に達した時点で、定電流充
電を再び行う操作を具備して成ることを特徴とする二次
電池の充電方法。 - 【請求項２】 並列に接続させた複数の二次電池に対し
て、各二次電池の充電温度を検出した結果に基づいて、
演算制御回路を介して定電流充電回路および出力切替え
回路を制御し、前記複数の二次電池に所要の充電を行う
二次電池の充電方法において、 前記二次電池の温度が所定の温度に達するまでの低温度
領域では、定電流充電回路からの供給電流によって予備
加熱した後、第１の二次電池に対して所要の充電を進
め、充電適正な高温側温度を超え所定の高温に達した時
点で一旦充電を休止し、自然冷却により第１の二次電池
の温度が充電適正な高温側温度以下に達するまでの間
は、出力切替え回路によって定電流充電回路の出力を第
２の二次電池側に切り替えて同様に充電および充電休止
を行うことを特徴とする二次電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29209193A JP3390502B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 二次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29209193A JP3390502B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 二次電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142095A JPH07142095A (ja) | 1995-06-02 |
| JP3390502B2 true JP3390502B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=17777437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29209193A Expired - Fee Related JP3390502B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3390502B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1303720C (zh) * | 2003-12-18 | 2007-03-07 | 明基电通股份有限公司 | 低温下对可充电式电池加热及充电的设备 |
| JP4552727B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2010-09-29 | パナソニック電工株式会社 | 充電装置及び充電式電動工具セット |
| JP5626294B2 (ja) | 2012-08-29 | 2014-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電システム |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29209193A patent/JP3390502B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07142095A (ja) | 1995-06-02 |
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