JPH02168579A - 二次電池およびその充電装置 - Google Patents
二次電池およびその充電装置Info
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- JPH02168579A JPH02168579A JP63320672A JP32067288A JPH02168579A JP H02168579 A JPH02168579 A JP H02168579A JP 63320672 A JP63320672 A JP 63320672A JP 32067288 A JP32067288 A JP 32067288A JP H02168579 A JPH02168579 A JP H02168579A
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- Japan
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- current
- battery
- charging
- charging device
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- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
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- 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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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は二次電池およびその充電装置に関し、特に活物
質の区別ができる識別部分を有する二次電池と、該二つ
の電池を充電できる一つの充電装置に関する。
質の区別ができる識別部分を有する二次電池と、該二つ
の電池を充電できる一つの充電装置に関する。
現在最も広く普及している一般ユーザ向二次電池はニッ
ケルカドミウム電池（以下、ＮｉＣｄ １ｉ！池と記す
）と鉛電池と言える。この両者において同一の放電仕様
であっても安全且つ充分に充電されるために要求される
充電装置の特性は異る。 ＮｉＣｄ電池については定電
流充電が求められ、鉛電池については定電圧充電が一般
に求められる。
ケルカドミウム電池（以下、ＮｉＣｄ １ｉ！池と記す
）と鉛電池と言える。この両者において同一の放電仕様
であっても安全且つ充分に充電されるために要求される
充電装置の特性は異る。 ＮｉＣｄ電池については定電
流充電が求められ、鉛電池については定電圧充電が一般
に求められる。
このため充電装置は、ＮｉＣｄ電池専用、鉛電池専用と
別けられていた。
別けられていた。
第２図（ａ）は１２ Ｖ １．８Ａｈ （７） ＮｉＣ
ｄ電池を急速充電する場合の充電特性曲線である０点線
で示すように１．２５Ａ程度の一定電流で充電したとき
、実線に示すような電圧曲線となる。充電が進むにつれ
徐徐に電圧が上昇しやがて満充電になると、注入される
余分なエネルギーは熱となって電池温度を上昇させ、そ
の結果、電池電圧は低下してくる。電圧ピーク点よりの
電圧降下が１２０ｍＶ（△Ｖ）以上になったとき充電を
止める。
ｄ電池を急速充電する場合の充電特性曲線である０点線
で示すように１．２５Ａ程度の一定電流で充電したとき
、実線に示すような電圧曲線となる。充電が進むにつれ
徐徐に電圧が上昇しやがて満充電になると、注入される
余分なエネルギーは熱となって電池温度を上昇させ、そ
の結果、電池電圧は低下してくる。電圧ピーク点よりの
電圧降下が１２０ｍＶ（△Ｖ）以上になったとき充電を
止める。
この充電方式は−ΔＶ検出方式と一般に称され、電圧降
下の検出は最近はマイクロコンビエータでＡ／Ｄ変換さ
れて行われている。定電圧充電を行うと充電不足や光電
電流の異常過大等となって性能面及び安全面で問題があ
る。
下の検出は最近はマイクロコンビエータでＡ／Ｄ変換さ
れて行われている。定電圧充電を行うと充電不足や光電
電流の異常過大等となって性能面及び安全面で問題があ
る。
第２図（ｂ）は１２Ｖ１．８Ａｈの鉛電池を急速充電す
る時の充電曲線である。を流制限が１．４５ Ａで１４
．７Ｖの定電圧電源に接続したときの電池電圧は徐々：
二上昇し、１４．７Ｖに達し以降１４．７Ｖに固定され
る。
る時の充電曲線である。を流制限が１．４５ Ａで１４
．７Ｖの定電圧電源に接続したときの電池電圧は徐々：
二上昇し、１４．７Ｖに達し以降１４．７Ｖに固定され
る。
１４．７ｖ以上に上昇すると過充電となり、水素が発生
し、安全性の面で心配が生じてくる。充電電流は点線に
示すように、始めのうちは電流制限値であるが、電池電
圧が１４．７Ｖに達すると徐々に減少する。１５０ｍＡ
になった時点で充電を完了とする。
し、安全性の面で心配が生じてくる。充電電流は点線に
示すように、始めのうちは電流制限値であるが、電池電
圧が１４．７Ｖに達すると徐々に減少する。１５０ｍＡ
になった時点で充電を完了とする。
その後、充電装置は熱暴走を防止するために、長時間印
加してもさしつかえのない電圧の１＆５ｖに電圧を下げ
られる。
加してもさしつかえのない電圧の１＆５ｖに電圧を下げ
られる。
なお、本発明と関連する技術を開示した文献として、下
記のようなものがある。
記のようなものがある。
（１）三洋電機■密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池技
術資料 第５１〜５６頁 （２） 日本電池■鉛蓄電池アルカリ蓄電池技術資料
第１８．１９頁 〔発明が解決しようとするａ題〕 性能面ではＮｉＣｄ電池、コスト面では鉛電池が長所を
有しており、現在両電池が多用されている。
術資料 第５１〜５６頁 （２） 日本電池■鉛蓄電池アルカリ蓄電池技術資料
第１８．１９頁 〔発明が解決しようとするａ題〕 性能面ではＮｉＣｄ電池、コスト面では鉛電池が長所を
有しており、現在両電池が多用されている。
しかしながら、電池の種類を変えると充電装置も変えな
ければならず、二つの充電装置を必要とするという問題
があった。
ければならず、二つの充電装置を必要とするという問題
があった。
本発明の目的は、前記した従来装置の問題点を除去し、
活物質の区別ができる識別部分を有する二次電池と、該
二つの電池を充電可能な一つの充電装置を提供すること
にある。
活物質の区別ができる識別部分を有する二次電池と、該
二つの電池を充電可能な一つの充電装置を提供すること
にある。
本発明は、上記目的を達成するために、電池の活物質に
対応した凸起、くぼみ、接点又は接続プラグ等の識別部
を電池に設けた点に特徴がある。
対応した凸起、くぼみ、接点又は接続プラグ等の識別部
を電池に設けた点に特徴がある。
一方、充ｔｆｃａｉｔ＝、は、前記識別部の検出手段と
、該検出結果に応じて電流制限機能付の定電圧電源の電
流制限値と電圧値を変化できる手段を設けた点に特徴が
ある。
、該検出結果に応じて電流制限機能付の定電圧電源の電
流制限値と電圧値を変化できる手段を設けた点に特徴が
ある。
本発明の充電装置は電池の識別部を検出することにより
活物質の種類を判定する。該充電装置は、該判定結果に
基づいて電流制限値と電圧値を自動的に切換えることが
できるので、活物質の異る二次電池に対して充電装置の
兼用が可能になる。
活物質の種類を判定する。該充電装置は、該判定結果に
基づいて電流制限値と電圧値を自動的に切換えることが
できるので、活物質の異る二次電池に対して充電装置の
兼用が可能になる。
以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１
図は充電装置の内部ブロック図を示す。
図は充電装置の内部ブロック図を示す。
本実施例の充電装置はスイッチングレギエレータを採用
している。ＡＣ入力はＡＣ入カブラグ１゜１′から入力
し、ラインフィルタ２を通って整流ダイオードＤ１と平
滑コンデンサＣ１によって整流平滑され、ＤＣ１４０−
３３０Ｖが得られる。この直流電圧は絶縁トランスＴの
一次巻線Ｐ１を介してスイッチングトランジスタｑ１に
印加される。
している。ＡＣ入力はＡＣ入カブラグ１゜１′から入力
し、ラインフィルタ２を通って整流ダイオードＤ１と平
滑コンデンサＣ１によって整流平滑され、ＤＣ１４０−
３３０Ｖが得られる。この直流電圧は絶縁トランスＴの
一次巻線Ｐ１を介してスイッチングトランジスタｑ１に
印加される。
該トランジスタＱ１は約５０ＫＨｚで導通・遮断を繰り
返えしており、その導通期間はスイッチングレギエレー
タコントロールＩＣ（ＩＣ１）によって制御され、導通
期間中にエネルギーが絶縁トランスＴの一次巻線Ｐ１に
蓄えられ、遮断期間中に二次巻線Ｓ１を通して二次側に
伝達される。
返えしており、その導通期間はスイッチングレギエレー
タコントロールＩＣ（ＩＣ１）によって制御され、導通
期間中にエネルギーが絶縁トランスＴの一次巻線Ｐ１に
蓄えられ、遮断期間中に二次巻線Ｓ１を通して二次側に
伝達される。
該導通期間はフォトカップラＰｃｔ二よって二次側より
帰還される信号１：よって制御され、帰還入力ビン■の
電位が下がると導通期間が短くなる。
帰還される信号１：よって制御され、帰還入力ビン■の
電位が下がると導通期間が短くなる。
このようなスイッチングレギエレータＩＣは、例えば三
菱電機製Ｍ５１９７８などで実現できる。
菱電機製Ｍ５１９７８などで実現できる。
二次直流出力は、絶縁トランスＴの二次巻線出力をダイ
オードＤ２、平滑コンデンサＣ２によって整流平滑され
る。５は電圧安定化回路であって、２次側のマイクロコ
ンビエータＩＣ２や演算増幅器Ａ１−Ａ４等の制御回路
の電源用の５ｖと基準電圧ｖｒ、ｆを発生する。
オードＤ２、平滑コンデンサＣ２によって整流平滑され
る。５は電圧安定化回路であって、２次側のマイクロコ
ンビエータＩＣ２や演算増幅器Ａ１−Ａ４等の制御回路
の電源用の５ｖと基準電圧ｖｒ、ｆを発生する。
マイクロコンビ晶−タＩＣ２はＮｉＣｄ電池充電制御の
ためのものであって、Ａ／Ｄコンバータ用のパルス変調
出力端子Ｐ１をもつ、該マイクロコンビエータＩＣ２は
平滑回路４と演算増幅器ＡＳとにより電池電圧を取り込
むことができ、これを記憶し、その後：二取り込んだ電
圧値との演算ができ、−ΔＶ検出が可能である。このよ
うなマイクロコンビエータは富士通製ＭＢ８８５５６等
によって実現できる。
ためのものであって、Ａ／Ｄコンバータ用のパルス変調
出力端子Ｐ１をもつ、該マイクロコンビエータＩＣ２は
平滑回路４と演算増幅器ＡＳとにより電池電圧を取り込
むことができ、これを記憶し、その後：二取り込んだ電
圧値との演算ができ、−ΔＶ検出が可能である。このよ
うなマイクロコンビエータは富士通製ＭＢ８８５５６等
によって実現できる。
出力電圧ｖ０は、抵抗１’１１１とＲ１２またはｆＨ２
／Ｒ１２とで分割され、これと基準電圧ｖｒ、ｆとの差
は演算増幅器Ａ１で増幅され、フォトカップラＰＣによ
って一次側のＩＣ１に帰還される。
／Ｒ１２とで分割され、これと基準電圧ｖｒ、ｆとの差
は演算増幅器Ａ１で増幅され、フォトカップラＰＣによ
って一次側のＩＣ１に帰還される。
Ｒｅは電流検出用の抵抗であり、二次直流電流の帰還パ
スに挿入されている。該電流検出用の抵抗Ｒ０の電圧降
下は抵抗Ｒ２１，Ｒ２２で検出される。該検出された電
圧と基準電圧ｖｒ、ｆとの差は、演算増幅器Ａ２で増幅
され、フォトカップラＰＣによって一次側に帰還される
。これによって、電流制限がなされる。該電流制限は定
電圧化よりも優先される。
スに挿入されている。該電流検出用の抵抗Ｒ０の電圧降
下は抵抗Ｒ２１，Ｒ２２で検出される。該検出された電
圧と基準電圧ｖｒ、ｆとの差は、演算増幅器Ａ２で増幅
され、フォトカップラＰＣによって一次側に帰還される
。これによって、電流制限がなされる。該電流制限は定
電圧化よりも優先される。
トランジスタＱ２４が遮断及び導通の場合の前記抵抗Ｒ
０を流れる′ｉｔ流の電流制限＋ｆｉ Ｉ。１１．■。
０を流れる′ｉｔ流の電流制限＋ｆｉ Ｉ。１１．■。
、２は次のように求まる。
電流制限値以下の場合、出力電圧Ｖ。は、トランジスタ
Ｑ２２ ｍ Ｑ２Ｓ共遮断の場合は、次のよう（；求ま
る。
Ｑ２２ ｍ Ｑ２Ｓ共遮断の場合は、次のよう（；求ま
る。
トランジスタＱ２２が導通でトランジスタＱ２ｇが遮断
の場合は次のようになる。
の場合は次のようになる。
また、トランジスタＱ２２が遮断でトランジスタＱ２５
が導通の場合は、次のようになる。
が導通の場合は、次のようになる。
Ａ４は電流検出用の演算増幅器であり、電流検出抵抗Ｒ
０の電圧降下より１５０ｍＡ以上充電電流が流れている
場合に、Ｈレベルを出力し充電表示器ＬＥＤ１を点灯し
充電中であることを表示する。鉛電池の場合で充電電流
が１５０ｍＡ以上流れる場合には、電源電圧を上昇する
ためトランジスタＱ２５を導通させる。
０の電圧降下より１５０ｍＡ以上充電電流が流れている
場合に、Ｈレベルを出力し充電表示器ＬＥＤ１を点灯し
充電中であることを表示する。鉛電池の場合で充電電流
が１５０ｍＡ以上流れる場合には、電源電圧を上昇する
ためトランジスタＱ２５を導通させる。
ＳＷｔは電池検出スイッチであり、本実施例ではプツシ
纂スイッチ構造である。該スイッチＳＷ１は、ＮｉＣｄ
を池の場合は押されてＮｉＣｄ側に倒れるので、充電
装置の出力電圧Ｖ。は０式で求まる。
纂スイッチ構造である。該スイッチＳＷ１は、ＮｉＣｄ
を池の場合は押されてＮｉＣｄ側に倒れるので、充電
装置の出力電圧Ｖ。は０式で求まる。
１９Ｖに設定され、電流制限値は０式で求まる１、２５
Ａになる。
Ａになる。
ＮｉＣｄ電池であることはマイクロコンビ為−タＩＣ２
にも入力される。該マイクロコンビエータＩＣ２はトラ
ンジスタＱ２□を導通とし、スイッチ用トランジスタＱ
２１を導通とする。−ΔＶ検出された場合と電池電圧が
１８Ｖを越えた場合は、マイクロコンビ為−タＩＣ２の
Ａ／Ｄコンバータ機能により検知される。これが検知さ
れると、該マイクロコンビエータＩＣ２はトランジスタ
Ｑ２２を遮断しトランジスタＱ２１を遮断して充電を停
止する。
にも入力される。該マイクロコンビエータＩＣ２はトラ
ンジスタＱ２□を導通とし、スイッチ用トランジスタＱ
２１を導通とする。−ΔＶ検出された場合と電池電圧が
１８Ｖを越えた場合は、マイクロコンビ為−タＩＣ２の
Ａ／Ｄコンバータ機能により検知される。これが検知さ
れると、該マイクロコンビエータＩＣ２はトランジスタ
Ｑ２２を遮断しトランジスタＱ２１を遮断して充電を停
止する。
ＮｉＣｄ側にスイッチが倒れている場合は、トランジス
タＱ２Ｓは導通になり得ない。
タＱ２Ｓは導通になり得ない。
一方、スイッチＳＷ１が押されていないで船側に倒れて
いる場合には、電流制限値は前記０式で求まる１、 ４
５ Ａに設定される。この時には、もし充電電流が１５
０ｍＡ以上流れればトランジスタＱ２５は演算増幅器Ａ
４のＨ出力によって導通するため、電圧は最大０式で求
まる１４．７Ｖに設定される。
いる場合には、電流制限値は前記０式で求まる１、 ４
５ Ａに設定される。この時には、もし充電電流が１５
０ｍＡ以上流れればトランジスタＱ２５は演算増幅器Ａ
４のＨ出力によって導通するため、電圧は最大０式で求
まる１４．７Ｖに設定される。
充電電流が１５０ｍＡ以下の場合は０式で求まる１＆５
ｖに設定される。
ｖに設定される。
なお、鉛電池ではスイッチ用トランジスタＱ２１はトラ
ンジスタＱ２６が導通のため遮断することはない。
ンジスタＱ２６が導通のため遮断することはない。
第３図は本充電装置の電流（横軸）対電圧（縦軸）特性
を示す。
を示す。
同図の曲線ａはＮｉＣｄ用で１．２５Ａの制限電流で。
最大１９Ｖまで上昇し得るが、１８ｖ以下になるとトラ
ンジスタＱ２１が遮断するため点線で示すように原点ヘ
ジャングする。
ンジスタＱ２１が遮断するため点線で示すように原点ヘ
ジャングする。
同図の曲線すは鉛電池用で電流制限は１．４５Ａで制限
電流以下では１４７Ｖ（１５０ｍＡ以上のとき）または
１＆５Ｖ（１５０ｍＡ以下のとき）である。
電流以下では１４７Ｖ（１５０ｍＡ以上のとき）または
１＆５Ｖ（１５０ｍＡ以下のとき）である。
第４図は電池の活物質の種類を表わす識別部分を説明す
る図である。電極間に溝がない場合はＮｉＣｄ電池であ
り、溝がある場合は鉛電池である。
る図である。電極間に溝がない場合はＮｉＣｄ電池であ
り、溝がある場合は鉛電池である。
第５図は充電装置の外形図である。鉛電池の溝に対応し
た場所にブツシュスイッチＳＷ１が設けられている。該
ブツシュスイッチが押されればＮｉＣｄ電池、押されて
いなければ鉛電池であることが検出される。
た場所にブツシュスイッチＳＷ１が設けられている。該
ブツシュスイッチが押されればＮｉＣｄ電池、押されて
いなければ鉛電池であることが検出される。
電池の識別手段は前記の溝に限定されず、電池に突起を
設けてもよい、また電池に特定電位に固定された電極を
配置し、充電器側でこの電極の有無を電気的に検出して
も良い、さらに、例えば鉛電池に６．５■径の同軸プラ
グ、ＮｉＣｄ電池に５．５霧径の同軸プラグを接続し、
充電装置にはこれに対応した２つのジャックを設け、こ
れらのプラグジャックは排他的に接続されれば電池の種
類を識別することは容易にできる。
設けてもよい、また電池に特定電位に固定された電極を
配置し、充電器側でこの電極の有無を電気的に検出して
も良い、さらに、例えば鉛電池に６．５■径の同軸プラ
グ、ＮｉＣｄ電池に５．５霧径の同軸プラグを接続し、
充電装置にはこれに対応した２つのジャックを設け、こ
れらのプラグジャックは排他的に接続されれば電池の種
類を識別することは容易にできる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、活物
質の異る二次電池を一つの充電装置で充電できるという
効果がある。
質の異る二次電池を一つの充電装置で充電できるという
効果がある。
また、二次電池は活物質を識別するための識別部を有し
ているので、前記充電装置で充電する場合、該活物質に
合った適正な特性で充電されることができる。
ているので、前記充電装置で充電する場合、該活物質に
合った適正な特性で充電されることができる。
第１図は本発明の充電装置の一実施例を示すブロック図
、第２図（ａ）はＮｉＣｄ電池の充電特性の一例を示す
図、第２図（ｂ）は鉛電池の充電特性の一例を示す図、
第３図は本発明の一実施例の電流電圧特性曲線図、第４
図は本発明の一実施例の電池の識別部を示す斜視図、第
５図は本発明の一実施例の充電装置の外観図を示す。 ＩＣ１・・・スイッチングレギエレータコントロ−ルＩ
Ｃ ＩＣ２・・・マイクロコンｋＨｚ ｆｉＱ、・・・ス
イッチングトランジスタ Ｔ・・・絶縁トランス ＰＣ・・・フォトカップラ ＳＷｌ・・・電池検出スイッチ Ａ１−Ａ４・・・演算増幅器 ５．５・・・充電端子 １．１・・・ＡＣ入力端子。
、第２図（ａ）はＮｉＣｄ電池の充電特性の一例を示す
図、第２図（ｂ）は鉛電池の充電特性の一例を示す図、
第３図は本発明の一実施例の電流電圧特性曲線図、第４
図は本発明の一実施例の電池の識別部を示す斜視図、第
５図は本発明の一実施例の充電装置の外観図を示す。 ＩＣ１・・・スイッチングレギエレータコントロ−ルＩ
Ｃ ＩＣ２・・・マイクロコンｋＨｚ ｆｉＱ、・・・ス
イッチングトランジスタ Ｔ・・・絶縁トランス ＰＣ・・・フォトカップラ ＳＷｌ・・・電池検出スイッチ Ａ１−Ａ４・・・演算増幅器 ５．５・・・充電端子 １．１・・・ＡＣ入力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、活物質の種類に対応する識別部を具備したことを特
徴とする二次電池。 ２、電流制限付きの定電圧充電装置において、前記二次
電池の識別部を検出する識別部検出手段と、電流帰還経
路内に設けられた微小抵抗の電圧降下の抵抗分割により
得られた電圧と第１の基準電圧とを比較し、これを帰還
するようにした電流制限特性形成手段と、出力電圧を抵
抗分割して得られた電圧と第２の基準電圧とを比較し、
これを帰還するようにした定電圧特性形成手段とを具備
し、前記識別部検出手段からの検出信号により前記抵抗
分割のための分圧抵抗値を制御することにより、前記電
流制限特性および定電圧特性における電流制限値と電圧
値とを変更できるようにしたことを特徴とする充電装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320672A JPH02168579A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 二次電池およびその充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320672A JPH02168579A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 二次電池およびその充電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168579A true JPH02168579A (ja) | 1990-06-28 |
Family
ID=18124040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63320672A Pending JPH02168579A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 二次電池およびその充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02168579A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0581943U (ja) * | 1991-12-11 | 1993-11-05 | 怡利電子工業股▲ふん▼有限公司 | 鉛酸電池の充電装置 |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP63320672A patent/JPH02168579A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0581943U (ja) * | 1991-12-11 | 1993-11-05 | 怡利電子工業股▲ふん▼有限公司 | 鉛酸電池の充電装置 |
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