JPH04168930A - 蓄電池の充電方法及び充電装置 - Google Patents

蓄電池の充電方法及び充電装置

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JPH04168930A
JPH04168930A JP2294497A JP29449790A JPH04168930A JP H04168930 A JPH04168930 A JP H04168930A JP 2294497 A JP2294497 A JP 2294497A JP 29449790 A JP29449790 A JP 29449790A JP H04168930 A JPH04168930 A JP H04168930A
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JP
Japan
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charging
battery
voltage
reference voltage
storage battery
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Pending
Application number
JP2294497A
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English (en)
Inventor
Taisuke Kuroda
泰介 黒田
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は蓄電池の充電方法及び充電装置に関するもので
ある。
[従来の技術] 従来の蓄電池の充電方法では、蓄電池の充電中に継続し
て電池電圧を測定し、電池電圧が予め設定した充電完了
判定用基準電圧を越えると充電を停止する方法や、充電
を繰返し遮断してその遮断中の電池開路電圧と充電完了
を認定するために予め設定した一つの基準電圧とを比較
して電池開路電圧か基準電圧を越えると充電を停止する
方法等がとられている。しかしながら従来の充電方法で
は、電池の一部が寿命に達して電池内部のセルで短絡が
発生した場合には、電池電圧が低下するため、充電の完
了を検出できずに充電が続けられて、電池が過充電状態
となり、異常発熱が発生して機器を破損させるおそれが
あった。これを未然に防ぐため、従来は充電完了時間に
おいて電池電圧が正常範囲にあるか否かで異常を判断し
ていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、完全充電状態にある例えばニッケル・カ
ドミウム蓄電池の場合、直列接続される素電池の数が多
くなると1個の素電池が短絡していても、全体の電池電
圧を測定した場合には、測定値が正常な範囲に入ってし
まう可能性がある。
実際に、10個の素電池で構成したニッケル・カドミウ
ム電池をICmAで急速充電した場合、電池電圧は充電
初期では約14v1充電完了時では約16Vになる。し
かしながら1個の素電池が短絡した同形電池の充電完了
時の電圧は約14.4Vになる。そのため、基準電圧の
設定いかんによっては、電池の異常を満足に検知し得な
いという問題があった。即ち、電池が完全充電状態にあ
る場合には、電池電圧はガス発生時の電位を示すために
、0.1〜0.2V/セル高くなる。そのためn個の素
電池を直列接続してなる完全充電されていない電池の電
圧と、完全充電されたときのn−1個の素電池からなる
電池の電圧とを区別することができない。
本発明の目的は、電池の初期充電状態のいかんにかかわ
りなく電池が正常か否かを判定し、判定結果に応じて充
電を続行又は中止する充電方法及び充電装置を提供する
ことになる。
[課題を解決するための手段] 上記の課題を解決するために本発明の充電方法は、電池
電圧を予め設定した充電完了判定用の第1の基準電圧v
1と比較し、電池電圧が前記第1の基準電圧に達すると
充電の完了を検知して充電を停止する蓄電池の充電方法
を特徴とする請求項1の方法では、充電開始後、正常な
電池が充電を完了するのに必要な時間に達する前に充電
電流を中断する。次に電池の電気化学的な過渡現象か終
了する時間を経過した後に、電池電圧を第1の基準電圧
Vlよりも低い異常判定用の第2の基準電圧v2と比較
する。そして電池電圧が第2の基準電圧よりも低い場合
には充電を中止し、高い場合には充電を特徴する 請求項2の方法では、充電電流の中断を完全充電状態の
電池が過充電による損傷を受けない短時間の期間内に行
う。
請求項3の充電装置では、電池電圧を予め設定した充電
完了判定用の第1の基準電圧■1と比較し、電池電圧が
前記第1の基準電圧v1に達すると充電の完了を検知し
て充電を停止する蓄電池の充電装置を対象とする。
本発明の充電装置では充電停止信号の入力により充電動
作を停止する充電器Aと、蓄電池Bの電池電圧を第1の
基準電圧v1と比較して、電池電圧が第1の基準電圧に
達したときに充電停止信号を出力して前記充電器Aの動
作を停止させる第1の比較器7とを具備する。更に、本
発明の装置では、タイマ回路1と、パルス発生器2と、
遮断器3と、第2の比較器4と、充電停止判定回路5と
を備えている。タイマ回路1は、充電器Aの出力により
起動されて計時を開始して、正常な電池が充電を完了す
るのに必要な時間に達する前の所定時期に中断信号を出
力する。パルス発生器2は、タイマ回路1からの出力信
号により起動されて充電中断時の電池の電気化学的な過
渡現象が終了する時間以上の時間幅を有するパルス信号
を出力する。遮断器3は、充電器Aと充電すべき蓄電池
Bとの間に配置されて、パルス発生器2からパルス信号
が出力されている期間充電電流を遮断する。
第2の比較器4は、蓄電池Bの電池電圧を第1の基準電
圧V1よりも低い異常判定用の第2の基準電圧V2と比
較して、電池電圧が第2の基準電圧■2よりも低い場合
に異常検出信号を出力する。
充電停止判定回路5は、パルス発生器2及び第2の比較
器4からの各出力信号を入力として、パルス信号の終期
に第2の比較器4から異常検出信号を受信すると充電停
止信号を出力して充電器Aの動作を停止させる。
[作用] 請求項1の本発明の充電方法においては、充電完了判定
用の第1の基準電圧とは別に、第1の基準電圧よりも低
い異常判定用の第2の基準電圧を設けて充電途中の電池
電圧を測定するため、早期に且つ確実に不良電池が含ま
れていることを検出することができる。充電すべき蓄電
池の規格に対応して該電池がn個の素電池の直列構成か
らなる場合、充電中断時点における正常な素電池が備え
るべき電池電圧のn倍の電圧を異常判定用の第2の基準
電圧v2として前述の容量で電池電圧をチエツクするこ
とにより、充電すべき蓄電池を構成する一部の素電池に
短絡等の故障を生じている不良電池を充電初期の段階で
適確に検出し、充電を停止する。これにより、電池が過
充電により異常発熱して破損されるような事故が未然に
防止される。
また特に本発明の方法では、充電中断後に電気化学的な
過渡現象が終了する時間を経過した後に、電池電圧を第
2の基準電圧V2と比較するようにしたので、電池電圧
が安定した時点で電池の良否を判定することができ、電
池不良の判定精度を向上させることができる。
また、本発明の充電装置においては、上記の充電方法を
自動的に且つ良好に実施することができる。
[実施例コ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。例えば、10個の素電池からなる容量が1200 m
At(のニッケル・カドミウム蓄電池を第1の基準電圧
V1=15Vまで4CmAの充電電流で充電を行わんと
する場合、充電開始後、正常な電池が充電を完了するの
に必要な時間に達するよりもかなり前の段階、例えば1
5秒を経過したときに一旦、充電電流を遮断する。そし
て、電池の充電中断に伴う電気化学的な過渡現象が終了
する時間、例えば2秒(2000ms)間を経過した後
に電池電圧を検出して、第1の基準電圧15Vよりは低
い電圧値の異常判定用の第2の基準電圧V2 =14V
と比較し、該第2の基準電圧よりも電池電圧が低い場合
は電池を異常と認めて充電を取止め、電池電圧の方が第
2の基準電圧より高い場合は正常な電池と認めて充電を
再開し、第1の基準電圧15Vに達するまで充電を行う
ようにする。
上記の異常判定用の第2の基準電圧v2は、蓄電池Bが
n個の素電池を直列接続した構成からなる場合には、充
電中断時点における正常な素電池が備えるべき電池電圧
のn倍の電圧とする。
第1図は上記の充電方法を実施する充電装置の構成例を
示したもので、同図のAは電源に接続される電圧制御方
式の充電器であり、Bは充電すべき前述の規格のニッケ
ル・カドミウム蓄電池である。1は充電器Aが電池Bを
充電しだすると同時に起動されて、正常な電池が充電を
完了するのに必要な時間に達する前の所定時期(本例で
は前記15秒後)に中断信号を出力するタイマ回路であ
る。このタイマ回路1は、公知のタイマ回路を用いるこ
とができる。このタイマ回路は、充電を最終的に停止す
る際にリセットされる。2はタイマ回路1の出力により
駆動または起動されて、充電中断時の電池の電気化学的
な過渡現象が終了する時間以上の時間幅(本例では前記
2秒)のパルス信号を出力するパルス発生器である。3
は充電器Aと蓄電池Bとの間にあって、常時は蓄電池B
に充電電流を流すとともに、パルス信号により駆動され
て該パルス信号の継続期間中、蓄電池Bへの充電電流を
遮断する遮断器である。また4は蓄電池Bの電池電圧と
予め設定した該電池の異常判定用の第2の基準電圧V2
  (本例では前記14V)とを比較して、電池電圧が
第2の基準電圧v2よりも低い場合に、論理値「1」の
異常検出信号を出力信号として出力する第2の比較器で
ある。5はフリップ・フロップ回路からなる充電停止判
定回路で、この充電停止判定回路5にはパルス発生器2
からのパルス信号と第2の比較器4の出力信号とが入力
され、パルス信号の終了時期において第2の比較器4か
ら異常検出信号が出力されている場合には、オア回路O
Rを通して充電器Aに充電動作を停止させるための充電
停止信号を出力する。6は充電停止判定回路5の出力側
に接続された故障表示灯であり、図示しない電源に接続
されて、充電停止判定回路5から充電停止信号が出力さ
れると点灯して、電池の不良を表示する。7は蓄電池B
の電池電圧と該電池の充電完了を認定するために設定し
た第1の基準電圧Vl  (本例では前記15v)とを
比較して、電池電圧が第1の基準電圧v1に達した場合
に論理値「1」の充電停止信号を出力する第1の比較器
である。この第1の比較器7の出力はオア回路ORを通
して充電器Aの動作を停止させる。
上記の充電装置の動作を説明すると、まず電源からの入
力により充電器Aが動作して常閉の遮断器3を通して蓄
電池Bの充電開始後、正常な蓄電池Bが初期充電を完了
するのに必要な時間に達するよりもかなり前の時点、即
ち起動後15秒後にタイマ回路1から中断信号を出力さ
せる。この中断信号によりパルス発生器2が動作してパ
ルス幅が2秒のパルス信号を出力し、該パルス信号に駆
動されて該パルス信号の継続期間中、遮断器3が動作し
て充電電流を中断する。他方、第2の比較器4が蓄電池
Bの電池電圧を異常判定用の第2の基準電圧V2  (
=14V)と比較して、電池電圧が第2の基準電圧14
Vよりも低い場合は、論理値「1」、高い場合は論理値
「O」の信号を出力する。充電停止判定回路5は、パル
ス発生器2からのパルスの立ち下がり信号で動作して、
第2の比較器4の出力信号(異常検出信号)を保持出力
する。そして、この出力信号が論理値「1」であった場
合には故障表示灯6が点灯して蓄電池Bの異常を表示す
るとともに充電器Aの動作を停止させる。
充電停止判定回路5の出力信号の論理値が「0」であっ
た場合は、故障表示灯6は点灯されることなく、充電器
Aの動作も停止されない。この場合は、蓄電池Bが正常
と認められるので、以後、復元・導通した遮断器3を通
して充電が再開される。
そして、蓄電池Bの電池電圧が第1の基準電圧■1  
(=15V)に達すると第1の比較器7から論理値「1
」の充電停止信号が出力されて、この出力信号がオア回
路ORを通して充電器Aに入力されて充電器Aの動作が
停止され、充電が終了する。
本実施例では、充電開始後15秒経過したときに充電を
中断したが、この中断時期は正常な蓄電池Bが充電を完
了するのに必要な時間に達するよりも前の適宜時点で、
好ましくは完全充電状態の電池が過充電による損傷を受
けない短時間の期間内にあればよい。
また、本実施例では充電の中断時間を2秒間とし、該2
秒間の終りで電池電圧をチエツクするようにしたが、電
池電圧のチエツク時点は充電の中断後、電池の電気化学
的な過渡現象が終了する時間を経過した後の適宜時点で
あればよい。
更に、本実施例では電池の充電完了基準電圧を15v1
異常判定用の第2の基準電圧を14Vとしたが、これら
の電圧値は充電すべき蓄電池Bの性能・規格に基づいて
適切に選定すればよい。
[発明の効果コ 以上述べたように、本発明の充電方法によれば、電池が
充電を完了するのに必要な時間に達する前に充電を中断
し、電池電圧を充電完了判定用の第1の基準電圧より低
い異常判定用の第2の基準電圧と比較して、該第2の基
準電圧よりも電池電圧が低い場合は充電を中止するよう
にしたので、−部に短絡等の故障を生じている不良電池
を充電初期の段階で適確に検出し得て、電池が過充電に
より発熱破損されるような事故を未然に防止することが
できる。
また、本発明の充電装置によれば、本発明の充電方法を
自動的に良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る充電装置の実施例の概要を示す接続
図である。 A・・・充電器、B・・・蓄電池、1・・・タイマ回路
、2・・・パルス発生器、3・・・遮断器、4・・・第
2の比較器、5・・・充電停止判定回路、6・・・故障
表示灯、7・・・第1の比較器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]電池電圧を予め設定した充電完了判定用の第1の
    基準電圧(V1)と比較し、電池電圧が前記第1の基準
    電圧に達すると充電の完了を検知して充電を停止する蓄
    電池の充電方法において、充電開始後、正常な電池が充
    電を完了するのに必要な時間に達する前に充電電流を中
    断し、電池の電気化学的な過渡現象が終了する時間を経
    過した後に、前記電池電圧を前記第1の基準電圧(V1
    )よりも低い異常判定用の第2の基準電圧(V2)と比
    較し、 前記電池電圧が前記第2の基準電圧よりも低い場合には
    充電を中止し、高い場合には充電を継続することを特徴
    とする蓄電池の充電方法。 [2]前記充電電流の中断を完全充電状態の電池が過充
    電による損傷を受けない短時間の期間内に行う請求項1
    に記載の蓄電池の充電方法。 [3]電池電圧を予め設定した充電完了判定用の第1の
    基準電圧(V1)と比較し、電池電圧が前記第1の基準
    電圧に達すると充電の完了を検知して充電を停止する蓄
    電池の充電装置において、充電停止信号の入力により充
    電動作を停止する充電器(A)と、 前記蓄電池(B)の電池電圧を前記第1の基準電圧(V
    1)と比較して、前記電池電圧が前記第1の基準電圧(
    V1)に達したときに前記充電停止信号を出力して前記
    充電器(A)の動作を停止させる第1の比較器(7)と
    、 前記充電器の出力により起動されて計時を開始し、正常
    な電池が充電を完了するのに必要な時間に達する前の所
    定時期に中断信号を出力するタイマ回路(1)と、 前記タイマ回路(1)からの出力信号により起動されて
    、充電中断時の電池の電気化学的な過渡現象が終了する
    時間以上の時間幅を有するパルス信号を出力するパルス
    発生器(2)と、 前記充電器(A)と充電すべき蓄電池(B)との間に配
    置されて前記パルス信号が出力されている期間充電電流
    を遮断する遮断器(3)と、前記蓄電池(B)の電池電
    圧を前記第1の基準電圧(V1)よりも低い異常判定用
    の第2の基準電圧(V2)と比較して、前記電池電圧が
    前記第2の基準電圧よりも低い場合に異常検出信号を出
    力する第2の比較器(4)と、 前記パルス発生器(2)及び前記第2の比較器(4)か
    らの各出力信号を入力として、前記パルス信号の終期に
    前記第2の比較器(4)から前記異常検出信号を受信す
    ると前記充電停止信号を出力して前記充電器(A)の動
    作を停止させる充電停止判定回路(5)とを具備するこ
    とを特徴とする蓄電池の充電装置。
JP2294497A 1990-10-31 1990-10-31 蓄電池の充電方法及び充電装置 Pending JPH04168930A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998008146A1 (en) * 1996-08-21 1998-02-26 Citizen Watch Co., Ltd. Rechargeable electronic device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998008146A1 (en) * 1996-08-21 1998-02-26 Citizen Watch Co., Ltd. Rechargeable electronic device

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