JPH04222424A - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
- Publication number
- JPH04222424A JPH04222424A JP2414544A JP41454490A JPH04222424A JP H04222424 A JPH04222424 A JP H04222424A JP 2414544 A JP2414544 A JP 2414544A JP 41454490 A JP41454490 A JP 41454490A JP H04222424 A JPH04222424 A JP H04222424A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- current
- voltage
- secondary battery
- unit
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- Pending
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二次電池を充電する充電
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来二次電池の充電方式としていわゆる
−ΔＶ方式が広く用いられている。この方式は二次電池
の充電電圧特性を図３に示すように、充電の末期に電圧
がピークとなり、その後下降することを利用したもので
ある。この充電装置に充電後に二次電池のピーク電圧Ｖ
ｐ を記憶しておき、そのピーク電圧Ｖｐ に対して所
定電圧（ΔＶ）降下した時点で充電を停止するものであ
る。
−ΔＶ方式が広く用いられている。この方式は二次電池
の充電電圧特性を図３に示すように、充電の末期に電圧
がピークとなり、その後下降することを利用したもので
ある。この充電装置に充電後に二次電池のピーク電圧Ｖ
ｐ を記憶しておき、そのピーク電圧Ｖｐ に対して所
定電圧（ΔＶ）降下した時点で充電を停止するものであ
る。
【０００３】しかるに二次電池はその保存状態によって
電極が不活性化する。不活性化が進んだ二次電池を充電
すると充電特性は正常なものとは異なる。例えば図４（
ａ）に示すように不活性化が極度に進んだ二次電池では
、充電したときにピークが出現すべき範囲Ｘに現れる電
圧が徐々に上昇してしまう。又図４（ｂ）に示すように
不活性化が進んだ二次電池では充電開始後所定時間（経
験的には２分〜５分）の後に第１のピークが現れ、その
後充電の完了地点で再び第２のピークが現れることがあ
る。又二次電池は充電時の温度によってもピーク値の現
れ方が異なる。例えば図４（ｃ）に示すように温度が高
ければ充電末期のピーク値は現れにくくなる。
電極が不活性化する。不活性化が進んだ二次電池を充電
すると充電特性は正常なものとは異なる。例えば図４（
ａ）に示すように不活性化が極度に進んだ二次電池では
、充電したときにピークが出現すべき範囲Ｘに現れる電
圧が徐々に上昇してしまう。又図４（ｂ）に示すように
不活性化が進んだ二次電池では充電開始後所定時間（経
験的には２分〜５分）の後に第１のピークが現れ、その
後充電の完了地点で再び第２のピークが現れることがあ
る。又二次電池は充電時の温度によってもピーク値の現
れ方が異なる。例えば図４（ｃ）に示すように温度が高
ければ充電末期のピーク値は現れにくくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるにこのような従
来の−ΔＶ方式の充電装置では、図４（ａ），図４（ｃ
）の場合に−ΔＶを検出することができず過充電になる
ことがあり、最悪の場合には電池が液漏れしてしまい、
安全性にも問題が生じるという欠点があった。又図４（
ｂ）に示すような充電特性を示す場合には、第１のピー
ク電圧に達したときに充電が完了したものとして充電を
停止するため、必要な充電を行うことができないという
欠点があった。
来の−ΔＶ方式の充電装置では、図４（ａ），図４（ｃ
）の場合に−ΔＶを検出することができず過充電になる
ことがあり、最悪の場合には電池が液漏れしてしまい、
安全性にも問題が生じるという欠点があった。又図４（
ｂ）に示すような充電特性を示す場合には、第１のピー
ク電圧に達したときに充電が完了したものとして充電を
停止するため、必要な充電を行うことができないという
欠点があった。
【０００５】本発明はこのような従来の充電装置の問題
点に鑑みてなされたものであって、種々の充電特性を有
する二次電池を確実に充電できるようにすることを技術
的課題とする。
点に鑑みてなされたものであって、種々の充電特性を有
する二次電池を確実に充電できるようにすることを技術
的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は二次電池の充電
電流を開閉するスイッチ手段と、二次電池の充電電流を
検出する電流検出部と、電流検出部による電流検出信号
を積算する積算部と、二次電池の充電電圧を検出する電
圧検出部と、積算部より得られる電流の積算値が第１の
閾値を越えるか否かを判別する第１の判別部と、第１の
判別部より判別信号が得られるときに前記電圧検出部の
検出信号より−ΔＶの電圧低下を検出するΔＶ検出部と
、第１の判別部より判別信号が得られるときに前記積算
部の電流積算値を二次電池の電流定格に基づく電流積算
値により定められた第２の閾値を越えるか否かを判別す
る第２の判別部と、ΔＶ検出部及び前記第２の判別部の
いずれかの出力に基づいて前記スイッチ手段を制御する
充電制御部と、を具備することを特徴とするものである
。
電流を開閉するスイッチ手段と、二次電池の充電電流を
検出する電流検出部と、電流検出部による電流検出信号
を積算する積算部と、二次電池の充電電圧を検出する電
圧検出部と、積算部より得られる電流の積算値が第１の
閾値を越えるか否かを判別する第１の判別部と、第１の
判別部より判別信号が得られるときに前記電圧検出部の
検出信号より−ΔＶの電圧低下を検出するΔＶ検出部と
、第１の判別部より判別信号が得られるときに前記積算
部の電流積算値を二次電池の電流定格に基づく電流積算
値により定められた第２の閾値を越えるか否かを判別す
る第２の判別部と、ΔＶ検出部及び前記第２の判別部の
いずれかの出力に基づいて前記スイッチ手段を制御する
充電制御部と、を具備することを特徴とするものである
。
【０００７】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、電流
検出手段により検出した充電電流を積算部より積算し充
電中の電池の充電量を監視し、第１の積算値に達したと
きに二次電池の端子電圧のΔＶの低下を検出するように
している。そして端子電圧がΔＶ低下する充電特性が得
られるか、又は所定の充電量に達したときに電池の充電
を停止するようにしている。
検出手段により検出した充電電流を積算部より積算し充
電中の電池の充電量を監視し、第１の積算値に達したと
きに二次電池の端子電圧のΔＶの低下を検出するように
している。そして端子電圧がΔＶ低下する充電特性が得
られるか、又は所定の充電量に達したときに電池の充電
を停止するようにしている。
【０００８】
【実施例】次に本発明の一実施例による充電装置につい
て図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の充電装置
の構成を示すブロック図である。本図において二次電池
１は負極端が抵抗２を介して接地されており、正極端は
抵抗３及びスイッチ４を介して図示しない電源装置の電
源Ｖｃｃに接続されている。スイッチ４はマイクロコン
ピュータによって構成される制御部５によってその充電
が制御される。そしてスイッチ４が閉成されたときには
抵抗３を介して二次電池１に電流が流れ、いわゆる準定
電流方式による充電が成される。さて抵抗２は充電電流
を電圧に変換するものであって、その出力は電流検出部
６に与えられる。電流検出部６は抵抗２を流れる抵抗の
端子電圧に基づいて電流を検出し、マイクロコンピュー
タの入力レベルに変換するものである。更に二次電池１
の正極端は電圧検出部７に接続される。電圧検出部７は
充電中の二次電池１の端子電圧を検出するものであって
、その電圧をレベル変換して制御部５に与える。制御部
５内には第１図に示すように電流検出部６，電圧検出部
７の出力をデジタル信号に変換する電流Ａ／Ｄ変換部８
及び電圧Ａ／Ｄ変換部９が設けられる。電流Ａ／Ｄ変換
部８の出力は積算部１０によって所定時間毎に積算され
、その積算出力は第１，第２の判別部１１，１２に与え
られる。第１の判別部１１は第１の積算の閾値を越える
かどうかを判別するものであって、第１の閾値を越える
場合にはその検知出力を第２の判別部１２及びΔＶ検出
部１３に与える。ΔＶ検出部１３は電圧値がピーク値か
らΔＶだけ低下するか否かを判別するものであり、第２
の判別部１２は電流の積算値がその二次電池の容量に相
当する第２の閾値に達したかどうかを判別するものであ
る。これらの判別出力は充電制御部１４に与えられる。 充電制御部１４はそれらのいずれかの出力が与えられた
ときにスイッチ４を介して充電を停止するものである。
て図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の充電装置
の構成を示すブロック図である。本図において二次電池
１は負極端が抵抗２を介して接地されており、正極端は
抵抗３及びスイッチ４を介して図示しない電源装置の電
源Ｖｃｃに接続されている。スイッチ４はマイクロコン
ピュータによって構成される制御部５によってその充電
が制御される。そしてスイッチ４が閉成されたときには
抵抗３を介して二次電池１に電流が流れ、いわゆる準定
電流方式による充電が成される。さて抵抗２は充電電流
を電圧に変換するものであって、その出力は電流検出部
６に与えられる。電流検出部６は抵抗２を流れる抵抗の
端子電圧に基づいて電流を検出し、マイクロコンピュー
タの入力レベルに変換するものである。更に二次電池１
の正極端は電圧検出部７に接続される。電圧検出部７は
充電中の二次電池１の端子電圧を検出するものであって
、その電圧をレベル変換して制御部５に与える。制御部
５内には第１図に示すように電流検出部６，電圧検出部
７の出力をデジタル信号に変換する電流Ａ／Ｄ変換部８
及び電圧Ａ／Ｄ変換部９が設けられる。電流Ａ／Ｄ変換
部８の出力は積算部１０によって所定時間毎に積算され
、その積算出力は第１，第２の判別部１１，１２に与え
られる。第１の判別部１１は第１の積算の閾値を越える
かどうかを判別するものであって、第１の閾値を越える
場合にはその検知出力を第２の判別部１２及びΔＶ検出
部１３に与える。ΔＶ検出部１３は電圧値がピーク値か
らΔＶだけ低下するか否かを判別するものであり、第２
の判別部１２は電流の積算値がその二次電池の容量に相
当する第２の閾値に達したかどうかを判別するものであ
る。これらの判別出力は充電制御部１４に与えられる。 充電制御部１４はそれらのいずれかの出力が与えられた
ときにスイッチ４を介して充電を停止するものである。
【０００９】次に本実施例の動作について図２のフロー
チャートを参照しつつ説明する。まず動作を開始すると
、充電制御部１４より信号を出力しスイッチ４を閉成す
る（ステップ２１）。そうすれば二次電池１の充電が開
始され電流検出部６，電圧検出部７によって充電電流と
その端子電圧が検出される。そして制御部５ではステッ
プ２２， ２３に進んで周期的に電流及び電圧のＡ／Ｄ
変換を行う。ここで得られた電流値をＩｉ ，電圧値を
Ｖｉ とする。そしてステップ２４に進んでＩ＝Ｉ＋Ｉ
ｉ として充電電流値Ｉを積算する。ここで制御部５は
ステップ２２， ２３及び２４において夫々電流Ａ／Ｄ
変換部８，電圧Ａ／Ｄ変換部９及び積算部１０の機能を
達成している。さて電流の積算を終えるとステップ２５
に進んでそのとき得られた電流値Ｉが第１の閾値を越え
るかどうかをチェックする。このレベルを越えていなけ
ればステップ２２に戻って同様の処理を繰り返す。一方
第１の閾値を越えている場合には、ステップ２５よりス
テップ２６に進んでそのとき得られた電圧のＡ／Ｄ変換
値がＶｎ を越えているかどうかをチェックする。この
値Ｖｎ は初期値として０とし、Ｖｎ を越えている場
合にはステップ２７に進んでＶｎ をＶｉ とする。そ
してステップ２８に進んで電流積算値Ｉが第２の閾値を
越えているかどうかをチェックする。第２の閾値を越え
ていない場合にはステップ２２に戻って同様の処理を繰
り返す。こうして電圧の最大値Ｖｎ はループを繰り返
す毎に徐々に上昇することとなり、図３に示すようにピ
ーク値から低下した場合にはステップ２６からステップ
２９に進んでＶｎ −Ｖｉ がΔＶを越えているかどう
かをチェックする。このレベルを越えていなければステ
ップ２８に戻って電流積算値が第２の閾値を越えている
かどうかをチェックする。そしてステップ２８， ２９
において電流積算値が第２の閾値を越えるか又は端子電
圧がΔＶ以上低下した場合には、ステップ３０に進んで
スイッチ４をオフとして充電を終了する。
チャートを参照しつつ説明する。まず動作を開始すると
、充電制御部１４より信号を出力しスイッチ４を閉成す
る（ステップ２１）。そうすれば二次電池１の充電が開
始され電流検出部６，電圧検出部７によって充電電流と
その端子電圧が検出される。そして制御部５ではステッ
プ２２， ２３に進んで周期的に電流及び電圧のＡ／Ｄ
変換を行う。ここで得られた電流値をＩｉ ，電圧値を
Ｖｉ とする。そしてステップ２４に進んでＩ＝Ｉ＋Ｉ
ｉ として充電電流値Ｉを積算する。ここで制御部５は
ステップ２２， ２３及び２４において夫々電流Ａ／Ｄ
変換部８，電圧Ａ／Ｄ変換部９及び積算部１０の機能を
達成している。さて電流の積算を終えるとステップ２５
に進んでそのとき得られた電流値Ｉが第１の閾値を越え
るかどうかをチェックする。このレベルを越えていなけ
ればステップ２２に戻って同様の処理を繰り返す。一方
第１の閾値を越えている場合には、ステップ２５よりス
テップ２６に進んでそのとき得られた電圧のＡ／Ｄ変換
値がＶｎ を越えているかどうかをチェックする。この
値Ｖｎ は初期値として０とし、Ｖｎ を越えている場
合にはステップ２７に進んでＶｎ をＶｉ とする。そ
してステップ２８に進んで電流積算値Ｉが第２の閾値を
越えているかどうかをチェックする。第２の閾値を越え
ていない場合にはステップ２２に戻って同様の処理を繰
り返す。こうして電圧の最大値Ｖｎ はループを繰り返
す毎に徐々に上昇することとなり、図３に示すようにピ
ーク値から低下した場合にはステップ２６からステップ
２９に進んでＶｎ −Ｖｉ がΔＶを越えているかどう
かをチェックする。このレベルを越えていなければステ
ップ２８に戻って電流積算値が第２の閾値を越えている
かどうかをチェックする。そしてステップ２８， ２９
において電流積算値が第２の閾値を越えるか又は端子電
圧がΔＶ以上低下した場合には、ステップ３０に進んで
スイッチ４をオフとして充電を終了する。
【００１０】ここで第１，第２の電流積算値について説
明する。例えば二次電池１の定格容量が１Ａｈ とする
と、１Ａの充電電流で１時間充電すれば定格量を充電し
たこととなる。ここで充電電流の検出を１秒間に１回行
う場合には、充電完了に必要な積算値Ｉは１×６０×６
０＝３６００となる。即ち充電電流の積算値が３６００
以上となれば充電を完了することができる。しかしなが
ら充電効率があるためこの値より１割〜２割多い値を第
２の閾値として設定しておく。又第１の電流の閾値はこ
の積算値の３０〜８０％に設定しておく。こうすれば二
次電池１が不活性化しており、図４（ｂ）に示すように
充電開始の直後にピーク値が現れる場合にも、ΔＶの検
出を行うことがなく所定レベル以上充電した後にΔＶの
検出が行える。そして図４（ａ）又は（ｃ）の高温の場
合に示すように十分なΔＶの検出が行えない場合にも、
充電の完了を検出して充電制御部１４を介して充電を停
止することができる。ここで制御部５はステップ２５，
２８において夫々電流積算値が第１， 第２の所定の
閾値を越えるかどうかを判別する判別部１１，１２を構
成しており、ステップ２６， ２７及び２９は電圧値が
ΔＶ低下するかを判別するΔＶ検出部１３の機能を達成
している。尚本実施例は充電完了時に充電電流を０とす
るようにしているが、充電の効率を向上するために充電
を完了した後、補充電に相当する定電流の充電電流（定
格電流の１／２０〜１／３０程度）に切換えるようにし
てもよい。
明する。例えば二次電池１の定格容量が１Ａｈ とする
と、１Ａの充電電流で１時間充電すれば定格量を充電し
たこととなる。ここで充電電流の検出を１秒間に１回行
う場合には、充電完了に必要な積算値Ｉは１×６０×６
０＝３６００となる。即ち充電電流の積算値が３６００
以上となれば充電を完了することができる。しかしなが
ら充電効率があるためこの値より１割〜２割多い値を第
２の閾値として設定しておく。又第１の電流の閾値はこ
の積算値の３０〜８０％に設定しておく。こうすれば二
次電池１が不活性化しており、図４（ｂ）に示すように
充電開始の直後にピーク値が現れる場合にも、ΔＶの検
出を行うことがなく所定レベル以上充電した後にΔＶの
検出が行える。そして図４（ａ）又は（ｃ）の高温の場
合に示すように十分なΔＶの検出が行えない場合にも、
充電の完了を検出して充電制御部１４を介して充電を停
止することができる。ここで制御部５はステップ２５，
２８において夫々電流積算値が第１， 第２の所定の
閾値を越えるかどうかを判別する判別部１１，１２を構
成しており、ステップ２６， ２７及び２９は電圧値が
ΔＶ低下するかを判別するΔＶ検出部１３の機能を達成
している。尚本実施例は充電完了時に充電電流を０とす
るようにしているが、充電の効率を向上するために充電
を完了した後、補充電に相当する定電流の充電電流（定
格電流の１／２０〜１／３０程度）に切換えるようにし
てもよい。
【００１１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、二次電圧が正常な充電特性を示す場合だけでなく、
充電直後にピーク値を示したりΔＶ特性が得られない場
合にも、確実に二次電池を充電することができるという
効果が得られる。
ば、二次電圧が正常な充電特性を示す場合だけでなく、
充電直後にピーク値を示したりΔＶ特性が得られない場
合にも、確実に二次電池を充電することができるという
効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例による充電装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本実施例の動作を示すフローチャートである。
【図３】正常な二次電池の充電特性を示すグラフである
。
。
【図４】正常でない場合の二次電池の種々の充電特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 二次電池
２，３ 抵抗
４ スイッチ
５ 制御部
６ 電流検出部
７ 電圧検出部
８ 電流Ａ／Ｄ変換部
９ 電圧Ａ／Ｄ変換部
１０ 積算部
１１ 第１の判別部
１２ 第２の判別部
１３ ΔＶ検出部
１４ 充電制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 二次電池の充電電流を開閉するスイッ
チ手段と、二次電池の充電電流を検出する電流検出部と
、前記電流検出部による電流検出信号を積算する積算部
と、前記二次電池の充電電圧を検出する電圧検出部と、
前記積算部より得られる電流の積算値が第１の閾値を越
えるか否かを判別する第１の判別部と、前記第１の判別
部より判別信号が得られるときに前記電圧検出部の検出
信号より−ΔＶの電圧低下を検出するΔＶ検出部と、前
記第１の判別部より判別信号が得られるときに前記積算
部の電流積算値を二次電池の電流定格に基づく電流積算
値により定められた第２の閾値を越えるか否かを判別す
る第２の判別部と、前記ΔＶ検出部及び前記第２の判別
部のいずれかの出力に基づいて前記スイッチ手段を制御
する充電制御部と、を具備することを特徴とする充電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414544A JPH04222424A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2414544A JPH04222424A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 充電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04222424A true JPH04222424A (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=18523009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2414544A Pending JPH04222424A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04222424A (ja) |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP2414544A patent/JPH04222424A/ja active Pending
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