JPH05328629A - 充電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急速充電からトリクル充電に切り換えられる
高温下において、トリクル充電が長すぎて電池を劣化さ
せるのを防止する。 【構成】 充電器は、急速充電の途中で電池温度が上昇
すると、急速充電を中断してトリクル充電する。電池６
のトリクル充電回路はトリクルタイマー５を備える。ト
リクルタイマー５は、電池６の温度が上昇して急速充電
からトリクル充電に切り換えられたときにセットされて
カウントを開始し、タイマーがタイムアップすると、ト
リクル充電は停止される。 【効果】 急速充電からトリクル充電に切り換えたとき
に、トリクル充電時間がトリクルタイマーに制限され
る。このため、高温下においてトリクル充電が長く続い
て電池を劣化させることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池の温度を監視しな
がら急速充電する充電器に関し、とくに、電池温度が充
電停止温度以上に上昇すると急速充電を停止してトリク
ル充電に切り換え、温度が低下すると急速充電に切り換
えるように構成された充電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｎｉ−Ｃｄ電池を急速充電する充電器
は、電池の満充電を、ピークセンサーやΔＶセンサーで
検出して充電を停止する。ピークセンサーは、電池を満
充電すると電池がピーク値を示すことを検出する。ΔＶ
センサーは、満充電した電池がピーク値から多少電圧降
下することを検出する。これらのセンサーで満充電を検
知して、急速充電を停止した後も、さらに充電容量を確
保するため、小電流による補充電（トリクル充電）を継
続する。ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池の場合は、Ｎ
ｉ−Ｃｄ電池と同様の充電センサーに加えて、電池内部
のガス圧を抑制して電池の劣化を防ぐため、電池温度が
例えば６０℃に達すれば急速充電を一時停止し、電池温
度が低下するのを待って、４５℃になれば急速充電を再
開する温度保護が用いられる。高温環境下では、急速充
電の停止再開を繰り返し、−△Ｖセンサーが作動したと
ころで急速充電を完了し、以降トリクル充電が行なわれ
る。

【０００３】図１は、充電器のブロック図である。この
回路は、充電用電源１に、主充電スイッチ素子２と補充
電スイッチ素子３とを介して電池を接続している。主充
電スイッチ素子２がオンのときに電池６は急速充電され
る。主充電スイッチ素子２がオフで、補充電スイッチ素
子３がオンのときに電池６はトリクル充電される。電池
６のトリクル充電時間を設定するために、補充電スイッ
チ素子３はトリクルタイマー５に制御される。トリクル
タイマー５は、一定時間後に補充電スイッチ素子３をオ
フに切り換える。トリクルタイマー５は、ΔＶセンサー
７に接続されておって、ΔＶセンサー７が主充電スイッ
チ素子２をオフにするときに、カウントを開始するトリ
ガー信号が入力される。

【０００４】この充電器は、充電を開始するときには、
主充電スイッチ素子２と補充電スイッチ素子３をオン状
態とする。充電中の電池電圧はΔＶセンサー７に監視さ
れる。ΔＶセンサー７は、電池電圧がピーク電圧より△
Ｖだけ低下した時点で、急速充電を停止する信号を出力
する。この信号は、主充電スイッチ素子２とトリクルタ
イマー５とに入力される。主充電スイッチ素子２は、こ
の信号でオフとなり、トリクルタイマー５はセットされ
たカウントを開始する。一定時間後、（例えば１２時間
後）に、トリクルタイマー５は補充電スイッチ素子３を
オフとする。

【０００５】一方、充電中の電池温度は、温度検出充電
手段１２で検出される。温度検出充電手段１２は、電池
６に内蔵されるサーミスタ９と温度検出回路８と主充電
スイッチ素子２とを備えている。温度検出充電手段１２
は、適当なヒステリシス特性、例えば電池温度が６０℃
になると主充電スイッチ素子２をオフにして急速充電を
停止し、電池温度が４５℃に低下すると主充電スイッチ
素子２をオンにして充電を再開する。

【０００６】この充電器は図２のフローチャートで示す
ように、下記の工程で電池６を充電する。 急速充電をスタートすると、主充電スイッチ素子２
と補充電スイッチ素子３とがオンになる。 ΔＶセンサー７が電池電圧を検出し、電池電圧がΔ
Ｖ降下したかどうかを判断する。 電池電圧がΔＶ降下しない場合、すなわち、満充電
に達しない場合、温度検出充電手段１２が電池温度を検
出する。 電池温度が温度検出充電手段１２の充電停止温度Ｔ
H以上になると、主充電スイッチ素子２をオフにして、
トリクル充電を開始する。 温度検出充電手段１２は継続して電池温度を検出
し、電池温度が充電復帰温度ＴLよりも高いと、温度検
出を繰り返す。このとき、電池温度が充電復帰温度ＴL
よりも低下するまで、主充電スイッチ素子２はオフ、補
充電スイッチ素子３はオンの状態を保持する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、この充電
器は、電池温度が充電復帰温度ＴL以下に低下しない限
り、トリクル充電がオフにならない。このため、高温環
境で電池を充電すると、トリクル充電がいつまでも終了
しない欠点がある。Ｎｉ−ＭＨ電池は、トリクル電流を
長時間にわたって持続すると、ガス発生による電池の劣
化を招く弊害が発生する。

【０００８】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたもので、本発明の重要な目的は、高温下に
おいて電池をいつまでもトリクル充電することなく、ト
リクル充電が長すぎて電池を劣化させるのを防止できる
充電器を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の充電器は、前述
の目的を達成するために下記の構成を備える。すなわ
ち、本発明の充電器は、充電する電池の温度を検出し、
電池温度が充電停止温度以上になると充電を停止し、電
池温度が充電復帰温度以下に降下すると充電を再開する
温度検出充電手段１２と、温度検出充電手段１２が電池
６の温度上昇を検出して充電を停止したときに、電池６
をトリクル充電するトリクル充電手段１３とを備える。

【００１０】さらに、充電器はトリクル充電手段１３を
制御するトリクルタイマー５を備えている。トリクルタ
イマー５は、電池６の温度が充電停止温度以上に上昇し
て所定時間トリクル充電されると、あらかじめ決められ
た設定時間でトリクル充電を停止する。

【００１１】

【作用】本発明の充電器は、温度検出充電手段１２によ
って急速充電が停止されると、電池６をトリクル充電す
る。このとき、トリクル充電手段１３のトリクルタイマ
ー５はカウントを開始する。トリクルタイマー５は、設
定時間経過すると、電池温度が十分に降下せず急速充電
が再開されない場合でも、トリクル充電を強制的に停止
させる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための充電器を例示するものであって、本
発明の充電器は、回路構成、充電条件等を下記のものに
特定するものでない。本発明の充電器は、特許請求の範
囲において、種々の変更を加えることができる。

【００１３】図３は充電器の回路ブロック図である。こ
の図に示す充電器は、充電用電源１と、温度検出充電手
段１２と、トリクル充電手段１３と、ΔＶセンサー７と
を備えている。この図に示す充電器は、温度検出充電手
段１２と、トリクル充電手段１３と、ΔＶセンサー７と
をパック電池６に内蔵させることができる。また、電池
６の温度を検出するサーミスタ９をパック電池に内蔵
し、その他の部材は充電器の本体側に内蔵することもで
きる。電池の温度を検出しながらする充電器は、ニッケ
ル水素電池の充電に最適である。

【００１４】充電用電源１は、電池６を充電するための
定電圧・定電流の電源である。温度検出充電手段１２
は、充電する電池６の温度を検出し、電池温度が充電停
止温度ＴH以上になると充電を停止し、電池温度が充電
復帰温度ＴL以下に降下すると充電を再開する。温度検
出充電手段１２は、電池６の温度を検出するサーミスタ
９と、サーミスタ９の出力信号を処理して電池温度が充
電停止温度、または充電復帰温度の上下にあるかどうか
を判定する温度検出回路８と、温度検出回路８の出力信
号が、直列に接続されたふたつのＯＲゲート４、１１か
ら入力される主充電スイッチ素子２とを備える。

【００１５】温度検出回路８は、上昇するときの充電停
止温度ＴHと、降下時の充電復帰温度ＴLとを記憶してお
り、充電停止温度ＴHまたは充電復帰温度ＴLを、サーミ
スタ９から入力される電池温度に比較する。温度検出回
路８は、上昇する電池６の温度が充電停止温度ＴHより
も低いときには主充電スイッチ素子２をオンとし、充電
停止温度ＴH以上になるとオフに切り換える信号を出力
する。また、降下する電池温度が充電復帰温度ＴLより
も高いときには主充電スイッチ素子２をオフ、充電復帰
温度ＴL以下になると主充電スイッチ素子２をオンにす
る信号を出力する。温度検出回路８の出力信号は、ＯＲ
ゲート４、１１を通過して主充電スイッチ素子２に入力
される。

【００１６】温度検出回路８の出力信号によってオンオ
フされる主充電スイッチ素子２は、オンになると電池６
を急速充電し、オフになると急速充電を停止する。

【００１７】温度検出回路８の出力側に接続されたＯＲ
ゲート４は、一方の入力側にΔＶセンサー７を接続して
いる。したがって、このＯＲゲート４は、温度検出回路
８とΔＶセンサー７の何れかが主充電スイッチ素子２を
オフにする信号を出力すると、その出力を直列接続のＯ
Ｒゲート１１を介して主充電スイッチ素子２を入力す
る。出力側を主充電スイッチ素子２に接続するＯＲゲー
ト１１は、入力側にトリクル充電手段１３のトリクルタ
イマー５と、別のＯＲゲート４の出力とを接続してい
る。したがって、このＯＲゲート１１は、トリクルタイ
マー５と温度検出回路８の何れかが主充電スイッチ素子
２をオフにする信号を出力すると、その出力を主充電ス
イッチ素子２に入力する。

【００１８】トリクル充電手段１３は、トリクル充電時
間を設定するトリクルタイマー５と、トリクルタイマー
５の出力信号でトリクル充電を中止する補充電スイッチ
素子３と、補充電スイッチ素子３に直列に接続されて充
電電流を調整する電流制限抵抗１０とを備えている。ト
リクルタイマー５は、電池６が満充電した後のトリクル
充電時間を決定することに加えて、電池温度が上昇して
急速充電を一時的に中断したときのトリクル充電時間も
設定する。したがって、トリクルタイマー５は、ＯＲゲ
ート４を介して、ΔＶセンサー７と温度検出回路８の両
方の出力信号が入力される。ＯＲゲート４は、ΔＶセン
サー７の出力と、温度検出回路８の何れかが、主充電ス
イッチ素子２をオフにする信号を出力すると、その信号
をトリクルタイマー５に入力して、トリクルタイマー５
のカウントを開始させる。トリクルタイマー５の出力側
は、補充電スイッチ素子３に接続され、タイムアップす
ると補充電スイッチ素子３をオフに切り換える。

【００１９】さらに、トリクルタイマー５の出力側はＯ
Ｒゲート１１を介して主充電スイッチ素子２にも接続さ
れて、補充電スイッチ素子３をオフにするときに、主充
電スイッチ素子２もオフ状態に保持する。ただ、電池６
をトリクル充電するとにきは、主充電スイッチ素子２は
オフの状態にあるので、トリクルタイマー５がタイムア
ップしたときには、主充電スイッチ素子２はオフの状態
にある。したがって、トリクルタイマー５のタイムアッ
プ信号は必ずしも主充電スイッチ素子２に入力する必要
はない。

【００２０】この充電器は、主充電スイッチ素子２と、
補充電スイッチ素子３の両方をオンとして、充電用電源
１より、電池６に急速充電が開始される。急速充電中、
電池電圧は、ΔＶセンサー７に監視されている。ΔＶセ
ンサー７は、現在の電圧Ｖnが充電開始以降の最大の電
圧、すなわちピ−ク電圧Ｖmaxより、△Ｖだけ下がった
時に、急速充電を停止する信号を出力する。この信号
は、ＯＲゲ−ト４、１１を経て、主充電スイッチ素子２
をオフとする。同時にトリクルタイマー５がセットされ
てカウントを開始する。トリクルタイマー５がタイムア
ップすると、トリクル充電を停止する信号が出力され、
この信号が補充電スイッチ素子３をオフとしてトリクル
充電が停止される。

【００２１】一方、急速充電中の電池温度Ｔは、サ−ミ
スタ９などで構成される感温素子によって検出され。温
度検出回路８は、電池温度が充電停止温度ＴH を越えた
場合、急速充電停止信号を出力する。この信号は、ＯＲ
ゲ−ト４、１１を経て、主充電スイッチ素子２をオフと
し、急速充電を停止させる。同時にトリクルタイマー５
がセットされ、一定時間後にトリクル充電がカットされ
る。急速充電が停止されて、電池６の発熱が減少し、電
池温度が充電復帰温度ＴL まで降下した時は、ＯＲゲー
ト４、１１を介して、主充電スイッチ素子２がオンとな
って急速充電が再開される。この時、トリクルタイマー
５は動作を停止し、セット信号待ちとなる。

【００２２】図４は図３に示す充電器のフローチャート
を示している。このフローチャートは下記のようにし
て、電池を充電する。 充電をスタートすると、主充電スイッチ素子２と補
充電スイッチ素子３とがオンになり、電池６の急速充電
を開始する。 ΔＶセンサー７が電池電圧Ｖnを検出して、検出電
圧をピーク電圧Ｖmaxに比較してΔＶ低下したかどうか
を判定する。ΔＶ低下すると、主充電スイッチ素子２を
オフにして急速充電を停止し、その後トリクルタイマー
５でもって一定時間トリクル充電する。 電池電圧がΔＶ低下しない場合、温度検出充電手段
１２が電池温度Ｔを検出してこれを充電停止温度ＴHに
比較する。電池温度Ｔが充電停止温度ＴHよりも高い
と、主充電スイッチ素子２をオフにした急速充電を停止
し、トリクルタイマー５をセットしてカウントを開始さ
せる。 温度検出充電手段１２が電池温度Ｔを検出し、その
温度を充電復帰温度ＴLに比較する。電池温度Ｔが充電
復帰温度ＴLよりも低いと、主充電スイッチ素子２をオ
ンにして急速充電を開始する。しかしながら、電池温度
Ｔが充電復帰温度ＴLよりも高いと、トリクルタイマー
５がカウントを完了したかどうかを判定し、カウントを
完了すると補充電スイッチ素子３をオフにしてトリクル
充電を停止する。

【００２３】

【発明の効果】本発明の充電器は、電池の満充電を検出
した後と、電池温度が上昇して急速充電を停止したとき
とで電池をトリクル充電する。電池温度が上昇して急速
充電からトリクル充電に切り換えられると、トリクルタ
イマーがセットされてカウントを開始する。このため、
電池温度が充電停止温度よりも高くなって急速充電をト
リクル充電に切り換えたとき、周囲温度が高くて電池温
度が充電復帰温度よりも低下しない場合でも、一定時間
経過するトリクルタイマーがカウントアップしてトリク
ル充電は停止される。したがって、本発明の充電器は、
温度保護のために急速充電からトリクル充電に切り換
え、電池温度が低下しないときに、いつまでもトリクル
充電が継続して電池を劣化させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の充電器の一例を示すブロック線図

【図２】図１に示す充電器が電池を充電する状態を示す
フローチャート図

【図３】本発明の一実施例を示す充電器のブロック線図

【図４】図３に示す充電器が電池を充電する状態を示す
フローチャート図

【符号の説明】

１…充電用電源 ２…主充電スイッチ素子 ３…補充電スイッチ素子 ４…ＯＲゲート ５…トリクルタイマー ６…電池 ７…ΔＶセンサー ８…温度検出回路 ９…サーミスタ １０…電流制限抵抗 １１…ＯＲゲート １２…温度検出充電手段 １３…トリクル充電手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電する電池の温度を検出し、電池温度
   が充電停止温度以上になると急速充電を中断し、電池温
   度が充電復帰温度以下に降下すると急速充電を再開する
   温度検出充電手段と、温度検出充電手段が電池の温度上
   昇を検出して急速充電を停止したときに、電池をトリク
   ル充電するトリクル充電手段とを備える充電器におい
   て、 トリクル充電手段がトリクルタイマーを備え、電池の温
   度が充電停止温度以上に上昇して所定時間トリクル充電
   されると、トリクルタイマーが設定時間でトリクル充電
   を停止するように構成されたことを特徴とする充電器。