JPH08163788A - 二次電池の充電装置 - Google Patents
二次電池の充電装置Info
- Publication number
- JPH08163788A JPH08163788A JP30450694A JP30450694A JPH08163788A JP H08163788 A JPH08163788 A JP H08163788A JP 30450694 A JP30450694 A JP 30450694A JP 30450694 A JP30450694 A JP 30450694A JP H08163788 A JPH08163788 A JP H08163788A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電池の内部インピーダンスの大小によらず充電
操作中に電池を危険な状態まで発熱させずに、できるだ
け急速に充電できる充電装置を提供する。 【構成】充電装置に充電を行う二次電池を接続し充電を
スタートすると、マイクロコンピュータは、電圧測定部
により充電電流供給前の電池電圧Ｖoffを読み込み記憶
する。次にスイッチ回路をＯＮし二次電池に所定値の充
電電流を供給する。そしてスイッチ回路がＯＮの状態、
すなわちパルス波形の電流供給時の電池電圧Ｖonを読み
込み、その時の充電電流Ｉから内部インイーダンスを演
算し、その値により充電する電流値を決定する。
操作中に電池を危険な状態まで発熱させずに、できるだ
け急速に充電できる充電装置を提供する。 【構成】充電装置に充電を行う二次電池を接続し充電を
スタートすると、マイクロコンピュータは、電圧測定部
により充電電流供給前の電池電圧Ｖoffを読み込み記憶
する。次にスイッチ回路をＯＮし二次電池に所定値の充
電電流を供給する。そしてスイッチ回路がＯＮの状態、
すなわちパルス波形の電流供給時の電池電圧Ｖonを読み
込み、その時の充電電流Ｉから内部インイーダンスを演
算し、その値により充電する電流値を決定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル・カドミウム
電池、ニッケル・水素電池、シール鉛蓄電池等の二次電
池の充電装置に関するものである。
電池、ニッケル・水素電池、シール鉛蓄電池等の二次電
池の充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ポータブル機器の発達にともな
い、カセットテープレコーダ、ＶＴＲ、コンピュータ等
の電子機器、携帯電話等の通信機器、電動工具等の動力
機器等の電源に、二次電池の使用が著しく増加してい
る。これら二次電池の充電においては、０．１〜１．０
Ｃ程度の定電流で充電を行う方式が一般的である。この
充電方式では充電に長時間を要することから、最近で
は、１．０Ｃ以上の定電流による急速充電が主流であ
る。そこで、急速充電においても充電によるガス発生を
少なくし、充電効率を向上させるために特開昭６４−８
１６２８号公報のように、パルス波形をなす電流により
充電を行う充電方法が提案されている。
い、カセットテープレコーダ、ＶＴＲ、コンピュータ等
の電子機器、携帯電話等の通信機器、電動工具等の動力
機器等の電源に、二次電池の使用が著しく増加してい
る。これら二次電池の充電においては、０．１〜１．０
Ｃ程度の定電流で充電を行う方式が一般的である。この
充電方式では充電に長時間を要することから、最近で
は、１．０Ｃ以上の定電流による急速充電が主流であ
る。そこで、急速充電においても充電によるガス発生を
少なくし、充電効率を向上させるために特開昭６４−８
１６２８号公報のように、パルス波形をなす電流により
充電を行う充電方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】二次電池は、長期放置
により電極が不活性化する。不活性化が進んだ二次電池
は、内部インピーダンスが通常のものよりも高い。ま
た、周囲温度が常温よりも低い場合でも電池の内部イン
ピーダンスが高くなる。また、寿命末期の電池は長期放
置されない通常の状態でも内部インピーダンスが高い。
内部インピーダンスの高い電池を上記従来の充電装置で
急速充電しようとすると、電池が発熱し、電気エネルギ
ーが熱に変換されるため充電効率が低下する。また、と
きには電池内圧が上昇し、漏液する危険性がある。本発
明の第１の目的は、電池の内部インピーダンスの大小に
よらず充電操作中に電池を危険な状態まで発熱させず
に、できるだけ急速に充電することが可能な充電装置を
提供することである。本発明の第２の目的は、上記第１
の目的を達成した充電装置において、ユーザーに、電池
が寿命末期であることを知らせることのできる充電装置
を提供することである。
により電極が不活性化する。不活性化が進んだ二次電池
は、内部インピーダンスが通常のものよりも高い。ま
た、周囲温度が常温よりも低い場合でも電池の内部イン
ピーダンスが高くなる。また、寿命末期の電池は長期放
置されない通常の状態でも内部インピーダンスが高い。
内部インピーダンスの高い電池を上記従来の充電装置で
急速充電しようとすると、電池が発熱し、電気エネルギ
ーが熱に変換されるため充電効率が低下する。また、と
きには電池内圧が上昇し、漏液する危険性がある。本発
明の第１の目的は、電池の内部インピーダンスの大小に
よらず充電操作中に電池を危険な状態まで発熱させず
に、できるだけ急速に充電することが可能な充電装置を
提供することである。本発明の第２の目的は、上記第１
の目的を達成した充電装置において、ユーザーに、電池
が寿命末期であることを知らせることのできる充電装置
を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明における充電装置は、パルス波形をな
す電流により二次電池を充電するパルス充電手段と、パ
ルス充電操作中の電流供給区間の電池電圧Ｖon、及び電
流遮断区間の電池電圧Ｖoffを検出する手段と、Ｖon、
Ｖoff、パルス充電操作中の電流供給時の電流値Ｉによ
り二次電池の内部インピーダンスＺを演算する手段と、
Ｚの減少に対応させてＩと電流供給区間ｔ1の少なくと
も一方を増加させる手段とを備えたことを特徴とする。
上記第２の目的を達成するために、本発明における充電
装置は、インピーダンスＺの相対的な値を表示部に表示
する手段を備えたことを特徴とする。
るために、本発明における充電装置は、パルス波形をな
す電流により二次電池を充電するパルス充電手段と、パ
ルス充電操作中の電流供給区間の電池電圧Ｖon、及び電
流遮断区間の電池電圧Ｖoffを検出する手段と、Ｖon、
Ｖoff、パルス充電操作中の電流供給時の電流値Ｉによ
り二次電池の内部インピーダンスＺを演算する手段と、
Ｚの減少に対応させてＩと電流供給区間ｔ1の少なくと
も一方を増加させる手段とを備えたことを特徴とする。
上記第２の目的を達成するために、本発明における充電
装置は、インピーダンスＺの相対的な値を表示部に表示
する手段を備えたことを特徴とする。
【０００５】
【作用】まず請求項１に相当する発明の作用を説明す
る。本発明における充電装置は、パルス波形をなす電流
により二次電池を充電する。従って急速充電においても
充電によるガス発生を少なくし、充電効率が良好であ
る。パルス充電の際に、電流供給区間の電池電圧Ｖon、
及び電流遮断区間の電池電圧Ｖoff、パルス充電操作中
の電流供給時の電流値Ｉにより二次電池の内部インピー
ダンスＺを演算する。内部インピーダンスＺは次式
（１）によって求める。
る。本発明における充電装置は、パルス波形をなす電流
により二次電池を充電する。従って急速充電においても
充電によるガス発生を少なくし、充電効率が良好であ
る。パルス充電の際に、電流供給区間の電池電圧Ｖon、
及び電流遮断区間の電池電圧Ｖoff、パルス充電操作中
の電流供給時の電流値Ｉにより二次電池の内部インピー
ダンスＺを演算する。内部インピーダンスＺは次式
（１）によって求める。
【０００６】Ｚ＝（Ｖon−Ｖoff）／Ｉ・・・（１） Ｚが所定値よりも大きいときにはＩを低い値にするか、
Ｉを変化させずにパルス波形における電流供給時間を小
さい値にする。あるいはその両方の手段を用いることで
電池の温度上昇を抑さえながら充電できる。また、Ｚが
所定値よりも大きい場合でも上記手段により充電初期に
緩やかに充電することにより、Ｚは充電操作中に低下し
ていく。そこで、電池が危険な状態にまで温度上昇しな
い程度に充電操作中に徐々にＩを大きい値にしていく
か、Ｉを変化させずにパルス波形における電流供給時間
を大きい値にしていく。あるいはその両方の手段を用い
る。このことにより電池の温度上昇を抑さえ、且つ、で
きるだけ急速に充電させることができる。
Ｉを変化させずにパルス波形における電流供給時間を小
さい値にする。あるいはその両方の手段を用いることで
電池の温度上昇を抑さえながら充電できる。また、Ｚが
所定値よりも大きい場合でも上記手段により充電初期に
緩やかに充電することにより、Ｚは充電操作中に低下し
ていく。そこで、電池が危険な状態にまで温度上昇しな
い程度に充電操作中に徐々にＩを大きい値にしていく
か、Ｉを変化させずにパルス波形における電流供給時間
を大きい値にしていく。あるいはその両方の手段を用い
る。このことにより電池の温度上昇を抑さえ、且つ、で
きるだけ急速に充電させることができる。
【０００７】次に請求項２に相当する発明の作用を説明
するＡＡ形ニッケル・水素電池を例にとると、正常な状
態では、内部インピーダンスは２０〜４０ｍΩ程度であ
るが、寿命末期になると１００ｍΩを越える。そこで、
実測した電池の内部インピーダンスＺが、例えば４０ｍ
Ω未満のとき充電装置のＬＥＤを３つ、４０〜１００ｍ
Ω未満のときＬＥＤを２つ、１００ｍΩ以上のときＬＥ
Ｄを１つ充電装置の表示部に点灯させる手段を設ける。
寿命末期の、内部インピーダンスの高い電池を充電した
場合、充電が進行しても内部インピーダンスが低下する
ことはない。従ってＬＥＤは充電中常に１つしか点灯し
ない。そうすることによりユーザーに電池の寿命時期を
把握させることができる。前述した、長期放置により内
部インピーダンスが高くなった電池は、充電が進行する
に従い内部インピーダンスが低下していくため、充電中
に点灯するＬＥＤの数が増えていくので、ユーザーは寿
命末期の場合と区別することができる。
するＡＡ形ニッケル・水素電池を例にとると、正常な状
態では、内部インピーダンスは２０〜４０ｍΩ程度であ
るが、寿命末期になると１００ｍΩを越える。そこで、
実測した電池の内部インピーダンスＺが、例えば４０ｍ
Ω未満のとき充電装置のＬＥＤを３つ、４０〜１００ｍ
Ω未満のときＬＥＤを２つ、１００ｍΩ以上のときＬＥ
Ｄを１つ充電装置の表示部に点灯させる手段を設ける。
寿命末期の、内部インピーダンスの高い電池を充電した
場合、充電が進行しても内部インピーダンスが低下する
ことはない。従ってＬＥＤは充電中常に１つしか点灯し
ない。そうすることによりユーザーに電池の寿命時期を
把握させることができる。前述した、長期放置により内
部インピーダンスが高くなった電池は、充電が進行する
に従い内部インピーダンスが低下していくため、充電中
に点灯するＬＥＤの数が増えていくので、ユーザーは寿
命末期の場合と区別することができる。
【０００８】
【実施例】以下図面を参照して本実施例の充電装置の概
要を説明する。
要を説明する。
【０００９】図２は本発明の一実施例の充電装置概略構
成を示すブロック図である。直流電源装置１より、充電
電流をＯＮ及びＯＦＦするためのスイッチ回路２を経て
図３に示すパルス波形をなす充電電流が二次電池５に供
給される。本実施例では図３に示した電流供給区間ｔ1
を８ｍ秒、電流遮断区間ｔ2を２ｍ秒とした。スイッチ
回路２のＯＮ及びＯＦＦを制御している制御回路３は、
マイクロコンピュータ４からの出力信号を受けている。
マイクロコンピュータ４は、ＣＰＵ（セントラル・プロ
セッシング・ユニット）４１、メモリ４２、出力ポート
４３、入力ポートのＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル
変換器）４４等を内蔵しており、電圧測定部７により測
定された二次電池の電圧信号をＡ／Ｄ変換器４４に入力
する。この入力をＣＰＵ４１、及びメモリ４２によって
信号処理し、出力ポート４３より出力信号を前記制御回
路３に出力する。表示部６は充電開始、充電終了、二次
電池５の状態をＬＥＤで表示する。図４は図２の直流電
源装置１の部分詳細図である。直流電源装置１には、電
源８、抵抗９a〜９d、ＦＥＴ（電界効果形トランジス
タ）１０が配置されている。マイクロコンピュータの出
力ポート４３からの信号によりＦＥＴ１０を動作させ、
電源８からの電流を抵抗９a〜９dを介することにより電
流値を変化させる。そこで発生した電流を制御回路３に
よりスイッチ回路２でＯＮ、ＯＦＦさせることでパルス
電流を二次電池５に供給した。本実施例では上記図４に
おける電源８に１５Ｖの定電圧直流電源を用いた。抵抗
９a〜９dの抵抗値は、９a＝１０Ω、９b＝１２Ω、９c
＝１５Ω、９d＝２５Ωとした。充電開始直後から最初
の充電電流が決定するまでは抵抗９bを介し、直流電源
装置１から出力される充電電流値を１．２５Ａになるよ
うにした。充電電流が決定してからは、電池５の内部イ
ンピ−ダンスが４０ｍΩ未満のときは抵抗９aを介し、
１．５０Ａの電流を電池５に供給し、電池５の内部イン
ピ−ダンスが４０ｍΩ〜６０ｍΩ未満のときは抵抗９c
を介し、１．００Ａの電流を電池５に供給し、電池５の
内部インピ−ダンスが６０ｍΩ〜１００ｍΩ未満のとき
は抵抗９dを介し、０．６０Ａの電流を電池５に供給
し、電池５の内部インピ−ダンスが１００ｍΩ以上のと
きは抵抗９a、９c、９dを介し、０．３０Ａの電流を電
池５に供給した。そこで得られた電流値を、本実施例の
ように図３におけるパルス波形における充電区間ｔ1を
８ｍ秒、休止区間ｔ2を２ｍ秒としたときの、パルス波
形１周期（１０ｍ秒）における出力した電流を下記の
（２）式により平均した値（以下、実効値と記す）とし
て計算し、図５に示すような内部インピ−ダンスと電流
値の関係に制御した。
成を示すブロック図である。直流電源装置１より、充電
電流をＯＮ及びＯＦＦするためのスイッチ回路２を経て
図３に示すパルス波形をなす充電電流が二次電池５に供
給される。本実施例では図３に示した電流供給区間ｔ1
を８ｍ秒、電流遮断区間ｔ2を２ｍ秒とした。スイッチ
回路２のＯＮ及びＯＦＦを制御している制御回路３は、
マイクロコンピュータ４からの出力信号を受けている。
マイクロコンピュータ４は、ＣＰＵ（セントラル・プロ
セッシング・ユニット）４１、メモリ４２、出力ポート
４３、入力ポートのＡ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル
変換器）４４等を内蔵しており、電圧測定部７により測
定された二次電池の電圧信号をＡ／Ｄ変換器４４に入力
する。この入力をＣＰＵ４１、及びメモリ４２によって
信号処理し、出力ポート４３より出力信号を前記制御回
路３に出力する。表示部６は充電開始、充電終了、二次
電池５の状態をＬＥＤで表示する。図４は図２の直流電
源装置１の部分詳細図である。直流電源装置１には、電
源８、抵抗９a〜９d、ＦＥＴ（電界効果形トランジス
タ）１０が配置されている。マイクロコンピュータの出
力ポート４３からの信号によりＦＥＴ１０を動作させ、
電源８からの電流を抵抗９a〜９dを介することにより電
流値を変化させる。そこで発生した電流を制御回路３に
よりスイッチ回路２でＯＮ、ＯＦＦさせることでパルス
電流を二次電池５に供給した。本実施例では上記図４に
おける電源８に１５Ｖの定電圧直流電源を用いた。抵抗
９a〜９dの抵抗値は、９a＝１０Ω、９b＝１２Ω、９c
＝１５Ω、９d＝２５Ωとした。充電開始直後から最初
の充電電流が決定するまでは抵抗９bを介し、直流電源
装置１から出力される充電電流値を１．２５Ａになるよ
うにした。充電電流が決定してからは、電池５の内部イ
ンピ−ダンスが４０ｍΩ未満のときは抵抗９aを介し、
１．５０Ａの電流を電池５に供給し、電池５の内部イン
ピ−ダンスが４０ｍΩ〜６０ｍΩ未満のときは抵抗９c
を介し、１．００Ａの電流を電池５に供給し、電池５の
内部インピ−ダンスが６０ｍΩ〜１００ｍΩ未満のとき
は抵抗９dを介し、０．６０Ａの電流を電池５に供給
し、電池５の内部インピ−ダンスが１００ｍΩ以上のと
きは抵抗９a、９c、９dを介し、０．３０Ａの電流を電
池５に供給した。そこで得られた電流値を、本実施例の
ように図３におけるパルス波形における充電区間ｔ1を
８ｍ秒、休止区間ｔ2を２ｍ秒としたときの、パルス波
形１周期（１０ｍ秒）における出力した電流を下記の
（２）式により平均した値（以下、実効値と記す）とし
て計算し、図５に示すような内部インピ−ダンスと電流
値の関係に制御した。
【００１０】
【数１】
【００１１】つまり、電池５に単電池を用いた場合、充
電開始直後から最初の充電電流が決定するまでは１．０
０Ａ、充電電流が決定してからは、電池５の内部インピ
−ダンスが４０ｍΩ未満のときは１．２０Ａ、電池５の
内部インピ−ダンスが４０ｍΩ〜６０ｍΩ未満のときは
０．８０Ａ、電池５の内部インピ−ダンスが６０ｍΩ〜
１００ｍΩ未満のときは０．４８Ａ、電池５の内部イン
ピ−ダンスが１００ｍΩ以上のときは０．２４Ａの電流
を電池５に供給した。
電開始直後から最初の充電電流が決定するまでは１．０
０Ａ、充電電流が決定してからは、電池５の内部インピ
−ダンスが４０ｍΩ未満のときは１．２０Ａ、電池５の
内部インピ−ダンスが４０ｍΩ〜６０ｍΩ未満のときは
０．８０Ａ、電池５の内部インピ−ダンスが６０ｍΩ〜
１００ｍΩ未満のときは０．４８Ａ、電池５の内部イン
ピ−ダンスが１００ｍΩ以上のときは０．２４Ａの電流
を電池５に供給した。
【００１２】（実施例１ 請求項１に対応）図１は本発
明の一実施例の充電制御アルゴリズムを示すフローチャ
ートである。充電装置に充電を行う二次電池を接続し充
電をスタートすると、マイクロコンピュータは、電圧測
定部により充電電流供給前の電池電圧Ｖoffを読み込み
記憶する。次にスイッチ回路をＯＮし二次電池に所定値
の充電電流を供給する。そしてスイッチ回路がＯＮの状
態、すなわちパルス波形の電流供給時の電池電圧Ｖonを
読み込む。次にマイクロコンピュータは、Ｖoff、
Ｖon、充電電流Ｉより二次電池の内部インピーダンスＺ
を演算をする。内部インピーダンスは前述した（２）式
によって求める。求められた二次電池の内部インピーダ
ンスにより充電する電流値を決定する。本実施例では、
図１におけるＶoff、Ｖonの測定はフローチャートのサ
イクルの２０回に１回の割合で行い、残りは素通りさせ
た。測定時にはパスる波形の１周期におけるＶoff、Ｖ
onをそれぞれ４回測定し、その４回の平均値を測定値と
し、インピーダンス演算を行った。このとき、求められ
た内部インピーダンスが大きければ充電電流を小さく
し、逆にインピーダンスが小さければ充電電流を大きく
変化させる。電流値決定の際のインピーダンスと充電電
流の関係の一例を図５に示す。通常のＡＡ型ニッケル・
水素電池の内部インピーダンスは２０〜４０ｍΩ程度で
ある。本実施例では１１００ｍＡｈのＡＡ型ニッケル・
水素電池を５本直列に接続した電池パックを用い、その
内部インピーダンスが２００ｍΩ未満であれば充電電流
は１．２Ａ（実効値）とし、２００〜３００ｍΩ未満で
あれば０．８Ａ（実効値）、３００〜５００ｍΩ未満で
あれば０．４８Ａ（実効値）とし、５００ｍΩ以上であ
れば０．２４Ａ（実効値）とした。なお、充電開始時の
充電電流は１．０Ａ（実効値）に設定した。以下、本実
施例の記載中に示す電流値はすべて実効値である。次に
充電が完了か否かの判定をする。本実施例では充電対象
の二次電池に密閉型ニッケル・水素電池を用い、充電末
期に現われる電池電圧の変化量が正から負に移行してか
ら所定値電池電圧が低下することを検出する、いわゆる
−ΔＶ方式により充電完了を検知した。すなわち、検出
されたＶoffの最大の電池電圧値をメモリに取り込み、
そこからの電圧の降下−ΔＶを検出し、制御した。充電
が完了ならば充電をストップする。充電完了でなければ
スイッチ回路をＯＦＦし、パルス波形における電流遮断
時の電池電圧Ｖoffの測定に戻る。前記Ｖoffの最大の電
池電圧値をメモリに取り込む操作は、初回の電流値決定
がなされた後から開始した。上記充電が完了か否かの判
定は、電池の種類、電池が密閉型か開放型かの違いによ
り、それぞれ方法が異なるため、使用する電池にふさわ
しい方法で行なう。例えば密閉型ニッケル・カドミウム
電池の場合は本実施例と同様に−△Ｖ方式、シール鉛蓄
電池の場合は充電末期に電池電圧がほとんど変化しない
ことを検知する方式で行なえばよい。
明の一実施例の充電制御アルゴリズムを示すフローチャ
ートである。充電装置に充電を行う二次電池を接続し充
電をスタートすると、マイクロコンピュータは、電圧測
定部により充電電流供給前の電池電圧Ｖoffを読み込み
記憶する。次にスイッチ回路をＯＮし二次電池に所定値
の充電電流を供給する。そしてスイッチ回路がＯＮの状
態、すなわちパルス波形の電流供給時の電池電圧Ｖonを
読み込む。次にマイクロコンピュータは、Ｖoff、
Ｖon、充電電流Ｉより二次電池の内部インピーダンスＺ
を演算をする。内部インピーダンスは前述した（２）式
によって求める。求められた二次電池の内部インピーダ
ンスにより充電する電流値を決定する。本実施例では、
図１におけるＶoff、Ｖonの測定はフローチャートのサ
イクルの２０回に１回の割合で行い、残りは素通りさせ
た。測定時にはパスる波形の１周期におけるＶoff、Ｖ
onをそれぞれ４回測定し、その４回の平均値を測定値と
し、インピーダンス演算を行った。このとき、求められ
た内部インピーダンスが大きければ充電電流を小さく
し、逆にインピーダンスが小さければ充電電流を大きく
変化させる。電流値決定の際のインピーダンスと充電電
流の関係の一例を図５に示す。通常のＡＡ型ニッケル・
水素電池の内部インピーダンスは２０〜４０ｍΩ程度で
ある。本実施例では１１００ｍＡｈのＡＡ型ニッケル・
水素電池を５本直列に接続した電池パックを用い、その
内部インピーダンスが２００ｍΩ未満であれば充電電流
は１．２Ａ（実効値）とし、２００〜３００ｍΩ未満で
あれば０．８Ａ（実効値）、３００〜５００ｍΩ未満で
あれば０．４８Ａ（実効値）とし、５００ｍΩ以上であ
れば０．２４Ａ（実効値）とした。なお、充電開始時の
充電電流は１．０Ａ（実効値）に設定した。以下、本実
施例の記載中に示す電流値はすべて実効値である。次に
充電が完了か否かの判定をする。本実施例では充電対象
の二次電池に密閉型ニッケル・水素電池を用い、充電末
期に現われる電池電圧の変化量が正から負に移行してか
ら所定値電池電圧が低下することを検出する、いわゆる
−ΔＶ方式により充電完了を検知した。すなわち、検出
されたＶoffの最大の電池電圧値をメモリに取り込み、
そこからの電圧の降下−ΔＶを検出し、制御した。充電
が完了ならば充電をストップする。充電完了でなければ
スイッチ回路をＯＦＦし、パルス波形における電流遮断
時の電池電圧Ｖoffの測定に戻る。前記Ｖoffの最大の電
池電圧値をメモリに取り込む操作は、初回の電流値決定
がなされた後から開始した。上記充電が完了か否かの判
定は、電池の種類、電池が密閉型か開放型かの違いによ
り、それぞれ方法が異なるため、使用する電池にふさわ
しい方法で行なう。例えば密閉型ニッケル・カドミウム
電池の場合は本実施例と同様に−△Ｖ方式、シール鉛蓄
電池の場合は充電末期に電池電圧がほとんど変化しない
ことを検知する方式で行なえばよい。
【００１３】（実施例１ａ）図６に、上述した充電装置
を用い、長期放置により内部インピーダンスが２５０ｍ
Ωになった１１００ｍＡｈのＡＡ型ニッケル・水素電池
を５本直列に接続した電池パックを用いて周囲温度２０
℃で充電した際の電池電圧Ｖ、充電電流Ｉ、電池温度上
昇量Ｔ、内部インピーダンスＺの経時変化（以下、充電
特性と記す）をそれぞれ示す。充電開始時の充電電流Ｉ
は１．０Ａであり、演算された内部インピーダンスＺが
２５０ｍΩであることを検知し、充電電流Ｉは０．８Ａ
に下がる。充電が進むにつれて内部インピーダンスＺが
下がってきており、充電開始後１０ｍｉｎで２００ｍΩ
未満になり、充電電流Ｉが１．２Ａに上がっている。電
池温度上昇量Ｔは充電初期にはほとんど０であり、充電
末期に約２０℃上昇した。
を用い、長期放置により内部インピーダンスが２５０ｍ
Ωになった１１００ｍＡｈのＡＡ型ニッケル・水素電池
を５本直列に接続した電池パックを用いて周囲温度２０
℃で充電した際の電池電圧Ｖ、充電電流Ｉ、電池温度上
昇量Ｔ、内部インピーダンスＺの経時変化（以下、充電
特性と記す）をそれぞれ示す。充電開始時の充電電流Ｉ
は１．０Ａであり、演算された内部インピーダンスＺが
２５０ｍΩであることを検知し、充電電流Ｉは０．８Ａ
に下がる。充電が進むにつれて内部インピーダンスＺが
下がってきており、充電開始後１０ｍｉｎで２００ｍΩ
未満になり、充電電流Ｉが１．２Ａに上がっている。電
池温度上昇量Ｔは充電初期にはほとんど０であり、充電
末期に約２０℃上昇した。
【００１４】（比較例１ａ）図７に内部インピーダンス
の値により充電電流値Ｉを変化させずに１．２Ａでパル
ス充電した以外は実施例１ａと同じ条件で充電した際の
充電特性を示す。電池温度上昇量Ｔは充電初期から増大
し、充電末期には３０℃を越えた。
の値により充電電流値Ｉを変化させずに１．２Ａでパル
ス充電した以外は実施例１ａと同じ条件で充電した際の
充電特性を示す。電池温度上昇量Ｔは充電初期から増大
し、充電末期には３０℃を越えた。
【００１５】（実施例１ｂ）図８に本実施例の充電装置
を用い、周囲温度０℃における１１００ｍＡｈのＡＡ型
ニッケル・水素電池を５本直列に接続した電池パックを
充電した際の充電特性を示す。充電開始時に電池の内部
インピーダンスＺは２００ｍΩを越えており、充電電流
Ｉは１．０Ａから０．８Ａに下がる。充電が進行しても
低温環境であるため内部インピーダンスＺの低下は顕著
ではないが、充電開始後３０ｍｉｎで２００ｍΩ未満に
なり、充電電流が１．２Ａに上がっている。電池温度上
昇量Ｔはほとんど上昇せず、充電末期でも２０℃以下だ
った。
を用い、周囲温度０℃における１１００ｍＡｈのＡＡ型
ニッケル・水素電池を５本直列に接続した電池パックを
充電した際の充電特性を示す。充電開始時に電池の内部
インピーダンスＺは２００ｍΩを越えており、充電電流
Ｉは１．０Ａから０．８Ａに下がる。充電が進行しても
低温環境であるため内部インピーダンスＺの低下は顕著
ではないが、充電開始後３０ｍｉｎで２００ｍΩ未満に
なり、充電電流が１．２Ａに上がっている。電池温度上
昇量Ｔはほとんど上昇せず、充電末期でも２０℃以下だ
った。
【００１６】（比較例１ｂ）図９に内部インピーダンス
の値により充電電流値Ｉを変化させずに１．２Ａでパル
ス充電した以外は実施例１ｂと同じ条件で充電した際の
充電特性を示す。電池温度上昇量Ｔは充電初期から増大
し、充電末期には３０℃を越えた。
の値により充電電流値Ｉを変化させずに１．２Ａでパル
ス充電した以外は実施例１ｂと同じ条件で充電した際の
充電特性を示す。電池温度上昇量Ｔは充電初期から増大
し、充電末期には３０℃を越えた。
【００１７】（実施例１ｃ）図１０に寿命末期の内部イ
ンピーダンスが高くなった１１００ｍＡｈのＡＡ型ニッ
ケル・水素電池を５本直列に接続した電池パックを周囲
温度２０℃で本発明による充電装置で充電した際の充電
特性を示す。充電開始時の内部インピーダンスが４００
ｍΩ以上あるため充電電流は０．４８Ａであり、これに
より充電による発熱を抑える。
ンピーダンスが高くなった１１００ｍＡｈのＡＡ型ニッ
ケル・水素電池を５本直列に接続した電池パックを周囲
温度２０℃で本発明による充電装置で充電した際の充電
特性を示す。充電開始時の内部インピーダンスが４００
ｍΩ以上あるため充電電流は０．４８Ａであり、これに
より充電による発熱を抑える。
【００１８】（比較例１ｃ）図１１に実施例１ｃと同様
の電池を、充電電流を変化させずに１．２Ａでパルス充
電した場合の充電特性を示す。内部インピーダンスが高
い電池を大きい充電電流で充電しているため、温度上昇
が大きく、実施例１ｃより２倍近く温度が上昇してい
る。したがって発熱のため充電効率も悪く、しかも充電
終了時には電池内圧上昇のため、電解液が漏れていた。
の電池を、充電電流を変化させずに１．２Ａでパルス充
電した場合の充電特性を示す。内部インピーダンスが高
い電池を大きい充電電流で充電しているため、温度上昇
が大きく、実施例１ｃより２倍近く温度が上昇してい
る。したがって発熱のため充電効率も悪く、しかも充電
終了時には電池内圧上昇のため、電解液が漏れていた。
【００１９】以上に記載した実施例は、充電に要する時
間は比較例に比べ遜色なく、電池温度の上昇を抑さえな
がら充電ができた。また、本実施例ではインピーダンス
の値により電流値を変化させたが、パルス波形の充電区
間の時間を変化させても同様の効果が得られた。
間は比較例に比べ遜色なく、電池温度の上昇を抑さえな
がら充電ができた。また、本実施例ではインピーダンス
の値により電流値を変化させたが、パルス波形の充電区
間の時間を変化させても同様の効果が得られた。
【００２０】（実施例２ 請求項２に対応）図１２は本
発明の実施例の充電制御アルゴリズムを示すフーチャー
トである。図１のフローチャートに以下にａ）〜ｃ）に
記載した手段が追加されている。
発明の実施例の充電制御アルゴリズムを示すフーチャー
トである。図１のフローチャートに以下にａ）〜ｃ）に
記載した手段が追加されている。
【００２１】ａ）充電をスタートすると、Ｒ（ｒｅｄ）
のＬＥＤを点灯する。
のＬＥＤを点灯する。
【００２２】ｂ）インピーダンスの値に複数（３つ）の
領域を設定しておき、演算をしたインピーダンス値がど
の領域に入っているのかの判定を行い、その結果をＬＥ
Ｄ表示する。本実施例ではインピーダンスが２００ｍΩ
未満の領域にあるときは、Ｙ（ｙｅｌｌｏｗ）のＬＥＤ
を３個、２００ｍΩ以上５００ｍΩ未満の領域にあると
きは２個、１００ｍΩ以上の領域にあるときは１個点灯
させた。
領域を設定しておき、演算をしたインピーダンス値がど
の領域に入っているのかの判定を行い、その結果をＬＥ
Ｄ表示する。本実施例ではインピーダンスが２００ｍΩ
未満の領域にあるときは、Ｙ（ｙｅｌｌｏｗ）のＬＥＤ
を３個、２００ｍΩ以上５００ｍΩ未満の領域にあると
きは２個、１００ｍΩ以上の領域にあるときは１個点灯
させた。
【００２３】ｃ）充電が完了するとＧ（ｇｒｅｅｎ）の
ＬＥＤを点灯する。以上の手段を追加し、図１３に示す
充電装置１１の表示部１２に上記の情報を表示すること
により、ユーザーは充電が開始されたこと、充電が終了
したことを把握できる。さらに電池は、寿命末期に近ず
くにつれ内部インピーダンスが高くなるため、Ｙ（ｙｅ
ｌｌｏｗ）のＬＥＤの点灯数により電池の寿命時期を把
握できる。充電前に長期放置等で電池の内部インピーダ
ンスが高い場合には、充電初期にＹ（ｙｅｌｌｏｗ）の
ＬＥＤが１個あるいは２個点灯であったものが充電の進
行に伴って内部インピーダンスが低下したため、Ｙ（ｙ
ｅｌｌｏｗ）のＬＥＤの点灯数が増加するため、寿命末
期のものと区別できた。
ＬＥＤを点灯する。以上の手段を追加し、図１３に示す
充電装置１１の表示部１２に上記の情報を表示すること
により、ユーザーは充電が開始されたこと、充電が終了
したことを把握できる。さらに電池は、寿命末期に近ず
くにつれ内部インピーダンスが高くなるため、Ｙ（ｙｅ
ｌｌｏｗ）のＬＥＤの点灯数により電池の寿命時期を把
握できる。充電前に長期放置等で電池の内部インピーダ
ンスが高い場合には、充電初期にＹ（ｙｅｌｌｏｗ）の
ＬＥＤが１個あるいは２個点灯であったものが充電の進
行に伴って内部インピーダンスが低下したため、Ｙ（ｙ
ｅｌｌｏｗ）のＬＥＤの点灯数が増加するため、寿命末
期のものと区別できた。
【００２４】本実施例ではＹ（ｙｅｌｌｏｗ）のＬＥＤ
の数を３個としたが、インピーダンス値の判定を細分化
することによりさらに多くすることは容易にできる。当
然２個に減少させることも容易である。また、インピー
ダンス値の判定の際に用いるインピーダンス値は上述し
た値に限定するものではない。
の数を３個としたが、インピーダンス値の判定を細分化
することによりさらに多くすることは容易にできる。当
然２個に減少させることも容易である。また、インピー
ダンス値の判定の際に用いるインピーダンス値は上述し
た値に限定するものではない。
【００２５】
【発明の効果】請求項１記載の本発明による充電装置を
用いることで、内部インピーダンスが高い二次電池に対
してできるだけ急速充電しながら電池温度の上昇を抑制
することができた。また、請求項２記載の発明による充
電装置を用いることで電池の寿命時期を、ユーザーが把
握することができる。
用いることで、内部インピーダンスが高い二次電池に対
してできるだけ急速充電しながら電池温度の上昇を抑制
することができた。また、請求項２記載の発明による充
電装置を用いることで電池の寿命時期を、ユーザーが把
握することができる。
【図１】本発明の一実施例の充電制御アルゴリズムを示
すフローチャート。
すフローチャート。
【図２】本発明の充電装置に係るブロック図。
【図３】本発明の電流波形と電池電圧の測定タイミング
を示した図。
を示した図。
【図４】本発明の充電装置の部分詳細図。
【図５】本発明の装置に置けるインピーダンスと充電電
流の関係の一例を示した図
流の関係の一例を示した図
【図６】本発明に係わる一実施例の充電特性を示した
図。
図。
【図７】一比較例の充電特性を示した図。
【図８】本発明に係わる一実施例の充電特性を示した
図。
図。
【図９】一比較例の充電特性を示した図。
【図１０】本発明に係わる一実施例の充電特性を示した
図。
図。
【図１１】一比較例の充電特性を示した図。
【図１２】本発明の一実施例の充電制御アルゴリズムを
示すフローチャート。
示すフローチャート。
【図１３】本発明に係わる一実施例の充電装置の外観概
略図を示した図。
略図を示した図。
１…直流電源装置、２…スイッチ回路、３…制御回路、
４…マイクロコンピュータ、４１…ＣＰＵ、４２…メモ
リ、４３…出力ポート、４４…Ａ／Ｄ変換器、５…二次
電池、６…表示部、７…電池電圧測定部、８…電源、９
…抵抗、１０…ＦＥＴ、１１…充電装置、１２…ＬＥＤ
４…マイクロコンピュータ、４１…ＣＰＵ、４２…メモ
リ、４３…出力ポート、４４…Ａ／Ｄ変換器、５…二次
電池、６…表示部、７…電池電圧測定部、８…電源、９
…抵抗、１０…ＦＥＴ、１１…充電装置、１２…ＬＥＤ
Claims (2)
- 【請求項１】パルス波形をなす電流により二次電池を充
電するパルス充電手段と、 パルス充電操作中の電流供給区間の電池電圧Ｖon、及び
電流遮断区間の電池電圧Ｖoffを検出する手段と、 Ｖon、Ｖoff、パルス充電操作中の電流供給時の電流値
Ｉにより二次電池の内部インピーダンスＺを演算する手
段と、 Ｚの値に対応する予め設定された所定のＩと電流供給区
間ｔ1の少なくとも一方に制御する手段とを備えたこと
を特徴とする二次電池の充電装置。 - 【請求項２】インピーダンスＺの相対的な値を表示部に
表示する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の
二次電池の充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30450694A JP3508254B2 (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 二次電池の充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30450694A JP3508254B2 (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 二次電池の充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08163788A true JPH08163788A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3508254B2 JP3508254B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=17933863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30450694A Expired - Fee Related JP3508254B2 (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 二次電池の充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508254B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006262614A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 充電装置及び充電方法 |
| JP2008136330A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 充電システム、充電装置、及び電池パック |
| JP2009070813A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-04-02 | Panasonic Corp | 非水電解質二次電池の充電方法 |
| JP2010521948A (ja) * | 2007-03-26 | 2010-06-24 | ザ ジレット カンパニー | 適応充電装置及び方法 |
| JP2018019594A (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | インピーダンスに基づいてバッテリの充電速度を上げるためのシステム及び方法 |
| US10439418B2 (en) | 2016-07-29 | 2019-10-08 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Systems and methods to charge a battery at different charge rates and indicate when charging at a faster rate is available |
| JP2019195252A (ja) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | 和碩聯合科技股▲ふん▼有限公司Ｐｅｇａｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | バッテリ充電システム及びバッテリ充電方法 |
-
1994
- 1994-12-08 JP JP30450694A patent/JP3508254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006262614A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 充電装置及び充電方法 |
| JP2008136330A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 充電システム、充電装置、及び電池パック |
| US8111035B2 (en) | 2006-11-29 | 2012-02-07 | Panasonic Corporation | Charging system, charging device and battery pack |
| JP2010521948A (ja) * | 2007-03-26 | 2010-06-24 | ザ ジレット カンパニー | 適応充電装置及び方法 |
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| US10439418B2 (en) | 2016-07-29 | 2019-10-08 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Systems and methods to charge a battery at different charge rates and indicate when charging at a faster rate is available |
| JP2019195252A (ja) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | 和碩聯合科技股▲ふん▼有限公司Ｐｅｇａｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | バッテリ充電システム及びバッテリ充電方法 |
| CN110445203A (zh) * | 2018-05-03 | 2019-11-12 | 和硕联合科技股份有限公司 | 电池充电系统及电池充电方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3508254B2 (ja) | 2004-03-22 |
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