JPH0831459A - 二次電池の充電方法 - Google Patents

二次電池の充電方法

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JPH0831459A
JPH0831459A JP6165099A JP16509994A JPH0831459A JP H0831459 A JPH0831459 A JP H0831459A JP 6165099 A JP6165099 A JP 6165099A JP 16509994 A JP16509994 A JP 16509994A JP H0831459 A JPH0831459 A JP H0831459A
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浩二 山田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 充電・放電の繰り返しで使用される二次電池
に、過充電を起こすことなく、適正な充電を容易に確保
し得る充電方法。 【構成】 前回の充電で充電器2からリセットすると
き、その充電日、時のデータ、充電電圧データおよび充
電量データを入力したメモリ付き二次電池1を、充放電
特性の基準データをメモリしたマイコン制御の充電器2
にセットし、前回充電時の入力データと基準データとを
対比して、自己放電量を含む使用放電量を算出し、この
使用放電量以内の充電を行うとともに、充電器2からの
リセット時に、新たな充電日、時のデータ、充電電圧デ
ータおよび未充電量を二次電池のメモリ素子に入力す
る、二次電池の充電方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は二次電池の充電方法に係
り、特に二次電池の過充電を防止した充電方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ニッケル−水素二次電池、あるいはニッ
ケル−カドミウム二次電池などに代表される二次電池
は、たとえば携帯用電話機や携帯型撮像機など各種の機
器システムの作動電源として、広く実用化されている。
つまり、この種の二次電池は、充電操作による電力の確
保ないし貯蔵と、前記確保ないし貯蔵した電力を電源と
した負荷の駆動(放電)とを、繰り返し行い得ることか
ら、半永久的な電源として、各種の機器システムに組み
込まれ実用されている。
【0003】ところで、二次電池はいずれの場合も、前
記したように充電および放電が主要な機能であり、また
安全性の点から、充電の終止電圧、放電の終止電圧をそ
れぞれ限界とし、この限界範囲内の電圧で充電や放電を
行っている。そして、携帯用電話機など駆動源として内
蔵した二次電池を、充電・放電の繰り返しで使用する機
器システムでは、充電器にセットされる度に充電され、
単位時間当りの電池電圧の上昇率もしくは下降率(dV/dt
もしくは−△V)…電圧微分制御…、あるいは電池温度の
上昇率(dT/dt)…温度微分制御…などを充電の停止もし
は終了の目安として、過充電を回避する形での充電手法
が一般的に採られている。また、ときには、充電器にセ
ットして充電を開始しながら、途中(満充電以前に)で
充電器からリセットして、駆動電源として機能させるこ
ともしばしばある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記充
電器にセットされる度の充電は、比較的放電量が少ない
状態、もしくは未だ満充電に近い電池電圧のまま、充電
器にセットされて充電を行う場合もある。つまり、一般
的に、二次電池は満充電状態の充電と、放電終止状態と
の繰り返しの使用形態を採るが、たとえば、携帯用電話
機などの場合、駆動源としての機能を、常に確保するた
め、未だ十分な充電量を保持(保有)していても、適宜
充電器にセットして充電することが多い。そして、この
ときの充電停止も、前記のごとく、一般的な使用形態で
ある満充電−放電終止のサイクルの場合と同様に、電圧
微分制御もしくは温度微分制御によって行っている。
【0005】しかしながら、周知のように、二次電池に
おける満充電直前の単位時間当たりの電池電圧の上昇
(電圧急勾配上昇)、あるいは温度上昇(温度急勾配上
昇)には、いわゆる時間遅れがあるので、前記電圧急勾
配上昇や温度急勾配上昇を目安とした充電停止方式で
は、過充電を起こす恐れがしばしばある。すなわち、二
次電池の充電においては、充電の進行(経過)ととも
に、電池電圧も緩やかに上昇し、満充電直前では電池電
圧が急上昇する。しかし、前記満充電直前における電池
電圧が急上昇する時点の状態で再充電(放電終了時点以
前の途中充電)が開始されると、時間遅れの状態で電池
電圧が急上昇するため、いわゆる過充電となった後に、
充電が停止されることになる。こうした現象は、電圧微
分制御方式の場合に限らず、温度微分制御方式の場合で
も同様に起こる。そして、このような過充電の発生は、
二次電池の破損・損傷などの招来に連なり、二次電池の
機能喪失問題を提起することになる。
【0006】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、充電・放電の繰り返しで使用される二次電池に、過
充電を起こすことなく、適正な充電を容易に確保し得る
充電方法の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る二次電池の
充電方法は、二次電池の充電方法であって、前回の充電
で充電器からリセットするとき、その充電日,時のデー
タ、充電電圧データおよび充電量データを入力したメモ
リ素子付き二次電池を、充放電特性の基準データをメモ
リしたマイコン制御の充電器にセットし、前回充電時の
入力データと基準データとを対比して、自己放電量を含
む使用放電量を算出し、この使用放電量以内の充電を行
うとともに、充電器からのリセット時に、新たな充電
日,時のデータ,充電電圧データおよび未充電量を二次
電池のメモリ素子に入力することを特徴とする。 すな
わち、本発明は所要の再充電に当り、前回の充電時に、
各二次電池が具備するメモリ素子に入力した充電日デー
タおよび充電電圧データなどを、充電器側に備えた常態
的な連続使用(連続放電)における放電量と使用(放
電)時間との関係に係る基準(標準)値と対比し、今回
の充電量を設定するとともに、次回の充電に備えて、今
回の充電日データおよび充電電圧データなどを、前記メ
モリ素子に入力しておいて、過充電を確実に防止するこ
とを骨子とする。
【0008】図1は、前記実施態様を模式的に示したも
ので、被充電二次電池1を充電器2にセットすると、前
回充電時の充電データが、前記充電器2に付設されてい
るマイコンに入力される。すなわち、前回の充電時に充
電器2からリセットした時点で、二次電池ごとに付設さ
れたメモリ素子に入力されている前回充電時の日,時刻
データ,充電電圧データおよび前回の充電量などの充電
データが、被充電二次電池1を充電器2にセットしたと
き、その充電器2に付設されているマイコンに入力され
る。ここで、前記マイコンは、常態的な連続使用(連続
放電)における基準(標準)値を内蔵しており、前記被
充電二次電池1側から入力された前回充電時の充電デー
タと対比し、所要の充電量(補充量)を算出して、所要
の充電量に達すると充電を停止する。また、この充電停
止(終了)後、前記被充電二次電池1を、充電器2から
リセットすると、そのリセットの瞬間時の充電データ
(日,時刻データ,充電電圧データおよび今回の充電量
など)が、被充電二次電池1に付設されているメモリ素
子に入力される。
【0009】そして、前記被充電二次電池1の充電器2
に対するセット,リセットに当たっては、図2平面的に
概略構成を示すような、電池抜き検知レバー3を使用す
ることが望ましい。この電池抜き検知レバー3は、被充
電二次電池1をセットするとレバー3aが押され、内蔵し
ているマイクロスイッチがonし、被充電二次電池1をリ
セットするとマイクロスイッチが offする。ここで、こ
の電池抜き検知レバー3は、被充電二次電池1の電極端
子(+端子,−端子,サーミスタ端子,データ用端子)
が外れる直前に作動し、電池抜きを検知するとともに、
充電器2と被充電二次電池1との間のデータ通信、つま
り、被充電二次電池1に付設されているメモリ素子に今
回の充電データであるの日,時刻データ,充電電圧デー
タ,次回の充電時に必要な充電量の入力がなされる。
【0010】なお、本発明においては、充電用の電力源
として、商用の交流電源を適切な電圧を持った直流に変
換したものが使用されるが、その他に、たとえば燃料電
池からなる電源を使用してもよいし、あるいはガソリン
エンジンないしはディーゼルエンジンなどから発電され
る電力を用いてもよい。
【0011】
【作用】本発明に係る二次電池の充電方法によれば、再
充電に当って、前回充電時の充電データを基準(標準)
放電特性データと対比して、自己放電を含む使用放電量
を算出して、前記使用放電量以内での充電が確実になさ
れる。つまり、二次電池ごとの充電データ、および正常
な連続的放電特性データの組み合わせにより、常に適正
な範囲内での充電が成されるので、過充電による二次電
池の機能低減ないし破損・損傷などが、容易に防止もし
くは回避され、駆動電源としての機能が保持されること
になる。
【0012】
【実施例】以下、図1および図3を参照して本発明の実
施例を説明する。
【0013】前記図1に実施態様を模式的に示したよう
に、本発明においても、被充電二次電池1を充電器2に
セットする。このとき、本発明の場合は、被充電二次電
池1ごとに付設されたメモリ素子に,前回の充電時に、
充電器2からリセットされた時点の日,時刻データ,充
電電圧データおよび充電量などの前回充電時の充電デー
タが入力されている。そして、この被充電二次電池1ご
との充電データが、前記充電器2に付設されているマイ
コンに入力される。
【0014】ここで、前記マイコンは、たとえば図3に
曲線Aで示すような常態的な連続使用(連続放電)にお
ける基準(標準)特性値を内蔵している。つまり、品種
や規格ごとの各二次電池の定格負荷(たとえば 140mA)
で放電を行った場合の放電特性、すなわち放電時間に伴
う電池電圧の低下(変化)曲線データを、前記充電器2
に付設されたマイコンに入力されている。図3において
点(t1 ,V1 )は定格放電時間t1 における電池電圧
値、また点(t3 ,V3 )は定格放電時間t3における
電池電圧値である。
【0015】一方、被充電二次電池1に充電を行うた
め、前回の充電時(t1 )から今回の充電器2にセット
した時点(t3 )での電池電圧値が点(t3 ,V2 )と
すると、この間における放電使用量は曲線Bで示すごと
くなる。そして、このときの電池電圧値V2 は、前記の
基準放電特性曲線Aでの点(t2 ,V2 )に相当してい
る。ここで、t1 〜t3 の間いわゆる定格放電が続行し
ていたならば、今回の充電器2にセットした時点
(t3 )での電池電圧値は点(t3 ,V3 )を示す筈で
あるが、点(t3 ,V2 )の放電電圧値を示しているの
は、いわゆる定格放電が断続的になされていることを示
している。つまり、被充電二次電池1が、充電器2から
リセットされた時点(t1 )、今回セットした時点(t
3 )、定格放電電圧(V2 )に相当するリセットしてか
らの時点(t2 )に分けられる。具体的には、 |t
1 −t2 |×140 mA…定格放電…… (1) |t2 −t3 |×8 mA…自己放電+待機モードでの放電…… (2) として整理され、前回充電での充電器2からリセット
後、今回充電で充電器2にセットする間の放電使用量
は、前記式, (1)+ (2)であり、したがって、この放電
使用量分を充電すればよいことになる。
【0016】次に、前回の充電時に、放電使用量分が充
電されなかった(途中で充電を停止)場合の充電につい
て説明する。二次電池は、出荷時に満充電され、そのと
きの充電データ、すなわち出荷時の日,時刻、電圧値
(たとえば10)が付設されているメモリ素子に入力され
る。その後、二次電池をデータ内蔵のマイコン付き充電
器にセットして、始めて充電を行おうとしたとき、被充
電電池の電圧値がたとえば 4とすると、この間に自己放
電を含む使用量は10− 4= 6となる。したがって、今回
充電時の充電可能量は 6ということになるが、充電途中
で充電器からリセットして使用する必要性が生じ、前記
充電可能量 6のうち 2を充電した時点で、充電器からリ
セットされたとする。つまり、充電量 6の状態で放電開
始されることになり、未(不足)充電量分 4が、次回で
の充電量分として残ることになる。なお、これらのデー
タはいずれも、被充電電池を充電器からリセットされた
とき入力されたものであり、また、自己放電量および定
格放電量は、各二次電池の規格によって決まる。
【0017】この関係を一般的に式の形で示すと次のよ
うになる。
【0018】Bn+1 =Bn +( n回目での使用量)−
(n 回目での実充電量) ここで、Bn+1 は次回での充電で充電可能な充電量、B
n は今回充電されるべき充電量(二次電池にメモリされ
ていた値)であり、Bn+1 =0時点が満充電で充電終了
となる。
【0019】
【発明の効果】以上実施例の説明から分かるように、本
発明の充電方法では、二次電池ごとに付設したメモリ素
子に、前回充電終了時に充電データを入力しておき、こ
の前回充電時の充電データと、対応する二次電池の標準
データとを対比し、充電可能量を算出して所要の充電を
制御するので、過充電を確実に回避した形での充電が可
能となる。また、満充電以前での再充電、あるいは満充
電以前で充電終了後の再充電などにおいても、充電可能
量が的確に算出・制御されるため、容易に所要の充電を
行い得る。つまり、繰り返し再充電が行われ、半永久的
な駆動源として機能する二次電池を、過充電に基づく機
能低減,強いては破損・損傷なども回避し、二次電池の
半永久的な駆動源としての機能を確保し得ることにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る二次電池の定電流充電方法の実施
態様例を模式的に示すブロック図。
【図2】本発明に係る二次電池の定電流充電方法の実施
態様例でもちいた電池抜き検知レバーの概略構成例を示
す平面図。
【図3】本発明に係る二次電池の定電流充電方法の基本
的な概念を説明するための放電電圧特性図。
【符号の説明】
1……メモリ素子付設被充電二次電池 2……マイ
コン付き充電器 3……電池抜き検知レバー 3a……検知レバー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次電池の充電方法であって、前回の充
    電で充電器からリセットするとき、その充電日,時のデ
    ータ、充電電圧データおよび充電量データを入力したメ
    モリ素子付き二次電池を、充放電特性の基準データをメ
    モリしたマイコン制御の充電器にセットし、前回充電時
    の入力データと基準データとを対比して、自己放電量を
    含む使用放電量を算出し、この使用放電量以内の充電を
    行うとともに、充電器からのリセット時に、新たな充電
    日,時のデータ,充電電圧データおよび未充電量を二次
    電池のメモリ素子に入力することを特徴とする二次電池
    の充電方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003007322A (ja) * 2001-06-20 2003-01-10 Sony Corp 燃料電池装置
JP2012217273A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Brother Ind Ltd 電子機器
CN121618670A (zh) * 2026-02-03 2026-03-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池均衡的方法、电池管理系统、电池系统和用电装置

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