JPH0878061A - 密閉電池の充電制御装置 - Google Patents

密閉電池の充電制御装置

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JPH0878061A
JPH0878061A JP6208927A JP20892794A JPH0878061A JP H0878061 A JPH0878061 A JP H0878061A JP 6208927 A JP6208927 A JP 6208927A JP 20892794 A JP20892794 A JP 20892794A JP H0878061 A JPH0878061 A JP H0878061A
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sealed battery
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宗治 井野
Taketoshi Kato
豪俊 加藤
Tetsuya Kobayashi
徹也 小林
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉反応の有無に応じて適切に充電切換を実
施する。 【構成】 前回充電終期の密閉電池電圧を記憶してお
き、充電切換電圧Vを設定する。例えば前回充電終期
の密閉電池電圧が高い場合には密閉反応が生じていない
と見なし切換電圧VをV2aに設定する。前回充電終
期の密閉電池電圧が低い場合には密閉反応が生じている
と見なし切換電圧Vを低めV2bに設定する。電解液
量又は電解液比重を検出するようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛密閉電池等の密閉電
池を多段階定電流充電する充電器、特にその充電制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】鉛電池等の電池は電気自動車の電力源と
して用いられている。電気自動車が走行を継続するため
には所定の頻度で電池を充電しなければならない。電池
の充電方法としてはいくつかの方法が提案されており、
例えば実開平4−93454号公報には多段階定電流充
電の一例が示されている。
【0003】この従来技術においては、まず、比較的大
きな電流値にて定電流充電(第1段)が実行される。充
電の進行に伴い電池の電圧が上昇していき変曲点(所定
の切換電圧)に至ると、より小さな電流値にて定電流充
電(第2段)が実行される。第2段目の定電流充電は、
第1段目の定電流充電の継続時間又は電解液温度に応じ
て決定された時間の経過を以て、終了させる。このよう
な方法を採用することにより、電池におけるガス発生を
抑制することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな充電方法は密閉電池には適していない。例えば鉛密
閉電池においては、充電中に正極にて発生する酸素を負
極の鉛と反応させ最終的に水に戻すこと(酸素リサイク
ル反応)により、ガスを外部に排出しないようにしてい
る。しかし、この酸素リサイクル反応はどのような鉛密
閉電池でも十分に行われるかといえばそうではない。例
えば新品の電池においては電解液量が一般に適正量より
多いため、正極から酸素ガスが、負極から水素ガスが発
生し、外部に排出される。このように電解液量が適正化
されていない鉛密閉電池と、使いこなされた結果適正化
されている鉛密閉電池とでは、充電時の電圧が相違す
る。従って、電池の電圧が所定の切換電圧まで上昇した
ことを以てその段の定電流充電を終了させると、充電に
過不足が生じてしまう。
【0005】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、鉛密閉電池等の密
閉電池における密閉反応に注目することにより、電池が
新品か否か等にかかわらず過不足のない充電を実現する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、密閉電池を定電流充電させ、密閉
電池の電圧が所定の切換電圧に至った時点で、より小さ
な電流値で密閉電池を定電流充電させる充電制御装置に
おいて、密閉電池内における密閉反応を検出する手段
と、密閉反応が生じていないとみなせる場合には高くな
り生じているとみなせる場合には低くなるよう、検出結
果に応じて切換電圧を設定する手段と、を備えることを
特徴とする。
【0007】本発明は、前回充電の終期における密閉電
池の電圧から、あるいは密閉電池の電解液量又は電解液
比重から、密閉結果を検出することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明においては、密閉電池の多段階定電流充
電に当たってまず密閉電池内における密閉反応(例えば
酸素リサイクル反応)の有無が検出され、密閉反応が生
じるに至っていない場合には切換電圧が高く、至ってい
る場合には低く、設定される。一般に、密閉反応が生じ
ていない密閉電池では多段階充電終期の電池電圧(飽和
電圧)が高いから、切換電圧が低いと充電不足が生じる
恐れがある。逆に、密閉の反応が生じている密閉電池で
は飽和電圧が低くなるから、切換電圧が高いと過充電が
生じる恐れがある。本発明においては、電池が新品であ
る場合等、密閉反応が生じていない場合に切換電圧が高
く設定され、そうでない場合にはより低く設定される。
従って、本発明においては、電池が新品か否か等にかか
わらず過不足のない充電が実現される。
【0009】本発明においては、密閉反応の有無が例え
ば前回充電の終期における密閉電池の電圧、すなわち飽
和電圧から検出される。これにより、新たにセンサを付
加することなく、すなわち従来から設けられていた電池
電圧センサのみで、本発明を実現できる。無論、密閉反
応の有無は、電解液量又は電解液比重の直接検出によっ
て検出してもよく、この場合より正確な切換電圧設定が
可能になると共に、前回充電の終期における飽和電圧を
記憶する必要がなくなる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
【0011】図1には、本発明の各実施例を実施するの
に適する装置の構成が示されている。この図に示される
電池1は鉛密閉電池であり、また電気自動車の駆動電力
源である。電池1の放電出力はインバータ2によって交
流に変換され車両の駆動源である交流モータ3に供給さ
れる。充電器4は指令等に応じ電池1を充電する充電器
である。充電制御回路5は、所定の多段階定電流充電方
式に則り充電器4の出力電流、すなわち電池1の充電電
流を制御する。電流センサ6は電池1の電流を検出し、
検出値は定電流充電を行うため充電制御回路5に供給さ
れる。さらに、比重センサ7は電池1の電解液比重を検
出し検出値を充電制御回路5に供給する。第1実施例を
実行する際には比重センサ7は必要でない。
【0012】図2には、本発明における充電制御の原理
が示されている。この図に示される手順は3段階定電流
充電の例である。すなわち、この図では、まず電流I
による定電流充電が実行され、電池1の電圧が切換電圧
に至るとより小さな電流Iによる定電流充電が実
行され、電池1の電圧が切換電圧Vに至るとより小さ
な電流Iによる定電流充電が実行され、例えば所定時
間の経過にて充電が終了される。電池1の容量をCとす
ると電流Iは例えば0.2〜0.3C程度、電流I
は0.1C程度、電流Iは0.05C程度であり、電
流Iによる定電流充電は例えば5時間継続される。電
流Iは、電解液量が適正な電池で酸素リサイクル反応
が十分に実施され外部へのガス排出が行われないような
値に設定するのが好ましい。
【0013】本発明では、電池1の電解液量に応じて切
換電圧Vを変更している。すなわち、新品である等電
解液量が多い場合には切換電圧Vを高めの値、例えば
に設定し、電解液量が少ない場合には切換電圧V
を低めの値、例えばV2bに設定している。このよう
に、電解液量に応じて切換電圧Vを設定することによ
り、電池1の充電過不足を防止できる。具体的には、電
解液量が多く従って第3段定電流充電終了時の電圧(飽
和電圧)が例えばVと高い場合(B)には、切換電圧
をV2aに設定して充電不足を防ぎ、電解液量が少
なく従って飽和電圧が例えばVと低い場合(A)に
は、切換電圧VをV2bに設定して過充電を防いでい
る。
【0014】図3には、本発明の第1実施例における充
電制御回路5の動作の流れが示されている。この実施例
では、記憶している切換電圧V及びVを読み出した
上で(100)、電流Iによる定電流充電が実行され
る(102)。電池1の電圧が切換電圧Vに至ると
(104,106)、より小さな電流Iによる定電流
充電が実行される(108)。電池1の電圧が切換電圧
に至ると(110,112)、より小さな電流I
による定電流充電が実行され、同時に内蔵する充電終了
タイマが5時間にセットされる(114)。タイマがカ
ウントアップすると(116,118)、充電制御回路
5は充電を終了させる(120)。その際、充電終了時
の電池1の電圧Vが充電制御回路5により検出され、
次回充電時に使用すべき切換電圧Vの値が次の式によ
り計算される(122)。計算の結果は充電制御回路5
内部に記憶される(124)。
【0015】
【数1】V=K・(V−V)+K 但しK、K、V:定数 このような動作により、比重センサ7等を付加すること
なく、切換電圧Vを適切な値に設定し充電の過不足を
防止できる。すなわち、図2に示されるように、電解液
量の多寡は飽和電圧の高低として現れるため、上述の式
にて、すなわち飽和電圧と定数Vの差に応じて切換電
圧Vを設定することにより、充電過不足が生じないよ
う電解液量に応じて充電切換を実行できる。無論、切換
電圧Vのみならず切換電圧Vも変更するようにして
もよく、切換電圧Vのみを変更するようにしてもよ
い。3段階定電流充電に限定されない。
【0016】図4には、本発明の第2実施例における充
電制御回路5の動作の流れが示されている。この実施例
では、まず比重センサ7により電解液比重が検出され
(126)、これに基づき切換電圧V及びVが決定
される(126)。切換電圧V及びVの演算式は、
上式の括弧内を電解液比重の検出値と適正量の差に置き
換えた式でよい。その後、ステップ102〜118が実
行され、充電が終了する(120)。
【0017】このような動作により、切換電圧V及び
を記憶することなく、切換電圧V及びVを適切
な値に設定し充電の過不足を防止できる。その際、電解
液比重を直接検出しているため第1実施例に比べ誤差要
因が少なくなり、正確な設定が可能になる。なお、切換
電圧Vのみ又は切換電圧Vのみを変更するようにし
てもよく、3段階定電流充電にも限定されない。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
密閉電池の多段階定電流充電に当たってまず密閉電池内
の密閉反応を検出し、密閉反応が生じていないとみなせ
ない場合には切換電圧を高く、みなせる場合には低く設
定するようにしたため、電池が新品か否か等にかかわら
ず過不足のない充電を実現できる。
【0019】また、本発明によれば、密閉反応の有無を
前回充電の終期における飽和電圧から検出するようにし
たため、新たにセンサを付加することなく上述の効果を
得ることができる。また、本発明によれば、密閉反応の
有無を電解液量又は電解液比重の直接検出によって検出
するようにしたため、より正確な切換電圧設定が可能に
なりかつ前回充電の終期における飽和電圧を記憶する必
要をなくして処理を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図2】本発明における充電制御の原理を示すタイミン
グチャートである。
【図3】本発明の第1実施例における充電制御回路の動
作を示すフローチャートである。
【図4】本発明の第2実施例における充電制御回路の動
作を示すフローチャートである。
【符号の説明】 1 電池 2 インバータ 3 モータ 4 充電器 5 充電制御回路 6 電流センサ 7 比重センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 徹也 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉電池を定電流充電させ、密閉電池の
    電圧が所定の切換電圧に至った時点で、より小さな電流
    値で密閉電池を定電流充電させる充電制御装置におい
    て、 密閉電池内における密閉反応を検出する手段と、 密閉反応が生じていないとみなせる場合には高くなり生
    じているとみなせる場合には低くなるよう、検出結果に
    応じて切換電圧を設定する手段と、 を備えることを特徴とする充電制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の充電制御装置において、
    前回充電の終期における密閉電池の電圧から、密閉反応
    を検出することを特徴とする充電制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の充電制御装置において、
    密閉電池の電解液量又は電解液比重から、密閉反応を検
    出することを特徴とする充電制御装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009065757A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Japan Aerospace Exploration Agency 充電機能を備えた電源制御器
JP2016226068A (ja) * 2015-05-26 2016-12-28 トヨタ自動車株式会社 充電制御装置
JP2022548505A (ja) * 2019-09-04 2022-11-21 バイエリシエ・モトーレンウエルケ・アクチエンゲゼルシヤフト バッテリセルの充電
WO2023037599A1 (ja) * 2021-09-09 2023-03-16 ウシオ電機株式会社 蓄電システム、および、その充電制御方法

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WO2023037599A1 (ja) * 2021-09-09 2023-03-16 ウシオ電機株式会社 蓄電システム、および、その充電制御方法

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