JPH11135157A - アルカリ系電池の充電装置 - Google Patents
アルカリ系電池の充電装置Info
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- JPH11135157A JPH11135157A JP9297517A JP29751797A JPH11135157A JP H11135157 A JPH11135157 A JP H11135157A JP 9297517 A JP9297517 A JP 9297517A JP 29751797 A JP29751797 A JP 29751797A JP H11135157 A JPH11135157 A JP H11135157A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルカリ系電池の環境温度が急激に変化して
も、このアルカリ系電池の充電による発熱温度をダミー
熱容量体の温度で精度よく補正することで、アルカリ系
電池の適切な充電を可能とする充電装置を提供する。 【解決手段】 ダミー電池２０は電池回路１０の両ニッ
ケル−水素電池１１の近傍に配設されている。マイクロ
コンピュータ５０は、ニッケル−水素電池１１に対する
温度センサ３０の検出温度及びダミー電池２０に対する
温度センサ４０の検出温度の差がニッケル−水素電池１
１の満充電温度になるまで電池回路１０をを充電するよ
うに駆動回路６０を開始充電器７０を制御する。
も、このアルカリ系電池の充電による発熱温度をダミー
熱容量体の温度で精度よく補正することで、アルカリ系
電池の適切な充電を可能とする充電装置を提供する。 【解決手段】 ダミー電池２０は電池回路１０の両ニッ
ケル−水素電池１１の近傍に配設されている。マイクロ
コンピュータ５０は、ニッケル−水素電池１１に対する
温度センサ３０の検出温度及びダミー電池２０に対する
温度センサ４０の検出温度の差がニッケル−水素電池１
１の満充電温度になるまで電池回路１０をを充電するよ
うに駆動回路６０を開始充電器７０を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車やハイ
ブリッド車その他各種の産業機器用アルカリ系電池の充
電装置に関するものである。
ブリッド車その他各種の産業機器用アルカリ系電池の充
電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば、電気自動車が、省エネル
ギー化や排気ガス規制等の観点から、注目を集めてい
る。この電気自動車には複数個の電池が直列に接続され
積まれている。上記電池としては、ニッケル−水素電池
が有利である。これは、ニッケル−水素電池が鉛電池に
比べて高エネルギ−密度を有するためである。
ギー化や排気ガス規制等の観点から、注目を集めてい
る。この電気自動車には複数個の電池が直列に接続され
積まれている。上記電池としては、ニッケル−水素電池
が有利である。これは、ニッケル−水素電池が鉛電池に
比べて高エネルギ−密度を有するためである。
【０００３】ニッケル−水素電池を充電器により充電す
る場合、このニッケル−水素電池の充電効率は、当該ニ
ッケル−水素電池の充電末期において、悪化する。この
ため、ニッケル−水素電池の温度が上昇する。これに対
しては、ニッケル−水素電池の温度上昇を検知すること
で、当該ニッケル−水素電池の満充電か否かの判定を行
い、充電器による充電を停止する方法がある。
る場合、このニッケル−水素電池の充電効率は、当該ニ
ッケル−水素電池の充電末期において、悪化する。この
ため、ニッケル−水素電池の温度が上昇する。これに対
しては、ニッケル−水素電池の温度上昇を検知すること
で、当該ニッケル−水素電池の満充電か否かの判定を行
い、充電器による充電を停止する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようにニ
ッケル−水素電池の温度を用いて充電制御を行うとき、
このニッケル−水素電池の充電開始時の温度によって、
当該ニッケル−水素電池の満充電と判定するニッケル−
水素電池の温度が異なってくる。このため、ニッケル−
水素電池の充電制御を行うときには、このニッケル−水
素電池の充電開始時の温度によって満充電と判定するニ
ッケル−水素電池の温度をも変えなければならない。
ッケル−水素電池の温度を用いて充電制御を行うとき、
このニッケル−水素電池の充電開始時の温度によって、
当該ニッケル−水素電池の満充電と判定するニッケル−
水素電池の温度が異なってくる。このため、ニッケル−
水素電池の充電制御を行うときには、このニッケル−水
素電池の充電開始時の温度によって満充電と判定するニ
ッケル−水素電池の温度をも変えなければならない。
【０００５】これに対しては、次の２つの方法が知られ
ている。第１の方法としては、ニッケル−水素電池の温
度の時間的変化率（ｄＴ／ｄｔ）を用い、この変化率
（ｄＴ／ｄｔ）が閾値を超えたときに、ニッケル−水素
電池の充電を停止する制御を行う方法である。この方法
では、ニッケル−水素電池の充電開始時の温度に関係な
く、ニッケル−水素電池の充電末期には（ｄＴ／ｄｔ）
の値が大きくなるため、（ｄＴ／ｄｔ）を用いると、ニ
ッケル−水素電池の充電開始時の温度の絶対値に関係な
く制御を行うことができる。
ている。第１の方法としては、ニッケル−水素電池の温
度の時間的変化率（ｄＴ／ｄｔ）を用い、この変化率
（ｄＴ／ｄｔ）が閾値を超えたときに、ニッケル−水素
電池の充電を停止する制御を行う方法である。この方法
では、ニッケル−水素電池の充電開始時の温度に関係な
く、ニッケル−水素電池の充電末期には（ｄＴ／ｄｔ）
の値が大きくなるため、（ｄＴ／ｄｔ）を用いると、ニ
ッケル−水素電池の充電開始時の温度の絶対値に関係な
く制御を行うことができる。
【０００６】また、第２の方法としては、ニッケル−水
素電池の温度から環境温度を引いた値ΔＴを用い、ΔＴ
が閾値を超えた場合に、当該ニッケル−水素電池の充電
を停止する制御を行う方法である。この方法では、環境
温度でニッケル−水素電池の温度を補正しているため、
ニッケル−水素電池の充電開始時の温度の絶対値に関係
なく制御を行うことができる。
素電池の温度から環境温度を引いた値ΔＴを用い、ΔＴ
が閾値を超えた場合に、当該ニッケル−水素電池の充電
を停止する制御を行う方法である。この方法では、環境
温度でニッケル−水素電池の温度を補正しているため、
ニッケル−水素電池の充電開始時の温度の絶対値に関係
なく制御を行うことができる。
【０００７】しかし、上記ニッケル−水素電池が高温に
なると、このニッケル−水素電池の充電効率が非常に低
下したり、或いは、ニッケル−水素電池の自己放電量が
大きくなったりする。例えば、図７にて示すように、ニ
ッケル−水素電池（定格容量１００Ａｈ）の放電可能容
量は、４０℃以上になると急激に減少する。
なると、このニッケル−水素電池の充電効率が非常に低
下したり、或いは、ニッケル−水素電池の自己放電量が
大きくなったりする。例えば、図７にて示すように、ニ
ッケル−水素電池（定格容量１００Ａｈ）の放電可能容
量は、４０℃以上になると急激に減少する。
【０００８】このため、ニッケル−水素電池の充電時に
は、当該ニッケル−水素電池の温度は、高温（４０℃）
に達しないように制御することが好ましい。また、車載
のニッケル−水素電池は、夏期には、高温にさらされる
ことも多いため、ニッケル−水素電池の温度が高いとき
には、ファン等の冷却装置によりニッケル−水素電池の
温度を下げる必要がある。
は、当該ニッケル−水素電池の温度は、高温（４０℃）
に達しないように制御することが好ましい。また、車載
のニッケル−水素電池は、夏期には、高温にさらされる
ことも多いため、ニッケル−水素電池の温度が高いとき
には、ファン等の冷却装置によりニッケル−水素電池の
温度を下げる必要がある。
【０００９】しかし、上記第１の方法では、ニッケル−
水素電池の環境温度の変化による当該ニッケル−水素電
池の温度の変化と、このニッケル−水素電池の充電によ
る温度の変化との間の区別を行うことができないため、
ニッケル−水素電池の充電を、満充電でないにもかかわ
らず、止めてしまうという不具合が生ずる。また、上記
第２の方法では、ニッケル−水素電池の熱容量は大きい
ため、このニッケル−水素電池の環境温度の変化に対
し、ニッケル−水素電池の温度の変化は遅い。従って、
ニッケル−水素電池の環境温度では適切な補正ができな
い。例えば、ニッケル−水素電池の充電中に急に環境温
度が低下した場合、ニッケル−水素電池の温度とその環
境温度との差ΔＴが見かけ上大きくなって、当該ニッケ
ル−水素電池の充電を止めてしまうという不具合が生ず
る。
水素電池の環境温度の変化による当該ニッケル−水素電
池の温度の変化と、このニッケル−水素電池の充電によ
る温度の変化との間の区別を行うことができないため、
ニッケル−水素電池の充電を、満充電でないにもかかわ
らず、止めてしまうという不具合が生ずる。また、上記
第２の方法では、ニッケル−水素電池の熱容量は大きい
ため、このニッケル−水素電池の環境温度の変化に対
し、ニッケル−水素電池の温度の変化は遅い。従って、
ニッケル−水素電池の環境温度では適切な補正ができな
い。例えば、ニッケル−水素電池の充電中に急に環境温
度が低下した場合、ニッケル−水素電池の温度とその環
境温度との差ΔＴが見かけ上大きくなって、当該ニッケ
ル−水素電池の充電を止めてしまうという不具合が生ず
る。
【００１０】そこで、本発明は、以上のようなことに対
処するため、アルカリ系電池の環境温度が急激に変化し
ても、このアルカリ系電池の充電による発熱温度をダミ
ー熱容量体の温度で精度よく補正することで、アルカリ
系電池の適切な充電を可能とする充電装置を提供するこ
とを目的とする。
処するため、アルカリ系電池の環境温度が急激に変化し
ても、このアルカリ系電池の充電による発熱温度をダミ
ー熱容量体の温度で精度よく補正することで、アルカリ
系電池の適切な充電を可能とする充電装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題の解決にあた
り、請求項１に記載の発明によれば、ダミー熱容量体
は、充電手段により充電されるアルカリ系電池の近傍に
配設されている。そして、制御手段は、アルカリ系電池
に対する第１温度センサの検出温度及びダミー熱容量体
に対する第２温度センサの検出温度の差がアルカリ系電
池の充電完了を表す所定値になるまでアルカリ系電池を
充電するように、充電手段を制御する。
り、請求項１に記載の発明によれば、ダミー熱容量体
は、充電手段により充電されるアルカリ系電池の近傍に
配設されている。そして、制御手段は、アルカリ系電池
に対する第１温度センサの検出温度及びダミー熱容量体
に対する第２温度センサの検出温度の差がアルカリ系電
池の充電完了を表す所定値になるまでアルカリ系電池を
充電するように、充電手段を制御する。
【００１２】ここで、アルカリ系電池と同一の環境温度
下に置かれたダミー熱容量体の温度は、アルカリ系電池
の充電時にも環境温度により変化する温度である。従っ
て、上記両検出温度の差は、アルカリ系電池の充電によ
る発熱のみの影響を受けて増大することとなる。よっ
て、上記両検出温度の差は、ダミー熱容量体の温度によ
り、環境温度の変化の影響をキャンセルするように精度
よく補正される。これにより、環境温度が急激に変化し
ても、上記両検出温度の差が上記所定値になるまでアル
カリ系電池を充電することで、このアルカリ系電池は、
確実に十分に充電され得る。
下に置かれたダミー熱容量体の温度は、アルカリ系電池
の充電時にも環境温度により変化する温度である。従っ
て、上記両検出温度の差は、アルカリ系電池の充電によ
る発熱のみの影響を受けて増大することとなる。よっ
て、上記両検出温度の差は、ダミー熱容量体の温度によ
り、環境温度の変化の影響をキャンセルするように精度
よく補正される。これにより、環境温度が急激に変化し
ても、上記両検出温度の差が上記所定値になるまでアル
カリ系電池を充電することで、このアルカリ系電池は、
確実に十分に充電され得る。
【００１３】また、請求項２に記載の発明によれば、ダ
ミー熱容量体は、充電手段により充電されるアルカリ系
電池の近傍に配設されている。そして、制御手段は、ア
ルカリ系電池に対する第１温度センサの検出温度及びダ
ミー熱容量体に対する第２温度センサの検出温度の差が
アルカリ系電池の充電完了を表す所定変化率になるまで
アルカリ系電池を充電するように、充電手段を制御す
る。
ミー熱容量体は、充電手段により充電されるアルカリ系
電池の近傍に配設されている。そして、制御手段は、ア
ルカリ系電池に対する第１温度センサの検出温度及びダ
ミー熱容量体に対する第２温度センサの検出温度の差が
アルカリ系電池の充電完了を表す所定変化率になるまで
アルカリ系電池を充電するように、充電手段を制御す
る。
【００１４】このように、請求項１にて述べた所定値に
代えて所定変化率を用いてアルカリ系電池を充電するよ
うにしても、請求項１と同様の作用効果を達成できる。
ここで、請求項３に記載の発明によれば、断熱部材が、
アルカリ系電池とダミー熱容量体との間に介装されてい
る。これにより、アルカリ系電池とダミー熱容量体との
間の相互の熱伝達が確実に遮断されるので、請求項１又
は２に記載の発明の作用効果をより一層向上させ得る。
代えて所定変化率を用いてアルカリ系電池を充電するよ
うにしても、請求項１と同様の作用効果を達成できる。
ここで、請求項３に記載の発明によれば、断熱部材が、
アルカリ系電池とダミー熱容量体との間に介装されてい
る。これにより、アルカリ系電池とダミー熱容量体との
間の相互の熱伝達が確実に遮断されるので、請求項１又
は２に記載の発明の作用効果をより一層向上させ得る。
【００１５】また、請求項４に記載の発明のように、ダ
ミー熱容量体がアルカリ系電池であっても、請求項１乃
至３のいずれか一つに記載の発明と同様の作用効果を達
成できる。また、請求項５に記載の発明のように、ダミ
ー熱容量体が電気自動車やハイブリッド車の補器用２次
電池であれば、別途、ダミー熱容量体を新たに準備する
必要がなくなる。
ミー熱容量体がアルカリ系電池であっても、請求項１乃
至３のいずれか一つに記載の発明と同様の作用効果を達
成できる。また、請求項５に記載の発明のように、ダミ
ー熱容量体が電気自動車やハイブリッド車の補器用２次
電池であれば、別途、ダミー熱容量体を新たに準備する
必要がなくなる。
【００１６】また、請求項６に記載の発明によれば、ア
ルカリ系電池はニッケル−水素電池である。また、冷却
手段は、制御手段の制御中において、ニッケル−水素電
池の温度を、良好な充電効率を維持できる所定温度範囲
内に維持するように、第１温度センサの検出温度に応じ
て当該ニッケル−水素電池を冷却する。これにより、ニ
ッケル−水素電池の充電効率を高く維持維持しつつ請求
項１乃至５のいずれか一つに記載の発明の作用効果を達
成できる。
ルカリ系電池はニッケル−水素電池である。また、冷却
手段は、制御手段の制御中において、ニッケル−水素電
池の温度を、良好な充電効率を維持できる所定温度範囲
内に維持するように、第１温度センサの検出温度に応じ
て当該ニッケル−水素電池を冷却する。これにより、ニ
ッケル−水素電池の充電効率を高く維持維持しつつ請求
項１乃至５のいずれか一つに記載の発明の作用効果を達
成できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る充電装置が電
気自動車の駆動源用電池回路１０に適用された例を示
す。この電池回路１０は当該電気自動車に搭載してなる
もので、当該電池回路１０は、複数のアルカリ系電池１
１を直列接続して構成されている。
に基づいて説明する。図１は本発明に係る充電装置が電
気自動車の駆動源用電池回路１０に適用された例を示
す。この電池回路１０は当該電気自動車に搭載してなる
もので、当該電池回路１０は、複数のアルカリ系電池１
１を直列接続して構成されている。
【００１８】当該充電装置は、アルカリ系電池１１と同
様の電池からなるダミー電池２０を備えており、このダ
ミー電池２０は、電池回路１０の近傍にて当該電気自動
車に搭載されている。これにより、ダミー電池２０は、
電池回路１０の環境温度と同一の環境温度領域におかれ
る。但し、ダミー電池２０は、電池回路１０の充電時に
は、電池回路１０と電気的に接続されておらず、充放電
も行わない。
様の電池からなるダミー電池２０を備えており、このダ
ミー電池２０は、電池回路１０の近傍にて当該電気自動
車に搭載されている。これにより、ダミー電池２０は、
電池回路１０の環境温度と同一の環境温度領域におかれ
る。但し、ダミー電池２０は、電池回路１０の充電時に
は、電池回路１０と電気的に接続されておらず、充放電
も行わない。
【００１９】ここで、電池回路１０及びダミー電池２０
の配置構成を図２に基づいて詳細に説明すると、複数の
アルカリ系電池１１が、図２にて示すごとく、当該電気
自動車の適所に配設されている。また、ダミー電池２０
は、図２にて示すごとく、Ｌ字状の断熱板２１を介し、
その近傍の両アルカリ系電池１１に隣接して配置されて
いる。
の配置構成を図２に基づいて詳細に説明すると、複数の
アルカリ系電池１１が、図２にて示すごとく、当該電気
自動車の適所に配設されている。また、ダミー電池２０
は、図２にて示すごとく、Ｌ字状の断熱板２１を介し、
その近傍の両アルカリ系電池１１に隣接して配置されて
いる。
【００２０】なお、電池回路１０と同様の熱容量及び熱
伝導率を有する熱容量体でもって、ダミー電池２０を代
用してもよい。また、当該電気自動車の１２Ｖの補機用
２次電池でもってダミー電池２０を代用してもよい。こ
れにより、ダミー電池２０を別途新たに準備する必要が
なくなる。また、断熱板２１は、一般に断熱部材であれ
ばよい。
伝導率を有する熱容量体でもって、ダミー電池２０を代
用してもよい。また、当該電気自動車の１２Ｖの補機用
２次電池でもってダミー電池２０を代用してもよい。こ
れにより、ダミー電池２０を別途新たに準備する必要が
なくなる。また、断熱板２１は、一般に断熱部材であれ
ばよい。
【００２１】また、当該充電装置は、両温度センサ３
０、４０を備えている。温度センサ３０は、電池回路１
０に配設されており、この温度センサ３０は、電池回路
１０の温度を検出する。温度センサ４０はダミー電池２
０に配設されており、この温度センサ４０は、ダミー電
池２０の温度を検出する。なお、具体的には、両温度セ
ンサ３０、４０は、その各端子３１、４１にて、ニッケ
ル−水素電池１１の差し込み穴部１１ａ及びダミー電池
２０の差し込み穴部２０ａに差し込まれることで、電池
回路１０及びダミー電池２０に配設されている（図２参
照）。
０、４０を備えている。温度センサ３０は、電池回路１
０に配設されており、この温度センサ３０は、電池回路
１０の温度を検出する。温度センサ４０はダミー電池２
０に配設されており、この温度センサ４０は、ダミー電
池２０の温度を検出する。なお、具体的には、両温度セ
ンサ３０、４０は、その各端子３１、４１にて、ニッケ
ル−水素電池１１の差し込み穴部１１ａ及びダミー電池
２０の差し込み穴部２０ａに差し込まれることで、電池
回路１０及びダミー電池２０に配設されている（図２参
照）。
【００２２】マイクロコンピュータ５０は、図３にて示
すフローチャートに従い、コンピュータプログラムを実
行し、この実行中において、両温度センサ３０、４０の
各検出温度に基づき、充電器７０に接続した駆動装置６
０を駆動するための演算処理をする。なお、上記コンピ
ュータプログラムはマイクロコンピュータ５０のＲＯＭ
に予め記憶されている。
すフローチャートに従い、コンピュータプログラムを実
行し、この実行中において、両温度センサ３０、４０の
各検出温度に基づき、充電器７０に接続した駆動装置６
０を駆動するための演算処理をする。なお、上記コンピ
ュータプログラムはマイクロコンピュータ５０のＲＯＭ
に予め記憶されている。
【００２３】駆動装置６０は、マイクロコンピュータ５
０による制御を受けて充電器７０の作動を制御する。こ
れにより、充電器７０は、その作動により、電池回路１
０の充電を行う。制御装置８０は、空冷ファン９０の電
池回路１０に対する空冷作用を制御する。空冷ファン９
０は、その作動により、電池回路１０を空冷する。な
お、空冷ファン９０に限ることなく、各種の冷却手段に
より電池回路１０を冷却するようにしてもよい。
０による制御を受けて充電器７０の作動を制御する。こ
れにより、充電器７０は、その作動により、電池回路１
０の充電を行う。制御装置８０は、空冷ファン９０の電
池回路１０に対する空冷作用を制御する。空冷ファン９
０は、その作動により、電池回路１０を空冷する。な
お、空冷ファン９０に限ることなく、各種の冷却手段に
より電池回路１０を冷却するようにしてもよい。
【００２４】このように構成した本実施形態において、
マイクロコンピュータ５０が図３のフローチャートに従
いコンピュータプログラムの実行を開始する。すると、
ステップ１００において、温度センサ３０の検出温度
（以下、電池温度Ｔｂという）及び温度センサ４０の検
出温度（以下、ダミー温度Ｔｄという）がマイクロコン
ピュータ５０に入力される。
マイクロコンピュータ５０が図３のフローチャートに従
いコンピュータプログラムの実行を開始する。すると、
ステップ１００において、温度センサ３０の検出温度
（以下、電池温度Ｔｂという）及び温度センサ４０の検
出温度（以下、ダミー温度Ｔｄという）がマイクロコン
ピュータ５０に入力される。
【００２５】ついで、ステップ１１０において、電池温
度Ｔｂが４０℃以上であれば、ＮＯとの判定がなされ
る。そして、ステップ１１１において、電池回路１０の
充電が待機状態におかれる。これは、図７にて示すごと
く、ニッケル−水素電池１１の放電可能容量は、電池回
路１０の環境温度、即ち、充電環境温度が４０℃以上に
て急激に低下するためである。
度Ｔｂが４０℃以上であれば、ＮＯとの判定がなされ
る。そして、ステップ１１１において、電池回路１０の
充電が待機状態におかれる。これは、図７にて示すごと
く、ニッケル−水素電池１１の放電可能容量は、電池回
路１０の環境温度、即ち、充電環境温度が４０℃以上に
て急激に低下するためである。
【００２６】一方、電池温度Ｔｂが４０℃未満の場合に
は、ステップ１１０における判定がＹＥＳとなり、ステ
ップ１１２おいて、駆動回路６０に対し充電器７０の作
動指令が出力される。これに伴い、充電器７０が駆動回
路６０により駆動されて作動し電池回路１０の充電を開
始する。ついで、ステップ１１３において、ステップ１
００における電池温度Ｔｂ及びダミー温度Ｔｄに基づき
温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）が演算される。
は、ステップ１１０における判定がＹＥＳとなり、ステ
ップ１１２おいて、駆動回路６０に対し充電器７０の作
動指令が出力される。これに伴い、充電器７０が駆動回
路６０により駆動されて作動し電池回路１０の充電を開
始する。ついで、ステップ１１３において、ステップ１
００における電池温度Ｔｂ及びダミー温度Ｔｄに基づき
温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）が演算される。
【００２７】そして、ステップ１２０において、温度差
（Ｔｂ−Ｔｄ）が１０℃以下であれば、ＮＯとの判定が
なされる。以後、ステップ１００乃至ステップ１２０を
循環する演算処理が温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）＞１０℃とな
るまで繰り返される。また、この繰り返しの演算処理の
間、充電器７０による電池回路１０の充電が継続され
る。
（Ｔｂ−Ｔｄ）が１０℃以下であれば、ＮＯとの判定が
なされる。以後、ステップ１００乃至ステップ１２０を
循環する演算処理が温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）＞１０℃とな
るまで繰り返される。また、この繰り返しの演算処理の
間、充電器７０による電池回路１０の充電が継続され
る。
【００２８】このように、電池回路１０の充電が温度差
（Ｔｂ−Ｔｄ）＞１０℃となるまでに限られるのは、図
７にて示すニッケル−水素電池１１の特性にみられるよ
うに、温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）が１０℃を超えると、ニッ
ケル−水素電池１１の放電可能容量は極端に低下してい
くからである。また、ニッケル−水素電池１１は１０℃
近辺で満充電となることも考慮されている。
（Ｔｂ−Ｔｄ）＞１０℃となるまでに限られるのは、図
７にて示すニッケル−水素電池１１の特性にみられるよ
うに、温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）が１０℃を超えると、ニッ
ケル−水素電池１１の放電可能容量は極端に低下してい
くからである。また、ニッケル−水素電池１１は１０℃
近辺で満充電となることも考慮されている。
【００２９】また、上記充電過程においては、制御装置
８０が、温度センサ３０の検出温度（電池温度Ｔｂ）に
基づき、電池回路１０の温度が所定の許容範囲（４０℃
以下の範囲）内になるように空冷ファン９０の空冷作動
を制御する。これは、図７にて示すように電池温度Ｔｂ
が４０℃以上となると、ニッケル−水素電池１１の充電
効率の大幅な低下により、このニッケル−水素電池１１
の放電可能容量が著しく低下することを考慮して、ニッ
ケル−水素電池１１の温度を充電時には４０℃以下に維
持することで、ニッケル−水素電池１１の充電効率を十
分に高く維持しようとするためである。
８０が、温度センサ３０の検出温度（電池温度Ｔｂ）に
基づき、電池回路１０の温度が所定の許容範囲（４０℃
以下の範囲）内になるように空冷ファン９０の空冷作動
を制御する。これは、図７にて示すように電池温度Ｔｂ
が４０℃以上となると、ニッケル−水素電池１１の充電
効率の大幅な低下により、このニッケル−水素電池１１
の放電可能容量が著しく低下することを考慮して、ニッ
ケル−水素電池１１の温度を充電時には４０℃以下に維
持することで、ニッケル−水素電池１１の充電効率を十
分に高く維持しようとするためである。
【００３０】しかして、ステップ１２０における判定が
ＹＥＳとなると、ステップ１２１において、充電停止指
令が駆動回路６０に出力される。これに伴い、充電器７
０の充電作動が駆動回路６０により停止される。以上説
明したように、ダミー電池２０は、電池回路１０、即ち
ニッケル−水素電池１１と同一の環境温度領域に置かれ
ており、ニッケル−水素電池１１の充電時にも、充放電
しない。このため、ダミー電池２０の温度は、ニッケル
−水素電池１１の充電時にも、環境温度のみにより変化
する温度である。
ＹＥＳとなると、ステップ１２１において、充電停止指
令が駆動回路６０に出力される。これに伴い、充電器７
０の充電作動が駆動回路６０により停止される。以上説
明したように、ダミー電池２０は、電池回路１０、即ち
ニッケル−水素電池１１と同一の環境温度領域に置かれ
ており、ニッケル−水素電池１１の充電時にも、充放電
しない。このため、ダミー電池２０の温度は、ニッケル
−水素電池１１の充電時にも、環境温度のみにより変化
する温度である。
【００３１】従って、温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）は、ニッケ
ル−水素電池１１の充電による発熱のみの影響を受けて
増大することとなる。よって、温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）
は、ダミー電池２０の温度により、環境温度の変化の影
響をキャンセルするように精度よく補正される。これに
より、環境温度が急激に変化しても、温度差（Ｔｂ−Ｔ
ｄ）が１０℃になるまでニッケル−水素電池１１を充電
することで、このニッケル−水素電池１１は、確実に十
分に充電され得る。
ル−水素電池１１の充電による発熱のみの影響を受けて
増大することとなる。よって、温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）
は、ダミー電池２０の温度により、環境温度の変化の影
響をキャンセルするように精度よく補正される。これに
より、環境温度が急激に変化しても、温度差（Ｔｂ−Ｔ
ｄ）が１０℃になるまでニッケル−水素電池１１を充電
することで、このニッケル−水素電池１１は、確実に十
分に充電され得る。
【００３２】この場合、断熱板２１がニッケル−水素電
池１１とダミー電池２０との間を断熱しているから、ニ
ッケル−水素電池１１及びダミー電池２０の間の相互の
温度による影響が生ずることがない。このため、ステッ
プ１１０、１２０における判定が精度よく行える。その
結果、上記温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）の補正が精度よくなさ
れる。よって、ニッケル−水素電池１１の満充電が確実
に行える。
池１１とダミー電池２０との間を断熱しているから、ニ
ッケル−水素電池１１及びダミー電池２０の間の相互の
温度による影響が生ずることがない。このため、ステッ
プ１１０、１２０における判定が精度よく行える。その
結果、上記温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）の補正が精度よくなさ
れる。よって、ニッケル−水素電池１１の満充電が確実
に行える。
【００３３】また、上述のごとく、温度センサ３０の検
出温度に応じ空冷ファン９０を用いて電池回路１０の温
度を上述のごとく所定の許容範囲内に維持するから、ニ
ッケル−水素電池１１の充電を効率よく行える。ちなみ
に、上記実施形態における電池回路１０のニッケル−水
素電池１１を完全放電した後にこのニッケル−水素電池
１１の充電を行ったところ、図４にて示すようなデータ
が得られた。
出温度に応じ空冷ファン９０を用いて電池回路１０の温
度を上述のごとく所定の許容範囲内に維持するから、ニ
ッケル−水素電池１１の充電を効率よく行える。ちなみ
に、上記実施形態における電池回路１０のニッケル−水
素電池１１を完全放電した後にこのニッケル−水素電池
１１の充電を行ったところ、図４にて示すようなデータ
が得られた。
【００３４】図４は、ニッケル−水素電池１１に充電時
における電池温度Ｔｂ、ダミー温度Ｔｄ及び電池回路１
０及びダミー電池２０の環境温度（以下、環境温度Ｔｋ
という）の時間的変化を各グラフＬ１、Ｌ２及びＬ３に
より示す。但し、環境温度Ｔｋが急激に変化したときの
影響を調べるために、環境温度Ｔｋを２０℃から４０℃
までをサイクル的に変化させた。
における電池温度Ｔｂ、ダミー温度Ｔｄ及び電池回路１
０及びダミー電池２０の環境温度（以下、環境温度Ｔｋ
という）の時間的変化を各グラフＬ１、Ｌ２及びＬ３に
より示す。但し、環境温度Ｔｋが急激に変化したときの
影響を調べるために、環境温度Ｔｋを２０℃から４０℃
までをサイクル的に変化させた。
【００３５】図４によれば、電池温度Ｔｂ及びダミー温
度Ｔｄは環境温度Ｔｋの影響を受けていることが分か
る。また、図４のデータに基づき、温度差（Ｔｂ−Ｔ
ｄ）（以下、温度差ΔＴｄという）及び電池温度Ｔｂと
環境温度Ｔｋとの差（以下、温度差ΔＴｋ＝（Ｔｂ−Ｔ
ｋ）という）を求めたところ、図５にて示すごとく、グ
ラフＭ１及びグラフＭ２としてそれぞれ得られた。
度Ｔｄは環境温度Ｔｋの影響を受けていることが分か
る。また、図４のデータに基づき、温度差（Ｔｂ−Ｔ
ｄ）（以下、温度差ΔＴｄという）及び電池温度Ｔｂと
環境温度Ｔｋとの差（以下、温度差ΔＴｋ＝（Ｔｂ−Ｔ
ｋ）という）を求めたところ、図５にて示すごとく、グ
ラフＭ１及びグラフＭ２としてそれぞれ得られた。
【００３６】これによれば、温度差ΔＴｋは環境温度Ｔ
ｋの影響を大きく受け大きく変動する。一方、温度差Δ
Ｔｄでは、環境温度Ｔｋの影響がキャンセルされて、ニ
ッケル−水素電池１１の充電末期では電池温度Ｔｂが滑
らかに上昇していることが分かる。例えば、温度差ΔＴ
ｄが１０℃になった時に、ニッケル−水素電池１１の満
充電と判断して充電を停止するように制御すると、温度
差ΔＴｋを用いた場合には、図５にて図示点Ｅ（約９０
％充電時）で充電が停止することがわかる。
ｋの影響を大きく受け大きく変動する。一方、温度差Δ
Ｔｄでは、環境温度Ｔｋの影響がキャンセルされて、ニ
ッケル−水素電池１１の充電末期では電池温度Ｔｂが滑
らかに上昇していることが分かる。例えば、温度差ΔＴ
ｄが１０℃になった時に、ニッケル−水素電池１１の満
充電と判断して充電を停止するように制御すると、温度
差ΔＴｋを用いた場合には、図５にて図示点Ｅ（約９０
％充電時）で充電が停止することがわかる。
【００３７】なお、本明細書の従来の技術で述べた第２
の方法ではこの温度差ΔＴｋを用いることとなるが、温
度差ΔＴｋを充電制御に用いた場合には環境温度Ｔｋの
影響によって誤作動することがある。一方、温度差ΔＴ
ｄを用いた場合には、図５にて図示点Ｆ（約１００％充
電時）で充電が停止することが分かる。
の方法ではこの温度差ΔＴｋを用いることとなるが、温
度差ΔＴｋを充電制御に用いた場合には環境温度Ｔｋの
影響によって誤作動することがある。一方、温度差ΔＴ
ｄを用いた場合には、図５にて図示点Ｆ（約１００％充
電時）で充電が停止することが分かる。
【００３８】上記実施形態では、電池回路１０の充電制
御に温度差ΔＴｄを用いることで、電池回路１０の充電
は、環境温度Ｔｋが変動してもその影響を受けにくく、
充電の影響による温度上昇を見分けられ、適確に充電を
行うことができる。なお、充電を停止する温度差ΔＴｄ
は電池により異なる値であり、満充電に制御できるよう
に設定すればよい。ニッケル−水素電池１１では、上述
のごとく、温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）＝１０℃付近で満充電
となる。
御に温度差ΔＴｄを用いることで、電池回路１０の充電
は、環境温度Ｔｋが変動してもその影響を受けにくく、
充電の影響による温度上昇を見分けられ、適確に充電を
行うことができる。なお、充電を停止する温度差ΔＴｄ
は電池により異なる値であり、満充電に制御できるよう
に設定すればよい。ニッケル−水素電池１１では、上述
のごとく、温度差（Ｔｂ−Ｔｄ）＝１０℃付近で満充電
となる。
【００３９】次に、上記実施形態の変形例につき図６に
基づき説明する。この変形例では、図３のステップ１１
３において、温度差ΔＴｄ＝（Ｔｂ−Ｔｄ）に代えて、
温度差ΔＴｄの時間的変化率｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝が
演算される。また、ステップ１２０において、温度差
（Ｔｂ−Ｔｄ）に代えて、温度差ΔＴｄの時間的変化率
｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝或いは温度差ΔＴｋの時間的変
化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝が採用される。そして、
｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝＞１０（℃／分）或いは｛ｄ
（ΔＴｋ）／ｄｔ｝＞１２（℃／分）が判定される。
基づき説明する。この変形例では、図３のステップ１１
３において、温度差ΔＴｄ＝（Ｔｂ−Ｔｄ）に代えて、
温度差ΔＴｄの時間的変化率｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝が
演算される。また、ステップ１２０において、温度差
（Ｔｂ−Ｔｄ）に代えて、温度差ΔＴｄの時間的変化率
｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝或いは温度差ΔＴｋの時間的変
化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝が採用される。そして、
｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝＞１０（℃／分）或いは｛ｄ
（ΔＴｋ）／ｄｔ｝＞１２（℃／分）が判定される。
【００４０】これによっても、上記実施形態と同様の作
用効果を達成できる。ちなみに、温度差ΔＴｋの時間的
変化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝及び温度差ΔＴｄの時間
的変化率｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝と、ニッケル−水素電
池１１の定格容量での充電容量（％）との関係を調べた
ところ、図６にて示すデータが得られた。
用効果を達成できる。ちなみに、温度差ΔＴｋの時間的
変化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝及び温度差ΔＴｄの時間
的変化率｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝と、ニッケル−水素電
池１１の定格容量での充電容量（％）との関係を調べた
ところ、図６にて示すデータが得られた。
【００４１】図６において、グラフＱ１は、時間的変化
率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝と充電容量との関係を示し、
グラフＱ２は、時間的変化率｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝と
充電容量との関係を示す。これによれば、変化率｛ｄ
（ΔＴｄ）／ｄｔ｝は変化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝に
比較して環境温度Ｔｋの影響を受けにくいことが分か
る。
率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝と充電容量との関係を示し、
グラフＱ２は、時間的変化率｛ｄ（ΔＴｄ）／ｄｔ｝と
充電容量との関係を示す。これによれば、変化率｛ｄ
（ΔＴｄ）／ｄｔ｝は変化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝に
比較して環境温度Ｔｋの影響を受けにくいことが分か
る。
【００４２】例えば、温度差の時間的変化率が１２（℃
／分）となったときに、ニッケル−水素電池１１の充電
を停止するように制御する場合、変化率｛ｄ（ΔＴｋ）
／ｄｔ｝を採用した場合、図６にて図示点Ｇ（約５％充
電時）でニッケル−水素電池１１の充電が停止してしま
い、変化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝の変動が大きいため
充電制御に用いるには不適である。一方、変化率｛ｄ
（ΔＴｄ）／ｄｔ｝を採用した場合、図６にて図示点Ｈ
（約１０３％充電時）でニッケル−水素電池１１の充電
が停止するため誤作動する可能性は比較的小さい。
／分）となったときに、ニッケル−水素電池１１の充電
を停止するように制御する場合、変化率｛ｄ（ΔＴｋ）
／ｄｔ｝を採用した場合、図６にて図示点Ｇ（約５％充
電時）でニッケル−水素電池１１の充電が停止してしま
い、変化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝の変動が大きいため
充電制御に用いるには不適である。一方、変化率｛ｄ
（ΔＴｄ）／ｄｔ｝を採用した場合、図６にて図示点Ｈ
（約１０３％充電時）でニッケル−水素電池１１の充電
が停止するため誤作動する可能性は比較的小さい。
【００４３】従って、ステップ１２０では、変化率｛ｄ
（ΔＴｋ）／ｄｔ｝ではなく、変化率｛ｄ（ΔＴｄ）／
ｄｔ｝を採用することがより望ましい。なお、本発明の
実施にあたり、ニッケル−水素電池１１とは異なるアル
カリ系電池を電池回路１０に採用した場合に、このアル
カリ系電池の充電効率が温度の上昇により余り低下しな
ければ、空冷ファン９０は廃止してもよい。
（ΔＴｋ）／ｄｔ｝ではなく、変化率｛ｄ（ΔＴｄ）／
ｄｔ｝を採用することがより望ましい。なお、本発明の
実施にあたり、ニッケル−水素電池１１とは異なるアル
カリ系電池を電池回路１０に採用した場合に、このアル
カリ系電池の充電効率が温度の上昇により余り低下しな
ければ、空冷ファン９０は廃止してもよい。
【００４４】また、本発明の実施にあたり、電気自動車
に限ることなく、ハイブリッド車や各種の産業機器に採
用されるニッケル−水素電池に本発明を適用して実施し
てもよい。この場合、ニッケル−水素電池に限ることな
く、一般的にアルカリ系電池であってもよい。
に限ることなく、ハイブリッド車や各種の産業機器に採
用されるニッケル−水素電池に本発明を適用して実施し
てもよい。この場合、ニッケル−水素電池に限ることな
く、一般的にアルカリ系電池であってもよい。
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の電池回路及びダミー電池の配設状態を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】図１のマイクロコンピュータの作用を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】各温度Ｔｂ、Ｔｄ及びＴｋの時間的変化を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】各温度差ΔＴｄ及びΔＴｋの時間的変化を示す
グラフである。
グラフである。
【図６】上記実施形態の変形例を説明するための温度差
の変化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝、変化率｛ｄ（ΔＴ
ｄ）／ｄｔ｝とニッケル−水素電池の充電容量との関係
を示すグラフである。
の変化率｛ｄ（ΔＴｋ）／ｄｔ｝、変化率｛ｄ（ΔＴ
ｄ）／ｄｔ｝とニッケル−水素電池の充電容量との関係
を示すグラフである。
【図７】ニッケル−水素電池の充電時の環境温度と放電
可能容量との関係を示すグラフである。
可能容量との関係を示すグラフである。
１０…電池回路、１１…ニッケル−水素電池、２０…ダ
ミー電池、２１…断熱板、３０、４０…温度センサ、５
０…マイクロコンピュータ、６０…駆動装置、７０…充
電器。
ミー電池、２１…断熱板、３０、４０…温度センサ、５
０…マイクロコンピュータ、６０…駆動装置、７０…充
電器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 智也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内
Claims (6)
- 【請求項１】 アルカリ系電池（１１）を充電する充電
手段（６０、７０）と、 前記アルカリ系電池の近傍に配設されたダミー熱容量体
（２０）と、 前記アルカリ系電池の温度を検出する第１温度センサ
（３０）と、 前記ダミー熱容量体の温度を検出する第２温度センサ
（４０）と、 前記第１及び第２の温度センサの各検出温度の差が前記
アルカリ系電池の充電完了を表す所定値になるまで前記
アルカリ系電池を充電するように前記充電手段を制御す
る制御手段（１１２、１２０）とを備えたアルカリ系電
池の充電装置。 - 【請求項２】 アルカリ系電池（１１）を充電する充電
手段（６０、７０）と、 前記アルカリ系電池の近傍に配設されたダミー熱容量体
（２０）と、 前記アルカリ系電池の温度を検出する第１温度センサ
（３０）と、 前記ダミー熱容量体の温度を検出する第２温度センサ
（４０）と、 前記第１及び第２の温度センサの各検出温度の差の変化
率が前記アルカリ系電池の充電完了を表す所定変化率に
なるまで前記アルカリ系電池を充電するように前記充電
手段を制御する制御手段（１１２、１２０）とを備えた
アルカリ系電池の充電装置。 - 【請求項３】 前記アルカリ系電池と前記ダミー熱容量
体との間に介装された断熱部材（２１）を備えることを
特徴とする請求項１又は２に記載のアルカリ系電池の充
電装置。 - 【請求項４】 前記ダミー熱容量体がアルカリ系電池で
あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに
記載のアルカリ系電池の充電装置。 - 【請求項５】 前記ダミー熱容量体が電気自動車やハイ
ブリッド車の補器用２次電池であるあることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれか一つに記載のアルカリ系電
池の充電装置。 - 【請求項６】 前記アルカリ系電池はニッケル−水素電
池であり、 冷却手段は、前記制御手段の制御中において、前記ニッ
ケル−水素電池の温度を良好な充電効率を維持できる所
定温度範囲内に維持するように、前記第１温度センサの
検出温度に応じて当該ニッケル−水素電池を冷却するこ
とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の
アルカリ系電池の充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29751797A JP3817863B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | アルカリ系電池の充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29751797A JP3817863B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | アルカリ系電池の充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11135157A true JPH11135157A (ja) | 1999-05-21 |
| JP3817863B2 JP3817863B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=17847551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29751797A Expired - Fee Related JP3817863B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | アルカリ系電池の充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3817863B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8148030B2 (en) | 2008-01-29 | 2012-04-03 | Tokuyama Corporation | Separation membrane for fuel cell and production method thereof |
| DE102012107866A1 (de) * | 2012-08-27 | 2014-02-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeugbatterie |
| WO2023098521A1 (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 长春捷翼汽车科技股份有限公司 | 新能源车、车载充电装置、温度检测电路及温度检测方法 |
-
1997
- 1997-10-29 JP JP29751797A patent/JP3817863B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8148030B2 (en) | 2008-01-29 | 2012-04-03 | Tokuyama Corporation | Separation membrane for fuel cell and production method thereof |
| DE102012107866A1 (de) * | 2012-08-27 | 2014-02-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeugbatterie |
| WO2023098521A1 (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 长春捷翼汽车科技股份有限公司 | 新能源车、车载充电装置、温度检测电路及温度检测方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3817863B2 (ja) | 2006-09-06 |
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