JPS6110452Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電池の充電装置に関する。

電池の急速充電においては、過充電を防するた
めに被充電電池の所定充電状態を検出する必要が
あり、従来から該電池の電圧検出法と上昇温度の
検出法等がある。

電圧検出法は電池電圧を検出する方法である
が、電池の製造上のバラツキにより満充電近傍の
検出電圧の設定が困難であり、一般に電池を充分
に充電できない欠点がある。これに対し電池温度
検出法は電池温度が満充電近傍から上昇し始める
ため電池の充電量を確保できるものであり、従来
装置においては被充電電池にサーモスタツト又は
感熱抵抗素子を熱結合している。

ところが従来装置は単に電池温度のみを検出す
るものであり、電池温度が周囲温度の影響を受け
るため、充電装置を使用できる周囲温度の範囲が
狭いものであつた。また電池温度の検出を周囲温
度により修正することも可能であるが、従来装置
においては、電池温度の検出素子と補正用の周囲
温度検出素子はいずれも被充電電池と一緒に電源
ボツクス内に収納されており、被充電電池を取り
外して使用することができないと共に前記両検出
素子を熱的に分離し難い欠点がある。

本考案はかかる点に鑑み考案されたものにし
て、以下本考案の一実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図は電池の充電回路図であり、Ａは充電
器、Ｂは電池体である。充電器Ａは次のように構
成される。即ち１次コイルN₁が商用電源端子に
接続される降下トランスＴの２次コイルN₂は中
間スタツプP₀を有し、該中間スタツプは負ライン
L₁に、又２次コイルN₂の両端はダイオードD₁，
D₂を介して正ラインL₂に夫々接続される。該正
ラインにはトリクル充電路を構成するダイオード
D₃及び抵抗R₁の直列回路を並列接続した第１ト
ランジスタQ₁が介挿され、そのベース・コレク
タ間には第２トランジスタQ₂のエミツタ・コレ
クタが介挿されて第２トランジスタQ₁₂のベース
は抵抗R₂を介して正ラインL₂に接続されると共
にダイオードD₄及びシリコン制御整流器（以下
SCRと云う）Ｓの直列回路を介して負ラインL₁
に接続される。SCR（Ｓ）の両端間にはスター
トスイツチSW及び充電表示素子D₂が接続され、
また抵抗R₃を介してSCRの導通保持用コンデン
サC₁が並列接続され、該コンデンサはダイオー
ドD₆を介して充電される。SCR（Ｓ）のゲー
ト・カソード間には後述する感熱素子Th₁の検出
温度を周囲温度に応じて補正する補正用感熱素子
Th₂としての負特性抵抗素子及び誤動作防止用コ
ンデンサC₂が並列接続されている。充電器Ａは
正ラインL₂に接続された第１端子P₁、負ライン
L₁に接続された第２端子P₂及びSCR（Ｓ）のゲ
ートに接続された第３端子P₃を有する。

これに対し電池体Ｂは被充電電池Ba及び該電
池の外装罐の上昇温度を検出する検出用感熱素子
Th₁からなり、第１乃至第３端子P₁〜P₃に夫々接
続される第４乃至第６端子P₄〜P₆を有する。検出
用感熱素子Th₁は第６端子P₆と電池Baの正極との
間に接続されており、負特性低孔素子で構成され
る。

以上の充電回路においてスタートスイツチSW
を一時的に閉成することにより、SCR（Ｓ）が
遮断状態となり、充電表示素子D₅を点灯すると
共に第１第２トランジスタQ₁，Q₂の導通によ
り、電池Baはたとえば1cの充電電流で急速充電
される。電池Baが満充電状態に達すると、電池
Baの外装罐の温度が上昇し検出用感熱素子Th₁と
しての負特性低孔素子の抵抗値が減少し、補正用
感熱素子Th₂の抵抗値との関係でSCR（Ｓ）のゲ
ート電位が上昇し、SCR（Ｓ）を点弧導通す
る。このため第１第２トランジスタQ₁，Q₂が遮
断し電池Baへの大きな充電電流が遮断して以後
トリクル充電電流が流れる。SCR（Ｓ）はコン
デンサC₁の電荷にて導通状態に保持され、又充
電表示素子D₂の消灯により充電完了を表示す
る。

次に第２図は電池体Ｂの斜視図であり、被充電
電池BaはNiCd電池で構成され、（Ｘ）（Ｙ）２列
の素電池群からなり、各列４本の計８本の素電池
を直列接続したものであり、１本の素電池の外装
罐１が露出せしめられている。外装罐１は普通絶
縁のために紙管２で被覆されているが、検出用感
熱素子Th₁を密着するため外装罐１の一部が露出
している。検出用感熱素子Th₁はアルミニウムテ
ープ３で巻回固定され（Ｘ）（Ｙ）の素電池列間
に形成される谷間４に位置せしめられており、前
記感熱素子Th₁は谷間４から突出しないように取
付けられている。この状態で二点鎖線で示す電池
ケース５に収納され、３本のリード線６〜８は図
示しないソケツトに接続される。

而して被充電電池BaとしてのNiCd電池は、充
電化学反応により外装罐の温度上昇が急激である
ように構成されている。一般にNiCd電池を充電
した場合満充電前においては、 陽極：Ni（OH）₂＋OH^-→NiOOH＋H₂O＋e^- 陰極：Cd（OH）₂＋2e^-→Cd＋20H^- の化学反応が起きているが、この反応は吸熱反応
であり、電池外装罐１の温度が上昇することはほ
とんどない。

これに対して満充電近傍においては、 陽極：40H^-→C₂＋2H₂O＋4e^- 陰極： の化学反応が起きる。この反応のうち陰極側の上
式はCdの燃焼反応に相当し発熱を生じて電池温
度が上昇する。

しかしながら従来の電池の構造においては、上
記発熱が電池内で略均等に生ずるため、電池の外
装罐の温度が上昇するのに時間を要する。このた
め電池内のガス発生量が増大して異常な高圧とな
り安全弁が作動することになるが、安全弁を通し
てガスが逃げるので電池の劣化を招来する。

そこで本考案における被充電電池として充電化
学反応により外装罐の温度上昇が急激である電池
が使用されている。かかる電池の具体的構造の一
例を第３図に基いて説明する。この図は電池の内
部構造としての渦巻電極体の横断面図である。こ
の図において１１は主セパレータにしてその中心
部に位置する部分に補助セパレータ１２を添着
し、ニツケル焼結基板に水酸化ニツケルを充填し
た陽極板１３とニツケル焼結基板に水酸化カドミ
ウムを充填した陰極板１４との間にセパレータ１
１又は１１，１２が介在する如く巻回して渦巻電
極体を構成したものである。この場合に中心部に
おいてはセパレータが２重になつているため、セ
パレータのガス透過性が外周部のそれより悪くな
り、前述の充電化学反応は外周部において活発と
なり、外装罐の温度上昇が急激になる。第３図に
おいてはセパレータの中心部のガス透過性を悪く
するため、二重構造にしているが、二重構造とす
ることなく、中心部のセパレータのガス透過性が
悪くなるように一部目潰するようにしてもよい。

以上の如く本考案によれば、被充電電池及び該
電池の外装罐の上昇温度を検出する検出用感熱素
子を有する電池体を、該電池体に接続される充電
器と別個に設けたから、前記電池体を充電器と分
離して使用することができると共に検出用感熱素
子は常に被充電電池に密着されているので、電池
体を充電器に接続する場合に検出用感熱素子と被
充電電池の関係を一定に保つことができ、検出の
バラツキを除くことができる。また検出用感熱素
子の検出温度を周囲温度に応じて補正する補正用
感熱素子を充電器に設けたため、検出用感熱素子
の使用温度範囲を広げることができると共に前記
両感熱素子を熱的に分離することができ、被充電
電池の外装罐の上昇温度を周囲温度に応じて正確
に検出することができる。また被充電電池が充電
化学反応により外装罐の温度上昇が急激である電
池であるから、外装罐の温度検出が容易になると
共に該検出に対する遅れがなく、被充電電池の劣
化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案による充電装置の一実施例を示
し、第１図は充電回路図、第２図は電池体の斜視
図、第３図は被充電電池の渦巻電極体の横断面図
である。 Ba……被充電電池、１……外装罐、Th₁……検
出用感熱素子、Ｂ……電池体、Ａ……充電器、１
４……陰極板、１３……陽極板、１２……セパレ
ータ、Th₂……補正用感熱素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被充電電池及び該電池の外装罐の上昇温度を検
   出する検出用感熱素子を有する電池体と、該電池
   体を充電する充電器とからなり、前記被充電電池
   は、渦巻状の陰陽極板と、該両極板間に位置し中
   心側のガス透過性を外周部のそれよりも悪くした
   セパレータとにより構成されると共に、前記充電
   器は前記感熱素子の検出温度を周囲温度に応じて
   補正する補正用感熱素子を備え、前前記外装罐の
   相対的温度上昇値の検出により前記電池の充電を
   制御してなる電池の充電装置。