JP2003333765A - 二次電池の充電方法 - Google Patents
二次電池の充電方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 二次電池の充電時間、又は現時点における二
次電池の充電率を把握することが可能な二次電池の充電
方法を提供する。 【解決手段】 二次電池1を、満充電平衡電圧Eeq以上
の所定の電圧値Esで、一定時間印加した後、印加電圧
を満充電平衡電圧Eeqに切り換え、上記満充電平衡電圧
Eeqにおける電流値iを検出することによって、上記電
流値iが、充電完了時に検出される充電完了基準値Jに
達するまでの所要充電時間t、又は上記電流検出時点で
の充電率を求める。そして、上記検出された電流値iが
充電完了基準値J以下のときに二次電池1の充電を停止
する。
次電池の充電率を把握することが可能な二次電池の充電
方法を提供する。 【解決手段】 二次電池1を、満充電平衡電圧Eeq以上
の所定の電圧値Esで、一定時間印加した後、印加電圧
を満充電平衡電圧Eeqに切り換え、上記満充電平衡電圧
Eeqにおける電流値iを検出することによって、上記電
流値iが、充電完了時に検出される充電完了基準値Jに
達するまでの所要充電時間t、又は上記電流検出時点で
の充電率を求める。そして、上記検出された電流値iが
充電完了基準値J以下のときに二次電池1の充電を停止
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉛蓄電池、ニッ
ケル−カドミウム電池、ニッケル−水素金属電池、リチ
ウムイオン電池等の二次電池の充電方法に関するもので
ある。
ケル−カドミウム電池、ニッケル−水素金属電池、リチ
ウムイオン電池等の二次電池の充電方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタルカメラ、ディジタルム
ービー、ノートパソコン等の電子機器、携帯電話等の通
信機器、電動工具、掃除機といった動力機器等の電源
に、二次電池を使用するケースが著しく増加してきてい
る。上記二次電池とは、充放電を繰り返し行うことがで
きる電池をいい、電気エネルギーを化学エネルギーに変
換して蓄え、また逆に蓄えた化学エネルギーを電気エネ
ルギーに変換して利用される。上記二次電池のうちで実
用的に使用されている代表的なものとしては、ニッケル
−カドミウム電池、ニッケル−水素金属電池、リチウム
イオン電池、NAS電池等が挙げられる。
ービー、ノートパソコン等の電子機器、携帯電話等の通
信機器、電動工具、掃除機といった動力機器等の電源
に、二次電池を使用するケースが著しく増加してきてい
る。上記二次電池とは、充放電を繰り返し行うことがで
きる電池をいい、電気エネルギーを化学エネルギーに変
換して蓄え、また逆に蓄えた化学エネルギーを電気エネ
ルギーに変換して利用される。上記二次電池のうちで実
用的に使用されている代表的なものとしては、ニッケル
−カドミウム電池、ニッケル−水素金属電池、リチウム
イオン電池、NAS電池等が挙げられる。
【0003】ところで、上記二次電池の内部で生じる起
電反応、放電反応は、化学的反応や、電気的反応、及び
これら両反応が相互に関わる複雑なエネルギー変換、及
び授受が伴い、また、そこにはこれら種々の反応に対す
る時間的要素が介在する。従ってこれらの反応を考慮し
ながら充電を行う必要があり、過度に電流を流して充電
を行えば、意図しない発熱反応や、膨潤等の異常で、電
池の内部構造を破壊してしまう場合がある。また、そこ
までには至らないにしても、上記二次電池の内部構造を
劣化させ、電池寿命は縮まり、サイクル使用回数を減少
させてしまうことになる。
電反応、放電反応は、化学的反応や、電気的反応、及び
これら両反応が相互に関わる複雑なエネルギー変換、及
び授受が伴い、また、そこにはこれら種々の反応に対す
る時間的要素が介在する。従ってこれらの反応を考慮し
ながら充電を行う必要があり、過度に電流を流して充電
を行えば、意図しない発熱反応や、膨潤等の異常で、電
池の内部構造を破壊してしまう場合がある。また、そこ
までには至らないにしても、上記二次電池の内部構造を
劣化させ、電池寿命は縮まり、サイクル使用回数を減少
させてしまうことになる。
【0004】そこで、従来では上記二次電池が適切に充
電されるように、上記二次電池の充電装置の制御部に、
充電時間の進行に伴い印加電圧を変化させるようなプロ
グラムを組み込み、上記プログラムによる制御に従って
二次電池に電圧を印加するように構成している。また、
上記充電装置に二次電池の電圧を検出する電池電圧検出
部を設け、上記電池電圧を制御量として、被充電電池の
充電終了を判定制御する充電装置も数多く出願されてい
る。
電されるように、上記二次電池の充電装置の制御部に、
充電時間の進行に伴い印加電圧を変化させるようなプロ
グラムを組み込み、上記プログラムによる制御に従って
二次電池に電圧を印加するように構成している。また、
上記充電装置に二次電池の電圧を検出する電池電圧検出
部を設け、上記電池電圧を制御量として、被充電電池の
充電終了を判定制御する充電装置も数多く出願されてい
る。
【0005】例えば、特開平8−9563号公報におけ
る二次電池充電装置は、被充電電池の定電流による充電
電圧の負の電位差を検出する電圧検出回路と、上記被充
電電池の定電流に伴う単位時間当りの電池温度の変化
(温度微分値)を検出する温度検出回路と、上記電圧検
出回路で検出した負の電位差及び温度微分値と予め設定
した各基準値とをそれぞれ対比して、充電スイッチを制
御する充電制御回路とで構成され、検出された負の電位
差及び温度微分値が、予め選択設定した基準となる負の
電位差及び温度微分値に到達したときを充電の終了とし
て制御している。このように公知技術においては、充電
装置の制御部で、電池電圧の検出値、あるいはその温度
値を制御量として被充電電池の状態を監視し、充電終了
状態を判定している。
る二次電池充電装置は、被充電電池の定電流による充電
電圧の負の電位差を検出する電圧検出回路と、上記被充
電電池の定電流に伴う単位時間当りの電池温度の変化
(温度微分値)を検出する温度検出回路と、上記電圧検
出回路で検出した負の電位差及び温度微分値と予め設定
した各基準値とをそれぞれ対比して、充電スイッチを制
御する充電制御回路とで構成され、検出された負の電位
差及び温度微分値が、予め選択設定した基準となる負の
電位差及び温度微分値に到達したときを充電の終了とし
て制御している。このように公知技術においては、充電
装置の制御部で、電池電圧の検出値、あるいはその温度
値を制御量として被充電電池の状態を監視し、充電終了
状態を判定している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな充電終了検出方法を二次電池の状態を無視して単純
に適用していくと以下に示すような種々の不都合が生じ
ることになる。すなわち、その電極種や、電解質種の違
い、また電池構造の違い等、二次電池の種類によって充
電時における特性は異なり、また同一種、同型番の二次
電池であっても、受電時の環境条件の違い、上記二次電
池の使用履歴、電気化学的遍歴等によってその特性が大
きく異なる。このため、従来のような同一パターンでの
充電は結果的に過充電となることがあり、これによっ
て、二次電池内部で異常な化学反応を引き起こして発熱
し、電気エネルギーが熱エネルギーに変換されるため充
電効率が低下するといった問題がある。また、ガスの発
生により二次電池の内圧が上昇して漏液する危険性もあ
る。この結果、充電/放電の繰り返しに必要な二次電池
の内部構造に欠陥が生じ、そのサイクル寿命が縮まって
しまうという問題が生じている。
うな充電終了検出方法を二次電池の状態を無視して単純
に適用していくと以下に示すような種々の不都合が生じ
ることになる。すなわち、その電極種や、電解質種の違
い、また電池構造の違い等、二次電池の種類によって充
電時における特性は異なり、また同一種、同型番の二次
電池であっても、受電時の環境条件の違い、上記二次電
池の使用履歴、電気化学的遍歴等によってその特性が大
きく異なる。このため、従来のような同一パターンでの
充電は結果的に過充電となることがあり、これによっ
て、二次電池内部で異常な化学反応を引き起こして発熱
し、電気エネルギーが熱エネルギーに変換されるため充
電効率が低下するといった問題がある。また、ガスの発
生により二次電池の内圧が上昇して漏液する危険性もあ
る。この結果、充電/放電の繰り返しに必要な二次電池
の内部構造に欠陥が生じ、そのサイクル寿命が縮まって
しまうという問題が生じている。
【0007】また、上記二次電池の充電時間は出来る限
り短いことが望ましいが、上記したような同一パターン
での充電では、二次電池の種類によっては充電時におけ
る印加電圧がその定格値よりも低いことがあり、この場
合は特に、充電が完了するまでにかなりの時間を要する
という問題がある。さらに、充電しようとする二次電池
がどれだけ蓄電されているのか、また充電にどれだけの
時間を要するのかを知る方法もなく、ユーザにとっては
極めて不便であるという問題もある。
り短いことが望ましいが、上記したような同一パターン
での充電では、二次電池の種類によっては充電時におけ
る印加電圧がその定格値よりも低いことがあり、この場
合は特に、充電が完了するまでにかなりの時間を要する
という問題がある。さらに、充電しようとする二次電池
がどれだけ蓄電されているのか、また充電にどれだけの
時間を要するのかを知る方法もなく、ユーザにとっては
極めて不便であるという問題もある。
【0008】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、二次電池の充電
時間、又は現時点における二次電池の充電率を把握する
ことが可能な二次電池の充電方法を提供することにあ
る。また、上記二次電池の過充電を防止すると共に、上
記充電時間の短縮化を図ることもこの発明の目的であ
る。
になされたものであって、その目的は、二次電池の充電
時間、又は現時点における二次電池の充電率を把握する
ことが可能な二次電池の充電方法を提供することにあ
る。また、上記二次電池の過充電を防止すると共に、上
記充電時間の短縮化を図ることもこの発明の目的であ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで請求項1の二次電
池の充電方法は、二次電池1を充電制御する方法におい
て、二次電池1に所定の電圧を印加し、このとき流れる
電流値iを検出することによって、満充電までの所要充
電時間t、又は上記電流検出時点での充電率を求めるよ
うに構成したことを特徴としている。
池の充電方法は、二次電池1を充電制御する方法におい
て、二次電池1に所定の電圧を印加し、このとき流れる
電流値iを検出することによって、満充電までの所要充
電時間t、又は上記電流検出時点での充電率を求めるよ
うに構成したことを特徴としている。
【0010】上記請求項1の二次電池の充電方法では、
電流値iを検出するという容易な方法で、満充電までの
所要充電時間t、又は現時点でどれだけ充電されている
のかを示す充電率を把握することができる。
電流値iを検出するという容易な方法で、満充電までの
所要充電時間t、又は現時点でどれだけ充電されている
のかを示す充電率を把握することができる。
【0011】また請求項2の二次電池の充電方法は、二
次電池1に、上記所定電圧以上の電圧を一定時間印加し
た後、印加電圧を上記所定電圧に切り換えて、このとき
流れる電流値iを検出するように構成したことを特徴と
している。
次電池1に、上記所定電圧以上の電圧を一定時間印加し
た後、印加電圧を上記所定電圧に切り換えて、このとき
流れる電流値iを検出するように構成したことを特徴と
している。
【0012】上記請求項2の二次電池の充電方法では、
上記二次電池1の充電は主に、上記所定電圧以上の電圧
値で行うことができるため、比較的に大きな充電電流を
二次電池1に流すことができ、これによって充電時間の
短縮化を図ることができる。
上記二次電池1の充電は主に、上記所定電圧以上の電圧
値で行うことができるため、比較的に大きな充電電流を
二次電池1に流すことができ、これによって充電時間の
短縮化を図ることができる。
【0013】さらに請求項3の二次電池の充電方法は、
上記所定電圧は、満充電平衡電圧Eeqであることを特徴
としている。
上記所定電圧は、満充電平衡電圧Eeqであることを特徴
としている。
【0014】上記請求項3の二次電池の充電方法では、
二次電池1に満充電平衡電圧Eeqを印加した場合、いか
なる二次電池1においても満充電時に検出される電流値
iは略ゼロとなるため、検出が行い易く、また満充電ま
での所要充電時間t、又は現時点における充電率をより
正確に求めることができる。
二次電池1に満充電平衡電圧Eeqを印加した場合、いか
なる二次電池1においても満充電時に検出される電流値
iは略ゼロとなるため、検出が行い易く、また満充電ま
での所要充電時間t、又は現時点における充電率をより
正確に求めることができる。
【0015】また請求項4の二次電池の充電方法は、上
記所要充電時間tとは、検出された上記電流値iが、充
電完了時に検出される充電完了基準値Jに達するまでの
時間であり、上記電流値iが充電完了基準値J以下のと
きに充電を停止するように構成したことを特徴としてい
る。
記所要充電時間tとは、検出された上記電流値iが、充
電完了時に検出される充電完了基準値Jに達するまでの
時間であり、上記電流値iが充電完了基準値J以下のと
きに充電を停止するように構成したことを特徴としてい
る。
【0016】上記請求項4の二次電池の充電方法では、
上記二次電池1の電流値iを検出することで、その充電
状態を定期的に観測し、上記電流値iが充電完了基準値
J以下となったときに充電を停止するように構成したこ
とによって、過度な化学反応(酸化還元反応)を引き起
こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次
電池1の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命
を飛躍的に向上させることができる。
上記二次電池1の電流値iを検出することで、その充電
状態を定期的に観測し、上記電流値iが充電完了基準値
J以下となったときに充電を停止するように構成したこ
とによって、過度な化学反応(酸化還元反応)を引き起
こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次
電池1の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命
を飛躍的に向上させることができる。
【0017】さらに請求項5の二次電池の充電方法は、
上記所要充電時間t経過後に、二次電池1の充電を停止
するように構成したことを特徴としている。
上記所要充電時間t経過後に、二次電池1の充電を停止
するように構成したことを特徴としている。
【0018】上記請求項5の二次電池の充電方法では、
上記所要充電時間t経過後、すなわち所要充電時間tが
ゼロ以下となったときに充電を停止するように構成した
ことによって、簡素な構成で確実に充電を停止させるこ
とができる。またこれによって、過度な化学反応(酸化
還元反応)を引き起こすことなく、満充電状態まで適正
に充電が行え、二次電池1の内部構造に損傷を与えない
ため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができ
る。
上記所要充電時間t経過後、すなわち所要充電時間tが
ゼロ以下となったときに充電を停止するように構成した
ことによって、簡素な構成で確実に充電を停止させるこ
とができる。またこれによって、過度な化学反応(酸化
還元反応)を引き起こすことなく、満充電状態まで適正
に充電が行え、二次電池1の内部構造に損傷を与えない
ため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができ
る。
【0019】また請求項6の二次電池の充電方法は、二
次電池1を充電制御する方法において、二次電池1に、
満充電平衡電圧Eeq以上の所定の電圧値Esを一定時間
印加した後、印加電圧を満充電平衡電圧Eeqに切り換
え、このとき流れる電流値iを検出することによって、
上記電流値iが充電完了時に検出される充電完了基準値
Jに達するまでの所要充電時間t、又は上記電流検出時
点での充電率を求めると共に、上記所要充電時間t又は
充電率が所定値に達したときに、二次電池1の充電を停
止するように構成したことを特徴としている。
次電池1を充電制御する方法において、二次電池1に、
満充電平衡電圧Eeq以上の所定の電圧値Esを一定時間
印加した後、印加電圧を満充電平衡電圧Eeqに切り換
え、このとき流れる電流値iを検出することによって、
上記電流値iが充電完了時に検出される充電完了基準値
Jに達するまでの所要充電時間t、又は上記電流検出時
点での充電率を求めると共に、上記所要充電時間t又は
充電率が所定値に達したときに、二次電池1の充電を停
止するように構成したことを特徴としている。
【0020】上記請求項6の二次電池の充電方法では、
上記二次電池1の充電は主に、上記満充電平衡電圧Eeq
以上の所定の電圧値Esで行うことができるため、比較
的に大きな充電電流を二次電池1に流すことができ、こ
れによって充電時間の短縮化を図ることができる。ま
た、上記二次電池1に満充電平衡電圧Eeqを印加した場
合、いかなる二次電池1においても満充電時に検出され
る電流値iは略ゼロとなるため、検出が行い易く、また
満充電までの所要充電時間t、又は現時点での充電率を
より正確に求めることができる。さらに、上記所要充電
時間t又は充電率が所定値に達したときに充電を停止す
るように構成したことによって、過度な化学反応(酸化
還元反応)を引き起こすことなく、満充電状態まで適正
に充電が行え、二次電池1の内部構造に損傷を与えない
ため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができ
る。
上記二次電池1の充電は主に、上記満充電平衡電圧Eeq
以上の所定の電圧値Esで行うことができるため、比較
的に大きな充電電流を二次電池1に流すことができ、こ
れによって充電時間の短縮化を図ることができる。ま
た、上記二次電池1に満充電平衡電圧Eeqを印加した場
合、いかなる二次電池1においても満充電時に検出され
る電流値iは略ゼロとなるため、検出が行い易く、また
満充電までの所要充電時間t、又は現時点での充電率を
より正確に求めることができる。さらに、上記所要充電
時間t又は充電率が所定値に達したときに充電を停止す
るように構成したことによって、過度な化学反応(酸化
還元反応)を引き起こすことなく、満充電状態まで適正
に充電が行え、二次電池1の内部構造に損傷を与えない
ため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができ
る。
【0021】さらに請求項7の二次電池の充電方法は、
上記所要充電時間t、又は上記電流検出時点での充電率
を表示するように構成したことを特徴としている。
上記所要充電時間t、又は上記電流検出時点での充電率
を表示するように構成したことを特徴としている。
【0022】上記請求項7の二次電池の充電方法では、
ユーザは満充電までに要する時間、又は現時点における
二次電池1の充電率を知ることができるため、利便性が
向上する。
ユーザは満充電までに要する時間、又は現時点における
二次電池1の充電率を知ることができるため、利便性が
向上する。
【0023】
【発明の実施の形態】次に、この発明の二次電池の充電
方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図1はこの発明の第1実施形態にお
ける二次電池の充電方法の構成を示すブロック図であ
る。図1において、1は二次電池、2は電源部であり、
上記電源部2は商用交流電気を直流に変換する変圧、整
流回路を含んでいる。さらに3は上記二次電池1に通電
される充電電流の電流値を検出するための電流検出部、
また9は上記二次電池1に印加されている電圧値を検出
するための電圧検出部であり、上記各検出部3、9で検
出された電流値、及び電圧値をプログラム・演算制御部
4に送信するように構成している。ここで、上記プログ
ラム・演算制御部4では、上記二次電池1が満充電に達
したか否かの判断や、満充電までの所要充電時間tの演
算等が行われる。また5は上記プログラム・演算制御部
4からの指令に基づいて上記二次電池1に印加する電
圧、電流の切換制御等を行う電圧・電流制御部である。
また6はスタート指示により、上記電圧・電流制御部5
で定められた充電電圧を二次電池1に供給する一方、上
記プログラム・演算制御部4からの終了指示により充電
を完了する充電電圧供給部である。さらに7は、上記プ
ログラム・演算制御部4で演算された所要充電時間tを
表示するための表示部、8はユーザがスタート操作等を
行うための操作部である。
方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図1はこの発明の第1実施形態にお
ける二次電池の充電方法の構成を示すブロック図であ
る。図1において、1は二次電池、2は電源部であり、
上記電源部2は商用交流電気を直流に変換する変圧、整
流回路を含んでいる。さらに3は上記二次電池1に通電
される充電電流の電流値を検出するための電流検出部、
また9は上記二次電池1に印加されている電圧値を検出
するための電圧検出部であり、上記各検出部3、9で検
出された電流値、及び電圧値をプログラム・演算制御部
4に送信するように構成している。ここで、上記プログ
ラム・演算制御部4では、上記二次電池1が満充電に達
したか否かの判断や、満充電までの所要充電時間tの演
算等が行われる。また5は上記プログラム・演算制御部
4からの指令に基づいて上記二次電池1に印加する電
圧、電流の切換制御等を行う電圧・電流制御部である。
また6はスタート指示により、上記電圧・電流制御部5
で定められた充電電圧を二次電池1に供給する一方、上
記プログラム・演算制御部4からの終了指示により充電
を完了する充電電圧供給部である。さらに7は、上記プ
ログラム・演算制御部4で演算された所要充電時間tを
表示するための表示部、8はユーザがスタート操作等を
行うための操作部である。
【0024】次に、この第1実施形態における二次電池
1の充電方法について述べるが、ここではまず、本願に
おける充電方法を説明する上で基本となる二次電池1の
充電電圧と充電電流との特性について、図2のグラフに
基づいて説明する。図2におけるグラフの横軸には電池
端子電圧を、また縦軸には充電電流をとっており、充電
率が異なる各二次電池1の電圧−電流特性をそれぞれ示
している。すなわち図における破線で示す曲線は、二次
電池1の充電率が略0%の状態(電池がなくなった状
態)を示しており、この場合は標準電圧E0(公称電
圧)より低い電圧を印加しても充電電流が流れ出す。こ
こで上記標準電圧E0は、二次電池1の正極、負極を構
成する物質によって決まる定数で、例えば、ニッケル−
カドミウム二次電池の場合は約1.2Vとなる。また、
上記印加電圧を上昇させていくにつれて、略それに比例
して充電電流も増大するが、所定の電圧を過ぎると、印
加電圧に対する充電電流の増加率は減少し、上に凸の曲
線を辿り、さらに昇圧すると、充電電流はほとんど上昇
しなくなり、さらには電流ピーク値を経て充電電流が減
少し始める。
1の充電方法について述べるが、ここではまず、本願に
おける充電方法を説明する上で基本となる二次電池1の
充電電圧と充電電流との特性について、図2のグラフに
基づいて説明する。図2におけるグラフの横軸には電池
端子電圧を、また縦軸には充電電流をとっており、充電
率が異なる各二次電池1の電圧−電流特性をそれぞれ示
している。すなわち図における破線で示す曲線は、二次
電池1の充電率が略0%の状態(電池がなくなった状
態)を示しており、この場合は標準電圧E0(公称電
圧)より低い電圧を印加しても充電電流が流れ出す。こ
こで上記標準電圧E0は、二次電池1の正極、負極を構
成する物質によって決まる定数で、例えば、ニッケル−
カドミウム二次電池の場合は約1.2Vとなる。また、
上記印加電圧を上昇させていくにつれて、略それに比例
して充電電流も増大するが、所定の電圧を過ぎると、印
加電圧に対する充電電流の増加率は減少し、上に凸の曲
線を辿り、さらに昇圧すると、充電電流はほとんど上昇
しなくなり、さらには電流ピーク値を経て充電電流が減
少し始める。
【0025】また、同図の一点鎖線で示す充電率が約5
0%の状態では、充電率が略0%のときよりも充電電圧
の立ち上がり電圧(開放電圧)が高くなり、上記電流ピ
ーク値の電圧は逆に低くなる。そして、同図の二点鎖線
で示す充電率が約90%の状態では、充電率が約50%
のときよりもさらに充電電圧の立ち上がり電圧が高くな
り、電流ピーク値の電圧もさらに低くなる。そして、同
図の実線で示す100%の状態では、充電率が約90%
のときよりもさらに充電電圧の立ち上がり電圧が高くな
り、電流ピーク値の電圧もさらに低くなる。一方、上記
充電率に対する立ち上がり電圧の上昇率については、満
充電状態に近づくにつれて減少する傾向にある。
0%の状態では、充電率が略0%のときよりも充電電圧
の立ち上がり電圧(開放電圧)が高くなり、上記電流ピ
ーク値の電圧は逆に低くなる。そして、同図の二点鎖線
で示す充電率が約90%の状態では、充電率が約50%
のときよりもさらに充電電圧の立ち上がり電圧が高くな
り、電流ピーク値の電圧もさらに低くなる。そして、同
図の実線で示す100%の状態では、充電率が約90%
のときよりもさらに充電電圧の立ち上がり電圧が高くな
り、電流ピーク値の電圧もさらに低くなる。一方、上記
充電率に対する立ち上がり電圧の上昇率については、満
充電状態に近づくにつれて減少する傾向にある。
【0026】さらに図2において、斜線で示す領域D、
すなわち上記電流ピーク値を連ねた境界線よりも電圧の
高い領域では、活物質の酸化還元反応がさらに進んで、
電気分解反応を引き起こす不可逆化学反応領域Dとな
る。この不可逆化学反応領域Dでは、意図しない発熱反
応や、膨潤等の異常により、ともすれば二次電池1の内
部構造の破壊に繋がる恐れがある。またそこまでには至
らないにしても、不可逆反応が伸展し、二次電池1のサ
イクル寿命に大きな影響を与えてしまうため、上記不可
逆化学反応領域Dに達しないように充電制御することが
必要となる。
すなわち上記電流ピーク値を連ねた境界線よりも電圧の
高い領域では、活物質の酸化還元反応がさらに進んで、
電気分解反応を引き起こす不可逆化学反応領域Dとな
る。この不可逆化学反応領域Dでは、意図しない発熱反
応や、膨潤等の異常により、ともすれば二次電池1の内
部構造の破壊に繋がる恐れがある。またそこまでには至
らないにしても、不可逆反応が伸展し、二次電池1のサ
イクル寿命に大きな影響を与えてしまうため、上記不可
逆化学反応領域Dに達しないように充電制御することが
必要となる。
【0027】ところで、上記二次電池1の蓄電容量は、
充電電流と充電時間との積で求められる。これより充電
時間を短くしようとすれば、充電電流を増やすことが必
要である。これより、図2に示す上記充電率が略0%の
二次電池1の端子電圧を、比較的に高い充電電流を流す
ことが可能な充電印加電圧値Esに固定して充電を行っ
た場合について検討する。同図において、上記充電電流
は時間と共にIsoからIsdに減少し、このIsdで上記不可
逆化学反応領域Dの上限に達し、ここで満充電となる。
しかしながら、上記所定の充電印加電圧値Esにおいて
満充電となるときの充電電流の値Isdは、必ずしも一定
値をとるわけではなく、同一メーカにおける同一機種の
二次電池1同士でも30%程度の差が生じることがあ
る。まして他メーカにおける同一機種においては、50
%程度、あるいはそれ以上の差が生じることがあるた
め、実際の充電では、このIsdで満充電状態を判断して
充電を終了するとなると、機種によっては過度に充電が
進んで、不可逆化学反応領域Dに達するものもあり、適
切ではない。これに対して、上記二次電池1の端子電圧
を、満充電平衡電圧Eeqに固定して充電するようにする
と、この場合は満充電状態で充電電流が0となるため、
充電終了の判定が行いやすく、また不可逆化学反応領域
Dに達することもないため、二次電池1の内部構造に損
傷を与える心配がない。しかしながら、上記充電印加電
圧値Esで充電する場合に比べて、充電電流が低いた
め、上記充電時間が桁違いに長くなってしまう。
充電電流と充電時間との積で求められる。これより充電
時間を短くしようとすれば、充電電流を増やすことが必
要である。これより、図2に示す上記充電率が略0%の
二次電池1の端子電圧を、比較的に高い充電電流を流す
ことが可能な充電印加電圧値Esに固定して充電を行っ
た場合について検討する。同図において、上記充電電流
は時間と共にIsoからIsdに減少し、このIsdで上記不可
逆化学反応領域Dの上限に達し、ここで満充電となる。
しかしながら、上記所定の充電印加電圧値Esにおいて
満充電となるときの充電電流の値Isdは、必ずしも一定
値をとるわけではなく、同一メーカにおける同一機種の
二次電池1同士でも30%程度の差が生じることがあ
る。まして他メーカにおける同一機種においては、50
%程度、あるいはそれ以上の差が生じることがあるた
め、実際の充電では、このIsdで満充電状態を判断して
充電を終了するとなると、機種によっては過度に充電が
進んで、不可逆化学反応領域Dに達するものもあり、適
切ではない。これに対して、上記二次電池1の端子電圧
を、満充電平衡電圧Eeqに固定して充電するようにする
と、この場合は満充電状態で充電電流が0となるため、
充電終了の判定が行いやすく、また不可逆化学反応領域
Dに達することもないため、二次電池1の内部構造に損
傷を与える心配がない。しかしながら、上記充電印加電
圧値Esで充電する場合に比べて、充電電流が低いた
め、上記充電時間が桁違いに長くなってしまう。
【0028】そこでこの第1実施形態では、上記二次電
池1の充電特性に鑑み、以下のような制御を行うことに
よって、上記二次電池1に損傷を与えることなく、急速
充電を行うと共に、満充電までに要する時間を表示する
ように構成した。すなわち、この実施形態においては、
二次電池1に、満充電平衡電圧Eeq以上の所定の充電印
加電圧Esを一定時間T1印加する大電流充電を行った
後、上記印加電圧Esを満充電平衡電圧Eeqに切り換え
る。そして、この満充電平衡電圧Eeqにおける電流値i
を検出し、この電流値iから満充電までの所要充電時間
tを求め、LED、又はLCD等によって上記所要充電
時間tを二次電池1の表示部7に表示すると共に、上記
電流値iと予め設定した充電完了基準値Jとを比較する
ことによって、上記電流値iの方が大きければ再び上記
充電印加電圧Esでの充電を行い、上記電流値iが充電
完了基準値J以下であれば、充電を停止するように制御
している。
池1の充電特性に鑑み、以下のような制御を行うことに
よって、上記二次電池1に損傷を与えることなく、急速
充電を行うと共に、満充電までに要する時間を表示する
ように構成した。すなわち、この実施形態においては、
二次電池1に、満充電平衡電圧Eeq以上の所定の充電印
加電圧Esを一定時間T1印加する大電流充電を行った
後、上記印加電圧Esを満充電平衡電圧Eeqに切り換え
る。そして、この満充電平衡電圧Eeqにおける電流値i
を検出し、この電流値iから満充電までの所要充電時間
tを求め、LED、又はLCD等によって上記所要充電
時間tを二次電池1の表示部7に表示すると共に、上記
電流値iと予め設定した充電完了基準値Jとを比較する
ことによって、上記電流値iの方が大きければ再び上記
充電印加電圧Esでの充電を行い、上記電流値iが充電
完了基準値J以下であれば、充電を停止するように制御
している。
【0029】ところで、上記満充電までの所要充電時間
tは、例えば図3に示すような電流値iと所要充電時間
tとの関係を示したグラフから求めることができる。す
なわち図3に示すグラフは、満充電平衡電圧Eeq印加時
に検出される電流値iと、満充電までに要する充電時間
tとの関係を示しているが、充電率が0%の二次電池1
に、満充電平衡電圧Eeqを印加したときに検出される電
流値iをIeqo(図2参照)とすると、上記グラフは、充
電が進むにつれて所要充電時間tが短くなると共に、こ
れに伴って検出される電流値も小さくなることを示して
いる。そしてこの場合は、上記電流値がi=0になった
とき、充電率100%の満充電状態となるため、所要充
電時間もt=0となる。従って、このようなグラフ、又
は上記グラフから導出される関係式を予め作成しておけ
ば、検出される電流値iから満充電までの所要充電時間
tを簡単に求めることができる。
tは、例えば図3に示すような電流値iと所要充電時間
tとの関係を示したグラフから求めることができる。す
なわち図3に示すグラフは、満充電平衡電圧Eeq印加時
に検出される電流値iと、満充電までに要する充電時間
tとの関係を示しているが、充電率が0%の二次電池1
に、満充電平衡電圧Eeqを印加したときに検出される電
流値iをIeqo(図2参照)とすると、上記グラフは、充
電が進むにつれて所要充電時間tが短くなると共に、こ
れに伴って検出される電流値も小さくなることを示して
いる。そしてこの場合は、上記電流値がi=0になった
とき、充電率100%の満充電状態となるため、所要充
電時間もt=0となる。従って、このようなグラフ、又
は上記グラフから導出される関係式を予め作成しておけ
ば、検出される電流値iから満充電までの所要充電時間
tを簡単に求めることができる。
【0030】次に、上記第1実施形態における二次電池
1の充電方法についての制御フローチャートを図4に示
す。まず上記ステップS1において、ユーザが充電する
二次電池1の種類を操作部7から入力すると、プログラ
ム・演算制御部4中に予め記憶設定されたテーブルの中
から、上記二次電池1の種類に相当する所定の充電印加
電圧Esと、満充電平衡電圧Eeqとがそれぞれ選択され
る。ここで、上記充電印加電圧Es、及び満充電平衡電
圧Eeqは、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウ
ムイオン二次電池等の種類と型番によって予め設定され
る値であり、例えば、上記ニッケルカドミウム二次電池
の場合、上記満充電平衡電圧Eeqは約1.4Vであり、
また上記充電印加電圧Esはそれよりも高い電圧として
約1.65Vが選択される。次に、ステップS2におい
て、ユーザが充電開始操作を行うと、上記二次電池1に
所定の充電印加電圧EsがT1時間継続して印加される
(ステップS3)。ここで、上記印加時間T1の設定に
関しては、上記充電印加電圧Esを印加した場合におけ
る充電電流の時間変化から割出される。そして上記T1
時間経過後、ステップS4において上記二次電池1を極
小時間T2短絡させ、電界面の電荷を除去した上で、今
度は上記充電電圧を満充電平衡電圧Eeqに切り換える
(ステップS5)。そして、上記満充電平衡電圧Eeqを
T3時間印加している間に、上記満充電平衡電圧Eeqに
おける電流値iを電流検出部3で検出する(ステップS
6)。次にステップS7において、上記で検出された電
流値iから満充電までに要する時間、すなわち上記電流
値iが充電完了基準値J(満充電時に検出されると推測
される電流値)に達するまでの所要充電時間tを求め、
この所要充電時間tを二次電池1の表示部7に表示す
る。またこれと同時に、上記充電完了基準値Jと検出さ
れた電流値iとを比較して(ステップS8)、上記検出
された電流値iが充電完了基準値Jよりも大きければ、
ステップS3に戻って、上記充電印加電圧Esを二次電
池1に印加する上記充電制御を繰り返し行う一方、上記
電流値iが充電完了基準値J以下であれば、二次電池1
が満充電状態に達しているとして、ここで充電を停止す
る。
1の充電方法についての制御フローチャートを図4に示
す。まず上記ステップS1において、ユーザが充電する
二次電池1の種類を操作部7から入力すると、プログラ
ム・演算制御部4中に予め記憶設定されたテーブルの中
から、上記二次電池1の種類に相当する所定の充電印加
電圧Esと、満充電平衡電圧Eeqとがそれぞれ選択され
る。ここで、上記充電印加電圧Es、及び満充電平衡電
圧Eeqは、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウ
ムイオン二次電池等の種類と型番によって予め設定され
る値であり、例えば、上記ニッケルカドミウム二次電池
の場合、上記満充電平衡電圧Eeqは約1.4Vであり、
また上記充電印加電圧Esはそれよりも高い電圧として
約1.65Vが選択される。次に、ステップS2におい
て、ユーザが充電開始操作を行うと、上記二次電池1に
所定の充電印加電圧EsがT1時間継続して印加される
(ステップS3)。ここで、上記印加時間T1の設定に
関しては、上記充電印加電圧Esを印加した場合におけ
る充電電流の時間変化から割出される。そして上記T1
時間経過後、ステップS4において上記二次電池1を極
小時間T2短絡させ、電界面の電荷を除去した上で、今
度は上記充電電圧を満充電平衡電圧Eeqに切り換える
(ステップS5)。そして、上記満充電平衡電圧Eeqを
T3時間印加している間に、上記満充電平衡電圧Eeqに
おける電流値iを電流検出部3で検出する(ステップS
6)。次にステップS7において、上記で検出された電
流値iから満充電までに要する時間、すなわち上記電流
値iが充電完了基準値J(満充電時に検出されると推測
される電流値)に達するまでの所要充電時間tを求め、
この所要充電時間tを二次電池1の表示部7に表示す
る。またこれと同時に、上記充電完了基準値Jと検出さ
れた電流値iとを比較して(ステップS8)、上記検出
された電流値iが充電完了基準値Jよりも大きければ、
ステップS3に戻って、上記充電印加電圧Esを二次電
池1に印加する上記充電制御を繰り返し行う一方、上記
電流値iが充電完了基準値J以下であれば、二次電池1
が満充電状態に達しているとして、ここで充電を停止す
る。
【0031】ところで、上記満充電平衡電圧Eeqを印加
した場合、理論的には図2又は図3のグラフに示すよう
に、充電率100%(満充電状態)で電流値iはゼロに
なるが、実際には電池によって極僅かながらバラツキが
生じるため、これによる過充電を防止しようとすれば、
上記充電完了基準値Jは0mAよりもやや大きな値、例
えば、10mA程度で設定するのが好ましい。そしてこ
の場合、上記所要充電時間tは、上記電流値iが10m
A以下に達するまでの時間となる。また、上記所定の充
電印加電圧Esが印加される充電時間T1は、二次電池
1の容量、構造、形状等によって異なるが、例えばニッ
ケルカドミウム二次電池の場合は、約120秒が選ばれ
る。また上記短絡させる極小時間T2は、二次電池1の
電界面にチャージした電荷を除去して、上記電界面をク
リーンな状態にするのに要する時間で決められ、上記と
同上の二次電池1の場合は約0.001秒が選ばれる。
また満充電平衡電圧Eeqが印加される時間T3としては
約0.1秒が選ばれる。
した場合、理論的には図2又は図3のグラフに示すよう
に、充電率100%(満充電状態)で電流値iはゼロに
なるが、実際には電池によって極僅かながらバラツキが
生じるため、これによる過充電を防止しようとすれば、
上記充電完了基準値Jは0mAよりもやや大きな値、例
えば、10mA程度で設定するのが好ましい。そしてこ
の場合、上記所要充電時間tは、上記電流値iが10m
A以下に達するまでの時間となる。また、上記所定の充
電印加電圧Esが印加される充電時間T1は、二次電池
1の容量、構造、形状等によって異なるが、例えばニッ
ケルカドミウム二次電池の場合は、約120秒が選ばれ
る。また上記短絡させる極小時間T2は、二次電池1の
電界面にチャージした電荷を除去して、上記電界面をク
リーンな状態にするのに要する時間で決められ、上記と
同上の二次電池1の場合は約0.001秒が選ばれる。
また満充電平衡電圧Eeqが印加される時間T3としては
約0.1秒が選ばれる。
【0032】また、上記図4のフローチャートに示した
充電電圧の切り換えは、例えば、図5に示す回路を用い
て行うことが可能である。すなわち、同図における1は
二次電池、3、9は上記二次電池1の電流及び電圧を検
出するための電流検出手段と電圧検出手段であり、上記
回路中には、電界効果型トランジスタ(FET)等のス
イッチング素子で構成される第1ゲートG1、第2ゲー
トG2、第3ゲートG3がそれぞれ介設されている。ま
たB1は、印加電圧を二次電池1の種類、又は機種ごと
に応じた満充電平衡電圧Eeqに設定変更することが可能
な第1電源(可変電源)であり、B2は所定の充電印加
電圧Esを印加することが可能な第2電源である。
充電電圧の切り換えは、例えば、図5に示す回路を用い
て行うことが可能である。すなわち、同図における1は
二次電池、3、9は上記二次電池1の電流及び電圧を検
出するための電流検出手段と電圧検出手段であり、上記
回路中には、電界効果型トランジスタ(FET)等のス
イッチング素子で構成される第1ゲートG1、第2ゲー
トG2、第3ゲートG3がそれぞれ介設されている。ま
たB1は、印加電圧を二次電池1の種類、又は機種ごと
に応じた満充電平衡電圧Eeqに設定変更することが可能
な第1電源(可変電源)であり、B2は所定の充電印加
電圧Esを印加することが可能な第2電源である。
【0033】そして、上記二次電池1のプラス端子を第
1ゲートG1のエミッタと、第2ゲートG2のエミッタ
と、第3ゲートG3のコレクタと、電圧検出手段9のマ
イナス端子とにそれぞれ共通接続し、上記第1ゲートG
1のコレクタを第2電源B2のプラス端子に接続し、上
記第2電源B2のマイナス端子を第1電源B1のプラス
端子と、第2ゲートG2のコレクタに接続する。また、
上記第1電源B1のマイナス端子に電流検出手段3のプ
ラス端子を接続し、上記電流検出手段3のマイナス端子
に電圧検出手段9のプラス端子と、上記二次電池のマイ
ナス端子と、上記第3ゲートG3のエミッタとを共通接
続する。
1ゲートG1のエミッタと、第2ゲートG2のエミッタ
と、第3ゲートG3のコレクタと、電圧検出手段9のマ
イナス端子とにそれぞれ共通接続し、上記第1ゲートG
1のコレクタを第2電源B2のプラス端子に接続し、上
記第2電源B2のマイナス端子を第1電源B1のプラス
端子と、第2ゲートG2のコレクタに接続する。また、
上記第1電源B1のマイナス端子に電流検出手段3のプ
ラス端子を接続し、上記電流検出手段3のマイナス端子
に電圧検出手段9のプラス端子と、上記二次電池のマイ
ナス端子と、上記第3ゲートG3のエミッタとを共通接
続する。
【0034】次に、上記図5に示す回路を用いて二次電
池に印加する充電電圧を制御する方法について、図6及
び図7を参照しながら説明する。ここで図6は二次電池
1の端子電圧の切り換えを示すタイムチャートであり、
また図7は上記二次電池1の端子電圧の切り換えに伴う
印加電圧を示すグラフである。すなわち、まず始めに上
記第1ゲートG1のみをONにすることで、二次電池1
に所定の充電印加電圧EsをT1時間印加した後、上記
第1ゲートG1をOFFして、第3ゲートのみをONに
することでT2時間短絡する。この短絡によって、電界
面の電荷を除去し、次の充電電圧の投入をスムーズに
し、また、充電電圧切り換え直後における電流を安定さ
せて、電流測定における精度の向上を図っている。そし
て、上記T 2時間経過後、上記第3ゲートG1をOFF
にすると共に、今度は第2ゲートをONにして、二次電
池1に満充電平衡電圧EeqをT3時間印加する。そして
この間に、上記二次電池1の電流値iの測定を行うと共
に、この電流値iから満充電か否かの判定、及び満充電
までに要する時間tを求め、上記T3時間経過後に第2
ゲートG2をOFFする。そして上記判定の結果、まだ
満充電に達していなければ、上記第1ゲートG1をON
にして充電印加電圧Esを印加するという上記一連の制
御を繰り返し行う一方、満充電状態にあると判定された
場合は、ここで充電を停止するように構成されている。
池に印加する充電電圧を制御する方法について、図6及
び図7を参照しながら説明する。ここで図6は二次電池
1の端子電圧の切り換えを示すタイムチャートであり、
また図7は上記二次電池1の端子電圧の切り換えに伴う
印加電圧を示すグラフである。すなわち、まず始めに上
記第1ゲートG1のみをONにすることで、二次電池1
に所定の充電印加電圧EsをT1時間印加した後、上記
第1ゲートG1をOFFして、第3ゲートのみをONに
することでT2時間短絡する。この短絡によって、電界
面の電荷を除去し、次の充電電圧の投入をスムーズに
し、また、充電電圧切り換え直後における電流を安定さ
せて、電流測定における精度の向上を図っている。そし
て、上記T 2時間経過後、上記第3ゲートG1をOFF
にすると共に、今度は第2ゲートをONにして、二次電
池1に満充電平衡電圧EeqをT3時間印加する。そして
この間に、上記二次電池1の電流値iの測定を行うと共
に、この電流値iから満充電か否かの判定、及び満充電
までに要する時間tを求め、上記T3時間経過後に第2
ゲートG2をOFFする。そして上記判定の結果、まだ
満充電に達していなければ、上記第1ゲートG1をON
にして充電印加電圧Esを印加するという上記一連の制
御を繰り返し行う一方、満充電状態にあると判定された
場合は、ここで充電を停止するように構成されている。
【0035】以上のように上記第1実施形態における二
次電池1の充電方法によれば、二次電池1の電流値iを
検出することで、その充電状態を定期的に観測するよう
に構成したことによって、過度な化学反応(酸化還元反
応)を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電
を行うことができる。またこれによって、二次電池1の
内部構造に損傷を与えるのを防止することができるた
め、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。
さらに、この方法での主なる充電は、満充電平衡電圧E
eq以上の所定の充電印加電圧Esで行われるため、比較
的に大きな充電電流が二次電池1に流されることとな
り、これによって充電時間の短縮化を図ることができ
る。また、上記二次電池1の電流値iから所要充電時間
tを求めて、これを表示部7に表示するように構成した
ことによって、ユーザは満充電までに要する時間を知る
ことができるため、利便性の向上を図ることができる。
次電池1の充電方法によれば、二次電池1の電流値iを
検出することで、その充電状態を定期的に観測するよう
に構成したことによって、過度な化学反応(酸化還元反
応)を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電
を行うことができる。またこれによって、二次電池1の
内部構造に損傷を与えるのを防止することができるた
め、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。
さらに、この方法での主なる充電は、満充電平衡電圧E
eq以上の所定の充電印加電圧Esで行われるため、比較
的に大きな充電電流が二次電池1に流されることとな
り、これによって充電時間の短縮化を図ることができ
る。また、上記二次電池1の電流値iから所要充電時間
tを求めて、これを表示部7に表示するように構成した
ことによって、ユーザは満充電までに要する時間を知る
ことができるため、利便性の向上を図ることができる。
【0036】次に、この発明の二次電池1の充電方法に
おける第2実施形態について説明する。この実施形態で
は、上記二次電池1の電流値iから求めた所要充電時間
tが経過した後に、二次電池1の充電を停止するように
構成した点が、上記第1実施形態と異なる点である。こ
れより、上記第2実施形態における二次電池1の充電方
法を図8に示す制御フローチャートを用いて詳細に説明
する。まず上記ステップS1において、ユーザが充電す
る二次電池1の種類を入力すると、プログラム・演算制
御部4において、上記二次電池1の種類に相当する所定
の充電印加電圧Esと、満充電平衡電圧Eeqの値とがそ
れぞれ選択される。次に、ステップS2において、ユー
ザが充電開始操作を行うと、上記二次電池1に所定の充
電印加電圧EsがT1時間継続して印加される(ステッ
プS3)。そして上記T1時間経過後、ステップS4に
おいて上記二次電池1を極小時間T2短絡させ、電界面
の電荷を除去した上で、今度はステップS5に移行し
て、上記充電電圧を満充電平衡電圧Eeqに切り換える。
そして、上記満充電平衡電圧EeqをT3時間印加してい
る間に、上記満充電平衡電圧Eeqにおける電流値iを電
流検出部3で検出する(ステップS6)。次にステップ
S7において、上記で検出された電流値iから、満充電
までに要する時間、すなわち上記電流値iが充電完了基
準値J(満充電時に検出されると推測される電流値i)
に達するまでの所要充電時間tを求め、この所要充電時
間tを二次電池1の表示部7に表示する。次に、ステッ
プS8において、上記所要充電時間tがゼロ以下である
か否かの判断を行う。このとき、上記所要充電時間tが
ゼロよりも大きければ、ステップS9に移行して、二次
電池1に所定の充電印加電圧EsをT4時間印加し、そ
の後、再びステップS8に戻って、上記所要充電時間t
が経過したか否かの判断を行う。また上記ステップS8
において、上記所要充電時間tがゼロ以下、すなわち所
要充電時間tが経過していれば、二次電池1が満充電状
態に達しているとして、自動的に充電を停止するように
構成している。なお、この実施形態におけるその他の構
成は、上記第1実施形態と略同様であるため、その説明
を省略する。
おける第2実施形態について説明する。この実施形態で
は、上記二次電池1の電流値iから求めた所要充電時間
tが経過した後に、二次電池1の充電を停止するように
構成した点が、上記第1実施形態と異なる点である。こ
れより、上記第2実施形態における二次電池1の充電方
法を図8に示す制御フローチャートを用いて詳細に説明
する。まず上記ステップS1において、ユーザが充電す
る二次電池1の種類を入力すると、プログラム・演算制
御部4において、上記二次電池1の種類に相当する所定
の充電印加電圧Esと、満充電平衡電圧Eeqの値とがそ
れぞれ選択される。次に、ステップS2において、ユー
ザが充電開始操作を行うと、上記二次電池1に所定の充
電印加電圧EsがT1時間継続して印加される(ステッ
プS3)。そして上記T1時間経過後、ステップS4に
おいて上記二次電池1を極小時間T2短絡させ、電界面
の電荷を除去した上で、今度はステップS5に移行し
て、上記充電電圧を満充電平衡電圧Eeqに切り換える。
そして、上記満充電平衡電圧EeqをT3時間印加してい
る間に、上記満充電平衡電圧Eeqにおける電流値iを電
流検出部3で検出する(ステップS6)。次にステップ
S7において、上記で検出された電流値iから、満充電
までに要する時間、すなわち上記電流値iが充電完了基
準値J(満充電時に検出されると推測される電流値i)
に達するまでの所要充電時間tを求め、この所要充電時
間tを二次電池1の表示部7に表示する。次に、ステッ
プS8において、上記所要充電時間tがゼロ以下である
か否かの判断を行う。このとき、上記所要充電時間tが
ゼロよりも大きければ、ステップS9に移行して、二次
電池1に所定の充電印加電圧EsをT4時間印加し、そ
の後、再びステップS8に戻って、上記所要充電時間t
が経過したか否かの判断を行う。また上記ステップS8
において、上記所要充電時間tがゼロ以下、すなわち所
要充電時間tが経過していれば、二次電池1が満充電状
態に達しているとして、自動的に充電を停止するように
構成している。なお、この実施形態におけるその他の構
成は、上記第1実施形態と略同様であるため、その説明
を省略する。
【0037】ここで、上記図8に示す制御フローチャー
トにおいては、一旦、上記電流値iから所要充電時間t
を求めた後は、この時間tが経過するまでは上記二次電
池1に所定の充電印加電圧Esを印加する充電を継続し
て行い、上記所要充電時間t経過後に自動的に充電を停
止するように構成したが、上記ステップS8において、
上記所要充電時間tがゼロよりも大きければ、ステップ
S3に戻って上記一連の充電制御を繰り返し行い、上記
所要充電時間tがゼロ以下となったときに充電を停止す
るように構成することも可能である。
トにおいては、一旦、上記電流値iから所要充電時間t
を求めた後は、この時間tが経過するまでは上記二次電
池1に所定の充電印加電圧Esを印加する充電を継続し
て行い、上記所要充電時間t経過後に自動的に充電を停
止するように構成したが、上記ステップS8において、
上記所要充電時間tがゼロよりも大きければ、ステップ
S3に戻って上記一連の充電制御を繰り返し行い、上記
所要充電時間tがゼロ以下となったときに充電を停止す
るように構成することも可能である。
【0038】以上のように、上記所要充電時間t経過後
に自動的に充電を停止するように構成すれば、簡素な構
成で確実に充電を停止させることが可能となる。またこ
れによって、過度な化学反応(酸化還元反応)を引き起
こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次
電池の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を
飛躍的に向上させることができると共に、充電時間の短
縮化を図ることもできる。さらに、ユーザは満充電まで
に要する時間を知ることができるため、これによって利
便性の向上を図ることができる。
に自動的に充電を停止するように構成すれば、簡素な構
成で確実に充電を停止させることが可能となる。またこ
れによって、過度な化学反応(酸化還元反応)を引き起
こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次
電池の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を
飛躍的に向上させることができると共に、充電時間の短
縮化を図ることもできる。さらに、ユーザは満充電まで
に要する時間を知ることができるため、これによって利
便性の向上を図ることができる。
【0039】以上にこの発明の二次電池1の充電方法の
具体的な実施の形態について説明をしたが、この発明は
上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の
範囲内で種々変更して実施することが可能である。すな
わち、上記各実施形態では、満充電までの所要充電時間
tを求めるように構成したが、上記検出される電流値i
から、図2に示すグラフ等を用いて、上記電流値iの検
出時点における二次電池1の充電率を求め、この充電率
が所定値に達したときに充電を停止するように構成する
ことも可能である。また上記各実施形態においては、満
充電平衡電圧Eeq以上の所定の充電印加電圧Esで、二
次電池1を一定時間T1充電した後に、満充電平衡電圧
Eeqに切り換えるように構成したが、上記切り換えを行
わずに所定の電圧を印加し、このとき検出される電流値
iから満充電までの所要充電時間tを求めるように構成
することも可能である。また、上記各実施形態に示すよ
うに、二次電池1に印加する充電電圧を、所定の充電印
加電圧Esから満充電平衡電圧Eeqに切り換える前に、
二次電池1を短絡させれば、二次電池1の電界面にチャ
ージした電荷を除去して、よりスムーズに上記充電電圧
の切り換えを行うことができ、また切り換え後の充電電
流も安定するため好ましいが、短絡させずに切り換えを
行うことも可能である。
具体的な実施の形態について説明をしたが、この発明は
上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の
範囲内で種々変更して実施することが可能である。すな
わち、上記各実施形態では、満充電までの所要充電時間
tを求めるように構成したが、上記検出される電流値i
から、図2に示すグラフ等を用いて、上記電流値iの検
出時点における二次電池1の充電率を求め、この充電率
が所定値に達したときに充電を停止するように構成する
ことも可能である。また上記各実施形態においては、満
充電平衡電圧Eeq以上の所定の充電印加電圧Esで、二
次電池1を一定時間T1充電した後に、満充電平衡電圧
Eeqに切り換えるように構成したが、上記切り換えを行
わずに所定の電圧を印加し、このとき検出される電流値
iから満充電までの所要充電時間tを求めるように構成
することも可能である。また、上記各実施形態に示すよ
うに、二次電池1に印加する充電電圧を、所定の充電印
加電圧Esから満充電平衡電圧Eeqに切り換える前に、
二次電池1を短絡させれば、二次電池1の電界面にチャ
ージした電荷を除去して、よりスムーズに上記充電電圧
の切り換えを行うことができ、また切り換え後の充電電
流も安定するため好ましいが、短絡させずに切り換えを
行うことも可能である。
【0040】
【発明の効果】以上のように上記請求項1の二次電池の
充電方法によれば、電流値を検出するという容易な方法
で、満充電までの所要充電時間、又は現時点でどれだけ
充電されているのかを示す充電率を把握することができ
る。
充電方法によれば、電流値を検出するという容易な方法
で、満充電までの所要充電時間、又は現時点でどれだけ
充電されているのかを示す充電率を把握することができ
る。
【0041】上記請求項2の二次電池の充電方法によれ
ば、比較的に大きな充電電流を二次電池1に流すことが
でき、これによって充電時間の短縮化を図ることができ
る。
ば、比較的に大きな充電電流を二次電池1に流すことが
でき、これによって充電時間の短縮化を図ることができ
る。
【0042】上記請求項3の二次電池の充電方法によれ
ば、いかなる二次電池においても満充電時に検出される
電流値は略ゼロとなるため、検出が行い易く、また満充
電までの所要充電時間、又は現時点における充電率をよ
り正確に求めることができる。
ば、いかなる二次電池においても満充電時に検出される
電流値は略ゼロとなるため、検出が行い易く、また満充
電までの所要充電時間、又は現時点における充電率をよ
り正確に求めることができる。
【0043】上記請求項4の二次電池の充電方法によれ
ば、過度な化学反応(酸化還元反応)を引き起こすこと
なく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内
部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に
向上させることができる。
ば、過度な化学反応(酸化還元反応)を引き起こすこと
なく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内
部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に
向上させることができる。
【0044】上記請求項5の二次電池の充電方法によれ
ば、簡素な構成で確実に充電を停止させることができ
る。またこれによって、過度な化学反応(酸化還元反
応)を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電
が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えないため、サ
イクル寿命を飛躍的に向上させることができる。
ば、簡素な構成で確実に充電を停止させることができ
る。またこれによって、過度な化学反応(酸化還元反
応)を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電
が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えないため、サ
イクル寿命を飛躍的に向上させることができる。
【0045】上記請求項6の二次電池の充電方法によれ
ば、比較的に大きな充電電流を二次電池1に流すことが
でき、これによって充電時間の短縮化を図ることができ
る。また、いかなる二次電池においても満充電時に検出
される電流値は略ゼロとなるため、検出が行い易く、満
充電までの所要充電時間、又は現時点での充電率をより
正確に求めることができる。さらにこの方法によれば、
過度な化学反応(酸化還元反応)を引き起こすことな
く、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部
構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に向
上させることができる。
ば、比較的に大きな充電電流を二次電池1に流すことが
でき、これによって充電時間の短縮化を図ることができ
る。また、いかなる二次電池においても満充電時に検出
される電流値は略ゼロとなるため、検出が行い易く、満
充電までの所要充電時間、又は現時点での充電率をより
正確に求めることができる。さらにこの方法によれば、
過度な化学反応(酸化還元反応)を引き起こすことな
く、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部
構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に向
上させることができる。
【0046】上記請求項7の二次電池の充電方法によれ
ば、ユーザは満充電までに要する時間、又は現時点にお
ける二次電池の充電率を知ることができるため、利便性
が向上する。
ば、ユーザは満充電までに要する時間、又は現時点にお
ける二次電池の充電率を知ることができるため、利便性
が向上する。
【図1】この発明の第1実施形態における二次電池の充
電方法の構成を示すブロック図である。
電方法の構成を示すブロック図である。
【図2】上記二次電池の充電率ごとの電流−電圧特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図3】上記二次電池の電流値と所要充電時間との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図4】上記第1実施形態における二次電池の充電方法
を示す制御フローチャートである。
を示す制御フローチャートである。
【図5】上記第1実施形態における二次電池の端子電圧
を切り換えるための回路図である。
を切り換えるための回路図である。
【図6】上記第1実施形態における二次電池の端子電圧
の切り換えを示すタイムチャートである。
の切り換えを示すタイムチャートである。
【図7】上記第1実施形態における二次電池の端子電圧
の切り換えに伴う印加電圧を示すグラフである。
の切り換えに伴う印加電圧を示すグラフである。
【図8】上記第2実施形態における二次電池の充電方法
を示す制御フローチャートである。
を示す制御フローチャートである。
1 二次電池
Es 充電印加電圧
Eeq 満充電平衡電圧
i 電流値
t 所要充電時間
J 充電完了基準値
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 5G003 AA01 BA01 CA04 CA12 CA15
CB06 GC05
5H030 AA03 AS11 BB01 FF42 FF43
FF52
Claims (7)
- 【請求項1】 二次電池(1)を充電制御する方法にお
いて、二次電池(1)に所定の電圧を印加し、このとき
流れる電流値(i)を検出することによって、満充電ま
での所要充電時間(t)、又は上記電流検出時点での充
電率を求めるように構成したことを特徴とする二次電池
の充電方法。 - 【請求項2】 二次電池(1)に、上記所定電圧以上の
電圧を一定時間印加した後、印加電圧を上記所定電圧に
切り換えて、このとき流れる電流値(i)を検出するよ
うに構成したことを特徴とする請求項1の二次電池の充
電方法。 - 【請求項3】 上記所定電圧は、満充電平衡電圧(Ee
q)であることを特徴とする請求項1又は請求項2の二
次電池の充電方法。 - 【請求項4】 上記所要充電時間(t)とは、検出され
た上記電流値(i)が、充電完了時に検出される充電完
了基準値(J)に達するまでの時間であり、上記電流値
(i)が充電完了基準値(J)以下のときに充電を停止
するように構成したことを特徴とする請求項1〜請求項
3のいずれかの二次電池の充電方法。 - 【請求項5】 上記所要充電時間(t)経過後に、二次
電池(1)の充電を停止するように構成したことを特徴
とする請求項1〜請求項3のいずれかの二次電池の充電
方法。 - 【請求項6】 二次電池(1)を充電制御する方法にお
いて、二次電池(1)に、満充電平衡電圧(Eeq)以上
の所定の電圧値(Es)を一定時間印加した後、印加電
圧を満充電平衡電圧(Eeq)に切り換え、このとき流れ
る電流値(i)を検出することによって、上記電流値
(i)が充電完了時に検出される充電完了基準値(J)
に達するまでの所要充電時間(t)、又は上記電流検出
時点での充電率を求めると共に、上記所要充電時間
(t)又は充電率が所定値に達したときに、二次電池
(1)の充電を停止するように構成したことを特徴とす
る二次電池の充電方法。 - 【請求項7】 上記所要充電時間(t)、又は上記電流
検出時点での充電率を表示するように構成したことを特
徴とする請求項1〜請求項6の二次電池の充電方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002142605A JP2003333765A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 二次電池の充電方法 |
US10/481,691 US7109684B2 (en) | 2002-05-17 | 2003-05-16 | Secondary cell charger and charging method |
CNB038007622A CN100367627C (zh) | 2002-05-17 | 2003-05-16 | 充电电池的充电装置及充电方法 |
PCT/JP2003/006168 WO2003098774A1 (fr) | 2002-05-17 | 2003-05-16 | Chargeur d'element secondaire et technique de charge |
KR1020037008535A KR100611059B1 (ko) | 2002-05-17 | 2003-05-16 | 이차전지의 충전장치 및 충전방법 |
EP03725819A EP1507326A4 (en) | 2002-05-17 | 2003-05-16 | SECONDARY CELL CHARGER AND CHARGING METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002142605A JP2003333765A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 二次電池の充電方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003333765A true JP2003333765A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29702846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002142605A Pending JP2003333765A (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003333765A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009532012A (ja) * | 2006-03-27 | 2009-09-03 | ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ, エービー | バッテリ充電の温度制御 |
JP2011015556A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Techno Core International Kk | 二次電池の充電装置及び二次電池の充電方法 |
US10944277B2 (en) | 2014-07-01 | 2021-03-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power tool charging device and power tool charging system |
-
2002
- 2002-05-17 JP JP2002142605A patent/JP2003333765A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009532012A (ja) * | 2006-03-27 | 2009-09-03 | ソニー エリクソン モバイル コミュニケーションズ, エービー | バッテリ充電の温度制御 |
JP2011015556A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Techno Core International Kk | 二次電池の充電装置及び二次電池の充電方法 |
US10944277B2 (en) | 2014-07-01 | 2021-03-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power tool charging device and power tool charging system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050107 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050322 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060704 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061031 |