JP3204312B2 - 二次電池の急速充電方法及び充電装置 - Google Patents
二次電池の急速充電方法及び充電装置Info
- Publication number
- JP3204312B2 JP3204312B2 JP29397298A JP29397298A JP3204312B2 JP 3204312 B2 JP3204312 B2 JP 3204312B2 JP 29397298 A JP29397298 A JP 29397298A JP 29397298 A JP29397298 A JP 29397298A JP 3204312 B2 JP3204312 B2 JP 3204312B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- voltage
- pulse
- constant current
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00711—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン電
池で代表される二次電池の急速充電方法及び充電装置に
関する。
池で代表される二次電池の急速充電方法及び充電装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池、特にリチウムイオン電池は、
充電時の過電圧に対して敏感である。規定の最大充電電
圧を超える大幅な充電電圧上昇があると、電池のサイク
ル寿命が短くなりやすい。二次電池を使用する電気機器
においては、その二次電池を充電するために充電器が使
用されるが、移動電話機などの携帯電気機器で従来より
使用されているものなどの外部充電器、すなわち携帯電
気機器などの外部に設けられる充電器では、充電器と電
池をつなぐ部品において電圧降下があるために、電池電
圧を正確に測定することは困難である。
充電時の過電圧に対して敏感である。規定の最大充電電
圧を超える大幅な充電電圧上昇があると、電池のサイク
ル寿命が短くなりやすい。二次電池を使用する電気機器
においては、その二次電池を充電するために充電器が使
用されるが、移動電話機などの携帯電気機器で従来より
使用されているものなどの外部充電器、すなわち携帯電
気機器などの外部に設けられる充電器では、充電器と電
池をつなぐ部品において電圧降下があるために、電池電
圧を正確に測定することは困難である。
【０００３】したがって、従来、充電器の出力電圧をモ
ニタリングしながら、初期充電期では高レベルの充電電
流で外部充電器を操作し、電池の７０％満充電条件を表
わす所定レベルに出力電圧が達したら充電電流を下げる
ことが提案されている。
ニタリングしながら、初期充電期では高レベルの充電電
流で外部充電器を操作し、電池の７０％満充電条件を表
わす所定レベルに出力電圧が達したら充電電流を下げる
ことが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】充電電流が低いときは
上述した電圧降下は小さくなることから、充電器の出力
電圧に基づいて電池電圧をより正確に推定することがで
きるが、満充電の近くで充電電流を減らす構成では、充
電電流が低下することから、充電が長引くという問題点
を有する。
上述した電圧降下は小さくなることから、充電器の出力
電圧に基づいて電池電圧をより正確に推定することがで
きるが、満充電の近くで充電電流を減らす構成では、充
電電流が低下することから、充電が長引くという問題点
を有する。
【０００５】そこで本発明の目的は、上記の欠点が実質
的に克服される二次電池（特にリチウムイオン電池）の
急速充電方法および充電装置を提供することにある。
的に克服される二次電池（特にリチウムイオン電池）の
急速充電方法および充電装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の二次電池の急速
充電方法は、充電装置の出力電圧をモニタリングしなが
ら、充電装置からリチウムイオン電池に定電流を供給
し、充電装置の出力電圧が所定の最大電圧に達したら終
了する第１の充電段階と、一定の継続期間の定電流パル
スをリチウムイオン電池に供給し、充電装置の出力電圧
をモニタリングし、定電流パルス間の時間間隔を制御し
て、充電装置の平均出力電圧を所定の平均電圧に維持す
る第２の充電段階と、を有し、定電流パルス間の各時間
間隔を、前回の定電流パルスの開始以降に平均出力電圧
が所定の平均電圧以下になった時点で次の定電流パルス
を開始することで決定する。
充電方法は、充電装置の出力電圧をモニタリングしなが
ら、充電装置からリチウムイオン電池に定電流を供給
し、充電装置の出力電圧が所定の最大電圧に達したら終
了する第１の充電段階と、一定の継続期間の定電流パル
スをリチウムイオン電池に供給し、充電装置の出力電圧
をモニタリングし、定電流パルス間の時間間隔を制御し
て、充電装置の平均出力電圧を所定の平均電圧に維持す
る第２の充電段階と、を有し、定電流パルス間の各時間
間隔を、前回の定電流パルスの開始以降に平均出力電圧
が所定の平均電圧以下になった時点で次の定電流パルス
を開始することで決定する。
【０００７】本発明では、定電流パルスのデューティサ
イクルが所定の値を下回った時点で、充電を終了するこ
とができる。
イクルが所定の値を下回った時点で、充電を終了するこ
とができる。
【０００８】本発明の充電装置は、二次電池を有する電
気機器に使用する充電装置であって、定電流源と、定電
流源を出力接続部に接続するスイッチング装置と、出力
接続部での電圧を検出する検出手段と、検出手段に接続
され、スイッチング装置の開閉を制御して、第１の充電
フェーズでは、出力接続部の電圧が所定の最大電圧に達
するまでスイッチング装置を伝導状態に維持し、第２の
充電フェーズでは、一定の持続期間を有するパルスの持
続時間中はスイッチング装置を伝導状態とし、出力接続
部での平均電圧が所定の平均電圧に維持されるようにパ
ルス間の間隔を制御する制御装置と、を有し、各パルス
ごとに、そのパルスの開始時点からの出力接続部の電圧
の累積平均を求め、累積平均の値が所定の平均電圧以下
になった時に次のパルスが開始するように、パルス間の
可変間隔を制御するよう制御装置が配置されている。
気機器に使用する充電装置であって、定電流源と、定電
流源を出力接続部に接続するスイッチング装置と、出力
接続部での電圧を検出する検出手段と、検出手段に接続
され、スイッチング装置の開閉を制御して、第１の充電
フェーズでは、出力接続部の電圧が所定の最大電圧に達
するまでスイッチング装置を伝導状態に維持し、第２の
充電フェーズでは、一定の持続期間を有するパルスの持
続時間中はスイッチング装置を伝導状態とし、出力接続
部での平均電圧が所定の平均電圧に維持されるようにパ
ルス間の間隔を制御する制御装置と、を有し、各パルス
ごとに、そのパルスの開始時点からの出力接続部の電圧
の累積平均を求め、累積平均の値が所定の平均電圧以下
になった時に次のパルスが開始するように、パルス間の
可変間隔を制御するよう制御装置が配置されている。
【０００９】本発明が対象とする二次電池としては、各
種のものが挙げられるが、典型的には、二次電池は、リ
チウムイオン電池である。
種のものが挙げられるが、典型的には、二次電池は、リ
チウムイオン電池である。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施の形態
について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の
実施の一形態の充電装置の構成を示すブロック図であ
る。
について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の
実施の一形態の充電装置の構成を示すブロック図であ
る。
【００１１】充電装置１０には、商用電源などの主電源
１８に接続された電源ユニット（ＰＳＵ）１１が設けら
れ、電源ユニット１１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１２
としての形態で設けられる制御装置と、定電流源１３と
に、主電源１８の電圧より低い電圧を供給する。好まし
くは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの半導体スイ
ッチの形態で構成されたスイッチング装置１４が、定電
流源１２の出力部を充電装置１０の出力端子１５に接続
している。
１８に接続された電源ユニット（ＰＳＵ）１１が設けら
れ、電源ユニット１１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１２
としての形態で設けられる制御装置と、定電流源１３と
に、主電源１８の電圧より低い電圧を供給する。好まし
くは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの半導体スイ
ッチの形態で構成されたスイッチング装置１４が、定電
流源１２の出力部を充電装置１０の出力端子１５に接続
している。
【００１２】スイッチング装置１４はＣＰＵ１２によっ
て制御され、ＣＰＵ１２は、アナログ−デジタル（Ａ／
Ｄ）変換器１６からの入力を受けている。出力端子１５
とゼロ電位点との間には、分圧器を構成する２本の抵抗
器１７ａ，１７ｂが直列接続で挿入されており、Ａ／Ｄ
変換器１６の入力部は、抵抗器１７ａ，１７ｂの中点に
接続している。
て制御され、ＣＰＵ１２は、アナログ−デジタル（Ａ／
Ｄ）変換器１６からの入力を受けている。出力端子１５
とゼロ電位点との間には、分圧器を構成する２本の抵抗
器１７ａ，１７ｂが直列接続で挿入されており、Ａ／Ｄ
変換器１６の入力部は、抵抗器１７ａ，１７ｂの中点に
接続している。
【００１３】この充電装置１０を使用する際には、この
充電装置を携帯電話機などの電池式の電気機器２０に接
続する。図１に示したように、電気機器２０にはリチウ
ムイオン電池２１が含まれている。図においては、この
リチウムイオン電池２１は、それと直列に接続された仮
想抵抗器２２ａ，２２ｂを有するものとして示してあ
る。これらの仮想抵抗器２２ａ，２２ｂは、回路部品と
して実際に設けられた抵抗器ではなく、電池自体や、回
路機構への電池の接続において生じる抵抗を表わしてい
る。電気機器２０には、リチウムイオン電池２１から電
力が供給される負荷回路２３が設けられている。
充電装置を携帯電話機などの電池式の電気機器２０に接
続する。図１に示したように、電気機器２０にはリチウ
ムイオン電池２１が含まれている。図においては、この
リチウムイオン電池２１は、それと直列に接続された仮
想抵抗器２２ａ，２２ｂを有するものとして示してあ
る。これらの仮想抵抗器２２ａ，２２ｂは、回路部品と
して実際に設けられた抵抗器ではなく、電池自体や、回
路機構への電池の接続において生じる抵抗を表わしてい
る。電気機器２０には、リチウムイオン電池２１から電
力が供給される負荷回路２３が設けられている。
【００１４】次に、充電装置１０の操作について、図２
のフローチャートを用いて説明する。ここでは、充電装
置１０がその出力端子１５によって電気機器２０に既に
接続されているものとし、定電流源１３からの出力定電
流の値が、リチウムイオン電池２１の充電に適合した値
に予め設定されているものとする。ここでは、この定電
流の値をｘ（ｍＡ）とする。実際には、ＣＰＵ１２が実
行するソフトウェアプログラム（リチウムイオン電池用
の充電制御プログラム）によって、図２のフローチャー
トに示す処理が実行される。
のフローチャートを用いて説明する。ここでは、充電装
置１０がその出力端子１５によって電気機器２０に既に
接続されているものとし、定電流源１３からの出力定電
流の値が、リチウムイオン電池２１の充電に適合した値
に予め設定されているものとする。ここでは、この定電
流の値をｘ（ｍＡ）とする。実際には、ＣＰＵ１２が実
行するソフトウェアプログラム（リチウムイオン電池用
の充電制御プログラム）によって、図２のフローチャー
トに示す処理が実行される。
【００１５】充電操作を開始する時は、第１の充電フェ
ーズとして、まず、ステップ５１において、スイッチン
グ装置１４を導通状態（オン状態）として、約ｘ（ｍ
Ａ）の定電流が充電電流としてリチウムイオン電池２１
に流れるようにする。Ａ／Ｄ変換器１６には、出力端子
１５での出力電圧が抵抗器１８ａ，１８ｂで分圧されて
入力しており、Ａ／Ｄ変換器１６は、ステップ５２にお
いて、この出力電圧を定期的にサンプリングし、デジタ
ル化した出力電圧値ＶをＣＰＵ１２に入力する。
ーズとして、まず、ステップ５１において、スイッチン
グ装置１４を導通状態（オン状態）として、約ｘ（ｍ
Ａ）の定電流が充電電流としてリチウムイオン電池２１
に流れるようにする。Ａ／Ｄ変換器１６には、出力端子
１５での出力電圧が抵抗器１８ａ，１８ｂで分圧されて
入力しており、Ａ／Ｄ変換器１６は、ステップ５２にお
いて、この出力電圧を定期的にサンプリングし、デジタ
ル化した出力電圧値ＶをＣＰＵ１２に入力する。
【００１６】最大電圧値Ｖｍａｘとして約４．２Ｖが予
め設定されており、ステップ５３においてＣＰＵ１２
は、入力した出力電圧値Ｖを最大電圧値Ｖｍａｘと比較
することによってチェックすることで、出力端子１５の
電圧をモニタリングする。出力電圧Ｖが最大電圧値Ｖｍ
ａｘ未満である場合には、別の電圧サンプルをＡ／Ｄ変
換してＣＰＵ１２に供給するために、ステップ５２に戻
る。このループは、出力電圧Ｖが最大電圧値Ｖｍａｘに
達するまで続ける。一方、ステップ５３において、出力
電圧値Ｖが最大電圧値Ｖｍａｘ以上である場合には、第
２の充電フェーズに移行する。
め設定されており、ステップ５３においてＣＰＵ１２
は、入力した出力電圧値Ｖを最大電圧値Ｖｍａｘと比較
することによってチェックすることで、出力端子１５の
電圧をモニタリングする。出力電圧Ｖが最大電圧値Ｖｍ
ａｘ未満である場合には、別の電圧サンプルをＡ／Ｄ変
換してＣＰＵ１２に供給するために、ステップ５２に戻
る。このループは、出力電圧Ｖが最大電圧値Ｖｍａｘに
達するまで続ける。一方、ステップ５３において、出力
電圧値Ｖが最大電圧値Ｖｍａｘ以上である場合には、第
２の充電フェーズに移行する。
【００１７】第２の充電フェーズでは、スイッチング装
置１４の開閉を繰り返す。まず、ステップ５４におい
て、スイッチング装置１４を導通する期間を約１０秒に
固定し、約１０秒幅の定電流パルスがリチウムイオンセ
ル２１に印加するようにする。もっとも、定電流パルス
としては、ここで述べた時間よりも長いかもしくは短
い、一定期間のパルスを用いることができる。スイッチ
ング装置１４が導通状態となる都度、ステップ５５にお
いて、出力電圧のサンプリングを再スタートするために
サンプリング回数のカウントｎをゼロとし、また、変数
Ｖａｖをリセットしてゼロとする。そして、ＣＰＵ１２
は、ステップ５６において出力電圧Ｖをサンプリング
し、ステップ５７において、その時点での出力電圧Ｖの
平均電圧Ｖａｖを算出する。平均電圧Ｖａｖの算出は、
既存のＶａｖの値、すなわち前回までのサンプリングに
基づくＶａｖにカウント数ｎを乗じ、最新のサンプル値
Ｖを加算し、加算によって得られた値をｎ＋１で除する
ことによって行われる。すなわち、ＣＰＵ１２は、出力
電圧Ｖのサンプルを処理することによって、電流パルス
サイクルが始まって以降の出力端子１５での新たな平均
電圧Ｖａｖを計算する。次に、ＣＰＵ１２は、ステップ
５８において、ｎの値に１を加算し、ステップ５９にお
いて、ｎの値が所定の最大値Ｎｍａｘに達したか否かを
調べる。達していなかったら、ＣＰＵ１２は、算出した
Ｖａｖ値と、平均電圧についての所定の望ましい値Ｖｓ
（代表的にはやはり４．２Ｖ）とを比較する。算出した
平均値Ｖａｖが望ましい値Ｖｓを超えている場合には、
サンプリング段階、すなわちステップ５６までルーチン
がループバックする。一方、Ｖａｖ値がＶｓ以下であっ
て、すでに長さ１０秒の定電流パルスが終わっている場
合には、新たに１０秒パルスを印加するために、ルーチ
ンはステップ５４までループバックする。
置１４の開閉を繰り返す。まず、ステップ５４におい
て、スイッチング装置１４を導通する期間を約１０秒に
固定し、約１０秒幅の定電流パルスがリチウムイオンセ
ル２１に印加するようにする。もっとも、定電流パルス
としては、ここで述べた時間よりも長いかもしくは短
い、一定期間のパルスを用いることができる。スイッチ
ング装置１４が導通状態となる都度、ステップ５５にお
いて、出力電圧のサンプリングを再スタートするために
サンプリング回数のカウントｎをゼロとし、また、変数
Ｖａｖをリセットしてゼロとする。そして、ＣＰＵ１２
は、ステップ５６において出力電圧Ｖをサンプリング
し、ステップ５７において、その時点での出力電圧Ｖの
平均電圧Ｖａｖを算出する。平均電圧Ｖａｖの算出は、
既存のＶａｖの値、すなわち前回までのサンプリングに
基づくＶａｖにカウント数ｎを乗じ、最新のサンプル値
Ｖを加算し、加算によって得られた値をｎ＋１で除する
ことによって行われる。すなわち、ＣＰＵ１２は、出力
電圧Ｖのサンプルを処理することによって、電流パルス
サイクルが始まって以降の出力端子１５での新たな平均
電圧Ｖａｖを計算する。次に、ＣＰＵ１２は、ステップ
５８において、ｎの値に１を加算し、ステップ５９にお
いて、ｎの値が所定の最大値Ｎｍａｘに達したか否かを
調べる。達していなかったら、ＣＰＵ１２は、算出した
Ｖａｖ値と、平均電圧についての所定の望ましい値Ｖｓ
（代表的にはやはり４．２Ｖ）とを比較する。算出した
平均値Ｖａｖが望ましい値Ｖｓを超えている場合には、
サンプリング段階、すなわちステップ５６までルーチン
がループバックする。一方、Ｖａｖ値がＶｓ以下であっ
て、すでに長さ１０秒の定電流パルスが終わっている場
合には、新たに１０秒パルスを印加するために、ルーチ
ンはステップ５４までループバックする。
【００１８】第２の充電フェーズの初期の段階では、Ｖ
ａｖ値がパルス終了時点までにＶｓに達しない場合があ
り、その場合には直ちに、新たな１０秒パルスを開始す
る。その後、パルス終了時点では、ＶａｖがＶｓに達す
るようになる。第２の充電フェーズの進行とともに電池
電圧が上昇し、リチウムイオン電池２１は、満充電条件
に近くなる。このように満充電条件に近くになるにつれ
て、パルス終了後、ＶａｖがＶｓを下回るようになるま
での時間、すなわち次のパルスまでの間隔が長くなる。
やがて、カウントｎがその最大値Ｎｍａｘに達し、電池
が満充電状態になったとみなせるようになる。明らか
に、ｎが大きいほど、定電流パルスのデューティサイク
ルは小さい。ステップ５９でｎがＮｍａｘに達したら、
満充電状態になったと判断して、充電操作を終了する。
ａｖ値がパルス終了時点までにＶｓに達しない場合があ
り、その場合には直ちに、新たな１０秒パルスを開始す
る。その後、パルス終了時点では、ＶａｖがＶｓに達す
るようになる。第２の充電フェーズの進行とともに電池
電圧が上昇し、リチウムイオン電池２１は、満充電条件
に近くなる。このように満充電条件に近くになるにつれ
て、パルス終了後、ＶａｖがＶｓを下回るようになるま
での時間、すなわち次のパルスまでの間隔が長くなる。
やがて、カウントｎがその最大値Ｎｍａｘに達し、電池
が満充電状態になったとみなせるようになる。明らか
に、ｎが大きいほど、定電流パルスのデューティサイク
ルは小さい。ステップ５９でｎがＮｍａｘに達したら、
満充電状態になったと判断して、充電操作を終了する。
【００１９】上述した本実施の形態の充電方法は、実質
的な過大電圧によるダメージから電池を十分に保護し、
しかも先行技術の場合と比較して、満充電を迅速に行う
ことができるようにするものであることが分かる。リチ
ウムイオン電池を保護するために、その電池を内蔵する
電気機器に別の部品を加える必要はない。
的な過大電圧によるダメージから電池を十分に保護し、
しかも先行技術の場合と比較して、満充電を迅速に行う
ことができるようにするものであることが分かる。リチ
ウムイオン電池を保護するために、その電池を内蔵する
電気機器に別の部品を加える必要はない。
【００２０】また、第２の充電フェーズ中、負荷回路２
３が負荷電流を消費する場合であっても、充電プロセス
の適切な制御は維持される。
３が負荷電流を消費する場合であっても、充電プロセス
の適切な制御は維持される。
【００２１】上述した実施の形態では、電気機器に１個
のリチウムイオン電池を用いているが、本発明は直列に
接続された複数電池の充電にも適用可能であることは明
らかであろう。本発明の急速充電方法及び充電装置が、
リチウムイオン電池以外の二次電池にも適用可能である
ことは、当業者には自明である。第１の充電フェーズに
おける出力電圧と比較するための電圧、第２の充電フェ
ーズにおける平均出力電圧と比較する電圧値は、充電す
る電池の種類や数に応じて変わると考えられる。
のリチウムイオン電池を用いているが、本発明は直列に
接続された複数電池の充電にも適用可能であることは明
らかであろう。本発明の急速充電方法及び充電装置が、
リチウムイオン電池以外の二次電池にも適用可能である
ことは、当業者には自明である。第１の充電フェーズに
おける出力電圧と比較するための電圧、第２の充電フェ
ーズにおける平均出力電圧と比較する電圧値は、充電す
る電池の種類や数に応じて変わると考えられる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、リチウム
イオン電池などの二次電池を充電する際に、充電装置の
出力電圧をモニタリングしながら、その出力電圧が所定
の最大電圧に達するまで定電流を二次電池に供給する第
１の充電フェーズと、充電装置の出力電圧をモニタリン
グしながら、その出力電圧の平均値が所定の平均電圧に
なるようにパルス間の時間間隔を制御して、一定の継続
期間の定電流パルスを二次電池に供給する第２の充電フ
ェーズと、を実行することにより、過大電圧によって二
次電池がダメージを受けることを防ぎつつ、満充電まで
の時間を短縮することができるという効果がある。
イオン電池などの二次電池を充電する際に、充電装置の
出力電圧をモニタリングしながら、その出力電圧が所定
の最大電圧に達するまで定電流を二次電池に供給する第
１の充電フェーズと、充電装置の出力電圧をモニタリン
グしながら、その出力電圧の平均値が所定の平均電圧に
なるようにパルス間の時間間隔を制御して、一定の継続
期間の定電流パルスを二次電池に供給する第２の充電フ
ェーズと、を実行することにより、過大電圧によって二
次電池がダメージを受けることを防ぎつつ、満充電まで
の時間を短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の充電装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１に示す充電装置によるリチウムイオン電池
の充電動作を説明するフローチャートである。
の充電動作を説明するフローチャートである。
１０ 充電装置 １１ 電源ユニット（ＰＳＵ） １２ ＣＰＵ １３ 定電流源 １４ スイッチング装置 １５ 出力接続端 １６ Ａ／Ｄ変換器 １７ａ，１７ｂ 抵抗器 １８ 主電源 ２０ 電気機器 ２１ リチウムイオン電池 ２２ａ，２２ｂ 仮想抵抗器 ２３ 負荷回路 ５１〜６０ ステップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36
Claims (6)
- 【請求項１】 二次電池の急速充電方法であって、 充電装置の出力電圧をモニタリングしながら、前記充電
装置から前記二次電池に定電流を供給し、前記充電装置
の出力電圧が所定の最大電圧に達したら終了する第１の
充電段階と、 一定の継続期間の定電流パルスを前記二次電池に供給
し、前記充電装置の前記出力電圧をモニタリングし、前
記定電流パルス間の時間間隔を制御して、前記充電装置
の平均出力電圧を所定の平均電圧に維持する第２の充電
段階と、 を有し、 前記定電流パルス間の各時間間隔を、前回の定電流パル
スの開始以降に前記平均出力電圧が前記所定の平均電圧
以下になった時点で次の定電流パルスを開始することで
決定する、 二次電池の急速充電方法。 - 【請求項２】 前記二次電池がリチウムイオン電池であ
る請求項１に記載の二次電池の急速充電方法。 - 【請求項３】 前記定電流パルスのデューティサイクル
が所定の値を下回っ時点で充電を終了する請求項１また
は２に記載の二次電池の急速充電方法。 - 【請求項４】 二次電池を有する電気機器に使用する充
電装置であって、 定電流源と、 前記定電流源を出力接続部に接続するスイッチング装置
と、 前記出力接続部での電圧を検出する検出手段と、 前記検出手段に接続され、前記スイッチング装置の開閉
を制御して、第１の充電フェーズでは、前記出力接続部
の電圧が所定の最大電圧に達するまで前記スイッチング
装置を伝導状態に維持し、第２の充電フェーズでは、一
定の持続期間を有するパルスの持続時間中は前記スイッ
チング装置を導通状態とし、前記出力接続部での平均電
圧が所定の平均電圧に維持されるように前記パルス間の
間隔を制御する制御装置と、を有し、 前記各パルスごとに、そのパルスの開始時点からの前記
出力接続部の電圧の累積平均を求め、前記累積平均の値
が前記所定の平均電圧以下になった時に次のパルスが開
始するように、前記パルス間の可変間隔を制御するよう
前記制御装置が 配置されている、 充電装置。 - 【請求項５】 前記パルスのデューティサイクルが所定
の値を下回った時点で充電を終了する請求項４に記載の
充電装置。 - 【請求項６】 前記二次電池がリチウムイオン電池であ
る請求項４または５に記載の充電装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9721835/8 | 1997-10-16 | ||
| GB9721835A GB2330460B (en) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | Fast charging of lithium ion cells |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11191934A JPH11191934A (ja) | 1999-07-13 |
| JP3204312B2 true JP3204312B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=10820582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29397298A Expired - Lifetime JP3204312B2 (ja) | 1997-10-16 | 1998-10-15 | 二次電池の急速充電方法及び充電装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6020720A (ja) |
| JP (1) | JP3204312B2 (ja) |
| AU (1) | AU737309B2 (ja) |
| GB (1) | GB2330460B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1169274C (zh) * | 1999-01-11 | 2004-09-29 | 西门子公司 | 给蓄电池充电的方法和装置 |
| FR2793797B1 (fr) | 1999-05-17 | 2001-10-05 | Roquette Freres | Procede de preparation d'un melange de glucosyl-mannitol et de glucosyl-sorbitol par hydrogenation de la glucosyl-glucosone |
| GB2353419B (en) * | 1999-08-17 | 2001-10-31 | Lucent Technologies Inc | Improvements in or relating to battery chargers and to circuits for use therewith |
| CN100369351C (zh) * | 2005-07-01 | 2008-02-13 | 刘卫国 | 一充熟化制式组合脉冲充电方法和其设备 |
| JP4461114B2 (ja) | 2006-03-30 | 2010-05-12 | 株式会社東芝 | 組電池システム、組電池の充電方法及び充電式掃除機 |
| US7932702B1 (en) | 2006-10-27 | 2011-04-26 | Motorola Mobility, Inc. | Method and apparatus for charging a battery to an enhanced capacity |
| CN101212066B (zh) * | 2006-12-28 | 2010-10-06 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子二次电池的化成方法 |
| CN101816112A (zh) * | 2007-10-05 | 2010-08-25 | 松下电器产业株式会社 | 非水电解质二次电池的脉冲充电方法、以及脉冲充电控制装置 |
| JP2009240017A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Denso Corp | 電力供給装置、およびドアロック解除システム |
| CN101714665B (zh) * | 2008-10-07 | 2012-08-01 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电池化成方法 |
| US9146280B2 (en) * | 2011-10-26 | 2015-09-29 | Industrial Technology Research Institute | Method and system for estimating a capacity of a battery |
| TWI497796B (zh) * | 2013-07-29 | 2015-08-21 | Leadtrend Tech Corp | 對一可充電式電池的充電方法 |
| US20160020618A1 (en) * | 2014-07-21 | 2016-01-21 | Ford Global Technologies, Llc | Fast Charge Algorithms for Lithium-Ion Batteries |
| CN110661049B (zh) * | 2019-08-21 | 2022-03-04 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种提高锂离子电池循环稳定性的化成方法及装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA981746A (en) * | 1973-09-24 | 1976-01-13 | Alfred M. Hase | Battery charging circuit |
| GB1456226A (en) * | 1973-12-06 | 1976-11-24 | Harmer & Simmons Ltd | Battery chargers |
| JP2905581B2 (ja) * | 1990-09-14 | 1999-06-14 | 旭化成工業株式会社 | 充電装置 |
| JP3081392B2 (ja) * | 1992-10-27 | 2000-08-28 | 三洋電機株式会社 | 充電中における電池の充電容量表示方法 |
| US5694021A (en) * | 1994-02-28 | 1997-12-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | System for executing charge control of a secondary battery and detecting the capacitance thereof |
| TW271470B (ja) * | 1994-07-29 | 1996-03-01 | Sanyo Electric Machinery Co Ltd | |
| JP3439029B2 (ja) * | 1996-02-29 | 2003-08-25 | 三洋電機株式会社 | 電池装置 |
| JP3439013B2 (ja) * | 1996-02-29 | 2003-08-25 | 三洋電機株式会社 | 二次電池のパルス充電方法 |
| US5945811A (en) * | 1996-05-21 | 1999-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse charging method and a charger |
| JP3433010B2 (ja) * | 1996-07-02 | 2003-08-04 | 三洋電機株式会社 | パック電池のパルス充電方法 |
| JPH10304589A (ja) * | 1997-04-24 | 1998-11-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池をパルス充電して満充電状態に保持する補充電方法 |
| US5898294A (en) * | 1997-08-19 | 1999-04-27 | Polystor Corporation | Control loop for pulse charging lithium ion cells |
-
1997
- 1997-10-16 GB GB9721835A patent/GB2330460B/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-10-15 US US09/173,009 patent/US6020720A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-15 JP JP29397298A patent/JP3204312B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-15 AU AU89349/98A patent/AU737309B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11191934A (ja) | 1999-07-13 |
| GB2330460B (en) | 2001-09-05 |
| GB9721835D0 (en) | 1997-12-17 |
| AU8934998A (en) | 1999-05-06 |
| AU737309B2 (en) | 2001-08-16 |
| GB2330460A (en) | 1999-04-21 |
| US6020720A (en) | 2000-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3580828B2 (ja) | パルス充電方法及び充電装置 | |
| US8258750B2 (en) | Constant current charging, followed by constant voltage charging, responsive to condition | |
| JP3216133B2 (ja) | 非水電解質二次電池の充電方法 | |
| JP3204312B2 (ja) | 二次電池の急速充電方法及び充電装置 | |
| US5596259A (en) | Method of charging a secondary battery | |
| US7339354B2 (en) | Rechargeable battery charging method and apparatus | |
| US20060113959A1 (en) | Rechargeable battery life judging method | |
| JP4499966B2 (ja) | 二次電池の充電回路 | |
| JP3823503B2 (ja) | 二次電池の充電制御方法およびその充電装置 | |
| JP3239794B2 (ja) | 電池パックの充電器 | |
| EP0445180A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR QUICK CHARGING A BATTERY. | |
| US6091227A (en) | Process and apparatus for charging lithium cells or the like | |
| JPH11341694A (ja) | 二次電池の充電方法 | |
| JPH11187585A (ja) | リチウムイオン２次電池充電器および充電方法 | |
| JP3730784B2 (ja) | 電子機器装置 | |
| JP3917046B2 (ja) | 充電回路、充電方法および該充電回路を備えた携帯端末 | |
| JP3216595B2 (ja) | 二次電池の充電装置 | |
| JP2905581B2 (ja) | 充電装置 | |
| JP3739820B2 (ja) | 充電装置 | |
| JP3402757B2 (ja) | 二次電池の充電方法および二次電池の充電装置 | |
| JP3767112B2 (ja) | 二次電池の充電制御方法およびその充電装置 | |
| JPH09215209A (ja) | 二次電池パックを用いた電源装置 | |
| JPH09285018A (ja) | 電池パック | |
| JP2016152728A (ja) | 付加機能を有するタイマー制御充電システム | |
| JPH07105980A (ja) | 非水系二次電池の充電方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080629 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090629 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110629 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110629 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120629 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120629 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130629 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |