JP3445825B2 - 二次電池の充電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は二次電池の充電装置に係
り、特にニッケルカドミウム二次電池や、ニッケル水素
二次電池などのアルカリ二次電池の急速充電に適した充
電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】二次電池を短時間で充電するための急速
充電器においては、電池が満充電となったことを判定し
て急速充電を終了する。満充電の判定方式は種々考えら
れているが、その一つとして温度微分検出方式がある。
これは電池の温度微分、つまり単位時間当たりの温度上
昇量が充電末期には急激に増加することを利用し、この
温度微分が所定値、例えば１℃／分に達したことをもっ
て満充電と判定する方式である。

【０００３】ところで、この温度微分検出方式の急速充
電器においては、急速充電開始時点から一定時間（例え
ば３分間）は温度微分検出による満充電の判定を行わな
いのが普通である。これは、例えばスキー場のような寒
冷地において、屋外（例えば０℃）で使用していた電池
を室内（例えば２５℃）に持ち込んで急速充電を行う場
合、最初は電池温度と周囲温度との温度差が大きいため
に、充電開始直後でも例えば１分間当たりの温度上昇量
が１℃を越えてしまい、満充電でないにもかかわらず満
充電と判定してしまうことがあるからである。このよう
な場合、電池は当然のことながら充電不足となる。

【０００４】そこで、周囲温度による電池の温度上昇が
落ち着く時間として例えば３分間という時間を設定し、
この間は温度微分検出による満充電の判定を行わず、３
分間経過してから温度微分検出を行う方法が考えられて
いる。このようにすれば、充電による温度上昇を確実に
捕らえることができ、満充電を正しく判定することが可
能となる。

【０００５】しかし、この方式では電池を低温の屋外か
ら室内に持ち込んで充電する場合には満充電を誤判定す
ることがないが、既に充電が完了している満充電状態の
電池を再充電してしまった場合には、充電開始後は３分
間といった時間は満充電の判定を行わないことから、満
充電であるにもかかわらず３分間＋１分間＝４分間にわ
たり再充電が行われるため、過充電になる可能性があ
る。また、温度微分検出が１℃／分でなく例えば４℃／
４分の場合には、温度微分非検出時間の３分間＋温度微
分検出の単位時間の４分間の７分後に急速充電を停止す
ることになるため、７分間にわたり過充電が行われるこ
とになり、電池温度は１５℃以上も上昇し、電池の劣化
が進行してまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
温度微分検出方式による急速充電器では、電池を周囲温
度の低い環境から高い環境に持ち込んで急速充電を行う
場合、充電開始直後に満充電を検出してしまうため充電
不足となることがあり、この問題を避けるために充電開
始後一定時間は温度微分検出による満充電の判定を行わ
ないようにすると、既に充電が完了している電池を再充
電した場合には過充電が生じ、電池を劣化させるという
問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の温度微分検出
方式による急速充電器の問題点を解消するためになされ
たもので、満充電を誤判定することによる充電不足がな
く、また満充電状態の電池を急速充電することによる過
充電のおそれもない二次電池の充電装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る二次電池の
充電装置は、二次電池の温度を検出する温度検出手段
と、この温度検出手段により検出される温度の温度微分
値を求める温度微分計算手段と、この温度微分計算手段
により計算される温度微分値が所定の基準温度微分値以
上となったとき、及び温度微分値が充電開始時点または
これより一定時間経過後の時点より次第に大きくなると
きは急速充電を終了させ、温度微分値が充電開始時点ま
たはこれより一定時間経過後の時点より次第に小さくな
るときは前記急速充電を続行させる充電制御手段と、前
記基準温度微分値を急速充電開始時からの時間経過に伴
い小さくなるように順次段階的に少なくとも１回以上変
化させる基準温度微分値制御手段とを備えたことを特徴
とする。

【０００９】ここで、前記基準温度微分値制御手段は、
充電開始後の経過時間と基準温度微分値とを関係付けて
格納したテーブルと、充電開始後の経過時間を計測する
タイマとを有し、該タイマにより計測された経過時間に
対応する基準温度微分値を該テーブルから読み出すこと
を特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【作用】本発明では、充電装置に二次電池がセットされ
て急速充電を開始するとき、充電開始後一定時間の間は
基準温度微分値が比較的大きな値に設定され、その後、
基準温度微分値はこれより小さな値に設定される。従っ
て、最初に設定する基準温度微分値を比較的大きい適当
な値に設定すれば、満充電状態でない電池を満充電と誤
判定することがなくなるために、充電不足が防止され
る。また、充電開始時点から一定時間経過した後の基準
温度微分値を最初に設定した基準温度微分値より小さな
適当な値に設定すれば、満充電状態の電池をセットした
場合、急速充電は直ちに停止されることにより、過充電
が防止される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明に係る実施例を示す二次電池の充
電装置の回路構成図である。図１において、電池パック
１はアルカリ二次電池などの二次電池（以下、単に電池
という）２と、この電池２の近傍に配置された温度測定
用のサーミスタ３を筐体内に設けたものである。図１
は、この電池パック１が充電装置４にセットされた状態
を示している。なお、電池パック１が組み込まれた携帯
電話機その他の機器を充電装置４にセットするようにし
てもよい。

【００１３】充電装置４は、次のように構成されてい
る。充電装置４には商用交流電源５（例えば１００Ｖ）
からの電力が入力され、ノイズ除去のためのフィルタ６
を介して整流平滑回路７により直流化された後、トラン
ス８の一次側に与えられる。トランス８の一次側には、
パワーＭＯＳトランジスタからなるスイッチングトラン
ジスタ９が抵抗１０を介して接続されている。スイッチ
ングトランジスタ９は、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路１
１の出力によってスイッチングされる。これによりトラ
ンス８の一次側にパルス電流が流れ、トランス８の二次
側にエネルギーが伝達される。トランス８の二次側に生
じた出力は、整流平滑回路１２により直流化された後、
急速充電用トランジスタ１３、またはトリクル充電用ト
ランジスタ１４と抵抗１５の直列回路を通り、さらに逆
流防止用ダイオード１６を介して、電池２に充電電流と
して供給される。なお、整流平滑回路１２の出力はフォ
トカプラ１７の発光素子１８にも供給され、フォトカプ
ラ１７の受光素子１９の出力はＰＷＭ回路１１に入力さ
れる。

【００１４】マイクロコントローラ２０は、マイクロコ
ンピュータを主体として構成され、急速充電用トランジ
スタ１３、トリクル充電用トランジスタ１４、フォトカ
プラ１７およびＬＥＤ３１の制御を行うものである。こ
のマイクロコントローラ２０には、抵抗２１とサーミス
タ３との接続点の電圧（以下、サーミスタ電圧という）
Ｖｔと、抵抗２２，２３により電池２の電圧ＶB を分圧
した電圧（以下、電池電圧分圧値という）Ｖｂが入力さ
れている。

【００１５】抵抗２４〜２９および演算増幅器３０は、
充電電流を一定にする制御を行うために設けられてい
る。演算増幅器３０の反転入力端子には、充電路に直列
に挿入されて充電電流を検出する抵抗２４の端子電圧が
抵抗２７を介して入力され、非反転入力端子には＋５Ｖ
の電源電圧を抵抗２５，２６により分圧した電圧（基準
電圧）が抵抗２８を介して入力される。演算増幅器３０
の反転入力端子と出力端子との間には抵抗２９が接続さ
れ、抵抗２７と抵抗２９により演算増幅器３０の利得が
決定される。演算増幅器３０の出力端子は、フォトカプ
ラ１７の発光素子１８の整流平滑回路１２の出力端子に
接続された側と反対側に接続されている。このような構
成により、演算増幅器３０の反転入力端子と非反転入力
端子の電位が等しくなるようにフィードバック制御が施
される。

【００１６】例えば、電池２の充電電流が大きく、電流
検出用抵抗２４の端子電圧が大きいときは、演算増幅器
３０の非反転入力端子より反転入力端子の方が高電位と
なるため、演算増幅器３０の出力電圧は低くなり、発光
素子１８に流れる電流が増大する。この結果、ＰＷＭ回
路１１の出力パルス幅、つまりスイッチングトランジス
タ９のオン時間幅が短くなり、トランス８の二次側に伝
達されるエネルギーが減少して、充電電流が小さくな
る。

【００１７】逆に、電池２の充電電流が小さいときは、
演算増幅器３０の非反転入力端子より反転入力端子の方
が低電位となるため演算増幅器３０の出力電圧は高くな
り、発光素子１８に流れる電流が減少するため、ＰＷＭ
回路１１の出力パルス幅、つまりスイッチングトランジ
スタ９のオン時間幅が長くなり、トランス８の二次側に
伝達されるエネルギーが増加することにより、充電電流
は大きくなる。

【００１８】このようにして、充電電流に応じた抵抗２
４の端子電圧と抵抗２５，２６により得られた基準電圧
とが等しくなるようにフィードバック制御が行われ、充
電電流が定電流制御される。

【００１９】マイクロコントローラ２０は、マイクロコ
ンピュータを用いたソフトウェア処理によって制御を行
うものである。図２に、マイクロコントローラ２０の機
能ブロック図を示す。

【００２０】図２において、サーミスタ電圧Ｖｔおよび
電池電圧分圧値ＶｂはＡ／Ｄ変換器４１，４２によりそ
れぞれディジタル値に変換された後、電池温度計算部４
３および電池電圧検出部４４にそれぞれ入力され、電池
温度ＴB および電池電圧ＶBが求められる。電池温度計
算部４３の出力は、電池温度判定部４５と温度微分計算
部４６に入力される。電池温度判定部４５は、電池電圧
がどのような温度範囲にあるかを判定するものである。
温度微分計算部４６は、電池の温度微分、つまり単位時
間当たりの温度上昇量を求めるものである。

【００２１】温度微分計算部４６の出力は温度微分値判
定部５４に入力される。温度微分値判定部５４は、温度
微分計算部４６により求められた温度微分値を基準温度
微分値テーブル５５から読み出された基準温度微分値と
比較して大小を判定する。基準温度微分値テーブル５５
は、急速充電開始後の経過時間と基準温度微分値との関
係をＲＯＭのようなメモリに格納したものであり、その
一例を図６に示す。

【００２２】一方、電池電圧検出部４４の出力は、電池
状態判定部４７に入力される。電池状態判定部４７は、
電池電圧から電池２が正常かどうかを判定するものであ
る。Ａ／Ｄ変換器４１の出力は、電池パックセット検出
部４８にも入力される。電池パックセット検出部４８
は、電池パック１が充電装置４にセットされているかど
うかを検出するものである。

【００２３】Ａ／Ｄ変換器４１、電池温度判定部４５、
電池状態判定部４７、電池パックセット検出部４８およ
び温度微分値判定部５４の出力は充電制御部５０に入力
され、充電制御部５０はこれらの出力に基づいて、急速
充電用トランジスタ１３への急速充電制御信号５１、ト
リクル充電用トランジスタ１４へのトリクル充電制御信
号５２、および充電スタート信号５３を発生する。充電
スタート信号５３は、図１における抵抗２８の一端に供
給される。

【００２４】さらに、充電制御部５０は急速充電開始時
点からの経過時間を計測するタイマ４９の出力（タイマ
値）に基づいて基準温度微分値テーブル５５から該経過
時間に対応した基準温度微分値を読み出し、これを温度
微分値判定部５４に与える制御も行う。

【００２５】次に、図３に示すフローチャートを参照し
て本実施例の動作を説明する。まず、サーミスタ電圧Ｖ
ｔがＡ／Ｄ変換器４１を介して読み込まれる（ステップ
１０１）。電池パック１が充電装置４にセットされる
と、サーミスタ電圧Ｖｔはそれまでの＋５Ｖからサーミ
スタ３と抵抗２１との分圧によって低下する。ここで、
サーミスタ電圧Ｖｔが所定値（例えば、４．８Ｖ）以下
になると、電池パックセット検出部４８によって電池パ
ック１が充電装置４にセットされたことが検出される
（ステップ１０２）。

【００２６】ステップ１０２において電池パック１のセ
ットが検出されると、電池温度計算部４３によりサーミ
スタ電圧Ｖｔが温度データに変換されて電池温度ＴB が
計算され（ステップ１０３）、次いで電池温度判定部４
５により電池温度ＴB が０℃以上、かつ４０℃以下の範
囲にあるかどうかが判定される（ステップ１０４）。電
池温度ＴB が０℃≦ＴB ≦４０℃の範囲に入ると、引き
続いて充電制御部５０から出力されるトリクル充電制御
信号５２が“Ｌ”レベルとなることにより、トリクル充
電用トランジスタ１４がオンとなって、トリクル充電が
行われる（ステップ１０５）。この後、電池電圧分圧値
ＶｂがＡ／Ｄ変換器４２を介して読み込まれ（ステップ
１０６）、電池電圧検出部４４により電池電圧ＶB が求
められ、さらに電池状態判定部４７によって電池電圧Ｖ
B から電池２が正常かどうかが判定される（ステップ１
０７）。具体的には、単セル当りの電池電圧ＶB が１．
０Ｖ≦ＶB ≦１．７Ｖの範囲内のとき電池２は正常と判
定される。ここで、電池２が正常でなければ処理は終了
し、急速充電は行われない。

【００２７】電池２が正常の場合は、タイマ４９がスタ
ートされ（ステップ１０８）、充電開始時点からの経過
時間が計測されると共に、このタイマ４９のタイマ値
（充電開始時点からの経過時間）と基準温度微分値テー
ブル５５に基づいて基準温度微分値が設定される（ステ
ップ１０９）。そして、充電制御部５０から出力される
急速充電制御信号５１が“Ｌ”レベルとなることによ
り、急速充電用トランジスタ１３がオンになると共に、
充電スタート信号５３が“Ｌ”レベルとなることによっ
て、急速充電が行われる（ステップ１１０）。この間、
ＬＥＤ３１がマイクロコントローラ２０により制御され
て点灯し、急速充電が行われていることを示す。また、
この急速充電中、充電電流は前述したフィードバック制
御によって一定に保たれる。

【００２８】さらに、この急速充電の間、温度微分計算
部４６によって電池温度ＴB の温度微分、つまり単位時
間（例えば１分）当たりの温度上昇率が計算され、この
温度微分値が温度微分値判定部５４においてステップ１
０９で設定された基準温度微分値以上となると電池２は
満充電と判定される（ステップ１１１）。電池２が満充
電と判定されると、急速充電制御信号５１および充電ス
タート信号５３が共に“Ｈ”レベルとなることにより、
急速充電は終了する。

【００２９】次に、基準温度微分値の設定方法について
具体的に説明する。図４に、周囲温度２５℃、電池温度
２５℃のときの急速充電特性を示す。同図に示されるよ
うに、充電電流Ｉとして１．０Ｃを流したとすると、電
池電圧ＶBは次第に上昇し、それに伴い電池温度ＴB も
上昇していく。電池温度ＴB の温度上昇率は、充電開始
直後４０１では比較的大きく、その後は緩やかな上昇と
なり、満充電に近付いたとき４０２では再び大きくな
る。ここで、従来の場合は急速充電開始直後から温度微
分検出を行い、これが基準温度微分値である１℃／分に
達すると、満充電とみなして急速充電を停止していた。

【００３０】図５の特性５０１は、周囲温度および電池
温度が共に２５℃のときの充電に伴う電池温度の温度上
昇特性である。これに対し、例えば周囲温度が２５℃で
電池温度が０℃の場合（例えばスキー場の屋外から２５
℃の室内に電池パック１を持ち込んで充電したケースが
これに相当する）、電池温度ＴB は図５の特性５０２の
ように上昇する。この特性５０２に従うと、電池温度は
０℃から３分後に３．３℃になることから、充電しなく
とも１分間に１．１℃以上温度上昇する。この温度上昇
に充電による温度上昇を加算すると、図５の特性５０３
の特性となり、３分後に０℃から５℃まで上昇するた
め、急速充電開始直後の温度微分検出で満充電として誤
判定してしまう。この誤判定を避けるため、従来では急
速充電開始直後３分間は温度微分検出による満充電の判
定を行わないようにしていた。

【００３１】これに対し、本実施例では図６に示す基準
温度微分値テーブル５５の内容に従って、基準温度微分
値を充電開始時点からの時間経過に伴い例えば１分毎に
順次段階的に小さくする。この基準温度微分値テーブル
５５に従うと、基準温度微分値は充電開始時点から１分
の間は２．７℃／分、１分〜２分の間は１．８℃／分、
２分〜３分の間は１．５℃／分、３分〜４分の間は１．
１℃／分、４分以降は１．０℃／分のように可変設定さ
れる。

【００３２】図６の基準温度微分値テーブルに示される
可変の基準温度微分値を用いると、図５の電池温度上昇
特性５０２，５０３に対する温度微分検出動作は、次の
ようになる。図７は、図５の特性５０２，５０３の充電
開始直後の変化を拡大して示したものである。図７の特
性５０３において、充電開始時点から１分後の電池温度
は２．３℃であり、この間の基準温度微分値２．７℃／
分より小さいので満充電とは判定されない。充電開始時
点から２分後の電池温度は３．８℃で、１分〜２分の間
の温度上昇は１．５℃であり、この間の基準温度微分値
１．８℃／分より小さいので、やはり満充電とは判定さ
れない。以下同様に、２分〜３分の間の温度上昇は１．
２℃であり、基準温度微分値１．５℃／分より小さく、
また３分〜４分の間の温度上昇は０．９℃であり、基準
温度微分値１．１℃／分より小さく、さらに４分以降も
１分当りの温度上昇は基準温度微分値１．０より小さい
ため、満充電とは判定されない。

【００３３】このように充電開始直後は基準温度微分値
を大きく設定することにより、電池パック１を０℃とい
った低温の場所から２５℃といった温度の室内に持ち込
んで急速充電を行う場合、電池２が満充電でないにもか
かわらず満充電と誤判定することがなく、充電不足を回
避することができる。

【００３４】次に、電池温度ＴB が０℃で満充電状態の
電池を急速充電する場合について考える。この場合の電
池温度上昇特性は、図７の特性５０４に示される。この
特性５０４によると、充電開始時点から１分後の電池温
度は２．６℃であり、基準温度微分値２．７℃より小さ
いので満充電とは判定されない。充電開始時点から２分
後の電池温度は４．７℃で、１分〜２分の間の温度上昇
は２．１℃であり、この間の基準温度微分値１．８℃／
分より大きいので満充電と判定され、充電が停止される
ことになる。

【００３５】このように充電開始後一定時間が経過した
後は、基準温度微分値を小さな値に設定することによ
り、満充電状態の電池をセットした場合、この時間が経
過した時点で満充電が判定され、直ちに急速充電が停止
されるため、電池２の過充電を防止することができる。

【００３６】次に、電池温度ＴB が２５°Ｃで満充電状
態の電池を急速充電する場合について考える。この場合
の電池温度上昇特性は、図４の特性５０２が加算されな
いために、特性５０３から特性５０２を差し引いた特性
となる。この特性によると、充電開始時点から１分後の
温度上昇は２．６°Ｃ−１．６°Ｃ＝１．０°Ｃであ
り、基準温度微分値２．７°Ｃ／分より小さいので満充
電とは判定されず、２分後の電池温度は４．７°Ｃ−
２．７°Ｃで、１分後の電池温度１．０°Ｃ対して１．
０°Ｃの温度上昇であり、基準温度微分値１．８°Ｃ／
分より小さいので満充電とは検出されない。３分後も電
池温度は７．３°Ｃ−３．６°Ｃで、２分後の電池温度
２．０°Ｃに対して１．７°Ｃの温度上昇であり、これ
は基準温度微分値１．５°Ｃ／分より大きいので満充電
と判定され、急速充電が停止される。

【００３７】すなわち、このような場合、従来では充電
開始時点から４分後に満充電が判定され、急速充電が停
止されていたため、電池温度は約１５℃上昇していた
が、本実施例では充電開始時点から３分後に急速充電が
停止されるため、電池の温度上昇は７．３℃程度に抑え
られる。このため、電池の過充電がより抑えられ、サイ
クル寿命もそれだけ長くなる。

【００３８】なお、満充電に至っていない電池について
は、４分以降は基準温度微分値が通常の値（例えば１℃
／分）に設定されるので、従来通り満充電が正しく検出
されることになる。

【００３９】本発明は、上記実施例に限られるものでな
く、種々変形して実施することができる。例えば、上記
実施例では１分毎に電池温度測定を行い、基準温度微分
値についても１分当りの温度上昇量を定めたが、電池温
度測定の時間間隔はこれより長い時間または短い時間、
例えば３０秒といった値にしてもよい。

【００４０】また、図６のテーブルは０〜４分の間で基
準温度微分値を可変としたが、０〜１０分の間で可変と
してもよい。逆に、図６のテーブルでは基準温度微分値
を５回変化させたが、２回変化させてもよい。例えば、
０〜４分の間、２．７℃の微分値とし、４分以降１．０
℃の微分値とする。

【００４１】また、上記実施例で説明した温度微分検出
による満充電の判定アルゴリズムはあくまで一例であ
り、上記と異なるものであってもよい。例えば、図７に
おいて温度微分値が次第に小さくなっていくような場
合、満充電の判定を行わず、温度微分値がそれまでの温
度微分値より上回ったとき満充電の判定を行う論理でも
よい。この満充電判定方式の具体例を以下に示す。な
お、請求項１における「温度微分値が充電開始時点また
はこれより一定時間経過後の時点から次第に小さくなる
とき、」の表現の中で『これより一定時間経過後の時点
から次第に小さくなるとき』とした理由は、(1) 充電開
始時に微小充電電流を一定時間流す場合があり、この場
合を充電開始時点とすると矛盾することと、(2) 急速充
電を開始して３０秒毎の温度微分値を計測したとき、電
池パックによっては最初の１分間は温度変化が生じない
ものもあり、この場合は一定時間を１分とし、一定時間
経過後温度微分値をチェックする必要があること、の二
つの場合があるためである。

【００４２】（条件１）電池温度０℃、周囲温度２５℃
で満充電でない電池の急速充電を開始したとき。この場
合、図４の満充電に近付いた時点４０２において、電池
の１分毎の温度上昇は次のようになる。

【００４３】１分後…２．３℃（２．３℃−０℃＝２．
３℃） ２分後…１．５℃（３．８℃−２．３℃＝１．５℃） ３分後…１．２℃（５．０℃−３．８℃＝１．２℃） ４分後…０．９℃（５．９℃−５．０℃＝０．９℃） この例では、１分毎の温度上昇量が徐々に小さくなるた
め、温度微分検出に基づく満充電の判定を行わず、急速
充電を続行する。

【００４４】（条件２）電池温度０℃、周囲温度２５℃
で満充電の電池の急速充電を開始したとき。この場合、
電池の１分毎の温度上昇は例えば次のようになる。 １分後…２．６℃（２．６℃−０℃＝２．６℃） ２分後…２．１℃（４．７℃−２．６℃＝２．１℃） ３分後…２．６℃（５．３℃−４．７℃＝２．６℃） この例では、２分後より３分後で電池の温度上昇が大き
くなっているので、３分後には温度微分検出に基づく満
充電状態の判定を行い、急速充電を停止させるようにす
る。

【００４５】（条件３）電池温度２５℃、周囲温度２５
℃で満充電でない電池の急速充電を開始したとき。この
場合、電池の１分毎の温度上昇は例えば次のようにな
る。 １分後…２．３℃（２．３℃−１．６℃＝０．７℃） ２分後…１．５℃（（３．８℃−２．７℃）−０．７℃
＝０．４℃） ３分後…１．２℃（（５．０℃−３．６℃）−１．１℃
＝０．３℃） この例では、１分毎の電池の温度上昇が徐々に小さくな
っているので、満充電状態の判定を行わず、急速充電を
続行する。

【００４６】（条件４）電池温度２５℃、周囲温度２５
℃で満充電の電池の急速充電を開始したとき。この場
合、電池の１分毎の温度上昇は例えば次のようになる。 １分後…１．０℃（電池温度：２．６℃−１．６℃＝
１．０℃、温度上昇：１．０℃−０℃＝１．０℃） ２分後…１．０℃（電池温度：４．７℃−２．７℃＝
２．０℃、温度上昇：２．０℃−１．０℃＝１．０℃） ３分後…１．７℃（電池温度：７．３℃−３．６℃＝
３．７℃、温度上昇：３．７℃−２．０℃＝１．７℃） この例では、２分後より３分後で電池の温度上昇が大き
くなっているので、３分後に満充電状態の判定を行って
急速充電を停止させる。

【００４７】以上のような論理でも、満充電の電池の急
速充電開始時点から３分後に満充電状態を検出すること
が可能であり、基本的には一定時間内に一定の電池温度
上昇が検出されたと判断することができる。

【００４８】また、急速充電開始後５分間は上述した論
理で満充電状態の判定を行い、それ以降は本来の１℃／
分以上の温度微分検出により満充電状態の判定を行う論
理を用いてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば二
次電池の温度微分検出により満充電の判定を行って急速
充電を停止させる方式の充電装置において、基準温度微
分値を充電開始後の時間経過に伴い順次段階的に小さく
することにより、温度の低い環境から室内に電池パック
を持ち込んで急速充電を行う場合など、満充電状態でな
い電池を満充電と誤判定することによる充電不足がな
く、しかも満充電状態の電池を誤って急速充電すること
による過充電を防止することができる、という効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る二次電池の充電装置の
回路構成図

【図２】図１におけるマイクロコントローラの機能ブロ
ック図

【図３】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト

【図４】同実施例の動作を説明するための急速充電時の
電池電圧と電池温度および充電電流の時間変化を示す図

【図５】種々の条件での電池の温度上昇特性を示す図

【図６】図における基準温度微分値テーブルの構成例を
示す図

【図７】図５の電池温度上昇特性の一部を拡大して示す
図

【符号の説明】

１…電池パック ２…二次電池 ３…サーミスタ ４…充電装置 ５…商用交流電源 ６…フィルタ ７…整流平滑回路 ８…トランス ９…スイッチングトランジスタ １１…パルス幅変調
回路 １２…整流平滑回路 １３…急速充電用
トランジスタ １４…トリクル充電用トランジスタ １６…逆流防止用
ダイオード １７…フォトカプラ ２０…マイクロコ
ントローラ ３０…演算増幅器 ３２…放電用トラ
ンジスタ ４１…Ａ／Ｄ変換器 ４２…Ａ／Ｄ変換
器 ４３…電池温度計算部 ４４…電池電圧検
出部 ４５…電池温度判定部 ４６…温度微分計
算部 ４７…電池状態判定部 ４８…電池パック
セット検出部 ４９…タイマ ５０…充電制御部 ５１…急速充電制御信号 ５２…トリクル充
電制御信号 ５３…充電スタート信号 ５４…温度微分値
判定部 ５５…基準温度微分値テーブル

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二次電池を急速充電する機能を有する充電
   装置において、 前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、 前記温度検出手段により検出される温度の温度微分値を
   求める温度微分計算手段と、 前記温度微分計算手段により計算される温度微分値が所
   定の基準温度微分値以上となったとき、及び前記温度微
   分値が充電開始時点またはこれより一定時間経過後の時
   点より次第に大きくなるときは前記急速充電を終了さ
   せ、前記温度微分値が充電開始時点またはこれより一定
   時間経過後の時点より次第に小さくなるときは前記急速
   充電を続行させる充電制御手段と、 前記基準温度微分値を急速充電開始時からの時間経過に
   伴い小さくなるように順次段階的に少なくとも１回以上
   変化させる基準温度微分値制御手段とを備えたことを特
   徴とする二次電池の充電装置。
2. 【請求項２】前記基準温度微分値制御手段は、充電開始
   後の経過時間と基準温度微分値とを関係付けて格納した
   テーブルと、充電開始後の経過時間を計測するタイマと
   を有し、該タイマにより計測された経過時間に対応する
   基準温度微分値を該テーブルから読み出すことを特徴と
   する請求項１に記載の二次電池の充電装置。