JP4013289B2

JP4013289B2 - Non-aqueous secondary battery charging method and charging device therefor

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Publication number: JP4013289B2
Application number: JP17392997A
Authority: JP
Inventors: 康治松浦
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: JPH1126027A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水系二次電池の充電方法およびその充電装置に係り、とくにリチウムイオン二次電池などの二次電池を充電する非水系二次電池の充電方法およびその充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、ノート型パソコンおよびディジタルカメラ等の電子機器の小型・軽量化が進み、それらの普及に伴って、電子機器を駆動する電源として、繰り返し充放電することが可能な二次電池が用いられる機会が多くなってきた。このような二次電池としては、たとえばニッケルカドミウム(Ni-Cd) 電池、ニッケル水素(Ni-MH) 電池およびリチウムイオン電池などが知られている。
【０００３】
とくにリチウムイオン二次電池は、水溶系の電解液を用いて水が関与した電気化学反応によって電気を作る他の二次電池とは異なって、たとえば電解質にリチウム塩の有機溶媒を使用した非水系二次電池であり、リチウムイオンの移動による酸化還元反応によって電気を起こすように構成されている。このような非水系二次電池では、他の二次電池と比べて、単一のセルでの電池端子間電圧が高く、高容量および高出力であるという利点を有し、その非水系二次電池自体の性能のアップと、非水系二次電池をさらに有効に利用するための充電方法が検討されている。
【０００４】
たとえば、特開平2-192670号公報には、非水系二次電池に対し定電圧にて充電し、この充電電流が設定値より小さくなると充電電流を遮断する、もしくはわずかな充電電流のみを流し続ける充電装置が開示されている。また、特開平7-170669号公報には、充電回路装置の周囲温度の上昇に応じて充電電流の供給を停止させる時間信号の発生を、シフトする充電回路装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リチウムイオン二次電池は、周囲温度、残存容量、充電時のセル温度上昇および充電時間などによって、充電終了時の放電容量（電池容量）がばらついていた。リチウムイオン二次電池では、たとえば摂氏５〜35度にて充電し、また、摂氏０〜40度にて使用する（放電する）ことが条件づけられている。二次電池の公称容量値は、たとえば25度の室温にて充放電を行なった際の容量値である。また、この温度にて使用した場合を条件とする二次電池のサイクル寿命が規定されている。しかし、それよりも低温の時に充放電を行なった場合に電池の容量は公称容量値よりも小さくなり、逆に高い温度の時に充放電を繰り返した場合にはサイクル寿命が短くなるサイクル劣化が生じるといった問題があった。
【０００６】
したがって、充電電流のみを監視した単純な充電方法では、充電中の電池セルの温度や電池セルの周囲の温度による充電効率の違いや充電時間の充電容量に対するばらつきを考慮していないので、最適な充電容量を確保することができなかった。また、周囲の温度の変化に応じて充電時間を単に延長させることは、ニッケル水素電池に対しては有効性があると考えられるが、しかし、リチウムイオン二次電池に対しては最適な充電容量が得られるとは限らないという問題があった。この場合、たとえば、充電中の周囲の温度が高いとむやみに充電時間が長くなってしまい過充電気味となるので、二次電池にてサイクル劣化が生じてしまうという問題が発生する。
【０００７】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、その充電環境下で最適な充電容量を確保することのできる非水系二次電池の充電方法およびそ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】
本発明は上述の課題を解決するために、非水系二次電池を充電する非水系二次電池の充電方法において、この方法は、充電開始時における二次電池の温度と周囲温度とを検出し、充電中の二次電池の温度と周囲温度とを検出し、充電中の充電電流を検出し、充電開始時と充電中の二次電池の温度および周囲温度の変化と、充電電流の変化とに応じて、この二次電池に対する充電処理を制御することを特徴とする。
【０００９】
この場合、この方法は、充電開始の二次電池の温度と充電中の温度との差を演算して充電中の二次電池の温度変化を認識し、充電開始時の周囲温度と充電中の周囲温度との差を演算して、充電中の周囲温度の変化を認識し、充電中の二次電池の温度変化と周囲温度の変化との差を演算して、演算結果をあらかじめ設定された値と比較して、所定の値よりも小さい場合に充電処理を制御するとよい。
【００１０】
また、この方法は、充電中の二次電池の温度変化と周囲温度の変化との差があらかじめ設定された値とよりも小さい場合であって、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に充電処理を制御するとよい。
【００１１】
また、この方法は、二次電池に対する充電時間を計数して所定の充電時間となると充電を終了し、二次電池に対する充電処理を制御する際には、計数時間を再設定して充電時間を制御するとよい。
【００１２】
この場合、方法は、充電中の二次電池の温度変化と周囲温度の変化との差があらかじめ設定された値とよりも小さく、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、計数時間を現在の計数時間よりも長くなるように再設定するとよい。
【００１３】
また、この方法は、充電中の二次電池の温度変化と周囲温度の変化との差があらかじめ設定された値とよりも小さく、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、計数時間を現在の計数時間よりも短くなるように再設定するとよい。
【００１４】
また、この方法は、充電初期には最大充電電圧の決まっている定電流充電によって二次電池を充電し、二次電池のセル温度が最大値となったことを検出して定電圧充電に切り換えるとよい。
【００１５】
また、本発明は上述の課題を解決するために、非水系二次電池を充電する非水系二次電池の充電装置において、この装置は、二次電池を定電圧定電流により充電するための電圧および電流を発生する充電手段と、該充電手段の出力をオンまたはオフさせて、二次電池の電池端子に供給する充電スイッチと、二次電池の開放電池端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、充電手段から供給される充電電流を検出する電流検出手段と、二次電池のセルの温度を検出するセル温度検出手段と、充電装置の周囲温度を測定する周囲温度検出手段と、充電スイッチのオン・オフを制御する充電制御信号を生成して二次電池に対する充電処理を制御する制御手段とを有し、制御手段は、端子電圧検出手段にて検出される二次電池の開放端子電圧、および充電手段の出力を監視し、セルの温度および周囲の温度を検出する検出手段と、二次電池に対する充電時間を所定の設定時間から減算する充電タイマ手段とを有し、二次電池に対する充電電流、二次電池の開放電池端子電圧およびセル温度と周囲温度との差に基づいて、充電タイマ手段の計数時間を再設定して充電処理を制御することを特徴とする。
【００１６】
この場合、制御手段は、充電開始時における二次電池の温度と充電中の温度との差を演算して充電中の二次電池の温度変化を認識し、充電開始時の周囲温度と充電中の周囲温度との差を演算して、充電中の周囲温度の変化を認識し、充電中の二次電池の温度変化と周囲温度の変化との差を演算して、この演算結果をあらかじめ設定された所定の値と比較し、所定の値よりも小さい場合に充電処理を制御するとよい。
【００１７】
この場合、制御手段は、充電中の二次電池の温度変化と周囲温度の変化との差が所定の値よりも小さい場合であって、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、充電処理を制御するとよい。
【００１８】
この場合、二次電池はリチウムイオン二次電池であるとよい。
【００１９】
また、本発明は上述の課題を解決するために、充放電可能な二次電池を収納し、所望の電子機器に装着されて電力を供給する電池パックにおいて、電池パックは、二次電池のセル温度を検出するための検出端子を含み、二次電池には、二次電池のセル温度を検出する検出素子が二次電池に密着して配設され、少なくとも検出素子の一方のリードが検出端子に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
この場合、電池パックには、複数の二次電池が収容され、検出素子は、少なくとも２つの二次電池に共に密着して配置されているとよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による非水系二次電池の充電方法およびその充電装置の実施例を詳細に説明する。
【００２２】
図１を参照すると同図には、本発明が適用された充電器のブロック図が示されている。この充電器10は、充電出力端子(BV,BGND) および温度検出端子(T) に着脱可能に接続される電池パック12を、温度に応じて適切に充電することのできる充電装置である。本実施例における充電器10は、電池パック12に収容された二次電池を充電する際に、はじめに定電流で充電し、その後二次電池のセル温度の変化に応じて定電圧充電に切り替えて充電する定電流定電圧充電機能を有し、とくに充電器10は、二次電池のセル温度と、その充電環境下における周囲の温度とを監視し、また二次電池に対する充電電圧と、二次電池の電池端子電圧と、充電時の電流とを監視して、これら監視結果に応じて適切な充電処理を行なう。なお、以下の説明において、本発明に直接関係のない部分は、その図示および説明を省略し、信号の現われる符号はその信号線の参照符号で表わす。
【００２３】
充電器10の電源入力端子(+V)100aおよび(GND)100b には、交流電源を所定の電圧に降圧して整流する不図示の直流電源装置が接続され、この直流電源装置から供給される直流電源電圧が印加される。また、電源入力端子100bはグランド(GND) に接続されている。また、この直流電源装置の出力は、充電器10の各部に供給され、動作用の電源として使用される。
【００２４】
定電圧制御回路14は、電源入力端子100a,100b に印加される直流電源を、定電圧にて出力する回路である。定電圧制御回路14は、電池パック12の二次電池を充電する充電出力を出力102a,100b に出力する。定電圧制御回路14の出力102aは、充電スイッチとして機能するトランジスタ16のエミッタに接続され、出力102aはさらに抵抗R1を介して充電制御回路18の充電電圧入力(Vreg)104 に接続されている。
【００２５】
トランジスタ16は、エミッタに印加される充電出力をそのベース電位に応じてコレクタに接続し、定電圧制御回路14から供給される充電出力をスイッチングする充電スイッチである。トランジスタ16のコレクタ106 は、逆流防止用のダイオード20を介して出力端子(BV)108 に接続されている。トランジスタ16のベースは、接続線110 を介してトランジスタ22のコレクタに接続され、トランジスタ22のベース112 は、抵抗R2を介して充電制御回路18の充電スイッチ出力114 に接続されるとともに、抵抗R3を介してそのエミッタおよびグランド(GND) に接続されている。
【００２６】
一方、定電圧制御回路14の出力102bは電流制限回路24に接続され、電流制限回路24は、バッテリグランド端子(BGND)110 からの電流を制限して定電圧制御回路14に戻すとともに、その電流値を検出する回路である。電流制限回路24は、検出される電流に応じた電圧値を示す電流値信号を接続線118 を介して接続された充電制御回路18に供給する。
【００２７】
充電制御回路18は、図６に示すように充電開始の初期には最大充電電圧の決まっている定電流充電を行ない、二次電池のセル温度がピークとなったことを検出すると定電圧充電にて充電処理を行なう制御回路である。充電制御回路18は、後述の充電タイマに設定される期間には、二次電池を定電圧充電する充電処理を継続する定電流定電圧充電方式によって、二次電池を充電する制御を行なう。本実施例における充電制御回路18は、とくに定電圧充電処理中における二次電池の実質的なセル温度の変化および二次電池への充電電流に応じて充電処理を制御する機能を有する。
【００２８】
詳しくは、充電制御回路18は、トランジスタ16をオン／オフさせ、二次電池に対する充電電圧および充電電流の供給を制御することによって、充電器出力電圧(Vreg)と電池端子電圧(Vbat)とを確認し、これを一定時間ごとに繰り返すことを、充電タイマにおける計数値が減少して０となるまで継続する充電制御を行なう。とくに、充電制御回路18は、充電電流値およびセル温度値などの状況に応じて充電タイマにおける設定時間を再設定する機能を有し、これによって適切な充電時間を確保するようにして充電処理を制御する。このとき充電制御回路18は、検出したセル温度を周囲の温度の変化に応じて補正し、補正された実質的なセル温度に基づいてタイマ時間を再設定し、充電時間を最適な時間に制御する。また、充電制御回路18は、充電中における充電電圧(Vreg)と電池端子電圧(Vbat)との低下を認識し、その異常状況に応じて充電処理を停止または終了させる機能を有している。また、充電制御回路18は、充電タイマにおける残時間がゼロとなるとトランジスタ16をオフさせ、その後、電池パック12が充電器10から離脱されたことを、たとえば電池パック12に収容されたサーミスタの接続の有無によって検出すると充電処理を終了させる。
【００２９】
また、充電制御回路18は、充電中の充電電流値と、定電流充電時に設定されて流れる充電電流との比に応じた充電電流比率に応じて、定電圧充電処理における二次電池に対する充電処理を制御する機能を有している。具体的には充電制御回路18は、現在の充電電流値を定電流充電電流の設定値で除算して充電電流比率を算出し、その充電電流比率が、設定値よりも小さいか否かを比較判定する機能を有している。充電制御回路18は、充電電流比率が設定値よりも小さい場合に、ある程度充電が進んだと判定して充電タイマの設定時間を再設定する。
【００３０】
充電制御回路18の入力120 には、温度センサ26が接続され、この温度センサ26は、充電器10の周囲温度を検出するセンサである。充電制御回路18は、温度センサ26にて検出された温度値を認識して充電開始時における周囲温度を記憶する。また、温度センサ26は、充電中における周囲温度を継続して検出し、充電制御回路18は、温度センサ26にて検出される温度の変化に基づいて、二次電池に対する充電制御を行なう機能を有している。温度センサ26は、充電器10の内部回路や電池パック12にて発生する熱の影響を極力受けない場所に配置される。
【００３１】
充電制御回路18の内部構成を図２を参照して説明すると、本実施例における充電制御回路18は、有利にはマイクロコンピュータシステムにて構成され、各種アナログ信号を入力104,108,116,118 および120 に入力して検出し、これらを択一的に選択して出力200 に接続する検出回路202 と、検出回路202 から出力される信号200 の値をディジタル値に変換するA/D 変換部204 と、ディジタル値に変換されたデータを入力206 に受けて、これらデータと、充電制御のための設定値とを所定の記憶領域に格納する記憶部208 と、記憶部208 にて格納されたデータおよび設定値を入力210 に入力して各種演算を行なう演算処理部212 と、演算処理部212 における演算結果214 と記憶部208 から読み出される設定値216 とを比較し、その比較結果に応じて充電タイマ時間を再設定するとともに、トランジスタ16のオン／オフを制御するための制御信号を出力114 に出力する判定処理部218 と、初期設定された充電時間をカウントダウンするとともに、定電圧充電の開始時からあらかじめ設定された充電時間を減算して計数する充電タイマ220 であって、判定処理部218 における判定結果に応じて充電時間が再設定されて計数する充電タイマ220 とを含む。本実施例では充電タイマ220 にはあらかじめ2.5 時間の充電時間が設定され、定電圧充電の開始時からこの時間が減算され、さらに、状況に応じてこの充電時間が再設定される。
【００３２】
詳しくは、A/D 変換部204 は、検出回路202 にて検出される充電電圧(Vreg)104 と、電池端子電圧(Vbat)108 と、電池パック12から温度検出端子(T) を介して供給されるセル温度値(Tc)116 と、温度センサ26にて測定される周囲温度値(Ta)120 と、電流制限回路24にて測定される電流値118 とをそれぞれ入力し、これらを充電制御の精度に応じたディジタル値に順次変換するアナログ・ディジタル変換回路である。A/D 変換回路204 は、これら検出および変換されるディジタル信号を演算処理部212 に供給し、さらに、充電開始時における周囲温度を表わすディジタル信号を記憶部208 に供給する。また、A/D 変換部204 は、充電電圧(Vreg)と、電池端子電圧(Vbat)とを後述の判定部218 に供給し、判定処理部218 にてこれら電圧の低下が検出される。また、A/D 変換部204 は、温度検出端子(T)116を介して検出される抵抗値の変化を判定処理部218 に供給し、電池パック12の装着状態を判定させる。
【００３３】
記憶部208 は、充電開始時における充電器10の環境温度として、充電器10の周囲温度を記憶するとともに、充電制御のための各種設定値を格納しておくメモリ回路である。本実施例における記憶部208 は、温度センサ26にて検出されてディジタル値に変換される充電開始時における周囲温度の測定値を格納する記憶領域を有している。また、記憶部208 は、充電開始時の周囲温度を基準とする実質的なセル温度の変化分を規定する設定値と、充電電流比率の設定値とを格納する機能を有している。本実施例における記憶部208 には、このセル温度の変化分の設定値として、たとえば0.5 度を示すデータが格納され、また充電電流比率の設定値として0.1 を示すデータがそれぞれ格納されている。記憶部208 は、格納している情報を必要に応じて演算処理部212 に出力する。
【００３４】
演算処理部212 は、充電時におけるセル温度の変化を、環境温度の変化に応じて補正演算する演算回路である。具体的には、演算処理部212 は、現在のセル温度値と充電開始時のセル温度値との差を表わす値ΔTcを算出する機能を有している。
【００３５】
【数１】
ΔTc＝（現在のセル温度−充電前のセル温度）
また、演算処理部212 は、現在の周囲温度値と、充電開始時の周囲温度値の差を表わす値ΔTaを算出する機能を有している。
【００３６】
【数２】
ΔTa＝（現在の周囲温度−充電前の周囲温度）
さらに演算処理部212 は、値ΔTcと値ΔTaとの差を計算して、実質的なセル温度変化分を表わす値ΔＴを算出する機能を有している。
【００３７】
【数３】
ΔＴ＝（ΔTc−ΔTa）
また、演算処理部212 は、充電中における現在の充電電流の値と、記憶部208 にて記憶されている定電流充電設定値との比を表わす充電電流比率ｒを算出する機能を有し、算出された充電電流比率ｒを判定処理部218 に供給する演算回路である。
【００３８】
【数４】
充電電流比率ｒ＝（現在の充電電流／定電流充電の設定値）
演算処理部212 は算出された値ΔＴと充電電流比率とを出力214 に接続された判定処理部218 に送る。
【００３９】
判定処理部218 は、A/D 変換部204 にて変換される各種測定結果と、演算処理部212 における演算結果と、記憶部208 に記憶された設定値および充電開始時における周囲温度の測定値とによって、二次電池に対する適切な充電処理を判定し、この判定結果に応じてトランジスタ16および22をオン／オフさせる充電制御信号を生成することにより充電制御を行なう機能部である。
【００４０】
本実施例における判定処理部218 を詳細に説明すると、判定処理部218 は、電池パック12が充電器10に装着されたことを検出し、装着された電池パック12の端子電圧(Vbat)が、充電可能な電圧の範囲内であるか否かを判定する機能を有する。判定処理部218 は、たとえば、電池パック12に配設されたサーミスタが温度検出端子(T)116および出力端子(BGND)110 に接続されたことを、その端子間の抵抗値の変化によって認識し、これにより電池パック12が充電器10 本体へ着脱されたことを検出する。これに限らず、電池パック12の着脱検出のための検出素子を装着部分に設けて、その検出結果に応じて電池パック12を検出するようにしてもよい。
【００４１】
判定処理部218 は、セル温度と周囲温度との差を演算し、この差が最大値よりも下降することを検出すると、定電流充電から定電圧充電に切り替えて充電タイマ220 を起動する。そして、判定処理部218 は、セル温度と周囲温度との差が、設定値よりも小さくなったことを判定すると、そのときのタイマ経過時間に応じて、充電電流を遮断しもしくは充電タイマ時間を再設定する。
【００４２】
たとえば、判定処理部218 は、演算処理部212 から供給される値ΔＴと、記憶部208 に格納された設定値との大小を比較演算する。また、判定処理部218 は、値ΔＴと設定値との比較の結果、ΔＴが設定値よりも小さい場合に、さらに、演算処理部212 にて算出された充電電流比率ｒと記憶部208 に格納された設定値との大小を比較演算する。判定処理部218 は、充電電流比率ｒと設定値との比較の結果、充電電流比率ｒが設定値よりも小さい場合に、充電タイマ220 における設定時間を再設定する。充電タイマ220 の再設定時間は０を含み、この場合、充電処理手順に従って充電完了処理に移行する。
【００４３】
また、判定処理部218 は、充電処理手順に従って充電制御信号114 をハイレベルまたはロウレベルに制御しトランジスタ22および16をオン／オフさせ、充電電圧(Vreg)および電池端子電圧(Vbat)を検出する際にはトランジスタ22および16をオフさせる。また、判定処理部218 は、充電中の電圧低下を判定する際には、トランジスタ22および16をオン状態に制御した状態にてA/D 変換部204 からの電圧値を受けて充電電圧(Vreg)および電池端子電圧(Vbat)の低下を判定する。この場合、判定処理部218 は、充電電圧(Vreg)および電池端子電圧(Vbat)が低下したことを判定すると充電スイッチ出力114 をロウレベルに制御してトランジスタ22および16をオフさせる。これにより判定処理部218 は、たとえば短絡等によって電池端子電圧(Vbat)が急激に低下したことを判定して、充電出力(Vreg)を電池パック12から遮断することができる。また、判定処理部218 は、充電出力電圧(Vreg)が電池パック12を充電するのに十分な電圧値であるか否かを判断し、充電不可の回数に応じて充電を停止させるとともに、充電異常を示す表示を出力させる機能を有する。
【００４４】
充電タイマ部220 は、初期設定された判定処理部218 にて設定されたタイマ設定時間をカウントする時間計数回路である。充電タイマ部220 は、設定された時間を順次減算して、残時間が"0" となるまで計数を継続する機能を有している。また、充電タイマ部220 は判定処理部218 によってタイマの残り時間が再設定される。この判定処理部218 が再設定する時間はゼロを含み、その場合、充電処理を直ちに終了させることができる。また、判定処理部218 がゼロを超える時間設定を行なう場合には、充電時間を延長させることができる。本実施例の充電タイマ220 には、2.5 時間を表わす値が初期設定値として設定されている。
【００４５】
本実施例における電池パック12を図５に示した分解構成図を参照して説明すると、電池パック12は、複数本が直列に接続されたリチウムイオン(Lithium-Ion) 二次電池500 と、この二次電池を保護するための回路基板502 と、リチウムイオン二次電池の表面温度をセル温度として検出する検出素子504 と、これら構成部を収納する上ケース506 および下ケース508 とを含む。
【００４６】
リチウムイオン二次電池500 は、リチウム塩の有機溶媒を電解質に使用し、リチウムイオンの移動による酸化還元反応によって電気を起こすように構成された非水系２次電池である。本実施例におけるリチウムイオン二次電池は、円筒型の２本の電池セル500 が接続板501 によって直列に接続され、その両端の正極および負極は、回路基板の出力端子(+)510および出力端子(-)512に接続されている。これにより電池パック12は、単一セルの公称電圧、たとえば、4.2 ボルトの２倍の8.4 ボルトの直流電圧を出力端子間に生成する。これら出力端子510,512 は、下ケース508 に配置された接続端子(+)514,(-)516 にそれぞれ接続され、これら接続端子が充電器10との接続点となっている。
【００４７】
また、電池パック12の上ケース506 と電池セル500 との間には、電池セル500 に密着するようにして温度検出素子504 が配設されている。本実施例における温度検出素子504 は、温度に応じてその抵抗値が変化する薄型のサーミスタが有利に適用される。なお、同図では、一方の電池セル500 に対し温度検出素子504 が配置されているが、２本の電池セル500 に共通に接するように、たとえば２つの電池セル500 間に温度検出素子504 を配置することができる。このように、温度検出素子504 は、電池セル500 の発熱による温度変化がすぐ現われるような場所に配置されるとよい。温度検出素子504 の一方のリードは、回路基板502 に設けられた温度検出用の検出端子(T)518に接続され、他方のリードは、接続端子(-)512に接続されている。この温度検出端子(T)518は、下ケース508 の検出窓520 を通して充電器10の検出端子(T) に接続されるように構成される。
【００４８】
回路基板502 は、回路基板502 は、電池セル500 の出力端子と、下ケース508 の接続端子514,516 とを接続し、電池セル500 の端子間および電池パック12の出力端子514,516 間の短絡などの異常時に、電池パック12の接続端子514,516 と電池セル500 とを切り離す遮断機能を有している。
【００４９】
一方、この電池パック12を充電する充電器10本体は、図３にその外観を示すように、電池パック12を装着するための取付部300 と、電池パック12の接続端子514,516 に接続される出力端子108 およびバッテリグランド端子110 と、電池パック12の検出端子518 に接続される温度検出端子116 とを有している。また、充電器10には、周囲温度を測定するための温度センサ26が、たとえば、充電器10本体の後部側面の内部に配設されている。
【００５０】
電池パック12は、同図に矢印で示すように充電器10に装着されて、充電器10本体の出力端子108 と、バッテリグランド端子110 と、温度検出端子116 とがそれぞれ、電池パック12の接続端子514,516 および検出端子518 に接続される。その装着状態を図４に示す。これら図３および４では、取り付けのための係合部、ロック機構および取り外し機構は、図の煩雑化をさけるために省略してある。また、充電器10の前面には、充電中を示す充電ランプと、充電異常が発生した際に点灯して異常を知らせる異常表示ランプ400 とを含む表示部が設けられている。
【００５１】
なお、充電器10は、装着された電池パック12によって駆動される電子カメラなどの映像機器や、その他コンピュータシステムを含む情報機器、さらには無線および有線による通信機器などの電子機器を含むものでもよく、この場合、充電された電池パック12を電子機器および充電器10に装着したまま、電池パック12からの電力を電子機器に供給して作動させることができる。この場合、電子機器の作動によって充電器10 本体および電池パック12自体がある程度発熱して暖まっている状態においても、二次電池を充電する際にはその温度が周囲温度として認識され、この周囲温度と二次電池のセル温度とに応じて最適な充電処理を行なうことができる。
【００５２】
以上のような構成で、本実施例における充電器10の動作を図７〜図10を参照して説明する。まず不図示の直流電源装置から直流電源が定電圧制御回路14の端子100 および充電器10の各部に供給されて動作状態となる。この初期状態では、充電制御回路18の充電制御信号104 がロウレベルに制御されて、トランジスタ22および16がそれぞれオフ状態となり、定電圧制御回路の14の出力は、端子108 および110 と切り離されている。
【００５３】
図７に示すステップ700 において、電池パック12が充電器10の装着されたかどうかが、たとえば温度検出端子(T) と端子(BGND)間の抵抗値の変化に基づいて判定される。電池パック12が充電器10本体に装着されると、これが端子116 ，110 間の抵抗値の変化によって検出されてステップ702 に進む。
【００５４】
ステップ702 では、二次電池の端子電圧Vbatが充電可能な範囲か否かが、端子108,110 間の電圧によって判定される。この電圧値が充電可能な電圧範囲でなければ充電不可と判断してステップ708 に進み、充電可能な範囲であればステップ704 に進む。ステップ704 において、電圧Vreg104 が充電可能な電圧範囲か否かが判定され、充電可能な電圧範囲であればステップ706 に進み、そうでなければ充電不可と判断してステップ708 に進む。ステップ708 に進むと、ステップ702 および704 にて充電不可として判断された回数が計数され、ついでステップ710 に進み、これら充電不可回数があらかじめ設定されたＮ回となったか否かが判定される。充電不可回数がＮ回である場合にはステップ712 に進み、充電不可回数がＮ回でない場合にはステップ702 に戻る。
【００５５】
また、ステップ704 に続くステップ706 において、電圧Vregと電圧Vbatの値が比較演算されて、電圧Vregの値が電圧Vbat以上である場合には図８に示すステップ800 に進み、それ以外の時にはステップ712 に進む。
【００５６】
充電回数がＮ回である場合および電圧Vregの値が電圧Vbat未満である場合のステップ712 において、充電制御信号がロウ状態に制御されて充電スイッチがOFF 状態に維持および制御され、不図示の充電異常表示ランプ400 が点灯される。
【００５７】
ステップ800 において、電池パック12に配設されたサーミスタの抵抗値が端子116 を介し計測され、二次電池のセル温度が検出される。続くステップ802 では、温度センサ26の抵抗値によって充電器10の周囲温度が検出される。これら検出されたセル温度と周囲温度を表わすデータは充電制御回路18の記憶部208 に格納される。
【００５８】
次いでステップ804 に進み、セル温度が最大値から下降に移ったか否かが判定され、セル温度が最大値から下降状態となっている場合にはステップ806 に進んで、充電タイマ時間の計数が開始されるステップ808 に進む。この場合、充電タイマがすでに計数中の場合にはその計数を続行し再開始はされない。また、セル温度が最大となっていない場合にはステップ810 に進む。
【００５９】
ステップ808 では、充電タイマ220 を再設定するか否かを判定する処理が行なわれる。詳しくは充電タイマの時間演算処理は、図10に示すステップ1000において、現在のセル温度値と充電開始時のセル温度値との差が演算処理部212 にて算出されてその演算結果の値ΔTcが求められる。続くステップ1002において、現在の周囲温度値と充電開始時の周囲温度値との差が演算処理部212 にて算出されてその演算結果の値ΔTaが求められる。次いでステップ1004において、値ΔTcと値ΔTaとの差が演算処理部212 にて演算され、実質的なセル温度変化分を表わす値ΔT が求められる。
【００６０】
ステップ1006において、ステップ1004にて求められたΔＴが設定値よりも小さいか否かが判定処理部218 にて判定され、小さい場合にはステップ1008に進み、そうでない場合にはステップ810
に進む。
【００６１】
ステップ1008において、現在の充電電流値118 と記憶部208 にて記憶されている定電流充電設定値との比を表わす充電電流比率ｒが演算処理部212 にて算出され、算出された充電電流比率ｒが設定値よりも小さいか否かが判定処理部218 にて判定される。充電電流比率ｒが設定とよりも小さい場合にはステップ1010に進み、そうでない場合にはステップ806 に進む。ステップ1010では、充電タイマ220 の計数時間がたとえば30分に再設定される。
【００６２】
ステップ804 および808 に続く、ステップ810 において、充電制御信号によってトランジスタ22および16がオン状態に制御され、定電圧制御回路14の出力が端子108 および110 を介して電池パック12に供給される。次いでステップ812 に進み、電圧Vregが充電可能な電圧の範囲内よりも低下したかどうか判定される。電圧が低下したことが検出されるとステップ712 および714 に進んで充電スイッチ16がオフ状態となってさらに充電異常表示ランプ400 が点灯され、そうでない場合には図９に示すステップ900 に進む。
【００６３】
ステップ900 において一定時間が経過したか否かが判定され、経過していない場合にはステップ904 にて、さらに、電圧Vregと電圧Vbatの値が比較演算されて、電圧Vregの値が電圧Vbat以上である場合にはステップ702 に戻り、そうでない場合にはステップ906 に進む。ステップ906 では、電圧Vregと電圧Vbatの値がほぼ等しい値であるか否かが判定され、等しい場合にはステップ908 に進み、等しくない場合にはステップ812 に戻る。
【００６４】
ステップ908 では、充電タイマ220 の計数時間が０となったかどうかが判定されて、計数時間が０となっている場合にはステップ910 に進み、計数時間が０ではない場合にはステップ702 に進む。ステップ912 に進むと充電が完了したことが、電池パック12が充電器から取り外されたことで検出されて、一連の充電制御処理が終了する。
【００６５】
以上、各手順について説明したが、本実施例ではとくに、セル温度がピークとなったあと定電流充電から定電圧充電処理に移行し、このとき充電タイマ220 の計数が開始される。そして、現在のセル温度および充電開始時のセル温度の差と、現在の周囲温度および充電開始時の周囲温度の差を求めて、これらの差をさらに求めることによって、セル温度と周囲温度との差が設定値よりも小さくなった場合に充電タイマ220 の計数時間を再設定して、充電処理を制御することができる。つまり、本実施例ではセル温度の変化と周囲温度の変化に応じて充電を制御するので、充電環境に応じて最適な充電容量を確保するようにして二次電池を充電することができる。
【００６６】
たとえば、定電圧充電処理中に、周囲温度が上昇した場合に充電時間を短縮させることができ、また、周囲温度が一定の場合であっても、セル温度の上昇に応じて充電時間を短縮させ、下降に応じて充電時間を延長させて、最適な充電容量を確保することができる。充電時間を延長する場合には、二次電池の最大充電時間が規定されている場合には、その範囲内にて充電時間が延長される。
【００６７】
このように非水系二次電池の充電温度特性から、定電流定電圧した場合、定電流領域から定電圧領域への変わり目でセル温度は最大となり、定電圧充電領域で充電電流が減少するに従いセル温度も下降する。そして、セル温度と周囲温度との差が設定値より小さくなったときに、充電タイマ時間を再設定するか充電電流を遮断するように充電を制御する。したがって、実際の周囲温度とセル温度と周囲温度の差を比較しながら充電を制御しているため、非水系二次電池をその周囲温度で最適な充電容量が得られる。この結果、たとえば、周囲温度上昇時における過充電を防止されるので電池セルの劣化を保護することができ、また、周囲温度下降時には充電不足が発生することを防止できる。従って、サイクル劣化を極力防止し電池パックを適切に充電することができる充電器を提供することができる。
【００６８】
また、充電時に電池パックの温度検出ができるため、たとえば、セル内部にて異常が発生し、セルが高温となった場合、この温度上昇が検出されて充電処理をを直ちに停止することができる。
【００６９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、充電開始時における前記二次電池の温度と周囲温度と、充電中の二次電池の温度と周囲温度と、充電中の充電電流とをそれぞれ検出し、充電開始時と充電中の二次電池の温度および周囲温度の変化と充電電流の変化とに応じて、二次電池に対する充電処理を、初期の設定よりも延長または短縮することによって、最適な充電処理を行なうことができ、また、過充電など二次電池を痛めることが防止される。この結果、二次電池を最適に充電するとともに、二次電池のサイクル寿命を適切に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された充電装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示した充電制御回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】実施例における充電装置と電池パックを示す外観図である。
【図４】実施例における充電装置と電池パックとの装着状態を示す図である。
【図５】実施例における電池パックの内部構成を示す分解図である。
【図６】定電流電圧充電処理における充電電流とセル表面温度との変化を示す図である。
【図７】実施例における充電処理制御を示すフロー図である。
【図８】実施例における充電処理制御を示すフロー図である。
【図９】実施例における充電処理制御を示すフロー図である。
【図１０】実施例における充電処理制御における充電タイマ時間演算処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
10 充電器
12 電池パック
14 定電圧制御回路
16 トランジスタ（充電スイッチ）
18 充電制御回路
26 温度センサ
108,110 充電出力端子
116 温度検出端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for charging a non-aqueous secondary battery and a charging device therefor, and more particularly to a method for charging a non-aqueous secondary battery for charging a secondary battery such as a lithium ion secondary battery and a charging device therefor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and digital cameras have become smaller and lighter, and with the spread of such devices, secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged have been used as power sources for driving electronic devices. Opportunities have been increased. As such secondary batteries, for example, nickel cadmium (Ni—Cd) batteries, nickel metal hydride (Ni—MH) batteries, and lithium ion batteries are known.
[0003]
In particular, lithium-ion secondary batteries are different from other secondary batteries that produce electricity through an electrochemical reaction involving water using an aqueous electrolyte solution. For example, non-aqueous batteries that use an organic solvent such as a lithium salt for the electrolyte It is a secondary battery, and is configured to generate electricity by an oxidation-reduction reaction caused by movement of lithium ions. Such a non-aqueous secondary battery has the advantage that the voltage between the battery terminals in a single cell is higher than other secondary batteries, and has a high capacity and high output. A battery charging method for improving the performance of the battery itself and using the non-aqueous secondary battery more effectively has been studied.
[0004]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-192670, a non-aqueous secondary battery is charged at a constant voltage, and when this charging current becomes smaller than a set value, the charging current is cut off or only a slight charging current continues to flow. A charging device is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 7-170669 discloses a charging circuit device that shifts the generation of a time signal for stopping the supply of charging current in response to an increase in the ambient temperature of the charging circuit device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the discharge capacity (battery capacity) at the end of charging varies depending on the ambient temperature, remaining capacity, increase in cell temperature during charging, charging time, and the like. In the lithium ion secondary battery, for example, it is conditioned to charge at 5 to 35 degrees Celsius and to use (discharge) at 0 to 40 degrees Celsius. The nominal capacity value of the secondary battery is, for example, the capacity value when charging and discharging are performed at room temperature of 25 degrees. Further, the cycle life of the secondary battery is defined on the condition that it is used at this temperature. However, when charging / discharging at a lower temperature than that, the capacity of the battery becomes smaller than the nominal capacity value, and conversely, when charging / discharging is repeated at a high temperature, cycle life is shortened and the cycle life is shortened. There was a problem.
[0006]
Therefore, the simple charging method that only monitors the charging current does not take into account the difference in charging efficiency due to the temperature of the battery cell being charged or the ambient temperature of the battery cell, and the variation of the charging time with respect to the charging capacity. The charging capacity could not be secured. In addition, simply extending the charging time according to changes in the ambient temperature is considered effective for nickel metal hydride batteries, but optimal charging capacity for lithium ion secondary batteries. There is a problem that is not always obtained. In this case, for example, if the ambient temperature during charging is high, the charging time is unnecessarily long and the battery is overcharged, which causes a problem that cycle deterioration occurs in the secondary battery.
[0007]
An object of the present invention is to provide a method for charging a non-aqueous secondary battery and a charging device for the same that can eliminate the drawbacks of the conventional technology and ensure an optimum charging capacity under the charging environment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a non-aqueous secondary battery charging method for charging a non-aqueous secondary battery, wherein the method detects the temperature of the secondary battery and the ambient temperature at the start of charging. , Detects the temperature and ambient temperature of the secondary battery being charged, detects the charging current during charging, changes in the temperature and ambient temperature of the secondary battery during charging and charging, and changes in the charging current The charging process for the secondary battery is controlled according to the above.
[0009]
In this case, this method calculates the difference between the temperature of the secondary battery at the start of charging and the temperature at the time of charging, recognizes the temperature change of the secondary battery during charging, and determines the ambient temperature at the start of charging and the temperature during charging. Calculate the difference from the ambient temperature, recognize the change in ambient temperature during charging, calculate the difference between the temperature change of the secondary battery during charging and the change in ambient temperature, and set the calculation result in advance The charging process may be controlled when it is smaller than the predetermined value as compared with the value.
[0010]
Further, this method is a case where the difference between the temperature change of the secondary battery being charged and the change in the ambient temperature is smaller than a preset value, and the charge current value currently being charged is constant current charging. The charging process may be controlled when the charging current is smaller than the set value.
[0011]
This method also counts the charging time for the secondary battery and terminates charging when the predetermined charging time is reached.When controlling the charging process for the secondary battery, the counting time is reset and the charging time is set. It is good to control.
[0012]
In this case, the method is such that the difference between the change in the temperature of the secondary battery being charged and the change in the ambient temperature is smaller than a preset value, and the charge current value currently being charged is the charge current setting for constant current charging. When the value is smaller than the value, the counting time may be reset so as to be longer than the current counting time.
[0013]
In addition, the difference between the change in the temperature of the secondary battery during charging and the change in the ambient temperature is smaller than a preset value, and the charging current value during the current charging is the setting of the charging current in constant current charging. When the value is smaller than the value, the counting time may be reset so as to be shorter than the current counting time.
[0014]
In this method, the secondary battery is charged by constant current charging at which the maximum charging voltage is determined at the beginning of charging, and when the secondary battery cell temperature reaches the maximum value, switching to constant voltage charging is performed. Good.
[0015]
Further, in order to solve the above-described problems, the present invention provides a non-aqueous secondary battery charging device for charging a non-aqueous secondary battery, wherein the device is a voltage for charging the secondary battery with a constant voltage and a constant current. Charging means for generating current, a charging switch for turning on or off the output of the charging means to supply to the battery terminal of the secondary battery, and terminal voltage detection means for detecting the open battery terminal voltage of the secondary battery; A current detecting means for detecting a charging current supplied from the charging means, a cell temperature detecting means for detecting the temperature of the cell of the secondary battery, an ambient temperature detecting means for measuring the ambient temperature of the charging device, and a charging switch And a control means for controlling the charging process for the secondary battery by generating a charge control signal for controlling on / off, and the control means is an open terminal voltage of the secondary battery detected by the terminal voltage detection means, And charge A detecting means for monitoring the output of the means and detecting the temperature of the cell and the ambient temperature; and a charging timer means for subtracting a charging time for the secondary battery from a predetermined set time; a charging current for the secondary battery; The charging process is controlled by resetting the counting time of the charging timer means based on the open battery terminal voltage of the secondary battery and the difference between the cell temperature and the ambient temperature.
[0016]
In this case, the control means calculates the difference between the temperature of the secondary battery at the start of charging and the temperature during charging, recognizes the temperature change of the secondary battery during charging, and determines the ambient temperature at the start of charging and during charging. To calculate the difference between the ambient temperature during charging, recognize the change in ambient temperature during charging, calculate the difference between the temperature change of the secondary battery during charging and the ambient temperature change, and preset this calculation result The charging process may be controlled when compared with the determined predetermined value and smaller than the predetermined value.
[0017]
In this case, the control means is a case where the difference between the temperature change of the secondary battery being charged and the change in the ambient temperature is smaller than a predetermined value, and the charge current value currently being charged is the charge current in the constant current charge. When the value is smaller than the set value, the charging process may be controlled.
[0018]
In this case, the secondary battery may be a lithium ion secondary battery.
[0019]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention stores a chargeable / dischargeable secondary battery and supplies power by being attached to a desired electronic device. The battery pack is a cell of a secondary battery. A detection terminal for detecting the temperature is included, and the secondary battery has a detection element for detecting the cell temperature of the secondary battery in close contact with the secondary battery, and at least one lead of the detection element is the detection terminal. It is characterized by being connected to.
[0020]
In this case, the battery pack may contain a plurality of secondary batteries, and the detection element may be disposed in close contact with at least two secondary batteries.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of a non-aqueous secondary battery charging method and a charging apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
Referring to FIG. 1, there is shown a block diagram of a charger to which the present invention is applied. The charger 10 is a charging device that can appropriately charge the battery pack 12 detachably connected to the charging output terminals (BV, BGND) and the temperature detection terminal (T) according to the temperature. When charging the secondary battery housed in the battery pack 12, the charger 10 in this embodiment is charged with a constant current first, and then switched to constant voltage charging according to the change in the cell temperature of the secondary battery. It has a constant current and constant voltage charging function for charging. In particular, the charger 10 monitors the cell temperature of the secondary battery and the ambient temperature in the charging environment, and also charges the secondary battery with the charging voltage and the secondary battery. The battery terminal voltage of the battery and the current during charging are monitored, and an appropriate charging process is performed according to these monitoring results. In the following description, portions that are not directly related to the present invention are omitted from the illustration and description, and a symbol in which a signal appears is represented by a reference symbol of the signal line.
[0023]
The power supply input terminals (+ V) 100a and (GND) 100b of the charger 10 are connected to a DC power supply (not shown) that steps down and rectifies the AC power to a predetermined voltage, and is supplied from this DC power supply. A DC power supply voltage is applied. The power input terminal 100b is connected to the ground (GND). The output of the DC power supply device is supplied to each part of the charger 10 and used as a power source for operation.
[0024]
The constant voltage control circuit 14 is a circuit that outputs DC power applied to the power input terminals 100a and 100b at a constant voltage. The constant voltage control circuit 14 outputs a charging output for charging the secondary battery of the battery pack 12 to the outputs 102a and 100b. The output 102a of the constant voltage control circuit 14 is connected to the emitter of the transistor 16 functioning as a charge switch, and the output 102a is further connected to the charge voltage input (Vreg) 104 of the charge control circuit 18 via a resistor R1.
[0025]
The transistor 16 is a charge switch that connects the charge output applied to the emitter to the collector according to the base potential, and switches the charge output supplied from the constant voltage control circuit 14. The collector 106 of the transistor 16 is connected to an output terminal (BV) 108 via a diode 20 for preventing backflow. The base of the transistor 16 is connected to the collector of the transistor 22 through the connection line 110, and the base 112 of the transistor 22 is connected to the charge switch output 114 of the charge control circuit 18 through the resistor R2 and the resistor R3. To the emitter and ground (GND).
[0026]
On the other hand, the output 102b of the constant voltage control circuit 14 is connected to the current limit circuit 24. The current limit circuit 24 limits the current from the battery ground terminal (BGND) 110 and returns it to the constant voltage control circuit 14, and the current This circuit detects a value. The current limiting circuit 24 supplies a current value signal indicating a voltage value corresponding to the detected current to the charge control circuit 18 connected via the connection line 118.
[0027]
As shown in FIG. 6, the charge control circuit 18 performs constant-current charging with a predetermined maximum charging voltage at the beginning of charging, and when it detects that the cell temperature of the secondary battery has reached a peak, it performs constant-voltage charging. A control circuit for performing the charging process. The charging control circuit 18 performs control for charging the secondary battery by a constant current constant voltage charging method in which a charging process for charging the secondary battery at a constant voltage is continued during a period set in a charging timer described later. The charging control circuit 18 in this embodiment has a function of controlling the charging process according to a substantial change in cell temperature of the secondary battery and a charging current to the secondary battery, particularly during the constant voltage charging process.
[0028]
Specifically, the charging control circuit 18 turns on / off the transistor 16 and controls the supply of the charging voltage and the charging current to the secondary battery, thereby generating the charger output voltage (Vreg) and the battery terminal voltage (Vbat). Checking and repeating this at regular intervals is performed until the count value in the charge timer decreases to zero. In particular, the charge control circuit 18 has a function of resetting the set time in the charge timer in accordance with the situation such as the charge current value and the cell temperature value, thereby performing the charging process so as to ensure an appropriate charge time. Control. At this time, the charging control circuit 18 corrects the detected cell temperature according to the change in the ambient temperature, resets the timer time based on the corrected substantial cell temperature, and controls the charging time to the optimum time. To do. In addition, the charging control circuit 18 has a function of recognizing a decrease in the charging voltage (Vreg) and the battery terminal voltage (Vbat) during charging and stopping or terminating the charging process according to the abnormal state. In addition, the charge control circuit 18 turns off the transistor 16 when the remaining time in the charge timer becomes zero, and then the connection of the thermistor accommodated in the battery pack 12, for example, indicates that the battery pack 12 has been detached from the charger 10. If it is detected by the presence or absence of the battery, the charging process is terminated.
[0029]
In addition, the charging control circuit 18 performs charging processing for the secondary battery in the constant voltage charging processing according to the charging current ratio according to the ratio between the charging current value during charging and the charging current that is set and flows during constant current charging. It has a function to control. Specifically, the charging control circuit 18 calculates the charging current ratio by dividing the current charging current value by the constant current charging current setting value, and compares whether or not the charging current ratio is smaller than the setting value. It has a function to judge. When the charging current ratio is smaller than the set value, the charging control circuit 18 determines that the charging has progressed to some extent and resets the setting time of the charging timer.
[0030]
A temperature sensor 26 is connected to the input 120 of the charging control circuit 18, and this temperature sensor 26 is a sensor that detects the ambient temperature of the charger 10. The charging control circuit 18 recognizes the temperature value detected by the temperature sensor 26 and stores the ambient temperature at the start of charging. Further, the temperature sensor 26 continuously detects the ambient temperature during charging, and the charging control circuit 18 has a function of performing charging control on the secondary battery based on a change in temperature detected by the temperature sensor 26. Have. The temperature sensor 26 is disposed in a place where it is not affected by the heat generated in the internal circuit of the charger 10 or the battery pack 12 as much as possible.
[0031]
The internal configuration of the charging control circuit 18 will be described with reference to FIG. 2. The charging control circuit 18 in the present embodiment is advantageously configured by a microcomputer system, and various analog signals are input to the inputs 104, 108, 116, 118 and 120. A detection circuit 202 that detects and selectively selects them and connects to the output 200; an A / D converter 204 that converts the value of the signal 200 output from the detection circuit 202 into a digital value; The converted data is received at the input 206, and the data and setting values for charge control are stored in a predetermined storage area, and the data and setting values stored in the storage unit 208 are input. Computation processing unit 212 that performs various computations by inputting to 210, compares computation result 214 in computation processing unit 212 with set value 216 read from storage unit 208, and resets the charging timer time according to the comparison result You In addition, a determination processing unit 218 that outputs a control signal for controlling on / off of the transistor 16 to the output 114, counts down the initially set charging time, and performs preset charging from the start of constant voltage charging. A charge timer 220 that subtracts and counts the time, and the charge timer 220 resets and counts the charge time according to the determination result in the determination processing unit 218. In this embodiment, the charging timer 220 is set in advance with a charging time of 2.5 hours, this time is subtracted from the start of constant voltage charging, and this charging time is reset according to the situation.
[0032]
Specifically, the A / D converter 204 supplies the charging voltage (Vreg) 104 detected by the detection circuit 202, the battery terminal voltage (Vbat) 108, and the battery pack 12 via the temperature detection terminal (T). Cell temperature value (Tc) 116, ambient temperature value (Ta) 120 measured by the temperature sensor 26, and current value 118 measured by the current limiting circuit 24 are input, and these are charged. It is an analog / digital conversion circuit that sequentially converts to a digital value corresponding to the accuracy of. The A / D conversion circuit 204 supplies these detected and converted digital signals to the arithmetic processing unit 212, and further supplies a digital signal representing the ambient temperature at the start of charging to the storage unit 208. The A / D conversion unit 204 supplies the charging voltage (Vreg) and the battery terminal voltage (Vbat) to the determination unit 218 described later, and the determination processing unit 218 detects a decrease in these voltages. In addition, the A / D conversion unit 204 supplies a change in the resistance value detected via the temperature detection terminal (T) 116 to the determination processing unit 218 to determine the mounting state of the battery pack 12.
[0033]
The storage unit 208 is a memory circuit that stores the ambient temperature of the charger 10 as the environmental temperature of the charger 10 at the start of charging, and stores various setting values for charge control. The storage unit 208 in this embodiment has a storage area for storing a measured value of the ambient temperature at the start of charging, which is detected by the temperature sensor 26 and converted into a digital value. The storage unit 208 has a function of storing a set value that defines a substantial change in cell temperature with reference to the ambient temperature at the start of charging, and a set value of the charging current ratio. In the storage unit 208 in this embodiment, for example, data indicating 0.5 degrees is stored as a set value for the change in cell temperature, and data indicating 0.1 is stored as a set value for the charging current ratio. The storage unit 208 outputs the stored information to the arithmetic processing unit 212 as necessary.
[0034]
The arithmetic processing unit 212 is an arithmetic circuit that corrects a change in cell temperature during charging in accordance with a change in environmental temperature. Specifically, the arithmetic processing unit 212 has a function of calculating a value ΔTc representing the difference between the current cell temperature value and the cell temperature value at the start of charging.
[0035]
[Expression 1]
ΔTc = (Current cell temperature-Cell temperature before charging)
The arithmetic processing unit 212 has a function of calculating a value ΔTa representing a difference between the current ambient temperature value and the ambient temperature value at the start of charging.
[0036]
[Expression 2]
ΔTa = (Current ambient temperature-ambient temperature before charging)
Further, the arithmetic processing unit 212 has a function of calculating a difference ΔTc and a value ΔTa to calculate a value ΔT representing a substantial cell temperature change.
[0037]
[Equation 3]
ΔT = (ΔTc−ΔTa)
The arithmetic processing unit 212 has a function of calculating a charging current ratio r representing a ratio between a current charging current value during charging and a constant current charging set value stored in the storage unit 208, This is an arithmetic circuit that supplies the calculated charging current ratio r to the determination processing unit 218.
[0038]
[Expression 4]
Charging current ratio r = (current charging current / constant current charging set value)
The arithmetic processing unit 212 sends the calculated value ΔT and the charging current ratio to the determination processing unit 218 connected to the output 214.
[0039]
The determination processing unit 218 includes various measurement results converted by the A / D conversion unit 204, calculation results in the calculation processing unit 212, set values stored in the storage unit 208, and measured values of the ambient temperature at the start of charging. Thus, an appropriate charging process for the secondary battery is determined, and a charging control signal for turning on / off the transistors 16 and 22 is generated according to the determination result, thereby performing charging control.
[0040]
  The determination processing unit 218 in the present embodiment will be described in detail. The determination processing unit 218 detects that the battery pack 12 is attached to the charger 10, and the terminal voltage (Vbat) of the attached battery pack 12 is It has a function of determining whether or not it is within a chargeable voltage range. For example, the determination processing unit 218 recognizes that the thermistor disposed in the battery pack 12 is connected to the temperature detection terminal (T) 116 and the output terminal (BGND) 110 by changing the resistance value between the terminals. , This makes the battery pack 12 a chargerTen BodyDetecting that it has been attached or detached. However, the present invention is not limited to this, and a detection element for detecting attachment / detachment of the battery pack 12 may be provided in the mounting portion, and the battery pack 12 may be detected according to the detection result.
[0041]
The determination processing unit 218 calculates the difference between the cell temperature and the ambient temperature, and when detecting that the difference falls below the maximum value, the determination processing unit 218 switches from constant current charging to constant voltage charging and starts the charging timer 220. When the determination processing unit 218 determines that the difference between the cell temperature and the ambient temperature is smaller than the set value, the determination processing unit 218 cuts off the charging current or sets the charging timer time according to the timer elapsed time at that time. Reset it.
[0042]
For example, the determination processing unit 218 compares and calculates the value ΔT supplied from the arithmetic processing unit 212 and the set value stored in the storage unit 208. Further, when the value ΔT is smaller than the set value as a result of the comparison between the value ΔT and the set value, the determination processing unit 218 further stores the charging current ratio r calculated by the calculation processing unit 212 and the storage unit 208. Compare the calculated value with the set value. The determination processing unit 218 resets the set time in the charge timer 220 when the charge current ratio r is smaller than the set value as a result of the comparison between the charge current ratio r and the set value. The resetting time of the charging timer 220 includes 0, and in this case, the process proceeds to the charging completion process according to the charging process procedure.
[0043]
In addition, the determination processing unit 218 controls the charge control signal 114 to a high level or a low level according to the charging processing procedure to turn on / off the transistors 22 and 16 to detect the charging voltage (Vreg) and the battery terminal voltage (Vbat). To turn off transistors 22 and 16. Further, when determining the voltage drop during charging, the determination processing unit 218 receives the voltage value from the A / D conversion unit 204 in a state where the transistors 22 and 16 are controlled to be in the ON state, and the charging voltage (Vreg ) And a decrease in battery terminal voltage (Vbat). In this case, if the determination processing unit 218 determines that the charging voltage (Vreg) and the battery terminal voltage (Vbat) have decreased, the determination switch 218 controls the charging switch output 114 to a low level to turn off the transistors 22 and 16. As a result, the determination processing unit 218 can determine that the battery terminal voltage (Vbat) has suddenly decreased due to, for example, a short circuit or the like, and can block the charge output (Vreg) from the battery pack 12. Further, the determination processing unit 218 determines whether or not the charging output voltage (Vreg) is a voltage value sufficient to charge the battery pack 12, stops charging according to the number of times charging is impossible, It has a function of outputting a display indicating an abnormality.
[0044]
The charging timer unit 220 is a time counting circuit that counts the timer setting time set by the initially set determination processing unit 218. The charge timer unit 220 has a function of successively subtracting the set time and continuing counting until the remaining time becomes “0”. Further, the remaining time of the timer is reset in the charging timer unit 220 by the determination processing unit 218. The time that the determination processing unit 218 resets includes zero, and in this case, the charging process can be immediately terminated. In addition, when the determination processing unit 218 sets a time exceeding zero, the charging time can be extended. In the charging timer 220 of this embodiment, a value representing 2.5 hours is set as an initial setting value.
[0045]
The battery pack 12 in the present embodiment will be described with reference to the exploded configuration diagram shown in FIG. 5. The battery pack 12 includes a lithium-ion secondary battery 500 in which a plurality of battery packs 12 are connected in series, A circuit board 502 for protecting the secondary battery, a detection element 504 for detecting the surface temperature of the lithium ion secondary battery as a cell temperature, and an upper case 506 and a lower case 508 for housing these components are included.
[0046]
The lithium ion secondary battery 500 is a non-aqueous secondary battery configured to use a lithium salt organic solvent as an electrolyte and generate electricity by an oxidation-reduction reaction caused by movement of lithium ions. In the lithium ion secondary battery in this embodiment, two cylindrical battery cells 500 are connected in series by a connecting plate 501, and a positive electrode and a negative electrode at both ends thereof are output terminal (+) 510 and output terminal of the circuit board. Connected to (-) 512. As a result, the battery pack 12 generates a nominal voltage of a single cell, for example, a DC voltage of 8.4 volts, which is twice 4.2 volts, between the output terminals. These output terminals 510 and 512 are respectively connected to connection terminals (+) 514 and (−) 516 arranged in the lower case 508, and these connection terminals serve as connection points with the charger 10.
[0047]
  A temperature detecting element 504 is disposed between the upper case 506 of the battery pack 12 and the battery cell 500 so as to be in close contact with the battery cell 500. As the temperature detection element 504 in the present embodiment, a thin thermistor whose resistance value changes with temperature is advantageously applied. In the figure, the temperature detection element 504 is arranged for one battery cell 500. For example, the temperature detection element 504 is provided between the two battery cells 500 so as to be in contact with the two battery cells 500 in common. Can be arranged. As described above, the temperature detecting element 504 is preferably disposed in a place where a temperature change due to heat generation of the battery cell 500 appears immediately. Temperature detectionElementaryChild 50Four One lead is connected to a temperature detection detection terminal (T) 518 provided on the circuit board 502, and the other lead is connected to a connection terminal (−) 512. The temperature detection terminal (T) 518 is configured to be connected to the detection terminal (T) of the charger 10 through the detection window 520 of the lower case 508.
[0048]
The circuit board 502 is connected to the output terminal of the battery cell 500 and the connection terminals 514 and 516 of the lower case 508, and there is an abnormality such as a short circuit between the terminals of the battery cell 500 and between the output terminals 514 and 516 of the battery pack 12. Sometimes, the battery pack 12 has a blocking function to disconnect the connection terminals 514 and 516 from the battery cell 500.
[0049]
On the other hand, the charger 10 main body for charging the battery pack 12 has an output connected to the mounting portion 300 for mounting the battery pack 12 and the connection terminals 514 and 516 of the battery pack 12, as shown in FIG. A terminal 108 and a battery ground terminal 110 and a temperature detection terminal 116 connected to the detection terminal 518 of the battery pack 12 are provided. Further, the charger 10 is provided with a temperature sensor 26 for measuring the ambient temperature, for example, inside the rear side surface of the main body of the charger 10.
[0050]
The battery pack 12 is attached to the charger 10 as indicated by an arrow in the figure, and the output terminal 108, the battery ground terminal 110, and the temperature detection terminal 116 of the charger 10 main body are connected to the battery pack 12, respectively. Connected to terminals 514 and 516 and detection terminal 518. The mounted state is shown in FIG. In FIGS. 3 and 4, the engaging portion, the locking mechanism, and the removing mechanism for attachment are omitted to avoid complication of the drawings. Further, on the front surface of the charger 10, there is provided a display unit including a charging lamp indicating that charging is in progress and an abnormality display lamp 400 that is turned on to notify the abnormality when a charging abnormality occurs.
[0051]
  The charger 10 may include video equipment such as an electronic camera driven by the attached battery pack 12, information equipment including a computer system, and electronic equipment such as wireless and wired communication equipment. In this case, the charged battery pack 12 is electronic equipment and charger 10The electronic device can be operated by supplying the electric power from the battery pack 12 while being mounted on the electronic device. In this case, the chargerTen BodyEven when the battery pack 12 itself is heated and heated to some extent, when charging the secondary battery, the temperature is recognized as the ambient temperature, and is optimal according to the ambient temperature and the cell temperature of the secondary battery. Charging process can be performed.
[0052]
With the configuration as described above, the operation of the charger 10 in this embodiment will be described with reference to FIGS. First, DC power is supplied from a DC power supply (not shown) to the terminal 100 of the constant voltage control circuit 14 and each part of the charger 10 to be in an operating state. In this initial state, the charge control signal 104 of the charge control circuit 18 is controlled to a low level, the transistors 22 and 16 are turned off, respectively, and the output of the constant voltage control circuit 14 is disconnected from the terminals 108 and 110. .
[0053]
In step 700 shown in FIG. 7, whether or not the battery pack 12 is attached is determined based on, for example, a change in resistance value between the temperature detection terminal (T) and the terminal (BGND). When the battery pack 12 is attached to the main body of the charger 10, this is detected by a change in the resistance value between the terminals 116 and 110, and the process proceeds to step 702.
[0054]
  In step 702, whether or not the terminal voltage Vbat of the secondary battery is within a chargeable range is determined based on the voltage between the terminals 108 and 110. If this voltage value is not within the rechargeable voltage range, it is determined that charging is not possible.708 If it is within the chargeable range, go to step704 Proceed to In step 704, it is determined whether or not the voltage Vreg104 is within a chargeable voltage range. If the voltage Vreg104 is within the chargeable voltage range, the process proceeds to step 706. Otherwise, it is determined that charging is not possible, and the process proceeds to step 708. When the routine proceeds to step 708, the number of times determined to be unchargeable in steps 702 and 704 is counted, and then the routine proceeds to step 710, where it is determined whether or not the number of times that charging is impossible has been set in advance. If the non-chargeable number is N times, the process proceeds to step 712. If the non-chargeable number is not N times, the process returns to step 702.
[0055]
In step 706 following step 704, the values of the voltage Vreg and the voltage Vbat are compared, and if the value of the voltage Vreg is equal to or higher than the voltage Vbat, the process proceeds to step 800 shown in FIG. Proceed to 712.
[0056]
In step 712 when the number of times of charging is N times and when the value of the voltage Vreg is less than the voltage Vbat, the charging control signal is controlled to be in the low state and the charging switch is maintained and controlled in the OFF state. The abnormality display lamp 400 is lit.
[0057]
In step 800, the resistance value of the thermistor disposed in the battery pack 12 is measured via the terminal 116, and the cell temperature of the secondary battery is detected. In the subsequent step 802, the ambient temperature of the charger 10 is detected by the resistance value of the temperature sensor 26. Data representing the detected cell temperature and ambient temperature is stored in the storage unit 208 of the charge control circuit 18.
[0058]
Next, the routine proceeds to step 804, where it is determined whether or not the cell temperature has shifted from the maximum value, and when the cell temperature has fallen from the maximum value, the routine proceeds to step 806 and counting of the charging timer time starts. Proceed to step 808. In this case, if the charging timer is already counting, the counting is continued and is not restarted. If the cell temperature is not the maximum, the process proceeds to step 810.
[0059]
In step 808, processing for determining whether or not to reset charging timer 220 is performed. Specifically, in the time calculation process of the charge timer, in step 1000 shown in FIG. 10, the difference between the current cell temperature value and the cell temperature value at the start of charging is calculated by the calculation processing unit 212, and the value ΔTc of the calculation result is calculated. Is required. In the subsequent step 1002, the difference between the current ambient temperature value and the ambient temperature value at the start of charging is calculated by the arithmetic processing unit 212, and a value ΔTa of the calculation result is obtained. Next, at step 1004, the difference between the value ΔTc and the value ΔTa is calculated by the calculation processing unit 212, and a value ΔT representing a substantial cell temperature change is obtained.
[0060]
  In step 1006, it is determined whether or not ΔT obtained in step 1004 is smaller than a set value.8 If it is smaller, go to Step 1008. Otherwise, go to Step 8.Ten
Proceed to
[0061]
In step 1008, a charging current ratio r representing a ratio between the current charging current value 118 and the constant current charging set value stored in the storage unit 208 is calculated by the arithmetic processing unit 212, and the calculated charging current ratio is calculated. The determination processing unit 218 determines whether r is smaller than a set value. If the charging current ratio r is smaller than the set value, the process proceeds to step 1010, and if not, the process proceeds to step 806. In step 1010, the counting time of the charging timer 220 is reset to 30 minutes, for example.
[0062]
In Step 810 following Steps 804 and 808, the transistors 22 and 16 are controlled to be turned on by the charge control signal, and the output of the constant voltage control circuit 14 is supplied to the battery pack 12 via the terminals 108 and 110. Next, the routine proceeds to step 812, where it is determined whether or not the voltage Vreg has fallen below the rechargeable voltage range. If it is detected that the voltage has dropped, the routine proceeds to steps 712 and 714, the charging switch 16 is turned off, and the charging abnormality display lamp 400 is turned on. Otherwise, the routine proceeds to step 900 shown in FIG.
[0063]
In step 900, it is determined whether or not a certain period of time has elapsed. If not, in step 904, the voltage Vreg and the voltage Vbat are further compared, and the voltage Vreg is greater than or equal to the voltage Vbat. If yes, go back to step 702, otherwise go to step 906. In Step 906, it is determined whether or not the values of the voltage Vreg and the voltage Vbat are substantially equal. If they are equal, the process proceeds to Step 908, and if they are not equal, the process returns to Step 812.
[0064]
In step 908, it is determined whether or not the counting time of the charging timer 220 has become 0. If the counting time is 0, the process proceeds to step 910. If the counting time is not 0, the process proceeds to step 702. . Proceeding to step 912, it is detected that the charging has been completed by removing the battery pack 12 from the charger, and the series of charging control processing ends.
[0065]
Each procedure has been described above. In the present embodiment, in particular, after the cell temperature reaches a peak, the constant current charging is shifted to the constant voltage charging process, and at this time, the counting of the charging timer 220 is started. Then, the difference between the current cell temperature and the cell temperature at the start of charging and the difference between the current ambient temperature and the ambient temperature at the start of charging are obtained, and by further obtaining these differences, the cell temperature and the ambient temperature are When the difference becomes smaller than the set value, the counting time of the charging timer 220 can be reset and the charging process can be controlled. That is, in this embodiment, since charging is controlled according to changes in cell temperature and ambient temperature, it is possible to charge the secondary battery while ensuring an optimal charging capacity according to the charging environment.
[0066]
For example, during constant voltage charging, the charging time can be shortened if the ambient temperature rises, and even if the ambient temperature is constant, the charging time can be shortened as the cell temperature rises. The charging time can be extended according to the descent, and the optimum charging capacity can be ensured. When extending the charging time, if the maximum charging time of the secondary battery is specified, the charging time is extended within that range.
[0067]
In this way, from the charging temperature characteristics of the non-aqueous secondary battery, when constant current and constant voltage are applied, the cell temperature becomes maximum at the transition from the constant current region to the constant voltage region, and the cell decreases as the charging current decreases in the constant voltage charging region. The temperature also falls. Then, when the difference between the cell temperature and the ambient temperature becomes smaller than the set value, the charging is controlled so as to reset the charging timer time or cut off the charging current. Therefore, since charging is controlled while comparing the difference between the actual ambient temperature, the cell temperature, and the ambient temperature, the optimum charge capacity of the non-aqueous secondary battery can be obtained at the ambient temperature. As a result, for example, overcharging when the ambient temperature rises can be prevented, so that the deterioration of the battery cell can be protected, and occurrence of insufficient charging when the ambient temperature falls can be prevented. Therefore, it is possible to provide a charger that can prevent cycle deterioration as much as possible and appropriately charge the battery pack.
[0068]
Further, since the temperature of the battery pack can be detected during charging, for example, when an abnormality occurs inside the cell and the cell becomes high temperature, this temperature increase is detected and the charging process can be stopped immediately.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the temperature and ambient temperature of the secondary battery at the start of charging, the temperature and ambient temperature of the secondary battery during charging, and the charging current during charging are detected, respectively, and charging is started. Depending on the time, the temperature of the secondary battery during charging, the change in ambient temperature, and the change in charging current, the charging process for the secondary battery can be extended or shortened from the initial setting to optimize the charging process. Further, it is possible to prevent damage to the secondary battery such as overcharging. As a result, the secondary battery can be optimally charged and the cycle life of the secondary battery can be appropriately maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a charging device to which the present invention is applied.
2 is a block diagram showing an example of an internal configuration of a charge control circuit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an external view showing a charging device and a battery pack in an embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a mounted state of the charging device and the battery pack in the embodiment.
FIG. 5 is an exploded view showing an internal configuration of the battery pack in the embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing changes in charging current and cell surface temperature in a constant current voltage charging process.
FIG. 7 is a flowchart showing charge processing control in the embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing charge processing control in the embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing charge processing control in the embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing charge timer time calculation processing in charge processing control in the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Charger
12 Battery pack
14 Constant voltage control circuit
16 transistor (charge switch)
18 Charge control circuit
26 Temperature sensor
108,110 Charge output terminal
116 Temperature detection pin

Claims

非水系二次電池を定電圧充電開始時からの充電時間を計数して所定の充電時間となると充電を終了する定電圧定電流方式により充電する非水系二次電池の充電方法において、該方法は、
充電開始時における前記二次電池の温度と充電装置の周囲温度とを検出し、充電中の前記二次電池の温度と周囲温度とを検出し、充電中の充電電流を検出し、
前記充電開始時の前記二次電池の温度と充電中の前記二次電池の温度との差を演算して前記充電中の二次電池の温度変化を算出し、
前記充電開始時の周囲温度と前記充電中の周囲温度との差を演算して前記充電中の周囲温度の変化を算出し、
前記充電中の二次電池の温度変化と前記周囲温度の変化との差を演算し、該演算結果をあらかじめ設定された値と比較して、
定電圧充電中における、前記充電中の二次電池の温度変化と前記周囲温度の変化との差が前記あらかじめ設定された値よりも小さく、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、現在の計数時間を再設定して制御することを特徴とする非水系二次電池の充電方法。In the non-aqueous secondary battery charging method, the non-aqueous secondary battery is charged by a constant-voltage constant-current method in which charging is terminated when a predetermined charging time is reached by counting the charging time from the start of constant-voltage charging. ,
Detect the temperature of the secondary battery and the ambient temperature of the charging device at the start of charging , detect the temperature and ambient temperature of the secondary battery during charging, detect the charging current during charging,
The charging starting temperature of the secondary battery by calculating the difference between the temperature of the secondary battery during charging and calculates the temperature change of the rechargeable battery during the charging,
Calculate the difference between the ambient temperature at the start of charging and the ambient temperature during charging to calculate the change in ambient temperature during charging ,
Calculate the difference between the change in temperature of the secondary battery during charging and the change in ambient temperature, and compare the calculation result with a preset value,
During constant voltage charging, the difference between the change in temperature of the secondary battery during charging and the change in ambient temperature is smaller than the preset value, and the charging current value during current charging is the charging current in constant current charging. A charging method for a non-aqueous secondary battery, wherein the current counting time is reset and controlled when the value is smaller than the set value .

請求項１に記載の非水系二次電池の充電方法において、該方法は、前記充電中の二次電池の温度変化と前記周囲温度の変化との差が前記あらかじめ設定された値よりも小さく、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、前記計数時間を初期に設定された計数時間よりも長くなるように再設定することを特徴とする非水系二次電池の充電方法。In charging method for non-aqueous secondary battery according to claim 1, the method, the difference is small the remote I preset value of the temperature change and the change of the ambient temperature of the secondary battery in the charge When the charging current value during charging is smaller than the set value of charging current in constant current charging, the counting time is reset so as to be longer than the initially set counting time. A method for charging an aqueous secondary battery.

請求項１に記載の非水系二次電池の充電方法において、該方法は、前記充電中の二次電池の温度変化と前記周囲温度の変化との差が前記あらかじめ設定された値よりも小さく、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、前記計数時間を初期に設定された計数時間よりも短くなるように再設定することを特徴とする非水系二次電池の充電方法。In charging method for non-aqueous secondary battery according to claim 1, the method, the difference is small the remote I preset value of the temperature change and the change of the ambient temperature of the secondary battery in the charge When the charging current value that is currently being charged is smaller than the setting value of the charging current in constant current charging, the counting time is reset so as to be shorter than the initially set counting time. A method for charging an aqueous secondary battery.

請求項１ないし３のいずれかに記載の非水系二次電池の充電方法において、該方法は、充電初期には最大充電電圧の決まっている定電流充電によって前記二次電池を充電し、該二次電池のセル温度が最大値になったことを検出して定電圧充電に切り換えることを特徴とする非水系二次電池の充電方法。The method for charging a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3 , wherein the method charges the secondary battery by constant current charging in which a maximum charging voltage is determined at an initial stage of charging. A method for charging a non-aqueous secondary battery, comprising detecting that the cell temperature of the secondary battery has reached a maximum value and switching to constant voltage charging.

非水系二次電池を充電する非水系二次電池の充電装置において、該装置は、
前記二次電池を定電圧定電流により充電するための電圧および電流を発生する充電手段と、
該定電圧定電流充電手段の出力をオンまたはオフさせて、前記二次電池の電池端子に供給する充電スイッチと、
前記二次電池の開放電池端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、
前記充電手段から供給される充電電流を検出する電流検出手段と、
前記二次電池のセルの温度を検出するセル温度検出手段と、
該充電装置の周囲温度を測定する周囲温度検出手段と、
前記充電スイッチのオン・オフを制御する充電制御信号を生成して前記二次電池に対する充電処理を制御する制御手段とを有し、
該制御手段は、
前記端子電圧検出手段にて検出される前記二次電池の開放電池端子電圧、および前記充電手段の出力を監視し、前記セルの温度および前記周囲の温度を検出する検出手段と、
前記二次電池に定電圧充電開始時からの充電時間を所定の設定時間から減算する充電タイマ手段とを有し、
前記充電開始時の前記二次電池の温度と充電中の温度との差を演算して前記充電中の二次電池の温度変化を算出し、
前記充電開始時の周囲温度と充電中の周囲温度との差を演算して、前記充電中の周囲温度の変化を算出し、
前記充電中の二次電池の温度変化と前記周囲温度の変化との差を演算して、
定電圧充電中における、前記充電中の二次電池の温度変化と前記周囲温度の変化との差が前記あらかじめ設定された値よりも小さく、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、現在の計数時間を再設定して充電処理を制御することを特徴とする非水系二次電池の充電装置。In a non-aqueous secondary battery charging device for charging a non-aqueous secondary battery, the device includes:
Charging means for generating voltage and current for charging the secondary battery with constant voltage and constant current;
A charge switch for turning on or off the output of the constant voltage constant current charging means and supplying the battery terminal of the secondary battery;
Terminal voltage detecting means for detecting an open battery terminal voltage of the secondary battery;
Current detecting means for detecting a charging current supplied from the charging means;
Cell temperature detecting means for detecting the temperature of the cell of the secondary battery;
Ambient temperature detecting means for measuring the ambient temperature of the charging device;
Control means for controlling a charging process for the secondary battery by generating a charging control signal for controlling on / off of the charging switch;
The control means includes
A detecting means for monitoring an open battery terminal voltage of the secondary battery detected by the terminal voltage detecting means and an output of the charging means, and detecting the temperature of the cell and the ambient temperature;
Charging timer means for subtracting a charging time from the start of constant voltage charging to a predetermined set time to the secondary battery,
Calculate the temperature difference of the secondary battery during charging by calculating the difference between the temperature of the secondary battery at the start of charging and the temperature during charging,
By calculating the difference between the ambient temperature during charging and the ambient temperature at the start of charging, it calculates a change in the ambient temperature in the charge,
Calculate the difference between the change in temperature of the secondary battery during charging and the change in ambient temperature,
During constant voltage charging, the difference between the change in temperature of the secondary battery during charging and the change in ambient temperature is smaller than the preset value, and the charging current value during current charging is the charging current in constant current charging. A charging device for a non-aqueous secondary battery, wherein the charging process is controlled by resetting the current counting time when the set value is smaller than the set value .

請求項５に記載の非水系二次電池の充電装置において、該装置は、前記充電中の二次電池の温度変化と前記周囲温度の変化との差が前記あらかじめ設定された値よりも小さく、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、前記計数時間を初期に設定された計数時間よりも長くなるように再設定することを特徴とする非水系二次電池の充電装置。The non-aqueous secondary battery charging device according to claim 5, wherein the device has a difference between the change in temperature of the secondary battery during charging and the change in ambient temperature smaller than the preset value. Non-aqueous system characterized by resetting the counting time to be longer than the initially set counting time when the charging current value during charging is smaller than the set value of charging current in constant current charging Secondary battery charger.

請求項５に記載の非水系二次電池の充電装置において、該装置は、前記充電中の二次電池の温度変化と前記周囲温度の変化との差が前記あらかじめ設定された値よりも小さく、現在充電中の充電電流値が定電流充電における充電電流の設定値よりも小さい場合に、前記計数時間を初期に設定された計数時間よりも短くなるように再設定することを特徴とする非水系二次電池の充電装置。The non-aqueous secondary battery charging device according to claim 5, wherein the device has a difference between the change in temperature of the secondary battery during charging and the change in ambient temperature smaller than the preset value. Non-aqueous system characterized in that, when the charging current value during charging is smaller than the set value of charging current in constant current charging, the counting time is reset so as to be shorter than the initially set counting time. Secondary battery charger.

請求項５ないし７のいずれかに記載の非水系二次電池の充電装置において、前記二次電池はリチウムイオン二次電池であることを特徴とする非水系二次電池の充電装置。8. The non-aqueous secondary battery charging device according to claim 5 , wherein the secondary battery is a lithium ion secondary battery.

請求項５ないし８のいずれかに記載の充電装置を備え、該充電装置に装着される二次電池により作動することを特徴とする電子機器。Comprising a charging device according to any one of claims 5 to 8, the electronic device characterized in that it operates by a secondary battery to be mounted on the charging device.