JPH0898427A - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
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- JPH0898427A JPH0898427A JP22791894A JP22791894A JPH0898427A JP H0898427 A JPH0898427 A JP H0898427A JP 22791894 A JP22791894 A JP 22791894A JP 22791894 A JP22791894 A JP 22791894A JP H0898427 A JPH0898427 A JP H0898427A
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Abstract
っても過充電にならない充電装置を提供することを目的
とする。 【構成】 充電電流・電池電圧演算手段8は、充電回路
制御手段9に切換手段6を定電流充電回路2の側に切り
換えるよう指示して急速充電を開始する。この定電流充
電が行っている時間は計時手段7で計時されている。電
池電圧が一定値に達したとき、切換手段6を定電圧充電
回路3の側に切り換える定電圧充電回路3をリチウムイ
オン蓄電池10に接続する。このとき、計時手段7によ
って計測された時間が一定時間を行っていた時間が一定
時間以下であった場合には、定電圧充電回路3の動作を
停止させ充電を終了する。
Description
ある。
ン電池に代表される充電不可能な1次電池から、次第に
ニッケルカドミウム蓄電池や小型シール電池に代表され
る、充電しても何度も繰り返し使用できる2次電池が多
く使用されるようになってきている。
電を行う充電装置が使用されるようになってきた。急速
充電は、通常の充電に比べ、電圧、電流とも大きくなる
が、充電する2次電池の残容量が少ない状態で定電圧に
よる充電を開始すると、電流値が大きくなりすぎ、2次
電池の負担を大きくしてしまうので、充電開始後、その
蓄電池の端子電圧が一定電圧に達するまで定電流充電を
行った後、定電圧充電を行う事による急速充電が行われ
るようになった。
ム蓄電池や小型鉛シール蓄電池が使用されていたが、こ
れらよりもはるかに高容量を得ることができる、リチウ
ムイオン蓄電池が登場してきた。この電池は陽極にコバ
ルト酸リチウム、陰極に各種カーボンを使用し、従来の
ニッケルカドミウム蓄電池よりも250〜300%多い
電池容量が得られる。
行った場合ニッケルカドミウム蓄電池よりも性能が速く
劣化し、しかも最悪の場合、電池内部のリチウムイオン
がデンドライトと呼ばれる針状の結晶構造をとって金属
リチウムとして析出し、電池の陽極と陰極を分離してい
るセパレータを突き破って電池内部でショートし、発火
・発煙する可能性がある。
が、ニッケルカドミウム蓄電池ではその性質上、満充電
近くになると電池電圧がわずかに減少する現象(通常―
△Vと呼ばれている)が起きるために、的確に満充電の
検知を行うことが可能であったが、リチウムイオン蓄電
池では、これらの現象が小さく検出が困難であるため、
従来は、定電圧充電による充電時に、リチウムイオン蓄
電池に流れる電流の値を測定し、その、電流値が一定値
以下であれば充電を停止していた。
ついて説明を行う。図5は従来の充電装置の構成を示す
ブロック図であり、1は充電装置に電源を供給する電源
回路、2は定電流充電を行う定電流充電回路、3は定電
圧充電を行う定電圧充電回路、4は充電電流を検出する
充電電流検出回路、5は電池の電圧を検出する電池電圧
検出回路、6は定電流充電回路2と定電圧充電回路3と
のいづれか一方をリチウムイオン畜電池10に接続する
切換手段、12は充電電流検出回路4、電池電圧検出回
路5からの信号を受けて、定電流充電回路2、定電圧充
電回路3の動作を制御する制御手段、10はリチウムイ
オン蓄電池、11は充電電流検出用の固定抵抗器であ
る。
以下、図6を用いて、その動作についての説明を行う。
は電池電圧、Tf1は第1回目の急速充電において定電流
充電を行っている時間、Tv1は第1回目の急速充電にお
いて定電圧充電を行っている時間、Tdはリチウムイオ
ン蓄電池を使用している(放電している)時間、Tf2は
第1回目の急速充電において定電流充電を行っている時
間、Tv2は第2回目の急速充電において定電圧充電を行
っている時間を示している。
制御手段12がリチウムイオン畜電池10の電圧を読み
込み、急速充電が可能な電圧であれば切換手段6を定電
流充電回路2の側に切り換えて急速充電を開始する(T
f1)。電池電圧が一定値に達したとき、制御手段12は
切換手段6を定電圧充電回路3の側に切り換えて定電圧
充電を行う(Tv1)。通常は充電電流が一定値以下にな
ったときに急速充電を終了する。その後、リチウムイオ
ン畜電池10を使用することによって放電される(T
d)。電池の使用後、再び充電を開始させると、同じ手
順で定電流充電(Tf2)、定電圧充電(Tv2)を行う。
間が短い、即ち、満充電に近い状態で充電を行う場合に
は、充電電流が規定値以下になる前に満充電になってし
まうことがあり、従来のように電池の放電量によらず定
電圧充電時の充電電流の値を基に充電終了の制御を行う
と、定電圧充電を行った分だけ過充電となってしまう事
があった。
ス電話機に搭載する2次電池のように、通話を行ってい
る時間のみ、電池の放電が行われ、通話後は、充電台に
乗せ充電を行い、常に満充電状態を維持しておく機器に
とっては、問題となっていた。
イクルでもリチウムイオン蓄電池を安全・確実に充電す
る蓄電装置を提供することを目的とする。
を解決する為に、定電流充電回路によって充電が行われ
ているときに、電池電圧検出手段の出力が所定値に達し
た場合、充電開始から所定値に達するまでの時間が所定
値以上であれば切換回路を制御して定電圧充電回路によ
る充電を行う。
流の微分値を求め、演算結果が一定値以上であった場合
には定電圧充電を終了する。
電圧の微分値を求め、演算結果に応じて定電圧充電に切
り換える時間を制御する。
も、過充電になる前に充電を終了することができる。
を参照しながら説明する。
の構成を示すブロック図である。図1において、1は電
源を供給する電源回路、2は定電流充電を行う定電流充
電回路、3は定電圧充電を行う定電圧充電回路、4は充
電を行っている電池の電圧を検出する充電電流検出回
路、5は充電電流を検出する電池電圧検出回路、7は充
電電流が流れている時間を計時する計時手段、8は充電
電流・電池電圧の変化を演算する充電電流・電池電圧演
算手段、9は電池電圧・充電電流演算手段からの信号を
受けて、定電流・定電圧充電回路の動作を制御する充電
回路制御手段、6は定電流・定電圧充電回路と電池の接
続を切り換える切換手段、10はリチウムイオン蓄電
池、11は充電電流検出用抵抗器である。
て、以下図面を用いてその動作について説明する。
蓄電池10を充電した場合の電池の端子電圧・充電電流
の変化カーブを示したグラフであり、vは電池の端子電
圧の変化カーブ、iは充電電流の変化カーブ、ijは従
来の充電電流の変化カーブ、Tfは定電流充電を行って
いる時間を示している。
電圧検出回路5がリチウムイオン畜電池10の電圧を読
み込み、充電電流・電池電圧演算手段8に伝達する。急
速充電が可能な電圧であれば充電電流・電池電圧演算手
段8は、充電回路制御手段9に切換手段6を定電流充電
回路2の側に切り換えるよう指示して急速充電を開始す
る。定電流充電が行われている時間は計時手段7で計時
されている。電池電圧が一定値に達したとき、充電回路
制御手段9は切換手段6を定電圧充電回路3の側に切り
換える定電圧充電回路3をリチウムイオン蓄電池10に
接続する。このとき、計時手段7によって計測された時
間が一定時間を行っていた時間Tfが一定時間以下であ
った(リチウムイオン蓄電池10の放電時間が短く、放
電量が少なかったことを意味する)ことが判明した場合
には、充電を終了させる旨の信号が充電回路制御手段9
に伝達され、定電圧充電回路3の動作を停止させる(T
s)。逆に計時手段7によって計測された時間が一定時
間を行っていた時間Tfが一定時間以上だった場合は、
充電電流が一定値以下になるまで定電圧充電が継続され
る。
電流の変化カーブijによって示される、リチウムイオ
ン蓄電池10にとって過充電となってしまう充電は行わ
れず、電池の寿命を損なうことなく充電を行うことが可
能となる。
説明する。なお、第2の実施例の構成は、第1の実施例
と同じであるので説明を省略する。
ける充電装置によってリチウムイオン蓄電池を充電した
場合の電池の端子電圧・充電電流の変化カーブを示した
グラフであり、vは電池の端子電圧の変化カーブ、is
は短時間放電後充電を行ったときの充電電流の変化カー
ブ、ilは長時間放電後充電を行ったときの充電電流の
変化カーブ、ijは従来の充電電流の変化カーブ、Tfは
定電流充電を行っている時間を示している。
電圧検出回路5がリチウムイオン畜電池10の電圧を読
み込み、充電電流・電池電圧演算手段8に伝達する。急
速充電が可能な電圧であれば充電電流・電池電圧演算手
段8は、充電回路制御手段9に切換手段6を定電流充電
回路2の側に切り換えるよう指示して急速充電を開始す
る。定電流充電が行われている時間は計時手段7で計時
されている。電池電圧が一定値に達したとき、充電回路
制御手段9は切換手段6を定電圧充電回路3の側に切り
換えて定電圧充電を行う。この後、充電電流・電池電圧
演算手段8と計時手段7において短い時間dTの充電電
流の変化量diを計測する。
圧充電において、放電時間が短く放電量が少なかった時
の充電の場合には、リチウムイオン蓄電池10が満充電
状態に近づくにつれて端子電圧が急激に上昇するため
に、充電電流カーブisに示されるように短い時間にお
ける充電電流の変化量が大きくなり、その微分値di/
dTは大きくなる。一方、放電時間が長く、放電量が多
かった時の充電の場合には、リチウムイオン蓄電池10
が満充電状態に近づいて端子電圧が急激に上昇するまで
の時間が長くかかるために、充電電流カーブilに示さ
れるように短い時間における充電電流の変化量が小さく
なり、微分値di/dTは小さくなる。
った場合は、充電電流・電池電圧演算手段8はリチウム
イオン蓄電池10の放電時間が短く、放電量が少なかっ
たと判断し、充電を終了させる旨の信号を充電回路制御
手段9に伝達し、定電圧充電回路3の動作が停止するこ
とによって、充電が終了する。そのため、リチウムイオ
ン蓄電池10にとって過充電となってしまう充電は行わ
れず、電池の寿命を損なうことなく充電を行うことが可
能となる。
明する。本実施例の構成も第1の実施例と同様であるの
で説明を省略する。
ける充電装置によってリチウムイオン蓄電池10を充電
した場合の電池の端子電圧・充電電流の変化カーブを示
したグラフであり、vsは短時間放電後に受電を行った
場合の電池の端子電圧の変化カーブ、vlは長時間放電
後に受電を行った場合の電池の端子電圧の変化カーブ、
i充電電流の変化カーブ、ijは従来の充電電流の変化
カーブ、Tfは定電流充電を行っている時間、dTは定
電流充電を実施する時間を決定するための予備充電時
間、Tf1は短時間放電後の定電流充電時間、Tf2は長時
間放電後の定電流充電時間を示している。
電圧検出回路5がリチウムイオン畜電池10の電圧を読
み込み、充電電流・電池電圧演算手段8に伝達する。急
速充電が可能な電圧であれば充電電流・電池電圧演算手
段8は、充電回路制御手段9に切換手段6を定電流充電
回路2の側に切り換えるよう指示して定電流充電を行う
時間を決定するための短い時間の予備定電流充電を開始
する。予備定電流充電が行われている短い時間dTは計
時手段7によって計時されている。この短い時間におけ
る電池電圧の変化は電池電圧検出回路5を通じて、充電
電流・電池電圧演算手段8に取り込まれる。充電電流・
電池電圧演算手段8は短い時間dTにおける電池電圧の
変化量dVから電池電圧の上昇度合い、すなわち微分値
(dV/dT)を演算して求める。
流充電において、放電時間が短く放電量が少なかった時
の充電の場合には電圧の変化カーブvsに示されるよう
に、電池電圧は急激に上昇するために、短い時間におけ
る電池電圧の変化量(dV/dT)は大きくなる。一
方、放電時間が長く、放電量が多かった時の充電の場合
には、電圧の変化カーブvlに示されるように、電池電
圧が上昇するまでの時間が長くかかるために、短い時間
における電池電圧の変化量(dV/dT)は小さくな
る。
8、計時手段7は、dV/dTが大きいときにはリチウ
ムイオン蓄電池10の放電時間が短く、放電量が少なか
ったと判断して、定電流充電の時間Tf1を短くし、dV
/dTが小さいときにはリチウムイオン蓄電池10の放
電時間が長く、放電量が多かったと判断して、定電流充
電の時間Tf2を長くする。すなわち、充電電流・電池電
圧演算手段8、計時手段7は、dV/dTに反比例した
時間の定電流充電を行うように充電回路制御手段9に信
号を伝達する。
って過充電となってしまう充電は行われず、電池の寿命
を損なうことなく充電を行うことが可能となる。
てリチウムイオン蓄電池を取り上げたが、金属リチウム
蓄電池、鉛蓄電池、他の有機溶媒を使用した2次電池等
の充電に応用できることは勿論である。
が一定以下の場合には定電圧充電を行わないもしくは、
定電流充電後の定電圧充電時の充電電流の微分値の減少
の割合が一定以上の場合、定電圧充電を打ち切る、もし
くは、定電流充電を短時間行って、その間の電池電圧の
上昇度合い(電圧変化の微分値)を測定し、その値に比
例した時間のみ定電流充電をおこなうことにより、リチ
ウムイオン蓄電池を短時間使用後でも安全・確実で電池
寿命を損なわない急速充電を行うことが可能になるとい
う大きな効果があり、実用上有効な充電装置を提供でき
る。
すブロック図
電した場合の電池の端子電圧・充電電流の変化カーブを
示したグラフを示す図
てリチウムイオン蓄電池を充電した場合の電池の端子電
圧・充電電流の変化カーブを示したグラフを示す図
てリチウムイオン蓄電池を充電した場合の電池の端子電
圧・充電電流の変化カーブを示したグラフを示す図
電した場合の電池の端子電圧・充電電流の変化カーブを
示したグラフを示す図
Claims (10)
- 【請求項1】電池の端子電圧を検出する電池電圧検出手
段と、定電流充電を行う定電流充電回路と、定電圧充電
を行う定電圧充電回路と、充電開始時に計時を開始する
計時手段と、前記定電流充電回路が電池に接続される第
1の接続状態と前記定電圧充電回路が電池に接続される
第2の接続状態との切換を行う切換手段と、第1の接続
状態で充電が行われているときに前記電池電圧検出手段
の出力が所定値に達したとき、前記計時手段の計時が所
定値以上であれば切換回路を制御して第2の接続状態へ
切換を行い、前記電池電圧検出手段からの出力が所定値
に達していないければ充電を終了させる制御回路とを設
けた充電装置。 - 【請求項2】電池の充電電流を検出する充電電流検出手
段を設けると共に、前記制御回路は前記定電圧充電回路
による充電を行っているときに、前記充電電流検出手段
からの出力が所定値以下になったときに充電を終了させ
る請求項1記載の充電装置。 - 【請求項3】前記制御手段は、充電開始時には切換回路
を制御し第1の接続状態に切換えを行う請求項1記載の
充電装置。 - 【請求項4】定電圧充電を行う定電圧充電回路と、電池
の充電電流を検出する充電電流検出手段と、前記充電電
流検出手段の出力から充電電流の微分値を求める演算手
段と、前記演算手段の演算結果が一定値以上であった場
合には定電圧充電を終了する制御回路を設けた充電装
置。 - 【請求項5】前記制御回路は前記定電圧充電回路による
充電を行っているときに、前記充電電流検出手段からの
出力が所定値以下になったときに充電を終了させる請求
項4記載の充電装置。 - 【請求項6】定電流充電を行う定電流充電回路と、電池
の端子電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記定電流
充電回路が電池に接続される第1の接続状態と前記定電
圧充電回路が電池に接続される第2の接続状態との切換
を行う切換手段とを設け、前記演算手段は第2の接続状
態の場合に前記充電電流検出手段の出力から充電電流の
微分値を出力すると共に、前記制御回路は、第1の接続
状態で充電が行われているときに前記電池電圧検出手段
の出力が所定値に達したとき、切換回路を制御して第2
の接続状態に切換る請求項4記載の充電装置。 - 【請求項7】前記制御手段は、充電開始時には切換回路
を制御し第1の接続状態に切換えを行う請求項6記載の
充電装置。 - 【請求項8】電池の充電電流を検出する充電電流検出手
段と、電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、定電
流充電を行う定電流充電回路と、定電圧充電を行う定電
圧充電回路と、前記電池電圧検出手段の出力から電池電
圧の微分値を求める演算手段と、前記定電流充電回路が
電池に接続される第1の接続状態と前記定電圧充電回路
が電池に接続される第2の接続状態との切換を行う切換
手段と、前記演算手段の出力の大きさに応じて第1の接
続状態から第2の接続状態に切り換えを制御する制御手
段と、電池と前記定電流充電回路及び定電圧充電回路の
接続を切り換える切換手段とを備えた充電装置。 - 【請求項9】電池の充電電流を検出する充電電流検出手
段を設けると共に、前記制御回路は前記定電圧充電回路
による充電を行っているときに、前記充電電流検出手段
からの出力が所定値以下になったときに充電を終了させ
る請求項8記載の充電装置。 - 【請求項10】前記制御手段は、充電開始時には切換回
路を制御し第1の接続状態に切換えを行う請求項8記載
の充電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22791894A JP3739820B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22791894A JP3739820B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 充電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0898427A true JPH0898427A (ja) | 1996-04-12 |
JP3739820B2 JP3739820B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16868345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22791894A Expired - Fee Related JP3739820B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 充電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3739820B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2187499A1 (en) * | 2007-09-14 | 2010-05-19 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Battery controller of vehicle |
JP2012005172A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Toyota Industries Corp | 充電自動車への充電制御システム |
JPWO2013008614A1 (ja) * | 2011-07-12 | 2015-02-23 | 三洋電機株式会社 | 蓄電池管理ユニット |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP22791894A patent/JP3739820B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2187499A1 (en) * | 2007-09-14 | 2010-05-19 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Battery controller of vehicle |
EP2187499A4 (en) * | 2007-09-14 | 2014-01-01 | Mitsubishi Motors Corp | BATTERY CONTROL OF A VEHICLE |
JP2012005172A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Toyota Industries Corp | 充電自動車への充電制御システム |
JPWO2013008614A1 (ja) * | 2011-07-12 | 2015-02-23 | 三洋電機株式会社 | 蓄電池管理ユニット |
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---|---|
JP3739820B2 (ja) | 2006-01-25 |
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