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
(57)【要約】
【目的】 電池を短時間使用した後に急速充電をおこな
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。
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は充電装置に関するもので
ある。
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、電池を電源とする装置ではマンガ
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。
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。
【０００３】また、充電時間を短縮するために、急速充
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。
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。
【０００４】従来この２次電池には、ニッケルカドミウ
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。
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。
【０００５】しかし、リチウムイオン蓄電池は過充電を
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。
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。
【０００６】このため、過充電防止の対策が必要となる
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。
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。
【０００７】以下、従来のリチウム蓄電池の充電装置に
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。
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。
【０００８】以上のように構成された充電装置について
以下、図６を用いて、その動作についての説明を行う。
以下、図６を用いて、その動作についての説明を行う。
【０００９】なお、図６はにおいて、ｉは充電電流、ｖ
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。
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。
【００１０】この充電装置は電源回路１に電源が入ると
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。
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。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放電時
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。
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。
【００１２】特に、この現象による過充電は、コードレ
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。
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。
【００１３】本発明は上記課題を解決し、短い充放電サ
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。
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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
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。
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。
【００１５】また、充電電流検出手段の出力から充電電
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。
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。
【００１６】さらに、電池電圧検出手段の出力から電池
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。
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。
【００１７】
【作用】本発明は上記した構成により、短時間使用後で
も、過充電になる前に充電を終了することができる。
も、過充電になる前に充電を終了することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１９】図１は本発明の一実施例に於ける充電装置
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。
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。
【００２０】以上のように構成された充電装置につい
て、以下図面を用いてその動作について説明する。
て、以下図面を用いてその動作について説明する。
【００２１】なお、図２は同充電装置でリチウムイオン
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、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。
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。
【００２２】充電装置は電源回路１に電源が入ると電池
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。
【００２３】以上のように、本実施例では、従来の充電
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。
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。
【００２４】次に、第２の実施例について図３を用いて
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。
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。
【００２５】また、図３は、本発明の第２の実施例にお
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。
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。
【００２６】充電装置は電源回路１に電源が入ると電池
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。
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。
【００２７】ここで、リチウムイオン蓄電池１０の定電
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。
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。
【００２８】したがって、ｄｉ／ｄＴが一定値以上であ
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。
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。
【００２９】次に第３の実施例について図４を用いて説
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。
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。
【００３０】また、図４は、本発明の第３の実施例にお
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。
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。
【００３１】充電装置は電源回路１に電源が入ると電池
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。
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。
【００３２】ここで、リチウムイオン蓄電池１０の定電
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。
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。
【００３３】したがって、充電電流・電池電圧演算手段
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。
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。
【００３４】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。
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。
【００３５】なお、本実施例においては、充電対象とし
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。
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。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、定電流充電を行っている時間
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。
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。
【図１】本発明の一実施例に於ける充電装置の構成を示
すブロック図
すブロック図
【図２】同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
【図３】本発明の第２の実施例にお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
【図４】本発明の第３の実施例にお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
【図５】従来の充電装置の構成を示すブロック図
【図６】同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
１ 電源回路 ２ 定電流充電回路 ３ 定電圧充電回路 ４ 充電電流検出回路 ５ 電池電圧検出回路 ６ 切換手段 ７ 計時手段 ８ 充電電流・電池電圧演算手段 ９ 充電回路制御手段 １０ リチウムイオン蓄電池 １１ 充電電流検出用抵抗器 １２ 制御手段
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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3739820B2 (ja) | 2006-01-25 |
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