JPH11150882A - 電池の充電方法 - Google Patents

電池の充電方法

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JPH11150882A
JPH11150882A JP9319817A JP31981797A JPH11150882A JP H11150882 A JPH11150882 A JP H11150882A JP 9319817 A JP9319817 A JP 9319817A JP 31981797 A JP31981797 A JP 31981797A JP H11150882 A JPH11150882 A JP H11150882A
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JP
Japan
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battery
charging
temperature
nickel
charger
Prior art date
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Pending
Application number
JP9319817A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Iimura
良雄 飯村
Toshihiro Shima
嶋  敏洋
Takero Ishimaru
健朗 石丸
Nobuhiro Takano
信宏 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特性の異なる複数の電池を充電する充電器に
おいて、電池の特性に応じて充電可能電池温度を個別に
設定し、性能劣化を招くことなく充電可能電池温度範囲
を広くする。 【解決手段】 電池種類判別手段を設け、電池種類判別
手段の出力により充電開始可能電池温度または充電停止
温度を電池の種類毎に個別に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明はニッケルカドミウム
電池(以下ニカド電池という)、ニッケル水素電池等の
2次電池を充電する充電方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ビデオカメラ、パソコン、電動工具等の
携帯用機器の電源としてニッケルカドミウム電池が使わ
れてきたが、最近は環境問題と高容量化の要求からニッ
ケル水素電池も使用されるようになってきた。
【0003】ニッケル水素電池はニカド電池に比べ、充
電時において、電池電圧の変化が少ない、温度上昇が大
きい、充電可能電池温度範囲が狭いという特徴がある。
このため充電器をニカド電池及びニッケル水素電池を共
に充電できるようにするには、それなりの工夫が必要と
なる。特に職業用電動工具に使用される蓄電池のように
冬季、夏期を問わず頻繁に急速充電、大電流放電を繰り
返す用途においては、充電可能電池温度範囲の広さが重
要になる。例えば、寒冷地においては−10℃までは充
電可能であることが望ましいし、大電流放電直後の温ま
った電池でも60℃まで温度が下がれば充電可能である
ことが望ましい。現状における充電開始可能電池温度範
囲は、ニカド電池の場合−10℃〜60℃で充電開始、
65℃で充電停止と要求をみたしているが、ニッケル水
素電池の場合、性能劣化を防ぐため0℃〜40℃で充電
開始、60℃で充電停止となっているので、電池の種類
による使い分けが必要である。特性の異なる種々の電池
を一つの充電器で短時間に安全かつ過不足なく充電する
方法がいくつか提案されており、これを従来例として説
明する。
【0004】(1)特開平7−123604号は、パル
ス電流充電時、充電休止時の電池電圧と充電中の電池温
度を読み取り、電池電圧の変化が大きい電池は電池電圧
がピーク値から所定量降下した時点で充電停止する−Δ
V法で、温度上昇が大きい電池は単位時間当たりの電池
温度の上昇値すなわちΔT/Δt法で、充電末期に定電
圧充電する電池は定電圧持続時間で充電停止する。また
充電可能電池温度範囲を限定し充電開始時の電池温度が
高い場合は充電電流を下げると共に充電停止温度を上げ
る方法を開示している。
【0005】(2)特許第2645913号は、ニカド
電池とニッケル水素電池を判別し、電池電圧の変化が少
ないニッケル水素電池は−ΔVを浅くする方法を開示し
ている。 (3)特開平1−190226号は、電池の種類を判別
し、電池電圧の変化が大きい種類の電池は−ΔV法で、
温度上昇が大きい種類の電池はΔT/Δt法で充電停止
させる方法を開示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては充電可能電池温度が電池の種類によっ
て異なること及びこの充電可能電池温度範囲は安全性と
性能劣化の制約が許す限り低温から高温まで広い方が使
い勝手が良いという点については配慮されてない。上記
従来技術(1)においては、電池種類判別機能が付加さ
れておらず充電可能電池温度範囲が電池の種類によらず
一定なので性能劣化と使い勝手が両立しない。上記従来
技術(2)、(3)においては、充電可能電池温度範囲
の制限がないため、電池購入直後の使い勝手はよいもの
の直ぐに性能劣化を招く。すなわち、低温充電時は内部
ガス圧が上昇して安全弁が作動し電解液漏出により容量
低下を招く。高温充電時は電池を構成している有機材料
が熱劣化し短絡故障や容量低下を招く。本発明の目的
は、上記した従来技術の欠点をなくし、電池性能の許す
限り充電可能電池温度範囲を広くし電池を使用する携帯
用機器の使い勝手を良くすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、被充電電池
の種類を判別する電池種類判別手段を設け、電池種類判
別手段の出力に基づいて充電開始可能電池温度または充
電停止電池温度を電池の種類毎に設定することにより達
成される。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明が採用される充電装置の一
実施例を図1〜図7を用いて説明する。充電装置1には
ニッケル水素電池パック2あるいはニカド電池パック3
が各々に対応する端子を介して接続されている。ニッケ
ル水素電池パック2は、直列接続された複数の素電池
4、+端子2a、−端子2d、素電池4の−極に接続さ
れた電池温度検出用サーミスタ5、サーミスタ5を充電
装置1に接続するS端子2b、素電池4の−極に接続さ
れた電池種類判別用抵抗6、抵抗6を充電装置1に接続
するT端子2cから構成される。ニカド電池パック3
は、ニッケル水素電池パック2同様、直列接続された複
数の素電池7、+端子3a、−端子3d、素電池7の−
極に接続された電池温度検出用サーミスタ8、サーミス
タ8を充電装置1に接続するS端子3bから構成され
る。
【0009】充電装置1はエネルギー源となる直流電源
9、ニッケル水素電池パック2及びニカド電池パック3
を定電流で充電するための定電流回路10、電池パック
と充電装置を接続するための+端子1a、−端子1d、
S端子1b、T端子1c、充電ループに直列に接続され
た電流検出用抵抗11、抵抗11の両端の電圧から充電
電流を検出する電流検出回路12、電池電圧のピーク値
を検出するピーク電圧検出回路13、安定化電圧Vcc
14、安定化電圧Vcc14とS端子1bに接続され電
池パック2、3のサーミスタ5、8に接続される抵抗1
5、安定化電圧Vcc14とT端子1cの間に接続され
ニッケル水素電池パック2のT端子2cを介して抵抗6
に接続される抵抗17、抵抗17と抵抗6のVcc分圧
値から電池の種類を判別する電池種類判別回路18、電
流検出回路12、ピーク電圧検出回路13、電池温度検
出回路16、電池種類判別回路18の出力により定電流
回路10をオンオフさせる充電制御回路19から構成さ
れる。
【0010】次に図3の充電フローチャート及び図4〜
図7の充電特性グラフを参照して説明する。充電装置1
の電池接続待機状態(ステップ101)においてニッケ
ル水素電池パック2あるいはニカド電池パック3が接続
されると、抵抗17と抵抗6のVcc分圧値から電池種
類判別回路18が電池の種類を判別する(ステップ10
2)。ニカド電池パック3にはT端子がないので、Vc
c分圧値はVccそのものとなりニッケル水素電池パッ
ク2とニカド電池パック3が容易に判別できる。
【0011】接続された電池パックがニッケル水素電池
の場合、抵抗15とサーミスタ5のVcc分圧値から電
池温度Tbを電池温度検出回路16にて検出し(ステッ
プ103)、0℃以下の電池は温まるまで、40℃以上
の電池は冷えるまで待機状態(同ステップ103)とな
る。電池温度Tbが0℃≦Tb≦40℃であれば充電制
御回路19は定電流回路10をオン状態にし、直流電源
9〜定電流回路10〜+端子1a〜+端子2a〜複数の
素電池4〜−端子2d〜−端子1d〜電流検出用抵抗1
1〜直流電源9のルートで定電流充電を開始する(ステ
ップ104)。図4、5はニッケル水素電池パック2の
充電の進行具合を示したものである。充電開始時の電池
温度が低い場合(図4)充電末期に電池電圧のピークが
顕著に現れるので、ピーク電圧検出回路13の働きによ
って電池電圧のピークで充電停止する(ステップ10
5、111)。充電開始時の電池温度が高い場合(図
5)充電末期に電池電圧のピークが顕著には現れないの
でピーク電圧検出回路13は働かず、電池温度が60℃
に達した時点で充電停止する(ステップ106、11
1)。
【0012】接続された電池パックがニカド電池の場
合、抵抗15とサーミスタ8のVcc分圧値から電池温
度Tbを電池温度検出回路16にて検出し(ステップ1
07)、−10℃以下の電池は温まるまで、60℃以上
の電池は冷えるまで待機状態(同ステップ107)とな
る。電池温度Tbが−10℃≦Tb≦60℃であれば充
電制御回路19は定電流回路10をオン状態にし、直流
電源9〜定電流回路10〜+端子1a〜+端子2a〜複
数の素電池7〜−端子2d〜−端子1d〜電流検出用抵
抗11〜直流電源9のルートで定電流充電を開始する
(ステップ108)。図6、7はニカド電池パック3の
充電の進行具合を示したものである。充電開始時の電池
温度が低い場合(図6)充電末期に電池電圧のピークが
顕著に現れるので、ピーク電圧検出回路13の働きによ
って電池電圧のピークで充電停止する(ステップ10
9、111)。充電開始時の電池温度が高い場合(図
7)充電末期に電池電圧のピークが顕著には現れないの
でピーク電圧検出回路13は働かず、電池温度が65℃
に達した時点で充電停止する(ステップ110、11
1)。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、充電開始電池温度と充
電停止電池温度を電池の種類毎に設定することにより充
電可能電池温度範囲を夫々の電池の特性限界まで広くす
ることができるので、電池の性能劣化を招くことなく携
帯用機器の使い勝手を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明充電方法が採用される充電装置の一実施
例を示すブロック図。
【図2】本発明充電方法が採用される充電装置の一実施
例を示すブロック図。
【図3】本発明充電方法の処理ステップを示すフローチ
ャート。
【図4】ニッケル水素電池の充電特性を示すグラフ。
【図5】ニッケル水素電池の充電特性を示すグラフ。
【図6】ニカド電池の充電特性を示すグラフ。
【図7】ニカド電池の充電特性を示すグラフ。
【符号の説明】
2はニッケル水素電池パック、3はニカド電池パッ
ク、、6、15、17は抵抗、5はサーミスタ、、14
は安定化電圧、16は温度検出回路、18は電池種類判
別回路である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 信宏 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池種類判別手段を有し、この電池種類
    判別手段の出力により電池の種類に応じて充電制御方式
    を適当に変更する電池の充電方法において、 前記電池種類判別手段の出力により充電開始可能電池温
    度下限値あるいは充電開始可能電池温度上限値あるいは
    充電停止温度を電池の種類毎に個別に設定したことを特
    徴とする電池の充電方法。
JP9319817A 1997-11-20 1997-11-20 電池の充電方法 Pending JPH11150882A (ja)

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