JPH11318040A - 二次電池の充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池をパルス充電するに際し、該二次電
池が過充電に至る前の満充電状態を的確に検出してその
充電処理を停止させ得る機能を備えた二次電池の充電装
置を提供する。 【解決手段】 二次電池の充電休止時における該二次電
池の開放電圧Ｖoffを検出し、開放電圧Ｖoffが制御閾値
電圧Ｖrefよりも低いときに二次電池に対するパルス充
電を再開する充電制御手段とを備え、更に二次電池の温
度Ｔに応じて制御閾値電圧Ｖrefを適応的に設定する電
圧設定手段を備える。特に二次電池が直列に接続された
Ｎ個のニッケル水素電池からなるとき、電池温度Ｔ[℃]
をｘ、制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]をｙとする［(1425−
ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1475−ｘ)・Ｎ］なる条件式の下で制御閾
値電圧Ｖrefを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素電池
等の二次電池を過充電することなく効率的に充電するこ
とのできる二次電池の充電装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】リチウムイオン電池やニッケル水
素電池等の二次電池に対する充電は、一般的には電池電
圧や電池温度の変化（変化率）からその満充電が検出さ
れるまで定電流定電圧電源から電流を供給して行われ
る。また満充電の検出後、微少な電流にてトリクル充電
することも行われる。この際、過充電による電池性能の
劣化を防止する上で、その満充電状態を的確に検出する
ことが重要である。そこで従来では二次電池の満充電直
後にその電圧がピークに達することに着目して、例えば
図７(ａ)に示すように電池電圧のピークを検出すること
で満充電を検出している。具体的には現在の電池電圧か
らそれ以前に検出された最大電池電圧を減算し、その減
算値が所定の設定値（例えば−１０ｍＶ）よりも小さく
なったとき、これを満充電に到達したとして検出して、
その充電を停止している（−ｄＶ法）。この為、電池電
圧のピークが検出されるまでの間に過充電が生じること
が否めない。

【０００３】また電池温度の変化を利用して満充電の検
出を行う場合には、例えば図７(ｂ)に示すように単位時
間当たりの温度変化を求め、この温度変化が所定の設定
値（例えば１℃／分）を越えたとき、これを満充電に到
達したとしてその検出が行われる。この手法はニッケル
水素電池が満充電状態に達した後、その正極から発生す
る酸素が負極において還元される際に発生する熱によ
り、電池温度が上昇することに着目したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
満充電の検出手法は、いずれも満充電後の現象を捉えた
ものであり、従って過充電になり易いと言う問題があ
る。特に大電流を用いて急速充電するような場合に上記
問題が生じ易く、その充電を繰り返す毎に電池性能が劣
化して充放電サイクル寿命が短くなり、またその発熱も
大きくなると言う不具合がある。

【０００５】一方、特開平９−２３３７２６号公報に開
示されるように、二次電池の開放電圧を検出しながらそ
の充電電流を断続制御して該二次電池をパルス充電する
手法がある。このパルス充電方式は、上記断続制御によ
り二次電池に対する充電と休止とを繰り返しながら充電
休止時における二次電池の開放電圧を検出し、その開放
電圧が所定の設定電圧以下になったときに上記充電を再
開するものであり、特にその充電休止時間が設定時間を
よりも長くなったとき、これを満充電に到達したとして
その充電処理を停止するものである。

【０００６】しかし上述した如く充電電流を断続制御す
るに際して、例えば前記設定電圧が低いとパルス充電の
間隔（充電休止時間）が長くなり、十分な充電が行われ
ない状態で満充電が検出されることになるので、所定の
充電容量が得られなくなる。逆に前記設定電圧が高いと
頻繁に充電が再開され、パルス充電が繰り返し行われる
ことになり、その充電休止時間からの満充電の検出が遅
れるので、二次電池が過充電される虞が生じる。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、充電電流を断続制御して二次電
池をパルス充電するに際し、該二次電池が過充電に至る
前の満充電状態を的確に検出してその充電処理を停止さ
せることのできる機能を備えた二次電池の充電装置を提
供することにある。特に本発明は、二次電池の開放電圧
を検出しながら該二次電池に対するパルス充電を制御す
るに際して、上記開放電圧を判定する上での設定電圧
（制御閾値電圧）を適切に設定し、これによって前記二
次電池が過充電に至る前にその満充電状態を的確に検出
するようにした二次電池の充電装置を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る二次電池の充電装置は、二次電池の開
放電圧を制御閾値電圧と比較して該二次電池に対するパ
ルス充電を制御する上で、最適な制御閾値電圧が二次電
池の温度に依存することを見出してなされたもので、二
次電池の充電休止時における該二次電池の開放電圧を検
出し、検出した開放電圧と制御閾値電圧とを比較して該
開放電圧と上記制御閾値電圧よりも低いとき前記二次電
池に対する充電電流を断続制御して該二次電池をパルス
充電する充電制御手段とを備えたものであって、特に前
記二次電池の温度を検出し、検出された電池温度に応じ
て前記制御閾値電圧を適応的に設定する電圧設定手段を
備えたことを特徴としている。

【０００９】本発明の好ましい態様は、請求項２に記載
するように前記二次電池が１個または直列接続された複
数のニッケル水素電池からなるとき、その個数をＮ、電
池温度Ｔ[℃]をｘ、前記制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]をｙ
としたとき (1425−ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1475−ｘ)・Ｎ なる条件式の下で前記制御閾値電圧Ｖrefを電池温度Ｔ
に応じて適応的に設定することで、最適なパルス充電制
御を実現することを特徴としている。

【００１０】また本発明に係る二次電池の充電装置は、
請求項３に記載するように直列に接続された複数の二次
電池の開放電圧が制御閾値電圧よりも低いとき、これら
の二次電池の直列回路に対する充電電流を断続制御して
該二次電池をパルス充電する充電制御手段と、前記二次
電池の温度に応じて前記制御閾値電圧を設定する手段と
を備えてなり、更に前記複数の二次電池に、各二次電池
をその直列回路から選択的に切り離すバイパス回路をそ
れぞれ設けると共に、これらの各バイパス回路を前記各
二次電池の開放電圧が前記制御閾値電圧以上のときに作
動させるバイパス制御手段を設けたことを特徴としてい
る。

【００１１】即ち、直列に接続された複数の二次電池の
各開放電圧に応じてバイパス回路を選択的に作動させる
ことで、その開放電圧が前記制御閾値電圧を越えている
二次電池をその直列回路から切り離す。そして開放電圧
が前記制御閾値電圧よりも低く、前記直列回路に組み込
まれている二次電池に対してだけパルス充電するように
構成することで、充電状態が異なる複数の二次電池を一
括して充電するようにしたことを特徴としている。

【００１２】この発明の好ましい態様は、請求項４に示
すように前記各二次電池がそれぞれ１個または直列接続
された複数のニッケル水素電池からなるとき、前記各二
次電池におけるニッケル水素電池の個数をＮ、電池温度
Ｔ[℃]をｘ、前記制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]をｙとし
て、前述したように (1425−ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1475−ｘ)・Ｎ なる条件式の下で、前記各二次電池毎にその制御閾値電
圧Ｖrefを電池温度Ｔに応じて適応的に設定することを
特徴としている。

【００１３】この際、前記複数の二次電池の温度を、そ
の全体的なまとまりとして一括して検出しても良いが、
例えば請求項５に記載するように、各二次電池毎にそれ
ぞれ検出するようにしても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態に係る二次電池の充電装置について説明する。図
１は第１の実施形態を示す充電装置の概略構成図で、１
は二次電池ＢＡＴを充電する為の電源である。上記二次
電池ＢＡＴは、例えば１個または直列接続した複数のニ
ッケル水素電池からなる。電源１は、一般的には定電流
定電圧電源が用いられるが、ここでは後述するようにパ
ルス制御によって前記二次電池ＢＡＴに対する充電が制
御されることから、格別に定電流・定電圧特性を備えな
くても良く、或る程度の大きさの充電電流を確保し得る
ものであれば十分である。

【００１５】さて充電装置は、前記電源１と二次電池Ｂ
ＡＴとの間に直列に介挿されたスイッチ２と、このスイ
ッチ２を断続制御して前記二次電池ＢＡＴに対する充電
と休止を繰り返し、これによって該二次電池ＢＡＴをパ
ルス充電するスイッチ制御部（充電制御部）３を備えて
いる。尚、上記スイッチ２は、高速スイッチング動作可
能なパワーＦＥＴ等によって構成される。

【００１６】しかして電圧検出部４は、前記スイッチ制
御部３の制御の下で充電休止期間における前記二次電池
ＢＡＴの開放電圧Ｖoff[ｍＶ]を検出するものであり、
検出された開放電圧Ｖoffは比較器５に与えられて所定
の制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]と比較されている。前記ス
イッチ制御部３は、上述した如く比較器５にて比較され
る前記開放電圧Ｖoffが前記制御閾値電圧Ｖrefに満たな
いとき、所定幅のパルス時間（オン時間）に亘って前記
スイッチ２を導通させることで前記電源１から二次電池
ＢＡＴに対して充電電流を流して該二次電池ＢＡＴをパ
ルス充電する。つまりスイッチ制御部３は、前記開放電
圧Ｖoffが前記制御閾値電圧Ｖrefに満たないときにスイ
ッチ２をオン動作させて充電を開始し、予め設定された
所定の時間に亘って二次電池ＢＡＴを充電した後、前記
スイッチ２をオフ動作させることで充電と休止とを交互
に繰り返し、これによって二次電池ＢＡＴをパルス充電
する如く構成されている。

【００１７】さてここで本装置が特徴とするところは、
例えばサーミスタからなる温度センサ６を用いて前記二
次電池ＢＡＴの温度Ｔ[℃]を検出する温度検出部７を備
え、更にこの温度検出部７にて検出された電池温度Ｔに
従って前述した制御閾値電圧Ｖrefを適応的に設定する
電圧設定部８を備えている点にある。この電圧設定部８
は、例えば電池温度Ｔに対応する制御閾値電圧Ｖrefを
予め記憶したテーブル（メモリ）として実現されるもの
であっても良く、或いは後述するように検出された電池
温度Ｔに応じて、所定の演算式の下で最適な制御閾値電
圧Ｖrefを算出し、これを比較器５に出力するものであ
っても良い。

【００１８】しかして前記電圧設定部８は、前記二次電
池ＢＡＴを構成するニッケル水素電池の個数がＮ[個]で
あるとき、前述した如く検出される二次電池ＢＡＴの温
度Ｔ[℃]をｘとして前記制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]を、 (1425−ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1475−ｘ)・Ｎ なる条件式に示される変数ｙとして設定するように構成
されている。即ち、二次電池ＢＡＴに対する充電を前述
した如くパルス制御して実行するに際して、その最適な
制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]が該二次電池ＢＡＴの温度Ｔ
[℃]に依存することを見出し、これに着目して前記電圧
設定部８においては上述した条件式の下で電池温度Ｔ
[℃]に応じた制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]を適応的に設定
するものとなっている。具体的には電池温度Ｔに応じ
て、例えば図２に示すように如く設定される範囲の下で
制御閾値電圧Ｖrefを設定するものとなっている。

【００１９】この条件式（制御閾値電圧Ｖrefの設定範
囲）について説明すると、本発明者は前記制御閾値電圧
Ｖref[ｍＶ]を変えて二次電池ＢＡＴ（ニッケル水素電
池）を所定時間に亘ってパルス充電した後、該二次電池
ＢＡＴを所定の放電条件で放電させると言う充放電サイ
クルを繰り返し実行し、各サイクル毎にその電池電圧が
所定の判定電圧に達するまでの時間に従ってその放電容
量（充電容量）を算出した。具体的にはＡＡサイズの通
常のニッケル水素電池からなる二次電池ＢＡＴを、その
定格充電電流に対して２倍の充電電流（２ＣmＡ）で１
時間に亘ってパルス充電した後、当該二次電池を放電電
流１ＣmＡで放電させ、その放電電圧（開放電圧）Ｖoff
が１.０[Ｖ]に達するまでの時間から、該二次電池ＢＡ
Ｔの放電容量（充電容量）を算出した。特に二次電池Ｂ
ＡＴの雰囲気温度（電池温度Ｔ）を変えながら上記計測
を行った。

【００２０】そして常温（２０℃）での１サイクル目に
おける放電容量を基準として、温度Ｔおよび制御閾値電
圧Ｖrefを異ならせた各種条件下での放電容量比を求め
た。また同時に上記各条件下での充放電サイクルにおい
て、その放電容量が１サイクル目の放電容量の８０％ま
で低下したときのサイクル数をそれぞれ求め、常温での
サイクル数を基準とするサイクル数比を求めた。尚、こ
の実験は電池温度Ｔに対して、前記制御閾値電圧Ｖref
を表１に示すように設定して行った。また[ ]を付して
示す制御閾値電圧Ｖrefは、前記条件式で示される範囲
外の値であり、比較例を示している。

【００２１】

【表１】

【００２２】しかして上述した如く求められた放電容量
比およびサイクル数比を、電池温度Ｔをパラメータとし
て前記制御閾値電圧Ｖrefの変化に対してプロットした
ところ、図３に示すような傾向があることが明らかとな
った。尚、図３において実線は放電容量比の変化を示し
ており、破線はサイクル数比の変化を示している。そこ
で二次電池ＢＡＴを良好に充電している制御閾値電圧Ｖ
refの範囲について検証したところ、図３に示すように
電池温度Ｔ毎に或る一定の幅を有することが見出され
た。ちなみに制御閾値電圧Ｖrefが上記最適範囲よりも
低くなったときには、その放電容量比と共にサイクル数
比が低下していることから、二次電池ＢＡＴが十分に充
電されていないと考えられる。また制御閾値電圧Ｖref
が上記最適範囲よりも高くなった場合には、放電容量比
がさほど低下していないにも拘わらずそのサイクル数比
が大幅に低下することから、過充電によってその充放電
サイクル寿命が短くなったと考えられる。

【００２３】また、例えば電気自動車の電源として用い
られる大電流用のニッケル水素電池からなる二次電池Ｂ
ＡＴについても同様な実験を行い、表２に示すように温
度Ｔおよび制御閾値電圧Ｖrefを異ならせた各種条件下
での放電容量比と、そのサイクル数比を求めた。尚、上
記大電流用のニッケル水素電池は、定格充電電流に対し
て、例えば５ＣmＡ以上の大きな放電電流を得るべく、
その電極の構成・構造や集電板とのコンタクト構造を工
夫することで、その内部インピーダンスを十分に低くし
たものである。また上記実験は、上記二次電池を充電電
流２ＣmＡで１時間に亘ってパルス充電した後、放電電
流５ＣmＡで放電させて該二次電池ＢＡＴの放電容量
（充電容量）を算出した。

【００２４】

【表２】

【００２５】このようにして求められた放電容量比およ
びサイクル数比を、先の実験例と同様に電池温度Ｔをパ
ラメータとして前記制御閾値電圧Ｖrefの変化に対して
プロットしたところ、図４に示すような傾向があること
が明らかとなった。しかもこの場合においても、二次電
池ＢＡＴを良好に充電している制御閾値電圧Ｖrefの範
囲については、図４に示すように電池温度Ｔ毎に或る一
定の幅を有することが見出された。特に制御閾値電圧Ｖ
refの最適範囲が、先の実験例に比較してその上限側に
大きく拡がることが確認された。この制御閾値電圧Ｖre
fの最適範囲の拡大は、該二次電池ＢＡＴの内部インピ
ーダンスが前述したように低く押さえられており、この
結果、充電に伴う内部発熱が少なくなったことによるも
のと考えられる。

【００２６】そこで上述した各電池温度Ｔと、制御閾値
電圧Ｖrefの最適範囲との関係に着目したところ、図２
に示すように前述したパルス充電を制御するに最適な制
御閾値電圧Ｖrefが、電池温度Ｔに依存する特定の関係
を有することが見出された。特に二次電池ＢＡＴを十分
に充電し得る制御閾値電圧Ｖrefの下限値は、電池温度
Ｔ[℃]を独立変数ｘとしたときの従属変数ｙとして ｙ＝ 1425−ｘ なる１次式で表現されることを見出した。また通常の二
次電池ＢＡＴを過充電することのない制御閾値電圧Ｖre
fの上限値は、同様にして ｙ＝ 1445−ｘ なる１次式（破線で示す特性）で表現され、更に前述し
た如く内部インピーダンスを低く設定した大電流用の二
次電池ＢＡＴに対する制御閾値電圧Ｖrefの過充電を招
来することのない上限値は ｙ＝ 1475−ｘ なる１次式で表現されることを見出した。

【００２７】そこで本発明に係る電圧設定部８において
は、上述した条件式の下で二次電池ＢＡＴを構成するニ
ッケル水素電池の個数Ｎに応じて、電池温度Ｔ[℃]に応
じた制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]を (1425−ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1475−ｘ)・Ｎ なる範囲で適応的に設定するものとなっている。特に電
池温度Ｔが９０℃、また−４０℃とその温度限界を超え
たとき、図３および図４にそれぞれ示すように電池性能
自体が著しく劣化することから、−３０℃〜８０℃の電
池温度範囲において、上述した如く制御閾値電圧Ｖref
を設定するものとなっている。

【００２８】尚、更に安定した充電制御を達成する場合
には、上記制御閾値電圧Ｖrefを (1430−ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1470−ｘ)・Ｎ なる範囲で設定するようにすれば良く、また電池温度Ｔ
に関しても−２０℃〜７０℃の範囲に抑えるようにすれ
は良い。ちなみに電池温度Ｔが上記温度範囲を外れるよ
うな場合には、安全性等の観点からパルス充電自体を停
止させることが望ましい。

【００２９】かくして上述した如く電池温度Ｔに応じて
最適な制御閾値電圧Ｖrefを設定して二次電池ＢＡＴに
対するパルス充電を制御する本充電装置によれば、例え
ば図５に示すように効率的に二次電池ＢＡＴを充電する
ことができ、該二次電池ＢＡＴが過充電となる前にその
満充電を検出して充電処理を停止することができる。し
かも充電電流の大きさに拘わることなく、ほぼ一定の開
放電圧Ｖoffの変化の下で二次電池ＢＡＴをパルス充電
することができ、満充電に近付いたときには、これに伴
って充電休止時間が長くなるので電池温度Ｔの変化を殆
ど招くことなくその満充電を検出することが可能とな
る。

【００３０】尚、充電電流が２ＣｍＡと大きいときに
は、その充電初期時における大電流での急速なパルス充
電によって多少電池温度Ｔが上昇するが、その開放電圧
Ｖoffが前述した制御閾値電圧Ｖrefを越えた後には、そ
のパルス充電間隔（充電休止期間）が長くなるので、上
記電池温度Ｔは略安定する。従って充電電流の大きさに
拘わることなく、二次電池ＢＡＴを安定に充電すること
が可能となり、過充電に至る前にその満充電を検出して
充電処理を停止することが可能となる。

【００３１】ところで本発明は次のように実施すること
も可能である。図６に示す充電装置は、直列に接続され
た複数の二次電池ＢＡＴ（Ｂａ,Ｂｂ,〜Ｂｎ）を一括し
てパルス充電するもので、特に各二次電池ＢＡＴ毎に、
当該二次電池ＢＡＴをその直列回路から切り離すバイパ
ス回路９（９ａ,９ｂ,〜９ｎ）を設けたことを特徴とし
ている。尚、これらのバイパス回路９は、各二次電池Ｂ
ＡＴの正極に第１端子を接続すると共に該二次電池ＢＡ
Ｔの負極に第２端子を接続して択一的に導通して、その
共通端子からの電流路を切り換える一対のパワーＦＥＴ
からなる。

【００３２】しかして各二次電池ＢＡＴ（Ｂａ,Ｂｂ,〜
Ｂｎ）には、その開放電圧Ｖoffを検出する電圧検出部
４（４ａ,４ｂ,〜４ｎ）がそれぞれ設けられると共に、
検出した開放電圧Ｖoffを前述した如く制御閾値電圧Ｖr
efとそれぞれ比較する比較器５（５ａ,５ｂ,〜５ｎ）が
それぞれ設けられる。またここでは前述した如く直列接
続された複数の二次電池ＢＡＴの電池温度Ｔを、温度セ
ンサ６を用いて一括して検出する温度検出部７が組み込
まれており、電圧設定部８において上記電池温度Ｔに応
じて前記制御閾値電圧Ｖrefが設定されるようになって
いる。

【００３３】尚、上記各二次電池ＢＡＴ毎に、温度セン
サ６、温度検出部７、および電圧設定部８からなる制御
ユニットを組み込んで個々の二次電池ＢＡＴ毎にその制
御閾値電圧Ｖrefを設定するようにしても良い。即ち、
前述した図１に示す実施形態の制御部をユニット化し、
これを個々の二次電池ＢＡＴに組み込むようにしても良
い。このような構成とすればその構成が多少複雑化する
が、直列に接続された複数の二次電池ＢＡＴの環境温度
が異なる場合、或いは各二次電池ＢＡＴの性能が異なる
場合にも、各二次電池ＢＡＴ毎に効果的な充電制御を行
うことが可能となる。しかし、複数の二次電池ＢＡＴに
おける環境温度の違いが殆どないような場合には、図６
に示すように構成した方が、装置構成の簡素化を図る上
で好ましい。

【００３４】しかして二次電池ＢＡＴに対するパルス充
電を制御するスイッチ制御部３は、前述したスイッチ２
の作動を制御する充電制御部３ａを備えると共に、前記
バイパス回路９（９ａ,９ｂ,〜９ｎ）をそれぞれ選択的
に作動させるバイパス制御部３ｂを備えて構成される。
上記充電制御部３ａは、前記比較器５（５ａ,５ｂ,〜５
ｎ）において開放電圧Ｖoffが前記制御閾値電圧Ｖrefを
下回った二次電池ＢＡＴが少なくとも１つ検出されたと
き、前記スイッチ２を導通させてパルス充電を再開させ
る役割を担う。また前記バイパス制御部３ｂは、開放電
圧Ｖoffが前記制御閾値電圧Ｖrefを越えている二次電池
ＢＡＴに対して、そのバイパス回路９（９ａ,９ｂ,〜９
ｎ）を作動させて当該二次電池ＢＡＴをその充電路から
切り離す役割を担う。従ってバイパス回路９（９ａ,９
ｂ,〜９ｎ）の選択的な作動により、その直列回路から
切り離された二次電池ＢＡＴがあるならば、前記充電制
御部３ａの制御の下でスイッチ２が導通駆動されたとし
ても、当該二次電池ＢＡＴに対してはパルス充電がなさ
れないようになっている。

【００３５】かくしてこのように構成された充電装置に
よれば、直列に接続された複数の二次電池ＢＡＴの充電
状態（電池性能）が異なる場合であっても、その開放電
圧Ｖoffが逸早く制御閾値電圧Ｖrefに達した二次電池Ｂ
ＡＴが、バイパス回路９の作動によってその直列回路か
ら切り離されるので、残された二次電池ＢＡＴ（開放電
圧Ｖoffが制御閾値電圧Ｖrefに達していない二次電池Ｂ
ＡＴ）に対してだけパルス充電が行われる。そしてバイ
パス回路９によって直列回路から切り離された二次電池
ＢＡＴであっても、その開放電圧Ｖoffが制御閾値電圧
Ｖrefを下回った場合には、そのバイパス回路９が再び
遮断（オフ）されてその直列回路に組み込まれるので、
再度、その二次電池ＢＡＴに対するパルス充電が行われ
ることになる。従って直列に接続した複数の二次電池Ｂ
ＡＴを一括して効率的に充電することが可能となる。

【００３６】また前述したように個々の二次電池ＢＡＴ
毎に、その電池温度Ｔに応じて制御閾値電圧Ｖrefを適
応的に設定するようにしたならば、各二次電池ＢＡＴの
環境温度の違いに対処することができるので、例えば複
数の二次電池ＢＡＴを直列に接続して該二次電池ＢＡＴ
を電源とする装置（例えば電気自動車）に実装した状態
のまま、これを充電するような場合にも、各二次電池Ｂ
ＡＴを効果的に充電することが可能となる。

【００３７】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば二次電池としてリチウムイオン
電池を用いる場合にも、同様にその電池温度Ｔに応じて
制御閾値電圧Ｖrefを適応的に設定するようにすれば良
い。但し、この場合における電池温度Ｔに応じた最適な
制御閾値電圧Ｖrefの範囲は、前述したニッケル水素電
池の場合と異なることは言うまでもない。また通常のニ
ッケル水素電池に対して充電制御を行う場合には、前述
した図３の特性に示されるように電池温度Ｔ[℃]に応じ
た制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]を (1425−ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1445−ｘ)・Ｎ なる範囲で適応的に設定すれば良いことは言うまでもな
い。

【００３８】更には電池温度Ｔに適応した制御閾値電圧
Ｖrefをテーブルデータとして与えるような場合には、
例えば予め設定した複数のサンプル温度Ｔ毎に求めた複
数の制御閾値電圧Ｖrefを、検出した電池温度に従って
内挿補間する等して最適な制御閾値電圧Ｖrefを設定す
るようにすれば良い。その他、本発明はその要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、二
次電池のパルス充電を制御するに際して、その開放電圧
の判定に用いる制御閾値電圧Ｖrefを、電池温度に応じ
て適応的に最適設定するので、過充電に至る前にその満
充電を確実に検出することができる。特に充電制御自体
を変更することなく上記制御閾値電圧Ｖrefを電池温度
に応じて適応的に設定するだけで、制御充電不足や過充
電を招来することなく、また充電電流値の大きさに拘わ
ることなく二次電池を効率的に充電することかできる。

【００４０】また複数の二次電池を直列に接続して一括
して充電する場合には、その開放電圧に応じて作動する
バイパス回路を用いて二次電池を選択的に充電回路から
切り離すので、これらの二次電池を効率的に充電するこ
とができ、また必ずしも定電流電源を必要としないの
で、電源の簡素化を図り得る等の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る二次電池の充電装置
の概略構成図。

【図２】図１に示す充電装置において、電池温度Ｔに応
じて最適設定される制御閾値電圧Ｖrefの範囲を示す
図。

【図３】制御閾値電圧Ｖrefによって変化する二次電池
（ニッケル水素電池）の放電容量比とサイクル数比とを
電池温度Ｔをパラメータとして示す図。

【図４】制御閾値電圧Ｖrefによって変化する二次電池
（大電流用ニッケル水素電池）の放電容量比とサイクル
数比とを電池温度Ｔをパラメータとして示す図。

【図５】本充電装置による二次電池の充電特性を示す
図。

【図６】本発明の別の実施形態に係る充電装置の構成例
を示す図。

【図７】従来の充電制御による満充電検出の例を示す
図。

【符号の説明】

ＢＡＴ（Ｂａ,Ｂｂ,〜Ｂｃ） 二次電池 １ 電源 ２ スイッチ（パルス充電制御） ３ スイッチ制御部 ３ａ 充電制御部 ３ｂ バイパス制御部 ４（４ａ,４ｂ,〜４ｃ） 電圧検出部 ５（５ａ,５ｂ,〜５ｃ） 比較器 ６ 温度センサ ７ 温度検出部 ８ 電圧設定部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池の充電休止時における該二次電
   池の開放電圧を検出する手段と、検出された開放電圧が
   制御閾値電圧よりも低いとき前記二次電池に対する充電
   電流を断続制御して該二次電池をパルス充電する充電制
   御手段と、前記二次電池の温度を検出する手段と、検出
   された温度に応じて前記制御閾値電圧を設定する手段と
   を具備したことを特徴とする二次電池の充電装置。
2. 【請求項２】 前記二次電池は、１個または直列接続さ
   れた複数のニッケル水素電池であって、その個数をＮ、
   検出された電池温度Ｔ[℃]をｘ、前記制御閾値電圧Ｖre
   f[ｍＶ]をｙとしたとき (1425−ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1475−ｘ)・Ｎ なる条件式の下で前記制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]を可変
   設定することを特徴とする請求項１に記載の二次電池の
   充電装置。
3. 【請求項３】 直列に接続された複数の二次電池にそれ
   ぞれ設けられて各二次電池をその直列回路から選択的に
   切り離すバイパス回路と、前記各二次電池の開放電圧を
   それぞれ検出する手段と、検出された開放電圧が制御閾
   値電圧以上のとき当該二次電池に設けられたバイパス回
   路を作動させるバイパス制御手段と、前記二次電池の開
   放電圧が制御閾値電圧よりも低いとき前記二次電池に対
   する充電電流を断続制御して該二次電池をパルス充電す
   る充電制御手段と、前記二次電池の温度を検出する手段
   と、検出された温度に応じて前記制御閾値電圧を設定す
   る手段とを具備したことを特徴とする二次電池の充電装
   置。
4. 【請求項４】 前記各二次電池は、１個または直列接続
   された複数のニッケル水素電池からなり、前記各二次電
   池におけるニッケル水素電池の個数をＮ、検出された電
   池温度Ｔ[℃]をｘ、前記制御閾値電圧Ｖref[ｍＶ]をｙ
   としたとき (1425−ｘ)・Ｎ≦ｙ≦ (1475−ｘ)・Ｎ なる条件式の下で前記各二次電池毎にその制御閾値電圧
   Ｖref[ｍＶ]を可変設定することを特徴とする請求項３
   に記載の二次電池の充電装置。
5. 【請求項５】 前記電池温度は、前記二次電池毎に検出
   されることを特徴とする請求項４に記載の二次電池の充
   電装置。