JP2000253596A

JP2000253596A - ２次電池充電装置と充電方法

Info

Publication number: JP2000253596A
Application number: JP11051226A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Ishikawa; 隆一石川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電池特性の劣化を招来しないように２次電池
を充電する充電装置を提供する。【解決手段】携帯機器１に内蔵された２次電池を充電
する充電装置において、２次電池11の電池残量を検出す
る電池残量検出手段12と、時刻を計時する計時手段14
と、時刻を設定する時刻設定部15と、電池残量検出手
段、計時手段及び時刻設定部から取得したデータを基に
充電を制御する充電制御手段13とを設け、充電制御手段
が、電池残量検出手段によって検出された電池残量から
充電の所要時間を求めて、決められた時刻までに充電を
終了するための充電開始時刻を設定し、計時手段によっ
て計時された時刻が充電開始時刻に達したとき、充電を
開始するようにしている。２次電池が満充電の状態で放
置される時間を減らして、電池特性の劣化を抑えること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン電
池などの２次電池を充電する充電装置とその充電方法に
関し、特に、満充電による２次電池の特性の劣化を抑え
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、リチウムイオン２次電池は、小型
で軽いため、ハンディターミナル、ＰＤＡ（personal d
igital assistant）、ハンドヘルドコンピュータ、携帯
電話などの各種の携帯機器において駆動用電源として広
く利用されている。

【０００３】リチウムイオン２次電池は、図７に示すよ
うに、十分に充電を行った後の満充電状態（電池残量が
１００％の状態）の電圧が４．２Ｖ〜４．１Ｖである。
この電圧は放電によって低下し、３．０Ｖ前後になると
電池残量が０％になり、放電が停止するように制御され
る。

【０００４】また、リチウムイオン２次電池の充電は、
一般に定電流−定電圧充電という制御方法で行われる。
この方法では、図８に示すように、充電の初期には定電
流充電が行われ、このとき、電池の電圧は充電とともに
上昇する。そして、この電圧が満充電の電圧（４．２Ｖ
〜４．１Ｖ）に近づくと、定電圧充電に切り替えられ
て、満充電になるまで定電圧充電が続けられ、満充電と
判断されると充電が停止される。

【０００５】例えば、業務用の携帯機器の場合では、就
業時に、満充電の状態に維持されたリチウムイオン２次
電池を内蔵する携帯機器が営業マンに貸与され、営業マ
ンは、この携帯機器を携帯して営業活動を実施する。業
務が終了すると、この携帯機器を充電台にセットして帰
宅する。

【０００６】充電台にセットされた携帯機器のリチウム
イオン２次電池には、充電が開始される。

【０００７】図５は、このときの充電制御の動作フロー
示している。ステップ11：充電台にセットされた携帯機器に内蔵され
ているリチウムイオン２次電池の電池残量が検出され、ステップ12：満充電かどうかが判定され、ステップ13：満充電でない場合には、充電が開始され
る。ステップ14：充電を続けながら、満充電になったかどう
かがチェックされ、ステップ15：満充電になった場合には充電が終了され
る。

【０００８】こうして、リチウムイオン２次電池が満充
電の状態に達すると、充電台からリチウムイオン２次電
池への電力供給が停止され、携帯機器は、そのままの状
態で就業時まで保持される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、リチウムイオ
ン２次電池では、満充電の状態の累積時間が長くなる
と、電池内部で化学変化が生じ、再充電したときの容量
回復率が低下することが知られている。この電池特性の
劣化は、充電率が低い場合には発生しない。図９は、
「移動通信ハンドブック」（斎藤忠夫・立川敬二編、株
式会社オーム社、平成７年１１月１５日発行、ｐ．１４
４）に記載されている、リチウムイオン２次電池の容量
回復率（左縦軸）と満充電状態での保存期間（月）（横
軸）との関係を示した図であり、温度が上昇する程、容
量回復率の低下の割合が大きくなることが示されてい
る。

【００１０】図６は、先の業務用の携帯機器における充
電のタイムチャートを示している。一日の業務を終え、
携帯機器の使用が終了すると、携帯機器は充電台にセッ
トされ、充電が開始される。そして、充電が終了する
と、翌日の就業時まで満充電状態のまま放置されるが、
この間に電池の劣化が進むことになる。

【００１１】本発明は、こうした点に着目して考案した
ものであり、電池特性の劣化を招来しないように２次電
池を充電する充電装置と、その充電方法とを提供するこ
とを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、２
次電池の電池残量を検出する電池残量検出手段と、時刻
を計時する計時手段と、時刻を設定する時刻設定手段
と、電池残量検出手段、計時手段及び時刻設定手段から
取得したデータを基に充電を制御する充電制御手段とを
設け、決められた時刻までに充電を終了するための所要
時間を計算して充電の開始時刻を決定し、その時刻にな
るまでは充電を開始しないようにしている。

【００１３】そのため、２次電池が満充電の状態で放置
される時間を減らすことができ、２次電池の特性劣化を
抑えることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、２次電
池を充電する充電方法において、２次電池を電源として
使用する機器の使用開始時刻から充電の所要時間を減算
して充電の開始時刻を設定するようにしたものであり、
２次電池が満充電の状態で放置される時間を減らすこと
ができ、２次電池の特性劣化を抑制することができる。

【００１５】請求項２に記載の発明は、２次電池を充電
する充電装置において、２次電池の電池残量を検出する
電池残量検出手段と、時刻を計時する計時手段と、時刻
を設定する時刻設定手段と、電池残量検出手段、計時手
段及び時刻設定手段から取得したデータを基に充電を制
御する充電制御手段とを設け、充電制御手段が、電池残
量検出手段によって検出された電池残量から充電の所要
時間を求めて、決められた時刻までに充電を終了するた
めの充電開始時刻を設定し、計時手段によって計時され
た時刻がこの充電開始時刻に達したとき、充電を開始す
るようにしたものであり、２次電池が満充電の状態で放
置される時間を減らすことができる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、この電池残量検
出手段、計時手段、充電制御手段及び時刻設定手段を、
前記機器に設けたものであり、この携帯機器を充電台に
セットして充電するときに、２次電池の満充電状態での
放置時間が少なくなるように充電開始時刻が設定され
る。

【００１７】請求項４に記載の発明は、電池残量検出手
段、計時手段、充電制御手段及び時刻設定手段を、２次
電池を充電する充電台に設けたものであり、この充電台
に携帯機器をセットした場合には、携帯機器の２次電池
が満充電状態のまま放置されることが無いように、充電
の開始時刻が設定される。

【００１８】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００１９】図１は、ハンディターミナル、ＰＤＡ、ハ
ンドヘルドコンピュータ、携帯電話など、リチウムイオ
ン電池11が内蔵された携帯機器１を電池充電器２にセッ
トした状態を示している。

【００２０】この携帯機器１は、リチウムイオン電池11
の電池残量を検出する電池残量検出部12と、時間を計時
する時間検出部14と、時刻を設定する時刻設定部15と、
リチウムイオン電池11の充電を制御する充電制御部13と
を備えている。

【００２１】この電池残量検出部12は、例えば、リチウ
ムイオン電池11の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバー
タで構成され、時刻設定部15は、数字を入力するテンキ
ーで構成され、時間検出部14は、時計機能を持つリアル
タイムクロックＩＣで構成される。また、充電制御部13
は、データを処理するマイコンと、電池を充電するため
の電流や電圧を制御する回路とから構成される。

【００２２】この充電制御部13の動作を図３のフロー図
に示している。図３のフローに先立ち、充電を終了すべ
き時刻をあらかじめ時刻設定部15に設定しておく。

【００２３】ステップ１：携帯機器１が充電台２に置か
れると、充電制御部13は、電池残量検出部12によって検
出されたリチウムイオン電池11の電池残量の値を取得
し、ステップ２：満充電かどうかを判定する。満充電でない
場合には、ステップ３：電池残量から充電に必要な時間ｈを算出
し、ステップ４：ユーザによって指定された、充電が終了す
べき時刻から時間ｈを減算して、充電を開始させるべき
時刻を逆算し、充電開始時刻を設定する。

【００２４】ステップ５：時間検出部14によって計時さ
れた時刻が充電開始時刻に達したかどうかを監視し、充
電開始時刻に達すると、ステップ６：充電を開始する。

【００２５】ステップ７：充電を続けながら、電池残量
検出部12の検出結果に基づいて満充電になったかどうか
をチェックし、ステップ８：満充電になった場合には充電を終了する。

【００２６】図４は、この場合の携帯機器１における充
電のタイムチャートを示している。一日の業務を終え、
携帯機器１の使用が終了すると、携帯機器１は充電台２
にセットされる。しかし、携帯機器１の次の使用開始時
点から逆算した充電開始時刻に達するまではリチウムイ
オン電池11に対する充電は行われない。そして、充電開
始時刻になると始めて充電が開始され、この充電によっ
て携帯機器の使用開始時刻に合わせてリチウムイオン電
池11は満充電となり、充電が終了する。

【００２７】この携帯機器は、リチウムイオン電池11が
満充電となると、直ぐに使用が開始されるため、リチウ
ムイオン電池11が満充電である期間は極めて短い。その
結果、満充電状態の累積時間が減少し、リチウムイオン
電池の特性の劣化が抑制される。

【００２８】このように、２次電池を内蔵する携帯機器
の使用開始時刻が決まっている場合に、その使用開始時
刻またはその少し前の時点で満充電となるように、２次
電池の充電開始時刻を設定することにより、２次電池の
特性劣化を抑制することが可能になる。

【００２９】なお、図１の装置では、充電制御機構を携
帯機器の側に設けているが、図２に示すように、電池残
量検出部22、充電制御部23、時間検出部24及び時刻設定
部25を電池充電器２の側に設けるように構成しても良
い。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の充電装置及び充電方法は、携帯機器に内蔵された２次
電池が満充電の状態のまま放置される時間を減らすこと
ができ、２次電池の特性劣化を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における充電装置の構成を示
すブロック図、

【図２】本発明の実施形態における充電装置の他の構成
を示すブロック図、

【図３】本発明の実施形態における充電方法の手順を示
すフロー図、

【図４】本発明の実施形態における充電方法を示すタイ
ムチャート、

【図５】従来の充電方法の手順を示すフロー図、

【図６】従来の充電方法を示すタイムチャート、

【図７】リチウムイオン電池の放電特性を示す図、

【図８】リチウムイオン電池の充電特性を示す図、

【図９】リチウムイオン電池の充電状態での保持期間と
容量回復率との関係を示す図である。

【符号の説明】

１携帯機器２電池充電器 11 リチウムイオン電池 12、22 電池残量検出部 13、23 充電制御部 14、24 時間検出部 15、25 時刻設定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次電池を充電する充電方法において、
前記２次電池を電源として使用する機器の使用開始時刻
から前記充電の所要時間を減算して前記充電の開始時刻
を設定することを特徴とする充電方法。
【請求項２】２次電池を充電する充電装置において、
前記２次電池の電池残量を検出する電池残量検出手段
と、時刻を計時する計時手段と、時刻を設定する時刻設
定手段と、前記電池残量検出手段、計時手段及び時刻設
定手段から取得したデータを基に前記充電を制御する充
電制御手段とを備え、前記充電制御手段が、前記電池残
量検出手段によって検出された電池残量から前記充電の
所要時間を求めて、決められた時刻までに充電を終了す
るための充電開始時刻を設定し、前記計時手段によって
計時された時刻が前記充電開始時刻に達したとき、前記
充電を開始することを特徴とする充電装置。
【請求項３】前記電池残量検出手段、計時手段、充電
制御手段及び時刻設定手段が、前記機器に設けられてい
ることを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】前記電池残量検出手段、計時手段、充電
制御手段及び時刻設定手段が、前記２次電池を充電する
充電台に設けられていることを特徴とする請求項２に記
載の充電装置。