JP2000341871A - 充電装置及び充電方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の充電池を同時に効率よく急速充電する
ことができる充電装置を提供すること。 【解決手段】 直列接続されている複数の前記充電池Ｂ
１、Ｂ２に対して、充電電流Ｉ及び充電電圧Ｖを印加す
るための電源部１１０と、前記電源部１１０から出力さ
れる前記充電電流Ｉを制御するための電流制御部１３０
と、前記電源部１１０から出力される前記充電電圧Ｖを
制御するための電圧制御部１４０と、複数の前記充電池
Ｂ１、Ｂ２に対する前記充電電流Ｉ及び前記充電電圧Ｉ
の印加をＯＮ／ＯＦＦするため、複数の前記充電池Ｂ
１、Ｂ２に対してそれぞれ並列接続されている複数のス
イッチＳ１、Ｓ２と、前記電流制御部１３０、前記電圧
制御部１４０及び複数の前記スイッチＳ１、Ｓ２の動作
を制御すると共に、複数の前記充電池Ｂ１、Ｂ２におけ
るそれぞれの電池電圧Ｅ１、Ｅ２を測定する機能を有す
る制御部１００とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充電装置の改良、
特に、複数の充電池を急速に充電する充電装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の充電装置の一例を示す構成
図であり、図６を参照して充電装置１について説明す
る。図６（Ａ）の充電装置１は、充電回路２、スイッチ
Ｓ１、Ｓ２等を有しており、２つの充電池Ｂ１、Ｂ２が
充電回路２に対してそれぞれ並列に接続されている。充
電回路２は、充電池Ｂ１もしくは充電池Ｂ２に対してた
とえば充電池１本分の充電電流及び充電電圧を出力する
ものである。また、各充電池Ｂ１、Ｂ２への充電のＯＮ
／ＯＦＦは、スイッチＳ１、Ｓ２がそれぞれＯＮ／ＯＦ
Ｆする事によって制御されている。

【０００３】次に、図６の充電装置１の動作例について
説明する。なお、以下に示す充電方法はスタガー充電方
式と呼ばれている。図６（Ｂ）はスイッチＳ１、Ｓ２の
タイミングチャートを示す図であるが、図６（Ｂ）にお
いて、まずスイッチＳ１が閉じて（ＯＮ状態）、スイッ
チＳ２が開く（ＯＦＦ状態）。すると、充電池Ｂ１に対
して充電が開始される一方、充電池Ｂ２に対して充電が
行われない。充電池Ｂ１の充電が終了すると、スイッチ
Ｓ１が開いてスイッチＳ２が閉じる。すると、充電池Ｂ
１への充電が停止して、充電池Ｂ２に対して充電が行わ
れる。そして、充電池Ｂ２について充電が終了すると、
スイッチＳ１、Ｓ２がともにＯＦＦ状態となり、充電池
Ｂ１、Ｂ２に対して充電が終了する。

【０００４】図７は従来の充電池の別の一例を示す構成
図であり、図７を参照して充電装置１Ａについて説明す
る。なお、図７（Ａ）の充電装置１Ａは図６（Ａ）の充
電装置１とほぼ同一の構成を有しているため、同一の部
位には同一の符号を付してその説明を省略する。また、
図７（Ｂ）はスイッチＳ１、Ｓ２のタイミングチャート
を示す図であり、図７を参照して充電装置１Ａの動作例
について説明する。なお、以下に示す充電方法は時分割
充電方式と呼ばれている。

【０００５】まず、充電回路２Ａから所定の充電電流及
び充電電圧が印加される。このとき、スイッチＳ１は閉
じておりスイッチＳ２は開いている。すると、充電池Ｂ
１のみ充電が行われ充電池Ｂ２には充電が行われない。
そして、所定の時間が経過すると、スイッチＳ１が開く
と同時にスイッチＳ２が閉じられる。すると、充電池Ｂ
１の充電が停止するとともに、充電池Ｂ２の充電が開始
される。その後、所定の時間が経過すると、またスイッ
チＳ１が閉じるとともにスイッチＳ２が開かれ、充電池
Ｂ１の充電が行われる。この作業を繰り返すことによ
り、充電池Ｂ１、Ｂ２に対して充電が行われる。

【０００６】図８は従来の充電装置の別の一例を示す構
成図であり、図８を参照して充電装置１Ｂについて説明
する。図８（Ａ）の充電装置１Ｂは、充電回路２Ｂ、ダ
イオード４ａ、４ｂ等を有しており、充電装置１Ｂは、
充電池Ｂ１、Ｂ２に対して充電池２本分の充電電流及び
充電池１本分の充電電圧を出力するものである。充電池
Ｂ１、Ｂ２は充電回路２Ｂとそれぞれ並列接続されてお
り、各充電池Ｂ１、Ｂ２にはダイオード４ａ、４ｂがそ
れぞれ直列接続されている。このダイオード４ａ、４ｂ
は、充電池４ａが充電池４ｂを充電し、もしくは充電池
４ｂが充電池４ａを充電することを防止するため、電流
が一方にしか流れないようにするものである。

【０００７】次に図８（Ｂ）は、充電池Ｂ１、Ｂ２に印
加される電圧の様子を示すタイムチャート図であり、図
８を参照して充電装置１Ｂの動作例について説明する。
なお、以下の充電方法はパラレル充電方式と呼ばれてい
る。図８（Ａ）において充電回路２Ｂから充電池２本分
の充電電流及び１本分の充電電圧が充電池Ｂ１、Ｂ２に
印加される。これにより、充電池Ｂ１、Ｂ２にはそれぞ
れ充電池１本分の充電電流及び充電電圧が印加されるこ
ととなり、充電池Ｂ１、Ｂ２が同時に充電されることと
なる。そして、たとえば−ΔＶ検出方法等によって、充
電池Ｂ１、Ｂ２が−ΔＶを生じたとき充電が終了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した各充電装置
１、１Ａ、１Ｂには以下のような問題点がある。まず、
図６（Ａ）に示す充電装置１において、充電池Ｂ１、Ｂ
２の充電が別々に行われている。このため、充電池Ｂ
１、Ｂ２の両方を充電するためには、充電池複数倍の時
間がかかってしまい、急速充電を行うことができないと
いう問題がある。また、たとえば充電池Ｂ１、Ｂ２の両
方を充電するのに２時間かかる場合において、満充電で
なくとも早く使用するため、１時間で充電を中止してし
まった場合、一方の充電池Ｂ１のみが充電されて充電池
Ｂ２は全く充電されず、充電池Ｂ２については使用でき
ないという問題がある。

【０００９】また、図７（Ａ）に示す充電装置１Ａにお
いて、充電池Ｂ１、Ｂ２の充電が交互に行われている。
従って、充電作業の途中で充電を停止しても、充電池Ｂ
１、Ｂ２の両方に適当量の充電が行われることになる。
しかし、図６（Ａ）の充電装置１と同様に充電回路２Ａ
が充電池１本分の充電電流及び充電電圧を出力するた
め、充電時間の短縮にはならず、急速充電を行うことが
できないという問題がある。このとき、充電回路２Ａが
電池２本分の充電電流を出力すれば、約１／２の充電時
間で充電が完了するため、急速充電が可能になるが、充
電池には２倍の充電電流が流れるため、充電池Ｂ１、Ｂ
２に悪影響を与える。

【００１０】また、充電池１本分の充電電圧（低電圧）
で充電池２本分の充電電流（大電流）を出力するような
充電回路２Ａが必要となる。このため、大電流出力の充
電電源において充電電流Ｉの整流素子やコンバータトラ
ンスの高性能化が要求されるため、充電装置１Ａのコス
トが高くなってしまう。また、図７（Ｂ）に示すよう
に、スイッチＳ１、Ｓ２のスイッチング作業が多くなる
ため、高速大電流のスイッチング素子が必要となり、コ
ストが高くなってしまう。さらに、充電装置１Ａを小型
化することが困難であるという問題がある。

【００１１】図８（Ａ）の充電装置１Ｂにおいて充電を
行う場合、充電回路２Ｂは、２つの充電池を充電すると
きには２倍の充電電流、３つの充電池を充電するときに
は３倍の充電電流を出力する必要がある。従って、たと
えば充電池２本用充電器の場合、充電池１本分の充電電
圧（低電圧）で充電池２本分の充電電流（大電流）を出
力するような充電回路２Ｂが必要となってしまう。この
ため、大電流出力の充電電源において充電電流の整流素
子やコンバータトランスの高性能化が要求されるため、
充電装置１Ａのコストが高くなってしまう。また、充電
装置１Ｂの小型化が困難になってしまうという問題があ
る。さらに、充電電流を各充電池ごとに制御する必要が
あるため、制御回路が複雑になってしまうとともにコス
トも更に高くなってしまうという問題がある。

【００１２】そこで本発明は上記課題を解消し、複数の
充電池を同時に効率よく急速充電することができる充電
装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、直列接続されている複数の充電池に対し
て、充電電流及び充電電圧を印加するための電源部と、
前記電源部から出力される前記充電電流を制御するため
の電流制御部と、前記電源部から出力される前記充電電
圧を制御するための電圧制御部と、複数の前記充電池に
対してそれぞれ直列接続されており、前記充電池からの
逆流を防止するための逆流防止ダイオードと、複数の前
記充電池ごとに前記充電電流及び前記充電電圧の印加を
ＯＮ／ＯＦＦするため、複数の前記充電池と複数の前記
逆流防止ダイオードごとにそれぞれ並列接続されている
複数の充電停止スイッチと、前記電流制御部、前記電圧
制御部及び複数の前記充電停止スイッチの動作を制御す
ると共に、複数の前記充電池におけるそれぞれの電池電
圧を測定する機能を有する制御部とを有する充電装置に
より、達成される。

【００１４】請求項１の構成によれば、複数の充電池を
直列接続させて、この複数の充電池に充電電流及び充電
電圧が印加されることで充電が行われる。また、制御部
は各充電池の電池電圧を測定する機能を有していて、充
電池が所定の電池電圧になると、充電池と並列接続され
ている充電停止スイッチをＯＮしてその充電池への充電
作業を停止させる。複数の充電池を直接接続させた状態
で充電を行うため、充電池複数倍の電圧及び充電池１本
分の電流で充電を行うこととなる。また、各充電池ごと
に充電停止スイッチが並列接続されているとともに電池
電圧が測定されていることで、それぞれ残量が異なる複
数の充電池に対して、各充電池の残量に見合った充電時
間、充電電流及び充電電圧により充電作業を行うことと
なる。

【００１５】上記目的は、請求項２の発明によれば、請
求項１の構成において、前記制御部は、複数の前記充電
池の種類を判別する機能を有しており、複数の前記充電
池の種類によって、所定の前記充電電流及び前記充電電
圧が出力されるように、前記電流制御部及び電圧制御部
を制御する機能を有している充電装置により、達成され
る。請求項２の構成によれば、電池容量の異なる充電未
完了の充電池に対しては、それに見合った充電電流によ
り充電作業を切り換えることができる。

【００１６】上記目的は、請求項６の発明によれば、直
列に接続されている複数の充電池に対して所定の充電電
流及び充電電圧を印加して、複数の前記充電池の電池電
圧をそれぞれ測定しながら充電を行い、複数の前記充電
池のうちいずれかの前記充電池の充電が完了すると、充
電が完了した前記充電池への前記充電電流及び前記充電
電圧の印加を停止して、複数の前記充電池における充電
が完了した前記充電池を除く前記充電池に対応した前記
充電電流及び充電電圧を印加して充電を行う充電方法に
より、達成される。

【００１７】請求項６の構成によれば、複数の充電池を
直列接続させて、この複数の充電池に充電電流及び充電
電圧が印加されることで充電が行われる。また、充電は
各充電池の電池電圧を測定しながら行われ、いずれかの
充電池への充電が完了すると、その充電池への充電作業
を停止させる。その後、充電が完了していない充電池に
対応した充電電流及び充電電圧で、残りの充電池につい
て充電を行う。このように、複数の充電池を直接接続さ
せた状態で充電を行うため、充電池複数倍の電圧及び充
電池一本分の電流で充電を行うこととなる。また、各充
電池ごとに電池電圧が測定されているため、それぞれ残
量が異なる複数の充電池に対して、各充電池の残量に見
合った充電時間、充電電流及び充電電圧により充電作業
を行うこととなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１９】図１は本発明の充電装置の好ましい実施の
形態を示す概略図であり、図１を参照して充電装置１０
について説明する。充電装置１０は、筐体１１、正極端
子１２、負極端子１３、端子位置調整部１４、プリント
基板２０、検出スイッチＳＢ１（ＳＢ２）等を有してい
る。筐体１１は上ケース１１ａと下ケース１１ｂからな
っている。上ケース１１ａには図１（Ｃ）に示すように
充電するための充電池Ｂ１、Ｂ２が収容され、下ケース
１１ｂには図１（Ａ）に示すように端子位置調整部１
４、検出スイッチＳＢ１（ＳＢ２）及びプリント基板２
０が収容されている。また、図１（Ｂ）に示すように、
上ケース１１ａには、充電池Ｂ１、Ｂ２を上ケース１１
ａ内に収容しやすくするための凹部１１ｃが形成されて
いる。

【００２０】図１（Ａ）の正極端子１２は筐体１１の一
端側に固定されており、負極端子１３は筐体１１の他端
側に固定されている。正極端子１２及び負極端子１３は
それぞれプリント基板２０と接続されており、プリント
基板２０を介して充電電流Ｉ及び充電電圧Ｖを充電電池
Ｂ１、Ｂ２に印加するものである。負極端子１３の付近
には端子位置調整部１４が配置されており、端子位置調
整部１４は矢印Ｒ方向に揺動可能に設けられている。端
子位置調整部１４は導電体からなっており、係止片１４
ａ、接触部１４ｂ、絶縁部１４ｃを有している。

【００２１】係止片１４ａは、端子位置調整部１４を矢
印Ｒ方向に揺動させる際、指をかける部位である。接触
部１４ｂは充電池Ｂ１（Ｂ２）の負極側と接触する部位
であり、負極端子１３の接触部１３ａよりも長さｄ１だ
け低く形成されている。また、負極端子１３の接触部１
３ａから接触部１４ｂの長さはｄ２になるように形成さ
れている。これにより、端子位置調整部１４が垂直方向
（矢印Ｚ方向）に位置決めされたとき、たとえば単４電
池の負極部が接触部１４ｂと接触することができる。

【００２２】絶縁部１４ｃは端子位置調整部１４の下部
に形成されており、端子位置調整部１４が垂直方向に位
置決めされたとき、検出スイッチＳＢ１（ＳＢ２）と接
触するようになっている。検出スイッチＳＢ１（ＳＢ
２）はプリント基板２０上に設けられており、絶縁部１
４ｃに押されることによりスイッチが閉じる（ＯＮ）状
態になる。この検出スイッチＳＢ１（ＳＢ２）により、
後述する制御部２００は筐体１１に収容された充電池Ｂ
１、Ｂ２の種類を判別することができる。

【００２３】図２は本発明の充電装置１０の好ましいシ
ステムの概略を示す図であり、図２を参照して充電装置
１０について説明する。充電装置１０にはたとえば２つ
の充電池Ｂ１、Ｂ２が配置されており、２つの充電池Ｂ
１、Ｂ２は直列接続されている。また、充電池Ｂ１、Ｂ
２に対して逆流防止ダイオードＤ１、Ｄ２がそれぞれ直
列に接続されており、充電停止スイッチＳ１あるいは充
電停止スイッチＳ２が閉じた（ＯＮした）場合に、充電
池Ｂ１あるいは充電池Ｂ２のショート（逆流もしくは放
電）を防止する機能を有している。

【００２４】充電池Ｂ１、Ｂ２及び逆流防止ダイオード
Ｄ１、Ｄ２にはそれぞれ充電停止スイッチＳ１、Ｓ２が
並列接続されており、充電停止スイッチＳ１、Ｓ２の開
閉動作は制御部２００によって制御されている。充電停
止スイッチＳ１、Ｓ２は通常開いた（ＯＦＦ）状態にあ
り、充電池Ｂ１、Ｂ２に対して充電が行われ、充電停止
スイッチＳ１、Ｓ２が閉じると（ＯＮされると）、充電
池Ｂ１、Ｂ２に対する充電が停止する。なお、充電停止
スイッチＳ１、Ｓ２が同時にＯＮになることはない。

【００２５】図２の充電装置１０は、電源部であるスイ
ッチング電源部１１０、定電圧電源部１２０、電流制御
部１３０、電圧制御部１４０、フォトカプラ１５０、制
御部２００等を有している。スイッチング電源部１１０
には外部の電源供給部１０１から交流電流及び交流電圧
が供給され、スイッチング電源部１１０は交流電流及び
交流電圧から充電池Ｂ１、Ｂ２を充電するための充電電
流Ｉ及び充電電圧Ｖを生成するものである。定電圧電源
部１２０は、スイッチング電源部１１０から供給される
所定の電圧及び電流に基づいて、電流制御部１３０、電
圧制御部１４０及び制御部２００を駆動するための駆動
電圧Ｖｃｃ（たとえば５（Ｖ））を生成するものであ
る。

【００２６】電流制御部１３０は、所定の充電電流Ｉが
充電池Ｂ１、Ｂ２に対して出力されるようにスイッチン
グ電源部１１０を制御するものである。具体的には、電
流制御部１３０は、制御部２００から充電池Ｂ１、Ｂ２
に対して所定の充電電流Ｉを印加するように指令を受け
ると、その所定の充電電流Ｉがスイッチング電源部１１
０から出力されるように制御する。また、電流制御部１
３０はスイッチング電源部１１０から出力された充電電
流Ｉを充電電流検出抵抗ＲＩ（たとえば０．１（Ω））
を用いて検出し、検出された充電電流Ｉに基づいて常に
所定量の充電電流Ｉをスイッチング電源部１１０から出
力するよう監視している。これにより、充電池Ｂ１、Ｂ
２に過不足なく充電電流Ｉを印加することができる。

【００２７】電圧制御部１４０は、所定の充電電圧Ｖが
充電池Ｂ１、Ｂ２に対して印加されるようにスイッチン
グ電源部１１０を制御するものである。具体的には、電
圧制御部１４０は、制御部２００から充電池Ｂ１、Ｂ２
に対して所定の充電電圧Ｖを印加するように指令を受け
ると、その所定の充電電圧Ｖがスイッチング電源部１１
０から出力されるように制御する。また、電圧制御部１
４０はスイッチング電源部１１０から出力された充電電
圧Ｖを検出し、検出された充電電圧Ｖに基づいて常に所
定量の充電電圧Ｖをスイッチング電源部１１０から出力
するよう監視している。これにより、充電池Ｂ１、Ｂ２
に過不足なく充電電圧Ｖを印加することができる。

【００２８】制御部２００は、上述の通り、電流制御部
１３０、電圧制御部１４０及び充電停止スイッチＳ１、
Ｓ２の動作を制御するとともに、図１及び図２の検出ス
イッチＳＢ１、ＳＢ２のＯＮ／ＯＦＦを判別して充電池
Ｂ１、Ｂ２の種類を判別する機能を有している。また、
制御部２００は充電池Ｂ１、Ｂ２の電池電圧Ｅ１、Ｅ２
をそれぞれ測定する機能を有している。なお、制御部２
００が測定する電池電圧Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ逆流防
止ダイオードＤ１、Ｄ２と充電池Ｂ１、Ｂ２の和の電圧
で表される。

【００２９】フォトカプラ１５０は、電流制御部１３０
及び電圧制御部１４０から送られる制御信号をスイッチ
ング電源部１１０に送るものである。ここで、フォトカ
プラ１５０が用いられているのは、電流制御部１３０及
び電圧制御部１４０とスイッチング電源部１１０を電気
的に絶縁することによって、感電を防止するためであ
る。また、充電装置１０には、外部に充電状態を表示す
るためのＬＥＤ（発光ダイオード）が配置されており、
このＬＥＤの動作は制御部２００によって制御されてい
る。具体的には、制御部２００は、たとえば充電池Ｂ
１、Ｂ２が充電されているとＬＥＤが点灯し、充電池Ｂ
１、Ｂ２のいずれかが不良電池であるとＬＥＤが点滅
し、充電池Ｂ１、Ｂ２の充電が完了するとＬＥＤが消灯
するように制御する。なお、上述したスイッチング電源
部１１０、定電圧電源部１２０、電流制御部１３０、電
圧制御部１４０、制御部２００等は図１のプリント基板
２０上に形成されている。

【００３０】図３は本発明の充電方法の好ましい実施の
形態を示すフローチャート図であり、図１乃至図３を参
照して充電方法について説明する。まず、ＳＴ１におい
て、図１の筐体１１内に充電池Ｂ１、Ｂ２が収容されて
いるか否かについて判断される。具体的には、図２のス
イッチング電源部１１０が検出電流Ｉｓ及び検出電圧Ｖ
ｓを充電池Ｂ１、Ｂ２に対して印加する。このとき、各
充電池Ｂ１、Ｂ２についてそれぞれついて判定を行うた
め、充電停止スイッチＳ１をＯＦＦ、充電停止スイッチ
Ｓ２をＯＮして充電池Ｂ１について判定を行い、充電停
止スイッチＳ１をＯＮ、充電停止スイッチＳ２をＯＦＦ
して充電池Ｂ２について判定を行う。なお、検出電流Ｉ
ｓはたとえばトリクル充電電流値（１３４（ｍＡ））で
あり、検出電圧Ｖｓはたとえば充電池１本分の電圧
（２．６（Ｖ））である。

【００３１】そして、制御部２００は充電池Ｂ１、Ｂ２
の電池電圧Ｅ１、Ｅ２を測定する。これにより、充電池
Ｂ１、Ｂ２が充電装置１０に収容されているか否か、過
放電電池、満充電電池、ショート電池、オープン電池等
であるか否かが判定される。具体的には、電池電圧Ｅ
１、Ｅ２＞２．０（Ｖ）の場合、充電池Ｂ１、Ｂ２はオ
ープン電池であり、電池電圧Ｅ１、Ｅ２＜０．８（Ｖ）
の場合、充電池Ｂ１、Ｂ２はショート電池であり、０．
８（Ｖ）＜電池電圧Ｅ１、Ｅ２＜１．０（Ｖ）場合、充
電池Ｂ１、Ｂ２は過放電電池であり、１．０（Ｖ）＜電
池電圧Ｅ１、Ｅ２＜２．０（Ｖ）の場合、充電池Ｂ１、
Ｂ２は正常電池であると判断される。

【００３２】次に、ＳＴ２において、充電池Ｂ１、Ｂ２
の種類が判別される。具体的には、たとえば充電池Ｂ１
は単３充電池であって、充電池Ｂ２は単４充電池である
場合、図１の充電池Ｂ１において端子位置調整部１４は
下ケース１１ｂに収容された状態となり、検出スイッチ
ＳＢ１はＯＦＦになる。一方、充電池Ｂ２において端子
位置調整部１４は矢印Ｚ方向に位置決めされていて、検
出スイッチＳＢ２はＯＮになる。従って、図２の制御部
２００はＳＢ１、ＳＢ２のＯＮ／ＯＦＦを判別すること
により、充電池Ｂ１、Ｂ２の種類を判別することができ
る。

【００３３】次に、ＳＴ３において、制御部２００は検
出された充電池Ｂ１、Ｂ２の種類及び個数に基づいて、
スイッチング電源部１１０から出力すべき充電電流Ｉ及
び充電電圧Ｖを決定する。すなわち、制御部２００は充
電装置１０にいくつの充電池が収容されているか及びど
の種類の充電池が接続されているかによって充電電流Ｉ
及び充電電圧Ｖを決定する。具体的には、充電装置１０
に２つの充電池Ｂ１、Ｂ２が接続されている場合、制御
部２００は充電電圧Ｖが充電池２本分の電圧（たとえば
５．２（Ｖ））になるように電圧制御部１４０に指令を
送る。一方、充電装置１０に１つの充電池Ｂ１もしくは
充電池Ｂ２のみが接続されている場合、もしくは一方の
充電池Ｂ１もしくは充電池Ｂ２が満充電電池である場
合、充電電圧Ｖが電池１本分の電圧（たとえば２．６
（Ｖ））になるように、電圧制御部１４０に指令を送
る。

【００３４】また、２つの充電池Ｂ１、Ｂ２のうちいず
れか１つが単４充電池である場合、充電電流Ｉがたとえ
ば６８４（ｍＡ）になるように電流制御部１３０に指令
を送る。一方、充電池Ｂ１もしくはＢ２のうちいずれか
１つが単４電池でない場合、もしくは単４充電池の充電
が完了している場合、制御部２００は、充電電流Ｉがた
とえば１５２６（ｍＡ）になるように電流制御部１３０
に指令を送る。

【００３５】その後、ＳＴ４において、充電池Ｂ１、Ｂ
２もしくは充電池Ｂ１、Ｂ２のいずれか一方について充
電が行われる。すなわち、電流制御部１３０及び電圧制
御部１４０が制御部２００から送られた充電電流値及び
充電電圧値に基づいてスイッチング電源部１１０を制御
して、スイッチング電源部１１０から所定の充電電流Ｉ
及び充電電圧Ｖが充電池Ｂ１、Ｂ２に印加されることに
より、充電が行われる。このとき、スイッチング電源部
１１０から出力された充電電流Ｉ及び充電電圧Ｖは、電
流制御部１３０及び電圧制御部１４０によってそれぞれ
監視されている。もし、充電電流Ｉ及び充電電圧Ｖが所
定の値になっていない場合、電流制御部１３０及び電圧
制御部１４０は、充電電流Ｉ及び充電電圧Ｖが所定の値
になるようにスイッチング電源部１１０を制御する。

【００３６】そして、ＳＴ５において、制御部２００は
電池電圧Ｅ１、Ｅ２が充電最高電圧（ピーク電圧）Ｅｐ
に達したか否かを判断する。そして、電池電圧Ｅ１、Ｅ
２が上昇中の場合（ピーク電圧Ｅｐに達していない場
合）、充電を続ける（ＳＴ４〜ＳＴ５）。一方、電池電
圧Ｅ１もしくは電池電圧Ｅ２がピーク電圧Ｅｐに達した
場合には、ＳＴ６において、制御部２００は所定の時間
ｔが経過した後、充電が終了した充電池に並列接続され
ている充電停止スイッチＳ１もしくは充電停止スイッチ
Ｓ２をＯＮにする。ここで、所定の時間ｔが経過した後
に充電を終了させるようにしたのは以下の理由による。

【００３７】図４はいわゆる−ΔＶ検出方法により充電
完了を判断する際の電池電圧Ｅ１、Ｅ２の時間変化を示
すグラフ図であり、図４において充電池Ｂ２が充電池Ｂ
１よりも早く充電が完了した場合について示している。
図４において、たとえば充電池Ｂ２の充電完了時間が充
電池Ｂ１の充電完了時間よりもたとえば５分以内前であ
る場合、充電池Ｂ２の充電完了により充電停止スイッチ
Ｓ２がＯＮされることで、充電池Ｂ１に対する充電電圧
Ｖに電圧降下（図４（Ａ））もしくは電圧上昇（図４
（Ｂ））が発生する。これは、充電停止スイッチＳ１が
ＯＮされることによる抵抗値の変化によるものである。

【００３８】たとえば、充電停止スイッチＳ１がＯＮさ
れた際の抵抗値＝３０（ｍΩ）、充電電流Ｉ＝１５２６
（ｍＡ）の場合、ΔＶ＝３０（ｍΩ）×１５２６（ｍ
Ａ）＝４５（ｍＶ）の変化を生じることになる。ここ
で、−ΔＶ検出方法において、−ΔＶ＝１５（ｍＡ）〜
１０（ｍＡ）に設定されていた場合、充電停止スイッチ
Ｓ１がＯＮされたときに生じる電圧降下及び電圧上昇に
よって充電完了時間が変わってしまうという問題があ
る。そこで、ピーク電圧Ｅｐを検出したら、一定時間ｔ
の経過した後に充電を完了することによって、正確に充
電時間を制御することができるようになる。なお、一定
時間ｔの一例として充電時間の５（％）程度の時間、す
なわち、充電に要する標準的な時間が６０分である場合
には、ピーク電圧Ｅｐに達したときから３分経過した後
に充電が完了するようにする。なお、簡便的な方法とし
て、−ΔＶ値を若干大きくして、−ΔＶ検出方法で充電
完了を検出するようにしてもよい。

【００３９】その後、ＳＴ７において、図１の制御部２
００は充電装置１０に接続されているすべての充電池Ｂ
１、Ｂ２の充電が完了したか否かを判断する。すべての
充電池Ｂ１、Ｂ２の充電が完了していない場合、ＳＴ８
において、充電が完了した充電池Ｂ１もしくは充電池Ｂ
２と並列接続されている充電停止スイッチＳ１もしくは
充電停止スイッチＳ２がＯＮにされて、当該充電池Ｂ１
もしくは充電池Ｂ２に充電電流が流れるのを防止する。

【００４０】そして、ＳＴ３において、制御部２００
は、充電が完了していない充電池Ｂ１もしくは充電池Ｂ
２の充電池の種類に応じた充電電流Ｉ及び充電電圧Ｖを
設定して、この充電電流Ｉ及び充電電圧Ｖに基づいて充
電未完了の充電池Ｂ１もしくは充電池Ｂ２の充電を行
う。これにより、電池容量の異なる充電未完了の充電池
Ｂ１もしくは充電池Ｂ２に対しては、それに見合った充
電電流Ｉ及び充電電圧Ｖにより充電作業を行うことがで
きる。そして、すべての充電池Ｂ１、Ｂ２の両方の充電
が完了するまで、ＳＴ３〜ＳＴ７の作業が繰り返され
る。

【００４１】ＳＴ７において、すべての充電池Ｂ１、Ｂ
２に対して充電が完了すると、ＳＴ９において、充電停
止スイッチＳ１、Ｓ２がともにＯＦＦされる。そして、
ＳＴ１０において、制御部２００は、スイッチング電源
部１１０から出力される充電電流Ｉをトリクル充電電流
値になるように電流制御部１３０を制御する。

【００４２】図５は本発明の充電装置の別の実施の形態
を示す構成図であり、図５を参照して充電装置１００に
ついて説明する。なお、図５の充電装置１００において
図１の充電装置１０と同一の構成を有する部位には同一
の符号を付してその説明を省略する。図５の充電装置１
００が図１の充電装置１０と異なる点は、充電装置に収
容可能な充電池の数である。図５において、充電装置１
００にはたとえば４つの充電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４
が直列接続されている。各充電池Ｂ１〜Ｂ４にはそれぞ
れ充電停止スイッチＳ１〜Ｓ４が並列接続されていると
共に、各充電池Ｂ１〜Ｂ４の種類を検出するための検出
スイッチＳＢ１〜ＳＢ４がそれぞれ配置されている。ま
た、制御部２００は各充電池Ｂ１〜Ｂ４の電池電圧Ｅ１
〜Ｅ４を測定することができる。

【００４３】このように、１つの充電装置で充電可能な
充電池の個数を増やす場合、各充電池に検出スイッチを
配置して、それぞれの電池の種類を判別する。また、各
充電池に逆流防止ダイオードを直列接続し、それらに充
電電流をＯＮ／ＯＦＦする充電停止スイッチを並列接続
し、制御部２００が各充電池の電池電圧を測定できるよ
うにすれば、複数の種類の異なる充電池を充電するよう
な充電装置を提供することができる。

【００４４】上記各実施の形態によれば、充電すべき複
数の充電池が直列接続されているため、充電装置１０、
１００に接続された充電池の個数倍の充電電圧Ｖを印加
することとなる。よって、たとえば１時間で充電できる
ような大電流の充電電流Ｉによりすべての充電池に対し
て充電しても、大電圧で充電が行われるため、充電装置
１０、１００からの発熱が少なく、充電効率の向上を図
ることができる。

【００４５】また、制御部２００が各充電池Ｂ１〜Ｂ４
の電池電圧Ｅ１〜Ｅ４を監視して、充電停止スイッチＳ
１〜Ｓ４によりそれぞれの充電池毎に充電の停止を行う
ことができるため、残存容量や充電池の種類のの異なる
充電池に対して同時に充電を行うことができる。つま
り、残存容量の小さい充電池は早期に充電を完了し、残
存容量の大きい充電池でもたとえば１時間の充電時間で
充電を完了することができる。さらに、急速充電を途中
で停止して充電池を使用する場合であっても、複数の充
電池を同時に充電しているため、いずれの充電池も充電
時間に見合った容量で充電池を使用することができる。

【００４６】また、充電装置１０、１００で同時に充電
される充電池の数が複数であっても、各充電池に対して
１時間で充電できる大電流の充電電流Ｉを印加すること
ができ、急速充電を行うことができる。すなわち、充電
池の数が増加した場合でも、充電電流Ｉは充電池１個分
の充電電流、充電電圧Ｖは充電池１個分の充電電圧に充
電池の個数倍にすることで、充電電源の効率を改善する
ことができるため、急速充電の実施が容易であるととも
に、温度上昇対策も容易に行うことができる。さらに、
急速充電開始前に各充電池毎にオープン電池、ショート
電池、過放電電池などの充電池の不良を藩閥するため、
充電作業の安全性を向上させることができる。

【００４７】本発明の実施の形態は、上記実施の形態に
限定されない。たとえば、図２及び図５において、充電
装置１０もしくは充電装置１００に収容される充電池は
２つもしくは４つの場合について説明しているが、本発
明は充電池が２つ以上の場合全てに適用することができ
る。この場合、充電装置に対して充電池が収容するスペ
ースを確保して各充電池を直接接続し、各充電池に逆流
防止ダイオードを直列接続するとともに、充電停止スイ
ッチを並列接続すればよい。また、上述する充電池Ｂ１
〜Ｂ４としては、Ｎｉ−Ｃｄ充電池、Ｎｉ水素充電池、
Ｌｉイオン充電池等があげられる。さらに、上記各実施
の形態において、充電池の種類として単３充電池及び単
４充電池の場合について例示しているが、角型充電池
（いわゆるガム型充電池）であってもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の充電池を同時に効率よく急速充電することができ
る充電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の充電装置の好ましい実施の形態を示す
構成図。

【図２】本発明の充電装置の好ましい実施の形態を示す
構成図。

【図３】本発明の充電方法の好ましい実施の形態を示す
フローチャート図。

【図４】従来の−ΔＶ検出方法により充電池の充電状況
を把握するときの電池電圧の時間変位を示すグラフ図。

【図５】本発明の充電装置の別の実施の形態を示す構成
図。

【図６】従来の充電装置の一例を示す図。

【図７】従来の充電装置の別の一例を示す図。

【図８】従来の充電装置の別の一例を示す図。

【符号の説明】

１０、１００・・・充電装置、１１０・・・スイッチン
グ電源部（電源部）、１３０・・・電流制御部、１４０
・・・電圧制御部、２００・・・制御部、Ｅ１、Ｅ２、
Ｅ３、Ｅ４・・・電池電圧、Ｉ・・・充電電流、ＳＢ
１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４・・・検出スイッチ、Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・スイッチ、Ｖ・・・充電電
圧、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４・・・充電池、Ｄ１、Ｄ
２、Ｄ３、Ｄ４・・・逆流防止ダイオード

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列接続されている複数の充電池に対し
   て、充電電流及び充電電圧を印加するための電源部と、 前記電源部から出力される前記充電電流を制御するため
   の電流制御部と、 前記電源部から出力される前記充電電圧を制御するため
   の電圧制御部と、 複数の前記充電池に対してそれぞれ直列接続されてお
   り、前記充電池からの逆流を防止するための逆流防止ダ
   イオードと、 複数の前記充電池ごとに前記充電電流及び前記充電電圧
   の印加をＯＮ／ＯＦＦするため、複数の前記充電池と複
   数の前記逆流防止ダイオードごとにそれぞれ並列接続さ
   れている複数の充電停止スイッチと、 前記電流制御部、前記電圧制御部及び複数の前記充電停
   止スイッチの動作を制御すると共に、複数の前記充電池
   におけるそれぞれの電池電圧を測定する機能を有する制
   御部とを有することを特徴とする充電装置。
2. 【請求項２】 前記制御部は、複数の前記充電池の種類
   を判別する機能を有しており、複数の前記充電池の種類
   によって、所定の前記充電電流及び前記充電電圧が出力
   されるように、前記電流制御部及び電圧制御部を制御す
   る機能を有している請求項１に記載の充電装置。
3. 【請求項３】 前記電流制御部は、前記電源部から出力
   される前記充電電流を測定して、所定の前記充電電流が
   出力されるように前記電源部を制御する機能を有してい
   る請求項１に記載の充電装置。
4. 【請求項４】 前記電圧制御部は、前記電源部から出力
   される前記充電電圧を測定して、所定の前記充電電圧が
   出力されるように前記電源部を制御する機能を有してい
   る請求項１に記載の充電装置。
5. 【請求項５】 直列に接続されている複数の充電池に対
   して、所定の充電電流及び充電電圧を印加して、複数の
   前記充電池の電池電圧をそれぞれ測定しながら充電を行
   い、 複数の前記充電池のうち、いずれかの前記充電池の充電
   が完了すると、充電が完了した前記充電池への前記充電
   電流及び前記充電電圧の印加を停止して、 複数の前記充電池における充電が完了した前記充電池を
   除く前記充電池に対応した前記充電電流及び充電電圧を
   印加して充電を行うことを特徴とする充電方法。
6. 【請求項６】 充電が完了した前記充電池を除いて、前
   記充電電流及び前記充電電圧を印加して充電を継続して
   行う際には、複数の前記充電池に対して所定の検査電流
   及び検査電圧を印加して前記充電池の有無及び故障を確
   認する請求項５に記載の充電方法。
7. 【請求項７】 印加する前記充電電流及び前記充電電圧
   は、直列接続されている複数の前記充電池の種類及び個
   数によって決定される請求項５に記載の充電方法。
8. 【請求項８】 前記充電池への充電の停止は、前記充電
   池の前記電池電圧が前記基準電圧に達してから所定の時
   間が経過した後に停止する請求項５に記載の充電方法。
9. 【請求項９】 複数の前記充電池のうちそれぞれの前記
   充電池に対する充電の停止は、複数の前記充電池及び前
   記充電池ごとにそれぞれ直列接続された逆流防止ダイオ
   ードにそれぞれ並列接続されている充電停止スイッチの
   ＯＮ／ＯＦＦにより制御されている請求項５に記載の充
   電方法。