JP2001251780A

JP2001251780A - 二次電池の充電装置

Info

Publication number: JP2001251780A
Application number: JP2000061406A
Authority: JP
Inventors: Kouya Hosono; 幸冶細野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】実使用において満充電まで充電することがで
きる二次電池の充電装置を提供する。【解決手段】急速充電フローＢに入った場合には、温
度センサ１によって周囲温度を測定し、その測定結果に
基づいてマイクロコントローラ２が周囲温度とΔＶの関
係を規定したテーブルを参照して満充電判定のためのΔ
Ｖを設定する一方、電圧センサ３によって測定された二
次電池６の電圧と所定時間前の電圧と比較して周囲温度
に基づいて設定したΔＶの条件となっているかどうかを
判定し、当該ΔＶ判定により、設定されたΔＶ以下の電
圧変化であると判定された場合には、満充電と判断して
急速充電を終了して追加充電に移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の充電装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】二次電池は充分に充電されなければ本来
の電池容量を取り出せなくなり、逆に充電し過ぎると電
池の劣化を引き起こし、電池寿命を縮めるといった問題
があるため、一般的には、一定電流で充電を行い電池が
満充電に達したことを検出するための満充電センサを備
えた充電装置が用いられており、この満充電センサとし
ては、電池電圧や電池の温度上昇を検出する方法が取ら
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、充電を
行う充電池の残量によって最適な充電方法は異なってお
り、残量が少なければ大きな充電電流で充電を行い満充
電近くまで充電することができるが、大電流で充電する
と満充電センサによる検出が難しく、過充電又は充電不
足になり易いといった問題があり、又残量が少なく大電
流で充電できる場合でも、完全に満充電まで充電を行う
のは困難であり、又二次電池には充電に適する周囲温度
があり、その周囲温度の範囲外で充電すると、満充電ま
で充電されなかったり過熱してしまうことがあり、更に
充電できる温度範囲内でも充電時の電池の温度変化や電
圧変化は周囲温度によってバラツキがあり、一般に安全
性を重視して過充電にならないよう満充電センサの判定
値を設定するよう配慮されており、実使用では満充電ま
で充電されにくいといった問題があった。

【０００４】これら問題を解決するために、電池温度に
より満充電を検出し、大電流充電終了後に追加充電を行
い、この追加中での充電時間を大電流充電終了時の電池
温度により調整する方法が、特開平７−３１２２３０号
公報において提案されているが、このような方法を用い
た場合には、電池温度が周囲温度の影響を受けるため、
やはり実使用において満充電まで充電されにくいといっ
た問題点があった。

【０００５】本発明は、実使用において満充電まで充電
することができる二次電池の充電装置を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、周囲温度を測定する温度測定手段と、二
次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、該電圧測定手
段によって測定された電圧値に基づいて二次電池の満充
電検出を行う検出手段とを設ける一方、上記検出手段
が、上記温度測定手段によって測定された周囲温度に基
づいて満充電検出に用いる電圧値を変更するよう構成し
たものである。

【０００７】従って、本発明によれば、検出手段が温度
測定手段によって測定された周囲温度に基づいて満充電
検出に用いる電圧値を変更すると共に、その電圧値と電
圧測定手段によって測定された電圧値とを用いて満充電
検出を行うことにより、二次電池の満充電検出を正確に
行うことができる。

【０００８】又、本発明は、上記の構成に加え、上記検
出手段が、上記電圧測定手段によって測定された電圧値
と所定時間前に測定された電圧値との差を求め、その値
と上記温度測定手段によって測定された周囲温度に基づ
く電圧値とを比較し、その比較結果に基づいて満充電検
出を行うよう構成したものである。

【０００９】従って、本発明によれば、検出手段が電圧
測定手段によって測定された電圧値と所定時間前に測定
された電圧値との差を求め、その値と温度測定手段によ
って測定された周囲温度に基づく電圧値とを比較し、そ
の比較結果に基づいて満充電検出を行うことにより、二
次電池の満充電検出を正確に行うことができる。

【００１０】又、本発明は、上記の構成に加え、大電流
によって二次電池の急速充電を行うとき、上記検出手段
による満充電検出に基づいて急速充電の完了時期を判断
して急速充電を完了させる制御手段を設ける構成とした
ものである。

【００１１】従って、本発明によれば、検出手段が電圧
測定手段によって測定された電圧値と所定時間前に測定
された電圧値との差を求め、その値と温度測定手段によ
って測定された周囲温度に基づく電圧値とを比較し、そ
の比較結果に基づいて満充電検出を行う一方、その満充
電検出に基づいて制御手段が急速充電の完了時期を判断
して急速充電を完了することにより、急速充電を的確に
完了することができる。

【００１２】又、本発明は、上記の構成に加え、上記制
御手段が、急速充電の開始時に上記電圧測定手段によっ
て測定された電圧値が所定の電圧値以上のとき、急速充
電開始時からの経過時間に基づいて急速充電の完了時期
を判断して急速充電を完了させるよう構成したものであ
る。

【００１３】従って、本発明によれば、急速充電開始時
に電圧測定手段によって測定された電圧値が所定の電圧
値未満のとき、検出手段が電圧測定手段によって測定さ
れた電圧値と所定時間前に測定された電圧値との差を求
め、その値と温度測定手段によって測定された周囲温度
に基づく電圧値とを比較して満充電検出を行い、その満
充電検出に基づいて制御手段が急速充電の完了時期を判
断して急速充電を完了する一方、急速充電開始時に電圧
測定手段によって測定された電圧値が所定の電圧値以上
のとき、制御手段が急速充電開始時からの経過時間に基
づいて急速充電の完了時期を判断して急速充電を完了す
ることにより、急速充電を的確に完了することができ
る。

【００１４】又、本発明は、上記の何れかの構成に加
え、上記制御手段が、急速充電が完了したとき、上記温
度測定手段によって測定された周囲温度に基づいて追加
充電量を設定し、その設定された追加充電量に基づいて
二次電池の追加充電を行うよう構成したものである。

【００１５】従って、本発明によれば、制御手段が検出
手段による満充電検出又は急速充電開始時からの経過時
間に基づいて急速充電の完了時期を判断して急速充電を
完了する一方、その急速充電の完了時に、温度測定手段
によって測定された周囲温度に基づいて追加充電量を設
定し、その設定された追加充電量に基づいて二次電池の
追加充電を行うことにより、二次電池を確実に満充電に
することができる。

【００１６】又、本発明は、周囲温度を測定する温度測
定手段と、大電流によって二次電池の充電を行う急速充
電が完了したとき、上記温度測定手段によって測定され
た周囲温度に基づいて追加充電量を設定し、その設定さ
れた追加充電量に基づいて二次電池の追加充電を行う制
御手段とを設ける構成としたものである。

【００１７】従って、本発明によれば、急速充電が完了
したとき、制御手段が温度測定手段によって測定された
周囲温度に基づいて追加充電量を設定し、その設定され
た追加充電量に基づいて二次電池の追加充電を行うこと
により、二次電池を確実に満充電にすることができる。

【００１８】更に、本発明は、上記の何れかの構成に加
え、上記温度測定手段によって測定された周囲温度が所
定の温度範囲にないとき、二次電池の充電動作を停止す
る充電停止手段を設ける構成としたものである。

【００１９】従って、本発明によれば、温度測定手段に
よって測定された周囲温度が所定の温度範囲にないと
き、充電停止手段が二次電池の充電動作を停止すること
により、二次電池が満充電まで充電されなかったり過熱
してしまうといったことを確実に防止することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施の形態である二次電
池の充電装置の構成を示す機能ブロック図、図２及び図
３は同充電装置における充電電流と時間との関係を示す
説明図、図４は同充電装置における充電開始時の動作制
御を示すフローチャート、図５は同充電装置における補
充電時の動作制御を示すフローチャート、図６は同充電
装置における急速充電Ａ時の動作制御を示すフローチャ
ート、図７は同充電装置における追加充電時の動作制御
を示すフローチャート、図８は周囲温度と追加充電量の
関係を規定したテーブルを示す説明図、図９は同充電装
置における急速充電Ｂ時の動作制御を示すフローチャー
ト、図１０は周囲温度とΔＶの関係を規定したテーブル
を示す説明図、図１１及び図１２は周囲温度による充電
時の電池電圧と時間の関係を示す説明図である。

【００２２】以下、本発明の一実施の形態である二次電
池の充電装置を図１乃至図１２に基づいて説明する。

【００２３】図１において、１は周囲温度を測定する温
度センサ、２は周囲温度・電池電圧に応じて充電制御を
行うマイクロコントローラ、３は電池電圧を検出する電
圧センサ、４は所定の充電電流を流す定電流回路、５は
定電流回路４からの充電電流をマイクロコントローラ２
からの制御によってＯＮ／ＯＦＦするスイッチ、６は充
電されるべき二次電池、７はマイクロコントローラ２か
らの指示により時間をカウントするタイマＩＣであり、
これら温度センサ１とマイクロコントローラ２と電圧セ
ンサ３と定電流回路４とスイッチ５とタイマＩＣ７とに
よって充電装置が構成されている。

【００２４】そして、このように構成された充電装置
は、二次電池６を充電するモードに入ると、温度センサ
１により周囲温度が、電圧センサ３により電圧がそれぞ
れ測定され、マイクロコントローラ２がそれぞれの測定
値を読み取る。そして、マイクロコントローラ２が後述
する充電フローに従って充電可否を判断し、充電不可で
あれば充電せずに充電フローを抜け、充電可能であれば
充電を開始し、充電中の経過時間を関しするため、充電
開始時にタイマＩＣ７をセットし、時間カウントを開始
させる。

【００２５】又、マイクロコントローラ２は充電モード
の制御も行っており、急速充電、追加充電、補充電はス
イッチ５を制御することによって実現する。即ち、例え
ば、定電流回路４が０．５Ｃの電流を流すように設計さ
れている場合には、スイッチ５を常時ＯＮすれば、０．
５Ｃの急速充電となり、スイッチ５を周期的にＯＮ／Ｏ
ＦＦしてＯＮとＯＦＦのデューティ比を制御することに
よってパルス状に電流を流して平均すれば、追加充電又
は補充電の充電電流になるようにすることができる。詳
細には、定電流回路４が０．５Ｃの電流を流すように設
計されている場合に、図２に示すように、電流を流す区
間と流さない区間の比を１：４にすれば、平均０．１Ｃ
の充電電流が実現でき、これにより追加充電を行い、又
図３に示すように、電流を流す区間と流さない区間の比
を１：４９にすれば平均０．０１Ｃの充電電流が実現で
き、これにより補充電を行う。尚、ここでＣとは電池の
容量を示し、１Ｃがそれぞれの電池の公称容量となる。

【００２６】次に、上記のように構成された充電装置に
ついて、まず充電開始フローを図４に基づいて説明す
る。

【００２７】充電装置にＡＣ電源から電源が供給されて
動作を始め、ユーザにより充電開始が指示される等によ
って充電をスタートすると、実際に充電を開始する前に
二次電池６の無負荷電圧を電圧センサ３によって測定
し、ニッケル水素電池の場合、この時の電圧が１．７Ｖ
以下であるかどうかをマイクロコントローラ２が判定す
る（ステップＳ１）。

【００２８】そして、１．７Ｖを超えていれば、電池異
常と判断して充電を行わずに充電フローを抜け（ステッ
プＳ５）、１．７Ｖ以下であれば温度センサ１によって
周囲温度を測定し、周囲温度が充電に適した温度（ニッ
ケル水素電池の場合には概ね０〜４０℃）であるかどう
かをマイクロコントローラ２が判定する（ステップＳ
２）。

【００２９】そして、周囲温度が０〜４０℃の範囲外で
あれば、充電不適と判断して充電を行わずに充電フロー
を抜け（ステップＳ６）、０〜４０℃の範囲であれば、
二次電池６の無負荷電圧を電圧センサ３によって測定
し、１．３６Ｖ以上であるかどうかをマイクロコントロ
ーラ２が判定する（ステップＳ３）。

【００３０】そして、１．３６Ｖ以上であれば、二次電
池６には９０％以上の容量（満充電と判定しても支障の
ないレベル）があるので、二次電池６の自己放電を防止
する後述の補充電を行い（ステップＳ４）、１．３６Ｖ
未満であれば、二次電池６の無負荷電圧を電圧センサ３
によって測定し、１．３１Ｖ以上であるかどうかをマイ
クロコントローラ２が判定する（ステップＳ７）。

【００３１】そして、１．３１Ｖ以上であれば（即ち、
１．３１Ｖ以上１．３６Ｖ未満の場合）、電池の残量が
概ね７５〜９０％であるので、後述する急速充電Ａ・追
加充電・補充電を行い（ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１
０）、１．３１Ｖ未満であれば、電池の残量が概ね７５
％以下であるので、後述する急速充電Ｂ・追加充電・補
充電を行う（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３）。

【００３２】次に、補充電フローを図５に基づいて説明
する。

【００３３】上述の充電開始フローの動作制御に従って
補充電フローに入った場合には、０．０１Ｃの電流で補
充電を開始する（ステップＳ１４）と共に、温度センサ
１によて周囲温度を測定し、周囲が充電に適した温度
（０〜４０℃）であるかどうかをマイクロコントローラ
２が判定する（ステップＳ１５）。

【００３４】そして、周囲温度が０〜４０℃の範囲外で
あれば、充電不適と判断して補充電を行わずに充電フロ
ーを抜け（ステップＳ１７）、０〜４０℃の範囲であれ
ば、二次電池６の無負荷電圧を電圧センサ３によって測
定し、１〜１．７Ｖの範囲にあるかどうかをマイクロコ
ントローラ２が判定する（ステップＳ１６）。

【００３５】そして、１Ｖ〜１．７Ｖの範囲にない場合
は、電池異常と判断して補充電を行わずに充電フローを
抜け（ステップＳ１８）、１〜１．７Ｖの範囲にある場
合は、０．０１Ｃの電流による補充電を継続する。尚、
補充電は二次電池６の自己放電分を補うことが目的であ
り、電池が満充電状態にあって且つ充電可能状態にある
ときに常時行うものである。

【００３６】次に、急速充電フローＡを図６に基づいて
説明する。

【００３７】上述の充電開始フローの動作制御に従って
急速充電フローＡに入った場合には、タイマＩＣ７を開
始させ（ステップＳ１９）、０．５Ｃの電流で急速充電
を開始する（ステップＳ２０）と共に、温度センサ１に
よって周囲温度を測定し、周囲が充電に適した温度（０
〜４０℃）であるかどうかをマイクロコントローラ２が
判定する（ステップＳ２１）。

【００３８】そして、周囲温度が０〜４０℃の範囲外で
あれば、充電不適と判断して急速充電を行わずに充電フ
ローを抜け（ステップＳ２５）、０〜４０℃の範囲であ
れば、二次電池６の無負荷電圧を電圧センサ３によって
測定し、１〜１．７Ｖの範囲にあるかどうかをマイクロ
コントローラ２が判定する（ステップＳ２２）。

【００３９】そして、１Ｖ〜１．７Ｖの範囲にない場合
は、電池異常と判断して急速充電を行わずに充電フロー
を抜け（ステップＳ２６）、１〜１．７Ｖの範囲にある
場合は、タイマＩＣ７により急速充電開始後３０分経過
したかどうかを判定する（ステップＳ２３）。

【００４０】そして、３０分経過していなければ、０．
５Ｃの電流による急速充電を継続し、３０分経過してい
れば、０．５Ｃの電流による急速充電を終了して追加充
電フローに移行する（ステップＳ２４）。

【００４１】尚、急速充電Ａは残量が多い（７５〜９０
％）電池を短時間で満充電に近づける充電であり、充電
時間だけの制御で急速充電（この例では０．５Ｃの電流
で充電）を所定時間行うものである。これは、比較的残
量の多い電池の充電を急速充電した場合、充電時間が短
くなるため、電池温度の上昇が追従せず、又電圧変化に
ついても所定時間前の電圧と比較しなければならないた
め、比較に十分な時間が得られない等の理由で、満充電
センサ（電池温度センサや電圧センサ）による満充電判
定が困難であるためである。

【００４２】又、充電時間を３０分とした理由は、０．
５Ｃの電流で３０分程度の充電を行うのであれば、１０
０％が充電されたとしても０．２５Ｃであって、９０％
（０．９Ｃ）の残量の電池に余分に充電される電流は
０．１５Ｃであり、ニッケル水素電池の場合、一般的に
容量の１３０％異常を急速充電しなければ、過充電とな
ることはなく、公称容量に０．１５Ｃオーバー（１１５
％充電）しても過充電になるだけであり、残量７５％の
電池に対して丁度１００％の充電量となるためである。

【００４３】次に、追加充電フローを図７及び図８に基
づいて説明する。

【００４４】上述の充電開始フローの動作制御に従って
追加充電フローに入った場合には、温度センサ１によっ
て周囲温度を測定し、その測定結果に基づいてマイクロ
コントローラ２が周囲温度と追加充電量の関係を規定し
たテーブルを参照して追加充電量を設定する（ステップ
Ｓ２５）。

【００４５】尚、周囲温度と追加充電量の関係を規定し
たテーブルを参照して追加充電量を設定する理由は、充
電池の電池電圧や電池温度の変化の度合いが周囲温度に
よってバラツキがあることが知られており、満充電とな
ったと判断しても実際は満充電となっていない場合があ
るためであり、この度合いは周囲温度が低いほど大きい
ため、図８に示すように、周囲温度が０〜１０℃の場合
には追加充電量を０．２Ｃ、１０〜２０℃の場合には追
加充電量を０．１５Ｃ、２０〜３０℃の場合には追加充
電量を０．１Ｃ、３０〜４０℃の場合には追加充電量を
０．０５Ｃと設定するよう規定される。

【００４６】そして、追加充電量が設定されると、追加
充電で流される定電流で設定された追加充電量を充電す
るのに必要な時間が決まるので、その時間に応じてタイ
マＩＣ７を開始させ（ステップＳ２７）、所定の充電電
流（本例では０．１Ｃ）で追加充電を開始する（ステッ
プＳ２８）と共に、温度センサ１によって周囲温度を測
定して周囲が充電に適した温度（０〜４０℃）であるか
どうかをマイクロコントローラ２が判定する（ステップ
Ｓ２９）。

【００４７】そして、周囲温度が０〜４０℃の範囲外で
あれば、充電不適と判断して追加充電を行わずに充電フ
ローを抜け（ステップＳ３３）、０〜４０℃の範囲であ
れば、二次電池６の無負荷電圧を電圧センサ３によって
測定し、１〜１．７Ｖの範囲にあるかどうかをマイクロ
コントローラ２が判定する（ステップＳ３０）。

【００４８】そして、１Ｖ〜１．７Ｖの範囲にない場合
は、電池異常と判断して追加充電を行わずに充電フロー
を抜け（ステップＳ３４）、１〜１．７Ｖの範囲にある
場合は、タイマＩＣ７により設定時間に達したかどうか
を判定する（ステップＳ３１）。

【００４９】そして、設定時間が経過していなければ、
０．１Ｃの電流による追加充電を継続し、設定時間が経
過していれば、０．１Ｃの電流による追加充電を終了し
て補充電フローに移行する（ステップＳ３２）。

【００５０】尚、追加充電は急速充電では満充電センサ
の精度と満充電判定が過充電を防止するよう設定されて
おり、満充電まで充電することが困難なため、急速充電
で充電しきれなかった容量を過充電とならない電流で追
加して充電するために行うものである。

【００５１】次に、急速充電フローＢを図９乃至図１２
に基づいて説明する。

【００５２】上述の充電開始フローの動作制御に従って
急速充電フローＢに入った場合には、温度センサ１によ
って周囲温度を測定し（ステップＳ３５）、周囲が充電
に適した温度（０〜４０℃）であるかどうかをマイクロ
コントローラ２が判定する（ステップＳ３６）。

【００５３】そして、周囲温度が０〜４０℃の範囲外で
あれば、充電不適と判断して急速充電を行わずに充電フ
ローを抜け（ステップＳ４６）、０〜４０℃の範囲であ
れば、その測定結果に基づいてマイクロコントローラ２
が周囲温度とΔＶの関係を規定したテーブルを参照して
満充電判定のためのΔＶを設定する（ステップＳ３
７）。

【００５４】尚、周囲温度に応じて満充電判定のための
ΔＶを設定する理由は、例えば、０．５Ｃの電流で充電
を行った場合には、周囲温度が０℃及び２５℃の何れの
温度でも徐々に電圧が上昇していく傾斜の緩やかな区間
に続いて傾斜が大きくなる区間があり、その後の区間
で、電圧の上昇が殆ど見られないか、電圧の降下が確認
（ΔＶ検出）されたときに満充電と判断できるが、図１
１及び図１２に示すように、周囲温度によってその傾斜
が異なるためであり、一般的には低温では電圧の下降が
現われにくく、又途中の傾斜が緩やかな区間の傾斜も０
℃では傾斜が大きく、２５℃では傾斜が緩やかになって
おり、ΔＶ検出により満充電を判定するには、充電途中
の傾斜が緩やかな区間ではΔＶに引っかからず、満充電
となった区間で確実にΔＶ検出できるようにΔＶを設定
する必要があるため、これらを考慮して図１０に示すよ
うに、周囲温度が０〜１０℃の場合にはΔＶを１０ｍ
Ｖ、１０〜２０℃の場合にはΔＶを０ｍＶ、２０〜３０
℃の場合にはΔＶを−５ｍＶ、３０〜４０℃の場合には
ΔＶを０ｍＶと設定するよう規定される。

【００５５】そして、ΔＶを設定すると、タイマＩＣ７
を開始させ（ステップＳ３８）、０．５Ｃの充電電流で
急速充電を開始する（ステップＳ３９）と共に、タイマ
ＩＣ７を確認して５分以上経過したかどうかを判定する
（ステップＳ４０）。

【００５６】そして、５分未満であれば、二次電池６の
無負荷電圧が１．７Ｖ以下であるかどうかの判定及び周
囲温度が０〜４０℃にあるかどうかの判定をマイクロコ
ントローラ２が行い（ステップＳ５０，Ｓ５１）、二次
電池６の無負荷電圧が１．７Ｖ以下である場合又は周囲
温度が０〜４０℃にない場合には、電池異常又は充電不
適と判断して急速充電Ｂを行わずに充電フローを抜け
（ステップＳ５３，Ｓ５２）、二次電池６の無負荷電圧
が１．７Ｖ以上であり且つ周囲温度が０〜４０℃にある
場合には、５分以上経過したかどうかの判定に戻り、５
分以上であると判定されたとき、二次電池６の無負荷電
圧を電圧センサ３によって測定し、１〜１．７Ｖの範囲
にあるかどうかをマイクロコントローラ２が判定する
（ステップＳ４１）。

【００５７】尚、急速充電Ｂの開始後、５分以下では
１．７Ｖ以下であることだけを確認し、５分経過後は１
〜１．７Ｖであることを確認する理由は、ニッケル水素
電池では充電時１．７Ｖを超えることは電池異常（又は
充電異常）と判断でき、また充電開始後の５分間は電池
が空であったりした場合は１Ｖに達しない可能性があ
り、且つ５分以上急速充電しても１Ｖ以上とならない場
合は、この場合も電池異常（又は充電異常）と判断でき
るためである。

【００５８】そして、１Ｖ〜１．７Ｖの範囲にない場合
は、電池異常と判断して追加充電を行わずに充電フロー
を抜け（ステップＳ４７）、１〜１．７Ｖの範囲にある
場合は、温度センサ１によって周囲温度を測定して周囲
が充電に適した温度（０〜４０℃）であるかどうかをマ
イクロコントローラ２が判定する（ステップＳ３５）。

【００５９】そして、周囲温度が０〜４０℃の範囲外で
あれば、充電不適と判断して追加充電を行わずに充電フ
ローを抜け（ステップＳ４８）、０〜４０℃の範囲であ
れば、所定時間前（例えば、３０分前）の電圧と比較
し、周囲温度に基づいて設定したΔＶの条件となってい
るかどうかをマイクロコントローラ２が判定する（ステ
ップＳ４９）。ここで、ΔＶは所定時間（例えば、３０
分前）の電圧との比較であるので、実際の比較ができる
のは、本例の場合、充電開始から最低３０分が経過した
後であり、このように、３０分経過後とした理由は、充
電開始直後は電圧が不安定となる場合があるためであ
り、充電開始後の５分間の電圧はΔＶ比較に用いないよ
うにするとより正確な判定ができるため、充電開始後の
３５分は実質ΔＶ検出を行わないようにすると良い。

【００６０】そして、ΔＶ判定により、設定されたΔＶ
以下の電圧変化であると判定された場合には、満充電と
判断して急速充電を終了して追加充電に移行し（ステッ
プＳ４９）、設定されたΔＶ以上の電圧変化であると判
定された場合には、タイマＩＣ７が最大充電時間に達し
たかどうかをマイクロコントローラ２が判定する。ここ
で、最大充電時間を設定する理由は、正常にΔＶ検出で
きなかった場合にも安全を確保するためであり、例え
ば、０．５Ｃの充電電流で急速充電を行う場合には、こ
の最大充電時間を３時間に設定しておけば、大幅な過充
電を防ぐことができる。

【００６１】そして、最大充電時間に達していると判定
された場合には、急速充電を終了して追加充電に移行し
（ステップＳ４５）、最大充電時間に達していないと判
定された場合には、電圧比較に戻って急速充電を継続す
る。

【００６２】尚、上記フローでは、ΔＶの設定を急速充
電開始時の周囲温度により行うようにしたが、充電中に
周囲温度が変化することを考慮し、急速充電中に定期的
（例えば、１分毎）に周囲温度を測定し、その結果に応
じて急速充電の途中でΔＶの設定を変更するようにして
も良く、このようにすることにより、周囲温度の変化に
対応が可能となるため、より正確なΔＶ検出を実現する
ことができる。

【００６３】又、本実施の形態の充電装置を電池電源で
動作する機器の中に組み込むときにおいて、該機器が周
囲温度により動作・制御等を変更するために周囲温度セ
ンサを内蔵している場合には、充電時の周囲温度センサ
として機器内蔵の周囲温度センサを併用でき、別途電池
温度センサを設けなくても正確な満充電判定を行うこと
ができ、且つ安全な充電が実現できる。又、充電電流を
スイッチ５のＯＮ／ＯＦＦにより制御することにより、
１つの定電流回路で急速充電・追加充電・補充電の各電
流を設定できるので、各充電電流に対応する定電流回路
をそれぞれに設ける必要がなく、回路が簡素化でき、コ
ストダウンも図ることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、周囲温
度に基づいて変更される電圧値と二次電池の電圧値とを
用いて満充電検出を行うことにより、二次電池の満充電
検出を正確に行うことができるため、過充電を引き起こ
すことなく、実使用において二次電池を満充電まで充電
することができる。

【００６５】又、本発明によれば、二次電池の現在の電
圧値と所定時間前の電圧値との差を求め、その値と周囲
温度に基づく電圧値とを比較し、その比較結果に基づい
て満充電検出を行うことにより、二次電池の満充電検出
を正確に行うことができるため、過充電を引き起こすこ
となく、実使用において二次電池を満充電まで充電する
ことができる。

【００６６】又、本発明によれば、二次電池の現在の電
圧値と所定時間前の電圧値との差を求め、その値と周囲
温度に基づく電圧値とを比較し、その比較結果に基づい
て満充電検出を行う一方、その満充電検出に基づいて急
速充電の完了時期を判断して急速充電を完了することに
より、急速充電を的確に完了することができるため、過
充電を引き起こすことなく、実使用において二次電池を
満充電まで充電することができる。

【００６７】又、本発明によれば、急速充電開始時の二
次電池の電圧値が所定の電圧値未満のとき、二次電池の
現在の電圧値と所定時間前の電圧値との差を求め、その
値と周囲温度に基づく電圧値とを比較して満充電検出を
行い、その満充電検出に基づいて急速充電の完了時期を
判断して急速充電を完了する一方、急速充電開始時の二
次電池の電圧値が所定の電圧値以上のとき、急速充電開
始時からの経過時間に基づいて急速充電の完了時期を判
断して急速充電を完了することにより、急速充電を的確
に完了することができるため、過充電を引き起こすこと
なく、実使用において二次電池を満充電まで充電するこ
とができる。

【００６８】又、本発明によれば、急速充電が完了した
ときの周囲温度に基づいて追加充電量を設定し、その設
定された追加充電量に基づいて二次電池の追加充電を行
うことにより、二次電池を確実に満充電にすることがで
きるため、過充電を引き起こすことなく、実使用におい
て二次電池を満充電まで充電することができる。

【００６９】更に、本発明によれば、周囲温度が所定の
温度範囲にないとき、二次電池の充電動作を停止するこ
とにより、二次電池が満充電まで充電されなかったり過
熱してしまうといったことを確実に防止することができ
るため、より安全性の高い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】本発明の一実施の形態である二次電池の充電装
置の構成を示す機能ブロック図である。

【図２】同充電装置における充電電流と時間との関係を
示す説明図である。

【図３】同充電装置における充電電流と時間との関係を
示す説明図である。

【図４】同充電装置における充電開始時の動作制御を示
すフローチャートである。

【図５】同充電装置における補充電時の動作制御を示す
フローチャートである。

【図６】同充電装置における急速充電Ａ時の動作制御を
示すフローチャートである。

【図７】同充電装置における追加充電時の動作制御を示
すフローチャートである。

【図８】周囲温度と追加充電量の関係を規定したテーブ
ルを示す説明図である。

【図９】同充電装置における急速充電Ｂ時の動作制御を
示すフローチャートである。

【図１０】周囲温度とΔＶの関係を規定したテーブルを
示す説明図である。

【図１１】周囲温度が０℃の場合における充電時の電池
電圧と時間の関係を示す説明図である。

【図１２】周囲温度が２５℃の場合における充電時の電
池電圧と時間の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１温度センサ２マイクロコントローラ３電圧センサ４定電流回路５スイッチ６二次電池７タイマＩＣ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周囲温度を測定する温度測定手段と、二次電池の電圧を測定する電圧測定手段と、該電圧測定手段によって測定された電圧値に基づいて二
次電池の満充電検出を行う検出手段とを設ける一方、上記検出手段は、上記温度測定手段によって測定された
周囲温度に基づいて満充電検出に用いる電圧値を変更す
ることを特徴とする二次電池の充電装置。
【請求項２】上記検出手段は、上記電圧測定手段によ
って測定された電圧値と所定時間前に測定された電圧値
との差を求め、その値と上記温度測定手段によって測定
された周囲温度に基づく電圧値とを比較し、その比較結
果に基づいて満充電検出を行うことを特徴とする請求項
１記載の二次電池の充電装置。
【請求項３】大電流によって二次電池の急速充電を行
うとき、上記検出手段による満充電検出に基づいて急速
充電の完了時期を判断して急速充電を完了させる制御手
段を設けたことを特徴とする請求項２記載の二次電池の
充電装置。
【請求項４】上記制御手段は、急速充電の開始時に上
記電圧測定手段によって測定された電圧値が所定の電圧
値以上のとき、急速充電開始時からの経過時間に基づい
て急速充電の完了時期を判断して急速充電を完了させる
ことを特徴とする請求項３記載の二次電池の充電装置。
【請求項５】上記制御手段は、急速充電が完了したと
き、上記温度測定手段によって測定された周囲温度に基
づいて追加充電量を設定し、その設定された追加充電量
に基づいて二次電池の追加充電を行うことを設けたこと
を特徴とする請求項３又は請求項４記載の二次に電池の
充電装置。
【請求項６】周囲温度を測定する温度測定手段と、大電流によって二次電池の充電を行う急速充電が完了し
たとき、上記温度測定手段によって測定された周囲温度
に基づいて追加充電量を設定し、その設定された追加充
電量に基づいて二次電池の追加充電を行う制御手段とを
設けたことを特徴とする二次電池の充電装置。
【請求項７】上記温度測定手段によって測定された周
囲温度が所定の温度範囲にないとき、二次電池の充電動
作を停止する充電停止手段を設けたことを特徴とする請
求項１乃至請求項６の何れかに記載の二次電池の充電装
置。