JP2003189493A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電途中で充電を停止したときでも、各単電
池の充電の程度のばらつきを可及的に抑制する。 【解決手段】 複数の単電池ＳＢを組み合わせて構成し
た組電池ＣＢを充電するための充電装置において、単電
池ＳＢと単電池ＳＢとが直列接続される箇所から引き出
された中間の充電用端子５，６，７、正極用の充電用端
子８及び負極用の充電用端子９に対して充電動作するた
めの充電回路ＣＣが設けられ、充電回路ＣＣによる充電
動作の対象となる充電用端子のうちの電位の高低で隣合
う充電用端子の組み合わせの何れかに対して充電回路Ｃ
Ｃから充電電力が供給されているときに、その充電用端
子の組み合わせと高電位側及び低電位側で隣合う充電用
端子の組み合わせに対しては充電電力が供給されないよ
うにする状態で、充電電力の供給対象となる前記充電用
端子の組み合わせを順次切換え制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１箇所
において単電池と単電池とが電気的に直列接続される状
態で複数の単電池を組み合わせて構成した組電池を充電
するための充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】組電池は、単電池を直列又は並列に組み
合わせて１つの電池としてまとめたものであり、携帯型
パーソナルコンピュータや電気自動車等の種々の機器に
利用されている。このような組電池に充電するための充
電装置の構成としては、従来、組電池の正極と負極との
間に電圧を印加して充電する構成が一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、個々の単電池の充放電特性のばらつき等に
より、ある単電池は満充電の状態であるが他の単電池は
充電不足の状態であるというように単電池間で充電の程
度にばらつきが生じる。そこで、４個の単電池を直列接
続して組電池とした場合を例示する図６のように、単電
池１００，１０１，１０２，１０３の夫々に対応して充
電回路１０４，１０５，１０６，１０７を備えて、各充
電回路１０４，１０５，１０６，１０７にて対応する単
電池１００，１０１，１０２，１０３を充電する構成が
考案されている。ところが、図６に示す充電装置の構成
では、各単電池が十分に充電されて満充電になるまで確
実に充電を行うと、単電池間での充電の程度のばらつき
を十分に抑制して充電できるものの、満充電になる前に
途中で充電を打ち切ってしまった場合に、充電装置自体
に起因して各単電池間の充電の程度のばらつきを生じさ
せてしまうことがわかった。

【０００４】図７に例示する充電特性によってこの原因
を説明する。すなわち、充電開始時は定電流で組電池を
充電し、充電が進んで電池の端子電圧がある程度の設定
電圧に達すると、以降はその設定電圧で充電する一般的
な充電方法によって充電するとき、理想的には、定電流
充電領域においては図７の「Ｉａ」で示す一定電流値で
充電することで、充電開始時の単電池の両端電圧「Ｖ
ｂ」から徐々に電圧が上昇し、設定電圧「Ｖａ」に達す
るとその電圧「Ｖａ」を維持して定電圧領域での充電を
継続する。従って、図７においては、直線Ｃ−直線Ａの
経路で充電が進行する。

【０００５】ところが、実際には、充電回路１０５，１
０６による単電池１０１，１０２の充電に関しては、直
線Ｃ−直線Ａの経路で充電が進行するが、充電回路１０
４，１０７による単電池１００，１０３の充電に関して
は、図７において直線Ｃ−直線Ｂの経路で充電が進行
し、「Ｖａ」よりも低い電圧で定電圧充電領域に移行し
てしまい、充電を途中で中止すると直線Ａと直線Ｂとの
電圧の差に相当する充電の程度のばらつきが生じてしま
うことがわかった。ここで、直線Ｃ−直線Ｂの経路で充
電が進行するのは、図７に示すように各充電用端子を流
れる電流をＩ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５とし、個々の
充電回路と単電池にて形成されるループ電流をｉ１，ｉ
２，ｉ３，ｉ４とすると、Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４について
は、隣合うループのループ電流（ｉ１とｉ２，ｉ２とｉ
３，ｉ３とｉ４）が相殺して微弱な電流しか流れないの
に対して、Ｉ１とＩ５については大きな充電電流（電流
の方向は逆）が流れて配線抵抗による電圧降下が生じ、
充電回路の出力端子では設定電圧「Ｖａ」になっていて
も単電池の端子間には前記配線の電圧降下分だけ低い電
圧が印加された状態で定電圧充電領域に移行するものと
して説明できる。

【０００６】又、この他に、定電流充電領域の充電電流
「Ｉａ」が回路部品の特性ばらつき等により各単電池間
でばらついてしまうことによっても、各単電池間の充電
の程度のばらつきを生じさせてしまう。本発明は、かか
る実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、充
電途中で充電を停止したときでも、各単電池の充電の程
度のばらつきを可及的に抑制する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記請求項１記載の構成
を備えることにより、少なくとも１箇所において単電池
と単電池とが電気的に直列接続される状態で複数の単電
池を組み合わせて構成した組電池を充電するための充電
装置において、単電池と単電池とが直列接続される箇所
から引き出された中間の充電用端子のうちの少なくとも
１つの充電用端子、前記組電池の正極から引き出された
正極用の充電用端子及び前記組電池の負極から引き出さ
れた負極用の充電用端子に対して充電動作するための充
電回路が設けられ、前記充電回路による充電動作の対象
となる充電用端子のうちの電位の高低で隣合う充電用端
子の組み合わせの何れかに対して前記充電回路から充電
電力が供給されているときに、その充電電力が供給され
ている充電用端子の組み合わせと高電位側及び低電位側
で隣合う充電用端子の組み合わせに対しては充電電力が
供給されないようにする状態で、充電電力の供給対象と
なる前記充電用端子の組み合わせを順次切換え制御する
充電対象切換え手段が設けられて構成されている。

【０００８】すなわち、充電対象切換え手段によって、
充電用端子の組み合わせの何れかに対して前記充電回路
から充電電力が供給されているときに、その充電電力が
供給されている一対の充電用端子と高電位側で隣合う充
電用端子と低電位側で隣合う充電用端子には充電電力が
供給されないようにするので、配線抵抗による電圧降下
が各充電用端子に対して平等に作用するものとなる。従
って、充電電力の供給対象となる前記充電用端子の組み
合わせを順次切換える際の時間間隔が極端に長くならな
い限り、たとえ充電途中で充電を停止した場合であって
も、各単電池の充電の程度のばらつきを可及的に抑制す
ることができる。

【０００９】又、上記請求項２記載の構成を備えること
により、前記充電回路は、前記充電回路による充電動作
の対象となる充電用端子のうちの電位の高低で隣合う充
電用端子の組み合わせ夫々に対応して備えられた複数の
充電回路にて構成され、前記充電対象切換え手段は、前
記各充電回路を、それに対応する充電用端子の組み合わ
せが充電動作の対象となっているタイミングにおいて
は、その充電用端子の組み合わせに対して充電動作さ
せ、且つ、それに対応する充電用端子の組み合わせが充
電動作の対象となっていないタイミングにおいては、充
電動作の対象となっている他の充電用端子の組み合わせ
に対して充電動作させるように切換える並列充電モード
と、前記各充電回路の全てを、夫々に対応する充電用端
子の組み合わせに対して充電動作させる直列充電モード
とに切換え可能に構成されている。

【００１０】このように、前記充電用端子の組み合わせ
の夫々に対応して複数の充電回路を備えることで、上記
直列充電モードに設定して、各充電回路が対応する充電
用端子の組み合わせに対して充電動作することもできる
し、上記並列充電モードに設定して、各充電回路が、そ
れに対応する充電用端子の組み合わせが充電動作の対象
となっていないタイミングにおいて、充電動作の対象と
なっている他の充電用端子の組み合わせに対して充電動
作することもできる。すなわち、上記並列充電モードに
て充電するときでも、配線抵抗による電圧降下が各充電
用端子に対して平等に作用して各単電池の充電の程度の
ばらつきを抑制できるが、十分な充電時間を確保するこ
とができるときは、上記直列充電モードによって充電す
ることで、充電の程度のばらつきをより一層抑制するこ
とができる。

【００１１】従って、状況に応じて上記２つのモードを
使い分けて充電を行えると共に、充電を開始してから満
充電の少し前の充電電流が十分小さくなる状態まで上記
並列充電モードにて充電し、その後上記直列充電モード
に切換えることで、充電期間の何れにおいても可及的に
充電の程度のばらつきを抑制することのできる運用も可
能となる。しかも、前記充電用端子の組み合わせの夫々
に対応して複数の充電回路を備える場合において、上記
並列充電モードとしたときに、各充電回路は、対応する
充電用端子の組み合わせが充電動作の対象となっていな
いタイミングで、単に次ぎに充電動作の対象となるタイ
ミングを待つのではなく、充電動作の対象となっている
他の充電用端子の組み合わせに対して充電動作するの
で、充電回路を有効に利用しながら、充電動作の対象と
なっている充電用端子の組み合わせに対してはより多く
の充電電流が供給されて急速充電が可能となる。

【００１２】又、上記請求項３記載の構成を備えること
により、前記充電回路は、前記充電回路による充電動作
の対象となる充電用端子のうちの電位の高低で隣合う充
電用端子の組み合わせの数よりも少ない数の充電回路に
て構成され、前記充電対象切換え手段は、１つの充電回
路が前記充電用端子の組み合わせの複数を充電動作の対
象とするように切換え制御するように構成されている。
従って、必要となる充電回路の数を抑えることで装置コ
ストを抑制しながら、充電途中で充電を停止した場合で
あっても、各単電池間の充電の程度のばらつきを可及的
に抑制することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の充電装置の実施の
形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態の充電装
置ＣＨは、図１に示すように、単電池ＳＢを組み合わせ
て構成した組電池ＣＢを充電の対象としている。

【００１４】〔組電池ＣＢの構成〕この組電池ＣＢの構
成は、少なくとも１箇所において単電池ＳＢと単電池Ｓ
Ｂとが電気的に直列接続される状態で複数の単電池ＳＢ
を組み合わせて構成したものであり、より具体的には、
組電池ＣＢを同一種類の単電池ＳＢにて構成し、これら
全ての単電池ＳＢを電気的に直列接続して１つのパッケ
ージに収めたものである。本実施の形態では、夫々単電
池ＳＢである４個のリチウムイオン電池１，２，３，４
を直列接続して構成した組電池ＣＢを例示する。組電池
ＣＢからは複数の充電用端子が引き出されており、単電
池ＳＢと単電池ＳＢとが直列接続される３箇所の全てか
ら引き出された３つの中間の充電用端子５，６，７と、
組電池ＣＢの正極すなわち最も高電位側の単電池ＳＢ
（リチウムイオン電池１）の正極から引き出された正極
用の充電用端子８と、組電池ＣＢの負極すなわち最も低
電位側の単電池ＳＢ（リチウムイオン電池４）の負極か
ら引き出された負極用の充電用端子９とが１つのコネク
タ１０において一体化されている。

【００１５】〔充電装置ＣＨの構成〕充電装置ＣＨに
は、各充電用端子５，６，７，８，９に対して充電動作
するための充電回路ＣＣとして第１充電回路１１，第２
充電回路１２，第３充電回路１３及び第４充電回路１４
の４つが備えられると共に、各充電回路１１，１２，１
３，１４と組電池ＣＢ側の充電用端子５，６，７，８，
９との電気的接続を切換えるための第１〜第８スイッチ
１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１
８ａ，１８ｂと、組電池側のコネクタ１０の充電用端子
５，６，７，８，９と接続するための直流出力端子１
９，２０，２１，２２，２３を備えた充電装置側のコネ
クタ２４と、リレーあるいは半導体スイッチ等により構
成される第１〜第８スイッチ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，
１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの開閉を制御
して各充電回路１１，１２，１３，１４と充電用端子
５，６，７，８との接続状態を切換え制御するスイッチ
制御回路２５とが備えられている。

【００１６】各充電回路１１，１２，１３，１４は、単
電池ＳＢと単電池ＳＢとが直列接続される全ての箇所か
ら引き出された中間の充電用端子５，６，７のうちの全
ての充電用端子５，６，７、組電池ＣＢの正極から引き
出された正極用の充電用端子８及び組電池ＣＢの負極か
ら引き出された負極用の充電用端子９のうちの電位の高
低で隣合う充電用端子の組み合わせの夫々に対応して設
けられている。すなわち、第１充電回路１１は充電用端
子８と充電用端子５との組み合わせに対応して、第２充
電回路１２は充電用端子５と充電用端子６との組み合わ
せに対応して、第３充電回路１３は充電用端子６と充電
用端子７との組み合わせに対応して、第４充電回路１４
は充電用端子７と充電用端子９との組み合わせに対応し
て備えられている。

【００１７】但し、各充電回路１１，１２，１３，１４
は、第１〜第８スイッチ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６
ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの操作で、夫々の
充電回路と対応している充電用端子の組み合わせに対し
て充電動作する接続状態と、他の充電用端子の組み合わ
せに対して充電動作する接続状態に切換えられる。すな
わち、第１充電回路１１は、第１スイッチ１５ａ及び第
２スイッチ１５ｂを図１において上方側に倒した状態で
充電用端子８と充電用端子５との組み合わせに対して充
電動作し、下方側に倒した状態で充電用端子５と充電用
端子６との組み合わせに対して充電動作するように切換
えられ、同様に、第２充電回路１２は、充電用端子５と
充電用端子６との組み合わせに対して充電動作する状態
と充電用端子８と充電用端子５との組み合わせに対して
充電動作する状態とに切換えられ、第３充電回路１３
は、充電用端子６と充電用端子７との組み合わせに対し
て充電動作する状態と充電用端子７と充電用端子９との
組み合わせに対して充電動作する状態とに切換えられ、
第４充電回路１４は、充電用端子７と充電用端子９との
組み合わせに対して充電動作する状態と充電用端子６と
充電用端子７との組み合わせに対して充電動作する状態
とに切換えられる。

【００１８】各充電回路１１，１２，１３，１４は全く
同一の回路構成を有し、本実施の形態では、出力電流制
限回路を有する定電圧源として構成されており、具体的
な回路構成としては例えばスイッチングレギュレータで
良い。各充電回路１１，１２，１３，１４の入力側は、
電源スイッチ２６を介して商用交流ラインに接続され
る。スイッチ制御回路２５は、論理回路とその他の周辺
回路とによって構成されるが、マイクロコンピュータチ
ップを備えて構成しても良い。

【００１９】〔スイッチ制御回路２５により充電制御〕
次に、スイッチ制御回路２５による充電状態の制御につ
いて説明する。スイッチ制御回路２５は、原則として、
充電回路ＣＣによる充電動作の対象となる充電用端子の
うちの電位の高低で隣合う充電用端子の組み合わせの何
れかに対して充電回路ＣＣから充電電力が供給されてい
るときに、その充電電力が供給されている充電用端子の
組み合わせと高電位側及び低電位側で隣合う充電用端子
の組み合わせに対しては充電電力が供給されないように
する状態で、充電電力の供給対象となる充電用端子の組
み合わせを順次切換え制御する。つまり、図１に示す回
路では、最も高電位側の充電用端子の組み合わせである
正極用の充電用端子８と中間の充電用端子５の組み合わ
せに対して充電電力が供給されているときは、充電用端
子８と充電用端子５との組み合わせと低電位側で隣合う
充電用端子５と充電用端子６との組み合わせに対しては
充電電力が供給されないようにし、充電用端子５と充電
用端子６の組み合わせに対して充電電力が供給されてい
るときは、充電用端子５と充電用端子６との組み合わせ
と高電位側で隣合う充電用端子８と充電用端子５との組
み合わせ及び低電位側で隣合う充電用端子６と充電用端
子７との組み合わせに対しては充電電力が供給されない
ようにしており、他の充電用端子の組み合わせに対して
も同様の取り扱いをする。

【００２０】スイッチ制御回路２５は、上記の動作を並
列充電モードとして実行しており、この並列充電モード
について更に詳細に説明すると、各充電回路１１，１
２，１３，１４を、それに対応する充電用端子の組み合
わせが充電動作の対象となっているタイミングにおいて
は、その充電用端子の組み合わせに対して充電動作さ
せ、且つ、それに対応する充電用端子の組み合わせが充
電動作の対象となっていないタイミングにおいては、充
電動作の対象となっている他の充電用端子の組み合わせ
に対して充電動作させるように切換える。第１〜第８ス
イッチ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７
ｂ，１８ａ，１８ｂの切換え操作によって具体的に説明
すると、第１〜第８スイッチ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，
１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂは、並列充電
モードにおいて図２（ａ）に示す接続状態と図２（ｂ）
に示す接続状態とに切換えられる。尚、図２において
は、第１充電回路１１を「Ｖ１」と、第２充電回路１２
を「Ｖ２」と、第３充電回路１３を「Ｖ３」と、第４充
電回路１４を「Ｖ４」と表示する等、各部を簡略化して
表記している。図３以降についても、同様に簡略化して
表記する場合がある。

【００２１】図２（ａ）に示す状態では、第１充電回路
１１はそれに対応する充電用端子８と充電用端子５との
組み合わせに対して充電動作しており、従って第２充電
回路１２は対応する充電用端子５と充電用端子６との組
み合わせが充電動作の対象とならないので、充電動作の
対象となっている充電用端子８と充電用端子５との組み
合わせに対して充電動作する。同様に、第３充電回路１
３はそれに対応する充電用端子６と充電用端子７との組
み合わせに対して充電動作しており、従って第４充電回
路１４は対応する充電用端子７と充電用端子９との組み
合わせが充電動作の対象とならないので、充電動作の対
象となっている充電用端子６と充電用端子７との組み合
わせに対して充電動作する。従って、充電用端子８と充
電用端子５との組み合わせに対して第１充電回路１１及
び第２充電回路１２が並列接続されて双方から充電電流
が供給され、充電用端子６と充電用端子７との組み合わ
せに対して第３充電回路１３及び第４充電回路１４の双
方から充電電流が供給されるので急速充電が実現され
る。

【００２２】図２（ｂ）に示す状態では、第２充電回路
１２がそれに対応する充電用端子５と充電用端子６との
組み合わせに対して充電動作しており、従って第１充電
回路１１は対応する充電用端子８と充電用端子５との組
み合わせが充電動作の対象とならないので、充電動作の
対象となっている充電用端子５と充電用端子６との組み
合わせに対して充電動作する。同様に、第４充電回路１
４がそれに対応する充電用端子７と充電用端子９との組
み合わせに対して充電動作しており、従って第３充電回
路１３は対応する充電用端子６と充電用端子７との組み
合わせが充電動作の対象とならないので、充電動作の対
象となっている充電用端子７と充電用端子９との組み合
わせに対して充電動作する。従って、充電用端子５と充
電用端子６との組み合わせに対して第１充電回路１１及
び第２充電回路１２が並列接続されて双方から充電電流
が供給され、充電用端子７と充電用端子９との組み合わ
せに対して第３充電回路１３及び第４充電回路１４の双
方から充電電流が供給されるので、図２（ｂ）の接続状
態においても急速充電が実現される。

【００２３】組電池ＣＢに対して充電を行うときは、組
電池ＣＢ側のコネクタ１０と充電装置側のコネクタ２４
とを接続し、正極用の充電用端子８と直流出力端子１
９、中間の充電用端子５と直流出力端子２０、中間の充
電用端子６と直流出力端子２１、中間の充電用端子７と
直流出力端子２２、負極用の充電用端子９と直流出力端
子２３を夫々に電気的に接続した状態で電源スイッチ２
６を閉じ操作する。これに伴ってスイッチ制御回路２５
に通電が開始され、スイッチ制御回路２５は、図２
（ａ）の接続状態と図２（ｂ）の接続状態とを同一周期
で切換え操作し、これによって、各充電用端子５，６，
７，８，９までの配線での電圧降下は各充電用端子５，
６，７，８，９に対して平等に作用し、充電の程度のば
らつきを抑制できる。従って、第１〜第８スイッチ１５
ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８
ａ，１８ｂとスイッチ制御回路２５とによって、充電電
力の供給対象となる充電用端子の組み合わせを順次切換
える充電対象切換え手段ＴＣが構成されている。尚、こ
の第１〜第８スイッチ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６
ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの切換え周期は、
全充電時間に比べて十分短ければ良く、例えば数分程度
の周期で良いが、半導体スイッチを用いた場合のように
高速切換えが可能なときは、より高速に切換えてばらつ
きを一層抑制するようにしても良い。

【００２４】スイッチ制御回路２５は、更に、上記並列
充電モードの他に、各充電回路１１，１２，１３，１４
の全てを、夫々に対応する充電用端子の組み合わせに対
して充電動作させる直列充電モードによる動作に切換え
ることも可能である。この直列充電モードでは、第１〜
第８スイッチ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７
ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの接続状態は、図３に示す
ようになっており、第１〜第４充電回路１１，１２，１
３，１４が直列に接続される。充電を途中で中止するよ
うな可能性がないときは、使用者は、上記並列充電モー
ドではなく上記直列充電モードに切換えて組電池ＣＢの
充電を行うことで、極めて単電池ＳＢ間の充電の程度の
ばらつきが小さい充電が可能となる。又、上記並列充電
モードと上記直列充電モードとを自動的に切換えて、２
つのモードを併用することもできる。すなわち、各単電
池ＳＢの電圧をモニタしておき、充電を開始してから、
単電池ＳＢの電圧が図７において「Ｖｔｈ」として例示
するような充電電流値（Ｉｔｈ）が十分小さくなる電圧
に上昇した時点までを上記並列充電モードにて充電し、
その後上記直列充電モードに切換えて満充電の状態まで
充電を行うのである。これによって、充電途中での各単
電池ＳＢの充電の程度のばらつきを抑制しながら、満充
電まで充電したときの各単電池ＳＢ間の充電の程度のば
らつきをより一層抑制できる。

【００２５】ニッケル−水素電池や鉛蓄電池では若干過
充電気味に充電を行えば各単電池ＳＢ間の充電の程度の
ばらつきが収束して行く傾向があるが、リチウムイオン
電池では、一旦各単電池ＳＢ間で充電の程度がばらつく
とそのばらつきがそのまま残ってしまう傾向が強いた
め、上記構成の充電装置ＣＨをリチウムイオン電池の単
電池ＳＢからなる組電池ＣＢの充電に適用することが特
に好適である。

【００２６】〔別実施形態〕以下、本発明の充電装置の
別実施形態を列記する。 （１）上記実施の形態では、充電回路ＣＣは、充電回路
ＣＣによる充電動作の対象となる充電用端子のうちの電
位の高低で隣合う充電用端子の組み合わせ夫々に対応し
て備えられた複数（４つ）の充電回路１１，１２，１
３，１４にて構成される場合を例示しているが、充電回
路ＣＣは、充電回路ＣＣによる充電動作の対象となる充
電用端子のうちの電位の高低で隣合う充電用端子の組み
合わせの数よりも少ない数の充電回路にて構成しても良
い。以下、具体例を、充電用端子の組み合わせが全部で
４つある場合において、充電回路ＣＣとして第１充電回
路１１と第２充電回路１２の２つのみを備える場合を例
示する図４に基づいて説明する。図４に示す充電装置Ｃ
Ｈでは、上記実施の形態と同様に、第１充電回路１１に
対して第１及び第２スイッチ１５ａ，１５ｂが備えら
れ、第２充電回路１２に対して第３及び第４スイッチ１
６ａ，１６ｂが備えられると共に、これら第１〜第４ス
イッチ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを制御するスイ
ッチ制御回路３０が備えられ、これらによって前記充電
対象切換え手段ＴＣが構成されている。スイッチ制御回
路３０は、第１〜第４スイッチ１５ａ，１５ｂ，１６
ａ，１６ｂの接続状態を、図４において実線で示す状態
と、破線で示す状態とに同一周期で順次切換える。

【００２７】これによって、充電回路ＣＣによる充電動
作の対象となる充電用端子のうちの電位の高低で隣合う
充電用端子の組み合わせの何れかに対して充電回路ＣＣ
から充電電力が供給されているときに、その充電電力が
供給されている充電用端子の組み合わせと高電位側及び
低電位側で隣合う充電用端子の組み合わせに対しては充
電電力が供給されないようにする状態で、充電電力の供
給対象となる充電用端子の組み合わせを順次切換え制御
する。つまり、図４に示す回路では、充電用端子８と充
電用端子５との組み合わせ及び充電用端子６と充電用端
子７との組み合わせに対して充電電力が供給されている
ときは、それらの充電用端子の組み合わせと高電位側及
び低電位側で隣合う充電用端子５と充電用端子６との組
み合わせ及び充電用端子７と充電用端子９との組み合わ
せに対しては充電電力が供給されないようにし、逆に、
充電用端子５と充電用端子６との組み合わせ及び充電用
端子７と充電用端子９との組み合わせにに対して充電電
力が供給されているときは、それらと高電位側及び低電
位側で隣合う充電用端子８と充電用端子５との組み合わ
せ及びに充電用端子６と充電用端子７との組み合わせに
対しては充電電力が供給されないようにしている。この
ように制御することによって、各充電用端子５，６，
７，８，９までの配線での電圧降下は各充電用端子５，
６，７，８，９に対して平等に作用し、充電の程度のば
らつきを抑制でき、しかも、充電回路の数を少なくして
装置コストの低減をも図ることができる。

【００２８】（２）上記実施の形態では、充電回路ＣＣ
は、充電回路ＣＣによる充電動作の対象となる充電用端
子のうちの電位の高低で隣合う充電用端子の組み合わせ
夫々に対応して複数（４つ）の充電回路１１，１２，１
３，１４が備えられて、上記並列充電モードにおいて、
各充電回路１１，１２，１３，１４を、それに対応する
充電用端子の組み合わせが充電動作の対象となっている
タイミングにおいては、その充電用端子の組み合わせに
対して充電動作させ、且つ、それに対応する充電用端子
の組み合わせが充電動作の対象となっていないタイミン
グにおいては、充電動作の対象となっている他の充電用
端子の組み合わせに対して充電動作させるように切換え
ているが、充電用端子の組み合わせ夫々に対応して充電
回路１１，１２，１３，１４が備えられる場合であって
も、必ずしも、常に全ての充電回路が充電動作を行って
いる必要はない。

【００２９】例えば、図５に示すように、前記充電対象
切換え手段ＴＣとして、第１〜第４充電回路１１，１
２，１３，１４の各充電回路に商用交流電力を供給する
か否かを切換える第１〜第４スイッチ１５’，１６’，
１７’，１８’と、これらのスイッチ１５’，１６’，
１７’，１８’を切換え制御するスイッチ制御回路３１
を備えて、スイッチ制御回路３１が、これらのスイッチ
１５’，１６’，１７’，１８’を、図５において実線
で示す接続状態と破線で示す接続状態とに切換えること
で、各タイミングにおいて充電動作していない充電回路
が存在する状態で、充電回路ＣＣによる充電動作の対象
となる充電用端子のうちの電位の高低で隣合う充電用端
子の組み合わせの何れかに対して充電回路ＣＣから充電
電力が供給されているときに、その充電電力が供給され
ている充電用端子の組み合わせと高電位側及び低電位側
で隣合う充電用端子の組み合わせに対しては充電電力が
供給されないようにする状態で、充電電力の供給対象と
なる充電用端子の組み合わせを順次切換え制御するよう
にしても良い。

【００３０】（３）上記実施の形態では、組電池ＣＢを
構成する単電池ＳＢとして、リチウムイオン電池を例示
しているが、Ｎｉ−水素電池やＮｉ−Ｃｄ電池等の種々
の二次電池を単電池ＳＢとする組電池ＣＢの充電のため
に本発明の充電装置を利用できる。 （４）上記実施の形態では、組電池ＣＢは４個の単電池
ＳＢを直列接続して構成した場合を例示しているが、使
用する単電池の数を増減することはもちろんのこと、並
列接続した単電池ＳＢの複数を直列接続して構成する等
して、単電池の接続の仕方を種々に変更した場合にも本
発明を適用でき、少なくとも１箇所において単電池ＳＢ
と単電池ＳＢとが電気的に直列接続される組電池であれ
ば本発明を適用できる。 （５）上記実施の形態では、組電池ＣＢにおける単電池
ＳＢと単電池ＳＢとが電気的に直列接続される箇所の全
てから充電用端子を引き出しているが、必ずしも全ての
直列接続箇所から引き出す必要はなく、例えば、上記実
施の形態のように複数の単電池ＳＢを直列接続して組電
池ＣＢを構成した場合、１つおきの直列接続箇所から充
電用端子を引き出すようにしても良い。

【００３１】

【発明の効果】上記請求項１記載の構成によれば、充電
対象切換え手段によって、充電用端子の組み合わせの何
れかに対して前記充電回路から充電電力が供給されてい
るときに、その充電電力が供給されている一対の充電用
端子と高電位側で隣合う充電用端子と低電位側で隣合う
充電用端子には充電電力が供給されないようにするの
で、配線抵抗による電圧降下が各充電用端子に対して平
等に作用するものとなる。従って、充電電力の供給対象
となる前記充電用端子の組み合わせを順次切換える際の
時間間隔が極端に長くならない限り、たとえ充電途中で
充電を停止した場合であっても、各単電池の充電の程度
のばらつきを可及的に抑制することができる。

【００３２】又、上記請求項２記載の構成によれば、上
記並列充電モードにて充電するときでも、配線抵抗によ
る電圧降下が各充電用端子に対して平等に作用して各単
電池の充電の程度のばらつきを抑制できるが、十分な充
電時間を確保することができるときは、上記直列充電モ
ードによって充電することで、充電の程度のばらつきを
より一層抑制することができる。しかも、前記充電用端
子の組み合わせの夫々に対応して複数の充電回路を備え
る場合において、上記並列充電モードとしたときに、各
充電回路は、対応する充電用端子の組み合わせが充電動
作の対象となっていないタイミングで、単に次ぎに充電
動作の対象となるタイミングを待つのではなく、充電動
作の対象となっている他の充電用端子の組み合わせに対
して充電動作するので、充電回路を有効に利用しなが
ら、充電動作の対象となっている充電用端子の組み合わ
せに対してはより多くの充電電流が供給されて急速充電
が可能となる。又、上記請求項３記載の構成によれば、
必要となる充電回路の数を抑えることで装置コストを抑
制しながら、充電途中で充電を停止した場合であって
も、各単電池間の充電の程度のばらつきを可及的に抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる充電装置の概略構
成図

【図２】本発明の実施の形態にかかるスイッチの接続状
態を示す図

【図３】本発明の実施の形態にかかるスイッチの接続状
態を示す図

【図４】本発明の別実施形態にかかる充電装置の概略構
成図

【図５】本発明の別実施形態にかかる充電装置の概略構
成図

【図６】従来の充電装置を示す概略構成図

【図７】単電池の充電特性を説明する図

【符号の説明】

ＳＢ 単電池 ＣＢ 組電池 ＣＣ 充電回路 ＴＣ 充電対象切換え手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１箇所において単電池と単電
   池とが電気的に直列接続される状態で複数の単電池を組
   み合わせて構成した組電池を充電するための充電装置で
   あって、 単電池と単電池とが直列接続される箇所から引き出され
   た中間の充電用端子のうちの少なくとも１つの充電用端
   子、前記組電池の正極から引き出された正極用の充電用
   端子及び前記組電池の負極から引き出された負極用の充
   電用端子に対して充電動作するための充電回路が設けら
   れ、 前記充電回路による充電動作の対象となる充電用端子の
   うちの電位の高低で隣合う充電用端子の組み合わせの何
   れかに対して前記充電回路から充電電力が供給されてい
   るときに、その充電電力が供給されている充電用端子の
   組み合わせと高電位側及び低電位側で隣合う充電用端子
   の組み合わせに対しては充電電力が供給されないように
   する状態で、充電電力の供給対象となる前記充電用端子
   の組み合わせを順次切換え制御する充電対象切換え手段
   が設けられて構成されている充電装置。
2. 【請求項２】 前記充電回路は、前記充電回路による充
   電動作の対象となる充電用端子のうちの電位の高低で隣
   合う充電用端子の組み合わせ夫々に対応して備えられた
   複数の充電回路にて構成され、 前記充電対象切換え手段は、前記各充電回路を、それに
   対応する充電用端子の組み合わせが充電動作の対象とな
   っているタイミングにおいては、その充電用端子の組み
   合わせに対して充電動作させ、且つ、それに対応する充
   電用端子の組み合わせが充電動作の対象となっていない
   タイミングにおいては、充電動作の対象となっている他
   の充電用端子の組み合わせに対して充電動作させるよう
   に切換える並列充電モードと、前記各充電回路の全て
   を、夫々に対応する充電用端子の組み合わせに対して充
   電動作させる直列充電モードとに切換え可能に構成され
   ている請求項１記載の充電装置。
3. 【請求項３】 前記充電回路は、前記充電回路による充
   電動作の対象となる充電用端子のうちの電位の高低で隣
   合う充電用端子の組み合わせの数よりも少ない数の充電
   回路にて構成され、 前記充電対象切換え手段は、１つの充電回路が前記充電
   用端子の組み合わせの複数を充電動作の対象とするよう
   に切換え制御するように構成されている請求項１記載の
   充電装置。