JP2003288951A - 鉛蓄電池の充電方法 - Google Patents

鉛蓄電池の充電方法

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JP2003288951A JP2002088542A JP2002088542A JP2003288951A JP 2003288951 A JP2003288951 A JP 2003288951A JP 2002088542 A JP2002088542 A JP 2002088542A JP 2002088542 A JP2002088542 A JP 2002088542A JP 2003288951 A JP2003288951 A JP 2003288951A
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裕 横山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛蓄電池を効率良く充電できる充電方法を提
供する。 【解決手段】 鉛蓄電池の充電中における端子電圧を検
出して充電電流値を段階的に低下させながら上記鉛蓄電
池を充電する充電方法において、上記鉛蓄電池の放電深
度を検出し、その検出した放電深度が基準値よりも深い
ときに、通常の段階的な充電電流値による充電ステップ
パターンでの充電に先立って、当該充電ステップパター
ンにおける１段目の充電ステップでの充電電流値よりも
高い充電電流値で充電する追加充電ステップを実行する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池の充電方
法に関し、特に充電中における端子電圧を検出して充電
電流値を段階的に低下させながら充電する、いわゆる多
段定電流充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多段定電流充電方法では、例えば図９に
４段定電流充電方法による充電電流及び端子電圧の時間
変化を示すように、充電電流値として１段目から４段目
まで段階的に低くなる４つの定電流値を予め設定し、先
ず１段目の定電流値で充電を開始し、充電中の鉛蓄電池
の端子電圧を検出しながら、端子電圧が予め設定した電
流切替電圧に達したら充電電流値を２段目の定電流値に
切り替え、以後同様にして端子電圧が電流切替電圧に達
したら３段目の定電流値及び４段目の充電電流値へと充
電電流値を順次切り替えて充電するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記多段定
電流充電方法では、鉛蓄電池の温度上昇や劣化の観点か
ら、充電電流値が低く設定される場合が多い。例えば、
図９の場合では、１段目の定電流値が０．２Ｃに、２段
目の定電流値が０．１Ｃに、３段目の定電流値が０．０
５Ｃに、４段目の定電流値が０．０２５Ｃにそれぞれ相
当する電流値に設定されている。
【０００４】このため、充電すべき鉛蓄電池の放電深度
が深いと、充電に時間がかかり、例えば電気自動車に搭
載されている鉛蓄電池を、電力量料金が安い深夜電力で
充電する場合には、深夜電力時間帯で充電が終了しない
場合がある。
【０００５】なお、充電時間を短縮する方法として、図
９に仮想線で示すように、１段目の定電流値を高めに設
定することが考えられるが、このようにすると端子電圧
が電流切替電圧に早く達し、結果として２段目の定電流
値による充電時間が延びることになるため、全体の充電
時間の短縮効果はあまり期待できない。
【０００６】従って、かかる点に鑑みてなされた本発明
の目的は、鉛蓄電池を効率良く充電できる充電方法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の発明は、鉛蓄電池の充電中における端子電
圧を検出して充電電流値を段階的に低下させながら上記
鉛蓄電池を充電する充電方法において、上記鉛蓄電池の
放電深度を検出し、該検出した放電深度が基準値よりも
深いときに、通常の段階的な充電電流値による充電ステ
ップパターンでの充電に先立って、当該充電ステップパ
ターンにおける１段目の充電ステップでの充電電流値よ
りも高い充電電流値で充電する追加充電ステップを実行
することを特徴とする。
【０００８】請求項１の発明によると、放電深度が基準
値よりも深い場合には、通常の充電ステップパターンで
の充電電流値よりも高い充電電流値による追加充電ステ
ップが実行されるので、鉛蓄電池を効率良く充電でき、
充電時間を大幅に短縮することが可能となり、従って夜
間電力を利用する場合には、その時間帯内で充電を終了
することが可能となる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１の鉛蓄
電池の充電方法において、上記追加充電ステップでの充
電電流値は、上記放電深度に応じて設定することを特徴
とする。
【００１０】請求項２の発明によると、追加充電ステッ
プでの定電流値が放電深度に応じて設定されるので、鉛
蓄電池の温度上昇及び劣化を最小限に抑えながら効率良
く充電することが可能となる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２の鉛蓄電池の充電方法において、上記追加充電ステッ
プは、充電モードが追加充電ステップ選択モードにある
ときに実行可能としたことを特徴とする。
【００１２】請求項３の発明によると、充電モードが追
加充電ステップ選択モードにあり、かつ放電深度が基準
値よりも深い場合に、追加充電ステップが実行されるの
で、深夜電力で充電する場合や、短時間充電を行う場合
に、充電モードを追加充電ステップ選択モードとするこ
とで、効率良く充電することが可能となる。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２の鉛蓄電池の充電方法において、上記追加充電ステッ
プは、充電開始時間が所定の時間帯にあるときに実行可
能としたことを特徴とする。
【００１４】請求項４の発明によると、充電開始時間が
所定の時間帯にあり、かつ放電深度が基準値よりも深い
場合に、追加充電ステップが実行されるので、特に深夜
電力を利用する場合には、その時間帯内で充電を終了す
ることが可能となる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１または
２の鉛蓄電池の充電方法において、上記鉛蓄電池の温度
を検出し、該検出温度が所定の温度以下にあるときに、
上記追加充電ステップを実行可能としたことを特徴とす
る。
【００１６】請求項５の発明によると、鉛蓄電池の温度
が所定温度以下で、かつ放電深度が基準値よりも深い場
合に、追加充電ステップが実行されるので、鉛蓄電池の
温度上昇及び劣化を抑えながら充電することが可能とな
る。
【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項５の鉛蓄
電池の充電方法において、上記追加充電ステップは、検
出温度が所定の温度以下にあり、かつ充電開始時間が所
定の時間帯にあるときに実行可能としたことを特徴とす
る。
【００１８】請求項６の発明によると、鉛蓄電池の温度
が所定温度以下で、充電開始時間が所定の時間帯にあ
り、かつ放電深度が基準値よりも深い場合に、追加充電
ステップが実行されるので、特に深夜電力を利用する場
合には、鉛蓄電池の温度上昇及び劣化を抑えながら、深
夜電力の時間帯内で充電を終了することが可能となる。
【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項５または
６の鉛蓄電池の充電方法において、上記追加充電ステッ
プでの充電電流値は、上記検出温度に応じて設定するこ
とを特徴とする。
【００２０】請求項７の発明によると、検出温度に応じ
た充電電流値で追加充電ステップが実行されるので、鉛
蓄電池の温度上昇及び劣化を最小限に抑えながら充電す
ることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による鉛蓄電池の充
電方法の実施の形態について、図１乃至図８を参照して
説明する。
【００２２】（第１実施の形態）図１及び図２は本発明
の第１実施の形態を示すもので、図１は充電システムの
概要を示し、図２は充電電流及び端子電圧の時間変化を
示している。
【００２３】本実施の形態は、鉛蓄電池１を複数個（本
実施の形態では３個）直列に接続して、充電器２により
充電するもので、充電器２の負極側充電ライン３は直列
接続した鉛蓄電池１の負端子に接続し、正極側充電ライ
ン４は残存容量計測装置５を介して直列接続した鉛蓄電
池１の正端子に接続する。
【００２４】充電器２は、差込プラグ６を介して一次側
電源ライン７に供給される交流電圧を直流に整流して充
電ライン３、４に出力する。
【００２５】本実施の形態では、充電開始に先立って残
存容量計測装置５で鉛蓄電池１の残存容量、即ち放電深
度を計測し、その計測値を信号ライン８を介して充電器
２に供給する。充電器２では、残存容量計測装置５から
の放電深度の計測値を受けて、その計測値と予め設定し
た基準値とを比較し、計測値が基準値に達していない場
合には、図２に実線で示すように、通常の４段定電流に
より鉛蓄電池１の端子電圧を検出しながら充電を開始
し、計測値が基準値以上の場合には、図２に破線で示す
ように、通常の４段定電流による充電に先立って、その
１段目の充電ステップでの充電電流値よりも高い定電流
の充電電流値で、所定の電流切替電圧に達するまで充電
する追加充電ステップを実行する。
【００２６】ここで、放電深度の基準値は、例えば深夜
電力の設定時間（例えば、午後１０時から翌日の午前６
時までの８時間）で充電が終了する値とする。
【００２７】このように、充電すべき鉛蓄電池１の放電
深度が基準値以上の場合に、通常の４段定電流による充
電に先立って、より高い充電電流値による追加充電ステ
ップを実行すれば、図２に破線で示すように充電時間を
短縮することができる。従って、深夜電力の開始時に充
電を開始すれば、その設定時間を有効に利用して充電を
終了することが可能となるので、安価な電力量料金で効
率良く充電することができる。
【００２８】また、鉛蓄電池１は、充電が終了してから
の時間が短いほど活性化しているので、電気自動車用の
場合には、ほぼ深夜電力終了時間に充電が終了するよう
にして、充電後に速やかに走行するようにすれば、充電
コストを安価にできる上、走行可能距離も長くできる。
【００２９】（第２実施の形態）本発明の第２実施の形
態では、上記の第１実施の形態において、追加充電ステ
ップを実行する際の充電電流値を、計測した充電深度に
応じて変化させる。即ち、計測した充電深度が基準値よ
りも深い程、充電電流値を高く設定して充電する。
【００３０】このようにすれば、鉛蓄電池１の温度上昇
及び劣化を最小限に抑えながら効率良く充電することが
できる。
【００３１】（第３実施の形態）図３は、本発明の第３
実施の形態における充電システムの概要を示すものであ
る。本実施の形態では、第１または第２実施の形態にお
いて、充電器２に通常充電モードと追加充電モードとを
切替選択する充電モード選択スイッチ２１を設け、通常
充電モードが選択されたときは、残存容量計測装置５で
計測された放電深度が基準値を超えている場合であって
も、通常の４段定電流による充電を実行し、追加充電モ
ードが選択されている場合にのみ、上述した第１実施の
形態または第２実施の形態のように、追加充電ステップ
を実行可能とする。
【００３２】このようにすれば、充電モードが追加充電
モードにあり、かつ放電深度が基準値よりも深い場合に
のみ、追加充電ステップが実行されることになるので、
深夜電力で充電する場合や、短時間充電を行う場合に、
充電モードを追加充電モードとすることで、効率良く充
電することができる。
【００３３】（第４実施の形態）図４は、本発明の第４
実施の形態における充電システムの概要を示すものであ
る。本実施の形態では、第１または第２実施の形態にお
いて、充電器２にタイマ２２を設けて充電開始時間を検
知し、その開始時間が所定の時間帯にあるとき、例えば
深夜電力時間帯にあるときに、上述した第１実施の形態
または第２実施の形態のように、追加充電ステップを実
行可能とする。
【００３４】なお、タイマ２２による充電開始時間は、
例えば差込プラグ６が商用電源に接続されて、一次側電
源ライン７に交流電圧が印加されている状態で、充電器
２に設けられている充電開始スイッチ（図示せず）がオ
ンになった信号を受けて検知する。
【００３５】このようにすれば、充電開始時間が所定の
時間帯にあり、かつ放電深度が基準値よりも深い場合
に、追加充電ステップが実行されることになるので、特
に深夜電力を利用する場合には、その時間帯内で充電を
終了することが可能となる。
【００３６】（第５実施の形態）図５は、本発明の第５
実施の形態における充電システムの概要を示すものであ
る。本実施の形態では、第１または第２実施の形態にお
いて、鉛蓄電池１に温度センサ３１を取り付けて温度を
検出し、その検出温度を信号ライン９を介して充電器２
に供給して、検出温度が所定の温度以下にあるときに、
上述した第１実施の形態または第２実施の形態のよう
に、追加充電ステップを実行可能とする。
【００３７】このようにすれば、鉛蓄電池１の検出温度
が所定温度以下で、かつ放電深度が基準値よりも深い場
合に、第１実施の形態または第２実施の形態で説明した
ように追加充電ステップが実行されることになるので、
鉛蓄電池１の温度上昇及び劣化を抑えながら充電するこ
とができる。
【００３８】（第６実施の形態）図６は、本発明の第６
実施の形態における充電システムの概要を示すものであ
る。本実施の形態では、第５実施の形態において、充電
器２にタイマ２２を設けて第４実施の形態と同様に充電
開始時間を検知し、温度センサ３１での検出温度が所定
の温度以下にあり、かつタイマ２２による充電開始検知
時間が所定の時間帯にあるときに、上述した第１実施の
形態または第２実施の形態のように、追加充電ステップ
を実行可能とする。
【００３９】このようにすれば、鉛蓄電池１の温度が所
定温度以下で、充電開始時間が所定の時間帯にあり、か
つ放電深度が基準値よりも深い場合に、追加充電ステッ
プが実行されることになるので、特に深夜電力を利用す
る場合には、鉛蓄電池１の温度上昇及び劣化を抑えなが
ら、深夜電力の時間帯内で充電を終了することが可能と
なる。
【００４０】（第７実施の形態）本発明の第７実施の形
態では、上記の第６実施の形態において、追加充電ステ
ップを実行する際の充電電流値を、温度センサ３１で検
出した鉛蓄電池１の温度に応じて変化させる。
【００４１】例えば、第１実施の形態におけるように、
追加充電ステップにおける充電電流値が一つの場合に
は、図７に検出温度ｔ（℃）と追加充電ステップにおけ
る充電電流値Ｉ（Ａ）との関係を示すように、最も高い
充電電流値Ｉ０を供給できる温度ｔ０と、所定温度ｔ１
（＞ｔ０）との間で、通常の４段定電流充電における１
段目の充電電流値Ｉ１（＜Ｉ０）よりも高い電流値の中
で、充電電流値Ｉを検出温度ｔに反比例するように、即
ち検出温度ｔが高い程、充電電流値Ｉが低くなるように
連続的または段階的に設定して充電する。
【００４２】また、第２実施の形態におけるように、追
加充電ステップにおける充電電流値を充電深度に応じて
変化させる場合には、充電深度に対応する充電電流値を
更に検出温度に応じて連続的または段階的に変更して充
電する。
【００４３】このように、検出温度に応じた充電電流値
で追加充電ステップを実行すれば、鉛蓄電池の温度上昇
及び劣化を最小限に抑えながら充電することができる。
【００４４】（第８実施の形態）図８は、本発明の第８
実施の形態における充電システムの概要を示すものであ
る。本実施の形態は、電気自動車５０に搭載されている
複数の鉛蓄電池５１を充電するもので、充電器２の充電
ライン３、４及び信号ライン８をコネクタ１０を介して
電気自動車５０に設けられている充電端子５２に接続し
て、充電器２からの充電電流を鉛蓄電池５１に供給する
ようにすると共に、電気自動車５０に設けられている鉛
蓄電池５１の残存容量（放電深度）を検出する容量計５
３の出力を、充電端子５２からコネクタ１０及び信号ラ
イン８を経て充電器２に入力して、容量計５３からの放
電深度が基準値以上の場合に、第１実施の形態または第
２実施の形態で説明したように、通常の４段定電流によ
る充電に先立って、より高い充電電流値による追加充電
ステップを実行して、電気自動車５０に搭載されている
鉛蓄電池５１を充電する。
【００４５】本実施の形態によると、第１実施の形態ま
たは第２実施の形態で説明した効果と同様の効果が得ら
れる他、更に、電気自動車５０に本来設けられている容
量計５３を利用して鉛蓄電池５１の放電深度を検出して
いるので、新たに残存容量計測装置を設ける必要がな
く、安価な構成で実施することができる。
【００４６】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。例えば、上記実施の形態では通常の充電モー
ドを４段定電流充電モードとしたが、本発明は２段以上
の任意の多段定電流充電方法に適用することができる。
【００４７】また、第８実施の形態においては、充電器
２に充電モード選択スイッチやタイマを付加することに
より、第３または第４実施の形態と同様にして鉛蓄電池
５１を充電したり、あるいは電気自動車５０に鉛蓄電池
５１の温度を検出する温度センサを付加し、その検出温
度を充電器２に送信して第５実施の形態と同様にして鉛
蓄電池５１を充電したり、この温度センサに加えて、更
に充電器２にタイマを付加して、第６または第７実施の
形態と同様にして鉛蓄電池５１を充電したり、すること
もできる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉛蓄電
池の充電中における端子電圧を検出して充電電流値を段
階的に低下させながら鉛蓄電池を充電するに際して、鉛
蓄電池の放電深度が基準値よりも深い場合には、通常の
充電ステップパターンでの充電電流値よりも高い充電電
流値による追加充電ステップを実行可能としたので、こ
の追加充電ステップを実行することで鉛蓄電池を効率良
く短時間で充電できる。従って電力量料金が安い夜間電
力を利用する場合には、その時間帯内で充電を終了する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態における充電システム
の概要を示す図である。
【図２】第１実施の形態の充電方法による充電電流及び
端子電圧の時間変化を示す図である。
【図３】本発明の第３実施の形態における充電システム
の概要を示す図である。
【図４】同じく、第４実施の形態における充電システム
の概要を示す図である。
【図５】同じく、第５実施の形態における充電システム
の概要を示す図である。
【図６】同じく、第６実施の形態における充電システム
の概要を示す図である。
【図７】本発明の第７実施の形態を説明する検出温度と
追加充電ステップにおける充電電流値との関係を示す図
である。
【図８】本発明の第８実施の形態における充電システム
の概要を示す図である。
【図９】従来の４段定電流充電方法による充電電流及び
端子電圧の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１ 鉛蓄電池 ２ 充電器 ３、４ 充電ライン ５ 残存容量計測装置 ６ 差込プラグ ７ 一次側電源ライン ８、９ 信号ライン １０ コネクタ ２１ 充電モード選択スイッチ ２２ タイマ ３１ 温度センサ ５０ 電気自動車 ５１ 鉛蓄電池 ５２ 充電端子 ５３ 容量計

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鉛蓄電池の充電中における端子電圧を検
    出して充電電流値を段階的に低下させながら上記鉛蓄電
    池を充電する充電方法において、 上記鉛蓄電池の放電深度を検出し、該検出した放電深度
    が基準値よりも深いときに、通常の段階的な充電電流値
    による充電ステップパターンでの充電に先立って、当該
    充電ステップパターンにおける１段目の充電ステップで
    の充電電流値よりも高い充電電流値で充電する追加充電
    ステップを実行することを特徴とする鉛蓄電池の充電方
    法。
  2. 【請求項２】 上記追加充電ステップでの充電電流値
    は、 上記放電深度に応じて設定することを特徴とする請求項
    １に記載の鉛蓄電池の充電方法。
  3. 【請求項３】 上記追加充電ステップは、 充電モードが追加充電ステップ選択モードにあるときに
    実行可能としたことを特徴とする請求項１または２に記
    載の鉛蓄電池の充電方法。
  4. 【請求項４】 上記追加充電ステップは、 充電開始時間が所定の時間帯にあるときに実行可能とし
    たことを特徴とする請求項１または２に記載の鉛蓄電池
    の充電方法。
  5. 【請求項５】 上記鉛蓄電池の温度を検出し、該検出温
    度が所定の温度以下にあるときに、上記追加充電ステッ
    プを実行可能としたことを特徴とする請求項１または２
    に記載の鉛蓄電池の充電方法。
  6. 【請求項６】 上記追加充電ステップは、 検出温度が所定の温度以下にあり、かつ充電開始時間が
    所定の時間帯にあるときに実行可能としたことを特徴と
    する請求項５に記載の鉛蓄電池の充電方法。
  7. 【請求項７】 上記追加充電ステップでの充電電流値
    は、 上記検出温度に応じて設定することを特徴とする請求項
    ５または６に記載の鉛蓄電池の充電方法。
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