JP2647146B2

JP2647146B2 - 二次電池充電制御装置

Info

Publication number: JP2647146B2
Application number: JP16347088A
Authority: JP
Inventors: 一郎森猪
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1997-08-27
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JPH0213233A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は二次電池の充電制御装置に関するものであ
る。

従来の技術密閉形ニッケル・カドミウム蓄電池を充電すると、第
５図に示すように電池電圧が充電時間の経過にともなっ
て上昇し、充電末期になると電池電圧にピーク値Ｖ_BPが
生じ、その後は下降する特性を持っている。このような
特性に基づいて充電を実行する従来の充電制御装置は第
４図に示すように構成されている。

充電すべき二次電池１は、直列制御トランジスタ２を
介して直流電源３の出力に接続されている。直列制御ト
ランジスタ２は電池電圧記憶回路４とタイマー５を介し
て電池電圧、ここでは抵抗器６と７で分圧した電池比電
圧に応じて制御されている。具体的には、電池電圧記憶
回路４は、電源投入時にパワーオンリセットされてスタ
ートする。

スタート後は電池比電圧を記憶する。タイマー５は急速
充電信号として“L"レベルを出力し、トランジスタ２を
“ON"状態とし、直流電源３から二次電池１に電流を供
給し充電を行う。充電初期から電池電圧は、第５図に示
す充電電圧特性のように、充電の進行とともない電池電
圧は時間に比例し上昇する。この場合、電池電圧記憶回
路４は、タイマー５に対してリセット信号を出力してタ
イマー５がタイムアップしないようになっており、充電
状態が継続される。電池電圧記憶回路４は電池比電圧か
ら電池電圧がピーク値になったことを検出し、このとき
の電池比電圧を保持する。この時点から、電池電圧記憶
回路４は、タイマー５に対しスタート信号を出力する。
これによってタイマー５が計時動作を開始する。計時動
作を開始したタイマー５は、規定時間T1後に出力レベル
が“H"レベルに反転する。タイマー５が“H"レベルを出
力すると、トランジスタ２が“OFF"状態となり、直流電
源３と二次電池１の間の導通を遮断し、充電電池Ｉ_CHを
オフにして充電を終了する。なお、タイマー５の規定時
間T1は二次電池１の状態にかかわらず一定である。

発明が解決しようとする課題このような従来の構成では、常温〔25℃〕の条件下で
の充電制御は問題ないが、低温時の充電制御では第６図
の充電電圧特性Ｖ_B2に示すように、規定時間T1では、電
池の内圧Ｐ_r2が常温下での充電状態より大きく上昇し、
電池の寿命に悪影響を及ぼす。ここでは常温下での電圧
特性をＶ_B1、内圧特性をＰ_r1で示す。また、高温時の充
電制御では内圧Ｐ_r3の上昇は常温下での充電状態よりか
なり小さく問題はないが、高温下での充電では、電池自
身の充電効率が低下し、規定時間T1では充電不足の傾向
にある。

本発明は常温状態だけでなく低温や高温状態において
も良好な充電制御を実現できる二次電池充電制御装置を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明における二次電池充電制御装置は、充電中の電
池電圧の上昇が所定値以下になった充電末期の時点を検
出し、この充電末期時点から規定時間が経過したことを
タイマーで検出して充電完了と判定するとともに、充電
末期時点の前記電池電圧の値に応じてタイマーの前記規
定時間を決定する電圧・時間比率制御部を設けたことを
特徴とする。

また請求項２に記載の本発明における二次電池充電制
御装置は、充電中の二次電池の電池電圧の上昇が所定値
以下になった充電末期の時点を検出し、この充電末期時
点から規定時間が経過したことをタイマーで検出して充
電完了と判定するとともに、前記二次電池の温度を検出
する温度検出部と、充電末期時点の前記二次電池の温度
に応じてタイマーの前記規定時間を決定する温度・時間
比率制御部を設けたことを特徴とする。

作用請求項１の構成によると、充電末期を検出したときの
電池電圧に応じて電圧・時間比率制御部がタイマーの規
定時間を変更し、充電末期検出後の充電時間がコントロ
ールされる。

請求項２の構成によると、充電末期を検出したときに
温度検出部が検出している二次電池の温度に応じて温度
・時間比率制御部がタイマーの規定時間を変更し、充電
末期検出後の充電時間がコントロールされる。

実施例以下、本発明の各実施例を第１図〜第３図に基づいて
説明する。なお、従来例を示す第４図と同様の作用をす
るものには同一の符号を付けて説明する。

第１図は請求項１の実施例を示す。ここではタイマー
５の規定時間が電池比電圧に応じて電圧・時間比率制御
部８が自動的に可変している。

次に、電圧・時間比率制御部８の構成を充電動作に基
づいて説明する。充電初期から電池電圧は、第２図に示
す充電電圧特性のように、充電の進行にともない電池電
圧は時間に比例し上昇する。電池電圧記憶回路４は、タ
イマー５に対してリセット信号を出力し、タイマー５は
タイムアップしないため、充電状態が継続される。充電
末期に至ると、二次電池１は、第２図に示す充電電圧特
性のように、常温では常温時のピーク点P1へ、低温では
低温時のピーク点P2へ、高温では高温時のピーク点P3に
至り、電池電圧記憶回路４は、各温度においてそれぞれ
点P1〜P3の電池比電圧を記憶し、その後はその値を保持
する。この時点から電池電圧記憶回路４は、タイマー５
に対してスタート信号を出力し、タイモー５が計時動作
を開始する。この時の電池電圧は、常温でＶ_BP１、低温
でＶ_BP２、高温でＶ_BP３となり、温度に反比例する。電
圧・時間比率制御回路８は、抵抗6,7によって分割され
た電池比電圧を検出し、タイマー５の規定時間を、常温
時T1、低温時T2、高温時T3ただし、T2＜T1＜T3と温度に
比例して制御する。ピーク点P1,P2,P3の以後は、常温で
はピーク点P1から規定時間T1後に、低温ではピーク点P2
から規定時間T2後に、高温ではピーク点P3から時間T3後
にそれぞれタイマー５がタイムアップする。これによっ
て充電完了信号“H"レベルを出力してトランジスタ２を
“OFF"状態とし、直流電源３と二次電池１との導通を遮
断して充電を完了する。

このように構成したため、充電完了時の電池の内部圧
力を、常温時、低温時、高温時の状態にかかわらずほぼ
一定にすることができ、いかなる温度条件下においても
二次電池１に対して良好な充電を行える。

上記の実施例において電圧・時間比率制御部８は、時
々の電池比電圧に応じた規定時間をタイマー５に指示す
るようにしていたが、これは少なくとも充電末期のピー
ク点P1,P2あるいはP3を検出したときに、そのときの電
池比電圧に応じた規定時間をタイマー５に指示するよう
に構成しても同様である。

上記の実施例において電圧・時間比率制御部８は、電
池比電圧を入力信号としていたが、二次電池１の電池電
圧〔端子電圧〕を入力信号としても同様である。

第３図は請求項２の実施例を示す。この実施例では二
次電池１に温度検出部９を熱結合Ａさせて、充電中の電
池温度を検出し、この検出温度に応じて温度・時間比率
制御部10がタイマー５の規定時間を決定している。具体
的には、電池電圧記憶回路４が充電末期を検出したとき
の検出温度が常温のときに温度・時間比率制御部10がタ
イマー５の規定時間としてT1を指示したとすると、検出
温度が低温のときにはT2〔ただし、T2＜T1〕が、検出温
度が高温のときにはT3〔ただし、T2＜T1＜T3〕がそれぞ
れ温度・時間比率制御部10からタイマー５に指示され、
常温時、低温時あるいは高温時には、充電末期検出後か
らそれぞれ規定時間T1,T2あるいはT3後に充電が終了
し、常温時、低温時あるいは高温時のいかなる温度条件
下においても良好な充電を行える。

上記の実施例において温度・時間比率制御部10は、時
々の電池の温度に応じた規定時間をタイマー５に指示す
るようにしていたが、これは少なくとも充電末期のピー
ク点P1,P2あるいはP3を検出したときに、そのときの電
池の温度に応じた規定時間をタイマー５に指示するよう
に構成しても同様である。

なお、第１図に示す請求項１、第３図に示す請求項２
の各実施例では、電池電圧記憶回路４の入力には電池比
電圧を印加したが、電池電圧を直接に印加しても同様で
ある。

また、第１図に示す実施例では電圧・時間比率制御部
８は電池電圧が高いほどタイマー５の規定時間が長くな
るように指示し、第３図に示す実施例では温度・時間比
率制御部10は電池温度が高いほどタイマー５の規定時間
が長くなるように指示するものとしてそれぞれ説明した
が、二次電池１の種類が密閉形ニッケル・カドミウム蓄
電池でないその他である場合には、逆特性となるように
構成される。

発明の効果以上のように各請求項に記載の構成によると、電圧・
時間比率制御部あるいは温度・時間比率制御部によっ
て、充電末期を検出した後の充電時間を決定するタイマ
ーの規定時間がその都度に自動的に決定されるため、常
温下だけでなく、低温下および高温下においても良好な
充電を実施できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１の実施例を示す構成図、第２図は同装
置による充電電圧と内部圧力の特性図、第３図は請求項
２の実施例を示す構成図、第４図は従来の二次電池充電
制御装置の構成図、第５図は充電電圧と充電電流の特性
図、第６図は従来の二次電池充電制御装置の充電状態を
示す充電電圧と内部圧力の特性図である。１……二次電池、４……電池電圧記憶回路、５……タイ
マー、８……電圧・時間比率制御部、９……温度検出
部、10……温度・時間比率制御部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】充電中の二次電池の電池電圧の上昇が所定
値以下になった充電末期の時点を検出し、この充電末期
時点から規定時間が経過したことをタイマーで検出して
充電完了と判定するとともに、充電末期時点の前記電池
電圧の値に応じてタイマーの前記規定時間を決定する電
圧・時間比率制御部を設けた二次電池充電制御装置。
【請求項２】充電中の二次電池の電池電圧の上昇が所定
値以下になった充電末期の時点を検出し、この充電末期
時点から規定時間が経過したことをタイマーで検出して
充電完了と判定するとともに、前記二次電池の温度を検
出する温度検出部と、充電末期時点の前記二次電池の温
度に応じてタイマーの前記規定時間を決定する温度・時
間比率制御部とを設けた二次電池充電制御装置。