JP2780700B2 - 二次電池充電器 - Google Patents
二次電池充電器Info
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン電池
等の電池電圧と残容量の間に相関関係がある二次電池の
充電器に関する。ここで残容量は、電池自体の１回の放
電中で途中で使用を中止した場合、放電されずに残って
いる電池容量を指す。
等の電池電圧と残容量の間に相関関係がある二次電池の
充電器に関する。ここで残容量は、電池自体の１回の放
電中で途中で使用を中止した場合、放電されずに残って
いる電池容量を指す。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のリチウムイオン電池充電器
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【０００３】直流電源回路１は交流入力を整流、平滑
し、直流電源をつくる。定電流制御回路２は直流電源回
路１の出力を一定電流に保つ。電池電圧監視回路３はリ
チウムイオン電池４の電池電圧を監視し、定電流制御回
路２の動作を制御するための信号をフィードバックす
る。
し、直流電源をつくる。定電流制御回路２は直流電源回
路１の出力を一定電流に保つ。電池電圧監視回路３はリ
チウムイオン電池４の電池電圧を監視し、定電流制御回
路２の動作を制御するための信号をフィードバックす
る。
【０００４】リチウムイオン電池４が充電器に接続され
ると、電池電圧が低い場合は、定電流制御回路２により
定められた電流がリチウムイオン電池４へ流され、その
時の電池電圧を電池電圧監視回路３により監視し、設計
値、例えば８．４Ｖに達した時点で、定電流制御回路２
へ電流を絞るように信号をフィードバックし、設計値に
て一定電圧を保つ。電池電圧が高い場合は、定電流充電
モードに入って間もなく、または入らずに充電電流が絞
られる方向で定電圧充電を実行する。
ると、電池電圧が低い場合は、定電流制御回路２により
定められた電流がリチウムイオン電池４へ流され、その
時の電池電圧を電池電圧監視回路３により監視し、設計
値、例えば８．４Ｖに達した時点で、定電流制御回路２
へ電流を絞るように信号をフィードバックし、設計値に
て一定電圧を保つ。電池電圧が高い場合は、定電流充電
モードに入って間もなく、または入らずに充電電流が絞
られる方向で定電圧充電を実行する。
【０００５】以上の要領にてリチウムイオン電池４の充
電は行われる。
電は行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のリチウ
ムイオン電池等の二次電池充電器は、単に電池電圧を監
視するのみで、劣化している電池も新品の電池も同様に
充電完了時は同一の電池電圧になってしまうので充電動
作の中では電池寿命を判断できないという欠点があり、
また電池の外部への特性として電圧をみるのが最も簡易
だが、電池電圧では電池自体の劣化度を推し測れないた
め、電池寿命を判断するためには、充電が適切に行わ
れ、なおかつ使用してみて使用時間が短いことで判断す
るしかないという欠点がある。
ムイオン電池等の二次電池充電器は、単に電池電圧を監
視するのみで、劣化している電池も新品の電池も同様に
充電完了時は同一の電池電圧になってしまうので充電動
作の中では電池寿命を判断できないという欠点があり、
また電池の外部への特性として電圧をみるのが最も簡易
だが、電池電圧では電池自体の劣化度を推し測れないた
め、電池寿命を判断するためには、充電が適切に行わ
れ、なおかつ使用してみて使用時間が短いことで判断す
るしかないという欠点がある。
【０００７】本発明の目的は、充電動作の中で電池自体
の劣化度を推定し、外部へ表示する二次電池充電器を提
供することである。
の劣化度を推定し、外部へ表示する二次電池充電器を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の二次電池充電器
は、交流入力を直流電圧に変換する直流電源回路と、直
流電源回路の直流出力を一定電流値で二次電池に出力す
る定電流制御回路と、二次電池の電池電圧を監視し、該
電池電圧が制限電圧を越えないように定電流制御回路を
制御する電池電圧監視回路と、定電流制御回路が定電流
モードで充電を行なっている時間をカウントする定電池
モードカウンタと、定電流モードカウンタがカウントし
た定電流時間と、電池電圧監視回路が検出した充電開始
時の電池電圧から電池劣化度を推定する電池劣化度判断
回路と、推定された電池劣化度を表示する表示部を有す
る。
は、交流入力を直流電圧に変換する直流電源回路と、直
流電源回路の直流出力を一定電流値で二次電池に出力す
る定電流制御回路と、二次電池の電池電圧を監視し、該
電池電圧が制限電圧を越えないように定電流制御回路を
制御する電池電圧監視回路と、定電流制御回路が定電流
モードで充電を行なっている時間をカウントする定電池
モードカウンタと、定電流モードカウンタがカウントし
た定電流時間と、電池電圧監視回路が検出した充電開始
時の電池電圧から電池劣化度を推定する電池劣化度判断
回路と、推定された電池劣化度を表示する表示部を有す
る。
【０００９】定電流充電時間は充電開始時の電池電圧が
低い程長くなり、また、充電開始時の電池電圧が同じで
も、電池の容量が少なくなるにつれて短くなる。そこ
で、定電流充電を行っている時の時間を定電流モードカ
ウンタにてカウントし、また、充電開始時の電池電圧を
検出することにより、この２つの値より電池の劣化度を
推定できる。推定結果はＬＥＤ等により表示されるの
で、操作者は電池の劣化度合いを知ることができる。
低い程長くなり、また、充電開始時の電池電圧が同じで
も、電池の容量が少なくなるにつれて短くなる。そこ
で、定電流充電を行っている時の時間を定電流モードカ
ウンタにてカウントし、また、充電開始時の電池電圧を
検出することにより、この２つの値より電池の劣化度を
推定できる。推定結果はＬＥＤ等により表示されるの
で、操作者は電池の劣化度合いを知ることができる。
【００１０】本発明の他の二次電池充電器は、交流入力
を直流電圧に変換する直流電源回路と、直流電源回路の
直流出力を一定電流値で二次電池に出力する定電流制御
回路と、二次電池の電池電圧を監視し、該電池電圧が制
限電圧を越えないように定電流制限回路を制御する電池
電圧監視回路と、定電流制御回路が定電流モードで充電
を行なっている時間をカウントする定電池モードカウン
タと、二次電池を強制放電するための放電抵抗と、定電
流制御回路の出力または放電抵抗を二次電池に切替接続
するスイッチと、まず、二次電池を放電抵抗に接続して
電池の残容量が零になるまで放電し、その後二次電池を
定電流制御回路に接続するようにスイッチを制御するス
イッチ制御回路と、定電流モードカウンタがカウントし
た定電流時間から電池劣化度を推定する電池劣化度判断
回路と、推定された電池劣化度を表示する表示部を有す
る。
を直流電圧に変換する直流電源回路と、直流電源回路の
直流出力を一定電流値で二次電池に出力する定電流制御
回路と、二次電池の電池電圧を監視し、該電池電圧が制
限電圧を越えないように定電流制限回路を制御する電池
電圧監視回路と、定電流制御回路が定電流モードで充電
を行なっている時間をカウントする定電池モードカウン
タと、二次電池を強制放電するための放電抵抗と、定電
流制御回路の出力または放電抵抗を二次電池に切替接続
するスイッチと、まず、二次電池を放電抵抗に接続して
電池の残容量が零になるまで放電し、その後二次電池を
定電流制御回路に接続するようにスイッチを制御するス
イッチ制御回路と、定電流モードカウンタがカウントし
た定電流時間から電池劣化度を推定する電池劣化度判断
回路と、推定された電池劣化度を表示する表示部を有す
る。
【００１１】本発明では、充電動作に入る前に二次電池
を放電抵抗に接続して電池の残容量を零としているた
め、電池電圧を検出することなく、電池劣化度を推定す
ることができる。
を放電抵抗に接続して電池の残容量を零としているた
め、電池電圧を検出することなく、電池劣化度を推定す
ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１３】図１は本発明の第１の実施形態のリチウム
イオン電池充電器の構成図、図２は充電時の特性であ
る。
イオン電池充電器の構成図、図２は充電時の特性であ
る。
【００１４】図１を参照すると、第１の実施形態のリチ
ウムイオン電池充電器は、ＡＣ入力を整流、平滑し、直
流電圧を出力する直流電源回路１と、直流出力を一定電
流値で出力するよう制御する定電流制御回路２と、充電
される電池の電池電圧を監視し、定電流制御回路２の動
作を制御するための信号をフィードバックする電池電圧
監視回路３と、定電流にて充電を行っている時間をカウ
ントする定電流モードカウンタ５と、定電流モードカウ
ンタ５からの充電時間の情報と電池電圧監視回路３から
の充電開始時の電池電圧の情報より電池の劣化度を推定
する電池劣化度判断回路６Ａと、推定された電池劣化度
の情報を利用者へ提示する表示部７により構成される。
ウムイオン電池充電器は、ＡＣ入力を整流、平滑し、直
流電圧を出力する直流電源回路１と、直流出力を一定電
流値で出力するよう制御する定電流制御回路２と、充電
される電池の電池電圧を監視し、定電流制御回路２の動
作を制御するための信号をフィードバックする電池電圧
監視回路３と、定電流にて充電を行っている時間をカウ
ントする定電流モードカウンタ５と、定電流モードカウ
ンタ５からの充電時間の情報と電池電圧監視回路３から
の充電開始時の電池電圧の情報より電池の劣化度を推定
する電池劣化度判断回路６Ａと、推定された電池劣化度
の情報を利用者へ提示する表示部７により構成される。
【００１５】次に、本実施形態の動作について、図１お
よび２を用いて詳細に説明する。
よび２を用いて詳細に説明する。
【００１６】リチウムイオン電池４が充電器に接続され
ると、定電流制御回路２により設計された値での定電流
充電をリチウムイオン電池４に対して行う。この時の充
電特性を図２に示す。充電は定電流モードと定電圧モー
ドの２つにより行なわれ、定電流モードカウンタ５は定
電流充電時の時間Ｔ1 をカウントする。電池の終止電圧
までの容量が減少してリチウムイオン電池４が劣化して
くると、図２（ｂ）に示すようにＴ1 の時間が短くなっ
てくる。但し、リチウムイオン電池４の残容量が大きい
場合、充電開始時の電池電圧Ｖ0 が高く、定電流充電時
間Ｔ1 が短いことが有り得る。そこで電池劣化度判断回
路６Ａでは充電開始時の電圧Ｖ0 の値を検出し、電池劣
化度をその電圧値Ｖ0 と定電流充電時間Ｔ1 より合わせ
て推察する。そして、その結果が表示部７により利用者
に提示される。
ると、定電流制御回路２により設計された値での定電流
充電をリチウムイオン電池４に対して行う。この時の充
電特性を図２に示す。充電は定電流モードと定電圧モー
ドの２つにより行なわれ、定電流モードカウンタ５は定
電流充電時の時間Ｔ1 をカウントする。電池の終止電圧
までの容量が減少してリチウムイオン電池４が劣化して
くると、図２（ｂ）に示すようにＴ1 の時間が短くなっ
てくる。但し、リチウムイオン電池４の残容量が大きい
場合、充電開始時の電池電圧Ｖ0 が高く、定電流充電時
間Ｔ1 が短いことが有り得る。そこで電池劣化度判断回
路６Ａでは充電開始時の電圧Ｖ0 の値を検出し、電池劣
化度をその電圧値Ｖ0 と定電流充電時間Ｔ1 より合わせ
て推察する。そして、その結果が表示部７により利用者
に提示される。
【００１７】例えば、充電開始時の電圧Ｖ0 が４．２Ｖ
（満充電）、３．９Ｖ（５０％充電）を示すとすると、
電池の劣化が全くないとき、充電開始時電圧３．９Ｖの
電池に対して定電流充電時間Ｔ1は、空電池（充電開始
時電圧２．５Ｖ）の定電流充電時間を１００（％）とし
て５０（％）となる。しかし電池が劣化してくると、定
電流充電時間Ｔ1が４０（％）、３０（％）、２０
（％）と短かくなってくる。したがって、電池の劣化が
全くないときの各充電開始時電圧Ｖ0に対する定電流充
電時間Ｔ0を予め調べて記憶しておき、検出した定電流
充電時間Ｔ1とＴ0の比（％）を求めて、これを劣化度と
して表示部７に表示する。
（満充電）、３．９Ｖ（５０％充電）を示すとすると、
電池の劣化が全くないとき、充電開始時電圧３．９Ｖの
電池に対して定電流充電時間Ｔ1は、空電池（充電開始
時電圧２．５Ｖ）の定電流充電時間を１００（％）とし
て５０（％）となる。しかし電池が劣化してくると、定
電流充電時間Ｔ1が４０（％）、３０（％）、２０
（％）と短かくなってくる。したがって、電池の劣化が
全くないときの各充電開始時電圧Ｖ0に対する定電流充
電時間Ｔ0を予め調べて記憶しておき、検出した定電流
充電時間Ｔ1とＴ0の比（％）を求めて、これを劣化度と
して表示部７に表示する。
【００１８】図３は本発明の第２の実施形態のリチウム
イオン電池充電器のブロック図である。
イオン電池充電器のブロック図である。
【００１９】本実施形態が第１の実施形態と異なる点は
リチウムイオン電池４を強制放電させる放電抵抗１０
と、放電後、充電を行うようにするため、電池電圧監視
・スイッチ制御回路８と、スイッチ９を備えている点で
ある。
リチウムイオン電池４を強制放電させる放電抵抗１０
と、放電後、充電を行うようにするため、電池電圧監視
・スイッチ制御回路８と、スイッチ９を備えている点で
ある。
【００２０】まず、スイッチ９によりリチウムイオン電
池４が放電抵抗１０に接続され、放電抵抗１０にて残容
量が零になるまで放電される。この放電は、電池劣化度
を検知したい時に行うこととする。
池４が放電抵抗１０に接続され、放電抵抗１０にて残容
量が零になるまで放電される。この放電は、電池劣化度
を検知したい時に行うこととする。
【００２１】残容量を零とした後、電池電圧監視・スイ
ッチ制御回路８よりスイッチ９を放電モードより充電モ
ードに切り替え、充電を行う。充電動作自体は第１の実
施形態と同様であるが、電池残容量を零としているた
め、電池劣化度判断回路６Ｂにて電池電圧を監視するこ
となく、定電流充電時間Ｔ1 の検出のみで電池劣化度の
推定が可能となる。
ッチ制御回路８よりスイッチ９を放電モードより充電モ
ードに切り替え、充電を行う。充電動作自体は第１の実
施形態と同様であるが、電池残容量を零としているた
め、電池劣化度判断回路６Ｂにて電池電圧を監視するこ
となく、定電流充電時間Ｔ1 の検出のみで電池劣化度の
推定が可能となる。
【００２２】なお、本発明は、ニッケルイオン電池の他
に、鉛蓄電池にも適用できる。
に、鉛蓄電池にも適用できる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、二次電
池の劣化度を、充電開始時の電池電圧と定電流充電時間
または定電流充電時間のみで推定することにより、電池
を使用する前に事前に電池の劣化の度合を知ることがで
きる効果がある。
池の劣化度を、充電開始時の電池電圧と定電流充電時間
または定電流充電時間のみで推定することにより、電池
を使用する前に事前に電池の劣化の度合を知ることがで
きる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施形態のリチウムイオン電池
充電器のブロック図である。
充電器のブロック図である。
【図２】図１のリチウムイオン電池充電器の充電時の特
性図である。
性図である。
【図３】本発明の第２の実施形態のリチウムイオン電池
充電器のブロック図である。
充電器のブロック図である。
【図４】リチウムイオン電池充電器の従来例のブロック
図である。
図である。
１ 直流電源回路 ２ 定電流制御回路 ３ 電池電圧監視回路 ４ ニチウムイオン二次電池 ５ 定電流モードカウンタ ６Ａ、６Ｂ 電池劣化度判断回路 ７ 表示部 ８ 電池電圧監視・スイッチ制御回路 ９ スイッチ １０ 放電抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 電池電圧と残容量の間に相関関係がある
二次電池の充電器であって、 交流入力を直流電圧に変換する直流電源回路と、 前記直流電源回路の直流出力を一定電流値で前記二次電
池に出力する定電流制御回路と、 前記二次電池の電池電圧を監視し、該電池電圧が制限電
圧を越えないように前記定電流制御回路を制御する電池
電圧監視回路と、 前記定電流制御回路が定電流モードで充電を行なってい
る時間をカウントする定電池モードカウンタと、 前記定電流モードカウンタがカウントした定電流時間
と、前記電池電圧監視回路が検出した充電開始時の電池
電圧から電池劣化度を推定する電池劣化度判断回路と、 推定された電池劣化度を表示する表示部を有する二次電
池充電器。 - 【請求項２】 電池電圧と残容量の間に相関関係がある
二次電池の充電器であって、 交流入力を直流電圧に変換する直流電源回路と、 前記直流電源回路の直流出力を一定電流値で前記二次電
池に出力する定電流制御回路と、 前記二次電池の電池電圧を監視し、該電池電圧が制限電
圧を越えないように前記定電流制限回路を制御する電池
電圧監視回路と、 前記定電流制御回路が定電流モードで充電を行なってい
る時間をカウントする定電池モードカウンタと、 前記二次電池を強制放電するための放電抵抗と、 前記定電流制御回路の出力または前記放電抵抗を前記二
次電池に切替接続するスイッチと、 まず、前記二次電池を前記放電抵抗に接続して電池の残
容量が零になるまで放電し、その後前記二次電池を前記
定電流制御回路に接続するように前記スイッチを制御す
るスイッチ制御回路と、 前記定電流モードカウンタがカウントした定電流時間か
ら電池劣化度を推定する電池劣化度判断回路と、 推定された電池劣化度を表示する表示部を有する二次電
池充電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8092652A JP2780700B2 (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 二次電池充電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8092652A JP2780700B2 (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 二次電池充電器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09285029A JPH09285029A (ja) | 1997-10-31 |
| JP2780700B2 true JP2780700B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=14060404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8092652A Expired - Fee Related JP2780700B2 (ja) | 1996-04-15 | 1996-04-15 | 二次電池充電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780700B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102393509A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-03-28 | 湖南大学 | 一种无损评估锂离子电池性能的方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000050507A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-18 | Ntt Power & Building Facilities Inc | 蓄電池劣化判定装置及び蓄電池劣化判定方法 |
| TW510977B (en) * | 2000-03-13 | 2002-11-21 | Nippon Telegraph & Telephone | Capacity estimation method, degradation estimation method and degradation estimation apparatus for lithium-ion cells, and lithium-ion batteries |
| JP3649652B2 (ja) * | 2000-05-22 | 2005-05-18 | 日本電信電話株式会社 | リチウムイオン電池の容量推定方法および劣化判定装置ならびにリチウムイオン電池パック |
| JP4606641B2 (ja) * | 2001-05-16 | 2011-01-05 | パナソニック株式会社 | リチウム二次電池の劣化判定方法と劣化判定装置 |
| JP2005312769A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Olympus Corp | 受信装置および医療装置 |
| JP4693724B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2011-06-01 | ヤマハ発動機株式会社 | 鉛蓄電池の充電装置 |
| JP2008193797A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| JP4320788B1 (ja) | 2008-01-28 | 2009-08-26 | 株式会社村田製作所 | Ｄｃ−ｄｃコンバータ |
| JP6044114B2 (ja) | 2011-06-03 | 2016-12-14 | 株式会社Ｇｓユアサ | 状態判定装置、蓄電装置、状態判定方法 |
| WO2012176275A1 (ja) | 2011-06-21 | 2012-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電装置用の充電装置およびそれを搭載する車両 |
-
1996
- 1996-04-15 JP JP8092652A patent/JP2780700B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102393509A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-03-28 | 湖南大学 | 一种无损评估锂离子电池性能的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09285029A (ja) | 1997-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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