JP2983582B2 - 充電システム - Google Patents
充電システムInfo
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- JP2983582B2 JP2983582B2 JP2163882A JP16388290A JP2983582B2 JP 2983582 B2 JP2983582 B2 JP 2983582B2 JP 2163882 A JP2163882 A JP 2163882A JP 16388290 A JP16388290 A JP 16388290A JP 2983582 B2 JP2983582 B2 JP 2983582B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、蓄電池の充電システム、特に充放電を繰返
しながら充電する充電システムに関する。
しながら充電する充電システムに関する。
（従来の技術） 例えば、亜鉛を陰極活物質とし、酸化銀・水銀ニッケ
ル・酸素を陽極活物質とする蓄電池は、エネルギー密度
が鉛蓄電池に比べ高いが、充電に際して電池容量が低下
し、サイクル寿命が短いという欠点がある。これは、充
電時、電解液濃度のばらつきにより、亜鉛結晶が亜鉛電
極上に局所的に針状に成長し電極間がショートしたり、
前記針状に成長した亜鉛結晶が充電中に脱落するといっ
たことに起因する。
ル・酸素を陽極活物質とする蓄電池は、エネルギー密度
が鉛蓄電池に比べ高いが、充電に際して電池容量が低下
し、サイクル寿命が短いという欠点がある。これは、充
電時、電解液濃度のばらつきにより、亜鉛結晶が亜鉛電
極上に局所的に針状に成長し電極間がショートしたり、
前記針状に成長した亜鉛結晶が充電中に脱落するといっ
たことに起因する。
このサイクル寿命が短いという欠点を解決するための
手段として、例えば、特公昭46−31702号公報に記載さ
れた充電方法がある。
手段として、例えば、特公昭46−31702号公報に記載さ
れた充電方法がある。
これは、充電時に充電電流とこの充電電流を超えない
範囲の逆方向の電流を交互に亜鉛電極に通電するもので
ある。
範囲の逆方向の電流を交互に亜鉛電極に通電するもので
ある。
この方法によれば、充電電流の通電中に成長した亜鉛
針状結晶が、逆方向の電流の通電中に溶液中に融解され
るため、電極の平滑度が維持され、電池容量の低下が抑
圧され、サイクル寿命が向上する。
針状結晶が、逆方向の電流の通電中に溶液中に融解され
るため、電極の平滑度が維持され、電池容量の低下が抑
圧され、サイクル寿命が向上する。
尚、この充電方法の他にも充電電流と逆方向電流の通
電の間に通電休止期間を入れることにより、溶液中のイ
オンの自己拡散をひきおこし、逆方向電流通電時の亜鉛
針状結晶の融解反応を促進する方法（特開昭49−12339
号）や、充電電流を非対称の交流電流とする方法（特開
昭60−221974号）等がある。
電の間に通電休止期間を入れることにより、溶液中のイ
オンの自己拡散をひきおこし、逆方向電流通電時の亜鉛
針状結晶の融解反応を促進する方法（特開昭49−12339
号）や、充電電流を非対称の交流電流とする方法（特開
昭60−221974号）等がある。
（発明が解決しようとする課題） しかし従来の方法によれば、逆方向電流、即ち、放電
電流は単に亜鉛結晶の融解にのみ利用されたに過ぎず、
いづれの方法もこの放電電流のエネルギーを有効に活用
しているとはいえない。本発明は、この従来全く検討さ
れていない放電エネルギーを有効に利用することを目的
とする。
電流は単に亜鉛結晶の融解にのみ利用されたに過ぎず、
いづれの方法もこの放電電流のエネルギーを有効に活用
しているとはいえない。本発明は、この従来全く検討さ
れていない放電エネルギーを有効に利用することを目的
とする。
（問題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、本発明は、従来の充電装
置の放電電流で動作する付属回路と、この電流を蓄積す
る手段を備えた前記付属回路と、充電末期に充放電を開
始するようにした前記充電装置の放電電流で動作する充
電末期の表示回路により構成した。
置の放電電流で動作する付属回路と、この電流を蓄積す
る手段を備えた前記付属回路と、充電末期に充放電を開
始するようにした前記充電装置の放電電流で動作する充
電末期の表示回路により構成した。
（作用） 充電が始まると、充電とともに放電電流により付属回
路が動作する。またこの付属回路は、この放電電流を蓄
積する手段により一定時間この電流を蓄積する。一方、
充電末期から充電電流とこの電流の放電電流によって充
電する充電装置では、この放電電流により表示回路が動
作して充電末期の表示を行う。
路が動作する。またこの付属回路は、この放電電流を蓄
積する手段により一定時間この電流を蓄積する。一方、
充電末期から充電電流とこの電流の放電電流によって充
電する充電装置では、この放電電流により表示回路が動
作して充電末期の表示を行う。
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は、本発明に係る充電システムの第１実施例の
構成図、第２図は、同タイミングチャートである。
構成図、第２図は、同タイミングチャートである。
第１図において、充電システム１は、充電回路２、付
属回路３、蓄電池４及びサブバッテリー５により構成さ
れる。
属回路３、蓄電池４及びサブバッテリー５により構成さ
れる。
また充電回路２は、電源11と蓄電池４との間に、整流
回路12、電流コントロール回路13、コントローラ15、及
びスイッチ16aが接続され、さらに、蓄電池４にはスイ
ッチ16b、電流コントロール回路14、及び蓄積手段を構
成するサブバッテリー５が接続される構成になってい
る。
回路12、電流コントロール回路13、コントローラ15、及
びスイッチ16aが接続され、さらに、蓄電池４にはスイ
ッチ16b、電流コントロール回路14、及び蓄積手段を構
成するサブバッテリー５が接続される構成になってい
る。
蓄電池４は、例えばニッケル亜鉛蓄電池を用いる。こ
の蓄電池４の充放電反応は次式で表される。
の蓄電池４の充放電反応は次式で表される。
即ち、負極反応は、 ZnO＋H2O＋2e-→Zn＋2OH-（充電） （放電時はこの逆） 正極反応は、 2Ni（OH2）＋2OH-→2NiOOH＋2H2O＋2e-（充電） （放電時はこの逆） 全反応は、 ZnO＋2Ni（OH）２→Zn＋2NiOOH＋H2O 尚、正極はシンター式ニッケル極板、負極は銅パンチ
ングメタルの両面に、亜鉛粉末と酸化亜鉛の混合物にテ
フロンバインダーを貼り合わせたものを用いている。ま
た、この蓄電池４への充電用電源11にはAC100Vを用いて
いる。
ングメタルの両面に、亜鉛粉末と酸化亜鉛の混合物にテ
フロンバインダーを貼り合わせたものを用いている。ま
た、この蓄電池４への充電用電源11にはAC100Vを用いて
いる。
次に動作について説明する。
第１図において、ｊ点は電源11の出力電圧Ejを、ｋ点
は、整流回路12の出力電圧Ekを、ｍ点は蓄電池４の充電
電流Imを、ｎ点は蓄電池４の放電電流Inを、ｐ点は蓄電
池４の充放電電流の切替わるタイミングを測定する点と
し、各点における電流、電圧特性はその一例の数値を記
して第２図に示す。
は、整流回路12の出力電圧Ekを、ｍ点は蓄電池４の充電
電流Imを、ｎ点は蓄電池４の放電電流Inを、ｐ点は蓄電
池４の充放電電流の切替わるタイミングを測定する点と
し、各点における電流、電圧特性はその一例の数値を記
して第２図に示す。
第２図において、電源11の交流電圧は、図中（ｊ）の
Ejで、この電圧は整流回路12により整流されて図中
（ｋ）のEkのような直流電圧となる。この直流電圧Ek
は、電流コントロール回路13により所定の電流値にされ
た後、コントローラ15によりスイッチ16aが所定のタイ
ミングでオンオフし、図中（ｍ）のIm、例えば10Aの間
欠的な充電電流となる。この充電電流で蓄電池４は充電
される。尚、コントローラ15は図中（ｍ）及び（ｎ）で
示すように、例えばImは90mSec,Inは8mSecの割合で充電
と放電を繰返すようにスイッチ16a,16bを切替える。ま
た、本実施例においては、ImとInの切替えに所定の休止
時間、即ち図中（ｎ）に示すようにInの前後に各1mSec
の休止期間を加えている。
Ejで、この電圧は整流回路12により整流されて図中
（ｋ）のEkのような直流電圧となる。この直流電圧Ek
は、電流コントロール回路13により所定の電流値にされ
た後、コントローラ15によりスイッチ16aが所定のタイ
ミングでオンオフし、図中（ｍ）のIm、例えば10Aの間
欠的な充電電流となる。この充電電流で蓄電池４は充電
される。尚、コントローラ15は図中（ｍ）及び（ｎ）で
示すように、例えばImは90mSec,Inは8mSecの割合で充電
と放電を繰返すようにスイッチ16a,16bを切替える。ま
た、本実施例においては、ImとInの切替えに所定の休止
時間、即ち図中（ｎ）に示すようにInの前後に各1mSec
の休止期間を加えている。
一方、スイッチ16bがオンになったときは図中（ｎ）
のような50Aの放電電流Inが流れ、この放電電流は、電
流コントロール回路14で所定の電流値に調整された後に
サブバッテリー５を充電するのに利用される。尚、この
サブバッテリー５は制御用の電源として使用してもよい
し、また昇圧して蓄電池４のリザーブバッテリーとして
使用してもよい。その他、動作可能な機器を接続するこ
ともできる。
のような50Aの放電電流Inが流れ、この放電電流は、電
流コントロール回路14で所定の電流値に調整された後に
サブバッテリー５を充電するのに利用される。尚、この
サブバッテリー５は制御用の電源として使用してもよい
し、また昇圧して蓄電池４のリザーブバッテリーとして
使用してもよい。その他、動作可能な機器を接続するこ
ともできる。
第３図は、本発明に係る充電システムの第２実施例の
構成図、第４図は、同タイミングチャートである。
構成図、第４図は、同タイミングチャートである。
第３図において、充電回路２は、第１実施例と同じな
ので同一の符号を記し説明を省略する。
ので同一の符号を記し説明を省略する。
本実施例における付属回路６は、スイッチ16cを介し
て、放電電流が蓄積される蓄積手段を構成するチャージ
ポンプ21と、電流コントロール回路22とが接続される構
成になっている。このチャージポンプ21は抵抗21R、コ
イル21L、及びコンデンサ21Cにて構成されるものを一例
とするが、充電と放電の動作が可能であれば他の回路で
もよい。また、スイッチ16cは他のスイッチ16a、16bと
同様にコントローラ15によってオンオフの制御が行われ
る。更に、このチャージポンプ21はスイッチ16bを介し
て蓄電池４に接続されるとともに、スイッチ16c及び電
流コントロール回路22を介して蓄電池４と図中のｐ点で
接続される。
て、放電電流が蓄積される蓄積手段を構成するチャージ
ポンプ21と、電流コントロール回路22とが接続される構
成になっている。このチャージポンプ21は抵抗21R、コ
イル21L、及びコンデンサ21Cにて構成されるものを一例
とするが、充電と放電の動作が可能であれば他の回路で
もよい。また、スイッチ16cは他のスイッチ16a、16bと
同様にコントローラ15によってオンオフの制御が行われ
る。更に、このチャージポンプ21はスイッチ16bを介し
て蓄電池４に接続されるとともに、スイッチ16c及び電
流コントロール回路22を介して蓄電池４と図中のｐ点で
接続される。
次に、動作について説明する。
第４図において、（ｑ）はチャージポンプ21の充電電
圧Eqを示し、（ｕ）は電流コントロール回路22のｕ点に
おける出力電流Iuを示す。
圧Eqを示し、（ｕ）は電流コントロール回路22のｕ点に
おける出力電流Iuを示す。
尚、充電回路系は第１実施例と同じなので充電の動作
についてはその説明を省略する。
についてはその説明を省略する。
蓄電池４の充電が終ってスイッチ16aがオフになる
と、所定のタイミングでスイッチ16bがオンとなり蓄電
池４は放電状態になる。そして、放電電流Inはチャージ
ポンプ21に蓄積される。このチャージポンプ21は図中
（ｑ）のEqのように充電される。即ち、放電電流Inがチ
ャージポンプ21へ何度か繰返して蓄積されて、図中
（ｑ）の満充電状態Eqfになるとスイッチ16a、及び16b
はオフとなり、スイッチ16cがオンとなる。するとチャ
ージポンプ21に蓄積された電流は放電され、その放電電
流はスイッチ16cを介して電流コントロール回路22へ入
力される。電流コントロール回路22で所定の電流値Iuに
調整されると、この電流Iuは蓄電池４に充電電流として
入力される。この操作が何度が繰返されて蓄電池４の充
電が完了する。
と、所定のタイミングでスイッチ16bがオンとなり蓄電
池４は放電状態になる。そして、放電電流Inはチャージ
ポンプ21に蓄積される。このチャージポンプ21は図中
（ｑ）のEqのように充電される。即ち、放電電流Inがチ
ャージポンプ21へ何度か繰返して蓄積されて、図中
（ｑ）の満充電状態Eqfになるとスイッチ16a、及び16b
はオフとなり、スイッチ16cがオンとなる。するとチャ
ージポンプ21に蓄積された電流は放電され、その放電電
流はスイッチ16cを介して電流コントロール回路22へ入
力される。電流コントロール回路22で所定の電流値Iuに
調整されると、この電流Iuは蓄電池４に充電電流として
入力される。この操作が何度が繰返されて蓄電池４の充
電が完了する。
第５図は、本発明に係る充電システムの第３実施例の
構成図、第６図は、同タイミングチャートである。
構成図、第６図は、同タイミングチャートである。
本実施例は、充電末期までは一定の電流で充電し、充
電末期を検知すると今度は充電及び放電を繰返して行う
充電装置において、放電電流を利用して、充電末期を表
示するよう構成したものである。
電末期を検知すると今度は充電及び放電を繰返して行う
充電装置において、放電電流を利用して、充電末期を表
示するよう構成したものである。
第５図において、充電回路２は、第１実施例と同じな
ので同一の符号を記し説明を省略する。
ので同一の符号を記し説明を省略する。
電流コントロール回路13の出力は、充電末期検知セン
サ７に接続され、更にスイッチ16aを介して蓄電池４に
接続される。
サ７に接続され、更にスイッチ16aを介して蓄電池４に
接続される。
本実施例における付属回路８は、充電末期を表示する
表示回路31で構成される。この実施例では表示回路31
は、抵抗31a及び発光ダイオード31bで構成しているが、
その他の表示手段、例えば、ブザー等による音声表示で
もよい。
表示回路31で構成される。この実施例では表示回路31
は、抵抗31a及び発光ダイオード31bで構成しているが、
その他の表示手段、例えば、ブザー等による音声表示で
もよい。
次に、動作について説明する。
第６図において、（m2）のImに示すように、電流コン
トロール回路13の出力電流Imは、充電末期までは一定電
流で出力され、この電流で蓄電池４を充電する。この
時、ｍ点の電圧、即ち蓄電池４の電圧Emは図中（m1）の
Emのように充電末期になるまで徐々に増加していく。一
方、充電末期検知センサ７は、この蓄電池４の電圧Emを
測定するものであり、所定の充電末期電圧Emfを検知す
るとスイッチ16aはオン、オフを繰返す断続的な充電動
作に切替わる。また、スイッチ16aがオフの時間内の所
定のタイミングに、スイッチ16bがオンになり図中
（ｎ）に示すように蓄電池４の放電電流Inが出力され
る。この放電電流Inはスイッチ16bを介して接続した表
示回路31を駆動して発光ダイオード31bを点灯させる。
トロール回路13の出力電流Imは、充電末期までは一定電
流で出力され、この電流で蓄電池４を充電する。この
時、ｍ点の電圧、即ち蓄電池４の電圧Emは図中（m1）の
Emのように充電末期になるまで徐々に増加していく。一
方、充電末期検知センサ７は、この蓄電池４の電圧Emを
測定するものであり、所定の充電末期電圧Emfを検知す
るとスイッチ16aはオン、オフを繰返す断続的な充電動
作に切替わる。また、スイッチ16aがオフの時間内の所
定のタイミングに、スイッチ16bがオンになり図中
（ｎ）に示すように蓄電池４の放電電流Inが出力され
る。この放電電流Inはスイッチ16bを介して接続した表
示回路31を駆動して発光ダイオード31bを点灯させる。
以後このスイッチ16a,16bは第１実施例と同様に動作
し、蓄電池４の充電、放電を交互に行う。
し、蓄電池４の充電、放電を交互に行う。
このように本実施例によれば、従来利用されなかった
充電時の放電電流を利用して、きわめて簡単な回路構成
により付属回路を動作させたり、再度充電に使用した
り、充電末期の表示を行うことができる。
充電時の放電電流を利用して、きわめて簡単な回路構成
により付属回路を動作させたり、再度充電に使用した
り、充電末期の表示を行うことができる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、特に利用する
手段のなかった放電電流のエネルギーに着目し、充電の
性能を下げることなくこのエネルギーを利用して付属回
路及び表示回路を動作させるようにしたので、放電電流
のエネルギーを有効に使用することができる。
手段のなかった放電電流のエネルギーに着目し、充電の
性能を下げることなくこのエネルギーを利用して付属回
路及び表示回路を動作させるようにしたので、放電電流
のエネルギーを有効に使用することができる。
第１図は本発明に係る充電システムの第１実施例の構成
図、第２図は同第１実施例のタイミングチャート、第３
図は同第２実施例の構成図、第４図は同第２実施例のタ
イミングチャート、第５図は同第３実施例の構成図、第
６図は同第３実施例のタイミングチャートである。 １……充電システム、２……充電回路、3,6,8……付属
回路、４……蓄電池、７……充電末期検知センサ、16a,
16b,16c……スイッチ、21……チャージポンプ、31……
表示回路。
図、第２図は同第１実施例のタイミングチャート、第３
図は同第２実施例の構成図、第４図は同第２実施例のタ
イミングチャート、第５図は同第３実施例の構成図、第
６図は同第３実施例のタイミングチャートである。 １……充電システム、２……充電回路、3,6,8……付属
回路、４……蓄電池、７……充電末期検知センサ、16a,
16b,16c……スイッチ、21……チャージポンプ、31……
表示回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 H01M 10/42 - 10/48 301
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも充電末期に、充電電流と、放電
電流とを交互に流しながら充電する充電システムにおい
て、 放電電流で動作する付属回路を設けるとともに、前記付
属回路に放電電流を蓄積する蓄積手段を備えたことを特
徴とする充電システム。 - 【請求項２】充電末期センサにより充電末期を検出し、
充電末期に充電電流と、放電電流とを交互に流しながら
充電する充電システムにおいて、 放電電流で動作し、充電末期の状態を表示する表示回路
を備えたことを特徴とする充電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2163882A JP2983582B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 充電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2163882A JP2983582B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 充電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0454835A JPH0454835A (ja) | 1992-02-21 |
| JP2983582B2 true JP2983582B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=15782589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2163882A Expired - Fee Related JP2983582B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 充電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2983582B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60124372A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-07-03 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 二次電池の運転方法 |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2163882A patent/JP2983582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0454835A (ja) | 1992-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |