JP3101117B2 - 二次電池の充電方法 - Google Patents
二次電池の充電方法Info
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- JP3101117B2 JP3101117B2 JP05049959A JP4995993A JP3101117B2 JP 3101117 B2 JP3101117 B2 JP 3101117B2 JP 05049959 A JP05049959 A JP 05049959A JP 4995993 A JP4995993 A JP 4995993A JP 3101117 B2 JP3101117 B2 JP 3101117B2
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- battery
- charging
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル−カドミウム
電池、ニッケル−水素電池等の二次電池の充電方法に関
するものである。
電池、ニッケル−水素電池等の二次電池の充電方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常二次電池を充電した場合、ゆっくり
電池電圧が上昇し、満充電状態になると、電池電圧がピ
ーク値を経た後降下する。そこで、充電制御方法とし
て、電池電圧のピーク値からの降下分が所定値となった
ところで充電完了とする方法がある。この方法がマイナ
スΔＶ制御による充電方法である。
電池電圧が上昇し、満充電状態になると、電池電圧がピ
ーク値を経た後降下する。そこで、充電制御方法とし
て、電池電圧のピーク値からの降下分が所定値となった
ところで充電完了とする方法がある。この方法がマイナ
スΔＶ制御による充電方法である。
【０００３】ところが、高温で長時間放置したり、過放
電したりした、不活性状態の電池を充電すると、充電開
始直後に電池電圧が急上昇し、その後すぐに降下して安
定し、その後は通常の電池の場合とほぼ同様にゆっくり
電圧が上昇し、ピーク値を経て降下する。そのため、前
記の方法で不活性状態の電池を充電すると、充電開始直
後の電池電圧の急上昇とそれに続く電圧降下とに基ずい
て充電完了と誤判断してしまう。それゆえ、電池がほと
んど充電されていないときに、充電が終了してしまうこ
とになる。
電したりした、不活性状態の電池を充電すると、充電開
始直後に電池電圧が急上昇し、その後すぐに降下して安
定し、その後は通常の電池の場合とほぼ同様にゆっくり
電圧が上昇し、ピーク値を経て降下する。そのため、前
記の方法で不活性状態の電池を充電すると、充電開始直
後の電池電圧の急上昇とそれに続く電圧降下とに基ずい
て充電完了と誤判断してしまう。それゆえ、電池がほと
んど充電されていないときに、充電が終了してしまうこ
とになる。
【０００４】そこで、このような誤検出を防止する方法
として、不活性電池の充電初期における電圧降下時間を
電池電圧の不検知時間として、電池電圧の検出を行わな
いようにする方法がある。しかし、この方法では、電池
の不活性状態のばらつきや充電電流値によって、充電初
期における電圧降下時間が設定された不検知時間を越え
てしまうことがある。また、電池電圧を周期的に検出
し、その検出電圧の増分が正になったときに電池電圧検
知を開始する充電方法（特開昭６１−２８８７４０号公
報）や、充電開始前の開路電圧を測定し、不活性電池判
定基準電圧よりも低い場合のみ、電池電圧不検知時間を
設ける充電方法（特開平１−８１６２９号公報）が提案
されている。
として、不活性電池の充電初期における電圧降下時間を
電池電圧の不検知時間として、電池電圧の検出を行わな
いようにする方法がある。しかし、この方法では、電池
の不活性状態のばらつきや充電電流値によって、充電初
期における電圧降下時間が設定された不検知時間を越え
てしまうことがある。また、電池電圧を周期的に検出
し、その検出電圧の増分が正になったときに電池電圧検
知を開始する充電方法（特開昭６１−２８８７４０号公
報）や、充電開始前の開路電圧を測定し、不活性電池判
定基準電圧よりも低い場合のみ、電池電圧不検知時間を
設ける充電方法（特開平１−８１６２９号公報）が提案
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−２８８７
４０号公報に記載の方法では、充電状態の電池を再充電
した場合には、電池電圧検知が行われないので無制御で
充電トータル時間等に基ずく保護充電制御が行われるま
で充電し続けることになり、電池寿命の低下を招くこと
になる。また、特開平１−８１６２９号公報に記載の方
法では、電池電圧不検知時間を長くすることが可能であ
るが、電池の不活性状態は千差万別であり、充電電流と
の組合せを考えると、充電初期における電圧降下を不検
知とする時間の設定が非常に困難である。そこで、本発
明は、不活性電池、正常電池等の電池の状態に関係な
く、適切な充電を行い完了できる電池の充電方法を提供
することを目的とするものである。
４０号公報に記載の方法では、充電状態の電池を再充電
した場合には、電池電圧検知が行われないので無制御で
充電トータル時間等に基ずく保護充電制御が行われるま
で充電し続けることになり、電池寿命の低下を招くこと
になる。また、特開平１−８１６２９号公報に記載の方
法では、電池電圧不検知時間を長くすることが可能であ
るが、電池の不活性状態は千差万別であり、充電電流と
の組合せを考えると、充電初期における電圧降下を不検
知とする時間の設定が非常に困難である。そこで、本発
明は、不活性電池、正常電池等の電池の状態に関係な
く、適切な充電を行い完了できる電池の充電方法を提供
することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による電池の充電
方法は、被充電電池の電池電圧及び電池温度を測定し、
それらの測定値が次の（イ）〜（ハ）のいずれかの条件 （イ）測定された電圧がピーク値よりも所定値だけ降下
する （ロ）測定された温度上昇が所定値以上となる （ハ）測定された温度上昇勾配が所定値以上となる を満たしたとき充電を終了する充電方法であって、充電
初期からの電池の温度上昇が前記所定の温度上昇の１／
５〜１／３以下または電池の温度上昇勾配が前記所定の
温度上昇勾配の半分以下であるときは、電池電圧を不検
知とすることを特徴とする。
方法は、被充電電池の電池電圧及び電池温度を測定し、
それらの測定値が次の（イ）〜（ハ）のいずれかの条件 （イ）測定された電圧がピーク値よりも所定値だけ降下
する （ロ）測定された温度上昇が所定値以上となる （ハ）測定された温度上昇勾配が所定値以上となる を満たしたとき充電を終了する充電方法であって、充電
初期からの電池の温度上昇が前記所定の温度上昇の１／
５〜１／３以下または電池の温度上昇勾配が前記所定の
温度上昇勾配の半分以下であるときは、電池電圧を不検
知とすることを特徴とする。
【０００７】
【作用】ここで、電池温度はサーミスタによって容易に
検出することができ、電池温度上昇を検知して充電を終
了する場合、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−
水素蓄電池等の電池の種類、電池のパック数、パック形
状、温度検知用サーミスタの位置、充電電流、充電器か
らのあおり熱等によっても異なるが、上記温度上昇は１
０〜３０℃の範囲が好ましい。従って、２〜１０℃の温
度上昇を検知するまでは、電池電圧を不検知とする。ま
た、電池の温度上昇勾配を検知して充電を終了する場
合、電池温度上昇検知と同様の理由によって異なるが、
温度上昇勾配は０．５〜３℃／分の範囲が好ましい。従
って、０．２〜１．５℃／分の温度上昇勾配を検知する
までは、電池電圧を不検知とする。
検出することができ、電池温度上昇を検知して充電を終
了する場合、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−
水素蓄電池等の電池の種類、電池のパック数、パック形
状、温度検知用サーミスタの位置、充電電流、充電器か
らのあおり熱等によっても異なるが、上記温度上昇は１
０〜３０℃の範囲が好ましい。従って、２〜１０℃の温
度上昇を検知するまでは、電池電圧を不検知とする。ま
た、電池の温度上昇勾配を検知して充電を終了する場
合、電池温度上昇検知と同様の理由によって異なるが、
温度上昇勾配は０．５〜３℃／分の範囲が好ましい。従
って、０．２〜１．５℃／分の温度上昇勾配を検知する
までは、電池電圧を不検知とする。
【０００８】本発明による方法によって不活性電池を充
電した場合は、充電開始直後に電池電圧が急上昇し、そ
の後すぐに降下する時点では、電池の温度上昇、電池の
温度上昇勾配はほとんどないので、電池電圧不検知と
し、この電池電圧を不検知とした時間経過後より電池電
圧の検知を行い、前記（イ）（ロ）（ハ）の条件のうち
いずれかが満たされたとき充電を終了することができ
る。こうして、充電開始直後の電池電圧の急上昇による
充電不足を防止することができ、最適な充電が可能とな
る。また、正常電池を充電した場合は、充電開始直後に
電池電圧が急上昇し、その後すぐに降下することはない
が、電池電圧不検知とした時間経過後は不活性電池と同
様の方法で充電完了を制御することができる。また、充
電状態の電池を再充電した場合は、温度上昇や温度上昇
勾配が大きく、すぐに電池電圧不検知とした時間に達す
るので、過充電になることはない。
電した場合は、充電開始直後に電池電圧が急上昇し、そ
の後すぐに降下する時点では、電池の温度上昇、電池の
温度上昇勾配はほとんどないので、電池電圧不検知と
し、この電池電圧を不検知とした時間経過後より電池電
圧の検知を行い、前記（イ）（ロ）（ハ）の条件のうち
いずれかが満たされたとき充電を終了することができ
る。こうして、充電開始直後の電池電圧の急上昇による
充電不足を防止することができ、最適な充電が可能とな
る。また、正常電池を充電した場合は、充電開始直後に
電池電圧が急上昇し、その後すぐに降下することはない
が、電池電圧不検知とした時間経過後は不活性電池と同
様の方法で充電完了を制御することができる。また、充
電状態の電池を再充電した場合は、温度上昇や温度上昇
勾配が大きく、すぐに電池電圧不検知とした時間に達す
るので、過充電になることはない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。図１は充電回路を示し、１は被充電電池、２は電
源、３は被充電電池と電源の間に設けられたスイッチ、
４は充電制御を行う為の制御回路、５は被充電電池１の
電池電圧、電池温度を検出する為の検出回路である。ま
た、図２は充電制御を行う為のフロ−チャ−トを示して
いる。まず被充電電池１の電池温度を測定し、そのとき
の電池温度TMと充電初期の電池温度Tiの温度差が所定の
温度差TSよりも大きくなったときには電池電圧検出制御
回路をスタートさせる。また、所定の温度差TSよりも小
さいときには、一定時間当たりの電池温度上昇勾配ΔTM
を測定し、所定の温度上昇勾配ΔTSよりも大きいときに
は前記電池電圧検出制御回路をスタートさせる。所定の
温度上昇勾配ΔTSよりも小さいときには、電池温度測定
TMにもどる。前記電池電圧検出制御回路がスタートし、
測定電圧がピーク値よりも所定の値だけ降下するか、所
定の温度上昇をするか、所定の温度上昇勾配を示せば、
それらのいずれか１つの検知により充電が終了する。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。図１は充電回路を示し、１は被充電電池、２は電
源、３は被充電電池と電源の間に設けられたスイッチ、
４は充電制御を行う為の制御回路、５は被充電電池１の
電池電圧、電池温度を検出する為の検出回路である。ま
た、図２は充電制御を行う為のフロ−チャ−トを示して
いる。まず被充電電池１の電池温度を測定し、そのとき
の電池温度TMと充電初期の電池温度Tiの温度差が所定の
温度差TSよりも大きくなったときには電池電圧検出制御
回路をスタートさせる。また、所定の温度差TSよりも小
さいときには、一定時間当たりの電池温度上昇勾配ΔTM
を測定し、所定の温度上昇勾配ΔTSよりも大きいときに
は前記電池電圧検出制御回路をスタートさせる。所定の
温度上昇勾配ΔTSよりも小さいときには、電池温度測定
TMにもどる。前記電池電圧検出制御回路がスタートし、
測定電圧がピーク値よりも所定の値だけ降下するか、所
定の温度上昇をするか、所定の温度上昇勾配を示せば、
それらのいずれか１つの検知により充電が終了する。
【００１０】［実施例１］被充電電池１として、高温で
長時間放置されていた電池容量1200mAhのニッケル−カ
ドミウム蓄電池５セルを直列に接続し、温度検出用にサ
−ミスタを組み込んだパックを用いた。電池電圧不検知
時間は、電池温度差TSが３℃未満の時間または電池温度
上昇勾配ΔTMが0.3℃／分未満の時間に設定した。ま
た、充電を終了する条件として、ピーク電圧からの降下
値を75mV(15mV/セル)、充電初期との電池温度差を15
℃、電池温度上昇勾配を0.75℃／分に設定した。充電電
流は1200mAhに設定した。充電を開始したところ、急激
な電池電圧上昇が起こり、充電開始３分後に電圧のピー
クが生じ、その後電圧が降下し、充電開始10分後に再び
電池電圧が上昇し始めた。このときの電池温度差TSは1.
8℃、電池温度上昇勾配は0.1℃／分以下であった。充電
開始30分後に電池温度差が３℃を越えたので（電池電圧
不検知時間が終了し）、電池電圧の検出を始め、充電開
始65分後に、測定電圧がピーク値よりも75mV降下したこ
とを検知して充電が終了した。
長時間放置されていた電池容量1200mAhのニッケル−カ
ドミウム蓄電池５セルを直列に接続し、温度検出用にサ
−ミスタを組み込んだパックを用いた。電池電圧不検知
時間は、電池温度差TSが３℃未満の時間または電池温度
上昇勾配ΔTMが0.3℃／分未満の時間に設定した。ま
た、充電を終了する条件として、ピーク電圧からの降下
値を75mV(15mV/セル)、充電初期との電池温度差を15
℃、電池温度上昇勾配を0.75℃／分に設定した。充電電
流は1200mAhに設定した。充電を開始したところ、急激
な電池電圧上昇が起こり、充電開始３分後に電圧のピー
クが生じ、その後電圧が降下し、充電開始10分後に再び
電池電圧が上昇し始めた。このときの電池温度差TSは1.
8℃、電池温度上昇勾配は0.1℃／分以下であった。充電
開始30分後に電池温度差が３℃を越えたので（電池電圧
不検知時間が終了し）、電池電圧の検出を始め、充電開
始65分後に、測定電圧がピーク値よりも75mV降下したこ
とを検知して充電が終了した。
【００１１】［実施例２］被充電電池１として、電池容
量が1500mAhで新品のニッケル−水素蓄電池８セルを直
列に接続し、温度検出用にサ−ミスタを組み込んだパッ
クを用いた。電池電圧不検知時間は、電池温度差TSが５
℃未満の時間または電池温度上昇勾配が0.5℃／分未満
の時間に設定した。また、充電を終了する条件として、
ピーク電圧からの降下値を60mV(7.5mV/セル)、充電初期
との電池温度差を20℃、電池温度上昇勾配を１℃／分に
設定した。充電電流は1500mAhに設定した。充電開始25
分後に電池温度差が５℃を越えたので（電池電圧不検知
時間が終了し）、電池電圧の検出を始め、充電開始77分
後に、測定電圧がピーク値よりも60mV降下したことを検
知して充電が終了した。
量が1500mAhで新品のニッケル−水素蓄電池８セルを直
列に接続し、温度検出用にサ−ミスタを組み込んだパッ
クを用いた。電池電圧不検知時間は、電池温度差TSが５
℃未満の時間または電池温度上昇勾配が0.5℃／分未満
の時間に設定した。また、充電を終了する条件として、
ピーク電圧からの降下値を60mV(7.5mV/セル)、充電初期
との電池温度差を20℃、電池温度上昇勾配を１℃／分に
設定した。充電電流は1500mAhに設定した。充電開始25
分後に電池温度差が５℃を越えたので（電池電圧不検知
時間が終了し）、電池電圧の検出を始め、充電開始77分
後に、測定電圧がピーク値よりも60mV降下したことを検
知して充電が終了した。
【００１２】［実施例３］被充電電池１として、電池容
量が半分残っている電池容量1100mAhのニッケル−カド
ミウム蓄電池10セルを並列に接続し、温度検出用にサ−
ミスタを組み込んだパックを用いた。電池電圧不検知時
間は、電池温度差TSが５℃未満の時間または電池温度上
昇勾配が0.4℃／分未満の時間に設定した。また、充電
を終了する条件として、ピーク電圧からの降下値を100m
V(20mV/セル)、充電初期との電池温度差を15℃、電池温
度上昇勾配を１℃／分に設定した。充電電流は1350mAh
に設定した。充電開始10分後に電池温度上昇勾配が0.4
℃／分を越えたので（電池電圧不検知時間が終了し）、
電池電圧の検出を始め、充電開始25分後に、充電初期と
の温度差15℃を検知して充電が終了した。
量が半分残っている電池容量1100mAhのニッケル−カド
ミウム蓄電池10セルを並列に接続し、温度検出用にサ−
ミスタを組み込んだパックを用いた。電池電圧不検知時
間は、電池温度差TSが５℃未満の時間または電池温度上
昇勾配が0.4℃／分未満の時間に設定した。また、充電
を終了する条件として、ピーク電圧からの降下値を100m
V(20mV/セル)、充電初期との電池温度差を15℃、電池温
度上昇勾配を１℃／分に設定した。充電電流は1350mAh
に設定した。充電開始10分後に電池温度上昇勾配が0.4
℃／分を越えたので（電池電圧不検知時間が終了し）、
電池電圧の検出を始め、充電開始25分後に、充電初期と
の温度差15℃を検知して充電が終了した。
【００１３】［実施例４］被充電電池１として、電池容
量が500mAhで充電状態のニッケル−水素蓄電池４セルを
直列に接続し、温度検出用にサ−ミスタを組み込んだパ
ックを用いた。電池電圧不検知時間は、電池温度差TSが
５℃未満の時間または電池温度上昇勾配が0.5℃／分未
満の時間に設定した。また、充電を終了する条件とし
て、ピーク電圧からの降下値を20mV(5mV/セル)、充電初
期との電池温度差を20℃、電池温度上昇勾配を１℃／分
に設定した。充電電流は500mAhに設定した。充電開始30
秒後に電池温度上昇勾配が0.25℃/30秒（0.5℃／分）を
越えたので（電池電圧不検知時間が終了し）、電池電圧
の検出を始め、充電開始1.5分後に、測定電圧がピーク
値よりも20mV降下したことを検知して充電が終了した。
量が500mAhで充電状態のニッケル−水素蓄電池４セルを
直列に接続し、温度検出用にサ−ミスタを組み込んだパ
ックを用いた。電池電圧不検知時間は、電池温度差TSが
５℃未満の時間または電池温度上昇勾配が0.5℃／分未
満の時間に設定した。また、充電を終了する条件とし
て、ピーク電圧からの降下値を20mV(5mV/セル)、充電初
期との電池温度差を20℃、電池温度上昇勾配を１℃／分
に設定した。充電電流は500mAhに設定した。充電開始30
秒後に電池温度上昇勾配が0.25℃/30秒（0.5℃／分）を
越えたので（電池電圧不検知時間が終了し）、電池電圧
の検出を始め、充電開始1.5分後に、測定電圧がピーク
値よりも20mV降下したことを検知して充電が終了した。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の充電初期からの電池の温度上昇が前記所定の温度上昇
の１／５〜１／３以下または電池の温度上昇勾配が前記
所定の温度上昇勾配の半分以下であるときは、電池電圧
を不検知とする方法によれば、不活性電池を充電した場
合は、充電開始直後に電池電圧が急上昇し、その後すぐ
に降下する時点では、電池の温度上昇、電池の温度上昇
勾配はほとんどないので、電池電圧は不検知とし、この
電池電圧を不検知とする時間経過後より電池電圧の検出
を行い、所定の条件を満たしたことの検知により充電を
終了することができる。従って、充電開始直後の電池電
圧の急上昇による充電不足を防止することができ、最適
な充電が可能となる。他方、正常電池を充電した場合
は、充電開始直後に電池電圧が急上昇し、その後すぐに
降下することはないが、電池電圧を不検知とする時間経
過後は不活性電池と同様の方法で充電終了の制御をする
ことができる。また、充電状態の電池を再充電した場合
は、温度上昇や温度上昇勾配が大きく、すぐに電池電圧
不検知時間に達するので、過充電になることはない。
の充電初期からの電池の温度上昇が前記所定の温度上昇
の１／５〜１／３以下または電池の温度上昇勾配が前記
所定の温度上昇勾配の半分以下であるときは、電池電圧
を不検知とする方法によれば、不活性電池を充電した場
合は、充電開始直後に電池電圧が急上昇し、その後すぐ
に降下する時点では、電池の温度上昇、電池の温度上昇
勾配はほとんどないので、電池電圧は不検知とし、この
電池電圧を不検知とする時間経過後より電池電圧の検出
を行い、所定の条件を満たしたことの検知により充電を
終了することができる。従って、充電開始直後の電池電
圧の急上昇による充電不足を防止することができ、最適
な充電が可能となる。他方、正常電池を充電した場合
は、充電開始直後に電池電圧が急上昇し、その後すぐに
降下することはないが、電池電圧を不検知とする時間経
過後は不活性電池と同様の方法で充電終了の制御をする
ことができる。また、充電状態の電池を再充電した場合
は、温度上昇や温度上昇勾配が大きく、すぐに電池電圧
不検知時間に達するので、過充電になることはない。
【００１５】
【図１】本発明の実施例による充電回路を示す図。
【図２】本発明の実施例による充電制御を行う為のフロ
−チャ−ト。
−チャ−ト。
１ 被充電電池 ２ 電源 ３ スイッチ ４ 制御回路 ５ 検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36
Claims (1)
- 【請求項１】 被充電電池の電池電圧及び電池温度を測
定し、それらの測定値が次の（イ）〜（ハ）のいずれか
の条件 （イ）測定された電圧がピーク値よりも所定値だけ降下
する （ロ）測定された温度上昇が所定値以上となる （ハ）測定された温度上昇勾配が所定値以上となる を満たしたとき充電を終了する充電方法であって、充電
初期からの電池の温度上昇が前記所定の温度上昇の１／
５〜１／３以下または電池の温度上昇勾配が前記所定の
温度上昇勾配の半分以下であるときは、電池電圧を不検
知とすることを特徴とする二次電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05049959A JP3101117B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 二次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05049959A JP3101117B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 二次電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245405A JPH06245405A (ja) | 1994-09-02 |
| JP3101117B2 true JP3101117B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=12845576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05049959A Expired - Fee Related JP3101117B2 (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101117B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3638483B2 (ja) * | 1999-11-10 | 2005-04-13 | 株式会社マキタ | 充電装置及び充電方式 |
| CN113369287B (zh) * | 2021-06-13 | 2022-11-04 | 广州菲利斯太阳能科技有限公司 | 一种退役电池模组再利用的分选方法及系统 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP05049959A patent/JP3101117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06245405A (ja) | 1994-09-02 |
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