JP3157410B2 - 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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- JP3157410B2 JP3157410B2 JP04413595A JP4413595A JP3157410B2 JP 3157410 B2 JP3157410 B2 JP 3157410B2 JP 04413595 A JP04413595 A JP 04413595A JP 4413595 A JP4413595 A JP 4413595A JP 3157410 B2 JP3157410 B2 JP 3157410B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池、特にリチウ
ムイオン二次電池の充電方法に関する。
ムイオン二次電池の充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池の１つであるリチウムイオン二
次電池を充電する方法として、定電流充電した後に定電
圧充電する方法が、特開平３−２５１０５４号公報に記
載されている。この充電方法は、電池電圧が設定値にな
るまで定電流充電し、電圧が設定値に上昇した後は、電
池電圧が設定値を越えて上昇しないように、定電圧充電
に切り換えるものである。この充電方法は、定電流充電
する充電電流を大きくすることにより満充電する時間を
短くすることができる。しかしながら、電池の最大充電
電流は、電池性能を低下させない値に制限されるので、
充電電流をそれ程大きくできない。
次電池を充電する方法として、定電流充電した後に定電
圧充電する方法が、特開平３−２５１０５４号公報に記
載されている。この充電方法は、電池電圧が設定値にな
るまで定電流充電し、電圧が設定値に上昇した後は、電
池電圧が設定値を越えて上昇しないように、定電圧充電
に切り換えるものである。この充電方法は、定電流充電
する充電電流を大きくすることにより満充電する時間を
短くすることができる。しかしながら、電池の最大充電
電流は、電池性能を低下させない値に制限されるので、
充電電流をそれ程大きくできない。
【０００３】一方、特開平２−１１９５３９号公報に記
載された充電方法は、最初に定電流充電するときの電池
の最終電圧である設定電圧を、その後に定電圧充電する
ときの設定電圧よりも高くすることによって、二次電池
を満充電する時間を短くするものである。この充電方法
は、最初に設定電圧を高くして定電流充電するので、定
電流充電するときの充電量を多くして、トータルの充電
時間を短くすることができる。更にこの充電方法は、定
電流充電するときの設定電圧を高くするほど充電時間を
短くできるものである。しかしながら、定電流充電する
ときの設定電圧を高くすると、リチウムイオン二次電池
の電池性能を低下させる弊害がある。
載された充電方法は、最初に定電流充電するときの電池
の最終電圧である設定電圧を、その後に定電圧充電する
ときの設定電圧よりも高くすることによって、二次電池
を満充電する時間を短くするものである。この充電方法
は、最初に設定電圧を高くして定電流充電するので、定
電流充電するときの充電量を多くして、トータルの充電
時間を短くすることができる。更にこの充電方法は、定
電流充電するときの設定電圧を高くするほど充電時間を
短くできるものである。しかしながら、定電流充電する
ときの設定電圧を高くすると、リチウムイオン二次電池
の電池性能を低下させる弊害がある。
【０００４】本発明者は、これを解消することを目的と
して、充電と休止とを繰り返すパルス充電によって、電
池性能の低下を防止して充電時間を短縮する技術を開発
した（特開平６−１１３４７４号公報）。この充電方法
は、充電を開始した最初は、電池電圧が第１の電圧に上
昇するまで定電流充電し、その後、第１の電圧に規制し
た充電と充電休止とを繰り返すパルス充電を行うもので
ある。パルス充電後は、第１の電圧より低い第２の電圧
で定電圧充電して満充電する。
して、充電と休止とを繰り返すパルス充電によって、電
池性能の低下を防止して充電時間を短縮する技術を開発
した（特開平６−１１３４７４号公報）。この充電方法
は、充電を開始した最初は、電池電圧が第１の電圧に上
昇するまで定電流充電し、その後、第１の電圧に規制し
た充電と充電休止とを繰り返すパルス充電を行うもので
ある。パルス充電後は、第１の電圧より低い第２の電圧
で定電圧充電して満充電する。
【０００５】この充電方法は、パルス充電する工程にお
いて、第２の電圧より高い第１の電圧に規制した充電を
行うが、充電と休止とを繰り返すので、電池性能を低下
を防止できる。また、第２の電圧より高い第１の電圧に
規制して充電するので、充電時間を短くできる。
いて、第２の電圧より高い第１の電圧に規制した充電を
行うが、充電と休止とを繰り返すので、電池性能を低下
を防止できる。また、第２の電圧より高い第１の電圧に
規制して充電するので、充電時間を短くできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この充
電方法は、充電を開始した最初に定電流充電し、その後
パルス充電し、最後に定電圧充電して電池を満充電する
ため、充電回路が複雑になる。
電方法は、充電を開始した最初に定電流充電し、その後
パルス充電し、最後に定電圧充電して電池を満充電する
ため、充電回路が複雑になる。
【０００７】更に、第１の電圧に規制した充電は、電池
の充電初期では特に問題ないが、電池が満充電に近づく
に従って、電池の性能を低下させる恐れがある。にもか
かわらず、第１の電圧値に規制した充電は、パルス充電
の間中、全く同じ時間で行われる。従って、電池性能の
低下を防止するに十分であるとは言えない。
の充電初期では特に問題ないが、電池が満充電に近づく
に従って、電池の性能を低下させる恐れがある。にもか
かわらず、第１の電圧値に規制した充電は、パルス充電
の間中、全く同じ時間で行われる。従って、電池性能の
低下を防止するに十分であるとは言えない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の充電方法
は、充電と休止とを繰り返して二次電池をパルス充電す
る方法において、充電中の二次電池の電池電圧が第１の
設定値以上になる毎に、それ以後の充電時間を短く設定
するか、または休止時間を長く設定してパルス充電する
ことを特徴としている。
は、充電と休止とを繰り返して二次電池をパルス充電す
る方法において、充電中の二次電池の電池電圧が第１の
設定値以上になる毎に、それ以後の充電時間を短く設定
するか、または休止時間を長く設定してパルス充電する
ことを特徴としている。
【０００９】また、本発明の第２の充電方法は、充電と
休止とを繰り返して二次電池をパルス充電する方法にお
いて、充電中の二次電池の電池電圧が第１の設定値以上
になる毎に、それ以後の充電の充電電流を小さくしてパ
ルス充電することを特徴とする。
休止とを繰り返して二次電池をパルス充電する方法にお
いて、充電中の二次電池の電池電圧が第１の設定値以上
になる毎に、それ以後の充電の充電電流を小さくしてパ
ルス充電することを特徴とする。
【００１０】更に、本発明によれば、休止中の二次電池
の電池電圧が前記第１の設定値より小さい第２の設定値
以上になるとパルス充電を停止するものである。
の電池電圧が前記第１の設定値より小さい第２の設定値
以上になるとパルス充電を停止するものである。
【００１１】
【作用】請求項１の充電方法は、定電流または準定電流
による充電と、充電休止とを繰り返して二次電池をパル
ス充電する。充電中の二次電池の電池電圧が、二次電池
を劣化させる恐れのある第１の設定値以上になる毎に、
それ以後の充電時間を短く設定するか、または休止時間
を長く設定してパルス充電する。
による充電と、充電休止とを繰り返して二次電池をパル
ス充電する。充電中の二次電池の電池電圧が、二次電池
を劣化させる恐れのある第１の設定値以上になる毎に、
それ以後の充電時間を短く設定するか、または休止時間
を長く設定してパルス充電する。
【００１２】また、請求項３の充電方法は、定電流また
は準定電流による充電と、充電休止とを繰り返して二次
電池をパルス充電する方法において、充電中の二次電池
の電池電圧が第１の設定値以上になる毎に、それ以後の
充電の充電電流を小さくしてパルス充電する。
は準定電流による充電と、充電休止とを繰り返して二次
電池をパルス充電する方法において、充電中の二次電池
の電池電圧が第１の設定値以上になる毎に、それ以後の
充電の充電電流を小さくしてパルス充電する。
【００１３】そして、請求項１及び３のいずれの充電方
法も、パルス充電は、休止中の二次電池の電池電圧が前
記第１の設定値より小さい第２の設定値（この値は、二
次電池の満充電電圧に等しい）以上になると停止するも
のである。
法も、パルス充電は、休止中の二次電池の電池電圧が前
記第１の設定値より小さい第２の設定値（この値は、二
次電池の満充電電圧に等しい）以上になると停止するも
のである。
【００１４】
【実施例】図１は直列接続された２個のリチウムイオン
二次電池Ｂ（以下、二次電池Ｂと称する）を内蔵するパ
ック電池３の充電回路を示す。この充電回路は、直流電
源１と、スイッチング素子ＳＷ１と、制御回路２とを備
える。直流電源１は、入力される商用電源である交流１
００Ｖを、二次電池Ｂの充電に適した電圧の直流に変換
すると共に、所定の定電流（例えば、３Ｃ程度の定電
流）を発生する。スイッチング素子ＳＷ１は、トランジ
スタやＦＥＴ等の半導体スイッチング素子からなる。ス
イッチング素子ＳＷ１がオンのとき、二次電池Ｂは定電
流で充電され、スイッチング素子ＳＷ１がオフのときに
二次電池Ｂの充電は休止される。スイッチング素子ＳＷ
１が一定の周期でオンオフに切り換えられて、二次電池
Ｂが充電される。制御回路２は、スイッチング素子ＳＷ
１をオンオフに切り換えて、二次電池Ｂをパルス充電す
る。
二次電池Ｂ（以下、二次電池Ｂと称する）を内蔵するパ
ック電池３の充電回路を示す。この充電回路は、直流電
源１と、スイッチング素子ＳＷ１と、制御回路２とを備
える。直流電源１は、入力される商用電源である交流１
００Ｖを、二次電池Ｂの充電に適した電圧の直流に変換
すると共に、所定の定電流（例えば、３Ｃ程度の定電
流）を発生する。スイッチング素子ＳＷ１は、トランジ
スタやＦＥＴ等の半導体スイッチング素子からなる。ス
イッチング素子ＳＷ１がオンのとき、二次電池Ｂは定電
流で充電され、スイッチング素子ＳＷ１がオフのときに
二次電池Ｂの充電は休止される。スイッチング素子ＳＷ
１が一定の周期でオンオフに切り換えられて、二次電池
Ｂが充電される。制御回路２は、スイッチング素子ＳＷ
１をオンオフに切り換えて、二次電池Ｂをパルス充電す
る。
【００１５】ところで、本実施例のパック電池３は、二
次電池Ｂの電圧を検出して電池の過充電を防止する過充
電禁止回路４を内蔵している。過充電禁止回路４は、電
池電圧を基準電圧Ｅと比較する差動アンプ５と、作動ア
ンプ５の出力によりオンオフされるＭＯＳＦＥＴと、Ｍ
ＯＳＦＥＴと並列に接続されたコンデンサＣと、コンデ
ンサＣとＭＯＳＦＥＴに電力を供給する定電流源６と、
コンデンサＣの両端電圧が入力されるインバータ７とを
備える。インバータ７の出力信号は、スイッチング素子
ＳＷ１をオン状態から強制的にオフ状態に切り換える。
スイッチング素子ＳＷ１は、インバータ７の出力信号が
Ｌｏｗになると強制的にオフ状態に切り換えられる。
次電池Ｂの電圧を検出して電池の過充電を防止する過充
電禁止回路４を内蔵している。過充電禁止回路４は、電
池電圧を基準電圧Ｅと比較する差動アンプ５と、作動ア
ンプ５の出力によりオンオフされるＭＯＳＦＥＴと、Ｍ
ＯＳＦＥＴと並列に接続されたコンデンサＣと、コンデ
ンサＣとＭＯＳＦＥＴに電力を供給する定電流源６と、
コンデンサＣの両端電圧が入力されるインバータ７とを
備える。インバータ７の出力信号は、スイッチング素子
ＳＷ１をオン状態から強制的にオフ状態に切り換える。
スイッチング素子ＳＷ１は、インバータ７の出力信号が
Ｌｏｗになると強制的にオフ状態に切り換えられる。
【００１６】過充電禁止回路４は次の動作により、二次
電池Ｂの過充電を防止する。２個の二次電池Ｂの電圧
が、基準電圧Ｅである９．０Ｖよりも低いとき、作動ア
ンプ５の出力はＨｉｇｈとなり、ＭＯＳＦＥＴはオン状
態となる。オン状態のＭＯＳＦＥＴは、コンデンサＣの
両端を短絡し、コンデンサＣの両端電圧は０Ｖ、即ちＬ
ｏｗとなる。従って、インバータ７はＨｉｇｈ信号を出
力し、スイッチング素子ＳＷ１はオフ状態とならない。
電池Ｂの過充電を防止する。２個の二次電池Ｂの電圧
が、基準電圧Ｅである９．０Ｖよりも低いとき、作動ア
ンプ５の出力はＨｉｇｈとなり、ＭＯＳＦＥＴはオン状
態となる。オン状態のＭＯＳＦＥＴは、コンデンサＣの
両端を短絡し、コンデンサＣの両端電圧は０Ｖ、即ちＬ
ｏｗとなる。従って、インバータ７はＨｉｇｈ信号を出
力し、スイッチング素子ＳＷ１はオフ状態とならない。
【００１７】一方、二次電池Ｂの電圧が、基準電圧Ｅで
ある９．０Ｖよりも高くなると、作動アンプ５の出力は
Ｌｏｗとなり、ＭＯＳＦＥＴはオフ状態となる。ＭＯＳ
ＦＥＴがオフ状態になると、定電流源６はコンデンサＣ
を充電し、コンデンサＣの両端電圧は次第に上昇する。
コンデンサＣの電圧上昇度合いは、定電流源６の電流と
コンデンサＣの容量とにより決定されるが、本実施例で
は、ＭＯＳＦＥＴがオフ状態になってから約６０ｍｓｅ
ｃ後に、インバータ７の入力がＬｏｗからＨｉｇｈとな
るように設計されている。
ある９．０Ｖよりも高くなると、作動アンプ５の出力は
Ｌｏｗとなり、ＭＯＳＦＥＴはオフ状態となる。ＭＯＳ
ＦＥＴがオフ状態になると、定電流源６はコンデンサＣ
を充電し、コンデンサＣの両端電圧は次第に上昇する。
コンデンサＣの電圧上昇度合いは、定電流源６の電流と
コンデンサＣの容量とにより決定されるが、本実施例で
は、ＭＯＳＦＥＴがオフ状態になってから約６０ｍｓｅ
ｃ後に、インバータ７の入力がＬｏｗからＨｉｇｈとな
るように設計されている。
【００１８】インバータ７にＨｉｇｈ信号が入力される
と、インバータ７はＬｏｗ信号を出力し、強制的にスイ
ッチング素子ＳＷ１をオフ状態とする。
と、インバータ７はＬｏｗ信号を出力し、強制的にスイ
ッチング素子ＳＷ１をオフ状態とする。
【００１９】以上のように、過充電禁止回路４は、二次
電池Ｂの電圧が６０ｍｓｅｃ以上の時間継続して９．０
Ｖ以上になると、スイッチング素子ＳＷ１を強制的にオ
フ状態として、直流電源１または制御回路２の故障等に
起因する二次電池Ｂの過充電を確実に防止するようにな
っている。一方、二次電池Ｂの電圧が９．０Ｖ以上にな
っても、その時間が６０ｍｓｅｃを越えないときは、イ
ンバータ７の出力信号はＨｉｇｈであり、スイッチング
素子ＳＷ１をオン状態を保持する。
電池Ｂの電圧が６０ｍｓｅｃ以上の時間継続して９．０
Ｖ以上になると、スイッチング素子ＳＷ１を強制的にオ
フ状態として、直流電源１または制御回路２の故障等に
起因する二次電池Ｂの過充電を確実に防止するようにな
っている。一方、二次電池Ｂの電圧が９．０Ｖ以上にな
っても、その時間が６０ｍｓｅｃを越えないときは、イ
ンバータ７の出力信号はＨｉｇｈであり、スイッチング
素子ＳＷ１をオン状態を保持する。
【００２０】本発明の第１実施例の充電回路は、図２に
示すフローチャートに基づいて二次電池Ｂを充電する。
この充電動作中の二次電池Ｂの電圧変化を図３に示す。
示すフローチャートに基づいて二次電池Ｂを充電する。
この充電動作中の二次電池Ｂの電圧変化を図３に示す。
【００２１】まずステップＳ１において、下式で表され
る充電時間Ｔｎを初期化するためにｎを０とする。
る充電時間Ｔｎを初期化するためにｎを０とする。
【００２２】Ｔｎ＝５０ｍｓｅｃ−５ｍｓｅｃ×ｎ 即ち、充電開始直後の充電時間Ｔ０は５０ｍｓｅｃに設
定される。
定される。
【００２３】なお、充電時間Ｔｎの設定は、この式に限
らず、Ｔｎ＝Ｔ０／ｎとしてもよい。
らず、Ｔｎ＝Ｔ０／ｎとしてもよい。
【００２４】ステップＳ２において、充電休止中の二次
電池Ｂの電池電圧Ｖｏが検出され、ステップＳ３におい
て、電池電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２（＝８．４Ｖ）
以上か否かが判断される。第２の設定電圧Ｖ２より小さ
いと判断されると、ステップＳ４において、スイッチン
グ素子ＳＷ１がオンとされ、二次電池Ｂは３Ｃの充電電
流で定電流充電される。なお、Ｃとは電池の公称容量を
示すものであり、二次電池Ｂの公称容量が１０００ｍＡ
ｈであるとすると、３Ｃの充電電流とは３Ａを示す。
電池Ｂの電池電圧Ｖｏが検出され、ステップＳ３におい
て、電池電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２（＝８．４Ｖ）
以上か否かが判断される。第２の設定電圧Ｖ２より小さ
いと判断されると、ステップＳ４において、スイッチン
グ素子ＳＷ１がオンとされ、二次電池Ｂは３Ｃの充電電
流で定電流充電される。なお、Ｃとは電池の公称容量を
示すものであり、二次電池Ｂの公称容量が１０００ｍＡ
ｈであるとすると、３Ｃの充電電流とは３Ａを示す。
【００２５】ステップＳ５において、充電時間Ｔｎが経
過したか否かが判断され、時間Ｔｎが経過すると、ステ
ップＳ６において、充電中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃ
が検出され、ステップＳ７において、電池電圧Ｖｃが第
１の設定電圧Ｖ１（＝９．０Ｖ）以上か否かが判断され
る。第１の設定電圧Ｖ１より小さいと判断されると、処
理はステップＳ１０にジャンプしてスイッチング素子Ｓ
Ｗ１がオフ状態とされ、以後、ステップＳ２に戻る。な
お、スイッチング素子ＳＷ１のオフ時間は、例えば１０
ｍｓｅｃである。
過したか否かが判断され、時間Ｔｎが経過すると、ステ
ップＳ６において、充電中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃ
が検出され、ステップＳ７において、電池電圧Ｖｃが第
１の設定電圧Ｖ１（＝９．０Ｖ）以上か否かが判断され
る。第１の設定電圧Ｖ１より小さいと判断されると、処
理はステップＳ１０にジャンプしてスイッチング素子Ｓ
Ｗ１がオフ状態とされ、以後、ステップＳ２に戻る。な
お、スイッチング素子ＳＷ１のオフ時間は、例えば１０
ｍｓｅｃである。
【００２６】一方、ステップＳ７において、電池電圧Ｖ
ｃが第１の設定電圧Ｖ１以上になったと判断されると、
ステップＳ８において、充電時間Ｔｎにおけるｎが１つ
増加される。即ち、充電時間Ｔｎが５ｍｓｅｃ短く設定
される。そして、短くされた充電時間Ｔｎが０でない場
合には、以後の処理はステップＳ１０に進む。なお、充
電時間Ｔｎが０になると、二次電池Ｂの充電は終了す
る。
ｃが第１の設定電圧Ｖ１以上になったと判断されると、
ステップＳ８において、充電時間Ｔｎにおけるｎが１つ
増加される。即ち、充電時間Ｔｎが５ｍｓｅｃ短く設定
される。そして、短くされた充電時間Ｔｎが０でない場
合には、以後の処理はステップＳ１０に進む。なお、充
電時間Ｔｎが０になると、二次電池Ｂの充電は終了す
る。
【００２７】即ち、ステップＳ１〜Ｓ１０において、二
次電池Ｂの充電動作は、３Ｃの充電電流による定電流充
電を５０ｍｓｅｃの時間行う充電と１０ｍｓｅｃの時間
の休止とを繰り返して二次電池Ｂをパルス充電すること
から開始される。
次電池Ｂの充電動作は、３Ｃの充電電流による定電流充
電を５０ｍｓｅｃの時間行う充電と１０ｍｓｅｃの時間
の休止とを繰り返して二次電池Ｂをパルス充電すること
から開始される。
【００２８】そして、充電中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖ
ｃが、第１の設定電圧Ｖ１（即ち、９．０Ｖ）以上にな
る毎に、それ以後の充電時間Ｔｎを５ｍｓｅｃづつ短く
設定してパルス充電する。
ｃが、第１の設定電圧Ｖ１（即ち、９．０Ｖ）以上にな
る毎に、それ以後の充電時間Ｔｎを５ｍｓｅｃづつ短く
設定してパルス充電する。
【００２９】再び、ステップＳ３において、二次電池Ｂ
の電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２（即ち、８．４Ｖ）以
上であると判断されると、処理はステップＳ１１に進
み、二次電池Ｂの電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２以上で
あると判断した回数をカウントする。そして、このカウ
ント動作がＡ回（例えば、３回）連続して行われると、
スイッチング素子ＳＷ１がオフされ、二次電池Ｂの充電
が終了する。
の電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２（即ち、８．４Ｖ）以
上であると判断されると、処理はステップＳ１１に進
み、二次電池Ｂの電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２以上で
あると判断した回数をカウントする。そして、このカウ
ント動作がＡ回（例えば、３回）連続して行われると、
スイッチング素子ＳＷ１がオフされ、二次電池Ｂの充電
が終了する。
【００３０】以上のように、図２に示すフローチャート
では、充電中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃが第１の設定
電圧Ｖ１以上になる毎に、それ以後の充電時間Ｔｎを短
く設定してパルス充電するようにしているが、休止時間
を長く設定してパルス充電するようにしてもよい。この
場合、例えば、充電時間は５０ｍｓｅｃとし、充電中の
二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃが第１の設定電圧Ｖ１以上に
なる毎に、それ以後の休止時間Ｔｍを以下の式に基づい
て長く設定してパルス充電すればよい。
では、充電中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃが第１の設定
電圧Ｖ１以上になる毎に、それ以後の充電時間Ｔｎを短
く設定してパルス充電するようにしているが、休止時間
を長く設定してパルス充電するようにしてもよい。この
場合、例えば、充電時間は５０ｍｓｅｃとし、充電中の
二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃが第１の設定電圧Ｖ１以上に
なる毎に、それ以後の休止時間Ｔｍを以下の式に基づい
て長く設定してパルス充電すればよい。
【００３１】Ｔｍ＝１０ｍｓｅｃ＋１０ｍｓｅｃ×ｍな
お、図には示していないが、二次電池Ｂの電池温度を検
出する検出素子を設け、二次電池Ｂの電池温度が高くな
る程、充電時間Ｔｎを短く設定する度合い、または休止
時間Ｔｍを長く設定する度合いを大きくしてもよい。
お、図には示していないが、二次電池Ｂの電池温度を検
出する検出素子を設け、二次電池Ｂの電池温度が高くな
る程、充電時間Ｔｎを短く設定する度合い、または休止
時間Ｔｍを長く設定する度合いを大きくしてもよい。
【００３２】これは、例えば、充電時間Ｔｎの設定を次
式に基づいて行えばよい。
式に基づいて行えばよい。
【００３３】 Ｔｎ＝（５０ｍｓｅｃ−５ｍｅｓｃ×ｎ）−Ａｋ なお、ｋは電池温度を示す係数を示し、Ａは定数であ
る。そして、定数Ａは、電池温度が６０℃以上になると
充電時間Ｔｎを０とするように設定される。
る。そして、定数Ａは、電池温度が６０℃以上になると
充電時間Ｔｎを０とするように設定される。
【００３４】更には、第１の設定電圧Ｖ１についても、
二次電池Ｂの電池温度に関連付けて、電池温度が高くな
る程、第１の設定電圧Ｖ１を低くするようにしてもよ
い。
二次電池Ｂの電池温度に関連付けて、電池温度が高くな
る程、第１の設定電圧Ｖ１を低くするようにしてもよ
い。
【００３５】本発明の第２実施例の充電回路は、図４に
示すフローチャートに基づいて二次電池Ｂを充電する。
この充電動作中の二次電池Ｂの電圧変化を図５に示す。
示すフローチャートに基づいて二次電池Ｂを充電する。
この充電動作中の二次電池Ｂの電圧変化を図５に示す。
【００３６】まずステップＳ１において、下式で示され
る充電電流Ｉｎを初期化するためにｎを０とする。
る充電電流Ｉｎを初期化するためにｎを０とする。
【００３７】Ｉｎ＝３Ｃ−１Ｃ×ｎ 即ち、充電開始直後の充電電流Ｉ０は３Ｃに設定され
る。
る。
【００３８】ステップＳ２において、充電休止中の二次
電池Ｂの電池電圧Ｖｏが検出され、ステップＳ３におい
て、電池電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２（即ち、８．４
Ｖ）以上か否かが判断される。第２の設定電圧Ｖ２より
小さいと判断されると、ステップＳ４において、スイッ
チング素子ＳＷ１がオンとされ、二次電池Ｂは３Ｃの充
電電流Ｉ０で定電流充電される。
電池Ｂの電池電圧Ｖｏが検出され、ステップＳ３におい
て、電池電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２（即ち、８．４
Ｖ）以上か否かが判断される。第２の設定電圧Ｖ２より
小さいと判断されると、ステップＳ４において、スイッ
チング素子ＳＷ１がオンとされ、二次電池Ｂは３Ｃの充
電電流Ｉ０で定電流充電される。
【００３９】ステップＳ５において、所定の充電時間Ｔ
（例えば、５０ｍｓｅｃ）が経過したか否かが判断さ
れ、時間Ｔが経過すると、ステップＳ６において、充電
中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃが検出され、ステップＳ
７において、電池電圧Ｖｃが第１の設定電圧Ｖ１（＝
９．０Ｖ）以上であるか否かが判断される。第１の設定
電圧Ｖ１より小さいと判断されると、処理はステップＳ
１０にジャンプしてスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態
とされ、以後、ステップＳ２に戻る。なお、スイッチン
グ素子ＳＷ１のオフ時間は、例えば１０ｍｓｅｃであ
る。
（例えば、５０ｍｓｅｃ）が経過したか否かが判断さ
れ、時間Ｔが経過すると、ステップＳ６において、充電
中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃが検出され、ステップＳ
７において、電池電圧Ｖｃが第１の設定電圧Ｖ１（＝
９．０Ｖ）以上であるか否かが判断される。第１の設定
電圧Ｖ１より小さいと判断されると、処理はステップＳ
１０にジャンプしてスイッチング素子ＳＷ１がオフ状態
とされ、以後、ステップＳ２に戻る。なお、スイッチン
グ素子ＳＷ１のオフ時間は、例えば１０ｍｓｅｃであ
る。
【００４０】一方、ステップＳ７において、電池電圧Ｖ
ｃが第１の設定電圧Ｖ１以上になったと判断されると、
ステップＳ８において、充電電流Ｉｎにおけるｎが１つ
増加される。即ち、充電電流Ｉｎが１Ｃだけ小さく設定
される。そして、小さく設定された充電電流Ｉｎが０で
ない場合には、以後の処理はステップＳ１０に進む。な
お、充電電流Ｉｎが０になると、二次電池Ｂの充電は終
了する。
ｃが第１の設定電圧Ｖ１以上になったと判断されると、
ステップＳ８において、充電電流Ｉｎにおけるｎが１つ
増加される。即ち、充電電流Ｉｎが１Ｃだけ小さく設定
される。そして、小さく設定された充電電流Ｉｎが０で
ない場合には、以後の処理はステップＳ１０に進む。な
お、充電電流Ｉｎが０になると、二次電池Ｂの充電は終
了する。
【００４１】即ち、ステップＳ１〜Ｓ１０において、二
次電池Ｂの充電動作は、５０ｍｓｅｃの時間の充電と１
０ｍｓｅｃの時間の休止とを繰り返して二次電池Ｂをパ
ルス充電するときの充電電流が、３Ｃの大きさから開始
される。そして、充電中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃ
が、二次電池Ｂを劣化させる恐れのある第１の設定電圧
Ｖ１以上になる毎に、それ以後の充電電流Ｉｎを１Ｃづ
つ小さく設定してパルス充電する。
次電池Ｂの充電動作は、５０ｍｓｅｃの時間の充電と１
０ｍｓｅｃの時間の休止とを繰り返して二次電池Ｂをパ
ルス充電するときの充電電流が、３Ｃの大きさから開始
される。そして、充電中の二次電池Ｂの電池電圧Ｖｃ
が、二次電池Ｂを劣化させる恐れのある第１の設定電圧
Ｖ１以上になる毎に、それ以後の充電電流Ｉｎを１Ｃづ
つ小さく設定してパルス充電する。
【００４２】再び、ステップＳ３において、二次電池Ｂ
の電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２以上であると判断され
ると、処理はステップＳ１１に進み、二次電池Ｂの電圧
Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２以上であると判断した回数を
カウントする。そして、このカウント動作がＡ回（例え
ば、３回）連続して行われると、スイッチング素子ＳＷ
１がオフされ、二次電池Ｂの充電が終了する。
の電圧Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２以上であると判断され
ると、処理はステップＳ１１に進み、二次電池Ｂの電圧
Ｖｏが第２の設定電圧Ｖ２以上であると判断した回数を
カウントする。そして、このカウント動作がＡ回（例え
ば、３回）連続して行われると、スイッチング素子ＳＷ
１がオフされ、二次電池Ｂの充電が終了する。
【００４３】この実施例においても、二次電池Ｂの電池
温度を検出する検出素子を設け、二次電池Ｂの電池温度
が高くなる程、充電電流Ｉｎを小さく設定する度合いを
大きくしてもよい。更には、第１の設定電圧Ｖ１につい
ても、二次電池Ｂの電池温度に関連付けて、電池温度が
高くなる程、第１の設定電圧Ｖ１を低くするようにして
もよい。
温度を検出する検出素子を設け、二次電池Ｂの電池温度
が高くなる程、充電電流Ｉｎを小さく設定する度合いを
大きくしてもよい。更には、第１の設定電圧Ｖ１につい
ても、二次電池Ｂの電池温度に関連付けて、電池温度が
高くなる程、第１の設定電圧Ｖ１を低くするようにして
もよい。
【００４４】なお、前述の各実施例では、直列接続され
た２個の二次電池Ｂの全体の電圧を検出して充電を制御
しているが、二次電池Ｂの各々の電池の電圧を個々に検
出し、いずれかの電池の電圧が所定電圧に到達すると、
充電を制御するようにしてもよい。
た２個の二次電池Ｂの全体の電圧を検出して充電を制御
しているが、二次電池Ｂの各々の電池の電圧を個々に検
出し、いずれかの電池の電圧が所定電圧に到達すると、
充電を制御するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】本発明の二次電池の充電方法は、従来の
ように、充電を開始した最初は定電流充電し、電池電圧
が設定電圧になると、定電流充電から定電圧充電に切り
換えて満充電するのに代わって、定電流による充電と休
止とを繰り返して二次電池をパルス充電することにより
二次電池の充電状態を制御するものである。従って、二
次電池を定電流充電する回路のみを備え、そしてスイッ
チング素子のオンオフ制御によりパルス充電を行えばよ
いので、極めて簡単な回路で二次電池を急速充電するこ
とができる。
ように、充電を開始した最初は定電流充電し、電池電圧
が設定電圧になると、定電流充電から定電圧充電に切り
換えて満充電するのに代わって、定電流による充電と休
止とを繰り返して二次電池をパルス充電することにより
二次電池の充電状態を制御するものである。従って、二
次電池を定電流充電する回路のみを備え、そしてスイッ
チング素子のオンオフ制御によりパルス充電を行えばよ
いので、極めて簡単な回路で二次電池を急速充電するこ
とができる。
【００４６】更に、本発明の二次電池の充電方法は、充
電中の二次電池の電池電圧が第１の設定値以上になる毎
に、それ以後の充電時間を短く設定するか、または休止
時間を長く設定してパルス充電する、あるいは、充電中
の二次電池の電池電圧が第１の設定値以上になる毎に、
それ以後の充電の充電電流を小さくしてパルス充電する
ので、二次電池の過充電による電池性能の低下を確実に
防止して、二次電池を急速充電することができる。
電中の二次電池の電池電圧が第１の設定値以上になる毎
に、それ以後の充電時間を短く設定するか、または休止
時間を長く設定してパルス充電する、あるいは、充電中
の二次電池の電池電圧が第１の設定値以上になる毎に、
それ以後の充電の充電電流を小さくしてパルス充電する
ので、二次電池の過充電による電池性能の低下を確実に
防止して、二次電池を急速充電することができる。
【図１】本発明の充電方法に使用する充電回路の回路図
である。
である。
【図２】本発明の第１実施例を示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】本発明の第１実施例における二次電池の電圧変
化を示すグラフである。
化を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施例を示すフローチャートであ
る。
る。
【図５】本発明の第２実施例における二次電池の電圧変
化を示すグラフである。
化を示すグラフである。
１ 直流電源 ２ 制御回路 ３ パック電池 ４ 過充電禁止回路 ＳＷ１ スイッチング素子 Ｂ リチウムイオン二次電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/42 - 10/48 H02J 7/00 - 7/36
Claims (4)
- 【請求項１】 定電流または準定電流による充電と休止
とを繰り返して二次電池をパルス充電する方法におい
て、充電中の二次電池の電池電圧が第１の所定値以上に
なる毎に、それ以後の充電時間を短くするか、または休
止時間を長くしてパルス充電することを特徴とする二次
電池の充電方法。 - 【請求項２】 前記休止中の二次電池の電池電圧が前記
第１の設定値より小さい第２の設定値以上になるとパル
ス充電を停止することを特徴とする請求項１の二次電池
の充電方法。 - 【請求項３】 定電流または準定電流による充電と休止
とを繰り返して二次電池をパルス充電する方法におい
て、充電中の二次電池の電池電圧が第１の所定値以上に
なる毎に、それ以後の充電の充電電流を小さくしてパル
ス充電することを特徴とする二次電池の充電方法。 - 【請求項４】 前記休止中の二次電池の電池電圧が前記
第１の設定値より小さい第２の設定値以上になるとパル
ス充電を停止することを特徴とする請求項３の二次電池
の充電方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04413595A JP3157410B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 二次電池の充電方法 |
| US08/498,610 US5640080A (en) | 1994-07-29 | 1995-07-06 | Secondary battery charger |
| TW084106958A TW271470B (ja) | 1994-07-29 | 1995-07-06 | |
| DE19527787A DE19527787B4 (de) | 1994-07-29 | 1995-07-28 | Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Sekundärbatterie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04413595A JP3157410B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 二次電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08241735A JPH08241735A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3157410B2 true JP3157410B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=12683193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04413595A Expired - Fee Related JP3157410B2 (ja) | 1994-07-29 | 1995-03-03 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3157410B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945811A (en) * | 1996-05-21 | 1999-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse charging method and a charger |
| JP3740323B2 (ja) | 1998-07-31 | 2006-02-01 | キヤノン株式会社 | 二次電池の充電方法及びその装置 |
| JP5260904B2 (ja) * | 2007-07-10 | 2013-08-14 | 三洋電機株式会社 | リチウムイオン二次電池の充電方法 |
| JP2009240017A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Denso Corp | 電力供給装置、およびドアロック解除システム |
| DE102011087496A1 (de) * | 2011-11-30 | 2013-06-27 | H-Tech Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Laden von wiederaufladbaren Zellen |
| US20140028249A1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-01-30 | Primus Power Corporation | Pulse charging of a grid interactive battery system |
-
1995
- 1995-03-03 JP JP04413595A patent/JP3157410B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08241735A (ja) | 1996-09-17 |
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