JP3220803B2 - 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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- battery
- secondary battery
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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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、アルカリ二次電池を
はじめとする各種二次電池の充電方法であって、特に急
速充電時における電池の劣化を防止するものに関する。
はじめとする各種二次電池の充電方法であって、特に急
速充電時における電池の劣化を防止するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の充電方法としては、充電中
における電池電圧が充電末期においてピーク点を有する
ことを利用し、このピーク点あるいは更に電池電圧が所
定値だけ下がった時点まで連続して充電動作を行った後
に急速充電を終了する方法が一般的である。
における電池電圧が充電末期においてピーク点を有する
ことを利用し、このピーク点あるいは更に電池電圧が所
定値だけ下がった時点まで連続して充電動作を行った後
に急速充電を終了する方法が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
方法で二次電池を急速充電しようとすると、充電完了時
の正確な判別が難しく、過充電をする虞れが強い。更
に、充電中における電池温度あるいは電池内圧は充電末
期において急激に上昇し、充電終了の制御が遅れて電池
温度あるいは電池内圧が異常に大きくなり、充電中の電
池を劣化させる問題があった。この傾向は、ニッケル水
素電池の様に電池容量が大きくなるほど激しい。
方法で二次電池を急速充電しようとすると、充電完了時
の正確な判別が難しく、過充電をする虞れが強い。更
に、充電中における電池温度あるいは電池内圧は充電末
期において急激に上昇し、充電終了の制御が遅れて電池
温度あるいは電池内圧が異常に大きくなり、充電中の電
池を劣化させる問題があった。この傾向は、ニッケル水
素電池の様に電池容量が大きくなるほど激しい。
【０００４】本発明はかかる問題に鑑みてなされたもの
であって、充電が満了に近づいたことを的確に判別でき
るとともに、電池温度および電池内圧の上昇を可及的に
抑制し、電池の劣化を最小限に抑えることができる充電
方法を提供することを目的とする。
であって、充電が満了に近づいたことを的確に判別でき
るとともに、電池温度および電池内圧の上昇を可及的に
抑制し、電池の劣化を最小限に抑えることができる充電
方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる充電方法
は、二次電池を所定の一定電流で急速充電しながら充電
中における電池電圧の変化を測定し、この検知電圧を利
用するものである。
は、二次電池を所定の一定電流で急速充電しながら充電
中における電池電圧の変化を測定し、この検知電圧を利
用するものである。
【０００６】その測定した電池電圧曲線の二階微分値が
正から負に反転する時期を検知する第１検知工程と、そ
の第１検知工程における検知動作後に発生する、電池電
圧の単位時間当たりの変化量が略ゼロに達する時期を検
知する第２検知工程の少なくとも一方を備えた充電工程
と、その充電工程における検知動作と連動して開始さ
れ、前記した急速充電により変化した二次電池の物理的
状態が予め設定した状態に戻るまで急速充電を実質的に
停止したあと前記充電工程に戻る急速充電の休止工程と
を備えている。
正から負に反転する時期を検知する第１検知工程と、そ
の第１検知工程における検知動作後に発生する、電池電
圧の単位時間当たりの変化量が略ゼロに達する時期を検
知する第２検知工程の少なくとも一方を備えた充電工程
と、その充電工程における検知動作と連動して開始さ
れ、前記した急速充電により変化した二次電池の物理的
状態が予め設定した状態に戻るまで急速充電を実質的に
停止したあと前記充電工程に戻る急速充電の休止工程と
を備えている。
【０００７】更に、前記した充電工程と休止工程とを、
前記充電工程中における検知動作が可能な範囲内で予め
設定された回数だけ繰り返したあと急速充電を停止する
ことにより、少なくとも１回以上の追加充電を行うこと
を特徴とする。なお前記した休止工程は、二次電池の電
池温度または電池圧力が設定量だけ低下するまで持続す
ることにより構成することができる。
前記充電工程中における検知動作が可能な範囲内で予め
設定された回数だけ繰り返したあと急速充電を停止する
ことにより、少なくとも１回以上の追加充電を行うこと
を特徴とする。なお前記した休止工程は、二次電池の電
池温度または電池圧力が設定量だけ低下するまで持続す
ることにより構成することができる。
【０００８】
【作用】上記した構成により、二次電池の充電を開始す
ると、充電電流の大小あるいは周囲温度の高低などの充
電条件の違いにかかわらず、図１（ａ）の如く電池電圧
Ｖｂは略同傾向の変化パターンを示しながら上昇する。
ると、充電電流の大小あるいは周囲温度の高低などの充
電条件の違いにかかわらず、図１（ａ）の如く電池電圧
Ｖｂは略同傾向の変化パターンを示しながら上昇する。
【０００９】ここで、二次電池の充電が進んで充電末期
に近づくと、充電電圧曲線が急激に立ち上がる変曲点Ｃ
が現われる。かかる電圧曲線の１階微分値、すなわち電
池電圧の単位時間当たりの電圧変化量は、図１（ｂ）の
様に正の凸状に変化する。更にこの曲線の微分値をと
り、電圧曲線の２階微分値を求めて曲線を描くと、上記
した変曲点Ｃを中心として、正から負へとＳ字状にその
値は急変する。したがって、電池電圧曲線の２階微分値
を演算し、その値が正から負に変化する時点を検出する
ことにより、変曲点Ｃ位置が求まる。
に近づくと、充電電圧曲線が急激に立ち上がる変曲点Ｃ
が現われる。かかる電圧曲線の１階微分値、すなわち電
池電圧の単位時間当たりの電圧変化量は、図１（ｂ）の
様に正の凸状に変化する。更にこの曲線の微分値をと
り、電圧曲線の２階微分値を求めて曲線を描くと、上記
した変曲点Ｃを中心として、正から負へとＳ字状にその
値は急変する。したがって、電池電圧曲線の２階微分値
を演算し、その値が正から負に変化する時点を検出する
ことにより、変曲点Ｃ位置が求まる。
【００１０】したがって、上記した変曲点Ｃを検知した
時点、あるいはこの変曲点Ｃの検知直後に現れる、電池
電圧の変化量が正から負になるのを検知した時点が充電
満了の直前であることが判る。
時点、あるいはこの変曲点Ｃの検知直後に現れる、電池
電圧の変化量が正から負になるのを検知した時点が充電
満了の直前であることが判る。
【００１１】一方、電池温度あるいは電池内圧は、電池
を大電流で急速充電すると上記した充電満了直前から急
上昇し、過充電状態となると電池それ自体の劣化をもた
らす。したがって、上記した第１または第２検知工程に
より充電末期を検知したのち、充電電流を完全に停止ま
たは微少な電流によるトリクル充電状態とする急速充電
の休止工程に入ることにより、電池温度および電池内圧
は指数関数的に低下するので、この値が所定値だけ低下
し、あるいは設定時間だけ経過した時点で急速充電を再
開し、急速充電の補充工程を経て急速充電を完全に終了
することにより、電池温度および内圧の上昇が抑制され
るのである。
を大電流で急速充電すると上記した充電満了直前から急
上昇し、過充電状態となると電池それ自体の劣化をもた
らす。したがって、上記した第１または第２検知工程に
より充電末期を検知したのち、充電電流を完全に停止ま
たは微少な電流によるトリクル充電状態とする急速充電
の休止工程に入ることにより、電池温度および電池内圧
は指数関数的に低下するので、この値が所定値だけ低下
し、あるいは設定時間だけ経過した時点で急速充電を再
開し、急速充電の補充工程を経て急速充電を完全に終了
することにより、電池温度および内圧の上昇が抑制され
るのである。
【００１２】
【実施例】以下、上記した本発明にかかる充電方法を、
ニッケルカドミウム二次電池を充電する充電装置に実施
した一例を示すが、ニッケル水素電池を始めとする各種
二次電池の充電装置に対しても略同様に実施できること
は勿論である。
ニッケルカドミウム二次電池を充電する充電装置に実施
した一例を示すが、ニッケル水素電池を始めとする各種
二次電池の充電装置に対しても略同様に実施できること
は勿論である。
【００１３】充電装置は、図２にその全体的な構成を示
す如く、商用交流電源１１を整流し、所定の直流電流Ｉ
を出力可能とする充電回路１２と、該充電回路１２から
二次電池１３への通電時期を規制するスイッチング素子
１４と、二次電池１３の端子電圧に比例した周波数の信
号を発生するＶ／Ｆ変換器１５と、充電中における二次
電池１３の物理的変化に対応した信号を発生する検知回
路１７と、この検知回路１７およびＶ／Ｆ変換器１５か
らの出力データを入力し、二次電池１３に対する所定の
充電制御動作を行なう制御回路１６とから構成される。
す如く、商用交流電源１１を整流し、所定の直流電流Ｉ
を出力可能とする充電回路１２と、該充電回路１２から
二次電池１３への通電時期を規制するスイッチング素子
１４と、二次電池１３の端子電圧に比例した周波数の信
号を発生するＶ／Ｆ変換器１５と、充電中における二次
電池１３の物理的変化に対応した信号を発生する検知回
路１７と、この検知回路１７およびＶ／Ｆ変換器１５か
らの出力データを入力し、二次電池１３に対する所定の
充電制御動作を行なう制御回路１６とから構成される。
【００１４】充電回路１２は定電流源であって、更に、
制御回路１６から送られる制御信号Ｓ１の入力と連動し
て、出力電流Ｉの値を複数段階に変更できる様に構成し
ている。
制御回路１６から送られる制御信号Ｓ１の入力と連動し
て、出力電流Ｉの値を複数段階に変更できる様に構成し
ている。
【００１５】スイッチング素子１４は、リレーや半導体
スイッチの様なスイッチング手段が使用され、充電回路
１２と二次電池１３間に配設されており、制御回路１６
から出力される制御信号Ｓ２の入力と連動してオンオフ
し、二次電池１３への通電時期を規制できる様に構成し
ている。
スイッチの様なスイッチング手段が使用され、充電回路
１２と二次電池１３間に配設されており、制御回路１６
から出力される制御信号Ｓ２の入力と連動してオンオフ
し、二次電池１３への通電時期を規制できる様に構成し
ている。
【００１６】Ｖ／Ｆ変換器１５は、二次電池１３の電池
電圧Ｖｂを入力信号とし、該電圧値に比例した周波数の
パルス信号を発生可能とする一方、制御回路１６側でこ
のパルス信号のパルスレートの変化を求めることによ
り、電池電圧をデジタル値として処理できる様にしてい
る。
電圧Ｖｂを入力信号とし、該電圧値に比例した周波数の
パルス信号を発生可能とする一方、制御回路１６側でこ
のパルス信号のパルスレートの変化を求めることによ
り、電池電圧をデジタル値として処理できる様にしてい
る。
【００１７】検知回路１７は、二次電池１３の電池温度
または内部圧力の少なくとも何れか一方の変化を測定
し、該測定値に対応した信号を制御回路１６に向けて出
力するものである。すなわち、二次電池１３における電
池温度をサーミスタの様な温度センサーで、電池内圧を
圧力センサーで直接あるいは歪ゲージを用いて電池外缶
の形状変化から間接的に測定するとともに、該測定値に
比例した周波数のパルス信号に変換して制御回路１６に
出力するとともに、Ｖ／Ｆ変換器１５と略同様にして信
号のパルスレートを制御回路１６でカウントしてデジタ
ル値に変換することにより、所定のデジタル処理が行わ
れる。
または内部圧力の少なくとも何れか一方の変化を測定
し、該測定値に対応した信号を制御回路１６に向けて出
力するものである。すなわち、二次電池１３における電
池温度をサーミスタの様な温度センサーで、電池内圧を
圧力センサーで直接あるいは歪ゲージを用いて電池外缶
の形状変化から間接的に測定するとともに、該測定値に
比例した周波数のパルス信号に変換して制御回路１６に
出力するとともに、Ｖ／Ｆ変換器１５と略同様にして信
号のパルスレートを制御回路１６でカウントしてデジタ
ル値に変換することにより、所定のデジタル処理が行わ
れる。
【００１８】制御回路１６は、ＣＰＵやメモリなどを一
体に備えたワンチップマイクロコンピュータが使用さ
れ、ＲＯＭ内に予め記憶しておいたプログラムにより、
図２に示す各回路の一部または全部がソフト的に構成さ
れる様にしている。すなわち制御回路１６は、充電条件
などの各種設定を可能とする設定操作部２１と、Ｖ／Ｆ
変換器１５および検知回路１７から入力されるパルス信
号の単位時間当たりのパルス数をカウントし、該信号の
パルスレートを間欠的に測定可能とするカウンタ部２０
と、各種データを記憶するデータ記憶部２２と、電池電
圧Ｖｂの測定値の変化を利用した演算値から充電中にお
ける各段階を判定する比較部２３と、比較部２３におけ
る判定結果に対応して、最適の充電時間や充電電流値を
決定する演算部２４と、該演算部２４の演算結果に対応
した制御信号Ｓ１・Ｓ２を出力する制御出力部２５と、
各種タイマー信号を作るタイマー部２６とから構成され
る。
体に備えたワンチップマイクロコンピュータが使用さ
れ、ＲＯＭ内に予め記憶しておいたプログラムにより、
図２に示す各回路の一部または全部がソフト的に構成さ
れる様にしている。すなわち制御回路１６は、充電条件
などの各種設定を可能とする設定操作部２１と、Ｖ／Ｆ
変換器１５および検知回路１７から入力されるパルス信
号の単位時間当たりのパルス数をカウントし、該信号の
パルスレートを間欠的に測定可能とするカウンタ部２０
と、各種データを記憶するデータ記憶部２２と、電池電
圧Ｖｂの測定値の変化を利用した演算値から充電中にお
ける各段階を判定する比較部２３と、比較部２３におけ
る判定結果に対応して、最適の充電時間や充電電流値を
決定する演算部２４と、該演算部２４の演算結果に対応
した制御信号Ｓ１・Ｓ２を出力する制御出力部２５と、
各種タイマー信号を作るタイマー部２６とから構成され
る。
【００１９】
【動作手順】以下において、図３に示す流れ図および図
１の説明図に従って、制御回路１６における制御手順を
具体的に説明する。先ず、充電の開始に先だってステッ
プ５１で設定操作部２１において、変曲点Ｃを検知する
までの充電電流値Ｉｂ、変曲点検知後の充電電流値Ｉ
ｍ、満充電検知後における充電電流値Ｉｓ、休止期間中
における電池温度または電池内圧の基準低下量Ｄｓなど
の各種初期設定を行なう。そのあと時刻ｔ１にスタート
スイッチをオンすると、制御出力部２５から電流値Ｉｂ
に対応した制御信号Ｓ１が充電回路１２に送られ、該充
電回路１２からの出力電流ＩがＩｂとなる様に設定され
る。
１の説明図に従って、制御回路１６における制御手順を
具体的に説明する。先ず、充電の開始に先だってステッ
プ５１で設定操作部２１において、変曲点Ｃを検知する
までの充電電流値Ｉｂ、変曲点検知後の充電電流値Ｉ
ｍ、満充電検知後における充電電流値Ｉｓ、休止期間中
における電池温度または電池内圧の基準低下量Ｄｓなど
の各種初期設定を行なう。そのあと時刻ｔ１にスタート
スイッチをオンすると、制御出力部２５から電流値Ｉｂ
に対応した制御信号Ｓ１が充電回路１２に送られ、該充
電回路１２からの出力電流ＩがＩｂとなる様に設定され
る。
【００２０】それと同時に、制御出力部２５からスイッ
チング素子１４に対してオンを指令する制御信号Ｓ２が
送られ、充電回路１２と二次電池１３間が導通し、所定
の定電流による急速充電が開始される（ステップ５
２）。
チング素子１４に対してオンを指令する制御信号Ｓ２が
送られ、充電回路１２と二次電池１３間が導通し、所定
の定電流による急速充電が開始される（ステップ５
２）。
【００２１】なお、電池の種類によっては図１（ｂ）の
一点鎖線で示す如く、充電開始直後にｄＶ／ｄｔの値に
変化が現れるものもあるが、これを充電末期の変化と区
別するために、ステップ５３においてタイマー部２６が
作動し、第１回目に二次電池１３の電池電圧Ｖｂを読み
込むまでに、所定の待ち時間Ｔｗ［分］を意図的に設け
ることも可能である。すなわち、充電開始直後は電池電
圧Ｖｂの変動が大きく不安定でもあるため、 Ｔｗ＝Ｋｗ／Ｉｂ （但し、Ｋｗは充電条件に対応し
て設定される係数であって、本実施例では「５」。Ｉｂ
の単位は［Ｃ］。なお、この単位の［Ｃ］は充電レート
を示し、１［Ｃ］は１時間で１００％充電することを意
味する。）で求められる時間だけ電圧の読み込みを待つ
ことにより、変曲点Ｃの誤検知を防止するのである。但
し、図１（ｃ）の実線で示す様な、充電初期にｄ2Ｖ／
ｄｔ2の正負が反転しないタイプの電池においては、特
に誤検知防止のためにＴｗを設けず、破線で示す如くス
テップ５３をスキップしてもよい。
一点鎖線で示す如く、充電開始直後にｄＶ／ｄｔの値に
変化が現れるものもあるが、これを充電末期の変化と区
別するために、ステップ５３においてタイマー部２６が
作動し、第１回目に二次電池１３の電池電圧Ｖｂを読み
込むまでに、所定の待ち時間Ｔｗ［分］を意図的に設け
ることも可能である。すなわち、充電開始直後は電池電
圧Ｖｂの変動が大きく不安定でもあるため、 Ｔｗ＝Ｋｗ／Ｉｂ （但し、Ｋｗは充電条件に対応し
て設定される係数であって、本実施例では「５」。Ｉｂ
の単位は［Ｃ］。なお、この単位の［Ｃ］は充電レート
を示し、１［Ｃ］は１時間で１００％充電することを意
味する。）で求められる時間だけ電圧の読み込みを待つ
ことにより、変曲点Ｃの誤検知を防止するのである。但
し、図１（ｃ）の実線で示す様な、充電初期にｄ2Ｖ／
ｄｔ2の正負が反転しないタイプの電池においては、特
に誤検知防止のためにＴｗを設けず、破線で示す如くス
テップ５３をスキップしてもよい。
【００２２】次に、ステップ５３で所定時間Ｔｗが経過
したことが判断されると、後記する休止工程の繰り返し
回数ｍの初期設定をステップ５４で行い、更に、ステッ
プ５５で電池電圧ＶｂをＶ／Ｆ変換器１５およびカウン
タ部２０を介して演算部２４でＶｉとして読み込むと同
時に、変数ｎおよびＶｃを初期設定したあと、変曲点Ｃ
を検知するための第１検知工程に入る。
したことが判断されると、後記する休止工程の繰り返し
回数ｍの初期設定をステップ５４で行い、更に、ステッ
プ５５で電池電圧ＶｂをＶ／Ｆ変換器１５およびカウン
タ部２０を介して演算部２４でＶｉとして読み込むと同
時に、変数ｎおよびＶｃを初期設定したあと、変曲点Ｃ
を検知するための第１検知工程に入る。
【００２３】先ず、ステップ５６で前記した電池電圧Ｖ
ｉおよび差電圧Ｖｃをデータ記憶部２２に保存する。更
にステップ５７で、電池電圧Ｖｂを読み込むための時間
間隔Ｔｓ［分］が設定される。すなわち、電池電圧Ｖｂ
の単位時間当りの電圧変動量（ｄＶ／ｄｔ）は、通常は
充電電流値Ｉｂの大きさに略比例する。そこで、 Ｔｓ＝Ｋｓ／Ｉｂ （但し、Ｋｓは充電条件に対応
して設定される係数であって、本実施例では「１」。Ｉ
ｂの単位は［Ｃ］。）で求められる時間間隔で電池電圧
Ｖｂを間欠的に読み込むことにより、充電電流値Ｉｂの
大小にかかわらず、各検知電圧Ｖｉ間の電圧差Ｖｃが略
同一の傾向で変化する様に設定している。
ｉおよび差電圧Ｖｃをデータ記憶部２２に保存する。更
にステップ５７で、電池電圧Ｖｂを読み込むための時間
間隔Ｔｓ［分］が設定される。すなわち、電池電圧Ｖｂ
の単位時間当りの電圧変動量（ｄＶ／ｄｔ）は、通常は
充電電流値Ｉｂの大きさに略比例する。そこで、 Ｔｓ＝Ｋｓ／Ｉｂ （但し、Ｋｓは充電条件に対応
して設定される係数であって、本実施例では「１」。Ｉ
ｂの単位は［Ｃ］。）で求められる時間間隔で電池電圧
Ｖｂを間欠的に読み込むことにより、充電電流値Ｉｂの
大小にかかわらず、各検知電圧Ｖｉ間の電圧差Ｖｃが略
同一の傾向で変化する様に設定している。
【００２４】ここで、時間Ｔｓが経過し、ステップ５８
で電池電圧としてＶｉを読み込んだ後、ステップ５９に
おいて演算部２４で、今回の検知電圧値Ｖｉとデータ記
憶部２２に先に記憶しておいた前回の検知電圧値Ｖｍと
の差電圧Ｖｃを計算する。更に引き続いてステップ６０
において、今回計算によって得られた差電圧Ｖｃと前回
分の差電圧Ｖｄとの差電圧Ｖｓをとることにより、電池
電圧曲線における二階微分値Ｖｓが計算される。
で電池電圧としてＶｉを読み込んだ後、ステップ５９に
おいて演算部２４で、今回の検知電圧値Ｖｉとデータ記
憶部２２に先に記憶しておいた前回の検知電圧値Ｖｍと
の差電圧Ｖｃを計算する。更に引き続いてステップ６０
において、今回計算によって得られた差電圧Ｖｃと前回
分の差電圧Ｖｄとの差電圧Ｖｓをとることにより、電池
電圧曲線における二階微分値Ｖｓが計算される。
【００２５】ここで電圧曲線の二階微分値Ｖｓは、図１
（ｃ）に例示する如く、変曲点Ｃを中心として、正の凸
状態から負の凸状態へと値が急変する。したがって本実
施例においては、ステップ６１において二階微分値Ｖｓ
の値が負になった時点のｔ２を変曲点Ｃの通過時期と判
断する様に構成している。
（ｃ）に例示する如く、変曲点Ｃを中心として、正の凸
状態から負の凸状態へと値が急変する。したがって本実
施例においては、ステップ６１において二階微分値Ｖｓ
の値が負になった時点のｔ２を変曲点Ｃの通過時期と判
断する様に構成している。
【００２６】なお、Ｖｓの値が負になった時点をすぐに
変曲点位置と判断すると、ノイズなどにより誤動作する
虞れがある。そこで本実施例では更に、Ｖｓが負値を繰
り返す回数ｎを設定し、正の場合はステップ６２でこの
値を常に「０」に維持し、負を検知する毎にステップ６
３でｎを１つ増加させ、ステップ６４で例えば２回の連
続した検知動作を確認した時点ｔ２ではじめて、次の第
２検知工程に移行する様に構成している。
変曲点位置と判断すると、ノイズなどにより誤動作する
虞れがある。そこで本実施例では更に、Ｖｓが負値を繰
り返す回数ｎを設定し、正の場合はステップ６２でこの
値を常に「０」に維持し、負を検知する毎にステップ６
３でｎを１つ増加させ、ステップ６４で例えば２回の連
続した検知動作を確認した時点ｔ２ではじめて、次の第
２検知工程に移行する様に構成している。
【００２７】第２検知工程ではステップ６５〜６８にお
いて、第１検知工程と略同様にして差電圧Ｖｃを求めた
あと、ステップ６９で差電圧Ｖｃが「０」となったか、
あるいは負になったことが検知されると、その時点ｔ３
をピーク点Ａと判断し、ステップ７０および７１で休止
工程が既に実施されたか否かを判定し、実施されていな
ければ、ステップ７２から始まる休止工程に入る。
いて、第１検知工程と略同様にして差電圧Ｖｃを求めた
あと、ステップ６９で差電圧Ｖｃが「０」となったか、
あるいは負になったことが検知されると、その時点ｔ３
をピーク点Ａと判断し、ステップ７０および７１で休止
工程が既に実施されたか否かを判定し、実施されていな
ければ、ステップ７２から始まる休止工程に入る。
【００２８】休止工程は、検知回路１７で測定した電池
温度または電池圧力が設定値Ｄｓだけ低下するまで急速
充電動作を強制的に停止して、二次電池１３の劣化を防
止するものであって、ステップ７２で急速充電動作を中
断するとともに、ステップ７３で現在値を記憶したあ
と、ステップ７４〜７６で測定値Ｄｉと記憶値Ｄｍとの
差Ｄｃが設定値Ｄｓに達したか否かを判定する。ここ
で、両者の差Ｄｃが設定値Ｄｍを超えたことがステップ
７７で判定されると、ステップ７８で急速充電を再開し
たあと、ステップ５５に戻る（時刻ｔ４）。
温度または電池圧力が設定値Ｄｓだけ低下するまで急速
充電動作を強制的に停止して、二次電池１３の劣化を防
止するものであって、ステップ７２で急速充電動作を中
断するとともに、ステップ７３で現在値を記憶したあ
と、ステップ７４〜７６で測定値Ｄｉと記憶値Ｄｍとの
差Ｄｃが設定値Ｄｓに達したか否かを判定する。ここ
で、両者の差Ｄｃが設定値Ｄｍを超えたことがステップ
７７で判定されると、ステップ７８で急速充電を再開し
たあと、ステップ５５に戻る（時刻ｔ４）。
【００２９】充電を再開すると、電池電圧は上昇して再
度、変曲点およびピーク位置が発生するので、第１およ
び第２検知工程を用いてピーク位置を時刻ｔ５に確認し
たあと、ステップ７０および７１の判定を行う。ここで
２回目の休止工程であることが判定されると、ステップ
７９に移り、電流値がＩｓの連続したトリクル充電状態
に入って、一連の急速充電動作を終了するのである。
度、変曲点およびピーク位置が発生するので、第１およ
び第２検知工程を用いてピーク位置を時刻ｔ５に確認し
たあと、ステップ７０および７１の判定を行う。ここで
２回目の休止工程であることが判定されると、ステップ
７９に移り、電流値がＩｓの連続したトリクル充電状態
に入って、一連の急速充電動作を終了するのである。
【００３０】なお上記した実施例では、第２検知工程を
経てから休止工程に入る様に構成したが、第１検知工程
の後にすぐに休止工程に入り、休止工程後の検知は第２
検知工程のみで行うなどの変更も可能である。。また休
止工程中も、充電を完全に停止させることなく、トリク
ル充電をさせる様にしてもよい。
経てから休止工程に入る様に構成したが、第１検知工程
の後にすぐに休止工程に入り、休止工程後の検知は第２
検知工程のみで行うなどの変更も可能である。。また休
止工程中も、充電を完全に停止させることなく、トリク
ル充電をさせる様にしてもよい。
【００３１】更に、休止工程における充電休止期間も、
検知回路１７による測定値により制御するのに代えて、
タイマー部２６を利用し、予め設定した時間だけ急速充
電を強制的に休止する様にしてもよい。また、検知工程
および休止工程を１サイクルとし、これを３回以上繰り
返して実施することもできる。
検知回路１７による測定値により制御するのに代えて、
タイマー部２６を利用し、予め設定した時間だけ急速充
電を強制的に休止する様にしてもよい。また、検知工程
および休止工程を１サイクルとし、これを３回以上繰り
返して実施することもできる。
【００３２】
【発明の効果】本発明は上記の如く、充電末期を充電曲
線の変曲点Ｃを利用して検知するとともに、この検知後
に急速充電の休止工程を設けて１回以上の追加充電を行
う様に構成したので、従来の急速充電方法では満充電に
できない二次電池であっても、その二次電池を劣化させ
ることなく、短時間で満充電に近くなるまで充電するこ
とを可能とする。
線の変曲点Ｃを利用して検知するとともに、この検知後
に急速充電の休止工程を設けて１回以上の追加充電を行
う様に構成したので、従来の急速充電方法では満充電に
できない二次電池であっても、その二次電池を劣化させ
ることなく、短時間で満充電に近くなるまで充電するこ
とを可能とする。
【図１】本発明の基本的な構成を説明するためのグラフ
であって、（ａ）は電池電圧の充電曲線、（ｂ）は電池
電圧の単位時間当たりの変化量を示す特性、（ｃ）は電
池電圧曲線の二階微分値の変化状態、（ｄ）は充電電流
の制御状態、（ｅ）は電池温度の変化特性、（ｆ）は充
電量の特性を各々示す。
であって、（ａ）は電池電圧の充電曲線、（ｂ）は電池
電圧の単位時間当たりの変化量を示す特性、（ｃ）は電
池電圧曲線の二階微分値の変化状態、（ｄ）は充電電流
の制御状態、（ｅ）は電池温度の変化特性、（ｆ）は充
電量の特性を各々示す。
【図２】本発明を充電装置に実施した一例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】図２の装置における制御手順を示す流れ図であ
る。
る。
１２ 充電回路 １３ 二次電池 １５ Ｖ／Ｆ変換器 １７ 検知回路 ２０ カウンタ部 ２４ 演算部 ２６ タイマー部 Ｃ 変曲点
フロントページの続き (72)発明者 大岩 恒美 大阪府茨木市丑寅１丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−158641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−159640（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/10 H02J 7/34 - 7/35 H01M 10/42 - 10/48 301
Claims (2)
- 【請求項１】 二次電池を所定の一定電流で急速充電し
ながら充電中における電池電圧の変化を測定するととも
に、その測定した電池電圧曲線の二階微分値が正から負
に反転する時期を検知する第１検知工程と、その第１検
知工程における前記検知動作後に発生する、電池電圧の
単位時間当たりの変化量が略ゼロに達する時期を検知す
る第２検知工程の少なくとも一方を備えた充電工程と、 該充電工程 における検知動作と連動して開始され、前記
急速充電により変化した二次電池の物理的状態が予め設
定した状態に戻るまで急速充電を実質的に停止したあと
前記充電工程に戻る急速充電の休止工程とを備え、 前記充電工程と休止工程とを、前記充電工程中における
検知動作が可能な範囲内で予め設定された回数だけ繰り
返したあと急速充電を停止することにより、少なくとも
１回以上の追加充電を行うことを特徴とする二次電池の
充電方法。 - 【請求項２】 前記休止工程は、 二次電池の電池温度または電池圧力が設定量だけ低下す
るまで持続される請求項１記載の 二次電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26306991A JP3220803B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 二次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26306991A JP3220803B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 二次電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583876A JPH0583876A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3220803B2 true JP3220803B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17384412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26306991A Expired - Lifetime JP3220803B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220803B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4429621B2 (ja) * | 2003-04-18 | 2010-03-10 | 日本電信電話株式会社 | アルカリ水溶液二次電池の充電制御方法 |
| JP5867195B2 (ja) | 2012-03-13 | 2016-02-24 | 日産自動車株式会社 | 二次電池の充電装置および二次電池の充電方法 |
| EP2887445B1 (en) | 2012-08-20 | 2016-09-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Device for charging secondary cell and method for charging secondary cell |
| JP2014072945A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電システム、電池パック、及び充電装置 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP26306991A patent/JP3220803B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0583876A (ja) | 1993-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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