JP3306233B2 - 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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- JP3306233B2 JP3306233B2 JP24933794A JP24933794A JP3306233B2 JP 3306233 B2 JP3306233 B2 JP 3306233B2 JP 24933794 A JP24933794 A JP 24933794A JP 24933794 A JP24933794 A JP 24933794A JP 3306233 B2 JP3306233 B2 JP 3306233B2
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- battery
- charging
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、充電中の二次電池の温
度を検出して充電電流を制御する二次電池の充電方法に
関する。
度を検出して充電電流を制御する二次電池の充電方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池の過充電を防止して満充電する
ための充電方法として、充電中の二次電池の電池温度を
検出して制御するものがある。例えば、特開平１−３０
８１３２号公報によれば、充電開始時の電池温度を初期
値として記憶しておき、充電中の二次電池より検出した
電池温度から前記初期値を減算することにより、充電開
始時からの温度上昇分を検出し、斯る温度上昇分が所定
値に達すると充電を制御する方法が提案されている。
ための充電方法として、充電中の二次電池の電池温度を
検出して制御するものがある。例えば、特開平１−３０
８１３２号公報によれば、充電開始時の電池温度を初期
値として記憶しておき、充電中の二次電池より検出した
電池温度から前記初期値を減算することにより、充電開
始時からの温度上昇分を検出し、斯る温度上昇分が所定
値に達すると充電を制御する方法が提案されている。
【０００３】更には、充電中の二次電池の電池電圧を検
出して制御する方法も広く知られている。これには、二
次電池の電池電圧がピーク電圧に達したことを検出して
満充電とするピーク検出方法と、ピーク電圧から所定電
圧（即ち、ΔＶ）低下したことを検出する、所謂−ΔＶ
検出方法との２つがある。
出して制御する方法も広く知られている。これには、二
次電池の電池電圧がピーク電圧に達したことを検出して
満充電とするピーク検出方法と、ピーク電圧から所定電
圧（即ち、ΔＶ）低下したことを検出する、所謂−ΔＶ
検出方法との２つがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような充電方法に
おいて、電池温度による制御では、充電する二次電池の
種類または周囲温度等の影響により、種々の二次電池の
全てを満充電することはできない。例えば、充電する二
次電池の種類が異なる場合、当然ながら満充電に達する
までの温度上昇度合いが異なる。従って、前記所定値を
一定とした場合には、二次電池の種類によって、過充電
となったり、充電不足が生じたりする恐れがある。
おいて、電池温度による制御では、充電する二次電池の
種類または周囲温度等の影響により、種々の二次電池の
全てを満充電することはできない。例えば、充電する二
次電池の種類が異なる場合、当然ながら満充電に達する
までの温度上昇度合いが異なる。従って、前記所定値を
一定とした場合には、二次電池の種類によって、過充電
となったり、充電不足が生じたりする恐れがある。
【０００５】また、放電直後の二次電池にあっては、充
電開始時の電池温度が非常に高いことから、前述の方法
では過充電してしまう。
電開始時の電池温度が非常に高いことから、前述の方法
では過充電してしまう。
【０００６】更に、電池電圧の検出による制御では、雑
音等により充電電源に電圧変動が生じると、この変動を
−ΔＶとして誤検出してしまうことがある。また過放電
された不活性電池にあっては、充電初期に生じる電池電
圧の上昇及び降下を、これまた−ΔＶ（あるいはピーク
電圧）として誤検出する恐れがある。これらの場合、い
ずれも充電不足となってしまう。
音等により充電電源に電圧変動が生じると、この変動を
−ΔＶとして誤検出してしまうことがある。また過放電
された不活性電池にあっては、充電初期に生じる電池電
圧の上昇及び降下を、これまた−ΔＶ（あるいはピーク
電圧）として誤検出する恐れがある。これらの場合、い
ずれも充電不足となってしまう。
【０００７】本発明はこれら従来技術の欠点を解消し、
種々の二次電池を確実に満充電する充電方法を提供する
ものである。
種々の二次電池を確実に満充電する充電方法を提供する
ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、二次電池に充
電電流を供給して充電し、前記二次電池の満充電を検出
して前記充電電流の制御を行う二次電池の充電方法にお
いて、前記二次電池の電池温度が所定温度上昇するのに
要する充電時間を逐次演算して、少なくとも２つの演算
値の比較結果が所定の関係を満足したことを検出すると
共に、前記二次電池の電池電圧を検出して前記二次電池
の電圧変化を演算して、電池電圧がピーク電圧に達した
ことまたはピーク電圧から所定電圧低下したことを検出
すると、これら検出結果に基いて前記二次電池の満充電
を検出することを特徴としている。
電電流を供給して充電し、前記二次電池の満充電を検出
して前記充電電流の制御を行う二次電池の充電方法にお
いて、前記二次電池の電池温度が所定温度上昇するのに
要する充電時間を逐次演算して、少なくとも２つの演算
値の比較結果が所定の関係を満足したことを検出すると
共に、前記二次電池の電池電圧を検出して前記二次電池
の電圧変化を演算して、電池電圧がピーク電圧に達した
ことまたはピーク電圧から所定電圧低下したことを検出
すると、これら検出結果に基いて前記二次電池の満充電
を検出することを特徴としている。
【０００９】
【作用】図４は、充電中の二次電池の電池電圧及び電池
温度の変化を示している。同図から分かるように、二次
電池の電池温度は、満充電に近付いた時点で急速に上昇
する特性を備えている。
温度の変化を示している。同図から分かるように、二次
電池の電池温度は、満充電に近付いた時点で急速に上昇
する特性を備えている。
【００１０】そこで、本発明は、まず二次電池の電池温
度が所定温度上昇するのに要する充電時間を逐次演算し
て、少なくとも２つの演算値の比較結果が所定の関係を
満足したことを検出する。更に、二次電池の電池電圧を
検出して前記二次電池の電圧変化を演算して、電池電圧
がピーク電圧に達したことまたはピーク電圧から所定電
圧低下したことを検出する。
度が所定温度上昇するのに要する充電時間を逐次演算し
て、少なくとも２つの演算値の比較結果が所定の関係を
満足したことを検出する。更に、二次電池の電池電圧を
検出して前記二次電池の電圧変化を演算して、電池電圧
がピーク電圧に達したことまたはピーク電圧から所定電
圧低下したことを検出する。
【００１１】そして、これら電池温度及び電池電圧の検
出がなされると、二次電池の満充電が検出されたと判断
して充電電流を制御、即ち、充電を停止するか、または
急速充電電流をトリクル充電電流に低減する。
出がなされると、二次電池の満充電が検出されたと判断
して充電電流を制御、即ち、充電を停止するか、または
急速充電電流をトリクル充電電流に低減する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の充電方法を実施するための充
電回路の一実施例を示すブロック回路図である。１は商
用交流電源、２は商用交流電源１の両端に接続され、商
用交流を適宜の直流に変換する充電用電源、３は充電さ
れる二次電池であり、ニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池からなる。４は二次電池３の陽極と充電用電
源２の＋端子との間に接続された充電制御スイッチ、５
は二次電池３の外装ケースに当接され、電気的に二次電
池３の陰極に接続された温度検出用サーミスタ、６はサ
ーミスタ５に接続され、二次電池３の電池温度を検出す
る温度検出回路、７は二次電池３の陽極に接続され、二
次電池３の電池電圧を検出する電圧検出回路、８は温度
検出回路６及び電圧検出回路７の出力を演算し、充電制
御スイッチ４を制御する演算回路であり、マイクロコン
ピュータから構成される。
電回路の一実施例を示すブロック回路図である。１は商
用交流電源、２は商用交流電源１の両端に接続され、商
用交流を適宜の直流に変換する充電用電源、３は充電さ
れる二次電池であり、ニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池からなる。４は二次電池３の陽極と充電用電
源２の＋端子との間に接続された充電制御スイッチ、５
は二次電池３の外装ケースに当接され、電気的に二次電
池３の陰極に接続された温度検出用サーミスタ、６はサ
ーミスタ５に接続され、二次電池３の電池温度を検出す
る温度検出回路、７は二次電池３の陽極に接続され、二
次電池３の電池電圧を検出する電圧検出回路、８は温度
検出回路６及び電圧検出回路７の出力を演算し、充電制
御スイッチ４を制御する演算回路であり、マイクロコン
ピュータから構成される。
【００１３】以下、図２のフローチャート及び図３の充
電時間−電池温度特性図を参照して本実施例の動作を説
明する。二次電池３は、充電制御スイッチ４を介して充
電用電源２より供給される急速充電電流により急速充電
される。二次電池３の急速充電が開始されると、二次電
池３の電池温度がサーミスタ５及び温度検出回路６によ
って検出され、そして、所定温度上昇するのに要する充
電時間が演算回路８により逐次演算される。斯る演算は
演算回路８内のカウンタにより行われる。即ち、演算回
路８は、一定のサンプリング時間（本実施例では１秒）
が経過する毎にカウンタのインクリメントを行う。斯る
カウント動作は二次電池３の電池温度が上昇中である間
継続して行われる。そして、二次電池３の電池温度が所
定温度ΔＴ上昇すると、それまでのカウント値をＮＣＯ
ＵＮＴとして記憶する。
電時間−電池温度特性図を参照して本実施例の動作を説
明する。二次電池３は、充電制御スイッチ４を介して充
電用電源２より供給される急速充電電流により急速充電
される。二次電池３の急速充電が開始されると、二次電
池３の電池温度がサーミスタ５及び温度検出回路６によ
って検出され、そして、所定温度上昇するのに要する充
電時間が演算回路８により逐次演算される。斯る演算は
演算回路８内のカウンタにより行われる。即ち、演算回
路８は、一定のサンプリング時間（本実施例では１秒）
が経過する毎にカウンタのインクリメントを行う。斯る
カウント動作は二次電池３の電池温度が上昇中である間
継続して行われる。そして、二次電池３の電池温度が所
定温度ΔＴ上昇すると、それまでのカウント値をＮＣＯ
ＵＮＴとして記憶する。
【００１４】こうして所定温度ΔＴ上昇するのに要する
時間を逐次演算し、所定温度ΔＴ上昇するのに要した最
新の充電時間をＮＣＯＵＮＴ、その１回前に要した充電
時間をＬＣＯＵＮＴ及び２回前に要した時間をＬＣＯＵ
ＮＴ２とした時、 ＮＣＯＵＮＴ≦Ｋ×（ＬＣＯＵＮＴ＋ＬＣＯＵＮＴ２）÷２ （Ｋは係数） の関係式を満足しているかどうかを判断する。なお、Ｋ
の値は、例えば０．５に設定される。
時間を逐次演算し、所定温度ΔＴ上昇するのに要した最
新の充電時間をＮＣＯＵＮＴ、その１回前に要した充電
時間をＬＣＯＵＮＴ及び２回前に要した時間をＬＣＯＵ
ＮＴ２とした時、 ＮＣＯＵＮＴ≦Ｋ×（ＬＣＯＵＮＴ＋ＬＣＯＵＮＴ２）÷２ （Ｋは係数） の関係式を満足しているかどうかを判断する。なお、Ｋ
の値は、例えば０．５に設定される。
【００１５】この充電時間のカウント及び判断は、二次
電池３の電池温度が所定温度（例えば、４０〜７０℃）
以下である場合、前記関係式が満足されるまで逐次行わ
れる。図３によれば、Ｔ1〜Ｔ5は夫々、電池温度が所定
温度ΔＴ上昇するのに要する時間（即ちカウント数）を
示しており、この例では時間Ｔ5をカウントした時点で
前記関係式を満足するようになったことを表している。
電池３の電池温度が所定温度（例えば、４０〜７０℃）
以下である場合、前記関係式が満足されるまで逐次行わ
れる。図３によれば、Ｔ1〜Ｔ5は夫々、電池温度が所定
温度ΔＴ上昇するのに要する時間（即ちカウント数）を
示しており、この例では時間Ｔ5をカウントした時点で
前記関係式を満足するようになったことを表している。
【００１６】こうして前記関係式を満足することを検出
すると、演算回路８は、電圧検出回路７にて検出した二
次電池３の電池電圧に基いて二次電池３の電圧変化を演
算し、電池電圧がピーク電圧に達したかまたはピーク電
圧から所定電圧低下したか否かを判断する。そして、こ
れが検出されると、二次電池３は満充電されたとして急
速充電を終了し、トリクル充電に移行するかまたは充電
を終了する。
すると、演算回路８は、電圧検出回路７にて検出した二
次電池３の電池電圧に基いて二次電池３の電圧変化を演
算し、電池電圧がピーク電圧に達したかまたはピーク電
圧から所定電圧低下したか否かを判断する。そして、こ
れが検出されると、二次電池３は満充電されたとして急
速充電を終了し、トリクル充電に移行するかまたは充電
を終了する。
【００１７】ところで、満充電した直後の二次電池を再
充電したような場合には、充電初期から電池温度は急激
に上昇するため、前記関係式を満足することを検出でき
ず、従って、充電が継続されて過充電に至る恐れがあ
る。そこで、電池温度に関して前記関係式が満足されな
い場合、演算回路８は二次電池３の電池温度が所定温度
（４０〜７０℃）以上であり、かつ電池温度が上昇中で
あるかどうかを判断している。そして、これが検出され
ると、前記関係式を満足することを検出した場合と同様
に、演算回路８は、電圧検出回路７にて検出した二次電
池３の電池電圧に基いて二次電池３の電圧変化を演算し
て、電池電圧がピーク電圧に達したかまたはピーク電圧
から所定電圧低下したか否かを判断し、その結果に基い
て、二次電池３は満充電されたとして急速充電を終了
し、トリクル充電に移行するかまたは充電を終了する。
充電したような場合には、充電初期から電池温度は急激
に上昇するため、前記関係式を満足することを検出でき
ず、従って、充電が継続されて過充電に至る恐れがあ
る。そこで、電池温度に関して前記関係式が満足されな
い場合、演算回路８は二次電池３の電池温度が所定温度
（４０〜７０℃）以上であり、かつ電池温度が上昇中で
あるかどうかを判断している。そして、これが検出され
ると、前記関係式を満足することを検出した場合と同様
に、演算回路８は、電圧検出回路７にて検出した二次電
池３の電池電圧に基いて二次電池３の電圧変化を演算し
て、電池電圧がピーク電圧に達したかまたはピーク電圧
から所定電圧低下したか否かを判断し、その結果に基い
て、二次電池３は満充電されたとして急速充電を終了
し、トリクル充電に移行するかまたは充電を終了する。
【００１８】以上を要約すると、本実施例においては、
二次電池３の電池温度が所定温度ΔＴ上昇するのに要す
る充電時間を逐次演算し、所定温度ΔＴ上昇するのに要
した最新の充電時間をＮＣＯＵＮＴ、その１回前に要し
た充電時間をＬＣＯＵＮＴ及び２回前に要した時間をＬ
ＣＯＵＮＴ２とした時、 ＮＣＯＵＮＴ≦Ｋ×（ＬＣＯＵＮＴ＋ＬＣＯＵＮＴ２）÷２ （Ｋは係数） の関係式を満足しているかどうかを判断すると共に、こ
の関係式が満足されない場合には、充電中の二次電池３
の電池温度が所定温度（４０〜７０℃）であり、かつ電
池温度が上昇中であるかを判断する。
二次電池３の電池温度が所定温度ΔＴ上昇するのに要す
る充電時間を逐次演算し、所定温度ΔＴ上昇するのに要
した最新の充電時間をＮＣＯＵＮＴ、その１回前に要し
た充電時間をＬＣＯＵＮＴ及び２回前に要した時間をＬ
ＣＯＵＮＴ２とした時、 ＮＣＯＵＮＴ≦Ｋ×（ＬＣＯＵＮＴ＋ＬＣＯＵＮＴ２）÷２ （Ｋは係数） の関係式を満足しているかどうかを判断すると共に、こ
の関係式が満足されない場合には、充電中の二次電池３
の電池温度が所定温度（４０〜７０℃）であり、かつ電
池温度が上昇中であるかを判断する。
【００１９】一方、二次電池３の電池電圧を検出して二
次電池３の電圧変化を演算して、電池電圧がピーク電圧
に達したことまたはピーク電圧から所定電圧低下したか
どうかを判断する。
次電池３の電圧変化を演算して、電池電圧がピーク電圧
に達したことまたはピーク電圧から所定電圧低下したか
どうかを判断する。
【００２０】そして、これら電池温度及び電池電圧の検
出がなされると、二次電池３の満充電が検出されたと判
断して充電電流を制御、即ち、充電を停止するかまたは
トリクル充電するようにしたものである。
出がなされると、二次電池３の満充電が検出されたと判
断して充電電流を制御、即ち、充電を停止するかまたは
トリクル充電するようにしたものである。
【００２１】なお、二次電池３の電池温度が所定温度上
昇するのに要する充電時間を逐次演算した後、所定温度
上昇するのに要した時間が満足すべき関係は、前述の関
係式に限らず、所定温度ΔＴ上昇するのに要した最新の
充電時間をＮＣＯＵＮＴ、その１回前に要した充電時間
をＬＣＯＵＮＴ及び２回前に要した時間をＬＣＯＵＮＴ
２とした時、 ＮＣＯＵＮＴ≦Ｋ×ＬＣＯＵＮＴ （Ｋは係数であり、例えば２） ＮＣＯＵＮＴ≦Ｋ×ＬＣＯＵＮＴ２ （Ｋは係数であり、例えば２） でもよい。要するに、二次電池３の電池温度が急激に上
昇していることを検出することができるような関係式で
あればよい。
昇するのに要する充電時間を逐次演算した後、所定温度
上昇するのに要した時間が満足すべき関係は、前述の関
係式に限らず、所定温度ΔＴ上昇するのに要した最新の
充電時間をＮＣＯＵＮＴ、その１回前に要した充電時間
をＬＣＯＵＮＴ及び２回前に要した時間をＬＣＯＵＮＴ
２とした時、 ＮＣＯＵＮＴ≦Ｋ×ＬＣＯＵＮＴ （Ｋは係数であり、例えば２） ＮＣＯＵＮＴ≦Ｋ×ＬＣＯＵＮＴ２ （Ｋは係数であり、例えば２） でもよい。要するに、二次電池３の電池温度が急激に上
昇していることを検出することができるような関係式で
あればよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、二次電池に充電電流を
供給して充電し、前記二次電池の満充電を検出して前記
充電電流の制御を行う二次電池の充電方法において、前
記二次電池の電池温度が所定温度上昇するのに要する充
電時間を逐次演算して、少なくとも２つの演算値の比較
結果が所定の関係を満足したことを検出すると共に、前
記二次電池の電池電圧を検出して前記二次電池の電圧変
化を演算して、電池電圧がピーク電圧に達したことまた
はピーク電圧から所定電圧低下したことを検出すると、
これら検出結果に基いて前記二次電池の満充電を検出す
るので、如何なる状態にある二次電池を充電しても確実
に満充電を検出して充電を制御することができる。従っ
て、二次電池の過充電または充電不足を解消し、最適に
満充電することができる。
供給して充電し、前記二次電池の満充電を検出して前記
充電電流の制御を行う二次電池の充電方法において、前
記二次電池の電池温度が所定温度上昇するのに要する充
電時間を逐次演算して、少なくとも２つの演算値の比較
結果が所定の関係を満足したことを検出すると共に、前
記二次電池の電池電圧を検出して前記二次電池の電圧変
化を演算して、電池電圧がピーク電圧に達したことまた
はピーク電圧から所定電圧低下したことを検出すると、
これら検出結果に基いて前記二次電池の満充電を検出す
るので、如何なる状態にある二次電池を充電しても確実
に満充電を検出して充電を制御することができる。従っ
て、二次電池の過充電または充電不足を解消し、最適に
満充電することができる。
【図１】本発明の充電方法を実施するための充電回路の
一実施例を示すブロック回路図である。
一実施例を示すブロック回路図である。
【図２】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明における充電時間−電池温度の特性図で
ある。
ある。
【図４】通常の二次電池の充電時間−電池温度、電池電
圧の特性図である。
圧の特性図である。
２ 充電用電源 ３ 二次電池 ４ 充電制御スイッチ ５ サーミスタ ６ 温度検出回路 ７ 電圧検出回路 ８ 演算回路
Claims (3)
- 【請求項１】 二次電池に充電電流を供給して充電し、
前記二次電池の満充電を検出して前記充電電流の制御を
行う二次電池の充電方法において、前記二次電池の電池
温度が所定温度上昇するのに要する充電時間を逐次演算
して、少なくとも２つの演算値の比較結果が所定の関係
を満足したことを検出すると共に、前記二次電池の電池
電圧を検出して前記二次電池の電圧変化を演算して、電
池電圧がピーク電圧に達したことまたはピーク電圧から
所定電圧低下したことを検出すると、これら検出結果に
基いて前記二次電池の満充電を検出することを特徴とす
る二次電池の充電方法。 - 【請求項２】 前記電池温度の演算において、所定温度
上昇するのに要した最新の充電時間をＴ(n)、１回前に
要した充電時間をＴ(n-1)及び２回前に要した時間をＴ
(n-2)とした時、 Ｔn≦Ｋ×（Ｔ(n-1)＋Ｔ(n-2)）÷２ （Ｋは係数） の関係を満足したことを検出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】 前記電池温度の演算において、少なくと
も２つの演算値の比較結果が所定の関係を満足したこと
を検出できない場合、前記二次電池の電池温度が所定温
度以上であり、かつ電池温度が上昇中であることを検出
すると共に、電池電圧がピーク電圧に達したことまたは
ピーク電圧から所定電圧低下したことを検出して前記二
次電池の満充電を検出することを特徴とする請求項１の
二次電池の充電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24933794A JP3306233B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 二次電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24933794A JP3306233B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 二次電池の充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08115746A JPH08115746A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3306233B2 true JP3306233B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=17191523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24933794A Expired - Fee Related JP3306233B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3306233B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104993539B (zh) * | 2015-07-06 | 2017-03-22 | 中国民航大学 | 一种智能有序充电控制系统及充电控制方法 |
-
1994
- 1994-10-14 JP JP24933794A patent/JP3306233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08115746A (ja) | 1996-05-07 |
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