JP3328987B2 - 充電制御方法及び充電装置 - Google Patents
充電制御方法及び充電装置Info
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- JP3328987B2 JP3328987B2 JP05047593A JP5047593A JP3328987B2 JP 3328987 B2 JP3328987 B2 JP 3328987B2 JP 05047593 A JP05047593 A JP 05047593A JP 5047593 A JP5047593 A JP 5047593A JP 3328987 B2 JP3328987 B2 JP 3328987B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池、特にニッケ
ルカドミウム電池の有するメモリー効果を効率よく解消
し、充電時間の短縮および、充放電の繰り返し寿命（以
下サイクル寿命と略称する）の延長を図ったニッケルカ
ドミウム電池の充電制御方法及び充電装置に関するもの
である。
ルカドミウム電池の有するメモリー効果を効率よく解消
し、充電時間の短縮および、充放電の繰り返し寿命（以
下サイクル寿命と略称する）の延長を図ったニッケルカ
ドミウム電池の充電制御方法及び充電装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、ニッケルカドミウム電池は音響映
像機器、情報通信機器等の分野でその経済性、利用の簡
便性から需要を大きく延ばしてきている。
像機器、情報通信機器等の分野でその経済性、利用の簡
便性から需要を大きく延ばしてきている。
【０００３】しかしながら、ニッケルカドミウム電池は
電池の容量が残っている状態で充放電を繰り返すと、使
用時間が低下するという特性を有している。この現象は
一般的にメモリー効果と呼ばれ、このメモリー効果を解
消するため電池を強制放電する方法（以下リフレッシュ
と呼ぶ）が採用されている。
電池の容量が残っている状態で充放電を繰り返すと、使
用時間が低下するという特性を有している。この現象は
一般的にメモリー効果と呼ばれ、このメモリー効果を解
消するため電池を強制放電する方法（以下リフレッシュ
と呼ぶ）が採用されている。
【０００４】以下に従来の充電装置について説明する。
図３は従来の充電装置のブロック図である。図におい
て、４はニッケルカドミウム電池、ニッケルカドミウム
電池４の端子電圧を検出する電圧検出回路１、充電電流
を制御する充電回路２、ニッケルカドミウム電池４の強
制放電を行う放電回路３、各回路を制御する制御回路
５、端子電圧を判定するためのデータや制御回路５のプ
ログラムを格納しておく記憶素子６から構成される。
図３は従来の充電装置のブロック図である。図におい
て、４はニッケルカドミウム電池、ニッケルカドミウム
電池４の端子電圧を検出する電圧検出回路１、充電電流
を制御する充電回路２、ニッケルカドミウム電池４の強
制放電を行う放電回路３、各回路を制御する制御回路
５、端子電圧を判定するためのデータや制御回路５のプ
ログラムを格納しておく記憶素子６から構成される。
【０００５】図４は、従来の充電制御方法のフローチャ
ートである。まず、充電状態になると、ニッケルカドミ
ウム電池４の端子電圧を電圧検出回路１によって検出す
る（ステップ１）。検出された端子電圧の値は予め記憶
素子６に記憶されている設定値と比較される（ステップ
２）。端子電圧が設定値より小さい場合は放電回路３を
動作させて、ニッケルカドミウム電池４を強制放電させ
るリフレッシュ動作をするように制御回路５によって制
御される（ステップ３）。ステップ２で端子電圧が設定
値以上の場合、及びステップ３のリフレッシュ動作が終
了すると、制御回路５によって充電回路２を動作させて
ニッケルカドミウム電池４を充電する制御が開始する
（ステップ４）。
ートである。まず、充電状態になると、ニッケルカドミ
ウム電池４の端子電圧を電圧検出回路１によって検出す
る（ステップ１）。検出された端子電圧の値は予め記憶
素子６に記憶されている設定値と比較される（ステップ
２）。端子電圧が設定値より小さい場合は放電回路３を
動作させて、ニッケルカドミウム電池４を強制放電させ
るリフレッシュ動作をするように制御回路５によって制
御される（ステップ３）。ステップ２で端子電圧が設定
値以上の場合、及びステップ３のリフレッシュ動作が終
了すると、制御回路５によって充電回路２を動作させて
ニッケルカドミウム電池４を充電する制御が開始する
（ステップ４）。
【０００６】このようにして、一定の端子電圧未満にな
るとリフレッシュ動作を行うことによって、メモリ効果
の発生を予防することが行われてきた。
るとリフレッシュ動作を行うことによって、メモリ効果
の発生を予防することが行われてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の制御方法では、ニッケルカドミウム電池のメモリー効
果発生の有無に関わらず、充電を行う度にリフレッシュ
動作をおこなうので、充電時間が不必要に長くなり、ま
た逆にニッケルカドミウム電池のサイクル寿命を低下さ
せるという問題を有していた。
の制御方法では、ニッケルカドミウム電池のメモリー効
果発生の有無に関わらず、充電を行う度にリフレッシュ
動作をおこなうので、充電時間が不必要に長くなり、ま
た逆にニッケルカドミウム電池のサイクル寿命を低下さ
せるという問題を有していた。
【０００８】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたもので、ニッケルカドミウム電池の使用状況からメ
モリー効果発生の有無を判断し、リフレッシュを効率よ
く行うことで充電時間を短縮するだけでなく、ニッケル
カドミウム電池のサイクル寿命を大幅に向上させる充電
制御方法及び充電装置を提供することを目的とする。
れたもので、ニッケルカドミウム電池の使用状況からメ
モリー効果発生の有無を判断し、リフレッシュを効率よ
く行うことで充電時間を短縮するだけでなく、ニッケル
カドミウム電池のサイクル寿命を大幅に向上させる充電
制御方法及び充電装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明における充電装置は、電池の端子電圧を検出す
る電圧検出手段と、電池を強制的に放電させる放電手段
と、電池を充電する充電手段と、電池の充放電に関する
電気容量を示すデータを記憶する記憶手段と、電池の端
子電圧と記憶手段のデータとから推定残存容量を算出す
る演算手段と、記憶手段と演算手段とから得られた情報
に基づき充電手段と放電手段とを制御する制御手段とを
有し、前記制御手段は、電池に充電された電気容量か
ら、消費電気容量を減算していき、推定残容量が電子機
器の使用に支障を予想される段階で、電圧検出手段によ
って検出された前記電池の端子電圧が推定残存容量から
実際に消費した電池容量に相当する推定端子電圧に比べ
低い場合には放電手段によって放電した後に充電手段に
よって充電をし、端子電圧が推定端子電圧に比べ同じか
高い場合には充電手段によって充電をするように制御す
るように制御したものである。
に本発明における充電装置は、電池の端子電圧を検出す
る電圧検出手段と、電池を強制的に放電させる放電手段
と、電池を充電する充電手段と、電池の充放電に関する
電気容量を示すデータを記憶する記憶手段と、電池の端
子電圧と記憶手段のデータとから推定残存容量を算出す
る演算手段と、記憶手段と演算手段とから得られた情報
に基づき充電手段と放電手段とを制御する制御手段とを
有し、前記制御手段は、電池に充電された電気容量か
ら、消費電気容量を減算していき、推定残容量が電子機
器の使用に支障を予想される段階で、電圧検出手段によ
って検出された前記電池の端子電圧が推定残存容量から
実際に消費した電池容量に相当する推定端子電圧に比べ
低い場合には放電手段によって放電した後に充電手段に
よって充電をし、端子電圧が推定端子電圧に比べ同じか
高い場合には充電手段によって充電をするように制御す
るように制御したものである。
【００１０】
【作用】本発明は上記制御方法により充電しようとする
電池に対してメモリー効果発生の有無を判断できるの
で、メモリー効果が発生した場合のみリフレッシュを行
うことで効率よく電池のメモリー効果を解消することが
できる。
電池に対してメモリー効果発生の有無を判断できるの
で、メモリー効果が発生した場合のみリフレッシュを行
うことで効率よく電池のメモリー効果を解消することが
できる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例における充電装置の
ブロック図である。なお、従来の充電装置と同一の機能
を有する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略す
る。図において、４はニッケルカドミウム電池である。
ニッケルカドミウム電池４の端子電圧を検出する電圧検
出回路１、充電電流を制御する充電回路２、ニッケルカ
ドミウム電池４の強制放電を行う放電回路３、さらに各
回路を制御する制御回路１１、端子電圧を判定するため
のデータやニッケルカドミウム電池４の使用状況のデー
タおよび制御回路１１のプログラムを格納しておく記憶
素子１２、および記憶素子１２に記憶されているデータ
からニッケルカドミウム電池４の推定残存容量と推定端
子電圧とを算出する演算手段１３から構成される。
ブロック図である。なお、従来の充電装置と同一の機能
を有する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略す
る。図において、４はニッケルカドミウム電池である。
ニッケルカドミウム電池４の端子電圧を検出する電圧検
出回路１、充電電流を制御する充電回路２、ニッケルカ
ドミウム電池４の強制放電を行う放電回路３、さらに各
回路を制御する制御回路１１、端子電圧を判定するため
のデータやニッケルカドミウム電池４の使用状況のデー
タおよび制御回路１１のプログラムを格納しておく記憶
素子１２、および記憶素子１２に記憶されているデータ
からニッケルカドミウム電池４の推定残存容量と推定端
子電圧とを算出する演算手段１３から構成される。
【００１２】図２は本発明の一実施例における充電制御
方法のフローチャートである。以下に電子機器に組み込
まれた充電装置とその充電制御方法について電子機器の
動作と共に説明する。
方法のフローチャートである。以下に電子機器に組み込
まれた充電装置とその充電制御方法について電子機器の
動作と共に説明する。
【００１３】まず、電子機器の使用者に対する便宜のた
め、ニッケルカドミウム電池４の推定残存容量を満充電
状態を５とする５段階に分類して管理し、使用者に表示
しているものとする。また、推定残存容量は、記憶素子
１２から得られる電子機器を使用した機能、使用時間の
データから次の計算方法に従って演算手段１３によって
算出される。
め、ニッケルカドミウム電池４の推定残存容量を満充電
状態を５とする５段階に分類して管理し、使用者に表示
しているものとする。また、推定残存容量は、記憶素子
１２から得られる電子機器を使用した機能、使用時間の
データから次の計算方法に従って演算手段１３によって
算出される。
【００１４】Ｃｏ＝Ｃｒ−Ｘ１−Ｘ２−・・・−Ｘｎ ここでＣｏは、ニッケルカドミウム電池４の推定残存容
量、Ｃｒは、前回の充電によってニッケルカドミウム電
池４に充電された電気容量、Ｘ１〜Ｘｎは、記憶素子１
２のデータから推定された消費電気容量である。
量、Ｃｒは、前回の充電によってニッケルカドミウム電
池４に充電された電気容量、Ｘ１〜Ｘｎは、記憶素子１
２のデータから推定された消費電気容量である。
【００１５】このようにして、電子機器の使用を開始す
るとニッケルカドミウム電池４の推定残存容量が管理さ
れている。推定残存容量が電子機器の使用に支障のない
範囲では単に管理されているだけであって、使用者は必
要に応じてその段階を確認することができる（ステップ
１１から１４）。
るとニッケルカドミウム電池４の推定残存容量が管理さ
れている。推定残存容量が電子機器の使用に支障のない
範囲では単に管理されているだけであって、使用者は必
要に応じてその段階を確認することができる（ステップ
１１から１４）。
【００１６】もし、この段階で使用者がＡＣアダプタを
接続すれば（ステップ１７）、制御回路１１はニッケル
カドミウム電池４を負荷から解放し充電回路２へ接続す
る制御を行って通常の充電動作が開始される（ステップ
１８）。
接続すれば（ステップ１７）、制御回路１１はニッケル
カドミウム電池４を負荷から解放し充電回路２へ接続す
る制御を行って通常の充電動作が開始される（ステップ
１８）。
【００１７】しかし、使用者が気付かずに使用し続けれ
ば、電子機器の使用に支障が予想される段階となり容量
減少の警告（Weak Batt.）が行われる（ステップ１
５）。さらに使用し続けるとついに推定残存容量がなく
なり充電を促す警告（Recharge Batt.）が行われ（ステ
ップ１６）、使用者がＡＣアダプタを接続する（ステッ
プ１９）。
ば、電子機器の使用に支障が予想される段階となり容量
減少の警告（Weak Batt.）が行われる（ステップ１
５）。さらに使用し続けるとついに推定残存容量がなく
なり充電を促す警告（Recharge Batt.）が行われ（ステ
ップ１６）、使用者がＡＣアダプタを接続する（ステッ
プ１９）。
【００１８】次に、制御回路１１はニッケルカドミウム
電池４を負荷から解放して代わりに実負荷に相当する疑
似抵抗（図示省略）を接続し、ニッケルカドミウム電池
４の端子電圧を電圧検出回路１によって検出する（ステ
ップ２０）。検出された端子電圧の値は予め記憶素子１
２に記憶されている設定値と比較される（ステップ２
１）。ここで、設定値は次のようにして求められる。即
ち、予め記憶素子１２に記憶されているニッケルカドミ
ウム電池４の正常な状態の放電特性から推定残存容量に
対応する推定端子電圧が得られる。この推定端子電圧か
ら電子機器の負荷電流による電圧降下を差し引いた値を
新たに設定値とする。
電池４を負荷から解放して代わりに実負荷に相当する疑
似抵抗（図示省略）を接続し、ニッケルカドミウム電池
４の端子電圧を電圧検出回路１によって検出する（ステ
ップ２０）。検出された端子電圧の値は予め記憶素子１
２に記憶されている設定値と比較される（ステップ２
１）。ここで、設定値は次のようにして求められる。即
ち、予め記憶素子１２に記憶されているニッケルカドミ
ウム電池４の正常な状態の放電特性から推定残存容量に
対応する推定端子電圧が得られる。この推定端子電圧か
ら電子機器の負荷電流による電圧降下を差し引いた値を
新たに設定値とする。
【００１９】検出された端子電圧がこのようにして得ら
れた設定値より小さい場合は、メモリ効果が発生してい
ると判断し、制御回路１１はニッケルカドミウム電池４
から疑似抵抗（図示省略）を解放し代わりに放電抵抗
（図示省略）を接続して、ニッケルカドミウム電池４を
強制放電（リフレッシュ動作）させる（ステップ２
２）。なお、疑似抵抗（図示省略）と放電抵抗（図示省
略）とを共用しても、また疑似抵抗（図示省略）に新た
に放電抵抗（図示省略）を並列接続しても同じ効果が得
られることは言うまでもなく、電池容量と放電時間から
求められる適切な放電抵抗値に設計されていれば良い。
れた設定値より小さい場合は、メモリ効果が発生してい
ると判断し、制御回路１１はニッケルカドミウム電池４
から疑似抵抗（図示省略）を解放し代わりに放電抵抗
（図示省略）を接続して、ニッケルカドミウム電池４を
強制放電（リフレッシュ動作）させる（ステップ２
２）。なお、疑似抵抗（図示省略）と放電抵抗（図示省
略）とを共用しても、また疑似抵抗（図示省略）に新た
に放電抵抗（図示省略）を並列接続しても同じ効果が得
られることは言うまでもなく、電池容量と放電時間から
求められる適切な放電抵抗値に設計されていれば良い。
【００２０】一方、ステップ２１で端子電圧が設定値以
上であった場合、またはステップ２２のリフレッシュ動
作が終了した場合は、制御回路１１はニッケルカドミウ
ム電池４から放電抵抗（図示省略）を解放し充電回路２
へ接続する制御を行って充電動作が開始される（ステッ
プ２３）。
上であった場合、またはステップ２２のリフレッシュ動
作が終了した場合は、制御回路１１はニッケルカドミウ
ム電池４から放電抵抗（図示省略）を解放し充電回路２
へ接続する制御を行って充電動作が開始される（ステッ
プ２３）。
【００２１】このようにして、ニッケルカドミウム電池
４がメモリー効果を発生した場合のみリフレッシュを行
うので、充電に要する時間を短縮でき、かつ電池のサイ
クル寿命も大幅に延ばすことができる。
４がメモリー効果を発生した場合のみリフレッシュを行
うので、充電に要する時間を短縮でき、かつ電池のサイ
クル寿命も大幅に延ばすことができる。
【００２２】なお、ステップ２０から２３の間において
電子機器はＡＣアダプタによって電源供給されているの
で、使用者は充放電動作を意識することなく電子機器を
使用し続けることができ、電子機器の利便性を大幅に改
善することができた。
電子機器はＡＣアダプタによって電源供給されているの
で、使用者は充放電動作を意識することなく電子機器を
使用し続けることができ、電子機器の利便性を大幅に改
善することができた。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明は、充電しようとす
るニッケルカドミウム電池がメモリー効果を発生した場
合のみリフレッシュを行うので、充電を行う度にリフレ
ッシュを行う従来の充電制御方法に比較して、リフレッ
シュを行う頻度が著しく低下する。この結果、充電に要
する時間を短縮することができ、かつ電池のサイクル寿
命も大幅に延ばすことができるものである。
るニッケルカドミウム電池がメモリー効果を発生した場
合のみリフレッシュを行うので、充電を行う度にリフレ
ッシュを行う従来の充電制御方法に比較して、リフレッ
シュを行う頻度が著しく低下する。この結果、充電に要
する時間を短縮することができ、かつ電池のサイクル寿
命も大幅に延ばすことができるものである。
【図１】本発明の一実施例における充電装置のブロック
図
図
【図２】本発明の一実施例における充電制御方法のフロ
ーチャート
ーチャート
【図３】従来の充電装置のブロック図
【図４】従来の充電制御方法のフローチャート
１ 電圧検出回路 ２ 充電回路 ３ 放電回路 ４ ニッケルカドミウム電池 １１ 制御回路 １２ 記憶素子 １３ 演算手段
フロントページの続き 審査官 矢島 伸一 (56)参考文献 特開 平４−38128（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−54833（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−236667（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36
Claims (7)
- 【請求項１】電池の端子電圧を検出する電圧検出手段
と、 前記電池を強制的に放電させる放電手段と、 前記電池を充電する充電手段と、 前記電池の充放電に関する電気容量を示すデータを記憶
する記憶手段と、 前記端子電圧と前記記憶手段のデータとから推定残存容
量を算出する演算手段と、 前記記憶手段と前記演算手段とから得られた情報に基づ
き前記充電手段と前記放電手段とを制御する制御手段と
を有し、前記電池に充電された電気容量から消費電気容量を減算
していき、前記推定残容量が電子機器の使用に支障を予
想される段階で、 前記電圧検出手段によって検出された
前記電池の端子電圧が推定残存容量から実際に消費した
電池容量に相当する推定端子電圧に比べ低い場合には前
記放電手段によって放電した後に前記充電手段によって
充電をし、端子電圧が推定端子電圧に比べ同じか高い場
合には前記充電手段によって充電をするように制御する
ことを特徴とする充電制御方法。 - 【請求項２】電池の端子電圧を検出する電圧検出手段
と、 前記電池を強制的に放電させる放電手段と、 前記電池を充電する充電手段と、 前記電池の充放電に関する電気容量を示すデータを記憶
する記憶手段と、 前記端子電圧と前記記憶手段のデータとから推定残存容
量を算出する演算手段と、 前記記憶手段と前記演算手段とから得られた情報に基づ
き前記充電手段と前記放電手段とを制御する制御手段と
を有し、 前記制御手段は、前記電池に充電された電気容量から、
消費電気容量を減算していき、前記推定残容量が電子機
器の使用に支障を予想される段階で、前記電圧検出手段
によって検出された前記電池の端子電圧が推定残存容量
から実際に消費した電池容量に相当する推定端子電圧に
比べ低い場合には前記放電手段によって放電した後に前
記充電手段によって充電をし、端子電圧が推定端子電圧
に比べ同じか高い場合には前記充電手段によって充電を
するように制御することを特徴とする充電装置。 - 【請求項３】前記電池はニッケルカドミウム電池である
ことを特徴とする請求項１記載の充電制御方法。 - 【請求項４】前記電池はニッケルカドミウム電池である
ことを特徴とする請求項２記載の充電装置。 - 【請求項５】電池の端子電圧を検出する電圧検出手段
と、 前記電池を強制的に放電させる放電手段と、 前記電池を充電する充電手段と、 前記電池の充放電に関する電気容量を示すデータを記憶
する記憶手段と、 前記端子電圧と前記記憶手段のデータとから推定残存容
量を算出する演算手段と、 前記記憶手段と前記演算手段とから得られた情報に基づ
き前記充電手段と前記放電手段とを制御する制御手段と
を有し、 前記制御手段は、 前記電池に充電された電気容量から、消費電気容量を減
算していき、前記推定残容量が電子機器の使用に支障を
予想される段階で、電池を負荷から解放して実負荷に相
当する疑似抵抗を接続し、前記電圧検出回路によって検
出された電池の端子電圧の値と前記記憶手段に記憶され
ているデータから求めた設定値とを比較し、電池の端子
電圧が前記設定値の値より小さい場合はメモリ効果が発
生していると判断して電池から前記疑似抵抗を解放し代
わりに放電抵抗を接続して電池を強制放電させ、 電池の端子電圧の値が前記記憶手段の値以上であった場
合は電池から前記放電抵抗を解放し前記充電手段による
充電動作を開始させ、 前記設定値は、予め記憶手段に記憶されている電池の正
常な状態の放電特性から推定残存容量に対応する推定端
子電圧を得、この推定端子電圧から電子機器の負荷電流
による電圧降下を差し引くことにより求めることを特徴
とする充電装置。 - 【請求項６】疑似抵抗と放電抵抗とを共用することを特
徴とする請求項５記載の充電装置。 - 【請求項７】疑似抵抗に放電抵抗を並列接続することを
特徴とする請求項５記載の充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05047593A JP3328987B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 充電制御方法及び充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05047593A JP3328987B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 充電制御方法及び充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06269131A JPH06269131A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3328987B2 true JP3328987B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=12859928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05047593A Expired - Fee Related JP3328987B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 充電制御方法及び充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328987B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3886835B2 (ja) | 2002-03-25 | 2007-02-28 | 株式会社マキタ | 充電システム |
| GB2509530B (en) * | 2013-01-07 | 2015-11-11 | Kidde Tech Inc | Optical fibre distributed LHD with SMA element for discrete alarm |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP05047593A patent/JP3328987B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06269131A (ja) | 1994-09-22 |
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