JP3510773B2 - 充電装置 - Google Patents

充電装置

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JP3510773B2
JP3510773B2 JP29562197A JP29562197A JP3510773B2 JP 3510773 B2 JP3510773 B2 JP 3510773B2 JP 29562197 A JP29562197 A JP 29562197A JP 29562197 A JP29562197 A JP 29562197A JP 3510773 B2 JP3510773 B2 JP 3510773B2
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正一 遠矢
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、充電装置、特にメ
モリ効果の生じやすいアルカリ蓄電池用の充電装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ニッケルカドミウム電池等のア
ルカリ蓄電池は、メモリ効果という現象を有している。
このメモリ効果とは、浅い充放電を繰り返した後、深い
放電を行うと、放電時に電池電圧が二段落ちするという
現象である。
【0003】このメモリ効果を解消するには、特開平1
−321825号公報に開示されているように、終止電
圧まで放電されていない電池を一旦終止電圧まで放電し
た後、自動的に充電を開始するようにすればよい。た
だ、この充電装置にあっては、満充電に近い残容量を有
する二次電池(即ち、メモリ効果を除去するための放電
を必要としない二次電池)であっても、一旦終止電圧ま
で放電することとなり、好ましくない。
【0004】こうした不具合を解消する充電装置が、特
開平5−260674号公報に記載されている。この公
報に記載された充電装置は、充電対象の二次電池の放電
電圧と第1の基準電圧とを比較し、放電電圧が第1の基
準電圧より低い時にのみ二次電池を放電した後に充電す
ることにより、無駄な二次電池の放電を回避するように
したものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、二次電池に
おけるメモリ効果は、浅い充放電を繰り返し行った後に
生じる現象であるため、浅い充放電を行う毎に、メモリ
効果を除去するための深い放電を行う必要はない。
【0006】そこで、本発明の目的は斯かる点も考慮
し、より効果的にメモリ効果を除去し、二次電池を最適
に充電する充電装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の充電装置は、二
次電池の充放電回数を計数する計数回路と、前記二次電
池の残容量を基準値と比較する比較回路と、前記二次電
池の充放電回数が第1の所定数より多く、且つ前記残容
量が前記基準値より少ない時は、前記二次電池を放電し
た後に充電し、前記二次電池の充放電回数が前記第1の
所定数より少ないまたは前記残容量が前記基準値より多
い時は、前記二次電池を放電することなく充電する制御
回路とを備えたことを特徴とする。そして、前記二次電
池の充放電回数が、前記第1の所定数より多い第2の所
定数になると、前記制御回路は、前記基準値に対する前
記残容量の多少に関係なく、前記二次電池を放電した後
に充電することを特徴とする。また、本発明の充電装置
は、二次電池の充放電回数を計数する計数回路と、前記
二次電池の残容量と前記二次電池の充放電の回数に略比
例する関係で設定される基準値とを比較する比較回路
と、前記二次電池の充放電回数がある所定数より多く、
且つ前記残容量が前記基準値より少ない時は、前記二次
電池を放電した後に充電し、前記二次電池の充放電回数
が前記ある所定数より少ないまたは前記残容量が前記基
準値より多い時は、前記二次電池を放電することなく充
電する制御回路とを備えたことを特徴とする。そして、
前記二次電池の充放電回数が、前記所定数より多い第3
の所定数になると、前記制御回路は、前記基準値に対す
る前記残容量の多少に関係なく、前記二次電池を放電し
た後に充電することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例を示すブ
ロック回路図である。充電器1は、商用交流を入力し
て、所定の直流電圧及び直流電流を発生する整流回路1
1と、整流回路11が発生する直流電流の大きさの制
御、充電電流のオン/オフ制御等を行う充電制御回路1
2と、電圧検出部13と、出力端子間に接続された放電
回路14と、種々の演算を行い、制御信号を出力する演
算回路15とを備えている。
【0009】一方、充電器1に着脱自在に装着される電
池パック2は、Ni−Cd電池21と、電池電圧を検出
する電圧検出部22と、充電電流を検出する電流検出部
23と、電池21の残容量、充放電回数を演算する演算
回路24とを備えている。電池21の残容量の演算は、
充電電流の時間積分値(即ち、電池21を満充電した時
の電池容量)から、放電電流の時間積分値を減算するこ
とにより算出される。あるいは、電池21の無負荷電圧
と充電電流との積を積算して求めた充電電力量から、電
池21の放電電力量を減算することにより求められる。
【0010】こうして、演算回路24で演算された内容
は、充電器1の演算回路15に送信される。
【0011】図2は前記ブロック回路図における演算回
路15の処理動作の一実施例を示すフローチャートであ
る。まず、ステップS21において、充電器1に電池パ
ック2が装着されたか否かが確認される。例えば、電池
パック2が装着されると、電圧検出部13は電池電圧を
検出して、電池パック2の装着を検知する。電池パック
2の装着が検出されると、演算回路24に記憶されてい
る残容量及び充放電回数を示すデータは、演算回路15
に送信される。
【0012】ステップS22において、電池パック2内
の電池21の充放電回数が、10回以上であるか否かが
判断される。電池21の充放電回数は、電流検出部23
が電流の流れを検出したか、及びその向きがどの方向で
あるかに基づいて、演算回路24により計数される。な
お、電池21の充放電回数が1回とは、電池21の充電
がなされる毎に計数されるものであり、充電後に複数回
放電がされても、これら放電の回数を充放電回数として
は計数しない。
【0013】そして、ステップS22において、充放電
回数が10回以上であると判断されると、処理は後述の
ステップS25にジャンプし、10回未満であると判断
されると、処理はステップS23に進む。
【0014】ステップS23においては、電池パック2
内の電池21の充放電回数が、5回以上であるか否かが
判断される。そして、ステップS23において、充放電
回数が5回未満であると判断されると、処理は後述のス
テップS27にジャンプし、5回以上であると判断され
ると、処理はステップS24に進む。
【0015】ステップS24において、電池21の残容
量が20%以下であるか否かが判断され、残容量が20
%より大きいと判断されると、処理は後述のステップS
27にジャンプし、20%以下であると判断されると、
処理は次のステップS25に進む。
【0016】ステップS25においては、放電回路14
が動作し、電池21が放電される。この放電動作は、電
池21の電圧が所定の終止電圧(例えば、1.0V/c
ell)になるまで行われる。斯かる放電動作が終了す
ると、ステップS26において、これまでの電池21の
充放電回数がリセットされる。
【0017】ステップS27においては、電池21の充
電が行われる。この充電は、充電制御部12がオン状態
となり、電池21に所定の充電電流が供給されることに
よって行われる。
【0018】ステップS28において、電池21が満充
電状態となったか否かが判断される。電圧検出部13
は、充電中の電池21の電圧を常時監視している。そし
て、電池電圧がピーク電圧に到達するか、あるいはピー
ク電圧から所定電圧だけ降下したことを検出すると、電
池21の満充電を検出して、充電を終了する。
【0019】以上のように、この実施例においては、電
池21の充放電回数を計数すると共に、電池21の残容
量を基準値(20%)と比較する。そして、電池21の
充放電回数が5回以上であり、且つ残容量が20%以下
の時、電池21は、一旦放電された後に充電され、電池
21の充放電回数が5回より少ない時、または残容量が
20%より多い時は、電池21は、放電されることなく
充電される。
【0020】更に、電池21の充放電回数が10回以上
になると、電池21の残容量に関係なく、電池21は放
電される。
【0021】図3は前記ブロック回路図において、演算
回路15の処理動作における他の実施例を示すフローチ
ャートである。まず、ステップS31において、充電器
1に電池パック2が装着されたか否かが確認される。電
池パック2の装着が検出されると、演算回路24に記憶
されている残容量及び充放電回数を示すデータは、演算
回路15に送信される。
【0022】ステップS32においては、電池21の充
放電回数が、5回以上であるか否かが判断される。そし
て、ステップS32において、充放電回数が5回未満で
あると判断されると、処理は後述のステップS41にジ
ャンプし、5回以上であると判断されると、処理はステ
ップS33に進む。
【0023】ステップS33においては、電池21の充
放電回数が7回以上であるか否かが判断され、7回未満
であると判断されると、処理はステップS34に進み、
7回以上であると判断されると、処理はステップS37
に進む。
【0024】ステップS34において、電池21の残容
量が20%以下であるか否かが判断され、残容量が20
%より大きいと判断されると、処理は後述のステップS
41にジャンプし、20%以下であると判断されると、
処理は次のステップS35に進む。
【0025】ステップS35においては、放電回路14
が駆動され、電池21の電圧が所定の終止電圧(例え
ば、1.0V/cell)になるまで、電池21は放電
される。斯かる放電動作が終了すると、ステップS36
において、これまでの電池21の充放電回数がリセット
される。
【0026】ステップS37においては、電池21の充
放電回数が10回以上であるか否かが判断され、10回
未満であると判断されると、処理はステップS38に進
み、10回以上であると判断されると、処理はステップ
S39に進む。
【0027】ステップS38においては、電池21の残
容量が30%以下であるか否かが判断され、残容量が3
0%より大きいと判断されると、処理は後述のステップ
S41にジャンプし、30%以下であると判断される
と、処理はステップS35に進んで、電池21の放電が
行われる。
【0028】ステップS39においては、電池21の充
放電回数が15回以上であるか否かが判断され、15回
未満であると判断されると、処理はステップS40に進
み、15回以上であると判断されると、処理はステップ
S35に進んで、電池21は放電される。
【0029】ステップS40において、電池21の残容
量が50%以下であるか否かが判断され、残容量が50
%より大きいと判断されると、処理はステップS41に
進み、50%以下であると判断されると、処理はステッ
プS35に進む。
【0030】ステップS41においては、電池21の充
電が行われる。この充電は、充電制御部12がオン状態
となり、電池21に所定の充電電流が供給されることに
よって行われる。更に、ステップS42において、電池
21が満充電状態となったか否かが判断され、電池21
の満充電が検出されると、充電を終了する。
【0031】このように、この実施例においては、電池
21の残容量と、電池21の充放電回数に略比例する関
係で設定される基準値とを比較する。即ち、充放電回数
が5〜6回であれば、基準値は20%、充放電回数が7
〜9回であれば、基準値は30%、充放電回数が10〜
14回であれば、基準値は50%に設定される。
【0032】そして、電池21の充放電回数と、残容量
及び基準値との関係とに基づいて、電池21を放電した
後に充電するか、または電池21を放電することなく充
電する。
【0033】なお、電池21の残容量の演算方法とし
て、前述の方法とは異なり、電池21の初期の公称容量
から、放電電流の時間積分値を減算する場合、電池21
の使用回数(サイクル数)の増加に伴って、実際の電池
21の容量が減少するために、残容量に誤差が出る(即
ち、算出された残容量が実際の残容量よりも多くな
る)。従って、残容量と比較される基準値は、電池21
のサイクル数の増加に従って、大きくなるように調整す
るのが好ましい。
【0034】また、本実施例においては、放電回路14
は充電器1内に設けられているが、電池パック2内に設
けるようにしても良い。この場合、演算回路24が、内
部に記憶している残容量及び充放電回数のデータに基づ
いて、電池パック2内に設けられた放電回路の駆動を制
御すれば良いので、残容量及び充放電回数を示すデータ
は、必ずしも、演算回路24から演算回路15に送信し
なくても良い。
【0035】更に、本発明は、本実施例における充電器
1と電池パック2とを一体化した装置にも使用すること
ができる。その場合、電池検出部13と22とを、及び
演算回路15と24とを、夫々個別に設ける必要はな
く、1個づつ設ければ良い。
【0036】
【発明の効果】本発明の充電装置は、二次電池の充放電
の回数を計数する計数回路と、前記二次電池の残容量を
基準値と比較する比較回路と、前記二次電池の充放電回
数が第1の所定数より多く、且つ前記残容量が前記基準
値より少ない時は、前記二次電池を放電した後に充電
し、前記二次電池の充放電回数が前記第1の所定数より
少ないまたは前記残容量が前記基準値より多い時は、前
記二次電池を放電することなく充電する制御回路とを備
えているので、より効果的にメモリ効果を除去し、二次
電池を最適に充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック回路図であ
る。
【図2】本発明の動作の一実施例を示すフローチャート
図である。
【図3】本発明の動作の他の実施例を示すフローチャー
ト図である。
【符号の説明】
1 充電器 2 電池パック 14 放電回路 15 演算回路 21 Ni−Cd電池 22 電圧検出部 23 電流検出部 24 演算回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 - 7/00 H01M 10/44

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次電池の充放電回数を計数する計数回
    路と、前記二次電池の残容量を基準値と比較する比較回
    路と、前記二次電池の充放電回数が第1の所定数より多
    く、且つ前記残容量が前記基準値より少ない時は、前記
    二次電池を放電した後に充電し、前記二次電池の充放電
    回数が前記第1の所定数より少ないまたは前記残容量が
    前記基準値より多い時は、前記二次電池を放電すること
    なく充電する制御回路とを備え、前記二次電池の充放電回数が、前記第1の所定数より多
    い第2の所定数になると、前記制御回路は、前記基準値
    に対する前記残容量の多少に関係なく、前記二次電池を
    放電した後に充電することを特徴とする 充電装置。
  2. 【請求項2】 二次電池の充放電回数を計数する計数回
    路と、前記二次電池の残容量と前記二次電池の充放電の
    回数に略比例する関係で設定される基準値とを比較する
    比較回路と、前記二次電池の充放電回数がある所定数よ
    り多く、且つ前記残容量が前記基準値より少ない時は、
    前記二次電池を放電した後に充電し、前記二次電池の充
    放電回数が前記ある所定数より少ないまたは前記残容量
    が前記基準値より多い時は、前記二次電池を放電するこ
    となく充電する制御回路とを備えたことを特徴とする充
    電装置。
  3. 【請求項3】 前記二次電池の充放電回数が、前記所定
    数より多い第3の所定数になると、前記制御回路は、前
    記基準値に対する前記残容量の多少に関係なく、前記二
    次電池を放電した後に充電することを特徴とする請求項
    の充電装置。
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