JP3902253B2 - ２次電池の充電方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補助動力付き自転車などのような電動車両等の電源として用いて好適な２次電池の充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、補助動力付き自転車に搭載される２次電池は、家庭用電源により充電を行うようになっており、そのような２次電池としては、ＮｉＣｄ電池が知られている。ＮｉＣｄ電池における充電は、電池電圧を検出して制御される。すなわち、充電を開始すると電池電圧が徐々に上昇してしばらくするとほぼ一定となり、フル充電状態となる手前で一度ピーク値をとる。そして、充電は、ピーク値からの電圧の降下（−δＶ）が検出されたときに終了するように制御される。あるいは、そのような制御とともに、充電時間をタイマーで計時し、（−δＶ）の検出かタイマーの計時終了のうちのいずれかの条件が満たされたとき、または、両方の条件が満たされたときに充電を終了するように制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばＮｉＣｄ電池の充電は、温度条件に非常に敏感であることが知られている。したがって、充電を行う際には、電池の温度に対応した制御を行わないと電池のサイクル寿命に悪影響を及ぼすことが心配される。しかしながら、電池温度を考慮した充電方法は未だ提供されていないのが実情である。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電池温度に対応して適切な処理を行うことにより、サイクル寿命を向上させることができる２次電池の充電方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、請求項１に記載の２次電池の充電方法は、充電手段を用いて２次電池を充電する方法であって、前記２次電池への充電を行うに先立ち前記２次電池の温度を測定し、該測定した温度が所定の下限値よりも低いかもしくは所定の上限値よりも高い場合、充電を開始せずに待機する一方、該測定した温度が前記所定の下限値以上で且つ前記所定の上限値以下である場合、前記充電手段から前記２次電池への略一定電流の供給を開始し、充電開始時点からの経過時間を計測するとともに、充電中の前記２次電池の温度および電圧を計測し、Ａ：充電を開始してから所定時間が経過した後に前記２次電池の電圧がピーク値をとったとき、Ｂ：前記２次電池の温度が所定範囲を逸脱したとき、Ｃ：前記２次電池への充電開始から所定時間が経過したとき、の少なくともいずれか１つの条件が満たされたときに、前記充電手段による前記略一定電流の供給を停止し、前記略一定電流による充電が前記条件ＡまたはＢが満たされて終了した後に、上記略一定電流よりも低い第２の略一定電流を前記２次電池に供給し、前記第２の略一定電流による充電の終了後、前記２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の２次電池の充電方法は、前記第２の略一定電流による充電を行う際に、前記２次電池の温度が所定温度範囲外であるときに前記第２の定電流充電を停止しあるいは開始せず、前記２次電池の温度が前記所定温度範囲内となるまで待機した後、前記第２の略一定電流による充電を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の２次電池の充電方法は、充電手段を用いて２次電池を充電する方法であって、前記２次電池への充電を行うに先立ち前記２次電池の温度を測定し、該測定した温度が所定の下限値よりも低いかもしくは所定の上限値よりも高い場合、充電を開始せずに待機する一方、該測定した温度が前記所定の下限値以上で且つ前記所定の上限値以下である場合、前記充電手段から前記２次電池への略一定電流の供給を開始し、充電開始時点からの経過時間を計測するとともに、充電中の前記２次電池の温度および電圧を計測し、Ａ：充電を開始してから所定時間が経過した後に前記２次電池の電圧がピーク値をとったとき、Ｂ：前記２次電池の温度が所定範囲を逸脱したとき、Ｃ：前記２次電池への充電開始から所定時間が経過したとき、の少なくともいずれか１つの条件が満たされたときに、前記充電手段による前記略一定電流の供給を停止し、前記略一定電流による充電が前記条件Ｃが満たされて終了した後に、前記２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示をすることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の２次電池の充電方法は、前記略一定電流による充電または前記第２の略一定電流による充電が終了した後に前記２次電池の電圧を検出し、当該電圧が所定電圧に達していない場合は前記略一定電流による充電を再度行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の２次電池の充電方法は、前記２次電池の温度が前記所定の上限値よりも大きかったために前記略一定電流による充電を開始せずに待機した場合において、前記２次電池の温度が前記所定の上限値以下になった時点からさらに所定時間待機し、その後、前記２次電池への電流の供給を開始することを特徴とする。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の２次電池の充電方法によれば、２次電池の電圧、温度および充電時間のうちのいずれか１つの条件が満たされれば定電流充電を終了するので、２次電池にダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止される。よって、２次電池のサイクル寿命が向上される。 また、２次電池と充電手段とを接続しても直ちに充電は開始されず、２次電池の温度が所定範囲内となるまで待機する。よって、高温での充電のみならず、２次電池にダメージを与える低温での充電も防止される。 また、略一定電流による充電の後にそれよりも低い第２の略一定電流を供給するから、過不足のない精密な充電を行うことができる。低い電流で充電を行うことにより、過充電を防止することもできる。加えて、２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示がなされるので、高温で充電することによる２次電池へのダメージが防止される。
【００１２】
請求項２に記載の２次電池の充電方法によれば、第２の略一定電流による充電においても高温または低温で充電することによる２次電池へのダメージが防止される。
【００１３】
請求項３に記載の２次電池の充電方法によれば、２次電池の電圧、温度および充電時間のうちのいずれか１つの条件が満たされれば定電流充電を終了するので、２次電池にダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止される。よって、２次電池のサイクル寿命が向上される。 また、２次電池と充電手段とを接続しても直ちに充電は開始されず、２次電池の温度が所定範囲内となるまで待機する。よって、高温での充電のみならず、２次電池にダメージを与える低温での充電も防止される。さらに、２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示がなされるので、高温で充電することによる２次電池へのダメージが防止される。
【００１５】
充電終了後も２次電池が充電器に接続されたまま長時間放置されると自己放電によって電圧が低下する。請求項４に記載の２次電池の充電方法によれば、２次電圧の電圧が所定電圧に達していない場合に略一定電流による充電を再度行うから、最終的な充電電圧つまり充電量が保障され、充電完了の表示がある場合には必ずある一定量の充電がなされているという信頼性を得ることができる。
【００１６】
請求項５に記載の２次電池の充電方法によれば、２次電池の温度が予め設定された上限値まで下がると、その後さらに待機して２次電池の温度を降下させるから、温度範囲の上限値をある程度高く設定することができる。一方、上限値を下げると、夏場など周温が高い場合には、永久に充電を始めないことが考えられるが、この方法によれば、夏場など外気温が高い場合でも２次電池の温度を上限値以下にさせて次の処理を進めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１実施形態
図１ないし図４を参照をしながら本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明を実施するための充電器Ａと２次電池Ｂの接続を示す概略の回路図である。まず、２次電池Ｂの構成について説明すると、図中符号１は電池ケースである。電池ケース１の内部には、互いに直列に接続されたＮｉＣｄ電池からなる複数の単電池（セル）２が配置されている。また、単電池２の外周部には帯状のヒータ４が巻き付けられ、各ヒータ４，…は直列に接続されている。また、電池ケース１の内部にはサーミスタ５が配置されている。そして、単電池２、ヒータ４およびサーミスタ５はコネクタ６のレセプタクル６ａに接続されている。
【００２１】
次に、充電器Ａの構成について説明する。図中符号１０は充電器Ａの各部を制御する充電制御部であり、充電制御部１０は充電部１１に充電を行うための制御信号を供給する。充電部１１には家庭用電源が接続され、充電制御部１０の制御に基づいて２次電池Ｂへの給電および給電停止を行う。また、充電制御部１０は、ＦＥＴ１２のゲートにリレー制御信号を供給し、これによって、コイル１３ａに励磁電流が流れてリレー１３がオン・オフ制御される。
【００２２】
リレー１３がオンになると、家庭用電源がコネクタ６を介してヒータ４に供給され、単電池２を加熱する。一方、サーミスタ５からの出力電圧は充電制御部１０によって検出され、充電制御部１０は、サーミスタ５からの出力電圧、つまり、単電池２の温度（電池温度）を示す信号に基づいてリレー１３を制御する。なお、コネクタ６のプラグ６ｂはレセプタクル６ａに着脱自在に接続されている。また、図示はしないが、充電器Ａには２次電池Ｂの電圧を検出する電圧検出部が内蔵され、２次電池の電圧の値は充電制御部１０に入力される。
【００２３】
次に、図２（Ａ）は、サーミスタ５と充電制御部１０との接続の詳細を示す図である。この図に示すように、サーミスタ５の一端はコネクタ６を介して直流電源（例えば＋５Ｖ）に接続され、他端は接地されている。また、サーミスタ５の一端には抵抗Ｒが介装され、抵抗Ｒとサーミスタ５との中間部は充電制御部１０に接続されている。このような回路により、サーミスタ５の温度に応じて充電制御部１０に出力される電圧が変化する。図３はサーミスタ５の周囲の温度と充電制御部１０に出力される電圧との関係を示す線図である。この図に示すように、サーミスタ５の周囲温度が上昇してサーミスタ５の抵抗が減少すると、充電制御部１０に出力される電圧が減少する。
【００２４】
通常の使用状態では、サーミスタ５の周囲の温度は０〜４０゜Ｃ程度であるから、図３から、充電制御部１０への出力電圧は１．３〜３．２Ｖ程度となる。しかしながら、コネクタ６が外れているときは、電源電圧（＋５Ｖ）に近い値となる。したがって、充電制御部１０は、サーミスタ５の出力電圧の値によりコネクタ６が接続されているか否かを判定することができる。この判定は、後述する充電の制御に利用される。
【００２５】
次に、図２（Ｂ）は、サーミスタ５と充電制御部１０との接続の他の例を示す図である。この例では、サーミスタ５の一端はコネクタ６を介して直流電源（例えば＋５Ｖ）に接続され、他端は充電制御部１０に接続されている。また、サーミスタ５の他端は抵抗Ｒを介して接地されている。このような回路では、サーミスタ５の周囲温度が上昇してサーミスタ５の抵抗が減少すると、充電制御部１０に出力される電圧は増加する。そして、通常の使用状態では、充電制御部１０への出力電圧は１．３〜３．２Ｖ程度となるが、コネクタ６が外れているときは、０Ｖに近い値となる。したがって、この場合にも、充電制御部１０はサーミスタ５の出力電圧の値によりコネクタ６が接続されているか否かを判定することができる。
【００２６】
次に、上記構成の充電器Ａおよび２次電池Ｂを用いて充電を行う手順について説明する。図４は充電器Ａの状態を時間を追って示す遷移図である。この図において、ステップＳ１〜Ｓ７は充電が正常に進行する場合の処理を示し、最初にそのような処理について説明する。なお、この実施形態では、充電の状態を使用者に表示するために、ＬＥＤを点灯、消灯、点滅のいずれかの状態とし、さらに、点滅については周期の長い点滅と周期の短い点滅の２種類を用いている。以下の説明では、ＬＥＤの状態についても各ステップ毎に説明する。
【００２７】
さて、充電を開始するには、まず、充電器Ａを家庭用電源に接続する（ステップＳ１）。これにより、充電器Ａの充電制御部１０が作動する。次に、充電制御部１０は、サーミスタ５側の電圧により、充電器Ａのプラグ６ｂが２次電池Ｂのレセプタクル６ａに差し込まれたか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００２８】
ここで、サーミスタ５の周囲の温度が例えば１５゜Ｃのときに充電制御部１０への出力電圧は３Ｖとなる（図３参照）。したがって、プラグ６ｂがレセプタクル６ａに差し込まれている場合には、出力電圧が予め記憶した使用範囲内であるから、充電制御部１０は、両者が接続されたと判定してステップＳ３へ進む。一方、プラグ６ｂがレセプタクル６ａに差し込まれていない場合には、出力電圧が予め記憶した使用範囲外（この実施形態では電源電圧＋５ｖ付近）となるから、充電制御部１０は、両者が接続されていないと判定する。そして、充電制御部１０は、プラグ６ｂがレセプタクル６ａに差し込まれるまでステップＳ２における判定を繰り返す。
【００２９】
次に、ステップＳ３において充電制御部１０は、サーミスタ５により検出された電池温度が所定範囲（Ｔ1〜Ｔ2゜Ｃ）か否かを判定する。電池温度がＴ1゜Ｃを下回る場合には、充電制御部１０はリレー１３をオンにし、ヒータ４に給電する。一方、電池温度がＴ2゜Ｃ以上の場合には、電池温度が降下してＴ2゜Ｃ未満となるまで待機する。このように、充電開始の電池温度を制御するのは、低温（すなわちＴ1゜Ｃ未満）で充電を行うと、充電効率が極端に低下するために充電不足になりやすく、しかも、単電池２内部の電解液がガスとなって寿命が極端に低下してしまうからである。また、高温で充電を行うと、２次電池のサイクル寿命に悪影響を及ぼすことが種々の実験で確認されている。本実施形態では、後述するように充電時の最高温度をＴ3゜Ｃと設定し、これよりも低い温度（Ｔ2゜Ｃ未満）で充電を開始するようにしている。また、ステップＳ３へ進むと、今まで消灯していたＬＥＤが長い周期で点滅し始める。これにより、使用者は、充電が上記のような待機状態であることを知ることができる。
【００３０】
以上のようにして電池温度が所定範囲内になると、ステップＳ４へ進み、単電池２，…への給電、つまり充電を開始する。このときＬＥＤは点灯し、使用者は充電が開始されたことを知ることができる。この充電は、例えば１．５Ａという一定の電流値で行われる。また、充電が開始されると同時に、充電制御部１０に内蔵したタイマー（図示略）が計時を開始する。このタイマーの計時開始から相当時間（ｔ1）経過すると、後述するように、給電を停止してステップＳ７へ進んで充電を終了するようになっている。さらに、ステップＳ４では、電池温度がＴ1゜Ｃを下回った場合にもステップＳ７へ進むようになっている。これについても後に詳細に説明する。
【００３１】
前述のように、ステップＳ４において充電を開始すると、電池電圧が徐々に上昇してしばらくするとほぼ一定となり、フル充電状態となる手前で一度ピーク値をとって減少する。そして、充電の処理は、ピーク値からの電圧の降下（−δＶ）が検出されたときに１．５Ａ定電流充電を終了してステップＳ５へ進む。なお、充電を開始してしばらくは電池電圧が安定せず、（−δＶ）を上回るような電圧の降下が生じることもある。そこで、この実施形態では、充電制御部１０に内蔵した検出遅延タイマー（図示せず）を作動させて、充電を開始してから所定時間経過してから（−δＶ）の検出を行うようにしている。
【００３２】
１．５Ａ定電流充電は、上記（−δＶ）を検出した場合以外に、電池温度が充電終了温度、つまり前述した充電の最高温度Ｔ3゜Ｃ（Ｔ2＜Ｔ3）に達したときにも終了する。すなわち、（−δＶ）と充電終了温度Ｔ3゜Ｃのいずれか一方が検出されたときにステップＳ５へ進む。充電終了温度Ｔ3゜Ｃを充電開始の閾値（Ｔ2゜Ｃ）よりも高くしているのは、充電により２次電池Ｂの温度が上昇するからである。このように、本実施形態では、電池温度をも加味して１．５Ａ定電流充電を終了させることにより、２次電池Ｂへのダメージが生じないようにしている。
【００３３】
なお、充電終了温度Ｔ3゜Ｃの設定によっては、以下の理由により、充電を開始してから所定時間経過してから充電終了温度Ｔ3゜Ｃの検出が行われる。すなわち、充電終了温度がＴ3゜Ｃよりも低いＴ2゜Ｃに設定されることもある。この場合において、ステップＳ４では、電池温度がＴ2゜Ｃ未満であることを条件として１．５Ａ定電流充電が開始されるが、電池温度の検出のばらつきにより充電開始直後に検出温度がＴ2゜Ｃに達してしまうことが考えられる。一方、充電を開始してしばらくは２次電池の吸熱反応により電池温度が降下するため、充電を開始して所定時間経過してから充電終了温度Ｔ3゜Ｃの検出を開始すれば、上記のような検出温度を充電終了温度Ｔ3゜Ｃとして検出するようなことが生じない。
【００３４】
次に、ステップＳ５では、どのような条件でステップＳ４からステップＳ５へ進んだかによってＬＥＤの発光状態を分けている。すなわち、（−δＶ）の検出によりステップＳ５へ進んだ場合には、ＬＥＤは消灯する。一方、電池温度が充電終了温度Ｔ3゜Ｃに達したことによりステップＳ５へ進んだ場合には、ＬＥＤは短い周期で点滅する。これにより、使用者は２次電池の温度異常によりステップＳ４が終了したことを知ることができる。
【００３５】
さて、ステップＳ５では、ステップＳ４よりも低い電流値（例えば０．５Ａ）による定電流充電（第２の定電流充電、以下、この充電を「追い充電」と称する）を行う。すなわち、１．５Ａ定電流充電において（−δＶ）を検出した時点では、２次電池の単電池２が全てフル充電状態となっているとは限らない。しかしながら、（−δＶ）を検出した後においても１．５Ａ定電流充電を続行すると過充電となる可能性がある。そこで、この実施形態では、０．５Ａという低い電流値で仕上げの充電を行うことにより、過不足のない充電を行うようにしている。このような追い充電の時間は、タイマー（図示せず）により設定され、設定時間（ｔ2）経過したらステップＳ７へ進んで充電を終了する。
【００３６】
なお、ステップＳ７へ進んだ後もＬＥＤは消灯したままである。このように、正常な充電が行われた場合には、ステップＳ５およびステップ７においてＬＥＤは消灯している。このため、使用者は、ステップＳ５が終了しないうちに電源を切って充電を終了させてしまうことも考えられる。しかしながら、ステップＳ４の終了により充電は実質的に終了しているので、２次電池の使用上問題はない。
【００３７】
以上は、充電が正常に行われた場合の処理の手順である。次に、充電が正常に行われなかった場合の処理について説明する。まず、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）において、相当時間経過しても電圧降下（−δＶ）も充電終了温度Ｔ3゜Ｃも検出されないことが生じうる。そのような場合に１．５Ａ定電流充電を続行すると、２次電池に過充電等のダメージを与えることになるため、ステップＳ４においては、１．５Ａ定電流充電を開始して設定時間（ｔ1）経過したら、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。なお、１．５Ａ定電流充電を所定時間続行すればフル充電あるいはそれに近い状態まで充電が進んでいると考えられるので、本実施形態では、０．５Ａ定電流充電（ステップ５）へ進まずに充電を停止する。
【００３８】
また、室内で充電を開始し、その後暖房を停止するなどの事情により室温がＴ1゜Ｃ未満になってしまうことが想定される。このような場合に充電を行うと、前述のように、単電池２内でのガスの発生という電池寿命に重大な悪影響を及ぼす現象が生じる。そこで、ステップＳ４において電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合には、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。そして、この場合には、ＬＥＤを短い周期で点滅させて使用者に温度以上が生じたことを報知する。なお、電池温度がＴ1゜Ｃに近い状態でステップＳ３からステップＳ４へ進んだ場合には、充電開始時の吸熱反応による温度降下により電池温度がＴ1゜Ｃ未満となってしまう。このような場合に充電を停止するのは使用上不便であるので、充電終了温度Ｔ3゜Ｃの検出の場合と同様に、検出遅延タイマーにより、充電を開始して所定時間経過してから電池温度の検出が行われる。
【００３９】
また、前述のように、電池温度がＴ3゜Ｃ以上の状態で充電を行うと２次電池に悪影響を及ぼす。このため、ステップＳ４において、充電温度が充電終了温度Ｔ3゜Ｃに達した場合に、ステップＳ５へ進んでそのまま０．５Ａ定電流充電を行うことは避けなければならない。そこで、ステップＳ５では、電池温度がＴ3゜Ｃ以上であるか否かを判定し、Ｔ3゜Ｃ以上である場合にはステップＳ８へ進んで適正温度になるまで待機することにしている。したがって、電池温度がＴ3゜Ｃ以上となったためにステップＳ４からステップＳ５へ進んだ場合には、ステップＳ５から直ちにステップＳ８へ進むことになる。
【００４０】
この場合、電池温度の異常がどのステップで生じたかを使用者に報知するために、ＬＥＤの発光方法が変えられる。すなわち、ステップＳ４において温度異常は生じなかったが、ステップＳ５で追い充電を行っているときに電池温度がＴ3゜Ｃに達してステップＳ８へ進んだ場合には、さほど重大な異常ではないため、ＬＥＤは消灯させられる。一方、ステップＳ４において電池温度がＴ3゜Ｃに達してしまった場合には、看過できない異常としてＬＥＤは短い周期で点滅させられる。
【００４１】
さて、ステップＳ８においては、電池温度がＴ3゜Ｃ以上の場合には、Ｔ3゜Ｃよりもやや低い所定の温度になるまで２次電池Ｂの自然冷却を待つ。そして、電池温度が上記した所定温度以下となったら、ステップＳ５へ戻って０．５Ａ追い充電を再会する。そして、０．５Ａ追い充電が終了したらステップＳ７へ進んで充電を終了する。また、ステップＳ８において待機している間に、０．５Ａ追い充電の開始から上記した設定時間（ｔ2）を経過してしまうことがある。この場合には、ステップＳ７へ進んで充電を終了する。
【００４２】
ステップＳ７では、ステップＳ４において電池温度がＴ1゜Ｃ未満となって充電が停止された場合と、ステップＳ４において電池温度がＴ3゜Ｃ以上となって１．５Ａ定電流充電が停止された場合には、ＬＥＤは短い周期で点滅し、それ以外の場合にはＬＥＤは消灯する。したがって、使用者には、充電の過程において単電池２に看過できない異常が生じたことを知ることができる。
【００４３】
上記した２次電池の充電方法においては、ステップＳ４において、２次電池Ｂの電圧、温度および充電時間のうちのいずれか１つの条件が満たされれば定電流充電を終了するので、２次電池Ｂにダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止される。よって、２次電池のサイクル寿命を向上させることができる。
【００４４】
また、上記実施形態では上記のような本発明の効果の他に、以下のような効果を有する。すなわち、ステップＳ４において、２次電池Ｂの電圧、温度および充電時間のうちのいずれか１つの条件が満たされれば定電流充電を終了するので、２次電池Ｂにダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止される。よって、２次電池のサイクル寿命を向上させることができる。
【００４５】
上記実施形態では、２次電池Ｂと充電器Ａとを接続しても直ちに充電は開始されず、２次電池Ｂの温度が所定範囲内となるまで待機する（ステップＳ３）。よって、高温での充電のみならず、２次電池にダメージを与える低温での充電も防止される。また、１．５Ａ定電流充電の後に０．５Ａの追い充電を行うから、過不足のない精密な充電を行うことができるとともに、追い充電の電流値が低いから、過充電を確実に防止することもできる。
【００４６】
上記実施形態では、２次電池Ｂと充電器Ａとを接続しても直ちに充電は開始されず、２次電池Ｂの温度が所定範囲内となるまで待機する（ステップＳ３）。よって、２次電池にダメージを与える高低温での充電が確実に防止される。また、１．５Ａ定電流充電の後に０．５Ａ追い充電を行うから、過不足のない精密な充電を行うことができるとともに、追い充電の電流値が低いから、過充電を確実に防止することもできる。
【００４７】
上記実施形態では、各単電池２をヒータ４で被覆しているので、単電池２を均一に加熱することができ、充電の際の温度制御を正確に行うことができる。加えて、コネクタ６の接続状態をサーミスタ５からの出力電圧により判定するので、その回路を構成するためのコストアップを大幅に抑えることができる。
【００４８】
上記実施形態では、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）を行っている際に電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合に、ステップＳ７へ進んで充電を停止するから、使用者は、充電を開始して短時間で温度異常を示すＬＥＤ表示を視認することにより、低温による温度異常であることを知ることができる。したがって、使用者は、部屋を代えて充電をやり直す等の適切な処置を採ることができる。さらに、上記実施形態では、各単電池２をヒータ４で被覆しているので、単電池２を均一に加熱することができ、充電の際の温度制御を正確に行うことができる。
【００４９】
上記実施形態では、サーミスタ５と充電制御部１０との接続を利用してコネクタ６が接続されているか否かを判定するから、その判定のための特別な配線や部材を必要とせずに充電制御部１０のソフトウエアだけで接続の判定を行うことができ、極めて経済的である。また、２次電池Ｂが過放電状態であったり短絡が生じていたりした場合であっても、そのようなトラブルの影響を一切受けずに接続の判定を行うことができる。
【００５０】
Ｂ．第２実施形態
次に、図５を参照して第２実施形態について説明する。この実施形態は、前記第１実施形態のステップＳ５とＳ７の間に、２次電池の温度降下を待つステップＳ６を挿入した点、ステップＳ４において設定時間（ｔ1）経過したときにステップＳ６へ進む点、およびステップＳ８からステップＳ６へ進む点で第１実施形態と異なっている。なお、それ以外の動作については第１実施形態とほぼ同じであるので、同じ動作については説明を省略する。
【００５１】
まず、ステップＳ４においては、１．５Ａ定電流充電を開始して設定時間（ｔ1）経過したら、給電を停止してステップＳ６へ進み、２次電池Ｂの温度降下を待つ。一方、ステップＳ４において電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合には、第１実施形態と同様に、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。
【００５２】
また、単電池２への給電を終了した直後には単電池２の温度は上昇しており、そのような状態で放電を行うと、２次電池の寿命低下等の種々の悪影響が生じることが確認されている。そこで、第２実施形態では、０．５Ａ追い充電（ステップＳ５）の終了後に電池温度が所定温度（Ｔ2゜Ｃよりもわずかに高い温度）まで降下して充電終了とすることにしている。そして、第２実施形態では、正常な温度で充電が終了したことを表示するために、ステップＳ５およびＳ６においてＬＥＤを点灯し、ステップＳ７へ進んだときに消灯するようにしている。
【００５３】
また、第１実施形態では、ステップＳ８からステップＳ７へ進んで充電を終了していたが、第２実施形態では、ステップＳ６へ進んで２次電池が上記所定温度になるのを待つ。そして、２次電池が所定の温度になったらステップＳ７へ進んで充電を終了する。また、充電の終了を表示するために、ステップＳ８ではどのような場合にもＬＥＤを点灯し、ステップＳ６を経由してステップＳ７へ進んで始めて消灯するようにしている。ただし、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）において、電池温度がＴ1゜Ｃ未満となって充電を停止した場合と、電池温度がＴ2゜Ｃ以上となって０．５Ａ追い充電に入った場合には、温度異常が生じたことを報知するためにＬＥＤを短い周期で点滅させる。
【００５４】
上記第２実施形態では、第１実施形態と同等の効果を奏することは勿論のこと、２次電池Ｂが所定温度まで降温するのを待って充電を終了し、かつ、充電終了を示す表示をするので、使用者は、ＬＥＤが消灯していることを確認してから２次電池を使用することができる。したがって、２次電池を高温で放電することによる２次電池へダメージを与えるようなことが防止され、サイクル寿命を一層向上させることができる。
【００５５】
Ｃ．第３実施形態
次に、図６を参照して本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、以下のような補充電を行う点において前記各実施形態と異なっている。すなわち、ステップＳ６の後に、充電完了後の２次電池の電圧を検出するとともに、電圧が所定電圧以下か否かを判定する（ステップＳ９）。そして、電圧が所定電圧以下と判定したらステップＳ４へ戻り、１．５Ａ定電流充電を再度行う。そして、２回目の１．５Ａ定電流充電は、電圧降下（−δＶ）を検出した場合、電池温度が充電終了温度Ｔ3゜Ｃに達したとき、および、１．５Ａ定電流充電を開始してから設定時間（ｔ1）経過したとき、のいずれかの条件が満足されることにより停止し、その後ステップＳ６へ進む。また、ステップＳ４において電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合には、ステップＳ９へ進んで充電を停止する。なお、この第３実施形態でも検出遅延タイマーが使用され、（−δＶ）の検出および電池温度の検出は所定時間経過後に行われる。
【００５６】
上記第３実施形態においても前記実施形態と同様に２次電池のサイクル寿命を向上させることができる。特に、充電終了後も２次電池が充電器に接続されたまま長時間放置されると自己放電によって電圧が低下するが、この変更例では、２次電圧の電圧が所定電圧に達していない場合に１．５Ａ定電流充電を再度行うから、最終的な充電電圧つまり充電量が保障され、充電完了の表示がある場合には必ずある一定量の充電がなされているという信頼性を得ることができる。
【００５７】
Ｄ．第４実施形態
次に、図７を参照して本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、主として充電待ちの工程を２種類設けた点、充電器Ａの内部温度も検出して充電を制御するようにした点において前記第１実施形態と異なっている。以下、これらの点を中心にして第４実施形態を説明する。
【００５８】
図４におけるステップＳ１およびＳ２での処理は第１実施形態と同じである。次に、ステップＳ３では、第１実施形態と同様に、サーミスタ５により検出された電池温度が所定範囲（Ｔ1〜Ｔ2゜Ｃ）か否かを判定する。電池温度がＴ1゜Ｃを下回る場合には、充電制御部１０はリレー１３をオンにし、ヒータ４に給電する。一方、電池温度がＴ2゜Ｃ以上の場合には、電池温度が降下してＴ2゜Ｃ未満となるまで待機する。また、ステップＳ３へ進むと、今まで消灯していたＬＥＤが長い周期で点滅し始める。これにより、使用者は、充電が上記のような待機状態であることを知ることができる。
【００５９】
また、ステップＳ３では、充電器Ａの内部温度がＴ4゜Ｃ以下か否かを判定する。これは、充電器Ａの内部が環境温度をかなり上回る温度に達すると、充電器Ａ内の電子素子が破壊されてしまうからである。このようにして電池温度および充電器Ａの内部温度が所定範囲内になると、ステップＳ４へ進み、単電池２，…への給電、つまり充電を開始する。この場合、２次電池の容量が５Ａｈであるとすると、５×０．３Ａという一定の電流値で充電を行う（以下、そのような充電を０．３Ｃ定電流充電、また、５×０．１Ａの場合には０．１Ｃ定電流充電と称する）。このときＬＥＤは点灯し、使用者は充電が開始されたことを知ることができる。なお、ステップＳ４での処理については後に詳述する。
【００６０】
ここで、ステップＳ３において電池温度がＴ2゜Ｃ未満となるまで待機した場合には、第４実施形態では、ステップＳ３’へ進んで所定時間待機する。これは、電池温度の上限値Ｔ2゜Ｃは、できるだけ低く設定して常温からあまり外れない範囲で充電が行われるようにする必要がある一方、常温と大差ない温度では夏場などにおいていくら待機してもＴ2゜Ｃに達しない場合が生じ得る。そこで、本実施形態では、上限値Ｔ2゜Ｃをある程度高く設定することにより、そのような不具合を解消するとともに、ステップＳ３’において充電待ちを行うことにより、電池温度が上記上限値Ｔ2゜Ｃよりも十分に低くなるようにしている。
【００６１】
ステップＳ３’における充電待ちは設定時間（ｔ3）行い、設定時間（ｔ3）経過後にステップＳ４へ進んで０．３Ｃ定電流充電を行う。ただし、環境温度が上昇したような場合には、ステップＳ３’において待機している間に電池温度が上限値Ｔ2゜Ｃ以上となってしまうことも考えられる。そこで、そのような場合には、ステップＳ３へ戻って最初の充電待ちを再度行う。なお、ステップＳ３’において充電待ちを行っている間は、待機状態であることを示すためにＬＥＤが長い周期で点滅している。
【００６２】
次に、ステップＳ４では、電圧の降下（−δＶ）が検出されたときに０．３Ｃ定電流充電を終了してステップＳ５へ進む。この場合、第１実施形態と同様に、検出遅延タイマ（図示略）を作動させて、充電を開始してから所定時間経過してから（−δＶ）の検出を行う。また、１．５Ａ定電流充電は、上記（−δＶ）を検出した場合以外に、電池温度が充電の最高温度Ｔ3゜Ｃ（Ｔ2＜Ｔ3）に達したときにも終了してステップＳ５へ進む。この場合も充電を開始してから所定時間経過してから充電終了温度Ｔ3゜Ｃの検出を行う。
【００６３】
以上はステップＳ４における充電が正常に行われたときの処理である。１．５Ａ定電流充電が正常に行われなかった場合には、ステップＳ７へ進んで充電を終了する。以下、ステップＳ４からステップＳ７へ進む場合の条件について説明する。まず、１．５ＡＣ定電流充電において、設定時間（ｔ1）経過しても電圧降下（−δＶ）も充電終了温度Ｔ3゜Ｃも検出されない場合には、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。この場合には、フル充電あるいはそれに近い状態まで充電が進んでいると考えられるので、本実施形態では、ステップ７へ進んで充電を停止し、充電終了を示すためにＬＥＤを消灯する。
【００６４】
さらに、ステップＳ４においては、室内で充電を開始し、その後暖房を停止するなどの事情により室温がＴ1゜Ｃ未満になってしまうことがあることから、電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合には、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。また、電池温度がＴ1゜Ｃに近い状態でステップＳ３からステップＳ４へ進んだ場合には、充電開始時の吸熱反応による温度降下により電池温度がＴ1゜Ｃ未満となってしまうことがあるので、この場合においても、検出遅延タイマーにより、充電を開始して所定時間経過してから電池温度Ｔ1の検出を行う。また、ステップＳ４において充電器Ａの内部温度がＴ4゜Ｃになった場合にも、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。さらに、充電器Ａのプラグ６ｂが２次電池Ｂのレセプタクル６ａに差し込まれてステップＳ２における電池接続判定が「ＹＥＳ」であるにも拘わらず、断線などの原因により充電電流が供給されない場合がある。この場合、充電制御部１０は、充電部１１に設けた電流センサ（図示略）による検出値が０であることを認識し、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。以上の場合には、ＬＥＤを短い周期で点滅させ、異常が生じて充電が行われなかったことを使用者に報知する。
【００６５】
次に、ステップＳ５では、第１実施形態と同様に０．５Ａ追い充電を行い、追い充電開始から設定時間（ｔ2）経過すると、ステップＳ７へ進んで充電を終了しＬＥＤを消灯する。この実施形態のステップ５では、電池温度が充電終了温度Ｔ3゜Ｃに達してステップＳ５へ進んだ場合であってもＬＥＤを消灯する。また、ステップＳ５において、充電器Ａの内部温度がＴ4゜Ｃになった場合にはステップＳ７へ進んで充電を停止する。また、電池接続判定が「ＹＥＳ」でありながら断線によって充電電流が途中から供給されなくなることも考えられるため、そのような場合もステップＳ７へ進んで充電を停止する。これらの場合には、異常が生じたことを報知するためにＬＥＤを短い周期で点滅させる。
【００６６】
また、ステップＳ５では、電池温度が充電終了温度にＴ3゜Ｃ以上になった場合にはステップＳ８へ進んで適正温度になるまで待機し、適正温度まで下がったらステップＳ８へ戻って追い充電を続行する。なお、この場合においても、ステップＳ８において待機している間に設定時間（ｔ2）経過すると、ステップＳ７へ進んで充電を終了する。この場合には、充電が充分に行われていると考えられるので、ＬＥＤを消灯する。
【００６７】
また、ステップＳ８においても、充電器Ａの内部温度がＴ4゜Ｃになった場合にはステップＳ７へ進んで充電を停止する。また、断線によって充電電流が途中から供給されなくなった場合にもステップＳ７へ進んで充電を停止する。これらの場合においても、異常が生じたことを報知するためにＬＥＤを短い周期で点滅させる。
【００６８】
上記第４実施形態においても前記第１実施形態と同等の効果を奏するのは勿論のこと、温度範囲の上限値Ｔ2゜Ｃをある程度高く設定しても、２回目の待機によって電池温度を確実に降下させることができる。よって、夏場など室温が高い場合であっても、次の行程へ進んで定電流充電を確実に行うことができる。
【００６９】
Ｅ．変更例
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の変更が可能である。
▲１▼定電流充電および追い充電の電流値、充電時間並びに各種温度設定は前記実施形態の数値に限らず任意に設定することができる。
▲２▼第３実施形態ではステップＳ９の判定に応じてステップＳ４へ戻るようになっているが、ステップＳ５へ戻って０．５Ａ定電流充電を行うようにしてもよい。
▲３▼第２実施形態では、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）を開始して設定時間（ｔ1）経過するとステップＳ６へ進んで充電終了の温度待ちを行うが、ステップＳ７へ直接進んで充電を終了してもよい。
▲４▼第３実施形態では、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）を開始して設定時間（ｔ1）経過するとステップＳ６へ進んで充電終了の温度待ちを行うが、ステップＳ９へ直接進んで充電終了時の電池電圧を検出するようにしてもよい。また、第２実施形態においてもステップＳ７に代えてステップＳ９を設け、ステップＳ４からステップＳ９へ進むようにしてもよい。
▲５▼上記実施形態および変更例では、０．５Ａ追い充電（ステップＳ５）を行う際に２次電池の適正温度待ちを行い（ステップＳ８）、その場合に０．５Ａ追い充電開始から開始される計時を続行しているが、ステップＳ８へ進んだときに計時を一時停止し、ステップＳ８からステップＳ５へ戻る際に計時を再開するようにしても良い。
▲６▼充電中に充電器Ａと電源あるいは充電器と２次電池Ｂとの接続が外れて再び接続されることが考えられる。そのような場合には、最初の状態（ステップＳ１）から充電を開始するように制御することができる。
▲７▼単電池を加熱する構成については、前記実施形態のものに限定されるものではなく、バッテリーケース１内の雰囲気温度を上昇させるヒータを内蔵する等、その構成は任意である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、２次電池にダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止されるので、そのサイクル寿命を向上させることができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 充電器と２次電池の概略の回路を示す図である。
【図２】 （Ａ）はサーミスタと充電制御部との接続を示す図、（Ｂ）は他の例を示す図である。
【図３】 サーミスタの周囲の温度と出力電圧との関係を示す線図である。
【図４】 本発明の第１実施形態を示す状態遷移図である。
【図５】 本発明の第２実施形態を示す状態遷移図である。
【図６】 本発明の第３実施形態を示す状態遷移図である。
【図７】 本発明の第４実施形態
を示す状態遷移図である。
【符号の説明】
２…単電池、５…サーミスタ、６…コネクタ、
１０…充電制御部、１１…充電部、Ａ…充電器、Ｂ…２次電池。
【発明の属する技術分野】
本発明は、補助動力付き自転車などのような電動車両等の電源として用いて好適な２次電池の充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、補助動力付き自転車に搭載される２次電池は、家庭用電源により充電を行うようになっており、そのような２次電池としては、ＮｉＣｄ電池が知られている。ＮｉＣｄ電池における充電は、電池電圧を検出して制御される。すなわち、充電を開始すると電池電圧が徐々に上昇してしばらくするとほぼ一定となり、フル充電状態となる手前で一度ピーク値をとる。そして、充電は、ピーク値からの電圧の降下（−δＶ）が検出されたときに終了するように制御される。あるいは、そのような制御とともに、充電時間をタイマーで計時し、（−δＶ）の検出かタイマーの計時終了のうちのいずれかの条件が満たされたとき、または、両方の条件が満たされたときに充電を終了するように制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えばＮｉＣｄ電池の充電は、温度条件に非常に敏感であることが知られている。したがって、充電を行う際には、電池の温度に対応した制御を行わないと電池のサイクル寿命に悪影響を及ぼすことが心配される。しかしながら、電池温度を考慮した充電方法は未だ提供されていないのが実情である。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電池温度に対応して適切な処理を行うことにより、サイクル寿命を向上させることができる２次電池の充電方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、請求項１に記載の２次電池の充電方法は、充電手段を用いて２次電池を充電する方法であって、前記２次電池への充電を行うに先立ち前記２次電池の温度を測定し、該測定した温度が所定の下限値よりも低いかもしくは所定の上限値よりも高い場合、充電を開始せずに待機する一方、該測定した温度が前記所定の下限値以上で且つ前記所定の上限値以下である場合、前記充電手段から前記２次電池への略一定電流の供給を開始し、充電開始時点からの経過時間を計測するとともに、充電中の前記２次電池の温度および電圧を計測し、Ａ：充電を開始してから所定時間が経過した後に前記２次電池の電圧がピーク値をとったとき、Ｂ：前記２次電池の温度が所定範囲を逸脱したとき、Ｃ：前記２次電池への充電開始から所定時間が経過したとき、の少なくともいずれか１つの条件が満たされたときに、前記充電手段による前記略一定電流の供給を停止し、前記略一定電流による充電が前記条件ＡまたはＢが満たされて終了した後に、上記略一定電流よりも低い第２の略一定電流を前記２次電池に供給し、前記第２の略一定電流による充電の終了後、前記２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の２次電池の充電方法は、前記第２の略一定電流による充電を行う際に、前記２次電池の温度が所定温度範囲外であるときに前記第２の定電流充電を停止しあるいは開始せず、前記２次電池の温度が前記所定温度範囲内となるまで待機した後、前記第２の略一定電流による充電を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の２次電池の充電方法は、充電手段を用いて２次電池を充電する方法であって、前記２次電池への充電を行うに先立ち前記２次電池の温度を測定し、該測定した温度が所定の下限値よりも低いかもしくは所定の上限値よりも高い場合、充電を開始せずに待機する一方、該測定した温度が前記所定の下限値以上で且つ前記所定の上限値以下である場合、前記充電手段から前記２次電池への略一定電流の供給を開始し、充電開始時点からの経過時間を計測するとともに、充電中の前記２次電池の温度および電圧を計測し、Ａ：充電を開始してから所定時間が経過した後に前記２次電池の電圧がピーク値をとったとき、Ｂ：前記２次電池の温度が所定範囲を逸脱したとき、Ｃ：前記２次電池への充電開始から所定時間が経過したとき、の少なくともいずれか１つの条件が満たされたときに、前記充電手段による前記略一定電流の供給を停止し、前記略一定電流による充電が前記条件Ｃが満たされて終了した後に、前記２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示をすることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の２次電池の充電方法は、前記略一定電流による充電または前記第２の略一定電流による充電が終了した後に前記２次電池の電圧を検出し、当該電圧が所定電圧に達していない場合は前記略一定電流による充電を再度行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の２次電池の充電方法は、前記２次電池の温度が前記所定の上限値よりも大きかったために前記略一定電流による充電を開始せずに待機した場合において、前記２次電池の温度が前記所定の上限値以下になった時点からさらに所定時間待機し、その後、前記２次電池への電流の供給を開始することを特徴とする。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の２次電池の充電方法によれば、２次電池の電圧、温度および充電時間のうちのいずれか１つの条件が満たされれば定電流充電を終了するので、２次電池にダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止される。よって、２次電池のサイクル寿命が向上される。 また、２次電池と充電手段とを接続しても直ちに充電は開始されず、２次電池の温度が所定範囲内となるまで待機する。よって、高温での充電のみならず、２次電池にダメージを与える低温での充電も防止される。 また、略一定電流による充電の後にそれよりも低い第２の略一定電流を供給するから、過不足のない精密な充電を行うことができる。低い電流で充電を行うことにより、過充電を防止することもできる。加えて、２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示がなされるので、高温で充電することによる２次電池へのダメージが防止される。
【００１２】
請求項２に記載の２次電池の充電方法によれば、第２の略一定電流による充電においても高温または低温で充電することによる２次電池へのダメージが防止される。
【００１３】
請求項３に記載の２次電池の充電方法によれば、２次電池の電圧、温度および充電時間のうちのいずれか１つの条件が満たされれば定電流充電を終了するので、２次電池にダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止される。よって、２次電池のサイクル寿命が向上される。 また、２次電池と充電手段とを接続しても直ちに充電は開始されず、２次電池の温度が所定範囲内となるまで待機する。よって、高温での充電のみならず、２次電池にダメージを与える低温での充電も防止される。さらに、２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示がなされるので、高温で充電することによる２次電池へのダメージが防止される。
【００１５】
充電終了後も２次電池が充電器に接続されたまま長時間放置されると自己放電によって電圧が低下する。請求項４に記載の２次電池の充電方法によれば、２次電圧の電圧が所定電圧に達していない場合に略一定電流による充電を再度行うから、最終的な充電電圧つまり充電量が保障され、充電完了の表示がある場合には必ずある一定量の充電がなされているという信頼性を得ることができる。
【００１６】
請求項５に記載の２次電池の充電方法によれば、２次電池の温度が予め設定された上限値まで下がると、その後さらに待機して２次電池の温度を降下させるから、温度範囲の上限値をある程度高く設定することができる。一方、上限値を下げると、夏場など周温が高い場合には、永久に充電を始めないことが考えられるが、この方法によれば、夏場など外気温が高い場合でも２次電池の温度を上限値以下にさせて次の処理を進めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１実施形態
図１ないし図４を参照をしながら本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明を実施するための充電器Ａと２次電池Ｂの接続を示す概略の回路図である。まず、２次電池Ｂの構成について説明すると、図中符号１は電池ケースである。電池ケース１の内部には、互いに直列に接続されたＮｉＣｄ電池からなる複数の単電池（セル）２が配置されている。また、単電池２の外周部には帯状のヒータ４が巻き付けられ、各ヒータ４，…は直列に接続されている。また、電池ケース１の内部にはサーミスタ５が配置されている。そして、単電池２、ヒータ４およびサーミスタ５はコネクタ６のレセプタクル６ａに接続されている。
【００２１】
次に、充電器Ａの構成について説明する。図中符号１０は充電器Ａの各部を制御する充電制御部であり、充電制御部１０は充電部１１に充電を行うための制御信号を供給する。充電部１１には家庭用電源が接続され、充電制御部１０の制御に基づいて２次電池Ｂへの給電および給電停止を行う。また、充電制御部１０は、ＦＥＴ１２のゲートにリレー制御信号を供給し、これによって、コイル１３ａに励磁電流が流れてリレー１３がオン・オフ制御される。
【００２２】
リレー１３がオンになると、家庭用電源がコネクタ６を介してヒータ４に供給され、単電池２を加熱する。一方、サーミスタ５からの出力電圧は充電制御部１０によって検出され、充電制御部１０は、サーミスタ５からの出力電圧、つまり、単電池２の温度（電池温度）を示す信号に基づいてリレー１３を制御する。なお、コネクタ６のプラグ６ｂはレセプタクル６ａに着脱自在に接続されている。また、図示はしないが、充電器Ａには２次電池Ｂの電圧を検出する電圧検出部が内蔵され、２次電池の電圧の値は充電制御部１０に入力される。
【００２３】
次に、図２（Ａ）は、サーミスタ５と充電制御部１０との接続の詳細を示す図である。この図に示すように、サーミスタ５の一端はコネクタ６を介して直流電源（例えば＋５Ｖ）に接続され、他端は接地されている。また、サーミスタ５の一端には抵抗Ｒが介装され、抵抗Ｒとサーミスタ５との中間部は充電制御部１０に接続されている。このような回路により、サーミスタ５の温度に応じて充電制御部１０に出力される電圧が変化する。図３はサーミスタ５の周囲の温度と充電制御部１０に出力される電圧との関係を示す線図である。この図に示すように、サーミスタ５の周囲温度が上昇してサーミスタ５の抵抗が減少すると、充電制御部１０に出力される電圧が減少する。
【００２４】
通常の使用状態では、サーミスタ５の周囲の温度は０〜４０゜Ｃ程度であるから、図３から、充電制御部１０への出力電圧は１．３〜３．２Ｖ程度となる。しかしながら、コネクタ６が外れているときは、電源電圧（＋５Ｖ）に近い値となる。したがって、充電制御部１０は、サーミスタ５の出力電圧の値によりコネクタ６が接続されているか否かを判定することができる。この判定は、後述する充電の制御に利用される。
【００２５】
次に、図２（Ｂ）は、サーミスタ５と充電制御部１０との接続の他の例を示す図である。この例では、サーミスタ５の一端はコネクタ６を介して直流電源（例えば＋５Ｖ）に接続され、他端は充電制御部１０に接続されている。また、サーミスタ５の他端は抵抗Ｒを介して接地されている。このような回路では、サーミスタ５の周囲温度が上昇してサーミスタ５の抵抗が減少すると、充電制御部１０に出力される電圧は増加する。そして、通常の使用状態では、充電制御部１０への出力電圧は１．３〜３．２Ｖ程度となるが、コネクタ６が外れているときは、０Ｖに近い値となる。したがって、この場合にも、充電制御部１０はサーミスタ５の出力電圧の値によりコネクタ６が接続されているか否かを判定することができる。
【００２６】
次に、上記構成の充電器Ａおよび２次電池Ｂを用いて充電を行う手順について説明する。図４は充電器Ａの状態を時間を追って示す遷移図である。この図において、ステップＳ１〜Ｓ７は充電が正常に進行する場合の処理を示し、最初にそのような処理について説明する。なお、この実施形態では、充電の状態を使用者に表示するために、ＬＥＤを点灯、消灯、点滅のいずれかの状態とし、さらに、点滅については周期の長い点滅と周期の短い点滅の２種類を用いている。以下の説明では、ＬＥＤの状態についても各ステップ毎に説明する。
【００２７】
さて、充電を開始するには、まず、充電器Ａを家庭用電源に接続する（ステップＳ１）。これにより、充電器Ａの充電制御部１０が作動する。次に、充電制御部１０は、サーミスタ５側の電圧により、充電器Ａのプラグ６ｂが２次電池Ｂのレセプタクル６ａに差し込まれたか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００２８】
ここで、サーミスタ５の周囲の温度が例えば１５゜Ｃのときに充電制御部１０への出力電圧は３Ｖとなる（図３参照）。したがって、プラグ６ｂがレセプタクル６ａに差し込まれている場合には、出力電圧が予め記憶した使用範囲内であるから、充電制御部１０は、両者が接続されたと判定してステップＳ３へ進む。一方、プラグ６ｂがレセプタクル６ａに差し込まれていない場合には、出力電圧が予め記憶した使用範囲外（この実施形態では電源電圧＋５ｖ付近）となるから、充電制御部１０は、両者が接続されていないと判定する。そして、充電制御部１０は、プラグ６ｂがレセプタクル６ａに差し込まれるまでステップＳ２における判定を繰り返す。
【００２９】
次に、ステップＳ３において充電制御部１０は、サーミスタ５により検出された電池温度が所定範囲（Ｔ1〜Ｔ2゜Ｃ）か否かを判定する。電池温度がＴ1゜Ｃを下回る場合には、充電制御部１０はリレー１３をオンにし、ヒータ４に給電する。一方、電池温度がＴ2゜Ｃ以上の場合には、電池温度が降下してＴ2゜Ｃ未満となるまで待機する。このように、充電開始の電池温度を制御するのは、低温（すなわちＴ1゜Ｃ未満）で充電を行うと、充電効率が極端に低下するために充電不足になりやすく、しかも、単電池２内部の電解液がガスとなって寿命が極端に低下してしまうからである。また、高温で充電を行うと、２次電池のサイクル寿命に悪影響を及ぼすことが種々の実験で確認されている。本実施形態では、後述するように充電時の最高温度をＴ3゜Ｃと設定し、これよりも低い温度（Ｔ2゜Ｃ未満）で充電を開始するようにしている。また、ステップＳ３へ進むと、今まで消灯していたＬＥＤが長い周期で点滅し始める。これにより、使用者は、充電が上記のような待機状態であることを知ることができる。
【００３０】
以上のようにして電池温度が所定範囲内になると、ステップＳ４へ進み、単電池２，…への給電、つまり充電を開始する。このときＬＥＤは点灯し、使用者は充電が開始されたことを知ることができる。この充電は、例えば１．５Ａという一定の電流値で行われる。また、充電が開始されると同時に、充電制御部１０に内蔵したタイマー（図示略）が計時を開始する。このタイマーの計時開始から相当時間（ｔ1）経過すると、後述するように、給電を停止してステップＳ７へ進んで充電を終了するようになっている。さらに、ステップＳ４では、電池温度がＴ1゜Ｃを下回った場合にもステップＳ７へ進むようになっている。これについても後に詳細に説明する。
【００３１】
前述のように、ステップＳ４において充電を開始すると、電池電圧が徐々に上昇してしばらくするとほぼ一定となり、フル充電状態となる手前で一度ピーク値をとって減少する。そして、充電の処理は、ピーク値からの電圧の降下（−δＶ）が検出されたときに１．５Ａ定電流充電を終了してステップＳ５へ進む。なお、充電を開始してしばらくは電池電圧が安定せず、（−δＶ）を上回るような電圧の降下が生じることもある。そこで、この実施形態では、充電制御部１０に内蔵した検出遅延タイマー（図示せず）を作動させて、充電を開始してから所定時間経過してから（−δＶ）の検出を行うようにしている。
【００３２】
１．５Ａ定電流充電は、上記（−δＶ）を検出した場合以外に、電池温度が充電終了温度、つまり前述した充電の最高温度Ｔ3゜Ｃ（Ｔ2＜Ｔ3）に達したときにも終了する。すなわち、（−δＶ）と充電終了温度Ｔ3゜Ｃのいずれか一方が検出されたときにステップＳ５へ進む。充電終了温度Ｔ3゜Ｃを充電開始の閾値（Ｔ2゜Ｃ）よりも高くしているのは、充電により２次電池Ｂの温度が上昇するからである。このように、本実施形態では、電池温度をも加味して１．５Ａ定電流充電を終了させることにより、２次電池Ｂへのダメージが生じないようにしている。
【００３３】
なお、充電終了温度Ｔ3゜Ｃの設定によっては、以下の理由により、充電を開始してから所定時間経過してから充電終了温度Ｔ3゜Ｃの検出が行われる。すなわち、充電終了温度がＴ3゜Ｃよりも低いＴ2゜Ｃに設定されることもある。この場合において、ステップＳ４では、電池温度がＴ2゜Ｃ未満であることを条件として１．５Ａ定電流充電が開始されるが、電池温度の検出のばらつきにより充電開始直後に検出温度がＴ2゜Ｃに達してしまうことが考えられる。一方、充電を開始してしばらくは２次電池の吸熱反応により電池温度が降下するため、充電を開始して所定時間経過してから充電終了温度Ｔ3゜Ｃの検出を開始すれば、上記のような検出温度を充電終了温度Ｔ3゜Ｃとして検出するようなことが生じない。
【００３４】
次に、ステップＳ５では、どのような条件でステップＳ４からステップＳ５へ進んだかによってＬＥＤの発光状態を分けている。すなわち、（−δＶ）の検出によりステップＳ５へ進んだ場合には、ＬＥＤは消灯する。一方、電池温度が充電終了温度Ｔ3゜Ｃに達したことによりステップＳ５へ進んだ場合には、ＬＥＤは短い周期で点滅する。これにより、使用者は２次電池の温度異常によりステップＳ４が終了したことを知ることができる。
【００３５】
さて、ステップＳ５では、ステップＳ４よりも低い電流値（例えば０．５Ａ）による定電流充電（第２の定電流充電、以下、この充電を「追い充電」と称する）を行う。すなわち、１．５Ａ定電流充電において（−δＶ）を検出した時点では、２次電池の単電池２が全てフル充電状態となっているとは限らない。しかしながら、（−δＶ）を検出した後においても１．５Ａ定電流充電を続行すると過充電となる可能性がある。そこで、この実施形態では、０．５Ａという低い電流値で仕上げの充電を行うことにより、過不足のない充電を行うようにしている。このような追い充電の時間は、タイマー（図示せず）により設定され、設定時間（ｔ2）経過したらステップＳ７へ進んで充電を終了する。
【００３６】
なお、ステップＳ７へ進んだ後もＬＥＤは消灯したままである。このように、正常な充電が行われた場合には、ステップＳ５およびステップ７においてＬＥＤは消灯している。このため、使用者は、ステップＳ５が終了しないうちに電源を切って充電を終了させてしまうことも考えられる。しかしながら、ステップＳ４の終了により充電は実質的に終了しているので、２次電池の使用上問題はない。
【００３７】
以上は、充電が正常に行われた場合の処理の手順である。次に、充電が正常に行われなかった場合の処理について説明する。まず、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）において、相当時間経過しても電圧降下（−δＶ）も充電終了温度Ｔ3゜Ｃも検出されないことが生じうる。そのような場合に１．５Ａ定電流充電を続行すると、２次電池に過充電等のダメージを与えることになるため、ステップＳ４においては、１．５Ａ定電流充電を開始して設定時間（ｔ1）経過したら、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。なお、１．５Ａ定電流充電を所定時間続行すればフル充電あるいはそれに近い状態まで充電が進んでいると考えられるので、本実施形態では、０．５Ａ定電流充電（ステップ５）へ進まずに充電を停止する。
【００３８】
また、室内で充電を開始し、その後暖房を停止するなどの事情により室温がＴ1゜Ｃ未満になってしまうことが想定される。このような場合に充電を行うと、前述のように、単電池２内でのガスの発生という電池寿命に重大な悪影響を及ぼす現象が生じる。そこで、ステップＳ４において電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合には、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。そして、この場合には、ＬＥＤを短い周期で点滅させて使用者に温度以上が生じたことを報知する。なお、電池温度がＴ1゜Ｃに近い状態でステップＳ３からステップＳ４へ進んだ場合には、充電開始時の吸熱反応による温度降下により電池温度がＴ1゜Ｃ未満となってしまう。このような場合に充電を停止するのは使用上不便であるので、充電終了温度Ｔ3゜Ｃの検出の場合と同様に、検出遅延タイマーにより、充電を開始して所定時間経過してから電池温度の検出が行われる。
【００３９】
また、前述のように、電池温度がＴ3゜Ｃ以上の状態で充電を行うと２次電池に悪影響を及ぼす。このため、ステップＳ４において、充電温度が充電終了温度Ｔ3゜Ｃに達した場合に、ステップＳ５へ進んでそのまま０．５Ａ定電流充電を行うことは避けなければならない。そこで、ステップＳ５では、電池温度がＴ3゜Ｃ以上であるか否かを判定し、Ｔ3゜Ｃ以上である場合にはステップＳ８へ進んで適正温度になるまで待機することにしている。したがって、電池温度がＴ3゜Ｃ以上となったためにステップＳ４からステップＳ５へ進んだ場合には、ステップＳ５から直ちにステップＳ８へ進むことになる。
【００４０】
この場合、電池温度の異常がどのステップで生じたかを使用者に報知するために、ＬＥＤの発光方法が変えられる。すなわち、ステップＳ４において温度異常は生じなかったが、ステップＳ５で追い充電を行っているときに電池温度がＴ3゜Ｃに達してステップＳ８へ進んだ場合には、さほど重大な異常ではないため、ＬＥＤは消灯させられる。一方、ステップＳ４において電池温度がＴ3゜Ｃに達してしまった場合には、看過できない異常としてＬＥＤは短い周期で点滅させられる。
【００４１】
さて、ステップＳ８においては、電池温度がＴ3゜Ｃ以上の場合には、Ｔ3゜Ｃよりもやや低い所定の温度になるまで２次電池Ｂの自然冷却を待つ。そして、電池温度が上記した所定温度以下となったら、ステップＳ５へ戻って０．５Ａ追い充電を再会する。そして、０．５Ａ追い充電が終了したらステップＳ７へ進んで充電を終了する。また、ステップＳ８において待機している間に、０．５Ａ追い充電の開始から上記した設定時間（ｔ2）を経過してしまうことがある。この場合には、ステップＳ７へ進んで充電を終了する。
【００４２】
ステップＳ７では、ステップＳ４において電池温度がＴ1゜Ｃ未満となって充電が停止された場合と、ステップＳ４において電池温度がＴ3゜Ｃ以上となって１．５Ａ定電流充電が停止された場合には、ＬＥＤは短い周期で点滅し、それ以外の場合にはＬＥＤは消灯する。したがって、使用者には、充電の過程において単電池２に看過できない異常が生じたことを知ることができる。
【００４３】
上記した２次電池の充電方法においては、ステップＳ４において、２次電池Ｂの電圧、温度および充電時間のうちのいずれか１つの条件が満たされれば定電流充電を終了するので、２次電池Ｂにダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止される。よって、２次電池のサイクル寿命を向上させることができる。
【００４４】
また、上記実施形態では上記のような本発明の効果の他に、以下のような効果を有する。すなわち、ステップＳ４において、２次電池Ｂの電圧、温度および充電時間のうちのいずれか１つの条件が満たされれば定電流充電を終了するので、２次電池Ｂにダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止される。よって、２次電池のサイクル寿命を向上させることができる。
【００４５】
上記実施形態では、２次電池Ｂと充電器Ａとを接続しても直ちに充電は開始されず、２次電池Ｂの温度が所定範囲内となるまで待機する（ステップＳ３）。よって、高温での充電のみならず、２次電池にダメージを与える低温での充電も防止される。また、１．５Ａ定電流充電の後に０．５Ａの追い充電を行うから、過不足のない精密な充電を行うことができるとともに、追い充電の電流値が低いから、過充電を確実に防止することもできる。
【００４６】
上記実施形態では、２次電池Ｂと充電器Ａとを接続しても直ちに充電は開始されず、２次電池Ｂの温度が所定範囲内となるまで待機する（ステップＳ３）。よって、２次電池にダメージを与える高低温での充電が確実に防止される。また、１．５Ａ定電流充電の後に０．５Ａ追い充電を行うから、過不足のない精密な充電を行うことができるとともに、追い充電の電流値が低いから、過充電を確実に防止することもできる。
【００４７】
上記実施形態では、各単電池２をヒータ４で被覆しているので、単電池２を均一に加熱することができ、充電の際の温度制御を正確に行うことができる。加えて、コネクタ６の接続状態をサーミスタ５からの出力電圧により判定するので、その回路を構成するためのコストアップを大幅に抑えることができる。
【００４８】
上記実施形態では、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）を行っている際に電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合に、ステップＳ７へ進んで充電を停止するから、使用者は、充電を開始して短時間で温度異常を示すＬＥＤ表示を視認することにより、低温による温度異常であることを知ることができる。したがって、使用者は、部屋を代えて充電をやり直す等の適切な処置を採ることができる。さらに、上記実施形態では、各単電池２をヒータ４で被覆しているので、単電池２を均一に加熱することができ、充電の際の温度制御を正確に行うことができる。
【００４９】
上記実施形態では、サーミスタ５と充電制御部１０との接続を利用してコネクタ６が接続されているか否かを判定するから、その判定のための特別な配線や部材を必要とせずに充電制御部１０のソフトウエアだけで接続の判定を行うことができ、極めて経済的である。また、２次電池Ｂが過放電状態であったり短絡が生じていたりした場合であっても、そのようなトラブルの影響を一切受けずに接続の判定を行うことができる。
【００５０】
Ｂ．第２実施形態
次に、図５を参照して第２実施形態について説明する。この実施形態は、前記第１実施形態のステップＳ５とＳ７の間に、２次電池の温度降下を待つステップＳ６を挿入した点、ステップＳ４において設定時間（ｔ1）経過したときにステップＳ６へ進む点、およびステップＳ８からステップＳ６へ進む点で第１実施形態と異なっている。なお、それ以外の動作については第１実施形態とほぼ同じであるので、同じ動作については説明を省略する。
【００５１】
まず、ステップＳ４においては、１．５Ａ定電流充電を開始して設定時間（ｔ1）経過したら、給電を停止してステップＳ６へ進み、２次電池Ｂの温度降下を待つ。一方、ステップＳ４において電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合には、第１実施形態と同様に、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。
【００５２】
また、単電池２への給電を終了した直後には単電池２の温度は上昇しており、そのような状態で放電を行うと、２次電池の寿命低下等の種々の悪影響が生じることが確認されている。そこで、第２実施形態では、０．５Ａ追い充電（ステップＳ５）の終了後に電池温度が所定温度（Ｔ2゜Ｃよりもわずかに高い温度）まで降下して充電終了とすることにしている。そして、第２実施形態では、正常な温度で充電が終了したことを表示するために、ステップＳ５およびＳ６においてＬＥＤを点灯し、ステップＳ７へ進んだときに消灯するようにしている。
【００５３】
また、第１実施形態では、ステップＳ８からステップＳ７へ進んで充電を終了していたが、第２実施形態では、ステップＳ６へ進んで２次電池が上記所定温度になるのを待つ。そして、２次電池が所定の温度になったらステップＳ７へ進んで充電を終了する。また、充電の終了を表示するために、ステップＳ８ではどのような場合にもＬＥＤを点灯し、ステップＳ６を経由してステップＳ７へ進んで始めて消灯するようにしている。ただし、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）において、電池温度がＴ1゜Ｃ未満となって充電を停止した場合と、電池温度がＴ2゜Ｃ以上となって０．５Ａ追い充電に入った場合には、温度異常が生じたことを報知するためにＬＥＤを短い周期で点滅させる。
【００５４】
上記第２実施形態では、第１実施形態と同等の効果を奏することは勿論のこと、２次電池Ｂが所定温度まで降温するのを待って充電を終了し、かつ、充電終了を示す表示をするので、使用者は、ＬＥＤが消灯していることを確認してから２次電池を使用することができる。したがって、２次電池を高温で放電することによる２次電池へダメージを与えるようなことが防止され、サイクル寿命を一層向上させることができる。
【００５５】
Ｃ．第３実施形態
次に、図６を参照して本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、以下のような補充電を行う点において前記各実施形態と異なっている。すなわち、ステップＳ６の後に、充電完了後の２次電池の電圧を検出するとともに、電圧が所定電圧以下か否かを判定する（ステップＳ９）。そして、電圧が所定電圧以下と判定したらステップＳ４へ戻り、１．５Ａ定電流充電を再度行う。そして、２回目の１．５Ａ定電流充電は、電圧降下（−δＶ）を検出した場合、電池温度が充電終了温度Ｔ3゜Ｃに達したとき、および、１．５Ａ定電流充電を開始してから設定時間（ｔ1）経過したとき、のいずれかの条件が満足されることにより停止し、その後ステップＳ６へ進む。また、ステップＳ４において電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合には、ステップＳ９へ進んで充電を停止する。なお、この第３実施形態でも検出遅延タイマーが使用され、（−δＶ）の検出および電池温度の検出は所定時間経過後に行われる。
【００５６】
上記第３実施形態においても前記実施形態と同様に２次電池のサイクル寿命を向上させることができる。特に、充電終了後も２次電池が充電器に接続されたまま長時間放置されると自己放電によって電圧が低下するが、この変更例では、２次電圧の電圧が所定電圧に達していない場合に１．５Ａ定電流充電を再度行うから、最終的な充電電圧つまり充電量が保障され、充電完了の表示がある場合には必ずある一定量の充電がなされているという信頼性を得ることができる。
【００５７】
Ｄ．第４実施形態
次に、図７を参照して本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、主として充電待ちの工程を２種類設けた点、充電器Ａの内部温度も検出して充電を制御するようにした点において前記第１実施形態と異なっている。以下、これらの点を中心にして第４実施形態を説明する。
【００５８】
図４におけるステップＳ１およびＳ２での処理は第１実施形態と同じである。次に、ステップＳ３では、第１実施形態と同様に、サーミスタ５により検出された電池温度が所定範囲（Ｔ1〜Ｔ2゜Ｃ）か否かを判定する。電池温度がＴ1゜Ｃを下回る場合には、充電制御部１０はリレー１３をオンにし、ヒータ４に給電する。一方、電池温度がＴ2゜Ｃ以上の場合には、電池温度が降下してＴ2゜Ｃ未満となるまで待機する。また、ステップＳ３へ進むと、今まで消灯していたＬＥＤが長い周期で点滅し始める。これにより、使用者は、充電が上記のような待機状態であることを知ることができる。
【００５９】
また、ステップＳ３では、充電器Ａの内部温度がＴ4゜Ｃ以下か否かを判定する。これは、充電器Ａの内部が環境温度をかなり上回る温度に達すると、充電器Ａ内の電子素子が破壊されてしまうからである。このようにして電池温度および充電器Ａの内部温度が所定範囲内になると、ステップＳ４へ進み、単電池２，…への給電、つまり充電を開始する。この場合、２次電池の容量が５Ａｈであるとすると、５×０．３Ａという一定の電流値で充電を行う（以下、そのような充電を０．３Ｃ定電流充電、また、５×０．１Ａの場合には０．１Ｃ定電流充電と称する）。このときＬＥＤは点灯し、使用者は充電が開始されたことを知ることができる。なお、ステップＳ４での処理については後に詳述する。
【００６０】
ここで、ステップＳ３において電池温度がＴ2゜Ｃ未満となるまで待機した場合には、第４実施形態では、ステップＳ３’へ進んで所定時間待機する。これは、電池温度の上限値Ｔ2゜Ｃは、できるだけ低く設定して常温からあまり外れない範囲で充電が行われるようにする必要がある一方、常温と大差ない温度では夏場などにおいていくら待機してもＴ2゜Ｃに達しない場合が生じ得る。そこで、本実施形態では、上限値Ｔ2゜Ｃをある程度高く設定することにより、そのような不具合を解消するとともに、ステップＳ３’において充電待ちを行うことにより、電池温度が上記上限値Ｔ2゜Ｃよりも十分に低くなるようにしている。
【００６１】
ステップＳ３’における充電待ちは設定時間（ｔ3）行い、設定時間（ｔ3）経過後にステップＳ４へ進んで０．３Ｃ定電流充電を行う。ただし、環境温度が上昇したような場合には、ステップＳ３’において待機している間に電池温度が上限値Ｔ2゜Ｃ以上となってしまうことも考えられる。そこで、そのような場合には、ステップＳ３へ戻って最初の充電待ちを再度行う。なお、ステップＳ３’において充電待ちを行っている間は、待機状態であることを示すためにＬＥＤが長い周期で点滅している。
【００６２】
次に、ステップＳ４では、電圧の降下（−δＶ）が検出されたときに０．３Ｃ定電流充電を終了してステップＳ５へ進む。この場合、第１実施形態と同様に、検出遅延タイマ（図示略）を作動させて、充電を開始してから所定時間経過してから（−δＶ）の検出を行う。また、１．５Ａ定電流充電は、上記（−δＶ）を検出した場合以外に、電池温度が充電の最高温度Ｔ3゜Ｃ（Ｔ2＜Ｔ3）に達したときにも終了してステップＳ５へ進む。この場合も充電を開始してから所定時間経過してから充電終了温度Ｔ3゜Ｃの検出を行う。
【００６３】
以上はステップＳ４における充電が正常に行われたときの処理である。１．５Ａ定電流充電が正常に行われなかった場合には、ステップＳ７へ進んで充電を終了する。以下、ステップＳ４からステップＳ７へ進む場合の条件について説明する。まず、１．５ＡＣ定電流充電において、設定時間（ｔ1）経過しても電圧降下（−δＶ）も充電終了温度Ｔ3゜Ｃも検出されない場合には、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。この場合には、フル充電あるいはそれに近い状態まで充電が進んでいると考えられるので、本実施形態では、ステップ７へ進んで充電を停止し、充電終了を示すためにＬＥＤを消灯する。
【００６４】
さらに、ステップＳ４においては、室内で充電を開始し、その後暖房を停止するなどの事情により室温がＴ1゜Ｃ未満になってしまうことがあることから、電池温度がＴ1゜Ｃ未満となった場合には、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。また、電池温度がＴ1゜Ｃに近い状態でステップＳ３からステップＳ４へ進んだ場合には、充電開始時の吸熱反応による温度降下により電池温度がＴ1゜Ｃ未満となってしまうことがあるので、この場合においても、検出遅延タイマーにより、充電を開始して所定時間経過してから電池温度Ｔ1の検出を行う。また、ステップＳ４において充電器Ａの内部温度がＴ4゜Ｃになった場合にも、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。さらに、充電器Ａのプラグ６ｂが２次電池Ｂのレセプタクル６ａに差し込まれてステップＳ２における電池接続判定が「ＹＥＳ」であるにも拘わらず、断線などの原因により充電電流が供給されない場合がある。この場合、充電制御部１０は、充電部１１に設けた電流センサ（図示略）による検出値が０であることを認識し、ステップＳ７へ進んで充電を停止する。以上の場合には、ＬＥＤを短い周期で点滅させ、異常が生じて充電が行われなかったことを使用者に報知する。
【００６５】
次に、ステップＳ５では、第１実施形態と同様に０．５Ａ追い充電を行い、追い充電開始から設定時間（ｔ2）経過すると、ステップＳ７へ進んで充電を終了しＬＥＤを消灯する。この実施形態のステップ５では、電池温度が充電終了温度Ｔ3゜Ｃに達してステップＳ５へ進んだ場合であってもＬＥＤを消灯する。また、ステップＳ５において、充電器Ａの内部温度がＴ4゜Ｃになった場合にはステップＳ７へ進んで充電を停止する。また、電池接続判定が「ＹＥＳ」でありながら断線によって充電電流が途中から供給されなくなることも考えられるため、そのような場合もステップＳ７へ進んで充電を停止する。これらの場合には、異常が生じたことを報知するためにＬＥＤを短い周期で点滅させる。
【００６６】
また、ステップＳ５では、電池温度が充電終了温度にＴ3゜Ｃ以上になった場合にはステップＳ８へ進んで適正温度になるまで待機し、適正温度まで下がったらステップＳ８へ戻って追い充電を続行する。なお、この場合においても、ステップＳ８において待機している間に設定時間（ｔ2）経過すると、ステップＳ７へ進んで充電を終了する。この場合には、充電が充分に行われていると考えられるので、ＬＥＤを消灯する。
【００６７】
また、ステップＳ８においても、充電器Ａの内部温度がＴ4゜Ｃになった場合にはステップＳ７へ進んで充電を停止する。また、断線によって充電電流が途中から供給されなくなった場合にもステップＳ７へ進んで充電を停止する。これらの場合においても、異常が生じたことを報知するためにＬＥＤを短い周期で点滅させる。
【００６８】
上記第４実施形態においても前記第１実施形態と同等の効果を奏するのは勿論のこと、温度範囲の上限値Ｔ2゜Ｃをある程度高く設定しても、２回目の待機によって電池温度を確実に降下させることができる。よって、夏場など室温が高い場合であっても、次の行程へ進んで定電流充電を確実に行うことができる。
【００６９】
Ｅ．変更例
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の変更が可能である。
▲１▼定電流充電および追い充電の電流値、充電時間並びに各種温度設定は前記実施形態の数値に限らず任意に設定することができる。
▲２▼第３実施形態ではステップＳ９の判定に応じてステップＳ４へ戻るようになっているが、ステップＳ５へ戻って０．５Ａ定電流充電を行うようにしてもよい。
▲３▼第２実施形態では、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）を開始して設定時間（ｔ1）経過するとステップＳ６へ進んで充電終了の温度待ちを行うが、ステップＳ７へ直接進んで充電を終了してもよい。
▲４▼第３実施形態では、１．５Ａ定電流充電（ステップＳ４）を開始して設定時間（ｔ1）経過するとステップＳ６へ進んで充電終了の温度待ちを行うが、ステップＳ９へ直接進んで充電終了時の電池電圧を検出するようにしてもよい。また、第２実施形態においてもステップＳ７に代えてステップＳ９を設け、ステップＳ４からステップＳ９へ進むようにしてもよい。
▲５▼上記実施形態および変更例では、０．５Ａ追い充電（ステップＳ５）を行う際に２次電池の適正温度待ちを行い（ステップＳ８）、その場合に０．５Ａ追い充電開始から開始される計時を続行しているが、ステップＳ８へ進んだときに計時を一時停止し、ステップＳ８からステップＳ５へ戻る際に計時を再開するようにしても良い。
▲６▼充電中に充電器Ａと電源あるいは充電器と２次電池Ｂとの接続が外れて再び接続されることが考えられる。そのような場合には、最初の状態（ステップＳ１）から充電を開始するように制御することができる。
▲７▼単電池を加熱する構成については、前記実施形態のものに限定されるものではなく、バッテリーケース１内の雰囲気温度を上昇させるヒータを内蔵する等、その構成は任意である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、２次電池にダメージを与える高低温での充電および長時間の充電が防止されるので、そのサイクル寿命を向上させることができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 充電器と２次電池の概略の回路を示す図である。
【図２】 （Ａ）はサーミスタと充電制御部との接続を示す図、（Ｂ）は他の例を示す図である。
【図３】 サーミスタの周囲の温度と出力電圧との関係を示す線図である。
【図４】 本発明の第１実施形態を示す状態遷移図である。
【図５】 本発明の第２実施形態を示す状態遷移図である。
【図６】 本発明の第３実施形態を示す状態遷移図である。
【図７】 本発明の第４実施形態
を示す状態遷移図である。
【符号の説明】
２…単電池、５…サーミスタ、６…コネクタ、
１０…充電制御部、１１…充電部、Ａ…充電器、Ｂ…２次電池。
Claims (5)
- 充電手段を用いて２次電池を充電する方法であって、
前記２次電池への充電を行うに先立ち前記２次電池の温度を測定し、
該測定した温度が所定の下限値よりも低いかもしくは所定の上限値よりも高い場合、充電を開始せずに待機する一方、該測定した温度が前記所定の下限値以上で且つ前記所定の上限値以下である場合、前記充電手段から前記２次電池への略一定電流の供給を開始し、
充電開始時点からの経過時間を計測するとともに、充電中の前記２次電池の温度および電圧を計測し、
Ａ：充電を開始してから所定時間が経過した後に前記２次電池の電圧がピーク値をとったとき、
Ｂ：前記２次電池の温度が所定範囲を逸脱したとき、
Ｃ：前記２次電池への充電開始から所定時間が経過したとき、
の少なくともいずれか１つの条件が満たされたときに、前記充電手段による前記略一定電流の供給を停止し、
前記略一定電流による充電が前記条件ＡまたはＢが満たされて終了した後に、上記略一定電流よりも低い第２の略一定電流を前記２次電池に供給し、
前記第２の略一定電流による充電の終了後、前記２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示を行う
ことを特徴とする２次電池の充電方法。 - 前記第２の略一定電流による充電を行う際に、前記２次電池の温度が所定温度範囲外であるときに前記第２の定電流充電を停止しあるいは開始せず、前記２次電池の温度が前記所定温度範囲内となるまで待機した後、前記第２の略一定電流による充電を行うことを特徴とする請求項１に記載の２次電池の充電方法。
- 充電手段を用いて２次電池を充電する方法であって、
前記２次電池への充電を行うに先立ち前記２次電池の温度を測定し、
該測定した温度が所定の下限値よりも低いかもしくは所定の上限値よりも高い場合、充電を開始せずに待機する一方、該測定した温度が前記所定の下限値以上で且つ前記所定の上限値以下である場合、前記充電手段から前記２次電池への略一定電流の供給を開始し、
充電開始時点からの経過時間を計測するとともに、充電中の前記２次電池の温度および電圧を計測し、
Ａ：充電を開始してから所定時間が経過した後に前記２次電池の電圧がピーク値をとったとき、
Ｂ：前記２次電池の温度が所定範囲を逸脱したとき、
Ｃ：前記２次電池への充電開始から所定時間が経過したとき、
の少なくともいずれか１つの条件が満たされたときに、前記充電手段による前記略一定電流の供給を停止し、
前記略一定電流による充電が前記条件Ｃが満たされて終了した後に、前記２次電池が所定温度まで降温するのを待って充電終了を示す表示をすることを特徴とする２次電池の充電方法。 - 前記略一定電流による充電または前記第２の略一定電流による充電が終了した後に前記２次電池の電圧を検出し、当該電圧が所定電圧に達していない場合は前記略一定電流による充電を再度行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の２次電池の充電方法。
- 前記２次電池の温度が前記所定の上限値よりも大きかったために前記略一定電流による充電を開始せずに待機した場合において、前記２次電池の温度が前記所定の上限値以下になった時点からさらに所定時間待機し、その後、前記２次電池への電流の供給を開始することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の２次電池の充電方法。
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