JP4017586B2 - 電池の充電方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池の電圧を検出して満充電を判別する電池の充電方法に関する。

電池は、満充電を正確に検出して充電を停止すると、サイクル寿命を長くできる。過充電を防止して、過充電による電池の性能の低下を少なくできるからである。ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池等の二次電池は、満充電されると、電池電圧がピーク電圧まで上昇した後、ピーク電圧からΔＶ低下する特性を示す。したがって、電池電圧が、ピーク電圧から低下する−ΔＶを検出して、電池の満充電を検出できる。このため、充電器は、一定の周期で電池電圧を検出し、検出した電池電圧がピーク電圧から−ΔＶ低下したことを検出して満充電と判定している。（特許文献１参照）
特開平１１−２５０９４０号公報

図１は、電池が満充電されたときに、電池の電圧がピーク電圧から低下する、−ΔＶ特性を示している。以上の公報に記載される方法は、この図において、ピーク電圧を認識した後、電池電圧がピーク電圧から低下する−ΔＶを検出する。検出された−ΔＶは、あらかじめ設定している一定電圧値に比較され、−ΔＶが一定電圧値よりも大きいと、電池が満充電されたと判定する。

以上の公報に記載される方法は、−ΔＶを正確に検出できないと、満充電を確実に検出できない。−ΔＶの大きさや回数で電池を満充電と判定するからである。電池が満充電されると、ピーク電圧から−ΔＶ低下する特性は、電池を充電する条件や電池の状態により変化する。たとえば十分に放電された電池が、約０．３Ｃよりも小さい電流で充電されると、図２の特性曲線Ａで示すように、満充電されても−ΔＶを検出できないことがある。また、満充電された電池を約０．３Ｃ以下の電流で充電するときにも、図の特性曲線Ｂで示すように、満充電されたときに−ΔＶを検出できないことがある。この状態になって、満充電を正確に検出できないと、充電が継続されて電池は過充電される。

満充電しても−ΔＶを正確に検出できない主たる原因はふたつある。第１の原因は、電池電圧を検出する電圧検出回路の電圧分解能が低く、−ΔＶを検出できない場合である。電池電圧を検出する回路は、検出したアナログ信号の電圧をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル信号で電池電圧が−ΔＶ低下したかどうかを判別する。この方法は、Ａ／Ｄコンバータのビット数が電圧の分解能を特定する。たとえば８ビットのＡ／Ｄコンバータは、電圧を２５６階調に分解するので、電圧の分解能はフルスケール電圧の１／２５６となる。たとえば、２．５６Ｖまで検出できる電圧検出回路の分解能は１０ｍＶとなる。この電圧検出回路は、１０ｍＶ以下の電圧変化を検出できない。このため、電池の−ΔＶが１０ｍＶよりも小さいと検出できない。この欠点は、Ａ／Ｄコンバータに分解能の優れたビット数の大きいものを使用して解消できる。しかしながら、ビット数の多いＡ／Ｄコンバータは部品コストが高くなる。またＡ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号の演算回路も複雑になるので、満充電を検出するための回路が高価になり、現実には採用できない。

−ΔＶを検出できない第２の原因は、満充電された電池の−ΔＶが非常に小さくなり、あるいは−ΔＶ低下しないことにある。この状態になると、前述の公報に記載している方法では、分解能の高いＡ／Ｄコンバータを使用しても満充電を確実に検出するのが難しくなる。

さらに、電池電圧がピーク電圧から−ΔＶ低下したことを検出して満充電と判定する方法は、満充電されない電池を間違って満充電と判定することがある。この欠点は、満充電と判定する−ΔＶを小さくするほど大きくなる。雑音や電池特性が原因で、満充電されない電池電圧が−ΔＶ特性を示すことがあるからである。たとえば、電池を低い温度でパルス充電すると、満充電されないにもかかわらず、電池を充電している電圧が−ΔＶを示すことがある。この状態になると、満充電されないのに満充電と判定して充電が停止されるので、電池を十分に充電できなくなる欠点がある。このため、−ΔＶを検出して満充電を判定する方法は、−ΔＶを小さくすることが、満充電の検出を不正確にすることもある。

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、満充電された電池の−ΔＶが小さくても、確実に満充電を検出して過充電を有効に防止できる電池の充電方法を提供することにある。

本発明の電池の充電方法は、電池の電圧がピーク電圧からΔＶ低下したことを検出し、電池電圧がピーク電圧からΔＶ低下すると満充電されたと判定する。さらに、本発明の請求項１の充電方法は、充電を開始する前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第１設定電圧に比較して、充電開始前電圧が第１設定電圧よりも高く、かつ充電中電圧の変化が第１設定範囲よりも小さく保持される時間が、第１設定時間よりも長くなると、ΔＶ低下を検出することなく、電池が満充電されたと判定する。

さらに、本発明の請求項２に記載される電池の充電方法は、充電している電池の充電中電圧を検出して、充電中電圧が第１設定電圧よりも高い電圧に設定している第２設定電圧よりも高くなるときに限って満充電と判定する。

本発明の請求項３に記載される電池の充電方法は、充電前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第３設定電圧に比較して、充電開始前電圧が第３設定電圧よりも高く、かつ、充電している電池の充電時間が第２設定時間よりも長くΔＶ低下を検出しないと、電池が満充電されたと判定する。

本発明の請求項４に記載される電池の充電方法は、充電前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第４設定電圧に比較して、充電開始前電圧が第４設定電圧よりも低く、かつ、充電している電池の充電中電圧を検出して、充電中電圧が第４設定電圧よりも高い電圧に設定している第５設定電圧よりも高く、なおかつ、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第３設定時間よりも長くなると、ΔＶ低下を検出することなく、電池が満充電されたと判定する。

さらに、本発明の請求項５に記載される電池の充電方法は、充電を開始してからの時間が第４設定時間よりも長くなるときに限って満充電と判定する。

本発明の請求項６に記載される電池の充電方法は、充電前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第１設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第１設定電圧よりも高いときは、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第１設定時間よりも長くなると、ΔＶ低下を検出することなく、電池が満充電されたと判定し、さらに、充電開始前電圧を第４設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第４設定電圧よりも低いときは、充電している電池の充電中電圧を検出して、充電中電圧が第４設定電圧よりも高い電圧に設定している第５設定電圧よりも高く、なおかつ、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第３設定時間よりも長くなると、ΔＶ低下を検出することなく、電池が満充電されたと判定する。

さらに、本発明の請求項７に記載される電池の充電方法は、第１設定電圧と第４設定電圧を等しく設定している。

さらに、本発明の請求項８に記載される電池の充電方法は、電池をパルス充電すると共に、充電オフの状態で電池のオフ電圧を検出し、オフ電圧で満充電を判別する。

本発明の電池の充電方法は、満充電された電池の−ΔＶが小さくても、確実に満充電を検出して過充電を有効に防止できる特長がある。それは、本発明の充電方法が、電池電圧のΔＶ低下が検出されない場合においても、検出される電池電圧や電池を充電している充電時間を所定の設定電圧や設定時間と比較することによって、満充電されたと判定して充電を停止するからである。本発明の充電方法は、充電を開始する前の電池の充電開始前電圧を設定電圧に比較し、あるいは、充電開始前電圧を設定電圧と比較することに加えて充電している電池の充電中電圧を設定電圧と比較し、さらに、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間、あるいは電池を充電している時間の一方又は両方を設定時間と比較することによってΔＶ低下を検出することなく電池が満充電されたと判定する。したがって、満充電された電池のΔＶ低下が小さくても、あるいはΔＶ低下が検出されなくても、確実に満充電を検出して過充電を有効に防止できる。

さらに、本発明の請求項８の充電方法は、パルス充電するときの充電オフの状態でのオフ電圧を検出して電池の満充電を判定するので、電池温度による電池電圧の変化の影響を極減して、満充電を正確に判定できる特長がある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電池の充電方法を例示するものであって、本発明は充電方法を以下の方法に特定しない。

図３は本発明の充電方法に使用する充電器の回路図である。充電器は、満充電されると、電池電圧がピーク電圧まで上昇した後、−ΔＶ低下する特性の電池、たとえばニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池を充電する。ただし、本発明の充電方法は、現在すでに開発されており、あるいはこれから開発される全ての電池であって、満充電されると−ΔＶ特性を示す全ての電池を充電することができる。さらに、以下の実施例は、ひとつのニッケル水素電池を充電する例を示すが、ニッケルカドミウム電池も同じようにして充電できる。また、複数のニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池を充電する場合、設定電圧を電池の個数倍に設定して充電できる。

図の充電器は、入力される交流の商用電源（日本においては１００Ｖ）を、電池１を充電する電圧と電流に変換する充電電源部２と、この充電電源部２の出力側であって電池１との間に接続している充電スイッチ３と、充電する電池電圧を検出して充電スイッチ３と充電電源部２とを制御する充電制御部４とを備える。

充電電源部２は、充電制御部４にコントロールされて、電池１を充電する電圧と電流を調整する。充電電源部２が電池１を充電する電流は、０．３Ｃ以下である。この程度の充電電流で充電される電池１が、満充電されて−ΔＶ低下しないことがあるからである。ただし、電池の種類や充電条件によっては、０．３Ｃよりも大きな電流で充電しても、満充電時に−ΔＶ低下しないこともあるので、充電電源部２が電池１を充電する電流は特定されない。充電電源部２は、定電流特性で電池１を充電する。ただし、充電電源部は、必ずしも定電流特性で電池を充電する必要はない。簡単な充電電源部は、充電制御部で出力電流と出力電圧を制御する必要はない。

充電スイッチ３は、充電電源部２と電池１との間に接続されて、電池１の充電電流を制御する。充電スイッチ３は、オンの状態で電池１を充電し、オフの状態で充電を停止する。充電スイッチ３は、ＦＥＴやトランジスター等の半導体スイッチング素子である。ただし、リレー等の機械的な接点のスイッチも使用できる。

充電制御部４は、電池電圧を検出し、電池１が満充電されるとオン状態の充電スイッチ３をオフに切り換えて充電を停止する。充電制御部４は、電池１の電圧を検出してデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ５と、Ａ／Ｄコンバータ５でデジタル値に変換された電池電圧から電池１の満充電を判別する満充電判別部６を内蔵している。

Ａ／Ｄコンバータ５は、一定のサンプリング周期で電池電圧をデジタル値に変換して出力する。Ａ／Ｄコンバータ５のサンプリング周期は、１〜２分とする。ただし、サンプリング周期は、３０秒〜１０分、好ましくは１〜５分とすることもできる。サンプリング周期を速くすると、電池１の電圧変化が小さくなって、−ΔＶの検出が難しくなる。反対にサンプリング周期を長くすると満充電した電池をさらに継続して充電する時間が長くなる。したがって、サンプリング周期は、−ΔＶを検出する精度を考慮しながら、できるかぎり電池１の満充電を速やかに検出できるように設定される。

満充電判別部６は、一定のサンプリング周期で、Ａ／Ｄコンバータ５から出力される電圧から電池１の満充電を検出する。満充電判別部６は、Ａ／Ｄコンバータ５から出力される電池電圧を処理して、電池電圧がピーク電圧まで上昇した後、−ΔＶ低下することを検出すると満充電と判定する。満充電判別部６は、一定のサンプリング周期で入力される電池電圧を比較して、電池電圧が上昇しているか、あるいは低下しているかを検出する。前回に入力される電池電圧が、その次に入力される電池電圧よりも低いと、電池電圧は上昇していると判定される。反対に、前回の電池電圧が次回の電池電圧よりも高いと電池電圧は低下したと判定される。前回の電池電圧と次回の電池電圧が同じであると、電池電圧は変化しないと判定する。

満充電判別部６は、電池電圧が上昇した後、低下すると、電池電圧がピーク電圧から−ΔＶ低下したとして満充電されたと判定する。

さらに、満充電判別部６は、電池電圧がピーク電圧から−ΔＶ低下しない電池にあっては、以下のようにして満充電を判定する。
［第１の方法による満充電検出…図４の特性曲線Ｃの電池の満充電検出］
満充電された電池は、図４の特性曲線Ｃの電圧特性を示すことがある。電池電圧が、図４の特性曲線Ｃで示す特性の電池は、電池電圧のピーク電圧からの−ΔＶが小さく、あるいは−ΔＶを示さないことがある。このため、−ΔＶを検出して満充電を判定する方法では満充電を検出できないことがある。
この電池は、図５に示すフローチャートで満充電が検出される。このフローチャートで満充電が検出される電池は、以下の(1)〜(2)の条件を満足し、あるいは(1)〜(3)の条件を満足するときには、−ΔＶが検出されなくても満充電と判定される。(1)〜(3)の条件を満足するときに満充電と判定する方法は、より正確に電池の満充電を検出できる。
(1) 充電前の電池の充電開始前電圧を検出して、検出した充電開始前電圧を第１設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第１設定電圧よりも高いこと。
図４の実施例は、第１設定電圧を１．３５Ｖに設定している。ただし、この第１設定電圧は、１．２５〜１．４０Ｖの範囲に設定することもできる。
(2) 充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第１設定時間よりも長いこと。電圧変化の設定範囲は、Ａ／Ｄコンバータの出力電圧が変化しない範囲に設定される。
図４の実施例は、第１設定時間を２５分に設定している。ただし、第１設定時間は、１０〜４０分に設定することもできる。
(3) さらに、充電している電池電圧が第２設定電圧よりも高いこと。
図４の実施例は、第２設定電圧を１．４４Ｖに設定している。ただし、第２設定電圧は、第１設定電圧よりも０．０２〜０．３Ｖ高く設定することもできる。

［第２の方法による満充電検出…図４の特性曲線Ｄの電池の満充電検出］
電池電圧が、図４の特性曲線Ｄで示す特性の電池は、電池電圧の上昇が遅く、また電池電圧のピーク電圧からの−ΔＶが小さく、あるいは−ΔＶを示さないことがある。この電池も、−ΔＶを検出して満充電を判定する方法では満充電を検出できないことがある。
この電池は、図６に示すフローチャートで満充電が検出される。このフローチャートで満充電が検出される電池は、以下の(1)と(2)の条件を満足するときには、−ΔＶが検出されなくても満充電と判定される。
(1) 充電前の電池の充電開始前電圧を検出して、検出した充電開始前電圧を第３設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第３設定電圧よりも高いこと。
図４の実施例は、第３設定電圧を第１設定電圧と同じ１．３５Ｖに設定している。ただし、この第３設定電圧は、１．２５〜１．４０Ｖの範囲に設定することもできる。
(2) 充電している電池の充電時間が第２設定時間よりも長くなっても−ΔＶを検出しないこと。
図４の実施例は、第２設定時間を１４０分に設定している。ただし、第２設定時間は、電池の充電電流を考慮して６０〜２４０分に設定して、電池の過充電による劣化が少なくなる時間に設定される。

［第３の方法による満充電検出…図７の特性曲線Ｅの電池の満充電検出］
完全に放電された電池が高温で充電されると、または、しばらく放置されていた電池を充電したとき、図７の特性曲線Ｅの電圧特性を示すことがある。この電池は、充電を開始する最初に電池電圧が上昇し、その後一定の電圧を保持した後、最後に電池電圧がゆっくりと上昇して満充電される。ただ、電池電圧のピーク電圧からの−ΔＶが小さく、あるいは−ΔＶを示さないことがある。このため、この電池も、−ΔＶを検出して満充電を判定する方法では満充電を検出できないことがある。
この電池は、図８に示すフローチャートで満充電が検出される。このフローチャートで満充電が検出される電池は、以下の(1)〜(3)の条件を満足し、あるいは(1)〜(4)の条件を満足するときには、−ΔＶが検出されなくても満充電と判定される。(1)〜(4)の条件を満足するときに満充電と判定する方法は、より正確に電池の満充電を検出できる。
(1) 充電前の電池の充電開始前電圧を検出して、検出した充電開始前電圧を第４設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第４設定電圧よりも低いこと。
図７の実施例は、第４設定電圧を１．３５Ｖに設定している。ただし、この第４設定電圧は、１．２５〜１．４０Ｖの範囲に設定することもできる。
(2) 充電している電池の充電中電圧を検出して、充電中電圧が第４設定電圧よりも高い電圧に設定している第５設定電圧よりも高いこと。
図７の実施例は、第５設定電圧を１．４２Ｖに設定しているが、第４設定電圧よりも０．０２〜０．３Ｖ高く設定することもできる。
(3) 充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第３設定時間よりも長いこと。
図７の実施例は、第３設定時間を４０分としているが、この時間は２０〜８０分とすることもできる。
(4) 充電を開始してからの時間が、第４設定時間よりも長くなっていること。
図７の実施例は、第４設定時間を７０分に設定している。ただし、第４設定時間は、３０〜１２０分の範囲に設定することもできる。

［第４の方法による満充電検出…図９の特性曲線Ｆの電池の満充電検出］
低温の電池が充電されると、または、しばらく使われずに放置されていた電池を充電したとき、図９の特性曲線Ｆの電圧特性を示すことがある。ただし、この特性曲線Ｆは、充電している電池の電圧をＦ1で示し、充電を停止している電池の電圧をＦ2で示している。充電している電池の電圧を検出すると、特性曲線Ｆ1で示すように、満充電されないときに電池の電圧がピーク電圧から−ΔＶ低下することがある。したがって、充電電圧で−ΔＶを検出すると、満充電を間違って検出することがある。また、充電を停止する電池電圧は、ピーク電圧からの−ΔＶが小さく、あるいは−ΔＶを示さないことがある。このため、充電電圧の−ΔＶを検出して満充電を判定する方法と、充電を停止する電池電圧で−ΔＶを検出する方法では満充電を正確に検出できないことがある。
この電池は、所定の周期で充電と停止とを繰り返すパルス充電し、充電を停止する充電オフの状態で電池のオフ電圧を検出し、オフ電圧でもって前述の第１〜第３の方法で満充電を判別する。

パルス充電して満充電を検出する第１の方法は、以下の(1)〜(2)の条件を満足し、あるいは(1)〜(3)の条件を満足するときに、−ΔＶが検出されなくても満充電と判定される。この方法は、パルス充電される電池のオフ電圧が、図４の特性曲線Ｃで示す特性となる電池の満充電を検出する。
(1) 充電前の電池の充電開始前電圧を検出して、検出した充電開始前電圧を第１設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第１設定電圧よりも高いこと。充電開始前電圧は、充電していない状態の電池の電圧であるからオフ電圧である。
図４の実施例は、第１設定電圧を１．３５Ｖに設定している。ただし、この第１設定電圧は、１．２５〜１．４０Ｖの範囲に設定することもできる。
(2) パルス充電している電池のオフ電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第１設定時間よりも長いこと。オフ電圧の変化の設定範囲は、Ａ／Ｄコンバータの出力電圧が変化しない範囲に設定される。
(3) さらに、パルス充電している電池オフ電圧が第２設定電圧よりも高いこと。
図４の実施例は、第２設定電圧を１．４４Ｖに設定している。ただし、第２設定電圧は、第１設定電圧よりも０．０２〜０．３Ｖ高く設定することもできる。

パルス充電して満充電を検出する第２の方法は、以下の(1)と(2)の条件を満足するときには、オフ電圧の−ΔＶが検出されなくても満充電と判定される。この方法は、パルス充電される電池のオフ電圧が、図４の特性曲線Ｄで示す特性となる電池の満充電を検出する。
(1) 充電前の電池の充電開始前電圧を検出して、検出した充電開始前電圧を第３設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第３設定電圧よりも高いこと。
図４の実施例は、第３設定電圧を第１設定電圧と同じ１．３５Ｖに設定している。ただし、この第３設定電圧は、１．２５〜１．４０Ｖの範囲に設定することもできる。
(2) パルス充電している電池の充電時間が第２設定時間よりも長くなってもΔＶを検出しないこと。
図４の実施例は、第２設定時間を１４０分に設定している。ただし、第２設定時間は、電池の充電電流を考慮して６０〜２４０分に設定して、電池の過充電による劣化が少なくなる時間に設定される。

パルス充電して満充電を検出する第３の充電方法は、以下の(1)〜(3)の条件を満足し、あるいは(1)〜(4)の条件を満足するときには、−ΔＶが検出されなくても満充電と判定される。(1)〜(4)の条件を満足するときに満充電と判定する方法は、より正確に電池の満充電を検出できる。この方法は、パルス充電される電池のオフ電圧が、図７の特性曲線Ｅ、または図９のＦ2で示す特性となる電池の満充電を検出する。
(1) 充電前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第４設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第４設定電圧よりも低いこと。
図７の実施例は、第４設定電圧を１．３５Ｖに設定している。ただし、第４設定電圧は、１．２５〜１．４０Ｖの範囲に設定することもできる。
(2) パルス充電している電池のオフ電圧を検出して、オフ電圧が第４設定電圧よりも高い電圧に設定している第５設定電圧よりも高いこと。
図７の実施例は、第５設定電圧を１．４２Ｖに設定しているが、第４設定電圧よりも０．０２〜０．３Ｖ高く設定することもできる。
(3) パルス充電している電池の電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第３設定時間よりも長いこと。
図７の実施例は、第３設定時間を４０分としているが、この時間は２０〜８０分とすることもできる。
(4) パルス充電を開始してからの時間が、第４設定時間よりも長くなっていること。
図７の実施例は、第４設定時間を７０分に設定している。ただし、第４設定時間は、３０〜１２０分の範囲に設定することもできる。

図３の充電器は、第１〜第３の方法で電池１の満充電を検出し、あるいは第４の方法で電池１の満充電を検出することができる。この充電器は、図４、図７及び図９で示す特性曲線で満充電される電池の満充電を正確に検出できる。ただし、充電器は、第１〜第４の方法いずれかひとつ、あるいは第１〜第３の全ての方法で、あるいはまた、第４の方法で、または、複数の方法を組み合わせて電池の満充電を検出することもできる。たとえば、第１の方法でのみ電池の満充電を検出する充電器は、図４の特性曲線Ｃで満充電される電池の満充電を正確に検出できる。また、第１と第２の方法で満充電を検出する充電器は、図４の特性曲線ＣとＤで充電される電池の満充電を正確に検出できる。また、第１、第２、第３の方法で電池の満充電を検出する充電器は、図４の特性曲線Ｃ、Ｄと、図７の特性曲線Ｅで充電される電池の満充電を正確に検出できる。また、第４の方法で電池の満充電を検出する充電器は、図９の特性曲線Ｆで充電される電池の満充電を正確に検出できる。

第１と第２と第３の方法で電池の満充電を検出する充電器は、図１０のフローチャートで満充電を検出する。このフローチャートは、以下のステップで電池の満充電を検出する。
［ｎ＝１のステップ］
充電開始前電圧が第１設定電圧（１．３５Ｖ）よりも高く、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第１設定時間（２５分）よりも長く、充電している電池電圧が第２設定電圧（１．４４Ｖ）よりも高いかどうかを判定し、これ等全ての要件が満足されると、満充電と判定し、そうでないと次のステップにすすむ。
［ｎ＝２のステップ］
充電開始前電圧が第３設定電圧（１．３５Ｖ）よりも高く、充電している電池の充電時間が第２設定時間（１４０分）よりも長くなっても−ΔＶを検出しないときは、電池が満充電されたと判定し、そうでないと次のステップにすすむ。

［ｎ＝３のステップ］
充電開始前電圧が第４設定電圧（１．３５Ｖ）よりも低く、充電している電池電圧が第５設定電圧（１．４２Ｖ）よりも高く、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第３設定時間（４０分）よりも長く、かつ充電を開始してからの時間が、第４設定時間（７０分）よりも長くなっていると、満充電されたと判定し、そうでないと次のステップにすすむ。

［ｎ＝４のステップ］
電池電圧がピーク電圧から−ΔＶ低下したかどうかを判定して、−ΔＶが検出されると満充電と判定し、検出されないとｎ＝１のステップにジャンプする。

満充電される電池の−ΔＶ特性を示すグラフである。 満充電された電池が−ΔＶ特性を示さない例を示すグラフである。 本発明の充電方法に使用する充電器の一例を示す回路図である。 第１の方法と第２の方法における電池電圧の特性曲線を示すグラフである。 第１の方法で電池の満充電を検出するフローチャートである。 第２の方法で電池の満充電を検出するフローチャートである。 第３の方法における電池電圧の特性曲線を示すグラフである。 第３の方法で電池の満充電を検出するフローチャートである。 第４の方法における電池電圧の特性曲線を示すグラフである。 第１と第２と第３の方法で電池の満充電を検出するフローチャートである。

符号の説明

１…電池
２…充電電源部
３…充電スイッチ
４…充電制御部
５…Ａ／Ｄコンバータ
６…満充電判別部

Claims (8)

1. 電池の電圧がピーク電圧からΔＶ低下したことを検出し、電池電圧がピーク電圧からΔＶ低下すると満充電されたと判定する充電方法であって、
   充電を開始する前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第１設定電圧に比較して、充電開始前電圧が第１設定電圧よりも高く、
   かつ充電中電圧の変化が第１設定範囲よりも小さく保持される時間が、第１設定時間よりも長くなると、ΔＶ低下を検出することなく、電池が満充電されたと判定する電池の充電方法。
2. 充電している電池の充電中電圧を検出して、充電中電圧が第１設定電圧よりも高い電圧に設定している第２設定電圧よりも高くなるときに限って満充電と判定する請求項１に記載される電池の充電方法。
3. 電池の電圧がピーク電圧からΔＶ低下したことを検出し、電池電圧がピーク電圧からΔＶ低下すると満充電されたと判定する充電方法であって、
   充電前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第３設定電圧に比較して、充電開始前電圧が第３設定電圧よりも高く、
   かつ、充電している電池の充電時間が第２設定時間よりも長くΔＶ低下を検出しないと、電池が満充電されたと判定する電池の充電方法。
4. 電池の電圧がピーク電圧からΔＶ低下したことを検出し、電池電圧がピーク電圧からΔＶ低下すると満充電されたと判定する充電方法であって、
   充電前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第４設定電圧に比較して、充電開始前電圧が第４設定電圧よりも低く、
   かつ、充電している電池の充電中電圧を検出して、充電中電圧が第４設定電圧よりも高い電圧に設定している第５設定電圧よりも高く、
   なおかつ、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第３設定時間よりも長くなると、ΔＶ低下を検出することなく、電池が満充電されたと判定する電池の充電方法。
5. 充電を開始してからの時間が第４設定時間よりも長くなるときに限って満充電と判定する請求項４に記載される電池の充電方法。
6. 電池の電圧がピーク電圧からΔＶ低下したことを検出し、電池電圧がピーク電圧からΔＶ低下すると満充電されたと判定する充電方法であって、
   充電前の電池の充電開始前電圧を検出し、検出した充電開始前電圧を第１設定電圧に比較し、充電開始前電圧が第１設定電圧よりも高いときは、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第１設定時間よりも長くなると、ΔＶ低下を検出することなく、電池が満充電されたと判定し、
   電池の充電開始前電圧を第４設定電圧に比較して、充電開始前電圧が第４設定電圧よりも低いときは、充電している電池の充電中電圧を検出して、充電中電圧が第４設定電圧よりも高い電圧に設定している第５設定電圧よりも高く、
   なおかつ、充電中電圧の変化が設定範囲よりも小さく保持される時間が、第３設定時間よりも長くなると、ΔＶ低下を検出することなく、電池が満充電されたと判定する電池の充電方法。
7. 第１設定電圧と第４設定電圧を等しく設定している請求項６に記載される電池の充電方法。
8. 電池をパルス充電し、充電オフの状態で電池のオフ電圧を検出し、オフ電圧で満充電を判別する請求項１ないし７のいずれかに記載される電池の充電方法。
   

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