JP4120084B2 - 鉛蓄電池の充電方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉛蓄電池の充電方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池の充電方法としては、定電圧充電，準定電圧充電，定電流充電，二段定電流充電等の種々の充電方式がある。そして、鉛蓄電池のサイクル寿命の能力を充分に発揮させるためには、充電不足や過充電のない適正充電が求められている。この中で二段定電流充電は取扱いの容易さから広く採用されている。従来採用されてきた二段定電流充電は、１段目の充電で電池の充電電圧を検出して、２段目の充電で低い電流に変化させタイマーにて充電を終了させる方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
二段定電流充電は充電電池電圧が検出電圧に達するまでの時間が１段目の充電電気量を左右する。１段目の充電電気量は放電電気量に対してほぼ一定の比率となるため放電電気量が一定であれば適切な充電量の充電を行うことができる。しかし、通常のサイクル用途では放電電気量が一定しない。２段目の充電は、予め充電時間を設定したタイマーによって充電前の放電電気量の大小に関係なく一定の電気量を鉛蓄電池に供給することになる。この結果、充電前の放電が浅い場合は過充電、放電が深い場合は充電不足となる可能性があり、放電電気量の一定しない使用条件では、適正充電となるタイマー時間の設定が難しかった。本発明は、従来の二段定電流充電方式の欠点の一つである充電前の放電電気量の多少に関係なく一定の充電電気量を鉛蓄電池に供給してしまうという課題を解決し、鉛蓄電池に過不足の少ない適正充電を行なう充電方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鉛蓄電池の充電電圧を検出して、次の充電工程へ進む工程を少なくとも２つ以上有し、これに続く定電流充電を有する充電方式において、充電電流を制御するものであり、第ｎ工程で充電が終了する多段定電流充電で、第一工程の充電電流をＩ₁、第ｎ工程の充電電流をＩｎとした時、充電電流を
Ｉ₁＞Ｉ₂＞ … ＞Ｉ_n-1 ＝Ｉ_n（但しｎは３以上の整数とする）
とする充電方法とした。
【０００５】
【発明の実施の形態】
鉛蓄電池において通常の検出電圧である２．４０〜２．４５Ｖ／セルは常温での水素が発生し始める電圧であるが、鉛蓄電池の充放電の繰り返しにより負極の鉛粒子が凝集することになり凝集した鉛粒子の表面積が小さくなる。そして鉛粒子の表面積が小さくなると、電流密度は大きくなり、充放電反応の効率が低下してきて水素が発生し易くなるとともに充電電圧は上昇し易くなる。したがって充放電の繰り返しにより、放電状態から水素が発生するまでの充電電気量が少なくなる。
【０００６】
そこで充電電流を低く設定することにより、電流密度の上昇を低くしてサイクルの繰り返しによる放電状態から水素が発生するまでの充電電気量の低下を抑えることができる。したがって、電流を低く設定した時の水素発生まで充電電気量から放電電気量の推定の精度が高くなる。しかし、充電電流を低くすると充電時間が長くなるため、あまり充電電流を低くすることは好ましくない。そこで充電の最も低い電流で充電電圧を検出することにより、設定した充電条件の中で最も高い精度で充電電気量から放電電気量を推定することができる。
【０００７】
【実施例】
電圧１２Ｖ，定格容量６０Ａｈの密閉型鉛蓄電池にて充電電気量の測定と充放電サイクル試験を行った。
【０００８】
充電仕様としてはｎ＝５の５段定電流充電とし、１段目を０．２ＣＡ、２段目を０．１ＣＡ、３段目を０．０５ＣＡ、４段目を０．０２５ＣＡ、５段目を０．０２５ＣＡで１〜４段目の充電を電圧を検出して終了する方式として、検出電圧は２．４Ｖ／セルすなわち１４．４Ｖで行い、５段目の充電をタイマーにて終了する方式とした。放電はパターン放電で１２Ａｈと４４Ａｈの電気量で確認した。周囲温度は２５±２℃とした。この蓄電池の充電特性を図１に示す。図２には、４４Ａｈ放電電気量での初期と２００サイクルでの１〜４段目の充電電気量の推移を示した。
【０００９】
図２の結果より明らかなように０．２ＣＡ，０．１ＣＡの充電電気量はサイクル経過とともに明らかに低下していることが判る。一方、０．０２５ＣＡ，０．０５ＣＡの充電電気量はサイクル経過による変化が少なく安定していることが判る。
【００１０】
次に図３には、１２Ａｈ放電後と４４Ａｈ放電後の充電時の１〜４段目の充電電気量を示した。
【００１１】
図３の結果より明らかなように１２Ａｈ放電後と４４Ａｈ放電後の充電不足量（放電電気量と充電電気量の差）の差が電流が低いほど少なくなっていることが判る。
【００１２】
すなわち、低い充電電流で電圧を検出することによりサイクル経過による充電電気量の変化、放電電気量の違いによる充電電気量の変化が少なく充電することができる。
【００１３】
しかし、前述したように、充電電流を低くすると充電時間が長くなるので、充電中の最も低い電流で検出電圧まで充電し、さらにその電流と同じ電流で一定時間充電することにより、過不足のない充電が可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、サイクル用途の鉛蓄電池に本発明の充電パターンを用いることにより鉛蓄電池の過不足のない充電が可能となり、実用上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による充電特性を示す図
【図２】４４Ａｈ放電後の充電電気量の各充電電流でのサイクルによる推移を示す図
【図３】１２Ａｈ放電後と４４Ａｈ放電後の各充電電流での放電電気量と充電電気量の差を示す図

Claims (1)

1. 鉛蓄電池の充電電圧を検出した後、次段の充電へ進み、最終段の充電は任意に設定した時間で終了する３段以上の多段定電流充電方式において、充電段数をｎ段とした時、充電電流Ｉが
   Ｉ₁＞Ｉ₂＞ … ＞Ｉ_n-1 ＝Ｉ_n（但しｎは３以上の整数とする）
   とすることを特徴とする鉛蓄電池の充電方法。

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