JP4664319B2 - 充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、充電対象電池（例えば二次電池などの充電可能な電池）を充電する充電装置に関するものである。

この種の充電装置として、特開平６−３８３９２号公報に開示されている充電装置が知られている。この充電装置は、商用電源からの交流を受けて充電対象電池（被充電電池）に定電流または定電圧を供給する電源部、電源部の動作を制御する充電制御部、充電対象電池の電圧を検出する電圧検出部、充電電流を検出して電流値がほぼゼロになった場合にそれを充電制御部に入力する電流検出部、および充電対象電池の残存容量に応じた定電流充電時間および保護タイマ時間をカウントするタイマー回路を備えて構成されている。この場合、充電装置はリチウムイオン二次電池を充電対象電池としており、またリチウムイオン二次電池はその残存容量が電池電圧とほぼ比例する関係にある。したがって、充電対象電池の電圧を検出する電圧検出部は、充電対象電池の残存容量検出手段として機能する。

この充電装置では、充電の開始前に、充電制御部が、電圧検出部を介して検出した充電対象電池の電圧に基づいて充電対象電池の残存容量を検出し、検出した残存容量に応じた定電流充電時間（主たる充電期間の時間）および保護タイマ時間を決定してタイマー回路にセットする。その後、電源部による充電対象電池の定電流充電が開始され、またタイマー回路は定電流充電時間および保護タイマ時間のカウントを開始する。充電制御部は、電圧検出部を介して充電対象電池の電圧を検出しつつ、検出している電圧が定電流充電時間のカウント終了までに所定の電圧に達したか否かを検出する。この検出の結果、達していない場合には、充電制御部は、充電対象電池または充電装置に異常が発生したと判断して、電源部の定電流充電を停止させる。一方、達している場合には、充電制御部は、電源部に対して定電圧充電を開始させる。

定電圧充電中においては、充電制御部は、電流検出部を介して充電対象電池の充電電流を検出しつつ、検出している充電電流が保護タイマ時間のカウント終了までにほぼゼロまで低下したか否かを検出する。この検出の結果、ほぼゼロまで低下したときには、充電制御部は、充電対象電池が満充電になったと判断して、電源部による充電対象電池の充電を終了させる。一方、ほぼゼロまで低下しないときには、充電制御部は、強制的に電源部による充電対象電池の充電を終了させる。これにより、未だ満充電状態となっていないもののほぼ満充電に近い状態に充電対象電池を移行させることができ、かつ充電対象電池をより満充電に近い状態にすべく定電圧充電を続行したときに、長期に亘り充電状態が継続されることに起因して発生する弊害（充電対象電池の寿命の低下）を回避することができる。
特開平６−３８３９２号公報（第２−３頁、第１−２図）

ところで、充電装置に対して、電池容量の大きさが異なる充電対象電池に対して、設定した充電時間で充電対象電池を満充電状態まで充電して充電動作を完了させたいという要望もある。しかしながら、従来の充電装置では、タイマー回路にセットされる定電流充電時間および保護タイマ時間は充電対象電池の残存容量に応じて決定されており、充電対象電池の電池容量が考慮されていない。したがって、この充電装置には、電池容量の大きさが異なる充電対象電池について、設定した時間で満充電状態まで充電して充電動作を完了することができないという解決すべき課題が存在している。

また、二次電池などの充電可能な電池では、その内部抵抗が充電状態（ＳＯＣ）、つまり残存している電気容量（残存容量）に応じて変化する。このため、定電流充電を行う従来の充電装置には、電池の内部抵抗が大きいときには、充電損失が大きくなって充電効率が低下するという解決すべき課題も存在している。また、このため、所定の時間内に充電を完了させるためには、より大きな充電電流を供給できる構成を採用する必要があるため、装置が大型化するという課題も存在している。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、充電対象電池の電池容量の大きさに拘わらず、設定した充電時間で充電対象電池を満充電状態まで効率良く充電し得る充電装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の充電装置は、残存容量がほぼ零の状態の充電対象電池に対して主充電処理に先立って特性データ検出処理を実行すると共に、当該主充電処理の実行の後に定電流充電処理および定電圧充電処理を実行して満充電の状態まで充電する際の前記各処理のうちの最も長い期間を要する当該主充電処理の充電期間での充電電流値を制御可能に構成された電源部と、前記主充電処理の充電期間において前記電源部を制御して前記充電対象電池に対する充電を実行する電源制御部とを備えた充電装置であって、前記電源制御部は、予め求められた前記主充電処理の充電期間の開始時および終了時における前記充電対象電池の各残存容量、予め求められた前記充電対象電池の電池容量、および予め設定された前記主充電処理の充電期間の長さに基づいて当該充電期間の開始時における開始電流値および終了時における終了電流値を決定し、前記充電電流値を当該開始電流値から当該終了電流値に変化させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する。

また、請求項２記載の充電装置は、請求項１記載の充電装置において、前記電源制御部は、前記充電電流値を前記開始電流値から前記終了電流値に徐々に減少させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する。

また、請求項３記載の充電装置は、請求項２記載の充電装置において、前記電源制御部は、前記充電電流値を前記開始電流値から前記終了電流値に一定の減少率で減少させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する。

また、請求項４記載の充電装置は、請求項１から３のいずれかに記載の充電装置において、前記電源制御部は、前記主充電処理の充電期間での充電の開始に先立って、前記各残存容量および前記電池容量を検出する。

また、請求項５記載の充電装置は、請求項４記載の充電装置において、前記電源制御部は、前記充電対象電池への一定の充電電流値での充電と前記電源部からの前記充電対象電池の切り離しとを、当該切り離しの開始から所定時間経過後における前記充電対象電池についての開放電圧の測定を実行しつつ複数回繰り返す特性データ検出処理を実行し、最後に検出した前記開放電圧に基づいて、前記主充電処理の充電期間開始時における前記残存容量を検出し、かつ前記測定した複数の開放電圧のうちの２つに基づいて当該２つの開放電圧の各測定時における前記充電対象電池の前記残存容量を検出すると共に、当該検出した２つの残存容量の差分、前記２つの開放電圧を測定する間における前記充電対象電池に対する総充電時間、および前記一定の充電電流値に基づいて前記電池容量を算出する。

また、請求項６記載の充電装置は、請求項５記載の充電装置において、前記電源制御部は、前記各開放電圧の測定の実行に対応させて、前記各切り離しの直前における前記充電対象電池についての充電電圧の測定を前記特性データ検出処理において実行し、前記各開放電圧、当該各開放電圧に対応する前記各充電電圧、および前記一定の充電電流値に基づいて、当該各充電電圧の測定時における前記充電対象電池の内部抵抗を検出すると共に充電時における前記充電対象電池の充電量に対する内部抵抗の変化量を検出し、当該内部抵抗の変化量に基づいて前記充電電流値を制御して前記主充電処理の充電期間での充電を実行する。

また、請求項７記載の充電装置は、請求項１から６のいずれかに記載の充電装置において、前記電源部は前記充電対象電池に対する充電時の充電電圧値を制御可能に構成され、前記電源制御部は、前記主充電処理の充電期間での充電を実行した後に、前記充電対象電池に対して定電流充電および定電圧充電を実行する。

請求項１記載の充電装置では、電源制御部が、予め求められた主充電処理の充電期間の開始時および終了時における充電対象電池の各残存容量、予め求められた充電対象電池の電池容量、および予め設定された主充電処理の充電期間の長さに基づいて充電期間の開始時における開始電流値および終了時における終了電流値を決定し、充電電流値を開始電流値から終了電流値に変化させる制御を行って充電対象電池に対して充電を実行する。したがって、この充電装置によれば、充電対象電池の充電時の内部抵抗が変化する場合においても、内部抵抗の変化率に対応させて充電電流値を変化させることにより、充電対象電池の電池容量に拘わらず、例えば、充電対象電池の内部抵抗の両端間の電位差が一定となる状態（定電位差状態）や、充電対象電池の内部抵抗での損失が一定となる状態（定損失状態）を維持しつつ、予め設定された充電期間で充電対象電池を効率良く充電することができる。

請求項２記載の充電装置では、電源制御部が、充電電流値を開始電流値から終了電流値に徐々に減少させる制御を行って充電対象電池に対して充電を実行する。したがって、この充電装置によれば、充電時の内部抵抗が徐々に増加する鉛蓄電池などの充電対象電池に対して、充電対象電池の内部抵抗の両端間の電位差が一定となる状態（定電位差状態）、および充電対象電池の内部抵抗での損失が一定となる状態（定損失状態）のいずれか一方の状態を維持しつつ効率良く充電することができるため、主充電処理の充電期間での充電効率を高め、ひいては満充電状態までの充電効率も高めることができる。この結果、この充電効率の向上に伴って電源部を小型化することができ、ひいては充電装置自体についても小型化することができる。

請求項３記載の充電装置では、電源制御部が、充電電流値を開始電流値から終了電流値に一定の減少率で減少させる制御を行って充電対象電池に対して充電を実行する。したがって、この充電装置によれば、充電時の内部抵抗が一定の増加率で変化する充電対象電池に対して、充電電流値をリニアに減少させるというより簡易な制御方法により、効率良く充電することができる。

請求項４および５記載の充電装置では、電源制御部が、主充電処理の充電期間での充電の開始に先立って充電対象電池の残存容量と充電対象電池の電池容量とを検出する。具体的には、電源制御部が、充電対象電池への一定の充電電流値での充電と電源部からの充電対象電池の切り離しとを、充電対象電池についての開放電圧の測定を実行しつつ複数回繰り返す特性データ検出処理を実行し、最後に検出した開放電圧に基づいて、主充電処理の充電期間の開始時における残存容量を検出し、かつ測定した各開放電圧のうちの２つに基づいて、電池容量を算出する。したがって、この充電装置によれば、主充電処理の充電期間の開始時における残存容量、および充電対象電池の電池容量を検出するための各開放電圧の測定を実行しつつ充電対象電池を充電することができるため、特性データ検出処理の時間を無駄にすることなく、残存容量および電池容量をリアルタイムに検出することができる。

請求項６記載の充電装置では、電源制御部が、各開放電圧の測定の実行に対応させて、充電対象電池の電源部からの各切り離し動作の直前における充電対象電池についての充電電圧の測定を特性データ検出処理において実行し、各開放電圧、各開放電圧に対応する各充電電圧、および一定の充電電流値に基づいて、これらの充電電圧の測定時における充電対象電池の内部抵抗を検出すると共に充電時における充電対象電池の充電量（残存容量）に対する内部抵抗の変化量を検出し、この内部抵抗の変化量に基づいて充電電流値を制御して主充電処理の充電期間での充電を実行する。したがって、この充電装置によれば、主充電処理の充電期間における内部抵抗が残存容量に比例して変化する例えば鉛蓄電池などの充電対象電池に対して、充電対象電池の内部抵抗の変化に応じて充電電流の電流値を適切に変化させて、充電対象電池の内部抵抗の両端間の電位差がより一定となるように、または充電対象電池の内部抵抗での損失がより一定となるように充電を実行することができる結果、主充電処理の充電期間での充電効率を一層高めることができる。

請求項７記載の充電装置によれば、電源制御部が、主充電処理の充電期間での充電を実行した後に定電流・定電圧充電処理を実行することにより、ほぼ満充電に近い状態の充電対象電池を一層満充電に近い状態に移行させつつ、充電終期の充電電流の電流値を低下させて過充電を回避することができるため、充電対象電池の寿命低下を防止することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る充電装置の最良の形態について説明する。なお、充電対象電池の一例として二次電池（具体的には鉛蓄電池）を充電する構成を挙げて説明する。

図１に示すように、充電装置１は、電源部２、スイッチ部３、電圧測定部４、電源制御部５、記憶部６および計時部７を備え、一例として交流電源８から交流電圧Ｖｉを入力して直流電圧Ｖｏを生成すると共に二次電池９に直流電圧Ｖｏを出力しての充電が可能に構成されている。

電源部２は、一例としてスイッチング方式（シリーズ方式であってもよい）の電源回路（図示せず）を備えて構成されて、交流電源８から入力端子Ｐ１，Ｐ２を介して入力している交流電圧Ｖｉを直流電圧（二次電池９の充電電圧でもある）Ｖｏに変換すると共に、この直流電圧Ｖｏを出力端子Ｐ３，Ｐ４に接続されている二次電池９に出力する。また、電源部２は、電源制御部５の制御下で、充電電圧Ｖｏの電圧値を制御可能に構成されると共に、出力電流（二次電池９に対する充電電流でもある）Ｉｏの電流値（充電電流値）を制御可能に構成されている。

スイッチ部３は、リレーや、トランジスタなどの半導体スイッチ素子などで構成されて、電源部２と出力端子Ｐ３との間に接続されている。また、スイッチ部３は、電源制御部５の制御下で、電源部２と出力端子Ｐ３とを電気的に接続するオン状態（導通状態）、および電源部２と出力端子Ｐ３とを電気的に切り離すオフ状態（非導通状態）のいずれか一方の状態に移行する。電圧測定部４は、出力端子Ｐ３，Ｐ４間に接続されて、充電電圧Ｖｏの電圧値（二次電池９の充電電圧値）を測定して電圧データＤｖとして電源制御部５に出力する。

電源制御部５は、ＣＰＵ（図示せず）などを含んで構成されている。また、電源制御部５は、記憶部６に記憶されている動作プログラムに従い、充電処理を実行して二次電池９を充電する。この充電処理では、電源制御部５は、二次電池９の定電流充電時の特性データを検出するための特性データ検出処理、この特性データ検出処理で検出された特性データに基づいて二次電池９の容量（残存容量（充電量でもあり、以下、「ＳＯＣ」ともいう。）および電池容量）を検出（算出）する容量検出処理、二次電池９を減少率が一定の充電電流Ｉｏで充電する際の充電条件を上記の特性データに基づいて決定する充電条件決定処理、この決定された充電条件に基づいて電源部２を制御して充電動作させる主充電処理（主たる充電期間（残存容量がほぼ零の状態から満充電の状態まで二次電池９を充電する際に、一定の充電方法によって充電される期間のうちの最も長い期間をいう）で実行される充電）、および電源部２を定電流充電で動作させた後に定電圧充電で動作させる定電流充電処理および定電圧充電処理（以下、「定電流・定電圧充電処理」ともいう）を実行する。また、電源制御部５は、制御信号Ｓ２を出力することにより、スイッチ部３に対するオンオフ制御処理も実行する。

記憶部６は、ＲＯＭやＲＡＭなどの半導体メモリで構成されている。また、記憶部６には、電源制御部５用の動作プログラム、残存容量の算出式（下記の式（１））、電池容量の算出式（下記の式（２））、二次電池９の充電時における内部抵抗の残存容量との関係を示す内部抵抗データ（図６参照）に基づいて特定された内部抵抗がほぼリニアに変化（鉛蓄電池では増加）する領域Ｅ（残存容量がＷ１［％］以上Ｗ２［％］以下となる領域）内での残存容量の上限値Ｗ２、および二次電池９の目標電圧Ｖｔが予め記憶されている。この場合、目標電圧Ｖｔは、充電によって上昇した充電電圧Ｖｏが最初にこの目標電圧Ｖｔに達した時点において、二次電池９の残存容量がＷ３（例えば９５％）に達する電圧である。また、記憶部６には、予め設定された二次電池９の目標充電時間Ｔ０（充電開始から充電完了までの目標時間。例えば１６時間）を規定するデータＤ０、スイッチ部３に対するオンオフ制御処理におけるオン時間Ｔ１（例えば１５分）およびオフ時間Ｔ２（例えば５分）をそれぞれ規定する各データＤ１，Ｄ２と、定電流・定電圧充電処理の時間Ｔ３（例えば２時間）を規定するデータＤ３とが計時部７に対する計時用データＤｔとして予め記憶されている。また、記憶部６には、特性データ検出処理において、二次電池９の充電電圧Ｖｏを測定する回数Ｎ（一例として数値「４」）と、充電電流Ｉｏの充電電流値Ｉ１（例えば５Ａ）とが記憶されている。

残存容量（ＳＯＣ）＝Ａ×Ｖｏｐ−Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ここで、ＡおよびＢは、充電時の温度（本例では、一例として常温（２５℃））によって一義的に決定される二次電池９についての定数である。また、Ｖｏｐは二次電池９の開放電圧である。この式（１）によれば、残存容量（ＳＯＣ）と開放電圧Ｖｏｐとの間に比例関係が存在することになるが、この両者間の比例関係については、長い時間放置された二次電池９の充電開始直後の短期間においては開放電圧Ｖｏｐが比例関係から外れて低い値を示す場合が多いものの、この短期間以後の充電期間においては、一定の温度で、かつ二次電池９に定電流を連続して（または定電流を周期的に一定時間ずつ）供給するという条件下において、二次電池９の開放電圧Ｖｏｐ［Ｖ］と残存容量（ＳＯＣ）［％］との間に図２に示す比例関係が存在することが実験的に確認されている。このため、このＡおよびＢについては、充電装置１の使用温度（二次電池９の充電時の温度でもある）において、この充電期間での二次電池９（鉛蓄電池）についての開放電圧Ｖｏｐ［Ｖ］と残存容量（ＳＯＣ）［％］との比例関係を予め測定（実験）することにより、決定することができる。また、二次電池９の開放電圧Ｖｏｐとは、スイッチ部３をオフ状態に移行させたときの二次電池９の充電電圧（端子電圧）を意味する。

電池容量＝Ｉ１×ΔＴ×１００／（ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）・・・・・・・・・（２）
ここで、Ｉ１は容量検出処理における充電電流Ｉｏの充電電流値（本例では上記したように５Ａ）であり、（ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）は時間を空けて検出した２つの残存容量ＳＯＣ２，ＳＯＣ１の差分（単位は％）である。また、ΔＴは、２つの残存容量ＳＯＣ２，ＳＯＣ１のうちの最初の残存容量ＳＯＣ１を検出した時から、最後の残存容量ＳＯＣ２を検出した時までの間における、充電電流Ｉｏの二次電池９への充電時間の総和（本発明における総充電時間。単位は時間）である。

計時部７は、電源制御部５から計時用データＤｔを入力したときに、この計時用データＤｔで指定された時間を計時すると共に、この指定された時間が経過した時点で、電源制御部５に対して計時完了信号Ｓ１を出力する。

次に、充電装置１の動作について、図３〜図６を参照して説明する。

まず、各出力端子Ｐ３，Ｐ４間に二次電池９が接続された状態において、充電装置１が起動されたときには、電圧測定部４が二次電池９についての充電電圧値の測定を開始して、電圧データＤｖの電源制御部５への出力を開始する。また、電源制御部５が、二次電池９に対する充電動作を開始する。

この充電動作において、電源制御部５は、まず、図４に示すように、定電流充電時の特性データ検出処理を実行する（ステップ５１）。この特性データ検出処理では、電源制御部５は、まず、図５に示すように、記憶部６に記憶されている特性データ検出処理における充電電流Ｉｏの充電電流値Ｉ１を電源部２に設定すると共に、電源部２を作動させる（ステップ６１）。これにより、電源部２は、スイッチ部３を介して二次電池９が接続されたときに、二次電池９に対して充電電流Ｉｏを充電電流値Ｉ１で供給し得る状態に移行する。

次いで、電源制御部５は、制御信号Ｓ２をスイッチ部３に出力することにより、スイッチ部３をオン状態に移行させる（ステップ６２）。これにより、電源部２からスイッチ部３を経由して二次電池９に一定の電流値（充電電流値Ｉ１）で充電電流Ｉｏが供給され始め、二次電池９の充電（定電流充電）が開始される。また、電源制御部５は、スイッチ部３をオン状態に移行させるタイミングに同期して、記憶部６に記憶されているデータＤ１を計時用データＤｔとして計時部７に設定して、計時部７によるオン時間Ｔ１の計時を開始させる（ステップ６３）。次いで、電源制御部５は、計時完了信号Ｓ１の入力の有無を繰り返し検出することにより、計時部７によるオン時間Ｔ１の計時が完了したか否か検出する（ステップ６４）。

その後、計時部７は、オン時間Ｔ１の計時を完了し、計時完了信号Ｓ１を生成して電源制御部５に出力する。これにより、電源制御部５は、ステップ６４において、計時部７によるオン時間Ｔ１の計時の完了を検出し、次いで、二次電池９の特性データである充電電圧値Ｖｔｐを測定する（ステップ６５）。具体的には、電源制御部５は、計時完了信号Ｓ１の入力時点での電圧データＤｖ（計時完了信号Ｓ１の入力後に最初に入力した電圧データＤｖ）に基づいて二次電池９の充電電圧Ｖｏを検出して、記憶部６に充電電圧値Ｖｔｐとして記憶させる。続いて、電源制御部５は、この充電電圧値Ｖｔｐの測定完了直後に、制御信号Ｓ２のスイッチ部３への出力を停止して、スイッチ部３をオフ状態に移行させる（ステップ６６）。これにより、二次電池９が電源部２から切り離されるため、二次電池９に対する充電が停止される。また、電源制御部５は、スイッチ部３をオフ状態に移行させるタイミングに同期して、記憶部６に記憶されているデータＤ２を計時用データＤｔとして計時部７に設定して、計時部７によるオフ時間Ｔ２の計時を開始させる（ステップ６７）。次いで、電源制御部５は、計時完了信号Ｓ１の入力の有無を繰り返し検出することにより、計時部７によるオフ時間Ｔ２の計時が完了したか否か検出する（ステップ６８）。

その後、計時部７は、オフ時間Ｔ２の計時を完了し、計時完了信号Ｓ１を生成して電源制御部５に出力する。これにより、電源制御部５は、ステップ６８において、計時部７によるオフ時間Ｔ２の計時の完了を検出し、次いで、二次電池９の特性データである充電電圧値（開放電圧）Ｖｏｐを測定する（ステップ６９）。具体的には、電源制御部５は、計時完了信号Ｓ１の入力時点での電圧データＤｖ（計時完了信号Ｓ１の入力後に最初に入力した電圧データＤｖ）に基づいて二次電池９の充電電圧Ｖｏを検出して、記憶部６に充電電圧値Ｖｏｐとして記憶させる。この場合、測定された二次電池９の充電電圧値Ｖｏｐは、スイッチ部３がオフ状態、つまり二次電池９が電源部２から切り離された状態で測定されたものであるため、二次電池９の開放電圧Ｖｏｐの電圧値（開放電圧値）であり、また切り離しからオフ時間Ｔ２（本発明における所定時間）経過後の充電電圧値（開放電圧値）となる。電源制御部５は、二次電池９についての充電電圧値Ｖｏｐの測定回数が４回に達したか否かを判別しつつ（ステップ７０）、上記ステップ６２〜７０を繰り返して、二次電池９についての充電電圧値Ｖｔｐ，Ｖｏｐをそれぞれ４回ずつ測定し、二次電池９の充電電圧値Ｖｔｐ１，Ｖｔｐ２，Ｖｔｐ３，Ｖｔｐ４（以下、充電電圧Ｖｔｐ１，Ｖｔｐ２，Ｖｔｐ３，Ｖｔｐ４ともいう）を記憶部６に記憶させると共に、各開放電圧Ｖｏｐ１，Ｖｏｐ２，Ｖｏｐ３，Ｖｏｐ４に対応させて各開放電圧Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４と共に順次記憶させて、特性データ検出処理を完了させる。

次いで、電源制御部５は、図４に示すように、容量検出処理を実行して二次電池９の残存容量と電池容量とを検出する。この容量検出処理では、電源制御部５は、最初に、残存容量検出処理を実行して、二次電池９の残存容量を検出する（ステップ５２）。二次電池９、特に鉛蓄電池では、充電開始直後の所定期間（例えば数分間）を除く充電期間において、二次電池９に定電流を連続して（または定電流を周期的に同一時間ずつ）供給するという条件下において、二次電池９の開放電圧Ｖｏｐ［Ｖ］が時間に比例して上昇する関係が存在し、本例では、各オン時間Ｔ１が上記の所定期間よりも長く設定されている。このため、上記の特性データ検出処理において測定した４回分の開放電圧Ｖｏｐ１，Ｖｏｐ２，Ｖｏｐ３，Ｖｏｐ４は、図３において一点鎖線で示す直線Ｌ（充電時間と充電電圧Ｖｏとの関係を示す直線）上に位置する。

次いで、電源制御部５は、上記の式（１）を用いて、最後の開放電圧Ｖｏｐ４を測定した時点での二次電池９の残存容量を算出して、定電圧充電が実行される主たる充電期間の開始時における残存容量として記憶部６に記憶させる。本例では、一例として、算出した残存容量が残存容量Ｗ１よりも若干多いＷｓ［％］（例えば３０％）であるとする。これにより、残存容量検出処理が完了する。

次に、電源制御部５は、図４に示すように、記憶部６から読み出した残存容量についての上限値Ｗ２（上記の主たる充電期間の終了時における残存容量）と、算出した残存容量Ｗｓとを比較し（ステップ５３）、残存容量Ｗｓが上限値Ｗ２以上のときには定電流・定電圧充電処理（ステップ５８）に移行し、残存容量Ｗｓが上限値Ｗ２未満のときには電池容量検出処理（ステップ５４）に移行する。本例では、残存容量Ｗｓが上限値Ｗ２未満であるため、ステップ５４に移行して電池容量検出処理を実行する。

この電池容量検出処理では、電源制御部５は、まず、上記の式（１）を用いて、最初の開放電圧Ｖｏｐ１を測定した時点での二次電池９の残存容量（ＳＯＣ１）を算出して、記憶部６に記憶させる。次いで、電源制御部５は、上記の式（２）を用いて、二次電池９の電池容量を算出する。この場合、ＳＯＣ２としては、ステップ５２において算出した二次電池９の開放電圧Ｖｏｐ４を測定した時点での残存容量Ｗｓを使用する。また、ΔＴは、２つの残存容量ＳＯＣ２，ＳＯＣ１のうちの最初の残存容量ＳＯＣ１を検出した時から、最後の残存容量ＳＯＣ２を検出した時までの間における、充電電流Ｉｏの二次電池９への供給時間の総和（単位：時間）であり、本例では、時間（Ｔ１×３）である。また、特性データ検出処理における充電電流Ｉｏの電流値は、充電電流値Ｉ１である。したがって、算出される二次電池９の電池容量Ｗｔ［Ａｈ］は、
Ｗｔ＝Ｉ１×（Ｔ１×３）×１００／（Ｗｓ−ＳＯＣ１）
となる。電源制御部５は、算出した二次電池９の電池容量Ｗｔを記憶部６に記憶させて電池容量検出処理を終了する。

次いで、電源制御部５は、充電条件決定処理を実行する（ステップ５５）。この充電条件決定処理では、電源制御部５は、主充電処理において電源部２から二次電池９に供給される充電電流Ｉｏの充電開始時の電流値（本発明における開始電流値）Ｉｆと充電終了時の電流値（本発明における終了電流値）Ｉｅとを決定（規定）して、記憶部６に記憶させる。鉛蓄電池の場合には、図６に示すように、主充電処理が実行される主たる充電期間において、その内部抵抗がほぼリニアに増加する。このため、この主充電処理では、充電電流Ｉｏを充電開始時の電流値Ｉｆから電流値Ｉｅまでほぼリニア（直線的）に（一定の減少率で）減少させるようにして充電することにより、この主たる充電期間全体に亘って二次電池９の内部抵抗の両端間の電位差がほぼ一定となる充電（定電位差充電）が行われることになる。

具体的には、電源制御部５は、電流値Ｉｆおよび電流値Ｉｅを決定するために、まず、特性データ検出処理の各充電期間（１回目の充電期間から４回目の充電期間）の終了時点での二次電池９の内部抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４をそれぞれ算出する。この場合、内部抵抗Ｒ１は（Ｖｔｐ１−Ｖｏｐ１）／Ｉ１と算出され、内部抵抗Ｒ２は（Ｖｔｐ２−Ｖｏｐ２）／Ｉ１と算出され、内部抵抗Ｒ３は（Ｖｔｐ３−Ｖｏｐ３）／Ｉ１と算出され、内部抵抗Ｒ４は（Ｖｔｐ４−Ｖｏｐ４）／Ｉ１と算出される。次いで、電源制御部５は、充電期間毎の内部抵抗の変化量ΔＲを算出して、変化量ΔＲがほぼ一定となる充電期間を特定する。具体的には、電源制御部５は、変化量ΔＲ１（＝Ｒ２−Ｒ１）、変化量ΔＲ２（＝Ｒ３−Ｒ２）および変化量ΔＲ３（＝Ｒ４−Ｒ３）を算出して、各変化量ΔＲ１，ΔＲ２，ΔＲ３を比較する。この比較の結果、本例では、最初の変化量ΔＲ１は他の変化量ΔＲ２，ΔＲ３とは異なるものの、変化量ΔＲ２，ΔＲ３はほぼ同じ値になるものとする。この結果、２回目、３回目および４回目の各充電期間の終了時点での残存容量は、図６に示す内部抵抗がほぼリニアに変化する領域Ｅに含まれていると考えられる。なお、電源制御部５は、算出した内部抵抗の複数の変化量ΔＲがほぼ同じ値にならないときには、算出した複数の変化量ΔＲのうちの少なくとも最後から２つの変化量ΔＲが等しくなるまで、特性データ検出処理の各充電期間の回数を増加させる。

続いて、電源制御部５は、変化量がほぼ同じ値になった充電期間（領域Ｅに含まれると考えられる３回目または４回目の充電期間）における二次電池９の内部抵抗の変化量（ΔＲ２，ΔＲ３）と、この充電期間において二次電池９に充電された電気量とに基づいて、領域Ｅ内での単位充電容量当たりの内部抵抗の変化量を算出する。一例として、本例では、４回目の充電期間における二次電池９の内部抵抗の変化量ΔＲ３を、この充電期間に二次電池９に充電された電気量（充電容量）ΔＱ１（＝Ｉ１×Ｔ１）で除算することにより、単位充電容量（残存容量の単位増加量）当たりの内部抵抗の変化量Ｑａ（＝ΔＲ３／（Ｉ１×Ｔ１））を算出して記憶部６に記憶させる。また、電源制御部５は、目標充電時間Ｔ０と、特性データ検出処理に要した時間（（Ｔ１＋Ｔ２）×４）と、定電流・定電圧充電処理の時間Ｔ３とから、主充電処理を実行する充電期間（主たる充電期間）の長さ（時間）Ｔ４（＝Ｔ０−（Ｔ１＋Ｔ２）×４−Ｔ３）を算出する。また、電源制御部５は、特性データ検出処理を終了した時点での二次電池９の残存容量Ｗｓ（主充電処理の開始時の残存容量でもある）と、主充電処理を終了した時点において達する残存容量（上限値Ｗ２）と、算出した電池容量Ｗｔとから、主充電処理によって充電すべき電気量（充電容量）ΔＱ２（＝Ｗｔ×（Ｗ２−Ｗｓ）／１００）を算出する。続いて、電源制御部５は、二次電池９の内部抵抗が残存容量の変化（増加）に対してリニアに変化（増加）する領域Ｅにおいて主充電処理が行われることを考慮して、下記式（３）に基づいて、残存容量がＷ２に達した時点における内部抵抗Ｒｅを算出する。
内部抵抗Ｒｅ＝Ｑａ×ΔＱ２＋Ｒ４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
この算出の結果、内部抵抗Ｒｅは、
Ｒｅ＝ΔＲ３／（Ｉ１×Ｔ１）×Ｗｔ×（Ｗ２−Ｗｓ）／１００＋Ｒ４
となる。

このようにして算出した主充電処理の終了時における二次電池９の内部抵抗Ｒｅ、内部抵抗Ｒ４（主充電処理の開始時における二次電池９の内部抵抗）、主充電処理における開始時の充電電流Ｉｏの電流値Ｉｆ、主充電処理における終了時の充電電流Ｉｏの電流値Ｉｅ、および充電期間の長さＴ４を用いて内部抵抗による損失Ｗを表すと、この損失Ｗは、Ｗ＝（Ｉｆ^２×Ｒ４＋Ｉｅ^２×Ｒｅ）×Ｔ４／２となり、この損失Ｗを最小にするには、Ｉｆ×Ｒ４＝Ｉｅ×Ｒｅの関係式、すなわち二次電池９の内部抵抗の両端間の電位差が一定となる関係式が成り立ち、さらにこの関係式から電流値Ｉｆは、以下の式（４）で表される。
電流値Ｉｆ＝Ｉｅ×（Ｒｅ／Ｒ４）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
また、主充電処理により二次電池９に充電される電気量ΔＱ２を、一定の電流Ｉｃで充電したとすると、この電流Ｉｃは、下記式（５）で表される。
電流Ｉｃ＝ΔＱ２／Ｔ４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
また、この電流Ｉｃと、上記の各電流値Ｉｆ，Ｉｅとの間には、次の関係式（６）が成り立つ。
２×Ｉｃ＝Ｉｆ＋Ｉｅ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
このため、電源制御部５は、上記式（４），（５），（６）に基づいて、各電流値Ｉｆ，Ｉｅを下記式（７），（８）のようにして算出して、記憶部６に記憶させる。
電流値Ｉｆ＝２×Ｉｃ×ｋ／（１＋ｋ）
＝２×ΔＱ２／Ｔ４×ｋ／（１＋ｋ） ・・・・・・・・・・・・（７）
電流値Ｉｅ＝２×Ｉｃ／（１＋ｋ）
＝２×ΔＱ２／Ｔ４／（１＋ｋ） ・・・・・・・・・・・・・・（８）
ここで、ｋ＝（Ｒｅ／Ｒ４）とする。
これにより、主充電処理において電源部２から二次電池９に供給される充電電流Ｉｏの充電開始時の電流値Ｉｆと充電終了時の電流値Ｉｅとが決定されて、充電条件決定処理が完了する。

続いて、電源制御部５は、主充電処理を実行する（ステップ５６）。この主充電処理では、電源制御部５は、電源部２に対して充電電流Ｉｏを電流値Ｉｆから電流値Ｉｅに変化させる制御を行うことにより、二次電池９を充電する。具体的には、電源制御部５は、まず、充電条件決定処理で決定した電流値Ｉｆを電源部２に設定することにより、電源部２に対してこの電流値Ｉｆでの充電を開始させる。また、電源制御部５は、主充電処理を開始するタイミングに同期して、主充電処理を実行する時間Ｔ４についてのデータを計時用データＤｔとして計時部７に設定して、計時部７による時間Ｔ４の計時を開始させる。その後、電源制御部５は、計時完了信号Ｓ１の入力の有無を検出することにより、主充電時間が時間Ｔ４に達したか否かを繰り返し検出しつつ（ステップ５７）、主充電処理の終了時（経過時間が時間Ｔ４に達した時点）において充電電流Ｉｏが電流値Ｉｅとなるように、電源部２に設定する電流値を徐々に（リニアに）減少させる。これにより、二次電池９に対して主充電が行われる。

主充電処理の開始からの経過時間が時間Ｔ４に達したときに、計時部７は電源制御部５に計時完了信号Ｓ１を出力する。電源制御部５は、ステップ５７において計時完了信号Ｓ１の入力を検出して、この主充電処理を終了させる。この主充電処理により、二次電池９は、その充電電圧Ｖｏが検出電圧Ｖｐに達し、かつ残存容量がＷ２［％］に達した状態まで充電される。

次いで、電源制御部５は、定電流・定電圧充電処理を開始する（ステップ５８）。また、電源制御部５は、この定電流・定電圧充電処理を開始するタイミングに同期して、記憶部６から定電流・定電圧充電処理の時間Ｔ３（例えば２時間）を読み出すと共に、計時用データＤｔとして計時部７に設定して、計時部７による時間Ｔ３の計時を開始させる。その後、電源制御部５は、計時完了信号Ｓ１の入力の有無を検出することにより、定電流・定電圧充電処理の開始からの経過時間が時間Ｔ３に達したか否かを検出しつつ（ステップ５９）、定電流・定電圧充電処理を継続する。

この定電流・定電圧充電処理では、電源制御部５は、まず、主充電処理の終了時点での充電電流Ｉｏの電流値Ｉｅを電源部２に設定することにより、電源部２に対して、この電流値Ｉｅでの定電流充電処理を開始させる。その後、電源制御部５は、電圧測定部４から出力される電圧データＤｖによって特定される二次電池９の充電電圧値が目標電圧Ｖｔに達したか否かを検出しつつ、定電流充電処理を継続し、二次電池９の充電電圧値が目標電圧Ｖｔに達したときには、定電流充電処理を完了させて、定電圧充電処理を開始する。二次電池９は、主充電処理によって満充電に近い状態まで充電されているため、定電流充電処理によってその充電電圧Ｖｏが図３に示すように短時間に急激に上昇して、定電流・定電圧充電処理の開始からの経過時間が時間Ｔ３に達する前に目標電圧Ｖｔに達する。

次いで、定電圧充電処理では、電源制御部５は、目標電圧Ｖｔを電源部２に対して設定する。これにより、電源部２は、充電電圧Ｖｏを目標電圧Ｖｔに維持しつつ、二次電池９に充電電流Ｉｏを供給する定電圧充電動作を開始する。その後、定電流・定電圧充電処理の開始からの経過時間が時間Ｔ３に達したときに、計時部７は電源制御部５に計時完了信号Ｓ１を出力する。電源制御部５は、ステップ５９において計時完了信号Ｓ１の入力を検出して、定電流・定電圧充電処理を終了させる。これにより、二次電池９に対する充電動作が目標充電時間Ｔ０で完了する。

このように、この充電装置１では、電源制御部５が、主充電処理の開始に先立って予め求めた二次電池９の残存容量Ｗｓ（主充電処理の開始直前の残存容量）および二次電池９の電池容量Ｗｔと、予め設定された目標充電時間Ｔ０を基に算出した主充電処理を実行する時間Ｔ４および予め設定された主充電処理の終了時の二次電池９の残存容量Ｗ２とに基づいて、充電電流Ｉｏの充電電流値を制御して二次電池９に対して主充電を実行する。したがって、この充電装置１によれば、二次電池９の充電時の内部抵抗が変化する場合においても、二次電池９の電池容量Ｗｔに拘わらず、時間Ｔ４で主充電処理の終了時における残存容量がＷ２となるように二次電池９を効率良く充電することができ、その結果、目標充電時間Ｔ０で二次電池９を満充電状態まで効率良く充電することができる。また、主たる充電期間での充電効率を高めることができるため、満充電状態までの充電効率も高めることができる。さらに、この充電効率の向上に伴って、電源部２を小型化することができ、ひいては充電装置１自体についても小型化することができる。

また、この充電装置１では、電源制御部５が、主充電処理の開始に先立って二次電池９の残存容量Ｗｓと二次電池９の電池容量Ｗｔとを検出する。具体的には、電源制御部５が、二次電池９への一定の充電電流値Ｉ１での充電と電源部２からの二次電池９の切り離しとを、切り離しの開始から所定時間Ｔ２の経過後における二次電池９についての開放電圧Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４の測定を実行しつつ複数回（本例では４回）繰り返す特性データ検出処理を実行し、最後に検出した開放電圧Ｖｏｐ４に基づいて、主たる充電期間の開始時における残存容量Ｗｓを検出し、かつ測定した各開放電圧Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４のうちの２つ（本例では開放電圧Ｖｏｐ１，Ｖｏｐ４）に基づいて、この２つの開放電圧Ｖｏｐ１，Ｖｏｐ４の各測定時における二次電池９の残存容量ＳＯＣ２（＝Ｗｓ），ＳＯＣ１を検出すると共に、この検出した２つの残存容量の差分（ＳＯＣ２（＝Ｗｓ）−ＳＯＣ１）、２つの開放電圧を測定する間における二次電池９に対する総充電時間（Ｔ１×３）、および一定の充電電流値Ｉ１に基づいて電池容量Ｗｔを算出する。したがって、この充電装置１によれば、主たる充電期間の開始時における残存容量Ｗｓ、および二次電池９の電池容量Ｗｔを検出するための各開放電圧Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４の測定を実行しつつ二次電池９を充電することができるため、特性データ検出処理の時間を無駄にすることなく、残存容量Ｗｓおよび電池容量Ｗｔをリアルタイムに検出することができる。

さらに、この充電装置１では、電源制御部５が、各開放電圧Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４の測定の実行に対応させて、二次電池９の電源部２からの各切り離し動作の直前における二次電池９についての充電電圧Ｖｔｐ１〜Ｖｔｐ４の測定を特性データ検出処理において実行し、各開放電圧Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４、各開放電圧Ｖｏｐ１〜Ｖｏｐ４に対応する各充電電圧Ｖｔｐ１〜Ｖｔｐ４、および一定の充電電流値Ｉ１に基づいて、各充電電圧Ｖｔｐ１〜Ｖｔｐ４の測定時における二次電池９の内部抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を検出（算出）すると共に充電時における二次電池９の充電量（残存容量）に対する内部抵抗の変化量ΔＲを検出（算出）して、主たる充電期間の開始時および終了時における各内部抵抗を検出し、さらにこれら内部抵抗に基づいて、主たる充電期間の開始時および終了時における充電電流Ｉｏの電流値Ｉｆと電流値Ｉｅとを決定する。したがって、この充電装置１によれば、主たる充電期間における内部抵抗が残存容量に比例して変化する鉛蓄電池などの二次電池９に対して、二次電池９の内部抵抗の変化に応じて充電電流Ｉｏの電流値を適切に変化させて、正確な定電位差充電（本例では低損失充電ともなる）を実行することができる結果、主たる充電期間での充電効率を一層高めることができる。また、この充電装置１によれば、充電時の内部抵抗が一定の増加率で変化する二次電池９に対して、充電電流Ｉｏの電流値をリニアに減少させるというより簡易な制御方法により、効率良く充電することができる。

また、この充電装置１によれば、電源制御部５が、主たる充電期間において主充電処理を実行した後に定電流・定電圧充電処理を実行することにより、ほぼ満充電に近い状態の二次電池９を一層満充電に近い状態に移行させつつ、充電終期の充電電流Ｉｏの電流値を低下させて過充電を回避することができるため、二次電池９の寿命低下を防止することができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、その構成を適宜変更することができる。例えば、主充電処理における二次電池９の内部抵抗での損失Ｗが最小となるように、すなわち、二次電池９の内部抵抗の両端間の電位差が一定となるように、電流値Ｉｆと電流値Ｉｅとの関係式（上記式（４））を設定した例について上記したが、二次電池９の内部抵抗での損失が一定となるように、電流値Ｉｆと電流値Ｉｅとを設定して充電することもできる。この場合には、二次電池９の内部抵抗Ｒｅ，Ｒ４、主充電処理における各電流値Ｉｆ，Ｉｅの間には、定損失充電であることを考慮すると、Ｉｅ^２×Ｒｅ＝Ｉｆ^２×Ｒ４の関係式が成り立つため、この関係式から電流値Ｉｆは、以下の式（４Ａ）で表される。
電流値Ｉｆ＝Ｉｅ×√（Ｒｅ／Ｒ４）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４Ａ）

また、主充電処理により二次電池９に充電される電気量ΔＱ２を、一定の電流Ｉｃで充電したとすると、この電流Ｉｃは上記式（５）で表され、この電流Ｉｃと上記の各電流値Ｉｆ，Ｉｅとの間には上記の関係式（６）が成り立つ。このため、電源制御部５は、充電条件決定処理において、上記式（４Ａ），（５），（６）に基づいて、電源部２から二次電池９に供給される充電電流Ｉｏの充電開始時の電流値Ｉｆと充電終了時の電流値Ｉｅとを、下記式（７Ａ），（８Ａ）のようにして算出する。
電流値Ｉｆ＝２×Ｉｃ×ｓ／（１＋ｓ）
＝２×ΔＱ２／Ｔ４×ｓ／（１＋ｓ） ・・・・・・・・・・・・（７Ａ）
電流値Ｉｅ＝２×Ｉｃ／（１＋ｓ）
＝２×ΔＱ２／Ｔ４／（１＋ｓ） ・・・・・・・・・・・・・・（８Ａ）
ここで、ｓ＝√（Ｒｅ／Ｒ４）とする。

電源制御部５は、この充電条件決定処理を除く他の処理（特性データ検出処理、容量検出処理、主充電処理および定電流・定電圧充電処理）については、上記した実施の形態のときと同様にして実行する。これにより、主たる充電期間における内部抵抗が残存容量に比例して変化する鉛蓄電池などの二次電池９に対して、二次電池９の内部抵抗の変化に応じて充電電流Ｉｏの電流値を適切に変化させて、定損失充電を実行することができる結果、主たる充電期間での充電効率を高めることができると共に、電源部２のさらなる小型化、ひいては充電装置１自体のさらなる小型化を実現することができる。

また、例えば、常温（２５℃）における定数Ａ，Ｂで構成された式（１）のみを記憶部６に記憶させた例について上記したが、複数の温度での定数Ａ，Ｂを実験で算出して記憶部６に記憶させ、充電装置１の使用温度（二次電池９の充電時の温度）に合わせて、使用する式（１）を選択できる構成を採用することもできる。また、主たる充電期間の終了時点での残存容量となる上限値Ｗ２、二次電池９の目標電圧Ｖｔ、目標充電時間Ｔ０、特性データ検出処理におけるオン時間Ｔ１およびオフ時間Ｔ２、特性データ検出処理において充電電圧Ｖｔｐおよび開放電圧Ｖｏｐを測定する回数Ｎ、充電電流Ｉｏの充電電流値Ｉ１、および定電流・定電圧充電処理の時間Ｔ３についても、例えば二次電池９の種類に対応させて記憶部６に複数記憶させ、任意に選択できる構成を採用することもできる。また、二次電池９の充電時における内部抵抗がほぼリニアに変化する領域Ｅ内での残存容量の上限値Ｗ２を主たる充電期間の終了時点での残存容量とすることにより、定電位差充電や定損失充電を実行する主たる充電期間の時間Ｔ４をより長くして、二次電池９に対する充電効率を一層高める好ましい例について上記したが、これに限定されるものではなく、領域Ｅ内での残存容量の上限値Ｗ２の手前の残存容量を主たる充電期間の終了時点での残存容量とすることもできる。さらには、図示はしないが、例えば操作パネルやキーボードなどの操作部を設けて、これらの値について任意に設定できる構成を採用することもできる。

また、最も好ましい例として、特性データ検出処理において最後に検出した充電電圧Ｖｔｐ１および開放電圧Ｖｏｐ４に基づいて算出した二次電池９の内部抵抗Ｒ４および残存容量Ｗｓを主充電処理を開始する直前での二次電池９の内部抵抗および残存容量として、主充電処理の開始時の電流値Ｉｆおよび終了時の電流値Ｉｅを決定する例について上記したが、特性データ検出処理における二次電池９への充電時間（スイッチ部３のオン時間Ｔ１およびオフ時間Ｔ２）が短時間であって、一回の充電時間での二次電池９についての充電電圧Ｖｏの上昇分が少ないとき、つまり一回の充電による二次電池９の残存容量の増加分が少ないときには、最後に検出した充電電圧Ｖｔｐおよび開放電圧Ｖｏｐに代えて、許容できる範囲内で最後から１回または複数回前に検出した充電電圧Ｖｔｐおよび開放電圧Ｖｏｐを用いて主充電処理の開始時の電流値Ｉｆおよび終了時の電流値Ｉｅを決定することもでき、この場合においてもほぼ時間Ｔ４で二次電池９の残存容量を上限値Ｗ２にすることができる結果、ほぼ目標充電時間Ｔ０で二次電池９を充電することができる。

また、好ましい例として、主充電処理に続いて定電流・定電圧充電処理を実行する構成について上記したが、定電流・定電圧充電処理を実行する必要がないときには、定電圧充電処理の時間Ｔ３についてゼロ時間を規定するデータＤ３を用いることにより、定電流充電処理を完了して充電動作を完了することもできる。

また、主充電処理や定電流・定電圧充電処理について、各処理の開始からの経過時間が時間Ｔ４や時間Ｔ３に達したときに終了する例について上記したが、この時間Ｔ４は二次電池９の充電電圧Ｖｏが検出電圧Ｖｐに達する時間でもあり、またこの時間Ｔ３は、二次電池９の充電電圧Ｖｏが目標電圧Ｖｔに達する時間でもあるため、電圧測定部４からの電圧データＤｖに基づいて充電電圧Ｖｏを検出しつつ、充電電圧Ｖｏが検出電圧Ｖｐに達したときに主充電処理を終了させ、かつ充電電圧Ｖｏが目標電圧Ｖｔに達したときに定電流・定電圧充電処理を終了させる構成を採用することもできる。また、好ましい例として、充電装置１自体が、特性データ検出処理、残存容量検出処理、および電池容量検出処理を実行して、主たる充電期間（主充電処理を実行する期間）の開始時および終了時における二次電池９の各残存容量Ｗｓ，Ｗ２、二次電池９の電池容量Ｗｔ、および主たる充電期間の時間Ｔ４を検出（算出）する構成について上記したが、各残存容量Ｗｓ，Ｗ２、および電池容量Ｗｔが他の測定装置で測定されるなどして予め求められているときには、充電装置１では各残存容量Ｗｓ，Ｗ２および電池容量Ｗｔを検出することなく、予め求められたこれらの残存容量Ｗｓ，Ｗ２、電池容量Ｗｔおよび時間Ｔ４に基づいて、二次電池９に対する充電電流値を制御して主充電処理を実行する構成を採用することもできる。

また、主充電処理において、二次電池９の充電時の内部抵抗値の変化（ほぼ一定の増加率での変化）に合わせて、充電電流Ｉｏの電流値を電流値Ｉｆから電流値Ｉｅまで一定の減少率で変化させる例について上記したが、充電時の内部抵抗値がほぼ一定の減少率で変化する二次電池に対しては、充電電流Ｉｏの電流値を電流値Ｉｆから電流値Ｉｅまで一定の増加率で変化させることもできる。また、充電時の内部抵抗値がリニアに変化しない二次電池に対しては、充電時の内部抵抗値に対応させて充電電流Ｉｏの電流値を非線形に変化させることもできる。

本発明の実施の形態に係る充電装置１の構成図である。 開放電圧Ｖｏｐと残存容量との関係を示す特性図である。 充電処理における充電電流Ｉｏおよび充電電圧Ｖｏの時間経過に伴う各変化を示す特性図である。 電源制御部５の充電動作を説明するためのフローチャートである。 図４における特性データ検出処理を説明するためのフローチャートである。 二次電池９（鉛蓄電池）の残存容量と内部抵抗値との関係を示す特性図である。

符号の説明

１ 充電装置
２ 電源部
３ スイッチ部
４ 電圧測定部
５ 電源制御部
６ 記憶部
７ 計時部
９ 二次電池
Ｉｅ 終了電流値
Ｉｆ 開始電流値
Ｉｏ 充電電流
Ｔ０ 目標充電時間
Ｔ３ 定電流・定電圧充電処理の時間
Ｔ４ 主充電処理の時間
Ｖｏ 充電電圧

Claims (7)

1. 残存容量がほぼ零の状態の充電対象電池に対して主充電処理に先立って特性データ検出処理を実行すると共に、当該主充電処理の実行の後に定電流充電処理および定電圧充電処理を実行して満充電の状態まで充電する際の前記各処理のうちの最も長い期間を要する当該主充電処理の充電期間での充電電流値を制御可能に構成された電源部と、前記主充電処理の充電期間において前記電源部を制御して前記充電対象電池に対する充電を実行する電源制御部とを備えた充電装置であって、
   前記電源制御部は、予め求められた前記主充電処理の充電期間の開始時および終了時における前記充電対象電池の各残存容量、予め求められた前記充電対象電池の電池容量、および予め設定された前記主充電処理の充電期間の長さに基づいて当該充電期間の開始時における開始電流値および終了時における終了電流値を決定し、前記充電電流値を当該開始電流値から当該終了電流値に変化させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する充電装置。
2. 前記電源制御部は、前記充電電流値を前記開始電流値から前記終了電流値に徐々に減少させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する請求項１記載の充電装置。
3. 前記電源制御部は、前記充電電流値を前記開始電流値から前記終了電流値に一定の減少率で減少させる制御を行って前記充電対象電池に対して充電を実行する請求項２記載の充電装置。
4. 前記電源制御部は、前記主充電処理の充電期間での充電の開始に先立って、前記各残存容量および前記電池容量を検出する請求項１から３のいずれかに記載の充電装置。
5. 前記電源制御部は、前記充電対象電池への一定の充電電流値での充電と前記電源部からの前記充電対象電池の切り離しとを、当該切り離しの開始から所定時間経過後における前記充電対象電池についての開放電圧の測定を実行しつつ複数回繰り返す特性データ検出処理を実行し、最後に検出した前記開放電圧に基づいて、前記主充電処理の充電期間開始時における前記残存容量を検出し、かつ前記測定した複数の開放電圧のうちの２つに基づいて当該２つの開放電圧の各測定時における前記充電対象電池の前記残存容量を検出すると共に、当該検出した２つの残存容量の差分、前記２つの開放電圧を測定する間における前記充電対象電池に対する総充電時間、および前記一定の充電電流値に基づいて前記電池容量を算出する請求項４記載の充電装置。
6. 前記電源制御部は、前記各開放電圧の測定の実行に対応させて、前記各切り離しの直前における前記充電対象電池についての充電電圧の測定を前記特性データ検出処理において実行し、前記各開放電圧、当該各開放電圧に対応する前記各充電電圧、および前記一定の充電電流値に基づいて、当該各充電電圧の測定時における前記充電対象電池の内部抵抗を検出すると共に充電時における前記充電対象電池の充電量に対する内部抵抗の変化量を検出し、当該内部抵抗の変化量に基づいて前記充電電流値を制御して前記主充電処理の充電期間での充電を実行する請求項５記載の充電装置。
7. 前記電源部は前記充電対象電池に対する充電時の充電電圧値を制御可能に構成され、
   前記電源制御部は、前記主充電処理の充電期間での充電を実行した後に、前記充電対象電池に対して定電流充電および定電圧充電を実行する請求項１から６のいずれかに記載の充電装置。

Images