JP5015335B1 - 充電器及び充電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 二次電池の電極板の耐圧の低下や機械的劣化を抑制するとともに、充電時間を短縮する。
【解決手段】 二次電池を充電する充電器10であって、所定の電圧値を示す第一電圧を出力する第一出力部11と、所定の電圧値と異なる電圧値を示す第二電圧を出力する第二出力部11と、所定の周波数を示す電圧を第三電圧として出力する第三出力部16と、第一電圧及び第二電圧を入力して交互に選択するとともに、選択した第一電圧と第三電圧との合成、及び/又は、選択した第二電圧と第三電圧との合成を行い、これら合成により得られた電圧を充電電圧として二次電池に供給する充電制御部17とを備えた。
【選択図】 図8

Description

本発明は、車両に搭載された二次電池(バッテリ)を充電する充電器、及び、この充電器を複数備えた充電装置に関し、特に、急速充電を実現する充電器及び充電装置に関する。
電気自動車やハイブリッドカーなどの車両には、動力用又は補機用のバッテリが搭載されている。このバッテリには、多数の蓄電池を直列に接続した組電池と呼ばれるものを用いることが多い。
また、車両には、バッテリを充電するための充電器を装備したものがある。充電器は、100V又は200Vの商用電源を所定の電圧に変換し、これをバッテリに供給して充電する。
この充電器を用いて組電池を充電する場合は、図11に示すように、その組電池200の全体に所定の電圧を印加して充電を行っていた(例えば、特許文献1参照。)。
具体的には、例えば、14Vの蓄電池BTTを十個連結した組電池200に対し、140V用の充電器110を接続して充電を行っていた。
ところが、このような構成で組電池を充電すると、完了までに相当の時間を要していた。例えば、図12に示すように、充電電圧をほぼ一定量で供給し続けると、充電時間が約八時間もかかっていた。これでは、次の走行まで八時間も待たされることとなり、実用的でなかった。
そこで、充電時間を短縮する技術が提案されている。
例えば、充電電流の供給と停止とを間歇的に制御してパルス状に流す技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
この技術にようにパルス充電を行えば、充電電圧を一定量で供給する場合に比べて、充電時間を短縮できる。
特開2007−274846号公報(図3) 特開平07−111165号公報
しかしながら、上述した特許文献2に記載の技術においては、次のような問題があった。
同技術は、充電電流の供給を一定時間行うと、続いてその供給を完全に停止し、その後に充電電流の供給を再開していた。つまり、供給時にはI[A]の充電電流を流し、停止時には充電電流を流さず0[A]とし、これを繰り返していた。そうすると、供給を再開するときには、充電電流が0[A]からI[A]に急激に増加し、しかも、この急激な増加が所定時間ごと(例えば10秒ごと)に起こり、充電完了まで何度も繰り返されるため、バッテリの電極板に負担がかかり、耐圧の低下や機械的劣化の原因になるという問題があった。
また、特許文献1においては、多数の蓄電池を連結した組電池の全体に電圧を印加して充電していた。この場合、充電器からの充電電圧は、蓄電池一つの定格端子電圧に蓄電池の個数を乗算し、さらに所定倍した値を採用することとなり、非常に大きくなっていた。例えば、図11に示す例では、定格端子電圧14Vの蓄電池を十個連結しているので、140V用の充電器を用いていた。そして、充電電圧は、140V×1.4=196Vとしていた(図12参照)。また、電源に商用電源を用いると、例えば100Vから196Vに昇圧することとなり、充電電流が少なくなっていた。そうすると、一つの蓄電池に対して低電流で充電することとなり、これが充電時間を長くする原因となっていた。
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、バッテリ(二次電池)の電極板の耐圧の低下や機械的劣化を抑制するとともに、充電時間を大幅に短縮可能とする充電器及び充電装置の提供を目的とする。
この目的を達成するため、本発明の充電器は、二次電池を充電する充電器であって、所定の電圧で、周波数が0である第一電圧を出力する第一出力部と、所定の電圧よりも高い電圧で、周波数が0である第二電圧を出力する第二出力部と、所定の周波数の電圧を第三電圧として出力する第三出力部と、二次電池に充電電圧を供給する充電制御部とを備え、充電制御部は、第一電圧及び第二電圧を入力して交互に選択するとともに、第一電圧を選択したときは、当該第一電圧と第三電圧とを合成し、第二電圧を選択したときは、当該第二電圧と第三電圧とを合成し、第一電圧と第三電圧とを合成した電圧値の低い交流電圧と、第二電圧と第三電圧とを合成した電圧値の高い交流電圧を、充電電圧として交互に二次電池に供給し、第三電圧の周期は、充電制御部が第一電圧と第二電圧とを交互に選択するときの切替時間よりも短い構成としてある。
また、本発明の充電装置は、複数の二次電池に対して充電を行う充電装置であって、前述の充電器を複数備え、各充電器が、二次電池に一対一で接続された構成としてある。
本発明の充電器及び充電装置によれば、所定の電圧値を示す第一電圧と、この第一電圧と異なる電圧値を示す第二電圧とを交互に選択し、これらに第三電圧を合成して二次電池に供給することとしたので、0Vからの急激な供給がなくなることから、バッテリの電極板における耐圧の低下や機械的劣化を抑制できる。
また、選択した第一電圧又は第二電圧に、所定の周波数成分からなる第三電圧を合成して供給するため、第一電圧と第二電圧とによる周期の長いポンピング充電と、第三電圧による周期の短いポンピング充電が行われることから、充電時間を大幅に短縮できる。
さらに、充電器を複数備え、複数のバッテリと各充電器とを一対一で接続する構成としたので、充電電圧を低くして、充電電流を多く流すことができる。これにより、充電時間を大幅に短縮できる。
本発明の実施形態における充電装置の構成を示すブロック図である。 充電器の構成を示すブロック図である。 発振回路の構成を示す電子回路図である。 信号混合回路の構成を示す電子回路図である。 切替器の構成を示すブロック図である。 リレーの構成を示す正面外観図である。 切替制御手段の構成を示すブロック図である。 充電電圧、充電電流、バッテリ充電量の変化を示すグラフである。 蓄電池の充電量と切替時間との対応を示す図表である。 充電器と切替器を一つずつ備えた充電装置の構成を示すブロック図である。 従来の充電装置の構成を示すブロック図である。 従来の充電装置における充電電圧、バッテリ充電量の変化を示すグラフである。
以下、本発明に係る充電器及び充電装置の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
[充電器及び充電装置の構成]
まず、本発明の充電器及び充電装置の構成について、図1を参照して説明する。
同図は、本実施形態の充電装置の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、充電装置1は、複数の充電器10(10−1〜10−10)と、切替器20(20−1〜20−10)と、切替制御手段30とを備えている。
ここで、充電器10は、複数設けられている。特に、充電器10は、充電の対象となるバッテリと同数あるいはそれ以上の数だけ設けることができる。例えば、蓄電池BTTを複数個(同図においては、十個)連結した組電池200を充電の対象とするときは、充電器10は、その蓄電池BTTと同数(同図の場合は十個)又はそれ以上の数だけ設けることができる。
なお、本実施形態においては、充電器10又は充電装置1による充電の対象を蓄電池BTT又は組電池200としているが、充電の対象は、蓄電池BTTや組電池200に限るものではなく、二次電池全般とすることができる。
また、本実施形態において、「バッテリ」とは、二次電池のうち車両に搭載可能なものをいう。つまり、「バッテリ」には、蓄電池BTTや組電池200を含む。さらに、車両には、自動車(四輪、三輪、二輪を含む。また、ゴルフカート、リリーフカーなども含む。)、航空機、農業機械などが含まれる。
各充電器10は、図2に示すように、インバータ電源11と、整流器12と、電流混合部13(13−1、13−2)と、充電量検出部14と、タイミング発生器15と、発振回路16と、充電制御部17とを有している。
インバータ電源11は、外部から電源電圧を入力する。この入力される電圧には、例えば、100V又は200Vの商用交流電源を用いることができる。
また、インバータ電源11は、入力電圧を、所定の電圧値を示す第一電圧に変換して出力するとともに、入力電圧を、第一電圧とは異なる所定の電圧値を示した第二電圧に変換して出力する。
なお、本実施形態においては、第一電圧がトリクル電圧に相当し、第二電圧がクイック電圧に相当するものとする。
トリクル電圧は、蓄電池BTTの定格端子電圧の1.4倍程度とすることができる。具体的には、例えば、図1に示すように、蓄電池BTTの定格端子電圧が14Vである場合、トリクル電圧は、18.8V(14Vの約1.34倍)とすることができる。
クイック電圧は、蓄電池BTTの定格端子電圧の2.3倍程度とすることができる。具体的には、例えば、図1に示すように、蓄電池BTTの定格端子電圧が14Vである場合、クイック電圧は、32.0V(14Vの約2.29倍)とすることができる。
このように、トリクル電圧は、クイック電圧よりも低い電圧値を示す電圧である。また、クイック電圧は、トリクル電圧よりも高い電圧値を示す電圧である。そして、トリクル電圧とクイック電圧は、0Vではなく、それぞれ所定の電圧値を示した交流電圧である。
なお、インバータ電源11は、第一電圧(トリクル電圧)を出力することから、「第一出力部」としての機能を有している。また、インバータ電源11は、第二電圧(クイック電圧)を出力することから、「第二出力部」としての機能を有している。
整流器12は、インバータ電源11から出力された交流電圧(トリクル電圧とクイック電圧のそれぞれ)を整流して直流に変換する。
この整流器12には、トリクル電圧用の整流器(第一整流器)12−11と、クイック電圧用の整流器(第二整流器)12−12がある。
第一整流器12−11は、インバータ電源11との間が複数の入力側配線12−21(図2においては、四本)で接続されており、インバータ電源11からの出力電流を各入力側配線12−21のそれぞれから入力する。そして、各入力側配線12−21に接続された整流回路12−31によって、トリクル電圧を整流し直流電圧に変換する。
第二整流器12−12は、インバータ電源11との間が複数の入力側配線12−22(図2においては、四本)で接続されており、インバータ電源11からの出力電流を各入力側配線12−22のそれぞれから入力する。そして、各入力側配線12−22に接続された整流回路12−32によって、クイック電圧を整流し直流電圧に変換する。
インバータ電源11と各整流器12−11、12−12との間が複数の入力側配線12−21、12−22で接続されているのは、大電流を確保するためである。
本実施形態の充電器10においては、14Vの蓄電池BTTを充電するのに充電電流が最大80Aになることを想定している。耐圧をその2.5倍とすると、整流器12は、200Aに耐えるように設計するのが望ましい。ここで、例えば、定格電流が50Aの整流素子(ダイオード)を用いることとすると、4個並列にすることにより全体で200Aの電流を流せるようになる。このように、インバータ電源11の出力電流を複数の入力側配線12−21、12−22に分流し、これら分流した電流を整流回路12−31、12−32により整流することで、50Aの整流素子を用いつつ、200Aという大電流(充電電流)を確保することができる。
なお、図2においては、トリクル電圧用の整流器12−11とクイック電圧用の整流器12−12のそれぞれに、整流回路12−31、12−32を四つずつ配置し、これら整流回路12−31、12−32のそれぞれに入力側配線12−21、12−22を接続する構成としてあるが、整流回路12−31、12−32や入力側配線12−21、12−22は四つずつに限るものではなく、任意の数だけ設けることができる。
また、インバータ電源11から出力されたトリクル電圧又はクイック電圧の電流を許容し得る定格電流を有した整流素子を使用可能なときは、トリクル電圧用の整流器12−11とクイック電圧用の整流器12−12のそれぞれに、その整流素子を有する整流回路12−3を一つのみ設け、この整流回路12−3に入力側配線12−2を接続することができる。
電流混合部13(13−1、13−2)は、整流器12から出力された複数の電流を混合する。
この電流混合部13には、トリクル電圧用の電流混合部(第一電流混合部)13−1と、クイック電圧用の電流混合部(第二電流混合部)13−2がある。
第一電流混合部13−1は、第一整流器12−11との間が複数(整流回路12−31と同数)の出力側配線12−41(図2においては、四本)で接続されており、第一整流器12−11の出力電流を各出力側配線12−41から入力し、これらを混合して出力する。
第二電流混合部13−2は、第二整流器12−12との間が複数(整流回路12−32と同数)の出力側配線12−42(図2においては、四本)で接続されており、第二整流器12−12の出力電流を各出力側配線12−42から入力し、これらを混合して出力する。
なお、各整流器12−11、12−12に整流回路12−3が一つずつ設けられたときは、各整流器12−11、12−12の入力側配線12−2と出力側配線12−4は、それぞれ一本ずつとなる(単線図の場合)。この場合、インバータ電源11からの出力電流は分流されないことから、その出力電流を混合する必要がない。よって、この場合は、電流混合部13を省略できる。
充電量検出部14は、蓄電池BTTの充電量を検出する。この検出した充電量は、タイミング発生器15へ送られる。
また、充電量検出部14は、充電量と閾値とを比較し、充電量が閾値に達していることを検出すると、充電停止信号を切替制御手段30の停止信号送出部32(後述)へ送る。
タイミング発生器(出力制御部)15は、充電量検出部14から送られてきた充電量にもとづいて、充電周期を決定し、切替信号を出力する。この切替信号の出力タイミングについては、後記の「充電電圧の出力制御」にて詳述する。
発振回路(オシレータ:Electronic Oscillator)16は、周期的に電圧値が変化する電圧を所定周波数電圧として生成し、出力する。
所定周波数電圧は、所定の周波数で電圧値が変化する交流電圧である。具体的には、例えば、正弦波、パルス波(矩形波)、三角波、鋸歯状波などの波形で示すことが可能な電圧を含む。
また、所定周波数電圧の振幅は、図8に示すように、蓄電池BTTの充電量が最大に近い状態において、クイック電圧と所定周波数電圧との合成電圧(例えば、同図の(k))の最大値が、最大充電電圧に近似又は一致するような値とするのが望ましい。
発振回路16には、帰還型や弛張型など、従来公知の任意好適な発振回路を用いることができる。
また、発振回路16は、例えば、図3に示すように、IC161を用いた構成とすることができる。
ここで、抵抗R1と抵抗R2とコンデンサCXは、所定周波数電圧のパルス時間、周波数などを設定するための電子素子である。
コンデンサCoは、バイパス容量である。
この発振回路16から出力された所定周波数電圧は、充電制御部17へ送られる。
なお、所定周波数電圧の周波数は、充電の対象となる二次電池の種類、規格、仕様、性能等に合わせて決めることができる。具体的には、例えば、6kHzや2kHzなど、任意の値とすることができる。この所定周波数電圧の周波数は、発振回路16におけるバイアスコントロールなどにより可変とすることができる。この場合、その所定周波数電圧の周波数を切り替えるための切替スイッチを、切替制御手段30のスイッチ部31(後述)に設けることもできる。
また、所定周波数電圧は、所定の周波数を示す電圧であることから、「第三電圧」に相当する。さらに、発振回路16は、所定の周波数を示す電圧(所定周波数電圧)を出力することから、「第三出力部」としての機能を有している。
充電制御部17は、第一電流混合部13−1からトリクル電圧(第一電圧)を入力するとともに、第二電流混合部13−2からクイック電圧(第二電圧)を入力し、かつ、発振回路16から所定周波数電圧を入力する。そして、充電制御部17は、タイミング発生器15からの切替信号の入力タイミングに応じて、トリクル電圧とクイック電圧を交互に選択し、これら選択したトリクル電圧又はクイック電圧に所定周波数電圧を合成して出力する。
ここで、充電制御部17は、切替信号の入力タイミングに応じて、トリクル電圧とクイック電圧とを交互に選択する。この選択は、例えば、マルチプレクサなどの選択回路により行うことができる。
また、充電制御部17は、選択したトリクル電圧又はクイック電圧に所定周波数電圧を合成するための信号合成回路を備えている。
信号合成回路は、図4に示すような回路構成の信号混合回路171を用いることができる。同図に示す信号混合回路171は、トランジスタTrが非線形で動作する領域を利用して、トリクル電圧又はクイック電圧の周波数と所定周波数電圧の周波数とを混合するものである。具体的には、第一入力端子172又は第二入力端子173の一方に、選択したトリクル電圧又はクイック電圧を入力するとともに、他方に所定周波数電圧を入力する。そして、入力した電圧の一方をトランジスタTrのベースに印加し、他方をトランジスタTrのコレクタに印加し、そのトランジスタTrのエミッタ電圧を合成電圧として、フォトカプラPCを介して出力する。
さらに、信号合成回路としては、図4に示す信号混合回路171以外に、例えば、周波数を合成する回路(周波数合成回路)や、電圧を合成する回路(電圧合成回路)などを用いることができる。
周波数合成回路には、例えば、混合回路(アナログ乗算器を備えたものなど)、周波数加算回路、周波数減算回路などがある。
混合回路は、例えば、周波数の異なる二つの電圧(各周波数をf1、f2とする)を入力すると、それら周波数の和(f1+f2)又は差(f1−f2)を示す電圧を出力する回路である。
周波数加算回路は、周波数の異なる二つの電圧(各周波数をf1、f2とする)を入力すると、それら周波数の和(f1+f2)を示す電圧を出力する回路である。
周波数減算回路は、周波数の異なる二つの電圧(各周波数をf1、f2とする)を入力すると、それら周波数の差(f1−f2)を示す電圧を出力する回路である。なお、信号合成回路として周波数減算回路を用いた場合は、図8に示す「合成電圧」の波形が、トリクル電圧又はクイック電圧を中心として反転する。
これら周波数合成回路において、入力される二つの電圧のうち、一方の電圧がトリクル電圧又はクイック電圧であり、他方の電圧が所定周波数電圧となる。そして、トリクル電圧又はクイック電圧の周波数をf1、所定周波数電圧の周波数をf2とすると、この周波数合成回路から出力される合成電圧の周波数f0は、「f0=f1+f2」又は「f0=f1−f2」となる。
ただし、トリクル電圧とクイック電圧は、いずれも周波数がほぼ0である。このため、合成電圧の周波数f0は、所定周波数電圧の周波数f2のそのままの値、又は、その周波数f2を反転した値となる。
また、電圧合成回路には、例えば、電圧加算回路、電圧減算回路などがある。
電圧加算回路は、電圧値の異なる二つの電圧(V1、V2)を入力すると、それら電圧値の和(V1+V2)を示す電圧を出力する回路である。
電圧減算回路は、電圧値の異なる二つの電圧(V1、V2)を入力すると、それら電圧値の差(V1−V2)を示す電圧を出力する回路である。なお、信号合成回路として電圧減算回路を用いた場合は、図8に示す「合成電圧」の波形が、トリクル電圧又はクイック電圧を中心として反転する。
これら電圧合成回路において、入力される二つの電圧のうち、一方の電圧がトリクル電圧又はクイック電圧であり、他方の電圧が所定周波数電圧となる。そして、トリクル電圧又はクイック電圧の電圧値をV1、所定周波数電圧の電圧をV2とすると、この電圧合成回路から出力される合成電圧の電圧V0は、「V0=V1+V2」又は「V0=V1−V2」となる。
ただし、トリクル電圧とクイック電圧は、いずれも、ほぼ一次関数的に電圧値が増加するのに対し、所定周波数電圧は、所定の周波数を示す交流電圧である。このため、例えば、トリクル電圧と所定周波数電圧とを合成するときには、所定周波数電圧における振動の幅の中心の電圧がトリクル電圧の電圧値となるように合成される。
また、クイック電圧と所定周波数電圧とを合成するときには、所定周波数電圧における振動の幅の中心の電圧がクイック電圧の電圧値となるように合成される。
この信号合成回路(又は、この信号合成回路を備えた充電制御部17)から出力された電圧は、充電電圧として蓄電池BTTに供給される。そして、その充電電圧が蓄電池BTTに印加されることで、蓄電池BTTが充電される。
また、充電制御部17は、蓄電池BTT(組電池200)に取り付けられた温度センサから測定温度を入力すると(図2参照)、この測定温度と閾値とを比較し、測定温度が閾値に達していることを検出すると、充電停止信号を切替制御手段30の停止信号送出部32(後述)へ送る。
なお、インバータ電源11、タイミング発生器15、充電制御部17は、基板動作電源により動作させることができる。
切替器20は、図1に示すように、充電装置1において、充電器10と同数設けられている。また、切替器20は、充電の対象となる蓄電池BTTと同数あるいはそれ以上の数だけ設けることができる。例えば、14Vの蓄電池BTTを十個連結した組電池200を充電の対象とするときは、切替器20を十個又はそれ以上の数だけ設けることができる。
また、複数の切替器20は、複数の充電器10に対して一対一で接続されている。さらに、複数の切替器20は、複数の蓄電池BTTに対して一対一で接続される。よって、一つの切替器20を介して、一つの充電器10が一つの蓄電池BTTに対して充電を行う。
この切替器20は、図5に示すように、マイナスリレー21−1(21−11〜21−1n)と、プラスリレー21−2(21−21〜21−2n)とを有している。なお、nは、充電装置1に設けられた切替器20の数を示す。
マイナスリレー21−1は、充電器10や蓄電池BTTのマイナス側に接続されるリレー(継電器)であって、接点A、接点B、接点Cを有している。
接点Aは、充電器10のマイナス側に接続されている。
接点Bは、コモン端子であり、蓄電池BTTのマイナス側に接続されている。
接点Cは、走行電源のマイナス側に隣接する切替器20に設けられたプラスリレー21−2の接点Cに接続されている。なお、走行電源のマイナス側に隣接する切替器20がないときは、接点Cは、該充電装置1が搭載された車両の電気回路における走行電源のマイナス端子に接続される。
プラスリレー21−2は、充電器10や蓄電池BTTのプラス側に接続されるリレー(継電器)であって、接点A、接点B、接点Cを有している。
接点Aは、充電器10のプラス側に接続されている。
接点Bは、コモン端子であり、蓄電池BTTのプラス側に接続されている。
接点Cは、走行電源のプラス側に隣接する切替器20に設けられたマイナスリレー21−1の接点Cに接続されている。なお、走行電源のプラス側に隣接する切替器20がないときは、接点Cは、該充電装置1が搭載された車両の電気回路における走行電源のプラス端子に接続される。
ここで、各リレー21(21−1、21−2)が接点Aに切り替えられると、充電器10と蓄電池BTTが接続され、蓄電池BTTの各間が切り離された経路(第一経路)が形成される。具体的には、充電器10のプラス側→プラスリレー21−2の接点A→プラスリレー21−2の接点B→蓄電池BTTのプラス側→蓄電池BTTのマイナス側→マイナスリレー21−1の接点B→マイナスリレー21−1の接点A→充電器10のマイナス側を通る経路が形成される。
一方、各リレー21が接点Cに切り替えられると、充電器10と蓄電池BTTが切り離され、蓄電池BTTの各間が接続された経路(第二経路)が形成される。具体的には、走行電源のマイナス側→マイナスリレー21−1の接点C→マイナスリレー21−1の接点B→蓄電池BTTのマイナス側→蓄電池BTTのプラス側→プラスリレー21−2の接点B→プラスリレー21−2の接点C→隣接する切替器20のマイナスリレー21−1の接点C→マイナスリレー21−1の接点B→蓄電池BTTのマイナス側→蓄電池BTTのプラス側→プラスリレー21−2の接点B→プラスリレー21−2の接点C→隣接する切替器20のマイナスリレー21−1の接点C→・・・→プラスリレー21−2の接点C→走行電源のプラス側を通る経路が形成される。
このように、リレー21(及び、これを有する切替器20)は、第一経路と第二経路を切り替えることができる。
なお、各リレー21の接点Aは、第一経路に接続されていることから、「第一接点」としての機能を有している。また、接点Cは、第二経路に接続されていることから、「第二接点」としての機能を有している。
リレー21は、例えば、方向リミット型のドラムスイッチを用いることができる。
具体的には、リレー21は、図6に示すように、ウォームギヤWを用いた構成とすることができる。
ウォームギヤWは、円柱形状の部材の表面に螺旋状に歯が形成されたウォーム部211と、円板状の部材の周縁に歯が形成された歯車部(ギヤドラム)212とを有している。そして、ウォーム部211の軸方向と歯車部212の軸方向が直交するように、それらの各歯を噛み合わせて配置する。これにより、ウォーム部211を回転させることで歯車部212が回動又は回転する。
ウォーム部211は、モータ213の軸部214に結合しており、軸部214の回転にともなって回転する。
モータ213は、切替制御手段30の制御により駆動し、軸部214を回転させる。また、モータ213は、切替制御手段30の制動制御により駆動を停止し、軸部214の回転を停止させる。
これらにより、ウォーム部211は、モータ213の回転動力を歯車部212に伝達する役割を有している。そして、モータ213の回転を制御することにより、歯車部212の回転又は回動を制御できる。
歯車部212の円形面の近傍には、平板状に形成された接点A215、接点B216、接点C217が平行して配置されている。
これらのうち、接点B216の端部216−1には、孔216−2が穿設されており、歯車部212の中心に穿設された孔(図示せず)と連通している。これら接点B216の孔216−2と歯車部212の孔には、回転軸218を通してある。歯車部212は、その回転軸218を中心として回転又は回動する。
歯車部212の円形面(接点A215等に対向する面)には、回転接点(接続部材)219が絶縁物(図示せず)を介して取り付けられている。
回転接点219は、一端が、歯車部212の中心付近で接点B216に接している。この回転接点219は、歯車部212が回転又は回動してどの角度に位置しても、常に接点B216と接している。これにより、接点B216は、コモンとしての役割を果たす。
回転接点219の他端は、歯車部212の周縁付近に達している。このため、歯車部212が回転又は回動すると、回転接点219の他端は、回転軸218を中心とする円上を移動する。
この回転接点219は、歯車部212の回転又は回動に伴って、接点A215又は接点C217に接するようになっている。
例えば、図6に示すように、接点A215の端部215−1と接点B216の端部216−1と接点C217の端部217−1が並べて配置してあり、接点A215の端部215−1と接点C217の端部217−1が歯車部212の周縁の近傍に位置しているとき、回転接点219の他端が接点A215の端部215−1に接近すると、回転接点219の他端に形成された凸部(図示せず)が接点A215の端部215−1の裏面に接触する。これにより、回転接点219を介して接点B216と接点A215が接続され、電気的に導通する。
また、歯車部212が回転又は回動して、回転接点219の他端が接点C217の端部217−1に接近すると、回転接点219の他端に形成された凸部(図示せず)が接点C217の端部217−1の裏面に接触する。これにより、回転接点219を介して接点B216と接点C217が接続され、電気的に導通する。
このように、回転接点219は、二つの接点(接点B216と接点A215、又は、接点B216と接点C217)を接続する。
なお、回転接点219が接点A215に接しているときは、接点C217には接しないようになっている。一方、回転接点219が接点C217に接しているときは、接点A215には接しないようになっている。これにより、回路のショートを防止している。
また、接点A215や接点C217の各端部215−1、217−1の裏面には、回転接点219に接するための凸部(図示せず)を形成することができる。
さらに、歯車部212の回転又は回動方向は、右回り(時計回り)であってもよく、左回り(反時計回り)であってもよい。
切替制御手段30は、各切替器20のリレー21に対して、接点A215と接点C217との間の切り替えを指示する。つまり、切替制御手段30は、複数の切替器20を一斉に動作させることで、各充電器10−1〜10−10から蓄電池BTT−1〜BTT−10への充電の開始及び停止を一斉に切り替える機能を有している。
この切替制御手段30は、図7に示すように、スイッチ部31と、停止信号送出部32と、歯車動作検出部33と、モータ制御部34とを有している。
スイッチ部31は、商用電源が入力された時点で切替可能なリモート機能を有している。これにより、手動による切り替え忘れを防止できる。
また、スイッチ部31は、ユーザが手動で切り替え操作を行うON−OFFスイッチとすることができる。このスイッチ部31をON側にすると、充電装置1が充電を開始する。一方、このスイッチ部31をOFF側にすると、充電を停止する。
なお、蓄電池BTTが満充電になると、充電自体は、自動的に停止する。ただし、スイッチ部31は、ON側に切り替えられたままの状態となっているので、ユーザが手動でOFF側に切り替える。
停止信号送出部32は、充電量検出部14から充電停止信号を受け取ると、モータ制御部34に停止信号を送る。
また、停止信号送出部32は、充電制御部17から充電停止信号を受け取ると、モータ制御部34に停止信号を送る。
歯車動作検出部33は、歯車部212が回転又は回動したことを検出すると、検出信号をモータ制御部34へ送る。
ここで、本実施形態のリレー21は、リミット型のドラムスイッチを採用しており、ワイパーのモータのように同じ位置で接点を切り替えていることから、リターンサーボ回路により自由にコントロールできるようになっている。また、歯車部212の動作としては、接点Aから接点Cまで約180°の間を行き来すればよいので、歯車部212が回転又は回動したことを検知する手段を少なくとも一箇所設ければ、同じ動作を繰り返すことができる。
例えば、この歯車部212の回転又は回動の検出には、リミットスイッチやフォトカプラなどの検知手段を用いることができる。具体的には、歯車部212の裏面に突起部を立設形成しておき、歯車部212が回転又は回動する途中で突起部を検出可能な位置に検知手段を設けておく。そして、検知手段は、突起部を検知すると、検知信号を歯車動作検出部33へ送る。歯車動作検出部33は、検知信号を受けると、検出信号をモータ制御部34へ送る。
なお、検知手段には、前記の他に、例えば、インクリメンタルエンコーダやアブソリュートエンコーダなどを用いることができる。
モータ制御部34は、スイッチ部31がON側に切り替えられたことを検出すると(又は、商用電源が入力されると)、接点B216と接点A215が接続されるように、各切替器20のモータ213を駆動させる。このモータ213の駆動により、ウォーム部211が回転して歯車部212が回転又は回動し、回転接点219を介して接点B216と接点A215が接続されると、充電器10が蓄電池BTTに対して充電を開始する。
また、モータ制御部34は、スイッチがOFF側に切り替えられたことを検出すると、接点B216と接点C217が接続されるように、各切替器20のモータ213を駆動させる。このモータ213の駆動により、ウォーム部211が回転して歯車部212が回転又は回動し、回転接点219と接点A215との接続が外れると、充電器10による蓄電池BTTの充電が停止する。そして、回転接点219を介して接点B216と接点C217が接続されると、蓄電池BTTによる車内の電気回路(図示せず)への電力供給が開始する。
さらに、モータ制御部34は、停止信号送出部32から送られてきた停止信号を受けると、接点B216と接点C217が接続されるように、各切替器20のモータ213を駆動させる。これにより、歯車部212が回転又は回動して、回転接点219と接点A215との接続が外れると、充電器10による蓄電池BTTの充電が停止する。よって、バッテリが満充電になったときに、充電を自動的に停止できる。また、満充電後の過充電を防止できる。さらに、蓄電池BTTの温度異常が発生すると、ただちに充電を停止することができる。
[充電電圧の出力制御]
次に、充電制御部における充電電圧の出力制御について、図8、図9を参照して説明する。
図8は、充電電圧、充電電流、バッテリ充電量の変化を示すグラフである。図9は、蓄電池BTTの充電量と第一電圧又は第二電圧の選択時間(切替時間)とを対応付けた充電量−切替時間対応表である。
スイッチ部31がON側に切り替えられて(又は、商用電源が入力されて)充電が開始されると、充電量検出部14は、蓄電池BTTの充電量を検出し、タイミング発生器15へ送る。
タイミング発生器15は、充電量−切替時間対応表を参照し、充電量検出部14から送られてきた充電量にもとづいて、切替信号の出力タイミング(切替時間)を決定する。例えば、充電量が11[Ah]付近にあるときは、切替時間を例えば12[sec]とすることができる。
充電制御部17は、トリクル電圧用の電流混合部13−1からトリクル電圧を入力するとともに、クイック電圧用の電流混合部13−2からクイック電圧を入力する。そして、充電制御部17は、最初にクイック電圧を選択し、信号合成回路は、その選択されたクイック電圧に所定周波数電圧を合成して蓄電池BTTに供給し、充電を開始する(図8(a))。
タイミング発生器15は、充電の開始から12[sec]経過すると、切替信号を充電制御部17へ送る。
充電制御部17は、切替信号を受けると、クイック電圧の供給を停止し、次いで、トリクル電圧を選択し、この選択したトリクル電圧に所定周波数電圧を合成して蓄電池BTTに供給する(図8(b))。
タイミング発生器15は、切替信号を出力すると、充電量検出部14から充電量を受け取るとともに、充電量−切替時間対応表を参照し、その充電量にもとづいて切替時間を決定する。例えば、充電量が22[Ah]付近にあるとすると、切替時間を例えば11[sec]とすることができる。
タイミング発生器15は、前回の切替信号の出力から11[sec]経過すると、切替信号を充電制御部17へ送る。
充電制御部17は、切替信号を受けると、トリクル電圧の供給を停止し、次いで、クイック電圧を選択し、この選択したクイック電圧に所定周波数電圧を合成して蓄電池BTTに供給する(図8(c))。
ここで、蓄電池BTTがリチウム電池の場合には、例えば100Ahの容量の製品が市販されている。このリチウム電池を充電すると、充電開始にともなって充電量が急激に立ち上がり、約10分くらいで充電電圧が約80%まで復帰する。そして、残りの約20%の復帰に時間を要しフル充電に至る傾向にある。
充電開始から約10分後、タイミング発生器15が、充電量検出部14から83[Ah]を示す充電量を受け取ったとすると、充電量−切替時間対応表を参照し、その充電量にもとづいて切替時間を8[sec]として決定する。
タイミング発生器15は、前回の切替信号の出力から8[sec]経過すると、切替信号を充電制御部17へ送る。
充電制御部17は、切替信号を受けると、クイック電圧(又はトリクル電圧)の供給を停止し、次いで、トリクル電圧(又はクイック電圧)を選択し、この選択したトリクル電圧(又はクイック電圧)に所定周波数電圧を合成して蓄電池BTTに供給する。
このように、タイミング発生器15は、蓄電池BTTの充電量にもとづいて、切替時間、すなわち、トリクル電圧と所定周波数電圧との合成電圧又はクイック電圧と所定周波数電圧との合成電圧の供給時間を決定する。そして、充電制御部17は、その決定された切替時間にしたがって、トリクル電圧と所定周波数電圧との合成電圧と、クイック電圧と所定周波数電圧との合成電圧を、交互に蓄電池BTTに供給する。
なお、タイミング発生器15は、第一電圧(トリクル電圧)と第三電圧(所定周波数電圧)とを合成した電圧の出力時間(切替時間)、及び/又は、第二電圧(クイック電圧)と第三電圧とを合成した電圧の出力時間(切替時間)が、二次電池(蓄電池BTT又は組電池200)の充電量の増加にともなって変化するように、充電制御部17を制御することから、「出力制御部」としての機能を有している。
このような動作を行うことにより、充電装置1は、所定の電圧値を示したトリクル電圧と、このトリクル電圧と異なる所定の電圧値を示したクイック電圧とを交互に選択し、この選択したトリクル電圧又はクイック電圧に所定周波数電圧を合成して出力し、蓄電池BTTに印加することで、この蓄電池BTTに対し一定電圧値以上の電圧値で充電をすることができる。
また、充電制御部17は、トリクル電圧と所定周波数電圧との合成電圧と、クイック電圧と所定周波数電圧との合成電圧とを、切替時間にもとづく周期で、交互に蓄電池BTTに供給するとともに、所定周波数電圧によりトリクル電圧とクイック電圧を、所定周波数電圧の波形周期で、蓄電池BTTに供給する。このように周期の異なる二段階のポンピング充電を行うことで、充電時間を大幅に短縮できる。
さらに、蓄電池BTTの充電量の増加にともなって、切替時間を変化させることができる。
例えば、図9に示すように、蓄電池BTTの充電量が少ない時には、切替時間を長くし、蓄電池BTTの充電量の増加にともなって、その切替時間を次第に短くする。つまり、蓄電池BTTの充電量の増加にともなって、充電電圧の電圧変動周期(図8参照)が次第に短くなるようにする。これにより、充電の初期段階で充電電流が多くなるので、その分、充電時間を短縮できる。
また、蓄電池BTTの充電量の増加にともなって、その切替時間を次第に長くすることもできる。つまり、蓄電池BTTの充電量の増加にともなって、充電電圧の電圧変動周期が次第に長くなるようにする。これにより、充電電流が次第に多くなるので、その分、充電時間を短縮できる。
なお、図9に示す「切替時間」は、トリクル電圧とクイック電圧との共通の切替時間としているが、これに限るものではなく、トリクル電圧の切替時間とクイック電圧の切替時間を個別に設定することができる。例えば、同じ「蓄電池BTTの充電量」において、トリクル電圧の切替時間を、クイック電圧の切替時間よりも長く設定したり、あるいは、短く設定したりすることができる。
また、図9に示す「切替時間」は、トリクル電圧とクイック電圧との共通の切替時間としているが、これに限るものではなく、トリクル電圧又はクイック電圧の一方に対して適用するものとし、他方は、蓄電池BTTの充電量が増加しても長くならない(蓄電池BTTの充電量に関係なく、毎回の出力時間が同じ時間とする)ように設定することもできる。
さらに、図9に示す「蓄電池BTTの充電量」と「切替時間」の各値は、本実施形態の「充電電圧の出力制御」を説明するために便宜的に設定した値である。このため、それら「蓄電池BTTの充電量」と「切替時間」の各値は、図9に示す値に限るものではなく、充電対象となるバッテリの性能等に応じて任意に設定することができる。
また、図9においては、「蓄電池BTTの充電量」の単位を「Ah」とし、所定の充電量ごとに区分しているが、その単位は、「Ah」に限るものではなく、例えば、最大充電量に対する現在の充電量を百分率で示した「%」を単位として用いることができる。この場合、その充電量が50〜60「%」のときの切替時間をt1[sec]、充電量が61〜70「%」のときの切替時間をt2[sec]などのように設定することができる。
そして、図9においては、「蓄電池BTTの充電量」を八つの区分に分け、各区分に対応して「切替時間」を設定しているが、その区分は、八つに限るものではなく、蓄電池BTTの性能や電極板の耐久性などを考慮して、任意の数に分けることができる。
また、タイミング発生器15は、蓄電池BTTの充電量の増加にともなって、充電制御部17における第一電圧(トリクル電圧)と第二電圧(クイック電圧)の出力時間(供給時間)が変化するように制御することから、「出力制御部」としての機能を有している。
さらに、図8においては、トリクル電圧と所定周波数電圧との合成電圧の印加が六回、クイック電圧と所定周波数電圧との合成電圧の印加が六回となっているが、クイック電圧とトリクル電圧の切替制御は、図9に示す切替時間にしたがって行うので、それらクイック電圧とトリクル電圧の印加回数は、充電完了までの間に相当回数行われることになる。
以上説明したように、本実施形態の充電器及び充電装置によれば、所定の電圧値を示したトリクル電圧と、このトリクル電圧とは異なる所定の電圧値を示したクイック電圧とを交互に選択し、この選択した電圧に所定周波数電圧を合成して出力し、この出力した合成電圧を充電電圧としてバッテリに印加することで、このバッテリの充電を行うこととしたので、充電電圧が0Vから急激に供給されるのではなく、所定の電圧値から上昇した電圧として供給される。これにより、バッテリの電極板の負担を軽減でき、電極板の絶縁体の耐圧の低下や機械的劣化を抑制できる。
また、トリクル電圧とクイック電圧とが交互に選択されることにもとづく長い周期のポンピング充電と、所定周波数電圧にもとづく短い周期のポンピング充電との二段階で充電を行うこととしたので、充電時間を大幅に短縮できる。
さらに、充電器を複数備え、複数のバッテリ(蓄電池)のそれぞれに専用の充電器を接続して充電させる構成としたので、充電電圧を低くして、充電電流を多く流すことができる。よって、個々のバッテリの充電時間を短くでき、組電池全体の充電時間を大幅に短縮することができる。
以上、本発明の充電器及び充電装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る充電器及び充電装置は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、充電装置が充電器を複数備えた構成を示したが、充電器を複数備えることに限定されるものではなく、例えば、図10に示すように、充電装置が充電器と切替器をそれぞれ一つずつ備えることもできる。この場合、充電器は、図2に示すような構成にして、図8に示す推移で充電電圧、充電電流を制御することにより、充電時間を短縮できる。また、切替器は、図5に示すような構成にすることで、バッテリへの充電のON−OFFを切り替えることができる。
また、図8においては、クイック電圧とトリクル電圧の両方に所定周波数電圧を合成した状態を示しているが、これに限るものではなく、クイック電圧又はトリクル電圧の一方にのみ所定周波数電圧を合成して蓄電池に供給するようにすることもできる。
例えば、充電制御部において、クイック電圧を選択したときには、このクイック電圧と所定周波数電圧とを合成して蓄電池に供給し、一方、トリクル電圧を選択したときには、このトリクル電圧と所定周波数電圧との合成を行わず、そのトリクル電圧をそのまま蓄電池に供給することができる。
また、充電制御部において、トリクル電圧を選択したときには、このトリクル電圧と所定周波数電圧とを合成して蓄電池に供給し、一方、クイック電圧を選択したときには、このクイック電圧と所定周波数電圧との合成を行わず、そのクイック電圧をそのまま蓄電池に供給することができる。
これらの場合でも、クイック電圧又はトリクル電圧の一方に所定周波数電圧を合成しているため、充電時間の短縮を図ることができる。
なお、所定周波数電圧との合成を行わずにクイック電圧又はトリクル電圧を出力するときは、充電制御部は、信号合成回路を介さずに、それらクイック電圧又はトリクル電圧を出力する。
本発明は、バッテリへの充電に関する発明であるので、充電を行う機器や装置に利用可能である。
1 充電装置
10 充電器
11 インバータ電源(第一出力部、第二出力部)
14 充電量検出部
15 タイミング発生器(出力制御部)
16 発振回路(第三出力部)
17 充電制御部
171 信号混合回路
20 切替器
21 リレー(継電器)
211 ウォーム部
212 歯車部
215 接点A(第一接点)
217 接点C(第二接点)
219 回転接点(接続部材)
30 切替制御手段
BTT 蓄電池

Claims (8)

  1. 二次電池を充電する充電器であって、
    所定の電圧で、周波数が0である第一電圧を出力する第一出力部と、
    前記所定の電圧よりも高い電圧で、周波数が0である第二電圧を出力する第二出力部と、
    所定の周波数の電圧を第三電圧として出力する第三出力部と、
    前記二次電池に充電電圧を供給する充電制御部とを備え、
    前記充電制御部は、
    前記第一電圧及び前記第二電圧を入力して交互に選択するとともに、
    前記第一電圧を選択したときは、当該第一電圧と前記第三電圧とを合成し、
    前記第二電圧を選択したときは、当該第二電圧と前記第三電圧とを合成し、
    前記第一電圧と前記第三電圧とを合成した電圧値の低い交流電圧と、前記第二電圧と前記第三電圧とを合成した電圧値の高い交流電圧を、前記充電電圧として交互に前記二次電池に供給し、
    前記第三電圧の周期は、前記充電制御部が前記第一電圧と前記第二電圧とを交互に選択するときの切替時間よりも短い
    ことを特徴とする充電器。
  2. 前記充電制御部は、
    前記第一電圧と前記第三電圧とを合成するときは、前記第一電圧の周波数と前記第三電圧の周波数との加算又は減算を行い、これらのうち加算を行ったときは、前記第一電圧の周波数が0であることから、前記第一電圧と前記第三電圧との合成電圧の周波数が前記第三電圧の周波数となり、一方、減算を行ったときは、前記第一電圧の周波数が0であることから、前記第一電圧と前記第三電圧との合成電圧の周波数が、前記第三電圧の周波数が反転した値となり、
    前記第二電圧と前記第三電圧とを合成するときは、前記第二電圧の周波数と前記第三電圧の周波数との加算又は減算を行い、これらのうち加算を行ったときは、前記第二電圧の周波数が0であることから、前記第二電圧と前記第三電圧との合成電圧の周波数が前記第三電圧の周波数となり、一方、減算を行ったときは、前記第二電圧の周波数が0であることから、前記第二電圧と前記第三電圧との合成電圧の周波数が、前記第三電圧の周波数が反転した値となる
    ことを特徴とする請求項1記載の充電器。
  3. 前記充電制御部は、
    前記第一電圧と前記第三電圧とを合成するときは、前記第一電圧の電圧と前記第三電圧の電圧との加算又は減算を行い、
    前記第二電圧と前記第三電圧とを合成するときは、前記第二電圧の電圧と前記第三電圧の電圧との加算又は減算を行う
    ことを特徴とする請求項1記載の充電器。
  4. 前記二次電池の充電量を測定する充電量検出部と、
    前記第一電圧と前記第三電圧とを合成した電圧の出力時間が前記充電量の増加にともなって次第に短くなるように、前記充電制御部を制御する出力制御部とを備えた
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の充電器。
  5. 前記二次電池の充電量を測定する充電量検出部と、
    前記第二電圧と前記第三電圧とを合成した電圧の出力時間が前記充電量の増加にともなって次第に短くなるように、前記充電制御部を制御する出力制御部とを備えた
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の充電器。
  6. 複数の二次電池に対して充電を行う充電装置であって、
    前記請求項1〜5のいずれかに記載の充電器を複数備え、
    各充電器が、前記二次電池に一対一で接続された
    ことを特徴とする充電装置。
  7. 前記複数の二次電池に対して一対一で接続されるとともに、前記複数の充電器に対して一対一で接続される複数の切替器を備え、
    この切替器が、前記充電器と前記二次電池とを接続するとともに、前記複数の二次電池の各間を切り離す第一経路と、前記充電器と前記二次電池とを切り離して前記複数の二次電池の各間を連結する第二経路と、前記第一経路と前記第二経路とを切り替える継電器とを有した
    ことを特徴とする請求項6記載の充電装置。
  8. 前記継電器が、
    前記第一経路に接続された第一接点と、
    前記第二経路に接続された第二接点と、
    これら第一接点又は第二接点のいずれか一方に接続する接続部材と、
    回転又は回動により前記接続部材を移動させる歯車部と、
    この歯車部を回転又は回動させるウォーム部とを有した
    ことを特徴とする請求項7記載の充電装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101935364B1 (ko) * 2012-09-26 2019-01-07 삼성전자주식회사 2차 전지의 충전 장치 및 충전 방법

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07111165A (ja) * 1993-10-14 1995-04-25 Toyota Autom Loom Works Ltd バッテリー充電装置
JPH07336908A (ja) * 1994-06-08 1995-12-22 Nissan Motor Co Ltd 非水系二次電池の充電装置
JPH097641A (ja) * 1995-04-18 1997-01-10 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の充電方法
JPH1032936A (ja) * 1996-07-12 1998-02-03 Tokyo R & D:Kk 電源装置の制御システムおよび制御方法
JPH10262342A (ja) * 1997-03-17 1998-09-29 Fujitsu Denso Ltd 充電装置
JP2003087990A (ja) * 2001-09-14 2003-03-20 Ricoh Co Ltd 二次電池の充電回路
JP2003299256A (ja) * 2002-04-02 2003-10-17 Ntt Data Corp 二次電池の充放電制御方法及び装置
JP2004064915A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Ricoh Co Ltd 二次電池の充電装置及びその充電方法
JP2004168126A (ja) * 2002-11-19 2004-06-17 Mazda Motor Corp 車両用バッテリの容量検出制御装置
JP2004343936A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Techno Core International Kk 二次電池の充電装置及び充電方法
JP2005530476A (ja) * 2002-06-20 2005-10-06 ミクロ+・ポロ・ディー・オー・オー 電池を高速充電するための方法及び前記方法を実施するための装置
JP2007274846A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Sanyo Electric Co Ltd 充電器
JP2009038948A (ja) * 2007-08-06 2009-02-19 Tcm Corp 産業用車両における電源装置
WO2009069176A1 (ja) * 2007-11-28 2009-06-04 Charge Ltd. 蓄電池の再生処理方法および再生処理装置
JP2009219336A (ja) * 2008-03-13 2009-09-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 直流電源システムおよびその充電方法
JP2010521132A (ja) * 2007-03-26 2010-06-17 ザ ジレット カンパニー 電池を自動的にロード及びアンロードする機構を備えた電池充電器
JP2011182496A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Yukio Takahashi 充電器及び充電装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5747969A (en) * 1995-11-21 1998-05-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of charging a rechargeable battery with pulses of a predetermined amount of charge
EP1425837B1 (en) * 2001-09-14 2012-05-30 Ricoh Company, Ltd. Charging circuit for secondary battery

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07111165A (ja) * 1993-10-14 1995-04-25 Toyota Autom Loom Works Ltd バッテリー充電装置
JPH07336908A (ja) * 1994-06-08 1995-12-22 Nissan Motor Co Ltd 非水系二次電池の充電装置
JPH097641A (ja) * 1995-04-18 1997-01-10 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池の充電方法
JPH1032936A (ja) * 1996-07-12 1998-02-03 Tokyo R & D:Kk 電源装置の制御システムおよび制御方法
JPH10262342A (ja) * 1997-03-17 1998-09-29 Fujitsu Denso Ltd 充電装置
JP2003087990A (ja) * 2001-09-14 2003-03-20 Ricoh Co Ltd 二次電池の充電回路
JP2003299256A (ja) * 2002-04-02 2003-10-17 Ntt Data Corp 二次電池の充放電制御方法及び装置
JP2005530476A (ja) * 2002-06-20 2005-10-06 ミクロ+・ポロ・ディー・オー・オー 電池を高速充電するための方法及び前記方法を実施するための装置
JP2004064915A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Ricoh Co Ltd 二次電池の充電装置及びその充電方法
JP2004168126A (ja) * 2002-11-19 2004-06-17 Mazda Motor Corp 車両用バッテリの容量検出制御装置
JP2004343936A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Techno Core International Kk 二次電池の充電装置及び充電方法
JP2007274846A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Sanyo Electric Co Ltd 充電器
JP2010521132A (ja) * 2007-03-26 2010-06-17 ザ ジレット カンパニー 電池を自動的にロード及びアンロードする機構を備えた電池充電器
JP2009038948A (ja) * 2007-08-06 2009-02-19 Tcm Corp 産業用車両における電源装置
WO2009069176A1 (ja) * 2007-11-28 2009-06-04 Charge Ltd. 蓄電池の再生処理方法および再生処理装置
JP2009219336A (ja) * 2008-03-13 2009-09-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 直流電源システムおよびその充電方法
JP2011182496A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Yukio Takahashi 充電器及び充電装置

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