JPH03173323A - 二次電池の充電装置 - Google Patents

二次電池の充電装置

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JPH03173323A
JPH03173323A JP1309172A JP30917289A JPH03173323A JP H03173323 A JPH03173323 A JP H03173323A JP 1309172 A JP1309172 A JP 1309172A JP 30917289 A JP30917289 A JP 30917289A JP H03173323 A JPH03173323 A JP H03173323A
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JP
Japan
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battery
charging
capacity
charger
circuit
Prior art date
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Application number
JP1309172A
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English (en)
Inventor
Shoichi Tanaka
正一 田中
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、二次電池の充電装置に関し、特に直列に接続
された複数の二次電池で構成される組電池の充電に最適
な二次電池の充電装置に関する。
[従来の技術] 充電が可能な二次電池としては、鉛電池やニッケルーカ
ドミウム電池等が知られているが、電池単セルの起電力
(公称電圧)は、鉛電池が2.0■であり、ニッケルー
カドミウム電池が1.2vであり、それ以外の二次電池
でも3■以下といずれも低い電圧である。電池を電子機
器の電源として使用する場合に、上記の電圧で動作する
機器は少なく、機器の電源電圧を二次電池の公称電圧よ
りも大きな6V112V、24V等に設定する場合が多
い。このような電源電圧の機器に二次電池を使用すると
きは、複数の電池単セルを直列に接続した組電池を使用
し、所望の電源電圧を組電池より供給するようにしてい
る。
例えば、電源電圧を12Vとした場合、鉛電池では6セ
ル、ニッケルーカドミウム電池では10セルの電池を直
列に接続した組電池を電源として使用することが行われ
ている。
このような複数の電池単セルを直列に接続した組電池の
充電器として、従来より各種の方式のものが使用されて
いるが、いずれも第6図に示すように組電池を1つの電
池と考えて、組電池の端子間に充電器の出力を接続して
組電池を充電する方法となっている。
[発明が解決しようとする課題] 複数のセルを直列に接続して組電池として使用する場合
、後述する逆充電等の不具合がなるべく発生しないよう
にするために、それぞれの電池セルの電池容量はなるべ
く揃えて使用されるが、第6図に示す従来の充電器は、
組電池10を1つの電池として充電を行うため、組電池
を構成するそす返すと、常に全ての電池セルを全く同じ
状態に充電することができないために、それぞれの電池
セルの充電状態にばらつきが発生する。
−度、ばらつきが発生すると、例えば第8図に示すよう
に4つの電池セルa −dを直列に接続した組電池10
を、充電状態から電子機器50に放電する場合、電池セ
ルaの電池容量が他の電池セルc −dより容量が小さ
いか又は充電が不十分であったとすると、放電時の各電
池セルの電池電圧は第7図に示すように電池セルaが完
全に放電状態となって時点でも、他の3つのセルはまだ
容量が残っているため、その後も組電池10の放電は継
続される。
このとき、容量の小さい電池セルaは、他の3つの電池
セルb−dの放電が終了するか、或いは組電池10の放
電が終了するまで、逆方向に充電電流が流れる逆充電状
態となる。
この逆充電状態は、鉛電池、ニッケルーカドミウム電池
、或いはそれ以外の二次電池においても、通常の充電や
放電に伴う化学変化より大きな負担が電池に加わり、大
量の熱が発生する。また、電池内部から多量のガスが発
生して、電池内部の圧力が高くなり、電池ケースがふく
れたり、電池セルの安全弁が動作してガスを放出したり
、電解液が外部に漏れたりする不具合が発生し、電池容
量が急激に減少するという問題点がある。
従って、逆充電状態となる電池セルが組電池の中で発生
すると、そのセルだけが充電末期に常に逆充電状態にな
るため、早く傷み、組電池の寿命が電池セル単体の寿命
より短くなるという欠点がある。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、電池
ブロック間の充電量のばらつきを少なくすることで逆充
電を防止すると共に、電池のサイクル寿命を長くするこ
とを目的とし、この目的を達成するために、直列に接続
した複数の電池ブロックで構成される組電池を充電する
二次電池の充電装置において、充電器と、電池ブロック
の電池容量を検出して比較する電池容量検出比較回路と
、電池容量検出比較回路の出力によって充電器の出力を
電池ブロックに切替える充電出力切替回路を設けるよう
に構成されている。
[実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明による二次電池の充電装置の一実施例
を示すブロック図である。
第1図において、組電池1oを3つの電池ブロック11
〜13に分割し、それぞれの電池ブロック11〜13に
電池容量検出比較回路40の入力端子を接続する。電池
容量検出比較回路40では、3つの電池ブロック11〜
13の電池容量を検出して比較し、最も電池容量の少な
い電池ブロック11〜13がどれであるかを伝える信号
を充電出力切替回路30に出力する。充電出力切替回路
30は、充電器20の出力電流を最も電池容量の少ない
電池ブロック11〜13へ供給するように、電池容量検
出比較回路40からの出力信号によりスイッチ31〜3
3のいずれか1つをオン状態にする。
第2図および第3図は、それぞれ第1図の電池容量検出
比較回路40の構成の一例を示している。
第2図に示す電池容量検出比較回路40は、電池ブロッ
クの数と同数の入力を対応する電池ブロックに接続して
、電池容量検出回路61〜63の出力信号を電池容量比
較回路70へ入力し、電池容量比較回路70は電池容量
検出回路61〜63の^:号 出力し母ごうから最も電池容量が少ない電池ブロック1
1〜13に充電器20の出力電流を供給できるように充
電出力切替回路30へ制御信号を出力する。
第3図に示す電池容量検出比較回路40は、組電池10
の電池ブロック11〜13のそれぞれに対応して電池容
量検出入力切替回路80の切替スイッチ81〜83を接
続し、同期回路900制御信号によりいずれかの切替ス
イッチ81〜83を順次オン状態とし、電池容量検出回
路60の入力に電池ブロック11〜13のいずれかを順
次接続する。電池容量検出回路60の出力は、電池容量
比較回路70の入力に接続されるが、電池容量検出入力
切替回路8oの切替スイッチ81〜83のオンオフを制
御する信号を出力してぼる同期回路90より制御信号を
電池容量比較回路70にも入力することにより、各々の
電池ブロック11〜13の電池容量を電池容量検出回路
60で検出し、電池容量比較回路70で比較し、第2図
に示す電池容量比較回路70と同様に最も電池容量が少
ない電池ブロック11〜13に充電器2oの出力電流を
供給できるように充電出力切替回路30へ制御信号を出
力する。
第2図および第3図に示す電池容量検出回路60〜63
の電池容量を検出する方法としては、電池ブロック11
〜13の端子電圧を測定する方法、温度を測定する方法
、内部抵抗(内部インピーダンス)を測定する方法等が
ある。電池ブロック11〜13の端子電圧を測定する方
法では、電池ブロック11〜13が充電されるに従い、
端子電圧が上昇することを利用する。温度を測定する方
法では、充電末期に電池が発熱して温度が上がることを
利用する。また、内部抵抗を測定する方法では、電池充
電量が大きくなるに従い電池の内部抵抗が小さくなるこ
とを利用する。
電池容量検出回路60〜63に端子電圧を測定する方法
を用いたときの第1図に示す回路の動作を第5図に示す
第5図において、充電開始時は電池ブロック11の電圧
が最も低いとすると、充電出力切替回路30の切替スイ
ッチ31をオン状態にして充電出力切替回路30の出力
電流を電池ブロック11に供給する。ある程度時間が経
過すると、それまで電池ブロック11だけに充電電流が
供給されていたため、電池ブロック11の電圧が電池ブ
ロック12の電圧より高くなる。このとき電池容量検出
比較回路40では、それまでオン状態であったスイッチ
31をオフにして、またスイッチ32をオン状態にする
ことにより、電池ブロック12だけに充電器20の出力
電圧を供給する。このように各電池ブロックの端子電圧
を測定し、最も端子電圧が低く、残存容量が少ないと考
えられる電池ブロック11〜13に優先的に充電電流を
供給することによって各電池ブロックを常に均等になる
ように充電を行うことが可能になる。
第4図は、本発明による二次電池の充電装置の他の実施
例を示すブロック図である。
第1図に示す二次電池の充電装置では、充電器20の出
力を充電出力切替回路30で切替えているため、電池ブ
ロック11〜13に充電電流が供給されていない時間が
発生するが、この第4図に示す二次電池の充電装置のよ
うに、トリクル充電器21を組電池10に接続すること
により、常に各電池ブロック11〜13にトリクル電流
を供給しながら、充電器20の出力電流を切替えて電池
ブロック11〜13を充電することも可能である。
なお、第1図に示した例では組電池を3つに分割したが
、分割数は組電池のセル数に応じて組電池を構成する電
池セルの数まで増やすことが可能である。
また、第1図の充電器20は、単なる充電用電源であっ
ても良いが、タイマー、温度、電圧等の電池を充電する
ときに必要となる保護機能を有する充電器を使用するこ
とも可能である。
[発明の効果] 以上で説明したように、本発明は、直列に接続した複数
の電池ブロックで構成される組電池を充電する二次電池
の充電装置において、充電器と、電池ブロックの電池容
量を検出して比較する電池容量検出比較回路と、電池容
量検出比較回路の出力によって充電器の出力を電池ブロ
ックに切替える充電出力切替回路を設けるように構成し
たので、充電途中で放電状態に切替えても電池ブロック
間の充電量のばらつきが少ないので逆充電となるような
放電の可能性が少なく、時間が短くできるので、発熱や
ガス発生、内圧上昇、安全弁動作、漏液、電池容量の減
少といった不具合の発生を少なくできる。また、逆充電
の可能性が少ないので、電池のサイクル寿命を長くする
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による二次電池の充電装置の一実施例
を示すブロック図、 第2図は、第1図に示す電池容量検出比較回路40の構
成例を示すブロック図、 第3図は、第1図に示す電池容量検出比較回路40の他
の構成例を示すブロック図、 第4図は、本発明による二次電池の充電装置の他の実施
例を示すブロック図、 第5図は、第1図に示す回路の動作を説明する特性図、 第6図は、従来の二次電池の充電装置を示すブロック図
、 第7図は、従来の二次電池の充電装置の動作を説明する
特性図 第8図は、従来の二次電池の充電装置を示すブロック図
である。 10・・・・組電池 11 ・・・・電池ブロック 12 ・・・・電池ブロック 13 ・・・・電池ブロック 20 ・・・・充電器 21 ・・・・ トリクル充電器 30 ・・・・充電出力切替回路 31 ・・・・スイッチ 32 ・・・・スイッチ 33 ・・・・スイッチ 40 ・・・・電池容量検出比較回路 50 ・・・・電子機器 60・・・・電池容量検出回路 61 ・・・・電池容量検出回路 62 ・・・・電池容量検出回路 63 ・・・・電池容量検出回路 0 0 1 2 3 0 電池容量比較回路 電池容量検出入力切替回路 切替スイッチ 切替スイッチ 切替スイッチ 同期回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直列に接続した複数の電池ブロックで構成される組電池
    を充電する二次電池の充電装置において、充電器と、前
    記電池ブロックの電池容量を検出して比較する電池容量
    検出比較回路と、該電池容量検出比較回路の出力によつ
    て前記充電器の出力を前記電池ブロックに切替える充電
    出力切替回路を有する二次電池の充電装置。
JP1309172A 1989-11-30 1989-11-30 二次電池の充電装置 Pending JPH03173323A (ja)

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