JPH04138029A - ニッケル水素蓄電池の充電制御方法 - Google Patents

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 本発明は、ニッケル水素蓄電池の充電制御方法に関する
ものである。

従来の技術 近年、ポータプル機器の利用範囲拡大に伴いニッケルカ
ドミウム蓄電池等の二次蓄電池の需要が急速に高まって
いるが、この充電式二次電池の次世代電池としてさらに
高容量化が図ることのできるニッケル水素蓄電池が大き
くクローズアップされつつある。ニッケル水素蓄電池は
その電池電圧がニッケルカドミウム蓄電池とほぼ同等の
１．２Ｖであることがら互換性を持つ電池としてのメリ
ットもあり、従来ニッケルカドミウム蓄電池を使用して
いる分野で同時に商品化しようとする動きがある。

従来ニッケルカドミウム蓄電池を充電するには、低レー
トの定電流充電が、あるいは比較的大電流で急速充電し
ようとする場合には第６図に示すような充電時に起こる
電池の電圧降下（−ΔＶ値）を検知して充電停止をする
方法が最も一般的に用いられている。また、特公昭４８
−８０４０３号のように定電圧制御を主体とし、これに
温度制御を組合せて充電制御を行うという方法もあるが
、ニッケルカドミウム蓄電池は充電電圧が温度によって
変動するため、定電圧による制御は充電の確実性が低（
、あまり一般的でない。

発明が解決しようとする課題 しかしながら前記のような動きの中で、ニッケル水素蓄
電池にニッケルカドミウム蓄電池で最も一般的に用いら
れている一ΔＶを検知する充電制御方法を用いようとす
ると、両電池の電圧特性が似た特性を示すため、常温下
では全く同じ制御方法で充電することができる。しかし
その反面４０℃程度以上の高温雰囲気下での充電では、
第６図に示す様にニッケルカドミウム蓄電池が１５〜２
０℃の温度上昇であるのに比べて、ニッケル水素蓄電池
は３５〜４５℃もの温度上昇がある。したがってニッケ
ル水素蓄電池の場合、４０℃の高温雰囲気下では電池の
温度が７５〜８５℃にもなり、第７図に示す様に４０℃
雰囲気下の寿命特性がニッケルカドミウム蓄電池に比べ
て大きく劣る。さらに必要以上の電池の温度上昇は寿命
特性に悪影響を及ぼすという問題点がある。

本発明は上記の問題点を解決するものであり、ニッケル
水素蓄電池の急速充電時に必要以上の発熱を防止し、そ
の寿命特性をより向上させることを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の充電制御方法は、
被充電蓄電池の充電雰囲気温度が設定値（Ｔ値）以下の
場合は、−ΔＶを検知する充電制御により充電を制御し
、充電雰囲気温度が前記のＴ値以上の場合は、電池近傍
に設けられた５０〜７０℃の範囲の一定温度で作動する
温度スイッチで温度を検知して、その充電電流を遮断制
御するものである。

作用 この構成によって５０〜７０℃の範囲にＴ値を設定する
と、例えば充電雰囲気温度がＴ値以下の場合は一△Ｖ検
知による充電制御のみがなされる。この場合は電池の温
度上昇はそれほど大きくなく、寿命特性にも影響は少な
い。しかし充電雰囲気温度がＴ値以上の場合は電池の温
度上昇が太き（、−ΔＶが検知される以前に温度検出制
御により充電が終了させられる。その際、必要充電電気
量の７０％以上を確保することができ、なおかつ充電時
の異常過熱を防止することができるので、高温雰囲気下
での寿命特性の劣化を制御することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の実施例に用いた充電装置のブロック図
である。図中、１はニッケル水素蓄電池３を充電するた
めの電力を供給する直流電源、２は充電電流の供給およ
び遮断をするトランジスタ等からなるスイッチング手段
であり、充電中の電池３の電圧の低下を検出する一ΔＶ
検出回路５からの信号と、サーミスタ４の抵抗を検出す
ることによって電池の温度を検出する温度検出回路６か
らの信号とを充電制御部７に入力し、その出力信号によ
って制御されるものである。充電制御部７は、第２図に
示すように設定温度Ｔ値よりも電池の温度が低い場合は
、−ΔＶの検出回路５によって制御し、逆に第３図に示
すように設定温度Ｔ値よりも電池の温度が高（なった場
合には、その時点で温度検出回路６が動作して充電を終
了させる信号を発生し、スイッチング手段２をオンから
オフに制御する。

以上のような構成を備えた電池の充電装置を用いて、任
意にＴ値を設定し、雰囲気温度４０℃においてニッケル
水素蓄電池の充電を行うと、第４図に示すようなＴ値と
充電効率との関係が得られた。すなわちＴ＝４０℃に設
定すると、４０℃では充電がスタートしないため充電電
気量はゼロでアル。Ｔ＝５０〜７０℃では、規定量の約
７０〜９８％の充電電気量を得ることができた。

このようにＴ値を５０．６０．７０℃に設定した充電装
置を用いて、雰囲気温度４０℃における電池のサイクル
寿命試験を行ったところ、第５図のような特性が得られ
た。Ｔ＝５０℃では、容量比率の推移がフラットな良い
特性８が得られたが、その−面充電容量は前記のように
規定量の約７０％であるので、十分な放電電気容量が得
られない。Ｔ＝６０℃では、容量の推移が９に示すよう
にフラットであり、放電容量比率も約９０％を確保でき
る。また、Ｔ＝７０℃では、１０で示す特性であり、常
に電池温度が７０℃にまで達するので、Ｔが５０〜６０
℃の場合に比べて放電容量が徐々に劣化している。しか
し、第７図に示したような−ΔＶの検出制御のみでニッ
ケル水素蓄電池の充電を行った場合に比べるとはるかに
良好な特性が得られた。なお、−ΔＶの検出制御のみの
充電の場合は電池の温度が８０℃付近まで上昇するので
、Ｔ値を８０℃に設定しても結果は設定なしの場合と同
じであった。

発明の効果 以上のように本発明の充電制御方法は、被充電電池であ
るニッケル水素蓄電池の充電中におこる電池電圧が最大
値に達した後の降下電圧（−ΔＶ値）と、充電中におけ
る５０〜７０℃の範囲に設定した電池温度（Ｔ値）の検
出により電池の充電を制御する方法であり、これにより
、高温雰囲気下において蓄電池の異常過熱を防ぐ事がで
き、電池の寿命特性を良好に保つことができるものであ
る。

また、この充電方法は、ニッケルカドミウム蓄電池の充
電にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるニッケル水素蓄電池の
充電装置のブロック図、第２図はこの充電装置を用いて
蓄電池を２０℃の雰囲気下において充電した場合の電池
電圧・温度・電流の関係を示す図、第３図は４０℃の雰
囲気下において充電した場合の電池電圧・温度・電流の
関係を示す図、第４図は設定したＴ値と蓄電池の充電効
率との関係を示す図、第５図は被充電蓄電池を４０℃の
雰囲気下において各設定Ｔ値で充電を制御した場合の寿
命特性図、第６図はニッケル水素蓄電池と、ニッケルカ
ドミウム蓄電池を−ΔＶの検出制御のみで充電した時の
電圧特性及び電池温度特性と時間との関係を示す図、第
７図はニッケル水素蓄電池を４０℃雰囲気下において一
ΔＶの検出制御のみで充電した場合の寿命特性を示す図
である。 １・・・・・・直流電源、２・・・・・・スイッチング
手段、３・・・・・・ニッケル水素蓄電池、４・・・・
・・サーミスタ、５・・・・・・−ΔＶ検出回路、６・
−・・・・温度検出回路、７・・・・・・充電制御部。 代理人の氏名　弁理士小鍜治明　ばか２６第 図 第 図 第 図 第 第 図 図 →サイフル＆（回） 第 図 第 図 −すイクル朕

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓄電池の充電中における電池電圧が最大値に達し
   た後の降下電圧値と、充電中における蓄電池の温度とに
   より、前記蓄電池の充電を制御することを特徴とするニ
   ッケル水素蓄電池の充電制御方法。
2. （２）蓄電池の充電中の温度が設定値以下の場合は蓄電
   池の充電中における電池電圧が最大に達した後の降下電
   圧値により電池の充電が制御され、前記充電中の蓄電池
   の温度が設定値以上の場合は電池の充電中の温度により
   充電が制御されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のニッケル水素蓄電池の充電制御方法。
3. （３）蓄電池の充電制御における電池の設定温度が、５
   ０〜７０℃であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のニッケル水素蓄電池の充電制御方法。