JPH0454835A

JPH0454835A - 充電システム

Info

Publication number: JPH0454835A
Application number: JP2163882A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yamamoto; 雅裕山本; Shoei Abe; 昇栄阿部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1990-06-21
Publication date: 1992-02-21
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JP2983582B2

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、蓄電池の充電システム、特に充放電を繰返し
ながら充電する充電システムに関する。

（従来の技術）例えば、亜鉛を陰極活物質とし、酸化銀・水銀ニッケル
・酸素を陽極活物質とする蓄電池は、エネルギー密度が
鉛蓄電池に比べ高いが、充電に際して電池容量が低下し
、サイクル寿命が短いという欠点がある。これは、充電
時、電解液濃度のばらつきにより、亜鉛結晶が亜鉛電極
上に局所的に針状に成長し電極間がショートしたり、前
記針状に成長した亜鉛結晶が充電中に脱落するといった
ことに起因する。

このサイクル寿命が短いという欠点を解決するための手
段として、例えば、特公昭４６−３１７０２号公報に記
載された充電方法がある。

これは、充電時に充電電流とこの充電電流を超えない範
囲の逆方向の電流を交互に亜鉛電極に通電するものであ
る。

この方法によれば、充電電流の通電中に成長した亜鉛針
状結晶が、逆方向の電流の通電中に溶液中に融解される
ため、電極の平滑度が維持され、電池容量の低下が抑圧
され、サイクル寿命が向上する。

尚、この充電方法の他にも充電電流と逆方向電流の通電
の間に通電休止期間を入れることにより、溶液中のイオ
ンの自己拡散をひきおこし、逆方向電流通電時の亜鉛針
状結晶の融解反応を促進する方法（特開昭４９−１２３
３９号）や、充電電流を非対称の交流電流とする方法（
特開昭６０−２２１９７４号）等がある。

（発明が解決しようとする課題）しかし従来の方法によれば、逆方向電流、即ち、放電電
流は単に亜鉛結晶の融解にのみ利用されたに過ぎず、い
づれの方法もこの放電電流のエネルギーを有効に活用し
ているとはいえない。本発明は、この従来全く検討され
ていない放電エネルギーを有効に利用することを目的と
する。

（問題を解決するための手段）前記課題を解決するために、本発明は、従来の充電装置
の逆方向電流で動作する付属回路と、この電流を蓄積す
る手段を備えた前記付属回路と、充電末期に充放電を開
始するようにした前記充電装置の逆方向電流で動作する
充電末期の表示回路により構成した。

（作用）充電が始まると、充電とともに逆方向電流により付属回
路が動作する。またこの付属回路は、この逆方向電流を
蓄積する手段により一定時間この電流を蓄積する。一方
、充電末期から充電電流とこの電流の逆方向電流によっ
て充電する充電装置では、この逆方向電流により表示回
路が動作して充電末期の表示を行う。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

まず請求項１に係る第１実施例から説明する。

第１図は、本発明に係る充電システムの第１実施例の構
成図、第２図は、同タイミングチャートである。

第１図において、充電システム１は、充電回路２、付属
回路３、蓄電池４及びサブバッテリー５により構成され
る。

また充電回路２は、電源１１と蓄電池４との間に、整流
回路１２、電流コントロール回路１３、コントローラ１
５、及びスイッチ１６ａが接続され、さらに、蓄電池４
にはスィッチ１６ｂ１電流コントロール回路１４、及び
サブバッテリー５が接続される構成になっている。

蓄電池４は、例えばニッケル亜鉛蓄電池を用いる。この
蓄電池４の充放電反応は次式で表される。

即ち、負極反応は、Ｚ　ｎ　Ｏ＋Ｈ＊　Ｏ＋２　ｅ　−−Ｚ　ｎ　＋２０　
Ｈ−（充電）（放電時はこの逆）正極反応は、２Ｎｉ　　（ＯＨｓ）　＋２０Ｈ−→２Ｎｉ００Ｈ＋２
Ｈ鵞０＋２ｅ−（充電）（放電時はこの逆）全反応は、ＺｎＯ＋２Ｎ　ｉ　　（ＯＨ）ｓ、Ｚｎ＋２Ｎ　ｉ　Ｏ
ＯＨ十Ｈ，０尚、正極はシンター式ニッケル極板、負極は銅パンチン
グメタルの両面に、亜鉛粉末と酸化亜鉛の混合物にテフ
ロンバインダーを貼り合わせたものを用いている。また
、この蓄電池４への充電用電源１１にはＡＣｌｏｏＶを
用いている。

次に動作について説明する。

第１図において、ｊ点は電源１１の出力電圧Ｅｊを、ｋ
点は、整流回路１２の出力電圧Ｅｋを、ｍ点は蓄電池４
の充電電流Ｉｍを、ｎ点は蓄電池４の放電電流Ｉｎを、
ｐ点は蓄電池４の充放電電流の切替わるタイミングを測
定する点とし、各点における電流、電圧特性はその一例
の数値を記して第２図に示す。

第２図において、電源１１の交流電圧は、図中（ｊ）の
Ｅｊで、この電圧は整流回路１２により整流されて図中
（ｋ）のＥｋのような直流電圧となる。この直流電圧Ｅ
ｋは、電流コントロール回路１３により所定の電流値に
された後、コントローラ１５によりスイッチ１６ａが所
定のタイミングでオンオフし、図中（ｍ）のＩｍ、例え
ば１０Ａの間欠的な充電電流となる。この充電電流で蓄
電池４は充電される。尚、コントローラ１５は図中（ｍ
）及び（ｎ）で示すように、例えばＩｍは９０ｍ５ｅｃ
、Ｉｎは８ｍＳｅ　ｃの割合で充電と放電を繰返すよう
にスイッチ１６ａ。

１６ｂを切替える。また、本実施例においては、Ｉｍと
Ｉｎの切替えに所定の休止時間、即ち図中（ｎ）に示す
ようにＩｎの前後に各１ｍＳｅ　ｃの休止期間を加えて
いる。

一方、スイッチ１６ｂがオンになったときは図中（ｎ）
のような５０Ａの放電電流Ｉｎが流れ、この放電電流は
、電流コントロール回路１４で所定の電流値に調整され
た後にサブバッテリー５を充電するのに利用される。尚
、このサブバッテリー５は制御用の電源として使用して
もよいし、また昇圧して蓄電池４のリザーブバッテリー
として使用してもよい。その他、動作可能な機器を接続
することもできる。

次に、請求項２に係る第２実施例について説明する。

第３図は、本発明に係る充電システムの第２実施例の構
成図、第４図は、同タイミングチャートである。

第３図において、充電回路２は、第１実施例と同じなの
で同一の符号を記し説明を省略する。

本実施例における付属回路６は、スイッチ１６ｃを介し
て、放電電流が蓄積されるチャージポンプ２１と、電流
コントロール回路２２とが接続される構成になっている
。このチャージポンプ２１は抵抗２１Ｒ１コイル２１Ｌ
１及びコンデンサ２１Ｃにて構成されるものを一例とす
るが、充電と放電の動作が可能であれば他の回路でもよ
い。

また、スイッチ１６ｃは他のスイッチ１６ａ１１６ｂと
同様にコントローラ１５によってオンオフの制御が行わ
れる。更に、このチャージポンプ２１はスイッチ１６ｂ
を介して蓄電池４に接続されるとともに、スイッチ１６
ｃ及び電流コントロール回路２２を介して蓄電池４と図
中のｐ点で接続される。

次に、動作について説明する。

第４図において、（ｑ）はチャージポンプ２１の充電電
圧Ｅｑを示し、（Ｕ）は電流コントロール回路２２のＵ
点における出力電流１ｕを示す。

尚、充電回路系は第１実施例と同じなので充電の動作に
ついてはその説明を省略する。

蓄電池４の充電が終ってスイッチ１６ａがオフになると
、所定のタイミングでスイッチ１６ｂがオンとなり蓄電
池４は放電状態になる。そして、放電電流Ｉｎはチャー
ジポンプ１０に蓄積される。

このチャージポンプ２１は図中（ｑ）のＥｑのように充
電される。即ち、放電電流Ｉｎがチャージポンプ２１へ
何度か繰返して蓄積されて、図中（ｑ）の満充電状態Ｅ
ｑｆになるとスイッチ１６ａ１及び１６ｂはオフとなり
、スイッチ１６ｃがオンとなる。するとチャージポンプ
２１に蓄積された電流は放電され、その放電電流はスイ
ッチ１６ｃを介して電流コントロール回路２２へ入力さ
れる。電流コントロール回路２２で所定の電流値Ｉｕに
調整されると、この電流Ｉｕは蓄電池４に充電電流とし
て入力される。この操作が何度か繰返されて蓄電池４の
充電が完了する。

次に、請求項３に係る第３実施例について説明する。

第５図は、本発明に係る充電システムの第３実施例の構
成図、第６図は、同タイミングチャートである。

本実施例は、充電末期までは一定の電流で充電し、充電
末期を検知すると今度は充電及び逆方向の通電を繰返し
て行う充電装置において、逆方向電流を利用して、充電
末期を表示するよう構成したものである。

第５図において、充電回路２は、第１実施例と同じなの
で同一の符号を記し説明を省略する。

電流コントロール回路１３の出力は、充電末期検知セン
サ７に接続され、更にスイッチ１６ａを介して蓄電池４
に接続される。

本実施例における付属回路８は、充電末期を表示する表
示回路３１で構成される。この実施例では表示回路３１
は、抵抗３１ａ及び発光ダイオード３１ｂで構成してい
るが、その他の表示手段、例えば、ブザー等による音声
表示でもよい。

次に、動作について説明する。

第６図において、（ｍ２）のＩｍに示すように、電流コ
ントロール回路１３の出力電流Ｉｍは、充電末期までは
一定電流で出力され、この電流で蓄電池４を充電する。

この時、ｍ点の電圧、即ち蓄電池４の電圧Ｅｍは図中（
ｍｌ）のＥｍのように充電末期になるまで徐々に増加し
ていく。一方、充電末期検知センサ７は、この蓄電池４
の電圧Ｅｍを測定するものであり、所定の充電末期電圧
Ｅｍｆを検知するとスイッチ１６ａはオン、オフを繰返
す断続的な充電動作に切替わる。また、スイッチ１６ａ
がオフの時間内の所定のタイミングに、スイッチ１６ｂ
がオンになり図中（ｎ）に示すように蓄電池４の放電電
流Ｉｎが出力される。

この放電電流Ｉｎはスイッチ１６ｂを介して接続した充
電末期検知センサ３１を駆動して発光ダイオード３１ｂ
を点灯させる。

以後このスイッチ１６　ａ、　　１６　ｂは第１実施例
と同様に動作し、蓄電池４の充電、放電を交互に行う。

このように本実施例によれば、従来利用されなかった充
電時の逆方向電流を利用して、きわめて簡単な回路構成
により付属回路を動作させたり、再度充電に使用したり
、充電末期の表示を行うことができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、特に利用する手
段のなかった逆方向電流のエネルギーに着目し、充電の
性能を下げることなくこのエネルギーを利用して付属回
路及び表示回路を動作させるようにしたので、逆方向電
流のエネルギーを有効に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る充電システムの第１実施例の構成
図、第２図は同第１実施例のタイミングチャート、第３
図は同第２実施例の構成図、第４図は同第２実施例のタ
イミングチャート、第５図は同第３実施例の構成図、第
６図は同第３実施例・のタイミングチャートである。１・・・充電システム、２・・・充電回路、３，６．８
・・・付属回路、４・・・蓄電池、７・・・充電末期検
知センサ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・スイッチ、２
１　・・・チャージポンプ、３１・・・表示回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも充電末期に、充電電流とこの電流と逆
方向の電流を交互に流しながら充電する充電装置におい
て、この充電装置は前記逆方向の電流で動作する付属回
路を設けたことを特徴とする充電システム。
（２）前記逆方向の電流で動作する付属回路は、この逆
方向の電流を蓄積する手段を備えたことを特徴とする請
求項１記載の充電システム。
（３）充電末期を検出して、充電末期から充電電流とこ
の逆方向の電流を交互に流しながら充電する充電装置に
おいて、この充電装置は、前記逆方向の電流で動作する
充電末期の表示回路を設けたことを特徴とする充電シス
テム。