JPH05152000A - 組電池の充電方法 - Google Patents

組電池の充電方法

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JPH05152000A
JPH05152000A JP3339768A JP33976891A JPH05152000A JP H05152000 A JPH05152000 A JP H05152000A JP 3339768 A JP3339768 A JP 3339768A JP 33976891 A JP33976891 A JP 33976891A JP H05152000 A JPH05152000 A JP H05152000A
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JP
Japan
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charging
battery
discharge capacity
unit cells
unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3339768A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Horiie
浩 堀家
Tatsu Nagai
龍 長井
Masanobu Kizu
正信 木津
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組電池の充電にあたり、充電電流の大きさや
周囲の温度の高低に影響を受けることなく、適正に組電
池を充電する。 【構成】 組電池を構成する複数個の素電池のうちの1
個を他のものより5%以上放電容量を小さくし、その放
電容量の小さい素電池の充電に伴って電池内部に発生す
るガスによる電池内圧の上昇を検出して、充電を制御す
る方法により、組電池を充電する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、密閉形で充電可能な複
数個の素電池を直列に接続した組電池の充電方法に関す
るものであり、さらに詳しくは、充電に伴って電池内部
に発生するガスによる電池内圧の上昇を検出して、充電
を制御する組電池の充電方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】たとえば、ビデオカメラなどの電子機器
を電池により作動する際、必要な電圧を得るために、ア
ルカリ二次電池などの密閉形二次電池を複数個直列に接
続して組電池にすることが行われている。
【0003】そして、この組電池の充電方法としては、
図5に示すように、充電電圧曲線Vが充電末期において
ピーク点Xを有することを利用し、このピーク点Xから
一定電圧(ΔV)降下したY点を検出することによっ
て、充電を制御する、いわゆる−ΔV検出制御による充
電方法が採用されていた(たとえば、特開昭53−43
854号公報)。
【0004】また、図5の曲線Wで示すように、充電の
進行に伴って電池の表面温度が上昇することを利用し、
この表面温度の上昇を検出して、充電を制御する温度検
出制御による充電方法も採用されていた(たとえば、特
開昭52−91137号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ピ
ーク点Xから一定電圧(ΔV)下がったY点を検出して
充電を制御する−ΔV検出制御による充電方法では、制
御開始時点の検出がピーク点Xを検出する場合よりも比
較的容易に行い得るものの、充電電圧曲線Vが充電電流
の大きさや周囲の温度の高低によって大きく変化するた
め、ΔV値を一義点に設定すると、検出時点のバラツキ
が大きく、充電量の過不足を生じることが避けられなか
った。
【0006】また、電池の表面温度を検出する温度検出
制御による充電方法では、充電電流の大きさにかかわら
ず、比較的正確な制御開始時点の特定が可能であるが、
周囲の温度の変化に対しては、依然として検出時点のバ
ラツキ発生を避けることができず、過充電になったり、
あるいは充電不足になるおそれがあった。
【0007】さらに、上記の充電方法を利用して組電池
の充電を行った場合、組電池を構成する個々の素電池間
の特性のバラツキを考慮することがむつかしく、放電容
量の小さい素電池が混じっていると、その放電容量の小
さい素電池を過充電するおそれが強く、そのため、充放
電サイクル特性の劣化が生じるという問題があった。
【0008】特に急速充電した場合には、充電時の電流
値が大きく、温度上昇も大きいので、−ΔVが明確に現
れにくくなる関係もあって、放電容量の小さい素電池を
過充電するおそれが強く、組電池全体としての充放電サ
イクル特性の劣化が生じやすかった。
【0009】したがって、本発明は、組電池の充電にあ
たり、充電電流の大きさや周囲の温度の高低による影響
を受けることなく、適正な充電を行い得る充電方法を提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、組電池を構成
する素電池のうち1個の素電池を他の素電池より5%以
上放電容量を小さくし、その素電池の充電に伴って生じ
る電池内圧の上昇を検出して、充電を制御することによ
り、上記問題点を解決したものである。
【0011】本発明に至った経過ならびに本発明によれ
ば充電電流の大きさや周囲の温度の高低に影響されずに
適正な充電を行い得る理由を説明すると、次の通りであ
る。
【0012】まず、本発明者らは、二次電池における充
電末期のガス発生による電池内圧の上昇は、充電電流や
周囲の温度により影響を受けるが、必ず生じる現象であ
り、これを測定することによって、充電状態を検出する
ことが可能であるという知見を得た。
【0013】これを図1を参照しつつ説明すると、図1
中の充電電池内圧曲線Aに示すように、充電時間が増加
すると、電池内圧が上昇する。この電池内圧の上昇は、
充電に伴って電池内部に発生するガスによるものである
が、図1中の充電電圧曲線Bとの対比からわかるよう
に、電池の充電が充電末期に達したときに対応して生じ
る。
【0014】つまり、電池に充電を行うと、電池電圧
は、充電電圧曲線Bに示すように、ゆるやかに上昇し、
ある時点から急激に上昇して、ピークに達した後、一定
電圧降下してから平行になる。そして、この電池電圧が
急激に上昇し、ピークに達するまでの間が充電末期に該
当し、それ以後は過充電状態である。
【0015】電池内圧は、その充電電池内圧曲線Aに示
すように、当初ほぼ平行に進行し、ある時点から急激に
上昇して、ピークに達した後、再び平行になるが、この
電池内圧の急激な上昇は、電池電圧の急激な上昇に対応
して生じている。したがって、充電に伴う電池電圧の上
昇は、電池の充電末期から過充電になるまでの間に生じ
ていることになる。
【0016】そこで、電池ケースにひずみゲージを取り
付け、電池内圧の上昇に基づく電池ケースの変形(ひず
み)による抵抗変化をホイートストンブリッジにより測
定することによって、電池内圧の上昇を検出し、それに
よって充電を制御することにより、充電電流の大きさや
周囲の温度の高低に影響を受けることなく、適正な充電
を行うことができる。
【0017】また、その際、可逆式安全弁を設け、その
可逆式安全弁の作動圧力を安全性が確保できる範囲内に
設定し、その作動圧力よりも低い範囲内での電池内圧を
検出して、充電を終了することにより、充電を安全に行
うこともできる。上記可逆式安全弁の作動圧力を図1に
直線Cで示す。
【0018】上記のように、電池内圧の上昇に基づく電
池ケースの変形による抵抗変化をホイートストーンブリ
ッジにより測定する方法を図2を参照しつつ説明する
と、次の通りである。
【0019】電池ケースDの変形(ひずみ)を測定する
ひずみゲージは、アクティブゲージEとダミーゲージF
とで構成され、図2に示すように、ひずみゲージのアク
ティブゲージEは、ひずみを測定しようとする電池ケー
スDに、その変位方向に向けて、接着剤で貼り付けられ
る。
【0020】当初、つまり、電池ケースDにひずみが生
じる前は、アクティブゲージEの抵抗R1 と、ひずみゲ
ージのダミーゲージFの抵抗R2と、抵抗R3 と、抵抗
4 との間に、R1 =R2 =R3 =R4 の平衡状態が保
たれている。
【0021】電池に充電して、電池内部にガスが発生
し、電池内圧が上昇して、電池ケースDが膨張し、電池
ケースDにひずみが生じ、それを受けてアクティブゲー
ジEの抵抗R1 がΔR1 だけ変化すると、当初、R1
2 =R3 =R4 の平衡状態にあったものが壊れて、出
力電圧e0 は、次の数式(I)に示すように、約1/4
K・ε・ei になる。
【0022】
【数1】
【0023】上記数式(I)において、Kはひずみ感度
で、εはひずみであり、ei はブリッジ電圧である。
【0024】このように、出力電圧e0 は電池ケースD
のひずみ(変形)の関数になり、電池内圧の変化を電圧
の変化に変換できる。したがって、この出力電圧e0
測定することにより電池内圧の上昇を検出することがで
き、それによって充電を制御し、適正な充電を行うこと
ができる。
【0025】本発明において、組電池を構成するにあた
り、素電池のうち1つを他のものより5%以上放電容量
を小さくしておくのは、放電容量の小さい素電池を他の
素電池と明確に区別するためである。
【0026】すなわち、同じように素電池を作製して
も、素電池間に放電容量のバラツキが発生するのは避け
られないが、それでも大多数のものは5%以上も放電容
量が小さくなることがほとんどなく、組電池を構成する
素電池のうちの1つを他のものより5%以上放電容量を
小さくしておき、その放電容量の小さい素電池について
適正な充電をすれば、他の素電池を過充電するおそれが
ないからである。
【0027】また、組電池を構成する素電池のうち、放
電容量の小さいものの電池内圧の上昇を検出して、組電
池全体の充電末期を判断しようとするのは、放電容量の
小さい素電池は、電池内部のガスの発生(たとえば、ニ
ッケル・メタルハイドライド電池では、正極から水素ガ
スが発生する)が他の素電池より早く生じ、この放電容
量の小さい素電池の適正な充電末期を知れば、他の素電
池を過充電するおそれがないからである。
【0028】本発明の方法は、ニッケル・メタルハイド
ライド電池をはじめ、ニッケル・カドミウム電池や、ニ
ッケル・亜鉛電池など、各種の密閉形二次電池を素電池
として構成した組電池の充電に適用することができる。
また、従来の充電方法と併用することも可能である。
【0029】
【実施例】充電可能な素電池として単3形のニッケル・
メタルハイドライド電池を用い、このニッケル・メタル
ハイドライド電池からなる素電池を3個直列に接続して
組電池を構成し、この組電池に充電を行った。
【0030】なお、組電池を構成するにあたり、3個の
素電池のうち1個を他のものより5%放電容量を小さく
しておいた。具体的には、各素電池の公称容量はいずれ
も1.1Ahであるが、0.10Aで15時間充電後、
0.20Ahで0.9Vまで放電したときの容量を標準
放電容量とし、この値が2個は1.16Ahにし、残り
1個は1.10Aにした。
【0031】充電装置は、図3に概略を示すように、商
用交流電源1を整流し、所定の直流電流Iを出力可能に
する充電回路2と、該充電回路2から組電池3への通電
時期を規制するスイッチング素子4と、組電池3を構成
する3個の素電池のうち放電容量が小さい素電池3aの
電池内圧による電池ケースの変形(ひずみ)を抵抗変化
に変換するひずみゲージ5と、その抵抗変化を電圧変化
に変換する圧力測定部6と、その圧力測定部6からの出
力データを入力し、組電池3に対する所定の充電制御動
作を行う制御回路7とから構成される。
【0032】組電池3は、3個の素電池3a、3bおよ
び3cで構成され、そのうちの素電池3aが他の素電池
3bおよび3cより放電容量が5%小さい。
【0033】充電回路2は、定電流源であり、制御回路
7から送られる制御信号S1 の入力と連動して、出力電
流Iの値を複数段階に変更できるように構成されてい
る。
【0034】スイッチング素子4は、充電回路2と組電
池3との間に配設されており、制御回路7から出力され
る制御信号S2 の入力と連動して開閉し、組電池3への
通電時期を規制できる。
【0035】制御回路7は、CPUやメモリなどを一体
に備えたワンチップマイクロコンピュータが使用され、
ROM内にあらかじめ記憶しておいたプログラムによ
り、図3に示す各回路の一部または全部がソフト的に構
成されている。
【0036】すなわち、制御回路7は、充電条件などの
各種設定を可能にする設定操作部8と、圧力測定部6か
ら出力される検出電圧e0 のデータを一時記憶するデー
タ記憶部9と、あらかじめ記憶してある許容最大圧力時
に検出された電圧emax と比較判定する比較部10と、
その比較部10における判定結果に対応して、充電を継
続するか否か、あるいは低い電流値に変更してさらに充
電を続けるかなどを決定する演算部11と、該演算部1
1の演算結果に対応した制御信号S1 、S2 を出力する
制御出力部12と、各タイマー信号を作るタイマー部1
3とから構成される。
【0037】この充電装置により、図4に示す流れ図に
基づき、制御回路7における制御手順を説明する。
【0038】まず、組電池3を低い充電電流で補充電
し、一定時間後、圧力測定し、許容最大圧力時検出電圧
max と比較し、emax より小さい場合、充電を開始
し、それ以後、一定時間毎に同じ動作をe0 ≧emax
なるまで繰り返す。そして、e0 ≧emax になった時点
で、充電を終了する。
【0039】このように、充電に伴って素電池3aの電
池内部に発生するガスによる電池内圧の変化をひずみゲ
ージにより電圧変化に変換し、充電を制御する方法によ
り、充電を行っているので、充電電流の大きさや周囲の
温度の高低に影響を受けることなく、適正な充電を行う
ことができる。
【0040】そして、組電池3を構成する素電池3a、
3b、3cのうち放電容量が小さい素電池3aについ
て、適正な充電末期を検出して充電を行っているので、
他の素電池3bおよび3cを過充電するおそれがない。
【0041】したがって、この方法によれば、たとえ素
電池3bの放電容量と素電池3cの放電容量との間に多
少のバラツキがあったとしても、その放電容量の小さい
方が素電池3aの放電容量より大きければ(同じ公称容
量になるように作製した場合には、たとえバラツキがあ
っても、ほとんどの場合、5%以内にとどまるので、こ
の範囲内に入っている)、それらを過充電することな
く、充電することができる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、充電
に伴って電池内部に発生するガスによる電池内圧の変化
をひずみゲージにより電圧変化に変換し、電池内圧の上
昇を検出することによって充電を制御する方法で充電を
行うので、充電電流の大きさや周囲の温度の高低に影響
されることなく、適正な充電を行うことができる。
【0043】しかも、組電池を構成する複数個の素電池
のうちの1つを他のものより5%以上放電容量を小さく
しておき、その放電容量の小さい素電池の電池内圧の上
昇を検出することによって、充電を制御しているので、
他の素電池に対しても過充電を引き起こすことなく、組
電池全体としての適正な充電を行うことができ、充放電
サイクル特性の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の充電方法の原理を説明するための図で
ある。
【図2】本発明の充電方法の実施にあたり、電池内圧を
測定するための装置の概略を模式的に示す図である。
【図3】本発明の実施例で用いる充電装置を示すブロッ
ク図である。
【図4】図3に示す充電装置における制御手順を示す流
れ図である。
【図5】従来の充電方法の原理を説明するための図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉形で充電可能な複数個の素電池を直
    列に接続した組電池の充電において、組電池を構成する
    素電池のうち1個の素電池を他の素電池よりも5%以上
    放電容量を小さくし、その放電容量の小さい素電池の充
    電に伴って電池内部に発生するガスによる電池内圧の上
    昇を検出し、充電を制御することを特徴とする組電池の
    充電方法。
JP3339768A 1991-11-27 1991-11-27 組電池の充電方法 Withdrawn JPH05152000A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000340264A (ja) * 1999-05-31 2000-12-08 Sanyo Electric Co Ltd 薄型電池と薄型電池を内蔵するパック電池
JP2006128062A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000340264A (ja) * 1999-05-31 2000-12-08 Sanyo Electric Co Ltd 薄型電池と薄型電池を内蔵するパック電池
JP4518591B2 (ja) * 1999-05-31 2010-08-04 三洋電機株式会社 薄型電池を内蔵するパック電池
JP2006128062A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
JP4603906B2 (ja) * 2004-10-28 2010-12-22 三星エスディアイ株式会社 二次電池
US8691408B2 (en) 2004-10-28 2014-04-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery including protective circuit module to protect battery when swelling occurs

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990204