JPH06133465A - 二次電池の充電方法及び充電装置 - Google Patents
二次電池の充電方法及び充電装置Info
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- JPH06133465A JPH06133465A JP4286048A JP28604892A JPH06133465A JP H06133465 A JPH06133465 A JP H06133465A JP 4286048 A JP4286048 A JP 4286048A JP 28604892 A JP28604892 A JP 28604892A JP H06133465 A JPH06133465 A JP H06133465A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の二次電池を直列に接続して、過充電す
ることなく、しかも、各々の電池を満充電に近付けて充
電する。 【構成】 複数の二次電池を直列に接続して、いずれか
の電池が設定電圧になるまで通常充電を行い、いずれか
の電池が設定電圧に到達した後は、各電池の電池電圧が
設定電圧以下となるように充電電流を制御して充電す
る。 【効果】 夫々の電池電圧が設定電圧を越えないように
充電電流を制御して連続に充電するので、小容量の電池
が異常に高い電圧になって電池性能が低下することもな
く、また、設定電圧になっても充電を停止しないので、
全ての電池を満充電に近付けて充電できる。
ることなく、しかも、各々の電池を満充電に近付けて充
電する。 【構成】 複数の二次電池を直列に接続して、いずれか
の電池が設定電圧になるまで通常充電を行い、いずれか
の電池が設定電圧に到達した後は、各電池の電池電圧が
設定電圧以下となるように充電電流を制御して充電す
る。 【効果】 夫々の電池電圧が設定電圧を越えないように
充電電流を制御して連続に充電するので、小容量の電池
が異常に高い電圧になって電池性能が低下することもな
く、また、設定電圧になっても充電を停止しないので、
全ての電池を満充電に近付けて充電できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の二次電池を直列
に接続して充電する方法及び装置に関し、特に、非水系
二次電池を充電する場合に好適である。
に接続して充電する方法及び装置に関し、特に、非水系
二次電池を充電する場合に好適である。
【０００２】
【従来の技術】充電することにより繰り返し使用できる
二次電池は、過充電すると電池の性能が著しく低下する
性質がある。そこで、二次電池の１つであるリチウムイ
オン二次電池を充電する場合には、過充電を防止して充
電時間を短くするために、初期は定電流充電し、電圧が
設定値に近くなると定電圧充電に切り替える。電池電圧
が低いときには過充電とならないので、定電流充電して
所定の電流で急速充電し、電池電圧が設定値に近くなる
と、定電流から定電圧に切り替えて過充電を防止する。
最初から定電圧充電すると、充電の初期に過大な充電電
流が流れ、一方、最後まで定電流充電すると、過充電し
やすい弊害がある。
二次電池は、過充電すると電池の性能が著しく低下する
性質がある。そこで、二次電池の１つであるリチウムイ
オン二次電池を充電する場合には、過充電を防止して充
電時間を短くするために、初期は定電流充電し、電圧が
設定値に近くなると定電圧充電に切り替える。電池電圧
が低いときには過充電とならないので、定電流充電して
所定の電流で急速充電し、電池電圧が設定値に近くなる
と、定電流から定電圧に切り替えて過充電を防止する。
最初から定電圧充電すると、充電の初期に過大な充電電
流が流れ、一方、最後まで定電流充電すると、過充電し
やすい弊害がある。
【０００３】このように、最初に定電流充電し、その後
の定電圧充電する充電方法は、特開平４−１８３２３２
号公報に記載されている。この充電方法は、図１に示す
回路で実現できる。
の定電圧充電する充電方法は、特開平４−１８３２３２
号公報に記載されている。この充電方法は、図１に示す
回路で実現できる。
【０００４】この図に示す充電器は、下記のようにして
二次電池Ｂを充電する。まず、充電の初期に二次電池Ｂ
の電池電圧が低いと、オペアンプ１の出力が＋となる。
それは、オペアンプ１の＋側入力端子の電圧が、−側入
力端子の電圧よりも高いからである。従って、トランジ
スタＴＲ１のベースは、オペアンプ１を介して、電気的
にアースに接続されず、トランジスタＴＲ１とＴＲ２と
で構成される定電流充電回路２を介して、直列接続の電
池に定電流充電される。
二次電池Ｂを充電する。まず、充電の初期に二次電池Ｂ
の電池電圧が低いと、オペアンプ１の出力が＋となる。
それは、オペアンプ１の＋側入力端子の電圧が、−側入
力端子の電圧よりも高いからである。従って、トランジ
スタＴＲ１のベースは、オペアンプ１を介して、電気的
にアースに接続されず、トランジスタＴＲ１とＴＲ２と
で構成される定電流充電回路２を介して、直列接続の電
池に定電流充電される。
【０００５】二次電池Ｂが満充電となって電池電圧が上
昇すると、オペアンプ１の出力電圧が−となる。これに
より、トランジスタＴＲ１のベースは、オペアンプ１を
介して電気的にアースに接続され、トランジスタＴＲ１
がオフとなる。
昇すると、オペアンプ１の出力電圧が−となる。これに
より、トランジスタＴＲ１のベースは、オペアンプ１を
介して電気的にアースに接続され、トランジスタＴＲ１
がオフとなる。
【０００６】二次電池Ｂの電圧が設定電圧以下になる
と、オペアンプ１の出力電圧が＋となるので、トランジ
スタＴＲ１は導通して電池を充電する。即ち、この状態
において、電池は一定の電圧を越えないように定電圧充
電される。
と、オペアンプ１の出力電圧が＋となるので、トランジ
スタＴＲ１は導通して電池を充電する。即ち、この状態
において、電池は一定の電圧を越えないように定電圧充
電される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図１に示す充電器を使
用して複数の電池を直列に接続して充電する場合、全て
の電池の容量あるいは内部抵抗が、常に同じであると、
バランス良く充電できる。しかしながら、実際には、電
池の容量あるいは内部抵抗には若干のバラツキが存在
し、更に、初期において同じ内部抵抗であったとして
も、充電サイクルが進んでいくうちに電池の内部特性が
変化し、内部抵抗も変化する。その結果、各電池の電圧
バランスが崩れ、電池の過充電が生じてしまう。
用して複数の電池を直列に接続して充電する場合、全て
の電池の容量あるいは内部抵抗が、常に同じであると、
バランス良く充電できる。しかしながら、実際には、電
池の容量あるいは内部抵抗には若干のバラツキが存在
し、更に、初期において同じ内部抵抗であったとして
も、充電サイクルが進んでいくうちに電池の内部特性が
変化し、内部抵抗も変化する。その結果、各電池の電圧
バランスが崩れ、電池の過充電が生じてしまう。
【０００８】例えば、リチウムイオン二次電池は、約
４．２Ｖで満充電になる。２個のリチウムイオン二次電
池を直列に接続して充電する場合、定電圧充電の設定電
圧を８．４Ｖとすることによって、正常な電池を満充電
できる。しかしながら、２個の電池の容量が同じでない
場合、一方の電池が４．５Ｖに、他方の電池が３．９Ｖ
となることがある。この場合、４．５Ｖに電圧が上昇し
た二次電池は過充電となっており、電池性能が著しく低
下する。
４．２Ｖで満充電になる。２個のリチウムイオン二次電
池を直列に接続して充電する場合、定電圧充電の設定電
圧を８．４Ｖとすることによって、正常な電池を満充電
できる。しかしながら、２個の電池の容量が同じでない
場合、一方の電池が４．５Ｖに、他方の電池が３．９Ｖ
となることがある。この場合、４．５Ｖに電圧が上昇し
た二次電池は過充電となっており、電池性能が著しく低
下する。
【０００９】また、２個の電池の内部抵抗が同じでない
場合、内部抵抗の大きい電池は充電過電圧（内部抵抗×
充電電流）が大きいため、充電するに従って内部抵抗の
小さい電池より電池電圧は上昇し、過充電される。この
電池は充電される毎にますます内部抵抗が上昇して過充
電され、電池性能が低下する。
場合、内部抵抗の大きい電池は充電過電圧（内部抵抗×
充電電流）が大きいため、充電するに従って内部抵抗の
小さい電池より電池電圧は上昇し、過充電される。この
電池は充電される毎にますます内部抵抗が上昇して過充
電され、電池性能が低下する。
【００１０】更に、リチウムイオン二次電池等の非水系
二次電池は、設定された定電圧を越えて過充電を行う
と、副反応による電解液の分解に伴ってガスが発生し、
電池性能が低下すると共に、内圧を上昇させる。この内
圧上昇は、密閉構造であるリチウムイオン二次電池のケ
ーシング破裂の原因となる。このため、非水系二次電池
は、過充電による弊害が極めて大きく、これを防止する
ことが極めて大切である。
二次電池は、設定された定電圧を越えて過充電を行う
と、副反応による電解液の分解に伴ってガスが発生し、
電池性能が低下すると共に、内圧を上昇させる。この内
圧上昇は、密閉構造であるリチウムイオン二次電池のケ
ーシング破裂の原因となる。このため、非水系二次電池
は、過充電による弊害が極めて大きく、これを防止する
ことが極めて大切である。
【００１１】本発明は、斯る点に鑑みて成されたもので
あり、本発明の目的は、複数の二次電池を直列に接続し
て、過充電することなく、しかも、各々の電池を満充電
に近付けて充電でき、更にサイクル特性の優れた二次電
池の充電方法を提供することにある。
あり、本発明の目的は、複数の二次電池を直列に接続し
て、過充電することなく、しかも、各々の電池を満充電
に近付けて充電でき、更にサイクル特性の優れた二次電
池の充電方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の二次電
池を直列に接続して充電する場合、何れかの電池が設定
電圧になるまで通常充電し、何れかの電池が設定電圧に
到達した後は、各電池の電池電圧が設定電圧以下となる
ように充電電流を制御して充電することを特徴とする。
池を直列に接続して充電する場合、何れかの電池が設定
電圧になるまで通常充電し、何れかの電池が設定電圧に
到達した後は、各電池の電池電圧が設定電圧以下となる
ように充電電流を制御して充電することを特徴とする。
【００１３】即ち、本発明によれば、最も容量の小さい
二次電池が設定電圧になるまでは、定電流、または電流
と電圧を所定の範囲に調整して、あるいはパルス充電に
より、急速充電する。そして、小容量の電池の電池電圧
が設定電圧に上昇すると、この電池電圧が設定電圧以上
にならないように充電電流を制御して充電を行う。
二次電池が設定電圧になるまでは、定電流、または電流
と電圧を所定の範囲に調整して、あるいはパルス充電に
より、急速充電する。そして、小容量の電池の電池電圧
が設定電圧に上昇すると、この電池電圧が設定電圧以上
にならないように充電電流を制御して充電を行う。
【００１４】
【作用】本発明によれば、全ての電池の電圧を監視して
充電電流を制御する。特に、最も容量の小さい二次電池
の電圧が設定電圧に到達した後は、電池電圧が設定電圧
を越えないように充電電流を制御して充電する。本発明
の充電方法で、３個の非水系二次電池を充電するときの
各電池の電圧を図２に例示している。この図は下記の工
程で、３個の二次電池を充電する。
充電電流を制御する。特に、最も容量の小さい二次電池
の電圧が設定電圧に到達した後は、電池電圧が設定電圧
を越えないように充電電流を制御して充電する。本発明
の充電方法で、３個の非水系二次電池を充電するときの
各電池の電圧を図２に例示している。この図は下記の工
程で、３個の二次電池を充電する。
【００１５】まず、最も容量の小さい二次電池の電圧Ｖ
１が設定電圧（Ｅ）になるまでは、一定の電流で定電流
する。
１が設定電圧（Ｅ）になるまでは、一定の電流で定電流
する。
【００１６】小容量の二次電池の電圧Ｖ１が設定電圧
（Ｅ）になると、この二次電池の電圧Ｖ１が設定電圧
（Ｅ）を越えないように、充電電流を制御する。充電電
流の制御は、図２に示すように電流を減少し、あるい
は、充電と休止（または充電と休止と放電）とを繰り返
すデューティを変更して実質的な平均電流を減少する。
（Ｅ）になると、この二次電池の電圧Ｖ１が設定電圧
（Ｅ）を越えないように、充電電流を制御する。充電電
流の制御は、図２に示すように電流を減少し、あるい
は、充電と休止（または充電と休止と放電）とを繰り返
すデューティを変更して実質的な平均電流を減少する。
【００１７】このように、本発明の充電方法は、最初に
設定電圧まで上昇した二次電池の電圧Ｖ１を監視して、
この電池電圧が設定電圧（Ｅ）以上にならないように監
視しながら、更に充電を継続する。従って、他の二次電
池の電圧Ｖ２、Ｖ３も次第に上昇して満充電に近づいて
充電される。
設定電圧まで上昇した二次電池の電圧Ｖ１を監視して、
この電池電圧が設定電圧（Ｅ）以上にならないように監
視しながら、更に充電を継続する。従って、他の二次電
池の電圧Ｖ２、Ｖ３も次第に上昇して満充電に近づいて
充電される。
【００１８】
【実施例】図３は、本発明の第１実施例を示している。
図３に示す充電回路は、３個の非水系二次電池Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３を充電する回路を例示しており、充電用の電源
３と、二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の充電電流を制御する
定電流充電回路２と、二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の電圧
を検出して電池電圧が設定電圧以上に上昇するのを監視
する定電圧充電回路４とを備えている。
図３に示す充電回路は、３個の非水系二次電池Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３を充電する回路を例示しており、充電用の電源
３と、二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の充電電流を制御する
定電流充電回路２と、二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の電圧
を検出して電池電圧が設定電圧以上に上昇するのを監視
する定電圧充電回路４とを備えている。
【００１９】定電流充電回路２は、２個のトランジスタ
ＴＲ１、ＴＲ２と、２個の抵抗Ｒ１Ｒ２とで構成されて
いる。この定電流充電回路２は、トランジスタＴＲ１の
エミッタに直列接続された抵抗Ｒ１の電圧降下が約０．
６Ｖとなる電流に調整する。従って、充電電流Ｉは、Ｉ
＝０．６／Ｒ１となる。この定電流充電回路２は、下記
の動作により二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を定電流充電す
る。
ＴＲ１、ＴＲ２と、２個の抵抗Ｒ１Ｒ２とで構成されて
いる。この定電流充電回路２は、トランジスタＴＲ１の
エミッタに直列接続された抵抗Ｒ１の電圧降下が約０．
６Ｖとなる電流に調整する。従って、充電電流Ｉは、Ｉ
＝０．６／Ｒ１となる。この定電流充電回路２は、下記
の動作により二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を定電流充電す
る。
【００２０】二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の充電電流が増
加すると、抵抗Ｒ１の電圧降下が大きくなり、トランジ
スタＴＲ２のベース電流を増加させる。それは、エミッ
タに対するベース電圧が高くなるからである。
加すると、抵抗Ｒ１の電圧降下が大きくなり、トランジ
スタＴＲ２のベース電流を増加させる。それは、エミッ
タに対するベース電圧が高くなるからである。
【００２１】トランジスタＴＲ２のベース電流が増加す
ると、トランジスタＴＲ２は、コレクタとエミッタ間の
抵抗が減少し、トランジスタＴＲ１のベース電圧が低下
する。よって、トランジスタＴＲ１のコレクタとエミッ
タ間の抵抗を増加し、二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の充電
電流が減少する。
ると、トランジスタＴＲ２は、コレクタとエミッタ間の
抵抗が減少し、トランジスタＴＲ１のベース電圧が低下
する。よって、トランジスタＴＲ１のコレクタとエミッ
タ間の抵抗を増加し、二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の充電
電流が減少する。
【００２２】反対に、二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の充電
電流が減少すると、トランジスタＴＲ１のコレクタとエ
ミッタ間の抵抗が減少して電流を増加させる。従って、
この定電流充電回路２は、抵抗Ｒ１の両端の電圧降下を
一定電圧とするように、言い換えると、充電電流を一定
に制御する。
電流が減少すると、トランジスタＴＲ１のコレクタとエ
ミッタ間の抵抗が減少して電流を増加させる。従って、
この定電流充電回路２は、抵抗Ｒ１の両端の電圧降下を
一定電圧とするように、言い換えると、充電電流を一定
に制御する。
【００２３】定電圧充電回路４は、二次電池Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３の各々の電圧を検出して、充電電流を制御する
ために、各二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に接続される３組
の電流制御回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃを備える。
２、Ｂ３の各々の電圧を検出して、充電電流を制御する
ために、各二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に接続される３組
の電流制御回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃを備える。
【００２４】電流制御回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、オペア
ンプ６と、基準電圧素子５と、ダイオード７とを備え
る。各オペアンプ６は、−入力端子を二次電池Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３の＋極に、＋入力端子を基準電圧素子５に夫々
接続している。各オペアンプ６の出力端子は、ダイオー
ド７を介してトランジスタＴＲ１のベースに接続してい
る。各基準電圧素子５は、電池の設定電圧（Ｅ）に調整
されている。二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３がリチウムイオ
ン二次電池である場合、例えば、基準電圧素子５の電圧
は４．２Ｖに設定される。ダイオード７は、トランジス
タＴＲ１のベース側からオペアンプ６側に電流が流れる
方向に接続されている。
ンプ６と、基準電圧素子５と、ダイオード７とを備え
る。各オペアンプ６は、−入力端子を二次電池Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３の＋極に、＋入力端子を基準電圧素子５に夫々
接続している。各オペアンプ６の出力端子は、ダイオー
ド７を介してトランジスタＴＲ１のベースに接続してい
る。各基準電圧素子５は、電池の設定電圧（Ｅ）に調整
されている。二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３がリチウムイオ
ン二次電池である場合、例えば、基準電圧素子５の電圧
は４．２Ｖに設定される。ダイオード７は、トランジス
タＴＲ１のベース側からオペアンプ６側に電流が流れる
方向に接続されている。
【００２５】この電流制御回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃは下記
の動作により、夫々の二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の電圧
が設定電圧以上に上昇しないように、充電電流を制御す
る。
の動作により、夫々の二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の電圧
が設定電圧以上に上昇しないように、充電電流を制御す
る。
【００２６】二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の各電池電圧Ｖ
１、Ｖ２、Ｖ３が、いずれも基準電圧素子５の設定電圧
（Ｅ）以下であると、各オペアンプ６の＋側入力端子の
電圧は全て、−側入力端子の電圧よりも高いため、全て
のオペアンプ６の出力は＋となる。
１、Ｖ２、Ｖ３が、いずれも基準電圧素子５の設定電圧
（Ｅ）以下であると、各オペアンプ６の＋側入力端子の
電圧は全て、−側入力端子の電圧よりも高いため、全て
のオペアンプ６の出力は＋となる。
【００２７】オペアンプ６の出力が＋であると、ダイオ
ード７が逆バイアスされ、トランジスタＴＲ１のベース
電流を引き込まない。即ち、定電流充電回路２は、電流
制御回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃの影響を受けないで、一定の
電流で二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の全てを充電する。こ
の状態は、図２において、いずれかの二次電池Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が設定電圧（Ｅ）に上
昇するまで続く。
ード７が逆バイアスされ、トランジスタＴＲ１のベース
電流を引き込まない。即ち、定電流充電回路２は、電流
制御回路４Ａ、４Ｂ、４Ｃの影響を受けないで、一定の
電流で二次電池Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の全てを充電する。こ
の状態は、図２において、いずれかの二次電池Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が設定電圧（Ｅ）に上
昇するまで続く。
【００２８】図２に示すように、二次電池Ｂ１の電圧Ｖ
１が設定電圧（Ｅ）に上昇すると、図３において、電流
制御回路４Ａのオペアンプ６の出力電圧が０Ｖとなる
（但し、電流制御回路４Ｂ、４Ｃのオペアンプ６の出力
電圧は０Ｖとならず、＋の電圧を出力している）。これ
により、トランジスタＴＲ１のベース電流が、ダイオー
ド７から電流制御回路４Ａのオペアンプ６に引き込まれ
る。
１が設定電圧（Ｅ）に上昇すると、図３において、電流
制御回路４Ａのオペアンプ６の出力電圧が０Ｖとなる
（但し、電流制御回路４Ｂ、４Ｃのオペアンプ６の出力
電圧は０Ｖとならず、＋の電圧を出力している）。これ
により、トランジスタＴＲ１のベース電流が、ダイオー
ド７から電流制御回路４Ａのオペアンプ６に引き込まれ
る。
【００２９】その結果、トランジスタＴＲ１のベース電
流が減少し、トランジスタＴＲ１のコレクタとエミッタ
間の抵抗が増加し、充電電流を減少する。即ち、トラン
ジスタＴＲ１によって制御される充電電流は、二次電池
Ｂ１の電池電圧Ｖ１が設定電圧（Ｅ）を越えないように
制御される。それは、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ１が設
定電圧を越えると、電流制御回路４ＡがトランジスタＴ
Ｒ１のベース電流を減少するからである。充電電流が減
少すると、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ１が低下し、充電
電流が増加するが、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ１が設定
電圧（Ｅ）を越えないように制御される。
流が減少し、トランジスタＴＲ１のコレクタとエミッタ
間の抵抗が増加し、充電電流を減少する。即ち、トラン
ジスタＴＲ１によって制御される充電電流は、二次電池
Ｂ１の電池電圧Ｖ１が設定電圧（Ｅ）を越えないように
制御される。それは、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ１が設
定電圧を越えると、電流制御回路４ＡがトランジスタＴ
Ｒ１のベース電流を減少するからである。充電電流が減
少すると、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ１が低下し、充電
電流が増加するが、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ１が設定
電圧（Ｅ）を越えないように制御される。
【００３０】以上の動作により、図２に示すように充電
電流は次第に減少するが、充電電流は０とならないの
で、残りの二次電池Ｂ２、Ｂ３の電池電圧Ｖ２、Ｖ３は
次第に上昇し、設定電圧（Ｅ）に近づく。
電流は次第に減少するが、充電電流は０とならないの
で、残りの二次電池Ｂ２、Ｂ３の電池電圧Ｖ２、Ｖ３は
次第に上昇し、設定電圧（Ｅ）に近づく。
【００３１】更に、図４は、本発明の第２実施例を示し
ている。この充電回路は、２個の非水系二次電池Ｂ１、
Ｂ２を充電する回路であり、電流制御回路４Ａ、４Ｂに
シャントレギュレータＩＣ８を備える。シャントレギュ
レータＩＣ８は、図３に示す電流制御回路のオペアンプ
６と基準電圧素子５とに代わって使用される。シャント
レギュレータＩＣ８は、入力電圧が２．５Ｖ以上で内部
抵抗が著しく減少し、２．５Ｖ以下では内部抵抗が著し
く増加する特性を備えている。各シャントレギュレータ
ＩＣ８の電圧検出端子には、各二次電池Ｂ１、Ｂ２の電
池電圧を分圧して入力しており、その分圧比は、二次電
池Ｂ１、Ｂ２の電池電圧が設定電圧（Ｅ）になるとシャ
ントレギュレータＩＣ８の入力電圧が２．５Ｖになるよ
うに設計している。
ている。この充電回路は、２個の非水系二次電池Ｂ１、
Ｂ２を充電する回路であり、電流制御回路４Ａ、４Ｂに
シャントレギュレータＩＣ８を備える。シャントレギュ
レータＩＣ８は、図３に示す電流制御回路のオペアンプ
６と基準電圧素子５とに代わって使用される。シャント
レギュレータＩＣ８は、入力電圧が２．５Ｖ以上で内部
抵抗が著しく減少し、２．５Ｖ以下では内部抵抗が著し
く増加する特性を備えている。各シャントレギュレータ
ＩＣ８の電圧検出端子には、各二次電池Ｂ１、Ｂ２の電
池電圧を分圧して入力しており、その分圧比は、二次電
池Ｂ１、Ｂ２の電池電圧が設定電圧（Ｅ）になるとシャ
ントレギュレータＩＣ８の入力電圧が２．５Ｖになるよ
うに設計している。
【００３２】この電流制御回路４Ａ、４Ｂは、いずれか
の二次電池Ｂ１、Ｂ２の電圧が設定電圧に上昇すると、
設定電圧に上昇した電池に接続されているシャントレギ
ュレータＩＣ８の内部抵抗が著しく減少する。シャント
レギュレータＩＣ８の内部抵抗が減少すると、定電流充
電回路２のトランジスタＴＲ１のベース電流が減少し、
電池電圧が設定電圧以上にならないように制御する。即
ち、この図に示す電流制御回路４Ａ、４Ｂは、先の充電
回路と同様に動作して、夫々の二次電池Ｂ１、Ｂ２の電
圧が設定電圧を越えないように電池を充電する。
の二次電池Ｂ１、Ｂ２の電圧が設定電圧に上昇すると、
設定電圧に上昇した電池に接続されているシャントレギ
ュレータＩＣ８の内部抵抗が著しく減少する。シャント
レギュレータＩＣ８の内部抵抗が減少すると、定電流充
電回路２のトランジスタＴＲ１のベース電流が減少し、
電池電圧が設定電圧以上にならないように制御する。即
ち、この図に示す電流制御回路４Ａ、４Ｂは、先の充電
回路と同様に動作して、夫々の二次電池Ｂ１、Ｂ２の電
圧が設定電圧を越えないように電池を充電する。
【００３３】尚、この回路においては、シャントレギュ
レータＩＣ８を通過する電流をアースに流すために、ア
ース側の電池と並列に分流抵抗Ｒ３を備えている。
レータＩＣ８を通過する電流をアースに流すために、ア
ース側の電池と並列に分流抵抗Ｒ３を備えている。
【００３４】更に、図５は、本発明の第３実施例を示し
ている。この充電回路は、２個の非水系二次電池Ｂ１、
Ｂ２を充電する回路であり、電流制御回路４Ａは、３個
のオペアンプ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃと、３個のダイオ
ード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃと、１個の基準電圧素子１
５とからなる。オペアンプ１３Ａ、１３Ｂには、夫々抵
抗値の等しい抵抗Ｒ３、Ｒ４を関連付けている。オペア
ンプ１３Ａは、−入力端子を二次電池Ｂ１の＋極に、＋
入力端子を二次電池Ｂ１の−極に接続しており、オペア
ンプ１３Ｂは、−入力端子を二次電池Ｂ２の＋極に、＋
入力端子を二次電池Ｂ２の−極に接続している。更に、
オペアンプ１３Ａ、１３Ｂの出力端子は、ダイオード１
４Ａ、１４Ｂを介してオペアンプ１３Ｃの−入力端子に
接続している。基準電圧素子１５は、二次電池Ｂ１、Ｂ
２の設定電圧（Ｅ）に調整され、オペアンプ１３Ｃの＋
入力端子に接続されている。そして、オペアンプ１３Ｃ
の出力端子は、ダイオード１４Ｃを介してトランジスタ
ＴＲ１のベースに接続している。
ている。この充電回路は、２個の非水系二次電池Ｂ１、
Ｂ２を充電する回路であり、電流制御回路４Ａは、３個
のオペアンプ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃと、３個のダイオ
ード１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃと、１個の基準電圧素子１
５とからなる。オペアンプ１３Ａ、１３Ｂには、夫々抵
抗値の等しい抵抗Ｒ３、Ｒ４を関連付けている。オペア
ンプ１３Ａは、−入力端子を二次電池Ｂ１の＋極に、＋
入力端子を二次電池Ｂ１の−極に接続しており、オペア
ンプ１３Ｂは、−入力端子を二次電池Ｂ２の＋極に、＋
入力端子を二次電池Ｂ２の−極に接続している。更に、
オペアンプ１３Ａ、１３Ｂの出力端子は、ダイオード１
４Ａ、１４Ｂを介してオペアンプ１３Ｃの−入力端子に
接続している。基準電圧素子１５は、二次電池Ｂ１、Ｂ
２の設定電圧（Ｅ）に調整され、オペアンプ１３Ｃの＋
入力端子に接続されている。そして、オペアンプ１３Ｃ
の出力端子は、ダイオード１４Ｃを介してトランジスタ
ＴＲ１のベースに接続している。
【００３５】この電流制御回路４Ａによれば、オペアン
プ１３Ａ、１３Ｂが夫々、二次電池Ｂ１、Ｂ２の電池電
圧Ｖ１、Ｖ２を出力し、オペアンプ１３Ｃの−入力端子
には、二次電池Ｂ１、Ｂ２の電池電圧Ｖ１、Ｖ２の大き
い方の電圧、言い換えれば、いずれかの二次電池Ｂ１、
Ｂ２の電池電圧が設定電圧（Ｅ）に達すると、その電圧
が入力されることとなる。
プ１３Ａ、１３Ｂが夫々、二次電池Ｂ１、Ｂ２の電池電
圧Ｖ１、Ｖ２を出力し、オペアンプ１３Ｃの−入力端子
には、二次電池Ｂ１、Ｂ２の電池電圧Ｖ１、Ｖ２の大き
い方の電圧、言い換えれば、いずれかの二次電池Ｂ１、
Ｂ２の電池電圧が設定電圧（Ｅ）に達すると、その電圧
が入力されることとなる。
【００３６】従って、いずれかの二次電池Ｂ１、Ｂ２の
電圧が設定電圧（Ｅ）に上昇すると、オペアンプ１３Ｃ
の出力電圧が０となる。そうすると、定電流充電回路２
のトランジスタＴＲ１のベース電流が減少し、電池電圧
が設定電圧以上にならないように制御する。即ち、この
図に示す電流制御回路４Ａは、先の充電回路と同様に動
作して、夫々の二次電池Ｂ１、Ｂ２の電圧が設定電圧
（Ｅ）を越えないように電池を充電する。
電圧が設定電圧（Ｅ）に上昇すると、オペアンプ１３Ｃ
の出力電圧が０となる。そうすると、定電流充電回路２
のトランジスタＴＲ１のベース電流が減少し、電池電圧
が設定電圧以上にならないように制御する。即ち、この
図に示す電流制御回路４Ａは、先の充電回路と同様に動
作して、夫々の二次電池Ｂ１、Ｂ２の電圧が設定電圧
（Ｅ）を越えないように電池を充電する。
【００３７】以上のように、本発明においては、夫々の
電池の電圧を検出して充電電流を制御するために、直列
接続された二次電池には、＋−の接続点から電圧検出端
子を設けている。
電池の電圧を検出して充電電流を制御するために、直列
接続された二次電池には、＋−の接続点から電圧検出端
子を設けている。
【００３８】更に、図６は、第４実施例を示し、この回
路は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと記述）
で充電電流を制御して２個の非水系二次電池Ｂ１、Ｂ２
を充電するものである。
路は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと記述）
で充電電流を制御して２個の非水系二次電池Ｂ１、Ｂ２
を充電するものである。
【００３９】この充電回路は、電源３と、定電流充電回
路９と、電流検出回路１０と、電圧検出回路１１Ａ、１
１Ｂと、マイコン１２とを備えている。電流検出回路１
０は、一定の周期で充電電流をサンプリングして電流値
をマイコン１２に入力する。電圧検出回路１１Ａ、１１
Ｂは、夫々の二次電池Ｂ１、Ｂ２の電圧を一定の周期で
サンプリングしてマイコン１２に入力する。マイコン１
２は、入力された電流信号、電圧信号を演算し、図７に
示すフローチャートに従って下記のように電池を充電す
る。
路９と、電流検出回路１０と、電圧検出回路１１Ａ、１
１Ｂと、マイコン１２とを備えている。電流検出回路１
０は、一定の周期で充電電流をサンプリングして電流値
をマイコン１２に入力する。電圧検出回路１１Ａ、１１
Ｂは、夫々の二次電池Ｂ１、Ｂ２の電圧を一定の周期で
サンプリングしてマイコン１２に入力する。マイコン１
２は、入力された電流信号、電圧信号を演算し、図７に
示すフローチャートに従って下記のように電池を充電す
る。
【００４０】ｎ＝１のステップにおいて、電圧検出回路
１１Ａとマイコン１２とで、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ
１が設定電圧（Ｅ）以下であるかどうかを判定する。
１１Ａとマイコン１２とで、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ
１が設定電圧（Ｅ）以下であるかどうかを判定する。
【００４１】ｎ＝２のステップにおいて、電池電圧Ｖ１
が設定電圧（Ｅ）以下であると、電圧検出回路１１Ｂと
マイコン１２とで、二次電池Ｂ２の電池電圧Ｖ２が設定
電圧（Ｅ）以下であるかどうかを判定する。
が設定電圧（Ｅ）以下であると、電圧検出回路１１Ｂと
マイコン１２とで、二次電池Ｂ２の電池電圧Ｖ２が設定
電圧（Ｅ）以下であるかどうかを判定する。
【００４２】ｎ＝３のステップにおいて、電池電圧Ｖ２
も設定電圧（Ｅ）以下であると、一定の電流で定電流充
電する。定電流充電した後、ｎ＝１１のステップにルー
プする。この工程で、二次電池Ｂ１、Ｂ２の電池電圧Ｖ
１、Ｖ２のいずれかが設定電圧（Ｅ）よりも高くなるま
で、二次電池Ｂ１、Ｂ２を定電流充電する。
も設定電圧（Ｅ）以下であると、一定の電流で定電流充
電する。定電流充電した後、ｎ＝１１のステップにルー
プする。この工程で、二次電池Ｂ１、Ｂ２の電池電圧Ｖ
１、Ｖ２のいずれかが設定電圧（Ｅ）よりも高くなるま
で、二次電池Ｂ１、Ｂ２を定電流充電する。
【００４３】ｎ＝４のステップにおいて、二次電池Ｂ
１、Ｂ２の電池電圧Ｖ１、Ｖ２のいずれかが設定電圧
（Ｅ）よりも高くなると、充電電流を減少する。
１、Ｂ２の電池電圧Ｖ１、Ｖ２のいずれかが設定電圧
（Ｅ）よりも高くなると、充電電流を減少する。
【００４４】ｎ＝５のステップにおいて、充電電流を減
少した後、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ１が設定電圧
（Ｅ）以上であるかどうかを判定する。電池電圧Ｖ１が
設定電圧（Ｅ）を越えると、ｎ＝４のステップにループ
して更に充電電流を減少する。
少した後、二次電池Ｂ１の電池電圧Ｖ１が設定電圧
（Ｅ）以上であるかどうかを判定する。電池電圧Ｖ１が
設定電圧（Ｅ）を越えると、ｎ＝４のステップにループ
して更に充電電流を減少する。
【００４５】ｎ＝６のステップにおいて、二次電池Ｂ１
の電池電圧Ｖ１が設定電圧（Ｅ）を越えていないと、二
次電池Ｂ２の電池電圧Ｖ２が設定電圧（Ｅ）を越えたか
どうかを判定する。電池電圧Ｖ２が設定電圧（Ｅ）を越
えると、ステップｎ＝４にループして更に充電電流を減
少する。
の電池電圧Ｖ１が設定電圧（Ｅ）を越えていないと、二
次電池Ｂ２の電池電圧Ｖ２が設定電圧（Ｅ）を越えたか
どうかを判定する。電池電圧Ｖ２が設定電圧（Ｅ）を越
えると、ステップｎ＝４にループして更に充電電流を減
少する。
【００４６】ｎ＝７のステップにおいて、二次電池Ｂ
１、Ｂ２の電池電圧Ｖ１、Ｖ２の両方が設定電圧（Ｅ）
を越えない場合、電流を増減することなく充電する。そ
の後、ステップｎ＝５のステップにループして充電す
る。
１、Ｂ２の電池電圧Ｖ１、Ｖ２の両方が設定電圧（Ｅ）
を越えない場合、電流を増減することなく充電する。そ
の後、ステップｎ＝５のステップにループして充電す
る。
【００４７】ｎ＝４〜７のステップは、二次電池Ｂ１、
Ｂ２の電池電圧Ｖ１、Ｖ２が設定電圧（Ｅ）以上になら
ないように充電電流を調整して、各電池Ｂ１、Ｂ２を充
電する。
Ｂ２の電池電圧Ｖ１、Ｖ２が設定電圧（Ｅ）以上になら
ないように充電電流を調整して、各電池Ｂ１、Ｂ２を充
電する。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、直列に接続された夫々
の電池の電圧を検出し、いずれかの電池の電圧が設定電
圧に上昇すると、その電池の電圧が設定電圧以上になら
ないように充電電流を制御して充電する。即ち、本発明
の充電方法は、最初に小容量の電池の電圧が設定電圧に
上昇すると、その電池の電圧を設定電圧以下に制限して
充電電流を減少させながら充電を続けるものである。
の電池の電圧を検出し、いずれかの電池の電圧が設定電
圧に上昇すると、その電池の電圧が設定電圧以上になら
ないように充電電流を制御して充電する。即ち、本発明
の充電方法は、最初に小容量の電池の電圧が設定電圧に
上昇すると、その電池の電圧を設定電圧以下に制限して
充電電流を減少させながら充電を続けるものである。
【００４９】従って、小容量の電池の電圧が設定電圧を
越えることなく、他の電池を満充電に近づけて充電でき
る。このため、本発明によれば、二次電池を直列接続し
て充電しても、いずれの電池の電圧も以上に高く上昇さ
せることなく、即ち、副反応による電池の性能を低下さ
せることなく、電池を満充電できる。
越えることなく、他の電池を満充電に近づけて充電でき
る。このため、本発明によれば、二次電池を直列接続し
て充電しても、いずれの電池の電圧も以上に高く上昇さ
せることなく、即ち、副反応による電池の性能を低下さ
せることなく、電池を満充電できる。
【図１】従来の充電回路図
【図２】本発明における二次電池を充電する電圧、電流
特性を示すグラフ
特性を示すグラフ
【図３】本発明の第１実施例の充電回路図
【図４】本発明の第２実施例の充電回路図
【図５】本発明の第３実施例の充電回路図
【図６】本発明の第４実施例の充電回路図
【図７】図６に示す充電回路における充電動作のフロー
チャート
チャート
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３：二次電池 ２：定電流充電回路 ４：定電圧充電回路 ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ：電流制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の二次電池を直列に接続して充電す
る方法において、何れかの電池が設定電圧になるまで通
常充電し、何れかの電池が設定電圧に到達した後は、各
電池の電池電圧が設定電圧以下となるように充電電流を
制御して充電することを特徴とする二次電池の充電方
法。 - 【請求項２】 複数の二次電池を直列に接続して充電す
る充電装置において、各電池の電池電圧を検出する検出
手段と、何れかの電池が設定電圧に到達したことが検出
されると、各電池の電池電圧が設定電圧以下となるよう
に充電電流を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する充電装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4286048A JPH06133465A (ja) | 1992-08-27 | 1992-10-23 | 二次電池の充電方法及び充電装置 |
| TW082106130A TW228615B (ja) | 1992-08-27 | 1993-07-31 | |
| US08/588,294 US5637979A (en) | 1992-08-27 | 1996-01-18 | Rechargeable battery charging method and apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-228898 | 1992-08-27 | ||
| JP22889892 | 1992-08-27 | ||
| JP4286048A JPH06133465A (ja) | 1992-08-27 | 1992-10-23 | 二次電池の充電方法及び充電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06133465A true JPH06133465A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=26528519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4286048A Pending JPH06133465A (ja) | 1992-08-27 | 1992-10-23 | 二次電池の充電方法及び充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06133465A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07308028A (ja) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 直列電池の充電装置 |
| US5739671A (en) * | 1995-05-15 | 1998-04-14 | Nippondenso Co., Ltd. | Device for accurate detection of remaining discharge capacities of a plurality of batteries |
| WO1998038721A1 (fr) * | 1997-02-25 | 1998-09-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'alimentation en energie |
| US6373224B1 (en) | 1999-06-04 | 2002-04-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Battery accumulating apparatus |
| KR20030031736A (ko) * | 2001-10-16 | 2003-04-23 | 삼성전자주식회사 | 재충전용 배터리 충전 장치 및 방법 |
| KR20030046745A (ko) * | 2001-12-06 | 2003-06-18 | 이기수 | 배터리 보충전 장치 및 방법 |
| WO2007046555A1 (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-26 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Lithium battery pack |
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| WO2009119075A1 (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-01 | パナソニック株式会社 | 充電方法、充電装置及び電池パック |
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| JP2010093965A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Sony Corp | 充電装置 |
| JP2011234572A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Toshiba Corp | 充電装置、電子装置、および充電方法 |
| JP2012019681A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 急速充電機能を有するバッテリーパック及びその充電方法 |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP4286048A patent/JPH06133465A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1104771C (zh) * | 1997-02-25 | 2003-04-02 | 松下电器产业株式会社 | 电源装置 |
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| US8231992B2 (en) | 2005-10-21 | 2012-07-31 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Lithium battery pack |
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| WO2009119075A1 (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-01 | パナソニック株式会社 | 充電方法、充電装置及び電池パック |
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| JP2010093965A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Sony Corp | 充電装置 |
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| JP2012019681A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 急速充電機能を有するバッテリーパック及びその充電方法 |
| US8698458B2 (en) | 2010-07-08 | 2014-04-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack having boosting charge function and method thereof |
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