JPH06237540A - 充電装置 - Google Patents

充電装置

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Publication number
JPH06237540A
JPH06237540A JP2016593A JP2016593A JPH06237540A JP H06237540 A JPH06237540 A JP H06237540A JP 2016593 A JP2016593 A JP 2016593A JP 2016593 A JP2016593 A JP 2016593A JP H06237540 A JPH06237540 A JP H06237540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
charging
battery
nickel
outside air
Prior art date
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Pending
Application number
JP2016593A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Sugitani
俊幸 杉谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な回路と方法によって正確な温度検知を
行い確実な満充電検知が可能な充電装置を実現する。 【構成】 温度センサー4と温度検知回路3はニッケル
水素蓄電池の温度を測定する。温度センサー6と温度検
知回路5は充電装置周辺の外気の温度を測定する。充電
装置にニッケル水素蓄電池10が接続されると温度演算回
路(1)7にて、温度検知回路3,5の出力よりニッケル
水素蓄電池10と外気の一定時間当たりの変化量が求めら
れ、各々の変化量が等しくなると充電開始信号が発せら
れる。制御部9ではこの信号を受けて充電電流制御回路
2を動作させ充電を開始する。充電中、温度演算回路
(2)8にて、温度検知回路3,5の出力よりニッケル水
素蓄電池10と外気の温度の充電開始からの変化量が求め
られ、一定値に達すると充電終了信号が発せられ、制御
部9は充電電流制御回路2の動作を停止し充電を終了す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はニッケルカドミウム蓄電
池やニッケル水素蓄電池などの充電に用いられる充電装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電池を電源とする装置ではマンガ
ン乾電池に代表される充電不可能な1次電池から、次第
にニッケルカドミウム蓄電池や小型鉛シール蓄電池に代
表される、充電して何度も繰り返し使用できる2次電池
が多く使用されるようになってきている。2次電池はど
うしても1次電池よりもエネルギー密度が低いために1
次電池と同じ電池容量を得たいときはより大きな電池を
使う必要があった。そのため2次電池はたゆまなく高容
量化が図られてきた。ところが、最近になってニッケル
カドミウム蓄電池や小型鉛シール蓄電池よりもはるかに
高容量を得ることができる、ニッケル水素蓄電池が登場
してきた。この電池は陽極にニッケル、陰極に水素吸蔵
合金を使用し、従来のニッケルカドミウム蓄電池よりも
50〜110%多い電池容量が得られる。しかし、ニッケル
水素蓄電池はニッケルカドミウム蓄電池よりも急速充電
時の発熱量が多く、また満充電検知が難しいという問題
点がある。以下、従来の充電装置を図面を使用して説明
する。
【0003】図4は従来の充電装置のブロック図であ
り、11は充電装置に電源を供給する電源回路、12は充電
電流を制御する充電電流制御回路、13は充電電流制御回
路12の動作の開始,終了を制御する制御部、14は電池の
温度検知を行なう温度検知回路、15は充電装置に接続さ
れたニッケル水素蓄電池の温度測定を行なう温度センサ
ー、16は外気の温度測定を行なう外気温度センサー、17
は充電装置周辺の外気の温度検知を行なう温度検知回
路、18は電池の温度と外気の温度差を求め予め決められ
た値に達すると充電終了の信号を発する温度演算回路、
19はニッケル水素蓄電池である。図5は従来の充電装置
を用いてニッケル水素蓄電池の充電を行なったときの電
池温度,外気温度の時間変化を示す特性図である。
【0004】以下、従来の充電装置の動作について説明
する。図4において、この充電装置はニッケル水素蓄電
池19が接続されると、制御部13によって充電電流制御回
路12の動作が開始され、予め設定された電流でニッケル
水素蓄電池19に定電流充電が行なわれる。充電中は、温
度センサー15の出力より、温度検知回路14にてニッケル
水素蓄電池19の温度が求められる。又、同時に、外気温
度センサー16の出力より、温度検知回路17にてニッケル
水素蓄電池19周辺の温度が求められる。温度演算回路18
では、温度検知回路14及び温度検知回路17より出力され
る温度情報より、各々の温度差を計算し、予め決められ
た値に達すると充電終了信号を制御部13に発する。制御
部13では、温度演算回路18から充電終了信号を受け取る
と、直ちに充電電流制御回路12の動作を停止させ充電を
終了する。
【0005】図4に示す従来の充電装置を用いて充電を
行ったときのニッケル水素蓄電池19と外気温の変化を図
5に示す。図5において、TBはニッケル水素蓄電池19
の温度を、TOは外気の温度の時間変化を示す。図5に
示すように、ニッケル水素蓄電池19の温度TBは、充電
を開始すると徐々に上昇し、外気の温度TOとの差、す
なわち、TB−TOが大きくなる。この値が、予め決め
られた値に達すると、温度演算回路18より充電終了信号
が発せられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
充電装置では、ニッケル水素蓄電池が接続されるとすぐ
に充電を開始していたため、充電開始時の電池温度が外
気温度に比べ高くなっていた場合、充電による温度上昇
との区別がつかず、ほとんど充電を行わずに充電を終了
してしまう問題が起きていた。本発明は上記問題を解決
し、ニッケル水素蓄電池の安全かつ確実な急速充電手段
を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、充電装置に電力を供給する電源回路と、充
電電流を制御する電流制御部と、電池温度を検知する電
池温度検出手段と、外気の温度を検知する外気温度検出
手段と、前記電池温度検出手段によって検出される温度
の時間変化と前記外気温度検出手段によって検出される
温度の時間変化を監視し各々の変化量の差が予め決めら
れた値以下になったときに充電開始の制御信号を発する
第1の検知温度演算手段と、前記電池温度検出手段によ
って検知された電池の温度変化から前記外気温度検出手
段によって検出された外気温度の温度変化を差し引き予
め決められた温度差になったときに充電終了の制御信号
を発する第2の検知温度演算手段と、充電装置に電池が
接続された後に、前記第1の検知温度演算手段からの制
御信号に応じて前記電流制御部を動作させ充電を開始
し、引き続き前記第2の検知温度演算手段からの制御信
号に応じて前記電流制御部を停止させ充電を終了するよ
うに制御する制御手段とを備えたものである。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成により、充電装置に電池
が接続されると電池と外気の温度変化を監視し電池の温
度変化が外気の温度変化と等しくなった後に充電を開始
し、充電開始時の外気温度と電池温度を計測し、充電を
行っている間、各々の温度を監視し、充電開始からの電
池の上昇温度より外気温度の変化分を差し引いた値が、
予め決められた温度に達したとき充電動作を終了させる
ことより、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム蓄
電池等を、安全かつ急速に充電することを可能にする。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の一実施例における充
電装置の構成を示すブロック図である。図1において、
1は充電装置に電源を供給する電源回路、2は充電電流
を制御する充電電流制御回路、3は充電装置に接続され
たニッケル水素蓄電池10の温度検知を行なう温度検知回
路、4は充電装置に接続されたニッケル水素蓄電池10の
温度測定を行なう温度センサー、5は外気の温度検知を
行なう温度検知回路、6は外気の温度測定を行なう温度
センサー、7は電池の温度検知回路3の出力と外気の温
度検知回路5の出力を監視して各々の温度変化の差が一
定値以下になると充電開始の信号を発する第1の温度演
算回路(温度演算回路(1))、8は各々の温度検知回路出
力を利用して充電開始からのニッケル水素蓄電池10の上
昇温度より外気温度の変化分を差し引いた値が予め決め
られた値になった時充電終了の信号を発する第2の温度
演算回路(温度演算回路(2))、9は充電電流制御回路2
を第1の温度演算回路(1)7からの信号で動作させ、第
2の温度演算回路(2)8からの信号で停止させる制御
部、10は充電装置に接続されたニッケル水素蓄電池であ
る。
【0010】以上のように構成された充電装置につい
て、以下図1を用いてその動作について説明する。充電
のために、ニッケル水素蓄電池10が接続されると、まず
温度検知回路3と温度検知回路5の出力より、第1の温
度演算回路(1)7にてニッケル水素蓄電池10と外気の温
度の監視が行われる。ニッケル水素蓄電池10の温度は時
間と共に充電装置の周辺の外気温度に近づき、やがてニ
ッケル水素蓄電池10の温度変化は、外気の温度変化に追
従し等しくなっていく。第1の温度演算回路(1)7で
は、予め決められた時間毎に温度検知回路3と温度検知
回路5からの出力よりニッケル水素蓄電池10と外気の
温度を検知し、予め決められた時間内の各々の温度変化
の差が一定値以下になると、ニッケル水素蓄電池10の温
度が充電装置周辺の外気の温度に等しくなったと判定
し、制御部9に充電開始の信号を発する。制御部9では
充電開始の信号に従い充電電流制御回路2の動作を開始
させると同時に充電開始を第2の温度演算回路(2)8に
伝える。充電中は、温度センサー4と温度センサー6は
常時ニッケル水素蓄電池10及び外気の温度に従った出力
をそれぞれの温度検知回路3,5に出力し、温度検知回
路3,5では、温度センサー4,6からの入力に応じて
ニッケル水素蓄電池10と外気の温度情報を温度演算回路
(2)8に出力している。温度演算回路(2)8では、制御部
9より充電開始の信号を受け取ると、各温度検知回路
3,5からの温度情報を充電開始温度として記憶し、充
電中は各温度検知回路3,5からの情報を常に監視し、
ニッケル水素蓄電池10の温度上昇から外気の温度変化を
差し引いた値が、予め決められた値に達すると、満充電
を知らせる信号を制御部9に発する。制御部9では、満
充電の信号を受けると直ちに充電終了の信号を充電電流
制御回路2に伝え、充電動作を停止させる。
【0011】次に、実際の電池の接続から充電終了まで
の外気及び電池温度変化の一例を図2,図3を用いて説
明する。図2は電池を接続してから充電が終了するまで
の電池の温度と外気温度の変化の一例を示す図であり、
図3は図2における破線内、即ち、電池の温度が外気の
温度に近づき、充電が開始される部分を拡大した図であ
る。ニッケル水素蓄電池10の温度をTB、充電開始時の
ニッケル水素蓄電池10の温度をTBS、外気の温度をT
O、充電開始時の外気の温度をTOSとする。又は、温
度演算回路(1)7で温度検知させる時間間隔をtdとす
る。ニッケル水素蓄電池10が時刻t0で充電器に接続さ
れると、tdの時間ごとに電池の温度が温度検知回路4
にて計測され、td当たりの温度変化量が計算される。
時刻tnにおける電池温度をTBN、時刻tn−1=(tn
−td)における電池の温度をTBN−1、時刻tnにお
ける外気温度をTON、時刻tn−1=(tn−td)にお
ける外気の温度をTON−1とする。|TBN−TBN
−1|−|TON−TON−1|が予め決められた値以
下になると、充電が開始される。本例では、時刻tsと
時刻ts−1における演算結果が、この条件を満足し、
時刻tsにて充電が開始されている。温度演算回路(2)8
では、この時のニッケル水素蓄電池10の温度TBS、外
気の温度TOSが初期値として記憶される。充電中は温
度演算回路(2)8にて、常に(TB−TBS)−(TO−T
OS)の計算がなされ、この値が予め決められた値に達
すると満充電と判断され充電動作が停止される。
【0012】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明で
は、充電に先立ちニッケル水素蓄電池と外気の温度変化
を観測し、ニッケル水素蓄電池の温度が周囲の外気温度
に近くなるまで待ち、充電開始後、ニッケル水素蓄電池
の温度変化と外気温度変化を監視し、ニッケル水素蓄電
池の温度変化から外気の温度変化による影響を差し引い
た値を基に満充電を検知しているため、充電装置にセッ
トした時点のニッケル水素蓄電池と外気の温度差や充電
開始後の周囲温度の変化に関係なくニッケル水素蓄電池
の満充電検知を的確に行なうことが可能となり、またニ
ッケル水素蓄電池の温度上昇を最小限に抑えることがで
きるため、安全・確実な急速充電ができるという効果を
有する。
【0013】なお、本実施例においては充電制御回路と
して温度検知回路,電池温度演算回路,制御部等に分割
して説明を加えたが、これらはA/Dコンバータ機能を
備えたマイクロコンピュータを用いれば、温度変化を電
圧変化として取り込むことにより1個のマイクロコンピ
ュータで実現できる。また、充電対象としてニッケル水
素蓄電池を取り挙げたが、従来のニッケルカドミウム蓄
電池、小型鉛シール蓄電池等の充電に応用できることは
勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における充電装置の構成を示
すブロック図である。
【図2】図1の充電装置の電池接続から充電終了までの
電池温度と外気温度の変化を示す特性図である。
【図3】図1の充電装置の充電開始付近の電池温度と外
気温度の変化を示す特性図である。
【図4】従来の充電装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図5】図4に示す充電装置の電池接続から充電終了ま
での電池温度と外気温度の変化を示す特性図である。
【符号の説明】
1,11…電源回路、 2,12…充電電流制御回路、
3,5,14,17…温度検知回路、 4,6,15…温度セ
ンサー、 7…温度演算回路(1)、 8…温度演算回路
(2)、 9,13…制御部、 10,19…ニッケル水素蓄電
池、 16…外気温度センサー、 18…温度演算回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電装置に電力を供給する電源回路と、
    充電電流を制御する電流制御部と、電池温度を検知する
    電池温度検出手段と、外気の温度を検知する外気温度検
    出手段と、前記電池温度検出手段によって検出される温
    度の時間変化と前記外気温度検出手段によって検出され
    る温度の時間変化を監視し各々の変化量の差が予め決め
    られた値以下になったときに充電開始の制御信号を発す
    る第1の検知温度演算手段と、前記電池温度検出手段に
    よって検知された電池の温度変化から前記外気温度検出
    手段によって検出された外気温度の温度変化を差し引き
    予め決められた温度差になったときに充電終了の制御信
    号を発する第2の検知温度演算手段と、充電装置に電池
    が接続された後に、前記第1の検知温度演算手段からの
    制御信号に応じて前記電流制御部を動作させ充電を開始
    し、引き続き前記第2の検知温度演算手段からの制御信
    号に応じて前記電流制御部を停止させ充電を終了するよ
    うに制御する制御手段とを備えた充電装置。
JP2016593A 1993-02-08 1993-02-08 充電装置 Pending JPH06237540A (ja)

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JP2016593A JPH06237540A (ja) 1993-02-08 1993-02-08 充電装置

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