JPH07105984A - 充電器 - Google Patents

充電器

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JPH07105984A
JPH07105984A JP5274918A JP27491893A JPH07105984A JP H07105984 A JPH07105984 A JP H07105984A JP 5274918 A JP5274918 A JP 5274918A JP 27491893 A JP27491893 A JP 27491893A JP H07105984 A JPH07105984 A JP H07105984A
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JP
Japan
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battery
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secondary battery
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Nobuo Iizuka
塚 伸 夫 飯
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    • 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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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】過充電によるダメージがない安定な充電を可能
とする充電器を提供する。 【構成】電池接続手段に接続された二次電池に対して当
初、標準充電を行った後、急速充電を行い、または電池
接続部に接続された二次電池に対して当初、標準充電を
行った後、予め付与された優先順位に従って電池接続部
に接続された二次電池に対して急速充電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は充電により繰り返し使用
可能な二次電池を充電する充電器に関し、特に過充電に
よる二次電池のダメージを防止するとともに、少ない電
源で複数の電池を能率よく充電できる充電器に関する。
【0002】
【従来の技術】充電により繰り返し使用可能な二次電池
を充電する充電器として従来提案されている回路構成の
一例が図4に示されている。図4において、電源プラグ
1を介して商用AC電源がACーDC変換部2でDC電
源に変換される。充電電流制御部30では、この変換さ
れたDC電源を受け、充電電流を制御して、電池接続部
5に接続された二次電池6を充電する。二次電池6の充
電状態は、充電状態検出部80で検出され、充電電流制
御部30による制御の基礎データとする。この構成によ
り複数の二次電池を急速充電したいときには、電池接続
部5に接続した二次電池6の充電状態を充電状態検出部
80で検出して、ランプ表示などで急速充電が終了した
ことを確認した後、その電池を取り外し、次の二次電池
を電池接続部5に接続して順次急速充電していく。
【0003】このような充電器では、急速充電が終了す
る時間を見計らって充電ランプをチェックし、次の二次
電池の充電の用意をしなければならない。一般に、個々
の電池により、その残存容量や疲労度が異なるため、充
電が完了するまでの時間も異なり、電池差し替えのタイ
ミングにロスが出たり、頻繁に充電ランプを監視しなけ
ればならない。
【0004】図5には、この問題を解決するための従来
の充電器の構成例が示されている。第1の充電電流制御
部30Aと第1の電池接続部5A、第2の充電電流制御
部30Bと第2の電池接続部5B,…のように複数組の
充電回路を設けて、それぞれ独立して同時に複数の二次
電池6A,6B,…を充電することができる。
【0005】この充電器では、充電時間が電池の1個分
の充電時間で済むものの、複数組分の充電電流が同時に
必要になり、電源の容量も電池の数量分だけ必要とな
り、大きくて重く、しかも高価になってしまう。
【0006】図6には、図4の充電器では、電池の交換
を充電終了の表示を確認した後、手動で次の電池に交換
していたのに対し、電池接続部5A,5B,…を複数個
(本例では2個)設け、それぞれの充電状態を充電状態
検出部80により検出し、更に電池をセットした順序を
記憶し、その順に充電電流制御部30からの充電電流
を、切替スイッチ40を用いて切り替えて電池に供給す
る充電器の構成が示されている。この充電器によれば、
電池を人手で交換する際の手間とタイミングロス等が省
ける。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
充電器には、各種の構成回路が提案されている。ところ
で、それぞれが二次電池を内蔵する無線機を複数使用す
る場合、1台の充電器には、複数の充電器を充電するた
めの複数の電池接続部が設けられている。かかる充電器
では、無線器を充電器の所定位置に装着(載置)するだ
けで急速充電が開始されるように構成されている。一
方、このような充電器は、常時十分な充電状態において
おきたい欲求があるため、無線機等の機器の保管場所と
して使われる傾向が強い。また、電池も完全に放電した
ものだけが充電される場合は良いが、無線機のテスト等
では短時間の使用後に、再び電池接続部に装着されるこ
とが多い。このように、電池接続部への装着が頻繁に行
われ、充電の途中で電池の抜き差し(着脱)が繰り返さ
れると、常に急速充電がスタートするため、過充電の不
具合発生の確率が大きくなる。
【0008】すなわち、一般に、急速充電完了状態の電
池の端子電圧は、規格電圧よりも数十%高くなり、充電
電流も小さい値となっている。充電器から取り外した電
池は、当初は上記のように高い端子電圧を呈するが、わ
ずかの使用により端子電圧が急激に低下して規格電圧近
傍の値となる。つまり、折角、急速充電終了間際に至
り、充電電流も小さい値となっていたのに、短時間でも
機器を使用すると、上述のように端子電圧が低下する。
従って、この状態で再び充電器に装着すると、大きな充
電電流が二次電池に供給されることになり、二次電池に
過充電に起因するダメージを与える恐れが生ずる。頻繁
な脱着の繰り返しは、この問題を一段と深刻化すること
になる。
【0009】そこで、本発明の目的は、過充電によるダ
メージがない安定な充電を可能とする充電器を提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による充電器は、充電により繰り返し使用可
能な二次電池を充電する充電器において、前記二次電池
を接続する複数の電池接続手段と、前記二次電池の公称
容量で定まる標準充電電流によって充電する標準充電手
段と、前記標準充電電流より大きい急速充電電流によっ
て急速充電する急速充電手段と、前記電池接続手段に接
続された二次電池に対して当初前記標準充電手段により
標準充電を行った後、前記急速充電手段により急速充電
を行うように制御する制御手段と、を備えて構成され
る。また、本発明の他の態様による充電器は、充電によ
り繰り返し使用可能な2次電池を充電する充電器におい
て、前記二次電池を接続する複数の電池接続手段と、前
記二次電池の公称容量で定まる標準充電電流によって充
電する標準充電手段と、前記標準充電電流より大きい急
速充電電流によって急速充電する急速充電手段と、前記
電池接続手段に接続された二次電池に対して急速充電を
行う優先順位を付与する優先順位付与手段と、前記電池
接続部に接続された二次電池に対して当初前記標準充電
手段により標準充電を行った後、前記優先順位付与手段
で付与された優先順位に従って前記電池接続部に接続さ
れた二次電池を前記急速充電手段により急速充電を行う
ように制御する制御手段と、を備えて構成される。
【0011】
【作用】本発明では、電池接続手段に接続された二次電
池に対して当初、標準充電を行った後、急速充電を行
い、または電池接続部に接続された二次電池に対して当
初、標準充電を行った後、予め付与された優先順位に従
って電池接続部に接続された二次電池に対して急速充電
を行う。
【0012】
【実施例】次に、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、本発明による充電器の一実施
例を示す構成図である。また、図2は、本実施例におい
て、2組の二次電池を充電するための急速充電器の外観
構成の一例を示している、図1と図2の同一構成部は同
一符号が用いられている。AC電源プラグ(入力端子)
1から取り込んだ交流電源は、ACーDC変換部2で所
望の電圧の直流に変換されて、充電器の電源として用い
られる。この変換された電源は、充電制御部3を構成す
る標準充電制御部31および急速充電制御部32におい
て、マイクロコンピュータ10内の充電電流制御部10
2からの制御信号に基づいて、それぞれ所定の電流とな
るように制御される。
【0013】現在最も一般的に使われている密閉形ニッ
ケル・カドミューム電池の場合で、電池の容量を表わす
放電容量は、放電電流と終止電圧に達するまでの時間と
の積で表わされ、例えば100mAの電流で放電して終
止電圧1.0Vに達するまでの時間が5時間であれば、
この時の放電容量は、100[mA]×5[h]=50
0mAh(ミリアンペアアワー)となる。日本工業規格
(JIS C8705)では、この放電容量の数値をC
として、公称容量は0.1CmAの電流で15時間充電
した後0.2CmAの電流で放電したとき1.0V/セ
ルの終止電圧に達するまで5時間以上と定められてい
る。
【0014】標準充電電流Iaは連続して電池を充電し
ても安全な電流として、この電池公称容量の規格が適用
される。すなわち、公称容量値の10分の1(0.1
C)の電流で15時間かけて充電するときの充電電流が
基準となるが、最近では0.2Cの電流で8時間充電く
らいまでを標準充電と呼んでいる。
【0015】急速充電電流Ibは、電池の仕様に従って
標準充電より大きい電流で更に短い時間で充電が終了す
るように選択されている。充電電流の値は、電池の種類
や充電回路構成、使用状態や保護回路の有無等で変わっ
てくるが、基本的には電池の仕様で定められたものとな
る。急速充電と呼ばれているものは、0.3C以上の電
流で充電が行われるもので、最近では、1C以上の充電
電流でもって1時間以内に充電が終了するものもある。
【0016】こうして得られた標準充電電流Iaおよび
急速充電電流Ibは、充電電流切替部4に加えられる。
充電電流切替部4には、充電される電池に対応して各個
毎に充電電流切替部4A,4B,…が設けられ、これら
は初期状態では標準充電電流側に接続するように充電状
態制御部104により設定されている。充電電流切替部
4A,4B,…の出力電流Ic1,Ic2,…はそれぞ
れ電池接続部5に電池各個ごとに設けられた第1の電池
接続部5A,第2の電池接続部5B,…に供給されて電
池6A,6B,…を充電する。
【0017】一方、電池接続部5A,5B,…からは、
それぞれの電池毎に電池の端子電圧や充電電流、または
それらの変化分や所定の範囲を逸脱したことを示す信号
等がマイクロコンピュータ(CPU)10内に構成され
た充電状態検出部101に供給され、電池が接続されて
いるか否か、標準充電状態にあるのか急速充電状態にあ
るのか、充電が終了状態に達したか、電池ショート等の
異常状態にないか等が検出される。尚、電池からの信号
は、電池接続部5や電池内に組み込まれた保護回路によ
り検出されたものであっても良い。
【0018】充電状態検出部101は、電池の充電状態
を検出して所定の演算を行い、充電電流制御部102、
充電状態制御部104、表示/警報部105等にそれぞ
れ制御信号を出力する。
【0019】充電電流制御部102は、そのときの電池
の標準充電または急速充電の状態に従った所定の制御信
号を出力して、標準充電制御部31または急速充電制御
部32を制御する。
【0020】充電状態制御部104は、充電状態切替部
4の個々の第1と第2の充電電流切替部4Aと4B…を
標準充電または急速充電に切り替え制御するもので、電
池接続直後の初期状態では常に標準充電側に接続するよ
うに制御、設定し、現在の他の電池の充電状態と次に述
べる急速充電指令部103の指令により、急速充電側に
切り替えられ、充電終了状態に達したときに標準充電側
に切り替えられる。
【0021】急速充電指令部103は、充電される電池
6A,6B,…のそれぞれに対応して急速充電を指令す
るスイッチSA,SB,…が接続され、電池が接続され、
このスイッチが押された順序、すなわち急速充電を行う
順序を記憶して充電状態制御部104に指令信号を送出
する。このとき急速充電指令スイッチが押されていて、
未だ順番が回ってこなくて待機している状態を、ここで
は急速充電予約状態と呼ぶ。
【0022】表示/警報部105は、個々の電池ごとに
標準充電でX1の点灯、急速充電でX2の点灯、急速充
電予約状態でX3の点灯により、そのときの充電状態が
表示される。また、内部ショート等の電池の不良や誤接
続、仕様外の電池が接続されたとき、表示やブザー等の
警報部K1で警報する。表示の場合、例えば、2色LE
Dを用いて緑点滅で標準充電中、赤点滅で急速充電中、
緑点灯で充電終了、赤点灯で急速充電予約中というよう
な表示が考えられる。
【0023】マイクロコンピュータ10は、複数の電池
充電系統において、基本的に、時分割で個々の電池充電
系統ごとに制御を行う。図3は、図1の構成図における
1つの充電系統の動作をフローチャートにしたもので、
具体的な動作処理手順を本図に従って説明する。
【0024】電源スイッチが投入され、充電器の動作が
スタートすると、初期設定として充電状態切替部4のす
べての充電電流切替部4A,4B,…は標準充電電流I
a側に接続される。次いで個々の充電系統ごとに図3の
動作フローに入る。
【0025】スタート後、急速充電を示す“急速充電フ
ラグ”がオフにされた後(ステップS1)、電池接続部
5に電池が接続されているか否かがチェックされ、接続
されていなければ、ステップS1の処理に戻り、電池が
接続されるまで待機状態となる(ステップS2)。
【0026】電池が接続されると、急速充電指令スイッ
チSAが押されて急速充電指令部103に“急速充電指
令”が登録されたか否かがチェックされる(ステップS
3)。“急速充電指令”が登録されていなければ、ステ
ップS10までジャンプして標準充電状態とされる。
“急速充電指令”が登録されていれば、充電状態制御部
104によって“急速充電予約の順番”がチェックされ
る。他の電池が急速充電状態になかったり、急速充電が
終了したときに、予約の順番がチェックされ、最上位の
順番のとき、充電状態切替部4は、充電制御部3を急速
充電側に切り替える。最上位の順番でないときは、ステ
ップS10までジャンプして標準充電状態とされる(ス
テップS4)。
【0027】ステップS4で急速充電の順番がきたと判
断されると、ステップS5で急速充電フラグをオンにし
て、ステップS6において急速充電される。急速充電中
は、ステップS7で電池が外されたか否かがチェックさ
れ、外されていればステップS1の処理に戻り、外され
ていなければ充電が終了したか否かがステップ8でチェ
ックされる。ここで、未だ充電が終了していなければ、
ステップS6に戻り、充電が継続される。充電が終了し
たと判断されれば、ステップS9で急速充電フラグをオ
フにして充電を終了する。
【0028】ステップS3で急速充電スイッチがオフの
とき、また、ステップS4で急速充電の順番を待ってい
るときは、ステップS10において標準充電される。電
池が外されたか否かがステップS11でチェックされ、
充電が終了したか否かがステップS12でチェックさ
れ、電池が外されたとき及び充電が終了していないとき
は、ステップS1の処理に戻り、充電が終了するまで、
このループの処理が実行される。
【0029】上述実施例によれば、複数個の電池を同時
に標準充電(または補充電)ができる。更に、予めプリ
セットしておけば、自動的に複数個の電池が切り替わっ
て順に急速充電される。急速充電のための電源電力が電
池1個分で済むため、電池接続手段が増えても電源電力
が大きくならず、小形、計量、安価に構成できる。電池
を接続部に接続して、すぐに急速充電にならずに標準充
電を行い、スイッチ操作後に急速充電になるため、繰り
返し使用で過充電になる確率が減少し、電池寿命が伸び
る。また、機器が使用されない時間が長時間あるとき
(夜間等)には、急速充電を行わずに、すべての二次電
池を標準充電するようにすれば、電池の寿命が短縮する
という問題が改善される。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の充電器に
よれば、充電器への二次電池の頻繁な着脱の繰り返しに
より生ずる過充電に起因する二次電池のダメージを回避
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による充電器の一実施例を示す構成図で
ある。
【図2】図1に示す本実施例において、2組の二次電池
を充電するための急速充電器の外観構成の一例を示す図
である。
【図3】図1の実施例における1つの充電系統の動作処
理手順を示すフローチャートである。
【図4】従来の充電器を示す構成図である。
【図5】従来の充電器の他の例を示す構成図である。
【図6】従来の充電器の更に他の例を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
1 AC電源プラグ 2 ACーDC変換部 3 充電制御部 31 標準充電制御部 32 急速充電制御部 4 充電電流切替部 4A 第1の充電電流切替部 4B 第2の充電電流切替部 5 電池接続部 5A 第1の電池接続部 5B 第2の電池接続部 6A,6B 二次電池 10 マイクロコンピュータ 101 充電状態検出部 102 充電電流制御部 103 急速充電指令部 104 充電状態制御部 105 表示/警報部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】充電により繰り返し使用可能な二次電池を
    充電する充電器において、 前記二次電池を接続する複数の電池接続手段と、 前記二次電池の公称容量で定まる標準充電電流によって
    充電する標準充電手段と、 前記標準充電電流より大きい急速充電電流によって急速
    充電する急速充電手段と、 前記電池接続手段に接続された二次電池に対して当初前
    記標準充電手段により標準充電を行った後、前記急速充
    電手段により急速充電を行うように制御する制御手段
    と、を備えて成ることを特徴とする充電器。
  2. 【請求項2】充電により繰り返し使用可能な2次電池を
    充電する充電器において、 前記二次電池を接続する複数の電池接続手段と、 前記二次電池の公称容量で定まる標準充電電流によって
    充電する標準充電手段と、 前記標準充電電流より大きい急速充電電流によって急速
    充電する急速充電手段と、 前記電池接続手段に接続された二次電池に対して急速充
    電を行う優先順位を付与する優先順位付与手段と、 前記電池接続部に接続された二次電池に対して当初前記
    標準充電手段により標準充電を行った後、前記優先順位
    付与手段で付与された優先順位に従って前記電池接続部
    に接続された二次電池を前記急速充電手段により急速充
    電を行うように制御する制御手段と、を備えて成ること
    を特徴とする充電器。
JP5274918A 1993-10-06 1993-10-06 充電器 Expired - Lifetime JP3011840B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014176232A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Denso Corp 電動車両用充電システム
CN106992668A (zh) * 2017-03-27 2017-07-28 彭祖英 一种交直流混合输入直流电源

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014176232A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Denso Corp 電動車両用充電システム
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