JPH07235332A - 二次電池の充電方法 - Google Patents
二次電池の充電方法Info
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- JPH07235332A JPH07235332A JP6026623A JP2662394A JPH07235332A JP H07235332 A JPH07235332 A JP H07235332A JP 6026623 A JP6026623 A JP 6026623A JP 2662394 A JP2662394 A JP 2662394A JP H07235332 A JPH07235332 A JP H07235332A
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- H01M10/44—Methods for charging or discharging
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- H—ELECTRICITY
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- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00711—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 二次電池の充電時間を短くして正確に満充電
を検出して二次電池を充電する。 【構成】 定電圧充電するときに充電電流を検出し、充
電電流が設定値以下になった後に、定電圧充電を中断し
て二次電池の開放電圧を検出し、この開放電圧と充電電
圧との差を検出し、あるいは開放電圧を基準電圧に比較
して満充電を検出して充電を終了し、あるいはまた検出
した開放電圧から再充電時間を検出して二次電池を満充
電する。
を検出して二次電池を充電する。 【構成】 定電圧充電するときに充電電流を検出し、充
電電流が設定値以下になった後に、定電圧充電を中断し
て二次電池の開放電圧を検出し、この開放電圧と充電電
圧との差を検出し、あるいは開放電圧を基準電圧に比較
して満充電を検出して充電を終了し、あるいはまた検出
した開放電圧から再充電時間を検出して二次電池を満充
電する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池を充電する方
法に関し、とくに独得の方法で満充電を検出して充電を
終了する二次電池の充電方法に関する。
法に関し、とくに独得の方法で満充電を検出して充電を
終了する二次電池の充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池は、充電するにしたがって電圧
が次第に高くなる特性がある。とくに、リチウムイオン
二次電池等の非水系二次電池は、ニッケルカドミウム電
池のように、満充電になると電池電圧がピーク値となる
特性を示さず、過充電するにしたがって電池電圧はさら
に高くなる性質がある。このことは、リチウムイオン二
次電池の満充電の検出を難しくしている。さらに困った
ことに、リチウムイオン二次電池は、過充電して電圧が
上昇すると電池性能を低下させ、更には、電解液を電気
分解して副反応が生じ、内圧を異常に上昇させ、弁動作
を起こす恐れがある。
が次第に高くなる特性がある。とくに、リチウムイオン
二次電池等の非水系二次電池は、ニッケルカドミウム電
池のように、満充電になると電池電圧がピーク値となる
特性を示さず、過充電するにしたがって電池電圧はさら
に高くなる性質がある。このことは、リチウムイオン二
次電池の満充電の検出を難しくしている。さらに困った
ことに、リチウムイオン二次電池は、過充電して電圧が
上昇すると電池性能を低下させ、更には、電解液を電気
分解して副反応が生じ、内圧を異常に上昇させ、弁動作
を起こす恐れがある。
【０００３】二次電池が過電圧になって過充電されるの
を防止するために、二次電池を定電圧充電して満充電す
る方法が採用される。この充電方法は、二次電池が満充
電に近くになるにしたがって、充電電流が小さくなる。
この特性を利用して、二次電池の満充電を検出する方法
が開発されている（特開平２−１９２６７０号公報）。
この方法は、二次電池の充電を終了させる充電電流の設
定値をどの程度にするかが難しい。二次電池を満充電す
るためには、充電電流の設定値を小さくする必要があ
る。しかしながら、充電電流を小さくすると、性能が低
下した二次電池を充電するとき、あるいは二次電池を低
温で充電するときに、いつまでも充電が終了されない欠
点がある。電池性能が低下し、電池温度が低いときは満
充電になっても充電電流が０にならないからである。
を防止するために、二次電池を定電圧充電して満充電す
る方法が採用される。この充電方法は、二次電池が満充
電に近くになるにしたがって、充電電流が小さくなる。
この特性を利用して、二次電池の満充電を検出する方法
が開発されている（特開平２−１９２６７０号公報）。
この方法は、二次電池の充電を終了させる充電電流の設
定値をどの程度にするかが難しい。二次電池を満充電す
るためには、充電電流の設定値を小さくする必要があ
る。しかしながら、充電電流を小さくすると、性能が低
下した二次電池を充電するとき、あるいは二次電池を低
温で充電するときに、いつまでも充電が終了されない欠
点がある。電池性能が低下し、電池温度が低いときは満
充電になっても充電電流が０にならないからである。
【０００４】この弊害が防止できる方法として、二次電
池の電圧を検出して満充電を検出する方法が開発されて
いる（特開平３−２５３２３２号公報）。この公報に記
載される方法は、充電している二次電池の開放電圧を検
出するために、図１に示すように、充電開始後から一定
の周期で、通常の充電よりも充電電流を著しく小さく調
整している。二次電池の開放電圧とは、二次電池を充電
用電源から切り離したときの電池電圧である。二次電池
の充電電流を著しく少なく調整した状態は、二次電池を
充電電源から切り離した状態に近いので、ほぼ開放電圧
に等しい電圧を検出できる。
池の電圧を検出して満充電を検出する方法が開発されて
いる（特開平３−２５３２３２号公報）。この公報に記
載される方法は、充電している二次電池の開放電圧を検
出するために、図１に示すように、充電開始後から一定
の周期で、通常の充電よりも充電電流を著しく小さく調
整している。二次電池の開放電圧とは、二次電池を充電
用電源から切り離したときの電池電圧である。二次電池
の充電電流を著しく少なく調整した状態は、二次電池を
充電電源から切り離した状態に近いので、ほぼ開放電圧
に等しい電圧を検出できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この公報に記載される
ように、二次電池の開放電圧を検出して満充電を検出す
る方法は、一定の周期で充電電流を著しく小さく調整
し、あるいは、充電を中断するために、二次電池を満充
電する時間が長くなる欠点がある。二次電池を定電圧充
電する方法は、電池電圧が異常に上昇して過充電となる
のを防止できる特長はあるが、定電流充電する方法に比
較すると時間当りの充電量が少なく、充電時間が長くな
る欠点がある。二次電池を満充電する時間をいかにして
短くするかは極めて大切なことである。
ように、二次電池の開放電圧を検出して満充電を検出す
る方法は、一定の周期で充電電流を著しく小さく調整
し、あるいは、充電を中断するために、二次電池を満充
電する時間が長くなる欠点がある。二次電池を定電圧充
電する方法は、電池電圧が異常に上昇して過充電となる
のを防止できる特長はあるが、定電流充電する方法に比
較すると時間当りの充電量が少なく、充電時間が長くな
る欠点がある。二次電池を満充電する時間をいかにして
短くするかは極めて大切なことである。
【０００６】本発明はこのことを実現することを目的に
開発されたもので、本発明の重要な目的は、二次電池の
充電時間を短くすると共に、満充電を正確に検出して過
充電を防止できる二次電池の充電方法を提供するにあ
る。
開発されたもので、本発明の重要な目的は、二次電池の
充電時間を短くすると共に、満充電を正確に検出して過
充電を防止できる二次電池の充電方法を提供するにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の充電方法は、前
述の目的を達成するために、下記のようにして二次電池
を充電する。本発明の請求項１に記載される充電方法
は、定電圧充電するときに充電を中断して電池の開放電
圧を検出し、この開放電圧を二次電池を充電する充電電
圧に比較し、開放電圧と充電電圧の差を検出して、充電
電圧と開放電圧の差が設定値以下になると二次電池が満
充電されたと判定して充電を終了する方法を改良したも
のである。
述の目的を達成するために、下記のようにして二次電池
を充電する。本発明の請求項１に記載される充電方法
は、定電圧充電するときに充電を中断して電池の開放電
圧を検出し、この開放電圧を二次電池を充電する充電電
圧に比較し、開放電圧と充電電圧の差を検出して、充電
電圧と開放電圧の差が設定値以下になると二次電池が満
充電されたと判定して充電を終了する方法を改良したも
のである。
【０００８】本明細書において「充電を中断する」と
は、充電電流を０にする状態のみでなく、充電電流を定
格充電電流の１／１０以下にする状態も含むものとす
る。
は、充電電流を０にする状態のみでなく、充電電流を定
格充電電流の１／１０以下にする状態も含むものとす
る。
【０００９】充電方法は、定電圧充電するときに充電電
流を検出し、充電電流が設定値以下になった後に定電圧
充電を中断して二次電池の開放電圧を検出して二次電池
の満充電を検出することを特徴とする。
流を検出し、充電電流が設定値以下になった後に定電圧
充電を中断して二次電池の開放電圧を検出して二次電池
の満充電を検出することを特徴とする。
【００１０】さらに本発明の請求項２に記載される二次
電池の充電方法は、定電圧充電するときに充電を中断し
て電池の開放電圧を検出し、この開放電圧が設定値以上
になると二次電池が満充電されたと判定して充電を終了
させる充電方法を改良したものである。
電池の充電方法は、定電圧充電するときに充電を中断し
て電池の開放電圧を検出し、この開放電圧が設定値以上
になると二次電池が満充電されたと判定して充電を終了
させる充電方法を改良したものである。
【００１１】二次電池の充電方法は、定電圧充電すると
きに充電電流を検出し、充電電流が設定値以下になった
後に、定電圧充電を中断して二次電池の開放電圧を検出
して二次電池の満充電を検出することを特徴とする。
きに充電電流を検出し、充電電流が設定値以下になった
後に、定電圧充電を中断して二次電池の開放電圧を検出
して二次電池の満充電を検出することを特徴とする。
【００１２】さらにまた、本発明の請求項３に記載され
た二次電池の充電方法は、充電の最後に定電圧充電し、
定電圧充電するときに充電を中断して電池の開放電圧を
検出し、この開放電圧からその後の充電量を演算し、こ
の再充電量を充電して充電を終了する充電を終了する二
次電池の充電方法を改良したものである。
た二次電池の充電方法は、充電の最後に定電圧充電し、
定電圧充電するときに充電を中断して電池の開放電圧を
検出し、この開放電圧からその後の充電量を演算し、こ
の再充電量を充電して充電を終了する充電を終了する二
次電池の充電方法を改良したものである。
【００１３】二次電池の充電方法は、定電圧充電すると
きに充電電流を検出し、充電電流が設定値以下になった
後に定電圧充電を中断して二次電池の開放電圧を検出す
ることを特徴とする。
きに充電電流を検出し、充電電流が設定値以下になった
後に定電圧充電を中断して二次電池の開放電圧を検出す
ることを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明の充電方法は、充電の最初から二次電池
を定電圧充電することもできるが、好ましくは、充電を
開始した最初は定電流充電し、電池の電圧が設定値にな
ると定電圧充電して二次電池を満充電する。二次電池を
定電圧充電するときに、充電を中断して、電池の開放電
圧を検出して満充電を検出する。本発明の充電方法は、
二次電池の充電電流が設定値よりも小さくなるまでは、
開放電圧を検出しない。いいかえると、本発明の充電方
法は、定電圧充電するときの充電電流を検出して二次電
池が満充電に近くなったことを検出し、その後に充電を
中断して開放電圧を検出して満充電を正確に検出する。
を定電圧充電することもできるが、好ましくは、充電を
開始した最初は定電流充電し、電池の電圧が設定値にな
ると定電圧充電して二次電池を満充電する。二次電池を
定電圧充電するときに、充電を中断して、電池の開放電
圧を検出して満充電を検出する。本発明の充電方法は、
二次電池の充電電流が設定値よりも小さくなるまでは、
開放電圧を検出しない。いいかえると、本発明の充電方
法は、定電圧充電するときの充電電流を検出して二次電
池が満充電に近くなったことを検出し、その後に充電を
中断して開放電圧を検出して満充電を正確に検出する。
【００１５】このようにして、二次電池の満充電を検出
する本発明の充電方法は、充電電流が大きいときには充
電を中断しない。充電電流が小さくなったときに、充電
を中断して電池の開放電圧を検出する。充電電流が大き
いときに充電を中断すると、時間当りの充電容量の減少
量が大きくなる。二次電池の充電容量が、充電電流と時
間との積に比例するからである。充電電流が大きいと
き、いいかえると、二次電池が満充電に近い充電状態に
ないときに、充電を中断して開放電圧を検出すること
は、充電時間を延長する欠点はあっても、満充電が検出
されることはない。本発明の二次電池の充電方法は、二
次電池が満充電に近くなるまで充電を中断させないで二
次電池を充電し、充電電流が設定値以下になり二次電池
が満充電に近くなったことを検出した後、充電を中断し
て開放電圧を検出して満充電を正確に検出する。このた
め、本発明の充電方法は、充電時間を短くして二次電池
の満充電を正確に検出できる理想的な特長を実現する。
する本発明の充電方法は、充電電流が大きいときには充
電を中断しない。充電電流が小さくなったときに、充電
を中断して電池の開放電圧を検出する。充電電流が大き
いときに充電を中断すると、時間当りの充電容量の減少
量が大きくなる。二次電池の充電容量が、充電電流と時
間との積に比例するからである。充電電流が大きいと
き、いいかえると、二次電池が満充電に近い充電状態に
ないときに、充電を中断して開放電圧を検出すること
は、充電時間を延長する欠点はあっても、満充電が検出
されることはない。本発明の二次電池の充電方法は、二
次電池が満充電に近くなるまで充電を中断させないで二
次電池を充電し、充電電流が設定値以下になり二次電池
が満充電に近くなったことを検出した後、充電を中断し
て開放電圧を検出して満充電を正確に検出する。このた
め、本発明の充電方法は、充電時間を短くして二次電池
の満充電を正確に検出できる理想的な特長を実現する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の充電方法
を例示するものであって、本発明は充電方法を下記の方
法に特定しない。
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の充電方法
を例示するものであって、本発明は充電方法を下記の方
法に特定しない。
【００１７】本発明の二次電池の充電方法に使用する充
電回路を図３に示す。この図に示す充電回路は、充電用
の電源１と、電源１と二次電池４との間に接続されたス
イッチング部材である充電制御部２と、電池の充電電流
を検出する電流検出部３と、電池の電圧と充電電流とを
検出して、充電制御部２をスイッチングし、さらに、電
源１の出力電圧を制御する制御手段５と、二次電池４の
充電状態を表示する表示手段６とを備える。
電回路を図３に示す。この図に示す充電回路は、充電用
の電源１と、電源１と二次電池４との間に接続されたス
イッチング部材である充電制御部２と、電池の充電電流
を検出する電流検出部３と、電池の電圧と充電電流とを
検出して、充電制御部２をスイッチングし、さらに、電
源１の出力電圧を制御する制御手段５と、二次電池４の
充電状態を表示する表示手段６とを備える。
【００１８】電源１は、ＡＣ１００Ｖの商用電源を直流
に変換し、直流を高周波の交流に変換して所定の電圧に
変換し、これを整流して平滑な直流に変換する。電源１
は二次電池４の電圧が設定値になるまでは定電流充電
し、その後に定電圧充電するように、出力電流と出力電
圧とが調整される。
に変換し、直流を高周波の交流に変換して所定の電圧に
変換し、これを整流して平滑な直流に変換する。電源１
は二次電池４の電圧が設定値になるまでは定電流充電
し、その後に定電圧充電するように、出力電流と出力電
圧とが調整される。
【００１９】充電制御部２は、トランジスターやＦＥＴ
等のスイッチング素子を内蔵する。スイッチング素子は
制御手段５にオン、オフ制御されて二次電池４の充電状
態を制御する。スイッチング素子がオンになると二次電
池４が電源１に接続されて充電される。スイッチング素
子がオフになると、二次電池４が電源１から切り離され
て充電が中断される。スイッチング素子をオフとする状
態で、二次電池４の開放電圧（ＶOFF）が検出される。
等のスイッチング素子を内蔵する。スイッチング素子は
制御手段５にオン、オフ制御されて二次電池４の充電状
態を制御する。スイッチング素子がオンになると二次電
池４が電源１に接続されて充電される。スイッチング素
子がオフになると、二次電池４が電源１から切り離され
て充電が中断される。スイッチング素子をオフとする状
態で、二次電池４の開放電圧（ＶOFF）が検出される。
【００２０】充電制御部２は、スイッチング素子と並列
に電流制限抵抗（図示せず）を接続することもできる。
電流制限抵抗をスイッチング素子と並列に接続した充電
制御部２は、スイッチング素子をオフに切り換えて充電
を中断するときに、電流制限抵抗を介して電池を電源１
に接続し、微小電流で二次電池４をトリクル充電する。
二次電池４をトリクル充電する充電電流は、定格充電電
流に比較して充分に小さく、たとえば、二次電池４を定
電流充電するときの定格充電電流を１／１０以下に設定
される。二次電池４を充電する定格電流を２Ａとすると
き、トリクル充電する充電電流は好ましくは約１００ｍ
Ａ、さらに好ましくは２００ｍＡ以下に設定する。スイ
ッチング素子と並列に電流制限抵抗を接続する充電制御
部２は、二次電池４が満充電されたときに、充電電流を
０とするメインスイッチを内蔵する。メインスイッチ
は、スイッチング素子及び電流制限抵抗と直列に接続さ
れる。
に電流制限抵抗（図示せず）を接続することもできる。
電流制限抵抗をスイッチング素子と並列に接続した充電
制御部２は、スイッチング素子をオフに切り換えて充電
を中断するときに、電流制限抵抗を介して電池を電源１
に接続し、微小電流で二次電池４をトリクル充電する。
二次電池４をトリクル充電する充電電流は、定格充電電
流に比較して充分に小さく、たとえば、二次電池４を定
電流充電するときの定格充電電流を１／１０以下に設定
される。二次電池４を充電する定格電流を２Ａとすると
き、トリクル充電する充電電流は好ましくは約１００ｍ
Ａ、さらに好ましくは２００ｍＡ以下に設定する。スイ
ッチング素子と並列に電流制限抵抗を接続する充電制御
部２は、二次電池４が満充電されたときに、充電電流を
０とするメインスイッチを内蔵する。メインスイッチ
は、スイッチング素子及び電流制限抵抗と直列に接続さ
れる。
【００２１】電流検出部３は二次電池４の充電電流を検
出して制御手段５に入力する。電流検出部は図示しない
が、二次電池と直列に接続された電流検出抵抗と、この
電流検出抵抗両端の電圧を増幅するアンプと、アンプの
出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄコンバータとを備えており、充電電流をデジタル
量に変換して制御手段に入力する。
出して制御手段５に入力する。電流検出部は図示しない
が、二次電池と直列に接続された電流検出抵抗と、この
電流検出抵抗両端の電圧を増幅するアンプと、アンプの
出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄコンバータとを備えており、充電電流をデジタル
量に変換して制御手段に入力する。
【００２２】制御手段５はマイクロコンピュータ（ＣＰ
Ｕ）で、電流検出部３から信号が入力される。また、制
御手段５には二次電池４の電圧も入力される。制御手段
５は二次電池４の電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
コンバータ（図示せず）を内蔵している。制御手段５
は、二次電池４の充電電流と電池電圧を演算し、電源１
と充電制御部２とを制御して二次電池４の充電状態を制
御する。
Ｕ）で、電流検出部３から信号が入力される。また、制
御手段５には二次電池４の電圧も入力される。制御手段
５は二次電池４の電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
コンバータ（図示せず）を内蔵している。制御手段５
は、二次電池４の充電電流と電池電圧を演算し、電源１
と充電制御部２とを制御して二次電池４の充電状態を制
御する。
【００２３】制御手段５は、電源１を制御して、充電の
最初には二次電池４を定電流充電し、二次電池４の電圧
が設定値まで上昇すると、定電流充電を定電圧充電に切
り換える。最初に定電流充電し、電池電圧が設定値まで
高くなると定電圧充電に切り換える充電方法は、最も短
い時間で二次電池４を満充電できる。
最初には二次電池４を定電流充電し、二次電池４の電圧
が設定値まで上昇すると、定電流充電を定電圧充電に切
り換える。最初に定電流充電し、電池電圧が設定値まで
高くなると定電圧充電に切り換える充電方法は、最も短
い時間で二次電池４を満充電できる。
【００２４】図２は制御手段５が電源１と充電制御部２
とを制御して二次電池４を充電する電池電圧と充電電流
とを示すグラフである。この図はリチウムイオン二次電
池を充電する電圧、電流特性を示している。制御手段５
は、充電の最初に二次電池４を所定の定電流（３．０
Ａ）で定電流充電し、電池電圧が設定値（４．１Ｖ）ま
で上昇すると定電圧充電する。定電圧充電して充電電流
が設定値（０．７Ａ）よりも小さくなると、一定の周期
で電池の充電を中断し、充電を中断する状態で二次電池
４の開放電圧（ＶOFF）を検出する。開放電圧（ＶOFF）
と充電電圧（ＶON）の差が４０ｍＶ以下になり、あるい
は、開放電圧（ＶOFF）が基準電圧（ＶREF＝４．０６
Ｖ）以上になるまで、一定の周期で繰り返し充電を中断
して開放電圧（ＶOFF）を検出する。開放電圧（ＶOFF）
を検出し、その検出した開放電圧（ＶOFF）から、その
後の充電時間を演算することもできる。
とを制御して二次電池４を充電する電池電圧と充電電流
とを示すグラフである。この図はリチウムイオン二次電
池を充電する電圧、電流特性を示している。制御手段５
は、充電の最初に二次電池４を所定の定電流（３．０
Ａ）で定電流充電し、電池電圧が設定値（４．１Ｖ）ま
で上昇すると定電圧充電する。定電圧充電して充電電流
が設定値（０．７Ａ）よりも小さくなると、一定の周期
で電池の充電を中断し、充電を中断する状態で二次電池
４の開放電圧（ＶOFF）を検出する。開放電圧（ＶOFF）
と充電電圧（ＶON）の差が４０ｍＶ以下になり、あるい
は、開放電圧（ＶOFF）が基準電圧（ＶREF＝４．０６
Ｖ）以上になるまで、一定の周期で繰り返し充電を中断
して開放電圧（ＶOFF）を検出する。開放電圧（ＶOFF）
を検出し、その検出した開放電圧（ＶOFF）から、その
後の充電時間を演算することもできる。
【００２５】表示手段６は、、のＬＥＤを点滅、
点灯、消灯して二次電池４の充電状態を表示する。図４
はＬＥＤが二次電池４の充電量を表示する状態を示す。
この図に示す３個のＬＥＤは下記の状態で充電容量を表
示する。
点灯、消灯して二次電池４の充電状態を表示する。図４
はＬＥＤが二次電池４の充電量を表示する状態を示す。
この図に示す３個のＬＥＤは下記の状態で充電容量を表
示する。
【００２６】電池容量が０〜２０％のとき……………
点滅、消灯、消灯 電池容量が２０〜６０％のとき…………点灯、消
灯、消灯 電池容量が６０〜９０％のとき…………点灯、点
灯、消灯 電池容量が９０％以上のとき……………点灯、点
灯、点滅 充電を完了したとき………………………点灯、点
灯、点灯 充電完了後１時間以上経過した時………消灯、消
灯、消灯
点滅、消灯、消灯 電池容量が２０〜６０％のとき…………点灯、消
灯、消灯 電池容量が６０〜９０％のとき…………点灯、点
灯、消灯 電池容量が９０％以上のとき……………点灯、点
灯、点滅 充電を完了したとき………………………点灯、点
灯、点灯 充電完了後１時間以上経過した時………消灯、消
灯、消灯
【００２７】図３に示す充電回路は、図５ないし図７に
示すフローチャートで下記のようにして二次電池４を満
充電する。 ［ｎ１、２のステップ］スタートして電池の有無を検出
した後、二次電池４が正常な状態であるかどうかをチェ
ックする。この工程で、例えば内部ショートした電池は
充電をしないようにする。 ［ｎ３のステップ］急速充電を開始する。この状態で二
次電池４は４．１Ｖ、３．０Ａで定電圧、定電流充電さ
れる。充電を開始すると同時に、保護タイマをスタート
させる。保護タイマは制御手段５に内蔵されている。保
護タイマは、満充電を検出できなかったときに強制的に
充電を停止するための時間であり、設定時間（Ｔａ）は
３〜４時間に設定される。 ［ｎ４のステップ］表示手段６のＬＥＤを点滅、
のＬＥＤを消灯させる。 ［ｎ５のステップ］保護タイマがタイムアウトしたかど
うかを判断し、タイムアウトすると、即ち、設定時間
（Ｔａ）が経過すると、ステップ２０にジャンプする。 ［ｎ６のステップ］設定時間（Ｔａ）が経過していない
場合、制御手段５は一定の周期で電池の充電電流をサン
プリングし、サンプリングした充電電流が２Ａより大き
いか、１．４Ａ以下であるか、２Ａ以下で１．４Ａより
大きいかを比較する。充電電流が２Ａより大きいとステ
ップ４にジャンプする。充電電流が１．４Ａより大きく
２Ａ以下であると、ステップ７にジャンプして、点滅し
ていたＬＥＤを点灯状態に切り換える。ＬＥＤ、
は消灯状態に保持される。
示すフローチャートで下記のようにして二次電池４を満
充電する。 ［ｎ１、２のステップ］スタートして電池の有無を検出
した後、二次電池４が正常な状態であるかどうかをチェ
ックする。この工程で、例えば内部ショートした電池は
充電をしないようにする。 ［ｎ３のステップ］急速充電を開始する。この状態で二
次電池４は４．１Ｖ、３．０Ａで定電圧、定電流充電さ
れる。充電を開始すると同時に、保護タイマをスタート
させる。保護タイマは制御手段５に内蔵されている。保
護タイマは、満充電を検出できなかったときに強制的に
充電を停止するための時間であり、設定時間（Ｔａ）は
３〜４時間に設定される。 ［ｎ４のステップ］表示手段６のＬＥＤを点滅、
のＬＥＤを消灯させる。 ［ｎ５のステップ］保護タイマがタイムアウトしたかど
うかを判断し、タイムアウトすると、即ち、設定時間
（Ｔａ）が経過すると、ステップ２０にジャンプする。 ［ｎ６のステップ］設定時間（Ｔａ）が経過していない
場合、制御手段５は一定の周期で電池の充電電流をサン
プリングし、サンプリングした充電電流が２Ａより大き
いか、１．４Ａ以下であるか、２Ａ以下で１．４Ａより
大きいかを比較する。充電電流が２Ａより大きいとステ
ップ４にジャンプする。充電電流が１．４Ａより大きく
２Ａ以下であると、ステップ７にジャンプして、点滅し
ていたＬＥＤを点灯状態に切り換える。ＬＥＤ、
は消灯状態に保持される。
【００２８】［ｎ８のステップ］充電電流が１．４Ａ以
下であると、ＬＥＤ、を点灯し、ＬＥＤを消灯さ
せる。 ［ｎ９のステップ］再び二次電池４の充電電流Ｉをサン
プリングし、サンプリングした充電電流が、０．７Ａよ
り大きいか、あるいは０．７Ａ以下であるかを検出す
る。充電電流Ｉが０．７Ａより大きいと、ステップ５に
ジャンプする。 ［ｎ１０のステップ］充電電流Ｉが０．７Ａ以下である
と、ＬＥＤ、を点灯し、ＬＥＤを点滅させる。
下であると、ＬＥＤ、を点灯し、ＬＥＤを消灯さ
せる。 ［ｎ９のステップ］再び二次電池４の充電電流Ｉをサン
プリングし、サンプリングした充電電流が、０．７Ａよ
り大きいか、あるいは０．７Ａ以下であるかを検出す
る。充電電流Ｉが０．７Ａより大きいと、ステップ５に
ジャンプする。 ［ｎ１０のステップ］充電電流Ｉが０．７Ａ以下である
と、ＬＥＤ、を点灯し、ＬＥＤを点滅させる。
【００２９】［ｎ１１、１２、１３のステップ］設定時
間を５分とするタイマＴｂをスタートさせ、５分経過後
に充電している電池の電圧を検出する。このとき、二次
電池４は定電圧充電しているので、検出電圧は二次電池
４を定電圧充電する充電電圧（ＶON）となる。 ［ｎ１４、１５、１６のステップ］制御手段５が充電制
御部２のスイッチング素子をオフにして、急速充電を停
止した後、タイマＴｃをスタートさせる。タイマＴｃは
急速充電を中断する時間を設定する。タイマＴｃの設定
時間は１０秒に設定されるので、１０秒経過するまで、
ステップ１６をループする。
間を５分とするタイマＴｂをスタートさせ、５分経過後
に充電している電池の電圧を検出する。このとき、二次
電池４は定電圧充電しているので、検出電圧は二次電池
４を定電圧充電する充電電圧（ＶON）となる。 ［ｎ１４、１５、１６のステップ］制御手段５が充電制
御部２のスイッチング素子をオフにして、急速充電を停
止した後、タイマＴｃをスタートさせる。タイマＴｃは
急速充電を中断する時間を設定する。タイマＴｃの設定
時間は１０秒に設定されるので、１０秒経過するまで、
ステップ１６をループする。
【００３０】［ｎ１７、１８のステップ］充電を中断し
て二次電池４の開放電圧（ＶOFF）を検出する。検出し
た開放電圧（ＶOFF）を、ステップ１３で検出した充電
電圧（ＶON）に比較する。 ［ｎ１９、２０のステップ］開放電圧（ＶOFF）と充電
電圧（ＶON）の差（Ｖｃ）が４０ｍＶよりも小さいかど
うかを比較する。比較した電圧差が４０ｍＶよりも大き
いとき、急速充電を再開してステップ５にジャンプす
る。電圧差が４０ｍＶ以下になると、急速充電を再開す
ることなく、ＬＥＤ、、を点灯し、二次電池４が
満充電されたことを表示する。
て二次電池４の開放電圧（ＶOFF）を検出する。検出し
た開放電圧（ＶOFF）を、ステップ１３で検出した充電
電圧（ＶON）に比較する。 ［ｎ１９、２０のステップ］開放電圧（ＶOFF）と充電
電圧（ＶON）の差（Ｖｃ）が４０ｍＶよりも小さいかど
うかを比較する。比較した電圧差が４０ｍＶよりも大き
いとき、急速充電を再開してステップ５にジャンプす
る。電圧差が４０ｍＶ以下になると、急速充電を再開す
ることなく、ＬＥＤ、、を点灯し、二次電池４が
満充電されたことを表示する。
【００３１】［ｎ２１、２２、２３のステップ］二次電
池４が満充電された後１時間経過すると、二次電池４が
満充電され充電器の充電動作が完全に終了していること
を認識させるために、３個のＬＥＤ全てを消灯させる。
このため、ＬＥＤ、、を点灯した後、タイマＴｃ
をスタートさせ、１時間経過後にタイムアップすると、
ＬＥＤ、、を消灯する。
池４が満充電された後１時間経過すると、二次電池４が
満充電され充電器の充電動作が完全に終了していること
を認識させるために、３個のＬＥＤ全てを消灯させる。
このため、ＬＥＤ、、を点灯した後、タイマＴｃ
をスタートさせ、１時間経過後にタイムアップすると、
ＬＥＤ、、を消灯する。
【００３２】以上のフローチャートは、二次電池４の充
電電圧（ＶON）と開放電圧（ＶOFF）とを比較し、その
差が一定以下になったときに満充電されたと判定して充
電を終了する。充電電圧（ＶON）と開放電圧（ＶOFF）
の差によらず、開放電圧（ＶOFF）を設定電圧に比較し
て満充電を検出することもできる。この方法は図５、図
８及び図９に示すようにして下記のフローチャートで二
次電池４を充電する。
電電圧（ＶON）と開放電圧（ＶOFF）とを比較し、その
差が一定以下になったときに満充電されたと判定して充
電を終了する。充電電圧（ＶON）と開放電圧（ＶOFF）
の差によらず、開放電圧（ＶOFF）を設定電圧に比較し
て満充電を検出することもできる。この方法は図５、図
８及び図９に示すようにして下記のフローチャートで二
次電池４を充電する。
【００３３】ｎ１〜ｎ１２のステップは充電電圧（ＶO
N）と開放電圧（ＶOFF）とを比較する方法と同じであ
る。図６のｎ１３とｎ１８のステップを省略し、ｎ１
７’のステップで検出した開放電圧（ＶOFF）を、ｎ１
９’のステップで基準電圧（ＶREF＝４．０６Ｖ）に比
較する。開放電圧（ＶOFF）が基準電圧（４．０６Ｖ）
以上のときは次のステップに、基準電圧（４．０６Ｖ）
よりも低いときは急速充電を再開してｎ５のステップに
ジャンプする。
N）と開放電圧（ＶOFF）とを比較する方法と同じであ
る。図６のｎ１３とｎ１８のステップを省略し、ｎ１
７’のステップで検出した開放電圧（ＶOFF）を、ｎ１
９’のステップで基準電圧（ＶREF＝４．０６Ｖ）に比
較する。開放電圧（ＶOFF）が基準電圧（４．０６Ｖ）
以上のときは次のステップに、基準電圧（４．０６Ｖ）
よりも低いときは急速充電を再開してｎ５のステップに
ジャンプする。
【００３４】このように、充電電流が設定値以下になっ
たときに充電を中断して開放電圧（ＶOFF）を検出し、
この開放電圧（ＶOFF）を基準電圧（ＶREF＝４．０６
Ｖ）に比較する方法は、充電電圧（ＶON）を検出する必
要がなく、電池電圧の検出回数を少なくして簡単に満充
電を検出できる特長がある。
たときに充電を中断して開放電圧（ＶOFF）を検出し、
この開放電圧（ＶOFF）を基準電圧（ＶREF＝４．０６
Ｖ）に比較する方法は、充電電圧（ＶON）を検出する必
要がなく、電池電圧の検出回数を少なくして簡単に満充
電を検出できる特長がある。
【００３５】以上の充電方法は、定電圧充電するときに
一定の周期で開放電圧（ＶOFF）を検出して、検出した
開放電圧（ＶOFF）から満充電になったかどうかを判定
する。このため、何回か繰り返し開放電圧（ＶOFF）を
検出し、検出した開放電圧（ＶOFF）から満充電になっ
たかどうかを判定する。本発明の充電方法は、開放電圧
（ＶOFF）を繰り返し検出することなく、検出した開放
電圧（ＶOFF）からその後の充電容量を演算して二次電
池４を満充電することもできる。この充電方法は図５、
図１０及び図１１に示すように下記のフローチャートで
二次電池４を充電する。以下のフローチャートは、再充
電時間を調整して再充電容量を調整している。
一定の周期で開放電圧（ＶOFF）を検出して、検出した
開放電圧（ＶOFF）から満充電になったかどうかを判定
する。このため、何回か繰り返し開放電圧（ＶOFF）を
検出し、検出した開放電圧（ＶOFF）から満充電になっ
たかどうかを判定する。本発明の充電方法は、開放電圧
（ＶOFF）を繰り返し検出することなく、検出した開放
電圧（ＶOFF）からその後の充電容量を演算して二次電
池４を満充電することもできる。この充電方法は図５、
図１０及び図１１に示すように下記のフローチャートで
二次電池４を充電する。以下のフローチャートは、再充
電時間を調整して再充電容量を調整している。
【００３６】ｎ１〜ｎ１０のステップは充電電圧（ＶO
N）と開放電圧（ＶOFF）とを比較する方法と同じであ
る。図６のｎ１１ないしｎ１３のステップを省略し、ｎ
１７”のステップで開放電圧（ＶOFF）を検出する。ｎ
１７”のステップで検出した開放電圧（ＶOFF）から、
その後にｎ１８”のステップで二次電池４を充電する再
充電時間（ＴS）を演算する。再充電時間（ＴS）は開放
電圧（ＶOFF）が高いときには短く、低いときには長く
する。再充電時間（ＴS）は制御回路に内蔵される再充
電タイマにカウントされる。ｎ１９”のステップで再充
電を再開した後、ｎ２０”のステップで再充電タイマを
スタートさせる。ｎ２１”のステップでタイマがタイム
アウトした後、ｎ２２”のステップでＬＥＤ、、
を点灯する。その後、図７のｎ２１ないしｎ２４のステ
ップと同じように、ｎ２３”ないしｎ２６”のステップ
を経て、充電を終了する。
N）と開放電圧（ＶOFF）とを比較する方法と同じであ
る。図６のｎ１１ないしｎ１３のステップを省略し、ｎ
１７”のステップで開放電圧（ＶOFF）を検出する。ｎ
１７”のステップで検出した開放電圧（ＶOFF）から、
その後にｎ１８”のステップで二次電池４を充電する再
充電時間（ＴS）を演算する。再充電時間（ＴS）は開放
電圧（ＶOFF）が高いときには短く、低いときには長く
する。再充電時間（ＴS）は制御回路に内蔵される再充
電タイマにカウントされる。ｎ１９”のステップで再充
電を再開した後、ｎ２０”のステップで再充電タイマを
スタートさせる。ｎ２１”のステップでタイマがタイム
アウトした後、ｎ２２”のステップでＬＥＤ、、
を点灯する。その後、図７のｎ２１ないしｎ２４のステ
ップと同じように、ｎ２３”ないしｎ２６”のステップ
を経て、充電を終了する。
【００３７】
【発明の効果】本発明の二次電池の充電方法は、充電電
流が大きいときに充電を中断して開放電圧を検出しな
い。充電電流が設定値よりも小さくなったときに充電を
中断して開放電圧を検出する。充電電流が大きいときに
充電を中断すると、時間当りの充電容量が大幅に少なく
なる。本発明の二次電池の充電方法は、二次電池が満充
電に近くなったことを減少した充電電流で検出し、この
ときに充電を中断して開放電圧を検出して満充電を正確
に検出する。すなわち、本発明の充電方法は、充電電流
と開放電圧の両方を特定の条件で検出することにより、
充電電流を検出して満充電を検出する方法の欠点を解消
し、さらに充電時間を延長することなく電池の満充電を
正確に検出できる理想的な特長を実現している。
流が大きいときに充電を中断して開放電圧を検出しな
い。充電電流が設定値よりも小さくなったときに充電を
中断して開放電圧を検出する。充電電流が大きいときに
充電を中断すると、時間当りの充電容量が大幅に少なく
なる。本発明の二次電池の充電方法は、二次電池が満充
電に近くなったことを減少した充電電流で検出し、この
ときに充電を中断して開放電圧を検出して満充電を正確
に検出する。すなわち、本発明の充電方法は、充電電流
と開放電圧の両方を特定の条件で検出することにより、
充電電流を検出して満充電を検出する方法の欠点を解消
し、さらに充電時間を延長することなく電池の満充電を
正確に検出できる理想的な特長を実現している。
【図１】開放電圧を検出して満充電を検出する従来の充
電方法における電圧、電流特性を示すグラフ
電方法における電圧、電流特性を示すグラフ
【図２】本発明の方法で二次電池を満充電する電圧、電
流特性を示すグラフ
流特性を示すグラフ
【図３】本発明の充電方法に使用する充電器の回路図
【図４】図３に示す充電回路の表示手段がＬＥＤを点灯
する状態を示す正面図
する状態を示す正面図
【図５】開放電圧を充電電圧に比較して満充電を検出す
る本発明の充電方法で二次電池を充電するフローチャー
ト図
る本発明の充電方法で二次電池を充電するフローチャー
ト図
【図６】開放電圧を充電電圧に比較して満充電を検出す
る本発明の充電方法で二次電池を充電するフローチャー
ト図
る本発明の充電方法で二次電池を充電するフローチャー
ト図
【図７】開放電圧を充電電圧に比較して満充電を検出す
る本発明の充電方法で二次電池を充電するフローチャー
ト図
る本発明の充電方法で二次電池を充電するフローチャー
ト図
【図８】開放電圧を基準電圧に比較して満充電を検出す
る本発明の方法で二次電池を充電するフローチャート図
る本発明の方法で二次電池を充電するフローチャート図
【図９】開放電圧を基準電圧に比較して満充電を検出す
る本発明の方法で二次電池を充電するフローチャート図
る本発明の方法で二次電池を充電するフローチャート図
【図１０】開放電圧を検出して再充電時間を演算して二
次電池を満充電する本発明の充電方法のフローチャート
図
次電池を満充電する本発明の充電方法のフローチャート
図
【図１１】開放電圧を検出して再充電時間を演算して二
次電池を満充電する本発明の充電方法のフローチャート
図
次電池を満充電する本発明の充電方法のフローチャート
図
１…電源 ２…充電制御部 ３…電流検出部 ４…二次電池 ５…制御手段 ６…表示手段
Claims (3)
- 【請求項１】 定電圧充電するときに充電を中断して電
池の開放電圧を検出し、この開放電圧を二次電池を充電
する充電電圧に比較し、開放電圧と充電電圧の差を検出
して、充電電圧と開放電圧の差が設定値以下になると二
次電池が満充電されたと判定して充電を終了させる二次
電池の充電方法において、 定電圧充電するときに充電電流を検出し、充電電流が設
定値以下になった後に定電圧充電を中断して二次電池の
開放電圧を検出して二次電池の満充電を検出することを
特徴とする二次電池の充電方法。 - 【請求項２】 定電圧充電するときに充電を中断して電
池の開放電圧を検出し、この開放電圧が設定値以上にな
ると二次電池が満充電されたと判定して充電を終了させ
る二次電池の充電方法において、 定電圧充電するときに充電電流を検出し、充電電流が設
定値以下になった後に、定電圧充電を中断して二次電池
の開放電圧を検出して二次電池の満充電を検出すること
を特徴とする二次電池の充電方法。 - 【請求項３】 定電圧充電するときに充電を中断して電
池の開放電圧を検出し、この開放電圧からその後の再充
電量を演算し、この再充電量を充電して充電を終了する
二次電池の充電方法において、 定電圧充電するときに充電電流を検出し、充電電流が設
定値以下になった後に定電圧充電を中断して二次電池の
開放電圧を検出し再充電量を演算することを特徴とする
二次電池の充電方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6026623A JPH07235332A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 二次電池の充電方法 |
| US08/392,658 US5589755A (en) | 1994-02-24 | 1995-02-23 | Method and apparatus for charging a secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6026623A JPH07235332A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 二次電池の充電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07235332A true JPH07235332A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12198603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6026623A Pending JPH07235332A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 二次電池の充電方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5589755A (ja) |
| JP (1) | JPH07235332A (ja) |
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| JP2008136338A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-06-12 | Sony Corp | 充電装置および充電方法 |
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