JPH0799738A - ニッケル水素電池の急速充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被充電電池温度が設定値を越えたとき、充電末
期とし充電電流をパルス状にして充電するとともに、充
電電流停止期間中に放電の期間を設け、被充電電池温度
の上昇を緩和し確実に充電すること。 【構成】直流電源装置１から電流制御装置２を介して、
定電流で被充電電池３に充電する。被充電電池３の電池
温度の情報を電池温度検出装置４から電流制御装置２に
送り、被充電電池３の電池温度が設定値になると、電流
制御装置２は、直流電源装置１からの電流をパルス状に
して被充電電池３に充電するとともに、電池温度検出装
置４から電流制御装置２に送られる被充電電池３の電池
温度の情報により電池温度の変化量を算出し、変化量に
応じて放電時間を定め、放電装置５を介して放電する装
置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄電池の充電装置特に
ニッケル水素電池の急速充電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、蓄電池の充電方法としては、定電
流または定電圧により０．１〜０．５Ｃ程度の充電を行
う充電方式が一般的であった。１Ｃとは、容量１Ａｈの
電池を１Ａで充電することである。最近各種の電気機器
が小型化、コードレス化されており、これにともない使
用目的により短時間の急速充電の要求が高まっているた
め、近年、１Ｃ以上の定電流により急速充電され、特公
平３−７３２１９号公報のように被充電電池電圧が△Ｖ
降下したことを検出する△Ｖ充電方式が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の急速充電方式では、充電末期において被充電電池温
度が高くなるため充電効率が下がるという問題点があっ
た。本発明の目的は、上記の欠点を除去し確実に充電す
ることのできる充電装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、被充電電池温度が設定値を越えたとき、
充電末期として充電電流をパルス状にし充電するととも
に、充電電流停止期間中に放電する期間を設け、被充電
電池温度の上昇を緩和させ確実に充電することを特徴と
するものであり、ニッケル水素電池のように放電反応が
吸熱反応である蓄電池に最大の効果を示す。充電が進む
につれ被充電電池温度は徐々に上昇するが、前記電池温
度が高くなると充電が入り難くなり、そのまま充電を続
けると充電している電気量が熱に変わりさらに電池温度
を上昇させてしまう悪循環になるため、充電が入り難く
なる温度より数度低い温度を設定値として定め、被充電
電池温度が設定値を越えたときを充電末期として充電電
流をパルス状にし充電する。そして、放電反応が吸熱反
応である現象を利用し、充電電流をパルス状にするとと
もに、充電電流停止期間中に放電する期間を設け温度上
昇を抑える。放電時間は、被充電電池温度の変化量が基
準変化量以上のとき増加させる。

【０００５】

【作用】本発明は以上の通りに構成されるので、充電時
の被充電電池温度の上昇を緩和し、より急速な充電がで
きる作用がある。

【０００６】

【実施例】本発明の一実施例を説明する。公称容量１Ａ
ｈの密閉式ニッケル水素電池を２Ｃの定電流で充電し、
充電末期検出後、充電期間０．１ｓ、充電停止期間０．
１ｓで充電した。周囲温度は３０℃とし、実施例で使用
した電池は電池温度が５５℃のとき充電効率が低下する
ため、１０℃低い４５℃を設定値とした。設定値として
はいずれの電池においても好ましくは３５〜５０℃であ
る。それ以上になるとセパレータの劣化等で寿命の短縮
につながったり充電効率が低下したりする。またそれ以
下では、充電時間がかかってしまい、急速充電にならな
い。上記設定値は周囲温度とのかね合いで最大充電量の
７０〜８０％が得られる温度が好ましい。また、充電開
始からタイマを作動させ、充電量が１２０％となる時間
で充電停止とした。比較例として実施例と同一の公称容
量の密閉式ニッケル水素電池を２Ｃの定電流で充電し
た。

【０００７】図１は本発明の原理を示すブロック図であ
り、１は直流電源装置、２は電流制御装置、３は被充電
電池、４は電池温度検出装置、５は放電装置である。図
２に本発明に基づく実施例の回路図を示す。６はマイク
ロコンピュータ、７及び８はスイッチ（例えばトランジ
スタ）、９は温度検出器（例えばサーミスタ）、１０は
放電電流制限抵抗、１１は直流電源、１２は抵抗であ
る。直流電源装置１からの電流をスイッチ７を介して定
電流で被充電電池３に充電し、被充電電池３の電池温度
の情報を温度検出器９によりマイクロコンピュータ６に
送り、被充電電池３の電池温度を設定値と比較する。そ
して、被充電電池３の電池温度が設定値を越えると、マ
イクロコンピュータ６は、スイッチ７を用いて直流電源
装置１からの電流をパルス状にし、被充電電池３をパル
ス状の電流で充電するとともに充電電流停止期間中にス
イッチ８を介して放電電流制限抵抗１０により放電す
る。詳しくは、スイッチ７をオンにし、スイッチ８をオ
フにして充電し、スイッチ７をオフにすると同時に温度
検出器９からマイクロコンピュータ６に送られる被充電
電池３の電池温度の情報により、マイクロコンピュータ
６が被充電電池３の温度の情報により電池温度の変化量
を算出し、基準変化量と比較して決定される放電時間だ
けスイッチ８をオンにする。実施例では、設定値を４５
℃、基準変化量を１℃／ｍｉｎに設定して、１ｍｉｎ毎
に被充電電池３の変化量を算出し、基準変化量以上の時
は放電時間を１ｍｓずつ増加させ、１ｍｓから１０ｍｓ
まで変化させた。

【０００８】図３に実施例における充電末期検出後のタ
イムチャートを示す。スイッチ７、８の動作はともにマ
イクロコンピュータ６により行われるため、タイミング
がずれて充電期間に放電されることはない。

【０００９】図４に充電の特性図を示す。Ａ〜Ｃは実施
例であり、Ａは被充電電池温度、Ｂは被充電電池内圧、
Ｃは被充電電池に流した電流を示し、Ｄ、Ｅは比較例で
あり、Ｄは被充電電池温度、Ｅは被充電電池内圧を示
す。比較例による充電では、充電開始時点より約３０℃
上昇し公称容量より少ない容量にとどまったが、実施例
では、充電開始時点より約２０℃の上昇に抑えられ確実
に公称容量の容量が得られた。この結果からも明かなよ
うに実施例は、被充電電池温度の上昇を緩和し確実に充
電することができる。

【００１０】

【発明の効果】上述したように、本発明に係る急速充電
装置は、被充電電池温度が設定値を越えたときを充電末
期として充電電流をパルス状にして充電をするととも
に、電流停止期間中に放電を加えるとしたため、従来の
充電方法に比べ、被充電電池温度の上昇を緩和でき確実
に充電することができる点で優れている。またこれらの
効果によって、より急速な充電ができる点でも優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示すブロック図である。

【図２】本発明に基づく実施例の回路図である。

【図３】本発明の一実施例におけるタイムチャートであ
る。

【図４】本発明の一実施例と比較例における充電の特性
図である。

【符号の説明】

１は直流電源装置、２は電流制御装置、３は被充電電
池、４は電池温度検出装置、５は放電装置、６はマイク
ロコンピュータ、７及び８はスイッチ、９は温度検出
器、１０は放電電流制限抵抗、１１は直流電流、１２は
抵抗、Ａは実施例における被充電電池温度、Ｂは実施例
における被充電電池内圧、Ｃは実施例における被充電電
池に流した電流、Ｄは比較例における被充電電池温度、
Ｅは比較例における被充電電池内圧。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被充電電池温度により充電制御する急速充
   電装置において、被充電電池からの熱影響により抵抗値
   が変化する温度検出器を備えた電池温度検出装置と、放
   電電流を制限する制限抵抗を備えた放電装置と、電池温
   度と設定値を比較する手段と充電電流をパルス状にする
   手段、及び前記放電装置を用いて放電する手段を備えた
   電流制御装置からなり、電池温度が設定値を越えたと
   き、充電末期として充電電流をパルス状にして充電する
   とともに充電電流停止期間中に放電の期間を設け、電池
   温度の上昇を緩和させて充電することを特徴としたニッ
   ケル水素電池の急速充電装置。
2. 【請求項２】前記設定値からの前記電池温度の変化量が
   増加するのにともない、前記充電電流停止期間中の放電
   時間を増加することを特徴とする請求項１記載のニッケ
   ル水素電池の急速充電装置。