JPH0898421A - 急速充電システム - Google Patents

急速充電システム

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JPH0898421A
JPH0898421A JP6231556A JP23155694A JPH0898421A JP H0898421 A JPH0898421 A JP H0898421A JP 6231556 A JP6231556 A JP 6231556A JP 23155694 A JP23155694 A JP 23155694A JP H0898421 A JPH0898421 A JP H0898421A
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JP
Japan
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battery
charging
current
battery pack
consumption
Prior art date
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Pending
Application number
JP6231556A
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English (en)
Inventor
Toru Takehana
徹 竹鼻
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0898421A publication Critical patent/JPH0898421A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 満充電後の電池の消耗を防止する一方で、電
池寿命に影響を与える過充電も防止可能な急速充電シス
テムを提供する。 【構成】 急速充電器1にNiMH電池パック2を機器
3と接続したまま載せた状態で、制御回路15は、サー
ミスタ23と電圧検出回路16の出力に基づき充電可能
な温度範囲でかつ正常電池電圧であることを認識してス
イッチ14をONにし、定電流回路13から電池22へ
電流を供給し、更にサーミスタ23を通して電池22の
温度上昇率が所定値を越えたことを検出してスイッチ1
4をOFFし、急速充電を完了する。急速充電完了後の
補充電区間で機器3が使用された場合、電流検出器24
を通じてその消費電流を検出し、(自己放電分+機器消
費分)を補うべくスイッチ14をON,OFFしてパル
ス的補充電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電池パックを携帯電話機
等の機器に接続したまま急速充電可能な急速充電システ
ムに係り、詳しくは、急速充電完了後の機器の動作に伴
う消費電流分を補うための補充電制御の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の携帯型電話機等においては、高機
能化の一環として、動作用電源である電池パックに関し
てできる限り充電時間の速いものが求められており、そ
の充電システムの充電形態としては急速充電(1C充
電:充電容量n〔mAh 〕の電池パックに対して、n〔m
A〕の電流値で充電することを状態を指す)が主流とな
っている。
【0003】これと同時に、電池パック自体の構成に関
しても、小型化及び地球環境等への配慮から、これまで
主流であったNiCd電池からNiMH電池へと代わり
つつある。NiMH電池にはNiCd電池等とは異なる
特性があり、これを急速充電(1C充電)するための従
来システムの一例として図5に示すような構成のものが
あった。
【0004】同図において、急速充電器1にNiMH電
池パック2が機器3と接続されたまま置かれると、サー
ミスタ23で電池22の温度が測定され、次いで制御回
路15により上記測定温度が充電可能範囲(約0〜約4
0℃)にあるか否かが判断される。また、電圧検出回路
16では電池22の電圧が測定され、制御回路15では
これが正常電圧であるか否かが判断される。
【0005】ここで、充電可能な温度範囲でかつ正常な
電池電圧であれば、制御回路15はスイッチ14をON
にし、定電流回路13からスイッチ14を通して充電電
流を電池22へと供給する。
【0006】NiMH電池22は、充電が進み満充電に
なると、温度上昇率(ΔT/Δt)が大きくなる特性を
持っている。この特性に着目し、制御回路15はサーミ
スタ23を通してその温度上昇率を監視し、これが所定
の値を越えた時にスイッチ14をOFFさせることによ
り急速充電(1C)を完了すべく制御する。
【0007】併せて、過充電を防止するために、充電開
始後の時間経過を監視し、急速充電が完了する時間(1
H+α)以内に上記所定の温度上昇率が検出されない場
合、制御回路15は強制的にスイッチ14をOFFさせ
る制御も行っている。
【0008】スイッチ14がOFFされることにより急
速充電が完了するが、そのまま長時間放置すると電池2
2の自己放電等によりその蓄電量が次第に減少していく
ことは言うまでもない。これを防ぐために、制御回路1
5は、平均電流が自己放電電流とほぼ等しくなる様にパ
ルス的に補充電を繰り返す制御も行っている。
【0009】図6は上記一連の充電動作(急速充電及び
補充電)に係る充電電流波形のタイムチャートである。
同図からも分かるように、この充電動作において、制御
回路15は、急速充電区間で電池22を満充電にした
後、自己放電分の補充電区間でスイッチ14をON,O
FF制御してパルス的な給電の繰り返しを行うことによ
り1C×x/(x+y)の平均充電電流を補うようにし
ている。
【0010】ところで、この種の充電システムにおい
て、電池パックの蓄電量を減少させる要因としては上述
した自己放電の他、機器3自体の動作に伴う電流消費が
考えられる。例えば、機器3として携帯電話機を想定し
た場合には、この携帯電話機のファクシミリアダプタを
介して接続したファクシミリ装置を動作させることもあ
り得る。
【0011】上記従来の急速充電システムにおいて、満
充電後の自己放電分補充電区間において、急速充電器1
に電池パック2を置いたままの状態で機器3を使用する
と、電池22の放電電流は(自己放電電流+機器消費電
流)となり、電池22は機器消費電流に対応して放電す
る一方となった。
【0012】これを回避するためには、自己放電分補充
電量を(自己放電電流+最大機器消費電流)に設定する
方法もあったが、この方法では、機器3を使用していな
い時(機器消費電流がゼロの場合)あるいは機器3のモ
ードが最小機器消費電流の場合に電池22が過充電とな
り、電池寿命を損ねることになった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の急速充電システムでは、電池パックを機器と接続した
ままで急速充電器に置いて満充電まで急速充電した後、
パルス的な給電により電池パックを補充電する区間にお
いて、自己放電分若しくは(自己放電分+最大機器消費
分)のいずれかを目安に補充電を行っていたため、上記
補充電区間中に機器が使用されその消費電流が変化する
ような状況下において、前者の値を目安ととした場合に
は電池の消耗が甚だしく、また後者の値を目安においた
場合は機器の消費電流がゼロ若しくは微小の時に過充電
に陥り、電池の寿命を損ねるという問題点があった。
【0014】本発明はこの問題点を除去し、満充電後の
補充電区間において、機器の消費電流が変化した時の電
池の消耗あるいは過充電を防止でき、機器の動作安定化
が図れしかも過充電による電池寿命の劣化防止に寄与す
る急速充電システムを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、電池パック
と、該電池パックを機器に接続したまま急速充電可能な
急速充電器とから構成される急速充電システムにおい
て、前記電池パックの放電電流を検出する放電電流検出
手段と、急速充電完了後の電池パックを前記放電電流検
出手段により検出された放電電流に基づき補充電する補
充電制御手段とを具備することを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明では、急速充電完了後、電池パック内で
機器による消費電流を検出し、その検出結果を急速充電
器へフィードバックさせ、(自己放電分+消費電流分)
を補うべくパルス的給電により補充電を行うものであ
る。
【0017】自己放電分若しくは(自己放電分+最大機
器消費分)のいずれかを目安として補充電を行った場合
には、補充電電流と実際の消費電流との差により電池の
消耗あるいは過充電を来すことになるが、機器による消
費電流を実際に検出してその検出分だけ補う本発明によ
れば、補充電区間で機器を使用して消費電流が変化して
も、その消費電流分が常に補われる結果、電池の著しい
消耗も過充電も共に防止できるようになる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は本発明の一実施例に係る急速
充電システムの概略構成を示す回路図である。この急速
充電システムにおいて、急速充電器1はAC入力プラグ
11、AC/DCコンバータ12、定電流回路13、ス
イッチ14、制御回路15、電圧検出回路16、端子1
7a〜17dを具備して構成される。また、NiMH電
池パック2は端子21a〜21d、NiMH電池22、
サーミスタ23、電流検出器24より構成され、機器3
は機器回路部31を具備して構成される。
【0019】この急速充電システムでは、急速充電器1
の端子17a〜17dとNiMH電池パック2の端子2
1a〜21dとが接続されるように、急速充電器1に機
器3と接続されたNiMH電池パック2を置くことによ
り急速充電可能となる。
【0020】すなわち、NiMH電池パック2が上記状
態で急速充電器1に置かれると、制御回路15は、サー
ミスタ23を通じて電池22の温度を測定し、その測定
温度が充電可能範囲(約0〜約40℃)であるか否かを
判断する。また、電圧検出回路16では電池電圧を検出
し、この検出電圧が正常電圧であるか否かが制御回路1
5により判断される。
【0021】この判断において、充電可能な温度範囲で
かつ正常な電池電圧であれば、制御回路15はスイッチ
14をONにし、定電流回路13から上記スイッチ14
を通して充電電流をNiMH電池22へ供給し、これを
急速充電する。
【0022】NiMH電池22は、満充電になると、温
度上昇率(ΔT/Δt)が大きくなる特性を持ってお
り、この特性に着目し、制御回路15はサーミスタ23
を通して上記NiMH電池22の温度を検出し、温度上
昇率(ΔT/Δt)が所定の値以上となった時にスイッ
チ14をOFFさせて急速充電を完了するように制御す
る。
【0023】また、制御回路15では、過充電を防止す
るために、充電開始時からの経過時間を監視し、急速充
電が完了するであろう時間内に温度上昇率(ΔT/Δ
t)が上記所定値となったことが検出されない場合は、
強制的にスイッチ14をOFFにし、急速充電を完了さ
せる。
【0024】この急速充電が完了し、電池22が満充電
となった後、制御回路15では、NiMH電池22の自
己放電分及び機器3による電流消費分に相当する電流を
補うための補充電を開始する。
【0025】すなわち、この補充電区間において、機器
3が使用状態となった場合には、NiMH電池パック2
内の電流検出器24に電流が流れるが、この時、制御回
路15は上記電流検出器24を流れる電流を機器3の消
費電流として検出する。そして、補充電区間の平均充電
量が、上記の如く検出された機器消費分と自己放電分の
和となるように、スイッチ14をON/OFFさせなが
ら給電をパルス的に制御する。
【0026】本発明における上記一連の充電動作に係る
充電電流波形の一例を図2に示している。同図からも分
かるように、本発明において、制御回路15は、急速充
電区間で電池22を満充電にした後、自己放電分補充電
区間において、NiMH電池パック2内の電流検出器2
4を通じて検出した機器3の消費電流分とNiMH電池
22の自己放電分との両者に基づき導かれる 1C×x1 /(x1 +y1 ) の値の平均充電電流を補っている。
【0027】この本発明の急速充電システムでは、満充
電後の自己放電分補充電区間で、急速充電器1にNiM
H電池パック2を置いたままの状態で機器3を使用し、
NiMH電池22の放電電流が(自己放電電流+機器消
費電流)となった場合にも、これらが逐次補われること
になる。
【0028】その結果、NiMH電池22の消耗も過充
電も抑えられ、これにより、電池パック2に機器3を接
続し、充電しながら機器3を運用でき、機器3の動作安
定化及び電池22の長寿命化に寄与できる。
【0029】次に、図3は本発明の別の実施例に係る急
速充電システムの構成を示したものである。この実施例
は、機器3に更にオプション機器4を付加したものであ
り、NiMH電池パック2の満充電後におけるNiMH
電池22の補充電流値に関しては、自己放電分、機器3
の消費電流分に加えて更にオプション回路部41の電流
消費分が加わることになる。
【0030】この実施例においても、NiMH電池パッ
ク2内の構成は先の実施例と同じであり、オプション回
路部41への給電路中に電流検出器24が設けられてい
る。満充電完了後、制御回路15では上記電流検出器2
4を通じてオプション回路部41及び機器回路部31の
消費電流を検出し、その検出結果に応じて補充電電流を
例えば図4に示す如くのパルス的な周期で制御する。
【0031】同図からも分かるように、この実施例にお
いて、制御回路15は、急速充電区間で電池22を満充
電にした後、自己放電分補充電区間において、NiMH
電池パック2内の電流検出器24を通じて検出した機器
3及びオプション機器4の両消費電流分とNiMH電池
22の自己放電分とに基づき導かれる 1C×x2 /(x2 +y2 ) の値の平均充電電流を補っている。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
急速充電完了後の補充電区間において、電池パック内の
放電電流検出部を介して機器の消費電流を実際に検出
し、その放電電流分を補うべくパルス的給電により補充
電を行うようにしたため、満充電になった電池をむやみ
に消耗することなく、あるいは電池の寿命に影響する過
充電を来すことなく、充電器に置いたまま機器を安定動
作させることができるという優れた利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る急速充電システムの概
略構成図。
【図2】本発明の一実施例に係る急速充電システムの充
電電流波形の一例を示すタイムチャート。
【図3】本発明の他の実施例に係る急速充電システムの
概略構成図。
【図4】本発明の他の実施例に係る急速充電システムの
充電電流波形の一例を示すタイムチャート。
【図5】従来の急速充電システムの概略構成図。
【図6】従来の急速充電システムの充電電流波形の一例
を示すタイムチャート。
【符号の説明】
1 急速充電器 11 AC入力プラグ 12 AC/DCコンバータ 13 定電流回路 14 スイッチ 15 制御回路 16 電圧検出回路 17a〜17d 端子 2 NiMH電池パック 21a〜21d 端子 22 NiMH電池 23 サーミスタ 24 電流検出器 3 機器 31 機器回路部 4 オプション機器 41 オプション機器回路部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池パックと、該電池パックを機器に接
    続したまま急速充電可能な急速充電器とから構成される
    急速充電システムにおいて、 前記電池パックの放電電流を検出する放電電流検出手段
    と、 急速充電完了後の電池パックを前記放電電流検出手段に
    より検出された放電電流に基づき補充電する補充電制御
    手段とを具備することを特徴とする急速充電システム。
  2. 【請求項2】 補充電制御手段は、充電電流をパルス的
    に供給し、当該パルスパターンを前記放電電流検出手段
    の検出値に応じて変化させることにより前記補充電を行
    うことを特徴とする請求項1記載の急速充電システム。
  3. 【請求項3】 放電電流検出手段は、電池パック内に設
    けられることを特徴とする請求項1または2記載の急速
    充電システム。
JP6231556A 1994-09-27 1994-09-27 急速充電システム Pending JPH0898421A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6231556A JPH0898421A (ja) 1994-09-27 1994-09-27 急速充電システム

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390709B1 (ko) * 2000-11-02 2003-07-10 계양전기 주식회사 마이컴충전장치 및 그 방법
JP2008061381A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Toshiba Corp 充電システム及び充電方法
JP2013160582A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Ntt Facilities Inc 組電池システムおよび組電池システムの管理方法

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