JPH09120843A - 二次電池の充放電方法及び充放電制御装置 - Google Patents
二次電池の充放電方法及び充放電制御装置Info
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- JPH09120843A JPH09120843A JP7275860A JP27586095A JPH09120843A JP H09120843 A JPH09120843 A JP H09120843A JP 7275860 A JP7275860 A JP 7275860A JP 27586095 A JP27586095 A JP 27586095A JP H09120843 A JPH09120843 A JP H09120843A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 二次電池のサイクル寿命を長くするようにし
たものである。 【解決手段】 二次電池５を充放電する際この二次電池
が新しいうちは充放電の容量を少なく取り、この二次電
池が劣化してくるにつれて充放電の容量を多く取るよう
に制御するようにしたものである。
たものである。 【解決手段】 二次電池５を充放電する際この二次電池
が新しいうちは充放電の容量を少なく取り、この二次電
池が劣化してくるにつれて充放電の容量を多く取るよう
に制御するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力貯蔵装置、無
停電電源、電気自動車などの電源機器及び輸送機器に使
用される、長寿命であることが要求される二次電池に適
用して好適な二次電池の充放電方法及び充放電制御装置
に関する。
停電電源、電気自動車などの電源機器及び輸送機器に使
用される、長寿命であることが要求される二次電池に適
用して好適な二次電池の充放電方法及び充放電制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
電子技術の進歩により、無停電電源、電気自動車などの
電源機器及び輸送機器の高性能化、小型化が進み、これ
らの機器に使用される二次電池も高エネルギー密度、長
寿命であることが要求されるようになっている。これら
の機器に使用される二次電池としては、ニッケル・カド
ミウム電池や鉛電池、リチウムイオン二次電池等があ
る。
電子技術の進歩により、無停電電源、電気自動車などの
電源機器及び輸送機器の高性能化、小型化が進み、これ
らの機器に使用される二次電池も高エネルギー密度、長
寿命であることが要求されるようになっている。これら
の機器に使用される二次電池としては、ニッケル・カド
ミウム電池や鉛電池、リチウムイオン二次電池等があ
る。
【０００３】二次電池は、充電の際に高い電圧になる
と、発煙・発火などの危険な状態になったり、電池内部
で不可逆な化学反応を起こして性能が著しく低下するこ
とがある。また放電の際に低い電圧になった場合も電池
内部で不可逆な化学反応を起こして性能が著しく低下す
ることがある。このため二次電池には、電池が安全な状
態で、かつ性能が著しく低下しないように上限電圧・下
限電圧を製造者が定め、使用者に守らせるようにしてい
る。すなわち上限電圧・下限電圧とは、充電・放電の際
に許される電圧の上限・下限である。
と、発煙・発火などの危険な状態になったり、電池内部
で不可逆な化学反応を起こして性能が著しく低下するこ
とがある。また放電の際に低い電圧になった場合も電池
内部で不可逆な化学反応を起こして性能が著しく低下す
ることがある。このため二次電池には、電池が安全な状
態で、かつ性能が著しく低下しないように上限電圧・下
限電圧を製造者が定め、使用者に守らせるようにしてい
る。すなわち上限電圧・下限電圧とは、充電・放電の際
に許される電圧の上限・下限である。
【０００４】また、二次電池の充放電可能容量の定義は
数種類あるが、上限電圧まで充電した電池を下限電圧ま
で放電したときの出力電力量または電流と放電時間の積
をいうのが代表的である。
数種類あるが、上限電圧まで充電した電池を下限電圧ま
で放電したときの出力電力量または電流と放電時間の積
をいうのが代表的である。
【０００５】これらの二次電池の使用方法には、サイク
ル使用やフロート使用がある。サイクル使用ではまず充
電器で電池の上限電圧まで充電を行ない、次に負荷に接
続して下限電圧まで放電するという方法が一般的であっ
た。フロート使用ではまず充電器と負荷を常に電池に接
続しておき、電池が上限電圧以下ならば常に充電を行な
い、負荷は必要に応じて放電するという方法が一般的で
あった。
ル使用やフロート使用がある。サイクル使用ではまず充
電器で電池の上限電圧まで充電を行ない、次に負荷に接
続して下限電圧まで放電するという方法が一般的であっ
た。フロート使用ではまず充電器と負荷を常に電池に接
続しておき、電池が上限電圧以下ならば常に充電を行な
い、負荷は必要に応じて放電するという方法が一般的で
あった。
【０００６】図３に従来のサイクル使用を行なう充放電
制御装置の使用の一例を示す。この充放電制御装置１
は、二次電池５、負荷６、電源７と組合わせた構成で使
用する。但し、電源７は充電のとき以外は組合わせなく
てもよいし、負荷６は放電のとき以外は組合わせなくて
もよい。二次電池５は充電・放電ができる電池で、制御
部４に接続されている。電源７は直流の電圧・電流を供
給するもので制御部４に接続されている。負荷６は電力
を消費するもの、例えば電球、アイロン、モーター、コ
ンピュータ、ラジオなどであり、制御部４に接続されて
いる。
制御装置の使用の一例を示す。この充放電制御装置１
は、二次電池５、負荷６、電源７と組合わせた構成で使
用する。但し、電源７は充電のとき以外は組合わせなく
てもよいし、負荷６は放電のとき以外は組合わせなくて
もよい。二次電池５は充電・放電ができる電池で、制御
部４に接続されている。電源７は直流の電圧・電流を供
給するもので制御部４に接続されている。負荷６は電力
を消費するもの、例えば電球、アイロン、モーター、コ
ンピュータ、ラジオなどであり、制御部４に接続されて
いる。
【０００７】充電・放電電圧設定部３は、充電上限電圧
Ｖｈ、放電下限電圧Ｖｌを設定し、その信号を制御部４
に送る。
Ｖｈ、放電下限電圧Ｖｌを設定し、その信号を制御部４
に送る。
【０００８】制御部４は充電・放電電圧設定部３からの
信号と、二次電池５の電圧値を比較し、二次電池５を負
荷６や電源７に接続したり、切り離したりする制御を行
なう。充電電圧設定部１８は充電上限電圧を設定してお
き、その電圧値を出力する。放電電圧設定部１９は放電
下限電圧を設定しておき、その電圧値を出力する。この
充電電圧設定部１８及び放電電圧設定部１９は例えば、
抵抗器で構成される。
信号と、二次電池５の電圧値を比較し、二次電池５を負
荷６や電源７に接続したり、切り離したりする制御を行
なう。充電電圧設定部１８は充電上限電圧を設定してお
き、その電圧値を出力する。放電電圧設定部１９は放電
下限電圧を設定しておき、その電圧値を出力する。この
充電電圧設定部１８及び放電電圧設定部１９は例えば、
抵抗器で構成される。
【０００９】制御部４は、比較部１２及び１３、充電放
電指令部１４、開閉器１５及び１６から構成される。比
較部１２は充電電圧設定部１８からの設定充電上限電圧
Ｖｈと二次電池５の電圧Ｖｂとを比較し、その結果を充
電放電指令部１４に送る。比較部１３は放電電圧設定部
１９からの設定放電下限電圧Ｖｌと二次電池５の電圧Ｖ
ｂとを比較し、その結果を充電放電指令部１４に送る。
比較部１２及び１３は例えば電圧比較器で構成される。
電指令部１４、開閉器１５及び１６から構成される。比
較部１２は充電電圧設定部１８からの設定充電上限電圧
Ｖｈと二次電池５の電圧Ｖｂとを比較し、その結果を充
電放電指令部１４に送る。比較部１３は放電電圧設定部
１９からの設定放電下限電圧Ｖｌと二次電池５の電圧Ｖ
ｂとを比較し、その結果を充電放電指令部１４に送る。
比較部１２及び１３は例えば電圧比較器で構成される。
【００１０】充電放電指令部１４は例えば論理回路によ
って構成され、比較部１２及び１３からの信号を見て、
Ｖｂ≧Ｖｈならば充電を停止させ、放電を許可するよう
にする。また、Ｖｈ＞Ｖｂ＞Ｖｌならばそれ以前と同じ
状態の出力を続ける。Ｖｂ≦Ｖｌならば放電を停止さ
せ、充電を許可する。以上、充電放電指令部１４の動作
をまとめると表１の様になる。
って構成され、比較部１２及び１３からの信号を見て、
Ｖｂ≧Ｖｈならば充電を停止させ、放電を許可するよう
にする。また、Ｖｈ＞Ｖｂ＞Ｖｌならばそれ以前と同じ
状態の出力を続ける。Ｖｂ≦Ｖｌならば放電を停止さ
せ、充電を許可する。以上、充電放電指令部１４の動作
をまとめると表１の様になる。
【００１１】
【表１】
【００１２】開閉器１５は充電放電指令部１４の出力を
見て、充電許可が出ているときは電源７と二次電池５と
を接続し、充電許可が出ていないときは電源７と二次電
池５とを接続しない状態にする。
見て、充電許可が出ているときは電源７と二次電池５と
を接続し、充電許可が出ていないときは電源７と二次電
池５とを接続しない状態にする。
【００１３】開閉器１６は充電放電指令部１４の出力を
見て、放電許可が出ているときは負荷６と二次電池５と
を接続し、放電許可が出てないときは負荷６と二次電池
５とを接続しない状態とする。開閉器１５及び１６は例
えば電磁リレーや半導体スイッチで構成される。
見て、放電許可が出ているときは負荷６と二次電池５と
を接続し、放電許可が出てないときは負荷６と二次電池
５とを接続しない状態とする。開閉器１５及び１６は例
えば電磁リレーや半導体スイッチで構成される。
【００１４】以上の構成により、二次電池５を電源７に
よって設定充電上限電圧Ｖｈまで充電し、負荷６によっ
て設定放電下限電圧Ｖｌまで放電するというサイクル動
作を繰り返し行なえるようになっている。
よって設定充電上限電圧Ｖｈまで充電し、負荷６によっ
て設定放電下限電圧Ｖｌまで放電するというサイクル動
作を繰り返し行なえるようになっている。
【００１５】一般に、二次電池には充電・放電を繰り返
すにつれて、その電池の充電可能容量、放電可能容量が
減少していく性質がある。この容量の減少をサイクル劣
化、または単に劣化といい、電池の寿命にかかわる問題
である。
すにつれて、その電池の充電可能容量、放電可能容量が
減少していく性質がある。この容量の減少をサイクル劣
化、または単に劣化といい、電池の寿命にかかわる問題
である。
【００１６】電池が劣化する原因の一つに上限までの充
電、下限までの放電を行なう、つまり充放電可能容量を
全部使用するようにすると、充電末期や放電末期に発熱
や電気分解などにより、電池の構造の変形や材料の性質
が変化して劣化するという要素がある。
電、下限までの放電を行なう、つまり充放電可能容量を
全部使用するようにすると、充電末期や放電末期に発熱
や電気分解などにより、電池の構造の変形や材料の性質
が変化して劣化するという要素がある。
【００１７】よって電池の寿命は、新品時、つまり製品
出荷後の充放電回数が少なく、時間も経っていないとき
の容量を１００％として、その電池の種類、用途などに
より容量が８０％になった時、７０％になった時などと
規定して使用していた。この寿命までの充放電回数をサ
イクル寿命という。
出荷後の充放電回数が少なく、時間も経っていないとき
の容量を１００％として、その電池の種類、用途などに
より容量が８０％になった時、７０％になった時などと
規定して使用していた。この寿命までの充放電回数をサ
イクル寿命という。
【００１８】電池を上限・下限まで充放電していると、
図４の曲線ａに示すように、最初の容量は大きいが劣化
が早く進む。一方、充電電圧を上限より下げ、放電電圧
を下限より上げて充放電をすると、図４の曲線ｂに示す
ように最初の容量は少ないが、劣化が緩やかになる。し
かしこれも容量を小さくとっていたため、サイクル寿命
はあまり長くならなかった。
図４の曲線ａに示すように、最初の容量は大きいが劣化
が早く進む。一方、充電電圧を上限より下げ、放電電圧
を下限より上げて充放電をすると、図４の曲線ｂに示す
ように最初の容量は少ないが、劣化が緩やかになる。し
かしこれも容量を小さくとっていたため、サイクル寿命
はあまり長くならなかった。
【００１９】本発明は斯る点に鑑み、二次電池のサイク
ル使用においてこの劣化要素を抑え、二次電池のサイク
ル寿命を長くする二次電池の充放電方法及び充放電制御
装置を提案するものである。
ル使用においてこの劣化要素を抑え、二次電池のサイク
ル寿命を長くする二次電池の充放電方法及び充放電制御
装置を提案するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明二次電池の充放電
方法は二次電池を充放電する際、この二次電池が新しい
うちは充放電の容量を少なく取り、前記二次電池が劣化
してくるにつれて充放電の容量を多く取るように制御す
るようにしたものである。
方法は二次電池を充放電する際、この二次電池が新しい
うちは充放電の容量を少なく取り、前記二次電池が劣化
してくるにつれて充放電の容量を多く取るように制御す
るようにしたものである。
【００２１】また本発明二次電池の充放電方法は、上述
において、この二次電池の充電回数又は放電回数もしく
はその両方を測定し、その回数によって充電電圧の上限
又は放電電圧の下限もしくは両方を調整するようにした
ものである。
において、この二次電池の充電回数又は放電回数もしく
はその両方を測定し、その回数によって充電電圧の上限
又は放電電圧の下限もしくは両方を調整するようにした
ものである。
【００２２】また本発明二次電池の充放電方法は、上述
において、この二次電池の充電容量又は放電容量もしく
はその両方を測定し、その放電容量によって充電電圧の
上限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整するように
したものである。
において、この二次電池の充電容量又は放電容量もしく
はその両方を測定し、その放電容量によって充電電圧の
上限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整するように
したものである。
【００２３】本発明二次電池の充放電方法においては、
使用する二次電池が新しいうちはその二次電池の充電の
電圧を上限より低く、放電の電圧を下限より高くし、充
放電可能容量が低下していくにつれて充電の電圧を上限
に、放電の電圧を下限に近くしていき、寿命の末期は上
限、下限まだ充電、放電をするようにすることにより、
電池の充放電可能容量の低下を少なくし、図４の曲線ｃ
に示すように寿命を長くすることができる。
使用する二次電池が新しいうちはその二次電池の充電の
電圧を上限より低く、放電の電圧を下限より高くし、充
放電可能容量が低下していくにつれて充電の電圧を上限
に、放電の電圧を下限に近くしていき、寿命の末期は上
限、下限まだ充電、放電をするようにすることにより、
電池の充放電可能容量の低下を少なくし、図４の曲線ｃ
に示すように寿命を長くすることができる。
【００２４】本発明二次電池の充放電制御装置は、二次
電池を充放電する際、この二次電池が新しいうちは充放
電の容量を少なく取り、この二次電池が劣化してくるに
つれて充放電の容量を多く取るように制御するようにし
たものである。
電池を充放電する際、この二次電池が新しいうちは充放
電の容量を少なく取り、この二次電池が劣化してくるに
つれて充放電の容量を多く取るように制御するようにし
たものである。
【００２５】また、本発明二次電池の充放電制御装置
は、上述において、この二次電池の充電回数又は放電回
数もしくはその両方を測定し、その回数によって充電電
圧の上限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整するも
のである。
は、上述において、この二次電池の充電回数又は放電回
数もしくはその両方を測定し、その回数によって充電電
圧の上限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整するも
のである。
【００２６】本発明二次電池の充放電制御装置は、上述
において、この二次電池の充電容量又は放電容量もしく
はその両方を測定し、その放電容量によって充電電圧の
上限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整するもので
ある。
において、この二次電池の充電容量又は放電容量もしく
はその両方を測定し、その放電容量によって充電電圧の
上限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整するもので
ある。
【００２７】本発明二次電池の充放電制御装置において
は、使用する二次電池の充放電可能容量を判定する手段
と、その容量が大きいうちは実際の充電電圧を上限より
低く、放電電圧を下限より高くし、充放電可能容量が小
さくなるにつれて充電電圧を上限に、放電電圧を下限に
近くしていき、寿命の末期は上限、下限まで充電、放電
をするようにする充電電圧・放電電圧調整手段とを備え
ることにより、電池の充放電可能容量の低下を少なく
し、寿命を長くすることが出来る。
は、使用する二次電池の充放電可能容量を判定する手段
と、その容量が大きいうちは実際の充電電圧を上限より
低く、放電電圧を下限より高くし、充放電可能容量が小
さくなるにつれて充電電圧を上限に、放電電圧を下限に
近くしていき、寿命の末期は上限、下限まで充電、放電
をするようにする充電電圧・放電電圧調整手段とを備え
ることにより、電池の充放電可能容量の低下を少なく
し、寿命を長くすることが出来る。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図１、図４及び図５を参照
して本発明二次電池の充放電方法及び充放電制御装置の
実施例につき説明しよう。図１において、図３に対応す
る部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
して本発明二次電池の充放電方法及び充放電制御装置の
実施例につき説明しよう。図１において、図３に対応す
る部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００２９】本例による充放電制御装置１も図３に示す
如く、二次電池５、負荷６、電源７と、組合わせた構成
で使用する。但し、電源７は充電のとき以外は組合わせ
なくてもよいし、負荷６は放電のとき以外は組合わせな
くても良い。
如く、二次電池５、負荷６、電源７と、組合わせた構成
で使用する。但し、電源７は充電のとき以外は組合わせ
なくてもよいし、負荷６は放電のとき以外は組合わせな
くても良い。
【００３０】本例に使用した二次電池５は正極活物質と
してＬｉＣｏＯ2 、負極活物質として炭素を使用し、電
解液として非水電解液を使用したリチウムイオン二次電
池である。この二次電池５は、この充放電制御装置１の
制御部４に接続されている。
してＬｉＣｏＯ2 、負極活物質として炭素を使用し、電
解液として非水電解液を使用したリチウムイオン二次電
池である。この二次電池５は、この充放電制御装置１の
制御部４に接続されている。
【００３１】電源７は直流電圧・電流を供給するもの
で、この制御部４に接続されている。また負荷６は電力
を消費するもの、例えば、電球、アイロン、モーター、
コンピュータ、ラジオ等であり、制御部４に接続されて
いる。
で、この制御部４に接続されている。また負荷６は電力
を消費するもの、例えば、電球、アイロン、モーター、
コンピュータ、ラジオ等であり、制御部４に接続されて
いる。
【００３２】この充放電制御装置１は容量判定部２、充
電・放電電圧設定部３及び制御部４とより成っている。
電・放電電圧設定部３及び制御部４とより成っている。
【００３３】この容量判定部２は回数設定部２０と計数
部２１とよりなり、この回数設定部２０は例えはデジタ
ルスイッチで構成され、二次電池５を交換したときに、
その二次電池５のそれまでの充放電回数を設定する如く
したもので、この回数設定部２０より設定された充放電
回数を計数部２１に供給する。この計数部２１は例えば
デジタルカウンタにより構成する。
部２１とよりなり、この回数設定部２０は例えはデジタ
ルスイッチで構成され、二次電池５を交換したときに、
その二次電池５のそれまでの充放電回数を設定する如く
したもので、この回数設定部２０より設定された充放電
回数を計数部２１に供給する。この計数部２１は例えば
デジタルカウンタにより構成する。
【００３４】この計数部２１よりのデジタル信号による
充放電回数を充電・放電電圧設定部３の数値変換部９に
伝送する。この数値変換部９は充電回数に応じて充電の
上限電圧値Ｖｈ、放電の下限電圧値Ｖｌを設定する。こ
の数値変換部９においては充電回数に対する設定充電上
限電圧値Ｖｈ及び設定放電下限電圧値Ｖｌを例えば表２
に示すように、充電回数が０〜４９９回のときは設定充
電上限電圧値Ｖｈ及び設定放電下限電圧値Ｖｌを４．０
Ｖ及び３．０Ｖ、５００〜９９９回の時は４．０５Ｖ及
び２．９Ｖ、１０００〜１４９９回のときは４．１Ｖ及
び２．８Ｖ、１５００〜１９９９回の時は４．１５Ｖ及
び２．７Ｖ、２０００回以上の時は４．２Ｖ及び２．５
Ｖにするように設定した変換メモリによって行なう。こ
の充電・放電電圧設定部３のＤＡ変換部１０及び１１は
数値変換部９で設定された充電上限電圧及び放電下限電
圧の値を、例えはＤＡ変換器によって実際の設定電圧に
変換するものである。
充放電回数を充電・放電電圧設定部３の数値変換部９に
伝送する。この数値変換部９は充電回数に応じて充電の
上限電圧値Ｖｈ、放電の下限電圧値Ｖｌを設定する。こ
の数値変換部９においては充電回数に対する設定充電上
限電圧値Ｖｈ及び設定放電下限電圧値Ｖｌを例えば表２
に示すように、充電回数が０〜４９９回のときは設定充
電上限電圧値Ｖｈ及び設定放電下限電圧値Ｖｌを４．０
Ｖ及び３．０Ｖ、５００〜９９９回の時は４．０５Ｖ及
び２．９Ｖ、１０００〜１４９９回のときは４．１Ｖ及
び２．８Ｖ、１５００〜１９９９回の時は４．１５Ｖ及
び２．７Ｖ、２０００回以上の時は４．２Ｖ及び２．５
Ｖにするように設定した変換メモリによって行なう。こ
の充電・放電電圧設定部３のＤＡ変換部１０及び１１は
数値変換部９で設定された充電上限電圧及び放電下限電
圧の値を、例えはＤＡ変換器によって実際の設定電圧に
変換するものである。
【００３５】
【表２】
【００３６】このＤＡ変換部１０及び１１の夫々の出力
側に得られる設定充電上限電圧値Ｖｈ及び設定放電下限
電圧値Ｖｌを夫々制御部４の比較部１２及び１３に伝送
する。この制御部４は比較部１２及び１３、充電放電指
令部１４、開閉器１５及び１６から構成される。
側に得られる設定充電上限電圧値Ｖｈ及び設定放電下限
電圧値Ｖｌを夫々制御部４の比較部１２及び１３に伝送
する。この制御部４は比較部１２及び１３、充電放電指
令部１４、開閉器１５及び１６から構成される。
【００３７】比較部１２はＤＡ変換部１０からの設定充
電上限電圧値Ｖｈと二次電池５の電圧値Ｖｂとを比較
し、その結果を充電放電指令部１４に送る。比較部１３
はＤＡ変換部１１からの設定放電下限電圧値Ｖｌと二次
電池５の電圧値Ｖｂとを比較し、その結果を充電放電指
令部１４に送る。この比較部１２及び１３は例えば電圧
比較器で構成される。
電上限電圧値Ｖｈと二次電池５の電圧値Ｖｂとを比較
し、その結果を充電放電指令部１４に送る。比較部１３
はＤＡ変換部１１からの設定放電下限電圧値Ｖｌと二次
電池５の電圧値Ｖｂとを比較し、その結果を充電放電指
令部１４に送る。この比較部１２及び１３は例えば電圧
比較器で構成される。
【００３８】充電放電指令部１４は例えば論理回路によ
って構成され、比較部１２及び１３からの信号を見て、
表１に示す如く、Ｖｂ≧Ｖｈならば充電を停止させ、放
電を許可するようにする。またＶｈ＞Ｖｂ＞Ｖｌならば
以前と同じ状態を続ける。Ｖｂ≦Ｖｌならば放電停止
し、充電を許可する。
って構成され、比較部１２及び１３からの信号を見て、
表１に示す如く、Ｖｂ≧Ｖｈならば充電を停止させ、放
電を許可するようにする。またＶｈ＞Ｖｂ＞Ｖｌならば
以前と同じ状態を続ける。Ｖｂ≦Ｖｌならば放電停止
し、充電を許可する。
【００３９】また、この充電放電指令部１４から、容量
判定部２の計数部２１に充電信号例えば充電許可中のと
き５Ｖ、それ以外のとき０Ｖの信号を伝送し、この充電
信号の回数をこの計数部２１で加算する如くする。
判定部２の計数部２１に充電信号例えば充電許可中のと
き５Ｖ、それ以外のとき０Ｖの信号を伝送し、この充電
信号の回数をこの計数部２１で加算する如くする。
【００４０】開閉器１５は充電放電指令部１４の出力を
見て、充電許可が出ているときは電源７と二次電池５と
を接続し、充電許可が出ていないときは電源７と二次電
池５とを接続しない状態にする。
見て、充電許可が出ているときは電源７と二次電池５と
を接続し、充電許可が出ていないときは電源７と二次電
池５とを接続しない状態にする。
【００４１】また開閉器１６は充電放電指令部１４の出
力を見て、放電許可が出ているときは負荷６と二次電池
５とを接続し、放電許可が出ていないときは負荷６と二
次電池５とを接続しない状態にする。この開閉器１５及
び１６は例えば電磁リレーや半導体スイッチで構成され
る。
力を見て、放電許可が出ているときは負荷６と二次電池
５とを接続し、放電許可が出ていないときは負荷６と二
次電池５とを接続しない状態にする。この開閉器１５及
び１６は例えば電磁リレーや半導体スイッチで構成され
る。
【００４２】以上の構成により二次電池５を電源７によ
って、設定充電上限電圧値Ｖｈまで充電し、負荷６によ
って設定放電下限電圧値Ｖｌまで放電するというサイク
ル動作を繰り返し行なえる。
って、設定充電上限電圧値Ｖｈまで充電し、負荷６によ
って設定放電下限電圧値Ｖｌまで放電するというサイク
ル動作を繰り返し行なえる。
【００４３】この上述例の動作を図５を参照して説明す
る。まず、ステップＳ１において、二次電池５を充放電
制御装置１に取り付けるときに、そのときのこの二次電
池５の充放電回数即ち充放電可能容量の判定値を容量判
定部２の回数設定部２０に設定する。次に、ステップＳ
２において、容量判定部２が、制御部４からの信号によ
って充放電可能容量を判定する。次に、ステップＳ３に
おいて、充電・放電電圧設定部３が、充放電可能容量の
判定値即ち充放電回数に応じて設定充電上限電圧Ｖｈ、
設定放電下限電圧Ｖｌを変える。
る。まず、ステップＳ１において、二次電池５を充放電
制御装置１に取り付けるときに、そのときのこの二次電
池５の充放電回数即ち充放電可能容量の判定値を容量判
定部２の回数設定部２０に設定する。次に、ステップＳ
２において、容量判定部２が、制御部４からの信号によ
って充放電可能容量を判定する。次に、ステップＳ３に
おいて、充電・放電電圧設定部３が、充放電可能容量の
判定値即ち充放電回数に応じて設定充電上限電圧Ｖｈ、
設定放電下限電圧Ｖｌを変える。
【００４４】次に、ステップＳ４Ａ，Ｓ４Ｂにおいて、
比較部１２及び１３が設定充電上限電圧Ｖｈと電池電圧
Ｖｂ、設定放電下限電圧Ｖｌと電池電圧Ｖｂを比較す
る。次に、その結果に応じてＶｂ≧Ｖｈのときはステッ
プＳ５Ｂにおいて充電放電指令部１４が充電を禁止し、
放電を許可する。Ｖｈ＞Ｖｂ＞Ｖｌのときはさらに充電
許可のときはステップＳ５Ａにおいて充電放電指令部１
４が充電を許可し、放電を禁止する。また放電許可のと
きはステップＳ５Ｂにおいて充電放電指令部１４が充電
を禁止し、放電を許可する。
比較部１２及び１３が設定充電上限電圧Ｖｈと電池電圧
Ｖｂ、設定放電下限電圧Ｖｌと電池電圧Ｖｂを比較す
る。次に、その結果に応じてＶｂ≧Ｖｈのときはステッ
プＳ５Ｂにおいて充電放電指令部１４が充電を禁止し、
放電を許可する。Ｖｈ＞Ｖｂ＞Ｖｌのときはさらに充電
許可のときはステップＳ５Ａにおいて充電放電指令部１
４が充電を許可し、放電を禁止する。また放電許可のと
きはステップＳ５Ｂにおいて充電放電指令部１４が充電
を禁止し、放電を許可する。
【００４５】Ｖｂ≦ＶｌのときはステップＳ５Ａにおい
て充電放電指令部１４が充電を許可し、放電を禁止す
る。またステップＳ２において充放電可能容量測定を行
なう。ステップＳ５Ａを行なったときは次にステップＳ
６Ａにおいて、開閉器１６を開き、二次電池５と負荷６
を切り離し、開閉器１５を閉じ、電源７と二次電池５を
接続する。
て充電放電指令部１４が充電を許可し、放電を禁止す
る。またステップＳ２において充放電可能容量測定を行
なう。ステップＳ５Ａを行なったときは次にステップＳ
６Ａにおいて、開閉器１６を開き、二次電池５と負荷６
を切り離し、開閉器１５を閉じ、電源７と二次電池５を
接続する。
【００４６】またステップＳ５Ｂを行なったときは次に
ステップＳ６Ｂにおいて、開閉器１５を開き、電源７と
二次電池５を切り離し、開閉器１６を閉じ、二次電池５
と負荷６を接続する。次にステップＳ４Ａ及びＳ４Ｂへ
戻ってここから繰り返し動作を行なう。
ステップＳ６Ｂにおいて、開閉器１５を開き、電源７と
二次電池５を切り離し、開閉器１６を閉じ、二次電池５
と負荷６を接続する。次にステップＳ４Ａ及びＳ４Ｂへ
戻ってここから繰り返し動作を行なう。
【００４７】以上の動作により、充電回数によって充放
電可能容量を判定し、設定充電上限電圧Ｖｈ、設定放電
下限電圧Ｖｌを調整できるので、二次電池５の充放電可
能容量の低下を少なくすることができ、寿命を長くする
ことができる。
電可能容量を判定し、設定充電上限電圧Ｖｈ、設定放電
下限電圧Ｖｌを調整できるので、二次電池５の充放電可
能容量の低下を少なくすることができ、寿命を長くする
ことができる。
【００４８】この場合、例えば上限電圧４．２Ｖ、下限
電圧２．５Ｖの二次電池の製造直後の放電可能容量を１
００％として、最初に設定充電上限電圧を４．０Ｖ、設
定放電下限電圧を３．０Ｖと設定したときの放電容量が
放電可能容量値の８０％だった場合、充放電を繰り返し
て放電容量が７０％に低下したときに設定充電上限電圧
を４．０５Ｖ、設定放電下限電圧２．９Ｖと設定変更し
て放電容量を８０％まで回復させる。さらにこれを繰り
返して放電容量が７０％に低下するたびに設定充電上限
電圧及び設定放電下限電圧を４．１０Ｖ及び２．８Ｖ，
４．１５Ｖ及び２．７Ｖと変えていき、４．２０Ｖ及び
２．５Ｖになって放電容量が７０％に低下するまで使用
する。このような充放電方法を行なった場合、充放電容
量の変化は図４の曲線ｃで示す様な形になり、そのとき
の充放電可能容量は図４の曲線ｄに示すようになる。
電圧２．５Ｖの二次電池の製造直後の放電可能容量を１
００％として、最初に設定充電上限電圧を４．０Ｖ、設
定放電下限電圧を３．０Ｖと設定したときの放電容量が
放電可能容量値の８０％だった場合、充放電を繰り返し
て放電容量が７０％に低下したときに設定充電上限電圧
を４．０５Ｖ、設定放電下限電圧２．９Ｖと設定変更し
て放電容量を８０％まで回復させる。さらにこれを繰り
返して放電容量が７０％に低下するたびに設定充電上限
電圧及び設定放電下限電圧を４．１０Ｖ及び２．８Ｖ，
４．１５Ｖ及び２．７Ｖと変えていき、４．２０Ｖ及び
２．５Ｖになって放電容量が７０％に低下するまで使用
する。このような充放電方法を行なった場合、充放電容
量の変化は図４の曲線ｃで示す様な形になり、そのとき
の充放電可能容量は図４の曲線ｄに示すようになる。
【００４９】従って本例によれば、二次電池５が新しい
即ち充放電回数が少ないうちはその二次電池５の設定充
電上限電圧Ｖｈを上限より低くすると共に設定放電下限
電圧Ｖｌを下限より高く設定し、この充放電回数が多く
なるにつれて即ち充放電可能容量が低下していくにつれ
て、設定充電上限電圧Ｖｈを上限に近くすると共に設定
放電下限電圧Ｖｌを下限に近しく、寿命の末期即ち充放
電回数が２０００回を超えたときには、この設定充電上
限電圧Ｖｈ及び設定放電上限電圧Ｖｌを夫々上限及び下
限としているので、この二次電池５の充放電可能容量の
低下を少なくでき、寿命を長くすることができる利益が
ある。
即ち充放電回数が少ないうちはその二次電池５の設定充
電上限電圧Ｖｈを上限より低くすると共に設定放電下限
電圧Ｖｌを下限より高く設定し、この充放電回数が多く
なるにつれて即ち充放電可能容量が低下していくにつれ
て、設定充電上限電圧Ｖｈを上限に近くすると共に設定
放電下限電圧Ｖｌを下限に近しく、寿命の末期即ち充放
電回数が２０００回を超えたときには、この設定充電上
限電圧Ｖｈ及び設定放電上限電圧Ｖｌを夫々上限及び下
限としているので、この二次電池５の充放電可能容量の
低下を少なくでき、寿命を長くすることができる利益が
ある。
【００５０】また図２は本発明の他の実施例を示す。こ
の図２例は、図４により推定された、曲線ｄに示す如き
充放電可能容量に基いて制御するようにしたものであ
る。
の図２例は、図４により推定された、曲線ｄに示す如き
充放電可能容量に基いて制御するようにしたものであ
る。
【００５１】この図２例の充放電制御装置１は、図１例
と同様に二次電池５、負荷６、電源７と組合わせた構成
で使用する。この図２例において制御部４、二次電池
５、負荷６、電源７、比較部１２及び１３、充電放電指
令部１４、開閉器１５及び１６は図１に示したものと同
じなのでその説明を省略する。
と同様に二次電池５、負荷６、電源７と組合わせた構成
で使用する。この図２例において制御部４、二次電池
５、負荷６、電源７、比較部１２及び１３、充電放電指
令部１４、開閉器１５及び１６は図１に示したものと同
じなのでその説明を省略する。
【００５２】この図２の容量測定部８は容量を測定する
のに必要な情報を入力し、容量の判定を出力するもの
で、例えば、アナログ・デジタル回路によって構成され
る。充電・放電電圧設定部３は、放電容量の値に応じて
設定充電上限電圧、設定放電下限電圧を変え、その信号
を制御部４に送るようにする。
のに必要な情報を入力し、容量の判定を出力するもの
で、例えば、アナログ・デジタル回路によって構成され
る。充電・放電電圧設定部３は、放電容量の値に応じて
設定充電上限電圧、設定放電下限電圧を変え、その信号
を制御部４に送るようにする。
【００５３】ＡＤ変換部２３及び２４は例えばＡＤ変換
回路で構成される。二次電池５からＡＤ変換部２４へ電
池の電圧値Ｖｂを送るようにする。電流測定部２２は負
荷６と開閉器１６の間に接続し、例えば抵抗によって放
電電流を電圧による値に変換する。電流測定部２２から
ＡＤ変換部２３へ放電電流値を送るようにする。これら
の値を乗算部２５が、例えばデジタル乗算回路によって
乗算し電力値を出力する。
回路で構成される。二次電池５からＡＤ変換部２４へ電
池の電圧値Ｖｂを送るようにする。電流測定部２２は負
荷６と開閉器１６の間に接続し、例えば抵抗によって放
電電流を電圧による値に変換する。電流測定部２２から
ＡＤ変換部２３へ放電電流値を送るようにする。これら
の値を乗算部２５が、例えばデジタル乗算回路によって
乗算し電力値を出力する。
【００５４】積算部２６は例えばデジタル加算回路によ
って一定時間、例えば１分置きに電力値を積算する。こ
の値は記憶部２７が例えばＲＡＭに記憶しておき、充電
放電指令部１４から充電許可信号、つまり放電が終了し
たことを示す信号を受け取ったときに出力することによ
り、放電容量値Ｃが出力される。
って一定時間、例えば１分置きに電力値を積算する。こ
の値は記憶部２７が例えばＲＡＭに記憶しておき、充電
放電指令部１４から充電許可信号、つまり放電が終了し
たことを示す信号を受け取ったときに出力することによ
り、放電容量値Ｃが出力される。
【００５５】基準容量設定部２８は、使用上の最低基準
容量の値Ｃｌを、例えばデジタルスイッチで設定してお
く。比較部２９は例えはデジタル比較回路によって放電
容量値Ｃと最低基準容量の値Ｃｌを比較し、Ｃ≦Ｃｌな
らば計数部３０へ加算信号を出力する。
容量の値Ｃｌを、例えばデジタルスイッチで設定してお
く。比較部２９は例えはデジタル比較回路によって放電
容量値Ｃと最低基準容量の値Ｃｌを比較し、Ｃ≦Ｃｌな
らば計数部３０へ加算信号を出力する。
【００５６】計数部３０は、例えばデジタル加算回路で
構成され、その値は最初は０になっていて、加算信号が
入力される度に１ずつ数値が上がり、その数値を出力す
る。数値変換部９は、表３のように計数部３０からの値
が０のとき設定充電上限電圧Ｖｈ及び設定放電下限電圧
Ｖｌを４．０Ｖ及び３．０Ｖ、１のとき４．０５Ｖ及び
２．９Ｖ、２のとき４．１０Ｖ及び２．８Ｖ、３のとき
４．１５Ｖ及び２．７Ｖ、４以上のとき４．２及び２．
５Ｖの値を出力する。
構成され、その値は最初は０になっていて、加算信号が
入力される度に１ずつ数値が上がり、その数値を出力す
る。数値変換部９は、表３のように計数部３０からの値
が０のとき設定充電上限電圧Ｖｈ及び設定放電下限電圧
Ｖｌを４．０Ｖ及び３．０Ｖ、１のとき４．０５Ｖ及び
２．９Ｖ、２のとき４．１０Ｖ及び２．８Ｖ、３のとき
４．１５Ｖ及び２．７Ｖ、４以上のとき４．２及び２．
５Ｖの値を出力する。
【００５７】
【表３】
【００５８】その他は図１例同様に構成する。
【００５９】斯る図２例においても図１例と同様の作用
効果が得られることは容易に理解できよう。
効果が得られることは容易に理解できよう。
【００６０】尚、上述実施例においては、設定充電上限
電圧Ｖｈ及び設定放電下限電圧Ｖｌの両方を調整する如
く述べたが、このいずれか一方を調整するようにして
も、上述と同様の作用効果が得られることは容易に理解
できよう。また上述実施例では放電容量を測定するよう
に述べたが、この代わりに充電容量又は両方を測定し、
その値を充放電可能容量の判定に利用するようにしても
良い。
電圧Ｖｈ及び設定放電下限電圧Ｖｌの両方を調整する如
く述べたが、このいずれか一方を調整するようにして
も、上述と同様の作用効果が得られることは容易に理解
できよう。また上述実施例では放電容量を測定するよう
に述べたが、この代わりに充電容量又は両方を測定し、
その値を充放電可能容量の判定に利用するようにしても
良い。
【００６１】また、本発明は上述実施例に限ることな
く、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構
成が取り得ることは勿論である。
く、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構
成が取り得ることは勿論である。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば使用する二次電池が新し
いうちはその二次電池の設定充電上限電圧を上限より低
くするか、設定放電下限電圧を下限より高くするかまた
は両方を行ない、充放電可能容量が低下していくに連れ
て設定充電上限電圧を上限に近くするかまたは設定放電
下限電圧を下限に近くするかあるいは両方を行ない、寿
命の末期は上限、下限まで充電、放電をするようにする
ことにより、この二次電池の充放電可能容量の低下を少
なくし、寿命を長くすることができる利益がある。
いうちはその二次電池の設定充電上限電圧を上限より低
くするか、設定放電下限電圧を下限より高くするかまた
は両方を行ない、充放電可能容量が低下していくに連れ
て設定充電上限電圧を上限に近くするかまたは設定放電
下限電圧を下限に近くするかあるいは両方を行ない、寿
命の末期は上限、下限まで充電、放電をするようにする
ことにより、この二次電池の充放電可能容量の低下を少
なくし、寿命を長くすることができる利益がある。
【図１】本発明二次電池の充放電制御装置の一実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図３】従来の充放電制御装置の例を示す構成図であ
る。
る。
【図４】本発明の説明に供する線図である。
【図５】図１例の説明に供する流れ図である。
１ 充放電制御装置 ２ 容量判定部 ３ 充電・放電電圧設定部 ４ 制御部 ５ 二次電池 ６ 負荷 ７ 電源部 ８ 容量測定部 ９ 数値変換部 １０，１１ ＤＡ変換部 １２，１３，２９ 比較部 １４ 充電放電指令部 １５，１６ 開閉器 １８ 充電電圧設定部 １９ 放電電圧設定部 ２０ 回数設定部 ２１，３０ 計数部 ２２ 電流測定部 ２３，２４ ＡＤ変換部 ２５ 乗算部 ２６ 積算部 ２７ 記憶部 ２８ 基準容量設定部
Claims (6)
- 【請求項１】 二次電池を充放電する際、前記二次電池
が新しいうちは充放電の容量を少なく取り、前記二次電
池が劣化してくるにつれて充放電の容量を多く取るよう
に制御するようにしたことを特徴とする二次電池の充放
電方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の二次電池の充放電方法に
おいて、前記二次電池の充電回数又は放電回数もしくは
その両方を測定し、その回数によって充電電圧の上限又
は放電電圧の下限もしくは両方を調整することを特徴と
する二次電池の充放電方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の二次電池の充放電方法に
おいて、前記二次電池の充電容量又は放電容量もしくは
その両方を測定し、その放電容量によって充電電圧の上
限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整することを特
徴とする二次電池の充放電方法。 - 【請求項４】 二次電池を充放電する際、前記二次電池
が新しいうちは充放電の容量を少なく取り、前記二次電
池が劣化してくるにつれて充放電の容量を多く取るよう
に制御するようにしたことを特徴とする二次電池の充放
電制御装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の二次電池の充放電制御装
置において、前記二次電池の充電回数又は放電回数もし
くはその両方を測定し、その回数によって充電電圧の上
限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整することを特
徴とする二次電池の充放電制御装置。 - 【請求項６】 請求項４記載の二次電池の充放電制御装
置において、前記二次電池の充電容量又は放電容量もし
くはその両方を測定し、その放電容量によって充電電圧
の上限又は放電電圧の下限もしくは両方を調整すること
を特徴とする二次電池の充放電制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7275860A JPH09120843A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 二次電池の充放電方法及び充放電制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7275860A JPH09120843A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 二次電池の充放電方法及び充放電制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120843A true JPH09120843A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17561447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7275860A Pending JPH09120843A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 二次電池の充放電方法及び充放電制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09120843A (ja) |
Cited By (15)
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-
1995
- 1995-10-24 JP JP7275860A patent/JPH09120843A/ja active Pending
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