JPH09266638A - 複数の二次電池の充電装置 - Google Patents

複数の二次電池の充電装置

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JPH09266638A
JPH09266638A JP8072032A JP7203296A JPH09266638A JP H09266638 A JPH09266638 A JP H09266638A JP 8072032 A JP8072032 A JP 8072032A JP 7203296 A JP7203296 A JP 7203296A JP H09266638 A JPH09266638 A JP H09266638A
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constant current
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Takashi Oda
貴史 小田
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit

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  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な回路で、多数の二次電池を最短時間で
満充電する。放熱フィン等を小さくして充電装置を小型
化して低コストにする。 【解決手段】 複数の二次電池1は、+−極に接続され
ている切換スイッチ3を介して、並列に接続されて定電
圧電源6に、直列に接続されて定電流電源5に接続され
る。定電圧電源6に接続される二次電池1は、バイパス
スイッチ4を介してバイパスして他の二次電池1同士を
直列に接続する。最初にバイパススイッチ4はオフし、
切換スイッチ3は二次電池1を直列に接続して定電流電
源5で定電流充電する。所定の容量まで充電された二次
電池1は、切換スイッチ3を定電圧電源6に切り換える
と共に、バイパススイッチ4をオンして、定電圧充電さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の二次電池を
能率よく充電できる充電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】二次電池は、最初に定電流充電し、その
後に定電圧充電して急速充電できる。この充電方法は、
リチウムイオン二次電池、ニッケルカドミウム電池、ニ
ッケル水素電池を充電できる。この充電方法で複数の二
次電池を充電する装置を図1と図2に示す。図1に示す
充電装置は、全ての二次電池1を直列に接続して、定電
流・定電圧充電電源2で充電する。この充電装置は、所
定の容量まで充電された二次電池1をスイッチ(図示せ
ず)で切り離して充電しないようにして、全ての二次電
池1を設定容量まで定電流充電する。全ての二次電池1
が設定容量まで充電された後は、全ての二次電池1を定
電圧充電する。
【0003】この充電方法は、全ての二次電池1を設定
容量まで定電流充電した後、定電圧充電するので、全て
の二次電池1を満充電するのに時間がかかる欠点があ
る。とくに、残存容量の違う二次電池1を充電すると、
先に設定容量まで充電された二次電池1があっても、全
ての二次電池1が設定容量となるまでは、定電流充電す
るので、先に定電圧充電することができない。
【0004】この弊害は、図2に示す充電装置で解消で
きる。この図の充電装置は、各々の二次電池1を、定電
流・定電圧充電電源2に接続する。この充電装置は、全
ての二次電池1を能率よく満充電できるが、充電しよう
とする二次電池1の個数に相当する定電流・定電圧充電
電源2を必要とするので、製造コストが高くなる欠点が
ある。さらに、各々の二次電池を定電流充電するので、
充電電流が大きくなって、放熱フィンが大きくなり、装
置が大きくなる欠点もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、図1と図2
に示す従来の充電装置の欠点を解決することを目的に開
発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な回
路で、全ての二次電池を最短時間で満充電でき、しか
も、放熱フィン等を小さくして装置容積を小型にし、製
造コストを低減できる複数の二次電池の充電装置を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
される複数の二次電池の充電装置は、複数の二次電池1
を直列接続して充電する。充電装置は、定電流電源5と
定電圧電源6と制御回路7とを備える。制御回路7は、
全ての二次電池1を直列接続して定電流電源5により定
電流充電し、所定の容量まで充電された二次電池1を、
定電圧電源6により定電圧充電する。
【0007】さらに、本発明の請求項2に記載される複
数の二次電池の充電装置は、前述の目的を達成するため
に下記の全ての構成を備えている。 (a) 各々の二次電池1の+−極には、切換スイッチ
3を接続している。 (b) 各々の二次電池1は、切換スイッチ3を介して
定電圧電源6に接続される。 (c) 各々の二次電池1は、切換スイッチ3を介して
互いに直列に接続されて、定電流電源5に接続される。 (d) 各々の二次電池1は、+−極に接続される切換
スイッチ3を介してバイパススイッチ4が並列に接続さ
れている。 (e) 切換スイッチ3とバイパススイッチ4は、制御
回路7によって切り換えられる。制御回路7は、最初に
バイパススイッチ4をオフにし、切換スイッチ3を定電
流電源5に接続して全ての二次電池1を直列に接続して
定電流充電する。所定の容量まで充電された二次電池1
は、切換スイッチ3を定電圧電源6に切り換えると共
に、バイパススイッチ4をオンにして、定電圧充電す
る。最後には全ての二次電池1が並列に接続されて定電
圧充電される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態
は、本発明の技術思想を具体化するための複数の二次電
池の充電装置を例示するものであって、本発明は充電装
置を下記の回路に特定しない。
【0009】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施の形態に示される部材に対応
する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を
解決するための手段の欄」に示される部材に付記してい
る。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形
態の部材に特定するものでは決してない。
【0010】図3に示す充電装置は、複数の二次電池1
の+−極に切換スイッチ3を接続している。切換スイッ
チ3は、二次電池1を直列に接続して定電流電源5に、
または二次電池1を並列に接続して定電圧電源6に接続
する。切換スイッチ3は、2回路2接点のリレーであ
る。切換スイッチ3を二次電池1に接続する状態を図4
に示す。これ等の図に示す充電装置は、リレーのコモン
接点cを二次電池1の+−極に、a接点を定電圧電源6
側に接続している。リレーのb接点は、隣接する二次電
池1のb接点か、あるいは定電流電源5に接続されてい
る。リレーは、コモン接点cをa接点に接続すると二次
電池1を定電圧電源6に接続し、コモン接点cをb接点
に接続すると二次電池1を直列に接続する。
【0011】定電圧電源6に接続する二次電池1をバイ
パスさせるために、二次電池1と並列にバイパススイッ
チ4を接続している。バイパススイッチ4は、切換スイ
ッチ3であるリレーのコモン接点cをa接点に接続する
ときにオン、コモン接点cをb接点に接続するときにオ
フに切り換えられる。バイパススイッチ4は、切換スイ
ッチ3であるリレーのb接点に接続されている。
【0012】切換スイッチ3とバイパススイッチ4は連
動して切り換えられるので、3回路のリレーを使用し
て、切換スイッチ3とバイパススイッチ4を1個のリレ
ーで実現することもできる。
【0013】定電流電源5は、直列に接続される二次電
池1の個数に関係なく、直列接続された全ての二次電池
1を所定の電流で定電流充電する電源である。定電流電
源5が二次電池1を充電する電流は、二次電池1の容量
やタイプを考慮して最適値に設定される。たとえば、定
電流電源5は1〜5Cの電流で二次電池1を定電流充電
する。
【0014】定電圧電源6は、並列に接続される二次電
池1の個数に関係なく、二次電池1を定電圧充電する。
定電圧電源6が二次電池1を充電する電圧は、二次電池
1のタイプ等によって最適値に設定される。たとえば、
リチウムイオン二次電池の充電装置は、定電圧充電する
充電電圧を、4.2Vに設定する。
【0015】切換スイッチ3とバイパススイッチ4は、
制御回路7に制御されて切り換えられる。制御回路7
は、最初にバイパススイッチ4をオフとし、切換スイッ
チ3であるリレーのコモン接点cをb接点に接続する。
この状態で、全ての二次電池1を直列に接続して定電流
電源5に接続する。直列接続された二次電池1は、定電
流充電される。
【0016】制御回路7は、各々の二次電池1の電圧を
検出して、各々の二次電池1が設定容量まで充電された
かどうかを検出する。二次電池1の検出電圧が設定電圧
になると、制御回路7は、設定電圧まで電圧が上昇した
二次電池1に接続している切換スイッチ3とバイパスス
イッチ4を切り換える。切換スイッチ3はコモン接点c
をb接点からa接点に切り換えて、二次電池1を定電流
電源5から定電圧電源6に切り換えて接続する。バイパ
ススイッチ4はオフからオンに切り換えられて、定電圧
充電される二次電池1をバイパスして、残りの二次電池
1を直列に接続する。バイパススイッチ4をオンに切り
換える状態で、切換スイッチ3のコモン接点cがb接点
に接続されていると、バイパススイッチ4を介して二次
電池1がショートされる。したがって、バイパススイッ
チ4は、切換スイッチ3のコモン接点cをb接点からa
接点に切り換えた後、オフからオンに切り換える。
【0017】設定容量まで充電されて、定電圧電源6に
接続された二次電池1は、定電圧充電して満充電され
る。二次電池1は、設定容量まで充電されて、設定電圧
まで電池電圧が上昇したものから順番に、定電流電源5
から定電圧電源6に接続されて、次々と満充電される。
【0018】
【発明の効果】本発明の複数の二次電池を充電する装置
は、単一の定電流電源と定電圧電源をを使用して、複数
の二次電池を、各々理想的な充電電流、充電電圧で満充
電できる特長がある。それは、本発明の充電装置が、最
初は、全ての二次電池を直列に接続して、単一の定電流
電源で定電流充電し設定容量まで充電された二次電池
は、定電圧電源に接続し、次々と設定容量まで充電され
た二次電池を並列接続して、単一の定電圧電源で満充電
するからである。このようにして、複数の二次電池を次
々と満充電できる本発明の充電装置は、極めて簡単な回
路で、全ての二次電池を最短時間で満充電できる特長が
ある。とくに、充電する二次電池の個数に関係なく、全
ての二次電池を理想的な状態で充電できるので、多数の
二次電池を充電する装置に特に優れた特長がある。
【0019】さらに、本発明の充電装置は、複数の二次
電池を定電流充電した後に、定電圧充電するのである
が、単一の定電流電源で全ての二次電池を定電流充電し
ているので、多数の二次電池を定電流充電するにもかか
わらず、トータルの充電電流を小さくできる。このた
め、定電流電源の放熱フィン等を小さくでき、小型にし
て製造コストを低減できる特長も実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】複数の二次電池を充電する従来の充電装置の回
路図
【図2】複数の二次電池を充電する従来の他の充電装置
の回路図
【図3】本発明の一実施の形態である複数の二次電池の
充電装置を示す回路図
【図4】図4に示す充電回路の切換スイッチとバイパス
スイッチの接続状態を示す回路図
【符号の説明】 1…二次電池 2…定電流・定電圧充電電源 3…切換スイッチ 4…バイパススイッチ 5…定電流電源 6…定電圧電源 7…制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直列接続された複数の二次電池を充電す
    る充電装置において、定電流電源(5)と定電圧電源(6)と
    制御回路(7)とを備え、制御回路(7)は、全ての二次電池
    (1)を直列接続して定電流電源(5)により定電流充電し、
    所定の容量まで充電された二次電池(1)を、定電圧電源
    (6)により定電圧充電することを特徴とする複数の二次
    電池の充電装置。
  2. 【請求項2】 下記の全ての構成を有することを特徴と
    する複数の二次電池の充電装置。 (a) 各々の二次電池(1)の+−極には、切換スイッ
    チ(3)が接続されている。 (b) 各々の二次電池(1)は、切換スイッチ(3)を介し
    て定電圧電源(6)に接続される。 (c) 各々の二次電池(1)は、切換スイッチ(3)を介し
    て互いに直列に接続されて、定電流電源(5)に接続され
    る。 (d) 各々の二次電池(1)は、+−極に接続される切
    換スイッチ(3)を介してバイパススイッチ(4)が並列に接
    続されている。 (e) 切換スイッチ(3)とバイパススイッチ(4)は、制
    御回路(7)によって切り換えられ、制御回路(7)は、最初
    にバイパススイッチ(4)をオフにし、切換スイッチ(3)を
    定電流電源(5)に接続して全ての二次電池(1)を直列に接
    続して定電流充電し、所定の容量まで充電された二次電
    池(1)は、切換スイッチ(3)を定電圧電源(6)に切り換え
    ると共に、バイパススイッチ(4)をオンにして、定電圧
    充電するように構成されている。
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