JPH0997629A - 複数のリチウムイオン二次電池の充電方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の二次電池を同時に装着し、あるいは、
一部の二次電池を後から装着しても、最初に満充電でき
るリチウムイオン二次電池の充電時間を最短にする。 【解決手段】 複数のリチウムイオン二次電池の充電方
法は、リチウムイオン二次電池を充電しているときに、
他のリチウムイオン二次電池が装着されると、それぞれ
のリチウムイオン二次電池の開放電圧を検出して比較す
る。充電しているリチウムイオン二次電池よりも後装着
のリチウムイオン二次電池の開放電圧が高いときは、先
に装着されて充電していたリチウムイオン二次電池の充
電を中断して、後装着のリチウムイオン二次電池を優先
して充電し、先に装着されて充電していたリチウムイオ
ン二次電池の開放電圧が、後装着のリチウムイオン二次
電池の充電容量よりも高いときは、先に装着されて充電
していたリチウムイオン二次電池を優先して充電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数のリチウムイオ
ン二次電池を充電する方法に関する。本明細書におい
て、リチウムイオン二次電池は、電池単体のみでなく、
複数のリチウムイオン二次電池を内蔵するパック電池も
含む広い意味に使用する。

【０００２】

【従来の技術】複数の二次電池を充電するとき、いかに
速く満充電できるかが大切である。速く満充電できる
と、速く使用できるからである。このことを実現するた
めに、充電容量の大きい二次電池から充電する方法が、
特開平１−１４８０３０号公報に記載される。ところ
で、本明細書において「充電容量」とは、電池に充電さ
れている容量であって放電できる容量を意味するものと
する。この公報に記載される充電方法は、充電を開始す
るときに、装着された複数の二次電池の充電容量を検出
し、充電容量の大きい電池、いいかえると、残存容量が
多くて速く満充電できる電池を優先して充電する。この
ため、装着された二次電池をもっとも速く満充電できる
特長がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ただ、この公報に記載
される充電方法は、最初に満充電できる二次電池の充電
時間を短くできるが、装着された全ての二次電池のトー
タルの充電時間を最短に短縮することはできない。たと
えば、３個の二次電池を装着して、それぞれの二次電池
を満充電する時間が、３時間、３時間、２時間である
と、３個の全ての二次電池を満充電するのに８時間かか
る。最初の二次電池は、装着してから２時間で満充電で
きるが、全ての二次電池を満充電を完了するトータルの
充電時間は８時間から短縮できない。

【０００４】さらに、前記の公報に記載される充電方法
は、先に装着した二次電池を充電しているときに、後か
ら別の二次電池が装着されると、最短の時間で二次電池
を満充電できないことがある。それは、先に装着してい
る二次電池を充電しているときに、充電している二次電
池よりも充電容量の大きい二次電池が充電されても、充
電容量の大きい二次電池を優先して充電しないからであ
る。

【０００５】本発明は、以上の欠点を解決してさらに理
想的な状態で複数のリチウムイオン二次電池を満充電す
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、複数の二次電池を同時に装着し、あるいは、一部の
二次電池を後から装着しても、最初に満充電できるリチ
ウムイオン二次電池の充電時間を最短にできる複数のリ
チウムイオン二次電池の充電方法を提供することにあ
る。さらに、本発明の他の重要な目的は、複数のリチウ
ムイオン二次電池のトータルの充電時間を短縮できる複
数のリチウムイオン二次電池の充電方法を提供するにあ
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
される複数のリチウムイオン二次電池の充電方法は、充
電しようとする複数のリチウムイオン二次電池の電池電
圧を検出し、充電容量の大きい電池を優先的に充電する
充電方法を改良したものである。充電容量の大きい電池
を優先して充電するには、複数のリチウムイオン二次電
池を規定電圧に比較し、規定電圧よりも高いリチウムイ
オン二次電池を決められた順番で充電し、その後に、規
定電圧よりも低いリチウムイオン二次電池を決められた
順番で充電する。さらに、本発明の充電方法は、リチウ
ムイオン二次電池を充電しているときに、他のリチウム
イオン二次電池が装着されると、充電しているリチウム
イオン二次電池と、後から装着されたリチウムイオン二
次電池の充電容量を検出する。充電しているリチウムイ
オン二次電池よりも、後から装着されたリチウムイオン
二次電池の充電容量が多いときは、後から装着されたリ
チウムイオン二次電池を、先に装着して充電していたリ
チウムイオン二次電池に優先して充電する。先に装着し
て充電していたリチウムイオン二次電池の充電容量が、
後から装着されたリチウムイオン二次電池の充電容量よ
りも多いときは、後から装着されたリチウムイオン二次
電池に優先して、先に装着して充電していたリチウムイ
オン二次電池を充電する。

【０００７】さらに、本発明の請求項２に記載される複
数のリチウムイオン二次電池の充電方法は、請求項１に
記載される充電方法と同じように、充電しようとする複
数のリチウムイオン二次電池の電池電圧を検出し、電池
電圧が高い電池を優先的に充電するリチウムイオン二次
電池の充電方法を改良したものである。ただ、請求項２
に記載されるリチウムイオン二次電池の充電方法は、複
数のリチウムイオン二次電池を満充電するトータルの充
電時間を短縮するために、複数のリチウムイオン二次電
池を満充電されない所定の容量まで充電し、その後、全
てのリチウムイオン二次電池を並列に接続して同時に定
電圧定電流充電して満充電することを特徴とする。

【０００８】さらに、本発明の請求項４に記載する充電
方法も、請求項１に記載される充電方法と同じように、
充電しようとする複数のリチウムイオン二次電池の電池
電圧を検出し、電池電圧が高いリチウムイオン二次電池
を優先的に充電する充電方法を改良したものである。こ
の充電方法は、いずれかのリチウムイオン二次電池の電
池電圧が規定電圧よりも大きいときは、電池電圧が規定
電圧より大きいリチウムイオン二次電池を優先的に充電
し、全てのリチウムイオン二次電池の電池電圧が規定電
圧よりも低く、あるいは高いときは、全てのリチウムイ
オン二次電池を並列に接続して定電圧定電流充電して満
充電することを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１に記載される充電方法は、たとえば、
リチウムイオン二次電池を充電しているときに、別のリ
チウムイオン二次電池が充電器に装着されると、リチウ
ムイオン二次電池の充電を中断して、充電している電池
と後から装着された電池の充電容量を検出して比較す
る。リチウムイオン二次電池は充電容量が多いと開放電
圧が高くなる性質がある。このため、リチウムイオン二
次電池の充電容量は、開放電圧を測定して検出できる。
後から充電器に装着されたリチウムイオン二次電池の開
放電圧が、充電している電池よりも高いとすれば、充電
している電池よりも後から装着された電池の充電容量が
大きく、いいかえると、後から充電器に装着した電池
が、充電していたリチウムイオン二次電池よりも短時間
で満充電できるので、この電池を優先して充電する。充
電しているリチウムイオン二次電池の開放電圧が、後か
ら装着された電池の開放電圧よりも大きいときは、充電
している電池の充電容量が、後から装着された電池の充
電容量よりも大きいことになるので、この時は、後から
装着された電池を優先することなく、充電している電池
を優先して先に充電する。このため、後から充電容量の
小さいリチウムイオン二次電池が装着されても、これに
よって最短に満充電できる時間が長くなることはない。

【００１０】請求項２に記載される充電方法は、次々と
リチウムイオン二次電池を満充電するのではない。リチ
ウムイオン二次電池は、たとえば、満充電容量の８０％
まで充電すると充電を一時的に中断して、次のリチウム
イオン二次電池をさらに８０％まで充電する。全てのリ
チウムイオン二次電池を８０％まで充電した後、全ての
リチウムイオン二次電池を並列に接続して定電圧定電流
充電する。リチウムイオン二次電池は、ニッケル−カド
ミウム電池のように、定電流充電して満充電しない。満
充電に近付くにしたがって充電電流を減少させて、電池
電圧が異常に高くなるのを防止する。電池電圧が異常に
上昇すると、電池性能を著しく低下させるからである。
満充電に近付くにしたがって、充電電流を少なくするこ
とが、リチウムイオン二次電池の満充電時間を長くして
いる。電池の充電容量は、充電電流に比例して増加する
ので、充電電流が少なくなると時間当りの充電容量の増
加は少なくなる。

【００１１】リチウムイオン二次電池は、充電電流を次
第に減少させて満充電する小電流充電工程の充電時間を
短縮できない。このため、リチウムイオン二次電池を、
充電容量の大きい順番に切り換えて、満充電する従来の
充電方法は、それぞれの電池を小電流充電工程で満充電
する充電時間を短縮できない。このため、複数のリチウ
ムイオン二次電池を満充電すると、トータルの充電時間
が長くなってしまう。本発明の充電方法は、リチウムイ
オン二次電池を所定の容量まで充電した後、全てのリチ
ウムイオン二次電池を並列に接続して満充電する。この
充電方法は、複数のリチウムイオン二次電池を満充電す
るにもかかわらず、充電電流を減少させるために充電時
間が長くなってしまう小電流充電工程を１工程として、
トータルの充電時間を著しく短縮できる。たとえば、満
充電するのに３時間かかる３個のリチウムイオン二次電
池を従来の方法で充電すると、トータルの充電時間は９
時間となる。ところが、請求項２に記載される本発明の
充電方法は、トータルの充電時間を、たとえば、７時間
と著しく短縮できる。

【００１２】さらに、この充電方法は、複数の電池を並
列に接続して同時に充電するにもかかわらず、大容量の
充電器を使用する必要がない。並列に接続して満充電さ
れるリチウムイオン二次電池は、満充電に近付いている
ので、充電電流が少なく、並列にしてもトータルの充電
電流はそれほど大きくならないからである。

【００１３】請求項４に記載される複数のリチウムイオ
ン二次電池の充電方法は、いずれかの電池の充電容量が
規定容量よりも多いとき、すなわち、何れかひとつの電
池の充電容量が規定容量よりも大きいとき、充電容量の
大きいリチウムイオン二次電池を先に満充電するが、充
電器に装着された全てのリチウムイオン二次電池の充電
容量が、規定容量よりも低く、または高いときは、全て
のリチウムイオン二次電池を並列に接続して定電圧定電
流充電して満充電する。とくに、この充電方法は、充電
容量の少ないリチウムイオン二次電池を並列に接続して
同時に充電するときに、図１に示すように、リチウムイ
オン二次電池を定電流充電する時間を長くして、トータ
ルの充電時間を短縮できる特長がある。それは、複数の
リチウムイオン二次電池を並列に接続して定電流充電す
るので、定電流充電するときの充電電流は少なくなり、
電池電圧が定電圧充電する電圧まで上昇するのに時間が
かかるからである。このため、定電流充電時間を長くし
て、効率よく充電できる。定電流充電時間が長いので、
充電電流が次第に減少する定電圧充電時間を短縮して、
トータルの充電時間を短くできる。さらに、全ての電池
の充電容量が規定容量よりも大きいときは、並列に接続
して複数のリチウムイオン二次電池を短時間で満充電す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】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
の技術思想を具体化するため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。

【００１５】図２は、本発明の複数個のリチウムイオン
二次電池の充電方法に使用する充電回路を示す。この図
の充電回路は、交流の商用電源をリチウムイオン二次電
池２の充電電圧と充電電流に変換する定電圧定電流電源
１と、この定電圧定電流電源１を、装着されるリチウム
イオン二次電池２に接続するスイッチング素子３と、電
池電圧を検出してスイッチング素子３をオンオフに制御
するマイクロコンピュータ４とを備える。スイッチング
素子３がオンになると、このスイッチング素子３を介し
て定電圧定電流電源１に接続されたリチウムイオン二次
電池２が充電される。スイッチング素子３がオフになる
と、オフのスイッチング素子３を介して定電圧定電流電
源１に接続されるリチウムイオン二次電池２は充電され
なくなる。

【００１６】マイクロコンピュータ４は下記の工程で、
スイッチング素子３を制御して複数のリチウムイオン二
次電池２を満充電する。マイクロコンピュータ４は、充
電器の装着部５に装着されるリチウムイオン二次電池２
を充電する順番を記憶している。充電器は複数のリチウ
ムイオン二次電池２を順番に充電するために、複数の装
着部５を備える。装着部５にリチウムイオン二次電池２
が装着されると、リチウムイオン二次電池２の端子は、
接点を介してスイッチング素子３に接続される。このた
め、オンになったスイッチング素子３に接続されるリチ
ウムイオン二次電池２が充電される。たとえば、充電器
は、複数のリチウムイオン二次電池を装着するために、
複数の装着部１、２、３、４・・・ｎを備え、マイクロ
コンピュータ４は、装着部に装着されたリチウムイオン
二次電池を充電する順番を、たとえば、装着部１、２、
３、４・・・・ｎの順番で記憶している。

【００１７】ただ、マイクロコンピュータがリチウムイ
オン二次電池を充電する順番は、常に記憶された順番で
はない。充電を開始する前に、充電器の装着部に装着さ
れたリチウムイオン二次電池の充電容量を規定容量に比
較する。充電容量が規定容量より大きいリチウムイオン
二次電池は、マイクロコンピュータに記憶される順番に
したがって優先的に満充電する。充電容量が規定容量よ
りも低いリチウムイオン二次電池は、充電容量の大きい
電池の充電が完了した後に、記憶される順番で充電す
る。

【００１８】さらに、マイクロコンピュータは、先に装
着されたリチウムイオン二次電池を充電しているとき
に、後からリチウムイオン二次電池が装着されると、先
に装着されて充電しているリチウムイオン二次電池の充
電容量と、後から装着されたリチウムイオン二次電池の
充電容量とを比較して、充電する順番を判定する。充電
しているリチウムイオン二次電池の充電容量は、開放電
圧を測定して検出できる。開放電圧は、スイッチング素
子を一時的にオンからオフに切り換えて、充電を中断し
て測定する。後から装着されたリチウムイオン二次電池
の充電容量も、開放電圧を測定して検出できる。この電
池の開放電圧は、充電をしない状態で測定する。充電容
量を比較して、充電容量の大きいリチウムイオン二次電
池を先に充電する。したがって、充電しているリチウム
イオン二次電池の充電容量が、後から装着されたリチウ
ムイオン二次電池の充電容量よりも大きいときは、充電
しているリチウムイオン二次電池を先に満充電する。た
だ、後から装着されたリチウムイオン二次電池の充電容
量が、充電していたリチウムイオン二次電池の充電容量
よりも大きいときは、後から装着されたリチウムイオン
二次電池を充電していた電池に優先して満充電する。

【００１９】電池の充電容量を規定容量に比較するに
は、電池の開放電圧を測定して、規定電圧に比較する。
開放電圧を比較する規定電圧は、たとえば、３．９０Ｖ
／セルに設定する。２個のリチウムイオン二次電池を直
列に接続してるパック電池を充電するときは、規定電圧
を２倍の７．８０Ｖとする。同じように、Ｎ個のリチウ
ムイオン二次電池を内蔵するパック電池は、３．９０×
Ｎ（Ｖ）の規定電圧に比較し、この規定電圧よりも高い
パック電池を、充電容量が規定容量よりも大きい電池と
して優先して満充電する。ただ、本発明は充電容量を比
較する、規定電圧を、３．９０Ｖ／セルに特定しない。
規定電圧は、たとえば３．８０〜３．９５Ｖ／セルの範
囲で最適電圧に設定することもできる。

【００２０】この充電方法は、図３に示すステップで複
数のリチウムイオン二次電池を満充電する。 ［Ｎ＝１のステップ］装着部に装着されているリチウム
イオン二次電池の開放電圧を測定して充電容量を検出す
る。 ［Ｎ＝２のステップ］開放電圧が規定電圧よりも高いリ
チウムイオン二次電池、いいかえると、充電容量が規定
容量よりも大きい電池を、マイクロコンピュータに記憶
される順番で、定電圧定電流充電して満充電する。 ［Ｎ＝３］開放電圧が規定電圧よりも低いリチウムイオ
ン二次電池、いいかえると、充電容量が規定容量よりも
小さい電池を、マイクロコンピュータに記憶される順番
で定電圧定電流充電して満充電する。

【００２１】Ｎ＝２、とＮ＝３のステップにおいて、一
定の周期で、後から装着された電池がないかどうかを検
出する。装着部に電池が装着されると、電池電圧が０Ｖ
から急激に上昇するので、前回の測定電圧が０Ｖで、次
回の測定電圧が、例えば２Ｖ以上であると、後から電池
が装着されたと判定する。

【００２２】電池が装着されると、後から装着された電
池の開放電圧を測定して充電容量を検出すると共に、充
電を中断して、充電していた電池の開放電圧を測定して
この電池の充電容量を検出し、充電電池の開放電圧と、
後から装着された電池の開放電圧とを比較して、両電池
の充電容量を比較する。後から装着された電池の開放電
圧が充電している電池の開放電圧よりも高いとき、いい
かえると、後から装着された電池の充電容量が充電して
いる電池の充電容量よりも大きいときは、後から装着さ
れた電池を優先して満充電し、その後に、充電していた
電池を満充電する。後から装着された電池の開放電圧
が、充電していた電池の開放電圧よりも低いとき、いい
かえると、後から装着された電池の充電容量が、充電し
ていた電池の充電容量よりも小さいときは、充電してい
た電池の充電を再開して、充電を継続する。

【００２３】充電している電池に優先して充電されなか
った、後装着の電池は、開放電圧を規定電圧に比較し
て、充電容量を規定容量に比較する。規定電圧よりも電
池電圧が高いと、充電容量が規定容量よりも大きいと
て、残りの電池の充電容量の大きいグループに入れて、
マイクロコンピュータに記憶される順番で定電圧定電流
充電される。開放電圧が規定電圧が低いときは、充電容
量が規定容量よりも小さいと判定して、残りの電池の充
電容量の小さいグループに入れて、マイクロコンピュー
タに記憶される順番で定電圧定電流充電される。

【００２４】図４は３個のリチウムイオン二次電池を充
電する状態を示すグラフである。この図は、最初に(1)
と(2)の装着部にリチウムイオン二次電池が装着されて
おり、後から(3)の装着部にリチウムイオン二次電池が
装着された状態を示す。通常は、(1)、(2)の装着部に装
着された電池から充電されるが、(1)に装着された電池
の開放電圧が規定電圧よりも低く、(2)に装着された電
池の開放電圧が規定電圧よりも高いと、(2)の電池の充
電容量が(1)の電池の充電容量よりも大きいとして、図
に示すように、(2)の電池を優先して満充電する。その
後に(1)の電池を充電する。(1)の電池を充電していると
きに、(3)の電池が装着されると、(1)の電池の開放電圧
と、(3)の電池の開放電圧とを測定して、充電容量を比
較する。(3)の電池の開放電圧が充電している(1)の電池
の開放電圧よりも高いと、(3)の電池の充電容量が(1)の
電池の充電容量よりも大きいと判定して、図に示すよう
に(3)の電池を優先して満充電し、その後に(1)の電池の
充電を再開して満充電する。

【００２５】本発明の充電方法において、電池が満充電
されたかどうかは、たとえば、一定の周期で充電を断続
的に中断して開放電圧を測定し、開放電圧が決められた
電圧、たとえば、４．１０〜４．１５Ｖ／セル、好まし
くは４．１３Ｖ／セルまで上昇すると満充電されたと判
定する。また、定電圧定電流充電を断続的に中断して測
定する開放電圧と、充電中の充電電圧との差を測定し、
その電圧差が決められた電圧、たとえば、２０〜５０ｍ
Ｖ／セル、好ましくは４０ｍＶ／セルになると、満充電
になった判定することもできる。さらに、定電圧定電流
充電する充電電流が決められた電流、たとえば１０〜５
０ｍＡ以下になると満充電したと判定することもでき
る。

【００２６】マイクロコンピュータは下記の工程で、ス
イッチング素子を制御して複数のリチウムイオン二次電
池を満充電することもできる。マイクロコンピュータ
は、充電器の装着部に装着されるリチウムイオン二次電
池を充電する順番を記憶している。マイクロコンピュー
タは、充電を開始する前に、充電器の装着部に装着され
たリチウムイオン二次電池の電池電圧を規定電圧、例え
ば３．９０Ｖ／セルに比較して、電池の充電容量を規定
容量に比較する。規定電圧よりも高いリチウムイオン二
次電池、いいかえると、充電容量が規定容量よりも大き
い電池は、マイクロコンピュータに記憶される順番にし
たがって優先的に所定の容量まで充電される。電池電圧
が規定電圧よりも低いリチウムイオン二次電池、いいか
えると、充電容量が規定容量よりも小さい電池は、規定
電圧の高い電池の充電を完了した後に、記憶される順番
で所定の容量まで充電される。

【００２７】ただ、充電容量が規定容量よりも大きい電
池も、また、規定容量よりも小さい電池も、満充電しな
い。たとえば、開放電圧が設定電圧である４．０５Ｖ／
セルに上昇するまで充電する。充電している電池は、開
放電圧を測定するために、一定の周期で充電を中断す
る。

【００２８】全ての電池を設定電圧まで充電した後、並
列に接続して満充電する。電池の開放電圧が、４．１３
Ｖ／セルに上昇すると満充電されたとして、充電を終了
する。

【００２９】図５は以上の方法でリチウムイオン二次電
池を満充電する工程を示す。 ［Ｎ＝１のステップ］装着部に装着されているリチウム
イオン二次電池の開放電圧を測定して充電容量を検出す
る。 ［Ｎ＝２のステップ］開放電圧が規定電圧よりも高いリ
チウムイオン二次電池、いいかえると、充電容量が規定
容量よりも大きい電池を、マイクロコンピュータに記憶
される順番で、定電圧定電流充電して設定電圧まで充電
する。 ［Ｎ＝３］開放電圧が規定電圧よりも低いリチウムイオ
ン二次電池、いいかえると、充電容量が規定容量よりも
小さい電池を、マイクロコンピュータに記憶される順番
で定電圧定電流充電して設定電圧まで充電する。 ［Ｎ＝４］設定電圧まで充電された全ての電池を並列に
接続し、さらに定電圧定電流充電して満充電する。

【００３０】図６は３個のリチウムイオン二次電池を充
電する状態を示すグラフである。この図は、(1)と(2)と
(3)の装着部にリチウムイオン二次電池が装着されてい
る。マイクロコンピュータは、(1)、(2)、(3)の装着部
に装着された電池から充電されるが、(1)に装着された
電池の開放電圧が規定電圧よりも低く、(2)と(3)に装着
された電池の開放電圧が規定電圧よりも高いと、(2)と
(3)の電池の充電容量が規定容量よりも大きいと判断し
て、図に示すように、(2)と(3)の電池を優先して設定電
圧まで充電する。その後に(1)の電池を設定電圧まで充
電する。全ての電池が設定電圧まで充電されると、全て
の電池を並列に接続して、定電圧定電流充電して満充電
する。電池が設定電圧まで充電され、あるいは、満充電
されたかどうかは、一定の周期で充電を中断して開放電
圧を測定し、開放電圧が４．０５Ｖ／セルまで充電され
るか、あるいは開放電圧と充電電圧との差電圧が８０ｍ
Ｖ／セルになると設定電圧になったとして、充電を中止
し、その後、並列に接続して充電を再開し、その後、開
放電圧が４．１３Ｖ／セルまで上昇し、あるいは開放電
圧と充電電圧との差電圧が４０ｍＶ／セル以下になると
すると満充電されたと判定して充電を終了する。

【００３１】全ての電池を設定電圧である４．０５Ｖ／
セルまで充電した後、並列接続して満充電する方法は、
先に装着された電池を充電している途中で、後からリチ
ウムイオン二次電池が接続されると、後装着の電池の充
電容量と、充電している電池の充電容量を比較して、充
電容量によって下記のように処理して充電する。充電容
量は開放電圧で測定するので、開放電圧の高い電池は充
電容量が大きいと判定する。 後装着の電池の開放電圧が、充電している電池の開
放電圧よりも高く、しかも、全ての電池を並列に接続す
る設定電圧（たとえば４．０５Ｖ／セル）よりも低いと
き。このときは、後装着の電池を優先して設定電圧（た
とえば４．０５Ｖ／セル）まで充電し、その後に、先に
充電していた電池を設定電圧まで充電する。全ての電池
が設定電圧になると並列に接続して定電圧定電流充電し
て満充電する。 後装着の電池の開放電圧が、充電している電池の開
放電圧よりも高く、しかも、全ての電池を並列に接続す
る設定電圧（たとえば４．０５Ｖ／セル）よりも高いと
き。このときは、後装着の電池を設定電圧まで充電する
必要がないので、先に接続した全ての電池を設定電圧ま
で充電した後、後装着の電池と、先に装着した電池とを
並列に接続して満充電する。 後装着の電池の開放電圧が、充電している電池の開
放電圧よりも低く、しかも、全ての電池を並列に接続す
る設定電圧（たとえば４．０５Ｖ／セル）よりも低いと
き。このときは、先に装着された全ての電池が設定電圧
まで充電されていると、後装着の電池を設定電圧まで充
電した後、全ての電池を並列接続して満充電する。先に
装着された電池が設定電圧まで充電されていないとき
は、先に装着された電池を設定電圧まで充電し、順番に
したがって後装着の電池も設定電圧まで充電して、その
後に並列接続して満充電する。 後装着の電池の開放電圧が、先に装着された充電し
ている電池の開放電圧よりも低く、しかも、全ての電池
を並列に接続する設定電圧（たとえば４．０５Ｖ／セ
ル）よりも高いとき。このときは、全ての電池は設定電
圧まで充電されているので、後装着の電池の電池を先に
設定電圧まで充電している電池と並列に接続して満充電
する。

【００３２】さらに、本発明のリチウムイオン二次電池
の充電方法は、下記のようにして、充電器に装着された
複数のリチウムイオン二次電池を満充電する。この充電
方法は、マイクロコンピュータが下記のように、スイッ
チング素子を制御して複数のリチウムイオン二次電池を
満充電する。

【００３３】マイクロコンピュータは、充電器の装着部
に装着されるリチウムイオン二次電池を充電する順番を
記憶している。マイクロコンピュータは、充電を開始す
る前に、充電器の装着部に装着されたリチウムイオン二
次電池の開放電圧を規定電圧、例えば３．９０Ｖ／セル
に比較して、電池の充電容量を規定容量に比較する。い
ずれかの電池の開放電圧が規定電圧よりも高いと、規定
電圧よりも高い電池を充電容量が規定容量よりも大きい
電池として、マイクロコンピュータに記憶される順番に
したがって優先的に満充電する。開放電圧が規定電圧よ
りも低いリチウムイオン二次電池は、充電容量が規定容
量よりも小さい電池として、規定電圧の高い電池の充電
を完了した後に、記憶される順番で満充電される。いず
れかの電池の充電容量が規定容量よりも大きいときに全
ての電池を満充電する方法は、前述した方法とすること
ができる。

【００３４】しかしながら、装着された全ての電池の開
放電圧が、規定電圧よりも低く、あるいは高いとき、い
いかえると、全ての電池の充電容量が規定容量よりも小
さく、または大きいときは、全ての電池を並列に接続
し、定電圧定電流充電して満充電する。並列に接続され
たリチウムイオン二次電池は、図１の実線で示すよう
に、最初は定電流充電されて、最後には定電圧充電して
満充電される。この図の鎖線は、１個のリチウムイオン
二次電池を充電する充電電流を示している。実線は、２
個のリチウムイオン二次電池を並列に接続して満充電す
る電流カーブを示している。この図に示すように、並列
に接続されたリチウムイオン二次電池は、定電流充電さ
れるときの充電電流が少なくなる。たとえば、２個のリ
チウムイオン二次電池を並列接続して充電すると、充電
電流は１／２に減少する。

【００３５】定電流充電するときの充電電流が少なくな
るので、定電流充電される時間は長くなる。したがっ
て、所定の電圧になるまで定電流充電し、その後に定電
圧充電に移行すると、充電電流は急激に減少して満充電
される。定電流充電する工程で、満充電に近い状態に充
電されるからである。

【００３６】装着された全ての電池の開放電圧が規定電
圧よりも高く、充電容量が規定容量よりも大きくてほぼ
満充電されているときは、定電流充電されることなく、
定電圧充電して満充電される。

【００３７】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載される複数のリ
チウムイオン二次電池の充電方法は、充電しているとき
に、後から別の電池を装着しても、つねに最短の充電時
間で満充電された電池が得られる。それはこの充電方法
が、充電しているときに、後から電池が装着されると、
充電している電池と後装着の電池の充電容量を測定して
比較し、充電容量の大きい電池を先に充電するからであ
る。

【００３８】さらに、本発明の請求項２に記載される複
数のリチウムイオン二次電池の充電方法は、複数のリチ
ウムイオン二次電池を充電して、全ての電池を満充電す
るトータルの充電時間を短縮できる特長がある。それ
は、この充電方法が、全ての電池を順番に満充電するの
ではなくて、それぞれの電池を所定の充電容量まで充電
した後、並列に接続して満充電するからである。この充
電方法は、最後に定電圧充電して満充電するリチウムイ
オン二次電池に独特の充電特性を有効に利用して、トー
タルの充電時間を短縮する。リチウムイオン二次電池の
最後の定電圧充電工程は、電池電圧を一定に制限して充
電するので、充電されるにしたがって充電電流が減少す
る。この小電流充電工程は、充電電流が少ないので、充
電時間が長くなる。本発明の充電方法は、この工程にお
いて、複数の電池を同時に並列接続して充電するので、
１小電流充電工程で、複数のリチウムイオン二次電池を
満充電できる。このため、たとえば、３個のリチウムイ
オン二次電池を充電して小電流充電工程を１時間とすれ
ば、従来の方法では小電流充電工程のトータル時間が３
時間となるが、本発明の充電方法は１時間に短縮でき
る。

【００３９】さらに、本発明の請求項４に記載される複
数のリチウムイオン二次電池の充電方法は、いずれかの
電池の充電容量が規定容量よりも大きいとき、いいかえ
ると、何れかの電池が少しの充電で満充電できるとき
は、この電池を先に満充電するので、最初に満充電され
る電池を最短の充電時間で充電できる。さらに、全ての
リチウムイオン二次電池の充電容量が規定容量よりも大
きいとき、いいかえると、全ての電池を少しの充電で満
充電できるときは、全ての電池を並列に接続して、充電
するので、全ての電池を短時間で充電できる。しかも、
ほぼ満充電されているリチウムイオン二次電池は、定電
圧充電されて充電電流が少なくなるので、トータルの充
電電流を増加させることなく、全ての電池を短時間で満
充電できる。さらに、全てのリチウムイオン二次電池が
規定電圧よりも低いときも並列に接続して充電するが、
この状態で充電される電池は、定電流充電する時間を長
くして、全ての電池を短時間に満充電できる特長があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】リチウムイオン二次電池を定電流充電したのち
定電圧充電して満充電する状態を示すグラフ

【図２】本発明の複数のリチウムイオン二次電池の充電
方法に使用する充電回路を示す回路図

【図３】本発明の実施例にかかる複数のリチウムイオン
二次電池を満充電する工程を示す流れ図

【図４】図３に示す充電方法で３個のリチウムイオン二
次電池を充電する状態を示すグラフ

【図５】本発明の他の実施例にかかる複数のリチウムイ
オン二次電池を満充電する工程を示す流れ図

【図６】図５に示す充電方法で３個のリチウムイオン二
次電池を充電する状態を示すグラフ

【符号の説明】

１…定電圧定電流電源 ２…リチウムイオン二次電池 ３…スイッチング素子 ４…マイクロコンピュータ ５…装着部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電しようとする複数のリチウムイオン
   二次電池の電池電圧を検出し、充電容量の大きい電池を
   優先的に充電するリチウムイオン二次電池の充電方法に
   おいて、 リチウムイオン二次電池を充電しているときに、他のリ
   チウムイオン二次電池が装着されると、充電しているリ
   チウムイオン二次電池の充電容量と、後から装着された
   リチウムイオン二次電池の充電容量とを比較し、充電し
   ているリチウムイオン二次電池よりも後から装着された
   リチウムイオン二次電池の充電容量が多いときは、先に
   装着されて充電していたリチウムイオン二次電池の充電
   を中断して、後から装着されたリチウムイオン二次電池
   を優先して充電し、先に装着されて充電していたリチウ
   ムイオン二次電池の充電容量が、後から装着されたリチ
   ウムイオン二次電池の充電容量よりも多いときは、後か
   ら装着されたリチウムイオン二次電池に優先して、先に
   装着されて充電していたリチウムイオン二次電池を優先
   して充電することを特徴とする複数のリチウムイオン二
   次電池の充電方法。
2. 【請求項２】 充電しようとする複数のリチウムイオン
   二次電池の電池電圧を検出し、充電容量の多いリチウム
   イオン二次電池を優先的に充電するリチウムイオン二次
   電池の充電方法において、 複数のリチウムイオン二次電池を、所定の充電容量まで
   充電されるが満充電される前に充電を停止し、その後、
   満充電されていない全てのリチウムイオン二次電池を並
   列に接続して同時に定電圧定電流充電して満充電するこ
   とを特徴とする複数のリチウムイオン二次電池の充電方
   法。
3. 【請求項３】 複数のリチウムイオン二次電池を所定の
   充電容量まで充電した後、全てのリチウムイオン二次電
   池を並列に接続して同時に定電圧定電流充電することを
   特徴とする請求項１に記載される複数のリチウムイオン
   二次電池の充電方法。
4. 【請求項４】 充電しようとする複数のリチウムイオン
   二次電池の電池電圧を検出し、充電容量の大きいリチウ
   ムイオン二次電池を優先的に充電するリチウムイオン二
   次電池の充電方法において、 いずれかのリチウムイオン二次電池の充電容量が規定容
   量よりも大きいときは、充電容量が規定容量より大きい
   リチウムイオン二次電池を優先的に充電し、全てのリチ
   ウムイオン二次電池の充電容量が規定容量よりも少ない
   ときは、又は全てのリチウムイオン二次電池の充電容量
   が規定容量よりも多いときは、全てのリチウムイオン二
   次電池を並列に接続して定電圧定電流充電することを特
   徴とする複数のリチウムイオン二次電池の充電方法。