JPH1014125A - ニッケルカドミウム2次電池またはニッケル水素2次電池の充電方法及びその装置 - Google Patents

ニッケルカドミウム2次電池またはニッケル水素2次電池の充電方法及びその装置

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JPH1014125A
JPH1014125A JP8164597A JP16459796A JPH1014125A JP H1014125 A JPH1014125 A JP H1014125A JP 8164597 A JP8164597 A JP 8164597A JP 16459796 A JP16459796 A JP 16459796A JP H1014125 A JPH1014125 A JP H1014125A
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JP
Japan
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charging
battery
nickel
temperature
secondary battery
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JP8164597A
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English (en)
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Yasuo Goi
保夫 五井
Yuichi Sato
雄一 佐藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニッケルカドミウム2次電池またはニッケル
水素2次電池の充電に際し、電池温度が充電許容温度範
囲の上限付近で充電が開始された場合でも確実に満充電
完了までの充電を行う。 【解決手段】 充電時は常時、電圧検出回路7で電池電
圧を、サーミスタ4及び温度検出回路8で電池温度をそ
れぞれ検出する。充電制御回路12は電圧および温度の各
検出信号に基づいて、逐次、電池温度に対応した急速充
電電流値と最適充電時間を算出する。電流セレクト回路
14はその充電電流値を可変定電流制御回路15に設定し、
可変定電流制御回路15は、電池温度に最適な電流をニッ
カド電池2に供給して、急速充電中における電池の自己
発熱を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケルカドミウ
ム2次電池またはニッケル水素2次電池の充電方法及び
その装置に関するものである。以下、ニッケルカドミウ
ム2次電池(単にニッカド電池と称する)で説明する。
【0002】
【従来の技術】従来のニッカド電池の充電装置は、図5
に示したように構成されている。図5において、1は充
電装置、2はニッカド電池である。ニッカド電池2は、
ニッカド電池本体3と、ニッカド電池本体3に密着して
設けられたサーミスタ4とからなっている。充電装置1
は、DC入力部に配置されたトランジスタスイッチ5、
充電時に、トランジスタスイッチ5を介してDC入力を
受け入れ、ニッカド電池本体3に対して一定の電流を供
給する定電流制御回路6、ニッカド電池本体3の端子間
電圧を検出する電圧検出回路7、サーミスタ4と共に電
池の温度を検出する温度検出回路8、電圧検出回路7お
よび温度検出回路8の検出信号を受けてトランジスタス
イッチ5のオン・オフ動作を制御する充電制御回路9か
ら構成されている。
【0003】次に、上記従来例の充電動作について、図
6のフローチャートを参照しながら説明する。充電動作
開始(S-1)後、温度検出回路8がサーミスタ4からの信
号により電池温度を検出し(S-2)、その検出信号に基づ
いて、充電制御回路9は、電池温度がニッカド電池に規
定されている充電許容温度内であれば(S-3)、トランジ
スタスイッチ5をオンにし、急速充電を開始する(S-
4)。
【0004】次いで、充電制御回路9は、急速充電開始
からの経過時間と電池温度と電池電圧を常時監視(S-
5),(S-8),(S-10)し、ニッカド電池に規定されてい
る最大充電時間、あるいは充電許容温度以上の電池温度
が検出されなければ(S-7),(S-9)、充電を継続し、検
出された場合は充電を停止する(S-14)。また−ΔV検
出(急速充電中の電池電圧が上昇から下降に変化した点
を−ΔV検出と規定している)か、電池に規定されてい
る最大急速充電時間を検出した場合(S-11),(S-6)は
微小電流による充電(以下、トリクル充電と称す)に移行
し(S-12)、最大充電時間を経て(S-13)、充電を停止す
るようになっている(S-14)。
【0005】この時の充電特性を図7に示す。急速充電
開始後は一定の充電電流値で充電され、−ΔV検出後は
トリクル充電に移行し、その後は最大充電時間検出で充
電が終了する制御になっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の充電装置におい
ては、電池の充電許容温度範囲のすべてにおいて、常時
定電流制御回路6が一定の電流値で充電を行っているた
め、電池の状態に応じた最善の充電方法であるとはいえ
なかった。特に電池自体の温度が充電許容温度範囲内の
上限付近にあり、そこから充電が開始された場合、充電
中に起こる電池自体の自己発熱の影響により、短時間の
間に電池温度が上昇し、充電許容温度範囲を越えてしま
う可能性がある。つまり充電が不十分のまま温度上昇防
止手段が働き、満充電完了前に充電が停止するといった
問題が生じていた。
【0007】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、電池温度が充電許容温度範囲の上限付近で充電が
開始された場合でも満充電を可能にする充電方法及びそ
の装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のニッカド電池の充電方法は、急速充電中に
おこる電池の自己発熱を抑制するように、常時検出する
電池温度に対応して充電電流値を逐次設定し、供給する
ようにしたものである。
【0009】また、本発明のニッカド電池の充電装置
は、直流の供給をオン,オフするスイッチ手段と、電池
の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、電池本体の温
度を検出する温度検出手段と、充電時間制御部を含み、
充電時に常時検出する電圧検出手段および温度検出手段
の各検出信号に基づいて充電時間を算出しかつカウント
するとともに、電池温度に対応した充電電流値を算出す
る充電制御手段と、その充電制御手段が算出した充電電
流値に基づいて電流値を設定する電流セレクト手段と、
トリクル充電電流制御部を含み、電流セレクト手段が設
定した充電電流を電池に供給する可変定電流制御手段と
から構成される。
【0010】上記充電方法及び装置によれば、常時検出
する電池温度の情報に基づいて、その温度に最適な充電
電流値を逐次設定、供給するので、充電における電池の
自己発熱を抑制することができ、これによって、電池温
度が充電許容温度範囲を越えることがなく、安全、かつ
満充電完了まで充電を行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態について詳細に
説明する。図1は、本発明の一実施の形態におけるニッ
カド充電装置の構成を示したものである。図5と同一の
ものには同一符号を付してあり、また、11は充電装置、
12は充電時間制御部13を含み、充電時に常時検出する電
圧検出回路7および温度検出回路8の各検出信号に基づ
いて充電時間を算出しかつカウントするとともに、電池
温度に対応した充電電流値を算出する充電制御回路、14
はその充電制御回路12が算出した充電電流値に基づいて
電流値を設定する電流セレクト回路、15はトリクル充電
電流制御部16を含み、電流セレクト回路14が設定した充
電電流をニッカド電池本体3に供給する可変定電流制御
回路である。
【0012】次に、本実施の形態における動作を図2及
び図3を参照しながら説明する。まず、図2の充電動作
フローチャートにおいて、充電する電池を充電装置にセ
ットして充電動作を開始する(S-21)。充電制御回路12
は、サーミスタ4と温度検出回路8が検出した(S-22)
電池温度情報を受け取り、電池温度が充電許容温度範囲
内であるかどうかを判定する(S-23)。判定結果、電池
温度が充電許容温度範囲外であれば、許容温度内に入る
まで充電のペンディング状態を続ける(充電を行わず、
温度検出を継続する)。
【0013】また、判定結果が充電許容温度範囲内であ
れば、充電制御回路12がその電池温度に最適な充電電流
値を算出し(S-24)、電流値の制御信号を電流セレクト
回路14へ与える(S-25)。制御信号を受けた電流セレク
ト回路14は、その電流値を可変定電流制御回路15へ設定
する(S-26)。また充電制御回路12は電流値設定と同時
にその充電電流値に応じた急速充電の時間を算出し、急
速充電の時間として最大急速充電時間を充電タイマーに
設定する(S-27)。以上のプロセスが終了した上で、充
電制御回路12はトランジスタスイッチ5をONにし、可
変定電流制御回路15を駆動して急速充電を開始する(S-
28)。
【0014】次に、図3のフローチャートにおいて、急
速充電開始(S-31)後、充電制御回路12は急速充電時間
のカウントを行う(S-32)とともに最大充電時間のカウ
ントも行う。急速充電の経過時間と設定した最大急速充
電時間とを比較し(S-33)、経過時間が設定時間を越え
た場合、充電制御回路12は電流セレクト回路14にトリク
ル充電電流信号を与え、電流セレクト回路14は可変定電
流制御回路15内のトリクル充電電流制御部16を駆動して
トリクル充電に移行し(S-40)、最大充電時間までトリ
クル充電を続ける(S-41)。
【0015】急速充電の経過時間が設定時間を越えてい
ない場合は、電池電圧の検出へ移行する(S-34)。電圧
検出で急激な電圧降下が検出されない場合(S-35)は電
池温度の検出へ移行する(S-42)。電圧検出で電圧降下
が検出された場合(S-35)、その電圧降下が、電池温度
の上昇により充電電流値を変更したために起こったかど
うかを確認し(S-36)、充電電流値の変更に伴って電池
電圧が降下したときは(S-37)、−ΔV検出とみなさず
に電池温度の検出へ移行する(S-42)。電池温度検出の
結果、電池温度が充電許容温度範囲外であれば(S-4
3)、充電制御回路12はトランジスタスイッチ5をOFF
にし、充電を停止させる(S-49)。
【0016】許容温度範囲内でかつ上限値付近であった
ならば(S-44)、充電制御回路12はその電池温度に最適
な充電電流値を算出し直し(S-45)、電流値の制御信号
を電流セレクト回路14へ与える(S-46)。制御信号を受
けた電流セレクト回路14は、その電流値を可変定電流制
御回路15へ設定する(S-47)。また充電制御回路12は、
電流値算出と同時にその充電電流値に応じた急速充電の
時間を算出し、充電タイマーに設定して(S-48)、そこ
から改めて急速充電の時間カウントを行う。以上のプロ
セスが終了したら充電時間検出のステップへ戻る。ま
た、電池温度が許容温度範囲内でかつ上限値付近でなか
ったならば(S-44)、同様に充電時間検出のステップへ
戻る。
【0017】このようなプロセスを繰り返し行い、電池
電圧検出の結果、急激な電圧降下が検出され(S-35)、
かつ充電電流値の変更によるものでない場合(S-37)は
満充電の−ΔVと判断し、充電制御回路12は電流セレク
ト回路14にトリクル充電電流の制御信号を与え(S-3
8)、電流セレクト回路14は可変定電流制御回路15内のト
リクル充電電流制御部16を駆動して(S-39)トリクル充
電に移行し(S-40)、その後、最大充電時間の終了(S-4
1)で、充電制御回路12はトランジスタスイッチ5をOF
Fにして充電を停止する(S-49)。
【0018】以上の充電制御による充電特性の一例を図
4に示す。電池温度が充電許容温度の上限付近に差し掛
かったとき、その電池温度に対応した電流値まで充電電
流を下げることで電池温度の上昇を抑制する。このよう
な充電プロセスを繰り返し行うことで、電池温度が充電
許容温度範囲の上限値を超えることなく、満充電を確実
に行うことが可能となる。
【0019】なお、上記実施の形態においては、ニッカ
ド電池(ニッケルカドミウム2次電池)の充電装置につい
て説明したが、ニッケル水素2次電池の充電にも全く同
様に適用されるものである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の充電装置
は、充電許容温度範囲の上限付近で充電が開始された場
合でも、満充電到達前に急速充電が停止することはな
く、安全、かつ確実に満充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるニッカド電池充
電装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態における急速充電開始ま
での動作を示すフローチャートである。
【図3】本発明の一実施の形態における急速充電開始以
降の充電制御プロセスを示すフローチャートである。
【図4】本発明の一実施の形態における充電特性を示す
図である。
【図5】従来例のニッカド電池充電装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図6】従来例の充電制御プロセスを示すフローチャー
トである。
【図7】従来例の充電特性を示す図である。
【符号の説明】
2…ニッカド電池、 3…ニッカド電池本体、 4…サ
ーミスタ、 5…トランジスタスイッチ、 7…電圧検
出回路、 8…温度検出回路、 11…充電装置、12…充
電制御回路、 13…充電時間制御部、 14…電流セレク
ト回路、 15…可変定電流制御回路、 16…トリクル充
電電流制御部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01M 10/44 101 H01M 10/44 101 10/48 301 10/48 301

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 急速充電を開始後、電池電圧と電池温度
    を常時監視し、−ΔVあるいは最大急速充電時間を検出
    したときトリクル充電に移行するニッケルカドミウム2
    次電池またはニッケル水素2次電池の充電方法におい
    て、急速充電中におこる電池の自己発熱を抑制するよう
    に、常時検出する電池温度に対応して充電電流値を逐次
    設定し、供給することを特徴とするニッケルカドミウム
    2次電池またはニッケル水素2次電池の充電方法。
  2. 【請求項2】 ニッケルカドミウム2次電池またはニッ
    ケル水素2次電池を充電する充電装置であって、直流の
    供給をオン,オフするスイッチ手段と、電池の端子間電
    圧を検出する電圧検出手段と、電池本体の温度を検出す
    る温度検出手段と、充電時間制御部を含み、充電時に常
    時検出する電圧検出手段および温度検出手段の各検出信
    号に基づいて充電時間を算出しかつカウントするととも
    に、電池温度に対応した充電電流値を算出する充電制御
    手段と、前記充電制御手段が算出した充電電流値に基づ
    いて電流値を設定する電流セレクト手段と、トリクル充
    電電流制御部を含み、前記電流セレクト手段が設定した
    充電電流を前記電池に供給する可変定電流制御手段とか
    らなることを特徴とするニッケルカドミウム2次電池ま
    たはニッケル水素2次電池の充電装置。
JP8164597A 1996-06-25 1996-06-25 ニッケルカドミウム2次電池またはニッケル水素2次電池の充電方法及びその装置 Pending JPH1014125A (ja)

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