JPH10210677A - 充電装置 - Google Patents
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- JPH10210677A JPH10210677A JP9007277A JP727797A JPH10210677A JP H10210677 A JPH10210677 A JP H10210677A JP 9007277 A JP9007277 A JP 9007277A JP 727797 A JP727797 A JP 727797A JP H10210677 A JPH10210677 A JP H10210677A
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の充電装置では、たとえばリチウムイオ
ン電池など、常に満充電を要求される用途の電池の場
合、連続して満充電の電圧による充電を連続すると、電
池としてのサイクル寿命が短くなる。 【解決手段】 電源回路１と、充電電流と充電電圧を制
御する定電流・定電圧充電制御手段２と、リチウムイオ
ン電池７などの２次電池の電池電圧検知手段４と、充電
電流検知手段６と、電池装着検知手段８と、電池装着検
知手段８からの信号を受け２次電池の充電装置装着時間
と２次電池の充電装置より離れている時間の計時手段９
と、計時手段９からの情報で定電流・定電圧充電の電圧
値を設定し、定電流・定電圧充電制御手段２にその設定
値を伝達する制御手段１０とを備え、２次電池の装着平
均時間と２次電池が離れている平均時間に対応した定電
流充電の電流値および定電圧充電の電圧値で充電を行う
充電装置の構成とし、２次電池にとって最良の充電状態
を維持させる。
ン電池など、常に満充電を要求される用途の電池の場
合、連続して満充電の電圧による充電を連続すると、電
池としてのサイクル寿命が短くなる。 【解決手段】 電源回路１と、充電電流と充電電圧を制
御する定電流・定電圧充電制御手段２と、リチウムイオ
ン電池７などの２次電池の電池電圧検知手段４と、充電
電流検知手段６と、電池装着検知手段８と、電池装着検
知手段８からの信号を受け２次電池の充電装置装着時間
と２次電池の充電装置より離れている時間の計時手段９
と、計時手段９からの情報で定電流・定電圧充電の電圧
値を設定し、定電流・定電圧充電制御手段２にその設定
値を伝達する制御手段１０とを備え、２次電池の装着平
均時間と２次電池が離れている平均時間に対応した定電
流充電の電流値および定電圧充電の電圧値で充電を行う
充電装置の構成とし、２次電池にとって最良の充電状態
を維持させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器、情報通
信機器等の電源として用いられる２次電池の充電装置に
関する。
信機器等の電源として用いられる２次電池の充電装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器、情報通信機器等では電
源として電池を用いるが、前記電池としてはマンガン乾
電池に代表される充電不可能な１次電池から、次第にニ
ッケルカドミウム蓄電池、リチウムイオン電池等の充電
して何度も繰り返し使用できる２次電池が多く使用され
るようになってきている。その中でもコードレス電話機
は、電源として２次電池を使用する割合が高い。そし
て、携帯機器としての性格上、連続使用時間はできるだ
け長い方がよく、その一方で、電話機であることから常
に十分な使用時間が確保されている必要がある。そのた
め、電池は常に満充電状態を維持することが求められて
いる。
源として電池を用いるが、前記電池としてはマンガン乾
電池に代表される充電不可能な１次電池から、次第にニ
ッケルカドミウム蓄電池、リチウムイオン電池等の充電
して何度も繰り返し使用できる２次電池が多く使用され
るようになってきている。その中でもコードレス電話機
は、電源として２次電池を使用する割合が高い。そし
て、携帯機器としての性格上、連続使用時間はできるだ
け長い方がよく、その一方で、電話機であることから常
に十分な使用時間が確保されている必要がある。そのた
め、電池は常に満充電状態を維持することが求められて
いる。
【０００３】しかし、一般的に２次電池にとって、連続
充電は性能劣化につながりやすい。特にリチウムイオン
電池は、連続して満充電の電圧による充電を連続する
と、サイクル寿命が短くなる傾向が強い。また、ニッケ
ル水素電池も、電池温度が高い状態が続くことになり、
負極の水素吸蔵合金が酸化されやすくなって、電池とし
ての寿命がやはり大幅に短くなりやすい。
充電は性能劣化につながりやすい。特にリチウムイオン
電池は、連続して満充電の電圧による充電を連続する
と、サイクル寿命が短くなる傾向が強い。また、ニッケ
ル水素電池も、電池温度が高い状態が続くことになり、
負極の水素吸蔵合金が酸化されやすくなって、電池とし
ての寿命がやはり大幅に短くなりやすい。
【０００４】その一方で、２次電池に対しては短時間で
充電を行う急速充電の要求も大変強い。急速充電は、一
般的にサイクル特性と呼ばれる充・放電を繰り返すこと
ができる回数や、その他、電池としての基本的特性への
影響も大きく、充電電流・電圧を精密に制御する必要が
ある。
充電を行う急速充電の要求も大変強い。急速充電は、一
般的にサイクル特性と呼ばれる充・放電を繰り返すこと
ができる回数や、その他、電池としての基本的特性への
影響も大きく、充電電流・電圧を精密に制御する必要が
ある。
【０００５】以下、リチウムイオン電池を充電する場合
の従来の充電装置を図面を使用して説明する。
の従来の充電装置を図面を使用して説明する。
【０００６】図６は従来のリチウムイオン電池用の定電
流・定電圧充電装置のブロック図である。
流・定電圧充電装置のブロック図である。
【０００７】図中の１は充電装置に電力を供給する電源
回路、３は電池電圧を検出する電池電圧検出抵抗群、４
は電池電圧検出抵抗群３の信号を受けて電池電圧を検知
する電池電圧検知手段、５は電池に流れる電流を検出す
る充電電流検出抵抗、６は充電電流検出抵抗５の信号を
受けて電池に流れる電流を検知する充電電流検知手段、
７は充電される対象であるリチウムイオン電池、１０は
電池電圧検知手段４と充電電流検知手段６からの信号を
受けて充電制御を行う制御手段、１１はリチウムイオン
電池７の温度を検知する電池温度検知手段、１５は定電
流充電を制御する定電流充電制御手段、１６は定電圧充
電を制御する定電圧充電制御手段、１７は定電流充電制
御手段１５とリチウムイオン電池７のＯＮ／ＯＦＦを行
うトランジスタＱ１からなる切換え手段、１８は定電圧
充電制御手段１６とリチウムイオン電池７のＯＮ／ＯＦ
Ｆを行うトランジスタＱ２からなる切換え手段であり、
これらの各構成要素によって充電装置が構成されてい
る。
回路、３は電池電圧を検出する電池電圧検出抵抗群、４
は電池電圧検出抵抗群３の信号を受けて電池電圧を検知
する電池電圧検知手段、５は電池に流れる電流を検出す
る充電電流検出抵抗、６は充電電流検出抵抗５の信号を
受けて電池に流れる電流を検知する充電電流検知手段、
７は充電される対象であるリチウムイオン電池、１０は
電池電圧検知手段４と充電電流検知手段６からの信号を
受けて充電制御を行う制御手段、１１はリチウムイオン
電池７の温度を検知する電池温度検知手段、１５は定電
流充電を制御する定電流充電制御手段、１６は定電圧充
電を制御する定電圧充電制御手段、１７は定電流充電制
御手段１５とリチウムイオン電池７のＯＮ／ＯＦＦを行
うトランジスタＱ１からなる切換え手段、１８は定電圧
充電制御手段１６とリチウムイオン電池７のＯＮ／ＯＦ
Ｆを行うトランジスタＱ２からなる切換え手段であり、
これらの各構成要素によって充電装置が構成されてい
る。
【０００８】図７は、リチウムイオン電池の充電を行っ
た場合の一般的な電池電圧および充電電流の時間変化を
示したグラフであり、グラフ中のｉ１は定電流充電を行
っている間の電流値、ｉ２は定電流充電後の低電圧充電
を終了するときの電流値、ｔ０は充電が始まる時点、ｔ
１は定電流充電から定電圧充電に移行する時点、ｔ２は
充電が終了する時点である。
た場合の一般的な電池電圧および充電電流の時間変化を
示したグラフであり、グラフ中のｉ１は定電流充電を行
っている間の電流値、ｉ２は定電流充電後の低電圧充電
を終了するときの電流値、ｔ０は充電が始まる時点、ｔ
１は定電流充電から定電圧充電に移行する時点、ｔ２は
充電が終了する時点である。
【０００９】図８は、コードレス電話機等で常に満充電
を維持する必要がある場合に使用されるリチウムイオン
電池の充電を行った場合の、一般的な電池電圧および充
電電流の変化を示したグラフであり、グラフ中のｉ１は
定電流充電を行っている間の電流値、ｉ２は定電圧充電
後の補充電の電流値、ｔ０は充電が始まる時点、ｔ１は
定電流充電から定電圧充電に移行する時点、ｔ２は充電
が終了し、満充電状態を維持するための補充電に移行す
る時点である。
を維持する必要がある場合に使用されるリチウムイオン
電池の充電を行った場合の、一般的な電池電圧および充
電電流の変化を示したグラフであり、グラフ中のｉ１は
定電流充電を行っている間の電流値、ｉ２は定電圧充電
後の補充電の電流値、ｔ０は充電が始まる時点、ｔ１は
定電流充電から定電圧充電に移行する時点、ｔ２は充電
が終了し、満充電状態を維持するための補充電に移行す
る時点である。
【００１０】以下、従来の充電装置の動作を、図６〜図
８を使用して説明する。一般にリチウムイオン電池は、
一定電圧（負極にコークス系のカーボンを使用している
タイプでは４．２Ｖ、グラファイト系のカーボンを使用
しているタイプでは４．１Ｖ）に到達するまでは充電を
行い、その後は、その電圧において定電圧充電を行う定
電流・定電圧充電方式によって充電が行われる。
８を使用して説明する。一般にリチウムイオン電池は、
一定電圧（負極にコークス系のカーボンを使用している
タイプでは４．２Ｖ、グラファイト系のカーボンを使用
しているタイプでは４．１Ｖ）に到達するまでは充電を
行い、その後は、その電圧において定電圧充電を行う定
電流・定電圧充電方式によって充電が行われる。
【００１１】最初に一般的な充電動作について図６、図
７を使用して説明する。この充電装置にリチウムイオン
電池７が接続されると、制御手段１０は電池電圧検出抵
抗群３からの情報を受けて、充電が可能かどうかの判断
を行う。一般的に充電開始時にリチウムイオン電池７の
電圧が高すぎたりした場合には、リチウムイオン電池７
の状態が充電には不適と判断されて実施されない。
７を使用して説明する。この充電装置にリチウムイオン
電池７が接続されると、制御手段１０は電池電圧検出抵
抗群３からの情報を受けて、充電が可能かどうかの判断
を行う。一般的に充電開始時にリチウムイオン電池７の
電圧が高すぎたりした場合には、リチウムイオン電池７
の状態が充電には不適と判断されて実施されない。
【００１２】さて、充電が可能と判断されれば、制御手
段１０は定電流充電用のトランジスタＱ１をＯＮにし、
リチウムイオン電池７と定電流充電制御手段１５を接続
する。
段１０は定電流充電用のトランジスタＱ１をＯＮにし、
リチウムイオン電池７と定電流充電制御手段１５を接続
する。
【００１３】この定電流充電の期間は、図７においてｔ
０〜ｔ１に該当する。この間、充電電流は充電電流検出
抵抗５で検知され、充電電流検知手段６により制御手段
１０に伝達され、さらに、定電流充電制御手段１５によ
って一定の電流ｉ１に維持される。その後、充電が進行
するにつれて電池電圧は次第に上昇する。電池電圧が一
定電圧（図７におけるＶ１）に到達すると（図７におけ
るｔ１の時点）、制御手段１０は電池電圧検出抵抗群
３、電池電圧検知手段４を通して検出し、切換え手段１
８のトランジスタＱ１をＯＦＦに制御し、切換え手段１
８のトランジスタＱ２をＯＮに制御し、定電流充電から
定電圧への切換えを行う。この間、充電電圧は電池電圧
検出抵抗群３で検知され、電池電圧検知手段４により制
御手段１０に伝達され、さらに定電圧充電制御手段１６
によって一定の電圧Ｖ１に維持される。
０〜ｔ１に該当する。この間、充電電流は充電電流検出
抵抗５で検知され、充電電流検知手段６により制御手段
１０に伝達され、さらに、定電流充電制御手段１５によ
って一定の電流ｉ１に維持される。その後、充電が進行
するにつれて電池電圧は次第に上昇する。電池電圧が一
定電圧（図７におけるＶ１）に到達すると（図７におけ
るｔ１の時点）、制御手段１０は電池電圧検出抵抗群
３、電池電圧検知手段４を通して検出し、切換え手段１
８のトランジスタＱ１をＯＦＦに制御し、切換え手段１
８のトランジスタＱ２をＯＮに制御し、定電流充電から
定電圧への切換えを行う。この間、充電電圧は電池電圧
検出抵抗群３で検知され、電池電圧検知手段４により制
御手段１０に伝達され、さらに定電圧充電制御手段１６
によって一定の電圧Ｖ１に維持される。
【００１４】一般にリチウムイオン電池への定電圧充電
は、充電電流値が一定値（図７におけるｉ２）になる
と、満充電になったとして停止される。この充電装置に
おいては、電流ｉ２が充電電流検出抵抗５で検知され、
充電電流検知手段６により制御手段１０に伝達されて満
充電に到達されたと判定されると、制御手段１０はトラ
ンジスタＱ２をＯＦＦにして、リチウムイオン電池７と
定電圧充電制御手段１６を切り放して充電を終了する
（図７におけるｔ２の時点）。
は、充電電流値が一定値（図７におけるｉ２）になる
と、満充電になったとして停止される。この充電装置に
おいては、電流ｉ２が充電電流検出抵抗５で検知され、
充電電流検知手段６により制御手段１０に伝達されて満
充電に到達されたと判定されると、制御手段１０はトラ
ンジスタＱ２をＯＦＦにして、リチウムイオン電池７と
定電圧充電制御手段１６を切り放して充電を終了する
（図７におけるｔ２の時点）。
【００１５】この充電動作の場合、充電そのものは問題
なく行われるが、充電終了後に全く補充電が実施されな
いために、図６のｔ２以降の電池電圧カーブのように、
自己放電によってリチウムイオン電池７の容量が次第に
減少し、電池電圧も低下する。
なく行われるが、充電終了後に全く補充電が実施されな
いために、図６のｔ２以降の電池電圧カーブのように、
自己放電によってリチウムイオン電池７の容量が次第に
減少し、電池電圧も低下する。
【００１６】そのため、自己放電した後には、満充電の
ときよりも機器の使用時間は短くなり、ユーザーにとっ
ては使い勝手が悪くなる。
ときよりも機器の使用時間は短くなり、ユーザーにとっ
ては使い勝手が悪くなる。
【００１７】つぎに、この点を改良し、常に満充電を維
持する必要がある場合に使用されるリチウムイオン電池
の充電を行った場合の充電動作について、図６、図８を
使用して説明する。
持する必要がある場合に使用されるリチウムイオン電池
の充電を行った場合の充電動作について、図６、図８を
使用して説明する。
【００１８】この場合、図６に示す充電装置の構成、定
電流充電・定電圧充電の動作は前述と全く同一であるの
で、その説明は省略する。図８において、ｔ２以降の時
間が、満充電を維持するための補充電の期間に該当す
る。リチウムイオン電池７は、一定電圧Ｖ１で定電圧充
電を連続して行うことにより満充電の状態が維持され、
ユーザーはいつでも最長の使用時間（コードレス電話機
の場合ならば通話時間）を得ることができる。
電流充電・定電圧充電の動作は前述と全く同一であるの
で、その説明は省略する。図８において、ｔ２以降の時
間が、満充電を維持するための補充電の期間に該当す
る。リチウムイオン電池７は、一定電圧Ｖ１で定電圧充
電を連続して行うことにより満充電の状態が維持され、
ユーザーはいつでも最長の使用時間（コードレス電話機
の場合ならば通話時間）を得ることができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
充電装置でコードレス電話機等の常に満充電を要求され
る用途のために、電池を常に満充電状態に維持すると性
能劣化につながり易い。
充電装置でコードレス電話機等の常に満充電を要求され
る用途のために、電池を常に満充電状態に維持すると性
能劣化につながり易い。
【００２０】特にリチウムイオン電池は、連続して満充
電の電圧による充電を連続すると、サイクル寿命が大幅
に短くなってしまう。また、ニッケル水素電池も電池温
度が高い状態が続くことになり、負極の水素吸蔵合金が
酸化されやすくなって、電池としての寿命がやはり大幅
に短くなるという欠点を有していた。
電の電圧による充電を連続すると、サイクル寿命が大幅
に短くなってしまう。また、ニッケル水素電池も電池温
度が高い状態が続くことになり、負極の水素吸蔵合金が
酸化されやすくなって、電池としての寿命がやはり大幅
に短くなるという欠点を有していた。
【００２１】本発明は上記課題を解決するものであり、
常に満充電を要求される用途の電池でも、その性能を劣
化させないように充電させる充電装置を提供することを
目的とする。
常に満充電を要求される用途の電池でも、その性能を劣
化させないように充電させる充電装置を提供することを
目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、電池を定電流、定電圧の順に充電する充電装
置であって、電源回路と、充電電流と充電電圧を制御す
る定電流・定電圧充電制御手段と、電池電圧検知手段
と、充電電流検知手段と、電池装着検知手段と、前記電
池装着検知手段からの信号を受け電池の充電装置装着時
間と電池の充電装置離間時間の計時手段と、前記計時手
段からの情報で定電流・定電圧充電の電圧値を設定し、
前記定電流・定電圧充電制御手段にその設定値を伝達す
る制御手段を備え、電池の装着平均時間と電池の離間平
均時間に対応した定電流の電流値および定電圧の電圧値
で充電を行う充電装置の構成とする。
するため、電池を定電流、定電圧の順に充電する充電装
置であって、電源回路と、充電電流と充電電圧を制御す
る定電流・定電圧充電制御手段と、電池電圧検知手段
と、充電電流検知手段と、電池装着検知手段と、前記電
池装着検知手段からの信号を受け電池の充電装置装着時
間と電池の充電装置離間時間の計時手段と、前記計時手
段からの情報で定電流・定電圧充電の電圧値を設定し、
前記定電流・定電圧充電制御手段にその設定値を伝達す
る制御手段を備え、電池の装着平均時間と電池の離間平
均時間に対応した定電流の電流値および定電圧の電圧値
で充電を行う充電装置の構成とする。
【００２３】本発明によれば、電池の充電装置への装着
平均時間と電池の離間平均時間に対応した定電流の電流
値および定電圧の電圧値で充電を行うので、リチウムイ
オン電池等のように、常に満充電を要求される用途の電
池でも、その性能を劣化させないように充電させる充電
装置を実現できる。
平均時間と電池の離間平均時間に対応した定電流の電流
値および定電圧の電圧値で充電を行うので、リチウムイ
オン電池等のように、常に満充電を要求される用途の電
池でも、その性能を劣化させないように充電させる充電
装置を実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、電池を定電流、定電圧の順に充電する充電装置であ
って、充電装置に電力を供給する電源回路と、前記電源
回路に接続され、充電電流と充電電圧を制御する定電流
・定電圧充電制御手段と、充電対象である電池の電圧を
検知する電圧検知手段と、充電電流を検知する電流検知
手段と、前記電池が充電装置に装着されたことを検知す
る電池装着検知手段と、前記電池装着検知手段からの電
池が装着されたか否かの信号を受けて、電池が充電装置
に装着されている時間と電池が充電装置から離れている
時間を計時する計時手段と、前記計時手段からの情報の
伝達を受けて、前記電池の定電流充電の電流値および定
電圧充電の電圧値を設定し、定電流・定電圧充電制御手
段に、その設定値を伝達する制御手段とを備え、電池が
充電装置に装着されている平均時間と電池が充電装置か
ら離れている平均時間に対応した定電流充電の電流値お
よび定電圧充電の電圧値で充電を行う充電装置であり、
電池を定電流、定電圧の順に充電するにおいて、電池に
とって最適な充電仕様の充電条件で充電ができ、常に満
充電を要求される用途の電池でも、その性能を劣化させ
ないように充電させるという作用を有する。
は、電池を定電流、定電圧の順に充電する充電装置であ
って、充電装置に電力を供給する電源回路と、前記電源
回路に接続され、充電電流と充電電圧を制御する定電流
・定電圧充電制御手段と、充電対象である電池の電圧を
検知する電圧検知手段と、充電電流を検知する電流検知
手段と、前記電池が充電装置に装着されたことを検知す
る電池装着検知手段と、前記電池装着検知手段からの電
池が装着されたか否かの信号を受けて、電池が充電装置
に装着されている時間と電池が充電装置から離れている
時間を計時する計時手段と、前記計時手段からの情報の
伝達を受けて、前記電池の定電流充電の電流値および定
電圧充電の電圧値を設定し、定電流・定電圧充電制御手
段に、その設定値を伝達する制御手段とを備え、電池が
充電装置に装着されている平均時間と電池が充電装置か
ら離れている平均時間に対応した定電流充電の電流値お
よび定電圧充電の電圧値で充電を行う充電装置であり、
電池を定電流、定電圧の順に充電するにおいて、電池に
とって最適な充電仕様の充電条件で充電ができ、常に満
充電を要求される用途の電池でも、その性能を劣化させ
ないように充電させるという作用を有する。
【００２５】本発明の請求項２に記載の発明は、電池を
定電流充電する充電装置であって、充電装置に電力を供
給する電源回路と、前記電源回路に接続され、充電電流
を制御するチョッパ手段と、充電対象である電池の電圧
を検知する電圧検知手段と、充電電流を検知する電流検
知手段と、前記電池の温度を検知する電池温度検知手段
と、前記電池が充電装置に装着されたことを検知する電
池装着検知手段と、前記電池装着検知手段からの電池が
装着されたか否かの信号を受けて、電池が充電装置に装
着されている時間と電池が充電装置から離れている時間
を計時する計時手段と、前記計時手段からの情報の伝達
を受けて、前記電池の電流値を設定し、その設定値に合
致するような周波数の信号を発振するよう制御する制御
手段と、前記制御手段からの信号に拠って決定される周
波数の信号を発生し、前記チョッパ手段に供給する発振
手段とを備え、電池が充電装置に装着されている平均時
間と電池が充電装置から離れている平均時間に対応した
定電流充電の電流値および定電圧充電の電圧値で充電を
行う充電装置であり、電池を定電流充電するにおいて、
電池にとって最適な充電仕様の充電条件で充電ができる
という作用を有する。
定電流充電する充電装置であって、充電装置に電力を供
給する電源回路と、前記電源回路に接続され、充電電流
を制御するチョッパ手段と、充電対象である電池の電圧
を検知する電圧検知手段と、充電電流を検知する電流検
知手段と、前記電池の温度を検知する電池温度検知手段
と、前記電池が充電装置に装着されたことを検知する電
池装着検知手段と、前記電池装着検知手段からの電池が
装着されたか否かの信号を受けて、電池が充電装置に装
着されている時間と電池が充電装置から離れている時間
を計時する計時手段と、前記計時手段からの情報の伝達
を受けて、前記電池の電流値を設定し、その設定値に合
致するような周波数の信号を発振するよう制御する制御
手段と、前記制御手段からの信号に拠って決定される周
波数の信号を発生し、前記チョッパ手段に供給する発振
手段とを備え、電池が充電装置に装着されている平均時
間と電池が充電装置から離れている平均時間に対応した
定電流充電の電流値および定電圧充電の電圧値で充電を
行う充電装置であり、電池を定電流充電するにおいて、
電池にとって最適な充電仕様の充電条件で充電ができる
という作用を有する。
【００２６】本発明の請求項３に記載の発明は、電池を
パルス充電する充電装置であって、充電装置に電力を供
給する電源回路と、前記電源回路に接続され、充電電流
を制御する定電流制御手段と、前記定電流制御手段に接
続され、充電対象である電池と前記定電流制御手段の接
続および切断を行うスイッチ手段と、前記電池の電圧を
検知する電圧検知手段と、充電電流を検知する電流検知
手段と、前記電池の温度を検知する電池温度検知手段
と、前記電池が充電装置に装着されたことを検知する電
池装着検知手段と、前記電池装着検知手段からの電池が
装着されたか否かの信号を受けて、電池が充電装置に装
着されている時間と電池が充電装置から離れている時間
を計時する計時手段と、前記計時手段からの情報の伝達
を受けて、前記電池の定電流の平均電流値を設定し、ス
イッチ手段にパルス状電流の平均値がその設定値に等し
くなるように制御する制御手段とを備え、電池が充電装
置に装着されている平均時間と電池が充電装置から離れ
ている平均時間に対応したパルス充電の平均電流値で充
電を行う充電装置であり、パルス充電をするにおいて、
電池にとって最適な充電仕様の充電条件で充電ができる
という作用を有する。
パルス充電する充電装置であって、充電装置に電力を供
給する電源回路と、前記電源回路に接続され、充電電流
を制御する定電流制御手段と、前記定電流制御手段に接
続され、充電対象である電池と前記定電流制御手段の接
続および切断を行うスイッチ手段と、前記電池の電圧を
検知する電圧検知手段と、充電電流を検知する電流検知
手段と、前記電池の温度を検知する電池温度検知手段
と、前記電池が充電装置に装着されたことを検知する電
池装着検知手段と、前記電池装着検知手段からの電池が
装着されたか否かの信号を受けて、電池が充電装置に装
着されている時間と電池が充電装置から離れている時間
を計時する計時手段と、前記計時手段からの情報の伝達
を受けて、前記電池の定電流の平均電流値を設定し、ス
イッチ手段にパルス状電流の平均値がその設定値に等し
くなるように制御する制御手段とを備え、電池が充電装
置に装着されている平均時間と電池が充電装置から離れ
ている平均時間に対応したパルス充電の平均電流値で充
電を行う充電装置であり、パルス充電をするにおいて、
電池にとって最適な充電仕様の充電条件で充電ができる
という作用を有する。
【００２７】本発明の請求項４に記載の発明は、電池を
定電圧で充電する充電装置であって、充電装置に電力を
供給する電源回路と、前記電源回路に接続され、充電電
圧を制御する定電圧充電制御手段と、充電対象である電
池の電圧を検知する電圧検知手段と、充電電流を検知す
る電流検知手段と、前記電池が充電装置に装着されたこ
とを検知する電池装着検知手段と、前記電池装着検知手
段からの電池が装着されたか否かの信号を受けて、電池
が充電装置に装着されている時間と電池が充電装置から
離れている時間を計時する計時手段と、前記計時手段か
らの情報の伝達を受けて、前記電池の定電圧充電の電圧
値を設定し、定電圧充電制御手段に、その設定値を伝達
する制御手段とを備え、電池が充電装置に装着されてい
る平均時間と電池が充電装置から離れている平均時間に
対応した定電圧充電の電圧値で充電を行う充電装置であ
り、電池を定電圧で充電するにおいて、電池にとって最
適な充電仕様の充電状件で充電ができるという作用を有
する。
定電圧で充電する充電装置であって、充電装置に電力を
供給する電源回路と、前記電源回路に接続され、充電電
圧を制御する定電圧充電制御手段と、充電対象である電
池の電圧を検知する電圧検知手段と、充電電流を検知す
る電流検知手段と、前記電池が充電装置に装着されたこ
とを検知する電池装着検知手段と、前記電池装着検知手
段からの電池が装着されたか否かの信号を受けて、電池
が充電装置に装着されている時間と電池が充電装置から
離れている時間を計時する計時手段と、前記計時手段か
らの情報の伝達を受けて、前記電池の定電圧充電の電圧
値を設定し、定電圧充電制御手段に、その設定値を伝達
する制御手段とを備え、電池が充電装置に装着されてい
る平均時間と電池が充電装置から離れている平均時間に
対応した定電圧充電の電圧値で充電を行う充電装置であ
り、電池を定電圧で充電するにおいて、電池にとって最
適な充電仕様の充電状件で充電ができるという作用を有
する。
【００２８】本発明の請求項５に記載の発明は、前記請
求項３に記載の充電装置において、電源回路と接続さ
れ、充電対象である電池と電源回路の接続および切断を
行うスイッチ手段が直接接続され、電池の定電流充電の
電流制御は電流検知手段からの電流検知情報によって制
御手段にて行う構成としたものであり、スイッチ手段に
よりパルス充電で、しかも電池にとって最適な充電仕様
の充電条件で充電ができるという作用を有する。
求項３に記載の充電装置において、電源回路と接続さ
れ、充電対象である電池と電源回路の接続および切断を
行うスイッチ手段が直接接続され、電池の定電流充電の
電流制御は電流検知手段からの電流検知情報によって制
御手段にて行う構成としたものであり、スイッチ手段に
よりパルス充電で、しかも電池にとって最適な充電仕様
の充電条件で充電ができるという作用を有する。
【００２９】以下、本発明の実施の形態を図面を使用し
て説明する。なお、各図面で前記従来の充電装置と同じ
構成要素には同一符号を付与している。
て説明する。なお、各図面で前記従来の充電装置と同じ
構成要素には同一符号を付与している。
【００３０】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の充電装置のブロック図である。
態１の充電装置のブロック図である。
【００３１】図中の１は充電装置に電力を供給する電源
回路、２は定電流・定電圧充電制御を行う定電流・定電
圧充電制御手段、３は電池電圧を検出する電池電圧検出
抵抗群、４は電池電圧検出抵抗群３の信号を受けて電池
電圧を検知する電池電圧検知手段、５は電池に流れる電
流を検出する充電電流検出抵抗、６は充電電流検出抵抗
５の信号を受けて電池に流れる電流を検知する充電電流
検知手段、７は充電される対象であるたとえばリチウム
イオン電池、８はリチウムイオン電池７が充電装置に装
着されていることを検知する電池装着検知手段、９は電
池装着検知手段８からの信号を受けて、電池が充電装置
に装着されている時間、充電装置から離れている時間を
演算する演算手段よりなる計時手段、１０は電池電圧検
知手段４、充電電流検知手段６および計時手段９の信号
を受けて定電流充電時間およびパラメータ、定電圧充電
時間およびパラメータを制御する制御手段である。
回路、２は定電流・定電圧充電制御を行う定電流・定電
圧充電制御手段、３は電池電圧を検出する電池電圧検出
抵抗群、４は電池電圧検出抵抗群３の信号を受けて電池
電圧を検知する電池電圧検知手段、５は電池に流れる電
流を検出する充電電流検出抵抗、６は充電電流検出抵抗
５の信号を受けて電池に流れる電流を検知する充電電流
検知手段、７は充電される対象であるたとえばリチウム
イオン電池、８はリチウムイオン電池７が充電装置に装
着されていることを検知する電池装着検知手段、９は電
池装着検知手段８からの信号を受けて、電池が充電装置
に装着されている時間、充電装置から離れている時間を
演算する演算手段よりなる計時手段、１０は電池電圧検
知手段４、充電電流検知手段６および計時手段９の信号
を受けて定電流充電時間およびパラメータ、定電圧充電
時間およびパラメータを制御する制御手段である。
【００３２】以上の構成要素よりなる本実施の形態１の
充電装置について、以下その動作を説明する。
充電装置について、以下その動作を説明する。
【００３３】本実施の形態１の充電装置が前記従来の充
電装置と異なるところは、電池装着検知手段８および計
時手段９を設け、これらによる動作ににある。この充電
装置にリチウムイオン電池７が接続されると、電池装着
検知手段８において電池が装着されたことを検知する。
同時に制御手段１０は電池電圧検出抵抗群３からの信号
による電圧値の情報を受けて、充電が可能かどうかの判
断を行う。
電装置と異なるところは、電池装着検知手段８および計
時手段９を設け、これらによる動作ににある。この充電
装置にリチウムイオン電池７が接続されると、電池装着
検知手段８において電池が装着されたことを検知する。
同時に制御手段１０は電池電圧検出抵抗群３からの信号
による電圧値の情報を受けて、充電が可能かどうかの判
断を行う。
【００３４】一般的に充電開始時に電池の電圧が高すぎ
たり低すぎたりした場合には、リチウムイオン電池７の
状態が充電には不適と判断されて実施されない。また、
計時手段９における電池が充電装置に接続された時間の
計時も開始されない。充電が可能と判断されれば、電池
装着検知手段８において検知された電池が装着された情
報が計時手段９に伝達されて、電池が充電装置に接続さ
れた時間の計時が開始される。
たり低すぎたりした場合には、リチウムイオン電池７の
状態が充電には不適と判断されて実施されない。また、
計時手段９における電池が充電装置に接続された時間の
計時も開始されない。充電が可能と判断されれば、電池
装着検知手段８において検知された電池が装着された情
報が計時手段９に伝達されて、電池が充電装置に接続さ
れた時間の計時が開始される。
【００３５】このように電池が充電装置に接続されてい
る時間と電池が充電装置から離れている時間は計時手段
９において計時される。計時手段９はこれらの時間の平
均値を求めて制御手段１０に伝達する。制御手段１０は
その情報に基づいて、たとえば（表１）のように定電流
充電時の充電電流および定電圧充電時の充電電圧の設
定、いわゆる充電パラメータの設定を行う。
る時間と電池が充電装置から離れている時間は計時手段
９において計時される。計時手段９はこれらの時間の平
均値を求めて制御手段１０に伝達する。制御手段１０は
その情報に基づいて、たとえば（表１）のように定電流
充電時の充電電流および定電圧充電時の充電電圧の設
定、いわゆる充電パラメータの設定を行う。
【００３６】（表１）は本実施の形態１の充電装置でリ
チウムイオン電池の充電を行う場合で、電池が充電装置
から離れている時間（平均使用時間）、充電装置に装着
されている時間（平均充電時間）、２つの時間から定電
流充電の充電電流・充電時間、定電圧充電の充電電圧・
充電時間（いわゆる充電パラメータ）を設定した例の表
である。
チウムイオン電池の充電を行う場合で、電池が充電装置
から離れている時間（平均使用時間）、充電装置に装着
されている時間（平均充電時間）、２つの時間から定電
流充電の充電電流・充電時間、定電圧充電の充電電圧・
充電時間（いわゆる充電パラメータ）を設定した例の表
である。
【００３７】（表１）の設定は、あくまでリチウムイオ
ン電池という定電流・定電圧充電で充電管理を行う場合
の１例であり、実際に使用する電池の特性、機器の消費
電流によっては別の充電パラメータの設定が適している
ことは、一般的な電池および充電装置に関する知識から
容易に理解できる。
ン電池という定電流・定電圧充電で充電管理を行う場合
の１例であり、実際に使用する電池の特性、機器の消費
電流によっては別の充電パラメータの設定が適している
ことは、一般的な電池および充電装置に関する知識から
容易に理解できる。
【００３８】
【表１】
【００３９】前記（表１）の設定が、実際の使用パター
ンにおいてどのように使用されるのかの例を示した資料
が（表２）である。（表１）のハッチング部分が各々
（表２）の事例で使用されていることを示している。
ンにおいてどのように使用されるのかの例を示した資料
が（表２）である。（表１）のハッチング部分が各々
（表２）の事例で使用されていることを示している。
【００４０】
【表２】
【００４１】この（表２）は、本実施の形態１の充電装
置を実際の使用パターンに適用した場合の定電流充電の
充電電流・充電時間、定電圧充電の充電電圧・充電時間
（充電パラメータ）の設定例である。定電圧充電の電圧
値の欄のうち、上段の数値がコークス系炭素負極を使用
したリチウムイオン電池の場合、下段がグラファイト系
炭素負極を使用したリチウムイオン電池の場合を示して
いる。
置を実際の使用パターンに適用した場合の定電流充電の
充電電流・充電時間、定電圧充電の充電電圧・充電時間
（充電パラメータ）の設定例である。定電圧充電の電圧
値の欄のうち、上段の数値がコークス系炭素負極を使用
したリチウムイオン電池の場合、下段がグラファイト系
炭素負極を使用したリチウムイオン電池の場合を示して
いる。
【００４２】（表２）の事例１に注目して説明する。こ
の事例では電池が充電装置から離れている時間の平均時
間が８時間、電池が充電装置に装着されている時間の平
均時間が２時間であることを示している。この時間で設
定される充電パラメータを（表１）から求めると、平均
使用時間が“１ｈ〜”、平均充電時間が“０．５〜２
ｈ”の欄に該当することがわかる。したがって、この事
例における定電流充電時の充電電流は１Ｃ、定電圧充電
時の充電電圧はコークス系炭素負極のリチウムイオン電
池の場合は４．２Ｖ、グラファイト系炭素負極のリチウ
ムイオン電池の場合は４．１Ｖであるとわかる。
の事例では電池が充電装置から離れている時間の平均時
間が８時間、電池が充電装置に装着されている時間の平
均時間が２時間であることを示している。この時間で設
定される充電パラメータを（表１）から求めると、平均
使用時間が“１ｈ〜”、平均充電時間が“０．５〜２
ｈ”の欄に該当することがわかる。したがって、この事
例における定電流充電時の充電電流は１Ｃ、定電圧充電
時の充電電圧はコークス系炭素負極のリチウムイオン電
池の場合は４．２Ｖ、グラファイト系炭素負極のリチウ
ムイオン電池の場合は４．１Ｖであるとわかる。
【００４３】さて、計時手段９の計時開始と同時に制御
手段１０は、定電流・定電圧充電制御手段２に定電流充
電開始の信号を伝達して定電流充電（このときの電流値
は図４におけるｉ１）が開始される。この定電流充電の
期間は、図４においてはｔＯ〜ｔ１に該当する。この
間、充電電流は充電電流検出抵抗５で検知され、充電電
流検知手段６により制御手段１０に伝達され、さらに定
電流・定電圧充電制御手段２によって一定の電流ｉ１に
維持される。この一定の電流ｉ１は、電池が充電装置に
装着されている時間・離れている時間の平均値から導き
出される数値に従うことは言うまでもない。
手段１０は、定電流・定電圧充電制御手段２に定電流充
電開始の信号を伝達して定電流充電（このときの電流値
は図４におけるｉ１）が開始される。この定電流充電の
期間は、図４においてはｔＯ〜ｔ１に該当する。この
間、充電電流は充電電流検出抵抗５で検知され、充電電
流検知手段６により制御手段１０に伝達され、さらに定
電流・定電圧充電制御手段２によって一定の電流ｉ１に
維持される。この一定の電流ｉ１は、電池が充電装置に
装着されている時間・離れている時間の平均値から導き
出される数値に従うことは言うまでもない。
【００４４】その後、充電が進行するにつれて電池電圧
は次第に上昇する。電池電圧が一定電圧（図４における
Ｖ１）に到達すると（図４におけるｔ１の時点）、制御
手段１０は電池電圧検出抵抗群３、電池電圧検知手段４
を通して検出し、定電流・定電圧充電制御手段２を制御
し、定電流充電から定電圧充電への切換えを行う。この
後、充電電圧は電池電圧検出抵抗群３で検知され、電池
電圧検知手段４により制御手段１０に伝達され、さらに
定電流・定電圧充電制御手段２によって一定の電流Ｖ１
に維持される。
は次第に上昇する。電池電圧が一定電圧（図４における
Ｖ１）に到達すると（図４におけるｔ１の時点）、制御
手段１０は電池電圧検出抵抗群３、電池電圧検知手段４
を通して検出し、定電流・定電圧充電制御手段２を制御
し、定電流充電から定電圧充電への切換えを行う。この
後、充電電圧は電池電圧検出抵抗群３で検知され、電池
電圧検知手段４により制御手段１０に伝達され、さらに
定電流・定電圧充電制御手段２によって一定の電流Ｖ１
に維持される。
【００４５】前述の通り、一般にはリチウムイオン電池
７への定電圧充電は、充電電流値が一定（図４における
ｉ２）になると、満充電になったとして停止される。本
充電装置においては、電流ｉ２が充電電流検出抵抗５で
検知され、充電電流検知手段６により制御手段１０に伝
達されて満充電に到達したと判定されると、制御手段１
０は計時手段９からの情報を受けて補充電時の充電パラ
メータの設定を行い、充電装置は補充電に入る。この時
間は、図４におけるｔ２以降の時点に該当する。
７への定電圧充電は、充電電流値が一定（図４における
ｉ２）になると、満充電になったとして停止される。本
充電装置においては、電流ｉ２が充電電流検出抵抗５で
検知され、充電電流検知手段６により制御手段１０に伝
達されて満充電に到達したと判定されると、制御手段１
０は計時手段９からの情報を受けて補充電時の充電パラ
メータの設定を行い、充電装置は補充電に入る。この時
間は、図４におけるｔ２以降の時点に該当する。
【００４６】この補充電時の充電電圧は、電池が充電装
置に装着される平均時間に基づいて設定されており、電
池を使用する機器の使用時間が最も長く、また、電池の
寿命に最も影響しないような電圧に設定されており、ユ
ーザーは自らの使用パターンに最適な充電パラメータで
常に電池を管理ができる。
置に装着される平均時間に基づいて設定されており、電
池を使用する機器の使用時間が最も長く、また、電池の
寿命に最も影響しないような電圧に設定されており、ユ
ーザーは自らの使用パターンに最適な充電パラメータで
常に電池を管理ができる。
【００４７】このように本実施の形態１の充電装置で
は、充電装置・電池のユーザーの使用状態と電池にとっ
て、最適な充電仕様の最大公約数の充電条件で充電を実
施することにより、ユーザーにとっては使い勝手のよ
い、電池にとっては最良の充電状態を維持できる。ま
た、（表１）の設定からも容易に読みとることができる
が、短時間の電池使用が多いユーザーの場合には、充電
電圧を低めに設定して、リチウムイオン電池の高電圧維
持による電池劣化を最小限に止める。電池容量は満充電
以下の状態で維持されるが、電池使用が短時間のときが
多いために、ユーザーにとって不便は感じない。むし
ろ、電池の寿命が延びるメリットが大きい。また、電池
を昼間に長時間使用し、毎日空っぽにした後、夜間に電
池を充電するユーザー（外回りの営業等で、夜間に充電
する場合）の場合は、平均充電時間を学習し、いわゆる
急速充電でなく、平均充電時間を目一杯使った低レート
充電を行うことにより、電池寿命を最大限に延ばすこと
が可能になる。
は、充電装置・電池のユーザーの使用状態と電池にとっ
て、最適な充電仕様の最大公約数の充電条件で充電を実
施することにより、ユーザーにとっては使い勝手のよ
い、電池にとっては最良の充電状態を維持できる。ま
た、（表１）の設定からも容易に読みとることができる
が、短時間の電池使用が多いユーザーの場合には、充電
電圧を低めに設定して、リチウムイオン電池の高電圧維
持による電池劣化を最小限に止める。電池容量は満充電
以下の状態で維持されるが、電池使用が短時間のときが
多いために、ユーザーにとって不便は感じない。むし
ろ、電池の寿命が延びるメリットが大きい。また、電池
を昼間に長時間使用し、毎日空っぽにした後、夜間に電
池を充電するユーザー（外回りの営業等で、夜間に充電
する場合）の場合は、平均充電時間を学習し、いわゆる
急速充電でなく、平均充電時間を目一杯使った低レート
充電を行うことにより、電池寿命を最大限に延ばすこと
が可能になる。
【００４８】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２の充電装置のブロック図である。
態２の充電装置のブロック図である。
【００４９】図中の１は充電装置に電力を供給する電源
回路、３は電池電圧を検出する電池電圧検出抵抗群、４
は電池電圧検出抵抗群３の信号を受けて電池電圧を検知
する電池電圧検知手段、５は電池に流れる電流を検出す
る充電電流検出抵抗、６は充電電流検出抵抗５の信号を
受けて電池に流れる電流を検知する充電電流検知手段、
１０７は充電される対象である２次電池であるニッケル
水素電池、８はニッケル水素電池１０７が充電装置に装
着されていることを検知する電池装着検知手段、９は電
池装着検知手段８からの信号を受けて、電池が充電装置
に装着されている時間、充電装置から離れている時間を
演算する演算手段よりなる計時手段、１０は電池電圧検
知手段４、充電電流検知手段６および計時手段９の信号
を受けて定電流充電時間およびパラメータ、定電圧充電
時間およびパラメータを制御する制御手段、１１は電池
温度を検知する電池温度検知手段、１２は定電流制御を
行うチョッパ回路に制御信号を送る発振手段、１３は定
電流制御を行うチョッパ手段である。
回路、３は電池電圧を検出する電池電圧検出抵抗群、４
は電池電圧検出抵抗群３の信号を受けて電池電圧を検知
する電池電圧検知手段、５は電池に流れる電流を検出す
る充電電流検出抵抗、６は充電電流検出抵抗５の信号を
受けて電池に流れる電流を検知する充電電流検知手段、
１０７は充電される対象である２次電池であるニッケル
水素電池、８はニッケル水素電池１０７が充電装置に装
着されていることを検知する電池装着検知手段、９は電
池装着検知手段８からの信号を受けて、電池が充電装置
に装着されている時間、充電装置から離れている時間を
演算する演算手段よりなる計時手段、１０は電池電圧検
知手段４、充電電流検知手段６および計時手段９の信号
を受けて定電流充電時間およびパラメータ、定電圧充電
時間およびパラメータを制御する制御手段、１１は電池
温度を検知する電池温度検知手段、１２は定電流制御を
行うチョッパ回路に制御信号を送る発振手段、１３は定
電流制御を行うチョッパ手段である。
【００５０】図５は、本実施の形態２の充電装置でニッ
ケル水素電池１０７の充電をおこなった場合の電池電
圧、充電電流および電池電圧の時間変化を示したグラフ
であり、グラフ中のｉ１は急速充電を行っている間の電
流値、ｉ２は急速充電後の補充電の電流値、ｔ０は充電
始まる時点、ｔ１は急速充電から補充電に移行する時
点、ｔ２は補充電を終了する時点である。
ケル水素電池１０７の充電をおこなった場合の電池電
圧、充電電流および電池電圧の時間変化を示したグラフ
であり、グラフ中のｉ１は急速充電を行っている間の電
流値、ｉ２は急速充電後の補充電の電流値、ｔ０は充電
始まる時点、ｔ１は急速充電から補充電に移行する時
点、ｔ２は補充電を終了する時点である。
【００５１】以上の構成要素よりなる本実施の形態２の
充電装置について、以下その動作を説明する。
充電装置について、以下その動作を説明する。
【００５２】本実施の形態２の充電装置が前記従来の充
電装置と異なるところは、電池装着検知手段８および計
時手段９ならびに電池温度検知手段１１とチョッパ手段
１３を備えたことにある。この充電装置にニッケル水素
電池１０７が接続されると、電池装着検知手段８におい
て電池が装着されたことを検知する。同時に制御手段１
０は電池電圧検出抵抗群３からの電圧値の情報を受け
て、充電が可能かどうかの判断を行う。一般的に充電開
始時に電池の電圧が高すぎたり低すぎたりした場合に
は、ニッケル水素電池１０７の状態が充電には不適と判
断されて実施されない。また、計時手段９における電池
が充電装置に接続された時間の計時も開始されない。充
電が可能と判断されれば、電池装着検知手段８において
検知された電池が装着された情報が計時手段９に伝達さ
れて、電池が充電装置に接続された時間の計時が開始さ
れる。
電装置と異なるところは、電池装着検知手段８および計
時手段９ならびに電池温度検知手段１１とチョッパ手段
１３を備えたことにある。この充電装置にニッケル水素
電池１０７が接続されると、電池装着検知手段８におい
て電池が装着されたことを検知する。同時に制御手段１
０は電池電圧検出抵抗群３からの電圧値の情報を受け
て、充電が可能かどうかの判断を行う。一般的に充電開
始時に電池の電圧が高すぎたり低すぎたりした場合に
は、ニッケル水素電池１０７の状態が充電には不適と判
断されて実施されない。また、計時手段９における電池
が充電装置に接続された時間の計時も開始されない。充
電が可能と判断されれば、電池装着検知手段８において
検知された電池が装着された情報が計時手段９に伝達さ
れて、電池が充電装置に接続された時間の計時が開始さ
れる。
【００５３】このように電池が充電装置に接続されてい
る時間・電池が充電装置から離れている時間は、計時手
段９において計時される。計時手段９はこれらの時間の
平均値を求めて制御手段１０に伝達する。制御手段１０
はその情報に基づいて、たとえば（表３）のように急速
充電時の充電電流および補充電時の充電電流および充電
時間の設定、いわゆる充電パラメータの設定を行う。先
の（表１）の設定はあくまでニッケル水素電池１０７の
充電管理を行う場合の１例であり、実際には使用する電
池の特性、機器の消費電流によって別の充電パラメータ
の設定が適していることは、一般的な電池および充電装
置に関する知識から容易に理解できる。
る時間・電池が充電装置から離れている時間は、計時手
段９において計時される。計時手段９はこれらの時間の
平均値を求めて制御手段１０に伝達する。制御手段１０
はその情報に基づいて、たとえば（表３）のように急速
充電時の充電電流および補充電時の充電電流および充電
時間の設定、いわゆる充電パラメータの設定を行う。先
の（表１）の設定はあくまでニッケル水素電池１０７の
充電管理を行う場合の１例であり、実際には使用する電
池の特性、機器の消費電流によって別の充電パラメータ
の設定が適していることは、一般的な電池および充電装
置に関する知識から容易に理解できる。
【００５４】なお、（表３）の設定が実際の使用パター
ンにおいてどのように使用されるかの例は、先の実施の
形態１の例と同様であるので省略する。
ンにおいてどのように使用されるかの例は、先の実施の
形態１の例と同様であるので省略する。
【００５５】
【表３】
【００５６】さて、計時手段９の計時開始と同時に制御
手段１０は、発振手段１２に急速充電相当の電流になる
ような周波数の信号をチョッパ手段１３に送る。チョッ
パ手段１３では、与えられた信号でチョッパ動作を開始
して急速充電が開始される。
手段１０は、発振手段１２に急速充電相当の電流になる
ような周波数の信号をチョッパ手段１３に送る。チョッ
パ手段１３では、与えられた信号でチョッパ動作を開始
して急速充電が開始される。
【００５７】この急速充電の期間は、図５においてはｔ
０〜ｔ１に該当する。この間、充電電流は充電電流検知
抵抗５で検知され、充電電流検知手段６により制御手段
１０に伝達され、さらに発振手段１２、チョッパ手段１
３によって一定の電流ｉ１に維持される。このｉ１は電
池が充電装置に装着されている時間・離れている時間の
平均値から導き出される数値に従うことは、前述の実施
の形態１の説明と同様である。その後、充電が進行する
につれて電池電圧および電池温度は次第に上昇する。電
池電圧がピークから一定電圧低下する現象、いわゆる−
△Ｖが発現して、たとえばニッケル水素電池１セルあた
り１０ｍＶの低下が検出されるか、または電池温度の上
昇の度合いが、たとえば１分間に１℃以上の上昇に到達
すると（図５におけるｔ１の時点）、前者の場合は電池
電圧検出抵抗群３・電池電圧検知手段４を通して検出
し、後者の場合は電池温度検知手段１１によって電池温
度の変化を検出し、制御手段１０はニッケル水素電池１
０７が満充電になったと判定する。
０〜ｔ１に該当する。この間、充電電流は充電電流検知
抵抗５で検知され、充電電流検知手段６により制御手段
１０に伝達され、さらに発振手段１２、チョッパ手段１
３によって一定の電流ｉ１に維持される。このｉ１は電
池が充電装置に装着されている時間・離れている時間の
平均値から導き出される数値に従うことは、前述の実施
の形態１の説明と同様である。その後、充電が進行する
につれて電池電圧および電池温度は次第に上昇する。電
池電圧がピークから一定電圧低下する現象、いわゆる−
△Ｖが発現して、たとえばニッケル水素電池１セルあた
り１０ｍＶの低下が検出されるか、または電池温度の上
昇の度合いが、たとえば１分間に１℃以上の上昇に到達
すると（図５におけるｔ１の時点）、前者の場合は電池
電圧検出抵抗群３・電池電圧検知手段４を通して検出
し、後者の場合は電池温度検知手段１１によって電池温
度の変化を検出し、制御手段１０はニッケル水素電池１
０７が満充電になったと判定する。
【００５８】この満充電の判定のしきい値は充電電流に
よって異なるために、急速充電時の充電電流に対応した
最適の値が採用されることは容易に理解される。
よって異なるために、急速充電時の充電電流に対応した
最適の値が採用されることは容易に理解される。
【００５９】満充電が検出されると、制御手段１０は発
振手段１２に補充電用の電流ｉ２になるような周波数の
信号を送り、さらにチョッパ手段１３が作動して、この
充電装置はニッケル水素電池１０７に対して補充電を実
施する。このときの充電電流および補充電を行う時間
は、（表３）の設定に基づいて行われる。この補充電時
の充電電流および充電時間は、電池が充電装置に装着さ
れる平均時間に基づいて設定されており、電池を使用す
る機器の使用時間が最も長く、また、電池の寿命に最も
影響しないような電圧に設定されており、ユーザーは自
らの使用パターンに最適な充電パラメータで常に電池を
管理することができる。
振手段１２に補充電用の電流ｉ２になるような周波数の
信号を送り、さらにチョッパ手段１３が作動して、この
充電装置はニッケル水素電池１０７に対して補充電を実
施する。このときの充電電流および補充電を行う時間
は、（表３）の設定に基づいて行われる。この補充電時
の充電電流および充電時間は、電池が充電装置に装着さ
れる平均時間に基づいて設定されており、電池を使用す
る機器の使用時間が最も長く、また、電池の寿命に最も
影響しないような電圧に設定されており、ユーザーは自
らの使用パターンに最適な充電パラメータで常に電池を
管理することができる。
【００６０】このように本実施の形態２の充電装置で
は、充電装置・電池のユーザーの使用状態と電池にとっ
て最適な充電仕様の最大公約数の充電条件で充電を実施
することにより、ユーザーにとっては使い勝手のよい、
電池にとっては最良の充電状態を維持できる。
は、充電装置・電池のユーザーの使用状態と電池にとっ
て最適な充電仕様の最大公約数の充電条件で充電を実施
することにより、ユーザーにとっては使い勝手のよい、
電池にとっては最良の充電状態を維持できる。
【００６１】（表３）の設定からも容易に読みとること
ができるが、短時間の電池使用が多いユーザーの場合に
は、補充電の電流を低めに、補充電の時間を短めに設定
して、ニッケル水素電池１０７の水素吸蔵合金電極の酸
化および劣化による電池劣化を最小限に止める。電池容
量は満充電以下の状態で維持されるが、電池使用が短時
間のときが多いために、ユーザーにとって不便は感じな
い。むしろ、電池の寿命が延びるメリットが大きい。ま
た、電池を昼間に長時間使用し、毎日空っぽにした後、
夜間に電池を充電するユーザー（外回りの営業等で、夜
間に充電する場合）の場合は、平均充電時間を学習し、
急速充電ではなく平均充電時間を目一杯使った低レート
充電を行うことにより、電池寿命を最大限に延ばすこと
が可能になる。
ができるが、短時間の電池使用が多いユーザーの場合に
は、補充電の電流を低めに、補充電の時間を短めに設定
して、ニッケル水素電池１０７の水素吸蔵合金電極の酸
化および劣化による電池劣化を最小限に止める。電池容
量は満充電以下の状態で維持されるが、電池使用が短時
間のときが多いために、ユーザーにとって不便は感じな
い。むしろ、電池の寿命が延びるメリットが大きい。ま
た、電池を昼間に長時間使用し、毎日空っぽにした後、
夜間に電池を充電するユーザー（外回りの営業等で、夜
間に充電する場合）の場合は、平均充電時間を学習し、
急速充電ではなく平均充電時間を目一杯使った低レート
充電を行うことにより、電池寿命を最大限に延ばすこと
が可能になる。
【００６２】（実施の形態３）図３は本発明の実施の形
態３の充電装置の構成を示すブロック図である。
態３の充電装置の構成を示すブロック図である。
【００６３】図中の１は充電装置に電力を供給する電源
回路、３は電池電圧を検出する電池電圧検出抵抗群、４
は電池電圧検出抵抗群３の信号を受けて電池電圧を検知
する電池電圧検知手段、５は電池に流れる電流を検出す
る充電電流検出抵抗、６は充電電流検出抵抗５の信号を
受けて電池に流れる電流を検知する充電電流検知手段、
１０７は充電される対象のニッケル水素電池、８はニッ
ケル水素電池１０７が充電装置に装着されていることを
検知する電池装着検知手段、９は電池装着検知手段８か
らの信号を受けて、電池が充電装置に装着されている時
間、充電装置から離れている時間を演算する演算手段よ
りなる計時手段、１０は電池電圧検知手段４、充電電流
検知手段６および計時手段９の信号を受けて定電流充電
時間およびパラメータ、定電圧充電時間およびパラメー
タを制御する制御手段、１１は電池温度を検知する電池
温度検知手段、１４は定電流制御手段、１５はスイッチ
手段である。
回路、３は電池電圧を検出する電池電圧検出抵抗群、４
は電池電圧検出抵抗群３の信号を受けて電池電圧を検知
する電池電圧検知手段、５は電池に流れる電流を検出す
る充電電流検出抵抗、６は充電電流検出抵抗５の信号を
受けて電池に流れる電流を検知する充電電流検知手段、
１０７は充電される対象のニッケル水素電池、８はニッ
ケル水素電池１０７が充電装置に装着されていることを
検知する電池装着検知手段、９は電池装着検知手段８か
らの信号を受けて、電池が充電装置に装着されている時
間、充電装置から離れている時間を演算する演算手段よ
りなる計時手段、１０は電池電圧検知手段４、充電電流
検知手段６および計時手段９の信号を受けて定電流充電
時間およびパラメータ、定電圧充電時間およびパラメー
タを制御する制御手段、１１は電池温度を検知する電池
温度検知手段、１４は定電流制御手段、１５はスイッチ
手段である。
【００６４】以上の構成要素よりなる本実施の形態３の
充電装置について、以下その動作を説明する。
充電装置について、以下その動作を説明する。
【００６５】本実施の形態３の充電装置が前記従来の充
電装置と異なるところは、電池装着検知手段８および計
時手段９ならびに電池温度検知手段１１とスイッチ手段
１９を備えた構成とその動作にある。この充電装置にニ
ッケル水素電池１０７が接続されて、充電が可能と判断
されれば、電池装着検知手段８において検知された電池
が装着された情報が計時手段９に伝達されて、電池が充
電装置に接続された時間の計時が開始される。計時手段
９の計時開始と同時に制御手段１０はスイッチ手段１９
に信号を送り、定電流制御手段１４とニッケル水素電池
１０７を接続して急速充電が開始される。この急速充電
の期間は、図６においてはｔ０〜ｔ１に該当する。
電装置と異なるところは、電池装着検知手段８および計
時手段９ならびに電池温度検知手段１１とスイッチ手段
１９を備えた構成とその動作にある。この充電装置にニ
ッケル水素電池１０７が接続されて、充電が可能と判断
されれば、電池装着検知手段８において検知された電池
が装着された情報が計時手段９に伝達されて、電池が充
電装置に接続された時間の計時が開始される。計時手段
９の計時開始と同時に制御手段１０はスイッチ手段１９
に信号を送り、定電流制御手段１４とニッケル水素電池
１０７を接続して急速充電が開始される。この急速充電
の期間は、図６においてはｔ０〜ｔ１に該当する。
【００６６】このとき、ニッケル水素電池１０７を充電
する平均電流は、図６におけるｉ１になるように、制御
手段１０はスイッチ手段１９で充電電流のＯＮ／ＯＦＦ
を行う。ｉ１は電池が充電装置に装着されている時間・
離れている時間の平均値から導き出される数値に従うこ
とは、先の実施の形態１、２の説明と同様である。その
後の満充電の検出方法は、先の実施の形態２と同様であ
るので説明を省略する。
する平均電流は、図６におけるｉ１になるように、制御
手段１０はスイッチ手段１９で充電電流のＯＮ／ＯＦＦ
を行う。ｉ１は電池が充電装置に装着されている時間・
離れている時間の平均値から導き出される数値に従うこ
とは、先の実施の形態１、２の説明と同様である。その
後の満充電の検出方法は、先の実施の形態２と同様であ
るので説明を省略する。
【００６７】満充電が検出されると、制御手段１０はス
イッチ手段１９をＯＮ／ＯＦＦし、平均電流が補充電用
の電流ｉ２になるように制御して補充電が実施される。
このときの充電電流および補充電を行う時間の設定根拠
は、先の実施の形態１、２と同様であるので説明を省略
する。
イッチ手段１９をＯＮ／ＯＦＦし、平均電流が補充電用
の電流ｉ２になるように制御して補充電が実施される。
このときの充電電流および補充電を行う時間の設定根拠
は、先の実施の形態１、２と同様であるので説明を省略
する。
【００６８】
【発明の効果】以上のように本発明の充電装置では、電
池が充電装置に接続されている時間と離れている時間を
演算して、充電時間および充電装置から離れていた時間
に消費された電気量に応じた充電パラメータ、満充電後
の充電パラメータを設定することにより、充電装置・電
池のユーザーの使用状態と、電池にとって最適な充電仕
様の最大公約数の充電条件で充電を実施することによ
り、ユーザーにとっては使い勝手のよい、電池にとって
は最良の充電状態を維持できるという大きな効果があ
り、実用上有効な充電装置を提供できるものである。
池が充電装置に接続されている時間と離れている時間を
演算して、充電時間および充電装置から離れていた時間
に消費された電気量に応じた充電パラメータ、満充電後
の充電パラメータを設定することにより、充電装置・電
池のユーザーの使用状態と、電池にとって最適な充電仕
様の最大公約数の充電条件で充電を実施することによ
り、ユーザーにとっては使い勝手のよい、電池にとって
は最良の充電状態を維持できるという大きな効果があ
り、実用上有効な充電装置を提供できるものである。
【００６９】なお、本発明の実施の形態の充電装置にお
いて、充電対象としてニッケル水素電池、リチウムイオ
ン電池を取り挙げたが、ニッケルカドミウム電池、金属
リチウム電池、ニッケル亜鉛電池、錫アモルファス酸化
物電池、非水電解液系電池、固体電解質系電池等の充電
に応用できることは勿論である。
いて、充電対象としてニッケル水素電池、リチウムイオ
ン電池を取り挙げたが、ニッケルカドミウム電池、金属
リチウム電池、ニッケル亜鉛電池、錫アモルファス酸化
物電池、非水電解液系電池、固体電解質系電池等の充電
に応用できることは勿論である。
【図１】本発明の実施の形態１の充電装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２の充電装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態３の充電装置のブロック図
【図４】本発明の実施の形態１の充電装置でリチウムイ
オン電池の充電をおこなった場合の電池電圧および充電
電流の時間変化を示したグラフ
オン電池の充電をおこなった場合の電池電圧および充電
電流の時間変化を示したグラフ
【図５】本発明の実施の形態２の充電装置でニッケル水
素電池の充電をおこなった場合の電池電圧および充電電
流および電池電圧の時間変化を示したグラフ
素電池の充電をおこなった場合の電池電圧および充電電
流および電池電圧の時間変化を示したグラフ
【図６】従来のリチウムイオン電池用定電流・定電圧充
電装置のブロック図
電装置のブロック図
【図７】リチウムイオン電池の充電をおこなった場合の
一般的な電池電圧および充電電流の時間変化を示したグ
ラフ
一般的な電池電圧および充電電流の時間変化を示したグ
ラフ
【図８】コードレス電話機等で常に満充電を維持する必
要がある場合に使用されるリチウムイオン電池の充電を
行った場合の一般的な電池電圧および充電電流の時間変
化を示したグラフ
要がある場合に使用されるリチウムイオン電池の充電を
行った場合の一般的な電池電圧および充電電流の時間変
化を示したグラフ
１ 電源回路 ２ 定電流・定電圧充電制御手段 ３ 電池電圧検出抵抗群 ４ 電池電圧検知手段 ５ 充電電流検出抵抗 ６ 充電電流検知手段 ７ リチウムイオン電池 ８ 電池装着検知手段 ９ 計時手段 １０ 制御手段 １１ 電池温度検知手段 １２ 発振手段 １３ チョッパ手段 １４ 定電流制御手段 １９ スイッチ手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｍ 3/155 Ｈ０２Ｍ 3/155 Ｊ
Claims (5)
- 【請求項１】電池を定電流、定電圧の順に充電する充電
装置であって、充電装置に電力を供給する電源回路と、
前記電源回路に接続され、充電電流と充電電圧を制御す
る定電流・定電圧充電制御手段と、充電対象である電池
の電圧を検知する電圧検知手段と、充電電流を検知する
電流検知手段と、前記電池が充電装置に装着されたこと
を検知する電池装着検知手段と、前記電池装着検知手段
からの電池が装着されたか否かの信号を受けて、電池が
充電装置に装着されている時間と電池が充電装置から離
れている時間を計時する計時手段と、前記計時手段から
の情報の伝達を受けて、前記電池の定電流充電の電流値
および定電圧充電の電圧値を設定し、定電流・定電圧充
電制御手段に、その設定値を伝達する制御手段とを備
え、電池が充電装置に装着されている平均時間と電池が
充電装置から離れている平均時間に対応した定電流充電
の電流値および定電圧充電の電圧値で充電を行うことを
特徴とする充電装置。 - 【請求項２】電池を定電流充電する充電装置であって、
充電装置に電力を供給する電源回路と、前記電源回路に
接続され、充電電流を制御するチョッパ手段と、充電対
象である電池の電圧を検知する電圧検知手段と、充電電
流を検知する電流検知手段と、前記電池の温度を検知す
る電池温度検知手段と、前記電池が充電装置に装着され
たことを検知する電池装着検知手段と、前記電池装着検
知手段からの電池が装着されたか否かの信号を受けて、
電池が充電装置に装着されている時間と電池が充電装置
から離れている時間を計時する計時手段と、前記計時手
段からの情報の伝達を受けて、前記電池の電流値を設定
し、その設定値に合致するような周波数の信号を発振す
るよう制御する制御手段と、前記制御手段からの信号に
拠って決定される周波数の信号を発生し、前記チョッパ
手段に供給する発振手段とを備え、電池が充電装置に装
着されている平均時間と電池が充電装置から離れている
平均時間に対応した定電流充電の電流値および定電圧充
電の電圧値で充電を行うことを特徴とする充電装置。 - 【請求項３】電池をパルス充電する充電装置であって、
充電装置に電力を供給する電源回路と、前記電源回路に
接続され、充電電流を制御する定電流制御手段と、前記
定電流制御手段に接続され、充電対象である電池と前記
定電流制御手段の接続および切断を行うスイッチ手段
と、前記電池の電圧を検知する電圧検知手段と、充電電
流を検知する電流検知手段と、前記電池の温度を検知す
る電池温度検知手段と、前記電池が充電装置に装着され
たことを検知する電池装着検知手段と、前記電池装着検
知手段からの電池が装着されたか否かの信号を受けて、
電池が充電装置に装着されている時間と電池が充電装置
から離れている時間を計時する計時手段と、前記計時手
段からの情報の伝達を受けて、前記電池の定電流の平均
電流値を設定し、スイッチ手段にパルス状電流の平均値
がその設定値に等しくなるように制御する制御手段とを
備え、電池が充電装置に装着されている平均時間と電池
が充電装置から離れている平均時間に対応したパルス充
電の平均電流値で充電を行うことを特徴とする充電装
置。 - 【請求項４】電池を定電圧で充電する充電装置であっ
て、充電装置に電力を供給する電源回路と、前記電源回
路に接続され、充電電圧を制御する定電圧充電制御手段
と、充電対象である電池の電圧を検知する電圧検知手段
と、充電電流を検知する電流検知手段と、前記電池が充
電装置に装着されたことを検知する電池装着検知手段
と、前記電池装着検知手段からの電池が装着されたか否
かの信号を受けて、電池が充電装置に装着されている時
間と電池が充電装置から離れている時間を計時する計時
手段と、前記計時手段からの情報の伝達を受けて、前記
電池の定電圧充電の電圧値を設定し、定電圧充電制御手
段に、その設定値を伝達する制御手段とを備え、電池が
充電装置に装着されている平均時間と電池が充電装置か
ら離れている平均時間に対応した定電圧充電の電圧値で
充電を行うことを特徴とする充電装置。 - 【請求項５】電源回路と接続され、充電対象である電池
と電源回路の接続および切断を行うスイッチ手段が直接
接続され、電池の定電流充電の電流制御は電流検知手段
からの電流検知情報によって制御手段にて行うことを特
徴とする請求項３記載の充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00727797A JP3708267B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00727797A JP3708267B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10210677A true JPH10210677A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3708267B2 JP3708267B2 (ja) | 2005-10-19 |
Family
ID=11661543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00727797A Expired - Fee Related JP3708267B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3708267B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100382447B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2003-05-09 | 서창전기통신 주식회사 | 무선 핸디 터미널 충전장치의 충전보완 방법 |
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| CN103475051A (zh) * | 2013-09-02 | 2013-12-25 | 四川川奇机电有限责任公司 | 充电电路和具有该充电电路的充电器以及充电方法 |
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| US10967755B2 (en) | 2012-12-20 | 2021-04-06 | Zincfive Power, Inc. | Controlling battery states of charge in systems having separate power sources |
-
1997
- 1997-01-20 JP JP00727797A patent/JP3708267B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JP3708267B2 (ja) | 2005-10-19 |
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