JPH11150879A - 電池の充電装置 - Google Patents

電池の充電装置

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JPH11150879A
JPH11150879A JP9319815A JP31981597A JPH11150879A JP H11150879 A JPH11150879 A JP H11150879A JP 9319815 A JP9319815 A JP 9319815A JP 31981597 A JP31981597 A JP 31981597A JP H11150879 A JPH11150879 A JP H11150879A
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JP
Japan
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battery
nickel
charging
charging current
cadmium
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Withdrawn
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JP9319815A
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English (en)
Inventor
Nobuhiro Takano
信宏 高野
Toshihiro Shima
嶋  敏洋
Takero Ishimaru
健朗 石丸
Yoshio Iimura
良雄 飯村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki 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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  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ニカド電池とニッケル水素電池の両方を充電で
きる充電装置では、その電池種類の能力上ニッケル・水
素電池の最大許容電流で充電するため、充電装置はニッ
ケル・水素電池支配になり、ニカド電池の性能を充分に
発揮できないといった問題に対し、ニカド電池とニッケ
ル・水素電池の両方の電池の充電時の能力を最大限発揮
させる充電装置を提供することである。 【解決手段】 電池組2がニッケル・カドミウム電池か
ニッケル・水素電池かのどちらかを判別をする電池種類
判別手段6と、電池種類判別手段6の出力に基づいて充
電電流を設定する充電電流設定手段80と、充電電流設
定手段80の出力に基づいて充電電流の供給を制御する
充電電流制御手段60を設けたことを特徴とし、これに
よりニカド電池とニッケル・水素電池の両方の電池の充
電時の能力を最大限発揮させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明はニッケル・カドミウ
ム電池(以下ニカド電池という)とニッケル・水素電池
の両方の電池系を一つの充電装置で充電する充電装置に
関するものであり、電池種類に関係なく急速かつ確実に
充電するようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】充電装置として種々のものがあり、特に
電動工具のような用途ではハイパワーの要望が強く、こ
れに対応するため大電流で放電が可能であり、更に作業
効率の向上の点から短時間で充電が可能なニカド電池が
広く用いられている。また、電池の高容量化による作業
効率の向上の要望、ニカド電池に使用するカドミウムの
有害性から耐環境性に優れた電池の要望に対し、近年で
は新たにニッケル・水素電池が普及し始めている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ニカド
電池とニッケル水素電池では、定格電圧上1.2Vと同
じであるため、電圧的には互換性を保てるが、電流的に
は夫々の電池種類における正負極の充放電に伴う活物質
の反応上、必然的に充放電できる許容電流は異なる。特
にニッケル・水素電池の充電における負極の水素吸蔵合
金の水素吸蔵反応は、ニカド電池のカドミウムの溶解析
出反応に比べ遅いため、充電できる許容電流は大きな差
があり、具体的にはニカド電池の急速タイプの電池では
5C程度の電流で充電することが可能であるが、ニッケ
ル・水素電池ではサイクル寿命特性を安定化させる上で
は現状1C程度が限界である。
【0004】そのため、ニカド電池とニッケル水素電池
の両方を充電できる充電装置では、ニッケル・水素電池
の最大許容電流で充電するため、充電装置はニッケル・
水素電池支配になり、ニカド電池の能力を充分に発揮で
きないでいる。本発明の目的は、上記した従来技術の欠
点をなくし、ニカド電池とニッケル・水素電池の両方の
電池の充電時の性能を最大限発揮させる充電装置を提供
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、被充電電池
がニッケル・カドミウム電池かニッケル・水素電池かの
どちらかを判別をする電池種類判別手段と、該電池種類
判別手段の出力に基づいて充電電流を設定する充電電流
設定手段を設け、充電電流を電池種類に対応した値に制
御することにより達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例を示すブ
ロック回路図である。図において、1は交流電源、2は
充電可能な複数の素電池を直列に接続した電池組であっ
て、素電池に接触または近接して電池温度を検出する例
えばサーミスタ等からなる電池温度検出手段2Aと、ニ
カド電池またはニッケル・水素電池のどちらかを判別す
る判別端子2Bを装備しており、本実施例ではニッケル
・水素電池のみこの端子を装備しているものとする。3
は電池組2に流れる充電電流を検出する電流検出手段、
4は充電の開始及び停止を制御する信号を伝達する充電
制御信号伝達手段、5は充電電流の信号をPWM制御I
C23に帰還する充電電流信号伝達手段である。充電制
御伝達信号手段4と充電電流信号伝達手段5は例えばホ
トカプラ等からなる。6は充電される電池組2がニカド
電池かニッケル水素電池かを判別する電池種類判別手段
で、7は5Vへのプルアップ用の抵抗であり、ニッケル
・水素電池の場合は判別端子2Bを装備しているため、
マイコン50の入力ポート58にはLOWで入力され、
逆にニカド電池の場合は入力ポート58にはHIGHで
入力される。10は全波整流回路11と平滑用コンデン
サ12からなる整流平滑回路、20は高周波トランス2
1、MOSFET22とPWM制御IC23からなるス
イッチング回路である。PWM制御IC23はMOSF
ET22の駆動パルス幅を変えて整流平滑回路10の出
力電圧を調整するスイッチング電源ICである。30は
ダイオード31、32、チョークコイル33と平滑用コ
ンデンサ34からなる整流平滑回路、40は抵抗41、
42、入力保護用ダイオード43からなる電池電圧検出
手段で、電池組2の端子電圧を分圧する。50は演算手
段(CPU)51、ROM52、RAM53、タイマ5
4、A/Dコンバータ55、出力ポート56a、56
b、リセット入力ポート57、入力ポート58からなる
マイコンである。60は演算増幅器61、62、抵抗6
3、64、65、66からなる充電電流制御手段、70
は電源トランス71、全波整流回路72、平滑コンデン
サ73、3端子レギュレータ74、リセットIC75か
らなる定電圧電源で、マイコン50、充電電流制御手段
60等の電源となる。リセットIC75はマイコン50
を初期状態にするためにリセット入力ポート75にリセ
ット信号を出力する。80は充電電流を設定する充電電
流設定手段であって、前記出力ポート56bからの信号
に対応して演算増幅器62の反転入力端に印加する電圧
値を変えるものである。
【0007】次に図1の回路図、図2のフローチャート
を参照して充電装置の動作の説明をする。電源を投入す
るとマイコン50は各出力ポート56a、56bをイニ
シャルセットをし、電池組2の接続待機状態となる(ス
テップ101)。電池組2を接続すると、マイコン50
は電池種類判別手段6からの信号を入力ポート58に入
力し電池種類を判別する。本実施例では電池組2がニッ
ケル・水素電池の時は判別端子2Bを装備しているた
め、マイコン50の入力ポート58にはLOWが入力さ
れ、逆にニカド電池の場合は入力ポート58にはHIG
Hが入力され、これによりニッケル・水素電池であるか
否かを判別する(ステップ102)。
【0008】ステップ102においてニッケル・水素電
池でないすなわちニカド電池と判別した場合は、充電電
流I0に対応する充電電流設定基準値VI0を設定し、出
力ポート56bより充電制御信号伝達手段4を介してP
WM制御IC23に充電開始信号を伝達すると共に充電
電流設定手段80を介して、充電電流設定基準値VI0を
演算増幅器62に印加し、充電電流I0で充電を開始す
る(ステップ103)。充電開始と同時に電池組2に流
れる充電電流を電流検出手段3により検出し、この充電
電流に対応する電圧と充電電流設定基準値VI0との差を
充電電流制御手段60より信号伝達手段5を介してPW
M制御IC23に帰還をかける。すなわち、充電電流が
大きい場合はパルス幅を狭めたパルスを高周波トランス
21に与え整流平滑回路30で直流に平滑し、充電電流
を一定値I0に保つ。すなわち、電流検出手段3、充電
電流制御手段60、信号伝達手段5、スイッチング回路
20、整流平滑回路30を介して充電電流を所定電流値
I0となるように制御する。
【0009】ステップ102においてニッケル・水素電
池と判別した場合は、充電電流I1( I1< I0)に対
応する充電電流設定基準値VI1を設定し、出力ポート5
6bより充電制御信号伝達手段4を介してPWM制御I
C23に充電開始信号を伝達すると共に充電電流設定手
段80を介して、充電電流設定基準値VI1を演算増幅器
62に印加し、充電電流I1で充電を開始する(ステッ
プ104)。
【0010】次いで電池組2の満充電検出処理を行う
(ステップ105)。満充電検出は周知の如く種々の検
出方法があるが、例えば、図1の電池電圧検出手段40
の分圧電圧値をマイコン50のA/Dコンバータ55に
入力し、この電池電圧データを用い、公知の充電末期の
ピーク電圧から所定量降下したこと検出して充電を制御
する−ΔV検出や、電池電圧がピークに達する前に充電
を停止することにより過充電を低減し、電池組2のサイ
クル寿命を向上させることを目的とし、電池電圧の時間
による2階微分値が負になるのを検出して充電を制御す
る2階微分検出法を用いて行えばよい。また電池組2の
電池温度検出手段2Aの出力をマイコン50のA/Dコ
ンバータ55に入力し、この電池温度データを用い充電
開始からの電池の温度上昇値が所定の温度上昇値以上に
なるのを検出して充電を制御するΔT検出法、特開昭6
2−193518号、特開平2−246739号、実開
平3−34638号公報等に記載されている充電時にお
ける所定時間当りの電池温度上昇率(温度勾配)が所定
値以上になるのを検出して充電を制御するΔT/Δt検
出法等の一つないし複数の満充電検出法を用いて行えば
よい。
【0011】ステップ105において電池組2が満充電
と判別された場合、マイコン50は出力ポート56より
充電制御信号伝達手段4を介して充電停止信号をPWM
制御IC23に送り、充電を停止する(ステップ10
6)。次いで電池組2が取り出されるのを判別する(ス
テップ107)。電池組2の取り出しが判別したらステ
ップ101に戻り、次の電池組2の充電のための待機を
する。ステップ105において電池組2が満充電でなけ
れば満充電を検出するまでステップ015の満充電検出
処理を行う。
【0012】上記実施例においては、電池種類の判別を
判別用端子2Bを用いて行うとしたが、これに限るもの
でなく、例えば判別用端子2Bの代わりにスイッチを用
い、マイコン50の入力ポート58ではなくA/Dコン
バータ55に入力して判別する等種々の方法がある。
【0013】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被充電電
池がニッケル・カドミウム電池かニッケル・水素電池か
のどちらかを判別し、その結果に基づいて充電電流を電
池種類に対応した値に制御することにより、ニカド電池
とニッケル・水素電池の両方の電池の充電時の能力を最
大限発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック回路図。
【図2】本発明の一実施例を示すフローチャート。
【符号の説明】
2は電池組、6は電池種類判別手段、50はマイコン、
60は充電電流制御手段、80は充電電流設定手段であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 飯村 良雄 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニッケル・カドミウム電池とニッケル・
    水素電池の両方の電池系を一つの充電装置で充電する充
    電装置において、被充電電池がニッケル・カドミウム電
    池かニッケル・水素電池かのどちらかを判別をする電池
    種類判別手段と、電池種類判別手段の出力に基づいて充
    電電流を設定する充電電流設定手段と、充電電流設定手
    段の出力に基づいて充電電流の供給を制御する充電電流
    制御手段を設けたことを特徴とする電池の充電装置。
JP9319815A 1997-11-20 1997-11-20 電池の充電装置 Withdrawn JPH11150879A (ja)

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