JPH1126026A - ニッケル水素電池の充電制御方式 - Google Patents

ニッケル水素電池の充電制御方式

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JPH1126026A
JPH1126026A JP9177130A JP17713097A JPH1126026A JP H1126026 A JPH1126026 A JP H1126026A JP 9177130 A JP9177130 A JP 9177130A JP 17713097 A JP17713097 A JP 17713097A JP H1126026 A JPH1126026 A JP H1126026A
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JP
Japan
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charging
battery
output
charging current
secondary battery
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Withdrawn
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JP9177130A
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English (en)
Inventor
Sadaichi Enomoto
貞一 榎本
Yoshihito Tsugane
良仁 津金
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1126026A publication Critical patent/JPH1126026A/ja
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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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲温度や入力電圧に対応して充電電流を反
比例的に変動させ、効率よく所要の充電を行う二次電池
の充電制御方法の提供。 【解決手段】 充電電流を制御するトランジスタ素子を
有する充電回路によって二次電池を充電するに当たっ
て、前記トランジスタ素子のベース端子をマイクロコン
ピュータの出力端子に接続し、かつ出力端子の出力をパ
ルス信号とし、前記マイクロコンピュータの出力端子の
出力が低レベルのとき充電電流を流し、出力端子の出力
が高レベルのときは充電電流を流さないように、前記パ
ルス信号のパルス幅によって充電電流を制御することを
特徴とする二次電池の充電制御方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池の充電制御
方法に係り、さらに詳しくは充電する電池温度に対応
し、充電電流を変化させて効率よく所要の充電を行う充
電制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ニッケル−水素二次電池( Ni-MH二次電
池)などに代表される二次電池は、充電による電力の貯
蔵、この貯蔵した電力を負荷の駆動源(放電)とする繰
り返し動作が可能な電源として、たとえば携帯用電話機
や携帯型撮像機など各種の機器システムに組み込まれた
りして実用されている。
【0003】ところで、二次電池は、前記したように充
電および放電が主要な機能であり、また効率および安全
性の点から、充電の終止電圧、放電の終止電圧をそれぞ
れ限界とし、この限界範囲内の電圧で充電や放電を行っ
ている。そして、二次電池の定電流充電は、図4に示す
ような充電回路を内蔵した充電器によって行われてい
る。
【0004】図4において、1はトランジスタ素子、2
は前記トランジスタ素子1のコレクタ端子側に接続配置
され、被充電電池を装着する電池装着機構、3は前記ト
ランジスタ素子1のエミッタ端子側に抵抗器4aを介して
接続配置された入力電源である。また、5は一端側が前
記入力電源3側に、他端側がトランジスタ素子1のベー
ス端子側に接続配置されたダイオード、4bはトランジス
タ素子1のベース端子側で接地側に接続配置された抵抗
器である。この充電回路においては、トランジスタ素子
1のコレクタ端子とエミッタ端子との間の電圧VCEが、
入力電源3の電圧Vi と充電電池の電圧Vs との電圧差
になる。
【0005】前記充電回路によって充電される Ni-MH二
次電池の電池電圧は、充電の初期では充電前の電池の状
態によって、その充電電圧にバラツキもあるが、ある一
定の充電時間経過後の電池電圧は電池1ケ当たり大体
1.2Vである。したがって、 Ni-MH二次電池がnケ直列
に接続されている場合は( 1.2×n)Vとなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記充電回
路による Ni-MH二次電池の充電では、充電電流がトラン
ジスタ素子1を介して Ni-MH二次電池に供給されと、ト
ランジスタ素子1では、(充電電流)×(VCE)の電力
が消費される。一方、トランジスタ素子1は、定電流回
路を形成しているため、このトランジスタ素子1を流れ
る一定のコレクタ電流で充電されることになる。したが
って、トランジスタ素子1での消費電力は、コレクタ端
子とエミッタ端子との間の電圧VCEに比例し、また、あ
る一定の充電時間経過後の電池電圧は( 1.2×n)Vで
あるため、前記コレクタ端子−エミッタ端子間電圧VCE
は、入力電圧に比例する。
【0007】そして、トランジスタ素子1の消費電力が
大きくなると、充電器の筐体内の温度が上昇し、その温
度が被充電電池の温度を上昇させる。また、充電中の電
池は、周囲温度の影響を受け、周囲温度が上昇すると、
その上昇分電池の温度も高温化する。しかし、被充電電
池の充電可能な許容温度範囲は、周囲温度に関係なく一
定である。
【0008】このように、被充電電池の温度が、その充
電可能な許容温度範囲をオーバーすると、結果的に、被
充電電池の不十分な充電などを招来して、二次電池の利
用効率が損なわれるなどの問題がある。なお、上記充電
中の電池温度の上昇は、充電電流による電池自身の発
熱、周囲温度の影響およびトランジスタ素子1からの煽
り熱によるものである。
【0009】従来、この状態を回避するために、入力電
圧が最大値になったときでも、被充電電池の充電可能な
許容温度範囲(限界ないし規格)を超えないように、充
電電流を小さく設定しており、このために電圧容量の大
きい二次電池の充電を行えないという不都合がある。
【0010】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、周囲温度や入力電圧に対応して充電電流を反比例
的に変動させ、効率よく所要の充電を行う二次電池の充
電制御方法の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、充電
電流を制御するトランジスタ素子を有する充電回路によ
って二次電池を充電するに当たって、前記トランジスタ
素子のベース端子をマイクロコンピュータの出力端子に
接続し、かつ出力端子の出力をパルス信号とし、前記マ
イクロコンピュータの出力端子の出力が低レベルのとき
充電電流を流し、出力端子の出力が高レベルのときは充
電電流を流さないように、前記パルス信号のパルス幅に
よって充電電流を制御することを特徴とする二次電池の
充電制御方法。
【0012】請求項2の発明は、充電電流を制御するパ
ルス信号のパルス幅が被充電電池に熱的に密着させた温
度センサの出力値によって変えられることを特徴とする
請求項1記載の二次電池の充電制御方法。
【0013】請求項3の発明は、充電電流を制御するパ
ルス信号のパルス幅が、被充電電池が配置された領域・
環境に配置させた温度センサの出力値によって変えられ
ることを特徴とする請求項1記載の二次電池の充電制御
方法。
【0014】すなわち、これらの発明は、充電電流を
大きくした場合、電池温度が異常に上昇し、この電池温
度の異常な上昇に伴って、充電効率が低下するなど電池
寿命に悪影響がでること、また、電池温度が上昇した
場合、充電電流を小さくすると電池温度の異常な上昇が
防止ないし回避できること、さらに、充電時の周囲温
度が低い場合、電池温度が上昇しても充電可能な許容温
度規格値をオーバーしないことなどに着目したものであ
る。
【0015】そして、充電時の周囲温度によって、充電
電流の大きさを、周囲温度が低いときは充電電流を大き
く、また、周囲温度が高いときには充電電流を小さく設
定することによって、効率のよい二次電池の充電を実現
することを骨子としたものである。
【0016】すなわち、この二次電池の充電制御では、
電池温度が低いときにも必要な充電電流を流して充電が
でき、また、電池温度が高い場合のみに充電電流を小さ
くして充電する。したがって、充電回路(充電器)の充
電能力を低下させた状態を狭く限定でき、充電器ないし
充電回路の能力一杯の充電が実現する。
【0017】換言すると、小さい能力の充電器で、容量
の大きい電池を充電することができるので、充電器のコ
ストダウンや小型化なども図れるという利点をもたら
す。なお、充電器の小型化により、充電器の温度上昇が
大きくなるが、このときは充電電流を制限することで温
度上昇を抑えられる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図1,図2および図3を参
照して実施例を説明する。
【0019】図1は第1の実施例の実施に使用した充電
回路図である。図1において、6は直流電源、7aは第1
の抵抗器、7bは第2の抵抗器、7cは第3の抵抗器、7dは
第4の抵抗器、8は充電電流制御用のトランジスタ素
子、9aは第1のダイオード、9bは第2のダイオード、10
はマイクロコンピュータ、11は被充電電池(たとえばNi
-HM 二次電池)である。
【0020】ここで、トランジスタ素子8、第1の抵抗
器7a、第1のダイオード9aおよび第2の抵抗器7bは、直
流電源6から被充電電池11に充電のため定電流を供給す
る定電流回路を構成している。なお、第2のダイオード
9bは、被充電電池11から定電流回路側に電流が逆流する
のを防止する。また、マイクロコンピュータ10は、その
出力端子 10aが、前記定電流回路の第2の抵抗器7bを介
してトランジスタ素子8のベース側に接続し、充電電流
を制御する。
【0021】つまり、マイクロコンピュータ10の出力端
子 10aの出力レベルが低いときは、トランジスタ素子8
を介して流れる電流を増大するように、また、出力端子
10aの出力レベルが高いときは、トランジスタ素子8を
介して流れる電流を低減ないし停止するように作用す
る。
【0022】なお、マイクロコンピュータ10の出力端子
10aの出力が一定の波形比でもってパルス動作するとき
は、その波形比によって充電電流が制御される。また、
出力端子 10aの出力が低レベルを持続している時間が、
高レベルを持続している時間に対して長いときは、充電
電流が大きくなり、短いときは充電電流が減少する。一
方、第3の抵抗器7cおよび第4の抵抗器7dは、直流電源
6からの入力電圧を分圧し、分圧された電圧をマイクロ
コンピュータ10の入力端子 10bに入力される。そして、
入力端子 10bに入力された電圧が、分圧値としてマイク
ロコンピュータ10に認識され、この分圧値(入力電圧
値)により出力端子 10aのパルス波形比が決められ、こ
れによって、被充電電池11の充電可能な許容温度規格を
超えないように制御される。つまり、この実施例の場合
は、充電用の入力電圧の変動があっても、容易に適正
な、所要の充電が行われる。
【0023】図2および図3は第2,第3の実施例の実
施に使用した充電回路図である。図2および図3におい
て、6は直流電源、7aは第1の抵抗器、7bは第2の抵抗
器、7eは第3の抵抗器、8は充電電流制御用のトランジ
スタ素子、9aは第1のダイオード、9bは第2のダイオー
ド、10はマイクロコンピュータ、11は被充電電池(たと
えばNi-HM 二次電池)、12は三端子レギュレータ、13は
温度センサ(サーミスタ素子)である。
【0024】ここで、トランジスタ素子8、第1の抵抗
器7a、第1のダイオード9aおよび第2の抵抗器7bは、直
流電源6から被充電電池11に充電のための定電流を供給
する定電流回路を構成している。なお、第2のダイオー
ド9bは、被充電電池11から定電流回路側に電流が逆流す
るのを防止する。また、マイクロコンピュータ10は、そ
の出力端子 10aが、前記定電流回路の第2の抵抗器7bを
介してトランジスタ素子8のベース側に接続し、充電電
流を制御する。
【0025】つまり、マイクロコンピュータ10の出力端
子 10aの出力レベルが低いときは、トランジスタ素子8
を介して流れる電流を増大するように、また、出力端子
10aの出力レベルが高いときは、トランジスタ素子8を
介して流れる電流を低減ないし停止するように作用す
る。
【0026】なお、マイクロコンピュータ10の出力端子
10aの出力が一定の波形比でもってパルス動作するとき
は、その波形比によって充電電流が制御される。また、
出力端子 10aの出力が低レベルを持続している時間が、
高レベルを持続している時間に対して長いときは、充電
電流が大きくなり、短いときは充電電流が減少する。一
方、三端子レギュレータ12の出力電圧(たとえば5V)
は、第3の抵抗器7eおよび温度センサ13によって分圧さ
れる。ここで、分圧された電圧がマイクロコンピュータ
10の入力端子 10cに入力され、入力端子 10cに入力され
た電圧値が測定されて周囲温度値としてマイクロコンピ
ュータ10に認識される。そして、前記周囲温度値によっ
て出力端子 10aのパルス波形比が決められ、これによっ
て被充電電池11の充電可能な許容温度規格を超えないよ
うに制御される。つまり、この実施例の場合は、充電時
における周囲温度に変動があっても、容易に適正な、商
用の充電が行われる。
【0027】本発明は、上記例示の手段に限定されるも
のでなく、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろいろの変
形を採ることができる。たとえば、充電電力の出力を一
定に制御することにより、Li系二次電池の充電制御など
も容易に行うことができる。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る充電制御方法によれば、簡
易な定電流回路を採る一方、マイクロコンピュータを利
用して、充電時の被充電電池温度、周囲温度、充電用入
力電圧の変動(±10%)に対応し、適正な充電を容易
に、かつ確実に行うことができる。つまり、二次電池の
充電効率の向上などを図るとともに、二次電池の長寿命
化も図れるので、二次電池の利用効率などの向上に大き
く寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例で使用した充電回路図。
【図2】第2の実施例で使用した充電回路図。
【図3】第3の実施例で使用した充電回路図。
【図4】従来使用されていた充電回路図。
【符号の説明】
1,8……トランジスタ素子 2,11……被充電二次電池 3,6……直流電源 4a,4b,7a〜7e……抵抗器 5,9a,9b……ダイオード 10……マイクロコンピュータ 10a……マイクロコンピュータの出力端子 10b 10c……マイクロコンピュータの入力端子 12……三端子レギュレータ 13……温度センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電電流を制御するトランジスタ素子を
    有する充電回路によって二次電池を充電するに当たっ
    て、 前記トランジスタ素子のベース端子をマイクロコンピュ
    ータの出力端子に接続し、かつ出力端子の出力をパルス
    信号とし、前記マイクロコンピュータの出力端子の出力
    が低レベルのとき充電電流を流し、出力端子の出力が高
    レベルのときは充電電流を流さないように、前記パルス
    信号のパルス幅によって充電電流を制御することを特徴
    とする二次電池の充電制御方法。
  2. 【請求項2】 充電電流を制御するパルス信号のパルス
    幅が被充電電池に熱的に密着させた温度センサの出力値
    によって変えられることを特徴とする請求項1記載の二
    次電池の充電制御方法。
  3. 【請求項3】 充電電流を制御するパルス信号のパルス
    幅が、被充電電池が配置された領域・環境に配置させた
    温度センサの出力値によって変えられることを特徴とす
    る請求項1記載の二次電池の充電制御方法。
JP9177130A 1997-07-02 1997-07-02 ニッケル水素電池の充電制御方式 Withdrawn JPH1126026A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8217628B2 (en) 2008-06-03 2012-07-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack with an automatic current regulation and charging method for the same
RU2660471C1 (ru) * 2017-10-05 2018-07-06 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в автономной системе электропитания искусственного спутника Земли
CN117674372A (zh) * 2024-02-02 2024-03-08 中国人民解放军海军勤务学院 一种蓄电池温度补偿多级恒流充电方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040907