JPH11313447A - 二次電池充電装置及び二次電池充電方法 - Google Patents

二次電池充電装置及び二次電池充電方法

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JPH11313447A
JPH11313447A JP10120301A JP12030198A JPH11313447A JP H11313447 A JPH11313447 A JP H11313447A JP 10120301 A JP10120301 A JP 10120301A JP 12030198 A JP12030198 A JP 12030198A JP H11313447 A JPH11313447 A JP H11313447A
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discharge
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Zenichi Hashimoto
善一 橋本
Yoshifumi Takashima
栄史 高島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池充電装置が、利用者に依らず最
適な頻度で二次電池を強制放電させてから充電を行うこ
とで、二次電池寿命短縮を防ぎ、充電装置の小型化・簡
素化・低コスト化を図ること。 【解決手段】 二次電池充電装置に、充電毎に充電前電
圧を記憶する電圧記憶手段109と充電毎に充電回数を
記憶する充電回数記憶手段110を搭載する。充電回数
判断部104は、充電回数が所定回数に達したか否かを
判断し、充電前放電を行うかどうかを設定する。充電前
放電を行う場合、放電出力部105は、放電負荷部10
8を調整して充電前電圧に応じた放電レートを設定し、
放電SW部107を閉じて一定の電圧以下まで二次電池
を強制放電させる。そして放電終了後二次電池101の
充電を行う。これにより強制放電の過少・過多実施及び
不適切な時期の実施による電池寿命短縮が防止でき、更
に回路の発熱を軽減することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素電池
などの二次電池を搭載した機器に用いられる二次電池充
電装置及び二次電池充電方法に関する。
【0002】
【従来の技術】二次電池は、残量を使い切らない放電深
度が浅い状態で充電を繰り返すと電池容量が減少してし
まうメモリー効果を生ずる。この現象は一旦完全放電近
くの深度まで放電させると回復するため、充電前に装置
駆動とは別に強制的に放電させることで解決を図る場合
が多く、この動作は「リフレッシュ」と呼ばれている。
【0003】図3に従来のリフレッシュ部が搭載されて
いる二次電池充電装置の構成概略図を示す。充電装置は
リフレッシュ部301と充電装置電源部302と充電出
力制御部303を有し、二次電池304を充電する。
【0004】リフレッシュ部301は、リフレッシュS
W305と放電出力部306と放電SW部307と放電
負荷部308とを有し、利用者がリフレッシュSW30
5を押すと、放電出力部306は、放電SW部307を
ONに、放電を開始する。また放電出力部306は放電
深度が規定値に達すると放電を中止するよう放電SW部
307をOFFにする。
【0005】利用者はメーカーから指示のあった頻度
で、何充電か毎に一度、充電前にリフレッシュSW30
5を押す。すると放電出力部306により放電SW部3
07がONにされ、充電前に放電が行われ、メモリー効
果が解消し、続けて行われる充電終了後には電池容量が
回復している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、リフレッシュを行う時期・頻度はあくまで利用
者任せであり、必要以上に頻繁にリフレッシュが行わ
れ、かえって電池寿命を縮めてしまう場合が生ずる。
【0007】また、リフレッシュ開始時の電池電圧が満
充電に近い状態でリフレッシュが行なれると、放電に時
間が掛かり引いてはその後に行われる充電終了までの時
間が長期化する。その時、充電装置の発熱も増加するた
め、その発熱に耐え得る回路・装置が必要となり、装置
が大型化・煩雑化・高コスト化する問題があった。
【0008】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、二次電池寿命短縮を防ぎ、充電装置の小型化・簡
素化・低コスト化を図る二次電池充電装置及び二次電池
充電方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】以上の問題点を鑑み、本
発明では、以下の対策を講じた。
【0010】請求項1記載の二次電池充電装置に関する
発明は、充電毎に充電開始前の電池電圧を記憶し保持す
る電圧記憶手段と、前記充電前電圧が規定値以上の時に
行われた充電の回数を記憶し保持する充電回数記憶手段
と、前記充電回数が所定回数以上になった場合には、充
電開始前に二次電池を一定の電圧以下まで放電させる放
電手段と、を具備する構成を採る。
【0011】この構成によれば、リフレッシュを最適な
頻度で実施し、且つその回数を最小限に留めることがで
きるため、メモリー効果抑制とリフレッシュの過少・過
多実施による電池寿命低減防止とを図ることができる。
また利用者の手間も解消される。
【0012】請求項2記載の発明は、請求項1記載の二
次電池充電装置の発明において、前記放電手段は、前記
充電前電圧が前記規定値未満の時、前記放電手段が充電
前に放電を行わないようにする電池電圧判断部を有する
構成を採る。
【0013】この構成によれば、充電開始前の電池電圧
がメモリー効果が解消されると考えられるほど充分に低
い場合には、リフレッシュ目的の充電前放電を行わない
ため、過放電の防止となる。
【0014】請求項3記載の発明は、請求項1記載の二
次電池充電装置の発明において、前記放電手段は、前記
充電前電圧が前記規定値未満になった場合、前記充電回
数記憶手段をリセットする構成を採る。
【0015】この構成によれば、強制放電がされた時、
及び前記充電前電圧が前記規定値よりも低いので強制放
電の必要がないと判断された時、記憶・保持される充電
回数をリセットするようにした。
【0016】請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求
項3いずれかに記載の二次電池充電装置の発明におい
て、前記放電手段は、前記充電前電圧の値によって充電
前放電時の放電レートを変化させる放電出力部を有する
構成を採る。
【0017】この構成によれば、前記充電前電圧が高い
時には放電レートを低くし、又前記充電前電圧が前記規
定値に近いほど低い時には放電レートを高くし、放電中
の発熱の抑制を図ることができる。
【0018】請求項5記載の方法の発明は、充電毎に前
記充電前電圧と前記充電回数を記憶し、前記充電回数が
連続一定回数に達した場合、前記充電前電圧に応じて放
電レートを設定し、一定の電圧以下まで二次電池を放電
させ、その後充電を行う構成を採る。
【0019】この構成によれば、充電装置が適切なリフ
レッシュ時期・頻度を判断し、メモリー効果が充分に解
消されるまで充電開始前に放電することができ、適切な
充電管理と利用者の手間軽減が図れる。
【0020】請求項6記載の発明は、請求項1乃至請求
項5いずれかに記載の二次電池充電装置若しくは二次電
池充電方法を用いる構成を採る電動自転車である。
【0021】この構成によれば、リフレッシュが不十分
なことに起因して生じる電池容量の低下に伴い電動補助
時間が短縮し、電池が単なる重量物となり利用者の負担
が増すだけとなることを防止することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0023】図1は本発明の一実施の形態に係る二次電
池充電装置のブロック図である。
【0024】二次電池101は、本発明に係る充電装置
で充電する対象である。
【0025】放電手段102は、電池電圧判断部103
と充電回数判断部104と放電出力部105とリセット
部106と放電SW部107と放電負荷部108を有
し、適切な時期・頻度で充電開始前の放電を行うように
なっている。
【0026】電池電圧判断部103は、後述する電圧記
憶手段109によって測定された充電前電圧Vと後述す
る充電前放電を行うか否かの判断基準となる規定値VA
を比較し、放電出力部105を介して放電SW部107
を切り替える。又、放電開始後、電池電圧が後述する規
定値以下になると放電出力部105を介して放電SW部
107をOFFにする。更に、電池電圧判断部103は
充電前電圧Vと後述する放電レートを変える判断基準と
なる規定値VBとを比較し、放電出力部105を介して
放電レートを変えるため放電負荷部108の負荷値を可
変させる。
【0027】充電回数判断部104は、後述する充電回
数記憶手段110によって測定された充電回数Nと、後
述する充電前放電を実施するか否かの判断基準となる規
定値NAとを比較し、放電出力部を介して放電SW部1
07を切り替える。
【0028】リセット部106は、電池電圧判断部10
3が充電前電圧が後述する規定値VA以下の状態から充
電が行われたと判断した場合に、後述する充電回数記憶
手段110の保持する累積加算された充電回数Nの計数
値をクリアし、N=1をセットする。
【0029】電圧記憶手段109は、充電開始前の二次
電池電圧値を測定・記憶・保持し、放電深度が浅い状態
からの放電が行われないようにしている。
【0030】充電回数記憶手段110は、充電装置電源
部111からの充電開始の指令を受け充電出力を管理す
る充電出力制御部112の充電実施回数Nを読み取り、
記憶・保持するようになっている。
【0031】次に、図2に示すフロー図を用いて上記構
成を有する二次電池充電装置の動作について説明する。
【0032】ST201では、充電開始前に電池が接続
されているかが確認される。
【0033】ST202では、充電出力制御部112が
充電装置電源部111から充電開始の指令を受け、充電
回数記憶手段110が保持してある充電回数Nに1を加
算する。
【0034】ST203では、電池電圧判断部103
が、電圧記憶手段109が測定した二次電池の電池電圧
Vが放電深度が充分に深いとみなせる規定値VA以下で
あるかどうかを判断する。V≦VAであれば、このまま
充電を行えばメモリー効果が解消されるほど放電深度は
深いと判断し、後述するST212へ進み、Nをリセッ
トしてから、リフレッシュを行うことなく充電を開始す
る。一方、V≧VAであれば、ST204へ進む。
【0035】ST204では、充電回数記憶手段110
が、充電回収記憶手段110が測定した充電回数Nがリ
フレッシュなしで行う充電の連続限界回数NA以上かど
うかを判断する。N<NAであれば、ST213へ進
み、放電を行わずに充電を行う。一方、N≧NAであれ
ば、充電回数および充電前電圧共にリフレッシュに最適
且つ必要な場合と判断し、充電前放電を行う。
【0036】ST205では、電池電圧判断部103
は、電池電圧値Vと放電レートを可変させる分岐点とす
る規定値VBと比較する。V≦VBであればST209へ
進み高い放電レートから実施し、V>VBであればST
206へ進み放電時の発熱軽減のため低い放電レートか
ら実施する。
【0037】ST206では、電池電圧判断部103か
らのV>VBの状態であり放電深度が浅いとの判断を受
けた放電出力部105は、放電レートを低く設定する。
【0038】ST207では、ST206で設定した低
い放電レートで放電を実施する。この間も電圧記憶手段
109により電池電圧は測定されている。
【0039】ST208では、電池電圧判断部103
が、電圧記憶手段109から放電中の電池電圧値を受け
取り、V≦VBとなるまで放電が進んだかを判断する。
まだV>VBであれば、ST206へ戻り引き続き低い
放電レートで放電を実施する。V≦VBとなっていれ
ば、ST209へ進み、放電レートを高める。
【0040】ST209では、V≦VBの状態であり電
池電圧が低いので、放電時間短縮のため、放電出力部1
05は放電レートを高く設定する。
【0041】ST210では、ST209で設定した高
い放電レートで放電を実施する。この間も電圧記憶手段
109により電池電圧は測定されている。
【0042】ST211では、電池電圧判断部103
は、電圧記憶手段109によって測定されたVが二次電
池1セル当たり1V以下になっているかを判断する。V
≦1V/セルであれば、完全放電したとみなし放電を終
了する。V≦1V/セルとなっていなければ、ST20
9へ戻り引き続き放電を実施する。
【0043】ST212では、リフレッシュの実施、又
はリフレッシュ実施と同等の効果を有する充電前の放電
深度、により改めて充電回数を数え直すため、ST21
1での電池電圧判断部103の完全放電の判断を受けた
リセット部106が、充電回数記憶手段110内に蓄積
されているNの計数値をクリアし、代わりにN=1をセ
ットする。そして充電回数記憶手段110は再び計数値
1から記憶を開始する。
【0044】ST213では、電池電圧判断部103が
放電出力部105を介して放電SW部107をOFFと
し、充電を開始する。
【0045】ST214では、満充電につき充電終了と
なる。
【0046】上記実施の形態では、二次電池が搭載され
ている機器に充電装置も搭載されている一体型を前提に
したが、本発明の効果はこれが機器とは分かれた充電装
置単体の場合でも同様の効果を得られる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明の二次電池充
電装置及び二次電池充電方法は、リフレッシュの過少・
過多実施を防止し、電池寿命短縮を軽減できる。
【0048】また、本発明はリフレッシュが満充電に近
い状態で開始されることを防止し、また放電開始前の電
池電圧に応じて放電レートを変えることにより、放電時
の発熱を軽減させた。これにより充電装置の発熱が軽減
できるため、充電装置の小型化・簡素化・低コスト化を
図ることができる。
【0049】さらに、利用者任せであったリフレッシュ
を充電装置が行うことで、利用者の手間が解消される。
【0050】また、電動自転車では確実にリフレッシュ
が行われることで、メモリー効果による電池容量の低下
を軽減し、電動補助時間の短縮化を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る二次電池充電装置
及び二次電池充電方法の構成を示すブロック図
【図2】上記実施の形態の二次電池充電装置の動作を示
すフロー図
【図3】従来の二次電池充電装置の構成を示す構成概略
【符号の説明】
101 二次電池 103 電池電圧判断部 104 充電回数判断部 109 電圧記憶手段 110 充電回数記憶手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02J 7/02 H02J 7/02 B

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電毎に充電開始前の電池電圧を記憶し
    保持する電圧記憶手段と、前記充電前電圧が規定値以上
    の時に行われた充電の回数を記憶し保持する充電回数記
    憶手段と、前記充電回数が所定回数以上になった場合に
    は、充電開始前に二次電池を一定の電圧以下まで放電さ
    せる放電手段と、を具備することを特徴とする二次電池
    充電装置。
  2. 【請求項2】 前記放電手段は、前記充電前電圧が前記
    規定値未満の時、前記放電手段が充電前に放電を行わな
    いようにする電池電圧判断部を有することを特徴とする
    請求項1記載の二次電池充電装置。
  3. 【請求項3】 前記放電手段は、前記充電前電圧が前記
    規定値未満になった場合、前記充電回数記憶手段をリセ
    ットすることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
    二次電池充電装置。
  4. 【請求項4】 前記放電手段は、前記充電前電圧の値に
    よって充電前放電時の放電レートを変化させる放電出力
    部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3いず
    れかに記載の二次電池充電装置。
  5. 【請求項5】 充電毎に前記充電前電圧と前記充電回数
    を記憶し、前記充電回数が連続一定回数に達した場合、
    前記充電前電圧に応じて放電レートを設定し、一定の電
    圧以下まで二次電池を放電させ、その後充電を行う二次
    電池充電方法。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5いずれかに記載の
    二次電池充電装置若しくは二次電池充電方法を用いるこ
    とを特徴とする電動自転車。
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