JPS61277328A - ２端子式充電方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、再充電サイクル中に電池の温度及び電圧を測
定する電池充電システム（こ関する。

電池充電装置は湿電池及び乾電池構造の再充電可能な各
種形式の電池を再充電する種々の場合に用いられる。電
池の充電は次期の使用のために、できる限り速やかに再
充電されることが望ましい。

高い充電率で充電する間に、電池の温度は過度薔こ上昇
して、電池を加熱及び破損させるに至る◇そのうえ、電
池が充電され最大電圧は制限されなければならない。ゆ
えに、充電サイクル中に電池の温度と電圧を監視するこ
とが大切である。はとんどの場合、電池の温度は、大多
数の場合、温度によって電池が過充電されることが知ら
されるので。

再充電電圧よりも一層重要である。

電池を再充電し、同時に再充電サイクル中に電池の電圧
と温度を測定できる多くのシステムが使用できる。

このうち、いくつかの電池充電システムは、電池の再充
電用として４個の端子及び電池の温度及び電圧を検知及
び検出するために付加端子を用いるものが考えられてい
る。このようなシステムの例が米国特許第３，８５２，
６５２号、第４．ｏ　６５，７１２号、第４，３７０，
６０６号に見られる。米国特許第３．８５２，６５２号
では、４個の端子を用いて電池の温度を検知している。

このシステムは実際の電池温度を検知せずに温度の変化
速度を検出する。このような方法であるので、周囲温度
は、充電サイクル中に電池の過熱を決めるファクタには
ならない。

米国特許第４，３７０，６０６号は、電池温度センサと
してダイオードシステムを用いる。このシステムは、電
池温度とともに周囲温度を測定する。周囲及び電池温度
の関数として変化する、ダイオードシステムに掛かる電
圧降下は、充電過程中の電池温度を定めるのをご用いら
れる。米国特許第４，０６５，７１２号では、供給電圧
または電池電圧による電流の変動を減するためにインテ
リジエンｌ−ＳＣＲ回路の使用を含んでいる＠電池温度
を測定するのに複数のダイオードが用いられている。こ
のシステムは。

電池が所望の充電レベルにあることを検知すると細流充
電に切り変わる。

温度及び／または電池電圧の測定用の３個の端子構造を
もつシステムは、米国特許第３，５３１，７０６号、第
４，２４０，０２２号、第４，３９４，６１２号に開示
されている。米国特許第３，５３１，７０６号では、電
池の充電用としての３個または４個の端子装置を開示し
ている。電池温度は、電池の電位差と共に検知され、か
つ温度及び電圧が予め定めたレベルに達すると、充電サ
イクルは細流充電に切り換えられる。

米国特許第４，２４０，０２２号では、電池が完全充電
状態になると高い充電率をしゃ断するために３つの温度
式充電装置中に温度スイッチが用いられている。その後
は、この電池は充電の残り時間では細流充電される。米
国特許第４，３９４，６１２号では、充電電流が流れな
くなるときの電池電圧を定めるために、比較器システム
が用いられている。このシステムでは、充電電流が流れ
なくなったとき、比較器システムによって電池が完全充
電状態であるかどうかを決定させるため、電池から流れ
る電流に依存する３端子充電接続手段を必要とする。

２端子充電システムの例が、米国特許第３．６２６，２
７０号及び第３，９１１，３５１号に開示されている。

第３，６２６，２７０号は、ニッケル部カドミウム電池
の急速充電に関するものである。この電池は、交番式に
充、放電時間を受ける。急速充電が終止して細流充電に
変換することを定めるために、電池電圧もしくは電池温
度が監視される。上記特許による温度測定には、電池及
び充電装置が接近した物理的に近似した範囲内の状態に
ならないことを知るための温度センサ用の少くとも１つ
の付加端子が必要である。米国特許第３，９１１，３５
１号は、電池電圧または電池温度が予定上限値を超える
と。

このシステムに対する高充電率を電池への細流充電状態
に切り換えるスイッチ及びラッチを含む。

抵抗及びコンデンサと並列に配置された温度スイッチが
電池温度を検知するのに用いられる。電池の充電を制御
するのに第１　ＳＣＲが用いられ、一方。

予定充電点に達すると第２８ＣＢが充電をしゃ断する。

充電中に電池をこ掛かるピーク電圧が測定され、これは
充電電流の変動を起こす。これはしゃ断時における実際
の電池電圧に影響するであろう。この回路はプリセット
温度に達すると、一層高い電池電圧を見せかけるように
設計されている０よって、充電装置はあたかも電池が完
全に充電されたかのように、この新規の電圧ζこ応答す
る。このシステムは電池の状態及び主供給電圧によりか
つ電池のインピーダンスによる充電電流の変動に起因す
る誤差を受ける。電池充電用のこれらの２端子システム
は、充電サイクル中の電池電圧及び／または温度の正確
な測定を提供できずに、充電サイクル中に誤差を生せし
め、充電された電池を破損したり不完全な充電状態の電
池を提供することになる。

本発明の一つの特徴は、２端子電池パックが、充電回路
供給充電電圧の対応する端子との、この２つの充電端子
の接触によって充電されることである。２個の充電端子
と組み合わされて、電気式電池温度測定装置が提供され
、それによって温度が測定される。本発明による改良点
は、電気式測定装置によって２個の充電端子を介して電
池温度を電気的に測定できるとともに、充電端子から実
質上、電池を電気的に除外することである◎本発明の別
の特徴によれば、２端子電池パックの電池充電装置に、
電池温度を測定する電気装置が配設されかつ２個の充電
端子と組み合わされる。

丘→兵去ｄユこの電池温度測定装置は、電池温度を検知
する装置を含む。この検知装置は電池に隣接しかつ電池
充電中は２個の充電端子と電気的に接続される。この発
明によれば、改良点は、２個の充電端子を経て前記検知
装置に電圧を印加することによって測定装置が電池温度
を測定するとともに、充電端子から電池を事実上、電気
的に除外する装置を含むことにある。

本発明の他の特徴によれば、電池及び２個の充電端子を
もつ再充電可能な電池パックが提供される。電池温度の
変化に応答する電気装置がこの電池パックの２個の端子
と組み合わされる。充゛亀端子を通って電池が放電する
のを防ぐ装置が設けられ、それにより、充電サイクル中
の、電池の充電、電池の温度監視及び充電された電池電
圧の監視が、電池パックの２つの充電端子のみを介して
達成される。

図面に本発明の好適実施例を示す。

木兄明番こよる電池システムは、同一の２個の電気端子
を介して充電及びもし望むならば放電を実施できる２端
子装置を提供する。このシステムは充電電流の如何に拘
らず真の電池電圧を検知しかつそれに応答し、かつ真の
電池温度を検出しかつそれをこ応答するように構成され
ている。電池の電圧と温度を測定するために、充電サイ
クル中には電池と組み合わされる何の接続手段も不必要
である。電池システムの端子は、電池パックの不慮の放
電を防ぐために、充電装置と接続されないときは電気的
に不作動にされる。

第１図において、電池パックは全体を１０で示され、水
密性、防湿性でかつ電池パックの漏出した化学薬品を収
容可能な包囲体（不図示）内に随意に収容される。包囲
体の外部には２個の充電端子１２及び１４が設けられる
。本発明による充電システムは５個別にこれら２個の端
子に連結され、電池の充電を実施すると同時に、第５図
について説明する適切な回路を用いて、電池温度及び電
圧を検知する。本発明の好適実施例によれば、電池パッ
ク内の複数のセルは再充電可能なニッケル・カドミウム
型のものであるが、湿式セル及び他の形式の乾式セルも
用いられるがこの場合、それらのセルの特定の充電特性
を補償するためにこの回路に適切な変更が加えられる〇 電池パンク１０内の端子１２と１４との間にダイオード
１６が直列に配置される。ダイオード１６は、負荷が端
子１２及び１４に加えられたときか、充電サイクル中に
、端子１２，１４から電池１１が放電するのを防止する
ために配置される。交流を使用する場合は、電池１１は
、充電電圧が電池の瞬時電圧より低いレベルにあるとき
は端子１２及び１４からは放電しないであろう。

電池パック内の複数の電池の温度を検知するために、温
度検知装置１８が用いられ、これは本発明の特定実施例
では、直列配置のダイオード１６及び複数のセル１１と
並列に配置されたサーミスタである。サーミスタ１８は
電池パックの１つまたはそれ以上のセルに隣接して配置
され、電池温度が増加するにつれてその抵抗値は減少す
る。第５図の回路によれば、真の電池温度を検出するシ
ステムを提供するために、サーミスタ１８の抵抗の変化
を測定する手段が講じられている。

第１図の回路に対する代替装置は、電池１１と直列配置
された電界効果トランジスタ２０の使用を含む。電界効
果トランジスタ２０は、電池１１が充電されているとき
、端子１２及び１４から電池１１の放電を防ぐように制
御される。随意に、この電界効果トランジスタは、電池
の電力を使用するために成る負荷がこれらの端子１２．
１４に掛けられたことを検知すると、端子１２及び１４
から電池１１の放電を許すように制御される。サーミス
タ１８は、電界効果トランジスタ２０及び電池１１の直
列配置と、並列に接続される。よって、　ＶＭＯ８ＦＥ
Ｔを用いることができる電界効果トランジスタがｒＯＮ
Ｊにされると、電池は端子１２及び１４を介して電気構
成要素に電力を与えることができる。しかし、　ＶＭＯ
８がｒ　ＯＦＦ　Ｊ　　にされると、電池の放電は充電
サイクル中は許されない。

充電電圧が瞬時電池電圧より高いレベルにあるときは、
　ＶＭＯ８ＦＥＴは、第１図の電池パック装置のダイオ
ード１６と同様に機能する集積ダイオード２２の使用に
よって電池からの順向導通を許すであろう。

充電電位差用の種々の波形が、電池の形式、充電率及び
当業者のよく知っている考慮事項によって電池パック１
０の充電に用いることができる。

第３図において、電池パックの端子１２及び１４に整流
された交流充電電圧が印加される。第３図に示す波形は
整流器回路中のダイオード電圧降下の結果としての実際
の波形である。各波形２４は、ゼロＶの基線２６から、
電池パックが充電される所望の電位差よりも十分に高い
２８におけるピ−り電圧まで進展される。破線３０であ
られされる電池パック１０の瞬時電池電圧が示されてい
る。

第１図において、ダイオード１６を通る電流の流れはラ
イン３２で示され、ここにおいて電流は充電電圧波形２
８の電位差がレベル３４に達するまではダイオード１６
を通って流れはじめない。電池電圧は点３４からライン
３０上の破線で示すようにわずかに増加し、かつ電池パ
ック１０の瞬時電圧以下に降下する充電波形の電圧によ
ってダイオード１６を電流３２が通るのを止める３６で
示すレベルに再び減少する。

第３図において円で囲んだ波形の間隔は、第４図におい
て拡大して示されている０点３４及び３６より低い波形
の各側における各波形サイクルの周期中に、充電電圧は
瞬時電池電圧よりも低いレベルにある。この短かい時間
中に、極めて低いレベルの電流がサーミスタ１８を通っ
て流される。低い方の線３８は、電池パックが電池充電
のための正常な温度にあるとき、サーミスタ１８を通っ
て流れる電流を示す。ライン４０は、高い電池パック温
度によりサーミスタ１８を通って流れる最小電流を示し
、それによりサーミスタ１８の抵抗は実質的に低い。

本発明によれば、第１図または第２図のような回路を提
供し、かつ第３図及び第４図の波形を解析することによ
って、本発明は２端子電池パックを介して真の電池温度
及び真の電圧を測定できるシステムを提供する。

第５図において、電池パック１０は、端子１２及び１４
をもつ。サーミスタ１８が、直列配置のダイオード１６
と電池パック内の複数の電池と、並列に配置される。本
発明による充電システムは、電池パック１０の外方の端
子１２及び１４と接触する対応端子４２及び４４をもつ
。電池充電回路は、第３図に示すような波形の全波整流
さｎた直流充電電圧を提供するために、全体を４６で示
すダイオードブリッジ内で整流された交流をもって電力
が与えられる。この交流入力電力は通常、整流されると
きは、電池が充電される予定所望電圧を超える充電電圧
を提供するレベルまで、標準交流出力から逓降される。

この好適実施例によれば、１２ｖ、のＲＭＳ（回復管理
機能）交流が提供され、これは、整流されると、はぼ１
２ｖ、のＲＭＳ値をもつ直流充電電圧を提供する。この
充電電圧はライン４８及び５０によって電池端子１２及
び１４に供給される。ライン５０内には５ＣＲ５２が配
置され、これは導通されると、充電電流を比較的低い値
の抵抗５４を通過させて高い充電率を提供する０電池が
完全に充電されまたはその温度が予定レベルにあって５
ＣＲ５２がしゃ断状態にあるときは、充電電流は直列配
置の抵抗５６とダイオード１２８を通って、電池パック
１０に細流電圧を提供するように可成り高い抵抗を提供
する。よって、５ＣＲ５２は、電池温度及び／または電
池電圧が予定レベルにあることを検出されると、電池へ
の高充電率から細流充電状態に切り換える装置を提供す
る。

サーミスタ１８は、サーミスタの検出可能な特性、すな
わち抵抗が電池電圧の増加または減少に応答して変化す
る電池パック内の複数の電池の温度を検知する検知装置
として作用する。電池セルの温度を検知できる多くの電
気装置が利用でき、そのようにすることによって、電気
装置の１つの検出可能な特性の変化を提供することが考
えられる。この充電回路は、検知装置の電気特性の変化
を検出することができる装置を含む。これは多くの方法
で遂行できるが、本発明の一実施例によれば、ホイスト
ンブリッジ内の１つのレッグとしてサーミスタ１８を含
むことが好適である。このブリッジの残りのレッグは、
温度測定装置６２用の入力６０に充当される。ホイスト
ンブリッジの他のレッグは、抵抗６４．６６及び直列抵
抗５６と５８によって形成され、抵抗５４ではなく、な
ぜならば充電電圧が電池電圧よりも低いレベルにあると
き温度検知作用が生じそれによって第４図について説明
したようにサーミスタ１８を通って低い電流が流れるか
らである。ホイストンブリッジを用いることによって、
温度測定装置６２はサーミスタ１８の抵抗の変化を検出
できる。温度測定装置６２の出力は、サーミスタ１８の
抵抗が電池セルの予定温度に相当する値まで低下したと
きに、　。

５ＣＲ５２を細流充電様態に切り換えるのに用いること
ができる。

電池パック１０の電圧は、電圧測定装置６８によって測
定される。電圧測定装置６８は、第３図の波形上の短か
い時間３４または３６においでライン４８内の充電電圧
の電位差を検出するのＣご用いられる。これは、充電電
圧がダイオード１６を通って流れ始めるとき、またはダ
イオード１６を流通し終ろうとするときに起こる。

電池の温度の低電圧測定及び電池電圧の低電流測定にお
ける本発明のこれらの原理は、第５図の回路は単なる１
例であるが、多くの方法で適用されることが考えられる
。整流された交流充電電圧を用いる場合、直流電圧の電
位差が電池パックの電位差よりも十分に大きい場合は、
直流電圧源が電池を充電するのに使用できることが考え
られる。

第３図の波形と類似の波形を提供するために、第５図の
６２及び６８の装置と類似の温度及び電圧測定装置によ
って低電圧温度測定及び低電流電池測定が達成されるよ
うに充電電圧を降下及びそれに後続して上昇させるため
に、直流電圧が間欠的に時間を置いて中断される。

本発明の別の目的は、温度を測定するのに極めて低い電
流（いずれの方向にも）を用いて１時間の関数として変
化させられる電流源として充電システムを考えることで
あって、それによって、サーミスタを通過するこの電流
による電圧降下は電池と直列配置されたダイオードを導
通させるのには不十分であるが、電流と電圧間の比例関
係のためにサーミスタの抵抗、従ってその温度に関する
情報を提供するｌこは十分となる。よって、！圧がダイ
オードを電池へ導通させるのに十分であるように電池を
充電しようとする方向への幾分高い電流レベルにおいて
、ダイオードに起こる電圧降下に対する知り得る修正値
をもつこの電圧がこの回路内の抵抗の影響によって敏感
に妨げられない電池電圧の情報を得るのに使用すること
もできる〇これらの２つの上記電流レベルは測定目的に
使用され、かつそれらは、特定の回路には好都合である
にしても、時間が不定でかつ稀にしか用いられない。２
つの他の電流レベルは使用され、これらより実質的に高
く、「細流充電」用に適したレベルのものと、「高充電
率」用に適している。これらの電流はともに、成る特定
の電池の要望に適合したレベルであって、かつ純粋な直
流、交流成分をもつ直流、整流された交流または脈動直
流のような任意の非方向性波形のものである。

一般に、これらの温度及び電圧測定装置は。

「時間帯」を提供するのに用いられ、この時間帯の間、
装置は電池温度と電池電圧を操作可能にかつ精密に測定
できる。本発明によれば「時間帯」は複数の電子式比較
器を用いることによってつくることができ、すなわち、
これらの比較器は電池電圧または温度をあられす電気的
特性を測定し、かつその間に電池電圧及び／または温度
の精密な検出を行わせる「時間帯」をつくるように設定
される。測定装置６２及び６８の比較器配置が、予定レ
ベルの電池温度及び／または電圧を決定すると、個別的
にせよ複合的にせよ、それらの出力はコンデンサ７０を
充電する。コンデンサ７０が十分な電圧に達すると、　
　ＳＣＲ５２を制御する回路はトリップされてＳＣＲを
開き、充電電圧をまず直列抵抗５６及び５８を通らせ、
さらに電位差が高くなるとダイオード１２８及び抵抗５
６を通し、それによって電池パック１０に細流充電様態
を与える。測定装置６２及び６８の、ならびにトリップ
回路の比較器配置は、　ＳＣａ　５２と共に、電圧調整
器７２及び直列抵抗列７４，７６．７８及び８゜によっ
て基準電圧を提供し、ライン４８と５０間においてこの
回路図に付記されたような諸電圧を接合点８２を通って
提供する。次に、これらの電圧は、比較器システム６２
．６８及びトリが回路比較器に比較器のＩＣの各点に記
された値で提供される。

温度測定装置６２は、比較器装置及び温度検知装置１８
と共に、次のように機能する。既述したように、もし電
池パックのダイオード１６が開かれかつもし８１５２が
開回路状態であれば、サーミスタ１８、抵抗６４，６８
及び直列抵抗５６と５８はホイストンブリッジを形成す
るであろう。

第３図に示すような瞬時電池電圧より低い充電電圧に対
する低い電流レベルにおいて、電流はサーミスタ１８を
通り、抵抗５６．５８及び抵抗６４゜６６を通って流れ
る。ホイストンブリッジの出力は比較器８４にライン６
０を通って入力される。

比較器８４は１５０　ｍＶの基準入力電圧をもつ。

この比較器の出力は、サーミスタ抵抗がホイストンブリ
ッジのパラメータ内に定められたようなプリセットレベ
ル以下に低下するときは常に「ハイ」になる。しかし、
この比較作用は電池充電用の供給電圧が電池パック内の
ダイオード１６または５ＣＲ５２が導通状態になる点に
上昇するときは常に、ホイストシブリッジはもはや完成
されないので、無効になる。この状態は、付加接続ライ
ン８８によって比較器８６への入力６０である抵抗６４
と６６の接合点における電圧によって検出される。

比較器８６への他の入力９０は「時間帯」をつくり、そ
の間に比較器８４の出力はトリップ回路に影響する。入
力９０は、低電流がサーミスタ１８を通って、ダイオー
ド１６を通って電流がほぼ流れ始めるときまで流ｎると
き、入力８８よりも低いであろう。この時点で、比較器
８６はアースに導通しで比較器８４と８６の複合出力が
抵抗９２によって定められるようなこれらの比較器の出
力部における電位差に上昇するのを防止する。

ホイストンブリッジは、供給電圧と直接に比例しかつ供
給電圧がゼロから上昇するにつれてゼロから上昇する出
力を送出することをこ注目することが重要である。極め
て低い電圧レベルにおいて行なわれた比較は、比較器の
入力における入力オフセット電圧に通常起こる変動のた
めに無効となるであろう。低レベルにおいて実施される
測定を防止するために、１つの解決手段として、比較器
８４及び８６の出力に第３の比較器を接続し、抵抗６４
と６６の接合点における電圧がプリセット値より　′も
低いときは常に、前記比較器の複合出力をゼロに保つよ
うにさせることが提案される。また別の方法は、第５図
に示すように、電圧の供給が低いときは常にライン６０
内の電圧を抵抗６４及び６６に対して上昇方向にバイア
スする抵抗９４を提供し、それによって入力オフセット
電圧の影響に起因する誤まり読取りを防ぐ。

電圧測定装置６８は、比較器９６がライン４８内の電圧
を測定しかつ比較器９８が「時間帯」をつくり、その間
に比較器９６によって測定されたような電圧が電池電圧
を実際に示すものであり、すなわち電流がダイオード１
６を通り始めるときまたはダイオード１６を通り終ろう
とするときの電池電圧を示すように類似の方法で機能す
る。比較器９６の基準電圧は２．４ｖである。比較器９
６への入力１００は、抵抗パック１０２と抵抗１０４の
接合点におけるライン４８の分岐された電圧である。抵
抗パンク１０２は複数の抵抗をもち、これらはこのパッ
クから１つまたは複数の抵抗を除去することによって可
変抵抗として機能する。抵抗パック１０２の目的は、抵
抗１０２と１０４の接合点に電池パック１０に対して所
望の充電された電圧をあられす電圧をつくり、それによ
って入力１００における電圧が２，４■を超えるときは
比較器９６の状態を反転または変更させることにある。

入力１００が２．４■を超えるときは、比較器９６は「
ハイ」Ｅこなる。電池電圧の誤まり読取りを防ぐために
、比較器９８は入力１０６における抵抗５６．５８に掛
かる電圧が比較器９８の基準電圧である５　８０　ｍＶ
　を超えるときは常に比較器９６の出力を「ロー」に維
持する。ゆえに、比較器９８は入力１０６における電圧
が５８０　ｍＶ　を超える前に「ハイ」状態になるよう
に配置される。

よって、入力１００が２．４ｖを超えかつ抵抗５６と５
８に生ずる電圧降下が５８０　ｍＶ未満であるときは、
電池パック１０内の電池は予定の所望充電電位差にあり
、それにより比較器９６及び９８は共に「ハイ」であり
、比較器７０を充電する。

それにより電圧測定装置６８は、真の電流が流れるため
の電池の電圧、すなわち抵抗５６と５８に掛かる５　８
０　ｍＶ　未満の電圧降下に加えてダイオード１６を通
って電流が流れ始めまたはこれを流通し終る点における
ダイオード１６に生ずる電圧降下を決定する。ゆえに、
真の電圧は電池電圧と、既知のファクタでありかつ抵抗
パック１０２の設定によって補償できるダイオード１６
に生ずる電圧降下との和をあられすものであることが分
かる。

個別的にせよ或は複合的にせよ、２組の比較器を通る測
定装置６２及び６８の出力は、各ダイオード１１０及び
１１２を通ってコンデンサ７０を充電する。抵抗９２は
コンデンサ７０の充電のため別の５ｖの電源からの電位
差を定める。同様に、抵抗１０８はコンデンサ７０の充
電に際して別の５ｖ電源からの電位差を決定する。この
システムは、各比較器組がその自身の引き下げ抵抗をも
ってそれ自身のコンデンサを荷電しかつコンデンサ上に
得られる電圧を一対のダイオードによって５ＣＲ５２を
トリップする回路の部分である比較器１１４内に組み合
わせることによって改良されることが考えられる。

ＳＣ几５２をトリップする回路は、コンデンサ７０と共
に引き下げ抵抗１１６を含む。比較器１１４の基準電圧
は２．４ｖである。比較器１１４の入力１１８は、コン
デンサ７０によって決定される。

抵抗１１６は高充電様態にある間に電流の分流を提供し
、それによって高充電様態を終らせるために必要な測定
装置６２及び６８のいずれかから有限のパルスを生せし
める。よって、第３図に関しての時間中に、測定装置６
２及び６８の比較器組の出力からの若干数のスパイクが
コンデンサ７０を徐々に十分な充電状態までにもたらせ
てこの回路をトリップする。従って比較器１１４を用い
て、ひとたびコンデンサ７０の電荷が２．４ｖを超える
レベルまで進展すれば、比較器１１４の出力は「ハイ」
になる。これにより電流を抵抗１１６を通って反対方向
に流動させて、コンデンサ７０上の充電状態を維持する
。比較器１２２への入力１２０は、駆動装置１２６を５
ＣＲ５２用のダイオード１２４を経てＳＣＲから除外さ
せ、それによりＳＣＲを開かせかつ第３図の波形のピー
ク中、細流充電回路から大きい抵抗５８を除外するよう
にダイオード１２８が導通ずるまで、直列抵抗５６及び
５８を充電電圧が通過するとき充電電圧を細流電圧に切
り換えさせる。この抵抗／ダイオード装置の目的は、単
一の抵抗のみが、温度の測定に際して存在するという問
題を避けることにある。既述のように、サーミスタの値
は、５ＣＲ５２に掛かる抵抗がホイストンブリッジの右
下方の要素である極めて低い電圧において測定される。

適切な細流充電率を得る目的で、もしこの抵抗が極めて
低くあるべきであれば、それらの信号はほとんど取扱う
ことができないであろう。この問題に対する解決方法は
、電流が充電波形中で十分なレベルまで増加するときに
、ダイオード１２８によってこの回路から有効に取り出
される任意選択的に高い抵抗５８を含むことである〇 回路が利用可能な供給電圧をもちかつ充電の目的のため
に電池パックを受は入れようとしているときには、　Ｌ
ＥＤを使用することが望ましい。これはトランジスタ１
３２と共に抵抗１３０を介して達成できる◎さらに、電
池が完全充電率で充電されているときはＬｇＤ１３４が
点灯しないことを示すのが望ましい。これはダイオード
１３６．コンデンサ１３８及び抵抗１４０によって配置
される◎これらの装置は完全な電池充電が得られるまで
は。

ＬＥＤ１３４をバイパスする。

ひとたび電池パックが取り外されて、新規の電池が挿入
されまたは類似のものが再挿入されると、この充電シス
テムは再び高い充電率で充電し始めるであろう。これは
如何なる電流も１５０　ｍＶ　の基準入力では流れない
ことを検知する比較器１４４への入力１４２によつ１て
達成される。その場合、比較器１４４はコンデンサ７０
をゼロにリセットさせる。抵抗１４６、コンデンサ１４
８をこの順序で含む時間遅延回路を設けて、影響を与え
る過渡現象を防止し、かつすべての電圧がこの回路内で
落付くまでコンデンサ７０をゼロに保持する時間遅延回
路に電力を供給する。

極めて短時間ではあっても、主電圧に故障が起こった場
合は、該電圧Φリセットを行わなければならない。これ
はコンデンサ７０の電荷を、図示のように急速に減衰す
る５ｖライン上に放出するダイオード１５０によって達
成される◎第５図に略示された残りの要素は、本文で記
載された回路内の特別な構成要素の機能を果す当業者に
はよく知られている要素である。

第５図の回路が機能する作用についての上述の説明から
、この回路によって実施される機能は多くの方法で達成
できることが当業者によって考えられるであろう。第５
図の回路の基本構成要素のみが示され、それらの要素の
もつ数値及び電気的特性は当業者においては既知のもの
である。

第５図について詳細に説明した回路は、ダイオード１６
を用いて、電池を充電端子から有効に電気的に除外し、
かつ同時に温度測定装置６２がサーミスタ１８を介して
電池の温度を測定する装置を提供する。そのうえ、ダイ
ナート１６は、充電電圧が瞬時電池電圧よりも低い電位
差にあるとき、充電サイクルの成る部分の間、電池１ｏ
の放電を防止する装置として作用する。電池が充電シス
テムから取り外されると、ダイオード１６は充電端子１
２及び１４を通って電池が放電するのを防ぐ。

第２図について述べたように、負荷が要求されたとき、
端子１２及び２４からの電池の充電か、または端子１２
及び１４からの電池の放電かを選択的に許す別の半導体
装置の使用も考えられる。こｎは、動カニ具、鉱夫用ラ
ンプなどが適切な保安処置がとられていれば同一の２個
の端子から充電及び放電される場合においては極めて有
用である〇この回路は、なお、電池パックｌｏ内に、電
池と直列接続のダイオード１６とをもつ形式の放電防止
装置と、直列配置のダイオードと電池とに並列配置され
かつ電池パックの充電端子１２及び１４と組み合わされ
た温度検知装置の組み合わせ使用によって温度及び電池
電圧の両方を測定できる。

電池パック用２端子システムを提供することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、端子からの電池放電を防止するため普通のダ
イオードを用いる温度センサを有する２端子型再充電可
能な電池パックの概略図、第２６図は、温度センサ及び
端子からの電池の放電を制御するための電界効果トラン
ジスタを有する２端子型再充電可能な電池パックの概略
図、第３図は。 電池に高充電率が印加されるときの電圧及び電流波形を
示すグラフ、第４図は、第３図の円で囲んだ部分の拡大
図、第５図は、２端子弐′充電装置の詳細回路図である
。 １０：電池パック １１：電池 １２．１４：充電端子 １６：ダイオード １８：サーミスタ ２０：電界効界トランジスタ ２２：集積ダイオード ２４：波形 ２６二基線 ２８：ピーク電圧 ３０．３２ニライン ３４．３６：レベル ３８．４０ニライン ４２．４４：端子 ４６：ダイオードブリッジ ４８．５０ニライン ５２　：　５ＣＲ ５４，５６，５８：抵抗 ６０：入力 ６２：温度測定装置 ６４．６６：抵抗 ６８：電圧測定装置 ７０：コンデンサ ７２：電圧調整器 ７４．７６．７８，８０：抵抗 ８２：接合点 ８４．８６：比較器 ８８：接続手段 ９０：入力 ９２．９４，９６：抵抗 ９８：比較器 １００：入力 １０２：抵抗パック １０４：抵抗 １０６：入力 １０８：抵抗 １１０．１１２：ダイオード １１４：比較器 １１６：抵抗 １１８．１２０：入力 １２２：比較器 １２４：ダイオード １２６：駆動装置 １２８：ダイオード １３０：抵抗 １３２：トランジスタ １３４　：　ＬＥＤ １３６：ダイオード １３８：コンデンサ １４・Ｏ：抵抗 １４２：入力 １４４：コンデンサ １４６：抵抗 １４８：コンデンサ １５０：ダイオード ＦＩＧ、１．　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ、２゜刀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２端子電池パックの電池を、その対応する２個の充
   電端子を介して、充電回路から前記２つの充電端子に充
   電電圧を供給し、前記２個の充電端子と組み合わされた
   電気式電池温度測定装置を提供し、及び電池温度を測定
   することによつて電池を充電する方法において、 前記充電端子から前記電池を電気的に実質上除外すると
   ともに、前記電気式測定装置によつて前記２個の、電池
   パック充電端子を介して電池温度を電気式に測定するこ
   とを特徴とする２端子電池パック用電池の充電方法。 ２、充電時間に亘つて変動される電位差をもつ充電電圧
   をもつて前記電池を充電することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電池の充電方法。 ３、充電電圧が、瞬時電池電圧よりも低いときの時間中
   、前記端子から前記電池を電気的に除外することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の電池の充電方法。 ４、充電電圧が、ゼロから顕著に相違するとき、前記時
   間の一部の間に、電池温度を測定することを特徴とする
   特許請求の範囲第２項または第３項記載の電池の充電方
   法。 ５、前記光電電圧を降下しかつそれに続いて上昇させる
   ために、前記充電端子に加えられた前記充電電圧を電池
   電圧よりも低い電位に間欠的に充電し、放電防止装置に
   よつて前記２個の、電池パック充電端子からの前記電池
   の放電を防止し、充電されている前記電池の電圧を定め
   るために、電流が前記充電防止装置を通つて流れ始め、
   または該装置を通つて流れ終ろうとする間に前記充電電
   圧の電位差を検出することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第４項までのいずれか一項記載の電池の充電
   方法。 ６、２端子電池パックの電池を、電池充電回路の対応す
   る２個の端子を介して充電する装置であつて、該装置は
   前記２個の充電端子に充電電圧を供給する装置、前記２
   個の充電端子と組み合わされかつ電池温度を検知する装
   置を含む電池温度の電気式測定装置を含み、前記検知装
   置が前記電池に隣接して配置されかつ電池の充電中には
   前記２個の充電端子と電気的に接続されており、前記電
   池を前記充電端子から電気的に実質上除外するとともに
   、前記２個の充電端子を介して前記検知装置に電圧を印
   加することによつて前記測定装置が電池温度を測定する
   装置を特徴とする２端子電池パック用電池の充電装置。 ７、前記測定装置が、前記検知装置を流通する電流が電
   池温度の測定中に前記検知装置によつて作用的に検出さ
   れる期間を設定することを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載の電池の充電装置。 ８、充電時間に亘つて変動される充電電圧を供給する充
   電電圧供給装置を特徴とする特許請求の範囲第６項また
   は第７項記載の電池の充電装置。 ９、前記充電電圧が瞬時電池電圧よりも負側にあるとき
   は、前記電池を前記充電端子から電気的に除外する前記
   電池除外装置を特徴とする特許請求の範囲第６項から８
   項までのいずれか一項記載の電池の充電装置。 １０、前記充電回路の対応する端子と個別に、電気的に
   接触するため前記２つの充電端子がその外方に配設され
   た前記電池パック用包囲体を含み、前記検知装置が前記
   電池に隣接して前記包囲体内に配置され、前記検知装置
   が前記外方の電池充電端子と電気的に連結されることを
   特徴とする特許請求の範囲第８または第９項記載の電池
   の充電装置。 １１、前記充電電圧供給装置が、充電電圧を降下しかつ
   引続いて上昇させるために前記充電端子に印加された前
   記充電電圧を電池よりも低い電位差に間欠的に変化し、
   前記２個の充電端子を介しての前記電池の放電防止装置
   、前記電池が充電された電圧を定めるため前記放電防止
   装置を通つて電流が流れ始め、または流れ終ろうとする
   間に前記充電電圧の電位差を検出する装置を特徴とする
   特許請求の範囲第６項から第１１項までのいずれか一項
   記載の電池の充電装置。 １２、前記充電電圧供給装置が整流された交流充電電圧
   を印加することを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載の電池の充電装置。