KR20040011450A - 이차전지의 충전장치 및 충전방법 - Google Patents

Abstract

이차전지의 미충전 또는 과충전을 방지하고, 확실한 급속충전을 행할 수 있는 이차전지의 충전장치 및 충전방법이다. 이차전지(1)에, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 일정시간 인가한 후, 인가 전압을 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환한다. 이 때 흐르는 전류값(i)을 검출하고, 이 전류값(i)을 소정의 충전 완료 기준전류값(J)과 비교한다. 이 전류값(i)이 충전 완료 기준전류값(J)보다 클 때는, 다시, 이차전지(1)를 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 인가하고, 상기의 플로우를 반복한다. 한편, 이 전류값(i)이 충전 완료 기준전류값(J) 이하일 때에는, 이 이차전지(1)의 충전을 정지한다.

Description

이차전지의 충전장치 및 충전방법{CHARGING APPARATUS AND CHARGING METHOD OF SECONDARY BATTERY}

최근, 디지털 카메라, 디지털 무비, 노트북 등의 전자기, 휴대전화 등의 통신기기, 전동공구, 청소기 등의 동력기기 등의 전원에, 이차전지를 사용하는 경우가 현저하게 증가해 오고 있다. 이 이차전지란 충방전을 반복해서 행할 수 있는 전지를 말하며, 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하여 축적하고, 또한 반대로 축적한 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하여 이용된다. 이 이차전지의 중에서 실용적으로 사용되고 있는 대표적인 것으로서는, 니켈-카드뮴전지, 니켈―수소금속전지, 리튬이온전지, NAS전지 등을 들 수 있다.

그런데, 이 이차전지의 내부에서 방생하는 기전 반응이나 방전 반응은, 화학적 반응, 전기적 반응 및 이들 양반응이 서로 관계되는 복잡한 에너지 변환과 에너지 교환이 수반되고, 또한, 거기에는 이들 여러가지의 반응에 대한 시간적 요소가 개재된다. 따라서 이들 반응을 고려하면서 충전을 행할 필요가 있고, 과도하게 전류를 흘려보내서 충전을 행하면, 의도하지 않는 발열 반응이나 팽윤 등의, 불가역화학반응에 의해 발생하는 이상으로, 전지의 내부구조를 파괴해버리는 경우가 있다. 또한, 거기까지는 이르지 않더라도, 이 이차전지의 내부구조를 열화시켜 전지수명은 줄어들고, 사이클 사용 회수를 감소시켜 버리게 된다.

그래서, 종래에서는 이차전지가 적절히 충전되도록, 이차전지의 충전장치의 제어부에 충전시간의 진행에 따라 인가 전압을 변화시키는 프로그램을 입력하고, 상기 프로그램에 의한 제어에 따라서 이차전지에 전압을 인가하도록 구성하고 있다. 또, 충전장치에 이차전지의 전압을 검출하는 전지전압검출부를 설치하고, 상기 전지전압을 제어량으로 해서, 피충전 전지의 충전종료를 판정 제어하는 충전장치도 매우 많이 출원되고 있다.

예를 들면, 특허공개 평8-9563호공보에 있어서의 이차전지충전장치는, 피충전 전지의 정전류에 의한 충전전압의 음의 전위차를 검출하는 전압검출 회로와, 상기 피충전 전지의 정전류에 따른 단위시간당의 전지온도의 변화(온도미분값)를 검출하는 온도검출 회로와, 상기 전압검출 회로 및 상기 온도검출 회로에서 검출된 음의 전위차 및 온도미분값과 미리 설정된 각 기준값을 각각 대비하여, 충전 스위치를 제어하는 충전 제어 회로로 구성되고, 검출된 음의 전위차 및 온도미분값이, 미리 선택 설정된 기준이 되는 음의 전위차 및 온도미분값에 도달했을 때를 충전의 종료로서 제어하고 있다. 이와 같이 공지기술에 있어서는, 충전장치의 제어부에서 전지전압의 검출값 또는 그 온도값을 제어량으로 해서 피충전 전지의 상태를 감시하고, 충전종료 상태를 판정하고 있다.

그러나, 이러한 충전종료 검출방법을 이차전지의 상태를 무시하고 단순히 적용해 가면, 이하에 나타내는 바와 같은 여러가지 결함이 생기게 된다. 즉, 그 전극종류나 전해질종류의 차, 또 전지구조의 차 등, 이차전지의 종류에 따라 충전시에 있어서의 특성은 다르며, 또한, 동일종, 동형식번호의 이차전지라도, 수전시의 환경조건의 차, 이차전지의 사용 이력, 전기 화학적 편력 등에 의해 그 특성이 크게 다르다. 이 때문에, 종래와 같은 동일 패턴에서의 충전은 결과적으로 과충전이 되는 경우가 있고, 이로 인해 이차전지내부에서 이상한 화학반응(불가역 화학반응)을 일으켜서 발열하고, 전기 에너지가 열에너지로 변환되기 때문에 충전 효율이 저하한다는 문제가 있다. 또한, 가스의 발생에 의해 이차전지의 내압이 상승하여 누액될 위험성도 있다. 이 결과, 충전/방전의 반복에 필요한 이차전지의 내부구조에 결함이 생기고, 그 사이클 수명이 줄어든다는 문제가 생기고 있다.

또, 이차전지의 충전시간은 가능한 한 짧은 것이 바람직하지만, 상기한 바와 같은 동패턴에서의 충전에서는, 이차전지의 종류에 따라서는 충전시에 있어서의 인가 전압이 그 정격치보다 낮은 경우가 있고, 이 경우는 특히, 충전이 완료될때 까지 상당한 시간을 필요로 한다는 문제가 있다. 또, 충전하고자 하는 이차전지가 얼만큼 축전되어 있는 것인지, 또 충전에 얼만큼의 시간을 필요로 하는 것인지를 알 방법도 없어, 사용자에 있어서는 불편하다는 문제도 있다.

본 발명은 축전지, 니켈-카드뮴전지, 니켈―수소금속전지, 리튬이온전지 등의 이차전지의 충전방법 및 충전장치에 관한 것이다.

도 1은 제1실시예부터 제8실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 이차전지(1)의 기전력을 측정하기 위한 회로도.

도 3은 이차전지(1)의 충전율마다의 전류 1전압특성을 나타내는 그래프.

도 4는 이차전지(1)의 전류값과 충전소요시간의 관계를 나타내는 그래프.

도 5는 제1실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 6은 제1실시예에 관한 이차전지(1)의 단자전압을 변환하기 위한 회로도.

도 7은 제1실시예에 관한 이차전지(1)의 단자전압의 변환을 나타내는 타임차트.

도 8은 제1실시예에 관한 이차전지(1)의 단자전압의 변환에 따른 인가 전압을 나타내는 그래프.

도 9는 니켈―수소 이차전지의 전지단자전압, 충전전류, 체크 전류의 시간경과를 나타내는 그래프.

도 10은 니켈-카드뮴 이차전지 전지단자전압, 충전전류, 체크 전류의 시간경과를 나타내는 그래프.

도 11은 제2실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 12는 제2실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 13은 제3실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 14는 제3실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 15는 이차전지(1)의 소정의 충전인가 전압값(E_s)과 개방전압(E_x)의 차인 차전압(ΔE_s)과 충전소요시간의 관계를 나타내는 그래프.

도 16은 제4실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 17은 제5실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 18은 제6실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 19는 제7실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 20은 제8실시예, 제9실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 21은 제8실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 22는 제9실시예에 관한 이차전지(1)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 23은 이차전지(1)의 충전장치의 제8실시예, 제9실시예에 있어서의 이차전지(1)의 충전용 기본전기회로의 구성을 나타내는 도.

도 24는 제10실시예, 제11실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치의구성을 나타내는 블록도.

도 25는 제10실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 26은 제11실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 27은 제12실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 28은 제12실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치에 의한 충전 제어를 나타내는 플로우차트.

도 29는 제14실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치(50)의 구성을 나타내는 평면도.

도 30은 제15실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치(50)의 구성을 나타내는 측면단면도.

도 31은 제16실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치(50)의 인출수단의 구성을 나타내는 후면단면도.

도 32는 제17실시예에 관한 이차전지(1,1 ···)의 충전장치(50)의 인출수단의 구성을 나타내는 측면단면도.

본 발명의 목적은, 이차전지의 미충전 또는 과충전을 방지하면서, 확실한 급속충전을 행하는 것이 가능하고, 또는 그러한 충전을 복수종류의 이차전지에 실시할 수 있고, 또는 편리성이 풍부한 이차전지의 충전장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1실시예에 있어서의 이차전지의 충전장치는, 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 것이며, 상기 충전 제어장치는, 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단과, 상기 충전전압 공급수단으로부터 공급되는 충전전압을 상기 소정의 충전인가 전압값 또는 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하는 변환수단과, 상기 만충전 평형 전압값으로의 인가 중에 전류검출수단으로 검출된 전류값과, 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값을 비교판정하는 판정수단을 구비하고 있다.

그리고, 상기 제1실시예의 충전 제어장치에 있어서는, 이하의 제1∼제4단계에 의한 제어가 행해진다.

·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

·제2단계:이차전지의 인가 전압을 상기 소정의 충전인가 전압값에서 상기 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

·제3단계:이차전지를 상기 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

·제4단계:상기 판정수단에 의해 상기 검출된 전류값의 판정을 행하여, 상기 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제1단계로 되돌아가서 상기의플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면, 충전을 정지한다.

이러한 충전 제어에 의해, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조를 손상시키지 않는 결과, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 특히, 이 충전장치에서의 주된 충전은, 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 충전인가 전압값으로 행하기 때문에, 매우 큰 충전전류가 흐르고, 충전시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 충전상태의 체크는 만충전 평형 전압값으로 행하기 때문에, 정확히 만충전상태까지 충전할 수 있다.

또, 본 발명의 제2형태의 이차전지의 충전장치는 상기 제1실시예의 것과 같지만, 그 충전 제어장치의 기억수단에, 복수의 종류의 이차전지에 관한, 상기 만충전 평형 전압값과, 상기 소정의 충전인가 전압값을 미리 기억시켜 놓고, 상기 충전 제어장치에 충전하는 이차전지의 종류를 입력함으로써, 상기 기억수단의 테이블 중에서 상기 이차전지의 종류에 상당하는 소정의 충전인가 전압값과, 만충전 평형 전압값이 선택 설정되고, 이 설정된 상기 소정의 충전인가 전압값과, 상기 만충전 평형 전압값에 의해 상기 이차전지를 충전하는 것이다.

이 제2형태의 이차전지의 충전장치에서는, 상기 기억수단의 테이블 내로부터 충전하는 이차전지의 종류에 상당하는 소정의 충전인가 전압값과, 만충전 평형 전압값을 수동으로 적정하게 선택할 수 있고, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있다. 또한, 이 충전장치에 의한 충전에서는, 이차전지의 내부구조를 손상시키지 않는 결과, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 특히, 이 충전장치에서의 주된 충전은, 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 충전인가 전압값으로 행하기 때문에, 매우 큰 충전전류가 흘러, 충전시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 충전상태의 체크는 만충전 평형 전압값으로 행하기 때문에, 정확히 만충전상태까지 충전할 수 있다.

또는, 본 발명의 제3형태의 이차전지의 충전장치는, 상기 제1실시예의 것과 같은 구조이지만, 그 충전 제어장치의 기억수단에는, n(n은 2이상의 자연수)종류의 이차전지에 관한, 상기 만충전 평형 전압값과, 상기 소정의 충전인가 전압값을 기억한 것이며, 이하의 제1∼제8단계에 의한 제어를 행하는 것이다.

·제1단계:변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1 로 한다.

·제2단계:충전장치에 세트된 이차전지를 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

·제3단계:k=n일 때는, 제6단계로 점프한다.

·제4단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전하고 있는 사이에, 상기 전압검출수단에 의해 이차전지에 인가되어 있는 전압값을 검출한다.

·제5단계:상기 전압값판정수단에 의해 상기 검출된 전압값의 비교를 행하고, 상기 전압값이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값보다 큰 값이면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여 상기 제2단계로 되돌아가고, 한편, 상기전압값이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값 이하이면, 다음 제6단계로 이행한다.

·제6단계:이차전지의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

·제7단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

·제8단계:상기 전류값판정수단에 의해 상기 검출된 전류값의 판정을 행하고, 상기 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제2단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면, 충전을 정지한다.

이 제3형태의 이차전지의 충전장치는, 충전 대상으로 하는 각 종류의 이차전지에 대해서 상기 제1형태의 이차전지의 충전장치와 같은 효과를 나타냄과 아울러, 충전과정에서, 이차전지의 종류 등을 자동적으로 판별하고, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 급속하게, 또한 적정하게 만충전까지 충전을 행할 수 있다.

또는, 본 발명의 제4형태의 이차전지의 충전장치는, 상기 제3형태의 것과 같은 구조이며, 또, 상기 소정의 충전인가 전압값으로의 충전 중에 전압검출수단으로 검출된 충전전압값과, 그 전회의 소정의 충전인가 전압값으로의 충전 중에 전압검출수단으로 검출된 충전전압값의 차가, 미리 입력 설정된 소정의 범위 내에 있는지를 판정하는 전압차 판정수단을 구비하고, 이하의 제1∼제8단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것이다.

·제1단계:변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1 로 한다.

·제2단계:충전장치에 세트된 이차전지를 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

·제3단계:k=n일 때는, 제6단계로 점프한다.

·제4단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전하고 있는 사이에, 상기 전압검출수단에 의해 이차전지에 인가되어 있는 전압값을 검출한다.

·제5단계:상기 전압차 판정수단에 의해 금회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값과, 전회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값의 차가 소정의 범위 내에 있으면, 다음의 제5단계로 이행하고, 한편, 상기 차가 소정의 범위를 초과하고 있으면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k으로 하여 상기 제2단계로 되돌아간다. 단, 이번의 전압값의 검출이 제1회째일 때는, 그대로 다음의 제6단계로 이행한다.

·제6단계:이차전지의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

·제7단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

·제8단계:상기 전류값판정수단에 의해 상기 검출된 전류값의 판정을 행하고, 상기 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제2단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면, 충전을 정지한다.

이 제4형태의 이차전지의 충전장치도, 상기 제1형태의 이차전지의 충전장치와 같은 효과를 나타냄과 아울러, 충전과정에서, 이차전지의 종류 등을 자동적으로 판별하여, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 급속하게, 또한 적정하게 만충전까지 충전을 행할 수 있다.

또는, 본 발명의 제5형태의 이차전지의 충전장치는, 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지의 개방전압을 검출하는 전압검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 것으로서, 상기 충전 제어장치는, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단과, 상기 소정의 충전인가 전압값과 이차전지의 개방전압의 차인 차전압과 미리 입력 설정된 소정의 판정 기준값을 비교 판정하는 차전압판정수단을 구비하고, 이하의 제1∼제3단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어한다.

·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한 후, 인가 전압을 차단한다.

·제2단계:이 상태로 이차전지의 개방전압을 검출하여, 상기 소정의 충전인가 전압값과 상기 개방전압의 차인 차전압을 구한다.

·제3단계:상기 차전압판정수단에 의해 상기 구한 차전압의 판정을 행하고, 상기 차전압이 판정 기준값보다 클 때는, 상기 제1단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 상기 차전압이 판정 기준값 이하일 때는, 이차전지의 충전을 정지한다.

이 제5형태의 이차전지의 충전장치에서도, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조를 손상시키지 않는 결과, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 이 충전장치에서는, 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 충전인가 전압값과 이차전지의 개방전압의 차전압을 검출하도록 하고 있기 때문에, 만충전인지의 여부를 보다 정화하게 판단할 수 있다. 또, 이 충전장치에서의 주된 충전은, 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 충전인가 전압값으로 행해지기 때문에, 매우 큰 충전전류가 흐르게 되고, 이로 인해 충전시간의 단축을 도모할 수 있다.

또는, 본 발명의 제6형태의 이차전지의 충전장치는, 상기 제5형태의 것과 같지만, 그 충전 제어장치는, 상기 차전압판정수단 대신에, 상기 전압검출수단에 의해 검출된 이차전지의 개방전압과 판정 기준값인 만충전 평형 전압값을 비교 판정하는 판정수단을 구비하고, 이하의 단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.

·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로소정시간 충전한 후, 인가 전압을 차단한다.

·제2단계:이 상태로 이차전지의 개방전압을 검출한다.

·제3단계:상기 판정수단에 의해 상기 개방전압의 판정을 행하고, 상기 개방전압이 판정 기준값인 만충전 평형 전압값보다 작을 때는, 상기 제1단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 개방전압이 만충전 평형 전압값 이상일 때는, 이차전지의 충전을 정지한다.

이 제6형태의 이차전지의 충전장치에서도, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또, 이 충전장치에서의 주된 충전은, 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 전압값으로 행해지기 때문에, 매우 큰 충전전류가 흐르게 되고, 이로 인해 충전시간의 단축을 도모할 수 있다.

또는, 본 발명의 제7형태의 이차전지의 충전장치는, 이차전지에 소정의 전압을 인가하는 충전전압 공급수단과, 상기 소정의 전압을 인가하고 있을 때에 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 상기 검출된 전류값에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간을 구하는 충전시간 예측수단을 구비하고 있다.

이 제7형태의 이차전지의 충전장치에서는, 전류값을 검출한다는 용이한 방법으로, 만충전까지의 충전소요시간을 파악할 수 있어, 편리성이 향상된다.

상기 충전소요시간을, 상기 전류검출수단에 의해 검출된 전류값이, 충전완료시에 검출되는 충전완료 기준전류값에 달할때 까지의 시간으로서 정의하고, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하일 때에 충전을 정지하도록 구성해도 된다.

이러한 구성으로 충전상태를 정기적으로 체크함으로써, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조에 손상을 주지 않기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또는 상기 충전소요시간 경과 후에, 이차전지의 충전을 정지하도록 구성해도 좋고, 이러한 간소한 구성으로 확실하게 충전을 정지시킬 수 있다. 또한, 이로 인해, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조에 손상을 주지 않기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또는, 본 발명의 제8형태의 이차전지의 충전장치로서, 이차전지에 소정의 전압을 인가하는 충전전압 공급수단과, 상기 소정의 전압을 인가하고 있을 때에 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류검출수단에서 의한 전류값의 검출 시점에서의 이차전지의 충전율을 구하는 충전율 도출수단을 구비하는 이차전지의 충전장치를 구성해도 된다.

이 제8형태의 이차전지의 충전장치에서는, 전류값을 검출한다는 용이한 방법으로, 현시점에서 얼만큼 충전되어 있는 것인지를 나타내는 충전율을 파악할 수 있어, 편리성이 향상된다.

이러한 제7 또는 제8형태의 이차전지의 충전장치에 있어서는, 상기 충전전압 공급수단에 의해, 이차전지에, 상기 소정의 전압을 초과한 전압을 소정시간 인가 한 후, 인가 전압을 상기 소정의 전압으로 변환하고, 이 때 흐르는 전류값을 상기 전류검출수단에 의해 검출하는 것으로 하고 있다.

이로 인해, 이차전지의 충전은 주로, 소정의 전압을 초과한 전압값으로 행할 수 있기 때문에, 비교적 큰 충전전류를 이차전지에 흘려보낼 수 있고, 이로 인해 충전시간의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 제9형태의 이차전지의 충전장치는, 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서, 상기 충전 제어장치는 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단과, 상기 충전전압 공급수단으로부터 공급되는 충전전압을 상기 소정의 충전인가 전압값, 또는 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하는 변환수단과, 상기 전류검출수단에 의해 검출된 전류값에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간을 구하는 충전시간 예측수단을 구비하여, 이하의 제1∼제6단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어한다.

·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

·제2단계:이차전지의 인가 전압을 상기 소정의 충전인가 전압값에서 상기 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

·제3단계:이차전지를 상기 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

·제4단계:상기 충전시간 예측수단에 의해 이 검출된 전류값에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간을 구한다.

·제5단계:이차전지의 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값에서 상기 소정의 충전인가 전압값으로 변환한다.

·제6단계:상기 충전소요시간이 경과된 후에, 이차전지의 충전을 정지한다.

이 제12형태의 이차전지의 충전장치에서는, 이차전지의 충전은 주로, 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 충전인가 전압값으로 행할 수 있기 때문에, 매우 큰 충전전류를 이차전지에 흘려보낼 수 있고, 이로 인해 충전시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 이차전지에 만충전 평형 전압값을 인가한 경우, 어떠한 이차전지에 있어서도 만충전시에 검출되는 전류값은 대략 O이 되기 때문에, 검출이 행해지기 쉽고, 또한, 만충전까지의 충전소요시간을 정확하게 구할 수 있어, 편리성이 향상된다. 또, 상기 충전소요시간에 달했을 때에 충전을 정지하도록 구성함으로써, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조에 손상을 주지 않기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또는, 본 발명의 제10형태의 이차전지의 충전장치는, 이차전지에 충전전압을공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 것이며, 상기 충전 제어장치는 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단과, 상기 충전전압 공급수단으로부터 공급되는 충전전압을 상기 소정의 충전인가 전압값, 또는 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하는 변환수단과, 상기 전류검출수단에 의한 전류값의 검출 시점에서의 이차전지의 충전율을 구하는 충전율 도출수단과, 상기 충전율 도출수단에 의해 구해진 충전율과, 미리 입력 설정된 판정 기준값을 비교 판정하는 판정수단을 구비하고,

이하의 제1∼제5단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어한다.

·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

·제2단계:이차전지의 인가 전압을 상기 소정의 충전인가 전압값에서 상기 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

·제3단계:이차전지를 상기 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

·제4단계:상기 충전율 도출수단에 의해 상기 전류값의 검출 시점에서의 이차전지의 충전율을 구한다.

·제5단계:상기 판정수단에 의해 상기 구한 충전율의 판정을 행하고, 상기충전율이 판정 기준값 미만으로 검출되어 있으면, 상기 제1단계로 되돌아가서 상기 의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 충전율이 상기 판정 기준값 이상으로 되었을 때는 충전을 정지한다.

이 제10형태의 이차전지의 충전장치에서는, 이차전지의 충전은 주로, 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 충전인가 전압값으로 행할 수 있기 때문에, 매우 큰 충전전류를 이차전지에 흘려보낼 수 있고, 이로 인해 충전시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 이차전지에 만충전 평형 전압값을 인가한 경우, 어떠한 이차전지에 있어서도 만충전시에 검출되는 전류값은 대략 O이 되기 때문에, 검출이 행해지기 쉽고, 또한, 현시점에서의 충전율을 정확하게 구할 수 있어, 편리성이 향상된다. 또, 상기 충전율이 소정값에 달했을 때에 충전을 정지하도록 구성함으로써, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조에 손상을 주지 않기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명의 제11형태의 이차전지의 충전장치는, 전원부에 이차전지와 콘덴서를 병렬로 접속한 회로와, 상기 이차전지와 콘덴서를 연결하는 폐쇄루프회로를 차단/접속하는 변환수단을 구비하고, 상기 폐쇄루프회로를 차단한 상태로, 상기 콘덴서에 전원부의 전원전압을 소정시간 인가하여 축전한 후, 상기 폐쇄루프회로를 접속하고, 상기 콘덴서에 축전된 전하를 이차전지에 전송함으로써, 이차전지를 충전하도록 구성하고 있다.

이 제11형태의 이차전지의 충전장치에 따르면, 이차전지에의 전하의 주입량이 카운트하기 쉬워짐과 아울러, 대용량의 콘덴서를 매체로 하면, 단시간에 많은 전하를 이차전지에 주입하는 것, 즉 대전류를 흘려보낼 수 있기 때문에, 충전시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 고액인 대전류 회로를 필요로 하지 않고, 또한 제어는 매우 용이하기 때문에, 저비용으로 실시할 수 있음과 아울러, 신뢰성의 향상을 도모할 수도 있다.

또한, 본 발명의 제12형태의 이차전지의 충전장치는, 이차전지에 소정의 전압을 인가하는 체크 전원부와, 이차전지에 통전되는 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 상기 검출된 전류값과 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값을 비교 판정하는 전류값판정수단을 구비하고, 상기 폐쇄루프회로를 차단한 상태로, 상기 체크 전원부에 의해 이차전지에 소정의 전압을 인가하고, 이 때 흐르는 전류값을 검출함과 아울러, 상기 검출된 전류값과 소정의 충전완료 기준전류값을 비교하여, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값보다 클 때는 상기 축전, 전송 제어를 반복해서 행하고, 한편, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하일 때는, 이차전지의 충전을 정지하도록 구성되어 있다.

이 제12형태의 이차전지의 충전장치에 따르면, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 콘덴서의 축전기간 중에, 이차전지의 충전상태의 관측을 행할 수 있기 때문에 한층 더 충전시간의 단축을 도모할 수 있다.

그리고, 상기 소정의 전압을 만충전 평형 전압값으로 함으로써, 어떠한 이차전지에 대해서도, 검출된 전류값이 0이하가 되면 만충전상태에 달하고 있다고 판단할 수 있기 때문에, 용이하고 또한 정확하게 만충전인지의 여부를 판단할 수 있다.

또한, 본 발명의 제13형태의 이차전지의 충전장치는, 이차전지의 개방전압을 검출하는 전압검출수단과, 상기 검출된 개방전압과 만충전 평형 전압값을 비교 판정하는 전압값판정수단을 구비하고, 상기 폐쇄루프회로를 차단한 상태로, 이차전지의 개방전압을 검출함과 아울러, 이 검출된 개방전압과 만충전 평형 전압값을 비교하여, 상기 개방전압이 만충전 평형 전압값보다 작을 때는, 상기 축전, 전송 제어를 반복해서 행하고, 한편, 상기 개방전압이 만충전 평형 전압값 이상일 때는, 이차전지의 충전을 정지하도록 구성하고 있다.

이 제13형태의 이차전지의 충전장치에 따르면, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 콘덴서의 축전기간 중에, 이차전지의 충전상태의 관측을 행할 수 있기 때문에 한층 더 충전시간의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 제14형태의 이차전지의 충전장치는, 복수의 이차전지를 충전하는 것이며, 이차전지에 전압을 인가하는 충전전압제어수단과, 상기 이차전지의 충전상태를 파악하는 제어수단과, 상기 제어수단으로부터의 충전완료 신호에 기초하여, 충전전압을 인가하는 이차전지의 변환을 행하는 전지지정 변환수단을 구비하고 있다.

이 제14형태의 이차전지의 충전장치에서는, 각 이차전지는, 그 충전상태를확인하면서 하나하나 확실하게 충전이 행해지기 때문에, 미충전의 이차전지가 발생하거나, 또, 과충전이 되어서 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키거나 하는 일 없이, 모든 이차전지를 만충전상태까지 적정하게 충전할 수 있다. 또한, 이로 인해, 각 이차전지의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

이 제14형태의 충전장치에 있어서, 상기 이차전지의 충전상태를 파악할 때에 만충전 평형 전압값을 인가하는 체크전압 제어수단과, 상기 충전전압과 체크전압의 변환을 행하는 전압변환수단과, 상기 체크전압 인가시에 있어서의 이차전지의 전류를 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류검출수단으로부터의 신호에 기초하여 이차전지의 충전상태를 파악하는 제어수단을 구비하는 것으로 해도 된다.

이로 인해, 각 이차전지의 충전 중에 있어서는, 정기적으로 체크전압을 인가하고, 이 때에 흐르는 전류값을 검출한다는 용이한 방법으로, 이차전지의 충전상태를 파악할 수 있다. 이로 인해, 미충전의 이차전지가 생기거나, 또 과충전이 되어서 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키거나 하는 일 없이, 모든 이차전지를 만충전상태까지 적정하게 충전할 수 있다.

또는, 상기 제14형태의 충전장치에 있어서, 상기 충전전압의 인가, 또는 인가 정지의 변환을 행하는 전압변환수단과, 상기 충전전압의 인가 정지시에 있어서의 이차전지의 개방전압을 검출하는 전압검출수단과, 상기 전압검출수단으로부터의 신호에 기초하여 이차전지의 충전상태를 파악하는 제어수단을 구비하는 것으로 해도 된다.

이로 인해, 각 이차전지의 충전중에 있어서는, 정기적으로 충전전압의 인가를 정지하고, 이때에 검출되는 개방전압을 검출한다는 용이한 방법으로, 이차전지의 충전상태를 파악할 수 있다. 이로 인해, 미충전의 이차전지가 발생하거나, 또 과충전이 되어서 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키거나 하는 일 없이, 모든 이차전지를 만충전상태까지 적정하게 충전할 수 있다.

또는, 상기 제14형태의 충전장치에 있어서, 상기 이차전지에 인가하는 충전전압을, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않은 소정의 충전인가 전압값으로 해도 된다.

이로 인해, 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 충전인가 전압값으로 충전을 행하도록 구성하고, 매우 큰 충전전류가 이차전지에 흐르게 되고, 복수의 이차전지를 개별로 충전하는 방법을 사용해도, 각각의 이차전지의 충전에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 결과적으로 모든 이차전지를 충전하는데 요하는 시간을 단축할 수 있다.

또는, 본 발명의 제15형태의 이차전지의 충전장치는, 복수의 이차전지를 충전 제어하는 것으로서,

어느 하나의 이차전지의 충전이 완료되면, 다음의 미충전의 이차전지의 충전으로 변환하는 전지변환수단을 구비하고, 개별로 이차전지의 충전을 행하도록 구성되어 있다.

이 제15형태의 이차전지의 충전장치에서는, 복수의 이차전지를 1개씩 개별로충전하고 있기 때문에, 제어가 간단하여, 모든 이차전지를 확실하게 충전하는 것이 가능해 진다.

이상의 각 형태의 충전장치에 있어서는, 상기 충전 소요시간 또는, 상기 충전율 또는, 충전완료, 또는 충전 중의 이차전지의 충전상태를 보고하는 보고수단을 구비하여, 편리성을 향상해도 된다.

또, 본 발명의 제16형태의 이차전지의 충전장치에 있어서는, 이차전지에 충전전류를 공급하는 충전전압 공급수단을 구비하고, 상기 충전전압 공급수단에, 복수의 이차전지를 직렬로 접속하여 이차전지군을 구성하고, 어느 하나의 이차전지가 만충전이 되면, 다음 미충전의 이차전지의 충전을 행하고, 이 이차전지군의 복수의 이차전지의 충전을 순차 행하도록 구성되어 있다.

이 제16형태의 이차전지의 충전장치에 따르면, 이차전지마다 특성의 차가 있더라도, 각 이차전지를 충전할 수 있고, 지나치게 충전한 것이나 미충전인 것이 나타나는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 이차전지의 본래의 성능을 충분히 나타낼 수 있게 되고, 이 전지(팩전원)의 수명을 연장시킬 수 있음과 아울러, 팩전원이 사용되는 기기를 안정되게 구동시킬 수 있다.

그리고, 이러한 제16형태의 충전장치를, 상술의 여러가지 형태의 충전장치 중, 높은 전압 인가에서의 대전류 충전과 낮게 제어한 전압 인가에서의 충전을 변환하는 구조의 것, 예를 들면 제1형태의 충전장치에 적용함으로써, 각 이차전지는, 과도한 충전이 방지되어 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있으므로, 각 이차전지에 있어서는 소위 완만한 충전이 되어, 내부구조를 손상시키는 것이 방지된다. 이로 인해, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있어, 비용면에서의 부담의 경감을 도모할 수 있다. 또, 각 이차전지를 충전할 경우, 비교적으로 큰 충전전류를 각 이차전지에 흘려보낼 수 있으므로, 1개당의 충전시간의 단축을 도모할 수 있다. 이로 인해, 이러한 복수개의 이차전지를 갖는 팩전원에 있어서 전체로서의 충전시간을 매우 작게 할 수 있고, 이 전원이 사용되는 각종 기기가 배터리 부족으로 인해 구동할 수 없는 시간을 적게 할 수 있고, 이 기기의 이용성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 상기 제16형태의 이차전지의 충전장치는, 어느 하나의 이차전지군의 각 이차전지의 충전을 행한 후에, 이 이차전지군과 병렬로 접속된 다음의 이차전지군의 각 이차전지의 충전을 행하도록 구성해도 된다.

이로 인해, 복수의 병렬로 접속된 이차전지군의 각 이차전지의 충전을 행할 수 있고, 큰 출력 전압을 얻을 수 있는 팩화된 팩전원의 충전을 행할 수 있다.

또한, 상기 제16형태의 이차전지의 충전장치는, 복수의 이차전지군의 병행된 충전을 가능하게 구성해도 된다.

이로 인해, 예를 들면, 각 이차전지군의 충전을 동시에 시작할 수 있고, 전체로서의 충전시간의 단축을 한층 도모할 수 있고, 이 팩전원이 사용되는 기기의 배터리 부족에 의한 사용 불가시간의 단축을 도모할 수 있어, 사용자에 있어서 이용성이 뛰어나다.

또한, 상기 제16형태의 이차전지의 충전장치는, 복수의 이차전지군의 직렬사용과 병렬사용을 가능하게 구성해도 된다.

이로 인해, 부하에 따라서 양사용을 나누어 사용할 수 있어, 범용성이 뛰어나다. 또한, 각 이차전지군의 이차전지는, 이상과 같은 충전방법에 의해, 과충전의 것이나 미충전의 것이 나타나는 것을 방지할 수 있고, 이차전지의 본래의 성능을 충분히 나타낼 수 있게 되어, 전지로서 안정된 기능을 발휘하고, 또한 수명연장을 도모할 수 있다.

이상의 여러가지 형태 중, 충전 제어장치가 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억하고, 이들 전압값을 변환하여 전압을 인가 제어하는 구조의 충전장치에 있어서는, 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 인가한 후로서, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하기 전에, 이차전지의 단자간을 단락시키는 단락수단을 구비하는 것으로 해도 된다.

이로 인해, 이차전지의 전극계면에 충전된 전하를 제거하고, 전극계면을 깨끗한 상태로 한다. 이로 인해, 만충전 전위에의 전압 인가를 원활하게 행할 수 있고, 또, 이 만충전 전위로의 변환 직후의 충전전류가 안정되고, 그 결과, 전류값의 측정을 정확하게 행할 수 있어, 적정한 충전을 도모할 수 있다.

그리고, 본 발명의 제17형태의 이차전지의 충전장치는, 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지의 전지전압을 검출하는 전압검출수단과, 상기 전압검출수단에 의해 검출된 충전완료 후의 이차전지의 전지전압값과, 만충전 평형 전압값보다 낮은 재충전전압값을 비교 판정하는 판정수단을 구비하고,상기 판정수단에 의한 판정으로, 상기 전지전압값이 상기 재충전전압값 이하가 되었을 때에, 상기 충전전압 공급수단에 의해 충전전압을 공급하고, 재충전을 행하도록 구성되어 있다.

이 제17형태의 이차전지의 충전장치에 따르면, 충전장치로부터 인출한 이차전지의 전지전압은, 언제든지 재충전전압값 이상으로, 사용에 적합한 상태에 있어, 편리성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 이 재충전에 있어서도, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 재충전을 행하기 때문에, 이차전지의 내부구조에 손상을 주지 않고, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있음과 아울러, 만충전까지의 충전시간도 짧아진다.

또한, 본 발명의 제18형태의 이차전지의 충전장치는, 이차전지의 충전상태를 체크하고, 소정의 충전전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 반복하고, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고 판단되면 충전을 정지하도록 구성한 것으로서, 상기 일련의 충전동작 사이에, 완화 시간을 설정하고 있다.

이로 인해, 상기 일련의 충전동작 사이에, 완화 시간을 설정함으로써, 다음의 일련의 충전동작에서의 만충전상태의 체크를 정확하게 행할 수 있어, 신뢰성이 향상된다.

또, 본 발명의 제19형태의 이차전지의 충전장치는, 복수의 이차전지를 충전하는 것으로서, 이차전지의 충전상태를 체크한 후, 소정의 충전전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 각 미충전의 이차전지마다 교대로 행하고, 이것을 1턴으로 하여, 상기 턴을 반복하면서 복수의 이차전지를 충전하고, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고 판단된 이차전지로부터 충전을 정지하도록 구성한 것이며, 상기 완화 시간은, 각 이차전지에 있어서의, 앞선 턴의 일련의 충전동작의 완료로부터, 다음 턴의 일련의 충전동작의 시작까지의 사이의 시간이다.

이 제19형태의 이차전지의 충전장치에서는, 각 이차전지에 있어서의 앞선 턴의 일련의 충전동작의 완료로부터, 다음 턴의 일련의 충전동작의 시작까지의 사이, 충전이 중지되고, 이 중지 기간이 완화 시간이 되고, 전극표면이 안정되고, 다음 턴에서의 만충전상태의 체크를 정확하게 행할 수 있어, 신뢰성이 향상된다.

보충하면, 이차전지의 충전 중, 전해액과 접하는 전극의 표면에서 전극반응이 일어나고, 이 전극반응의 과정은, 전해액 내부에서 전극표면으로의 반응물의 이동과, 반응물과 전극 사이에서의 전자의 이동과, 전극표면에서 전해액 내부로의 생성물의 이동의 동시 과정이며, 이 이동에는 상당한 시간을 요하므로, 이차전지의 충전 중지 직후에, 만충전상태를 체크하면, 전극표면부근에서 전기영동(泳動)하고 있는 이동과정의 이온 등 때문에, 마치, 만충전상태에 달한 것처럼 검지되어버리는 일이 있다. 이 검지오류를 막기 위해서라도, 완화 시간을 설정하는 것은 유효하며, 이 제19형태의 이차전지의 충전장치에서는, 각 이차전지마다 충전 사이클의 일환으로서, 합리적이고 또한 효과적으로 완화 시간이 형성되어 있다.

이상의 여러가지 형태의 충전장치에 있어서는, 각각, 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치해도 된다. 이로 인해, 발열 소자 등의 발열부의 발열이 억제되어, 이차전지에의 열전달이 방지되고, 이차전지의 내부에서의 과도한화학반응(산화 환원 반응)을 조장하는 일도 없고, 또한, 사용자가 이차전지가 마치 발열한 것처럼 착각할 일도 없다. 이 결과, 이차전지는 만충전상태까지 적정하게 충전이 행해져서, 이차전지의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있고, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제20형태의 이차전지의 충전장치는, 충전장치의 시트부에 세트된 이차전지를 원터치로 인출하기 위한 인출수단을 설치하고 있다. 이로 인해, 이차전지를 간단히 인출할 수 있어, 편리성이 향상된다.

이 제20형태의 이차전지의 충전장치에 있어서, 상기 인출수단은, 사용자가 밀어내림 조작하는 조작부재와, 상기 시트부에 세트된 이차전지를 밀어올리는 밀어 올림부재와, 상기 밀어올림부재를 축지지하는 회동지점축과, 상기 회동지점축에 부착되어 상기 밀어올림부재를 밀어올리는 반대 방향으로 가압하는 가압수단을 구비하고, 상기 조작부재의 조작에 의해, 상기 시트부로부터 상기 밀어올림부재의 일측부가 출몰하도록 구성해도 된다.

이로 인해, 사용자가 조작부재를 조작함으로써, 충전장치의 시트부로부터 밀어올림부재의 일측부가 출몰하고, 이차전지를 원터치로 간단히 인출할 수 있어, 편리성이 향상된다.

또한, 상기 제20형태의 이차전지의 충전장치에 있어서, 상기 인출수단은 상기 시트부의 길이방향 일측부를 함몰시켜서 구성한 것으로 해도 된다.

이로 인해, 이차전지의 길이방향 일측부를 밀어내리면, 상기 일측부가 함몰부에 들어가게 됨과 아울러, 이차전지의 길이방향의 타측부가 떠오르고, 상기 이차전지의 양단자의 지지가 빠져서, 이차전지가 인출되도록 되어 있다. 이렇게 하여, 이차전지를 원터치로 간단하게 인출할 수 있어, 편리성이 향상된다.

다음에, 본 발명의 목적은 이차전지의 미충전 또는 과충전을 방지하면서, 확실한 급속충전을 행하는 것이 가능하고, 또는 그러한 충전을 복수의 이차전지에 대해서 실시할 수 있는 이차전지의 충전방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1형태의 이차전지의 충전방법은, 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 미리 기억시켜 놓고, 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로, 소정시간 인가한 후, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하고, 상기 만충전 평형 전압값으로 인가하고 있는 사이에 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출하고, 상기 검출된 전류값을 충전완료 기준전류값과 비교하여, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값보다 클 때는, 다시, 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 인가하고, 상술의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값이 상기 충전 완료기준전류값 이하일 때에는, 이차전지의 충전을 정지하는 것이다.

이 제1형태의 이차전지의 충전방법에서는, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지의 내부구조를 손상시키지 않는 결과, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 특히, 이 방법으로의 주된 충전은 만충전 평형 전압값을 초과하는 소정의 충전인가 전압값으로 행하기 때문에, 매우 큰 충전전류가 흘러, 충전시간의 단축을도모할 수 있다.

또는, 본 발명의 제2형태의 이차전지의 충전방법은, n(n은 2이상의 자연수)종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 미리 기억시켜 놓고, 이하의 제1∼제8단계에 따라서 이차전지를 충전한다.

·제1단계:변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1 로 한다.

·제2단계:이차전지를 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

·제3단계:k=n일 때는, 제6단계로 점프한다.

·제4단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전하고 있는 사이에, 이차전지에 인가되어 있는 전압값을 검출한다.

·제5단계:상기 검출된 전압값이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값보다 큰 값이면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여 상기 제2단계로 되돌아가고, 상기 검출된 전압값이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값 이하이면, 다음의 제6단계로 이행한다.

·제6단계:이차전지의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

·제7단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

·제8단계:상기 검출된 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제2단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 검출된 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면, 충전을 정지한다.

이 제2형태의 이차전지의 충전방법은, 상기 제1형태의 이차전지의 충전방법과 같은 효과를 나타냄과 아울러, 충전과정에서, 이차전지의 종류 등을 자동적으로 판별하고, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 급속하게, 또한 적정하게 만충전까지 충전을 행할 수 있다.

또는, 본 발명의 제3형태의 이차전지의 충전방법은, n(n은 2이상의 자연수)종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않은 소정의 충전인가 전압값을 미리 기억시켜 놓고, 이하의 제1∼제8단계에 따라서 이차전지를 충전한다.

·제1단계:변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1 로 한다.

·제2단계:이차전지를 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

·제3단계:k=n일 때는, 제6단계로 점프한다.

·제4단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전하고 있는 사이에, 이차전지에 인가되어 있는 전압값을 검출한다.

·제5단계:금회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값과, 전회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값의 차가 소정의 범위 내에 있으면, 다음 제6단계로 이행하고, 한편, 상기 차가 소정의 범위를 초과하고 있으면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여 상기 제2단계로 되돌아간다. 단, 금회의 전압값의 검출이 제1회째일 때는, 그대로 다음 제6단계로 이행한다.

·제6단계:이차전지의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

·제7단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

·제8단계:상기 검출된 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제2단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 검출된 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면, 충전을 정지한다.

이 제3형태의 이차전지의 충전방법도, 상기 제1형태의 이차전지의 충전방법과 같은 효과를 나타냄과 아울러, 충전과정에서, 이차전지의 종류 등을 자동적으로 판별하고, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 급속하게, 또한 적정하게 만충전까지 충전을 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 제4형태의 이차전지의 충전방법은, 충전완료 후의 이차전지의 전지전압값을 감시하여, 상기 전지전압값이 만충전 평형 전압값보다 낮은 재충전전압값 이하가 되었을 때에, 재충전을 행하는 것이다.

이 제4형태의 이차전지의 충전방법에 따르면, 충전장치로부터 인출한 이차전지의 전지전압은 언제든지 재충전전압값 이상으로, 사용에 적합한 상태에 있어, 편리성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 이 재충전에 있어서도, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 재충전을 행하기 때문에, 이차전지의 내부구조에 손상을 주지 않고, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있음과 아울러, 만충전까지의 충전시간도 짧아진다.

또는, 본 발명의 제5형태의 이차전지의 충전방법은, 이차전지의 충전상태를 체크하고, 소정의 충전전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 반복하여, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고 판단되면 충전을 정지하는 것이며, 상기 일련의 충전동작 사이에, 완화 시간을 설정하고 있다.

이 제5형태의 이차전지의 충전방법에서는, 상기 일련의 충전동작 사이에, 완화 시간을 설정함으로써, 다음 일련의 충전동작에서의 만충전상태의 체크를 정확하게 행할 수 있어, 신뢰성이 향상된다.

또는, 본 발명의 제6형태의 이차전지의 충전방법은, 복수의 이차전지를 충전하는 충전방법으로서, 이차전지의 충전상태를 체크한 후, 소정의 충전전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 각 미충전의 이차전지마다 교대로 행하고, 이것을 1턴으로 하여, 상기 턴을 반복하면서 복수의 이차전지를 충전하고, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고 판단된 이차전지부터 충전을 정지한다. 상기 완화 시간은, 각 이차전지에 있어서의, 앞선 턴의 일련의 충전동작의 완료로부터,다음 턴의 일련의 충전동작의 시작까지의 사이의 시간이다.

이 제6형태의 이차전지의 충전방법에서는, 각 이차전지에 있어서의 앞선 턴의 일련의 충전동작의 완료로부터, 다음 턴의 일련의 충전동작의 시작까지의 사이, 충전이 중지되고, 이 중지 기간이 완화 시간이 되어, 전극표면이 안정되고, 다음 턴에서의 만충전상태의 체크를 정확하게 행할 수 있어, 신뢰성이 향상된다.

보충하면, 이차전지의 충전 중, 전해액과 접하는 전극의 표면에서 전극반응이 일어나고, 이 전극반응의 과정은, 전해액 내부로부터 전극표면으로의 반응물의 이동과, 반응물과 전극의 사이에서의 전자의 이동과, 전극표면으로부터 전해액 내부로의 생성물의 이동의 동시 과정이며, 이 이동에는 상당한 시간을 요하므로, 이차전지의 충전 중지 직후에, 만충전상태를 체크하면, 전극표면부근에서 전기영동하고 있는 이동과정의 이온 등 때문에, 마치, 만충전상태에 달한 것처럼 검지되어버리는 일이 있다. 이 검지오류를 막기 위해서라도, 완화 시간을 설정하는 것은 유효하며, 이 제6형태의 이차전지의 충전방법에서는, 각 이차전지마다의 충전 사이클의 일환으로서, 합리적, 또한 효과적으로 완화 시간이 설정되어 있다.

이하에 설명하는 본 발명에 관한 이차전지의 충전장치에 의한 충전방법에서는, 충전시에는, 이차전지의 내부구조를 손상시키지 않도록, 불가역 화학반응영역외에서, 가장 높은 인가 전압(소정의 충전인가 전압값)을 인가하여 이차전지에 대전류를 흐르게 하고, 정기적으로 만충전(충전종료시)을 체크하면서 충전을 행하는 것에 특징이 있다. 이 만충전 평형 전압값으로의 만충전상태의 체크에서는, 짧은 시간에 정확히 만충전상태를 판정할 수 있고, 이 충전방법에 따르면, 충전완료까지의 시간을 30분 이내까지 단축할 수 있고, 또한, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전할 수 있고, 그 결과, 이차전지의 내부구조를 손상시키지 않고 사이클 수명을 5000회 이상으로 향상시킬 수 있다.

우선, 본 발명에 관한 이차전지의 충전장치의 기본적인 구성을, 도 1에 의해서 설명한다.

도 1에 나타내는 충전장치는 이차전지(1)를 충전하는 것으로서, 전원부(2), 전류검출부(3), 전압검출부(9), 프로그램·연산 제어부(4)를 갖고 있다. 상기 전원부(2)는 상용교류전기를 직류로 변환하는 변압, 정류회로를 포함하고 있다. 상기 전류검출부(3)는 이차전지(1)에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출한다. 상기 전압검출부(9)는 이차전지(1)에 인가되어 있는 전압값, 또는 이차전지(1)의 충전전압을 검출한다. 상기 프로그램·연산 제어부(4)는 이차전지(1)의 충전을 제어하는 충전 제어수단이며, 여기에 상기 전류검출부(3)에서 검출된 전류값 및 상기 전압검출부(9)에서 검출된 전압값이 송신된다.

이 충전 제어수단인 프로그램·연산 제어부(4)는 미리 시험 등에 의해 구한이차전지(1)의 종류 또는 기종 등에 의한 만충전 평형 전압값(E_eq)(도 3 참조)과, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)(도 3 참조. 충전율이 대략 0%의 이차전지(1)에 인가한 전압을 상승시키는 중에 인가 전압의 상승에 대한 충전전류의 증가의 비율(ΔI/ΔE)이 감소하여, 상기 충전전류가 상승되지 않게 되었을 때의 불가역 화학반응영역(D) 외에서의 전류 피크값(I_so)에 대응하는 전압값)을 기억한 기억수단(메모리)을 구비하고, 상기 프로그램·연산 제어부(4)에는, 이차전지(1)이 만충전에 달한 것인지의 여부의 판단이나, 만충전까지의 충전소요시간(t)의 연산 등의 프로그램이 격납되어 있다.

부호 5는 상기 프로그램·연산 제어부(4)로부터의 지령에 기초하여 이차전지(1)에 인가하는 전압, 전류의 변환제어 등을 행하는 전압·전류제어부를 나타낸다. 즉, 전압·전류제어부(5)는, 이차전지(1)의 충전전압을 소정의 충전인가 전압값(E_s)또는 만충전 평형 전압값(E_eq) 등으로 변환하는 변환수단을 구성한다.

부호 6은 스타트지시에 의해, 상기 전압·전류제어부(5)에서 정해진 충전전압을 이차전지(1)에 공급하는 한편, 상기 프로그램·연산 제어부(4)로부터의 종료 지시에 의해 충전을 완료하는 충전전압공급부를 나타낸다. 그리고, 부호 7은 상기 프로그램·연산 제어부(4)에서 연산된 충전소요시간(t) 등을 표시하기 위한 표시부, 부호 8은 사용자가 스타트 조작 등을 행하기 위한 조작부를 나타낸다.

또, 본 실시예에서는, 보고수단의 일례로서 표시부(7)에 의해 시각적으로 사용자에게 충전소요시간(t) 등을 보고하도록 구성하고 있지만, 음성 등에 의해 보고하도록 구성해도 되며, 보고수단의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다.

여기에서 말하는 이차전지란, 충방전을 반복해서 행할 수 있는 전지를 말하고, 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하여 축적하고, 또한 반대로 축적한 화학 에너지를 전기 에너지로 변환해서 이용한다.

이차전지(1) 중, 실용적으로 사용되고 있는 대표적인 것으로서는, 니켈-카드뮴전지, 니켈―수소금속전지, 리튬이온전지, NAS전지 등을 들 수 있다.

이하, 각 실시예에 사용하는 니켈-카드뮴전지에 대해서 설명한다.

여기에서, 니켈-카드뮴전지는, 옥시 수산화 니켈(Ni(OOH))을 사용하는 양극과, 카드뮴(Cd)을 사용하는 음극을, 합성 수지제의 세퍼레이터로 격리하고, 알칼리 전해액과 함께 밀폐식의 전지용기에 수납한 축전지이다. 전해질은 도전율이 높은 수산화 칼륨을 주성분으로 하는 수용액이며, 양극의 특성을 향상시키기 위해서, 필요에 따라서 수산화 리튬이나 수산화 나트륨 등이 첨가된다.

이 니켈-카드뮴전지의 기전반응식에서, 양극의 반응은 다음의 일반식(화학반응식)으로 나타낸다.

또, 음극의 반응은 다음 일반식(화학반응식)으로 나타낸다.

방전에 있어서, 상기의 양극의 반응에서는, 옥시 수산화 니켈(Ni(OOH))과물(H₂O), 및 양극으로부터의 전자(e^-)가 반응하여, 수산화 니켈(Ni(OH)₂)이 생성된다.

한편, 음극의 반응에서는, 카드뮴(Cd)이, 양극에서 생성되어 세퍼레이터를 투과한 수산화 이온(OH^-)과 반응하여, 수산화 카드뮴(Cd(OH)₂)과 전자(e^-)를 생성하고, 이 전자(e^-)는 외부부하를 통과해서 양극에 공급된다.

상기 사이클에서 전자(e^-)가 외부부하를 통과하는 과정에서 힘이 작용해서 물질을 움직이게 하는 것으로서 이용된다. 따라서, 이 사이클이 원활히 돌아간다는 것은 양극에 물(H₂O)이 풍부하게 있고, 생성물인 수산화 니켈(Ni(OH)₂)의 농도가 낮고, 그리고, 음극에서는 수산화 카드뮴(Cd(OH)₂)의 농도가 낮은 것이다. 이것을 수식으로 나타내면 다음식이 된다.

여기서, E°는 표준기전력이며, 양극, 음극을 구성하는 물질에 의해 결정되는 정수로, 그들 양에는 의존하지 않는다. 니켈-카드뮴전지의 경우, 이 표준기전력(E°)은 약 1.2 〔V(볼트)〕이다. 또한, R는 기체정수, T는 절대온도, F는 페러데이수이다.

상기의 수식이 나타내는 바와 같이, 양극에 있어서는, 물(H₂O)의 농도(C_aq)가높고, 수산화 니켈(Ni(OH)₂)의 농도(C_N)가 낮을 수록, 기전력(E_emf)은 커지고, 또한, 음극에 있어서는, 수산화 카드뮴(Cd(OH)₂)의 농도(C_c)가 낮을 수록, 기전력(E_emf)은 커진다. 기전력(E_emf)이 큰 것은, 축전량이 큰 것이다.

그런데, 이차전지(1)의 충전상태를 정확하게 알기 위해서는 도 2에 나타내는 회로를 형성하면 된다. 즉, 이차전지(1)에 가변전원(11)을 접속하고, 이 가변전원(11)의 전위를, 이차전지(1)의 기전력(E)과 평형되는 전위로 조정한다. 즉, 전류검출부(3)에 의한 검출 전류가 ±0〔mA(밀리암페어)〕이 되도록 가변전원(11)을 조정하고, 이로 인해 이차전지(1)의 기전력(E_emf)을 간접적으로 측정한다. 이렇게 해서, 이차전지(1)의 만충전상태에서의 기전력(E_emf)을, 그 종류 또는 기종 마다 측정하고, 그 데이터를 상기 프로그램·연산 제어부(4)의 기억수단에 입력해 둔다.

다음에, 본 발명의 충전방법을 설명함에 있어서 기본이 되는 이차전지(1)의 충전전압과 충전전류의 특성에 대해서, 도 3의 그래프에 기초해서 설명한다.

도 3에 있어서의 그래프의 횡축에는 전지단자전압(인가 전압)을, 또 종축에는 충전전류를 나타내고 있으며, 충전율이 다른 각 이차전지(1)의 전압-전류특성을 각각 나타내고 있다.

파선으로 나타내는 그래프(α)는, 충전율이 대략 0%의 이차전지(1)의 충전시의 전압-전류특성을 나타내고 있으며, 이 경우는 표준전압(E°)(공칭 전압)보다 낮은 전압(E_α)을 인가해도 충전전류가 흘러 나온다(충전전류가 흘러 나올 때의 인가 전압(전지단자전압)을 개방전압으로 한다).

또한, 개방전압은 충전율이 높을 수록 높아진다. 도 3의 일점쇄선으로 나타내는 그래프(β)는 충전율이 약 50%인 이차전지(1)의 충전시에 있어서의 전압-전류특성을 나타내고 있으며, 인가 전압을 (0〔V〕로부터 ) 상승시켜 갔을 때에 이차전지(1)에 충전전류가 흐르기 시작하는 개방전압(E_β)은, 충전율이 대략 0%인 이차전지(1)의 개방전압(E_α)보다 높아진다. 도 3의 2점쇄선으로 나타내는 그래프(γ)는 충전율이 약 90%인 이차전지(1)의 충전시에 있어서의 전압-전류특성을 나타내고 있으며, 개방전압은 E_γ(E_γ>E_β)이다. 또, 도 3의 실선으로 나타내는 그래프(δ)는 충전율이 대략 100%(100% 미만)의 이차전지(1)의 충전시에 있어서의 전압-전류특성을 나타내고 있으며, 개방전압은 E_δ(E_δ>E_γ)이다. 그리고, 충전율이 100%인 (만충전상태인) 이차전지(1)의 개방전압의 값이, 만충전 평형 전압값(E_eq(E_eq>E_δ))이다.

이차전지(1)는 충전율에 따른 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))을 넘으면, 대략 인가 전압에 비례해서 충전전류가 증대해 가고, 소정의 전압(전압-전류곡선에 있어서의 변곡점)을 지나면, 인가 전압에 대한 충전전류의 증가율(ΔI/ΔE)은 감소하고, 결국, 인가 전압을 상승시켜도 충전전류는 전혀 상승하지 않게 되어, 충전전류는 전류 피크값(I_so)에 도달한다.

이와 같이, 인가 전압에 대한 충전전류의 증가율(ΔI/ΔE)이 0이 되었을 때의 전류 피크값(I_so)에 대응하는 인가 전압값은 E_s가 되고, 이 소정의 충전인가 전압값(E_s)은 이차전지(1)의 종류나 이차전지(1)의 열화 상태 등에 의해 결정되는 이차전지(1)에 고유한 전압값이 된다.

상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 초과하는 전압이 인가되면, 상기 이차전지(1)는 내부에서 활물질의 산화 환원 반응이 추가로 진행하고, 전기 분해반응을 야기하고, 음성저항 특성이 나타나고, 의도하지 않은 발열 반응이나, 팽윤 등의 이상에 의해, 자칫하면，이차전지(1)의 내부구조의 파괴로 이어질 우려가 있다. 또한, 거기까지는 이르지 않는다고 해도, 불가역 화학반응이 진전되어 이차전지(1)의 사이클 수명에 큰 영향을 주게 된다. 이러한, 이차전지(1)에 악영향을 미치는 불가역 화학반응이 발생하고, 충전전류와 인가 전압의 관계로 획정되는 영역이, 도 3에서 사선으로 나타내는 불가역 화학반응영역(D)이다.

또, 이 영역(D)에서는, 그래프(α)에서 알 수 있듯이, 충전율이 대략 0인 경우에는, 인가 전압의 상승에 관계 없이 충전전류가 피크값(I_so)의 상태로 일정하며, 또한, 그래프(β, γ, δ)에서 알 수 있듯이, 충전율이 높으면 인가 전압의 상승과 함께 충전전류가 낮아지고, 또 그 저하율은 충전율이 높을 수록 커진다. 그리고, 영역(D) 내에서의 불가역 화학반응에서 나타나는 이차전지(1)의 음성저항 특성은, 결국 벌크(bulk) 고유 저항이 되고, 충전전류는 인가 전압의 상승에 비례하여 상승한다.

따라서, 이차전지(1)의 충전에 있어서는, 상기 이차전지(1)가 만충전(충전율100%)에 이르기까지, 인가 전압에 대한 충전전류의 상대값이 이 불가역 화학반응영역(D)에 들어가지 않도록 인가 전압을 제어하는 것이 필요하게 된다.

그런데, 도 3에서 알 수 있듯이, 불가역 화학반응영역(D)의 최소전압(반응 분수령 상의 전압)은 충전율이 높아질(충전전류가 적어질) 수록 작아진다. 한편으로, 이차전지(1)의 축전용량은 충전전류와 충전시간의 곱으로 구해지므로, 충전시간을 짧게 하고자 하면, 충전전류를 늘리는 것이 필요하며, 일정 충전율 하에서는, 인가 전압을 높일 수록 충전전류를 늘릴 수 있다.

그래서, 만충전까지 충전율이 아무리 높아져도 불가역 화학반응영역(D)에 들어가지 않고, 또한, 충전율이 대략 0%인 이차전지(1)에서 최대한의 충전전류가 흐르도록 하는 것을 고려하면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 인가 전압의 값을 E_eq(충전율 100%에서의 개방전압)로 하는 것이 고려된다. 이 인가 전압값(E_eq)을 만충전 평형 전압값으로 한다.

이 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 전압 인가를 행하면, 충전율이 오를 수록 충전전류가 내려가, 만충전상태의 판정이 쉽다는 이점이 있다.

이것을 도 3에서 설명한다. 충전율이 대략 0%인 이차전지(1)의 단자전압을 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 고정하여 충전하면, 최초에 I_eqo의 충전전류가 흐른다(그래프(α) 참조). 충전이 진행하여 충전율이 상승함에 따라서, 충전전류는 I_eqo로부터 감소해 가고(그래프(β, γ) 참조), 만충전상태(충전율 100%)에 이르기까지, 인가 전압에 대한 충전전류의 상대값이 불가역 화학반응영역(D)에 달하는 일은 없다. 그리고, 만충전상태가 된 시점에서 충전전류가 0〔mA〕이 되기 때문에, 충전종료의 판정이 쉬운 것이다.

그러나, 이 이차전지(1)는 충전율의 여하에 관계 없이(충전율이 대략 0%이든, 대략 100%이든), 상기의 소정 충전인가 전압값(E_s)의 전압을 인가하면, 불가역 화학반응을 일으키는 일 없이, I_eqo보다 높은 피크값(I_so)의 충전전류를 받을 뿐인 포텐셜을 갖고 있고, 이러한 대충전전류를 흐르게 함으로써, 만충전 평형 전압값(E_eq)의 전압 인가에 의한 충전에 비해서, 충전시간을 비약적으로 짧게 할 수 있다.

그래서 본 발명에서는, 어느 정도의 기간 중에, 인가 전압값을 불가역 화학반응영역(D) 외에서 가장 높은 충전전류(전류 피크값(I_so))를 흐르게 할 수 있는 상기의 소정의 충전인가 전압값(E_s)에 고정해서 대전류 충전을 행하고, 적시에 인가 전압값을 상기의 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환하여 충전전류를 적게 하고, 이 전압값으로의 전압 인가 중에 이차전지(1)가 만충전상태인지의 여부의 판정을 행하는 것으로 한다.

즉, 소정충전인가 전압값(E_s)으로의 충전시에는, 최초로 이차전지(1)를 세트했을 때의 충전율이 낮은 단계로부터 충전율이 높아짐에 따라서 충전전류는 내려가는 일 없이, 대략 피크값(I_eqo)으로 유지되므로, 비약적으로 단기간에 충전율을 높일수 있다. 그리고, 적당한 시간대에서 만충전 평형 전압값(E_eq)으로의 전압 인가를 행함으로써, 충전율이 높아짐에 따라서 충전전류가 낮아져, 과충전을 방지함과 아울러, 만충전의 판정이 용이해지는 것이다.

또, 대전류 충전을 위한 인가 전압의 값은, 전류 피크값(I_so)에 대응하는 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)에 한정되지 않고, 그보다 다소 낮은 전류값에 대응하는 전압값(<E_s)이라도 된다. 즉, 도 3에 나타내는 바와 같이, 충전율이 대략 0%인 이차전지(1)에 인가한 전압을 상승시켜 가는 중에서, 상기 인가 전압에 대한 충전전류의 증가율(ΔI/ΔE)이 감소하여 상기 충전전류가 대부분 상승하지 않게 되었을(약간 상승하고 있을) 때의, 불가역 화학반응영역(D) 외에 있어서의 전류값에 대응하는 충전인가 전압값으로 충전을 행해도 된다. 이 충전인가 전압값에 의한 충전이라도, 전류 피크값(I_so) 가까이의 전류가 흘러, 대전류 충전을 행할 수 있다.

상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 설정하는 것에 관해서는, 각 종류의 이차전지(1)에 있어서, 충전율의 변화에 관계 없이 변화되지 않는 충전전류 피크값(I_so)을 얻도록, 예를 들면, 일정한 인가 전압의 변화역 내에서 충전전류가 피크값(I_so)으로 유지되는 도 3에 나타내는 충전율이 대략 0%인 경우의 전압-전류특성의 그래프(α)를 기초로 하여 설정해도 된다. 즉, 인가 전압의 상승과 함께 상승하는 충전전류의 증가율이 저감하고, 0 또는 대략 0이 되었을 때의 충전전류에 대응하는 인가 전압으로서, 불가역 화학반응영역(D)에 달하는 바로 앞의 전압값을 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 하여 설정하는 것이다.

(이차전지의 충전장치의 제1실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제1실시예에 대해서 설명한다. 이것은, 적시에 대전류 충전으로부터 만충전 평형 전압값으로의 충전으로 변환하고, 충전전류의 검출에 기초해서 이후의 충전을 대전류 충전으로 할지 만충전 평형 전압값으로의 충전으로 할지를 판정한다는 방법을 사용한 것이다.

이 제1실시예의 충전장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이 구성되어 있고, 프로그램·연산 제어부(4)에는, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 이차전지(1)를 인가 중에 전류검출부(3)에서 검출된 체크전류값(i)과, 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값(J)을 비교 판정하기 위한 체크 전류값판정 프로그램과, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)으로의 인가 중에 전류검출부(3)에서 검출된 체크 전류값(i)에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간(t)을 구하기 위한 충전시간예측 프로그램이 조립되어 있다. 즉, 프로그램·연산 제어부(4)는 체크 전류값판정수단 및 충전시간 예측수단으로서 기능하고 있다.

이러한 프로그램·연산제어부(4)의 제어에 의해, 이 제1실시예의 충전장치는, 이차전지(1)에 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)의 (또는 그것보다 다소 낮은) 전압을 일정시간(T₁) 인가하고, 대전류 충전을 행한 후, 인가 전압값을 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환하고, 이 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 전압을 인가하고있는 사이에 전류값(i)을 검출하고, 상기 전류값(i)으로부터 만충전까지의 충전소요시간(t)을 구하고, LED 또는 LCD 등에 의해 상기 충전소요시간(t)을 이차전지(1)의 표시부(7)에 표시함과 아울러, 상기 전류값(i)과 미리 설정한 충전 완료 기준전류값(J)을 비교함으로써, 상기 전류값(i) 쪽이 크면 다시 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전을 행하고, 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J) 이하이면 충전을 정지하도록 제어하고 있다.

그런데, 상기 만충전까지의 충전소요시간(t)은 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같은 전류값(i)과 충전소요시간(t)의 관계를 나타낸 그래프로부터 구할 수 있다.

도 4에 나타내는 그래프는 만충전 평형 전압값(E_eq)의 전압 인가시에 검출되는 전류값(i)과, 만충전까지 필요로 하는 충전소요시간(t)의 관계를 나타내고 있으며, 상기 충전소요시간(t)은 전류검출부(3)에 의해 검출되는 전류값(i)이 충전완료시에 검출되는 충전완료 기준전류값(J)(예를 들면, i=0〔mA〕)에 달할때 까지의 시간이다.

충전율이 0%인 이차전지(1)에, 만충전 평형 전압값(E_eq)의 전압을 인가했을 때에 검출되는 전류값(i)을 I_eqo(도 3 참조)로 하면, 이 도 4의 그래프는 충전이 진행됨에 따라서 충전소요시간(t)이 짧아짐과 아울러, 이것에 따라 검출되는 전류값도 작아지는 것을 나타내고 있다. 그리고, 이 경우는, 검출 전류값이 i=0〔mA〕이 되었을 때, 충전율 100%의 만충전상태가 되기 때문에, 충전소요시간도 t=0〔초〕가된다.

따라서, 이러한 그래프에 기초하는 체크 전류값과 소요시간 사이의 환산 테이블, 또는 상기 그래프로부터 도출되는 체크 전류값과 소요시간의 관계식을 상기 충전시간예측 프로그램으로서 작성해 두면, 검출되는 전류값(i)으로부터 만충전까지의 충전소요시간(t)을 간단히 구할 수 있다.

다음에, 이 제1실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어의 흐름을, 도 5에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

우선, 사용자가 충전하는 이차전지(1)의 종류를 조작부(8)로부터 프로그램·연산 제어부(4)에 입력하면, 상기 프로그램·연산 제어부(4) 중의 기억수단에 미리 기억 설정된 테이블 중에서, 이 이차전지(1)의 종류에 상당하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)과, 만충전 평형 전압값(E_eq)이 각각 선택된다(단계 A1).

여기에서, 상기 충전인가 전압값(E_s) 및 만충전 평형 전압값(E_eq)은 니켈-카드뮴, 니켈―수소, 리튬이온 이차전지 등의 종류와 형식번호에 의해 미리 설정되는 값이며, 예를 들면 니켈-카드뮴 이차전지의 경우, 만충전 평형 전압값(E_eq)은 약 1.41〔V〕이며, 또, 충전인가 전압값(E_s)에는 그것보다 높은 약 1.80〔V〕가 선택된다.

다음에, 사용자가 조작부(8)를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 A2), 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)의 전압이, 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 A3).

여기에서, 이 인가시간(T₁)의 설정에 관해서는, 충전인가 전압값(E_s)을 인가한 경우에 있어서의 충전전류의 시간변화로부터 산출된다. 그리고, 이 일정시간(T₁) 경과후, 이차전지(1)를 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 A4), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 이번에는 인가 전압의 값을 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환한다(단계 A5).

그리고, 이 만충전 평형 전압값(E_eq)의 전압을 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이, 이 때 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)(만충전 평형 전압값(E_eq)에 있어서의 전류값(i))을 검출한다(단계 A6).

다음에, 상기 충전시간예측 프로그램에 의해, 상기 검출된 전류값(i)으로부터 만충전까지 필요로 하는 시간, 즉, 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)(만충전시에 검출된다고 추측되는 전류값)에 달할때 까지의 충전소요시간(t)을 구하고, 이 충전소요시간(t)을 표시부(7)에 표시한다(단계 A7).

또한, 이것과 동시에, 상기 체크 전류값판정 프로그램에 의해, 상기 검출된 전류값(i)과 충전완료 기준전류값(J)을 비교해서(단계 A8), 상기 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J)보다 크면, 상기 단계 A3로 되돌아가서, 상술의 플로우(충전 제어)를 반복하고, 한편, 상기 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 이차전지(1)가 만충전상태에 달하고 있는 것으로 해서, 여기에서 충전을 정지한다(단계 A9).

그런데, 상기의 만충전 평형 전압값(E_eq)의 전압을 인가한 경우, 이론적으로는, 도 3 또는 도 4의 그래프에 나타낸 바와 같이, 충전율 100%(만충전상태)에서 전류값(i)은 0〔mA〕가 되지만, 실제로는, 전지에 의해 매우 작지만 격차가 생기기 때문에, 이것에 의한 과충전을 방지하고자 하면, 상기 충전완료 기준전류값(J)은 0〔mA〕보다 약간 큰 값, 예를 들면, 10〔mA〕정도로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 경우는, 상기 충전소요시간(t)은, 상기 전류값(i)이 10〔mA〕이하에 달할때 까지의 시간이 된다.

또한, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)의 전압이 인가되는 충전시간(T₁)은, 이차전지(1)의 용량, 구조, 형상 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 니켈-카드뮴 이차전지의 경우는, 약 120〔초〕가 선택된다. 또한, 상기 단락시키는 짧은 시간(T₂)은, 이차전지(1)의 전계면에 충전한 전하를 제거하여, 상기 전계면을 깨끗한 상태로 하는데에 요하는 시간으로 결정되고, 상기와 같은 이차전지(1)의 경우는 약 0.001〔초〕가 선택된다. 또, 상기의 만충전 평형 전압값(E_eq)의 전압이 인가되는 짧은 시간(T₃)으로서는 약 0.1〔초〕가 선택된다.

또, 상기 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상으로 한 경우에는, 상기의 단계 A4의 플로우는 생략해도 된다.

여기에서, 도 5의 플로우차트에 나타낸 충전전압의 변환은, 예를 들면, 도 6에 나타내는 회로를 사용해서 행하는 것이 가능하다. 도 6에 있어서의, 부호 1은 이차전지, 부호 3은 이차전지(1)의 충전전류를 검출하기 위한 전류검출부, 부호 9는 이차전지(1)의 인가 전압을 검출하기 위한 전압검출부이며, 이 회로 중에는, 전계효과형 트랜지스터(FET) 등의 스위칭소자로 구성되는 제1게이트(36), 제2게이트(37), 제3게이트(38)가 각각 설치되어 있다. 또한, 부호 31은, 인가 전압을 이차전지(1)의 종류, 또는 기종마다에 따른 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 설정 변경하는 것이 가능한 제1전원(가변전원), 부호 32는 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 인가하는 것이 가능한 제2전원이다.

자세히 설명하면, 이차전지(1)의 플러스 단자는 제1게이트(36)의 에미터와, 제2게이트(37)의 에미터와, 제3게이트(38)의 콜렉터와, 전압검출수단(9)의 마이너스 단자에 각각 공통 접속되고, 제1게이트(36)의 콜렉터는 제2전원(32)의 플러스 단자에 접속되고, 상기 제2전원(32)의 마이너스 단자는 제1전원(31)의 플러스 단자와, 제2게이트(37)의 콜렉터에 접속되어 있다. 또, 제1전원(31)의 마이너스 단자에 전류검출수단(3)의 플러스 단자가 접속되고, 상기 전류검출수단(3)의 마이너스 단자에 전압검출수단(9)의 플러스 단자와, 이차전지(1)의 마이너스 단자와, 제3게이트(38)의 에미터가 공통 접속되어 있다.

다음에, 도 6에 나타내는 회로를 사용해서 이차전지(1)에 인가하는 충전전압을 제어하는 방법에 대해서 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다.

우선 처음에, 상기 제1게이트(36)만을 ON으로 함으로써, 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 T₁시간 인가한 후, 상기 제1게이트(36)를 OFF로 하고, 제3게이트(38)만을 ON으로 함으로써, T₂시간 단락한다. 이와 같이 이차전지(1)의 단자간을 단락하는 단락수단은 게이트(36·37·38)에 의해 구성되고, 이 단락에 의해 전계면의 전하를 제거하고, 다음의 충전전압의 투입을 원활하게 하고, 또한, 충전전압변환 직후에 있어서의 전류를 안정시켜서, 전류측정에 있어서의 정밀도의 향상을 도모하고 있다.

그리고, 상기 짧은 시간(T₂) 경과후, 제3게이트(38)를 OFF로 함과 아울러, 이번에는 제2게이트(37)를 ON으로 하여, 이차전지(1)에 만충전 평형 전압값(E_eq)의 전압을 짧은 시간(T₃) 인가한다. 그리고, 그 사이에, 이차전지(1)의 전류값(i)의 검출을 행함과 아울러, 상기 검출된 전류값(i)으로부터, 만충전인지의 여부의 판정, 및 만충전까지 필요로 하는 시간(t)을 구하고, 상기 짧은 시간(T₃) 경과 후에 제2게이트(37)를 OFF로 한다.

그리고, 상기 판정의 결과, 아직 만충전에 달하지 않고 있으면, 제1게이트(36)를 ON으로 해서 충전인가 전압값(E_s)을 인가한다는 상기의 일련의 제어를 반복해서 행하는 한편, 만충전상태에 있다고 판정된 경우는, 여기에서 충전을 정지하도록 구성되어 있다.

이상과 같이, 제1실시예의 충전장치에 따르면, 이차전지(1)의 전류값(i)을 검출함으로써, 그 충전상태를 정기적으로 체크하도록 구성함으로써, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있다.

또한, 이로 인해, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또, 이 방법에서의 주된 충전은, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과한 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 행해지기 때문에, 매우 큰 충전전류가 이차전지(1)에 흐르게 되고, 이로 인해 충전시간의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 상기 이차전지(1)의 전류값(i)으로부터 충전소요시간(t)을 구하고, 이것을 표시부(7)에 표시하도록 구성함으로써, 사용자는 만충전까지 필요로 하는 시간을 알 수 있기 때문에, 편리성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 인가 전압을 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환하기 전에, 이 이차전지(1)를 단락시킴으로써, 이차전지(1)의 전극계면에 충전된 전하를 제거하여, 전극계면을 깨끗한 상태로 할 수 있다. 이로 인해, 만충전 평형 전압값으로의 전압 인가로의 이행을 원활하게 행할 수 있고, 또한 이 만충전 평형 전압값으로의 전압값변환 직후의 충전전류가 안정된다. 그 결과, 전류값의 측정을 정확하게 행할 수 있어, 적정한 충전을 도모할 수 있다.

(이차전지의 충전장치의 제2실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제2실시예에 대해서 설명한다.

이 제2실시예의 충전장치는, 이차전지(1)의 종류 등을 입력하는 일 없이, 자동적으로 이차전지(1)의 종류 등이 판별되어서, 급속히, 만충전까지 충전을 행할 수 있는 것에 특징이 있다. 여기에서 말하는 이차전지(1)의 종류 등이란, 니켈-카드뮴 이차전지와 니켈―수소 이차전지 등과 같이, 양극, 음극을 구성하는 물질이 다른 이차전지 뿐만아니라, 양극, 음극을 구성하는 물질이 동종이며, 축전용량이 다른 이차전지도 포함하는 것으로 한다.

이차전지(1)의 만충전 평형 전압값(E_eq)과 소정의 충전인가 전압값(E_s)은, 이차전지의 종류나 축전용량 등에 의해 다르며, 예를 들면 축전용량이 1000〔mAh(밀리 암페어 아워〕의 니켈-카드뮴 이차전지의 만충전 평형 전압값은 약 1.41〔V〕, 소정의 충전인가 전압값은 약 1.80〔V〕로 되어 있고, 축전용량이 2000〔mAh〕인 니켈―수소 이차전지의 만충전 평형 전압값은 약 1.44〔V〕, 소정의 충전인가 전압값은 1.60〔V〕로 되어 있다.

도 9는 상기의 제1실시예의 이차전지(1)의 충전장치에 있어서, 만충전 평형 전압값을 1.44〔V〕로 하고, 소정의 충전인가 전압값을 1.60〔V〕로 하여, 니켈―수소 이차전지 대응의 설정 전압값으로 니켈―수소 이차전지를 충전했을 때의, 전지단자전압, 충전전류, 체크 전류의 시간경과를 나타낸 도이며, 도 10과 같이 제1실시예의 이차전지(1)의 충전장치에 있어서, 만충전 평형 전압값을 1.44〔V〕, 소정의 충전인가 전압값을 1.60〔V〕로 하여, 니켈―수소 이차전지 대응의 설정 전압값으로, 니켈-카드뮴 이차전지를 충전했을 때의, 전지단자전압, 충전전류, 체크전류의 시간경과를 나타낸 도이다. 도 9 및 도 10에 있어서, 상기 단계 A3에서의 소정의 충전인가 전압값 1.60〔V〕를 인가하는 일정시간(T₁)은 55초로 하고, 상기 단계 A4에 있어서의 단락은 행하지 않는 것으로 하며, 상기 단계 A5에서의 만충전 평형 전압값 1.44〔V〕를 인가하는 짧은 시간(T₃)은 5초로 한다.

또, 도 1에 나타내는 전원부(2)와 전압·전류제어부(5)와 충전전압공급부(6) 사이에는, 소정의 저항이 있고, 니켈―수소 이차전지 대응의 설정에서는, 전원부(2)로부터 공급되는 2.0〔V〕의 전압은, 상기 전원부(2)와 상기 전압·전류제어부(5)와 상기 충전전압공급부(6) 사이에서 전압강하가 생기고, 니켈―수소 이차전지의 단자간에서, 약 1.6〔V〕의 전압이 인가되도록 설계되어 있다.

또, 여기에서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이차전지(1)를 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 인가하고 있을 때에는, 충전율에 관계없이 이차전지(1)에는 일정한 충전전류(전류 피크값(I_so))가 흐른다. 한편, 이차전지(1)를 소정의 충전인가 전압값(E_s)보다 낮은 전압값으로 인가하고 있을 때에는, 충전율이 상승함에 따라서, 이차전지(1)에 흐르는 충전전류는 감소해 간다.

이러한 특성으로부터, 도 9에 나타내는 바와 같이, 니켈―수소 이차전지 대응의 설정 전압값으로 니켈―수소 이차전지를 충전했을 때에는, 니켈―수소 이차전지의 단자간에는, 상기 니켈―수소 이차전지의 소정의 충전인가 전압값(1.60〔V〕)에 상당하는 약 1.6〔V〕의 전압이 인가되어서, 상기 소정의 충전인가 전압값에 대응하는 소정의 전류(전류 피크값(I_so))가 통전되고, 이 결과, 상기 전원부(2)와 전압·전류제어부(5)와 충전전압공급부(6) 사이에서의 전압강하값도 대략 일정하게 된다. 즉, 니켈―수소 이차전지의 단자간 전압은 충전시작 후에서 충전완료까지 1.6〔V〕를 초과하는 일 없이 대략 일정하게 됨과 아울러, 충전전류도 충전인가 후에서 충전완료까지 대략 일정하게 되고, 또한, 정기적으로, 니켈―수소 이차전지의 만충전 평형 전압값 1.44〔V〕에 의해 체크 전류가 적정하게 체크되어, 상기 니켈―수소 이차전지를 만충전까지 급속하게, 또한 적정하게 충전할 수 있다.

한편, 도 10에 나타내는 바와 같이, 니켈―수소 이차전지 대응의 설정 전압값으로, 니켈-카드뮴 이차전지를 충전했을 때에는, 충전시작 후부터 잠시동안, 상기 니켈-카드뮴 이차전지의 단자간에는 1.4〔V〕∼ 1.6〔V〕의 전압으로 인가된다.

이것은, 니켈-카드뮴 이차전지의 소정의 충전인가 전압값(1.80〔V〕)보다 낮은 전압값이며, 이 결과, 충전율이 상승함에 따라서, 니켈-카드뮴 이차전지에 흐르는 충전전류는 점차 감소해 간다. 이에 따라서, 상기 전원부(2)와 전압·전류제어부(5)와 충전전압공급부(6) 사이에서의 전압강하값도 서서히 감소해 가고, 이 결과, 니켈-카드뮴 이차전지의 단자간에 인가되는 전압값이 점차 상승해 가고, 결국, 1.6〔V〕를 넘어, 충전완료시에서는 약 1.8〔V〕로 되었다.

그리고, 또한 정기적으로 니켈―수소 이차전지의 만충전 평형 전압값 1.44〔V〕에 의해 체크 전류를 체크하고 있지만, 이 니켈―수소 이차전지의 만충전 평형 전압값 1.44〔V〕은 니켈-카드뮴 이차전지의 만충전 평형 전압값 1.41〔V〕보다 높기 때문에, 니켈-카드뮴 이차전지를 정확하게 만충전까지 충전할 수 있다.

그래서, 제2실시예의 충전장치에서는, 니켈―수소 이차전지와, 니켈-카드뮴이차전지를 판별하는 경우를 예로 들어서 설명하면, 이차전지(1)를 니켈―수소 이차전지대응의 전압값으로, 충전과, 충전상태의 체크를 하고, 이 충전과정에서, 상기 이차전지(1)의 단자전압이 1.6〔V〕를 초과했을 때에는, 상기 이차전지(1)는 니켈-카드뮴 이차전지라고 판단하고, 그 후는, 상기 이차전지(1)를, 니켈-카드뮴 이차전지 대응의 전압값으로, 충전과, 충전상태의 체크를 행한다.

이하, 구체적으로 설명하면, 이 제2실시예의 충전장치도, 도 1에 나타내는 바와 같이 구성되어 있고, 프로그램·연산제어부(4)의 기억수단(메모리)에는, 복수의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값(E_eq)과, 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 기억되어 있다. 또 프로그램·연산 제어부(4)에는, 이차전지(1)를 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 인가 중에 전류검출부(3)에서 검출된 체크 전류값(i)과, 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값(J)을 비교 판정하는 판정수단인 체크 전류값 판정 프로그램과, 이차전지(1)를 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 충전 중에 전압검출부(9)에서 검출된 충전전압값(e)과, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 비교 판정하는 판정수단인 충전전압값 판정 프로그램이 구비되어 있다.

또, 이 제2실시예의 충전장치에 있어서의 그 외의 구성은, 상기 제1실시예의 충전장치와 대략 같기 때문에, 그 설명을 생략한다.

프로그램·연산 제어부(4)의 기억수단에, 2종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값(E_eq(E_eql·E_eqh))과, 소정의 충전인가 전압값(E_s(E_sl·E_sh)이 기억되어 있는 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를, 도 11에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

여기에서, 만충전 평형 전압값에 대해서는, E_eql<E_eqh로 하고, 소정의 충전인가 전압값에 대해서는, E_sl<E_sh로 한다.

우선, 사용자는 조작부(8)를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 B1), 충전장치에 세트된 이차전지(1)에 2종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)으로 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다.(단계 B2).

그리고, 이차전지(1)를 상기 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)으로 일정시간(T₁) 충전하고 있는 사이에, 상기 전압검출부(9)에 의해 이차전지(1)에 인가되어 있는 전압값(e)을 검출하고(단계 B3), 상기 충전전압값 판정 프로그램에 의해 상기 검출된 전압값(e)의 판정을 행하고(단계 B4), 상기 전압값(e)이 상기 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)보다 큰 값이면, 후기의 단계 B10으로 점프하고, 상기 전압값(e)이 상기 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl) 이하이면, 다음 단계 B5로 이행한다.

상기 일정시간(T₁) 시간경과 후에 이차전지(1)를 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 B5), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 이번에는, 이차전지(1)의 인가 전압을 2종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 낮은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eql)으로 변환하고, 이차전지(1)를 상기 낮은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eql)으로 짧은 시간(T₃) 인가한다(단계 B6).

또, 상기 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상으로 한 경우에는, 상기의 단계 B5의 플로우는 생략해도 된다.

다음에, 이차전지(1)를 상기 낮은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eql)으로 짧은 시간(T₃)인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출부(3)에 의해 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)을 검출한다(단계 B7).

그리고, 상기 체크 전류값 판정 프로그램에 의해 상기 검출된 전류값(i)의 판정을 행하고(단계 B8), 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)보다 큰 값이면, 상기 단계 B2로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 충전을 정지한다(단계 B9).

한편, 상기 단계 B4에 있어서, 이차전지(1)를 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)으로 일정시간(T₁) 충전하고 있는 사이에, 전압검출부(9)에 의해 검출된 전압값(e)이 상기 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)보다 큰 값이면, 이차전지(1)의 인가 전압을, 2종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 높은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sh)으로 변환하고, 상기 높은 쪽의 소정의 충전인가전압값(E_sh)으로 일정시간(T₁) 계속해서 인가한다(단계 B10).

상기 일정시간(T₁) 시간경과 후에, 이차전지(1)를, 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 B11), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 이번에는, 이차전지(1)의 인가 전압을 2종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 높은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eqh)으로 변환하고, 이차전지(1)를 상기 높은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eqh)으로 짧은 시간(T₃) 인가한다(단계 B12).

또, 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상으로 한 경우에는, 상기의 단계 B11의 플로우는 생략해도 된다.

다음에, 이차전지(1)를 상기 높은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eqh)으로 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출부(3)에 의해 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)을 검출한다(단계 B12).

그리고, 상기 체크 전류값 판정 프로그램에 의해 상기 검출된 전류값(i)의 판정을 행하고(단계 B14), 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)보다 큰 값이면, 상기 단계 B10로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 충전을 정지한다(단계 B9).

이상, 프로그램·연산 제어부(4)의 기억수단에, 2종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값(E_eql·E_eqh)과, 소정의 충전인가 전압값(E_sl·E_sh)이 기억되어 있는 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어의 설명이다.

다음에 일반적으로, 프로그램·연산 제어부(4)의 기억수단에 n(n은 2 이상의 자연수)종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값(E_eq(E_eq1, E_eq2,···, E_eqn)), 소정의 충전인가 전압값(E_s(E_s1, E_s2,···, E_sn))이 기억되어 있는 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어에 대해서 도 12에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

여기서 만충전 평형 전압값은, E_eq1<E_eq2,···, <E_eqn으로 하고, 소정의 충전인가 전압값은 E_s1<E_s2, ···, <E_sn으로 한다.

우선, 여기에서, 변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1로 한다(단계 C1). 다음에, 사용자가 조작부(8)를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 C2), 충전장치에 세트된 이차전지(1)에 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값(E_sk)으로 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 전압이 인가된다(단계 C3).

여기에서, k=n일 때는(단계 C4), 후기의 단계 C8로 점프하고, k≤ n-1일 때는, 이차전지(1)를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값(E_sk)으로 일정시간(T₁) 충전하고 있는 사이에, 상기 전압검출부(9)에 의해 이차전지(1)에 인가되어 있는 전압값(e)을 검출하고(단계 C5), 상기 충전전압값 판정 프로그램에 의해 상기 검출된 전압값(e)의 판정을 행하고(단계 C6), 상기 전압값(e)이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값(E_sk)보다 큰 값으로 검출되어 있으면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여(단계 C7), 상기 단계 C3으로 되돌아가고, 상기 전압값(e)이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값(E_sk) 이하로 검출되어 있으면, 단계 C8로 이행한다.

상기 일정시간(T₁) 경과 후에, 이차전지(1)를 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 C8), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 이번에는, 이차전지(1)의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값(E_eqk)으로 변환하고, 이차전지(1)를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값(E_eqk)으로 짧은 시간(T₃) 인가한다(단계 C9).

또, 이 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상으로 한 경우에는, 상기의 단계 C8의 플로우는 생략해도 된다.

다음에, 이차전지(1)를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값(E_eqk)으로 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출부(3)에 의해 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)을 검출한다(단계 C10).

그리고, 상기 체크 전류값 판정 프로그램에 의해 상기 검출된 전류값(i)의 판정을 행하고(단계 C11), 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)보다 큰 값이면, 상기 단계 C3으로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 충전을 정지한다(단계 C12).

이상과 같이, 제2실시예의 충전장치에 따르면, 상기 제1실시예의 충전장치와 같은 효과를 나타냄과 아울러, 충전과정에서, 이차전지(1)의 종류 등을 자동적으로 판별하고, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 급속하게, 또한 적정하게 만충전까지 충전을 행할 수 있다.

(이차전지의 충전장치의 제3실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제3실시예에 대해서 설명한다.

이 제3실시예의 충전장치는, 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전 중에 전압검출부(9)에서 검출된 충전전압값(e)과, 그 전회의 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전 중에 전압검출부(9)에서 검출된 충전전압값(e)의 차(Δe)가, 미리 입력 설정된 소정의 범위(W) 내에 있는지를 판정하고, 상기 소정의 범위(W)를 초과하고 있으면, 다른 종별의 이차전지(1)에 대응하는 만충전 평형 전압값(E_eq)과 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 변환하여 충전하도록 구성한 점이, 제2실시예의 충전장치와 다른 점이다.

이 제3실시예의 충전장치도, 도 1에 나타낸 바와 같이 구성되어 있고, 프로그램·연산 제어부(4)의 기억수단(메모리)에는, 복수의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값(E_eq)과, 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 기억되어 있다. 또한, 프로그램·연산 제어부(4)에는, 이차전지(1)를 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 인가 중에 전류검출부(3)에서 검출된 체크전류값(i)과, 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값(J)을 비교 판정하는 판정수단인 체크 전류값 판정 프로그램과, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전 중에 전압검출부(9)에서 검출된 충전전압값(e)과, 그 전회의 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전 중에 전압검출부(9)에서 검출된 충전전압값(e)의 차(Δe)가, 미리 입력 설정된 소정의 범위(W) 내에 있는지를 판정하는 판정수단인 전압차 판정 프로그램이 구비되어 있다.

또, 이 제3실시예의 충전장치에 있어서의 그 외의 구성은, 상기 제1실시예의 충전장치와 대략 같기 때문에, 그 설명을 생략한다.

프로그램·연산 제어부(4)의 기억수단에, 2종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값(E_eq(E_eql·E_eqh)과, 소정의 충전인가 전압값(E_s(E_sl·E_sh)이 기억되어 있는 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 13에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

여기에서, 만충전 평형 전압값에 대해서는, E_eql<E_eqh로 하고, 소정의 충전인가 전압값에 대해서는, E_sl<E_sh로 한다.

우선, 사용자는 조작부(8)를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 D1), 충전장치에 세트된 이차전지(1)에 2종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)으로 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 D2).

그리고, 이차전지(1)를 상기 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)으로 일정시간(T₁) 충전하고 있는 사이에, 상기 전압검출부(9)에 의해 이차전지(1)에 인가되어 있는 전압값(e)을 검출하고(단계 D3), 상기 전압차 판정 프로그램에 의해 금회 상기 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값(e)과, 전회 상기 낮은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sl)으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값(e)의 차(Δe)가 소정의 범위(W) 내에 있는지의 판정을 행하고(단계 D4), 상기 차(Δe)가 상기 소정의 범위(W) 내에 있으면, 다음 단계 D5로 이행하고, 상기 차(Δe)가 상기 소정의 소정의 범위(W)를 초과하고 있으면, 후기의 단계 D10로 점프한다. 단, 금회의 전압값(e)의 검출이 제1회째일 때는, 그대로 다음 단계 D5로 이행한다.

상기 일정시간(T₁) 경과 후에, 이차전지(1)를 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 D5), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 이번에는, 이차전지(1)의 인가 전압을 2종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 낮은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eql)으로 변환하고, 이차전지(1)를 상기 낮은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eql)으로 짧은 시간(T₃), 전압을 인가한다(단계 D6).

또, 이 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상이라고 한 경우에는, 상기의 단계 D5의 플로우는 생략해도 된다.

다음에, 이차전지(1)를 상기 낮은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eql)으로 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출부(3)에 의해 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)을 검출한다(단계 D7).

그리고, 상기 체크 전류값 판정 프로그램에 의해 상기 검출된 전류값(i)의 판정을 행하고(단계 D8), 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)보다 큰 값이면, 상기 단계 D2로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 충전을 정지한다(단계 D9).

한편, 상기 단계 D4에 있어서, 상기의 차(Δe)가 상기 소정의 범위(W)를 초과하고 있으면, 이차전지(1)의 인가 전압을 2종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 높은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sh)으로 변환하고, 상기 높은 쪽의 소정의 충전인가 전압값(E_sh)으로 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가한다(단계 D10).

상기 일정시간(T₁) 시간경과 후에, 이차전지(1)를 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 D11), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 이번에는, 이차전지(1)의 인가 전압을 2종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 높은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eqh)으로 변환하고, 이차전지(1)를 상기 높은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eqh)으로 짧은 시간(T₃) 인가한다(단계 D12).

또, 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상으로 한 경우에는, 상기의 단계 D11의플로우는 생략해도 된다.

다음에, 이차전지(1)를 상기 높은 쪽의 만충전 평형 전압값(E_eqh)으로 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출부(3)에 의해 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)을 검출한다(단계 D13).

그리고, 상기 체크 전류값판정 프로그램에 의해 상기 검출된 전류값(i)의 판정을 행하고(단계 D14), 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)보다 큰 값이면, 상기 단계 D10으로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 충전을 정지한다(단계 D9).

이상, 프로그램·연산 제어부(4)의 기억수단에, 2종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값(E_eql·E_eqh)과, 소정의 충전인가 전압값(E_sl·E_sh)이 기억되어 있는 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어의 설명이다.

다음에 일반적으로, 프로그램·연산 제어부(4)의 기억수단에 n(n은 2이상의 자연수)종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값(E_eq(E_eq1, E_eq2,···, E_eqn)), 소정의 충전인가 전압값(E_s(E_s1, E_s2,···, E_sn))이 기억되어 있는 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어에 대해서 도 14에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

여기서 만충전 평형 전압값은, E_eq1<E_eq2,···, <E_eqn으로 하고, 소정의 충전인가 전압값은, E_s1<E_s2,···, <E_sn으로 한다.

우선, 여기에서, 변수를 k(k=1, 2,···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1로 한다(단계 F1). 다음에, 사용자가 조작부(8)를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 F2), 충전장치에 세트된 이차전지(1)에 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값(E_sk)으로 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 F3).

여기에서, k=n일 때는(단계 F4), 후기의 단계 F8로 점프하고, k≤ n-1일 때는, 이차전지(1)를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값(E_sk)으로 일정시간(T₁) 충전하고 있는 사이에, 상기 전압검출부(9)에 의해 이차전지(1)에 인가되어 있는 전압값(e)을 검출하고(단계 F5), 상기 전압차 판정 프로그램에 의해 금회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값(E_sk)으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값(e)과, 전회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값(E_sk)으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값(e)의 차(Δe)가 소정의 범위(W) 내에 있는지의 판정을 행하고(단계 F6), 상기 차(Δe)가 상기 소정의 범위(W) 내에 있으면, 단계 F8로 이행하고, 상기 차(Δe)가 상기 소정의 소정의 범위(W)를 초과하고 있으면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여(단계 F7), 상기 단계 F3으로 되돌아간다. 단, 금회의 전압값(e)의 검출이 제1회째일 때는, 단계 F8로 이행한다.

상기 일정시간(T₁)경과 후에, 이차전지(1)를 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 F8), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 금회에는, 이차전지(1)의 인가 전압을 n종류의이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값(E_eqk)으로 변환하고, 이차전지(1)를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값(E_eqk)으로 짧은 시간(T₃) 인가한다(단계 F9).

또, 이 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상으로 한 경우에는, 상기의 단계 F8의 플로우는 생략해도 된다.

다음에, 이차전지(1)를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값(E_eqk)으로 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출부(3)에 의해 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)을 검출한다(단계 F10).

그리고, 상기 체크 전류값 판정 프로그램에 의해 상기 검출된 전류값(i)의 판정을 행하고(단계 F11), 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)보다 큰 값이면, 상기 단계 F3으로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 충전을 정지한다(단계 F12).

이상과 같이, 제3실시예의 충전장치에 의해서도, 상기 제1실시예의 충전장치와 같은 효과를 나타냄과 아울러, 충전과정에서, 이차전지(1)의 종류 등을 자동적으로 판별하고, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 급속하게, 또한 적정하게 만충전까지 충전을 행할 수 있다.

(이차전지의 충전장치의 제4실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제4실시예를 설명한다.

이 제4실시예의 충전장치에서는, 이차전지(1)를 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 일정시간(T₁) 인가한 후, 인가 전압을 차단하고, 이 상태로 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)과 이차전지(1)의 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))의 차인 차전압(ΔE_s)을 검출하고, 상기 검출된 차전압(ΔE_s)이 소정의 판정 기준값(K) 이하가 되었을 때에, 이차전지(1)의 충전을 정지하도록 구성한 점이, 제1실시예의 충전장치와 다른 점이다.

이 제4실시예의 충전장치도, 도 1에 나타내는 바와 같이 구성되고 있고, 전압검출부(9)는 이차전지(1)의 개방전압을 검출하도록 구성되어 있다.

프로그램·연산 제어부(4)에는, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)과 이차전지(1)의 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))의 차인 차전압(ΔE_s)을 구하는 연산수단인 차전압연산 프로그램과, 상기 차전압(ΔE_s)에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간(τ)을 구하는 충전시간 예측수단인 충전시간예측 프로그램과, 상기 차전압(ΔE_s)과 미리 입력 설정된 소정의 판정 기준값(K)을 비교 판정하는 판정수단인 차전압판정 프로그램이 구비되어 있다. 또한, 표시부(7)에서는, LED, 또는 LCD 등에 의해 차전압(ΔE_s)으로부터 구한 충전소요시간(τ)을 표시하도록 구성되어 있다.

또, 제4실시예에서는, 보고수단의 일례로서 표시부(7)에 의해 시각적으로 사용자에게 충전소요시간(t)을 보고하도록 구성되어 있지만, 음성 등에 의해 보고하도록 구성해도 되며, 보고수단의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다.

여기에서, 이 제4실시예에 있어서의 판정 기준값(K)은, 충전인가 전압(E_s)과 상기 이차전지(1)가 만충전상태에 있을 때의 개방전압(E_x=E_eq)(만충전 평형 전압값)의 차, 즉, K=E_s-E_eq의 값이 된다. 또, 이 제4실시예에서의 제어를 행할 때에 설계상 주의를 요하는 것은, 상기 개방전압(E_x)의 전압의 검지는, 일반적으로 전지의 평형 전압을 측정할 때와 같이 계측계에 전류가 흐르지 않는 계측계의 고임피던스상태가 아니면 안된다.

상기의 충전소요시간(τ)에 대해서 설명하면, 이 충전소요시간(τ)은, 예를 들면, 도 15에 나타내는 바와 같은 차전압(ΔE_s)과 충전소요시간(τ)의 관계를 나타내는 그래프로부터 구할 수 있다. 즉, 충전율이 대략 0%에 있어서의 개방전압은 E_x=E_α(도 3 참조)이므로, 이 때의 차전압을 ΔE_s=E_s-E_α, 또한, 충전소요시간을 τ=τα로 하면, 상기 그래프는, 충전이 진행됨에 따라서 충전소요시간(τ)이 짧아짐과 아울러, 이에 따라 차전압(ΔE_s)의 값도 작아지는 것을 나타내고 있다. 그리고, 이 차전압(ΔE_s)의 값이 판정 기준값(K)(이 경우의 판정 기준값(K)은, K=E_s-E_eq)에 달했을 때, 즉 충전율 100%의 만충전상태가 되었을 때, 상기 충전소요시간은 τ=0이 된다. 이와 같이, 상기 그래프, 또는 상기 그래프로부터 도출되는 관계식을 미리 충전소요시간예측 프로그램에 작성해 두면, 차전압(ΔE_s)의 값으로부터 만충전까지의 충전소요시간(τ)을 간단히 구할 수 있다.

또, 이 제4실시예의 충전장치에 있어서의 그 외의 구성은, 상기 제1실시예의 충전장치와 대략 같기 때문, 그 설명을 생략한다.

다음에, 이 제4실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 16에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

우선, 사용자가 충전하는 이차전지(1)의 종류를 조작부(7)로부터 프로그램·연산 제어부(4)에 입력하면, 상기 프로그램·연산 제어부(4) 중의 기억수단에 미리 기억 설정된 테이블 중에서, 이 이차전지(1)의 종류에 상당하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)과, 만충전 평형 전압값(E_eq)이 각각 선택된다(단계 G1).

다음에, 사용자는 조작부(8)를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 G2), 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 G3). 여기에서, 이 일정시간(T₁)의 설정에 관해서는, 상기 충전인가 전압(E_s)을 인가한 경우에 있어서의 충전전류의 시간변화로부터 산출된다.

그리고, 상기 일정시간(T₁) 경과후, 이번에는 충전인가 전압(E_s)을 T₄시간차단하고(단계 G4), 이 상태로, 이차전지(1)의 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))을 전압검출부(3)에서 검출한다(단계 G5). 다음에, 상기 차전압연산 프로그램에 의해 상기 충전인가 전압(E_s)과 개방전압(E_x)의 차전압(ΔE_s)을 구한다(단계 G6).

그리고, 상기 차전압판정 프로그램에 의해서 상기 구한 차전압(ΔE_s)의 판정을 행하고(단계 G7), 상기 차전압(ΔE_s)이 판정 기준값(K)보다 클 때는, 상기 단계 G3로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 차전압(ΔE_s)이 판정 기준값(K) 이하일 때는, 이차전지(1)가 만충전상태에 있는 것을 의미하고 있기 때문에, 여기에서 충전을 정지한다(단계 G8).

그런데, 도 16에 나타내는 플로우차트에는 기재하지 않고 있지만, 상기 단계 G6에서 구한 차전압(ΔE_s)의 값으로부터 만충전까지의 충전소요시간(τ)을 구할 수 있다. 그리고, 여기에서 구한 충전소요시간(τ)을 표시부(7)에 표시함으로써, 만충전까지 필요로 하는 시간을 사용자에게 알릴 수 있기 때문에, 이로 인해 편리성이 향상된다. 또한, 상기 소정의 충전인가 전압(E_s)이 인가되는 충전시간(T₁)은 이차전지(1)의 용량, 구조, 형상 등에 의해 다르지만, 예를 들면 단삼형의 니켈 카드륨, 니켈 수소 이차전지의 경우는, 60∼90〔초〕가 선택된다. 또, 상기 차단 시간(T₄)은, 이차전지(1)의 충전상태로부터 차단한 경과에 있어서, 전지단자전압이 안정되어 계측가능한 상태에 달하는데에 요하는 시간으로 결정되고, 상기와 동일한 이차전지(1)의 경우에 대해서는 1∼5〔초〕가 선택된다. 이상과 같이 제4실시예에 있어서의 이차전지(1)의 충전방법에 따르면, 상기와 같이 이차전지(1)에 인가하는 전압을 제어하고, 이차전지(1)의 충전상태를 정기적으로 관측하도록 구성함으로써, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있기때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 이 방법에서는, 상기 소정의 충전인가 전압(E_s)과 이차전지(1)의 개방전압(E_x)의 차전압(ΔE_s)을 검출하도록 하고 있기 때문에, 만충전인지의 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있다. 또, 이 방법에서의 주된 충전은, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가 전압(E_s)으로 행해지기 때문에, 매우 큰 충전전류가 흐르게 되고, 이로 인해 충전시간의 단축을 도모할 수 있다.

(이차전지의 충전장치의 제5실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제5실시예를 설명한다. 이 제5실시예의 충전장치에서는, 프로그램·연산 제어부(4)에, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)과 이차전지(1)의 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))의 차인 차전압(ΔE_eq)과, 판정 기준값인 0〔V〕를 비교 판정하는 차전압판정수단으로서의 비교 판정 프로그램이 조립되어 있고, 이 차전압(ΔE_eq)이 0〔V〕보다 크면, 상기의 충전인가 전압값(E_s)을 인가한다라는 충전 제어를 반복하여 행하고, 상기 차전압(ΔE_eq)이 0〔V〕이하이면, 만충전상태라고 하여 충전을 정지하도록 제어한 점이, 상기 제4실시예와 다른 점이다.

또, 이 제5실시예에 있어서의 그 외의 구성은, 상기 제4실시예와 대략 같기 때문, 그 설명을 생략한다.

다음에, 이 제5실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 17에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

우선, 사용자가 충전하는 이차전지(1)의 종류를 조작부(7)로부터 프로그램·연산 제어부(4)에 입력하면, 상기 프로그램·연산 제어부(4) 중의 기억수단에 미리 기억 설정된 테이블 내에서, 이 이차전지(1)의 종류에 상당하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)과, 만충전 평형 전압값(E_eq)이 각각 선택된다(단계 H1).

다음에, 사용자는 조작부(8)를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 H2), 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 H3).

그리고, 일정시간(T₁) 경과 후, 이번에는 충전인가 전압(E_s)을 T₄시간 차단하고(단계 H4), 이 상태로 이차전지(1)의 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))을 전압검출부(3)에서 검출한다(단계 H5).

이 제5실시예에 있어서의 단계 H1부터 단계 H5까지의 제어 공정은, 상기 제4실시예의 단계 G1부터 단계 G5까지의 제어 공정과 같으며, 다음에, 상기 차전압연산 프로그램에 의해 상기 만충전 평형 전압값(ΔE_eq)과 개방전압(E_x)의 차전압(ΔE_eq)을 구한다(단계 H6).

그리고, 상기 비교 판정 프로그램에 의해 상기 구한 차전압(ΔE_eq)의 판정을 행하고(단계 H7), 상기 차전압(ΔE_eq)이 판정 기준값인 0〔V〕보다 클 때는, 상기단계 H3으로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 차전압(ΔE_eq)이 0〔V〕이하일 때는, 이차전지(1)가 만충전상태에 있는 것을 의미하고 있기 때문에, 여기에서 충전을 정지한다(단계 H8).

이 제5실시예의 충전방법에 의하면, 어떠한 이차전지(1)에 대해서도, 차전압(ΔE_eq)이 0〔V〕이하가 되면 만충전상태에 달하고 있다고 판단할 수 있기 때문에, 용이하고 또한 정확하게 만충전에 달하고 있는지의 여부의 판정을 행할 수 있다.

또, 이 만충전 평형 전압값(E_eq)과 개방전압(E_x)의 차전압(ΔE_eq)을 구하는 대신에, 개방전압(E_x)과 만충전 평형 전압값(E_eq)을 비교하여, 상기 개방전압(E_x)이 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)보다 작을 때는, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가 전압(E_s)을 인가하는 충전 제어를 반복하여 행하는 한편, 상기 개방전압(E_x)이 만충전 평형 전압값(E_eq) 이상일 때는, 이차전지(1)의 충전을 정지하도록 구성하는 것도 가능하다.

(이차전지의 충전장치의 제6실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제6실시예에 대해서 설명한다.

이 제6실시예의 충전장치에서는, 이차전지(1)의 체크 전류값(i)으로부터 구한 충전소요시간(t)이 경과한 후에, 이차전지(1)의 충전을 정지하도록 구성한 점이, 제1실시예의 충전장치와 다른 점이다.

이 제6실시예의 충전장치도, 도 1에 나타내는 바와 같이 구성되어 있고, 프로그램·연산 제어부(4)에는, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 이차전지(1)를 인가 중에 전류검출부(3)에서 검출된 체크 전류값(i)에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간(t)을 구하는 충전시간 예측수단인 충전시간예측 프로그램과, 상기 충전소요시간(t)을 구했을 때로부터 상기 충전소요시간(t)의 경과를 감시하는 감시수단인 충전완료시간 감시 프로그램이 구비되어 있다.

다음에, 이 제6실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 18에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

우선, 사용자가 충전하는 이차전지(1)의 종류를 입력하면, 프로그램·연산 제어부(4)에 있어서, 이 이차전지(1)의 종류에 상당하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)과, 만충전 평형 전압값(E_eq)의 값이 각각 선택된다(단계 M1).

다음에, 사용자가 조작부(8)를 조작하여 충전시작 조작을 행하면(단계 M2), 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 M3).

그리고, 일정시간(T₁) 경과 후에, 이차전지(1)를 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 M4), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 이번에는, 인가 전압을 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환하고, 이차전지(1)를 이 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 짧은 시간(T₃) 전압 인가한다(단계 M5).

또, 상기 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상으로 한 경우에는, 상기의 단계 M4의 플로우는 생략해도 된다.

그리고, 이 만충전 평형 전압값(E_eq)을 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 전류검출부(3)에서 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)을 전류검출부(3)에서 검출한다(단계 M6). 다음에, 상기 충전시간예측 프로그램에 의해, 상기 검출된 전류값(i)으로부터 만충전까지 필요로 하는 시간, 즉, 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)(만충전시에 검출된다고 추측되는 전류값(i))에 달할때 까지의 충전소요시간(t)을 구하고, 이 충전소요시간(t)을 이차전지(1)의 표시부(7)에 표시한다(단계 M7).

이 제6실시예에 있어서의 단계 M1로부터 단계 M7까지의 제어 공정은, 상기 제1실시예의 단계 A1로부터 단계 A7까지의 제어 공정과 마찬가지이며, 다음에, 상기 충전완료시간 감시 프로그램에 의해 상기 충전소요시간(t)이 0〔초〕이하인지의 여부의 판단을 행한다(단계 M8). 이 때, 상기 충전소요시간(t)이 0〔초〕보다 크면, 단계 M9로 이행하고, 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 T₅시간 인가하고, 그 후, 다시 단계 M8로 되돌아가서, 상기 충전소요시간(t)이 경과한 것인지의 여부의 판단을 행한다. 또한, 단계 M8에 있어서, 상기 충전소요시간(t)이 0 이하, 즉, 충전소요시간(t)이 경과하고 있으면, 이차전지(1)가 만충전상태에 달하고 있다고 하여, 자동적으로 충전을 정지한다(단계 M10).

또, 이 제6실시예의 충전장치에 있어서의 그 외의 구성은, 상기 제1실시예의충전장치와 대략 같기 때문에, 그 설명을 생략한다.

여기에서, 도 9에 나타내는 제어 플로우차트에 있어서는, 일단, 상기 전류값(i)으로부터 충전소요시간(t)을 구한 후에는, 이 시간(t)이 경과할 때까지는 상기 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 인가하는 충전을 계속해서 행하고, 상기 충전소요시간(t) 경과 후에 자동적으로 충전을 정지하도록 구성했지만, 상기 단계 M8에 있어서, 상기 충전소요시간(t)이 0〔초〕보다 크면, 단계 M3으로 되돌아가서 상기 일련의 충전 제어를 반복해서 행하고, 상기 충전소요시간(t)이 0〔초〕이하로 되었을 때에 충전을 정지하도록 구성하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 충전소요시간(t) 경과 후에 자동적으로 충전을 정지하도록 구성하면, 간소한 구성으로 확실하게 충전을 정지시키는 것이 가능해진다. 또 이로 인해, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있어, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주지 않기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있음과 아울러, 충전시간의 단축을 도모할 수도 있다.

또, 사용자는 만충전까지 필요로 하는 시간을 알 수 있기 때문에, 이로 인해 편리성의 향상을 도모할 수 있다.

(이차전지의 충전장치의 제7실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제7실시예에 대해서 설명한다.

이 제7실시예의 충전장치에서는, 이차전지(1)의 체크 전류값(i)으로부터 구한 충전율이 소정값에 달한 후에, 이차전지(1)의 충전을 정지하도록 구성한 점이, 제1실시예의 충전장치와 다른 점이다.

이 제7실시예의 충전장치도, 도1에 나타내는 바와 같이 구성되어 있고, 프로그램·연산 제어부(4)에는, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 이차전지(1)를 인가 중에 전류검출부(3)에 의한 체크전류값(i)의 검출 시점에서의 이차전지(1)의 충전율을 구하는 충전율 도출수단인 충전율 도출 프로그램과, 상기 충전율 도출 프로그램에 의해 구해진 충전율과 미리 입력 설정된 판정 기준값(L)을 비교 판정하는 판정수단인 충전율 판정 프로그램이 구비되어 있다.

상기의 도 4는 만충전 평형 전압값(E_eq) 인가시에 검출되는 전류값(i)과, 만충전까지 필요로 하는 충전소요시간(t)의 관계를 나타내는 그래프이며, 충전율은 상기 그래프에 기초하는 체크 전류값과 충전율 사이의 환산 테이블, 또는 상기 그래프로부터 도출되는 체크 전류값과 충전율의 관계식을, 충전율 도출 프로그램에 작성해 둠으로써, 용이하게 구할 수 있다.

다음에, 이 제7실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 19에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

우선, 사용자가 충전하는 이차전지(1)의 종류를 입력하면, 프로그램·연산 제어부(4)에 있어서, 이 이차전지(1)의 종류에 상당하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)과, 만충전 평형 전압값(E_eq)의 값이 각각 선택된다(단계 N1).

다음에, 사용자가 조작부(8)를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 N2),이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 N3).

그리고, 상기 일정시간(T₁) 경과 후, 이차전지(1)를, 짧은 시간(T₂) 단락시키고(단계 N4), 전계면의 전하를 제거한 뒤에, 이번에는, 인가 전압을 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환하고, 이차전지(1)를 이 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 짧은 시간(T₃) 전압 인가한다(단계 N5).

또, 이 짧은 시간(T₃)의 설정을 1초 이상으로 한 경우에는, 상기의 단계 N4의 플로우는 생략해도 된다.

그리고, 이 만충전 평형 전압값(E_eq)을 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 전류검출부(3)에서 이차전지(1)에 흐르고 있는 전류값(i)을 전류검출부(3)에서 검출한다(단계 N6). 이 제7실시예에 있어서의 단계 N1로부터 단계 N6까지의 제어 공정은, 상기 제1실시예의 단계 A1로부터 단계 A6까지의 제어 공정과 같으며, 다음에, 상기 충전율 도출 프로그램에 의해, 상기 검출된 전류값(i)으로부터 충전율을 구하고, 상기 구한 충전율을 이차전지(1)의 표시부(7)에 표시한다(단계 N7).

그리고, 상기 충전율 판정 프로그램에 의해, 상기 구한 충전율의 판정을 행하고(단계 N8), 상기 충전율이 판정 기준값(L)(예를 들면, 95% 등) 미만으로 검출되어 있으면, 상기 단계 N3으로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 충전율이 상기 판정 기준값(L) 이상이 되었을 때는, 충전을 정지한다.

또, 이 제7실시예의 충전장치에 있어서의 그 외의 구성은, 상기 제1실시예의 충전장치와 대략 같기 때문에, 그 설명을 생략한다.

이상과 같이, 충전율이 상기 판정 기준값(L) 이상이 되었을 때에 자동적으로 충전을 정지하도록 구성하면, 간소한 구성으로 확실하게 충전을 정지시킬 수 있다. 또한 이로 인해, 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주지 않기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있음과 아울러, 충전시간의 단축을 도모할 수도 있다.

또, 사용자는 만충전까지 필요로 하는 시간을 알 수 있기 때문에, 이로 인해 편리성의 향상을 도모할 수 있다.

(이차전지의 충전장치의 제8실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제8실시예에 대해서 설명한다.

이 제8실시예의 충전장치는, 도 20에 나타내는 바와 같이 구성되고 있고, 부호 1은 이차전지이며, 부호 12는 전원부이고, 상기 전원부(12)은 상용교류전기를 직류로 변환하는 변압, 정류회로를 포함하고 있다. 또한, 부호 13은 대용량의 콘덴서(전해 콘덴서, 전기２중층 콘덴서 등)이며, 전원부(12)에 병렬로 콘덴서(13)와 이차전지(1)가 접속되어 있다. 또, 전원부(12)와 콘덴서(13)를 연결하는 회로에는 스위치(17)가, 또, 콘덴서(13)와 이차전지(1)를 연결하는 회로에는 스위치(18)가 각각 설치되어 있다. 또한, 부호 14는 이차전지(1)의 전류를 검출하기 위한 전류검출부이며, 상기 전류검출부(14)에서 검출된 전류값(i)을 제어부(15)에 송신하도록구성하고 있다. 여기에서, 제어부(15)에서는, 각 스위치(17, 18)의 개폐 조작이나, 이차전지(1)가 만충전에 달했는지의 여부의 판단 등이 행해진다. 즉, 제어부(15)에는, 전류검출부(14)에서 검출된 전류값(i)과 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값(J)을 비교 판정하는 전류값판정수단인 전류값판정 프로그램 등이 구비되어 있다. 또, 부호 16은 제어부(15)로부터의 지령에 기초하여 이차전지(1)에 체크전압을 인가하기 위한 체크 전원부이다.

제8실시예의 충전장치를 사용해서 이차전지(1)를 충전하는 방법으로서는, 우선, 도 20에 나타내는 회로 중의 변환수단인 스위치(17)를 폐쇄, 스위치(18)를 개방으로 한 상태로 콘덴서(13)에 소정의 전원전압을 일정시간(T₆) 인가하여 축전을 행하고, 그 후 스위치(17)를 개방으로, 스위치(18)를 폐쇄로 변환하고, 콘덴서(13)에 축전된 전하를 이차전지(1)에 전송한다는 제어를 반복해서 행함으로써, 이차전지(1)를 충전하도록 구성하고 있다. 이 때, 이차전지(1)가 만충전상태에 달하고 있는 것인지의 여부를 판단하는 방법으로서는, 콘덴서(13)의 축전 시, 즉, 콘덴서(13)와 이차전지(1)를 연결하는 회로가 차단된 상태에서, 이차전지(1)에 체크전압(E_c)을 인가하고, 이 때 이차전지(1)에 흐르는 전류값(i)을 검출함으로써, 이차전지의 만충전상태를 파악하도록 구성하고 있다.

다음에, 이 제8실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 21에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

우선, 사용자는 도시하지 않은 조작부를 조작해서 충전시작 조작을 행하면(단계 P1), 제어부(15)로부터의 지령에 기초하여, 도 20에 나타내는 회로 중의 스위치(17)를 폐쇄하고, 스위치(18)를 개방하도록 제어된다(단계 P2).

다음에, 상기 대용량의 콘덴서(13)에 소정의 전원전압, 예를 들면, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 전압이 소정시간(일정시간)(T₆) 계속해서 인가되고(단계 P3), 이로 인해 콘덴서(13)에 전하가 축전된다.

또, 이 때, 상기 콘덴서(13)와의 접속이 차단된 상태에 있는 이차전지(1)에, 체크 전원부(16)에 의한 체크전압, 즉, 이 제8실시예에 있어서는 만충전 평형 전압값(E_eq)이 인가되고(단계 P4), 이 때 이차전지(1)에 흐르는 전류값(i)이 전류검출부(5)에서 검출된다(단계 P5).

다음에, 상기 전류값판정 프로그램에 의해, 상기 검출된 전류값(i)과, 미리 설정된 충전완료 기준전류값(J)(충전완료시에 검출된다고 생각되는 전류값)을 비교하여(단계 P6), 상기 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J)보다 크면, 단계 P7로 이행하고, 이번에는 회로 중의 스위치(17)를 개방하고, 스위치(18)를 폐쇄하도록 제어된다. 그러면, 상기 콘덴서(13)에 축적되어 있던 전하가 이차전지(1)에 전송되고, 이로 인해 이차전지(1)의 충전이 행해진다(단계 P8). 그리고, T₇시간경과 후, 다시 단계 P2로 되돌아가고, 스위치(17, 18)의 개폐 변환을 행하여, 콘덴서(13)에의 축전, 전송 등의 상기 제어가 반복해서 행해진다. 한편, 상기 단계 P6에 있어서 검출된 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J) 이하가 되면, 이차전지(1)는 만충전상태에 있다고 하여, 여기에서 충전이 정지되도록 제어되고있다(단계 P9).

그런데, 상기 체크전압에 만충전 평형 전압값(E_eq)을 사용한 경우, 도 3의 그래프에 나타내는 바와 같이, 충전율 100%(만충전상태)로 전류값(i)이 대략 0이 되기 때문에, 판정이 행해지기 쉬어 실시에 적합하다. 그러나 이 경우도, 실제로는 이차전지에 의해 매우 작지만 격차가 생기기 때문에, 이것에 의한 과충전을 방지하고자 한다면, 상기 충전완료 기준전류값(J)의 값으로서는 0mA보다 약간 큰 값, 예를 들면, 10mA정도로 설정하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 제8실시예에 있어서의 이차전지(1)의 충전방법에 따르면, 일단 콘덴서(13)에 축적된 전하를, 이차전지(1)에 전송함으로써 충전을 행하도록 구성함으로써, 이차전지(1)에의 전하의 주입량이 카운트하기 쉬워짐과 아울러, 대용량의 콘덴서(13)를 매체로 하고 있기 때문에, 단시간에 많은 전하를 이차전지(1)에 주입하는 것, 즉 대전류를 흐르게 할 수 있고, 이로 인해 충전시간의 단축화를 도모할 수 있다. 또한, 이차전지(1)에는 정기적으로 만충전 평형 전압값(E_eq)(체크전압)이 인가되고, 이 때에 흐르는 전류값(i)을 검출함으로써, 이차전지(1)의 충전상태를 파악하도록 구성되어 있기 때문에, 이차전지(1)가 과충전이 되어서 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이 만충전상태까지 적정하게 충전할 수 있다.이 결과, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지하고, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또 이 때, 이차전지(1)에는, 상기 전원부(12)와는 별도로 설치되어진 체크 전원부(16)로부터 체크전압이 인가되도록 구성되어 있기 때문에, 상기 콘덴서(13)의 축전 기간 중에 이차전지(1)의 충전상태의 관측을 행할 수 있게 되고, 한층 더 충전시간의 단축을 도모할 수 있다. 또 이 충전방법에 따르면, 고액인 대전류 회로를 필요로 하지 않고, 회로 구성이 간단함과 아울러, 그 제어 방법도 매우 용이하기 때문에, 신뢰성의 향상을 도모할 수도 있다.

이상, 이차전지(1)의 충전장치의 제8실시예의 구체적인 실시예에 대해서 설명을 했지만, 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 이 청구의 범위 내에서 여러가지 변경해서 실시할 수 있다. 즉, 상기 제8실시예에 있어서는, 이차전지(1)에 만충전 평형 전압값(E_eq)을 인가했을 때의 전류값(i)을 검출하도록 구성했지만, 인가하는 전압은 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)에 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 제8실시예와 같이 전원부(12)와는 별도로 체크 전원부(16)를 설치하면, 콘덴서(13)의 축전기간을 이용하여, 이차전지(1)의 충전상태의 관측을 행할 수 있기 때문에 바람직하지만, 상기 이차전지(1)에 전원부(12)에서 제어된 전압을 인가하도록 구성하는 것도 가능하다.

(이차전지의 충전장치의 제9실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제9실시예에 대해서 설명한다.

이 제9실시예의 충전장치에 있어서는, 상기 제8실시예에 있어서의 도 20의 체크 전원부(16)를 삭제함과 아울러, 상기 전류검출부(14) 대신에 전압검출부를 설치하고, 상기 이차전지(1)의 전압을 측정함으로써 이차전지(1)가 만충전상태에 달하고 있는지의 여부를 판단하도록 구성한 점이 다르다. 이 제9실시예의 충전장치의제어부(15)에는, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)과 이차전지(1)의 개방전압(_Ex(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))을 비교 판정하는 전압값판정수단으로서의 전압값판정 프로그램이 구비되어 있다.

구체적인 판정 방법으로서는, 상기 콘덴서(13)의 축전시, 즉 콘덴서(13)와 이차전지(1)를 연결하는 회로가 차단된 상태에서, 이차전지(1)의 개방전압(_Ex(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))을 검출하고, 이 때 검출된 개방전압(E_x)이 만충전 평형 전압값(E_eq)보다 작으면 충전을 계속하고, 만충전 평형 전압값(E_eq) 이상이면, 충전을 정지하도록 구성하고 있다.

다음에, 이 제9실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 22에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

우선, 사용자는 도시하지 않은 조작부를 조작하여 충전시작 조작을 행하면(단계 Q1), 제어부(15)로부터의 지령에 기초하여, 도 20에 나타내는 회로 중의 스위치(17)을 폐쇄하고, 스위치(18)를 개방하도록 제어된다(단계 Q2).

다음에, 상기 대용량의 콘덴서(13)에 소정의 전원전압, 예를 들면, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 전압이 소정시간(일정시간)(T₆) 계속해서 인가되고(단계 P3), 이로 인해 콘덴서(13)에 전하가 축전된다.

또, 이 때, 상기 콘덴서(13)와의 접속이 차단된 상태에 있는 이차전지(1)의 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등)이 전압검출부에서 검출된다(단계 Q4). 다음에, 상기 전압값판정 프로그램에 의해 상기 검출된 개방전압(E_x)과 만충전 평형 전압값(E_eq)을 비교해서(단계 Q5), 상기 개방전압(E_x)이 만충전 평형 전압값(E_eq)보다 작으면, 단계 Q6으로 이행하고, 이번에는 회로 중의 스위치(17)를 개방하고, 스위치(18)를 폐쇄하도록 제어된다. 그러면, 상기 콘덴서(13)에 축적되어 있던 전하가 이차전지(1)에 전송되고, 이로 인해 이차전지(1)의 충전이 행해진다(단계 Q7). 그리고 T₇시간경과 후, 다시 단계 Q2로 되돌아가서 스위치(17, 18)의 개폐 변환을 행하고, 콘덴서(13)에의 축전, 전송 등의 상기 제어가 반복해서 행해진다. 한편, 상기 단계 Q5에 있어서, 검출된 개방전압(E_x)이 만충전 평형 전압값(E_eq) 이상이 되면, 이차전지(1)는 만충전상태에 있는 것으로 하여, 여기에서 충전이 정지되도록 제어되어 있다(단계 Q8). 또, 이 제9실시예에 있어서의 그 외의 구성, 및 작용 효과는 상기 제8실시예와 대략 같기 때문에, 그 설명을 생략한다.

다음에, 이 이차전지(1)의 충전장치의 제8실시예, 제9실시예에 있어서의 이차전지(1)의 충전의 기본회로의 구성을 나타낸 도 23의 (a)∼(c)의 각 등가 회로를 바탕으로, 과도현상이론에 따라서, 1회의 축전에서 이차전지(1)에 전송되는 전하량과, 만충전까지 필요로 하는 충전시간을 이론적으로 구했다. 그 결과를 이하에 나타낸다. 여기서 도 23의 (a)는 상기 도 20의 블록도에 있어서의 충전의 기본회로 구성을 나타내는 등가 회로이며, 도 20의 (b)는 상기 회로 중의 스위치(17)를 폐쇄, 스위치(18)를 개방으로 하여, 콘덴서(13)의 축전을 T₆시간 행할 경우의 등가 회로를, 또, 도 20의 (c)는 스위치(17)를 폐쇄, 스위치(18)를 개방으로 하여, 상기 콘덴서(13)에 축적된 전하를 이차전지(1)에 T₇시간 전송할 경우의 등가 회로를 나타내고 있다. 또, 도에 있어서의 E는 전원전압, r은 전원(2)의 내부저항, C는 콘덴서(13)의 정전용량, R은 이차전지(1)의 내부저항이며, 콘덴서(13)의 잔류 전하에 의한 초기 전압을 V라고 하면, 1회째의 축전에서 이차전지(1)에 전송되는 전하량(Q₁)은 다음식(1)으로 나타난다.

또, 마찬가지로 2회째의 축전에서 이차전지(1)에 전송되는 전하량(Q₂)을 다음식(2)에 나타낸다.

또, 마찬가지로, 3회째의 축전에서 이차전지(1)에 전송되는 전하량(Q₃)을 다음식(3)에 나타낸다.

상기 (1)∼(3)에 나타내는 식으로부터, 일반적으로 n회째의 축전에서 이차전지(1)에 전송되는 전하량(Q_n)을 다음식(4)에 나타낸다.

여기서, 상기(4)식에 있어서의 a=T₁/rC, b=T₂/RC를 나타내고 있다. 이로부터, 전원(2)의 내부저항(r)을 1〔Ω〕, 전원전압(E)을 50〔V〕, 이차전지(1)의 내부저항(R)을 1〔Ω〕, 콘덴서(13)의 정전용량(C)을 1〔F(패러드)〕, 콘덴서(13)의 초기 전압(V)을 0〔V〕, 시간(T₁, T₂)을 각각 1〔초〕라고 가정했을 경우에 있어서의 각 전하량(Q₁, Q₂, Q₃)을 구하면, Q₁=11.63〔C(쿨롱)〕, Q₁=10.00〔C〕, Q₃=10.26〔C〕이라고 하는 값이 얻어진다. 이로부터, 이차전지(1)에 전송되는 평균 전하량을 2초당 약10.00〔C〕이라고 가정하면, 1600〔mAh〕의 이차전지를 충전하는데에 요하는 시간은, 약 5분으로 충전 완료가 된다.

(복수이차전지의 충전 장치의 제10실시예)

다음에, 복수의 이차전지(1,1 ···)를 충전 대상으로 하는 충전 장치의 제10실시예에 대해서 설명한다.

도 24는 이차전지(1,1 ···)의 충전 장치의 제10실시예에 사용하는 충전 장치의 블록도이며, 이 제10실시예에 관한 충전 장치는, 복수의 이차전지(1,1 ···)의 충전을 행하는 것이다.

도 24에 있어서, 부호 20은 복수의 이차전지(1,1 ···)가 병설되어 수납된 이차전지 박스, 부호 22는 전원부이며, 상기 전원부(22)는 상용교류 전기를 직류로 변환하는 변압, 정류 회로를 포함하고 있다. 또한, 부호 23은 이차전지(1)에 인가하는 충전 전압을 제어하는 충전전압 제어부, 부호 24는 이차전지(1)의 충전 상태를 파악할 때에 인가하는 체크전압을 제어하는 체크전압 제어부이다. 또, 부호 25는, 상기 체크전압 인가시에 있어서의 이차전지(1)의 전류를 검출하기 위한 전류검출부이며, 상기 전류검출부(25)에서 검출된 전류값을 제어 수단인 제어부(26)에 송신하도록 구성하고 있다.

여기에서, 제어부(26)에서는, 각 이차전지(1)가 만충전에 달했는지의 여부의 판단이나, 인가전압, 및 이차전지(1)의 변환지령, 충전된 이차전지(1)의 개수 등의 카운트, 및 만충전까지의 충전소요시간(t)의 연산 등이 행해진다. 즉, 이 제어부(26)에는, 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 이차전지(1)를 인가 중에 전류검출부(25)에서 검출된 체크전류값(i)과, 미리 입력 설정된 충전 완료 기준전류값(J)을 비교 판정하는 판정 수단인 체크전류값판정 프로그램, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)으로의 인가 중에 전류검출부(3)에서 검출된 체크전류값(i)에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간(t)을 구하는 충전시간예측 수단인 충전시간예측 프로그램, 충전된 이차전지(1)의 개수를 세는 카운트 프로그램 등이 조립되어 있다.

또한, 부호 27은, 제어부(26)로부터의 지령에 기초하여 이차전지(1)에 충전전압을 공급할지, 또는 체크전압을 공급할지의 변환을 행하는 전압변환부이다. 또, 부호 28은 제어부(26)로부터의 충전완료 신호에 기초하여, 소정의 이차전지(1)에 접속된 상기 충전전압 제어부(23)나 체크전압 제어부(24) 등을 포함하는 회로의 접속을, 다른 미충전의 이차전지(1)로 변환하는 전지지정 변환부이다. 또, 부호 29는, 제어부(26)에서 연산된 충전소요시간(t), 또는 충전중인지 충전완료인지를 표시하기 위한 표시부이다.

또, 제10실시예에서는, 보고수단의 일례로서 표시부(29)에 의해 시각을 통해서 사용자에게 충전소요시간(t) 등을 보고하도록 구성하고 있지만, 음성 등에 의해 보고하도록 구성해도 되며, 보고수단의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다.

이 제10실시예에 있어서는 복수의 이차전지(1,1 ···)를, 개별로 하나하나 충전하도록 구성하고 있다. 상기 이차전지(1)의 충전 특성을 감안하여, 이하와 같은 제어를 행함으로써, 상기 이차전지(1)에 손상을 주는 일 없이 급속충전을 행하도록 구성하고 있다.

즉, 이 제10실시예에 있어서는, 병설된 N개의 이차전지(1) 중, 우선 하나째의 이차전지(1)에, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 일정시간(T₁) 인가하는 대전류 충전을 행한 후, 이번에는 인가 전압을 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)보다 낮은 체크전압(E_c)으로 변환하고, 상기 체크전압(E_c)으로 짧은 시간(T₂) 인가한다. 여기에서, 이 체크전압(E_c)에는 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 체크전압(E_c) 인가시에 있어서의 전류값(i)을 검출하고, 이 전류값(i)과, 미리 설정한 충전완료 기준전류값(J)(즉, 충전완료시에 검출된다고 생각되는 전류값)을 비교함으로써, 상기 전류값(i)쪽이 크면 다시 상기 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전을 행하고, 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 만충전상태에 있는 것으로 해서 상기 하나째의 이차전지(1)의 충전을 정지한다. 이 때, 제어부(26)로부터 충전완료 신호를 받은 전지변환수단인 전지지정 변환부(28)는 상기 이차전지(1)로부터, 다음 미충전의 이차전지(1)로 회로를 변환하고, 상기 와 같은 충전 제어를 행한다. 그리고, 이 충전 제어는 N개의 이차전지(1) 모두가 충전완료가 될 때까지 반복해서 행해지도록 구성되어 있다.

또, 이 제10실시예에서 있어서는, 상기 전류값(i)으로부터 이차전지(1)의 충전중, 또는 충전완료, 또는 만충전까지의 충전소요시간(t)을 구하고, 이것을 이차전지(1)의 표시부(19)(표시수단)에 LED, 또는 LCD 등에 의해 표시하도록 구성하고 있다.

다음에, 이 제10실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 25에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

이 제10실시예에서는 N개의 이차전지(1)를 충전할 경우에 대해서 서술한다.

우선, 충전된 이차전지(1)의 개수를 나타내는 m(m=O, 1, 2, ···, N)의 값에 초기값으로서 0을 대입한다(단계 R1).

다음에, 상기 m의 값에 m+1을 대입하고(단계 R2), 단계 R3으로 이행한다. 단계 R3에 있어서, 사용자가 도시하지 않은 조작부를 조작하는 등을 하여 충전시작 조작을 행하면, 상기 이차전지(1)에 만충전 평형 전압값(E_eq)을 넘는 소정의 충전인가 전압값(E_s)의 전압이 소정시간(T₁) 계속해서 인가된다(단계 R4). 이 인가시간(T₁)의 설정에 관해서는, 상기 충전인가 전압값(E_s)을 인가한 경우에 있어서의 충전전류의 시간변화로부터 산출된다.

그리고, 상기 일정시간(T₁) 경과 후, 충전전압을 체크전압(E_c)(예를 들면, 만충전 평형 전압값(E_eq))으로 변환한다(단계 R4). 그리고, 이 체크전압(E_c)을 이차전지(1)에 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 이차전지(1)에 흐르는 전류값(i)을 전류검출부(25)에서 검출한다(단계 R6).

다음에, 상기 검출된 전류값(i)과, 상기 충전완료 기준전류값(J)(충전완료시에 검출된다고 생각되는 전류값)을 비교해서(단계 R7), 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J)보다 크면, 단계 R4로 되돌아가고, 상기 충전인가 전압값(E_s)을 이차전지(1)에 인가하는 상기 충전 제어를 반복해서 행하고, 한편, 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 이차전지(1)는 만충전상태에 있는 것을 의마하고 있기 때문에, 단계 R8로 이행하여 현재 충전되어 있는 이차전지(1)가 N번째인지의 여부의 판단을 행한다.

그리고, 상기 이차전지(1)가 N번째가 아닌 경우는, 단계 R9로 이행하고, 전지지정 변환부(28)에 의해 현재의 이차전지(1)로부터 미충전의 이차전지(1)로의 회로의 변환을 행하고, 단계 R2로 다시 돌아가서 상기 제어를 반복해서 행한다.

한편, 상기 이차전지(1)가 N번째인 경우는, 모든 이차전지(1)의 충전이 완료했다고 하여, 여기에서 충전을 정지한다(단계 R10).

그런데, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 인가되는 충전시간(T₁)은, 상기 도 1의 제1실시예와 같이, 이차전지(1)의 용량, 구조, 형상 등에 따라 다르지만,예를 들면, 니켈-카드뮴 이차전지의 경우는, 약 120〔초〕가 선택된다. 또 체크전압(E_c)을 인가하는 시간(T₃)으로서는 약 0.1〔초〕가 선택된다. 또한, 상기 체크전압(E_c)에 만충전 평형 전압값(E_eq)을 사용한 경우, 상기한 바와 같이, 충전율 100%(만충전상태)로 전류값(i)이 대략 0〔mA〕가 되기 때문에, 판정이 행해지기 쉽워 적합하다. 그러나 이 경우도, 실제로는 전지에 의해 매우 작지만 격차가 생기기 때문에, 이것에 의한 과충전을 방지하고자 하면, 상기 충전완료 기준전류값(J)으로서는 0〔mA〕보다 약간 큰 값, 예를 들면, 10〔mA〕정도로 설정하면 보다 바람직하다.

이상과 같이 이차전지(1)의 충전장치의 제10실시예에 따르면, 하나의 이차전지(1)의 충전이 완료하면, 자동적으로 다음의 미충전의 이차전지(1)로 회로가 변환되어, 1개씩 개별로 충전이 행해지도록 구성되어 있기 때문에, 제어가 간단하고, 모든 이차전지(1)를 확실히 충전하는 것이 가능해진다.

또, 각 이차전지(1)의 충전 중에 있어서는, 정기적으로 체크전압이 인가되고, 이 때에 흐르는 전류값(i)을 검출한다는 용이한 방법으로, 이차전지(1)의 충전상태를 파악하도록 구성되어 있기 때문에, 미충전의 이차전지(1)가 생기거나, 또 과충전이 되어서 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키거나 하는 일 없이, 모든 이차전지(1)를 만충전상태까지 적정하게 충전할 수 있다. 또한, 이로 인해, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또, 이 방법에서의 주된 충전은, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의충전인가 전압값(E_s)으로 행해지기 때문에, 매우 큰 충전전류가 이차전지(1)에 흐르게 된다. 이로 인해, 복수의 이차전지(1,1 ···)를 개별로 충전하는 방법을 사용해도, 각각의 이차전지(1)의 충전에 필요로 하는 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 결과적으로 모든 이차전지(1)를 충전하는데에 요하는 시간의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 상기 이차전지(1)의 충전중, 또는 충전완료, 또는 충전소요시간(t)을 표시부(7)에 표시하도록 구성함으로써, 사용자는 현재의 충전상태, 또는 만충전까지 필요로 하는 시간을 알 수 있기 때문에, 편리성의 향상을 도모할 수 있다.

(복수이차전지의 충전장치의 제11실시예)

다음에, 복수의 이차전지(1,1 ···)를 충전 대상으로 하는 충전장치의 제11실시예를 설명한다.

이 제11실시예에 있어서는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 상기 제10실시예의 충전장치에 있어서, 체크전압 제어부(24)를 삭제함과 아울러, 상기 전압변환부(27)에서 충전전압의 인가, 또는 인가 정지의 변환을 행하도록 구성하고, 또 전류검출부(25) 대신에 전압검출부를 설치하고, 상기 이차전지(1)에의 충전전압의 인가 정지시에 있어서의 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))을 측정함으로써, 이차전지(1)의 만충전상태를 파악하도록 구성한 점이 다르다.

보다 구체적으로 서술하면, 병설된 N개의 이차전지(1) 중, 우선 하나째의 이차전지(1)에, 상기 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가전압값(E_s)의 전압을 일정시간(T₁) 인가하는 대전류 충전을 행하고, 이 후, 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 차단하고, 이 상태로 상기 전압검출부에 의해 검출되는 이차전지(1)의 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))(도 3 참조)과, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)의 차를 구한다. 그리고, 이 차의 차전압(ΔE_s)과, 미리 설정한 판정 기준값(K)을 비교하여, 상기 차전압(ΔE_s) 쪽이 크면 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전을 계속하는 한편, 상기 차전압(ΔE_s)이 판정 기준값(K) 이하이면, 만충전상태에 있는 것으로 하여 상기 하나째의 이차전지(1)의 충전을 정지한다. 이 때, 제어부(26)로부터 충전완료 신호를 받은 전지지정 변환부(28)는, 상기 이차전지(1)로부터, 다음 미충전의 이차전지(1)로 회로를 변환하고, 상기와 같은 충전 제어를 행한다. 그리고 이 충전 제어를 N개의 이차전지(1) 모두가 충전완료가 될 때까지 반복해서 행한다.

여기에서, 이 실시예에 있어서의 판정 기준값(K)은, 충전인가 전압값(E_s)과, 이차전지(1)가 만충전상태에 있을 때의 개방전압(E_x=E_eq)(만충전 평형 전압값)의 차, 즉 K=E_s-E_eq의 값으로서 구성된다.

다음에, 이 제11실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 26에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

이 실시예에서는 N개의 이차전지(1 ··)를 충전할 경우에 대해서 설명한다.

우선, 충전된 이차전지(1)의 개수를 나타내는 m(m=O, 1, 2, ···, N)의 값에 초기값으로서 0을 대입한다(단계 S1).

다음에, 상기 m의 값에 m+1을 대입하고(단계 S2), 사용자가 도시하지 않은 조작부를 조작하는 등을 하여 충전시작 조작을 행하면(단계 S3), 상기 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 S4).

그리고, 상기 일정시간(T₁)경과 후, 단계 S5에 있어서 이번에는 상기 충전인가 전압값(E_s)을 T₄시간차단하고, 이 상태로, 이차전지(1)의 개방전압(E_x(E_α, E_β, Eγ, Eδ 등))을 전압검출부에서 검출한다(단계 S6).

다음에, 상기 검출된 개방전압(E_x)과, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)의 차의 차전압(ΔE_s)을 구한다(단계 S7). 그리고, 상기 구한 차전압(ΔE_s)과 미리 설정한 판정 기준값(K)을 비교하여(단계 S8), 상기 차전압(ΔE_s)이 상기 판정 기준값(K)보다 크면, 단계 S4로 되돌아가서 다시 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 이차전지(1)에 인가하는 상기 충전 제어를 반복해서 행한다.

한편, 상기 차전압(ΔE_s)이 상기 판정 기준값(K) 이하이면, 이차전지(1)는 만충전상태에 있는 것을 의미하고 있기 때문에, 단계 S9로 이행하고, 현재 충전되어 있는 이차전지(1)가 N번째인지의 여부의 판단을 행한다.

그리고, 상기 이차전지(1)가 N번째가 아닌 경우는, 단계 S10으로 이행하고,전지지정 변환부(28)에 의해 현재의 이차전지(1)로부터 미충전의 이차전지(1)에의 회로의 변환을 행하고, 단계 S2로 다시 돌아가서 상기 제어를 반복해서 행한다.

한편, 상기 이차전지(1)가 N번째인 경우는, 모든 이차전지(1)의 충전이 완료된 것으로 하여, 여기에서 충전을 정지한다(단계 S11).

그런데, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 인가되는 충전시간(T₁)은 이차전지(1)의 용량, 구조, 형상 등에 따라 다르지만, 예를 들면, 단삼형의 니켈-카드뮴, 니켈―수소 이차전지(1)의 경우는, 60∼90〔초〕가 선택된다. 또, 상기 차단 시간(T₄)은 이차전지(1)의 충전상태로부터 차단한 경과에 있어서, 전지단자전압이 안정되게 계측가능한 상태에 달하는데에 요하는 시간으로 결정되고, 상기와 같은 이차전지(1)의 경우에 대해서는, 1∼5〔초〕가 선택된다.

또, 상기 제어를 행할 때에 설계상 주의를 필요로 하는 것은, 상기 개방전압(E_x)의 전압의 검지는, 일반적으로 전지의 평형 전압을 조사할 때와 같이 계측계에 전류가 흐르지 않는 계측계의 고임피던스 상태가 아니면 안된다. 또한, 이 실시예에 있어서의 그 외의 구성 및 작용 효과는, 상기 제10실시예와 대략 같기 때문에 그 설명을 생략한다.

(복수이차전지의 충전장치의 제12실시예)

다음에, 복수의 이차전지(1,1 ···)를 충전 대상으로 한는 충전장치의 제12실시예를 설명한다.

도 27은 제12실시예의 충전장치의 구성을 나타내는 블록도이며, 상기 제12실시예의 충전장치는, 복수의 이차전지(1,1 ···)를 팩화한 팩전원(40)의 각 이차전지(1)를 충전하는 것이다. 이 경우, 팩전원(40)은, 복수개의 이차전지(1,1 ···)가 직렬로 접속된 복수(도 27에서는 2개)의 이차전지군(41·41)을 구비하고, 각 이차전지군(41·41)은 병렬로 접속되어 있다.

이 제12실시예에서는, 상술의 이차전지(1)의 충전 특성을 감안하여, 이하와 같은 제어를 행함으로써, 이차전지(1)에 손상을 주는 일 없이, 급속충전을 행하도록 구성했다. 즉, 각 이차전지(1)를 충전할 경우, 우선, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 일정시간(T₁) 인가하는 대전류 충전을 행한 후, 이번에는 상기 인가 전압값(E_s)을 그것보다 낮은 체크전압(E_c)으로 변환하고, 이 체크전압(E_c)을 짧은 시간(T₃) 인가한다. 여기에서, 이 체크전압(E_c)에는 만충전 평형 전압값(E_eq)을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 체크전압(E_c) 인가시에 있어서의 전류값(i)을 검출하고, 이 전류값(i)과 미리 설정한 충전완료 기준전류값(J)(즉, 충전완료시에 검출된다고 생각되는 전류값)을 비교함으로써, 상기 전류값(i) 쪽이 상기 충전완료 기준전류값(J)보다 크면 다시 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전을 행하고, 상기 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 만충전상태에 있는 것으로 하여 이차전지(1)의 충전을 정지한다.

그 때문에, 이 제12실시예의 충전장치는, 도 27에 나타내는 구성으로 하고있다.

즉, 이 제12실시예의 충전장치는, 전원부(42)와, 충전전압 제어부(43)와, 체크전압 제어부(44)와, 프로세서(48)(제어부) 등을 구비하고 있다. 또한, 전원부(42)는 상용교류전기를 직류로 변환하는 변압, 정류회로를 포함하고 있다. 프로세서(48)는 변환기(46)에 지시하고, 충전전압제어부(43)로부터 각 이차전지군(41)에 충전전압을 공급하거나, 체크전압 제어부(44)로부터 체크전압(이차전지(1)의 충전상태를 파악할 때에 인가하는 전압)을 각 이차전지군(41)에 공급한다. 이 때, 충전시간과 체크시간에 따라서 변환된다. 또, 체크시간 내에서는 전류검지부(47)(상기 체크전압 인가시에 있어서의 이차전지(1)의 전류 등을 검출하는 검지부)의 전류신호가 프로세서(48)에 입력된다. 그리고, 이 프로세서(48)에서는, 전류검지부(47)의 전류가 검지되는 한 변환기(46)에 의해, 충전, 체크의 시간을 반복하여 행하는 지정을 내리고, 이 이차전지(1)의 충전이 완료된 것을 검지(예를 들면, 검출된 전류값(i)이 충전완료 기준전류값(J) 이하인 것을 검지)하면, 후술하는 바와 같이, 프로세서(48)의 지시에 따라서 다음 이차전지(1)로의 전압 인가 상태로 한다. 또한, 보고수단인 표시부(49)는 팩전원(40) 및 프로세서(48)로부터의 상태신호를 받아서 충전중 또는 충전완료 등을 표시한다. 또, 표시부(49)는 LED 또는 LCD등으로 구성할 수 있다.

또, 이 팩전원(40)은, 도 27 중의 101로 나타내는 이차전지군(41)의 각 이차전지(1)에 충전전압을 공급하기 위한 제1회로(51)와, 도 27 중의 102로 나타내는 이차전지군(41)의 각 이차전지(1)에 충전전압을 공급하기 위한 제2회로(52)를 구비하고 있다.

제1회로(51)는 A₁₁, A₁₂, ···, A_1n의 트랜지스터(Tr)와, B₁₁, B₁₂, ···, B_1n의 트랜지스터(Tr)를 갖고, 제2회로(52)은, A₂₁, A₂₂, ···, A_2n의 트랜지스터(Tr)와, B₂₁, B₂₂, ···, B_2n의 트랜지스터(Tr)를 갖는다.

이 때문에, 제어부로서의 프로세서(48)는 각 이차전지군(41·41)의 제1회로(51), 제2회로(52)의 A₂₁, A₂₂, ···및 B₂₁, B₂₂, ···의 트랜지스터(Tr)를 제어할 수 있고, 또한, 제3회로∼제n회로의 트랜지스터(Tr)를 제어할 수 있다.

그리고, 이 충전장치에서는, 각 이차전지군(41)의 복수의 이차전지(1,1 ···)를, 개별로 하나하나 충전하도록 구성하고 있다.

도 27 중의 101로 나타내는 이차전지군(41)을 충전할 경우를 설명하면, 예를 들면, 이 이차전지군(41)의 Ⅱ의 이차전지(1)를 충전하는 경우, A₁₂, B₁₂의 트랜지스터(Tr·Tr)가 Hi신호를 받고, 이로 인해, 이 Ⅱ의 이차전지(1)에 전원공급되어 충전된다. 이 경우, 다른 트랜지스터(Tr·Tr ···)는 Low상태이다. 그리고, 이 Ⅱ의 이차전지(1)가 만충전이 되면, 다음 Ⅲ의 이차전지(1)로 이행한다. 이 Ⅲ의 이차전지(1)의 충전시에는, A₁₃, B₁₃의 트랜지스터(Tr·Tr)가 Hi신호를 받게 된다.

여기에서, 트랜지스터(Tr)가 Hi신호를 받는다는 것은, 상기한 바와 같이, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 일정시간(T₁) 인가하는 대전류 충전을 행한 후, 상기 인가 전압값(E_s)을 그것보다 낮은 체크전압(E_c)으로 변환하고, 이 체크전압(E_c)을 짧은 시간(T₂)인가하는 상태를 말한다.

이 때문에, 하나의 이차전지(1)의 충전이 완료되면, 제어부(8)로부터의 지시에 의해 다음 미충전의 이차전지(1)로 회로를 변환하고, 상기와 같은 충전 제어를 행하게 되고, 이 충전 제어가, M개(이차전지군(41)의 이차전지(1)의 수)의 이차전지(1) 모두가 충전완료가 될 때까지 반복해서 행해지도록 구성되어 있다. 또한, 도 27 중의 101로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 종료되면, 도 27 중의 102로 나타내는 이차전지군(41)측으로 회로가 변환되어, 102로 나타내는 이차전지군(41)의 이차전지(1)가 상기한 바와 같이 순차충전된다.

다음에, 이 제12실시예의 충전장치에 의한 이차전지(1)의 충전 제어를 도 28에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 상세히 설명한다.

이 경우, 우선, 도 27 중의 101로 나타내는 이차전지군(1)에 대해서 설명한다.

우선, 충전된 이차전지(1)의 개수를 나타내는 p(p=0, 1, 2, ···, M)의 값에 초기값으로서 0을 대입한다(단계 T1). 다음에, 단계 T2에 있어서 상기 p의 값에 p+1을 대입하고, 단계 T3로 이행한다. 이 단계 T3에서는, 충전된 이차전지(1)의 수(p)가 M인지의 여부를 판정한다. 여기에서, M이란 이 이차전지군(41)의 이차전지(1)의 수이다.

그리고, 이 단계 T3에서, p=M+1이 아니면, 다음 단계 T4로 이행하고, p=M+1 이면, 이 이차전지군(41)의 모든 이차전지(1)의 충전이 완료되었으므로, 이 이차전지군(41)의 충전이 종료한다(단계 T9).

p=M+1이 아닌 경우, 제p개째의 이차전지(1)에 충전이 개시되게 되고(단계 T4), 상기 제p개째의 이차전지(1)에 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 소정시간(일정시간)(T₁) 계속해서 인가된다(단계 T5). 이 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 이차전지(1)에 인가하는 인가시간(T₁)으로서는, 예를 들면, 약 120〔초〕가 선택된다.

그리고, 상기 일정시간(T₁) 경과 후, 충전전압을 체크전압(E_c)(예를 들면, 만충전 평형 전압값(E_eq))으로 변환한다(단계 T6). 이 체크전압(E_c)을 상기 제p개째의 이차전지(1)에 짧은 시간(T₃) 인가하고 있는 사이에, 상기 이차전지(1)에 흐르는 전류값(i)을 전류검출부(7)에서 검출한다(단계 T7). 이 체크전압(E_c)을 이차전지(1)에 인가하는 짧은 시간(T₃)으로서는, 예를 들면, 약 0.1〔초〕가 선택된다.

다음에, 단계 T8에 있어서, 상기 검출된 전류값(i)과, 상기 충전완료 기준전류값(J)(충전완료시에 검출된다고 생각되는 전류값)을 비교하여, 상기 검출된 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J)보다 크면, 상기 단계 T4로 되돌아가고, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)을 이차전지(1)에 인가하는 상기 충전 제어를 반복해서 행하고, 한편, 상기 검출된 전류값(i)이 상기 충전완료 기준전류값(J) 이하이면, 상기 제p개째의 이차전지(1)는 만충전상태에 있는 것을 의미하고 있기 때문에, 단계 T₂로 되돌아간다. 즉, 이것으로 이 제p개째의 이차전지(1)의 충전이 종료하고, 이하, 같은 플로우를 행함으로써, 101에서 나타내는 이차전지군(41)의 I의 이차전지(1)로부터 모든 이차전지(1)의 충전을 종료시킬 수 있다(단계 T9).

그런데, 상기 체크전압(E_c)에 만충전 평형 전압값(E_eq)을 사용한 경우, 도 3에 나타내는 바와 같이, 충전율 100%(만충전상태)로 전류값(i)이 대략 0〔mA〕가 되기 때문에, 판정이 행해지기 쉬워 적합하다. 그러나 이 경우도, 실제로는 전지에 의해 매우 작지만 격차가 생기기 때문에, 이것에 의한 과충전을 방지하고자 하면, 상기 충전완료 기준전류값(J)의 값으로서는 0〔mA〕보다 다소 큰 값, 예를 들면, 10〔mA〕정도로 설정하면 보다 바람직하다. 또한, 단계 T4로 되어 충전이 개시되면, 상기 표시부(8)에 의한 충전중 표시가 개시된다.

다음에, 이 도 27 중의 101로 나타내는 이차전지군(41)의 모든 이차전지(1)의 충전이 종료되면, 다음 도 27 중의 102로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 개시된다. 즉, 101에서 제시하는 이차전지군(41)의 충전이 종료한 경우, 상기 도 28의 단계 T3에서의 판단이 p=M+1이므로, 이 p=M+1이 되었을 때에, 제어부(8)에서는 102로 나타내는 이차전지군(41)의 충전을 시작하도록 지령한다.

이 102로 나타내는 이차전지군(41)에서도 상기한 101로 나타내는 이차전지군(41)과 같은 제어로서 각 이차전지군(1)의 충전이 행해진다. 이 때문에, 각 101·102로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 종료된다. 그리고, 이 충전이 종료되면, 상기 표시부(49)는 충전중 표시로부터 충전완료 표시로 된다.

이와 같이, 제12실시예의 충전방법에서는, 이차전지(1)에 흐르는 전류값(i)을 검출함으로써, 그 충전상태를 정기적으로 관측하도록 구성함으로써, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있다. 또한 이로 인해, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있기 때문에, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또, 이 충전방법에서의 주된 충전은, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로 행해지기 때문에, 매우 큰 충전전류가 이차전지(1)에 흐르게 되고 이로 인해 충전시간의 단축을 도모할 수 있다.

또, 하나의 이차전지(1)의 충전이 완료되면, 자동적으로 다음의 미충전의 이차전지(1)로 회로가 변환되어, 1개씩 개별로 충전이 행해지도록 구성되어 있기 때문에, 모든 이차전지(1)를 확실하게 충전할 수 있고, 미충전의 이차전지(1)를 갖은 채 이차전지군(41)의 충전동작이 종료되는 일이 없어지고, 이차전지군(41)의 충전의 신뢰성이 우수하다.

또, 도 27 중의 101로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 완료된 후, 도 27 중의 102로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 개시되고, 이 102로 나타내는 이차전지군(41)의 충전도 완료되므로, 이 팩전원(40)의 모든 이차전지(1)를 각각 만충전상태까지 적정하게 충전을 행할 수 있고, 사이클 수명을 연장시킬 수 있고, 또한, 전체로서 단시간으로의 충전이 가능하다.

또한, 표시부(49)에서 충전중 또는 충전완료 등이 표시되므로, 사용자는 충전중 또는 충전완료를 파악할 수 있고, 예를 들면, 충전완료 후, 즉시 이 전원을 사용한 각종의 기기를 구동시킬 수 있다. 또, 표시부(49)에 있어서, 충전중과 충전완료는 점등색을 다르게 하여 구별하거나, 충전중과 충전완료의 어느쪽의 경우를 점등시키지 않고 구별할 수 있다. 또한, 「충전중」의 문자나 「충전완료」의 문자 등을 표시하도록 해도 된다.

또, 보고수단의 일례로서 표시부(49)에 의해 시각을 통해서 사용자에게 충전상태를 보고하도록 구성하고 있지만, 음성 등에 의해 보고하도록 구성해도 되며, 보고수단의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다.

그러나, 도 27에 나타내는 바와 같이, 이차전지군(41)을 복수개 갖는 팩전원(40)인 경우에, 제12실시예에서는, 하나의 이차전지군(41)의 충전이 종료된 후에, 다음 이차전지군(41)의 충전을 시작하고 있었지만, 복수의 이차전지군(41·41)의 병행 충전을 가능하게 하고, 각 이차전지군(41·41)의 충전을 동시에 시작해도 된다. 이로 인해, 각 이차전지군(41·41)의 충전완료시간이 대략 동시가 되며, 이 팩전원(40)의 전체의 충전시간의 대폭적인 단축을 도모할 수 있다. 또한, 병행 충전으로서, 동시가 아닌 다소 어긋나게 개시되어도 된다. 예를 들면, 도 27 중의 101로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 개시된 후, 소정시간경과한 후(이 101로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 종료하지 않는 범위)에 도 27 중의 102로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 개시되도록 해도 된다. 또, 병행 충전을 행하지 않고, 예를 들면, 101로 나타내는 이차전지군(41)의 충전이 종료된 후, 연속해서 102로 나타내는 이차전지군(41)의 충전을 개시시키지 않고, 소정시간경과 후에, 102로 나타내는 이차전지군(41)의 충전을 시작하도록 해도 된다.

또, 이러한 팩전원(40)을 사용할 경우, 복수의 이차전지군(41)을 가지므로 101 또는 102로 나타내는 이차전지군(41)만을 부하에 접속하거나, 101과 102로 나타내는 이차전지군(41·41)을 직렬 또는 병렬로서 부하에 접속할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 접속되는 여러가지의 부하에 대응하는 전원이 되어, 범용성에 뛰어나게 된다. 이 경우, 이 팩전원(40)의 회로부에 변환수단을 설치하고, 이 변환수단을 변환함으로써, 직렬사용 가능한 상태로 하거나, 병렬사용 가능한 상태로 할 수 있다.

그런데, 만충전까지의 충전소요시간(t)(즉 충전시간)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전류값(i)과 충전소요시간(t)의 관계를 나타내는 그래프로부터 구할 수 있다. 이 그래프는 만충전 평형 전압값(E_eq) 인가시에 검출되는 전류값(i)과, 만충전까지 필요로 하는 충전시간(t)의 관계를 나타내고 있고, 충전율이 0%인 이차전지(1)에, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 인가했을 때에 검출되는 전류값(i)을 I_eqo(도 3 참조)로 하면, 상기 그래프는 충전이 진행됨에 따라서 충전소요시간(t)이 짧아짐과 아울러, 이에 따라 검출되는 전류값도 작아지는 것을 나타내고 있다. 그리고 이 경우는, 상기 전류값이 i=0이 되었을 때, 충전율 100%의 만충전상태가 되기 때문에, 충전소요시간도 t=0이 된다.

따라서, 이러한 그래프, 또는 이 그래프로부터 도출되는 관계식을 충전시간예측 프로그램으로서 미리 제어수단인 프로세서(48)에 작성해 두면, 검출되는 전류값(i)으로부터 만충전까지의 충전소요시간(t)을 간단히 구할 수 있다. 이 때문에, 이 충전시간 예측수단인 충전시간예측 프로그램에 의해 충전소요시간(t)을 산출하고, 상기 시간이 경과한 후에, 이차전지(1)의 충전을 정지하도록 해도 된다. 또한, 만충전까지의 충전소요시간(t)을 검출함으로써, 표시부(49)에 그 충전시간(t)을 표시하도록 하는 것도 가능하다. 이와 같이, 충전시간(t)이 표시되면, 충전중의 이차전지(1)의 충전완료시간을 사용자는 파악할 수 있다.

이상으로, 이 제12실시예의 이차전지(1)의 충전방법의 구체적인 실시예에 대해서 설명을 했지만, 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 청구의 범위 내에서 여러가지 변경해서 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 팩전원(40)의 이차전지군(41)의 수의 증감은 자유로우며, 또, 각 이차전지군(41·41)의 이차전지(1)의 수의 증감도 자유롭다. 또, 각 이차전지(1)를 충전할 때는, 체크전압(E_c)을 인가시키기 전에 짧은 시간(예를 들면, 약 0.001〔초〕)만큼, 이 이차전지(1)를 단락시켜도 된다. 이로 인해, 이차전지(1)의 전극계면에 충전된 전하를 제거하고, 전극계면을 깨끗한 상태로 할 수 있다. 따라서, 이차전지(1)를 단락시키면, 만충전 평형전압값(E_eq)으로의 전압 인가를 원할하게 행할 수 있고, 또, 이 만충전 평형 전압값(E_eq)으로의 변환 직후의 충전전류가 안정되고, 그 결과, 전류값(i)의 측정을 정확하게 행할 수 있고, 적정한 충전을 도모할 수 있다.

또, 하나의 이차전지(1)의 충전을 종료할 경우, 검출되는 전류값(i)으로부터 도 3에 나타내는 그래프 등을 사용하고, 이 전류값(i)의 검출 시점에 있어서의 이차전지(1)의 충전율을 구하고, 이 충전율이 소정값에 달했을 때에 충전을 정지하도록 해도 된다.

또, 각 이차전지(1)의 충전을 행할 경우, 이차전지(1)의 개방전압(E_x)을 사용해도 된다.

이 경우, 즉, 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)과, 개방전압(E_x(E_α, E_β, E_γ, E_δ등))의 차전압(ΔE_s)을 사용하고, 상기 차전압(ΔE_s)을, 미리 설정한 판정 기준값(K)과 비교하여, 상기 차전압(ΔE_s) 쪽이 상기 판정 기준값(K)보다 크면 상기 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로의 충전을 계속하고, 한편, 상기 차전압(ΔE_s)이 상기 판정 기준값(K) 이하이면, 만충전상태에 있는 것으로 하여 상기 이차전지(1)의 충전을 정지하도록 해도 된다. 이 판정 기준값(K)은, 소정의 충전인가 전압값(E_s)과, 이차전지(1)가 만충전상태에 있을 때의 개방전압(E_x=E_eq)(만충전 평형 전압값)의 차, 즉 K=E_s-E_eq의 값으로서 구성된다. 이 경우, 만충전 평형 전압값(E_eq)과 개방전압(E_x)의 차전압(ΔE_s)으로부터 충전소요시간(t)을 구하고, 이것을 표시부(49)에 표시하도록 구성할 수 있다.

그런데, 충전완료시에는 표시부(49)에서 그 취지가 표시되지만, 이 때 완료를 알리는 완료음(예를 들면, 부저음)을 발생시키도록 해도 된다. 또한, 복수의 이차전지군(41·41 ···)을 갖는 경우, 표시부(49)에서, 전체 이차전지군(41·41···)의 충전완료와, 각 이차전지군(41)의 충전의 종료(완료)를 표시하도록 해도 된다. 이와 같이, 각 이차전지군(41)의 충전의 종료(완료)가 표시되면, 상기 완료된 이차전지군(41)만으로서, 부하 접속이 가능할 경우에, 다른 이차전지군(41)의 충전완료를 기다리는 일 없이, 이 전원을 사용할 수 있어, 이용성의 향상을 도모할 수 있다.

(이차전지의 충전장치의 제13실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제13실시예에 대해서 설명한다.

이차전지(1)는 충전완료 후 방치해 두면, 자기방전하고, 전지전압이 점차로 저하되어 가고, 예를 들면, 2일 방치해 두면, 전지전압은 약 15% 저하해 버리며, 30일 방치해 두면, 전지전압은 약 40%도 저하해 버린다. 이 때문에, 이차전지(1)를 디지털 카메라 등의 기기에 사용할 경우에, 그 전지전압이 지나치게 낮고, 도움이 되지 않는 경우가 있다.

그래서, 이 제13실시예의 충전장치에서는, 상기 제1실시예로부터 제12실시예 중 어느 하나의 실시예에서 또는, 상기 실시예 이외의 방법에서, 충전을 완료한 이차전지(1)의 전지전압값이 소정의 전압값 이하로 되었을 때에, 재충전을 행하도록 구성하고 있다.

이 제13실시예의 충전장치도, 도1에 나타내는 바와 같이 구성되어 있고, 프로그램·연산 제어부(4)에는, 전압검출부(9)에 의해 검출된 충전완료 후의 이차전지(1)의 전지전압값과, 상기 만충전 평형전압값(E_eq)보다 낮은 재충전전압값(E_r)을비교 판정하는 판정수단으로서의 재충전 판정 프로그램이 구비되어 있다.

이 재충전전압값(E_r)은, 예를 들면 만충전 평형 전압값(E_eq)의 80%로 설정되어 있고, 충전완료 후에 있어서도, 충전장치에 세트된 이차전지(1)의 전지전압은 전압검출부(9)에 의해 감시되어 있으며, 상기 이차전지(1)의 전지전압값이 재충전전압값(E_r) 이하가 되었을 때에, 프로그램·연산 제어부(4)로부터 재충전 지령이 출력되어, 상기 충전전압 공급부(6)로부터 충전전압이 공급되어, 상기 이차전지(1)의 재충전을 행하도록 구성하고 있다.

또, 이 재충전의 정지는, 상기 제1실시예로부터 제12실시예 중 어느 하나의 실시예의 충전 정지 조건 또는, 상기 실시예 이외의 방법의 충전장치에 있어서는, 그 충전장치의 충전 정지 조건을 따르는 것으로 한다.

이상과 같이, 재충전을 행하도록 구성하면, 충전장치로부터 인출한 이차전지(1)의 전지전압은, 언제든지 재충전전압값(E_r) 이상으로, 사용에 적합한 상태에 있어, 편리성의 향상을 도모할 수 있다.

또, 이 재충전에 있어서도, 과충전에 의한 화학반응(산화 환원 반응)을 일으키는 일 없이, 만충전상태까지 적정하게 재충전을 행하기 때문에, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주지 않고, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있음과 아울러, 만충전까지의 충전시간도 짧아진다.

(복수이차전지의 충전장치의 제14실시예)

다음에, 복수의 이차전지(1)를 충전 대상으로 하는 충전장치의 제14실시예에대해서 설명한다.

도 29는 이차전지의 충전장치의 제14실시예의 충전장치의 구성을 나타내는 평면도이며, 이 제14실시예에 관한 충전장치(50)는 복수의 이차전지(1,1 ···)(본 실시예에서는, 4개의 이차전지(1))의 충전을 행하는 것이다.

도 29에 있어서, 부호 50a는 이차전지(1)를 세트하기 위한 시트부이며, 부호 50b는 외기(外氣) 도입구이다. 부호 51은 제1표시부이며, 시트부(50a)에 세트된 이차전지(1)가 만충전상태에 가까울 때에 점등하고, 예를 들면, 이차전지(1)의 전지전압이 상기의 재충전전압값(Er)에 달했을 때에, 점등하도록 구성되어 있다. 이 설정의 경우, 일단 충전을 마치고 점등하고 있는 제1표시부(51)가 소등으로 변환되었을 때에, 상기 재충전이 실행되도록 구성된다. 부호 52는 제2표시부에서, 도 29 중의 굵은 선 화살표의 순서대로 교대로 충전이 행해지는 이차전지(1,1 ···) 중 현재 충전 중의 이차전지(1)에 대응하는 제2표시부(52)가 점멸하고, 이차전지(1)가 만충전상태에 달하여 충전이 완료되면, 그 이차전지(1)에 대응하는 제2표시부(52)가 점등하도록 구성되어 있다. 부호 53은 이차전지(1)의 시트부(50a)에 세트된 이차전지(1)를 인출하기 위한 인출 버튼, 부호 54는 이차전지(1)의 충전을 개시시키기 위한 스타트 버튼, 부호 55는 전원 램프이며, 상기 충전장치(50)는 도시하지 않은 전원 코드를 통해서 상용전원에 접속되도록 되어 있다.

이 제14실시예의 충전장치(50)는 이차전지(1)의 충전상태를 체크한 후, 소정의 전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 각 미충전의 이차전지(1)마다 도 29 중의 굵은 선 화살표의 순서대로 교대로 행하고, 이것을 1턴으로 하고, 상기턴을 반복하면서 복수의 이차전지(1,1 ···)를 충전하고, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고 판단된 이차전지(1)로부터 충전을 정지하도록 구성하고 있다.

또, 만충전상태에 달한 이차전지(1)는 다음 턴에서 그 순번이 점프되는 것으로 한다. 또, 각 턴에서 이차전지(1)를 충전하는 순번은, 도 29 중의 굵은 선 화살표의 순번에 한정하는 것은 아니며, 다른 순번으로 가도 된다.

상기 충전상태의 체크는, 예를 들면, 상기 제1실시예에 있어서의 단계 A8에서의 충전전류값(i)의 판정, 상기 제1실시예에 있어서의 단계 A8에서의 충전전류값(i)의 판정, 또는, 상기 제4실시예에 있어서의 단계 G7에서의 차전압(ΔE_s)의 판정 등에 의해 행해지며, 상기 충전전압에는, 예를 들면, 상기의 소정의 충전인가 전압값(E_s)이 사용된다.

이상과 같이 충전장치(50)가 구성되고, 상기 충전장치(50)에서는, 각 이차전지(1)에 있어서의 앞선 턴의 일련의 충전동작의 완료로부터, 다음 턴의 일련의 충전동작의 시작까지의 사이, 충전이 중지되고, 이 중지 기간이 완화 시간이 되어, 전극표면이 안정되고, 다음 턴에서의 만충전상태의 체크를 정확하게 행할 수 있어, 신뢰성이 향상된다.

보충하면, 이차전지(1)의 충전중, 전해액과 접하는 전극의 표면에서 전극반응이 일어나고, 이 전극반응의 과정은, 전해액 내부로부터 전극표면으로의 반응물의 이동과, 반응물과 전극의 사이에서의 전자의 이동과, 전극표면으로부터 전해액내부로의 생성물의 이동의 동시과정이며, 이 이동에는 상당한 시간을 필요로 하므로, 이차전지(1)의 충전 중지 직후에, 만충전상태를 체크하면, 전극표면부근에서 전기영동하고 있는 이동 과정의 이온 등 때문에, 마치, 만충전상태에 달한 것 처럼 검지되어 버리는 경우가 있다. 이 검지오류를 막기 위해서도 완화 시간을 설정하는 것은 유효하며, 이 제14실시예의 충전장치(50)에서는, 각 이차전지(1)의 충전 사이클의 일환으로서, 합리적, 또한 효과적으로 완화 시간이 설정되어 있다.

또, 상기 제1실시예로부터 제12실시예에 있어서도, 각각의 이차전지(1)에 있어서, 일정시간(T₁)의 충전과, 그 후의 충전상태의 체크의 사이에, 완화 시간을 설정하도록 구성해도 된다.

(이차전지의 충전장치의 제15실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제15실시예를 설명한다.

도 30에 나타내는 바와 같이, 이 제15실시예의 충전장치(50)의 내부에는, 냉각수단으로서 냉각 팬(61)이 설치되어 있다. 이 제15실시예의 충전장치(50)에 의한 이차전지(1)의 충전은, 상기 제1실시예로부터 제14실시예 중 어느 하나의 실시예 에 나타내는 바와 같이 행해지고, 따라서, 이차전지(1)의 내부에서는 과도한 화학반응이 일어나는 일 없이, 이차전지(1) 자체는 발열은 하지 않는다. 그러나, 충전을 제어하는 전자부품의 저항 등이 발열하기 때문에, 상기 저항 등의 발열 소자(64·65)를 냉각하기 위해 냉각 팬(61)이 설치되어 있다.

도 30에 있어서, 부호 50C는 충전장치(50)의 케이스체인 케이싱, 부호 50b는케이싱(50C)표면의 일측부에 설치된 외기 도입구(도 29 참조), 부호 50d는 케이싱(50C) 이면의 일측부에 설치된 외기 도입구, 부호 50e는 케이싱(50C) 이면의 타측부에 설치된 배기구, 부호 50h는 케이싱(50C)을 지지하는 다리부이다. 부호 62 및 부호 63은 기판이며, 부호 64 및 부호 65는 저항 등의 발열 소자이다.

이상과 같이 충전장치(50)는 구성되고 있고, 냉각 팬(61)을 작동함으로써, 외기 도입구(50b·50d)로부터 케이싱(50C)주위의 외기가 도입되고, 상기 외기는 발열 소자(64·65)의 표면을 따르도록 흐르고, 이 결과, 상기 발열 소자(64·65)가 냉각되도록 되어 있다. 이렇게, 도입된 외기는 냉각 팬(61)에 의해 더욱 안쪽으로 인도되어, 배기구(50e)로부터 배기된다.

이상과 같은 구성으로, 발열 소자(64·65)의 발열이 억제되어, 이차전지(1)로의 열전달이 막아져, 이차전지(1)의 내부에서의 과도한 화학반응(산화 환원 반응)을 조장하는 일도 없고, 또한, 사용자가 이차전지(1)가 마치 발열한 것처럼 착각하는 일도 없다. 이 결과, 이차전지(1)는 만충전상태까지 적정하게 충전이 행해져, 이차전지(1)의 내부구조에 손상을 주는 것을 방지할 수 있어, 사이클 수명을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

(이차전지의 충전장치의 제16실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제16실시예를 설명한다.

이 제16실시예의 충전장치(50)는, 상기 충전장치(50)에 세트된 이차전지(1)를 원터치로 인출하기 위한 인출수단이 설치되어 있다.

도 29 및 도 31에 나타내는 바와 같이, 이 제16실시예의 충전장치(50)의 인출수단은, 사용자가 밀어내림 조작하는 인출 버튼(53)과, 충전장치(50)의 시트부(50a)에 세트된 이차전지(1)를 밀어올리는 밀어올림부재(57)와, 상기 밀어올림부재(57)를 축지지하는 회동지점축(58)과, 상기 회동지점축(58)에 부착되어 상기 밀어올림부재(57)를 밀어올림 반대방향으로 가압하는 토션 스프링(59)을 구비하고 있다.

이상과 같은 구성으로, 도 31의 (b)에 나타내는 바와 같이, 사용자가 조작부재인 인출 버튼(53)을 누르면, 상기 인출 버튼(53)의 하단이 밀어올림부재(57)의 타측부를 밀어내리고, 회동지점축(58)을 지점으로 하여, 상기 밀어올림부재(57)의 일측부가 시트부(50a)로부터 상승하고, 이로 인해, 이차전지(1)가 밀어올려지고, 상기 이차전지(1)의 양단자의 지지가 빠지게 되어 있다.

그리고, 도 31의 (a)에 나타내는 바와 같이, 사용자가 누르고 있던 인출 버튼(53)을 놓으면, 가압수단인 토션 스프링(59)의 복원력에 의해, 밀어올림부재(57)의 일측부는 원위치인 시트부(50a)의 오목 곡면을 따른 위치로 복귀하고, 이차전지(1)의 세트가 가능한 상태가 된다.

이상과 같이, 사용자가 인출 버튼(53)을 조작함으로써, 충전장치(50)의 시트부(50a)로부터 밀어올림부재(57)의 일측부가 출몰하고, 이차전지(1)가 인출되도록 되어 있다. 이러한 구성으로, 이차전지(1)를 원터치로 간단히 인출할 수 있어, 편리성이 향상된다.

(이차전지의 충전장치의 제17실시예)

다음에, 이차전지(1)의 충전장치의 제17실시예를 설명한다.

이 제17실시예의 충전장치(50)는 상기 제16실시예의 인출수단과는, 다른 형태의 인출수단이 설치되어 있다.

도 32에 나타내는 바와 같이, 이 제17실시예의 충전장치(50)의 인출수단은, 충전장치(50)의 시트부(50a)의 길이방향 일측부를 함몰시킨 구성으로, 이 함몰부(50k)에서는, 세트된 이차전지(1)의 일측부(길이방향 일측부)가 허공에 뜬 상태로 되어 있다.

도 32의 (a) (b)에 나타내는 바와 같이, 이차전지(1)의 일측부를 밀어내리면, 상기 일측부가 함몰부(50k)에 들어가고, 이차전지(1)의 타측부가 떠올라, 상기 이차전지(1)의 양단자의 지지가 빠져, 이차전지(1)가 인출되도록 되어 있다. 이러한 구성으로, 이차전지(1)를 원터치로 간단히 인출할 수 있어, 편리성이 향상된다.

이상과 같이, 이차전지(1)의 충전장치의 제1실시예로부터 제17실시예에 대해서 설명을 했지만, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 청구의 범위에 기재된 범위 내에서 여러가지로 변경해서 실시할 수 있다.

즉, 상기 도 1에 나타내는 제1실시예 등에서는, 만충전까지의 충전소요시간(t)을 구하도록 구성했지만, 상기 검출되는 전류값(i)으로부터, 도 3에 나타내는 그래프 등을 사용하여, 상기 전류값(i)의 검출 시점에 있어서의 이차전지(1)의 충전율을 구하고, 이 충전율이 소정값에 달했을 때에 충전을 정지하도록 구성할 수도 있다.

또, 도 5에 나타내는 플로우차트에 있어서는, 단계 A7을 생략할 수도 있다. 이것은, 도 5에 나타내는 제어 방법에서는, 충전종료(완료)를, 검출된 전류값(i)과, 미리 설정된 충전완료 기준전류값(J)을 비교함으로써 판단하고 있으므로, 충전시간(t)을 구하는 일 없이, 충전완료시킬 수 있기 때문이다.

또, 상기 각 실시예에서는, 만충전 평형 전압값(E_eq)을 초과하는 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로, 이차전지(1)를 일정시간(T₁) 충전한 후에, 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환하도록 구성했지만, 상기 변환을 행하지 않고 소정의 전압을 인가하고, 이 때 검출되는 전류값(i)으로부터 만충전까지의 충전소요시간(t)을 구하도록 구성할 수도 있다.

그러나, 상기 각 실시예에 나타내는 바와 같이, 이차전지(1)에 인가하는 충전전압을, 소정의 충전인가 전압값(E_s)으로부터 만충전 평형 전압값(E_eq)으로 변환하기 전에, 이차전지(1)를 단락시키면, 이차전지(1)의 전계면에 충전된 전하를 제거하고, 보다 원활하게 상기 충전전압의 변환을 행할 수 있고, 또 변환 후의 충전전류도 안정되게 하기 때문에 바람직하지만, 단락시키지 않고 변환을 행하는 것도 가능하다.

Claims (66)

1. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서,

   상기 충전 제어장치는,

   충전 대상의 이차전지의 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단과;

   상기 충전전압 공급수단으로부터 공급되는 충전전압을 상기 소정의 충전인가 전압값 또는 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하는 변환수단과; 및

   상기 만충전 평형 전압값으로의 전압 인가 중에 전류검출수단으로 검출된 전류값과, 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값을 비교 판정하는 판정수단을 구비하고 있고,

   이하의 제1∼제4의 단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.

   ·제1단계:상기 충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

   ·제2단계:상기 이차전지에의 인가 전압을 상기 소정의 충전인가 전압값에서상기 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

   ·제3단계:상기 이차전지를 상기 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

   ·제4단계:상기 판정수단에 의해 상기 검출된 전류값의 판정을 행하고, 검출 전류값이 상기 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면 상기 제1단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 상기 검출 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면 상기 이차전지의 충전을 정지한다.
2. 제 1항에 있어서, 상기 충전 제어장치의 기억수단에, 복수의 종류의 이차전지 각각에 관한 상기 만충전 평형 전압값과 상기 소정의 충전인가 전압값을 미리 기억시켜 놓고,

   상기 충전 제어장치에 충전하는 이차전지의 종류를 입력함으로써, 상기 기억수단의 테이블 중에서 상기 이차전지의 종류에 상당하는 소정의 충전인가 전압값과 만충전 평형 전압값을 선택 설정하고, 설정한 상기 소정의 충전인가 전압값과 상기 만충전 평형 전압값에 의해 상기 이차전지가 충전되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 인가한 후이며, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하기 전에, 이차전지의 단자간을 단락시키는 단락수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
5. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 이차전지에 인가되는 전압을 검출하는 전압검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서,

   상기 충전 제어장치는,

   n(n은 2이상의 자연수)종류의 이차전지에 대한, 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단;

   상기 충전전압 공급수단으로부터 공급되는 충전전압을 변환하는 변환수단과;

   상기 만충전 평형 전압값으로의 전압 인가 중에 전류검출수단으로 검출된 전류값과, 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값을 비교 판정하는 전류값판정수단; 및

   상기 소정의 충전인가 전압값의 전압으로의 충전중에 전압검출수단으로 검출된 충전전압값과, 상기 소정의 충전인가 전압값을 비교하는 전압값판정수단을 구비하고,

   이하의 제1∼제8단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.

   ·제1단계:변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k을 초기화하여, k=1로 한다.

   ·제2단계:충전장치에 세트된 이차전지를 n종류의 이차전지 각각의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

   ·제3단계:k=n일 때는, 제6단계로 점프한다.

   ·제4단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전하고 있는 사이에, 상기 전압검출수단에 의해 이차전지에 인가되어 있는 전압값을 검출한다.

   ·제5단계:상기 전압값판정수단에 의해 상기 검출 전압값의 비교를 행하고, 상기 검출 전압값이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값보다 큰 값이면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여 상기 제2단계로 되돌아가고, 상기 검출 전압값이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값 이하이면, 제6단계로 이행한다.

   ·제6단계:이차전지의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

   ·제7단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

   ·제8단계:상기 전류값판정수단에 의해 상기 검출 전류값의 판정을 행하고, 상기 검출 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제2단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 상기 검출 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면 충전을 정지한다.
6. 제 5항에 있어서, 상기 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 인가한 후이며, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하기 전에, 이차전지의 단자간을 단락시키는 단락수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
8. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 이차전지에 인가되는 전압을 검출하는 전압검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서,

   상기 충전 제어장치는,

   n(n은 2이상의 자연수)종류의 이차전지에 관한, 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단;

   상기 충전전압 공급수단으로부터 공급되는 충전전압을 변환하는 변환수단;

   상기 만충전 평형 전압값으로의 전압 인가중에 전류검출수단으로 검출된 전류값과, 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값을 비교 판정하는 전류값판정수단;

   상기 소정의 충전인가 전압값으로의 충전중에 전압검출수단으로 검출된 충전전압값과, 상기 전회의 소정의 충전인가 전압값으로의 충전중에 전압검출수단으로 검출된 충전전압값의 차가, 미리 입력 설정된 소정의 범위 내에 있는지를 판정하는 전압차 판정수단을 구비하고,

   이하의 제1∼제8단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.

   ·제1단계:변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1로 한다.

   ·제2단계:충전장치에 세트된 이차전지를 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

   ·제3단계:k=n일 때는 제6단계로 점프한다.

   ·제4단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전하고 있는 사이에, 상기 전압검출수단에 의해 이차전지에 인가되어 있는 전압값을 검출한다.

   ·제5단계:상기 전압차 판정수단에 의해 금회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값과, 전회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값의 차가 소정의 범위 내에 있으면, 다음 제5단계로 이행하고, 한편, 상기 차가 소정의 범위를 초과하고 있으면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여 상기 제2단계로 되돌아간다. 단, 금회의 전압값의 검출이 제1회째일 때는, 그대로 다음 제6단계로 이행한다.

   ·제6단계:이차전지의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

   ·제7단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

   ·제8단계:상기 전류값판정수단에 의해 상기 검출된 전류값의 판정을 행하고, 상기 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제2단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면, 충전을 정지한다.
9. 제 8항에 있어서, 상기 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 인가한 후이며, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하기 전에, 이차전지의 단자간을 단락시키는 단락수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
11. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지의 개방전압을 검출하는 전압검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서,

    상기 충전 제어장치는,

    충전 대상의 이차전지에 관한, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단; 및

    상기 소정의 충전인가 전압값과 이차전지의 개방전압의 차인 차전압과 미리 입력 설정된 소정의 판정 기준값을 비교 판정하는 차전압판정수단을 구비하고,

    이하의 제1∼제3단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.

    ·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한 후, 인가 전압을 차단한다.

    ·제2단계:이 상태로 이차전지의 개방전압을 검출하고, 상기 소정의 충전인가 전압값과 상기 개방전압의 차인 차전압을 구한다.

    ·제3단계:상기 차전압판정수단에 의해 상기 구한 차전압의 판정을 행하고, 상기 차전압이 판정 기준값보다 클 때는, 상기 제1단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 차전압이 판정 기준값 이하일 때는, 이차전지의 충전을 정지한다.
12. 제 11항에 있어서, 충전 소요시간, 또는 충전율, 또는 충전완료,또는 충전중의 이차전지의 충전상태를 보고하는 보고수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
14. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지의 개방전압을 검출하는 전압검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서,

    상기 충전 제어장치는,

    충전 대상의 이차전지의 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단; 및

    상기 전압검출수단에 의해 검출된 이차전지의 개방전압과 판정 기준값인 만충전 평형 전압값을 비교 판정하는 판정수단을 구비하고,

    이하의 제1∼제3단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.

    ·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한 뒤, 인가 전압을 차단한다.

    ·제2단계:이 상태로 이차전지의 개방전압을 검출한다.

    ·제3단계:상기 판정수단에 의해 상기 개방전압의 판정을 행하여, 상기 개방전압이 판정 기준값인 만충전 평형 전압값보다 작을 때는, 상기 제1단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 개방전압이 만충전 평형 전압값 이상일 때는, 이차전지의 충전을 정지한다.
15. 제 14항에 있어서, 상기 충전 소요시간 또는, 상기 충전율, 또는 충전완료,또는 충전중의 이차전지의 충전상태를 보고하는 보고수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
16. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
17. 이차전지에 소정의 전압을 인가하는 충전전압 공급수단과, 상기 소정의 전압을 인가하고 있을 때에 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 상기 검출된 전류값에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간을 구하는 충전시간 예측수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
18. 제 17항에 있어서, 상기 충전전압 공급수단에 의해, 이차전지에 상기 소정의 전압을 초과한 전압을 소정시간 인가한 후, 인가 전압을 상기 소정의 전압으로 변환하고, 이 때 흐르는 전류값을 상기 전류검출수단에 의해 검출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
19. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 충전소요시간이란, 상기 전류검출수단에 의해 검출된 전류값이, 충전완료시에 검출되는 충전완료 기준전류값에 달할 때까지의 시간이며, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하일 때에 충전을 정지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
20. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 충전소요시간경과 후에, 이차전지의 충전을 정지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
21. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 소정의 전압은 만충전 평형 전압값인것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
22. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 충전 소요시간 또는, 상기 충전율, 또는 충전완료, 또는 충전중의 이차전지의 충전상태를 보고하는 보고수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
23. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
24. 이차전지에 소정의 전압을 인가하는 충전전압 공급수단과, 상기 소정의 전압을 인가하고 있을 때에 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류검출수단에 의한 전류값의 검출 시점에서의 이차전지의 충전율을 구하는 충전율 도출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
25. 제 24항에 있어서, 상기 충전전압 공급수단에 의해, 이차전지에 상기 소정의 전압을 초과한 전압을 소정시간 인가한 후, 인가 전압을 상기 소정의 전압으로 변환하고, 이 때 흐르는 전류값을 상기 전류검출수단에 의해 검출하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
26. 제 24항 또는 제 25항에 있어서, 상기 충전 소요시간, 또는 상기 충전율, 또는 충전완료, 또는 충전중의 이차전지의 충전상태를 보고하는 보고수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
27. 제 24항 또는 제 25항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
28. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압공급수단과, 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서,

    상기 충전 제어장치는,

    충전 대상의 이차전지에 관한 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단;

    상기 충전전압 공급수단으로부터 공급되는 충전전압을 상기 소정의 충전인가 전압값, 또는 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하는 변환수단; 및

    상기 전류검출수단에 의해 검출된 전류값에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간을 구하는 충전시간 예측수단을 구비하고,

    이하의 제1∼제6단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.

    ·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가전압값으로 소정시간 충전한다.

    ·제2단계:이차전지의 인가 전압을 상기 소정의 충전인가 전압값에서 상기 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

    ·제3단계:이차전지를 상기 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

    ·제4단계:상기 충전시간 예측수단에 의해 상기 검출된 전류값에 기초하여 만충전까지의 충전소요시간을 구한다.

    ·제5단계:이차전지의 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값에서 상기 소정의 충전인가 전압값으로 변환한다.

    ·제6단계:상기 충전소요시간이 경과한 후에, 이차전지의 충전을 정지한다.
29. 제 28항에 있어서, 상기 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로, 소정시간 인가한 후이며, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하기 전에, 이차전지의 단자간을 단락시키는 단락수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
30. 제 28항 또는 제 29항에 있어서, 상기 충전 소요시간, 또는 상기 충전율, 또는 충전완료, 또는 충전중의 이차전지의 충전상태를 보고하는 보고수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
31. 제 28항 또는 제 29항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
32. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지에 통전되는 충전전류의 전류값을 검출하는 전류검출수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서,

    상기 충전 제어장치는,

    충전 대상의 이차전지에 관한 만충전 평형 전압값과, 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 기억한 기억수단;

    상기 충전전압 공급수단으로부터 공급되는 충전전압을 상기 소정의 충전인가 전압값, 또는 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하는 변환수단;

    상기 전류검출수단에서 의한 전류값의 검출 시점에서의 이차전지의 충전율을 구하는 충전율 도출수단; 및

    상기 충전율 도출수단에 의해 구해진 충전율과, 미리 입력 설정된 판정 기준값과를 비교 판정하는 판정수단을 구비하고,

    이하의 제1∼제5단계에 따라서 이차전지의 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.

    ·제1단계:충전장치에 세트된 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

    ·제2단계:이차전지의 인가 전압을 상기 소정의 충전인가 전압값에서 상기 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

    ·제3단계:이차전지를 상기 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 상기 전류검출수단에 의해 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

    ·제4단계:상기 충전율 도출수단에서 의해 이 전류값의 검출 시점에서의 이차전지의 충전율을 구한다.

    ·제5단계:상기 판정수단에 의해 상기 구한 충전율의 판정을 행하고, 상기 충전율이 판정 기준값미만으로 검출되어 있으면, 상기 제1단계로 되돌아가서 상기 의 플로우를 반복하고, 상기 충전율이 상기 판정 기준값 이상이 되었을 때는, 충전을 정지한다.
33. 제 32항에 있어서, 상기 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로, 소정시간 인가한 후이며, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하기 전에, 이차전지의 단자간을 단락시키는 단락수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
34. 제 32항 또는 제 33항에 있어서, 상기 충전 소요시간, 또는 상기 충전율, 또는 충전완료, 또는 충전중의 이차전지의 충전상태를 보고하는 보고수단을 구비한것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
35. 제 32항 또는 제 33항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
36. 전원부에 이차전지와 콘덴서를 병렬로 접속한 회로; 및

    상기 이차전지와 콘덴서를 연결하는 폐쇄루프회로를 차단/접속하는 변환수단을 구비하고,

    상기 폐쇄루프회로를 차단한 상태로, 상기 콘덴서에 전원부의 전원전압을 소정시간 인가하여 축전한 후, 상기 폐쇄루프회로를 접속해서, 상기 콘덴서에 축전 된 전하를 이차전지에 전송함으로써, 이차전지를 충전하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
37. 제 36항에 있어서, 이차전지에 소정의 전압을 인가하는 체크 전원부와, 이차전지에 통전되는 전류값을 검출하는 전류검출수단; 및

    상기 검출된 전류값과 미리 입력 설정된 충전완료 기준전류값을 비교 판정하는 전류값판정수단을 구비하고,

    상기 폐쇄루프회로를 차단한 상태로, 상기 체크 전원부에 의해 이차전지에 소정의 전압을 인가하고, 이 때 흐르는 전류값을 검출함과 아울러, 상기 검출된 전류값과 소정의 충전완료 기준전류값을 비교하여, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값보다 클 때는, 상기 축전, 전송 제어를 반복해서 행하고, 한편, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하일 때는, 이차전지의 충전을 정지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
38. 제 37항에 있어서, 상기 소정의 전압은 만충전 평형 전압값인 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
39. 제 36항에 있어서, 이차전지의 개방전압을 검출하는 전압검출수단; 및

    상기 검출된 개방전압과 만충전 평형 전압값을 비교 판정하는 전압값판정수단을 구비하고,

    상기 폐쇄루프회로를 차단한 상태로, 이차전지의 개방전압을 검출함과 아울러, 상기 검출된 개방전압과 만충전 평형 전압값을 비교하여, 상기 개방전압이 만충전 평형 전압값보다 작을 때는, 상기 축전, 전송 제어를 반복해서 행하고, 한편, 상기 개방전압이 만충전 평형 전압값 이상일 때는, 이차전지의 충전을 정지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
40. 제 36항 내지 제 39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
41. 복수의 이차전지를 충전하는 충전장치에 있어서, 이차전지에 전압을 인가하는 충전전압제어수단과, 상기 이차전지의 충전상태를 파악하는 제어수단; 및

    상기 제어수단으로부터의 충전완료 신호에 기초하여, 충전전압을 인가하는 이차전지의 변환을 행하는 전지지정 변환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
42. 제 41항에 있어서, 상기 이차전지의 충전상태를 파악할 때에 만충전 평형 전압값을 인가하는 체크전압 제어수단;

    상기 충전전압과 체크전압의 변환을 행하는 전압변환수단;

    상기 체크전압 인가시에 있어서의 이차전지의 전류를 검출하는 전류검출수단; 및

    상기 전류검출수단으로부터의 신호에 기초하여 이차전지의 충전상태를 파악하는 제어수단를 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
43. 제 42항에 있어서, 상기 충전전압의 인가, 또는 인가 정지의 변환을 행하는 전압변환수단;

    상기 충전전압의 인가 정지시에 있어서의 이차전지의 개방전압을 검출하는 전압검출수단; 및

    상기 전압검출수단으로부터의 신호에 기초해서 이차전지의 충전상태를 파악하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
44. 제 41항 내지 제 43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이차전지에 인가하는 충전전압은 충전 대상의 이차전지에 관한 충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값인 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
45. 제 41항 내지 제 43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전 소요시간, 또는 상기 충전율, 또는 충전완료, 또는 충전중의 이차전지의 충전상태를 보고하는 보고수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
46. 제 41항 내지 제 43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
47. 복수의 이차전지를 충전 제어하는 충전장치에 있어서,

    어느 하나의 이차전지의 충전이 완료되면, 다음 미충전의 이차전지의 충전으로 변환하는 전지변환수단을 구비하고,

    개별로 이차전지의 충전을 행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
48. 이차전지에 충전전류를 공급하는 충전전압 공급수단을 구비하고, 상기 충전전압 공급수단에, 복수의 이차전지를 직렬로 접속해서 이차전지군을 구성하고, 어느 하나의 이차전지가 만충전이 되면, 다음 미충전의 이차전지의 충전을 행하고, 상기 이차전지군의 복수의 이차전지의 충전을 순차 행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
49. 제 48항에 있어서, 어느 하나의 이차전지군의 각 이차전지의 충전을 행한 후에, 상기 이차전지군과 병렬로 접속된 다음 이차전지군의 각 이차전지의 충전을 행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
50. 제 48항에 있어서, 복수의 이차전지군의 병행된 충전을 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
51. 제 48항 내지 제 50항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 이차전지군의 직렬사용과 병렬 사용을 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
52. 제 48항 내지 제 50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로, 소정시간 인가한 후이며, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하기 전에, 이차전지의 단자간을 단락시키는 단락수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
53. 제 48항 내지 제 50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
54. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단;

    이차전지의 전지전압을 검출하는 전압검출수단; 및

    상기 전압검출수단에 의해 검출된 충전완료후의 이차전지의 전지전압값과, 만충전 평형 전압값보다 낮은 재충전전압값을 비교 판정하는 판정수단을 구비하고,

    상기 판정수단에 의한 판정으로, 상기 전지전압값이 상기 재충전전압값 이하가 되었을 때에, 상기 충전전압 공급수단에 의해 충전전압을 공급하여, 재충전을 행하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
55. 이차전지의 충전상태를 체크하고, 소정의 충전전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 반복하여, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고 판단되면 충전을 정지하도록 구성한 이차전지의 충전장치에 있어서, 상기 일련의 충전동작 사이에, 완화 시간을 설정한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
56. 제 55항에 있어서, 복수의 이차전지를 충전하는 충전장치로서, 이차전지의 충전상태를 체크한 후, 소정의 충전전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 각 미충전의 이차전지마다 교대로 행하고, 이것을 1턴으로 하여, 상기 턴을 반복하면서 복수의 이차전지를 충전하고, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고판단된 이차전지로부터 충전을 정지하도록 구성한 이차전지의 충전장치에 있어서, 상기 완화 시간은 각 이차전지에 있어서의, 앞선 턴의 일련의 충전동작의 완료로부터, 다음 턴의 일련의 충전동작의 시작까지의 사이의 시간인 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
57. 이차전지에 충전전압을 공급하는 충전전압 공급수단과, 이차전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치를 구비한 이차전지의 충전장치로서,

    상기 충전장치 내의 발열부를 냉각하기 위한 냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
58. 이차전지를 충전하는 충전장치에 있어서, 상기 충전장치의 시트부에 세트된 이차전지를 원터치로 인출하기 위한 인출수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
59. 제 58항에 있어서, 상기 인출수단은 사용자가 밀어내림조작하는 조작부재와, 상기 시트부에 세트된 이차전지를 밀어올리는 밀어올림부재와, 상기 밀어올림부재를 축지지하는 회동지점축과, 상기 회동지점축에 부착되어 상기 밀어올림부재를 밀어올림 반대 방향으로 가압하는 가압수단을 구비하고,

    상기 조작부재의 조작에 의해, 상기 시트부로부터 상기 밀어올림부재의 일측부가 출몰하도록 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
60. 제 58항에 있어서, 상기 인출수단은 상기 시트부의 길이방향 일측부를 함몰시켜서 구성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.
61. 만충전 평형 전압값; 및

    충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 전류값에 대응하는 소정의 충전인가 전압값을 미리 기억시켜 놓고,

    이차전지를 상기 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 인가한 후, 인가 전압을 상기 만충전 평형 전압값으로 변환하고, 상기 만충전 평형 전압값으로 인가하고 있는 사이에, 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출하고, 상기 검출된 전류값을 충전완료 기준전류값과 비교하여, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값보다 클 때는, 다시, 이차전지를 상기 소정의충전인가 전압값으로 인가하여 상술의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하일 때에는, 이차전지의 충전을 정지하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전방법.
62. n(n 은 2이상의 자연수)종류의 이차전지에 관한,

    만충전 평형 전압값; 및

    충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 미리 기억시켜 놓고,

    이하의 제1∼제8단계에 따라서 이차전지를 충전하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전방법.

    ·제1단계:변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1 로 한다.

    ·제2단계:이차전지를 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

    ·제3단계:k=n일 때는, 제6단계로 점프한다.

    ·제4단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전하고 있는 사이에, 이차전지에 인가되어 있는 전압값을 검출한다.

    ·제5단계:상기 검출된 전압값이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값보다 큰 값이면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여 상기 제2단계로 되돌아가고, 한편, 상기 검출된 전압값이 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값 이하이면, 다음 제6단계로 이행한다.

    ·제6단계:이차전지의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

    ·제7단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

    ·제8단계:상기 검출된 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제2단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 검출된 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면, 충전을 정지한다.
63. n(n은 2이상의 자연수)종류의 이차전지에 관한,

    만충전 평형 전압값; 및

    충전전류의 피크값 또는 대략 피크값을 얻는 충전인가 전압값으로서, 상기 만충전 평형 전압값을 초과하지만 불가역 화학반응영역에는 달하지 않는 소정의 충전인가 전압값을 미리 기억시켜 놓고,

    이하의 제1∼제8단계에 따라서 이차전지를 충전하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전방법.

    ·제1단계:변수를 k(k=1, 2, ···, n)로 하고, 상기 k를 초기화하여, k=1 로 한다.

    ·제2단계:이차전지를 n종류의 이차전지의 소정의 충전인가 전압값 중 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전한다.

    ·제3단계:k=n일 때는, 제6단계로 점프한다.

    ·제4단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 소정시간 충전하고 있는 사이에, 이차전지에 인가되어 있는 전압값을 검출한다.

    ·제5단계:금회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값과, 전회 상기 제k번째로 낮은 소정의 충전인가 전압값으로 충전하고 있는 사이에 검출된 전압값의 차가 소정의 범위 내에 있으면, 다음 제6단계로 이행하고, 한편, 상기 차가 소정의 범위를 초과하고 있으면, 상기 k에 1을 더한 것을 새로운 k로 하여 상기 제2단계로 되돌아간다. 단, 금회의 전압값의 검출이 제1회째일 때는, 그대로 다음의 제6단계로 이행한다.

    ·제6단계:이차전지의 인가 전압을 n종류의 이차전지의 만충전 평형 전압값 중 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 변환한다.

    ·제7단계:이차전지를 상기 제k번째로 낮은 만충전 평형 전압값으로 짧은 시간 인가하고 있는 사이에, 이차전지에 흐르고 있는 전류값을 검출한다.

    ·제8단계:상기 검출된 전류값이 충전완료 기준전류값보다 큰 값이면, 상기 제2단계로 되돌아가서 상기의 플로우를 반복하고, 한편, 상기 검출된 전류값이 상기 충전완료 기준전류값 이하이면, 충전을 정지한다.
64. 충전완료 후의 이차전지의 전지전압값을 감시하고, 상기 전지전압값이 만충전 평형 전압값보다 낮은 재충전전압값 이하가 되었을 때에 재충전을 행하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전방법.
65. 이차전지의 충전상태를 체크하고, 소정의 충전전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 반복하고, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고 판단되면 충전을 정지하는 이차전지의 충전방법에 있어서, 상기 일련의 충전동작 사이에, 완화 시간을 설정한 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전방법.
66. 제 65항에 있어서, 복수의 이차전지를 충전하는 충전방법으로서, 이차전지의충전상태를 체크한 후, 소정의 충전전압으로 소정시간 충전하는 일련의 충전동작을 각 미충전의 이차전지마다 교대로 행하고, 이것을 1턴으로 하여, 상기 턴을 반복하면서 복수의 이차전지를 충전하고, 상기 충전상태의 체크로 만충전상태에 달했다고 판단된 이차전지로부터 충전을 정지하는 이차전지의 충전방법에 있어서, 상기 완화 시간은 각 이차전지에 있어서의, 앞선 턴의 일련의 충전동작의 완료로부터, 다음 턴의 일련의 충전동작의 시작까지의 사이의 시간인 것을 특징으로 하는 이차전지의 충전장치.