WO2003098774A1

WO2003098774A1 - Chargeur d'element secondaire et technique de charge

Info

Publication number: WO2003098774A1
Application number: PCT/JP2003/006168
Authority: WO
Inventors: Hiromi Takaoka; Shigetomo Matsui; Yutaka Iuchi; Taneo Nishino; Osamu Nakamura
Original assignee: Techno Core International Co., Ltd.; The New Industry Research Organization
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2003-11-27
Also published as: EP1507326A1; US20040257043A1; CN100367627C; KR20040011450A; US7109684B2; CN1543698A; EP1507326A4; KR100611059B1

Description

明細書

二次電池の充電装置及び充電方法

技術分野

この発明は、蓄電池、ニッケル—カドミウム電池、ニッケル一水素金属電池、リチウムィオン電池等の二次電池の充電方法及び充電装置に関するものである。

背景技術

近年、デジタルカメラ、デジタルムービー、ノートパソコン等の電子機、携帯電話等の通信機器、電動工具、掃除機といった動力機器等の電源に、二次電池を使用するケースが著しく増加してきている。この二次電池とは、充放電を繰り返し行うことができる電池をいい、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄え、また逆に蓄えた化学エネルギーを電気エネルギーに変換して利用される。この二次電池のうちで実用的に使用されている代表的なものとしては、ニッケル一カドミウム電池、ニッケル—水素金属電池、リチウムィオン電池、 N A S電池等が挙げられる。

ところで、この二次電池の内部で生じる起電反応や放電反応は、化学的反応、電気的反応及びこれら両反応が相互に関わる複雑なェネルギ一変換とエネルギ一授受とが伴い、また、そこにはこれら種々の反応に対する時間的要素が介在する。従ってこれらの反応を考慮しながら充電を行う必要があり、過度に電流を流して充電を行えば、意図しない発熱反応ゃ膨潤等の、不可逆化学反応により生ずる異常で、電池の内部構造を破壊してしまう場合がある。また、そこまでには至らないにしても、この二次電池の内部構造を劣化させ電池寿命は縮まり、サイクル使用回数を減少させてしまうことになる。

そこで、従来では二次電池が適切に充電されるように、二次電池の充電装置の制御部に充電時間の進行に伴い印加電圧を変化させるようなプログラムを組み込み、該プログラムによる制御に従って二次電池に電圧を印加するように構成している。また、充電装置に二次電池の電圧を検出する電池電圧検出部を設け、該電池電圧を制御量として、被充電電池の充電終了を判定制御する充電装置も数多く出願されている。

例えば、特開平 8 — 9 5 6 3号公報における二次電池充電装置は、被充電電池の定電流による充電電圧の負の電位差を検出する電圧検出回路と、該被充電電池の定電流に伴う単位時間当りの電池温度の変化（温度微分値）を検出する温度検出回路と、該電圧検出回路及び該温度検出回路にて検出した負の電位差及び温度微分値と予め設定した各基準値とをそれぞれ対比して、充電スィツチを制御する充電制御回路とで構成され、検出された負の電位差及び温度微分値が、予め選択設定した基準となる負の電位差及び温度微分値に到達したときを充電の終了として制御している。このように公知技術においては、充電装置の制御部で、電池電圧の検出値、あるいはその温度値を制御量として被充電電池の状態を監視し、充電終了状態を判定しかしながら、このような充電終了検出方法を二次電池の状態を無視して単純に適用していくと、以下に示すような種々の不都合が生じることになる。すなわち、その電極種や電解質種の違い、また電池構造の違い等、二次電池の種類によって充電時における特性は異なり、また、同一種、同型番の二次電池であっても、受電時の環境条件の違い、二次電池の使用履歴、電気化学的遍歴等によってその特性が大きく異なる。このため、従来のような同一パターンでの充電は結果的に過充電となることがあり、これによつて二次電池内部で異常な化学反応（不可逆化学反応）を引き起こして発熱し、電気エネルギーが熱エネルギーに変換されるため充電効率が低下するといった問題がある。また、ガスの発生により二次電池の内圧が上昇して漏液する危険性もある。この結果、充電 Z放電の繰り返しに必要な二次電池の内部構造に欠陥が生じ、そのサイクル寿命が縮まつてしまうという問題が生じている。

また、二次電池の充電時間は出来る限り短いことが望ましいが、前記したような同一パターンでの充電では、二次電池の種類によつては充電時における印加電圧がその定格値よりも低いことがあり、この場合は特に、充電が完了するまでにかなりの時間を要するという問題がある。さらに、充電しょうとする二次電池がどれだけ蓄電されているのか、また充電にどれだけの時間を要するのかを知る方法もなく、ユーザにとっては不便であるという問題もある。

発明の開示

本発明の目的は、二次電池の未充電又は過充電を防止しながら、確実な急速充電を行うことが可能で、或いはそのような充電を複数種類の二次電池に施すことができ、或いは利便性に富んだ二次電池の充電装置を提供することにある。

本発明の第一態様における二次電池の充電装置は、二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えたものであり、該充電制御装置は、満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値とを記憶した記憶手段と、前記充電電圧供給手段から供給される充電電圧を該所定の充電印加電圧値又は該満充電平衡電圧値に切り換える切換手段と、該満充電平衡電圧値での印加中に電流検出手段で検出された電流値と、予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する判定手段と、を具備している。

そして、前記第一態様の充電制御装置においては、以下の第 1 〜第 4ステップによる制御が行われる。

• 第 1ステップ：充電装置にセッ卜された二次電池を前記所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

• 第 2ステップ：二次電池の印加電圧を該所定の充電印加電圧値から前記満充電平衡電圧値に切り換える。

• 第 3ステップ：二次電池を該満充電平衡電圧値で微小時間印加している間に、前記電流検出手段によって二次電池に流れている電流値を検出する。

• 第 4ステップ：前記判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、該電流値が充電完了基準電流値より大きな値であれば、前記第 1ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該電流値が該充電完了基準電流値以下であれば、充電を停止する。

このような充電制御により、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造を傷めない結果、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。特に、この充電装置での主なる充電は、満充電平衡電圧値を超える所定の充電印加電圧値で行うため、かなり大きな充電電流が流れて、充電時間の短縮を図ることができる。また、充電状態のチェックは満充電平衡電圧値で行うため、精確に満充電状態まで充電することができる。

また、本発明の第二態様の二次電池の充電装置は前記第一態様のものと同様であるが、その充電制御装置の記憶手段に、複数の種類の二次電池についての、前記満充電平衡電圧値と、前記所定の充電印加電圧値と、を予め記憶させておき、該充電制御装置に充電する二次電池の種類を入力することにより、該記憶手段のテーブルの中から該二次電池の種類に相当する所定の充電印加電圧値と、満充電平衡電圧値とが選択設定され、この設定した該所定の充電印加電圧値と、該満充電平衡電圧値とにより該二次電池を充電するものである。

この第二態様の二次電池の充電装置では；前記記憶手段のテープルの中から充電する二次電池の種類に相当する所定の充電印加電圧値と、満充電平衡電圧値とを手動で適正に選択することができ、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電を行うことができる。また、この充電装置による充電では、二次電池の内部構造を傷めない結果、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。特に、この充電装置での主なる充電は、満充電平衡電圧値を超える所定の充電印加電圧値で行うため、かなり大きな充電電流が流れて、充電時間の短縮を図ることができる。また、充電状態のチェックは、満充電平衡電圧値で行うため、精確に満充電状態まで充電することができる。

或いは、本発明の第三態様の二次電池の充電装置は、前記第一態様のものと同様の構造であるが、その充電制御装置の記憶手段には

、 n ( nは 2以上の自然数）種類の二次電池についての、前記満充電平衡電圧値と、前記所定の充電印加電圧値と、を記憶したものであり、以下の第 1〜第 8ステップによる制御を行うものである。 • 第 1ステップ：変数を k ( k = l 、 2 、 · · · 、 n ) として、該 kを初期化し、 k = 1 とする。

- 第 2ステップ：充電装置にセッ卜された二次電池を n種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

• 第 3ステップ： k = nのときは、第 6ステップへジヤンプする。 • 第 4ステップ：二次電池を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電している間に、前記電圧検出手段によって二次電池に印加されている電圧値を検出する。

- 第 5ステップ：前記電圧値判定手段によってこの検出した電圧値の比較を行い、該電圧値が該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値よりも大きな値であれば、該 kに 1 を加えたものを新たな kとして前記第 2ステップに戻り、一方、該電圧値が該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値以下であれば、次の第 6ステツプへ移行する。

• 第 6ステップ：二次電池の印加電圧を n種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうち第 k番目に低い満充電平衡電圧値に切り換える。

• 第 7ステップ：二次電池を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値で微小時間印加している間に、前記電流検出手段によって二次電池に流れている電流値を検出する。

• 第 8ステップ：前記電流値判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、該電流値が充電完了基準電流値より大きな値であれば、前記第 2ステップに戻って上記のフローを繰り返し、該電流値が該充電完了基準電流値以下であれば、充電を停止する。

この第 Ξ態様の二次電池の充電装置は、充電対象とする各種類の二次電池について前記第一態様の二次電池の充電装置と同様の効果を奏するとともに、充電過程で、二次電池の種類等を自動的に判別して、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、急速、且つ適正に満充電まで充電を行うことができる。

或いは、本発明の第四態様の二次電池の充電装置は、前記第三態様のものと同様の構造であって、さらに、前記所定の充電印加電圧値での充電中に電圧検出手段で検出された充電電圧値と、その前の回の所定の充電印加電圧値での充電中に電圧検出手段で検出された充電電圧値との差が、予め入力設定された所定の範囲内にあるかを判定する電圧差判定手段を具備し、以下の第 1〜第 8ステップに従つて二次電池の充電を制御するものである。

' 第 1ステップ：変数を k ( k = l 、 2 、 · · · 、 n ) として、該 kを初期化し、 k = 1 とする。

- 第 2ステップ：充電装置にセットされた二次電池を n種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

' 第 3ステップ： k = nのときは、第 6ステップへジャンプする。 • 第 4ステップ：二次電池を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電している間に、前記電圧検出手段によって二次電池に印加されている電圧値を検出する。

• 第 5ステップ：前記電圧差判定手段によって今回該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で充電している間に検出した電圧値と、前回該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で充電している間に検出した電圧値との差が所定の範囲内にあれば、次の第 5ステツプへ移行し、一方、該差が所定の所定の範囲を越えていれば、該 kに 1を加えたものを新たな kとして前記第 2ステップへ戻る。ただし、今回の電圧値の検出が第 1回目のときは、そのまま次の第 6ステップへ移行する。

•第 6ステップ：二次電池の印加電圧を n種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうち第 k番目に低い満充電平衡電圧値に切り換える。

- 第 7ステップ：二次電池を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値で微小時間印加している間に、前記電流検出手段によって二次電池に流れている電流値を検出する。

•第 8ステップ：前記電流値判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、該電流値が充電完了基準電流値より大きな値であれば、前記第 2ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該電流値が該充電完了基準電流値以下であれば、充電を停止する。

この第四態様の二次電池の充電装置も、前記第一態様の二次電池の充電装置と同様の効果を奏するとともに、充電過程で、二次電池の種類等を自動的に判別して、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、急速、且つ適正に満充電まで充電を行うことができる。

或いは、本発明の第五態様の二次電池の充電装置は、二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池の開放電圧を検出する電圧検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えたものであって、前記充電制御装置は、充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値を記憶した記憶手段と、該所定の充電印加電圧値と二次電池の開放電圧との差である差電圧と予め入力設定された所定の判定基準値とを比較判定する差電圧判定手段と、を具備し、以下の第 1〜第

3ステツプに従って二次電池の充電を制御する。

• 第 1ステップ：充電装置にセットされた二次電池を前記所定の充電印加電圧値で所定時間充電した後、印加電圧を遮断する。

• 第 2ステップ：この状態で二次電池の開放電圧を検出し、該所定の充電印加電圧値と該開放電圧との差である差電圧を求める。

• 第 3ステップ：前記差電圧判定手段によってこの求めた差電圧の判定を行い、該差電圧が判定基準値よりも大きいときは、前記第 1 ステップに戻って上記のフローを繰り返し、該差電圧が判定基準値以下のときは、二次電池の充電を停止する。

この第五態様の二次電池の充電装置でも、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造を傷めない結果、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。また、この充電装置では、満充電平衡電圧値を超える所定の充電印加電圧値と二次電池の開放電圧との差電圧を検出するようにしているため、満充電か否かをより正確に判断することができる。さらに、この充電装置での主なる充電は、満充電平衡電圧値を超える所定の充電印加電圧値で行われるため、かなり大きな充電電流が流されることとなり、これによつて充電時間の短縮を図ることができる。

或いは、本発明の第六態様の二次電池の充電装置は、前記第五態様のものと同様であるが、その充電制御装置は、前記差電圧判定手段に代えて、前記電圧検出手段により検出した二次電池の開放電圧と判定基準値である満充電平衡電圧値とを比較判定する判定手段を具備し、以下のステップに従って二次電池の充電を制御することを特徴としている。

• 第 2ステップ：この状態で二次電池の開放電圧を検出する。

' 第 3ステップ：前記判定手段によって該開放電圧の判定を行い、該開放電圧が判定基準値である満充電平衡電圧値よりも小さいときは、前記第 1ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該開放電圧が満充電平衡電圧値以上のときは、二次電池の充電を停止する。

この第六態様の二次電池の充電装置でも、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えるのを防止することができるため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。さらに、この充電装置での主なる充電は、満充電平衡電圧値を超える所定の電圧値で行われるため、かなり大きな充電電流が流されることとなり、これによつて充電時間の短縮を図ることができる。

或いは、本発明の第七態様の二次電池の充電装置は、二次電池に所定の電圧を印加する充電電圧供給手段と、該所定の電圧を印加しているときに二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、この検出された電流値に基づき満充電までの所要充電時間を求める充電時間予測手段と、を備えている。

この第七態様の二次電池の充電装置では、電流値を検出するという容易な方法で、満充電までの所要充電時間を把握することができ、利便性が向上する。

前記所要充電時間を、前記電流検出手段により検出された電流値が、充電完了時に検出される充電完了基準電流値に達するまでの時間として定義し、該電流値が該充電完了基準電流値以下のときに充電を停止するように構成してもよい。

このような構成で充電状態を定期的にチェックすることにより、過充電による化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。

或いは前記所要充電時間経過後に、二次電池の充電を停止するように構成してもよく、このような簡素な構成で確実に充電を停止させることができる。また、これによつて、過充電による化学反応 (酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。

或いは、本発明の第八態様の二次電池の充電装置として、二次電池に所定の電圧を印加する充電電圧供給手段と、該所定の電圧を印加しているときに二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、該電流検出手段による電流値の検出時点での二次電池の充電率を求める充電率導出手段と、を備える二次電池の充電装置を構成してもよい。

この第八態様の二次電池の充電装置では、電流値を検出するという容易な方法で、現時点でどれだけ充電されているのかを示す充電率を把握することができて、利便性が向上する。

このような第七又は第八態様の二次電池の充電装置においては、前記充電電圧供給手段により、二次電池に、前記所定の電圧を超えた電圧を所定時間印加した後、印加電圧を前記所定の電圧に切り換えて、このとき流れる電流値を前記電流検出手段により検出するものとしている。

これにより、二次電池の充電は主に、所定の電圧を超えた電圧値で行うことができるため、比較的大きな充電電流を二次電池に流すことができ、これによつて充電時間の短縮を図ることができる。また、本発明の第九態様の二次電池の充電装置は、二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えた二次電池の充電装置であって、前記充電制御装置は、満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値又は略ピ —ク値を得る充電印加電圧値であって、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値と、を記憶した記憶手段と、前記充電電圧供給手段から供給される充電電圧を該所定の充電印加電圧値、又は該満充電平衡電圧値に切り換える切換手段と、前記電流検出手段により検出された電流値に基づき満充電までの所要充電時間を求める充電時間予測手段と、を具備し

、以下の第 1〜第 6ステツプに従って二次電池の充電を制御する。 • 第 1ステップ：充電装置にセッ卜された二次電池を前記所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

- 第 4ステップ：前記充電時間予測手段によりこの検出された電流値に基づき満充電までの所要充電時間を求める。

• 第 5ステップ：二次電池の印加電圧を該満充電平衡電圧値から前記所定の充電印加電圧値に切り換える。

- 第 6ステップ：前記所要充電時間が経過した後に、二次電池の充電を停止する。

この第 1 2態様の二次電池の充電装置では、二次電池の充電は主に、満充電平衡電圧値を超える所定の充電印加電圧値で行うことができるため、かなり大きな充電電流を二次電池に流すことができ、これによつて充電時間の短縮を図ることができる。また、二次電池に満充電平衡電圧値を印加した場合、いかなる二次電池においても満充電時に検出される電流値は略 0となるため、検出が行い易く、また、満充電までの所要充電時間を正確に求めることができ、利便性が向上する。さらに、前記所要充電時間に達したときに充電を停止するように構成したことによって、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。

或いは、本発明の第十態様の二次電池の充電装置は、二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えたものであって、前記充電制御装置は満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値と、を記憶した記憶手段と、前記充電電圧供給手段から供給される充電電圧を該所定の充電印加電圧値、又は該満充電平衡電圧値に切り換える切換手段と、前記電流検出手段による電流値の検出時点での二次電池の充電率を求める充電率導出手段と、該充電率導出手段により求められた充電率と、予め入力設定された判定基準値とを比較判定する判定手段とを具備し、

以下の第 1〜第 5ステツプに従って二次電池の充電を制御する。 - 第 1ステップ：充電装置にセッ卜された二次電池を前記所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

，第 2ステップ：二次電池の印加電圧を該所定の充電印加電圧値から前記満充電平衡電圧値に切り換える。

• 第 4ステップ：前記充電率導出手段によりこの電流値の検出時点での二次電池の充電率を求める。

• 第 5ステップ：前記判定手段によってこの求めた充電率の判定を行い、該充電率が判定基準値未満で検出されていれば、前記第 1ステツプに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該充電率が該判定基準値以上となったときは、充電を停止する。

この第十態様の二次電池の充電装置では、二次電池の充電は主に、満充電平衡電圧値を超える所定の充電印加電圧値で行うことができるため、かなり大きな充電電流を二次電池に流すことができ、これによって充電時間の短縮を図ることができる。また、二次電池に満充電平衡電圧値を印加した場合、いかなる二次電池においても満充電時に検出される電流値は略 0となるため、検出が行い易く、また、現時点での充電率を正確に求めることができ、利便性が向上する。さらに、前記充電率が所定値に達したときに充電を停止するように構成したことによって、過充電による化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。

また、本発明の第十一態様の二次電池の充電装置は、電源部に二次電池とコンデンザとを並列に接続した回路と、該二次電池とコンデンサとを結ぶ閉ループ回路を遮断/接続する切換手段と、を備え、該閉ループ回路を遮断した状態で、該コンデンサに電源部の電源電圧を所定時間印加して蓄電した後、該閉ループ回路を接続し、該コンデンザに蓄電された電荷を二次電池に転送することで、二次電池を充電するように構成している。

この第十一態様の二次電池の充電装置によれば、二次電池への電荷の注入量がカウントし易くなるとともに、大容量のコンデンサを媒体とすれば、短時間に多くの電荷を二次電池に注入すること、すなわち大電流を流すことができるため、充電時間の短縮を図ることができる。また、高額な大電流回路を必要とせず、しかも制御は極めて容易であるため、低コストで実施可能であるとともに、信頼性の向上を図ることもできる。

また、本発明の第十二態様の二次電池の充電装置は、二次電池に所定の電圧を印加するチェック電源部と、二次電池に通電される電流値を検出する電流検出手段と、この検出した電流値と予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する電流値判定手段と、を備え、前記閉ル一プ回路を遮断した状態で、該チェック電源部により二次電池に所定の電圧を印加し、このとき流れる電流値を検出するとともに、この検出した電流値と所定の充電完了基準電流値とを比較して、該電流値が該充電完了基準電流値よりも大きいときは前記蓄電、転送制御を繰り返し行い、一方、該電流値が該充電完了基準電流値以下のときは、二次電池の充電を停止するように構成している。

この第十二態様の二次電池の充電装置によれば、過度な化学反応 (酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えるのを防止することができるため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。また、前記コンデンサの蓄電期間中に、二次電池の充電状態の観測を行うことができるため一段と充電時間の短縮を図ることができる。そして、前記所定の電圧を満充電平衡電圧値とすることで、いかなる二次電池に対しても、検出された電流値が 0以下となれば満充電状態に達していると判断することができるため、容易かつ正確に満充電か否かを判断することができる。

また、本発明の第十 Ξ態様の二次電池の充電装置は、二次電池の開放電圧を検出する電圧検出手段と、この検出した開放電圧と満充電平衡電圧値とを比較判定する電圧値判定手段と、を備え、前記閉ループ回路を遮断した状態で、二次電池の開放電圧を検出するとともに、この検出した開放電圧と満充電平衡電圧値とを比較して、該開放電圧が満充電平衡電圧値よりも小さいときは、前記蓄電、転送制御を繰り返し行い、一方、該開放電圧が満充電平衡電圧値以上のときは、二次電池の充電を停止するように構成している。

この第十三態様の二次電池の充電装置によれば、過度な化学反応 (酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造に損傷を与えるのを防止することができるため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。また、前記コンデンサの蓄電期間中に、二次電池の充電状態の観測を行うことができるため一段と充電時間の短縮を図ることができる。

また、本発明の第十四態様の二次電池の充電装置は、複数の二次電池を充電するものであって、二次電池に電圧を印加する充電電圧制御手段と、前記二次電池の充電状態を把握する制御手段と、前記制御手段からの充電完了信号に基づいて、充電電圧を印加する二次電池の切り換えを行う電池指定切換手段と、を備えている。

この第十四態様の二次電池の充電装置では、各二次電池は、その充電状態を確認しながら 1個 1個確実に充電が行われるため、未充電の二次電池が生じたり、また、過充電となって過度な化学反応 (酸化還元反応）を引き起こしたりすることなく、全ての二次電池を満充電状態まで適正に充電することができる。また、これによつて、各二次電池の内部構造に損傷を与えるのを防止することができるため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。この第十四態様の充電装置において、前記二次電池の充電状態を把握する際に満充電平衡電圧値を印加するチェック電圧制御手段と、前記充電電圧とチェック電圧との切り換えを行う電圧切換手段と、前記チエツク電圧印加時における二次電池の電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段からの信号に基づいて二次電池の充電状態を把握する制御手段と、を備えるものとしてもよい。

これにより、各二次電池の充電中においては、定期的にチェック電圧を印加して、この際に流れる電流値を検出するという容易な方法で、二次電池の充電状態を把握することができる。これにより、未充電の二次電池が生じたり、また過充電となって過度な化学反応 (酸化還元反応）を引き起こしたりすることなく、全ての二次電池を満充電状態まで適正に充電することができる。

或いは、前記第十四態様の充電装置において、前記充電電圧の印加、又は印加停止の切り換えを行う電圧切換手段と、前記充電電圧の印加停止時における二次電池の開放電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段からの信号に基づいて二次電池の充電状態を把握する制御手段と、を備えるものとしてもよい。

これにより、各二次電池の充電中においては、定期的に充電電圧の印加を停止し、この際に検出される開放電圧を検出するといぅ容易な方法で、二次電池の充電状態を把握することができる。これにより、未充電の二次電池が生じたり、また過充電となって過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こしたりすることなく、全ての二次電池を満充電状態まで適正に充電することができる。

或いは、前記第十四態様の充電装置において、前記二次電池に印加する充電電圧を、充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値としてもよい。

これにより、満充電平衡電圧値を超える所定の充電印加電圧値で充電を行うように構成して、かなり大きな充電電流が二次電池に流されることとなり、複数の二次電池を個別に充電する方法を用いても、個々の二次電池の充電に要する時間を短くすることができるため、結果的に全ての二次電池を充電するのに要する時間の短縮を図ることができる。

或いは、本発明の第十五態様の二次電池の充電装置は、複数の二次電池を充電制御するものであって、

ある一つの二次電池の充電が完了すると、次の未充電の二次電池の充電に切り換える電池切換手段を備え、個別に二次電池の充電を行うように構成されている。

この第十五態様の二次電池の充電装置では、複数の二次電池を 1 個ずつ個別に充電しているため、制御が簡単で、全ての二次電池を確実に充電することが可能となる。

以上の各態様の充電装置においては、前記充電所要時間、若しくは、前記充電率、若しくは、充電完了、又は充電中の二次電池の充電状態を報知する報知手段を備えて、利便性を向上してもよい。

また、本発明の第十六態様の二次電池の充電装置においては、二次電池に充電電流を供給する充電電圧供給手段を備え、該充電電圧供給手段に、複数の二次電池を直列に接続して二次電池群を構成し、ある一つの二次電池が満充電となれば、次の未充電の二次電池の充電を行って、この二次電池群の複数の二次電池の充電を順次行うように構成している。

この第十六態様の二次電池の充電装置によれば、二次電池毎に特性の違いがあっても、各二次電池を充電することができ、充電し'過ぎのものや未充電のものが現れるのを防止できる。これにより、二次電池の本来の性能を十分出せることになり、この電池（パック電源）の寿命を延ばすことができるとともに、パック電源が使用される機器を安定して駆動させることができる。

そして、このような第十六態様の充電装置を、前述の様々な態様の充電装置のうち、高い電圧印加での大電流充電と低く制御した電圧印加での充電とを切り換える構造のもの、例えば第一態様の充電装置に適用することにより、各二次電池は、過度な充電が防止されて満充電状態まで適正に充電が行えるので、各二次電池にとってはいわゆる優しい充電となって、内部構造を傷めることが防止される。これによつて、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができ、コスト面での負担の軽減を図ることができる。さらに、各二次電池を充電する場合、比較的に大きな充電電流を各二次電池に流すことができるので、 1個当りの充電時間の短縮を図ることができる。このため、このような複数個の二次電池を有するパック電源において全体としての充電時間を極めて小さくすることができ、この電源が使用される各種機器がバッテリ不足でもつて駆動できない時間を少なくすることができ、この機器の利用性の向上を図ることができる。さらに、前記第十六態様の二次電池の充電装置は、ある一つの二次電池群の各二次電池の充電を行った後に、この二次電池群と並列に接続された次の二次電池群の各二次電池の充電を行うように構成してもよい。

これにより、複数の並列に接続された二次電池群の各二次電池の充電を行うことができて、大きな出力電圧を得ることができるパック化されたパック電源の充電を行うことができる。

また、前記第十六態様の二次電池の充電装置は、複数の二次電池群の並行した充電を可能に構成してもよい。

これにより、例えば、各二次電池群の充電を同時に開始することができ、全体としての充電時間の短縮を一層図ることができ、このパック電源が使用される機器のバッテリ不足による使用不可時間の短縮を図ることができ、ユーザにとって利用性に優れる。

また、前記第十六態様の二次電池の充電装置は、複数の二次電池群の直列使用と並列使用とを可能に構成してもよい。

これにより、負荷に応じて両使用を使い分けることができ、汎用性に優れる。しかも、各二次電池群の二次電池は、以上のような充電方法により、充電し過ぎのものや未充電のものが現れるのを防止でき、二次電池の本来の性能を十分出せることになり、電池として安定した機能を発揮し、かつ長寿命化を図ることができる。以上の様々な態様のうち、充電制御装置が、満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る充電印加電圧値であつて、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域に達しない所定の充電印加電圧値とを記憶し、これらの電圧値を切り換えて電圧を印加制御する構造の充電装置においては、二次電池を、前記所定の充電印加電圧値で所定時間印加した後であって、印加電圧を前記満充電平衡電圧値に切り換える前に、二次電池の端子間を短絡させる短絡手段を備えるものとしてもよい。

これにより、二次電池の電極界面にチャージした電荷を除去して、電極界面をクリーンな状態にする。これにより、満充電電位への電圧印加がスムーズに行え、さらに、この満充電電位への切換直後の充電電流が安定し、その結果、電流値の測定が正確に行え、適正な充電を図ることができる。

そして、本発明の第十七態様の二次電池の充電装置は、二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池の電池電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段により検出された充電完了後の二次電池の電池電圧値と、満充電平衡電圧値よりも低い再充電電圧値とを比較判定する判定手段と、を備え、該判定手段による判定で、該電池電圧値が該再充電電圧値以下となったときに、該充電電圧供給手段により充電電圧を供給して、再充電を行うように構成されている。

この第十七態様の二次電池の充電装置によれば、充電装置から取り出した二次電池の電池電圧は、いつでも再充電電圧値以上で、使用に適した状態にあり、利便性の向上を図ることができる。

また、この再充電においても、過充電による化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に再充電を行うため、二次電池の内部構造に損傷を与えず、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができるとともに、満充電までの充電時間も短くなる。

また、本発明の第十八態様の二次電池の充電装置は、二次電池の充電状態をチエツクして、所定の充電電圧で所定時間充電する一連の充電動作を繰り返し、前記充電状態のチェックで満充電状態に達したと判断されると充電を停止するように構成したものであって、前記一連の充電動作間に、緩和時間を設けている。

これにより、前記一連の充電動作間に、緩和時間を設けたことで、次の一連の充電動作での満充電状態のチエツクを精確に行うことができ、信頼性が向上する。

さらに、本発明の第十九態様の二次電池の充電装置は、複数の二次電池を充電するものであって、二次電池の充電状態をチヱックした後、所定の充電電圧で所定時間充電する一連の充電動作を各未充電の二次電池ごとに交互に行い、これを 1ターンとして、該夕一ンを繰り返しながら複数の二次電池を充電し、前記充電状態のチエツクで満充電状態に達したと判断された二次電池から充電を停止するように構成したものであって、前記緩和時間は、各二次電池における、先の夕一ンの一連の充電動作の完了から、次のターンの一連の充電動作の開始までの間の時間である。

この第十九態様の二次電池の充電装置では、各二次電池における先の夕一ンの一連の充電動作の完了から、次のターンの一連の充電動作の開始までの間、充電が休止され、この休止期間が緩和時間となり、電極表面が安定して、次のターンでの満充電状態のチェックを精確に行うことができ、信頼性が向上する。

補足すると、二次電池の充電中、電解液と接する電極の表面で電極反応が起こり、この電極反応の過程は、電解液内部から電極表面への反応物の移動と、反応物と電極の間での電子の移動と、電極表面から電解液内部への生成物の移動との同時過程であり、この移動にはかなりの時間を要することから、二次電池の充電休止直後に、満充電状態をチェックすると、電極表面付近で電気泳動している移動過程のイオン等のために、あたかも、満充電状態に達したかのように検知されてしまうことがある。この誤検知を防ぐためにも、緩和時間を設けることは有効であり、この第十九態様の二次電池の充電装置では、各二次電池ごとの充電サイクルの一環として、合理的、且つ効果的に緩和時間が設けられている。

以上の様々な態様の充電装置においては、それぞれに、充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けてもよい。これにより、発熱素子等の発熱部の発熱が抑えられて、二次電池への熱伝達が防がれ、二次電池の内部での過度な化学反応（酸化還元反応）を助長することもなく、また、ユーザが二次電池があたかも発熱したかのように錯覚にとらわれることもない。この結果、二次電池は満充電状態まで適正に充電が行われて、二次電池の内部構造に損傷を与えるのを防止することができ、サイクル寿命を飛躍的に向上させることがきる。

また、本発明の第二十態様の二次電池の充電装置は、充電装置の座部にセットされた二次電池をワンタッチで取り出すための取出手段を設けている。これにより、二次電池を簡単に取り出すことができ、利便性が向上する。

この第二十態様の二次電池の充電装置において、前記取出手段は、ユーザが押し下げ操作する操作部材と、前記座部にセッ卜された二次電池を押し上げる押上部材と、該押上部材を軸支する回動支点軸と、該回動支点軸に取り付けられて該押上部材を反押上方向へ付勢する付勢手段と、を備え、前記操作部材の操作によって、前記座部から前記押上部材のー側部が出没するように構成してもよい。

これにより、ュ一ザが操作部材を操作することで、充電装置の座部から押上部材のー側部が出没して、二次電池をワンタツチで簡単に取り出すことができ、利便性が向上する。

また、前記第二十態様の二次電池の充電装置において、前記取出手段は、前記座部の長手方向一側部を陥没させて構成したものとしてもよい。

これにより、二次電池の長手方向一側部を押し下げると、該ー側部が陥没部に沈み込むととともに、二次電池の長手方向他側部が浮き上がって、該二次電池の両端子の支持が外れ、二次電池が取り出されるようになつている。このようにして、二次電池をワンタッチで簡単に取り出すことができ、利便性が向上する。

次に、本発明の目的は、二次電池の未充電又は過充電を防止しながら、確実な急速充電を行うことが可能で、或いはそのような充電を複数の二次電池について施すことができる二次電池の充電方法を提供することにある。

本発明の第一態様の二次電池の充電方法は、満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る充電印加電圧値であつて、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値とを予め記憶させておき、二次電池を該所定の充電印加電圧値で、所定時間、印加した後、印加電圧を該満充電平衡電圧値に切り換え、該満充電平衡電圧値で印加している間に、二次電池に流れている電流値を検出して、この検出した電流値を充電完了基準電流値と比較し、該電流値が該充電完了基準電流値より大きいときは、再び、二次電池を該所定の充電印加電圧値で印加して、上述のフローを繰り返し、一方、該電流値が該充電完了基準電流値以下のときには、二次電池の充電を停止するものである。

この第一態様の二次電池の充電方法では、過充電による化学反応 (酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池の内部構造を傷めない結果、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。特に、この方法での主なる充電は満充電平衡電圧値を超える所定の充電印加電圧値で行うため、かなり大きな充電電流が流れて、充電時間の短縮を図ることができる。或いは、本発明の第二態様の二次電池を充電方法は、 n ( nは 2 以上の自然数）種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る充電印加電圧値であつて、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値とを予め記憶させておき、. 以下の第 1〜第 8ステップに従って二次電池を充電する。

• 第 1ステップ：変数を k ( k = l 、 2 、 · · · 、 n ) として、該 kを初期化し、 k == 1 とする。

'第 2ステップ：二次電池を n種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

'第 3ステップ： k - ηのときは、第 6ステツプへジャンプする。 '第 4ステップ：二次電池を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電している間に、二次電池に印加されている電圧値を検出する。

•第 5ステップ：この検出した電圧値が該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値よりも大きな値であれば、該 kに 1 を加えたものを新たなとして前記第 2ステップに戻り、該検出した電圧値が該第 k 番目に低い所定の充電印加電圧値以下であれば、次の第 6ステップへ移行する。

•第 6ステップ：二次電池の印加電圧を η種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうち第 k番目に低い満充電平衡電圧値に切り換える。

• 第 7ステップ：二次電池を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値で微小時間印加している間に、二次電池に流れている電流値を検出する。

，第 8ステップ：この検出した電流値が充電完了基準電流値より大きな値であれば、前記第 2ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該検出した電流値が該充電完了基準電流値以下であれば、充電を停止する。

この第二態様の二次電池の充電方法は、前記第一態様の二次電池の充電方法と同様の効果を奏するとともに、充電過程で、二次電池の種類等を自動的に判別して、過充電による化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、急速、且つ適正に満充電まで充電を行うことができる。

或いは、本発明の第三態様の二次電池の充電方法は、 n ( nは 2 以上の自然数）種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値とを予め記憶させておき、以下の第 1〜第 8ステツプに従って二次電池を充電する。

• 第 1ステップ：変数を k ( k = l 、 2 、 * · · 、 η ) として、該 kを初期化し、 k = 1 とする。

•第 2ステップ：二次電池を n種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

'第 3ステップ： k = nのときは、第 6ステップへジャンプする。 • 第 4ステップ：二次電池を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電している間に、二次電池に印加されている電圧値を検出する。

• 第 5ステップ：今回該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で充電している間に検出した電圧値と、前回該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で充電している間に検出した電圧値との差が所定の範囲内にあれば、次の第 6ステップへ移行し、一方、該差が所定の所定の範囲を越えていれば、該 kに 1 を加えたものを新たな kとして前記第 2ステップへ戻る。ただし、今回の電圧値の検出が第 1回目のときは、そのまま次の第 6ステップへ移行する。

• 第 8ステップ：この検出した電流値が充電完了基準電流値より大きな値であれば、前記第 2ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該検出した電流値が該充電完了基準電流値以下であれば、充電を停止する。

この第三態様の二次電池の充電方法も、前記第一態様の二次電池の充電方法と同様の効果を奏するとともに、充電過程で、二次電池の種類等を自動的に判別して、過充電による化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、急速、且つ適正に満充電まで充電を行うことができる。

また、本発明の第四態様の二次電池の充電方法は、充電完了後の二次電池の電池電圧値を監視し、該電池電圧値が、満充電平衡電圧値よりも低い再充電電圧値以下となったときに、再充電を行うものである。

この第四態様の二次電池の充電方法によれば、充電装置から取り出した二次電池の電池電圧は、いつでも再充電電圧値以上で、使用に適した状態にあり、利便性の向上を図ることができる。

或いは、本発明の第五態様の二次電池の充電方法は、二次電池の充電状態をチエツクして、所定の充電電圧で所定時間充電する一連の充電動作を繰り返し、前記充電状態のチェックで満充電状態に達したと判断されると充電を停止するものであり、前記一連の充電動作間に、緩和時間を設けている。

この第五態様の二次電池の充電方法では、前記一連の充電動作間に、緩和時間を設けたことで、次の一連の充電動作での満充電状態のチェックを精確に行うことができ、信頼性が向上する。

或いは、本発明の第六態様の二次電池の充電方法は、複数の二次電池を充電する充電方法であって、二次電池の充電状態をチェックした後、所定の充電電圧で所定時間充電する一連の充電動作を各未充電の二次電池ごとに交互に行い、これを 1ターンとして、該夕ーンを繰り返しながら複数の二次電池を充電し、前記充電状態のチェックで満充電状態に達したと判断された二次電池から充電を停止する。前記緩和時間は、各二次電池における、先のターンの一連の充電動作の完了から、次のターンの一連の充電動作の開始までの間の時間である。

この第六態様の二次電池の充電方法では、各二次電池における先のターンの一連の充電動作の完了から、次のターンの一連の充電動作の開始までの間、充電が休止され、この休止期間が緩和時間となり、電極表面が安定して、次のターンでの満充電状態のチェックを精確に行うことができ、信頼性が向上する。

補足すると、二次電池の充電中、電解液と接する電極の表面で電極反応が起こり、この電極反応の過程は、電解液内部から電極表面への反応物の移動と、反応物と電極の間での電子の移動と、電極表面から電解液内部への生成物の移動との同時過程であり、この移動にはかなりの時間を要することから、二次電池の充電休止直後に、満充電状態をチェックすると、電極表面付近で電気泳動している移動過程のイオン等のために、あたかも、満充電状態に達したかのように検知されてしまうことがある。この誤検知を防ぐためにも、緩和時間を設けることは有効であり、この第六態様の二次電池の充電方法では、各二次電池ごとの充電サイクルの一環として、合理的、且つ効果的に緩和時間が設けられている。

図面の簡単な説明

図 1 は第一実施形態から第八実施形態に係る二次電池 1 の充電装置の構成を示すブロック図である。

図 2は二次電池 1の起電力を測定するための回路図である。

図 3は二次電池 1の充電率ごとの電流一電圧特性を示すグラフである。

図 4は二次電池 1の電流値と所要充電時間との関係を示すグラフである。

図 5は第一実施形態に係る二次電池 1の充電装置による充電制御を示すフローチャートである。

図 6は第一実施形態に係る二次電池 1の端子電圧を切り換えるための回路図である。図 7は第一実施形態に係る二次電池 1の端子電圧の切り換えを示すタイムチャートである。

図 8は第一実施形態に係る二次電池 1の端子電圧の切り換えに伴う印加電圧を示すグラフである。

図 9はニッケル -水素二次電池の電池端子電圧、充電電流、チェック電流の時間経過を示したグラフである。

図 1 0はニッケル一力ドミゥムニ次電池の電池端子電圧、充電電流、チェック電流の時間経過を示したグラフである。

図 1 1は第二実施形態に係る二次電池 1 の充電装置による充電制御を示すフローチヤ一トである。

図 1 2は第二実施形態に係る二次電池 1 の充電装置による充電制御を示すフローチヤ一トである。

図 1 3は第三実施形態に係る二次電池 1の充電装置による充電制御を示すフローチャートである。

図 1 4は第三実施形態に係る二次電池 1の充電装置による充電制御を示すフローチャートである。

図 1 5は二次電池 1の所定の充電印加電圧値 E と開放電圧 E _xとの差である差電圧/ d E _sと所要充電時間との関係を示すグラフである。

図 1 6は第四実施形態に係る二次電池 1 の充電装置による充電制御を示すフローチャートである。

図 1 7は第五実施形態に係る二次電池 1 の充電装置による充電制御を示すフローチャートである。

図 1 8は第六実施形態に係る二次電池 1 の充電装置による充電制御を示すフローチャートである。

図 1 9は第七実施形態に係る二次電池 1 の充電装置による充電制御を示すフローチャートである。

図 2 0は第八実施形態、第九実施形態に係る二次電池 1の充電装置の構成を示すブロック図である。

図 2 1は第八実施形態に係る二次電池 1 の充電装置による充電制御を示すフローチヤ一トである。

図 2 2は第九実施形態に係る二次電池 1の充電装置による充電制御を示すフローチャートである。

図 2 3は二次電池 1の充電装置の第八実施形態、第九実施形態における二次電池 1の充電用の基本電気回路の構成を示した図である。

図 2 4は第十実施形態、第十一実施形態に係る二次電池 1 - 1 · · · の充電装置の構成を示すブロック図である。

図 2 5は第十実施形態に係る二次電池 1 · 1 · · の充電装置による充電制御を示すフローチヤ一トである。

図 2 6は第十一実施形態に係る二次電池 1 · 1 · • の充電装置による充電制御を示すフロ一チヤ一トである。

図 2 7は第十二実施形態に係る二次電池 1 · 1 · • の充電装置の構成を示すブロック図である。

図 2 8は第十二実施形態に係る二次電池 1 · 1 · • の充電装置による充電制御を示すフローチヤ一トである。

図 2 9は第十四実施形態に係る二次電池 1 · 1 · • の充電装置 5 0の構成を示す平面図である。

図 3 0は第十五実施形態に係る二次電池 1 · 1 · • の充電装置 5 0の構成を示す側面断面図である。

図 3 1は第十六実施形態に係る二次電池 1 · 1 · • の充電装置 5 0の取出手段の構成を示す後面断面図である。

図 3 2は第十七実施形態に係る二次電池 1 · 1 · • の充電装置 5 0の取出手段の構成を示す側面断面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下に説明する本発明に係る二次電池の充電装置による充電方法では、充電時には、二次電池の内部構造を損傷させないように、不可逆化学反応領域外で、最も高い印加電圧（所定の充電印加電圧値 ) を印加して二次電池に大電流を流し、定期的に満充電（充電終了時）をチェックしながら充電を行うところに特徴がある。この満充電平衡電圧値での満充電状態のチェックでは、瞬時に精確に満充電状態を判定することができ、この充電方法によれば、充電完了までの時間を 3 0分以内まで短縮することができ、また、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電でき、その結果、二次電池の内部構造を痛めずサイクル寿命を 5 0 0 0回以上に向上させることができる。

まず、本発明に係る二次電池の充電装置の基本的な構成を、図 1 により説明する。

図 1 に示す充電装置は二次電池 1 を充電するものであって、電源部 2、電流検出部 3、電圧検出部 9、プログラム · 演算制御部 4を有している。該電源部 2は商用交流電気を直流に変換する変圧、整流回路を含んでいる。該電流検出部 3は、二次電池 1 に通電される充電電流の電流値を検出する。該電圧検出部 9は、二次電池 1 に印加されている電圧値、又は二次電池 1の充電電圧を検出する。該プログラム · 演算制御部 4は、二次電池 1の充電を制御する充電制御手段であって、ここに該電流検出部 3で検出された電流値、及び該電圧検出部 9で検出された電圧値が送信される。

この充電制御手段であるプログラム ·演算制御部 4は、予め試験などにより求めた二次電池 1の種類又は機種等による満充電平衡電圧値 E _{e q} (図 3参照）と、該満充電平衡電圧値 E _{e q}を超える所定の充電印加電圧値 E _s (図 3参照。充電率が略 0 %の二次電池 1 に印加した電圧を上昇させる中で印加電圧の上昇に対する充電電流の増加の割合（ Δ Ι Ζ Δ Ε ) が減少して該充電電流が上昇しなくなつたときの不可逆化学反応領域 D外での電流ピ一ク値 I _s。に対応する電圧値）とを記憶した記憶手段（メモリ）を具備し、該プログラム · 演算制御部 4には、二次電池 1が満充電に達したか否かの判断や、満充電までの所要充電時間 tの演算等のプログラムが格納されている。

符号 5は、前記プログラム ·演算制御部 4からの指令に基づいて二次電池 1 に印加する電圧、電流の切換制御等を行う電圧 · 電流制御部を示す。すなわち、電圧 . 電流制御部 5は、二次電池 1の充電電圧を所定の充電印加電圧値 E _s又は満充電平衡電圧値 E _{e q}等に切り換える切換手段を構成する。

符号 6は、スター卜指示により、前記電圧 · 電流制御部 5で定められた充電電圧を二次電池 1 に供給する一方、前記プログラム ·演算制御部 4からの終了指示により充電を完了する充電電圧供給部を示す。そして、符号 7は、前記プログラム ·演算制御部 4で演算された所要充電時間 t等を表示するための表示部、符号 8はユーザがスタート操作等を行うための操作部を示す。

なお、本実施の形態では、報知手段の一例として表示部 7により視覚を通じてユーザに所要充電時間 t等を報知するように構成しているが、音声等により報知するように構成してもよく、報知手段の構成は特に限定はしないものとする。

ここで言う、二次電池とは、充放電を繰り返し行うことができる電池をいい、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄え、また逆に蓄えた化学エネルギーを電気エネルギーに変換して利用される。

二次電池 1 のうちで実用的に使用されている代表的なものとしては、ニッケル—カドミウム電池、ニッケル一水素金属電池、リチウムイオン電池、 N A S電池等が挙げられる。

以下、各実施形態に使用するニッケル—力ドミゥム電池について説明する。

ここで、ニッケル一カドミウム電池は、ォキシ水酸化ニッケル ( N i ( O O H ) ) を用いる正極と、カドミウム（C d ) を用いる負極とを、合成樹脂製のセパレー夕で隔離して、アルカリ電解液とともに密閉式の電池容器に収納した蓄電池である。電解質は導電率の高い水酸化カリウムを主成分とする水溶液であり、正極の特性を向上させるため、必要に応じて水酸化リチウムや水酸化ナトリウム等が添加される。

このニッケル一力ドミゥム電池の起電反応式であるが、正極の反応は、次の一般式（化学反応式）で表される。 2 N i (O OH)+H₂0 + 2 e "→ 2 N i (O H) ₂ + 2 O H - また、負極の反応は、次の一般式（化学反応式）で表される。

C d + 2 0H- C d (OH) ₂ + 2 e - 放電において、上記の正極の反応では、ォキシ水酸化ニッケル (N i (O O H) ) と水（H ₂0) 、および正極からの電子（ e -) が反応して、水酸化ニッケル（N i (OH) ₂) が生成する。

一方、負極の反応では、カドミウム（C d ) が、正極で生成されセパレ一夕を透過した水酸化イオン（O H— ) と反応して、水酸化カドミウム（ C d ( O H) ₂) と電子（ e— ) を生成し、この電子 ( e -) は外部負荷を通過して正極へ供給される。

前記サイクルで電子（ e— ) が外部負荷を通過する過程で仕事として利用される。従って、このサイクルが上手く回るということは、正極に水（ H ₂〇）が豊富にあり、生成物である水酸化ニッケル (N i (O H) ₂) の濃度が低く、そして、負極では水酸化カドミゥム（C d (O H) ₂) の濃度が低いことである。これを数式で表現すると次式となる。

E _{e m f} = E ° + ((R · T) F) · 1 n (C _aノ（C_N · C _c))

ここで、 E ^Gは標準起電力であり、正極、負極を構成する物質によって決まる定数で、それらの量には依存しない。ニッケル一力ドミゥム電池の場合、この標準起電力 E °は約 1 . 2 〔 V (ポルト）〕である。また、 Rは気体定数、 Tは絶対温度、 Fはファラデ一数である。

前記の数式が示すように、正極においては、水（H ₂0) の濃度 C _a。が高く、水酸化ニッケル（N i (O H) ₂) の濃度 C_Nが低いほど、起電力 E _{e m f} は大きくなり.、また、負極においては、水酸化カドミウム（C d (OH) ₂) の濃度 C _cが低いほど、起電力 E _{e m f} は大きくなる。起電力 E _{e m f} が大きいことは、蓄電量が大きいことである。

ところで、二次電池 1 の充電状態を的確に知るには図 2に示す回路を形成すればよい。すなわち、二次電池 1 に可変電源 1 1 を接続し、この可変電源 1 1 の電位を、二次電池 1 の起電力 Eと平衡する電位に調整する。すなわち、電流検出部 3 による検出電流が ± 0 〔mA (ミリアンペア）〕となるように可変電源 1 1 を調整し、これにより二次電池 1の起電力 E _{e m f} を間接的に測定する。こうして、二次電池 1 の満充電状態での起電力 E _{e m f} を、その種類又は機種ごとに測定し、そのデータを前記プログラム ·演算制御部 4の記憶手段に入力しておく。

次に、本発明の充電方法を説明する上で基本となる二次電池 1の充電電圧と充電電流との特性について、図 3のグラフに基づいて説明する。

図 3におけるグラフの横軸には電池端子電圧（印加電圧）を、また縦軸には充電電流をとつており、充電率が異なる各二次電池 1の電圧一電流特性をそれぞれ示している。

破線で示すダラフ αは、充電率が略 0 %の二次電池 1の充電時の電圧一電流特性を示しており、この場合は標準電圧 E ^Q (公称電圧）より低い電圧 E _aを印加しても充電電流が流れ出す（充電電流が流れ出す時の印加電圧（電池端子電圧）を開放電圧とする）。

また、開放電圧は充電率が高いほど高くなる。図 3の一点鎖線で示すダラフ βは、充電率が約 5 0 %の二次電池 1の充電時における電圧一電流特性を示しており、印加電圧を（ 0 〔V〕から）上昇させていつたときに二次電池 1 に充電電流が流れ始める開放電圧 Ε _β は、充電率が略 0 %の二次電池 1 の開放電圧 E _aよりも高くなる。図 3の二点鎖線で示すグラフ γは、充電率が約 9 0 %の二次電池 1 の充電時における電圧一電流特性を示しており、開放電圧は Ε _τ ( E _r > E _β ) である。また、図 3の実線で示すグラフ <5は、充電率が略 1 0 0 % ( 1 0 0 %未満）の二次電池 1の充電時における電圧一電流特性を示しており、開放電圧は Ε _δ ( Ε _δ > Ε _r) である。そして、充電率が 1 0 0 %の（満充電状態の）二次電池 1の開放電圧の値が、満充電平衡電圧値 E _{e q} ( E _{e q}> E ₅) である。

二次電池 1は充電率に応じた開放電圧 E _χ ( Ε _α、 Ε _β , Ε _τ、 Ε , 等）を越えると、略印加電圧に比例して充電電流が増大していき、所定の電圧（電圧一電流曲線における変曲点）を過ぎると、印加電圧に対する充電電流の増加率（Δ Ι Ζ Δ Ε ) は減少し、やがて、印加電圧を上昇させても充電電流は全く上昇しなくなり、充電電流は電流ピーク値 I _s。に到達する。

このように、印加電圧に対する充電電流の増加率（Δ I / Δ Ε ) が 0 となったときの電流ピーク値 I _s。に対応する印加電圧値は E _s となり、この所定の充電印加電圧値 E _sは二次電池 1 の種類や二次電池 1の劣化状態などによって決まる二次電池 1に固有の電圧値となる。

前記所定の充電印加電圧値 E _sを超える電圧が印加されると、該二次電池 1 は、内部で活物質の酸化還元反応がさらに進んで、電気分解反応を惹き起こし、負性抵抗特性が現れて、意図しない発熱反応ゃ、膨潤等の異常により、ともすれば二次電池 1の内部構造の破壊に繋がる恐れがある。また、そこまでには至らないにしても、不可逆化学反応が伸展し二次電池 1 のサイクル寿命に大きな影響を与えてしまう。このような、二次電池 1 に悪影響を及ぼす不可逆化学反応が生じるような、充電電流と印加電圧との関係で画定される領域が、図 3にて斜線で示す不可逆化学反応領域 Dである。

なお、この領域 Dでは、グラフ αでわかるように、充電率が略 0 の場合には、印加電圧の上昇にかかわらず充電電流がピーク値 I _s。のまま一定であり、また、グラフ、ァ、 δでわかるように、充電率が高いと印加電圧の上昇とともに充電電流が低くなり、さらにその低下率は充電率が高いほど大きくなる。そして、領域 D内での不可逆化学反応で現れる二次電池 1 の負性抵抗特性は、やがてバルク固有抵抗となり、充電電流は、印加電圧の上昇に比例して上昇する。従って、二次電池 1 の充電においては、該二次電池 1が満充電 (充電率 1 0 0 % ) に至るまで、印加電圧に対する充電電流の相対値がこの不可逆化学反応領域 Dに入らないように印加電圧を制御することが必要となる。ところで、図 3でわかるように、不可逆化学反応領域 Dの最小電圧（反応分水嶺上の電圧）は、充電率が高くなる（充電電流が少なくなる）ほど小さくなる。一方で、二次電池 1の蓄電容量は、充電電流と充電時間との積で求められるので、充電時間を短くしょうとすれば、充電電流を増やすことが必要であり、一定充電率の下では、印加電圧を高めるほど充電電流を増やすことができる。

そこで、満充電まで充電率がいくら高まっても不可逆化学反応領域 Dに入らず、かつ、充電率略 0 %の二次電池 1にて最大限の充電電流が流れるようにすることを考慮すれば、図 3に示す如く、印加電圧の値を E _{e q} (充電率 1 0 0 %での開放電圧）とすることが考えられる。この印加電圧値 E _{e q}を、満充電平衡電圧値とする。

この満充電平衡電圧値 E _{e q}で電圧印加を行うと、充電率が上がるほど充電電流が下がって、満充電状態の判定がしゃすいという利点がある。

これを図 3で説明する。充電率が略 0 %の二次電池 1の端子電圧を、満充電平衡電圧値 E _{e g}に固定して充電すると、最初に I _e。。の充電電流が流れる（グラフ ο;参照）。充電が進み充電率が上昇するに連れて、充電電流は I _{e q}。から減少していき（グラフ i3 、 r参照）、満充電状態（充電率 1 0 0 % ) に至るまで、印加電圧に対する充電電流の相対値が不可逆化学反応領域 Dに達することはない。そして、満充電状態になった時点で充電電流が 0 〔m A〕となるため、充電終了の判定が行いやすいのである。

しかしながら、この二次電池 1 は、充電率の如何にかかわらず (充電率が略 0 %であっても、略 1 0 0 %であっても）、前記の所定充電印加電圧値 E _sの電圧を印加すれば、不可逆化学反応を引き起こすことなく、 I _{e Q}。よりも高いピーク値 I _s。の充電電流を受けるだけのポテンシャルを有しており、このような大充電電流を流すことで、満充電平衡電圧値 E _{e Q}の電圧印加による充電に比べ、充電時間を飛躍的に短くすることができる。

そこで本発明では、ある程度の期間中に、印加電圧値を、不可逆化学反応領域 D外で最も高い充電電流（電流ピーク値 I _s。）を流すことが可能な前記の所定の充電印加電圧値 E _sに固定して大電流充電を行い、適時に印加電圧値を前記の満充電平衡電圧値 E _{e q}に切り換えて充電電流を少なくし、この電圧値での電圧印加中に二次電池 1が満充電状態か否かの判定を行うこととする。

即ち、所定充電印加電圧値 E _sでの充電時には、最初に二次電池 1 をセッ卜した時の充電率が低い段階から充電率が高まるにつれて充電電流は下がることなく、略ピーク値 I _{e Q}。で保持されるので、飛躍的に短期間で充電率を高めることができる。そして、適当な時間帯で満充電平衡電圧値 E _{e q}での電圧印加を行うことで、充電率の高まりに応じて充電電流が低くなり、過充電を防止するとともに、満充電の判定が容易になるのである。

なお、大電流充電のための印加電圧の値は、電流ピーク値 I _s。に対応する前記所定の充電印加電圧値 E _sに限らず、.それよりやや低い電流値に対応する電圧値（< E _S ) でもよい。即ち、図 3に示す如く、充電率略 0 %の二次電池 1 に印加した電圧を上昇させていく中で、該印加電圧に対する充電電流の増加率（Δ Ι Ζ Δ Ε ) が減少して該充電電流が殆ど上昇しなくなった（僅かに上昇している）ときの、不可逆化学反応領域 D外における電流値に対応する充電印加電圧値で充電を行ってもよい。この充電印加電圧値による充電でも、電流ピーク値 I _s。近くの電流が流れて、大電流充電を行うことができる。

前記所定の充電印加電圧値 E _sを設定するに関しては、各種類の二次電池 1 において、充電率の変化にかかわらず変化しない充電電流ピ一ク値 I _s。を得るように、例えば、一定の印加電圧の変化域内で充電電流がピーク値 I _s。に保持される図 3に示す充電率略 0 %の場合の電圧一電流特性のグラフ αをもとに設定してもよい。即ち、印加電圧の上昇とともに上昇する充電電流の増加率が低減して、 0 または略 0になった時の充電電流に対応する印加電圧であって、不可逆化学反応領域 Dに達する手前の電圧値を、所定の充電印加電圧値 E _sとして設定するのである。

(二次電池の充電装置の第一実施形態）

次に、二次電池 1 の充電装置の第一実施形態について説明する。これは、適時に大電流充電から満充電平衡電圧値での充電に切り換え、充電電流の検出に基づいて以後の充電を大電流充電とするか満充電平衡電圧値での充電とするかを判定するという方法を用いたものである。

この第一実施形態の充電装置は、図 1 に示すように構成されており、プログラム ·演算制御部 4には、前記満充電平衡電圧値 E _e。で二次電池 1 を印加中に電流検出部 3で検出されたチエツク電流値 i と、予め入力設定された充電完了基準電流値 J とを比較判定するためのチェック電流値判定プログラムと、該満充電平衡電圧値 E _{e q}での印加中に電流検出部 3で検出されたチェック電流値 i に基づき満充電までの所要充電時間 t を求めるための充電時間予測プログラムとが組み込まれている。即ち、プログラム · 演算制御部 4は、チェック電流値判定手段、及び充電時間予測手段として機能している。このようなプログラム ·演算制御部 4の制御により、この第一実施形態の充電装置は、二次電池 1 に該所定の充電印加電圧値 E _sの (或いはそれよりやや低い）電圧を一定時間 1\印加して、大電流充電を行った後、印加電圧値を該満充電平衡電圧値 E _{e q}に切り換え、この満充電平衡電圧値 E _{e q}で電圧を印加している間に電流値 i を検出し、該電流値 i から満充電までの所要充電時間 t を求め、 L E D、又は L C D等によって該所要充電時間 t を二次電池 1の表示部 7に表示するとともに、前記電流値 i と予め設定した充電完了基準電流値 J とを比較することによって、前記電流値 i の方が大きければ再び前記所定の充電印加電圧値 E _sでの充電を行い、前記電流値 i が充電完了基準電流値 J以下であれば充電を停止するように制御している。

ところで、前記満充電までの所要充電時間 tは、例えば、図 4に示すような電流値 i と所要充電時間 t との関係を示したグラフから求めることができる。

図 4に示すグラフは、満充電平衡電圧値 E _{e Q}の電圧印加時に検出される電流値 i と、満充電までに要する所要充電時間 t との関係を示しており、該所要充電時間 t は、電流検出部 3により検出される電流値 i が充電完了時に検出される充電完了基準電流値 J (例えば、 i = 0 〔m A〕 ) に達するまでの時間である。

充電率が 0 %の二次電池 1 に、満充電平衡電圧値 E _{e q}の電圧を印加したときに検出される電流値 i を I _{e Q}。（図 3参照）とすると、この図 4のグラフは、充電が進むにつれて所要充電時間 tが短くなるとともに、これに伴って検出される電流値も小さくなることを示している。そして、この場合は、検出電流値が i = 0 C m A 3 になつたとき、充電率 1 0 0 %の満充電状態となるため、所要充電時間も t = 0 〔秒〕となる。

従って、このようなグラフに基づくチェック電流値と所要時間との間の換算テーブル、又は該グラフから導出されるチエツク電流値と所要時間との関係式を前記充電時間予測プログラムとして作成しておけば、検出される電流値 i から満充電までの所要充電時間 t を簡単に求めることができる。

次に、この第一実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御の流れを、図 5に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ユーザが充電する二次電池 1の種類を操作部 8からプログラム，演算制御部 4に入力すると、該プログラム ·演算制御部 4中の記憶手段に予め記憶設定されたテーブルの中から、この二次電池 1の種類に相当する所定の充電印加電圧値 E _sと、満充電平衡電圧値 E _{e q}とがそれぞれ選択される（ステップ A 1 ) 。

ここで、前記充電印加電圧値 E _s、及び満充電平衡電圧値 E _{e q}は、ニッケル一カドミウム、ニッケル一水素、リチウムイオン二次電池等の種類と型番によって予め設定される値であり、例えばニッケル一カドミウム二次電池の場合、満充電平衡電圧値 E _{e q}は約 1 . 4 1 〔V〕であり、また、充電印加電圧値 E _sにはそれよりも高い約 1 . 8 0 〔V〕が選択される。

次に、ユーザが操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ A 2 ) 、二次電池 1 に所定の充電印加電圧値 E _sの電圧が、所定時間（一定時間） 1\継続して印加される（ステップ A 3 ) 。

ここで、この印加時間 1\の設定に関しては、充電印加電圧値 E _s を印加した場合における充電電流の時間変化から割出される。そして、この一定時間丁ェ経過後、二次電池 1 を極小時間 T ₂短絡させ (ステップ A 4 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は印加電圧の値を満充電平衡電圧値 E _{e q}に切り換える（ステップ A 5 ) 。

そして、この満充電平衡電圧値 E _{e q}の電圧を微小時間 T ₃印加している間、このとき二次電池 1 に流れている電流値 i (満充電平衡電圧値 E _e。における電流値 i ) を検出する（ステップ A 6 ) 。

次に、前記充電時間予測プログラムにより、この検出された電流値 i から満充電までに要する時間、すなわち、該電流値 i が充電完了基準電流値 J (満充電時に検出されると推測される電流値）に達するまでの所要充電時間 t を求め、この所要充電時間 t を表示部 7 に表示する（ステツプ A 7 ) 。

また、これと同時に、前記チェック電流値判定プログラムにより、この検出された電流値 i と充電完了基準電流値 J とを比較して（ステツプ A 8 ) 、該電流値 i が該充電完了基準電流値 J よりも大きければ、前記ステップ A 3に戻って、上述のフロ一（充電制御）を繰り返し、一方、該電流値 i が該充電完了基準電流値 J以下であれば、二次電池 1が満充電状態に達しているとして、ここで充電を停止する（ステップ A 9 ) 。

ところで、前記の満充電平衡電圧値 E _{e q}の電圧を印加した場合、理論的には、図 3又は図 4のグラフに示すように、充電率 1 0 0 % (満充電状態）で電流値 i は 0 〔m A〕になるが、実際には、電池によって極僅かながらバラツキが生じるため、これによる過充電を防止しょうとすれば、前記充電完了基準電流値 J は 0 〔m A〕よりもやや大きな値、例えば、 1 0 〔m A〕程度で設定するのが好ましい。そして、この場合は、前記所要充電時間 tは、前記電流値 iが 1 0 〔m A〕以下に達するまでの時間となる。

また、前記所定の充電印加電圧値 E _sの電圧が印加される充電時間は、二次電池 1の容量、構造、形状等によって異なるが、例えば、ニッケル一カドミウム二次電池の場合は、約 1 2 0 〔秒〕が選ばれる。また、前記短絡させる極小時間 T ₂は、二次電池 1 の電界面にチャージした電荷を除去して、前記電界面をクリーンな状態にするのに要する時間で決められ、前記と同上の二次電池 1の場合は約 0 . 0 0 1 〔秒〕が選ばれる。また、前記の満充電平衡電圧値 E _{e q}の電圧が印加される微小時間 Τ ₃としては約 0 . 1 〔秒〕が選ばれる。

尚、この微小時間 T ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ Α 4のフローは省略してもよい。

ここで、図 5のフローチャートに示した充電電圧の切り換えは、例えば、図 6 に示す回路を用いて行うことが可能である。図 6 における、符号 1 は二次電池、符号 3は二次電池 1 の充電電流を検出するための電流検出部、符号 9は二次電池 1の印加電圧を検出するための電圧検出部であり、この回路中には、電界効果型トランジスタ ( F E T ) 等のスイッチング素子で構成される第 1ゲート 3 6、第 2ゲ一ト 3 7、第 3ゲ一ト 3 8がそれぞれ介設されている。また、符号 3 1は、印加電圧を二次電池 1 の種類、又は機種ごとに応じた満充電平衡電圧値 E _{e q}に設定変更することが可能な第 1電源（可変電源）、符号 3 2は所定の充電印加電圧値 E ₈を印加することが可能な第 2電源である。

詳述すると、二次電池 1 のプラス端子は第 1ゲート 3 6のェミツ夕と、第 2ゲート 3 7 のェミツ夕と、第 3ゲート 3 8 のコレクタと、電圧検出手段 9のマイナス端子とにそれぞれ共通接続され、第 1ゲ —ト 3 6のコレクタは第 2電源 3 2のプラス端子に接続されて、該第 2電源 3 2のマイナス端子は第 1電源 3 1のプラス端子と、第 2 ゲート 3 7のコレクタに接続されている。また、第 1電源 3 1のマィナス端子に電流検出手段 3のプラス端子が接続され、該電流検出手段 3のマイナス端子に電圧検出手段 9のプラス端子と、二次電池 1のマイナス端子と、第 3ゲート 3 8のェミッタとが共通接続されている。 '

次に、図 6に示す回路を用いて二次電池 1に印加する充電電圧を制御する方法について図 7及び図 8を参照しながら説明する。

まず始めに、前記第 1ゲート 3 6のみを O Nにすることで、二次電池 1に所定の充電印加電圧値 E _sを Tュ時間印加した後、該第 1ゲート 3 6を O F Fして、第 3ゲート 3 8のみを O Nにすることで、 T ₂時間短絡する。このように二次電池 1 の端子間を短絡する短絡手段はゲート 3 6 · 3 7 · 3 8によって構成されて、この短絡によつて電界面の電荷を除去し、次の充電電圧の投入をスムーズにし、また、充電電圧切り換え直後における電流を安定させて、電流測定における精度の向上を図っている。

そして、前記極小時間 Τ ₂経過後、第 3ゲート 3 8を 0 F Fにするとともに、今度は第 2ゲ一ト 3 7 を〇 Νにして、二次電池 1 に満充電平衡電圧値 E _{e q}の電圧を微小時間 Τ ₃印加する。そして、この間に、二次電池 1 の電流値 i の検出を行うとともに、この検出した電流値 i から、満充電か否かの判定、及び満充電までに要する時間 t を求め、該微小時間 T ₃経過後に第 2ゲート 3 7を 0 F Fにする。そして、前記判定の結果、まだ満充電に達していなければ、第 1 ゲ一ト 3 6 を O Nにして充電印加電圧値 E _sを印加するという前記の一連の制御を繰り返し行う一方、満充電状態にあると判定された場合は、ここで充電を停止するように構成されている。

以上のように、第一実施形態の充電装置によれば、二次電池 1の電流値 i を検出することで、その充電状態を定期的にチェックするように構成したことによって、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電を行うことができる。

また、これによつて、二次電池 1 の内部構造に損傷を与えるのを防止することができるため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。さらに、この方法での主なる充電は、満充電平衡電圧値 E _{e q}を超えた所定の充電印加電圧値 E _sで行われるため、かなり大きな充電電流が二次電池 1 に流されることとなり、これによつて充電時間の短縮を図ることができる。

また、前記二次電池 1の電流値 i から所要充電時間 t を求めて、これを表示部 7 に表示するように構成したことによって、ユーザは満充電までに要する時間を知ることができるため、利便性の向上を図ることができる。

さらに、印加電圧を満充電平衡電圧値 E _{e Q}に切り換える前に、この二次電池 1 を短絡させることにより、二次電池 1の電極界面にチヤージした電荷を除去して、電極界面をクリーンな状態にすることができる。これにより、満充電平衡電圧値での電圧印加への移行がスムーズに行え、しかもこの満充電平衡電圧値への電圧値切換直後の充電電流が安定する。その結果、電流値の測定を正確に行うことができ、適正な充電を図ることができる。

(二次電池の充電装置の第二実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第二実施形態について説明する。この第二実施形態の充電装置は、二次電池 1の種類等を入力することなく、自動的に二次電池 1の種類等が判別されて、急速に、満充電まで充電が行えるところに特徴がある。ここで言う、二次電池

1 の種類等とは、ニッケル一カドミウム二次電池とニッケル—水素二次電池などのように、正極、負極を構成する物質が異なる二次電池のみならず、正極、負極を構成する物質が同種で、蓄電容量が異なる二次電池も含むものとする。

二次電池 1の満充電平衡電圧値 E _{e q}と所定の充電印加電圧値 E _s とは、二次電池の種類や蓄電容量などによって異なり、例えば蓄電容量が 1 0 0 0 〔m A h (ミリ ' アンペア ' ァヮ一）〕のニッケル一カドミウム二次電池の満充電平衡電圧値は約 1 . 4 1 〔V〕、所定の充電印加電圧値は約 1 . 8 0 〔V〕となっており、蓄電容量が 2 0 0 0 C m A h 3 のニッケル一水素二次電池の満充電平衡電圧値は約 1 . 4 4 〔V〕、所定の充電印加電圧値は 1 . 6 0 〔V〕となつている。

図 9は、前記の第一実施形態の二次電池 1の充電装置において、満充電平衡電圧値を 1 . 4 4 〔V〕とし、所定の充電印加電圧値を 1 . 6 0 〔V〕として、ニッケル—水素二次電池対応の設定電圧値でニッケル一水素二次電池を充電したときの、電池端子電圧、充電電流、チェック電流の時間経過を示した図であり、図 1 0は同じく第一実施形態の二次電池 1の充電装置において、満充電平衡電圧値を 1 . 4 4 〔V〕、所定の充電印加電圧値を 1 . 6 0 〔V〕として、二ッケルー水素二次電池対応の設定電圧値で、ニッケル一力ドミゥムニ次電池を充電したときの、電池端子電圧、充電電流、チェック電流の時間経過を示した図である。図 9及び図 1 0において、前記ステップ A 3での所定の充電印加電圧値 1 . 6 0 〔V〕を印加する一定時間 T 1 は 5 5秒とし、前記ステップ A 4における短絡は行わないものとして、前記ステップ A 5での満充電平衡電圧値 1 . 4 4 〔V〕を印加する微小時間 T ₃は 5秒とする。

また、図 1 に示す電源部 2 と電圧，電流制御部 5 と充電電圧供給部 6 との間には、所定の抵抗があり、ニッケル一水素二次電池対応の設定では、電源部 2から供給される 2 . 0 〔V〕の電圧は、該電源部 2 と該電圧 · 電流制御部 5 と該充電電圧供給部 6 との間で電圧降下が生じて、ニッケル一水素二次電池の端子間で、約 1 . 6 〔V〕の電圧が印加されるように設計されている。

また、ここで、図 3に示すように、二次電池 1を所定の充電印加電圧値 E _sで印加しているときには、充電率に関わらず二次電池 1 には一定の充電電流（電流ピーク値 I _s。）が流れる。一方、二次電池 1 を所定の充電印加電圧値 E _sよりも低い電圧値で印加しているときには、充電率が上昇するに連れて、二次電池 1 に流れる充電電流は減少していく。

このような特性から、図 9に示すように、ニッケル一水素二次電池対応の設定電圧値でニッケルー水素二次電池を充電したときには、ニッケル一水素二次電池の端子間には、該ニッケル一水素二次電池の所定の充電印加電圧値（ 1 . 6 0 〔V〕 ) に相当する約 1 , 6 〔V〕の電圧が印加されて、該所定の充電印加電圧値に対応する所定の電流（電流ピーク値 I _s。）が通電され、この結果、前記電源部 2 と電圧 · 電流制御部 5 と充電電圧供給部 6 との間での電圧降下値も略一定となる。すなわち、ニッケル一水素二次電池の端子間電圧は充電開始後から充電完了まで 1 . 6 〔V〕を越えることなく略一定となるとともに、充電電流も充電開始後から充電完了まで略一定となり、また、定期的に、ニッケル—水素二次電池の満充電平衡電圧値 1 . 4 4 〔V〕によってチェック電流が適正にチェックされて、該ニッケル一水素二次電池を満充電まで急速、且つ適正に充電することができる。

—方、図 1 0に示すように、ニッケル一水素二次電池対応の設定電圧値で、ニッケル一カドミウム二次電池を充電したときには、充電開始後からしばらくの間、該ニッケル一力ドミゥム二次電池の端子間には 1 . 4 〔V〕から 1 . 6 〔V〕の電圧で印加される。

これは、ニッケル一カドミウム二次電池の所定の充電印加電圧値 ( 1 . 8 0 〔 V〕）よりも低い電圧値であり、この結果、充電率が上昇するに連れて、ニッケル一カドミウム二次電池に流れる充電電流は次第に減少していく。これに伴い、前記電源部 2 と電圧 · 電流制御部 5 と充電電圧供給部 6 との間での電圧降下値も徐々に減少していき、この結果、ニッケル—カドミウム二次電池の端子間に印加される電圧値が次第に上昇していき、やがて、 1 . 6 〔V〕を越えて、充電完了時では約 1 . 8 〔V〕となっている。

そして、また定期的にニッケル一水素二次電池の満充電平衡電圧値 1 . 4 4 〔 V〕によってチェック電流をチェックしているが、このニッケル一水素二次電池の満充電平衡電圧値 1 . 4 4 〔V〕は二ッケル—カドミウム二次電池の満充電平衡電圧値 1 . 4 1 〔V〕よりも高いために、ニッケル一カドミウム二次電池を正確に満充電まで充電することができない。

そこで、第二実施形態の充電装置では、ニッケル一水素二次電池と、ニッケル一力ドミゥムニ次電池とを判別する場合を例に挙げて説明すると、二次電池 1 を、ニッケル一水素二次電池対応の電圧値で、充電と、充電状態のチェックをし、この充電過程で、該二次電池 1の端子電圧が 1. 6 〔V〕を越えたときには、該二次電池 1はニッケル一カドミウム二次電池であると判断して、その後は、該ニ次電池 1 を、ニッケル一カドミウム二次電池対応の電圧値で、充電と、充電状態のチェックを行う。

以下、具体的に説明すると、この第二実施形態の充電装置も、図 1 に示すように構成されており、プログラム ' 演算制御部 4の記憶手段（メモリ）には、複数の二次電池についての、満充電平衡電圧値 E _e。と、所定の充電印加電圧値 E _sとが記憶されている。またプログラム，演算制御部 4には、二次電池 1を満充電平衡電圧値 E _{e Q} で印加中に電流検出部 3で検出されたチェック電流値 i と、予め入力設定された充電完了基準電流値 J とを比較判定する判定手段であるチェック電流値判定プログラムと、二次電池 1 を所定の充電印加電圧値 E _sで充電中に電圧検出部 9で検出された充電電圧値と、該所定の充電印加電圧値 E _sとを比較判定する判定手段である充電電圧値判定プログラムと、が組み込まれている。

なお、この第二実施形態の充電装置におけるその他の構成は、前記第一実施形態の充電装置と略同様であるため、その説明を省略する。

プログラム ·演算制御部 4の記憶手段に、 2種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値 E _{e Q} (E _{e q l} · E _{e Q h}) と、所定の充電印加電圧値 E _s (E _s , · E _h) とが記憶されている充電装置による二次電池 1の充電制御を、図 1 1 に示すフローチヤ一トを参照しながら説明する。

ここで、満充電平衡電圧値については、 E _{e Q l}く E _{e q h}とし、所定の充電印加電圧値については、 E _{S I} <E _{s h}とする。まず、ユーザは操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ B 1 ) 、充電装置にセットされた二次電池 1に 2種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうちの低い方の所定の充電印加電圧値 E _{s l}で所定時間（一定時間） 1\継続して印加される（ステップ B 2 ) 。

そして、二次電池 1 を該低い方の所定の充電印加電圧値 E _s iで一定時間 T i充電している間に、前記電圧検出部 9によって二次電池 1 に印加されている電圧値 eを検出し（ステップ B 3 ) 、前記充電電圧値判定プログラムによりこの検出した電圧値 e の判定を行い

(ステップ B 4 ) 、該電圧値 eが該低い方の所定の充電印加電圧値 E _s 】よりも大きな値であれば、後記のステツプ B 1 0へジャンプし、該電圧値 eが該低い方の所定の充電印加電圧値 E ,以下であれば、次のステップ B 5へ移行する。

前記一定時間 Tェ時間経過後に二次電池 1 を極小時間 T ₂短絡させ

(ステップ Β 5 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は、二次電池 1 の印加電圧を 2種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうちの低い方の満充電平衡電圧値 E _{e q} ,に切り換えて、二次電池 1 を該低い方の満充電平衡電圧値 E _{e q} ,で微小時間 T ₃印加する（ステップ B 6 ) 。

尚、この微小時間 T ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ B 5のフローは省略してもよい。

次に、二次電池 1 をこの低い方の満充電平衡電圧値 E _{e q} ,で微小時間 T ₃印加している間に、前記電流検出部 3 によって二次電池 1 に流れている電流値 i を検出する（ステップ B 7 ) 。

そして、前記チェック電流値判プログラムによってこの検出した電流値 i の判定を行い（ステップ B 8 ) 、該電流値 i が充電完了基準電流値 J より大きな値であれば、前記ステップ B 2に戻って上記のフローを繰り返し、一方、該電流値 i が該充電完了基準電流値 J以下であれば、充電を停止する（ステップ B 9 ) 。

—方、前記ステップ B 4において、二次電池 1 を低い方の所定の充電印加電圧値 E _s ,で一定時間 1\充電している間に、電圧検出部 9により検出した電圧値 eが該低い方の所定の充電印加電圧値 E _s , よりも大きな値であれば、二次電池 1の印加電圧を、 2種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうちの高い方の所定の充電印加電圧値 E _{s h}に切り換え、該高い方の所定の充電印加電圧値 E _{s h}で一定時間 1\継続して印加する（ステップ B 1 0 ) 。

前記一定時間 T i時間経過後に、二次電池 1を、極小時間 T ₂短絡させ（ステップ Β 1 1 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は、二次電池 1の印加電圧を 2種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうちの高い方の満充電平衡電圧値 E _{e Q h}に切り換えて、二次電池 1 を該高い方の満充電平衡電圧値 E _{e Q h}で微小時間 T ₃印加する（ステップ B 1 2 ) 。

尚、微小時間 T ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ B 1 1のフ口一は省略してもよい。

次に、二次電池 1 をこの高い方の満充電平衡電圧値 E _{e q h}で微小時間 T 3印加している間に、前記電流検出部 3によって二次電池 1 に流れている電流値 i を検出する（ステップ B 1 2 ) 。

そして、前記チェック電流値判定プログラムによってこの検出した電流値 i の判定を行い（ステップ B 1 4 ) 、該電流値 i が充電完了基準電流値 Jより大きな値であれば、前記ステップ B 1 0に戻つて上記のフローを繰り返し、一方、該電流値 i が該充電完了基準電流値 J以下であれば、充電を停止する（ステップ B 9 ) 。

以上、プログラム · 演算制御部 4の記憶手段に、 2種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値 E _{e q I} · E _{e q h}と、所定の充電印加電圧値 E _s ！ · E _{s h}とが記憶されている充電装置による二次電池 1の充電制御の説明である。

次に一般に、プログラム · 演算制御部 4の記憶手段に n (nは 2 以上の自然数）種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値 E _{e q} (E _{e q l}、 E _{e Q 2}、 · · · 、 E _{e q n}) 、所定の充電印加電圧値 E _s (E _{s l}、 E _{s 2}、 · · · 、 E _{s n}) とが記憶されている充電装置による二次電池 1の充電制御について図 1 2に示すフローチャートを参照しながら説明する。

ここで満充電平衡電圧値は、 E _{e Q l}く E _{e q 2}、 · · · 、く E _{e q n} とし、所定の充電印加電圧値は、 E _{s l}く E _{s 2}、 · · · 、く E _{s n}とする。

まず、ここで、変数を k ( k = l 、 2 、 · · · 、 n ) として、該 kを初期化し、 k = 1 とする（ステップ C 1 ) 。次に、ユーザが操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ C 2 ) 、充電装置にセットされた二次電池 1 に n種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値 E _kで所定時間 (一定時間） T 継続して電圧が印加される（ステップ C 3 ) 。

ここで、 k = nのときは（ステップ C 4 ) 、後記のステップ C 8 へジャンプし、 k≤ n _ lのときは、二次電池 1 を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値 E _{s k}で一定時間 Tェ充電している間に、前記電圧検出部 9 によって二次電池 1 に印加されている電圧値 eを検出し（ステップ C 5 ) 、前記充電電圧値判定プログラムによりこの検出した電圧値 eの判定を行い（ステップ C 6 ) 、該電圧値 eが該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値 E _{s k}よりも大きな値で検出されていれば、該 kに 1 を加えたものを新たな kとして (ステップ C 7 ) 、前記ステップ C 3に戻り、該電圧値 eが該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値 E _{s k}以下で検出されていれば、ステップ C 8へ移行する。

前記一定時間 T i経過後に、二次電池 1 を極小時間 T ₂短絡させ (ステップ C 8 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は、二次電池 1の印加電圧を n種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうち第 k 番目に低い満充電平衡電圧値 E _{e q k}に切り換え、二次電池 1 を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値 E _{e q k}で微小時間 T ₃印加する（ステツプ C 9 ) 。

尚、この微小時間 Τ ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ C 8のフローは省略してもよい。次に、二次電池 1 を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値 E _{e Q k}で微小時間 T ₃印加している間に、前記電流検出部 3によって二次電池 1 に流れている電流値 i を検出する（ステップ C 1 0 ) 。

そして、前記チェック電流値判定プログラムによってこの検出した電流値 i の判定を行い（ステップ C 1 1 ) 、該電流値 iが充電完了基準電流値 Jより大きな値であれば、前記ステップ C 3に戻って上記のフローを繰り返し、一方、該電流値 iが該充電完了基準電流値 J以下であれば、充電を停止する (ステップ C 1 2 ) 。

以上のように、第二実施形態の充電装置によれば、前記第一実施形態の充電装置と同様の効果を奏するとともに、充電過程で、二次電池 1 の種類等を自動的に判別して、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、急速、且つ適正に満充電まで充電を行うことができる。

(二次電池の充電装置の第三実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第三実施形態について説明する。この第三実施形態の充電装置は、所定の充電印加電圧値 E _sでの充電中に電圧検出部 9で検出された充電電圧値 e と、その前の回の所定の充電印加電圧値 E _sでの充電中に電圧検出部 9で検出された充電電圧値 e との差 eが、予め入力設定された所定の範囲 W内にあるかを判定して、該所定の範囲 Wを越えていれば、他の種別の二次電池 1 に対応する満充電平衡電圧値 E _{e q}と所定の充電印加電圧値 E _sとに切り換えて充電するように構成した点が、第二実施形態の充電装置と異なる点である。

この第三実施形態の充電装置も、図 1 に示すように構成されており、プログラム ·演算制御部 4の記憶手段（メモリ）には、複数の二次電池についての、満充電平衡電圧値 E _{e q}と、所定の充電印加電圧値 E _sとが記憶されている。また、プログラム . 演算制御部 4には、二次電池 1 を満充電平衡電圧値 E _{e q}で印加中に電流検出部 3で検出されたチエツク電流値 i と、予め入力設定された充電完了基準電流値 J とを比較判定する判定手段であるチェック電流値判定プログラムと、前記所定の充電印加電圧値 E _sでの充電中に電圧検出部 9で検出された充電電圧値 e と、その前の回の所定の充電印加電圧値 E _sでの充電中に電圧検出部 9で検出された充電電圧値 eとの差 eが、予め入力設定された所定の範囲 W内にあるかを判定する判定手段である電圧差判定プログラムと、が組み込まれている。

なお、この第三実施形態の充電装置におけるその他の構成は、前記第一実施形態の充電装置と略同様であるため、その説明を省略する。

プログラム · 演算制御部 4の記憶手段に、 2種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値 E _{e q} (E _{e Q l} · E _{e q h}) と、所定の充電印加電圧値 E _s (E _{s i} ' E _{s h}) とが記憶されている充電装置による二次電池 1の充電制御を図 1 3に示すフローチヤ一トを参照しながら説明する。

ここで、満充電平衡電圧値については、 E _{e q l}く E _{e Q h}とし、所定の充電印加電圧値については、 E _s , <E _{s h}とする。

まず、ユーザは操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ D 1 ) 、充電装置にセットされた二次電池 1 に 2種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうちの低い方の所定の充電印加電圧値 E _{s l}で所定時間（一定時間） 1\継続して印加される（ステップ D 2 ) 。

そして、二次電池 1を、該低い方の所定の充電印加電圧値 E _s ,で —定時間 T i充電している間に、前記電圧検出部 9によって二次電池 1 に印加されている電圧値 eを検出して（ステップ D 3 ) 、前記電圧差判定プログラムによつて今回該低い方の所定の充電印加電圧値 E _s ,で充電している間に検出した電圧値 e と、前回該低い方の所定の充電印加電圧値 E _s ,で充電している間に検出した電圧値 e との差 eが所定の範囲 W内にあるかの判定を行い（ステップ D 4 ) 、該差 eが該所定の範囲 W内にあれば、次のステップ D 5へ移行し、該差 I eが該所定の所定の範囲 Wを越えていれば、後記のステツプ D 1 0へジャンプする。ただし、今回の電圧値 eの検出が第 1回目のときは、そのまま次のステップ D 5へ移行する。

前記一定時間 T i経過後に、二次電池 1 を極小時間 T ₂短絡させ (ステップ D 5 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は、二次電池 1 の印加電圧を 2種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうちの低い方の満充電平衡電圧値 E _{e q} ,に切り換えて、二次電池 1 を該低い方の満充電平衡電圧値 E _{e q} ,で微小時間 T ₃、電圧を印加する（ステツプ D 6 ) 。

尚、この微小時間 T ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ D 5のフ口一は省略してもよい。

次に、二次電池 1をこの低い方の満充電平衡電圧値 E _{e q} ,で微小時間 T 3印加している間に、前記電流検出部 3によって二次電池 1 に流れている電流値 i を検出する（ステップ D 7 ) 。

そして、前記チェック電流値判定プログラムによってこの検出した電流値 i の判定を行い（ステップ D 8 ) 、該電流値 i が充電完了基準電流値 J より大きな値であれば、前記ステツプ D 2に戻って上記のフローを繰り返し、一方、該電流値 iが該充電完了基準電流値 J以下であれば、充電を停止する（ステップ D 9 ) 。

一方、前記ステップ D 4において、前記の差 eが前記所定の範囲 Wを越えていれば、二次電池 1の印加電庄を 2種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうちの高い方の所定の充電印加電圧値 E に切り換え、該高い方の所定の充電印加電圧値 E _{s h}で所定時間（一定時間）継続して印加する（ステップ D 1 0 ) 。

前記一定時間 Ί 時間経過後に、二次電池 1を、極小時間 Τ ₂短絡させ（ステップ D 1 1 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は、二次電池 1 の印加電圧を 2種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうちの高い方の満充電平衡電圧値 E _{e q h}に切り換えて、二次電池 1 を該高い方の満充電平衡電圧値 E _{e q h}で微小時間 T ₃印加する（ステップ D 1 2 ) 。

尚、微小時間 T ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ D 1 1 のフ口一は省略してもよい。次に、二次電池 1をこの高い方の満充電平衡電圧値 E _{e q h}で微小時間 T ₃印加している間に、前記電流検出部 3によって二次電池 1 に流れている電流値 i を検出する（ステップ D 1 3 ) 。

そして、前記チェック電流値判定プログラムによってこの検出した電流値 i の判定を行い（ステップ D 1 4) 、該電流値 i が充電完了基準電流値 Jより大きな値であれば、前記ステップ D 1 0に戻つて上記のフローを繰り返し、一方、該電流値 iが該充電完了基準電流値 J以下であれば、充電を停止する（ステップ D 9 ) 。

以上、プログラム ·演算制御部 4の記憶手段に、 2種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値 E _{e Q} , · E _{e q h}と、所定の充電印加電圧値 E _s , · E _{s h}とが記憶されている充電装置による二次電池 1の充電制御の説明である。

次に一般に、プログラム . 演算制御部 4の記憶手段に n (nは 2 以上の自然数）種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値 E _{e Q} (E _{e q l}、 E _{e Q 2}、 · · · 、 E _{e q n}) 、所定の充電印加電圧値 E _s (E _{s l}、 E _{s 2}、 · · · 、 E _{s n}) とが記憶されている充電装置による二次電池 1の充電制御について図 1 4に示すフローチヤ一トを参照しながら説明する。

ここで満充電平衡電圧値は、 E _{e q l} <E _{e q 2}、 · ■ · 、く E _{e q n} とし、所定の充電印加電圧値は、 E _{s l}<E _{s 2}、 · · · 、 <E _{s n}とする。

まず、ここで、変数を k ( k = 1 , 2、 · · · 、 n ) として、該 kを初期化し、 k == 1 とする（ステップ F 1 ) 。次に、ユーザが操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ F 2 ) 、充電装置にセッ卜された二次電池 1 に n種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値 E _{s k}で所定時間 (一定時間） 1 継続して印加される（ステップ F 3 ) 。

ここで、 k = nのときは（ステップ F 4 ) 、後記のステップ F 8 へジャンプし、 k≤ n— 1のときは、二次電池 1 を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値 E _{s k}で一定時間 T i充電している間に、前記電圧検出部 9によって二次電池 1 に印加されている電圧値 eを検出して（ステップ F 5 ) 、前記電圧差判定プログラムにより今回該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値 E _{s k}で充電している間に検出した電圧値 e と、前回該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値 E _{s k} で充電している間に検出した電圧値 e との差 eが所定の範囲 W内，にあるかの判定を行い（ステップ F 6 ) 、該差 eが該所定の範囲 W内にあれば、ステップ F 8へ移行し、該差 eが該所定の所定の範囲" Wを越えていれば、該 kに 1 を加えたものを新たな k として

(ステップ F 7 ) 、前記ステップ F 3へ戻る。ただし、今回の電圧値 eの検出が第 1回目のときは、ステップ F 8へ移行する。

前記一定時間 Tェ経過後に、二次電池 1 を極小時間 T ₂短絡させ

(ステップ F 8 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は、二次電池 1の印加電圧を n種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうち第 k 番目に低い満充電平衡電圧値 E _{e q k}に切り換え、二次電池 1 を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値 E _{e Q k}で微小時間 T ₃印加する（ステツプ F 9 ) 。

尚、この微小時間 T ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ F 8のフ口一は省略してもよい。

次に、二次電池 1 を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値 E _{e Q k}で微小時間 T ₃印加している間に、前記電流検出部 3によって二次電池 1 に流れている電流値 i を検出する（ステップ F 1 0 ) 。

そして、前記チェック電流値判定プログラムによってこの検出した電流値 i の判定を行い（ステップ F 1 1 ) 、該電流値 i が充電完了基準電流値 J より大きな値であれば、前記ステップ F 3に戻って上記のフローを繰り返し、一方、該電流値 i が該充電完了基準電流値 J以下であれば、充電を停止する（ステップ F 1 2 ) 。

以上のように、第三実施形態の充電装置によっても、前記第一実施形態の充電装置と同様の効果を奏するとともに、充電過程で、二次電池 1 の種類等を自動的に判別して、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、急速、且つ適正に満充電まで充電を行うことができる。

(二次電池の充電装置の第四実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第四実施形態を説明する。

この第四実施形態の充電装置では、二次電池 1を所定の充電印加電圧値 E _sで、一定時間印加した後、印加電圧を遮断し、この状態で該所定の充電印加電圧値 E _sと二次電池 1の開放電圧 E _x (E _α、 Ε ₀、 Ε _τ、 Ε _δ等）との差である差電圧 Ε _sを検出して、この検出した差電圧 E _sが所定の判定基準値 K以下となったときに、二次電池 1の充電を停止するように構成した点が、第一実施形態の充電装置と異なる点である。

この第四実施形態の充電装置も、図 1 に示すように構成されており、電圧検出部 9 は二次電池 1の開放電圧を検出するように構成されている。

プログラム · 演算制御部 4には、前記所定の充電印加電圧値 E _s と二次電池 1の開放電圧 E _χ (Ε _α、 Ε _β, Ε _τ、 Ε _δ等）との差である差電圧 E _Sを求める演算手段である差電圧演算プログラムと、該差電圧 E _sに基づき満充電までの所要充電時間 rを求める充電時間予測手段である充電時間予測プログラムと、該差電圧 E _sと予め入力設定された所定の判定基準値 Kとを比較判定する判定手段である差電圧判定プログラムとが、組み込まれている。また、表示部 7では、 L E D、又は L C D等によって差電圧 E _sから求めた所要充電時間てを表示するように構成している。

なお、第四実施形態では、報知手段の一例として表示部 7 により視覚を通じてユーザに所要充電時間 t を報知するように構成しているが、音声等により報知するように構成してもよく、報知手段の構成は特に限定はしないものとする。

ここで、この第四実施形態における判定基準値 Kは、充電印加電圧 E _sと前記二次電池 1が満充電状態にあるときの開放電圧 E _X = E _{e q} (満充電平衡電圧値）との差、すなわち、 K= E _S— E _{e q}の値となる。なお、この第四実施形態での制御を行う際に設計上注意を要するのは、前記開放電圧 E _xの電圧の検知は、一般に電池の平衡電圧を測るときのように計測系に電流が流れない計測系の高ィンピーダンス状態でなければならない。

前記の所要充電時間 τについて説明すると、この所要充電時間ては、例えば、図 1 5に示すような差電圧 E _sと所要充電時間てとの関係を示したグラフから求めることができる。すなわち、充電率が略 0 %における開放電圧は E _x = E _α (図 3参照）であるから、このときの差電圧を E _s = E _s— Ε _α、また、所要充電時間をて = てひとすると、前記グラフは、充電が進むにつれて所要充電時間てが短くなるとともに、これに伴って差電圧 E _sの値も小さくなることを示している。そして、この差電圧 E _Sの値が判定基準値 K (この場合の判定基準値 Kは、 K = E _s _ E _{e q} ) に達したとき、すなわち充電率 1 0 0 %の満充電状態となったとき、前記所要充電時間はて = 0 となる。このように、前記グラフ、又は前記グラフから導出される関係式を予め所要充電時間予測プログラムに作成しておけば、差電圧 E _sの値から満充電までの所要充電時間てを簡単に求めることができる。

なお、この第四実施形態の充電装置におけるその他の構成は、前記第一実施形態の充電装置と略同様であるため、その説明を省略する。

次に、この第四実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御を図 1 6に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ユーザが充電する二次電池 1 の種類を操作部 7からプログラム ' 演算制御部 4に入力すると、該プログラム · 演算制御部 4中の記憶手段に予め記憶設定されたテーブルの中から、この二次電池 1の種類に相当する所定の充電印加電圧値 E _sと、満充電平衡電圧値 E _{e Q}とがそれぞれ選択される（ステップ G 1 ) 。

次に、ユーザは操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ G 2 ) 、二次電池 1 に所定の充電印加電圧値 E _sが所定時間 (一定時間） Ί 継続して印加される（ステップ G 3 ) 。ここで、この一定時間 T\の設定に関しては、前記充電印加電圧 E _sを印加した場合における充電電流の時間変化から割出される。

そして、前記一定時間 1 経過後、今度は充電印加電圧 E _sを T ₄ 時間遮断し（ステップ G 4 ) 、この状態で、二次電池 1の開放電圧 Ε _χ ( Ε _α、 Ε _β、 Ε _τ、 Ε _δ等）を電圧検出部 3で検出する（ステツプ G 5 ) 。次に、前記差電圧演算プログラムにより前記充電印加電圧 E _sと開放電圧 Ε _χとの差電圧 E _sを求める（ステップ G 6 ) 。

そして、前記差電圧判定プログラムによってこの求めた差電圧 E _sの判定を行い（ステップ G 7 ) 、該差電圧 E _sが判定基準値 K よりも大きいときは、前記ステップ G 3に戻って上記のフローを繰り返し、一方、該差電圧 E _Sが判定基準値 K以下のときは、二次電池 1が満充電状態にあることを意味しているため、ここで充電を停止する（ステップ G 8 ) 。

ところで、図 1 6に示すフローチヤ一トには記載していないが、前記ステップ G 6 において求めた差電圧 1 E _sの値から満充電までの所要充電時間てを求めることができる。そして、ここで求めた所要充電時間てを表示部 7に表示することによって、満充電までに要する時間をユーザに知らせることができるため、これによつて利便性が向上する。また、前記所定の充電印加電圧 E _sが印加される充電時間 1\は、二次電池 1 の容量、構造、形状等によって異なるが、例えば単三型のニッケル力ドミゥム、ニッケル水素二次電池の場合は、 6 0 〜 9 0 〔秒〕が選ばれる。また、前記遮断時間 T ₄は、二次電池 1の充電状態から遮断した経過において、電池端子電圧が安定し計測可能な状態に達するのに要する時間で決められ、前記と同上の二次電池 1 の場合については 1 〜 5 〔秒〕が選ばれる。以上のように第四実施形態における二次電池 1 の充電方法によれば、前記のように二次電池 1 に印加する電圧を制御して、二次電池 1の充電状態を定期的に観測するように構成したことによって、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池 1の内部構造に損傷を与えるのを防止することができるため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。また、この方法では、前記所定の充電印加電圧 E _sと二次電池 1の開放電圧 E _xとの差電圧 E _sを検出するようにしているため、満充電か否かをより正確に判断することができる。さらに、この方法での主なる充電は、満充電平衡電圧値 E _e。を超える所定の充電印加電圧 E _sで行われるため、かなり大きな充電電流が流されることとなり、これによつて充電時間の短縮を図ることができる。

(二次電池の充電装置の第五実施形態）次に、二次電池 1の充電装置の第五実施形態を説明する。この第五実施形態の充電装置では、プログラム · 演算制御部 4に、前記満充電平衡電圧値 E _e。と二次電池 1の開放電圧 E _x ( E _a、 E ₀ , Ε _τ、等）との差である差電圧 E _{e Q}と、判定基準値である 0 〔V〕とを比較判定する差電圧判定手段としての比較判定プログラムが組み込まれており、この差電圧 E _{e q}が 0 〔V〕よりも大きければ、前記の充電印加電圧値 E _sを印加するという充電制御を繰り返し行い、該差電圧 E _{e q}が 0 〔V〕以下であれば、満充電状態であるとして充電を停止するように制御した点が、前記第四実施形態と異なる点である。

なお、この第五実施形態におけるその他の構成は、前記第四実施形態と略同様であるため、その説明を省略する。

次に、この第五実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御を図 1 7に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ユーザが充電する二次電池 1 の種類を操作部 7からプログラム · 演算制御部 4に入力すると、該プログラム ·演算制御部 4中の記憶手段に予め記憶設定されたテ一ブルの中から、この二次電池 1の種類に相当する所定の充電印加電圧値 E _sと、満充電平衡電圧値 E _{e q}とがそれぞれ選択される（ステップ H I ) 。

次に、ユーザは操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ H 2 ) 、二次電池 1 に所定の充電印加電圧値 E _sが所定時間 (一定時間） 1 継続して印加される（ステップ H 3 ) 。

そして、一定時間 1 経過後、今度は充電印加電圧 E _sを T ₄時間遮断して（ステップ H 4) 、この状態で二次電池 1の開放電圧 E _x (Ε _α、 Ε _β, Ε _τ、 Ε _δ等）を電圧検出部 3で検出する（ステップ Η 5 ) 。

この第五実施形態におけるステップ Η 1からステップ Η 5までの制御工程は、前記第四実施形態のステップ G 1からステップ G 5までの制御工程と同様であり、次に、前記差電圧演算プログラムにより前記満充電平衡電圧値 E _{e Q}と開放電圧 Ε _χとの差電圧 E _e。を求める（ステップ H 6 ) 。

そして、前記比較判定プログラムによってこの求めた差電圧^ 1 E _{e Q}の判定を行い（ステップ H 7 ) 、該差電圧 E _{e Q}が判定基準値である 0 〔V〕よりも大きいときは、前記ステップ H 3に戻って上記のフローを繰り返し、一方、該差電圧 E _{e q}が 0 〔V〕以下のときは、二次電池 1が満充電状態にあることを意味しているため、ここで充電を停止する（ステップ H 8 ) 。

この第五実施形態の充電方法によれば、いかなる二次電池 1 に対しても、差電圧 l E _{e q}が 0 〔V〕以下となれば満充電状態に達していると判断することができるため、容易かつ正確に満充電に達しているか否かの判断を行うことができる。

なお、この満充電平衡電圧値 E _{e q}と開放電圧 E _xとの差電圧 E _{e q}を求める替わりに、開放電圧 E _xと満充電平衡電圧値 E _{e Q}とを比較して、該開放電圧 E _xが該満充電平衡電圧値 E _{e Q}よりも小さいときは、満充電平衡電圧値 E _e。を超える所定の充電印加電圧 E _sを印加する充電制御を繰り返し行う一方、該開放電圧 E _xが満充電平衡電圧値 E _e。以上のときは、二次電池 1の充電を停止するように構成することも可能である。

(二次電池の充電装置の第六実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第六実施形態について説明する。この第六実施形態の充電装置では、二次電池 1のチェック電流値 i から求めた所要充電時間 tが経過した後に、二次電池 1の充電を停止するように構成した点が、第一実施形態の充電装置と異なる点である。

この第六実施形態の充電装置も、図 1に示すように構成されており、プログラム · 演算制御部 4には、前記満充電平衡電圧値 E _e で二次電池 1 を印加中に電流検出部 3で検出されたチェック電流値 i に基づき満充電までの所要充電時間 t を求める充電時間予測手段である充電時間予測プログラムと、該所要充電時間 t を求めたときから該所要充電時間 tの経過を監視する監視手段である充電完了時間監視プログラムとが組み込まれている。

次に、この第六実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御を図 1 8に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ユーザが充電する二次電池 1 の種類を入力すると、プログラム · 演算制御部 4において、この二次電池 1の種類に相当する所定の充電印加電圧値 E _sと、満充電平衡電圧値 E _{e q}の値とがそれぞれ選択される（ステップ M l ) 。

次に、ユーザが操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ M 2 ) 、二次電池 1 に所定の充電印加電圧値 E _sが所定時間 (一定時間） 1\継続して印加される（ステップ M 3 ) 。

そして、一定時間 1\経過後に、二次電池 1 を、極小時間 T ₂短絡させて（ステップ Μ 4 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は、印加電圧を満充電平衡電圧値 E _e。に切り換え、二次電池 1を、この満充電平衡電圧値 E _{e q}で微小時間 T ₃電圧印加する（ステップ M 5 ) 。

尚、この微小時間 T ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ Μ 4のフローは省略してもよい。

そして、この満充電平衡電圧値 E _{e q}を微小時間 Τ ₃印加している間に、電流検出部 3で二次電池 1 に流れている電流値 i を電流検出部 3で検出する（ステップ M 6 ) 。次に、前記充電時間予測プログラムにより、この検出された電流値 i から満充電までに要する時間、すなわち、該電流値 iが充電完了基準電流値 J (満充電時に検出されると推測される電流値 i ) に達するまでの所要充電時間 t を求め、この所要充電時間 tを二次電池 1の表示部 7に表示する（ステップ M 7 ) 。

この第六実施形態におけるステツプ M 1からステップ M 7までの制御工程は、前記第一実施形態のステップ A 1からステップ A 7までの制御工程と同様であり、次に、前記充電完了時間監視プロダラムにより前記所要充電時間 tが 0 〔秒〕以下であるか否かの判断を行う（ステップ M 8 ) 。このとき、前記所要充電時間 tが 0 〔秒〕よりも大きければ、ステップ M 9に移行して、二次電池 1に所定の充電印加電圧値 E _sを T ₅時間印加し、その後、再びステップ Μ 8に戻って、前記所要充電時間 tが経過したか否かの判断を行う。また、ステップ M 8において、前記所要充電時間 tが 0以下、すなわち、所要充電時間 tが経過していれば、二次電池 1が満充電状態に達しているとして、自動的に充電を停止する（ステップ M l 0 ) 。

なお、この第六実施形態の充電装置におけるその他の構成は、前記第一実施形態の充電装置と略同様であるため、その説明を省略する。

ここで、図 9に示す制御フローチャートにおいては、一旦、前記電流値 i から所要充電時間 t を求めた後は、この時間 tが経過するまでは前記二次電池 1 に所定の充電印加電圧値 E _sを印加する充電を継続して行い、前記所要充電時間 t経過後に自動的に充電を停止するように構成したが、前記ステップ M 8において、前記所要充電時間 tが 0 〔秒〕よりも大きければ、ステップ M 3に戻って前記一連の充電制御を繰り返し行い、前記所要充電時間 tが 0 〔秒〕以下となったときに充電を停止するように構成することも可能である。以上のように、所要充電時間 t経過後に自動的に充電を停止するように構成すれば、簡素な構成で確実に充電を停止させることが可能となる。またこれによつて、過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池 1 の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができるとともに、充電時間の短縮を図ることもできる。さらに、ユーザは満充電までに要する時間を知ることができるため、これによつて.利便性の向上を図ることができる。

(二次電池の充電装置の第七実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第七実施形態について説明する。この第七実施形態の充電装置では、二次電池 1のチェック電流値 i から求めた充電率が所定値に達した後に、二次電池 1 の充電を停止するように構成した点が、第一実施形態の充電装置と異なる点である。

この第七実施形態の充電装置も、図 1に示すように構成されており、プログラム ·演算制御部 4には、前記満充電平衡電圧値 E _e。で二次電池 1 を印加中に電流検出部 3によるチエツク電流値 i の検出時点での二次電池 1の充電率を求める充電率導出手段である充電率導出プログラムと、該充電率導出プログラムにより求められた充電率と予め入力設定された判定基準値 Lとを比較判定する判定手段である充電率判定プログラムとが組み込まれている。

前記の図 4は、満充電平衡電圧値 E _{e q}印加時に検出される電流値 , i と、満充電までに要する所要充電時間 t との関係を示すグラフであり、充電率は、該グラフに基づくチェック電流値と充電率との間の換算テーブル、又は該グラフから導出されるチエツク電流値と充電率との関係式を、充電率導出プログラムに作成しておくことで、容易に求めることができる。

次に、この第七実施形態の充電装置による二次電池 1 の充電制御を図 1 9 に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ユーザが充電する二次電池 1.の種類を入力すると、プログラム ·演算制御部 4において、この二次電池 1 の種類に相当する所定の充電印加電圧値 E _sと、満充電平衡電圧値 E _{e q}の値とがそれぞれ選択される（ステップ N 1 ) 。

次に、ユーザが操作部 8を操作して充電開始操作を行うと（ステップ N 2 ) 、二次電池 1 に所定の充電印加電圧値 E _sが所定時間 (一定時間）継続して印加される（ステップ N 3 ) 。そして、前記一定時間経過後、二次電池 1 を、極小時間 τ ₂短絡させ（ステップ Ν 4 ) 、電界面の電荷を除去した上で、今度は、印加電圧を満充電平衡電圧値 E _{e q}に切り換え、二次電池 1 をこの満充電平衡電圧値 E _{e q}で微小時間 T ₃電圧印加する（ステップ Ν 5 ) 。

尚、この微小時間 Τ ₃の設定を 1秒以上とした場合には、前記のステップ Ν 4のフ口一は省略してもよい。

そして、この満充電平衡電圧値 E _{e q}を微小時間 Τ ₃印加している間に、電流検出部 3で二次電池 1 に流れている電流値 i を電流検出部 3で検出する（ステップ N 6 ) 。この第七実施形態におけるステップ N 1からステップ N 6までの制御工程は、前記第一実施形態のステップ A 1からステップ A 6までの制御工程と同様であり、次に、前記充電率導出プログラムにより、この検出された電流値 i から充電率を求め、この求めた充電率を二次電池 1の表示部 7 に表示する (ステップ N 7 ) 。

そして、前記充電率判定プログラムによって、この求めた充電率の判定を行い（ステップ N 8 ) 、該充電率が判定基準値 L (例えば、 9 5 %など）未満で検出されていれば、前記ステップ N 3に戻って上記のフローを繰り返し、一方、該充電率が該判定基準値 L以上となったときは、充電を停止する。

なお、この第七実施形態の充電装置におけるその他の構成は、前記第一実施形態の充電装置と略同様であるため、その説明を省略する。

以上のように、充電率が該判定基準値 L以上となったときに自動的に充電を停止するように構成すれば、簡素な構成で確実に充電を停止させることが可能となる。またこれによつて、過度な化学反応 (酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行え、二次電池 1 の内部構造に損傷を与えないため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができるとともに、充電時間の短縮を図ることもできる。

さらに、ュ一ザは満充電までに要する時間を知ることができるため、これによつて利便性の向上を図ることができる。

(二次電池の充電装置の第八実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第八実施形態について説明する。この第八実施形態の充電装置は、図 2 0に示すように構成されており、符号 1は二次電池であり、符号 1 2は電源部で、該電源部 1 2は商用交流電気を直流に変換する変圧、整流回路を含んでいる。また、符号 1 3は大容量のコンデンサ（電解コンデンサ、電気二重層コンデンサ等）であり、電源部 1 2に並列にコンデンサ 1 3 と二次電池 1 とが接続されている。さらに、電源部 1 2 とコンデンサ 1 3 とを結ぶ回路にはスィッチ 1 7が、また、コンデンサ 1 3 と二次電池 1 とを結ぶ回路にはスィツチ 1 8がそれぞれ介設されている。また、符号 1 4は二次電池 1の電流を検出するための電流検出部であり、該電流検出部 1 4で検出された電流値 i を制御部 1 5に送信するように構成している。ここで、制御部 1 5では、各スィッチ 1 7 、 1 8の開閉操作や、二次電池 1が満充電に達したか否かの判断等が行われる。すなわち、制御部 1 5には、電流検出部 1 4で検出した電流値 i と予め入力設定された充電完了基準電流値 J とを比較判定する電流値判定手段である電流値判定プログラム等が組み込まれている。また、符号 1 6は制御部 1 5からの指令に基づいて二次電池 1にチヱック電圧を印加するためのチェック電源部である。

第八実施形態の充電装置を用いて二次電池 1 を充電する方法としては、まず、図 2 0に示す回路中の切換手段であるスィッチ 1 7を閉、スィッチ 1 8を開とした状態でコンデンサ 1 3に所定の電源電圧を一定時間 T ₆印加して蓄電を行い、その後スィッチ 1 7 を開、スィッチ 1 8を閉に切り替えて、コンデンサ 1 3に蓄電された電荷を二次電池 1 に転送するという制御を繰り返し行うことによって、二次電池 1 を充電するように構成している。この際、二次電池 1が満充電状態に達しているか否かを判断する方法としては、コンデンサ 1 3の蓄電時、すなわち、コンデンサ 1 3 と二次電池 1 とを結ぶ回路が遮断された状態において、二次電池 1 にチェック電圧 E _cを印加し、このとき二次電池 1 に流れる電流値 i を検出することによつて、二次電池の満充電状態を把握するように構成している。

次に、この第八実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御を図 2 1 に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ユーザは図示せぬ操作部を操作して充電開始操作を行うと (ステップ P 1 ) 、制御部 1 5からの指令に基づいて、図 2 0に示す回路中のスィッチ 1 7を閉じて、スィッチ 1 8を開くように制御される（ステップ P 2 ) 。

次に、前記大容量のコンデンサ 1 3に所定の電源電圧、例えば、満充電平衡電圧値 E _{e q}を超える電圧が所定時間（一定時間） T ₆継続して印加され（ステップ Ρ 3 ) 、これによつてコンデンサ 1 3に電荷が蓄電される。

また、この際、前記コンデンサ 1 3 との接続が遮断された状態にある二次電池 1 に、チェック電源部 1 6によるチェック電圧、すなわち、この第八実施形態においては満充電平衡電圧値 E _{e Q}が印加され（ステップ P 4 ) 、このとき二次電池 1 に流れる電流値 iが電流検出部 5で検出される（ステップ P 5 ) 。

次に、前記電流値判定プログラムにより、この検出された電流値 i と、予め設定された充電完了基準電流値 J (充電完了時に検出されると考えられる電流値）とを比較して（ステップ P 6 ) 、該電流値 i が該充電完了基準電流値 J よりも大きければ、ステップ P 7に移行して、今度は回路中のスィッチ 1 7を開いて、スィッチ 1 8を閉じるように制御される。すると、前記コンデンサ 1 3に蓄えられていた電荷が二次電池 1 に転送され、これによつて二次電池 1の充電が行われる（ステップ P 8 ) 。そして、 T₇時間経過後、再ぴステツプ Ρ 2に戻って、スィッチ 1 7、 1 8の開閉切り換えを行い、コンデンサ 1 3への蓄電、転送等の前記制御が繰り返し行われる。 —方、前記ステップ Ρ 6において検出された電流値 i が充電完了基準電流値 J以下となれば、二次電池 1は満充電状態にあるとして、ここで充電が停止されるように制御されている（ステップ P 9 ) 。ところで、前記チェック電圧に満充電平衡電圧値 E _e。を用いた場合、図 3のグラフに示したように、充電率 1 0 0 % (満充電状態）で電流値 i が略 0になるため、判定が行い易く実施に好適である。しかしながらこの場合も、実際には二次電池によって極僅かながらパラツキが生じるため、これによる過充電を防止しょうとすれば、前記充電完了基準電流値 Jの値としては 0 m Aよりもやや大きな値、例えば、 1 0 m A程度で設定するのが好ましい。

以上のように、第八実施形態における二次電池 1の充電方法によれば、一旦コンデンサ 1 3に蓄えた電荷を、二次電池 1 に転送することで充電を行うように構成したことによって、二次電池 1への電荷の注入量がカウントし易くなるとともに、大容量のコンデンサ 1 3を媒体としているため、短時間に多くの電荷を二次電池 1 に注入すること、すなわち大電流を流すことができ、これによつて充電時間の短縮化を図ることができる。また、二次電池 1 には定期的に満充電平衡電圧値 E _{e Q} (チェック電圧）が印加され、この際に流れる電流値 i を検出することで、二次電池 1 の充電状態を把握するように構成されているため、二次電池 1が過充電となって過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく満充電状態まで適正に充電することができる。この結果、二次電池 1の内部構造に損傷を与えるのを防止し、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。またこの際、二次電池 1 には、前記電源部 1 2 とは別に設けられたチェック電源部 1 6からチェック電圧が印加されるように構成されているため、前記コンデンサ 1 3の蓄電期間中に二次電池 1の充電状態の観測を行うことが可能となり、一段と充電時間の短縮を図ることができる。さらにこの充電方法によれば、高額な大電流回路を必要とせず、回路構成が簡単であるとともに、その制御方法も極めて容易であるため、信頼性の向上を図ることもできる。

以上、二次電池 1の充電装置の第八実施形態の具体的な実施の形態について説明をしたが、前記実施の形態に限定されるものではなく、この請求の範囲内で種々変更して実施することが可能である。すなわち、前記第八実施形態においては、二次電池 1に満充電平衡電圧値 E _{e Q}を印加したときの電流値 i を検出するように構成したが、印加する電圧は前記満充電平衡電圧値 E _{e Q}に限定するものではない。さらに、前記第八実施形態のように電源部 1 2 とは別にチェック電源部 1 6を設ければ、コンデンサ 1 3の蓄電期間を利用して、二次電池 1の充電状態の観測を行うことができるため好ましいが、前記二次電池 1 に電源部 1 2で制御された電圧を印加するように構成することも可能である。

(二次電池の充電装置の第九実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第九実施形態について説明する。この第九実施形態の充電装置においては、前記第八実施形態における図 2 0のチェック電源部 1 6を削除するとともに、前記電流検出部 1 4の替わりに電圧検出部を設け、前記二次電池 1 の電圧を測定することによって二次電池 1が満充電状態に達しているか否かを判断するように構成した点が異なる。この第九実施形態の充電装置の制御部 1 5には、前記満充電平衡電圧値 E _{e q}と二次電池 1 の開放電圧 Ε _χ ( Ε _α、 Ε β、 Ε _γ、 Ε _β等）とを比較判定する電圧値判定手段としての電圧値判定プログラムが組み込まれている。

具体的な判定方法としては、前記コンデンサ 1 3の蓄電時、すなわちコンデンサ 1 3 と二次電池 1 とを結ぶ回路が遮断された状態において、二次電池 1 の開放電圧 Ε _χ ( Ε _α、 Ε ₀ , Ε _τ、 Ε _δ等）を検出し、このとき検出された開放電圧 Ε _χが満充電平衡電圧値 E _{e q}よりも小さければ充電を継続し、満充電平衡電圧値 E _{e q}以上であれば、充電を停止するように構成している。

次に、この第九実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御を図 2 2に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ユーザは図示せぬ操作部を操作して充電開始操作を行うと (ステップ Q 1 ) 、制御部 1 5からの指令に基づいて、図 2 0に示す回路中のスィッチ 1 7を閉じて、スィッチ 1 8を開くように制御される（ステップ Q 2 ) 。次に、前記大容量のコンデンサ 1 3に所定の電源電圧、例えば、満充電平衡電圧値 E _{e q}を超える電圧が所定時間（一定時間） T ₆継続して印加されて（ステップ Ρ 3 ) 、これによつてコンデンサ 1 3 に電荷が蓄電される。

また、この際、前記コンデンサ 1 3 との接続が遮断された状態にある二次電池 1の開放電圧 E _x (E _a、 Ε ₀、 Ε _τ、 Ε _δ等）が電圧検出部で検出される（ステップ Q 4 ) 。次に、前記電圧値判定プログラムによりこの検出された開放電圧 Ε _χと満充電平衡電圧値 E _{e q}とを比較して（ステップ Q 5 ) 、該開放電圧 E _xが満充電平衡電圧値 E _{e Q}よりも小さければ、ステップ Q 6に移行して、今度は回路中のスィッチ 1 7 を開いて、スィッチ 1 8を閉じるように制御される。すると、前記コンデンサ 1 3に蓄えられていた電荷が二次電池 1 に転送され、これによつて二次電池 1の充電が行われる（ステップ Q 7 ) 。そして T ₇ 時間経過後、再びステップ Q 2に戻ってスィッチ 1 7、 1 8の開閉切り換えを行い、コンデンサ 1 3への蓄電、転送等の前記制御が繰り返し行われる。一方、前記ステップ Q 5において、検出された開放電圧 E _xが満充電平衡電圧値 E _{e q}以上となれば、二次電池 1 は満充電状態にあるとして、ここで充電が停止されるように制御されている（ステップ Q 8 ) 。なお、この第九実施形態におけるその他の構成、及び作用効果は、前記第八実施形態と略同様であるため、その説明を省略する。

次に、この二次電池 1の充電装置の第八実施形態、第九実施形態における二次電池 1の充電の基本回路の構成を示した図 2 3 ( a) 〜（ c ) の各等価回路をもとに、過渡現象理論に従って、 1回の蓄電で二次電池 1 に転送される電荷量と、満充電までに要する充電時間とを理論的に求めた。その結果を以下に示す。ここで図 2 3 ( a ) は、前記図 2 0のブロック図における充電の基本回路構成を示した等価回路であり、同図（b) は前記回路中のスィッチ 1 7を閉、スィッチ 1 8を開として、コンデンサ 1 3の蓄電を T ₆時間行う場合の等価回路を、また、同図（ c ) はスィッチ 1 7 を閉、スィツチ 1 8を開として、前記コンデンサ 1 3に蓄えられた電荷を二次電池 1に T ₇時間転送する場合の等価回路を示している。また、図における Eは電源電圧、 rは電源 2の内部抵抗、 Cはコンデンサ 1 3の静電容量、 Rは二次電池 1の内部抵抗であり、コンデンサ 1 3 の残留電荷による初期電圧を Vとすると、 1回目の蓄電で二次電池 1 に転送される電荷量 (^ェは次式（ 1 ) で表される。

Q, = C- (E-V)e-^T,/rC- (l-e-^T2/RC) · · · ( 1 )

また、同様に 2回目の蓄電で二次電池 1 に転送される電荷量 Q ₂ を次式（ 2 ) に示す。

Q₂=C- {E-(E-V)e-^T1/rC-e"^n/RC} -e-^T1/rC- (l-e- ^/RC) · · · ( 2 ) さらに、同様に、 3回目の蓄電で二次電池 1 に転送される電荷量 Q ₃を次式（ 3 ) に示す。

Q₃=C- [E - {E—(E - V)e-^T1/rC'e—^T2/RC} ,e_^T1/rC'e— ^T2/RC] .6—^τ1/Γ" (ト e- ^T2/Rc) • · · ( 3 )

前記（ 1 ) 〜（ 3 ) に示す式から、一般に n回目の蓄電で二次電池 1 に転送される電荷量 Q _nを次式（ 4 ) に示す。

Q_n-C- [Ε· {l-e-^(a+b) + e-^2{a+b)-e-^3(a+b)- · ·+ (— 1) . _e-(n-i) ("b)

+ (-1) n.V.e- (n-l) (a + b)} ._e- a . (卜 _e-b) - . . ( 4 ) ここで、上記（ 4) 式における a ^ T i/ r C, b = T ₂ Z R Cを示している。これより、電源 2の内部抵抗 rを 1 〔Ω〕、電源電圧 Εを 5 0 〔V〕、二次電池 1の内部抵抗 Rを 1 〔Ω〕、コンデンサ 1 3の静電容量 Cを 1 〔 F (ファラド）〕、コンデンサ 1 3の初期電圧 Vを 0 〔V〕、時間 Τ ₂をそれぞれ 1 〔秒〕と仮定した場合における各電荷量 Q ₂、 Q ₃を求めと、 Q ^ l l . 6 3

〔 C (クーロン）〕、 0 0 〔 C〕、 Q 3 = 1 0 . 2 6

〔C〕という値が得られる。これより、二次電池 1 に転送される平均電荷量を 2秒当り約 1 0 . 0 0 〔 C〕と仮定すると、 1 6 0 0

〔mA h〕の二次電池を充電するのに要する時間は、約 5分で充電兀とな。

(複数二次電池の充電装置の第十実施形態）次に、複数の二次電池 1 · 1 · · · を充電対象とする充電装置の第十実施形態について説明する。

図 2 4は二次電池 1 · 1 · · · の充電装置の第十実施形態に使用する充電装置のブロック図であり、この第十実施形態に係る充電装置は、複数の二次電池 1 · 1 · · · の充電を行うものである。

図 2 4において、符号 2 0は複数の二次電池 1 · 1 · · · が並設して収納された二次電池ボックス、符号 2 2は電源部であり、該電源部 2 2は商用交流電気を直流に変換する変圧、整流回路を含んでいる。また、符号 2 3は二次電池 1 に印加する充電電圧を制御する充電電圧制御部、符号 2 4は二次電池 1 の充電状態を把握する際に印加するチェック電圧を制御するチェック電圧制御部である。さらに、符号 2 5は、前記チェック電圧印加時における二次電池 1の電流を検出するための電流検出部であり、該電流検出部 2 5で検出された電流値を制御手段である制御部 2 6に送信するように構成している。

ここで、制御部 2 6では、各二次電池 1が満充電に達したか否かの判断や、印加電圧、及び二次電池 1 の切り換え指令、充電された二次電池 1 の個数等のカウント、及び満充電までの所要充電時間 t の演算等が行われる。すなわち、この制御部 2 6には、満充電平衡電圧値 E _{e q}で二次電池 1 を印加中に電流検出部 2 5で検出されたチェック電流値 i と、予め入力設定された充電完了基準電流値 J とを比較判定する判定手段であるチェック電流値判定プログラム、該満充電平衡電圧値 E _{e Q}での印加中に電流検出部 3で検出されたチエツク電流値 i に基づき満充電までの所要充電時間 t を求める充電時間予測手段である充電時間予測プログラム、充電された二次電池 1の個数を数えるカウントプログラム等が組み込まれている。

また、符号 2 7は、制御部 2 6からの指令に基づいて二次電池 1 に充電電圧を供給するか、又はチェック電圧を供給するかの切り換えを行う電圧切換部である。さらに、符号 2 8は制御部 2 6からの充電完了信号に基づいて、ある二次電池 1 に接続された前記充電電圧制御部 2 3やチェック電圧制御部 2 4等を含む回路の接続を、他の未充電の二次電池 1に切り換える電池指定切換部である。さらに、符号 2 9は、制御部 2 6で演算された所要充電時間 t、又は充電中か充電完了かを表示するための表示部である。

なお、第十実施形態では、報知手段の一例として表示部 2 9により視覚を通じてユーザに所要充電時間 t等を報知するように構成しているが、音声等により報知するように構成してもよく、報知手段の構成は特に限定はしないものとする。

この第十実施形態においては複数の二次電池 1 · 1 · · · を、個別に一個一個充電するように構成している。前記二次電池 1の充電特性に鑑み、以下のような制御を行うことによって、前記二次電池 1に損傷を与えることなく急速充電を行うように構成している。

すなわち、この第十実施形態においては、並設された N個の二次電池 1のうち、まず 1つ目の二次電池 1 に、前記所定の充電印加電圧値 E _sで一定時間 Tェ印加する大電流充電を行った後、今度は印加電圧を該所定の充電印加電圧値 E _sよりも低いチェック電圧 E _cに切り換えて、該チェック電圧 E cで微小時間 T ₂印加する。ここで、このチェック電圧 E _eには前記満充電平衡電圧値 E _{e q}を用いるのが好ましい。

そして、前記チェアク電圧 E c印加時における電流値 i を検出し、この電流値 i と、予め設定した充電完了基準電流値 J (すなわち、充電完了時に検出されると考えられる電流値）とを比較することによって、該電流値 i の方が大きければ再び前記充電印加電圧値 E _s での充電を行い、該電流値 i が充電完了基準電流値 J以下であれば、満充電状態にあるとして前記 1つ目の二次電池 1 の充電を停止する。このとき、制御部 2 6から充電完了信号を受けた電池切換手段である電池指定切換部 2 8は、前記二次電池 1から、次の未充電の二次電池 1 に回路を切り換え、前記と同様の充電制御を行う。そして、この充電制御は N個の二次電池 1全てが充電完.了となるまで繰り返し行われるように構成されている。また、この第十実施形態においては、前記電流値 iから二次電池 1の充電中、又は充電完了、又は満充電までの所要充電時間 t を求め、これを二次電池 1 の表示部 1 9 (表示手段）に L E D、又は L C D等によって表示するように構成している。

次に、この第十実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御を図 2 5に示すフローチャートを参照しながら説明する。

この第十実施形態では N個の二次電池 1を充電する場合について述べる。

まず、充電された二次電池 1 の個数を示す m ( m = 0 、 1 、 2 、 · · · 、 N ) の値に初期値として 0 を代入する（ステップ R 1 ) .

次に、前記 mの値に m + 1 を代入し（ステップ R 2 ) 、ステップ R 3に移行する。ステップ R 3において、ユーザが図示せぬ操作部を操作するなどして充電開始操作を行うと、前記二次電池 1 に満充電平衡電圧値 E _e。を超える所定の充電印加電圧値 E _sの電圧が所定時間 Tュ継続して印加される（ステップ R 4 ) 。この印加時間 T Jの設定に関しては、前記充電印加電圧値 E _sを印加した場合における充電電流の時間変化から割出される。

そして、前記一定時間 1\経過後、充電電圧をチェック電圧 E c (例えば、満充電平衡電圧値 E _{e q} ) に切り換える（ステップ R 4 ) 。そして、このチェック電圧 E _eを二次電池 1に微小時間 T ₃時間印加している間に、二次電池 1 に流れる電流値 i を電流検出部 2 5で検出する（ステップ R 6 ) 。

次に、この検出した電流値 i と、前記充電完了基準電流値 J (充電完了時に検出されると考えられる電流値）とを比較して（ステツプ R 7 ) 、該電流値 iが充電完了基準電流値 J よりも大きければ、ステップ R 4に戻って、前記充電印加電圧値 E _sを二次電池 1 に印加する前記充電制御を繰り返し行し、一方、該電流値 i が充電完了基準電流値 J以下であれば、二次電池 1は満充電状態にあることを意味しているため、ステップ： 8に移行して現在充電されている二次電池 1が N番目であるか否かの判断を行う。

そして、前記二次電池 1が N番目でない場合は、ステップ R 9に移行して、電池指定切換部 2 8により現在の二次電池 1から未充電の二次電池 1への回路の切り換えを行い、ステップ R 2に再び戻つて前記制御を繰り返し行う。

一方、前記二次電池 1が N番目である場合は、全ての二次電池 1 の充電が完了したとして、ここで充電を停止する（ステップ R 1 0 ) 。

ところで、前記所定の充電印加電圧値 E _sが印加される充電時間は、前記図 1 の第一実施形態と同様、二次電池 1 の容量、構造、形状等によって異なるが、例えば、ニッケル一カドミウム二次電池の場合は、約 1 2 0 〔秒〕が選ばれる。またチェック電圧 E _cを印加する時間 T ₃としては約 0 . 1 〔秒〕が選ばれる。また、前記チエック電圧 E _eに満充電平衡電圧値 E _{e q}を用いた場合、前記したように、充電率 1 0 0 % (満充電状態）で電流値 iが略 0 〔m A〕になるため、判定が行い易く好適である。しかしこの場合も、実際には電池によつて極僅かながらバラツキが生じるため、これによる過充電を防止しょうとすれば、前記充電完了基準電流値 Jの値としては 0 〔m A〕よりもやや大きな値、例えば、 1 0 〔m A〕程度で設定するとより好ましい。

以上のように二次電池 1の充電装置の第十実施形態によれば、一つの二次電池 1の充電が完了すると、自動的に次の未充電の二次電池 1 に回路が切り替わって、 1個ずつ個別に充電が行われるように構成されているため、制御が簡単で、全ての二次電池 1 を確実に充電することが可能となる。

さらに、各二次電池 1の充電中においては、定期的にチ Xック電圧が印加され、この際に流れる電流値 i を検出するという容易な方法で、二次電池 1の充電状態を把握するように構成されているため、未充電の二次電池 1が生じたり、また過充電となって過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こしたりすることなく、全ての二次電池 1 を満充電状態まで適正に充電することができる。また、これによって、二次電池 1の内部構造に損傷を与えるのを防止することができるため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。さらに、この方法での主なる充電は、満充電平衡電圧値 E _{e q}を超える所定の充電印加電圧値 E _sで行われるため、かなり大きな充電電流が二次電池 1 に流されることとなる。これによつて、複数の二次電池 1 · 1 · · · を個別に充電する方法を用いても、個々の二次電池 1の充電に要する時間を短くすることができるため、結果的に全ての二次電池 1 を充電するのに要する時間の短縮を図ることがでさる。

また、前記二次電池 1 の充電中、又は充電完了、又は所要充電時間 t を表示部 7に表示するように構成したことによって、ユーザは現在の充電状態、又は満充電までに要する時間を知ることができるため、利便性の向上を図ることができる。

(複数二次電池の充電装置の第十一実施形態）

次に、複数の二次電池 1 · 1 · · · を充電対象とする充電装置の第十一実施形態を説明する。

この第十一実施形態においては、図 2 4に示すように、前記第十実施形態の充電装置において、チエツク電圧制御部 2 4を削除するとともに、前記電圧切換部 2 7で充電電圧の印加、又は印加停止の切り換えを行うように構成し、さらに電流検出部 2 5の替わりに電圧検出部を設けて、前記二次電池 1への充電電圧の印加停止時における開放電圧開放電圧 Ε _χ ( Ε _α、 Ε Ε _τ、 Ε _δ等）を測定することによって、二次電池 1の満充電状態を把握するように構成した点が異なる。

より具体的に述べると、並設された Ν個の二次電池 1のうち、まず 1つ目の二次電池 1に、前記満充電平衡電圧値 E _{e q}を超える所定の充電印加電圧値 E _sの電圧を一定時間 T t印加する大電流充電を行い、この後、所定の充電印加電圧値 E _sを遮断して、この状態で前記電圧検出部によって検出される二次電池 1の開放電圧 Ε _χ ( Ε _α、 Ε β, Ε _τ、 Ε _δ等）（図 3参照）と、前記所定の充電印加電圧値 Ε _sとの差を求める。そして、この差の差電圧 E _sと、予め設定した判定基準値 Kとを比較し、該差電圧 E _sの方が大きければ該所定の充電印加電圧値 E _sでの充電を継続する一方、該差電圧^ 1 E _sが判定基準値 K以下であれば、満充電状態にあるとして前記 1つ目の二次電池 1 の充電を停止する。このとき、制御部 2 6から充電完了信号を受けた電池指定切換部 2 8は、前記二次電池 1から、次の未充電の二次電池 1 に回路'を切り換えて、前記と同様の充電制御を行う。そしてこの充電制御を N個の二次電池 1全てが充電完了となるまで繰り返し行う。

ここで、この実施形態における判定基準値 Kは、充電印加電圧値 E _sと、二次電池 1が満充電状態にあるときの開放電圧 E _x = E _{e q} (満充電平衡電圧値）との差、すなわち E _s— E _{e Q}の値として構成される。

次に、この第十一実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御を図 2 6に示すフローチヤ一トを参照しながら説明する。

この実施形態では N個の二次電池 1 · · を充電する場合について述べる。

まず、充電された二次電池 1 の個数を示す m (m = 0 、 1 、 2、 · · · 、 N ) の値に初期値として 0 を代入する（ステップ S

1 )

次に、前記 mの値に m + 1 を代入し（ステップ S 2 ) 、ュ一ザが図示せぬ操作部を操作するなどして充電開始操作を行うと（ステツプ S 3 ) 、前記二次電池 1 に所定の充電印加電圧値 E _sが所定時間 (一定時間） Tェ継続して印加される（ステップ S 4 ) 。

そして、前記一定時間 1 経過後、ステップ S 5において今度は前記充電印加電圧値 E _sを T₄時間遮断し、この状態で、二次電池 1 の開放電圧 Ε _χ (Ε _α、 Ε ₀、 Ε _τ、 Ε _δ等）を電圧検出部で検出する (ステップ S 6 ) 。

次に、この検出した開放電圧 Ε _χと、前記所定の充電印加電圧値 E _sとの差の差電圧 E _sを求める（ステップ S 7 ) 。そして、この求めた差電圧 E _Sと予め設定した判定基準値 Kとを比較し（ステップ S 8 ) 、該差電圧 E _sが該判定基準値 Kより大きければ、ステツプ S 4に戻って再び前記所定の充電印加電圧値 E _sを二次電池

1 に印加する前記充電制御を繰り返し行う。

一方、該差電圧 E _sが該判定基準値 K以下であれば、二次電池

1 は満充電状態にあることを意味しているため、ステップ S 9に移行して、現在充電されている二次電池 1が N番目であるか否かの判断を行う。

そして、前記二次電池 1が N番目でない場合は、ステップ S 1 0 に移行して、電池指定切換部 2 8により現在の二次電池 1から未充電の二次電池 1への回路の切り換えを行い、ステップ S 2に再び戻つて前記制御を繰り返し行う。

一方、前記二次電池 1が N番目である場合は、全ての二次電池 1 の充電が完了したとして、ここで充電を停止する（ステップ S 1 1 ) 。

ところで、前記所定の充電印加電圧値 E _sが印加される充電時間は、二次電池 1の容量、構造、形状等によって異なるが、例えば、単三型のニッケル一カドミウム、ニッケル一水素二次電池 1の場合は、 6 0 〜 9 0 〔秒〕が選ばれる。また、前記遮断時間 T ₄は二次電池 1の充電状態から遮断した経過において、電池端子電圧が安定し計測可能な状態に達するのに要する時間で決められ、前記と同様の二次電池 1の場合については、 1〜 5 〔秒〕が選ばれる。

なお、前記制御を行う際に設計上注意を要するのは、前記開放電圧 Ε _χの電圧の検知は、一般に電池の平衡電圧を測るときのように計測系に電流が流れない計測系の高ィンピーダンス状態でなければならない。また、この実施形態におけるその他の構成、及び作用効果は、前記第十実施形態と略同様であるため、その説明を省略する。

(複数二次電池の充電装置の第十二実施形態）

次に、複数の二次電池 1 · 1 · · · を充電対象とする充電装置の第十二実施形態を説明する。

図 2 7は第十二実施形態の充電装置の構成を示すプロック図であり、該第十二実施形態の充電装置は、複数の二次電池 1 · 1 ' · « をパック化したパック電源 4 0の各二次電池 1を充電するものである。この場合、パック電源 4 0は、複数個の二次電池 1 · 1 · · · が直列に接続された複数（図 2 7では 2偭）の二次電池群 4 1 · 4 1を備え、各二次電池群 4 1 · 4 1は並列に接続されている。

この第十二実施形態では、前述の二次電池 1の充電特性に鑑み、以下のような制御を行うことによって、二次電池 1に損傷を与えることなく、急速充電を行うように構成した。すなわち、各二次電池 1 を充電する場合、まず、満充電平衡電圧値 E _{e q}を超える所定の充電印加電圧値 E _sを一定時間 T i印加する大電流充電を行った後、今度は上記印加電圧値 E _sをそれよりも低いチェック電圧 E _eに切り換えて、このチェック電圧 E _eを微小時間 T ₃印加する。ここで、このチェック電圧 E _cには満充電平衡電圧値 E _{e q}を用いるのが好ましい。

そして、チェック電圧 E _e印加時における電流値 i を検出し、この電流値 i と予め設定した充電完了基準電流値 J (すなわち、充電完了時に検出されると考えられる電流値）とを比較することによつて、該電流値 i の方が該充電完了基準電流値 Jよりも大きければ再び前記所定の充電印加電圧値 E _sでの充電を行い、該電流値 i が充電完了基準電流値 J以下であれば、満充電状態にあるとして二次電池 1の充電を停止する。

そのため、この第十二実施形態の充電装置は、図 2 7に示す構成としている。

すなわち、この第十二実施形態の充電装置は、電源部 4 2 と、充電電圧制御部 4 3 と、チェック電圧制御部 4 4と、プロセッサ一 4 8 (制御部）等を備えている。また、電源部 4 2は商用交流電気を直流に変換する変圧、整流回路を含んでいる。プロセッサー 4 8は切替器 4 6に指示して、充電電圧制御部 4 3から各二次電池群 4 1 に充電電圧を供給したり、チエツク電圧制御部 4 4からチェック電圧（二次電池.1 の充電状態を把握する際に印加する電圧）を各二次電池群 4 1 に供給したりする。この際、充電時間とチェック時間とに応じて切り替えられる。さらに、チェック時間内では電流検知部 4 7 (上記チェック電圧印加時における二次電池 1 の電流等を検出する検知部）の電流信号がプロセッサー 4 8に入力される。そして、このプロセッサー 4 8では、電流検知部 4 7の電流が検知される限り切替器 4 6によって、充電、チェックの時間繰返し行う指定を出し、この二次電池 1の充電が完了したことを検知（例えば、検出した電流値 i が充電完了基準電流値 J以下であることを検知）すれば、後述するように、プロセッサー 4 8の指示によって次の二次電池 1 への電圧印加状態とする。また、報知手段である表示部 4 9は、パック電源 4 0及びプロセッサー 4 8からの状態信号を受けて充電中あるいは充電完了等を表示する。なお、表示部 4 9は L E Dあるいは C D等にて構成することができる。

また、このパック電源 4 0は、図 2 7中の 1 0 1で示す二次電池群 4 1 の各二次電池 1 に充電電圧を供給するための第 1回路 5 1 と、図 2 7中の 1 0 2で示す二次電池群 4 1の各二次電池 1 に充電電圧を供給するための第 2回路 5 2とを備えている。

第 1回路 5 1は Α Η、 Α _{1 2}、 · · · 、 A _{L N}のトランジスタ T r と、 B u、 B _{1 2}、 · · · 、 B _{l n}のトランジスタ T r とを有し、第 2回路 5 2は、 Α _{2 1}、 Α _{2 2}、 · · · 、 A _{2 n}のトランジスタ T r と、 B _{2 1}、 B _{2 2}、 · · · 、 B _{2 n}のトランジスタ T r とを有する。

このため、制御部としてのプロセッサー 4 8は、各二次電池群 4 1 · 4 1 の第 1回路 5 1、第 2回路 5 2の A_{2 1}、 A _{2 2}、 ' · ' 及び Β _{2 1}、 Β _{2 2}、 · · ' のトランジスタ T rを制御することができ、さらには、第 3回路〜第 n回路のトランジスタ T rを制御することができる。

そして、この充電装置では、各二次電池群 4 1の複数の二次電池 1 · 1 · · · を、個別に一個一個充電するように構成している。

図 2 7中の 1 0 1で示す二次電池群 4 1 を充電する場合を説明すれば、例えば、この二次電池群 4 1の Πの二次電池 1 を充電する場合、 Α _{1 2}、 Β _{1 2}のトランジスタ T r ' T rが H i信号を受け、これにより、この Πの二次電池 1 に電源供給され、充電される。この場合、他のトランジスタ T r - T r · · ' は L o w状態である。そして、この Πの二次電池 1が満充電となれば、次の Πの二次電池 1 に移行する。この mの二次電池 1の充電時には、 A _{1 3}、 B _{1 3}のトランジスタ T r · T rが H i信号を受けることになる。

ここで、トランジスタ T rが H i 信号を受けるとは、上記のように、満充電平衡電圧値 E _e。を超える所定の充電印加電圧値 E _sを一定時間 Tェ印加する大電流充電を行った後、上記印加電圧値 E _sをそれよりも低いチェック電圧 E _cに切り換えて、このチェック電圧 E _c を微小時間 T ₂印加する状態をいう。

このため、一つの二次電池 1の充電が完了すれば、制御部 8からの指示により次の未充電の二次電池 1 に回路を切り換えて、上記と同様の充電制御を行うことになり、この充電制御が、 M個（二次電池群 4 1の二次電池 1の数）の二次電池 1全てが充電完了となるまで繰り返し行われるように構成されている。また、図 2 7中の 1 0 1で示す二次電池群 4 1の充電が終了すれば、図 2 7中の 1 0 2で示す二次電池群 4 1側に回路が切り換わって 1 0 2で示す二次電池群 4 1の二次電池 1が上記のように順次充電される。

次に、この第十二実施形態の充電装置による二次電池 1の充電制御を図 2 8に示すフローチヤ一トを参照しながら詳説する。

この場合、まず、図 2 7中の 1 0 1で示す二次電池群 1 について説明する。

まず、充電された二次電池 1 の個数を示す p ( p = 0、 1、 2、 · · · 、 M) の値に初期値として 0 を代入する（ステップ T 1 ) 。次に、ステップ T 2において上記 pの値に p + 1 を代入し、ステップ T 3に移行する。このステップ T 3では、充電された二次電池 1の数 pが Mであるか否かを判定する。ここで、 Mとはこの二次電池群 4 1の二次電池 1の数である。そして、このステップ T 3で、 ρ =Μ+ 1でなければ、次のステップ Τ 4へ移行し、 ρ =Μ+ 1であれば、この二次電池群 4 1の全ての二次電池 1 の充電が完了しているので、この二次電池群 4 1の充電が終了する（ステップ Τ 9 ) 。

ρ =Μ+ 1でない場合、第！）本目の二次電池 1に充電が開始されることになり（ステップ Τ 4 ) 、該第 ρ本目の二次電池 1 に所定の充電印加電圧値 E _sが所定時間（一定時間） Ί 継続して印加される (ステップ Τ 5 ) 。この所定の充電印加電圧値 E _sを二次電池 1 に印加する印加時間 Tェとしては、例えば、約 1 2 0 〔秒〕が選ばれる。

そして、前記一定時間 T i時間経過後、充電電圧をチェック電圧 E _c (例えば、満充電平衡電圧値 E _{e q}) に切り換える（ステップ T 6 ) 。このチェック電圧 E _cを該第 p本目の二次電池 1 に微小時間 T ₃印加している間に、該二次電池 1 に流れる電流値 i を電流検出部 7で検出する（ステップ T 7 ) 。このチェック電圧 E _eを二次電池 1 に印加する微小時間 T ₃としては、例えば、約 0. 1 〔秒〕が選ばれる。

次に、ステップ T 8において、この検出された電流値 i と、前記充電完了基準電流値 J (充電完了時に検出されると考えられる電流値）とを比較して、該検出された電流値 i が該充電完了基準電流値 J よりも大きければ、前記ステップ T 4に戻って、前記所定の充電印加電圧値 E _sを二次電池 1 に印加する上記充電制御を繰り返し行い、一方、該検出された電流値 i が該充電完了基準電流値 J以下であれば、該第 p本目の二次電池 1は満充電状態にあることを意味しているため、ステップ T ₂に戻る。すなわち、これでこの第 ρ本目の二次電池 1の充電が終了し、以下、同様のフローを行うことにより、 1 0 1で示す二次電池群 4 1の I の二次電池 1から全ての二次電池 1の充電を終了させることができる .（ステップ Τ 9 ) 。

ところで、前記チェック電圧 E _eに満充電平衡電圧値 E _{e q}を用いた場合、図 3に示すように、充電率 1 0 0 % (満充電状態）で電流値 i が略 0 〔m A〕になるため、判定が行い易く好適である。しかしこの場合も、実際には電池によって極僅かながらバラツキが生じるため、これによる過充電を防止しょうとすれば、前記充電完了基準電流値 Jの値としては 0 〔m A〕よりもやや大きな値、例えば、 1 0 〔m A〕程度で設定するとより好ましい。また、ステップ T 4 となって充電が開始されれば、前記表示部 8による充電中表示が開始される。

次に、この図 2 7中の 1 0 1で示す二次電池群 4 1の全ての二次電池 1の充電が終了すれば、次の図 2 7中の 1 0 2で示す二次電池群 4 1の充電が開始される。すなわち、 1 0 1で示す二次電池群 4 1の充電が終了した場合、前記図 2 8のステツプ T 3での判断が p = M + 1であるので、この p = M + 1 となったときに、制御部 8では 1 0 2で示す二次電池群 4 1の充電を開始するように指令する。

この 1 0 2で示す二次電池群 4 1でも前記した 1 0 1で示す二次電池群 4 1 と同様の制御でもって各二次電池群 1の充電が行われる。このため、各 1 0 1 · 1 0 2で示す二次電池群 4 1の充電が終了する。そして、この充電が終了すれば、前記表示部 4 9は充電中表示から充電完了表示となる。

このように、第十二実施形態の充電方法では、二次電池 1に流れる電流値 i を検出することで、その充電状態を定期的に観測するように構成したことによって、過充電による化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電を行うことができる。またこれによつて、二次電池 1の内部構造に損傷を与えるのを防止することができるため、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。

さらに、この充電方法での主なる充電は、満充電平衡電圧値 E _{e q} を超える所定の充電印加電圧値 E _sで行われるため、かなり大きな充電電流が二次電池 1 に流されることとなりこれによつて充電時間の短縮を図ることができる。

また、一つの二次電池 1の充電が完了すると、自動的に次の未充電の二次電池 1 に回路が切り替わって、 1個ずつ個別に充電が行われるように構成されているため、全ての二次電池 1 を確実に充電することができ、未充電の二次電池 1 を有するまま二次電池群 4 1の充電動作が終了することがなくなり、二次電池群 4 1の充電の信頼性に優れる。

さらに、図 2 7中の 1 0 1で示す二次電池群 4 1の充電が完了した後、図 2 7中の 1 0 2で示す二次電池群 4 1の充電が開始され、この 1 0 2で示す二次電池群 4 1 の充電も完了するので、このパック電源 4 0の全ての二次電池 1をそれぞれ満充電状態まで適正に充電が行えて、サイクル寿命を延ばすことができ、しかも、全体として短時間での充電が可能である。

また、表示部 4 9にて充電中あるいは充電完了等が表示されるので、ユーザは充電中あるいは充電完了を把握することができ、例えば、充電完了後、直ちにこの電源を使用した各種の機器を駆動させることができる。なお、表示部 4 9において、充電中と充電完了とは、点灯色を相違させて区別したり、充電中と充電完了のどちらかの場合を点灯させずに区別したりすることができる。さらには、「充電中」の文字や「充電完了」の文字等を表示するようにしてもよい。

なお、報知手段の一例として表示部 4 9により視覚を通じてュ一ザに充電状態.を報知するように構成しているが、音声等により報知するように構成してもよく、報知手段の構成は特に限定はしないものとする。

ところで、図 2 7に示すように、二次電池群 4 1を複数個有するパック電源 4 0である場合に、第十二実施形態では、一つの二次電池群 4 1の充電が終了した後に、次の二次電池群 4 1の充電を開始 . していたが、複数の二次電池群 4 1 · 4 1の並行充電を可能として、各二次電池群 4 1 · 4 1の充電を同時に開始してもよい。これによつて、各二次電池群 4 1 · 4 1の充電完了時間がほぼ同時となって、このパック電源 4 0の全体の充電時間の大幅な短縮を図ることができる。また、並行充電として、同時でなく多少ずれて開始されてもよい。例えば、図 2 7中の 1 0 1で示す二次電池群 4 1の充電が開始された後、所定時間経過した後（この 1 0 1 で示す二次電池群 4 1の充電が終了しない範囲）に図 2 7中の 1 0 2で示す二次電池群 4 1の充電が開始されるようにしてもよい。なお、並行充電を行わずに、例えば、 1 0 1で示す二次電池群 4 1の充電が終了した後、連続して 1 0 2で示す二次電池群 4 1の充電を開始させずに、所定時間経過後に、 1 0 2で示す二次電池群 4 1の充電を開始するようにしてもよい。

また、このようなパック電源 4 0を使用する場合、複数の二次電池群 4 1 を有するので 1 0 1又は 1 0 2で示す二次電池群 4 1のみを負荷に接続したり、 1 0 1 と 1 0 2で示す二次電池群 4 1 · 4 1 を直列又は並列として負荷に接続したりすることができるようにするのが好ましい。これによつて、接続される種々の負荷に対応する電源となって、汎用性に優れるものとなる。この場合、このパック電源 4 0の回路部に切替手段を設け、この切替手段を切り替えることによって、直列使用可能状態としたり、並列使用可能状態としたりすることができる。

ところで、満充電までの所要充電時間 t (つまり充電時間）は、図 4に示すように、電流値 i と所要充電時間 t との関係を示したグラフから求めることができる。このグラフは満充電平衡電圧値 E _{e q} 印加時に検出される電流値 i と、満充電までに要する充電時間 t との関係を示しており、充電率が 0 %の二次電池 1 に、満充電平衡電圧値 E _{e q}を印加したときに検出される電流値 i を I _{e Q}。（図 3参照）とすると、前記グラフは、充電か進むにつれて所要充電時間 t が短くなるとともに、これに伴って検出される電流値も小さくなることを示している。そしてこの場合は、前記電流値が i = 0になつたとき、充電率 1 0 0 %の満充電状態となるため、所要充電時間も t = 0 となる。

従って、このようなグラフ、又はこのグラフから導出される関係式を充電時間予測プログラムとして予め制御手段であるプロセッサ一 4 8に作成しておけば、検出される電流値 iから満充電までの所要充電時間 t を簡単に求めることができる。このため、この充電時間予測手段である充電時間予測プログラムにより所要充電時間 t を算出して、この時間が経過した後に、二次電池 1の充電を停止するようにしてもよい。また、満充電までの所要充電時間 t を検出することによって、表示部 4 9にその充電時間 t を表示するようにすることも可能である。このように、充電時間 tが表示されれば、充電中の二次電池 1の充電完了時刻をユーザは把握することができる。以上に、この第十二実施形態の二次電池 1の充電方法の具体的な実施の形態について説明をしたが、前記実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、パック電源 4 0の二次電池群 4 1の数の増減は自由であり、さらには、各二次電池群 4 1 * 4 1の二次電池 1 の数の増減も自由である。また、各二次電池 1 を充電する際には、チェック電圧 E _eを印加させる前に極小時間（例えば、約 0 . 0 0 1 〔秒〕）だけ、この二次電池 1を短絡させてもよい。これによつて、二次電池 1の電極界面にチャージした電荷を除去して、電極界面をクリ一ンな状態にすることができる。従って、二次電池 1 を短絡させれば、満充電平衡電圧値 E _{e Q}への電圧印加がスムーズに行え、さらに、この満充電平衡電圧値 E _{e q}への切り換え直後の充電電流が安定し、その結果、電流値 i の測定が正確に行え、適正な充電を図ることができる。

また、一つの二次電池 1の充電を終了する場合、検出される電流値 i から図 3に示すグラフ等を用いて、この電流値 i の検出時点における二次電池 1 の充電率を求め、この充電率が所定値に達したときに充電を停止するようにしてもよい。

さらに、各二次電池 1 の充電を行う場合、二次電池 1 の開放電圧 E _xを用いてもよい。

この場合、すなわち、前記所定の充電印加電圧値 E _sと、開放電圧 E _x ( Ε _α、 E _β , Ε _τ、 Ε ₆等）との差電圧 Ε _sを用い、該差電圧 1 E _Sを、予め設定した判定基準値 Kと比較して、該差電圧^ 1 E _S の方が該判定基準値 Kよりも大きければ前記所定の充電印加電圧値 E _sでの充電を継続し、一方、該差電圧^] E _sが該判定基準値 K以下であれば、満充電状態にあるとして前記二次電池 1の充電を停止するようにしてもよい。この判定基準値 Kは、所定の充電印加電圧値 E _sと、二次電池 1が満充電状態にあるときの開放電圧 E _x = E _{e q} (満充電平衡電圧値）との差、すなわち K == E _s— E _{e q}の値として構成される。この場合、満充電平衡電圧値 E _{e q}と開放電圧 E _xとの差電圧 E _sから所要充電時間 t を求めて、これを表示部 4 9に表示するように構成することができる。

ところで、充電完了時には表示部 4 9 にてその旨が表示されるが、この際完了を知らせる完了音（例えば、ブザー音）を発生させるようにしてもよい。また、複数の二次電池群 4 1 - 4 1 · · · を有する場合、表示部 4 9にて、全二次電池群 4 1 · 4 1 · · · の充電完了と、各二次電池群 4 1の充電の終了（完了）とを表示するようにしてもよい。このように、各二次電池群 4 1の充電の終了（完了）が表示されれば、この完了した二次電池群 4 1のみでもって、負荷接続が可能な場合に、他の二次電池群 4 1 の充電完了を待つことなく、この電源を使用することができ、利用性の向上を図ることができる。

(二次電池の充電装置の第十三実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第十三実施形態について説明する。二次電池 1 は充電完了後、放置しておくと、自己放電して、電池電圧が次第に低下していき、例えば、 2 日放置しておくと、電池電圧は約 1 5 %低下してしまい、 3 0 日放置しておくと、電池電圧は約 4 0 %も低下してしまう。このため、二次電池 1 をデジタルカメラなどの機器に使用する場合に、その電池電圧が低くすぎて、役に立たない場合がある。

そこで、この第十三実施形態の充電装置では、前記第一実施形態から第十二実施形態のうちの何れか 1つの実施形態で、若しくは、上記実施形態以外の方法で、充電を完了した二次電池 1の電池電圧値が所定の電圧値以下となったときに、再充電を行うように構成している。

この第十三実施形態の充電装置も、図 1に示すように構成されており、プログラム ·演算制御部 4には、電圧検出部 9によって検出された充電完了後の二次電池 1の電池電圧値と、前記満充電平衡電圧値 E _{e q}よりも低い再充電電圧値 E とを比較判定する判定手段としての再充電判定プログラムが組み込まれている。

この再充電電圧値 E ま、例えば満充電平衡電圧値 E _{e q}の 8 0 % と設定されており、充電完了後においても、充電装置にセットされた二次電池 1の電池電圧は電圧検出部 9 によって監視されており、該二次電池 1 の電池電圧値が再充電電圧値 E _f 以下となったときに、プログラム · 演算制御部 4から再充電指令が出力され、前記充電電圧供給部 6から充電電圧が供給されて、該二次電池 1 の再充電を行うように構成している。

なお、この再充電の停止は、前記第一実施形態から第十二実施形態のうちの何れか 1つの実施形態の充電停止条件、若しくは、上記実施形態以外の方法の充電装置にあっては、その充電装置の充電停止条件に従うものとする。

以上のように、再充電を行うように構成すれば、充電装置から取り出した二次電池 1 の電池電圧は、いつでも再充電電圧値以上で、使用に適した状態にあり、利便性の向上を図ることができる。

また、この再充電においても、過充電による化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に再充電を行うため、二次電池 1 の内部構造に損傷を与えず、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができるとともに、満充電までの充電時間も短くなる。

(複数二次電池の充電装置の第十四実施形態）

次に、複数の二次電池 1 を充電対象とする充電装置の第十四実施形態について説明する。

図 2 9は二次電池の充電装置の第十四実施形態の充電装置の構成を示す平面図であり、この第十四実施形態に係る充電装置 5 0は、複数の二次電池 1 · 1 · · · (本実施の形態では、 4本の二次電池 1 ) の充電を行うものである。

図 2 9において、符号 5 0 aは二次電池 1 をセッ卜するための座部であり、符号 5 0 bは外気取込口ある。符号 5 1は第 1表示部で、座部 5 0 aにセットされた二次電池 1が満充電状態に近いときに点灯し、例えば、二次電池 1の電池電圧が前記の再充電電圧値 E ^に達したときに、点灯するように構成されている。この設定の場合、一旦充電を終えて点灯している第 1表示部 5 1が消灯に切り換わつたときに、前記再充電が実行されるように構成される。符号 5 2は第 2表示部で、図 2 9中の太線矢印の順番に交互に充電が行われる二次電池 1 · 1 · · ，のうち現在充電中の二次電池 1 に対応する第 2表示部 5 2が点滅し、二次電池 1が満充電状態に達して充電が完了すると、その二次電池 1に対応する第 2表示部 5 2が点灯するように構成されている。符号 5 3は二次電池 1の座部 5 0 aにセットされた二次電池 1 を取り出すための取出ポタン、符号 5 4は二次電池 1 の充電を開始させるためのスタートポタン、符号 5 5は電源ランプであり、該充電装置 5 0は図示せぬ電源コードを介して商用電源に接続されるようになっている。

この第十四実施形態の充電装置 5 0は、二次電池 1 の充電状態をチェックした後、所定の電圧で所定時間充電する一連の充電動作を各未充電の二次電池 1 ごとに図 2 9中の太線矢印の順番に交互に行い、これを 1 ターンとして、該ターンを繰り返しながら複数の二次電池 1 · 1 · · · を充電し、前記充電状態のチェックで満充電状態に達したと判断された二次電池 1から充電を停止するように構成している。

なお、満充電状態に達した二次電池 1は、次のターンでその順番が飛ばされる（スキップする）ものとする。また、各ターンで二次電池 1 を充電する順番は、図 2 9中の太線矢印の順番に限定するものではなく、他の順番で行ってもよい。

前記充電状態のチェックは、例えば、前記第一実施形態におけるステツプ A 8での充電電流値 i の判定、前記第一実施形態におけるステップ A 8での充電電流値 i の判定、又は、前記第四実施形態におけるステップ G 7での差電圧 l E _sの判定等により行われ、前記充電電圧には、例えば、前記の所定の充電印加電圧値 E _sが用いられる。

以上のように充電装置 5 0が構成され、この充電装置 5 0では、各二次電池 1 における先のターンの一連の充電動作の完了から、次の夕一ンの一連の充電動作の開始までの間、充電が休止され、この休止期間が緩和時間となり、電極表面が安定して、次のターンでの満充電状態のチェックを精確に行うことができ、信頼性が向上する補足すると、二次電池 1の充電中、電解液と接する電極の表面で電極反応が起こり、この電極反応の過程は、電解液内部から電極表面への反応物の移動と、反応物と電極の間での電子の移動と、電極表面から電解液内部への生成物の移動との同時過程であり、この移動にはかなりの時間を要することから、二次電池 1 の充電休止直後に、満充電状態をチェックすると、電極表面付近で電気泳動している移動過程のイオン等のために、あたかも、満充電状態に達したかのように検知されてしまうことがある。この誤検知を防ぐためにも緩和時間を設けることは有効であり、この第十四実施形態の充電装置 5 0では、各二次電池 1の充電サイクルの一環として、合理的、且つ効果的に緩和時間が設けられている。

なお、前記第一実施形態から第十二実施形態においても、個々の二次電池 1 において、一定時間丁ェの充電と、その後の充電状態のチェックとの間に、緩和時間を設けるように構成してもよい。

(二次電池の充電装置の第十五実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第十五実施形態を説明する。図 3 0に示すように、この第十五実施形態の充電装置 5 0の内部には、冷却手段として冷却フアン 6 1が設けられている。この第十五実施形態の充電装置 5 0による二次電池 1の充電は、前記第一実施形態から第十四実施形態のうちの何れかの実施形態に示すように行われ、従って、二次電池 1の内部では過度の化学反応が起こることなく、二次電池 1 自体は発熱はしない。しかしながら、充電を制御する電子部品の抵抗等が発熱するために、該抵抗等の発熱素子 6 4 - 6 5を冷却すべく冷却フアン 6 1が設けられている。

図 3 0において、符号 5 0 Cは充電装置 5 0の筐体であるケーシング、符号 5 0 bはケ一シング 5 0 C表面の一側部に設けられた外気取込口（図 2 9参照）、符号 5 0 dはケーシング 5 0 C裏面の一側部に設けられた外気取込口、符号 5 0 eはケーシング 5 0 C裏面の他側部に設けられた排気口、符号 5 0 hはケ一シング 5 0 Cを支持する脚部である。符号 6 2及び符号 6 3は基板であり、符号 6 4 及び符号 6 5は抵抗等の発熱素子ある。

以上のように充電装置 5 0は構成されており、冷却ファン 6 1 を作動することで、外気取込口 5 O b · 5 0 dからケーシング 5 0 C 周囲の外気が取り込まれ、該外気は発熱素子 6 4 - 6 5の表面に沿うように流れて、この結果、該発熱素子 6 4 · 6 5が冷却されるようになつている。そうして、取り込まれた外気は冷却ファン 6 1によりさらに奥に引き込まれて、排気口 5 0 eから排気される。

以上のような構成で、発熱素子 6 4 * 6 5の発熱が抑えられて、二次電池 1への熱伝達が防がれ、二次電池 1の内部での過度な化学反応（酸化還元反応）を助長することもなく、また、ユーザが二次電池 1があたかも発熱したかのように錯覚にとらわれることもない。この結果、二次電池 1は満充電状態まで適正に充電が行われて、二次電池 1の内部構造に損傷を与えるのを防止することができ、サイクル寿命を飛躍的に向上させることができる。

(二次電池の充電装置の第十六実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第十六実施形態を説明する。この第十六実施形態の充電装置 5 0は、該充電装置 5 0にセットされた二次電池 1 をワンタッチで取り出すための取出手段が設けられている。

図 2 9及び図 3 1に示すように、この第十六実施形態の充電装置 5 0の取出手段は、ユーザが押し下げ操作する取出ポタン 5 3 と、充電装置 5 0の座部 5 0 aにセットされた二次電池 1 を押し上げる押上部材 5 7 と、該押上部材 5 7を軸支する回動支点軸 5 8 と、該回動支点軸 5 8に取り付けられて該押上部材 5 7を反押上方向へ付勢するト一シヨンスプリング 5 9と、を備えている。

以上のような構成で、図 3 1 ( b ) に示すように、ユーザが操作部材である取出ポタン 5 3を押すと、該取出ポタン 5 3の下端が押上部材 5 7の他側部を押し下げ、回動支点軸 5 8を支点にして、該押上部材 5 7 の一側部が座部 5 0 aから上昇し、これにより、二次電池 1が押し上げられて、該二次電池 1の両端子の支持が外れるようになつている。

そして、図 3 1 ( a ) に示すように、ユーザが押していた取出ポタン 5 3をはなすと、付勢手段であるト一シヨンスプリング 5 9の復元力によって、押上部材 5 7の一側部は元位置の座部 5 0 aの凹曲面に沿った位置に復帰し、二次電池 1のセッ卜が可能な状態となる。

以上のように、ュ一ザが取出ポタン 5 3を操作することで、充電装置 5 0の座部 5 0 aから押上部材 5 7 の一側部が出没し、二次電池 1が取り出されるようになつている。このような構成で、二次電池 1を、ワン夕ツチで簡単に取り出すことができ、利便性が向上する。

(二次電池の充電装置の第十七実施形態）

次に、二次電池 1の充電装置の第十七実施形態を説明する。

この第十七実施形態の充電装置 5 0は、前記第十六実施形態の取出手段とは、別形態の取出手段が設けられている。

図 3 2に示すように、この第十七実施形態の充電装置 5 0の取出手段は、充電装置 5 0の座部 5 0 aの長手方向一側部を陥没させた構成で、この陥没部 5 O kでは、セットされた二次電池 1の一側部 (長手方向一側部）が宙に浮いた状態となっている。

図 3 2 ( a ) ( b ) に示すように、二次電池 1 の一側部を押し下げると、該ー側部が陥没部 5 0 kに沈み込み、二次電池 1 の他側部が浮き上がって、該二次電池 1の両端子の支持が外れ、二次電池 1 が取り出されるようになつている。このような構成で、二次電池 1 をワンタッチで簡単に取り出すことができ、利便性が向上する。以上の如く、二次電池 1の充電装置の第一実施形態から第十七実施形態について説明をしたが、前記実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載の範囲内で種々変更して実施することが可能である。

すなわち、前記図 1に示す第一実施形態等では、満充電までの所要充電時間 t を求めるように構成したが、前記検出される電流値 i から、図 3に示すグラフ等を用いて、前記電流値 i の検出時点における二次電池 1の充電率を求め、この充電率が所定値に達したときに充電を停止するように構成することも可能である。

また、図 5に示すフローチヤ一トにおいては、ステップ A 7 を省略することも可能である。これは、図 5に示す制御方法では、充電終了（完了）を、検出した電流値 i と、予め設定された充電完了基準電流値 J とを比較することによって判断しているので、充電時間 t を求めることなく、充電完了させることができるからである。また、前記各実施形態では、満充電平衡電圧値 E _{e q}を超える所定の充電印加電圧値 E _sで、二次電池 1 を一定時間 T 充電した後に、満充電平衡電圧値 E _{e q}に切り換えるように構成したが、前記切り換えを行わずに所定の電圧を印加し、このとき検出される電流値 i力、ら満充電までの所要充電時間 t を求めるように構成することも可能である。

ところで、前記各実施形態に示すように、二次電池 1に印加する充電電圧を、所定の充電印加電圧値 E _sから満充電平衡電圧値 E _{e q} に切り換える前に、二次電池 1 を短絡させれば、二次電池 1の電界面にチャージした電荷を除去して、よりスムーズに前記充電電圧の切り換えを行うことができ、また切り換え後の充電電流も安定するため好ましいが、短絡させずに切り換えを行うことも可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えた二次電池の充電装置であって、

前記充電制御装置は、

充電対象の二次電池の満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値と、を記憶した記憶手段と、

前記充電電圧供給手段から供給される充電電圧を前記所定の充電印加電圧値又は前記満充電平衡電圧値に切り換える切換手段と、前記満充電平衡電圧値での電圧印加中に電流検出手段で検出された電流値と、予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する判定手段と、

を具備しており、

以下の第 1〜第 4のステツプに従って二次電池の充電を制御することを特徴とする二次電池の充電装置。

• 第 1ステップ：前記充電装置にセットされた二次電池を前記所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

，第 2ステップ：該二次電池への印加電圧を該所定の充電印加電圧値から前記満充電平衡電圧値に切り換える。

- 第 3ステップ：該二次電池を該満充電平衡電圧値で微小時間印加している間に前記電流検出手段によって二次電池に流れている電流値を検出する。

• 第 4ステップ：前記判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、検出電流値が前記充電完了基準電流値より大きな値であれば前記第 1ステップに戻って上記のフローを繰り返し、該検出電流値が該充電完了基準電流値以下であれば該二次電池の充電を停止する。

2 . 前記充電制御装置の記憶手段に、複数の種類の二次電池それぞれについての前記満充電平衡電圧値と前記所定の充電印加電圧値とを予め記憶させておき、

該充電制御装置に充電する二次電池の種類を入力することにより、該記憶手段のテーブルの中から当該二次電池の種類に相当する所定の充電印加電圧値と満充電平衡電圧値とを選択設定し、設定した該所定の充電印加電圧値と該満充電平衡電圧値とにより該二次電池が充電されることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の二次電池の充電装置。

3 . 前記二次電池を、前記所定の充電印加電圧値で、所定時間、印加した後であって、印加電圧を前記満充電平衡電圧値に切り換える前に、二次電池の端子間を短絡させる短絡手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の二次電池の充電装置。

4 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 3項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

5 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、二次電池に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置とを備えた二次電池の充電装置であって、前記充電制御装置は、

n ( nは 2以上の自然数）種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値と、を記憶した記憶手段と、前記充電電圧供給手段から供給される充電電圧を切り換える切換手段と、

前記満充電平衡電圧値での電圧印加中に電流検出手段にて検出された電流値と、予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する電流値判定手段と、前記所定の充電印加電圧値の電圧での充電中に電圧検出手段にて検出された充電電圧値と、該所定の充電印加電圧値とを比較する電圧値判定手段と、

を具備し、

以下の第 1〜第 8ステツプに従って二次電池の充電を制御することを特徴とする二次電池の充電装置。

• 第 1ステップ：変数を k ( k = l 、 2 、 · · · 、 n ) として、該 kを初期化し、 k = 1 とする。

• 第 2ステップ：充電装置にセットされた二次電池を n種類の二次電池それぞれの所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

- 第 3ステップ： k == nのときは、第 6ステツプへジャンプする。 • 第 4ステップ：二次電池を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電している間に、前記電圧検出手段によつて二次電池に印加されている電圧値を検出する。

• 第 5ステップ：前記電圧値判定手段によつてこの検出電圧値の比較を行い、該検出電圧値が該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値よりも大きな値であれば、該 kに 1 を加えたものを新たな kとして前記第 2ステツプに戻り、該検出電圧値が該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値以下であれば、第 6ステツプへ移行する。

• 第 8ステップ：前記電流値判定手段によってこの検出電流値の判定を行い、該検出電流値が充電完了基準電流値より大きな値であれば、前記第 2ステップに戻って上記のフロ一を繰り返し、該検出電流値が該充電完了基準電流値以下であれば、充電を停止する。

6 . 前記二次電池を、前記所定の充電印加電圧値で、所定時間、印加した後であって、印加電圧を前記満充電平衡電圧値に切り換える前に、二次電池の端子間を短絡させる短絡手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の二次電池の充電装置。

7 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 5項又は第 6項に記載の二次電池の充

8 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、二次電池に印加される電圧を検出する電圧検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置とを備えた二次電池の充電装置であって、前記充電制御装置は、

n ( nは 2以上の自然数）種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値と、満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値または略ピ一ク値を得る充電印加電圧値であって、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値と、を記憶した記憶手段と、

前記充電電圧供給手段から供給される充電電圧を切り換える切換手段と、

前記満充電平衡電圧値での電圧印加中に電流検出手段で検出された電流値と、予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する電流値判定手段と、

前記所定の充電印加電圧値での充電中に電圧検出手段で検出された充電電圧値と、その前の回の所定の充電印加電圧値での充電中に電圧検出手段で検出された充電電圧値との差が、予め入力設定された所定の範囲内にあるかを判定する電圧差判定手段と、

を具備し、

' 第 1ステップ：変数を k ( k = l、 2、 · · ·、 n ) として、該 kを初期化し、 k = l とする。 • 第 2ステップ：充電装置にセットされた二次電池を n種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

• 第 3ステップ： k = nのときは、第 6ステップへジャンプする。 - 第 4ステップ：二次電池を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電している間に、前記電圧検出手段によつて二次電池に印加されている電圧値を検出する。

- 第 6ステップ：二次電池の印加電圧を n種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうち第 k番目に低い満充電平衡電圧値に切り換える。

•第 7ステップ：二次電池を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値で微小時間印加している間に、前記電流検出手段によつて二次電池に流れている電流値を検出する。 ³

• 第 8ステップ：前記電流値判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、該電流値が充電完了基準電流値より大きな値であれば、前記第 2ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該電流値が該充電完了基準電流値以下であれば、充電を停止する。

9 . 前記二次電池を、前記所定の充電印加電圧値で、所定時間、印加した後であって、印加電圧を前記満充電平衡電圧値に切り換える前に、二次電池の端子間を短絡させる短絡手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の二次電池の充電装置。

1 0 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 8項又は第 9項に記載の二次電池の

1 1 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池の開放電圧を検出する電圧検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えた二次電池の充電装置であって、

前記充電制御装置は、

充電対象の二次電池についての、充電電流のピーク値または略ピ一ク値を得る充電印加電圧値であって、満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値を記憶した記憶手段と、

該所定の充電印加電圧値と二次電池の開放電圧との差である差電圧と予め入力設定された所定の判定基準値とを比較判定する差電圧判定手段と、

を具備し、

以下の第 1〜第 3ステップに従って二次電池の充電を制御することを特徵とする二次電池の充電装置。

•第 1ステップ：充電装置にセットされた二次電池を前記所定の充電印加電圧値で所定時間充電した後、印加電圧を遮断する。

•第 2ステップ：この状態で二次電池の開放電圧を検出し、該所定の充電印加電圧値と該開放電圧との差である差電圧を求める。

•第 3ステップ：前記差電圧判定手段によつてこの求めた差電圧の判定を行い、該差電圧が判定基準値よりも大きいときは、前記第 1 ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該差電圧が判定基準値以下のときは、二次電池の充電を停止する。

1 2 . 前記充電所要時間、若しくは、前記充電率、若しくは、充電完了、又は充電中の二次電池の充電状態を報知する報知手段を備えたことを特徵とする請求の範囲第 1 1項に記載の二次電池の充電装

1 3 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1 1項又は第 1 2項に記載の二次電池の充電装置。

1 4 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池の開放電圧を検出する電圧検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えた二次電池の充電装置であって、

前記充電制御装置は、

充電対象の二次電池の満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であつて、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値と、を記憶した記憶手段と、

前記電圧検出手段により検出した二次電池の開放電圧と判定基準値である満充電平衡電圧値と比較判定する判定手段と、

を具備し、

以下の第 1〜第 3ステツプに従って二次電池の充電を制御することを特徴とする二次電池の充電装置。

，第 2ステップ：この状態で二次電池の開放電圧を検出する。

• 第 3ステップ：前記判定手段によって該開放電圧の判定を行い、該開放電圧が判定基準値である満充電平衡電圧値よりも小さいときは、前記第 1ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該開放電圧が満充電平衡電圧値以上のときは、二次電池の充電を停止する。

1 5 . 前記充電所要時間、若しくは、前記充電率、若しくは、充電完了、又は充電中の二次電池の充電状態を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載の二次電池の充電装置。

1 6 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 1 4項又は第 1 5項に記載の二次電池の充電装置。

1 7 . 二次電池に所定の電圧を印加する充電電圧供給手段と、該所定の電圧を印加しているときに二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、この検出された電流値に基づき満充電までの所要充電時間を求める充電時間予測手段と、を備えたことを特徴とする二次電池の充電装置。

1 8 . 前記充電電圧供給手段により、二次電池に、前記所定の電圧を超えた電圧を所定時間印加した後、印加電圧を前記所定の電圧に切り換えて、このとき流れる電流値を前記電流検出手段により検出するように構成したことを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載の二次電池の充電装置。

1 9 . 前記所要充電時間とは、前記電流検出手段により検出された電流値が、充電完了時に検出される充電完了基準電流値に達するまでの時間であり、該電流値が該充電完了基準電流値以下のときに充電を停止するように構成したことを特徴とする請求の範囲第 1 7項又は第 1 8項に記載の二次電池の充電装置。

2 0 . 前記所要充電時間経過後に、二次電池の充電を停止するように構成したことを特徴とする請求の範囲第 1 7項から第 1 9項の何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

2 1 . 前記所定の電圧は、満充電平衡電圧値であることを特徴とする請求の範囲第 1 7項から第 2 0項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

2 2 . 前記充電所要時間、若しくは、前記充電率、若しくは、充電完了、又は充電中の二次電池の充電状態を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 7項から第 2 1項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

2 3 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徵とする請求の範囲第 1 7項から第 2 2項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

2 4 . 二次電池に所定の電圧を印加する充電電圧供給手段と、該所定の電圧を印加しているときに二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、該電流検出手段によ ¾電流値の検出時点での二次電池の充電率を求める充電率導出手段と、を備えたことを特徴とする二次電池の充電装置。

2 5 . 前記充電電圧供給手段により、二次電池に、前記所定の電圧を超えた電圧を所定時間印加した後、印加電圧を前記所定の電圧に切り換えて、このとき流れる電流値を前記電流検出手段により検出するように構成したことを特徴とする請求の範囲第 2 4項に記載の二次電池の充電装置。

2 6 . 前記充電所要時間、若しくは、前記充電率、若しくは、充電完了、又は充電中の二次電池の充電状態を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 2 4項又は第 2 5項に記載の二次電池の充電装置。

2 7 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 2 4項から第 2 6項のいずれか一項に記載の二次電池の充電装置。

2 8 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えた二次電池の充電装置であって、

前記充電制御装置は、

充電対象の二次電池についての満充電平衡電圧値と、充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値と、を記憶した記憶手段と、

前記充電電圧供給手段から供給される充電電圧を該所定の充電印加電圧値、又は該満充電平衡電圧値に切り換える切換手段と、

前記電流検出手段により検出された電流値に基づき満充電までの所要充電時間を求める充電時間予測手段と、

を具備し、

以下の第 1〜第 6ステツプに従って二次電池の充電を制御することを特徴とする二次電池の充電装置。

• 第 1ステップ：充電装置にセットされた二次電池を前記所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

• 第 4ステップ：前記充電時間予測手段によりこの検出された電流値に基づき満充電までの所要充電時間を求める。

• 第 6ステップ：前記所要充電時間が経過した後に、二次電池の充電を停止する。

2 9 . 前記二次電池を、前記所定の充電印加電圧値で、所定時間、印加した後であって、印加電圧を前記満充電平衡電圧値に切り換える前に、二次電池の端子間を短絡させる短絡手段を備えたことを特徵とする請求の範囲第 2 8項に記載の二次電池の充電装置。

3 0 . 前記充電所要時間、若しくは、前記充電率、若しくは、充電完了、又は充電中の二次電池の充電状態を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 2 8項又は第 2 9項に記載の二次電池の充電装置。

3 1 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 2 8項から第 3 0項のいずれか一項に記載の二次電池の充電装置。

3 2 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池に通電される充電電流の電流値を検出する電流検出手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えた二次電池の充電装置であって、

前記充電制御装置は、

前記電流検出手段による電流値の検出時点での二次電池の充電率を求める充電率導出手段と、

該充電率導出手段により求められた充電率と、予め入力設定された判定基準値とを比較判定する判定手段と、

を具備し、

以下の第 1〜第 5ステツプに従って二次電池の充電を制御することを特徴とする二次電池の充電装置。

- 第 1ステップ：充電装置にセットされた二次電池を前記所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

' 第 5ステップ：前記判定手段によってこの求めた充電率の判定を行い、該充電率が判定基準値未満で検出されていれば、前記第 1ステツプに戻って上記のフローを繰り返し、該充電率が該判定基準値以上となったときは、充電を停止する。

3 3 . 前記二次電池を、前記所定の充電印加電圧値で、所定時間、印加した後であって、印加電圧を前記満充電平衡電圧値に切り換える前に、二次電池の端子間を短絡させる短絡手段を備えたことを特徵とする請求の範囲第 3 2項に記載の二次電池の充電装置。

3 4 . 前記充電所要時間、若しくは、前記充電率、若しくは、充電完了、又は充電中の二次電池の充電状態を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 3 2項又は第 3 3項に記載の二次電池の充電装置。

3 5 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 3 2項から第 3 4項の何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

3 6 . 電源部に二次電池とコンデンサとを並列に接続した回路と、該二次電池とコンデンザとを結ぶ閉ループ回路を遮断/接続する切換手段と、を備え、

該閉ループ回路を遮断した状態で、該コンデンサに電源部の電源電圧を所定時間印加して蓄電した後、該閉ループ回路を接続して、該コンデンサに蓄電された電荷を二次電池に転送することで、二次電池を充電するように構成したことを特徴とする二次電池の充電装

3 7 . 二次電池に所定の電圧を印加するチェック電源部と、二次電池に通電される電流値を検出する電流検出手段と、

この検出した電流値と予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する電流値判定手段と、を備え、

前記閉ループ回路を遮断した状態で、該チェック電源部により二次電池に所定の電圧を印加し、このとき流れる電流値を検出するとともに、この検出した電流値と所定の充電完了基準電流値とを比較して、該電流値が該充電完了基準電流値よりも大きいときは、前記蓄電、転送制御を繰り返し行い、一方、該電流値が該充電完了基準電流値以下のときは、二次電池の充電を停止するように構成したことを特徴とする請求の範囲第 3 6項に記載の二次電池の充電装置。

3 8 . 前記所定の電圧は、満充電平衡電圧値であることを特徴とする請求の範囲第 3 7項に記載の二次電池の充電装置。

3 9 . 二次電池の開放電圧を検出する電圧検出手段と、

この検出した開放電圧と満充電平衡電圧値とを比較判定する電圧値判定手段と、を備え、

前記閉ループ回路を遮断した状態で、二次電池の開放電圧を検出するとともに、この検出した開放電圧と満充電平衡電圧値とを比較して、該開放電圧が満充電平衡電圧値よりも小さいときは、前記蓄電、転送制御を繰り返し行い、一方、該開放電圧が満充電平衡電圧値以上のときは、二次電池の充電を停止するように構成したことを特徴とする請求の範囲第 3 6項に記載の二次電池の充電装置。

4 0 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 3 6項から第 3 9項の何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

4 1 . 複数の二次電池を充電する充電装置において、二次電池に電圧を印加する充電電圧制御手段と、前記二次電池の充電状態を把握する制御手段と、

前記制御手段からの充電完了信号に基づいて、充電電圧を印加する二次電池の切り換えを行う電池指定切換手段と、

を備えたことを特徴とする二次電池の充電装置。

4 2 . 前記二次電池の充電状態を把握する際に満充電平衡電圧値を印加するチェック電圧制御手段と、

前記充電電圧とチェック電圧との切り換えを行う電圧切換手段と、前記チェック電圧印加時における二次電池の電流を検出する電流検出手段と、

前記電流検出手段からの信号に基づいて二次電池の充電状態を把握する制御手段と、

を備えたことを特徴とする請求の範囲第 4 1項に記載の二次電池の充電装置。

4 3 . 前記充電電圧の印加、又は印加停止の切り換えを行う電圧切換手段と、

前記充電電圧の印加停止時における二次電池の開放電圧を検出する電圧検出手段と、

前記電圧検出手段からの信号に基づいて二次電池の充電状態を把握する制御手段と、

を備えたことを特徴とする請求の範囲第 4 2項に記載の二次電池の充電装置。

4 4 . 前記二次電池に印加する充電電圧は、充電対象の二次電池についての充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であって、満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値であることを特徴とする請求の範囲第 4 1項から第 4 3項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装

4 5 . 前記充電所要時間、若しくは、前記充電率、若しくは、充電完了、又は充電中の二次電池の充電状態を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 4 1項から第 4 4項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

4 6 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徵とする請求の範囲第 4 1項から第 4 5項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

4 7 . 複数の二次電池を充電制御する充電装置において、

ある一つの二次電池の充電が完了すると、次の未充電の二次電池の充電に切り換える電池切換手段を備え、

個別に二次電池の充電を行うように構成したことを特徴とする二次電池の充電装置。

4 8 . 二次電池に充電電流を供給する充電電圧供給手段を備え、該充電電圧供給手段に、複数の二次電池を直列に接続して二次電池群を構成し、ある一つの二次電池が満充電となれば、次の未充電の二次電池の充電を行って、この二次電池群の複数の二次電池の充電を順次行うように構成したことを特徴とする二次電池の充電装置。

4 9 . ある一つの二次電池群の各二次電池の充電を行った後に、この二次電池群と並列に接続された次の二次電池群の各二次電池の充電を行うように構成したことを特徴とする請求の範囲第 4 8項に記載の二次電池の充電装置。

5 0 . 複数の二次電池群の並行した充電を可能に構成したことを特徵とする請求の範囲第 4 8項に記載の二次電池の充電装置。

5 1 . 複数の二次電池群の直列使用と並列使用とを可能に構成したことを特徴とする請求の範囲第 4 8項から第 5 0項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

5 2 . 前記二次電池を、前記所定の充電印加電圧値で、所定時間、印加した後であって、印加電圧を前記満充電平衡電圧値に切り換える前に、二次電池の端子間を短絡させる短絡手段を備えたことを特徵とする請求の範囲第 4 8項から第 5 1項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

5 3 . 前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第 4 8項から第 5 2項のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置。

5 4 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、

二次電池の電池電圧を検出する電圧検出手段と、

該電圧検出手段により検出された充電完了後の二次電池の電池電圧値と、満充電平衡電圧値よりも低い再充電電圧値とを比較判定する判定手段と、

を備え、

該判定手段による判定で、該電池電圧値が該再充電電圧値以下となったときに、該充電電圧供給手段により充電電圧を供給して、再充電を行うように構成したことを特徴とする二次電池の充電装置。

5 5 . 二次電池の充電状態をチェックして、所定の充電電圧で所定時間充電する一連の充電動作を繰り返し、前記充電状態のチエツクで満充電状態に達したと判断されると充電を停止するように構成した二次電池の充電装置において、前記一連の充電動作間に、緩和時間を設けたことを特徴とする二次電池の充電装置。

5 6 . 複数の二次電池を充電する充電装置であって、二次電池の充電状態をチエツクした後、所定の充電電圧で所定時間充電する一連の充電動作を各未充電の二次電池ごとに交互に行い、これを 1夕一ンとして、該夕一ンを繰り返しながら複数の二次電池を充電し、前記充電状態のチェックで満充電状態に達したと判断された二次電池から充電を停止するように構成した二次電池の充電装置において、前記緩和時間は、各二次電池における、先のターンの一連の充電動作の完了から、次のターンの一連の充電動作の開始までの間の時間であることを特徴とする請求の範囲第 5 5項に記載の二次電池の充

5 7 . 二次電池に充電電圧を供給する充電電圧供給手段と、二次電池の充電を制御する充電制御装置と、を備えた二次電池の充電装置であって、

前記充電装置内の発熱部を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする二次電池の充電装置。

5 8 . 二次電池を充電する充電装置において、該充電装置の座部にセットされた二次電池をワンタッチで取り出すための取出手段を設けたことを特徴とする二次電池の充電装置。

5 9 . 前記取出手段は、ユーザが押し下げ操作する操作部材と、前記座部にセットされた二次電池を押し上げる押上部材と、該押上部材を軸支する回動支点軸と、該回動支点軸に取り付けられて該押上部材を反押上方向へ付勢する付勢手段と、を備え、

前記操作部材の操作によって、前記座部から前記押上部材のー側部が出没するように構成したことを特徴とする請求の範囲第 5 8項に記載の二次電池の充電装置。

6 0 . 前記取出手段は、前記座部の長手方向一側部を陥没させて構成したことを特徴とする請求の範囲第 5 8項に記載の二次電池の充

6 1 . 満充電平衡電圧値と、

充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る充電印加電圧値であつて、該満充電平衡で質値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の電流値に対応する所定の充電印加電圧値と、

を予め記憶させておき、

二次電池を該所定の充電印加電圧値で、所定時間、印加した後、印加電圧を該満充電平衡電圧値に切り換え、該満充電平衡電圧値で印加している間に、二次電池に流れている電流値を検出して、この検出した電流値を充電完了基準電流値と比較し、該電流値が該充電完了基準電流値より大きいときは、再び、二次電池を該所定の充電印加電圧値で印加して上述のフローを繰り返し、一方、該電流値が該充電完了基準電流値以下のときには、二次電池の充電を停止することを特徴とする二次電池の充電方法。

6 2 . n ( nは 2以上の自然数）種類の二次電池についての、満充電平衡電圧値と、

充電電流のピーク値または略ピーク値を得る充電印加電圧値であつて、該満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない所定の充電印加電圧値と、

を予め記憶させておき、

以下の第 1〜第 8ステツプに従って二次電池を充電することを特徵とする二次電池の充電方法。

• 第 1ステップ：変数を k ( k = l 、 2 、 · · · 、 n ) として、該 kを初期化し、 k = l とする。

'第 3ステップ： k = nのときは、第 6ステツプへジャンプする。 • 第 4ステップ：二次電池を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電している間に、二次電池に印加されている電圧値を検出する。

• 第 5ステップ：この検出した電圧値が該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値よりも大きな値であれば、該 kに 1を加えたものを新たな kとして前記第 2ステップに戻り、一方、該検出した電圧値が該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値以下であれば、次の第 6ステツプへ移行する。

• 第 6ステップ：二次電池の印加電圧を n種類の二次電池の満充電平衡電圧値のうち第 k番目に低い満充電平衡電圧値に切り換える。 •第 7ステップ：二次電池を該第 k番目に低い満充電平衡電圧値で微小時間印加している間に、二次電池に流れている電流値を検出する。

- 第 8ステップ：この検出した電流値が充電完了基準電流値より大きな値であれば、前記第 2ステップに戻って上記のフローを繰り返し、一方、該検出した電流値が該充電完了基準電流値以下であれば、充電を停止する。

6 3 . n ( nは 2以上の自然数）種類の二次電池についての、

満充電平衡電圧値と、

を予め記憶させておき、

以下の第 1〜第 8ステップに従って二次電池を充電することを特徵とする二次電池の充電方法。

• 第 2ステップ： .二次電池を n種類の二次電池の所定の充電印加電圧値のうち第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。

• 第 3ステップ： k = nのときは、第 6ステップへジヤンプする。 ' 第 4ステップ：二次電池を該第 k番目に低い所定の充電印加電圧値で所定時間充電している間に、二次電池に印加されている電圧値を検出する。

6 4 . 充電完了後の二次電池の電池電圧値を監視し、該電池電圧値が、満充電平衡電圧値よりも低い再充電電圧値以下となったときに、再充電を行うことを特徴とする二次電池の充電方法。

6 5 . 二次電池の充電状態をチェックして、所定の充電電圧で所定時間充電する一連の充電動作を繰り返し、前記充電状態のチェックで満充電状態に達したと判断されると充電を停止する二次電池の充電方法において、前記一連の充電動作間に、緩和時間を設けたことを特徴とする二次電池の充電方法。

6 6 . 複数の二次電池を充電する充電方法であって、二次電池の充電状態をチェックした後、所定の充電電圧で所定時間充電する一連の充電動作を各未充電の二次電池ごとに交互に行い、これを 1ターンとして、該夕一ンを繰り返しながら複数の二次電池を充電し、前記充電状態のチエツクで満充電状態に達したと判断された二次電池から充電を停止する二次電池の充電方法において、前記緩和時間は、各二次電池における、先のターンの一連の充電動作の完了から、次のターンの一連の充電動作の開始までの間の時間であることを特徴とする請求の範囲第 6 5項に記載の二次電池の充電装置。