JP2010061970A - 充電システムおよび二次電池の充電方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】充電システム1では、二次電池11の温度が二次電池11の充電可能な温度範囲の上限温度よりも高いときには、放電回路24が放電を行う。第1安全素子25は、二次電池11の温度が第1温度よりも高く第2温度よりも低いときに充電回路23および放電回路24の作動を停止させるが、二次電池11の温度が第1温度以下まで下がったときには充電回路23または放電回路24の作動を再開させる。一方、第2安全素子26は、二次電池11の温度が第2温度以上であるときに充電回路23および放電回路24の作動を停止させる一方、二次電池11の温度が第2温度を下回ったときにも充電回路23および放電回路24の作動を停止させたままである。
【選択図】図1
Description
(1)80〜100℃で作動する復帰式の保護素子を備えた充電装置
この充電装置では、二次電池の温度が80〜100℃となるとその二次電池を使用できなくなるが、温度が下がれば二次電池を再び使用できる。一般に、高温の環境下に曝される機会の少ない機器内に設けられた二次電池に関しては、温度が80〜90℃程度にまで上昇しても短時間であればそれほど劣化しないと考えられているので、経済的である。
(2)80〜100℃で作動する非復帰式の保護素子を備えた充電装置
この充電装置では、二次電池の温度が100℃に達していなくても、その二次電池の使用を禁止できる。よって、(1)の充電装置に比べて二次電池の安全性を確保できる。
図1は、本実施形態に係る充電システムのブロック図である。
続いて、二次電池11の温度が第1温度よりも高く第2温度未満である場合について説明する。
上記実施形態1では、二次電池の温度が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高ければ、充電を行わない。しかし、二次電池の温度が高くても二次電池の電圧が低ければ二次電池の安全性はそれほど低下しないということが知られている。そこで、本発明の実施形態2では、二次電池の電圧が低い場合には充電を行う。まず、本実施形態に係る充電システムを示す。
上記実施形態1では、充電率が所定の充電率になるまで二次電池を放電する。一方、本発明の実施形態3では、充電率が所定の充電率を下回るまで二次電池を放電する。まず、本実施形態に係る充電システムを示す。
上記実施形態1〜3では、二次電池が充電可能な温度範囲の上限温度よりも高い温度となった場合に二次電池を充電させる方法について説明している。しかし、二次電池の使用形態によっては、例えば二次電池を気温の低い地域で使用する等の場合には、二次電池の温度が充電可能な温度範囲の下限温度よりも低い温度となる場合がある。
上記実施形態1〜4は、以下に示す構成であってもよい。
11,111,211 二次電池
21 電圧センサー
22 温度センサー
23 充電回路
24 放電回路
25 第1安全素子
26 第2安全素子
Claims (17)
- 二次電池を充電する充電システムであって、
前記二次電池と、
前記二次電池の温度が前記二次電池の充電可能な温度範囲の上限温度以下であるときに前記二次電池を充電する充電回路と、
前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高く第1温度以下であるときに前記二次電池を放電する放電回路と、
前記二次電池の温度が前記第1温度よりも高く第2温度よりも低いときには、前記充電回路および前記放電回路の作動を停止させる一方、前記二次電池の温度が前記第1温度よりも高く且つ前記第2温度よりも低い温度から前記第1温度以下にまで下がったときには、前記充電回路または前記放電回路の作動を再開させる第1安全素子と、
前記二次電池の温度が前記第2温度以上であるときには、前記充電回路および前記放電回路の作動を停止させる一方、前記二次電池の温度が前記第2温度を下回ったときにも、前記充電回路および前記放電回路の作動を停止させたままである第2安全素子とを備えていることを特徴とする充電システム。 - 請求項1に記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高いときには、前記二次電池を充電せず、
前記放電回路は、前記二次電池の充電率が所定の充電率になるまで前記二次電池を放電し、
前記所定の充電率は、30%以上50%以下であることを特徴とする充電システム。 - 請求項1に記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高く前記第1温度以下であり且つ前記二次電池の充電率が前記所定の充電率を下回っているときには、前記二次電池の充電率が前記所定の充電率になるまで前記二次電池を充電することを特徴とする充電システム。 - 請求項3に記載の充電システムにおいて、
前記放電回路は、前記二次電池の充電率が前記所定の充電率を下回るように前記二次電池を放電することを特徴とする充電システム。 - 請求項1から4の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、充電設定電圧を4.00V以上4.20V以下とし充電電流を0.5C以下として前記二次電池を充電し、
前記放電回路は、0.05C以上の電流を流して前記二次電池を放電することを特徴とする充電システム。 - 請求項5に記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記充電設定電圧を4.05V以上4.15V以下として前記二次電池を充電することを特徴とする充電システム。 - 請求項1から6の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記二次電池の温度が0℃以上であり前記二次電池の充電可能な温度範囲の下限温度よりも低いときには、前記二次電池の温度が前記下限温度以上であり前記上限温度以下であるときよりも充電設定電圧および充電電流を下げて前記二次電池を充電することを特徴とする充電システム。 - 請求項7に記載の充電システムにおいて、
前記充電回路は、前記二次電池の温度が0℃以上であり前記下限温度よりも低いときには、前記充電電流を、前記二次電池の温度が前記下限温度以上であり前記上限温度以下であるときの1/2以下とすることを特徴とする充電システム。 - 請求項7または8に記載の充電システムにおいて、
前記下限温度は、10℃であることを特徴とする充電システム。 - 請求項1から9の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記上限温度は、40℃以上50℃以下であり、
前記第1温度は、80℃以上90℃以下であり、
前記第2温度は、100℃以上であることを特徴とする充電システム。 - 請求項1から10の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記第1安全素子および前記第2安全素子の少なくとも一方は、前記二次電池内に設けられていることを特徴とする充電システム。 - 請求項1から11の何れか一つに記載の充電システムにおいて、
前記二次電池の温度を測定する温度センサーと、
前記二次電池の電圧を測定する電圧センサーとを備えていることを特徴とする充電システム。 - 二次電池を充電する方法であって、
前記二次電池の温度が前記二次電池の充電可能な温度範囲の上限温度以下であるときに、前記二次電池を充電するステップ(a)と、
前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高く第1温度よりも低いときに、前記二次電池を放電するステップ(b)と、
前記二次電池の温度が前記第1温度を超えたときに、前記二次電池の充電および放電を停止するステップ(c)とを備え、
前記ステップ(c)において前記二次電池の温度が前記第1温度よりも高く第2温度よりも低い場合には、前記ステップ(c)の後に前記二次電池の温度が前記第1温度以下となったときには前記ステップ(a)または前記ステップ(b)を実施し、
前記ステップ(c)において前記二次電池の温度が前記第2温度以上である場合には、前記ステップ(c)の後に前記二次電池の温度が前記第2温度を下回っても前記二次電池の充電および放電を停止させたままとするステップ(d)を実施することを特徴とする二次電池の充電方法。 - 請求項13に記載の二次電池の充電方法において、
前記ステップ(a)の後で前記ステップ(b)を行い、
前記ステップ(b)では、前記二次電池の温度が前記上限温度を上回ったときに前記二次電池の充電を停止して前記二次電池の充電率が所定の充電率になるまで前記二次電池を放電し、前記所定の充電率を30%以上50%以下とし、
前記ステップ(b)の後で前記ステップ(a)を再度行うことを特徴とする二次電池の充電方法。 - 請求項13に記載の二次電池の充電方法において、
前記二次電池の温度が前記上限温度よりも高く前記第1温度以下であり且つ前記二次電池の充電率が前記所定の充電率を下回っているときには、前記二次電池の充電率が前記所定の充電率になるまで前記二次電池を充電するステップ(e)を備えていることを特徴とする二次電池の充電方法。 - 請求項15に記載の二次電池の充電方法において、
前記ステップ(e)の前に、前記二次電池の充電率が前記所定の充電率を下回るまで前記二次電池を放電するステップ(f)を行うことを特徴とする二次電池の充電方法。 - 請求項13から16の何れか一つに記載の二次電池の充電方法において、
前記二次電池の温度が0℃以上であり前記二次電池の充電可能な温度範囲の下限温度よりも低い温度であるときには、前記二次電池の温度が前記下限温度以上であり前記上限温度以下であるときよりも充電設定電圧および充電電流を下げて前記二次電池を充電するステップ(g)をさらに備えていることを特徴とする二次電池の充電方法。
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