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JP2906422B2 - 充電装置 - Google Patents

充電装置

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JP2906422B2
JP2906422B2 JP1012480A JP1248089A JP2906422B2 JP 2906422 B2 JP2906422 B2 JP 2906422B2 JP 1012480 A JP1012480 A JP 1012480A JP 1248089 A JP1248089 A JP 1248089A JP 2906422 B2 JP2906422 B2 JP 2906422B2
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  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、充電装置、特に非水系2次電池に好適な
充電装置に関する。
〔従来の技術〕
繰返し充・放電の可能な2次電池には、水溶系の電解
液を用いたものと、有機系の電解液を用いた、いわゆる
非水系2次電池とがある。
水溶系の電解液を用いた2次電池には、例えば、鉛蓄
電池、ニッケルカドミウム電池等があり、非水系2次電
池には、例えば、特開昭62−82670号公報、特開昭62−8
2671号公報にて示されるようなマンガンリチウム電池、
カーボンリチウム電池等のリチウム系電池がある。
これら2次電池には、種類に応じて特有の充電特性が
あり、夫々の充電特性に適した充電方式がある。従っ
て、2次電池の充電装置は、各々の充電方式に適した構
成を持つことが望まれている。
第3図にはニッケルカドミウム電池の充電特性が示さ
れている。この充電特性は、定電流充電である。電池の
端子電圧Vceの時間的変化は山形を呈しており、山形の
ピークPvceが満充電のレベルLfuとされる。一方、充電
電流Iceは常に一定の値、例えば1Aを維持している。
第4図には鉛蓄電池の充電特性が示されている。この
充電特性は、定電圧充電である。電池の端子電圧Vceの
時間的変化を見ると、充電初期の段階では比較的、急速
に上昇し、所定電圧に達すると上昇の程度が極めて緩や
かになり定電圧となる。一方、充電電流Iceは充電初期
の段階から略々一定の値、例えば1Aを維持している。
上述のニッケルカドミウム電池の充電特性に応じた充
電方式が、第5図乃至第9図に示されている。この内、
第5図乃至第7図は、2次電池の端子電圧Vceを検出し
て充電を制御する方式であり、第8図及び第9図は、電
池の温度Tceを検出して充電を制御する方式である。
第5図の充電方式は、端子電圧Vceに一定のリミットL
vceを設定し、2次電池の端子電圧VceがリミットLvceに
達したことを検出した段階で充電を打ち切るものであ
る。
第6図の充電方式は、いわゆるVテープ制御方式であ
り、2次電池の端子電圧VceがピークPvceに達したこと
を検出した段階で充電を打ち切るものである。
第7図の充電方式は、いわゆる(−ΔV)制御方式で
あり、2次電池の端子電圧VceがピークPvceに達してか
ら所定の電圧ΔV低下したことを検出した段階で充電を
打ち切るものである。
第8図の充電方式は、電池の温度Tceに基づく制御方
式である。充電末期の電池の温度Tceは急激に上昇し、
例えば40度〜50度位になるため、この温度上昇をセンサ
で検出して充電を打ち切るものである。
第9図の充電方式は、いわゆる(ΔT)制御方式であ
る。充電末期に近くなると、電池の温度Tceは通常の温
度よりも温度ΔTだけ上昇する。そこで、この温度上昇
をセンサで検出した段階で充電を打ち切るものである。
また、図示せぬものの鉛蓄電池の充電方式としては、
例えば2次電池の端子電圧Vceが所定の値に達したこと
を検出した段階で充電を打ち切るものと、充電時間をタ
イマーで設定し所定時間経過後に充電を打ち切るものが
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した非水系2次電池の充電に際しては、水溶系の
電解液を用いた2次電池の充電方式、例えば、ニッケル
カドミウム電池の充電方式を適用することが、まず考え
られる。しかしながら、ニッケルカドミウム電池の充電
方式の内、第5図に示す端子電圧VceがリミットLvceに
達するまで充電する方式は充電率が80%程度にしかなら
ず、満充電が不可能であるという問題点があった。ま
た、第6図に示すVテープ制御方式及び、第7図に示す
(−ΔV)制御方式は、非水系2次電池の充電特性が山
形でなくピークPvceを有しないことから、いずれも適用
できないという問題点があった。
一方、前述した電池の温度Tceに基づく制御方式も非
水系2次電池の充電方式としては問題がある。例えば、
第8図の充電末期における電池の温度Tceの上昇を利用
する方式では、特にリチウム系2次電池の場合、爆発す
る危険性があるという問題点があった。
そこで、次に鉛蓄電池の充電方式、例えばタイマーで
充電時間を設定する充電方式を適用することが考えられ
るが、この充電方式も問題を生ずる。即ち。充電電流は
電池の周囲温度によって著しく変化するため、一定の時
間を設定したとしても、充電電流Iceが電池の周囲温度
によって著しく変化し、その結果充電率が安定化せず、
確実な満充電が困難であるという問題点があった。ま
た、鉛蓄電池の充電方式として用いられる2次電池の端
子電圧Vceの検出による充電方式も2次電池の端子電圧V
ceが所定の値に達しても充電電流Iceが電池の周囲温度
によって著しく変化することと、2次電池の性能のバラ
ツキにより確実な満充電が困難であるという問題点があ
った。
従ってこの発明の目的は、非水系2次電池を安全且つ
確実に満充電できる充電装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、非水系2次電池を充電する充電装置にお
いて、非水系2次電池を定電圧で充電する充電手段と、
充電電流の値を予め設定された満充電時の充電電流値と
比較し、充電電流の値が満充電時の充電電流値になった
時に制御信号を出力する電流検出回路とを備え、電流検
出回路からの制御信号に応じて、わずかな充電電流のみ
を流す普通充電に切り換えるようにしたことを特徴とす
る充電装置である。
〔作用〕
非水系2次電池の充電特性から、充電が進むに従っ
て、充電電流の値は急激に低下する。そこで、この発明
にかかる充電装置では、非水系2次電池を定電圧で充電
すると共に、充電電流の値をモニタし、もし充電電流の
値が予め設定されている、満充電時の充電電流の値に等
しくなった時に、充電電流を遮断するか或いは普通充電
に切り換えるようにして制御する。
このように、満充電時の充電電流の値と実際の充電電
流の値の比較に基づいて、充電を制御しているため、非
水系2次電池を安全且つ確実に満充電できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について第1図及び第2図
を参照して説明する。この実施例は、リチウム系の非水
系2次電池〔以下、単に2次電池と称する〕を充電する
充電装置に対し、この発明を適用したものである。
第1図の構成に於いて、AC100Vの電源電圧が電源部1
の電源トランス2の一次側に供給される。電源電圧は、
電源トランス2で降圧され、二次側から出力電圧として
取出される。この出力電圧は、ダイオードにより構成さ
れる整流回路3と、電源ラインLv及びアース間に接続さ
れている平滑用コンデンサ4を経ることによって直流電
圧とされる。この直流電圧は、更にシリーズレギュレー
タ5に供給される。
シリーズレギュレータ5は、電源ラインLvにコレクタ
・エミッタ各端子が直列に接続されベースが後述のトラ
ンジスタに接続されているトランジスタ6と、電源ライ
ンLv及びアース間に直列接続されている抵抗7、8、ボ
リューム9と、ベースがボリューム9の一端子に接続さ
れコレクタが、上述のトランジスタ6のベースに接続さ
れ更にエミッタがツエナーダイオード10を介してアース
されているトランジスタ11と、抵抗12と、電源ラインLv
及びアース間に接続されているコンデンサ17とから構成
される。
このシリーズレギュレータ5によって定電圧化〔8.2
V、最大値8.5V〕された直流電圧は、マニュアル操作の
スイッチ13を介して電流検出回路14に供給される。尚、
このスイッチ13は、2次電池15を充電しようとする時、
自動的にオン〔閉〕するようにしても良い。
直流電圧は、この電流検出回路14にて予め設定されて
いる電流値と比較され、もし充電電流の値が予め設定さ
れている値、例えば0.1A〔満充電時の充電電流Iceの
値〕と等しくなった時には、制御信号Scを電子スイッチ
16に供給して、電子スイッチ16を制御する。直流電圧
は、電流検出回路14、電子スイッチ16を経て、2次電池
15に供給され、これにより、2次電池15の充電がなされ
る。
次いで、2次電池の充電について説明する。
上述したようにAC100Vの電源電圧は、電源部1にて直
流電圧に変換され、この直流電圧は定電圧とされる。そ
して、直流電圧は、スイッチ13、電子スイッチ16が共に
オン〔閉〕の時、2次電池15に供給され、充電される。
第2図には、非水系2次電池の充電特性が示されてい
る。図示の特性より明らかなように、充電電流Iceは充
電時間Hceにして0.4Hour(以下、Hと略す)位までは低
下傾向が緩やかで1.5A程度流れ、略々定電流に近い状態
を示す。
その後、充電電流Iceは、2次電池15の充電が進むに
従って急激に低下し、3.5H付近から低いレベルに安定す
る。
一方、2次電池15の端子電圧Vceは、充電時間Hceにし
て0.4H付近までは急激に上昇し、次いで1H付近までは比
較的緩やかに上昇し、その後1.5H付近から安定し定電圧
の状態となる。
上述の電流検出回路14では、2次電池15に対し充電の
行われている間、充電電流Iceの値をモニタしている。
もし充電電流Iceが上述のように減少し、予め設定され
ている値〔満充電時の充電電流Iceの値〕、例えば0.1A
になった時、充電電流Iceを遮断すべく電流検出回路14
から電子スイッチ16に制御信号Scが供給される。電子ス
イッチ16は、制御信号Scによりオフ〔開〕とされる。こ
のとき、充電電流Iceは完全に遮断されず、いわゆる普
通充電に切り換えられ、僅かな充電電流Iceのみが流し
続けられる。充電電流Iceの値が0.1Aになった時は、98
%程度の充電が行われており、満充電の状態となる。
このように、上述したような定電圧のもとで、充電電
流Iceを予め設定した電流値と比較しつつ2次電池15を
充電しているので、安全且つ確実に満充電できる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、非水系2次電池を定電圧で充電
し、充電電流の値を監視し、充電電流の値が設定値より
小さくなった時に、充電を制御するようにしているの
で、安全に、そして、確実に満充電できるという効果が
ある。
また、従来の充電方式、例えば2次電池の端子電圧が
所定の値に達したことを検出した段階で充電を打ち切る
充電方式或いは、充電時間をタイマーで設定し所定時間
経過後に充電を打ち切る充電方式では、2次電池の性能
のバラツキ、電池の周囲温度等によって充電電流が変化
するため、満充電は困難であるが、この発明によれば、
確実に満充電できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す充電装置のブロック
図、第2図は充電特性を示す特性図、第3図はニッケル
カドミウム電池の充電特性を示す特性図、第4図は鉛蓄
電池の充電特性を示す特性図、第5図乃至第7図は夫々
ニッケルカドミウム電池の端子電圧に基づく充電方式を
示す特性図、第8図及び第9図は夫々ニッケルカドミウ
ム電池の温度に基づく充電方式を示す特性図である。 図面における主要な符号の説明 14:電流検出回路、16:電子スイッチ、Ice:充電電流。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非水系2次電池を充電する充電装置におい
    て、 上記非水系2次電池を定電圧で充電する充電手段と、 充電電流の値を予め設定された満充電時の充電電流値と
    比較し、上記充電電流の値が上記満充電時の充電電流値
    になった時に制御信号を出力する電流検出回路とを備
    え、 上記電流検出回路からの上記制御信号に応じて、わずか
    な充電電流のみを流す普通充電に切り換えるようにした
    ことを特徴とする充電装置。
JP1012480A 1989-01-20 1989-01-20 充電装置 Expired - Lifetime JP2906422B2 (ja)

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