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課題

短時間で充電できるとともに、二次電池サイクル寿命を長くできるようにする。

解決手段

二次電池の多段充電装置1は、充電電源3と、電圧検出器5と、電流検出器7と、コントローラ9とからなる。充電電源3は、多段階定電流値を出力できる。電圧検出器5は、二次電池の充電状態電圧値で検出する。電流検出器7は、充電電源から二次電池に供給される充電電流を検出して充電電流検出信号を出力する。コントローラ9は、前記各検出手段5,7からの検出信号を取込むとともに二次電池の放電状態を検出し、放電状態から充電容量を求めて、あらかじめ設定した多段階の定電流設定値で前記二次電池充電状態検出手段からの充電状態検出信号が所定の規制値に達したときに上記充電電源3に次に小さな定電流設定値を設定する。

概要

背景

電気自動車走行用エネルギー源電気エネルギーであり、排ガス等を排出しないことから地球環境にやさしいため、普及が大いに期待されている。かかる電気自動車は、現在、開放形鉛電池シール形鉛電池等を十個以上直列接続した二次電池を走行用のエネルギー源として使用している。このように電気自動車の走行用のエネルギー源として二次電池が採用される理由は、負荷に電気エネルギーを供給して電気エネルギーがなくなっても、この二次電池を充電することにより、再度、走行用エネルギー源として利用することができるからである。

ところで、上述した電気自動車のエネルギー源である二次電池は、現在、主に定電圧定電流充電方法、あるいは二段定電流方法により充電されている。

定電圧定電流充電方法は、定電流で充電して充電が進行したら、定電圧で充電するようにしたものである。この定電圧定電流充電方法は、定電圧充電移行してから充電電流絞りこまれることになり、充電がなかなか進行しないことから、充電に時間がかかることになる。

二段定電流充電方法は、一段目の充電において、一段目の定電流値(例えば12〔アンペア(A)〕)で充電を継続しつつ充電電圧監視し、この充電電圧が所定の規制電圧に達したときに、次の二段目の充電に移行させ、一段目より小さい定電流値(例えば3〔A〕)で充電をするが充電電圧を監視しないで充電を継続するようにしたものである。この二段充電方法は、1段目の充電電流を大きくしても、規制電圧を低く設定すると、十分な充電ができず、2段目での充電時間が長くなり、結局、全体で充電時間が長くなる。

このように充電に長時間を要すると、電気自動車の利便性を低下させるため、電気自動車の一般への普及促進の妨げとなっている。

また、充電するときの規制電圧は、電池内部で水が電気分解するぎりぎりの電圧であり、この電圧を長く電池に印加しておくと、電解液中の水を消費してしまうことになって、電池のサイクル寿命が短くなる。したがって、上記二次電池に長いサイクル寿命を持たせることも、電気自動車を一般へ普及させるために重要なことである。

概要

短時間で充電できるとともに、二次電池のサイクル寿命を長くできるようにする。

二次電池の多段充電装置1は、充電電源3と、電圧検出器5と、電流検出器7と、コントローラ9とからなる。充電電源3は、多段階に定電流値を出力できる。電圧検出器5は、二次電池の充電状態電圧値で検出する。電流検出器7は、充電電源から二次電池に供給される充電電流を検出して充電電流検出信号を出力する。コントローラ9は、前記各検出手段5,7からの検出信号を取込むとともに二次電池の放電状態を検出し、放電状態から充電容量を求めて、あらかじめ設定した多段階の定電流設定値で前記二次電池充電状態検出手段からの充電状態検出信号が所定の規制値に達したときに上記充電電源3に次に小さな定電流設定値を設定する。

目的

そこで、本発明は上述した欠点を解消し、短時間で充電できるとともに、二次電池のサイクル寿命を長くできる二次電池の多段充電方法及びその装置を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

電流でかつ規制値監視しながら二次電池充電する充電方法において、所定の段階の定電流値で充電しつつ充電状態を監視し、この充電状態が所定の規制値に達したときに次に小さな定電流値に切り換える状態を繰り返して多段階的に定電流値を小さくして充電を継続し、最終段階で規制値に関係なく一定容量を充電することを特徴とする二次電池の多段充電方法。

請求項2

前記所定の規制値は、規制電圧あるいは二次電池の温度上昇率若しくは規制温度であることを特徴とする請求項1記載の二次電池の多段充電方法。

請求項3

前記充電状態は、二次電池の充電電圧あるいは二次電池の充電温度であることを特徴とする請求項1記載の二次電池の多段充電方法。

請求項4

定電流で規制値で監視しながら二次電池を充電する充電装置において、多段階に定電流値を出力できる充電電源と、二次電池の充電状態を検出する二次電池充電状態検出手段と、充電電源から二次電池に供給される充電電流を検出して充電電流検出信号を出力する電流検出手段と、前記各検出手段からの検出信号を取込むとともに二次電池の放電状態を検出し、放電状態から充電容量を求めて、あらかじめ設定した多段階の定電流設定値で前記二次電池充電状態検出手段からの充電状態検出信号が所定の規制値に達したときに上記充電電源に次に小さな定電流設定値を設定できる制御手段とを備えたことを特徴とする二次電池の多段充電装置。

請求項5

前記制御手段は、最終段では規制値による規制を行わないものであることを特徴とする請求項4記載の二次電池の多段充電装置。

請求項6

前記所定の規制値は、規制電圧あるいは二次電池の規制温度であることを特徴とする請求項4または5記載の二次電池の多段充電装置。

請求項7

前記二次電池充電状態検出手段は、二次電池の充電電圧を検出する電圧検出器あるいは二次電池の充電温度を検出する温度センサーであることを特徴とする請求項4または5記載の二次電池の多段充電装置。

技術分野

0001

本発明は二次電池多段充電方法及びその装置に関する。さらに詳細には、本発明は、充電電流値を大きな定電流値から小さな定電流値に多段に設定可能としてあり、最大の定電流値から二次電池の充電を開始し、その二次電池の電圧監視し、電圧規制値に二次電池の電圧が達したときに、その定電流値より一つ小さい定電流値に設定し、以後、これを繰り返して充電を継続するようにした二次電池の多段充電方法及びその装置に関する。

背景技術

0002

電気自動車走行用エネルギー源電気エネルギーであり、排ガス等を排出しないことから地球環境にやさしいため、普及が大いに期待されている。かかる電気自動車は、現在、開放形鉛電池シール形鉛電池等を十個以上直列接続した二次電池を走行用のエネルギー源として使用している。このように電気自動車の走行用のエネルギー源として二次電池が採用される理由は、負荷に電気エネルギーを供給して電気エネルギーがなくなっても、この二次電池を充電することにより、再度、走行用エネルギー源として利用することができるからである。

0003

ところで、上述した電気自動車のエネルギー源である二次電池は、現在、主に定電圧定電流充電方法、あるいは二段定電流方法により充電されている。

0004

定電圧定電流充電方法は、定電流で充電して充電が進行したら、定電圧で充電するようにしたものである。この定電圧定電流充電方法は、定電圧充電移行してから充電電流絞りこまれることになり、充電がなかなか進行しないことから、充電に時間がかかることになる。

0005

二段定電流充電方法は、一段目の充電において、一段目の定電流値(例えば12〔アンペア(A)〕)で充電を継続しつつ充電電圧を監視し、この充電電圧が所定の規制電圧に達したときに、次の二段目の充電に移行させ、一段目より小さい定電流値(例えば3〔A〕)で充電をするが充電電圧を監視しないで充電を継続するようにしたものである。この二段充電方法は、1段目の充電電流を大きくしても、規制電圧を低く設定すると、十分な充電ができず、2段目での充電時間が長くなり、結局、全体で充電時間が長くなる。

0006

このように充電に長時間を要すると、電気自動車の利便性を低下させるため、電気自動車の一般への普及促進の妨げとなっている。

0007

また、充電するときの規制電圧は、電池内部で水が電気分解するぎりぎりの電圧であり、この電圧を長く電池に印加しておくと、電解液中の水を消費してしまうことになって、電池のサイクル寿命が短くなる。したがって、上記二次電池に長いサイクル寿命を持たせることも、電気自動車を一般へ普及させるために重要なことである。

発明が解決しようとする課題

0008

上述したように従来の二次電池の充電方法では、二次電池を充電するために、長時間を要することから、電気自動車の利便性を低下させ、一般への普及促進の妨げとなる欠点がある。

0009

また、上述した従来の二次電池の充電方法では、充放電を繰り返す二次電池の充放電サイクル寿命が短くなることから、上述と同様に電気自動車の一般への普及の妨げになるという欠点があった。

0010

そこで、本発明は上述した欠点を解消し、短時間で充電できるとともに、二次電池のサイクル寿命を長くできる二次電池の多段充電方法及びその装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0011

かかる目的を達成するため、請求項1記載の発明に係る二次電池の多段充電方法は、定電流でかつ規制値で監視しながら二次電池を充電する充電方法において、所定の段階の定電流値で充電しつつ充電状態を監視し、この充電状態が所定の規制値に達したときに次に小さな定電流値に切り換える状態を繰り返して多段階的に定電流値を小さくして充電を継続し、最終段階で規制値に関係なく一定容量を充電するようにしている。

0012

請求項2記載の発明では、前記所定の規制値は、規制電圧あるいは二次電池の温度上昇率若しくは規制温度であることを特徴とする。

0013

請求項3記載の発明では、前記充電状態は、二次電池の充電電圧あるいは二次電池の充電温度であることを特徴とする。

0014

また、上記目的を達成するために、請求項4記載の二次電池の多段充電装置は、定電流で規制値で監視しながら二次電池を充電する充電装置において、多段階に定電流値を出力できる充電電源と、二次電池の充電状態を検出する二次電池充電状態検出手段と、充電電源から二次電池に供給される充電電流を検出して充電電流検出信号を出力する電流検出手段と、前記各検出手段からの検出信号を取込むとともに二次電池の放電状態を検出し、放電状態から充電容量を求めて、あらかじめ設定した多段階の定電流設定値で前記二次電池充電状態検出手段からの充電状態検出信号が所定の規制値に達したときに上記充電電源に次に小さな定電流設定値を設定できる制御手段とを備えるようにしている。

0015

請求項5記載の発明では、前記制御手段は、最終段では規制値による規制を行わないものであることを特徴とする。

0016

請求項6記載の発明では、前記所定の規制値は、規制電圧あるいは二次電池の規制温度であることを特徴とする。

0017

請求項7記載の発明では、前記二次電池充電状態検出手段は、二次電池の充電電圧を検出する電圧検出器あるいは二次電池の充電温度を検出する温度センサーであることを特徴とする。

発明を実施するための最良の形態

0018

以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。

0019

〔第1の実施の形態〕図1に、本発明の第1の実施の形態に係る二次電池の多段充電装置を示す。この図において、二次電池の多段充電装置1は、大別すると、充電電源3と、二次電池充電状態検出手段である電圧検出器5と、電流検出手段である電流検出器7と、制御手段であるコントローラ9とを備え、定電流で所定の規制値である規制電圧で規制しながら二次電池(例えば鉛電池モジュールを12個直列接続してなる鉛電池)11を充電できる次のような構成となっている。

0020

充電電源3は、コントローラ9からの設定指令に応じて、商用電源13からの交流電力を充電して直流に変換し、多段の定電流値及び所定の規制値である規制電圧を出力できるように構成されている。

0021

二次電池充電状態検出手段の電圧検出器5は、鉛電池11の充電時の電圧を検出し、二次電池充電状態検出信号をコントローラ9に供給できるようになっている。

0022

電流検出器7は、鉛電池11に充電される電流を検出し、充電電流検出信号をコントローラ9に供給できるようになっている。

0023

コントローラ9は、例えば中央演算処理装置、RAM、ROM、入出力ポート等からなるマイクロコンピュータ等で構成されており、二次電池充電状態検出手段である前記電圧検出器5からの規制値検出信号Vb、電流検出器7からの電流検出信号Ibを取り込むとともに、負荷である電気自動車のモータ15による鉛電池11の放電状態を放電状態検出信号Ad(放電電気容量)として検出できるようになっている。また、コントローラ9は、これら検出信号Vb、Ib及び放電状態検出信号Adを取込み、放電状態検出信号Adから必要な充電容量CLを求めて、あらかじめ設定した多段階の定電流設定値I及び所定の規制値である規制電圧VL で放電状態検出手段である電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが所定の規制値である規制電圧VL に達したときに上記充電電源3に次に小さな定電流設定値を設定できるように構成されている。勿論、定電流設定値Iは、あらかじめ設定せずに放電状態検出信号Adから求めた充電容量CLからいちいち求めるようにしても良い。

0024

なお、鉛電池11は、切換器17で充電電源3またはモータ15に切り換え可能になっている。

0025

このような構成の二次電池の多段充電装置1の動作を、図1を基に図2及び図3を参照して説明する。ここで、図2に、二次電池の多段充電装置のコントローラ9の動作を説明するためのフローチャートを示す。図3に、鉛電池11の各電池モージュールの状態を示し、横軸に充電時間を、縦軸各電池モジュールの電圧、温度、電流を示している。

0026

まず、充電条件を説明する。まず、鉛電池11は、上述したように、一つの鉛電池モジュール(公称電圧12〔V〕で公称容量60〔Ah〕)を12個直列接続してなるものを使用するものとする。また、多段充電は6段で行うものとし、充電容量は前回放電容量の115〔%〕(過剰放電比率)とする。そして、鉛電池11を充電する際の規制値は、本発明の実施の形態においては規制電圧を使用するものとし、鉛電池モジュール1個当り電池電圧の規制電圧は14.4〔V〕とし、全体で172.8〔V〕とする。また、充電の最終段階では、充電電流を3〔A〕とし、規制値(規制電圧)を使用せず充電するものとする。

0027

充電をする場合、切換器17により鉛電池11を充電電源3側に接続する。コントローラ9は、電気自動車のモータ15による鉛電池11の放電状態を放電状態検出信号Adとして既に検出している(ステップ(以下、Sと表記する)101)。

0028

ついで、コントローラ9は、前記放電状態検出信号Adを基に必要な充電容量CLを次の数式1を基に算出する(S102)。

0029

CL=Ad・(100+Z)/100
ここに、Zは過剰充電比率であり、充電条件ではZ=15〔%〕としている。

0030

このようにして算出した充電容量CLを基に、コントローラ9は、n段の定電流値Ijを求める(S103)。この実施の形態では段数n=6とし、初段は1〜0.5時間率、次の段は前段の2分の1〜3分の1に設定するものとする。最終段は、0.05時間率として電圧規制をせずに、時間あるいは充電電気容量での規制で充電する。実際には、j=1ではI1 =30〔A〕とし、j=2ではI2 =18〔A〕とし、j=3ではI3 =12〔A〕とし、j=4ではI4 =9〔A〕とし、j=5ではI5 =6〔A〕とし、最後のj=6ではI6 =3〔A〕としている。また、規制値である電圧規制値は、全段の定電流充電で、0.2時間率(公称容量60〔Ah〕のとき、12〔A〕)で充電時の推奨値とする。

0031

そして、j=1とし(S104)、ついで充電をする定電流値IをIjを決定する(S105)。ここでは、J=1であるので、定電流値Iは、I=I1 (=30〔A〕)を選択し、この値を充電電源3に設定する(S105)。これにより、充電電源3は、所定の定電流I1 で鉛電池11を充電する。

0032

ついで、コントローラ9は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達したか否かを判定する(S106)。通常は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達していないため(S106;NO)、コントローラ9は、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが所定の規制値である規制電圧VL に達したか否かの判定に移行する(S107)。検出信号Vbが規制電圧VL に達していないときには(S107;NO)、ステップ105〜ステップ107の処理を繰り返す。

0033

ここで、コントローラ9は、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したと判定したときには(S107;YES)、jがn−1(この実施の形態では、n=6であるから、n−1=5)に一致したかを判定する(S108)。ここでは、J=1であり、n−1=5であるから、コントローラ9は、Jがn−1に一致しないと判定し(S108;NO)、jをインクリメント(j=j+1=2)する(S109)。

0034

ついで、コントローラ9は、次の段の定電流値I2 (=18〔A〕)を選択して、この値を充電電源3に設定する(S105)。これにより、充電電源3は、所定の定電流I2 で鉛電池11を充電する。

0035

再び、コントローラ9は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達したか否かを判定し(S106)、通常は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達していないから(S106;NO)、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したか否かの判定をする(S107)。検出信号Vbが規制電圧VL に達していなときには(S107;NO)、ステップ105〜ステップ107の処理を繰り返す。

0036

再び、コントローラ9は、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したと判定したときには(S107;YES)、jがn−1(=5)に一致したかを判定する(S108)。ここでは、J=2であり、n−1=5であるから、コントローラ9は、Jがn−1に一致しないと判定し(S108;NO)、jをインクリメント(j=j+1=3)する(S109)。

0037

ついで、コントローラ9は、次の段の定電流値I3 (=12〔A〕)を選択して、この値を充電電源3に設定する(S105)。これにより、充電電源3は、定電流I3 で鉛電池11を充電する。

0038

再び、コントローラ9は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達したか否かを判定し(S106)、通常は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達していないから(S106;NO)、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したか否かの判定をする(S107)。検出信号Vbが規制電圧VL に達していなときには(S107;NO)、ステップ105〜ステップ107の処理を繰り返す。

0039

そして、コントローラ9は、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したと判定したときには(S107;YES)、jがn−1(=5)に一致したかを判定する(S108)。ここでは、J=3であり、n−1=5であるから、コントローラ9は、Jがn−1に一致しないと判定し(S108;NO)、jをインクリメント(j=j+1=4)する(S109)。

0040

ついで、コントローラ9は、次の段の定電流値I4 (=9〔A〕)を選択し、この値を充電電源3に設定する(S105)。これにより、充電電源3は、定電流I4 で鉛電池11を充電する。再び、コントローラ9は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達したか否かを判定し(S106)、通常は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達していないから(S106;NO)、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したか否かの判定をする(S107)。検出信号Vbが規制電圧VL に達していなときには(S107;NO)、ステップ105〜ステップ107の処理を繰り返す。

0041

そして、コントローラ9は、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したと判定したときには(S107;YES)、jがn−1(=5)に一致したかを判定する(S108)。ここでは、J=4であり、n−1=5であるから、コントローラ9は、Jがn−1に一致しないと判定し(S108;NO)、jをインクリメント(j=j+1=5)する(S109)。

0042

ついで、コントローラ9は、次の段の定電流値I5 (=6〔A〕)を選択し、この値を充電電源3に設定する(S105)。これにより、充電電源3は、定電流I5 で鉛電池11を充電する。再び、コントローラ9は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達したか否かを判定し(S106)、通常は、充電容量Cが必要な充電容量CLに達していないから(S106;NO)、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したか否かの判定をする(S107)。検出信号Vbが規制電圧VL に達していないときには(S107;NO)、ステップ105〜ステップ107の処理を繰り返す。

0043

そして、コントローラ9は、電圧検出器5からの規制値検出信号Vbが規制電圧VL に達したと判定したときには(S107;YES)、jがn−1(=5)に一致したかを判定する(S108)。ここでは、J=5であり、n−1=5であるから、コントローラ9は、Jがn−1に一致した判定し(S108;YES)、最終段の電流値I6 (=3〔A〕)を選択し、この値を充電電源3に設定する(S110)。これにより充電電源3は定電流I6 で鉛電池11を充電する。そして、最終段では充電電圧を監視せずに、充電容量Cが必要な充電容量CLに達するまで(S106;YES)ステップ110〜ステップ111を繰り返す。

0044

このような充電方法によれば、図3に示すように、充電時間が210〜270〔分〕付近のところで、各電池モジュールの電圧が大きくなり、かつ充電電流が上述したように切り換えられてゆくことがわかる。なお、充電は150分強のところで終了できる。

0045

以上説明したようにこの第1の実施の形態によれば、充電時間が短くなり、かつ充放電効率が向上して、サイクル寿命を長くすることができる。

0046

〔第2の実施の形態〕上記第1の実施の形態では所定の規制値は規制電圧VL とし、充電電圧Vbを電圧検出器5で検出し、この充電電圧Vbが規制電圧VL に達したときに段数を一つ小さい定電流値I側に切り換えるようにしていたが、本発明の多段充電方法及び装置はこれに特に限定されない。例えば、図示していないが、二次電池の温度上昇率(温度変化ΔT/単位時間Δt)を二次電池充電状態検出手段である温度センサーにより検出される温度変化から求め、この温度上昇率に基づいてコントローラで段数を切り換えるようにしてもよい。また、二次電池の温度を温度センサーにより検出して予め設定してある規制温度と比較し、その結果に基づいてコントローラで段数を切り換えるようにしてもよい。これらの場合、第1の実施の形態の回路において、電圧検出器5に変えて温度センサーを用いるようにすればよい。この第2の実施の形態は、ニッケル水素電池等に最適である。

0047

この実施の形態によっても、充電時間が短くなり、かつ充放電効率が向上して、サイクル寿命を長くすることができる。

0048

上述した第1の実施の形態は、n=6段で多段充電を行ったが、この6段のものも含め、n=2段(従来の充電方法)、n=3段、及びn=4段とし、表1のような充電条件で実験を行った。

0049

0050

表1において、充電条件は次のとおりである。規制電圧は172.8〔V〕である。最終段階では3〔A〕で電圧規制をしない。前回の放電容量の115〔%〕である。2段充電方法では、1段目の定電流値を30〔A〕とし、2段目の定電流値を3〔A〕とした。3段充電方法では、1段目の定電流値を30〔A〕とし、2段目の定電流値を12〔A〕、最終段の定電流値を3〔A〕とした。4段充電方法では、1段目の定電流値を30〔A〕とし、2段目の定電流値を12〔A〕とし、3段目の定電流値を6〔A〕、最終段の定電流値を3〔A〕とした。6段充電方法では、1段目の定電流値を30〔A〕とし、2段目の定電流値を18〔A〕とし、3段目の定電流値を12〔A〕、4段目の定電流値を9〔A〕、5段目の定電流値を6〔A〕、最終段の定電流値をを3〔A〕とした。

0051

放電については、SFUDSパターン、電圧規制が84〔V〕、50サイクル毎に容量試験を行った。

0052

これにより、各段の充電時間は表2に示すようになった。

0053

0054

表2において、2段充電方法(従来技術)では420〔分〕かかっていたものが、3段充電方法では345〔分〕、4段充電方法では295〔分〕、6段充電方法では281〔分〕程度になり、充電時間が短くなったことがわかる。

0055

また、1段目の定電流値を大きくすると、表3に示すように、充電時間が短縮された。

0056

0057

表3において、3段充電方法において、1段目の定電流を30〔A〕として充電したものと、1段目の定電流を60〔A〕として充電したものでは、前者は充電時間が304〔分〕となり、後者は充電時間が279〔分〕となって、充電時間が短縮されたことがわかる。したがって、多段の定電流で二次電池を充電し、1段目の充電電流を大きくすることにより充電時間を短くできた。

0058

また、上記2段充電方法、3段充電方法、4段充電方法、及び6段充電方法でのサイクル評価の結果を図4に示す。図4において、横軸にはサイクル数が示されており、縦軸には定電流放電容量〔Ah〕が示されている。この図において、サイクル評価は、50回付近では段数による変化がないが、300回位になると、4段充電方法が一番容量が大きく、ついで6段充電方法、2段充電方法、3段充電方法の順となった。

発明の効果

0059

以上説明したように請求項1記載の二次電池の多段充電方法によれば、定電流でかつ規制値で監視しながら二次電池を充電する充電方法において、所定の段階の定電流値で充電しつつ充電状態を監視し、この充電状態が所定の規制値に達したときに次に小さな定電流値に切り換える状態を繰り返して多段階的に定電流値を小さくして充電を継続し、最終段階で規制値に関係なく一定容量を充電するようにしているので、簡単な充電方法により、充電時間を著しく短縮でき、かつ充放電効率が向上して、サイクル寿命を延ばすことができる。

0060

さらに、請求項2記載の発明では、前記所定の規制値は、規制電圧あるいは二次電池の温度上昇率若しくは規制温度であるようにしているので、これら規制電圧あるいは二次電池の温度上昇率若しくは規制温度を基にして定電流値の切り換えを行うことができる。このため、充電状態に応じた適切な切り換えを行うことができるので、充電時間を著しく短縮でき、かつ充放電効率が向上して、サイクル寿命を延ばすことができる。

0061

また、請求項3記載の発明では、前記充電状態は、二次電池の充電電圧あるいは二次電池の充電温度であるようにしているので、これら二次電池の充電電圧あるいは二次電池の充電温度を基にして定電流値の切り換えを行うことができる。このため、充電状態に応じた適切な切り換えを行うことができるので、充電時間を著しく短縮でき、かつ充放電効率が向上して、サイクル寿命を延ばすことができる。

0062

一方、請求項4記載の二次電池の多段充電装置は、定電流で規制値で監視しながら二次電池を充電する充電装置において、多段階に定電流値を出力できる充電電源と、二次電池の充電状態を検出する二次電池充電状態検出手段と、充電電源から二次電池に供給される充電電流を検出して充電電流検出信号を出力する電流検出手段と、前記各検出手段からの検出信号を取込むとともに二次電池の放電状態を検出し、放電状態から充電容量を求めて、あらかじめ設定した多段階の定電流設定値で前記二次電池充電状態検出手段からの充電状態検出信号が所定の規制値に達したときに上記充電電源に次に小さな定電流設定値を設定できる制御手段とを備えるようにしたので、簡単な充電装置により、充電時間を著しく短縮でき、かつ充放電効率が向上して、サイクル寿命を延ばすことができる。

0063

また、請求項5記載の発明では、前記制御手段は、最終段では規制値による規制を行わないものであるようにしているので、二次電池の充電容量を完全に満たす充電を行うことができる。

0064

さらに、請求項6記載の発明では、前記所定の規制値は、規制電圧あるいは二次電池の規制温度であるようにしているので、これら規制電圧あるいは二次電池の規制温度を基にして定電流値の切り換えを行うことができる。このため、充電状態に応じた適切な切り換えを行うことができるので、充電時間を著しく短縮でき、かつ充放電効率が向上して、サイクル寿命を延ばすことができる。

0065

また、請求項7記載の発明では、前記二次電池充電状態検出手段は、二次電池の充電電圧を検出する電圧検出器あるいは二次電池の充電温度を検出する温度センサーであるようにしているので、二次電池充電状態検出手段は二次電池の充電電圧または二次電池の充電温度に基づいて充電状態を検出することができる。このため、充電状態に応じた適切な切り換えを行うことができるので、充電時間を著しく短縮でき、かつ充放電効率が向上して、サイクル寿命を延ばすことができる。

図面の簡単な説明

0066

図1本発明の二次電池の多段充電方法を実現する充電装置を示すブロック図である。
図2同装置の動作を説明するためのフローチャートである。
図3同装置により充電された二次電池の状態を示す特性図である。
図4充電方法によるサイクル評価の結果を示す図である。

--

0067

1多段充電装置
3充電電源
5電圧検出器(二次電池充電状態検出手段)
7電流検出器(電流検出手段)
9コントローラ(制御手段)
11鉛電池
13商用電源
15モータ
17 切換器

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