(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不定形な放電と、充電とが繰り返される２次電池の性能を回復させるための方法であって、
前記２次電池の内部インピーダンスを測定し、当該内部インピーダンスが所定値以上になった場合、前記２次電池を充電し終えた後、前記２次電池を一定電流で放電させる
ことを特徴とする２次電池の性能を回復させるための方法。
【請求項２】
不定形な放電と、充電とが繰り返される２次電池の充電装置であって、
前記２次電池を充電する充電手段と、
前記２次電池に対する充電回数が所定数以上になった場合、前記２次電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
前記インピーダンス測定手段による測定の結果、前記内部インピーダンスが所定値以上になった場合、前記２次電池を前記充電手段により充電し終えた後、前記２次電池を一定電流で放電させる定電流放電手段と
を具備することを特徴とする２次電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、搬送車、電気自動車、補助動力付き人力車両等の電動車両の電源として供する２次電池の性能を回復させるための方法およびこのような２次電池の充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、搬送車、電気自動車、補助動力付き人力車両等の電動車両では、その電源として、密閉型鉛電池、密閉型ニッカド電池等の２次電池が用いられている。２次電池は、充放電のサイクルとして、一定電流での放電、および一定電流での充電を繰り返す場合には、一般的な充電方法（定電流充電、定電圧充電およびこれらの組み合わせ）を実施することにより、その容量を回復することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２次電池の放電パターンとして、上述した一定電流での放電でなく、負荷が変動することにより、電動車両の走行時等に見られる不定形な放電、特に短時間に電流が立ち上がるパルス的な放電が生じる場合には、一般的な充電方法では十分な充電が行えず、電池容量の回復が困難であり、必要な電池容量が得られず、サイクル寿命が短くなるという問題があった。
【０００４】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、不定形な放電と、充電とが繰り返される２次電池の性能を回復させ、サイクル寿命を延ばすことを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、請求項１記載の発明では、不定形な放電と、充電とが繰り返される２次電池の性能を回復させるための方法であって、前記２次電池の内部インピーダンスを測定し、当該内部インピーダンスが所定値以上になった場合、前記２次電池を充電し終えた後、前記２次電池を一定電流で放電させることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２記載の発明では、不定形な放電と、充電とが繰り返される２次電池の充電装置であって、前記２次電池を充電する充電手段と、前記２次電池に対する充電回数が所定数以上になった場合、前記２次電池の内部インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、前記インピーダンス測定手段による測定の結果、前記内部インピーダンスが所定値以上になった場合、前記２次電池を前記充電手段により充電し終えた後、前記２次電池を一定電流で放電させる定電流放電手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
この発明によれば、充電と不定形放電とが繰り返される２次電池の内部インピーダンスを測定し、当該内部インピーダンスが所定値以上の場合には、充電受け入れ性が低下したと判断し、２次電池を充電し終えた後、２次電池を一定電流で放電させ、充電に対する抵抗を減少させる。これにより、２次電池のサイクル寿命を延ばすことが可能となる。
【０００８】
【実施例】
次に図面を参照してこの発明の一実施例について説明する。
Ａ．第１実施例の構成
図１は本発明を適用した充電器を有する負荷モデルの構成を示すブロック図である。図において、１は充電器であり、スイッチＳＷ１がオン状態になると、定電流充電または定電圧充電によって２次電池２を充電する。上記スイッチＳＷ１は、不定形な放電により充電容量（放電容量）が初期の６０％まで低下するとオン状態となる。次に、上記２次電池２は、複数の電池セルから構成された、例えば密閉型鉛電池、密閉型ニッカド電池等である。３は、２次電池２の両端にスイッチＳＷ３を介して並列に接続されたインピーダンス測定器であり、スイッチＳＷ３がオン状態になると、０．１Ｈｚの周波数で、２次電池２の内部インピーダンスを測定する。内部インピーダンスの測定は、２次電池２の充電受け入れ性を見きわめるためのものである。この内部インピーダンス測定は、測定の結果、内部インピーダンスが所定値以上であり、２次電池２の充電受け入れ性が所定値より低下している場合には、２次電池２を充電し終えた後、１５Ａの一定電流で終止電圧まで放電を行うようになっている。なお、一定電流での放電は、必ずしも終止電圧まででなくてもよい。
【０００９】
また、上記２次電池２には、スイッチＳＷ２を介して不定形放電負荷４と、スイッチＳＷ４を介して定電流放電器５とが並列に接続されている。上記不定形放電負荷４は、電動車両の走行時等に見られる不定形な放電、特に短時間で電流が立ち上がるパルス的な放電（ＤＯＤ；放電深度、３０％）が生じる負荷に相当する。また、上記定電流放電器５は、前述した内部インピーダンス測定において、２次電池２の充電受け入れ性が所定値より低下していると判断された時、１５Ａの一定電流で放電を行う場合の負荷である。また、６は、シーケンサであり、所定のタイミングで、上述したスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン・オフ制御を行うようになっている。このため、上述したスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、各々、リレーの接点に相当する。
【００１０】
Ｂ．実施例の動作
次に、上述した実施例の動作について説明する。ここで、図２および図３は本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。図において、まず、ステップＳ１で変数Ｎを「０」に設定する。この変数Ｎは、２次電池２に対する充電回数をカウントするものである。次に、ステップＳ２へ進み、スイッチＳＷ１をオン状態にする。そして、ステップＳ３において、充電器１により２次電池２への充電を開始する。ステップＳ４では、充電が終了したか否かを判断する。そして、充電が終了していない場合には、ステップＳ４における判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳ４を繰り返し実行する。
【００１１】
一方、充電が終了すると、ステップＳ４における判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、スイッチＳＷ１をオフ状態にする。次に、ステップＳ６へ進み、スイッチＳＷ２をオン状態にする。そして、ステップＳ７において、不定形放電負荷４により放電を開始する。次に、ステップＳ８において、放電が終了したか否かを判断する。そして、不定形放電負荷４による放電が終了していない場合には、ステップＳ８における判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳ８を繰り返し実行する。
【００１２】
一方、不定形放電負荷４による放電が終了した場合には、ステップＳ８における判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、スイッチＳＷ２をオフ状態とする。次に、ステップＳ１０において、変数Ｎを「１」だけインクリメントする。ステップＳ１１では、上記変数Ｎが「１０」以上であるか否かを判断する。すなわち、２次電池２に対する充電回数が１０回以上になったか否かを判断する。そして、変数Ｎが「１０」より小さければ、ステップＳ１１における判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳ１へ戻る。以下、変数Ｎが「１０」以上になるまで、上述したステップＳ１〜Ｓ１０を繰り返し実行し、充電と不定形放電とを繰り返す。
【００１３】
そして、変数Ｎが「１０」以上になると、すなわち２次電池２に対する充電が１０回以上行われると、ステップＳ１１における判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、スイッチＳＷ３をオン状態にする。次に、ステップＳ１３へ進み、インピーダンス測定器３によって、０．１Ｈｚの周波数で、２次電池２の内部インピーダンスを測定する。ステップＳ１４では、インピーダンス測定器３による内部インピーダンスの測定が終了したか否かを判断する。そして、内部インピーダンスの測定が終了していない場合には、ステップＳ１４における判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳ１４を繰り返し実行する。
【００１４】
一方、インピーダンス測定器３による内部インピーダンスの測定が終了した場合には、ステップＳ１４における判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、内部インピーダンスの測定の結果、２次電池２の充電受け入れ性が所定値より低下しているか否かを判断する。そして、２次電池２の充電受け入れ性が低下していなければ、ステップＳ１５における判断結果は「ＯＫ」となり、ステップＳ１へ戻る。以下、２次電池２の充電受け入れ性が低下していなければ、上述したステップＳ１〜Ｓ１５を繰り返し実行する。すなわち、充電が１０回以上繰り返されるまで、充電器１による充電と、不定形放電とを繰り返す。そして、充電が１０回以上になると、インピーダンス測定器３により、２次電池２の内部インピーダンスを測定し、２次電池２が十分に充電受け入れ性があれば、上記処理を繰り返す。
【００１５】
一方、上記処理において、内部インピーダンスの測定の結果、２次電池２の充電受け入れ性が低下している場合には、ステップＳ１５における判断結果が「ＮＧ」となり、ステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、スイッチＳＷ３をオフ状態とする。次に、ステップＳ１７へ進み、スイッチＳＷ１をオン状態とする。そして、図３に示すステップＳ１８において、充電器１により２次電池２を充電する。次に、ステップＳ１９において、充電が終了したか否かを判断する。そして、充電が終了していない場合には、ステップＳ１９における判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳ１９を繰り返し実行する。
【００１６】
一方、充電が終了すると、ステップＳ１９における判断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、スイッチＳＷ１をオフ状態とする。次いで、ステップＳ２１において、スイッチＳＷ４をオン状態とし、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、定電流放電器５により、２次電池２を１５Ａの一定電流で定電流放電させる。次に、ステップＳ２３において、定電流放電が終了したか否かを判断する。放電終了は、２次電池２の出力端子間電圧を監視し、終止電圧に達するまで行われる。そして、定電流放電が終了していない場合には、ステップＳ２３における判断結果は「ＮＯ」となり、ステップＳ２３を繰り返し実行する。
【００１７】
一方、定電流放電が終了した場合には、ステップＳ２３における判断結果は「ＹＥＳ」となり、図２に示すステップＳ１へ戻る。以下、上述したステップＳ１〜Ｓ２３を繰り返し実行する。すなわち、インピーダンス測定の結果、２次電池２の内部インピーダンスが所定値以上になり、充電受け入れ性が低下した場合には、定電流放電器５により一定電流で放電させることにより、充電に対する抵抗を減少させる。上述した様子を図４を参照して説明する。図４は、不定形な放電と、充電とが繰り返される２次電池２に対し、定電流放電を行なった場合の効果を示す特性図である。図において、パルス的な不定形放電により充電容量が初期の６０％にまで低下した２次電池２を充電後、１５Ａの一定電流で終止電圧まで放電し、その後、定電流、定電圧充電を行うことにより、不定形な放電と充電とが繰り返された場合であっても電池容量が初期の容量レベルまで回復することが分かる。したがって、２次電池２のサイクル寿命を延ばすことができるようになる。なお、一定電流での放電は、１５Ａに限定されるものではなく、ある条件下（放電時間、放電器の能力）に応じて決まる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、不定形な放電と、充電とが繰り返される２次電池の性能を回復させることができ、２次電池のサイクル寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した充電器を有する負荷モデルの構成を示すブロック図である。
【図２】  本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】  本実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】  不定形な放電と、充電とが繰り返される２次電池２に対し、定電流放電を行なった場合の効果を示す特性図である。
【符号の説明】
１……充電器（充電手段）、２……２次電池、３……インピーダンス測定器（インピーダンス測定手段）、４……不定形放電負荷、５……定電流放電器（定電流放電手段）、６……シーケンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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