(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電中における電池の電圧値が所定値になるまでは所定の充電電流値をもって定電流充電を行い、電池の電圧値が所定値になれば所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電流・定電圧充電方式の鉛蓄電池の充電方法において、
前記定電流充電開始後、電圧値が通常の定電圧充電開始電圧値より所定量低い電圧値に達すれば、その電圧値による定電圧充電を開始し、充電電流値が所定値まで低下すれば、通常の電圧値による定電圧充電を行うことを特徴とする鉛蓄電池の充電方法。
【請求項２】
充電中における電池の電圧値が所定値になるまでは所定の充電電流値をもって定電流充電を行い、電池の電圧値が所定値になれば所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電流・定電圧充電方式の鉛蓄電池の充電方法において、
前記定電流充電開始後、電池の電圧値が所定値に達する度に充電電流値を所定量ずつ低減して定電流充電を続行し、充電電流値が所定値まで低下すれば定電圧充電を開始することを特徴とする鉛蓄電池の充電方法。
【請求項３】
所定の充電電流値をもって定電流充電を行う定電流充電手段と、
所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電圧充電手段と、
充電電流値を検出する電流検出手段と、
電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出される電圧値が通常の定電圧充電開始電圧より所定量低い電圧値に達するまでは前記定電流充電手段により定電流充電を行い、前記定電流充電開始後、前記電圧検出手段により検出される電圧値が通常の定電圧充電開始電圧値より所定量低い電圧値に達すれば、前記定電圧充電手段による定電圧充電の電圧値を通常の電圧値より所定量低い電圧値に設定して当該定電圧充電手段により定電圧充電を行い、前記電流検出手段により検出される充電電流値が所定値まで低下すれば前記定電圧充電手段による定電圧充電の電圧値を通常の電圧値に設定して当該定電圧充電手段により定電圧充電を行うように制御する充電制御手段と、
を有していることを特徴とする鉛蓄電池の充電装置。
【請求項４】
所定の充電電流値をもって定電流充電を行う定電流充電手段と、
所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電圧充電手段と、
充電電流値を検出する電流検出手段と、
電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により検出される電圧値が所定値に達するまでは前記定電流充電手段により定電流充電を行い、前記定電流充電開始後、前記電圧検出手段により検出される電圧値が所定値に達する度に前記定電流充電手段による定電流充電の充電電流値を所定量ずつ低減し、前記電流検出手段により検出される充電電流値が所定値まで低下すれば前記定電圧充電手段による定電圧充電を開始する制御を行う充電制御手段と、を有していることを特徴とする鉛蓄電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉛蓄電池（鉛酸電池）の充電方法および装置に関し、特に電気自動車などで使用される組鉛蓄電池を定電流・定電圧充電方式によって充電する充電方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉛蓄電池の充電方法として、充電中における電池の電圧値が所定値になるまでは所定の充電電流値をもって定電流充電を行い、電池の電圧値が所定値になれば所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電流・定電圧充電方式のものが知られており、この充電方法は特開昭５８−６３０４０号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
定電流・定電圧充電方式の充電方法は、比較的短時間で効率よく鉛蓄電池の充電を行うことができるが、しかし急速充電のために定電流充電の充電電流値が大きいと、定電圧充電の開始電圧値を水の電気分解が発生しない通常の電圧値に設定しても、水の電気分解が生じ、鉛蓄電池の電解液が枯渇し、電池容量や電池の出力が低下する。
【０００４】
特に組鉛蓄電池の場合には、個々の鉛蓄電池の内部抵抗のばらつきによって水の電気分解が発生しない限界電圧値がばらつき、このばらつきによっても大電流充電時には水の電気分解が発生する。
【０００５】
この発明は、上述のような問題点に着目してなされたものであり、水の電気分解を緩和し、鉛蓄電池の劣化を抑えて効率よく鉛蓄電池の充電を行う充電方法および装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明の請求項１による鉛蓄電池の充電方法は、充電中における電池の電圧値が所定値になるまでは所定の充電電流値をもって定電流充電を行い、電池の電圧値が所定値になれば所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電流・定電圧充電方式の鉛蓄電池の充電方法において、定電流充電開始後、電圧値が通常の定電圧充電開始電圧値より所定量低い電圧値に達すれば、その電圧値による定電圧充電を開始し、充電電流値が所定値まで低下すれば、通常の電圧値による定電圧充電を行うものである。
【０００７】
また上述の目的を達成するために、この発明の請求項２による鉛蓄電池の充電方法は、充電中における電池の電圧値が所定値になるまでは所定の充電電流値をもって定電流充電を行い、電池の電圧値が所定値になれば所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電流・定電圧充電方式の鉛蓄電池の充電方法において、定電流充電開始後、電池の電圧値が所定値に達する度に充電電流値を所定量ずつ低減して定電流充電を続行し、充電電流値が所定値まで低下すれば定電圧充電を開始するものである。
【０００８】
また、上述の目的を達成するために、この発明の請求項３による鉛蓄電池の充電装置は、所定の充電電流値をもって定電流充電を行う定電流充電手段と、所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電圧充電手段と、充電電流値を検出する電流検出手段と、電池の電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段により検出される電圧値が通常の定電圧充電開始電圧値より所定量低い電圧値に達するまでは定電流充電手段により定電流充電を行い、定電流充電開始後、電圧検出手段により検出される電圧値が通常の定電圧充電開始電圧値より所定量低い電圧値に達すれば、定電圧充電手段による定電圧充電の電圧値を通常の電圧値より所定量低い電圧値に設定して当該定電圧充電手段により定電圧充電を行い、電流検出手段により検出される充電電流値が所定値まで低下すれば定電圧充電手段による定電圧充電の電圧値を通常の電圧値に設定して当該定電圧充電手段により定電圧充電を行うように制御する充電制御手段とを有している。
【０００９】
また、上述の目的を達成するために、この発明の請求項４による鉛蓄電池の充電装置は、所定の充電電流値をもって定電流充電を行う定電流充電手段と、所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電圧充電手段と、充電電流値を検出する電流検出手段と、電池の電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段により検出される電圧値が所定値に達するまでは定電流充電手段により定電流充電を行い、定電流充電開始後、電圧検出手段により検出される電圧値が所定値に達する度に定電流充電手段による定電流充電の充電電流値を所定量ずつ低減し、電流検出手段により検出される充電電流値が所定値まで低下すれば定電圧充電手段による定電圧充電を開始する制御を行う充電制御手段とを有している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明を実施の形態例について詳細に説明する。
【００１１】
図１はこの発明による鉛蓄電池の充電装置の実施例を示している。充電装置は、マイクロコンピュータ等によるコントローラ１と、充電器３と、充電電流値を検出する電流計５と、電池の電圧値を検出する電圧計７とを有し、複数個の鉛蓄電池９を直列接続してなる組鉛蓄電池１１の充電を行う。
【００１２】
充電器３は、所定の充電電流値をもって定電流充電を行う定電流充電部１３と、所定の電圧値をもって定電圧充電を行う定電圧充電部１５とを有している。
【００１３】
コントローラ１は、電流計５より充電電流値を、電圧計７より電圧値を入力し、電圧値が通常の定電圧充電開始電圧より所定量低い電圧値に達するまでは定電流充電部１３により定電流充電を行い、電圧値が通常の定電圧充電開始電圧値より所定量低い電圧値に達すれば、定電圧充電部１５による定電圧充電の電圧値を通常の電圧値より所定量低い電圧値に設定して定電圧充電部１５により定電圧充電を行い、充電電流値が水の電気分解の問題を生じることがない所定値まで低下すれば定電圧充電部１５による定電圧充電の電圧値を通常の電圧値に設定して定電圧充電部１５により定電圧充電を行うように充電器３を制御する。
【００１４】
次に図２に示されているフローチャートと図３に示されているタイムチャートとを参照してこの発明による鉛蓄電池の充電方法の実施手順を説明する。
【００１５】
先ず、充電電流値（ＣＣ値）Ｉを電池の特性や温度等に応じて定められる初期充電電流値Ｉｏとし（ステップＳ１０）、組鉛蓄電池１１の定電流急速充電（ＣＣ充電）を開始する（ステップＳ２０）。
【００１６】
この定電流充電下では、電圧計７の出力信号によって組鉛蓄電池１１の電圧値Ｖを監視し、電圧値Ｖが通常の定電圧充電開始電圧値Ｖｈより所定量ΔＶだけ低い電圧値Ｖｈ−ΔＶに達したか否かを判別する（ステップＳ３０）。
【００１７】
Ｖ＞Ｖｈ−ΔＶになるまではＣＣ充電を続行し、Ｖ＞Ｖｈ−ΔＶになると、定電圧充電の電圧値ＣＶをＶｈ−ΔＶとし（ステップＳ４０）、電圧値Ｖｈ−ΔＶをもって組鉛蓄電池１１の定電圧充電（ＣＶ充電）を開始する（ステップＳ５０）。
【００１８】
定電圧充電下では、電流計５の出力信号によって充電電流値Ｉを監視し、充電電流値Ｉが水の電気分解の問題を生じることがない所定値Ｉｓｅｔまで低下したか否かを判別する（ステップＳ６０）。
【００１９】
Ｉ＜Ｉｓｅｔになるまでは、Ｖｈ−ΔＶによるＣＶ充電を行い、Ｉ＜Ｉｓｅｔになると、定電圧充電の電圧値ＣＶをＶｈとし（ステップＳ７０）、電圧値Ｖｈによる組鉛蓄電池１１の定電圧充電へ移行する（ステップＳ８０）。
【００２０】
この後は充電終了条件が成立したか否かをチェックし（ステップＳ９０）、充電終了条件が成立するまでＶｈによる定電圧充電を行う。
【００２１】
これにより、充電電流値Ｉが水の電気分解の問題を生じる虞れがある所定値Ｉｓｅｔ以上である間は電圧値ＣＶが通常の定電圧充電開始電圧値Ｖｈより所定量ΔＶだけ低い電圧値Ｖｈ−ΔＶに達すれば、その電圧値Ｖｈ−ΔＶによる定電圧充電が開始され、充電電流値Ｉが所定値まで低下すれば、通常の電圧値Ｖｈによる定電圧充電が行われ、水の電気分解が抑制される。
【００２２】
他の実施例として、コントローラ１は、電流計５より充電電流値を、電圧計７より電圧値を入力し、電圧値が所定値に達するまでは定電流充電部１３により所定の初期充電電流値をもって定電流充電を開始し、電圧値が所定値に達する度に定電流充電部１３による定電流充電の充電電流値を所定量ずつ低減し、充電電流値が所定値まで低下すれば、定電圧充電部による定電圧充電を開始するように充電器３を制御してもよい。
【００２３】
次にこの場合の充電方法の実施手順を図４に示されているフローチャートと図５に示されているタイムチャートとを参照して説明する。
【００２４】
先ず、充電電流値（ＣＣ値）Ｉを電池の特性や温度等に応じて定められる初期充電電流値Ｉｏとし（ステップＳ１００）、組鉛蓄電池１１の定電流急速充電（ＣＣ充電）を開始する（ステップＳ１１０）。
【００２５】
この定電流充電下では、電圧計７の出力信号によって組鉛蓄電池１１の電圧値Ｖを監視し、電圧値Ｖが定電圧充電開始電圧値Ｖｈに達したか否かを判別する（ステップＳ１２０）。
【００２６】
Ｖ＞Ｖｈになるまでは初期充電電流値ＩｏによるＣＣ充電を続行し、Ｖ＞Ｖｈになると、定電流充電の充電電流値ＩをΔＩだけ低減する（ステップＳ１３０）。
【００２７】
つぎに低減した充電電流値Ｉが水の電気分解の問題を生じることがない所定値Ｉｓｅｔまで低下したか否かを判別する（ステップＳ１４０）。
【００２８】
Ｉ＜Ｉｓｅｔになるまでは、低減した充電電流値Ｉをもって定電流充電を行い、Ｉ＜Ｉｓｅｔになれば、定電圧充電の電圧値ＣＶをＶｈとし（ステップＳ１５０）、電圧値Ｖｈによる組鉛蓄電池１１の定電圧充電を開始する（ステップＳ１６０）。
【００２９】
この後は充電終了条件が成立したか否かをチェックし（ステップＳ１７０）、充電終了条件が成立するまでＶｈによる定電圧充電を行う。
【００３０】
これにより充電電流値Ｉが水の電気分解の問題を生じる虞れがある所定値Ｉｓｅｔ以上である間は電圧値Ｖが所定値、この場合、定電圧充電開始電圧値Ｖｈに達する度に充電電流値Ｉが所定量ΔＶずつ低減して定電流充電が続行され、充電電流値Ｉが所定値Ｉｓｅｔまで低下すれば定電圧充電が開始され、水の電気分解が抑制される。
【００３１】
なお、上述の何れの実施例においても、電圧値Ｖが定電圧充電開始電圧値Ｖｈに到達するまでは、定電流充電を行ったが、この定電流充電は定電力充電（ＣＰ充電）に置き換えることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１、３による鉛蓄電池の充電方法および装置によれば、充電電流値が水の電気分解の問題を生じる虞れがある所定値以上である間は、定電圧充電の電圧値が通常の電圧値より所定量下げられて定電圧充電が行われるから、水の電気分解が抑制され、水の電気分解による鉛蓄電池の性能低下が緩和される。
【００３３】
請求項２、４による鉛蓄電池の充電方法および装置によれば、充電電流値が水の電気分解の問題を生じる虞れがある所定値以上である間は、電池の電圧値が定電圧充電の開始電圧値になっても定電圧充電を開始せずに充電電流値を所定量下げて定電流充電を続行するから、水の電気分解が抑制され、水の電気分解による鉛蓄電池の性能低下が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による鉛蓄電池の充電装置の一実施例を示すブロック線図である。
【図２】この発明による鉛蓄電池の充電方法の実施手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】この発明による鉛蓄電池の充電方法の実施手順の一例を示すタイムチャートである。
【図４】この発明による鉛蓄電池の充電方法の実施手順の他の一例を示すフローチャートである。
【図５】この発明による鉛蓄電池の充電方法の実施手順の他の一例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  コントローラ
３  充電器
５  電流計
７  電圧計
９  鉛蓄電池
１１  組鉛蓄電池
１３  定電流充電部
１５  定電圧充電部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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