(57)【要約】【課題】共通の充電器を用いて、二次電池を、第１の充電電圧値で充電することと、第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値で充電することとができる充電方法を提供する。【解決手段】充電器の規定の出力電圧値と同じ第１の充電電圧値で充電可能な二次電池を充電する充電方法であって、二次電池を第１の充電電圧値まで充電する場合、充電器の規定の出力電流値および出力電圧値で定電流−定電圧充電を行い、二次電池を第２の充電電圧値Ｄまで充電する場合、充電器の規定の出力電流値Ｃで定電流充電を行い、電池電圧が第２の充電電圧値Ｄに達すると、定電流充電から低定電流充電に切替え、定電流充電よりも小さい電流値Ｆで低定電流充電を行なう。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器の規定の出力電圧値と同じ第１の充電電圧値で充電可能な二次電池を充電する充電方法であって、
二次電池を第１の充電電圧値まで充電する場合、充電器の規定の出力電流値で定電流充電を行い、電池電圧が第１の充電電圧値に達すると、定電流充電から定電圧充電に切り替え、上記規定の出力電圧値で定電圧充電を行い、充電電流が規定の出力電流値よりも小さな所定の閾値以下になると、充電を停止し、
二次電池を第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値まで充電する場合、充電器の規定の出力電流値で定電流充電を行い、電池電圧が第２の充電電圧値に達すると、定電流充電から低定電流充電に切り替え、上記定電流充電よりも小さい電流値で低定電流充電を行ない、この低定電流充電過程において、電池電圧が第２の充電電圧値に達すると、充電を停止することを特徴とする充電方法。
【請求項２】
請求項１に記載の充電方法で充電可能な二次電池であって、
第１の充電電圧値まで充電される第１充電モードと第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値まで充電される第２充電モードとを選択する充電モード選択手段が設けられていることを特徴とする二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電動アシスト自転車等に搭載されるリチウムイオン電池等の二次電池の充電方法および二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン電池を充電する場合、リチウムイオン電池に対応した専用の充電器を用いている。この場合、充電器には規定の出力電流値と規定の出力電圧値とが設定されており、リチウムイオン電池の充電電圧上限値が充電器の規定の出力電圧値に一致している。
【０００３】
充電の際には、先ず、充電器の規定の出力電流値で定電流充電（ＣＣ充電）を行い、電池電圧が充電電圧上限値に達すると、定電流充電から定電圧充電（ＣＶ充電）に切り替え、上記規定の出力電圧値で定電圧充電を行う。充電が進行して、充電電流が規定の出力電流値よりも小さな閾値以下になると、充電を停止する。これにより、リチウムイオン電池は、充電器の出力電圧値と同じ充電電圧上限値で満充電される。
【０００４】
尚、上記のように定電流充電と定電圧充電とを組み合わせてリチウムイオン電池を充電する方法は、例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７８２２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記の従来型式では、リチウムイオン電池を充電電圧上限値で満充電し、この満充電状態で保存しておくと、リチウムイオン電池に大きな負荷がかかり、寿命の短縮を招くという問題がある。
【０００７】
この対策として、リチウムイオン電池を充電電圧上限値よりも低い低充電電圧値で充電することが考えられる。しかしながら、この場合、上記低充電電圧値を規定の出力電圧値として出力する別の充電器が必要になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、共通の充電器を用いて、二次電池を、第１の充電電圧値で充電することと、第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値で充電することとができる充電方法および二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本第１発明は、充電器の規定の出力電圧値と同じ第１の充電電圧値で充電可能な二次電池を充電する充電方法であって、
二次電池を第１の充電電圧値まで充電する場合、充電器の規定の出力電流値で定電流充電を行い、電池電圧が第１の充電電圧値に達すると、定電流充電から定電圧充電に切り替え、上記規定の出力電圧値で定電圧充電を行い、充電電流が規定の出力電流値よりも小さな所定の閾値以下になると、充電を停止し、
二次電池を第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値まで充電する場合、充電器の規定の出力電流値で定電流充電を行い、電池電圧が第２の充電電圧値に達すると、定電流充電から低定電流充電に切り替え、上記定電流充電よりも小さい電流値で低定電流充電を行ない、この低定電流充電過程において、電池電圧が第２の充電電圧値に達すると、充電を停止するものである。
【００１０】
これによると、共通の充電器を用いて、二次電池を、第１の充電電圧値まで満充電することと、第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値まで充電することとができる。尚、二次電池を第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値まで充電し、この状態で二次電池を保存しておくことにより、二次電池にかかる負荷が低減され、二次電池の寿命短縮が抑制される。
【００１１】
本第２発明は、請求項１に記載の充電方法で充電可能な二次電池であって、
第１の充電電圧値まで充電される第１充電モードと第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値まで充電される第２充電モードとを選択する充電モード選択手段が設けられているものである。
【００１２】
これによると、充電モード選択手段で第１充電モードを選択した場合、二次電池が第１の充電電圧値まで充電される。また、充電モード選択手段で第２充電モードを選択した場合、二次電池が第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値まで充電される。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によると、共通の充電器を用いて、二次電池を、第１の充電電圧値まで充電することと、第１の充電電圧値よりも低い第２の充電電圧値まで充電することとができる。尚、二次電池を第２の充電電圧値まで充電し、この状態で二次電池を保存しておくことにより、二次電池にかかる負荷が低減され、二次電池の寿命短縮が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態における二次電池と充電器とのブロック図
【図２】同、充電器を用いて二次電池を充電する充電方法のフローチャート
【図３】同、充電方法の第１充電モードの充電時間と充電電圧および充電電流との関係を示すグラフ
【図４】同、充電方法の第２充電モードの充電時間と充電電圧および充電電流との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、１０は電動自転車等に搭載されるリチウムイオン電池（二次電池の一例）である。このリチウムイオン電池１０は複数のセルからなり、リチウムイオン電池１０は例えばセル当り４．２Ｖの充電電圧上限値Ａ（第１の充電電圧値の一例）を有している。
【００１６】
また、２０はリチウムイオン電池１０を充電する充電器である。充電器２０には規定の出力電圧値Ｂと規定の出力電流値Ｃとが設定されている。規定の出力電圧値Ｂは、充電電圧上限値Ａと同一の値であり、例えば４．２Ｖに設定されている。また、規定の出力電流値Ｃは例えば２Ａに設定されている。
【００１７】
充電器２０は、リチウムイオン電池１０に対して、定電流充電（以下、ＣＣ充電と記載）と定電圧充電（以下、ＣＶ充電と記載）とを行うＣＣ−ＣＶ充電実行部２２と、低定電流充電（以下、低ＣＣ充電と記載）を行う低ＣＣ充電実行部２３と、上記各充電実行部２２，２３による充電を停止する充電停止実行部２４と、充電表示用ＬＥＤ２５（充電表示手段の一例）と、電池電圧を検出する電池電圧検出部２７と、上記各実行部２２〜２４と充電表示用ＬＥＤ２５のオン・オフとを制御する制御部２６を有している。
【００１８】
リチウムイオン電池１０は、電池電圧を検出する電池電圧検出部１１と、充電電流を検出する充電電流検出部１５と、充電モード選択ボタン１２（充電モード選択手段の一例）と、上記充電モード選択ボタン１２によって選択された充電モードを充電器２０の制御部２６に指示する充電モード指示部１３と、充電モード表示用ＬＥＤ１４（充電モード表示手段の一例）とを有している。
【００１９】
充電モード選択ボタン１２を押す毎に、充電電圧上限値Ａまで充電される第１充電モードと、充電電圧上限値Ａよりも低い所定の充電電圧値Ｄ（第２の充電電圧値の一例であり、例えば４．１Ｖ）まで充電される第２充電モードとに切換えられる。また、第１充電モードが選択されている場合、充電モード表示用ＬＥＤ１４は消灯し、第２充電モードが選択されている場合、充電モード表示用ＬＥＤ１４は点灯する。
【００２０】
リチウムイオン電池１０の充電モード選択ボタン１２により第１充電モードが選択された場合、第１充電モードが充電モード指示部１３から充電器２０の制御部２６に指示され、制御部２６はＣＣ−ＣＶ充電実行部２２と充電停止実行部２４と充電表示用ＬＥＤ２５とを制御する。
【００２１】
また、リチウムイオン電池１０の充電モード選択ボタン１２により第２充電モードが選択された場合、第２充電モードが充電モード指示部１３から充電器２０の制御部２６に指示され、制御部２６はＣＣ−ＣＶ充電実行部２２と低ＣＣ充電実行部２３と充電停止実行部２４と充電表示用ＬＥＤ２５とを制御する。
【００２２】
以下に、上記充電器２０を用いてリチウムイオン電池１０を充電する充電方法を説明する。
図１に示すようにリチウムイオン電池１０を充電器２０に接続し、図２に示すように、リチウムイオン電池１０を充電電圧上限値Ａまで充電する場合、充電モード選択ボタン１２により第１充電モードを選択する（ステップ−１）。これにより、充電モード表示用ＬＥＤ１４が消灯し（ステップ−２）、図３に示すように、充電器２０のＣＣ−ＣＶ充電実行部２２が規定の出力電流値Ｃ（例えば２Ａ）でＣＣ充電を行なう（ステップ−３）。
【００２３】
充電器２０の電池電圧検出部２７で検出される電池電圧が充電電圧上限値Ａ（例えば４．２Ｖ）に達すると（ステップ−４）、ＣＣ充電からＣＶ充電に切り替えられ（ステップ−５）、充電電圧上限値Ａを超えないように電流を絞って、規定の出力電圧値Ｂ（例えば４．２Ｖ）でＣＶ充電を行う。充電電流検出部１５で検出される充電電流が規定の出力電流値Ｃよりも小さな所定の閾値Ｅ（例えば１５０ｍＡ）以下になると（ステップ−６）、充電停止実行部２４が充電を停止する。
【００２４】
尚、上記のような第１充電モードにおいて、充電中は充電表示用ＬＥＤ２５が点灯し、充電が停止すると充電表示用ＬＥＤ２５が消灯する。
また、リチウムイオン電池１０を充電電圧上限値Ａよりも低い所定の充電電圧値Ｄまで充電する場合、充電モード選択ボタン１２により第２充電モードを選択する（ステップ−１）。これにより、充電モード表示用ＬＥＤ１４が点灯し（ステップ−７）、図４に示すように、充電器２０のＣＣ−ＣＶ充電実行部２２が規定の出力電流値Ｃ（例えば２Ａ）でＣＣ充電を行なう（ステップ−８）。リチウムイオン電池１０の電池電圧検出部１１で検出される電池電圧が所定の充電電圧値Ｄ（例えば４．１Ｖ）に達すると（ステップ−９）、ＣＣ充電から低ＣＣ充電に切り替えられる（ステップ−１０）。
【００２５】
切り替え時、電池電圧は所定の充電電圧値Ｄよりも僅かに低下するが、充電器２０の低ＣＣ充電実行部２３が上記ＣＣ充電よりも小さい電流値Ｆ（例えば１６５ｍＡ）で低ＣＣ充電を行なうため、電池電圧は上昇する。この低ＣＣ充電過程において、リチウムイオン電池１０の電池電圧検出部１１で検出される電池電圧が所定の充電電圧値Ｄに達すると（ステップ−１１）、充電停止実行部２４が充電を停止する。
【００２６】
尚、上記のような第２充電モードにおいて、充電中は充電表示用ＬＥＤ２５が点灯し、充電が停止すると充電表示用ＬＥＤ２５が消灯する。
また、図３に示すように、第１充電モードにおいて充電開始時から充電完了時までの充電時間をＴとすると、図４に示すように、第２充電モードにおいて、充電開始時から充電時間Ｔが経過したとき、充電表示用ＬＥＤ２５を消灯してもよい。
【００２７】
上記実施の形態では、二次電池の一例としてリチウムイオン電池を挙げたが、リチウムイオン電池以外のものであってもよい。
上記実施の形態中に記載された電圧や電流の数値は一例であり、これら各数値に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、電動自転車以外の機器に搭載される電池の充電方法にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０      リチウムイオン電池（二次電池）
１２      充電モード選択ボタン（充電モード選択手段）
２０      充電器
Ａ        充電電圧上限値（第１の充電電圧値）
Ｂ        規定の出力電圧値
Ｃ        規定の出力電流値
Ｄ        所定の充電電圧値（第２の充電電圧値）
Ｅ        所定の閾値
Ｆ        定電流充電よりも小さい電流値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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