(57)【要約】【課題】  二次電池の充電時間の短縮と長寿命化とを両立する充電装置の提供。【解決手段】  二次電池を充電する充電回路と、複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、充電回路に流れる充電電流が電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、を備える充電装置であって、電流値設定手段は、電池電圧が複数設けられた閾値のうち第１の閾値以上となった場合に、設定電流値を電池電圧が第１の閾値以上となる直前に設定されていた第１の電流値よりも小さい第２の電流値に設定すると共に、閾値を第１の閾値より大きい第２の閾値に設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を充電する充電回路と、
複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、
該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、
該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、を備える充電装置であって、
該電流値設定手段は、該電池電圧が複数設けられた閾値のうち第１の閾値以上となった場合に、該設定電流値を該電池電圧が該第１の閾値以上となる直前に設定されていた第１の電流値よりも小さい第２の電流値に設定すると共に、
該閾値を該第１の閾値より大きい第２の閾値に設定することを特徴とする充電装置。
【請求項２】
該二次電池を冷却する冷却手段と、
該冷却手段の出力値を制御する冷却制御手段と、を備え、
該冷却制御手段は、該設定電流値に応じて該冷却手段の出力値を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
該充電回路の少なくとも一部を冷却する冷却手段と、
該冷却手段の出力値を制御する冷却制御手段と、を備え、
該冷却制御手段は、該設定電流値に応じて該冷却手段の出力値を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項４】
該充電回路の少なくとも一部及び該二次電池を冷却する冷却手段と、
該冷却手段の出力値を制御する冷却制御手段と、を備え、
該冷却制御手段は、該設定電流値に応じて該冷却手段の出力値を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項５】
該冷却制御手段は、該設定電流値が該第２の電流値に設定されている場合と比較して、該設定電流値が該第２の電流値よりも大きい該第１の電流値に設定されている場合に冷却の程度をより高めるよう該冷却手段を制御することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項６】
該冷却制御手段は、該二次電池の充電が進むに従い、該冷却手段の出力値を小さくすることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項７】
該電流値設定手段は、充電開始時の該設定電流値を該複数の電流値のうち最も小さい電流値に設定し、充電開始から該所定時間経過した後に該電池電圧又は電池容量に基づいて該設定電流値を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項８】
該電流値設定手段は、充電開始から該所定時間経過した後の該電池電圧が複数設けられた閾値のうち第３の閾値を超えている場合に、該設定電流値を充電開始から該所定時間経過した後の該電池電圧が該第３の閾値以下である場合に設定される電流値よりも小さい電流値に設定することを特徴とする請求項７に記載の充電装置。
【請求項９】
該電流値設定手段は、充電開始前の該二次電池の無負荷電圧に基づいて充電開始時の該設定電流値を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項１０】
該電流値設定手段は、該無負荷電圧が複数設けられた閾値のうち第４の閾値を超えている場合に、該設定電流値を該無負荷電圧が該第４の閾値以下である場合に設定される電流値よりも小さい電流値に設定することを特徴とする請求項９に記載の充電装置。
【請求項１１】
二次電池を充電する充電回路と、
複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、
該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、
該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、を備える充電装置であって、
該電池電圧が複数設けられた閾値の一つに達すると該充電電流を小さくするように構成され、
該閾値は充電が進むに従い大きく設定されることを特徴とする充電装置。
【請求項１２】
該充電回路と該二次電池の少なくとも一方を冷却する冷却ファンを備え、
該二次電池の充電が進むに従い、該冷却ファンの回転数を小さくすることを特徴とする請求項１１に記載の充電装置。
【請求項１３】
二次電池を充電する充電回路と、
複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、
該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、
該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
該充電回路と該二次電池の少なくとも一方を冷却する冷却ファンと、を備える充電装置であって、
充電が進むに従い、該充電電流を小さくすると共に該冷却ファンの回転数を小さくすることを特徴とする充電装置。
【請求項１４】
二次電池を充電する充電回路と、
複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、
該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、
該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
該充電回路と該二次電池の少なくとも一方を冷却する冷却ファンと、を備える充電装置であって、
該二次電池の充電が進むに従い、該充電電流は該電池電圧が複数設けられた閾値の一つに達するとそれまでよりも小さく設定され、且つ、該閾値を大きい値にすると共に該冷却ファンの回転数を小さくすることを特徴とする充電装置。
【請求項１５】
該冷却ファンは、該充電電流の大きさに応じて回転数が変更されることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項１６】
二次電池を充電する充電回路と、
複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、
該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、
該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
該充電回路と該二次電池の少なくとも一方を冷却する冷却ファンと、を備える充電装置であって、
該二次電池の充電初期段階において該充電電流及び該冷却ファンの回転数は最も大きく、該二次電池の充電が進むに従い、該充電電流及び該冷却ファンの回転数を小さくすることを特徴とする充電装置。
【請求項１７】
該電池電圧が複数設けられた閾値に達した際に該充電電流をそれまでよりも小さくするように構成され、
該二次電池の充電が進むに従い、該閾値を大きくすることを特徴とする請求項１６に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は充電装置に関し、特にコードレス電動工具の電源として使用される二次電池を充電するのに好適な充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、二次電池を収容した電池パックが各種電気機器の電源として使用されており、同時に当該二次電池を充電するための充電装置が広く用いられている。このような充電装置においては、二次電池の電圧が目標充電電圧に達するまで一定の設定電流値によって充電し、目標充電電圧に達した後は充電電圧を目標充電電圧に維持しながら充電するとともに充電電流が所定の終止電流値以下となった場合に充電を終了させる定電流定電圧充電制御によって二次電池の充電を行う充電装置が知られている。また、二次電池の電圧が目標充電電圧に達したら設定電流値をそれまでよりも小さく設定して充電を継続し、再び二次電池の電圧が目標充電電圧に達したら設定電流値を更に小さく設定して充電を継続することを繰り返し、最も小さい設定電流値での充電中に二次電池の電圧が目標充電電圧に達したら充電を終了する充電装置も知られている（特許文献１）。
【０００３】
上記した従来の充電装置においては、二次電池の高容量化に伴う充電時間の長時間化が問題となっており、当該問題に対応するため設定電流値を増大させることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７５２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の充電装置においては増大させた設定電流値を用いて目標充電電圧に達するまで二次電池の充電を行うと充電時間は短縮されるものの目標充電電圧に達するまでは常に増大させた設定電流値で二次電池が充電されるため、二次電池及び充電装置内の充電回路部品の温度上昇が激しいものとなり、二次電池及び充電回路部品の劣化、故障を招く結果となっていた。また、満充電近くまで充電が進んだ二次電池においては充電電流の大きさが二次電池の劣化の進行に与える影響が大きく当該充電電流が大きい程二次電池の劣化がより進行するため、従来の充電装置において充電時間短縮のため増大させた設定電流値を用いて目標充電電圧に達するまで充電を行うと、充電時間は短縮されるものの二次電池の劣化をより進行させ短寿命となる結果を招いていた。このように、従来の充電装置においては充電時間の短縮と二次電池及び充電回路部品の長寿命化を両立することが困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、充電時間の短縮と充電回路及び二次電池の長寿命化との両立を達成した充電装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、二次電池を充電する充電回路と、複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、を備える充電装置であって、該電流値設定手段は、該電池電圧が複数設けられた閾値のうち第１の閾値以上となった場合に、該設定電流値を該電池電圧が該第１の閾値以上となる直前に設定されていた第１の電流値よりも小さい第２の電流値に設定すると共に、該閾値を該第１の閾値より大きい第２の閾値に設定することを特徴とする充電装置を提供する。
【０００８】
このような構成によれば、充電が進み二次電池の容量が満充電に近くなる過程において二次電池の電池電圧が複数の閾値を順次超えていき、複数の閾値を順次超える毎に設定電流値はより小さい電流値に設定される。このため、二次電池の容量が少ない充電開始時すなわち二次電池に大きな充電電流が流れても二次電池の劣化の進行にあまり影響のない状態においては、設定電流値を大きな電流値に設定して充電時間の短縮を図ることができる。また、二次電池に大きな充電電流が流れると二次電池の劣化の進行に影響が大きい満充電に近い状態においては設定電流値を二次電池の劣化の進行に影響のない程度の小さな電流値に設定して二次電池の劣化の進行を抑制することができるので、充電時間の短縮と二次電池の長寿命化とを両立させることができる。さらに、二次電池及び充電回路部品に流れる電流も充電が進むに従って小さくなるため、充電開始時の大きな設定電流値のみを用いて充電する場合と比較して温度上昇を抑制することができる。このため、二次電池及び充電回路部品の劣化、故障を軽減することができ二次電池及び充電回路部品を長寿命とすることができる。
【０００９】
上記構成において、該二次電池を冷却する冷却手段と、該冷却手段の出力値を制御する冷却制御手段と、を備え、該冷却制御手段は、該設定電流値に応じて該冷却手段の出力値を制御することが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、二次電池を冷却することができ、二次電池の温度上昇をより抑制することができる。このため、二次電池の劣化、故障をより軽減することができ、より長寿命とすることができる。また、設定電流値に応じて冷却手段の出力値を制御することができるので、設定電流値が大きい場合には、出力値を大きくする等の状況に応じた冷却を実現することができる。
【００１１】
また、該充電回路の少なくとも一部を冷却する冷却手段と、該冷却手段の出力値を制御する冷却制御手段と、を備え、該冷却制御手段は、該設定電流値に応じて該冷却手段の出力値を制御することが好ましい。
【００１２】
このような構成によると、充電回路の少なくとも一部である充電回路部品を冷却することができ、充電回路部品の温度上昇をより抑制することができる。このため、充電回路部品の劣化、故障をより軽減することができ、より長寿命とすることができる。また、設定電流値に応じて冷却手段の出力値を制御することができるので、設定電流値が大きい場合には、出力値を大きくする等の状況に応じた冷却を実現することができる。
【００１３】
また、該充電回路の少なくとも一部及び該二次電池を冷却する冷却手段と、該冷却手段の出力値を制御する冷却制御手段と、を備え、該冷却制御手段は、該設定電流値に応じて該冷却手段の出力値を制御することが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、充電回路の少なくとも一部である充電回路部品及び二次電池を冷却することができ、充電回路部品及び二次電池の温度上昇をより抑制することができる。このため、充電回路部品及び二次電池の劣化、故障をより軽減することができ、より長寿命とすることができる。また、設定電流値に応じて冷却手段の出力値を制御することができるので、設定電流値が大きい場合には、出力値を大きくする等の状況に応じた冷却を実現することができる。
【００１５】
また、該冷却制御手段は、該設定電流値が該第２の電流値に設定されている場合と比較して、該設定電流値が該第２の電流値よりも大きい第１の電流値に設定されている場合に冷却の程度をより高めるよう該冷却手段を制御することが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、設定電流値に大きい電流値が設定されて冷却がより必要な場合に、冷却手段の冷却の程度が高まるため、適切に冷却対象を冷却することができる。
【００１７】
また、該冷却制御手段は、該二次電池の充電が進むに従い、該冷却手段の出力値を小さくすることが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、充電が進み設定電流値が小さくなるに従って発熱量が小さくなった二次電池又は充電回路部品に対して無駄に大きい出力で冷却することがないため、省電力化を図ることができる。
【００１９】
また、該電流値設定手段は、充電開始時の該設定電流値を該複数の電流値のうち最も小さい電流値に設定し、充電開始から該所定時間経過した後に該電池電圧又は電池容量に基づいて該設定電流値を設定することが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、充電開始時に設定電流値を設定可能な電流値のうち最も小さい電流値に設定するため、容量が満充電に近い二次電池を比較的大きな電流で充電することを防止することができる。このため、満充電に近い二次電池を比較的大きな電流で充電した場合に生じる二次電池の劣化を抑制することができる。また、所定時間経過した後の二次電池を推測し、推測された容量の状態に基づいて、設定電流値を再設定することができる。
【００２１】
また、該電流値設定手段は、充電開始から該所定時間経過した後の該電池電圧が複数設けられた閾値のうち第３の閾値を超えている場合に、該設定電流値を充電開始から該所定時間経過した後の該電池電圧が該第３の閾値以下である場合に設定される電流値よりも小さい電流値に設定することが好ましい。
【００２２】
このような構成によれば、充電開始から所定時間経過した後の電池電圧が高く満充電に近い二次電池を充電する場合には設定電流値を比較的小さな電流値に設定し、充電開始から所定時間経過した後の電池電圧が低く容量が少ない二次電池を充電する場合には、設定電流値を比較的大きな電流値に設定することができる。このため、満充電に近い状態の二次電池を比較的大きな電流で充電することがなく、二次電池の劣化の進行を抑制し、また二次電池及び充電回路部品の温度上昇を抑制することができ、二次電池及び充電回路部品を長寿命とすることができる。また、満充電に近い状態の二次電池を充電開始時から比較的大きな電流で充電し電池電圧が急激に上昇して目標充電電圧まで達し、その後充電電流が終止電流値以下にまで急激に低下して満充電に達する前に充電が終了するような現象を回避し、適切に充電を行うことができる。
【００２３】
また、該電流値設定手段は、充電開始前の該二次電池の無負荷電圧に基づいて充電開始時の該設定電流値を設定することが好ましい。
【００２４】
このような構成によれば、充電前の二次電池の無負荷電圧から二次電池の容量の状態を推測し、推測された容量の状態に基づいて、設定電流値を設定することができる。
【００２５】
また、該電流値設定手段は、該無負荷電圧が複数設けられた閾値のうち第４の閾値を超えている場合に、該設定電流値を該無負荷電圧が該第４の閾値以下である場合に設定される電流値よりも小さい電流値に設定することが好ましい。
【００２６】
このような構成によれば、無負荷電圧が高く容量が満充電に近い二次電池を充電する場合には設定電流値を比較的小さな電流値に設定し、無負荷電圧が低く容量が少ない二次電池を充電する場合には、設定電流値を比較的大きな電流値に設定することができる。このため、満充電に近い状態である二次電池を充電開始時から比較的大きな電流で充電することがなく、二次電池の劣化の進行を抑制し、また二次電池及び充電回路部品の温度上昇を抑制することができ、二次電池及び充電回路部品を長寿命とすることができる。また、満充電に近い状態の二次電池を充電開始時から比較的大きな電流で充電し電池電圧が急激に上昇して目標充電電圧まで達し、その後充電電流が終止電流値以下にまで急激に低下して満充電に達する前に充電が終了するような現象を回避し、適切に充電を行うことができる。
【００２７】
本発明は更に、二次電池を充電する充電回路と、複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、を備える充電装置であって、該電池電圧が複数設けられた閾値の一つに達すると該充電電流を小さくするように構成され、該閾値は充電が進むに従い大きく設定されること
【００２８】
このような構成によると、充電が進み満充電に近くなるに従って充電電流が小さくなるため二次電池の劣化を抑制される。また、充電開始においては比較的大きな充電電流で充電し充電時間が短縮されるため、二次電池及び充電回路部品の長寿命化と充電時間の短縮と両立させることができる。
【００２９】
上記構成において、該充電回路と該二次電池の少なくとも一方を冷却する冷却ファンを備え、該二次電池の充電が進むに従い、該冷却ファンの回転数を小さくすることが好ましい。
【００３０】
このような構成によると、充電が進み充電電流が小さくなるに従って発熱量が小さくなった二次電池又は充電回路部品に対して無駄に大きい回転数で冷却することがないため、冷却ファンの回転による騒音を抑制することができる。また、省電力化を図ることができる。
【００３１】
本発明は更に、二次電池を充電する充電回路と、複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、該充電回路と該二次電池の少なくとも一方を冷却する冷却ファンと、を備える充電装置であって、充電が進むに従い、該充電電流を小さくすると共に該冷却ファンの回転数を小さくすることを特徴とする充電装置を提供する。
【００３２】
このような構成によると、充電が進み満充電に近くなるに従って充電電流が小さくなるため二次電池の劣化を抑制される。また、充電開始においては比較的大きな充電電流で充電し充電時間が短縮されるため、二次電池及び充電回路部品の長寿命化と充電時間の短縮と両立させることができる。さらに、充電が進み充電電流が小さくなるに従って発熱量が小さくなった二次電池又は充電回路部品に対して無駄に大きい回転数で冷却することがないため、冷却ファンの回転による騒音を抑制すると同時に省電力化を図ることができる。
【００３３】
本発明は更に、二次電池を充電する充電回路と、複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、該充電回路と該二次電池の少なくとも一方を冷却する冷却ファンと、を備える充電装置であって、該二次電池の充電が進むに従い、該充電電流は該電池電圧が複数設けられた閾値の一つに達するとそれまでよりも小さく設定され、且つ、該閾値を大きい値にすると共に該冷却ファンの回転数を小さくすることを特徴とする充電装置を提供する。
【００３４】
このような構成によると、充電が進み二次電池の容量が満充電に近くなる過程において二次電池の電池電圧が複数の閾値を順次超えていき、複数の閾値を順次超える毎に設定電流値はより小さい電流値に設定され閾値はより大きく設定される。このため、充電が進み満充電に近くなるに従って充電電流が小さくなるため二次電池の劣化を抑制される。また、充電開始においては比較的大きな充電電流で充電し充電時間が短縮されるため、二次電池及び充電回路部品の長寿命化と充電時間の短縮と両立させることができる。
【００３５】
また、該冷却ファンは、該充電電流の大きさに応じて回転数が変更されることが好ましい。
【００３６】
このような構成によると、充電電流の大きさすなわち二次電池又は充電回路部品の発熱量に応じで回転数すなわち冷却の程度を変更することができ、適切な冷却を実現することができる。
【００３７】
本発明は更に、二次電池を充電する充電回路と、複数の電流値のいずれかの電流値を設定電流値として設定可能な電流値設定手段と、該充電回路に流れる充電電流が該電流値設定手段によって設定された設定電流値になるように制御するための電流制御手段と、該二次電池の電圧である電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、該充電回路と該二次電池の少なくとも一方を冷却する冷却ファンと、を備える充電装置であって、該二次電池の充電初期段階において該充電電流及び該冷却ファンの回転数は最も大きく、該二次電池の充電が進むに従い、該充電電流及び該冷却ファンの回転数を小さくすることを特徴とする充電装置を提供する。
【００３８】
このような構成によると、二次電池を冷却しつつ充電できるため、二次電池の劣化を抑制し、長寿命とすることができる。また、二次電池の充電がすすむと冷却ファンの回転数が小さくため、冷却ファンの回転による騒音を抑制することができる。
【００３９】
また、該電池電圧が複数設けられた閾値に達した際に該充電電流をそれまでよりも小さくするように構成され、該二次電池の充電が進むに従い、該閾値を大きくすることが好ましい。
【００４０】
このような構成によると、充電が進み二次電池の容量が満充電に近くなる過程において二次電池の電池電圧が閾値を順次超えていき、閾値を順次超える毎に設定電流値はより小さい電流値に設定され閾値はより大きく設定される。このため、充電が進み満充電に近くなるに従って充電電流が小さくなるため二次電池の劣化を抑制される。また、充電開始においては比較的大きな充電電流で充電し充電時間が短縮されるため、二次電池及び充電回路部品の長寿命化と充電時間の短縮と両立させることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の充電装置によれば、充電時間の短縮と充電回路及び二次電池の長寿命化の両立を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置のブロック図を含む回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電制御を表わすフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電電流、電池組の電圧及びファンの出力値の時間変化を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電制御を表わすフローチャートの一部である。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電電流、電池組の電圧及びファンの出力値の時間変化を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電電流、電池組の電圧及びファンの出力値の時間変化を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電制御を表わすフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電電流、電池組の電圧及びファンの出力値の時間変化を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電電流、電池組の電圧及びファンの出力値の時間変化を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置を用いて電池組を充電する場合の充電電流、電池組の電圧及びファンの出力値の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の第１の実施の形態による充電装置１ について図１乃至図３を参照しながら説明する。図１は、充電装置１内部の充電回路及び充電装置１に装着された電池パック２内部の回路の構成を示すブロック図を含む回路図である。
【００４４】
最初に、充電対象である電池パック２について説明する。図１に示すように、電池パック２は、電池組２Ａと、保護ＩＣ２ｂと、セル数判別抵抗７と、感温素子８とを備えている。
【００４５】
電池組２Ａは、電池セル２ａを直列に４セル接続した構成となっており、電池セル２ａは例えば定格電圧３．６Ｖのリチウムイオン電池からなる二次電池である。保護ＩＣ２ｂは、個々の電池セル２ａの電圧を監視し、その中の一つでも過充電や過放電により、通常状態ではない状態になった場合に異常信号を充電装置１に出力する。当該異常信号は、充電装置１及び電池パック２の端子を介して、充電装置１に設置された後述のマイコン５０に伝達される。セル数判別抵抗７は、充電装置１が電池組２Ａの電池セル２ａの数を判別するために用いられる抵抗である。感温素子８は、電池セル２ａに近接して設けられた例えばサーミスタ等である。電池セル２ａは二次電池に相当する。
【００４６】
次に充電装置１の説明をする。充電装置１は、第１整流平滑回路１０と、スイッチング回路２０と、第２整流平滑回路３０と、補助電源回路４０と、スイッチング電源回路６と、マイコン５０と、充電電流制御回路６０と、電流値設定回路７０と、電池電圧検出回路９０と、充電電圧制御回路１００と、電池温度検出回路８０と、セル数判別回路９と、表示回路１２０と、ファン部１３０と、電流検出抵抗３と、フォトカプラ４及び５とにより主に構成された充電回路を備え、電池パック２を装着した状態で電池パック２内部の電池セル２ａを定電流定電圧充電制御により充電する。なお、定電流定電圧充電制御とは、充電が開始されると所定の電流値（以下、設定電流値）を設定し、充電電流が設定電流値になるように充電電流を制御しながら充電し（定電流制御区間）、電池組２Ａ全体の電圧が目標充電電圧に達した後は充電電圧を当該目標充電電圧に保ちながら充電し（定電圧制御区間）、定電圧制御区間において充電電流が所定の終止電流値以下になった場合に充電を終了させる充電制御である。
【００４７】
第１整流平滑回路１０は、全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２とにより構成されており、交流電源１４０から供給される交流電圧を全波整流回路１１で全波整流し、平滑用コンデンサ１２で平滑して直流電圧を出力する。交流電源１４０は、商用電源等の外部電源である。
【００４８】
スイッチング回路２０は、第１整流平滑回路１０に接続されており、高周波トランス２１と、ＭＯＳＦＥＴ２２と、ＰＷＭ制御ＩＣ２３とにより構成されている。ＰＷＭ制御ＩＣ２３は、ＭＯＳＦＥＴ２２の駆動パルス幅を変え、当該駆動パルス幅に応じてＭＯＳＦＥＴ２２はスイッチングを行い、第１整流平滑回路１０からの直流出力をパルス列波形の電圧とする。パルス列波形の電圧は高周波トランス２１の一次側巻線に印加され、高周波トランス２１により降圧 (若しくは昇圧)され第２整流平滑回路３０に出力される。
【００４９】
第２整流平滑回路３０は、ダイオード３１と、平滑用コンデンサ３２と、放電用抵抗３３とにより構成され、高周波トランス２１の２次側巻線から得られる出力電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成し、当該直流電圧を充電装置１のプラス端子１ａ及びマイナス端子１ｂから出力するように構成されている。
【００５０】
補助電源回路４０は、第１整流平滑回路１０に接続されており、マイコン５０や後述するオペアンプ６１、６５等の各種回路へ安定化した基準電圧Ｖｃｃを供給するための定電圧電源回路である。補助電源回路４０は、コイル４１ａ、４１ｂ及び４１ｃと、スイッチング素子４２と、制御素子４３と、整流ダイオード４４と、３端子レギュレータ４６と、発振防止用コンデンサ４５及び４７と、リセットＩＣ４８とにより主に構成されている。なお、リセットＩＣ４８は、マイコン５０に対してリセット信号を出力し、マイコン５０をリセットするＩＣである。
【００５１】
スイッチング電源回路６は、スイッチング回路２０等に接続され、ＰＷＭ制御ＩＣ２３の電源となる整流平滑回路であり、コイル６ａと、整流ダイオード６ｂと、平滑コンデンサ６ｃとにより構成されている。
【００５２】
マイコン５０は、第１出力部５１Ａと、第２出力部５１Ｂと、Ａ／Ｄ入力ポート５２と、リセットポート５３と、充電の際に必要な情報を記憶する図示せぬ記憶部と、図示せぬ演算装置とにより主に構成されている。マイコン５０は、Ａ／Ｄ入力ポート５２に入力される各種信号を処理し、その結果に基づく各種信号を第１出力部５１Ａ及び第２出力部５１Ｂから電流値設定回路７０、充電電圧制御回路１００、表示回路１２０、ファン部１３０等に出力して、充電装置１の動作を制御している。
【００５３】
第１出力部５１Ａは、ポート５１ａ、５１ｂ、５１ｃを有しており、ポート５１ａはフォトカプラ４と接続され、ポート５１ｂ及び５１ｃは表示回路１２０と接続されている。第２出力部５１Ｂは、ポート５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ及び５１ｈを有しており、ポート５１ｄ、５１ｅ、５１ｆは電流値設定回路７０と接続され、ポート５１ｇはファン部１３０と接続され、ポート５１ｈは充電電圧制御回路１００と接続されている。また、Ａ／Ｄ入力ポート５２は、複数のポートを有し、それぞれが充電電流制御回路６０と、電池電圧検出回路９０と、電池パック２に接続されている。
【００５４】
電流値設定回路７０は、定電流制御区間における設定電流値を選択的に設定するための回路であり、抵抗７１〜７５により構成されている。抵抗７１、７２は、基準電圧Ｖｃｃとアースとの間に直列に接続されており、抵抗７１と抵抗７２との接続点は充電電流制御回路６０に接続されている。抵抗７３、７４、７５は、その一端が抵抗７１と抵抗７２との接続点にそれぞれ接続されており、その他端は第２出力部５１Ｂの対応するポートに個別に接続されている。詳細には抵抗７３の一端はポート５１ｆに接続され、抵抗７４の一端はポート５１ｅに接続され、抵抗７５の一端はポート５１ｄに接続されている。
【００５５】
本実施の形態では、電流値設定回路７０は、設定電流値として４種類の電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３及びＩ０を選択的に設定することができる。ここで、電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３及びＩ０はＩ１＞Ｉ２＞Ｉ３＞Ｉ０の関係を満たしている。具体的には、第２出力部５１Ｂのポート５１ｄ、５１ｅ及び５１ｆからは信号を出力せず、基準電圧Ｖｃｃを抵抗７１と抵抗７２とによって分圧した値が設定電流値をＩ１として設定する際の基準値となる。なお、本実施の形態においては、Ｉ１は一例として１２Ａである。電流値設定回路７０及びマイコン５０は電流値設定手段に相当する。
【００５６】
第２出力部５１Ｂのうち抵抗７３に接続されるポート５１ｆのみがロー信号を出力することにより、基準電圧Ｖｃｃは抵抗７２及び７３の合成抵抗と抵抗７１とによって分圧され、分圧された値が設定電流値をＩ２として設定する際の基準値となる。本実施の形態において、Ｉ２は一例として６ＡでありＩ１よりも小さい。
【００５７】
第２出力部５１Ｂのうち抵抗７４に接続されるポート５１ｅのみがロー信号を出力することにより、基準電圧Ｖｃｃは抵抗７２及び７４の合成抵抗と抵抗７１とによって分圧され、分圧された値が設定電流値をＩ３として設定する際の基準値となる。本実施の形態においては、Ｉ３は一例として３ＡでありＩ２よりも小さい。
【００５８】
第２出力部５１Ｂのうち抵抗７５に接続されるポート５１ｄのみがロー信号を出力することにより、基準電圧Ｖｃｃは抵抗７２及び７５の合成抵抗と抵抗７１とによって分圧され、分圧された値が設定電流値をＩ０として設定する際の基準値となる。本実施の形態においては、Ｉ０は一例として０．５ＡでありＩ３よりも小さい。なお、Ｉ０は、電流値設定回路７０が設定電流値として設定可能な電流値のうち最も小さい電流値である。
【００５９】
なお、設定電流値として設定される電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３及びＩ０は、電池パック２の種類（定格電圧、セル数等）によって異なる値が設定されてもよい。即ち、電池パック２の種類が異なれば、電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３及びＩ０の組み合わせも異なるようにしてもよい。また、第２出力部５１Ｂのポート５１ｄ〜５１ｆの２つ以上から同時にロー信号を出力するようにしてもよく、この場合には設定電流値として４種類以上を設定することができる。
【００６０】
充電電流制御回路６０は、オペアンプ６１、６５と、抵抗６２、６３、６４、６６、６７と、ダイオード６８とから構成されている。また、オペアンプ６１の出力端子はＡ／Ｄ入力ポート５２に接続され、オペアンプ６１の反転入力端子は電流検出抵抗３に接続され、オペアンプ６５の非反転入力端子は電流値設定回路７０に接続され、オペアンプ６５の出力端子はフォトカプラ５に接続されている。充電電流制御回路６０は、オペアンプ６１の反転入力端子に入力された充電電流をオペアンプ６１で反転増幅させてオペアンプ６５の反転入力端子に入力し、その充電電流の情報とオペアンプ６５の非反転入力端子に入力された設定電流値の情報とを比較してフォトカプラ５を介してＰＷＭ制御ＩＣ２３に当該比較結果に応じた信号を出力して充電電流を制御している。充電電流制御回路６０、電流値設定回路７０及びマイコン５０は充電電流制御手段に相当する。
【００６１】
充電電圧制御回路１００は、第２整流平滑回路３０に接続されており、充電電圧を制御する回路であり、電池組２Ａの目標充電電圧を設定する。充電電圧制御回路１００は、抵抗１０１、１０３、１０５、１０６、１０７、１０８、１１０、ポテンショメータ１０２、ＦＥＴ１０９、コンデンサ１０４、シャントレギュレータ１１２、整流ダイオード１１１等から構成されており、抵抗１０８は第２出力部５１Ｂのポート５１ｈに接続されている。
【００６２】
目標充電電圧は、抵抗１０１及びポテンショメータ１０２の直列合成抵抗と、抵抗１０５及び抵抗１０６との分圧値がシャントレギュレータ１１２の基準値となるように定められる。例えば、抵抗１０１及びポテンショメータ１０２の直列合成抵抗と抵抗１０５とで定められる値は４セルの電池組２Ａを充電するための値であり、具体的には１６．０Ｖ（４．００Ｖ／セル×４セル）である。また、抵抗１０１及びポテンショメータ１０２の直列合成抵抗と抵抗１０５及び抵抗１０６の並列合成抵抗（ＦＥＴ１０９をオンさせることによる並列合成抵抗）とで定められる値は５セルのリチウムイオン電池を充電するための値と定められ、具体的には２０．０Ｖ（４．００Ｖ／セル×５セル）である。
【００６３】
このように、ＦＥＴ１０９のオン／オフ切替は、電池組２Ａを構成する電池セル２ａのセル数に対応しており、マイコン５０のポート５１ｈからのハイ信号で制御される。
【００６４】
フォトカプラ５は、充電電圧制御回路１００及び充電電流制御回路６０における充電電圧及び充電電流の信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に帰還する。
【００６５】
電流検出抵抗３は、第２整流平滑回路３０と充電電圧制御回路１００との間に接続され、電池パック２に流れる充電電流を検出する。充電電流の検出は、電流検出抵抗３に電流が流れることで生じる電圧降下をオペアンプ６１において反転増幅し、その値をマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に入力することにより行う。
【００６６】
電池電圧検出回路９０は、電池電圧を検出する回路であり、抵抗９１及び９２から構成されている。抵抗９１、９２は、充電装置１のプラス端子１ａとアースとの間に直列に接続されており、抵抗９１と９２との接続点はマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に接続されている。電池パック２に供給する電圧、すなわち電池パック２の電圧は抵抗９１、９２によって分圧され、その値がマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２の１つに電池電圧情報として入力される。なお、電池パック２に電力を供給していない場合すなわち充電を行っていない場合には、電池パック２内の電池組２Ａの無負荷電圧を示す情報として、電池電圧検出回路９０を介してＡ／Ｄ入力ポート５２の１つに電池電圧情報として入力される。電池電圧検出回路９０は電池電圧検出手段に相当する。
【００６７】
電池温度検出回路８０は、電池セル２ａの温度を検出するための回路であり、抵抗８１、８２から構成される。基準電圧Ｖｃｃは感温素子８及び抵抗８２の並列合成抵抗と抵抗８１とにより分圧され、その分圧された値がマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に電池温度情報として入力される。
【００６８】
セル数判別回路９は、電池パック２のセル数を判別するための抵抗であって、電池パック２のセル数判別抵抗７と接続されている。基準電圧Ｖｃｃの値をセル数判別回路９である抵抗とセル数判別抵抗７とで分圧し、分圧された値はマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に入力され、マイコン５０がＦＥＴ１０９をオン／オフ切替することによりセル数に対応した目標充電電圧を設定する。
【００６９】
ファン部１３０は、冷却ファン１３２と、冷却ファン制御部１３１とを有している。冷却ファン１３２は、電池パック２と充電装置１とが装着された状態において駆動することで充電装置１に形成された図示せぬ吸気孔から外気を取り込み、充電装置１の内部と電池パック２の内部とを連通する図示せぬ連通孔を介して電池パック２に形成された図示せぬ排気孔から当該外気を排出する。当該外気が図示せぬ吸気孔から取り込まれ、図示せぬ排気孔から排出される過程において電池セル２ａ及び充電装置内の充電回路部品は冷却される。
【００７０】
冷却ファン制御部１３１は、第２出力部５１Ｂのポート５１ｇに接続されており、ポート５１ｇからの信号に対応して、冷却ファン１３２の出力値を数段階に制御する構成になっている。冷却ファン制御部１３１は、冷却ファン１３２の出力値を大きくする場合には冷却ファン１３１に供給する電力を大きくし、冷却ファン１３２の回転数を上昇させることで冷却ファン１３２の出力値を大きくしている。また、冷却ファン１３２の出力値を小さくする場合には、冷却ファン１３１に供給する電力を小さくして冷却ファン１３２の回転数を減少させることで冷却ファン１３２の出力値を小さくしている。
【００７１】
本実施の形態では、冷却ファン制御部１３１は、出力値として出力値Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３の３段階に制御することができる。ここで、出力値Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３はＯ１＞Ｏ２＞Ｏ３の関係を満たしている。すなわち冷却ファン１３２は出力値Ｏ１で最も回転数が高く、出力値Ｏ３で最も回転数が低い。冷却ファン制御部１３１は冷却制御手段に相当し、冷却ファン１３２は冷却手段に相当する。
【００７２】
表示回路１２０は、充電の状態を表示するための回路であり、ＬＥＤ１２１と、抵抗１２２及び１２３とにより構成されている。第１出力部５１Ａのポート５１ｂからハイ信号を出力すると、ＬＥＤ１２１は赤に点灯し、第１出力部５１Ａのポート５１ｃからハイ信号を出力すると、ＬＥＤ１２１は緑に点灯し、ポート５１ｂ及び５１ｃの両方からハイ信号を出力するとＬＥＤ１２１は橙に点灯する。本実施の形態では、マイコン５０は、電池パック２の未接続や充電待機時等の充電を行う前の状態ではＬＥＤ１２１の赤を点灯させ、充電中にはＬＥＤ１２１の２灯同時点灯により橙に点灯させ、充電終了後にはＬＥＤ１２１の緑を点灯させる。
【００７３】
フォトカプラ４は、充電制御信号伝達回路であり、マイコン５０の第１出力部５１Ａのポート５１ａから充電開始の制御信号を受信すると、ＰＷＭ制御ＩＣ２３にその制御信号を伝達してスイッチング動作を開始させ、充電停止の制御信号を受信すると、ＰＷＭ制御ＩＣ２３にその制御信号を伝達してスイッチング動作を停止させる。
【００７４】
次に本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置１の充電制御を図２のフローチャートを用いて説明する。まず、図２のフローチャートで用いられる所定値Ｖ１及びＶ２を説明する。
【００７５】
一般にリチウムイオン電池からなる二次電池は、容量が満充電に近い状態（電池電圧が高い状態）における充電電流の大きさが二次電池の劣化の進行度合に与える影響が大きく、容量が満充電に近い状態（電池電圧が高い状態）において設定電流値に大きな電流値を設定して充電を行うと二次電池の劣化がより進行し、逆に容量が少ない状態（電池電圧が低い状態）においては設定電流値を大きな電流値に設定して充電を行っても二次電池の劣化の進行には影響が少ないという特性をもっていることが知られている。本実施の形態にかかる充電装置１は、上記特性を考慮して、定電流制御区間における電池組２Ａの電池電圧をマイコン５０の図示せぬ記憶部に記憶されている所定値（閾値）Ｖ１、Ｖ２及びＶ３を用いて３つの電圧区間に区分し、電池電圧が低い電圧区間（電池組２Ａの容量が少ない状態）、電池電圧が中程度の電圧区間（電池組２Ａの容量が中程度の状態）、電池電圧が高い電圧区間（電池組２Ａの容量が満充電に近い状態）の各電圧区間に応じた設定電流値を設定して充電を行う。言い換えれば、充電装置１は電池組２Ａの容量の状態に応じて設定電流値を設定して充電を行う。すなわち、充電が進むにつれて設定電流値を小さく設定すると共に設定電流値を切り替える際の電池電圧の値（具体的には所定値Ｖ１、Ｖ２）を大きくして充電を行う。また同時に、設定電流値に応じて冷却ファン１３２の出力値を変化させる制御を行っている。なお、充電制御において使用される所定値Ｖ１、Ｖ２及びＶ３以外の各値も所定値Ｖ１等と同様にマイコン５０の記憶部に記憶されている。
【００７６】
所定値Ｖ１は充電が浅い（電池電圧が低い、容量が少ない）と判別できる電圧区間と充電が中程度（電池電圧が中程度、容量が中程度）であると判別できる電圧区間との閾値として設定されており、所定値Ｖ２は充電が中程度（電池電圧が中程度）であると判別できる電圧区間と充電が深い（電池電圧が高い、容量が多い）と判別できる電圧区間との閾値として設定されている。所定値Ｖ３は定電流充電区間から定電圧充電区間へ移行する際の電池電圧の閾値として設定されている。
【００７７】
本実施の形態においては、例えば、所定値Ｖ１は１５．２Ｖ（３．８Ｖ／セル×４セル）に設定されており、所定値Ｖ２は１５．６Ｖ（３．９Ｖ／セル×４セル）、所定値Ｖ３は１６．０Ｖ（４．０Ｖ／セル×４セル）に設定されている。
【００７８】
充電が浅いと判別できる電圧区間とは、言い換えれば電池組２Ａの容量が少ない状態であり、具体的には電池組２Ａの電池電圧が１５．２Ｖ未満の範囲を意味し、設定電流値をＩ１（例えば１２Ａ）に設定して充電を行っても電池セル２ａの劣化の進行にあまり影響がない電圧区間である。
【００７９】
充電が中程度と判別できる電圧区間とは、言い換えれば電池組２Ａの容量が中程度であり、具体的には電池組２Ａの電池電圧が１５．２Ｖ以上であって１５．６Ｖ未満の範囲を意味する。また当該電圧区間は、設定電流値をＩ１（例えば１２Ａ）に設定して充電を行うと電池セル２ａの劣化に多少影響があり、設定電流値をＩ２（例えば６Ａ）に設定して充電を行うと電池セル２ａの劣化にあまり影響がない電圧区間である。
【００８０】
充電が深いと判別できる電圧区間とは、言い換えれば電池組２Ａの容量が満充電に近い状態であり、具体的には電池組２Ａの電池電圧が１５．６Ｖ以上の範囲を意味する。また、当該電圧区間は、設定電流値をＩ１（例えば１２Ａ）又はＩ２（例えば６Ａ）に設定して充電を行うと電池セル２ａの劣化に影響があり、設定電流値をＩ３（例えば３Ａ）に設定して充電を行うと電池セル２ａの劣化にあまり影響がない電圧区間である。
【００８１】
次に、充電制御を説明する。交流電源１４０と充電装置１とを接続すると、マイコン５０が動作を開始し第１出力部５１Ａ及び第２出力部５１Ａのイニシャルセットを行い、充電前の充電待機状態であることを示すため表示回路１２０を赤色に点灯させる（ステップ２０１）。表示回路１２０を赤色に点灯させるには、第１出力部５１Ａのポート５１ｂからハイ信号を出力し、ＬＥＤ１２１を赤に点灯させる。
【００８２】
次に、電池パック２が充電装置１に実装されたか否かを判別する（ステップ２０２）。電池パック２が実装されたか否かの判別は、例えば、電池温度検出回路８０を介してマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に入力される値に変化があった場合に電池パックが実装されたとすればよい。ステップ２０２において、電池パック２が充電装置１に実装されていない場合は、電池パック２が充電装置１に実装されるまでステップ２０１及びステップ２０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。他方、電池パック２が充電装置１に実装されている場合は、電池パック２のセル数を判別する（ステップ２０３）。電池パック２のセル数の判別は、セル数判別回路９を介してマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に入力された値により行う。
【００８３】
次にマイコン５０は、判別したセル数に応じて電池組２Ａを充電するための目標充電電圧を設定する（ステップ２０４）。具体的には、本実施の形態にかかる充電装置１に実装されている電池パック２のセル数は４セルであるので、第２出力部５１Ｂのポートからハイ信号を出力せずＦＥＴ１０９をオンさせないことで４セルに応じた目標充電電圧（例えば１６．０Ｖ）を設定することができる。
【００８４】
次に、マイコン５０は設定電流値をＩ１に設定する（ステップ２０５）。電流値設定回路７０の抵抗７３、７４及び７５に接続されている第２出力部５１Ｂのいずれのポートからも信号を出力させないことにより設定電流値をＩ１に設定する。
【００８５】
次に、充電を開始する（ステップ２０６）。第１出力部５１Ａのポート５１ａからフォトカプラ４にロー信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を動作状態にすることによって充電を開始することができる。充電が開始されると、充電中であることをユーザに示すため表示回路１２０を橙に点灯させる（ステップ２０７）。第１出力部５１Ａのポート５１ｂ及び５１ｃの両方からハイ信号を出力することでＬＥＤ１２１は橙に点灯する。また、ファン部１３０における冷却ファン１３２を冷却ファン制御部１３１によって出力値Ｏ１で駆動させる（ステップ２０８）。
【００８６】
充電を開始したら、電池電圧検出回路９０において電池組２Ａの電池電圧を検出し、電池電圧が所定値Ｖ１以上であるか否かを判別する（ステップ２０９）。電池電圧は抵抗９１と抵抗９２とによって基準電圧Ｖｃｃを分圧した値がマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に入力されることにより検出される。また、電池電圧が所定値Ｖ１以上であるか否かの判別は、マイコン５０の図示せぬ演算部が検出した電池電圧と所定値Ｖ１と比較演算することで行っている。
【００８７】
ステップ２０９において、電池電圧が所定値Ｖ１以上でないと判別された場合（ステップ２０９のＮＯ）、電池電圧が所定値Ｖ１以上となるまでステップ２０９を繰り返す。他方、電池電圧が所定値Ｖ１以上であると判別された場合（ステップ２０９のＹＥＳ）、設定電流値をＩ２（Ｉ１＞Ｉ２）に切り替える（ステップ２１０）。電流値設定回路７０の抵抗７３に接続されている第２出力部５１Ｂのポート５１ｆからロー信号を出力することにより設定電流値をＩ２に設定する。また、冷却ファンの出力値もＯ２（Ｏ１＞Ｏ２）に切り替える（ステップ２１１）。冷却ファン１３２の出力値は、冷却ファン制御部１３１を介して制御される。
【００８８】
次に、電池電圧検出回路９０において電池組２Ａの電池電圧を検出し、電池電圧が所定値Ｖ２以上であるか否かを判別する（ステップ２１２）。ステップ２１２において、電池電圧が所定値Ｖ２以上でないと判別された場合（ステップ２１２のＮＯ）、電池電圧が所定値Ｖ２以上となるまでステップ２１２を繰り返す。他方、電池電圧が所定値Ｖ２以上であると判別された場合（ステップ２１２のＹＥＳ）、設定電流値をＩ３（Ｉ２＞Ｉ３）に切り替える（ステップ２１３）。電流値設定回路７０の抵抗７４に接続されている第２出力部５１Ｂのポート５１ｅからロー信号を出力することにより設定電流値をＩ３に設定する。また、冷却ファン１３２の出力値もＯ３（Ｏ２＞Ｏ３）に切り替える（ステップ２１４）。冷却ファン１３２の出力値は、冷却ファン制御部１３１を介して制御される。
【００８９】
その後、電池組２Ａの電池電圧が設定された目標充電電圧（所定値Ｖ３、例えば１６．０Ｖ）に達したら充電電圧を当該電圧に保ちながら充電され続ける（定電圧制御区間）。なお、電池電圧が目標充電電圧に達していなければ、ステップ２１３、２１４で設定した充電電流Ｉ３、ファン出力Ｏ３での充電を継続する。当該定電圧制御区間においては、充電電流が所定値（終止電流値）以下になったか否かを判別する（ステップ２１５）。ステップ２１５において、充電電流が所定値以下でないと判別された場合は、充電電流が所定値以下になるまでステップ２１５を繰り返し、充電を継続する。充電電流が所定値以下であると判別された場合は、充電を終了する（ステップ２１６）。充電を終了させるには、マイコン５０の第１出力部５１Ａのポート５１ａからハイ信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を停止させる。
【００９０】
充電が終了すると、充電が終了したことをユーザに示すため表示回路１２０を緑に点灯させる（ステップ２１７）。表示回路１２０を緑に点灯させるには、第１出力部５１Ａのポート５１ｃからハイ信号を出力することでＬＥＤ１２１は緑に点灯する。
【００９１】
充電が終了し、表示回路１２０が緑に点灯した後は、充電装置１から電池パック２が離脱したか否かを判別する（ステップ２１８）。電池が抜かれたか否かの判断は、例えば、電池温度検出回路８０を介して入力されるマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に閾値を設けて判断すればよい。充電装置１から電池パック２が離脱していない場合は、ステップ２１８を繰り返し、表示回路１２０が緑に点灯した状態が維持される。他方、充電装置１から電池パック２が離脱している場合は、ステップ２０２に戻り、表示回路１２０を充電前の待機状態を示す赤に点灯させる。そして、再び電池パック２が実装されるまでステップ２０２及び２０３を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【００９２】
図３は、図２のフローチャートに基づいて電池組２Ａを充電した場合の充電電流、電池組２Ａの電池電圧及び冷却ファン１３２の出力値の時間変化の一例を示す図である。
【００９３】
区間Ａは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ１に達するまでの充電が浅い電圧区間である。区間Ａにおいては設定電流値を比較的大きいＩ１に設定して充電を行う。また、区間Ａにおいては大きな設定電流値で充電を行うので、電池セル２ａや充電回路部品の発熱が大きくなるので、冷却ファン１３２の出力値もＯ１という比較的大きな出力値に設定する。
【００９４】
また区間Ｂは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ１以上になり、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ２に達するまでの充電が中程度である電圧区間である。Ｂ区間においては設定電流値を中程度の電流値であるＩ２に設定して充電を行う。また、区間Ｂにおける設定電流値は中程度であるので、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も中程度の発熱となるため、冷却ファン１３２の出力値もＯ２という中程度の出力値に設定する。
【００９５】
さらに区間Ｃは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ２以上になり、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ３に達して定電圧制御区間に移行し、その後充電が終了するまでの充電が深い電圧区間である。ここで所定値Ｖ３は設定された目標充電電圧を表している。区間Ｃにおいては、設定電流値を比較的小さいＩ３に設定して充電を行い、電池組２Ａが所定値Ｖ３に達した後は定電圧制御区間に移行し電流が降下していく。区間Ｃにおける定電流制御区間の設定電流値は小さく且つ定電圧制御区間に移行した後の充電電流の値はしだいに小さくなるため、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も小さく、冷却ファン１３２の出力値もＯ３という小さい出力値に設定する。
【００９６】
このように、本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置１によれば、充電が進み電池セル２ａの容量が満充電に近くなる過程において電池組２Ａの電池電圧が複数の閾値を順次超えていき、複数の閾値を順次超える毎に設定電流値はより小さい電流値に設定される。このため、電池セル２ａの容量が少ない充電開始時すなわち電池セル２ａに大きな充電電流が流れても電池セル２ａの劣化の進行にあまり影響のない状態においては、設定電流値をＩ１のような比較的大きな電流値に設定して充電時間の短縮を図ることができる。また、電池セル２ａに大きな充電電流が流れると電池セル２ａの劣化の進行に影響が大きい満充電に近い状態においては設定電流値を電池セル２ａの劣化の進行に影響のない程度のＩ３のような比較的小さな電流値に設定して電池セル２ａの劣化の進行を抑制することができるので、充電時間の短縮と電池セル２ａの長寿命化とを両立させることができる。また、設定電流値を切り替える電池電圧の閾値を充電が進むに従い大きく（充電初期は小さく）設定している。この閾値は充電時間と電池セル２ａの寿命とのバランスを考慮し設定する。充電初期の段階で閾値を大きく（例えば所定値Ｖ３）にすると、充電電流が大きいため電池セル２ａの劣化が進行し易くなってしまう。一方、充電初期の段階で閾値を小さくし過ぎると大きい電流で充電できる区間が短くなるため充電時間が長くなってしまう。従って、充電時間と電池セル２ａの寿命とのバランスを考慮して設定している。さらに、電池セル２ａ及び充電回路部品に流れる充電電流も充電が進むに従って小さくなるため、充電開始時のＩ１のような比較的大きな設定電流値のみを用いて充電する場合と比較して温度上昇を抑制することができる。このため、電池セル２ａ及び充電回路部品の劣化、故障を軽減することができ電池セル２ａ及び充電回路部品を長寿命とすることができる。
【００９７】
また、冷却ファン１３２によって電池セル２ａ及び充電回路部品を冷却することができるため、電池セル２ａ及び充電回路部品の温度上昇をより抑制することができる。このため、電池セル２ａ及び充電回路部品の劣化、故障をより軽減することができ、より長寿命とすることができる。
【００９８】
また、設定電流値が大きく電池セル２ａ及び充電回路部品を冷却する必要性が大きい場合には、冷却ファン制御部１３１が冷却ファン１３２の出力値を大きくして冷却の程度を高めるため、電池セル２ａ及び充電回路部品の温度上昇を設定電流値に応じて適切に抑制することができ、電池セル２ａ及び充電回路部品をより長寿命とすることができる。
【００９９】
また、設定電流値が小さく電池セル２ａ及び充電回路部品を冷却する必要性があまりない場合には、冷却ファン制御部１３１が冷却ファン１３２の出力値を小さくして冷却の程度を低くするため、冷却ファン１３２の回転数が減少し、冷却ファン１３２の回転による騒音を抑制することができる。また、電池セル２ａ及び充電回路部品を冷却する必要性があまりない場合に無駄に大きな出力値をもって冷却ファン１３２を駆動させないため、冷却ファン１３２に使用される外部電力を節約することができ、充電装置１による充電における省電力化を図ることができる。
【０１００】
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる充電装置３００について説明する。充電装置３００及び電池パック２の構成は、充電装置１の構成と同一であるため、相違する電池セル２ａの充電時の充電制御について図４乃至図６を参照しながら説明する。
【０１０１】
図４のフローチャートに示すように、本実施の形態にかかる充電装置３００の充電制御において、充電装置３００に交流電源１４０を投入してから目標充電電圧を設定するまでの制御すなわちステップ４０１乃至４０４は充電装置１のステップ２０１乃至２０４と同一であるため、説明を省略する。
【０１０２】
充電装置３００に交流電源１４０を投入してから目標充電電圧が設定された後は、電池電圧検出回路９０において電池組２Ａの充電開始前の電池電圧である無負荷電圧を検出し、無負荷電圧が所定値Ｖｘ１以下であるか否かを判別する（ステップ４０５）。電池組２Ａの無負荷電圧は抵抗９１と抵抗９２とによって基準電圧Ｖｃｃを分圧した値がマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に入力されることにより検出される。所定値Ｖｘ１は、充電が浅いと判断される無負荷電圧と充電が中程度であると判断される無負荷電圧との閾値として設けられて、所定値Ｖｘ２は、充電が中程度であると判断される無負荷電圧と深いと判断される無負荷電圧との閾値として設けられている。本実施の形態においては、例えば、所定値Ｖｘ１は１４．４Ｖ（３．６Ｖ／セル×４セル）に設定されており、所定値Ｖｘ２は１５．２Ｖ（３．８Ｖ／セル×４セル）に設定されている。なお、所定値Ｖｘ１は第１の実施の形態である充電装置１で設定された所定値Ｖ１よりも低い値に設定されている。同じ容量の二次電池であっても、無負荷時に電圧を検出した場合と充電中に電圧を検出した場合とでは、充電中に検出した電圧の方が内部抵抗の影響により無負荷時に検出した電圧よりも高い値が検出されるためである。所定値Ｖｘ２についても同様である。
【０１０３】
ステップ４０５において、電池組２Ａの無負荷電圧が所定値Ｖｘ１以下であると判別された場合（ステップ４０５のＹＥＳ）、設定電流値をＩ１に設定する（ステップ４０６）。
【０１０４】
ステップ４０７において、電池組２Ａの無負荷電圧が所定値Ｖｘ２以下であると判別された場合（ステップ４０５のＹＥＳ）、設定電流値をＩ２に設定する（ステップ４０８）、他方、電池組２Ａの無負荷電圧が所定値Ｖｘ２以下でないと判別された場合（ステップ４０７のＮＯ）、設定電流値をＩ３に設定する（ステップ４０９）。
【０１０５】
次に、ステップ４０５乃至４０９において設定された設定電流値を用いて充電を開始し（ステップ４１０）、充電中であることをユーザに示すため表示回路１２０を橙に点灯させる（ステップ４１１）。
【０１０６】
次に、現在の設定電流値がＩ１であるか否かを判別する（ステップ４１２）。ステップ４１２において現在の設定電流値がＩ１である場合は、ステップ４０５において電池組２Ａの充電前の無負荷電圧がＶｘ１以下、すなわち充電が浅い状態にある電池組２Ａであると判別されていることになり、冷却ファン１３２の出力値をＯ１に設定する（ステップ４１３）。
【０１０７】
次に電池電圧検出回路９０において電池組２Ａの電池電圧を検出し、電池電圧が所定値Ｖ１以上であるか否かを判別する（ステップ４１４）。電池電圧が所定値Ｖ１以上でないと判別された場合（ステップ４１４のＮＯ）、電池電圧が所定値Ｖ１以上になるまでステップ４１４を繰り返す。
【０１０８】
他方、電池電圧が所定値Ｖ１以上であると判別された場合（ステップ４１４のＹＥＳ）、設定電流値をＩ２（Ｉ１＞Ｉ２）に切り替える（ステップ４１５）。また、冷却ファンの出力値もＯ２（Ｏ１＞Ｏ２）に切り替える（ステップ４１７）。冷却ファン１３２の出力値は、冷却ファン制御部１３１を介して制御される。
【０１０９】
次に、電池電圧検出回路９０において電池組２Ａの電池電圧を検出し、電池電圧が所定値Ｖ２以上であるか否かを判別する（ステップ４１８）。電池電圧が所定値Ｖ２以上でないと判別された場合（ステップ４１８のＮＯ）、電池電圧が所定値Ｖ２以上になるまでステップ４１８を繰り返す。
【０１１０】
他方、電池電圧が所定値Ｖ２以上であると判別された場合（ステップ４１８のＹＥＳ）、充電電流をＩ３（Ｉ２＞Ｉ３）に切り替える（ステップ４１９）。また、冷却ファン１３２の出力値もＯ３（Ｏ２＞Ｏ３）に切り替える（ステップ４２０）。冷却ファン１３２の出力値は、冷却ファン制御部１３１を介して制御される。
【０１１１】
ステップ４１２において現在の設定電流値がＩ１でないと判別した場合（ステップ４１２のＮＯ）、現在の設定電流値がＩ２であるか否かを判別する（ステップ４１６）。ステップ４１６において現在の設定電流値がＩ２であると判別した場合、ステップ４０７において充電前の無負荷電圧がＶｘ２以下、すなわち充電が中程度の状態にある電池組２Ａであると判別されていることになる。次にステップ４１７に進むがこれらの処理については上述したステップ４１７乃至４２０と同様である。
【０１１２】
ステップ４１２において現在の設定電流値がＩ１でないと判別し、さらにステップ４１６において現在の設定電流値がＩ２でないと判別した場合（ステップ４１６のＮＯ）、設定電流値はＩ３に設定されて充電されていることになる。次に冷却ファン１３２の出力値をＯ３に設定する（ステップ４２０）。次にステップ４２１に進むがステップ４２１乃至４２４は、充電装置１のステップ２１５乃至２１８と同一であるため、説明を省略する。
【０１１３】
図５及び図６は、図４のフローチャートに基づいて電池組２Ａを充電した場合の充電電流、電池組２Ａの電池電圧及び冷却ファン１３２の出力値の時間変化の一例を示す図である。
【０１１４】
図５は、電池組２Ａの充電前の無負荷電圧が所定値Ｖｘ１よりも高くＶｘ２以下である場合に該当し、図４のフローチャートで示したように充電が中程度であると判別され、設定電流値をＩ２に設定した状態で充電を開始している。図５における区間Ｂは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ２に達するまでの充電が中程度である電圧区間であり、設定電流値を中程度の電流値であるＩ２に設定して充電を行う。また、区間Ｂにおける設定電流値は中程度であるので、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も中程度の発熱となるため、冷却ファン１３２の出力値もＯ２という中程度の出力値に設定する。
【０１１５】
また区間Ｃは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ２以上になり、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ３に達して定電圧制御区間に移行し、その後充電が終了するまでの充電が深い電圧区間である。ここで所定値Ｖ３は設定された目標充電電圧を表している。区間Ｃにおいては、設定電流値を比較的小さいＩ３に設定して充電を行い、電池組２Ａが所定値Ｖ３に達した後は定電圧制御区間に移行し電流が降下していく。区間Ｃにおける定電流制御区間の設定電流値は小さく且つ定電圧制御区間に移行した後の充電電流の値はしだいに小さくなるため、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も小さく、冷却ファン１３２の出力値もＯ３という小さい出力値に設定する。
【０１１６】
図６は、電池組２Ａの充電前の無負荷電圧が所定値Ｖｘ２よりも高い場合に該当し、図４のフローチャートで示したように充電が深いと判別され設定電流値をＩ３に設定した状態で充電を開始している。図６における区間Ｃは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ３に達して定電圧制御区間に移行し、その後充電が終了するまでの充電が深い電圧区間である。ここで所定値Ｖ３は設定された目標充電電圧を表している。区間Ｃにおいては、設定電流値を比較的小さい電流値であるＩ３に設定して充電を行い、電池組２Ａが所定値Ｖ３に達した後は定電圧制御区間に移行し電流が降下していく。区間Ｃにおける定電流制御区間の設定電流値は小さく且つ定電圧制御区間に移行した後の充電電流の値はしだいに小さくなるため、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も小さく、冷却ファン１３２の出力値もＯ３という小さい出力値に設定する。
【０１１７】
このように、本発明の第２の実施の形態にかかる充電装置３００によると、充電前の電池組２Ａの無負荷電圧から電池組２Ａの容量の状態を推測し、当該推測された容量の状態に基づいて、設定電流値を設定することができる。このため、満充電に近い状態である電池組２Ａを充電開始時から例えばＩ１のような比較的大きな電流で充電することがなく、電池組２Ａの劣化の進行を抑制し、また電池セル２ａ及び充電回路部品の温度上昇を抑制することができるため、電池セル２ａ及び充電回路部品を長寿命とすることができる。
【０１１８】
また、満充電に近い状態の電池組２Ａを充電開始時から例えばＩ１のような比較的大きな電流で充電してしまうと、電池電圧が急激に上昇することで目標充電電圧（所定値Ｖ３）まで達してしまい、その後充電電流が終止電流値以下にまで急激に低下し、容量が満充電に達する前に充電が終了するような現象が起こるが、充電開始前に無負荷電圧を検出し容量に応じて設定電流値を設定することでこのような現象を回避し、適切に充電を行うことができる。
【０１１９】
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置５００について説明する。充電装置５００及び電池パック２の構成は、充電装置１の構成と同一であるため、相違する電池セル２ａの充電時の充電制御について図７乃至図１０を参照しながら説明する。
【０１２０】
図７のフローチャートに示すように、本実施の形態にかかる充電装置５００の充電制御において、充電装置５００に交流電源１４０を投入してから目標充電電圧を設定するまでの制御、すなわちステップ６０１乃至６０４は充電装置１のステップ２０１乃至２０４と同一であるため、説明を省略する。
【０１２１】
充電装置５００に交流電源１４０を投入してから目標充電電圧が設定された後は、設定電流値をＩ０（Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３＞Ｉ０）に設定する（ステップ６０５）。電流値設定回路７０の抵抗７５に接続されている第２出力部５１Ｂのポート５１ｄからロー信号を出力することにより設定電流値をＩ０に設定する。Ｉ０は、充電装置５００が選択できる電流値のうち最も小さい電流値であり、例えば０．５Ａである。Ｉ０は、充電装置５００が選択できる電流値のうちＩ０の次に小さい値であるＩ３（例えば３Ａ）の６分の１程度の電流値であり、通常の設定電流値と比較してごく小さい値である。
【０１２２】
次に、充電を開始し（ステップ６０６）、充電中であることをユーザに示すため表示回路１２０を橙に点灯させる（ステップ６０７）。
【０１２３】
次に、充電開始から所定時間経過したか否かを判別する（ステップ６０８）。ステップ６０８において充電開始から所定時間経過していないと判別した場合（ステップ６０８のＮＯ）、当該所定時間が経過するまでステップ６０８を繰り返す。なお、初期充電区間では冷却ファン１３２を停止させている。初期充電区間では流す電流が極小のため、この電流によって電池セル２ａが発熱することは考え難いためである。
【０１２４】
他方、充電開始から所定時間経過したと判別した場合（ステップ６０８）、電池電圧検出回路９０において設定電流値をＩ０に設定した状態で充電開始から所定時間経過した後の電池組２Ａの電池電圧（以下、充電初期電圧という）を検出し、充電初期電圧が所定値Ｖｙ１以下であるか否かを判別する（ステップ６０９）。所定値Ｖｙ１は、充電が浅い状態と充電が中程度である状態との閾値として設けられ、所定値Ｖｙ２は、充電が中程度である状態と充電が深い状態との閾値として設けられている。
【０１２５】
本実施の形態においては、例えば、所定値Ｖｙ１は１４．６Ｖ（３．６５Ｖ／セル×４セル）に設定されており、所定値Ｖｙ２は１５．２Ｖ（３．８５Ｖ／セル×４セル）に設定されている。なお、所定値Ｖｙ１は第２の実施の形態である充電装置３００で設定された所定値Ｖｘ１よりも僅かに高い値に設定されている。同じ容量の二次電池であっても、無負荷時に電圧を検出した場合と充電中に電圧を検出した場合とでは、充電中に検出した電圧の方が内部抵抗の影響により無負荷時に検出した電圧よりも高い値が検出されるためである。また、充電装置５００においてはＩ０（例えば０．５Ａ）のような小さい設定電流値によって充電されている際に電池電圧を検出するため、内部抵抗の影響が少ないため、充電装置３００における所定値Ｖｘ１よりも僅かに高い値に設定している。Ｖｙ２についても同様である。
【０１２６】
ステップ６０９において、充電初期電圧が所定値Ｖｙ１以下であると判別された場合（ステップ６０９のＹＥＳ）、設定電流値をＩ１に設定する（ステップ６１０）。充電が浅い状態にある電池組２Ａであると判別されていることになり、冷却ファン１３２の出力値をＯ１に設定する（ステップ６１１）。
【０１２７】
次に電池電圧検出回路９０において電池組２Ａの電池電圧を検出し、電池電圧が所定値Ｖ１以上であるか否かを判別する（ステップ６１２）。電池電圧が所定値Ｖ１以上でないと判別された場合（ステップ６１２のＮＯ）、電池電圧が所定値Ｖ１以上となるまでステップ４１４を繰り返す。
【０１２８】
他方、電池電圧が所定値Ｖ１以上であると判別された場合（ステップ６１２のＹＥＳ）、設定電流値をＩ２（Ｉ１＞Ｉ２）に切り替える（ステップ６１４）。また、冷却ファン１３２の出力値もＯ２（Ｏ１＞Ｏ２）に切り替える（ステップ６１５）。冷却ファン１３２の出力値は、冷却ファン制御部１３１を介して制御される。
【０１２９】
次に、電池電圧検出回路９０において電池組２Ａの電池電圧を検出し、電池電圧が所定値Ｖ２以上であるか否かを判別する（ステップ６１６）。電池電圧が所定値Ｖ２以上でないと判別された場合（ステップ６１６のＮＯ）、電池電圧が所定値Ｖ２以上となるまでステップ６１６を繰り返す。
【０１３０】
他方、電池電圧が所定値Ｖ２以上であると判別された場合（ステップ６１７のＹＥＳ）、充電電流をＩ３（Ｉ２＞Ｉ３）に切り替える（ステップ６１７）。また、冷却ファン１３２の出力値もＯ３（Ｏ２＞Ｏ３）に切り替える（ステップ６１８）。冷却ファン１３２の出力値は、冷却ファン制御部１３１を介して制御される。
【０１３１】
ステップ６０９において充電初期電圧が所定値Ｖｙ１以下でないと判別された場合（ステップ６０９のＮＯ）、ステップ６１３において充電初期電圧が所定値Ｖｙ２以下であるか否かを判別する。充電初期電圧が所定値Ｖｙ２以下であると判別した場合（ステップ６１３のＹＥＳ）、ステップ６１４に進むがこれらの処理については上述したステップ６１４乃至６１８と同様である。
【０１３２】
ステップ６０９において充電初期電圧が所定値Ｖｙ１以下でないと判別し、さらにステップ６１３において充電初期電圧が所定値Ｖｙ２以下でないと判別した場合、設定電流値をＩ３（Ｉ２＞Ｉ３）に切り替える（ステップ６１７）。また、冷却ファン１３２の出力値もＯ３（Ｏ２＞Ｏ３）に切り替える（ステップ６１８）。冷却ファン１３２の出力値は、冷却ファン制御部１３１を介して制御される。
【０１３３】
次にステップ６１９に進むがステップ６１９乃至６２２は、充電装置１のステップ２１５乃至２１８と同一であるため、説明を省略する。
【０１３４】
図８乃至図１０は、図７のフローチャートに基づいて電池組２Ａを充電した場合の充電電流、電池組２Ａの電池電圧及び冷却ファン１３２の出力値の時間変化の一例を示す図である。
【０１３５】
図８は、電池組２Ａの充電初期電圧が所定値Ｖｙ１以下である場合に該当する。設定電流値をＩ０に設定して充電を開始し、所定時間経過した後に電池組２Ａの電池電圧を検出して充電が浅い状態であると判別し、設定電流値をＩ１に切替えている。なお、設定電流値をＩ０に設定して充電を行っている区間（図８の初期充電）は、冷却ファン１３２の駆動は停止されている。
【０１３６】
図８における区間Ａは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ１に達するまでの充電が浅い状態である電圧区間であり、設定電流値を比較的大きいＩ１に設定して充電を行う。また、区間Ａにおいては大きな設定電流値で充電を行うので、電池セル２ａや充電回路部品の発熱が大きくなるので、冷却ファン１３２の出力値もＯ１という比較的大きな出力値に設定する。
【０１３７】
また区間Ｂは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ１以上になり、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ２に達するまでの充電が中程度である電圧区間である。Ｂ区間においては、設定電流値を中程度の電流値であるＩ２に設定して充電を行う。また、区間Ｂにおける設定電流値は中程度であるので、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も中程度の発熱となるため、冷却ファン１３２の出力値もＯ２という中程度の出力値に設定する。
【０１３８】
さらに区間Ｃは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ２以上になり、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ３に達して定電圧制御区間に移行し、その後充電が終了するまでの充電が深い電圧区間である。ここで所定値Ｖ３は設定された目標充電電圧を表している。区間Ｃにおいては、設定電流値を比較的小さいＩ３に設定して充電を行い、電池組２Ａが所定値Ｖ３に達した後は定電圧制御区間に移行し電流が降下していく。区間Ｃにおける定電流制御区間の設定電流値は比較的小さいＩ３に設定され、且つ定電圧制御区間に移行した後の充電電流の値はしだいに小さくなるため、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も小さく、冷却ファン１３２の出力値もＯ３という小さい出力値に設定する。
【０１３９】
図９は、電池組２Ａの充電初期電圧が所定値Ｖｙ１よりも高くＶｙ２以下である場合に該当する。設定電流値をＩ０に設定した状態で充電が開始され、所定時間経過した後に電池組２Ａの電池電圧を検出し、充電が中程度であると判別して設定電流値をＩ２に切替えている。なお、設定電流値をＩ０に設定して充電を行っている区間（図９の初期充電）は、冷却ファン１３２の駆動は停止されている。
【０１４０】
図９における区間Ｂは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ２に達するまでの充電が中程度である電圧区間であり、設定電流値を中程度の電流値であるＩ２に設定して充電を行う。また、区間Ｂにおける設定電流値は中程度であるので、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も中程度の発熱となるため、冷却ファン１３２の出力値もＯ２という中程度の出力値に設定する。
【０１４１】
また区間Ｃは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ２以上になり、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ３に達して定電圧制御区間に移行し、その後充電が終了するまでの充電が深い電圧区間である。ここで所定値Ｖ３は設定された目標充電電圧を表している。区間Ｃにおいては、設定電流値を比較的小さいＩ３に設定して充電を行い、電池組２Ａが所定値Ｖ３に達した後は定電圧制御区間に移行し電流が降下していく。区間Ｃにおける定電流制御区間の設定電流値は比較的小さいＩ３に設定され、且つ定電圧制御区間に移行した後の充電電流の値はしだいに小さくなるため、電池セル２ａや充電回路部品の発熱も小さく、冷却ファン１３２の出力値もＯ３という小さい出力値に設定する。
【０１４２】
図１０は、電池組２Ａの充電初期電圧が所定値Ｖｙ２よりも高い場合に該当する。設定電流値をＩ０に設定した状態で充電を開始し、所定時間経過した後に電池組２Ａの電池電圧を検出して充電が深い状態であると判別し、設定電流値をＩ２に切替えている。なお、設定電流値をＩ０に設定して充電を行っている区間（図１０の初期充電）は、冷却ファン１３２の駆動は停止されている。
【０１４３】
図１０における区間Ｂは、電池組２Ａの電池電圧が所定値Ｖ３に達するまでの充電が中程度である電圧区間であり、設定電流値を中程度の電流値であるＩ２に設定して充電を行っている。区間Ｂにおける電池セル２ａや充電回路部品の発熱も中程度の発熱となるため、冷却ファン１３２の出力値もＯ２という中程度の出力値に設定する。
【０１４４】
このように、本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置５００によると、充電開始時に設定電流値を設定可能な電流値のうち最も小さい電流値であるＩ０に設定するため、容量が満充電に近い電池セル２ａを比較的大きな電流であるＩ１で充電することを防止することができる。このため、満充電に近い電池セル２ａを比較的大きな設定電流値であるＩ０で充電した場合に生じる電池セル２ａの劣化を抑制することができる。また、劣化した電池セル２ａや低温の電池セル２ａを充電する際には内部抵抗が大きいため、小さな電流（例えばＩ３相当）を流した場合でも電池電圧が急激に上昇してしまう。そのため、十分な容量が充電されていない状態で次の充電区間に移行して小さな充電電流に切り替えてしまい、充電時間が長くなったり充電不足が生じてしまう。そこで第３の実施の形態によれば、充電初期に極めて小さい電流（Ｉ０）で短時間だけ初期充電を行うことで、電池セル２ａの状態を判別し、その結果に応じて充電電流を決定することで充電時間を長くすることなく確実に満充電とすることができる。
【０１４５】
また、充電初期電圧が高く満充電に近い電池組２Ａを充電する場合には設定電流値を比較的小さな電流値に設定し、充電初期電圧が低く容量が少ない電池組２Ａを充電する場合には、設定電流値を比較的大きな電流値に設定することができる。このため、比較的大きな電流で満充電に近い状態の電池セル２ａを充電することがなく、電池セル２ａの劣化の進行を抑制し、また電池セル２ａ及び充電回路部品の温度上昇を抑制することができ、電池セル２ａ及び充電回路部品を長寿命とすることができる。また、満充電に近い状態の電池セル２ａを充電開始時から比較的大きな電流で充電し電池電圧が急激に上昇して目標充電電圧まで達し、その後充電電流が終止電流値以下にまで急激に低下して満充電に達する前に充電が終了するような現象を回避し、適切に充電を行うことができる。ことができる。
【０１４６】
本発明による充電装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、充電装置１においては、冷却ファン１３２は電池セル２ａ及び充電回路部品を冷却する構成であったが、冷却ファン１３２は、電池セル２ａのみを冷却する構成又は充電回路部品のみを冷却する構成であってもよい。
【０１４７】
また、充電装置１の冷却ファン１３２は、水冷機構であってもよい。この場合、冷却ファン１３２を用いた場合と比較して充電中に発生する回転音がなくなるため充電中の騒音が抑制される。
【符号の説明】
【０１４８】
１、３００、５００…充電装置  ２…電池パック  ２Ａ…電池組  ２ａ…電池セル  １０…整流平滑回路  ２０…スイッチング回路  ６０…充電電流制御回路  ７０…電流値設定回路  ８０…電池温度検出回路  ９０…電池電圧検出回路  １００…充電電圧制御回路  １２０…表示回路  １３０…ファン部  １３１…冷却ファン制御部  １３２…冷却ファン  １４０…交流電源  
【図１】
2015146663.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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