(57)【要約】【課題】複数の二次電池を短時間で充電できる充電装置を提供する。【解決手段】バッテリＢ１を所定電流値で急速充電するとともに、バッテリＢ２〜Ｂ４を所定電流値より小さな電流値でトリクル充電する。バッテリＢ２〜Ｂ４を予めトリクル充電により充電することにより、充電装置の全体の充電容量を必要以上に大きくすることなく、効率良く時間配分してバッテリＢ２〜Ｂ４のそれぞれの充電時間を短くする。全体のバッテリＢ１〜Ｂ４の充電時間を短くできる。【選択図】        図１
2004282805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池を充電する充電装置であって、
少なくともいずれか１つの二次電池を所定電流値で充電している際に、少なくとも他の１つの二次電池を所定電流値より低い平均電流値で充電する
ことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
所定電流値を発生させる第１の電流源と、
この第１の電流源より低い平均電流値の電流を発生させる第２の電流源と
を具備したことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
所定電流値の電流を発生させるとともに、この所定電流をパルス状にしてこの所定電流値より平均電流値の低い電流を発生させる電流源
を具備したことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の二次電池を充電する充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の二次電池を充電する充電装置が用いられている。この充電装置は、複数の二次電池を順次切り換えて順番に所定電流でいわゆる急速充電していき、全ての二次電池が所定電圧以上に充電されると、次にこれら充電された二次電池を順次切り換えて順番にたとえば所定の周期で所定電流より小さい電流でいわゆるトリクル充電していき、全ての二次電池を満充電にするものである（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−１６４０３４号公報（第３頁−第４頁、第１図および第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の充電装置の場合、二次電池を順次所定電流の急速充電で充電するため、２つ目以降の二次電池の充電が完了するまでに時間がかかる問題を有している。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、複数の二次電池を短時間で充電できる充電装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の二次電池を充電する充電装置であって、少なくともいずれか１つの二次電池を所定電流値で充電している際に、少なくとも他の１つの二次電池を所定電流値より低い平均電流値で充電するもので、いずれか１つの二次電池を所定電流値で充電し、このいずれか１つの二次電池を所定電流で充電している際に少なくとも他の１つの二次電池を所定電流値より低い平均電流値で充電することにより、二次電池を所定電流値で充電する際に２つ目以降に充電する二次電池の充電時間を短くして、複数の二次電池全体が充電されるまでの時間を短縮する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の充電装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【０００８】
図２に示すように、１は充電装置で、この充電装置１の上面には充電できる複数の二次電池としてのバッテリＢ１〜Ｂ４の数に対応した電池挿入孔２１〜２４を有している。また、前面側には同様にバッテリＢ１〜Ｂ４の数に対応した充電状態表示部３１〜３４が形成され、これら充電状態表示部３１〜３４はそれぞれ充電中ランプ４１〜４４および充電完了ランプ５１〜５４を有している。さらに、充電装置１は、図１に示す充電回路６を有している。
【０００９】
この図１に示す充電回路６は、４つのバッテリＢ１〜Ｂ４が着脱自在に電気的に接続される制御手段としての制御回路７を有しており、この制御回路７には、第１の電流源として一定電流の所定電流値を発生させいわゆる急速充電をさせる第１の定電流源８が接続されるとともに、第２の電流源としてこの第１の定電流源８より低い平均電流値である一定の低い定電流を発生させいわゆるトリクル充電をさせる第２の定電流源９が接続されている。そして、制御回路７は、それぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４の電圧を検出する電圧検出機能および第１の定電流源８および第２の定電流源９をそれぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４に切り換え接続およびオン、オフするスイッチ切換機能を有している。
【００１０】
次に、上記実施の形態の充電動作について図３を参照して説明する。
【００１１】
まず、時刻ｔ１で制御回路７はバッテリＢ１の充電電圧を検出し、バッテリＢ１の充電電圧が所定値以下すなわち満充電でないと判断した場合、制御回路７にはバッテリＢ１に第１の定電流源８を切り換え接続し、バッテリＢ１を所定電流で急速充電する。また、このときバッテリＢ２〜Ｂ４には、制御回路７は第２の定電流源９を切り換え接続し、バッテリＢ２〜Ｂ４を所定電流より小さい電流でトリクル充電する。
【００１２】
そして、時刻ｔ２でバッテリＢ１の充電電圧がほぼ所定値に近づくと、制御回路７はバッテリＢ１に第１の定電流源８から第２の定電流源９に切り換え、バッテリＢ１を所定電流の急速充電から所定電流より電流値の小さいトリクル充電に切り換える。なお、バッテリＢ１の充電電圧が所定値ではなく所定値に近づいた状態で切り換えるのは、所定電流の急速充電のみでは満充電にできないとともに、過充電を防止するため、充電電圧が所定値に近づいた後はトリクル充電により満充電にするためである。また、バッテリＢ２の充電電圧が所定値以下すなわち満充電でないと判断した場合、制御回路７にはバッテリＢ２に第１の定電流源８を切り換え接続し、バッテリＢ２を所定電流で急速充電する。バッテリＢ３、Ｂ４については、制御回路７は切り換えせずに第２の定電流源９でトリクル充電を続ける。
【００１３】
次に、時刻ｔ３でバッテリＢ２の充電電圧がほぼ所定値に近づくと、制御回路７はバッテリＢ２に再び第１の定電流源８から第２の定電流源９に切り換え、バッテリＢ２を所定電流の急速充電から所定電流より電流値の小さいトリクル充電に切り換え、満充電まで充電させる。バッテリＢ２は急速充電をする前にトリクル充電により予め少しではあるが充電されているため、バッテリＢ２は通常の時間より短い時間で充電できる。また、同様にバッテリＢ３の充電電圧が所定値以下すなわち満充電でないと判断した場合、制御回路７にはバッテリＢ３に第１の定電流源８を切り換え接続し、バッテリＢ３を所定電流で急速充電し、このような動作を繰り返し、時刻ｔ４ではバッテリＢ４を急速充電する。
【００１４】
そして、時刻ｔ５で制御回路７はバッテリＢ４を第１の定電流源８の急速充電から、第２の定電流源９の所定電流より小さいトリクル充電に切り換えた後は、時刻ｔ６で制御回路７は全てのバッテリＢ１〜Ｂ４に第２の定電流源９を切り換え接続し、制御回路７はバッテリＢ４の充電電圧が所定値になり満充電になることを検出すると、第２の定電流源９をオフして全てのバッテリＢ１〜Ｂ４への充電を終了する。また、制御回路７は全てのバッテリＢ１〜Ｂ４が満充電になると充電を終了し、バッテリＢ１〜Ｂ４が満充電となった後に充電され続けることにより、バッテリＢ１〜Ｂ４が必要以上に発熱することを防止する。
【００１５】
また、充電状態表示部３１〜３４により、それぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４が急速充電が完了する前であれば充電中ランプ４１〜４４が点灯し、急速充電が終了した後であれば充電完了ランプ５１〜５４が点灯するので、それぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４の充電状態も容易に把握できる。なお、それぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４が満充電になる毎に充電完了ランプ５１〜５４が点灯するようにしても良い。
【００１６】
このように、バッテリＢ２〜Ｂ４を予めトリクル充電により充電することにより、充電装置１の全体の充電容量を必要以上に大きくすることなく、効率良く時間配分してバッテリＢ２〜Ｂ４のそれぞれの充電時間を短くすることができ、全体のバッテリＢ１〜Ｂ４の充電時間を短くできる。また、上述の実施の形態のように場合によっては第２の定電流源９は第１の定電流源８に比較して小さい電流容量となるため、第２の定電流源９の耐電流を小さくでき、装置のコストを抑制できる。
【００１７】
実験によれば、急速充電の時間を１時間、トリクル充電の時間を５時間でバッテリＢ１〜Ｂ４を４本充電する場合には、１〔時間／本〕×４〔本〕＋５〔時間〕＝９〔時間〕であったが、上記実施の形態では同様の前提で、１〔時間／本〕×４〔本〕＋２〔時間〕＝６〔時間〕と、従来に比べて３時間の短縮が可能になる。
【００１８】
なお、上記実施の形態では、制御回路７でバッテリＢ４の満充電が検出されることにより、第２の定電流源９の全てをオフしたが、制御回路７はバッテリＢ１〜Ｂ４まで常に充電電圧を検出してそれぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４の充電電圧がそれぞれ満充電になる毎に、対応するバッテリＢ１〜Ｂ４への第２の定電流源９からの電流をオフするように構成してもよい。このように、それぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４毎に第２の定電流源９からの電流をオフすることにより、制御はやや複雑になるものの、バッテリＢ１〜Ｂ４は満充電以上に充電されることがなくなり、効率良く充電できるとともに、バッテリＢ１〜Ｂ４の発熱をより抑制できる。なお、この場合、充電状態表示部３１〜３４により、それぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４が充電中であれば充電中ランプ４１〜４４が点灯し、満充電であれば充電完了ランプ５１〜５４が点灯するので、それぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４の充電状態も容易に把握できる。
【００１９】
また、この実施の形態において、制御回路７により全てのバッテリＢ１〜Ｂ４の電圧が所定値以上の満充電になることが検出されるまでは、全てのバッテリＢ１〜Ｂ４に第２の定電流源９から常に電流を供給し続け、全てのバッテリＢ１〜Ｂ４が満充電になったことが検出されることにより、第２の定電流源９を開放してもよい。このように、いずれかのバッテリＢ１〜Ｂ４を急速充電あるいはトリクル充電している際に第２の定電流源９をオン、オフさせずに、全てのバッテリＢ１〜Ｂ４にそのままの状態で充電させつづけることにより、全てのバッテリＢ１〜Ｂ４の充電時間が短くなり、また、制御回路７は切り換えが不要になるとともにオン、オフ制御が少なくなり制御が容易になる。
【００２０】
次に、他の実施の形態の充電装置１を図４を参照して説明する。
【００２１】
この図４に示す実施の形態では、図１に示す実施の形態の第１の定電流源８および第２の定電流源９に換えて１つの定電流源１１を用いたものである。この場合、定電流源１１の電流値は、第１の定電流源８の電流値と等しいかやや大きい程度のものを用いる。すなわち、バッテリＢ１〜Ｂ４を急速充電する際の所定の電流値が供給できる程度のものにすることが必要である。また、制御回路７は、第１の定電流源８と第２の定電流源９を切り換える機能に代えて、定電流源１１からの電流をオン、オフおよびチョッピングによりパルス電流にする機能を有している。なお、オン、オフおよびチョッピングの機能をさせるために、たとえばトランジスタあるいはサイリスタなどの半導体素子をオン、オフ制御することにより動作させることができる。
【００２２】
次に、上記実施の形態の充電動作について図５を参照して説明する。
【００２３】
まず、時刻ｔ１で制御回路７はバッテリＢ１の充電電圧を検出し、バッテリＢ１の充電電圧が所定値以下すなわち満充電でないと判断した場合、制御回路７にはバッテリＢ１に定電流源１１の定電流を供給し、バッテリＢ１を所定電流で急速充電する。また、このときバッテリＢ２〜Ｂ４には、制御回路７は定電流源１１の定電流をチョッピングしてパルス電流を供給し、バッテリＢ２〜Ｂ４を平均電流値としては所定電流より小さい電流でトリクル充電する。
【００２４】
そして、時刻ｔ２でバッテリＢ１の充電電圧がほぼ所定値に近づくと、制御回路７はバッテリＢ１に定電流源１１の定電流からチョッピングしたパルス電流に切り換え、バッテリＢ１を所定電流の急速充電から所定電流より電流値の小さいトリクル充電に切り換える。また、バッテリＢ２の充電電圧が所定値以下すなわち満充電でないと判断した場合、制御回路７には定電流源１１のチョッピングしたパルス電流に代えて定電流を供給し、バッテリＢ２を所定電流で急速充電する。バッテリＢ３、Ｂ４については、制御回路７はそのままチョッピングしたパルス電流でトリクル充電を続ける。
【００２５】
次に、時刻ｔ３でバッテリＢ２の充電電圧がほぼ所定値に近づくと、制御回路７はバッテリＢ２に定電流源１１の定電流からチョッピングしたパルス電流に切り換え、バッテリＢ２を所定電流の急速充電から所定電流より平均電流値の小さいトリクル充電に切り換え、満充電まで充電させる。バッテリＢ２は急速充電をする前にトリクル充電により予め少しではあるが充電されているため、バッテリＢ２は通常の時間より短い時間で充電できる。また、同様にバッテリＢ３の充電電圧が所定値以下すなわち満充電でないと判断した場合、制御回路７にはバッテリＢ３に定電流源１１の定電流を供給し、バッテリＢ３を所定電流で急速充電し、このような動作を繰り返し、時刻ｔ４ではバッテリＢ４を急速充電する。
【００２６】
そして、時刻ｔ５で制御回路７はバッテリＢ４を定電流源１１の定電流の急速充電から、チョッピングしたパルス電流である所定電流より平均電流値の小さいトリクル充電に切り換えた後は、時刻ｔ６で制御回路７は全てのバッテリＢ１〜Ｂ４に定電流源１１のチョッピングしたパルス電流を供給し、制御回路７はバッテリＢ４の充電電圧が所定値になり満充電になることを検出すると、定電流源１１をオフして全てのバッテリＢ１〜Ｂ４への充電を終了する。
【００２７】
このように、定電流源１１を一つにして、定電流の供給による急速充電用の所定電流と、チョッピングしたパルス電流の供給による平均電流値の低いトリクル充電の電流とを供給することにより、所定の電流値で２つの異なる平均電流値を供給できるので回路構成を簡単にできる。
【００２８】
なお、この実施の形態でも、制御回路７でバッテリＢ４の満充電が検出されることにより、定電流源１１の全てをオフしたが、制御回路７はバッテリＢ１〜Ｂ４まで常に充電電圧を検出してそれぞれのバッテリＢ１〜Ｂ４の充電電圧がそれぞれ満充電になる毎に、対応するバッテリＢ１〜Ｂ４への定電流源１１からの電流をオフするように構成してもよい。
【００２９】
また、バッテリＢ１〜Ｂ４を単に順次充電するように構成したが、バッテリＢ１〜Ｂ４のうち残容量の多いものから充電し満充電になるまでの時間を短くしたり、反対に残容量の少ないものから充電しても良い。
【００３０】
なお、充電装置１の充電できるバッテリＢｎの数は、４つに限らず２つ以上の複数であればいくつであっても同様の作用、効果を奏し得る。
【００３１】
また、充電するバッテリＢｎが多数ある場合などで、バッテリＢｎを一つづつ充電したのでは時間がかかりすぎる場合などには２本以上のバッテリＢｎを同時に急速充電するように構成しても良く、一方、トリクル充電の電流容量が大きくなりすぎる場合などには、急速充電しているバッテリＢｎ以外の全てのバッテリＢｎに対してトリクル充電することなく１または２以上の任意のバッテリＢｎのみをトリクル充電するようにし、何ら充電しないバッテリＢｎが存在しないようにしても良い。
【００３２】
さらに、バッテリＢｎとしては、ニッカド電池、リチウム電池あるいは鉛電池などいずれの二次電池を用いてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の充電装置によれば、いずれか１つの二次電池を所定電流値で充電し、このいずれか１つの二次電池を所定電流で充電している際に少なくとも他の１つの二次電池を所定電流値より低い平均電流値で充電することにより、二次電池を所定電流値で充電する際に２つ目以降に充電する二次電池の充電時間を短くして、複数の二次電池全体が充電されるまでの時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の充電装置の一実施の形態の充電回路を示すブロック図である。
【図２】同上充電装置の外観を示す斜視図である。
【図３】同上充電回路の動作を示す波形図である。
【図４】他の実施の形態の充電回路を示すブロック図である。
【図５】同上充電回路の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
１    充電装置
８    第１の電流源としての第１の定電流源
９    第２の電流源としての第２の定電流源
１１    電流源としての定電流源
Ｂ１〜Ｂ４    二次電池としてのバッテリ
【図１】
2004282805.tif 000003
【図２】
2004282805.tif 000004
【図３】
2004282805.tif 000005
【図４】
2004282805.tif 000006
【図５】
2004282805.tif 000007