(57)【要約】【課題】本発明は、セルの損傷を回避しながらニッケル水素蓄電池でなるバッテリパックを短時間で充電できるようにする。【解決手段】本発明は、セルの温度を検出するマイクロコンピュータ２Ａを内蔵したニッケル水素蓄電池でなるバッテリパック２と、当該バッテリパック２を充電する電源ブロック１１と、マイクロコンピュータ２Ａによって検出したセルの温度に応じて電源ブロック１１による充電電流を制御する充電制御部１０とを設けることにより、セルの温度上昇を考慮しつつ充電電流を制御することができるのでセルの損傷を回避しつつ充電時間を調整することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルの温度を検出する温度検出手段を内蔵したニッケル水素蓄電池でなるバッテリパックと、
上記バッテリパックを充電する充電手段と、
上記温度検出手段によって検出した上記セルの温度に応じて上記充電手段による充電電流を制御する充電制御手段と
を具えることを特徴とする充電システム。
【請求項２】
上記充電制御手段は、上記セルの温度が所定温度以下の場合には基準の充電電流量で充電し、上記セルの温度が所定温度を超える場合には上記基準の充電電流量よりも少ない充電電流量で充電する
ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
セルの温度を検出する温度検出手段を内蔵したニッケル水素蓄電池でなるバッテリパックを充電する充電手段と、
上記温度検出手段によって検出した上記セルの温度に応じて上記充電手段による充電電流を制御する充電制御手段と
を具えることを特徴とする充電装置。
【請求項４】
セルの温度を検出する温度検出手段を内蔵したニッケル水素蓄電池でなるバッテリパックを充電する充電ステップと、
上記温度検出手段によって検出した上記セルの温度に応じて上記充電手段による充電電流を制御する充電制御ステップと
を具えることを特徴とする充電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は充電システムに関し、特にカムコーダに用いられるニッケル水素蓄電池で構成されたバッテリパックを充電する充電システムに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラ一体型ビデオテープレコーダに用いられるようなリチウムイオン系二次電池又はニッカド系二次電池で構成されたバッテリパックを充電する際、当該バッテリパックの破損を回避しつつ定電流回路で充電する充電装置が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、カムコーダに用いられるようなニッケル水素蓄電池で構成されたバッテリパックを充電する充電装置においては、バッテリパックを充電する場合、充電時におけるセルの補償温度範囲内で充電するようになされている。
【０００４】
このとき充電装置では、バッテリパックを充電することによって当該バッテリパックのセルの温度が上昇していくので、セルの補償温度範囲を超えてしまって当該セルの損傷が生じることを防止するために所定の電圧値及び電流量で充電するようになされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−８５８９３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成の充電装置においては、セルの損傷回避を見込むあまり、充電電流を少なく設定しているので、充電時間を短縮することが困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、セルの損傷を回避しながら短時間でニッケル水素蓄電池でなるバッテリパックを充電し得る充電システムを提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、セルの温度を検出する温度検出手段を内蔵したニッケル水素蓄電池でなるバッテリパックと、当該バッテリパックを充電する充電手段と、温度検出手段によって検出したセルの温度に応じて充電手段による充電電流を制御する充電制御手段とを設けることにより、セルの温度上昇を考慮しつつ充電電流を制御することができるのでセルの損傷を回避しつつ充電時間を調整することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１０】
図１において、１は全体として本発明における充電システムを示し、ニッケル水素蓄電池でなるバッテリパック２を充電装置３に装着した状態で、当該充電装置３によってバッテリパック２を充電するようになされている。
【００１１】
この充電装置３は、最大４個のバッテリパック２（実線又は破線で示す）を装着して充電し得るようになされており、その正面部分３Ａには充電を行うための各種操作ボタン４やバッテリパック２の充電状態等をユーザに通知するための液晶ディスプレイでなる表示部５が設けられている。
【００１２】
また充電装置３は、正面部分３ＡにＤＣ出力端子６が設けられており、当該ＤＣ出力端子６を介してカムコーダやその他の電子機器に対して電力を供給し得るようにもなされている。
【００１３】
またバッテリパック２は、その内部にマイクロコンピュータ２Ａを搭載したいわゆるインテリジェントバッテリと呼ばれるものであり、当該マイクロコンピュータ２Ａによってバッテリパック２内のセルの温度、充電電圧、充電電流、放電特性及び充放電回数等の各種情報を検出すると共に、当該各種情報を記憶管理し得るようになされている。
【００１４】
従って充電装置３は、当該充電装置３にバッテリパック２が装着された場合、当該バッテリパック２に内蔵されたマイクロコンピュータ２Ａとやりとりすることにより、当該マイクロコンピュータ２Ａからセルの温度、充電電圧、充電電流、放電特性及び充放電回数等の各種情報を取得し、当該各種情報に応じてバッテリパック２を充電制御し得るようになされている。
【００１５】
図２に示すように充電装置３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）構成の充電制御部１０によって全体を統括制御するようになされており、電源ブロック１１によりバッテリパック２を例えば充電電圧１９．５［Ｖ］、充電電流３［Ａ］又は５［Ａ］で充電するようになされている。
【００１６】
電流検出回路１２は、充電装置３がＤＣ出力端子６を介して外部のカムコーダへ電力供給していることを検出するようになされており、電力供給していることを検出したときには、その旨を充電制御部１０へ通知する。
【００１７】
充電制御部１０は、電流検出回路１２からの通知を受けてＤＣ出力端子６を介してカムコーダへ電力供給していることを認識したときには、切換スイッチ１３をオフ状態に設定することによりバッテリパック２への充電を停止するようになされている。
【００１８】
また充電制御部１０は、電流検出回路１２からの通知を受けてカムコーダへ電力供給していないことを認識したときには、切換スイッチ１３をオン状態に設定することによりバッテリパック２の充電を実行するようになされている。
【００１９】
これにより充電制御部１０は、電源ブロック１１の電力供給能力を超えない範囲でバッテリパック２を充電したり、あるいはＤＣ出力端子６を介してカムコーダに対して電力を供給するようになされている。
【００２０】
このとき充電制御部１０は、バッテリパック２に対して充電を行っているときには表示部５を介してユーザへその旨の通知を行い、ＤＣ出力端子６を介して外部のカムコーダに対して電力供給を行っているときには表示部５を介してユーザへその旨の通知を行うようになされている。
【００２１】
また充電制御部１０は、バッテリパック２のマイクロコンピュータ２Ａから通知されたセルの温度、充電電圧、充電電流、放電特性及び充放電回数等の各種情報を表示部５に対して表示することにより、当該バッテリパック２の充電状態等をユーザに対して通知し得るようにもなされている。
【００２２】
さらに充電制御部１０は、バッテリパック２のマイクロコンピュータ２Ａから通知されたセルの温度に応じて当該バッテリパック２への充電電流を制御するようになされている。
【００２３】
具体的には、図３に示すように充電制御部１０は、例えばバッテリパック２を充電する際の使用環境として摂氏０℃〜４０℃が想定されており、この温度範囲内でバッテリパック２を充電するようになされている。
【００２４】
この場合の充電装置３は、セルの損傷を考慮して摂氏６０℃以上には決してならないように温度リミッタ（図示せず）が設定されているが、使用環境の温度範囲として摂氏０℃〜４０℃が設定されていることにより約２０℃のマージンを持たせている。
【００２５】
充電制御部１０は、温度環境として例えば常温２５°Ｃ、充電電圧１９．５［Ｖ］、充電電流３［Ａ］でバッテリパック２の充電を開始すると、ニッケル水素蓄電池の特徴として、水素吸蔵合金への水素吸蔵による反応熱と内部抵抗によるジュール熱とによってセルの温度が２５°Ｃから次第に上昇し、過充電領域すなわち満充電状態（図中Ｆｕｌｌで示す）になると充電の電気エネルギーが全て熱に変換されるためセルの温度が急上昇する。
【００２６】
このとき充電制御部１０は、バッテリパック２のマイクロコンピュータ２Ａからの検出結果によってセルが満充電状態（Ｆｕｌｌ）に達して温度が急上昇したことを認識すると、バッテリパック２の充電が所定時間かけて完了したと判断し、当該バッテリパック２への充電を終了するようになされている。
【００２７】
このような充電環境において充電装置３は、充電開始から充電完了までに所定時間かかることが通常であるが、温度環境として常温２５°Ｃ、充電電圧１９．５［Ｖ］のままで充電電流を４［Ａ］、５［Ａ］へ増大させていくと、温度上昇のカーブは急激になるが充電時間を短縮することができる。
【００２８】
しかしながら充電制御部１０は、バッテリパック２に対する充電電流を例えば５［Ａ］へ増大させると、セルの温度上昇が急激になる分だけ、セルが満充電状態（Ｆｕｌｌ）に達する前に温度リミッタが作動する摂氏６０℃を超えてしまう。
【００２９】
これでは、例え充電時間が短くなるとしても摂氏０℃〜４０℃の温度範囲内でバッテリパック２を満充電状態（Ｆｕｌｌ）になるべく充電することができない。
【００３０】
従って充電制御部１０は、バッテリパック２のマイクロコンピュータ２Ａからの検出結果によって、セルの温度が摂氏３０℃未満であることを検出したときには充電電流を５［Ａ］へ増大させ、当該セルの温度が摂氏３０℃以上になったことを検出したときには充電電流を３［Ａ］に戻すようになされている。
【００３１】
このように充電制御部１０は、セルの温度が摂氏３０℃未満のときは充電電流を５［Ａ］に増大することにより充電時間を短縮し、それによってセルの温度が上昇して摂氏３０℃以上になったときは受電電流を３［Ａ］に戻すことにより、セルの損傷を防止しながら充電時間の短縮化を図るようになされている。
【００３２】
なお充電制御部１０は、バッテリパック２に対して充電を実行する度に、当該バッテリパック２のマイクロコンピュータ２Ａが充放電回数を自動的にカウントするようになされている。
【００３３】
これにより充電制御部１０は、当該バッテリパック２のマイクロコンピュータ２Ａから充放電回数が所定回数（例えば３０回）を超えた旨の通知を受けると、放電回路１４によってバッテリパック２を放電させ、その後あらためて充電することにより、当該バッテリパック２に対するメモリ効果を除去し得るようになされている。
【００３４】
以上の構成において、充電装置３の充電制御部１０はニッケル水素蓄電池でなるバッテリパック２における特性を考慮し、当該バッテリパック２を充電中、当該バッテリパック２のマイクロコンピュータ２Ａによって検出されたセルの温度を常時監視し、当該セルの温度が摂氏３０℃を境にして充電電流を３［Ａ］又は５［Ａ］のいずれかに切り換えるようにしたことにより、セルの温度上昇を考慮しながら充電電流を切り換えることができるので、当該セルの損傷を確実に補償しつつバッテリパック２を短時間で充電することができる。
【００３５】
また充電装置３は、ニッケル水素蓄電池でなるバッテリパック２を充電する際、あくまで使用環境である摂氏０℃〜４０℃の温度範囲内で充電電流を切り換えるようにしたことにより、従来と同じ温度範囲内でセルの損傷を生じさせることを確実に防止しながらバッテリパック２の充電時間を短縮することができる。
【００３６】
以上の構成によれば、充電システム１の充電装置３はニッケル水素蓄電池でなるバッテリパック２に対してセルの損傷を確実に回避しながら短時間で充電することができる。
【００３７】
なお上述の実施の形態においては、使用環境である摂氏０℃〜４０℃の温度範囲内で充電電圧１９．５［Ｖ］、セルの温度が３０℃以上になるか否かを境に充電電流を３［Ａ］又は５［Ａ］に切り換えるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、３０℃未満では３［Ａ］、３０℃以上３４℃未満では４［Ａ］、３４度以上３７度未満では５［Ａ］に充電電流を切り換えるようにしても良く、要はセルの損傷を生じさせることなく充電電流を可変することができればセルの温度及び充電電流を任意に調整することができる。
【００３８】
また上述の実施の形態においては、充電電圧として１９．５［Ｖ］に設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、充電電圧としては他の値を設定するようにしても良い。
【００３９】
さらに上述の実施の形態においては、充電手段としての電源ブロック１１及び充電制御手段としての充電制御部１０を用いて充電装置３を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の回路構成でなる充電手段及び充電制御手段を用いて充電装置を構成するようにしても良い。
【００４０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、セルの温度を検出する温度検出手段を内蔵したニッケル水素蓄電池でなるバッテリパックと、当該バッテリパックを充電する充電手段と、温度検出手段によって検出したセルの温度に応じて充電手段による充電電流を制御する充電制御手段とを設けることにより、セルの温度上昇を考慮しつつ充電電流を制御することができるのでセルの損傷を回避しつつ充電時間を調整することができ、かくしてセルの損傷を回避しながらニッケル水素蓄電池でなるバッテリパックを短時間で充電し得る充電システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における充電システムの外観構成を示す略線的斜視図である。
【図２】充電装置の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図３】充電電流と充電時間との関係を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１……充電システム、２……バッテリパック、２Ａ……マイクロコンピュータ、３……充電装置、１０……充電制御部、１１……電源ブロック、１２……電流検出回路、１３……切換スイッチ、１４……放電回路。
【図１】
2004304957.tif 000003
【図２】
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【図３】
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