(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池パッケージの充電方法において、
少なくとも２つの直列に接続されたセルの各々に、充電サイクル（１）中に充電期間に亘り有効充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）を流し、
充電サイクル（１）を複数回（Ｍ）繰り返した後に、引き続きリフレッシュサイクル（２）を行い、
前記リフレッシュサイクル（２）において、少なくとも２回の所定回数、時間的に間隔のあるリフレッシュ充電サイクル（６）を行い、
前記リフレッシュ充電サイクル（６）に亘り、前記有効充電電流（Ｉｃｈａｒｇｅ）に対して低く、かつ、少なくとも蓄電池容量（Ｃｎｏｍｉｎａｌ）／４ｈである有効リフレッシュ電流（Ｉｒｅｆｒｅｓｈ）を流し、
前記リフレッシュサイクル（２）におけるリフレッシュ時間（ｔｒｅｆｒｅｓｈ）を、少なくとも２０分、最高でも０．４×蓄電池容量（Ｃｎｏｍｉｎａｌ）／有効リフレッシュ電流（Ｉｒｅｆｒｅｓｈ）と決定し、
前記リフレッシュ充電サイクル（６）を、蓄電池パッケージの温度が６０℃のリフレッシュ最大温度に達した場合は早期に中断し、蓄電池パッケージの温度が５０℃のリフレッシュ最小温度を下回った場合は新たに開始させ、
リフレッシュ時間の合計が前記決定したリフレッシュ時間に達した場合、またはリフレッシュ充電サイクル（６）が前記所定回数繰り返された場合に、前記リフレッシュサイクル（２）を終了し、
前記充電サイクル（１）中に、前記充電サイクル（１）の回数（Ｍ）と、リフレッシュサイクル（２）の完全な終了についてのフラグ（Ｆ）とを、前記蓄電池パッケージに配置され、充電装置に接続された書込可能並びに読取可能なデータメモリに記憶させることを特徴とする蓄電池パッケージの充電方法。
【請求項２】
前記リフレッシュサイクル（２）において、前記リフレッシュ時間（ｔｒｅｆｒｅｓｈ）を、最高でも０．４×蓄電池容量（Ｃｎｏｍｉｎａｌ）／有効リフレッシュ電流（Ｉｒｅｆｒｅｓｈ）に代えて、最高でも０．２×蓄電池容量（Ｃｎｏｍｉｎａｌ）／有効リフレッシュ電流（Ｉｒｅｆｒｅｓｈ）と決定することを特徴とする請求項１に記載の蓄電池パッケージの充電方法。
【請求項３】
充電サイクル（１）およびリフレッシュサイクル（２）の双方の間に、センサを通じて蓄電池パッケージの適切な温度（Ｔａｋｋｕ）を制御手段により監視し、限界温度を越えた場合に、有効電流を減少させるか、遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄電池パッケージの充電方法。
【請求項４】
リフレッシュサイクル（２）を、蓄電池パッケージの温度が６０℃のリフレッシュ開始温度を下回った後に初めて開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電池パッケージの充電方法。
【請求項５】
前記所定回数は３回であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄電池パッケージの充電方法。
【請求項６】
前記リフレッシュサイクル（２）を、蓄電池パッケージのデータメモリに記憶したデータ（Ｍ、Ｆ、Ｋ、Ｃｎｏｍｉｎａｌ、Ｉｃｈａｒｇｅ）を読み込んで自動的に開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電池パッケージの充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池パッケージ、特に、電動手工具装置のＮｉＣｄ（ニッケルカドミウム）蓄電池パッケージおよびＮｉＭＨ（ニッケル金属水素化物）蓄電池パッケージの充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、電動手工具装置用のＮｉＣｄ蓄電池パッケージおよびＮｉＭＨ蓄電池パッケージは、電動手工具装置のある程度の連続使用を可能にするため、別の蓄電池パッケージとの交換において、短時間で充電できるものでなければならない。しかし、ＮｉＣｄ蓄電池パッケージを十分な寿命とするためには、蓄電池固有の限界値、特に、充電の際の温度を考慮しなければならない。通常、付設される充電装置が、蓄電池パッケージ内に配置される温度センサを介して蓄電池パッケージの温度を監視する。
【０００３】
蓄電池パッケージは、少なくとも部分的に列になった相互に仕切られたセルから成る。従って、使用の際にも、充電の際にも、これらの全セルを通して同じ電流が流れることになる。従って、蓄電池パッケージの有効容量は、蓄電池パッケージの寿命も制限することになる最も弱いセルの容量により決定される。容量、特に、最も弱い電池の容量の向上を達成するため、蓄電池パッケージを、定期的にリフレッシュサイクルにおいて再生するべきである。この種のリフレッシュサイクルは、通常、充電サイクルに対して５０％以下の比較的少ない電流強度による任意のリフレッシュ放電サイクルと個別のリフレッシュ充電サイクルとから成る。
【０００４】
欧州特許第４５０７８３号明細書によると、蓄電池の充電状態によって、使用者により切替可能なマイクロコントローラにより、自動的に、約７００ｍＡでの充電に続いて約１００ｍＡでのリフレッシュサイクルが行われる。米国特許第６１９１５５４号明細書によると、手動切替可能な予め接続されているリフレッシュサイクルでは、ＮｉＣｄ電池を２回充電／放電させ、蓄電池に配置したデータメモリをアップデートする。
【０００５】
米国特許第６１５４００８号明細書によると、電動手工具装置用のＮｉＣｄ蓄電池パッケージでは、５５℃に温度制御して約２時間充電した後に、次の、リフレッシュスイッチを介して手動切替可能なリフレッシュサイクル中に、小さいリフレッシュ電流で４時間から８時間の期間に亘り過充電が行われる。手荒い建築業では、手動切替可能なリフレッシュサイクルでは、しばしば、かなり頻繁にリフレッシュが行われるか、またはほとんどリフレッシュが行われないことになるため、蓄電池パッケージの可能な寿命が得られない。さらに、蓄電池を交換することによりある程度連続的に利用し得るようにするためには、このリフレッシュサイクルは多くの時間を必要とする。
【特許文献１】欧州特許第４５０７８３号明細書
【特許文献２】米国特許第６１９１５５４号明細書
【特許文献３】米国特許第６１５４００８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、短い充電時間で十分な寿命を達成する蓄電池パッケージの充電方法の実現にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、特許請求の範囲の独立請求項の特徴部分により解決されるものである。本発明の有利な他の形態は、従属請求項から得られるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本質的に、蓄電池パッケージの充電方法では、充電サイクルにおいて充電期間中に、少なくとも２つの、列になった仕切られたセルの各々に有効電流が流れ、少なくとも次のリフレッシュサイクル中に、リフレッシュ充電サイクルを経て低い有効リフレッシュ電流が流れ、この際、リフレッシュサイクルは、充電サイクルを複数回、好ましくは５０回繰り返した後に、引き続き行われる。
【０００９】
充電サイクルの数に続く周期的なリフレッシュサイクルにより、充電時間が短い場合でも十分な充電持続時間とするために必要な過充電は、最も弱いセルの再生に関わりなく、所定の過充電容量で行われる。
【００１０】
有利には、充電サイクルの数、さらに一層有利には、最後のリフレッシュサイクルの完全な終了が、蓄電池パッケージに配置され充電装置内に接続された書込可能および読取可能なデータメモリに記憶され、それにより、蓄電池パッケージは、その再生状態を自己保持する。
【００１１】
有効電流は総量的に少なくとも３０分の充電電流であるのが都合良く、それにより、所定の過充電容量での過充電では、通常の小さい有効リフレッシュ電流による不必要に長いリフレッシュ時間が回避される。実験では、有効なリフレッシュ電流に対して十分な充電持続時間とするための過充電容量の支配的パラメータを確かめることができた。
【００１２】
有効リフレッシュ電流は、少なくとも蓄電池容量／４ｈが好ましく、蓄電池容量／２ｈがさらに好ましく、それにより、過充電を短時間で行うことができる。
【００１３】
リフレッシュ時間は、少なくとも２０分であり、大きくても、０．４×蓄電池容量／有効リフレッシュ電流とするのが有利であり、０．２×蓄電池容量／有効リフレッシュ電流とするのがさらに好ましく、それにより、少なくとも１０％の過充電容量が達成される。
【００１４】
充電サイクルおよびリフレッシュサイクル中の、蓄電池パックの適切な温度をセンサを介して制御手段により監視するのが好ましく、限界温度を越える場合には、有効電流は減少されるか又は遮断され、それにより、セルが損害を受けることが回避される。
【００１５】
リフレッシュサイクルは、蓄電池パッケージの温度がリフレッシュ開始温度以下になって初めて開始されるようにするのが好ましく、この温度が６０℃を下回るものであるとさらに好ましく、それにより、充電期間中に過熱された蓄電池パッケージを早期に冷却することができる。
【００１６】
リフレッシュサイクル内で、少なくとも２回、特に好ましくは３回の時間的間隔のあるリフレッシュ充電サイクルが存在するのが好ましく、その間に蓄電池パッケージを冷却することができる。
【００１７】
少なくとも、リフレッシュ充電サイクルは、蓄電池パッケージの温度がリフレッシュ最大温度、特に好ましくは６０℃になった場合に早期に中断されるのが好ましく、それによりリフレッシュ時間が短縮される。
【００１８】
新たなリフレッシュ充電サイクルが、蓄電池パッケージの温度がリフレッシュ最小温度、特に好ましくは５０℃を下回る温度で開始するのが好ましく、それにより、リフレッシュ充電サイクルの手順が温度制御されて行われる。
【００１９】
リフレッシュサイクルは、蓄電池パックのデータメモリに記憶されたデータに応じて自動的に開始されると好ましく、それにより、利用者の注意深さや主観的な評価に関係なく、客観的な必要に応じて稼動される。
【実施例】
【００２０】
本発明を有利な実施例に関して、充電方法のフローチャートにより詳細に説明する。
【００２１】
フローチャートによれば、図示しない蓄電池パッケージのための充電方法では、充電サイクル１において、充電期間中に有効充電電流Ｉchargeを流し、少なくとも次のリフレッシュサイクル２において、リフレッシュ充電サイクルｔrefresh 中に低い有効リフレッシュ電流Ｉrefresh を流し、その際、リフレッシュサイクル２は充電サイクル１をＭ回繰り返した後に、引き続き行う。蓄電池パッケージ内に配置され、充電装置に接続された読取可能および書取可能な図示しないデータメモリにおいては、充電電流Ｉcharge、定格容量Ｃnominal 等のようなさらに別の固有値が記憶されており、このデータメモリは、充電サイクル１の開始３において、充電サイクル１の数Ｍと、期間Ｋと、最後のリフレッシュサイクル２を完全に終了するための追加フラグＦとを読み取るか、或いは、充電サイクル１またはリフレッシュサイクル２の終わりに、これらを対応して変化させて記憶する。有効リフレッシュ電流Ｉrefresh は有効充電電流Ｉchargeの半分であり、蓄電池容量Ｃnominal ／２ｈである。リフレッシュ時間ｔrefresh を０．２×蓄電池容量Ｃnominal ／有効リフレッシュ電流Ｉrefresh と決定する。充電サイクル１中において、充電制御ループ４では、蓄電池パッケージの適切な温度Ｔakkuを、図示しないセンサを通じて制御手段としてのマイクロコントローラにより監視して、６５℃の蓄電池パッケージの限界温度または２時間の限界充電時間を越える場合には、有効充電電流Ｉchargeを遮断する。リフレッシュサイクル２では、最初にリフレッシュ開始制御ループ５において、蓄電池パッケージの温度が６０℃のリフレッシュ開始温度を下回るまで待機する。それから、カウンタＮにより制御された、時間的に間隔のある、リフレッシュ充電サイクル６の正確な３つのプロセスを開始する。このリフレッシュ充電サイクル６は、リフレッシュ充電制御ループ７により、蓄電池パッケージの温度が６０℃のリフレッシュ最大温度になる、またはリフレッシュ時間の合計が決定したリフレッシュ時間ｔrefresh になると、早期に中断する。冷却制御ループ８で蓄電池パッケージの温度が５０℃のリフレッシュ最小温度を下回る場合に、新たにリフレッシュ充電サイクル６を開始する。リフレッシュ時間の合計が決定したリフレッシュ時間ｔrefreshに達した場合、またはリフレッシュ充電サイクル６が所定回数繰り返された場合に、リフレッシュサイクル２を終了する。リフレッシュサイクル２の終了後、最小の維持電流により、時間的に制限されない自己放電補償９を続行する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明を有利な実施例に関する充電方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１  充電サイクル
２  リフレッシュサイクル
３  開始
４  充電制御ループ
５  リフレッシュ開始制御ループ
６  リフレッシュ充電サイクル
７  リフレッシュ充電制御ループ
８  リフレッシュ冷却サイクル
９  自己放電補償
【図１】
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