(57)【要約】【課題】  蓄電池の温度が上限温度に達したときには電流値を下げて充電を継続することにより、従来よりも充電時間を短縮可能にする。【解決手段】  充電器（定電流源２０）の温度を検出する第１温度検出手段（温度計４０）と、第１電流値で蓄電池（シールバッテリ６０）の充電を始めた後に、第１温度検出手段によって検出した温度が上限温度に達すると、第１電流値よりも低くかつ充電器の温度を上昇させない第２電流値で蓄電池の充電を継続する制御を行う充電制御手段（制御装置１０）とを備える。この制御によれば、充電器の温度が上限温度に達した後は低下するか、最悪の場合でも上限温度を維持するにとどまる。従来技術のように充電電流をカットしないので、充電時間を従来よりも短縮できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器により蓄電池を充電する制御を行う蓄電池の充電制御装置であって、
前記充電器の温度を検出する第１温度検出手段と、
第１電流値で前記蓄電池の充電を始めた後に、前記第１温度検出手段によって検出した温度が上限温度に達すると、前記第１電流値よりも低くかつ前記充電器の温度を上昇させない第２電流値で前記蓄電池の充電を継続する制御を行う充電制御手段とを有する蓄電池の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池を充電する制御を行う充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、バッテリの周囲温度を検出し、当該周囲温度が使用上限温度に達すると充電電流をカットして充電を止める技術が開示されている（例えば特許文献１を参照）。この技術では目標の充電電圧に達しないため、使用上限温度よりは低い所定温度まで周囲温度が下がると、再び充電電流を流して充電を行う。この場合、周囲温度が再び使用上限温度に達したときは、充電電流をカットして充電を止めることになる。
【特許文献１】実開平２−６８６３９号公報（第６−７頁，第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の技術では、一定の充電電流を流したりカットする制御を繰り返すことになるので、充電電流をカットして充電を止めるとバッテリ電圧が低下し、目標の充電電圧に達するまでに要する時間（すなわち充電時間）が長くなってしまう。
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、蓄電池の温度が上限温度に達したときには電流値を下げて充電を継続することにより、従来よりも充電時間を短縮可能な蓄電池の充電制御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】
【０００４】
課題を解決するための手段は、充電器により蓄電池を充電する制御を行う蓄電池の充電制御装置であって、
前記充電器の温度を検出する第１温度検出手段と、
第１電流値で前記蓄電池の充電を始めた後に、前記第１温度検出手段によって検出した温度が上限温度に達すると、前記第１電流値よりも低くかつ前記充電器の温度を上昇させない第２電流値で前記蓄電池の充電を継続する制御を行う充電制御手段とを有することを要旨とする。
なお「充電器の温度」は直接的または間接的に検出可能な温度であればよく、例えば充電器内部の温度、充電器の表面温度、充電器の周辺温度などが該当する。
【０００５】
上述した構成によれば、蓄電池の充電を始めた後に、第１温度検出手段によって検出した温度（以下では単に「充電器温度」と呼ぶ。）が上限温度に達すると、充電制御手段は第１電流値よりも低い第２電流値で充電を継続する。しかも、当該第２電流値は充電を継続しても、充電器温度を上昇させない程度の電流である。例えば一定の充電効率の下で第２電流値を第１電流値の７０％にすれば、充電器の発熱量はほぼ半分になる。放熱量が発熱量よりも大きくなれば、充電器温度は低下する。よって、第２電流値は放熱量とほぼ等しい発熱量をもたらす電流値とするのが望ましい。この制御によれば、充電器温度が上限温度に達した後は低下するか、最悪の場合でも上限温度を維持するにとどまる。従来技術のように充電電流をカットしないので、充電時間を従来よりも短縮できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、充電器温度が上限温度に達したときには電流値を下げて充電を継続するので、従来よりも充電時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、実施例に従って説明する。
【実施例】
【０００８】
本実施例は、電動車等に用いられる完全密閉型のシールバッテリを充電する充電制御装置に本発明を適用した例であって、図１〜図３を参照しながら説明する。なお、温度にかかる数値は摂氏である。
【０００９】
まず図１には、本発明を実現する構成例を模式的に示す。本発明の充電制御装置は、制御装置１０、定電流源２０、温度計３０，４０などからなる。蓄電池には、シールバッテリ５０を用いる。充電制御手段に相当する制御装置１０は、ＣＰＵ（プロセッサ）１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、入出力回路などを備える。これらの要素や作動については後述する。充電器に相当する定電流源２０は、制御装置１０から出力された電流値を受けて、当該電流値に対応する充電電流Ｉを安定的に流してシールバッテリ５０の充電を行う。第１温度検出手段に相当する温度計３０は定電流源２０の温度を検出し、検出した温度値（充電器温度に相当する）を出力する。第２温度検出手段に相当する温度計４０はシールバッテリ５０の温度を検出し、検出した温度値（蓄電池温度に相当する）を出力する。
【００１０】
制御装置１０の構成要素について説明する。ＲＯＭ１４には、充電制御プログラムや一定のデータ等を格納する。ＲＡＭ１６には、充電制御を行う際に必要なデータ（例えば温度値等）を一時的に記憶する。制御装置１０はＲＯＭ１４に記憶された充電制御プログラムをＣＰＵ１２が実行することにより、温度計３０，４０からそれぞれ出力された温度値を受けて、定電流源２０が流すべき充電電流Ｉの電流値を制御する。この制御例について、図２を参照しながら説明する。
【００１１】
図２には、充電器温度θｂや充電電圧Ｖ等に基づいて充電電流Ｉを制御し、シールバッテリ５０の充電を行う過程をタイムチャートで表す。
制御装置１０は、時刻ｔ１０から電流値Ｉｓでシールバッテリ５０の充電を始めている。当該時刻ｔ１０の時点における充電電圧Ｖは電圧Ｖｓであり、充電器温度θｂは温度θｓ（通常は室温）である。充電によって定電流源２０は発熱量が増えるために充電器温度θｂが上昇し、充電開始からしばらく経った時刻ｔ１２には充電器温度θｂが上限温度θｍに達している。このとき制御装置１０は、充電電流Ｉを電流値Ｉｓよりも低く、かつ充電器温度θｂを上昇させない程度の電流値Ｉ１でシールバッテリ５０への充電を継続する。例えば電流値Ｉｓを８．４アンペアとしたときは、電流値Ｉ１を６アンペア（すなわち電流値Ｉｓの約７０％）とすれば、定電流源２０の発熱量はほぼ半分になる。こうして充電電流Ｉを低くすれば定電流源２０の発熱量も減るので、時刻ｔ１２からは充電器温度θｂが次第に低くなってゆく。
【００１２】
電流値Ｉ１で充電を継続してゆくと充電電圧Ｖが上昇してゆき、時刻ｔ１４には基準電圧Ｖｃ（所定電圧に相当する）に達する。基準電圧Ｖｃは、温度計４０で計測した蓄電池温度θａに基づいて、次の数式１により求める。式中に示す係数Ｋａ，Ｋｂは、蓄電池の特性に応じて定められる。例えばシールバッテリ５０の場合では、係数Ｋａ＝１４．４を設定し、係数Ｋｂ＝０．０３を設定する。
【００１３】
〔数式１〕
Ｖｃ＝Ｋａ＋Ｋｂ（θａ−２５）
【００１４】
充電開始の時刻ｔ１２から時刻ｔ１４までの時間Ｔ１は、初段充電時間に相当する。こうして充電電圧Ｖが基準電圧Ｖｃに達した以降は段階的に電流値を下げ、シールバッテリ５０への充電を継続する。電流値を下げて充電を継続する段数や電流の低減量は、蓄電池の種類によって適切に定める。本例のシールバッテリ５０では、４段階に分けて行い、電流値を半分に低減する。
【００１５】
すなわち制御装置１０は定電流源２０への指令により、時刻ｔ１４に電流値Ｉ１の半分の電流値Ｉ２にして充電を継続する。当該電流値Ｉ２で充電を継続してゆき、充電電圧Ｖが再び基準電圧Ｖｃに達した時刻ｔ１６には、電流値Ｉ２の半分の電流値Ｉ３で充電を継続する。当該電流値Ｉ３で充電を継続してゆき、さらに充電電圧Ｖが再び基準電圧Ｖｃに達した時刻ｔ１８には、電流値Ｉ３の半分の電流値Ｉ４で充電を継続する。２段目の時刻ｔ１４から時刻ｔ１６までの時間Ｔ２や、３段目の時刻ｔ１６から時刻ｔ１８までの時間Ｔ３、４段目の時刻ｔ１８から時刻ｔ２０までの時間Ｔ４は、同一の時間とは限らず、充電環境（電流値や周囲温度等）によって変化し得る。
【００１６】
そして、充電電圧Ｖが再び基準電圧Ｖｃに達した時刻ｔ２０には、制御装置１０は電流値Ｉ４の半分の電流値Ｉ５にし、時間Ｔ５（いわゆる押込み時間）だけシールバッテリ５０への充電を継続して過充電を行う。当該時間Ｔ５は適宜に設定できるが、例えば次に示す設定表のように蓄電池温度θａと時間Ｔ１との関係に基づいて設定する。
【００１７】
〔設定表〕
┏━━━━━━━┯━━━━┳━━━━━┓
┃蓄電池温度θａ│時間Ｔ１┃時間Ｔ５  ┃
┣━━━━━━━┿━━━━╋━━━━━┫
┃              │３０分≧┃１．０時間┃
┃    ５℃＜    ├────╂─────┨
┃              │３０分＜┃２．５時間┃
┠───────┼────╂─────┨
┃              │３０分≧┃１．０時間┃
┃    ５℃≧    ├────╂─────┨
┃              │３０分＜┃４．０時間┃
┗━━━━━━━┷━━━━┻━━━━━┛
【００１８】
ここで、定電流源２０の設置例について図３を参照しながら説明する。図３に示す例では、定電流源２０を車両下部のフレーム６０にネジ等で固定する。固定された定電流源２０は外観上隠蔽するためにボディやカバー等で覆われるため、当該定電流源２０の内部で発生した熱を逃がしにくい環境となる場合が多い。このような場合でも、上述したように定電流源２０の充電器温度θｂが上限温度θｍに達した後は、これ以上は充電器温度θｂが上昇しないような電流値に低くして充電を継続するので、充電器温度θｂを低下させて安定した充電を行うことが可能になる。
【００１９】
上述した実施例によれば、制御装置１０はシールバッテリ５０の充電を始めた後に温度計３０によって検出した充電器温度θｂが上限温度θｍに達すると、電流値Ｉ１（第１電流値に相当する）よりも低い電流値Ｉ２（第２電流値に相当する）で充電を継続する制御を行なった｛図２を参照｝。この制御によれば、充電器温度θｂが上限温度θｍに達した後は低下するか、最悪の場合でも上限温度θｍを維持するにとどまる。従来技術のように充電電流Ｉをカットしないので、充電時間を従来よりも短縮できる。また、充電電流Ｉのオン／オフを繰り返すことがないので、急激な電流値の変化に伴うノイズ等の発生を防止することができる。
【００２０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例に従って説明したが、本発明は当該実施例に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することが可能である。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００２１】
（１）上述した実施例では、電動車等に用いられる完全密閉型のシールバッテリ５０を適用した｛図１等を参照｝。この形態に代えて、シールバッテリ５０以外の蓄電池（例えば鉛蓄電池，アルカリ蓄電池，ニッケル・カドミウム蓄電池等）にも適用することが可能である。こうした蓄電池であっても、従来技術のように充電電流Ｉをカットしないので、充電時間を従来よりも短縮できる。
【００２２】
（２）上述した実施例では、ＣＰＵ１２等を有する制御装置１０によって定電流源２０を制御する構成とした｛図１等を参照｝。この形態に代えて、抵抗，コンデンサ，オペアンプ等の素子を用いた電子回路によって定電流源２０を制御する構成としてもよい。例えば温度や電圧等を基準値と比較するべく差分回路を用い、当該差分回路から出力される差分値を入力したオペアンプが定電流源２０に電流値に相当する信号を出力すればよい。さらには、制御装置１０に相当する電子回路と、定電流源２０とを一体化した装置を構成してもよい。これらの装置ではプログラムが不要となるので、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実現する構成例を模式的に示す図である。
【図２】充電器温度や充電電圧等に基づいて充電電流を制御する過程を説明するためのタイムチャートである。
【図３】定電流源の設置例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  制御装置（充電制御手段）
１２  ＣＰＵ
１４  ＲＯＭ（記憶部）
１６  ＲＡＭ（記憶部）
２０  定電流源（充電器）
３０  温度計（第１温度検出手段）
４０  温度計（第２温度検出手段）
５０  シールバッテリ（蓄電池）
６０  フレーム
Ｉ  充電電流
Ｖ  充電電圧
Ｖｃ  基準電圧
θｂ  充電器温度
θｍ  上限温度
【図１】
2005102453.tif 000003
【図２】
2005102453.tif 000004
【図３】
2005102453.tif 000005