(57)【要約】【課題】充電中に過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態までの充電を急速、且つ確実に行うことができる、直列に接続された複数の二次電池から成る二次電池群を充電する充電装置を提供することを課題とする。【解決手段】充電電圧供給手段５により二次電池群２を所定の充電印加電圧値Ｅｐで所定時間Ｔ１充電して、切換手段７により二次電池群２を印加する電圧供給手段を、充電電圧供給手段５からチェック電圧供給手段６に切り換え、該チェック電圧供給手段６により二次電池群２をチェック電圧値Ｅｃで微小時間Ｔ２印加している間に、電流検出手段８で該二次電池群２に流れる電流値ｉを検出し、該電流値ｉを電流判定手段４ｃで判定して、該電流値ｉが充電完了基準電流値Ｊより大きな値であれば上記のフローを繰り返し、該電流値ｉが充電完了基準電流値Ｊ以下であれば二次電池群２の充電を停止するように構成した充電装置３とする。【選択図】図５
2005110333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池から成る二次電池群と、
前記二次電池群に、二次電池における満充電平衡電圧値をｎ倍して得られるチェック電圧値を供給するチェック電圧供給手段と、
前記二次電池群に、二次電池における充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る特有の充電印加電圧値であって、前記満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない特有の充電印加電圧値をｎ倍して得られる所定の充電印加電圧値を供給する充電電圧供給手段と、
前記二次電池群に通電される電流値を検出する電流検出手段と、
前記充電電圧供給手段による二次電池群の電圧印加、又は前記チェック電圧供給手段による二次電池群の電圧印加に切り換える切換手段と、
前記電流検出手段によって検出された電流値と、予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する電流判定手段と、
を備え、
以下のステップに従って二次電池群の充電を制御することを特徴とする二次電池の充電装置。
（ステップ１）前記充電電圧供給手段により二次電池群を所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。
（ステップ２）前記所定時間経過後、前記切換手段により二次電池群を印加する電圧供給手段を、前記充電電圧供給手段から前記チェック電圧供給手段に切り換える。
（ステップ３）前記チェック電圧供給手段により二次電池群をチェック電圧値で微小時間印加している間に、前記電流検出手段によって該二次電池群に通電される電流値を検出する。
（ステップ４）前記電流判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、この検出した電流値が前記充電完了基準電流値より大きな値であれば前記ステップ１に戻って上記のフローを繰り返し、この検出した電流値が前記充電完了基準電流値以下であれば二次電池群の充電を停止する。
【請求項２】
直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池から成る二次電池群と、
前記二次電池群のうち１個又は複数個の二次電池をモニター用の二次電池として、該モニター用の二次電池に対して満充電平衡電圧値を供給するチェック電圧供給手段と、
前記二次電池群に、二次電池における充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る特有の充電印加電圧値であって、前記満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない特有の充電印加電圧値をｎ倍して得られる所定の充電印加電圧値を供給する充電電圧供給手段と、
前記モニター用の二次電池に通電される電流値を検出する電流検出手段と、
前記充電電圧供給手段による二次電池群の電圧印加、又は前記チェック電圧供給手段によるモニター用の二次電池の電圧印加に切り換える切換手段と、
前記電流検出手段によって検出された電流値と、予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する電流判定手段と、
を備え、
以下のステップに従って二次電池群の充電を制御することを特徴とする二次電池の充電装置。
（ステップ１）前記充電電圧供給手段により二次電池群を所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。
（ステップ２）前記所定時間経過後、前記切換手段により前記充電電圧供給手段による二次電池群の電圧印加から前記チェック電圧供給手段によるモニター用の二次電池の電圧印加に切り換える。
（ステップ３）前記チェック電圧供給手段によりモニター用の二次電池をチェック電圧値で微小時間印加している間に、前記電流検出手段によって該モニター用の二次電池に通電される電流値を検出する。
（ステップ４）前記電流判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、この検出した電流値が前記充電完了基準電流値より大きな値であれば前記ステップ１に戻って上記のフローを繰り返し、この検出した電流値が前記充電完了基準電流値以下であれば二次電池群の充電を停止する。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の二次電池の充電装置において、
二次電池の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度値と、予め入力設定された上限温度値とを比較判定する温度判定手段と、
を備え、
前記電流判定手段による二次電池群の充電停止の判定前に、前記温度判定手段によって、前記温度検出手段で検出した温度値が前記上限温度値以上と判定された場合に、二次電池群の充電を停止することを特徴とする二次電池の充電装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置において、
充電時間を計測するタイマーと、
前記タイマーによって計測された時間と、予め入力設定された設定時間とを比較判定する時間判定手段と、
を備え、
前記電流判定手段による二次電池群の充電停止の判定前に、前記時間判定手段によって、前記タイマーで計測した時間が前記設定時間以上と判定された場合に、二次電池群の充電を停止することを特徴とする二次電池の充電装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置において、
前記充電電圧供給手段による二次電池群への電圧印加時間幅を、充電の進み具合に応じて変化させる印加時間変更手段を備えたことを特徴とする二次電池の充電装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置において、
前記充電電圧供給手段による二次電池群への印加電圧値を、充電の進み具合に応じて変化させる印加電圧変更手段を備えたことを特徴とする二次電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に接続された複数の二次電池から成る二次電池群を充電するための充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ポータブル機器の発達に伴い、カセットテープレコーダー、ＶＴＲ、コンピュータなどの電子機器、携帯電話などの通信機器、電動工具などの動力機器などの電源に、二次電池の使用が増加している。ユーザにとっては、これらの機器に使用する二次電池はできるだけ反復使用ができ、コスト面での負担が軽減できるものでありたい。
【０００３】
ところで、この二次電池を充電する際、二次電池の内部で生じる起電反応や放電反応は、化学的反応、電気的反応、及びこれら両反応が相互に関わる複雑なエネルギー変換とエネルギー授受とが伴い、また、そこにはこれら種々の反応に対する時間的要素が介在する。従って、これらの反応を考慮しながら充電を行う必要があり、過度に電流を流して充電を行えば、意図しない発熱反応や、膨潤等の異常で、電池の内部構造を破壊してしまう場合がある。また、そこまでには至らないにしても、この二次電池の内部構造を劣化させ、電池寿命は縮まり、サイクル使用回数を減少させてしまうことになる。
【０００４】
そこで、特許文献１では、二次電池を適正に充電するための充電装置として、次のような技術が開示されている。
この二次電池の充電装置は、二次電池の定電流による充電電圧の負の電位差を検出する電圧検出回路と、該二次電池の定電流に伴う単位時間当りの電池温度の変化（温度微分値）を検出する温度検出回路と、該電圧検出回路で検出した負の電位差及び温度微分値と予め設定した各基準値とをそれぞれ対比して、充電スイッチを制御する充電制御回路とで構成され、検出された負の電位差及び温度微分値が、予め選択設定した基準となる負の電位差及び温度微分値に到達したときを充電の終了として制御している。
【０００５】
このように特許文献１に開示されている充電装置では、その制御部で電池電圧の検出値、あるいはその温度値を制御量として二次電池の充電状態を監視して、充電終了状態を判定している。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−９５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１において、前記のような充電終了検出方法を二次電池の状態を無視して単純に適用していくと種々の不都合が生じる。例えば、電極種や、電解質種の違い、電池構造の違い等による二次電池の種類によって充電時における特性は異なる。さらには、同一種、同型番の二次電池であっても、充電時の環境条件の違い、該二次電池の使用履歴、電気化学的遍歴等によってその特性が大きく異ってくる。そのため、同一パターンでの充電は結果的に過充電となることもあり、その結果、二次電池内部で異常な化学反応を引き起こして発熱し、充電効率は低下する。また、このときガスの発生により二次電池の内圧が上昇して漏液する危険性もある。その結果、充電−放電の繰り返しに必要な二次電池の内部構造に欠陥が生じ、そのサイクル寿命が縮まっていた。
【０００８】
この二次電池の内部における化学反応は、正極と負極との間で電子を授受する酸化還元反応であり、その反応速度は電荷の移動量、すなわち、二次電池内部を流れる電流の多少によって左右される。
【０００９】
また、二次電池の充電時間は出来る限り短いことが望ましい。ところが、前述のような同一パターンでの充電では、二次電池の種類によっては、充電時における印加電圧がその定格値より低いこともあり、そのため満充電までにかなり時間を要することがあった。
【００１０】
そこで、本発明では、前記の点を鑑み、充電中に過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態までの充電を急速、且つ確実に行うことができる、直列に接続された複数の二次電池から成る二次電池群を充電する充電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上、発明が解決しようとする課題であり、次に、この課題を解決するための手段を説明する。
まず、請求項１に記載のように、直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池から成る二次電池群と、前記二次電池群に、二次電池における満充電平衡電圧値をｎ倍して得られるチェック電圧値を供給するチェック電圧供給手段と、前記二次電池群に、二次電池における充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る特有の充電印加電圧値であって、前記満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない特有の充電印加電圧値をｎ倍して得られる所定の充電印加電圧値を供給する充電電圧供給手段と、前記二次電池群に通電される電流値を検出する電流検出手段と、前記充電電圧供給手段による二次電池群の電圧印加、又は前記チェック電圧供給手段による二次電池群の電圧印加に切り換える切換手段と、前記電流検出手段によって検出された電流値と、予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する電流判定手段と、を備え、以下のステップに従って二次電池群の充電を制御する二次電池の充電装置を構成する。
（ステップ１）前記充電電圧供給手段により二次電池群を所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。
（ステップ２）前記所定時間経過後、前記切換手段により二次電池群を印加する電圧供給手段を、前記充電電圧供給手段から前記チェック電圧供給手段に切り換える。
（ステップ３）前記チェック電圧供給手段により二次電池群をチェック電圧値で微小時間印加している間に、前記電流検出手段によって該二次電池群に通電される電流値を検出する。
（ステップ４）前記電流判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、この検出した電流値が前記充電完了基準電流値より大きな値であれば前記ステップ１に戻って上記のフローを繰り返し、この検出した電流値が前記充電完了基準電流値以下であれば二次電池群の充電を停止する。
【００１２】
また、請求項２に記載のように、直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池から成る二次電池群と、前記二次電池群のうち１個又は複数個の二次電池をモニター用の二次電池として、該モニター用の二次電池に対して満充電平衡電圧値を供給するチェック電圧供給手段と、前記二次電池群に、二次電池における充電電流のピーク値又は略ピーク値を得る特有の充電印加電圧値であって、前記満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域には達しない特有の充電印加電圧値をｎ倍して得られる所定の充電印加電圧値を供給する充電電圧供給手段と、前記モニター用の二次電池に通電される電流値を検出する電流検出手段と、前記充電電圧供給手段による二次電池群の電圧印加、又は前記チェック電圧供給手段によるモニター用の二次電池の電圧印加に切り換える切換手段と、前記電流検出手段によって検出された電流値と、予め入力設定された充電完了基準電流値とを比較判定する電流判定手段と、を備え、以下のステップに従って二次電池群の充電を制御する二次電池の充電装置を構成する。
（ステップ１）前記充電電圧供給手段により二次電池群を所定の充電印加電圧値で所定時間充電する。
（ステップ２）前記所定時間経過後、前記切換手段により前記充電電圧供給手段による二次電池群の電圧印加から前記チェック電圧供給手段によるモニター用の二次電池の電圧印加に切り換える。
（ステップ３）前記チェック電圧供給手段によりモニター用の二次電池をチェック電圧値で微小時間印加している間に、前記電流検出手段によって該モニター用の二次電池に通電される電流値を検出する。
（ステップ４）前記電流判定手段によってこの検出した電流値の判定を行い、この検出した電流値が前記充電完了基準電流値より大きな値であれば前記ステップ１に戻って上記のフローを繰り返し、この検出した電流値が前記充電完了基準電流値以下であれば二次電池群の充電を停止する。
【００１３】
そして、請求項３に記載のように、請求項１又は請求項２に記載の二次電池の充電装置において、二次電池の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出された温度値と、予め入力設定された上限温度値とを比較判定する温度判定手段と、を備え、前記電流判定手段による二次電池群の充電停止の判定前に、前記温度判定手段によって、前記温度検出手段で検出した温度値が前記上限温度値以上と判定された場合に、二次電池群の充電を停止する。
【００１４】
さらに、請求項４に記載のように、請求項１から請求項３のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置において、充電時間を計測するタイマーと、前記タイマーによって計測された時間と、予め入力設定された設定時間とを比較判定する時間判定手段と、
を備え、前記電流判定手段による二次電池群の充電停止の判定前に、前記時間判定手段によって、前記タイマーで計測した時間が前記設定時間以上と判定された場合に、二次電池群の充電を停止する。
【００１５】
また、請求項５に記載のように、請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置において、前記充電電圧供給手段による二次電池群への電圧印加時間幅を、充電の進み具合に応じて変化させる印加時間変更手段を備えた構成とする。
【００１６】
そうして、請求項６に記載のように、請求項１から請求項６のうち何れか一項に記載の二次電池の充電装置において、前記充電電圧供給手段による二次電池群への印加電圧値を、充電の進み具合に応じて変化させる印加電圧変更手段を備えた構成とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上、本発明の解決手段であり、次に本発明よる効果を説明する。
まず、請求項１に記載の発明によれば、直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池から成る二次電池群において、どの二次電池も過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行われる。従って、どの二次電池の内部構造も痛めず、その結果、サイクル寿命が飛躍的に向上する。
また、この発明での主なる充電は、満充電平衡電圧値以上の特有の充電印加電圧値をｎ倍して得られる所定の充電印加電圧値で二次電池群の充電が行われ、すなわち、二次電池群の二次電池１本当たりには、特有の充電印加電圧値が印加されることになり、二次電池群の各二次電池にはかなり大きな充電電流が流れて、充電時間の短縮を図ることができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池から成る二次電池群において、どの二次電池も過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行われる。従って、どの二次電池の内部構造も痛めず、その結果、サイクル寿命が飛躍的に向上する。
また、この発明での充電状態のチェックは、モニター用の二次電池に満充電平衡電圧値を印加することで充電状態のチェックが行われており、該モニター用の二次電池が満充電状態に達していると判定されれば、二次電池群の全ての二次電池も満充電状態に達しているとみなされて、二次電池群の充電が停止される。この満充電状態のチェックは、請求項１に記載の発明に比べてｎ分の１の電圧値（満充電平衡電圧値）で行うことができ、消費電力が抑えられて、省エネルギー化を図ることができる。
さらに、この発明での主なる充電は、満充電平衡電圧値以上の特有の充電印加電圧値をｎ倍して得られる所定の充電印加電圧値で二次電池群の充電が行われ、すなわち、二次電池群の二次電池１本当たりには、特有の充電印加電圧値が印加されることになり、二次電池群の各二次電池にはかなり大きな充電電流が流れて、充電時間の短縮を図ることができる。
【００１９】
そして、請求項３に記載の発明によれば、前記電流判定手段による二次電池群の充電停止の判定前に、前記温度判定手段で、前記温度検出手段で検出した二次電池の温度値が前記上限温度値以上と判定された場合、すなわち、二次電池の温度が正常の範囲を超えて上昇した場合に、二次電池群の充電を強制的に停止することで、二次電池の内部で過度な化学反応（酸化還元反応）が起こるのを未然に防ぎ、信頼性の向上が図られている。
【００２０】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、前記電流判定手段による二次電池群の充電停止の判定前に、前記時間判定手段で、前記タイマーで計測した時間が前記設定時間以上と判定された場合、すなわち、二次電池群の各二次電池を満充電状態まで充電するのに十分な時間を超えている場合に、二次電池群の充電を強制的に停止することで、二次電池の内部で過度な化学反応（酸化還元反応）が起こるのを未然に防ぎ、信頼性の向上が図られている。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記印加時間変更手段によって前記充電電圧供給手段による二次電池群への電圧印加時間幅を、充電の進み具合に応じて変化させていき、例えば、充電開始直後は、前記充電電圧供給手段による二次電池群への電圧印加時間幅を大きくしておいて、充電の進み具合に応じて、該電圧印加時間幅を小さくしていくことで、充電時間の短縮を図ることができる。すなわち、充電前半で二次電池群の各二次電池の充電率がまだ低い状態では、チェック電圧供給手段による充電状態のチェックの回数を減らし、つまり、充電前半では、チェック電圧供給手段による充電状態のチェックの間隔を広げて、充電電圧供給手段による所定の充電印加電圧値の印加時間をできるだけ長く取り、これにより充電時間の短縮が図られる。そして、充電後半では、チェック電圧供給手段による充電状態のチェックの間隔を狭めて、より頻繁に充電状態のチェックを行うことで、二次電池群の二次電池の満充電状態を的確に捉えることができて停止制御を行うことができ、二次電池の内部で過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電を行うことができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明によれば、前記印加電圧変更手段によって前記充電電圧供給手段による二次電池群への印加電圧値を、充電の進み具合に応じて変化させていき、例えば、充電開始直後は、前記充電電圧供給手段による二次電池群への印加電圧値を高くして、充電の進み具合に応じて、二次電池群への印加電圧値は低くしていくことで、充電時間の短縮を図ることができる。すなわち、充電前半で二次電池群の各二次電池の充電率がまだ低い状態では、充電電圧供給手段による二次電池群への電圧印加はより高い電圧値で行い、これにより充電時間の短縮が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、図面を参照しながら本発明の実施の一形態を説明する。
本発明に係る二次電池の充電装置３は、パック化されたパック電源を充電するための装置であり、該パック電源は直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池１・１・・・から成る二次電池群２（図４参照）を有している。この充電装置３は、充電時には、二次電池群２における１個当たりの二次電池１に対して、後述する不可逆反応領域Ｄ外で、最も高い印加電圧となる特有の充電印加電圧値Ｅｓに相当する電圧が印加されるようにして二次電池群２に大電流を流している。そして、定期的に充電状態（充電終了時）をチェックしており、この充電状態のチェックは、二次電池２群における１個当たりの二次電池１に対して、満充電平衡電圧値Ｅｅｑに相当する電圧が印加されるようにして行うために、精確、且つ瞬時に満充電状態を判定することができる。この充電装置３によれば、（１）二次電池群２の充電完了までの時間を３０分以内まで短縮することができ、（２）二次電池群２における各二次電池１・１・・・で過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行うことができ、（３）この結果、どの二次電池１の内部構造を痛めずに、サイクル寿命を５０００回以上に向上させることができる。以下、この二次電池の充電装置３について詳説する。
【００２４】
図１は二次電池の充電装置３の制御構成を示すブロック図であり、この充電装置３は、二次電池群２の充電を制御するための制御手段４と、二次電池群２に所定の充電印加電圧値Ｅｐを供給する充電電圧供給手段５と、二次電池群２又は二次電池１に対してチェック電圧値Ｅｃを供給するチェック電圧供給手段６と、充電電圧供給手段５又はチェック電圧供給手段６に電圧供給手段を切り換える切換手段７と、二次電池２群又は後述するモニター用の二次電池１に通電される電流値を検出する電流検出手段８と、二次電池１の温度を検出する温度検出手段９と、ユーザが充電開始操作等を行うための操作手段１０と、二次電池群２の充電完了等をユーザの視覚を通じて報知する報知手段１１と、を備えている。
なお、この報知手段１１は、ブザー音や音声ガイド等によりユーザの聴覚を通じて報知するように構成してもよく、報知手段１１の構成は特に限定はしないものとする。
【００２５】
前記制御手段４は、各種制御情報を記憶する記憶手段（メモリ）４ａと、充電時間又は電圧印加時間を計測するタイマー４ｂと、前記電流検出手段８によって検出した電流値に基づいて充電完了を判定する電流判定手段４ｃと、前記温度検出手段９によって検出した温度値に基づいて過充電の畏れを判定する温度判定手段４ｄと、前記タイマー３ｂによって計測した時間に基づいて過充電の畏れを判定する時間判定手段４ｅ等を備えており、これらの判定手段４ｃ・４ｄ・４ｅは、具体的には、制御プログラムとして制御手段４に組み込まれている。
【００２６】
記憶手段４ａには、予め試験などで求めた二次電池１の種類、蓄電容量又は機種等による満充電平衡電圧値Ｅｅｑと、該満充電平衡電圧値Ｅｅｑよりも高いその二次電池１に特有の充電印加電圧値Ｅｓ（充電率が略０％の二次電池１に電圧を印加して、印加電圧を上昇させていったときに、印加電圧の上昇に対する充電電流の増加の割合（ΔＩ／ΔＥ）が減少していき、充電電流が上昇しなくなったときの不可逆化学反応領域外Ｄでの電流ピーク値Ｉｓｏに対応する特有の充電印加電圧値Ｅｓ）とが記憶されている。
【００２７】
ここで言う、二次電池１とは、充放電を繰り返し行うことができる電池をいい、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄え、また、逆に蓄えた化学エネルギーを電気エネルギーに変換して利用される電池のことをいう。二次電池１のうちで実用的に使用されている代表的なものとしては、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素金属電池、リチウムイオン電池、鉛電池等が挙げられ、本発明の充電装置３はこれらの二次電池１・１・・・から成る二次電池群２の充電を可能としている。以下では、本発明の充電装置３の充電対象となるニッケル−カドミウム電池を例にとって、二次電池１の充電特性を説明する。
【００２８】
ニッケル−カドミウム電池はオキシ水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＯＨ））を用いる正極と、カドミウム（Ｃｄ）を用いる負極とを、合成樹脂製のセパレータで隔離して、アルカリ電解液とともに密閉式の電池容器に収納した蓄電池である。電解質は導電率の高い水酸化カリウムを主成分とする水溶液であり、正極の特性を向上させるため、必要に応じて水酸化リチウムや水酸化ナトリウム等が添加される。
このニッケル−カドミウム電池の起電反応式であるが、正極の反応は、次の一般式（化学反応式（１））で表される。
【００２９】
【化１】
2005110333.tif 000003
【００３０】
また、負極の反応は、次の一般式（化学反応式（２））で表される。
【００３１】
【化２】
2005110333.tif 000004
【００３２】
放電において前記正極の反応では、オキシ水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＯＨ））と水（Ｈ２Ｏ）、および正極からの電子（ｅ−）が反応して、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）が生成し、一方、負極の反応では、カドミウム（Ｃｄ）が、正極で生成されセパレータを透過した水酸化イオン（ＯＨ−）と反応して、水酸化カドミウム（Ｃｄ（ＯＨ）２）と電子（ｅ−）を生成し、この電子（ｅ−）は外部負荷を通過して正極へ供給される。
【００３３】
前記サイクルで電子（ｅ−）が外部負荷を通過する過程で仕事として利用される。従って、このサイクルが上手く回るということは、正極に水（Ｈ２Ｏ）が豊富にあり、生成物である水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）の濃度が低く、負極では水酸化カドミウム（Ｃｄ（ＯＨ）２）の濃度が低いことである。これを数式で表現すると次式（数式（１））となる。
【００３４】
【数１】
2005110333.tif 000005
【００３５】
ここで、Ｅ０は標準起電力であり、正極、負極を構成する物質によって決まる定数で、それらの量には依存しない。ニッケル−カドミウム電池の場合、この標準起電力Ｅ０は約１．２〔Ｖ（ボルト）〕である。また、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度、Ｆはファラデー数である。
【００３６】
前記数式（１）が示すように、正極では水（Ｈ２Ｏ）の濃度Ｃａｑが高く、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）の濃度ＣＮが低いほど、起電力Ｅｅｍｆは大きくなり、負極では水酸化カドミウム（Ｃｄ（ＯＨ）２）の濃度ＣＣが低いほど、起電力Ｅｅｍｆは大きくなる。起電力Ｅｅｍｆが大きいことは、蓄電量が大きいことである。
【００３７】
ところで、二次電池１の充電状態を的確に知るには、図２に示す回路を用いればよい。この回路は、二次電池１に可変電源２０を接続し、この可変電源２０の電位を、二次電池１の起電力Ｅと平衡する電位に調整するように構成している。すなわち、このとき電流計２１による検出電流が±０〔ｍＡ（ミリアンペア）〕となるように可変電源２０を調整することで、電圧計２２により二次電池１の起電力Ｅｅｍｆが間接的に測定される。こうして、二次電池１の満充電状態での起電力Ｅｅｍｆを、各種類、又は各機種ごとに測定して、そのデータを制御手段４の記憶手段４ａに入力しておく。
【００３８】
次に、本発明の充電方法を説明する上で基本となる二次電池１の充電電圧と充電電流との特性について、図３のグラフに基づいて説明する。
図３におけるグラフの横軸には電池端子電圧を、また縦軸には充電電流をとっており、充電率が異なる各二次電池１の電圧一電流特性をそれぞれ示している。
【００３９】
すなわち、図３における破線で示す曲線は、二次電池１の充電率が略０％の状態（電池がなくなった状態）を示しており、この場合は標準電圧Ｅ０（公称電圧）より低い電圧Ｅαを印加しても充電電流が流れ出す。また、印加電圧を開放電圧Ｅαから上昇させていくにつれて、略それに比例して二次電池１に流れる充電電流も増大するが、所定の電圧（電圧一電流曲線における変曲点）を過ぎると、印加電圧に対する充電電流の増加率（ΔＩ／ΔＥ）は減少し、やがて、印加電圧を上昇させても充電電流は殆ど上昇しなくなり、充電電流は電流ピーク値Ｉｓｏに到達する。
【００４０】
この（印加電圧に対する充電電流の増加率（ΔＩ／ΔＥ）が０となったとき）の電流ピーク値Ｉｓｏに対応する印加電圧値はＥｓとなり、この特有の充電印加電圧値Ｅｓは二次電池１の種類や二次電池１の劣化状態などによって決まる二次電池１に固有の電圧値となる。この後、さらに印加電圧を上昇させても、充電電流はしばらくはＩｓｏのままで上昇はしないが、二次電池１の内部で負性抵抗特性が現れて、急激な温度上昇を来たすようになり、やがて、充電電流は印加電圧の上昇に伴って、再び上昇し始める。
【００４１】
この充電率が略０％の二次電池１に印加する印加電圧が前記特有の充電印加電圧値Ｅｓを越えると、該二次電池１は、内部で活物質の酸化還元反応がさらに進んで、電気分解反応を惹き起こす不可逆化学反応領域Ｄに突入する。
また、図３の一点鎖線で示す充電率が約５０％の二次電池１では、印加電圧を（０〔Ｖ〕から）上昇させていったときに二次電池１に充電電流が流れ始める開放電圧Ｅβは、充電率が略０％の二次電池１の開放電圧Ｅαよりも高くなる。この開放電圧は二次電池１の充電率が上昇するに連れて高くなり、図３の二点鎖線で示す充電率が約９０％の二次電池１の開放電圧はＥγ（Ｅγ＞Ｅβ）、図３の実線で示す充電率が略１００％の二次電池１の開放電圧はＥδ（Ｅδ＞Ｅγ）となり、そして、充電率が１００％の（満充電状態の）二次電池１の開放電圧は前記の満充電平衡電圧値Ｅｅｑ（Ｅｅｑ＞Ｅδ）となる。
【００４２】
二次電池１は充電率に応じた開放電圧を越えると、略印加電圧に比例して充電電流が増大していき、やがて、印加電圧を上昇させても充電電流は殆ど上昇しなくなり、充電電流は前記の電流ピーク値Ｉｓｏに到達する。この充電電流が上昇しなくなったときの電流ピーク値Ｉｓｏに対応する電圧値は前記特有の充電印加電圧値Ｅｓとなり、該特有の充電印加電圧値Ｅｓを越えると、二次電池１は、内部で活物質の酸化還元反応がさらに進んで、電気分解反応を惹き起こす不可逆化学反応領域Ｄに突入する。
【００４３】
この不可逆反応領域Ｄは図３の斜線で示す領域で、この不可逆化学反応領域Ｄでは、意図しない発熱反応や、膨潤等の異常により、ともすれば二次電池１の内部構造の破壊に繋がる恐れがある。また、そこまでには至らないにしても、不可逆反応が伸展し、二次電池１のサイクル寿命に大きな影響を与えてしまうため、この不可逆化学反応領域Ｄに達しないように充電制御することが必要となる。
【００４４】
ところで、二次電池１の蓄電容量は、充電電流と充電時間との積で求められる。これより充電時間を短くしようとすれば、充電電流を増やすことが必要である。
図３に示す充電率が略０％の二次電池１の端子電圧を、満充電平衡電圧値Ｅｅｑに固定して充電すると、充電電流は充電率が上昇するに連れてＩｅｑｏから減少していき、満充電状態では充電電流が０〔ｍＡ〕となるため、充電終了の判定が行いやすく、また、不可逆化学反応領域Ｄに達することもないため、二次電池１の内部構造に損傷を与える心配がない。
【００４５】
しかしながら、この満充電平衡電圧値Ｅｅｑによる充電では、前記特有の充電印加電圧値Ｅｓで充電する場合に比べて、充電電流が低く、充電時間が数倍長くなってしまう。
【００４６】
以上の充電特性から、本発明での充電は、充電電流のピーク値Ｉｓｏ（または略ピーク値Ｉｓｏ）を得る充電印加電圧値であって、満充電平衡電圧値を超えるが不可逆化学反応領域Ｄには達しない二次電池１に特有の充電印加電圧値Ｅｓに固定して大電流充電を行い、満充電状態の判定は、前記チェック電圧供給手段６に切り換えて行うことで、二次電池群２における１個当たりの二次電池１に対して満充電平衡電圧値Ｅｅｑに相当する電圧が印加されて、満充電状態の判定がし易いように構成されている。従って、この充電では、どの二次電池１の内部構造にも損傷を与えることなく、二次電池群２を急速に充電することができるようになっている。
【００４７】
なお、この大電流充電は、前記特有の充電印加電圧値Ｅｓに限らず、充電率が略０％の二次電池１に電圧を印加して、印加電圧を上昇させていったときに、該印加電圧に対する充電電流の増加率（ΔＩ／ΔＥ）が減少していき、充電電流が殆ど上昇しなくなったときの、不可逆化学反応領域Ｄ外における電流値に対応する充電印加電圧値で充電を行ってもよい。この充電印加電圧値による充電でも、電流ピーク値Ｉｓｏ近くの電流が流れて、大電流充電を行うことができる。
【００４８】
次に、二次電池群２の充電を行う充電装置３の構成について２つの実施形態を説明する。
まず、充電装置３の構成の第１実施形態から説明する。この第１実施形態の充電装置３は、図１に示すように構成されており、充電電圧供給手段５は記憶手段４ａに記憶している二次電池１の特有の充電印加電圧値Ｅｓを二次電池群２の二次電池１・１・・・の個数倍（ｎ倍）して得られる所定の充電印加電圧値Ｅｐを供給し、また、チェック電圧供給手段は、記憶手段４ａに記憶している二次電池１の満充電平衡電圧値Ｅｅｑを二次電池群２の二次電池１・１・・・の個数倍（ｎ倍）して得られるチェック電圧値Ｅｃを供給するようにして、該充電電圧供給手段５による二次電池群２の電圧印加、又は該チェック電圧供給手段６による二次電池群２の電圧印加は切換手段７によって切り換えられるように構成されている（図４参照）。
【００４９】
電流検出手段８は、直列に接続されたｎ個の二次電池１・１・・・から成る二次電池群２の上流側又は下流側に直列に接続されており、二次電池群２に流れる電流を検出している。
温度検出手段９は二次電池群２の何れか１個の二次電池１に設けられて、その二次電池１の温度を検出している。なお、この温度検出手段９・９・・・は二次電池群２のｎ個の二次電池１・１・・・の全てに１つずつ設けてもよく、あるいは、ｎ個の二次電池１・１・・・のうち複数個の二次電池１・１・・に１つずつ設けてもよい。この場合、どれか１つの温度検出手段９で異常となる温度を検出したとき、若しくは、誤検出を鑑みて２個以上の所定の個数の温度検出手段９・９・・・で異常となる温度を検出したとき、又は、全ての温度検出手段９・９・・・で異常となる温度を検出したときに、二次電池群２の充電を停止するように構成する。
【００５０】
また、制御手段４の電流判定手段４ｃでは、前記電流検出手段８によって検出された二次電池群２に通電される電流値ｉと、予め入力設定された充電完了基準電流値Ｊとの大小を比較判定している。
【００５１】
次に、図５に示すフローチャートを参照しながら、この第１実施形態の充電装置３を用いての二次電池群１の充電制御を説明する。
まず、ユーザが操作手段１０を操作して充電開始操作が行うと（ステップＡ１）、充電電圧供給手段５によって二次電池群２に所定の充電印加電圧値Ｅｐが所定時間（一定時間）Ｔ１継続して印加される（ステップＡ２）。このとき二次電池群２における１個当たりの二次電池１に対しては、その二次電池１に特有の充電印加電圧値Ｅｓに相当する電圧が印加されて、二次電池群２の各二次電池１・１・・・はピーク電流値Ｉｓｏで大電流充電が行われる。
【００５２】
そして、この所定時間Ｔ１経過後に、切換手段７により二次電池群２を印加する電圧供給手段を、充電電圧供給手段５からチェック電圧供給手段６に切り換える（ステップＡ３）。これにより二次電池群２はチェック電圧供給手段６によってチェック電圧値Ｅｃが微小時間Ｔ２継続して印加され、このとき二次電池群２における１個当たりの二次電池１に対しては、その二次電池１の満充電平衡電圧値Ｅｅｑに相当する電圧が印加されることになる。このチェック電圧値Ｅｃで二次電池群２が微小時間Ｔ２印加されている間に、電流検出手段８によって二次電池群２に通電される電流値ｉを検出する（ステップＡ４）。
【００５３】
そして、電流判定手段４ｃによってこの検出した電流値ｉの判定を行い（ステップＡ５）、この検出した電流値ｉが充電完了基準電流値Ｊより大きな値であれば前記ステップＡ２に戻って上記のフロー（充電制御）を繰り返し、この検出した電流値ｉが充電完了基準電流値Ｊ以下であれば、二次電池群２の二次電池１・１・・・が満充電状態に達しているとして、ここで二次電池群２の充電を停止し（ステップＡ６）、この充電完了を報知手段１１で報知する。
【００５４】
ところで、二次電池群２における１個当たりの二次電池１に対して前記満充電平衡電圧値Ｅｅｑが印加された場合、理論的には、図３のグラフに示すように、充電率１００％（満充電状態）で電流値ｉは０〔ｍＡ〕になるが、実際には電池によって極僅かながらバラツキが生じるため、これによる過充電を防止しようとすれば、前記充電完了基準電流値Ｊは０〔ｍＡ〕よりもやや大きな値、例えば、１０〔ｍＡ〕程度で設定するのが好ましい。
【００５５】
また、前記ステップＡ２で二次電池群２に所定の充電印加電圧値Ｅｐが印加される充電時間Ｔ１は、二次電池１の容量、構造、形状等によって異なるが、例えば、ニッケル−カドミウム二次電池の場合は、約５５〔秒〕が選ばれる。また、前記ステップＡ４で二次電池群２にチェック電圧値Ｅｃが印加される微小時間Ｔ２としては約５〔秒〕が選ばれ、前記ステップＡ５での二次電池群２に流れる電流の検出は、印加電圧をチェック電圧値Ｅｃに切り換えたときから、１［秒］以上経過した後に行われる。
【００５６】
この理由は、二次電池群２への印加電圧をチェック電圧値Ｅｃに切り換えた直後には、二次電池１の電界面にはチャージした電荷が残っており、二次電池１への充電電流が安定せず、この状態で、二次電池群２に流れる電流値を検出すると、正確に検出されない可能性が高く、従って、印加電圧をチェック電圧値Ｅｃに切り換えたときから、１［秒］以上待って、充電電流が安定した後に、二次電池群２に流れる電流値ｉを検出するようにしている。
【００５７】
以上のように、第１実施形態の充電装置３によれば、直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池１・１・・・から成る二次電池群２において、どの二次電池１・１・・・も過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行われる。従って、どの二次電池１・１・・の内部構造も痛めず、その結果として、サイクル寿命が飛躍的に向上する。
【００５８】
また、この第１実施形態の充電装置３での主なる充電は、満充電平衡電圧値Ｅｅｑ以上の特有の充電印加電圧値Ｅｓをｎ倍して得られる所定の充電印加電圧値Ｅｐで二次電池群２の充電が行われ、すなわち、二次電池群２の二次電池１本当たりには、その二次電池１に特有の充電印加電圧値Ｅｓが印加されることになり、二次電池群２の各二次電池１・１・・・にはかなり大きな充電電流が流れて、充電時間の短縮を図ることができる。
【００５９】
次に、二次電池の充電装置３の構成の第２実施形態について説明する。この第２実施形態の充電装置３も、図１に示すように構成されており、充電電圧供給手段５は、前記第１実施形態の充電装置３と同様に、記憶手段４ａに記憶している二次電池１の特有の充電印加電圧値Ｅｓを二次電池群２の二次電池１・１・・・の個数倍（ｎ倍）して得られる所定の充電印加電圧値Ｅｐを供給するが、チェック電圧供給手段６については、記憶手段４ａに記憶している二次電池１の満充電平衡電圧値Ｅｅｑをモニター用の二次電池１に供給するようにして、該充電電圧供給手段５による二次電池群２の電圧印加、又は該チェック電圧供給手段６によるモニター用の二次電池１の電圧印加が切換手段７によって切り換えられるように構成されている（図４参照）。
【００６０】
なお、本実施の形態では、モニター用の二次電池１は１個として構成しているが、２個以上設けてもよく、特にその配置数が限定はしない。モニター用の二次電池１・１・・・を２個以上設けた場合は、二重三重に充電完了状態がチェックされて、より信頼性の高い充電制御が実現する。
【００６１】
電流検出手段８は、モニター用の二次電池１の上流側又は下流側に直列に接続されており、該モニター用の二次電池１に流れる電流を検出している。
温度検出手段９は二次電池群２の何れか１個の二次電池１に設けられて、その二次電池１の温度を検出している。なお、この温度検出手段９・９・・・は二次電池群２のｎ個の二次電池１・１・・・の全てに１つずつ設けてもよく、あるいは、ｎ個の二次電池１・１・・・のうち複数個の二次電池１・１・・に１つずつ設けてもよい。この場合、どれか１つの温度検出手段９で異常となる温度を検出したとき、若しくは、誤検出を鑑みて２個以上の所定の個数の温度検出手段９・９・・・で異常となる温度を検出したとき、又は、全ての温度検出手段９・９・・・で異常となる温度を検出したときに、二次電池群２の充電を停止するように構成する。
【００６２】
また、制御手段４の電流判定手段４ｃでは、前記電流検出手段８によって検出されたモニター用の二次電池１に通電される電流値ｉと、予め入力設定された充電完了基準電流値Ｊとの大小を比較判定している。
【００６３】
次に、図７に示すフローチャートを参照しながら、この第２実施形態の充電装置３を用いての二次電池群１の充電制御を説明する。
まず、ユーザが操作手段１０を操作して充電開始操作が行うと（ステップＢ１）、充電電圧供給手段５によって二次電池群２に所定の充電印加電圧値Ｅｐが所定時間（一定時間）Ｔ１継続して印加される（ステップＢ２）。このとき二次電池群２における１個当たりの二次電池１に対しては、その二次電池１に特有の充電印加電圧値Ｅｓに相当する電圧が印加されて、二次電池群２の各二次電池１・１・・・はピーク電流値Ｉｓｏで大電流充電が行われる。
【００６４】
そして、この所定時間Ｔ１経過後に、切換手段７により二次電池群２を印加する電圧供給手段を、充電電圧供給手段５からチェック電圧供給手段６に切り換える（ステップＢ３）。これによりチェック電圧供給手段６によってモニター用の二次電池１に満充電平衡電圧値Ｅｅｑが微小時間Ｔ２継続して印加される。この満充電平衡電圧値Ｅｅｑでモニター用の二次電池１が微小時間Ｔ２印加されている間に、電流検出手段８によって該モニター用の二次電池１に通電される電流値ｉを検出する（ステップＢ４）。
【００６５】
そして、電流判定手段４ｃによってこの検出した電流値ｉの判定を行い（ステップＢ５）、この検出した電流値ｉが充電完了基準電流値Ｊより大きな値であれば前記ステップＢ２に戻って上記のフロー（充電制御）を繰り返し、この検出した電流値ｉが充電完了基準電流値Ｊ以下であれば、二次電池群２の各二次電池１・１・・・が満充電状態に達しているとして、ここで二次電池群２の充電を停止し（ステップＢ６）、この充電完了を報知手段１１で報知する。
【００６６】
ところで、モニター用の二次電池１に対して前記満充電平衡電圧値Ｅｅｑが印加された場合、理論的には、図３のグラフに示すように、充電率１００％（満充電状態）で電流値ｉは０〔ｍＡ〕になるが、実際には電池によって極僅かながらバラツキが生じるため、これによる過充電を防止しようとすれば、前記充電完了基準電流値Ｊは０〔ｍＡ〕よりもやや大きな値、例えば、１０〔ｍＡ〕程度で設定するのが好ましい。
【００６７】
また、ニッケル−カドミウム二次電池の場合、例えば、前記ステップＢ２で二次電池群２に所定の充電印加電圧値Ｅｐが印加される充電時間Ｔ１は約５５〔秒〕、前記ステップＢ４で二次電池群２にチェック電圧値Ｅｃが印加される微小時間Ｔ２は約５〔秒〕が選ばれ、前記ステップＢ５でのモニター用の二次電池１に流れる電流の検出は、電圧供給手段をチェック電圧供給手段６に切り換えたときから、１［秒］以上経過した後に行われる。
【００６８】
この理由は、モニター用の二次電池１への印加電圧を満充電平衡電圧値Ｅｅｑに切り換えた直後には、二次電池１の電界面にはチャージした電荷が残っており、該モニター用の二次電池１への充電電流が安定せず、この状態で、該モニター用の二次電池１に流れる電流値を検出すると、正確に検出されない可能性が高く、従って、モニター用の二次電池１への印加電圧を満充電平衡電圧値Ｅｅｑに切り換えたときから、１［秒］以上待って、充電電流が安定した後に、該モニター用の二次電池１に流れる電流値ｉを検出するようにしている。
【００６９】
以上のように、第２実施形態の充電装置３によれば、直列に接続されたｎ（ｎは２以上の整数）個の二次電池１・１・・・から成る二次電池群２において、どの二次電池１・１・・・も過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電が行われる。従って、どの二次電池１・１・・の内部構造も痛めず、その結果として、サイクル寿命が飛躍的に向上する。
【００７０】
また、この第２実施形態の充電装置３での充電状態のチェックは、モニター用の二次電池１に満充電平衡電圧値Ｅｅｑを印加することで充電状態のチェックが行われており、該モニター用の二次電池１が満充電状態に達していると判定されれば、二次電池群２の全ての二次電池１・１・・・も満充電状態に達しているとみなされて、二次電池群２の充電が停止される。この満充電状態のチェックは、請求項１に記載の発明に比べてｎ分の１の電圧値（満充電平衡電圧値Ｅｅｑ）で行うことができ、消費電力が抑えられて、省エネルギー化を図ることができる。
【００７１】
さらに、この第２実施形態の充電装置３での主なる充電は、満充電平衡電圧値Ｅｅｑ以上の特有の充電印加電圧値Ｅｓをｎ倍して得られる所定の充電印加電圧値Ｅｐで二次電池群２の充電が行われ、すなわち、二次電池群２の二次電池１本当たりには、その二次電池１に特有の充電印加電圧値Ｅｓが印加されることになり、二次電池群２の各二次電池１・１・・・にはかなり大きな充電電流が流れて、充電時間の短縮を図ることができる。
【００７２】
また、前記の第１実施形態の充電装置３、又は第２実施形態の充電装置３では、前記電流判定手段４ｃによる二次電池群２の充電停止の判定前に、前記温度判定手段４ｄで、前記温度検出手段９で検出した二次電池１の温度値が予め設定された判定基準値である上限温度値以上と判定された場合、すなわち、二次電池１の温度が正常の範囲を超えて上昇した場合に、二次電池群２の充電を強制的に停止することように構成してもよい。このように構成することで、二次電池群２の二次電池１・１・・・の内部で過度な化学反応（酸化還元反応）が起こるのを未然に防ぎ、信頼性が向上する。
【００７３】
さらに、この第１実施形態の充電装置３、又は第２実施形態の充電装置３によれば、前記電流判定手段４ｃによる二次電池群２の充電停止の判定前に、前記時間判定手段４ｅで、前記タイマー４ｂで充電開始直後から計測した時間が予め設定した設定時間以上と判定された場合、すなわち、二次電池群２の各二次電池１・１・・・を満充電状態まで充電するのに十分な時間を超えている場合に、二次電池群２の充電を強制的に停止するように構成してもよい。このように構成することで、二次電池群２の二次電池１・１・・・の内部で過度な化学反応（酸化還元反応）が起こるのを未然に防ぎ、信頼性が向上する。
【００７４】
以上、二次電池の充電装置３の構成であり、上記２つの実施形態では、所定の充電印加電圧値Ｅｐを印加する時間Ｔ１は一定の時間としているが、この電圧印加時間Ｔ１を変化させるように構成してもよい。
その場合、充電装置３の制御手段４に、チェック電圧供給手段６により二次電池群２を印加中（又は、モニター用の二次電池１を印加中）に、電流検出手段８によって電流値を検出したときに、該電流値から二次電池群２の充電率（又は二次電池１の充電率）を求める充電率導出手段４ｈと、充電電圧供給手段５による二次電池群２への電圧印加時間幅を、充電の進み具合に応じて変化させる印加時間変更手段４ｆと、を設けるものとする。
【００７５】
この充電率導出手段４ｈと印加時間変更手段４ｆとは、具体的には、制御プログラムとして制御手段４に組み込まれている。
図３に示すように、二次電池１に満充電平衡電圧値Ｅｅｑを印加したときに、該二次電池１に流れる電流値ｉは充電率が上昇するに連れて減少していき、充電率導出手段４ｈはこの電流値ｉと充電率との間の換算テーブル、又は関係式を備えている。
【００７６】
そして、印加時間変更手段４ｆによって、充電電圧供給手段５による二次電池群２への電圧印加時間幅を、充電の進み具合に応じて変化させていき、例えば、充電開始直後は、充電電圧供給手段４による二次電池群２への電圧印加時間幅を大きくしておいて、充電率導出手段４ｈで求めた充電率に応じて、該電圧印加時間幅を小さくしていくことで、充電時間の短縮を図ることができる。
【００７７】
すなわち、充電前半で二次電池群２の各二次電池１・１・・・の充電率がまだ低い状態では、チェック電圧供給手段６による充電状態のチェックの回数を減らし、つまり、充電前半では、チェック電圧供給手段６による充電状態のチェックの間隔を広げて、充電電圧供給手段５による所定の充電印加電圧値Ｅｐの印加時間をできるだけ長く取り、これにより充電時間の短縮が図られる。そして、充電後半で充電率が高い状態に移行するに連れて、チェック電圧供給手段６による充電状態のチェックの間隔を狭めていき、より頻繁に充電状態のチェックを行うことで、二次電池群２の二次電池１・１・・・の満充電状態を的確に捉えることができて停止制御を行うことができ、二次電池１・１・・・の内部で過度な化学反応（酸化還元反応）を引き起こすことなく、満充電状態まで適正に充電を行うことができる。
【００７８】
また、前記第１実施形態の充電装置、又は第２実施形態の充電装置３においては、充電電圧供給手段５が供給する充電電圧は所定の充電印加電圧値Ｅｐで一定であるが、この充電電圧を変化させるように構成してもよい。
その場合、充電装置３の制御手段４に、チェック電圧供給手段６により二次電池群２を印加中（又は、モニター用の二次電池１を印加中）に、電流検出手段８によって電流値を検出したときに、該電流値から二次電池群２の充電率（又は二次電池１の充電率）を求める充電率導出手段４ｈと、充電電圧供給手段５による二次電池群２への印加電圧値を、充電の進み具合に応じて変化させる印加電圧変更手段４ｇと、を設けるものとする。
【００７９】
この充電率導出手段４ｈと印加電圧変更手段４ｇとは、具体的には、制御プログラムとして制御手段４に組み込まれている。
二次電池群２の充電時には、印加電圧変更手段４ｇによって充電電圧供給手段５による二次電池群２への印加電圧値を、充電の進み具合に応じて変化させていき、例えば、充電開始直後は、前記充電電圧供給手段による二次電池群２への印加電圧値を高くして、充電率導出手段４ｈで求めた充電率に応じて、二次電池群２への印加電圧値は低くしていくことで、充電時間の短縮を図ることができる。すなわち、充電前半で二次電池群２の各二次電池１・１・・・の充電率がまだ低い状態では、充電電圧供給手段５による二次電池群２への電圧印加はより高い電圧値で行い、これにより充電時間の短縮が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】二次電池の充電装置３の制御構成を示すブロック図。
【図２】二次電池１の起電力を測定するための回路図。
【図３】二次電池１の充電率ごとの電流一電圧特性を示すグラフ。
【図４】第１実施形態の充電装置３の切換手段７による供給電圧の切り換えを示す説明図。
【図５】第１実施形態の充電装置３による充電制御を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態の充電装置３の切換手段７による供給電圧の切り換えを示す説明図。
【図７】第２実施形態の充電装置３による充電制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８１】
１    二次電池
２    二次電池群
３    充電装置
４    制御手段
４ｃ  電流判定手段
４ｄ  温度判定手段
４ｅ  時間判定手段
４ｆ  印加時間変更手段
４ｇ  印加電圧変更手段
４ｈ  充電率導出手段
５    充電電圧供給手段
６    チェック電圧供給手段
７    切換手段
８    電流検出手段
９    温度検出手段
【図１】
2005110333.tif 000006
【図２】
2005110333.tif 000007
【図３】
2005110333.tif 000008
【図４】
2005110333.tif 000009
【図５】
2005110333.tif 000010
【図６】
2005110333.tif 000011
【図７】
2005110333.tif 000012