(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出し記憶した最大電池電圧からの電圧低下量が所定値に達したとき充電終了と判定するようにした急速充電器の制御方法において、
第１の充電電流で充電を開始し、検出し記憶した最大電池電圧が第１の設定値に達すると前記第１の充電電流より小さい第２の充電電流に切り換えて充電し、
検出し記憶した最大電池電圧が前記第１の設定値より大きい第２の設定値に達すると、前記第２の充電電流よりさらに小さい第３の充電電流で充電し、
前記充電電流の切り換えの度に、前記記憶している最大電池電圧をリセットする
ことを特徴とする急速充電器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充電可能な２次電池を短時間で充電する急速充電器の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電動自転車や電動車椅子等の電動車両には駆動電源としてＮｉ−Ｃｄ、Ｎｉ−ＭＨ電池等の充電可能な２次電池が用いられている。
【０００３】
ところで、ユーザーの利便性を考慮して２次電池を短時間で充電することができる急速充電器が用いられるが、この急速充電器においては或る程度高い一定電流値で充電が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のように高い一定電流値で充電を行うと、大きなパワーが必要となって充電器本体の表面温度が高くなるため、充電器本体が大型化するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、充電器本体の大型化を招くことなく、２次電池の充電を短時間に行うことができる急速充電器の制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、検出し記憶した最大電池電圧からの電圧低下量が所定値に達したとき充電終了と判定するようにした急速充電器の制御方法において、第１の充電電流で充電を開始し、検出し記憶した最大電池電圧が第１の設定値に達すると前記第１の充電電流より小さい第２の充電電流に切り換えて充電し、検出し記憶した最大電池電圧が前記第１の設定値より大きい第２の設定値に達すると、前記第２の充電電流よりさらに小さい第３の充電電流で充電し、前記充電電流の切り換えの度に、前記記憶している最大電池電圧をリセットすることを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１記載の発明によれば、充電中の電池電圧が第１の設定値、これより大きい第２の設定値に達するとそれぞれ充電開始時より小さい第２の充電電流値、これより小さい第３の充電電流値に変化させるようにしたため、充電器本体の表面温度の上昇を低く抑えることができ、充電器本体の大型化を招くことなく、２次電池の充電を短時間に行うことができる。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、充電終了を電池電圧の低下量によって判定する場合、記憶している最大電池電圧を充電電流の変更時にリセットするようにしたため、充電電流の変更時の電池電圧の低下を充電終了と誤検知して充電途中で充電を終了してしまう不具合が発生することがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る急速充電器の制御方法を実施するためのシステム構成を示すブロック図、図２は急速充電器の制御手順を示すフローチャート、図３は本発明に係る急速充電器の制御方法における電池電圧と充電電流との関係を示す図である。
【００１３】
先ず、本発明に係る急速充電器の制御方法を実施するためのシステム構成を図１に基づいて説明すると、図中、１は商用電源であり、この商用電源１には充電用電源部２が接続され、２次電池（バッテリ）３の充電に際しては充電用電源部２には２次電池３の＋端子と−端子がそれぞれ接続される。
【００１４】
又、４は充電中の２次電池３の電圧（電池電圧）を検出するための電圧検出部、５は前記充電用電源部２から出力される充電電流を検出するための充電電流検出部、６は充電用電源部２から出力される充電電流を制御するための充電電流制御部、７は前記電圧検出部４と前記充電電流検出部５からの検出信号に基づいて前記充電電流制御部６に対して制御信号を出力するためのコントロール用マイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵと略称する）である。
【００１５】
而して、本発明に係る急速充電器の制御方法は、充電中の２次電池３の電圧（電池電圧）を前記電圧検出部４によって検出し、充電用電源部２から出力される充電電流を電池電圧の値に応じて変化させることを特徴とする。
【００１６】
以下、本発明方法の具体例を図２及び図３に基づいて説明する。
【００１７】
本実施の形態においては、充電中の電池電圧の増加に応じて充電電流を３段階に切り替えてこれを段階的に下げるようにしており、２次電池３の充電終了を電池電圧の低下量によって判定する方式を採用している。
【００１８】
前記ＣＰＵ７のプログラムがスタートすると（図２のステップＳ１）、該ＣＰＵ７のデータメモリがクリアされ（ステップＳ２）、図３に示す時間ｔ0 において２次電池３の充電が開始される（ステップＳ３）。尚、図３に示すように充電初期の充電電流Ｉb は初期値ａ（＝２Ａ）に設定されている。
【００１９】
上述のように２次電池３の充電が開始されると、該２次電池３の電圧Ｖb は図３に示すように急激に立ち上がった後に緩やかに上昇するが、充電中においては電池電圧Ｖb は前記電圧検出部４によって検出され、この検出された電池電圧Ｖb はＣＰＵ７に読み込まれ（ステップＳ４）、この読み込まれた電池電圧Ｖb はデータＤ０１としてＣＰＵ７のデータメモリに格納されて記憶される（ステップＳ５）。
【００２０】
その後、充電電流Ｉb の変更があったか否かが判定される（ステップＳ６）と同時に、検出された電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ａ（＝２９Ｖ）より小さいか否か（Ｄ０１＜Ａ）が判定される（ステップＳ１１）。検出された電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ａ（＝２９Ｖ）未満である間（図３に示す時間ｔ0 〜ｔ1 の間）は図３に示すように充電電流Ｉb は初期値ａ（＝２Ａ）に維持される（ステップＳ１２）。このとき、充電電流Ｉb に変更がないため、検出された電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が今までに検出された電池電圧Ｖb の最大値Ｄ０２以上であるか否か（Ｄ０１≧Ｄ０２）、つまり、電池電圧Ｖb が上昇中であるか否かが判定される（ステップＳ７）。図３に示す時間ｔ0 〜ｔ1 の間においては電池電圧Ｖb は上昇中であるため、電池電圧Ｖb の直近の検出値Ｄ０１が最大値としてデータＤ０２が書き換えられてデータメモリに格納され、電池電圧Ｖb の最大値Ｄ０２が更新される（ステップＳ８）。
【００２１】
而して、図３に示す時間ｔ1 において電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ａ（＝２９Ｖ）に達すると、ＣＰＵ７は充電電流制御部６に制御信号を発信し、充電電流制御部６は充電用電源部２からの出力電流を制御して充電電流Ｉb を図３に示すように設定値ｂ（＝１．７５Ａ）に切り替える。尚、充電用電源部２から実際に出力される充電電流Ｉb は充電電流検出部５によって検出され、その検出信号はＣＰＵ７に入力される。
【００２２】
ところで、２次電池の充電終期には電池電圧Ｖb が低下する現象と電池温度Ｔの上昇率ｄＴ／ｄｔ（ｔは時間）が著しく高くなる現象が生じ、これらの現象を検知することによって２次電池の充電終了の判定を行うことができる。本実施の形態では、電池電圧Ｖb の低下量（−ΔＶ）が所定値Ｘ（＝０．２Ｖ）に達した時点で充電終了と判定することにしている。
【００２３】
一方、充電電流Ｉb を切り替えると図３に示すように電池電圧Ｖb が低下するため、この電池電圧Ｖb の低下量（−ΔＶ）が所定値Ｘ（＝０．２Ｖ）を超えると、充電途中であるにも拘らず充電終了と誤検知して充電を終了してしまうという不具合が発生する。
【００２４】
そこで、本実施の形態では、充電電流Ｉb を変更した場合には電池電圧Ｖb の最大値Ｄ０２をリセットするようにした（ステップＳ９）。すると、Ｄ０１＝Ｄ０２となるため（ステップＳ７，Ｓ８）、充電電流Ｉb を切り替えた時点（図３の時間ｔ1 ）における充電電圧Ｖb の低下量（−ΔＶ）＝Ｄ０２−Ｄ０１＝０と見なされ、ステップＳ１０における充電終了の判定（Ｄ０２−Ｄ０１≧Ｘ）はＮｏとなって充電が継続される。従って、充電途中であるにも拘らず充電終了と誤検知して充電を終了してしまうという不具合が発生することはない。
【００２５】
他方、図３に示す時間ｔ1 において電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ａ（＝２９Ｖ）に達すると、電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ｂ（＝３３Ｖ）より小さいか否か（Ｄ０１＜Ｂ）が判定され（ステップＳ１３）、電池電圧Ｖb が設定値Ｂ（＝３３Ｖ）に達するまでの間（図３に示す時間ｔ1 〜ｔ2 の間）、つまり、Ａ（＝２９Ｖ）≦Ｖb ＜Ｂ（＝３３Ｖ）である間は図３に示すように充電電流Ｉb が設定値ｂ（＝１．７５Ａ）に維持される（ステップＳ１４）。
【００２６】
そして、図３に示す時間ｔ2 において電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ｂ（＝３３Ｖ）に達すると、ＣＰＵ７は充電電流制御部６に制御信号を発信し、充電電流制御部６は充電用電源部２からの出力電流を制御して充電電流Ｉb を図３に示すように設定値ｃ（＝１．５Ａ）に切り替える。そして、この場合も前記と同様に充電電流Ｉb を変更した場合には電池電圧Ｖb の最大値Ｄ０２がリセットされるため（ステップＳ９）、充電電流Ｉb を切り替えた時点（図３の時間ｔ2 ）における充電電圧Ｖb の低下量（−ΔＶ）＝Ｄ０２−Ｄ０１＝０と見なされ、ステップＳ１０における充電終了の判定（Ｄ０２−Ｄ０１≧Ｘ）はＮｏとなって充電が継続され、従って、充電途中であるにも拘らず充電終了と誤検知して充電を終了してしまうという不具合が発生することはない。
【００２７】
そして、図３に示す時間ｔ2 において電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ｂ（＝３３Ｖ）に達すると、電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ｃ（＝３６Ｖ）より小さいか否か（Ｄ０１＜Ｃ）が判定され（ステップＳ１５）、電池電圧Ｖb が設定値Ｃ（＝３６Ｖ）に達するまでの間（図３に示す時間ｔ2 〜ｔ3 の間）、つまり、Ｂ（＝３３Ｖ）≦Ｖb ＜Ｃ（＝３６Ｖ）である間は図３に示すように充電電流Ｉb が設定値ｃ（＝１．５Ａ）に維持される（ステップＳ１６）。
【００２８】
而して、図３に示す時間ｔ3 において電池電圧Ｖb （Ｄ０１）が設定値Ｃ（＝３６Ｖ）に達すると、ＣＰＵ７は充電電流Ｉb を図３に示すように設定値ｄ（＝１．２５Ａ）に切り替え、以後はその値ｄ（＝１．２５Ａ）を維持する（ステップＳ１７）。そして、この場合も前記と同様に充電電流Ｉb を変更した際に発生する電池電圧Ｖb の低下量（−ΔＶ）は無視されるが、充電終期において電池電圧Ｖb が低下し、図３に示す時間ｔ4 において電池電圧Ｖb の低下量（−ΔＶ＝Ｄ０２−Ｄ０１）が所定値Ｘ（＝０．２Ｖ）に達した時点で充電終了条件が満足されたものと判断して充電が終了される（ステップＳ１０→Ｓ１８）。
【００２９】
以上のように、本実施の形態では、充電中の電池電圧Ｖb の増加に応じて充電電流Ｉb を切り替えてこれを３段階に下げるようにしたため、充電器本体の表面温度の上昇を低く抑えることができ、充電器本体の大型化を招くことなく、２次電池３の充電を短時間に行うことができる。
【００３０】
尚、以上の実施の形態では充電中の電池電圧に応じて充電電流を３段階に切り替えるようにしたが、２段階、又は４段階以上の多段階に切り替えても良い。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１記載の発明によれば、充電中の電池電圧が第１の設定値、これより大きい第２の設定値に達するとそれぞれ充電開始時より小さい第２の充電電流値、これより小さい第３の充電電流値に変化させるようにしたため、充電器本体の表面温度の上昇を低く抑えることができ、充電器本体の大型化を招くことなく、２次電池の充電を短時間に行うことができるという効果が得られる。
【００３２】
請求項１記載の発明によれば、充電終了を電池電圧の低下量によって判定する場合、記憶している最大電池電圧を充電電流の変更時にリセットするようにしたため、充電電流の変更時の電池電圧の低下を充電終了と誤検知して充電途中で充電を終了してしまう不具合が解消されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る急速充電器の制御方法を実施するためのシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る急速充電器の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る急速充電器の制御方法における電池電圧と充電電流との関係を示す図である。
【符号の説明】
１        商用電源
２        充電用電源部
３        ２次電池（バッテリ）
４        電圧検出部
５        充電電流検出部
６        充電電流制御部
７        ＣＰＵ（コントロール用マイクロコンピュータ）
Ｉb       充電電流
Ｖb       電池電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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