(57)【要約】【課題】  ２次電池が充電される周囲の温度と、充電開始直前の電池温度との差が大きいときでも、ΔＶ低下検出により、正常に満充電を検出できる２次電池の充電方法を提供することを目的とする。【解決手段】  ２次電池を定電流にて充電し、２次電池の出力電圧のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶを検出して満充電を判定する二次電池の充電方法であって、電池温度を測定して、基準電池温度を検出し、基準電池温度を測定のあと、所定時間経過後、電池温度を測定して、経過電池温度を検出し、基準電池温度と、経過電池温度との差が所定以内のとき、充電を開始することを特徴とする。【選択図】  図３
2007159376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池を定電流にて充電し、前記２次電池の出力電圧のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶを検出して満充電を判定する二次電池の充電方法であって、
電池温度を測定して、基準電池温度を検出し、
前記基準電池温度を測定のあと、所定時間経過後、電池温度を測定して、経過電池温度を検出し、
前記基準電池温度と、前記経過電池温度との差が所定以内のとき、充電を開始することを特徴とする２次電池の充電方法。
【請求項２】
前記基準電池温度を測定するのが、前記電池を充電器に装着したときに行うことを特徴とする請求項１の２次電池の充電方法。
【請求項３】
充電を開始しないとき、再度、請求項１に記載した
電池温度を測定して、基準電池温度を検出し、
前記基準電池温度を測定のあと、所定時間経過後、電池温度を測定して、経過電池温度を検出し、
前記基準電池温度と、前記経過電池温度との差が所定以内のとき、充電を開始する工程を繰り返すことを特徴とする請求項１の２次電池の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、２次電池を定電流にて充電し、２次電池の出力電圧のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶを検出して満充電を判定する充電方法が、以下の特許文献に開示されている。また、このような技術は、広く、ニッケル水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の２次電池を充電する充電器、充電方法において、利用されている。
【０００３】
このような電池を、充電するときの電池電圧、電池温度（電池に熱結合されたサーミスタ出力電圧にて検出する）、周囲温度との関係を示すグラフを図３（ｂ）に示す。このグラフにおいて、曲線Ａは、周辺温度２５℃のときを表し、電池もこの周辺温度と同等の温度にて保持されていたものであるので、グラフに示すように、時間がゼロから充電を開始し、正常に、２次電池の出力電圧のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶを検出して満充電を判定している。また、このグラフにおいて、曲線Ｂは、周辺温度０℃のときを表し、電池もこの周辺温度と同等の温度にて保持されていたものであるので、グラフに示すように、時間がゼロから充電を開始し、正常に、２次電池の出力電圧のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶを検出して満充電を判定している。
【特許文献１】特開２０００−５０５２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以下のような条件においては、２次電池の出力電圧のΔＶ低下検出による満充電の検出方法では、正常に満充電を検出できないことを見出した。
【０００５】
低温の屋外（例えば、０℃未満である−２℃、電池温度も−２℃）にて、携帯電話等に利用すること等により、電池が屋外で低温に保持され、その後、電池を暖かい室内（例えば、２５℃）に持ち込み、直ぐに、充電器にて充電する。このとき、上述のΔＶ低下検出による満充電の検出方法では、正常に満充電を検出できない。この状態を、図３（a）、図３（ｂ）の曲線Ｃのグラフに示す。このグラフは、２次電池を定電流にて充電したとき、時間の経過と共に変化する、電池温度（＝電池に熱結合されたサーミスタ出力電圧にて検出する）、電池電圧を示している。また、周辺温度の変化も示している。
【０００６】
屋外の気温（＝屋外周囲温度）と同等となっている電池は、低温（−２℃）の屋外より、常温の室内（２５℃）に持ち込まれる。そして、室内にて、充電器に装着されると、充電器内の制御回路にて、電池電圧、電池温度が測定される。本出願人が販売する充電器においては、通常、電池温度が０℃以上から充電を開始する仕様としているので、電池が室内に持ち込まれてから時間Ｔｓ経過後に充電を開始する。
【０００７】
このとき、充電が進んで時間の経過と共に、電池電圧が上昇する。一方、電池温度については、時間が経過するに従って、低温の電池が、室内の周辺温度（２５℃）に位置することで、電池温度が徐々に室温と同等に近づく。このとき、電池電圧は、室内に持ち込んだ直後で電池温度が低いときは、高い電池電圧を示すものの、その後、電池温度が低温から室温付近に上昇すると、充電による電池電圧の上昇より、電池温度上昇による電池電圧低下の方が大きくなるので、測定される電池電圧が低下する。このとき、ΔＶ低下を検出して満充電と判定して充電を停止すると、満充電を誤検出して、電池は容量不足となる。
【０００８】
つまり、２次電池においては、充電をしない放置状態でも、低温から、常温、高温になると、電池電圧は、高い値から低い値となる。このため、上述のように充電時において、ΔＶ低下による満充電の誤検出となる。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するために成されたものであり、２次電池が充電される周囲の温度と、充電開始直前の電池温度との差が大きいときでも、ΔＶ低下検出により、正常に満充電を検出できる２次電池の充電方法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】
【００１０】
本発明は、２次電池を定電流にて充電し、前記２次電池の出力電圧のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶを検出して満充電を判定する二次電池の充電方法であって、電池温度を測定して、基準電池温度を検出し、前記基準電池温度を測定のあと、所定時間経過後、電池温度を測定して、経過電池温度を検出し、前記基準電池温度と、前記経過電池温度との差が所定以内のとき、充電を開始することを特徴とする。
【００１１】
また、前記基準電池温度を測定するのが、前記電池を充電器に装着したときに行うことを特徴とする。そして、充電を開始しないとき、再度、先の工程を繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の充電方法においては、基準電池温度と、経過電池温度との差が所定以内のとき、充電を開始している。換言するなら、電池温度の変化が少ない状態、つまり、電池温度が充電するときの周囲温度と同等となったときに、充電を開始する。
【００１３】
従って、上述のように、電池が低温の周辺温度の環境より、常温の周辺温度の環境に持ち込まれて、充電されるときにおいては、電池を常温の周辺温度に持ち込んだ直後より、電池温度は徐々に上昇して、徐々に周辺温度に近づく或いは周辺温度と同等となる。そして、本発明においては、このように電池温度が上昇するときは、基準電池温度と、経過電池温度との差が所定値を超えることになるので、充電を開始せず、上述のように、電池温度が低温から常温に上昇して、ΔＶ低下による満充電の誤検出をしない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための充電方法を例示するものであって、本発明は充電方法を以下の方法に特定しない。
【００１５】
図１に示す充電回路を備える充電器Ａは、電池４１に充電電流を供給して充電する電源回路４２と、電源回路４２と電池４１との間に接続されて電池４１の平均充電電流を調整するスイッチング素子４３と、このスイッチング素子４３をオンオフに切り換えて、充電電流を調整するマイコンを内蔵する制御回路４４と、電池温度を検出して制御回路４４に温度信号を入力する温度センサー４５とを備えている。このように、スイッチング素子４３をオンオフしてデューティー比を調整して、所望の平均電流値の定電流に切り替えて、電池４１を充電することができる。また、このようにデューティー比を調整することなく、定電流源として電源回路４２から供給される定電流を、電池４１に供給しても良い。
【００１６】
制御回路４４により、電池温度が、保護温度（６０〜６５℃程度）を超えるとき等に、充電を停止する。このような温度センサー４５は、サーミスタが利用できる。
【００１７】
電池４１がパック電池であるときは、サーミスタ４５がパック電池に内蔵されて、電池４１の温度がモニターできるように、熱結合して配置されることになる。また、電池４１が、規格上の単１〜４型電池等を使用する場合等のように、電池４１にサーミスタを内蔵しないときは、充電器Ａの充電端子に、電池４１を装着した状態で、電池４１と、サーミスタである温度センサー４５が密着したり、密着しなくとも適切に電池４１の温度がモニターできる位置に配置することで、電池４１と温度センサー４５とを熱結合の状態とする。
【００１８】
また、制御回路４４は、電池４１の正極側の測定点ｄより、電圧を周期的に測定して、電池のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶ（例えば、１０ｍV）を検出（＝−ΔＶ検出）して、各種制御を行っている。制御回路４４は、ΔＶ検出により、満充電に相当として判定し、満充電に相当する検出時に、充電を停止、又は、補充電を行う制御をする。
【００１９】
次に、図２のフローチャートを用いて、本実施例の手順を説明する。まず、ステップＳ１において、充電器Ａの充電端子に、電池４１が装着される。次に、ステップＳ２において、サーミスタである温度センサー４５により、電池温度を、基準電池温度(T1）として、測定する。このとき、基準電池温度(T1）が所定温度範囲(Tp)内であるかが、判定される。例えば、所定温度範囲(Tp)を０℃（＝最低温度）≦Tp≦４５℃（＝最大温度）とする場合、基準電池温度(T1）が、所定温度範囲(Tp)外である最低温度未満、最高温度を超える場合は、ステップＳ１を繰り返すことで、電池温度である基準電池温度(T1）が、所定温度範囲(Tp)内になるまで、充電を開始しないことになる。もし、所定温度範囲(Tp)外で充電すると、劣化等の電池特性に悪影響を及ぼすので充電を開始しない。
【００２０】
また、基準電池温度(T1）が所定温度範囲(Tp)内の場合は、ステップＳ３に進み、所定時間（約３分〜約１０分程度）を経過させる。次に、ステップＳ４にて、サーミスタである温度センサー４５により、電池温度を、経過電池温度(T2）として、測定する。
【００２１】
その後、ステップＳ５において、マイコンを内蔵する制御回路４４内にて、経過電池温度(T2）から、基準電池温度(T1）を引いて、温度差(Td)を求めて、所定値（例えば、２℃、約０℃〜５℃程度の範囲で決定される）と比較される。この温度差(Td)が所定値より大きい場合は、電池４１が充電器Ａが配置された周囲温度と、同等でないから、更に、ステップ１に戻って、フローを繰り返すことになる。また、温度差(Td)が所定値以内であれば、ステップＳ６において、制御回路４４からの指示でＳＷ４３をオンとして、定電流にて充電を開始する。なお、ステップ５において、T2−T1がマイナスの場合は、電池が高温から常温に変化している場合で、−ΔＶの満充電検出を、誤検出させるものでないので、この場合も、同様に、ステップＳ６にて充電を開始する。その後、２次電池の出力電圧のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶを検出して満充電を判定して、ＳＷ４３をオフとして、充電を停止する。なお、充電を停止することに代わって、定電流でのトリクル充電の補充電、パルスにより補充電を行ってもよい。
【００２２】
以上のように、本実施例においては、図２のフローの手順で、充電を進めており、上述に説明した低温の屋外（例えば、約−２℃程度）から常温の室内に電池を持ち込んだ直後に、電池を充電器Ａに装着する場合は、図３（ａ）、図３（ｂ）の曲線Ｄのような、電池温度、電池電圧が変化する。どのように手順が進むか以下に説明する。
【００２３】
低温の屋外（例えば、屋外気温約−２℃程度、電池温度も−２℃）にて、携帯電話等に利用すること等により、電池４１が屋外で低温に保持され、その後、電池４１を暖かい室内（例えば、常温２５℃）に持ち込み、直ぐに、充電器Ａに装着する。ステップＳ１、Ｓ２に進んで、電池温度を、基準電池温度(T1）として測定する。この場合、電池温度は、常温の室内に持ち込まれた直後なので、低温であり、所定温度範囲(Tp)未満であるので、ステップＳ２を繰り返すことになる。そして、電池温度が、所定温度範囲(Tp)内になるまで、繰り返される。図３の温度グラフにおいては、時間Ｔｓにて、電池温度が０℃になるので、これ以後、ステップＳ３以降に進むことになる。図３の温度グラフに示すように、電池温度は、時間Ｔｓ以降も、上昇を続け、電池周囲温度（＝室内温度）に漸近することになる。そして、時間Ｔｆ以降においては、ほぼ電池周囲温度（＝室内温度）となる。本実施例においては、時間Ｔｓと時間Ｔｆとの間においては、電池温度が上昇を続けることになるので、ステップＳ５においては、T2−T1が所定値より大きくなり、ステップＳ１からステップＳ５を繰り返すことになる。このように、本実施例においては、電池温度が上昇するときは、基準電池温度と、経過電池温度との差が所定値を超えることになるので、充電を開始せず、上述のように、電池温度が低温から常温に上昇して、ΔＶ低下による満充電の誤検出をしない。
【００２４】
そして、時間Ｔｆ以降においては、ステップＳ５においては、T2−T1が所定値以内となり、充電を開始する。そして、充電が進み、２次電池の出力電圧のピーク電圧からΔＶ低下するΔＶを検出して満充電を判定し、充電を停止する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例にかかる充電器の充電回路の一例を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施例にフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる充電器で電池を充電するときの温度特性（グラフ(a)）と電圧特性（グラフ(b)）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
４１  電池
４２  電源回路
４３  スイッチング素子
４４  制御回路
４５  温度センサー
【図１】
2007159376.tif 000003
【図２】
2007159376.tif 000004
【図３】
2007159376.tif 000005