(57)【要約】【課題】  電池組の寿命を確実に判別でき、電池の劣化状態をユーザに簡易に認知させることが可能な電池寿命判別装置を提供する。【解決手段】  充電装置１００は、電池パック２の電池電圧を検出する電池電圧検出回路４０と、電池電圧検出回路４０により検出された電池電圧を記憶する電池電圧記憶手段であるマイコン５０内のＲＡＭ５３と、電池電圧検出回路４０において検出された電池電圧と所定時間前の電池電圧とから電池電圧勾配を演算する電池電圧勾配演算手段であるマイコン５０内のＣＰＵ５１を有する。充電装置１００は、充電開始前の電池パック２の電圧が所定電圧値Ｊ以下であって、充電開始後所定時間内の電池電圧勾配が第１の所定値Ｋ以上である場合は、電池は寿命であると判別する。また、充電装置１００は、ＬＥＤ９０を備えており、電池パック２の寿命劣化具合を表示する。【選択図】  図１
2007024541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段により検出された電池電圧を記憶する電池電圧記憶手段と、前記電池電圧検出手段により検出された電池電圧と所定時間前の電池電圧とから電池電圧勾配を演算する電池電圧勾配演算手段を有し、
充電開始後所定時間内の前記電池電圧勾配が第1の所定値以上である場合は、前記電池は寿命であると判別することを特徴とする電池寿命判別装置。
【請求項２】
電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段により検出された電池電圧を記憶する電池電圧記憶手段と、前記電池電圧検出手段により検出された電池電圧と所定時間前の電池電圧とから電池電圧勾配を演算する電池電圧勾配演算手段を有し、
充電開始前の前記電池電圧が所定電圧値以下であり、かつ、充電開始後所定時間内の前記電池電圧勾配が第１の所定値以上である場合は、前記電池は寿命であると判別することを特徴とする電池寿命判別装置。
【請求項３】
第２の所定値を、前記第１の所定値未満の値として定め、
充電開始後所定時間内の前記電池電圧勾配が前記第１の所定値未満、かつ前記第２の所定値以上である場合は、前記電池は寿命間近であると判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池寿命判別装置。
【請求項４】
第２の所定値を、前記第１の所定値未満の値として定め、
充電開始後所定時間内の前記電池電圧勾配が前記第２の所定値未満である場合は、前記電池は正常であると判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池寿命判別装置。
【請求項５】
前記電池の判別結果をユーザに認知させる表示手段を設けた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電池寿命判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル水素電池等の２次電池を充電する充電器の電池寿命判別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に充電可能な電池は、携帯用機器の電源として利用される。電池の容量がなくなると電池を機器から取り外して充電装置で充電し、再び機器に装着するという作業を繰り返すことで多数回の使用が可能になる。しかし、これらの電池は、図５に示すように、充放電の繰り返しのサイクル数が増えるにつれて放電容量が低下し、初期の特性より劣化するので、充放電を繰り返して使用できる回数に限界がある。従来このような電池の寿命の判別は機器の使用者が経験等によって個々に行なっていた。そこで、このような電池の寿命を知りたいという要求に対応するために、電池電圧が素電池数に対応した所定寿命判別閾値以上の時、電池の寿命と判別する電池寿命判別装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図６は、ある種の正常な電池の充電を行なった場合の電池電圧及び充電電流を示した図である。図６からわかるように、このような正常な電池の充電を行なった場合は、充電初期において電池電圧は緩やかに上昇していく。
【０００４】
図７は、劣化した電池の充電を行なった場合の電池電圧及び充電電流を示した図である。図７からわかるように、電池が劣化した場合は、充電初期において電池電圧が急激に上昇する。従って、この種の電池は、この急激な電圧上昇値が所定寿命判別閾値以上である場合は寿命であると判別できる。
【特許文献１】特許第３３３６７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電池は種類や電池内部の材料、製造方法等によって異なる電圧挙動を示すため、単純に電池電圧が寿命判別閾値以上であるか否かで寿命判別を行うだけでは、判別することが困難である場合がある。
【０００６】
すなわち、電池の種類によっては、正常な電池、劣化した電池どちらの場合においても、充電初期において急激な電池電圧の上昇が起こらない場合がある。このような特性を示す電池においては、単純に電池電圧が寿命判別閾値以上であるか否かを判別するだけでは寿命判別は行なえない。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決するために、電池の種類に拘わらず電池の寿命を確実に判別できるようにすることである。また、本発明の他の目的は、電池の劣化状態をユーザに簡易に認知させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の電池寿命判別装置は、上記目的を達成するため、電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段により検出された電池電圧を記憶する電池電圧記憶手段と、前記電池電圧検出手段により検出された電池電圧と所定時間前の電池電圧とから電池電圧勾配を演算する電池電圧勾配演算手段を有し、充電開始後所定時間内の前記電池電圧勾配が第1の所定値以上である場合は、前記電池は寿命であると判別することを技術的特徴としている。
【０００９】
請求項２の電池寿命判別装置は、上記目的を達成するため、電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段により検出された電池電圧を記憶する電池電圧記憶手段と、前記電池電圧検出手段により検出された電池電圧と所定時間前の電池電圧とから電池電圧勾配を演算する電池電圧勾配演算手段を有し、充電開始前の前記電池電圧が所定電圧値以下であり、かつ、充電開始後所定時間内の前記電池電圧勾配が第１の所定値以上である場合は、前記電池は寿命であると判別することを特徴とすることを技術的特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の電池寿命判別装置によれば、電池電圧勾配の第１の所定値を定め、充電開始前の電池電圧が所定電圧値以下で、充電初期の電池電圧勾配が第１の所定値以上である場合に電池が寿命であると判別され、寿命を判別可能な電池の種類が増加する。
【００１１】
請求項３の電池寿命判別装置は、上記目的を達成するため、請求項１若しくは２記載の電池寿命判別装置において、第２の所定値を、前記第１の所定値未満の値として定め、充電開始後所定時間内の前記電池電圧勾配が前記第１の所定値未満、かつ前記第２の所定値以上である場合は、前記電池は寿命間近であると判別することを技術的特徴としている。
【００１２】
請求項４の電池寿命判別装置は、上記目的を達成するため、請求項１若しくは２記載の電池寿命判別装置において、第２の所定値を、前記第１の所定値未満の値として定め、充電開始後所定時間内の前記電池電圧勾配が前記第２の所定値未満である場合は、前記電池は正常であると判別することを技術的特徴としている。
【００１３】
請求項５の電池寿命判別装置は、上記目的を達成するため、請求項１から４のいずれか一項に記載の電池寿命判別装置において、前記電池の判別結果をユーザに認知させる表示手段を設けたことを技術的特徴としている。即ち、表示手段により、電池が寿命に達していること、電池が寿命間近であること、あるいは電池が正常であることをユーザに認知させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
充電装置において電池組の寿命を短時間で確実に判別することができる。また、電池の劣化状態をユーザに簡易に認知させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。本実施の形態による電池寿命判別装置は、各種電池の寿命を判別する装置であり、ニカド電池やニッケル水素電池からなる電池パック等の充電装置の付加機能として提供される。
【００１６】
まず、図１を参照しながら充電装置１００について説明する。充電装置１００は交流電源１に接続することで充電可能になり、１次側整流平滑回路１０、スイッチング回路２０及び２次側整流平滑回路３０からなる電源回路を有し、当該電源回路から供給される電力で電池パック２の充電を行う。
【００１７】
電池パック２は、複数のセルを直列に接続した電池組２ａと、セルに接触又は近接して電池温度を検出する例えばサーミスタ等からなる温度検出素子２ｂと、セル数に応じて例えば抵抗値が設定されているセル数判別素子２ｃを内蔵している。
【００１８】
１次側整流平滑回路１０は全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２からなり、スイッチング回路２０は高周波トランス２１、ＭＯＳＦＥＴ２２、ＳＷ制御ＩＣ２３、ＳＷ制御ＩＣ用定電圧回路２４、起動抵抗２５からなる。高周波トランス２１は１次巻線２１ａ、２次巻線２１ｂ、３次巻線２１ｃ、４次巻線２１ｄを有する。１次巻線２１ａは入力電圧印加用巻線、２次巻線２１ｂはＳＷ制御ＩＣ２３用の出力巻線、３次巻線２１ｃは電池パック２を充電するための出力巻線、４次巻線２１ｄは後述するマイクロコンピュータ５０（以下、「マイコン５０」という。）、充電電流制御回路６０等の電源用の出力巻線である。尚１次巻線２１ａに対し、２次巻線２１ｂ、４次巻線２１ｄは同極性の構成であり、３次巻線２１ｃは逆極性である。
【００１９】
ＳＷ制御ＩＣ２３はＭＯＳＦＥＴ２２の駆動パルス幅を変えて出力電圧を調整するスイッチング電源ＩＣである。また、ＳＷ制御ＩＣ用定電圧回路２４はダイオード２４ａ、３端子レギュレータ２４ｂ、コンデンサ２４ｃ、２４ｄから構成されており、２次巻線２１ｂからの出力電圧を定電圧化する。２次側整流平滑回路３０はダイオード３１、平滑用コンデンサ３２、抵抗３３からなる。
【００２０】
充電装置１００には、電源回路からの出力を定電流制御するために、電池パック２に流れる充電電流を検出する電流検出回路３と、電流検出回路３とスイッチング回路２０との間の帰還路にフォトカプラ５を介して接続された充電電流制御回路６０が設けられている。また、電源回路からの出力を定電圧制御するために、出力電圧検出回路４とスイッチング回路２０との間の帰還路にフォトカプラ５を介して接続された出力電圧制御回路８０が設けられている。
【００２１】
電流検出回路３は抵抗よりなり、電池パック２に流れる充電電流を検出し、充電電流制御回路６０に入力する。出力電圧検出回路４は抵抗４ａ、４ｂからなり、電源回路の２次側整流平滑回路３０の出力電圧を抵抗４ａ、４ｂで分圧し、出力電圧制御回路８０に入力する。フォトカプラ５は２次側整流平滑回路３０の出力電圧、及び充電電流の信号をＳＷ制御ＩＣ２３に帰還する信号伝達手段である。
【００２２】
充電電流制御回路６０には、基準電流値を設定するための充電電流設定回路７が接続されている。充電電流設定回路７は、抵抗７ａ、７ｂからなり、これらの抵抗の分圧比で設定された電圧値が充電電流設定基準電圧として設定される。出力電圧制御回路８０には、基準電圧値を設定するための出力電圧設定回路６が接続されている。出力電圧設定回路６は抵抗６ａ、６ｂからなり、抵抗６ａ、６ｂの分圧比で設定された電圧値が基準電圧になり、２次側整流平滑回路３０の出力電圧基準電圧として設定される。
【００２３】
充電電流制御回路６０は、演算増幅器６１、６２、抵抗６３〜６７、ダイオード６８からなる。充電電流制御回路６０は、充電電流検出回路３に流れる充電電流を検出し、この充電電流に対応する電圧を反転増幅させた出力電圧と、充電電流設定回路７で設定された充電電流設定基準電圧との差を増幅し、フォトカプラ５を介してＳＷ制御ＩＣ２３に帰還をかけ制御する。すなわち、充電電流が大きい場合はパルス幅を狭めたパルスを、逆の場合はパルス幅を広げたパルスを高周波トランス２１に与え２次側整流平滑回路３０で直流に平滑し、充電電流を一定に保つ。すなわち、電流検出回路３、充電電流制御回路６０、充電電流設定回路７、フォトカプラ５、スイッチング回路２０、２次側整流平滑回路３０を介して充電電流が設定電流値となるように制御する。
【００２４】
出力電圧制御回路８０は演算増幅器８１、抵抗８２〜８５、ダイオード８６からなる。出力電圧制御回路８０は、出力電圧検出回路４からの電圧と出力電圧設定回路６からの電圧との差を増幅し、フォトカプラ５を介してＳＷ制御ＩＣ２３に帰還をかけ出力電圧を制御する。すなわち、出力電圧が大きい場合はパルス幅を狭めたパルスを、逆の場合はパルス幅を広げたパルスを高周波トランス２１に与え２次側整流平滑回路３０で直流に平滑し、出力電圧を一定に保つ。すなわち、出力電圧検出回路４、出力電圧制御回路８０、出力電圧設定回路６、フォトカプラ５、スイッチング回路２０、２次側整流平滑回路３０を介して出力電圧が設定電圧値となるように制御する。
【００２５】
充電装置１００は、更に、電池電圧検出回路４０、電池温度検出回路８、セル数判別回路９を有している。電池電圧検出回路４０は抵抗４１、４２からなり、電池パック２の端子電圧を分圧して、分圧電圧をマイコン５０のＡ／Ｄコンバータ５５に入力する。
【００２６】
電池温度検出回路８は抵抗８ａ、８ｂからなり、抵抗８ａと抵抗８ｂ、及び温度検出素子２ｂとの分圧比によって決定される分圧電圧がマイコン５０のＡ／Ｄコンバータ５５に入力され、電池温度に応じて温度検出素子２ｂの抵抗値が変化することで、電池温度に応じた分圧電圧がマイコン５０のＡ／Ｄコンバータ５５に入力される。
【００２７】
セル数判別回路９は抵抗からなり、電池パック２のセル数に応じて抵抗値が設定されているセル数判別素子２ｃとの分圧電圧がマイコン５０のＡ／Ｄコンバータ５５に入力される。
【００２８】
マイコン５０は、演算回路（ＣＰＵ）５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、タイマ５４、Ａ／Ｄコンバータ５５、出力ポート（ＯＵＴ）５６、リセット入力ポート（ＩＮ）５７を有する制御手段である。マイコン５０は、Ａ／Ｄコンバータ５５に所定サンプリング時間毎に入力された電池電圧をＲＡＭ５３に記憶し、ＣＰＵ５１は現在の電池電圧と所定時間前の電池電圧とから電池電圧勾配を演算する。
【００２９】
充電装置１００には、ダイオード７１、コンデンサ７２、７３、３端子レギュレータ７４、リセットＩＣ７５からなる定電圧回路７０が設けられており、マイコン５０、充電電流制御回路６０等の電源となる。リセットＩＣ７５はマイコン５０を初期状態にするためにリセット入力ポート５７に対してリセット信号を出力する。
【００３０】
更に充電装置１００には、表示回路９０が設けられている。表示回路９０は、ＬＥＤ９１、９２、抵抗９３〜９６からなる表示手段である。ＬＥＤ９１、９２は、それぞれ赤色、緑色を発光するＬＥＤで、マイコン５０の出力ポート５６の出力によって赤色、及び緑色が点灯し、また両方の色を同時に発光させることで、橙色の発光が可能となる。本実施の形態では、ＬＥＤ９１は充電開始前、及び充電完了を夫々赤色、及び緑色で表示し、ＬＥＤ９２は寿命判別中、及び電池の正常、寿命、寿命間近の３段階表示するＬＥＤであり、正常は橙色、寿命は赤色、寿命間近は緑色の表示をする。
【００３１】
次に図１の回路図、図２、３の電池電圧及び充電電流の時間依存性の図、図４のフローチャートを参照して充電装置１００が実行する電池寿命判別動作を説明する。図４に示すように、電源を投入すると、マイコン５０は充電開始前であることを表示すべく、出力ポート５６を介してＬＥＤ９１を赤色に点滅させる（ステップ７０１）。そして、電池パック２の接続待機状態となる（ステップ７０２）。電池パック２の接続は電池電圧検出回路４０、電池温度検出回路８、若しくはセル数判別回路９の信号により判別することができる。
【００３２】
ステップ７０２において、電池パック２が接続されると、充電を行う前の電池電圧Ｖ０をマイコン５０のＡ／Ｄコンバータ５５を介してＲＡＭ５３に取り込む（ステップ７０３）。
【００３３】
次に、所定の充電電流Ｉで充電を開始する（ステップ７０４）。充電電流の制御は、充電開始と同時に電池パック２に流れる充電電流を電流検出回路３により検出し、検出充電電流に対応する電圧と充電電流設定回路７からの充電電流設定基準電圧Ｖとの差を充電電流制御回路６０よりフォトカプラ５を介して、ＰＷＭ制御ＩＣ２３に帰還をかけることにより行う。すなわち、充電電流が大きい場合はパルス幅を狭め、逆の場合はパルス幅を広げ、パルス幅に比例したパルスを高周波トランス２１に与え２次側整流平滑回路３０で直流に平滑し、充電電流を一定に保つ。このように、電流検出回路３、充電電流制御回路６０、フォトカプラ５、スイッチング回路２０、２次側整流平滑回路３０を介して充電電流が所定電流値Ｉとなるように制御する。
【００３４】
充電が開始されると、マイコン５０は出力ポート５６を介して、ＬＥＤ９１を消灯する（ステップ７０５）。次いで、電池寿命判別中であることを表示すべくＬＥＤ９２を橙色に点滅させる（ステップ７０６）。
【００３５】
次に、マイコン５０はサンプリングタイマ５４をスタートさせ（ステップ７０７）、サンプリング時間が経過したら（ステップ７０８）、サンプリングタイマ５４を再スタートさせる（ステップ７０９）。そして、電池電圧検出回路４０において抵抗４１、４２によって分圧された値を現在の電池電圧Ｖｉｎとしてマイコン５０のＡ／Ｄコンバータ５５を介して取り込む（ステップ７１０）。
【００３６】
続いて、充電開始から時間ｔ経過した時の電池電圧Ｖｔがマイコン５０のＲＡＭ５３に記憶されているか否かを判別する（ステップ７１１）。ステップ７１１において電池電圧Ｖｔが記憶されている場合はステップ７１４にジャンプする。電池電圧Ｖｔが記憶されていない場合は、充電開始から時間t経過したか否かを判別する（ステップ７１２）。
【００３７】
ステップ７１２において時間t経過していない場合は、ステップ７２３において満充電判別を行う。時間t経過している場合は、現在の電池電圧Ｖｉｎを時間t経過した時の電池電圧Ｖｔとしてマイコン５０のＲＡＭ５３に記憶する（ステップ７１３）。
【００３８】
次に、充電開始から時間Ｔ（Ｔ＞ｔ）経過した時の電池電圧ＶＴがマイコン５０のＲＡＭ５３に記憶されているか否かを判別する（ステップ７１４）。本実施の形態においては時間Ｔは１分、時間ｔは３０秒とする。時間Ｔ及びｔの値は必ずしも上記値である必要はなく適宜定めて良い。ステップ７１４において、電池電圧ＶＴが記憶されている場合はステップ７２３において満充電判別を行う。電池電圧ＶＴが記憶されていない場合は、充電開始から時間Ｔ経過したか否かを判別する（ステップ７１５）。
【００３９】
ステップ７１５において時間Ｔ経過していない場合は、ステップ７２３において満充電判別を行う。時間Ｔ経過している場合は、現在の電池電圧Ｖｉｎを時間Ｔ経過した時の電池電圧ＶＴとしてマイコン５０のＲＡＭ５３に記憶する（ステップ７１６）。
【００４０】
次にマイコン５０のＲＡＭ５３に記憶した充電開始前の電池電圧Ｖ０が所定値Ｊ以上か否かを判別する（ステップ７１７）。充電開始前の電池電圧Ｖ０が所定値Ｊか否かを判別するのは、電池の容量がある程度残存しているか否かを判別するためである。すなわち、後のステップ７１８及び７１９で電池電圧勾配が第１の所定値以上又は第２の所定値以上である場合は、寿命電池又は寿命間近であると判別するが、電池の容量がある程度残存している場合は、充電時の電池電圧勾配は大きくなるので電池電圧勾配が第１の所定値以上又は第２の所定値以上であっても必ずしも寿命電池又は寿命間近であると判別することはできない。よって、ステップ７１７において、電池の容量がある程度残存しているか否かの判別を行う。
【００４１】
ステップ７１７において、充電開始前の電池電圧Ｖ０が所定電圧値Ｊ以上の場合は、ステップ７２２にジャンプする。電池電圧Ｖ０が所定電圧値Ｊ以上でない場合は、マイコン５０のＣＰＵ５１は先にＲＡＭ５３に記憶した電圧ＶＴから電圧Ｖｔを減算して電池電圧勾配Ｖ（Ｔ−ｔ）を算出し、その値が電池の寿命判別値である第１の所定値Ｋ以上か否かを判別する（ステップ７１８）。
【００４２】
ここで、ある種の電池が正常な状態と、劣化した状態において充電を行った際の電池電圧及び充電電流の充電時間依存性について説明する。図２は、正常な電池の充電を行なった場合の電池電圧及び充電電流の充電時間依存性を示した図である。また、図３は、図２の電池が劣化した状態で充電を行なった場合の電池電圧及び充電電流を示した図である。図２、図３において横軸は充電時間ｔｃ、縦軸は電池電圧Ｖｉｎ及び充電電流Ｉである。
【００４３】
図２及び図３からわかるように、正常な電池、劣化した電池どちらの場合においても、充電初期において急激な電池電圧の上昇はおこらない。しかし、ある種の電池においては、充電初期において寿命電池では電池温度勾配が高めに出て、正常電池では寿命電池と比較して電池温度勾配が低く出る。よって、第１の所定値Ｋを定め、第１の所定値Ｋと電池電圧勾配とを比較することにより電池の寿命を判別する。本実施の形態では第一の所定値Ｋの値は０．０６Ｖ／セルとする。尚、第１の所定値Ｋの値はこれに限定するものではなく適宜定めて良い。
【００４４】
ステップ７１８において電池電圧勾配Ｖ（Ｔ−ｔ）が第１の所定値Ｋ（＝０．０６Ｖ／セル）以上である場合、すなわち図３のように電池電圧勾配Ｖ（Ｔ−ｔ）が０．０６５Ｖ／セルの場合には、電池は寿命であると判別し、マイコン５０は出力ポート５６を介して電池寿命であることを表示すべくＬＥＤ９２を赤色の点灯させる（ステップ７２０）。
【００４５】
ステップ７１８において電池電圧勾配Ｖ（Ｔ−ｔ）が第１の所定値Ｋ未満である場合は、電池の寿命間近の判別値である第２の所定値Ｓ（Ｋ＞Ｓ）以上か否かを判別する（ステップ７１９）。本実施の形態では第２の所定値Ｓの値は０．０５Ｖ／セルとする。尚、第２の所定値Ｓの値はこれに限定するものではなく適宜定めて良い。ステップ７１９において電池電圧勾配Ｖ（Ｔ−ｔ）が第２の所定値Ｓ以上である場合は電池は寿命間近であると判別し、マイコン５０は出力ポート５６を介して電池寿命間近であることを表示すべくＬＥＤ９２を緑に点灯させる（ステップ７２１）。
【００４６】
ステップ７１９において電池電圧勾配Ｖ（Ｔ−ｔ）が電池寿命間近か否かを判別する第２の所定値Ｓ（＝０．０５Ｖ／セル）未満の場合、すなわち図２のように電池電圧勾配Ｖ（Ｔ−ｔ）が０．０４Ｖ／セルの場合には、電池は正常と判別し、マイコン５０は出力ポート５６を介して電池が正常であることを表示すべくＬＥＤ９２を橙色の点灯させる（ステップ７２２）。その後、ステップ７２３において満充電か否かの判別を行う。
【００４７】
電池パック２が満充電か否かの判別には周知の如く種々の検出方法がある。例えば、−ΔＶ検出法は電池電圧検出回路４０の出力に基づいて充電末期のピーク電圧から所定量降下したことを検出して満充電とする。また２階微分検出法は電池電圧がピークに達する前に充電を停止することにより過充電を低減し、電池のサイクル寿命を向上させることを目的とし、電池電圧の時間による２階微分値が負になるのを検出して満充電とする方法である。更に、ΔＴ検出法は、電池温度検出回路８の出力に基づいて充電開始からの電池の温度上昇値が所定の温度上昇値以上になるのを検出して満充電とする方法である。
【００４８】
この他、特開昭６２−１９３５１８号、特開平２−２４６７３９号、実開平３−３４６３８号公報等に記載されているように充電時における所定時間当りの電池温度上昇率（温度勾配）が所定値以上になるのを検出して満充電とするｄＴ／ｄｔ検出法等があり、本実施の形態では任意の一つないし複数の満充電検出法を用いて行えばよい。
【００４９】
ステップ７２３において満充電と判別された場合は、マイコン５０は出力ポート５６を介してＬＥＤ９２を消灯し（ステップ７２４）、充電完了であることを表示すべくＬＥＤ９１を緑色に点灯させる（ステップ７２５）。その後、電池パック２が充電装置１００から抜かれたか否かを判別し（ステップ７２６）、抜かれた場合はステップ７０２に戻る。ステップ７２３において満充電と判別されなかった場合はステップ７０８に戻る。
【００５０】
以上詳細に説明したように、本実施の形態による充電装置１００においては、充電前に電池パック２の電圧を計測して所定電圧値Ｊと比較し、充電開始後の所定時間、例えば３０秒後から１分後までの電池電圧勾配を計測して第１の所定値Ｋ及び第２の所定値Ｓと比較する。電圧値が所定電圧値Ｊ以下でかつ電池電圧勾配が第１の所定値Ｋ以上である場合には、電池パック２を寿命であると判定し、ＬＥＤ９２を赤に点灯させる。電圧値が所定電圧値Ｊ以下でかつ電池電圧勾配が第２の所定値Ｓ以上第１の所定値Ｋ未満である場合には、電池パック２を寿命間近であると判定し、ＬＥＤ９２を緑に点灯させる。また、電圧値が所定電圧値Ｊ以下でかつ電池電圧勾配が第２の所定値Ｓ未満の場合には、電池パック２は正常であると判定し、ＬＥＤ９２を橙に点灯させる。これにより、短時間でかつ確実に電池組の寿命を判別することができると共に、電池の状態を視覚的に認知できるように表示している。
【００５１】
尚、本発明の電池寿命判別装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、本実施の形態では寿命判別の閾値をＫ＝０．０６Ｖ／セル、寿命間近判別の閾値をＳ＝０．０５Ｖ／セルとしたが、低温時には電池電圧勾配が高めに出る傾向にあるので、充電開始時の電池温度によって閾値を変えても良い。例えば、電池温度が１０℃以下の場合は閾値を１．３倍程度にしてもよい。尚、閾値の具体的数値は上記した例に限られるものではない。
【００５２】
また、電池電圧勾配の第１の所定値Ｋと同一又は異なる値の所定値（第３の所定値）を設定し、充電前の電池電圧Ｖ０が所定電圧値Ｊ以下であるか否かに拘わらず、電池電圧勾配が第３の所定値以上である場合を寿命、第２の所定値Ｓ以上第３の所定値未満である場合を寿命間近と判定するようにしてもよい。このとき、所定値については、電池の種類や測定環境などによって変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明による電池寿命判別装置は、例えば電動工具などの電池の寿命判定に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態における充電装置１００の構成を示す回路図。
【図２】正常な電池の電池電圧及び充電電流の充電時間依存性を示す図。
【図３】劣化した図２の電池の電池電圧及び充電電流の充電時間依存性を示す図。
【図４】本発明の一実施の形態による充電装置１００の動作を示すフローチャート。
【図５】電池のサイクル寿命特性を示すグラフ。
【図６】ある種の正常な電池の電池電圧及び充電電流の充電時間依存性を示す図。
【図７】劣化した図６の電池の電池電圧及び充電電流の充電時間依存性を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１００：電池寿命判別装置（充電装置）、２：電池パック、４０：電池電圧検出回路、５１：ＣＰＵ、５３：ＲＡＭ、９０：ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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