(57)【要約】【課題】充電時間を維持しつつガスの発生を抑制でき、電池寿命の向上を図れる充電方法及び充電装置を提供する。【解決手段】充電装置３による充電方法では、充電を開始する初段と充電を終了する最終段との間のいずれかの段において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定し、制御弁式鉛蓄電池５を充電する。【選択図】図３
2013192384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段定電流方式により鉛蓄電池に充電を行う充電方法であって、
充電を開始する初段と充電を終了する最終段との間のいずれかの段において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定し、前記鉛蓄電池を充電することを特徴とする充電方法。
【請求項２】
少なくとも前記最終段の一段前の段の移行充電電圧を、前記初段における移行充電電圧よりも高く設定することを特徴とする請求項１記載の充電方法。
【請求項３】
充電電流値が０．３ＣＡよりも小さくなるときに、前記移行充電電圧を前記初段における移行充電電圧よりも高く設定することを特徴とする請求項１又は２記載の充電方法。
【請求項４】
前記移行充電電圧を前記最終段に向かうにつれて高くなるように設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の充電方法。
【請求項５】
多段定電流方式により鉛蓄電池に充電を行う充電装置であって、
前記鉛蓄電池の充電を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、充電を開始する初段と充電を終了する最終段との間のいずれかの段において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定し、前記鉛蓄電池を充電することを特徴とする充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段定電流方式による鉛蓄電池の充電方法及び充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多段定電流方式による鉛蓄電池の充電方法が知られている。多段定電流方式の充電方法では、各段において予め設定された一定の充電電流にて充電して、所定の充電電圧に達した場合に次の段に移行し、最終段において予め設定された所定の充電電圧に達した場合に充電を終了する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９７３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような従来の多段定電流充電では、鉛蓄電池の充電量を確保するために、最終段において高い充電電圧で長い時間充電を続ける必要がある。このとき、充電電圧が水素ガスや酸素ガスが発生する電圧を超えるため、水素ガスや酸素ガスが多く発生することになる。そのため、従来の充電方法では、ガスの発生により電池寿命が短くなる虞があるといった問題が生じる。これに対して、ガスの発生を抑制するために低電流値により充電を実施すると、どうしても充電時間が長くなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、充電時間を維持しつつガスの発生を抑制でき、電池寿命の向上を図れる充電方法及び充電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】
【０００６】
上記課題を解決するための、本発明に係る充電方法は、多段定電流方式により鉛蓄電池に充電を行う充電方法であって、充電を開始する初段と充電を終了する最終段との間のいずれかの段において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定し、鉛蓄電池を充電することを特徴とする。
【０００７】
この充電方法では、充電を開始する初段と充電を終了する最終段との間のいずれかの段において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定して鉛蓄電池を充電する。通常、最終段以外の段の移行充電電圧は、ガスが発生する電位以下に一定に設定されることが多い。この場合、鉛蓄電池の充電量を確保するために、最終段において低い電流値で高い充電電圧まで長時間充電するためガスの発生が避けられない。これに対して、本発明の充電方法では、最終段以前の段の移行充電電圧を高く設定することにより、最終段までに充電量をある程度確保できる。これにより、最終段において充電終了電圧高くすることなく充電を完了できる。したがって、充電時間を維持しつつ全体としてガスの発生を抑制でき、その結果、鉛蓄電池の寿命の向上が図れる。
【０００８】
少なくとも最終段の一段前の段の移行充電電圧を、初段における移行充電電圧よりも高く設定することが好ましい。このように、少なくとも最終段の一段前の段の移行充電電圧を初段よりも高く設定することにより、充電量を確実に確保できると共に、ガスの発生を好適に抑制できる。
【０００９】
充電電流値が０．３ＣＡよりも小さくなるときに、移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定することが好ましい。このように、移行充電電圧を高くするときの充電電流値を０．３ＣＡよりも小さいときにすることにより、より適切な充電が可能となる。なお、上記の単位ＣＡは、蓄電池の放電（充電）特性を示す単位であり、Ｃは蓄電池の定格容量を示し、Ａはアンペアを示している。単位ＣＡは、充電又は放電電流の大きさを表すときに用いられる。
【００１０】
移行充電電圧を最終段に向かうにつれて高くなるように設定することが好ましい。これにより、最終段までに充電量を確実に確保できる。
【００１１】
本発明に係る充電装置は、多段定電流方式により鉛蓄電池に充電を行う充電装置であって、鉛蓄電池の充電を制御する制御手段を備え、制御手段は、充電を開始する初段と充電を終了する最終段との間のいずれかの段において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定し、鉛蓄電池を充電することを特徴とする。
【００１２】
この充電装置では、制御手段より、充電を開始する初段と充電を終了する最終段との間のいずれかの段において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定し、鉛蓄電池を充電する。通常、最終段以外の段の移行充電電圧は、ガスが発生する電位以下に一定に設定されることが多い。この場合、鉛蓄電池の充電量を確保するために、最終段において低い電流値で高い充電電圧まで長時間充電するためガスの発生が避けられない。これに対して、本発明の充電方法では、最終段以前の段の移行充電電圧を高く設定することにより、最終段までに充電量をある程度確保できる。これにより、最終段において充電終了電圧高くすることなく充電を完了できる。したがって、充電時間を維持しつつ全体としてガスの発生を抑制でき、その結果、鉛蓄電池の寿命の向上が図れる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、充電時間を維持しつつガスの発生を抑制でき、電池寿命の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る充電装置を含む充電システムを示す図である。
【図２】図１に示す充電装置における充電条件を示す図である。
【図３】充電時間と充電電圧及びガス発生による圧力との関係を示すグラフである。
【図４】従来の充電方法における充電条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、一実施形態に係る充電装置を含む充電システムを示す図である。図１に示すように、充電システム１は、充電装置３と、制御弁式（シール式）鉛蓄電池５とを含んでいる。充電装置３は、多段定電流方式により制御弁式鉛蓄電池５を充電する装置である。充電装置３は、充電制御部（制御手段）３０を備えている。本実施形態では、図２に示すように、充電装置３において５段で制御弁式鉛蓄電池５の充電を行う方法を一例に説明する。
【００１７】
充電制御部３０は、制御弁式鉛蓄電池５の充電を制御する部分である。充電制御部３０は、図２に示すように、以下の条件に基づいて制御弁式鉛蓄電池５を充電する。
１段目：０．４ＣＡの電流で充電開始  充電電圧が２．３５Ｖに到達したら次の段に移行
２段目：０．３ＣＡの電流で充電  充電電圧が２．３５Ｖに到達したら次の段に移行
３段目：０．２ＣＡの電流で充電  充電電圧が２．４５Ｖに到達したら次の段に移行
４段目：０．１ＣＡの電流で充電  充電電圧が２．５Ｖに到達したら次の段に移行
５段目：０．０３ＣＡの電流で充電  １〜５段の総充電量が放電量の１０２％分に到達したら充電終了
【００１８】
充電制御部３０は、充電を開始する初段（１段目）と充電を終了する最終段（５段目）との間の段において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定し、制御弁式鉛蓄電池５を充電する。本実施形態では、３段目及び４段目（最終段の一段前）の移行充電電圧を初段の移行充電電圧（２．３５Ｖ）よりも高く設定している。このとき、３段目以降は、充電電流値を０．３ＣＡよりも小さく設定している。すなわち、本実施形態では、充電電流値を０．３ＣＡよりも小さくするときに、移行充電電圧を初段の移行充電電圧（２．３５Ｖ）よりも高く設定している。また、本実施形態では、初段及び２段目の移行充電電圧をガス発生電圧（２．４Ｖ程度）よりも低く設定している。つまり、３段目以降の移行充電電圧は、ガス発生電圧よりも高く設定されている。
【００１９】
また、４段目の移行充電電圧（２．５Ｖ）は、３段目の移行充電電圧（２．４５Ｖ）よりも高くなるように設定されている。すなわち、移行充電電圧が最終段に向かうにつれて（最終段へと段数が上がるにつれて）高くなるように設定されている。
【００２０】
充電制御部３０は、所定の充電電流値０．４ＣＡで充電を開始し、充電電圧が２．３５Ｖに到達すると、次の段（２段目）に移行する。充電制御部３０は、以降の段についても、所定の充電電流値により充電を行い、充電電圧が設定した移行充電電圧に到達すると次の段に移行して最終段まで充電を行う。移行充電電圧の具体的な値は、制御弁式鉛蓄電池５の特性などに応じて、発明の範囲内において最適な充電が実施されるように適宜設定されればよい。
【００２１】
続いて、充電装置３における充電方法の作用効果について、図３を参照しながら説明する。図３は、充電時間と充電電圧及びガス発生による圧力との関係を示すグラフである。図３では、横軸は時間［ｈ］を示しており、縦軸は電圧［Ｖ］、制御弁式鉛蓄電池５内の圧力［ｋＰａ］を示している。図３において、実線Ｌ１は本実施形態に係る充電方法の充電電圧の変位を示し、破線Ｌ２は従来の充電方法の充電電圧の変位を示している。また、実線Ｌ３は本実施形態に係る充電方法により発生したガスの圧力を示し、破線Ｌ４は従来の充電方法により発生したガスの圧力を示している。図３に示す結果は、放電電流値を０．２ＣＡに設定し、電圧が１．７Ｖになるまで完全放電した状態の制御弁式鉛蓄電池５に対して、それぞれ図２及び図４に示す条件にて充電を実施している。
【００２２】
図４は、従来の充電方法の充電条件を示す図である。図４に示すように、従来の充電方法は、以下の条件にて充電を実施する。
１段目：０．４５ＣＡの電流で充電開始  充電電圧が２．４Ｖに到達したら次の段に移行
２段目：０．３ＣＡの電流で充電  充電電圧が２．４Ｖに到達したら次の段に移行
３段目：０．２ＣＡの電流で充電  充電電圧が２．４Ｖに到達したら次の段に移行
４段目：０．１ＣＡの電流で充電  充電電圧が２．４Ｖに到達したら次の段に移行
５段目：０．０３ＣＡの電流で充電  １〜５段の総充電量が放電量の１０２％分に到達したら充電終了
【００２３】
図３及び図４に示すように、従来の充電方法では、１段から４段まで移行充電電圧が２．４Ｖ（ガスが発生するガス発生電圧以下）に設定、すなわち最終段まで一定値に設定した移行充電電圧（２．４Ｖ）により充電を行っている。そして、従来の充電方法では、最終段（５段）において所定の充電量に達するまで時間をかけて鉛蓄電池の充電を行っている。このように充電を行う従来の充電方法では、図３の破線Ｌ４に示すように、最終段において圧力が上昇、すなわちガスが多量に発生している。
【００２４】
これに対して、本実施形態に係る充電方法では、初段及び２段目の移行充電電圧をガス発生電圧よりも低く設定し、３段目以降の移行充電電圧をガス発生電圧よりも高く設定している。これにより、本実施形態では、図３の実線Ｌ３に示すように、従来の充電方法のような最終段における圧力の上昇、すなわちガスの多量の発生を抑制することができる。したがって、全体としてガスの発生を抑制することができ、従来の充電方法に比べてガスの発生を４０〜５０％程度低減することができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態では、充電を開始する初段と充電を終了する最終段との間のいずれかの段で、且つ、最終段の一段前の段を含む段（具体的には、３段目及び４段目）において、次の段に移行するときの閾値である移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定し、制御弁式鉛蓄電池５を充電する。このように、最終段以外の段において移行充電電圧を高く設定することにより、最終段までにある程度の充電量を確保できる。これにより、最終段において充電電圧を高くすることなく充電を完了できる。したがって、充電時間を長くすることなく維持しつつ全体としてガスの発生を抑制でき、その結果、制御弁式鉛蓄電池５の寿命の向上が図れる。
【００２６】
また、移行充電電圧は、３段目（２．４５Ｖ）、４段目（２．５Ｖ）と最終段に向けて徐々に高くなるように設定している。このように、ステップ状に移行充電電圧を高くすることにより、最終段までに充電量を確実に確保できる。
【００２７】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態に加えて、各段の移行充電電圧について制御弁式鉛蓄電池５の温度による温度補正を加味してもよい。また、各段の移行充電電圧について制御弁式鉛蓄電池５の劣化状態に応じた補正を加味してもよい。
【００２８】
また、移行充電電圧は、最終段に向かうにつれて徐々に高くなるように設定したが、少なくとも最終段の一段前の移行充電電圧を初段における移行充電電圧よりも高く設定する構成であればよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、充電電流値を図３に示すように設定しているが、充電電流値は、例えば０．０５ＣＡずつ低下させてもよい。充電電流値は、制御弁式鉛蓄電池５の特性などに応じて適宜設定されればよい。
【符号の説明】
【００３０】
３…充電装置、５…制御弁式鉛蓄電池、３０…充電制御部（制御手段）。
【図１】
2013192384.tif 000003
【図２】
2013192384.tif 000004
【図３】
2013192384.tif 000005
【図４】
2013192384.tif 000006