(57)【要約】【課題】定電圧充電時の電圧値の精度を向上できる充電方法及び充電装置を提供すること。【解決手段】本発明の充電方法は、複数のセル９を有する二次電池の充電方法であって、複数のセル９を直列接続し、第１電源３により定電流充電を行う工程と、複数のセル９の電圧を測定する工程と、測定された複数のセル９の電圧の差が所定の値より小さい場合に、複数のセル９を並列接続し、第１電源３の電圧よりも低い電圧を有する第２電源４により定電圧充電を行う工程と、を備える。【選択図】図１
2016123228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを充電するための充電方法であって、
前記複数のセルを直列接続し、第１電源により定電流充電を行う工程と、
前記複数のセルの電圧を測定する工程と、
測定された前記複数のセルの電圧の差が所定の値より小さい場合に、前記複数のセルを並列接続し、前記第１電源の電圧よりも低い電圧を有する第２電源により定電圧充電を行う工程と、
を備える充電方法。
【請求項２】
前記複数のセルのうち少なくとも１つ又は予め定めた数のセルが所定の電圧に達したら前記定電流充電を停止する
ことを特徴とする請求項１に充電方法。
【請求項３】
前記複数のセルの端子に接続され、前記複数のセルに電源供給するための通電ピンと、
前記端子に接続され、前記複数のセルの電圧を測定するための電圧測定ピンと、を備え、
前記電圧測定ピンは前記通電ピンよりも先に前記端子に接触する充電装置を用いる充電方法であって、
前記定電流充電を行う工程又は前記定電圧充電を行う工程において、前記複数のセルを前記第１電源又は前記第２電源と接続するときに、前記電圧測定ピンを前記端子に接触させて前記複数のセルの電圧を測定し、測定された前記電圧が所定の範囲外の場合は、前記複数のセルと前記通電ピンとの接触を禁止する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の充電方法。
【請求項４】
前記複数のセルの端子に接続され、前記複数のセルに電源供給するための通電ピンと、
前記端子に接続され、前記複数のセルの電圧を測定するための電圧測定ピンと、を備え、
前記端子の配置された端子面に沿った方向に前記電圧測定ピン及び前記通電ピンがずれたときに、前記電圧測定ピンは前記通電ピンよりも先に前記端子から外れる充電装置を用いる充電方法であって、
前記定電流充電を行う工程又は前記定電圧充電を行う工程において、前記複数のセルの電圧を測定し、測定された前記電圧が所定の範囲外の場合は、前記複数のセルと前記第１電源又は前記第２電源との接続を外す
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電方法。
【請求項５】
複数のセルを充電するための充電装置であって、
第１電源と、
前記第１電源よりも低い電圧を有する第２電源と、
前記複数のセルの電圧を測定する電圧測定部と、を備え、
前記複数のセルを直列接続して前記第１電源により定電流充電を行い、
前記定電流充電の後の前記複数のセルの電圧の差が所定の値より小さい場合に、前記複数のセルを並列接続して前記第２電源により定電圧充電を行う、充電装置。
【請求項６】
前記複数のセルのうち少なくとも１つ又は予め定めた数のセルが所定の電圧に達したら前記定電流充電を停止する
ことを特徴とする請求項５に記載の充電装置。
【請求項７】
セルの正極端子に接続され、前記セルに電源供給するための正極端子用通電ピンと、
前記セルの正極端子に接続され、前記セルの電圧を測定するための正極端子用電圧測定ピンと、
前記セルの負極端子に接続され、前記正極端子用通電ピンと対になって前記セルに電源供給するための負極端子用通電ピンと、
前記セルの負極端子に接続され、前記正極端子用電圧測定ピンと対になって前記セルの電圧を測定するための負極端子用電圧測定ピンと、を備え、
前記正極端子用電圧測定ピンが前記正極端子用通電ピンよりもその先端位置が前記正極端子に近く、かつ、前記負極端子用電圧測定ピンが前記負極端子用通電ピンよりもその先端位置が前記負極端子に近く、
前記正極端子用電圧測定ピン及び前記負極端子用電圧測定ピンの先端は、前記正極端子及び前記負極端子と当接して後退可能である充電装置。
【請求項８】
前記正極端子及び前記負極端子が配置される前記セルの端子面において、
前記正極端子用通電ピンは前記正極端子の中心近傍に位置し、
前記負極端子用通電ピンは前記負極端子の中心近傍に位置し、
前記正極端子用電圧測定ピンは、前記正極端子用通電ピンと前記負極端子用通電ピンとの中点からみて前記正極端子用通電ピンより外側に位置し、
前記負極端子用電圧測定ピンは、前記中点からみて前記負極端子用通電ピンよりも外側に位置する
ことを特徴とする請求項７に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電方法及び充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の充電方法として、例えば、特許文献１に記載の充電方法が知られている。特許文献１に記載の充電方法は、１つの電源に複数のセルを接続し、複数のスイッチにより直列接続又は並列接続に切り替えることができる。特許文献１に記載の充電方法では、複数のセルを直列接続にして、高電圧で直列定電流充電を行った後、複数のセルを並列接続にして、直列定電流充電のときよりも電源電圧を低下させて並列定電圧充電を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６３１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の充電方法では、並列定電圧充電を行うときの電源電圧を、直列定電流充電を行うときの電源電圧よりも低くする必要がある。しかし、電源を１つしか使用しないので、定電圧充電時に電源電圧を精度よく狙った値に低下させることが難しいという問題があった。また、特許文献１に記載されている充電装置の回路は、直列と並列を切り替えるスイッチにダイオードを用いている。このため、並列接続したときに複数のセルの電圧が平準化されないという問題もあった。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、定電圧充電時の電圧値の精度を向上でき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】
本発明に係る充電方法は、
複数のセルを充電するための充電方法であって、
前記複数のセルを直列接続し、第１電源により定電流充電を行う工程と、
前記複数のセルの電圧を測定する工程と、
測定された前記複数のセルの電圧の差が所定の値より小さい場合に、前記複数のセルを並列接続し、前記第１電源の電圧よりも低い電圧を有する第２電源により定電圧充電を行う工程と、を備える。
【０００７】
本発明に係る充電方法によれば、直列接続での定電流充電と並列接続での定電圧充電とを異なる電源を用いて行うことができる。これにより、定電圧充電における電圧値の精度を向上することができる。
【０００８】
本発明では、
前記複数のセルのうち少なくとも１つ又は予め定めた数のセルが所定の電圧に達したら前記定電流充電を停止することが好ましい。
【０００９】
本発明に係る充電方法によれば、セルの電圧が所望の値より大きくなりすぎるのを防止することができる。
【００１０】
本発明では、
前記複数のセルの端子に接続され、前記複数のセルに電源供給するための通電ピンと、
前記端子に接続され、前記複数のセルの電圧を測定するための電圧測定ピンと、を備え、
前記電圧測定ピンは前記通電ピンよりも先に前記端子に接触する充電装置を用いる充電方法であって、
前記定電流充電を行う工程又は前記定電圧充電を行う工程において、前記複数のセルを前記第１電源又は前記第２電源と接続するときに、前記電圧測定ピンを前記端子に接触させて前記複数のセルの電圧を測定し、測定された前記電圧が所定の範囲外の場合は、前記複数のセルと前記通電ピンとの接触を禁止することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る充電方法によれば、電圧測定ピンは通電ピンよりも先に端子に接触して複数のセルの電圧を測定し、測定結果に異常がある場合は通電ピンの接触を禁止する。これにより、電圧測定ピンが端子に正常に接触していない場合に、通電ピンが端子に接触するのを禁止することができる。したがって、通電ピンが端子以外の部分に接触することによる短絡の発生を防止することができる。
【００１２】
本発明では、
前記複数のセルの端子に接続され、前記複数のセルに電源供給するための通電ピンと、
前記端子に接続され、前記複数のセルの電圧を測定するための電圧測定ピンと、を備え、
前記端子の配置された端子面に沿った方向に前記電圧測定ピン及び前記通電ピンがずれたときに、前記電圧測定ピンは前記通電ピンよりも先に前記端子から外れる充電装置を用いる充電方法であって、
前記定電流充電を行う工程又は前記定電圧充電を行う工程において、前記複数のセルの電圧を測定し、測定された前記電圧が所定の範囲外の場合は、前記複数のセルと前記第１電源又は前記第２電源との接続を外すことが好ましい。
【００１３】
本発明に係る充電方法においては、電圧測定ピンは、セルに対する位置がずれた場合に、通電ピンよりも先に端子から外れる。これにより、電圧が測定できなくなった時点で通電を中止することによって、通電ピンが端子以外の部分に接触することによる短絡の発生を防止することができる。
【００１４】
本発明に係る充電装置は、
複数のセルを充電するための充電装置であって、
第１電源と、
前記第１電源よりも低い電圧を有する第２電源と、
前記複数のセルの電圧を測定する電圧測定部と、を備え、
前記複数のセルを直列接続して前記第１電源により定電流充電を行い、
前記定電流充電の後の前記複数のセルの電圧の差が所定の値より小さい場合に、前記複数のセルを並列接続して前記第２電源により定電圧充電を行う。
【００１５】
本発明に係る充電装置によれば、直列接続での定電流充電と並列接続での定電圧充電とを異なる電源を用いて行うことができる。これにより、定電圧充電における電圧値の精度を向上することができる。
【００１６】
本発明では、
前記複数のセルのうち少なくとも１つ又は予め定めた数のセルが所定の電圧に達したら前記定電流充電を停止することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る充電装置によれば、セルの電圧が所望の値より大きくなりすぎるのを防止することができる。
【００１８】
本発明に係る充電装置は、
セルの正極端子に接続され、前記セルに電源供給するための正極端子用通電ピンと、
前記セルの正極端子に接続され、前記セルの電圧を測定するための正極端子用電圧測定ピンと、
前記セルの負極端子に接続され、前記正極端子用通電ピンと対になって前記セルに電源供給するための負極端子用通電ピンと、
前記セルの負極端子に接続され、前記正極端子用電圧測定ピンと対になって前記セルの電圧を測定するための負極端子用電圧測定ピンと、を備え、
前記正極端子用電圧測定ピンが前記正極端子用通電ピンよりもその先端位置が前記正極端子に近く、かつ、前記負極端子用電圧測定ピンが前記負極端子用通電ピンよりもその先端位置が前記負極端子に近く、
前記正極端子用電圧測定ピン及び前記負極端子用電圧測定ピンの先端は、前記正極端子及び前記負極端子と当接して後退可能である。
【００１９】
本発明に係る充電装置によれば、正極端子用電圧測定ピン及び負極端子用電圧測定ピンは、正極端子用通電ピン及び負極端子用通電ピンよりも先に正極端子及び負極端子に接触する。これにより、セルに通電するより先にセルの電圧を測定できるので、セル間の電圧の差を確認してから、正極端子用通電ピン及び負極端子用通電ピンをセルに接触させるか否かの判断を行うことができる。
【００２０】
本発明では、
前記正極端子及び前記負極端子が配置される前記セルの端子面において、
前記正極端子用通電ピンは前記正極端子の中心近傍に位置し、
前記負極端子用通電ピンは前記負極端子の中心近傍に位置し、
前記正極端子用電圧測定ピンは、前記正極端子用通電ピンと前記負極端子用通電ピンとの中点からみて前記正極端子用通電ピンより外側に位置し、
前記負極端子用電圧測定ピンは、前記中点からみて前記負極端子用通電ピンよりも外側に位置することが好ましい。
【００２１】
本発明に係る充電装置においては、正極端子用電圧測定ピン及び負極端子用電圧測定ピンは、セルに対する位置がずれた場合に、正極端子用通電ピン及び負極端子用通電ピンよりも先に正極端子及び負極端子から外れる。これにより、電圧が測定できなくなった時点で通電を中止することによって、正極端子用通電ピン及び負極端子用通電ピンの短絡を防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、定電圧充電時の電圧値の精度を向上できる充電方法及び充電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１に係る充電装置を示す正面図である。
【図２】実施の形態１に係る充電装置を示す側面図である。
【図３】実施の形態１に係るピン保持部のピン保持面におけるピン配置を示す図である。
【図４】セルの端子面における端子と充電装置のピンとの位置関係を示す図である。
【図５】セルの端子が楕円形の場合の、セルの端子と充電装置のピンとの位置関係を示す図である。
【図６】セルの端子が三角形の場合の、セルの端子と充電装置のピンとの位置関係を示す図である。
【図７】セルの端子が楕円形で、かつ、充電装置のピンが直線上に並んでいる場合の、セルの端子と充電装置のピンとの位置関係を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る充電方法を示すフローチャートである。
【図９】実施例において４つのセルを直列に接続した状態を示す模式図である。
【図１０】実施例において４つのセルを並列に接続した状態を示す模式図である。
【図１１】実施例において直列定電流充電を行ったときの時間と電圧との関係を示す図である。
【図１２】実施例において並列定電圧充電を行ったときの時間と電圧との関係を示す図である。
【図１３】比較例において４つのセルをそれぞれ電源に接続した状態を示す模式図である。
【図１４】比較例において定電流充電及び定電圧充電を行ったときの時間と電圧との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［実施の形態１］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、充電装置１０は、正極端子用通電ピン１１と、負極端子用通電ピン１２と、正極端子用電圧測定ピン１３と、負極端子用電圧測定ピン１４と、ピン保持部１５と、第１電源３と、第２電源４と、電源切替部５と、回路切替部６と、電圧測定部７と、を有する。二次電池のセル９は、正極端子９１と、負極端子９２と、を有する。正極端子９１及び負極端子９２はセル９の端子面に配置されている。
【００２６】
充電装置１０は、セル９の正極端子９１及び負極端子９２と、第１電源３又は第２電源４とを接続して電圧を印加することにより、セル９の充電を行う。複数のセル９が配列された状態で治具１６に固定されており、複数のセル９に同時に充電をすることができる。
【００２７】
正極端子用通電ピン１１は、セル９の正極端子９１に接続され、セル９に電源供給するためのピンである。負極端子用通電ピン１２は、セル９の負極端子９２に接続され、正極端子用通電ピン１１と対になってセル９に電源供給するためのピンである。
【００２８】
正極端子用電圧測定ピン１３は、セル９の正極端子９１に接続され、セル９の電圧を測定するためのピンである。負極端子用電圧測定ピン１４は、セル９の負極端子９２に接続され、正極端子用電圧測定ピン１３と対になってセル９の電圧を測定するためのピンである。
【００２９】
ピン保持部１５は、セル９の端子面に対向するピン保持面に、正極端子用通電ピン１１、負極端子用通電ピン１２、正極端子用電圧測定ピン１３、及び負極端子用電圧測定ピン１４を保持している。ピン保持部１５は、Ｚ軸方向に移動できる。ピン保持部１５をＺ軸マイナス方向に移動させることにより、正極端子用通電ピン１１、負極端子用通電ピン１２、正極端子用電圧測定ピン１３、及び負極端子用電圧測定ピン１４を正極端子９１及び負極端子９２と接触させる。
【００３０】
正極端子用電圧測定ピン１３の先端位置は、正極端子用通電ピン１１の先端位置よりも正極端子９１に近い。負極端子用電圧測定ピン１４の先端位置は、負極端子用通電ピン１２の先端位置よりも負極端子９２に近い。例えば、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２よりも長くてもよい。これにより、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２よりも先に正極端子９１及び負極端子９２に接触する。
【００３１】
正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４の先端は、セル９の正極端子９１及び負極端子９２と当接して後退可能である。正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４の根元はバネにより支持されている。正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４の先端に力が加えられるとバネが縮んで、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４の先端は後退する。
【００３２】
正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２よりも先に正極端子９１及び負極端子９２に接触する。これにより、セル９に通電するより先にセル９の電圧を測定できるので、セル９間の電圧の差を確認してから、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２をセル９に接触させるか否かの判断を行える。セル９間の電圧の差が大きいときには、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２を正極端子９１及び負極端子９２に接触させるのを禁止することにより、セル９を並列接続したときに大きい電流が流れることを抑止できる。  
【００３３】
電圧測定部７が測定した正極端子用電圧測定ピン１３と負極端子用電圧測定ピン１４との間の電圧が所定の範囲外である場合、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４が正極端子９１及び負極端子９２に正しく接触していないと判定し、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２の正極端子９１及び負極端子９２への接触を禁止してもよい。また、電圧測定部７が正極端子用電圧測定ピン１３と負極端子用電圧測定ピン１４との間の電圧を測定できない場合も同様に、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２の正極端子９１及び負極端子９２への接触を禁止してもよい。
【００３４】
図４に、セル９の端子面における正極端子用電圧測定ピン１３、負極端子用電圧測定ピン１４、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２と、正極端子９１及び負極端子９２との位置関係を示す。ここで、セル９の正極端子９１及び負極端子９２が設けられている面を端子面と便宜上呼ぶことにする。図４（ａ）に全てのピンが接触している状態、図４（ｂ）及び（ｃ）に接触不良の状態を示す。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２を正極端子９１及び負極端子９２に接触させたときの、端子面における正極端子用通電ピン１１と負極端子用通電ピン１２との中点をＰとする。
【００３６】
正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２が正極端子９１及び負極端子９２に正常に接触するとき、正極端子用通電ピン１１は正極端子９１の中心近傍に位置し、負極端子用通電ピン１２は負極端子９２の中心近傍に位置する。これにより、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２が正極端子９１及び負極端子９２から外れにくくなる。
【００３７】
正極端子用通電ピン１１は、正極端子用電圧測定ピン１３よりも中点Ｐの近くに位置する。負極端子用通電ピン１２は、負極端子用電圧測定ピン１４よりも中点Ｐの近くに位置する。すなわち、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、中点Ｐからみて正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２より外側に位置する。よって、ピン保持部１５に対してセル９が回転して回転ずれが生じたときは、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２よりも先に正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２が正極端子９１及び負極端子９２から外れる。
【００３８】
正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２は、端子面における正極端子用通電ピン１１と負極端子用通電ピン１２との中点Ｐに対して点対称に配置されている。正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、端子面における正極端子用通電ピン１１と負極端子用通電ピン１２との中点Ｐに対して点対称に配置されている。
【００３９】
図３はピン保持部１５のピン保持面を示す図である。正極端子用通電ピン１１、負極端子用通電ピン１２、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、ピン保持部１５のピン保持面に形成されている。ピン保持面における正極端子用通電ピン１１と負極端子用通電ピン１２との中点をＱとする。
【００４０】
端子面における中点Ｐと同様に、ピン保持面において、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、中点Ｑに対して点対称に配置されている。正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２は、中点Ｑに対して点対称に配置されている。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、ピンがセル９に対して左（Ｘ軸マイナス方向）にずれた場合、正極端子用電圧測定ピン１３が正極端子用通電ピン１１よりも先に正極端子９１から外れる。図４（ｃ）に示すように、ピンがセル９に対して上（Ｙ軸プラス方向）にずれた場合、正極端子用電圧測定ピン１３が正極端子用通電ピン１１よりも先に正極端子９１から外れる。
【００４２】
図５及び図６には、セル９の正極端子９１及び負極端子９２の形状が異なる例を示す。図５は、セル９の正極端子９１及び負極端子９２の形状が楕円形の例を示す図である。図６は、セル９の正極端子９１及び負極端子９２の形状が三角形の例を示す図である。セル９の正極端子９１及び負極端子９２の形状が矩形以外であっても、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、セル９に対する位置がずれたときに、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２よりも先に正極端子９１及び負極端子９２から外れる。
【００４３】
図７には、正極端子用電圧測定ピン１３、負極端子用電圧測定ピン１４、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２が直線上に並ぶように配置された変形例を示す。セル９の正極端子９１及び負極端子９２の形状が楕円形の場合について示す。正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、セル９に対する位置がずれたときに、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２よりも先に正極端子９１及び負極端子９２から外れる。
【００４４】
正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２の正極端子９１及び負極端子９２に対する接触位置がずれると、セル９の端子以外の部分に短絡が生じるおそれがある。本実施の形態の充電装置１０では、正極端子用電圧測定ピン１３及び負極端子用電圧測定ピン１４は、セル９に対する位置がずれた場合に、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２よりも先に正極端子９１及び負極端子９２から外れる。これにより、電圧が測定できなくなった時点で通電を中止することによって、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２の短絡を防止することができる。
【００４５】
図１及び図２に戻って充電装置１０の構成を説明する。第１電源３及び第２電源４は、セル９に電圧を印加するための電源である。第２電源４の電圧は、第１電源３の電圧よりも低い。充電装置１０は、直列充電用の充電装置と並列充電用の充電装置とを兼ねている。第１電源３は直列充電用の電源として用いられ、第２電源４は並列充電用の電源として用いられる。
【００４６】
回路切替部６は、複数のセル９の正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２に接続された配線を切り替える。回路切替部６は、複数のセル９の直列接続と並列接続とを切り替えることができる。
【００４７】
電源切替部５は、第１電源３及び第２電源４と回路切替部６との接続を切り替える。回路切替部６と接続された方の電源が、複数のセル９と接続される。複数のセル９の直列接続と並列接続との切り替えに合わせて、電圧の異なる電源に切り替えることができる。
【００４８】
電圧測定部７は、正極端子用電圧測定ピン１３と負極端子用電圧測定ピン１４との間の電圧、すなわちセル９の電圧を測定する。複数のセル９間の電圧の差が大きいときには、正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２を正極端子９１及び負極端子９２に接触させるのを禁止することができる。
【００４９】
図８を用いて、本実施の形態に係る充電装置１０を用いた二次電池の充電方法について説明する。本実施の形態の充電方法では、複数のセル９を治具１６にセットした状態で充電する。本実施の形態の充電方法では、複数のセル９を直列接続して定電流充電を行った後、並列接続に切り替えて定電圧充電を行う。
【００５０】
図８に示すように、まず、回路切替部６は複数のセル９を直列接続し、電源切替部５は第１電源３を複数のセル９に接続する（ＳＴ４０１）。すなわち、複数のセル９がセットされた治具１６を充電装置１０に取り付け、回路切替部６により直列接続された正極端子用通電ピン１１及び負極端子用通電ピン１２を正極端子９１及び負極端子９２に接触させる。このとき、電源切替部５は第１電源３を選択している。
【００５１】
次に、第１電源３により複数のセル９の定電流充電を行う（ＳＴ４０２）。電圧測定部７により複数のセル９の電圧及び電流をモニタしながら定電流充電を行う。
【００５２】
次に、複数のセル９のうち少なくとも１つが所定の基準電圧に達すると、第１電源３は定電流充電を停止し、電圧測定部７は複数のセル９の全ての電圧を測定する（ＳＴ４０３）。セル９の電圧を基準電圧より高くしないためである。
【００５３】
次に、回路切替部６は測定された複数のセル９の電圧の差が所定の値より小さいか判定する（ＳＴ４０４）。測定された複数のセル９の電圧の差が所定の値より小さいと判定した場合（ＳＴ４０４  ＹＥＳ）、回路切替部６は複数のセル９を並列接続し、電源切替部５は第２電源４を複数のセル９に接続する（ＳＴ４０５）。測定された複数のセル９の電圧の差が所定の値より大きいと判定した場合（ＳＴ４０４  ＮＯ）、回路切替部６は電圧の高いセル９又は電圧の低いセル９の接続を取り外し、複数のセル９の電圧の差が所定の値より小さくなるようにする（ＳＴ４０７）。
【００５４】
複数のセル９間に電圧差があるときに複数のセル９を並列接続すると、複数のセル９間の電圧の差が小さくなるように電流が流れ、複数のセル９の電圧が平準化される。よって、複数のセル９間の電圧の差を小さくすることにより、複数のセル９を並列接続するときに、セル９間に大きい電流が流れることを防止することができる。
【００５５】
複数のセル９が並列接続されてそれぞれの電圧が平準化された後、第２電源４により複数のセル９の定電圧充電を行う（ＳＴ４０６）。第２電源４の電圧は、第１電源３の電圧よりも低い。
【００５６】
本実施の形態に係る充電方法によれば、直列接続での定電流充電と並列接続での定電圧充電とを異なる電源を用いて行うことができる。これにより、定電圧充電における電圧値の精度を向上することができる。
【００５７】
１つの電源の電圧を変えて２種類の電圧での充電を行う場合には、定電圧充電での電圧精度が低くなる。それに対して、本実施の形態に係る充電方法は、定電流充電のための第１電源３とは異なる第２電源４を用いて定電圧充電を行うことにより、定電圧充電における電圧値の精度を向上することができる。
【００５８】
さらに、本実施の形態に係る充電方法によれば、複数のセルを並列接続する前に各セルの電圧を測定して、測定された複数のセルの電圧の差が所定の値より小さい場合に複数のセルを並列接続する。これにより、複数のセルを並列接続する際に、セル間に大きい電流が流れることを抑止できる。
【００５９】
[実施例]
４個のセル９（Ｎｏ．１からＮｏ．４）について、本実施の形態に係る充電装置１０を用いて充電を行った実施例を示す。図９に示すように、４個のセル９を直列に接続して、第１電源３により定電流充電を行った。図１１は、直列定電流充電を行ったときの時間と電圧との関係を示す図である。図１１においては、複数のセル９のうち１つが所定の基準電圧に達すると、定電流充電を停止した。その後、複数のセル９の電圧の差の測定を行い、４個のセル９の電圧の差が所定の値より小さいと判定された。
【００６０】
セル９の１つが基準電圧に達した後、図１０に示すように、セル９を並列に接続して、第２電源４により定電圧充電を行った。図１２は、並列定電圧充電を行ったときの時間と電圧との関係を示す図である。複数のセル９を並列接続すると、複数のセル９の電圧が平準化されて、電圧が基準電圧よりも低くなる。そのため、図１２に示すように、充電の初期では電圧が基準電圧に達するまで定電流充電を行った後、定電圧充電に切り替えた。
【００６１】
[比較例]
４個のセル９（Ｎｏ．１からＮｏ．４）について、図１３に示す充電装置４０を用いて充電を行った比較例を示す。図１３に示すように、１つの電源に１つのセル９を接続して、定電流充電及び定電流充電を行った。図１４は、セル９に充電を行ったときの、それぞれのセル９について時間と電圧との関係を示す図である。図１４に示すように、電圧が所定の値に達するまで定電流充電を行った後、定電圧充電に切り替えた。
【００６２】
[実施例と比較例との比較]
実施例と比較例に係る充電装置において、充電に要した時間と電力量（電源Ｗｈ）との関係を表１に示した。表１における充電に要した時間の単位は［秒］であり、電力量の単位は［Ｗｈ］である。
【００６３】
【表１】
2016123228.tif 000003
【００６４】
実施例の定電流充電において、第１電源３の電源電圧は２０Ｖで、電流は２０Ａであった。実施例の定電圧充電において、第２電源４の電源電圧は５Ｖで、電流は２０Ａであった。比較例の定電流充電において、電源３０の電源電圧は２０Ｖで、電流は２０Ａであった。
【００６５】
実施例において充電時に同時に接続される電源は１つなので、チャネル数（ｃｈ数）は１である。比較例において充電時に同時に接続される電源は４つなので、チャネル数（ｃｈ数）は４である。
【００６６】
表１に示すように、実施例の方が比較例よりもチャネル数が少ないにも関わらず、同程度の時間及び電力量で同数のセル９の充電を行うことができた。実施例の方が比較例よりもチャネル数が少ない、すなわち、同時に接続される電源の数が少ないので、実施例に係る充電装置１０は比較例に係る充電装置３０よりも低コストに充電を行うことができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
３            第１電源
４            第２電源
５            電源切替部
６            回路切替部
７            電圧測定部
９            セル
１０            充電装置
１１            正極端子用通電ピン
１２            負極端子用通電ピン
１３            正極端子用電圧測定ピン
１４            負極端子用電圧測定ピン
１５            ピン保持部
１６            治具
９１            正極端子
９２            負極端子
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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