JPH0956080A

JPH0956080A - 充電装置

Info

Publication number: JPH0956080A
Application number: JP7204686A
Authority: JP
Inventors: Tamiji Nagai; 民次永井; Kazunori Ozawa; 和典小沢; Kuniharu Suzuki; 邦治鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】定電圧充電が必要なリチウムイオン電池など
の２次電池の充電装置において、電池を劣化させること
なく電池容量を有効に活用できるようにする。【解決手段】２次電池に供給する電圧を、第１の電圧
Ｖ₁と、この第１の電圧より低い第２の電圧Ｖ₂とで切
換えられるようにし、満充電を検出したとき、第１の電
圧Ｖ₁から第２の電圧Ｖ₂に切換えさせ、この第２の電
圧Ｖ₂を供給した状態で、所定の電流値Ｉ₂以上の充電
電流を検出したとき、第１の電圧Ｖ₁（又は第２の電圧
Ｉ₂と第１の電圧Ｖ₁との間の電圧）に戻すようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、２次電池の充電装
置に関し、特にリチウムイオン電池などの定電圧充電が
必要な２次電池に適用して好適な充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、充電が可能な電池である２次電池
として、定電圧充電が必要なものとして、リチウムイオ
ン電池が開発されている。このリチウムイオン電池は、
例えば図１２に示す特性にて充電される。図１２は一般
的なリチウムイオン電池の充電電流・電圧対経過時間の
特性図であり、充電開始から電池電圧が所定電位になる
までは、充電電流Ｉを一定電流として充電を行う。この
定電流充電を行うことで、電池電圧Ｖが上昇し、所定値
を越えたとき、定電圧充電に切換える。このときには、
例えばリチウムイオン電池の満充電時（即ち１００％充
電されたとき）の電池電圧に相当する電圧Ｖ₁を供給す
る。この定電圧充電を行うことで、リチウムイオン電池
が充電されて、電池電圧が電圧Ｖ₁まで上昇するが、こ
の充電が行われるに従って、充電電流Ｉは減少する。こ
こで、この充電電流Ｉが所定値まで減少したとき、リチ
ウムイオン電池が１００％充電（或いは１００％に近い
状態に充電）されたと判断し、充電電流の供給を停止さ
せる。

【０００３】このようにして充電を行うことで、リチウ
ムイオン電池を１００％まで効率良く充電することがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して１００％まで充電されたリチウムイオン電池は、以
後の充電状態により特性を劣化させてしまうことがあ
る。即ち、リチウムイオン電池の満充電時の電池電圧に
相当する電圧Ｖ₁を、充電装置から１００％充電された
リチウムイオン電池に充電電圧として常時印加し、小電
力の充電を繰り返し行うようにすると、自己放電などが
あっても、充電状態をほぼ１００％の状態に保つことが
できる。ところが、このようにほぼ１００％の状態が継
続すると、リチウムイオン電池は、充電できる容量がし
だいに減少する特性となっていて、２次電池としての特
性を劣化させてしまう。

【０００５】この１００％充電の状態が継続することに
よる特性劣化を防止するためには、例えば充電容量の９
０％程度で充電を停止させることが考えられるが、この
ようにすると、２次電池として用意された容量が有効に
活用されない不都合がある。

【０００６】また、リチウムイオン電池は、電池そのも
のの温度が高くなったときには、充電できる容量が少な
くなり電池特性の劣化が早い不都合があり、充電時など
に電池温度が上昇した状態で、温度上昇がないときと同
じ条件で満充電まで充電させるのは好ましくない不都合
があった。

【０００７】本発明はこれらの点に鑑み、電池を劣化さ
せることなく、電池容量を有効に活用できるようにする
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、２次電池に供
給する電圧を、第１の電圧と、この第１の電圧より低い
第２の電圧とで切換えられるようにし、満充電に相当す
る状態を検出したとき、第１の電圧から第２の電圧に切
換えさせ、この第２の電圧を供給した状態で、第２の充
電電流以上の電流を検出したとき、第１の電圧に戻すよ
うにしたものである。

【０００９】かかる構成の本発明によると、一度満充電
状態となった後は、充電電圧が第１の電圧より低い第２
の電圧に切換わるが、放電により電池電圧が低下してこ
の第２の電圧まで低下したとき、充電装置の充電回路側
から２次電池に何らかの充電電流が流れる。このとき、
充電電流が所定値以上であるとき、２次電池の残容量が
所定容量以下であると判断し、充電電圧を第１の電圧に
戻すようにしたことで、第１の充電電圧により２次電池
が満充電状態まで充電される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜
図７を参照して説明する。

【００１１】図１は本例の充電装置の構成を示すブロッ
ク図で、商用交流電源１からの交流１００Ｖ電源を、変
圧・整流回路２に供給して、直流低圧電源とする。この
直流低圧電源を、定電流回路３に供給し、一定電流の出
力を得る。そして、この一定電流の出力を、切換スイッ
チ４の可動接点４ｍに供給する。この切換スイッチ４の
第１及び第２の固定接点４ａ及び４ｂは、それぞれ定電
圧回路５及び６に接続してあり、可動接点４ｍが接続さ
れた側の定電圧回路５又は６から一定の電圧が出力され
る。ここで、定電圧回路５は４．２Ｖを出力するように
設定してあり、定電圧回路６は４．０Ｖを出力するよう
に設定してある。

【００１２】そして、この充電装置に装着された２次電
池７の正極側に、定電圧回路５又は６の出力電圧を供給
する。この場合、本例においては２次電池７として、リ
チウムイオン電池を使用する。ここで使用されるリチウ
ムイオン電池は、１００％充電（満充電）したときの電
池電圧が４．２Ｖになる特性のものとしてある。

【００１３】そして、この２次電池７の正極側と負極側
との電位差を、電圧検出回路８で検出する。この電圧検
出回路８で検出した電圧値のデータを、後述する制御回
路１１に供給する。

【００１４】そして、２次電池７の負極側を、電流検出
用抵抗器９を介して変圧・整流回路２に接続し、２次電
池７の充電回路を構成させる。そして、電流検出用抵抗
器９の一端及び他端の電位差に基づいて、抵抗器９を流
れる電流を電流検出回路１０で検出する。この電流検出
回路１０で検出される電流値は、２次電池７に供給され
る充電電流に相当する。そして、電流検出回路１０で検
出した電流値のデータを、制御回路１１に供給する。こ
の制御回路１１は、マイクロコンピュータで構成されて
充電動作を制御する回路としてあり、電流検出回路１０
で検出した電流値のデータと、制御回路１１に予め記憶
された電流値Ｉ₁との比較に基づいて、切換スイッチ４
の可動接点４ｍの接続状態を制御する。ここで、この電
流値Ｉ₁としては、充電電圧４．２Ｖで２次電池７が１
００％充電されたときの充電電流値としてある。

【００１５】なお、２次電池７には負荷回路１８が接続
されている場合もある。

【００１６】次に、この充電装置にて２次電池（リチウ
ムイオン電池）を充電する場合の処理を、図２のフロー
チャートを参照して説明する。

【００１７】まず、制御回路１１は２次電池７の有無
（即ち充電装置に装着されているか否か）の検出を行う
（ステップ１０１）。この電池７の有無の判断として
は、電池電圧の検出などにより電気的に行う場合と、機
械的に検出する場合とがあり、いずれの検出でも良い。

【００１８】そして、この検出結果が電池有りであるか
否か判断し（ステップ１０２）、電池有りの場合には、
切換スイッチ４の可動接点４ｍを第１の固定接点４ａと
接続させて、第１の定電圧回路５が出力する４．２Ｖの
充電電圧Ｖ₁により、電池７の充電を行う（ステップ１
０３）。そして、このとき電流検出回路１０で充電電流
の検出を行い（ステップ１０４）、検出した充電電流値
が予め設定した所定値Ｉ₁以下か否か判断する（ステッ
プ１０５）。

【００１９】ここで、設定値Ｉ₁を越える値である場合
には、ステップ１０３に戻って４．２Ｖの充電電圧Ｖ₁
での充電を継続して行う。そして、ステップ１０５で設
定値Ｉ₁以下の値であると判断したときには、充電を停
止させる処理を行い（ステップ１０６）、切換スイッチ
４の可動接点４ｍを、第１の固定接点４ａから第２の固
定接点４ｂに切換えさせて、第２の定電圧回路６が出力
する４．０Ｖの充電電圧Ｖ₂を、２次電池７に印加させ
る（ステップ１０７）。

【００２０】そして、この状態で電流検出回路１０で充
電電流の検出を行い（ステップ１０８）、検出した充電
電流値Ｉ₂を、予め設定した所定値Ｉ₁と比較し（ステ
ップ１０９）、充電電流値Ｉ₂が設定値Ｉ₁以下の場合
には、ステップ１０８に戻って電流検出を継続して行
う。そして、この電流検出で電流値Ｉ₂が設定値Ｉ₁以
上の値のとき（即ちＩ₂≧Ｉ₁のとき）には、切換スイ
ッチ４の可動接点４ｍを第２の固定接点４ｂから第１の
固定接点４ａに切換えさせ、第１の定電圧回路５が出力
する４．２Ｖの充電電圧Ｖ₁を２次電池７に印加させ、
この４．２Ｖの充電電圧Ｖ₁で充電を実行させる（ステ
ップ１１０）。そして次に、ステップ１０４に戻って、
電流検出回路１０で充電電流を検出させる。

【００２１】この図２のフローチャートに示すように制
御回路１１で充電動作を制御することで、図３に示す特
性にて充電が行われる。図３は充電電流・電圧対経過時
間の特性図であり、充電開始から電池電圧が所定電位に
なるまでは、充電電流Ｉを一定電流とした定電流充電が
行われ（本例では定電流充電を行う構成については省略
してある）、その後定電圧充電に切換えられて４．２Ｖ
の充電電圧Ｖ₁で充電が行われる。この定電圧充電が行
われることで、電池電圧Ｖは充電電圧Ｖ₁と一致するよ
うになるが、充電電流Ｉは徐々に減少して、その充電電
流Ｉが予め設定された電流値Ｉ₁以下の値になる。この
電流値Ｉ₁以下の値になることで、２次電池（リチウム
イオン電池）は１００％充電されたことになる。

【００２２】そして、この１００％充電されたタイミン
グ、即ち充電電流が電流値Ｉ₁以下になるタイミングＴ
₁では、切換スイッチ４が第１の固定接点４ａから第２
の固定接点４ｂ側に切換えられ、充電電圧が４．２Ｖ
（Ｖ₁）から４．０Ｖ（Ｖ₂）に切換えられる（図３に
破線で示す充電電圧Ｖ₀）。このように充電電圧が４．
０Ｖとなることで、電池電圧Ｖが４．２Ｖであるため
に、２次電池７への充電は行われず、充電電流は流れな
くなる。

【００２３】この状態で２次電池７を放置しておくと、
電池の自己放電（或いは接続された負荷８への放電）に
より、電池電圧Ｖは次第に低下するが、充電電圧である
４．０Ｖまで低下したとき、充電回路側から２次電池７
に充電電流Ｉが流れるようになる。例えば図３でタイミ
ングＴ₃で電池電圧Ｖが４．０Ｖまで低下したとすると
充電電流Ｉ₂が生じ、この充電電流Ｉ₂が電流検出回路
１０で検出される。このとき、充電電流Ｉ₂を予め設定
された電流値Ｉ₁と比較して、設定値Ｉ₁以上の値のと
きには、充電電圧が４．０Ｖから４．２Ｖに切換えられ
る（図３に破線で示す充電電圧Ｖ₀の上昇）。この充電
電圧の上昇で、充電電流Ｉがより高くなって充電が行わ
れる。そして、この充電により１００％充電の状態に近
づくと、最初の充電時と同様に充電電流が減少して行
き、充電電流Ｉが設定値Ｉ₁以下になった時点で、再度
充電電圧が４．０Ｖに低下し、充電動作が停止する。

【００２４】このようにしてリチウムイオン電池である
２次電池の充電動作が行われることで、２次電池が効率
良く１００％充電に近い状態に保たれる。即ち、充電動
作を行うときには、適切な充電電圧である４．２Ｖで充
電が行われて、１００％充電されるまで充電されると共
に、この１００％充電された後は、充電電圧が４．２Ｖ
から若干低くなった電圧である４．０Ｖとなり、電池電
圧Ｖが自己放電（又は負荷への放電）により４．０Ｖま
で低下した時点で、再度充電電圧が４．２Ｖに上昇し
て、１００％まで充電される動作が繰り返し行われる。
従って、一旦満充電状態まで充電された後は、電池の残
量が所定量まで低下する毎に、満充電までの充電が繰り
返し行われ、リチウムイオン電池の充電状態を常時満充
電に近い状態に維持できると共に、この満充電までの充
電を行うとき以外は、電池の満充電時の電池電圧である
４．２Ｖよりも低い４．０Ｖが電池に印加されて、この
４．０Ｖに電池電圧が低下するまでは充電が行われない
ので、リチウムイオン電池が連続的に満充電状態とはな
らず、満充電状態が続くことによるリチウムイオン電池
の性能の劣化を防止することができる。

【００２５】なお、この例では再充電時に検出した充電
電流Ｉ₂を、充電停止判断に使用した電流設定値Ｉ₁と
比較するようにしたが、再充電時に検出した充電電流Ｉ
₂を、設定値Ｉ₁とは別に設定した電流値と比較して、
この設定した電流値以上の電流値を検出したとき、充電
電圧を４．２Ｖに切換えるようにしても良い。

【００２６】また上述した例では、充電電流が所定値Ｉ
₁以下になったとき、２次電池７が１００％充電された
と判断するようにしたが、所定値Ｉ₁以下となった後、
所定時間が経過した後に、満充電であると判断するよう
にしても良い。即ち、図４のフローチャートに示すよう
に、ステップ１０５で電流検出回路１０が検出した充電
電流Ｉが、所定値Ｉ₁以下となったとき、制御回路１１
内のタイマ回路を作動させ（ステップ１１１）、このタ
イマ回路が所定時間カウントしたとき、ステップ１０７
に移って充電電圧をＶ₁からＶ₂に低下させるようにし
ても良い。図４のフローチャートのその他のステップ
は、図２で説明した処理と同じである。

【００２７】また上述した例では、充電電流の検出で１
００％充電された状態を判断するようにしたが、電圧検
出回路８による電池電圧の検出で、１００％充電された
状態を検出するようにしても良い。即ち、図５のフロー
チャートに示すように、ステップ１０３で充電電圧をＶ
₁に設定させた後に、電圧検出回路８で電池電圧を検出
させ（ステップ１１３）、この検出値が満充電に相当す
る電圧値である電圧Ｖ ₁を検出したとき（ステップ１１
４）、ステップ１０７に移って充電電圧をＶ₁からＶ₂
に低下させるようにしても良い。図５のフローチャート
のその他のステップは、図２で説明した処理と同じであ
る。

【００２８】また、この図５のフローチャートのように
電池電圧で１００％充電された状態を検出する場合にお
いて、所定の電池電圧を検出してから所定時間が経過し
た時点を、満充電であると判断するようにしても良い。
即ち、図６のフローチャートに示すように、ステップ１
０３で充電電圧をＶ₁に設定させた後に、電圧検出回路
８で電池電圧を検出させ（ステップ１１３）、この検出
値が満充電に相当する電圧値Ｖ₁から若干低い電圧であ
る電圧Ｖ₃を検出したとき（ステップ１１４）、満充電
であると判断し、ステップ１０７に移って充電電圧をＶ
₁からＶ₂に低下させるようにしても良い。図６のフロ
ーチャートのその他のステップは、図２で説明した処理
と同じである。

【００２９】また、図２，図４，図５，図６のそれぞれ
のフローチャートにおいて、ステップ１０７で充電電圧
をＶ₂に直接低下させるのではなく、２次電池７の表面
や内部の温度を検出して、その検出した温度に応じて低
下させる電圧値を選定するようにしても良い。即ち、各
図のステップ１０７の代わりに、図７のフローチャート
の処理を行うようにしても良い。この図７の処理は、充
電装置に設けた何らかの温度センサが、２次電池７の表
面などの温度として所定温度（ここでは５０℃とする）
以上を検出したか否か判断し（ステップ１３１）、５０
℃以下の場合には、充電電圧を上述した電圧値Ｖ₂（例
えば４．０Ｖ）に低下させ（ステップ１３２）、５０℃
を越える場合には、充電電圧を上述した電圧値Ｖ₂から
所定値ΔＶ（例えば０．１Ｖ）減算した電圧値（例えば
３．９Ｖ）に低下させ（ステップ１３３）、次のステッ
プに移るようにしても良い。このようにすることで、温
度に応じた適切な充電電圧の設定ができる。なお、この
場合には、図１の回路の他に、温度センサと、電圧値
〔Ｖ₂−ΔＶ〕を生成させる定電圧回路とを用意してお
く必要がある。

【００３０】次に、本発明の他の実施例を、図８〜図１
１を参照して説明する。この例では、電池の温度を検出
して、再充電時の充電電圧を変化させるようにしたもの
で、充電装置を図８に示すように構成する。この図８に
おいて、図１に対応する部分には同一符号を付し、その
詳細説明は省略する。

【００３１】この例では、定電流回路３の出力を切換ス
イッチ１２の可動接点１２ｍに供給し、この切換スイッ
チ１２の第１，第２及び第３の固定接点１２ａ，１２ｂ
及び１２ｃを、それぞれ定電圧回路１３，１４及び１５
に接続する。ここで、定電圧回路１３は４．２Ｖの定電
圧出力が得られる回路で、定電圧回路１４は４．１Ｖの
定電圧出力が得られる回路で、定電圧回路１５は４．０
Ｖの定電圧出力が得られる回路である。そして、それぞ
れの定電圧回路１３，１４，１５の出力を、リチウムイ
オン電池である２次電池７の正極側に供給する。そし
て、この２次電池７の負極側に接続した電流検出用抵抗
器９を流れる電流を電流検出回路１０で検出し、その電
流値の検出データを制御回路１６で基準となる設定され
た電流値Ｉ ₁と比較し、その比較結果に基づいて切換ス
イッチ１２の制御を行う。また、この充電装置に接続さ
れた２次電池７の内部温度又は表面温度或いは２次電池
７の近傍の温度を、温度センサ１７で検出するようにし
てあり、その検出温度データが制御回路１６に供給され
るようにしてあり、その検出温度が設定温度Ｔａ以上か
否かの判断に基づいて、切換スイッチ１２を制御する際
の切換状態を変化させる。この設定温度Ｔａとしては、
例えば５０℃とする。

【００３２】その他の部分については、図１に示した充
電装置と同様に構成する。なお、図示はしないが、この
充電装置の場合にも、２次電池に負荷回路が接続されて
いる場合もある。

【００３３】次に、この例の充電装置にて充電する場合
の動作を、図９のフローチャートを参照して説明する。
この図９のフローチャートにおいて、ステップ１０９
（即ち一度１００％まで充電された後に検出した充電電
流値Ｉ₂と設定値Ｉ₁との比較するステップ）までは図
２に示したフローチャートと同じ処理であり、その説明
を省略する。但し、ステップ１０３で設定される充電電
圧Ｖ₁は、定電圧回路１３による４．２Ｖの電圧（即ち
切換スイッチ１２の可動接点１２ｍを第１の固定接点１
２ａと接続させる）であり、ステップ１０７で設定され
る充電電圧Ｖ₂は、定電圧回路１５による４．０Ｖの電
圧（即ち切換スイッチ１２の可動接点１２ｍを第３の固
定接点１２ｃと接続させる）である。

【００３４】そして、ステップ１０９での比較で、検出
した充電電流値Ｉ₂が設定値Ｉ₁以上の値のとき（即ち
Ｉ₂≧Ｉ₁のとき）には、温度センサ１７の検出温度を
判断し、検出温度が設定温度Ｔａ（例えば５０℃）以上
であるか判断する（ステップ１２１）。ここで、検出温
度が設定温度Ｔａ以上である場合には、切換スイッチ１
２の可動接点１２ｍを第３の固定接点１２ｃから第２の
固定接点１２ｂに切換えさせ、第２の定電圧回路１４が
出力する４．１Ｖの充電電圧（この充電電圧をＶ₁−Δ
Ｖとする）を２次電池７に印加させ、この４．１Ｖの充
電電圧Ｖ₁−ΔＶで充電を実行させる（ステップ１２
２）。そして次に、ステップ１０４に戻って、電流検出
回路１０で充電電流を検出させる。

【００３５】そして、ステップ１２１で検出温度が設定
温度Ｔａ未満である場合には、切換スイッチ１２の可動
接点１２ｍを第３の固定接点１２ｃから第１の固定接点
１２ａに切換えさせ、第１の定電圧回路１３が出力する
４．２Ｖの充電電圧Ｖ₁を２次電池７に印加させ、この
４．２Ｖの充電電圧Ｖ₁で充電を実行させる（ステップ
１２３）。そして次に、ステップ１０４に戻って、電流
検出回路１０で充電電流を検出させる。

【００３６】この図９のフローチャートに示すように制
御回路１１で充電動作を制御することで、図１０に示す
特性にて充電が行われる。図１０は充電電流・電圧対経
過時間の特性図であり、充電開始後に定電圧充電となっ
てから、４．２Ｖの充電電圧Ｖ₁で充電が行われる。こ
の定電圧充電が行われることで、電池電圧Ｖは充電電圧
Ｖ₁と一致するようになるが、充電電流Ｉは徐々に減少
して、その充電電流Ｉが予め設定された電流値Ｉ₁以下
の値になって２次電池（リチウムイオン電池）が１００
％充電される。そして、この１００％充電されたタイミ
ングＴ₁で、切換スイッチ１２が第１の固定接点１２ａ
から第３の固定接点１２ｃ側に切換えられ、充電電圧が
４．２Ｖ（Ｖ₁）から４．０Ｖ（Ｖ₂）に切換えられる
（図１０に破線で示す充電電圧Ｖ₀の低下）。このよう
に充電電圧が４．０Ｖとなることで、電池電圧Ｖが４．
２Ｖであるために、２次電池７への充電は行われず、充
電電流は流れなくなる。ここまでは、図３で説明した状
態と同じである。

【００３７】この状態で２次電池７を放置しておくと、
電池の自己放電（或いは接続された負荷への放電）によ
り、電池電圧Ｖは次第に低下するが、充電電圧である
４．０Ｖまで低下したとき（図１０のタイミング
Ｔ₂）、充電回路側から２次電池７に充電電流Ｉ₂が流
れるようになる。そして、この充電電流Ｉ₂が電流検出
回路１０で検出されて設定値Ｉ₁と比較され、設定値Ｉ
₁以上であるときには、充電電圧を上昇させる処理が行
われるが、このときの温度センサ１７の検出温度が設定
温度Ｔａ以上か否かによって、切換える充電電圧がＶ₁
（４．２Ｖ）又はＶ₁−ΔＶ（４．１Ｖ）のいずれかに
選択される。

【００３８】即ち、このときの検出温度が設定温度Ｔａ
以上である場合には、充電電圧が４．１Ｖとされ、この
４．１Ｖの充電電圧で電池電圧が４．１Ｖになるまで充
電される（図１０に示す電池電圧Ｖａの状態）。この電
池電圧が４．１Ｖの状態は、１００％充電されたときの
電池電圧４．２Ｖよりも若干低い電位であるので、１０
０％よりも若干低い量（例えば９０％）充電された状態
で充電が停止する。そして、検出温度が設定温度Ｔａ未
満である場合には、充電電圧が４．２Ｖとされ、この
４．２Ｖの充電電圧で電池電圧が４．２Ｖになって１０
０％まで充電される（図１０に示す電池電圧Ｖｂの状
態）。

【００３９】このように満充電された後に再充電する場
合の充電電圧を、電池又はその周囲の温度により変化さ
せることで、温度が高い場合の電池保護が行われる。即
ち、リチウムイオン電池はその温度が高いときには、１
００％充電させた場合の特性劣化（即ち充電容量の減
少）が通常時よりも早い不都合があり、１００％まで充
電させるのは好ましくない。ここで、本例の場合には電
池温度が高いときには、１００％充電される直前で充電
を停止するようにしたので、高温時の１００％充電によ
る特性劣化を防止することができる。そして、電池温度
が高くないときには、１００％まで充電するようにした
ので、温度による保護を必要としない場合には、２次電
池の能力が最大限に活用できるまで充電され、効率の良
い充電が行われる。なお、この設定温度Ｔａ未満である
場合の充電動作については、図３で説明した一実施例の
充電動作と全く同じであり、一実施例と同様の効果を有
する。

【００４０】この図８〜図１０で説明した例では、設定
温度Ｔａ以上か否かの判断に基づいて、再充電時の充電
電圧を２種類に切換えるようにしたが、より細かく温度
検出を行った結果に基づいて、細かく充電電圧を制御す
るようにしても良い。例えば、図９のフローチャートで
のステップ１２１の温度判断と、その判断に基づいたス
テップ１２２，１２３での充電電圧の設定の代わりに、
図１１のフローチャートに示すように、２段階の温度判
断を行って、３段階に再充電時の充電電圧を切換えるよ
うにしても良い。

【００４１】即ち、図１１のフローチャートに示すよう
に、まず温度センサ１７で検出した温度が５０℃以上か
否か判断し（ステップ１２４）、５０℃以上の場合に
は、更にその温度が６０℃以上か否か判断する（ステッ
プ１２５）。そして、６０℃以上であると判断したとき
には、充電電圧として〔Ｖ₁−２ΔＶ〕を設定する（ス
テップ１２６）。ここでは、例えばＶ₁を４．２Ｖ、Δ
Ｖを０．１Ｖとすると、４．０Ｖを設定することになる
（Ｖ₂が４．０Ｖの場合には充電電圧が変化しない）。

【００４２】そして、ステップ１２５で、６０℃未満で
あると判断したときには、充電電圧として〔Ｖ₁−Δ
Ｖ〕を設定する（ステップ１２７）。ここでは、上述し
たＶ₁，ΔＶの値を想定すると、４．１Ｖを設定するこ
とになる。

【００４３】そして、ステップ１２４で、５０℃未満で
あると判断したときには、充電電圧としてＶ₁を設定す
る（ステップ１２８）。ここでは、上述したＶ₁の値を
想定すると、４．２Ｖを設定することになる。

【００４４】このように温度に応じて、より細かく電圧
を制御することで、２次電池の温度による保護がより正
確に行える効果を有する。なお、このように段階的に変
化させる他に、検出した温度に応じて再充電時の電圧値
を連続的に変化させるようにしても良い。

【００４５】なお、２次電池７の温度を検出する温度セ
ンサ１７の具体的構成については、ここでは特に説明し
なかったが、各種構成の温度センサが適用できる。例え
ば、２次電池の表面温度を赤外線センサで検出するよう
にしても良く、或いは２次電池に設けた温度検出用の端
子を介して内部温度を検出するようにしても良く、更に
は何らかの温度検出素子を使用して２次電池の装着部の
近傍の温度を検出するようにしても良い。

【００４６】また、上述した各実施例では、２次電池と
してリチウムイオン電池を充電する場合について説明し
たが、他の同様な定電圧充電を必要とする２次電池の充
電装置にも適用できることは勿論である。また、満充電
まで充電させる電圧などの値についても、使用する電池
の電圧特性などに応じて適宜選定すれば良く、上述各実
施例の値に限定されるものではない。

【００４７】

【発明の効果】本発明によると、一度満充電状態となっ
た後は、充電電圧が第１の電圧より低い第２の電圧に切
換わることで、電池電圧がこの第２の電圧まで低下した
とき、充電装置の充電回路側から２次電池に何らかの充
電電流が流れるが、この充電電流が所定値以上であると
き、充電電圧を第１の電圧に戻すようにしたことで、電
池の残量が所定量まで低下したときにだけ、第１の充電
電圧により満充電状態まで充電される。従って、一旦満
充電状態まで充電された後は、電池の残量の所定量まで
の低下毎に、満充電までの充電が繰り返し行われ、２次
電池の充電状態を常時満充電に近い状態に維持できると
共に、この満充電までの充電を行うとき以外は第１の電
圧よりも低い第２の電圧が電池に印加されるので、２次
電池が連続的に満充電状態とはならず、満充電状態が続
くことによる２次電池の性能の劣化を防止することがで
きる。

【００４８】この場合、充電電圧を第１の電圧から第２
の電圧に切換えるときの判断に使用する第１の充電電流
と、充電電圧を第２の電圧から第１の電圧に切換えると
きの判断に使用する第２の充電電流とを、同じ値とした
ことで、良好な充電状態の制御ができる。

【００４９】また、温度検出手段の検出温度が所定温度
以上のとき、充電電圧を第２の電圧から第１の電圧に戻
す代わりに、第１の電圧と第２の電圧との間の第３の電
圧とすることで、温度上昇による２次電池性能の劣化を
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による充電装置の構成を示す
構成図である。

【図２】一実施例による充電処理を示すフローチャート
である。

【図３】一実施例による充電状態を示す特性図である。

【図４】一実施例において満充電検出を別の処理で行う
場合の充電処理を示すフローチャートである。

【図５】一実施例において満充電検出を更に別の処理で
行う場合の充電処理を示すフローチャートである。

【図６】一実施例において満充電検出を更に別の処理で
行う場合の充電処理を示すフローチャートである。

【図７】一実施例の充電処理の満充電時の制御を温度で
行う場合のフローチャートである。

【図８】本発明の他の実施例による充電装置の構成を示
す構成図である。

【図９】図８の例による充電処理を示すフローチャート
である。

【図１０】図８の例による充電状態を示す特性図であ
る。

【図１１】図８の例において温度により電圧を３段階に
変化させる場合の充電処理を示すフローチャートであ
る。

【図１２】リチウムイオン蓄電池の充電特性の例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１商用交流電源２変圧・整流回路３定電流回路４切換スイッチ５，６定電圧回路７２次電池８電圧検出回路９電流検出用抵抗器１０電流検出回路１１制御回路１２切換スイッチ１３，１４，１５定電圧回路１６制御回路１７温度センサ１８負荷回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定電圧の充電電圧により充電が行われる
２次電池を充電する充電装置において、上記２次電池に第１の電圧を供給する第１の電圧供給手
段と、上記２次電池に上記第１の電圧よりも低い第２の電圧を
供給する第２の電圧供給手段と、上記２次電池への充電電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段での検出結果に基づいて、上記第１の電
圧供給手段による供給と、上記第２の電圧供給手段によ
る供給とを切換える制御手段とを備え、上記電流検出手段で、上記２次電池がほぼ満充電された
状態に相当する第１の充電電流を検出したとき、上記２
次電池への供給を、上記第１の電圧供給手段から上記第
２の電圧供給手段に切換えると共に、この切換えで第２の電圧供給手段から上記２次電池に第
２の電圧が供給された状態で、上記電流検出手段が第２
の充電電流以上の電流を検出したとき、上記第１の電圧
供給手段による供給に切換えるようにした充電装置。
【請求項２】上記第２の充電電流と上記第１の充電電
流を同じ値とした請求項１記載の充電装置。
【請求項３】上記第１及び第２の電圧の間の電位の第
３の電圧を上記２次電池に供給する第３の電圧供給手段
と、上記２次電池の内部又は近傍の温度を検出する温度検出
手段を備え、該温度検出手段の検出温度が所定温度以上のとき、上記
第２の電圧供給手段から上記第１の電圧供給手段に切換
える代わりに、上記第３の電圧供給手段に切換えるよう
にした請求項１記載の充電装置。
【請求項４】定電圧の充電電圧により充電が行われる
２次電池を充電する充電装置において、上記２次電池に第１の電圧を供給する第１の電圧供給手
段と、上記２次電池に上記第１の電圧よりも低い第２の電圧を
供給する第２の電圧供給手段と、上記２次電池への充電電流を検出する電流検出手段と、上記２次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段での検出結果に基づいて、上記第１の電
圧供給手段による供給と、上記第２の電圧供給手段によ
る供給とを切換える制御手段とを備え、上記電圧検出手段で、上記２次電池がほぼ満充電された
状態に相当する所定の電圧を検出したとき、上記２次電
池への供給を、上記第１の電圧供給手段から上記第２の
電圧供給手段に切換えると共に、この切換えで第２の電圧供給手段から上記２次電池に第
２の電圧が供給された状態で、上記電流検出手段が所定
の充電電流以上の電流を検出したとき、上記第１の電圧
供給手段による供給に切換えるようにした充電装置。
【請求項５】上記第１及び第２の電圧の間の電位の第
３の電圧を上記２次電池に供給する第３の電圧供給手段
と、上記２次電池の内部又は近傍の温度を検出する温度検出
手段を備え、該温度検出手段の検出温度が所定温度以上のとき、上記
第２の電圧供給手段から上記第１の電圧供給手段に切換
える代わりに、上記第３の電圧供給手段に切換えるよう
にした請求項４記載の充電装置。