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JP3213401B2 - Charging method for non-aqueous secondary batteries - Google Patents

Charging method for non-aqueous secondary batteries

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Publication number
JP3213401B2
JP3213401B2 JP26011592A JP26011592A JP3213401B2 JP 3213401 B2 JP3213401 B2 JP 3213401B2 JP 26011592 A JP26011592 A JP 26011592A JP 26011592 A JP26011592 A JP 26011592A JP 3213401 B2 JP3213401 B2 JP 3213401B2
Authority
JP
Japan
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voltage
charging
battery
current
constant
Prior art date
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JP26011592A
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Japanese (ja)
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Inventor
幹隆 玉井
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Priority to TW82106452A priority patent/TW228616B/en
Priority to US08/111,976 priority patent/US5442274A/en
Publication of JPH06113474A publication Critical patent/JPH06113474A/en
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として非水系二次電
池の充電に使用される充電方法に関し、とくに、充電時
間を短縮して過充電による電池性能の低下を防止できる
急速充電方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging method mainly used for charging a non-aqueous secondary battery, and more particularly to a rapid charging method capable of shortening a charging time and preventing a decrease in battery performance due to overcharging.

【0002】[0002]

【従来の技術】二次電池の急速充電方法として、定電流
充電した後、定電圧電流に切り換える方法が開発されて
いる(特開平3−251054号公報)。この公報に記
載される充電方法は、電池電圧が設定値になるまでは定
電流充電し、電圧が設定値に上昇した後は、電池の電圧
が異常に上昇して電池性能が低下しないように、定電圧
充電に切り換えるものである。この方法は、定電流充電
するときの充電電流を大きくすることによって満充電す
るまでの時間を短くできる。しかしながら、大電流で充
電するためには、充電装置を大型化する必要があり、装
置がコストアップする。また、電池の最大充電電流は、
電池性能を低下させないように設計する必要がある。電
池の最大充電電流は、電池を満充電する時間を制限す
る。このため、充電電流を大きくする方法では、満充電
時間に制約を受ける。
2. Description of the Related Art As a method of rapidly charging a secondary battery, a method of switching to a constant voltage / current after charging with a constant current has been developed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-251504). The charging method described in this publication performs constant current charging until the battery voltage reaches a set value, and after the voltage rises to the set value, prevents the battery voltage from rising abnormally and the battery performance from deteriorating. , To switch to constant voltage charging. According to this method, the time until full charge can be shortened by increasing the charge current at the time of constant current charge. However, in order to charge with a large current, the size of the charging device needs to be increased, and the cost of the device increases. The maximum charging current of the battery is
It is necessary to design so as not to lower the battery performance. The maximum charging current of the battery limits the time to fully charge the battery. Therefore, the method of increasing the charging current is limited by the full charging time.

【0003】この欠点を解消する充電方法が特開平2−
119539号公報に記載されている。この公報に記載
される充電方法は、鉛蓄電池を急速充電するものであ
る。この方法は、電池電圧と充電電流とを図1に示すよ
うに設定している。すなわち、第2の電圧V2よりも多
少高く設定される第1の電圧V1まで定電流充電し、そ
の後に、第2の電圧V2の電圧で定電圧充電するもので
ある。この充電方法は、定電流充電するときの電池の最
終電圧である第1の電圧V1を、定電圧充電する設定電
圧である第2の電圧V2よりも高く設定することによっ
て、鉛蓄電池を満充電する時間を短くするものである。
A charging method for overcoming this disadvantage is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 119395. The charging method described in this publication is for rapidly charging a lead storage battery. In this method, the battery voltage and the charging current are set as shown in FIG. That is, constant-current charging is performed up to a first voltage V1 that is set to be slightly higher than the second voltage V2, and then constant-voltage charging is performed at the second voltage V2. In this charging method, the lead-acid battery is fully charged by setting the first voltage V1, which is the final voltage of the battery at the time of constant-current charging, higher than the second voltage V2, which is the set voltage for constant-voltage charging. This is to shorten the time to do.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この公報に記載される
方法は、最初から定電圧充電する方法に比較して充電時
間を短くできる。それは、最初から最後まで定電圧充電
すると、次第に電流が減少するのに対し、最初に、第1
の電圧V1までは定電流充電すると、定電流充電によっ
て充電量を多くできるからである。したがって、この方
法は、トータルの充電時間を短縮することができる。さ
らに、この方式の充電方法は、定電流充電における最終
の電池電圧である第1の電圧V1を高くすることによっ
て、充電時間を短くできる。しかしながら、第1の電圧
V1を高くすると、副反応によって、非水系二次電池の
電池としての性能を低下させる。
According to the method described in this publication, the charging time can be shortened as compared with the method of constant voltage charging from the beginning. First, while charging at a constant voltage from the beginning to the end gradually reduces the current, first, the first
This is because if the battery is charged at a constant current up to the voltage V1, the charge amount can be increased by the constant current charging. Therefore, this method can shorten the total charging time. Further, in the charging method of this system, the charging time can be shortened by increasing the first voltage V1, which is the final battery voltage in the constant current charging. However, when the first voltage V1 is increased, the performance of the nonaqueous secondary battery as a battery is reduced due to a side reaction.

【0005】最初から第2の電圧V2で定電圧充電する
と、副反応による弊害を防止できる。しかしながら、ト
ータルの充電時間が長くなる欠点がある。したがって、
この充電方法も、充電時間を短縮することと、電池性能
の低下を防止するとこととは互いに相反する性質であっ
て両者を満足することができない。
When the battery is charged at a constant voltage with the second voltage V2 from the beginning, adverse effects due to side reactions can be prevented. However, there is a disadvantage that the total charging time becomes longer. Therefore,
Also in this charging method, shortening the charging time and preventing deterioration of the battery performance are mutually contradictory properties, and both cannot be satisfied.

【0006】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、過
充電による電池性能の低下を極減して、充電時間を短縮
できる電池の充電方法を提供することにある。
[0006] The present invention has been developed with the object of further solving this drawback. An important object of the present invention is to minimize the deterioration of battery performance due to overcharging and shorten the charging time. To provide a charging method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の電池の充電方法
は、前述の目的を達成するために、下記の方法で電池を
充電する。すなわち、本発明の方法は、第1の電圧V1
まで定電流充電または準定電流充電した後に、第2の電
圧V2で定電圧充電する充電方法であって、定電流充電
の後に、第1の電圧V1で規制されたパルス充電に移行
し、下記の〜の工程を終了した後に、第1の電圧V
1よりも低い第2の電圧V2で定電圧充電することを特徴
とする。 オン時間に充電電流が設定値以下に達したとき オフ時間の電池電圧が設定値以上に達したとき 一定時間パルス充電した後
According to the battery charging method of the present invention, the battery is charged by the following method to achieve the above-mentioned object. That is, the method of the present invention provides the first voltage V1
This is a charging method in which constant-current charging or quasi-constant-current charging is performed and then constant-voltage charging is performed at the second voltage V2. After constant-current charging, the process shifts to pulse charging restricted by the first voltage V1. After the steps (1) to (4) are completed, the first voltage V
It is characterized by performing constant voltage charging at a second voltage V2 lower than 1. When the charging current falls below the set value during the on-time When the battery voltage during the off-time exceeds the set value After pulse charging for a certain period

【0008】[0008]

【作用】本発明の電池の充電方法は、最初に第1の電圧
V1まで定電流充電し、その後、第1の電圧V1に規制し
てパルス充電し、パルス充電の後に第2の電圧V2で定
電圧充電する。すなわち、本発明の充電方法は、最初
に、電池の電圧が第1の電圧V1に上昇するまでは定電
流充電して、短い時間で充電量を多くする。その後、パ
ルス充電して、電池をさらに充電する。この充電工程に
おいて、電池の電圧は第1の電圧V1に規制される。パ
ルス充電の工程において、電池の電圧を第1の電圧V1
に規制して充電するが、充電と休止とを繰り返すので、
副反応による電池性能の低下を防止できる。また、第2
の電圧V2よりも高い電圧である第1の電圧V1に規制し
て充電するので、充電時間を短くできる。パルス充電し
た後、電池の設定電圧を低くして第2の電圧V2で定電
圧充電する。
According to the battery charging method of the present invention, first, constant current charging is performed up to the first voltage V1, then pulse charging is performed with the first voltage V1 regulated, and after the pulse charging, the second voltage V2 is applied. Charge at constant voltage. That is, in the charging method of the present invention, first, constant-current charging is performed until the battery voltage rises to the first voltage V1, and the charge amount is increased in a short time. Thereafter, pulse charging is performed to further charge the battery. In this charging step, the voltage of the battery is regulated to the first voltage V1. In the pulse charging step, the voltage of the battery is changed to the first voltage V1.
The battery is regulated and charged, but since charging and resting are repeated,
The battery performance can be prevented from deteriorating due to side reactions. Also, the second
Since the charging is restricted to the first voltage V1 which is higher than the voltage V2, the charging time can be shortened. After the pulse charging, the set voltage of the battery is lowered and the battery is charged at a constant voltage at the second voltage V2.

【0009】[0009]

【実施例】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、
本発明の充電方法は、充電条件、充電回路、充電装置の
フローチャート、設定電圧等を下記に特定するものでな
い。本発明の電池の充電方法は、特許請求の範囲におい
て、種々の変更を加えることができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following examples illustrate a charging method for embodying the technical idea of the present invention,
The charging method of the present invention does not specify the charging conditions, the charging circuit, the flowchart of the charging device, the set voltage, and the like below. Various changes can be added to the battery charging method of the present invention within the scope of the claims.

【0010】本発明の充電方法は、図2に示す電圧、電
流カーブで下記のようにして非水系二次電池を充電す
る。 一定の電流で電池の定電流充電を開始する。電池の
電圧が、第2の電圧V2よりも高い第1の電圧V1となる
まで、定電流または準定電流充電する。第1の電圧V1
は、一時的に非水系二次電池の電圧を上昇させても、電
池性能が低下しない電圧に設計される。 電池の電圧が第1の電圧V1に上昇すると、定電流
充電を中止して、パルス充電に切り換える。パルス充電
は、電池の電圧を第1の電圧V1に規制し、電池電圧が
第1の電圧V1よりも高くならないように充電電流を調
整する。パルス充電は、充電と休止とを繰り返すが、そ
の周期は、例えば1msec〜1secの範囲に調整さ
れる。また、パルス充電のデューティーサイクルは、例
えば、10%〜70%、好ましくは30%〜70%の範
囲に設計される。 パルス充電するに従って、電池の開放電圧は上昇
し、また、充電電流も減少する。充電電流が設定値より
も小さくなると、パルス充電を停止して、電池の電圧
を、第1の電圧V1よりも低い第2の電圧V2として定電
圧充電する。第2の電圧V2は、非水系二次電池を過充
電することなく満充電できる電圧に設定される。
In the charging method of the present invention, a non-aqueous secondary battery is charged in the following manner using the voltage and current curves shown in FIG. A constant current charge of the battery is started at a constant current. The battery is charged at a constant current or a quasi-constant current until the voltage of the battery becomes the first voltage V1 higher than the second voltage V2. First voltage V1
Is designed so that the battery performance does not decrease even when the voltage of the non-aqueous secondary battery is temporarily increased. When the voltage of the battery rises to the first voltage V1, the constant current charging is stopped and switched to the pulse charging. In pulse charging, the battery voltage is regulated to a first voltage V1, and the charging current is adjusted so that the battery voltage does not become higher than the first voltage V1. In pulse charging, charging and rest are repeated, and the cycle is adjusted, for example, to a range of 1 msec to 1 sec. Further, the duty cycle of the pulse charging is designed, for example, in a range of 10% to 70%, preferably 30% to 70%. As pulse charging is performed, the open-circuit voltage of the battery increases, and the charging current also decreases. When the charging current becomes smaller than the set value, the pulse charging is stopped, and the battery is charged at a constant voltage as a second voltage V2 lower than the first voltage V1. The second voltage V2 is set to a voltage at which the non-aqueous secondary battery can be fully charged without overcharging.

【0011】図2の波線は、参考のために、従来の方法
で電池を充電する状態を示している。波線で示す方法
は、最初は第2の電圧V2まで定電流充電した後、第2
の電圧V2に規制して定電圧充電する。
The dashed line in FIG. 2 shows a state in which the battery is charged by a conventional method for reference. The method indicated by the dashed line is as follows.
And charge at a constant voltage by regulating the voltage to V2.

【0012】さらに、図3は、別の方法で非水系二次電
池を充電するときの電池の電圧、充電電流の特性を示し
ている。このグラフに示す充電方法は、下記の工程で非
水系二次電池を満充電する。この図において波線は従来
の方法で電池を充電する状態を示している。とは、
前述の図2に示す方法と同じとする。 パルス充電するに従って、電池の開放電圧は上昇
し、また、充電電流も減少する。電池の開放電圧が設定
値よりも高くなると、パルス充電を停止して、電池の電
圧を、第1の電圧V1よりも低い第2の電圧V2にとして
定電圧充電する。
FIG. 3 shows the characteristics of the battery voltage and the charging current when the non-aqueous secondary battery is charged by another method. The charging method shown in this graph fully charges a non-aqueous secondary battery in the following steps. In this figure, a dashed line indicates a state in which a battery is charged by a conventional method. Is
This is the same as the method shown in FIG. As pulse charging is performed, the open-circuit voltage of the battery increases, and the charging current also decreases. When the open voltage of the battery becomes higher than the set value, the pulse charging is stopped, and the voltage of the battery is set to the second voltage V2 lower than the first voltage V1, and the battery is charged at a constant voltage.

【0013】さらに、図4は、別の方法で非水系二次電
池を充電するときの電池の電圧、充電電流の特性を示し
ている。このグラフに示す充電方法は、下記の工程で非
水系二次電池を満充電する。この図も波線は従来の方法
で電池を充電する状態を示している。 この工程は、前述の図2に示す方法と同じとする。 電池の電圧が第1の電圧V1に上昇すると、定電流
充電を中止して、パルス充電に切り換える。パルス充電
は、電池の電圧を第1の電圧V1に規制し、電池電圧が
第1の電圧V1よりも高くならないように充電電流を調
整する。パルス充電を開始すると、タイマーがカウント
を開始する。 一定時間パルス充電して、タイマーがタイムアップ
すると、電池の電圧を、第1の電圧V1よりも低い第2
の電圧V2にとして定電圧充電する。
FIG. 4 shows the characteristics of the battery voltage and the charging current when the non-aqueous secondary battery is charged by another method. The charging method shown in this graph fully charges a non-aqueous secondary battery in the following steps. Also in this figure, the dashed line indicates a state where the battery is charged by the conventional method. This step is the same as the method shown in FIG. When the voltage of the battery rises to the first voltage V1, the constant current charging is stopped and switched to the pulse charging. In pulse charging, the battery voltage is regulated to a first voltage V1, and the charging current is adjusted so that the battery voltage does not become higher than the first voltage V1. When pulse charging is started, the timer starts counting. When the timer is up after pulse charging for a certain period of time, the voltage of the battery is reduced to a second voltage lower than the first voltage V1.
And constant voltage charging.

【0014】以上の方法で電池を充電する回路のブロッ
ク図を図5に、配線図を図6に示している。これ等の図
に示す充電回路は、リチウムイオン二次電池等の非水系
二次電池を充電するものである。この充電回路は、充電
用の電源1と、電源1の出力を制御して電池の充電状態
を制御する充電制御手段2とを備える。
FIG. 5 is a block diagram of a circuit for charging a battery by the above method, and FIG. 6 is a wiring diagram thereof. The charging circuits shown in these figures charge a non-aqueous secondary battery such as a lithium ion secondary battery. The charging circuit includes a power supply 1 for charging, and a charge control unit 2 that controls the output of the power supply 1 to control the state of charge of the battery.

【0015】電源1は、AC100Vの商用電源に含ま
れる雑音を除去する入力フィルター3と、入力された交
流を直流に変換する整流回路4と、整流回路4の直流を
高周波の交流に変換するスイッチング部5であるトラン
ジスター6と、交流を所定の電圧に変換する変換トラン
ス7と、変換トランス7の交流出力を整流して平滑な直
流に変換する整流平滑回路8と、スイッチング部5を制
御して直流出力を制御するPWM制御回路9と、充電制
御手段2からの信号を、電気的に絶縁してPWM制御回
路9に入力するフォトカプラ10とを備えている。
The power supply 1 includes an input filter 3 for removing noise included in a commercial power supply of AC 100 V, a rectifier circuit 4 for converting an input AC to DC, and a switching for converting DC of the rectifier circuit 4 to high-frequency AC. A transistor 6, which is a unit 5, a conversion transformer 7 for converting an AC into a predetermined voltage, a rectifying and smoothing circuit 8 for rectifying an AC output of the conversion transformer 7 and converting it to a smooth DC, and controlling the switching unit 5. A PWM control circuit 9 for controlling a DC output, and a photocoupler 10 for electrically insulating a signal from the charge control means 2 and inputting the signal to the PWM control circuit 9 are provided.

【0016】充電制御手段2は、スイッチング素子11
と、スイッチング素子11のオンオフを制御する発振回
路19と、出力調整回路12と、演算回路13と、電圧
検出回路14と、電流検出回路15とを備える。
The charge control means 2 includes a switching element 11
And an oscillation circuit 19 for controlling ON / OFF of the switching element 11, an output adjustment circuit 12, an arithmetic circuit 13, a voltage detection circuit 14, and a current detection circuit 15.

【0017】スイッチング素子11は、演算回路13の
出力でオンオフに切り換えられる。スイッチング素子1
1は、オンの状態で、電池を電源の出力に接続して充電
する。オフになると、電池を電源から分離して充電を休
止する。
The switching element 11 is turned on and off by the output of the arithmetic circuit 13. Switching element 1
1 is an ON state, in which a battery is connected to an output of a power supply and charged. When turned off, the battery is disconnected from the power supply and charging is suspended.

【0018】発振回路19は、パルス充電するときに、
スイッチング素子11を一定の周期でオンオフする。発
振回路19は、好ましくは、1msec〜1secの周
期で”H”と”L”とを繰り返す矩形波を発振する。矩
形波のデューティーサイクルは、通常は10%〜70
%、好ましくは30%〜70%に設計される。発振回路
19の出力波形が”H”のときスイッチング素子11を
オンとし、”L”のときには、スイッチング素子11を
オフとする。
The oscillation circuit 19 performs pulse charging when
The switching element 11 is turned on and off at a constant cycle. The oscillation circuit 19 preferably oscillates a rectangular wave that repeats “H” and “L” at a cycle of 1 msec to 1 sec. The duty cycle of the square wave is typically between 10% and 70%.
%, Preferably 30% to 70%. When the output waveform of the oscillation circuit 19 is “H”, the switching element 11 is turned on, and when the output waveform is “L”, the switching element 11 is turned off.

【0019】出力調整回路12は、定電圧充電回路16
と、定電流充電回路17とを備える。定電圧充電回路1
6と定電流充電回路17は作動アンプ16A、17Aを
備える。
The output adjustment circuit 12 includes a constant voltage charging circuit 16
And a constant current charging circuit 17. Constant voltage charging circuit 1
6 and the constant current charging circuit 17 include operation amplifiers 16A and 17A.

【0020】定電圧充電回路16の作動アンプ16A
は、+側入力端子を、分圧抵抗を介して電池に接続して
いる。−側入力端子は、切換スイッチ18を介して基準
電源E1、E2に接続される。作動アンプ16A、17A
の出力はダイオードを介してフォトカプラ10に接続さ
れている。
Operating amplifier 16A of constant voltage charging circuit 16
Has a + input terminal connected to the battery via a voltage dividing resistor. The negative input terminal is connected to reference power supplies E1 and E2 via a changeover switch 18. Operation amplifier 16A, 17A
Is connected to the photocoupler 10 via a diode.

【0021】この定電圧充電回路16は、作動アンプ1
6Aの+側入力端子の電圧、すなわち電池の分圧電圧
を、−側に接続された基準電圧に比較して、作動アンプ
16Aの出力を+−に反転させる。電池の電圧が設定電
圧よりも高くなると、+側の電圧が−側の基準電圧より
も高くなる。そうすると、作動アンプ16Aの出力は+
となり、ダイオードに電流が流れなくなってフォトカプ
ラ10の発光ダイオードは発光しなくなる。この状態に
なると、PWM制御回路9はスイッチング部5であるト
ランジスター6を制御して出力を低下させる。定電圧充
電回路16の基準電圧E1は、電池の第1の電圧V1を決
定する。基準電圧E2は、電池の第2の電圧V2を決定す
る。
The constant-voltage charging circuit 16 includes the operating amplifier 1
The voltage of the + side input terminal of 6A, that is, the divided voltage of the battery is compared with the reference voltage connected to the − side, and the output of the operation amplifier 16A is inverted to + −. When the voltage of the battery becomes higher than the set voltage, the voltage on the positive side becomes higher than the reference voltage on the negative side. Then, the output of the operation amplifier 16A becomes +
Then, no current flows through the diode and the light emitting diode of the photocoupler 10 stops emitting light. In this state, the PWM control circuit 9 controls the transistor 6 as the switching unit 5 to lower the output. The reference voltage E1 of the constant voltage charging circuit 16 determines the first voltage V1 of the battery. The reference voltage E2 determines the second voltage V2 of the battery.

【0022】定電流充電回路17は、作動アンプ17A
の+側入力端子を電流検出抵抗に接続し、−側を基準電
源に接続している。この回路は、電池の充電電流が設定
値よりも大きくなると、作動アンプ17Aの+側入力端
子の電圧が−側の基準電圧より高くなる。この状態で作
動アンプ17Aは出力電圧を+とし、ダイオードを逆バ
イアスとしてフォトカプラ10の発光ダイオードを発光
させなくする。この状態で、PWM制御回路9はトラン
ジスター6を制御して出力を低く制御して、電池の充電
電流を少なくする。したがって、定電流充電回路17
は、電池の充電電流が設定値よりも大きくなるのを防止
して、定電流充電する。
The constant current charging circuit 17 includes an operation amplifier 17A
Are connected to the current detection resistor, and the minus side is connected to the reference power supply. In this circuit, when the charging current of the battery becomes larger than the set value, the voltage of the positive input terminal of the operational amplifier 17A becomes higher than the negative reference voltage. In this state, the operation amplifier 17A sets the output voltage to + and sets the diode to reverse bias so that the light emitting diode of the photocoupler 10 does not emit light. In this state, the PWM control circuit 9 controls the transistor 6 to lower the output and reduce the charge current of the battery. Therefore, the constant current charging circuit 17
Performs constant current charging while preventing the charging current of the battery from becoming larger than a set value.

【0023】演算回路13は、電圧検出回路14と電流
検出回路15の出力信号を演算処理して、発振回路19
と、切換スイッチ18とを切り換える。演算回路13は
充電をスタートするときに発振回路19の出力を強制的
に”H”として、スイッチング素子11をオンとし、充
電を完了すると発振回路19の出力を”L”としてスイ
ッチング素子11をオフにする。また、演算回路13
は、定電圧充電の設定電圧をE1とE2に切り換えるとき
に、切換スイッチ18を制御する。さらに、演算回路1
3はタイマー(図示せず)を内蔵しており、タイマー
と、電圧検出回路14と、電流検出回路15とから入力
される信号を処理して、発振回路19を介してスイッチ
ング素子11を制御し、さらに、切換スイッチ18も切
り換える。
The arithmetic circuit 13 arithmetically processes the output signals of the voltage detection circuit 14 and the current detection circuit 15 and
And the changeover switch 18. The arithmetic circuit 13 forcibly sets the output of the oscillation circuit 19 to "H" when starting charging, turns on the switching element 11, and turns off the output of the oscillation circuit 19 when charging is completed, turning off the switching element 11. To The arithmetic circuit 13
Controls the changeover switch 18 when the set voltage for constant voltage charging is switched between E1 and E2. Further, the arithmetic circuit 1
3 incorporates a timer (not shown), processes signals input from the timer, the voltage detection circuit 14, and the current detection circuit 15, and controls the switching element 11 via the oscillation circuit 19. The switch 18 is also switched.

【0024】演算回路13は、電池電圧が第1の電圧V
1に上昇するまでは、定電圧充電回路16の設定電圧を
E1とする。電池電圧が第1の電圧V1に上昇すると、発
振回路19を発振状態として、スイッチング素子を一定
の周期でオンオフして、電池をパルス充電する。電池の
充電電流が設定値以下となり、あるいは、電池の開放電
圧が設定値なり、あるいはまた、タイマーがカウントを
終了すると、切換スイッチ18を制御して、設定電圧を
E1からE2に低下させる。
The arithmetic circuit 13 determines that the battery voltage is the first voltage V
Until the voltage rises to 1, the set voltage of the constant voltage charging circuit 16 is E1. When the battery voltage rises to the first voltage V1, the oscillation circuit 19 is set in an oscillating state, and the switching element is turned on and off at a constant cycle to charge the battery in pulses. When the charging current of the battery becomes equal to or less than the set value, or the open voltage of the battery becomes the set value, or when the timer finishes counting, the changeover switch 18 is controlled to reduce the set voltage from E1 to E2.

【0025】さらに、演算回路13は、電流検出回路1
5から電池の充電電流を検出し、電池の充電電流が小さ
くなって電池が満充電になると、発振回路19の出力
を”L”として、スイッチング素子11をオフにして充
電を停止する。また、演算回路13は、パルス充電から
定電圧充電に切り換えた後、一定時間充電してスイッチ
ング素子11をオフにすることもできる。
Further, the arithmetic circuit 13 includes the current detection circuit 1
5, the charging current of the battery is detected. When the charging current of the battery becomes small and the battery is fully charged, the output of the oscillation circuit 19 is set to "L", the switching element 11 is turned off, and the charging is stopped. After switching from pulse charging to constant voltage charging, the arithmetic circuit 13 can also charge for a certain period of time to turn off the switching element 11.

【0026】この充電回路は、図7に示すフローチャー
トでリチウムイオン二次電池等の非水系二次電池を充電
する。このフローチャートは、図2に示す電圧、電流特
性で非水系二次電池を充電する。
This charging circuit charges a non-aqueous secondary battery such as a lithium ion secondary battery according to the flowchart shown in FIG. This flowchart charges the non-aqueous secondary battery with the voltage and current characteristics shown in FIG.

【0027】(1) 充電を開始する(n1)。 (2) 電池電圧Vをサンプリングする(n2)。 (3) 電池電圧Vを第1の電圧V1に比較する。電池電圧
Vが第1の電圧V1よりも低いと、(2)の工程にループす
る(n3)。 (4) 電池電圧Vが第1の電圧V1を電圧以上であると、
パルス充電を開始する(n4)。 (5) パルス充電するときに、充電時における電流Iを
サンプリングする(n5)。 (6) 充電電流Iが設定電流IAよりも大きいと、(5)に
ループする(n6)。 (7) 充電電流Iが設定電流IA以下になると、パルス充
電を中止する(n7)。 (8) 演算回路で切換スイッチ18を制御して、設定電
圧を第1の電圧V1から第2の電圧V2に切り換える(n
8)。 (9) 電池電圧を第2の電圧V2に規制して、定電圧充電
する(n9)。 この工程でいつまでも定電圧充電することもできるが、
図7に示すように、充電電流が一定以下になったことを
検出し、あるいは、一定時間定電圧充電した後に充電を
停止することもできる。
(1) Charging is started (n1). (2) The battery voltage V is sampled (n2). (3) Compare the battery voltage V with the first voltage V1. If the battery voltage V is lower than the first voltage V1, the process loops to the step (2) (n3). (4) When the battery voltage V is higher than the first voltage V1,
Pulse charging is started (n4). (5) When performing pulse charging, the current I during charging is sampled (n5). (6) If the charging current I is larger than the set current IA, the process loops to (5) (n6). (7) When the charging current I becomes equal to or less than the set current IA, the pulse charging is stopped (n7). (8) The changeover switch 18 is controlled by the arithmetic circuit to switch the set voltage from the first voltage V1 to the second voltage V2 (n
8). (9) The battery voltage is regulated to the second voltage V2, and the battery is charged at a constant voltage (n9). In this process, constant voltage charging can be performed forever,
As shown in FIG. 7, it is also possible to detect that the charging current has become equal to or less than a predetermined value, or to stop charging after performing constant-voltage charging for a predetermined time.

【0028】さらに図8に示すフローチャートでリチウ
ムイオン二次電池等の非水系二次電池を充電する。この
フローチャートは、図3に示す電圧、電流特性、すなわ
ち、パルス充電する時に電池の開放電圧が設定電圧VA
よりも高くなると、パルス充電を停止して非水系二次電
池を充電する。
Further, a non-aqueous secondary battery such as a lithium ion secondary battery is charged according to the flowchart shown in FIG. This flowchart is based on the voltage and current characteristics shown in FIG. 3, that is, when the open-circuit voltage of the battery is changed to the set voltage VA during pulse charging.
If it becomes higher, the pulse charging is stopped and the non-aqueous secondary battery is charged.

【0029】(1) 充電を開始する(n1)。 (2) 電池電圧Vをサンプリングする(n2)。 (3) 電池電圧Vを第1の電圧V1に比較する。電池電圧
Vが第1の電圧V1よりも低いと、(2)の工程にループす
る(n3)。 (4) 電池電圧Vが第1の電圧V1を電圧以上であると、
パルス充電を開始する(n4)。 (5) パルス充電するときに、充電時における電池の開
放電圧VOFF、すなわち、電池を充電しない時の電圧を
サンプリングする(n5)。 (6) 電池の開放電圧VOFFが設定電圧VAよりも小さい
と、(5)にループする(n6)。 (7) 開放電圧VOFFが設定電圧VA以上になると、パル
ス充電を中止する(n7)。 (8) 演算回路で切換スイッチを制御して、設定電圧を
第1の電圧V1から第2の電圧V2に切り換える(n
8)。 (9) 電池電圧を第2の電圧V2に規制して、定電圧充電
する(n9)。 この場合においても、図7に示す先の実施例と同様に、
充電電流が一定以下になったことを検出し、あるいは、
一定時間定電圧充電した後に充電を停止することもでき
る。
(1) Charging is started (n1). (2) The battery voltage V is sampled (n2). (3) Compare the battery voltage V with the first voltage V1. If the battery voltage V is lower than the first voltage V1, the process loops to the step (2) (n3). (4) When the battery voltage V is higher than the first voltage V1,
Pulse charging is started (n4). (5) During pulse charging, the open-circuit voltage VOFF of the battery at the time of charging, that is, the voltage when the battery is not charged, is sampled (n5). (6) When the open-circuit voltage VOFF of the battery is lower than the set voltage VA, the process loops to (5) (n6). (7) When the open voltage VOFF becomes equal to or higher than the set voltage VA, the pulse charging is stopped (n7). (8) The changeover switch is controlled by the arithmetic circuit to switch the set voltage from the first voltage V1 to the second voltage V2 (n
8). (9) The battery voltage is regulated to the second voltage V2, and the battery is charged at a constant voltage (n9). In this case, as in the previous embodiment shown in FIG.
Detecting that the charging current has dropped below a certain level, or
It is also possible to stop charging after constant voltage charging for a certain period of time.

【0030】さらまた、パルス充電する時間をタイマー
でセットして、パルス充電をストップすることもでき
る。この場合、図7および図8に示すフローチャートに
おいて、(5)〜(7)の工程(n5〜n7)を下記のように
してパルス充電をストップする。 (5) タイマーのカウントを開始させる。 (6) タイマーが設定経過したかどうかを判定し、設定
時間経過していないと、(5)にループする。 (7) タイマーが設定時間経過すると、パルス充電をス
トップする。 この工程は、(1)〜(4)と、(8)および(9)のフローチャー
トは図7と図8と同様にする。
Furthermore, the pulse charging can be stopped by setting the time for pulse charging with a timer. In this case, in the flowcharts shown in FIGS. 7 and 8, the pulse charging is stopped in the steps (n5 to n7) of (5) to (7) as described below. (5) Start counting by the timer. (6) It is determined whether or not the set time has elapsed. If the set time has not elapsed, the process loops to (5). (7) When the set time has elapsed, the pulse charging is stopped. In this step, the flowcharts of (1) to (4) and (8) and (9) are the same as those in FIGS. 7 and 8.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の電池の充電方法は、電池の過充
電を防止して、短時間に急速充電できる優れた特長を実
現する。とくに、本発明の充電方法は、非水系二次電池
のように過充電すると電池性能が低下しやすい電池を、
過充電によって電池性能を低下させることなく、短時間
で急速充電できる特長がある。それは、本発明の充電方
法が、一時的には超過電圧となる第1の電圧V1まで定
電流充電をした後、第1の電圧V1に規制して充電と休
止とを繰り返すパルス充電をし、その後の第1の電圧V
1よりも低い設定電圧である第2の電圧V2に規制して定
電圧充電するからである。超過電圧である第1の電圧V
1に規制してパルス充電する工程は、電池の電圧を高く
設定して大電流で充電するので、短時間に急速充電でき
るが、充電と休止とを繰り返すので、副反応等によって
非水系二次電池の性能が低下するのを効果的に防止でき
る。本発明の電池の充電方法は、電池の過充電を防止で
きることに加えて、充電時間を短縮できるという、互い
に相反する特長を実現することができる。
The method of charging a battery according to the present invention realizes an excellent feature that a battery can be prevented from being overcharged and can be rapidly charged in a short time. In particular, the charging method of the present invention, a battery whose battery performance tends to decrease when overcharged, such as a non-aqueous secondary battery,
There is a feature that quick charging can be performed in a short time without deteriorating battery performance due to overcharging. That is, the charging method of the present invention performs a constant-current charging up to a first voltage V1 that temporarily becomes an excess voltage, and then performs a pulse charging that regulates to the first voltage V1 and repeats charging and resting, Then, the first voltage V
This is because the battery is charged at a constant voltage while being regulated to the second voltage V2 which is a set voltage lower than 1. A first voltage V which is an excess voltage
In the step of regulating the charge to 1 and pulse charging, the battery voltage is set high and the battery is charged with a large current, so rapid charging can be performed in a short time.However, since charging and rest are repeated, non-aqueous secondary It is possible to effectively prevent the performance of the battery from deteriorating. The method for charging a battery according to the present invention can realize mutually contradictory features that the overcharge of the battery can be prevented and the charging time can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の充電方法の電圧、電流特性を示すグラフFIG. 1 is a graph showing voltage and current characteristics of a conventional charging method.

【図2】本発明の実施例にかかる充電方法の電圧、電流
特性を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing voltage and current characteristics of a charging method according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例にかかる充電方法の電圧、電流
特性を示すグラフ
FIG. 3 is a graph showing voltage and current characteristics of a charging method according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例にかかる充電方法の電圧、電流
特性を示すグラフ
FIG. 4 is a graph showing voltage and current characteristics of a charging method according to an example of the present invention.

【図5】本発明の充電方法に使用する充電回路のブロッ
ク線図
FIG. 5 is a block diagram of a charging circuit used in the charging method of the present invention.

【図6】本発明の充電方法に使用する充電回路のブロッ
ク線図
FIG. 6 is a block diagram of a charging circuit used in the charging method of the present invention.

【図7】図2に示す電圧、電流特性で電池を充電するフ
ローチャート
FIG. 7 is a flowchart for charging a battery with the voltage and current characteristics shown in FIG. 2;

【図8】図3に示す電圧、電流特性で電池を充電するフ
ローチャート
8 is a flowchart for charging a battery with the voltage and current characteristics shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電源 2…充電制御手段 3…入力フィルター 4…整流回路 5…スイッチング部 6…トランジスター 7…変換トランス 8…整流平滑回路 9…PWM制御回路 10…フォトカプラ 11…スイッチング素子 12…出力調整回路 13…演算回路 14…電圧検出回路 15…電流検出回路 16…定電圧充電回路 16A…作動アンプ 17…定電流充電回路 17A…作動アンプ 18…切換スイッチ 19…発振回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply 2 ... Charge control means 3 ... Input filter 4 ... Rectifier circuit 5 ... Switching part 6 ... Transistor 7 ... Conversion transformer 8 ... Rectifier smoothing circuit 9 ... PWM control circuit 10 ... Photocoupler 11 ... Switching element 12 ... Output adjustment circuit Reference Signs List 13 arithmetic circuit 14 voltage detection circuit 15 current detection circuit 16 constant voltage charging circuit 16A operating amplifier 17 constant current charging circuit 17A operation amplifier 18 changeover switch 19 oscillation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 - 7/10 H04M 10/44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 7/ 00-7/10 H04M 10/44

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 非水系二次電池の充電方法において、第
1の電圧まで定電流または準定電流充電し、第1の電圧
で規制されたパルス充電に移行し、オン時間に充電電流
が設定値以下に達したときにパルス充電を終了し、第1
の電圧よりも低い第2の電圧で定電圧充電することを特
徴とする非水系二次電池の充電方法。
In a method for charging a non-aqueous secondary battery, a constant current or a quasi-constant current charge is performed up to a first voltage, a transition is made to pulse charging regulated by the first voltage, and a charge current is set during an on-time. When the charge reaches the value or less, the pulse charging is terminated and the first
And charging the battery with a constant voltage at a second voltage lower than the voltage of the non-aqueous secondary battery.
【請求項2】 非水系二次電池の充電方法において、第
1の電圧まで定電流または準定電流充電し、第1の電圧
で規制されたパルス充電に移行し、オフ時間の電池電圧
が設定値以上に達したときにパルス充電を終了し、第1
の電圧よりも低い第2の電圧で定電圧充電することを特
徴とする非水系二次電池の充電方法。
2. A method for charging a non-aqueous secondary battery, comprising: charging at a constant current or a quasi-constant current up to a first voltage, shifting to pulse charging regulated by the first voltage, and setting a battery voltage during an off time. When the value reaches or exceeds the value, the pulse charging is terminated and the first
And charging the battery with a constant voltage at a second voltage lower than the voltage of the non-aqueous secondary battery.
【請求項3】 非水系二次電池の充電方法において、第
1の電圧まで定電流または準定電流充電し、第1の電圧
で規制されたパルス充電に移行し、一定時間充電した後
パルス充電を終了し、第1の電圧よりも低い第2の電圧
で定電圧充電することを特徴とする非水系二次電池の充
電方法。
3. A method for charging a non-aqueous secondary battery, comprising: charging at a constant current or a quasi-constant current up to a first voltage; shifting to pulse charging regulated by the first voltage; And charging the battery with a constant voltage at a second voltage lower than the first voltage.
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