JPH1021967A - ニッケル・水素二次電池パック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、ニッケル・カドミウム二次電池パック
の充電に使用されていた充電電圧検出手段を備えた充電
器で所要の充電を容易に行うことができるニッケル・水
素二次電池パックの提供。 【解決手段】 外装体と、前記外装体内に収納・装着さ
れた複数個のニッケル・水素二次電池セル１と、前記ニ
ッケル・水素二次電池セル１間を電気的に接続する電気
回路2a，2bと、前記電気回路2a，2bに一端がそれぞれ接
続し外装体外に導出されて充電電力を供給・充電する一
対の充電端子３と、前記充電端子側の電気回路へ直列に
介挿された抵抗器４と、前記抵抗器４とは並列に接続さ
れたサーモスイッチ５とを有し、前記サーモスイッチ５
の開，閉によって充電回路の抵抗値を可変することを特
徴とするニッケル・水素二次電池パックである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はニッケル・水素二次
電池パックに係り、さらに詳しくはニッケル・カドミウ
ム二次電池用の充電器よっても十分に、過度の温度上昇
なく所要の充電を行うことができるニッケル・水素二次
電池パックに関する。

【０００２】

【従来の技術】ニッケル・水素二次電池セルあるいはニ
ッケル・カドミウム二次電池セルなどに代表される二次
電池セルは、単独もしくは複数個をパック化し、充電に
よる電力の貯蔵、この貯蔵した電力を負荷の駆動源（放
電）とする繰り返し動作が可能な電源として、たとえば
携帯用電話機や携帯型撮像機など各種の機器システムに
組み込まれて実用されている。そして、二次電池セルは
繰り返しの充電および放電が主要な機能であり、また、
効率および安全性の点から充電の終止電圧，放電の終止
電圧をそれぞれ限界とし、この限界範囲内の電圧で充電
や放電を行っている。

【０００３】この種の二次電池セルや二次電池パック
を、信頼性の高い電源として利用するに当たっては、常
に、適正な充電制御の充電が行われることが前提となる
ため、充電過程で、二次電池パックの充電電圧を検出・
検知し、その推移によって、充電終了時点を決めてい
る。たとえば、ニッケル・カドミウム二次電池パックの
充電においては、充電の進行に伴って電池電圧が徐々に
上昇し、満充電に近い状態になると電池電圧が急上昇
し、その後に下降（−△V ）する。したがって、単位時
間当たりの電圧上昇率（電圧微分値）の変化から充電の
末期と判断し、その後、電池電圧が下降（−△V ）する
推移から充電終了時点を決めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来から、電池電圧を
検出し電池電圧の急上昇後の下降（−△V ）から充電終
了時点を検出する手段は、ニッケル・カドミウム二次電
池セルもしくはその電池パックで一般用いられている。
しかしながら、ニッケル・水素二次電池セルもしくはそ
の電池パックを対象とした場合は、急上昇後の下降（−
△V ）が、ニッケル・カドミウム二次電池セルの場合の
数分の１であり、一般的に、ニッケル・カドミウム二次
電池用の充電器をそのまま適用すると、充電終了を検知
できたとしも、電池セルの過充電となって著しく電池寿
命に影響を及ぼす。つまり、ニッケル・水素二次電池用
に、専用の充電器を用意する必要がある。

【０００５】一方、諸事情からニッケル・カドミウム二
次電池セルをニッケル水素電池セル代替したいという要
求が増加している。

【０００６】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、従来、ニッケル・カドミウム二次電池パックの充電
に使用されていた充電電圧検出手段を備えた充電器で所
要の充電を容易に行うことができるニッケル・水素二次
電池パックの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、外装
体と、前記外装体内に収納・装着された複数個のニッケ
ル・水素二次電池セルと、前記ニッケル・水素二次電池
セル間を電気的に接続する電気回路と、前記電気回路に
一端がそれぞれ接続し外装体外に導出されて充電電力を
供給・充電する一対の充電端子と、前記充電端子側の電
気回路へ直列に介挿された抵抗器と、前記抵抗器とは並
列に接続されたサーモスイッチとを有し、 前記サーモ
スイッチの開，閉によって充電回路の抵抗値を可変する
ことを特徴とするニッケル・水素二次電池パックであ
る。

【０００８】請求項２の発明は、抵抗器がダイオードで
あることを特徴とする請求項１記載のニッケル・水素二
次電池パックである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載のニッケル・水素二次電池パックにおいて、サ
ーモスイッチ側回路に第２の抵抗器を直列に介挿したこ
とを特徴とする。

【００１０】すなわち、本発明は、充電端子と電池セル
群の端子との間に、充電用抵抗器およびサーモスイッチ
が並列に成るように介挿したもので、充電開始時には、
抵抗器を介して通電し、この抵抗器の電圧降下に対応し
た電圧を上乗せして充電する。そして、電池温度の上昇
によるサーモスイッチの閉路化によって、充電電流をサ
ーモスイッチ側へも流し、前記抵抗器の電圧降下に対応
した電圧分を低減し、結果的に疑似−△V を創出して、
充電終了時点を検出できるようにしたものである。 本
発明に係るニッケル・水素二次電池パックは、一般に広
く用いられている手段で複数個のニッケル・水素二次電
池を一パック化したもので、その接続形態は直列型，並
列型，直列−並列型のいずれでもよく、また、充電用端
子，放電用端子を使い分けもしくは兼用してもよい。図
１，図２，図３ (a)，図３ (b)は、充放電端子が別々の
場合である。充電回路側で放電端子を兼用する型を採る
場合は、図４ (a)， (b)， (c)， (d)に例示するように
放電用ダイオードを介挿する。

【００１１】なお、サーモスイッチは、たとえば50〜60
℃程度に温度が上昇したときに閉じ、かつ前記充電用抵
抗器またはダイオードと分流して充電電流を流せるもの
であればよい。ここで、このサーモスイッチ側に、第２
の抵抗器を直列に介挿しておくことより、疑似−△V 値
を調整できる。なお、各図において、１はニッケル・水
素二次電池セル、2a，2bは接続導電体片、３は充放電端
子、3aは充電用端子、3bは放電用端子、４は充電用回路
のダイオード、４′は充電用回路の抵抗器、５は充電用
回路のサーモスイッチ、６は放電用ダイオード、７は第
２の抵抗器をそれぞれ示す。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図１，図２，図３ (a)，
(b)，図４ (a)， (b)， (c)， (d)および図５を参照し
て実施の形態を説明する。

【００１３】図５は、実施例のニッケル・水素二次電池
パックの要部構成を示す斜視図、図４ (a)は、図５に図
示したニッケル・水素二次電池パックの回路図である。
図５において、１はニッケル・水素二次電池セル、2a，
2bは前記ニッケル・水素二次電池セル１を直列に接続す
る一方、＋充電回路側および−充電回路側を形成する導
電体（たとえばニッケル箔片）である。また、３は充放
電用端子、４は＋充電回路側2aに介挿された抵抗器（ま
たはダイオード素子）、５は前記抵抗器４と＋充電回路
側2aに並列に介挿されたサーモスイッチ、６は前記抵抗
器４およびサーモスイッチ５と＋充電回路側2aに並列に
介挿された放電用のダイオード素子である。ここで、放
電用ダイオード６は、前記抵抗器４（ダイオード素子）
に対して逆向きに接続されている。つまり、この実施例
のニッケル・水素二次電池パックは、図４ (a)に図示す
る電気回路を形成した構成を採っている。

【００１４】次に、従来の−△V 変化によって充電を制
御する手段付き充電器で、前記構成のニッケル・水素二
次電池パックに対して充電する例を説明する。

【００１５】先ず、充放電用端子３を充電器（図示省
略）に接続し、たとえば1.2Aの定電流を充放電用端子３
（＋），（−）に印加する。ここでの印加電圧は、ダイ
オード素子４の電圧降下分を考慮して、所要の充電電圧
6.2Vに対して0.5V程度過剰に設定する。この状態で、定
電流充電を進めると、電池電圧が徐々に上昇して、満充
電状態に近付くに従って、電池電圧が急激に上昇する傾
向を呈する。

【００１６】一方、ニッケル・水素二次電池パックを形
成している各ニッケル・水素二次電池１が急激に温度上
昇し、この急激な温度上昇によって、サーモスイッチ５
が閉じて、定電流充電流がダイオード素子４側およびサ
ーモスイッチ５側に分流化される。つまり、当初、ダイ
オード素子４側回路に印加されていた電圧が、サーモス
イッチ５側回路に分流された分だけ低減化され、この低
減化された電圧が満充電後の電池電圧低減化分（疑似−
△V ）として創出される。そして、創出された疑似−△
V によって、ニッケル・水素二次電池パックの定電流充
電の終了時点が決められる。

【００１７】このように、この発明に係るニッケル・水
素二次電池パックは、その定電流充電過程における電池
温度の上昇を利用して、過度な電池温度を上昇させない
ようにする。換言すると、ニッケル・水素二次電池パッ
クは、従来、ニッケル・カドミウム二次電池パックの充
電に使用されていた−△V 変化によって、充電を制御す
る手段付き充電器で充電した場合でも、容易に、過度な
温度上昇がなく満充電状態とすることができるので、ニ
ッケル・水素二次電池パックのサイクル特性に悪影響を
与えないようにできる。

【００１８】上記では、充放電用端子３を共用とした構
造のニッケル・水素二次電池パックを例示したが、図
１，図２，図３ (a)〜 (b)に示すごとく、充放電用端子
３を3a，3bに分離した構成を採ることもできる。

【００１９】なお、この発明に係るニッケル・水素二次
電池パックは、上記例示の構成に限定されるものでな
く、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採
ることができる。たとえば、ニッケル・水素二次電池パ
ックは、少なくとも２個のニッケル・水素二次電池を素
子とするならば、その個数は特に限定されないし、ま
た、それらニッケル・水素二次電池の接続も、並列もし
くは並列−直列の組み合わせであってもよい。

【００２０】

【発明の効果】上記説明から分かるように、発明によれ
ば、ニッケル・水素二次電池パックは、ニッケル・カド
ミウム二次電池パックの充電に広く使用されていた−△
V 方式の手段付き充電器で、容易に所要の充電を行うこ
とができる。すなわち、ニッケル・水素二次電池パック
専用型の充電器を用いずに、ニッケル・カドミウム二次
電池パック用充電器と併用または流用することで、経済
的利点をもたらすといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のニッケル・水素二次電池パックの回路
図。

【図２】他の実施例の回路図。

【図３】(a)， (b)は他の互いに異なる実施例の回路
図。

【図４】(a)， (b)， (c)， (d)は互いに異なる他の実
施例の回路図。

【図５】実施例のニッケル・水素二次電池パックの要部
構成を示す斜視図。

【符号の説明】

１……ニッケル・水素二次電池セル 2a，2b……接続導電体片 ３……充放電端子 3a……充電用端子 3b……放電用端子 ４……充電用回路のダイオード ４′……充電用回路の抵抗器 ５……充電用回路のサーモスイッチ ６……放電用ダイオード ７……第２の抵抗器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外装体と、前記外装体内に収納・装着さ
   れた複数個のニッケル・水素二次電池セルと、前記ニッ
   ケル・水素二次電池セル間を電気的に接続する電気回路
   と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導
   出されて充電電力を供給・充電する一対の充電端子と、
   前記充電端子側の電気回路へ直列に介挿された抵抗器
   と、前記抵抗器とは並列に接続されたサーモスイッチと
   を有し、 前記サーモスイッチの開，閉によって充電回路の抵抗値
   を可変することを特徴とするニッケル・水素二次電池パ
   ック。
2. 【請求項２】 抵抗器がダイオードであることを特徴と
   する請求項１記載のニッケル・水素二次電池パック。
3. 【請求項３】 サーモスイッチ側回路に第２の抵抗器を
   直列に介挿したことを特徴とする請求項１もしくは請求
   項２記載のニッケル・水素二次電池パック。