蓄电池的充电方法和装置制造方法及图纸

提供一种蓄电池的充电方法和装置，能够在正极的电极材料中采用镍氧化物的蓄电池中，一边把其负极容量的减小抑制到最小限度一边充电足够的电荷。该装置包括：检测充电中的蓄电池的端子电压Ｖｃｈ的充电电压检测装置（１４），检测前述端子电压Ｖｃｈ变化率的变化Δ（ΔＶ）／Δ（Δｔ）的二次变化率检测装置（１６），以及如果前述变化率的变化低于预定的基准变化率Ｖｒｅｆ则使充电结束的充电结束装置（２５）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蓄电池的充电方法和装置，特别是涉及适合于在正极的电极材料中采用镍氧化物的蓄电池的充电的充电方法和装置。
技术介绍
在以往的充电装置中，像特开平6-315233号公报中所公开的那样，为了补足基于端子电压的变化率的充电结束判定和基于电池温度的变化率的充电结束判定的缺点，防止起因于过剩的充电的电池寿命的缩短或充电结束的误判定，以电池的端子电压变化率和温度变化率双方为参数来判定满充电(100％充电)。 如果在满充电状态下结束充电，则在正极电极材料中采用镍氧化物的镍镉电池或镍氢电池等中，因为可以抑制从即将满充电之前在正极中发生的氧气引起内部压力的上升，故没有必要在负极表面通过局部电池反应来消耗此一氧气。因而，没有必要采用负极的容量大于正极的容量的所谓充电储备，电池的小型化成为可能。 在上述的现有技术(特开平6-315233号公报)中，由于不仅监视电池的端子电压而且不得不监视电池温度，所以存在着充电装置复杂化、大型化这样的问题。进而，在基于端子电压的变化率的充电结束判定中，存在着即使把例如电池温度的变化率加入参数中，正确的充电结束判定依然很难这样的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种解决上述现有技术的问题，使在正极的电极材料中采用镍氧化物的蓄电池小型化，能够以简单的构成充电足够的电荷的蓄电池的充电方法和装置。 为了实现上述目的，本专利技术是在正极的电极材料中采用镍氧化物的蓄电池的充电装置，其特征在于，其中包括检测充电中的蓄电池的端子电压的充电电压检测装置，检测前述端子电压变化率的变化的二次变化率检测装置，以及如果前述变化率的变化低于预定的基准变化率则使充电结束的充电结束装置。 电池的充电电压变化率的变化率也就是二次变化率代表电池的充电量，特别是在充电后期的即将满充电之前，充电电压的变化率从正的上升率转变成负的上升率。因而如果在充电电压的二次变化率降低到预定的基准变化率时结束充电，则仅靠监视电池的端子电压就可以在来自正极的氧气发生激活之前使充电结束。也就是说可以以简单的构成正确地判定蓄电池的充电结束，结果由于可以减小蓄电池的负极容量所以电池的小型化成为可能。 附图说明 图1是作为本专利技术的一个实施例的充电装置的方框图。 图2是用来说明本专利技术中的充电结束的判定机理的图。 图3是表示本专利技术的一个实施例的工作的程序框图。 图4是表示适合于本专利技术的充电装置的蓄电池的正极容量与负极容量的关系的图。 图5是表示以往的蓄电池的正极容量与负极容量的关系的图。 具体实施方式 下面参照附图详细地说明本专利技术。图1是作为本专利技术的一个实施例的充电装置的方框图，图2是用来说明根据本实施例的充电结束的判定机理的图。 根据专利技术人等的实验结果，来自正极的氧气的发生，特别在充电后期的即将满充电之前(满充电状态的97％左右)开始激活，此时充电电压Vch的变化率ΔV/Δt如图2中所示，从迄今的正上升率转变成负上升率。因而，如果检测此一转移点(时刻t2)，则可以在即将满充电之前停止充电，一边确保对满充电大约97％的充电量一边抑制来自正极的氧气发生量。 因此，在本实施例中为了检测前述转移点，着眼于充电电压Vch的变化率ΔV/Δt的变化率也就是二次变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)，在此二次变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)大体上为零时结束充电。再者，因电池的温度或劣化状态，如图2中所示，即使在本来的转移点近前(时刻t1)二次变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)也大体上为零。因而，在本实施例中为了仅可靠地检测即将满充电之前的转移点，电池的温度或劣化状态也作为充电结束判定的参数。 在图1中，充电电流发生部11输出用来给蓄电池充电的充电电流Ich。电压检测部14检测充电电压Vch。电压变化率检测部15检测充电电压Vch的时间变化率ΔV/Δt。二次变化率检测部16检测前述时间变化率ΔV/Δt的时间变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)。比较部17把前述二次变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)与基准值Vref进行比较，把比较结果向充电结束判定部25输出。 前述基准值Vref预先设定成相当于蓄电池12的充电量为满充电的大约97％时的二次变化率，例如，可以设定成“0”或相当于“0”的值。 温度传感器20检测蓄电池12的温度Tch。温度变化率检测部21检测电池温度Tch的时间变化率ΔT/Δt。比较部22把前述温度变化率ΔT/Δt与基准值Tref进行比较，把比较结果向充电结束判定部25输出。因为电池温度Tch如图2中所示，在即将满充电之前急剧上升，所以在本实施例中把前述基准值Tref设定成0.2℃/秒，若温度变化率ΔT/Δt超过基准值Tref，就判断为是即将满充电之前。 电流检测部13检测前述充电电流Ich。Vcut运算部18基于下式(1)来运算电池的充电量为即将满充电之前(97％)的更加近前，相当于理论的满充电状态的90～95％的端子电压(充电后期电压)Vcut。再者，系数α是蓄电池的内阻系数，在0.001～0.01的范围内。系数β是与蓄电池的内阻有关的温度系数，在0.01～0.1的范围内。系数γ是与蓄电池的内阻有关的劣化系数，在0～0.2的范围内。 Vcut＝1.4+(Ich-1.6)α+(25-Tch)β+γ(1)比较部19把前述充电后期电压Vcut与当前的充电电压Vch进行比较，把比较结果向充电结束判定部25输出。 充电结束判定部25基于前述各比较部17、19、22的各比较结果来判定充电的继续还是结束，在结束充电的场合，对前述充电电流发生部11指示充电的结束。 下面，参照图3的程序框图来说明上述的第1实施例的工作。充电一开始，就在步骤S1里由前述电压检测部14作为充电电压Vch来检测蓄电池的端子电压。在步骤S2里，由前述电流检测部13来检测充电电流Ich。 在步骤S3里，在前述Vcut运算部中基于前述式(1)来运算充电后期电压Vcut。在步骤S4里，前述充电电压Vch与充电后期电压Vcut在比较部19中进行比较，如果充电电压Vch超过充电后期电压Vcut，则前进到为了进行充电结束判定的步骤S5。 在步骤S5里，由前述温度传感器20来检测蓄电池12的表面温度Tch。在步骤S6里，在前述温度变化率检测部21中基于此次的电池温度Tch与上次以前的电池温度来运算电池温度Tch的变化率ΔT/Δt。在步骤S7里，温度变化率ΔT/Δt与基准值Tref在比较部22中进行比较，如果温度变化率ΔT/Δt超过基准值Tref则前进到为了进行充电结束判定的步骤S8。 在步骤S8里，在前述变化率检测部15中，基于此次的充电电压Vch与上次以前的充电电压来运算充电电压Vch的变化率ΔV/Δt。在步骤S9里，在二次变化率检测部16中运算前述变化率ΔV/Δt的变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)。在步骤S10里，充电电压的二次变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)与基准值Vref在比较部17中进行比较。 这里，如果二次变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)不低于基准值Vref，则判定尚不是即将满充电之前而前进到步骤S11。在步骤S11里再次检测充电电压Vch，重复步骤S8～S10的处理。与此相反，如果二次变化率Δ(ΔV)/Δ(Δt)低于基准值Vref，则判定为是即将满充电之前而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池充电装置，是在正极的电极材料中采用镍氧化物的蓄电池的充电装置，其特征在于，其中包括： 检测充电中的蓄电池的端子电压的充电电压检测装置， 检测前述端子电压变化率的变化的二次变化率检测装置，以及 如果前述变化率的变化低于预定的基准变化率则使充电结束的充电结束装置。

【技术特征摘要】
JP 2000-7-21 220714/20001.一种蓄电池充电装置，是在正极的电极材料中采用镍氧化物的蓄电池的充电装置，其特征在于，其中包括检测充电中的蓄电池的端子电压的充电电压检测装置，检测前述端子电压变化率的变化率的二次变化率检测装置，以及如果前述变化率的变化率低于预定的基准变化率则使充电结束的充电结束装置。2.如权利要求1中所述的蓄电池充电装置，其特征在于，其中还包括检测充电中的蓄电池的温度的温度传感器，如果前述所检测的电池温度高于预定的基准温度，而且前述端子电压的变化率低于预定的基准变化率，则前述充电结束装置使充电结束。3.如权利要求1中所述的蓄电池充电装置，其特征在于，其中还包括检测充电中的蓄电池的温度的温度传感器，以及检测前述所检测的电池温度的变化率的温度变化率检测装置，如果前述所检测的电池温度的变化率高于预定的基准变化率，而且前述端子电压变化率的变化率低于预定的基准变化率，则前述充电结束装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：有贺恭一，铃木博之，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]