二次電池的充電系統(tǒng)以及充電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及二次電池的充電系統(tǒng)以及充電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一般的二次電池的充電方法，一般是首先進(jìn)行恒流充電(CC充電)而使二次電池的閉路電壓(CCV)上升到規(guī)定的電壓，然后進(jìn)行恒壓充電(CV充電)來使二次電池成為滿充電狀態(tài)的方法。然而，在進(jìn)行二次電池的恒壓充電時，需要隨著接近滿充電狀態(tài)而使充電電流連續(xù)地減少，與此相伴，由于單位時間的充電量也逐漸減少，所以導(dǎo)致充電時間變長。
[0003]為了解決上述的問題，專利文獻(xiàn)I記載有一種對二次電池供給恒定的充電電流而進(jìn)行恒流充電，若二次電池的CCV到達(dá)規(guī)定的切換電壓，則反復(fù)進(jìn)行使充電電流減少規(guī)定的電流量并將減少后的充電電流作為新的充電電流，且利用該新的充電電流進(jìn)一步進(jìn)行恒流充電的處理，由此使二次電池成為滿充電狀態(tài)的方法(參照專利文獻(xiàn)I的圖6)。在該方法中，也隨著二次電池接近滿充電狀態(tài)而使充電電流階段性地減少，但由于在各恒流充電的期間中不減少電流，所以與上述方法相比，能夠增多單位時間的充電量，可將充電時間縮短到某一程度。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開平08 - 203563號公報
[0005]然而，在專利文獻(xiàn)I所記載的方法中，由于在充電電流的切換時使充電電流大幅減少到二次電池的CCV低于滿充電狀態(tài)下的電壓(圖6的V3)的程度，所以單位時間的充電量減少相應(yīng)量，無法將充電時間充分縮短。本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的，其目的在于，提供能夠充分縮短充電時間的二次電池的充電系統(tǒng)以及充電方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述的課題，本發(fā)明所涉及的二次電池的充電系統(tǒng)通過電流供給單元對二次電池供給恒定值的充電電流，在利用該充電電流進(jìn)行恒流充電直至二次電池的閉路電壓到達(dá)規(guī)定的閾值電壓之后，通過反復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的使由電流供給單元當(dāng)前供給的充電電流減少規(guī)定的電流減少量而將減少后的充電電流作為新的充電電流，并利用該新的充電電流進(jìn)行恒流充電直至二次電池的閉路電壓上升規(guī)定的電壓上升量的處理，由此進(jìn)行二次電池的充電，該充電系統(tǒng)的特征在于，規(guī)定的次數(shù)的反復(fù)中的各規(guī)定的電流減少量被設(shè)定為使由電流供給單元當(dāng)前供給的充電電流減少該規(guī)定的電流減少量時的二次電池的閉路電壓超過二次電池的滿充電電壓。
[0007]另外，本發(fā)明所涉及的二次電池的充電方法對二次電池供給恒定值的充電電流，在利用該充電電流進(jìn)行恒流充電直至二次電池的閉路電壓到達(dá)規(guī)定的閾值電壓之后，通過反復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的使當(dāng)前供給至二次電池的充電電流減少規(guī)定的電流減少量而將減少后的充電電流作為新的充電電流，并利用該新的充電電流進(jìn)行恒流充電直至二次電池的閉路電壓上升規(guī)定的電壓上升量的處理，由此進(jìn)行二次電池的充電，該充電方法的特征在于，規(guī)定的次數(shù)的反復(fù)中的各規(guī)定的電流減少量被設(shè)定為使當(dāng)前供給至二次電池的充電電流減少該規(guī)定的電流減少量時的二次電池的閉路電壓超過二次電池的滿充電電壓。
[0008]根據(jù)本發(fā)明所涉及的二次電池的充電系統(tǒng)以及充電方法，能夠充分地縮短二次電池的充電時間。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的二次電池的充電系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。
[0010]圖2是表示由本發(fā)明的實施方式所涉及的二次電池的充電系統(tǒng)執(zhí)行的充電處理的流程圖。
[0011]圖3(a)是表示二次電池的CCV與OCV的時間變化的圖，圖3 (b)是表示供給至二次電池的充電電流的時間變化的圖。
[0012]圖4是對在本發(fā)明的實施方式所涉及的二次電池的充電系統(tǒng)中，考慮電池的極化效應(yīng)的情況與不考慮的情況的比較進(jìn)行表示的圖。
【具體實施方式】
[0013]以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0014]實施方式.
[0015]圖1示出本發(fā)明的實施方式所涉及的二次電池的充電系統(tǒng)100的構(gòu)成。充電系統(tǒng)100由二次電池1、對二次電池I供給充電電流的電流控制型的電源2、測定二次電池I的電壓的電壓傳感器3、設(shè)置于二次電池I與電源2之間的開關(guān)4、以及控制單元5構(gòu)成。
[0016]控制單元5由微型計算機(jī)構(gòu)成，通過獲取由電壓傳感器3測定的二次電池I的電壓，并且控制電源2的輸出電流以及開關(guān)4的開閉狀態(tài)，來控制圖2的流程圖所示的二次電池I的充電處理。以下，對圖2的流程圖所示的充電處理中的各步驟的詳細(xì)依次進(jìn)行說明。其中，在充電處理開始時，電源2不輸出電流，另外，開關(guān)4是開狀態(tài)。
[0017]首先，在步驟SI中，控制單元5獲取由電壓傳感器3測定的二次電池I的開路電壓(OCV)，并與預(yù)先測定出的二次電池I的滿充電狀態(tài)下的OCV (滿充電電壓Vful I)進(jìn)行比較。而且，在二次電池I的OCV小于滿充電電壓Vfull的情況下，執(zhí)行步驟S2?S12的各步驟。另一方面，在二次電池I的OCV為Vfull以上而已經(jīng)是滿充電狀態(tài)的情況下，結(jié)束充電處理。
[0018]在步驟S2中，控制單元5在時刻t0使開關(guān)4成為閉狀態(tài)，并且從電源2輸出恒定值Icc的充電電流，利用該充電電流開始二次電池I的恒流充電(CC充電)(參照圖3 (b))。由此，由于二次電池I的充電量隨著時間的經(jīng)過而逐漸增加，在充電量與閉路電壓(CCV)之間有相關(guān)關(guān)系，所以由電壓傳感器3測定的二次電池I的CCV也隨著時間的經(jīng)過而逐漸上升(參照圖3(a))。
[0019]在步驟S3中，控制單元5推斷二次電池I的內(nèi)部電阻R。詳細(xì)而言，根據(jù)在步驟S2中剛剛開始從電源2向二次電池I的充電電流的供給之前之后由電壓傳感器3測定的二次電池I的電壓，按照下式推斷內(nèi)部電阻R。
[0020]R= (V2 - VI)/Icc
[0021]其中，在上式中，Vl是即將開始供給電流之前的0CV，V2是剛剛開始供給電流之后的 CCVo
[0022]在步驟S4中，控制單元5維持繼續(xù)從電源2向二次電池I供給充電電流的狀態(tài)，待機(jī)至二次電池I的CCV到達(dá)規(guī)定的閾值電壓Vcc。其中，閾值電壓Vcc被設(shè)定為大于滿充電電壓Vful I，并且二次電池I的CCV = Vcc的狀態(tài)下的OCV (圖3(a)的Vol)小于滿充電電壓VfulI。
[0023]若在上述步驟S4中判定為二次電池I的CCV到達(dá)了閾值電壓Vcc，則在步驟S5中，控制單元5根據(jù)下式推斷該狀態(tài)下的二次電池I的0CV(圖3(a)的Vol)。
[0024]Vol = (Vcc — RXIcc)
[0025]其中，在上式中，不考慮二次電池I的極化效應(yīng)。通常，在OCV的推斷時考慮電池的極化效會更加準(zhǔn)確，該情況下，OCV的推斷值小于通過上式而得到的值。然而，在本發(fā)明中硬是忽視極化效應(yīng)，將OCV的推斷值估算得比實際的值大。對于該理由將在后面描述。
[0026]在步驟S6中，控制單元5根據(jù)下式來決定在以后的步驟S8中使用的規(guī)定的電流減少量Δ Ic。
[0027]AIc = Icc/ (N+1)
[0028]其中，在上式中N是正整數(shù)，圖3(b)中示出了 N= 3的例子。在本發(fā)明中，通過以在以后的步驟S8中使充電電流減少Δ Ic時的二次電池I的CCV(圖3 (a)的Vdl、Vd2、Vd3)超過滿充電電壓Vfull的方式設(shè)定N的值，由此盡量增多單位時間的充電量。具體而言，為了使充電電流減少A Ic時的CCV超過滿充電電壓Vfull，
[0029]需要滿足RX Δ Ic < Vcc — Vfull 的關(guān)系，
[0030]考慮至IjΔ Ic = Icc/(N+1)，
[0031]N的值被設(shè)定為滿