JP2000350378A - バッテリ蓄電装置 - Google Patents
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各蓄電池セルの過充電を抑制するバッテリ蓄
電装置を得る。 【解決手段】 充電用太陽電池９の充電電流Ｉ１はスイ
ッチ１０を介して蓄電池５に供給され、蓄電池５を充電
する。充電制御器４ｂは蓄電池５の各セル電圧を検出
し、いずれかのセル電圧が規定電圧に達したときＯＮ状
態のスイッチ１０をＯＦＦに切替える。充電制御器４ｂ
は、上記充電用太陽電池９の出力に基づき充電電流Ｉ１
より低いレベルの充電電流Ｉ２、Ｉ３（Ｉ２＞Ｉ３）を
生成する機能を有し、スイッチ１０のＯＦＦと同時に充
電電流Ｉ２を蓄電池５に供給し、充電する。Ｉ２の充電
電流により蓄電池５が充電され、いずれかのセル電圧が
規定電圧に達した場合、充電制御器４ｂはＩ２からＩ３
の充電電流に切替えて蓄電池５へ充電電流Ｉ３を供給す
る。
電装置を得る。 【解決手段】 充電用太陽電池９の充電電流Ｉ１はスイ
ッチ１０を介して蓄電池５に供給され、蓄電池５を充電
する。充電制御器４ｂは蓄電池５の各セル電圧を検出
し、いずれかのセル電圧が規定電圧に達したときＯＮ状
態のスイッチ１０をＯＦＦに切替える。充電制御器４ｂ
は、上記充電用太陽電池９の出力に基づき充電電流Ｉ１
より低いレベルの充電電流Ｉ２、Ｉ３（Ｉ２＞Ｉ３）を
生成する機能を有し、スイッチ１０のＯＦＦと同時に充
電電流Ｉ２を蓄電池５に供給し、充電する。Ｉ２の充電
電流により蓄電池５が充電され、いずれかのセル電圧が
規定電圧に達した場合、充電制御器４ｂはＩ２からＩ３
の充電電流に切替えて蓄電池５へ充電電流Ｉ３を供給す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば低高度衛
星用電源装置及び電気自動車用電源装置等に使用される
バッテリ蓄電装置に関するものである。なおここでは説
明の便宜上、低高度衛星用電源装置について説明する。
星用電源装置及び電気自動車用電源装置等に使用される
バッテリ蓄電装置に関するものである。なおここでは説
明の便宜上、低高度衛星用電源装置について説明する。
【０００２】図６は、従来のNiCd（ニッケルカドミウ
ム）バッテリ等の蓄電池を使用した低高度衛星用電源装
置の構成図であり、図６において、１は太陽電池、２は
太陽電池１で発生した余剰電力を消費するシャント装
置、３は太陽電池１の電流をシャント装置２を介して入
力し、充電制御器４ａと負荷６へ電流を供給するととも
に太陽電池１の発生電力が低下した場合には、蓄電池５
の放電により負荷６へ電流を供給するように充電制御器
４ａを制御する電力制御器である。充電制御器４ａは、
電力制御器３の出力を受けて、蓄電池５へ電流を供給し
て充電させ、また太陽電池１の発生電力が低下した場合
の信号で蓄電池５を放電させるための充電制御器であ
る。７は逆流防止ダイオードである。
ム）バッテリ等の蓄電池を使用した低高度衛星用電源装
置の構成図であり、図６において、１は太陽電池、２は
太陽電池１で発生した余剰電力を消費するシャント装
置、３は太陽電池１の電流をシャント装置２を介して入
力し、充電制御器４ａと負荷６へ電流を供給するととも
に太陽電池１の発生電力が低下した場合には、蓄電池５
の放電により負荷６へ電流を供給するように充電制御器
４ａを制御する電力制御器である。充電制御器４ａは、
電力制御器３の出力を受けて、蓄電池５へ電流を供給し
て充電させ、また太陽電池１の発生電力が低下した場合
の信号で蓄電池５を放電させるための充電制御器であ
る。７は逆流防止ダイオードである。
【０００３】従来の低高度衛星用電源装置の動作を以下
に説明する。太陽電池１からの電流は逆流防止ダイオー
ド７、シャント装置２を介して電力制御器３に入力され
る。電力制御器３は日照時において得られる太陽電池１
からの電流を負荷６と充電制御器４ａに供給する。充電
制御器４ａでは電力制御器３からの電力により図７
（ｃ）に示す一定の電流Ｉ0を生成し、この電流Ｉ0を蓄
電池５に供給して、蓄電池５を充電する。蓄電池５の電
圧は充電の進行に伴い図７（ｂ）に示すように上昇す
る。蓄電池５の電圧が図７（ａ）に示すように予め設定
してある温度補償された電圧値（これをＶ−Ｔカーブと
呼び、要求により１本からｎ本設定する）に達したこと
を充電制御器４ａで検出すると充電制御器４はそれまで
の定電流充電から定電圧充電へ移行する。これにより充
電電流は図７（ｃ）に示すようにテーパ状に減少し、蓄
電池５への過充電を防止する。一方、日陰時において太
陽電池１の発生電力が低下した場合、上記充電制御器４
ａは電力制御器３の出力により蓄電池５を放電し、負荷
６へ電力を供給する。
に説明する。太陽電池１からの電流は逆流防止ダイオー
ド７、シャント装置２を介して電力制御器３に入力され
る。電力制御器３は日照時において得られる太陽電池１
からの電流を負荷６と充電制御器４ａに供給する。充電
制御器４ａでは電力制御器３からの電力により図７
（ｃ）に示す一定の電流Ｉ0を生成し、この電流Ｉ0を蓄
電池５に供給して、蓄電池５を充電する。蓄電池５の電
圧は充電の進行に伴い図７（ｂ）に示すように上昇す
る。蓄電池５の電圧が図７（ａ）に示すように予め設定
してある温度補償された電圧値（これをＶ−Ｔカーブと
呼び、要求により１本からｎ本設定する）に達したこと
を充電制御器４ａで検出すると充電制御器４はそれまで
の定電流充電から定電圧充電へ移行する。これにより充
電電流は図７（ｃ）に示すようにテーパ状に減少し、蓄
電池５への過充電を防止する。一方、日陰時において太
陽電池１の発生電力が低下した場合、上記充電制御器４
ａは電力制御器３の出力により蓄電池５を放電し、負荷
６へ電力を供給する。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】従来の低高度衛星用電
源装置における蓄電池の充電は、上記のように行われて
いるが、上記のような定電圧／定電流充電はｎ個の蓄電
池セルを直列に縦続接続した蓄電池全体に対して行われ
るため、蓄電池を構成する各セルの充電特性のアンバラ
ンスにより蓄電池内の特定のセルが過充電されるという
問題点があった。特にLi（リチウム）系電極で構成され
るLi-Ion（リチウム・イオン）セルは、エネルギー密
度、充電電圧、放電電圧等がNiCdセルに比べて高く、蓄
電池への使用が期待されているが、 Li-Ionセルの場
合、規定電圧を越えて過充電状態になると電極劣化が促
進され、寿命が短くなってしまう問題点がある。例え
ば、温度Ｔｏ°Ｃの時のＶ−Ｔカーブにおける定電圧動
作電圧は、ｎ個のセル電圧の和を蓄電池電圧として検出
し、設定電圧と比較動作するが、ｍ個目のセル電圧が他
のセル電圧よりもセルの内部抵抗の関係で高くなってい
る場合、セルの上限電圧を超えてしまい、その結果当該
セルを劣化させてしまうことがあった。
源装置における蓄電池の充電は、上記のように行われて
いるが、上記のような定電圧／定電流充電はｎ個の蓄電
池セルを直列に縦続接続した蓄電池全体に対して行われ
るため、蓄電池を構成する各セルの充電特性のアンバラ
ンスにより蓄電池内の特定のセルが過充電されるという
問題点があった。特にLi（リチウム）系電極で構成され
るLi-Ion（リチウム・イオン）セルは、エネルギー密
度、充電電圧、放電電圧等がNiCdセルに比べて高く、蓄
電池への使用が期待されているが、 Li-Ionセルの場
合、規定電圧を越えて過充電状態になると電極劣化が促
進され、寿命が短くなってしまう問題点がある。例え
ば、温度Ｔｏ°Ｃの時のＶ−Ｔカーブにおける定電圧動
作電圧は、ｎ個のセル電圧の和を蓄電池電圧として検出
し、設定電圧と比較動作するが、ｍ個目のセル電圧が他
のセル電圧よりもセルの内部抵抗の関係で高くなってい
る場合、セルの上限電圧を超えてしまい、その結果当該
セルを劣化させてしまうことがあった。
【０００５】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、蓄電池を構成する個々のセルが過
充電とならず適切な充電量が確保できるバッテリ蓄電装
置を得ることを目的とするものである。
なされたものであり、蓄電池を構成する個々のセルが過
充電とならず適切な充電量が確保できるバッテリ蓄電装
置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明によるバッテ
リ蓄電装置は、蓄電池セルが縦続接続された蓄電池と、
電源出力から上記蓄電池を充電するための異なる複数の
充電電流を生成し、上記蓄電池に異なる複数の充電電流
を供給する手段を有する充電電流生成手段とを備えたも
のである。
リ蓄電装置は、蓄電池セルが縦続接続された蓄電池と、
電源出力から上記蓄電池を充電するための異なる複数の
充電電流を生成し、上記蓄電池に異なる複数の充電電流
を供給する手段を有する充電電流生成手段とを備えたも
のである。
【０００７】第２の発明によるバッテリ蓄電装置は、第
１の発明において充電電流生成手段に、異なる複数の充
電電流を生成し、かつ上記充電電流は、最初高いレベル
で供給した後、低いレベルで供給するように充電電流を
変化させる手段を設けたものである。
１の発明において充電電流生成手段に、異なる複数の充
電電流を生成し、かつ上記充電電流は、最初高いレベル
で供給した後、低いレベルで供給するように充電電流を
変化させる手段を設けたものである。
【０００８】第３の発明によるバッテリ蓄電装置は、第
１、第２の発明において充電電流生成手段に、各蓄電池
セルの電圧のいずれかが規定の電圧に達したとき充電電
流を高いレベルから低いレベルに変化させる手段を設け
たものである。
１、第２の発明において充電電流生成手段に、各蓄電池
セルの電圧のいずれかが規定の電圧に達したとき充電電
流を高いレベルから低いレベルに変化させる手段を設け
たものである。
【０００９】第４の発明によるバッテリ蓄電装置は、第
１〜第３の発明において 各蓄電池セルにそれぞれシャ
ント回路を接続し、蓄電池への最低レベルの充電電流供
給状態でいずれかの蓄電池セルの電圧が規定の電圧に達
した場合、当該蓄電池セルに流れる充電電流を当該蓄電
池セルに接続されたシャント回路へバイパスするように
したものである。
１〜第３の発明において 各蓄電池セルにそれぞれシャ
ント回路を接続し、蓄電池への最低レベルの充電電流供
給状態でいずれかの蓄電池セルの電圧が規定の電圧に達
した場合、当該蓄電池セルに流れる充電電流を当該蓄電
池セルに接続されたシャント回路へバイパスするように
したものである。
【００１０】第５の発明によるバッテリ蓄電装置は、第
１〜第４の発明において 電源と蓄電池との間に設けら
れ、通常はＯＮし、かつ上記蓄電池セルの電圧のいずれ
かが規定電圧に達したとき、上記充電電流生成手段によ
りＯＦＦされ、放電によりＯＮに復帰するスイッチを設
けたものである。
１〜第４の発明において 電源と蓄電池との間に設けら
れ、通常はＯＮし、かつ上記蓄電池セルの電圧のいずれ
かが規定電圧に達したとき、上記充電電流生成手段によ
りＯＦＦされ、放電によりＯＮに復帰するスイッチを設
けたものである。
【００１１】第６の発明によるバッテリ蓄電装置は、第
１〜第５の発明において上記充電電流生成手段に、上記
蓄電池セル全体の電圧を検出し、その検出した電圧が規
定電圧に達したときに定電圧充電制御に移行する手段を
設けたものである。
１〜第５の発明において上記充電電流生成手段に、上記
蓄電池セル全体の電圧を検出し、その検出した電圧が規
定電圧に達したときに定電圧充電制御に移行する手段を
設けたものである。
【００１２】第７の発明によるバッテリ蓄電装置は、第
１〜第６の発明において上記充電電流生成手段に、上記
複数の蓄電池セル電圧がアンバランスになったとき定電
圧充電制御を解除し、低レベルの充電電流で規定電圧に
達するまで充電する手段を設けたものである。
１〜第６の発明において上記充電電流生成手段に、上記
複数の蓄電池セル電圧がアンバランスになったとき定電
圧充電制御を解除し、低レベルの充電電流で規定電圧に
達するまで充電する手段を設けたものである。
【００１３】第８の発明によるバッテリ蓄電装置は、第
１〜第７の発明において上記蓄電池セルとしてLi（リチ
ウム）系電極で構成されるLi-Ion（リチウムイオン）蓄
電池セルを用いたものである。
１〜第７の発明において上記蓄電池セルとしてLi（リチ
ウム）系電極で構成されるLi-Ion（リチウムイオン）蓄
電池セルを用いたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１を示す低高度衛星用電源装置の構成図で
ある。図１において、１、２、３、５、６、７は図６と
同様である。４ｂは充電用太陽電池９の出力に基づき複
数の充電電流を生成し、蓄電池セルが縦続接続された蓄
電池５へ異なる複数の充電電流を供給する充電制御器、
８は充電用太陽電池９と蓄電池５との間に接続され逆流
防止ダイオード、１０は蓄電池５と逆流防止ダイオード
８との間に接続されたスイッチで、充電開始時はＯＮの
状態であり、充電用太陽電池９から直接蓄電池５へ充電
が行われる。１１は制御用ダイオードである。なお、充
電制御器４ｂは、充電用太陽電池９の出力に基づく充電
電流Ｉ１よりレベルの低い充電電流Ｉ２、Ｉ３（Ｉ２＞
Ｉ３）を生成する電流制御部を有している。１２は各蓄
電池セルにそれぞれ対応して設けられ、各蓄電池セルの
電圧を検出し、かつ当該検出した蓄電池セルの電圧が規
定電圧に達した場合、所定の信号を出力する複数のセル
電圧検出器、１３は上記複数のセル電圧検出器１２の出
力端に接続され、セル電圧検出器１２からの所定信号を
上記充電制御器４ｂへ出力するＯＲ回路である。
の実施の形態１を示す低高度衛星用電源装置の構成図で
ある。図１において、１、２、３、５、６、７は図６と
同様である。４ｂは充電用太陽電池９の出力に基づき複
数の充電電流を生成し、蓄電池セルが縦続接続された蓄
電池５へ異なる複数の充電電流を供給する充電制御器、
８は充電用太陽電池９と蓄電池５との間に接続され逆流
防止ダイオード、１０は蓄電池５と逆流防止ダイオード
８との間に接続されたスイッチで、充電開始時はＯＮの
状態であり、充電用太陽電池９から直接蓄電池５へ充電
が行われる。１１は制御用ダイオードである。なお、充
電制御器４ｂは、充電用太陽電池９の出力に基づく充電
電流Ｉ１よりレベルの低い充電電流Ｉ２、Ｉ３（Ｉ２＞
Ｉ３）を生成する電流制御部を有している。１２は各蓄
電池セルにそれぞれ対応して設けられ、各蓄電池セルの
電圧を検出し、かつ当該検出した蓄電池セルの電圧が規
定電圧に達した場合、所定の信号を出力する複数のセル
電圧検出器、１３は上記複数のセル電圧検出器１２の出
力端に接続され、セル電圧検出器１２からの所定信号を
上記充電制御器４ｂへ出力するＯＲ回路である。
【００１５】次にこの発明の動作を以下に説明する。充
電用太陽電池９からの充電電流Ｉ１（例えば３０Ａ）が
図２（ａ）のＩ１に示すようにスイッチ１０を介して蓄
電池５に供給されると、蓄電池５の各蓄電池セルが充電
されて各蓄電池セルの電圧が図２（ｂ）のアに示すよう
に上昇する。セル電圧検出器１２は蓄電池セルの電圧を
それぞれ検出するが、複数の蓄電池セルのいずれかのセ
ル電圧が規定電圧（例えば３．９８Ｖ）に達したとき当
該セル電圧を検出しているセル電圧検出器１２から例え
ばＨｉｇｈレベルの信号をＯＲ回路１３へ出力する。充
電制御器４ｂは上記セル電圧検出器１２から出力された
Ｈｉｇｈレベルの信号をＯＲ回路１３を介して入力した
ときＯＮ状態のスイッチ１０をＯＦＦに切替える信号を
制御用ダイオード１１を介してスイッチ１０へ出力し、
スイッチ１０をＯＦＦとする。また充電制御器４ｂは、
全体の蓄電池セル電圧が規定電圧（例えば３．９５Ｖ×
蓄電池セル数）に達したときスイッチ１０をＯＦＦにし
て定電圧充電に移行させるようになっている。さらに充
電制御器４ｂは、上記充電用太陽電池９からの出力に基
づき充電電流Ｉ１より低いレベルの充電電流Ｉ２、Ｉ３
（ Ｉ２＞Ｉ３）を生成する機能（充電電流Ｉ１を充電
電流Ｉ２、Ｉ３に切替える機能）を有し、スイッチ１０
のＯＦＦと同時に例えば５Ａの充電電流Ｉ２（図２
（ａ）のＩ２参照）を蓄電池５に供給し、各蓄電池セル
を充電する。この時、各蓄電池セルの充電電圧は、図２
（ｂ）のイに示すように初めは減少するが、やがて上昇
する。Ｉ２の充電電流により各蓄電池セルが充電され、
複数の蓄電池セルのうちいずれかのセル電圧が規定電圧
（例えば３．９８Ｖ）に達した場合、これをセル電圧検
出器１２により検出され、その信号がＯＲ回路１３を介
して充電制御器４ｂに入力される。充電制御器４ｂはセ
ル電圧検出器１２からの信号を受けて上記Ｉ２をＩ３の
充電電流に切替えて蓄電池５へ図２（ａ）に示すＩ３の
充電電流（例えば１Ａ）を供給し、各蓄電池セルを充電
する（図２（ｂ）のウ参照）。なお、充電制御器４ｂ
は、蓄電池５の放電時にスイッチ１０をＯＮに復帰させ
る信号を制御用ダイオード１１を介してスイッチ１０へ
出力するようになっている。
電用太陽電池９からの充電電流Ｉ１（例えば３０Ａ）が
図２（ａ）のＩ１に示すようにスイッチ１０を介して蓄
電池５に供給されると、蓄電池５の各蓄電池セルが充電
されて各蓄電池セルの電圧が図２（ｂ）のアに示すよう
に上昇する。セル電圧検出器１２は蓄電池セルの電圧を
それぞれ検出するが、複数の蓄電池セルのいずれかのセ
ル電圧が規定電圧（例えば３．９８Ｖ）に達したとき当
該セル電圧を検出しているセル電圧検出器１２から例え
ばＨｉｇｈレベルの信号をＯＲ回路１３へ出力する。充
電制御器４ｂは上記セル電圧検出器１２から出力された
Ｈｉｇｈレベルの信号をＯＲ回路１３を介して入力した
ときＯＮ状態のスイッチ１０をＯＦＦに切替える信号を
制御用ダイオード１１を介してスイッチ１０へ出力し、
スイッチ１０をＯＦＦとする。また充電制御器４ｂは、
全体の蓄電池セル電圧が規定電圧（例えば３．９５Ｖ×
蓄電池セル数）に達したときスイッチ１０をＯＦＦにし
て定電圧充電に移行させるようになっている。さらに充
電制御器４ｂは、上記充電用太陽電池９からの出力に基
づき充電電流Ｉ１より低いレベルの充電電流Ｉ２、Ｉ３
（ Ｉ２＞Ｉ３）を生成する機能（充電電流Ｉ１を充電
電流Ｉ２、Ｉ３に切替える機能）を有し、スイッチ１０
のＯＦＦと同時に例えば５Ａの充電電流Ｉ２（図２
（ａ）のＩ２参照）を蓄電池５に供給し、各蓄電池セル
を充電する。この時、各蓄電池セルの充電電圧は、図２
（ｂ）のイに示すように初めは減少するが、やがて上昇
する。Ｉ２の充電電流により各蓄電池セルが充電され、
複数の蓄電池セルのうちいずれかのセル電圧が規定電圧
（例えば３．９８Ｖ）に達した場合、これをセル電圧検
出器１２により検出され、その信号がＯＲ回路１３を介
して充電制御器４ｂに入力される。充電制御器４ｂはセ
ル電圧検出器１２からの信号を受けて上記Ｉ２をＩ３の
充電電流に切替えて蓄電池５へ図２（ａ）に示すＩ３の
充電電流（例えば１Ａ）を供給し、各蓄電池セルを充電
する（図２（ｂ）のウ参照）。なお、充電制御器４ｂ
は、蓄電池５の放電時にスイッチ１０をＯＮに復帰させ
る信号を制御用ダイオード１１を介してスイッチ１０へ
出力するようになっている。
【００１６】以上のように この発明は、蓄電池に異な
る複数の充電電流を供給し、当該充電電流は、最初高い
レベルで供給した後、次に低いレベルで供給するように
した多段充電機能を設けたので、充電制御器は充電用太
陽電池の電力より低いレベルの充電電流を制御すればよ
く充電効率が向上するとともに、小型、軽量化できると
いう効果がある。また、さらに低レベルの充電電流を設
定することにより木目細かく充電制御できる。
る複数の充電電流を供給し、当該充電電流は、最初高い
レベルで供給した後、次に低いレベルで供給するように
した多段充電機能を設けたので、充電制御器は充電用太
陽電池の電力より低いレベルの充電電流を制御すればよ
く充電効率が向上するとともに、小型、軽量化できると
いう効果がある。また、さらに低レベルの充電電流を設
定することにより木目細かく充電制御できる。
【００１７】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２を示す低高度衛星用電源装置の構成図である。この
実施の形態２は、上記実施の形態２の構成のものにシャ
ント回路１４を各蓄電池セルに並列に接続し、蓄電池セ
ルの電圧が規定電圧に達した場合、充電電流を規定電圧
に達した蓄電池セルに並列接続したシャント回路１４に
バイパスさせて当該蓄電池セルの電圧上昇を抑えるよう
に構成したところに特徴を有する。充電電流Ｉ３により
充電されている場合においてセル電圧検出器１２は蓄電
池セルの電圧が規定電圧に達していない場合Ｌｏｗレベ
ルの信号を出力する。シャント回路１４はこのＬｏｗレ
ベルの信号が出力されている場合はＯＦＦ状態となって
いて蓄電池セルに充電電流Ｉ３が流れる。一方セル電圧
検出器１２は蓄電池セルの電圧が規定電圧に達した場合
Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。シャント回路１４は
このＨｉｇｈレベルの信号によりＯＮとなる。これによ
り充電電流は規定電圧に達した蓄電池セルに並列接続さ
れたシャント回路１４にバイパスされて消費するため、
当該蓄電池セルに充電電流Ｉ３が流れなくなり電圧上昇
を抑制することができる。
態２を示す低高度衛星用電源装置の構成図である。この
実施の形態２は、上記実施の形態２の構成のものにシャ
ント回路１４を各蓄電池セルに並列に接続し、蓄電池セ
ルの電圧が規定電圧に達した場合、充電電流を規定電圧
に達した蓄電池セルに並列接続したシャント回路１４に
バイパスさせて当該蓄電池セルの電圧上昇を抑えるよう
に構成したところに特徴を有する。充電電流Ｉ３により
充電されている場合においてセル電圧検出器１２は蓄電
池セルの電圧が規定電圧に達していない場合Ｌｏｗレベ
ルの信号を出力する。シャント回路１４はこのＬｏｗレ
ベルの信号が出力されている場合はＯＦＦ状態となって
いて蓄電池セルに充電電流Ｉ３が流れる。一方セル電圧
検出器１２は蓄電池セルの電圧が規定電圧に達した場合
Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。シャント回路１４は
このＨｉｇｈレベルの信号によりＯＮとなる。これによ
り充電電流は規定電圧に達した蓄電池セルに並列接続さ
れたシャント回路１４にバイパスされて消費するため、
当該蓄電池セルに充電電流Ｉ３が流れなくなり電圧上昇
を抑制することができる。
【００１８】以上のように この発明は、各蓄電池セル
毎に上限電圧制御ができるので、蓄電池セルのサイクル
寿命劣化を最小に抑えることができる。
毎に上限電圧制御ができるので、蓄電池セルのサイクル
寿命劣化を最小に抑えることができる。
【００１９】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３を示す低高度衛星用電源装置の構成図である。この
実施の形態３では、基本的には実施の形態２と同じであ
るが、実施の形態２と異なるところはＯＲ回路１９の出
力に基づきスイッチ１０をオフする信号を出力する信号
ダイオード１９と、充電電流Ｉ３により充電されている
場合において蓄電池全体の電圧をモニターし、当該電圧
が規定電圧（充電電流を切替えるための規定電圧より低
く設定する）に達した場合は、定電流充電から定電圧充
電に移行（切替え）させる機能を有する充電制御器４ｃ
を設けたものである。なお定電圧充電は各蓄電池セル電
圧がバランスしているときに生じ、バッテリ動作として
理想的な状態である。
態３を示す低高度衛星用電源装置の構成図である。この
実施の形態３では、基本的には実施の形態２と同じであ
るが、実施の形態２と異なるところはＯＲ回路１９の出
力に基づきスイッチ１０をオフする信号を出力する信号
ダイオード１９と、充電電流Ｉ３により充電されている
場合において蓄電池全体の電圧をモニターし、当該電圧
が規定電圧（充電電流を切替えるための規定電圧より低
く設定する）に達した場合は、定電流充電から定電圧充
電に移行（切替え）させる機能を有する充電制御器４ｃ
を設けたものである。なお定電圧充電は各蓄電池セル電
圧がバランスしているときに生じ、バッテリ動作として
理想的な状態である。
【００２０】以上のように この発明は、充電電流Ｉ１
により充電されている場合の蓄電池全体の電圧をモニタ
ーし、当該電圧が規定の電圧（例えば３．９５Ｖ×蓄電
池数）に達したとき、定電流充電から定電圧充電へ切替
える機能を充電制御器に持たせ、この機能を多段充電と
併用することにより蓄電池セルの電圧特性がバランスし
ているときにできるだけシャント回路を動作させないで
充電制御するようにしたので規定電圧を低く抑えること
ができ、蓄電池セルのサイクル寿命劣化を低く抑えるこ
とができる。。
により充電されている場合の蓄電池全体の電圧をモニタ
ーし、当該電圧が規定の電圧（例えば３．９５Ｖ×蓄電
池数）に達したとき、定電流充電から定電圧充電へ切替
える機能を充電制御器に持たせ、この機能を多段充電と
併用することにより蓄電池セルの電圧特性がバランスし
ているときにできるだけシャント回路を動作させないで
充電制御するようにしたので規定電圧を低く抑えること
ができ、蓄電池セルのサイクル寿命劣化を低く抑えるこ
とができる。。
【００２１】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４を示す低高度衛星用電源装置の構成図である。この
実施の形態４では、基本的には実施の形態３と同じであ
るが、実施の形態３と異なるところは定電流充電から定
電圧充電に移行した後、各蓄電池セル電圧にアンバラン
スが生じた場合、定電圧充電制御を解除し、各蓄電池セ
ル電圧を強制的にシャント回路１２が動作するまで（シ
ャント電圧まで）充電電流Ｉ３で充電させて各蓄電池セ
ル電圧のバランスをとる機能を有する充電制御器４ｄを
設けたものである。なお上記各蓄電池セルの電圧はセル
電圧検出器１２により検出され、ＯＲ回路１３を介して
充電制御器４ｄに入力され、充電制御器４ｄにおいて各
蓄電池セル電圧にアンバランス（規定電圧に対する各蓄
電池セル相互間の電圧のばらつき）の有無を検出するよ
うになっているが、各蓄電池セルの電圧を地上局側でモ
ニターし、上記アンバランスが生じた場合に上記充電制
御器４ｄに対し定電圧充電制御を解除し、各蓄電池セル
電圧を強制的にシャント回路１２が動作するまで充電電
流Ｉ３で充電させるためのコマンドを発生するようにし
ても良い。
態４を示す低高度衛星用電源装置の構成図である。この
実施の形態４では、基本的には実施の形態３と同じであ
るが、実施の形態３と異なるところは定電流充電から定
電圧充電に移行した後、各蓄電池セル電圧にアンバラン
スが生じた場合、定電圧充電制御を解除し、各蓄電池セ
ル電圧を強制的にシャント回路１２が動作するまで（シ
ャント電圧まで）充電電流Ｉ３で充電させて各蓄電池セ
ル電圧のバランスをとる機能を有する充電制御器４ｄを
設けたものである。なお上記各蓄電池セルの電圧はセル
電圧検出器１２により検出され、ＯＲ回路１３を介して
充電制御器４ｄに入力され、充電制御器４ｄにおいて各
蓄電池セル電圧にアンバランス（規定電圧に対する各蓄
電池セル相互間の電圧のばらつき）の有無を検出するよ
うになっているが、各蓄電池セルの電圧を地上局側でモ
ニターし、上記アンバランスが生じた場合に上記充電制
御器４ｄに対し定電圧充電制御を解除し、各蓄電池セル
電圧を強制的にシャント回路１２が動作するまで充電電
流Ｉ３で充電させるためのコマンドを発生するようにし
ても良い。
【００２２】以上のように、この発明は、定電流充電か
ら定電圧充電に移行した後、各蓄電池セル電圧にアンバ
ランスが生じた場合、定電圧充電制御を解除し、各蓄電
池セルを充電電流Ｉ３によりシャント動作電圧まで充電
することにより、充電のサイクルの進行に伴って生じる
各蓄電池セル電圧のアンバランスを是正することができ
る。
ら定電圧充電に移行した後、各蓄電池セル電圧にアンバ
ランスが生じた場合、定電圧充電制御を解除し、各蓄電
池セルを充電電流Ｉ３によりシャント動作電圧まで充電
することにより、充電のサイクルの進行に伴って生じる
各蓄電池セル電圧のアンバランスを是正することができ
る。
【００２３】なお上記各実施の形態は、低高度衛星用電
源装置を例に上げて説明したが、この発明は、他の衛
星、電気自動車、地上用太陽発電などにも適用できるも
のである。
源装置を例に上げて説明したが、この発明は、他の衛
星、電気自動車、地上用太陽発電などにも適用できるも
のである。
【００２４】
【発明の効果】この発明によれば、異なる充電電流によ
り縦続接続された複数の蓄電池セルを充電（多段充電）
することにより蓄電池セルの過充電を抑制することがで
きる。
り縦続接続された複数の蓄電池セルを充電（多段充電）
することにより蓄電池セルの過充電を抑制することがで
きる。
【００２５】またこの発明は、蓄電池への最低レベルの
充電電流供給状態でいずれかの蓄電池セルの電圧が規定
の電圧に達した場合、当該蓄電池セルに流れる充電電流
を当該蓄電池セルに接続されたシャント回路へバイパス
するようにしたので、蓄電池セルの過充電を抑制するこ
とができる。
充電電流供給状態でいずれかの蓄電池セルの電圧が規定
の電圧に達した場合、当該蓄電池セルに流れる充電電流
を当該蓄電池セルに接続されたシャント回路へバイパス
するようにしたので、蓄電池セルの過充電を抑制するこ
とができる。
【００２６】この発明は、各蓄電池セルの電圧がバラン
スしている状態における蓄電池全体の電圧をモニター
し、当該電圧が規定電圧に達した場合は、定電流充電か
ら定電圧充電に切替えるようにしたので、サイクル寿命
劣化を抑える上でバッテリ動作を理想的な状態にするこ
とができる。
スしている状態における蓄電池全体の電圧をモニター
し、当該電圧が規定電圧に達した場合は、定電流充電か
ら定電圧充電に切替えるようにしたので、サイクル寿命
劣化を抑える上でバッテリ動作を理想的な状態にするこ
とができる。
【００２７】またこの発明は、定電流充電から定電圧充
電に移行した後、各蓄電池セル電圧にアンバランスが生
じた場合、定電圧充電制御を解除し、各蓄電池セルをシ
ャント動作電圧まで充電することにより、各蓄電池セル
電圧のアンバランスを是正することができる。
電に移行した後、各蓄電池セル電圧にアンバランスが生
じた場合、定電圧充電制御を解除し、各蓄電池セルをシ
ャント動作電圧まで充電することにより、各蓄電池セル
電圧のアンバランスを是正することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す低高度衛星用
電源装置の構成図である。
電源装置の構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示す低高度衛星用
電源装置の電流、電圧特性を説明するための図である。
電源装置の電流、電圧特性を説明するための図である。
【図３】 この発明の実施の形態２を示す低高度衛星用
電源装置の構成図である。
電源装置の構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態３を示す低高度衛星用
電源装置の構成図である。
電源装置の構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態４を示す低高度衛星用
電源装置の構成図である。
電源装置の構成図である。
【図６】 従来の低高度衛星用電源装置の構成図であ
る。
る。
【図７】 従来の低高度衛星用電源装置の電流、電圧特
性を説明するための図である。
性を説明するための図である。
４ 充電制御器 ５ 蓄電池 ９ 充電用太陽電池
１０ スイッチ １１ 制御用ダイオード １２ セル電圧検出器
１３ ＯＲ回路 １４シャント回路 １６ 信号用
ダイオード。
１０ スイッチ １１ 制御用ダイオード １２ セル電圧検出器
１３ ＯＲ回路 １４シャント回路 １６ 信号用
ダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA06 BA03 CA03 CA14 CC04 CC07 CC08 DA07 DA18 5H030 AA03 AA06 AS11 AS18 BB01 FF43
Claims (8)
- 【請求項１】 蓄電池セルが縦続接続された蓄電池と、
電源出力から上記蓄電池を充電するための電流を生成す
る充電電流生成手段とを備えたバッテリ蓄電装置におい
て、上記充電電流生成手段は、異なる複数の充電電流を
生成し、上記蓄電池に異なる複数の充電電流を供給する
手段を有することを特徴とするバッテリ蓄電装置。 - 【請求項２】 上記充電電流生成手段は、異なる複数の
充電電流を生成し、かつ上記充電電流は、最初高いレベ
ルで供給した後、低いレベルで供給するように充電電流
を変化させる手段を有することを特徴とする請求項１記
載のバッテリ蓄電装置。 - 【請求項３】 上記充電電流生成手段は、各蓄電池セル
の電圧のいずれかが規定の電圧に達したとき充電電流を
高いレベルから低いレベルに変化させる手段を有する請
求項２記載のバッテリ蓄電装置。 - 【請求項４】 各蓄電池セルにそれぞれ接続されたシャ
ント回路を有し、蓄電池への充電電流供給状態でいずれ
かの蓄電池セルの電圧が規定の電圧に達した場合、当該
蓄電池セルに流れる充電電流を当該蓄電池セルに接続さ
れたシャント回路へバイパスすることを特徴とする請求
項３記載のバッテリ蓄電装置。 - 【請求項５】 電源と蓄電池との間に設けられ、通常は
ＯＮし、かつ上記蓄電池セルの電圧のいずれかが規定電
圧に達したとき、上記充電電流生成手段によりＯＦＦさ
れ、また放電時ＯＮに復帰するスイッチを設けたことを
特徴とする請求項１〜４いずれか記載のバッテリ蓄電装
置。 - 【請求項６】 上記充電電流生成手段は、上記蓄電池セ
ル全体の電圧を検出し、その検出した電圧が規定電圧に
達したときに定電圧充電制御に移行する手段を有するこ
とを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のバッテリ蓄
電装置。 - 【請求項７】 上記充電電流生成手段は、上記複数の蓄
電池セル電圧がアンバランスになったとき定電圧充電制
御を解除し、低レベルの充電電流で全ての蓄電池セル電
圧が上記規定電圧に達するまで充電する手段を有するこ
とを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のバッテリ蓄
電装置。 - 【請求項８】 上記蓄電池セルはLi（リチウム）系電極
で構成されるLi-Ion（リチウムイオン）蓄電池セルを用
いたことを特徴とする請求項１〜７いずれか記載のバッ
テリ蓄電装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15779799A JP3736205B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | バッテリ蓄電装置 |
| US09/443,286 US6373224B1 (en) | 1999-06-04 | 1999-11-19 | Battery accumulating apparatus |
| FR9915100A FR2794578B1 (fr) | 1999-06-04 | 1999-11-30 | Dispositif d'accumulation a batterie |
| EP00108803A EP1058367B1 (en) | 1999-06-04 | 2000-04-26 | Battery accumulating apparatus |
| CA002310357A CA2310357C (en) | 1999-06-04 | 2000-05-31 | Battery accumulating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15779799A JP3736205B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | バッテリ蓄電装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000350378A true JP2000350378A (ja) | 2000-12-15 |
| JP2000350378A5 JP2000350378A5 (ja) | 2004-12-24 |
| JP3736205B2 JP3736205B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=15657506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15779799A Expired - Fee Related JP3736205B2 (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | バッテリ蓄電装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6373224B1 (ja) |
| EP (1) | EP1058367B1 (ja) |
| JP (1) | JP3736205B2 (ja) |
| CA (1) | CA2310357C (ja) |
| FR (1) | FR2794578B1 (ja) |
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