JP3384251B2 - バッテリ用充放電制御回路 - Google Patents
バッテリ用充放電制御回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動車両等に搭載
されるバッテリに付設され、このバッテリに対して、充
電器で充電したり電力制御器で放電したりする際に用い
られる、バッテリ用充放電制御回路（以下、単に「充放
電制御回路」という。）に関する。 【０００２】 【従来の技術】電動車両等に搭載されるバッテリにおい
て、バッテリを把手付きケースに納めることにより、電
動車両等に対して付け外し自在のバッテリユニットとし
たものがある。このバッテリユニットは、電動車両等か
ら外されて充電器に接続され、充電が終わると電動車両
等に搭載され電力制御器に接続される。このバッテリユ
ニットの外面には、充電又は放電用の端子が設けられて
いる。これらの端子は露出しているので、端子に金属片
等が触れると短絡するおそれがある。そこで、リレー等
からなる充放電制御回路をバッテリに付設することによ
り、充電器又は電力制御器に端子が接続されると、初め
て端子が導通するように改良したものがある。 【０００３】図１２は、このような従来の充放電制御回
路においてバッテリユニットを充電器に接続する場合を
示す回路図である。以下、この図面に基づき説明する。 【０００４】従来の充放電制御回路８０は、充放電端子
８２と、制御端子８４と、バッテリ８６の負極８６ｍに
接続された共通端子８８と、充放電端子８２とバッテリ
８６の正極８６ｐとの間に介挿された常開接点９０と、
充放電端子８２と制御端子８４との間に介挿され、充放
電端子８２と制御端子８４との間に所定の電圧が印加さ
れると常開接点９０を閉路させる電磁コイル９２とを備
えている。常開接点９０と電磁コイル９２とは、一個の
電磁リレー９３である。充放電制御回路８０及びバッテ
リ８６は、バッテリユニット９４に収容されている。常
開接点９０がバッテリ８６の正極８６ｐと充放電端子８
２とを遮断しているので、充放電端子８２、制御端子８
４及び共通端子８８のいずれか二つに同時に触れても、
これらに電位差は生じない。 【０００５】充電器９６は、商用電源コンセント９８か
ら得た交流電圧を直流の充電電圧に変換し、この充電電
圧を正極端子９６ｐ及び負極端子９６ｍから出力する。
正極端子９６ｐには充電端子１００が接続され、負極端
子９６ｍには制御端子１０２及び共通端子１０４が接続
されている。充電器９６、充電端子１００、制御端子１
０２及び共通端子１０４は、充電器ユニット１０６に収
容されている。 【０００６】バッテリユニット９４を充電器ユニット１
０６に嵌合すると、充放電端子８２と充電端子１００、
制御端子８４と制御端子１０２、共通端子８８と共通端
子１０４がそれぞれ接続される。すると、バッテリ８６
又は充電器９６から所定の電圧が電磁コイル９２に印加
されることにより、常開接点９０が閉路する。したがっ
て、充放電端子８２とバッテリ８６の正極８６ｐとが導
通することにより、充電器９６からバッテリ８６へ充電
が行われる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
充放電制御回路８０では、バッテリ８６が過放電気味で
ある場合に、次のような問題があった。この場合、充電
開始と同時に電磁リレー９３が動作するものの、バッテ
リ８６へ過大な充電電流が流れる。すると、充電器９６
の充電電圧がすぐに下がってしまい、これにより電磁リ
レー９３が復帰してしまう。ここで、電磁リレー９３が
復帰すると、充電電流が流れなくなることにより充電電
圧が上がる。すると、電磁リレー９３が再び動作してし
まい、前述の動作が繰り返される。このように、バッテ
リ８６が過放電気味である場合には、電磁リレー９３に
チャタリングが生ずるために常開接点９２が損傷するば
かりか、充電が不可能になるという問題があった。 【０００８】また、バッテリ８６を例えば24Ｖで使おう
とする場合、電磁リレー９３は24Ｖ仕様である。一般
に、電磁リレーの動作電圧（オンにできる電圧）は、規
格値±20％程度である。したがって、19Ｖ以下では電磁
リレー９３をオンにできず、充電も不可能ということに
なる。この電圧は、放電したまま放置すれば、すぐに到
達してしまう完全放電状態での開放電圧である。さら
に、充電完了期において、電磁リレー９３に過電圧が印
加されることにより、電磁リレー９３が損傷することが
あった。ここでいう過電圧とは、具体的には規格値の20
％以上であり、例えば24Ｖ仕様であれば29.0Ｖ以上であ
る。24Ｖ仕様では、30Ｖ以上印加することは通常行われ
る。 【０００９】 【発明の目的】そこで、本発明の主な目的は、バッテリ
ユニットの外面の端子に触れても短絡するおそれがな
く、しかもバッテリが過放電気味である場合にも充電で
きる、充放電制御回路を提供することにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明に係る充放電制御
回路は、充電端子と、放電端子と、制御端子と、バッテ
リの第二極に接続された共通端子と、前記充電端子とバ
ッテリの第一極との間に介挿されバッテリに対する充電
電流のみを導通させるダイオードと、前記放電端子とバ
ッテリの第一極との間に介挿された常開接点と、バッテ
リの第一極又は第二極と前記制御端子との間に介挿さ
れ、当該第一極又は第二極と当該制御端子との間に所定
の電圧が印加されると前記常開接点を閉路させる接点制
御部と、バッテリの第一極と前記放電端子との間に介挿
された抵抗器とを備えている。第一極を正極かつ第二極
を負極としてもよいし、逆に第一極を負極かつ第二極を
正極としてもよい。常開接点と接点制御部とは、性能及
び価格の点から電磁リレーとすることが好ましい。 【００１１】充放電制御回路に何も接続しない場合、充
電端子、放電端子、制御端子及び共通端子のいずれか二
つに同時に触れても、これらに大きな電流を流し得る電
位差は生じない。なぜならば、充電端子はダイオードに
より、放電端子は常開接点により、制御端子は接点制御
部の内部抵抗により、それぞれバッテリの第一極と遮断
されているからである。また、バッテリが過放電気味で
ある場合も、ダイオードに順方向電圧さえ印加されれ
ば、バッテリの放電状態に関係なく正常な充電が可能で
ある。また、充電時に使用しない放電端子を、電圧検出
に使用することにより、電圧検出端子を省略できる。 【００１２】 【発明の実施の形態】図１乃至図５は本発明の前提とな
る充放電制御回路の第一参考例を示し、図１はバッテリ
ユニットを充電器に接続する場合を示す回路図、図２は
バッテリユニットを電力制御器に接続する場合を示す回
路図、図３はバッテリユニットの内部構造を示す外観
図、図４はバッテリユニットを充電器に接続した場合の
外観図、図５はバッテリユニットを電力制御器に接続し
た場合の外観図である。以下、これらの図面に基づき説
明する。ただし、図１２と同一部分は同一符号を付すこ
とにより重複説明を省略する。 【００１３】充放電制御回路１０は、充電端子１２と、
放電端子１４と、制御端子１６と、バッテリ８６の負極
８６ｍに接続された共通端子１８と、充電端子１２に接
続されバッテリ８６に対する充電電流のみを導通させる
ダイオード２０と、ダイオード２０とバッテリ８６の正
極８６ｐとの間に介挿された常閉接点２２と、放電端子
１４とバッテリ８６の正極８６ｐとの間に介挿された常
開接点２４と、バッテリ８６の正極８６ｐと制御端子１
６との間に介挿され、正極８６ｐと制御端子１６との間
に所定の電圧が印加されると常閉接点２２を開路させ常
開接点２４を閉路させる接点制御部としての電磁コイル
２６と、を備えている。常閉接点２２は省略してもよ
く、この場合はダイオード２０をバッテリ８６の正極８
６ｐに直接接続する。常閉接点２２及び常開接点２４
は、トランスファー接点で構成してもよい。 【００１４】常閉接点２２、常開接点２４及び電磁コイ
ル２６は、一個の電磁リレー２８である。充放電制御回
路１０及びバッテリ８６は、バッテリユニット３０に収
容されている。充放電制御回路１０に何も接続しない場
合、充電端子１２、放電端子１４、制御端子１６及び共
通端子１８は、バッテリユニット３０から露出してい
る。ここで、これらの端子のいずれか二つに同時に触れ
ても、これらに電位差は生じない。なぜならば、充電端
子１２はダイオード２０により、放電端子１４は常開接
点２４により、制御端子１６は電磁コイル２６の内部抵
抗により、それぞれバッテリ８６の正極８６ｐと遮断さ
れているからである。バッテリ８６は、二つのバッテリ
８６１，８６２（図３）からなり、例えばシール形鉛電
池である。 【００１５】次に、バッテリユニット３０を充電器ユニ
ット１０６に接続する場合について、図１及び図４に基
づき説明する。バッテリユニット３０を充電器ユニット
１０６に嵌合すると、充電端子１２と充電端子１００、
共通端子１８と共通端子１０４がそれぞれ接続される。
端子相互の接続構造は、スライド接触式、コネクタ式等
どのようなものでもよい。これにより、ダイオード２０
に順方向電圧が印加されるので、充電端子１２とバッテ
リ８６の正極８６ｐとが、ダイオード２０及び常閉接点
２２を介して導通する。こうして、充電器９６からバッ
テリ８６へ充電が行われる。また、バッテリ８６が過放
電気味である場合も、従来のようにバッテリ８６の出力
電圧や充電器９６の充電電圧で電磁リレーを動作させて
いるわけではないので、バッテリ８６の放電状態に関係
なく正常に充電を行うことができる。 【００１６】次に、バッテリユニット３０を電力制御器
３２に接続する場合について、図２及び図５に基づき説
明する。電力制御器３２は、例えば電動三輪車３４に設
けられ、バッテリ８６の電力を負荷３６へ供給するもの
である。電力制御器３２の正極端子３２ｐには、放電端
子３８が接続されている。電力制御器３２の負極端子３
２ｍには、メインスイッチ４０を介して制御端子４２が
接続されるとともに、共通端子４４が接続されている。
電力制御器３２、放電端子３８、制御端子４２及び共通
端子４４は、電力制御器ユニット４６に収容されてい
る。ここで、バッテリユニット３０を電力制御器ユニッ
ト４６に嵌合すると、放電端子１４と放電端子３８、制
御端子１６と制御端子４２、共通端子１８と共通端子４
４がそれぞれ接続される。端子相互の接続構造は、スラ
イド接触式、コネクタ式等どのようなものでもよい。続
いて、電動三輪車３４のメインスイッチ４０を閉じる
と、共通端子１８，４４、メインスイッチ４０及び制御
端子１６，４２を介して電磁コイル２６にバッテリ８６
の出力電圧が印加される。すると、電磁コイル２６は常
閉接点２２を開路させ常開接点２４を閉路させる、これ
により、放電端子１４とバッテリ８６の正極８６ｐと
が、常開接点２４を介して導通する。こうして、バッテ
リ８６から電力制御器３２へ放電が行われる。 【００１７】図６乃至図８は本発明の前提となる充放電
制御回路の第二参考例を示し、図６はバッテリユニット
を充電器に接続する場合を示す回路図、図７はバッテリ
ユニットを充電器に接続した場合を示す等価回路図、図
８はバッテリユニットを電力制御器に接続する場合を示
す回路図である。以下、これらの図面に基づき説明す
る。ただし、図１乃至図５と同一部分は同一符号を付す
ことにより重複説明を省略する。 【００１８】本参考例の充放電制御回路５０は、第一参
考例の充放電制御回路１０（図１）の構成に加え、バッ
テリ８６の温度を電気信号に変換する温度検出素子とし
てのサーミスタ５２と、サーミスタ５２で変換された電
気信号を出力する温度検出端子５４と、バッテリ８６の
正極８６ｐに接続された抵抗器５６と、抵抗器５６に接
続された電圧検出端子５８とを備えている。もちろん、
サーミスタ５２及び温度検出端子５４と、抵抗器５６及
び電圧検出端子５８とは、どちらか一方のみを設けても
よい。 【００１９】本参考例で用いられる充電器６０は、第一
参考例で用いられる充電器９６（図１）の構成に加え、
温度信号入力端子６０１及び電圧信号入力端子６０２を
備えている。充電器ユニット１０６には、温度信号入力
端子６０１に接続された温度検出端子６０３と、電圧信
号入力端子６０２に接続された電圧検出端子６０４が設
けられている。また、充電器６０は、図７に示すよう
に、ＣＰＵ６２１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２２と、
スイッチング回路６２３と、電圧検出用の抵抗器６２
４，６２５、コンデンサ６２６及びダイオード６２７
と、温度検出用の抵抗器６２８及びコンデンサ６２９と
を備えている。 【００２０】次に、バッテリユニット３０を充電器６０
に接続する場合について、図６及び図７に基づき説明す
る。バッテリユニット３０を充電器ユニット１０６に嵌
合すると、充電端子１２と充電端子１００、共通端子１
８と共通端子１０４、電圧検出端子５８と電圧検出端子
６０４、温度検出端子５４と温度検出端子６０３がそれ
ぞれ接続される。これにより、ダイオード２０に順方向
電圧が印加されるので、充電端子１２とバッテリ８６の
正極８６ｐとが、ダイオード２０及び常閉接点２２を介
して導通する。こうして、充電器６０からバッテリ８６
へ充電が行われる。また、バッテリ８６の温度は、サー
ミスタ５２の抵抗値として検出され、温度検出端子５
４，６０３を介して充電器６０へ出力される。バッテリ
８６の出力電圧は、抵抗器５６及び電圧検出端子５８，
６０４を介して、充電器６０へ出力される。ＣＰＵ６２
１は、バッテリ８６の温度及び出力電圧の情報に基づき
スイッチング回路６２３へ制御信号を出力することによ
り、プログラムに従って充電制御を実行する。 【００２１】第一参考例の充放電制御回路１０（図１）
では、充電端子１２，１００を介してバッテリ８６の出
力電圧を検出するため、配線（導体抵抗）や端子（接触
抵抗）での充電電流による電圧降下、ダイオード２０の
順方向電圧等の誤差の影響を受ける。これに対して、本
参考例の充放電制御回路５０では、抵抗器５６及び電圧
検出端子５８，６０４にほとんど電流が流れないことか
ら、前述のような誤差の影響は受けない。 【００２２】次に、バッテリユニット３０を電力制御器
６４に接続する場合について、図８に基づき説明する。
本参考例で用いられる電力制御器６４は、第一参考例で
用いられる電力制御器３２（図２）の構成に加え、温度
信号入力端子６４１を備えている。電力制御器ユニット
４６には、温度信号入力端子６４１に接続された温度検
出端子６４２が設けられている。ここで、バッテリユニ
ット３０を電力制御器ユニット４６に嵌合すると、放電
端子１４と放電端子３８、制御端子１６と制御端子４
２、共通端子１８と共通端子４４、温度検出端子５４と
温度検出端子６４２がそれぞれ接続される。続いて、メ
インスイッチ４０を閉じると、共通端子１８，４４、メ
インスイッチ４０及び制御端子１６，４２を介して電磁
コイル２６にバッテリ８６の出力電圧が印加される。す
ると、電磁コイル２６は常閉接点２２を開路させ常開接
点２４を閉路させる、これにより、放電端子１４とバッ
テリ８６の正極８６ｐとが、常開接点２４を介して導通
する。こうして、バッテリ８６から電力制御器３２へ放
電が行われる。また、バッテリ８６の温度は、サーミス
タ５２の抵抗値として検出され、温度検出端子５４，６
４２を介して、電力制御器６４へ出力される。電力制御
器６４に内蔵されているＣＰＵ（図示せず）は、バッテ
リ８６の温度の情報に基づきプログラムに従って放電制
御を実行する。 【００２３】図９乃至図１１は本発明に係る充放電制御
回路の一実施形態を示し、図９はバッテリユニットを充
電器に接続する場合を示す回路図、図１０はバッテリユ
ニットを充電器に接続した場合を示す等価回路図、図１
１はバッテリユニットを電力制御器に接続する場合を示
す回路図である。以下、これらの図面に基づき説明す
る。ただし、図６乃至図８と同一部分は同一符号を付す
ことにより重複説明を省略する。 【００２４】本実施形態の充放電制御回路７０は、バッ
テリ８６の正極８６ｐと放電端子１４との間に介挿され
た抵抗器７２を備えたことを特徴としている。すなわ
ち、充放電制御回路７０は、第二参考例の充放電制御回
路５０（図６）において、抵抗器５６及び電圧検出端子
５８（図６）を削除して抵抗器７２を付設したものであ
る。充放電制御回路７０によれば、充放電制御回路５０
で充電時に使用していない放電端子１４を電圧検出に用
いることにより、端子数を一つ減らしている。 【００２５】次に、バッテリユニット３０を充電器６０
に接続する場合について、第二参考例と異なる点を図９
及び図１０に基づき説明する。バッテリユニット３０を
充電器ユニット１０６に嵌合すると、充電端子１２と充
電端子１００、共通端子１８と共通端子１０４、放電端
子１４と電圧検出端子６０４、温度検出端子５４と温度
検出端子６０３がそれぞれ接続される。こうして、充電
器６０からバッテリ８６へ充電が行われる。また、バッ
テリ８６の出力電圧は、抵抗器７２、放電端子１４及び
電圧検出端子６０４を介して、充電器６０へ出力され
る。 【００２６】次に、バッテリユニット３０を電力制御器
６４に接続する場合について、第二参考例と異なる点を
図１１に基づき説明する。バッテリユニット３０を電力
制御器ユニット４６に嵌合すると、放電端子１４と放電
端子３８、制御端子１６と制御端子４２、共通端子１８
と共通端子４４、温度検出端子５４と温度検出端子６４
２が、それぞれ接続される。このとき、バッテリ８６か
ら電圧制御器６４へ抵抗器７２及び放電端子１４，３８
を介してリーク電流が流れないように、抵抗器７２の抵
抗値が設定されている。続いて、メインスイッチ４０を
閉じると、共通端子１８，４４、メインスイッチ４０及
び制御端子１６，４２を介して、電磁コイル２６にバッ
テリ８６の出力電圧が印加される。すると、電磁コイル
２６は常閉接点２２を開路させ常開接点２４を閉路させ
る、これにより、放電端子１４とバッテリ８６の正極８
６ｐとが、常開接点２４を介して導通する。こうして、
バッテリ８６から電力制御器３２へ放電が行われる。 【００２７】 【発明の効果】本発明に係る充放電制御回路によれば、
充放電制御回路に何も接続しない場合、充電端子はダイ
オードにより、放電端子は常開接点により、制御端子は
接点制御部の内部抵抗により、それぞれバッテリの第一
極と遮断されているので、これらの端子のいずれか二つ
に同時に触れても短絡の発生を防止できる。また、従来
のようにバッテリの出力電圧や充電器の充電電圧で電磁
リレーを動作させているわけではないので、バッテリが
過放電気味である場合もダイオードに順方向電圧さえ印
加されればバッテリの放電状態に関係なく正常に充電で
きるとともに、充電完了期において電磁リレーに過電圧
が印加されることによる不都合も回避できる。 【００２８】また、バッテリの第一極と放電端子との間
に介挿された抵抗器を備えたことにより、充電時に使用
しない放電端子を電圧検出に使用することにより、電圧
検出端子を設けることなく、充電電流の影響を受けない
正確なバッテリの出力電圧を検出できる。
されるバッテリに付設され、このバッテリに対して、充
電器で充電したり電力制御器で放電したりする際に用い
られる、バッテリ用充放電制御回路（以下、単に「充放
電制御回路」という。）に関する。 【０００２】 【従来の技術】電動車両等に搭載されるバッテリにおい
て、バッテリを把手付きケースに納めることにより、電
動車両等に対して付け外し自在のバッテリユニットとし
たものがある。このバッテリユニットは、電動車両等か
ら外されて充電器に接続され、充電が終わると電動車両
等に搭載され電力制御器に接続される。このバッテリユ
ニットの外面には、充電又は放電用の端子が設けられて
いる。これらの端子は露出しているので、端子に金属片
等が触れると短絡するおそれがある。そこで、リレー等
からなる充放電制御回路をバッテリに付設することによ
り、充電器又は電力制御器に端子が接続されると、初め
て端子が導通するように改良したものがある。 【０００３】図１２は、このような従来の充放電制御回
路においてバッテリユニットを充電器に接続する場合を
示す回路図である。以下、この図面に基づき説明する。 【０００４】従来の充放電制御回路８０は、充放電端子
８２と、制御端子８４と、バッテリ８６の負極８６ｍに
接続された共通端子８８と、充放電端子８２とバッテリ
８６の正極８６ｐとの間に介挿された常開接点９０と、
充放電端子８２と制御端子８４との間に介挿され、充放
電端子８２と制御端子８４との間に所定の電圧が印加さ
れると常開接点９０を閉路させる電磁コイル９２とを備
えている。常開接点９０と電磁コイル９２とは、一個の
電磁リレー９３である。充放電制御回路８０及びバッテ
リ８６は、バッテリユニット９４に収容されている。常
開接点９０がバッテリ８６の正極８６ｐと充放電端子８
２とを遮断しているので、充放電端子８２、制御端子８
４及び共通端子８８のいずれか二つに同時に触れても、
これらに電位差は生じない。 【０００５】充電器９６は、商用電源コンセント９８か
ら得た交流電圧を直流の充電電圧に変換し、この充電電
圧を正極端子９６ｐ及び負極端子９６ｍから出力する。
正極端子９６ｐには充電端子１００が接続され、負極端
子９６ｍには制御端子１０２及び共通端子１０４が接続
されている。充電器９６、充電端子１００、制御端子１
０２及び共通端子１０４は、充電器ユニット１０６に収
容されている。 【０００６】バッテリユニット９４を充電器ユニット１
０６に嵌合すると、充放電端子８２と充電端子１００、
制御端子８４と制御端子１０２、共通端子８８と共通端
子１０４がそれぞれ接続される。すると、バッテリ８６
又は充電器９６から所定の電圧が電磁コイル９２に印加
されることにより、常開接点９０が閉路する。したがっ
て、充放電端子８２とバッテリ８６の正極８６ｐとが導
通することにより、充電器９６からバッテリ８６へ充電
が行われる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
充放電制御回路８０では、バッテリ８６が過放電気味で
ある場合に、次のような問題があった。この場合、充電
開始と同時に電磁リレー９３が動作するものの、バッテ
リ８６へ過大な充電電流が流れる。すると、充電器９６
の充電電圧がすぐに下がってしまい、これにより電磁リ
レー９３が復帰してしまう。ここで、電磁リレー９３が
復帰すると、充電電流が流れなくなることにより充電電
圧が上がる。すると、電磁リレー９３が再び動作してし
まい、前述の動作が繰り返される。このように、バッテ
リ８６が過放電気味である場合には、電磁リレー９３に
チャタリングが生ずるために常開接点９２が損傷するば
かりか、充電が不可能になるという問題があった。 【０００８】また、バッテリ８６を例えば24Ｖで使おう
とする場合、電磁リレー９３は24Ｖ仕様である。一般
に、電磁リレーの動作電圧（オンにできる電圧）は、規
格値±20％程度である。したがって、19Ｖ以下では電磁
リレー９３をオンにできず、充電も不可能ということに
なる。この電圧は、放電したまま放置すれば、すぐに到
達してしまう完全放電状態での開放電圧である。さら
に、充電完了期において、電磁リレー９３に過電圧が印
加されることにより、電磁リレー９３が損傷することが
あった。ここでいう過電圧とは、具体的には規格値の20
％以上であり、例えば24Ｖ仕様であれば29.0Ｖ以上であ
る。24Ｖ仕様では、30Ｖ以上印加することは通常行われ
る。 【０００９】 【発明の目的】そこで、本発明の主な目的は、バッテリ
ユニットの外面の端子に触れても短絡するおそれがな
く、しかもバッテリが過放電気味である場合にも充電で
きる、充放電制御回路を提供することにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明に係る充放電制御
回路は、充電端子と、放電端子と、制御端子と、バッテ
リの第二極に接続された共通端子と、前記充電端子とバ
ッテリの第一極との間に介挿されバッテリに対する充電
電流のみを導通させるダイオードと、前記放電端子とバ
ッテリの第一極との間に介挿された常開接点と、バッテ
リの第一極又は第二極と前記制御端子との間に介挿さ
れ、当該第一極又は第二極と当該制御端子との間に所定
の電圧が印加されると前記常開接点を閉路させる接点制
御部と、バッテリの第一極と前記放電端子との間に介挿
された抵抗器とを備えている。第一極を正極かつ第二極
を負極としてもよいし、逆に第一極を負極かつ第二極を
正極としてもよい。常開接点と接点制御部とは、性能及
び価格の点から電磁リレーとすることが好ましい。 【００１１】充放電制御回路に何も接続しない場合、充
電端子、放電端子、制御端子及び共通端子のいずれか二
つに同時に触れても、これらに大きな電流を流し得る電
位差は生じない。なぜならば、充電端子はダイオードに
より、放電端子は常開接点により、制御端子は接点制御
部の内部抵抗により、それぞれバッテリの第一極と遮断
されているからである。また、バッテリが過放電気味で
ある場合も、ダイオードに順方向電圧さえ印加されれ
ば、バッテリの放電状態に関係なく正常な充電が可能で
ある。また、充電時に使用しない放電端子を、電圧検出
に使用することにより、電圧検出端子を省略できる。 【００１２】 【発明の実施の形態】図１乃至図５は本発明の前提とな
る充放電制御回路の第一参考例を示し、図１はバッテリ
ユニットを充電器に接続する場合を示す回路図、図２は
バッテリユニットを電力制御器に接続する場合を示す回
路図、図３はバッテリユニットの内部構造を示す外観
図、図４はバッテリユニットを充電器に接続した場合の
外観図、図５はバッテリユニットを電力制御器に接続し
た場合の外観図である。以下、これらの図面に基づき説
明する。ただし、図１２と同一部分は同一符号を付すこ
とにより重複説明を省略する。 【００１３】充放電制御回路１０は、充電端子１２と、
放電端子１４と、制御端子１６と、バッテリ８６の負極
８６ｍに接続された共通端子１８と、充電端子１２に接
続されバッテリ８６に対する充電電流のみを導通させる
ダイオード２０と、ダイオード２０とバッテリ８６の正
極８６ｐとの間に介挿された常閉接点２２と、放電端子
１４とバッテリ８６の正極８６ｐとの間に介挿された常
開接点２４と、バッテリ８６の正極８６ｐと制御端子１
６との間に介挿され、正極８６ｐと制御端子１６との間
に所定の電圧が印加されると常閉接点２２を開路させ常
開接点２４を閉路させる接点制御部としての電磁コイル
２６と、を備えている。常閉接点２２は省略してもよ
く、この場合はダイオード２０をバッテリ８６の正極８
６ｐに直接接続する。常閉接点２２及び常開接点２４
は、トランスファー接点で構成してもよい。 【００１４】常閉接点２２、常開接点２４及び電磁コイ
ル２６は、一個の電磁リレー２８である。充放電制御回
路１０及びバッテリ８６は、バッテリユニット３０に収
容されている。充放電制御回路１０に何も接続しない場
合、充電端子１２、放電端子１４、制御端子１６及び共
通端子１８は、バッテリユニット３０から露出してい
る。ここで、これらの端子のいずれか二つに同時に触れ
ても、これらに電位差は生じない。なぜならば、充電端
子１２はダイオード２０により、放電端子１４は常開接
点２４により、制御端子１６は電磁コイル２６の内部抵
抗により、それぞれバッテリ８６の正極８６ｐと遮断さ
れているからである。バッテリ８６は、二つのバッテリ
８６１，８６２（図３）からなり、例えばシール形鉛電
池である。 【００１５】次に、バッテリユニット３０を充電器ユニ
ット１０６に接続する場合について、図１及び図４に基
づき説明する。バッテリユニット３０を充電器ユニット
１０６に嵌合すると、充電端子１２と充電端子１００、
共通端子１８と共通端子１０４がそれぞれ接続される。
端子相互の接続構造は、スライド接触式、コネクタ式等
どのようなものでもよい。これにより、ダイオード２０
に順方向電圧が印加されるので、充電端子１２とバッテ
リ８６の正極８６ｐとが、ダイオード２０及び常閉接点
２２を介して導通する。こうして、充電器９６からバッ
テリ８６へ充電が行われる。また、バッテリ８６が過放
電気味である場合も、従来のようにバッテリ８６の出力
電圧や充電器９６の充電電圧で電磁リレーを動作させて
いるわけではないので、バッテリ８６の放電状態に関係
なく正常に充電を行うことができる。 【００１６】次に、バッテリユニット３０を電力制御器
３２に接続する場合について、図２及び図５に基づき説
明する。電力制御器３２は、例えば電動三輪車３４に設
けられ、バッテリ８６の電力を負荷３６へ供給するもの
である。電力制御器３２の正極端子３２ｐには、放電端
子３８が接続されている。電力制御器３２の負極端子３
２ｍには、メインスイッチ４０を介して制御端子４２が
接続されるとともに、共通端子４４が接続されている。
電力制御器３２、放電端子３８、制御端子４２及び共通
端子４４は、電力制御器ユニット４６に収容されてい
る。ここで、バッテリユニット３０を電力制御器ユニッ
ト４６に嵌合すると、放電端子１４と放電端子３８、制
御端子１６と制御端子４２、共通端子１８と共通端子４
４がそれぞれ接続される。端子相互の接続構造は、スラ
イド接触式、コネクタ式等どのようなものでもよい。続
いて、電動三輪車３４のメインスイッチ４０を閉じる
と、共通端子１８，４４、メインスイッチ４０及び制御
端子１６，４２を介して電磁コイル２６にバッテリ８６
の出力電圧が印加される。すると、電磁コイル２６は常
閉接点２２を開路させ常開接点２４を閉路させる、これ
により、放電端子１４とバッテリ８６の正極８６ｐと
が、常開接点２４を介して導通する。こうして、バッテ
リ８６から電力制御器３２へ放電が行われる。 【００１７】図６乃至図８は本発明の前提となる充放電
制御回路の第二参考例を示し、図６はバッテリユニット
を充電器に接続する場合を示す回路図、図７はバッテリ
ユニットを充電器に接続した場合を示す等価回路図、図
８はバッテリユニットを電力制御器に接続する場合を示
す回路図である。以下、これらの図面に基づき説明す
る。ただし、図１乃至図５と同一部分は同一符号を付す
ことにより重複説明を省略する。 【００１８】本参考例の充放電制御回路５０は、第一参
考例の充放電制御回路１０（図１）の構成に加え、バッ
テリ８６の温度を電気信号に変換する温度検出素子とし
てのサーミスタ５２と、サーミスタ５２で変換された電
気信号を出力する温度検出端子５４と、バッテリ８６の
正極８６ｐに接続された抵抗器５６と、抵抗器５６に接
続された電圧検出端子５８とを備えている。もちろん、
サーミスタ５２及び温度検出端子５４と、抵抗器５６及
び電圧検出端子５８とは、どちらか一方のみを設けても
よい。 【００１９】本参考例で用いられる充電器６０は、第一
参考例で用いられる充電器９６（図１）の構成に加え、
温度信号入力端子６０１及び電圧信号入力端子６０２を
備えている。充電器ユニット１０６には、温度信号入力
端子６０１に接続された温度検出端子６０３と、電圧信
号入力端子６０２に接続された電圧検出端子６０４が設
けられている。また、充電器６０は、図７に示すよう
に、ＣＰＵ６２１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２２と、
スイッチング回路６２３と、電圧検出用の抵抗器６２
４，６２５、コンデンサ６２６及びダイオード６２７
と、温度検出用の抵抗器６２８及びコンデンサ６２９と
を備えている。 【００２０】次に、バッテリユニット３０を充電器６０
に接続する場合について、図６及び図７に基づき説明す
る。バッテリユニット３０を充電器ユニット１０６に嵌
合すると、充電端子１２と充電端子１００、共通端子１
８と共通端子１０４、電圧検出端子５８と電圧検出端子
６０４、温度検出端子５４と温度検出端子６０３がそれ
ぞれ接続される。これにより、ダイオード２０に順方向
電圧が印加されるので、充電端子１２とバッテリ８６の
正極８６ｐとが、ダイオード２０及び常閉接点２２を介
して導通する。こうして、充電器６０からバッテリ８６
へ充電が行われる。また、バッテリ８６の温度は、サー
ミスタ５２の抵抗値として検出され、温度検出端子５
４，６０３を介して充電器６０へ出力される。バッテリ
８６の出力電圧は、抵抗器５６及び電圧検出端子５８，
６０４を介して、充電器６０へ出力される。ＣＰＵ６２
１は、バッテリ８６の温度及び出力電圧の情報に基づき
スイッチング回路６２３へ制御信号を出力することによ
り、プログラムに従って充電制御を実行する。 【００２１】第一参考例の充放電制御回路１０（図１）
では、充電端子１２，１００を介してバッテリ８６の出
力電圧を検出するため、配線（導体抵抗）や端子（接触
抵抗）での充電電流による電圧降下、ダイオード２０の
順方向電圧等の誤差の影響を受ける。これに対して、本
参考例の充放電制御回路５０では、抵抗器５６及び電圧
検出端子５８，６０４にほとんど電流が流れないことか
ら、前述のような誤差の影響は受けない。 【００２２】次に、バッテリユニット３０を電力制御器
６４に接続する場合について、図８に基づき説明する。
本参考例で用いられる電力制御器６４は、第一参考例で
用いられる電力制御器３２（図２）の構成に加え、温度
信号入力端子６４１を備えている。電力制御器ユニット
４６には、温度信号入力端子６４１に接続された温度検
出端子６４２が設けられている。ここで、バッテリユニ
ット３０を電力制御器ユニット４６に嵌合すると、放電
端子１４と放電端子３８、制御端子１６と制御端子４
２、共通端子１８と共通端子４４、温度検出端子５４と
温度検出端子６４２がそれぞれ接続される。続いて、メ
インスイッチ４０を閉じると、共通端子１８，４４、メ
インスイッチ４０及び制御端子１６，４２を介して電磁
コイル２６にバッテリ８６の出力電圧が印加される。す
ると、電磁コイル２６は常閉接点２２を開路させ常開接
点２４を閉路させる、これにより、放電端子１４とバッ
テリ８６の正極８６ｐとが、常開接点２４を介して導通
する。こうして、バッテリ８６から電力制御器３２へ放
電が行われる。また、バッテリ８６の温度は、サーミス
タ５２の抵抗値として検出され、温度検出端子５４，６
４２を介して、電力制御器６４へ出力される。電力制御
器６４に内蔵されているＣＰＵ（図示せず）は、バッテ
リ８６の温度の情報に基づきプログラムに従って放電制
御を実行する。 【００２３】図９乃至図１１は本発明に係る充放電制御
回路の一実施形態を示し、図９はバッテリユニットを充
電器に接続する場合を示す回路図、図１０はバッテリユ
ニットを充電器に接続した場合を示す等価回路図、図１
１はバッテリユニットを電力制御器に接続する場合を示
す回路図である。以下、これらの図面に基づき説明す
る。ただし、図６乃至図８と同一部分は同一符号を付す
ことにより重複説明を省略する。 【００２４】本実施形態の充放電制御回路７０は、バッ
テリ８６の正極８６ｐと放電端子１４との間に介挿され
た抵抗器７２を備えたことを特徴としている。すなわ
ち、充放電制御回路７０は、第二参考例の充放電制御回
路５０（図６）において、抵抗器５６及び電圧検出端子
５８（図６）を削除して抵抗器７２を付設したものであ
る。充放電制御回路７０によれば、充放電制御回路５０
で充電時に使用していない放電端子１４を電圧検出に用
いることにより、端子数を一つ減らしている。 【００２５】次に、バッテリユニット３０を充電器６０
に接続する場合について、第二参考例と異なる点を図９
及び図１０に基づき説明する。バッテリユニット３０を
充電器ユニット１０６に嵌合すると、充電端子１２と充
電端子１００、共通端子１８と共通端子１０４、放電端
子１４と電圧検出端子６０４、温度検出端子５４と温度
検出端子６０３がそれぞれ接続される。こうして、充電
器６０からバッテリ８６へ充電が行われる。また、バッ
テリ８６の出力電圧は、抵抗器７２、放電端子１４及び
電圧検出端子６０４を介して、充電器６０へ出力され
る。 【００２６】次に、バッテリユニット３０を電力制御器
６４に接続する場合について、第二参考例と異なる点を
図１１に基づき説明する。バッテリユニット３０を電力
制御器ユニット４６に嵌合すると、放電端子１４と放電
端子３８、制御端子１６と制御端子４２、共通端子１８
と共通端子４４、温度検出端子５４と温度検出端子６４
２が、それぞれ接続される。このとき、バッテリ８６か
ら電圧制御器６４へ抵抗器７２及び放電端子１４，３８
を介してリーク電流が流れないように、抵抗器７２の抵
抗値が設定されている。続いて、メインスイッチ４０を
閉じると、共通端子１８，４４、メインスイッチ４０及
び制御端子１６，４２を介して、電磁コイル２６にバッ
テリ８６の出力電圧が印加される。すると、電磁コイル
２６は常閉接点２２を開路させ常開接点２４を閉路させ
る、これにより、放電端子１４とバッテリ８６の正極８
６ｐとが、常開接点２４を介して導通する。こうして、
バッテリ８６から電力制御器３２へ放電が行われる。 【００２７】 【発明の効果】本発明に係る充放電制御回路によれば、
充放電制御回路に何も接続しない場合、充電端子はダイ
オードにより、放電端子は常開接点により、制御端子は
接点制御部の内部抵抗により、それぞれバッテリの第一
極と遮断されているので、これらの端子のいずれか二つ
に同時に触れても短絡の発生を防止できる。また、従来
のようにバッテリの出力電圧や充電器の充電電圧で電磁
リレーを動作させているわけではないので、バッテリが
過放電気味である場合もダイオードに順方向電圧さえ印
加されればバッテリの放電状態に関係なく正常に充電で
きるとともに、充電完了期において電磁リレーに過電圧
が印加されることによる不都合も回避できる。 【００２８】また、バッテリの第一極と放電端子との間
に介挿された抵抗器を備えたことにより、充電時に使用
しない放電端子を電圧検出に使用することにより、電圧
検出端子を設けることなく、充電電流の影響を受けない
正確なバッテリの出力電圧を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットを充電器に接続する場合
を示す回路図である。 【図２】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットを電力制御器に接続する
場合を示す回路図である。 【図３】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットの内部構造を示す外観図
である。 【図４】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットを充電器に接続した場合
の外観図である。 【図５】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットを電力制御器に接続した
場合の外観図である。 【図６】本発明の前提となる充放電制御回路の第二参考
例において、バッテリユニットを充電器に接続する場合
を示す回路図である。 【図７】本発明の前提となる充放電制御回路の第二参考
例において、バッテリユニットを充電器に接続した場合
を示す等価回路図である。 【図８】本発明の前提となる充放電制御回路の第二参考
例において、バッテリユニットを電力制御器に接続する
場合を示す回路図である。 【図９】本発明に係る充放電制御回路の一実施形態にお
いて、バッテリユニットを充電器に接続する場合を示す
回路図である。 【図１０】本発明に係る充放電制御回路の一実施形態に
おいて、バッテリユニットを充電器に接続した場合を示
す等価回路図である。 【図１１】本発明に係る充放電制御回路の一実施形態に
おいて、バッテリユニットを電力制御器に接続する場合
を示す回路図である。 【図１２】従来の充放電制御回路において、バッテリユ
ニットを充電器に接続する場合を示す回路図である。 【符号の説明】 １０，５０，７０ 充放電制御回路 １２ 充電端子 １４ 放電端子 １６ 制御端子 １８ 共通端子 ２０ ダイオード ２２ 常閉接点 ２４ 常開接点 ２６ 電磁コイル（接点制御部） ５２ サーミスタ（温度検出素子） ５４ 温度検出端子 ５６，７２ 抵抗器 ５８ 電圧検出端子 ８６ バッテリ ８６ｍ バッテリの負極 ８６ｐ バッテリの正極
例において、バッテリユニットを充電器に接続する場合
を示す回路図である。 【図２】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットを電力制御器に接続する
場合を示す回路図である。 【図３】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットの内部構造を示す外観図
である。 【図４】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットを充電器に接続した場合
の外観図である。 【図５】本発明の前提となる充放電制御回路の第一参考
例において、バッテリユニットを電力制御器に接続した
場合の外観図である。 【図６】本発明の前提となる充放電制御回路の第二参考
例において、バッテリユニットを充電器に接続する場合
を示す回路図である。 【図７】本発明の前提となる充放電制御回路の第二参考
例において、バッテリユニットを充電器に接続した場合
を示す等価回路図である。 【図８】本発明の前提となる充放電制御回路の第二参考
例において、バッテリユニットを電力制御器に接続する
場合を示す回路図である。 【図９】本発明に係る充放電制御回路の一実施形態にお
いて、バッテリユニットを充電器に接続する場合を示す
回路図である。 【図１０】本発明に係る充放電制御回路の一実施形態に
おいて、バッテリユニットを充電器に接続した場合を示
す等価回路図である。 【図１１】本発明に係る充放電制御回路の一実施形態に
おいて、バッテリユニットを電力制御器に接続する場合
を示す回路図である。 【図１２】従来の充放電制御回路において、バッテリユ
ニットを充電器に接続する場合を示す回路図である。 【符号の説明】 １０，５０，７０ 充放電制御回路 １２ 充電端子 １４ 放電端子 １６ 制御端子 １８ 共通端子 ２０ ダイオード ２２ 常閉接点 ２４ 常開接点 ２６ 電磁コイル（接点制御部） ５２ サーミスタ（温度検出素子） ５４ 温度検出端子 ５６，７２ 抵抗器 ５８ 電圧検出端子 ８６ バッテリ ８６ｍ バッテリの負極 ８６ｐ バッテリの正極
─────────────────────────────────────────────────────
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
B60L 11/18
H01M 10/44
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 充電端子と、放電端子と、制御端子と、
バッテリの第二極に接続された共通端子と、前記充電端
子とバッテリの第一極との間に介挿されバッテリに対す
る充電電流のみを導通させるダイオードと、前記放電端
子とバッテリの第一極との間に介挿された常開接点と、
バッテリの第一極又は第二極と前記制御端子との間に介
挿され、当該第一極又は第二極と当該制御端子との間に
所定の電圧が印加されると前記常開接点を閉路させる接
点制御部と、バッテリの第一極と前記放電端子との間に
介挿された抵抗器と、を備えたバッテリ用充放電制御回
路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15899796A JP3384251B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | バッテリ用充放電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15899796A JP3384251B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | バッテリ用充放電制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09322414A JPH09322414A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3384251B2 true JP3384251B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=15683978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15899796A Expired - Fee Related JP3384251B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | バッテリ用充放電制御回路 |
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