JPH0340062Y2 - - Google Patents
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- JPH0340062Y2 JPH0340062Y2 JP13962885U JP13962885U JPH0340062Y2 JP H0340062 Y2 JPH0340062 Y2 JP H0340062Y2 JP 13962885 U JP13962885 U JP 13962885U JP 13962885 U JP13962885 U JP 13962885U JP H0340062 Y2 JPH0340062 Y2 JP H0340062Y2
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- Japan
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- storage battery
- cell
- batteries
- storage
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
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- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、人工衛星の電源装置に関するもの
である。
である。
人工衛星では、一般に主電力源には太陽電池が
使用され、また、蓄電池としては、ニツケルカド
ミウム（NiCd）蓄電池のような２次電池が使用
されている。
使用され、また、蓄電池としては、ニツケルカド
ミウム（NiCd）蓄電池のような２次電池が使用
されている。
日照時には太陽電池から電力供給と蓄電池への
充電が行われ、日陰時には蓄電池から放電するこ
とにより電力供給が行われる。通信衛星のように
日照時、日陰時に拘らず、ほぼ同じ電力が使用さ
れる人工衛星においては、蓄電池１台当たりの容
量に限度があるため、一般に複数台の蓄電池を並
列使用して要求電力をまかなつている。また、衛
星負荷が大電力の場合、効率・重量などの有利さ
から、コンバータやレギユレータを介さずに直接
蓄電池の放電電力を電源バスラインに供給する方
式が多くとられている。
充電が行われ、日陰時には蓄電池から放電するこ
とにより電力供給が行われる。通信衛星のように
日照時、日陰時に拘らず、ほぼ同じ電力が使用さ
れる人工衛星においては、蓄電池１台当たりの容
量に限度があるため、一般に複数台の蓄電池を並
列使用して要求電力をまかなつている。また、衛
星負荷が大電力の場合、効率・重量などの有利さ
から、コンバータやレギユレータを介さずに直接
蓄電池の放電電力を電源バスラインに供給する方
式が多くとられている。
従来のこの種の人工衛星の電源装置の構成例を
第２図に示す。説明の便宜上、蓄電池を２台使用
する例を示している。
第２図に示す。説明の便宜上、蓄電池を２台使用
する例を示している。
図において、１は日照中、太陽光エネルギーを
電気エネルギーに変換して電力の発生を行う太陽
電池、２は電力の供給を行う電源バスライン、３
は衛星負荷、４はリターンライン、５は、上記電
源バスラインの電圧（バス電圧）の上限リミツタ
であり、かつ、日照時のバス電圧を安定化させる
シヤントレギユレータである。６と７は、例えば
NiCd蓄電池のような２次電池の蓄電池である。
８と９は、セル（素電池）であり、上記蓄電池６
と７は、通常、同じ種類の同数の複数個のセル８
とセル９を直列接続して構成されている。１０と
１１は、それぞれ上記蓄電池６と蓄電池７の放電
経路に接続された逆流防止用のダイオードであ
る。１２は蓄電池６と蓄電池７に充電電流を供給
する充電制御回路である。
電気エネルギーに変換して電力の発生を行う太陽
電池、２は電力の供給を行う電源バスライン、３
は衛星負荷、４はリターンライン、５は、上記電
源バスラインの電圧（バス電圧）の上限リミツタ
であり、かつ、日照時のバス電圧を安定化させる
シヤントレギユレータである。６と７は、例えば
NiCd蓄電池のような２次電池の蓄電池である。
８と９は、セル（素電池）であり、上記蓄電池６
と７は、通常、同じ種類の同数の複数個のセル８
とセル９を直列接続して構成されている。１０と
１１は、それぞれ上記蓄電池６と蓄電池７の放電
経路に接続された逆流防止用のダイオードであ
る。１２は蓄電池６と蓄電池７に充電電流を供給
する充電制御回路である。
従来の方式の人工衛星の電源装置は上記のよう
に構成されており、日照中は、太陽電池１から衛
星負荷３に電力供給が行われ、その時の電源バス
ライン２のバス電圧は、シヤントレギユレータ５
によつて安定化される。また、蓄電池６と蓄電池
７には、太陽電池１で発生する電力の一部を充電
制御回路１１で所要の充電電流に制御して充電さ
れる。日陰に入ると太陽電池１からの電力供給が
行われなくなり、代わつて、蓄電池６と蓄電池７
からの放電電流がダイオード１０とダイオード１
１を通つて電源バスライン２に出力し、その放電
電力が衛星負荷３に電力供給される。日陰中の電
源バスライン２のバス電圧は、蓄電池６と蓄電池
７の放電時の蓄電池電圧に従つている。蓄電池電
圧は、平均セル電圧と直列セル段数の積であるの
で、通常、日照中に蓄電池を十分な充電状態にし
ておくため、充電時の蓄電池電圧が充電制御回路
１１の出力電圧の上限値を越えないようにセル８
とセル９の直列段数が決められている。
に構成されており、日照中は、太陽電池１から衛
星負荷３に電力供給が行われ、その時の電源バス
ライン２のバス電圧は、シヤントレギユレータ５
によつて安定化される。また、蓄電池６と蓄電池
７には、太陽電池１で発生する電力の一部を充電
制御回路１１で所要の充電電流に制御して充電さ
れる。日陰に入ると太陽電池１からの電力供給が
行われなくなり、代わつて、蓄電池６と蓄電池７
からの放電電流がダイオード１０とダイオード１
１を通つて電源バスライン２に出力し、その放電
電力が衛星負荷３に電力供給される。日陰中の電
源バスライン２のバス電圧は、蓄電池６と蓄電池
７の放電時の蓄電池電圧に従つている。蓄電池電
圧は、平均セル電圧と直列セル段数の積であるの
で、通常、日照中に蓄電池を十分な充電状態にし
ておくため、充電時の蓄電池電圧が充電制御回路
１１の出力電圧の上限値を越えないようにセル８
とセル９の直列段数が決められている。
一般に人工衛星に使用される２次電池の蓄電池
は、NiCd蓄電池のように寿命劣化を生じる。特
に蓄電池の放電容量は寿命を左右する大きな要因
となつている。例えば、NiCd蓄電池の放電深度
（定格容量に対する放電した容量の百分率）と寿
命の関係は第３図に示すように、放電深度が大き
くなると寿命が短くなることが広く知られてい
る。従つて、一般には人工衛星の設計寿命に応じ
て、許容放電深度が決められ、許容放電深度を越
さないように蓄電池の運用を行う。そのため、複
数台の蓄電池を並列使用する場合は、特定の蓄電
池に負荷が集中して寿命劣化を早目ないように各
蓄電池の放電電流をほぼ同じになるようにバラン
スをとることが重要である。
は、NiCd蓄電池のように寿命劣化を生じる。特
に蓄電池の放電容量は寿命を左右する大きな要因
となつている。例えば、NiCd蓄電池の放電深度
（定格容量に対する放電した容量の百分率）と寿
命の関係は第３図に示すように、放電深度が大き
くなると寿命が短くなることが広く知られてい
る。従つて、一般には人工衛星の設計寿命に応じ
て、許容放電深度が決められ、許容放電深度を越
さないように蓄電池の運用を行う。そのため、複
数台の蓄電池を並列使用する場合は、特定の蓄電
池に負荷が集中して寿命劣化を早目ないように各
蓄電池の放電電流をほぼ同じになるようにバラン
スをとることが重要である。
しかるに、第２図に示すような従来の構成で
は、蓄電池６と蓄電池７が正常なときには両方の
蓄電池からほぼ等しい放電電流が流れてバランス
がとれているが、一方の蓄電池のセルが短絡故障
を起こすと放電電流に大きなアンバランスを生じ
る欠点があつた。これは、例えば、蓄電池６の１
セルが短絡故障を生じたとすると、蓄電池６の端
子電圧は、蓄電池７の端子電圧よりも１セル分相
当の電圧が低くなるため、電源バスライン２のバ
ス電圧は正常時よりも下がり、バス電圧と蓄電池
７との電位差は正常時よりも大きくなり、蓄電池
７からの放電電流は過大に増加し、一方、１セル
短絡している蓄電池６からの放電電流は減少する
ために放電電流のアンバランスを生じる。この放
電電流のアンバランスは、１セルの電圧差
（NiCdセルで約1.0〜1.4V）でも大きな放電電流
の差を生じる。第４図は、20セル直列構成の２台
のNiCd蓄電池を第２図に示すような従来方式の
構成にして、一方の蓄電池の１セルが短絡故障を
生じさせたときの放電電流特性データの一例を示
したものである。正常時の放電電流の比がほぼ１
対１であるのに対して、第４図の例では正常な蓄
電池と１セル短絡故障を生じている蓄電池の放電
電流の比が平均して約９対２まで広がつており、
また、この結果、放電深度も正常時55％に対して
正常な蓄電池では85％、１セル短絡している蓄電
池では23％となり、２つの蓄電池間で大きなアン
バランスが生じていることがわかる。
は、蓄電池６と蓄電池７が正常なときには両方の
蓄電池からほぼ等しい放電電流が流れてバランス
がとれているが、一方の蓄電池のセルが短絡故障
を起こすと放電電流に大きなアンバランスを生じ
る欠点があつた。これは、例えば、蓄電池６の１
セルが短絡故障を生じたとすると、蓄電池６の端
子電圧は、蓄電池７の端子電圧よりも１セル分相
当の電圧が低くなるため、電源バスライン２のバ
ス電圧は正常時よりも下がり、バス電圧と蓄電池
７との電位差は正常時よりも大きくなり、蓄電池
７からの放電電流は過大に増加し、一方、１セル
短絡している蓄電池６からの放電電流は減少する
ために放電電流のアンバランスを生じる。この放
電電流のアンバランスは、１セルの電圧差
（NiCdセルで約1.0〜1.4V）でも大きな放電電流
の差を生じる。第４図は、20セル直列構成の２台
のNiCd蓄電池を第２図に示すような従来方式の
構成にして、一方の蓄電池の１セルが短絡故障を
生じさせたときの放電電流特性データの一例を示
したものである。正常時の放電電流の比がほぼ１
対１であるのに対して、第４図の例では正常な蓄
電池と１セル短絡故障を生じている蓄電池の放電
電流の比が平均して約９対２まで広がつており、
また、この結果、放電深度も正常時55％に対して
正常な蓄電池では85％、１セル短絡している蓄電
池では23％となり、２つの蓄電池間で大きなアン
バランスが生じていることがわかる。
このように従来の構成では、一方の蓄電池でセ
ル故絡故障を起こした場合、そのまま並列使用を
続けると正常な蓄電池から大きな放電電流が流れ
て、許容以上の放電が行われ、また、温度上昇も
伴うため、正常な蓄電池は性能劣化を生じて寿命
を縮める恐れがあつた。このため、セルの短絡故
障を生じた場合には、蓄電池を許容の放電深度内
で使用するためにミツシヨン機器の一部をオフに
して運用を一部停止せざる得ないような欠点があ
つた。また、日陰中のミツシヨン運用の一部停止
ができない人工衛星においては、最初から蓄電池
を余分に搭載しておき、セルの短絡故障を生じて
も、残りの正常な蓄電池で許容放電深度内で並列
運用できるようにしているが、蓄電池の台数増加
により重量が重くなるという欠点があつた。
ル故絡故障を起こした場合、そのまま並列使用を
続けると正常な蓄電池から大きな放電電流が流れ
て、許容以上の放電が行われ、また、温度上昇も
伴うため、正常な蓄電池は性能劣化を生じて寿命
を縮める恐れがあつた。このため、セルの短絡故
障を生じた場合には、蓄電池を許容の放電深度内
で使用するためにミツシヨン機器の一部をオフに
して運用を一部停止せざる得ないような欠点があ
つた。また、日陰中のミツシヨン運用の一部停止
ができない人工衛星においては、最初から蓄電池
を余分に搭載しておき、セルの短絡故障を生じて
も、残りの正常な蓄電池で許容放電深度内で並列
運用できるようにしているが、蓄電池の台数増加
により重量が重くなるという欠点があつた。
この考案はかかる欠点を改善する目的でなされ
たもので、セルの短絡故障が発生しても、蓄電池
間の放電電流に大きなアンバランスを生じさせな
いようにした人工衛星の電源装置を得ることを目
的とする。
たもので、セルの短絡故障が発生しても、蓄電池
間の放電電流に大きなアンバランスを生じさせな
いようにした人工衛星の電源装置を得ることを目
的とする。
この考案に係る人工衛星の電源装置は、各蓄電
池のセルのうち必要数のセルにリレー・スイツチ
を並列接続させて設けるようにしたものである。
池のセルのうち必要数のセルにリレー・スイツチ
を並列接続させて設けるようにしたものである。
この考案においては、一方の蓄電池のセルが短
絡故障を起こしたとしても、他方の蓄電池に設け
られたリレー・スイツチを閉じることによつて、
セル短絡故障によつて生じる蓄電池間の電圧差を
相殺して、放電電流に大きなアンバランスを生じ
させないようにする。
絡故障を起こしたとしても、他方の蓄電池に設け
られたリレー・スイツチを閉じることによつて、
セル短絡故障によつて生じる蓄電池間の電圧差を
相殺して、放電電流に大きなアンバランスを生じ
させないようにする。
第１図は、この考案の一実施例を示す構成の説
明図である。１〜１２は上記従来装置と全く同一
のものである。１３は、蓄電池６の端セル８−Ｎ
に並列接続されたリレー・スイツチ、１４は、同
じく蓄電池７の負極側端セル９−Ｎに並列接続さ
れたリレー・スイツチである。リレー・スイツチ
１３と１４は、コマンドによつて“開”、“閉”さ
れる。
明図である。１〜１２は上記従来装置と全く同一
のものである。１３は、蓄電池６の端セル８−Ｎ
に並列接続されたリレー・スイツチ、１４は、同
じく蓄電池７の負極側端セル９−Ｎに並列接続さ
れたリレー・スイツチである。リレー・スイツチ
１３と１４は、コマンドによつて“開”、“閉”さ
れる。
上記のように構成された人工衛星の電源装置に
おいては、正常のときはリレー・スイツチ１３と
１４は“開”状態にあり、従来装置の動作と変わ
ることない。従来装置の欠点であつた一方の蓄電
池のセルの短絡故障が発生した場合の動作の説明
をする。例えば、蓄電池６のセル８−１〜８−Ｎ
の１つが短絡故障を起こしたとすると、蓄電池７
のリレー・スイツチ１４を放電終了時コマンドに
より閉じる。その結果、蓄電池６の電圧は、セル
短絡故障により、１セル分の電圧が下がるが、蓄
電池７の電圧もリレー・スイツチ１４を閉じるこ
とによりセル９−Ｎが短絡状態になるので１セル
分の電圧が下がり、両方の蓄電池電圧はほぼ等し
くなる。従つて、セル短絡故障が生じても大きな
放電電流のアンバランスを防ぐことができる。ま
た、逆に蓄電池７の１セルが短絡故障を起こした
場合には、蓄電池６のリレー・スイツチ１３を閉
じて同様な効果を得る。
おいては、正常のときはリレー・スイツチ１３と
１４は“開”状態にあり、従来装置の動作と変わ
ることない。従来装置の欠点であつた一方の蓄電
池のセルの短絡故障が発生した場合の動作の説明
をする。例えば、蓄電池６のセル８−１〜８−Ｎ
の１つが短絡故障を起こしたとすると、蓄電池７
のリレー・スイツチ１４を放電終了時コマンドに
より閉じる。その結果、蓄電池６の電圧は、セル
短絡故障により、１セル分の電圧が下がるが、蓄
電池７の電圧もリレー・スイツチ１４を閉じるこ
とによりセル９−Ｎが短絡状態になるので１セル
分の電圧が下がり、両方の蓄電池電圧はほぼ等し
くなる。従つて、セル短絡故障が生じても大きな
放電電流のアンバランスを防ぐことができる。ま
た、逆に蓄電池７の１セルが短絡故障を起こした
場合には、蓄電池６のリレー・スイツチ１３を閉
じて同様な効果を得る。
なお、上記説明では、２台の蓄電池の並列使用
について述べたが、３台以上の蓄電池の並列使用
についても適用できることはいうまでもない。ま
た、上記説明では、１セルの短絡故障を前提にし
て実施例を示したが、それ以上のセルの短絡故障
に対しても必要な個数のセルにリレー・スイツチ
を並列接続すれば同様に適用できる。
について述べたが、３台以上の蓄電池の並列使用
についても適用できることはいうまでもない。ま
た、上記説明では、１セルの短絡故障を前提にし
て実施例を示したが、それ以上のセルの短絡故障
に対しても必要な個数のセルにリレー・スイツチ
を並列接続すれば同様に適用できる。
以上のようにこの考案によれば、並列使用して
いる蓄電池のセルにリレー・スイツチを並列接続
させるという簡単な構成により、蓄電池の並列使
用時のセル短絡故障に対して放電電流のアンバラ
ンスを有効に抑制できる効果がある。
いる蓄電池のセルにリレー・スイツチを並列接続
させるという簡単な構成により、蓄電池の並列使
用時のセル短絡故障に対して放電電流のアンバラ
ンスを有効に抑制できる効果がある。
第１図はこの考案の一実施例による人工衛星の
電源装置の構成説明図、第２図は従来の人工衛星
の電源装置の典型的な構成説明図、第３図は
NiCd蓄電池の放電深度と寿命の関係の一例を示
す図、第４図は正常なNiCd蓄電池と１セル短絡
したNiCd蓄電池を並列使用したときの放電電特
性データの一例を示す図である。 図中、１は太陽電池、２は電源バスライン、３
は衛星負荷、４はリターンライン、５はシヤント
レギユレータ、６は蓄電池、７は蓄電池、８はセ
ル、９はセル、１０はダイオード、１１はダイオ
ード、１２は充電制御回路、１３はリレー・スイ
ツチ、１４はリレー・スイツチである。なお、図
中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
電源装置の構成説明図、第２図は従来の人工衛星
の電源装置の典型的な構成説明図、第３図は
NiCd蓄電池の放電深度と寿命の関係の一例を示
す図、第４図は正常なNiCd蓄電池と１セル短絡
したNiCd蓄電池を並列使用したときの放電電特
性データの一例を示す図である。 図中、１は太陽電池、２は電源バスライン、３
は衛星負荷、４はリターンライン、５はシヤント
レギユレータ、６は蓄電池、７は蓄電池、８はセ
ル、９はセル、１０はダイオード、１１はダイオ
ード、１２は充電制御回路、１３はリレー・スイ
ツチ、１４はリレー・スイツチである。なお、図
中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 複数台の蓄電池を並列に使用して共通の電源バ
スラインに電力供給する人工衛星の電源装置にお
いて、上記蓄電池の各々が、蓄電池を構成してい
るセル（素電池）に並列接続したリレー・スイツ
チを具備していることを特徴とする人工衛星の電
源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13962885U JPH0340062Y2 (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13962885U JPH0340062Y2 (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248135U JPS6248135U (ja) | 1987-03-25 |
| JPH0340062Y2 true JPH0340062Y2 (ja) | 1991-08-22 |
Family
ID=31045712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13962885U Expired JPH0340062Y2 (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0340062Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5633478B2 (ja) * | 2011-06-27 | 2014-12-03 | 株式会社デンソー | 蓄電池 |
-
1985
- 1985-09-12 JP JP13962885U patent/JPH0340062Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6248135U (ja) | 1987-03-25 |
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