JPH0449334B2 - - Google Patents

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JPH0449334B2
JPH0449334B2 JP58070638A JP7063883A JPH0449334B2 JP H0449334 B2 JPH0449334 B2 JP H0449334B2 JP 58070638 A JP58070638 A JP 58070638A JP 7063883 A JP7063883 A JP 7063883A JP H0449334 B2 JPH0449334 B2 JP H0449334B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
output voltage
lead
storage battery
battery
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58070638A
Other languages
English (en)
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JPS59198846A (ja
Inventor
Fumio Yasutomi
Kazufumi Ushijima
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP58070638A priority Critical patent/JPS59198846A/ja
Publication of JPS59198846A publication Critical patent/JPS59198846A/ja
Publication of JPH0449334B2 publication Critical patent/JPH0449334B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、太陽電池により発電された電力を
蓄電池に充電する充電装置に関し、安価な構成に
より、効率よく充電できるようにすることを目的
とする。
一般に、太陽電池により発電した電力を取り出
す所謂太陽電池発電システムは、たとえば第1図
に示すように構成されており、同図において、1
は太陽光を受光して起電力を生じる太陽電池、2
は太陽電池1に並列に設けられたスイツチおよび
該スイツチの制御回路等からなる充電制御部、3
は充電制御部2を介して太陽電池1に並列に設け
られ太陽電池1の電力を蓄積するバツフア用の鉛
蓄電池であり、太陽電池1、充電制御部2および
蓄電池3により充電装置4が構成されている。5
は蓄電池3に並列に設けられ太陽電池1または蓄
電池3からの直流電力を交流電力に変換して出力
するインバータ、6は入力端子がインバータ5の
出力端子に接続された負荷であり、インバータ5
からの交流電力により駆動される。
しかし、前記充電装置4において太陽電池11
個だけでは出力電圧が低いため、鉛蓄電池3を充
電することができず、さらに蓄電池31個だけで
は容量が低いため、蓄電池3の出力電圧が所望の
インバータ5の入力電圧になるまで蓄電池3を充
電することができず、インバータ5を効率よく駆
動することができないという問題がある。
そこで、複数個の太陽電池を直列に接続して出
力電圧、すなわち蓄電池3の充電電圧を高くした
り、直列接続された複数個の太陽電池からなる太
陽電池群を複数個並設して電流容量を増加させた
り、鉛蓄電セルを複数個直並列に接続して蓄電池
3の容量を大きくしたりすることが行なわれてい
る。
このとき、蓄電池3の出力電圧、すなわちイン
バータ5の入力電圧を定める際、インバータ5の
効率および太陽電池1の効率を考慮する必要があ
り、インバータ5の効率を向上するには、インバ
ータ5の入力電圧、すなわち蓄電池3の出力電圧
を高くすればよいが、蓄電池3の出力電圧を高く
するには、前記したように、太陽電池1を複数個
直列に接続したり、鉛蓄電セルを複数個直並列に
接続したりしなければならず、太陽電池1を複数
個直列に接続した場合、出力電圧が大きくなりす
ぎて逆起電力による太陽電池素子の破壊等が生じ
るとともに、日射条件の違いや太陽電池1の特性
のばらつきにより出力電圧が低下し、太陽電池1
を効率よく動作させることができないという不都
合を生じる。
そこで、太陽電池1とインバータ5との間に
DC−DCコンバータを設け、該コンバータによ
り、太陽電池1の低い出力電圧を高くしてインバ
ータ5に入力するようにし、太陽電池1の出力電
圧が低くても、インバータ5の入力電圧すなわち
蓄電池3の出力電圧を高くして太陽電池1の破壊
等を防止することが行なわれているが、回路構成
が複雑になるとともに、高価になるという欠点が
あるため、第2図に示すような充電装置が従来実
施されている。
いま、第2図において、7は太陽電池、8は直
列接続された複数個の鉛蓄電池を所定個数ごとに
分割して構成された複数個の蓄電池ブロツク、9
は入力端子が初段のブロツク8の一端および最終
段のブロツク8の他端に接続され太陽電池7また
は前記各蓄電池からの直流電力を交流電力に変換
するインバータ、10は各ブロツク8を太陽電池
7にそれぞれ接続する2個のFET等の導体スイ
ツチまたはメカラツチ式電磁開閉器等を備えたス
イツチ11からなるスイツチ群であり、各スイツ
チ11が制御部により順次オンされて各ブロツク
8ごとの鉛蓄電池が順次充電される。
このとき、1つのブロツク8の鉛蓄電池の数が
n個、ブロツク8の数がM個である場合、全鉛蓄
電池の数NはN=n・Mとなり、1つの前記鉛蓄
電セルが充電されたときの出力電圧をVとする
と、1つのブロツク8の出力電圧はn・Vとな
り、さらに全ブロツク8の直列出力電圧はN・V
となり、各ブロツク8の鉛蓄電池の数nおよび全
鉛蓄電池数Nを適宜選定することにより、DC−
DCコンバータ等を用いることなく、太陽電池7
の出力電圧を低くするとともにインバータ9への
入力電圧を高くすることが可能となる。
そして、太陽電池7の出力特性は、第3図に示
すようになり、出力電圧によつて取り出せる電力
が変化するため、出力電圧に対する電力の変化は
第4図に示すようになつて出力電圧Vsm時に最
大電力を取り出すことができる。ここで前記電圧
Vsmを最適出力電圧といい、前記鉛蓄電池の直
列個数を、全鉛蓄電池の出力電圧が前記最適出力
電圧Vsmに等しくなるように設定することによ
り、太陽電池7から最大電力を取り出して鉛蓄電
池を充電することができる。
しかし、前記鉛蓄電池の容量の変動や太陽電池
7の出力電流、すなわち前記鉛蓄電池の充電電流
の変動により、前記各鉛蓄電池の全直列出力電圧
が変動するため、当初太陽電池7の出力電圧を最
適出力電圧Vsmに設定して最大電力を取り出せ
るようにセツトしても、前記の容量変動等によ
り、太陽電池7の出力電圧が最適出力電圧Vsm
からずれてしまい、太陽電池7の出力電圧が大幅
に低下して前記各鉛蓄電池を効率よく充電するこ
とができなくなるという欠点がある。
この発明は、前記の点に留意してなされたもの
であり、太陽光により発電する太陽電池と、互い
に直列に接続され前記太陽電池による発電電力を
蓄積する複数個の蓄電池と、前記各蓄電池を所定
個数ごとに分割して構成された複数個の蓄電池ブ
ロツクを前記太陽電池にそれぞれ接続する複数個
のスイツチからなる第1スイツチ群と、前記各蓄
電池を前記所定個数と異なる個数ごとに分割して
構成された複数個の他の蓄電池ブロツクを前記太
陽電池にそれぞれ接続する複数個のスイツチから
なる第2スイツチ群と、前記両スイツチ群の各ス
イツチをオン,オフ制御する制御部とを備えたこ
とを特徴とする充電装置を提供するものである。
したがつて、この発明の充電装置によると、直
列に接続された複数個の鉛蓄電池を異なる個数ご
とに分割して複数個の一方および他方の蓄電池ブ
ロツクを構成し、前記各ブロツクを第1および第
2スイツチ群により太陽電池に接続するようにし
たことにより、前記鉛蓄電池の容量の変動時や充
電電流の変動時に第1スイツチ群から第2スイツ
チ群にまたは第2スイツチ群から第1スイツチ群
に切換えてオンさせるのみで、太陽電池の出力電
圧をほぼ最適出力電圧に保つことができ、安価な
構成により、効率よく前記各鉛蓄電池を充電する
ことができる。
つぎに、この発明を、その1実施例を示した第
5図以下の図面とともに詳細に説明する。
第5図において、12は太陽光を受光して起電
力を発生する太陽電池、13は直列接続された複
数個の鉛蓄電池からなる電池群、14は第1スイ
ツチ群であり、電池群13を所定個数ごとに分割
して構成された複数個の第1の蓄電池ブロツク
を、太陽電池12に接続する2個のFETなどの
半導体スイツチ等を備えた複数個のスイツチ15
からなる。16は第2スイツチ群であり、電池群
13を前記第1の蓄電池ブロツクと異なる個数ご
とに分割して構成された複数個の第2の蓄電池ブ
ロツクを、太陽電池12に接続する2個のFET
などの半導体スイツチ等を備えた複数個のスイツ
チ17からなる。18は両スイツチ群14,16
の各スイツチ15,17のオン,オフ制御を行な
う制御部、19は両入力端子が電池群13の両端
に接続されたインバータであり、太陽電池12ま
たは、電池群13の各鉛蓄電池からの直流電力を
交流電力に変換するようになつており、太陽電池
12、電池群13、両スイツチ群14,16およ
び制御部18により充電装置20が構成されてお
り、制御部18により、第1スイツチ群14また
は第2スイツチ群16の各スイツチ15,17が
順次オンされ、電池群13の鉛蓄電池が前記第1
または第2の蓄電池ブロツクごとに充電される。
このとき、電池群13の鉛蓄電池の数をN個と
し、前記第1,第2の蓄電池ブロツクの数をそれ
ぞれM1,M2とするとともに、前記両ブロツクの
1つのブロツクの鉛蓄電池の数をそれぞれn1,
n2とすると、 N=n1・M1=n2・M2(n1≠n2,M1≠M2)と
なる。
そして、たとえば前記両ブロツク数M1,M2が
M1=4,M2=5である場合、すなわち電池群1
3を4個ずつの鉛蓄電池からなる第1の蓄電池ブ
ロツクおよび5個の鉛蓄電池からなる第2の蓄電
池ブロツクに分割した場合、制御部18により第
1スイツチ群14の各スイツチ15をオンして各
鉛蓄電池を充電したとき、および制御部18によ
り第2スイツチ群16の各スイツチ17をオンし
て各鉛蓄電池を充電したときの太陽電池12の出
力電圧Vsすなわち充電電圧と全鉛蓄電池の直列
出力電圧Vnとの関係はたとえば第6図中の直線
A,Bに示すようになり、ここでVsmは前記し
たように太陽電池12の最適出力電圧であるとと
もに、Vncは前記各鉛蓄電池の公称電圧の和であ
り、このときの太陽電池12の出力電圧Vsと取
り出せる電力との関係はたとえば第7図に示すよ
うになり、同図に示すように太陽電池12の効率
を向上するには、太陽電池12の出力電圧Vsを
最適出力電圧Vsmで使用すればよいことになる。
そこで、第6図中の両直線A,Bにおいて、縦
軸Vs/Vsmが1に近い値になるときの横軸Vn/
Vncの値を続み取ると、直線Aでは、0.85
Vn/Vnc<1.08となり、直線Bでは、1.08
Vn/Vnc<1.30となるため、第8図に示すよう
に、電池群13の全鉛蓄電池の直列出力電圧Vn
が変動して前記Vn/Vncが1.08より小さくなれ
ば、制御部18により第1スイツチ群14の各ス
イツチをオンして前記第1の蓄電池ブロツクごと
に充電するとともに、前記Vn/Vncが1.08以上
になれば、制御部18により第2スイツチ群16
の各スイツチをオンして前記第2の蓄電池ブロツ
クごとに充電することにより、第9図に示すよう
に、太陽電池12が0.85VsmVs<0.30Vsmの
範囲内の出力電圧Vsで動作することになり、太
陽電池12から最大電力に近い電力を取り出すこ
とができる。
したがつて、前記実施例によると、直列に接続
された電池群13の複数個の鉛蓄電池を異なる個
数ごとに分割して複数個の前記第1,第2の蓄電
池ブロツクを構成し、前記各ブロツクを第1およ
び第2スイツチ群14,16により太陽電池12
に接続するようにしたことにより、前記鉛蓄電池
の容量の変動時や充電電流の変動時に、制御部1
8により第1スイツチ群14から第2スイツチ群
16または第2スイツチ群16から第1スイツチ
群14に切換えてオンさせるのみで、太陽電池1
2の出力電圧Vsの変動を小さくして前記電圧Vs
をほぼ最適出力電圧Vsmに保つことができ、安
価な構成により効率よく前記各鉛蓄電池を充電す
ることができるとともに、DC−DCコンバータを
使用しなくても、太陽電池12の低い出力電圧を
高くしてインバータ19に入力することができ、
太陽電池およびインバータ19を効率よく動作さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は太陽電池の発電電力を鉛蓄電池に充電
する充電装置の基本回路、第2図は従来の充電装
置の結線図、第3図は太陽電池の出力電圧と出力
電流との関係図、第4図は太陽電池の出力電圧と
取出し電力との関係図、第5図はこの発明の充電
装置の1実施例の結線図、第6図および第8図は
第5図における電池群の全鉛蓄電池の直列出力電
圧と太陽電池の出力電圧との関係図、第7図およ
び第9図は第5図における太陽電池の出力電圧と
取出し電力との関係図である。 12…太陽電池、13…電池群、14,16…
第1,第2スイツチ群、15,17…スイツチ、
18…制御部、20…充電装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 太陽光により発電する太陽電池と、互いに直
    列に接続され前記太陽電池による発電電力を蓄積
    する複数個の蓄電池と、前記各蓄電池を所定個数
    ごとに分割して構成された複数個の蓄電池ブロツ
    クを前記太陽電池にそれぞれ接続する複数個のス
    イツチからなる第1スイツチ群と、前記各蓄電池
    を前記所定個数と異なる個数ごとに分割して構成
    された複数個の他の蓄電池ブロツクを前記太陽電
    池にそれぞれ接続する複数個のスイツチからなる
    第2スイツチ群と、前記両スイツチ群の各スイツ
    チをオン,オフ制御する制御部とを備えたことを
    特徴とする充電装置。
JP58070638A 1983-04-20 1983-04-20 充電装置 Granted JPS59198846A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58070638A JPS59198846A (ja) 1983-04-20 1983-04-20 充電装置

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JPS59198846A JPS59198846A (ja) 1984-11-10
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JP2013066329A (ja) * 2011-09-20 2013-04-11 Sony Corp 二次電池充電装置及び二次電池充電装置における充電方法、太陽電池発電装置及び太陽電池発電装置における発電方法、太陽電池・二次電池充発電装置、電子機器、並びに、電動車両
JP2023160074A (ja) * 2022-04-21 2023-11-02 株式会社日立製作所 直流充電装置

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