CN103782475B - 由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法和充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在缩短充电时间的同时能够获得需要的充电量的由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法和充电装置。在恒定电压充电模式下，在规定的阈值（S0）与下限电流值之间，设定阶段性地减小的n个（n为1以上的整数）中间阈值（S1～Sn），进而设定充电电流达到该n个中间阈值（S1～Sn）时开始计数的n个备用计时器时间（T1～Tn）。最大计时器时间（Tm）和n个备用计时器时间（T1～Tn）设定为满足Tm>T1>……>Tn的关系，在检测到下限电流值之前，当最大计时器时间（Tm）和n个备用计时器时间（T1～Tn）中的任一个计数完成时，停止充电。

Description

由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法和充电装置
技术领域
本发明涉及在怠速停止起动（Idling Stop&Start）方式（以下称为“ISS方式”）的自动车、太阳能发电和风力发电等新能源用途中使用的、使通常在比满充电状态少的状态下使用的由多个铅蓄电池构成的电池组成为完全充电状态，对由铅蓄电池构成的电池组进行刷新充电的方法和装置。
背景技术
以往，铅蓄电池用于办公楼、医院等停电时的瞬间电压低下应对用的工业用电池、自动车用电池等。近年来，在自动车业界，采用在车辆因交通信号等停止时使发动机暂时停止、用铅蓄电池作为其间的电源和起动时使发动机重新起动的电源的ISS方式的车辆出现在市场上。此外，还研究了太阳能发电和风力发电等使用自然能源发电的电力的铅蓄电池的稳定化、和将发电的能量暂时蓄积到铅蓄电池，用作电气自动车等的动力。
在上述使用ISS方式和太阳能/风力发电用途的铅蓄电池的系统中，用发电机（自动车发动机的发电机和太阳电池、风力发电机等）发电，将发电的电力通过转换器转换为直流并对铅蓄电池充电。相反从铅蓄电池放电时，通过转换器将电力转换为交流并向负载供给。
这样使用的铅蓄电池具有当要对满充电的状态的铅蓄电池进一步充电时电解液中的水因充电电流而被分解的特性，为了不浪费发电的电力，在使充电状态（一般称为荷电状态（State Of Charge）。以下称为“SOC”）比满充电状态少的状态下（例如SOC：60%）使用。当该使用方法长时间使用时，在铅蓄电池内部的负极活性物质生成的硫酸铅的晶体变得粗大化，即使充电也不能使晶体溶解，该硫酸铅的晶体逐渐蓄积发生劣化。其结果，铅蓄电池的寿命变短。此外，在铅蓄电池中，由于将多个串联连接使用，因此每个电池中的不溶解的硫酸铅的晶体的量产生不均。
为了解决该问题，进行所谓的“刷新充电”（也称为“均等充电”）（例如，日本特开2010-020906号公报[专利文献1]），“刷新充电”是指：每隔一定期间将串联连接的各铅蓄电池充电至完全充电状态（SOC：100%，即满充电状态），除去负极活性物质中蓄积的硫酸铅。
专利文献1记载的充电方法的特征在于，以一定的电流进行充电直至设定电压（E）后，继续设定电压（E）下的充电直至充电电流成为设定的电流值以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-020906号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1这样的充电方式下，存在必须详细地管理设定电压、充电电流值、充电时间，与铅蓄电池同时设置的控制装置变得复杂的问题。
此外，由于需要继续充电直至电流值成为一定值以下，存在充电时间变长的问题。
本发明的目的在于提供一种即使缩短充电时间也能够获得需要的充电量的由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法和充电装置。
本发明的其他目的在于提供一种与以往的刷新充电相比，将设定电压、充电电流值、充电时间的控制简化了的由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法和充电装置。
用于解决问题的手段
本发明是以通常在比满充电状态少的状态下使用的由多个铅蓄电池构成的电池组为对象的刷新充电方法。在电池组的电压达到规定的设定电压之前，实施以恒定电流进行充电的恒定电流充电模式，当检测到电池组的电压达到规定的设定电压时，切换充电模式，实施以恒定电压进行充电的恒定电压充电模式。在恒定电压充电模式下，使用预先基于试验确定的，以使用的多个铅蓄电池均未达到寿命为前提，对充电电流达到规定的阈值S0后仍继续充电直至多个铅蓄电池成为完全充电状态为止所需要的时间进行推定而得到的最大计时器时间Tm，和能够推定多个铅蓄电池成为完全充电状态的充电电流的下限电流值，实施以下动作：当充电电流达到规定的阈值S0时，开始最大计时器时间Tm的计数并在最大计时器时间Tm的计数完成时停止充电；或者，当检测到充电电流达到比规定的阈值低的下限电流值时停止充电。
本发明中，在恒定电压充电模式中，在规定的阈值S0与下限电流值之间设定阶段性地减小的n个（n为1以上的整数）中间阈值S1～Sn，进而设定充电电流达到该n个中间阈值S1～Sn时开始计数的n个备用计时器时间T1～Tn，将n个备用计时器时间T1～Tn，作为对充电电流达到中间阈值后仍继续充电直至多个铅蓄电池成为完全充电状态所需要的时间进行推定而得到的时间，设定为满足Tm>T1>……>Tn的关系，在检测到下限电流值之前，当最大计时器时间Tm和n个备用计时器时间T1～Tn中的任一个计数完成时，停止充电。
本发明中，基于对标准的电池组充电时的充电电流和充电时间与铅蓄电池的充电量的关系，确定充电电流与充电时间的关系。即，基于充电电流达到某个阈值的情况下，如果将剩余的充电时间设定为某个时间，则能够充分确保充电量这样的数据，确定充电电流与充电时间的关系。并且，使用该充电电流与充电时间的关系，在恒定电压充电模式时，除了最大计时器时间之外，与充电电流降低相应地，阶段性地设定备用计时器时间。
通过这样地设定计时器，根据本发明，即使比以往缩短充电时间，也能够获得需要的充电量。并且，通过充电电流和充电时间（计时器）控制充电，因此不需要以往的复杂的控制。
中间阈值可以任意地设定。例如，可以将任意的电流值作为中间阈值，或与阈值S0隔开一定的间隔地设定中间阈值，或使阈值S0与下限电流值之间等分地设定。
另外，本发明中，最大计时器时间与n个备用计时器时间的关系设定为满足Tm>T1>……>Tn的关系。但是，取决于电池组的状态，预想表现出与标准的电池组不同的充电电流的倾向，所以，例如，也存在在经过设定的备用计时器时间T1之前经过最大计时器时间Tm的情况。该情况下，如果等待备用计时器时间T1的经过，则与以往的方法相比充电时间延长。为此，本发明中，当最大计时器时间Tm和n个备用计时器时间T1～Tn中的任一个计数完成时，停止充电。结果，根据本发明，能够比以往缩短充电时间。
在设规定的阈值S0和n个中间阈值S1～Sn为电流值Sx[CA]，最大计时器时间Tm和n个备用计时器时间T1～Tn为时间Tx[h]的情况下，规定的阈值S0和n个中间阈值S1～Sn、最大计时器时间Tm和n个备用计时器时间T1～Tn，分别以满足例如下述关系式的方式确定，
Tx=（0.9±0.05）ln（Sx）+（14.7±0.05）。
该关系式是基于根据标准的电池组的充放电实验获得的数据的关系式，当然也可以使用其他关系式确定n个中间阈值S1～Sn、和n个备用计时器时间T1～Tn。
其中，电流值[CA]是以该充电电池的容量1小时充电或放电的电流值为1CA的单位。
本发明中，还能够检测作为充电的对象的铅蓄电池的异常。例如，自充电开始起经过较长时间（例如：24小时），充电仍未结束（开始恒定电压充电模式下的恒定电压充电也没有达到下限电流值）的情况下，多个铅蓄电池中的一个以上的铅蓄电池异常的可能性较高。为此，可以在充电动作开始的同时开始计数，当比预先确定的最大计时器时间Tm长的极限计时器时间的计数完成时，如果充电动作还在继续，则判定多个铅蓄电池中的一个以上的铅蓄电池异常，并发出警报信号。
此外，在自充电开始起经过较短时间（例如：1小时）达到下限电流值的情况下，电池组整体劣化达到寿命的可能性较高。因此，如果自恒定电压充电模式下的恒定电压充电开始起直至充电电流达到下限电流值为止的时间，为比备用计时器时间短的最小计时器时间以下，则在充电电流成为下限电流值以下后，判定多个铅蓄电池到达寿命，并发出警报信号。
而且，在充电中铅蓄电池异常发热的情况下，发生某种异常的可能性较高。因此，可以进一步具备对多个铅蓄电池中的一个以上的铅蓄电池的电解槽表面的温度进行测定的温度测定器，当温度测定器测量到规定的温度时，判定一个以上的铅蓄电池异常，并发出警报信号。
其中，接收上述的警报信号后怎样处理是任意的，例如，可以停止充电并使表示错误的灯点亮，如果是进行远程监视的情况下，也可以向远程地点通报错误。
本发明也可以作为执行上述充电方法的充电装置，该充电装置具备充电电路，该充电电路构成为，为了使通常在比满充电状态少的状态下使用的由多个铅蓄电池构成的电池组成为完全充电状态，而实施：在电池组的电压达到规定的设定电压之前，以恒定电流进行充电的恒定电流充电模式；和当检测到电池组的电压达到规定的设定电压时，切换充电模式，以恒定电压进行充电的恒定电压充电模式。
附图说明
图1是组装了进行刷新充电的对象即由铅蓄电池构成的电池组、和刷新充电装置的发电系统的电路图。
图2是本实施方式的刷新充电装置的电路图。
图3是表示本发明的实施方式的刷新充电的流程的流程图。
图4（A）是表示进行本发明的实施方式的刷新充电的情况下的充电时间[h]-充电电压[V]的关系的图，（B）是表示充电时间[h]-充电电流[CA]的关系的图。
图5是组装了本发明的刷新充电装置的第二实施方式的发电系统的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法和充电装置。
图1是组装了作为在本实施方式进行刷新充电的对象的、由铅蓄电池构成的电池组的发电系统1的电路图，图2是仅表示电池组和刷新充电装置的电路图。太阳电池SC通过串联连接的转换器3与由铅蓄电池构成的电池组5并联连接。并且，电池组5与同逆变器7串联连接的负载9并联连接。例如负载9是系统，电池组5出于使因天气等条件而输出变动的太阳电池SC的输出平滑化，使太阳电池的输出与系统连接的目的而设置。电池组5的充放电电流通过与电池组5串联连接的电流计11进行测量，此外，电池组5的充放电电压通过输入输出部TN1与TN2之间连接的电压计13进行测量，转换器3基于测量出的数据对充放电电流和电压进行调整。电池组5由24个2V-100Ah的铅蓄电池串联连接而成。如图1中虚线所包围表示的，主要由转换器3、电池组5、逆变器7构成电池单元U。
通常运转时，构成电池组5的各个铅蓄电池以SOC（State Of Charge）[设电池的满充电状态时为100%时，能够实际使用的电池容量]成为60%程度的方式调整充放电。通过这样的使用方法使用铅蓄电池时，硫酸铅的晶体在负极活性物质中蓄积。于是为了除去硫酸铅的晶体，实施刷新充电。从而，刷新充电不在通常运转时进行，而在来自太阳电池SC的充电和对负载的供电停止的状态下进行。
为了对电池组5充电，刷新充电装置15包括充电电路17、电流计19、电压计21。充电电路17包括：直流电源23；和基于电流计19、电压计21检测出的检测值对充电电流和充电电压进行控制的充电控制电路25。在充电电路17的输入输出部TN10和TN20上并联连接有电压计21，并且，电流计19与充电电路17串联连接。在进行刷新充电时，通过关闭开关SW1和SW2，能够对电池组5充电。
刷新充电根据图3的流程图通过被未图示的微型计算机控制的充电控制电路25实施。图4（A）和（B）是表示用对标准的电池组5实施本发明的刷新充电方法的刷新充电装置15充电的情况下的充电时间[h]-充电电压[V]、充电时间[h]-充电电流[CA]的关系的一例的图。
接通开关SW1和SW2开始刷新充电时，在控制充电控制电路25的计算机程序中，对充电时间A输入“0”开始充电时间的计数（步骤ST10），首先，以0.1CA实施恒定电流充电模式直至成为设定电压E（2.42V/单电池）（步骤ST20）。当充电控制电路25检测出到达设定电压E时（步骤ST30），切换充电模式，实施以恒定电压进行充电的恒定电压充电模式。此时，在控制充电控制电路25的计算机程序中，对恒定电压充电时间B输入“0”，开始恒定电压充电时间的计数（步骤ST40）。通过从步骤ST50起进行恒定电压充电，如图4（B）所示，充电电流随着充电的进行逐渐减少。
其中，充电电流几乎不减少，或减少速度较慢的情况下，表示没有正常地进行充电，充电电流变热，即构成电池组的铅蓄电池的一部分或全部存在异常。此外，减少的速度过快的情况下，也表示构成电池组的铅蓄电池的一部分或全部存在异常。于是，本实施方式中，出于这些观点，如后所述，能够通过刷新充电检测电池组的异常。
在步骤ST60，判定充电电流是否成为阈值S0（0.06CA）以下。充电电流没有成为阈值S0以下的情况下，判定总充电时间A是否为24小时（步骤ST70）。设定为“24小时”是由于本实施方式中，根据试验得知如果是正常的电池组则即使从充电量为空的状态开始充电也能够完成充电。但是，该时间不限于24小时。如果总充电时间A为24小时以内，则返回步骤ST50、ST60继续充电。充电电流未到达阈值S0而总充电时间A经过了24小时的情况下，构成电池组5的多个铅蓄电池中的一个以上的铅蓄电池存在异常的可能性较高。于是，本实施方式中，在设定为该情况下，充电控制电路25发出警报信号，停止充电，并且通过使未图示的灯点亮而通知电池组的一部分存在异常（步骤ST80）。
充电电流减少，充电电流成为阈值S0以下时，设定最大计时器时间Tm（步骤ST90）。本实施方式中，以满足以下关系式的方式确定阈值Sx与计时器时间Tx。
Tx=0.8923ln（Sx）+14.702……式 （1）
其中，Sx：电流值[CA]
Tx：计时器时间[h]
该关系式是基于根据标准的电池组的充放电实验获得的数据的关系式，后述的中间阈值和备用计时器时间也同样根据式（1）设定。本实施方式中，将阈值S0设定为0.06CA，最大计时器时间Tm根据以下关系式导出，设定为12.2[h]。
Tm=0.8923ln（S0）+14.702
在步骤ST100，判定充电电流是否成为中间阈值S1（0.04CA）以下。充电电流没有成为中间阈值S1以下的情况下，判定是否已经过最大计时器时间Tm（步骤ST110）。如果已经过最大计时器时间Tm，则能够判定充电完成，因此结束充电（步骤ST120）。未经过最大计时器时间Tm的情况下，判定总充电时间A是否是24小时（步骤ST130）。如果总充电时间A为24小时以内，则返回步骤ST100继续充电。总充电时间A已经过24小时的情况下，发出警报信号，停止充电，并且通过使未图示的灯点亮而通知电池组的一部分存在异常（步骤ST140）。
充电电流减少，充电电流成为中间阈值S1（0.04CA）以下时，设定备用计时器时间T1（步骤ST150）。如上所述，备用计时器时间T1，根据式（1），由以下关系式导出，设定为比最大计时器时间Tm更短的11.8[h]。
T1=0.8923ln（S1）+14.702
在步骤ST160，判定充电电流是否成为中间阈值S2（0.02CA）以下。充电电流没有成为中间阈值S2以下的情况下，判定是否经过了最大计时器时间Tm或备用计时器时间T1（步骤ST170）。如果经过了最大计时器时间Tm或备用计时器时间T1，则能够判定充电完成，因此结束充电（步骤ST180）。最大计时器时间Tm和备用计时器时间T1均未经过的情况下，判定总充电时间A是否为24小时（步骤ST190）。如果总充电时间A为24小时以内，则返回步骤ST160继续充电。总充电时间A已经过24小时的情况下，发出警报信号，停止充电，并且通过使未图示的灯点亮而通知电池组的一部分存在异常（步骤ST200）。
充电电流减少，充电电流成为中间阈值S2（0.02CA）以下时，设定备用计时器时间T2（步骤ST210）。如上所述，备用计时器时间T2根据式（1），由以下关系式导出，设定为比备用计时器时间T1短的11.2[h]。
T2=0.8923ln（S2）+14.702
在步骤ST220，判定充电电流是否成为下限电流值Sm（0.003CA）以下。充电电流成为下限电流值Sm以下的情况下，判定恒定电压充电时间B是否不足1小时（步骤ST230）。恒定电压充电时间B不足1小时的情况下，由于充电电流减少的时间过快，因此电池组5的整体正在劣化到不能正常充电的程度的可能性较高。于是，本实施方式中，设定为该情况下，充电控制电路25发出警报信号，停止充电，并且通过使未图示的灯点亮而通知电池组整体正在劣化（步骤ST240）。如果恒定电压充电时间B并非不足1小时，则能够判定充电正常结束，结束充电（步骤ST250）。
充电电流没有成为下限电流值Sm以下的情况下，判定是否已经过最大计时器时间Tm、备用计时器时间T1或备用计时器时间T2（步骤ST260）。最大计时器时间Tm、备用计时器时间T1或备用计时器时间T2均未经过的情况下，判定总充电时间A是否为24小时以内（步骤ST270）。如果总充电时间A为24小时以内，则返回步骤ST220继续充电。总充电时间A已经过24小时的情况下，发出警报信号，停止充电，并且通过使未图示的灯点亮而通知电池组的一部分存在异常（步骤ST280）。如果已经过最大计时器时间Tm、备用计时器时间T1或备用计时器时间T2，则能够判定为充电完成，因此结束充电（步骤ST290）。
以下表示本实施方式和使用现有的方法、装置的比较例。
实施例中使用的刷新充电装置15如图2所示。使2V-100Ah的由铅蓄电池构成的电池组5分别将24个单电池串联连接使用。本次使用的电池组从SOC：70%的状态起进行刷新充电，使恒定电流充电的值为0.1CA，设定电压E为2.42V。此外，阈值（S0、S1、S2、Sm）、计时器时间（Tm、T1、T2）和总充电时间A与上述例子同样地设定（详情参考表1）。
[实施例1]
实施例1使用未使用过的全新的电池作为电池（a）。该例子中，充电时间为4.1小时时结束充电。此时的充电量相对于额定容量为28%。
[实施例2]
实施例2用使用了1000个循环的电池作为电池（b）。该例子中，充电时间为6.3小时时结束充电。此时的充电量相对于额定容量为38%。
[实施例3]
实施例3用使用了2000个循环的电池作为电池（c）。该例子中，充电时间为7.9小时时结束充电。此时的充电量相对于额定容量为33%。
[实施例4]
实施例4用使用了3000个循环的电池作为电池（d）。该例子中，充电为12.9小时时结束充电。此时的充电量相对于额定容量为23%。
比较例中，使用之前所述的专利文献1中公开的充电方法的流程图进行充电。阈值S、充电时间T1、T2如表2所示。T2设定为最多反复3次。
[现有例1]
现有例1使用未使用过的新的电池作为电池（e）。该例子中，充电时间为4.4小时时结束充电。此时的充电量相对于额定容量为27%。
[现有例2]
现有例2用使用了1000个循环的电池作为电池（f）。该例子中，充电时间为6.7小时时结束充电。此时的充电量相对于额定容量为40%。
[现有例3]
现有例3用使用了2000个循环的电池作为电池（g）。该例子中，充电时间为8.1小时时结束充电。此时的充电量相对于额定容量为34%。
[现有例4]
现有例4用使用了3000个循环的电池作为电池（h）。该例子中，充电时间为7.0小时时结束充电。此时的充电量相对于额定容量为22%。其中，现有例4中，由于未到达阈值S，判断电池达到寿命。
表1和表2表示上述实施例和比较例的试验条件和结果的一览。[表1]
[表2]
设充电时间T的系数为1.0和0.5。
T2最多反复3次。
现有例4中，未到达S，判断达到寿命。
根据上述结果可知以下情况。
对实施例1的电池（a）与比较例1的电池（e）比较时，使用同样的电池，充电量没有显著差别，而实施例1充电时间更短完成。即，表示通过本发明进行刷新充电，与以往相比，控制简单，并且能够以短时间进行同等的刷新充电。
对实施例2的电池（b）与比较例2的电池（f）比较时，使用同样的电池，比较例的充电量略微更大。但是，比较例的充电时间更长。从而，表示根据本发明，能够较早地停止刷新充电，并且进行充分的刷新充电。可以认为这一点在对实施例3的电池（c）与比较例3的电池（g）比较的情况下也是相同的。
对实施例4的电池（d）与现有例的电池（h）比较时，实施例4的充电时间更长。然而，现有例4中，尽管电池能够使用，却误判断为达到寿命。从而，表示根据本发明，还能够通过简单的控制可靠地进行寿命的判定。
本实施方式中，构成为刷新充电装置15具备直流电源23进行刷新充电，但也可以进一步构成为能够使用太阳电池SC作为供电源，构成刷新充电装置。这样，也能够在得知晴天长时间持续的情况下，用太阳电池SC进行刷新充电，除此以外的情况下，使用直流电源23。
进而，本实施方式中，在构成电池组5的铅蓄电池的一部分电解槽（铅蓄电池的外壳）上安装有未图示的温度传感器。在上述流程图之外，充电控制电路25构成为总是从温度传感器取得温度信息，超过规定的温度的情况下，停止充电。这是为了预防电池因异常发热而热失控等。优选规定的温度根据设置电池组的环境而改变，本实施方式中，例如设定为50℃。温度传感器安装在构成电池组5的铅蓄电池中温度最容易上升的电池组上部等位置时更加安全。
确定阈值与计时器时间的关系的上述式（1）只是优选的一例，能够根据刷新充电的电池组的种类、单电池个数等适当变更。通过实验，确认了式（1）考虑到误差为以下范围。
Tx=（0.9±0.05）ln（Sx）+（14.7±0.05）
此外，也可以通过下式根据阈值确定计时器时间。
Tx=（31.0±0.05）Sx+（10.6±0.05）
Tx=（15.2±0.05）Sx 0.0999
Tx=（1208.8±0.05）Sx 2+（102.5±0.05）Sx+（9.6±0.05）
上述使用的阈值也是一例，当然也可以使中间阈值仅有一个，或设定多于两个的中间阈值。
本实施方式中，在步骤ST80、ST140、ST200、ST240和ST280中，检测到异常的情况下，发出警报信号，停止充电，而接收到警报信号后如何处理是任意的。例如，如果是进行远程监视的情况，则当然可以对于远程地点通知错误。
图5是表示本发明的第二实施方式的图。图5中，对于与图1表示的实施方式相同的部件，附加对于对图1附加的符号的数字加100的数字的符号并省略说明。本实施方式中，使将太阳电池（SC1，SC2，SC3，……SCn以下，总称的情况下称为“太阳电池SC”）和电池单元（U1，U2，U3，……Un以下，总称的情况下称为“电池单元U”）组合构成的系统通过切换电路127对于负载109并联连接构成发电系统101。切换电路127与来自切换控制装置128的指令相应地进行切换动作。本实施方式中，与第一实施方式不同，各刷新充电装置115中不包括直流电源，各刷新充电装置115具有作为充电控制电路的功能。各刷新充电装置115通过开关SW1与电池组105连接。各刷新充电装置115中还保存有各电池单元U的充电/放电历史记录、上一次进行刷新充电的日期时间、SOC等历史记录信息。此外，本实施方式中使用的逆变器107不仅将直流转换为交流，还具有作为将交流转换为直流的转换器的功能。
本实施方式中，能够使用以下三种电源作为进行电池组105的刷新充电的情况下的供电源。
（i）使用与电池组105连接的太阳电池SC。
（ii）使用其他电池单元U的电池组105。
（iii）使用外部电源130。
切换控制装置128构成为基于来自气象预报公司的气象信息，制定太阳电池SC的发电量、稳定发电、发电开始时刻的预测，此外，基于各刷新充电装置115保存的各电池单元U的历史记录，确定各电池单元的刷新充电的顺序，通过对切换电路127进行切换，能够选择（i）～（iii）中的任一个作为供电源。此外，切换控制装置128具有对各刷新充电装置115输出开始刷新充电的开始指令的功能。
例如，得知晴天长时间持续的情况下，切换控制装置128使需要刷新充电的一个电池单元U切断，利用与电池组105连接的太阳电池SC进行刷新充电（（i）的情况）。
此外，天气较差、不能期待发电量的情况下，将其他电池单元U作为供电源（（ii）的情况）。为了使刷新充电中输出侧的电力不会变得不足，本实施方式中，切换控制装置128以供电侧电池单元数：充电侧电池单元数=2：1的方式设定切换。例如，需要对电池单元U1的电池组105进行刷新充电的情况下，将电池单元U2和U3用作供电源。该情况下，切换控制装置128使电池单元U1、U2和U3从负载109电切断，以从电池单元U2和U3对于电池单元U1供给交流输出的方式切换切换电路127。同时，接收到来自切换控制装置128的开始指令的电池单元U1的刷新充电装置115关闭SW1，从而将电池单元U1的逆变器107用作交流-直流转换器，以电池单元U2和U3为电源对电池单元U1的电池组105流过直流电流，进行刷新充电。
利用外部电源130的情况（（iii）的情况）是天气较差、不能期待发电量、并且紧急需要刷新充电的情况。该情况下，切换控制装置128使具有需要刷新充电的电池组105的电池单元U从系统切断，以从外部电源130进行供电的方式对切换电路127进行切换。
通过这样构成，能够尽量不使用外部电源130的电力地对电池单元U的电池组105进行刷新充电。
上述实施方式是以太阳电池的输出对电池组充电，使用应用其他自然能源而动作的发电源的情况当然也能够应用本发明。
产业上的利用可能性
根据本发明，能够获得一种由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法和充电装置，其不经过最大计时器时间也能够判定充电充分，能够缩短充电时间，获得需要的充电量。结果，不会消费多余的充电用电力。此外，由于通过充电电流和充电时间（计时器）控制充电，具有无需以往那样的复杂的控制的效果。
符号说明

Claims (6)

1.一种由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法，其特征在于：
为了使在没有进行刷新充电时以比满充电状态少的状态使用的由多个铅蓄电池构成的电池组成为完全充电状态，
在所述电池组的电压达到规定的设定电压之前，实施以恒定电流进行充电的恒定电流充电模式，
当检测到所述电池组的电压达到所述规定的设定电压时，切换充电模式，实施以恒定电压进行充电的恒定电压充电模式，
在所述恒定电压充电模式中，使用预先基于试验确定的，以所述多个铅蓄电池均未达到寿命为前提，对充电电流达到规定的阈值S0后仍继续充电直至所述多个铅蓄电池成为所述完全充电状态为止所需要的时间进行推定而得到的最大计时器时间Tm，和能够推定所述多个铅蓄电池成为所述完全充电状态的充电电流的下限电流值，实施以下动作：当所述充电电流达到所述规定的阈值S0时，开始所述最大计时器时间Tm的计数并在所述最大计时器时间Tm的计数完成时停止充电；或者，当检测到所述充电电流达到比所述规定的阈值低的所述下限电流值时停止充电，
在所述恒定电压充电模式中，在所述规定的阈值S0与所述下限电流值之间设定阶段性地减小的n个中间阈值S1～Sn，进而设定所述充电电流达到该n个中间阈值S1～Sn时开始计数的n个备用计时器时间T1～Tn，其中，n为1以上的整数，
将所述n个备用计时器时间T1～Tn，作为对所述充电电流达到所述中间阈值后仍继续充电直至所述多个铅蓄电池成为所述完全充电状态所需要的时间进行推定而得到的时间，设定为满足Tm>T1>……>Tn的关系，
在检测到所述下限电流值之前，当所述最大计时器时间Tm和所述n个备用计时器时间T1～Tn中的任一个计数完成时，停止充电。
2.如权利要求1所述的由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法，其特征在于：
在设所述规定的阈值S0和所述n个中间阈值S1～Sn为电流值Sx[CA]，所述最大计时器时间Tm和所述n个备用计时器时间T1～Tn为时间Tx[h]的情况下，
所述规定的阈值S0和所述n个中间阈值S1～Sn、所述最大计时器时间Tm和所述n个备用计时器时间T1～Tn，分别以满足下述关系式的方式确定，
Tx＝(0.9±0.05)ln(Sx)+(14.7±0.05)。
3.如权利要求1所述的由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法，其特征在于：
在充电动作开始的同时开始计数，当比预先确定的所述最大计时器时间Tm长的极限计时器时间的计数完成时，如果充电动作还在继续，则判定所述多个铅蓄电池中的一个以上的铅蓄电池异常，并发出警报信号。
4.如权利要求1所述的由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法，其特征在于：
如果自所述恒定电压充电模式下的恒定电压充电开始起直至所述充电电流达到所述下限电流值为止的时间，比所述备用计时器时间短的最小计时器时间还短，则在所述充电电流成为所述下限电流值以下后，判定所述多个铅蓄电池到达寿命，并发出警报信号。
5.如权利要求1所述的由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电方法，其特征在于：
还具备对所述多个铅蓄电池中的一个以上的铅蓄电池的电解槽表面的温度进行测定的温度测定器，
当所述温度测定器测量到规定的温度时，判定所述一个以上的铅蓄电池异常，并发出警报信号。
6.一种由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电装置，其特征在于：
所述由铅蓄电池构成的电池组的刷新充电装置具备充电电路，该充电电路构成为，为了使在没有进行刷新充电时以比满充电状态少的状态使用的由多个铅蓄电池构成的电池组成为完全充电状态，而实施：在所述电池组的电压达到规定的设定电压之前，以恒定电流进行充电的恒定电流充电模式；和当检测到所述电池组的电压达到所述规定的设定电压时，切换充电模式，以恒定电压进行充电的恒定电压充电模式，
所述充电电路构成为，在所述恒定电压充电模式中，使用预先基于试验确定的，以使用的所述多个铅蓄电池均未达到寿命为前提，对充电电流达到规定的阈值S0后仍继续充电直至所述多个铅蓄电池成为所述完全充电状态为止所需要的时间进行推定而得到的最大计时器时间Tm，和能够推定所述多个铅蓄电池成为所述完全充电状态的充电电流的下限电流值，实施以下动作：当所述充电电流达到所述规定的阈值S0时，开始所述最大计时器时间Tm的计数并在所述最大计时器时间Tm的计数完成时停止充电；或者，当检测到所述充电电流达到比所述规定的阈值低的所述下限电流值时停止充电，
在所述恒定电压充电模式中，在所述规定的阈值S0与所述下限电流值之间设定阶段性地减小的n个中间阈值S1～Sn，进而设定所述充电电流达到该n个中间阈值S1～Sn时开始计数的n个备用计时器时间T1～Tn，其中，n为1以上的整数，
将所述n个备用计时器时间T1～Tn，作为对所述充电电流达到所述中间阈值后仍继续充电直至所述多个铅蓄电池成为所述完全充电状态所需要的时间进行推定而得到的时间，设定为满足Tm>T1>……>Tn的关系，
在所述充电电路中，在检测到所述下限电流值之前，当所述最大计时器时间Tm和所述n个备用计时器时间T1～Tn中的任一个计数完成时，停止充电。
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