JP2001025174A - バッテリ充電装置 - Google Patents
バッテリ充電装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】直列に接続されたバッテリセル（又はコンデン
サ）を効率良く、高い電圧バッテリセル（又はコンデン
サ）から低い電圧バッテリセル（又はコンデンサ）へエ
ネルギー変換をし、短時間で各バッテリセル（又はコン
デンサ）にバランス良く充電する装置を提供する。 【解決手段】直列に接続されたバッテリセル（又はコン
デンサ）をそれぞれ独立のスイッチング回路を通してト
ランス結合にすることにより、規定電圧値を超えたバッ
テリセルの余剰エネルギーをトランスのコイルを介して
規定値より低いバッテリセルにバッテリ充電器の一括電
流と伴に充電させる。また、規定電圧値を超えるバッテ
リセルが多くなればなるほど低いセルへより多くの余剰
エネルギーを供給する。
サ）を効率良く、高い電圧バッテリセル（又はコンデン
サ）から低い電圧バッテリセル（又はコンデンサ）へエ
ネルギー変換をし、短時間で各バッテリセル（又はコン
デンサ）にバランス良く充電する装置を提供する。 【解決手段】直列に接続されたバッテリセル（又はコン
デンサ）をそれぞれ独立のスイッチング回路を通してト
ランス結合にすることにより、規定電圧値を超えたバッ
テリセルの余剰エネルギーをトランスのコイルを介して
規定値より低いバッテリセルにバッテリ充電器の一括電
流と伴に充電させる。また、規定電圧値を超えるバッテ
リセルが多くなればなるほど低いセルへより多くの余剰
エネルギーを供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリセル（又
はコンデンサ）を直列に複数接続され、一括でバッテリ
セルに充電する場合に各セルの充電バランス不良に対
し、共通トランスを介して、規定電圧より高いバッテリ
セルの余剰エネルギーを規定電圧より低いバッテリセル
へ移行させる充電装置に関するもので特に過電圧防止に
関するものである。
はコンデンサ）を直列に複数接続され、一括でバッテリ
セルに充電する場合に各セルの充電バランス不良に対
し、共通トランスを介して、規定電圧より高いバッテリ
セルの余剰エネルギーを規定電圧より低いバッテリセル
へ移行させる充電装置に関するもので特に過電圧防止に
関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来の過電圧防止装置は、図７に示すよう
にバッテリセルを直列に複数接続された各バッテリセル
に対し、バッテリ電圧を検出する過電圧検出回路有し規
定電圧値より高い場合、スイッチング素子を動作し、抵
抗で余剰電力を消費して電圧上昇を防止し、各バッテリ
セル電圧を一定にしていた。このため、全てのバッテリ
セルが規定電圧値にそろうまでの消費時間及び、無効バ
ッテリ充電エネルギーを要する欠点が有った。
にバッテリセルを直列に複数接続された各バッテリセル
に対し、バッテリ電圧を検出する過電圧検出回路有し規
定電圧値より高い場合、スイッチング素子を動作し、抵
抗で余剰電力を消費して電圧上昇を防止し、各バッテリ
セル電圧を一定にしていた。このため、全てのバッテリ
セルが規定電圧値にそろうまでの消費時間及び、無効バ
ッテリ充電エネルギーを要する欠点が有った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】直列に接続されたバッ
テリセル（又はコンデンサ）を高率良く、高い電圧バッ
テリセル（又はコンデンサ）から低い電圧バッテリセル
（又はコンデンサ）へエネルギー変換をし、短時間で各
バッテリセル（又はコンデンサ）にバランス良く充電す
る装置を提供する。
テリセル（又はコンデンサ）を高率良く、高い電圧バッ
テリセル（又はコンデンサ）から低い電圧バッテリセル
（又はコンデンサ）へエネルギー変換をし、短時間で各
バッテリセル（又はコンデンサ）にバランス良く充電す
る装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１の発明は複数個のバッテリ（セル）を直列に接
続し、該直列接続体を一括充電するバッテリ充電装置に
おいて、該各バッテリ間には、共通トランスの１次側コ
イルとスイッチング素子の直列回路と、該スイッチング
素子の駆動回路と、過電圧検出回路とを設け、且つ該共
通トランスの２次側コイルを全波整流素子もしくは半波
整流素子を介して該直列接続体の両端間に接続したこと
を特徴とする。この構成により各バッテリを独立に制御
し、トランス結合を介して余剰電力を他のバッテリに転
送し効率の向上と充電時間の短縮を可能にした。
請求項１の発明は複数個のバッテリ（セル）を直列に接
続し、該直列接続体を一括充電するバッテリ充電装置に
おいて、該各バッテリ間には、共通トランスの１次側コ
イルとスイッチング素子の直列回路と、該スイッチング
素子の駆動回路と、過電圧検出回路とを設け、且つ該共
通トランスの２次側コイルを全波整流素子もしくは半波
整流素子を介して該直列接続体の両端間に接続したこと
を特徴とする。この構成により各バッテリを独立に制御
し、トランス結合を介して余剰電力を他のバッテリに転
送し効率の向上と充電時間の短縮を可能にした。
【０００５】上記課題を解決するため請求項５の発明は
複数個のバッテリ（セル）を直列に接続し、該直列接続
体を一括充電するバッテリ充電装置において、該各バッ
テリ間には、共通トランスの１次側コイルとスイッチン
グ素子の直列回路と、２次側コイルとダイオードの直列
回路と該スイッチング素子の駆動回路及び過電圧検出回
路を設け、該駆動回路は発振回路の出力信号と各過電圧
検出回路の検出信号との論理出力により、該スイッチン
グ素子をオン・オフ駆動せしめるようにしたことを特徴
とする。
複数個のバッテリ（セル）を直列に接続し、該直列接続
体を一括充電するバッテリ充電装置において、該各バッ
テリ間には、共通トランスの１次側コイルとスイッチン
グ素子の直列回路と、２次側コイルとダイオードの直列
回路と該スイッチング素子の駆動回路及び過電圧検出回
路を設け、該駆動回路は発振回路の出力信号と各過電圧
検出回路の検出信号との論理出力により、該スイッチン
グ素子をオン・オフ駆動せしめるようにしたことを特徴
とする。
【０００６】又請求項９の発明は複数個のバッテリ（セ
ル）を直列に接続し、該直列接続体を一括充電するバッ
テリ充電装置において、該各バッテリ間には、共通トラ
ンスの１次側コイルとスイッチング素子の直列回路と、
該スイッチング素子の駆動回路と過電圧検出回路とを設
け、且つ該各１次側コ イルを同相巻とすると共に該各
スイッチング素子と逆極性の方向に並列にダイオードを
設けたことを特徴とする。
ル）を直列に接続し、該直列接続体を一括充電するバッ
テリ充電装置において、該各バッテリ間には、共通トラ
ンスの１次側コイルとスイッチング素子の直列回路と、
該スイッチング素子の駆動回路と過電圧検出回路とを設
け、且つ該各１次側コ イルを同相巻とすると共に該各
スイッチング素子と逆極性の方向に並列にダイオードを
設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施例１を図１に示す。
１は直列に接続された複数のバッテリセルを一括で充電
するバッテリ充電器（定電圧直流電源等）、２は直列に
接続された複数のバッテリセル（直列接続体）、３は各
バッテリセルの電圧を独自に規定値以上の電圧になった
ことを検出する過電圧検出回路、４はトランスＴ１を介
してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をスイッチングするた
めの発振周波数をきめる発振器回路、５は過電圧検出回
路の出力と発振器回路の出力を論理積を構成しているＮ
ＡＮＤ回路、６はバッテリセルが規定値以上の電圧時に
トランスＴ１、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を制御する
ための検出制御回路、７は検出制御回路６の出力に応じ
てバッテリセル余剰エネルギー変換するための転送回
路、トランスＴ１は１次側コイルＬ１，２，３，４は同
相巻き、２次側コイルＬ５は逆相巻きで構成されてい
る。
１は直列に接続された複数のバッテリセルを一括で充電
するバッテリ充電器（定電圧直流電源等）、２は直列に
接続された複数のバッテリセル（直列接続体）、３は各
バッテリセルの電圧を独自に規定値以上の電圧になった
ことを検出する過電圧検出回路、４はトランスＴ１を介
してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をスイッチングするた
めの発振周波数をきめる発振器回路、５は過電圧検出回
路の出力と発振器回路の出力を論理積を構成しているＮ
ＡＮＤ回路、６はバッテリセルが規定値以上の電圧時に
トランスＴ１、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を制御する
ための検出制御回路、７は検出制御回路６の出力に応じ
てバッテリセル余剰エネルギー変換するための転送回
路、トランスＴ１は１次側コイルＬ１，２，３，４は同
相巻き、２次側コイルＬ５は逆相巻きで構成されてい
る。
【０００８】次に、これを動作するためにはまず、バッ
テリ充電器１より、直列に接続された複数のバッテリセ
ルを一括で充電する。バッテリセルの充放電ばらつきに
より各バッテリセルの電圧Ｖ１〜Ｖ４は異なる。仮にバ
ッテリセルＳ１の充電電圧Ｖ１が最も高く、過電圧検出
回路３により規定値電圧ＶＳＴを超えたことを検出した
場合（Ｖ１＞ＶＳＴ）は過電圧検出回路３の出力 ａ端
子は”Ｈｉ”となり発振器回路４の出力ｂ端子とＮＡＮ
Ｄ回路５で論理積をとり、スイッチング素子Ｑ１を制御
し、トランスＴ１の一次コイルＬ１をバッテリセルＳ１
から電流 ｉ１が流れる。このスイッチング電流 ｉ１が
流れたことから、トランスT1を介して他の１次側コイル
L2,L3,L4に発生した電圧は各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ
３，Ｑ４のVCE耐圧にブロックされ流れず、スイッチン
グ素子Ｑ１がOFFしたときにコイルL5に発生した電流 ｉ
２がｉ０電流と同時に各バッテリセルに流れ、バッテリ
セルＳ1に余剰エネルギーが他のバッテリセルへ移行さ
れたことになる。
テリ充電器１より、直列に接続された複数のバッテリセ
ルを一括で充電する。バッテリセルの充放電ばらつきに
より各バッテリセルの電圧Ｖ１〜Ｖ４は異なる。仮にバ
ッテリセルＳ１の充電電圧Ｖ１が最も高く、過電圧検出
回路３により規定値電圧ＶＳＴを超えたことを検出した
場合（Ｖ１＞ＶＳＴ）は過電圧検出回路３の出力 ａ端
子は”Ｈｉ”となり発振器回路４の出力ｂ端子とＮＡＮ
Ｄ回路５で論理積をとり、スイッチング素子Ｑ１を制御
し、トランスＴ１の一次コイルＬ１をバッテリセルＳ１
から電流 ｉ１が流れる。このスイッチング電流 ｉ１が
流れたことから、トランスT1を介して他の１次側コイル
L2,L3,L4に発生した電圧は各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ
３，Ｑ４のVCE耐圧にブロックされ流れず、スイッチン
グ素子Ｑ１がOFFしたときにコイルL5に発生した電流 ｉ
２がｉ０電流と同時に各バッテリセルに流れ、バッテリ
セルＳ1に余剰エネルギーが他のバッテリセルへ移行さ
れたことになる。
【０００９】次にバッテリセルＳ２が規定値以上の電圧
になった場合、スイッチング素子Q2も同時にスイッチン
グし、スイッチング素子Ｑ１、Q2がOFFしたときに２次
側コイルL5に発生した電流 ｉ２がｉ０電流と同時にバ
ッテリセルに流れ、バッテリセルＳ1、Ｓ2の余剰エネル
ギーが他のバッテリセルへ移行されたことになる。以下
同様である。さらに全てのバッテリセルが過電圧検出回
路が働いたときは満充電として１の一括バッテリ充電器
を停止させる。
になった場合、スイッチング素子Q2も同時にスイッチン
グし、スイッチング素子Ｑ１、Q2がOFFしたときに２次
側コイルL5に発生した電流 ｉ２がｉ０電流と同時にバ
ッテリセルに流れ、バッテリセルＳ1、Ｓ2の余剰エネル
ギーが他のバッテリセルへ移行されたことになる。以下
同様である。さらに全てのバッテリセルが過電圧検出回
路が働いたときは満充電として１の一括バッテリ充電器
を停止させる。
【００１０】図２は本発明の他の実施例を示し、トラン
スＴ１の１次側コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，及びＬ４と２
次側コイルＬ５を同相巻きとした例を示し、、コイル比
Ｌ１＝ｎＬ５設定し、ｎを適切に選択することでスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４がＯＮした時コイル
Ｌ５に電圧が発生し、電流 ｉ２が ｉ０と同時に半波の
整流素子D1を通して流れ、上記図１の回路と同様の性能
が入られる。
スＴ１の１次側コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，及びＬ４と２
次側コイルＬ５を同相巻きとした例を示し、、コイル比
Ｌ１＝ｎＬ５設定し、ｎを適切に選択することでスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４がＯＮした時コイル
Ｌ５に電圧が発生し、電流 ｉ２が ｉ０と同時に半波の
整流素子D1を通して流れ、上記図１の回路と同様の性能
が入られる。
【００１１】図３は本発明の第３の実施例を示し、トラ
ンスT1の２次側コイルL5の出力を全波の整流素子B1を用
いて電流 ｉ２を流してもスイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４のＯＮまたはＯＦＦ時に電流 ｉ２を流
すことができ、効率的に充電できる。
ンスT1の２次側コイルL5の出力を全波の整流素子B1を用
いて電流 ｉ２を流してもスイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４のＯＮまたはＯＦＦ時に電流 ｉ２を流
すことができ、効率的に充電できる。
【００１２】図４は本発明の第４の実施例を示す。図４
においてはトランスT1の二次側コイルＬ５，Ｌ６，Ｌ７
及びＬ８を各バッテリセルごとにそれぞれ設けた場合を
示す。これを動作するためにはまず、１のバッテリ充電
器より、直列に接続された複数のバッテリセルを一括で
充電する。バッテリセルの充放電ばらつきにより各バッ
テリセルの電圧Ｖ１〜Ｖ４は異なる。仮にバッテリセル
Ｓ１の充電電圧Ｖ１が最も高く、過電圧検出回路３より
規定値電圧ＶＳＴを超えた場合（Ｖ１＞ＶＳＴ）は出力
ａ端子は”Ｈｉ”となり発振器回路４の出力ｂ端子と
ＮＡＮＤ回路５で論理積をとり、スイッチング素子Ｑ１
を制御し、トランスＴ１の一次コイルＬ１をバッテリセ
ルＳ１から電流 ｉ１が流れる。
においてはトランスT1の二次側コイルＬ５，Ｌ６，Ｌ７
及びＬ８を各バッテリセルごとにそれぞれ設けた場合を
示す。これを動作するためにはまず、１のバッテリ充電
器より、直列に接続された複数のバッテリセルを一括で
充電する。バッテリセルの充放電ばらつきにより各バッ
テリセルの電圧Ｖ１〜Ｖ４は異なる。仮にバッテリセル
Ｓ１の充電電圧Ｖ１が最も高く、過電圧検出回路３より
規定値電圧ＶＳＴを超えた場合（Ｖ１＞ＶＳＴ）は出力
ａ端子は”Ｈｉ”となり発振器回路４の出力ｂ端子と
ＮＡＮＤ回路５で論理積をとり、スイッチング素子Ｑ１
を制御し、トランスＴ１の一次コイルＬ１をバッテリセ
ルＳ１から電流 ｉ１が流れる。
【００１３】スイッチング電流 ｉ１が流れたことか
ら、トランスT1を介して他のコイルL2,L3,L4に発生した
電圧は各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のVCE耐圧
にブロックされ流れず、スイッチング素子Ｑ１がOFFし
たときにコイルL５、Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８に発生した電流
ｉ２、ｉ３，ｉ４，ｉ５がｉ０電流と同時に各バッテリ
セルに流れ、バッテリセルＳ1の余剰エネルギーが他の
バッテリセルへ移行できたことになる。尚、Ｌ５に発生
したエネルギーはバッテリセルＳ１に充電され再びスイ
ッチング素子Ｑ１により、スイッチングされるので、変
換効率分のみ消費される。
ら、トランスT1を介して他のコイルL2,L3,L4に発生した
電圧は各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のVCE耐圧
にブロックされ流れず、スイッチング素子Ｑ１がOFFし
たときにコイルL５、Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８に発生した電流
ｉ２、ｉ３，ｉ４，ｉ５がｉ０電流と同時に各バッテリ
セルに流れ、バッテリセルＳ1の余剰エネルギーが他の
バッテリセルへ移行できたことになる。尚、Ｌ５に発生
したエネルギーはバッテリセルＳ１に充電され再びスイ
ッチング素子Ｑ１により、スイッチングされるので、変
換効率分のみ消費される。
【００１４】次にバッテリセルＳ２が規定以上の電圧に
なった場合、スイッチング素子Q1,Q2が同時にスイッチ
ングし、スイッチング素子Ｑ１、Q2がOFFしたときにコ
イルL５、Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８に発生した電流 ｉ２、ｉ
３，ｉ４，ｉ５がｉ０電流と同時にバッテリセルに流
れ、バッテリセルＳ1、Ｓ2に余剰エネルギーが他のバッ
テリセルへ移行できたことになる。以下同様である。こ
のことにより、規定値電圧に達しないバッテリセルはよ
り多くの転送エネルギーが得られるので規定値電圧に達
する時間が早まる。
なった場合、スイッチング素子Q1,Q2が同時にスイッチ
ングし、スイッチング素子Ｑ１、Q2がOFFしたときにコ
イルL５、Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８に発生した電流 ｉ２、ｉ
３，ｉ４，ｉ５がｉ０電流と同時にバッテリセルに流
れ、バッテリセルＳ1、Ｓ2に余剰エネルギーが他のバッ
テリセルへ移行できたことになる。以下同様である。こ
のことにより、規定値電圧に達しないバッテリセルはよ
り多くの転送エネルギーが得られるので規定値電圧に達
する時間が早まる。
【００１５】次に図５は本発明の第５の実施例を示すも
ので、トランスＴ１の２次側コイルＬ５，Ｌ６，Ｌ７及
びＬ８にダイオードＤ１〜Ｄ４と共に夫々第２のスイッ
チング素子Ｑ５〜Ｑ８を直列に接続し、スイッチング素
子Ｑ５〜Ｑ８を夫々過電圧検出回路３の検出信号により
オン、オフ制御する例を示す。
ので、トランスＴ１の２次側コイルＬ５，Ｌ６，Ｌ７及
びＬ８にダイオードＤ１〜Ｄ４と共に夫々第２のスイッ
チング素子Ｑ５〜Ｑ８を直列に接続し、スイッチング素
子Ｑ５〜Ｑ８を夫々過電圧検出回路３の検出信号により
オン、オフ制御する例を示す。
【００１６】図５に示すようにトランスＴ１の２次出力
をバッテリセルが規定値電圧以上に達した場合は例え
ば、バッテリセルＳ１の充電電圧Ｖ１が最も高く、過電
圧検出回路３により規定値電圧ＶＳＴを超えた場合（Ｖ
１＞ＶＳＴ）は出力 ａ端子は”Ｈｉ”となり発振器回
路４の出力ｂ端子とＮＡＮＤ回路５で論理積をとり、ス
イッチング素子Ｑ１を制御する。これと同時にスイッチ
ング素子Ｑ５はＯＦＦ状態になり、コイルＬ５に発生し
た電流は流れず、バッテリセルＳ１に再充電されない。
その分コイルＬ６，Ｌ７，Ｌ８により多くの電流が発生
し、充電エネルギーを必要とするバッテリセルに効率的
に振り分けられる。
をバッテリセルが規定値電圧以上に達した場合は例え
ば、バッテリセルＳ１の充電電圧Ｖ１が最も高く、過電
圧検出回路３により規定値電圧ＶＳＴを超えた場合（Ｖ
１＞ＶＳＴ）は出力 ａ端子は”Ｈｉ”となり発振器回
路４の出力ｂ端子とＮＡＮＤ回路５で論理積をとり、ス
イッチング素子Ｑ１を制御する。これと同時にスイッチ
ング素子Ｑ５はＯＦＦ状態になり、コイルＬ５に発生し
た電流は流れず、バッテリセルＳ１に再充電されない。
その分コイルＬ６，Ｌ７，Ｌ８により多くの電流が発生
し、充電エネルギーを必要とするバッテリセルに効率的
に振り分けられる。
【００１７】以上の動作により、余剰エネルギーを不足
しているバッテリセルに振りわけられ、効率的に各バッ
テリセルをバランスよく充電が可能になる。ここで全て
のバッテリセルが過電圧検出回路が働いたときは満充電
として１の一括バッテリ充電器を停止させる。
しているバッテリセルに振りわけられ、効率的に各バッ
テリセルをバランスよく充電が可能になる。ここで全て
のバッテリセルが過電圧検出回路が働いたときは満充電
として１の一括バッテリ充電器を停止させる。
【００１８】図６は本発明の第６の実施例を示し、トラ
ンスＴ１の２次側コイルを省略し、各スイッチング素子
Ｑ１〜Ｑ４に夫々並列にダイオードＤ１〜Ｄ４を夫々逆
極性に接続した例を示す。この動作はバッテリ充電器１
より、直列に接続された複数のバッテリセルを一括で充
電する。バッテリセルの充放電ばらつきにより各バッテ
リセルの電圧Ｓ１〜Ｓ４は異なる。仮にＶ１のバッテリ
セルＳ１の充電電圧が最も高く、過電圧検出回路３によ
り規定値電圧ＶＳＴを超えた場合（Ｖ１＞ＶＳＴ）は過
電圧検出回路３の出力ａは”Ｈｉ”となり発振器回路４
の出力ｂＮＡＮＤ回路５で論理積をとり、スイッチング
素子Ｑ１を制御し、トランスＴ１の一次コイルＬ１をバ
ッテリセルＳ１から電流 ｉ１が流れる。
ンスＴ１の２次側コイルを省略し、各スイッチング素子
Ｑ１〜Ｑ４に夫々並列にダイオードＤ１〜Ｄ４を夫々逆
極性に接続した例を示す。この動作はバッテリ充電器１
より、直列に接続された複数のバッテリセルを一括で充
電する。バッテリセルの充放電ばらつきにより各バッテ
リセルの電圧Ｓ１〜Ｓ４は異なる。仮にＶ１のバッテリ
セルＳ１の充電電圧が最も高く、過電圧検出回路３によ
り規定値電圧ＶＳＴを超えた場合（Ｖ１＞ＶＳＴ）は過
電圧検出回路３の出力ａは”Ｈｉ”となり発振器回路４
の出力ｂＮＡＮＤ回路５で論理積をとり、スイッチング
素子Ｑ１を制御し、トランスＴ１の一次コイルＬ１をバ
ッテリセルＳ１から電流 ｉ１が流れる。
【００１９】この時、電流 ｉ１が流れたことにより、
トランスT1を介して他のコイルL2,L3,L4はそれぞれ電流
ｉ２， ｉ３， ｉ４、がバッテリセルS2,S3,S4に充電す
る方向にダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４を通って電流が流
れる。これのより、バッテリ充電器からのバッテリセル
一括充電電流 ｉ０と合わせてそれぞれのバッテリセル
に充電される。つまり、バッテリセルS1の余剰エネルギ
ーが電流 ｉ２，ｉ３，Ｉ４として規定値電圧に達しな
いバッテリセルに転送されたことになる。同様にバッテ
リセルS2も規定値電圧なった場合もバッテリセルS1の余
剰エネルギーをスイッチング素子Q1でバッテリセルS２
の余剰エネルギーをスイッチング素子Q２で同相で制御
できるために、両者の余剰エネルギーの総和を他のバッ
テリセルＳ３，Ｓ４に転送可能になる。このことによ
り、規定値電圧に達しないバッテリセルはより多くの転
送エネルギーが増えるので規定値電圧に達する時間が早
まる。
トランスT1を介して他のコイルL2,L3,L4はそれぞれ電流
ｉ２， ｉ３， ｉ４、がバッテリセルS2,S3,S4に充電す
る方向にダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４を通って電流が流
れる。これのより、バッテリ充電器からのバッテリセル
一括充電電流 ｉ０と合わせてそれぞれのバッテリセル
に充電される。つまり、バッテリセルS1の余剰エネルギ
ーが電流 ｉ２，ｉ３，Ｉ４として規定値電圧に達しな
いバッテリセルに転送されたことになる。同様にバッテ
リセルS2も規定値電圧なった場合もバッテリセルS1の余
剰エネルギーをスイッチング素子Q1でバッテリセルS２
の余剰エネルギーをスイッチング素子Q２で同相で制御
できるために、両者の余剰エネルギーの総和を他のバッ
テリセルＳ３，Ｓ４に転送可能になる。このことによ
り、規定値電圧に達しないバッテリセルはより多くの転
送エネルギーが増えるので規定値電圧に達する時間が早
まる。
【００２０】以上の動作により、余剰エネルギーを不足
しているバッテリセルに振るわけられ、効率的に各バッ
テリセルをバランスよく充電が可能になる。ここで全て
のバッテリセルが過電圧検出回路が働いたときは満充電
として１の一括バッテリ充電器を停止させる。なお、複
数のバッテリセルの内、最下位のバッテリセルＳ４を最
もバッテリセル負荷が大きい場合、バッテリセルＳ４が
充電不足なる。トランスのコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ
４の巻き数をＬ１＝Ｌ２＝Ｌ３，とし、Ｌ４のみを多く
することでバッテリセルＳ４以外が余剰エネルギーを生
じた場合、優先的バッテリセルＳ４に巻き数に比例した
高い電圧が印可されより充電量が増す。
しているバッテリセルに振るわけられ、効率的に各バッ
テリセルをバランスよく充電が可能になる。ここで全て
のバッテリセルが過電圧検出回路が働いたときは満充電
として１の一括バッテリ充電器を停止させる。なお、複
数のバッテリセルの内、最下位のバッテリセルＳ４を最
もバッテリセル負荷が大きい場合、バッテリセルＳ４が
充電不足なる。トランスのコイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ
４の巻き数をＬ１＝Ｌ２＝Ｌ３，とし、Ｌ４のみを多く
することでバッテリセルＳ４以外が余剰エネルギーを生
じた場合、優先的バッテリセルＳ４に巻き数に比例した
高い電圧が印可されより充電量が増す。
【００２１】また、第１実施例乃至第５実施例において
も同様に各１次側コイル間又は２次側コイル間に巻数に
差を設け所要バッテリに優先的に余剰エネルギーを供給
しその充電量を増すことが可能である。また、各実施例
においてバッテリセルの代りにコンデンサをした場合も
同様の構成で行なえ、同様な効果が得られる。
も同様に各１次側コイル間又は２次側コイル間に巻数に
差を設け所要バッテリに優先的に余剰エネルギーを供給
しその充電量を増すことが可能である。また、各実施例
においてバッテリセルの代りにコンデンサをした場合も
同様の構成で行なえ、同様な効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の構成をすることにより、余剰エ
ネルギーを不足しているバッテリセルに振るわけられ、
効率的に各バッテリセルをバランスよく充電が可能にな
る。また、バッテリセル内に負荷容量の大きいバッテリ
セルがある場合はトランスの巻き数をかえることによ
り、変換エネルギーの振り分けが変えられ、負荷容量の
大きいバッテリセルの充電不足を解消できる。また、複
数のバッテリセルを充電する高電圧バッテリ充電装置の
バッテリセル電圧をバランスさせる装置、例えば、高電
圧でモータを駆動するためのバッテリ電源充電装置に応
用できる。
ネルギーを不足しているバッテリセルに振るわけられ、
効率的に各バッテリセルをバランスよく充電が可能にな
る。また、バッテリセル内に負荷容量の大きいバッテリ
セルがある場合はトランスの巻き数をかえることによ
り、変換エネルギーの振り分けが変えられ、負荷容量の
大きいバッテリセルの充電不足を解消できる。また、複
数のバッテリセルを充電する高電圧バッテリ充電装置の
バッテリセル電圧をバランスさせる装置、例えば、高電
圧でモータを駆動するためのバッテリ電源充電装置に応
用できる。
【図１】本発明の実施例図
【図２】本発明の第２の実施例図
【図３】本発明の第３の実施例図
【図４】本発明の第４の実施例図
【図５】本発明の第５の実施例図
【図６】本発明の第６の実施例図
【図７】従来例
１．バッテリ充電器 ２．バッテリセル（直列接続体） ３．過電圧検出回路 ４．発振器回路 ５．ＮＡＮＤ回路 ６．制御（駆動）回路 ７．転送回路 Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４．スイッチング素子 Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７，Ｑ８．第２スイッチング素子 Ｄ１、Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４．ダイオード Ｂ１．全波整流素子 Ｔ１．トランス Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４．１次側コイル Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８．２次側コイル
Claims (11)
- 【請求項１】複数個のバッテリ（セル）を直列に接続
し、該直列接続体を一括充電するバッテリ充電装置にお
いて、該各バッテリ間には、共通トランスの１次側コイ
ルとスイッチング素子の直列回路と、該スイッチング素
子の駆動回路と、過電圧検出回路とを設け、且つ該共通
トランスの２次側コイルを全波整流素子もしくは半波整
流素子を介して該直列接続体の両端間に接続したことを
特徴とするバッテリ充電装置。 - 【請求項２】駆動回路は発振回路の出力信号と各過電圧
検出回路の検出信号との論理出力により、該スイッチン
グ素子をオン・オフ駆動せしめるようにしたことを特徴
とする請求項１のバッテリ充電装置。 - 【請求項３】共通トランスの各１次側コイルを同相巻と
し、２次側コイルを逆相巻としたことを特徴とする請求
項１又は請求項２のバッテリ充電装置。 - 【請求項４】共通トランスの１次側コイルと２次側コイ
ルを同相巻としたことを特徴とする請求項１又は請求項
２のバッテリ充電装置。 - 【請求項５】複数個のバッテリ（セル）を直列に接続
し、該直列接続体を一括充電するバッテリ充電装置にお
いて、該各バッテリ間には、共通トランスの１次側コイ
ルとスイッチング素子の直列回路と、２次側コイルとダ
イオードの直列回路と該スイッチング素子の駆動回路及
び 過電圧検出回路を備え、該駆動回路は発振回路の出
力信号と各過電圧検出回路の検出信号との論理出力によ
り、該スイッチング素子をオン・オフ駆動せしめるよう
にしたことを特徴とするバッテリ充電装置。 - 【請求項６】２次側コイルとダイオードの直列回路に第
２のスイッチング素子を直列に接続し、該第２のスイッ
チング素子を過電圧検出回路の検出信号によりオン・オ
フ制御するようにしたことを特徴とする請求項５のバッ
テリ充電装置。 - 【請求項７】共通トランスの１次側コイルと２次側コイ
ルを逆相関係に巻装したことを特徴とする請求項５又は
請求項６のバッテリ充電装置。 - 【請求項８】共通トランスの１次側コイルと２次側コイ
ルを同相関係に巻装したことを特徴とする請求項５又は
請求項６のバッテリ充電装置。 - 【請求項９】複数個のバッテリ（セル）を直列に接続
し、該直列接続体を一括充電するバッテリ充電装置にお
いて、該各バッテリ間には、共通トランスの１次側コイ
ルとスイッチング素子の直列回路と、該スイッチング素
子の駆動回路と過電圧検出回路とを設け、且つ該各１次
側コイルを同相巻とすると共に該各スイッチング素子と
逆極性の方向に並列にダイオードを設けたことを特徴と
するバッテリ充電装置。 - 【請求項１０】１次側コイルの少なくとも１つの巻数を
他の１次コイルに比し差を設けたことを特徴とする請求
項９のバッテリ充電装置。 - 【請求項１１】バッテリに代えてコンデンサを直列に接
続したことを特徴とする請求項１又は請求項５又は請求
項９のバッテリ充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18990399A JP3986211B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | バッテリ充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18990399A JP3986211B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | バッテリ充電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001025174A true JP2001025174A (ja) | 2001-01-26 |
| JP3986211B2 JP3986211B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=16249139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18990399A Expired - Fee Related JP3986211B2 (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | バッテリ充電装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3986211B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540793A (ja) * | 2006-06-15 | 2009-11-19 | エスケー エナジー 株式会社 | 多重変圧器の２次巻線を並列に接続した電荷均等化装置 |
| JP2010124682A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Huawei Device Co Ltd | 電池システムのための電圧等化装置および電圧等化方法 |
| JP2012228047A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Nippon Soken Inc | 組電池の容量調節回路 |
| KR101221319B1 (ko) | 2011-02-28 | 2013-01-15 | (주)이미지스테크놀로지 | 배터리팩의 능동형 셀-밸런싱 제어시스템 |
| JP2013066364A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-04-11 | Sony Corp | 蓄電装置および電動車両 |
| JP2015100217A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 蔡富生 | バッテリーユニットをバランシングするためのバランシング回路 |
-
1999
- 1999-07-05 JP JP18990399A patent/JP3986211B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9231280B2 (en) | 2011-08-31 | 2016-01-05 | Sony Corporation | Power storage apparatus and electric vehicle |
| JP2015100217A (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 蔡富生 | バッテリーユニットをバランシングするためのバランシング回路 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3986211B2 (ja) | 2007-10-03 |
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