JP2001167753A - 蓄電池接続装置 - Google Patents

蓄電池接続装置

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JP2001167753A
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Hiroshi Shinomiya
浩 四之宮
Noritoshi Yamaguchi
文紀 山口
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の蓄電池を用いて、充電電流のばらつきの
発生しない信頼性の高いシステムを構築すること 【解決手段】充放電制御手段からの正極と負極それぞれ
が接続される2つの長尺状電極と、この長尺状電極と正
負極接続される複数の蓄電池接続用端子部とを有し、2
本の長尺状電極が略平行に配置されるとともに充放電制
御手段からの正負極導線がそれぞれ2本の長尺状電極の
長手方向対向位置端部に接続され、長尺状電極における
蓄電池接続用端子部への正負の接続点が、略対面位置に
設けられた蓄電池接続装置とすること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、独立型太陽電池シ
ステム等における蓄電池の接続方法において、蓄電池の
不具合に対するフェールセーフ機能の確保と、設計・設
置の自由度向上の為の技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】気象観測や地震計など山間僻地の観測機
器システムにおいては、商用電源が引き込めないことか
ら、蓄電池によるバックアップ機能を付加した太陽電池
システムを電源として設置する場合が多い。このシステ
ムは図2に示すように、太陽電池12と蓄電池14と負
荷16、および充放電制御手段18により構築され、昼
間は太陽電池12からの発電電力によって充放電制御手
段18を介して蓄電池14を充電しつつ負荷16に電力
を供給し、夜間はすべて蓄電池14から電力を供給する
ように設計されている。太陽電池12は、雨天や曇天時
にその発電電力量は著しく低下する為、通常は、「不日
照日○○日」というように、直射日光がある期間連続し
て当たらなくとも蓄電池が空にならないよう、蓄電池1
4の容量が設定されている。ここで、充放電制御手段1
8は、蓄電池14a〜14cが過充電になると充電電力
をカットし、蓄電池14a〜14cを保護するように機
能するものである。
【0003】従って、蓄電地14の異常による電力容量
の低下はそのままシステムダウンとなって現れる為、蓄
電池14の信頼性確保は、この種のシステムにあっては
絶対的第一条件となる。さらに山間僻地ということで、
主として設置時のハンドリング性の問題という、性能と
は全く別の制約も発生する。蓄電池14には、充電のし
やすさや実績から、ほとんどシール型の鉛蓄電池が用い
られる。これは電極に鉛を用いている為に非常に重量が
嵩んでしまう。重量が大きいと、一般車両が入れないよ
うな山間部の場合、人手によって運搬しなければならな
いため、甚大な労力が伴うことになる。負荷によっては
大容量の蓄電池が必要となる場合もあるため、この蓄電
池の運搬は、性能以外の問題として決して無視できない
ものである。図2は、このような現状を踏まえた上で、
一部で採用されている従来構成である。しかしこれには
問題点があり、この点を次項で
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図2を、上記の内容に
加えてより詳細に説明すると、図例では蓄電池14が、
14a、14b、14cというように、3個の並列接続
になっている。このような並列接続とすることで、1個
の蓄電池に異常が発生しても、他の2個からの電力によ
ってある程度期間の動作は確保できる。ここで蓄電池の
異常について簡単に説明しておく。シール型鉛蓄電池
は、鉛または鉛/カルシウムの極板に、鉛(負極)と酸
化鉛(正極)の活物質を練り込んだ構造を有している。
充放電に伴い、組成の変化と膨張収縮が繰り返され、こ
の活物質の脱落やサルフェーションと称する硫酸鉛結晶
の析出が主たる劣化現象として現れる。このような劣化
が進行すると蓄電池の内部抵抗が上昇し、充放電動作自
体が行えなくなってしまう。従って、負荷の消費電力と
不日照日から決定される容量分の1個の蓄電池である
と、異常発生時には猶予時間なく完全シャットダウンし
てしまうのである。これに対して図例のような構成であ
れば、例え1個の蓄電池がシャットダウンしても、他の
2個から、不完全ながらある程度の期間は電力を提供す
ることができる。
【0005】このような理由により、図2のような複数
個の蓄電池による並列接続が採られるが、図例の構成で
は蓄電池14aに対して蓄電池14b、14cの順に充
放電制御手段18から遠くなり、蓄電池14cが最も配
線20の抵抗成分が大きくなってしまう。このような現
象が現れると複数の蓄電池間での充電容量の不均衡を来
し、最も充電量の少なくなる蓄電池14cほど過放電に
なりやすく、不具合の発生頻度が高くなる。従って、フ
ェイルセーフを目的に複数個の蓄電池により構成して
も、その効果が満足に得られないということになる。各
蓄電池14a〜14cへの導線をそれぞれ充放電制御手
段18の端子に接続するということも考えられるが、多
くの導線を1ヶ所にまとめなければならず、電気的・機
械的信頼性が確保しにくいということが問題になる。こ
のように蓄電池を用いた従来のシステムでは、複数の蓄
電池を用いた信頼性の高いシステムを構築することはで
きなかった。本発明はこの点の課題を解決しようとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、充放電制
御手段からの正極と負極それぞれが接続される2つの長
尺状電極と、この長尺状電極と正負極接続される複数の
蓄電池接続用端子部とを有し、2本の長尺状電極が略平
行に配置されるとともに充放電制御手段からの正負極導
線がそれぞれ2本の長尺状電極の長手方向対向位置端部
に接続され、長尺状電極における蓄電池接続用端子部へ
の正負の接続点が、略対面位置に設けられた蓄電池接続
装置により、解決することができる。すなわち、充放電
制御手段と蓄電池との間に、上記蓄電池接続装置を介在
させればよい。
【0007】またこの蓄電池接続装置を、長尺状電極と
蓄電池接続用端子部における蓄電池への出力点との間
に、固定抵抗を介在可能なように構成された構造とする
ことにより、一層の精度向上を図ることができる。
【0008】2本の長尺状電極を略平行に配置するとと
もに、充放電制御手段からの正負極導線をそれぞれ2本
の長尺状電極の長手方向対向位置端部に接続し、それぞ
れの長尺状電極に電流を流し込めるようになっている。
そして、長尺状電極における蓄電池接続用端子部への正
負の接続点を、向かい合っている2本の長尺状電極の略
対面位置に設けることにより、充放電制御手段からの導
線と長尺状電極との接続点から、それぞれの正側および
負側の蓄電池接続用端子部への距離の合計が等しくな
る。従って、充放電制御手段から個々の蓄電池への接続
端子までの電気抵抗が、すべで等しくなる。
【0009】またこの蓄電池接続装置を、長尺状電極と
蓄電池接続用端子部における蓄電池への出力点との間
に、固定抵抗を介在可能なように構成された構造とする
ことにより、各蓄電池の充放電回路抵抗を細かく調整す
ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に図面に基づき、本発明の実施
形態についで説明する。図1は、本発明の構成を示す説
明図である。図示する本発明は、充放電制御手段11か
らの正極13と負極15それぞれが接続される2つの長
尺状電極17,19と、この長尺状電極17,19と正
負極接続される複数の蓄電池接続用端子部17a〜19
fとを有し、2本の長尺状電極17,19が略平行に配
置されるとともに充放電制御手段11からの正負極導線
21,23がそれぞれ2本の長尺状電極17,19の長
手方向対向位置端部に接続され、長尺状電極17,19
における蓄電池接続用端子部17a〜17fへの正負の
接続点が、略対面位置に設けられた蓄電池接続装置25
である。なお本図例では、太陽電池27から充放電制御
手段11を通して蓄電池に充電する構成例を示してい
る。
【0011】図から明らかなように、充電電流は充放電
制御手段の正極→長尺状電極の長手方向端部の接続点→
蓄電池接続用端子部→蓄電池→蓄電池接続用端子部→長
尺状電極の長手方向端部の接続点→充放電制御手段の負
極と流れるので、各蓄電池29a〜29fへの導線の長
さが一定であれば、各蓄電池単位の閉回路全体の電気抵
抗は等しくなる。従って、前記「発明が解決しようとす
る課題」の項で述べたような、複数の蓄電池間での充電
容量の不均衡、すなわち充電容量の不均衡を招くことが
なくなる。なお31は、地震計や気象観測機器などの負
荷である。ここで、個々の蓄電池の内部抵抗にばらつき
がある場合、すべての蓄電池への充電電流は一定になら
ない。また、通常の鉛蓄電池は、正常な生産管理下で製
造された場合、充電電流の不均衡につながるような内部
抵抗のばらつきはほとんど無視できる。しかし、極めて
信頼性が高いか容量設計上のマージンが小さいシステム
の場合には、蓄電池の出荷時に内部抵抗を揃えて出荷す
ることもありうる。そして、どうしてもすべての蓄電池
の内部抵抗を揃えることができない場合は、長尺状電極
と蓄電池接続用端子部における蓄電池への出力点との
間、すなわち本図で示すと、直線部A〜Fの間に、固定
抵抗を介在させ、すべての蓄電池単位の閉回路全体の電
気抵抗を等しくすればよい。
【0012】本実施例では、長尺状電極17,19と蓄
電池接続用端子部17a〜17fを櫛形の一体構造とし
て示したが、2本の長尺上電極と蓄電池接続用端子と
を、電気抵抗の等しい導線で接続してもよい。従って、
本発明は図例の実施例に何ら制限されるものではない。
【0013】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
複数の蓄電池を並列接続して使用しても、各蓄電池への
充電電流の不均衡が発生することがなく、安定した動作
を得ることができ、システムの信頼性が向上する。また
仮に何らかの偶発不良により1つの蓄電池がシャットダ
ウンしても、残りの蓄電池分の動作が保証され、フェイ
ルセーフ機能を発揮することができる。さらに固定抵抗
を介在させることにより、抵抗ばらつきを完全に無くす
ことができるので、一層の信頼性向上が可能となる。こ
れまで蓄電池システムは、「発明が解決しようとする課
題」の項で説明した理由により、複数個を並列接続して
はならないという経験則があった。このために山間僻地
への機材搬入時において、その重量ゆえに多大な困難が
伴っていたところ、本発明の構成により、小型の蓄電池
を複数の人手に分散して搬入することが可能となる。従
って、蓄電池システム設置時の作業性が大きく向上する
ことになる。さらに、不具合が発生しても、その蓄電池
のみを交換すればよいので、メンテナンスコストの低減
にも資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】太陽電池式蓄電池システムへの本発明の適用例
を表す説明図
【図2】複数の蓄電池を並列接続する場合の従来の構成
を示す説明図
【符号の説明】
11,18 充放電制御手段 12 太陽電池 13 正極 14,14a〜14c 蓄電池 15 負極 16 負荷 17,19 長尺状電極 17a〜17f 蓄電池接続用端子部 20 配線 21,23 正負極導線 25 蓄電池接続装置 27 太陽電池 29a〜29f 蓄電池 31 負荷

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】充放電制御手段からの正極と負極それぞれ
    が接続される2つの長尺状電極と、この長尺状電極と正
    負極接続される複数の蓄電池接続用端子部とを有し、2
    本の長尺状電極が略平行に配置されるとともに充放電制
    御手段からの正負極導線がそれぞれ2本の長尺状電極の
    長手方向対向位置端部に接続され、長尺状電極における
    蓄電池接続用端子部への正負の接続点が、略対面位置に
    設けられた蓄電池接続装置。
  2. 【請求項2】長尺状電極と蓄電池接続用端子部における
    蓄電池への出力点との間に、固定抵抗を介在可能なよう
    に構成された、請求項1記載の蓄電池接続装置。
JP37650999A 1999-12-13 1999-12-13 蓄電池接続装置 Withdrawn JP2001167753A (ja)

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