JP2002171680A

JP2002171680A - 蓄電池の充電方法及び電源装置

Info

Publication number: JP2002171680A
Application number: JP2000362021A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakahara; 貴史中原; Kimiyoshi Kano; 公芳狩野; Mikio Yamazaki; 幹夫山崎; Toru Suzuki; 亨鈴木
Original assignee: Origin Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Origin Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: JP3549191B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の蓄電池ブロックを並列に接続された蓄
電池群を、蓄電池ブロック１個分の出力容量を持つ小型
の充電用電源にて充電し、充電が必要な正常な蓄電池に
のみ充電を早く行うことを課題とする。【解決手段】蓄電池ブロックごとの分割充電方式と
し、各蓄電池ブロックの時分割充電の休止期間を利用し
て、蓄電池ブロックへの充電開始時に蓄電池接続確認試
験を実施することにより、正常でないと判定された蓄電
池には充電しないようにし、充電が必要な蓄電池に対す
る充電を早く行える方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置の蓄電池
充電システムにおいて、並列に接続された複数の蓄電池
を効率よく充電するための蓄電池充電方法及び充電機能
を有する電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電源装置に用いる蓄電池は蓄電池放電や
自然放電による容量低下を補うため、入力電力回復時又
は定期的に充電する必要があり、その充電方法には定電
流充電法や定電圧充電法又はそれらを組合わせたものが
ある。

【０００３】いずれの充電方法においても、整流装置か
ら負荷へ直流電力を供給しつつ、単一の蓄電池からなる
もの、あるいは、単一の蓄電池又は複数の蓄電池を直列
又は並列あるいは直並列接続してなるもの（本件明細書
では蓄電池ブロックという）を並列接続した蓄電池群を
同時に回復充電又は浮動充電させる方法が一般的であ
る。

【０００４】この従来の電源装置の回路構成図を図５に
示す。交流電力を直流電力に変換する整流器１の出力端
子には蓄電池ブロックＢ１〜Ｂ４を充電するための蓄電
池充電回路３の入力端子と逆流阻止用ダイオード９が接
続され、蓄電池充電回路３の出力端子は蓄電池ブロック
Ｂ１〜Ｂ４に接続され、逆流阻止用ダイオード９の他端
子は逆流阻止用ダイオード１０と負荷２に接続され、逆
流阻止用ダイオード１０の他端子は負荷用ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ４の出力端子に接続され、負荷用ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ４の入力端子は蓄電池ブロックＢ１〜Ｂ４に接
続されている。

【０００５】交流入力が正常の場合は、整流器１の出力
は負荷２へ直流電力を供給しつつ、蓄電池充電回路３を
経由して蓄電池ブロックＢ１〜Ｂ４を浮動充電してい
る。交流入力が停電すると、蓄電池ブロックＢ１〜Ｂ４
から負荷用ＤＣ−ＤＣコンバータ４を経由して負荷２へ
直流電力を供給する。交流入力が復電すると整流器１の
出力は負荷２へ直流電力を供給しつつ、蓄電池充電回路
３を経由して蓄電池ブロックＢ１〜Ｂ４を回復充電す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の充電方
法では、その並列接続された全ての蓄電池ブロックを同
時に充電できる大きな出力容量を持つ大型の充電用電源
が必要であった。そのため、電源装置の設置スペースや
重量が限られている場合にはこの充電方法を用いること
ができず、また、経済的にも不利であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の発明は、蓄電池ブ
ロックを並列接続した蓄電池群を充電する方法におい
て、蓄電池ブロック１個分の充電に必要な容量の充電用
電源を用いて分割充電にて行うことを特徴とする蓄電池
の充電方法を提供する。

【０００８】つまり、本発明により、蓄電池ブロックを
Ｎ個並列接続した蓄電池群を同時に充電するのではな
く、蓄電池群を蓄電池ブロックごとに分割し、蓄電池ブ
ロックを１個ずつ順次充電するので、蓄電池を充電する
充電用電源の出力容量が従来のほぼ１／Ｎで済み、充電
用電源を大幅に小型化できる。

【０００９】第二の発明は、第一の発明において、その
蓄電池ブロックを本来満充電まで充電するのに必要な充
電時間を幾つかに細分割して充電する時分割充電にて行
い、時分割充電は複数回の所定の休止期間を持ち、その
休止期間中に順次別の蓄電池ブロックを充電することに
より、各蓄電池ブロックを時間的に平均に充電して、特
定の蓄電池ブロックに充電が偏らないようにしたことを
特徴とする蓄電池の充電方法を提供する。

【００１０】つまり、蓄電池ブロックを１個ずつそれら
が満充電するまで充電したのちに別の蓄電池ブロックの
充電に移る方法では、全ての蓄電池ブロックが満充電ま
で充電されるまでの途中においては、特定の蓄電池ブロ
ックに充電が偏っているため、停電などが起きると満充
電していた蓄電池ブロックのみから急速に放電が開始さ
れるため、蓄電池群全体としての蓄電池電圧保持時間が
短くなってしまい、蓄電池から負荷へ放電できる時間が
短くなる。

【００１１】そこで、蓄電池ブロックの休止期間中に別
の蓄電池ブロックを順次充電することにより、全ての蓄
電池ブロックを時間的にほぼ平均に充電して、特定の蓄
電池ブロックに充電が偏らないようにする。

【００１２】第三の発明は、第一の発明又は第二の発明
において、各蓄電池ブロックの充電開始時に、正常な蓄
電池ブロックが接続されているか否かの接続確認の判定
を行い、正常な蓄電池ブロックには所定の充電期間の間
充電電力を供給し、正常でない蓄電池ブロックには充電
電力を供給せず、あらかじめ決められたシーケンスで又
は直ちに別の蓄電池ブロックの接続確認を行う、ことを
特徴とする蓄電池の充電方法を提供する。

【００１３】つまり、蓄電池ブロックへの充電開始時な
らびにその蓄電池ブロックへの充電設定時間を経過して
別の蓄電池ブロックの充電に移るときに、該当する蓄電
池ブロックに対して蓄電池接続確認試験を実施すること
により、正常な蓄電池ブロックの接続の有無を判定し、
正常でない蓄電池ブロックには充電しないようにするこ
とにより効率よく蓄電池群を充電することができる。

【００１４】ここで、正常な蓄電池ブロックとはその端
子電圧が所定の電圧値以上であってかつ蓄電池群に接触
不良すること無く接続されている蓄電池ブロックを示
し、正常でない蓄電池ブロックとは蓄電池が接続されて
いないか又はそれを構成している蓄電池が異常でその蓄
電池ブロックの端子電圧が所定の電圧値未満であるか又
は蓄電池群に接触不良状態で接続されている蓄電池ブロ
ックを示す。

【００１５】なお、本来は正常な蓄電池ブロックである
が過放電により一時的にその電圧が所定の電圧値未満と
なっているものは、回復充電にて所定の電圧値以上に戻
れるので、正常な蓄電池ブロックと判定する。しかし、
長期の過放電により回復充電にても所定の電圧値に戻れ
ないものは、蓄電池の内部インピーダンスが高くなって
いるので、次回の蓄電池接続確認試験では正常でないと
判定する。

【００１６】第四の発明は、第三の発明において、各蓄
電池ブロックの充電開始時に、（１）蓄電池ブロックご
とに短時間定電流放電させて定電流放電試験を行い、
（１−ａ）蓄電池ブロックの端子電圧が所定の電圧値以
上であればその蓄電池ブロックは正常であると判定して
充電を実行し、（１−ｂ）蓄電池ブロックの端子電圧が
所定の電圧値未満であれば、正常な蓄電池ブロックでも
過放電状態の時には低い電圧となるので、引続いて放電
電流を計測し、（１−ｃ）その放電電流が所定範囲の放
電電流値であればその蓄電池ブロックは正常であると判
定して充電を実行し、（２）その放電電流が所定範囲の
放電電流値以外であれば短時間定電流充電させて定電流
充電試験を行い、（２−ａ）このときの蓄電池ブロック
の端子電圧が所定の電圧値未満であればその蓄電池ブロ
ックは正常であると判定して充電を実行し、（２−ｂ）
このときの蓄電池ブロックの端子電圧が所定の電圧値以
上であればその蓄電池ブロックは正常でないと判定して
充電を行わない、ことを特徴とする蓄電池の充電方法を
提供する。

【００１７】つまり、本発明は、蓄電池の接続確認は蓄
電池ブロックを短時間定電流放電させて行うが、蓄電池
ブロックが正常でも試験時の状態によっては正常と判断
されない場合があるので、正常でないと判定されたとき
には引続きその蓄電池ブロックを短時間定電流充電させ
ることにより接続確認を正確に判定できる。

【００１８】第五の発明は、蓄電池ブロックを並列接続
した蓄電池群の監視と充電する機能を備えた電源装置に
おいて、その蓄電池ブロックは流れる電流を開閉するこ
とができる開閉手段をそれぞれ内蔵するか、あるいは蓄
電池ブロックのそれぞれに直列に開閉手段が備えられ、
これら開閉手段はマイクロプロセッサ部からの開閉命令
信号に基づき順次開閉され、閉じられたその開閉手段を
通して蓄電池充電回路から供給される充電電流で前記蓄
電池ブロックを順番に分割充電することを特徴とする電
源装置を提供する。

【００１９】なお、それらの開閉手段を備える代わり
に、蓄電池内部を流れる電流を開閉することができる開
閉手段を内蔵している蓄電池を使用しても良い。

【００２０】第六の発明は、蓄電池ブロックを並列接続
した蓄電池群の監視と充電する機能を備えた電源装置に
おいて、その蓄電池ブロックに充電電力を供給する蓄電
池充電回路と、それぞれの蓄電池ブロックに接続されて
順次選択的に開閉される開閉手段と、その蓄電池ブロッ
クに直列接続されたスイッチ手段を有して順次選択的に
放電を行う定電流放電回路と、その定電流放電回路を流
れる放電電流を検出する電流検出回路と、それぞれの蓄
電池ブロックの端子電圧を検出する電圧検出回路と、そ
の開閉手段に開閉信号を与え、そのときの放電電流が所
定範囲の電流値以外のときには充電命令信号を蓄電池充
電回路に与え、そのときの蓄電池ブロックの端子電圧が
所定値以上のときには充電命令信号を蓄電池充電回路に
与えないプログラムを有するマイクロプロセッサ部と、
を備えたことを特徴とする電源装置を提供する。

【００２１】つまり、正常と判定された蓄電池ブロック
にはそれに接続されている開閉手段を閉じてその蓄電池
ブロックを充電し、正常でないと判定された蓄電池ブロ
ックの開閉手段は閉じないでその蓄電池ブロックを充電
しないという制御をマイクロプロセッサ部のプログラム
により行う電源装置である。

【００２２】第七の発明は、第六の発明において、その
定電流放電回路及び蓄電池充電回路を用いて蓄電池容量
判定を行うことを特徴とする電源装置を提供する。

【００２３】つまり、本発明は、蓄電池容量試験を実施
できる電源装置にあっては、マイクロプロセッサ部に記
憶されるプログラムを変更するだけで、新たな回路を付
与することなく、その蓄電池容量試験の定電流放電回路
と定電流充電回路をそのまま用いて蓄電池接続確認試験
を実施することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】このように従来の充電方法では、
複数の蓄電池ブロックを並列接続した蓄電池群を一斉に
回復充電させるには、その全ての蓄電池ブロックを同時
に充電できる大きな出力容量を持つ大型の充電用電源が
必要となるため、本発明者は以下に述べるような考え方
に至った。

【００２５】まず、蓄電池ブロックを並列接続した蓄電
池群を充電する方法において、蓄電池ブロック１個分の
充電に必要な容量の充電用電源を用いて分割充電にて行
うことを特徴とする蓄電池の充電方法を提案する。

【００２６】これは、蓄電池ブロックを並列接続した蓄
電池群を同時に充電するには出力容量の大きな充電装置
が必要となるので、本発明では、蓄電池群を蓄電池ブロ
ックごとに分割し、蓄電池ブロックを１個ずつ順次充電
するので、満充電までの回復充電時間は長くかかるが、
蓄電池ブロックを充電する充電用電源の出力容量が蓄電
池ブロック１個分で済み、充電用電源を小型化でき経済
的にも安価とすることができる。

【００２７】さらに、蓄電池ブロック１個を充電する容
量を持った充電用電源を用いて順次蓄電池ブロックを切
替えながら回復充電を行う方法であり、その切替時ごと
に蓄電池接続確認試験を実施するので、正常でない蓄電
池ブロックがある場合にはそれを発見することが容易と
なり、蓄電池の保守性が向上する。

【００２８】また、蓄電池ブロックの個数を負荷に対し
必要な個数Ｎに冗長用の１ブロックを加えたＮ＋１ブロ
ックとし、蓄電池ブロック１個を充電する容量を持った
充電用電源を用いて順次蓄電池ブロックを切替えながら
回復充電を行うことにより蓄電池群の信頼性を高くする
ことができる。

【００２９】次に、ニッケル水素蓄電池などの回復充電
において、蓄電池ブロックを本来満充電まで充電するの
に必要な充電時間を幾つかに細分割して充電する時分割
充電にて行い、時分割充電は複数回の所定の休止期間を
持ち、その休止期間中に順次別の蓄電池ブロックを充電
することにより、蓄電池群を時間的に平均に充電して、
特定の蓄電池ブロックに充電が偏らないようにしたこと
を特徴とする蓄電池の充電方法を提案する。

【００３０】つまり、蓄電池ブロックを１個ずつそれら
が満充電するまで充電したのちに別の蓄電池ブロックの
充電に移る方法では、全ての蓄電池ブロックが満充電ま
で充電されるまでの途中においては特定の蓄電池ブロッ
クに充電が偏っているため、そのとき停電などが起きる
と満充電していた蓄電池ブロックのみから定常電流以上
の急速放電が開始されその蓄電池ブロックの端子電圧が
急激に低下するため、蓄電池群全体としての蓄電池電圧
保持時間が短くなってしまい、蓄電池群から負荷へ放電
できる時間が短くなってしまう。

【００３１】そこで、蓄電池ブロックを満充電するまで
に必要な充電量を供給するために要する充電時間を幾つ
かに時分割して、休止期間を設けながら断続的に充電す
る時分割充電の方法を用いる。蓄電池ブロックの充電は
複数回の所定の休止期間を持ち、その休止期間中に別の
蓄電池ブロックを充電することにより、各蓄電池ブロッ
クを時間的に平均に充電して、特定の蓄電池ブロックに
充電が偏らないようにする。

【００３２】この発明により、全ての蓄電池ブロックが
満充電まで充電されるまでの途中において停電などが起
きたときにも、全ての蓄電池ブロックからほぼ均等に定
常電流での放電が行われるため、蓄電池群全体として期
待されている蓄電池電圧保持時間を確保することができ
るので、蓄電池群から負荷へ放電できる時間が短くなる
ことはない。

【００３３】そして、蓄電池ブロックを１個分しか充電
する容量しかない充電用電源の場合においては、停電な
どが断続して起こっているときには回復充電を急ぐこと
が必要である。

【００３４】ところで、蓄電池放電が進んでいる蓄電池
については充電開始初期の方が満充電近くの時期よりも
充電時間当たりの蓄電池電圧の回復が早いので、一つの
蓄電池ブロックの回復充電を満充電状態まで完了させて
から次の蓄電池ブロックへ順次充電していく方法より
も、時分割充電の休止期間を利用して別の並列接続され
た複数の蓄電池ブロックを順次時分割充電した方が、蓄
電池群全体としての蓄電池出力電圧を短い時間で効率よ
く回復させることができる。

【００３５】つまり、時分割充電の休止期間を利用して
別の並列接続されている複数の蓄電池ブロックへ同じよ
うに順次所定の細分割時間ごとに時分割充電方法で定電
流充電や定電圧充電又はそれらを組合わせたものにすれ
ば、回復充電を短い時間で効率よく行うことができる。

【００３６】なお、電源装置などに使用される蓄電池に
は液式鉛蓄電池、シール形鉛蓄電池、ニッケル蓄電池、
ニッケル水素蓄電池など様々な種類があるが、定電流充
電や定電圧充電又はそれらを組合わせたものが可能な蓄
電池であれば、本発明の蓄電池接続確認を用いる方法は
全ての種類の蓄電池の充電方法に適用可能である。

【００３７】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。第
１の実施例である実施例１のニッケル水素蓄電池を定電
流充電する方法を説明する。実施例１の回路構成の概略
を図１に示す。図１に示すように、本電源装置は負荷２
に直流電力を供給する整流器１、蓄電池充電回路３、負
荷用ＤＣ−ＤＣコンバータ４、定電流放電回路５、電圧
検出回路６、電流検出回路７、マイクロプロセッサ部
８、並列に接続された４個の蓄電池ブロックＢ１〜Ｂ
４、ダイオードなどの逆流阻止用半導体素子９，１０、
ショットキーダイオードなどの逆流阻止用半導体素子Ｄ
１〜Ｄ４などで構成されている。

【００３８】なお、蓄電池充電回路３には、マイクロプ
ロセッサ部８からのあるシーケンス信号に基づき蓄電池
ブロックＢ１〜Ｂ４への出力を切替えるスイッチ（図示
せず）を備えている。

【００３９】また、蓄電池ブロックＢの個数は負荷２に
対し本来必要な個数の３ブロックに信頼性を高めるため
に冗長用の１ブロックを加えた合計４ブロックとし、詳
細には図示しないが、蓄電池ブロックＢ１〜Ｂ４内に
は、蓄電池に直列に接続された、マイクロプロセッサ部
８からのあるシーケンス信号に基づき順次開閉されるス
イッチＡ１〜Ａ４が備えられている。

【００４０】マイクロプロセッサ部８の電源が投入され
るかリセットされたときに蓄電池接続確認試験が開始さ
れる。そのマイクロプロセッサ部８での判定手順を図２
のフローチャート図に示す。

【００４１】また、充電命令信号のタイムチャート図を
図３に示す。蓄電池接続確認試験期間Ｋの時間は図３で
は一例として最大で約５秒間であり、この蓄電池接続確
認試験時間内に次に述べる定電流放電試験や定電流充電
試験並びに判定を完了する。

【００４２】最初に、定電流放電試験により蓄電池接続
確認試験期間Ｋ１で蓄電池ブロックＢ１の蓄電池接続確
認を行う。図１に示すように、マイクロプロセッサ部８
からのシーケンス信号に基づきトランジスタスイッチａ
１とスイッチＡ１が閉じることにより、蓄電池接続確認
試験を実施する最初の蓄電池ブロックＢ１を蓄電池容量
判定の定電流放電回路５に接続し、蓄電池ブロックＢ１
からトランジスタスイッチａ１、電流検出回路７を通し
て放電電流を流す。トランジスタスイッチａ１〜ａ４及
びスイッチＡ１〜Ａ４は、蓄電池ブロックＢ１〜Ｂ４の
蓄電池接続確認試験時にマイクロプロセッサ部８からの
シーケンス信号に基づき順次開閉する。

【００４３】蓄電池ブロックＢ１からの放電電流が流れ
ているときの蓄電池ブロックＢ１の電圧を電圧検出回路
６にて検出して所定の電圧値以上ある場合は、正常な蓄
電池が接続されていると判定して直ぐに充電に入り、時
分割充電の所定の充電設定時間の間はその蓄電池ブロッ
クＢ１に対してマイクロプロセッサ部８から充電命令信
号を継続して送出し、スイッチＡ１を閉じたままとし、
その蓄電池ブロックＢ１を定電流充電する。なお、この
蓄電池ブロックＢ１の所定の電圧値とは、正常な蓄電池
であるときにその容量が許容下限値まで低下している場
合に示される値である

【００４４】この放電電流が流れているときの蓄電池ブ
ロックＢ１の電圧が所定の電圧値未満の場合でも、蓄電
池が長時間の放電直後などでは蓄電池ブロック電圧が低
下していることがあるため、引続いて放電電流を電流検
出回路７にて測定し、所定範囲の放電電流値であれば正
常な蓄電池が接続されていると判定して、その蓄電池ブ
ロックＢ１に対してマイクロプロセッサ部８から充電命
令信号を所定の充電設定時間の間は継続して送出し、こ
の充電命令信号に基づきスイッチＡ１を閉じて、その蓄
電池ブロックＢ１を定電流充電する。

【００４５】この所定の放電電流値とは、蓄電池容量判
定の定電流放電回路を共用して使用するために蓄電池容
量判定時と同じ電流値を採用し、判定する以外の蓄電池
ブロックＢ２〜Ｂ４の回路からショットキーダイオード
Ｄ２〜Ｄ４を通して判定中の蓄電池ブロックＢ１に対応
するショットキーダイオードＤ１の逆方向から電流検出
回路７に回り込む漏れ電流の最大値よりも数倍以上大き
い値であり、この漏れ電流による誤判定を排除すること
ができる。

【００４６】しかし、この放電電流が所定範囲の放電電
流値でなければ、引続いて定電流充電試験を行い、その
蓄電池接続確認試験期間Ｋ１の時間内に蓄電池接続確認
を完了する。定電流充電試験では、マイクロプロセッサ
部８からの充電命令信号に基づいて蓄電池充電回路３が
働き、蓄電池ブロックＢ１を定電流充電する。この充電
電流が流れている時の蓄電池ブロックＢ１の電圧を再び
電圧検出回路６にて計測し、所定の電圧値未満のとき
は、蓄電池の内部インピーダンスが充分低いので、正常
な蓄電池ブロックＢ１が接続されていると判定し、所定
の充電設定時間の間はマイクロプロセッサ部８から充電
命令信号を継続して送出してその蓄電池ブロックＢ１を
充電する。

【００４７】しかし、この定電流充電期間において、蓄
電池ブロックＢ１の電圧が所定の電圧値以上あるとき
は、蓄電池の内部インピーダンスが異常に高いか蓄電池
が未接続かのいずれかなので、正常な蓄電池が接続され
ていないと判定し、蓄電池ブロックＢ１に対してはマイ
クロプロセッサ部８から充電命令信号の送出を停止し、
スイッチＡ１を開けて、その蓄電池ブロックＢ１は充電
しない。

【００４８】ここで、最初の蓄電池ブロックＢ１に対す
る蓄電池接続確認試験期間Ｋ１で、正常と判定された場
合はその蓄電池ブロックＢ１に対する所定の充電設定時
間終了後に、また、正常でないと判定された場合はあら
かじめ決められたシーケンスで割当てられた所定の充電
命令時間が経過後、次の蓄電池ブロックＢ２に対して第
１番目の蓄電池ブロックＢ１へと同じ方法で蓄電池接続
確認試験をＫ２の期間行う。

【００４９】この手順で、順次、最後の第４番目の蓄電
池ブロックＢ４まで終了したら、再び最初の蓄電池ブロ
ックＢ１に戻る。このようにして、順番の回ってきた全
ての蓄電池ブロックに対し蓄電池接続確認の判定を行
い、正常と判定された蓄電池ブロックにのみ時分割充電
を繰返す。

【００５０】なお、本電源装置のマイクロプロセッサ部
８からは接続確認が正常と判定された全ての蓄電池ブロ
ックの制御回路（図示せず）に対して充電命令信号を継
続して所定の充電設定時間の間はあらかじめ決められた
シーケンスで順次送出しているが、該当する蓄電池ブロ
ックの制御回路（図示せず）にて満充電と判断されたと
きには、その制御により直列に接続されているスイッチ
Ａが開かれ、該当する蓄電池ブロックの充電が停止され
る。

【００５１】ここで、並列に接続された４つの蓄電池ブ
ロックＢ１〜Ｂ４の内の第３番目の蓄電池ブロックＢ３
が正常でない場合の充電命令信号のタイムチャート図を
図３に示す。図３において、マイクロプロセッサ部８で
行う蓄電池ブロックＢ１、蓄電池ブロックＢ２、蓄電池
ブロックＢ３、蓄電池ブロックＢ４での蓄電池接続確認
試験期間をそれぞれＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４とし、各蓄
電池ブロックに対する充電命令信号のタイムチャート図
の凸部の期間がマイクロプロセッサ部８から充電命令信
号が送出されている時間Ｔを表わす。

【００５２】まず、前述のようにして蓄電池ブロックＢ
１の蓄電池接続確認試験をＫ１の期間行い、正常な蓄電
池と判定されると、マイクロプロセッサ部８からの充電
命令信号に基づき蓄電池ブロックＢ１内のスイッチＡ１
が閉じ、直ちに時分割された所定の時間蓄電池ブロック
Ｂ１を充電する。

【００５３】蓄電池ブロックＢ１の充電時間が経過後、
前述のように蓄電池ブロックＢ２の蓄電池接続確認試験
をＫ２の期間行い、正常な蓄電池と判定されると、マイ
クロプロセッサ部８からの充電命令信号に基づき蓄電池
ブロックＢ２内のスイッチＡ２が閉じ、直ちに時分割さ
れた所定の時間蓄電池ブロックＢ２が充電される。

【００５４】蓄電池ブロックＢ２の充電時間が経過後、
前述のように蓄電池ブロックＢ３の蓄電池接続確認試験
をＫ３の期間行い、蓄電池ブロックＢ３が正常な蓄電池
ではないと判定されると、マイクロプロセッサ部８から
充電命令信号が送出されないため蓄電池ブロックＢ３内
のスイッチＡ３は閉じられずに開いたままとなり、あら
かじめ決められたシーケンスで割当てられた所定の時間
の間は蓄電池ブロックＢ３が充電されない状態が維持さ
れる。

【００５５】蓄電池ブロックＢ３での所定の時間が経過
後、前述のように蓄電池ブロックＢ４の蓄電池接続確認
試験をＫ４の期間行い、正常な蓄電池と判定されると、
マイクロプロセッサ部８からの充電命令信号に基づき蓄
電池ブロックＢ４内のスイッチＡ４が閉じ、直ちに時分
割された所定の時間蓄電池ブロックＢ４が充電される。

【００５６】蓄電池ブロックＢ４の充電時間が経過後、
再度、前述のように蓄電池ブロックＢ１の蓄電池接続確
認試験をＫ１’の期間行い、正常な蓄電池と判定された
ので、これまでと同様に、直ちに時分割された所定の時
間蓄電池ブロックＢ１が充電される。このようにして、
順次、各蓄電池ブロックへの時分割充電が繰返される。

【００５７】なお、あらかじめ、未接続や正常でない蓄
電池ブロックが判っている場合には、これらの情報をデ
ィップスイッチなどの入力装置を用いてマイクロプロセ
ッサ部８に事前に入力することにより、正常でない蓄電
池ブロックへの蓄電池接続確認試験と充電をパスさせる
ことも可能である。

【００５８】しかし、先の図３から判るように、正常な
蓄電池ではないと判定された蓄電池ブロックＢ３への充
電は行われないものの、あらかじめ決められた時分割さ
れた所定の時間が経過しないうちは第４番目の蓄電池ブ
ロックＢ４の充電には移ることができない。

【００５９】第２の実施例である実施例２について説明
する。実施例２の構成と回路は実施例１と同じであり、
実施例１と異なる充電命令信号のタイムチャートを図４
を参照して説明する。実施例１においての、正常な蓄電
池ではないと判定された蓄電池ブロックへのあらかじめ
決められた時分割された所定の時間が経過しないうちは
次の蓄電池ブロックの充電には移ることができない点を
解決する方法として、実施例２では、蓄電池ブロックへ
の充電開始時に蓄電池接続確認試験を行ったときに、蓄
電池ブロックを順次無条件に時分割充電するのではな
く、蓄電池が未接続か不良の蓄電池で本来は充電不要な
蓄電池ブロックにはその時分割の時間を省き、充電が必
要な蓄電池に対する充電を早く行う方法を提案する。

【００６０】実施例２の、並列に接続された４つの蓄電
池ブロックＢ１〜Ｂ４の内の第３番目の蓄電池ブロック
Ｂ３が正常でない場合の充電タイムチャート図を図４に
示す。図４において、実施例１と同じく、蓄電池ブロッ
クＢ１〜Ｂ４に対する蓄電池接続確認試験期間をＫ１〜
Ｋ４とし、凸部の期間Ｔが各蓄電池ブロックに対しマイ
クロプロセッサ部８から送出される充電命令信号の時間
を表わす。

【００６１】まず、前述のように蓄電池ブロックＢ１の
蓄電池接続確認試験をＫ１の期間行い、正常な蓄電池と
判定されると、マイクロプロセッサ部８からの充電命令
信号に基づき蓄電池ブロックＢ１内のスイッチＡ１が閉
じ、所定の時間蓄電池ブロックＢ１が充電される。

【００６２】蓄電池ブロックＢ１の充電時間Ｔが終了
後、前述のように蓄電池ブロックＢ２の蓄電池接続確認
試験をＫ２の期間行い、正常な蓄電池と判定されたの
で、マイクロプロセッサ部８からの充電命令信号に基づ
き蓄電池ブロックＢ２内のスイッチＡ２が閉じ、所定の
時間蓄電池ブロックＢ２が充電される。

【００６３】蓄電池ブロックＢ２の充電時間Ｔが終了
後、前述のように蓄電池ブロックＢ３の蓄電池接続確認
試験をＫ３の期間行い、蓄電池ブロックＢ３は正常な蓄
電池でないと判定されたので、マイクロプロセッサ部８
から充電命令信号は送出されないため蓄電池ブロックＢ
３内のスイッチＡ３は閉じられずに開いたままとなり、
蓄電池ブロックＢ３は充電されない。

【００６４】ここで、実施例１とは異なり所定の時分割
充電時間を経過すること無く、直ちに蓄電池ブロックＢ
４の蓄電池接続確認試験をＫ４の期間開始する。正常な
蓄電池と判定されたので、マイクロプロセッサ部８から
の充電命令信号に基づき蓄電池ブロックＢ４内のスイッ
チＡ４が閉じ、所定の時間蓄電池ブロックＢ４が充電さ
れる。

【００６５】蓄電池ブロックＢ４の充電時間Ｔが終了
後、再度、蓄電池ブロックＢ１の蓄電池接続確認試験を
Ｋ１’の期間行い、正常な蓄電池と判定されたので所定
の時間蓄電池ブロックＢ１が充電される。このようにし
て、順次、各蓄電池ブロックへの時分割充電が繰返され
る。

【００６６】この方法では、蓄電池の接続確認を数秒間
で判定し、正常でない蓄電池ブロックへの充電はパスす
るので、正常でない蓄電池ブロックがあった場合には、
実施例１の充電方法と比べ大幅な回復充電時間の短縮が
実現される。

【００６７】また、電源装置２０のマイクロプロセッサ
部８からその蓄電池ブロックに充電命令信号が送出され
ていても、蓄電池ブロックの制御回路（図示せず）によ
りその蓄電池ブロック内の蓄電池が満充電状態であり充
電が不要と判断された期間は、その蓄電池ブロックのス
イッチＡは開いた状態が維持され、蓄電池は充電され
ず、過充電が防止される。

【００６８】また、蓄電池容量判定試験を実施する電源
装置にあっては、新たな回路を追加せずに、マイクロプ
ロセッサ部８に記憶させるソフトプログラムの変更を行
うだけで、従来の蓄電池容量判定試験の定電流放電回路
と定電流充電回路をそのまま用いて本発明を実施するこ
とができる。

【００６９】なお、蓄電池ブロックの充電中に容量判定
試験が開始された時には、マイクロプロセッサ部８から
の信号により蓄電池ブロックへの時分割充電が中断さ
れ、容量判定試験終了後にはまず容量判定試験を実施し
た蓄電池ブロックの時分割充電を開始し、その後はこれ
まで述べてきた手順で蓄電池接続確認試験を実施して時
分割充電を順次繰返す。

【００７０】また、蓄電池容量判定機能を備えた既設電
源装置の改造も、新たな回路を追加せずに、ソフトプロ
グラムの変更だけで容易に行うことができる。

【００７１】ところで、これまで述べた２つの実施例で
は蓄電池ブロック数を４組として説明したが、電源装置
の容量や蓄電池放電保持時間に見合った蓄電池容量によ
りその蓄電池ブロックの数は適宜必要な組数で良く、そ
れに伴い定電流放電回路や電圧検出回路も適宜必要なも
のにすれば良い。

【００７２】また、正常でない蓄電池ブロックが発見さ
れた場合は、マイクロプロセッサ部８に記憶させるソフ
トプログラムにより、その該当する蓄電池ブロックの番
号を表示したりその情報を外部へ送出することができ、
保守作業を効率よくできる。

【００７３】なお、逆流阻止用ダイオード９，１０は他
の逆流阻止用半導体でも良く、逆流阻止用ショットキー
ダイオードＤ１〜Ｄ４も他の逆流阻止用半導体でも良
い。

【００７４】電源装置の回路を、負荷へ正極性の電圧を
供給する回路で説明したが、負極性の電圧を供給する場
合にはダイオードなどの向きが反対方向となる。

【００７５】蓄電池充電用の電源として、上記実施例で
は専用の充電用電源を用いているが、負荷と蓄電池の両
方に電力を供給することができる容量の整流器であれば
蓄電池充電専用の電源を設けなくても良い。

【００７６】蓄電池への放電回路のスイッチａ１〜ａ４
にはトランジスタスイッチを用いたが、他の半導体スイ
ッチや継電器を用いても良い。

【００７７】蓄電池に直列接続されるスイッチＡ１〜Ａ
４は蓄電池ブロックに内蔵されていても良いし、蓄電池
ブロックの外側で直列に接続されていても良く、そのス
イッチはトランジスタスイッチや他の半導体スイッチや
継電器を用いても良い。

【００７８】蓄電池接続確認試験を蓄電池ブロックＢ１
から開始して動作を説明したが、どの蓄電池ブロックか
ら開始するかはマイクロプロセッサ８の電源が投入され
たりリセットされたときにランダムに決定する方法と、
固定する方法があり、保守上の利点を考慮していずれか
を採用する。

【００７９】

【発明の効果】本発明は以上説明したような形態で実施
され、下記に記載されるような効果を奉する。

【００８０】（１）蓄電池ブロックをＮ個並列接続した
電池群の充電に必要な充電用電源の出力容量は従来のほ
ぼ１／Ｎで済み、大幅に小型化でき経済的にも安価とす
ることができた。

【００８１】（２）各蓄電池ブロックの充電開始時に蓄
電池接続確認試験を実施することにより、正常な蓄電池
ブロックに対してのみ効率よく充電を行うことができ
る。

【００８２】（３）蓄電池点検試験を実施しなくても、
通年して、自動的に蓄電池群の異常が発見され、並列に
接続された複数の蓄電池ブロックの中から正常でない蓄
電池ブロックを特定することができる。

【００８３】（４）電源装置が稼動開始後に蓄電池が追
加されたり撤去されたりしたときの作業者による設定変
更作業を不要とすることができる。

【００８４】（５）定電流充電や定電圧充電又はそれら
を組合わせたものが可能な蓄電池であれば、全ての種類
の蓄電池に対し本発明は適用可能である。

【００８５】（６）蓄電池容量試験を実施できる電源装
置にあっては、マイクロプロセッサ部に記憶されるプロ
グラムを変更するだけで、新たな回路を付与することな
く、蓄電池接続確認試験を実施することができる。

【００８６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１と実施例２の回路構成図であ
る。

【図２】本発明での接続確認判定のフローチャート図で
ある。

【図３】本発明での実施例１の充電命令信号のタイムチ
ャート図である。

【図４】本発明での実施例２の充電命令信号のタイムチ
ャート図である。

【図５】従来例での回路構成図である。

【符号の説明】

１・・・整流器２・・・負荷３・・・蓄電池充電回路４・・・負荷
用ＤＣ−ＤＣコンバータ５・・・定電流放電回路６・・・電圧
検出回路７・・・電流検出回路８・・・マイ
クロプロセッサ部９，１０・・・逆流阻止用半導体素子２０・・・電
源装置Ａ１〜Ａ４・・・スイッチａ１〜ａ４・・・トランジスタスイッチＢ１〜Ｂ４・・・蓄電池ブロックＤ１〜Ｄ４・・・逆流阻止用半導体素子Ｋ１〜Ｋ４・・・蓄電池接続確認試験期間Ｔ・・・マイクロプロセッサ部からの充電命令信号送出
期間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎幹夫東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者鈴木亨東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA04 DA05 EA09 FA07 GB03 GC05 5H030 AA00 AS20 FF41 FF42 FF43 FF44

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄電池ブロックを並列接続した蓄電池群を
充電する方法において、前記蓄電池ブロック１個分の充
電に必要な容量の充電用電源を用いて分割充電にて行う
ことを特徴とする蓄電池の充電方法。
【請求項２】請求項１に記載の充電方法において、前記
蓄電池ブロックを本来満充電まで充電するのに必要な充
電時間を幾つかに細分割して充電する時分割充電にて行
い、前記時分割充電は複数回の所定の休止期間を持ち、
該休止期間中に順次別の前記蓄電池ブロックを充電する
ことにより、各前記蓄電池ブロックを時間的に平均に充
電して、特定の前記蓄電池ブロックに充電が偏らないよ
うにしたことを特徴とする蓄電池の充電方法。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の充電方法に
おいて、各前記蓄電池ブロックの充電開始時に、正常な
前記蓄電池ブロックが接続されているか否かの接続確認
の判定を行い、正常な前記蓄電池ブロックには所定の充
電期間の間充電電力を供給し、正常でない前記蓄電池ブ
ロックには充電電力を供給せず、あらかじめ決められた
シーケンスで又は直ちに別の前記蓄電池ブロックの接続
確認を行う、ことを特徴とする蓄電池の充電方法。
【請求項４】請求項３に記載の充電方法において、各前
記蓄電池ブロックの充電開始時に、前記蓄電池ブロック
ごとに短時間定電流放電させて定電流放電試験を行い、
前記蓄電池ブロックの電圧が所定の電圧値以上であれば
充電を実行し、前記蓄電池ブロックの電圧が所定の電圧
値未満であれば放電電流を計測し、該放電電流が所定範
囲の放電電流値であれば充電を実行し、該放電電流が所
定範囲の放電電流値以外であれば短時間定電流充電させ
て定電流充電試験を行い、このときの前記蓄電池ブロッ
クの電圧が所定の電圧値未満であれば充電を実行し、こ
のときの前記蓄電池ブロックの電圧が所定の電圧値以上
であれば充電を行わない、ことを特徴とする蓄電池の充
電方法。
【請求項５】蓄電池ブロックを並列接続した蓄電池群の
監視と充電する機能を備えた電源装置において、前記蓄
電池ブロックは流れる電流を開閉することができる開閉
手段をそれぞれ内蔵するか、あるいは前記蓄電池ブロッ
クのそれぞれに直列に開閉手段が備えられ、これら開閉
手段はマイクロプロセッサ部からの開閉命令信号に基づ
き順次開閉され、閉じられた前記開閉手段を通して蓄電
池充電回路から供給される充電電流で前記蓄電池ブロッ
クを順番に分割充電することを特徴とする電源装置。
【請求項６】蓄電池ブロックを並列接続した蓄電池群の
監視と充電する機能を備えた電源装置において、前記蓄
電池ブロックに充電電力を供給する蓄電池充電回路と、
それぞれの前記蓄電池ブロックに接続されて順次選択的
に開閉される開閉手段と、前記蓄電池ブロックに直列接
続されたスイッチ手段を有して順次選択的に放電を行う
定電流放電回路と、該定電流放電回路を流れる放電電流
を検出する電流検出回路と、それぞれの前記蓄電池ブロ
ックの端子電圧を検出する電圧検出回路と、前記開閉手
段に開閉信号を与え、前記放電電流が所定範囲の電流値
以外のときには充電命令信号を前記蓄電池充電回路に与
え、そのときの前記蓄電池ブロックの端子電圧が所定値
以上のときには前記充電命令信号を前記蓄電池充電回路
に与えないプログラムを有するマイクロプロセッサ部
と、を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項７】請求項６に記載の電源装置において、前記
定電流放電回路及び前記蓄電池充電回路を用いて蓄電池
容量判定を行うことを特徴とする電源装置。