JP2003017136A - 鉛蓄電池の充電方法 - Google Patents
鉛蓄電池の充電方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鉛蓄電池に供給される充電電圧のリップル成分
による影響を抑制して、充電エネルギーの損失を抑制す
る。 【解決手段】全波整流交流発電機１にて発電された電流
を、充電電圧制御ユニット２によって電圧を制御した状
態で、鉛蓄電池３に供給して、該鉛蓄電池３を充電す
る。この場合、充電電圧制御ユニット２から鉛蓄電池３
に対する充電電圧のリップル電圧を、鉛蓄電池における
１セル当り０．１Ｖ以下にするとともに、該リップル電
圧の周波数を１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下とする。
による影響を抑制して、充電エネルギーの損失を抑制す
る。 【解決手段】全波整流交流発電機１にて発電された電流
を、充電電圧制御ユニット２によって電圧を制御した状
態で、鉛蓄電池３に供給して、該鉛蓄電池３を充電す
る。この場合、充電電圧制御ユニット２から鉛蓄電池３
に対する充電電圧のリップル電圧を、鉛蓄電池における
１セル当り０．１Ｖ以下にするとともに、該リップル電
圧の周波数を１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池の充電方
法に関し、特に、通常のエンジン自動車、あるいはハイ
ブリッド型自動車等の電気自動車に搭載される鉛蓄電池
の充電方法に関する。
法に関し、特に、通常のエンジン自動車、あるいはハイ
ブリッド型自動車等の電気自動車に搭載される鉛蓄電池
の充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンを駆動源とする通常の自動車に
は、各種電気系統の電源として、鉛蓄電池が搭載されて
おり、鉛蓄電池は、充電システムによって充電される。
は、各種電気系統の電源として、鉛蓄電池が搭載されて
おり、鉛蓄電池は、充電システムによって充電される。
【０００３】図６は、通常の自動車に搭載された鉛蓄電
池の充電システムの概略構成図である。鉛蓄電池３は、
エアーコンディショナー、ライト等の各種負荷４に対し
て電力を供給するように、各種負荷４に接続されてい
る。
池の充電システムの概略構成図である。鉛蓄電池３は、
エアーコンディショナー、ライト等の各種負荷４に対し
て電力を供給するように、各種負荷４に接続されてい
る。
【０００４】鉛蓄電池３は、例えば、１２Ｖ、１８Ａｈ
相当のシール形鉛蓄電池であり、直列接続された６つの
セルを有している。
相当のシール形鉛蓄電池であり、直列接続された６つの
セルを有している。
【０００５】鉛蓄電池３には、全波整流三相交流発電機
（ジェネレーターあるいはオルタネーターとも称され
る）１と、レギュレーターである充電電圧制御ユニット
２との直列回路が、直列に接続されている。充電電圧制
御ユニット２を始動する際には、鉛蓄電池３から電力が
供給される。
（ジェネレーターあるいはオルタネーターとも称され
る）１と、レギュレーターである充電電圧制御ユニット
２との直列回路が、直列に接続されている。充電電圧制
御ユニット２を始動する際には、鉛蓄電池３から電力が
供給される。
【０００６】鉛蓄電池３を充電する際には、全波整流三
相交流発電機１から充電電圧制御ユニット２を介して鉛
蓄電池３に電力が供給される。全波整流三相交流発電機
１は、発電される交流電流を整流して、直流電流を充電
電圧制御ユニット２に出力するようになっている。充電
電圧制御ユニット２は、ＩＣレギュレーターのスイッチ
ングによって、所定の電圧になるように制御する。
相交流発電機１から充電電圧制御ユニット２を介して鉛
蓄電池３に電力が供給される。全波整流三相交流発電機
１は、発電される交流電流を整流して、直流電流を充電
電圧制御ユニット２に出力するようになっている。充電
電圧制御ユニット２は、ＩＣレギュレーターのスイッチ
ングによって、所定の電圧になるように制御する。
【０００７】このような構成の充電システムによって鉛
蓄電池３を充電する場合には、充電電圧制御ユニット２
におけるＩＣレギュレーターのスイッチング、全波整流
三相交流発電機１にて発生する電流に重畳されたノイズ
等によって、鉛蓄電池３に供給される充電電流にリップ
ル波形が重畳される。
蓄電池３を充電する場合には、充電電圧制御ユニット２
におけるＩＣレギュレーターのスイッチング、全波整流
三相交流発電機１にて発生する電流に重畳されたノイズ
等によって、鉛蓄電池３に供給される充電電流にリップ
ル波形が重畳される。
【０００８】図７は、駆動源としてモーターが搭載され
た電気自動車（ハイブリッド型電気自動車）における鉛
蓄電池の充電システムを示す概略構成図である。この電
気自動車には、駆動源であるモーターの電源としてニッ
ケル水素蓄電池等の２次電池７が、鉛蓄電池３とともに
搭載されている。
た電気自動車（ハイブリッド型電気自動車）における鉛
蓄電池の充電システムを示す概略構成図である。この電
気自動車には、駆動源であるモーターの電源としてニッ
ケル水素蓄電池等の２次電池７が、鉛蓄電池３とともに
搭載されている。
【０００９】鉛蓄電池３は、エアーコンディショナー、
ライト等の各種負荷４に対して電力を供給するように、
各種負荷４に接続されている。また、２次電池７および
鉛蓄電池３には、全波整流三相交流発電機１にて発電さ
れた電流が、充電電圧制御ユニット２およびＤＣ／ＤＣ
コンバータ（直流／直流電圧変換機）６を介して供給さ
れて、２次電池７および鉛蓄電池３が充電される。
ライト等の各種負荷４に対して電力を供給するように、
各種負荷４に接続されている。また、２次電池７および
鉛蓄電池３には、全波整流三相交流発電機１にて発電さ
れた電流が、充電電圧制御ユニット２およびＤＣ／ＤＣ
コンバータ（直流／直流電圧変換機）６を介して供給さ
れて、２次電池７および鉛蓄電池３が充電される。
【００１０】このような充電システムでも、全波整流三
相交流発電機１にて発電された電流が、充電電圧制御ユ
ニット２およびＤＣ／ＤＣコンバータ６によって所定の
電圧値とされて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力され
る直流電流によって、１次側の２次電池７および２次側
の鉛蓄電池３がそれぞれ充電される。
相交流発電機１にて発電された電流が、充電電圧制御ユ
ニット２およびＤＣ／ＤＣコンバータ６によって所定の
電圧値とされて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から出力され
る直流電流によって、１次側の２次電池７および２次側
の鉛蓄電池３がそれぞれ充電される。
【００１１】この場合も、充電電圧制御ユニット２にお
けるＩＣレギュレーターのスイッチング、全波整流三相
交流発電機１にて発生する電流に重畳されたノイズ等に
よって、鉛蓄電池３に供給される充電電流にリップル波
形が重畳される。
けるＩＣレギュレーターのスイッチング、全波整流三相
交流発電機１にて発生する電流に重畳されたノイズ等に
よって、鉛蓄電池３に供給される充電電流にリップル波
形が重畳される。
【００１２】図８（ａ）は、鉛蓄電池３を充電する際
に、充電電圧に重畳されるリップル電圧を示しており、
また、図８（ｂ）は、その場合のリップル電流を示して
いる。図８（ａ）において、Ｈ１はリップル電圧の振
幅、λ１はその波長である。また、図８（ｂ）におい
て、Ｈ２はリップル電流の振幅、λ２はその波長であ
る。
に、充電電圧に重畳されるリップル電圧を示しており、
また、図８（ｂ）は、その場合のリップル電流を示して
いる。図８（ａ）において、Ｈ１はリップル電圧の振
幅、λ１はその波長である。また、図８（ｂ）におい
て、Ｈ２はリップル電流の振幅、λ２はその波長であ
る。
【００１３】このようなリップル電圧およびリップル電
流が、充電電圧および充電電流に重畳されると、鉛蓄電
池３を効率よく充電されないという問題がある。
流が、充電電圧および充電電流に重畳されると、鉛蓄電
池３を効率よく充電されないという問題がある。
【００１４】このため、特開平９−２３３７０９号公報
では、電気自動車に搭載されたバッテリを充電する際
に、充電電流のリップル成分を低減するために、平滑手
段を設ける構成が開示されている。また、特開平５−２
１９６５７号公報には、蓄電池に流入および流出するリ
ップル電流成分の実効値と絶対値との和に基づいて、蓄
電池の充電電圧を低減することにより、リップル電流成
分を低減する構成が開示されている。
では、電気自動車に搭載されたバッテリを充電する際
に、充電電流のリップル成分を低減するために、平滑手
段を設ける構成が開示されている。また、特開平５−２
１９６５７号公報には、蓄電池に流入および流出するリ
ップル電流成分の実効値と絶対値との和に基づいて、蓄
電池の充電電圧を低減することにより、リップル電流成
分を低減する構成が開示されている。
【００１５】
【発明が解決しようする課題】しかしながら、これらの
公報に開示された構成であっても、鉛畜電池を充電する
際に、充電電圧および充電電流に重畳されるリップル電
圧およびリップル電流を完全に抑制することができな
い。すなわち、リップル波形の周波数の変動によって、
鉛蓄電池の内部抵抗成分が変化し、鉛蓄電池の温度が上
昇するおそれがある。鉛蓄電池の温度が上昇すると、発
熱等のエネルギー損失が生じ、充電効率が低下するおそ
れがある。また、鉛蓄電池を定電圧充電する場合にも、
リップル電圧の増加によってリップル電流が増加して、
鉛蓄電池の内部抵抗成分が変動し、同様に、発熱等のエ
ネルギー損失が生じ、充電効率が低下するおそれがあ
る。特にリップル電圧が１セル当り０．０１Ｖ以下以上
でこの現象が顕著になる。
公報に開示された構成であっても、鉛畜電池を充電する
際に、充電電圧および充電電流に重畳されるリップル電
圧およびリップル電流を完全に抑制することができな
い。すなわち、リップル波形の周波数の変動によって、
鉛蓄電池の内部抵抗成分が変化し、鉛蓄電池の温度が上
昇するおそれがある。鉛蓄電池の温度が上昇すると、発
熱等のエネルギー損失が生じ、充電効率が低下するおそ
れがある。また、鉛蓄電池を定電圧充電する場合にも、
リップル電圧の増加によってリップル電流が増加して、
鉛蓄電池の内部抵抗成分が変動し、同様に、発熱等のエ
ネルギー損失が生じ、充電効率が低下するおそれがあ
る。特にリップル電圧が１セル当り０．０１Ｖ以下以上
でこの現象が顕著になる。
【００１６】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、鉛蓄電池に供給される充電電圧の
リップル成分による影響を抑制して、充電エネルギーの
損失を抑制することができる鉛畜電池の充電方法を提供
することにある。
であり、その目的は、鉛蓄電池に供給される充電電圧の
リップル成分による影響を抑制して、充電エネルギーの
損失を抑制することができる鉛畜電池の充電方法を提供
することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の鉛畜電池の充電
方法は、全波整流交流発電機にて発電された電流を、充
電電圧制御ユニットによって電圧を制御した状態で、鉛
蓄電池に供給して、該鉛蓄電池を充電する方法であっ
て、該充電電圧制御ユニットから鉛蓄電池に対する充電
電圧のリップル電圧を、鉛蓄電池における１セル当り
０．１Ｖ以下にするとともに、該リップル電圧の周波数
を１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下とすることを特徴とす
る。
方法は、全波整流交流発電機にて発電された電流を、充
電電圧制御ユニットによって電圧を制御した状態で、鉛
蓄電池に供給して、該鉛蓄電池を充電する方法であっ
て、該充電電圧制御ユニットから鉛蓄電池に対する充電
電圧のリップル電圧を、鉛蓄電池における１セル当り
０．１Ｖ以下にするとともに、該リップル電圧の周波数
を１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下とすることを特徴とす
る。
【００１８】前記充電電圧のリップル電圧および周波数
は、鉛蓄電池と並列に接続されたコンデンサにて制御さ
れる。
は、鉛蓄電池と並列に接続されたコンデンサにて制御さ
れる。
【００１９】前記充電電圧のリップル電圧および周波数
は、前記充電電圧制御ユニットにおけるスイッチングの
切り替えを０．００００１秒以上０．１秒以下で行うこ
とによって制御される。
は、前記充電電圧制御ユニットにおけるスイッチングの
切り替えを０．００００１秒以上０．１秒以下で行うこ
とによって制御される。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、具体的に説明する。
いて、具体的に説明する。
【００２１】図１は、本発明の鉛蓄電池に充電制御方法
の実施に使用される充電システムの一例を示す概略構成
図である。この充電システムは、エンジンを動力源とす
る自動車に搭載された鉛蓄電池３の充電に使用される。
鉛蓄電池３は、例えば、１２Ｖ、１８Ａｈ相当のシール
形鉛蓄電池であり、直列接続された６つのセルを有して
いる。
の実施に使用される充電システムの一例を示す概略構成
図である。この充電システムは、エンジンを動力源とす
る自動車に搭載された鉛蓄電池３の充電に使用される。
鉛蓄電池３は、例えば、１２Ｖ、１８Ａｈ相当のシール
形鉛蓄電池であり、直列接続された６つのセルを有して
いる。
【００２２】鉛蓄電池３は、自動車に設けられたエアー
コンディショナー、ライト等の各種負荷４に対して電力
を供給するように、負荷４に接続されている。また、鉛
蓄電池３には、全波整流三相交流発電機（ジェネレータ
ーあるいはオルタネーターとも称される）１と、レギュ
レーターである充電電圧制御ユニット２との直列回路
が、直列に接続されている。
コンディショナー、ライト等の各種負荷４に対して電力
を供給するように、負荷４に接続されている。また、鉛
蓄電池３には、全波整流三相交流発電機（ジェネレータ
ーあるいはオルタネーターとも称される）１と、レギュ
レーターである充電電圧制御ユニット２との直列回路
が、直列に接続されている。
【００２３】鉛蓄電池３には、鉛蓄電池３に供給される
充電電圧を平滑化するためのコデンサ５が、並列に接続
されている。なお、充電電圧制御ユニット２を始動する
際には、鉛蓄電池３から充電電圧制御ユニット２に電力
が供給される。
充電電圧を平滑化するためのコデンサ５が、並列に接続
されている。なお、充電電圧制御ユニット２を始動する
際には、鉛蓄電池３から充電電圧制御ユニット２に電力
が供給される。
【００２４】このような構成の充電システムでは、鉛蓄
電池３を充電する際には、全波整流三相交流発電機１か
ら充電電圧制御ユニット２を介して鉛蓄電池３に電力が
供給される。全波整流三相交流発電機１は、発電される
交流電流を整流して、直流電流を出力する。全波整流三
相交流発電機１から出力される直流電流は、充電電圧制
御ユニット２に供給される。充電電圧制御ユニット２
は、ＩＣレギュレーターのスイッチングによって、出力
される電圧を制御する。
電池３を充電する際には、全波整流三相交流発電機１か
ら充電電圧制御ユニット２を介して鉛蓄電池３に電力が
供給される。全波整流三相交流発電機１は、発電される
交流電流を整流して、直流電流を出力する。全波整流三
相交流発電機１から出力される直流電流は、充電電圧制
御ユニット２に供給される。充電電圧制御ユニット２
は、ＩＣレギュレーターのスイッチングによって、出力
される電圧を制御する。
【００２５】充電電圧制御ユニット２から出力される充
電電圧は、コンデンサ５によって、リップル電圧の周波
数が、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下で、しかも、リップ
ル電圧が１セル当り０．１Ｖ以下とされて、鉛蓄電池３
に供給される。コンデンサ５は、リップル電圧の周波数
が、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下で、しかも、リップル
電圧が、１セル当り０．１Ｖ以下となるように、例え
ば、容量が１０μＦ〜１０００μＦ程度のものが使用さ
れる。
電電圧は、コンデンサ５によって、リップル電圧の周波
数が、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下で、しかも、リップ
ル電圧が１セル当り０．１Ｖ以下とされて、鉛蓄電池３
に供給される。コンデンサ５は、リップル電圧の周波数
が、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下で、しかも、リップル
電圧が、１セル当り０．１Ｖ以下となるように、例え
ば、容量が１０μＦ〜１０００μＦ程度のものが使用さ
れる。
【００２６】１２Ｖ−１８Ａｈ相当のシール形鉛蓄電池
３（６セル）を充電する際のリップル電圧の周波数と、
鉛蓄電池３の内部抵抗との関係を測定したところ、図２
に示す結果が得られた。鉛蓄電池３に対する充電電圧の
リップル波形の周波数を１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下と
することにより、鉛蓄電池３の内部抵抗の交流成分を５
ｍΩ程度に抑制することができる。特に、５００Ｈｚ以
上５ｋＨｚ以下とすることにより、鉛蓄電池３の内部抵
抗の交流成分を５ｍΩよりも低くすることができる。
３（６セル）を充電する際のリップル電圧の周波数と、
鉛蓄電池３の内部抵抗との関係を測定したところ、図２
に示す結果が得られた。鉛蓄電池３に対する充電電圧の
リップル波形の周波数を１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下と
することにより、鉛蓄電池３の内部抵抗の交流成分を５
ｍΩ程度に抑制することができる。特に、５００Ｈｚ以
上５ｋＨｚ以下とすることにより、鉛蓄電池３の内部抵
抗の交流成分を５ｍΩよりも低くすることができる。
【００２７】なお、鉛蓄電池３に対する充電電圧のリッ
プル波形の周波数が１０Ｈｚよりも低くなると、鉛蓄電
池３の内部抵抗の交流成分が急激に上昇する。同様に、
鉛蓄電池３に対する充電電圧のリップル波形の周波数が
１０ｋＨｚよりも大きくなると、鉛蓄電池３の内部抵抗
の交流成分が急激に上昇する。
プル波形の周波数が１０Ｈｚよりも低くなると、鉛蓄電
池３の内部抵抗の交流成分が急激に上昇する。同様に、
鉛蓄電池３に対する充電電圧のリップル波形の周波数が
１０ｋＨｚよりも大きくなると、鉛蓄電池３の内部抵抗
の交流成分が急激に上昇する。
【００２８】また、６セル当り１２Ｖ−１８Ａｈ相当の
シール形鉛蓄電池３を充電する際の充電電圧におけるリ
ップル波形の周波数およびリップル電圧と、電圧温度の
上昇とについて測定した。鉛蓄電池３は、ＳＯＣ（Stat
e Of Charge：充電状態）が１００になるように調整
した後に、２５℃、１３Ｖの定電圧にて、最大電流３５
Ａにて充電して、電池温度が定常状態になる１０時間後
の電池温度を測定し、試験開始時の雰囲気温度（＝２５
℃）からの温度上昇を測定した。
シール形鉛蓄電池３を充電する際の充電電圧におけるリ
ップル波形の周波数およびリップル電圧と、電圧温度の
上昇とについて測定した。鉛蓄電池３は、ＳＯＣ（Stat
e Of Charge：充電状態）が１００になるように調整
した後に、２５℃、１３Ｖの定電圧にて、最大電流３５
Ａにて充電して、電池温度が定常状態になる１０時間後
の電池温度を測定し、試験開始時の雰囲気温度（＝２５
℃）からの温度上昇を測定した。
【００２９】この場合、鉛蓄電池３を充電する際の充電
電圧におけるリップル波形の周波数を、５Ｈｚ、１０Ｈ
ｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、５
ｋＨｚ、１０ｋＨｚおよび５０ｋＨｚに変化させるとと
もに、リップル電圧を、０．２Ｖ、０．３Ｖ、０．４
Ｖ、０．６Ｖ、０．８Ｖ、１．０Ｖに変化させた。電池
温度は、鉛蓄電池３における２番目のセルの温度を温度
センサーによって測定した。結果を表１に示す。
電圧におけるリップル波形の周波数を、５Ｈｚ、１０Ｈ
ｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、５００Ｈｚ、１ｋＨｚ、５
ｋＨｚ、１０ｋＨｚおよび５０ｋＨｚに変化させるとと
もに、リップル電圧を、０．２Ｖ、０．３Ｖ、０．４
Ｖ、０．６Ｖ、０．８Ｖ、１．０Ｖに変化させた。電池
温度は、鉛蓄電池３における２番目のセルの温度を温度
センサーによって測定した。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
このように、充電電圧のリップル波形の周波数およびリ
ップル電圧をそれぞれ変化させて鉛蓄電池３の温度上昇
を測定することにより、リップル波形の周波数およびリ
ップル電圧と、鉛蓄電池３の発熱によるエネルギー損失
との関係が得られ、リップル波形の周波数およびリップ
ル電圧による充電効率の低下を評価することができる。
ップル電圧をそれぞれ変化させて鉛蓄電池３の温度上昇
を測定することにより、リップル波形の周波数およびリ
ップル電圧と、鉛蓄電池３の発熱によるエネルギー損失
との関係が得られ、リップル波形の周波数およびリップ
ル電圧による充電効率の低下を評価することができる。
【００３１】この表１から、鉛蓄電池３を充電する際の
リップル電圧の周波数を１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下と
した場合には、リップル電圧を０．６Ｖ以下に制御する
ことにより、鉛蓄電池３の温度上昇を、１℃以下に抑制
することができる。なお、６セルが直列接続された鉛蓄
電池３において、リップル電圧は０．６Ｖ以下であり、
１セル当りでは、０．１Ｖとなる。
リップル電圧の周波数を１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下と
した場合には、リップル電圧を０．６Ｖ以下に制御する
ことにより、鉛蓄電池３の温度上昇を、１℃以下に抑制
することができる。なお、６セルが直列接続された鉛蓄
電池３において、リップル電圧は０．６Ｖ以下であり、
１セル当りでは、０．１Ｖとなる。
【００３２】従って、鉛蓄電池３を充電する際の充電電
圧におけるリップル電圧の周波数を１０Ｈｚ以上１０ｋ
Ｈｚ以下とするとともに、リップル電圧を、１セル当り
０．１Ｖ以下とすることにより、充電時の熱エネルギー
損失、すなわち充電エネルギー損失を抑制することがで
き、充電効率を改善することができる。
圧におけるリップル電圧の周波数を１０Ｈｚ以上１０ｋ
Ｈｚ以下とするとともに、リップル電圧を、１セル当り
０．１Ｖ以下とすることにより、充電時の熱エネルギー
損失、すなわち充電エネルギー損失を抑制することがで
き、充電効率を改善することができる。
【００３３】図３は、本発明方法の実施に使用される充
電システムの他の例を示す概略構成図である。負荷４に
接続された鉛蓄電池３には、全波整流三相交流発電機１
と、充電電圧制御ユニット１３との直列回路が、直列に
接続されている。この充電電圧制御ユニット１３は、Ｉ
Ｃレギュレータを有しており、しかも、このＩＣレギュ
レータのスイッチング切り換えを、０．１秒〜０．００
００１秒の間隔で行うことができるようになっている。
その他の構成は、図１に示す充電システムと同様になっ
ている。
電システムの他の例を示す概略構成図である。負荷４に
接続された鉛蓄電池３には、全波整流三相交流発電機１
と、充電電圧制御ユニット１３との直列回路が、直列に
接続されている。この充電電圧制御ユニット１３は、Ｉ
Ｃレギュレータを有しており、しかも、このＩＣレギュ
レータのスイッチング切り換えを、０．１秒〜０．００
００１秒の間隔で行うことができるようになっている。
その他の構成は、図１に示す充電システムと同様になっ
ている。
【００３４】このような構成の充電システムにおいて
は、鉛蓄電池３を充電するために、全波整流三相交流発
電機１から充電電圧制御ユニット２を介して鉛蓄電池３
に充電電圧を供給する際に、充電電圧制御ユニット１３
が、ＩＣレギュレータのスイッチング切り換えを、０．
１秒〜０．００００１秒の間隔で行うことによって、リ
ップル電圧の周波数が、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下、
しかも、リップル電圧が、１セル当り０．１Ｖ以下とさ
れて、鉛蓄電池３に供給される。これにより、充電時の
熱エネルギー損失分、すなわち充電エネルギー損失を抑
制することができ、充電効率を改善することができる。
は、鉛蓄電池３を充電するために、全波整流三相交流発
電機１から充電電圧制御ユニット２を介して鉛蓄電池３
に充電電圧を供給する際に、充電電圧制御ユニット１３
が、ＩＣレギュレータのスイッチング切り換えを、０．
１秒〜０．００００１秒の間隔で行うことによって、リ
ップル電圧の周波数が、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下、
しかも、リップル電圧が、１セル当り０．１Ｖ以下とさ
れて、鉛蓄電池３に供給される。これにより、充電時の
熱エネルギー損失分、すなわち充電エネルギー損失を抑
制することができ、充電効率を改善することができる。
【００３５】図４は、駆動源としてモーターが搭載され
たハイブリッド型電気自動車における本発明の鉛蓄電池
の充電方法の実施に使用される充電システムを示す概略
構成図である。このハイブリッド型電気自動車には、駆
動源であるモーターの電源として、ニッケル水素蓄電池
等の２次電池７が、鉛蓄電池３とともに搭載されてい
る。鉛蓄電池３には、コンデンサ５が並列に接続されて
いる。
たハイブリッド型電気自動車における本発明の鉛蓄電池
の充電方法の実施に使用される充電システムを示す概略
構成図である。このハイブリッド型電気自動車には、駆
動源であるモーターの電源として、ニッケル水素蓄電池
等の２次電池７が、鉛蓄電池３とともに搭載されてい
る。鉛蓄電池３には、コンデンサ５が並列に接続されて
いる。
【００３６】鉛蓄電池３は、エアーコンディショナー、
ライト等の各種負荷４に対して電力を供給するように、
各種負荷４に接続されている。また、２次電池７および
鉛蓄電池３には、全波整流三相交流発電機１にて発電さ
れた電流が、充電電圧制御ユニット２およびＤＣ／ＤＣ
コンバータ（直流／直流電圧変換機）６を介して、２次
電池７に供給されるとともに、コンデンサ５によって平
滑化されて鉛蓄電池３に供給される。
ライト等の各種負荷４に対して電力を供給するように、
各種負荷４に接続されている。また、２次電池７および
鉛蓄電池３には、全波整流三相交流発電機１にて発電さ
れた電流が、充電電圧制御ユニット２およびＤＣ／ＤＣ
コンバータ（直流／直流電圧変換機）６を介して、２次
電池７に供給されるとともに、コンデンサ５によって平
滑化されて鉛蓄電池３に供給される。
【００３７】このような構成の充電システムにおいて
も、鉛蓄電池３を充電するために、全波整流三相交流発
電機１から充電電圧制御ユニット２介して鉛蓄電池３に
充電電圧を供給する際に、コンデンサ５によって、リッ
プル電圧の周波数が、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下、し
かも、リップル電圧が、１セル当り０．１Ｖ以下とされ
て、鉛蓄電池３に供給される。これにより、充電時の熱
エネルギー損失分、すなわち充電エネルギー損失を抑制
することができ、充電効率を改善することができる。
も、鉛蓄電池３を充電するために、全波整流三相交流発
電機１から充電電圧制御ユニット２介して鉛蓄電池３に
充電電圧を供給する際に、コンデンサ５によって、リッ
プル電圧の周波数が、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下、し
かも、リップル電圧が、１セル当り０．１Ｖ以下とされ
て、鉛蓄電池３に供給される。これにより、充電時の熱
エネルギー損失分、すなわち充電エネルギー損失を抑制
することができ、充電効率を改善することができる。
【００３８】図５は、駆動源としてモーターが搭載され
た電気自動車（ハイブリッド型電気自動車）における本
発明の鉛蓄電池の充電方法の実施に使用される充電シス
テムを示す概略構成図である。この充電システムにおい
ては、全波整流三相交流発電機１にて発電された電流
が、このＩＣレギュレータのスイッチング切り換えを、
０．１秒〜０．００００１秒の間隔で行うことができる
充電電圧制御ユニット１３およびＤＣ／ＤＣコンバータ
（直流／直流電圧変換機）６を介して、２次電池７に供
給されるとともに、鉛蓄電池３に供給される。
た電気自動車（ハイブリッド型電気自動車）における本
発明の鉛蓄電池の充電方法の実施に使用される充電シス
テムを示す概略構成図である。この充電システムにおい
ては、全波整流三相交流発電機１にて発電された電流
が、このＩＣレギュレータのスイッチング切り換えを、
０．１秒〜０．００００１秒の間隔で行うことができる
充電電圧制御ユニット１３およびＤＣ／ＤＣコンバータ
（直流／直流電圧変換機）６を介して、２次電池７に供
給されるとともに、鉛蓄電池３に供給される。
【００３９】このような構成の充電システムにおいて
も、鉛蓄電池３を充電するために、全波整流三相交流発
電機１から充電電圧制御ユニット２介して鉛蓄電池３に
充電電圧を供給する際に、ＩＣレギュレータのスイッチ
ング切り換えを、０．１秒〜０．００００１秒の間隔で
行うことによって、リップル電圧の周波数が、１０Ｈｚ
以上１０ｋＨｚ以下、しかも、リップル電圧が、１セル
当り０．１Ｖ以下とされて、鉛蓄電池３に供給される。
これにより、充電時の熱エネルギー損失分、すなわち充
電エネルギー損失を抑制することができ、充電効率を改
善することができる。リップル電圧が１セル当り０．０
１Ｖ以上の場合には、充電効率の低下が特に著しくなる
ので、このような場合に本発明の構成を適用すれば、充
電効率の改善効果を極めて顕著に得ることができる。
も、鉛蓄電池３を充電するために、全波整流三相交流発
電機１から充電電圧制御ユニット２介して鉛蓄電池３に
充電電圧を供給する際に、ＩＣレギュレータのスイッチ
ング切り換えを、０．１秒〜０．００００１秒の間隔で
行うことによって、リップル電圧の周波数が、１０Ｈｚ
以上１０ｋＨｚ以下、しかも、リップル電圧が、１セル
当り０．１Ｖ以下とされて、鉛蓄電池３に供給される。
これにより、充電時の熱エネルギー損失分、すなわち充
電エネルギー損失を抑制することができ、充電効率を改
善することができる。リップル電圧が１セル当り０．０
１Ｖ以上の場合には、充電効率の低下が特に著しくなる
ので、このような場合に本発明の構成を適用すれば、充
電効率の改善効果を極めて顕著に得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明の鉛蓄電池の充電方法は、このよ
うに、充電電圧のリップル成分（リップル電圧）および
その周波数を抑制することにより、鉛畜電池の充電効率
を改善することができる。特に、鉛畜電池を中間充電状
態で使用して、充電を制御するハイブリッド式電気自動
車に搭載される鉛蓄電池では、充電効率を改善すること
による効果は著しく、その工業的価値は極めて大きい。
うに、充電電圧のリップル成分（リップル電圧）および
その周波数を抑制することにより、鉛畜電池の充電効率
を改善することができる。特に、鉛畜電池を中間充電状
態で使用して、充電を制御するハイブリッド式電気自動
車に搭載される鉛蓄電池では、充電効率を改善すること
による効果は著しく、その工業的価値は極めて大きい。
【図１】本発明の鉛蓄電池の充電方法の実施に使用され
る充電システムの概略構成を示すブロック図である。
る充電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】その充電システムによって実施される鉛蓄電池
の充電方法におけるリップル波形の周波数領域を示すグ
ラフである。
の充電方法におけるリップル波形の周波数領域を示すグ
ラフである。
【図３】本発明の鉛蓄電池の充電方法の実施に使用され
る充電システムの他の例の概略構成を示すブロック図で
ある。
る充電システムの他の例の概略構成を示すブロック図で
ある。
【図４】本発明の鉛蓄電池の充電方法の実施に使用され
る充電システムのさらに他の例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
る充電システムのさらに他の例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図５】本発明の鉛蓄電池の充電方法の実施に使用され
る充電システムのさらに他の例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
る充電システムのさらに他の例の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図６】従来の鉛蓄電池の充電方法の実施に使用される
充電システムの概略構成を示すブロック図である。
充電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図７】従来の鉛蓄電池の充電方法の実施に使用される
充電システムの他の例の概略構成を示すブロック図であ
る。
充電システムの他の例の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図８】（ａ）はリップル電圧の波形を示すグラフ、
（ｂ）はリップル電流の波形を示すグラフである。
（ｂ）はリップル電流の波形を示すグラフである。
１ 全波整流３相交流整流器
２ 充電電圧制御ユニット
３ 鉛蓄電池
４ 負荷
５ 平滑回路
６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７ ２次電池
１３ 充電電圧制御ユニット
フロントページの続き
(72)発明者 杉江 一宏
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 横山 英則
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA01 CA12 CC01 CC02
FA06 GB03
5H030 AA01 AS08 BB01 BB10 FF41
FF52
Claims (3)
- 【請求項１】 全波整流交流発電機にて発電された電流
を、充電電圧制御ユニットによって電圧を制御した状態
で、鉛蓄電池に供給して、該鉛蓄電池を充電する方法で
あって、 該充電電圧制御ユニットから鉛蓄電池に対する充電電圧
のリップル電圧を、鉛蓄電池における１セル当り０．１
Ｖ以下にするとともに、該リップル電圧の周波数を１０
Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下とすることを特徴とする鉛蓄電
池の充電制御方法。 - 【請求項２】 前記充電電圧のリップル電圧および周波
数は、鉛蓄電池と並列に接続されたコンデンサにて制御
される請求項１に記載の鉛蓄電池の制御方法。 - 【請求項３】 前記充電電圧のリップル電圧および周波
数は、前記充電電圧制御ユニットにおけるスイッチング
の切り替えを０．００００１秒以上０．１秒以下で行う
ことによって制御される請求項１に記載の鉛蓄電池の充
電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001195474A JP2003017136A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 鉛蓄電池の充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001195474A JP2003017136A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 鉛蓄電池の充電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017136A true JP2003017136A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19033441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001195474A Withdrawn JP2003017136A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 鉛蓄電池の充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003017136A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010272395A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | 電動車両のモータ制御装置 |
| JP2011185619A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Electric Power Dev Co Ltd | 蓄電池評価装置及び方法 |
| JP2013169028A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
| JP2013233007A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Nissan Motor Co Ltd | バッテリ充電装置 |
| WO2014068866A1 (ja) * | 2012-10-30 | 2014-05-08 | 三洋電機株式会社 | 蓄電池モジュールを搭載した車両 |
| US10541600B2 (en) | 2016-06-10 | 2020-01-21 | Ntn Corporation | Power factor improvement device |
| US10778095B2 (en) | 2016-06-10 | 2020-09-15 | Ntn Corporation | Switching DC/DC converter having power output during on and off periods |
-
2001
- 2001-06-27 JP JP2001195474A patent/JP2003017136A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010272395A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Nissan Motor Co Ltd | 電動車両のモータ制御装置 |
| JP2011185619A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Electric Power Dev Co Ltd | 蓄電池評価装置及び方法 |
| JP2013169028A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
| JP2013233007A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Nissan Motor Co Ltd | バッテリ充電装置 |
| WO2014068866A1 (ja) * | 2012-10-30 | 2014-05-08 | 三洋電機株式会社 | 蓄電池モジュールを搭載した車両 |
| US10541600B2 (en) | 2016-06-10 | 2020-01-21 | Ntn Corporation | Power factor improvement device |
| US10778095B2 (en) | 2016-06-10 | 2020-09-15 | Ntn Corporation | Switching DC/DC converter having power output during on and off periods |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |