JP2003235176A - 電池の充電システム - Google Patents
電池の充電システムInfo
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- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
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- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２群の電池を一つの発電機で充電できる電池
の充電システムを提供する。 【解決手段】 第１電池10と、第１電池10と直列に接続
される第２電池20と、前記両電池同士が接続される中間
点と、一端が前記中間点と同電位につながれた交流発電
機（M/G）とを具えている。この交流発電機（M/G）と第
１電池10との間には交流発電機（M/G）から第１電池10
のプラス端子に向かって整流する第１整流器D1が介在さ
れる。交流発電機（M/G）と第２電池20との間には第２
電池20のマイナス端子から交流発電機（M/G）に向かっ
て整流する第２整流器D2が介在される。１台の交流発電
機（M/G）で発生した交流を、電流向きが異なる２種類
の電流に整流し、この各電流で２つの電池の各々を時分
割的に充電する。
の充電システムを提供する。 【解決手段】 第１電池10と、第１電池10と直列に接続
される第２電池20と、前記両電池同士が接続される中間
点と、一端が前記中間点と同電位につながれた交流発電
機（M/G）とを具えている。この交流発電機（M/G）と第
１電池10との間には交流発電機（M/G）から第１電池10
のプラス端子に向かって整流する第１整流器D1が介在さ
れる。交流発電機（M/G）と第２電池20との間には第２
電池20のマイナス端子から交流発電機（M/G）に向かっ
て整流する第２整流器D2が介在される。１台の交流発電
機（M/G）で発生した交流を、電流向きが異なる２種類
の電流に整流し、この各電流で２つの電池の各々を時分
割的に充電する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の充電システ
ムに関するものである。特に、車載電池において、２群
の電池を一つの発電機で充電できる電池の充電システム
に関するものである。
ムに関するものである。特に、車載電池において、２群
の電池を一つの発電機で充電できる電池の充電システム
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の車載電源システムには、接地系電
源システムと非接地系電源システムがある。接地系電源
システムは、図５に示すように、全電圧Vの直流電源
（この場合は電池による電源で示す）にサプライのみの
１線で負荷L1〜Lkを接続し、各負荷をシャーシに共通接
地する電源システムである。但し、極性については問題
としない。一方、非接地系電源システムは、図６に示す
ように、全電圧Vの直流電源にサプライとリターンの２
線を用いて負荷L1〜Lkに接続し、各負荷はシャーシに接
地されない電源システムである。
源システムと非接地系電源システムがある。接地系電源
システムは、図５に示すように、全電圧Vの直流電源
（この場合は電池による電源で示す）にサプライのみの
１線で負荷L1〜Lkを接続し、各負荷をシャーシに共通接
地する電源システムである。但し、極性については問題
としない。一方、非接地系電源システムは、図６に示す
ように、全電圧Vの直流電源にサプライとリターンの２
線を用いて負荷L1〜Lkに接続し、各負荷はシャーシに接
地されない電源システムである。
【０００３】シャーシに接地をとる際、その直流安全電
圧V0を定める規定として、現在のところ、次のものが挙
げられる。 ドイツ規格（VDE0100/410，VDE0800/1）：60ボルト アメリカ規格（SAE J2232）：65ボルト 国際規格（V0IEC 準備中）：55ボルト
圧V0を定める規定として、現在のところ、次のものが挙
げられる。 ドイツ規格（VDE0100/410，VDE0800/1）：60ボルト アメリカ規格（SAE J2232）：65ボルト 国際規格（V0IEC 準備中）：55ボルト
【０００４】現用乗用車の直流電源（電池）の電圧Vは1
2〜14ボルトであり、上記安全電圧V 0に対して十分な安
全性を有している。また、一部で実用化されつつある高
電圧電池であっても上記安全電圧V0を考慮してV＝（12
〜14）×3＝36〜42ボルト程度が対象と考えられてい
る。
2〜14ボルトであり、上記安全電圧V 0に対して十分な安
全性を有している。また、一部で実用化されつつある高
電圧電池であっても上記安全電圧V0を考慮してV＝（12
〜14）×3＝36〜42ボルト程度が対象と考えられてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、自動車
の機能が高まり、必要とする電源容量が大きくなると、
従来の12〜14ボルトでは低電圧過ぎて負荷電流が増加
し、様々な問題が生じてきた。
の機能が高まり、必要とする電源容量が大きくなると、
従来の12〜14ボルトでは低電圧過ぎて負荷電流が増加
し、様々な問題が生じてきた。
【０００６】（A）電流を流すワイヤーハーネスが著し
く太く重くなり、コネクター類も大型になって車用途に
向かなくなってきた。
く太く重くなり、コネクター類も大型になって車用途に
向かなくなってきた。
【０００７】（B）大容量の機器が動作すると電源シス
テムの電圧低下が大きくなり、他の機器に不具合を生じ
る。
テムの電圧低下が大きくなり、他の機器に不具合を生じ
る。
【０００８】（C）特に大きな容量のクーラーなどは、
十分な機能を発揮できなくなる。
十分な機能を発揮できなくなる。
【０００９】（D）もしV＞V0の高電圧電池を導入する
と、未だ大半の車載機器がV＜V0で動作し、シャーシを
共通接地できるのに対して、その様な接地がとれない。
その結果、2本線で電源を非接地系にしてゆくか、又は
高電圧電池からDC/DCコンバーターでいちいち低圧を作
り出してゆく必要がある。
と、未だ大半の車載機器がV＜V0で動作し、シャーシを
共通接地できるのに対して、その様な接地がとれない。
その結果、2本線で電源を非接地系にしてゆくか、又は
高電圧電池からDC/DCコンバーターでいちいち低圧を作
り出してゆく必要がある。
【００１０】（E）ケーブルの絶縁は対アース（接
地）、すなわち対シャーシ電圧で設計されるから、大容
量負荷に対しては高い電圧で電力を供給するが、そこへ
至るまでの電力供給用ワイヤーハーネス、コネクター機
器類の対アース電圧はできるだけ小さくしておくことが
好ましい。
地）、すなわち対シャーシ電圧で設計されるから、大容
量負荷に対しては高い電圧で電力を供給するが、そこへ
至るまでの電力供給用ワイヤーハーネス、コネクター機
器類の対アース電圧はできるだけ小さくしておくことが
好ましい。
【００１１】従って、本発明の主目的は、電源線の多数
化、複雑化を防ぎ、かつ可能な限り対アース電圧の低い
ワイヤーハーネス及びコネクター類を採用しながら必要
に応じてV＞V0の高圧大容量機器群に対しても電力供給
が可能なシステムにおける電池の充電システムを提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は、２群の電池
を一つの発電機で充電できる電池の充電システムを提供
することにある。
化、複雑化を防ぎ、かつ可能な限り対アース電圧の低い
ワイヤーハーネス及びコネクター類を採用しながら必要
に応じてV＞V0の高圧大容量機器群に対しても電力供給
が可能なシステムにおける電池の充電システムを提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は、２群の電池
を一つの発電機で充電できる電池の充電システムを提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、１台の交流発
電機で発生した交流を、電流向きが異なる２種類の電流
に整流し、この各電流で２つの電池の各々を時分割的に
充電することで上記の目的を達成する。
電機で発生した交流を、電流向きが異なる２種類の電流
に整流し、この各電流で２つの電池の各々を時分割的に
充電することで上記の目的を達成する。
【００１３】すなわち、本発明電池の充電システムは、
第１電池と、第１電池と直列に接続される第２電池と、
前記両電池同士が接続される中間点と、一端が前記中間
点と同電位につながれた交流発電機とを具えている。そ
して、この交流発電機と第１電池との間に介在されて交
流発電機から第１電池のプラス端子に向かって整流する
第１整流器と、前記交流発電機と第２電池との間に介在
されて第２電池のマイナス端子から交流発電機に向かっ
て整流する第２整流器とを具えることを特徴とする。
第１電池と、第１電池と直列に接続される第２電池と、
前記両電池同士が接続される中間点と、一端が前記中間
点と同電位につながれた交流発電機とを具えている。そ
して、この交流発電機と第１電池との間に介在されて交
流発電機から第１電池のプラス端子に向かって整流する
第１整流器と、前記交流発電機と第２電池との間に介在
されて第２電池のマイナス端子から交流発電機に向かっ
て整流する第２整流器とを具えることを特徴とする。
【００１４】特に、上記の充電システムは、車載充電シ
ステムとしての利用が好適である。つまり、車両のシャ
ーシと、一端がシャーシに共通接地され、他端が第１電
池に接続される負荷l11、l12…l1mと、一端がシャーシ
に共通接地され、他端が第２電池に接続される負荷
l21、l22…l2nと、シャーシに接地されることなく第１
・第２の両電池に接続される負荷L1、L2…Lkを具える。
そして、前記交流発電機、第１電池および第２電池が前
記車両に搭載され、前記中間点が車両のシャーシに接地
されていることを特徴とする。
ステムとしての利用が好適である。つまり、車両のシャ
ーシと、一端がシャーシに共通接地され、他端が第１電
池に接続される負荷l11、l12…l1mと、一端がシャーシ
に共通接地され、他端が第２電池に接続される負荷
l21、l22…l2nと、シャーシに接地されることなく第１
・第２の両電池に接続される負荷L1、L2…Lkを具える。
そして、前記交流発電機、第１電池および第２電池が前
記車両に搭載され、前記中間点が車両のシャーシに接地
されていることを特徴とする。
【００１５】以下、本発明充電システムに用いられる電
力供給システムの具体例を先に説明してから充電システ
ムを説明する。
力供給システムの具体例を先に説明してから充電システ
ムを説明する。
【００１６】本発明では、例えば図４に示すように、第
１・第２電池10、20が接続される中間点と、第１電池10
に接続される負荷l11、l12…l1mおよび、第２電池20に
接続される負荷l21、l22…l2nをシャーシに共通接地し
た電源システムを用いる。
１・第２電池10、20が接続される中間点と、第１電池10
に接続される負荷l11、l12…l1mおよび、第２電池20に
接続される負荷l21、l22…l2nをシャーシに共通接地し
た電源システムを用いる。
【００１７】中間点で電圧Vの全電圧系統を分圧V1（第
１電池）、V2（第２電池）の２つの系統に分割し、V＜V
0（シャーシへ接地可能な直流安全電圧）で動作する機
器はシャーシの共通接地をとって各分圧系統で電力を供
給する。その際、V1およびV2の分圧を従来の12〜14ボル
ト以上の電圧とすることで、大容量の車載機器を余裕を
もって動作させることができる。また、V＞V0の高圧大
容量の必要な機器は、V 1＋V2の全電圧を適切に選択する
ことにより、シャーシに接地されない独立の全電圧系統
で電力供給することができる。このように、V＜V0で動
作する機器については１線で構成する接地系の電源シス
テムにて電力を供給し、V＞V0の高圧大容量の必要な機
器は、2線で構成する非接地系の電源システムにて電力
を供給することで、簡易な構成にて大容量の車載機器に
安定して電力供給することができる。
１電池）、V2（第２電池）の２つの系統に分割し、V＜V
0（シャーシへ接地可能な直流安全電圧）で動作する機
器はシャーシの共通接地をとって各分圧系統で電力を供
給する。その際、V1およびV2の分圧を従来の12〜14ボル
ト以上の電圧とすることで、大容量の車載機器を余裕を
もって動作させることができる。また、V＞V0の高圧大
容量の必要な機器は、V 1＋V2の全電圧を適切に選択する
ことにより、シャーシに接地されない独立の全電圧系統
で電力供給することができる。このように、V＜V0で動
作する機器については１線で構成する接地系の電源シス
テムにて電力を供給し、V＞V0の高圧大容量の必要な機
器は、2線で構成する非接地系の電源システムにて電力
を供給することで、簡易な構成にて大容量の車載機器に
安定して電力供給することができる。
【００１８】このような電源システムを充電する場合、
V1およびV2の分圧に対応した交流をそれぞれ発電し、得
られた各交流をコンバーターで直流化し、各分圧系統の
電池を個別に充電するよりないと考えられていた。その
理由は主に次の２つである。
V1およびV2の分圧に対応した交流をそれぞれ発電し、得
られた各交流をコンバーターで直流化し、各分圧系統の
電池を個別に充電するよりないと考えられていた。その
理由は主に次の２つである。
【００１９】分圧V１の電池と分圧V２の電池の2群は
独立しており、カスケード（直列）接地部分が共通接地
されているため。 分圧V１の電池と分圧V２の電池は独立して低電圧負荷
群に電力を供給するので、放電/充電の程度（充電深
度）が異なるため。
独立しており、カスケード（直列）接地部分が共通接地
されているため。 分圧V１の電池と分圧V２の電池は独立して低電圧負荷
群に電力を供給するので、放電/充電の程度（充電深
度）が異なるため。
【００２０】本発明では、一つの交流発電機で発生した
交流を、電流向きが異なる２種類の電流に整流する。そ
の一つは、交流発電機と第１電池との間に介在されて交
流発電機から第１電池のプラス端子に向かって整流され
たプラスの電流である。もう一つは、第２電池のマイナ
ス端子から交流発電機に向かって整流されたマイナスの
電流である。そして、整流された各電流で２つの電池の
各々を交互に充電することで、１台の発電機で２群の電
池を充電することができる。
交流を、電流向きが異なる２種類の電流に整流する。そ
の一つは、交流発電機と第１電池との間に介在されて交
流発電機から第１電池のプラス端子に向かって整流され
たプラスの電流である。もう一つは、第２電池のマイナ
ス端子から交流発電機に向かって整流されたマイナスの
電流である。そして、整流された各電流で２つの電池の
各々を交互に充電することで、１台の発電機で２群の電
池を充電することができる。
【００２１】ここで、第１電池と第２電池の電圧は同じ
であることが好ましい。その場合、交流発電機は、第１
電池または第２電池のいずれかの電圧に充電するのに適
した発生電圧を具えるものでよい。
であることが好ましい。その場合、交流発電機は、第１
電池または第２電池のいずれかの電圧に充電するのに適
した発生電圧を具えるものでよい。
【００２２】また、第１電池と第２電池の電圧が異なる
場合、交流発電機は、高い方の電圧を持つ電池を充電す
るのに適した発生電圧を具えるものでよい。
場合、交流発電機は、高い方の電圧を持つ電池を充電す
るのに適した発生電圧を具えるものでよい。
【００２３】第１電池と第２電池は、時分割的に充電さ
れるため、両電池の合計電圧に対応した出力の交流発電
機を用いる必要がない。特に、第１電池と第２電池の電
圧を等しくすることで、シンプルな回路構成を実現でき
る。これは、たとえ半波整流後の電圧が電池および負荷
にかかってもバッファーとして交流発電機と負荷との間
に電池が介在するので、負荷側での電圧変動は抑制され
るからである。
れるため、両電池の合計電圧に対応した出力の交流発電
機を用いる必要がない。特に、第１電池と第２電池の電
圧を等しくすることで、シンプルな回路構成を実現でき
る。これは、たとえ半波整流後の電圧が電池および負荷
にかかってもバッファーとして交流発電機と負荷との間
に電池が介在するので、負荷側での電圧変動は抑制され
るからである。
【００２４】さらに、各電池と各整流器との間に平滑回
路を設けることも好ましい。平滑回路を設けることで、
各電池に充電される電圧を平滑化して電池にかかる負担
を軽減する。
路を設けることも好ましい。平滑回路を設けることで、
各電池に充電される電圧を平滑化して電池にかかる負担
を軽減する。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は車両に搭載された本発明電池の充電システ
ムを示す概略構成図である。このシステムは、２群の電
池と、これらの電池に接続される負荷とからなる電力供
給システムに、交流発電機と整流器を付加した構成であ
る。ここでは充電システムの説明に先だって電力供給シ
ステムを説明する。
する。図１は車両に搭載された本発明電池の充電システ
ムを示す概略構成図である。このシステムは、２群の電
池と、これらの電池に接続される負荷とからなる電力供
給システムに、交流発電機と整流器を付加した構成であ
る。ここでは充電システムの説明に先だって電力供給シ
ステムを説明する。
【００２６】この電力供給システムは、分圧V1の第１電
池10と、分圧V2の第２電池20とからなる２つの電池を直
列に接続し、全電圧Vとなる全電圧系統を構成してい
る。この全電圧Vは、V1＝V×m/(m＋n)、V2＝V×n/(m＋
n)としてm：nに分割され、２つの分圧系統を構成する。
そして、両電池が接続される中間点は、車両のシャーシ
に共通接地される。
池10と、分圧V2の第２電池20とからなる２つの電池を直
列に接続し、全電圧Vとなる全電圧系統を構成してい
る。この全電圧Vは、V1＝V×m/(m＋n)、V2＝V×n/(m＋
n)としてm：nに分割され、２つの分圧系統を構成する。
そして、両電池が接続される中間点は、車両のシャーシ
に共通接地される。
【００２７】ここで、V1の分圧系統には、一端がシャー
シに共通接地される負荷l11、l12…l1mが接続される。
また、V2の分圧系統には、一端がシャーシに共通接地さ
れる負荷l21、l22…l2nが接続される。そして、Vの全電
圧系統には、シャーシに接地されることのない負荷L1、
L2…Lkが接続される。
シに共通接地される負荷l11、l12…l1mが接続される。
また、V2の分圧系統には、一端がシャーシに共通接地さ
れる負荷l21、l22…l2nが接続される。そして、Vの全電
圧系統には、シャーシに接地されることのない負荷L1、
L2…Lkが接続される。
【００２８】既に述べたように、一部で実用化されつつ
ある高電圧電池であってもシャーシへ接地可能な直流安
全電圧V0を考慮して全電圧V＝（12〜14）×3＝36〜42ボ
ルト程度が当面対象と考えられている。
ある高電圧電池であってもシャーシへ接地可能な直流安
全電圧V0を考慮して全電圧V＝（12〜14）×3＝36〜42ボ
ルト程度が当面対象と考えられている。
【００２９】ところが、エンジンのスターター電源、ク
ーラー電源、4輪電動駆動用モーター電源としては、42
ボルトはなお低すぎて、さらなる高電圧化が要望されて
いる。その一方で、シャーシに共通接地可能な大半の機
器類の利便性、安全性ならびに高電圧電池の必要性等を
考慮すると、42ボルトを超える車載高電圧電源が実現さ
れる見込みは少ないか、あったとしても非常に複雑な安
全システムを考案、採用する必要がある。
ーラー電源、4輪電動駆動用モーター電源としては、42
ボルトはなお低すぎて、さらなる高電圧化が要望されて
いる。その一方で、シャーシに共通接地可能な大半の機
器類の利便性、安全性ならびに高電圧電池の必要性等を
考慮すると、42ボルトを超える車載高電圧電源が実現さ
れる見込みは少ないか、あったとしても非常に複雑な安
全システムを考案、採用する必要がある。
【００３０】本例では、V＜V0でできるだけ高い電圧の
電池10、20を2群（V1＜V0、V2＜V0）設けて直列接続
し、その中間点をシャーシに共通接地する。例えば、電
池電圧の絶対値をV1＝V2＝42Vとすると、中間点をシャ
ーシに共通接地することによってV 1＝＋42V、V2＝−42V
となる。これらの各電池10、20から供給される電力は、
シャーシ共通接地可能な電圧として各負荷l11〜l1mとl
21〜l2nに従来通りサプライ線（ワイヤーハーネス）の
みの1線で供給され、電源線の多数化、複雑化を回避で
きる。また、これらのサプライ線（ワイヤーハーネス）
とそのコネクター類の絶縁はV1、V2に対応するものでよ
い。
電池10、20を2群（V1＜V0、V2＜V0）設けて直列接続
し、その中間点をシャーシに共通接地する。例えば、電
池電圧の絶対値をV1＝V2＝42Vとすると、中間点をシャ
ーシに共通接地することによってV 1＝＋42V、V2＝−42V
となる。これらの各電池10、20から供給される電力は、
シャーシ共通接地可能な電圧として各負荷l11〜l1mとl
21〜l2nに従来通りサプライ線（ワイヤーハーネス）の
みの1線で供給され、電源線の多数化、複雑化を回避で
きる。また、これらのサプライ線（ワイヤーハーネス）
とそのコネクター類の絶縁はV1、V2に対応するものでよ
い。
【００３１】安全上、図1のα面の電力サプライ線は、V
0未満のV1、V2の電圧で電力供給するだけであるため、
負荷ショート、サプライ線のショート等の場合でも、従
来の技術をそのまま適用できる。但し、V1の分圧系統で
は、その電力サプライ線はプラス電圧に、V2の分圧系統
では、その電力サプライ線はマイナス電圧になるので、
負荷l11〜l1mまたはl21〜l2nへの接続は、これらの極性
を考慮して行われる。
0未満のV1、V2の電圧で電力供給するだけであるため、
負荷ショート、サプライ線のショート等の場合でも、従
来の技術をそのまま適用できる。但し、V1の分圧系統で
は、その電力サプライ線はプラス電圧に、V2の分圧系統
では、その電力サプライ線はマイナス電圧になるので、
負荷l11〜l1mまたはl21〜l2nへの接続は、これらの極性
を考慮して行われる。
【００３２】一方、これら2群の電池10、20を直列に接
続して得られるV＝V1＋V2の全電圧系統から供給される
電力は、シャーシに共通接地されることのない重負荷L1
〜Lkに直接供給される。つまり、バッテリサプライ/バ
ッテリリターンの２線により回路が構成される。しかし
ながら、この場合でもサプライ線（ワイヤーハーネス）
とそのコネクター類の絶縁は、結局のところ、アース
（シャーシ）に対するものであればよいので、V1、V2に
対応するもののままでよい。
続して得られるV＝V1＋V2の全電圧系統から供給される
電力は、シャーシに共通接地されることのない重負荷L1
〜Lkに直接供給される。つまり、バッテリサプライ/バ
ッテリリターンの２線により回路が構成される。しかし
ながら、この場合でもサプライ線（ワイヤーハーネス）
とそのコネクター類の絶縁は、結局のところ、アース
（シャーシ）に対するものであればよいので、V1、V2に
対応するもののままでよい。
【００３３】図１のβ面で2線構成の場合、これらの線
間でショートしたり、重負荷L1〜Lkがショートすると、
V＝V1＋V2の電圧による大きな事故（ショート）電流
が流れること、これらの2線を両方身体に接触させる
とVの電圧が身体にかかり危険を生ずること、が考えら
れるので、十分な保護が求められる。例えば、1線毎
に、その外周にシールド線を配置するか、2線を束ね
て、その外周にシールド線を配置し、シールド線はシャ
ーシに接地することが好ましい。
間でショートしたり、重負荷L1〜Lkがショートすると、
V＝V1＋V2の電圧による大きな事故（ショート）電流
が流れること、これらの2線を両方身体に接触させる
とVの電圧が身体にかかり危険を生ずること、が考えら
れるので、十分な保護が求められる。例えば、1線毎
に、その外周にシールド線を配置するか、2線を束ね
て、その外周にシールド線を配置し、シールド線はシャ
ーシに接地することが好ましい。
【００３４】V1、V2としては、低圧機器群へ電力供給用
として、12〜14ボルトの電池をV1に、36〜42ボルトの電
池をV2として、V＝48〜56ボルトで使用することが挙げ
られる。また、V1＝V2＝36〜42ボルトとして、V＝72〜8
4ボルトとして活用してもよい。
として、12〜14ボルトの電池をV1に、36〜42ボルトの電
池をV2として、V＝48〜56ボルトで使用することが挙げ
られる。また、V1＝V2＝36〜42ボルトとして、V＝72〜8
4ボルトとして活用してもよい。
【００３５】前者では従来の安全電圧V0以下で二つの分
圧系統と一つの全電圧系統の合計3電源系を構成できる
メリットもあるが、重負荷電力供給用としては若干電圧
不足のきらいがある。一方、後者では最高72〜84ボルト
が活用できて、重負荷群にとっては一層パワフルな電力
供給システムが構成され得ることになる。
圧系統と一つの全電圧系統の合計3電源系を構成できる
メリットもあるが、重負荷電力供給用としては若干電圧
不足のきらいがある。一方、後者では最高72〜84ボルト
が活用できて、重負荷群にとっては一層パワフルな電力
供給システムが構成され得ることになる。
【００３６】このような電池と負荷からなる電力供給シ
ステムに、交流発電機と整流器が組み合わされる。交流
発電機は、図２に示すように、エンジンから回転力がモ
ータージェネレーター（M/G：交流発電機）に伝達さ
れ、交流発電機M/Gの回転により交流を発生する。この
交流発電機M/Gは、一端がシャーシに接地されている。
ステムに、交流発電機と整流器が組み合わされる。交流
発電機は、図２に示すように、エンジンから回転力がモ
ータージェネレーター（M/G：交流発電機）に伝達さ
れ、交流発電機M/Gの回転により交流を発生する。この
交流発電機M/Gは、一端がシャーシに接地されている。
【００３７】ここで、交流発電機M/Gと第１電池10との
間に交流発電機M/Gから第１電池10のプラス端子に向か
って整流する第１整流器D1（ダイオード）を設ける。さ
らに、交流発電機M/Gと第２電池20との間に第２電池20
のマイナス端子から交流発電機M/Gに向かって整流する
第２整流器D2（ダイオード）を設ける。
間に交流発電機M/Gから第１電池10のプラス端子に向か
って整流する第１整流器D1（ダイオード）を設ける。さ
らに、交流発電機M/Gと第２電池20との間に第２電池20
のマイナス端子から交流発電機M/Gに向かって整流する
第２整流器D2（ダイオード）を設ける。
【００３８】第１整流器D1により、交流発電機から第１
電池10のプラス端子に向かって半波整流されたプラスの
脈流が形成され、第１電池10が充電される。一方、第２
整流器D2により第２電池20のマイナス端子から交流発電
機に向かって半波整流されたマイナスの脈流が形成さ
れ、第２電池20が充電される。すなわち、整流された各
電流で２つの電池10、20の各々を交互に充電すること
で、１台の発電機で２群の電池を充電することができ
る。
電池10のプラス端子に向かって半波整流されたプラスの
脈流が形成され、第１電池10が充電される。一方、第２
整流器D2により第２電池20のマイナス端子から交流発電
機に向かって半波整流されたマイナスの脈流が形成さ
れ、第２電池20が充電される。すなわち、整流された各
電流で２つの電池10、20の各々を交互に充電すること
で、１台の発電機で２群の電池を充電することができ
る。
【００３９】この場合、交流発電機M/Gで発生する交流
の周波数（エンジン回転数に関係）は問わないが、交流
発電機M/Gの発生電圧VEとV１、V２との関係については
以下の通りとする。
の周波数（エンジン回転数に関係）は問わないが、交流
発電機M/Gの発生電圧VEとV１、V２との関係については
以下の通りとする。
【００４０】V１＝V２＝1/2Vの場合、1/2Vの電圧を発生
するのに適したVEを出力するものとする。第１電池と第
２電池の電圧を等しくすることで、シンプルな回路構成
を実現できる。
するのに適したVEを出力するものとする。第１電池と第
２電池の電圧を等しくすることで、シンプルな回路構成
を実現できる。
【００４１】V１＞V２またはV１＜V２の場合、高い方の
電圧であるV１またはV2を充電するのに適したVEを出力
するものとする。その場合は、後述する図3に示すよう
に、例えば抵抗Rを用いてV１より低い電圧V２を得るよ
うにする。電圧をVEからV２に落す手段については特に
限定しない。
電圧であるV１またはV2を充電するのに適したVEを出力
するものとする。その場合は、後述する図3に示すよう
に、例えば抵抗Rを用いてV１より低い電圧V２を得るよ
うにする。電圧をVEからV２に落す手段については特に
限定しない。
【００４２】また、図3に示すように、各ダイオードの
電池側には、L（インダクタンス）、C（コンデンサー）
又はR（抵抗）ならびにこれらの組合せから成るいわゆ
る平滑回路を設けることが好ましい。平滑回路を設ける
ことにより、電池に入る電圧を平滑化しているので、電
池に負担をかけることがない。
電池側には、L（インダクタンス）、C（コンデンサー）
又はR（抵抗）ならびにこれらの組合せから成るいわゆ
る平滑回路を設けることが好ましい。平滑回路を設ける
ことにより、電池に入る電圧を平滑化しているので、電
池に負担をかけることがない。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明充電システ
ムによれば、１台の交流発電機で２群の電池を効率的に
充電することができる。
ムによれば、１台の交流発電機で２群の電池を効率的に
充電することができる。
【００４４】特に、交流発電機は、第１電池と第２電池
とをカスケード接続して高電圧化しても、高い方の電圧
を持つ電池を充電するのに適した発生電圧を具えるもの
でよい。
とをカスケード接続して高電圧化しても、高い方の電圧
を持つ電池を充電するのに適した発生電圧を具えるもの
でよい。
【図１】本発明充電システムの概略構成図である。
【図２】交流発電機の説明図である。
【図３】平滑回路を用いた本発明充電システムの概略構
成図である。
成図である。
【図４】本発明充電システムに用いる電力供給システム
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図５】従来の接地系車載電源システムを示す概略構成
図である。
図である。
【図６】従来の非接地系車載電源システムを示す概略構
成図である。
成図である。
10 第１電池
20 第２電池
D1 第１整流器
D2 第２整流器
M/G 交流発電機（モータジェネレーター）
V 全電圧
V1、V2 分圧
l11〜l1mとl21〜l2n 負荷
L1〜Lk （重）負荷
C11、C12、C21、C22 コンデンサ
L1、L2 インダクタンス
R 抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】 第１電池と、 第１電池と直列に接続される第２電池と、 前記両電池同士が接続される中間点と、 一端が前記中間点と同電位につながれた交流発電機と、 この交流発電機と第１電池との間に介在されて交流発電
機から第１電池のプラス端子に向かって整流する第１整
流器と、 前記交流発電機と第２電池との間に介在されて第２電池
のマイナス端子から交流発電機に向かって整流する第２
整流器とを具えることを特徴とする電池の充電システ
ム。 - 【請求項２】 車両のシャーシと、 一端がシャーシに共通接地され、他端が第１電池に接続
される負荷l11、l12…l1mと、 一端がシャーシに共通接地され、他端が第２電池に接続
される負荷l21、l22…l2nと、 シャーシに接地されることなく第１・第２の両電池に接
続される負荷L1、L2…Lkを具え、 前記交流発電機、第１電池および第２電池が前記車両に
搭載され、 前記中間点が車両のシャーシに接地されていることを特
徴とする請求項1に記載の電池の充電システム。 - 【請求項３】 前記第１電池と第２電池の電圧が同じで
あることを特徴とする請求項1に記載の電池の充電シス
テム。 - 【請求項４】 前記第１電池と第２電池の電圧が異なる
場合、前記交流発電機は、高い電圧の電池を充電するの
に適した電圧を発生することを特徴とする請求項１に記
載の電池の充電システム。 - 【請求項５】 各電池と各整流器との間に平滑回路を設
けたことを特徴とする請求項１に記載の電池の充電シス
テム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002030245A JP2003235176A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 電池の充電システム |
| PCT/JP2003/001234 WO2003067736A1 (en) | 2002-02-07 | 2003-02-06 | Vehicle-mounted battery charging system |
| AU2003244357A AU2003244357A1 (en) | 2002-02-07 | 2003-02-06 | Vehicle-mounted battery charging system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002030245A JP2003235176A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 電池の充電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003235176A true JP2003235176A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27677902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002030245A Pending JP2003235176A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 電池の充電システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003235176A (ja) |
| AU (1) | AU2003244357A1 (ja) |
| WO (1) | WO2003067736A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012205382A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用電源装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5318497Y2 (ja) * | 1973-09-19 | 1978-05-17 | ||
| JPS5167333U (ja) * | 1974-11-22 | 1976-05-27 | ||
| JPS5815561U (ja) * | 1981-07-22 | 1983-01-31 | 三菱重工業株式会社 | 車両の電気回路 |
| JPS58159627A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-22 | 三菱電機株式会社 | 車両用直流三線式配線方式 |
| US4491779A (en) * | 1983-10-12 | 1985-01-01 | General Motors Corporation | Motor vehicle electrical system |
| DE3812577A1 (de) * | 1988-04-15 | 1989-10-26 | Bosch Gmbh Robert | Bordnetz fuer ein kraftfahrzeug |
| DE4138943C1 (ja) * | 1991-11-27 | 1993-05-27 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| JPH06113472A (ja) * | 1992-09-25 | 1994-04-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 充電器 |
-
2002
- 2002-02-07 JP JP2002030245A patent/JP2003235176A/ja active Pending
-
2003
- 2003-02-06 AU AU2003244357A patent/AU2003244357A1/en not_active Abandoned
- 2003-02-06 WO PCT/JP2003/001234 patent/WO2003067736A1/ja active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012205382A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003244357A1 (en) | 2003-09-02 |
| WO2003067736A1 (en) | 2003-08-14 |
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