JP2003517806A - 電池充電維持装置および方法 - Google Patents

電池充電維持装置および方法

Info

Publication number
JP2003517806A
JP2003517806A JP2000512274A JP2000512274A JP2003517806A JP 2003517806 A JP2003517806 A JP 2003517806A JP 2000512274 A JP2000512274 A JP 2000512274A JP 2000512274 A JP2000512274 A JP 2000512274A JP 2003517806 A JP2003517806 A JP 2003517806A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
starting
charging
charge
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000512274A
Other languages
English (en)
Inventor
トーマス ジェイ. ドーティー,
ウィリアム ピー. セガール,
マイケル イー. イヴァーソン,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Controls Technology Co
Original Assignee
Johnson Controls Technology Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Controls Technology Co filed Critical Johnson Controls Technology Co
Publication of JP2003517806A publication Critical patent/JP2003517806A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit 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
    • H02J7/1423Circuit 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/061Battery state of charge [SOC]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は一般的に電池充電装置に関し、特に、二重電池システムにおける単一または複数の電池の充電を維持するシステムに関する。 【解決手段】 始動電池と蓄積電池を有する車両用の電池システムを構成する。始動電池の充電は、制御装置で制御される充電維持装置によって維持され、車両が使用されていない期間または始動電池電圧が追加の充電を要求する動作期間、エネルギーが蓄積電池から始動電池へ接続される。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】 本発明は一般的に電池充電装置(システム)に関し、特に、二重電池システム
における単一または複数の電池の充電を維持する装置に関する。 【0002】 【従来の技術】 自動車およびその他の燃焼エンジンで駆動される車両は典型的には燃焼エンジ
ン始動するための電気始動モータを有する。この点に関して、始動モータは一般
に電気エネルギーをボードに搭載された蓄電池から受ける始動回路に接続される
。始動回路は選択的に電池の電気エネルギーを保持された動作を始動してエンジ
ンを回転させる始動モータに接続される。普通の車両に対する用途として、電池
はエンジン制御エレクトロニクス、照明装置、車両アクセサリのような種々の電
力消費装置に電気エネルギーを供給する。これらの用途に使用される始動、照明
,点火(SLI)電池と称される従来の電池はマルチセル鉛―酸電池である。す
なわち、電池は活性材料で覆われ、積層された鉛板から構成される。積層体は電
池容器の分割セル区画に挿入され、電気的に接続され、希釈された酸電解液に浸
けられる。この構造のSLT電池はエンジン始動用の比較的高電力を提供し、ま
た車両の動作中および非動作中の電気アクセサリを維持するための比較的低電力
を提供するのにより適切である。しかしながら、表面上全く異なる機能のため、
SLI電池は短期間高出力および長期間低電力出力を供給するために要求される
が、電池設計はこのような仕事のいずれをも実施するように最適化されていない
。これらの電池のさらなる問題点は、鉛板の重量および電解液のため他の電池構
成物に比較して、固有エネルギー(グラム当たりのキロワットアワー(kWh/
g))が比較的小さいことである。 【0003】 2個の電池を有する車両用の電池システムが提案された。このシステムにおけ
る第1の電池、すなわち、始動電池はエンジン始動用に最適化され、すなわち、
短期間高電力出力用に特別設計される。システムの第2電池、すなわち、蓄積電
池は始動用でない電気負荷を動作させかつ維持するように最適化されている。こ
のようなシステムの利点は始動電池がより小型で軽量であり、短期間高電力を提
供できることである。さらに、蓄積電池がより小型で軽量であり、車両アクセサ
リの比較的低電力の要求を満足させることが可能である。組合せにおいて、2個
の電池システムは従来の単一SLI電池より少ないいスペースおよび重量ですむ
。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】 このようなシステムの限界は始動電池にある。高動作放電率が可能な小型、軽
量電池は高い自己放電率を持っている。すなわち、放置状態で、始動電池はエン
ジンを始動するために十分な電気エネルギーを供給できないレベルに自己放電す
る。車両動作中、始動電池は車両電気システムにより充電される。従って、車両
が定期的に使用される場合は、始動電池の自己放電は関心事ではない。しかしな
がら、もし車両が長期間使用されずにいても、または、車両電気システムが始動
電池を十分に充電しない期間に車両が非常に短い距離に使用されても、始動電池
は放電され、運転者を立ち往生させ可能性がある。 【0005】 本発明の目的は上述した問題点を解消する電子装置を提供することにある。さ
らに、本発明の目的は小型、軽量で、始動電池の自己放電の問題を解決した、車
両始動兼動作用の二重電池装置(システム)を提供することである。 【0006】 【課題を解決するための手段】 本発明は第1電池部分を形成するために電気的に接続された第1の複数のセル
を有する電池を構成する。第2の複数のセルは第2電池部分を形成するために電
気的に接続される。充電維持装置が第1電池部分を第2電池部分に接続する。充
電維持装置は第1電池部分から第2電池部分へエネルギーを与え、第2電池部分
の充電状態を維持する。 【0007】 本発明の好ましい実施例において、充電維持装置は充電ポンプ回路から構成さ
れる。たとえば、充電維持装置はダイオードと直列に接続された抵抗器と、抵抗
器とダイオードに並列に接続された容量(コンデンサ)を有する、トランジスタ
は抵抗器とダイオードの中間に接続され、第1および第2電池部分の少なくとも
一つの充電状態に応答して、充電維持装置を動作不能にする制御素子により制御
される。 【0008】 【発明の実施の形態】 本発明は二重電池に基づく車両電気システムに使用されるいくつかの好ましい
実施例によって記載される。このシステムの電池は種々の車両動作機能のために
電気エネルギーを供給し、車両電気システムからの充電を受ける。本発明の範囲
は車両応用または二重電池システムに限定されないことが理解されるであろう。
たとえば、本発明はどのような複数の電池システムでも応用可能である。また、
本発明は始動電池が始動エネルギーを供給する始動コンデンサに置換された車両
始動システムにも応用可能である。 【0009】 図1を参照すると、車両電気システム10はスイッチ16を介してエンジン始
動モータ18に供給するように接続された始動電池14を有する電池システム1
2を有する。始動モータ18は、従来技術で知られているように、エンジンを始
動するために車両(図示せず)のエンジンに機械的に接続される。始動電池14
は、好ましくは、充電維持装置22を介して蓄積電池20と電気システム10の
その他に接続された高率電池である。 【0010】 蓄積電池20は、好ましくは、高蓄積容量を有する吸収性ガラスマット(AG
M)型構成を有する。すなわち、蓄積電池20は延長された期間比較的低率の放
電を行う様に構成される。蓄積電池20は電気システム10、特に、車両負荷2
6に接続され、正常な車両動作および無負荷期間電気エネルギーを供給する。 【0011】 始動電池14と蓄積電池20の各々は、同期発電機24に接続される。同期発
電機24は、従来技術で知られ、かつ、車両動作期間、始動電池14と蓄積電池
20を充電する電気エネルギーを供給する方法でエンジンに機械的に接続される
。同期発電機24は正常動作中電気エネルギーを車両負荷26に供給する。同期
発電機24の出力は、従来技術でわかるように、エンジン制御装置32の動作に
より界磁電圧制御または他の適当な手段により制御される。 【0012】 本発明の好ましい実施例に従うと、充電維持装置22は、制御装置30の制御
により、蓄積電池20から始動電池14にエネルギーを接続し、始動電池22の
充電状態を維持する。たとえば、車両が使用されていない期間または始動電池電
圧が追加の充電を要求する動作期間、エネルギーが始動電池14に接続される。
蓄積電池20からの比較的小さい電力が、蓄積電池20の充電状態に悪影響する
ことなく、実質的に完全充電状態で始動電池14を維持するために使用可能なの
で、始動電池14の自己放電が防止される。 【0013】 図2を参照すると、充電維持装置22の好ましい実施例は蓄積電池20から始
動電池14に低レベル、ミリアンペアレベルの電流パルスを提供する回路200
である。回路200はパルス発生器を形成するために動作可能に結合されたNA
NDゲート201,212および214と、抵抗器204および208と、ダイ
オード206と、コンデンサ210から構成される。蓄積電池20はスイッチ2
38を介してNANDゲート202の第1入力部に結合される。NANDゲート
202の第2入力部とNANDゲート202の出力部は抵抗器204と208と
ダイオード206とコンデンサ210に接続され、集合的に発信器を形成する。
すなわち、スイッチ236が閉じると、NANDゲート202は周期的パルス列
を発生する。好ましい実施例において、パルス列の正確な周波数は回路200の
動作に重要でないが、好ましくは5−30キロヘルツ(キロサイクル)に設定さ
れる。パルス列はNANDゲート212と214を介してバッファされ、増幅さ
れ、抵抗器212と214を含むゲート抵抗網を介して周期的にオンオフサイク
ルのためのトランジスタ220のゲートに接続される。好ましくは、トランジス
タ220は電界効果トランジスタ(FET)であるが、適当な切り替え装置が発
明の公正な範囲から逸脱することなく使用できることを理解すべきである。 【0014】 トランジスタ220がオン状態であると、“B”点の蓄積電池20と、トラン
ジスタ220と抵抗器224に接続された誘導子を介して電流が流れる。トラン
ジスタ220がスイッチオフされると、誘導子226内に発生する電圧は電流制
限抵抗器234を介して充電維持電流を供給する“C”点に接続された始動電池
14で消失する。ダイオード236は過大な電圧増加からトランジスタ220を
保護するための電圧降下路を提供する。ツエナーダイオード236は好ましくは
15ボルトと16ボルト間に誘導子226の電圧をクランプする15ボルト装置
である。 【0015】 制御装置30は回路200活性化および非活性化するためにスイッチ238を
開放または閉鎖させる。制御装置30は始動電池14または蓄積電池20に悪影
響することなく連続して回路200を動作させることが可能である。しかしなが
ら、好ましいシステムの待機能力を最大にするために、回路200は始動電池1
4の電圧が閾値以下に低下すると活性化される。たとえば、制御装置30は始動
電池14の電圧を検出し、ほぼ12.75ボルト以下になると回路200を活性
化するためにスイッチ238を閉じる。一度活性化されると、制御回路30はタ
イマーを始動し、回路200は始動電池14の容量と回路200の能力に依存す
る6−24時間中動作し、充電電流を始動電池14に流す。この期間が終了する
と、スイッチ238は非活性化回路200により開放する。制御装置30は始動
電池14の電圧が回路200を非活性化するのための閾値を越えるか、制御装置
30が種々の動作条件、たとえば、過度な周囲の冷却状態のような環境条件に応
答して連続的に回路200を活性化できる。 【0016】 図1において、制御装置30はエンジン制御装置32から分離して示される。
制御装置30の機能は、本発明の公正な範囲から逸脱することなく、エンジン制
御装置32または他の基盤搭載の車両制御装置内で実施可能であることが理解さ
れる。さらに、制御装置30は高度な方法で回路200の動作を始動するための
始動電池14の充電状態を監視できる。充電状態を監視する装置および方法の一
例が米国特許第5,321,627号に記載され、記載されている。図2に示さ
れていないが、直流路が車両の動作中同期発電機24の出力から直接始動電池1
4を充電するために形成される。 【0017】 図3を参照すると、充電維持装置22の変形実施例は始動電池14と蓄積電池
が異なる電圧であるシステムで使用される回路300である。本発明の範囲内で
、始動電池が、高率特性のため、従来のの12ボルト始動電池に比較して、たと
えば、10ボルトに規定できる。蓄積電池20は典型的な実施例で12ボルト電
池として維持される。回路300は電流制限抵抗器304およびブロックダイオ
ード306を有する。蓄積電池20は始動電池14より十分に高い電位であるの
で、電流は抵抗器304を介して始動され、始動電池14の充電を維持する。 【0018】 回路200はさらにダイオード310,312および314により構成された
電流路を有する。ダイオード310−314間の固有の電圧降下は、車両が非動
作時、たとえば、同期発電機24がエネルギーを発生しない時電流路を流れる電
流を実質的に禁止する。しかしながら、車両が動作し、同期発電機がほぼ14ボ
ルトの電気を発生する場合、電流がダイオード310−314を流れ、始動電池
14を急速充電する。 【0019】 図3に示されるように、リレー302は始動電池14と蓄積電池20を選択的
に接続する。制御装置308がコイル310を通電させると、リレー302がオ
ンする(制御装置308は図3に示されるが、その機能は制御装置30に組み込
み可能であることを理解すべきである)。制御装置308は始動電池14との電
圧と蓄積電池20の電圧を検出するために接続される。スイッチがオンすると、
始動電池14と蓄積電池20が並列に接続され、蓄積電池20は車両を始動する
追加のエネルギーを供給するために利用される。始動電池14の低電圧または低
温環境状態のような条件が制御装置308で検出され、リレー302をオンする
。 【0020】 図4は、図3に示されるものと同様であり、システムに使用される回路を示す
。すなわち、システムは、始動電池14と蓄積電池の電圧が異なり、蓄積電池2
0は始動電池14より少なくとも2ボルト高い。回路400は始動電池14に電
流路を形成して始動電池14の充電を維持するための電流制限抵抗器404と素
子ダイオード406を有する。回路400はさらに蓄積電池20と始動電池14
間の電流路を切り離す制御装置408の制御により動作するスイッチングトラン
ジスタ418を有する(制御装置408は制御装置30から分離して示されるが
、その機能は制御装置30に容易に内蔵可能である)。制御装置408は好まし
くは、始動電池14の電圧、検出された充電状態、または他の動作条件に応答し
て、電流路を選択的に開閉するために上述のような動作を行う。回路400は始
動電池14を直接充電するためにダイオード410,412,および414から
なる電流路および始動電池および蓄積電池を選択的に結合するリレー402とコ
イルを有する。 【0021】 図5を参照すると、充電維持装置20の別の実施例が変形の始動電池14を使
用する回路500として示される。始動電池14’は2つの電池部分514およ
び516に分割される。各電池部分は始動電池14’のセルの全数以下のセル群
から構成される。電圧タップ520は電池部分514および516の各々を充電
維持装置22に選択的に接続する。電池部分514および516の各々のセル数
は変更可能であるが、電池部分514および516の各電位が蓄積電池20ので
電圧以下であるように制限される。この点に関して、始動電池14’は蓄積電池
20の電圧を越える総合電圧であることが可能である。たとえば、始動電池14
’は14ボルト,16ボルト,またはそれ以上の電池であり、各電池部分514
および516はほぼ10ボルトまたはそれ以下に維持される(この実施例では、
各々6ボルトである)。したがって、始動電池14’の充電は、より高い電圧を
有する始動電池14’に関わらず、蓄積電池20により維持される。 【0022】 図5をさらに参照すると、回路500は矢印“A”で示される第1電流路と矢
印“B”で示される第2電流路を有する。回路500はさらに制御装置508に
よりコイル516を選択的に通電して制御される少なくとも2つ、好ましくは、
3つの動作位置を有するリレー502を有する(制御装置500は制御装置30
と分離して示されるが、その機能は制御装置30に容易に内蔵可能である)。第
1の位置において、リレー502は阻止ダイオード506,制御装置508,制
限抵抗器504,およびタップ520からなる電流路“A”を介して蓄積電池2
0を電池部分516に接続される。第2位置において、リレー502はタップ5
02,制限抵抗器504,および制御装置508からなる電流路“B”を介して
蓄積電池20を電池部分516に接続される。第3位置において、リレー502
は蓄積電池20を始動電池14’から切離される。図示されていないが、追加の
切り替え動作が前述したように並列に接続された始動電池14’と蓄積電池20
を接続するための回路500に追加できることを理解すべきである。 【0023】 本発明の好ましい実施例において、制御装置508は各電池部分の充電を維持
するために電池部分514および516を保持電池20に選択的に接続する。制
御装置は閾値以下に低下する電池部分の電圧、検出された充電状態、タイミング
に従ったスケジュール、または他の条件に応答して、動作可能である。任意の数
の充電構成が、発明の公正な範囲から逸脱することなく、使用可能であることが
理解されるであろう。好ましい実施例において、電池部分514または516の
電圧が閾値以下に低下すると、その電池部分はある期間蓄積電池20に結合され
、他方の電池部分がある期間結合される。この方法で、始動電池14’の総合電
圧が維持される。 【0024】 本発明が車両に応用される電池および電池システムの複数の好ましい実施例に
より説明された。しかしながら、本発明の範囲はここで提供された実施例に限定
されるものではない。当業者は本発明の広い応用を容易に理解するであろう。 【0025】 【発明の効果】 以上の説明から、本発明によれば、小型、軽量であり、始動電池の自己放電を
解決する、車両始動兼動作用の二重電池装置を提供することができる。 【図面の簡単な説明】 【図1】 図1は本発明の好ましい実施例における車両を始動し動作させる二重電池装置
の概略図である。 【図2】 図2は本発明の好ましい実施例における充電制御回路の概略図である。 【図3】 図3は本発明の好ましい実施例における充電制御回路の概略図である。 【図4】 図4は本発明の好ましい実施例における充電制御回路の概略図である。 【図5】 図5は本発明の好ましい変形実施例における車両を始動するための二重電池装
置の概略図である。 【符号の説明】 10 車両電気システム 12 電池システム 14 始動電池 16、236 スイッチ 18 エンジン始動モータ 20 蓄積電池 22 充電維持装置 24 同期発電機 26 車両負荷 30 制御装置 32 エンジン制御装置 200 活性/非活性回路 202,212,214 NANDゲート 220 トランジスタ 226 誘導子 230 抵抗器 234 電流制限抵抗器 236 ツエナーダイオード 302 リレー 310 コイル
【手続補正書】 【提出日】平成14年11月7日(2002.11.7) 【手続補正1】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】特許請求の範囲 【補正方法】変更 【補正の内容】 【特許請求の範囲】 【請求項1】 車両における始動用充電エネルギー源(14)の充電および
車両における蓄積充電エネルギー源(20)と同期発電機(24)からの充電を
制御する回路において、 前記始動充電エネルギー源(14)と、前記蓄積エネルギー源(20)と、前
記車両が走行時に始動充電エネルギー源(14)を充電する同期発電機を結線す
る第1枝回路と;前記始動充電エネルギー源(14)と、前記蓄積エネルギー源
(20)と、前記車両が走行時または非走行時に始動充電エネルギー源(14)
を充電する同期発電機(24)を結線する第2枝回路と;前記第2枝回路に接続
され、前記第2枝回路を介して流れる電流を制御する前記切り替え装置(238
,302,402)とを有する充電維持装置(22);および 前記始動充電エネルギー源(14)の充電レベルを検出するために動作可能に
接続され、前記始動充電エネルギー源(14)の電圧レベルに応答して、前記切
り替え装置(238,302,402)を前記始動充電エネルギー源(14)と
前記蓄積充電エネルギー源(14)に接続または非接続にする制御装置(30)
を有することを特徴とする充電制御回路。 【請求項2】 前記充電維持装置(22)がさらに前記始動充電エネルギー
源(14)および前記蓄積充電エネルギー源(20)および前記車両の走行時ま
たは非走行時に前記始動充電エネルギー源(14)を充電する前記同期発電機(
24)を接続する第3枝回路を有することを特徴とする請求項1記載の充電制御
回路。 【請求項3】 前記第3枝回路が直列接続されたダイオード(306,40
6)と抵抗器(304,404)から構成されることを特徴とする請求項2記載
の充電制御回路。 【請求項4】 前記充電維持装置(22)がさらに前記第3枝回路に接続さ
れ、前記第3枝回路に流れる電流を制御する第2切り替え装置(418)を有し
、さらに、前記制御装置(30)が、前記始動充電エネルギー源(14)の電圧
レベルに応答して、前記第2切り替え装置(418)を前記始動充電エネルギー
源(14)および前記蓄積充電エネルギー源(20)に接続または非接続させる
ことを特徴とする請求項2記載の充電制御装置。 【請求項5】 前記第1枝回路が、前記車両の非走行時、始動エネルギー源
に流れる電流を実質的に禁止する電流阻止手段を有することを特徴とする請求項
1記載の充電制御回路。 【請求項6】 前記電流阻止手段が前記始動エネルギー源(14)と前記蓄
積充電エネルギー源(20)間の前記第1枝回路に位置決めされた少なくとも一
つのダイオード(310,410)から構成されることを特徴とする請求項5記
載の充電制御装置。 【請求項7】 前記始動充電エネルギー源(14)が車両の始動動作中高い
放電率に適合された電池であり、前記蓄積充電エネルギー源(20)が全エネル
ギー容量に適合された電池であることを特徴とする請求項1記載の充電制御装置
。 【請求項8】 前記制御装置(30)が前記切り替え装置(238,302
,402)を、低い閾値以下の始動充電エネルギー源(14)の電圧レベルに応
答して、前記充電エネルギー源(14)を前記蓄積充電エネルギー源(20)に
接続させるように動作可能であることを特徴とする請求項1記載の充電制御装置
。 【請求項9】 前記制御装置(30)が前記切り替え装置(238,302
,402)を、高い閾値以上の始動充電エネルギー源(14)の電圧レベルに応
答して、前記充電エネルギー源(14)を前記蓄積充電エネルギー源(20)か
ら切り離すように動作可能であることを特徴とする請求項1記載の充電制御回路
。 【請求項10】 前記制御装置(30)は前記切り替え装置(238,30
2,402)を所定期間前記始動充電エネルギー源(14)を前記蓄積充電エネ
ルギー源(20)に接続させるように動作可能であることを特徴とする請求項1
記載の充電制御回路。 【請求項11】 前記制御装置(30)は前記切り替え装置(238,30
2,402)を、環境条件に応答して、前記始動充電エネルギー源(14)を前
記蓄積充電エネルギー源(20)に接続させるように動作可能であることを特徴
とする請求項1記載の充電制御回路。 【請求項12】 車両において多数のセルを有する始動用電池(14)の充
電を制御し、車両における蓄積電池(20)からの充電を制御する回路において
、 始動電池(14)を、始動電池(14)のセル数より少なく、蓄積電池(20
)の電位より低い電位を有する電池部分(516)に分割する手段; 前記電池部分(516)と前記電池部分(516)を充電する前記蓄積電池(
20)を結線する第1回路と、前記第1回路に接続され、前記第1回路を流れる
電流を制御する切り替え装置(502)とを有する充電維持装置(22);およ
び 前記電池部分(516)の充電レベルを検出するために動作可能に接続され、
前記電池部分(516)の充電レベルに応答して、前記切り替え装置(502)
を前記蓄積電池(20)と前記電池部分(516)に接続または非接続にする制
御装置(508)を有することを特徴とする充電制御回路。 【請求項13】 前記始動電池(14)が前記始動電池(14)のセル数よ
り少なく、前記蓄積電池(20)の電位より低い電位を有する第2電池部分(5
14)を有し;前記充電維持装置(22)が前記第2電池部分(514)と前記
第2電池部分(514)を充電する蓄積電池(20)を接続する第2回路を有し
;前記切り替え装置(508)が前記第2回路に接続され、前記第2回路を流れ
る電流を制御し;前記制御装置(508)が前記第2電池部分(514)の充電
レベルを検出するように動作可能に接続され、前記電池部分(514)の充電レ
ベルに応答して、前記切り替え装置(502)を前記蓄積電池(20)と前記第
2電池部分(514)を接続または非接続にすることを特徴とする請求項12記
載の充電制御回路。 【請求項14】 前記充電維持装置(22)が前記始動電池(14)と前記
始動電池(14)を充電する蓄積電池(20)を有する第3回路を有し;前記切
り替え装置(502)が前記第3回路に接続され、前記第3回路に流れる電流を
制御し;前記制御装置(508)が前記始動電池(14)の充電レベルを検出す
るように動作可能に接続され、前記始動電池(14)の充電レベルに応答して、
前記切り替え装置(502)により前記蓄積電池(20)と前記始動電池(14
)を接続または非接続にすることを特徴とする請求項13記載の充電制御回路。 【請求項15】 前記始動電池(14)を分割する手段は電圧タップ(52
0)であることを特徴とする請求項12記載の充電制御回路。 【請求項16】 前記始動電池(14)は、車両の始動中、高い放電率に最
適化され、前記蓄積電池(20)は全エネルギー容量に最適化されることを特徴
とする請求項12記載の充電制御回路。 【請求項17】 前記制御装置(508)は前記切り替え装置(502)を
、より低い閾値以下の前記電池部分(516)の電圧レベルに応答して、前記電
池部分(516)を前記蓄積電池(20)に接続させるように動作可能であるこ
とを特徴とする請求項12記載の充電制御回路。 【請求項18】 前記制御装置(508)は前記切り替え装置(502)を
、より高い閾値以下の前記電池部分(516)の電圧レベルに応答して、前記電
池部分(516)を前記蓄積電池(20)から切り離すように動作可能であるこ
とを特徴とする請求項12記載の充電制御装置。 【請求項19】 前記制御装置(508)は前記切り替え装置(502)を
、所定期間、前記電池部分(516)を前記蓄積電池(20)に接続させるよう
に動作可能であることを特徴とする請求項12記載の充電制御回路。 【手続補正2】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】0004 【補正方法】変更 【補正の内容】 【0004】 【発明が解決しようとする課題】 このようなシステムの限界は始動電池にある。高動作放電率が可能な小型、軽
量電池は高い自己放電率を持っている。すなわち、放置状態で、始動電池はエン
ジンを始動するために十分な電気エネルギーを供給できないレベルに自己放電す
る。車両動作中、始動電池は車両電気システムにより充電される。従って、車両
が定期的に使用される場合は、始動電池の自己放電は関心事ではない。しかしな
がら、もし車両が長期間使用されずにいても、または、車両電気システムが始動
電池を十分に充電しない期間に車両が非常に短い距離に使用されても、始動電池
は放電され、運転者を立ち往生させ可能性がある。 蓄積電池を有する電池充電器が始動電池に結合され、放電された電池を充電さ
せるために利用できる。たとえば、米国特許第5,668,461号は蓄積電池
を放電された電池に接続する電気制御システムを有する電池充電器を開示してい
る。米国特許第4,510,431号は蓄積電池からエネルギーを引き出し、か
つ蓄積電池の電圧を別の放電された電池を充電するために上昇させる電池充電器
を開示している。もちろん、このような充電システムは、一般に、別の工程で放
電電池に接続されなければならず、常時は利用できない。 種々の電池システムが二重電池システムの一方の電池の充電を維持するために
利用可能である。たとえば、米国特許第5,528,087号は充電維持装置が
充電電流を第1電池と第2電池間に流す装置を開示している。このシステムにお
いて、制御素子が複数の電池の一つの充電状態に応答して充電維持装置を選択的
に活性化または非活性化する。このようなシステムは多くの用途に適しているが
、車両の電気システムでの用途に容易に適合できない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドーティー, トーマス ジェイ. アメリカ合衆国 53188 ウィスコンシン 州 ワウケシャ, メサ ヴェルデ ドラ イブ 3005 (72)発明者 セガール, ウィリアム ピー. アメリカ合衆国 53024 ウィスコンシン 州 グラフトン, デルウッド コート 1672 (72)発明者 イヴァーソン, マイケル イー. アメリカ合衆国 53223 ウィスコンシン 州 ミルウォーキー, ダブリュ. スプ リング レーン 4915 Fターム(参考) 5G003 AA04 AA07 BA04 DA04 DA18 FA06 5H030 AA03 AA04 AS08 BB01 BB21 DD20

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 第1の複数のセルが電気的に接続されて形成する第1電池部
    分及び第2の複数のセルが電気的に接続されて形成する第2電池部分と;前記第
    1電池部分を前記第2電池部分に接続する充電維持装置とを有することを特徴と
    する電池。
JP2000512274A 1997-09-17 1998-09-11 電池充電維持装置および方法 Pending JP2003517806A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/932,950 1997-09-17
US08/932,950 US6222341B1 (en) 1997-09-17 1997-09-17 Dual battery charge maintenance system and method
PCT/US1998/018960 WO1999014837A1 (en) 1997-09-17 1998-09-11 Battery charge maintenance system and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003517806A true JP2003517806A (ja) 2003-05-27

Family

ID=25463197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000512274A Pending JP2003517806A (ja) 1997-09-17 1998-09-11 電池充電維持装置および方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6222341B1 (ja)
EP (1) EP1016180A1 (ja)
JP (1) JP2003517806A (ja)
CN (1) CN1279831A (ja)
BR (1) BR9812225A (ja)
CA (1) CA2304084A1 (ja)
WO (1) WO1999014837A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7285797B2 (en) 2004-06-09 2007-10-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Image display apparatus without occurence of nonuniform display
JP2013518548A (ja) * 2010-01-27 2013-05-20 エス・ビー リモーティブ カンパニー リミテッド 高電力消費機器を備えたマイクロハイブリッド車のためのバッテリシステム
JP2013518547A (ja) * 2010-01-27 2013-05-20 エス・ビー リモーティブ カンパニー リミテッド 高電力消費機器を備えたマイクロハイブリッド車のためのバッテリシステム
JP2014502486A (ja) * 2010-10-05 2014-01-30 ファン,テイン,フォン 電池増強システムおよびその方法

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19754964A1 (de) * 1997-12-11 1999-06-17 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zur Energieversorgung eines Kraftfahrzeuges
US6271642B1 (en) * 1998-02-13 2001-08-07 Johnson Controls Technology Company Advanced battery controller with state of charge control
DE19943466B4 (de) * 1999-09-11 2010-03-25 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Stromversorgungssystem mit mehreren Energiespeichern
DE19957478A1 (de) * 1999-11-23 2001-05-31 Volkswagen Ag Zwei-Batteriensystem
US6304056B1 (en) * 2000-09-21 2001-10-16 Ford Global Technologies, Inc. Pulsed charge power delivery circuit for a vehicle having a combined starter/alternator
US6606227B2 (en) * 2001-02-12 2003-08-12 Delphi Technologies, Inc. High voltage battery cutout circuit for a motor vehicle electrical system
US6816997B2 (en) 2001-03-20 2004-11-09 Cheehoe Teh System and method for performing design rule check
DE10121962A1 (de) 2001-05-05 2002-11-07 Vb Autobatterie Gmbh Energiemanagementsystem für ein elektrisches Kraftfahrzeugbordnetz
DE10126891A1 (de) * 2001-06-01 2002-12-05 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren zur Vorhersage der Belastbarkeit eines elektrochemischen Elementes
DE10142086A1 (de) * 2001-08-30 2003-03-20 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bordnetzstabilisierung eines Kraftfahrzeugbordnetzes
EP1428304A2 (en) * 2001-09-10 2004-06-16 Johnson Controls Technology Company Energy management system for vehicle
FR2831726B1 (fr) * 2001-10-26 2004-01-16 Renault Procede de gestion du fonctionnement d'une source de stockage d'energie electrique, notamment d'un supercondensateur
US6727708B1 (en) 2001-12-06 2004-04-27 Johnson Controls Technology Company Battery monitoring system
ES2189696B1 (es) * 2001-12-27 2004-11-16 Lear Automotive (Eeds) Spain, S.L Sistema de gestion de un vehiculo con doble bateria y metodo.
DE10210516B4 (de) 2002-03-09 2004-02-26 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Ermitteln der Funktionsfähigkeit einer Speicherbatterie
DE10215071A1 (de) * 2002-04-05 2003-10-30 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes eines elektrochemischen Energiespeichers sowie Energiespeicher
US6924621B2 (en) 2002-05-07 2005-08-02 C.E. Niehoff & Co. System and method for controlling electric load and battery charge in a vehicle
DE10224662C1 (de) * 2002-06-03 2003-06-18 Vb Autobatterie Gmbh Ladezustandsanzeiger für eine Batterie
DE10231700B4 (de) * 2002-07-13 2006-06-14 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Verfahren zur Ermittlung des Alterungszustandes einer Speicherbatterie hinsichtlich der entnehmbaren Ladungsmenge und Überwachungseinrichtung
DE10236958B4 (de) * 2002-08-13 2006-12-07 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Verfahren zur Ermittlung der entnehmbaren Ladungsmenge einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung für eine Speicherbatterie
DE10240329B4 (de) * 2002-08-31 2009-09-24 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Verfahren zur Ermittlung der einer vollgeladenen Speicherbatterie entnehmbaren Ladungsmenge einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung für eine Speicherbatterie
DE10252760B4 (de) * 2002-11-13 2009-07-02 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Verfahren zur Vorhersage des Innenwiderstands einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung für Speicherbatterien
DE10253051B4 (de) 2002-11-14 2005-12-22 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren zur Ermittlung der Ladungsaufnahme einer Speicherbatterie
DE10335930B4 (de) 2003-08-06 2007-08-16 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Verfahren zur Bestimmung des Zustands einer elektrochemischen Speicherbatterie
US8013611B2 (en) * 2006-07-14 2011-09-06 Reserve Power Cell, Llc Vehicle battery product and battery monitoring system
US7339347B2 (en) * 2003-08-11 2008-03-04 Reserve Power Cell, Llc Apparatus and method for reliably supplying electrical energy to an electrical system
US7567057B2 (en) * 2003-08-11 2009-07-28 Reserve Power Cell, Llc Multiple battery management system, auxiliary battery attachment system, and network controlled multiple battery system
DE102004005478B4 (de) * 2004-02-04 2010-01-21 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Kenngrößen für elektrische Zustände einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung hierzu
DE102004007904B4 (de) * 2004-02-18 2008-07-03 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Kenngröße für den Zustand einer elektrochemischen Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung
US7157806B2 (en) * 2004-03-12 2007-01-02 C. E. Niehoff & Co. System and method for controlling and distributing electrical energy in a vehicle
US20050285564A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-29 Ford Global Technologies, Llc Automatic charging of a high voltage battery in a hybrid electric vehicle
FR2879040B1 (fr) * 2004-12-03 2007-11-30 Jean Paul Siaudeau Coupleur de batteries
US7362005B2 (en) * 2005-03-10 2008-04-22 Red Tech Inc. Isolated dual battery system
US7598700B2 (en) * 2005-03-30 2009-10-06 Reserve Power Cell, Llc Tamper resistant battery and battery warranty and performance tracking system
JP4449940B2 (ja) * 2006-05-16 2010-04-14 トヨタ自動車株式会社 車両用二電源システム
DE102006024798B3 (de) * 2006-05-27 2007-03-22 Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Ladezustandsanzeiger
US7573154B2 (en) * 2007-01-30 2009-08-11 Perception Digital Limited Battery operated portable electronic device having dual batteries
FR2912268B1 (fr) * 2007-02-01 2009-05-15 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et systeme de surveillance de l'etat de charge et de conditionnement d'un organe de stockage d'energie electrique d'un vehicule
US8354818B2 (en) 2007-10-09 2013-01-15 Ford Global Technologies, Llc Solar charged hybrid power system
RU2010147291A (ru) * 2008-04-21 2012-05-27 Интернэшнл Трак Интеллектуал Проперти Компани, ЛЛК (US) Многобатарейная система для автотранспортного средства
TWM354187U (en) * 2008-11-07 2009-04-01 Cheng Uei Prec Ind Co Ltd Battery module
EP2826095A2 (en) 2012-03-13 2015-01-21 Maxwell Technologies, Inc. Capacitor and battery combination
US8924043B2 (en) * 2012-07-13 2014-12-30 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for preventing battery depletion in a vehicle
US20140253045A1 (en) * 2013-03-11 2014-09-11 Enerdel Inc. Method and apparatus for battery control
EP3134641A1 (en) 2014-04-22 2017-03-01 Maxwell Technologies, Inc. System and methods for improved starting of combustion engines
JP6223406B2 (ja) 2015-11-28 2017-11-01 本田技研工業株式会社 電力供給システム
JP6284921B2 (ja) * 2015-11-28 2018-02-28 本田技研工業株式会社 電力供給システム及び輸送機器、並びに、電力伝送方法
US10343545B2 (en) 2016-01-15 2019-07-09 Trumpet Holdings, Inc. Systems and methods for separating batteries
FR3080713B1 (fr) 2018-04-27 2020-03-27 Valeo Equipements Electriques Moteur Dispositif d'alimentation d'une machine electrique de vehicule automobile
DE102019214078A1 (de) * 2019-09-16 2021-03-18 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Energiespeichersystem mit Ladungsbegrenzungsvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4510431A (en) 1980-06-27 1985-04-09 Winkler Harry L D.C. Stepped-up voltage transformerless battery charger
US4403279A (en) * 1981-11-02 1983-09-06 J. I. Case Company Vehicular plural voltage system
DE3236607A1 (de) 1982-10-02 1984-04-05 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schaltungsanordnung zur zeitraffenden aufladung der pufferbatterie eines fahrzeugbordnetzes
DE3714193C2 (de) 1987-04-29 2001-01-11 Bosch Gmbh Robert Spannungsversorgung für Regelelektronikkreise in der Bremssystemsteuerung von Fahrzeugen mit Anhängern
US5162164A (en) 1989-06-12 1992-11-10 Globe-Union Inc. Dual battery system
US5002840A (en) 1989-06-12 1991-03-26 Globe-Union Inc. Switched emergency battery system
US5204610A (en) 1991-02-15 1993-04-20 Globe-Union, Inc. Long lived dual battery with automatic latching switch
US5162720A (en) * 1991-10-15 1992-11-10 Lambert Gordon K Vehicle electrical system
US5223351A (en) 1991-11-14 1993-06-29 Globe-Union Inc. Dual battery system
DE4138943C1 (ja) 1991-11-27 1993-05-27 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
US5321627A (en) 1992-03-11 1994-06-14 Globe-Union, Inc. Battery monitor and method for providing operating parameters
JP3003391B2 (ja) 1992-04-23 2000-01-24 株式会社デンソー 電源装置
US5316868A (en) 1992-07-21 1994-05-31 Globe-Union, Inc. Dual battery switch circuit
US5281904A (en) 1992-09-29 1994-01-25 Innova Electronics Multi mode cordless battery charger
EP0662744B1 (en) * 1994-01-06 1999-03-24 General Motors Corporation Module charge equalisation apparatus and method
US5668463A (en) * 1994-07-22 1997-09-16 Advanced Micro Devices, Inc. Auxiliary battery charge control circuit
US5549984A (en) 1994-07-25 1996-08-27 Globe-Union Inc. Control and indicator circuit for a dual battery system
DE19503749C1 (de) * 1995-02-04 1996-04-18 Daimler Benz Ag Fahrzeug mit einem brennstoffzellen- oder batteriegespeisten Energieversorgungsnetz
GB2302622B (en) 1995-06-22 2000-03-29 Glorywin Int Group Ltd Battery controller
EP0753925A3 (fr) 1995-07-13 1997-07-02 Renault Dispositif d'alimentation électrique d'un véhicule automobile et procédés de commande d'un tel dispositif
US5637978A (en) * 1995-11-06 1997-06-10 Kendrick Products Corporation Battery booster
JP3524661B2 (ja) * 1995-12-08 2004-05-10 本田技研工業株式会社 電動車両の電源制御装置
US5668461A (en) 1996-02-13 1997-09-16 Reserve Battery Cell, L.P. Reserve battery having temperture compensation
US5767658A (en) * 1996-11-18 1998-06-16 Gnb Technologies, Inc. Battery power system for a vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7285797B2 (en) 2004-06-09 2007-10-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Image display apparatus without occurence of nonuniform display
JP2013518548A (ja) * 2010-01-27 2013-05-20 エス・ビー リモーティブ カンパニー リミテッド 高電力消費機器を備えたマイクロハイブリッド車のためのバッテリシステム
JP2013518547A (ja) * 2010-01-27 2013-05-20 エス・ビー リモーティブ カンパニー リミテッド 高電力消費機器を備えたマイクロハイブリッド車のためのバッテリシステム
JP2014502486A (ja) * 2010-10-05 2014-01-30 ファン,テイン,フォン 電池増強システムおよびその方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999014837A1 (en) 1999-03-25
EP1016180A1 (en) 2000-07-05
US6222341B1 (en) 2001-04-24
BR9812225A (pt) 2000-07-18
CN1279831A (zh) 2001-01-10
CA2304084A1 (en) 1999-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003517806A (ja) 電池充電維持装置および方法
US6452361B2 (en) Battery system
US6057666A (en) Method and circuit for controlling charging in a dual battery electrical system
JP3553932B2 (ja) 自動車における電圧給電用装置
US5225761A (en) Battery management system
US6242887B1 (en) Vehicle with supplemental energy storage system for engine cranking
KR102016752B1 (ko) 배터리 팩 및 배터리 팩 제어방법
US20090179613A1 (en) Charging device
KR101894979B1 (ko) 차량 전기 시스템
JP2720449B2 (ja) 車両用充電装置
US6066936A (en) Electrical storage system made of capacitors
JP2004023803A (ja) 組電池の電圧制御装置
US5256956A (en) Power supply apparatus for automotive vehicles
JP2003237501A (ja) 自動車用電源装置
EP1025632B1 (en) Method and circuit for controlling charging in a dual battery electrical system
KR101887748B1 (ko) 자동차용 배터리 과충전 방지 시스템 및 그 제어방법
US20060164033A1 (en) Circuit for a motor vehicle power supply network and corresponding operating method
JPH10201091A (ja) 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置
JP3517708B2 (ja) 太陽電池を用いた電源装置
US20080252148A1 (en) Separated battery and vehicle voltages
JPH06205537A (ja) 蓄電池充電制御システム
JPH09308121A (ja) 蓄電手段を有する車両用電源装置
MXPA00002670A (es) Sistema y metodo de mantenimiento de carga de bateria
JP2504993Y2 (ja) レギュレ―タ調整電圧切り換え装置
JP2797548B2 (ja) エンジン始動装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040406