JP2004119363A - 充電法 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動車用鉛蓄電池の寿命を著しく延長することができる充電法を提供する。
【解決手段】内燃機関を主動力源とし、補機用主電源として鉛蓄電池3を有する自動車において、出力電圧が前記鉛蓄電池の定格電圧の1.2倍以上、好ましくは1.5倍以上の補助電源4を備え、前記内燃機関の運転中に内燃機関により駆動される発電機1により主鉛蓄電池3および補助電源4を充電し、内燃機関の停止中に前記補助電源4により前記主鉛蓄電池3を補充電する。
【選択図】 図1
【解決手段】内燃機関を主動力源とし、補機用主電源として鉛蓄電池3を有する自動車において、出力電圧が前記鉛蓄電池の定格電圧の1.2倍以上、好ましくは1.5倍以上の補助電源4を備え、前記内燃機関の運転中に内燃機関により駆動される発電機1により主鉛蓄電池3および補助電源4を充電し、内燃機関の停止中に前記補助電源4により前記主鉛蓄電池3を補充電する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用鉛蓄電池の寿命を著しく延長することができる充電法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トラック等の大型の自動車の補機用電源として、主として定格24ボルトの鉛蓄電池が用いられてきた。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、その充電電圧は、過充電による電極の劣化を防止する目的で、セル1個当り最高2.4ボルト、即ち定格24ボルトの電池に対しては最高38.8ボルト程度に制限されており、このために頻繁に充放電が繰り返される運転条件では、電池が充電不足の状態となり、充放電サイクル寿命が短くなる欠点があった。特に、電池の充放電サイクル寿命を延長する効果のあるポリビニルアルコール等の添加剤を用いた場合、充電不足の傾向が大きく、添加剤の本来の効果を充分に発揮できない場合があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、内燃機関を主動力源とし、補機用主電源として鉛蓄電池を有する自動車において、出力電圧が前記鉛蓄電池の定格電圧の1.2倍以上、好ましくは1.5倍以上の補助電源を備え、前記内燃機関の運転中に前記内燃機関により駆動される発電機により前記補助電源を充電し、前記内燃機関の停止中に前記補助電源により前記鉛蓄電池を補充電する充電法であり、更に、前記補助電源が、主電源の鉛蓄電池の定格電圧と同じかまたはこれより低い定格電圧の補助蓄電池と、その出力を昇圧して主電源の鉛蓄電池に供給する手段とよりなる充電法、および、前記補助電源が、主電源の鉛蓄電池の定格電圧より高い定格電圧の補助蓄電池と、内燃機関により駆動される発電機の出力を昇圧して前記補助蓄電池に供給する手段とよりなる充電法を提供するものである。
【0005】
【作用】本発明で内燃機関の停止中に補助蓄電池により主電源の鉛蓄電池を補充電する理由は、次のとおりである。鉛蓄電池の放電に伴い生成する硫酸鉛は、自動車の運転中における大電流の充放電では、電極の深部ではそのまま残存して次第に結晶成長して電極の劣化につながる。この電極の深部に残存する硫酸鉛を金属鉛や、過酸化鉛にするためには、水の電気分解が起きない範囲の電圧で長時間かけて、小さい電流で補充電を行なうのが良い。自動車の内燃機関の停止中は充分な時間がとれ、且つ、発電機や補機との電流も生じないので、理想的な条件で補充電を行なうことができる。
【0006】本発明で用いる補助蓄電池は、主電源である鉛蓄電池の充電不足によって僅かに残存する硫酸鉛の結晶成長を防止するための補充電に使用するもので、これに要する電気量は主電源全体の電気容量に比べれば僅かである。したがって、補助蓄電池の容量は主電源の容量の十分の一ないし五十分の一程度の小型のもので充分である。補助蓄電池としては、鉛蓄電池の他にニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等を用いることができる。また、補充電は必ずしも内燃機関の停止中に常時行なう必要は無く、主電源の鉛蓄電池や補助蓄電池の端子電圧が所定の値に達した後、補充電を停止しても良い。
【0007】本発明で補助蓄電池の出力を昇圧する手段としては、例えばスイッチング回路を用いたDC−DCコンバーターを好適に用いることができ、あるいは、複数個の補助蓄電池を並列から直列に切りかえることもできる。
【0008】また、補助蓄電池の定格電圧が主電源の鉛蓄電池の定格電圧より高い場合は、発電機の出力電圧を適当な昇圧手段を用いて昇圧した後、補助蓄電池へ供給すれば良い。発電機の出力は交流である場合が多いので、その昇圧手段としては、公知の方法、例えば倍圧整流、トランスによる昇圧、あるいは一旦直流に変換した後、DC−DCコンバーターを用いる等の方法を用いることができる。
【0009】本発明において、主電源の鉛蓄電池を補助蓄電池で補充電する場合、電流制限要素を用いて補充電の電流を所定値以下に制限することが望ましく、その電流制限要素としては、トランジスタ、抵抗器等のほか、サイリスタやGTOトランジスタとインダクタを直列に接続し、パルス幅によって電気量を制御する方法も使用できる。
【0010】また、補充電の際、主電源の鉛蓄電池の端子電圧が所定値に達した場合に補充電の電流を小さくするか、切断するかして、過充電を防止するのが望ましい。
【0011】
【実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図1ないし図6に基づいて詳述する。
【実施例1】図1は本発明の一実施例を示し、内燃機関の出力で駆動されるオルタネーター1により発電された交流は整流回路2で脈流に変換され、主電源の鉛蓄電池3が充電される。これとは別に、オルタネーター1により発電された交流を補助電源4に供給して、これに内臓された補助蓄電池を充電し、その補助蓄電池の出力を好ましくは電流制限要素5を介して主電源の鉛蓄電池3に供給し、これを補充電する。補充電は一般には内燃機関の停止中に行なうが、その電流が内燃機関の運転中に整流回路2により行なわれる充電電流に比べて小さいので、回路を簡単にするために内燃機関の運転中も常時行なっても差し支えない。
【0012】図2は図1の回路の補助電源4の一具体例を示す。オルタネーター1により発電された交流をトランス6で昇圧し、これをダイオード7で整流して補助蓄電池8を充電する。この場合、補助蓄電池8の出力電圧は主電源の鉛蓄電池3の定格電圧の1.2倍以上であることが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましい。
【0013】図3は図1の回路の補助電源4の他の一具体例を示す。オルタネーター1により発電された交流をコンデンサ11とダイオード9、10よりなる倍圧整流回路に供給し、補助蓄電池8を充電する。この場合、補助蓄電池8の出力電圧は主電源の鉛蓄電池3の定格電圧の1.2倍以上であることが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましい。
【0014】
【実施例2】図4は本発明の他の一実施例を示し、内燃機関の出力で駆動されるオルタネーター1により発電された交流は整流回路2で脈流に変換され、主電源の鉛蓄電池3が充電される。これとは別に、オルタネーター1により発電された交流をダイオード13で整流して補助電源12に供給して、これに内臓された補助蓄電池を充電し、その補助蓄電池の出力を好ましくは電流制限要素5を介して主電源の鉛蓄電池3に供給し、これを補充電する。なお、補助電源12に供給する直流は整流回路2で整流されたものを用い、ダイオード13を省略することもできる。
【0015】図5は図4の回路の補助電源12の一具体例を示す。オルタネーター1により発電された交流をダイオード13で整流して主電源の鉛蓄電池3と同じ定格電圧の2組の補助蓄電池14をスイッチ15で並列に接続して充電する。内燃機関の停止中にスイッチ15を切り替えて2組の補助蓄電池14を直列に接続し、主電源の鉛蓄電池3の2倍の出力電圧を得る。
【0016】図6は図4の回路の補助電源12の他の一具体例を示す。オルタネーター1により発電された交流をダイオード13で整流して補助蓄電池14を充電する。この出力でDC−DCコンバーター16を作動させ、昇圧して主電源の鉛蓄電池3の定格電圧の好ましくは1.2倍以上、より好ましくは1.5倍以上の直流電圧を得る。
【0017】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明は、充電不足を生じやすい内燃機関を用いた自動車用の鉛蓄電池について、その補充電を自動車の休止中に自動的に行なうことができ、該鉛蓄電池の寿命を大幅に延長できる方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】回路図
【図2】補助電源の回路図
【図3】補助電源の回路図
【図4】回路図
【図5】補助電源の回路図
【図6】補助電源の回路図
【符号の説明】
1:オルタネーター
2:整流回路
3:主電源の鉛蓄電池
4、12:補助電源
5:電流制限要素
6:トランス
7、9、10、13:ダイオード
8、14:補助蓄電池
11:コンデンサ
15:スイッチ
16:DC−DCコンバーター
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用鉛蓄電池の寿命を著しく延長することができる充電法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トラック等の大型の自動車の補機用電源として、主として定格24ボルトの鉛蓄電池が用いられてきた。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、その充電電圧は、過充電による電極の劣化を防止する目的で、セル1個当り最高2.4ボルト、即ち定格24ボルトの電池に対しては最高38.8ボルト程度に制限されており、このために頻繁に充放電が繰り返される運転条件では、電池が充電不足の状態となり、充放電サイクル寿命が短くなる欠点があった。特に、電池の充放電サイクル寿命を延長する効果のあるポリビニルアルコール等の添加剤を用いた場合、充電不足の傾向が大きく、添加剤の本来の効果を充分に発揮できない場合があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、内燃機関を主動力源とし、補機用主電源として鉛蓄電池を有する自動車において、出力電圧が前記鉛蓄電池の定格電圧の1.2倍以上、好ましくは1.5倍以上の補助電源を備え、前記内燃機関の運転中に前記内燃機関により駆動される発電機により前記補助電源を充電し、前記内燃機関の停止中に前記補助電源により前記鉛蓄電池を補充電する充電法であり、更に、前記補助電源が、主電源の鉛蓄電池の定格電圧と同じかまたはこれより低い定格電圧の補助蓄電池と、その出力を昇圧して主電源の鉛蓄電池に供給する手段とよりなる充電法、および、前記補助電源が、主電源の鉛蓄電池の定格電圧より高い定格電圧の補助蓄電池と、内燃機関により駆動される発電機の出力を昇圧して前記補助蓄電池に供給する手段とよりなる充電法を提供するものである。
【0005】
【作用】本発明で内燃機関の停止中に補助蓄電池により主電源の鉛蓄電池を補充電する理由は、次のとおりである。鉛蓄電池の放電に伴い生成する硫酸鉛は、自動車の運転中における大電流の充放電では、電極の深部ではそのまま残存して次第に結晶成長して電極の劣化につながる。この電極の深部に残存する硫酸鉛を金属鉛や、過酸化鉛にするためには、水の電気分解が起きない範囲の電圧で長時間かけて、小さい電流で補充電を行なうのが良い。自動車の内燃機関の停止中は充分な時間がとれ、且つ、発電機や補機との電流も生じないので、理想的な条件で補充電を行なうことができる。
【0006】本発明で用いる補助蓄電池は、主電源である鉛蓄電池の充電不足によって僅かに残存する硫酸鉛の結晶成長を防止するための補充電に使用するもので、これに要する電気量は主電源全体の電気容量に比べれば僅かである。したがって、補助蓄電池の容量は主電源の容量の十分の一ないし五十分の一程度の小型のもので充分である。補助蓄電池としては、鉛蓄電池の他にニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等を用いることができる。また、補充電は必ずしも内燃機関の停止中に常時行なう必要は無く、主電源の鉛蓄電池や補助蓄電池の端子電圧が所定の値に達した後、補充電を停止しても良い。
【0007】本発明で補助蓄電池の出力を昇圧する手段としては、例えばスイッチング回路を用いたDC−DCコンバーターを好適に用いることができ、あるいは、複数個の補助蓄電池を並列から直列に切りかえることもできる。
【0008】また、補助蓄電池の定格電圧が主電源の鉛蓄電池の定格電圧より高い場合は、発電機の出力電圧を適当な昇圧手段を用いて昇圧した後、補助蓄電池へ供給すれば良い。発電機の出力は交流である場合が多いので、その昇圧手段としては、公知の方法、例えば倍圧整流、トランスによる昇圧、あるいは一旦直流に変換した後、DC−DCコンバーターを用いる等の方法を用いることができる。
【0009】本発明において、主電源の鉛蓄電池を補助蓄電池で補充電する場合、電流制限要素を用いて補充電の電流を所定値以下に制限することが望ましく、その電流制限要素としては、トランジスタ、抵抗器等のほか、サイリスタやGTOトランジスタとインダクタを直列に接続し、パルス幅によって電気量を制御する方法も使用できる。
【0010】また、補充電の際、主電源の鉛蓄電池の端子電圧が所定値に達した場合に補充電の電流を小さくするか、切断するかして、過充電を防止するのが望ましい。
【0011】
【実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図1ないし図6に基づいて詳述する。
【実施例1】図1は本発明の一実施例を示し、内燃機関の出力で駆動されるオルタネーター1により発電された交流は整流回路2で脈流に変換され、主電源の鉛蓄電池3が充電される。これとは別に、オルタネーター1により発電された交流を補助電源4に供給して、これに内臓された補助蓄電池を充電し、その補助蓄電池の出力を好ましくは電流制限要素5を介して主電源の鉛蓄電池3に供給し、これを補充電する。補充電は一般には内燃機関の停止中に行なうが、その電流が内燃機関の運転中に整流回路2により行なわれる充電電流に比べて小さいので、回路を簡単にするために内燃機関の運転中も常時行なっても差し支えない。
【0012】図2は図1の回路の補助電源4の一具体例を示す。オルタネーター1により発電された交流をトランス6で昇圧し、これをダイオード7で整流して補助蓄電池8を充電する。この場合、補助蓄電池8の出力電圧は主電源の鉛蓄電池3の定格電圧の1.2倍以上であることが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましい。
【0013】図3は図1の回路の補助電源4の他の一具体例を示す。オルタネーター1により発電された交流をコンデンサ11とダイオード9、10よりなる倍圧整流回路に供給し、補助蓄電池8を充電する。この場合、補助蓄電池8の出力電圧は主電源の鉛蓄電池3の定格電圧の1.2倍以上であることが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましい。
【0014】
【実施例2】図4は本発明の他の一実施例を示し、内燃機関の出力で駆動されるオルタネーター1により発電された交流は整流回路2で脈流に変換され、主電源の鉛蓄電池3が充電される。これとは別に、オルタネーター1により発電された交流をダイオード13で整流して補助電源12に供給して、これに内臓された補助蓄電池を充電し、その補助蓄電池の出力を好ましくは電流制限要素5を介して主電源の鉛蓄電池3に供給し、これを補充電する。なお、補助電源12に供給する直流は整流回路2で整流されたものを用い、ダイオード13を省略することもできる。
【0015】図5は図4の回路の補助電源12の一具体例を示す。オルタネーター1により発電された交流をダイオード13で整流して主電源の鉛蓄電池3と同じ定格電圧の2組の補助蓄電池14をスイッチ15で並列に接続して充電する。内燃機関の停止中にスイッチ15を切り替えて2組の補助蓄電池14を直列に接続し、主電源の鉛蓄電池3の2倍の出力電圧を得る。
【0016】図6は図4の回路の補助電源12の他の一具体例を示す。オルタネーター1により発電された交流をダイオード13で整流して補助蓄電池14を充電する。この出力でDC−DCコンバーター16を作動させ、昇圧して主電源の鉛蓄電池3の定格電圧の好ましくは1.2倍以上、より好ましくは1.5倍以上の直流電圧を得る。
【0017】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明は、充電不足を生じやすい内燃機関を用いた自動車用の鉛蓄電池について、その補充電を自動車の休止中に自動的に行なうことができ、該鉛蓄電池の寿命を大幅に延長できる方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】回路図
【図2】補助電源の回路図
【図3】補助電源の回路図
【図4】回路図
【図5】補助電源の回路図
【図6】補助電源の回路図
【符号の説明】
1:オルタネーター
2:整流回路
3:主電源の鉛蓄電池
4、12:補助電源
5:電流制限要素
6:トランス
7、9、10、13:ダイオード
8、14:補助蓄電池
11:コンデンサ
15:スイッチ
16:DC−DCコンバーター
Claims (3)
- 内燃機関を主動力源とし、補機用主電源として鉛蓄電池を有する自動車において、出力電圧が前記鉛蓄電池の定格電圧の1.2倍以上、好ましくは1.5倍以上の補助電源を備え、前記内燃機関の運転中に前記内燃機関により駆動される発電機により前記鉛蓄電池および前記補助電源を充電し、前記内燃機関の停止中に前記補助電源により前記鉛蓄電池を補充電することを特徴とする充電法。
- 請求項1において、補助電源が、主電源の鉛蓄電池の定格電圧と同じかまたはこれより低い定格電圧の補助蓄電池と、その出力を昇圧して主電源の鉛蓄電池に供給する手段とよりなる充電法。
- 請求項1において、補助電源が、主電源の鉛蓄電池の定格電圧より高い定格電圧の補助蓄電池と、内燃機関により駆動される発電機の出力を昇圧して前記補助蓄電池に供給する手段とよりなる充電法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002320556A JP2004119363A (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 充電法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002320556A JP2004119363A (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 充電法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004119363A true JP2004119363A (ja) | 2004-04-15 |
Family
ID=32289735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002320556A Pending JP2004119363A (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 充電法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004119363A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009176705A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-08-06 | Electron Spring Kk | 鉛蓄電池を再生させるための装置及び方法 |
-
2002
- 2002-09-27 JP JP2002320556A patent/JP2004119363A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009176705A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-08-06 | Electron Spring Kk | 鉛蓄電池を再生させるための装置及び方法 |
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