JP2015226341A5 - - Google Patents

Description

（１）本発明の一形態によれば、複数の蓄電池と、前記複数の蓄電池への充電を行なう発電機とを含む電源装置において、前記複数の蓄電池の並列接続を制御する電源制御装置が提供される。この電源制御装置は、前記複数の蓄電池の出力電圧の比較を行なう電圧比較部と；ａ）前記電圧比較部において比較の対象とされた複数の蓄電池のうち最も低い出力電圧の蓄電池に対する前記発電機からの給電による充電処理と、ｂ）前記電圧比較部において比較の対象とされた複数の蓄電池のうち最も高い出力電圧の蓄電池から、前記最も高い出力電圧の蓄電池に接続される負荷回路への放電処理と、のいずれか一方による電圧調整を行なう電圧調整部と；前記電圧調整部による前記電圧調整の結果、前記複数の蓄電池の互いの出力電圧の差が予め定めた閾値以下となった場合に、前記並列接続を行なう接続処理部と；を備える。この形態によれば、複数の蓄電池の出力電圧の差を閾値以下となるように調整して並列接続することができる。これにより、従来技術のようなコンバータを用いずに、容易に、電気エネルギーの損失および電圧変動を抑制しつつ並列接続が可能となり、装置の簡略化、小型化、低コスト化が可能である。

（２）上記形態において、前記複数の蓄電池は、それぞれに独立して設けられた接続スイッチを介して前記発電機に並列に接続されるとともに、前記接続スイッチを介して互いに並列に接続される構造、もしくは、前記複数の蓄電池は、前記複数の蓄電池のうち一つの蓄電池は前記発電機に並列に直接接続され、他の蓄電池はそれぞれに設けられた接続スイッチを介して前記発電機に並列に接続されるとともに、前記接続スイッチを介して互いに並列に接続される構造としてもよい。この形態によれば、接続スイッチの開閉により各蓄電池の発電機への接続、および、互いの並列接続が可能である。

（３）上記形態において、前記電源制御装置は、前記並列接続の実行要求があった場合に、前記電圧比較部が前記複数の蓄電池の出力電圧の比較を行い、前記電圧調整部が前記比較の結果に基づいて前記電圧調整を行い、前記接続処理部が前記電圧調整の結果に基づいて前記並列接続を行なうようにしてもよい。この形態によれば、並列接続の要求に基づいて、複数の蓄電池の電圧調整を行って並列接続を行なうことができる。

（６）上記形態において、前記電圧調整部は、前記第１の蓄電池の出力電圧が前記第２の蓄電池の出力電圧よりも低い場合において、前記発電機が発電していない状態であったときには前記発電機を発電している状態に変更して前記第１の蓄電池の前記充電処理による前記電圧調整を行い、前記第１の蓄電池の出力電圧が前記第２の蓄電池の出力電圧よりも高い場合において、前記発電機が発電している状態であった際には前記発電機を発電している状態に変更して前記第１の蓄電池の前記放電処理による前記電圧調整を行なうようにしてもよい。この形態によれば、第１の蓄電池の出力電圧が第２の出力電圧よりも低い場合において、発電機が発電状態していない状態であったときには発電している状態となるまで待つことなく発電機を発電していない状態に変更して第１の蓄電池の発電機からの充電処理を直ちに行って電圧調整を行うことができ、第１の蓄電池の出力電圧が第２の出力電圧よりも高い場合において、発電機が発電している状態であったときには発電していない状態となるまで待つことなく発電機を発電している状態に変更して第１の蓄電池からの放電を直ちに行って電圧調整を行なうことができる。

第１〜第３実施形態の電源装置１００は、第１バッテリ１０が第１の電源ラインＰＬ１を介してオルタネータ３０に直結されていた（図１参照）。このため、第１バッテリ１０の充電による第１バッテリ電圧ＶＢｔ１の上昇または第１バッテリ１０の放電による第１バッテリ電圧ＶＢｔ１の下降によってしか、第１バッテリ電圧ＶＢｔ１と第２バッテリ電圧ＶＢｔ２との電圧の差を、閾値Ｖｔｈで示された許容範囲内とすることはできなかった。これに対して、本実施形態の電源装置１００Ｂは、第１バッテリ１０を第２の接続スイッチ７２によって第１の電源ラインＰＬ１から切り離すことができる。このため、第１の接続スイッチ７０と第２の接続スイッチ７２の開閉の組み合わせに応じて、第１バッテリ１０の充電と第２バッテリ２０の充電と第１バッテリ１０の放電と第２バッテリ２０の放電とをそれぞれ独立して実行することができる。これにより、第１バッテリ１０の充電による第１バッテリ電圧ＶＢｔ１の上昇や第１バッテリ１０の放電による第１バッテリ電圧ＶＢｔ１の下降だけでなく、第２バッテリ２０の充電による第２バッテリ電圧ＶＢｔ２の上昇や第２バッテリ２０の放電による第２バッテリの下降によっても、第１バッテリ電圧ＶＢｔ１と第２バッテリ電圧ＶＢｔ２との電圧の差を、閾値Ｖｔｈで示された許容範囲内とすることができる。従って、本実施形態の電源装置１００Ｂは、第１〜第３実施形態の電源装置１００に比べて、第１バッテリ１０と第２バッテリ２０とが分離された状態から並列接続する場合において、第１バッテリ電圧ＶＢｔ１と第２バッテリ電圧ＶＢｔ２との電圧の差を、閾値Ｖｔｈで示された許容範囲内とする自由度が高い。従って、本実施形態においても、第１バッテリ１０と第２バッテリ２０との並列接続が解除された分離状態から並列接続させる場合において、第１バッテリ１０と第２バッテリ２０のいずれか一方を充電あるいは放電して、第１バッテリ電圧ＶＢｔ１と第２バッテリ電圧ＶＢｔ２との差（絶対値）を閾値Ｖｔｈ以下とし、第１バッテリ１０と第２バッテリ２０とを並列接続することができる。このため、２つのバッテリを並列接続する際にバッテリ間の出力電圧の差によって発生する電気エネルギーの損失を抑制することが可能である。従って、本実施形態でも、従来技術のようなコンバータを用いずに、容易に、電気エネルギーの損失および電圧変動を抑制しつつ並列接続が可能であり、装置の簡略化、小型化、低コスト化が可能である。
本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。

Claims (7)

1. 複数の蓄電池と、前記複数の蓄電池への充電を行なう発電機とを含む電源装置において、前記複数の蓄電池の並列接続を制御する電源制御装置であって、
   前記複数の蓄電池の出力電圧の比較を行なう電圧比較部と、
   ａ）前記電圧比較部において比較の対象とされた複数の蓄電池のうち最も低い出力電圧の蓄電池に対する前記発電機からの給電による充電処理と、ｂ）前記電圧比較部において比較の対象とされた複数の蓄電池のうち最も高い出力電圧の蓄電池から、前記最も高い出力電圧の蓄電池に接続される負荷回路への放電処理と、のいずれか一方による電圧調整を行なう電圧調整部と、
   前記電圧調整部による前記電圧調整の結果、前記複数の蓄電池の互いの出力電圧の差が予め定めた閾値以下となった場合に、前記並列接続を行なう接続処理部と、
   を備えることを特徴とする電源制御装置。
2. 請求項１に記載の電源制御装置であって、
   前記複数の蓄電池は、前記発電機、及び第１の補機群が接続する第１の電源ラインに直接、または第１の接続スイッチを介して接続する第１の蓄電池と、第２の補機群が接続する第２の電源ラインに第２の接続スイッチを介して接続する第２の蓄電池を有し、前記第１の電源ラインと前記第２の電源ラインは第３の接続スイッチを介して接続することを特徴とする電源制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電源制御装置であって、
   前記並列接続の実行要求があった場合に、前記電圧比較部が前記複数の蓄電池の出力電圧の比較を行い、前記電圧調整部が前記比較の結果に基づいて前記電圧調整を行い、前記接続処理部が前記電圧調整の結果に基づいて前記並列接続を行なうことを特徴とする電源制御装置。
4. 請求項１に記載の電源制御装置であって、
   前記電圧調整部は、前記発電機が発電している状態においては前記充電処理による前記電圧調整を行い、前記発電機が発電していない状態においては前記放電処理による前記電圧調整を行なうことを特徴とする電源制御装置。
5. 請求項４に記載の電源制御装置であって、
   前記複数の蓄電池は、前記発電機に直結される第１の蓄電池と、接続スイッチを介して前記第１の蓄電池に並列接続される第２の蓄電池とを含み、
   前記電圧調整部は、
   前記第１の蓄電池の出力電圧が前記第２の蓄電池の出力電圧よりも低い場合には、前記発電機が発電している状態において前記第１の蓄電池の前記充電処理による前記電圧調整を行い、
   前記第１の蓄電池の出力電圧が前記第２の蓄電池の出力電圧よりも高い場合には、前記発電機が発電していない状態において前記第１の蓄電池の前記放電処理による前記電圧調整を行ない、
   前記接続処理部は、
   前記第１の蓄電池と前記第２の蓄電池の互いの出力電圧の差が前記閾値以下となった場合に、前記接続スイッチを閉じることにより前記第１の蓄電池と前記第２の蓄電池との並列接続を行なう
   ことを特徴とする電源制御装置。
6. 請求項５に記載の電源制御装置であって、
   前記電圧調整部は、
   前記第１の蓄電池の出力電圧が前記第２の蓄電池の出力電圧よりも低い場合において、前記発電機が発電していない状態であったときには前記発電機を発電している状態に変更して前記第１の蓄電池の前記充電処理による前記電圧調整を行い、
   前記第１の蓄電池の出力電圧が前記第２の蓄電池の出力電圧よりも高い場合において、前記発電機が発電している状態であった際には前記発電機を発電していない状態に変更して前記第１の蓄電池の前記放電処理による前記電圧調整を行なう
   ことを特徴とする電源制御装置。
7. 複数の蓄電池と、前記複数の蓄電池への充電を行なう発電機と、を有する電源装置において、前記複数の蓄電池の並列接続を制御する電源制御方法であって、
   前記複数の蓄電池の出力電圧の比較を行なう工程と、
   ａ）前記比較において比較の対象とされた複数の蓄電装置のうち最も低い出力電圧の蓄電池に対する前記発電機からの給電による充電処理と、ｂ）前記比較において比較の対象とされた複数の蓄電装置のうち最も高い出力電圧の蓄電池から、前記最も高い出力電圧の蓄電池に接続される負荷回路への放電と、のいずれか一方による電圧調整を行なう工程と、
   前記電圧調整の結果、前記複数の蓄電池の互いの出力電圧の差が予め定めた閾値以下となった場合に、前記並列接続を行なう工程と、
   を備えることを特徴とする電源制御方法。