JP2874293B2 - バッテリ充電制御装置 - Google Patents
バッテリ充電制御装置Info
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- JP2874293B2 JP2874293B2 JP15682990A JP15682990A JP2874293B2 JP 2874293 B2 JP2874293 B2 JP 2874293B2 JP 15682990 A JP15682990 A JP 15682990A JP 15682990 A JP15682990 A JP 15682990A JP 2874293 B2 JP2874293 B2 JP 2874293B2
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- battery
- charging
- control signal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバッテリ充電制御装置に関し、特に人工衛星
等に使用されるバッテリに対して太陽電池からの充電と
このバッテリから負荷への放電を繰り返す際に、適正な
充電をはかるためのバッテリ充電制御装置に関する。
等に使用されるバッテリに対して太陽電池からの充電と
このバッテリから負荷への放電を繰り返す際に、適正な
充電をはかるためのバッテリ充電制御装置に関する。
一般にバッテリの充電制御の方法としては、充電量制
御方式すなわち充電量／放電量を一定の比（1.05から1.
2程度）となるように充電量を制御する方式あるいは近
似的な充電量制御として充電電圧検出による定電流定電
圧制御方式（例えばテーパ充電方式）等がある。
御方式すなわち充電量／放電量を一定の比（1.05から1.
2程度）となるように充電量を制御する方式あるいは近
似的な充電量制御として充電電圧検出による定電流定電
圧制御方式（例えばテーパ充電方式）等がある。
従来、定電流定電圧制御方式を実現するバッテリ充電
制御装置としては、たとえば、第３図のブロック図に示
すように、太陽電池などから成る電源10,充電々流を制
御する充電部３、充電されるバッテリ４、バッテリ充電
電圧検出用の電圧センサ1,通信装置等で代表される負荷
9,バッテリ４から負荷９への放電経路を形成する放電用
ダイオード８、充放電々流を検出し電流制御信号を出力
し充電部３に加える電流センサ７とから構成されてい
る。今、第４図（ａ）の説明図に示す一般的なバッテリ
充電々流の特性を参照して従来例を説明する。
制御装置としては、たとえば、第３図のブロック図に示
すように、太陽電池などから成る電源10,充電々流を制
御する充電部３、充電されるバッテリ４、バッテリ充電
電圧検出用の電圧センサ1,通信装置等で代表される負荷
9,バッテリ４から負荷９への放電経路を形成する放電用
ダイオード８、充放電々流を検出し電流制御信号を出力
し充電部３に加える電流センサ７とから構成されてい
る。今、第４図（ａ）の説明図に示す一般的なバッテリ
充電々流の特性を参照して従来例を説明する。
電源10からの出力は充電部３で充電電流を制御されバ
ッテリ４に供給される。このバッテリ４と電源10の間に
は電流センサ７が直列に挿入されている。充電が開始さ
れた時点で、バッテリ４の端子電圧が予じめ設定された
値以下のときには、電流センサ７がバッテリ４の充電電
流および放電電流を監視し、バッテリ４が充電状態のと
き、充電電流が予じめ定められた電流値以上となると、
この電流センサ７より制御信号が充電部３に出力され、
バッテリ４に電源10から流入する電流値を予じめ決めら
れた一定電流値を保つように、充電部３を制御する。こ
の状態は第４図のフル充電領域Ａに相当する。続いて、
バッテリ４への充電が進行し、バッテリ４の端子間電圧
が上昇し、予じめ決められた電圧に達するとバッテリ４
の端子間電圧を検出している電圧センサ１からテーパ充
電信号６が出力され充電部３に加えられ、バッテリ４の
端子電圧が予じめ決められた一定の電圧以下となるよう
に充電部３を制御する。この状態は第４図のテーパ充電
領域Ｂに相当する。
ッテリ４に供給される。このバッテリ４と電源10の間に
は電流センサ７が直列に挿入されている。充電が開始さ
れた時点で、バッテリ４の端子電圧が予じめ設定された
値以下のときには、電流センサ７がバッテリ４の充電電
流および放電電流を監視し、バッテリ４が充電状態のと
き、充電電流が予じめ定められた電流値以上となると、
この電流センサ７より制御信号が充電部３に出力され、
バッテリ４に電源10から流入する電流値を予じめ決めら
れた一定電流値を保つように、充電部３を制御する。こ
の状態は第４図のフル充電領域Ａに相当する。続いて、
バッテリ４への充電が進行し、バッテリ４の端子間電圧
が上昇し、予じめ決められた電圧に達するとバッテリ４
の端子間電圧を検出している電圧センサ１からテーパ充
電信号６が出力され充電部３に加えられ、バッテリ４の
端子電圧が予じめ決められた一定の電圧以下となるよう
に充電部３を制御する。この状態は第４図のテーパ充電
領域Ｂに相当する。
上述したテーパ充電領域ではバッテリ４の充電電流は
時刻の経過とともに低減される。
時刻の経過とともに低減される。
なお、充電量制御方式では放電量および充電量をカウ
ンタを使用して実測する必要があり、充電量と放電量を
計測することが困難であるためあまり使用されない。
ンタを使用して実測する必要があり、充電量と放電量を
計測することが困難であるためあまり使用されない。
上述した従来のバッテリ定電流電圧充電制御方式は適
正な再充電率に近似した制御を行い得るという観点では
有効な充電方式であるが、バッテリ４のセルの長寿命化
という観点では十分とは言えない。すなわち、テーパ充
電領域Ｂの状態で充電が進行すいるとバッテリ４は過充
電状態に達する。バッテリ４が過電流状態となると、バ
ッテリ４内の電解液が分解され、ガスを発生する。この
ガスの発生により電解液の組成が変化すると共に第４図
に示したようにバッテリ４のセルの内圧が単調に増加し
て行く。このような電解液の組成の変化とセルの内圧の
上昇によりセル性能の劣化が進行するという欠点があっ
た。そのため、長期間に亘ってバッテリを使用すること
が困難であった。また充電量制御方式に基づく動作を行
うバッテリ充電制御装置は、上記の定電流電圧制御方式
にくらべて構成が複雑となる欠点があり、また、上記の
定電流電圧制御方式による構成のように充電期間の後半
でのバッテリ４のセルの内圧の上昇およびそれに伴う電
解液の組成変化による劣化が進行するという欠点を有し
ていた。
正な再充電率に近似した制御を行い得るという観点では
有効な充電方式であるが、バッテリ４のセルの長寿命化
という観点では十分とは言えない。すなわち、テーパ充
電領域Ｂの状態で充電が進行すいるとバッテリ４は過充
電状態に達する。バッテリ４が過電流状態となると、バ
ッテリ４内の電解液が分解され、ガスを発生する。この
ガスの発生により電解液の組成が変化すると共に第４図
に示したようにバッテリ４のセルの内圧が単調に増加し
て行く。このような電解液の組成の変化とセルの内圧の
上昇によりセル性能の劣化が進行するという欠点があっ
た。そのため、長期間に亘ってバッテリを使用すること
が困難であった。また充電量制御方式に基づく動作を行
うバッテリ充電制御装置は、上記の定電流電圧制御方式
にくらべて構成が複雑となる欠点があり、また、上記の
定電流電圧制御方式による構成のように充電期間の後半
でのバッテリ４のセルの内圧の上昇およびそれに伴う電
解液の組成変化による劣化が進行するという欠点を有し
ていた。
本発明の従来のこの種のバッテリ充電制御装置をあま
り複雑化する必要なく、しかもバッテリの寿命を長くす
ることができるバッテリ充電制御装置を提供することに
ある。
り複雑化する必要なく、しかもバッテリの寿命を長くす
ることができるバッテリ充電制御装置を提供することに
ある。
バッテリの充電を前記バッテリの端子電圧が所定の値
より低いときに定電流で行い、前記端子電圧が前記所定
値を越えたとき定電圧で行う充電回路を有するバッテリ
充電制御装置において、前記端子電圧を第１の入力とし
基準電圧を第２の入力とし、前記第２の入力の電圧より
前記第１の入力電圧が大なるとき制御信号を出力し前記
充電回路に制御信号として加える手段と、外部基準電圧
より第１の電圧および第１の電圧より低い第２の電圧を
発生する手段と、前記バッテリのセルの内圧を検出し前
記内圧が予じめ設定した値より大なるときスイッチ制御
信号を発生する内圧センサと、前記スイッチ制御信号が
加えられたとき前記第２の電圧を前記基準電圧として選
択出力し前記スイッチ制御信号がないとき前記第１の電
圧を前記基準電圧として選択出力する手段とを備えてい
る。
より低いときに定電流で行い、前記端子電圧が前記所定
値を越えたとき定電圧で行う充電回路を有するバッテリ
充電制御装置において、前記端子電圧を第１の入力とし
基準電圧を第２の入力とし、前記第２の入力の電圧より
前記第１の入力電圧が大なるとき制御信号を出力し前記
充電回路に制御信号として加える手段と、外部基準電圧
より第１の電圧および第１の電圧より低い第２の電圧を
発生する手段と、前記バッテリのセルの内圧を検出し前
記内圧が予じめ設定した値より大なるときスイッチ制御
信号を発生する内圧センサと、前記スイッチ制御信号が
加えられたとき前記第２の電圧を前記基準電圧として選
択出力し前記スイッチ制御信号がないとき前記第１の電
圧を前記基準電圧として選択出力する手段とを備えてい
る。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。本実
施例では、バッテリセルの内圧を検知する内圧センサ２
を有している。また電圧センサ100にはバッテリ４の端
子電圧と外部からの基準電圧を比較しバッテリ４の端子
電圧が基準電圧以上になるとテーパ充電信号を出力する
コンパレータ101を備えている。さらにこの電圧センサ
内には外部からの基準電圧を分圧する抵抗器R1とR2とが
直列に接続され、抵抗器R1の一端には基準電圧102が加
えられている。抵抗器R1とR2の接続点は電圧センサ100
内のスイッチ103の接点S2に接続され、R2の他端は接地
されている。上述のスイッチ103の接点S1には外部から
の基準電圧102が供給される。スイッチ103はコンパレー
タ101の基準電圧入力側を外部基準電圧102に接続する接
点S1と基準電圧102を分圧し基準電圧より低い電圧を供
給する抵抗器R1とR2の接続点に接続する接点S2とをもっ
ている。
図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。本実
施例では、バッテリセルの内圧を検知する内圧センサ２
を有している。また電圧センサ100にはバッテリ４の端
子電圧と外部からの基準電圧を比較しバッテリ４の端子
電圧が基準電圧以上になるとテーパ充電信号を出力する
コンパレータ101を備えている。さらにこの電圧センサ
内には外部からの基準電圧を分圧する抵抗器R1とR2とが
直列に接続され、抵抗器R1の一端には基準電圧102が加
えられている。抵抗器R1とR2の接続点は電圧センサ100
内のスイッチ103の接点S2に接続され、R2の他端は接地
されている。上述のスイッチ103の接点S1には外部から
の基準電圧102が供給される。スイッチ103はコンパレー
タ101の基準電圧入力側を外部基準電圧102に接続する接
点S1と基準電圧102を分圧し基準電圧より低い電圧を供
給する抵抗器R1とR2の接続点に接続する接点S2とをもっ
ている。
スイッチ103は内圧センサ２からスイッチ制御信号が
加えられたときのみ接点S2が閉じ、それ以外の場合は接
点S1が閉じるスイッチである。内圧センサ２はバッテリ
４のセルの内圧を検出し、内圧が予じめ設定した値に達
するとスイッチ制御信号を出力しスイッチ103に加え
る。
加えられたときのみ接点S2が閉じ、それ以外の場合は接
点S1が閉じるスイッチである。内圧センサ２はバッテリ
４のセルの内圧を検出し、内圧が予じめ設定した値に達
するとスイッチ制御信号を出力しスイッチ103に加え
る。
第１図のバッテリ４が放電してこのバッテリ４の端子
電圧が外部からの基準電圧より低い場合には電圧センサ
100は動作しない。また、バッテリ４のセルの内圧も低
いので内圧センサ２を動作しない。このような状態では
第３図で示した従来の定電流定電圧バッテリ充電制御装
置と同様電流センサ７の制御出力によって充電部３が制
御されて、定電流充電が行なわれる。この状態は第２図
に示したフル充電領域Ａに相当する。
電圧が外部からの基準電圧より低い場合には電圧センサ
100は動作しない。また、バッテリ４のセルの内圧も低
いので内圧センサ２を動作しない。このような状態では
第３図で示した従来の定電流定電圧バッテリ充電制御装
置と同様電流センサ７の制御出力によって充電部３が制
御されて、定電流充電が行なわれる。この状態は第２図
に示したフル充電領域Ａに相当する。
充電が進行して、バッテリの端子電圧が外部からの基
準電圧102以上となるとコンパレータ101が動作し電圧セ
ンサ100よりテーパ充電信号６が出力され充電部３に制
御信号として加えられバッテリ４の端子電圧が基準電圧
102以下となるようバッテリ４への充電電流が充電部３
で制御される。この状態は第２図のテーパ充電領域の内
のＢに相当する。このようなテーパ充電領域下で、時刻
の経過と共にバッテリ４のセルの内圧は第２図に示すよ
うに一旦低下するが再び上昇をする。このセルの内圧が
上昇し、予じめ設定した値以上となると、バッテリ４の
セルの内圧を監視する内圧センサ２が動作してスイッチ
制御信号を出力する。
準電圧102以上となるとコンパレータ101が動作し電圧セ
ンサ100よりテーパ充電信号６が出力され充電部３に制
御信号として加えられバッテリ４の端子電圧が基準電圧
102以下となるようバッテリ４への充電電流が充電部３
で制御される。この状態は第２図のテーパ充電領域の内
のＢに相当する。このようなテーパ充電領域下で、時刻
の経過と共にバッテリ４のセルの内圧は第２図に示すよ
うに一旦低下するが再び上昇をする。このセルの内圧が
上昇し、予じめ設定した値以上となると、バッテリ４の
セルの内圧を監視する内圧センサ２が動作してスイッチ
制御信号を出力する。
このスイッチ制御信号はスイッチ103に加えられ、ス
イッチ103内の接点S2を閉じる。従ってコンパレータ101
に入力される基準電圧は外部からの基準電圧102を抵抗
器R1とR2とで分圧された値すなわち外部基準電圧102よ
り低い電圧となる。従ってコンパレータ101は、スイチ1
03の接点S2を通して接続される電圧、すなわち抵抗R2の
端子間電圧よりバッテリ４の端子間電圧が高い場合はテ
ーパ充電信号６を出力し、充電部３を制御する。充電部
３はこのテーパ充電信号６が加えられている間充電電流
を減少させ、バッテリ４の端子間電圧を抵抗R2の両端間
に生じている電圧以下とする。このようなバッテリ４に
流れる充電電流を低下させればバッテリ４のセルの内圧
も減少する。このような状態は第２図で示すテーパ充電
領域Ｃに相当する。ここで予じめ抵抗器R1とR2の値を適
切に設定しておくことによりバッテリ４のセルの内圧を
所望の値以下にすることができる。
イッチ103内の接点S2を閉じる。従ってコンパレータ101
に入力される基準電圧は外部からの基準電圧102を抵抗
器R1とR2とで分圧された値すなわち外部基準電圧102よ
り低い電圧となる。従ってコンパレータ101は、スイチ1
03の接点S2を通して接続される電圧、すなわち抵抗R2の
端子間電圧よりバッテリ４の端子間電圧が高い場合はテ
ーパ充電信号６を出力し、充電部３を制御する。充電部
３はこのテーパ充電信号６が加えられている間充電電流
を減少させ、バッテリ４の端子間電圧を抵抗R2の両端間
に生じている電圧以下とする。このようなバッテリ４に
流れる充電電流を低下させればバッテリ４のセルの内圧
も減少する。このような状態は第２図で示すテーパ充電
領域Ｃに相当する。ここで予じめ抵抗器R1とR2の値を適
切に設定しておくことによりバッテリ４のセルの内圧を
所望の値以下にすることができる。
以上説明したように本発明は、定められたレベウ以下
に内圧を保持するために充電々流を連続的に低減してゆ
くため、充電ストレスをバッテリに与えないで、バッテ
リの充電を行うことが可能となる。即ち、充電制御性能
を余り低下させないで、バッテリ寿命を従来のこの種の
装置を用いた場合よりも長くすることが可能なバッテリ
充電制御装置を提供できる。また、従来の定電流定電圧
バッテリ充電制御装置に内圧センサとスイッチおよび抵
抗器を加えるだけでよく、装置構成をあまり複雑にしな
いで本発明の装置を得ることができる。
に内圧を保持するために充電々流を連続的に低減してゆ
くため、充電ストレスをバッテリに与えないで、バッテ
リの充電を行うことが可能となる。即ち、充電制御性能
を余り低下させないで、バッテリ寿命を従来のこの種の
装置を用いた場合よりも長くすることが可能なバッテリ
充電制御装置を提供できる。また、従来の定電流定電圧
バッテリ充電制御装置に内圧センサとスイッチおよび抵
抗器を加えるだけでよく、装置構成をあまり複雑にしな
いで本発明の装置を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明のバッテリの充電特性を示す説明図、第３図は従
来のバッテリ充電制御装置の一例を示すブロック図、第
４図は従来のこの種の装置の充電特性を示す説明図であ
る。 １……電圧センサ、２……内圧センサ、３……充電部、
４……バッテリ、６……テーパ充電信号、７……電流セ
ンサ、８……放電用ダイオード、９……負荷、10……電
源、100……電圧センサ。
本発明のバッテリの充電特性を示す説明図、第３図は従
来のバッテリ充電制御装置の一例を示すブロック図、第
４図は従来のこの種の装置の充電特性を示す説明図であ
る。 １……電圧センサ、２……内圧センサ、３……充電部、
４……バッテリ、６……テーパ充電信号、７……電流セ
ンサ、８……放電用ダイオード、９……負荷、10……電
源、100……電圧センサ。
Claims (1)
- 【請求項１】バッテリの充電を前記バッテリの端子電圧
が所定の値より低いときに定電流で行い、前記端子電圧
が前記所定値を越えたとき定電圧で行う充電回路を有す
るバッテリ充電制御装置において、前記端子電圧を第１
の入力とし基準電圧を第２の入力とし前記第２の入力の
電圧より前記第１の入力電圧が大なるとき制御信号を出
力し前記充電回路に制御信号として加える手段と、外部
基準電圧より第１の電圧および第１の電圧より低い第２
の電圧を発生する手段と、前記バッテリのセルの内圧を
検出し前記内圧が予じめ設定した値より大なるときスイ
ッチ制御信号を発生する内圧センサと、前記スイッチ制
御信号が加えられたとき前記第２の電圧を前記基準電圧
として選択出力し前記スイッチ制御信号がないとき前記
第１の電圧を前記基準電圧として選択出力する手段とを
備えたことを特徴とするバッテリ充電制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15682990A JP2874293B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | バッテリ充電制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15682990A JP2874293B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | バッテリ充電制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0449819A JPH0449819A (ja) | 1992-02-19 |
| JP2874293B2 true JP2874293B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=15636264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15682990A Expired - Lifetime JP2874293B2 (ja) | 1990-06-15 | 1990-06-15 | バッテリ充電制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2874293B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2305292B (en) * | 1995-09-18 | 1999-02-10 | Nokia Mobile Phones Ltd | Recharging electrical cells |
| US6459238B2 (en) * | 2000-04-28 | 2002-10-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for charging a battery pack including a plurality of battery units |
-
1990
- 1990-06-15 JP JP15682990A patent/JP2874293B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0449819A (ja) | 1992-02-19 |
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