JP3695420B2 - 制御弁式鉛蓄電池の充電方式 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイクル用途に用いられる制御弁式鉛蓄電池の充電方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無人搬送車などのサイクル用途に用いられる鉛蓄電池として、従来は安価な液式の鉛蓄電池を用いるのが一般的であった。しかしながら、最近は制御弁式鉛蓄電池が使用され始めている。
【０００３】
制御弁式鉛蓄電池は従来の液式の鉛蓄電池とは異なり、水の電気分解によって充電時に正極で発生する酸素ガスを、負極で水に還元することができるために補水不要であり、メンテナンスフリーを特徴とするものである。
【０００４】
なお、サイクルサービス用の制御弁式鉛蓄電池は、一般的に放電量に、係数として１０２〜１０８％を乗じた電気量を充電した場合に、最もサイクル寿命が長くなることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した制御弁式鉛蓄電池を用いた場合においても、大電流で充電をした場合や、満充電状態の電池を誤って再度充電をして過充電をした場合には、正極で発生する酸素ガスを完全には水に還元できないために、次第に電解液中の水分量が減少する。その結果、電解液中の硫酸濃度の増加に伴う内部抵抗の増加を招いて、前記制御弁式鉛蓄電池の寿命が短くなっていた。
【０００６】
特開平８―２２８４４号公報では、充電量を減らすことによって、電解液中の水分量の減少を抑制して、寿命を向上させる手法が提案されている。しかしながら、この方法では充電量が不足しがちなために負極が劣化しやすい。すなわち、充電量が不足することによって負極活物質が粗大化し、充放電反応が起こりににくくなり、制御弁式鉛蓄電池の寿命が短くなるという問題点が知られている。
【０００７】
また、制御弁式鉛蓄電池を長期間にわたって高温多湿な場所に放置したような場合には、電池が充電されにくい状態となっている。このような場合には、上記したように放電量に１０２〜１０８％の係数を乗じた充電量のみでは充電不足となるという問題点も指摘されている。
【０００８】
一方、従来の充電方式では、制御弁式鉛蓄電池の充電に時間がかかるという問題点も指摘されている。なお、短時間で充電をするには充電時の電流を増加させる必要がある。しかしながら、充電電流を増加させると正極板の分極が大になり、正極で多量の酸素ガスが発生し、そのガスを負極により充分に還元できなくなる。そして、酸素ガスを制御弁式鉛蓄電池の外部に放出し、電解液が減少し、その結果、制御弁式鉛蓄電池の寿命が短くなるという問題点がある。
【０００９】
なお、正極で発生する酸素ガスは、充電末期や過充電時に発生しやすいことも知られている。したがって、放電をすることなく誤って続けて過充電された場合や、前記したように大電流で充電した場合には、発生する酸素ガスによって制御弁式鉛蓄電池の内部圧力が上昇し、安全弁を通して酸素ガスが外部に放出され、その結果、電解液中の水分量が減少して、短時間に寿命に至ることが知られている。
【００１０】
本発明は、上記した問題点を除去するものであり、短時間で充電を終了できるとともに、制御弁式鉛蓄電池の寿命を向上させることができる充電方式を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、第一の発明は、大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合、又は、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値に達しない場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を終了し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を終了し、
前回充電にした後の放電量が一定値以下であり、且つ、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値以上の場合には、一定量の充電をした後に充電を終了することを特徴としている。
【００１２】
第二の発明は、大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合、又は、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値に達しない場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を停止して一定時間放置し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を停止して一定時間放置し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧を越える場合には充電を終了し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧以下の場合には、さらに一定量の充電をした後に充電を終了し、
前回充電にした後の放電量が一定値以下であり、且つ、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値以上の場合には、一定量の充電をした後に充電を終了することを特徴としている。
【００１３】
第三の発明は、制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には、微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴としている。
【００１４】
第四の発明は、大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を終了し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を終了し、
充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴としている。
【００１５】
第五の発明は、大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を停止して一定時間放置し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を停止して一定時間放置し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧を越える場合には充電を終了し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧以下の場合には、さらに一定量の充電をした後に充電を終了し、
充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴としている。
【００１６】
第六の発明は、前記一定の係数は、放電量の１０２〜１０８％の範囲にすることを特徴としている。
【００１７】
第七の発明は、前記一定の係数は、周囲温度が低いほど大きくし、周囲温度が高いほど小さくすることを特徴としている。
【００１８】
第八の発明は、前記設定電圧は、前記制御弁式鉛蓄電池の温度が高くなるほど減少させることを特徴としている。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明に係わる充電方式をバッテリー式ゴルフカート用の電源として、１２Ｖ−１１０Ａｈの制御弁式鉛蓄電池に使用した場合について図１〜６を用いて詳細に説明する。ここで、一般的にバッテリー式ゴルフカートは、深夜電力を利用しているために、７〜１０時間程度で充電を完了する必要がある。
【００２０】
なお、図１、２は充電方式を示すフローチャートであり、図３〜５は制御弁式鉛蓄電池の充電カーブであり、図６は本発明を用いたバッテリー式ゴルフカートのブロック図である。
【００２１】
１．バッテリー式ゴルフカートのブロック図
図６に示すように、バッテリー式ゴルフカートは、搭載している制御弁式鉛蓄電池1を放電することによって、操作パネル4、ゴルフカート6、電動機7等に電力を供給して運転をするものである。
【００２２】
すなわち、放電時には継電器2をＯＮとした状態で、操作パネル4からの信号によってリレー5を制御弁式鉛蓄電池1の放電側に接続して、電動機7を回転させてゴルフカート6を走行させる。なお、継電器2は、何らかの原因によって回路が短絡した場合などにおいて、制御弁式鉛蓄電池1からの電力の供給を遮断する装置である。
【００２３】
制御弁式鉛蓄電池1から供給された電流値は、電流検出器3で電圧値に変換する。そして、この電圧値を充電器8に設置した増幅器9で電圧増幅した後、マイコン10に入力する。マイコン10では、制御弁式鉛蓄電池1から供給された放電電流値に換算し、該放電電流値と放電時間とを乗算して放電量に変換した後、該放電量を順次積算してＥＥＰＲＯＭ11に記憶する。すなわち、ＥＥＰＲＯＭ11には、制御弁式鉛蓄電池1の充電後における放電量が記憶されている。
【００２４】
２．制御弁式鉛蓄電池の充電方式の概要
次に、本発明を用いた制御弁式鉛蓄電池の充電方式について詳細に説明する。図６に示すように、商用電源12の交流電力を充電器8に供給して直流電力に変換し、該直流電力を用いて制御弁式鉛蓄電池1を充電するものである。
【００２５】
すなわち、継電器2をＯＮとした状態で、操作パネル4からの信号によりリレー5を充電側に接続して、充電器8からの直流電力を制御弁式鉛蓄電池1に供給して充電する。なお、この状態ではゴルフカート6や電動機7には、充電器8又は制御弁式鉛蓄電池1からの電力は供給されないために、ゴルフカート6が動きだすことはない。
【００２６】
制御弁式鉛蓄電池1に流れた充電電流値は、電流検出器3で電圧値に変換する。そして、この電圧値を充電器8に設置した増幅器9に入力して電圧増幅をした後、マイコン10に入力する。マイコン10では、充電電流値に換算した後、充電時間と乗算して充電量とし、それぞれの充電電流ごとの充電量を積算してＥＥＰＲＯＭ11に書き込んで記憶する。本実施例では、図１又は２に示すように、充電量として上記したＥＥＰＲＯＭ11に記憶されている放電量の１０５％を充電するようにした。
【００２７】
３．本発明に係わる第一の充電方式
次に、本発明に係わる第一の充電方式について、図１に示すフローチャート及び図３〜５に示す制御弁式鉛蓄電池の充電カーブを用いて詳細に説明する。
【００２８】
（１）放電量の測定ステップ
図１に示すように充電がスタートすると、前回の充電後に一定値以上の放電されているか否かを判断する。図１では一定値として１％としているが、放電量が制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１％以下でない場合には、すでに一定量の放電がされていると判断して後述する第１充電ステップ（１５Ａ充電モード）で充電する。
【００２９】
なお、放電量が制御弁式鉛蓄電池の容量の１％以下である場合でも、マイコン10の作動等に必要な微小電力が流れている状態において、制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧以上でない場合には、すでに一定値以上の放電がされていると判断して後述する第１充電ステップ（１５Ａ充電モード）で充電する。
【００３０】
一方、放電量が制御弁式鉛蓄電池の容量の１％以下であり、各種の制御回路を動かすための微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧以上の場合には、制御弁式鉛蓄電池はすでに満充電状態にあると判断して、４Ａのわずかな電流値で制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１％の充電（一定量の充電）をしてから充電を終了する。本実施例では、公称容量が１１０Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を使用しているために、４Ａ程度の充電電流で公称容量の１％を充電しても負極で充分にガス吸収をすることができ、安全弁から酸素ガスが放出されることはない。
【００３１】
上記したステップをとることによって、満充電状態の制御弁式鉛蓄電池を誤ってさらに過充電をすることを防止できるために、制御弁式鉛蓄電池の寿命を長くすることができる。
【００３２】
（２）第１充電ステップ（１５Ａ充電モード）
上記した放電量の測定ステップにおいて充電終了とならない場合には、第１充電ステップとして１５Ａ充電モードに入り、比較的大きな定電流で制御弁式鉛蓄電池を充電する（図１）。なお、充電の進行によって、制御弁式鉛蓄電池の電圧は徐々に上昇する（図３〜５）。
【００３３】
なお、制御弁式鉛蓄電池の電圧が後述する設定電圧（Ｖ）に達するまでの時間が、規定時間（図１、３では１分と規定した。）未満の場合には、制御弁式鉛蓄電池はすでに満充電状態にあると判断して充電を終了する（図１、３）。この方式を用いることによって、上記した「（１）放電量の測定ステップ」において見逃されて、繰り返して充電されたような場合でも充電開始後に短時間で充電を終了できるために、過充電を防止することができる。
【００３４】
なお、前記設定電圧（Ｖ）を、以下の（１）式に示すように設定した。
【００３５】
Ｖ ＝ Ｖ0 − ｔs×（ｔ−２５℃） （１）式
ただし、Ｖ0＝２．４５ボルト／セル、ｔs＝５ｍＶ／（セル・℃）、
ｔ：制御弁式鉛蓄電池の温度（ただし、制御弁式鉛蓄電池の温度が−５℃以下の場合には、全て−５℃と固定して制御した。）である。なお、本実施例では、制御弁式鉛蓄電池にサーミスタを取りつけて、その温度（ｔ）を測定した。
【００３６】
すなわち、（１）式の設定電圧（Ｖ）は、Ｖ0（２．４５ボルト／セル）を周囲温度で補正したものであり、周囲温度が高くなるほど設定電圧（Ｖ）は低くなるように制御される。なお、充電の進行とともに制御弁式鉛蓄電池の温度は次第に上昇することを考慮して、充電時には前記設定電圧の変更を常時行えるようにしている（図１）。
【００３７】
図３、４に示すように、制御弁式鉛蓄電池の電圧は充電の進行とともに徐々に上昇して、前記した設定電圧（Ｖ）に達した場合には、以下に示す第２充電ステップでの充電モードに移る。なお、第１充電ステップとして、比較的大きな電流（１５Ａ）で充電しているため、短時間で多くの充電量を充電することができる。
【００３８】
（３）第２充電ステップ（１０Ａ充電モード）
第２充電ステップでは、１０Ａの定電流で制御弁式鉛蓄電池を充電する。そして、この１０Ａ充電においても、制御弁式鉛蓄電池の電圧は充電量の増加とともに徐々に上昇し、その電圧が上記した設定電圧（Ｖ）に達した場合には（図３、４）、後述する第３充電ステップでの充電モードに移る（図１）。
【００３９】
（４）第３充電ステップ（５Ａ充電モード）
第３充電ステップでは、５Ａの定電流で制御弁式鉛蓄電池を充電する。そして、５Ａ充電においても、制御弁式鉛蓄電池の電圧は充電とともに徐々に上昇し、制御弁式鉛蓄電池の電圧が上記した設定電圧（Ｖ）に達した場合には（図４、５）、後述する第４充電ステップでの充電モードに移る（図１）。
【００４０】
（５）第４充電ステップ（４Ａ充電モード）
第４充電ステップでは、第３充電ステップよりもさらに少ない４Ａの定電流で制御弁式鉛蓄電池を充電する。そして、第４充電ステップにおいても制御弁式鉛蓄電池の電圧は充電とともに徐々に上昇する（図４、５）。そして、制御弁式鉛蓄電池の電圧が上記した設定電圧（Ｖ）に達した時の充電量の総計が、規定充電量である放電量の１０５％を超えている場合には充電を停止する（図４）。
【００４１】
一方、制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧（Ｖ）に達した時の充電量が、規定充電量である放電量の１０５％を超えていない場合には、１０５％に達するまでそのまま４Ａで充電を続けた後に充電を停止する（図５）。
【００４２】
（６）第５充電ステップ（４Ａ充電モード）
上記した充電を停止した状態で１時間放置した後に、制御弁式鉛蓄電池の電圧を測定する。そして、制御弁式鉛蓄電池の電圧が２．２Ｖ/セルを超えている場合には充電を終了し、制御弁式鉛蓄電池の電圧が２．２Ｖ/セル以下の場合には充電不足と判断して、４Ａで制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１０％を充電して充電を終了する。
【００４３】
この方式を用いることにより、制御弁式鉛蓄電池が長期間にわたって高温多湿な場所に放置されて、自己放電しているような場合においても、一度充電を停止した後に、再び低い電流値（４Ａ）で充電をすることができる。したがって、制御弁式鉛蓄電池にとって無理のない充電をすることができるために、その寿命を向上させることができる。
【００４４】
なお、本実施例では、上述したように一定の係数として放電量の１０５％を充電する方式を用いたが、前記一定の係数として１０２〜１０８％の範囲に設定した場合でも、ほぼ同様の良好な結果が得られた。
【００４５】
加えて、周囲温度が低いほど前記一定の係数を大きくするようにし、周囲温度が高いほど前記一定の係数を小さくするようにして充電量を調整するとより好ましいことがわかった。すなわち、一例として、周囲温度が５℃以下では前記一定の係数を１０８％とし、周囲温度が３５℃を超えているような場合には、前記一定の係数を１０２％とするとより好ましいことがわかった。この理由として、低温時においては、充電の受け入れ効率が低下するためと考えられる。
【００４６】
このように、前記一定の係数を調整すると、周囲温度が低い場合の充電不足を解消できるとともに、周囲温度が高い場合の過充電を解消できるため、制御弁式鉛蓄電池をより長寿命化することができる。
【００４７】
４．本発明に係わる第二の充電方式
図２に示すフローチャートは、本発明に係わる第二の充電方式を示すものである。すなわち、制御弁式鉛蓄電池が長期間放置された後に充電をするような場合にも、適切な充電ができるように改良を加えたものである。なお、制御弁式鉛蓄電池が長期間放置されると、活物質が劣化して充電が入りにくくなることが知られている。
【００４８】
（１）放電量の測定ステップ
図２に示すようにスタートすると、前回の充電後に一定値以上の放電がされているか否かを判断する。図２では一定値として１％としているが、放電量が制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１％以下でない場合には、すでに一定量の放電がされていると判断して第１充電ステップ（１５Ａ充電モード）で充電する。なお、第１充電ステップ以降のステップは、上述した本発明に係わる第一の充電方式の場合（図１）と同一なので、それ以降のステップの説明を省略する。
【００４９】
（２）充電後の放電量が少なく長期間放置がないと判断した場合の充電方式
充電後の放電量が制御弁式鉛蓄電池の容量の１％以下であり、各種の制御回路を動かすための微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧（Ｖ１）以上の場合には、長期間放置がなく、制御弁式鉛蓄電池はすでに満充電状態にあると判断して、４Ａのわずかな電流値で公称容量の１％を充電して終了する。
【００５０】
本実施例では、公称容量が１１０Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を使用しているため、４Ａ程度の充電電流で過充電をしても負極で十分にガス吸収をすることができ、安全弁から酸素ガスが放出されることはない。上記した方式を用いることによって、満充電状態の制御弁式鉛蓄電池を大電流で充電することを防止できるために、その寿命を長くすることができる。なお、前記一定電圧（Ｖ１）として、以下の（２）式に示すように温度補正をして使用した。
【００５１】
一定電圧（Ｖ１） ＝ Ｖa − ｔs×（ｔ−２５℃） （２）式
ただし、Ｖa＝２．２２ボルト／セル、ｔs＝５ｍＶ／（セル・℃）、
ｔ：制御弁式鉛蓄電池の温度（ただし、制御弁式鉛蓄電池の温度が−５℃以下の場合には、全て−５℃と固定した）。なお、制御弁式鉛蓄電池にサーミスタを取りつけてその温度（ｔ）を測定した。
【００５２】
すなわち、一定電圧（Ｖ１）は、Ｖa（２．２２ボルト／セル）を周囲温度で補正したものであり、周囲温度が高くなるほど、一定電圧（Ｖ１）は低くなるように制御される。
【００５３】
（３）充電後の放電量が少なく長期間放置があると判断した場合の充電方式
一方、放電量が制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１％以下である場合でも、制御弁式鉛蓄電池の微小電流による放電時の電圧が上記した一定電圧（Ｖ１）以下の場合には、長期間放置等によって自己放電がされているものと判断される。このような場合には、電極活物質の活性が低下しており、大電流で充電すると電解液の分解が起こりやすい。そこで、４Ａの少ない充電電流で規定充電量（Ah）を充電することとした。
【００５４】
なお、制御弁式鉛蓄電池の微小電流による放電時の電圧は、自己放電が大きいほど低くなることが知られている。そこで、規定充電量（Ah）として、以下の（３）式に示すように設定した。すなわち、（２）式で規定された一定電圧（Ｖ１）と、微小電流による放電時の電圧（Ｖ３）の差に比例する規定充電量を充電するようにした。
【００５５】
規定充電量（Ah）＝４２８．６×（Ｖ１−Ｖ３） （３）式
上記した本発明に係わる第二の充電方式を用いることによって、長期間放置などによって自己放電した制御弁式鉛蓄電池に対しても適切な充電が可能となり、その寿命をさらに長くすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係わる充電方式を用いると、制御弁式鉛蓄電池を短時間で適正な充電ができる。また、長期間の放置によって自己放電した制御弁式鉛蓄電池に対しても適切な充電が可能となる。したがって、制御弁式鉛蓄電池の寿命を向上させることができるために工業上極めて優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる第一の充電方式を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係わる第二の充電方式を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係わる充電方式を用いた充電カーブの一例である。
【図４】本発明に係わる充電方式を用いた充電カーブの一例である。
【図５】本発明に係わる充電方式を用いた充電カーブの一例である。
【図６】本発明に係わるバッテリー式ゴルフカートのブロック図である。
【符号の説明】
１：制御弁式鉛蓄電池、２：継電器、３：電流検出器、４：操作パネル、
５：リレー、６：ゴルフカート、７：電動機、８：充電器、９：増幅器、
１０：マイコン、１１：ＥＥＰＲＯＭ、１２：商用電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイクル用途に用いられる制御弁式鉛蓄電池の充電方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無人搬送車などのサイクル用途に用いられる鉛蓄電池として、従来は安価な液式の鉛蓄電池を用いるのが一般的であった。しかしながら、最近は制御弁式鉛蓄電池が使用され始めている。
【０００３】
制御弁式鉛蓄電池は従来の液式の鉛蓄電池とは異なり、水の電気分解によって充電時に正極で発生する酸素ガスを、負極で水に還元することができるために補水不要であり、メンテナンスフリーを特徴とするものである。
【０００４】
なお、サイクルサービス用の制御弁式鉛蓄電池は、一般的に放電量に、係数として１０２〜１０８％を乗じた電気量を充電した場合に、最もサイクル寿命が長くなることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した制御弁式鉛蓄電池を用いた場合においても、大電流で充電をした場合や、満充電状態の電池を誤って再度充電をして過充電をした場合には、正極で発生する酸素ガスを完全には水に還元できないために、次第に電解液中の水分量が減少する。その結果、電解液中の硫酸濃度の増加に伴う内部抵抗の増加を招いて、前記制御弁式鉛蓄電池の寿命が短くなっていた。
【０００６】
特開平８―２２８４４号公報では、充電量を減らすことによって、電解液中の水分量の減少を抑制して、寿命を向上させる手法が提案されている。しかしながら、この方法では充電量が不足しがちなために負極が劣化しやすい。すなわち、充電量が不足することによって負極活物質が粗大化し、充放電反応が起こりににくくなり、制御弁式鉛蓄電池の寿命が短くなるという問題点が知られている。
【０００７】
また、制御弁式鉛蓄電池を長期間にわたって高温多湿な場所に放置したような場合には、電池が充電されにくい状態となっている。このような場合には、上記したように放電量に１０２〜１０８％の係数を乗じた充電量のみでは充電不足となるという問題点も指摘されている。
【０００８】
一方、従来の充電方式では、制御弁式鉛蓄電池の充電に時間がかかるという問題点も指摘されている。なお、短時間で充電をするには充電時の電流を増加させる必要がある。しかしながら、充電電流を増加させると正極板の分極が大になり、正極で多量の酸素ガスが発生し、そのガスを負極により充分に還元できなくなる。そして、酸素ガスを制御弁式鉛蓄電池の外部に放出し、電解液が減少し、その結果、制御弁式鉛蓄電池の寿命が短くなるという問題点がある。
【０００９】
なお、正極で発生する酸素ガスは、充電末期や過充電時に発生しやすいことも知られている。したがって、放電をすることなく誤って続けて過充電された場合や、前記したように大電流で充電した場合には、発生する酸素ガスによって制御弁式鉛蓄電池の内部圧力が上昇し、安全弁を通して酸素ガスが外部に放出され、その結果、電解液中の水分量が減少して、短時間に寿命に至ることが知られている。
【００１０】
本発明は、上記した問題点を除去するものであり、短時間で充電を終了できるとともに、制御弁式鉛蓄電池の寿命を向上させることができる充電方式を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、第一の発明は、大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合、又は、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値に達しない場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を終了し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を終了し、
前回充電にした後の放電量が一定値以下であり、且つ、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値以上の場合には、一定量の充電をした後に充電を終了することを特徴としている。
【００１２】
第二の発明は、大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合、又は、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値に達しない場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を停止して一定時間放置し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を停止して一定時間放置し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧を越える場合には充電を終了し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧以下の場合には、さらに一定量の充電をした後に充電を終了し、
前回充電にした後の放電量が一定値以下であり、且つ、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値以上の場合には、一定量の充電をした後に充電を終了することを特徴としている。
【００１３】
第三の発明は、制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には、微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴としている。
【００１４】
第四の発明は、大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を終了し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を終了し、
充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴としている。
【００１５】
第五の発明は、大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を停止して一定時間放置し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を停止して一定時間放置し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧を越える場合には充電を終了し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧以下の場合には、さらに一定量の充電をした後に充電を終了し、
充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴としている。
【００１６】
第六の発明は、前記一定の係数は、放電量の１０２〜１０８％の範囲にすることを特徴としている。
【００１７】
第七の発明は、前記一定の係数は、周囲温度が低いほど大きくし、周囲温度が高いほど小さくすることを特徴としている。
【００１８】
第八の発明は、前記設定電圧は、前記制御弁式鉛蓄電池の温度が高くなるほど減少させることを特徴としている。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明に係わる充電方式をバッテリー式ゴルフカート用の電源として、１２Ｖ−１１０Ａｈの制御弁式鉛蓄電池に使用した場合について図１〜６を用いて詳細に説明する。ここで、一般的にバッテリー式ゴルフカートは、深夜電力を利用しているために、７〜１０時間程度で充電を完了する必要がある。
【００２０】
なお、図１、２は充電方式を示すフローチャートであり、図３〜５は制御弁式鉛蓄電池の充電カーブであり、図６は本発明を用いたバッテリー式ゴルフカートのブロック図である。
【００２１】
１．バッテリー式ゴルフカートのブロック図
図６に示すように、バッテリー式ゴルフカートは、搭載している制御弁式鉛蓄電池1を放電することによって、操作パネル4、ゴルフカート6、電動機7等に電力を供給して運転をするものである。
【００２２】
すなわち、放電時には継電器2をＯＮとした状態で、操作パネル4からの信号によってリレー5を制御弁式鉛蓄電池1の放電側に接続して、電動機7を回転させてゴルフカート6を走行させる。なお、継電器2は、何らかの原因によって回路が短絡した場合などにおいて、制御弁式鉛蓄電池1からの電力の供給を遮断する装置である。
【００２３】
制御弁式鉛蓄電池1から供給された電流値は、電流検出器3で電圧値に変換する。そして、この電圧値を充電器8に設置した増幅器9で電圧増幅した後、マイコン10に入力する。マイコン10では、制御弁式鉛蓄電池1から供給された放電電流値に換算し、該放電電流値と放電時間とを乗算して放電量に変換した後、該放電量を順次積算してＥＥＰＲＯＭ11に記憶する。すなわち、ＥＥＰＲＯＭ11には、制御弁式鉛蓄電池1の充電後における放電量が記憶されている。
【００２４】
２．制御弁式鉛蓄電池の充電方式の概要
次に、本発明を用いた制御弁式鉛蓄電池の充電方式について詳細に説明する。図６に示すように、商用電源12の交流電力を充電器8に供給して直流電力に変換し、該直流電力を用いて制御弁式鉛蓄電池1を充電するものである。
【００２５】
すなわち、継電器2をＯＮとした状態で、操作パネル4からの信号によりリレー5を充電側に接続して、充電器8からの直流電力を制御弁式鉛蓄電池1に供給して充電する。なお、この状態ではゴルフカート6や電動機7には、充電器8又は制御弁式鉛蓄電池1からの電力は供給されないために、ゴルフカート6が動きだすことはない。
【００２６】
制御弁式鉛蓄電池1に流れた充電電流値は、電流検出器3で電圧値に変換する。そして、この電圧値を充電器8に設置した増幅器9に入力して電圧増幅をした後、マイコン10に入力する。マイコン10では、充電電流値に換算した後、充電時間と乗算して充電量とし、それぞれの充電電流ごとの充電量を積算してＥＥＰＲＯＭ11に書き込んで記憶する。本実施例では、図１又は２に示すように、充電量として上記したＥＥＰＲＯＭ11に記憶されている放電量の１０５％を充電するようにした。
【００２７】
３．本発明に係わる第一の充電方式
次に、本発明に係わる第一の充電方式について、図１に示すフローチャート及び図３〜５に示す制御弁式鉛蓄電池の充電カーブを用いて詳細に説明する。
【００２８】
（１）放電量の測定ステップ
図１に示すように充電がスタートすると、前回の充電後に一定値以上の放電されているか否かを判断する。図１では一定値として１％としているが、放電量が制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１％以下でない場合には、すでに一定量の放電がされていると判断して後述する第１充電ステップ（１５Ａ充電モード）で充電する。
【００２９】
なお、放電量が制御弁式鉛蓄電池の容量の１％以下である場合でも、マイコン10の作動等に必要な微小電力が流れている状態において、制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧以上でない場合には、すでに一定値以上の放電がされていると判断して後述する第１充電ステップ（１５Ａ充電モード）で充電する。
【００３０】
一方、放電量が制御弁式鉛蓄電池の容量の１％以下であり、各種の制御回路を動かすための微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧以上の場合には、制御弁式鉛蓄電池はすでに満充電状態にあると判断して、４Ａのわずかな電流値で制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１％の充電（一定量の充電）をしてから充電を終了する。本実施例では、公称容量が１１０Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を使用しているために、４Ａ程度の充電電流で公称容量の１％を充電しても負極で充分にガス吸収をすることができ、安全弁から酸素ガスが放出されることはない。
【００３１】
上記したステップをとることによって、満充電状態の制御弁式鉛蓄電池を誤ってさらに過充電をすることを防止できるために、制御弁式鉛蓄電池の寿命を長くすることができる。
【００３２】
（２）第１充電ステップ（１５Ａ充電モード）
上記した放電量の測定ステップにおいて充電終了とならない場合には、第１充電ステップとして１５Ａ充電モードに入り、比較的大きな定電流で制御弁式鉛蓄電池を充電する（図１）。なお、充電の進行によって、制御弁式鉛蓄電池の電圧は徐々に上昇する（図３〜５）。
【００３３】
なお、制御弁式鉛蓄電池の電圧が後述する設定電圧（Ｖ）に達するまでの時間が、規定時間（図１、３では１分と規定した。）未満の場合には、制御弁式鉛蓄電池はすでに満充電状態にあると判断して充電を終了する（図１、３）。この方式を用いることによって、上記した「（１）放電量の測定ステップ」において見逃されて、繰り返して充電されたような場合でも充電開始後に短時間で充電を終了できるために、過充電を防止することができる。
【００３４】
なお、前記設定電圧（Ｖ）を、以下の（１）式に示すように設定した。
【００３５】
Ｖ ＝ Ｖ0 − ｔs×（ｔ−２５℃） （１）式
ただし、Ｖ0＝２．４５ボルト／セル、ｔs＝５ｍＶ／（セル・℃）、
ｔ：制御弁式鉛蓄電池の温度（ただし、制御弁式鉛蓄電池の温度が−５℃以下の場合には、全て−５℃と固定して制御した。）である。なお、本実施例では、制御弁式鉛蓄電池にサーミスタを取りつけて、その温度（ｔ）を測定した。
【００３６】
すなわち、（１）式の設定電圧（Ｖ）は、Ｖ0（２．４５ボルト／セル）を周囲温度で補正したものであり、周囲温度が高くなるほど設定電圧（Ｖ）は低くなるように制御される。なお、充電の進行とともに制御弁式鉛蓄電池の温度は次第に上昇することを考慮して、充電時には前記設定電圧の変更を常時行えるようにしている（図１）。
【００３７】
図３、４に示すように、制御弁式鉛蓄電池の電圧は充電の進行とともに徐々に上昇して、前記した設定電圧（Ｖ）に達した場合には、以下に示す第２充電ステップでの充電モードに移る。なお、第１充電ステップとして、比較的大きな電流（１５Ａ）で充電しているため、短時間で多くの充電量を充電することができる。
【００３８】
（３）第２充電ステップ（１０Ａ充電モード）
第２充電ステップでは、１０Ａの定電流で制御弁式鉛蓄電池を充電する。そして、この１０Ａ充電においても、制御弁式鉛蓄電池の電圧は充電量の増加とともに徐々に上昇し、その電圧が上記した設定電圧（Ｖ）に達した場合には（図３、４）、後述する第３充電ステップでの充電モードに移る（図１）。
【００３９】
（４）第３充電ステップ（５Ａ充電モード）
第３充電ステップでは、５Ａの定電流で制御弁式鉛蓄電池を充電する。そして、５Ａ充電においても、制御弁式鉛蓄電池の電圧は充電とともに徐々に上昇し、制御弁式鉛蓄電池の電圧が上記した設定電圧（Ｖ）に達した場合には（図４、５）、後述する第４充電ステップでの充電モードに移る（図１）。
【００４０】
（５）第４充電ステップ（４Ａ充電モード）
第４充電ステップでは、第３充電ステップよりもさらに少ない４Ａの定電流で制御弁式鉛蓄電池を充電する。そして、第４充電ステップにおいても制御弁式鉛蓄電池の電圧は充電とともに徐々に上昇する（図４、５）。そして、制御弁式鉛蓄電池の電圧が上記した設定電圧（Ｖ）に達した時の充電量の総計が、規定充電量である放電量の１０５％を超えている場合には充電を停止する（図４）。
【００４１】
一方、制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧（Ｖ）に達した時の充電量が、規定充電量である放電量の１０５％を超えていない場合には、１０５％に達するまでそのまま４Ａで充電を続けた後に充電を停止する（図５）。
【００４２】
（６）第５充電ステップ（４Ａ充電モード）
上記した充電を停止した状態で１時間放置した後に、制御弁式鉛蓄電池の電圧を測定する。そして、制御弁式鉛蓄電池の電圧が２．２Ｖ/セルを超えている場合には充電を終了し、制御弁式鉛蓄電池の電圧が２．２Ｖ/セル以下の場合には充電不足と判断して、４Ａで制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１０％を充電して充電を終了する。
【００４３】
この方式を用いることにより、制御弁式鉛蓄電池が長期間にわたって高温多湿な場所に放置されて、自己放電しているような場合においても、一度充電を停止した後に、再び低い電流値（４Ａ）で充電をすることができる。したがって、制御弁式鉛蓄電池にとって無理のない充電をすることができるために、その寿命を向上させることができる。
【００４４】
なお、本実施例では、上述したように一定の係数として放電量の１０５％を充電する方式を用いたが、前記一定の係数として１０２〜１０８％の範囲に設定した場合でも、ほぼ同様の良好な結果が得られた。
【００４５】
加えて、周囲温度が低いほど前記一定の係数を大きくするようにし、周囲温度が高いほど前記一定の係数を小さくするようにして充電量を調整するとより好ましいことがわかった。すなわち、一例として、周囲温度が５℃以下では前記一定の係数を１０８％とし、周囲温度が３５℃を超えているような場合には、前記一定の係数を１０２％とするとより好ましいことがわかった。この理由として、低温時においては、充電の受け入れ効率が低下するためと考えられる。
【００４６】
このように、前記一定の係数を調整すると、周囲温度が低い場合の充電不足を解消できるとともに、周囲温度が高い場合の過充電を解消できるため、制御弁式鉛蓄電池をより長寿命化することができる。
【００４７】
４．本発明に係わる第二の充電方式
図２に示すフローチャートは、本発明に係わる第二の充電方式を示すものである。すなわち、制御弁式鉛蓄電池が長期間放置された後に充電をするような場合にも、適切な充電ができるように改良を加えたものである。なお、制御弁式鉛蓄電池が長期間放置されると、活物質が劣化して充電が入りにくくなることが知られている。
【００４８】
（１）放電量の測定ステップ
図２に示すようにスタートすると、前回の充電後に一定値以上の放電がされているか否かを判断する。図２では一定値として１％としているが、放電量が制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１％以下でない場合には、すでに一定量の放電がされていると判断して第１充電ステップ（１５Ａ充電モード）で充電する。なお、第１充電ステップ以降のステップは、上述した本発明に係わる第一の充電方式の場合（図１）と同一なので、それ以降のステップの説明を省略する。
【００４９】
（２）充電後の放電量が少なく長期間放置がないと判断した場合の充電方式
充電後の放電量が制御弁式鉛蓄電池の容量の１％以下であり、各種の制御回路を動かすための微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧（Ｖ１）以上の場合には、長期間放置がなく、制御弁式鉛蓄電池はすでに満充電状態にあると判断して、４Ａのわずかな電流値で公称容量の１％を充電して終了する。
【００５０】
本実施例では、公称容量が１１０Ａｈの制御弁式鉛蓄電池を使用しているため、４Ａ程度の充電電流で過充電をしても負極で十分にガス吸収をすることができ、安全弁から酸素ガスが放出されることはない。上記した方式を用いることによって、満充電状態の制御弁式鉛蓄電池を大電流で充電することを防止できるために、その寿命を長くすることができる。なお、前記一定電圧（Ｖ１）として、以下の（２）式に示すように温度補正をして使用した。
【００５１】
一定電圧（Ｖ１） ＝ Ｖa − ｔs×（ｔ−２５℃） （２）式
ただし、Ｖa＝２．２２ボルト／セル、ｔs＝５ｍＶ／（セル・℃）、
ｔ：制御弁式鉛蓄電池の温度（ただし、制御弁式鉛蓄電池の温度が−５℃以下の場合には、全て−５℃と固定した）。なお、制御弁式鉛蓄電池にサーミスタを取りつけてその温度（ｔ）を測定した。
【００５２】
すなわち、一定電圧（Ｖ１）は、Ｖa（２．２２ボルト／セル）を周囲温度で補正したものであり、周囲温度が高くなるほど、一定電圧（Ｖ１）は低くなるように制御される。
【００５３】
（３）充電後の放電量が少なく長期間放置があると判断した場合の充電方式
一方、放電量が制御弁式鉛蓄電池の公称容量の１％以下である場合でも、制御弁式鉛蓄電池の微小電流による放電時の電圧が上記した一定電圧（Ｖ１）以下の場合には、長期間放置等によって自己放電がされているものと判断される。このような場合には、電極活物質の活性が低下しており、大電流で充電すると電解液の分解が起こりやすい。そこで、４Ａの少ない充電電流で規定充電量（Ah）を充電することとした。
【００５４】
なお、制御弁式鉛蓄電池の微小電流による放電時の電圧は、自己放電が大きいほど低くなることが知られている。そこで、規定充電量（Ah）として、以下の（３）式に示すように設定した。すなわち、（２）式で規定された一定電圧（Ｖ１）と、微小電流による放電時の電圧（Ｖ３）の差に比例する規定充電量を充電するようにした。
【００５５】
規定充電量（Ah）＝４２８．６×（Ｖ１−Ｖ３） （３）式
上記した本発明に係わる第二の充電方式を用いることによって、長期間放置などによって自己放電した制御弁式鉛蓄電池に対しても適切な充電が可能となり、その寿命をさらに長くすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
上述したように、本発明に係わる充電方式を用いると、制御弁式鉛蓄電池を短時間で適正な充電ができる。また、長期間の放置によって自己放電した制御弁式鉛蓄電池に対しても適切な充電が可能となる。したがって、制御弁式鉛蓄電池の寿命を向上させることができるために工業上極めて優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる第一の充電方式を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係わる第二の充電方式を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係わる充電方式を用いた充電カーブの一例である。
【図４】本発明に係わる充電方式を用いた充電カーブの一例である。
【図５】本発明に係わる充電方式を用いた充電カーブの一例である。
【図６】本発明に係わるバッテリー式ゴルフカートのブロック図である。
【符号の説明】
１：制御弁式鉛蓄電池、２：継電器、３：電流検出器、４：操作パネル、
５：リレー、６：ゴルフカート、７：電動機、８：充電器、９：増幅器、
１０：マイコン、１１：ＥＥＰＲＯＭ、１２：商用電源
Claims (8)
- 大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合、又は、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値に達しない場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を終了し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を終了し、
前回充電にした後の放電量が一定値以下であり、且つ、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値以上の場合には、一定量の充電をした後に充電を終了することを特徴とする制御弁式鉛蓄電池の充電方式。 - 大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合、又は、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値に達しない場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を停止して一定時間放置し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を停止して一定時間放置し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧を越える場合には充電を終了し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧以下の場合には、さらに一定量の充電をした後に充電を終了し、
前回充電にした後の放電量が一定値以下であり、且つ、微小電流による放電時の制御弁式鉛蓄電池の電圧が一定電圧値以上の場合には、一定量の充電をした後に充電を終了することを特徴とする制御弁式鉛蓄電池の充電方式。 - 制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には、微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴とする制御弁式鉛蓄電池の充電方式。
- 大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を終了し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を終了し、
充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴とする制御弁式鉛蓄電池の充電方式。 - 大電流で充電する第１充電ステップと、該第１充電ステップよりも小さな電流で充電する第２充電ステップと、該第２充電ステップよりも小さな電流で充電する第３充電ステップと、該第３充電ステップよりもさらに小さな電流で充電する第４充電ステップとを有する制御弁式鉛蓄電池の充電方式において、
前回充電にした後の放電量を測定し、該放電量が一定値を超える場合には、前記第１充電ステップで前記制御弁式鉛蓄電池の電圧が設定電圧に達するまで充電し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間以内である場合には充電を終了し、前記設定電圧に達するまでの充電時間が規定時間を超えている場合には、前記設定電圧に達するまで前記第２充電ステップ、前記第３充電ステップ、前記第４充電ステップの順に電流値を減少させて充電した後に充電量を計算し、該充電量が放電量に一定の係数を乗じた規定充電量を超えている場合には前記制御弁式鉛蓄電池の充電を停止して一定時間放置し、前記規定充電量を超えていない場合には、そのまま前記規定充電量を超えるまで充電を続けた後に充電を停止して一定時間放置し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧を越える場合には充電を終了し、
一定時間放置後の電圧が、規定電圧以下の場合には、さらに一定量の充電をした後に充電を終了し、
充電を開始する前に制御弁式鉛蓄電池の放電量を測定し、該放電量が一定値以下の場合には微小電流による放電時の電圧測定をし、一定電圧以上の場合には一定量の充電をし、一定電圧以下の場合には該一定電圧と制御弁式鉛蓄電池の電圧と差に比例する規定充電量を充電することを特徴とする制御弁式鉛蓄電池の充電方式。 - 前記一定の係数は、放電量の１０２〜１０８％の範囲にすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の制御弁式鉛蓄電池の充電方式。
- 前記一定の係数は、周囲温度が低いほど大きくし、周囲温度が高いほど小さくすることを特徴とする請求項６項記載の制御弁式鉛蓄電池の充電方式。
- 前記設定電圧は、前記制御弁式鉛蓄電池の温度が高くなるほど減少させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の制御弁式鉛蓄電池の充電方式。
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