JP5126511B2 - 充電装置及び充電方法 - Google Patents
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Description
その制御の一つとして、充電制御を開始してから規定電圧に達する毎に電流値を段階的に変えて行うような異なる複数の制御を経過して制御が行われるものがある。この制御においては、規定電圧に到達する毎の累計の時間を算出し、その後は充電電流を段階的に変えて充電を行うが、その累計の時間に基いて充電を打ち切る時間を算出し、蓄電池の充電を打ち切るように構成した充電の制御装置がある(例えば特許文献1)。
このため、図5に示すように初期の時間に基づいて演算し、充電を終える場合には、変極点に達するまでの時間を計測した値から演算したT1の値は適正値にはなり難く、過充電又は不足充電となるという問題があった。
また、上述の複数の異なる制御手段を経過して定電流による充電を終える場合には、初期段階からの時間を計測するためのタイマーの数が多かったり、そのタイマーに基づいて演算処理するデータの管理が複雑となるなど設計するプログラムが煩雑なものとなっていた。
図1に示す充電装置1は、商用の交流電源2を電源として全波整流部3に入力される。そして、全波整流部3に接続される直流変換部5は、交流から直流に変換された直流電力
を電流検出部13を介して蓄電池20に供給している。蓄電池20はクラッド式鉛蓄電池が使用され電池電圧はDC48Vである。
充電制御処理のプログラムや、充電制御処理に使用されるタイマーA・タイマーBと、予め納められたデータ値とタイマーAにより時間計測した値に基づき演算処理するための演算手段18と、が設けられている。
次に、タイマーBが設定値Taに達した場合には(S25)、充電は停止され充電制御は終了する(S27)
以上の制御により蓄電池20は、適正な値に充電される。
充電が開始されると、一定の定電流となる初期充電電流Iiで蓄電池20を充電するように初期定電流制御が行われる。このときの初期充電電流Iiの値は例えば60Aである。この初期定電流制御では、電流検出部13で検出された値に基づいて、充電制御部10は、出力される充電電流を一定の初期充電電流Iiとなるように維持し、蓄電池20を充電している。この初期定電流制御中においては蓄電池20の充電電圧は上昇する。
最終定電流制御に切り替えられると、タイマーAが作動し、タイマーAにより時間(t)が計測される。この最終定電流制御では、充電制御部10は、出力される充電電流を中間充電電流Isよりも小さく、インピーダンスの影響が少ない例えば15Aの値の一定の最終充電電流Ifとなるように維持し、蓄電池20を充電している。この最終定電流制御中においては蓄電池20の充電電圧は上昇する。
次に、タイマーBが設定値Taに達した場合には、充電は停止され充電制御は終了する。
以上の制御により蓄電池20は、適正な値に充電される。
なお、実施例1のフローチャートS11〜S27までの工程は、上述のように実施例2においても使用されている。
〔本実施形態における効果〕
(本実施の形態から考えられる他の技術的思想)
前記充電制御手段は、初期充電電流で定電流充電を開始する初期定電流充電手段と、当該初期定電流充電手段での充電中に前記蓄電池が基準電圧に達したことに応じて前記初期定電流充電手段での充電を終了して、前記初期充電電流より小さな値である中間充電電流で定電流充電を開始する中間定電流充電手段と、
当該中間定電流充電手段での充電中に前記蓄電池が前記基準電圧に達したことに応じて前記中間定電流充電手段での充電を終了して、前記中間充電電流より小さく、インピーダンスの影響の少ない最終充電電流で定電流充電を開始する最終定電流充電手段と、当該最終定電流充電手段を開始してからの時間を計測するタイマー手段と、
前記最終定電流充電手段での充電中に前記蓄電池が基準電圧に達したことに応じて、前記タイマー手段で計測された時間に基づいて充電を停止する時間を演算する演算手段と、当該演算手段によって得られた時間の経過後に前記最終定電流充電手段の充電を停止する充電停止手段と、を有することを特徴とする充電装置。
(他の実施形態への変更例)
・基準値としての設定電圧Voと基準値としての変極点電圧Vh(基準電圧)は同じ値をとっても良く、または変極点電圧Vhは設定電圧Voより高い値であっても良い。
・定電圧制御において、初期充電電流が設定電圧Voとして達した値と、定電圧で制御するときの電圧値は必ず一緒にする必要はなく、低くした電圧値Vloであっても良い。
・基準電圧に替えて、サーミスター等の温度検出手段によりバッテリの温度や充電装置における周囲温度を測定した検出値を予め設定された基準温度により判断しても良く、基準値として電圧値として換算した設定値なども考えられる。
・インバータの方式は特に限定する必要はなく、チョッパー式、フルブリッジ式等がある。
・タイマーA及びタイマーBとタイマーを2つ設けて説明したが、タイマーは1つで時間t及び時間Tの計測を兼ねるものであっても良い。
・定電流充電の多段階充電においては特に3段階だけでなく4段階や5段階であっても良い。
・初期定電流制御と最終定電流制御の間はどのような制御をとってもよく、多数の同じ制御又は異なる制御を経過しても良い。
・電池電圧はDC48Vで説明したが、DC80Vであっても良い。
・初期充電電流・切替電流・中間充電電流・最終充電電流は特に数値を限定するものでもない。
・定電圧制御においては、電圧を一定にするとは、温度変化により電圧の値を変化させながら補正して最適な状態を保つことも含まれる。
7・・・インバータ、9・・・トランス、
10・・・充電制御部、11・・・整流部、 13・・・電流検出部(電流検出手段)、 15・・・インバータ制御部、17・・・電圧検出部(電圧検出手段)、
18・・・演算手段、CPU・・・19、
20・・・蓄電池、
A・・・タイマーA(タイマー手段)、B・・・タイマーB(タイマー手段)、
Vo・・・設定電圧、Vh・・・変極点電圧(基準電圧)、
Ii・・・初期充電電流、Ih・・・切替電流、 Is・・・中間充電電流、
If・・・最終充電電流。
Claims (4)
- 直流電力を蓄電池へ供給して充電を行う充電制御手段と、前記蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、充電電流を検出する電流検出手段と、を備えた充電装置であって、
前記充電制御手段は、複数の異なる制御手段を行った後に、インピーダンスの影響の少ない一定の電流値となる最終充電電流で制御を行う最終定電流充電手段を備え、
当該最終定電流充電手段は、当該最終定電流充電手段が開始されると時間を計測するタイマー手段と、前記最終定電流充電手段での充電中の前記蓄電池の状態を検出した検出値が基準値に達したことに応じて、前記タイマー手段で計測された時間に基づいて充電を停止する時間を演算する演算手段と、当該演算手段に基づいて得られた時間の経過後に前記最終定電流充電手段の充電を停止する充電停止手段と、を有することを特徴とする充電装置。 - 直流電力を蓄電池へ供給して充電を行う充電方法であって、
複数の異なる制御を行う工程と、インピーダンスの影響の少ない最終充電電流で定電流充電を開始し、当該最終充電電流で定電流充電を開始してからの時間をタイマー手段で計測する工程と、
前記最終充電電流での充電中に前記蓄電池の状態を検出した検出値が基準値に達したことに応じて、前記タイマー手段で計測された時間に基づいて充電を停止する時間を演算し、その演算によって得られた時間の経過後に前記最終充電電流での定電流充電を停止する工程と、を行うことを特徴とする充電方法。 - 直流電力を蓄電池へ供給して充電を行う充電制御手段と、前記蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、充電電流を検出する電流検出手段と、を備えた充電装置であって、
前記充電制御手段は、初期充電電流で定電流充電を開始する初期定電流充電手段と、当該初期定電流充電手段での充電中に前記蓄電池が設定電圧に達したことに応じて前記初期定電流充電手段での充電を終了して、設定電圧で定電圧充電を開始する定電圧充電手段と、
当該定電圧充電手段での充電中に充電電流が、前記第初期充電電流より小さな値である切替電流に達したことに応じて前記定電圧充電手段での充電を終了して、前記切替電流より小さく、インピーダンスの影響の少ない最終充電電流で定電流充電を開始する最終定電流充電手段と、当該最終定電流充電手段を開始してからの時間を計測するタイマー手段と、
前記最終定電流充電手段での充電中に前記蓄電池を検出した電圧が基準電圧に達したことに応じて、前記タイマー手段で計測された時間に基づいて充電を停止する時間を演算する演算手段と、当該演算手段によって得られた時間の経過後に前記最終定電流充電手段の充電を停止する充電停止手段と、を有することを特徴とする充電装置。 - 直流電力を蓄電池へ供給して充電を行う充電方法であって、
初期充電電流で定電流充電を開始する工程と、
前記初期充電電流での充電中に前記蓄電池の電圧が設定電圧に達したことに応じて前記初期充電電流での充電を終了して、前記設定電圧で定電圧充電を開始する工程と、
前記定電圧充電での充電中に充電電流が、前記初期充電電流より小さな切替電流に達したことに応じて前記設定電圧での充電を終了して、前記切替電流より小さくインピーダンスの影響の少ない最終充電電流で定電流充電を開始し、当該最終充電電流で定電流充電を開始してからの時間をタイマー手段で計測する工程と、
前記最終充電電流での充電中に前記蓄電池を検出した電圧が基準電圧に達したことに応じて、前記タイマー手段で計測された時間に基づいて充電を停止する時間を演算し、その演算によって得られた時間の経過後に前記最終充電電流での定電流充電を停止する工程と、を行うことを特徴とする充電方法。
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