JP6344116B2 - 電気推進装置の充電制御方式 - Google Patents

Description

この発明は、船舶や車両を駆動する推進電動機を電力変換装置により制御して走行を制御するようにした電気推進装置、特に蓄電池を電源とする電気駆動系（電源、電力変換装置、電動機等）が２系統設けられた電気推進装置において、畜電池の発電機による充電を制御する方式に関する。

船舶等の電気推進装置において、船舶のプロペラを駆動する電源、電力変換装置、電動機等で構成された電気駆動系を２ 系統設けることは、特許文献１に示されるように既に知られている。

図１０に、このような従来の電源に蓄電池を備えた電気推進装置を示す。

この図１０において、Ｐは船舶の推進用プロペラ（推進機）、Ｍ１，Ｍ２はこのプロペラＰを駆動する交流電動機からなる推進電動機、ＩＮＶ１、ＩＮＶ２はこの推進電動機Ｍ１、Ｍ２に供給する電力を制御するインバータ、ＣＮＴ１、ＣＮＴ２はこのインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２を制御する制御装置、Ｂ１、Ｂ２は蓄電池、Ｇ１、Ｇ２はこの蓄電池の充電や、推進電動機への給電を行なう原動機ＤＥ１、ＤＥ２により駆動される交流発電機、ＣＮＶ１、ＣＮＶ２は、この交流発電機の出力を直流電力に変換するコンバータである。

蓄電池Ｂ１、Ｂ２および発電機Ｇ１、Ｇ２が電気推進装置の電源となる。ＳＷ１〜ＳＷ４は、それぞれ給電回路の開閉用のスイッチであり、ＳＷ５は、系統１と系統２の給電回路を連系する連系スイッチである。

この図から明らかなように電気推進装置の電源（ 発電機、蓄電池）、インバータ、推進電動機で構成される電気駆動系は、Ｇ１、ＣＮＶ１、Ｂ１、ＩＮＶ１、ＣＮＴ１、Ｍ１で構成された系統１と、Ｇ２、ＣＮＶ２、Ｂ２、ＩＮＶ２、ＣＮＴ１、Ｍ２で構成された系統２の２つの系統が設けられている。そして両系統の給電回路を、連系スイッチＳＷ５をオンにして並列に接続することにより両系統の電源を並列運転することが可能となる。また制御装置ＣＮＴ１、ＣＮＴ２の出力が切替スイッチＳＷ６によりインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２に切替可能に接続されている。電動機Ｍ１、Ｍ２のそれぞれの速度を検出する速度検出器ＴＤ１、ＴＤ２からの速度検出信号が制御装置ＣＮＴ１、ＣＮＴ２にそれぞれフィードバックされ電動機の速度、したがってプロペラＰ の速度が外部から指令された設定速度になるように速度調節制御が行なわれる。

各電気駆動系においては、原動機（ＤＥ１、ＤＥ２）によって駆動される発電機（Ｇ１、Ｇ２）によって発電される交流電力によってコンバータ（ＣＮＶ１、ＣＮＶ２）を介して蓄電池（Ｂ１、Ｂ２）を充電し、この蓄電池に充電された直流電力、または交流発電機出力をコンバータによって変換した直流電力をインバータ（ＩＮＶ１、ＩＮＶ２） によって可変電圧・可変周波数（ＶＶＶＦ）の交流電力に変換して推進電動機（Ｍ１、Ｍ２）に供給して推進電動機の速度を可変する。これによってプロペラＰが可変速駆動され、船舶の推進速度が制御される。２台のインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２１は切替スイッチＳＷ６を操作して制御装置ＣＮＴ１またはＣＮＴ２の何れか１台によって共通に制御され、電動機Ｍ１、Ｍ２が所望の設定速度となるように制御される。

このような、２台の蓄電池、発電機、２系統の給電電路、２台の電力変換装置、２台の推進電動機を備えた電気推進システムにおいては、蓄電池の充電は２系統給電電路を互いに接続して２台または１台の発電機で蓄電池を充電する運転、または、２系統給電電路を切り離して２台の発電機で２台の蓄電池をそれぞれを個別に充電する運転がある。

後者の２系統給電電路を切り離して蓄電池を個別に充電する場合、２台の蓄電池の充電特性のバラツキによって充電電圧に差が発生する。

この電圧差は２台の蓄電池の充電量のバラツキにより発生するものであるから、電圧差が拡大すれば、電圧の高い方の蓄電池は所定の充電量に達しても、電圧の低い方の蓄電池は所定の充電量に達しないので、２台の合計の充電量は所定の充電量より低下する。

両蓄電池間に電圧差が生じたままで充放電を繰り返し行えば、両蓄電池間の特性劣化進度、寿命劣化進度に差が生じる結果、両蓄電池の管理が困難になる。

また、両蓄電池間に電圧差が発生した状態で、２系統給電電路を切断状態から接続状態に切換えると電圧の高い方の蓄電池からっ電圧の低い方の蓄電池に大きな突入電流が流れる。

特に、大容量のリチウムイオン電池を備えた電気推進システムでは、電池の内部抵抗、給電電路のインピーダンスが極めて小さいから、僅かな電圧差であっても莫大な突入電流が流れるので、電池に障害を与えるとともに、給電電路に配置した過電流保護装置を誤動作させることになる。

さらに、２系統の給電電路を切断、すなわち切り離した状態で２台の原動機駆動発電機で２台の蓄電池を充電する場合、小さい電流または小さい電力で充電する蓄電池の充電終期領域でも２台発電装置により個別に小電流または小電力で充電することになるから、発電装置の効率が低下し、極めて不経済となる。

この場合、２系統の給電電路を接続状態にして、１台の原動機駆動発電機で２台の蓄電池を充電するようにすれば、効率低下が抑制され、経済的となるから、蓄電池の充電終期に、両系統を並列接続して充電を行うのが良いが、このとき、両蓄電池間に電圧差が無いようにすることが必要となる。

特開２００７-０６２４０７号公報

この発明は、前記のように２つの電気駆動系を相互に連系接続することが必要になったとき、２台の蓄電池間に突入電流が流れることを防止するため、２台の蓄電池を２台の発電装置により個別に充電する状態において、２台の蓄電池に電圧差が発生しないようにした充電制御方式を提供することを課題とするものである。

前記の課題を解決するため、この発明は、２台の蓄電池、２台の発電装置、２系統の給電電路、２台の電力変換装置、２台の推進電動機からなる電気推進システムにおいて、２系統の給電電路の間の接続を開閉する連系スイッチを設け、この連系スイッチを開（オフ）として前記２台の発電装置のそれぞれによって前記の２台の蓄電池を個別に充電するとき、両蓄電池間の差電圧を検出し、この差電圧に応じて、電圧の高い方の蓄電池を充電する発電装置に対する電圧指令を充電電流が低下されるように補正してこの発電装置による充電電圧が低下されるよう制御し、電圧の低い方の蓄電池を充電する発電装置に対する電圧指令を充電電流が増加されるように補正し、この発電装置による充電電圧が上昇されるよう制御することによって、両蓄電池間の電圧差を抑制するようにすることを特徴とする。

この発明においては、前記の蓄電池の充電は、充電電圧を一定にして充電を行う定電圧充電方式、充電電流を一定にして充電を行う定電流充電方式および充電電力を一定にして充電を行う定電力充電方式の何れかの方式またはこれらの方式を組み合わせた方式で行うことができる。

また、この発明においては、前記の両蓄電池の差電圧を補正する制御モードとして、両蓄電池の電圧を両蓄電池の電圧の平均電圧に収束させるモード、両蓄電池の電圧を高い方の蓄電池電圧に収束させるモードおよび両蓄電池の電圧を低い方の蓄電池電圧に収束させるモードを備え、この３つのモードを選択して両蓄電池間の電圧差を抑制するようにするようにしてもよい。

さらに、２台の蓄電池、２台の発電装置、２系統の給電電路、２台の電力変換装置、２台の推進電動機からなる電気推進システムにおいて、２系統の給電電路の間の接続を開閉する連系スイッチを設けるとともに、２式の前記発電装置から前記電池への充電電圧、充電電流または充電電力を設定する設定回路および電池の充電電圧、充電電流または充電電力がこの設定回路に設定された設定値になるように前記発電機の電圧を制御する調整制御回路を２式設け、前記連系スイッチが開（オフ）のときは、各発電機を前記２式の設定回路および調節制御回路のそれぞれにより前記２台の発電装置のそれぞれを制御して、前記２台の蓄電池の充電を行い、前記連系スイッチが閉（オン）のときは、前記２式の内の一方の設定回路および調節制御回路により前記２台の発電装置または１台の発電装置を制御して前記２台の電池を充電することを特徴とする。

この発明においては、前記連系スイッチを開（オフ）から閉（オン）に切換えるとき、前記２台の蓄電池間の電圧差が所定値以下になったことが検出されたときに前記連系スイッチの切換操作ができるようにするインターロック手段を備えることができる。

２台の蓄電池、２系統の給電電路、２台の電力変換装置、２台の推進電動機を備えてなる電気推進システムにおいて、２系統の給電電路が独立給電状態のとき２台の蓄電池を２台の発電装置で個別に充電するとき、蓄電池の充電特性のアアンバランスにより両蓄電池間に電圧差が生じるが、この発明によれば、この電圧差を収束させるように２台の発電装置を個別に補正制御を行うので、電圧差の発生を抑制し、両蓄電池を均等な電圧に充電することができることによって、電池の充電容量の低下を防止し、過充電、特性劣化、寿命劣化を抑制する効果がある。

また、２系統の給電電路の連系接続を開（オフ）から閉（オン）にするとき、電圧差による突入電流を抑制して、突入電流に起因する電池への障害を防止するとともに、給電電路に設けた過電流保護装置の動作を防止することができる。

この発明の実施例を示す電気推進システムの制御装置のブロック構成図。 電気推進システムの蓄電池の充電特性の説明に用いる特性図。 この発明による充電制御方式の制御フローを示すフロー図。 この発明の平均電圧収束制御方式における補正信号の変化を示す波形図。 この発明の平均電圧収束制御方式による充電制御動作を説明するための蓄電池の充電特性図。 この発明の高電圧収束制御方式における補正信号の変化を示す波形図。 この発明の高電圧収束制御方式による充電制御動作を説明するための蓄電池の充電特性図。 この発明の低電圧収束制御方式における補正信号の変化を示す波形図。 この発明の低電圧収束制御方式による充電制御動作を説明するための蓄電池の充電特性図。 従来の電気推進システムの構成図。

この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。

図１に、この発明の電気推進システムの実施例のブロック構成図を示す。

図１に示すように、電気推進システムは、２台の蓄電池Ｂ１、Ｂ２、２系統の給電電路Ｌ１、Ｌ２、２系統の給電電路Ｌ１、Ｌ２の各々に接続される２台のそれぞれ図示しない原動機で駆動される発電機Ｇ１、Ｇ２と整流器Ｄ１，Ｄ２とからなる発電装置ＰＧ１、ＰＧ２、プロペラＰの共通の駆動軸ＰＳに配置した２台の推進電動機Ｍ１、Ｍ２、およびそれぞれ推進電動機Ｍ１、Ｍ２の速度制御を行う２台の電力変換装置ＩＮＶ１、ＩＮＶ２ならびに図示しないが、２系統の補機系統を備える。

また、２系統の給電電路Ｌ１、Ｌ２間に連系スイッチＳＷＬＣを設け、これによって２系統の給電電路間の接続を開閉する。

連系スイッチＳＷＬＣが開（オフ）のときは、各給電電路が独立し、蓄電池Ｂ１およびＢ２は各電路に接続されている発電装置ＰＧ１またはＰＧ２により個別に充電が行なわれる。

充電電流を一定に保って充電を行う定電流充電方式により充電を行うときの電池の充電特性を図２に示す。

蓄電池を充電する場合、一般に、例えば、図２に実線の特性線Ｂ１で示すように、充電初期は大きな充電電流Ｉ２で充電し、電池電圧ＶＢが充電設定電圧ＶＳ付近の所定値ＶＣに達したｔ２時点で、充電終期モードに切換えて小さな充電電流Ｉ１で充電し、蓄電池電圧ＶＢが充電設定電圧ＶＳに達するｔ４時点で充電を終了する。

同一の充電電流で２台の蓄電池Ｂ１、Ｂ２を充電したとき、蓄電池Ｂ１、蓄電池Ｂ２に充電特性のバラツキがあるため、充電時間がｔ１となったところで、蓄電池Ｂ２の電圧は、点線の特性線Ｂ２で示すようにＶ１、蓄電池Ｂ１の電圧は、実線の特性線Ｂ１で示すようにＶ２となり、両蓄電池間に電圧差ΔＶＢ１が発生する。

もし、両蓄電池に電圧差があるまま、電圧の低い方の蓄電池Ｂ２の電圧がＶＣに到達するまで蓄電池Ｂ１も同一の充電電流Ｉ２で継続して充電すれば、電圧の高い方の蓄電池Ｂ１は充電電圧がＶ４となるまで充電が進行する。

したがって、２つの蓄電池Ｂ１，Ｂ２を電圧差があるままで充電を継続した場合は、電圧の高い方の蓄電池Ｂ１は、ｔ２時点で充電電流がＩ１に切換えられてｔ４時点で充電が完了し、電圧の低い方の蓄電池Ｂ２は、ｔ３時点で充電電流を小さい充電電流Ｉ１に切換えて、電圧がＶＳとなるｔ５時点まで充電して充電を完了する。

このように、蓄電池間に特性のバラツキがあると、同一充電電流で同一時間充電を行ったとき両蓄電池の電圧がアンバランスとなり、電圧差が生じ、そして充電終了時間にも差が生じることになる。

この発明は、特性のバラツキのある２台の蓄電池を発電装置で個別に充電するとき、両蓄電池の充電電圧にアンバランスが発生しないように発電機装置を制御するものである。

この発明による充電制御方式を図１に示す実施例について説明する。

連系スイッチＳＷＬＣが開（オフ）のときは、それぞれ蓄電池Ｂ１は、給電電路Ｌ１を介して発電装置ＰＧ１で充電され、蓄電池Ｂ２は、給電電路Ｌ２を介して発電装置ＰＧ２で充電される。

充電するとき、充電モード選択スイッチＣＯＳ１で、「定電圧充電モード」、「定電流充電モード」、「定電力充電モード」の３つの充電モードの何れかを選択する。定電圧充電モードは、充電電圧を一定にして充電を行うモードであり、このモードを選択するときは、充電モード選択スイッチＣＯＳ１により「定電圧」の位置を選択する。定電流充電モードは、充電電流を一定にして充電を行うモードであり、このモードを選択するときは、充電モード選択スイッチＣＯＳ１により「定電流」の位置を選択する。そして、定電力充電モードは一定電力で充電を行うモードであり、このモードを選択するときは、充電モード選択スイッチＣＯＳ１により「定電力」の位置を選択する。

各充電モードに対応して定電圧充電モードにおける充電電圧を設定する充電電圧設定器ＶＲＶ１、ＶＲＶ２、定電流充電モードにおける充電電流を設定する充電電流設定器ＶＲＩ１、ＶＲＩ２、および定電力充電モードにおける充電電力を設定する充電電力設定器ＶＲＰ１、ＶＲＰ２が設けられ、その時の充電モードに対応した充電設定値を設定する。

また、制御系統選択スイッチＣＯＳ２は、連系スイッチＳＷＬＣが「開」のときは、「開」を選択する。これは、２つの制御系が独立して並行に動作するモードを選択する位置である。

制御系統選択スイッチＣＯＳ２で「開」位置が選択されると、これと連動して接点ｓ２１、ｓ２４がオンして、選択された充電モードの指令信号ＶＧＳ１、ＶＧＳ２を、それぞれ発電装置ＰＧ１への電圧指令として突合せ点ａ７に、発電装置ＰＧ２への電圧指令として突合せ点ｂ７に与える。連系スイッチＳＷＬＣが閉となり、給電電路Ｌ１とＬ２が並列に接続された場合は、制御系統選択スイッチＣＯＳ２は「開」、「１」または、「２」の位置の何れかを選択することができる。「１」位置が選択された場合は、系統１の制御装置が選択され、連動接点ｓ２１，ｓ２２がオンとなり、系統１の制御装置の指令値ＶＧＳ１が、系統１および２の両方の制御装置に加えられる。「２」位置が選択された場合は、系統２の制御装置が選択され、連動接点ｓ２３，ｓ２４がオンとなり、系統２の制御装置の指令値ＶＧＳ２が、系統１および２の両方の制御装置に加えられる。

発電装置ＰＧ１、ＰＧ２の電圧を制御するために、各蓄電池の電圧を検出する蓄電池電圧検出器ＶＤＤ１、ＶＤＤ２、電流を検出する蓄電池電流検出器ＳＨＢ１、ＳＨＢ２、および電力を検出する蓄電池電力検出器ＰＢＤ１，ＰＢＤ２が設けられている。突き合わせ点ａ１、ｂ１、ａ３、ｂ３、およびａ５、ｂ５で、各充電設定器ＶＲＶ１、ＶＲＶ１、ＶＲＩ１、ＶＲＩ２およびＶＲＰ１、ＶＲＰ２から与えられる充電電圧設定値ＶＳ１、ＶＳ２、充電電流設定値ＩＳ１、ＩＳ２および充電電力設定値ＰＳ１、ＰＳ２と、補正制御回路ＥＱから与えられる充電電圧補正値ＶＥ１、ＶＥ２、充電電流補正値ＩＥ１、ＩＥ２および充電電力補正値ＰＥ１、ＰＥ２とを突き合せて加算し、充電電圧補正設定値ＶＳＥ１、ＶＳＥ２，充電電流補正設定値ＩＳＥ１、ＩＳＥ２および充電電力補正設定値ＰＳＥ１、ＰＳＥ２を求めて、突き合わせ点ａ２、ｂ２、ａ４、ｂ４、およびａ６、ｂ６に加える。

突き合わせ点ａ２、ｂ２、ａ４、ｂ４、およびａ６、ｂ６で、各充電補正設定値ＶＳＥ１，ＶＳＥ２、ＩＳＥ１、ＩＳＥ２およびＰＳＥ１、ＰＳＥ２と、電圧検出器ＶＢＤ１、ＶＢＤ２で検出された蓄電池充電電圧実際値ＶＢ１、ＶＢ２、電流検出器ＳＨＢ１、ＳＨＢ２で検出された蓄電池充電電流実際値ＩＢ１、ＩＢ２、および電力検出器ＰＢＤ１、ＰＢＤ２で検出された蓄電池充電電力実際値ＰＢ１，ＰＢ２とを突き合わせて偏差を求める。電力検出器ＰＢＤ１、ＰＢＤ２は、それぞれ、電圧検出器ＶＢＤ１、ＶＢＤ２で検出された蓄電池電圧ＶＢ１、ＶＢ２と電流検出器ＳＨＢ１、ＳＨＢ２で検出された蓄電池電流ＩＢ１、ＩＢ２とを乗算して蓄電池充電電力ＰＢ１、ＰＢ２を求める。

突合せ点ａ２、ｂ２、ａ４、ｂ４、およびａ６、ｂ６で、それぞれ求められた充電電圧偏差、充電電流偏差および充電電力偏差は、それぞれ充電電圧調節器ＡＶＲＢ１、ＡＶＲＢ２、充電電流調節器ＡＣＲＢ１、ＡＣＲＢ２および充電電力調節器ＡＰＲＢ１、ＡＰＲＢ２に加え、ここで、これらの偏差を零にする発電電圧指令値ＶＧＳ１およびＶＧＳ２を求める。

電圧調節器ＡＶＲＢ１、ＡＶＲＢ２、電流調節器ＡＣＲＢ１、ＡＣＲＢ２および電力調節器ＡＰＲＢ１、ＡＰＲＢ２から出力される発電電圧指令値ＶＧＳ１、ＶＧＳ２は、それぞれ、充電モード選択スイッチＣＯＳ１に連動する接点ｓ１１〜ｓ１６により、選択されて突合せ点ａ７、ｂ７に加えられる。接点ｓ１１〜ｓ１６は、充電モード選択スイッチＣＯＳ１により選択された充電モードに応じて選択される。例えば、充電モード選択スイッチＣＯＳ１により定電流充電モードを示す「定電流」位置が選択された場合は、充電モード選択スイッチＣＯＳ１に連動して接点ｓ１２とｓ１５が選択的にオンされ、充電電流調節器ＡＣＲＢ１とＡＣＲＢ２の出力が接点ｓ２１〜ｓ２４を介して突合せ点ａ７およびｂ７に加えられる。また、定電圧充電モードを示す「定電圧」位置が選択された場合は、接点ｓ１１とｓ１４が選択的にオンされ、定電力充電モードを示す「定電力」位置が選択された場合は、接点ｓ１３とｓ１６が選択的にオンされる。

突合せ点ａ７およびｂ７では、それぞれ、充電調節器から加えられた発電電圧指令値ＶＧＳ１、ＶＧＳ２と発電電圧検出器ＶＧＤ１、ＶＧＤ２で検出された発電装置の発電電圧実際値ＶＧ１、ＶＧ２との電圧偏差が求められ、発電電圧調節器ＡＶＲ１，ＡＶＲ２に加えられ、ここで、これらの電圧偏差を零にする発電電流指令値ＩＧＳ１、ＩＧＳ２が求められる。これらの発電電流指令値ＩＧＳ１、ＩＧＳ２は、突合せ点ａ８、ｂ８に加えられ、この突合せ点ａ８、ｂ８で、それぞれ、発電電流検出器ＳＨＧ１、ＳＨＧ２で検出された発電装置ＰＧ１、ＰＧ２の発電電流実際値ＩＧ１、ＩＧ２と比較され、電流偏差が求められる。

発電電流調節器ＡＣＲ１、ＡＣＲ２は入力に加えられたこれらの電流偏差を零にする界磁電流指令値ＩＦＳ１、ＩＦＳ２を求めて、突合せ点ａ９、ｂ９に加える。これらの突合せ点ａ９、ｂ９では、界磁電流指令値ＩＦＳ１、ＩＦＳ２と、界磁電流検出器ＳＨＦ１、ＳＨＦ２で検出される発電装置ＰＧ１、ＰＧ２の界磁電流実際値ＩＦ１、ＩＦ２とを突き合わせて界磁電流偏差を求めて、界磁電流調節器ＡＦＣ１、ＡＦＣ２でこれらの界磁電流偏差を零にする界磁電流指令値ＩＥＸ１、ＩＥＸ２を求めて、励磁調整器ＥＸ１、ＥＸ２に加える。励磁調整器ＥＸ１、ＥＸ２は、ぞれぞれ、発電装置ＰＧ１、ＰＧ２の界磁電流ＩＦ１、ＩＦ２を界磁電流指令値ＩＦＳ１、ＩＦＳ２となるように調整する。

これにより各発電装置ＰＧ１、ＰＧ２は、定電圧充電モードの場合は、蓄電池Ｂ１、Ｂ２を充電する電圧が、充電電圧設定器ＶＲＶ１、ＶＲＶ２で設定された充電電圧設定信号ＶＳ１、ＶＳ２になるように制御される。定電流充電モードの場合は、発電装置ＰＧ１、ＰＧ２による蓄電池Ｂ１、Ｂ２の充電電流ＩＢ１、ＩＢ２が、それぞれ、充電電流設定器ＶＲＩ１、ＶＲＩ２で設定された充電電流設定値ＩＳ１、ＩＳ２となるように制御される。そして、定電力充電モードで充電を行う場合は、発電装置ＰＧ１、ＰＧ２による蓄電池Ｂ１、Ｂ２を充電する電力ＰＢ１、ＰＢ２が、それぞれ、充電電力設定器ＶＲＰ１、ＶＲＰ２で設定された充電電力設定値ＰＢＳ１、ＰＢＳ２となるように制御される。

差電圧検出器ＶＤＤは、連系スイッチＳＷＬＣが開のとき、閉となる連動接点ｓ３１，ｓ３２を介して２つの蓄電池Ｂ１、Ｂ２の出力端子間に接続され、両蓄電池の電圧ＶＢ１とＶＢ２の差電圧ΔＶＢ＝ＶＢ１−ＶＢ２を検出する電圧検出器である。

差電圧設定器ＶＲＤは、予め、電気推進システムの給電電路Ｌ１、Ｌ２のインピーダンスや蓄電池Ｂ１、Ｂ２の内部抵抗等に基づいて求められた両蓄電池間に許容される差電圧設定値ΔＶＢＳを設定する設定器である。

補正制御回路ＥＱは、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３から入力される制御モード選択信号ＭＳに応じた制御モードで、充電電圧均等制御を行うための補正値等を求める演算制御を行う。まず、差電圧検出器ＶＤＤから入力された蓄電池間の差電圧ΔＶＢと、差電圧設定器ＶＲＤから入力された差電圧設定値ΔＶＢＳとを比較する演算を一定周期で行う。この比較演算の結果、蓄電池電圧間の差電圧ΔＶＢが差電圧設定値ΔＶＢＳより大きくなったとき、すなわち、ΔＶＢ≧ΔＶＢＳとなったとき、その時の充電モードに対応する充電設定値（ＶＳ１、ＶＳ２、ＩＳ１、ＩＳ２、ＰＳ１，ＰＳ２）に対して予め設定された補正値（ＶＥ１、ＶＥ２、ＩＥ１、ＩＥ２、ＰＥ１，ＰＥ２）を選択する。この選択された補正値（ＶＥ１、ＶＥ２、ＩＥ１、ＩＥ２、ＰＥ１，ＰＥ２）をそれぞれ、両系統の充電設定回路の突合せ点（ａ１、ａ３，ａ５、ｂ１，ｂ３、ｂ５）に出力する。突合せ点（ａ１、ａ３，ａ５、ｂ１，ｂ３、ｂ５）で、各充電設定器（ＲＶ１、ＶＲＩ１，ＶＲＰ１、ＶＲＶ２、ＶＲＩ２、ＶＲＰ２）から加えられた設定値（ＶＳ１、ＩＳ１、ＰＳ１、ＶＳ２、ＩＳ２、ＰＳ２）に補正値（ＶＥ１、ＶＥ２、ＩＥ１、ＩＥ２、ＰＥ１、ＰＥ２）を加算して充電補正設定値（ＶＳＥ１、ＩＳＥ１、ＰＳＥ１、ＶＳＥ２、ＩＳＥ２、ＰＳＥ２）を求めて、この補正設定値にしたがって、各系統の発電装置の電圧を制御する。

以下では、主として電流充電モードでの充電動作を例にして、蓄電池Ｂ１と蓄電池Ｂ２を均等な電圧に充電するための制御動作について説明する。

充電電圧を均等に制御するための電圧制御モードには、平均電圧収束制御モード、高電圧収束制御モードおよび低電圧収束制御モードの３つの電圧制御モードがある。

平均電圧収束制御モード（１）は、２つの蓄電池の電圧を両電圧の平均値（中間値）に収束させる制御モードである。高電圧収束制御モード（２）は、電圧の低い方の蓄電池電圧を電圧の高い方の蓄電池電圧に収束させる制御モードである。そして、低電圧収束制御モード（３）は、電圧の高い方の蓄電池電圧を、電圧の低い方の蓄電池電圧に収束させる制御モードである。これらの電圧制御モードは、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３によって選択する。

次に、各電圧制御モードごとに電圧制御動作を説明する。

（１）平均電圧収束制御モード
この制御モードでは、図１に示す、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３で「１」の位置を選択してモード信号ＭＳ１を、補正制御回路ＥＱに与える。この制御モードは、両蓄電池電圧が、両蓄電池電圧の平均電圧、すなわち両蓄電池電圧の中間電圧に収束されるように発電装置を個別に制御するモードである。なお、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３の「２」の位置は高電圧収束制御モードを示し、「３」の位置は、低電圧収束制御モードを示す。

また、充電モード選択スイッチＣＯＳ１は、定電流充電モードで充電を行うために、「定電流」位置が選択されている。これに連動して充電電流調節器ＡＣＲＢ１，ＡＣＲＢ２の出力を選択する接点ｓ１２とｓ１５がオンとなる。さらに充電モード選択スイッチＣＯＳ１と連動する充電モード信号発生器ｓ１７から定電流充電モードを示す信号ＣＳ１７が補正制御回路ＥＱに入力される。

連系スイッチＳＷＬＣが「開（オフ）」のとき、差電圧検出器ＶＤＤは、このスイッチＳＷＬＣの「開（オフ）」に連動してオンとなる接点ｓ３１、ｓ３２を介して両蓄電池Ｂ１、Ｂ２間に接続され、両蓄電池電圧ＶＢ１、ＶＢ２の差電圧ΔＶＢ（＝ＶＢ１−ＶＢ２）を検出する。この差電圧検出器ＶＤＤで検出された差電圧ΔＶＢは、補正制御回路ＥＱに加えられる。

補正制御回路ＥＱには、その他に、連系スイッチＳＷＬＣが「開（オフ）」のとき、これに連動してオンとなる接点ｓ３３から、個別制御モードであることを示す信号ＬＳ１が、蓄電池電圧間差電圧ΔＶＢの許容値を任意に設定する差電圧設定器ＶＲＤで設定された差電圧設定値ΔＶＢＳが加えられる。

また、制御系統選択スイッチＣＯＳ２は、連系スイッチＳＷＬＣが「開」であるので、「開」位置が選択される。「開」の位置が選択された制御系統選択スイッチＣＯＳ２と連動する接点ｓ２１〜ｓ２４のうちのｓ２１とｓ２４が選択的にオンとなる。制御系統選択スイッチＣＯＳ２に連動して系統選択信号を発生する系統選択信号発生器ｓ２５から制御系統選択スイッチＣＯＳ２の「開」の位置の選択に対応して２系統の制御系が選択されていることを示す系統選択信号ＣＳ２５も補正制御回路ＥＱに入力される。

補正制御回路ＥＱでは、各種の補正信号が形成されるが、充電モード選択スイッチＣＯＳ１から加わる充電モード選択信号ＣＳ１７に対応して、出力される補正信号が選択される。すなわち、定電圧充電モードのときは、電圧補正信号ＶＥ１、ＶＥ２が、定電流充電モードのときは、電流補正信号はIＥ１、ＩＥ２が、定電力充電モードのときは、電力補正信号はＰＥ１、ＰＥ２が選択される。

今は、定電流充電モードであるので、補正制御回路ＥＱは、内部で予め設定した所定レベルの電流補正信号ＩＥ１、ＩＥ２を選択して出力する。

このように構成された補正制御回路ＥＱは、図３に示すようなフローで補正動作をする。

すなわち、図３の制御フローにおいて補正動作が開始されると、まずステップＳ１１において蓄電池電圧検出器ＶＢＤ１、ＶＢＤ２から蓄電池電圧ＶＢ１、ＶＢ２および差電圧検出器ＶＤＤから両蓄電池間の差電圧ΔＶＢ（＝ＶＢ１−ＶＢ２）を読み込む処理が行われる。

次のステップＳ１２で、ステップＳ１１で読み込まれた蓄電池間の差電圧ΔＶＢと差電圧設定器ＶＲＤから読み込まれた差電圧設定値ΔＶＢＳとを比較し、差電圧ΔＶＢが差電圧設定値ΔＶＢＳより大きいか否かの判定処理を行う。

ここで、差電圧ΔＶＢが差電圧設定値ΔＶＢＳより小さいときは、Ｎｏ分岐からステップＳ１１に戻って差電圧ΔＶＢの読み込みを行った後に、再び、ステップＳ１２の判定処理が行われる。ステップＳ１２の判定処理において、差電圧ΔＶＢが差電圧設定値ΔＶＢＳより大きくなったこと、より正確には、ΔＶＢ≧ΔＶＢＳとなったことが判定されるとＹｅｓ分岐からステップ１３の電圧制御モード判定処理へ進む。

このステップＳ１３では、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３から選択信号を読み込んで、まず、指示されたモードが平均電圧制御モードであるか否かの判定処理行う。ここで、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３から指示されたモードが平均電圧制御モードでない場合は、Ｎｏ分岐から、ステップＳ２３に進んで、高電圧制御モードであるか否かの判定処理を行う。ここで、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３から指示されたモードが高電圧制御モードでない場合は、Ｎｏ分岐からステップＳ３３で低電圧制御モードであるか否かの判定処理を行う。ここで、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３から指示されたモードが低電圧制御モードでない場合は、Ｎｏ分岐からステップＳ１３へ戻り、平均電圧制御モードであるか否かの判定処理を行う。

ステップ１３の判定処理において、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３から指示されたモードが平均電圧制御モードであることが判定された場合は、Ｙｅｓ分岐からステップ１４へ進んで充電設定値の補正処理を行なう。

ここでは定電流充電モードで充電動作において平均電圧制御モードでの電圧制御が行われているので、ステップ１４では、差電圧ΔＶＢが正極性を示し、蓄電池電圧ＶＢ１が蓄電池電圧ＶＢ２より高くなっているものとすると、電圧の高い方の蓄電池Ｂ１側（系統１側）の突合せ点ａ３へは、補正制御回路ＥＱから、これに予め設定された所定レベルの電流補正信号ＩＥ１が負極性にして送出される。このため突合せ点ａ３では、充電電流設定器ＶＲＩ１から加えられた充電電流設定値ＩＳ１から電流補正信号ＩＥ１を減じる補正が行われ、ＩＳ１−ＩＥ１＝ＩＳＥ１となる充電電流補正設定値が得られる。

この充電電流補正設定値ＩＳＥ１と電流検出器ＳＨＢ１から加えられた蓄電池Ｂ１の充電電流実際値ＩＢ１との充電電流偏差が突合せ点ａ４で求められる。この充電電流偏差に基づいて充電電流調節器ＡＣＲＢ１で発電電圧調節器ＡＶＲ１への発電電圧指令値ＶＧＳ１が求められるが、これは補正値分だけ低下する。

この結果、発電装置ＰＧ１の電圧は、この発電電圧指令値ＶＧＳ１に基づいて調整されるので、発電装置ＰＧ１から蓄電池Ｂ１に加わるＶＧ１が低下し、蓄電池Ｂ１の充電電流ＩＢ１が減少する。

一方、電圧の低い方の蓄電池Ｂ２側（系統２側）の充電電流設定値ＩＳ２との突合せ点ｂ３へは、補正制御回路ＥＱから予め設定されて所定値の電流補正信号ＩＥ２（＝ＩＥ１）が正極性にして送出される。このため突合せ点ｂ３では、充電電流設定値ＩＳ２に電流補正信号ＩＥ２を加算する補正が行われ、ＩＳ２＋ＩＥ２＝ＩＳＥ２となる充電電流補正設定値が得られる。

この充電電流補正設定値ＩＳＥ２と電流検出器ＳＨＢ２から加えられた蓄電池Ｂ２の充電電流実際値ＩＢ２との充電電流偏差が突合せ点ｂ４で求められる。この充電電流偏差に基づいて充電電流調節器ＡＣＲＢ２で発電電圧調節器ＡＶＲ２への発電電圧指令値ＶＧＳ２が求められるが、これは補正値分だけ増大する。

この結果、発電装置ＰＧ２の電圧は、この発電電圧指令値ＶＧＳ２に基づいて調整されるので、発電装置ＰＧ２から蓄電池Ｂ１に加わるＶＧ２が増大し、蓄電池Ｂ２の充電電流ＩＢ１が増加する。

ステップ１４の補正処理が行われたのち、所定時間後にステップ１５へ進んで、差電圧検出器ＶＤＤから新たな差電圧ΔＶＢの読み込みが行われる。そして、ステップ１６でこの読み込んだ差電圧ΔＶＢが零（０）になったか否かの判定を行う。差電圧ΔＶＢ零でなければ、Ｎｏ分岐からステップＳ１５に戻って再度差電圧ΔＶＢを読み込んで、差電圧ΔＶＢが零になるまで繰り返し判定処理を行う。

差電圧ΔＶＢが零になったことが判定されると、ステップＳ１６のＹｅｓ分岐からステップＳ１７へ進んで、ステップ１４で送出した補正値の送出を停止して、一連の処理を終了し、再び開始ステップへ戻って、この一連の処理を繰り返す。

次に、このような補正制御回路ＥＱを備えたこの発明の制御装置による平均電圧収束モードでの定電流充電動作を図４、図５を参照して具体的に説明する。

図１における両方の充電電流設定器ＶＲＩ１、ＶＲＩ２による充電電流設定値ＩＳ１、ＩＳ２を同じ値に設定して、図５のｔ０から充電を開始する。充電時間ｔの経過とともに両蓄電池Ｂ１、Ｂ２の電圧ＶＢ１、ＶＢ２はそれぞれの充電特性線Ｂ１、Ｂ２に従って上昇する。図５において、実線の特性線Ｂ１は蓄電池Ｂ１の充電特性を示し、点線の特性線Ｂ２は蓄電池Ｂ２の充電特性を示しており、蓄電池Ｂ１の方が蓄電池Ｂ２よりも充電電圧の上昇が速い特性を有する。

このような両蓄電池の充電特性のバラツキにより、充電時間ｔがｔ１に達したところで、蓄電池Ｂ１の電圧はＶＢ１１となり、蓄電池Ｂ２の電圧はＶＢ２１となり、両蓄電池の電圧に電圧差が生じ、両電池間の差電圧ΔＢＶとなる。

この電圧差ΔＶＢが差電圧検出器ΔＶＤＤで検出され、この差電圧ΔＶＢが、予め設定した差電圧設定値ΔＶＢＳとなると、補正制御回路ＥＱで、図３におけるステップＳ１４の補正処理がおこなわれる。これにより、補正制御回路ＥＱから、図１の電圧の高い方の蓄電池Ｂ１側(系統１側)の突合せ点ａ３に、図４のＩＥ１に示すように負極性となった一定レベルの充電電流補正信号ＩＥ１が加えられる。この結果、突合せ点ａ３で充電電流設定器ＶＲＩ１で設定された充電電流設定値ＩＳ１と補正値−ＩＥ１とが加算され、充電電流設定値ＩＳ１から充電電流補正値ＩＥ１を減じた充電電流補正設定値ＩＳＥ１が求められる。突合せ点ａ４で、この電流補正設定値ＩＳＥ１と電池電流検出器ＳＨＢ１で検出された蓄電池Ｂ１の充電電流実際値ＩＢ１との偏差が求められる。充電電流調節器ＡＣＲＢ１でこの偏差を零にする発電電圧指令値ＶＧＳ１を求めて、発電装置の電圧制御装置に指令する。

また、電圧の低い方の蓄電池Ｂ２側（系統２側）の突合せ点ｂ３へは、補正制御回路ＥＱから充電電流補正信号ＩＥ２（＝ＩＥ１）が図４のＩＥ２に示すように正極性にして加えられる。このため、突合せ点ｂ３では、充電電流設定器ＶＲＩ２で設定された充電電流設定値ＩＳ２と補正値＋ＩＥ２とを加算した充電電流補正設定値ＩＳＥ２が求められる。そして、突合せ点ｂ４で電流補正設定値ＩＳＥ２と電池電流検出器ＳＨＢ２で検出された蓄電池Ｂ２の充電電流実際値ＩＢ２との偏差が求められる。充電電流調節器ＡＣＲＢ２でこの偏差を零にする発電電圧指令値ＶＧＳ２を求めて、発電装置の電圧制御装置に指令する。

これにより、電圧の高い方の蓄電池Ｂ１側（系統１側）では、発電装置ＰＧ１から蓄電池Ｂ１に加えられる発電電圧ＶＧ１が低下され、充電電流ＩＢ１が補正値分だけ減少するので、充電電圧の上昇率が抑えられ、蓄電池Ｂ１電圧ＶＢ１の上昇が小さくなる。一方、蓄電池電圧の低い方の蓄電池Ｂ２側（系統２側）では、発電装置ＰＧ２から蓄電池Ｂ２に加えられる発電電圧ＶＧ２が増大されるため、充電電流が補正値分だけ増加し、充電電圧の上昇率が増大されるので、蓄電池Ｂ２電圧ＶＢ２の上昇が大きくなる。このため、図５のｔ２時点で両方の蓄電池電圧がＶＢＣ１となり一致する。

両蓄電池電圧ＶＢ１、ＶＢ２がＶＢＣ１で一致したことは、補正回路ＥＱの図３のステップＳ１６の差電圧ΔＶＢが零になったことで判定検出される。両蓄電池の電圧が一致し、差電圧ΔＶＢ＝０となったことが判定されたところで、ステップＳ１７の処理により充電電流補正信号ＩＥの送出が停止される。これにより、充電電流補正設定値ＩＳＥ１およびＩＳＥ２は、補正値の加算がなくなるので、ｔ２時点で、充電電流補正設定値ＩＳＥ１，ＩＳＥ２は、充電電流設定器ＶＲＩ１およびＶＲＩ２で設定された充電電流設定値ＩＳ１およびＩＳ２に戻り、この設定電流に従って、両蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電電圧ＶＢ１およびＶＢ２は、それぞれ太実線および太点線で示すように上昇し、また、両電圧に差が生じるようになる。

充電の進行により差電圧ΔＶＢが再び差電圧設定値ΔＶＢＳとなるｔ３時点において補正制御回路ＥＱから、図４に示すように、補正信号ＩＥ１、ＩＥ２がそれぞれ、出力され、電圧の高い方の蓄電池Ｂ１側の突合せ点ａ３で、充電設定値ＩＳ１に対して負極性で加え、そして電圧の低い方の蓄電池Ｂ２側の突合せ点ｂ３で、充電設定値ＩＳ２に対して正極性にして加えることによりそれぞれの充電電流設定値の補正が行われる。

これにより、蓄電池Ｂ１側の充電電流補正設定値ＩＳＥ１は図４のＩＳＥ１に示すように充電電流設定値ＩＳ１から補正値分が減じられた値となり減少する。一方蓄電池Ｂ２側の充電電流補正設定値ＩＳＥ２は図４のＩＳＥ２に示すように充電電流設定値ＩＳ２に補正値分が加算さられた値となり増大する。これに伴って、蓄電池Ｂ１の充電電圧ＶＢ１は、上昇率が抑えられ、小さい傾斜で上昇する。これに対して、蓄電池Ｂ２の充電電圧ＶＢ２は上昇率が増大され、大きな傾斜で上昇する。これは、両者の電圧が等しくなる電圧ＶＢＣ２に達するまで継続される。両蓄電池の電圧が等しくなり、差電圧ΔＶＢが零となったｔ４で、前記と同様に、補正制御回路ＥＱから補正値の送出が停止され、充電電流補正設定値ＩＳＥ１およびＩＳＥ２を設定器からの充電設定値ＩＳ１およびＩＳ２に戻して充電を継続する。

以後同様の動作を繰り返して、両蓄電池Ｂ１およびＢ２の充電圧を制御すると、両蓄電池の電圧ＶＢ１およびＶＢ２が、平均電圧特性線ＢＣ上の平均電圧（中間値）に収束して電圧のアンバランスがなくなるようになる。

このような充電制御を行えば、蓄電池Ｂ１およびＢ２の電圧ＶＢ１およびＶＢ２は、両者の差電圧ΔＶＢは、最大でも設定された差電圧設定値ΔＶＢＳとなり、これ以下の電圧差に収めることができる。このため、差電圧設定値ΔＶＢＳを、連系スイッチＳＷＬＣを閉（オン）にして給電電路Ｌ１とＬ２を並列接続するときに流れるれ投入電流が許容される電流値に以内の値となるように決めておけば、連系スイッチＳＷＬＣの投入時の両蓄電池の電圧差に基づく突入電流は問題にする必要がなくなる。

（２）高電圧収束制御モード
次に、両蓄電池Ｂ１およびＢ２の電圧を電圧の高い方の蓄電池の電圧に収束させて、両蓄電池電圧のアンバランスをなくして差電圧をなくす制御方式について図６および図７を参照して説明する。

電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３を「２」の位置にして、高電圧収束モードを選択する。この位置「２」の制御モードは、電圧差のある両蓄電池の電圧を高い方の蓄電池電圧に収束させる制御モードであり、ここでは、この制御モードを高電圧収束制御モードと称する。

図７に示すように、両系統の充電電流設定器ＶＲＩ１、ＶＲＩ２の設定値ＩＳ１、ＩＳ２を同じ値に設定し、ｔ２０から充電を開始する。両蓄電池Ｂ１、Ｂ２には、図７に充電特性線Ｂ１とＢ２で示すような充電特性にバラツキがあるため、所定時間が経過してｔ２１になったところで、蓄電池Ｂ１の電圧はＶＢ１１、蓄電池Ｂ２の電圧はＶＢ２１となり、両蓄電池間に差電圧ΔＶＢ＝ΔＶＢＳが発生する。特性線Ｂ１は，蓄電池Ｂ１の充電特性線であり、特性線Ｂ２は蓄電池Ｂ２の特性線である。そして特性線ＢＣは、両特性線を平均した中間の特性線である。

この差電圧ΔＶＢは、差電圧検出器ＶＤＤで検出され、図１の補正制御回路ＥＱに入力され、補正制御回路ＥＱは、この差電圧ΔＶＢがなくなるように両方の蓄電池電圧を高い方の蓄電池電圧に収束するように発電装置への電圧指令値を補正して次のように発電電圧の制御を行う。

補正回路ＥＱは、前記の平均電圧収束制御モードの場合と同様に、図３に示す補正動作を開始する。ｔ２１時点で差電圧ΔＶＢが予め設定した差電圧設定値ΔＶＢＳと等しくなると、補正回路ＥＱは、図３の差電圧判定ステップＳ１２でこれが検出される。電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３から高電圧収束モード「２」を示す選択信号ＭＳ２を受信しているので、ステップＳ１３を飛ばしてステップＳ２３へ移行し、ここで高電圧収束制御モードあることを判定するので、Ｙｅｓ分岐からステップＳ２４の補正処理へ進む。

ステップ２４の補正処理において、電圧の高い方の蓄電池Ｂ１側の系統１への充電電流補正信号ＩＥ１は図６のＩＥ１に示すように０のままとし、電圧の低い方の蓄電池Ｂ２側の系統２への充電電流補正を正の一定レベルのＩＥ２として図１の突合せ点ｂ３に加える。これにより、蓄電池Ｂ２側の系統２の充電電流補正設定値ＩＳＥ２は、図６のＩＳＥ２に示すように、ＩＳ２＋ＩＥ２に増大される。系統１側の充電電流補正設定値ＩＳＥ１は、充電電流設定器ＶＲＩ１から与えられる設定値ＩＳ１のままとなる。

これにより、系統２側の充電電流調節器ＡＣＲＢ２は、補正値ＩＥ２を加算され増大した充電電流補正設定値ＩＳＥ２と電池電流検出器ＳＨＢ２で検出された蓄電池Ｂ２の充電電流実際値ＩＢ２との偏差を零にする発電電圧指令値ＶＧＳ２を求め、これを後段の発電装置ＰＧ２の制御装置に与える。これにより発電装置ＰＧ２は発電電圧が補正値分増大し、蓄電池Ｂ２の充電電流ＩＢ２が増える。

この結果、蓄電池Ｂ２の電圧ＶＢ２は、ＶＢ２１からは充電電流が増えた分大きな傾斜で増大し、ｔ２２時点になるとＶＢＣ１に達し、電圧の高い方の蓄電池Ｂ１の電圧ＶＢ１と等しくなる。

両蓄電池電圧がＶＢＣ１で一致すると、差電圧ΔＶＢが零となる。ΔＶＢが零となるとステップＳ１６でこれが判定され、補正回路ＥＱでステップＳ１７の補正値送出停止処理が行われる。これにより、蓄電池Ｂ２の充電電流補正指設定値ＩＳＥ２は、補正値が０となって、図６のＩＳＥ２に示すように充電電流設定器ＶＲＩ２からの充電電設定値ＩＳ２に減じられるので、充電時間の経過とともに蓄電池Ｂ２の電圧の上昇率が低下し、電圧の高方の蓄電池Ｂ１の電圧ＶＢ１から外れ、両蓄電池間の差電圧ΔＶＢが徐々に増大する。

ｔ２３において両蓄電池間の電圧差ΔＶＢが再び差電圧設定値ΔＶＢＳに達すると、これが補正回路ＥＱのステップＳ１２において検出され、前記と同様の動作が繰り返し行われる。この繰り返し動作によって、両蓄電池の電圧アンバランスが補正され両電池の電圧が電圧の高い方の蓄電池の電圧に収束するようになる。

この場合も、両蓄電池の電圧差は設定された差電圧設定値ΔＶＢＳ以内に収まる。

（３）低電圧収束制御モード
両蓄電池Ｂ１およびＢ２の電圧を電圧の低い方の蓄電池の電圧に収束させて、両蓄電池電圧のアンバランスをなくして差電圧をなくす制御方式について図８および図９を参照して説明する。

このときは、電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３は、「３」位置を選択して、低電圧収束モードとする。この「３」位置の制御モードは、電圧差のある両蓄電池の電圧を低い方の蓄電池電圧に収束させる制御モードであり、ここでは、この制御モードを低電圧収束制御モードと称する。

両系統の充電電流設定器ＶＲＩ１およびＶＲＩ２の設定値ＩＳ１とＩＳ２を同じ値として、ｔ４０から充電を開始する。図９に充電特性線Ｂ１とＢ２で示されるように両蓄電池Ｂ１とＢ２の充電特性にバラツキがあるために、充電時間がｔ４１になると、蓄電池Ｂ１の電圧はＶＢ１１、蓄電池Ｂ２の電圧はＶＢ２１となり、両蓄電池間に差電圧ΔＶＢ＝ΔＶＢＳが発生する。特性線Ｂ１は，蓄電池Ｂ１の充電特性線を示し、特性線Ｂ２は蓄電池Ｂ２の充電特性線を示す。そして特性線ＢＣは、両特性線を平均した中間の充電特性線である。

差電圧ΔＶＢは、差電圧検出器ＶＤＤで検出され、図１の補正制御回路ＥＱに入力され、補正制御回路ＥＱは、この差電圧ΔＶＢがなくなるように両方の蓄電池電圧を電圧の低い方の蓄電池の電圧に収束するように発電装置への電圧指令値を補正して次のように発電電圧の制御を行う。

補正回路ＥＱは、前記の平均電圧収束制御モードの場合と同様に、図３に示す補正動作を開始する。ｔ４１時点で差電圧ΔＶＢが予め設定した差電圧設定値ΔＶＢＳと等しくなると、補正回路ＥＱは、図３の差電圧判定ステップＳ１２でこれが検出される。電圧制御モード選択スイッチＣＯＳ３から高電圧収束モード「３」を示す選択信号ＭＳ３を受信しているので、ステップＳ１３、Ｓ２３を飛ばしてステップＳ３３へ移行し、ここで低電圧収束制御モードあることが判定され、Ｙｅｓ分岐からステップＳ３４の補正処理へ進む。

ステップ３４の補正処理において、電圧の低い方の蓄電池Ｂ２側の系統２への充電電流補正信号ＩＥ２は０のままとし、電圧の高い方の蓄電池Ｂ１側の系統１への負の充電電流補正ＩＥ１を送出し、図１の突合せ点ａ３に加える。これにより、蓄電池Ｂ１側の系統１の充電電流補正設定値ＩＳＥ１は、図８のＩＳＥ１に示すように、ＩＳ１−ＩＥ１に減じられる。系統２側の充電電流補正設定値ＩＳＥ２は、充電電流設定器ＶＲＩ２から与えられる設定値ＩＳ２のままとなる。

これにより、系統１側の充電電流調節器ＡＣＲＢ１は、補正値ＩＥ１が減算され減少した充電電流補正設定値ＩＳＥ１と電池電流検出器ＳＨＢ１で検出された蓄電池Ｂ１の充電電流実際値ＩＢ１との偏差を零にする発電電圧指令値ＶＧＳ１を求める。この充電電流調節器ＡＣＲＢ１で求めた発電電圧指令値ＶＧＳ１を後段の発電装置ＰＧ２の制御装置に与える。これにより発電装置ＰＧ１は発電電圧が補正値分だけ低下し、蓄電池Ｂ１への充電電流ＩＢ１が減少する。

この結果、蓄電池Ｂ１の電圧ＶＢ１は、ＶＢ１１からは充電電流が減少した分小さな傾斜で増大し、ｔ４２になるとＶＢＣ１に達し、電圧の低い方の蓄電池Ｂ２の電圧ＶＢ２と等しくなる。

両蓄電池の電圧がＶＢＣ１で一致すると、差電圧ΔＶＢが０となる。０となったΔＶＢがステップＳ１５で読み込まれ、ステップＳ１６の判定を経て、ステップＳ１７の補正値送出停止処理が行われる。これにより、蓄電池Ｂ１の充電電流補正設定値ＩＳＥ１は、補正値が０となって、図８のＩＳＥ１に示すように充電電流設定器ＶＲＩ１からの充電電設定値ＩＳ１となるので、充電時間の経過とともに蓄電池Ｂ１の電圧の上昇率が増大し、電圧の低い方の蓄電池Ｂ２の電圧ＶＢ２から外れ、両蓄電池間の差電圧ΔＶＢが徐々に増大する。

ｔ４３において両蓄電池間の電圧差ΔＶＢが再び差電圧設定値ΔＶＢＳに達すると、この電圧差が補正回路ＥＱのステップＳ１２において検出され、前記と同様の動作が繰り返される。この繰り返し動作によって、両蓄電池の電圧は、低い方の蓄電池の電圧に収束し、電圧アンバランスが抑えられる。

この場合も、両蓄電池の電圧差は設定された許容値ΔＶＢＳ以内に収まる。

なお、蓄電池Ｂ１、Ｂ２の電圧、電流状態、および、差電圧、補正動作などの状態は表示装置ＤＰで表示し、監視することができる。

給電電路Ｌ１，Ｌ２の接続を開閉する連系スイッチＳＷＬＣを「開」から「閉」に操作するときの過大な突入電流を防止するため、補正回路ＥＱは両蓄電池間の差電圧が所定値以下であることを検出した信号Ｓ６を出力して連系スイッチＳＷＬＣの操作機構ＳＷＤに与えて連系スイッチＳＷＬＣを「開」から「閉」へ操作できるようにここに設定されたインターロックを解除することができる。これにより、両蓄電池間の差電圧ΔＶＢが差電圧設定値ΔＶＢＳ以下になったところで、連系スイッチＳＷＬＣを「開」から「閉」へ操作が許容されるので、連系スイッチＳＷＬＣを「閉」にするときの突入電流を安全な範囲に抑制することができる。

なお、連系スイッチＳＷＬＣが「閉」のときは、２系統給電電路、および、２台の蓄電池Ｂ１、Ｂ２は並列接続される蓄電池間の電圧のアンバランスはほとんどない。

連系スイッチＳＷＬＣを「閉」にして、給電電路Ｌ１、Ｌ２を並列接続して運転する場合は、系統選択スイッチＣＯＳ２は「１」位置または、「２」位置を選択して、系統１の設定部（ＶＲＶ１、ＶＲＩ１、ＶＲＰ１）、または系統２の設定部（ＶＲＶ２、ＶＲＩ２、ＶＲＰ２）のいずれか一方の設定指令信号によって、２台の発電機を制御して２台の蓄電池を充電する。

そのため、系統選択スイッチＣＯＳ２を「１」位置または「２」位置へ切換えると、例えば「１」位置に切換えたとすれば、系統選択スイッチＣＯＳ２の接点Ｓ２１とＳ２２がオンし、接点Ｓ２３とＳ２４がオフして、系統１の設定によって２台の発電機が制御される。

また、「２」位置を選択すれば系統選択スイッチＣＯＳ２の接点Ｓ２３とＳ２４がオン、接点Ｓ２１とＳ２２がオフして、系統２の設定によって２台の発電機が制御される。

当然、連系スイッチＳＷＬＣの「閉」ときは、これと連動した接点Ｓ３１，Ｓ３２がオフとなり差電圧検出器ＶＤＤが蓄電池Ｂ１、Ｂ２の出力端から切り離なされ、また、接点Ｓ３３からオフ信号ＬＳ１を補正制御回路ＥＱに与えて、全ての補正信号を０にされる。

１：第１系統
２：第２系統
Ｂ１，Ｂ２：蓄電池
Ｇ１、Ｇ２：発電機
Ｄ１，Ｄ２：整流器
Ｌ１、Ｌ２：給電電路
ＩＮＶ１、ＩＮＶ２：インバータ
Ｍ１，Ｍ２：推進電送機
Ｐ：推進器（プロペラ）
ＰＳ：推進軸
ＳＷＢ１、ＳＷＢ２：蓄電池電源スイッチ
ＳＷＧ１、ＳＷＧ２：発電装置電源スイッチ
ＳＷＬＣ：連系スイッチ
ＣＯＳ１：充電モード選択スイッチ
ＣＯＳ２：制御系選択スイッチ
ＣＯＳ３：電圧制御モード選択スイッチ
ＳＨＢ１：ＳＨＢ２：電池電流検出器
ＶＤＤ１、ＶＤＤ２：電池電圧検出器
Ｐ１、Ｐ２：電池電力検出器
ＳＨＧ１、ＳＨＧ２：発電電流検出器
ＶＧＤ１、ＶＧＤ２：発電電圧検出器
ＳＨＦ１、ＳＨＦ２：界磁電流検出器
ＶＲＶ１、ＶＲＶ２：充電電圧設定器
ＶＲＩ１、ＶＲＩ２：充電電流設置器
ＶＲＰ１、ＶＲＰ２：充電電力設定器
ＡＶＲＢ１、ＡＶＲＢ２：充電電圧調節器
ＡＣＲＢ１、ＡＣＲＢ２：充電電流調節器
ＡＰＲＢ１、ＡＰＲＢ２：充電電力調節器
ＡＶＲ１、ＡＶＲ２：発電電圧調節器
ＡＣＲ１、ＡＣＲ２：発電電流調節器
ＡＦＣ１，ＡＦＣ２：界磁電流調節器
ΔＶＤＤ：差電圧検出器
ＥＱ：補正制御回路

Claims (5)

1. ２台の蓄電池、２台の発電装置、２系統の給電電路、２台の電力変換装置、２台の推進電動機からなる電気推進システムにおいて、２系統の給電電路の間の接続を開閉する連系スイッチを設け、この連系スイッチを開（オフ）として前記２台の発電装置のそれぞれによって前記２台の蓄電池を個別に充電するとき、両蓄電池間の差電圧を検出し、この差電圧に応じて、電圧の高い方の蓄電池を充電する発電装置に対する電圧指令を充電電流が低下されるように補正してこの発電装置による充電電圧が低下されるよう制御し、電圧の低い方の蓄電池を充電する発電装置に対する電圧指令を充電電流が増加されるように補正し、この発電装置による充電電圧が上昇されるよう制御することによって、両蓄電池間の電圧差を抑制するようにすることを特徴とする電気推進システムの充電制御方式。
2. 前記の蓄電池の充電は、充電電圧を一定にして充電を行う定電圧充電方式、充電電流を一定にして充電を行う定電流充電方式および充電電力を一定にして充電を行う定電力充電方式の何れかの方式またはこれらの方式を組み合わせた方式で行うことを特徴とする請求項１に記載の電気推進システムの充電制御方式。
3. 前記の両蓄電池の差電圧を補正する制御モードとして、両蓄電池の電圧を両蓄電池の電圧の平均電圧に収束させるモード、両蓄電池の電圧を高い方の蓄電池電圧に収束させるモードおよび両蓄電池の電圧を低い方の蓄電池電圧に収束させるモードを備え、この３つのモードを選択して両蓄電池間の電圧差を抑制することを特徴とする請求項１または２に記載の電気推進システムの充電制御方式。
4. 前記２台の発電装置からそれぞれ前記２台の畜電池への充電電圧、充電電流または充電電力を設定する２台の設定回路と、前記２台の畜電池の充電電圧、充電電流または充電電力がそれぞれ前記２台の設定回路に設定された設定値になるように前記２台の発電装置の電圧をそれぞれ制御する２台の調整制御回路を設け、
   前記連系スイッチが開（オフ）のときは、前記２台の設定回路および前記２台の調節制御回路のそれぞれにより前記２台の発電装置を制御して、前記２台の蓄電池の充電を行い、
   前記連系スイッチが閉（オン）のときは、前記２台の設定回路および前記２台の調節制御回路のそれぞれ一方により前記２台の発電装置の少なくとも一方を制御して前記２台の畜電池を充電することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気推進システムの充電制御方式。
5. 前記連系スイッチを開（オフ）から閉（オン）に切換えるとき、前記２台の蓄電池間の電圧差が所定値以下になったことが検出されたときに前記連系スイッチの切換操作ができるようにするインターロック手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の電気推進システムの充電制御方式。
   

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