JPH01170336A

JPH01170336A - 蓄電池充放電制御回路

Info

Publication number: JPH01170336A
Application number: JP62325554A
Authority: JP
Inventors: Sueo Sakata; 坂田　末男
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1989-07-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、太陽光発電システムに用いられる蓄電池の
充放電制御回路に関するものである。

［従来の技術］第３図は、例えば実開昭６０−１２４２３６号公報に示
された従来の蓄電池充放電制御回路を示す回路図である
１図において、太陽電池１は、過充電防止用コンダクタ
２および逆流防止用ダイオード３を介して直交流変換装
置くインバータ）４に接続される。この直交流変換袋Ｗ
４は更に負荷５に接続される。一方、逆流防止用ダイオ
ード３と直交流変換装置４の接続点６は蓄電池７に接続
される。

従来の蓄電池充放電制御回路はこのように構成されてお
り、以下にその動作を詳しく説明する。

日照が得られるときは、太陽電池１が発電動作−し、発
電電流は太陽電池１から過充電防止用コンダクタ２、逆
流防止用ダイオード３および直交流変換装置４を通して
負荷５に流れ、この負荷５に電力を供給する。その際、
残余電力で蓄電池７が充電される０日照が得られないと
きは、蓄電池７から負荷５に電力が供給される。

ここで、負荷５の電力使用量が少なく、充分な日照が得
られるような場合は、蓄電池７は充分に充電されるが、
そのうち過充電状態になる。このような過充電状態にな
ると、蓄電池７からは電解液の電解による気泡が発生し
、電解液が減少し、またその温度が上昇する。その結果
、蓄電池７の寿命が低下す為という問題が生じる。

このような開運を回避するため、次のような方法が知ら
れている。即ち、蓄電池７は、過充電状態になると、通
常その電圧が上昇するので、接続点６での電圧を検出し
たり、蓄電池７のエネルギー量Ａ−Ｈ（電流積分値）を
監視・検出したりするなどにより、過充電防止用コンダ
クタ２を開路し、充電を停止させることが知られている
。

また、図示しないが、過充電防止用コンダクタ２を太陽
電池１のプラス（＋）極とマイナス（−）極の間に設け
、蓄電池７が過充電状態になったとき太陽電池１の出力
を短絡する方法もよく知られている。

いずれの方法も、太陽電池１を系から切り離し、発電出
力を外部に捨てていた。

［発明が解決しようとする問題点］このように、従来の蓄電池充放電制御回路では、蓄電池
が過充電状態になると太陽電池の出力を切り離し、その
間の負荷に対する電力供給は蓄電池から行われていた。

しかしながら、太陽電池の出力を系から切り離すという
ことは、日照がある間は発電し、電力を供給することが
できる太陽電池の能力を利用しなかったという問題点を
惹起する。

また、蓄電池は放電状態になるので蓄電池の蓄積電気量
を不必要に減少させてしまうという問題点もあった。

そこで、この発明は、上述したような問題点を解決する
ためになされたもので、蓄電池が過充電状態になると、
この蓄電池を切り離して太陽電池による発生起電力を有
効利用すると共に、蓄電池の蓄ＷＩ電気量を可能な限り
高いレベルに保持できるような蓄電池充放電制御回路を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明による蓄電池充放電制御回路は、太陽電池と蓄
電池の間に挿入され、過充電時に開路されるコンダクタ
と、太陽電池と負荷の間の電圧レベルを監視し、この電
圧レベルによりコンダクタを開閉制御する開閉制御手段
とを設けたものである。

［作用］この発明においては、蓄電池が過充電状態になったとき
に、この蓄電池を切り離し、太陽電池による発生起電力
だけで負荷に電力を供給することができる。従って、太
陽電池を有効に利用することができるようになり、また
蓄電池の蓄積電気量を高いレベルに保持できる。

［実施例］以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はこの発明による蓄電池充放電制御回路の一実施
例を示す回路図である０図において、太陽電池１は、逆
流防止用ダイオード３を介して直交流変換装置４に接続
される。この直交流変換装置４は更に負荷５に接続され
る。一方、逆流防止用ダイオード３と直交流変換装Ｔ１
４の接続点６はコンダクタ８を介して蓄電池７に接続さ
れる。また接続点６には、コンダクタ８を動作させるた
めの開閉制御手段１０が接続されている。この開閉制御
手段１０は第１比較器１１および第２比較器１２並びに
これら比較器の出力側に接続された制御器１３から成る
。第１比較器１１はその一方の入力端子が接続点６に接
続されかつ他方の入力端子が蓄電池７の過充電レベルを
設定する　（設定値ＶＨ）電圧上限設定器１４に接続さ
れている。同様に、第２比較器１２はその一方の入力端
子が接続点６に接続されかつ他方の入力端子がリセット
レベルを設定する　（設定値Ｖｔ、）電圧下限設定器１
５に接続されている。第１比較器１１の出力側は制御器
１３中のトリップコイル（Ｔ−Ｃ）１６に接続され、こ
のトリップコイル１６は自己メーク接点１７を有してい
る。同様に第２比較器１２の出力側は制御器１３中の付
勢コイル（Ｃ−ＣＨ８に接続され、この付勢コイル１８
は自己ブレーク接点１つを有している。なお、第１比較
器１１は、接続点６での電圧をＶｘとすると、Ｖ　Ｘ　
＞　Ｖ　Ｈでオンになり、一方第２比較器１２は■×く
■してオンになり、その結果制御器１３によりコンダク
タ８を開閉動作させる。

第２図は第１図に示した実施例の動作タイミング図であ
り、日照エネルギーｑの時間的変化を示すと共に接続点
での電圧■×の変化並びに過充電の検出およびリセット
について示したものである。

第２図（イ）は日照エネルギーｑと第１図に示した接続
点での電圧Ｖ×の時間的変化例を示し、図中のＶ）（と
ＶＬは既に説明した電圧上限設定器１４の設定値ｖＨと
、電圧下限設定器１５の設定値ＶＬとをそれぞれ示して
いる。第２図（ロ）は蓄電池７の電気保有量Ａ−Ｈの時
間的変化を示したものである。更に、第２図（ハ）は、
第１比較器１１および第２比較器１２の出力の時間的変
化を示し、またこれらにより開閉制御されるコンダクタ
８の状態を示したものである。

以下、第１図に示した実施例の動作を第２図に基づいて
詳しく説明する０時間Ｏｔ＋の間では、負荷５が必要と
する電力より太陽電池１の出力の方が小さく、蓄電池７
から不足分を負荷５に補充している状態で、条件Ｖｘく
■しが成り立っている。この場合は、第２比較器１２が
動作し、その出力で制御器１３の付勢コイル１８が励磁
される。

この付勢コイル１８は、−旦励磁されると自己ブレーク
接点１９によって第２比較器１２から切り離されるがコ
ンダクタ８は制御器１３のトリップコイル１６が励磁さ
れるまで閉じている。

日照エネルギーｑの増加に伴い、太陽電池１の出力は増
加し、時点ｔ１で負荷電力に等しくなる。

すると、蓄電池７から負荷５への放電は停止し、接続点
電圧Ｖｘが少し大きくなる０時点ｔ１以降は、太陽電池
１の出力が負荷電圧を上回るようになり、その残余発生
起電力は蓄電池７に充電される。この蓄電池７の充電量
が大きくなるにつれ、接続点電圧Ｖ×も大きくなり、時
点ｔ２で蓄電池７は過充電状態になり、条件Ｖｘ〉■Ｈ
が成立する。この条件が成立すると、第１比較器１１が
作動され、その出力でトリップコイル１６が励磁され、
コンダクタ８は開路される。なお、トリップコイル１６
も一旦励磁されると自己メーク接点１７が外れて第１比
較器１１から切り離されるように動作する。この結果、
蓄電池７への充電は停止され、太陽電池１の発生起電力
は負荷５だけに供給されるようになる。従って、接続点
電圧Ｖｘは、太陽電池１の電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性
）に従ってステップ的に上昇する。やがて、日照エネル
ギーｑが小さくなると、接続点電圧Ｖｘも低下し、時点
ｔ３で■×く■Ｈとなり、更に時間が経過し、時点ｔ４
になると、条件Ｖ×くＶＬが成立し、第２比較器１２の
出力により付勢コイル１８が励磁され、コンダクタ８は
再び閉路する。その結果、蓄電池７から電力の不足分、
即ち負荷電力と太陽電池出力との差が放電される０以上
のようにして、蓄電池７が過充電状態になってこの蓄電
池７が切り離されても、太陽電池１の出力が十分ある間
は負荷５に電力を供給することができる。

また、雲にさえぎられるなどにより急に太陽電池１の発
電量が低下したときは、蓄電池７が接続され、これから
負荷５に不足した電力を供給することができる。コンダ
クタ８の開閉時間は数１０ｍ５であり、太陽電池１の発
電量の変化時定数は数Ｓｅｅなので、後者の方が十分長
く、コンダクタ８による蓄電池７の接続時間の遅れは問
題にならない、従って、負荷５への電力の供給に支障を
来すことはない、そして、蓄電池７は放電する時間を少
しでも減らすことができるので、その分だけ蓄積電気量
を高いレベルに保持することができる。

また、コンダクタ８にはラッチ式のものを採用してもよ
い、このようにすれば、コイル部の定常的な電力損失を
なくすことができる。小容量のコンダクタでは、常動式
では定常損失の比重が大きくなることが多い、ラッチ式
を採用すれば、このような心配はなく、システムの効率
を向上させることができる。

また、蓄電池の過充電状態を検出するのに、本実施例の
ように、接続点電圧Ｖｘを検出して行う方法は従来から
も知られている。しかし、その場合、従来方式では比較
器のリセット方式が難しいという欠点があった。即ち、
従来方法では、太陽電池の出力を遮断するとき、蓄電池
が充電状態から放電状態に直ちに移行するので、蓄電池
端間の電圧差が大きく、即ち充電時は電圧が高くなり、
放電時は電圧が低下するという現象が生じた。

このなめに、過充電検出レベルとリセットレベルの間で
チャタリングが惹起され、−旦過充電検出レベルになっ
たら、タイマーなどにより成る時間はリセットレベルに
なっても動作させないなどの工夫が必要であった。

この発明によれば、このようなわずられしさもなく、常
時、接続点電圧Ｖｘを監視するだけでコンダクタの開閉
制御を行うことができる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明は、太陽電池と蓄電池の
間に挿入され、過充電時に開路されるコンダクタと太陽
電池と負荷の接続点での電圧に基づいてコンダクタを開
閉制御する開閉制御手段とを備えたことにより、太陽電
池の発電電力を有効に利用できると共に、蓄電池の蓄積
電気量を可能な限り高いレベルに保持できる効果がある
。更に。

過充電検出後のリセットを確実にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の実施例の動作タイミング図、第３図は従来の蓄電
池充放電制御回路を示す回路図である。図において、１・・・太陽電池、５・・・負荷、６・・
・接続点、７・・・Ｎ電池、８・・・コンダクタ、１０
・・・開閉制御手段、１１・・・第１比較器、１２・・
・第２比較器、１３・・・制御器、１４・・・電圧上限
設定器、１５・・・電圧下限設定器。売ＩＩＸＪｂ児２０６、補正の内容手続補正書昭和６↓８月　５＾゛

Claims

【特許請求の範囲】１、太陽電池により負荷に電力を供給しながら残りの電
力で蓄電池を充電するが、前記太陽電池から電力が得ら
れないときは、前記蓄電池から前記負荷に電力を供給す
る太陽光発電システムにおいて、前記太陽電池と前記蓄
電池の間に挿入され、過充電時に開路されるコンダクタ
と、前記太陽電池と前記負荷の間の電圧レベルを監視し
、この電圧レベルにより前記コンダクタを開閉制御する
開閉制御手段とを備えたことを特徴とする蓄電池充放電
制御回路。２、開閉制御手段は、蓄電池の過充電レベルを設定値Ｖ
＿Ｈとして設定する電圧上限設定器と、リセットレベル
を設定値Ｖ＿Ｌとして設定する電圧下限設定器と、前記
太陽電池と負荷の間の電圧レベルをＶ＿ｘとしてＶ＿ｘ
＞Ｖ＿Ｈで動作する第１比較器と、Ｖ＿ｘ＜Ｖ＿Ｌで動
作する第２比較器と、これら第１比較器および第２比較
器の動作開始により前記コンダクタを開閉制御する制御
器とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の蓄電池充放電制御回路。３、コンダクタはラッチ式であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の蓄電池充放電制御回路。