JPH01252129A - 充電制御装置 - Google Patents

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】 「産業上の用分野」 この発明は電気車などのＴＩ電池に対し均等充電制御を
行う充電制御装置に関する。

「従来技術」 従来電気車に用いられる充電制御装置に於いては、蓄電
池の極板活性物質が、同一充電の繰り返しのみでは、充
電の難易の差が顕著になり、充分充電の行われぬ部分が
発生するため、一定期間毎に均等充電（普通充電に比べ
過充電状態まで押し込み充電を行う）を行って不足充電
物の補充充電をおこなっていた。不足充電部分を放置す
ると電池出力電圧低下や、電池劣化を招くため均等充電
は必要であるが、正常部分に対しては過充電状態となる
ため、過度の実施はかえって電池劣化を早め、適切な周
期での実施が大切である。

一般に均等充電は電気車の運転者が、適宜手動スイッチ
を入れて行う方法が多く用いられてきたが、この方法は
操作者の経験と勘に転るため、均等光゛心の実施・不実
施のバラツキが大きく、電池管理上充分な方式ではなか
った。この対策として、一定の充電回数毎に自動的に均
等充電に切り替え、　　　　　る方式や、一定の運転時
間に達すると均等充電に切り替える方式等が提案されて
いる。しかし、−定充電回数毎の均等充電では電気車稼
働率の低い場合かえって過度の充電となりがちであり、
一方一定運転時間毎の均等充電では、充電状態に拘らず
均等充電実施期間が一定であるため充電不足状態が続い
ても対応できない問題があった。

この発明の目的は、過度の均等充電による電池劣化を防
止した、自動均等充電機能付き充電制御装置を提供する
ことにある。

「課題を解決するた゛めの手段」 この発明によれば、充電満了が検出され、その充電満了
後の放電開始より電池端子電圧が規定電圧に下がるまで
の累計運転時間が記憶され、その累計運転時間の前回量
に対する比率が一定値以下に下がると、均等充電が選択
される。

あるいは放電開始より電池端子電圧が規定電圧に下がる
までの累計使用電気量が記憶され、その累計使用電気量
の前回量に対する比率が一定値以下に下がると均等充電
が選択される。

「実施例」 第１図は充電制御装置を示し、交流型ｔＡ１１よりの交
流電力が充電器１２へ供給され、Ｗ電池１３に対し定電
圧、定電流充電が行われる。制御部１４内において、電
池電圧を監視するＡ／Ｄ変換器１５、充電可否を検知す
るための交流電圧検出器１６、充電指示を与える充電ス
イッチ１７が１チツプＣＰＩ１１Ｂに接続され、ｌチッ
プＣＰ０１８には駆動回路１９が接続され、駆動回路１
９に充電状態を表示する表示灯し１〜Ｌｈ、充電器入力
の開閉を制御する出力リレー２１が接続されている。表
示灯し１〜Ｌｈによる表示パネルの例を第２図に示す。

ｌチップＣＰＵ１Ｂ内のＲＡＭエリアには第３図に示す
ように電池電圧が過放電禁止レベル電圧ｖ１，２に至ま
での時間を累積するタイマエリア、今回測定時間Ｃ７メ
モリエリア、前回測定時間Ｃ１１−１メモリエリア、充
電完了フラグおよび均等充電指示フラグのメモリエリア
が割り当ててあり、以下の動作はこのメモリ内容を操作
しながら実行される。

第４図に制御部１４の制御手順を示す。ステップ１にて
累積タイマーメモリの内容を０にクリアし、Ｃ７および
Ｃ１−１メモリに通常運転時の標準運転時間値をセット
する。同時に、充電完了フラグと均等充電フラグをクリ
アして初期設定を終了する。

ステップ２ではＡ／Ｄ変換器１５により電池電圧ＶＢの
読みを行う、続いてステップ３の分岐では、充電完了後
の放電時間のみを測定するため充電完了フラグの状態を
チエツクする。充電完了後であればステップ４へ進み、
電池電圧が放電状態検知電圧Ｖｌ、１以下であることを
確認する。ＶＬＩ以下であれはステップ５にて時間累積
タイマーを動作させ、ＶＬＩ以上ではステップ６にて時
間累積タイマーを停止する。

ステップ７では電池電圧が過放電電圧ＶＬ２に達したか
を判定する。もし達していなければステップ１５へ飛び
、充電指令が無ければ再び、ステップ２へ戻り、放電時
間の監視を続ける。

ステップ７でνＬ２に達した場合には、ステップ８へ進
み、過放電表示を点灯する。続いてステップ９にて、メ
モリ上の今回測定時間を前回測定時間へ転送し、新たに
、累積タイマー値を今回測定メモリへ格納する。ステッ
プ１０で次回測定のため累積タイマー値をＯにクリアす
る。ステップ１１では前回放電時間Ｃゎ−、と今回放電
時間Ｃ７との比率りを算出する。

ステップ１２では算出り値が設定値（例えば０．９）以
下となった時を電池アンバランスと判定し、ステップ１
３にて均等充電フラグをセントする。設定値より大きい
場合はステップ１４にて正常と判断し均等充電フラグは
クリアする。充電時にはこのフラグ状態により均等と神
道充電を決定する。

ステップ１５以下は充電時の動作を示す。ステップ１５
では充電スイッチのＯＮをチエツクし、ステップ１６で
は充電用交流ＭＲの有無をチエツクする０両条件を満足
するとステップ１７で均等フラグをチエ・ンクし、セ・
シト時にはステ・ンブ１８にて均等充電を実行し１．ク
リア時にはステップ１９にて普通充電を実行する。充電
停止指令が来るとステップ２０へ進み、充電完了停止か
、途中停止かをチエツクし、充電完了であればステップ
２１で均等充電フラグのクリアを行い、ステップ２２で
充電完了フラグのセットを行う。充電完了前であればス
テップ２３へ進み充電完了フラグをクリアする。

以後、ステップ２へ戻り上記動作を繰り返す。

なおステップ２の電池電圧ＶＢ読み込みは割り込みタイ
マーにより一定周期で行う。

この放電時間の累計測定は第５図に示すようになる。

この実施例では放電時間の累計を測定したが、電気量の
累計も同様に行うことが出来る。また、メモリ゛には今
回測定時間と前回時間のみを設けて、Ｃ−／　Ｃ、、−
＋　を算出したが、Ｃａ−□ＩｃＴ１−３・・・。

Ｃａ−にの複数（ｋ）回前迄のメモリーを持つことで移
動平均値　Ｃｍ　Ｘ　ｋ　／　（Ｃａ−＋　＋　Ｃａ−
ｔ　＋・・・＋　Ｃイーｋ）を求め、運転状態の変化に
よるバラツキの影響を軽減することもできる。

一般に蓄電池では、第６図（鉛Ｐ５電池の例）に示すよ
うに電池の放電回数によって電池の出力できる電気量が
減ってくるが、この発明では、前回値との比で均等充電
の要否を決定するため、電池ライフサイクルの全領域で
適正な均等充電を行う事が出来る。

「発明の効果」 以上述べたように、この発明によれば、電池の出力能力
の低下を検知して均等充電を選択する装置であるため、
負荷の稼働率や充電頻度に拘らず、常に最適な時期に均
等充電を自動選択するために、均等充電の過度の繰り返
しによる電池劣化の発生がない、また、不足充電に対し
ても自動的に補正出来るため負荷稼働率向上の面でも効
果がある。

更に、電池容量の経時変化に対しての補正を行っている
ので電池の使用初期から末期まで適切な充電状態が期待
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は充電制御装置の一般的な構成例を示すブロック
図、第２図は表灯示による表示パネルの例を示す図、第
３図はＣＰＵ内のＲＡＭの記憶内容例を示す図、第４図
はこの発明装置の動作例を示す流れ図、第５図は充放電
の状態を示す図、第６図は鉛電池の放電時間−充放電回
数特性を示す図である。 特許出願人：株式会社三陽電機製作所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）充電満了を検出する手段と、 充電満了後の放電開始より、電池端子電圧が規定電圧に
   下がるまでの累計運転時間を記憶する手段と、 その累計運転時間の前回量に対する比率が一定比率以下
   に下がった時均等充電を選択する手段とを有する充電制
   御装置。
2. （２）充電満了を検出する手段と、 充電満了後の放電開始より電池端子電圧が規定電圧に下
   がるまでの累計使用電気量を記憶する手段と、 その累計使用電気量の前回に対する比率が一定比率以下
   に下がった時均等充電を選択する手段とを有する充電制
   御装置。