JPH01503512A - 電源装置 - 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】 震−左翌１ 本発明は、少なくとも１つの再充電可能な蓄電池、充電及び監視装置並びに消費 装置電流出力端及び充電入力端を備えている電源装置に関する。

ＰＲ−Ａ−２２６０２１１から、再充電可能な蓄電池並びに充電装置が、電源装 置の動作状態を監視する手段と共に複数の部材からなるハウジング内に収容され ている補助電源装置が知られている。この補助電源装置を用いて、備付けの蓄電 池が放電した機器にエネルギーを供給するために、上記補助電源装置には、消費 装置電流出力端が設けられると共に、給電網及び上記ハウジング内に設けられて いる充電装置を介して補助電源装置側の蓄電池を充電するための給電網接続端子 が設けられている。

ＧＢ−Ａ−２０２８０２２には、近傍に給電網の引出し接続部が存在しない蓄電 池駆動機器のための携帯可能な電源装置が記述されている。このＣＢ−Ａ−２０ ２８０２２に提案されている電源装置においても、複数部分からならノ）ウジン グ内に、蓄電池、充電装置及び装置の動作状態を表示する監視手段が設けられる と共に、上記充電装置を介して電源装置の蓄電池を充電するための給電網接続端 子が設けられている。

このような複数部分からなるハウジング内に一体化収容された搬送可能な蓄電池 並びに充電及び監視装置においても、分離して設けられている蓄電池並びに充電 及び監視装置におけると同様、保証要件上の間ｊが存在する。

この種の蓄電池の製造業者にとっては、保証期間内に故障が発生した蓄電池を、 保証要件を満たしているか否かに関し、上記要件が満たされるための１つの条件 である蓄電池の適切な使用が行われたか否かを検査することは、不可能ではない にしても極めて困難である。この問題は、例えば、自動車輌におけるように、例 えば燃料で駆動される設備に代わり、電気駆動される設備が益々多くなって来て いる現在の趨勢に対応して、使用される蓄電池装置が大型になればなるほど益々 顕著になる。

本発明は、蓄電池において、例えば保証要件が守られているか否かを調査するた めに、該蓄電池が過去どのように使用されたかを知るのが不可能もしくは非常に 困難であるという問題を解決することにある。この問題は、冒頭に述べた形式の 電源装置において、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の構成により解決される 。

換言するならば、充電及び監視装置は、各蓄電池または各蓄電池群に対して分離 不可能に設けられることにより、蓄電池がどのような駆動条件下で働かされたか を常に知ることができる。

個々の蓄電池により駆動される消費装置或は蓄電池群により駆動される大型の電 気消費装置においては、再充電用の電源装置を電気消費装置から取外して強制通 気室内で再び充電するかまたは関連の電気消費装置と共に上記のような強制通気 室内に運び入れるのが一般的慣行となっている。

通気が極めて良好な室を設けることは、下記の理由から非常に重要である。即ち 、通常、例えば液体電解質を有する鉛蓄電池のような蓄電池の再充電に際しては 、充電過程中、ガス放出で水素が発生するが、この水素は空気中の酸素と結合し て危険な濃度で爆鳴ガスを形成するので、これを回避するためには排気しなけれ ばならない。

これと関連して、最近、実質的にガス発生を伴わずに充電可能である蓄電池が開 発されている。このような蓄電池として、ベルリン所在のアキュムラトーレン・ ファブリック・ゾンネンシャイン社（Ａｋｋｕｍｕｌａｔｏｒｅｎｆａｔ＋ｒｉ ｋＳｏｎｎｅｎｓｃｈｅｉｎ　ＧｍｂＨ）または米国コネチカット州チェシャイ ヤ（Ｃｈｅｓｈｉｒｅ）所在のフィルマ・ゾンネンシャイン・バッチリーズ社（ Ｆｉｒ＋ｏａ　５ｏｎｎｅｎｓｃｈｅｉｎ　Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ　Ｉｎｃ、）か ら商品名「ドライフィツト−トラクション−ブロック（Ｄｒｙｆｉｔ−Ｔｒａｃ ｔｉｏｎ−Ｂｌｏｃｋ）　ｊまたは「ジェネラルードライフィットーアキュムラ トーレン（Ｇｅｎｅｒｅｌｌ　Ｄｒｙｆｉｔ−Ａｋｋｕｍｕｌａｔｏｒｃｎ）　 ｊとして入手可能であるようなゲル電解質を有する鉛蓄電池のような、ゲル電解 質を備えた蓄電池が挙げられる。この技術に関して、例えば、ＤＥ−Ａ　−３５ ２１２００号明細書を参照されたい。

そこで、上述の電源装置を、それによって駆動される消費装置から取外す必要な く且つ上述のように強制通気される室内で充電を行う必要性を無くして、常にど こででも充電を行うことができるようにするために、本発明によれば、更に、上 記電源装置の蓄電池を、少なくとも殆どガス発生を伴わずに充電可能である蓄電 池、好ましくはゲル電解質の鉛蓄電池にすることが提案される。このようにすれ ば、充電及び監視装置と蓄電池との間の結合を、例えば鋳造で、被殻もしくはカ プセル化することにより実現できるという可能性が与えられ、それにより、本発 明による電源装置をコンパクトな外観にすることができ、然も本発明に課せられ た課題を最適に解決することができる。このようにして、上述のように１個また は複数個の少なくとも殆どガス発生を伴わずに充電可能な蓄電池を備えた冒頭に 述べた形式の電源装置を電気消費装置の対応の区劃内に固定的に組込み、出力側 を消費装置と固定配線接続することが可能となり、単に充電電流のための接続だ けを外部に引出オだけで良い。

更に、蓄電池の状態識別のための基本的な量の１つとして、アンペア時（Ａｈ） で表される未使用の状態或は最後の充電過程から出発して流れた消費電流量を検 出し、これを、製造業者により指示されている公称アンペア時数と比較すること が知られている。この量は、蓄電池の状態の識別前゛びに蓄電池の使用履歴を知 るために評価することがでる量である。この理由から、更に、本発明は、充電及 び監視装置に消費電流積分器を設けることを提案する。

例えば、ＦＲ−Ａ−２５０７０１６から知られているように、一般に、蓄電池の 消費電流を積分アナログ演算により記録することは知られている。しかしながら 、本発明に従い、監視装置を、消費電流積分器と共に分離不可能に蓄電池と接続 し且つ消費電流積分器を容易にリセットすることができないようにしなければ、 上述の公知技術それ自体で既述の課題を解決することはできない。何故ならば、 上記積分器を容易にリセットすることが可能となれば、蓄電池が経た電気的動作 履歴の識別可能性を高い信頼度で確保することができないからである。

更に、蓄電池の状態に応じて、充電過程を、制御された充電電圧或は制御された 充電電流或はその両者を用いて、何れの場合でも予め定められた時間シーケンス で実施すべきであることが知られている。

従って、更に、本発明は、充電及び監視装置に、少なくとも１つの、好ましくは 制御可能な充電電流源及び／または充電電圧源を設けることを提案する。

更に、本発明は、取扱い者が蓄電池の充電を行う際に、蓄電池状態に依存し選択 的に採用すべき充電手順に関する情報を逐−与えて対応の制御を行う必要性を無 くす目的で、充電及び監視装置に、蓄電池に対する充電電流及び／または充電電 圧源の接続の時間シーケンスを制御し且つ充電電圧及び／または充電電流の時間 的変化を制御する充電プログラム制御装置を設けることを提案するものである。

この場合、有利な実施態様として更に、上記制御装置に、少なくとも２つの制御 シーケンスのための記憶手段を設け、制御装置により、記憶されているシーケン スに対応して充１に電流及び／または充電電圧源を制御し、充ＺＳ圧及び／また は充電電流を相応に制御することを提案する。

更に、取扱い者が蓄電池の現在状態に関し予め定められた電圧表示及び／または アンペア時表示を読取ることにより可能となる計算を行う必要性を無くすために 、本発明は、更に、充電及び監視装置に対し、蓄電池の現在状態を識別する物理 量を記録するための要素を設けることを提案する。この記録によれば、常に、起 こり得た誤った操作をも考慮して蓄電池の動作履歴を再現することが可能となる 。この目的で、上記の物理量として、特に、蓄電池の投入時間及び／または累算 動作時間及び／または使用回数並びに実施された充電動作の形式及び態様及び／ または蓄電池が受けた過放電、短絡等々を記録し、出力表示のために処理し保持 することができる。

何れの場合にも、上記記録要素は、選択装置と接続され、該選択装置は、上記要 素から該選択装置に供給される識別情報に基づいて、対応の充電シーケンスが実 行されるように充電プログラム制御装置を制御する。この後者の目的で、特に、 消費電流積分器に、予め定められたアンペア時の値に達したことを出力側に保持 する識別装置を後置接続し、そして識別装置の出力で、続いて実行される充電過 程の種類及びモードを制御することが提案される。

充電過程の制御のためには、蓄電池の消耗状態が１つの重要な量である。従って 、選択装置の有らゆる制御においては、記録された識別のための物理量の少なく と６一部分を用いて、直接且つ特にそれまでに流れた消費電流から、蓄電池の充 電状態をめることができ、特にこの情報に従って、蓄電池の現在状態に対応する 充電制御シーケンスを投入することができる。

更に、本発明による装置の電気的及び／または電子的要素の電気駆動と関連して 、蓄電池電圧を、電圧調整器を介して、充電及び監視装置の構成要素に供給する ことが提案される。

許容蓄電池電圧より低い調整出力電圧を発生するこのような電圧調整器を設ける ことにより、上記の給電は、完全に、蓄電池出力電圧が達することが許される許 容値範囲内で行われる。

更に、蓄電池または蓄電池群は、謂わゆる過放電が生ずるほど長期間に亙り再充 電を行わずに使用すべきではない。

このような過放電状態に達すると、この種の蓄電池の使用寿命は、過放電に達っ したことのない蓄電池の使用寿命と比較して著しく減少する。同じことが、蓄電 池の短絡についても言える。

このような問題を回避するために、本発明は、更に、充電及び監視装置に、過放 電保護装置及び／または短絡保護装置を設けることを提案する。

と記の提案は、簡単な仕方で次のようにして実現される。即ち、上述の消費装置 電流積分器に閾値装置を後置接続し、該閾値装置の出力を制用して、アンペア時 （＾ｈ）閾値に達した時に、電気消費装置に対する蓄電池の接続を遮断するので ある。他方、短絡状態は、時間的に、消費電流積分がどれほど連速に変動するか を観察するかまたは直接的電流測定により検出することができる。

更に、蓄電池の現在状態または履歴を可能な限り正確に評価できるようにするた めには、例えば、蓄電池が過去何回及び／またはどのような瞬時状態で再充電さ れたか及び／またはどの位長い時間に渡りどの程度消費電流が使用されたか及び ／または何度の周囲温度で上記の過程が行われたか及び／ま１こは蓄電池がどの 程度の期間に渡って使用されたかを知ることが重要である。この点に鑑み、本発 明によれば、更に、充電及び監視装置に対し、蓄電池の電気的時間履歴及び／ま たは環境量の時間履歴のための記憶要素を設け、該記憶要素を好ましくは分離可 能にし且つ／または事後分析のために外部読出し可能にして、蓄電池に生起した 事象を再現することを提案するものである。

充電制御シーケンスのための記憶手段としてはプログラマブルナ続出し専用メモ リＦＲＯＭまたはＥＦＲＯＭを用いれば良いが、上述の時間経歴の記憶のために は′、電源装置における測定値をロードし７、然る後必要に応じて読出すことが できるかまたは物理的に切離し、別の場所で読出して分析することができるよう なランダム・アクセス・メモリを使用する必要がある。

更に、本発明は、装置に対する或は装置からの制御及び測定信号導体を外部に引 出し且っ／または対応の接続端を設けることを提案する。

ここで制御信号導体としては、例えば、充電過程をトリガするための制御導体、 過放電保護装置が用いられている場合再充電後に該保護装置をリセットするリセ ット信号導体等々である。また測定信号導体は、それぞれ、取扱い者に対しどの ような情報を与えることができるようにすべきかに応じて、アンペア時情報のた めの導体、瞬時電圧情報のための導体等々とすることができる。

更に本発明は、充電及び監視装置にマイクロプロセッサを設けて、単純な仕方で 、本発明による機能、特に既述のような時間履歴の記録及び格納を実行すること を提案する。

既に述べたように、本発明による充電及び監視装置と蓄電池は、構造上分離不可 能に結合されているので、多くの場合、異なった充電プログラムを設ける必要は なくなり、然も、充電装置は常に同じ蓄電池を充電することになるので、該充電 装置は、蓄電池に対し固定の充電電圧を有するものとすることができる。

上に述べた形式の２個または３個以上の電源装置が電気的に接続される、即ち、 直列または並列に接続される多くの事例においては、安全上、特定の適した電源 装置だけを相互接続することが要求される場合も有るし、そのようにするのが望 ましい場合もある。その理由は、使用されている個々の電源装置間のこのような 電気接続においては、例えば、保証要件について検討する場合に、他のどの装置 と、どのような特定の電気接続関係にありたかを知らなければならないという相 互間連性が存在するからである。上記の特定の適した電源装置だけを相互接続す るという間工は、本発明に上る電源装置に、該装置と電気的に接続される他の装 置のための識別手段を設けることにより単純な仕方で解決される。

特に、このことと関連して、装置を、請求の範囲第１７項に記載のように構成す ることが提案される。

この構成によれば、２個または３個以上の電源装置を電気的に接続した場合に、 各装置において他の関連のある装置の符号が読出され、記憶されている符号と比 較されて、特定の装置に接続すべき他の装置が記憶されている符号に対応しない 場合には動作を禁止することができる。この符号は、例えば、予め定められた時 間間隔、例えば１時間毎に、ディジタル信号のような電気信号列を印加すること により与えることができる。

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

図面の簡単な説明 図面中、 第１図は、本発明による電源装置を示す簡略図、第２図は、本発明による電源装 置の一実施例を示す簡略機能ブロック・ダイヤグラム、 第３図は、第１図または第２図に示した電源装置の別の実施例の一部分を示す機 能ブロック・ダイヤグラムである。

第１図には、本発明による電源装置ｌが示しである。

基本的には部材の破壊を伴うことなく、例えば接続ねじの箇所を鉛等により封緘 して分解することができないハウジング、好ましくは、例えば接合または鋳造成 形された一体構造のハウジング３内には、１個まはた複数個の蓄電池、好ましく は既に述べたように、例えば、ゾンネンシャイン社（Ｆｉｒ＋ａａ　５ｏｎｎｅ ｎｓｃｈｅｉｎ）から商品名「ドライフィツト（Ｄｒｙｆ　ｉｔ）　ｊで入手可 能なゲル電解質を有する鉛蓄電池を含む蓄電池部分が設けられている。耐破壊性 の分解不可能なハウジング３の上側の部分７には、部分５内に配設された蓄電池 に対し位置固定的に、後述する充電及び監視装置が配設されている。この場合、 上側の部分７は取外し可能なカバー９を備えることかで・き、該カバー９を開放 することにより、情報を読出す目的で、上記部分内に設けられている充電及び監 視装置に対してのみアクセスすることができる。尤も、この装置と蓄電池との分 離不可能な接続は確保されている。

蓄電池並びに上述の充電及び監視装置に対して共通に鋳造成形することができる 一体のハウジング３からは、電気的消費装置のための消費装置用導体】１が引出 されている。充電入力導体１３が、充電及び監視装置に延びている。ここで、充 電入力導体】３とは、給電回路網に接続するための入力導体であって、従って自 明なように、充電及び監視装置の前段に、給電回路網電力を、設けられている蓄 電池に対する充電電力に変換するためのＡＣ／　ＤＣ変換器が設けられる。この 場合、それ自体公知の態様で、上側部分７内に、整流器回路が後置接続されてい る変圧器が設けられる。

重量上の理由から、図面に点線ブロックで示したように、変圧器を上記装置の外 部に設ける場合には、充電入力導体１３は、ＤＣ電力を印加される入力導体であ るか、或は上記装置に平滑回路が後置接続されている整流器回路が一体化して設 けられている場合には、給ｉ網電圧に対し低下された交流電圧を受ける接続導体 である。

このように、本発明の電源装置の最小寸法形懇においては、単に、′３ｆ、を接 続部１３及び消費装置接続部】１が設けられるだけである。

別の発展変形実施例においては、充電及び監視装置から測定信号導体Ｍ及び／ま たは制御信号導体Ｓが入力もしくは出力導体として引出されるか或はこれら導体 のための接続端子Ａが設けられる。本発明による電源装置が内部に配設される電 気的消費装置においては、表示及び制御パネル】５が設けられ、このパネル１５ は、以下に述べるような情報の表示並びに以下に述べるような介入制御を可能に する。

充電キー・スイッチ１７で、設けられている蓄電池に対する充電サイクルが投入 される。それに応答して、既に述べたように、蓄電池の現在状態に依存し且つ記 憶されている種々な充電電流／電圧シーケンスに従って自動的に所定の充電電圧 または電流で充電が行われる。このシーケンスＨＡは、種々なモードから構成す ることができる。「モード１」においては、パネル１５には、充電及び監視装置 に予め記憶されている目標充電電流に対応する目標充電電流表示が発生され、そ れに加えて、監視を行うために、充電及び監視装置で測定された充電電流の実測 値が発生される。それに対応して、「モード２」に関する表示、予め記憶されて いる目標充電電圧並びに測定された実測光ＮＮ圧が表示される。７３のモード並 びに他の総ての設けられている充電モードにおいても同様である。

充電シーケンスは、設けられているモードから特定情況に応じて自動的に合成さ れ表示される。

更に、例えば、パネル１５のフィールド「消費」には、例えば次の上うな事項が 表示される。即ち、予め記憶されている蓄電池目標電圧、蓄電池実測電圧、動作 開始時または最後の充電過程の経時に記録されたアンペア時数Ａｈｙｇア及び公 称Ａｈ数である。更に、追って説明するように、消費電流を使用することができ る時間区間に対し成る関係で設定されて予め記憶されている最大許容消費電流に 加えて実測消５２電流を表示することができる。例えば、このような最大許容値 として、１つの時間区間ｔ。

中に流れることができる第１の値１ｍｍ１−Ｉ、時間区間ｔ、中に流れることが できる第２の電流値１　ｍａｓｔｓ等々を表示することができる。４２「実測値 ｊには、電流がどの位長い時間どの程度既に消費されているかが表示される。更 に、パネル】５には、蓄電池の温度θ＋ＳＴのような温度表示が発生され、そし て比較量として最大許容蓄電池温度θ、、１が発生される。更に、実行された充 電サイクル数並びに蓄電池駆動総和時間を表示するのが有利である。

しかしながら、追って詳細に説明するように、設けられている充電及び監視装置 は、特に好適な実施態様において、自動的に且つ蓄電池の現在状態に依存して、 充電を行うべきか否か並びにどのように充電すべきかを判定し、然る後に、自動 的に、充電ボタン・スイッチ１７の作動を制御し、必要に応じてパネル】５に表 示を発生し、蓄電池状態に関する適切な情報、少なくとも保守作業に必要な情報 を表示することができる。また、このようなパネルは、例えば、使用者が、対応 の情報を与えられてもそれから的確な判断を引出すことができないという観点か ら使用者に対しこのような広範な情報を与えるのが有意味ではないと考えられる 場合には、充電ボタン１７を除き省略することも可能である。しかしながらまた 、このようなパネルは、通常の利用者が電気的消費装置に対し接近し得ない箇所 に設けて、例えば、サービス技術者に対してのみ利用可能にすることもできる。

第２図には、本発明による充電及び監視装置の構造が機能ブロック・ダイヤグラ ムで示しである。

好ましくは殆ど完全にガス発生を伴わずに充電可能な蓄電池】９、もしくは、例 えばゲル電解質を有する鉛蓄電池からなる蓄電池アブセンブリの接続端子４８は 、消費装置端子ｌ】に引出されている。

消費装置電流１ｖは電流測定装置２１によりて測定され、この電流に対応する信 号は積分装置２３に供給される。その結果、出力端２３Ａには、消費電流九の時 間積分に対応する信号がアンペア時（＾ｂ）で発生する。この信号は、積分器Ｎ ２３の最後のリセット時点から蓄電池より流れた電流量（電荷ｆｆ１）を表す。

この場合、積分装置２３は、第２図に示しであるように、リセットが不可能で、 蓄電池の最初の動作開始時から消費電流を積分する第１の積分器及び／または各 充電過程毎にリセットされる積分器から構成することができる。

更に、現在消費電ａ　ｉｖに対応する信号は、該電流１９が設定されている限界 値ｉ、に違した時にそれに応答して出力を発生する比較器２５のような１つまた は複数個の閾値回路に供給される。目標限界値ｉ、に達するかまたは該限界値を 越えた場合、そのことは出力端２５Ａを介して表示される。　出力端２５Ａのこ の表示信号は、例えば充電過程の開始によりリセット可能である積分装置２７に 供給される。

従って、積分装置２フの出力端には、消５２￥Ｌ流が基準値−を越えると直ちに 、上記基準値九が消費電流１ｖにより越えられていた期間を表す信号が現れる。

更に、例えば、温度測定装置２９並びに略示しであるように相対空気湿度測定装 置３１が、蓄電池１９の領域に設けられている。これら装置は、対応の導体２９ 人及び３１Ａに出力信号を発生する。

蓄電池】９の動作開始から、及び／または最後の充電過程から流れた電流量の積 分装置２３による記録並びに出力２５Ａで表示される予め設定された限界電流値 九の超過を記録し、更には、該限界値ｉ、が越えられていた時間、更に加えて例 えば温度及び相対空気湿度の表示を得ることにより、蓄電池１９の現在の消耗状 態を駆動条件に従い多かれ少なかれ正確に確定することができる。この場合、限 界電流値の１つを短絡表示として用い、この限界値に違した時に消費装置を切離 すことが可能である。

積分装置２３の出力２３Ａ（よ、それぞれ閾値信号もしくは基準信号Ｑ；ａｔが 供給される更に他の多数の閾値装置３３に印加される。積分装置２３で記録され ているアンペア時（Ａｈ）の値が、消費装置電流時間積分に対応してそれぞれ、 閾値装置３３に設定されている基準値Ｑｒ＋ｓｔの１つに達すると、出力側で出 力端３３Ａには表示信号が現れる。

従って、蓄電池１９の現在状態を表す下記の信号の内の１つもしくは複数の信号 が利用可能となる。

−消費電流一時間積分が予め定められた値に達したことを表示する出力端３３Ａ の信号。

−消費電流１ｖが予め定められた限界電流に達したかもしくは趙えたか否か並び にその期間を表す１つまたは２つ以上の出力端２７Ａの信号。

−蓄電池の現在温度を表す出力端２９Ａの信号。

蓄電池】９の周囲における相対空気湿度を表す出力端３１Ａの信号。

蓄電池１９の充電を行うために、充電電流源／充電電圧源装置３５が設けられて おり、この装置３５は、切換自在に、電流源モードかまたは電圧源モードで動作 することかできる。ｘｉ源モードにおいては、装！３５は、その出力電圧ｕ、４ に関係なく、１つまはた複数の子め設定可能な充電電流１を発生し、他方、電圧 モードにおいては、装置３５は充電電流ｌに関係なく、１つまたは複数の子め設 定可能な電圧値Ｕ□を発生する。該電流源／ｍ圧源装Ｈ３５には、第１図に示し た本発明７こよる電源装置】と一体的にまたは該装Ｍ１から分離して、変圧器／ 整流器装置３７が前置接続されており、該変圧器／整流装置３７は、充電ボタン ・スイッチ１７及び導体ユ３を介して給電網に接続可能である。電流源／ｉＪ圧 源３５の出力側は、スイッチ４１を介１、て蓄電池】９の接続端子４３に接続さ れているｅ電流源／電圧源装置３５は、他の制御人力Ｕ８をも宵する。

これら制御人力Ｅ、で、装２！３５が駆動されるモード及び期間並びに充’ＩＥ ｚ流１もしくは充電電圧Ｕ□の値が制御される。制御入力端Ｅ６は、充電プログ ラム制＠装置４５の出力端に接続されている。この制御装置４５には多数の充電 シーケンスもしくは充電プログラムが格納されている。

このようなプログラムの１７は、例えば、次のような手順で実行されるように作 成することができる。即ち、予め定められた期間１．中の第１の予め定められた 定充電電流１　での充電、それに続く別の期間ｔ、中の予め定めらｆｆ！ れた充電電圧Ｕ８％での充電、更にそれに続く別の時間区間ｔ３中での別の予め 定められた定充電電流１　での充電等々である。これら充電プログラムＰ１、Ｐ ２等々の内のどのプログラムを電流源／電圧源装置３５に対して制御上有効にす るかは、選択装置！４７により決定される。この選択装Ｍ４７には、基本的に、 蓄電池１９の状態を表す信号が印加される。第２図の例では、閾値装置３３の出 力信号並びに導体２７Ａ、　２９Ａ、　３！Ａ上の信号が印加されるや充電スイ ッチ】７を介して充電過程が投入されると直ちに、選択装置４フは、予め設定さ れた判定基準に基づいて、充電プログラム制御装置４５に格納されている充電プ ログラムＰ８のどのプログラムを、電流源／電圧源装置３５に対して有効にすべ きかを決定する。

積分装置２３の出力端２３Ａに発生する信号に対応する消費電流時間積分が、利 用可能な最大蓄電池容量に達したことに対応する予め設定可能な対応最大値Ｑｒ ｅｆｍａｘを越えると、対応の閾値装置３３の出力３３Ａ、、、及びＯＲ回路５ ７を介して、双安定装置４９がセットされ、該双安定装置４９の出力側で、ＯＲ 回路５１を介し、消費装置側の遮断スイッチ５３が開き、その結果、蓄電池】９ は消費装置から切離されるや更に、消費電流１ｖが比較装置５５に設定可能な最 大消費電流１　ｒ　ｅ　ｆ　ｗｅ　ａ　＊に対応する最大値に達すると、ＯＲ回 路５１を介して断路スイッチ５３も作動され、それにより蓄電池１９の過放電及 び短絡保護が確保される。更に、充電スイッチ１７が作動される毎に、双安定装 置４９が常にＯＲ回路５７を介し断路スイッチ５３を開き、その結果、充電過程 中でも蓄電池は、電気消費装置から切離される。

双安定装置４９は、充電プログラム制御装置４５による対応の充電プログラムＰ 、の完了後に出力される制御信号）ｌＳにより、充電過程の終了後にリセットさ れる。

第１図と関連して述べ１こパネル１５の表示部には、現在充電モードを示す充電 プログラム制御装置４５から充電シーケンスとして、選択され１こモード・シー ケンス、即ち充電プログラム、充電電流または充電電圧が、次いで積分装置２３ の出力から消費電流の時間積分が、そして更には消費電流自体並びに、１つまた は複数個のｌ１ｌｉ！値装置３３の出力または出力２ＳＡ、　２７Ａ、　２９Ａ 及び３１人のような他の関連の情報が表示される。パネル１５の表示、プログラ ム制御装置４５並びに選択装置４７のタイミング・クロックは、タイミング・ク ロック発生器５９により制御される。

蓄電池１９の現在出力電圧に関係なく、設けられている種々な電気及び電子的要 素に給電を行うために、蓄電池接続端子４３は定電圧調整器６１に接続されてお り、該定電圧調整器６】の出力端６１Ａには、設けられている各種構成要素に対 する供給電圧として、調整された定出力電圧が発生する。更に、出力６１Ａは比 較装置６３に供給することができ、それにより、調整された定電圧と接続端子４ ３における蓄電池１９の出力電圧との比較が行われ、該比較装置６３の出力端に は、蓄電池電圧が予め定められた最小値に達するかまたはそれを下回った時に信 号Ｓ（Ｕ、、、）が現れる。

消費装置のデータ、充電データ、温度データ等々、所要の蓄電池１９の履歴デー タを例えば故障の場合などに常に呼出して分析することが可能なようにするため に、第２図に示しである上うに、履歴記憶装置６５が設けられている。この履歴 記憶装置には、例えば、蓄電池電圧測定装置（図示せず）の電流測定波Ｗ２１か らの消費電流信号、電圧測定信号、消ｇｔ電流積分器２３の出力値−号、出力端 ２５Ａもしくは２７Ａからの達成された最大電流もしくは限界電流（図示せず） 、出力端２９Ａからの環境温度情報、出力端３１Ａからの相対空気湿度の変化並 びに閾値装置３３の出力が供給されて、対応のデータがタイミング・クロック発 生器５９によるタイミング制御下で、蓄電池１９の全寿命期間に渡って記憶され る。更に、履歴記憶装置６５には、充電プログラム制御装置４５から、蓄電池１ ９が何時そしてどのようにして充電されたかに関する情報が入力される。

このような履歴記憶装置６５に格納されたデータを用いて常に、例えば、起こり 得る故障もしくは欠陥の原因を探るために蓄電池工９で生起している事象を分析 することができる。

例えば、充電スイッチ１７の作動回数を計数することにより、蓄電池１９を何回 充電したかを計数器（図示せず）により記録し、その記録を履歴記憶装Ｈ６５１ ＝読出し可能に保持することができる。同様にして、計数器（図示せｆ）により 、出力端３３に過放電の危険し１、が何回表示されたかを記録し、同様に記憶装 置６５に保持することができる。

同様にして、比較装置５５に示される短絡の危険を記録し記憶装置に保持するこ とが可能である。蓄電池の累算駆動時間は、例えば、測定装置２１による消費電 流測定時に時間計数器を起動することにより記録することができる。

点鎖線で示したように、充電及び監視装置全体は、マイクロプロセッサもしくは マイクロコンピュータを用いて実現するのが有利である。

第３図には、本発明による電源装置の更に別の実施例が示しである。ハウジング ７０は本発明の教示に従い、例えば第２図に示したように構成された蓄電池７２ 並びに充電及び監視装置を分離不可能に囲繞している。しかしながら第３図の実 施例においては、図示を明瞭にする上から、本実施例において付加的に設けられ る要素だけを示すに留どめた。蓄電池７２の接続端子は、消費装置電流出力端７ ４に接続されている。監視装置には、例えばＥＦＲＯＭのような記憶装置７６が 設けられており、この記憶装置には、考察中の電源装置に関連する符号が書込ま れている。

例えば同様にＥＦＲＯＭとすることができる別の記憶装置７８には、考察中の電 源装置と高い信頼性をもって電気的に接続可能な他の電源装置に固定的に割当て られている符号に対応する例えば第３図に示す４つの符号Ａ乃至りのような少な くとも１つの別の符号が記憶されている。、２個または３個以上の電源装置の電 気的接続は公知の仕方で直列または並列に行うことができる。略示したクロック 発生器８０によるクロックで決定される所与の時間間隔で、記憶装置７６から固 有符号が出力端子８２に加えられ、該出力端子から別の単数または複数個の電源 装置に供給される。それに対応して、入力端子８４を介し、別の付加的に接続さ れた電源装置の固有符号が入力されて比較装置８６に供給される。そこで、マル チプレクサ８８を介して、記憶装置７８に格納されている総ての符号が、逐次、 入力端子８４に供給される符号と比較される。端子８４に供給された符号が、記 憶装置１７ｇに格納されている符号と一致する場合には、比較器８６に後置接続 されている素子、例えばモノフロップ素子９０は持続的にセットされた状態に留 どまり、端子７４と蓄電池７２との間の消費装置給電導体に設けられているスイ ッチング素子９２は閉状態に保持される。

端子８４に供給される符号と記憶装置７８に記憶されている符号との間に一致を 検出することができない場合には、スイッチング素子９２が開かれることにより 消費装置は電源装置から遮断される。

このようにして、多数の電源装置の電気的に組合された騒動に際して、消費装置 に対しそれぞれ許容された組合せだけが有効となることが保証される。この場合 に、自明なように、電源装置間における対応の符号の転送は、それぞれ、接続端 子８２及び８４に接続されている個々の接続導体を介して行うことができるし、 また、公知の変調技術を利用して、この符号転送を、上述の組合せで接続し合わ された消費電流導体だけを介して、即ち接続端７４を介して行うことができる。

識別符号の交換は、例えば１５分のような予め定められた時間間隔或は動作安全 上の理由から必要な場合には１０秒のような短い時間間隔で行われる。この場合 、符号転送は例えば、直列ディジタル・データ伝送に基ずいて行われる。

ＦＩ３．１ ＦＩ３．３ 国際調査報告 一一一−−〜−−−１−ＦｃＴ／α８Ｂ１０００８５国際調査報告 Ｃ）Ｉ　８８０００ε５ Ｓ＾　２１Ｂ５５

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１つの再充電可能な蓄電池と、充電及び監視装置と消費電流出力 端及び充電入力端とを備えた電源装置において、前記蓄電池と、前記充電及び監 視装置とを構造上、接続手段の破壊を伴わずには分離することができないように 一体化し、そして前記監視装置に対する給電を前記蓄電池から行うことを特徴と する電源装置。
2. ２．蓄電池が少なくとも殆どガス発生を伴わずに充電可能な蓄電池、好ましくは ゲル電解質を備えた鉛蓄電池であり、前記蓄電池及び装置を、好ましくは、例え ば鋳造により一体的に被覆包入したことを特徴とする例えば請求の範囲第１項記 載の装置。
3. ３．充電及び監視装置が、少なくとも１つの消費電流積分器（２３）を備えてい ることを特徴とする例えば請求の範囲第１項または第２項の少なくとも１つに記 載の装置。
4. ４．充電及び監視装置が、少なくとも１つの制御可能な充電電流源及び／または 充電電圧源（３５）を備えていることを特徴とする例えば請求の範囲第１項乃至 第３項の少なくとも１つに記載の装置。
5. ５．充電及び監視装置が、蓄電池（１９）に対する充電電圧及び／または充電電 流の時間的変化を制御する充電プログラム制御装置（４５）を備えていることを 特徴とする例えば請求の範囲第１項乃至第４項の少なくとも１つに記載の装置。
6. ６．充電及び監視装置が、少なくとも２つの制御シーケンス（Ｐ）のための記憶 手段を備えた充電プログラム制御装置（４５）を含み、該充電プログラム制御装 置（４５）は、記憶されているシーケンス（Ｐ）に対応して充電電圧及び／また は充電電流を制御することを特徴とする例えば請求の範囲第１項乃至第５項の少 なくとも１つに記載の装置。
7. ７．充電及び監視装置に、蓄電池（１９）の現在状態を識別する物理量、例えば 該蓄電池の投入時間、実施された充電動作の回数、過放電が生じた回数、短絡が 発生した回数のような物理量を記録し出力するための要素（２１、２３、２５、 ２９、３１）を設け、該要素を選択装置（４７）に接続し、該選択装置は、該選 択装置に供給される識別情報に基づいて、充電プログラム制御装置（５４）を対 応の充電シーケンス（Ｐ）に切換え制御することを特徴とする例えば請求の範囲 第１項乃至第６項の少なくとも１つに記載の装置。
8. ８．充電及び監視装置が消費電流積分器（２３）を備え、該積分器に弁別装置（ ３３）を後置接続し、該弁別装置は、消費電流の時間積分が予め定められた値（ Ｑｒｅｆ）に達したことを記録し、前記弁別装置は出力側で、後続の充電過程の 種類及び態様を制御することを特徴とする例えば請求の範囲第１項乃至第７項の 少なくとも１つに記載の装置。
9. ９．蓄電池が、電圧制御装置（６１）を介して、充電及び監視装置の構成要素に 給電を行うことを特徴とする例えば請求の範囲第１項乃至第８項の少なくとも１ つに記載の装置。
10. １０．装置に入る制御信号導体及び測定信号導体並びに装置から出る制御信号導 体及び測定信号導体（Ｍ、Ｓ）が、装置外部で、端子及び／または操作パネル（ １５）に導かれ且つ／またはこれら導体のための接続端子を設けたことを特徴と する例えば請求の範囲第１項乃至第９項の少なくとも１つに記載の装置。
11. １１．充電及び監視装置が、過放電保護装置（３３、４９、５１、５３）及び／ または短絡保護装置（５５、５１、５３）を備えていることを特徴とする例えば 請求の範囲第１項乃至第１０項の少なくとも１つに記載の装置。
12. １２．充電及び監視装置が、蓄電池（１９）の状態を識別する信号を記録するた めの記憶素子（６５）を備え、該記憶素子（６５）は、好ましくは切離し可能で あり且つ事後分析のために外部に読出し可能であることを特徴とする例えば請求 の範囲第１項乃至第１１項の少なくとも１つに記載の装置。
13. １３．充電及び監視装置がマイクロプロセッサから構成されるていることを特徴 とする例えば請求の範囲第１項乃至第１２項の少なくとも１つに記載の装置。
14. １４．充電及び監視装置が、充電動作が行われていることを記録するための手段 並びに少なくとも実行された充電動作の回数を記録し出力するための読出し可能 な記憶手段を備えていることを特徴とする例えば請求の範囲第１項乃至第１３項 の少なくとも１つに記載の装置。
15. １５．充電及び監視装置が、予め定められた時点からの装置の投入時間、好まし くは消費装置駆動累算時間を記録するタイマを備えていることを特徴とする例え ば請求の範囲第１項乃至第１４項の少なくとも１つに記載の装置。
16. １６．充電及び監視装置が蓄電池に対し固定の充電電圧を発生することを特徴と する例えば請求の範囲第１項乃至第１５項の少なくとも１つに記載の装置。
17. １７．装置が、出力端子を介して装置から読出し可能である固定符号の記憶手段 と、入力される固定符号のための別の記憶手段と、符号を装置に読み込むための 入力端子と、読み込まれた符号を前記別の記憶装置の符号と比較し一致が生じな い場合には当該電源装置との接続を禁止して別の共通に駆動することができる電 源装置と接続するための比較手段とを備え、該別の電源装置の符号を前記別の記 憶手段に記憶することを特徴とする例えば請求の範囲第１項乃至第１６項の少な くとも１つに記載の装置。
18. １８．装置と電気接続された別の電源装置のための検出手段を設け、前記別の電 源装置の接続が検出されない場合に消費装置に対する接続を中断するかまたは形 成しないことを特徴とする例えば請求の範囲第１項乃至第１７項の少なくとも１ つに記載の装置。