JPH0353572Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案はVTR用等に使われているニツケルカ
ドミウム電池のような複数個の電池を互いに電気
接続して樹脂製ケースに収納し一つのパツク電池
とする電池に係り、該電池に充電制御用として組
込まれてなる熱応動素子の接続方法に関するもの
である。

(ロ) 従来の技術 一般に２次電池の充電において、過充電はその
充放電サイクル寿命の短縮（所謂劣化）を早めた
り、過剰熱による危険状態に至らしめたりするの
で避けなければならない。

従来過充電から２次電池を保護して充電する装
置としては充電時の電池電圧、温度、電気量等を
検知して充電を制御する方法が知られているが、
この中でも制御装置が比較的簡単であるという理
由から熱応動素子（設定温度以上でOFFとなる
スイツチ）を用いた方式が多く採用されている
（例えば特開昭57−193943号公報を参照）。この種
の熱応動素子１０１は第２図ａ，ｂに示す如く電
池１０２に接触させておくが、またはごく近くに
セツトするのが常であり、また複数個の電池を直
列に接続して充電する場合には、例えば第３図に
示すように、いずれか１個の電池１０３にのみ熱
応動素子１０４をセツトするのが常法である。

ところで近年前記第３図に示したような複数個
の電池を直列に接続してなるパツク電池（以下直
列接続電池と云う）を更に複数個並列に接続して
大容量化を図つたものが見られるようになつてき
た。この場合各直列接続電池に熱的結合をする熱
応動素子の接続方法には２通りある。１つは第４
図に示す如く全ての熱応動素子を直列に電気接続
する方法である。この場合いずれか１つの直列接
続電池が他の直列接続電池に比べて大きな容量低
下を生じた場合に、その直列接続電池は他の直列
接続電池に比べて早く満充電に達し、熱的に結合
された熱応動素子がOFFとなつて充電が終了し
てしまうため、全体として充電不足となつてしま
う欠点がある。また熱応動素子がOFF状態のま
ま故障した場合にも同様の事態が生じる。一方第
５図に示すように熱応動素子を全て並列接続した
場合には全ての熱応動素子がOFFするまで充電
が継続して行われるため、どの直列接続電池も充
電不足になることはないが、もし１つでも熱応動
素子が接点焼付等が原因で設定温度になつても
OFFにならない場合には充電が終了せず過充電
状態が長時間続くという欠点がある。また熱応動
素子が熱的に結合された素電池自身がシヨートし
ている場合には充電してもその電池の温度は上が
らないので、いつまでたつても熱応動素子が働か
ず、従つて第４図の例で先に説明したのと同じ状
態になり問題であつた。

更に複数個のパツク電池を充電する充電回路と
して公報では特開昭58−83537号公報に開示され
ている「電池の充電装置」が知られている。この
技術は個々の電池ブロツク内の被充電電池を個別
に充電する充電支路と、前記電池の充電による上
昇温度を検知する感温素子を含み、各充電支路に
対応して設けられる複数の温度検知支路と、充電
支路の異常電圧を検出する検出回路と、前記検知
支路からの検知出力又は検出回路からの検出出力
に基いてトリガ−パルスを発生するパルス発生器
と、前記トリガ−パルスに基いて出力パルスが順
次切換わり前記複数の充電支路の給電を切換える
自動切換回路とよりなるもので、複数のパツク電
池を順次充電してゆくものである。この場合同時
に全ての電池を充電しようとすると各パツク電池
に熱的結合してなるサーモスタツトは先の第４図
及び第５図のような直列又は並列の回路にしかな
らず前述の問題点は解決できない。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 本考案が解決しようとする問題点は熱応動素子
の誤動作或いは電池のシヨートに左右されず満充
電時を的確に検出して充電制御を正確に行ない過
充電による電池の損傷を防ぐことにある。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本考案は、複数個の被充電電池を直列に接続し
て一体となした電池群と、前記被充電電池に熱的
に結合されると共に、電池の温度変化によりスイ
ツチング動作をする複数個の熱応動素子を、並列
に接続した素子群と、前記熱応動素子のスイツチ
ング動作を検出する充電電流制御端子と、充電電
流を供給する充電電流出力端子とを備え、前記ス
イツチング動作の検出に基づき前記出力端子への
充電電流の供給を制御するコントローラとからな
る電池充電装置であつて、前記電池群は、各々並
列に複数個接続され且つ前記出力端子に接続され
ており、前記素子群は、各々直列に複数個接続さ
れ且つ前記制御端子に接続されており、少なくと
も１つの前記素子群において、全ての前記熱応動
素子がスイツチング動作したとき、前記コントロ
ーラが充電電流の供給を停止するものである。

(ホ) 作用 いずれか１つの電池群がたの電池群に比べて大
きく容量低下を生じた場合、この電池群は他の電
池群に比べて早く満充電に達し、該電池群の温度
上昇によりこれに熱的結合する熱応動素子が
OFFするが、全体としてはOFFにならず充電は
継続される。また何等かの原因でいずれか１つの
熱応動素子が故障しOFF状態のままになつた場
合でも同様である。更にいずれか１つの熱応動素
子が故障し、ON状態のままになつた場合でも熱
応動素子を並列接続した他の電池群で満充電にな
ればOFFとなるので全体として過充電となるこ
とはない。

(ヘ) 実施例 以下本考案電池充電装置を第１図の一実施回路
図に基いて詳細に説明する。

１は商用交流電源に接続され、交流を直流の充
電電流に変換すると共に該充電電流の通電制御を
行うコントローラ、２₁，２₂…は該コントローラ
１の出力端子３，４間に抵抗５₁，５₂…を介して
互いに並列に接続されてなる電池群、６，７，
８，９は前記コントローラ１の制御端子１０，１
１間に直列に接続されてなる素子群である。

前記電池群２₁，２₂…はNo.１〜No.40迄の40個が
並列に接続されており、各々には複数個の素電池
１２，１２…が直列接続されている。また前記素
子群６，７，８，９はNo.１〜No.40迄の40個の熱応
動素子即ちサーモスタツト１３₁，１３₂…が４つ
のブロツクに分割され、各ブロツク内で並列に接
続されている。そして番号の一致する電池群２₁，
２₂…及びサーモスタツト１３₁，１３₂…におい
ては従来例の第４図及び第５図に示したように電
池群２₁，２₂…を構成する素電池１２，１２…の
一つにサーモスタツト１３₁，１３₂…が対応して
熱的結合されている。

前記各電池群２₁，２₂…は例えば10AH容量の
ニツケルカドミウム電池を10個直列に接続して全
体として12V、10AHのパツク電池とされる。ま
た前記サーモスタツト１３₁，１３₂…はニツケル
カドミウム電池の満充電時の電池温度に相当する
45℃になると開成状態となるように設定される。
そして前記コントローラ１は前記サーモスタツト
１３₁，１３₂…の開成状態を検出して充電を停止
させる働きをする。

更に第１図の実施例では12V10AHの電池群２
_１，２₂…に電流制限用の抵抗５₁，５₂…を夫々直
列に接続した上で40個並列に接続して全体として
12V400AHの電池を構成している。

以上の構成を有する電池充電装置において、充
電開始時点では全てのサーモスタツト１３₁，１
３₂…は閉成状態にある。そして充電末期になる
と、該サーモスタツト１３₁，１３₂…は一斉に開
成状態に変化してゆく。

例えば第１図のNo.１〜No.10のサーモスタツト１
３₁，１３₁₀が全て開成すれば全体としてNo.11〜
No.40のサーモスタツト１３₁₁，１３₄₀も開成した
のと等価となり、コントローラ１が作動して充電
が停止する。

異常状態、例えば第１図におけるNo.12のサーモ
スタツト１３₁₂が熱的結合されているNo.２の電池
群の中の素電池が何等かの理由によつて容量が低
下し、他の素電池に比べて早く満充電に達してそ
の電池の温度が45℃を超えて該No.12のサーモスタ
ツト１３₁₂が開成しても、素子群７は全体として
開成状態にはならないので充電は停止することな
く、他の素電池１３₁，１３₂…が満充電となるま
で充電が継続して充電不足にはならない。また前
記No.12のサーモスタツト１３₁₂が故障して開成し
てしまつた場合でも同様に他の素電池１３₁，１
３₂…が満充電になるまで充電は正常に行われる。

また例えば素子群８のNo.21のサーモスタツト１
３₂₁が故障して閉成状態となつた場合でも他の素
子群６，７，９で充電終了時に開成状態となれば
充電には差しつかえない。また素子群９のNo.32の
サーモスタツト１３₃₂が結合している素電池がシ
ヨート状態になり充電末期になつても温度が上昇
せず、当該サーモスタツトが開成状態にならない
場合でも、他の素子群６，７，８が正常に働きさ
えすれば他の素電池の充電には差しつかえない。

(ト) 考案の効果 本考案は以上の説明の如く、複数個の被充電電
池を直列に接続して一体となした電池群と、前記
被充電電池に熱的に結合されると共に、電池の温
度変化によりスイツチング動作をする複数個の熱
応動素子を、並列に接続した素子群と、前記熱応
動素子のスイツチング動作を検出する充電電流制
御端子と、充電電流を供給する充電電流出力端子
とを備え、前記スイツチング動作の検出に基づき
前記出力端子への充電電流の供給を制御するコン
トローラとからなる電池充電装置であつて、前記
電池群は、各々並列に複数個接続され且つ前記出
力端子に接続されており、前記素子群は、各々直
列に複数個接続され且つ前記制御端子に接続され
ており、少なくとも１つの前記素子群において、
全ての前記熱応動素子がスイツチング動作したと
き、前記コントローラが充電電流の供給を停止す
るものであるから、 (1) いずれかの熱応動素子が故障してON状態ま
たはOFF状態に固定されたとしても電池はほ
ぼ均等に満充電に達するまで充電することがで
きる。

(2) いずれかの電池が他の電池に比べて著しい容
量劣化を生じて他の電池に比べて著しく早く満
充電となり、この電池に熱的結合された熱応動
素子がOFFになつても他の電池の充電は正常
に行うことができ、またいずれかの電池がシヨ
ート状態となり、充電末期となつても発熱しな
い場合においても他の電池の充電を正常に行う
ことができる。

等の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案電池充電装置の一実施回路図、
第２図ａは熱応動素子の電池への取付説明図、ｂ
はａの等価回路図、第３図は直列に接続した電池
への熱応動素子の接続法を示す回路図、第４図は
従来の熱応動素子の接続回路図、第５図は同じく
第４図とは異なる従来の熱応動素子の接続回路図
である。 １２，１２……被充電電池、２₁，２₂…２₄₀…
…電池群、１３₁，１３₂…１３₄₀……熱応動素
子、６，７，８，９……素子群。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数個の被充電電池を直列に接続して一体とな
   した電池群と、 前記被充電電池に熱的に結合されると共に、電
   池の温度変化によりスイツチング動作をする複数
   個の熱応動素子を、並列に接続した素子群と、 前記熱応動素子のスイツチング動作を検出する
   充電電流制御端子と、充電電流を供給する充電電
   流出力端子とを備え、前記スイツチング動作の検
   出に基づき前記出力端子への充電電流の供給を制
   御するコントローラとからなる電池充電装置であ
   つて、 前記電池群は、各々並列に複数個接続され且つ
   前記出力端子に接続されており、 前記素子群は、各々直列に複数個接続され且つ
   前記制御端子に接続されており、 少なくとも１つの前記素子群において、全ての
   前記熱応動素子がスイツチング動作したとき、前
   記コントローラが充電電流の供給を停止する電池
   充電装置。