JPH04121353U - 蓄電池の充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄電池を傷めることなく、急速充電を可能に
する。 【構成】 蓄電池10の充電電流を検出する電流検出部８
と、この電流検出部８の出力が入力されて、入力された
出力に応じて充電電流値を変更する制御部11とを備え
る。基準電圧による充電電流を流したときの電流検出部
８の出力により、蓄電池10の放電状態を認識する。電流
検出部８の出力が第１設定値以上の場合は基準電圧より
高い電圧により、大きい充電電流値に変更して蓄電池10
を急速充電する。第１設定値以下の場合は、基準電圧に
よる充電電流値で蓄電池10を急速充電する。電流検出部
８の出力が第１設定値より低い第２設定値以下の場合
は、極めて小さい充電電流値に変更して蓄電池10をフロ
ート充電する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は蓄電池を急速充電できる蓄電池の充電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば鉛蓄電池は、一般に定電圧充電装置又は定電流充電装置により８〜20時 間の長い充電時間で充電する。一方それとは別に、鉛蓄電池の容量を短時間に補 う目的で、急速充電をする場合は、鉛蓄電池が受入れ得る最大電流は公称容量Ｃ 程度であり、例えば公称容量が35AH/10 時間の鉛蓄電池では35A となる。このよ うに、鉛蓄電池を急速充電するときは、公称容量に応じた極めて大きい電流を所 定時間流し続ける。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前述したように鉛蓄電池を急速充電する場合は、その放電状態に関係なく公称 容量程度の大きい電流を流し続けるため、鉛蓄電池が傷み易くなるという問題が ある。 本考案は斯かる問題に鑑み、急速充電を行っても蓄電池を傷めることがない蓄 電池の充電装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る蓄電池の充電装置は、蓄電池の充電電流を通電制御するスイッチ ング回路と、前記充電電流を検出する電流検出部と、該電流検出部の出力に基づ いて充電電流の電流値を変更すべく前記スイッチング回路を制御する制御部とを 備えることを特徴とする。

【０００５】

【作用】

制御部によりスイッチング回路を通電制御して、蓄電池に所定の充電電流を流 す。制御部は、充電電流を検出した電流検出部の出力に基づいて蓄電池の放電状 態を認識する。制御部により蓄電池が過度に放電していると判断した場合は所定 の充電電流以上の大きい充電電流値に変更して蓄電池を急速充電する。蓄電池が 過度に放電していないと判断した場合は充電電流値を変更せず所定の充電電流に より蓄電池を急速充電する。電流検出部の出力に基づいて蓄電池の放電が解消に 近い状態にあると判断した場合は、所定の充電電流よりきわめて小さい充電電流 により蓄電池をフロート充電する。 よって、蓄電池を急速充電する場合、蓄電池の放電状態によって充電電流の電 流値が変更される。

【０００６】

【実施例】

以下本考案をその実施例を示す図面により詳述する。 図１は本考案に係る蓄電池の充電装置の構成を示すブロック図である。図示し ない３相電源が電源スイッチ１を介してラインフィルタ２の入力側と接続され、 その出力側はサージ吸収回路３の入力側と接続される。サージ吸収回路３の出力 側は整流回路４の入力側と接続される。整流回路４の出力側はスイッチング回路 ５を介してトランス６の１次側6aと接続される。トランス６の２次側6bは整流回 路７の入力側と接続され、整流回路７の出力側の一側端子は電流検出部８を介し て一側の蓄電池接続端子Ｔ₁ と接続される。整流回路７の出力側の他側端子は他 側の蓄電池接続端子Ｔ₂ と接続される。蓄電池接続端子Ｔ₁ ，Ｔ₂ 間には電圧検 出部９が介装され、また充電すべき蓄電池10が接離可能に介装される。

【０００７】 電流検出部８の出力及び電圧検出部９の出力はともに制御部11へ与えられる。 制御部11には電流検出部８の出力と比較する第１設定値及びそれより小さい第２ 設定値を格納しており、またそれらの設定値と電流検出部の出力とを比較する比 較回路（図示せず）を設けている。更に制御部11はスイッチング回路５の通電制 御を開始したときは、整流回路７の直流出力電圧が基準電圧になるように、スイ ッチング回路５により整流回路４の直流出力電圧を位相制御するようになってい る。制御部11には、充電の開始を指令する充電スイッチＳ_C を介して制御電源Ｖ _C の電圧が与えられるようになっている。

【０００８】 次にこのように構成した蓄電池の充電装置の動作を、制御部11の制御内容を示 す図２のフローチャート及び充電電流の変化を示す図３の曲線図とともに説明す る。 いま、スイッチ１を閉路すると、図示しない３相電源の３相電圧がラインフィ ルタ２、サージ吸収回路３を介して整流回路４に供給される。３相電圧がライン フィルタ２及びサージ吸収回路３を通過するとき、それらにより３相電圧の波形 歪及び３相電圧に重畳しているサージ電圧等が除去される。

【０００９】 ここで、蓄電池10の充電を開始すべく充電スイッチＳ_C を操作して閉路させる と(S1)、制御部11に充電を開始すべき信号が与えられて制御部11はスイッチング 回路５を位相制御動作させる信号を与える。そしてスイッチング回路５によって 整流回路４から与えられた直流出力電圧が位相制御されてトランス６の１次側6a に与えられる。そしてトランス６の２次側6bには電圧が誘起され、その電圧が整 流回路７へ供給されて整流される。それにより整流回路７の直流出力電圧は、制 御部11によるスイッチング回路５の位相制御動作により基準電圧に設定される。 この基準電圧により整流回路７から電流検出部８を介して蓄電池10に基準電圧に よる充電電流が流れる(S2)。

【００１０】 この充電電流を電流検出部８が検出し(S3)、充電電流に応じた出力を制御部11 へ与える。また整流回路７の直流出力電圧を電圧検出部９が検出し、検出した電 圧に応じた出力を制御部11へ与えるこのようにして整流回路７の直流出力電圧を 一定になすべく制御部11がスイッチング回路５を位相制御動作させる。 このように基準電圧を蓄電池10に与えた場合には、蓄電池10の放電状態に応じ た充電電流が蓄電池10に流れ込むから電流検出部８の出力により、蓄電池10の放 電状態を認識することになる。

【００１１】 そして、電流検出部８の出力と、過放電状態と認識すべく予め設定している第 １設定値とを制御部11により比較する(S4)。ここで、例えば蓄電池10が過放電状 態になっていて、充電電流が大きく電流検出部８の出力が第１設定値以上である と判断すると、整流回路７の直流出力電圧を基準電圧より高い電圧に変更すべく 、制御部11はスイッチング回路５を位相制御動作させる。それにより、蓄電池10 の充電電流が基準電圧より高い電圧による充電電流に変更されて(S5)、図３に示 す時点ｔ₀ から大きい充電電流が流れ始めて、蓄電池10の放電状態に応じた充電 電流で急速充電を開始する。

【００１２】 そして充電が進行するとともに、図３に曲線L1で示すように充電電流が次第に 低下していく。この充電期間中、電流検出部８は常に充電電流を検出する(S3)。 そして、制御部11により、電流検出部８の出力が第１設定値以上にあると判断し ているときは、基準電圧以上の電圧による充電電流で急速充電を継続する。とこ ろで、電流検出部８の出力が第１設定値以下になったと判断すると(S4)、制御部 11はスイッチング回路５の位相制御動作を変更して整流回路７の直流出力電圧を 基準電圧に低下させる。それにより、時点ｔ₁ から基準電圧による低下した充電 電流が蓄電池10に流れる(S6)。

【００１３】 したがって、充電が進行した状態における充電電流、即ち蓄電池10が過放電状 態から脱した放電状態の充電電流に変更されて、蓄電池10の急速充電を継続する 。そして、この急速充電によっても充電電流は、曲線L2で示すよう次第に低下し ていく。この充電電流を電流検出部８が検出しており(S7)、この急速充電によっ て充電電流が低下し、電流検出部８の出力が低下して第１設定値より低い第２設 定値以下になったか否かを制御部11により判断し(S8)、第２設定値以上と判断す れば、その急速充電を継続する。これに対し第２設定値以下になったと判断する とスイッチング回路５の位相制御動作を変更させて、整流回路７の直流出力電圧 を、基準電圧より大幅に低い電圧にする。それにより時点ｔ₂ から蓄電池10の充 電電流が微弱になり、蓄電池10をフロート充電し(S9)、その充電状態を継続する 。

【００１４】 一方、整流回路７の直流出力電圧、つまり蓄電池10の端子電圧は、曲線LVで示 すように時点ｔ₀ から基準電圧より高い電圧による充電電流により充電が行われ るために、上昇を始め、所定時間経過すると一定に保持されることになる。また 基準電圧に変更したときには、その電圧差だけ整流回路７の直流出力電圧が低下 し、その後は略一定に保持される。 このようにして、蓄電池を急速充電する場合は、先ず基準電圧による充電電流 を蓄電池に流して蓄電池の放電状態を認識し、過放電状態であると判断すれば基 準電圧以上の電圧で大きい充電電流を流して蓄電池を急速充電する。また蓄電池 が過放電状態から脱した放電状態の場合は、基準電圧による充電電流により蓄電 池を急速充電する。

【００１５】 更に充電電流が極めて少なくなり充電終了に近い状態にある場合は微弱な充電 電流により蓄電池をフロート充電する。従って、急速充電すべき蓄電池には、そ の放電状態に応じた電流値の充電電流を流して急速充電するから急速充電によっ て蓄電池を傷める虞れがなく、蓄電池の容量を短時間に補充することができる。 なお、本実施例では過放電状態にある蓄電池を充電する場合について説明した が、過放電状態に至っていない蓄電池を急速充電する場合には、蓄電池の放電状 態を認識した後、基準電圧による充電電流で急速充電を開始することになる。 また、この蓄電池の充電装置は鉛蓄電池以外の蓄電池の充電にも適用できる。

【００１６】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、急速充電すべき蓄電池を、その放電状態 に応じた電流値の充電電流により急速充電するから、蓄電池に苛酷な充電電流を 流すことがない。そのため蓄電池を傷めずに蓄電池の容量を短時間に補充できる 蓄電池の充電装置を提供できる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る蓄電池の充電装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】制御部の制御内容を示すフローチャートであ
る。

【図３】充電電流及び蓄電池の端子電圧の変化を示す曲
線図である。

【符号の説明】

１ 電源スイッチ ５ スイッチング回路 ６ トランス ８ 電流検出部 10 蓄電池 11 制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄電池の充電電流を通電制御するスイッ
   チング回路と、前記充電電流を検出する電流検出部と、
   該電流検出部の出力に基づいて充電電流の電流値を変更
   すべく前記スイッチング回路を制御する制御部とを備え
   ることを特徴とする蓄電池の充電装置。