JPH05176473A - バッテリの急速充電方法 - Google Patents

バッテリの急速充電方法

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JPH05176473A
JPH05176473A JP34099791A JP34099791A JPH05176473A JP H05176473 A JPH05176473 A JP H05176473A JP 34099791 A JP34099791 A JP 34099791A JP 34099791 A JP34099791 A JP 34099791A JP H05176473 A JPH05176473 A JP H05176473A
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JP
Japan
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battery
voltage
circuit
peak
charging
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Application number
JP34099791A
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English (en)
Inventor
Hirohiko Murata
裕彦 村田
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 過充電等のトラブルを避けることのできる確
率の高い、従来に比し、信頼性を向上することができる
バッテリ急速充電方法を提供することを目的とする。 【構成】 充電時のバッテリの電圧を監視してその電圧
ピークを検知し、この検知タイミングから所定時間の経
過後にバッテリの充電を停止することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリの急速充電方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】バッテリ(蓄電池)の充電を行なう場
合、過充電や不足充電を避けるために、充電終了時期を
できるだけ正確に把握する必要がある。
【0003】図4はバッテリの急速充電特性を示したも
ので、この図から明らかなように、急速充電時の電池電
圧VBTにはピーク電圧VPKが表れるので、(A)このピ
ーク電圧VPKに着目して、「充電終了」を判断する方
法、また、充電時間tの経過とともに電池温度Tが変化
するので、(B)ΔT/Δtの値から充電終了を判断す
る方法、更に、バッテリの放電時間や放電時の電池電圧
に基づき、(C)予め充電時間tを設定しておく方法が
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記(A)の方法は、
ピーク電圧VPK後の電池電圧VBTの当該ピーク電圧VPK
に対する電圧差〔−ΔV〕が所定値になったことをもっ
て「充電終了」を判断する方法であるが、電池温度によ
っては、ピーク電圧VPKの近傍の電圧変化が乏しく、
〔−ΔV〕を検知することができない場合があり、特
に、図5に示されるように、放電終了直後のように電池
温度が高い場合に起き、例え、検知できたとしても、そ
の時、既に過充電状態であることが多く、12ボルト〜
24ボルトといった小容量のものでは、特に、「充電終
了」を的確に把握することが難しい。
【0005】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、過充電等のトラブルを避けることのできる確
率の高い、従来に比し、信頼性を向上することができる
バッテリ急速充電方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項1では、充電時のバッテリの電圧を監
視してその電圧ピークを検知し、この検知タイミングか
ら所定時間の経過後にバッテリの充電を停止する構成と
した。
【0007】請求項2では、電圧ピーク検知後の電池電
圧の当該電圧ピーク値に対する電圧差を演算し、当該電
圧差が所定値になった場合にもバッテリの充電を停止す
る構成とした。
【0008】請求項3では、バッテリは、エンジン始動
用バッテリを内蔵するエンジン式発電機の当該バッテリ
である構成とした。
【0009】
【作用】本発明では、充電時の電池電圧ピークを検出
し、この検出時点から所定時間の経過をもって「充電終
了」を判断するから、「充電終了」の判断が電池温度に
左右される確率が小さい。
【0010】
【実施例】以下、本発明の1実施例を図面を参照して説
明する。
【0011】図1において、BATTは充電されるバッ
テリ、BACHはバッテリ充電器である。60Aは電圧
検出回路、60Bはフィルタ回路、60Cはピークホー
ルド回路、60Dは〔−ΔV〕演算回路、60Eはタイ
マ回路、60FはOR回路である。
【0012】本実施例においては、充電時のバッテリB
ATTの電圧VBTはフィルタ回路60Bでフィルタ処理
されたのち、ピークホールド回路60Cと〔−ΔV〕演
算回路60Dにサンプリング入力される。ピークホール
ド回路60Cはピーク電圧VPKを検出すると、このピー
ク電圧VPKの値を〔−ΔV〕演算回路60Dに入力する
とともにトリガー信号をタイマ回路60Eに送出する。
タイマ回路60Eはトリガー信号を受けると、計時を開
始し、計時時間が設定時間tK になると、充電停止指令
信号STOP1をバッテリ充電器BACHに送出する。
【0013】また、〔−ΔV〕演算回路60Dはピーク
電圧VPKと電圧VBTとの電圧差〔−ΔV〕を演算し、こ
の値が設定値に達すると、充電停止指令信号STOP2
をバッテリ充電器BACHに送出する。
【0014】即ち、充電停止指令信号STOP1および
充電停止指令信号STOP1のいずれかにより、バッテ
リBATTの充電が終了する。
【0015】このように、本実施例では、バッテリBA
TTの充電を電圧VBTの電圧ピークに基づいて時間管理
するので、電圧ピーク後の電圧VBTの変動が小さく、
〔−ΔV〕が検知されないなくても、「充電終了」を知
ることができ、電池温度に左右されない急速充電が可能
になる。
【0016】図2に、本発明の好適な実施対象の1例を
示す。図はバッテリ内蔵エンジン式発電装置を示したも
のであり、可搬タイプのものであるので、内蔵するエン
ジン始動用のバッテリ41の定格は12ボルト〜24ボ
ルトといった低定格である。図2において、10はター
ビンエンジンEG、20は3相の永久磁石式交流発電機
SG、31は逆変換機能を有する順変換回路、32は電
解コンデンサCD、33逆変換回路、UO1、UO2は
交流側端子、34はリアクトルLo、35はコンデンサ
Co、36は電流制限抵抗、SW2は短絡スイッチ、T
O1、TO2は装置出力端子、100は一般家庭の10
0ボルト用コンセント、50は制御回路である。31〜
35は主回路を構成している。
【0017】順変換回路31は逆並列ダイオードDBを
有する6箇のトランジスタQB1〜QB6をブリッジ接
続して構成されており、交流発電機SGがエンジンEG
によって駆動される発電動作時には、3相全波整流回路
を構成する6箇のダイオードDBが交流発電機SGの3
相出力を整流し、直流電力に変換する。逆変換回路33
はフライホイルダイオードDR1、DR2、DR3、D
R4をそれぞれ有するトランジスタQ1〜Q4をブリッ
ジ接続して構成されたPWM方式の逆変換回路(単相正
弦波PWMインバータ)であって、制御回路50の逆変
換制御部52から制御パルスS2を受けて、交流発電機
SGが発電動作をしている時の上記直流電力を単相の交
流電力に変換する。この単相の交流電力は交流側端子U
O1、UO2から送り出され、リアクトル34、コンデ
ンサ35からなるLCフィルタで平滑されて、装置出力
端子TO1、TO2を介し図示しない負荷に供給され
る。バッテリBATTは、LCフィルタを構成している
リアクトルLoとコンデンサCoの相互接続点(装置出
力端子TO2)と電解コンデンサCDの負極側(負極
N)との間に、正極側をリアクトルLo側にしてスイッ
チSW1を介して挿入され、このバッテリBATTを充
電するためのバッテリ充電器61が正極PとバッテリB
ATTの正極側との間に挿入されている。上記スイッチ
SW1はバッテリBATTとリアクトルLoとの間に挿
入されており、両者の接続点から突き合わせダイオード
の一方ダイオードD1を通して電力が取り出されるとと
もに正極Pから他方ダイオードD2を通して電力が取り
出され、取り出された電力は制御回路用電源部62に供
給される。この電源部62は制御回路50内にある各制
御部を駆動するための電力を生成する。63は判定部で
あって、発電機運転指令RUN* と電圧検出器64の検
出信号とを判定データとして入力し、バッテリ初期充電
指令BPC* やエンジンスタート指令ESTRT* を出
力する。図3に判定部63が内蔵している判定マトリク
スを示す。電圧検出器64は電解コンデンサCDの電圧
Vdcを検出する。バッテリ初期充電指令BPC* は充
電器制御部65に与えられ、エンジンスタート指令ES
TRT* はエンジン始動制御部66に与えられる。エン
ジン始動制御部66は逆変換制御部51と52、スイッ
チSW1を制御する。
【0018】なお、PとNは、平滑コンデンサCDが挿
入されている直流回路の正極と負極をそれぞれ示してい
る。
【0019】次に、この実施例の動作について説明す
る。
【0020】先ず、バッテリBATTを初期充電する動
作について説明する。
【0021】〔初期充電モード〕本実施例では、充電電
力をコンセント100から取るので、上記初期充電を行
なうに際しては、スイッチSW2を開路し初期充電抵抗
Rを挿入した状態で、装置出力端子TO1、TO2をこ
のコンセント100に接続する。装置出力端子TO1、
TO2をこのコンセント100に接続すると、装置出力
端子TO1→初期充電抵抗R→ダイオードDR3→電解
コンデンサCD→ダイオードDR2→リアクトルLo→
装置出力端子TO2の経路に直流電流が流れ、電解コン
デンサCDが充電され、そのコンデンサ電圧Vdcが所定
値以上となる。制御回路用電源部62はこのコンデンサ
電圧VdcをダイオードD2を通して取込み、制御回路5
0内にある各制御部等を駆動するための電力を生成す
る。
【0022】判定部63は、発電機運転指令RUN*
入力がなく、電解コンデンサCDの電圧Vdcが所定値以
上であると、スイッチSW2を閉路し、バッテリ初期充
電指令BPC* を充電器制御部65に与えるので、充電
器制御部65はバッテリ充電器61を動作開始させる。
これにより、バッテリ充電器61は、装置出力端子TO
1→ダイオードDR3→バッテリ充電器61→バッテリ
BATTの経路でコンセント100から電力を取込み、
バッテリBATTを充電する。
【0023】なお、判定部63の判定マトリクスは、こ
の初期充電モード時に、発電機運転指令RUN* が誤っ
て判定部63にも入力されても、バッテリ初期充電指令
BPC* が消滅せす、かつエンジンスタート指令EST
RT* が出力されないように構成してある。
【0024】〔エンジン始動モード〕上記バッテリの初
期充電が終了したのち、発電機運転指令RUN* が判定
部63に与えられたものとする。判定部63はコンデン
サ電圧Vdcの値をチェックし、このコンデンサ電圧V
dcが所定値以下(0ボルト)であると、エンジンスタ
ート指令ESTRT* をエンジン始動制御部66に出力
する。エンジンスタート指令ESTRT* を受けたエン
ジン始動制御部66は、スイッチSW1を閉路させるた
めのスイッチ閉指令を出力してバッテリBATTを主回
路に接続し、また、Q1、Q3、Q4はOFF状態とし
てトランジスタQ2をチョッパ動作させるチョッパ動作
指令を逆変換制御部52に供給するとともに順変換回路
31の6箇のトランジスタQB(QB1〜QB6)をイ
ンバータ動作させるスタート指令を逆変換制御部51に
供給する。これにより、バッテリBATTが主回路に接
続されるとともに昇圧チョッパ回路が形成され、所定の
電圧が電解コンデンサCDに印加される。6箇のトラン
ジスタQBはこの電解コンデンサCDを電源としてイン
バータ動作し、直流電圧を3相交流電圧に変換して交流
発電機SGに供給する。これにより、交流発電機SGが
電動機動作を行ない、エンジンEGを始動させる。エン
ジンEGが所定回転速度に達すると、エンジンスタート
指令ESTRT* 、上記チョッパ動作指令およびスター
ト指令が消滅し、スイッチSW1が開路して、バッテリ
BATTが主回路から切り離され、エンジンEGの始動
モードが終了する。
【0025】〔発電モード〕エンジンEGの始動モード
が終了すると、スイッチSW2に閉指令が与えられ、初
期充電抵抗Rが短絡される。その後、逆変換制御部52
ヘインバータ動作指令が供給される。これにより、順変
換回路31のダイオードブリッジで直流電力に変換され
た発電機SGの出力は、逆変換回路33で所望周波数、
所望電圧の交流電力に変換され、リアクトル34、コン
デンサ35からなるLCフィルタで平滑されて、装置出
力端子TO1、TO2を介し図示しない負荷に供給され
る。
【0026】エンジンスタータ動作の終了後は、バッテ
リ充電器61は、上記エンジン始動モード時にバッテリ
が損失した電力分を充電するように制御される。
【0027】この装置は、装置出力端子TO1、TO2
を家庭内コンセント100に接続するだけで、バッテリ
BATTの初期充電を自動的に行なわせることができる
という簡便さがある。
【0028】この種の装置に用いられるバッテリBAT
Tは定格電圧12ボルト〜24ボルト程度であるので、
充電器制御部65に図1の回路を組み込んで本発明の充
電方法を実行させれば、過充電といった面倒なことを避
けることができるので、バッテリの初期充電に関して
は、取り扱いが簡便で、トラブルのないエンジン式装置
を提供することができる。
【0029】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、充電時の電
池電圧ピークを検出し、この検出時点から所定時間の経
過をもって「充電終了」を判断することにより、「充電
終了」の判断が電池温度に左右される確率が小さいの
で、常に、的確に「充電終了」を知ることができ、従来
に比し、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図である
【図2】本発明の実施対象の1例を示す回路図である。
【図3】上記実施対象における判定部の判定マトリクス
を示す図である。
【図4】バッテリ急速充電特性を示す図である。
【図5】バッテリ急速充放電特性を示す図である。
【符号の説明】
10 エンジン 20 交流発電機 31 順変換回路 32 平滑用コンデンサ 33 逆変換回路 34 リアクトル 35 コンデンサ 36 電流制限抵抗 41、BATT バッテリ 50 制御回路 51、52 逆変換制御部 60B フィルタ回路 60C ピークホールド回路 60D 〔−ΔV演算回路〕 60E タイマ回路 61、BACH バッテリ充電器 62 制御用電源部 63 判定部 64 電圧検出器 65 充電器制御部 66 エンジン始動制御部 100 コンセント Q1〜Q4 トランジスタ QB1〜QB6 トランジスタ D、DB、DR1〜DR4 ダイオード D、DR1〜DR4 ダイオード TO1、TO2 装置出力端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電時のバッテリの電圧を監視してその
    電圧ピークを検知し、この検知タイミングから所定時間
    の経過後にバッテリの充電を停止することを特徴とする
    バッテリの急速充電方法。
  2. 【請求項2】 電圧ピーク検知後の電池電圧の当該電圧
    ピーク値に対する電圧差を演算し、当該電圧差が所定値
    になった場合もバッテリの充電を停止することを特徴と
    する請求項1記載バッテリの急速充電方法。
  3. 【請求項3】 バッテリは、エンジン始動用バッテリを
    内蔵するエンジン式発電機の当該バッテリであることを
    特徴とする請求項1または2記載バッテリの急速充電方
    法。
JP34099791A 1991-12-24 1991-12-24 バッテリの急速充電方法 Pending JPH05176473A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0768056A (ja) * 1993-08-31 1995-03-14 Sega Enterp Ltd 走行体自走システム
JP2010136511A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Sanyo Electric Co Ltd 携帯機器システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0768056A (ja) * 1993-08-31 1995-03-14 Sega Enterp Ltd 走行体自走システム
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