JPH06205537A - 蓄電池充電制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 増設した負荷を充分利用したり、増設した蓄
電池をフルに活用できるシステムを提供すると共に過放
電放置を太陽電池の充電によって極力くい止める蓄電池
充電制御システムを提供すること。 【構成】 発電手段により充電される蓄電池Ｂ１と蓄電
池Ｂ２との間に流れる電流の大きさ及び方向を検出する
電流検出手段と、両蓄電池の端子電圧を検出する電圧検
出手段と、両蓄電池間を開閉するスイッチ手段とを備
え、蓄電池Ｂ１の端子電圧が設定電圧を越え且つ蓄電池
Ｂ２の端子電圧より高いことを検出した場合に、スイッ
チ手段を閉状態に維持して発電手段により蓄電池Ｂ２を
充電するように制御し、少なくとも蓄電池Ｂ２の端子電
圧が設定電圧を越えたことを検出した場合又は蓄電池Ｂ
２側から蓄電池Ｂ１側へ電流が流れたことを検出した場
合に、スイッチ手段を開状態に維持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、商用電源の利用困難な
砂漠地帯，山間地，キャンプ場，海岸，洋上等で、電気
機器を利用する場合に使用される太陽光発電システム用
の主業務に使用されるメイン蓄電池（第１の蓄電池）と
汎用に補助的に使用される増設蓄電池（第２の蓄電池）
との制御、又更に、自動車，ボート等でエンジンスター
ト用に使用される蓄電池と増設して汎用に使用される蓄
電池の双方を制御するなどの蓄電池充電制御システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、蓄電池は種々の用途に用いら
れるが、特に、商用電源の利用が困難な場所では、太陽
光発電システムが好適に使用され、天候の不順な日が多
く続いたような場合に備えて、使用される蓄電池の容量
に余裕を持たせることが一般に行われている。

【０００３】このような太陽光発電システムでは、主業
務以外の用途で電気を利用する事が度々行われる。例え
ば、照明用のシステムにＴＶ等を増設して娯楽用として
も利用できるようにすることがある。この場合、蓄電池
電圧がある基準値以下になった際に、ＴＶ負荷を切離し
て照明用にのみ電力を供給するように制御を行い、発電
電力の有効利用を図ることが行われる。また、最近のア
ウトドアレジャーで活躍するキャンピングカー等では、
エンジンスタート用の蓄電池の他に、キャンピングカー
内で使用する電源の為に増設用の蓄電池を設けることが
よく行われる。このような例では、車に搭載されている
発電機により増設した蓄電池を充電出来れば発生電力を
有効に利用する上で大変都合が良い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、蓄電池を増
設しても上述の太陽光発電システムの主業務に支障を来
さないようにするには、太陽光発電量に余裕が有る時だ
け電力を使用するのが絶対条件であり、娯楽用に増設し
たＴＶを使用しすぎると照明運用時間が短縮される。ま
た、キャンピングカーの例では、エンジンスタート用の
蓄電池を放電してしまえば重大な問題となるのは明らか
である。

【０００５】この為、増設した蓄電池はエンジンスター
ト用の蓄電池と電気的に分離する必要が生じる。即ち、
エンジンの発電機からの充電は行い且つ、エンジンスタ
ート用の蓄電池からは充電しないと言う制御が必要にな
る。従来からこの用途にダイオードによる逆流防止をお
こなっているシステムがあった。これは、アイソレータ
を用いたものが知られており、発電機の出力を２つのダ
イオードで分流し増設用とエンジンスタート用とを分離
する方式である。

【０００６】しかしながら、アイソレータを用いた方法
は発電手段の電圧がダイオードにより約１Ｖ程度も低下
してしまうため、予め発電手段の出力を高くする必要が
あったり、ＩＣ化された発電機に制御電流が流れずに発
電を開始出来ない問題がある。また分離独立して増設さ
れた蓄電池では使用直後の充電が行われない為に、過放
電放置されるケースが多く、蓄電池の寿命に著しい影響
を与えていた。

【０００７】

【目的】そこで、本発明は上記従来の諸問題を解決し、
増設した負荷を充分利用したり、増設した蓄電池をフル
に活用できるシステムを提供すると共に過放電放置を太
陽電池の充電によって極力くい止める蓄電池充電制御シ
ステムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の蓄電池充電制御システムは、発電手段によ
り充電される第１の蓄電池と、第２の蓄電池との間に接
続される蓄電池充電制御システムであって、両蓄電池間
に流れる電流の大きさ及び方向を検出する電流検出手段
と、両蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、両
蓄電池間を開閉するスイッチ手段とを備え、電圧検出手
段により第１の蓄電池の端子電圧が第１の設定電圧を越
え且つ第２の蓄電池の端子電圧より高いことを検出した
場合に、スイッチ手段を閉状態に維持して発電手段によ
り第２の蓄電池を充電するように制御し、少なくとも電
圧検出手段により第２の蓄電池の端子電圧が第２の設定
電圧を越えたことを検出した場合又は電流検出手段によ
り第２の蓄電池側から第１の蓄電池側へ電流が流れたこ
とを検出した場合に、スイッチ手段を開状態に維持する
ことを特徴とする。

【０００９】またさらに、電流検出手段により前記両蓄
電池間に流れる電流の大きさが設定値より上回ったこと
を検出した場合に、スイッチ手段の開閉を繰り返してこ
の電流が一定になるように制御するようにしてもよい。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例について詳細に
説明する。

【００１１】まず、図１に基づいて本システムの全体構
成について説明する。主業務用の太陽光発電システムＳ
には発電手段である第１の太陽電池Ｐ１とこれにより充
電される第１の蓄電池Ｂ１が設けられている。また、こ
の太陽光発電システムＳには、本発明に係る蓄電池充電
制御システムＭが接続されているが、これは増設した第
２の太陽電池Ｐ２からの電流が逆流防止ダイオードＤ
１，ＦＥＴ１を通り、さらにこの電流が分流ダイオード
Ｄ２，Ｄ３によって分流され、増設した第２の蓄電池Ｂ
２、娯楽用の負荷（例えばテレビ等）Ｌ１、及び蓄電池
Ｂ１に供給されるように構成されている。

【００１２】太陽光発電システムＳに設けられている太
陽電池Ｐ１は蓄電池Ｂ１に接続されており、さらにこの
蓄電池Ｂ１は照明、医療用冷蔵庫、通信機等の主業務負
荷Ｌ１（この実施例では蛍光灯などの灯具）に接続され
ている。なお、第１の制御回路Ｃ１は主に蓄電池Ｂ１の
過充電や過放電の防止等を行うものである。この太陽光
発電システムＳからの充電電流は、蓄電池充電制御シス
テムＭに設けた第１及び第２の蓄電池間を開閉するスイ
ッチ手段であるＦＥＴ２，ＦＥＴ３を通って増設した蓄
電池Ｂ２を充電することができる。そして、この蓄電池
Ｂ２には負荷Ｌ２が増設できるように構成されている。

【００１３】蓄電池充電制御システムＭに設けた第２の
制御回路Ｃ２は、蓄電池Ｂ２の端子電圧と蓄電池Ｂ１の
端子電圧とを検出する電圧検出手段を備えており、蓄電
池Ｂ１の端子電圧が第１の設定値より低い場合は、スイ
ッチ手段であるＦＥＴ２及びＦＥＴ３をオフ状態にする
ように制御する。この場合は、太陽光発電システムＳか
らの蓄電池Ｂ２への充電は行われない。一方、太陽光発
電システムＳでの電気使用量が少なく、蓄電池Ｂ１が満
充電状態に近づき、蓄電池Ｂ１の端子電圧が第１の設定
電圧を越え、しかもこの端子電圧が蓄電池Ｂ２の端子電
圧より高い場合には、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３をオン状態
に制御して太陽光発電システムＳからの充電電流が蓄電
池Ｂ２へ流れる。即ち、ここで述べる第１の設定電圧
を、太陽光発電システムＳで使用されている蓄電池Ｂ１
がほぼ満充電状態を示す値に設定しておいた場合には、
同システムに余剰電力が発生した場合のみ増設した蓄電
池Ｂ２を充電する動作を行うのである。なお、蓄電池Ｂ
２が満充電となり第２の設定電圧を越えたことを電圧検
出手段が検出した場合は、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３をオフ
状態とする。

【００１４】また、蓄電池Ｂ３の端子とＦＥＴ２との間
には電流検出手段である微小抵抗ＲＳを接続している。
これは、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３がオンとなると蓄電池Ｂ
３から蓄電池Ｂ２へ向かって電流が流れるが、この電流
値を制限することにより、これらＦＥＴの許容電流値を
越えた充電電流が流れた際に、ＦＥＴの保護と増設した
蓄電池Ｂ２の充電電流を制限することができる。すなわ
ち、微小抵抗器ＲＳの両端に発生する電圧を利用して、
この電圧値が設定値以上になった場合はＦＥＴ２及びＦ
ＥＴ３をオフする制御を行うのである。このオン・オフ
制御に時定数を設けることによって一般的なスイッチン
グ動作を行うことが容易に実現でき、一定の充電電流値
にクランプさせることが可能となるのである。

【００１５】次に、本蓄電池充電制御システムを自動車
や船舶のエンジンによる発電システムに接続した場合に
ついて説明する。図２に示すように、上述の太陽光発電
システムＳに代えて、エンジンによる発電機Ｇの出力
が、第１の蓄電池Ｂ３の端子に蓄電池Ｂ３と並列に接続
される構成となる。

【００１６】例えば、エンジンが停止し発電機Ｇからの
充電が行われていない状態で、蓄電池Ｂ３の端子電圧が
設定値より低い場合は、上述したようにＦＥＴ２及びＦ
ＥＴ３をオフとする。また逆に、エンジンがスタートし
発電機による蓄電池Ｂ３への充電が行われ、蓄電池Ｂ３
が満充電状態に近づき、蓄電池Ｂ３の端子電圧ＶＢ３が
設定電圧を越えると、ＦＥＴ２及びＦＥＴ３はオンとな
るので充電電流が蓄電池Ｂ２へ流れる。すなわちこの場
合でも、設定電圧を蓄電池Ｂ３の満充電状態を示す値に
しておいた場合には、エンジンによる発電システムに余
剰電力が発生した場合のみ増設した蓄電池Ｂ２へ充電す
るという動作を行うことができる。なお、蓄電池Ｂ３の
端子とＦＥＴ２との間に設けた微小抵抗ＲＳの機能につ
いては図１に基づいて既に述べたので説明を省略する。

【００１７】ここで、上述した発電機Ｇが停止した場合
や、太陽電池Ｐ２による太陽光発電システムの負荷Ｌ２
への電力供給が増加したことによって、蓄電池Ｂ２への
充電電流が低下し、さらに電流が反転した場合には、蓄
電池Ｂ３の端子電圧がたとえ設定値を越えた場合でも、
蓄電池Ｂ２から逆に蓄電池Ｂ２への放電電流が流れてし
まうことが生じる。この放電を防止する為に、制御回路
内に比較器Ｈを設け、これにより蓄電池Ｂ３の端子電圧
より蓄電池Ｂ２の端子電圧が高くなった場合は、蓄電池
Ｂ３の端子電圧が第１の設定値より高い場合でもＦＥＴ
２及びＦＥＴ３をオフとするように制御できる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蓄電池充
電制御システムを、キャンピングカー等に適用した場合
では、増設した第２の蓄電池を使い切ることが可能にな
りこの蓄電池の能力を最大限に利用出来る効果がある。

【００１９】また、本システムでは発電手段によって増
設した第２の蓄電池を充電することができ、たとえ第２
の蓄電池を過放電状態まで使い切った場合でも、例えば
翌日の日中にある程度充電することが出来る為、第２の
蓄電池のダメージを極力低減することができる。

【００２０】また、ＩＣ化された発電手段（エンジン発
電機）には、従来は接続できなかった増設蓄電池を接続
することが可能となり利用上大変都合が良い。

【００２１】さらに、太陽光発電システムに本システム
を付設した場合では、太陽光発電システムの電力余剰分
を増設した蓄電池に貯めることが可能となる為に、娯楽
用に増設した機器による主システムの運転停止等の障害
が発生しない。これにより、エネルギーの利用効率が非
常に高くなり本来の用途以外にも余剰電力を安心かつ有
効に供給出来るという顕著な効果を期待することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄電池充電制御システムの一実施
例を示す全体構成図である。

【図２】本発明に係る蓄電池充電制御システムの他の実
施例を示す全体構成図である。

【符号の説明】

Ｐ１，Ｐ２ ・・・ 太陽電池（発電手段） Ｇ ・・・ 発電機（発電手段） ＦＥＴ１，ＦＥＴ２ ・・・ スイッチ手段 Ｂ１，Ｂ３ ・・・ 第１の蓄電池 Ｂ２ ・・・ 第２の蓄電池 ＲＳ ・・・ 微小抵抗器（電流検出手段） Ｃ１，Ｃ２ ・・・ 制御回路 Ｍ ・・・ 蓄電池制御システム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電手段により充電される第１の蓄電池
   と、第２の蓄電池との間に接続される蓄電池充電制御シ
   ステムであって、前記両蓄電池間に流れる電流の大きさ
   及び方向を検出する電流検出手段と、前記両蓄電池の端
   子電圧を検出する電圧検出手段と、前記両蓄電池間を開
   閉するスイッチ手段とを備え、前記電圧検出手段により
   前記第１の蓄電池の端子電圧が第１の設定電圧を越え且
   つ前記第２の蓄電池の端子電圧より高いことを検出した
   場合に、前記スイッチ手段を閉状態に維持して前記発電
   手段により前記第２の蓄電池を充電するように制御し、
   少なくとも前記電圧検出手段により前記第２の蓄電池の
   端子電圧が第２の設定電圧を越えたことを検出した場合
   又は前記電流検出手段により前記第２の蓄電池側から前
   記第１の蓄電池側へ電流が流れたことを検出した場合
   に、前記スイッチ手段を開状態に維持することを特徴と
   する蓄電池充電制御システム。
2. 【請求項２】 前記電流検出手段により前記両蓄電池間
   に流れる電流の大きさが設定値より上回ったことを検出
   した場合に、前記スイッチ手段の開閉を繰り返してこの
   電流が一定になるように制御することを特徴とする請求
   項１に記載の蓄電池充電制御システム。