JPS635404Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は蓄電池の充電装置に関し、特に電気
自動車に搭載される複数の蓄電池を母線式充電器
（たとえば家庭用電力線を母線とする通常の充電
器）および自然エネルギを利用して発電する電力
で充電する蓄電池の充電装置の改良に関する。

一般に、電気自動車に搭載される蓄電池は商用
電源を利用した母線式の充電器で充電される。と
ころが、このような商用電源を利用した場合は充
電コストが高くなるという欠点がある。そこで、
自然エネルギ（たとえば風力または水力）を利用
して発電した電力で蓄電池を充電することが考え
られる。ところが、自然エネルギを利用して発電
した電力で蓄電池を充電する場合はコスト的に安
価である反面、自家用発電機を設置することにな
るので安全面からその発電電圧は低い方が望まし
く、通常の電気自動車の電源（蓄電池）電圧（48
〜96V程度）のものを設置するのは危険でありか
つ法規的にも制約がある。そこで、蓄電池の接続
状態を換えて、この種の発電機でも充電可能な程
度（たとえば24V）の個数に分割したうえでそれ
らを並列接続して充電する方法が考えられる。し
かしながら、このようにしても自然エネルギを利
用した発電機は、その発生電圧が自然条件に大き
く左右されるため充電に多大な時間を必要とする
欠点がある。

それゆえに、この考案の目的は、充電時間はほ
ぼ従来どおりでありながら充電コストを安くした
蓄電池の充電装置を提供することである。

この考案は要約すれば、商用電源から電力の供
給を受けて充電用直流を発生する母線式充電器に
よる高電圧充電と自然エネルギを利用して発電す
る発電手段による低電圧並列充電を組合せて蓄電
池を充電するようにしたものである。

以下に、図面を参照してこの考案の一実施例に
ついて説明する。

図面はこの考案の一実施例である蓄電池の充電
装置の回路図を示す。

蓄電池の充電装置１０は図面に示すように構成
される。より具体的には、母線式充電器１１は、
その一方極性（図面ではプラス側を示す）がリレ
ースイツチ１２を介して蓄電池直並列切換回路２
０の端子Ａに接続され、その他方極性（図面では
マイナス側を示す）が蓄電池直並列切換回路２０
の端子Ｂに接続される。母線式充電器１１は商用
電源から電力の供給を受けて充電用直流電力を発
生する。自然エネルギを利用した発電手段の一例
の風力発電機１３は、その一方極性が蓄電池直並
列切換回路２０の端子Ｃに接続され、その他方極
性がリレースイツチ１５を介して端子Ｄに接続さ
れる。なお、発電手段は水力によつて発電する水
力発電機を使用してもよい。発電機電圧検出回路
１６は風力発電機１３の両極性に接続される。ス
イツチング制御回路１７は発電機電圧検出回路１
６が風力発電機１３による充電可能電圧を検出し
たことに応じて、換言すれば風力発電機１３の出
力電圧が各蓄電池群２１１〜２１４の端子電圧よ
り大きいことに応じてリレースイツチ１２，２２
１〜２２３をオフ状態にさせかつリレースイツチ
１５をオン状態にさせる。一方、発電機電圧検出
回路１６は風力発電機１３による充電か不可能な
電圧を検出したことに応じて先の動作と逆の動作
をする。検出回路１８は蓄電池直並列切換回路２
０の端子Ｂ，Ｃに接続される。検出回路１８は各
蓄電池群２１１〜２１４の電圧が予め定める電圧
（80〜90％充電時に相当する電圧）を越えたこと
に応じて一定時間だけリレースイツチ１２，２２
１〜２２３をオン状態にさせリレースイツチ１５
をオフ状態にさせる。

蓄電池直並列切換回路２０は蓄電池群２１とス
イツチ群２２とダイオード群２３とを含み車に搭
載される。蓄電池群２１は各蓄電池群２１１〜２
１４で構成される。スイツチ群２２はリレースイ
ツチ２２１〜２２３で構成される。ダイオード群
２３はダイオード２３１〜２３６で構成される。
各蓄電池群２１１〜２１４は母線式充電器１１ま
たは風力発電機１３の出力電流によつて充電さ
れ、風力発電機１３で充電可能な端子電圧（たと
えば最大24V）となる個数（たとえば２個）ごと
にグループ化され、直列接続したときの端子電圧
（最大96V）が母線式充電器１１で充電可能とな
るような個数（たとえば８個）に選ばれる。各蓄
電池群２１１〜２１４はリレースイツチ２２１〜
２２３がオン状態になることによつて直列に接続
され、リレースイツチ２２１〜２２３がオフ状態
になることによつてダイオード２３１〜２３６を
介して並列に接続される。

次に、図面を参照してこの実施例の動作を説明
する。まず、風力発電機１３の出力電圧が各蓄電
池群２１１〜２１４の端子電圧より大きい場合に
ついて述べる。この場合は、発電機電圧検出回路
１６が充電可能電圧を検出し、応じてスイツチン
グ制御回路１７がリレースイツチ１２，２２１〜
２２３をオフ状態とし、リレースイツチ１５をオ
ン状態とする。その結果、各蓄電池群２１１〜２
１４は風力発電機１３によつて並列的に充電され
る。

次に、各蓄電池群２１１〜２１４を並列充電す
る途中で風が弱くなつて発電機電圧検出回路１６
が風力発電機１３による充電が不可能な状態を検
出した場合について述べる。この場合は、スイツ
チング制御回路１７がリレースイツチ１２，２２
１〜２２３をオン状態にさせるとともに、リレー
スイツチ１５をオフ状態にさせる。その結果、各
蓄電池群２１１〜２１４は母線式充電器１１によ
つて直列的に充電される。充電が進んで検出回路
１８が予め定める値以上を検出したとき、スイツ
チング制御回路１７は発電機電圧検出回路１６の
検出値とは無関係にリレースイツチ１２，２２１
〜２２３をオフ状態にさせるとともに、リレース
イツチ１５をオン状態にさせて母線式充電器１１
による直列充電を行なわせる。そして、この状態
が予め定める時間だけ継続された後に充電が完了
する。このように末期充電を直列充電とすること
により、並列充電中に充電電流のアンバランスに
より生じた各蓄電池群２１１〜２１４の間の充電
不均衡が是正される。

なお、上述の実施例では蓄電池直並列切換回路
２０を車に搭載する場合について説明したが、こ
れに限らずリレースイツチ１２，１５も車に搭載
するようにしてもよい。また、速度制御を蓄電池
の直並列切換えで行なうものについては、速度制
御回路を充電用に兼用することも可能である。

以上のように、この考案によれば、商用電源か
ら電力の供給を受けて充電用直流電力を発生する
母線式充電器で直列的に蓄電池を充電する態様と
自然エネルギを利用して発電する発電手段で並列
的に蓄電池を充電する態様とを組合せることによ
つて、安価でしかも充電時間が延びることなく電
気自動車の蓄電池を充電できるという特有の効果
が奏される。また、この考案によれば、自然エネ
ルギを利用した発電機として低電圧のものを用い
るので保守管理が簡単で安全性も高くなるととも
に、母線式充電器が電気自動車の電源電圧のまま
で充電可能であるため、並列充電に比べて電流容
量が小さくてすみパワーロスも少ないという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例の蓄電池の充電装置
の回路図を示す。 図において、１１は母線式充電器、１２，１
５，２２１〜２２３はリレースイツチ、１３は風
力発電機、２３１〜２３６はダイオード、１６は
発電機電圧検出回路、１７はスイツチング制御回
路、１８は検出回路、２１１〜２１４は各蓄電池
群を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被充電蓄電池群を直並列に切換える直並列切
   換え手段、 前記直並列切換え手段が並列態様に切換えら
   れたときに被充電蓄電池群を充電するごとく接
   続される自然エネルギを利用した発電手段、 前記直並列切換え手段が直列態様に切換えら
   れたときに被充電蓄電池群を充電するごとく接
   続される母線式充電器、 前記発電手段の電圧を検出する電圧検出手
   段、および 前記電圧検出手段が前記発電手段による充電
   が可能な状態を検出したことにより前記直並列
   切換え手段を並列態様に切換え、前記電圧検出
   手段が前記発電手段による充電が不可能な状態
   を検出したことにより前記直並列切換え手段を
   直列態様に切換えるスイツチング制御手段を備
   えた、蓄電池の充電装置。 (2) 前記スイツチング制御手段は、被充電蓄電池
   の電圧が予め定める値を越えたことに応じて前
   記電圧検出手段の状態に無関係に前記直並列切
   換え手段を直列態様に切換える、実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の蓄電池の充電装置。 (3) 前記発電手段は、風力を利用して発電する風
   力発電手段である、実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の蓄電池の充電装置。 (4) 前記発電手段は、水力を利用して発電する水
   力発電手段である、実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の蓄電池の充電装置。