JPWO2012070190A1 - 充電制御回路、電池駆動機器、充電装置及び充電方法 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に、本発明の原理について説明する。発明者らは、全体の放電電気量に占める、特殊電動車両が駆動している時間以外の放電電気量(いわゆる暗電流による放電電気量)の割合が大きいと、これまで好ましいとされてきた充電方法では鉛蓄電池を満充電状態にすることが困難になることを知見した。そのロジックは、以下の通りであると推察できる。
次に、本発明の好ましい実施の形態を、図を用いて説明する。
C2=D2×β (2)
C=C1+C2 (3)
以下に、本発明の上記実施形態の効果を実施例及び比較例によって示す。
まず、図5の放電パターンLに示す駆動期間X1〜X4と休止期間Y1〜Y4との放電を行った。そして、駆動期間X1〜X4における放電電気量D2と休止期間Y1〜Y4における放電電気量D1を合算して総放電電気量Daとし、これに係数として1.1(第2係数βに等しい値)を乗じた充電電気量Ca(Ca=Da×1.1)となるよう、駆動期間X4の後に2段定電流充電を行った。続いて、図5の放電パターンMに示す駆動期間X1〜X4と休止期間Y1〜Y4との放電を行い、放電パターンLの後と同じ条件の充電(充電電気量Ca=Da×1.1)を行った。さらに、図5の放電パターンNに示す駆動期間X1〜X4と休止期間Y1〜Y4の放電を行い、放電パターンLの後と同じ条件の充電(充電電気量Ca=Da×1.1)を行った。これらの充放電は、SOCが50%に達する放電を行ってから満充電状態まで充電を行うモードに相当する。上述の要領で測定された放電容量の推移が図6に示される。
上述のように、比較例1−1と同様に、各放電パターンL〜Nの後で、2段定電流充電を行っている。但し、実施例1−1では、上記実施形態で説明されたように、総放電電気量Dを駆動期間X1〜X4における第2放電電気量D2と、休止期間Y1〜Y4における第1放電電気量D1とに分けている。そして、第1放電電気量D1に第1係数αとして1.5を乗じた第1充電電気量C1と、第2放電電気量D2に第2係数βとして1.1を乗じた第2充電電気量C2との和として、充電電気量Cを求めている。これ以外は、比較例1−1と同様に充放電を繰り返した。比較例1−1と同じ上述の要領で測定された放電容量の推移が図6に併記される。
実施例1−2では、実施例1−1に対して、各放電パターンL〜Nに対して充電電気量Cの算出に用いられる第1係数αの値を異ならせている。すなわち、実施例1−2では、放電パターンLの場合は第1係数αを1.2とし、放電パターンMの場合は第1係数αを1.5とし、放電パターンNの場合は第1係数αを1.9として、充電電気量Cを求めている。これ以外は実施例1−1と同様に充放電を繰り返した。比較例1−1と同じ上述の要領で測定された放電容量の推移が図6に併記される。
図7は放電容量の維持率を示す図である。比較例1−1、実施例1−1および1−2では、放電において3つの放電パターンL〜Nを順に繰り返したが、ここでは1つの放電パターンで放電を繰り返した場合における、本発明の上記実施形態による効果を示す。
本発明は上記実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態が説明される。
Claims (12)
- 電池駆動機器の電源として用いられる鉛蓄電池を充電する充電部を制御する充電制御回路であって、
充電開始の指示に応じて、前回の充電終了時から今回の充電開始時までの間における前記鉛蓄電池の総放電電気量を、電流値が所定レベル未満の放電電流による放電電気量である第1放電電気量と、電流値が前記所定レベル以上の放電電流による放電電気量である第2放電電気量とに分けて取得する第1取得部と、
前記第1取得部により取得された前記第1放電電気量に対応する第1充電電気量及び前記第1取得部により取得された前記第2放電電気量に対応する第2充電電気量を求め、かつ、求めた前記第1充電電気量及び前記第2充電電気量の和として前記鉛蓄電池の充電に要する充電電気量を求める演算部と、
前記演算部により求められた前記充電電気量に基づき、前記充電部による前記鉛蓄電池の充電を制御する充電制御部と、
を備えたことを特徴とする充電制御回路。 - 予め設定された第1係数と、前記第1係数より小さく、かつ1より大きく設定された第2係数とを保存している第1記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記第1取得部により取得された前記第1放電電気量と前記第1記憶部に保存されている前記第1係数とを乗算して前記第1充電電気量を求め、かつ、前記第1取得部により取得された前記第2放電電気量と前記第1記憶部に保存されている前記第2係数とを乗算して前記第2充電電気量を求めることを特徴とする請求項1記載の充電制御回路。 - 前記第1記憶部は、前記総放電電気量に対する前記第1放電電気量の比率の大きさに対応して複数の前記第1係数を保存し、
前記複数の第1係数は、前記比率が大きいほど数値が大きく、
前記演算部は、前記総放電電気量に対する前記第1放電電気量の比率を求め、前記第1記憶部に保存されている前記複数の前記第1係数のうちで、求めた前記比率に対応する前記第1係数を用いることを特徴とする請求項2記載の充電制御回路。 - 充電開始の指示に応じて、前回の充電終了時から今回の充電開始時までの間において前記電池駆動機器の電源がオフにされているオフ時間を取得する第2取得部と、
前記電池駆動機器の前記オフ時間に前記鉛蓄電池から流れる前記所定レベル未満の暗電流の電流値を保存している第2記憶部と、
をさらに備え、
前記第1取得部は、前記第2取得部により取得された前記オフ時間と、前記第2記憶部に保存されている前記暗電流の電流値とに基づき、前記第1放電電気量を求めることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の充電制御回路。 - 前記電池駆動機器は、駆動源としてのモータを有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の充電制御回路であって、
充電開始の指示に応じて、前回の充電終了時から今回の充電開始時までの間において、前記電池駆動機器の電源がオフにされているオフ時間と、前記電池駆動機器の電源がオンにされ、かつ前記モータが停止しているモータ停止時間とを取得する第3取得部と、
前記電池駆動機器の前記オフ時間に前記鉛蓄電池から流れる前記所定レベル未満の第1電流の電流値と、前記電池駆動機器の前記モータ停止時間に前記鉛蓄電池から流れる前記所定レベル未満の第2電流の電流値とを保存している第3記憶部と、
をさらに備え、
前記第1取得部は、
前記第3取得部により取得された前記オフ時間と、前記第3記憶部に保存されている前記第1電流の電流値とに基づき、前記第1電流による放電電気量を求め、
前記第3取得部により取得された前記モータ停止時間と、前記第3記憶部に保存されている前記第2電流の電流値とに基づき、前記第2電流による放電電気量を求め、かつ、
前記第1電流による放電電気量と前記第2電流による放電電気量との和を前記第1放電電気量として求めることを特徴とする充電制御回路。 - 前記総放電電気量に対する前記第1放電電気量の比率が0.15以上であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の充電制御回路。
- 前記鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記充電制御部は、
所定の充電電流値により定電流充電を開始し、前記電圧検出部により検出された前記鉛蓄電池の前記端子電圧が所定の充電終止電圧に達すると、前記充電電流値を低減して次段の充電に進むn(nは2以上の整数)段定電流充電を行い、
最終のn段目の充電では、n段目の充電開始からの経過時間を計時しつつ、前段の前記充電電流値を低減した値か又は同一値で、前記鉛蓄電池の前記端子電圧に関係なく充電を行い、
前記各段の前記充電電流値と、前記各段において前記鉛蓄電池の前記端子電圧が前記充電終止電圧に達するまでに要した時間とに基づき、(n−1)段目の充電までに前記鉛蓄電池が充電された充電済み電気量を求め、かつ、
前記演算部により求められた前記充電電気量と、求めた前記充電済み電気量とに基づき、前記最終のn段目の充電における充電時間を決定し、決定した前記充電時間が経過すると前記n段目の充電を終了することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の充電制御回路。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の充電制御回路と、
前記電源として用いられる前記鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池から供給される電流の電流値が前記所定レベル未満である第1負荷と、
前記鉛蓄電池から供給される電流の電流値が前記所定レベル以上である第2負荷と、
を備えたことを特徴とする電池駆動機器。 - 前記鉛蓄電池から前記第2負荷への電力供給をオンオフする電源スイッチと、
前回の充電終了時から前記電源スイッチがオフにされているオフ時間を計時する機器制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項8記載の電池駆動機器。 - 前記鉛蓄電池から前記第1負荷及び前記第2負荷への電力供給をオンオフする電源スイッチと、
前回の充電終了時から前記電源スイッチがオフにされているオフ時間を計時する機器制御部と、
をさらに備え、
前記第2負荷は、駆動源としてのモータを含み、
前記機器制御部は、さらに、前回の充電終了時から、前記電源スイッチがオンにされており、かつ、前記モータが駆動されていない時間を計時することを特徴とする請求項8記載の電池駆動機器。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の充電制御回路と、
前記充電制御回路により制御されて前記鉛蓄電池を充電する充電部と、
を備えたことを特徴とする充電装置。 - 電池駆動機器の電源として用いられる鉛蓄電池の充電方法であって、
充電開始の指示に応じて、前回の充電終了時から今回の充電開始時までの間における前記鉛蓄電池の総放電電気量を、電流値が所定レベル未満の放電電流による放電電気量である第1放電電気量と、電流値が前記所定レベル以上の放電電流による放電電気量である第2放電電気量とに分けて取得する第1ステップと、
前記第1ステップにより取得された前記第1放電電気量に対応する第1充電電気量及び前記第1ステップにより取得された前記第2放電電気量に対応する第2充電電気量を求め、かつ、求めた前記第1充電電気量及び前記第2充電電気量の和として前記鉛蓄電池の充電に要する充電電気量を求める第2ステップと、
前記第2ステップにより求められた前記充電電気量に基づき、前記鉛蓄電池の充電を制御する第3ステップと、
を含むことを特徴とする充電方法。
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