JPH1032020A - 密閉形鉛蓄電池の充放電制御方法 - Google Patents
密閉形鉛蓄電池の充放電制御方法Info
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- JPH1032020A JPH1032020A JP8187157A JP18715796A JPH1032020A JP H1032020 A JPH1032020 A JP H1032020A JP 8187157 A JP8187157 A JP 8187157A JP 18715796 A JP18715796 A JP 18715796A JP H1032020 A JPH1032020 A JP H1032020A
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- charge
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 密閉形鉛蓄電池は、温度の影響により充放電
時の電圧特性が変化するため、使用時の定電圧充電値の
設定、および温度による放電終止電圧値をどのように設
定するかで寿命性能に大きく影響する。そこで、電池の
最適な充放電条件を設定する必要がある。 【解決手段】 密閉形鉛蓄電池の電池ケ−ス表面に温度
センサ−を付着させ温度検出を行うとともに、その温度
に適切な放電終止電圧および充電制御電圧を、予め設定
された温度と電圧の関係式により算出し充放電を制御す
る。また電池温度が一定温度以上となった場合に、充放
電を停止する安全停止装置の機能も有する密閉形鉛蓄電
池の充放電制御方法。
時の電圧特性が変化するため、使用時の定電圧充電値の
設定、および温度による放電終止電圧値をどのように設
定するかで寿命性能に大きく影響する。そこで、電池の
最適な充放電条件を設定する必要がある。 【解決手段】 密閉形鉛蓄電池の電池ケ−ス表面に温度
センサ−を付着させ温度検出を行うとともに、その温度
に適切な放電終止電圧および充電制御電圧を、予め設定
された温度と電圧の関係式により算出し充放電を制御す
る。また電池温度が一定温度以上となった場合に、充放
電を停止する安全停止装置の機能も有する密閉形鉛蓄電
池の充放電制御方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は密閉形鉛蓄電池の充
放電制御方法に関するものである。
放電制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、密閉形鉛蓄電池の充放電時の
電圧特性は温度により変化することが知られており、充
電時の電圧設定は充電器側で規制され、放電時の終止電
圧設定は一定電圧値に到達すると放電が停止するよう
に、使用される機器側で規制されるというような個々の
規制による方法が一般的である。
電圧特性は温度により変化することが知られており、充
電時の電圧設定は充電器側で規制され、放電時の終止電
圧設定は一定電圧値に到達すると放電が停止するよう
に、使用される機器側で規制されるというような個々の
規制による方法が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】密閉形鉛蓄電池は、温
度の影響により充放電時の電圧特性が変化するため、一
定電圧値で制御すると充放電の電気量が変化する。充電
制御電圧を一定電圧値に設定する定電圧方式では、電池
が高温時になると充電電圧が低下するにともない充電電
流が増加し過充電になり易く、一方低温時には充電電圧
が上昇する結果、充電電流が減少し、充電不足になり易
い。結果としていずれも電池の寿命に悪い影響を与え
る。
度の影響により充放電時の電圧特性が変化するため、一
定電圧値で制御すると充放電の電気量が変化する。充電
制御電圧を一定電圧値に設定する定電圧方式では、電池
が高温時になると充電電圧が低下するにともない充電電
流が増加し過充電になり易く、一方低温時には充電電圧
が上昇する結果、充電電流が減少し、充電不足になり易
い。結果としていずれも電池の寿命に悪い影響を与え
る。
【０００４】また放電時に終止電圧に到達するまでの放
電可能時間は電池温度が高くなると長くなり、温度が低
くなると短くなるため、固定された終止電圧まで使用す
ることも温度により電池自体の放電深度が変化し、電池
の寿命に影響を与える。
電可能時間は電池温度が高くなると長くなり、温度が低
くなると短くなるため、固定された終止電圧まで使用す
ることも温度により電池自体の放電深度が変化し、電池
の寿命に影響を与える。
【０００５】また電池自体の温度は、充放電反応により
常に変化するため、環境温度の影響を受けるだけでな
く、電池自体の温度測定が重要となる。屋外で電池を使
用する場合には環境条件による影響を受けやすく、特に
密閉形鉛蓄電池においては定電圧充電を行うため最適条
件での使用が難しい。特に高温下で使用された場合に
は、寿命末期に電池が熱逸走を起こす可能性も懸念され
る。
常に変化するため、環境温度の影響を受けるだけでな
く、電池自体の温度測定が重要となる。屋外で電池を使
用する場合には環境条件による影響を受けやすく、特に
密閉形鉛蓄電池においては定電圧充電を行うため最適条
件での使用が難しい。特に高温下で使用された場合に
は、寿命末期に電池が熱逸走を起こす可能性も懸念され
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために本発明では、充放電反応により刻々と変化する電
池自体の温度変化に対応し、それぞれの条件において最
適の放電終止電圧および充電制御電圧を予め設定するこ
とにより、実使用状態における密閉鉛蓄電池のサイクル
寿命特性を最大限に活用できるとともに、電池が寿命末
期に起こす熱逸走を検知し、充電を停止することができ
る安全性を併設した温度検知の充放電制御方法を実現さ
せたものである。
ために本発明では、充放電反応により刻々と変化する電
池自体の温度変化に対応し、それぞれの条件において最
適の放電終止電圧および充電制御電圧を予め設定するこ
とにより、実使用状態における密閉鉛蓄電池のサイクル
寿命特性を最大限に活用できるとともに、電池が寿命末
期に起こす熱逸走を検知し、充電を停止することができ
る安全性を併設した温度検知の充放電制御方法を実現さ
せたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、密閉形鉛蓄電池の電池
ケ−ス表面に温度センサ−を付着させ温度検出を行うと
ともに、その温度に適切な放電終止電圧および充電制御
電圧を予め設定された温度と電圧の関係式により算出し
可変することにより、密閉形鉛蓄電池の特性を最大限に
活用でき、かつ一定温度以上に温度が上昇した場合に充
放電を停止する充放電制御方法である。
ケ−ス表面に温度センサ−を付着させ温度検出を行うと
ともに、その温度に適切な放電終止電圧および充電制御
電圧を予め設定された温度と電圧の関係式により算出し
可変することにより、密閉形鉛蓄電池の特性を最大限に
活用でき、かつ一定温度以上に温度が上昇した場合に充
放電を停止する充放電制御方法である。
【０００８】すなわち、図２のブロック図において温度
センサー７は電池６に付着して配設され、図１のフロー
チャートに基づいて充放電の制御がなされる。
センサー７は電池６に付着して配設され、図１のフロー
チャートに基づいて充放電の制御がなされる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。公称電圧
・公称容量が６Ｖ１０Ａｈ（２０ＨＲ）タイプの密閉形
鉛蓄電池を同一条件で６個試作し用意した。これらの電
池の制御方式を（表１）にまとめた。
・公称容量が６Ｖ１０Ａｈ（２０ＨＲ）タイプの密閉形
鉛蓄電池を同一条件で６個試作し用意した。これらの電
池の制御方式を（表１）にまとめた。
【００１０】
【表１】
【００１１】電池No.３〜６についてはその表面温度を
検出するものとした。電池No.２については充電器に併
設して外気温度を検出する方式とし、電池No.１につい
てはブランクとして温度検知をしないものとした。放電
終止電圧の温度補正を加える電池はNo.４〜６、温度補
正のない電池は電池No.１〜３とした。充電制御電圧の
温度補正をするものは電池No.２、３、５、６、しない
ものを電池No.１、４とした。さらに温度検知して充電
停止を行う制御装置を有したものを電池No.６に配置し
た。
検出するものとした。電池No.２については充電器に併
設して外気温度を検出する方式とし、電池No.１につい
てはブランクとして温度検知をしないものとした。放電
終止電圧の温度補正を加える電池はNo.４〜６、温度補
正のない電池は電池No.１〜３とした。充電制御電圧の
温度補正をするものは電池No.２、３、５、６、しない
ものを電池No.１、４とした。さらに温度検知して充電
停止を行う制御装置を有したものを電池No.６に配置し
た。
【００１２】これらの電池の充放電制御は図２のブロッ
ク図に従い行った。充電側においては、複数個の電池を
接続し電圧検出部５と前記電池の外面に温度センサ７を
併設した電池No.６に、電流計２とスイッチ１を介して
充電器３に接続されている。前記温度センサ７は電池温
度検出部８に接続されており、演算部１０にそれらのデ
ータがインプットされる。この演算部１０で出力された
データは充電電圧制御部９にて充電器３の充電制御電圧
を決定する。本実施例では、充電器としては２０Ｖ−３
Ａの安定化電源を使用した。
ク図に従い行った。充電側においては、複数個の電池を
接続し電圧検出部５と前記電池の外面に温度センサ７を
併設した電池No.６に、電流計２とスイッチ１を介して
充電器３に接続されている。前記温度センサ７は電池温
度検出部８に接続されており、演算部１０にそれらのデ
ータがインプットされる。この演算部１０で出力された
データは充電電圧制御部９にて充電器３の充電制御電圧
を決定する。本実施例では、充電器としては２０Ｖ−３
Ａの安定化電源を使用した。
【００１３】一方、放電側においては複数個の電池を接
続し電圧検出部５と前記電池の外面に温度センサ７を併
設した電池No.６に、電流計２とスイッチ１を介して負
荷４に接続されている。前記温度センサ７は電池温度検
出部８に接続されており、演算部１０にそれらのデータ
がインプットされ、演算部１０で出力されたデータは放
電終止電圧制御部１１にて負荷４の放電終止電圧を設定
する。本実施例における負荷４は電池の平均放電電流が
２．５Ａになるモーターを用いた。
続し電圧検出部５と前記電池の外面に温度センサ７を併
設した電池No.６に、電流計２とスイッチ１を介して負
荷４に接続されている。前記温度センサ７は電池温度検
出部８に接続されており、演算部１０にそれらのデータ
がインプットされ、演算部１０で出力されたデータは放
電終止電圧制御部１１にて負荷４の放電終止電圧を設定
する。本実施例における負荷４は電池の平均放電電流が
２．５Ａになるモーターを用いた。
【００１４】演算部における放電終止電圧Ｖの制御に関
しては図３に示すように、電池表面温度２５℃以上４０
℃以下で、温度Ｔにおいて、Ｖ＝５．０＋０．０１Ｔ
になるように設定した。
しては図３に示すように、電池表面温度２５℃以上４０
℃以下で、温度Ｔにおいて、Ｖ＝５．０＋０．０１Ｔ
になるように設定した。
【００１５】この温度範囲では電池の放電容量が増大す
るため放電により電池の放電深度が深くなるため放電終
止電圧を徐々に上げることにより、放電深度が深くなら
ないように制御している。
るため放電により電池の放電深度が深くなるため放電終
止電圧を徐々に上げることにより、放電深度が深くなら
ないように制御している。
【００１６】４０℃以上では放電容量は増加する傾向は
極めて少ないため終止電圧を一定にすることができる。
極めて少ないため終止電圧を一定にすることができる。
【００１７】一方、電池表面温度０℃以上２５℃以下
の、温度Ｔにおいては、Ｖ＝４．８＋０．０１８Ｔ に
なるように設定した。この温度範囲は電池の放電容量の
減少が大きくなるとともに放電電圧自体も低いため前記
２５〜４０℃よりも低く終止電圧の傾斜も大きくとらな
くてはならない。０℃以下においては終止電圧を４．８
Ｖ以下にすると過放電現象を生じるため、この温度以下
では電池は使用に適さない。
の、温度Ｔにおいては、Ｖ＝４．８＋０．０１８Ｔ に
なるように設定した。この温度範囲は電池の放電容量の
減少が大きくなるとともに放電電圧自体も低いため前記
２５〜４０℃よりも低く終止電圧の傾斜も大きくとらな
くてはならない。０℃以下においては終止電圧を４．８
Ｖ以下にすると過放電現象を生じるため、この温度以下
では電池は使用に適さない。
【００１８】次に、演算部における充電電圧制御に関し
て図４に記載した演算式を適用した。演算部における充
電制御電圧Ｖの制御に関し、電池表面温度２５℃以上４
０℃以下で、温度Ｔにおいて、Ｖ＝７．９−０．０２Ｔ
になるように設定した。この温度範囲では、定電圧充
電をした場合、電池の温度が上昇するにつれて充電電流
が増加するため、充電制御電圧を下げなければならな
い。
て図４に記載した演算式を適用した。演算部における充
電制御電圧Ｖの制御に関し、電池表面温度２５℃以上４
０℃以下で、温度Ｔにおいて、Ｖ＝７．９−０．０２Ｔ
になるように設定した。この温度範囲では、定電圧充
電をした場合、電池の温度が上昇するにつれて充電電流
が増加するため、充電制御電圧を下げなければならな
い。
【００１９】４０℃以上では充電制御電圧を下げたとし
ても充電電流が増加する傾向があると熱逸走の可能性が
残るため、これらの電池を充電することは望ましくな
い。
ても充電電流が増加する傾向があると熱逸走の可能性が
残るため、これらの電池を充電することは望ましくな
い。
【００２０】一方、電池表面温度０℃以上２５℃以下の
温度Ｔでは、充電制御電圧ＶをＶ＝７．７−０．０１２
Ｔ になるように設定した。この温度範囲は定電圧充電
をした場合、電池の温度が上昇するにつれて充電電流が
増加するが、先の２５〜４５℃に比べ、充電制御電圧の
傾斜勾配は少なくて良い。電池表面温度０℃以下におい
ては充電制御電圧の傾斜勾配は極めて少なく、７．７Ｖ
と一定にすれば良い。
温度Ｔでは、充電制御電圧ＶをＶ＝７．７−０．０１２
Ｔ になるように設定した。この温度範囲は定電圧充電
をした場合、電池の温度が上昇するにつれて充電電流が
増加するが、先の２５〜４５℃に比べ、充電制御電圧の
傾斜勾配は少なくて良い。電池表面温度０℃以下におい
ては充電制御電圧の傾斜勾配は極めて少なく、７．７Ｖ
と一定にすれば良い。
【００２１】次にサイクル寿命試験として、前記図２に
記載した温度検出から充電制御電圧や放電終止制御電圧
を算出するブロック図にしたがって、電池の充放電制御
しながら電池No.１〜６のサイクル寿命試験を実施し
た。この寿命試験の方法をフローチャトは図１にしたが
って実施した。
記載した温度検出から充電制御電圧や放電終止制御電圧
を算出するブロック図にしたがって、電池の充放電制御
しながら電池No.１〜６のサイクル寿命試験を実施し
た。この寿命試験の方法をフローチャトは図１にしたが
って実施した。
【００２２】これらのサイクル数ごとの放電持続時間の
推移を図５に示した。電池No.１〜４は放電持続時間が
サイクル数が４００回以内で直線的に劣化している。す
なわち温度検知をしない電池、温度検知したとしても放
電終止電圧や充電制御電圧のいずれか一方だけでは効果
はない結果となっている。
推移を図５に示した。電池No.１〜４は放電持続時間が
サイクル数が４００回以内で直線的に劣化している。す
なわち温度検知をしない電池、温度検知したとしても放
電終止電圧や充電制御電圧のいずれか一方だけでは効果
はない結果となっている。
【００２３】しかし、温度検知してそれを放電終止電圧
や充電制御電圧に反映させた電池No.５、６はサイクル
数で５００回以上を維持することができた。
や充電制御電圧に反映させた電池No.５、６はサイクル
数で５００回以上を維持することができた。
【００２４】また、全てのサイクル試験終了電池を５０
℃の恒温室内で充放電したところ全ての電池の充電電流
が当初の電流値より増加しており、熱逸走現象によりN
o.１〜５の電池ケ−は変形を起こした。
℃の恒温室内で充放電したところ全ての電池の充電電流
が当初の電流値より増加しており、熱逸走現象によりN
o.１〜５の電池ケ−は変形を起こした。
【００２５】しかしながら、本発明の電池No.６の充電
停止制御機構を適用した回路では８５℃の温度を検知
し、充電を停止したため電池ケ−ス変形には至らなかっ
た。
停止制御機構を適用した回路では８５℃の温度を検知
し、充電を停止したため電池ケ−ス変形には至らなかっ
た。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、実際の市
場における使用条件において、適正な充放電条件を提供
でき、密閉形鉛蓄電池において、特にサイクル寿命の向
上を図ることができる。
場における使用条件において、適正な充放電条件を提供
でき、密閉形鉛蓄電池において、特にサイクル寿命の向
上を図ることができる。
【図１】温度検出からの制御電圧値算出を説明するフロ
−チャ−ト
−チャ−ト
【図２】本発明の一実施例による温度検出および電圧制
御回路構成を示すブロック図
御回路構成を示すブロック図
【図３】放電終止電圧の温度補正を示す関係図
【図４】充電制御電圧の温度補正を示す関係図
【図５】サイクル試験時のサイクル数と放電持続時間と
の関係を示す特性図
の関係を示す特性図
１ スイッチ ２ 電流計 ３ 充電器 ４ 負荷 ５ 電圧検出部 ６ 電池 ７ 温度センサ− ８ 電池温度検出部 ９ 充電電圧制御部 １０ 演算部 １１ 放電終止電圧制御部
Claims (2)
- 【請求項１】密閉形鉛蓄電池の電池ケ−ス表面に温度セ
ンサ−を付着させ温度検出を行うとともに、その温度に
適切な放電終止電圧および充電制御電圧を、予め登録さ
れた温度と電圧の関係式により算出し可変する密閉形鉛
蓄電池の充放電制御方法。 - 【請求項２】電池温度が一定温度以上となった場合に、
充放電を停止する安全停止装置の機能を有することを特
徴とした特許請求の範囲第１項記載の密閉形鉛蓄電池の
充放電制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8187157A JPH1032020A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 密閉形鉛蓄電池の充放電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8187157A JPH1032020A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 密閉形鉛蓄電池の充放電制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032020A true JPH1032020A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16201132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8187157A Pending JPH1032020A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 密閉形鉛蓄電池の充放電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032020A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000350373A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Canon Inc | 電池駆動システム及び電池駆動システム制御方法並びに電子装置及び電子装置制御方法並びに電池装置及び電池装置制御方法並びに電池ユニット並びに記憶媒体 |
| WO2011051997A1 (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-05 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池の運用方法及び該運用方法により運用される鉛蓄電池を備えた蓄電装置 |
| US9035614B2 (en) | 2011-11-17 | 2015-05-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Assembled battery charging method, charging control circuit, and power supply system |
| JPWO2015064734A1 (ja) * | 2013-11-01 | 2017-03-09 | 日本電気株式会社 | 充電装置、蓄電システム、充電方法及びプログラム |
| KR20190028201A (ko) * | 2017-09-08 | 2019-03-18 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 충방전 전압 조절 장치 및 방법 |
| EP3740039A1 (en) * | 2019-05-16 | 2020-11-18 | Tridonic GmbH & Co. KG | Emergency lighting device |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP8187157A patent/JPH1032020A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000350373A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Canon Inc | 電池駆動システム及び電池駆動システム制御方法並びに電子装置及び電子装置制御方法並びに電池装置及び電池装置制御方法並びに電池ユニット並びに記憶媒体 |
| WO2011051997A1 (ja) * | 2009-10-26 | 2011-05-05 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池の運用方法及び該運用方法により運用される鉛蓄電池を備えた蓄電装置 |
| JP4941618B2 (ja) * | 2009-10-26 | 2012-05-30 | 新神戸電機株式会社 | 鉛蓄電池の運用方法及び該運用方法により運用される鉛蓄電池を備えた蓄電装置 |
| US8441236B2 (en) | 2009-10-26 | 2013-05-14 | Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. | Grid plate for lead acid storage battery, plate, and lead acid storage battery provided with same plate |
| US9035614B2 (en) | 2011-11-17 | 2015-05-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Assembled battery charging method, charging control circuit, and power supply system |
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