JPS62290327A - 過充電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は過充電検出装置に関し、更に詳述すれば鉛電池
等の電解液を用いたバッテリの過充電を判定する装置に
関するものである。

〔従来技術〕

バッテリの過充電は無用の電力を消費し、バッテリ電解
液の減少をもたらし、また過充電による発熱によりバッ
テリの寿命を短くすることになるので過充電の検出、防
止が必要である。ところで、バフテリの充電期間中にお
けるバッテリの充電時間と端子電圧との関係は第２図に
示すように、充電終期においては電圧が上昇することに
なる。そこで従来の過充電検出装置は、第３図に示す如
く、充電用量′ａ１をリレー３の常開接点３ａを介して
バッテリ２に接続し、バッテリ２の正負電極間には分圧
器４を接続して、その分圧器４にバッテリ２の充電電圧
が充電終期に至ったことを検出する電圧リレー５を接続
して構成している。この電圧リレー５の常閉接点５ｂは
前記リレー３のリレーコイル３ｃと直列接続されていて
制御型ａ６に接続されている。したがって、バッテリが
充電′４Ｊ！−期に達すると、電圧リレー５がそれを検
出して常閉接点５ｂを開路し、リレー３のリレーコイル
３ｃを消勢してその常開接点３ａを開路して充電電流を
遮断して充電を停止させるようにしている。

このような過充電検出装置は実開昭６１−２７４１号に
より示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述したように、従来の過充電検出装置は、バッテリの
充電Ｐ、期の端子電圧、即ち充電が完全に終了した状態
の充電電圧を知って、電圧リレーの動作電圧値をそれに
予め設定しておく必要がある。

しかし、この充電電圧の値はバッテリの充電電流値及び
バッテリの電解液温度によでも代わるから、充電の進行
にともなって電圧リレーの動作電圧値を度々変更する必
要がある。また、充電用電源に、太陽光発電による場合
のように出力が不安定な電源を用いると、充電電流値が
時々刻々変化するためそれに応じて電圧リレーの動作電
圧値を変更することは実際上不可能であり、過充電を適
正に検出し得ない問題がある。

本発明は、バッテリの充電電流及び電解液温度が変化し
ても電圧リレーの動作電圧値を人為的に変更することな
く、適正な充電完了状態を判定し得る過充電検出装置を
堤供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の過充電検出装置は、バッテリの充電電流を検出
する電流検出部と、バッテリの電解液温度を検出する温
度検出部と、バッテリの充電電圧を検出する電圧検出部
と基準電圧を発生する基Ｘａ値発生部とを設けて、充電
電圧に関連する信号と、電解液温度に関連する信号との
和から、充電電流に関連する信号を差し引いて得た補正
充電電圧信号と前記基準電圧に関連する基準値信号とを
大小比較し、補正充電電圧信号が大である場合に過充電
と判定するものである。

〔作用〕

バフテリ充電時におけるバッテリの充電電流は電流検出
部で、バッテリの充電電圧は電圧検出部で、バッテリの
電解液温度は温度検出部で夫々検出される。電流検出部
で検出された充電電流に関連する信号と、電圧検出部で
検出された充電電圧に関連する信号に温度検出部で検出
された電解液温度に関連する信号を加えた信号とが加減
算器で′ｆｊｉ算して補正充電電圧信号を得る。

この補正充電電圧信号と基準電圧に関連する信号とが比
較器で大小比較される。そして、補正充電電圧信号が基
準電圧に関連する信号より大となったとき過充電である
と判定する。

これにより、バッテリの充電完了状態が、充電電流、充
電電圧、電解液温度によって補正された補正充電電圧で
判定されるから、常に適正に過充電を検出することにな
る。

〔実施例〕

以下に本発明をその実施例を示す図面によって詳述する
。第１図は本発明に係る過充電検出装置の電気回路であ
る。図において、充電用電源１のｉＥ、ａ極端子は後述
するリレー３の常開接点３ａを介してバッテリ２の正、
負極端子に接続されている。

バッテリ２の正、　ｊ”を極端子間には充電電圧ＶＢ即
ち端子電圧を検出する分圧器４が接続されている。

常開接点３ａとバッテリ２とを接続する回路途中には、
分流器からなりバッテリ２の充電電流Ｉ８を検出する電
流検出部５を設けており、この電流検出部５の検出信号
は増幅器７に入力されている。

前記分圧器４の検出信号は増幅器８に入力されている。

バッテリ２にはバッテリ２の電解液温度ｔを検出する例
えば熱電対からなる温度検出部９を設けており、この温
度検出部９の検出信号は増幅器１０に入力されている。

充電電流Ｉｎの検出信号かに１倍に増幅された増幅器７
の出力信号ｅ、＝に３　・Ｉｍは加減算器１１の負極入
力端子に入力されており、充電電圧Ｖｌの検出信号が増
幅器８から出力された出力信号ｅｚ　＝Ｖ、と、バッテ
リの電解液温度ｔの検出信号かに２倍に増幅された増幅
器１０の出力信号ｅ＝　＝Ｋｚ　　・ｔとが、前記加減
算器１１の正極入力端子に入力されている。この加減算
器１１の正、負極入力端子に入力された信号を減算した
出力信号ｅ０は比較器１２の負極入力端子に入力されて
おり、その正極入力端子には基準電圧を発生する基準値
発生部２０の基準値信号ｅｒｌｌｆが与えられている。

比較器１２の出力信号はスイノチングトランジスタ１３
のベースに入力されている。

このスイッチングトランジスタ１３のコレクタはリレー
３のリレーコイル３ｃを介して制御電源６の正極端子に
接続されているゆそして制御電源６の負極端子とスイッ
チングトランジスタ１３のエミッタはともに接地されて
いる。

ところで、バッテリ２の充電電圧■、はｖ、＝Ｅ＋Ｒ−
Ｉｎ　　・・・（１） 但し、Ｅ：バッテリの内部起電力 Ｒ：バッテリの内部抵抗 ｒ、：バッテリの充電電流 で表わされる。

また内部起電力Ｅは、 Ｅ＝Ｓｔ　＋に、　　　・・・（２） 但し、Ｓｔ　：温度ｔ”ｃにおける電解液比重値ｋＩ　
：定数 で表わされる。

更に温度ｔ”ｃにおける電解液比重値Ｓｔは５ｔ＝Ｓｏ
　　ｋｇ　　・ｔ　　・・・（３）但し、Ｓｏ　：基準
温度（０℃）における電解液比重値 に！　：定数 で表わされる。

したがって（１）、　（２＞、　（３＞式により充電電
圧Ｖ、は、ｖｓ　＝ＳＯ＋に１−ｋｚ　　・ｔ　＋Ｒ−
Ｉｓ　　−（４）となる。

ここで基準温度における電解液比重値Ｓ０はバッテリの
充電状態により変化するが充電が完了した状態において
は一定であることからＳＯ＋ｋｌを定数に、に置換する
ことができ、内部抵抗Ｒは電解液温度により多少変化す
るものの軽微であって、その変化を無視できるから定数
として表わすことができ、Ｒを定数に、に置換すること
ができる。またに２を定数に２に書き換えるとバッテリ
の充電電圧■、は、 Ｖ、＝に、−に、−ｔ＋に、　　・（Ｂ　・（５）Ｋｒ
　＝Ｖ＠　　Ｋｚ　　・ｔ　＋　Ｋｚ　　・Ｉｍ　　・
・・（６）で表わすことができる。

このようにバッテリの充電電圧■、は、バッテリの充電
電流■、と電解液温度ｔとが関係して変化することが判
る。

そこで、本実施例においては増幅器８の増幅率をに３倍
としてその出力ｅ、＝に、・Ｉ、を得ており、増幅器８
の出力ｅｔ＝Ｖ、を得ており、増幅器１０の増幅率に２
倍としてその出力ｅ３＝に！・ｔを得ている。

そして、加減算器１１の出力信号ｅ０は、ｅｏ　＝ｅｚ
　＋ｅ３−６＋　　・・・（７）として得ている。この
ｅｏは（６）式におけるに１と等しく、バッテリの充電
電流１１１＋電解液温度もで補正されている充電電圧、
即ち補正充電電圧信号を加減算器１１の出力信号ｅ０と
して得たことになる。

そして比較器１２は前記出力（３号ｅ０と基準値信号ｅ
ｒ＠ｆとを大小比較する。

そして基準値信号ｅ　ｒａｔをバッテリ２の望ましい充
電終了時の充電電圧、換言すればそれ以上であれば過充
電と見做す充電電圧に設定すると、Ｑｏ＜ｅｒａｆ の状態では比較器１２の出力はハイレベルとなって、ス
イッチングトランジスタ１３がオンとなり、リレーコイ
ルが励磁されて常開接点３ａが閉路してバッテリ２が充
電状態となる。

これとは反対に ｅｏ≧ｅ　ｒａｔ の状態では、比較器１２の出力はローレベルとなって、
過充電と判定し、リレーコイル３ｃを消磁して常開接点
３ａを開路して充電電流を遮断する。これによりバッテ
リ２の過充電が生しない。

このようにして、常に適正にバッテリの過充電の判定を
なすことになる。

なお、本実施例では温度検出部９に熱電対を用いたが、
測温抵抗体その他の温度センサでもよい。

またスイッチングトランジスタ１３は、比較２３１２の
出力電圧を増幅器により増幅してリレー３のリレーコイ
ル３ｃを励磁するようにしてもよい。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明の過充電検出装置は、バッテ
リの充電電圧、充電電流、及び電解液温度を夫々検出し
て補正充電電圧信号を得て、これと基準電圧に関連する
信号とを比較してバッテリの過充電を判定するから、充
電中の充電電流及び電解液温度の変化による充電終了時
の充電電圧を検出する電圧設定値を人為的に追従変化さ
せる煩わしさがなく、バッテリの過充電を常に適正に検
出できる。

したがって、充電用電源に太陽光発電である場合のよう
に充電電流が不安定なものであるものを使用する場合に
は特に顕著な効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る過充電検出装置の電気回路図、第
２図はバフテリの充電時間と充電電圧との関係を示す特
性曲線図、第３図は従来の過充電検出装置の電気回路図
である。 ２・・・バッテリ　３ａ・・・常開接点　４・・・分圧
器５・・・分流器　７，８・・・増幅器　９・・・温度
検出部ｌＯ・・・増幅部　１１・・・加減算器　１２・
・・比較器２０・・・基準値発生部　ｅｒａｆ・・・基
準電圧に関連する信号 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　大　　岩　　増　　雄 ４９比権出芭じ ５　電流検出部 ９ＪＬ庫倹＝部 １１．７ＪＯＪｉ算さ 第　１　図 克ｑｔ時間 第　２　図 第　３　ｘ 手続補正書（自発） １・事件の表示　　　特願昭６１−１２９６７１号　　
　　　）裔２、発明の名称過充電検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 カー　− 二τシー ５、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１１明細書筒３頁１１行目に「電解液温度によでも代
わるから、」とあるのを「電解液温度によっても変わる
から、」と訂正する。 （２）明細書第８頁１７行目にｒＫ、＝Ｖ、−に２　　
・ｔ＋に、　　・■８・・・（６）」とあるのをｒＫＩ
　＝Ｓｏ　＋に１・・・（６）」と訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、バッテリの充電電流を検出する電流検出部、バッテ
   リの電解液温度を検出する温度検出部、バッテリの充電
   電圧を検出する電圧検出部及び基準電圧を発生する基準
   値発生部を備え、前記電圧検出部において検出された電
   圧値に関する信号と、温度検出部において検出された温
   度に関連する信号との和から、前記電流検出部において
   検出した電流に関連する信号を差し引いて得た補正充電
   電圧信号と前記基準電圧に関連する信号とを大小比較し
   、補正充電電圧信号が大である場合に過充電と判定する
   構成としてあることを特徴とする過充電検出装置。