KR20150048604A - 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치 - Google Patents

연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150048604A
KR20150048604A KR1020137006932A KR20137006932A KR20150048604A KR 20150048604 A KR20150048604 A KR 20150048604A KR 1020137006932 A KR1020137006932 A KR 1020137006932A KR 20137006932 A KR20137006932 A KR 20137006932A KR 20150048604 A KR20150048604 A KR 20150048604A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charging
battery
time
lead
current
Prior art date
Application number
KR1020137006932A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101820807B1 (ko
Inventor
히로유끼 와까따베
신이찌 사노
가쯔라 미따니
Original Assignee
신코베덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신코베덴키 가부시키가이샤 filed Critical 신코베덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20150048604A publication Critical patent/KR20150048604A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101820807B1 publication Critical patent/KR101820807B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0018—Circuits for equalisation of charge between batteries using separate charge circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0069—Charging or discharging for charge maintenance, battery initiation or rejuvenation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

충전 시간을 짧게 하면서, 필요한 충전량을 얻을 수 있는, 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치를 제공한다. 정전압 충전 모드에 있어서, 소정의 임계값 S0과 하한 전류값의 사이에, 단계적으로 작아지는 n개(n은 1 이상의 정수)의 중간 임계값 S1 내지 Sn을 설정하고, 또한 충전 전류가 그 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn에 도달하면 계수가 개시되는 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn을 설정한다. 최대 타이머 시간 Tm과 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn은 Tm＞T1＞…＞Tn의 관계를 충족시키도록 설정하고, 하한 전류값이 검지되기 전에, 최대 타이머 시간 Tm 및 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn 중 어느 하나의 계수가 완료되면, 충전을 정지한다.

Description

연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치{REFRESH CHARGING METHOD OF BATTERY ASSEMBLY COMPOSED OF LEAD-ACID BATTERY AND CHARGING DEVICE}
본 발명은, 아이들·스톱·앤드·스타트 방식(이하, 「ISS 방식」이라 함.)의 자동차, 태양광 발전 및 풍력 발전 등의 신 에너지 용도에 사용되는, 만충전 상태보다도 적은 상태에서 통상 사용되는 복수의 연축전지로 이루어지는 조전지를 완전 충전 상태로 하여, 연축전지로 이루어지는 조전지를 리프레시 충전하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래부터, 연축전지는, 오피스 빌딩, 병원 등의 정전 시에 있어서의, 순간 전압 저하 대책용의 산업용 전지, 자동차용 배터리 등에 이용되고 있다. 최근에는, 자동차 산업계에서는, 교통 신호 등으로 차량이 정지하고 있을 때에 엔진을 일단 스톱시키고, 그 동안의 전원이나, 발진 시에 엔진을 재시동시키는 전원으로서 연축전지를 이용하는 ISS 방식을 채용한 차량이 시장에 등장하고 있다. 또한, 태양광 발전 및 풍력 발전 등의 자연 에너지를 이용하여 발전한 전력의 연축전지에 의한 안정화나, 발전한 에너지를 연축전지에 일시적으로 저장하여, 전기 자동차 등의 동력으로서 사용하는 것도 검토되고 있다.
전술한 ISS 방식이나 태양광·풍력 발전 용도에서의 연축전지를 이용한 시스템에서는, 발전기(자동차 엔진의 발전기나 태양 전지, 풍력 발전기 등)로 발전하고, 발전한 전력을 변환기에 의해 직류로 변환하여 연축전지를 충전한다. 반대로 연축전지로부터 방전할 때에는, 변환기에 의해 전력을 교류로 변환하여 부하에 공급한다.
이와 같이 하여 사용되는 연축전지는, 만충전의 상태의 연축전지를 더욱 충전하려고 하면, 충전 전류에 의해 전해액 중의 물이 분해되어 버린다고 하는 특성이 있어, 발전한 전력을 헛되게 하지 않도록 하기 위해, 충전 상태(일반적으로는 State Of Charge라 함. 이하, 「SOC」라 함.)를 만충전 상태보다 적은 상태(예를 들면, SOC:60％)에서 사용하는 것이 행해지고 있다. 이 사용 방법으로 장시간 사용하면, 연축전지 내부의 부극 활물질에 생성되는 황산납의 결정이 조대화되고, 충전을 해도 결정이 용해되지 않고, 서서히 이 황산납의 결정이 축적되어 열화가 일어난다. 그 결과, 연축전지의 수명이 짧아져 버린다. 또한, 연축전지는, 복수개를 직렬로 접속하여 사용하므로, 전지마다 용해되지 않는 황산납의 결정의 양에 차이가 발생한다.
이 문제를 해결하기 위해, 일정 기간마다 직렬로 접속한 각 연축전지를 완전 충전 상태(SOC:100％, 만충전 상태)까지 충전하고, 부극 활물질에 축적된 황산납을 제거하는, 소위 「리프레시 충전」(「균등 충전」이라 하는 경우도 있음)이 행해지고 있다[예를 들면, 일본 특허 출원 공개 제2010-020906호 공보(특허문헌 1)].
특허문헌 1에 기재된 충전 방법은, 일정한 전류로 설정 전압 (E)까지 충전을 한 후에, 충전 전류가 설정된 전류값 이하로 될 때까지, 설정 전압 (E)에서의 충전을 계속하는 것을 특징으로 하고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2010-020906호 공보
그러나 특허문헌 1과 같은 충전 방식에서는, 설정 전압·충전 전류값·충전 시간을 정밀하게 관리해야 하고, 연축전지에 병설하는 제어 장치가 복잡화되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
또한, 전류값이 일정값 이하로 될 때까지 충전을 계속할 필요가 있으므로, 충전 시간이 길어져 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 충전 시간을 짧게 해도, 필요한 충전량을 얻을 수 있는, 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 종래의 리프레시 충전에 비해, 설정 전압·충전 전류값·충전 시간의 제어를 간략화한, 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 만충전 상태보다도 적은 상태에서 통상 사용되는 복수의 연축전지로 이루어지는 조전지를 대상으로 하는 리프레시 충전 방법이다. 조전지의 전압이 소정의 설정 전압에 도달할 때까지는 정(定)전류로 충전을 행하는 정전류 충전 모드를 실시하고, 조전지의 전압이 소정의 전압에 도달한 것을 검지하면, 충전 모드를 전환하여 정(定)전압으로 충전을 행하는 정전압 충전 모드를 실시한다. 정전압 충전 모드에 있어서, 미리 시험에 기초하여 정한, 사용하는 복수의 연축전지가 전부 수명에 도달하고 있지 않은 것을 전제로 하여, 충전 전류가 소정의 임계값 S0에 도달한 후에도 충전을 계속하여, 복수의 연축전지가 완전 충전 상태로 될 때까지 필요로 하는 것이 추정되는 최대 타이머 시간 Tm과, 복수의 연축전지가 완전 충전 상태로 되어 있는 것을 추정할 수 있는 충전 전류의 하한 전류값을 이용하여, 충전 전류가 소정의 임계값 S0에 도달하면, 최대 타이머 시간 Tm의 계수를 개시하여 최대 타이머 시간 Tm의 계수가 완료되면 충전을 정지하거나, 또는, 충전 전류가 소정의 임계값보다도 낮은 하한 전류값에 도달한 것을 검지하면 충전을 정지하도록 동작을 실시한다.
본 발명에서는, 정전압 충전 모드에 있어서, 소정의 임계값 S0과 하한 전류값의 사이에 단계적으로 작아지는 n개(n은 1 이상의 정수)의 중간 임계값 S1 내지 Sn을 설정하고, 또한 충전 전류가 그 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn에 도달하면 계수가 개시되는 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn을 설정하고, n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn을, 충전 전류가 중간 임계값에 도달한 후에도 충전을 계속하여, 복수의 연축전지가 완전 충전 상태로 될 때까지 필요로 하는 것이 추정되는 시간으로서, Tm＞T1＞…＞Tn의 관계를 충족시키도록 설정하고, 하한 전류값이 검지되기 전에, 최대 타이머 시간 Tm 및 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn 중 어느 하나의 계수가 완료되면, 충전을 정지하도록 하고 있다.
본 발명에서는, 표준적인 조전지를 충전하였을 때의 충전 전류 및 충전 시간과, 연축전지의 충전량의 관계에 기초하여, 충전 전류와 충전 시간의 관계를 결정하고 있다. 즉, 충전 전류가 어느 임계값에 이른 경우에, 남은 충전 시간을 어느 시간으로 설정하면, 충전량을 충분히 확보할 수 있다고 하는 데이터에 기초하여 충전 전류와 충전 시간의 관계를 결정하고 있다. 그리고 이 충전 전류와 충전 시간의 관계를 이용하여, 정전압 충전 모드 시에, 최대 타이머 시간 이외에, 충전 전류가 저하되는 것에 따라, 단계적으로 예비 타이머 시간을 설정하도록 하고 있다.
이와 같이 타이머를 설정함으로써, 본 발명에 따르면, 종래보다도 충전 시간을 짧게 해도, 필요한 충전량을 얻을 수 있다. 또한, 충전 전류와 충전 시간(타이머)에 의해 충전을 제어하고 있으므로, 종래와 같이 복잡한 제어를 필요로 하지 않는다.
중간 임계값은, 어떻게 설정해도 좋다. 예를 들면, 임의의 전류값을 중간 임계값으로 하거나, 임계값 S0으로부터 일정한 간격으로 중간 임계값을 설정하거나, 임계값 S0과 하한 전류값의 사이를 등분하도록 설정해도 된다.
또한, 본 발명에서는, 최대 타이머 시간과 n개의 예비 타이머 시간의 관계는, Tm＞T1＞…＞Tn의 관계를 충족시키도록 설정하고 있다. 그러나 조전지의 상태에 따라서는, 표준적인 조전지와는 다른 충전 전류의 경향을 나타내는 것이 예상되므로, 예를 들면, 설정된 예비 타이머 시간 T1이 경과하기 전에 최대 타이머 시간 Tm이 경과하는 경우도 있다. 이 경우, 예비 타이머 시간 T1의 경과를 기다리고 있으면, 종래의 방법보다도 충전 시간이 연장되게 되어 버린다. 그로 인해, 본 발명에서는, 최대 타이머 시간 Tm 및 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn 중 어느 하나의 계수가 완료되면, 충전을 정지하도록 하고 있다. 그 결과, 본 발명에 따르면, 종래보다도 충전 시간을 짧게 할 수 있다.
소정의 임계값 S0 및 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn을 전류값 Sx[CA], 최대 타이머 시간 Tm 및 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn을 시간 Tx[h]로 한 경우에, 소정의 임계값 S0 및 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn과, 최대 타이머 시간 Tm 및 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn은, 각각, 예를 들면,
Figure pct00001
의 관계식을 만족하도록 정할 수 있다. 이 관계식은, 표준적인 조전지의 충방전 실험에서 얻어진 데이터에 기초하는 관계식이며, 다른 관계식을 이용하여 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn과, n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn을 결정해도 되는 것은 물론이다.
또한, 전류값 [CA]는, 그 충전지의 용량을 1시간에 충전 또는 방전하는 전류값을 1CA로 하는 단위이다.
본 발명에서는, 충전하는 대상인 연축전지의 이상을 검지할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 충전 개시로부터 장시간(예:24시간)이 경과해도, 충전이 종료되지 않는(정전압 충전 모드에 의한 정전압 충전이 개시되어도 하한 전류값에 도달하지 않는) 경우에는, 복수의 연축전지 중의 1 이상의 연축전지가 이상일 가능성이 높다. 그로 인해, 충전 동작의 개시와 동시에 계수를 개시하여, 미리 정한 최대 타이머 시간 Tm보다도 긴 한계 타이머 시간의 계수를 완료하였을 때에, 충전 동작이 계속되고 있는 경우에는, 복수의 연축전지 중의 1 이상의 연축전지가 이상인 것을 판정하여 알람 신호를 발생하도록 해도 된다.
또한, 충전 개시로부터 단시간(예:1시간)에 하한 전류값에 도달해 버린 경우에는, 조전지 전체가 열화되어 수명에 도달하였을 가능성이 높다. 그로 인해, 정전압 충전 모드에 의한 정전압 충전이 개시되고 나서 충전 전류가 하한 전류값에 도달할 때까지의 시간이, 예비 타이머 시간보다도 짧은 최소 타이머 시간 이하인 경우에는, 충전 전류가 하한 전류값 이하로 된 후, 복수의 연축전지가 수명에 도달하였다고 판정한 경우에도 알람 신호를 발생하도록 해도 된다.
또한, 충전 중에 연축전지가 이상 발열한 경우에는, 어떠한 이상이 발생하고 있을 가능성이 높다. 그로 인해, 복수의 연축전지 중, 적어도 1 이상의 연축전지의 전조(電槽) 표면의 온도를 측정하는 온도 측정기를 더 구비해 두어, 온도 측정기가, 소정의 온도를 계측하면, 1 이상의 연축전지가 이상인 것을 판정하여 알람 신호를 발생하도록 해도 된다.
또한, 상기한 알람 신호를 수신하여 어떻게 처리할지는 임의이며, 예를 들면, 충전을 멈추어 에러를 나타내는 램프를 점등하거나, 원격 감시를 하고 있는 경우이면, 원격지에 대하여, 에러를 통보하도록 해도 된다.
본 발명은, 만충전 상태보다도 적은 상태에서 통상 사용되는 복수의 연축전지로 이루어지는 조전지를 완전 충전 상태로 하기 위해, 조전지의 전압이 소정의 설정 전압에 도달할 때까지는 정전류로 충전을 행하는 정전류 충전 모드와, 조전지의 전압이 소정의 전압에 도달한 것을 검지하면, 충전 모드를 전환하여 정전압으로 충전을 행하는 정전압 충전 모드를 실시하도록 구성된 충전 회로를 구비한, 전술한 충전 방법을 실행하는 충전 장치로서 파악할 수도 있다.
도 1은 리프레시 충전을 행하는 대상인 연축전지로 이루어지는 조전지와, 리프레시 충전 장치가 조립된 발전 시스템의 회로도이다.
도 2는 본 실시 형태의 리프레시 충전 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 리프레시 충전의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 따른 리프레시 충전을 행한 경우의 충전 시간[h]－충전 전압[V]의 관계를 나타내는 도면이며, 도 4의 (b)는 충전 시간[h]－충전 전류[CA]의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 리프레시 충전 장치가 조립된 제2 실시 형태의 발전 시스템의 회로도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치를 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에서 리프레시 충전을 행하는 대상인, 연축전지로 이루어지는 조전지가 조립된 발전 시스템(1)의 회로도이며, 도 2는 조전지와 리프레시 충전 장치만을 나타낸 회로도이다. 태양 전지(SC)는, 직렬로 접속된 컨버터(3)를 개재하여 연축전지로 이루어지는 조전지(5)와 병렬 접속되어 있다. 또한, 조전지(5)는, 인버터(7)와 직렬로 접속된 부하(9)와 병렬 접속되어 있다. 예를 들면 부하(9)는 계통이며, 조전지(5)는, 날씨 등의 조건에 의해 출력이 변동하는 태양 전지(SC)의 출력을 평활화하여, 태양 전지의 출력을 계통과 연계시키는 목적으로 설치되어 있다. 조전지(5)의 충방전 전류는, 조전지(5)와 직렬로 접속된 전류계(11)에 의해 계측되고, 또한, 조전지(5)의 충방전 전압은, 입출력부 TN1 및 TN2의 사이에 접속된 전압계(13)에 의해 계측되고, 이것에 기초하여 컨버터(3)가 충방전 전류 및 전압을 조정하고 있다. 조전지(5)는, 2V―100Ah의 연축전지를 24셀 직렬로 접속한 것이다. 도 1에 점선으로 둘러싸서 나타낸 바와 같이, 주로, 컨버터(3), 조전지(5), 인버터(7)에 의해 전지 유닛(U)이 구성되어 있다.
통상 운전 시에는, 조전지(5)를 구성하는 연축전지의 각각은, SOC(State Of Charge)(배터리가 만충전 상태일 때를 100％로 하였을 때에, 실제로 사용할 수 있는 전지 용량)가, 60％ 정도로 되도록 충방전이 조정되어 있다. 이러한 사용 방법에 의해 연축전지를 사용하면, 부극 활물질 중에 황산납의 결정이 축적되어 간다. 따라서 축적된 황산납의 결정을 제거하기 위해, 리프레시 충전이 실시된다. 따라서 리프레시 충전은, 통상 운전 시에 행해지는 것이 아니라, 태양 전지(SC)로부터의 충전 및 부하에의 급전을 멈춘 상태에서 행해진다.
리프레시 충전 장치(15)는, 조전지(5)를 충전하기 위해, 충전 회로(17)와, 전류계(19)와, 전압계(21)로 구성되어 있다. 충전 회로(17)는, 직류 전원(23)과, 전류계(19) 및 전압계(21)가 검출한 검출값에 기초하여, 충전 전류 및 충전 전압을 제어하는 충전 제어 회로(25)로 구성되어 있다. 충전 회로(17)의 입출력부 TN10 및 TN20에는, 전압계(21)가 병렬로 접속되고, 또한, 전류계(19)가 충전 회로(17)에 대하여 직렬 접속되어 있다. 리프레시 충전을 행할 때에, 스위치 SW1 및 SW2를 폐쇄함으로써, 조전지(5)를 충전할 수 있다.
리프레시 충전은, 도 3의 플로우 차트에 따라 도시하지 않은 마이크로 컴퓨터에 의해 제어되는 충전 제어 회로(25)에 의해 실시된다. 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 표준적인 조전지(5)를 본 발명의 리프레시 충전 방법을 실시하는 리프레시 충전 장치(15)로 충전한 경우의 충전 시간[h]－충전 전압[V], 충전 시간[h]－충전 전류[CA]의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
스위치 SW1 및 SW2가 투입되어 리프레시 충전이 개시되면, 충전 제어 회로(25)를 제어하는 컴퓨터 프로그램에서는, 충전 시간 A에 「0」이 입력되어 충전 시간의 카운트가 개시되고(스텝 ST10), 우선, 설정 전압 E(2.42V/셀)가 될 때까지, 0.1CA로 정전류 충전 모드가 실시된다(스텝 ST20). 충전 제어 회로(25)는, 설정 전압 E에 도달한 것을 검지하면(스텝 ST30), 충전 모드를 전환하여, 정전압으로 충전을 행하는 정전압 충전 모드를 실시한다. 이때, 충전 제어 회로(25)를 제어하는 컴퓨터 프로그램에서는, 정전압 충전 시간 B에 「0」이 입력되어, 정전압 충전 시간의 카운트가 개시된다(스텝 ST40). 스텝 ST50부터 정전압 충전을 행함으로써, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 충전 전류는, 충전이 진행됨에 따라 점차로 감소하게 된다.
또한, 충전 전류가 거의 감소하지 않거나, 또는, 감소 속도가 느린 경우에는, 정상적으로 충전이 행해지지 않고, 충전 전류가 열로 변해 버리는, 즉, 조전지를 구성하는 연축전지의 일부 또는 전부에 이상이 있는 것을 의미하고 있다. 또한, 감소하는 속도가 지나치게 빠른 경우에도, 조전지를 구성하는 연축전지의 일부 또는 전부에 이상이 있는 것을 의미하고 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 이들 견지로부터, 후술하는 바와 같이, 리프레시 충전에 의해 조전지의 이상을 검지할 수 있도록 하고 있다.
스텝 ST60에서는, 충전 전류가 임계값 S0(0.06CA) 이하로 되었는지의 여부를 판정한다. 충전 전류가 임계값 S0 이하로 되어 있지 않은 경우에는, 총 충전 시간 A가 24시간인지의 여부를 판정한다(스텝 ST70). 「24시간」으로서 설정되어 있는 것은, 본 실시 형태에서는, 정상적인 조전지이면, 충전량이 제로인 상태로부터 충전을 개시하였다고 해도 충전이 완료되는 것이 시험에 의해 판명되고 있기 때문이다. 그러나 이 시간은, 24시간으로 한정되는 것은 아니다. 총 충전 시간 A가 24시간 이내이면, 스텝 ST50, ST60으로 되돌아가 충전을 계속한다. 충전 전류가 임계값 S0에 도달하지 않은 채 총 충전 시간 A가 24시간을 경과한 경우, 조전지(5)를 구성하는 복수의 연축전지 중의 1 이상의 연축전지에 이상이 있을 가능성이 높다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 이 경우에는, 충전 제어 회로(25)가, 알람 신호를 발생하고, 충전을 정지한 후에, 조전지의 일부에 이상이 있는 것을 도시하지 않은 램프를 점등시킴으로써 통지하도록 설정되어 있다(스텝 ST80).
충전 전류가 감소하고, 충전 전류가 임계값 S0 이하로 되면, 최대 타이머 시간 Tm을 설정한다(스텝 ST90). 본 실시 형태에서는, 임계값 Sx와 타이머 시간 Tx는, 다음 관계식을 만족하도록 정해져 있다.
Figure pct00002
단, Sx:전류값[CA]
Tx:타이머 시간[h]
이 관계식은, 표준적인 조전지의 충방전 실험에서 얻어진 데이터에 기초하는 관계식이며, 후술하는 중간 임계값과 예비 타이머 시간도 동일한 수학식 1로부터 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 임계값 S0으로서, 0.06CA가 설정되어 있고, 최대 타이머 시간 Tm은, 다음 관계식으로부터 유도되어, 12.2[h]가 설정되어 있다.
Figure pct00003
스텝 ST100에서는, 충전 전류가 중간 임계값 S1(0.04CA) 이하로 되었는지의 여부를 판정한다. 충전 전류가 중간 임계값 S1 이하로 되어 있지 않은 경우에는, 최대 타이머 시간 Tm이 경과하였는지의 여부를 판정한다(스텝 ST110). 최대 타이머 시간 Tm이 경과한 것이면, 충전은 완료되었다고 판정할 수 있으므로, 충전을 종료한다(스텝 ST120). 최대 타이머 시간 Tm이 경과하고 있지 않은 경우에는, 총 충전 시간 A가 24시간인지의 여부를 판정한다(스텝 ST130). 총 충전 시간 A가 24시간 이내이면, 스텝 ST100으로 되돌아가 충전을 계속한다. 총 충전 시간 A가 24시간을 경과한 경우, 알람 신호를 발생하고, 충전을 정지한 후에, 조전지의 일부에 이상이 있는 것을 도시하지 않은 램프를 점등시킴으로써 통지한다(스텝 ST140).
충전 전류가 감소하고, 충전 전류가 중간 임계값 S1(0.04CA) 이하로 되면, 예비 타이머 시간 T1을 설정한다(스텝 ST150). 전술한 바와 같이, 예비 타이머 시간 T1은, 수학식 1에 따라, 다음 관계식으로부터 유도되어, 최대 타이머 시간 Tm보다도 짧은 11.8[h]이 설정되어 있다.
Figure pct00004
스텝 ST160에서는, 충전 전류가 중간 임계값 S2(0.02CA) 이하로 되었는지의 여부를 판정한다. 충전 전류가 중간 임계값 S2 이하로 되어 있지 않은 경우에는, 최대 타이머 시간 Tm 또는 예비 타이머 시간 T1이 경과하였는지의 여부를 판정한다(스텝 ST170). 최대 타이머 시간 Tm 또는 예비 타이머 시간 T1이 경과한 것이면, 충전은 완료되었다고 판정할 수 있으므로, 충전을 종료한다(스텝 ST180). 최대 타이머 시간 Tm도 예비 타이머 시간 T1도 경과하고 있지 않은 경우에는, 총 충전 시간 A가 24시간인지의 여부를 판정한다(스텝 ST190). 총 충전 시간 A가 24시간 이내이면, 스텝 ST160으로 되돌아가 충전을 계속한다. 총 충전 시간 A가 24시간을 경과한 경우, 알람 신호를 발생하고, 충전을 정지한 후에, 조전지의 일부에 이상이 있는 것을 도시하지 않은 램프를 점등시킴으로써 통지한다(스텝 ST200).
충전 전류가 감소하고, 충전 전류가 중간 임계값 S2(0.02CA) 이하로 되면, 예비 타이머 시간 T2를 설정한다(스텝 ST210). 전술한 바와 같이, 예비 타이머 시간 T2는, 수학식 1에 따라, 다음 관계식으로부터 유도되어, 예비 타이머 시간 T1보다도 짧은 11.2[h]가 설정되어 있다.
Figure pct00005
스텝 ST220에서는, 충전 전류가 하한 전류값 Sm(0.003CA) 이하로 되었는지의 여부를 판정한다. 충전 전류가 하한 전류값 Sm 이하로 된 경우에는, 정전압 충전 시간 B가 1시간 미만인지의 여부를 판정한다(스텝 ST230). 정전압 충전 시간 B가 1시간 미만인 경우, 충전 전류가 감소하는 시간이 지나치게 빠르므로, 충전을 정상적으로 할 수 없을 정도로 조전지(5)의 전체가 열화되어 있을 가능성이 높다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 이 경우에는, 충전 제어 회로(25)가, 알람 신호를 발생하고, 충전을 정지한 후에, 조전지 전체가 열화되어 있는 것을 도시하지 않은 램프를 점등시킴으로써 통지하도록 설정되어 있다(스텝 ST240). 정전압 충전 시간 B가 1시간 미만이 아니면, 정상적으로 충전이 종료되었다고 판정할 수 있으므로, 충전을 종료한다(스텝 ST250).
충전 전류가 하한 전류값 Sm 이하로 되어 있지 않은 경우에는, 최대 타이머 시간 Tm, 예비 타이머 시간 T1 또는 예비 타이머 시간 T2가 경과하였는지의 여부를 판정한다(스텝 ST260). 최대 타이머 시간 Tm, 예비 타이머 시간 T1 또는 예비 타이머 시간 T2 모두 경과하고 있지 않은 경우에는, 총 충전 시간 A가 24시간인지의 여부를 판정한다(스텝 ST270). 총 충전 시간 A가 24시간 이내이면, 스텝 ST220으로 되돌아가 충전을 계속한다. 총 충전 시간 A가 24시간을 경과한 경우, 알람 신호를 발생하고, 충전을 정지한 후에, 조전지의 일부에 이상이 있는 것을 도시하지 않은 램프를 점등시킴으로써 통지한다(스텝 ST280). 최대 타이머 시간 Tm, 예비 타이머 시간 T1 또는 예비 타이머 시간 T2가 경과한 것이면, 충전은 완료되었다고 판정할 수 있으므로, 충전을 종료한다(스텝 ST290).
이하, 본 실시 형태와, 종래의 방법·장치에 의한 비교예를 나타낸다.
실시예에 사용한 리프레시 충전 장치(15)는, 도 2에 나타낸 바와 같다. 2V―100Ah의 연축전지로 이루어지는 조전지(5)를 각각 24셀 직렬로 접속하여 사용하였다. 금회 사용한 조전지는, SOC:70％의 상태로부터 리프레시 충전을 행하고, 정전류 충전의 값을 0.1CA, 설정 전압 E를 2.42V로 하였다. 또한, 임계값(S0, S1, S2, Sm), 타이머 시간(Tm, T1, T2) 및 총 충전 시간 A는, 상기 예와 마찬가지로 설정하였다(상세한 것은 표 1 참조).
〔제1 실시예〕
제1 실시예는, 전지 (a)로서, 사용하지 않은 신품의 전지를 이용하였다. 이 예에서는, 충전 시간은, 4.1시간으로, 충전을 종료하였다. 이때의 충전량은, 정격 용량에 대하여 28％였다.
〔제2 실시예〕
제2 실시예는, 전지 (b)로서, 1000사이클 사용한 전지를 이용하였다. 이 예에서는, 충전 시간은, 6.3시간으로, 충전을 종료하였다. 이때의 충전량은, 정격 용량에 대하여 38％였다.
〔제3 실시예〕
제3 실시예는, 전지 (c)로서, 2000사이클 사용한 전지를 이용하였다. 이 예에서는, 충전 시간은, 7.9시간으로, 충전을 종료하였다. 이때의 충전량은, 정격 용량에 대하여 33％였다.
〔제4 실시예〕
제4 실시예는, 전지 (d)로서, 3000사이클 사용한 전지를 이용하였다. 이 예에서는, 충전 시간은, 12.9시간으로, 충전을 종료하였다. 이때의 충전량은, 정격 용량에 대하여 23％였다.
비교예에서는, 앞서 설명한 특허문헌 1에 개시되어 있는 충전 방법의 플로우 차트를 이용하여 충전을 행하였다. 임계값 S, 충전 시간 T1, T2는, 표 2에 나타낸 바와 같다. T2는, 최대로 3회 반복하는 설정으로 되어 있다.
〔제1 종래예〕
제1 종래예는, 전지 (e)로서, 사용하지 않은 신품의 전지를 이용하였다. 이 예에서는, 충전 시간은, 4.4시간으로, 충전을 종료하였다. 이때의 충전량은, 정격 용량에 대하여 27％였다.
〔제2 종래예〕
제2 종래예는, 전지 (f)로서, 1000사이클 사용한 전지를 이용하였다. 이 예에서는, 충전 시간은, 6.7시간으로, 충전을 종료하였다. 이때의 충전량은, 정격 용량에 대하여 40％였다.
〔제3 종래예〕
제3 종래예는, 전지 (g)로서, 2000사이클 사용한 전지를 이용하였다. 이 예에서는, 충전 시간은, 8.1시간으로, 충전을 종료하였다. 이때의 충전량은, 정격 용량에 대하여 34％였다.
〔제4 종래예〕
제4 종래예는, 전지 (h)로서, 3000사이클 사용한 전지를 이용하였다. 이 예에서는, 충전 시간은, 7.0시간으로, 충전을 종료하였다. 이때의 충전량은, 정격 용량에 대하여 22％였다. 단, 제4 종래예에서는, 임계값 S까지 도달하지 않았으므로, 전지는 수명이라고 판단하였다.
상기한 실시예 및 비교예의 시험 조건과 결과의 일람을 표 1 및 표 2에 나타낸다.
Figure pct00006
Figure pct00007
상기한 결과로부터, 다음과 같이 판명되었다.
제1 실시예의 전지 (a)와 제1 비교예의 전지 (e)를 비교하면, 마찬가지의 전지를 이용하여, 충전량으로서는 큰 차이는 없지만, 제1 실시예 쪽이 충전 시간이 짧게 되어 있다. 즉, 본 발명에 의해 리프레시 충전을 행함으로써, 종래에 비해, 제어가 간단하면서, 단시간에 동등한 리프레시 충전을 행할 수 있는 것이 나타내어져 있다.
제2 실시예의 전지 (b)와 제2 비교예의 전지 (f)를 비교하면, 마찬가지의 전지를 이용하여, 충전량은, 비교예 쪽이 근소하게 크게 되어 있었다. 그러나 비교예 쪽은, 충전 시간이 길다. 따라서, 본 발명에 따르면, 빠른 시간에 리프레시 충전을 멈추면서, 충분한 리프레시 충전을 행할 수 있는 것이 나타내어져 있다. 이것은, 제3 실시예의 전지 (c)와 제3 비교예의 전지 (g)를 비교한 경우에도 동일한 것을 말할 수 있다.
제4 실시예의 전지 (d)와 종래예의 전지 (h)를 비교하면, 충전 시간이 제4 실시예 쪽이 길게 되어 있다. 그러나 제4 종래예에서는, 전지가 사용 가능한 것임에도 불구하고, 잘못하여 수명이라고 판단되어 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 간단한 제어로 수명의 판정도 정확하게 행할 수 있는 것이 나타내어져 있다.
본 실시 형태에서는, 리프레시 충전 장치(15)에 직류 전원(23)을 구비하여 리프레시 충전을 행하도록 구성하였지만, 또한, 태양 전지(SC)를 급전원으로서 이용할 수 있도록 구성하여, 리프레시 충전 장치를 구성해도 된다. 이와 같이 하면, 장시간에 걸쳐 맑게 갠 날이 계속되는 것이 판명되고 있는 경우에는, 태양 전지(SC)를 이용하여 리프레시 충전을 행하고, 그 이외의 경우에, 직류 전원(23)을 이용하도록 할 수도 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 조전지(5)를 구성하는 연축전지의 일부의 전조(연축전지의 케이스)에 도시하지 않은 온도 센서가 비치되어 있다. 상기 플로우 차트와는 별도로, 충전 제어 회로(25)는, 항상 온도 센서로부터 온도 정보를 취득하고 있고, 소정의 온도를 초과한 경우에는, 충전을 정지하도록 구성되어 있다. 이상 발열에 의해 전지가 열도주하거나 하는 것을 미연에 방지하기 위해서이다. 소정의 온도는, 조전지가 설치되는 환경에 따라 바꾸는 것이 바람직하지만, 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 50℃로 설정되어 있다. 온도 센서는, 조전지(5)를 구성하는 연축전지 중, 가장 온도가 오르기 쉬운 조전지 상부 등의 위치에 비치해 두면 보다 안전하다.
임계값과 타이머 시간의 관계를 결정하는 상기 수학식 1은 바람직한 일례로서, 리프레시 충전하는 조전지의 종류, 셀 수 등에 의해 적절히 변경할 수 있다. 실험에 의해, 본 실시 형태에 있어서, 수학식 1은, 오차를 고려하여, 다음 범위인 것을 확인하고 있다.
Figure pct00008
또한, 그 밖에 다음 식에 의해 임계값으로부터 타이머 시간을 결정해도 된다.
Figure pct00009
Figure pct00010
상기에서 사용한 임계값도 일례이며, 중간 임계값을 1개만으로 하거나, 2개보다도 많은 중간 임계값을 설정해도 되는 것은 물론이다.
본 실시 형태에서는, 스텝 ST80, ST140, ST200, ST240 및 ST280에 있어서, 이상을 검지한 경우에, 알람 신호를 발생하고, 충전을 정지하는 것으로 하였지만, 알람 신호를 수신하여 어떻게 처리할지는 임의이다. 예를 들면, 원격 감시를 하고 있는 경우이면, 원격지에 대하여, 에러를 통보하도록 해도 되는 것은 물론이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내는 도면이다. 도 5에 있어서, 도 1에 나타낸 실시 형태와 동일한 부재에는, 도 1에 부여한 부호의 수에 100을 더한 수의 부호를 부여하여 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 태양 전지[SC1, SC2, SC3…SCn 이하, 총칭하는 경우에 「태양 전지(SC)」라 함.]와 전지 유닛[U1, U2, U3…Un 이하, 총칭하는 경우에 「전지 유닛(U)」이라 함.]을 조합하여 구성한 시스템을 전환 회로(127)를 개재하여 부하(109)에 대하여 병렬 접속하여 발전 시스템(101)을 구성하고 있다. 전환 회로(127)는, 전환 제어 장치(128)로부터의 명령에 따라 전환 동작을 한다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와는 달리, 각 리프레시 충전 장치(115)에는 직류 전원이 포함되어 있지 않고, 각 리프레시 충전 장치(115)가 충전 제어 회로로서의 기능을 갖고 있다. 각 리프레시 충전 장치(115)는, 스위치 SW1을 개재하여, 조전지(105)에 접속되어 있다. 각 리프레시 충전 장치(115)에는, 각 전지 유닛(U)의 충전·방전 이력, 전회 리프레시 충전을 행한 일시, SOC 등의 이력 정보도 보존되어 있다. 또한 본 실시 형태에서 이용하는 인버터(107)는, 직류를 교류로 변환할 뿐만 아니라, 교류를 직류로 변환하는 컨버터로서의 기능을 갖고 있다.
본 실시 형태에서는, 조전지(105)의 리프레시 충전을 행하는 경우의 급전원으로서, 이하의 3개의 전원을 이용할 수 있다.
(i) 조전지(105)에 접속되어 있는 태양 전지(SC)를 이용한다.
(ii) 다른 전지 유닛(U)의 조전지(105)를 이용한다.
(iii) 외부 전원(130)을 이용한다.
전환 제어 장치(128)는, 기상 예보 회사로부터의 기상 정보를 바탕으로, 태양 전지(SC)의 발전량, 안정 발전, 발전 개시 시각 등의 예측을 세우고, 또한, 각 리프레시 충전 장치(115)가 보존하고 있는 각 전지 유닛(U)의 이력에 기초하여, 각 전지 유닛의 리프레시 충전의 순서를 결정하여, 전환 회로(127)를 전환함으로써, (i) 내지 (iii) 중 어느 하나를 급전원으로서 선택할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 전환 제어 장치(128)는, 각 리프레시 충전 장치(115)에 리프레시 충전을 개시하는 개시 명령을 출력하는 기능을 갖고 있다.
예를 들면, 장시간에 걸쳐 맑게 갠 날이 계속되는 것이 판명되고 있는 경우에는, 전환 제어 장치(128)는, 리프레시 충전이 필요한 1개의 전지 유닛(U)을 분리하고, 조전지(105)에 접속되어 있는 태양 전지(SC)를 이용하여 리프레시 충전을 행한다[(i)의 케이스].
또한, 날씨가 나빠, 발전량을 예상할 수 없는 경우에는, 다른 전지 유닛(U)을 급전원으로 한다[(ii)의 케이스]. 리프레시 충전 중에 출력측의 전력이 부족하게 되지 않도록, 본 실시 형태에서는, 급전측 전지 유닛수:충전측 전지 유닛수＝2:1이 되도록, 전환 제어 장치(128)가 전환을 설정하고 있다. 예를 들면, 전지 유닛(U1)의 조전지(105)를 리프레시 충전할 필요가 있는 경우에는, 전지 유닛(U2 및 U3)을 급전원으로서 이용한다. 이 경우에는, 전환 제어 장치(128)는, 전지 유닛(U1, U2 및 U3)을 부하(109)로부터 전기적으로 분리하고, 전지 유닛(U2 및 U3)으로부터 전지 유닛(U1)에 대하여, 교류 출력을 공급하도록 전환 회로(127)를 전환한다. 아울러, 전환 제어 장치(128)로부터의 개시 명령을 수신한 전지 유닛(U1)의 리프레시 충전 장치(115)가 SW1을 폐쇄함으로써, 전지 유닛(U1)의 인버터(107)를 교류―직류 변환 컨버터로서 이용하여, 전지 유닛(U1)의 조전지(105)에 전지 유닛(U2 및 U3)을 전원으로 하여 직류 전류가 흐르고, 리프레시 충전이 행해진다.
외부 전원(130)을 이용하는 경우[(iii)의 경우]는, 날씨가 나빠, 발전량을 예상할 수 없거나, 또한, 리프레시 충전이 긴급하게 필요해진 경우이다. 이 경우에는, 전환 제어 장치(128)는, 리프레시 충전이 필요한 조전지(105)를 갖는 전지 유닛(U)을 계통으로부터 분리하고, 외부 전원(130)으로부터 급전을 행하도록 전환 회로(127)를 전환한다.
이와 같이 구성함으로써, 극력, 외부 전원(130)의 전력을 이용하는 일 없이, 전지 유닛(U)의 조전지(105)를 리프레시 충전하는 것이 가능해진다.
상기 실시 형태는, 태양 전지의 출력으로 조전지를 충전하고 있지만, 그 밖의 자연 에너지를 활용하여 동작하는 발전원을 이용하는 경우에도, 본 발명은 당연히 적용할 수 있는 것이다.
본 발명에 따르면, 최대 타이머 시간이 경과하지 않아도, 충전이 충분한 것을 판정할 수 있어, 충전 시간을 짧게 하여, 필요한 충전량을 얻을 수 있는, 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치를 얻을 수 있다. 결과적으로, 불필요한 충전용 전력을 소비하는 일이 없어진다. 또한, 충전 전류와 충전 시간(타이머)에 의해 충전을 제어하고 있으므로, 종래와 같이 복잡한 제어를 필요로 하지 않아도 된다고 하는 효과가 있다.
1 : 발전 시스템
SC : 태양 전지
3 : 컨버터
5 : 조전지
7 : 인버터
9 : 부하
11 : 전류계
13 : 전압계
15 : 리프레시 충전 장치
17 : 충전 회로
19 : 전류계
21 : 전압계
23 : 직류 전원
25 : 충전 제어 회로

Claims (6)

  1. 만충전 상태보다도 적은 상태에서 통상 사용되는 복수의 연축전지로 이루어지는 조전지를 완전 충전 상태로 하기 위해,
    상기 조전지의 전압이 소정의 설정 전압에 도달할 때까지는 정전류로 충전을 행하는 정전류 충전 모드를 실시하고,
    상기 조전지의 전압이 상기 소정의 전압에 도달한 것을 검지하면, 충전 모드를 전환하여 정전압으로 충전을 행하는 정전압 충전 모드를 실시하고,
    상기 정전압 충전 모드에 있어서, 미리 시험에 기초하여 정한, 사용하는 상기 복수의 연축전지가 전부 수명에 도달하고 있지 않은 것을 전제로 하여, 충전 전류가 소정의 임계값 S0에 도달한 후에도 충전을 계속하여, 상기 복수의 연축전지가 상기 완전 충전 상태로 될 때까지 필요로 하는 것이 추정되는 최대 타이머 시간 Tm과, 상기 복수의 연축전지가 상기 완전 충전 상태로 되어 있는 것을 추정할 수 있는 충전 전류의 하한 전류값을 이용하여, 상기 충전 전류가 상기 소정의 임계값 S0에 도달하면, 상기 최대 타이머 시간 Tm의 계수를 개시하여 상기 최대 타이머 시간 Tm의 계수가 완료되면 충전을 정지하거나, 또는, 상기 충전 전류가 상기 소정의 임계값보다도 낮은 상기 하한 전류값에 도달한 것을 검지하면 충전을 정지하도록 동작을 실시하는 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법으로서,
    상기 정전압 충전 모드에 있어서, 상기 소정의 임계값 S0과 상기 하한 전류값의 사이에 단계적으로 작아지는 n개(n은 1 이상의 정수)의 중간 임계값 S1 내지 Sn을 설정하고, 또한 상기 충전 전류가 그 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn에 도달하면 계수가 개시되는 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn을 설정하고,
    상기 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn을, 상기 충전 전류가 상기 중간 임계값에 도달한 후에도 충전을 계속하여, 상기 복수의 연축전지가 상기 완전 충전 상태로 될 때까지 필요로 하는 것이 추정되는 시간으로서, Tm＞T1＞…＞Tn의 관계를 충족시키도록 설정하고,
    상기 하한 전류값이 검지되기 전에, 상기 최대 타이머 시간 Tm 및 상기 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn 중 어느 하나의 계수가 완료되면, 충전을 정지하는 것을 특징으로 하는 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 임계값 S0 및 상기 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn을 전류값 Sx[CA], 상기 최대 타이머 시간 Tm 및 상기 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn을 시간 Tx[h]로 한 경우에,
    상기 소정의 임계값 S0 및 상기 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn과, 상기 최대 타이머 시간 Tm 및 상기 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn은, 각각,
    Figure pct00011

    의 관계식을 만족하도록 정해져 있는, 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    충전 동작의 개시와 동시에 계수를 개시하여, 미리 정한 상기 최대 타이머 시간 Tm보다도 긴 한계 타이머 시간의 계수를 완료하였을 때에, 충전 동작이 계속되고 있는 경우에는, 상기 복수의 연축전지 중의 1 이상의 연축전지가 이상(異常)인 것을 판정하여 알람 신호를 발생하는, 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정전압 충전 모드에 의한 정전압 충전이 개시되고 나서 상기 충전 전류가 상기 하한 전류값에 도달할 때까지의 시간이, 상기 예비 타이머 시간보다도 짧은 최소 타이머 시간 이하인 경우에는, 상기 충전 전류가 상기 하한 전류값 이하로 된 후, 상기 복수의 연축전지가 수명에 도달하였다고 판정하여 알람 신호를 발생하는, 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 연축전지 중, 적어도 1 이상의 연축전지의 전조 표면의 온도를 측정하는 온도 측정기를 더 구비하고 있고,
    상기 온도 측정기가, 소정의 온도를 계측하면, 상기 1 이상의 연축전지가 이상인 것을 판정하여 알람 신호를 발생하는, 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법.
  6. 만충전 상태보다도 적은 상태에서 통상 사용되는 복수의 연축전지로 이루어지는 조전지를 완전 충전 상태로 하기 위해, 상기 조전지의 전압이 소정의 설정 전압에 도달할 때까지는 정전류로 충전을 행하는 정전류 충전 모드와, 상기 조전지의 전압이 상기 소정의 전압에 도달한 것을 검지하면, 충전 모드를 전환하여 정전압으로 충전을 행하는 정전압 충전 모드를 실시하도록 구성된 충전 회로를 구비하고,
    상기 충전 회로가, 상기 정전압 충전 모드에 있어서, 미리 시험에 기초하여 정한, 사용하는 상기 복수의 연축전지가 전부 수명에 도달하고 있지 않은 것을 전제로 하여, 충전 전류가 소정의 임계값 S0에 도달한 후에도 충전을 계속하여, 상기 복수의 연축전지가 상기 완전 충전 상태로 될 때까지 필요로 하는 것이 추정되는 최대 타이머 시간 Tm과, 상기 복수의 연축전지가 상기 완전 충전 상태로 되어 있는 것을 추정할 수 있는 충전 전류의 하한 전류값을 이용하여, 상기 충전 전류가 상기 소정의 임계값 S0에 도달하면, 상기 최대 타이머 시간 Tm의 계수를 개시하여 상기 최대 타이머 시간 Tm의 계수가 완료되면 충전을 정지하거나, 또는, 상기 충전 전류가 상기 소정의 임계값보다도 낮은 상기 하한 전류값에 도달한 것을 검지하면 충전을 정지하는 동작을 실시하도록 구성되어 있는 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 장치로서,
    상기 정전압 충전 모드에서는, 상기 소정의 임계값 S0과 상기 하한 전류값의 사이에 단계적으로 작아지는 n개(n은 1 이상의 정수)의 중간 임계값 S1 내지 Sn을 설정하고, 또한 상기 충전 전류가 그 n개의 중간 임계값 S1 내지 Sn에 도달하면 계수가 개시되는 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn이 설정되어 있고,
    상기 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn은, 상기 충전 전류가 상기 중간 임계값에 도달한 후에도 충전을 계속하여, 상기 복수의 연축전지가 상기 완전 충전 상태로 될 때까지 필요로 하는 것이 추정되는 시간으로서, Tm＞T1＞…＞Tn의 관계를 충족시키도록 설정되어 있고,
    상기 충전 회로는, 상기 하한 전류값이 검지되기 전에, 상기 최대 타이머 시간 Tm 및 상기 n개의 예비 타이머 시간 T1 내지 Tn 중 어느 하나의 계수가 완료되면, 충전을 정지하는 것을 특징으로 하는 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 장치.
KR1020137006932A 2012-09-03 2012-09-03 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치 KR101820807B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/072357 WO2014033952A1 (ja) 2012-09-03 2012-09-03 鉛蓄電池からなる組電池のリフレッシュ充電方法及び充電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150048604A true KR20150048604A (ko) 2015-05-07
KR101820807B1 KR101820807B1 (ko) 2018-01-23

Family

ID=50182797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137006932A KR101820807B1 (ko) 2012-09-03 2012-09-03 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9112371B2 (ko)
EP (1) EP2894760B1 (ko)
JP (1) JP5423925B1 (ko)
KR (1) KR101820807B1 (ko)
CN (1) CN103782475B (ko)
TW (1) TWI587601B (ko)
WO (1) WO2014033952A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190068940A (ko) * 2017-12-11 2019-06-19 현대자동차주식회사 전기 자동차의 배터리 충전 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2991521B1 (fr) * 2012-06-01 2014-06-06 St Microelectronics Des & Appl Procede de chargement d'un appareil portable a partir d'un ordinateur alimente par batterie
TW201530971A (zh) * 2014-01-27 2015-08-01 鴻海精密工業股份有限公司 電池組充電控制方法及裝置
CN104242397B (zh) * 2014-09-25 2017-12-26 联想(北京)有限公司 多电池快速充电电路及其充电方法
WO2016100406A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-23 Sinewatts, Inc. Dispatchable photovoltaic panel with fully integrated energy storage and grid interactive power conversion
CN106299512B (zh) * 2016-08-29 2019-01-18 北京小米移动软件有限公司 充电方法及装置
WO2019077711A1 (ja) * 2017-10-18 2019-04-25 日本たばこ産業株式会社 バッテリユニット、香味吸引器、バッテリユニットを制御する方法、及びプログラム
CN107968472B (zh) * 2017-11-24 2019-05-07 珠海格力电器股份有限公司 一种充电器及其控制方法
JP7100804B2 (ja) * 2018-11-28 2022-07-14 トヨタ自動車株式会社 電源システム
TWI726590B (zh) 2019-01-30 2021-05-01 財團法人工業技術研究院 充放電裝置和充放電方法
KR102363954B1 (ko) * 2019-12-27 2022-02-17 재단법인대구경북과학기술원 베타전지용 탄소전극, 이를 포함하는 베타전지 및 이의 제조방법
KR102390649B1 (ko) * 2019-12-27 2022-04-26 주식회사 코리아비티에스 차량용 보조 배터리 충전 관리 장치 및 그 방법
JP7473898B2 (ja) * 2021-05-27 2024-04-24 株式会社Tmeic 給電装置およびそれを備える給電システム
CN113884888B (zh) * 2021-10-29 2024-01-02 章鱼博士智能技术(上海)有限公司 一种电池控制方法及装置
CN117526529B (zh) * 2024-01-05 2024-03-08 上海泰矽微电子有限公司 一种充电控制方法、装置、电子设备和介质

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6162325A (ja) * 1984-08-31 1986-03-31 日立工機株式会社 充電器
JP3216133B2 (ja) * 1990-11-13 2001-10-09 ソニー株式会社 非水電解質二次電池の充電方法
JPH0530667A (ja) * 1991-07-16 1993-02-05 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 蓄電池充電装置
US5726555A (en) * 1995-02-28 1998-03-10 Nec Corporation Battery charger capable of displaying necessary charging time
EP1160953B1 (en) * 2000-05-29 2009-12-02 Panasonic Corporation Method for charging battery
JP2002017049A (ja) 2000-06-30 2002-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充放電システム
JP2002315216A (ja) 2001-04-05 2002-10-25 Yamaha Motor Co Ltd 電動ゴルフカートの急速充電装置
JP2005006461A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Panasonic Ev Energy Co Ltd 無人搬送車用二次電池の充放電制御方法
TW200838089A (en) * 2007-03-08 2008-09-16 Evt Technology Co Ltd Battery charge device with independent charge function
JP4946749B2 (ja) * 2007-09-14 2012-06-06 三菱自動車工業株式会社 車両のバッテリ制御装置
JP5141408B2 (ja) * 2008-07-08 2013-02-13 新神戸電機株式会社 鉛蓄電池の均等充電方式
CN102150316B (zh) * 2009-10-26 2013-12-25 新神户电机株式会社 铅蓄电池的运用方法和具有根据该运用方法运用的铅蓄电池的蓄电装置
JP5233050B2 (ja) 2010-01-08 2013-07-10 株式会社小松製作所 産業車両のバッテリ充電装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190068940A (ko) * 2017-12-11 2019-06-19 현대자동차주식회사 전기 자동차의 배터리 충전 방법
CN110014935A (zh) * 2017-12-11 2019-07-16 现代自动车株式会社 用于对电动车辆的电池充电的方法
CN110014935B (zh) * 2017-12-11 2023-11-14 现代自动车株式会社 用于对电动车辆的电池充电的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9112371B2 (en) 2015-08-18
TWI587601B (zh) 2017-06-11
JPWO2014033952A1 (ja) 2016-08-08
CN103782475B (zh) 2017-05-17
EP2894760A4 (en) 2016-04-13
JP5423925B1 (ja) 2014-02-19
EP2894760A1 (en) 2015-07-15
KR101820807B1 (ko) 2018-01-23
WO2014033952A1 (ja) 2014-03-06
TW201429116A (zh) 2014-07-16
CN103782475A (zh) 2014-05-07
US20140340050A1 (en) 2014-11-20
EP2894760B1 (en) 2017-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101820807B1 (ko) 연축전지로 이루어지는 조전지의 리프레시 충전 방법 및 충전 장치
KR101322617B1 (ko) 배터리를 구비한 무정전전원장치의 에너지저장시스템 및 그 운전방법
JP5173276B2 (ja) 電源システム、電源システムの電力供給制御方法及びその電力供給制御プログラム
EP2452413B1 (en) Battery charging method and apparatus
JP5966583B2 (ja) 電力制御装置
US20130187466A1 (en) Power management system
US20120176095A1 (en) Electric power management system
WO2011048471A1 (ja) 電力供給装置
WO2008065910A1 (en) Accumulator failure detecting device, accumulator failure detecting method, accumulator failure detecting program, and computer-readable recording medium containing the accumulator failure detecting program
JP2011158267A (ja) 二次電池システム
JP2003132960A (ja) 電力供給システムに用いる蓄電池の充電状態検出方法および蓄電池の劣化判定方法
JP2013085386A (ja) 蓄電池制御装置、蓄電池制御方法、電力貯蔵システム及び電気自動車の駆動システム
JP2012249484A (ja) 蓄電システム
JP2012253975A (ja) アルカリ蓄電池の充放電制御方法および充放電システム
JP2013160582A (ja) 組電池システムおよび組電池システムの管理方法
WO2019155507A1 (ja) 直流給電システム
KR101425394B1 (ko) 축전지 진단 또는 재생 기능을 가진 전력 변환 시스템
JP5394823B2 (ja) 充電制御装置、キャパシタモジュール及び充電制御方法
KR101736419B1 (ko) 과충전의 예방이 가능한 배터리 충전방법
JP5772615B2 (ja) 蓄電システム
JP2013192388A (ja) 組電池の放電制御システムおよび放電制御方法
JP5626756B2 (ja) リチウムイオン組電池の管理方法および管理装置
JP5649281B2 (ja) 組電池の充放電装置
JP2021197220A (ja) 亜鉛電池の制御方法および電源システム
JP2021184347A (ja) 亜鉛電池の制御方法および電源システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant